JP2016179736A - Actuator for electric steering column device and electric steering column device - Google Patents

Actuator for electric steering column device and electric steering column device Download PDF

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慎太朗 石川
Shintaro Ishikawa
慎太朗 石川
尚弘 岡田
Naohiro Okada
尚弘 岡田
齋藤 隆英
Takahide Saito
隆英 齋藤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To secure a driving force of an electric steering column device and achieve compactification of a driving mechanism.SOLUTION: An actuator for an electric steering column device drives at least one of a telescopic mechanism, which moves a steering shaft of the electric steering column device in an axial direction, and a tilt mechanism which moves the steering shaft in a vertical direction on a plane including the steering shaft. The actuator for the electric steering column device includes: a motor 10 which drives the telescopic mechanism or the tilt mechanism; and a rotor speed reduction device 20 which is coaxially connected with a motor shaft 10a of the motor 10.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

この発明は、車両の電動ステアリングコラム装置用のアクチュエータ、及びこのアクチュエータを採用した電動ステアリングコラム装置に関する。   The present invention relates to an actuator for an electric steering column device for a vehicle, and an electric steering column device employing the actuator.

電動でステアリングシャフトを回転軸方向に移動したり、このステアリングシャフトを含む面内で上下方向に移動したりすることによって、運転者の体格や運転姿勢に合わせてステアリングの位置を最適な位置に調節する電動ステアリングコラム装置が採用されることがある。この電動ステアリングコラム装置として、例えば特許文献1に示すように、チルト用モータの回転を、ウォームギアからなる減速機構を介して減速し、送りねじ機構によってチルト駆動力伝達部材の直線運動として出力するチルト駆動機構を備えるとともに、テレスコ用モータの回転を、ウォームギアからなる減速機構を介して減速し、送りねじ機構によってテレスコ駆動力伝達部材の直線運動として出力するテレスコ駆動機構を備えたものがある(本文献の段落0007等、図1及び図4参照)。   By electrically moving the steering shaft in the direction of the axis of rotation or moving it up and down within the plane including this steering shaft, the steering position is adjusted to the optimal position according to the physique and driving posture of the driver. An electric steering column device may be employed. As this electric steering column device, for example, as shown in Patent Document 1, the rotation of a tilting motor is decelerated through a speed reduction mechanism including a worm gear, and is output as a linear motion of a tilt driving force transmission member by a feed screw mechanism. Some have a drive mechanism and a telescopic drive mechanism that decelerates the rotation of the telescopic motor through a reduction mechanism composed of a worm gear and outputs it as a linear motion of a telescopic drive force transmission member by a feed screw mechanism (this book) (See paragraphs 0007 of the literature, FIGS. 1 and 4).

この電動ステアリングコラム装置を用いると、チルト駆動機構を駆動することによって、チルト駆動力伝達突起がステアリングシャフトの軸方向と直交する方向に移動し、ステアリングを上下方向に移動することができる一方で、テレスコ駆動機構を駆動することによって、テレスコ駆動力伝達突起がステアリングシャフトの軸方向に沿って移動し、ステアリングをその軸方向に移動することができる(本文献の図5参照)。   When this electric steering column device is used, by driving the tilt drive mechanism, the tilt driving force transmission projection moves in a direction perpendicular to the axial direction of the steering shaft, and the steering can be moved in the vertical direction. By driving the telescopic driving mechanism, the telescopic driving force transmission protrusion moves along the axial direction of the steering shaft, and the steering can be moved in the axial direction (see FIG. 5 of this document).

特開2005−319826号公報JP 2005-31826 A

特許文献1に記載の構成においては、チルト用モータ及びテレスコ用モータの回転を、ウォームギアを介して駆動力伝達部材に伝達しているが、このウォームギアは、モータのモータ軸と駆動力伝達部材への出力軸を同軸に配置することができないため、出力軸に対してモータを横置きしなければならない。このため、設置に広いスペースを要する問題があった。ところが、運転者がスムーズに運転するためには、その足元には十分なスペースを確保しておかなければならないためモータの大容量化は容易ではなく、駆動機構を安定的に駆動するための駆動力の確保が不十分となったり、駆動機構のレイアウトの自由度が制限されたりする問題もあった。   In the configuration described in Patent Document 1, the rotation of the tilting motor and the telescopic motor is transmitted to the driving force transmission member via the worm gear. The worm gear is transmitted to the motor shaft of the motor and the driving force transmission member. Since the output shaft cannot be arranged coaxially, the motor must be placed horizontally with respect to the output shaft. For this reason, there existed a problem which requires a large space for installation. However, in order for the driver to drive smoothly, it is necessary to secure sufficient space at the foot, so it is not easy to increase the capacity of the motor, and driving for stably driving the drive mechanism There are also problems that the securing of force is insufficient and the degree of freedom of the layout of the drive mechanism is limited.

