JP2005162111A - Steering device for vehicle - Google Patents

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Morihiro Matsuda
守弘 松田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a steering device for a vehicle capable of miniaturizing a lock mechanism. <P>SOLUTION: The steering device 10 for the vehicle comprises an input shaft transmitting a torque of a steering wheel 11, an output shaft transmitting the torque to the steering gears 17, 18, a transmission ratio variable mechanism 30 changing the transmission ratio between the input shaft and the output shaft by the driving of an electric motor 34, a lock holder 36 which is provided on the rotating shaft 35 of the electric motor 34 and has an recessed part 37, and a lock lever 52 movable between a locking position which is supported on the housing 32 unrotatable to the vehicle body, equipped with an engaging part 52a engageable with the recessed part 37 of the lock holder 36, and in which the engaging part 52a can move between a lock position where the engaging part 52a engages with the recessed part 37 of the lock holder 36, and an unlock position where the engaging part 52a is separated from the recessed part 37. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ロック機構を有する伝達比可変機構を備える車両用操舵装置に関する。   The present invention relates to a vehicle steering apparatus including a transmission ratio variable mechanism having a lock mechanism.

従来から、ステアリングハンドルの操舵角に対するタイヤ切れ角の比を可変制御するための伝達比可変機構が広く知られている。この種の伝達比可変機構において、その内部にロック機構を有する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。このロック機構は、所定の状況下で、ロックアームをロックホルダーに係合させることによって伝達比可変機構の差動機構をロックするものであり、システム欠陥時や電源オフ時の操舵を確保する役割を果たす。
特開2001−48032号公報
Conventionally, a transmission ratio variable mechanism for variably controlling a ratio of a tire turning angle to a steering angle of a steering wheel is widely known. In this type of transmission ratio variable mechanism, a technique having a lock mechanism therein is known (see, for example, Patent Document 1). This locking mechanism locks the differential mechanism of the transmission ratio variable mechanism by engaging the lock arm with the lock holder under a predetermined situation, and ensures the steering when the system is defective or the power is turned off. Fulfill.
JP 2001-48032 A

しかしながら、ステアリングホイールの回転に伴ってロック機構が回転する構成 (即ち、ステアリングホイールの回転に伴って回転するモータハウジングにロックアームが支持される構成)では、ロック機構が回転するシャフト全周に亘って、信頼性を確保するために、ロックアームをロックホルダーに向けて付勢する付勢力及び更にロックアームをアンロック位置に移動させるための駆動力を大きくしなければならず、ロック機構を小型化することの妨げとなっていた。   However, in a configuration in which the lock mechanism rotates with the rotation of the steering wheel (i.e., a configuration in which the lock arm is supported by the motor housing that rotates with the rotation of the steering wheel), the lock mechanism rotates over the entire circumference of the shaft. In order to ensure reliability, the urging force for urging the lock arm toward the lock holder and the driving force for moving the lock arm to the unlock position must be increased, and the lock mechanism can be made compact. It was an obstacle to becoming.

そこで、本発明は、ロック機構の小型化を図ることが可能な車両用操舵装置の提供を目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a vehicle steering apparatus that can reduce the size of a lock mechanism.

上記課題を解決するため、本発明の一局面によれば、
ステアリングホイールの回転力を伝達する入力軸と、
ステアリングギアに回転力を伝達する出力軸と、
電動モータの駆動により入力軸−出力軸間の伝達比を変化させる伝達比可変機構と、
電動モータの回転軸上に設けられ、被係合部を有する回転部材と、
車体に対して回転不能な部位に支持され、回転部材の被係合部に係合可能な係合部を備え、係合部が回転部材の被係合部に係合するロック位置と、係合部が被係合部から離れるアンロック位置との間で移動可能な回転規制部材とを含む、車両用操舵装置が提供される。
In order to solve the above problems, according to one aspect of the present invention,
An input shaft that transmits the rotational force of the steering wheel;
An output shaft that transmits rotational force to the steering gear;
A transmission ratio variable mechanism that changes the transmission ratio between the input shaft and the output shaft by driving an electric motor;
A rotating member provided on the rotating shaft of the electric motor and having an engaged portion;
A lock position that is supported by a portion that cannot rotate with respect to the vehicle body and that can be engaged with the engaged portion of the rotating member, and the engaging portion engages with the engaged portion of the rotating member; There is provided a vehicle steering apparatus including a rotation restricting member that is movable between an unlocking position in which a joint portion is separated from an engaged portion.

