JP2011520683A - ステアリングホイール、ステアリングシャフト及びスーパーポジションギアを備えた自動車用のステアリング装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、ステアリングホイールと、ステアリングシャフトと、ステアリングホイール内又はステアリングホイール上に配置され、モータ駆動による調整動作を前記ステアリングシャフトに伝達するスーパーポジションギアとを備えた自動車用のステアリング装置に関する。少なくとも１つの接続部（２３，５０）は、前記ステアリングシャフト（４０）と前記スーパーポジションギア（２０）との間の荷重伝達を、規定条件下で分断又は制限する。前記接続部は例えば過負荷クラッチとされる。
【選択図】 図１Ａ

Description

本発明は、請求項１の前文に係る、ステアリングホイール、ステアリングシャフト及びスーパーポジションギアを備えた自動車用のステアリング装置に関する。

スーパーポジションステアリングシステムでは、運転者によって入力されるステアリング角度に対し更に作動装置によって角度が追加されることが特徴とされる。ＤＥ １０１ ６０ ３１３ Ａ１には、ステアリングホイールに連結された入力シャフトと、ステアリングギアに連結された出力シャフトとの間に配置されたスーパーポジションギアが開示されている。ＷＯ ２００７／００９４２０ Ａ１には、スーパーポジションステアリングシステム用のスーパーポジションギアが開示されており、当該装置では、ステアリングホイールにスーパーポジションステアリングシステム用の作動装置が配置されている。

スーパーポジションステアリングシステムは、例えばいわゆるダイナミックステアリングシステムにおいて使用されており、その場合、速度に依存した形態でステアリング角度の重畳角操作が生じる。

常設使用のスーパーポジションギアを備えたステアリング装置を設計する要請がある。

本発明は、スーパーポジションギアを備え、常設時使用に適し、このためスーパーポジションギアが過負荷となるのを保護する自動車用のステアリング装置を提供するという目的に基づいている。

本発明によれば、請求項１に記載の特徴を有するステアリング装置によって前記の目的が達成される。

前記の請求項１によれば、少なくとも１つの接続部が設けられ、当該接続部は、規定の条件下において、ステアリングシャフトとスーパーポジションギアとの間の荷重伝達を分断又は制限するように構成される。この規定の条件は、例えば所定トルクに達した状態、又は所定トルクを超えた状態とされる。本発明の解決策によって、例えばステアリングホイールロック装置のロックにかかわらずステアリングホイールが大きな荷重で回転する場合に、或いは車両がジャッキで持ち上げられる場合に、自在可動の車輪が回転され、またこのプロセスにおいてステアリングシャフトを介してスーパーポジションギアにトルクが伝達されるので、スーパーポジションギアが過負荷から保護される。

ここで、接続部は、一方では、ステアリングシャフトとスーパーポジションギアとの間の荷重伝達が規定の条件下で制限されるように構成配置される。荷重制限は、スーパーポジションギアを保護するのに十分とされる。一方で、同様に、接続部は、規定の条件下において、ステアリングシャフトとスーパーポジションギアとの間の荷重伝達が完全に断たれ、従ってスーパーポジションギアを介して伝達される如何なる荷重も存在しないように構成配置されてもよい。

本発明にかかる１つの改良では、接続部が過負荷クラッチとして構成される。この接続部は、基本的に幾つかの別の形態で構成されてもよく、例えば、規定の条件になるとステアリングシャフトとスーパーポジションギアとの間の荷重伝達を断つ又は制限するシフト要素を作動させる電気的装置として構成されてもよい。

１つの改良では、過負荷クラッチは、当該過負荷クラッチに規定値を上回るトルクが作用した場合に滑る（スリップする）ように構成される。この目的のため、前記の過負荷クラッチは、例えば圧入接続によって互いに連結される少なくとも２つのクラッチ要素を備える。ここで、それを上回ると過負荷クラッチが滑ることとなるトルクを、圧入接続部における接続作用に応じて規定することができる。

１つの改良では、スーパーポジションギアのうち駆動出力側のギア要素と、ステアリングシャフト又はステアリングシャフトとの連結部との間に接続部が設けられる。駆動出力側のギア要素は、例えばウォームギア機構として構成されるスーパーポジションギアのウォームギアとされる。

接続部は、一方がスーパーポジションギアのうち駆動出力側のギア要素に接続され、他方がステアリングシャフトに接続されるクラッチスリーブからなり、このクラッチスリーブが圧入によって駆動出力側のギア要素に接続されるように構成されてもよい。接続部が前記の圧入を形成する。

更なる別の改良では、ステアリング装置はまた、ステアリングシャフトをロックするのに適した盗難防止要素を備える。この目的のため、車両について固定されるよう配置される係合要素が例えば設けられ、当該係合要素は、ステアリングシャフト又はステアリングシャフトに回転固定して接続されたスリーブと相互作用する。ここで、１つの改良として、スーパーポジションギアのうち駆動出力側のギア要素と盗難防止要素の構成要素との間に接続部が形成される。スーパーポジションギアのうち駆動出力側のギア要素に直接的又は間接的に連結されるクラッチスリーブは、例えば盗難防止装置の構成要素として設けられる。

１つの典型的な実施形態では、第１及び第２の接続部が設けられ、当該接続部は、第１及び第２クラッチスリーブを備え、第１クラッチスリーブは、スーパーポジションギアのうち駆動出力側のギア要素に対し第１の圧入部分によって接続され、第２クラッチスリーブは、第１クラッチスリーブに対し第２の圧入部分によって接続され、また第１クラッチスリーブは、回転が固定された状態でステアリングシャフトに接続される。ここで、第２クラッチスリーブは、１つの改良として盗難防止装置の構成要素とされる。２つの接続部の使用によって、各々の接続部が異なるトルクで「切替る」ように設定することができる。

