JP2012148761A - 電動式チルト操向装置 - Google Patents

Abstract

【課題】振動とノイズを減らして剛性を維持させることによって耐久性能を向上させチルト作動時の快適な作動感の電動式チルト操向装置を提供する。
【解決手段】電動モータと結合され、チルトスクリュー２１５とウォームホイール減速部２１３が内蔵されるチルトハウジング２１０と、内周側は上記チルトスクリュー２１５に結合され、外周側の上記チルトハウジング２１０の内側に支持される支持部材２１１と、上記支持部材２１１と上記ウォームホイール減速部２１３の一側との間に結合される第１ベアリング２１２と、上記ウォームホイール減速部２１３の他側に結合される第２ベアリング２１７、及び上記第２ベアリング２１７の端部を支持し、上記チルトハウジング２１０の内側に結合される締結部材２１９を含んで構成される。
【選択図】図４

Description

本発明は、自動車の操向装置に関し、より詳しくは、自動車の電動式チルト操向装置において、チルトスクリューとチルトスクリューを支持する周辺部品との軸方向遊隔及び円周方向遊隔により発生する振動とノイズを減らして剛性を維持させることによって耐久性能を向上させ、組立方法が単純化して組立工程が減ることによって運転者にチルト作動時の快適な作動感を提供できる電動式チルト操向装置に関するものである。

一般に、自動車の操向装置は自動車の進行方向を運転者の意志の通り変更できるようにするための装置であって、自動車の前輪が旋回する回転中心を任意に変更して運転者が望みの方向に自動車を進行させることができるように補助する装置である。

このような操向装置において、運転者が操向ホイールを操作することによって発生した操向力は操向軸を通じて下端のラック−ピニオン機構に伝達され、最終的には両側輪の方向を変化させるようになる。

一方、操向装置にはチルト（Tilt）またはテレスコープ（Telescope）機能が含まれるが、このような機能を通じて運転者は自身の身長や体型に合うように操向ホイールの突出程度及び傾き角度を調節できるようになって、円滑な操向操作をすることができる。

また、このようなチルトまたはテレスコープ機能は、初期には運転者が直接調節レバーを操作して操向ホイールを軸方向に運動させるか、ヒンジ軸を中心に操向ホイールを回転させなければならない受動操作方式であったが、以後にはモータを用いた自動操作方式が開発された。

モータを用いた電動式チルト操向装置は、チルト作動時に回転軸の役割をするヒンジ部が操向コラムの上端部にあるか下端部にあるかによって、アッパーチルト（Upper Tilt）操向装置とロワーチルト（Lower Tilt）操向装置とに分けられる。

図１は、従来技術に係る自動車の電動式チルト操向装置を示す部分拡大斜視図である。

図１に示すように、従来技術に係る自動車の電動式チルト操向装置は、自動車の操向ホイール（図示せず）に連結される操向軸１０１、操向軸１０１を囲むコラムハウジング１０３、コラムハウジング１０３の後端に形成されるチルトブラケット１０５、チルトブラケット１０５の内側に回転可能に結合される回動部材１０７、チルトブラケット１０５の上側に回転可能に結合されるチルト駆動軸１０９、コラムハウジング１０３の一側に形成されるチルトモータ１１１、チルトモータ１１１により駆動される駆動ギア１１３、及び駆動ギア１１３及びチルト駆動軸１０９に同時に噛み合う媒介ギア１１５を含んで構成される。

このような構成を有する従来技術に係る自動車の電動式チルト操向装置においては、運転者がチルトスイッチ（図示せず）を作動すればチルトモータ１１１が駆動し、チルトモータ１１１の駆動力は駆動ギア１１３及び媒介ギア１１５の駆動を通じてチルト駆動軸１０９を回転させるが、チルト駆動軸１０９が回転すれば駆動軸結合部１１７が前進または後進しようとするが、回動部材１０７がチルトブラケット１０５のヒンジ軸１１９に結合されているので、回動部材１０７は結局ヒンジ軸１１９を中心に所定角度に回転することによってチルト機能を遂行する。また、この過程で駆動軸結合部１１７は回動部材１０７に対して所定角度に回転することによってチルト作動が円滑になされるようにする。