本局面において、回転部材は、好ましくは、電動モータの回転軸まわりに設けられる。この場合、回転部材は、電動モータの回転軸まわりに圧入等されて固定される部材であってよく、或いは、電動モータの回転軸上に一体的に形成されてもよい。また、回転部材は、電動モータの回転軸上に他の部材を介して設けられてもよい。つまり、回転部材は、電動モータの回転軸の回転と共に回転される部材であればよい。本局面では、回転規制部材の係合部が回転部材の被係合部に係合されることで、電動モータの回転軸の回転が不能となる。   In this aspect, the rotation member is preferably provided around the rotation axis of the electric motor. In this case, the rotating member may be a member that is press-fitted and fixed around the rotating shaft of the electric motor, or may be integrally formed on the rotating shaft of the electric motor. The rotating member may be provided on another rotating member on the rotating shaft of the electric motor. That is, the rotating member may be a member that rotates with the rotation of the rotating shaft of the electric motor. In this aspect, when the engaging part of the rotation restricting member is engaged with the engaged part of the rotating member, the rotation shaft of the electric motor cannot be rotated.

回転規制部材は、好ましくは、車体に対して回転不能な部位として、伝達比可変機構を収容するハウジングに支持される。このハウジングは、例えば、サスペンションメンバにゴムブッシュ等を介して支持されてよい。尚、ハウジングは、ステアリングギア等をも収容するものであってもよい。   The rotation restricting member is preferably supported by a housing that houses the transmission ratio variable mechanism as a portion that cannot rotate with respect to the vehicle body. For example, the housing may be supported by the suspension member via a rubber bush or the like. The housing may also accommodate a steering gear or the like.

効果的には、回転規制部材は、そのロック位置からアンロック位置に向かう移動方向、特にその初期の移動方向(即ち、ロック位置からアンロック位置に向かい始める際の移動方向)が、車両上下方向から入力される振動の方向と合致しないように、或いは、車両の左右方向に実質的に対応するように、配置される。   Effectively, the rotation restricting member has a moving direction from the locked position to the unlocked position, in particular, an initial moving direction (that is, a moving direction when starting from the locked position to the unlocked position) is the vehicle vertical direction. Is arranged so as not to coincide with the direction of vibration input from the vehicle or to substantially correspond to the left-right direction of the vehicle.

本発明によれば、ロック機構を小型化することが可能である。   According to the present invention, it is possible to reduce the size of the lock mechanism.

以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、本発明による車両用操舵装置の一実施例を概略的に示す全体図である。車両用操舵装置10は、運転者が操作するステアリングホイール11を含むステアリングコラム12を備える。ステアリングコラム12は、ステアリングホイール11の回転軸となるメインシャフト14を回転可能に支持する。メインシャフト14は、ゴムカップリング13等を介して中間シャフト(インターミディエイトシャフト)16に接続される。中間シャフト16はステアリングギアボックス31に接続され、ステアリングギアボックス31内でピニオン17がステアリングラック18に噛合される。ステアリングラック18の両端には、それぞれタイロッド19の一端が接続されると共に各タイロッド19の他端にはナックルアーム等(図示せず)を介して転舵輪(図示せず)が接続されている。   FIG. 1 is an overall view schematically showing an embodiment of a vehicle steering apparatus according to the present invention. The vehicle steering apparatus 10 includes a steering column 12 including a steering wheel 11 operated by a driver. The steering column 12 rotatably supports a main shaft 14 that serves as a rotating shaft of the steering wheel 11. The main shaft 14 is connected to an intermediate shaft (intermediate shaft) 16 via a rubber coupling 13 or the like. The intermediate shaft 16 is connected to a steering gear box 31, and the pinion 17 is engaged with the steering rack 18 in the steering gear box 31. One end of a tie rod 19 is connected to each end of the steering rack 18 and a steered wheel (not shown) is connected to the other end of each tie rod 19 via a knuckle arm or the like (not shown).

また、中間シャフト16又はメインシャフト14には、ステアリングホイール11の舵角に応じた信号を発生する舵角センサ(図示せず)や、ステアリングシャフトに生ずる操舵トルクに応じた信号を発生するトルクセンサ15が設けられる。また、ステアリングギアボックス31内には、操舵補助用のアシストモータ20がラック軸と同軸に設けられている。尚、アシストモータ20は、ステアリングコラム12内若しくはピニオン軸に設けられてもよい。   The intermediate shaft 16 or the main shaft 14 has a steering angle sensor (not shown) that generates a signal corresponding to the steering angle of the steering wheel 11, or a torque sensor that generates a signal corresponding to the steering torque generated in the steering shaft. 15 is provided. In the steering gear box 31, an assist motor 20 for assisting steering is provided coaxially with the rack shaft. The assist motor 20 may be provided in the steering column 12 or on the pinion shaft.

車両用操舵装置10は、ステアリングギアボックス31内に伝達比可変機構30を更に備える。伝達比可変機構30は、例えば車速に応じて、ステアリングホイール11の舵角に対するタイヤの切れ角の比(ギヤレシオ)を可変する機能を有する。   The vehicle steering apparatus 10 further includes a transmission ratio variable mechanism 30 in the steering gear box 31. The transmission ratio variable mechanism 30 has a function of varying the ratio (gear ratio) of the tire turning angle to the steering angle of the steering wheel 11 according to, for example, the vehicle speed.

