JP3437781B2 - 超音波モータ及びステアリング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、超音波モータの回
転軸の支持構造及び超音波モータを駆動源として、例え
ばステアリングコラムをチルト作動させるステアリング
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、車両に搭載される各種アクチュエ
ータの駆動源、例えばステアリングコラムをチルト作動
させるアクチュエータの駆動源として超音波モータが利
用されているものがある。

【０００３】図１４は、チルト機構を備えた従来のステ
アリング装置５０を示す。車体５１の一部に固定された
固定ブラケット５２には、ステアリングコラム５３が回
動軸５４にて上下方向に回動（傾動）可能に支持され
る。固定ブラケット５２及びステアリングコラム５３は
略円筒形であって、該コラム５３の傾動とともに屈曲可
能なステアリングシャフト５５が挿通され回転可能に支
持される。ステアリングコラム５３の上端から突出する
ステアリングシャフト５５には、ステアリングホイール
５６が固定される。ステアリングホイール５６は、固定
ブラケット５２に対してステアリングコラム５３ととも
に傾動可能である。

【０００４】ステアリングコラム５３の下面側には一対
の取付片５３ａが備えられ、該取付片５３ａにはチルト
駆動用の超音波モータ１が上下方向に回動可能に支持さ
れる。超音波モータ１の回転軸６には、その外周面にね
じ溝が形成されたウォーム部６ａが一体に形成される。

【０００５】一方、固定ブラケット５２の下面側には一
対の取付片５２ａを備え、取付片５２ａにはナット部材
５７が上下方向に傾動可能に支持される。ナット部材５
７は、前記超音波モータ１よりのびる回転軸６のウォー
ム部６ａと螺合する。そして、前記超音波モータ１の作
動により回転軸６が正逆回転すると、ウォーム部６ａ及
びナット部材５７によってステアリングコラム５３（ス
テアリングホイール５６）が上下方向に傾動する。この
ようにして、ステアリングホイール５６の位置が超音波
モータ１の作動により調整される。

【０００６】図１１は、その超音波モータ１の断面図を
示す。超音波モータ１のハウジング２は基台３とカバー
４とから構成される。基台３にはボールベアリング５の
アウタレース５ａが固着される。ボールベアリング５の
インナレース５ｂは回転軸６に固着される。前記カバー
４にはすべり軸受７が固着される。そして、回転軸６は
前記ウォーム部６ａを備え、ボールベアリング５とすべ
り軸受７によってハウジング２に対して回転可能に支持
される。

【０００７】前記基台３にはステータ８がネジ９で固定
される。ステータ８の外周部には、後述するロータ１３
に振動を伝達する振動伝達部８ａが形成されている。振
動伝達部８ａにおけるステータ８の外周部下面にはベー
スリング１０が固着され、ベースリング１０の下面には
圧電素子１１が固着される。

【０００８】前記ステータ８の上面には、前記振動伝達
部８ａに当接するライニング材１２を備えたロータ１３
が配設される。ロータ１３は、回転軸６に対して軸方向
移動可能に、かつ相対回転不能に連結される。ロータ１
３の上面は、皿バネ１４とプレート１５とからなる加圧
付勢部材１６により加圧される。即ち、皿バネ１４を弾
性変形させた状態で、前記プレート１５が回転軸６に対
して回転不能に、かつサークリップ１７によりそれ以上
図１１において上動不能に連結される。このようにし
て、皿バネ１４の弾性力によって、ロータ１３は前記ス
テータ８に所定の圧接力で圧接される。因みに、この形
態では、ステータ８に対するロータ１３の圧接力は、２
８［ｋｇｆ］に設定されている。

【０００９】このとき、前記回転軸６は、皿バネ１４の
弾性力によって上方（図１１においてＡ矢印方向）に２
８［ｋｇｆ］の付勢力で付勢される。そのため、図１２
（ａ）にその詳細を示すように、ボールベアリング５の
性質上、アウタレース５ａとインナレース５ｂとが相対
的に僅かにずれるため、回転軸６は上端位置に位置して
いる。

【００１０】このように構成された超音波モータ１で
は、圧電素子１１に高周波駆動電圧が印加されると該圧
電素子１１が振動し、圧電素子１１の振動がベースリン
グ１０を介してステータ８の振動伝達部８ａにおいて進
行波振動に変換される。そして、この進行波振動に基づ
いてロータ１３が回転し、回転軸６が回転するようにな
っている。このような回転軸６の回転が上記したステア
リングコラム５３のチルト作動に利用されている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところが、ステアリン
グコラム５３には、車両の振動や運転者の荷重等による
外力が作用する。このとき、該コラム５３をチルト作動
させる前記モータ１の回転軸６には大きな荷重（この場
合、ナット部材５７によって生じる反力）がかかること
になる。