そこで、この発明は、電動ステアリングコラム装置の駆動力を確保しつつ、駆動機構のコンパクト化を図ることを課題とする。   Therefore, an object of the present invention is to make the drive mechanism compact while ensuring the drive force of the electric steering column device.

この課題を解決するために、この発明においては、電動ステアリングコラム装置のステアリングシャフトを軸方向に移動させるテレスコ機構、又は前記ステアリングシャフトを含む面内で上下方向に移動させるチルト機構の少なくとも一方を駆動させる電動ステアリングコラム装置用アクチュエータにおいて、前記テレスコ機構又はチルト機構を駆動するモータと、前記モータのモータ軸に同軸に接続されるローラ減速機と、を備えたことを特徴とする電動ステアリングコラム装置用アクチュエータを構成した。   In order to solve this problem, in the present invention, at least one of a telescopic mechanism that moves the steering shaft of the electric steering column device in the axial direction or a tilt mechanism that moves the steering shaft in the vertical direction within the plane including the steering shaft is driven. An electric steering column device actuator comprising: a motor for driving the telescopic mechanism or tilt mechanism; and a roller speed reducer connected coaxially to a motor shaft of the motor. An actuator was constructed.

このように、モータのモータ軸とローラ減速機からの出力を伝達する出力軸を同軸に接続することにより、出力軸に対してモータを横置きする必要がなく、駆動機構のレイアウトの自由度の向上とコンパクト化を図ることができる。しかも、モータを横置きしなくてもよいため、このモータを大容量化しやすくなり、電動ステアリング装置を駆動するための十分なトルクを確保することができる。また、ローラ減速機は、ウォームギアと比較して、高減速比とすることができるとともに動力伝達効率に優れているため、モータの回転力を効率良く電動ステアリングコラム装置に伝達することができる。   In this way, by connecting the motor shaft of the motor and the output shaft that transmits the output from the roller reducer coaxially, there is no need to place the motor laterally with respect to the output shaft, and the degree of freedom in the layout of the drive mechanism Improvement and compactness can be achieved. In addition, since it is not necessary to place the motor horizontally, it is easy to increase the capacity of the motor, and sufficient torque for driving the electric steering device can be ensured. In addition, the roller reducer can have a high reduction ratio as compared with the worm gear and has excellent power transmission efficiency, so that the rotational force of the motor can be efficiently transmitted to the electric steering column device.

前記構成においては、前記ローラ減速機が、前記モータ軸に設けられた偏心円板と、前記偏心円板の外径側に嵌め込まれた軸受と、前記軸受の外輪の外径側にこの外輪と所定間隔をもって配置され、内周面に内歯が形成された内歯ギアと、前記外輪と前記内歯ギアとの間に周方向に等間隔で配置された複数の減速機転動体と、前記減速機転動体を保持する減速機保持器と、を備えた構成とするのが好ましい。   In the above configuration, the roller speed reducer includes an eccentric disk provided on the motor shaft, a bearing fitted on the outer diameter side of the eccentric disk, and the outer ring on the outer diameter side of the outer ring of the bearing. An internal gear having internal teeth formed on an inner peripheral surface thereof, a plurality of reduction gear rolling elements arranged at equal intervals in the circumferential direction between the outer ring and the internal gear, and the deceleration It is preferable to have a configuration including a reduction gear holder that holds the rolling element.

前記各構成においては、前記テレスコ機構又は前記チルト機構から、前記モータ側に逆入力が伝わるのを遮断する逆入力遮断クラッチを前記ローラ減速機と同軸に備えた構成とすることができる。このように、逆入力遮断クラッチを設けることにより、モータの駆動力によってスムーズに電動ステアリングコラム装置を駆動することができる一方で、運転者がステアリングに軸方向又は上下方向に力を加えたときに、その力がモータに伝達されるのを防止することができる。   In each of the above configurations, a reverse input blocking clutch that blocks transmission of reverse input from the telescopic mechanism or the tilt mechanism to the motor side may be provided coaxially with the roller speed reducer. Thus, by providing the reverse input cutoff clutch, the electric steering column device can be smoothly driven by the driving force of the motor, while the driver applies a force in the axial direction or the vertical direction to the steering wheel. The force can be prevented from being transmitted to the motor.