盗難防止装置と同時に、第１クラッチスリーブと駆動出力側のギア要素との間の接続部に、例えば２５０［Ｎｍ］の第１のトルクを付与することが可能とされ、盗難防止装置のロック解除時に車輪によりトルクが導入された場合には、それよりも大きいトルクでスーパーポジションギアの荷重移動が制限される。ここで、盗難防止装置のロック解除時には、第１クラッチスリーブと第２クラッチスリーブとの間に荷重伝達は生じない。更に、第１クラッチスリーブと第２クラッチスリーブとの間の接続部に、例えば１００［Ｎｍ］の第２のトルクを付与することが可能とされ、盗難防止装置のロック時には、それよりも大きいトルクでステアリングホイールが回転可能とされる。

ここで、通常の場合には、複数の接続部、特には第１及び第２の接続部が設けられるとき、前記２つの接続部は、異なるトルクでの切替えが可能とされ、即ちステアリングコラム又は車両固定要素とスーパーポジションギアとの間の伝達荷重の分断又は制限が異なるトルクで生じ得る。このようにして、それぞれの場合に接続部が切替る条件に関して設計の自由度が高まる。

ステアリング装置の１つの改良では、ステアリングホイールの手動の調整動作が同様に、スーパーポジションギアを介してステアリングシャフトに伝達される。この目的のため、例えばギアハウジングに配置されたスーパーポジションギアは、回転が固定された状態でステアリングホイールに接続され、運転者による操舵動作は、スーパーポジションギアによる操舵動作と同様に、ステアリングシャフトに伝達される。１つの変更例では、接続部は、スーパーポジションギアによる前記種類の荷重移動が規定の条件下でも生じるように構成配置されてもよい。本発明における接続部は、荷重制限のみを実現する。前記の変更例は、特に接続部が滑りクラッチとして構成される場合とされる。ここでは、ステアリングホイールが回転可能とされる。

これに対比して、第２の変更例では、接続部は、規定の条件下では通常の場合と比べてステアリングホイールとステアリングシャフトとの間の直接的な荷重伝達が少なくとも部分的に生じるよう構成配置される。前記の変更例では、少なくとも所定トルクを上回ると、荷重移動がスーパーポジションギアをバイパスして直接的にステアリングシャフトに伝達される。この目的のため、接続部は例えば過負荷クラッチとして構成され、当該過負荷クラッチは、規定値を上回るトルクが作用する場合に、ステアリングホイールとステアリンシャフトとの間に直接的な形状適合接続及び／又は圧入接続を設けるように構成される。

過負荷クラッチは、例えば予めバネ負荷が付与された圧入接続及び／又は形状適合接続を備え、また特には径方向及び／又は軸方向に作用するバネを備えてもよい。使用されるバネは、逓減型ないし累減型のバネ特性を有するバネによって構成されてもよい。

第２の変更例では、過負荷クラッチは、例えばギアハウジングとステアリングホイールのベース体との間に形成される。過負荷クラッチが解放された場合には、スーパーポジションギアをバイパスした直接的なトルク伝達が、ステアリングホイールのベース体とステアリングシャフトとの間に形成される。

１つの改良では、スーパーポジションギアがステアリングホイールに、特にはステアリングホイールに取り付けられるギアハウジングに配置される。ステアリングホイールにおけるスーパーポジションギアの配置により、全体としてコンパクトな配置が実現される。

本発明は、複数の典型的な実施形態に基づいて図面を参照しつつ以下に更に詳細に説明される。

図１Ａは、ステアリングホイール、ステアリングシャフト及びスーパーポジションギアを備えた第１の典型的な実施形態の自動車用のステアリング装置の分解図を示している。 図１Ｂは、図１Ａのステアリング装置を組み付け状態にて示している。 図２Ａは、図１Ａのスーパーポジションギアの詳細な分解図を示している。 図２Ｂは、図２Ａのスーパーポジションギアを一部が組み付けられた状態にて示している。 図２Ｃは、図２Ａのスーパーポジションギアを完全な組み付け状態にて示している。 図３Ａは、盗難防止装置が追加されたスーパーポジションギアを備えるステアリング装置の第２の典型的な実施形態の構成要素の分解図を示している。 図３Ｂは、図３Ａのスーパーポジションギアを一部が組み付けされた状態にて示している。 図３Ｃは、図３Ａのスーパーポジションギアを完全な組み付け状態にて示している。 図４Ａは、図３Ａのステアリング装置をステアリングホイール及びギアハウジングとともに分解状態にて示している。 図４Ｂは、図４Ａのステアリング装置を組み付け状態にて示している。 図５Ａは、スーパーポジションギアを備えるステアリング装置の第３の典型的な実施形態を組み付け状態にて示している。 図５Ｂは、図５Ａのステアリング装置の構成要素を分解状態にて示している。 図６Ａは、ステアリングシャフトプレートと相互作用する過負荷クラッチを径方向に作用するクランプスプリングとともに示している。 図６Ｂは、ステアリングホイール、ステアリングシャフト、スーパーポジションギア及び図６Ｂの過負荷クラッチを備えたステアリング装置を示している。 図６Ｃは、図６Ｂのステアリング装置を組み付け状態にて示している。 図７は、ステアリングホイール上のギアハウジングから空間的に分離して配置される駆動モータを備えたステアリング装置を示している。

図１Ａ，１Ｂには、第１の典型的な実施形態のスーパーポジションギア（ステアリング操作のために入力されるステアリング角ないし操舵角の調節機構を構成する「スーパーポジションギア装置」ないし「重畳形ギア装置」ともいう）が示されており、当該スーパーポジションギアは、ステアリングシャフト４０、ステアリングホイール６０、及び運転者によって入力された所定のステアリング角度（「操舵角」ともいう）に更に別のステアリング角度を重ね合わせる（「追加する」ともいう）のに適したスーパーポジションギアを備えている。ここで、スーパーポジションギアは、駆動モータとともに、スーパーポジションステアリングシステムの作動装置（アクチュエータ）を形成している。

図１Ａ，１Ｂの典型的な実施形態では、スーパーポジションギアは、（これは必須ではないが）駆動ウォーム１１及びウォームギア２０（「ウォーム歯車」ともいう）を有するウォームギア機構として構成されている。駆動ウォーム１１は、電動の駆動モータ１０によって駆動される。ウォームギア２０は、駆動ウォーム１１とかみ合う外面側の外歯２１を備えている。また、このウォームギア２０には、当該ウォームギア２０の両面から突出するスリーブ２３が設けられている。一方で、このウォームギア２０は、前記のタイプのスリーブを備えることなく形成されてもよい。