【００１２】このように回転軸６に荷重がかかり、特に
ステアリングホイール５６を下げる等して図１１及び図
１４においてＢ矢印方向に荷重（反力）がかかると、そ
の荷重が直接皿バネ１４に作用して該皿バネ１４を更に
弾性変形させてしまう。すると、ステータ８に対するロ
ータ１３の圧接力が変化し、ロータ１３の回転特性が変
化してしまう。このため、ステアリングコラム５３のチ
ルト作動がスムーズに作動せず、運転者に不快感を与え
るおそれがある。

【００１３】更に、図１３に示すように、前記回転軸６
にかかる荷重が皿バネ１４の弾性力（ロータ１３の圧接
力）を超える、即ちその荷重が２８［ｋｇｆ］を超える
と、図１２（ｂ）に示すようにアウタレース５ａとイン
ナレース５ｂとが相対的にずれ、回転軸６が下端位置
（ガタ変位量が最大値ｌmax ）まで変位してしまう。つ
まり、この回転軸６の変位がステアリングコラム５３の
がたつきとなり、上記と同様に運転者に不快感を与える
おそれがある。

【００１４】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであって、第１の目的は、回転軸にかかる軸
方向の荷重によるロータの回転特性の変化と、同荷重に
よる回転軸のがたつきをともに抑制することができる超
音波モータを提供することにある。

【００１５】又、第２の目的は、超音波モータを駆動源
としたステアリング装置において、運転者に与える不快
感を抑制することができるステアリング装置を提供する
ことにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、請求項１に記載の発明は、圧電素子を取り付けたス
テータに対して、ハウジングに回転可能に支持される回
転軸に連結されたロータを、該回転軸に係合する加圧付
勢部材の付勢力に基づいて圧接させて、該圧電素子の駆
動に基づいてロータを回転させ、回転軸を回転させる超
音波モータにおいて、前記加圧付勢部材の付勢力によっ
て前記回転軸が付勢される方向と同方向に該回転軸を付
勢し、回転軸に対して前記方向とは反対方向にかかる荷
重を吸収する軸付勢部材を備えた。

【００１７】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の超音波モータにおいて、前記回転軸には、軸方向にの
び、かつ前記軸付勢部材を収容する収容凹部を形成し
た。請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の超音波
モータにおいて、前記軸付勢部材は、前記回転軸に付勢
力を付与する弾性部材と、前記弾性部材を弾性変形させ
る規制部材とを備え、前記規制部材に当接して弾性部材
を弾性変形させた状態で前記ハウジングに固定されるプ
レートを備えた。

【００１８】請求項４に記載の発明は、車体に固定され
た固定ブラケットに対して上下方向に傾動可能に支持さ
れたステアリングコラムを備え、ウォーム部を有する回
転軸を回転させる駆動源を固定ブラケット又はステアリ
ングコラムのいずれか一方側に取着し、回転軸の回転運
動を往復直線運動に変換すべくウォーム部に螺合するナ
ット部材をその他方側に取着して、駆動源の駆動により
ステアリングコラムを固定ブラケットに対して傾動させ
るステアリング装置であって、前記駆動源は、圧電素子
を取り付けたステータに対して、ハウジングに回転可能
に支持される回転軸に連結されたロータを、該回転軸に
係合する加圧付勢部材の付勢力に基づいて圧接させて、
該圧電素子の駆動に基づいてロータを回転させ、回転軸
を回転させる超音波モータであって、前記加圧付勢部材
の付勢力によって前記回転軸が付勢される方向と同方向
に該回転軸を付勢し、回転軸に対して前記方向とは反対
方向にかかる荷重を吸収する軸付勢部材を備えた。

【００１９】請求項５に記載の発明は、請求項４に記載
のステアリング装置において、前記軸付勢部材を、前記
超音波モータに一体に組み付けた。請求項６に記載の発
明は、請求項４に記載のステアリング装置において、前
記軸付勢部材を、前記ナット部材と前記超音波モータの
ハウジングとの間に介在させた。

【００２０】請求項７に記載の発明は、請求項４に記載
のステアリング装置において、前記軸付勢部材を、前記
固定ブラケットと前記ステアリングコラムとの間に介在
させた。