図2は、シャフト軸を含む面で切断した際の、伝達比可変機構30の断面図であり、図3は、伝達比可変機構30の伝達比可変原理の説明図である。伝達比可変機構30はハウジング32を備える。ハウジング32は、ステアリングギアボックス31と一体型のハウジングであり、サスペンションメンバ(図示せず)等に支持される。ハウジング32は、ステアリングギアボックス31のハウジングと別体であってもよい。
ハウジング32内には、入力軸60、及び、出力軸62、減速機(差動機構)40、モータ34(DCブラシレスモータ)、及び、ロック機構50が収容される。尚、減速機40は、後述する如く、ドリブンギア38と、ステータギア42と、波動発生装置46と、フレキシブルギア48とから構成される。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the transmission ratio variable mechanism 30 when cut along the plane including the shaft axis, and FIG. 3 is an explanatory diagram of the transmission ratio variable principle of the transmission ratio variable mechanism 30. The transmission ratio variable mechanism 30 includes a housing 32. The housing 32 is an integral housing with the steering gear box 31, and is supported by a suspension member (not shown) or the like. The housing 32 may be separate from the housing of the steering gear box 31.
In the housing 32, an input shaft 60, an output shaft 62, a reduction gear (differential mechanism) 40, a motor 34 (DC brushless motor), and a lock mechanism 50 are accommodated. The speed reducer 40 includes a driven gear 38, a stator gear 42, a wave generator 46, and a flexible gear 48, as will be described later.

入力軸60の上端には、中間シャフト16の下端が連結される。入力軸60の下端には、ステータギア42が設けられる。出力軸62の下側には、ピニオン17が設けられる。出力軸62の上側には、ドリブンギア38が設けられる。ドリブンギア38及びステータギア42の内周面には、それぞれ異なる歯数(ドリブンギア38の歯数<ステータギア42の歯数)のギアが形成されている。ドリブンギア38及びステータギア42の内側には、それぞれのギアに同時に噛合するフレキシブルギア48が設けられる。即ち、フレキシブルギア48の外側に形成された歯(歯数は、ドリブンギア38の歯数と同じ)に、ドリブンギア38及びステータギア42の内側に形成された歯が噛合する。フレキシブルギア48の内側は、波動発生装置46の外輪上に嵌合される。   The lower end of the intermediate shaft 16 is connected to the upper end of the input shaft 60. A stator gear 42 is provided at the lower end of the input shaft 60. A pinion 17 is provided below the output shaft 62. A driven gear 38 is provided above the output shaft 62. Gears having different numbers of teeth (the number of teeth of the driven gear 38 <the number of teeth of the stator gear 42) are formed on the inner peripheral surfaces of the driven gear 38 and the stator gear 42, respectively. Inside the driven gear 38 and the stator gear 42, a flexible gear 48 that meshes simultaneously with each gear is provided. That is, the teeth formed inside the driven gear 38 and the stator gear 42 mesh with the teeth formed outside the flexible gear 48 (the number of teeth is the same as the number of teeth of the driven gear 38). The inner side of the flexible gear 48 is fitted on the outer ring of the wave generator 46.

ハウジング32には、モータ34のケース34aが固定されている。モータ34は、モータシャフト35を有し、モータシャフト35は、波動発生装置46のカムに接続される。モータシャフト35内には、入力軸60が回転可能に挿通されている。即ち、入力軸60とモータシャフト35とは、互いに独立に回転可能であるように構成されている。   A case 34 a of a motor 34 is fixed to the housing 32. The motor 34 has a motor shaft 35, and the motor shaft 35 is connected to the cam of the wave generator 46. An input shaft 60 is rotatably inserted into the motor shaft 35. That is, the input shaft 60 and the motor shaft 35 are configured to be able to rotate independently of each other.

この構成では、図3に示すように、モータ34のモータシャフト35が回転すると波動発生装置46のカムが回転して、フレキシブルギア48が回転される。この際、フレキシブルギア48は、楕円形に変形した状態でステータギア42内を回転し、同軸上のドリブンギア38を回転させる。即ち、ドリブンギア38の歯数がステータギア42の歯数より少ないため、波動発生装置46が1回転した際、ドリブンギア38は、波動発生装置46の回転方向と逆方向に歯数の差分だけ回転する(即ち、アクチュエータ作動角=モータ34の回転角×減速比(減速比=歯数差/ドリブンギア38の歯数))。一方、ステアリングホイール11(メインシャフト14)が回転すると、入力軸60(ステータギア42)が回転し、アクチュエータ作動角が付加されて出力軸62へと伝達される。   In this configuration, as shown in FIG. 3, when the motor shaft 35 of the motor 34 rotates, the cam of the wave generator 46 rotates and the flexible gear 48 rotates. At this time, the flexible gear 48 rotates in the stator gear 42 in a state of being deformed into an elliptical shape, and rotates the driven gear 38 on the same axis. That is, since the number of teeth of the driven gear 38 is smaller than the number of teeth of the stator gear 42, when the wave generator 46 rotates once, the driven gear 38 rotates by the difference in the number of teeth in the direction opposite to the rotation direction of the wave generator 46. (That is, actuator operating angle = rotation angle of motor 34 × reduction ratio (reduction ratio = number of teeth difference / number of teeth of driven gear 38)). On the other hand, when the steering wheel 11 (main shaft 14) rotates, the input shaft 60 (stator gear 42) rotates, and an actuator operating angle is added and transmitted to the output shaft 62.