このウォームギア２０は、以下に説明されるように、その中央部分に当該ウォームギア２０をステアリングシャフト４０に連結させる機能を果たす開口部２２を備えている。

ウォームギア２０は、スーパーポジションギアのうち駆動出力側の回転ギア要素として構成されており、電動モータ１０による回転運動（「回転動作」ともいう）を駆動要素へと、特にはステアリングシャフト４０、又はそのステアリングシャフトに接続された連結要素へと伝達する。

ステアリングシャフト４０は、公知の形態でステアリングギア（図示省略）に接続されている。サーボステアリングシステムのサーボモータをステアリングシャフト４０に連結させることもできる。ステアリングシャフト４０は、円柱状の要素として形成される必要はない。本記載の範疇では、ステアリングコラムは、スーパーポジションギアの回転運動をステアリングギアに伝達する何れかの構成要素として言及される。また、ステアリングシャフト４０は、取り付け要素によって径方向及び／又は軸方向に取り付け可能とされる。

クラッチスリーブ５０は、軸方向に開口する開口部５１を備え、ステアリングシャフト４０をスーパーポジションギアのウォームギア２０に回転連結させるのに設けられている。このクラッチスリーブは、開口部２２における圧入（加圧によるはめ込み）によって、ウォームギア２０に接続される。ここで、ウォームギア２０のスリーブ２３は、圧入用の拡張面を備えている。更に、ステアリングシャフト４０のうちステアリングホイール６０に向かう端部は、その外歯によって開口部５１内に回転が固定された状態で取り付けられ、クラッチスリーブ５０のその開口部には内面に内歯が設けられている。

過負荷クラッチによって圧入が実現される。規定条件下、特には規定の切り替えトルクが付与された条件では、切り替えトルクに到達して、ステアリングシャフト４０及びステアリングホイール６０が互いに相対回転する際に、クラッチスリーブ５０とウォームギア２０との間に作用する力（「荷重」ともいう）の伝達が無効とされるため、ステアリングシャフト４０とスーパーポジションギア２０，１１との間の荷重伝達が制限される。

このような場合には、例えば、ステアリングホイールの手動の調整動作によって、或いはステアリングギアによるトルクの導入（例えば車両がジャッキで持ち上げられ、ジャッキで持ち上げられた車両において自在可動の車輪をメカニックが回転させる操作）によって、トルクが所定の制限値を上回る場合に明らかに荷重制限が生じる。

図１Ａにはまた、ステアリングホイールリム６１、複数のスポーク６２、及びステアリングホイールハブを取り囲むステアリングホイールベース（「ベース体」ともいう）６３からなるステアリングホイール６０が示されている。ここで、図示された典型的な実施形態では、３つのスポーク６２が示されているが、前記の数は単なる一例として解される。ステアリングホイールベース６３は、中央の開口部６４を有する実質的に平円盤として構成されている。一方で、別の構成のステアリングホイールベースを用いることも可能とされる。ステアリングホイールベースは、例えば運転者の方向に延在する側壁部を備えていてもよい。図１Ａにも図示されているように、ギアハウジング３０は、開口部３１を備えている。このギアハウジング３０は、駆動モータ１０、駆動ウォーム１１及びウォームギア２０を保持するのに設けられており、それらを保護し、被覆し、また取り付ける機能を果たす。ギアハウジング３０の図面は、単なる図形的な図示であると解される。ギアハウジングは、好ましくは複数の部品から構成され、またハウジング要素を互いに接続するための、またステアリングホイールにハウジングを接続するための手段を有するのが好ましい。

図１Ｂには、組み付け状態が示されている。ステアリングシャフト４０は、クラッチスリーブ５０に回転が固定された状態で接続されている。詳細部分が図２Ａから図２Ｃとともに記載されている。クラッチスリーブ５０は、圧入によってウォームギア２０の開口部２２に挿入される。ここで、ステアリングシャフト４０及びクラッチスリーブ５０は、ステアリングホイールベース６３の開口部６４を通じて延在している。ギアハウジング３０は、ステアリングホイールベース６３に回転が固定された状態で取り付けられている。従って、運転者のステアリング動作（「操舵動作」ともいう）は、スーパーポジションギアによって生じるステアリング動作と同様に、ウォームギア２０を介してステアリングシャフト４０に伝達される。このため、運転者によるステアリング動作と、そのステアリング動作に関連したステアリングホイールベース６３の回転及びそれに接続されたギアハウジング３０の回転によって、ステアリングシャフト４０の長軸に一致するステアリング軸まわりに駆動ウォーム１１の回転が生じ、この回転によりウォームギア２０の回転が生じ、従ってステアリングシャフト４０へとステアリング動作が伝達される。同様に、駆動モータによる調整動作は、その長軸まわりに回転する駆動ウォーム１１とウォームギア２０を介してステアリングシャフト４０に伝達される。このことは、２つの部品が互いに相対回転可能となるようにステアリングシャフトに取り付けられるステアリングホイール６０によって可能となり、駆動モータによる調整動作によっては、関連するステアリングホイールの回転が生じない。ＷＯ ２００７／００９４２０ Ａ１には、これに関連するベアリング装置が開示されている。

図１Ｂにはまた、ステアリングシャフト４０の中央の開口部に螺合可能なネジ山を有するネジ部材２４が示されており、従って当該ネジ部材は、ステアリングホイール６０をステアリングシャフト４０上に固定する。

運転者がステアリング角度を入力する。運転者によって入力されたこのステアリング角度は、その角度にスーパーポジションギアによって更に重ね合わせられた別の角度となることが可能である。ここで、スーパーポジションギアにより遂行される操舵は、追加することが可能とされ、或いはそれに代えて運転者による手動操舵に完全に置き換えることも可能とされる。駆動モータ１０は、１つ又はそれよりも多い数のセンサから入力信号を受信する制御装置（図示省略）によって、適宜の形態で制御される。