【００２１】請求項８に記載の発明は、車体に固定され
た固定ブラケットに対して上下方向に傾動可能に支持さ
れたステアリングコラムを備え、ウォーム部を有する回
転軸を回転させる駆動源を固定ブラケット又はステアリ
ングコラムのいずれか一方側に取着し、回転軸の回転運
動を往復直線運動に変換すべくウォーム部に螺合するナ
ット部材をその他方側に取着して、駆動源の駆動により
ステアリングコラムを固定ブラケットに対して傾動させ
るステアリング装置であって、前記駆動源は、圧電素子
を取り付けたステータに対して、ハウジングに回転可能
に支持される回転軸に連結されたロータを、該回転軸に
係合する加圧付勢部材の付勢力に基づいて圧接させて、
該圧電素子の駆動に基づいてロータを回転させ、回転軸
を回転させる超音波モータであって、前記傾動する部材
の自重により前記回転軸に作用する荷重の方向と、前記
加圧付勢部材の付勢力によって前記回転軸が付勢される
方向とが同方向となるように前記超音波モータを配置し
た。

【００２２】従って、請求項１に記載の発明によれば、
軸付勢部材は、ステータにロータを圧接させる加圧付勢
部材の付勢力によって回転軸が付勢される方向と同方向
に該回転軸を付勢し、回転軸に対して前記方向とは反対
方向にかかる荷重を吸収する。従って、回転軸に対して
加圧付勢部材にてステータにロータを圧接する方向と同
方向に荷重がかかっても、軸付勢部材がその荷重を吸収
するので、ステータに対するロータの圧接力が大きく変
化しない。その結果、ロータの回転特性の変化を抑制す
ることができる。しかも、回転軸にかかる荷重が、加圧
付勢部材の付勢力と軸付勢部材の付勢力を加算した付勢
力を超えたとき、回転軸ががたつく。従って、回転軸が
がたつく荷重が高くなるので、そのがたつきが発生する
頻度が激減する。その結果、回転軸のがたつきを抑制す
ることができる。

【００２３】請求項２に記載の発明によれば、回転軸に
は、軸方向にのび、かつ軸付勢部材を収容する収容凹部
が形成される。従って、軸付勢部材は収容凹部に収容さ
れるので、モータの軸方向への大型化を防止することが
できる。

【００２４】請求項３に記載の発明によれば、軸付勢部
材には、回転軸に付勢力を付与する弾性部材と、弾性部
材を弾性変形させる規制部材とが備えられる。そして、
プレートは、規制部材に当接して弾性部材を弾性変形さ
せた状態でハウジングに固定される。従って、プレート
により軸付勢部材を構成する弾性部材と規制部材とをモ
ータに対して容易に組み付けることができる。

【００２５】請求項４に記載の発明によれば、軸付勢部
材は、ステータにロータを圧接させる加圧付勢部材の付
勢力によって回転軸が付勢される方向と同方向に該回転
軸を付勢し、回転軸に対して前記方向とは反対方向にか
かる荷重を吸収する。従って、回転軸に対して加圧付勢
部材にてステータにロータを圧接する方向と同方向に荷
重がかかっても、軸付勢部材がその荷重を吸収するの
で、ステータに対するロータの圧接力が大きく変化しな
い。その結果、ロータの回転特性の変化を抑制すること
ができるので、ステアリングコラムのチルト作動がスム
ーズに作動するようになる。しかも、回転軸にかかる荷
重が、加圧付勢部材の付勢力と軸付勢部材の付勢力を加
算した付勢力を超えたとき、回転軸ががたつく。従っ
て、回転軸ががたつく荷重が高くなるので、そのがたつ
きが発生する頻度が激減する。その結果、回転軸のがた
つきを抑制することができるので、ステアリングコラム
のがたつきを抑制できる。このようなことにより、運転
者に与える不快感を抑制することができる。

【００２６】請求項５に記載の発明によれば、軸付勢部
材は超音波モータに一体に組み付けられるので、ステア
リング装置の組み立て作業を簡単にすることができる。
請求項６に記載の発明によれば、軸付勢部材はナット部
材と超音波モータのハウジングとの間に介在されるの
で、軸付勢部材を後付によりステアリング装置に組み付
けることができる。

【００２７】請求項７に記載の発明によれば、軸付勢部
材は固定ブラケットとステアリングコラムとの間に介在
されるので、軸付勢部材を後付によりステアリング装置
に組み付けることができる。

【００２８】請求項８に記載の発明によれば、超音波モ
ータは、ステアリングコラム等の傾動する部材の自重に
より回転軸に作用する荷重の方向と、加圧付勢部材の付
勢力によって回転軸が付勢される方向とが同方向となる
ように配置されてステアリング装置に組み付けられる。
このようにすれば、加圧付勢部材の付勢力に抗してステ
ータに対するロータの圧接力を変化させる荷重や、回転
軸をがたつかせたりする荷重が小さくなる。従って、余
分な部品を必要とすることなく超音波モータの配置する
向きを適切にするだけで、該モータの回転軸にかかる軸
方向の荷重によるロータの回転特性の変化と、同荷重に
よる回転軸のがたつきをともに抑制することができる。
その結果、運転者に与える不快感を抑制することができ
る。