しかしながら、このような電動式チルト操向装置は、チルト作動時にチルトスクリューとチルトスクリューを支持する周辺部品との軸方向遊隔及び円周方向遊隔によりノイズが発生して耐久性能を低下させる問題点があった。

また、運転者がチルト作動時に関連部品でノイズと作動音が大きく発生して運転者に不快な作動感を感じるようにする問題点もあった。

本発明は前述した背景から案出したものであって、電動式チルト操向装置において、チルトスクリューとチルトスクリューを支持する周辺部品との軸方向遊隔及び円周方向遊隔により発生する振動とノイズを減らして剛性を維持させることによって耐久性能を向上させ、組立方法が単純化して組立工程が減ることによって運転者にチルト作動時に快適な作動感を提供することができる自動車の電動式チルト操向装置を提供することにその目的とする。

このような目的を達成するために、本発明の第１実施形態は、電動モータと結合され、内側にはチルト作動のためのチルトスクリューとウォームホイール減速部が内蔵されるチルトハウジングと、内周側は上記チルトスクリューに結合され、外周側の上記チルトハウジングの内側に支持される支持部材と、上記支持部材と上記ウォームホイール減速部の一側との間に結合される第１ベアリングと、上記ウォームホイール減速部の他側に結合される第２ベアリング、及び上記第２ベアリングの端部を支持し、上記チルトハウジングの内側に結合される締結部材を含んで構成されることを特徴とする、電動式チルト操向装置を提供する。

また、本発明の第２実施形態は、電動モータと結合され、内側にはチルト作動のためのチルトスクリューとウォームホイール減速部が内蔵されるチルトハウジングと、一側面が上記チルトハウジングの外側に支持され、上記チルトスクリューの外周側に結合される第１ベアリングと、上記第１ベアリングの他側面を支持し、上記チルトスクリューの端部に結合される固定部材と、上記第１ベアリングとウォームホイール減速部との間に位置され、かつ内周側は上記チルトスクリューに結合され、外周側が上記チルトハウジングの内側に支持される支持部材と、上記ウォームホイール減速部の他側に結合される第２ベアリング、及び上記第２ベアリングの端部を支持し、上記チルトハウジングの内側に結合される締結部材を含んで構成されることを特徴とする、電動式チルト操向装置を提供する。

このような本発明によれば、電動式チルト操向装置において、チルトスクリューとチルトスクリューを支持する周辺部品との軸方向遊隔及び円周方向遊隔により発生する振動とノイズを減らして剛性を維持させることによって耐久性能を向上させ、組立方法が単純化されて組立工程が減ることによって運転者にチルト作動時に快適な作動感を提供することができる効果が得られる。

従来技術に係る自動車の電動式チルト操向装置を示す部分斜視図である。 本発明の実施形態による自動車の電動式チルト操向装置を示す斜視図である。 本発明の実施形態による自動車の電動式チルト操向装置におけるテレスコープ作動部を省略して示す側面図である。 本発明の第１実施形態による自動車のチルト操向装置を示す断面図である。 本発明の第２実施形態による自動車のチルト操向装置を示す断面図である。

以下、本発明の一部の実施形態を添付した図面を参照しつつ詳細に説明する。各図面の構成要素に参照符号を付加するに当たって、同一な構成要素に対してはたとえ他の図面上に表示されても、できる限り同一な符号を有するようにしていることに留意しなければならない。また、本発明を説明するに当たって、関連した公知構成または機能に対する具体的な説明が本発明の要旨を曖昧にすることができると判断される場合にはその詳細な説明は省略する。

また、本発明の構成要素を説明するに当たって、第１、第２、Ａ、Ｂ、（ａ）、（ｂ）などの用語を使用することができる。このような用語はその構成要素を他の構成要素と区別するためのものであり、その用語により当該構成要素の本質や回順序または順序などが限定されない。どの構成要素が他の構成要素に“連結”、“結合”、または“接続”されると記載された場合、その構成要素はその他の構成要素に直接的に連結、または接続できるが、各構成要素の間に更に他の構成要素が“連結”、“結合”、または“接続”されることもできると理解されるべきである。