逆入力遮断クラッチを設けた構成においては、この逆入力遮断クラッチが、外周面の一部に、所定の角度間隔で、軸心から表面までの距離が他所よりも相対的に短い、平坦面からなるカム面が形成された出力軸と、前記出力軸の外径側に、この出力軸と同軸に設けられた保持部材と、前記出力軸と、前記保持部材との間に介在して設けられるクラッチ転動体と、前記カム面と同じ角度間隔でポケットが形成され、このポケット内に前記クラッチ転動体を2個ずつ保持するとともに、前記ポケットとは異なる位置に周方向に延びる嵌合穴が形成され、前記減速機保持器の回転に伴って軸周りに回転するクラッチ保持器と、前記出力軸の外周面から径方向外向きに突出して設けられ、先端が前記嵌合穴に嵌り込むスイッチピンと、前記ポケットで保持された2個の前記クラッチ転動体の間に介在して設けられ、各クラッチ転動体を互いに逆方向に付勢する付勢部材と、を備えた構成とするのが好ましい。   In the configuration provided with the reverse input shut-off clutch, the reverse input shut-off clutch is formed on a part of the outer peripheral surface at a predetermined angular interval, and the distance from the shaft center to the surface is relatively shorter than other places. An output shaft having a cam surface formed thereon, an outer diameter side of the output shaft, a holding member provided coaxially with the output shaft, and interposed between the output shaft and the holding member. A clutch rolling element and a pocket are formed at the same angular interval as the cam surface, and two clutch rolling elements are held in the pocket, and a fitting hole extending in the circumferential direction is formed at a position different from the pocket. A clutch holder that rotates around the shaft as the reducer holder rotates, and a switch pin that protrudes radially outward from the outer peripheral surface of the output shaft and has a tip fitted into the fitting hole. In the pocket Provided interposed between the lifting been two of the clutch rolling members, preferably in the configuration and a biasing member for biasing the respective clutch rolling elements in opposite directions.

前記各構成に係る電動ステアリングコラム装置用アクチュエータは、電動ステアリングコラム装置に適している。   The actuator for an electric steering column apparatus according to each of the above configurations is suitable for an electric steering column apparatus.

この発明においては、電動ステアリングコラム装置のステアリングシャフトを軸方向に移動させるテレスコ機構、又は前記ステアリングシャフトを含む面内で上下方向に移動させるチルト機構の少なくとも一方を駆動させる電動ステアリングコラム装置用アクチュエータにおいて、前記テレスコ機構又は前記チルト機構を駆動するモータと、前記モータのモータ軸に同軸に接続されるローラ減速機と、を備えたことを特徴とする電動ステアリングコラム装置用アクチュエータを構成した。   In the present invention, in the actuator for the electric steering column apparatus that drives at least one of the telescopic mechanism that moves the steering shaft of the electric steering column apparatus in the axial direction or the tilt mechanism that moves the steering shaft in the vertical direction within the plane including the steering shaft. An actuator for an electric steering column apparatus comprising: a motor that drives the telescopic mechanism or the tilt mechanism; and a roller speed reducer that is coaxially connected to the motor shaft of the motor.

このように、モータのモータ軸とローラ減速機の出力軸を同軸に接続することにより、出力軸に対してモータを横置きする必要がなく、駆動機構のレイアウトの自由度の向上とコンパクト化を図ることができる。しかも、モータを横置きしなくてもよいため、このモータを大容量化しやすくなり、電動ステアリング装置を駆動するための十分なトルクを確保することができる。また、ローラ減速機は、ウォームギアと比較して動力伝達効率に優れているため、モータの回転力を効率良く電動ステアリングコラム装置に伝達することができる。   In this way, by connecting the motor shaft of the motor and the output shaft of the roller reducer coaxially, there is no need to place the motor horizontally with respect to the output shaft, improving the flexibility of the layout of the drive mechanism and making it compact. Can be planned. In addition, since it is not necessary to place the motor horizontally, it is easy to increase the capacity of the motor, and sufficient torque for driving the electric steering device can be ensured. In addition, since the roller speed reducer is superior in power transmission efficiency compared to the worm gear, the rotational force of the motor can be efficiently transmitted to the electric steering column device.

