WO2007102558A1 - 送りねじ機構及びステアリング装置 - Google Patents

Abstract

　常温時の状態で、送りナット５５、６５のピッチＢ２を、送りねじ軸５３、６３のピッチＡ２よりも若干大きくしている。従って、送りナット５５、６５のねじ山が送りねじ軸５３、６３のねじ山に若干の締代で押し付けられるため、送りねじ軸５３、６３と送りナット５５、６５との間にガタが無く、円滑な送り動作を行うことができる。低温時の状態になると、送りナット５５、６５の方が送りねじ軸５３、６３よりも大きく収縮し、その結果として、送りナット５５、６５のピッチＢ１と送りねじ軸５３、６３のピッチＡ１がほぼ同一寸法になる。

Description

ステアリング装置

技術分野

[0001] 本発明はステアリング装置、特に、ステアリングホイールのチルト位置、または、テレ スコピック位置を、送りねじ機構の送り運動により調整することができるステアリング装 置、及び、送りねじ機構に関する。

背景技術

[0002] 運転者の体格や運転姿勢に応じて、ステアリングホイールのチルト位置ゃテレスコ ピック位置を調整する必要がある。このチルト位置、または、テレスコピック位置の調 整を、電動モータの回転で送りねじ軸を回転させ、この送りねじ軸に螺合する送りナ ットを直進移動させて行うステアリング装置がある。

[0003] このようなステアリング装置に使用される従来の送りねじ機構は、送りねじ軸を金属 で成形し、送りナットを合成樹脂で成型し、この送りナットを半径方向内側に変形させ て、送りねじ軸の外周に送りナットの内周を押し付けることで、送りねじ軸と送りナットと の間のガタをなくしている。

[0004] しかしながら、合成樹脂の熱膨張係数は、金属の熱膨張係数よりも力なり大きい。

従って、ステアリング装置の使用温度が常温よりも低温になると、榭脂製の送りナット は、軸方向および径方向に縮む。その結果、軸方向の縮みによって、送りねじ軸のリ ードよりも送りナットのリードのほうが小さくなつて締代が大きくなり、また、径方向の縮 みにより、送りナットの内径が送りねじ軸の外径よりも縮径して、締代が大きくなる。よ つて、送りねじ機構が作動したときのトルクの上昇、トルクの変動、作動音の上昇が起 きる。

[0005] 榭脂製の送りナットを使用する場合、ねじ強度を確保するために、ある程度のねじ 長さを必要とするので、ナット直径とナット軸方向長さを比較すると、ナット軸方向長さ のほうが長くなる。よって、温度変化による寸法の変化量は、ナット軸方向長さのほう が大きくなるので、締代増大による作動トルクの上昇、作動トルクの変動、作動音の 上昇への影響は、軸方向の縮みによるリード差によるもののほうが大きい。締代増大 により作動トルクが上昇すると、大出力の大型モータが必要となるため、製造コストが 上昇すると共に、大きなスペースが必要になるため、配置の自由度が制約される。

[0006] また、ステアリング装置の使用温度が常温よりも高温になると、榭脂製の送りナット は、軸方向および径方向に伸びる。その結果、軸方向の伸びによって、送りねじ軸の リードよりも送りナットのリードのほうが大きくなつて締代が大きくなり、また、径方向の 伸びにより、送りナットの内径が送りねじ軸の外径よりも拡径して、ガタが大きくなる。

[0007] このような、温度変化によって生じる送りねじ機構の動作不具合を抑制する送りねじ 機構を有するステアリング装置として、特許文献 1に開示されたステアリング装置があ る。特許文献 1のステアリング装置は、送りナットの軸方向両端の軸受部に、軸方向 両端部が開放された軸方向スリットを形成している。さらに、送りナットの軸方向中央 部の有効径を、低温時に送りナットが締まる締代を加えた大径にし、送りナットの軸方 向両端の有効径を、常温で隙間のない小径にし、残りの軸方向の有効径を大径から 小径へと徐々に変化する有効径にしている。

[0008] し力しながら、特許文献 1に開示されたステアリング装置では、送りナットの径方向 の締代を調整可能にして、送りねじ機構の作動不具合を改善しているが、この構造 では、ねじ軸方向の締代 (送りナットと送りねじ軸のリード差によるもの）の調整が出来 ない。榭脂ナットを使用する場合、ねじ強度を確保するために、ある程度のねじ長さ を必要とするので、ナット直径とナット軸方向長さを比較すると、ナット軸方向長さのほ うが長くなる。よって、温度変化による寸法の変化量は、ナット軸方向長さのほうが大 きくなるので、締代増大による作動トルクの上昇、作動トルクの変動、作動音の上昇 への影響は、軸方向の縮みによるリード差によるもののほうが大きい。

[0009] そのため、低温時に送りナット径方向の締代を調整可能にしても、より影響の大きい ねじ軸方向締代の増加を抑制できないので、トルクの上昇、トルクの変動、作動音の 上昇が起こる。また締代が大きくなり作動トルクが増加するため、これを駆動するため に、大出力の大型モータが必要となるため、大きなスペースが必要になり、配置の自 由度が制約される。また、送りナット自体の構造も複雑なため、送りナットの加工コスト が上昇する。

[0010] また、特許文献 2に示す送りねじ機構では、送りねじ軸を金属で成形し、送りナット を合成樹脂で成型することにより、送りねじ軸と送りナットの螺合時の摺動抵抗を減少 させて、送りねじ機構の耐久性を向上させると共に、送り移動時の動作音を低減して いる。

[0011] し力しながら、特許文献 2に示すような従来の送りねじ機構の送りねじ軸のねじ山の 幅と、送りナットのねじ山の幅は同一寸法（ねじ山のピッチの半分）に形成されている 。ところが、金属製の送りねじ軸と合成樹脂製の送りナットでは、合成樹脂製の送りナ ットの方が材料強度が極端に小さい。従って、材料強度の小さい送りナットに合わせ て、ねじの嚙み合い長さ（送りナットの軸方向の長さ）を決めているため、送りナットが 大型化し、送りナットの重量が増加すると共に、製造コストが上昇する問題があった。

[0012] 特許文献 3の電動チルト式ステアリング装置は、ウォームを軸支する軸受部材に弹 性変形部を設け、この弾性変形部の弾性力によって、ウォームに軸方向の予圧力を 付与しているが、温度変化による予圧力の変動は避けられな力つた。

[0013] また、特許文献 4の電動パワーステアリング装置は、金属製のウォームと榭脂製のゥ オームホイールの中心間の距離の線膨張量力 アルミニウム製のハウジングの線膨 張量と等しくなるように各部の寸法を設定して、ウォームとウォームホイールの嚙み合 い部のノ ックラッシを適切な値に維持するようにしたものである力 回転可能に送りナ ットを軸支した送りねじ機構に適用したものではない。

[0014] 特許文献 1 :特開 2001— 315648号公報

特許文献 2：特開 2000 - 238647号公報

特許文献 3：実開平 7— 8156号公報

特許文献 4：特許第 3379092号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0015] 本発明は、使用温度が変化しても、作動トルクの上昇、作動トルクの変動、作動音 の上昇、予圧力の変動を押えることのできる送りナット回転時の打音の発生を抑制可 能な送りねじ機構及びステアリング装置を提供することを課題とする。本発明の提供 する送りねじ機構及びステアリング装置によれば、作動トルクが上昇しないので、送り ねじ機構を駆動するモータの出力が小さくて済む。その結果、モータの小型化が可 能で、製造コストが削減されると共に、スペースが小さくて済む。ゆえに、配置の自由 度が向上する。さらに、送りナット自体の構造も簡単で、送りナットの加工コストが削減 される。

課題を解決するための手段

[0016] 上記課題は以下の手段によって解決される。

本発明の第 1の側面によれば、

金属製の送りねじ軸と

前記送りねじ軸に螺合し、相対移動する合成樹脂製の送りナットとを有する送りねじ 機構であって、

前記送りねじ機構は、前記送りねじ機構の使用温度が高温になるに従って、送りね じ機構を作動するのに必要な作動トルクが大きくなる特性を備えたこと

を特徴とする送りねじ機構が提供される。

[0017] 本発明の第 2の側面によれば、

金属製の送りねじ軸と

前記送りねじ軸に螺合し、相対移動する合成樹脂製の送りナットとを有する送りねじ 機構であって、

常温時に、前記送りねじ機構の送りナットのピッチが送りねじ軸のピッチよりも大きく 形成されていること

を特徴とする送りねじ機構が提供される。

[0018] 本発明の第 3の側面によれば、本発明の第 2の側面に力かる送りねじ機構において

、前記送りナットのピッチは、実質的に、送りねじ軸のピッチよりも送りナットの軸方向 長さの 0. 025%力ら 0. 075%の範囲で大きく形成されていること

を特徴とする送りねじ機構が提供される。

[0019] 本発明の第 4の側面によれば、本発明の第 2に側面に力かる送りねじ機構において

、前記送りナットの軸方向の端面には環状溝が形成されていること

を特徴とする送りねじ機構が提供される。

[0020] 本発明の第 5の側面によれば、本発明の第 4の側面に力かる送りねじ機構において

、前記環状溝の内周面が環状溝の開口側に向かって小径に形成されていること を特徴とする送りねじ機構が提供される。

[0021] 本発明の第 6の側面によれば、本発明の第 2の側面に力かる送りねじ機構において

、前記送りナットを形成する合成樹脂のガラス転移点が、送りねじ機構の使用温度範 囲の上限値を超える値であること

を特徴とする送りねじ機構が提供される。

[0022] 本発明の第 7の側面によれば、

その車体後方側にステアリングホイールが装着されるステアリングシャフト、 前記ステアリングシャフトを回転可能に軸支し、チルト中心軸を支点とするチルト位 置調整、または、前記ステアリングシャフトの中心軸線に沿ったテレスコピック位置調 整が可能なコラム、

前記コラムを車体に取り付ける車体取付けブラケット、

前記コラムまたは車体取付けブラケットに設けられた電動ァクチユエータ、 前記電動ァクチユエータによって前記コラムのチルト運動、または、テレスコピック運 動を行う本発明の第 1の側面にかかる送りねじ機構を備えるステアリング装置が提供 される。

[0023] 本発明の第 8の側面によれば、

その車体後方側にステアリングホイールが装着されるステアリングシャフト、 前記ステアリングシャフトを回転可能に軸支し、チルト中心軸を支点とするチルト位 置調整、または、前記ステアリングシャフトの中心軸線に沿ったテレスコピック位置調 整が可能なコラム、

前記コラムを車体に取り付ける車体取付けブラケット、

前記コラムまたは車体取付けブラケットに設けられた電動ァクチユエータ、 前記電動ァクチユエータによって前記コラムのチルト運動、または、テレスコピック運 動を行う本発明の第 2の側面にかかる送りねじ機構を備えるステアリング装置が提供 される。

[0024] 本発明の第 9の側面によれば、本発明の第 8の側面に力かるステアリング装置にお いて、前記送りナットのピッチは、実質的に、送りねじ軸のピッチよりも送りナットの軸 方向長さの 0. 025%力ら 0. 075%の範囲で大きく形成されていること を特徴とするステアリング装置が提供される。

[0025] 本発明の第 10の側面によれば、本発明の第 8の側面に力かるステアリング装置に おいて、前記送りナットの軸方向の端面には環状溝が形成されていること を特徴とするステアリング装置が提供される。

[0026] 本発明の第 11の側面によれば、本発明の第 10の側面に力かるステアリング装置に おいて、前記環状溝の内周面が環状溝の開口側に向かって小径に形成されている こと

を特徴とするステアリング装置が提供される。

[0027] 本発明の第 12の側面によれば、本発明の第 9の側面に力かるステアリング装置に おいて、前記送りナットを形成する合成樹脂のガラス転移点が、送りねじ機構の使用 温度範囲の上限値を超える値であること