図２Ａから図２Ｃには、図１Ａ，１Ｂのスーパーポジションギアが、ステアリングシャフト４０とクラッチスリーブ５０との間で回転が固定された状態とされる形状適合による接続（互いの形状を適合させることによる接続形態）とともに詳細に示されている。ステアリングホイール６０及びギアハウジング３０は、図２Ａ，２Ｂ，２Ｃには図示されていないが、勿論同様の組み付け状態とされている。

図２Ａに示されるように、ステアリング装置（「操舵装置」ともいう）のスーパーポジションギアには、駆動モータ１０に接続された駆動ウォーム１１、外歯２１を備えるウォームギア２０、スリーブ２３及び中央の開口部２２が設けられている。ステアリングシャフト４０は、一方の端部に、外歯４１とネジ山が設けられた端面中央穴４２とを有するステアリングホイールピンを備えている。軸方向に開口する開口部５１を有するクラッチスリーブ５０には、内歯５２が設けられている。

図２Ｂには、一部が組み付けされた状態が示されている。ステアリングホイールピンは、当該ステアリングホイールピンの外歯４１がクラッチスリーブ５０の内歯５２に係合する状態でクラッチスリーブ５０の開口部５１に挿入され、形状適合（「フォームフィット」ともいう）の形態による（回転が固定された）滑りのない接続が形成される。スリーブ５０は、圧入によって開口部２２を介してウォームギア２０に連結される。

図２Ｃにおいて、ネジ部材２４は、ネジが切られたステアリングホイールピンの穴４２に、ワッシャー２５を使用してネジ込まれ、その結果、スーパーポジションギアは、ステアリングシャフト４０に対して軸方向に固定される。スーパーポジションギアがギアハウジングに配置され、またギアハウジングは、図１Ａ，１Ｂに記載されているように、ステアリングホイール６０のステアリングホイールピン６３に回転が固定された状態で取り付けられるので、これによりステアリングシャフト４０に対してステアリングホイール６０を固定する機能も果たす。

ウォームギア２０、クラッチスリーブ５０及びステアリングシャフト４０によって構成された過負荷クラッチにおいて、規定条件下にある場合、例えば１００［Ｎｍ］又は２５０［Ｎｍ］を上回る値のトルクが導入された場合には、ステアリングシャフト４０とスーパーポジションギアとの間に伝達される荷重は、互いの相対回転によって制限されるため、圧入部分での荷重の移動が無効となる。このようにして、スーパーポジションギアは、高トルクが急に発生した場合の損傷から保護される。

図３Ａ，３Ｂ，３Ｃには、スーパーポジションギアを備えたステアリング装置の別の典型的な実施形態が示されている。この実施形態では、盗難防止装置６０に設けられている。

スーパーポジションギア１１，２０及びステアリングシャフト４０の構成に関しては、図２Ａから図２Ｃについての説明で使用された参照符号が同様に適用される。図３Ａ，３Ｂ，３Ｃの構成は、クラッチスリーブ５０ａと相互作用する盗難防止装置７０について、図２Ａ，２Ｂ，２Ｃの構成とは相違している。

クラッチスリーブ５０ａは、相対的に小径の第１領域５１ａと、相対的に大径の第２領域５２ａを備え、組み付け状態では、相対的に小径の領域５１ａが圧入によってウォームギア２０の開口部２２内に設置され、またそれと共に、ウォームギア２０、ステアリングシャフト４０、図２Ａ，２Ｂ，２Ｃの構成と同様の過負荷クラッチが設けられている。更に、スリーブ５０ａは、そのうちの少なくとも相対的に小径の領域５１ａに、ステアリングシャフト４０がスリーブ５０ａ内に挿入された際にステアリングシャフト４０の外歯４１と係合することとなる内歯５３ａを備えている。

クラッチスリーブ５０ａのうち相対的に大径の領域５２ａは、盗難防止装置７０の係合歯（「ラッチ歯」ともいう）７１を収容する機能を果たす長孔状のスロット（「開口部」ないし「係合開口部」ともいう）５４ａを備えている。ここで、盗難防止装置７０は、不完全な状態で図示されている。前記の盗難防止装置７０は、ステアリングシャフト４０の長軸と垂直に係合歯７１を移動させるように構成されており、係合歯７１は、開口部５４ａ内にラッチ係合（留め金の形態で係合）するロック位置（「固定位置」ともいう）とロック解除位置（「アンロック位置」又は「固定解除位置」ともいう）との間で移動可能とされる。ロック位置ではステアリングシャフト４０の回転がブロックされる。

過負荷クラッチによって、当該過負荷クラッチに作用する規定トルクを上回ると、クラッチスリーブ５０ａ（従って、ステアリングシャフト４０）とスーパーポジションギアとの間の荷重伝達が確実に制限される。例えば過負荷クラッチの圧入領域において荷重移動が無効とされてもよく、またこのため伝達されるトルクは１００［Ｎｍ］又は２５０［Ｎｍ］のトルクよりも上で制限される。従って、スーパーポジションギアは、盗難防止装置が作動したときであっても高トルクから保護される。盗難防止装置７０のロック解除位置での運転モードについては、図１Ａから図２Ｃに関連して既に説明している。

図３Ｂ及び３Ｃには、図２Ｂ，２Ｃと同様に部分的な又は完全な組み付け状態が示されている。

図４Ａ，４Ｂには、図３Ａ，３Ｂ，３Ｃのステアリング装置がステアリングホイール６０と共に示されており、一番目の図面が分解図として示され、また二番目の図面に組み付け状態が示されている。ステアリングホイール上への構成要素の取り付けについては、図１Ａ，１Ｂに関する説明に参照符号が付されている。