【００２９】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）以下、本発
明を具体化した第１の実施の形態を図１〜図５に従って
説明する。尚、説明の便宜上、図１１〜図１４の従来例
と同様の構成については同一の符号を付してその説明を
一部省略する。

【００３０】図１は、本実施の形態の超音波モータ２０
の断面図を示す。この超音波モータ２０は、図５に示す
車両のステアリング装置５０ａに備えられ、そのステア
リングコラム５３をチルト作動させるアクチュエータの
駆動源として利用される。そして、この形態の超音波モ
ータ２０は、回転軸の支持構造に特徴がある。

【００３１】詳述すると、回転軸２１にはボールベアリ
ング５のインナレース５ｂが固着され、該回転軸２１は
ボールベアリング５とすべり軸受７によってハウジング
２に対して回転可能に支持される。又、図５に示すよう
に、この回転軸２１には、ナット部材５７と螺合するウ
ォーム部２１ａを備えている。

【００３２】回転軸２１の下部には、その下端から軸方
向にのびる水平断面円形状の収容凹部２１ａが形成され
る。収容凹部２１ａには、図１〜図３に示すようにコイ
ルバネ２２、カラー２３、及びスラストチップ２４から
なる軸付勢部材２５が収容される。因みに、この形態で
は、コイルバネ２２及びカラー２３は鉄製であって、ス
ラストチップ２４はポリイミド系樹脂製である。

【００３３】コイルバネ２２は、収容凹部２１ａの内周
面にほぼ当接する径で形成される。カラー２３は、収容
凹部２１ａの開口面積とほぼ同じ面積で円盤状に形成さ
れ、コイルバネ２２が収容凹部２１ａに挿入された後に
挿入される。又、カラー２３には、軸方向にのびる円形
の取付孔２３ａが形成される。スラストチップ２４は、
軸方向にのびる四角柱状の連結凸部２４ａと、円盤状の
摺接部２４ｂとが連結されて構成されている。スラスト
チップ２４は、その連結凸部２４ａがカラー２３の取付
孔２３ａに圧入され、該カラー２３に固着される。

【００３４】基台３には、その底部（回転軸２１の収容
凹部２１ａの開口）を覆うプレート２６がネジ２７にて
固定される。因みに、この形態では、プレート２６は鉄
製である。プレート２６は、前記スラストチップ２４の
摺接部２４ｂが当接する。

【００３５】プレート２６は、スラストチップ２４の摺
接部２４ｂに当接して前記コイルバネ２２を弾性変形さ
せた状態で前記基台３に固定される。そして、弾性変形
されたコイルバネ２２は、回転軸２１を上方（図１にお
いてＡ矢印方向）に付勢する。因みに、この形態では、
コイルバネ２２による付勢力は、１５［ｋｇｆ］に設定
されている。

【００３６】又、コイルバネ２２と収容凹部２１ａの底
面２１ｂとの間と、コイルバネ２２とカラー２３との間
には摩擦力が作用するため、軸付勢部材２５が回転軸２
１とともに回転する。そのため、図２に示すようにスラ
ストチップ２４の摺接部２４ｂとプレート２６との間に
は摩擦力を低減するためのグリス２８が塗布される。因
みに、この形態では、グリス２８はリチウム石鹸と鉱油
を混合したものである。

【００３７】前記回転軸２１には、ステータ８に圧接さ
れるロータ１３が軸方向移動可能に、かつ相対回転不能
に連結される。ロータ１３は、皿バネ１４の弾性力によ
ってステータ８に所定の圧接力で圧接される。因みに、
この形態では、従来と同様にステータ８に対するロータ
１３の圧接力が２８［ｋｇｆ］に設定されている。

【００３８】このとき、前記回転軸２１は、皿バネ１４
の弾性力とコイルバネ２２の弾性力によって上方（図１
においてＡ矢印方向）に４３［ｋｇｆ］（＝２８［ｋｇ
ｆ］＋１５［ｋｇｆ］）の付勢力で付勢される。

【００３９】このように構成された超音波モータ２０で
は、従来と同様に圧電素子１１に高周波駆動電圧が印加
されるとロータ１３が回転し、回転軸２１が回転して、
ステアリングコラム５３のチルト作動が行われる。