この発明に係る電動ステアリングコラム装置用アクチュエータの第一実施形態(テレスコ機構の駆動機構に適用)を示し、(a)は縦断面図、(b)は本図(a)中のb−b線に沿う断面図1 shows a first embodiment (applied to a drive mechanism of a telescopic mechanism) of an actuator for an electric steering column device according to the present invention, wherein (a) is a longitudinal sectional view, and (b) is a line bb in FIG. Sectional view along この発明に係る電動ステアリングコラム装置用アクチュエータの第一実施形態(チルト機構の駆動機構に適用)の縦断面図1 is a longitudinal sectional view of a first embodiment of an actuator for an electric steering column device according to the present invention (applied to a drive mechanism of a tilt mechanism). 図1(a)及び図2に示すローラ減速機の要部を示す縦断面図1 is a longitudinal sectional view showing a main part of the roller speed reducer shown in FIG. 図1に示す電動ステアリングコラム装置用アクチュエータにおいてモータを大径化かつ薄型化した構成を示す縦断面図1 is a longitudinal sectional view showing a configuration in which the motor has a large diameter and is thinned in the actuator for the electric steering column device shown in FIG. 図2に示す電動ステアリングコラム装置用アクチュエータにおいてモータを大径化かつ薄型化した構成を示す縦断面図FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a configuration in which the motor is enlarged and thinned in the actuator for the electric steering column device shown in FIG. この発明に係る電動ステアリングコラム装置用アクチュエータの第二実施形態(テレスコ機構の駆動機構に適用)を示し、(a)は縦断面図、(b)は本図(a)中のb−b線に沿う断面図、(c)は本図(a)中のc−c線に沿う断面図2 shows a second embodiment (applied to a drive mechanism of a telescopic mechanism) of an actuator for an electric steering column apparatus according to the present invention, wherein (a) is a longitudinal sectional view, and (b) is a line bb in FIG. (C) is a cross-sectional view taken along the line cc in FIG. 図6(c)に示す逆入力遮断クラッチの要部を示す縦断面図であって、(a)はクラッチ保持器に回転力が作用していない状態、(b)はクラッチ保持器に回転力が作用した状態、(c)はクラッチ保持器と出力軸が同方向に回転した状態It is a longitudinal cross-sectional view which shows the principal part of the reverse input interruption | blocking clutch shown in FIG.6 (c), Comprising: (a) is a state in which the rotational force is not acting on a clutch holder, (b) is a rotational force on a clutch holder. (C) is a state where the clutch cage and the output shaft are rotated in the same direction.

この発明に係る電動ステアリングコラム装置用アクチュエータの第一実施形態を図1(a)(b)及び図2に示す。この電動ステアリングコラム装置用アクチュエータは、電動ステアリングコラム装置のステアリングシャフトを軸方向に移動させるテレスコ機構、及びステアリングシャフトを含む面内で上下方向に移動させるチルト機構を駆動させるためのものである。図1は、電動ステアリングコラム装置のテレスコ機構の駆動機構への適用例、図2は、電動ステアリングコラム装置のチルト機構の駆動機構への適用例である。   A first embodiment of an actuator for an electric steering column apparatus according to the present invention is shown in FIGS. The actuator for the electric steering column device is for driving a telescopic mechanism for moving the steering shaft of the electric steering column device in the axial direction and a tilt mechanism for moving the steering shaft in the vertical direction within the plane including the steering shaft. FIG. 1 shows an application example of a telescopic mechanism of an electric steering column device to a drive mechanism, and FIG. 2 shows an application example of a tilt mechanism of the electric steering column device to a drive mechanism.

この電動ステアリングコラム装置用アクチュエータは、テレスコ機構又はチルト機構を駆動するモータ10と、モータ10のモータ軸10aに同軸に接続されるローラ減速機20とを主要な構成要素としている。   The actuator for the electric steering column device includes a motor 10 that drives a telescopic mechanism or a tilt mechanism and a roller speed reducer 20 that is coaxially connected to a motor shaft 10a of the motor 10 as main components.

ローラ減速機20は、モータ軸10aに設けられた偏心円板21と、この偏心円板21の外径側に嵌め込まれた偏心軸受22及び支持軸受23a、23bと、偏心軸受22の外輪22aの外径側にこの外輪22aと所定間隔をもって配置された内歯ギア24と、外輪22aと内歯ギア24との間に周方向に等間隔で配置された複数の減速機転動体25と、この減速機転動体25を保持する減速機保持器26と、減速機保持器26を支持する支持軸受23cと、これらを収納する軸方向に二分割されたハウジング27(27a、27b)、を備えている。分割された各ハウジング27a、27bは、ボルト28で締結されている。   The roller speed reducer 20 includes an eccentric disc 21 provided on the motor shaft 10 a, an eccentric bearing 22 and support bearings 23 a and 23 b fitted on the outer diameter side of the eccentric disc 21, and an outer ring 22 a of the eccentric bearing 22. An internal gear 24 disposed at a predetermined interval from the outer ring 22a on the outer diameter side, a plurality of reduction gear rolling elements 25 disposed at equal intervals in the circumferential direction between the outer ring 22a and the internal gear 24, and the deceleration A reduction gear holder 26 that holds the rolling element 25, a support bearing 23 c that supports the reduction gear holder 26, and a housing 27 (27 a and 27 b) that are divided into two in the axial direction for storing them. The divided housings 27 a and 27 b are fastened with bolts 28.