図4は、図2のラインA−Aにより切断したロック機構50の断面図である。ロック機構50は、モータ34のモータシャフト35まわりに搭載される。ロック機構50は、回動ピン54まわりに回動可能なロックレバー(ロックアーム)52を有する。回動ピン54は、伝達比可変機構30のハウジング32に固定される。これにより、ロックレバー52は、ハウジング32等の車体に対して回転不能な部位に支持されることになる。ロックレバー52の先端には、後述するロックホルダー36の凹部37に係合する係合部52aが設けられている。   4 is a cross-sectional view of the locking mechanism 50 cut along line AA in FIG. The lock mechanism 50 is mounted around the motor shaft 35 of the motor 34. The lock mechanism 50 includes a lock lever (lock arm) 52 that can rotate around the rotation pin 54. The rotation pin 54 is fixed to the housing 32 of the transmission ratio variable mechanism 30. As a result, the lock lever 52 is supported at a portion that cannot rotate with respect to the vehicle body such as the housing 32. At the tip of the lock lever 52, an engaging portion 52a that engages with a concave portion 37 of the lock holder 36 described later is provided.

モータ34のモータシャフト35上には、略リング状のロックホルダー36が設けられる。ロックホルダー36は、モータシャフト35と共に回転するように、モータシャフト35に対して実質的に回転不能に設けられている。ロックホルダー36の外周には、ロックレバー52の係合部52aが係合する凹部37が形成されている。凹部37は、図4に示すように、周方向に所定の間隔で複数箇所設定されており、それぞれは実質的に径方向外側に開口している。   A substantially ring-shaped lock holder 36 is provided on the motor shaft 35 of the motor 34. The lock holder 36 is provided so as not to rotate with respect to the motor shaft 35 so as to rotate together with the motor shaft 35. On the outer periphery of the lock holder 36, a recess 37 is formed in which the engaging portion 52a of the lock lever 52 is engaged. As shown in FIG. 4, a plurality of recesses 37 are set at predetermined intervals in the circumferential direction, and each of the recesses 37 is substantially open radially outward.

ロックレバー52は、回動ピン54まわりに設けられたリターンスプリング53によりロックホルダー36に向けて付勢されている。即ち、リターンスプリング53は、ロックレバー52の係合部52aがロックホルダー36の凹部37内に径方向に嵌入されるように、ロックレバー52を付勢している。ロックレバー52の係合部52aは、凹部37内に嵌入されると、リターンスプリング53の弾性力により凹部37内に保持された状態となる。これにより、ロック状態が実現される(図5(A)参照)。   The lock lever 52 is urged toward the lock holder 36 by a return spring 53 provided around the rotation pin 54. In other words, the return spring 53 urges the lock lever 52 so that the engaging portion 52 a of the lock lever 52 is radially inserted into the recess 37 of the lock holder 36. When the engagement portion 52 a of the lock lever 52 is fitted into the recess 37, the lock lever 52 is held in the recess 37 by the elastic force of the return spring 53. Thereby, a locked state is implement | achieved (refer FIG. 5 (A)).

ロック状態が実現されると、モータ34のモータシャフト35は、ロックレバー52とロックホルダー36との係合により、伝達比可変機構30のハウジング32に対して固定された状態となる。即ち、モータ34のモータシャフト35は、その回転方向の移動が、ロックホルダー36の凹部37に嵌入したロックレバー52の係合部52aにより係止され、ハウジング32(車体)に対して回転不能な状態となる。この場合、仮にモータ34が駆動してもモータシャフト35が回転することはない。一方、ステアリングホイール11が回転すると、入力軸60(ステータギア42)が回転し、フレキシブルギア48を介してドリブンギア38が回転される。この際、モータシャフト35には、フレキシブルギア48を介して回転反力が伝達されるが、モータシャフト35は、ロックレバー52により回転不能な状態とされているので、モータシャフト35が当該回転反力で回転されることは無い(即ち、ステアリングホイール11の回転は、ロック状態であっても確実に転舵輪に伝達される)。このように、ロック機構50は、システム欠陥時や電源オフ時の操舵を確保する役割を果たす。   When the locked state is realized, the motor shaft 35 of the motor 34 is fixed to the housing 32 of the transmission ratio variable mechanism 30 by the engagement of the lock lever 52 and the lock holder 36. That is, the rotation of the motor shaft 35 of the motor 34 is locked by the engagement portion 52a of the lock lever 52 fitted in the recess 37 of the lock holder 36, and cannot be rotated with respect to the housing 32 (vehicle body). It becomes a state. In this case, even if the motor 34 is driven, the motor shaft 35 does not rotate. On the other hand, when the steering wheel 11 rotates, the input shaft 60 (stator gear 42) rotates, and the driven gear 38 rotates through the flexible gear 48. At this time, a rotational reaction force is transmitted to the motor shaft 35 via the flexible gear 48. However, since the motor shaft 35 is in a non-rotatable state by the lock lever 52, the motor shaft 35 is not rotated. It is not rotated by force (that is, the rotation of the steering wheel 11 is reliably transmitted to the steered wheels even in the locked state). Thus, the lock mechanism 50 plays a role of ensuring steering when the system is defective or the power is turned off.