を特徴とするステアリング装置が提供される。

[0028] 本発明の第 13の側面によれば、本発明の第 7の側面に力かるステアリング装置に おいて、前記送りねじ機構の送りナットのねじ山の幅力 送りねじ軸のねじ山の幅より も大きく形成されていること

を特徴とするステアリング装置が提供される。

[0029] 本発明の第 14の側面によれば、本発明の第 13の側面に力かるステアリング装置に おいて、前記送りナットのねじ山の幅と送りねじ軸のねじ山の幅の比力 送りナットの 材料強度と送りねじ軸の材料強度の逆数に比例して形成されていること

を特徴とするステアリング装置が提供される。

[0030] 本発明の第 15の側面によれば、本発明の第 13の側面に力かるステアリング装置に おいて、前記送りねじ軸が転造ねじであることを特徴とするステアリング装置が提供さ れる。

[0031] 本発明の第 16の側面によれば、本発明の第 8の側面に力かるステアリング装置に おいて、前記送りねじ機構の送りナットのねじ山の幅力 送りねじ軸のねじ山の幅より も大きく形成されていること

を特徴とするステアリング装置が提供される。

[0032] 本発明の第 17の側面によれば、本発明の第 16の側面に力かるステアリング装置に おいて、前記送りナットのねじ山の幅と送りねじ軸のねじ山の幅の比力 送りナットの 材料強度と送りねじ軸の材料強度の逆数に比例して形成されていること

を特徴とするステアリング装置が提供される。

[0033] 本発明の第 18の側面によれば、本発明の第 16にかかるステアリング装置において 、前記送りねじ軸が転造ねじであることを特徴とするステアリング装置が提供される。 発明の効果

[0034] 本発明のステアリング装置、及び、送りねじ機構では、常温時に、合成樹脂製の送 りナットのピッチを金属製の送りねじ軸のピッチよりも大きく形成している。従って、使 用温度が変化しても、作動トルクの上昇、作動トルクの変動、作動音の上昇が起こら ず、作動トルクが上昇しないので、送りねじ機構を駆動するモータの出力が小さくて 済み、その結果、モータの小型化が可能で、製造コストが削減されると共に、スぺー スが小さくて済むため、配置の自由度が向上する。また、送りナット自体の構造も簡 単で、送りナットの加工コストが削減され、送りナットの軸方向の寸法を短縮することが 可能となる。

[0035] また、ステアリング装置においては、送りねじ機構以外の構造部分の作動部ゃ摺動 部も、グリース等の影響によって、低温時に作動トルクの上昇等が起こる。本発明の 送りねじ機構では、送りねじ機構の使用温度が高温になるに従って、送りねじ機構を 作動するのに必要な作動トルクが大きくなる特性を備えている。

[0036] 従って、本発明の送りねじ機構をステアリング装置に使用することによって、ステアリ ング装置全体としての低温時の作動トルクの上昇等を抑えることができ、その結果、 出力の小さいモータで駆動できるため、モータの小型化が可能で、製造コストが削減 されると共に、スペースが小さくて済むため、配置の自由度が向上する。

[0037] 本発明のステアリング装置では、送りねじ機構の送りナットのねじ山の幅を、送りね じ軸のねじ山の幅よりも大きく形成している。従って、送りナット軸方向の長さが短くな り、その結果、送りナットの重量が軽減されると共に、製造コストを低減することが可能 となる。

[0038] 本発明のステアリング装置では、温度変化による送りナット及び軸受の軸方向の寸 法変化量の合計と、温度変化によるハウジングの軸方向の寸法変化量が同一になる ように、送りナット、軸受、及び、ハウジングの軸方向の寸法を設定している。従って、 温度変化による予圧力の変動が押さえられ、作動トルクの上昇や送りナット回転時の 打音の発生を抑制することが可能となる。

図面の簡単な説明

[図 1]本発明の電動ステアリング装置を車両に取り付けた状態を示す全体斜視図で ある。

[図 2]本発明のチルト 'テレスコピック式の電動ステアリング装置の要部を示す正面図 である。

[図 3]図 2の ΠΙ— ΠΙ断面図であって、チルト駆動機構の要部を示す。

[図 4]本発明のテレスコピック式の電動ステアリング装置の要部を示す正面図である。

[図 5]本発明の実施例 1の送りねじ軸と送りナットとの螺合部を示す部分拡大断面図 であって、（1)が高温時、（2)が常温時、（3)が低温時の状態を示す。

[図 6]本発明の実施例 2の送りねじ軸と送りナットとの螺合部を示す断面図であって、

(1)は螺合部全体を示す断面図、（2)は（1)の P部拡大断面図、（3)は送りナットの ねじ山と送りねじ軸のねじ山との間の締代が大きくなつた時の状態を示す P部拡大断 面図である。

[図 7]本発明の実施例 3の送りねじ軸と送りナットとの螺合部を示す断面図であって、 (1)は螺合部全体を示す断面図、（2)は（1)の Q部拡大断面図、（3)は送りナットの ねじ山と送りねじ軸のねじ山との間の締代が大きくなつた時の状態を示す Q部拡大断 面図である。

[図 8]使用温度によって、本発明の送りねじ機構の作動トルクがどのように変化するか を確認するために行った試験結果を示す線図であって、送りナットと送りねじ軸のピッ チ差による特性の違いを試験した結果を示すものである。

[図 9]従来の送りねじ機構の使用温度による作動トルク特性と、本発明の送りねじ機 構の使用温度による作動トルク特性の違いを説明するための線図である。

[図 10]使用温度によって、従来のステアリング装置の作動トルク及び作動力が、どの ように変化するかを説明するための線図である。

[図 11]使用温度によって、本発明のステアリング装置の作動トルク及び作動力が、ど のように変化するかを説明するための線図である。

[図 12]実施例 4にかかる送りねじ軸と送りナットとの螺合部を示す部分拡大断面図で ある。

[図 13]実施例 4にかかる送りねじ軸のねじ山の幅と送りナットのねじ山の幅の計算方 法の一例を示す部分拡大断面図である。

[図 14]本発明の実施例 5のテレスコピック式の電動ステアリング装置の要部を示す一 部を断面した正面図である。

[図 15]図 14のテレスコ駆動機構の要部を示す断面図である。

[図 16]本発明の実施例 6のテレスコピック式の電動ステアリング装置の要部を示す一 部を断面した正面図である。

[図 17]図 16のテレスコ駆動機構の要部を示す断面図である。

[図 18]本発明の実施例 7のテレスコピック式の電動ステアリング装置の要部を示す一 部を断面した正面図である。

[図 19]図 18のテレスコ駆動機構の要部を示す断面図である。

[図 20]本発明の実施例 8のチルト 'テレスコピック式の電動ステアリング装置の要部を 示す正面図である。

[図 21]図 20の XXI— XXI断面図であって、チルト駆動機構の要部を示す断面図であ る。

[図 22]図 21の XXII— XXII断面図であって、チルト用モータとウォームの要部を示す 符号の説明

101 電動ステアリング装置

102 ステアリングシャフト

102A 上部ステアリングシャフト

102B 下部ステアリングシャフト

103 ステアリングホイ一ノレ

104 ユニバーサルジョイント

105 中間シャフト 106 ユニバーサルジョイント 107 ステアリングギヤ 108 タイロッド

11 車体

2 車体取付けブラケット

21 上板

3 ロアーコラム

31 ブラケット

32 チルト中心軸

アツノく一コラム

1 フランジ

5 テレスコ駆動機構

51 テレスコ用モータ

52 ウォーム

53 送りねじ軸

54 ウォームホイール

55 送りナット

56A、 56B 軸受

6 チルト駆動機構

61 チノレト用モータ

62 ウォーム

63 送りねじ軸

631、 632 軸受

64 ウォームホイール

65 送りナット

651 チルト駆動力伝達突起 66 係合孔

70 ねじの軸線 71 有効径

71A 端面

72 環状溝

73 中心軸線

74 環状溝

741 内周面

742 外周面

1101 電動ステアリング装置 1102A 上咅ステアリングシャフト 1102B 下部ステアリングシャフト

1103 ステアリングホイ一ノレ

1011 車体

1002 車体取付けブラケット

1021 上板

1022 側板

1003 ロアーコラム

1031 ブラケット

1032 チルト中心軸

1033 長孔

1004 アッパーコラム

1041 フランジ

1005 テレスコ駆動機構

1050 ハウジング

1501 大径孔

1502 小径孔

1503 雌ねじ

1504 右端面

1505 閉鎖端面 1506 貫通孔

1051 テレスコ用モータ 1052 ウォーム

1053 送りねじ軸 1054 ウォームホイール 1055 送りナツ卜 1551 右端面

1552 左端面

1056 軸受

1056A 外輪

1561A 左端面 1056B 内輪

1561B 右端面

1057 軸受

1057A 外輪

1571A 右端面 1057B 内輪

1571B 左端面

1058 軸受押さえナット 1581 雄ねじ

1582 左端面

1583 軸受孔

1584 段差面

1585 軸受孔

1586 段差面

1059 ロックナツ卜 1591 左端面

1006 チルト駆動機構 1060 ハウジング

1601 大径孔

1602 小径孔

1603 雌ねじ

1061 チルト用モータ

1611 出力軸

1612、 1613 軸受

1062 ウォーム

1063 送りねじ軸

1631 チルト駆動力伝達ピン

1064 ウォームホイール

1065 送りナット

1066 軸受

1067 軸受

1068 軸受押さえナット

1681 雄ねじ

1685 軸受孔

1069 ロックナツ卜

発明を実施するための最良の形態

[0041] 以下の実施例では、ステアリングホイールの上下方向位置と前後方向位置の両方 の位置を調整する、チルト 'テレスコピック式の電動ステアリング装置、及び、ステアリ ングホイールの前後方向位置のみを調整する、テレスコピック式の電動ステアリング 装置に本発明を適用した例について説明する。もちろん、本発明は、ステアリングホ ィールの上下方向位置のみが調整可能なチルト式の電動ステアリング装置に適用し てもよい。

[0042] 図 1は本発明の電動ステァリング装置 101を車両に取り付けた状態を示す全体斜 視図である。電動ステアリング装置 101は、ステアリングシャフト 102を回動自在に軸 支している。ステアリングシャフト 102には、その上端 (車体後方側）にステアリングホ ィール 103が装着され、ステアリングシャフト 102の下端 (車体前方側）には、ュ-バ ーサルジョイント 104を介して中間シャフト 105が連結されている。

[0043] 中間シャフト 105にはその下端にユニバーサルジョイント 106が連結され、ュ-バー サルジョイント 106には、ラックアンドピ-オン機構等力もなるステアリングギヤ 107が 連結されている。

[0044] 運転者がステアリングホイール 103を回転操作すると、ステアリングシャフト 102、ュ 二バーサルジョイント 104、中間シャフト 105、ユニバーサルジョイント 106を介して、 その回転力がステアリングギヤ 107に伝達され、ラックアンドピ-オン機構を介して、 タイロッド 108を移動し、車輪の操舵角を変えることができる。

[0045] 図 2はチルト 'テレスコピック式の電動ステアリング装置 101の要部を示す正面図で ある。図 3は図 2の III— III断面図であって、チルト駆動機構の要部を示す。

[0046] 図 2から図 3に示すように、本発明のチルト 'テレスコピック式の電動ステアリング装 置 101は、車体取付けブラケット 2、ロアーコラム（アウターコラム） 3、アッパーコラム（ インナーコラム) 4等から構成されて 、る。

[0047] 車体後方側の車体取付けブラケット 2は、その上板 21が車体 11に固定されている 。ロアーコラム 3の車体前方側端部にはブラケット 31がー体的に形成され、このブラ ケット 31にチルト中心軸 32が取付けられている。このチルト中心軸 32を支点として、 中空円筒状のロアーコラム 3の車体前方側端部が、車体 11に、チルト位置調整（図 2 の紙面に平行な平面内で揺動）可能に軸支されて 、る。