【００４０】又、ステアリングコラム５３に作用する外
力によって回転軸２１には荷重（この場合、ナット部材
５７によって生じる反力）がかかり、特にステアリング
ホイール５６を下げる等して図１及び図５においてＢ矢
印方向に荷重（反力）がかかると、コイルバネ２２は該
荷重に対応して付勢力（反発力）を発生するので、荷重
が変動的であっても、定常的であっても対応することが
できる。

【００４１】従って、回転軸２１にかかる荷重が１５
［ｋｇｆ］までは、その荷重が皿バネ１４にほとんど作
用せず、ステータ８に対するロータ１３の圧接力がほぼ
２８［ｋｇｆ］に維持される。その結果、荷重が１５
［ｋｇｆ］までは、ロータ１３の回転特性がほとんど変
化しない。

【００４２】更に、図４に示すように、前記回転軸２１
にかかる荷重が皿バネ１４とコイルバネ２２とによって
生ずる付勢力（４３［ｋｇｆ］）を超えると、回転軸２
１のがたつき（ガタ変位量が最大値ｌmax ）が発生す
る。従って、この形態では、回転軸２１ががたつく荷重
が従来例より高くなるので、そのがたつきが発生する頻
度が激減する。即ち、本実施の形態では、回転軸２１の
がたつきが抑制される。

【００４３】上記したように、本実施の形態では、以下
に示す作用効果を得ることができる。 （１）回転軸２１に形成された収容凹部２１ａには、コ
イルバネ２２、カラー２３、及びスラストチップ２４か
らなる軸付勢部材２５が収容される。このコイルバネ２
２は、回転軸２１を上方（図１においてＡ矢印方向）、
即ち皿バネ１４が該回転軸２１を付勢する方向と同方向
に付勢する。そのため、回転軸２１に対して図１におい
てＢ矢印方向（前記付勢方向とは反対方向）に荷重がか
かると、コイルバネ２２はその荷重が１５［ｋｇｆ］ま
では該荷重をほぼ吸収する。従って、ステータ８に対す
るロータ１３の圧接力がほぼ２８［ｋｇｆ］に維持され
る。その結果、荷重が１５［ｋｇｆ］までは、ロータ１
３の回転特性の変化を抑制することができる。

【００４４】（２）又、回転軸２１にかかる荷重が皿バ
ネ１４とコイルバネ２２とによって生ずる付勢力（４３
［ｋｇｆ］）を超えると、回転軸２１ががたつく。従っ
て、この形態では、回転軸２１ががたつく荷重が従来例
より高くなるので、そのがたつきが発生する頻度が激減
する。その結果、回転軸２１のがたつきを抑制すること
ができる。

【００４５】（３）更に、軸付勢部材２５は回転軸２１
に形成された収容凹部２１ａに収容されるので、超音波
モータ２０の軸方向への大型化を防止することができ
る。 （４）しかも、この収容凹部２１ａによって、軸付勢部
材２５、特にコイルバネ２２の径方向への移動を規制す
ることができる。

【００４６】（５）プレート２６は、スラストチップ２
４の摺接部２４ｂに当接してコイルバネ２２を弾性変形
させた状態で基台３に対しネジ２７で固定される。従っ
て、プレート２６により軸付勢部材２５を構成するコイ
ルバネ２２、カラー２３、及びスラストチップ２４を超
音波モータ２０に対して容易に組み付けることができ
る。

【００４７】（６）この形態では、軸付勢部材２５にコ
イルバネ２２を使用したので、軸付勢部材２５を簡単に
構成することができる。 （７）軸付勢部材２５は超音波モータ２０に一体に組み
付けられるので、ステアリング装置５０ａの組み立て作
業を簡単にすることができる。

【００４８】尚、上記した実施の形態は以下のように変
更してもよい。 ○上記実施の形態では、皿バネ１４が発生する付勢力は
２８［ｋｇｆ］に設定され、コイルバネ２２が発生する
付勢力は１５［ｋｇｆ］に設定したが、この数値に限定
されるものではない。

【００４９】○上記実施の形態では、軸付勢部材２５を
コイルバネ２２、カラー２３、及びスラストチップ２４
から構成したが、回転軸２１を上記実施の形態と同じ方
向に付勢できれば、構成はこれに限定されるものではな
い。例えば、コイルバネ２２をコイルバネ２２以外の弾
性部材に変更してもよい。又、カラー２３とスラストチ
ップ２４とを別体としたが、一体であってもよい。

【００５０】○上記実施の形態では、回転軸２１に軸付
勢部材２５を収容すべく図１に示すようにその下端から
軸方向にのびる水平断面円形状の収容凹部２１ａを形成
したが、形状はこれに限定されるものではない。又、収
容凹部２１ａを特に形成しなくてもよい。