図２は本発明の実施形態による自動車の電動式チルト操向装置を示す斜視図であり、図３は本発明の実施形態による自動車の電動式チルト操向装置におけるテレスコープ作動部を省略して示す側面図であり、図４は本発明の第１実施形態による自動車のチルト操向装置を示す断面図であり、図５は本発明の第２実施形態による自動車のチルト操向装置を示す断面図である。

これら図面に示すように、本発明の第１実施形態による自動車の電動式チルト操向装置は、電動モータと結合され、内側にはチルト作動のためのチルトスクリュー２１５とウォームホイール減速部２１３が内蔵されるチルトハウジング２１０と、内周側は上記チルトスクリュー２１５に結合され、外周側が上記チルトハウジング２１０の内側に支持される支持部材２１１と、上記支持部材２１１と上記ウォームホイール減速部２１３の一側との間に結合される第１ベアリング２１２と、上記ウォームホイール減速部２１３の他側に結合される第２ベアリング２１７、及び上記第２ベアリング２１７の端部を支持し、上記チルトハウジング２１０の内側に結合される締結部材２１９を含んで構成される。

また、本発明の第２実施形態による自動車の電動式チルト操向装置は、電動モータと結合され、内側にはチルト作動のためのチルトスクリュー２１５とウォームホイール減速部２１３が内蔵されるチルトハウジング２１０と、一側面が上記チルトハウジング２１０の外側に支持され、上記チルトスクリュー２１５の外周側に結合される第１ベアリング２１２と、上記第１ベアリング２１２の他側面を支持し、上記チルトスクリュー２１５の端部に結合される固定部材２１６と、上記第１ベアリング２１２とウォームホイール減速部２１３との間に位置し、かつ内周側は上記チルトスクリュー２１５に結合され、外周側が上記チルトハウジング２１０の内側に支持される支持部材２１１と、上記ウォームホイール減速部２１３の他側に結合される第２ベアリング２１７、及び上記第２ベアリング２１７の端部を支持し、上記チルトハウジング２１０の内側に結合される締結部材２１９を含んで構成される。

本発明の第１実施形態及び第２実施形態において、ウォームホイール減速部２１３は運転者のチルトスイッチ作動時に駆動される電動モータの回転速度を減速させて回転力を増大させるようになるが、チルトハウジング２１０に内蔵され、外周側はモータと結合されたウォーム２８０と歯合し、内周側はチルトスクリュー２１５と連結されてウォーム２８０とウォームホイールの減速比によりチルトスクリュー２１５を回転させる。

チルトハウジング２１０はウォームホイール減速部２１３が内蔵されて操向コラムの外部一側に設置され、コラムハウジング２４７とヒンジ結合されるハウジングヒンジ部２６０が形成されているので、チルト作動時に回転するチルトブラケット２２０と連動してハウジングヒンジ部２６０を軸にして回転運動するようになる。

即ち、チルト作動時、上端ヒンジ部２５５を軸にして回転するチルトブラケット２２０にヒンジ結合されたナット２２５とチルトスクリュー２１５が定位置で歯結合されるようにチルトハウジング２１０もハウジングヒンジ部２６０を軸にして回転するようになっている。

コラムハウジング２４７は内部に操向軸１０１が貫通されて結合され、内部上側には上部チューブ２４０が挿入結合され、内部下側にはブッシュと下部チューブ２４５が挿入結合されてチルトブラケット２２０の上端ヒンジ部２５５に連結されるが、自動車の車体に固定されるマウンティングブラケット２３０と締結された上部ブラケット２３３と上端ヒンジ部２５５で結合される。

下部ブラケット２３５は下端ヒンジ部２３７で下部チューブ２４５の両側面とヒンジ結合されてマウンティングブラケット２３０に固定されるが、下端ヒンジ部２３７はチルト作動時にチルトブラケット２２０と連動する操向コラムの回転軸の役割をするようになる。

マウンティングブラケット２３０は操向コラムを自動車の車体に固定させるが、上側は上部ブラケット２３３と締結され、下側は下部ブラケット２３５と締結されているので、操向コラムを堅く支持するようになる。

一方、チルトスクリュー２１５もチルトブラケット２２０と独立的に相対回転するようになっているので、チルトブラケット２２０が回転しなくてもチルトスクリュー２１５がナット２２５と定位置で歯結合できるようになっている。