偏心円板21は、その軸方向に外径が3段階に変化しており、この3段階の中央の段部の外周縁が、この偏心円板21に形成された偏心回転軸21aに対して偏心している。これに対して、この中央の両隣の段部の外周縁は、偏心回転軸21aと同心となっている。偏心軸受22は中央の段部に嵌め込まれる一方で、支持軸受23a、23bは中央の両隣の段部に嵌め込まれている。両支持軸受23a、23bのうち、一方の支持軸受23aは、ハウジング27aとの間に介在して設けられている一方で、他方の支持軸受23bは減速機保持器26との間に介在して設けられている。この減速機保持器26とハウジング27bとの間には、支持軸受23cが介在して設けられている。   The outer diameter of the eccentric disc 21 changes in three stages in the axial direction, and the outer peripheral edge of the central step portion of the three stages is relative to the eccentric rotation shaft 21 a formed on the eccentric disc 21. Eccentric. On the other hand, the outer peripheral edges of the two adjacent steps at the center are concentric with the eccentric rotation shaft 21a. The eccentric bearing 22 is fitted in the central step, while the support bearings 23a and 23b are fitted in both adjacent steps in the center. Of the support bearings 23a and 23b, one support bearing 23a is provided so as to be interposed between the housing 27a, while the other support bearing 23b is provided between the reducer cage 26 and the other support bearing 23b. Is provided. A support bearing 23c is interposed between the reduction gear retainer 26 and the housing 27b.

偏心回転軸21aには、モータ10のモータ軸10aが嵌め込まれている。図1(b)においては、偏心円板21の重心はモータ軸10aよりも若干上側に位置している。偏心円板21の外縁側には、偏心軸受22の内輪22bが嵌め込まれている。この内輪22bの外径側には外輪22aが設けられ、内輪22bと外輪22aの間には、保持器22cによって保持された転動体22dが、所定間隔で設けられている。外輪22aの外径側には、周方向に所定間隔で内歯24aが形成された内歯ギア24が設けられている。この構成においては、内歯ギア24は、ローラ減速機20のハウジング27(27a、27b)と別部材として構成されているが、内歯ギア24とハウジング27(27a、27b)を一体に構成した態様とすることもできる。モータ軸10aがローラ減速機20への入力軸であるのに対して、減速機保持器26は、ローラ減速機20の出力軸として機能する。この減速機保持器26には、テレスコ機構又はチルト機構に駆動力を伝達するための軸体29が同軸に挿し込まれている。   The motor shaft 10a of the motor 10 is fitted into the eccentric rotation shaft 21a. In FIG. 1 (b), the center of gravity of the eccentric disc 21 is located slightly above the motor shaft 10a. An inner ring 22 b of the eccentric bearing 22 is fitted on the outer edge side of the eccentric disc 21. An outer ring 22a is provided on the outer diameter side of the inner ring 22b, and rolling elements 22d held by a retainer 22c are provided at predetermined intervals between the inner ring 22b and the outer ring 22a. On the outer diameter side of the outer ring 22a, there is provided an internal gear 24 in which internal teeth 24a are formed at predetermined intervals in the circumferential direction. In this configuration, the internal gear 24 is configured as a separate member from the housing 27 (27a, 27b) of the roller speed reducer 20, but the internal gear 24 and the housing 27 (27a, 27b) are configured integrally. It can also be set as an aspect. The motor shaft 10 a is an input shaft to the roller reducer 20, while the reducer holder 26 functions as an output shaft of the roller reducer 20. A shaft body 29 for transmitting a driving force to the telescopic mechanism or the tilt mechanism is coaxially inserted into the reduction gear holder 26.

この構成においては、周方向に内歯24aが51個形成される一方で、外輪22aと内歯ギア24との間には、25個の減速機転動体25が設けられている。図1(b)に示すように、偏心円板21の重心が上側に位置している場合、この偏心円板21の偏心量に対応して、偏心軸受22も上向きに偏心し、周方向に所定間隔で配置された減速機転動体25のうち、図3に示すように、偏心軸受22のちょうど上側に位置する減速機転動体25が内歯24aに完全に噛み合った状態となる。そして、偏心軸受22のちょうど上側から周方向に下向きに移動するにつれて、減速機転動体25と内歯24aの噛み合いのずれが大きくなり、偏心軸受22の下側付近では減速機転動体25と内歯24aが噛み合わない状態となっている。   In this configuration, 51 internal teeth 24 a are formed in the circumferential direction, and 25 reduction gear rolling elements 25 are provided between the outer ring 22 a and the internal gear 24. As shown in FIG. 1B, when the center of gravity of the eccentric disk 21 is located on the upper side, the eccentric bearing 22 is also eccentric upward in the circumferential direction corresponding to the amount of eccentricity of the eccentric disk 21. Of the reduction gear rolling elements 25 arranged at a predetermined interval, as shown in FIG. 3, the reduction gear rolling element 25 located just above the eccentric bearing 22 is in a state of being completely engaged with the inner teeth 24a. As the eccentric bearing 22 moves downward from the upper side in the circumferential direction, the meshing displacement of the reduction gear rolling element 25 and the inner teeth 24a increases. Are not engaged.