本実施例のロック機構50は、駆動源であるソレノイド56により電磁的に作動される。例えばイグニッションオン時(システム正常時)にソレノイド56への通電がなされると、ソレノイド56が発生する吸引力によりロックレバー52がリターンスプリング53からの付勢力に抗して回動し、ロックレバー52の係合部52aがロックホルダー36の凹部37内から離脱する。これにより、アンロック状態が実現される(図5(B)参照)。アンロック状態が実現されると、モータ34のモータシャフト35は、モータ34の駆動時に回転し、上述の如く、伝達比可変機能が実現される。一方、システム欠陥時や電源オフ(イグニションスイッチオフ)時には、ソレノイド56への通電が断たれ、上述の如く、ロック機構50の作用が実現される。尚、ロック機構50の制御(即ち、ロック状態とアンロック状態の間の切り替え制御)は、ECU(例えば、伝達比可変制御用の電子制御装置)により実現されてよい。   The lock mechanism 50 of this embodiment is electromagnetically operated by a solenoid 56 that is a drive source. For example, when the solenoid 56 is energized when the ignition is on (when the system is normal), the lock lever 52 rotates against the urging force from the return spring 53 by the suction force generated by the solenoid 56, and the lock lever 52 The engaging portion 52 a is detached from the recess 37 of the lock holder 36. Thereby, the unlocked state is realized (see FIG. 5B). When the unlocked state is realized, the motor shaft 35 of the motor 34 rotates when the motor 34 is driven, and the transmission ratio variable function is realized as described above. On the other hand, when the system is defective or the power is turned off (ignition switch off), the energization to the solenoid 56 is cut off, and the operation of the lock mechanism 50 is realized as described above. Note that control of the lock mechanism 50 (that is, switching control between the locked state and the unlocked state) may be realized by an ECU (for example, an electronic control device for variable transmission ratio control).

ところで、実際の車両用操舵装置10には、悪路走行時や段差乗り越え時等に大きな上下加速度(鉛直面内の加速度成分)が作用する。また、車両用操舵装置10には、上下加速度ほど大きくないが、ロール時や旋回時等に横(左右)加速度(水平面内の加速度成分)も作用する。伝達比可変機構30についても、その実際の搭載状態において、モータ34のモータシャフト35が鉛直方向となることは実質的にない。このため、モータ34のモータシャフト35の径方向には、車両用操舵装置10に作用する横加速度及び上下加速度の当該径方向の加速度成分が作用し、その大きさは、モータシャフト35の円周上の各点において異なる。   By the way, a large vertical acceleration (acceleration component in the vertical plane) acts on the actual vehicle steering device 10 when traveling on a rough road or over a step. Further, the vehicle steering device 10 is not as large as vertical acceleration, but lateral (left-right) acceleration (acceleration component in a horizontal plane) also acts when rolling or turning. Also in the transmission ratio variable mechanism 30, the motor shaft 35 of the motor 34 is not substantially in the vertical direction in the actual mounted state. Therefore, the radial component of the lateral acceleration and the vertical acceleration acting on the vehicle steering device 10 acts in the radial direction of the motor shaft 35 of the motor 34, and the magnitude thereof is the circumference of the motor shaft 35. Different in each of the above points.

従って、ロックレバー52の係合部52aのロックホルダー36との係合位置が、絶対座標系(鉛直軸と水平面内の2軸からなる座標系)で変化する構成、即ち、係合位置がステアリングホイール11の回転に伴い変化しうる構成(例えば、上述の従来技術のような構成)では、モータシャフト35の全円周に亘って車両用操舵装置10が受ける加速度の影響を考慮し、リターンスプリング53の付勢力及びソレノイド56の吸引力を大きくしなければならない。   Therefore, the engagement position of the engagement portion 52a of the lock lever 52 with the lock holder 36 is changed in an absolute coordinate system (a coordinate system composed of a vertical axis and two axes in a horizontal plane), that is, the engagement position is the steering. In the configuration that can be changed with the rotation of the wheel 11 (for example, the configuration as in the above-described conventional technology), the return spring is considered in consideration of the influence of the acceleration applied to the vehicle steering device 10 over the entire circumference of the motor shaft 35. The urging force 53 and the suction force of the solenoid 56 must be increased.