[0048] ロアーコラム 3の内周には、アッパーコラム 4がテレスコピック位置調整（ロアーコラム 3の中心軸線に平行に摺動）可能に嵌合している。アッパーコラム 4には、上部ステア リングシャフト 102Aが回動可能に軸支され、上部ステアリングシャフト 102Aの車体 後方側（図 2の右側)端部には、ステアリングホイール 103 (図 1参照）が固定されてい る。

[0049] ロアーコラム 3には、下部ステアリングシャフト 102Bが回動可能に軸支され、下部ス 従って、アッパーコラム 4のテレスコピック位置に関わらず、上部ステアリングシャフト 1 02Aの回転が下部ステアリングシャフト 102Bに伝達される。 [0050] 下部ステアリングシャフト 102Bの車体前方側（図 2の左側）は、ユニバーサルジョイ ント 104 (図 1参照）を介してステアリングギヤ 107 (図 1参照）に連結され、ステアリン グホイール 103を運転者が手で回すと、上部ステアリングシャフト 102Aを介して下部 ステアリングシャフト 102Bが回動し、車輪の操舵角を変えることができる。

[0051] 車体取付けブラケット 2の上板 21には、上板 21から下方に平行に延びる図示しな い左右の側板が形成され、この左右の側板の内側面に、ロアーコラム 3がチルト摺動 可能に挟持されている。

[0052] ロアーコラム 3の下面外周には、テレスコ位置調整を行うテレスコ駆動機構 5が取付 けられている。また、車体取付けブラケット 2の下方には、チルト位置調整を行うチルト 駆動機構 6が取付けられて 、る。

[0053] チルト駆動機構 6用のチルト用モータ 61の図示しない出力軸に取付けられたゥォ ーム 62が、送りねじ軸 63 (図 3参照）の下方に取付けられたウォームホイール 64に嚙 み合って、チルト用モータ 61の回転を送りねじ軸 63に伝達している。

[0054] 送りねじ軸 63は、チルト用モータ 61の中心軸線に対して垂直（図 2、図 3の上下方 向）に延び、その上端と下端が、軸受 631、 632によって車体取付けブラケット 2に回 転可能に軸支されている。送りねじ軸 63の外周に形成された雄ねじには、送りナット 65が螺合し、この送りねじ軸 63と送りナット 65によって、チルト駆動用の送りねじ機構 が構成されている。

[0055] 送りナット 65には、チルト駆動力伝達突起 651がー体的に形成されている。このチ ルト駆動力伝達突起 651は、ロアーコラム 3の中心軸線に向力つて突出し、口アーコ ラム 3に形成された係合孔 66に、チルト駆動力伝達突起 651の先端が嵌入している 。送りねじ軸 63が回転すると、送りナット 65及びチルト駆動力伝達突起 651は、垂直 方向に直線運動を行う。

[0056] ロアーコラム 3の下面外周には、図 2に部分的に見えるテレスコ用モータ 51が取付 けられている。ロアーコラム 3の下面には、ロアーコラム 3の中心軸線に平行に送りね じ軸 53が取付られ、送りねじ軸 53の車体後方端（図 2の右端）力 アッパーコラム 4の 車体後方端に固定されたフランジ 41の下端に連結されている。

[0057] テレスコ用モータ 51の図示しない出力軸に取付けられたウォームの回転力 図示し ないウォームホイールに伝達され、送りねじ軸 53に螺合する図示しない送りナットを 回転させる。この送りナットの回転で送りねじ軸 53を往復移動（図 2の左右方向の移 動）して、アッパーコラム 4をテレスコピック位置調整する。

[0058] この電動ステアリング装置 101で、ステアリングホイール 103のチルト位置を調整す る必要が生じると、運転者は図示しないスィッチを操作して、チルト用モータ 61を正 逆いずれかの方向に回転させる。すると、チルト用モータ 61の回転によって送りねじ 軸 63が回転し、送りナット 65が直線運動を行う。

[0059] すると送りナット 65と一体のチルト駆動力伝達突起 651が直線運動を行う。チルト 駆動力伝達突起 651はロアーコラム 3の係合孔 66に係合して 、るから、ロアーコラム 3は、チルト中心軸 32を支点として上方または下方にチルト移動する。

[0060] また、この電動ステアリング装置 101で、ステアリングホイール 103のテレスコピック 位置を調整する必要が生じると、運転者は図示しないスィッチを操作して、テレスコ 用モータ 51を正逆いずれかの方向に回転させる。すると、テレスコ用モータ 51の回 転によって、ロアーコラム 3の中心軸線に平行に送りねじ軸 53が移動することで、アツ パーコラム 4がテレスコピック移動を行う。

[0061] 図 4はテレスコピック式の電動ステアリング装置 101の要部を示す正面図である。図 4に示すように、テレスコピック式の電動ステアリング装置 101は、ロアーコラム（ァウタ 一コラム） 3、アッパーコラム (インナーコラム) 4等から構成されて 、る。

[0062] ロアーコラム 3の内周には、アッパーコラム 4がテレスコピック位置調整（ロアーコラム 3の中心軸線に平行に摺動）可能に嵌合している。アッパーコラム 4には、上部ステア リングシャフト 102Aが回動可能に軸支され、上部ステアリングシャフト 102Aの車体 後方側（図 4の右側)端部には、ステアリングホイール 103が固定されている。

[0063] ロアーコラム 3には、下部ステアリングシャフト 102Bが回動可能に軸支され、下部ス 従って、アッパーコラム 4のテレスコピック位置に関わらず、上部ステアリングシャフト 1 02Aの回転が下部ステアリングシャフト 102Bに伝達される。

[0064] 下部ステアリングシャフト 102Bの車体前方側（図 4の左側）は、ユニバーサルジョイ ント 104 (図 1参照）を介してステアリングギヤ 107 (図 1参照）に連結され、ステアリン グホイール 103を運転者が手で回すと、上部ステアリングシャフト 102Aを介して下部 ステアリングシャフト 102Bが回動し、車輪の操舵角を変えることができる。

[0065] ロアーコラム 3の下面外周には、テレスコ位置調整を行うテレスコ駆動機構 5が取付 けられている。ロアーコラム 3の下面には、ロアーコラム 3の中心軸線に平行に送りね じ軸 53が配置され、送りねじ軸 53の車体後方端（図 4の右端）力 アッパーコラム 4の 車体後方側に固定されたフランジ 41の下端に連結されている。

[0066] ロアーコラム 3の下面には、テレスコ用モータ 51が取付けられている。テレスコ用モ ータ 51の図示しない出力軸に取付けられたウォーム 52の回転力 ウォームホイール 54に伝達され、送りねじ軸 53に螺合する送りナット 55を回転させる。送りナット 55は 、軸受 56A、 56Bによって、ロアーコラム 3の下面に回転可能に軸承されている。

[0067] この送りナット 55の回転で送りねじ軸 53を往復移動（図 4の左右方向の移動）して、 アッパーコラム 4をテレスコピック位置調整する。この送りねじ軸 53と送りナット 55〖こよ つて、テレスコピック駆動用の送りねじ機構が構成されている。

[0068] この電動ステアリング装置 101で、ステアリングホイール 103のテレスコピック位置を 調整する必要が生じると、運転者は図示しないスィッチを操作して、テレスコ用モータ 51を正逆いずれかの方向に回転させる。すると、テレスコ用モータ 51の回転によつ て、ロアーコラム 3の中心軸線に平行に送りねじ軸 53が移動することで、アッパーコラ ム 4がテレスコピック移動を行う。

[0069] 以下、図面に基づいて本発明の実施例 1から実施例 3を説明する。

実施例 1

[0070] 図 5は、本発明の実施例 1のチルト駆動用の送りねじ軸 63と送りナット 65、または、 テレスコピック駆動用の送りねじ軸 53と送りナット 55との螺合部を示す部分拡大断面 図であって、（1)が高温時、（2)が常温時、（3)が低温時の状態を示す。

[0071] 本発明の実施例 1では、送りねじ軸 53及び 63は、 S45C、 S50C等の金属で成形 されている。送りねじ軸 53及び 63の材質は金属であればよぐアルミニウムゃステン レス等でもよい。また、送りナット 55及び 65は、 PPS (ポリフエ-レンサルファイド）、芳 香族ナイロン榭脂、ポリアミドイミド榭脂、ポリアミド MXD6榭脂、全芳香族ポリイミド榭 脂、 POM、変性ポリアミド 6T等の合成樹脂で成形されている。さらに、送りねじ軸 53 、 63、送りナツ卜 55、 65の呼びは M12で、ピッチ力 ミリ、送りナツ卜 55、 65の軸方向 長さは 20ミリに設定されて!ヽる。

[0072] 図 5 (2)に示すように、本発明の実施例 1では、常温時の状態で、送りナット 55、 65 のピッチ B2を、送りねじ軸 53、 63のピッチ A2よりも若干大きく形成している。本発明 の実施例では、常温時とは、 10〜30°C程度のことを指している。常温時の状態で、 ピッチ B2とピッチ A2との差は、実質的に、送りナット 55、 65の軸方向長さの 0. 025 %から 0. 075%の範囲に設定するのが望ましい。

[0073] 従って、常温時の状態では、図 5 (2)に示すように、送りナット 55、 65のねじ山が、 送りねじ軸 53、 63のねじ山に若干の締代で押し付けられるため、送りねじ軸 53、 63 と送りナット 55、 65との間にガタが無ぐ円滑な送り動作を行うことができる。締代はわ ずかなので、作動トルクも上昇しない。

[0074] 図 5 (3)に示すように、低温時の状態になると、合成樹脂で成形された送りナット 55 、 65の方が送りねじ軸 53、 63よりも熱膨張係数が大きいので、送りナット 55、 65の方 が送りねじ軸 53、 63よりも大きく収縮する。その結果として、送りナット 55、 65のピッ チ B1と送りねじ軸 53、 63のピッチ A1がほぼ同一寸法になる。従って、送りナット 55、 65と送りねじ軸 53、 63は、低温になっても締代が大きくなることが無いため、トルクの 上昇や、トルクの変動、作動音の上昇が起きず、円滑な送り動作を行うことができる。

[0075] また、作動トルクが上昇しないので、送りねじ機構を駆動するモータの出力が小さく て済み、その結果、モータの小型化が可能で、製造コストが削減されると共に、スぺ ースが小さくて済むため、配置の自由度が向上する。

[0076] 図 5 (1)に示すように、高温時の状態になると、合成樹脂で成形された送りナット 55 、 65の方が送りねじ軸 53、 63よりも熱膨張係数が大きいので、送りナット 55、 65の方 が送りねじ軸 53、 63よりも大きく膨張し、その結果として、送りナット 55、 65のピッチ B 3力送りねじ軸 53、 63のピッチ A3よりも大きくなる。

[0077] その結果、送りナット 55、 65のねじ山と送りねじ軸 53、 63のねじ山との間の締代が 常温時よりも大きくなる。しかしながら、合成樹脂で成形された送りナット 55、 65は、 高温状態では常温状態よりも橈みやすくなる。従って、送りナット 55、 65のねじ山が 橈み、送りねじ機構の作動時に、トルクの上昇や、トルクの変動、作動音の上昇が小 さく抑えられるため、円滑な送り動作を行うことができる。

[0078] 熱膨張で変形する場合、線膨張係数が一定なので、温度変化による変形量は一定 となり、高温時と低温時での歪み量は同じになる。しかし、温度変化によりヤング率が 変化するため、高温時と低温時では応力が異なる。応力と、おねじとめねじ間の接触 面圧は比例し、また、接触面圧と送りねじ機構の作動トルクが比例するので、高温時 と低温時では、温度変化による作動トルクの変化量が異なることになる。