このローラ減速機20は、ウォームギアと比較して動力の伝達効率が高いため、モータ軸10aの回転を効率良くテレスコ機構又はチルト機構に伝達することができ、ステアリングの位置調節をスムーズに行うことができる。しかも、モータ10のモータ軸10a、ローラ減速機20、及び軸体29を同一軸上に配置できるため、ウォームギアを採用した場合のように軸体29に対してモータを横置き(図1(a)及び図2において想像線で示したモータM参照)する必要がなく、装置全体のレイアウトの自由度の向上を図ることができる。このため、運転者の足元に、安全運転のために必要な十分なスペースが確保され、衝突時のドライバーへの二次衝突が回避されるといった安全性向上も図ることができる。   Since the roller speed reducer 20 has higher power transmission efficiency than the worm gear, the rotation of the motor shaft 10a can be efficiently transmitted to the telescopic mechanism or the tilt mechanism, and the steering position can be adjusted smoothly. it can. Moreover, since the motor shaft 10a, the roller speed reducer 20, and the shaft body 29 of the motor 10 can be arranged on the same shaft, the motor is placed horizontally with respect to the shaft body 29 as in the case where a worm gear is employed (FIG. ) And the motor M indicated by imaginary lines in FIG. 2), and the degree of freedom of the layout of the entire apparatus can be improved. Therefore, a sufficient space necessary for safe driving is secured at the driver's feet, and safety improvement such as avoiding a secondary collision with the driver at the time of a collision can be achieved.

モータ10を駆動して、モータ軸10aを軸周りに回転すると、偏心円板21がその偏心回転軸21a周りに回転する。この偏心円板21の回転に伴って、減速機転動体25と内歯24aとが完全に噛み合う位置が、図1(b)に示す偏心軸受22の上側から、その周方向に順次移動する。そして、モータ軸10aが一方向に一回転する間に、減速機転動体25が内歯24a一つ分だけ周方向に移動し、減速機転動体25を保持する減速機保持器26の軸周りの回転が、モータ軸10aの回転に対して減速される。例えば、図1(b)に示すローラ減速機20の場合、その減速比は1:50となる。この減速比は、内歯24aの歯数、減速機転動体25の個数、偏心度等を変えることによって適宜変更することができる。   When the motor 10 is driven and the motor shaft 10a is rotated around the axis, the eccentric disk 21 rotates around the eccentric rotation shaft 21a. As the eccentric disk 21 rotates, the position at which the reduction gear rolling element 25 and the inner teeth 24a are completely meshed sequentially moves in the circumferential direction from the upper side of the eccentric bearing 22 shown in FIG. Then, while the motor shaft 10a makes one rotation in one direction, the reduction gear rolling element 25 moves in the circumferential direction by one inner tooth 24a, and the reduction gear holder 26 holding the reduction gear rolling element 25 rotates around the axis. Is decelerated with respect to the rotation of the motor shaft 10a. For example, in the case of the roller speed reducer 20 shown in FIG. 1B, the reduction ratio is 1:50. This reduction ratio can be appropriately changed by changing the number of teeth of the inner teeth 24a, the number of reduction gear rolling elements 25, the degree of eccentricity, and the like.

図1(a)及び図2に示したように、モータ10をローラ減速機20と同軸に配置した構成においては、図4(テレスコ機構の駆動機構に適用した場合)及び図5(チルト機構の駆動機構に適用した場合)に示すように、モータ10の軸方向長さを短縮しつつ、ローラ減速機20の直径程度まで大口径化することによって、モータ10を大容量化することもできる。モータ10をローラ減速機20と同軸に配置した場合、ローラ減速機20とモータ10を一体的に配置することが可能となり、モータ10の大容量化によるステアリング位置のスムーズな調節と、コンパクト性の確保の両立を図ることができる。   As shown in FIGS. 1A and 2, in the configuration in which the motor 10 is disposed coaxially with the roller speed reducer 20, FIG. 4 (when applied to a driving mechanism of a telescopic mechanism) and FIG. As shown in (when applied to a drive mechanism), the capacity of the motor 10 can be increased by reducing the axial length of the motor 10 and increasing the diameter to the diameter of the roller speed reducer 20. When the motor 10 is arranged coaxially with the roller speed reducer 20, it becomes possible to arrange the roller speed reducer 20 and the motor 10 integrally, smooth adjustment of the steering position by increasing the capacity of the motor 10, and compactness. Both securing can be achieved.

この発明に係る電動ステアリングコラム装置用アクチュエータの第二実施形態を図6(a)〜(c)に示す。この電動ステアリングコラム装置用アクチュエータは、第一実施形態に係る電動ステアリングコラム装置のローラ減速機20に、逆入力遮断クラッチ30を併設したものである。   6 (a) to 6 (c) show a second embodiment of the actuator for an electric steering column device according to the present invention. This actuator for an electric steering column device is obtained by adding a reverse input cutoff clutch 30 to the roller speed reducer 20 of the electric steering column device according to the first embodiment.