チルトスクリュー２１５はモータの駆動時にウォーム２８０と歯合するウォームホイール減速部２１３によりチルトスクリュー２１５の中心軸を軸にして回転するようになるが、この際、チルトスクリュー２１５と歯合するナット２２５がチルトスクリュー２１５の回転時にスクリューに沿って直線運動しながらナット２２５が固定されているチルトブラケット２２０に回転変位を起こすようにする。

また、チルトブラケット２２０は全体的にコラムハウジング２４７を覆いかぶせる構造となっているが、チルト作動時、ナット２２５の進行方向に回転されるようにチルトスクリュー２１５と歯結合されたナット２２５とヒンジ結合されるナットヒンジ部２２３と、コラムハウジング２４７に結合されるコラム支持部２５０が備えられており、マウンティングブラケット２３０に固定された上部ブラケット２３３とヒンジ結合される上端ヒンジ部２５５が形成されている。

したがって、チルト作動時、上端ヒンジ部２５５を軸にしてナット２２５の進行方向にチルトブラケット２２０が回転しながらコラム支持部２５０に固定されている操向コラムを回転させるようになる。

即ち、チルトブラケット２２０が上端ヒンジ部２５５を軸にして回転するようになれば、操向コラムも回転するようになるが、操向コラムはコラム支持部２５０と下端ヒンジ部２３７に固定されているので、結局、下端ヒンジ部２３７を軸にして操向コラム全体が回転しながらチルト作動がなされるようになる。

このようにチルト作動がなされる時、チルトスクリュー２１５は回転するようになり、チルトスクリュー２１５を支持する周辺部品との遊隔により振動とノイズが発生する。

したがって、図４に示すように、本発明の第１実施形態では、ウォームホイール減速部２１３を基準にしてチルトスクリュー２１５の端部側である一側には第１ベアリング２１２、支持部材２１１が順次に結合され、チルトナット２２５が結合される方向であるウォームホイール減速部２１３の他側には第２ベアリング２１７、締結部材２１９が順次に結合されて振動とノイズを減少させて剛性を維持させるようになっている。

チルトスクリュー２１５の端部に結合される支持部材２１１は、内周側がチルトスクリュー２１５の外周側に結合され、支持部材２１１の外周側はチルトハウジング２１０の内側に支持されてチルトスクリュー２１５の円周方向と軸方向の動きと振動を減らすようになる。

支持部材２１１は主にスチール材質のワイヤーを織造して形成されるが、場合によっては、ゴムやプラスチックなどの弾性材質で形成できる。

支持部材２１１とウォームホイール減速部２１３の一側との間には第１ベアリング２１２が結合されてチルトスクリュー２１５の回転時に軸方向の荷重を支持するようになるが、ここで、第１ベアリング２１２はスラストベアリングの中にニードルスラストベアリングが結合されることがよい。

そして、ウォームホイール減速部２１３の他側に結合される第２ベアリング２１７は、チルトスクリュー２１５の回転時、径方向の荷重を支持するようになるが、ここで、第２ベアリング２１７はボールベアリングを使用することがよい。

第２ベアリング２１７の側面には締結部材２１９が第２ベアリング２１７の端部を支持しながらチルトハウジング２１０の内側に結合されて、第２ベアリング２１７の軸方向遊隔をなくしてチルトスクリュー２１５の軸方向の動きと振動を止めるようになる。

締結部材２１９は一側が切欠されたリング形状に形成され、径方向に発生する弾性力によりチルトスクリュー２１５の外周側に支持結合され、チルトスクリュー２１５の外周側には締結部材２１９が安着するリング形状の安着溝２１９ａが備えられる。

したがって、本発明の第１実施形態において、第１ベアリング２１２と第２ベアリング２１７がウォームホイール減速部２１３の一側と他側で軸方向と径方向の荷重を支持しながら振動を止めるようになって軸方向と径方向の剛性を維持させることができるようになる。

また、チルトスクリュー２１５に、支持部材２１１、第１ベアリング２１２、第２ベアリング２１７、締結部材２１９などを結合し、チルトハウジング２１０に結合しさえすれば組立が完了して組立方法が単純になり、組立工程が簡便になる。