[0079] 一般的に榭脂では、高温になるほどヤング率は小さくなり、例えば芳香族ナイロン 榭脂の一種であるザィテル（登録商標）のヤング率は、 40°Cで 10. 9GPa、 80°C で 7. 7GPaである。従って、温度変化による変形量が一定で、高温時と低温時の歪 み量が同一でも、ヤング率が高温時のほうが小さいため、応力が小さくて済み、その 結果、作動トルクも小さくて済む。そのため、低温時に締代を持たせるよりも、高温時 に締代を持たせるほうが、締代による作動トルク上昇への影響を小さく抑えることがで きる。

[0080] 高温状態で、送りナット 55、 65のねじ山に作用する締代が大きくなる結果、送りナツ ト 55、 65のクリープ (高温で荷重が加わると、時間の経過に伴って、徐々に塑性変形 が進む現象）が問題になる場合がある。特に本発明の場合、常温時に、おねじとめね じに若干の締代を持たせているため、高温時には従来よりも大きな締代を持つことと なり、クリープが起こりやすい状態になっている。

[0081] この問題を避けるためには、送りナット 55、 65の材料となる合成樹脂のガラス転移 点（高分子物質を加熱した場合に、ガラス状の硬 、状態力 ゴム状に変わる現象を ガラス転移といい、ガラス転移が起こる温度をガラス転移点という）が、送りねじ機構の 使用温度範囲の上限値を超える値を持つ合成樹脂を選択すればよ!ヽ。本発明では 、高温でクリープが起こりやすい状態になっている。従って、従来のものに比べ、本発 明おいては、ガラス転移点を送りねじ機構の使用温度範囲の外に持ってくることの効 果は大きい。

[0082] 例えば、送りねじ機構の使用温度範囲が— 40°C力も 80°Cの場合、送りナット 55、 6 5の材料となる合成樹脂として、ガラス転移点が 80°Cを超える値を持つ合成樹脂であ るポリスチレンを選択すればよ 、。 実施例 2

[0083] 次に本発明の実施例 2を説明する。図 6は本発明の実施例 2の送りねじ軸 53、 63と 送りナット 55、 65との螺合部を示す断面図であって、（1)は螺合部全体を示す断面 図、（2)は（1)の P部拡大断面図、（3)は送りナットのねじ山と送りねじ軸のねじ山との 間の締代が大きくなつた時の状態を示す P部拡大断面図である。以下の説明では、 実施例 1と異なる構造部分についてのみ説明し、重複する説明は省略する。また、実 施例 1と同一部品には同一番号を付して説明する。

[0084] 実施例 2は、実施例 1の変形例であって、送りナット 55、 65の軸方向の両端面に環 状溝を形成した例である。その構成によって、送りナット 55、 65のねじ山と送りねじ軸 53、 63のねじ山との間の締代が大きくなると、送りナット 55、 65の軸方向の両端側の ねじ山を半径方向外側に橈ませて、螺合部の面圧の上昇を抑制するようにした例で ある。

[0085] 本発明の実施例 2では、上記実施例 1と同様に、送りねじ軸 53及び 63は、 S45C、 S50C等の金属で成形され、送りナット 55及び 65は、合成樹脂で成形されている。ま た、図 6 (1)に示すように、常温時の状態で、送りナット 55、 65のピッチ B2を、送りね じ軸 53、 63のピッチ A2よりも若干大きく形成している。

[0086] 図 6 (1)、（2)に示すように、送りナット 55、 65の軸方向の端面 71A、 71Aには、環 状溝 72、 72が形成されている。環状溝 72、 72は、送りナット 55、 65の中心軸線 73 を中心とする円環状に形成され、溝幅 Wが一定に形成されている。環状溝 72、 72の 溝深さ HIは、送りナット 55、 65のピッチ B2の約 1. 5倍に設定している。

[0087] 例えば、高温になって、合成樹脂で成形された送りナット 55、 65が金属製の送りね じ軸 53、 63よりも大きく膨張する。その結果、送りナット 55、 65のねじ山と送りねじ軸 53、 63のねじ山との間の締代が大きくなる。

[0088] 送りナット 55、 65のピッチ B2を、送りねじ軸 53、 63のピッチ A2よりも若干大きく形 成しているため、送りナット 55、 65の軸方向の両端側のねじ山が、送りねじ軸 53、 63 の両端側のねじ山に強く押し付けられる。すると、図 6 (3)の二点鎖線に示すように、 送りナット 55、 65の軸方向の両端側のねじ山（環状溝 72、 72の溝深さ HI部分の近 傍のねじ山）が半径方向外側に橈んで、螺合部の面圧の過度な上昇を抑制する。 [0089] 従って、送りナット 55、 65及び送りねじ軸 53、 63を高精度に加工しなくても、温度 変化による送りねじ機構のトルクの上昇や、トルクの変動、作動音の上昇が小さく抑え られるため、円滑な送り動作を行うことができる。

実施例 3

[0090] 次に本発明の実施例 3を説明する。図 7は本発明の実施例 3の送りねじ軸 53、 63と 送りナット 55、 65との螺合部を示す断面図であって、（1)は螺合部全体を示す断面 図、（2)は（1)の Q部拡大断面図、（3)は送りナットのねじ山と送りねじ軸のねじ山と の間の締代が大きくなつた時の状態を示す Q部拡大断面図である。以下の説明では 、実施例 1及び実施例 2と異なる構造部分についてのみ説明し、重複する説明は省 略する。また、実施例 1及び実施例 2と同一部品には同一番号を付して説明する。

[0091] 実施例 3は、実施例 2の変形例であって、送りナット 55、 65の軸方向の両端面の環 状溝の形状の変形例である。

[0092] 本発明の実施例 3では、上記実施例 1及び実施例 2と同様に、送りねじ軸 53及び 6 3は、 S45C、 S50C等の金属で成形され、送りナット 55及び 65は、合成樹脂で成形 されている。また、図 7 (1)に示すように、常温時の状態で、送りナット 55、 65のピッチ B2を、送りねじ軸 53、 63のピッチ A2よりも若干大きく形成している。

[0093] 図 7 (1)、（2)に示すように、送りナット 55、 65の軸方向の端面 71A、 71Aには、環 状溝 74、 74が形成されている。環状溝 74、 74は、送りナット 55、 65の中心軸線 73 を中心とする円環状に形成され、開口側の溝幅 W2が溝底側の溝幅 W1よりも大きく なるようにテーパ状に形成されて 、る。

[0094] 実施例 3では、環状溝 74、 74の内周面 741だけをテーパ状に形成（内周面 741の 開口側が小径になるように形成）しているが、外周面 742もテーパ状に形成 (外周面 742の開口側が大径になるように形成）してもよい。また、環状溝 74、 74の溝深さ H2 ίま、送りナツ卜 55、 65のピッチ Β2の約 1. 5倍【こ設定して!/ヽる。

[0095] 例えば高温になって、合成樹脂で成形された送りナット 55、 65が金属製の送りねじ 軸 53、 63よりも大きく膨張する。その結果、送りナット 55、 65のねじ山と送りねじ軸 53 、 63のねじ山との間の締代が大きくなる。

[0096] 送りナット 55、 65のピッチ Β2を、送りねじ軸 53、 63のピッチ Α2よりも若干大きく形 成しているため、送りナット 55、 65の軸方向の両端側のねじ山が、送りねじ軸 53、 63 の両端側のねじ山に強く押し付けられる。

[0097] すると、図 7 (3)の二点鎖線に示すように、送りナット 55、 65の軸方向の両端側のね じ山（環状溝 74、 74の溝深さ H2部分の近傍のねじ山）が半径方向外側に橈んで、 螺合部の面圧の過度な上昇を抑制する。環状溝 74、 74の内周面 741の開口側が 小径になるように形成することで、環状溝 74、 74の開口側に行く程、ねじ山の剛性が 小さくなるようにしている。従って、実施例 3の両端側のねじ山は、実施例 2よりも半径 方向外側に容易に橈むことができる。

[0098] 従って、送りナット 55、 65及び送りねじ軸 53、 63を高精度に加工しなくても、温度 変化による送りねじ機構のトルクの上昇や、トルクの変動、作動音の上昇が小さく抑え られるため、円滑な送り動作を行うことができる。

[0099] 上記実施例 2及び実施例 3では、送りナット 55、 65の軸方向の両端面に環状溝 72 または 74が形成されている力 送りナット 55、 65の軸方向の一方の端面に環状溝 7 2または 74を形成してもよ!/、。

[0100] 次に使用温度によって、上記実施例の送りねじ機構の作動トルクがどのように変化 するかを確認するために行った試験結果について説明する。図 8は、使用温度によ つて、本発明の送りねじ機構の作動トルクがどのように変化するかを確認するために 行った試験結果を示す線図であって、送りナットと送りねじ軸のピッチ差による特性の 違 、を検証し、適切なピッチ差を決定するためのデータを求めたものである。

[0101] 図 8の試験では、 S45C、 S50C等の鉄で成形した送りねじ軸と、 PPS (ポリフエ-レ ンサルファイド)で成形した送りナットを使用した。送りねじ軸及び送りナットの呼びは M12で、送りナットの軸方向長さは 20ミリとし、送りナットのピッチを常温時で 2. 000 ミリとし、一定にした。

[0102] 送りねじ軸のピッチを、常温時で 1. 995ミリ、 1. 990ミリ、 1. 985ミリ、 1. 980ミリの 4種類とした。すなわち、常温時の状態で、送りナットのピッチが送りねじ軸のピッチよ りも、 5 、 10 、 15 、 20 大きくなるように組み合わせた 4種類の送りねじ機構を 使用し、使用温度によって、送りねじ機構の作動トルクがどのように変化するかを確 した ₀ [0103] 図 8の線図に示すように、試験した 4種類の送りねじ機構は、いずれも、使用温度が 常温時よりも低温になると、作動トルクが徐々に減少し、使用温度が常温時よりも高 温になると、作動トルクは上昇するが、作動トルクの上昇は小さく抑えられている。

[0104] ただし、送りナットとのピッチ差が 20 μの送りねじ機構では、使用温度が低温になる と、作動トルクが 0になる。作動トルクが 0になるということは、送りねじ機構にガタが生 じていることを意味しているため、送りねじ機構の特性として、また、ステアリング装置 用の送りねじ機構の特性としても好ましくない。従って、送りナットとのピッチ差が 5 、 10 、 15 の 3種類の送りねじ機構が、ステアリング装置用として望ましい。すなわ ち、常温時の状態で、送りナットと送りねじ軸のピッチ差は、実質的に、送りナットの軸 方向長さの 0. 025%力 0. 075%の範囲に設定するのが望ましいという結果がでた

[0105] 図 9は従来の送りねじ機構の使用温度による作動トルク特性と、本発明の送りねじ 機構の使用温度による作動トルク特性の違いを説明するための線図である。

[0106] 図 9 (1)に示すように、合成樹脂製の送りナットと金属製の送りねじ軸のピッチが常 温で同一寸法に形成されている従来の送りねじ機構は、使用温度が常温よりも低温 になると、合成樹脂製の送りナットが軸方向および径方向に縮む。それによつて、軸 方向及び径方向の送りねじ機構の締代が大きくなつて、送りねじ機構が作動したとき の作動トルクが大きくなる。作動トルクが上昇すると、大出力の大型モータが必要とな る。

[0107] これに対して、図 9 (2)に示すように、合成樹脂製の送りナットのピッチを金属製の 送りねじ軸のピッチよりも常温で大きく形成した本発明の送りねじ機構は、常温では 送りナットのねじ山力 S、送りねじ軸のねじ山に若干の締代で押し付けられているので、 作動トルクは小さい。

[0108] また、図 8の試験結果でも明らかなように、使用温度が常温よりも低温になると、送り ナットの方が送りねじ軸よりも大きく収縮するので、送りねじ機構の締代が小さくなり、 送りねじ機構の作動トルクが徐々に小さくなる。使用温度が常温よりも高温になると、 合成樹脂で成形された送りナットの方が送りねじ軸よりも熱膨張係数が大きいので、 送りナットの方が送りねじ軸よりも大きく膨張し、その結果として、送りナットのねじ山と 送りねじ軸のねじ山との間の締代が常温時よりも大きくなる。