この逆入力遮断クラッチ30は、出力軸31と、出力軸31の外径側にこの出力軸31と同軸に設けられた保持部材32と、出力軸31と保持部材32との間に介在して設けられるクラッチ転動体33と、クラッチ転動体33を保持するクラッチ保持器34と、スイッチピン35と、付勢部材36と、を備えている。なお、この実施形態においては、保持部材32とハウジング27bを別部材で構成しているが、保持部材32とハウジング27bを一体に構成してもよい。   The reverse input cutoff clutch 30 is interposed between the output shaft 31, a holding member 32 provided coaxially with the output shaft 31 on the outer diameter side of the output shaft 31, and the output shaft 31 and the holding member 32. A clutch rolling element 33 provided, a clutch retainer 34 that holds the clutch rolling element 33, a switch pin 35, and an urging member 36 are provided. In this embodiment, the holding member 32 and the housing 27b are configured as separate members, but the holding member 32 and the housing 27b may be configured as a single unit.

出力軸31には、その外周面の一部に、所定の角度間隔(この構成では周方向に60度ごと)に軸心から表面までの距離が他所よりも相対的に短い、平坦面からなるカム面37が形成されている。また、この出力軸31には、中心側から外径面まで貫通する挿し込み穴38が形成されている。   The output shaft 31 is formed on a part of the outer peripheral surface of a flat surface having a relatively short distance from the shaft center to the surface at a predetermined angular interval (in this configuration, every 60 degrees in the circumferential direction). A cam surface 37 is formed. The output shaft 31 is formed with an insertion hole 38 penetrating from the center side to the outer diameter surface.

クラッチ保持器34は、ローラ減速機20の減速機保持器26と一体に構成されている。このクラッチ保持器34には、出力軸31に形成したカム面37の角度間隔と同じ角度間隔(すなわち60度ごと)に、ポケット39が形成されている。さらに、このポケット39とは異なる位置には嵌合穴40が形成されている。この嵌合穴40の周方向の長さは、スイッチピン35の直径よりも若干長く、後述するように、嵌合穴40にスイッチピン35を挿し込んだ際に、嵌合穴40内でスイッチピン35が周方向に若干相対移動し得る程度の遊びが設けられている。   The clutch holder 34 is configured integrally with the speed reducer holder 26 of the roller speed reducer 20. Pockets 39 are formed in the clutch holder 34 at the same angular interval (that is, every 60 degrees) as the angular interval of the cam surface 37 formed on the output shaft 31. Further, a fitting hole 40 is formed at a position different from the pocket 39. The circumferential length of the fitting hole 40 is slightly longer than the diameter of the switch pin 35. When the switch pin 35 is inserted into the fitting hole 40 as will be described later, the switch is inserted in the fitting hole 40. A play is provided so that the pin 35 can be moved relatively in the circumferential direction.

各ポケット39内には、クラッチ転動体33が2個ずつ保持されるとともに、各クラッチ転動体33、33の間に付勢部材36が設けられている。この付勢部材36は、各クラッチ転動体33、33を互いに逆方向に付勢している。この付勢部材36からの付勢力によって、各クラッチ転動体33、33は、ポケット39の周方向壁面にそれぞれ押し付けられている。スイッチピン35は、出力軸31に形成された挿し込み穴38に挿し込まれるとともに、この挿し込み穴38から突出した先端部が、クラッチ保持器34に形成された嵌合穴40に嵌め込まれている。   In each pocket 39, two clutch rolling elements 33 are held, and an urging member 36 is provided between the clutch rolling elements 33 and 33. The urging member 36 urges the clutch rolling elements 33 and 33 in opposite directions. The clutch rolling elements 33 and 33 are pressed against the circumferential wall surface of the pocket 39 by the urging force from the urging member 36. The switch pin 35 is inserted into an insertion hole 38 formed in the output shaft 31, and a tip portion protruding from the insertion hole 38 is fitted into a fitting hole 40 formed in the clutch holder 34. Yes.