図５Ａ及び図５Ｂには、更なる典型的な実施形態が示されている。前記の典型的な実施形態では、互いに接続された２つのスリーブ５０ｂ，５０ｃが設けられている。各スリーブは、相対的に外径が小さい領域５１ｂ，５１ｃと、相対的に外径が大きい領域５２ｂ，５２ｃを備えている。第１スリーブ５０ｂのうち相対的に外径が小さい領域５１ｂは、圧入によってウォームギア２０の開口部２２内に配置される。第２クラッチスリーブ５０ｃのうち相対的に外径が小さい領域５１ｃは、圧入によって第１クラッチスリーブ５０ｂのうち相対的に外径が大きい領域５２ｂに連結され、またこの目的のため第１スリーブ５０ｂの開口部５３ｂ内へと挿入される。ステアリングシャフト４０の端部は、第１スリーブ５０ｂの開口部５３ｂ内へと挿入され、第１スリーブ５０ｂのうち少なくとも領域５１ｂに形成された内歯（図示省略）に外歯４１が係合し、このためステアリングシャフト４０は、回転が固定された状態で第１スリーブ５０ｂに接続される。第２スリーブ５０ｃはまた、図３Ａ，３Ｂ，３Ｃの構成と同様に、盗難防止装置７０の係合歯７１を収容する長孔状のスロット５４ｃを備えている。

従って、全部で２つの接続部（「境界部」ともいう）が設けられ、これらの接続部は、圧入による接続部を有する過負荷クラッチとして構成されている。

第１クラッチスリーブ５０ｂと作動装置の出力との間、即ち駆動出力側のギア要素２０（過負荷クラッチ１）との間の圧入部分においては、第２クラッチスリーブ５０ｃと第１クラッチスリーブ５０ｂ（過負荷クラッチ２）との間の圧入部分とは異なるトルクで荷重移動が無効となるように構成してもよい。過負荷クラッチ１が切替るトルクは例えば２５０［Ｎｍ］とされ、一方で過負荷クラッチ２が切替るトルクは例えば１００［Ｎｍ］とされる。ここで、「切替る」とは、過負荷クラッチが作動して、荷重伝達が分断され或いは制限されることを意味している。

規定の条件下では、盗難防止装置７０がそのロック解除位置にあるとき、２５０［Ｎｍ］の規定トルクを上回る場合には、第２クラッチスリーブ５０ｃが共に自在に回転可能であるため、過負荷クラッチ１での荷重伝達が断たれる。これに対して盗難防止装置７０がそのロック位置にあるとき、１００［Ｎｍ］の規定トルクを上回る場合には、過負荷クラッチ２での荷重伝達が断たれる。これは、ステアリングシャフト４０とステアリングホイール６０との間の荷重移動は中断されず、規定のトルクよりも上では車両の操舵ができないことを意味する。そのような構成の過負荷クラッチ２は、盗難防止装置が力ずくで耐えた（対抗した）場合に、当該盗難防止装置の領域でのダメージを防ぐことを意図している。トルクの具体的な値は単なる一例に過ぎない。本実施の形態では、本質的に過負荷クラッチ１が「切替る」ためのトルクが、過負荷クラッチ２が切替るためのトルクよりも大きい。

上述の典型的な実施形態では、各ケースで設けられた過負荷クラッチは、回転性又は一定トルクで生じる滑り（スリップ）の効果によって、スーパーポジションギアとステアリングシャフトとの間の荷重伝達を制限している。ここで、ウォームギア機構によって常に荷重移動が生じる。ウォームギア機構によるこの荷重移動は、過負荷クラッチにより生じる滑り又は回転性によって制限され、その結果として、スーパーポジションギアは、高トルクが生じた場合のダメージから保護される。

別の変更例では、過負荷クラッチは、作動時にウォームギア機構による荷重移動が断たれ、ステアリングホイールがステアリングシャフトに直接的に接続される。この目的のため、特に、径方向又は軸方向に作用する、予めバネ負荷が付与された圧入接続及び／又は形状適合接続を設けることができる。前記の変更例においては、過負荷クラッチによって、起動時に荷重移動の一部又は全部がスーパーポジションギアを通過して伝達され、またステアリングホイール又はステアリングホイールベースとステアリングシャフトとの間が直接的に接続される。

図６Ａ，６Ｂ，６Ｃには、径方向に作用するバネ要素を備えた過負荷クラッチを有する典型的な実施形態が示されている。同様に、軸方向に作用するバネ要素、或いはバネ要素と相互作用しギアハウジングに形成される偏心機構（偏心器）を設けることも可能とされる。

図６Ａに示すように、ステアリングシャフト４０の一方の端部は、外歯４１、中央穴４２及びステアリングシャフトプレート４３を備え、当該プレートは、回転に関しステアリングシャフト４０に固定されており、また軸方向に関しステアリングシャフトの端面から離間している。

プレート４３には、その縁部（外周部分）に、爪部４４と、径方向に介在する切り欠き４５とが形成されている。また、径方向に作用する複数のクランプバネ７１も設けられており、当該複数のクランプバネは、プレート４３の縁部に沿ってＵ字形状のガイド要素７２と交互に配置されている。

ガイド要素７２は、少なくとも図６Ｂに示すようなギアハウジング３０の取り付け後に、ステアリングホイールベース６３に連結される。変更例として、ガイド要素７２は、ステアリングホイールベース６３と一体部品とされてもよい。ギアハウジング３０は、本実施の形態では、ステアリングホイール６０に対して回転可能となるように配置され、ステアリングホイールベース６３に対向する面に複数の突起３２を備えており、当該突起は回転軸に関し規定の回転半径を有する。複数の突起３２は、特に中央のくぼみ（凹み）７１１の領域での無負荷状態において、クランプバネ７１に係合した状態とされる。規定値を上回るトルクが生じた場合には、ステアリングホイール６０及びギアハウジング３０、また従ってステアリングホイールプレート４３もが互いに相対回転する。突起３２は、それぞれの場合にクランプバネ７１の端部の１つを、中央のくぼみ７１１の左右に延在する傾斜部によって、プレート４３のうち径方向の切り欠き４５の内部へと押圧する。この結果、ステアリングホイールベース６３からステアリングシャフト４０へと直接的な荷重移動がなされ、また更に導入されたトルクは、ギアハウジング３０及びスーパーポジションギアを通過して伝達される。

別の改良（図示省略）では、過負荷クラッチは、ギアハウジングとステアリングシャフトプレートとの間で軸方向に配置される板バネとして構成される。所定回転の後、係合要素（「ラッチ要素」ともいう）によってバネがステアリングシャフトプレートと接触し、その際に、ステアリングホイールとステアリングシャフトとの間に再び直接的な荷重移動が生じる。