[0109] し力 ながら、合成樹脂で成形された送りナットは、高温状態では常温状態よりも橈 みやすくなる。従って、送りナットのねじ山が橈み、送りねじ機構の作動時に、作動ト ルクの上昇が小さく抑えられるため、円滑な送り動作を行うことができる。その結果、 送りねじ機構を駆動するモータの出力が小さくて済み、モータの小型化が可能となる

[0110] 図 10は、従来のステアリング装置の作動トルク及び作動力が、使用温度によって、 どのように変化するかを説明するための線図であり、図 11は、本発明のステアリング 装置の作動トルク及び作動力が、使用温度によって、どのように変化するかを説明す るための線図である。

[0111] 図 10 (1)に示すように、従来のステアリング装置の送りねじ機構以外の部分は、使 用温度が常温よりも低温になると、作動部ゃ摺動部に塗布したグリースの粘度が大き くなるため、作動力が大きくなる。また、図 10 (2)に示すように、従来のステアリング装 置の送りねじ機構は、使用温度が常温よりも低温になると、合成樹脂製の送りナット が軸方向および径方向に縮む。それによつて、軸方向及び径方向の送りねじ機構の 締代が大きくなつて、送りねじ機構が作動したときの作動トルクが大きくなる。

[0112] その結果、図 10 (3)に示すように、従来のステアリング装置全体では、図 10 (1)と 図 10 (2)の作動力を加えた大きさの作動力となるため、使用温度が常温よりも低温 になると、作動力が大きくなるため、大出力の大型モータが必要となるため、製造コス トが上昇すると共に、大きなスペースが必要になるため、配置の自由度が制約される

[0113] これに対し、本発明のステアリング装置では、図 11 (1)に示すように、本発明のステ ァリング装置の送りねじ機構以外の部分は、使用温度が常温よりも低温になると、従 来のステアリング装置の送りねじ機構以外の部分と同様に、作動部ゃ摺動部に塗布 したグリースの粘度が大きくなるため、作動力が大きくなる。

[0114] しかし、図 11 (2)に示すように、本発明のステアリング装置の送りねじ機構は、使用 温度が常温よりも低温になると、送りナットの方が送りねじ軸よりも大きく収縮するので 、送りねじ機構の締代が小さくなり、送りねじ機構の作動トルクが徐々に小さくなる。 [0115] その結果、図 11 (3)に示すように、本発明のステアリング装置全体では、図 11 (1) と図 11 (2)の作動力を加えた大きさの作動力となるため、使用温度が常温よりも低温 になっても、作動力の上昇が小さく抑えられるため、モータの小型化が可能で、製造 コストが削減されると共に、スペースが小さくて済むため、配置の自由度が向上する。

[0116] 上記実施例では、ロアーコラム 3がアウターコラム、アッパーコラム 4がインナーコラ ムで構成されている力 ロアーコラム 3をインナ一コラム、アッパーコラム 4をアウターコ ラムにしてもよい。

実施例 4

[0117] 次に、ねじ山の幅に関する本発明の実施例 4について説明する。

図 12は、上記したチルト駆動用の送りねじ軸 63と送りナット 65、または、テレスコピ ック駆動用の送りねじ軸 53と送りナット 55との螺合部を示す部分拡大断面図である。 図 12【こ示すよう【こ、送りナツ卜 55、 65のねじ山の幅 W2iま、送りねじ軸 53、 63のねじ 山の幅 W1よりも大きく形成されている。ここで、ねじ山の幅 W2、ねじ山の幅 W1は、 図 12で、ねじの軸線 70を含む断面において、有効径 71の位置で測定したねじ山の 幅を意味している。

[0118] 本発明の実施例 4では、送りねじ軸 53及び 63は、 S45C、 S50C等の金属で成形 されている。送りねじ軸 53及び 63の材質は金属であればよぐアルミニウムゃステン レス、真鍮等でもよい。また、送りナット 55及び 65は、 PPS (ポリフエ-レンサルフアイ ド）、芳香族ナイロン榭脂、ポリアミドイミド榭脂、ポリアミド MXD6榭脂、全芳香族ポリ イミド榭脂、 POM、変性ポリアミド 6T、 PEEK (ポリエーテル'エーテル'ケトン）、 PA ( ポリアミド)等の合成樹脂で成形されて 、る。

[0119] 本発明の実施例 4では、送りナット 55、 65のねじ山の幅 W2と、送りねじ軸 53、 63 のねじ山の幅 W1の比を、送りナット 55、 65の材料強度と、送りねじ軸 53、 63の材料 強度の逆数に比例して形成している。図 13が、送りねじ軸 53、 63のねじ山の幅 W1 と、送りナット 55、 65のねじ山の幅 W2の計算方法の一例を示す部分拡大断面図で ある。

[0120] 図 13で、送りねじ軸 53、 63の外径 D1は 12. 4mm、送りナツ卜 55、 65の内径 D2は 10. 4mmとする。この送りねじ機構で、送りねじ軸 53、 63と送りナット 55、 65の嚙み 合い高さ Hは、 H=(D1— D2)Z2=(12.4— 10.4)/2=1. Ommとなる。

[0121] 送りねじ軸 53、 63の剪断長を Ll、送りナット 55、 65の剪断長を L2、剪断長 L1と剪 断長 L2の合計剪断長を L、ねじ山のピッチ Pを 2. Omm,ねじ山の半角 Θを 15度と すると、合計剪断長 Lは、

L=Ll+L2 = P+H*tan0 *2 = 2. 0+1. 0*tan(15° ) *2

=2. 536mm

となる。

[0122] 送りねじ軸 53、 63の材質を S45Cとすると、その剪断強度 τ 1が 400NZmm²、送 りナット 55、 65の材質を芳香族ナイロン榭脂とすると、その剪断強度 τ 2が 95NZm m²となる。送りねじ軸 53、 63の剪断長 L1を、送りナット 55、 65の剪断強度と、送りね じ軸 53、 63の剪断強度の逆数に比例した値になるように計算すると、

1=:ί* ( τ 2*ϋ1* π)/(( τ 1*ϋ2* π) + ( τ 2*ϋ1* π))

=2. 536* (95*12. 4* π)Ζ((400* 10.4* π) +

(95*12.4* π))

=0. 560mm

となる。

[0123] 同様に、送りナット 55、 65の剪断長 L2を、送りねじ軸 53、 63のの剪断強度と、送り ナット 55、 65の剪断強度の逆数に比例した値になるように計算すると、

2 = :ί* ( τ 1*ϋ2* π)/(( τ 1*ϋ2* π) + ( τ 2*ϋ1* π))

=2. 536* (400*10.4* π)Ζ((400* 10.4* π) +

(95*12.4* π))

=丄. 97omm

となる。

[0124] 従って、送りねじ軸 53、 63のねじ山の幅 W1は、

W1=L1-H*tan0 =0. 560— 1. 0*tan(15° )

=0. 292mm

となる。

[0125] また、送りナット 55、 65のねじ山の幅 W2は、 W2=L2— H * tan 0 = 1. 976— 1. 0 * tan (15° )

= 1. 708mm

となる。

[0126] 従って、送りナット 55、 65、及び、送りねじ軸 53、 63は、螺合位置のねじ山の耐荷 重が同等となるので、送りナット ₅₅、 65の軸方向の長さ（嚙み合い長さ） LN (図 12参 照）を短くすることができるため、送りナットが小型し、送りナットの重量が軽量になると 共に、製造コストを低減することが可能となる。さらに、送りねじ軸 53、 63のねじ山の 幅 W1が小さくなるため、送りねじ軸が軽量化され、製造コストを削減することが可能と なる。

[0127] また、送りねじ軸 53、 63を転造ねじにすれば、さらに製造コストを削減することが可 能となる。

[0128] 上記実施例 4では、ロアーコラム 3がアウターコラム、アッパーコラム 4がインナーコラ ムで構成されている力 ロアーコラム 3をインナ一コラム、アッパーコラム 4をアウターコ ラムにしてもよい。

[0129] 上述の実施例 4によれば、以下の（1 1)〜（1 3)のステアリング装置が提供され る。すなわち、

(1 - 1) 車体後方側にステアリングホイールが装着されるステアリングシャフト、 車体取付けブラケットを介して車体に取り付けられ、上記ステアリングシャフトを回転 可能に軸支するとともに、チルト中心軸を支点とするチルト位置調整、または、上記ス テアリングシャフトの中心軸線に沿ったテレスコピック位置調整が可能なコラム、 上記コラムまたは車体取付けブラケットに設けられた電動ァクチユエータ、 上記電動ァクチユエータによって駆動され、互 、に螺合する金属製の送りねじ軸と 合成樹脂製の送りナットの相対移動で、上記コラムのチルト運動、または、テレスコピ ック運動を行う送りねじ機構を備え、

上記送りねじ機構の送りナットのねじ山の幅力 送りねじ軸のねじ山の幅よりも大き く形成されていること

を特徴とするステアリング装置。

(1 - 2) さらに、（1 1)のステアリング装置において、 上記送りナットのねじ山の幅と送りねじ軸のねじ山の幅の比力 送りナットの材料強 度と送りねじ軸の材料強度の逆数に比例して形成されていること

を特徴とするステアリング装置。

(1 - 3) また、（1 1)または（1 2)のステアリング装置において、

上記送りねじ軸が転造ねじであることを特徴とするステアリング装置。

[0130] 次に、本発明の実施例 5から実施例 8の電動ステアリング装置の詳細な構造につい て説明する。

実施例 5

[0131] 図 14は本発明の実施例 5のテレスコピック式の電動ステアリング装置の要部を示す 一部を断面した正面図である。図 15は図 14のテレスコ駆動機構の要部を示す断面 図である。

[0132] 図 14から図 15に示すように、本発明のテレスコピック式の電動ステアリング装置 11 01は、ロアーコラム（アウターコラム） 1003、アッパーコラム（インナーコラム） 1004等 から構成されている。

[0133] ロアーコラム 1003の下面外周には、テレスコ位置調整を行うテレスコ駆動機構 100 5を内蔵したハウジング 1050が形成されている。ロアーコラム 1003の下面には、ロア 一コラム 1003の中心軸線に平行に丸棒状の送りねじ軸 1053が配置され、送りねじ 軸 1053の車体後方端（図 14の右端）力 アッパーコラム 1004の車体後方側に固定 されたフランジ 1041の下端に連結されている。

[0134] ハウジング 1050には、テレスコ用モータ 1051が取付けられている。テレスコ用モー タ 1051の図示しない出力軸に取付けられたウォーム 1052の回転力 ウォームホイ ール 1054に伝達され、送りねじ軸 1053に螺合する送りナット 1055を回転させる。ゥ オームホイール 1054は、送りナット 1055の外周に形成されている。送りナット 1055 は、軸受 1056、 1057によって、ハウジング 1050に回転可能に軸承されている。

[0135] ハウジング 1050には、開口端側（図 15の右側）に断面円形の大径孔 1501が形成 され、閉鎖端側（図 15の左側）には、断面円形の小径孔 1502が形成されている。こ の大径孔 1501に、軸受 1057の外輪 1057Aが内嵌し、小径孔 1502に、外径が軸 受 1057の外輪 1057Aよりも小径の軸受 1056の外輪 1056Aが内嵌している。また 、ハウジング 1050には、閉鎖端側（図 15の左側）に、閉鎖端面 1505に連接して、送 りねじ軸 1053の外径寸法よりも大径の貫通孔 1506が形成されていて、送りねじ軸 1 053力 この貫通孔 1506を隙間を有して貫通している。