一方、図５に示すような本発明の第２実施形態では、ウォームホイール減速部２１３を基準にしてチルトスクリュー２１５の端部側である一側には、支持部材２１１、第１ベアリング２１２、固定部材２１６が順次に結合され、チルトナット２２５が結合される方向であるウォームホイール減速部２１３の他側には、第２ベアリング２１７、締結部材２１９が順次に結合されてノイズを減少させるようになっている。

チルトスクリュー２１５の外周側に結合される第１ベアリング２１２は、第１実施形態とは異なり、チルトハウジング２１０の外部に露出されているが、一側面がチルトハウジング２１０の外側に支持され、固定部材２１６によりチルトハウジング２１０に密着結合される。

固定部材２１６は第１ベアリング２１２の他側面をチルトハウジング２１０側に支持しながらチルトスクリュー２１５の端部に結合されるが、ここで、第１ベアリング２１２の他側面を支持する支持力を調整することができるようにチルトスクリュー２１５とねじ結合されるようになっている。

したがって、トルクレンチのように締結力を一定にセッティングできる工具を用いて車種に従う固定部材２１６の締結力を調整できるようになっている。

そして、第１ベアリング２１２とウォームホイール減速部２１３との間に位置するように結合される支持部材２１１は、内周側がチルトスクリュー２１５と結合され、外周側がチルトハウジング２１０の内側に支持結合される。

このような支持部材２１１は、その結合位置のみ第１実施形態と異なるだけであり、その形状や機能は第１実施形態と同一である。

ウォームホイール減速部２１３の他側に順次に結合される第２ベアリング２１７と締結部材２１９は、第１実施形態とその結合位置、形状、及び機能が同一であるが、第２ベアリング２１７はチルトスクリュー２１５の回転時に径方向の荷重を支持し、第２ベアリング２１７の側面には締結部材２１９が第２ベアリング２１７の端部を支持しながらチルトスクリュー２１５の外周側に結合される。

また、締結部材２１９は一側が切欠されたリング形状で、径方向に発生する弾性力によりチルトスクリュー２１０の外周側に支持結合され、チルトスクリュー２１５の外周側には締結部材２１９が安着するリング形状の安着溝２１９ａが備えられることは第１実施形態と同一である。

このような第２実施形態では、ウォームホイール減速部２１３の一側では支持部材２１１がチルトハウジング２１０の内側に支持されてチルトスクリュー２１５の円周方向と軸方向の動きと振動を減らし、ウォームホイール減速部２１３の他側では締結部材２１９が第２ベアリング２１７の端部を支持しながらチルトハウジング２１０の内側に結合されて、第２ベアリング２１７の軸方向の遊隔をなくし、チルトスクリュー２１５の軸方向の動きと振動を止めるようになる。

したがって、本発明の第２実施形態において、第１ベアリング２１２と第２ベアリング２１７がウォームホイール減速部２１３の一側と他側で軸方向と径方向の荷重を支持しながら振動を止めるようになって、軸方向と径方向の剛性を維持させることができるようになる。

また、チルトスクリュー２１５に、支持部材２１１、第２ベアリング２１７、締結部材２１９などを結合してチルトハウジング２１０に結合し、外側で第１ベアリング２１２と固定部材２１６を結合しさえすれば組立が完了して、組立方法が単純になり、組立工程が簡便になる。

本発明の実施形態による電動式チルト操向装置は、テレス駆動モータ２７５とテレススクリュー２７３、テレスナット部２７０などで構成されるテレスコープ機能が追加できるが、これは従来のテレスコーピック操向装置構造と類似するので、以下に詳細な説明は省略する。

このような構造と形状を有する本発明によれば、電動式チルト操向装置において、チルトスクリューとチルトスクリューを支持する周辺部品との軸方向遊隔及び円周方向遊隔により発生する振動とノイズを減らして剛性を維持させることによって耐久性能を向上させ、組立方法が単純化して組立工程が減ることによって運転者にチルト作動時に快適な作動感を提供できる効果がある。