これに対して、本実施例では、ロックレバー52が車体に対して回転不能に支持されているので、ロックレバー52の係合部52aのロックホルダー36との係合位置が、絶対座標系で変化しない。従って、本実施例によれば、車両用操舵装置10が受ける各種加速度の影響を、固定された係合位置において考慮するだけでよくなる。即ち、本実施例によれば、適切なリターンスプリング53の付勢力及びソレノイド56の吸引力の設定が容易となる(例えば、加速度センサを係合位置に試験的に設置する場合でも、加速度センサの設置位置が一点で済む)。   On the other hand, in this embodiment, the lock lever 52 is supported so as not to rotate with respect to the vehicle body, so that the engagement position of the engagement portion 52a of the lock lever 52 with the lock holder 36 is an absolute coordinate system. It does not change. Therefore, according to the present embodiment, it is only necessary to consider the influence of various accelerations received by the vehicle steering apparatus 10 at the fixed engagement position. That is, according to the present embodiment, it is easy to set an appropriate biasing force of the return spring 53 and an attractive force of the solenoid 56 (for example, even when the acceleration sensor is experimentally installed at the engagement position) One installation point is enough).

次に、図6を参照して、ロックレバー52の係合部52aとロックホルダー36との好ましい係合位置について説明する。   Next, with reference to FIG. 6, a preferred engagement position between the engagement portion 52a of the lock lever 52 and the lock holder 36 will be described.

図6には、X軸(車両前後方向),Y軸(車幅方向),Z軸(鉛直軸)で構成される絶対座標系が示されている。また、図6には、モータシャフト35上のある基準点o(例えば、ロックホルダー36の面内の点)を原点とし、モータシャフト軸をz軸とするローカル座標系(x,y,z)が示されている。車両搭載状態のモータシャフト軸は、絶対座標系において、図6に示す角度φ及びλで傾斜しているとする(角度φ及びλは、搭載状態より既知)。ここで、伝達比可変機構30に絶対座標系で加速度(0、Y1,Z1)が基準点oに作用した場合を想定する。この場合、モータシャフト35上の基準点oにおけるローカル座標系の加速度α=(αx,αy,αz)は、次式で与えられる。   FIG. 6 shows an absolute coordinate system including an X axis (vehicle longitudinal direction), a Y axis (vehicle width direction), and a Z axis (vertical axis). FIG. 6 shows a local coordinate system (x, y, z) having a certain reference point o on the motor shaft 35 (for example, a point in the plane of the lock holder 36) as the origin and the motor shaft axis as the z axis. It is shown. It is assumed that the motor shaft in the vehicle mounted state is inclined at the angles φ and λ shown in FIG. 6 in the absolute coordinate system (the angles φ and λ are known from the mounted state). Here, it is assumed that the acceleration (0, Y1, Z1) acts on the reference point o in the transmission ratio variable mechanism 30 in the absolute coordinate system. In this case, the acceleration α = (αx, αy, αz) of the local coordinate system at the reference point o on the motor shaft 35 is given by the following equation.

ここで、ロックレバー52の離脱に影響する各加速度成分は、(αx,αy)=(Y1×−sinφ・sinλ+Z1×cosλ,Y1×cosλ)となる。従って、この加速度ベクトル(αx,αy)と、ロックレバー52の離脱方向(即ち、係合部52aの抜け方向)とが合致した場合、ロックレバー52が、最もロックホルダー36の凹部37から離脱しやすくなる。 Here, each acceleration component affecting the release of the lock lever 52 is (αx, αy) = (Y1 × −sinφ · sinλ + Z1 × cosλ, Y1 × cosλ). Therefore, when the acceleration vector (αx, αy) matches the direction in which the lock lever 52 is disengaged (that is, the direction in which the engaging portion 52a is disengaged), the lock lever 52 is most disengaged from the recess 37 of the lock holder 36. It becomes easy.

このため、本実施例のロックレバー52の係合位置は、ロックレバー52の離脱方向が加速度ベクトル(αx,αy)と合致しない方向に設定される。   For this reason, the engagement position of the lock lever 52 of the present embodiment is set in a direction in which the release direction of the lock lever 52 does not match the acceleration vector (αx, αy).