[0136] また、大径孔 1501には、開口端側に雌ねじ 1503が形成され、軸受押さえナット 10 58の外周に形成された雄ねじ 1581が雌ねじ 1503にねじ込まれ、軸受押さえナット 1058の左端面 1582で、軸受 1057の外輪 1057Aの右端面 1571Aを左側に押圧 している。ロックナット 1059を軸受押さえナット 1058の雄ねじ 1581にねじ込み、ロッ クナット 1059の左端面 1591をハウジング 1050の右端面 1504に押圧して、軸受押 さえナット 1058を緩み止めしている。

[0137] 軸受 1056の外輪 1056Aの左端面 1561Aは、小径孔 1502の左端の閉鎖端面 15 05に当接している。送りナット 1055の右端面 1551及び左端面 1552の外径寸法は 、軸受 1057の内輪 1057B及び軸受 1056の内輪 1056Bの内径寸法よりも大きぐ 軸受 1057の内輪 1057B及び軸受 1056の内輪 1056Bの外径寸法よりも小さく形成 されて!/、る。そして、この右端面 1551【こ、軸受 1057の内輪 1057Bの左端面 1571B が当接し、左端面 1552に、軸受 1056の内輪 1056Bの右端面 1561Bが当接してい る。

[0138] 軸受押さえナット 1058の左端面 1582で、軸受 1057の外輪 1057Aの右端面 157 1Aを左側に押圧すると、その押圧力は、軸受 1057の内輪 1057Bの左端面 1571B 、送りナット 1055の右端面 1551、送りナット 1055の左端面 1552、軸受 1056の内 輪 1056Bの右端面 1561B、軸受 1056の外輪 1056Aの左端面 1561Aを介して、 小径孔 1502の左端の閉鎖端面 1505に伝達される。従って、軸受 1056、軸受 105 7に適度な予圧力を付与することができる。

[0139] この電動ステアリング装置 1101で、ステアリングホイール 1103のテレスコピック位 置を調整する必要が生じると、運転者は図示しないスィッチを操作して、テレスコ用モ ータ 1051を正逆いずれかの方向に回転させる。すると、テレスコ用モータ 1051の回 転によって、ロアーコラム 1003の中心軸線に平行に送りねじ軸 1053が直線移動す ることで、アッパーコラム 1004がテレスコピック移動を行う。

[0140] このテレスコ駆動機構 1005で、温度が変化すると、ハウジング 1050、送りナット 10 55、軸受 1056、 1057が各々の材質の線膨張係数に比例して軸方向の寸法が変化 する。本発明の実施例では、ハウジング 1050の材質はアルミニウム、送りナット 1055 の材質は芳香族ナイロン榭脂、軸受 1056、 1057の材質は軸受鋼（SUJ2)で成形さ れているため、各々、線膨張係数が大きく異なる。従って、軸方向の寸法変化量が大 きく異なるため、初期に設定した予圧力が変化してしまう。

[0141] 温度が変化しても、初期に設定した予圧力が変化しないようにするためには、送り ナット 1055及び軸受 1056、 1057の軸方向の寸法変化量の合計と、送りナット 105 5及び軸受 1056、 1057を収納するハウジング 1050の軸方向の寸法変化量が常に 同一になるように、各部の寸法を設定すればよい。

[0142] すなわち、図 15で、ノヽウジング 1050の軸受 1056、 1057の両端面間の距離を A、 送りナット 1055の右端面 1551と左端面 1552の間の距離を B、軸受 1056の軸方向 の幅を C、軸受 1057の軸方向の幅を Dとする。また、ハウジング 1050の線膨張係数 を Kl、送りナット 1055の線膨張係数を Κ2、軸受 1056及び軸受 1057の線膨張係 数を Κ3とすれば、

A=B+C+D

Α·Κ1 = Β·Κ2+ (C + D) ·Κ3

となる。

[0143] この二つの式を同時に満足するように、ハウジング 1050の軸受 1056、 1057の両 端面間の距離 Α、送りナット 1055の右端面 1551と左端面 1552の間の距離 Β、軸受 1056の軸方向の幅 C、軸受 1057の軸方向の幅 Dを設定すればよい。

[0144] このように各部の寸法を設定すれば、温度が変化しても、送りナット 1055及び軸受 1056、 1057の軸方向の寸法変ィ匕量の合計と、送りナット 1055及び軸受 1056、 10 57を収納するハウジング 1050の軸方向の寸法変化量が常に同一になるため、初期 に設定した予圧力の変動が無ぐ作動トルクの上昇や、送りナット回転時の打音の発 生が無くなる。

[0145] また、上記二つの式から、

(B + C + D) ·Κ1 = Β·Κ2+ (C + D) ·Κ3

となる。 [0146] ここで、例えば、ハウジング 1050の線膨張係数 K1を 2. 36 X 10 、送りナット 105 5の線膨張係数 K2を 4 X 10^_5、軸受 1056及び軸受 1057の線膨張係数 K3を 1. 1 7 X 10—5とすれば、

(B + C + D) - 2. 36 = B-4+ (C + D) - l. 17

となり、

Β = 0. 73 · (C + D)

となるので、この式を満足するように、送りナット 1055の右端面 1551と左端面 1552 の間の距離 B、軸受 1056の軸方向の幅 C、軸受 1057の軸方向の幅 Dを設定すれ ばよい。

[0147] このテレスコ駆動機構 1005のレイアウト上の制約のために、上記二つの式を同時 に満足するように各部の寸法を設定することができな 、場合がある。その場合には、 例えば、榭脂製の送りナット 1055にガラス繊維を添加して、送りナット 1055の線膨張 係数 K2を変更することで、レイアウト上の制約を解消しながら、上記二つの式を同時 に満足するように各部の寸法を設定することが可能となる。ガラス繊維の添加量は、 3 0〜 70質量％が好ましい。

実施例 6

[0148] 図 16は本発明の実施例 6のテレスコピック式の電動ステアリング装置の要部を示す 一部を断面した正面図である。図 17は図 16のテレスコ駆動機構の要部を示す断面 図である。以下の説明では、上記実施例と異なる構造部分と作用についてのみ説明 し、重複する説明は省略する。また、上記実施例と同一部品には同一番号を付して 説明する。

[0149] 実施例 6は、開口端側の軸受 1057の外輪 1057Aを、ハウジング 1050ではなぐ 軸受押さえナット 1058で支持するようにした例である。すなわち、図 16、図 17に示 すように、ロアーコラム 1003の内周には、アッパーコラム 1004がテレスコピック位置 調整（ロアーコラム 1003の中心軸線に平行に摺動）可能に嵌合している。アッパーコ ラム 1004には、上部ステアリングシャフト 1102Aが回動可能に軸支され、上部ステ ァリングシャフト 1102Aの車体後方側（図 16の右側)端部には、ステアリングホイ一 ル 1103が固定されている。 [0150] ロアーコラム 1003には、下部ステアリングシャフト 1102Bが回動可能に軸支され、 している。従って、アッパーコラム 1004のテレスコピック位置に関わらず、上部ステア リングシャフト 1102Aの回転が下部ステアリングシャフト 1102Bに伝達される。

[0151] ロアーコラム 1003の下面外周には、テレスコ位置調整を行うテレスコ駆動機構 100 5を内蔵したハウジング 1050が形成されている。ロアーコラム 1003の下面には、ロア 一コラム 1003の中心軸線に平行に丸棒状の送りねじ軸 1053が配置され、送りねじ 軸 1053の車体後方端（図 16の右端）力 アッパーコラム 1004の車体後方側に固定 されたフランジ 1041の下端に連結されている。

[0152] ハウジング 1050には、テレスコ用モータ 1051が取付けられている。テレスコ用モー タ 1051の図示しない出力軸に取付けられたウォーム 1052の回転力 ウォームホイ ール 1054に伝達され、送りねじ軸 1053に螺合する送りナット 1055を回転させる。ゥ オームホイール 1054は、送りナット 1055の外周に形成されている。送りナット 1055 は、軸受 1056、 1057によって回転可能に軸承されている。

[0153] ハウジング 1050には、開口端側（図 17の右側）に断面円形の大径孔 1501が形成 され、閉鎖端側（図 17の左側）には、断面円形の小径孔 1502が形成されている。こ の大径孔 1501には、開口端側に雌ねじ 1503が形成され、軸受押さえナット 1058の 外周に形成された雄ねじ 1581が雌ねじ 1503にねじ込まれている。

[0154] 軸受押さえナット 1058の左方には、軸受孔 1583が形成され、この軸受孔 1583に 、軸受 1057の外輪 1057Aが内嵌している。また、小径孔 1502には、外径が軸受 1 057の外輪 1057Aと同一の軸受 1056の外輪 1056Aが内嵌している。すなわち、軸 受 1056と軸受 1057は、共通の部品になっている。

[0155] また、軸受押さえナット 1058は、軸受孔 1583の段差面 1584で、軸受 1057の外 輪 1057Aの右端面 1571Aを左側に押圧している。ロックナット 1059を軸受押さえナ ット 1058の雄ねじ 1581にねじ込み、ロックナット 1059の左端面 1591をハウジング 1 050の右端面 1504に押圧して、軸受押さえナット 1058を緩み止めしている。本発明 の実施 f列 6【こお!ヽても、ノヽウジング 1050、送りナツ卜 1055及び軸受 1056、 1057の 材質が各々異なって!/、るため、各々の線膨張係数が大きく異なる。 [0156] 軸受 1056の外輪 1056Aの左端面 1561Aは、小径孔 1502の左端の閉鎖端面 15 05に当接している。軸受押さえナット 1058の段差面 1584で、軸受 1057の外輪 10 57Aの右端面 1571Aを左側に押圧すると、その押圧力は、軸受 1057の内輪 1057 Bの左端面 1571B、送りナット 1055の右端面 1551、送りナット 1055の左端面 1552 、軸受 1056の内輪 1056Bの右端面 1561B、軸受 1056の外輪 1056Aの左端面 1 561Aを介して、小径孔 1502の左端の閉鎖端面 1505に伝達される。従って、軸受 1 056、軸受 1057に適度な予圧力を付与する

ことができる。

[0157] 本発明の実施例 6のテレスコ駆動機構 1005においても、図 17で、ハウジング 105 0の軸受 1056、 1057の両端面間の距離を A、送りナット 1055の右端面 1551と左 端面 1552の間の距離を B、軸受 1056の軸方向の幅を C、軸受 1057の軸方向の幅 を Dとし、ハウジング 1050の線膨張係数を Kl、送りナット 1055の線膨張係数を Κ2、 軸受 1056及び軸受 1057の線膨張係数を Κ3とすれば、

A=B+C+D

Α·Κ1 = Β·Κ2+ (C + D) ·Κ3

となる。

[0158] この二つの式を同時に満足するように、ハウジング 1050の軸受 1056、 1057の両 端面間の距離 Α、送りナット 1055の右端面 1551と左端面 1552の間の距離 Β、軸受 1056の軸方向の幅 C、軸受 1057の軸方向の幅 Dを設定すればよい。

[0159] このように各部の寸法を設定すれば、温度が変化しても、送りナット 1055及び軸受 1056、 1057の軸方向の寸法変ィ匕量の合計と、送りナット 1055及び軸受 1056、 10 57を収納するハウジング 1050の軸方向の寸法変化量が常に同一になるため、初期 に設定した予圧力の変動が無ぐ作動トルクの上昇や、送りナット回転時の打音の発 生が無くなる。

[0160] 実施例 6では、軸受 1057の外輪 1057Aの外径寸法力 実施例 5よりも小径になる ため、テレスコ駆動機構 1005が小型化されると共に、軸受 1056と軸受 1057を共通 の部品にすることができるため、部品点数を削減することができる。

実施例 7 [0161] 図 18は本発明の実施例 7のテレスコピック式の電動ステアリング装置の要部を示す 一部を断面した正面図である。図 19は図 18のテレスコ駆動機構の要部を示す断面 図である。以下の説明では、上記実施例と異なる構造部分と作用についてのみ説明 し、重複する説明は省略する。また、上記実施例と同一部品には同一番号を付して 説明する。