【００５１】○上記実施の形態では、コイルバネ２２、
カラー２３、及びプレート２６を鉄製、スラストチップ
２４をポリイミド系樹脂製、グリス２８をリチウム石鹸
と鉱油を混合したものを使用したが、材質はこれに限定
されるものではない。

【００５２】○上記実施の形態では、図１に示すような
順でコイルバネ２２、カラー２３及びスラストチップ２
４を配置したが、これらの配置を図１において上下逆に
配置してもよい。この場合、コイルバネ２２の一端はプ
レート２６に当接し、スラストチップ２４は収容凹部２
１ａの底面２１ｂに当接（摺接）する。

【００５３】（第２の実施の形態）以下、本発明を具体
化した第２の実施の形態を図６及び図７に従って説明す
る。尚、説明の便宜上、図１１〜図１４の従来例と同様
の構成については同一の符号を付してその説明を一部省
略する。

【００５４】図６及び図７に示すように、本実施形態の
ステアリング装置５０ｂでは、超音波モータ１のハウジ
ング２（カバー４）とナット部材５７との間にコイルバ
ネ３０が弾性変形した状態で介在される。コイルバネ３
０には、該モータ１の回転軸６が挿通されている。する
と、ステアリングコラム５３が固定ブラケット５２に対
して常に上方向に傾動するように付勢される。つまり、
コイルバネ３０は、前記第１実施形態で用いたコイルバ
ネ２２と同様に作用し、皿バネ１４と協働して回転軸６
を図７においてＡ矢印方向に付勢する。

【００５５】そのため、ステアリングコラム５３に作用
する外力によって回転軸６には荷重（この場合、ナット
部材５７によって生じる反力）がかかり、特にステアリ
ングホイール５６を下げる等して図６及び図７において
Ｂ矢印方向に荷重がかかっても、コイルバネ３０は該荷
重に対応して付勢力（反発力）を発生するので、荷重が
変動的であっても、定常的であっても対応することがで
きる。

【００５６】従って、本実施形態においても、回転軸６
にかかる軸方向の荷重によるロータ１３の回転特性の変
化と、同荷重による回転軸６のがたつきをともに抑制す
ることができる。しかも、コイルバネ３０を後付によ
り、容易にステアリング装置５０ｂに取り付けることが
できる。又、従来の超音波モータ１を変更することなく
使用することができる。

【００５７】尚、図８に示すように、固定ブラケット５
２及びステアリングコラム５３の上面側において、両部
材間に前記コイルバネ３１を介在させ、コイルバネ３１
の収縮力を利用する。すると、ステアリングコラム５３
が固定ブラケット５２に対して常に上方向に傾動するよ
うに付勢される。つまり、回転軸６はコイルバネ３１に
よりＡ矢印方向に付勢されることになる。このようなス
テアリング装置５０ｃとしても、上記と同様の作用効果
を得ることができる。又、この場合、車体５１とステア
リングコラム５３との間であってもよい。

【００５８】（第３の実施の形態）以下、本発明を具体
化した第３の実施の形態を図９及び図１０に従って説明
する。尚、説明の便宜上、図１１〜図１４の従来例と同
様の構成については同一の符号を付してその説明を一部
省略する。

【００５９】図９及び図１０に示すように、本実施形態
のステアリング装置５０ｄにおいて、超音波モータ４０
の回転軸４１には、図１１及び図１４に示す従来例と逆
の端部にウォーム部４１ａが形成されている。そのた
め、本実施の形態では、皿バネ１４は回転軸４１を図１
０においてＢ矢印方向に付勢する。

【００６０】このようにすると、従来例とは逆に、ステ
アリングホイール５６を持ち上げる等して回転軸４１に
Ａ矢印方向に荷重（この場合、ナット部材５７によって
生じる反力）がかかると、該荷重が皿バネ１４の付勢力
に悪影響を与えてしまう。すると、従来例と同様に、ス
テータ８に対するロータ１３の圧接力が変化してロータ
１３の回転特性が変化したり、その荷重が皿バネ１４の
弾性力を超えて回転軸４１ががたつく。

【００６１】しかしながら、本実施の形態では、ステア
リングコラム５３、ステアリングホイール５６等の回動
軸５４を支点として傾動する部材の自重によって回転軸
４１に作用する荷重（ナット部材５７によって生じる反
力）の向きは、皿バネ１４が回転軸４１を付勢する方向
（Ｂ矢印方向）と同じである。つまり、本実施形態にお
いてがたつき等の不具合が発生するＡ矢印方向の荷重
（反力）の中には、傾動する部材の自重により生じる反
力が含まれないため、回転軸４１に対してＡ矢印方向に
過大な荷重（反力）がかかり難い。