更なる別の改良（図示省略）では、回転軸に関し偏心した突出面がギアハウジングの下側（底面）に設けられ、当該突出面は、ステアリングホイールベースのうち対応する偏心切り欠きに係合する。過負荷が生じた場合には、ステアリングホイールベースが一方側又は他方側へと押圧され、そのとき例えば歯状部材の形態の凸状のロック要素によって、ステアリングホイールベースとステアリングシャフトとの間で直接的に荷重が伝達される。

図７には、所定のステアリング装置が示されており、このステアリング装置では、図１Ａから図６Ｃに比べて、駆動モータがギア要素と共に、ギアハウジング内又はギアハウジング上に配置されており、駆動モータ１０’は、空間的にギアハウジング３０’から離間した状態でステアリングホイール上に配置されている。これにより、有効な取り付け空間が制限されている場合の空間配置に有利と成り得る。駆動モータ１０’は、例えば適宜の取り付け手段によって、図７におけるスポーク６２の領域に取り付けられる。そのような場合、駆動モータ１０’の回転軸と、駆動ウォームの回転軸、又はスーパーポジションギアの幾つかの別の入力側要素の回転軸は、通常は同軸上に延在しない。従って、固定された接続部分をトルク伝達に用いることができない。実際には、例えば、柔軟性を有するシャフト、柔軟性結合又は（関節でつながった）連結式のシャフトを使用して、駆動モータ１０’と軸に関するオフセットを補正するギアとの間が接続される。

駆動モータの空間的な離間配置については、上述の全ての典型的な実施形態において実現可能とされる。

本発明は、上記の典型的な実施形態の構成によって制限されるものではなく、単なる一例として解される。例えば別の形態の過負荷クラッチを設けてもよい。過負荷クラッチの数や、過負荷クラッチが形成される位置についても、同様に、典型的な実施形態と相違させることができる。更に、スーパーポジションギア、及びステアリングホイールベースを含むステアリングホイールは、幾つかの別の形態によって構成されてもよい。例えば、２つの駆動ウォーム及び２つの駆動モータを備えたスーパーポジションギアを設けることが可能とされる。

本発明では、「ステアリングホイールと、ステアリングシャフトと、ステアリングホイール内又はステアリングホイール上に配置され、モータ駆動による調整動作を前記ステアリングシャフトに伝達するスーパーポジションギアとを備え、少なくとも１つの接続部（２０，５０；２０，５０ａ；２０，５０ｂ；５０ｂ，５０ｃ；７１，４３）は、前記ステアリングシャフト（４０）と前記スーパーポジションギア（２０）との間の荷重伝達を、規定条件下において分断又は制限するステアリング装置、又は請求項１に記載のステアリング装置であって、前記接続部（２０，５０；２０，５０ａ；２０，５０ｂ；５０ｂ，５０ｃ；７１，４３）は、過負荷クラッチとして構成されていることを特徴とするステアリング装置」という態様（態様１）を採り得る。
また本発明では、「前記態様１に記載のステアリング装置であって、前記過負荷クラッチ（２０，５０；２０，５０ａ；２０，５０ｂ；５０ｂ，５０ｃ）は、規定値を上回るトルクが当該過負荷クラッチに作用したときに滑るように構成されていることを特徴とするステアリング装置」という態様（態様２）を採り得る。
また本発明では、「前記態様１又は２に記載のステアリング装置であって、前記過負荷クラッチは、圧入接続によって互いに連結された少なくとも２つのクラッチ要素（２０，５０；２０，５０ａ；２０，５０ｂ；５０ｂ，５０ｃ）を備えていることを特徴とするステアリング装置」という態様（態様３）を採り得る。
また本発明では、「請求項１、前記態様１から３のうちのいずれかに記載のステアリング装置であって、前記接続部は、前記スーパーポジションギアの駆動出力側のギア要素（２０）と前記ステアリングシャフト（４０）又は当該ステアリングシャフトの連結部（５０，５０ａ，５０ｂ）との間に設けられていることを特徴とするステアリング装置」という態様（態様４）を採り得る。
また本発明では、「前記態様４に記載のステアリング装置であって、前記接続部は、一方が前記スーパーポジションギアのうち駆動出力側のギア要素（２０）に接続され、他方が前記ステアリングシャフト（４０）に接続されたクラッチスリーブ（５０，５０ａ，５０ｂ）からなり、前記クラッチスリーブ（５０，５０ａ，５０ｂ）は、圧入によって駆動出力側の前記ギア要素（２０）に接続されていることを特徴とするステアリング装置」という態様（態様５）を採り得る。
また本発明では、「前記態様５に記載のステアリング装置であって、前記ステアリングシャフト（４０）は、回転が固定された状態で前記クラッチスリーブ（５０，５０ａ，５０ｂ）に接続されていることを特徴とするステアリング装置」という態様（態様６）を採り得る。
また本発明では、「請求項１から６、前記態様１から６のうちのいずれかに記載のステアリング装置であって、第１及び第２の接続部を備え、当該接続部は、第１及び第２クラッチスリーブ（５０ｂ，５０ｃ）を備え、前記第１クラッチスリーブ（５０ｂ）は、第１の圧入によって前記スーパーポジションギアのうち駆動出力側のギア要素（２０）に接続され、前記第２クラッチスリーブ（５０ｃ）は、第２の圧入によって記第１クラッチスリーブ（５０ｂ）に接続され、前記第１クラッチスリーブ（５０ｂ）は、前記ステアリングシャフト（４０）に回転が固定された状態で接続されていることを特徴とするステアリング装置」という態様（態様７）を採り得る。
また本発明では、「前記態様７に記載のステアリング装置であって、前記第２クラッチスリーブ（５０ｃ）は、盗難防止装置の構成要素とされていることを特徴とするステアリング装置」という態様（態様８）を採り得る。