[0162] 実施例 7は、実施例 6の変形例であって、開口端側の軸受 1057の外輪 1057Aを、 軸受押さえナット 1058で支持すると共に、開口端側の軸受 1057の外輪 1057Aの 外径を、閉鎖端側の軸受 1056の外輪 1056Aの外径よりも小径にした例である。

[0163] ロアーコラム 1003の下面外周には、テレスコ位置調整を行うテレスコ駆動機構 100 5を内蔵したハウジング 1050が形成されている。ロアーコラム 1003の下面には、ロア 一コラム 1003の中心軸線に平行に丸棒状の送りねじ軸 1053が配置され、送りねじ 軸 1053の車体後方端（図 18の右端）力 アッパーコラム 1004の車体後方側に固定 されたフランジ 1041の下端に連結されている。

[0164] ハウジング 1050には、テレスコ用モータ 1051が取付けられている。テレスコ用モー タ 1051の図示しない出力軸に取付けられたウォーム 1052の回転力 ウォームホイ ール 1054に伝達され、送りねじ軸 1053に螺合する送りナット 1055を回転させる。ゥ オームホイール 1054は、送りナット 1055の外周に形成されている。送りナット 1055 は、軸受 1056、 1057によって回転可能に軸承されている。

[0165] ハウジング 1050には、開口端側（図 19の右側）に断面円形の大径孔 1501が形成 され、閉鎖端側（図 19の左側）には、断面円形の小径孔 1502が形成されている。こ の大径孔 1501には、開口端側に雌ねじ 1503が形成され、軸受押さえナット 1058の 外周に形成された雄ねじ 1581が雌ねじ 1503にねじ込まれている。

[0166] 小径孔 1502には、軸受 1056の外輪 1056Aが内嵌している。軸受押さえナット 10 58の左方には、小径孔 1502の内径よりも小径の軸受孔 1585が形成され、この軸受 孔 1585に、軸受 1057の外輪 1057Aが内嵌している。軸受 1057の外輪 1057Aの 外径は、軸受 1056の外輪 1056Aよりも小径に形成されている。

[0167] また、軸受押さえナット 1058は、軸受孔 1585の段差面 1586で、軸受 1057の外 輪 1057Aの右端面 1571Aを左側に押圧している。ロックナット 1059を軸受押さえナ ット 1058の雄ねじ 1581にねじ込み、ロックナット 1059の左端面 1591をハウジング 1 050の右端面 1504に押圧して、軸受押さえナット 1058を緩み止めしている。本発明 の実施 f列 7【こお!ヽても、ノヽウジング 1050、送りナツ卜 1055及び軸受 1056、 1057の 材質が各々異なって!/、るため、各々の線膨張係数が大きく異なる。

[0168] 軸受 1056の外輪 1056Aの左端面 1561Aは、小径孔 1502の左端の閉鎖端面 15 05に当接している。軸受押さえナット 1058の段差面 1586で、軸受 1057の外輪 10 57Aの右端面 1571Aを左側に押圧すると、その押圧力は、軸受 1057の内輪 1057 Bの左端面 1571B、送りナット 1055の右端面 1551、送りナット 1055の左端面 1552 、軸受 1056の内輪 1056Bの右端面 1561B、軸受 1056の外輪 1056Aの左端面 1 561Aを介して、小径孔 1502の左端の閉鎖端面 1505に伝達される。従って、軸受 1 056、軸受 1057に適度な予圧力を付与する

ことができる。

[0169] 本発明の実施例 7のテレスコ駆動機構 1005においても、図 19で、ハウジング 105 0の軸受 1056、 1057の両端面間の距離を A、送りナット 1055の右端面 1551と左 端面 1552の間の距離を B、軸受 1056の軸方向の幅を C、軸受 1057の軸方向の幅 を Dとし、ハウジング 1050の線膨張係数を Kl、送りナット 1055の線膨張係数を Κ2、 軸受 1056及び軸受 1057の線膨張係数を Κ3とすれば、

A=B+C+D

Α·Κ1 = Β·Κ2+ (C + D) ·Κ3

となる。

[0170] この二つの式を同時に満足するように、ハウジング 1050の軸受 1056、 1057の両 端面間の距離 Α、送りナット 1055の右端面 1551と左端面 1552の間の距離 Β、軸受 1056の軸方向の幅 C、軸受 1057の軸方向の幅 Dを設定すればよい。

[0171] このように各部の寸法を設定すれば、温度が変化しても、送りナット 1055及び軸受 1056、 1057の軸方向の寸法変ィ匕量の合計と、送りナット 1055及び軸受 1056、 10 57を収納するハウジング 1050の軸方向の寸法変化量が常に同一になるため、初期 に設定した予圧力の変動が無ぐ作動トルクの上昇や、送りナット回転時の打音の発 生が無くなる。 [0172] 実施例 7では、開口端側の軸受 1057の外輪 1057Aの外径寸法を、閉鎖端側の軸 受 1056の外輪 1056Aの外径寸法よりも小径にすることができるため、テレスコ駆動 機構 1005をより小型化することが可能となる。

実施例 8

[0173] 図 20は本発明の実施例 8のチルト 'テレスコピック式の電動ステアリング装置の要部 を示す正面図である。図 21は図 20の XXI— XXI断面図であって、チルト駆動機構の 要部を示す断面図である。図 22は図 21の XXII— XXII断面図であって、チルト用モ ータとウォームの要部を示す。以下の説明では、上記実施例と異なる構造部分と作 用についてのみ説明し、重複する説明は省略する。また、上記実施例と同一部品に は同一番号を付して説明する。

[0174] 実施例 8は、チルト 'テレスコピック式の電動ステアリング装置に適用した例である。

すなわち、図 20力ら図 22に示すように、本発明のチルト 'テレスコピック式の電動ステ ァリング装置 1101は、車体取付けブラケット 1002、ロアーコラム（アウターコラム） 10 03、アッパーコラム (インナーコラム） 1004等力も構成されている。

[0175] 車体後方側の車体取付けブラケット 1002は、その上板 1021が車体 1011に固定 されている。ロアーコラム 1003の車体前方側端部にはブラケット 1031がー体的に形 成され、このブラケット 1031にチルト中心軸 1032が取付けられている。このチルト中 心軸 1032を支点として、中空円筒状のロアーコラム 1003の車体前方側端部が、車 体 1011に、チルト位置調整（図 20の紙面に平行な平面内で揺動）可能に軸支され ている。

[0176] 車体取付けブラケット 1002の上板 1021には、上板 1021から下方に平行に延びる 左右の側板 1022、 1022力 S形成され、この左右の側板 1022、 1022の内側面に、口 アーコラム 1003がチルト摺動可能に挟持されて 、る。

[0177] ロアーコラム 1003の下面外周には、テレスコ位置調整を行うテレスコ駆動機構 100 5が取付けられている。また、ロアーコラム 1003の下面外周には、図 20に部分的に 見えるテレスコ用モータ 1051が取付けられている。ロアーコラム 1003の下面には、 ロアーコラム 1003の中心軸線に平行に送りねじ軸 1053が取付られ、送りねじ軸 10 53の車体後方端（図 20の右端）力 アッパーコラム 1004の車体後方端に固定され たフランジ 1041の下端に連結されている。

[0178] テレスコ用モータ 1051の図示しない出力軸に取付けられたウォームの回転力 図 示しないウォームホイールに伝達され、送りねじ軸 1053に螺合する図示しない送り ナットを回転させる。この送りナットの回転で送りねじ軸 1053を往復移動（図 20の左 右方向の移動）して、アッパーコラム 1004をテレスコピック位置調整する。このテレス コ駆動機構 1005は、実施例 5から実施例 7と同様な構造を有しているので、詳細な 説明は省略する。

[0179] 車体取付けブラケット 1002の下方には、チルト位置調整を行うチルト駆動機構 100 6が取付けられている。チルト駆動機構 1006用のチルト用モータ 1061の出力軸 16 11 (図 22参照）に取付けられたウォーム 1062力 ウォームホイール 1064に嚙み合 つて、チルト用モータ 1061の回転を送りねじ軸 1063の往復移動に変換している。ゥ オーム 1062は、軸受 1612、 1613によって、車体取付けブラケット 1002の下端に回 転可能に軸支されている。ウォームホイール 1064が外周に形成された送りナット 106 5が、金属で成形された送りねじ軸 1063 (図 21参照）に螺合している。

[0180] 送りねじ軸 1063は、チルト用モータ 1061の中心軸線に対して垂直（図 20、図 21 の上下方向）に延びている。送りねじ軸 1063の上端には、金属製のチルト駆動力伝 達ピン 1631が固定されている。このチルト駆動力伝達ピン 1631は、ロアーコラム 10 03の中心軸線に向かって突出し、ロアーコラム 1003に形成された長孔 1033 (図 21 の紙面に直交する方向に長孔 1033の長径側が配置されている）に、チルト駆動力 伝達ピン 1631の先端が嵌入している。

[0181] 送りナット 1065が回転すると、送りねじ軸 1063と共にチルト駆動力伝達ピン 1631 は、垂直方向に直線運動を行う。送りねじ軸 1063は図 20の上下方向に直線運動す るのに対し、ロアーコラム 1003はチルト中心軸 1032を支点として円弧運動するため 、これら両運動にはずれが生じる力 このずれは、長孔 1033に沿ってチルト駆動力 伝達ピン 1631が、図 20の左右方向に摺動することによって吸収できる。

[0182] この電動ステアリング装置 1101で、ステアリングホイール 1103のチルト位置を調整 する必要が生じると、運転者は図示しないスィッチを操作して、チルト用モータ 1061 を正逆いずれかの方向に回転させる。すると、チルト用モータ 1061の回転によって 送りナット 1065が回転し、送りねじ軸 1063が直線運動を行う。

[0183] すると、送りねじ軸 1063と一体のチルト駆動力伝達ピン 1631が直線運動を行う。

チルト駆動力伝達ピン 1631は、ロアーコラム 1003の長孔 1033に係合しているから 、ロアーコラム 1003は、チルト中心軸 1032を支点として上方または下方にチルト移 動する。

[0184] 車体取付けブラケット 1002の下面には、チルト駆動機構 1006を内蔵したハウジン グ 1060力形成されて!ヽる。送りナツ卜 1065ίま、軸受 1066、 1067によって回転可會 に軸承されている。ハウジング 1060には、開口端側（図 21の下側）に断面円形の大 径孔 1601が形成され、閉鎖端側（図 21の上側）には、断面円形の小径孔 1602が 形成されている。この大径孔 1601には、開口端側に雌ねじ 1603が形成され、軸受 押さえナット 1068の外周に形成された雄ねじ 1681が雌ねじ 1603にねじ込まれてい る。

[0185] 小径孔 1602には、軸受 1066の外輪が内嵌している。軸受押さえナット 1068の上 方には、小径孔 1602の内径よりも小径の軸受孔 1685が形成され、この軸受孔 168 5に、軸受 1067の外輪が内嵌している。軸受 1067の外輪の外径は、軸受 1066の 外輪の外径よりも小径に形成されて 、る。

[0186] また、軸受押さえナット 1068は、軸受孔 1685の段差面で、軸受 1067の外輪の下 端面を上側に押圧している。ロックナット 1069を軸受押さえナット 1068の雄ねじ 168 1にねじ込み、ロックナット 1069の上端面をハウジング 1060の下端面に押圧して、 軸受押さえナット 1068を緩み止めしている。本発明の実施例 8においても、ハウジン グ 1060、送りナット 1065及び軸受 1066、 1067の材質が各々異なっているため、各 々の線膨張係数が大きく異なる。