更に、加速度(0、Y1,Z1)が基準点oに作用した場合の他、加速度(0、−Y1,Z1)が基準点oに作用した場合、加速度(0、−Y1,−Z2)が基準点oに作用した場合、加速度(0、Y1,−Z2)が基準点oに作用した場合に対しても、同様に、ローカル座標系の加速度ベクトル(合計4つの加速度ベクトル)が決定されてもよい。この場合、本実施例のロックレバー52の係合位置は、ロックレバー52の離脱方向が各加速度ベクトルに合致しない方向に設定され、好ましくは、隣接する2つの加速度ベクトルのなす角度を等分する方向に、ロックレバー52の離脱方向が合致するように設定される。   Further, in addition to the case where the acceleration (0, Y1, Z1) acts on the reference point o, the acceleration (0, -Y1, -Z2) occurs when the acceleration (0, -Y1, Z1) acts on the reference point o. Similarly, when the acceleration (0, Y1, -Z2) acts on the reference point o when acting on the reference point o, the acceleration vectors (total four acceleration vectors) in the local coordinate system are determined. Also good. In this case, the engagement position of the lock lever 52 of the present embodiment is set in a direction in which the release direction of the lock lever 52 does not match each acceleration vector, and preferably, the angle formed by two adjacent acceleration vectors is equally divided. It is set so that the direction in which the lock lever 52 is released coincides with the direction.

尚、想定加速度(0、Y1,Z1)は、実車試験結果や解析結果等に基づく値(例えば、試験結果に基づく、同時刻に発生しうる各加速度成分の組み合わせ)であってよい。また、本実施例において、横(左右)加速度が上下加速度ほど大きくないことを考慮して、上下加速度のみを考慮してもよい(即ち、Y1=0とする)。また、前後加速度を考慮してもよい(即ち、想定加速度(X1、Y1,Z1)とする)。   The assumed acceleration (0, Y1, Z1) may be a value based on an actual vehicle test result, an analysis result, or the like (for example, a combination of acceleration components that can be generated at the same time based on the test result). Further, in the present embodiment, only the vertical acceleration may be considered in consideration that the lateral (left / right) acceleration is not as large as the vertical acceleration (that is, Y1 = 0). Further, longitudinal acceleration may be taken into account (that is, assumed acceleration (X1, Y1, Z1)).

また、代替的に、搭載状態の伝達比可変機構30のシャフト軸に垂直な面で切断した際の断面上(図4参照)に、鉛直軸(図6のZ軸)及び左右方向の軸(図6のY軸)を投影し、当該投影した鉛直軸の方向にロックレバー52の離脱方向が一致しないように、例えば、当該投影した左右方向の軸の方向にロックレバー52の離脱方向が略対応するように、ロックレバー52とロックホルダー36との係合位置が設定されてもよい。   Alternatively, the vertical axis (Z-axis in FIG. 6) and the left-right axis (on the cross-section (see FIG. 4) when cut in a plane perpendicular to the shaft axis of the transmission ratio variable mechanism 30 in the mounted state ( For example, the direction in which the lock lever 52 is released is substantially the same as the direction of the projected left and right axis so that the direction of the release of the lock lever 52 does not coincide with the direction of the projected vertical axis. An engagement position between the lock lever 52 and the lock holder 36 may be set so as to correspond.

以上のように、本実施例によれば、車両用操舵装置10が受ける各種加速度の影響が最も小さい位置に、ロックレバー52の絶対的な係合位置を適切に設定することができる。これにより、リターンスプリング53の付勢力を小さく設定することができ、これに伴い、ソレノイド56の吸引力を小さく設定することができる。この結果、伝達比可変機構30の体格の小型化及び駆動源(ソレノイド56)の省電化を実現することが可能となる。   As described above, according to this embodiment, the absolute engagement position of the lock lever 52 can be appropriately set at a position where the influence of various accelerations received by the vehicle steering apparatus 10 is the smallest. Thereby, the urging force of the return spring 53 can be set small, and accordingly, the suction force of the solenoid 56 can be set small. As a result, it is possible to reduce the size of the transmission ratio variable mechanism 30 and reduce the power consumption of the drive source (solenoid 56).

以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。   The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and substitutions can be made to the above-described embodiments without departing from the scope of the present invention. Can be added.

例えば、上述した実施例では、ロック機構50の駆動(ロックレバー52の回動)はソレノイドが発生する電磁力を利用して実現されているが、ロック機構50の駆動は、油圧やモータの回転トルクを利用して実現されてもよい。   For example, in the above-described embodiment, the drive of the lock mechanism 50 (rotation of the lock lever 52) is realized using the electromagnetic force generated by the solenoid, but the drive of the lock mechanism 50 is performed by hydraulic pressure or rotation of the motor. You may implement | achieve using a torque.

また、上述した実施例において、ロックレバー52の係合部52aは、ロックホルダー36の凹部37に嵌入される際、必ずしもモータシャフト35を中心に向かって回動される必要はない。また、ロックホルダー36の凹部37は、図5等に示すように、ロックレバー52の係合部52aの回動移動を妨げないように傾斜していてもよい。   Further, in the above-described embodiment, the engaging portion 52 a of the lock lever 52 does not necessarily have to be rotated around the motor shaft 35 when being inserted into the recess 37 of the lock holder 36. Further, as shown in FIG. 5 and the like, the recess 37 of the lock holder 36 may be inclined so as not to hinder the rotational movement of the engaging portion 52a of the lock lever 52.