以上、本発明の実施形態を構成する全ての構成要素が１つに結合されるか、結合されて動作することと説明されたが、本発明が必ずこのような実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の目的範囲内であれば、その全ての構成要素が１つ以上に選択的に結合して動作することもできる。

また、以上で記載された“含む”、“構成する”、または“有する”などの用語は、特別に反対になる記載がない限り、該当構成要素が内在できることを意味するものであるので、他の構成要素を除外するのでなく、他の構成要素を更に含むことができることと解釈されるべきである。技術的または科学的な用語を含んだ全ての用語は、異に定義されない限り、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者により一般的に理解されることと同一な意味を有する。事前に定義された用語のように、一般的に使われる用語は関連技術の文脈上の意味と一致するものと解釈されるべきであり、本発明で明らかに定義しない限り、理想的であるとか、過度に形式的な意味として解釈されない。

以上の説明は、本発明の技術思想を例示的に説明したことに過ぎないものであって、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者であれば、本発明の本質的な特性から逸脱しない範囲で多様な修正及び変形が可能である。したがって、本発明に開示された実施形態は本発明の技術思想を限定するためのものではなく、説明するためのものであり、このような実施形態により本発明の技術思想の範囲が限定されるのではない。本発明の保護範囲は請求範囲により解釈されなければならず、それと同等な範囲内にある全ての技術思想は本発明の権利範囲に含まれるものと解釈されるべきである。

２１０・・・チルトハウジング
２１１・・・支持部材
２１２・・・第１ベアリング
２１３・・・ウォームホイール減速部
２１５・・・チルトスクリュー
２１６・・・固定部材
２１７・・・第２ベアリング
２１９・・・締結部材
２２０・・・チルトブラケット
２２３・・・ナットヒンジ部
２２５・・・ナット
２３０・・・マウンティングブラケット
２３３・・・上部ブラケット
２３５・・・下部ブラケット
２３７・・・下端ヒンジ部
２４０・・・上部チューブ
２４５・・・下部チューブ
２４７・・・コラムハウジング
２５０・・・コラム支持部
２５５・・・上端ヒンジ部
２６０・・・ハウジングヒンジ部

Claims (6)

1. 電動モータと結合され、内側にはチルト作動のためのチルトスクリューとウォームホイール減速部が内蔵されるチルトハウジングと、
   内周側は前記チルトスクリューに結合され、外周側が前記チルトハウジングの内側に支持される支持部材と、
   前記支持部材と前記ウォームホイール減速部の一側との間に結合される第１ベアリングと、
   前記ウォームホイール減速部の他側に結合される第２ベアリングと、
   前記第２ベアリングの端部を支持し、前記チルトハウジングの内側に結合される締結部材と、
   を含んで構成されることを特徴とする、電動式チルト操向装置。
2. 電動モータと結合され、内側にはチルト作動のためのチルトスクリューとウォームホイール減速部が内蔵されるチルトハウジングと、
   一側面が前記チルトハウジングの外側に支持され、前記チルトスクリューの外周側に結合される第１ベアリングと、
   前記第１ベアリングの他側面を支持し、前記チルトスクリューの端部に結合される固定部材と、
   前記第１ベアリングとウォームホイール減速部との間に位置され、かつ内周側は前記チルトスクリューに結合され、外周側が前記チルトハウジングの内側に支持される支持部材と、
   前記ウォームホイール減速部の他側に結合される第２ベアリングと、
   前記第２ベアリングの端部を支持し、前記チルトハウジングの内側に結合される締結部材と、
   を含んで構成されることを特徴とする、電動式チルト操向装置。
3. 前記固定部材は前記第１ベアリングの他側面を支持する支持力を調整できるように前記チルトスクリューとねじ結合されることを特徴とする、請求項２に記載の電動式チルト操向装置。
4. 前記第１ベアリングはスラストベアリングであることを特徴とする、請求項１または２に記載の電動式チルト操向装置。
5. 前記第２ベアリングはボールベアリングであることを特徴とする、請求項１または２に記載の電動式チルト操向装置。
6. 前記締結部材は一側が切欠されたリング形状で、径方向の弾性力により前記チルトハウジングの内側に支持結合されることを特徴とする、請求項１または２に記載の電動式チルト操向装置。

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