また本発明では、「請求項１から６、前記態様１から８のうちのいずれかに記載のステアリング装置であって、当該ステアリング装置は、前記ステアリングホイール（６０）の手動の調整動作が前記スーパーポジションギアを介して前記ステアリングシャフト（４０）に伝達されるように構成され、前記接続部は、前記規定条件下においても当該伝達が生じるように構成配置されていることを特徴とするステアリング装置」という態様（態様９）を採り得る。
また本発明では、「請求項１又は前記態様１に記載のステアリング装置であって、当該ステアリング装置は、通常状態では、前記ステアリングホイールの手動の調整動作が前記スーパーポジションギアを介して前記ステアリングシャフトに伝達されるように構成され、前記接続部は、規定条件下では前記通常状態と対比して、前記ステアリングホイールと前記ステアリングシャフト（４０）との間に直接的な荷重伝達が生じるように構成配置されていることを特徴とするステアリング装置」という態様（態様１０）を採り得る。
また本発明では、「前記態様１を引用する前記態様１０に記載のステアリング装置であって、前記過負荷クラッチ（７１，４３）は、当該過負荷クラッチに規定値を上回るトルクが作用する場合に、前記ステアリングホイール（６０）と前記ステアリングシャフト（４０）との間に直接的な形状適合接続及び／又は圧入接続を設けるように構成されていることを特徴とするステアリング装置」という態様（態様１１）を採り得る。
また本発明では、「前記態様１１に記載のステアリング装置であって、前記過負荷クラッチは、予めバネ負荷が付与された圧入接続及び／又は形状適合接続（７１，４５）を備えていることを特徴とするステアリング装置」という態様（態様１２）を採り得る。
また本発明では、「前記態様１１又は１２に記載のステアリング装置であって、前記スーパーポジションギアは、前記ステアリングホイール（６０）に回転が固定された状態で接続されたギアハウジング（３０）に配置されていることを特徴とするステアリング装置」という態様（態様１３）を採り得る。
また本発明では、「前記態様１１を引用する前記態様１３に記載のステアリング装置であって、前記過負荷クラッチは、前記ギアハウジング（３０）と前記ステアリングホイール（６０）のベース体（６３）との間に設けられていることを特徴とするステアリング装置」という態様（態様１４）を採り得る。
また本発明では、「請求項１から７、前記態様１から１４のうちのいずれかに記載のステアリング装置であって、前記スーパーポジションギアは、駆動出力側のギア要素として回転ギア要素（２０）を備え、当該回転ギア要素は、前記ステアリングシャフト（４０）との接続のための、或いは前記ステアリングシャフト（４０）に接続された部位（５０，５０ａ，５０ｂ）との接続のための開口部（２２）を備えていることを特徴とするステアリング装置」という態様（態様１５）を採り得る。
また本発明では、「前記態様１５に記載のステアリング装置であって、前記スーパーポジションギアは、ウォームギア（２０）と少なくとも１つの駆動ウォーム（１１）とを有するウォームギア機構とされ、前記ウォームギア（２０）が前記回転ギア要素を形成していることを特徴とするステアリング装置」という態様（態様１６）を採り得る。

１０，１０’ 電動モータ
１１ 駆動ウォーム
２０ ウォームギア
２１ 外歯
２２ 開口部
２３ スリーブ
２４ ネジ部材
３０，３０’ ギアハウジング
３１ 開口部
３２ 突起
４０ ステアリングシャフト
４１ 外歯
４２ 端面中央穴
４３ プレート
４４ 爪部
４５ 切り欠き
５０ クラッチスリーブ
５０ａ クラッチスリーブ
５０ｂ，５０ｃ スリーブ
５１ 開口部
５１ａ 第１領域
５１ｂ，５１ｃ 領域
５２ 内歯
５２ａ 第２領域
５２ｂ，５２ｃ 領域
５３ａ 内歯
５３ｂ 開口部
５４ａ，５４ｃ スロット
６０ ステアリングホイール
６１ ステアリングホイールリム
６２ スポーク
６３ ステアリングホイールベース
６４ 開口部
７０ 盗難防止装置
７１ 係合歯／クランプバネ
７２ ガイド要素
７１１ くぼみ

Claims (26)