また、上述した実施例では、ロックレバー52の回動によりロック状態又はアンロック状態が実現されているが、ロックレバー52の直線的な移動(即ち、往復動)によりロック状態又はアンロック状態が実現されてもよい。この場合、ロックレバー52の往復動の方向が、上述の実施例のように適切な方向に設定されてよい。   In the above-described embodiment, the locked state or the unlocked state is realized by the rotation of the lock lever 52, but the locked state or the unlocked state is changed by the linear movement of the lock lever 52 (that is, the reciprocating motion). It may be realized. In this case, the reciprocating direction of the lock lever 52 may be set to an appropriate direction as in the above-described embodiment.

本発明による車両用操舵装置の一実施例を概略的に示す全体図である。1 is an overall view schematically showing an embodiment of a vehicle steering apparatus according to the present invention. 伝達比可変機構30の断面図である。3 is a sectional view of a transmission ratio variable mechanism 30. FIG. 伝達比可変機構30による伝達比可変原理の説明図である。It is explanatory drawing of the transmission ratio variable principle by the transmission ratio variable mechanism. ロック機構50を示す断面図である。3 is a cross-sectional view showing a lock mechanism 50. FIG. ロック機構50の作動説明図である。FIG. 10 is an operation explanatory diagram of the lock mechanism 50. 本実施例のロックレバー52の係合位置の説明図である。It is explanatory drawing of the engagement position of the lock lever 52 of a present Example.

符号の説明Explanation of symbols

10 車両用操舵装置
11 ステアリングホイール
12 ステアリングコラム
14 メインシャフト
16 中間シャフト
17 ピニオン
18 ステアリングラック
30 伝達比可変機構
31 ステアリングギアボックス
32 ハウジング
34 モータ
35 モータシャフト
36 ロックホルダー
40 減速機
37 凹部
50 ロック機構
52 ロックレバー
52a 係合部
53 リターンスプリング
56 ソレノイド
60 入力軸
62 出力軸
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Vehicle steering device 11 Steering wheel 12 Steering column 14 Main shaft 16 Intermediate shaft 17 Pinion 18 Steering rack 30 Transmission ratio variable mechanism 31 Steering gear box 32 Housing 34 Motor 35 Motor shaft 36 Lock holder 40 Reducer 37 Recess 50 Lock mechanism 52 Lock lever 52a Engagement part 53 Return spring 56 Solenoid 60 Input shaft 62 Output shaft

Claims (4)

ステアリングホイールの回転力を伝達する入力軸と、
ステアリングギアに回転力を伝達する出力軸と、
電動モータの駆動により入力軸−出力軸間の伝達比を変化させる伝達比可変機構と、
電動モータの回転軸上に設けられ、被係合部を有する回転部材と、
車体に対して回転不能な部位に支持され、回転部材の被係合部に係合可能な係合部を備え、係合部が回転部材の被係合部に係合するロック位置と、係合部が被係合部から離れるアンロック位置との間で移動可能な回転規制部材とを含む、車両用操舵装置。
An input shaft that transmits the rotational force of the steering wheel;
An output shaft that transmits rotational force to the steering gear;
A transmission ratio variable mechanism that changes the transmission ratio between the input shaft and the output shaft by driving an electric motor;
A rotating member provided on the rotating shaft of the electric motor and having an engaged portion;
A lock position that is supported by a portion that cannot rotate with respect to the vehicle body and that can be engaged with the engaged portion of the rotating member, and the engaging portion engages with the engaged portion of the rotating member; A vehicle steering apparatus, comprising: a rotation restricting member that is movable between an unlocking position where the joint portion is separated from the engaged portion.
回転規制部材は、伝達比可変機構を収容するハウジングに支持されている、請求項1記載の車両用操舵装置。   The vehicle steering apparatus according to claim 1, wherein the rotation restricting member is supported by a housing that houses the transmission ratio variable mechanism. 回転規制部材は、そのロック位置からアンロック位置に向かう移動方向が、車両上下方向から入力される振動の方向と合致しないように、配置されている、請求項1又は2記載の車両用操舵装置。   The vehicle steering apparatus according to claim 1 or 2, wherein the rotation restricting member is disposed such that a moving direction from the locked position toward the unlocked position does not coincide with a direction of vibration input from the vehicle vertical direction. . 回転規制部材は、そのロック位置からアンロック位置に向かう移動方向が、車両の左右方向に実質的に対応するように、配置されている、請求項1乃至3の何れかに記載の車両用操舵装置。   The vehicle steering according to any one of claims 1 to 3, wherein the rotation restricting member is disposed such that a moving direction from the locked position toward the unlocked position substantially corresponds to a left-right direction of the vehicle. apparatus.
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