[0187] 軸受 1066の外輪の上端面は、小径孔 1602の上端の閉鎖端面に当接している。

軸受押さえナット 1068の段差面で、軸受 1067の外輪の下端面を上側に押圧すると 、その押圧力は、軸受 1067の内輪の上端面、送りナット 1065の下端面、送りナット 1 065の上端面、軸受 1066の内輪の下端面、軸受 1066の外輪の上端面を介して、 小径孔 1602の上端の閉鎖端面に伝達され、軸受 1066、軸受 1067に適度な予圧 力を付与することができる。 [0188] 本発明の実施例 8のチルト駆動機構 1006においても、図 21で、ハウジング 1060 の軸受 1066、 1067の両端面間の距離を A、送りナット 1065の下端面と上端面の間 の距離を B、軸受 1066の軸方向の幅を C、軸受 1067の軸方向の幅を Dとし、ハウジ ング 1060の線膨張係数を Kl、送りナット 1065の線膨張係数を Κ2、軸受 1066及び 軸受 1067の線膨張係数を Κ3とすれば、

A=B+C+D

Α·Κ1 = Β·Κ2+ (C + D) ·Κ3

となる。

[0189] この二つの式を同時に満足するように、ハウジング 1060の軸受 1066、 1067の両 端面間の距離 Α、送りナット 1065の下端面と上端面の間の距離 Β、軸受 1066の軸 方向の幅 C、軸受 1067の軸方向の幅 Dを設定すればよい。

[0190] このように各部の寸法を設定すれば、温度が変化しても、送りナット 1065及び軸受 1066、 1067の軸方向の寸法変ィ匕量の合計と、送りナット 1065及び軸受 1066、 10 67を収納するハウジング 1060の軸方向の寸法変化量が常に同一になるため、初期 に設定した予圧力の変動が無ぐ作動トルクの上昇や、送りナット回転時の打音の発 生が無くなる。

[0191] 実施例 8においても、開口端側の軸受 1067の外輪の外径寸法を、閉鎖端側の軸 受 1066の外輪の外径寸法よりも小径にすることができるため、チルト駆動機構 1006 を小型化することが可能となる。

[0192] 本発明の実施例では、ロアーコラム 1003がアウターコラム、アッパーコラム 1004が インナーコラムで構成されている力 ロアーコラム 1003をインナ一コラム、アッパーコ ラム 1004をアウターコラムにしてもよ!、。

[0193] 以上の本発明の実施例 5から 8によれば、以下のステアリング装置（2—1)〜（2— 7

)が提供される。すなわち、

(2- 1) その車体後方側にステアリングホイールが装着されるステアリングシャフト、 車体取付けブラケットを介して車体に取り付けられ、上記ステアリングシャフトを回転 可能に軸支し、チルト中心軸を支点とするチルト位置調整、または、上記ステアリング シャフトの中心軸線に沿ったテレスコピック位置調整が可能なコラム、 上記コラムまたは車体取付けブラケットに設けられた電動ァクチユエータ、 上記電動ァクチユエータによって回転駆動される送りナット、

上記送りナットの軸方向の両端を回転可能に軸支する軸受、

上記送りナット及び軸受を収納するハウジング、

上記送りナットに螺合し、上記送りナットの回転運動によって軸方向に直線移動し て、上記コラムのチルト運動、または、テレスコピック運動を行う送りねじ軸を備え、 温度変化による上記送りナット及び軸受の軸方向の寸法変化量の合計と、温度変 化による上記ハウジングの軸方向の寸法変化量が同一になるように、上記送りナット 、軸受、及びノ、ウジングの軸方向の寸法を設定したこと

を特徴とするステアリング装置。

(2- 2) また、（2— 1)のステアリング装置において、

上記ハウジングの開口端側の軸受の外輪は、ハウジングの開口端側に螺合された 軸受押さえナットに形成された軸受孔に内嵌して 、る構成として 、てもよ 、。

(2- 3) さらに、（2— 2)のステアリング装置において、

上記ハウジングの開口端側の軸受の外輪の外径寸法は、上記ハウジングの閉鎖端 側の軸受の外輪の外径寸法と同一寸法に形成されて 、てもよ 、。

(2-4) また、上記（2— 2)のステアリング装置において、

上記ハウジングの開口端側の軸受の外輪の外径寸法は、上記ハウジングの閉鎖端 側の軸受の外輪の外径寸法よりも小径に形成されて 、てもよ 、。

(2- 5) また、上記（2— 1)から（2— 4)までのいずれかのステアリング装置において 上記ハウジングがアルミニウム、上記送りナットが榭脂、上記軸受が軸受鋼で成形さ れていてもよい。

(2-6) さらに、（2— 1)のステアリング装置において、

上記送りナットは榭脂製で、ガラス繊維が添加されて 、てもよ 、。

(2- 7) さらに（2— 6)請求項 6に記載されたステアリング装置において、 上記ガラス繊維の添力卩量は 30〜70質量％としてもよい。

本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲 を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明ら かである。

[0195] 本出願は、 2006年 3月 8日出願の日本特許出願（特願 2006— 062225)、

2006年 5月 29日出願の日本特許出願（特願 2006— 148175)、

2006年 6月 27日出願の日本特許出願（特願 2006— 177317)、

2007年 1月 9日出願の日本特許出願 (特願 2007— 001673)、に基づくものであり、その 内容はここに参照として取り込まれる。

産業上の利用可能性

[0196] 本発明のステアリング装置、及び、送りねじ機構では、常温時に、合成樹脂製の送 りナットのピッチを金属製の送りねじ軸のピッチよりも大きく形成している。従って、使 用温度が変化しても、作動トルクの上昇、作動トルクの変動、作動音の上昇が起こら ず、作動トルクが上昇しないので、送りねじ機構を駆動するモータの出力が小さくて 済む。その結果、モータの小型化が可能で、製造コストが削減されると共に、スぺー スが小さくて済むため、配置の自由度が向上する。また、送りナット自体の構造も簡 単で、送りナットの加工コストが削減され、送りナットの軸方向の寸法を短縮することが 可能となる。

[0197] 本発明の送りねじ機構では、送りねじ機構の使用温度が高温になるに従って、送り ねじ機構を作動するのに必要な作動トルクが大きくなる特性を備えている。従って、 本発明の送りねじ機構をステアリング装置に使用することによって、ステアリング装置 全体としての低温時の作動トルクの上昇等を抑えることができる。その結果、出力の 小さいモータで駆動できるため、モータの小型化が可能で、製造コストが削減される と共に、スペースが小さくて済むため、配置の自由度が向上する。

[0198] さらに、本発明のステアリング装置では、送りねじ機構の送りナットのねじ山の幅を、 送りねじ軸のねじ山の幅よりも大きく形成している。従って、送りナット軸方向の長さが 短くなる。その結果、送りナットの重量が軽減されると共に、製造コストを低減すること が可能となる。

[0199] また、本発明のステアリング装置では、温度変化による送りナット及び軸受の軸方向 の寸法変化量の合計と、温度変化によるハウジングの軸方向の寸法変化量が同一 になるように、送りナット、軸受、及び、ハウジングの軸方向の寸法を設定している。従 つて、温度変化による予圧力の変動が押さえられ、作動トルクの上昇や送りナット回 転時の打音の発生を抑制することが可能となる。

Claims

請求の範囲

[1] 金属製の送りねじ軸と

前記送りねじ軸に螺合し、相対移動する合成樹脂製の送りナットとを有する送りねじ 機構であって、

前記送りねじ機構は、前記送りねじ機構の使用温度が高温になるに従って、送りね じ機構を作動するのに必要な作動トルクが大きくなる特性を備えたこと

を特徴とする送りねじ機構。

[2] 金属製の送りねじ軸と

前記送りねじ軸に螺合し、相対移動する合成樹脂製の送りナットとを有する送りねじ 機構であって、

常温時に、前記送りねじ機構の送りナットのピッチが送りねじ軸のピッチよりも大きく 形成されていること

を特徴とする送りねじ機構。

[3] 請求項 2に記載された送りねじ機構において、

前記送りナットのピッチは、実質的に、送りねじ軸のピッチよりも送りナットの軸方向 長さの 0. 025%力ら 0. 075%の範囲で大きく形成されていること

を特徴とする送りねじ機構。

[4] 請求項 2に記載された送りねじ機構において、

前記送りナットの軸方向の端面には環状溝が形成されていること

を特徴とする送りねじ機構。

[5] 請求項 4に記載された送りねじ機構において、

前記環状溝の内周面が環状溝の開口側に向かって小径に形成されていること を特徴とする送りねじ機構。

[6] 請求項 2に記載された送りねじ機構において、

前記送りナットを形成する合成樹脂のガラス転移点が、送りねじ機構の使用温度範 囲の上限値を超える値であること

を特徴とする送りねじ機構。

[7] その車体後方側にステアリングホイールが装着されるステアリングシャフト、 前記ステアリングシャフトを回転可能に軸支し、チルト中心軸を支点とするチルト位 置調整、または、前記ステアリングシャフトの中心軸線に沿ったテレスコピック位置調 整が可能なコラム、

前記コラムを車体に取り付ける車体取付けブラケット、

前記コラムまたは車体取付けブラケットに設けられた電動ァクチユエータ、 前記電動ァクチユエータによって前記コラムのチルト運動、または、テレスコピック運 動を行う請求項 1に記載の送りねじ機構を備えるステアリング装置。

[8] その車体後方側にステアリングホイールが装着されるステアリングシャフト、

前記ステアリングシャフトを回転可能に軸支し、チルト中心軸を支点とするチルト位 置調整、または、前記ステアリングシャフトの中心軸線に沿ったテレスコピック位置調 整が可能なコラム、

前記コラムを車体に取り付ける車体取付けブラケット、

前記コラムまたは車体取付けブラケットに設けられた電動ァクチユエータ、 前記電動ァクチユエータによって前記コラムのチルト運動、または、テレスコピック運 動を行う請求項 2に記載の送りねじ機構を備えるステアリング装置。

[9] 請求項 8に記載されたステアリング装置にぉ 、て、

前記送りナットのピッチは、実質的に、送りねじ軸のピッチよりも送りナットの軸方向 長さの 0. 025%力ら 0. 075%の範囲で大きく形成されていること

を特徴とするステアリング装置。

[10] 請求項 8に記載されたステアリング装置において、

前記送りナットの軸方向の端面には環状溝が形成されていること

を特徴とするステアリング装置。

[11] 請求項 10に記載されたステアリング装置において、

前記環状溝の内周面が環状溝の開口側に向かって小径に形成されていること を特徴とするステアリング装置。

[12] 請求項 8に記載されたステアリング装置において、

前記送りナットを形成する合成樹脂のガラス転移点が、送りねじ機構の使用温度範 囲の上限値を超える値であること を特徴とするステアリング装置。

[13] 前記送りねじ機構の送りナットのねじ山の幅力 送りねじ軸のねじ山の幅よりも大き く形成されていること

を特徴とする請求項 7に記載のステアリング装置。

[14] 請求項 13に記載されたステアリング装置において、

前記送りナットのねじ山の幅と送りねじ軸のねじ山の幅の比力 送りナットの材料強 度と送りねじ軸の材料強度の逆数に比例して形成されていること

を特徴とするステアリング装置。

[15] 請求項 13に記載されたステアリング装置において、

前記送りねじ軸が転造ねじであることを特徴とするステアリング装置。

[16] 前記送りねじ機構の送りナットのねじ山の幅力 送りねじ軸のねじ山の幅よりも大き く形成されていること

を特徴とする請求項 8に記載のステアリング装置。

[17] 請求項 16に記載されたステアリング装置において、

前記送りナットのねじ山の幅と送りねじ軸のねじ山の幅の比力 送りナットの材料強 度と送りねじ軸の材料強度の逆数に比例して形成されていること

を特徴とするステアリング装置。

[18] 請求項 16に記載されたステアリング装置において、

前記送りねじ軸が転造ねじであることを特徴とするステアリング装置。