1. ステアリングホイールと、ステアリングシャフトと、ステアリングホイール内又はステアリングホイール上に配置され、モータ駆動による調整動作を前記ステアリングシャフトに伝達するスーパーポジションギアとを備えた自動車用のステアリング装置であって、
   少なくとも１つの接続部（２０，５０；２０，５０ａ；２０，５０ｂ；５０ｂ，５０ｃ；７１，４３）は、前記ステアリングシャフト（４０）と前記スーパーポジションギア（２０）との間の荷重伝達を、規定条件下において分断又は制限する構成であることを特徴とするステアリング装置。
2. 請求項１に記載のステアリング装置であって、
   前記接続部（２０，５０；２０，５０ａ；２０，５０ｂ；５０ｂ，５０ｃ；７１，４３）は、過負荷クラッチとして構成されていることを特徴とするステアリング装置。
3. 請求項２に記載のステアリング装置であって、
   前記過負荷クラッチ（２０，５０；２０，５０ａ；２０，５０ｂ；５０ｂ，５０ｃ）は、規定値を上回るトルクが当該過負荷クラッチに作用したときに滑るように構成されていることを特徴とするステアリング装置。
4. 請求項２又は３に記載のステアリング装置であって、
   前記過負荷クラッチは、圧入接続によって互いに連結された少なくとも２つのクラッチ要素（２０，５０；２０，５０ａ；２０，５０ｂ；５０ｂ，５０ｃ）を備えていることを特徴とするステアリング装置。
5. 請求項１から４のうちのいずれか一項に記載のステアリング装置であって、
   前記接続部は、前記スーパーポジションギアの駆動出力側のギア要素（２０）と前記ステアリングシャフト（４０）又は当該ステアリングシャフトの連結部（５０，５０ａ，５０ｂ）との間に設けられていることを特徴とするステアリング装置。
6. 請求項５に記載のステアリング装置であって、
   前記接続部は、一方が前記スーパーポジションギアのうち駆動出力側のギア要素（２０）に接続され、他方が前記ステアリングシャフト（４０）に接続されたクラッチスリーブ（５０，５０ａ，５０ｂ）からなり、前記クラッチスリーブ（５０，５０ａ，５０ｂ）は、圧入によって駆動出力側の前記ギア要素（２０）に接続されていることを特徴とするステアリング装置。
7. 請求項６に記載のステアリング装置であって、
   前記ステアリングシャフト（４０）は、回転が固定された状態で前記クラッチスリーブ（５０，５０ａ，５０ｂ）に接続されていることを特徴とするステアリング装置。
8. 請求項１から７のうちのいずれか一項に記載のステアリング装置であって、
   当該ステアリング装置は、また前記ステアリングシャフト（４０）をロックするのに適した盗難防止装置（７０）を備えていることを特徴とするステアリング装置。
9. 請求項８に記載のステアリング装置であって、
   前記接続部は、前記スーパーポジションギアのうち駆動出力側のギア要素（２０）と、前記盗難防止装置の構成要素（５０ａ，５０ｃ）との間に設けられていることを特徴とするステアリング装置。
10. 請求項６を引用する請求項９に記載のステアリング装置であって、
    前記クラッチスリーブ（５０ａ，５０ｃ）が前記盗難防止装置の構成要素とされることを特徴とするステアリング装置。
11. 請求項１０に記載のステアリング装置であって、
    前記クラッチスリーブ（５０ａ，５０ｃ）は、前記盗難防止装置の係合要素（７１）が係合可能な係合開口部（５４ａ，５４ｃ）を備えていることを特徴とするステアリング装置。
12. 請求項１から１１のうちのいずれか一項に記載のステアリング装置であって、
    第１及び第２の接続部を備え、当該接続部は、異なるトルクにおいて前記ステアリングシャフト（４０）と前記スーパーポジションギアとの間の荷重伝達を分断又は制限することを特徴とするステアリング装置。
13. 請求項１から１２のうちのいずれか一項に記載のステアリング装置であって、
    第１及び第２の接続部を備え、当該接続部は、第１及び第２クラッチスリーブ（５０ｂ，５０ｃ）を備え、
    前記第１クラッチスリーブ（５０ｂ）は、第１の圧入によって前記スーパーポジションギアのうち駆動出力側のギア要素（２０）に接続され、
    前記第２クラッチスリーブ（５０ｃ）は、第２の圧入によって記第１クラッチスリーブ（５０ｂ）に接続され、
    前記第１クラッチスリーブ（５０ｂ）は、前記ステアリングシャフト（４０）に回転が固定された状態で接続されていることを特徴とするステアリング装置。
14. 請求項１３に記載のステアリング装置であって、
    前記第２クラッチスリーブ（５０ｃ）は、盗難防止装置の構成要素と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１から１４のうちのいずれか一項に記載のステアリング装置であって、
    当該ステアリング装置は、前記ステアリングホイール（６０）の手動の調整動作が前記スーパーポジションギアを介して前記ステアリングシャフト（４０）に伝達されるように構成され、前記接続部は、前記規定条件下においても当該伝達が生じるように構成配置されていることを特徴とするステアリング装置。
16. 請求項１から１５のうちのいずれか一項に記載のステアリング装置であって、
    前記スーパーポジションギアは、前記ステアリングホイール（６０）に回転が固定された状態で接続されたギアハウジング（３０）に配置されていることを特徴とするステアリング装置。
17. 請求項１又は２に記載のステアリング装置であって、
    当該ステアリング装置は、通常状態では、前記ステアリングホイールの手動の調整動作が前記スーパーポジションギアを介して前記ステアリングシャフトに伝達されるように構成され、前記接続部は、規定条件下では前記通常状態と対比して、前記ステアリングホイールと前記ステアリングシャフト（４０）との間に直接的な荷重伝達が生じるように構成配置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２を引用する請求項１７に記載のステアリング装置であって、
    前記過負荷クラッチ（７１，４３）は、当該過負荷クラッチに規定値を上回るトルクが作用する場合に、前記ステアリングホイール（６０）と前記ステアリングシャフト（４０）との間に直接的な形状適合接続及び／又は圧入接続を設けるように構成されていることを特徴とするステアリング装置。
19. 請求項１８に記載のステアリング装置であって、
    前記過負荷クラッチは、予めバネ負荷が付与された圧入接続及び／又は形状適合接続（７１，４５）を備えていることを特徴とするステアリング装置。
20. 請求項１８又は１９に記載のステアリング装置であって、
    前記スーパーポジションギアは、前記ステアリングホイール（６０）に回転が固定された状態で接続されたギアハウジング（３０）に配置されていることを特徴とするステアリング装置。
21. 請求項１８を引用する請求項２０に記載のステアリング装置であって、
    前記過負荷クラッチは、前記ギアハウジング（３０）と前記ステアリングホイール（６０）のベース体（６３）との間に設けられていることを特徴とするステアリング装置。
22. 請求項１から２１のうちのいずれか一項に記載のステアリング装置であって、
    前記スーパーポジションギアは、駆動出力側のギア要素として回転ギア要素（２０）を備え、当該回転ギア要素は、前記ステアリングシャフト（４０）との接続のための、或いは前記ステアリングシャフト（４０）に接続された部位（５０，５０ａ，５０ｂ）との接続のための開口部（２２）を備えていることを特徴とするステアリング装置。
23. 請求項２２に記載のステアリング装置であって、
    前記スーパーポジションギアは、ウォームギア（２０）と少なくとも１つの駆動ウォーム（１１）とを有するウォームギア機構とされ、前記ウォームギア（２０）が前記回転ギア要素を形成していることを特徴とするステアリング装置。
24. 請求項１から２３のうちのいずれか一項に記載のステアリング装置であって、
    前記スーパーポジションギアの前記ギアハウジング（３０）内又は当該ギアハウジング上に、駆動モータ（１０）が配置されていることを特徴とするステアリング装置。
25. 請求項１から２３のうちのいずれか１項に記載のステアリング装置であって、
    前記ステアリングホイール内又は当該ステアリングホイール上において、前記スーパーポジションギアのギアハウジング（３０）から離間して、駆動モータ（１０’）が配置されていることを特徴とするステアリング装置。
26. 請求項２５に記載のステアリング装置であって、
    前記駆動モータ（１０’）は、前記ステアリングホイール上のスポーク（６２）の領域に配置されていることを特徴とするステアリング装置。

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