【００６２】言い換えれば、図１１及び図１４に示す従
来例では、傾動する部材の自重により生じる反力が、皿
バネ１４が回転軸４１を付勢する方向（図１１及び図１
４においてＡ矢印方向）と逆方向（図１１及び図１４に
おいてＢ矢印方向）に作用するため、従来例においてが
たつき等の不具合が発生するＢ矢印方向の荷重の中に
は、その自重による反力が含まれることになる。従っ
て、従来例では、回転軸４１に対して不具合が発生する
Ｂ矢印方向に過大な荷重がかかり易くなっていた。

【００６３】従って、本実施形態においても、回転軸４
１にかかる軸方向の荷重によるロータ１３の回転特性の
変化と、同荷重による回転軸４１のがたつきをともに抑
制することができる。しかも、余分な部品を必要としな
いため、部品数を少なくすることができる。

【００６４】上記各実施の形態から把握できる請求項以
外の技術的思想について、以下にその効果とともに記載
する。 （イ）請求項３に記載の超音波モータにおいて、前記弾
性部材はコイルバネであることを特徴とする超音波モー
タ。このように構成すれば、軸付勢部材を簡単に構成す
ることができる。

【００６５】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１〜３の発
明によれば、回転軸にかかる軸方向の荷重によるロータ
の回転特性の変化と、同荷重による回転軸のがたつきを
ともに抑制することができる超音波モータ及び超音波モ
ータを駆動源としたステアリング装置を提供することが
できる。

【００６６】又、請求項４〜８の発明によれば、超音波
モータを駆動源としたステアリング装置において、運転
者に与える不快感を抑制することができるステアリング
装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１の実施の形態における超音波モータの断
面図。

【図２】 超音波モータの一部拡大断面図。

【図３】 超音波モータの要部分解斜視図。

【図４】 回転軸にかかる荷重と回転軸の変位量を説明
するための図。

【図５】 ステアリング装置の概略構成図。

【図６】 第２の実施の形態におけるステアリング装置
の概略構成図。

【図７】 ステアリング装置の要部断面図。

【図８】 別例におけるステアリング装置の要部断面
図。

【図９】 第３の実施の形態におけるステアリング装置
の概略構成図。

【図１０】 ステアリング装置の要部断面図。

【図１１】 従来の超音波モータの断面図。

【図１２】 超音波モータの一部拡大断面図。

【図１３】 回転軸にかかる荷重と回転軸の変位量を説
明するための図。

【図１４】 ステアリング装置の概略構成図。

【符号の説明】

１，２０，４０…駆動源としての超音波モータ、２…ハ
ウジング、６，２１，４１…回転軸、６ａ，２１ａ，４
１ａ…ウォーム部、８…ステータ、１１…圧電素子、１
３…ロータ、１６…加圧付勢部材、２１ａ…収容凹部、
２２…軸付勢部材を構成する弾性部材としてのコイルバ
ネ、２３…規制部材を構成するカラー、２４…規制部材
を構成するスラストチップ、２５…軸付勢部材、２６…
プレート、３０，３１…軸付勢部材としてのコイルバ
ネ、５１…車体、５２…固定ブラケット、５３…ステア
リングコラム、５７…ナット部材。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福井 孝 静岡県湖西市梅田390番地 アスモ 株 式会社 内 (72)発明者 鈴木 忠幸 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車 株式会社 内 (72)発明者 池田 幸一 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車 株式会社 内 (72)発明者 手嶋 秀樹 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車 株式会社 内 (56)参考文献 特開 平８−98566（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−201081（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−121572（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−234189（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−9164（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−23573（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−66363（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−181613（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−240492（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−86576（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02N 2/00 B62D 1/18

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧電素子（１１）を取り付けたステータ
   （８）に対して、ハウジング（２）に回転可能に支持さ
   れる回転軸（２１）に連結されたロータ（１３）を、該
   回転軸（２１）に係合する加圧付勢部材（１６）の付勢
   力に基づいて圧接させて、該圧電素子（１１）の駆動に
   基づいてロータ（１３）を回転させ、回転軸（２１）を
   回転させる超音波モータにおいて、 前記加圧付勢部材（１６）の付勢力によって前記回転軸
   （２１）が付勢される方向と同方向に該回転軸（２１）
   を付勢し、回転軸（２１）に対して前記方向とは反対方
   向にかかる荷重を吸収する軸付勢部材（２５）を備えた
   ことを特徴とする超音波モータ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の超音波モータにおい
   て、 前記回転軸（２１）には、軸方向にのび、かつ前記軸付
   勢部材（２５）を収容する収容凹部（２１ａ）を形成し
   たことを特徴とする超音波モータ。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の超音波モータにおい
   て、 前記軸付勢部材（２５）は、 前記回転軸（２１）に付勢力を付与する弾性部材（２
   ２）と、 前記弾性部材（２２）を弾性変形させる規制部材（２
   ３，２４）とを備え、 前記規制部材（２３，２４）に当接して弾性部材（２
   ２）を弾性変形させた状態で前記ハウジング（２）に固
   定されるプレート（２６）を備えたことを特徴とする超
   音波モータ。
4. 【請求項４】 車体（５１）に固定された固定ブラケッ
   ト（５２）に対して上下方向に傾動可能に支持されたス
   テアリングコラム（５３）を備え、ウォーム部（６ａ，
   ２１ａ）を有する回転軸（６，２１）を回転させる駆動
   源（１，２０）を固定ブラケット（５２）又はステアリ
   ングコラム（５３）のいずれか一方側に取着し、回転軸
   （６，２１）の回転運動を往復直線運動に変換すべくウ
   ォーム部（６ａ，２１ａ）に螺合するナット部材（５
   ７）をその他方側に取着して、駆動源（１，２０）の駆
   動によりステアリングコラム（５３）を固定ブラケット
   （５２）に対して傾動させるステアリング装置であっ
   て、 前記駆動源（１，２０）は、圧電素子（１１）を取り付
   けたステータ（８）に対して、ハウジング（２）に回転
   可能に支持される回転軸（６，２１）に連結されたロー
   タ（１３）を、該回転軸（６，２１）に係合する加圧付
   勢部材（１６）の付勢力に基づいて圧接させて、該圧電
   素子（１１）の駆動に基づいてロータ（１３）を回転さ
   せ、回転軸（６，２１）を回転させる超音波モータ
   （１，２０）であって、 前記加圧付勢部材（１６）の付勢力によって前記回転軸
   （６，２１）が付勢される方向と同方向に該回転軸
   （６，２１）を付勢し、回転軸（６，２１）に対して前
   記方向とは反対方向にかかる荷重を吸収する軸付勢部材
   （２５，３０，３１）を備えたことを特徴とするステア
   リング装置。
5. 【請求項５】 請求項４に記載のステアリング装置にお
   いて、 前記軸付勢部材（２５）を、前記超音波モータ（２０）
   に一体に組み付けたことを特徴とするステアリング装
   置。
6. 【請求項６】 請求項４に記載のステアリング装置にお
   いて、 前記軸付勢部材（３０）を、前記ナット部材（５７）と
   前記超音波モータ（１）のハウジング（２）との間に介
   在させたことを特徴とするステアリング装置。
7. 【請求項７】 請求項４に記載のステアリング装置にお
   いて、 前記軸付勢部材（３１）を、前記固定ブラケット（５
   ２）と前記ステアリングコラム（５３）との間に介在さ
   せたことを特徴とするステアリング装置。
8. 【請求項８】 車体（５１）に固定された固定ブラケッ
   ト（５２）に対して上下方向に傾動可能に支持されたス
   テアリングコラム（５３）を備え、ウォーム部（４１
   ａ）を有する回転軸（４１）を回転させる駆動源（４
   ０）を固定ブラケット（５２）又はステアリングコラム
   （５３）のいずれか一方側に取着し、回転軸（４１）の
   回転運動を往復直線運動に変換すべくウォーム部（４１
   ａ）に螺合するナット部材（５７）をその他方側に取着
   して、駆動源（４０）の駆動によりステアリングコラム
   （５３）を固定ブラケット（５２）に対して傾動させる
   ステアリング装置であって、 前記駆動源（４０）は、圧電素子（１１）を取り付けた
   ステータ（８）に対して、ハウジング（２）に回転可能
   に支持される回転軸（４１）に連結されたロータ（１
   ３）を、該回転軸（４１）に係合する加圧付勢部材（１
   ６）の付勢力に基づいて圧接させて、該圧電素子（１
   １）の駆動に基づいてロータ（１３）を回転させ、回転
   軸（４１）を回転させる超音波モータ（４０）であっ
   て、 前記傾動する部材の自重により前記回転軸（４１）に作
   用する荷重の方向と、前記加圧付勢部材（１６）の付勢
   力によって前記回転軸（４１）が付勢される方向とが同
   方向となるように前記超音波モータ（４０）を配置した
   ことを特徴とするステアリング装置。