逆入力遮断クラッチ30の作用について図7(a)〜(c)を用いて説明する。本図(a)に示す状態から、ローラ減速機20の減速機保持器26が軸周りに回転すると、この減速機保持器26と一体に構成されたクラッチ保持器34が、スイッチピン35と嵌合穴40との間に形成された遊び(本図(a)参照)の範囲内で空転する。すると、その遊びがなくなって、嵌合穴40の一端側の内面にスイッチピン35が当接する(本図(b)参照)。このとき、クラッチ保持器34に形成したポケット39の位置と、出力軸31に形成したカム面37の位置が空転角度の分だけずれ、これによって、ポケット39に保持された2個のクラッチ転動体33、33(33a、33b)のうち、回転前方側にあるクラッチ転動体33a側において、保持部材32の内面とカム面37との間の隙間が狭まる。これに伴って、保持部材32とカム面37との間に、クラッチ転動体33aが係合した状態となる。   The operation of the reverse input cutoff clutch 30 will be described with reference to FIGS. When the reducer holder 26 of the roller reducer 20 rotates around the axis from the state shown in FIG. 5A, the clutch holder 34 integrated with the reducer holder 26 is fitted with the switch pin 35. It idles within the range of the play (see this figure (a)) formed between the joint holes 40. Then, the play disappears, and the switch pin 35 comes into contact with the inner surface on one end side of the fitting hole 40 (see FIG. 4B). At this time, the position of the pocket 39 formed in the clutch holder 34 and the position of the cam surface 37 formed on the output shaft 31 are shifted by the idling angle, whereby the two clutch rolling elements held in the pocket 39 are obtained. 33 and 33 (33a, 33b), the gap between the inner surface of the holding member 32 and the cam surface 37 is narrowed on the clutch rolling element 33a side on the rotation front side. Along with this, the clutch rolling element 33 a is engaged between the holding member 32 and the cam surface 37.

このとき、クラッチ保持器34に形成した嵌合穴40の一端側の内面が、スイッチピン35を一方向に押圧することにより、出力軸31がこの一方向に回転する。これにより、保持部材32の内周面とカム面37との間の隙間が拡がって、保持部材32とカム面37との間にあるクラッチ転動体33aの係合状態が軽減し、本図(c)に示すように、出力軸31とクラッチ保持器34は、同じ方向にスムーズに回転する。なお、クラッチ保持器34が、前記一方向とは逆方向に回転したときは、他方のクラッチ転動体33bが係合に関与する点で相違するが、逆入力遮断クラッチ30の作用は上述したのと同様である。   At this time, the inner surface on one end side of the fitting hole 40 formed in the clutch cage 34 presses the switch pin 35 in one direction, whereby the output shaft 31 rotates in this one direction. Thereby, the clearance gap between the internal peripheral surface of the holding member 32 and the cam surface 37 spreads, the engagement state of the clutch rolling element 33a between the holding member 32 and the cam surface 37 reduces, and this figure ( As shown in c), the output shaft 31 and the clutch cage 34 rotate smoothly in the same direction. Note that when the clutch retainer 34 rotates in the direction opposite to the one direction, the other clutch rolling element 33b is different in that it is engaged, but the operation of the reverse input cutoff clutch 30 has been described above. It is the same.

これに対し、クラッチ保持器34が軸周りの一方向に回転しようとした際に、出力軸31に逆方向の回転力が作用すると、上記と同様に、クラッチ保持器34が、スイッチピン35と嵌合穴40との間に形成された遊びの範囲内で空転する。すると本図(b)に示すように、その遊びがなくなって、嵌合穴40の一端にスイッチピン35が当接する。このとき、クラッチ保持器34に形成したポケット39の位置と、出力軸31に形成したカム面37の位置が空転角度の分だけずれ、保持部材32とカム面37との間に、クラッチ転動体33aが係合した状態となる。   On the other hand, when the rotational force in the reverse direction acts on the output shaft 31 when the clutch retainer 34 tries to rotate in one direction around the shaft, the clutch retainer 34 is connected to the switch pin 35 in the same manner as described above. It idles within the range of play formed between the fitting holes 40. Then, as shown in this figure (b), the play is lost and the switch pin 35 comes into contact with one end of the fitting hole 40. At this time, the position of the pocket 39 formed in the clutch holder 34 and the position of the cam surface 37 formed on the output shaft 31 are shifted by the idling angle, and the clutch rolling element is interposed between the holding member 32 and the cam surface 37. 33a is engaged.

このとき、出力軸31に逆方向の回転力が作用していると、クラッチ保持器34に形成した嵌合穴40の一端側の内面が、スイッチピン35を一方向に押圧しても、この押圧によって出力軸31はこの一方向に回転することができない、このため、クラッチ保持器34の一方向への回転力と、出力軸31の逆方向の回転力の両方によって、クラッチ転動体33aの係合がさらに強固となって、出力軸31とクラッチ保持器34との間の軸周り逆向きの相対回転がロックされる。なお、クラッチ保持器34が、前記一方向とは逆方向に回転したときは、他方のクラッチ転動体33bが係合に関与する点で相違するが、逆入力遮断クラッチ30の作用は上述したのと同様である。   At this time, if a reverse rotational force acts on the output shaft 31, even if the inner surface on one end side of the fitting hole 40 formed in the clutch retainer 34 presses the switch pin 35 in one direction, Due to the pressing, the output shaft 31 cannot rotate in this one direction. For this reason, the clutch rolling element 33 a can be rotated by both the rotational force in one direction of the clutch cage 34 and the rotational force in the reverse direction of the output shaft 31. The engagement is further strengthened, and the relative rotation in the opposite direction around the axis between the output shaft 31 and the clutch retainer 34 is locked. Note that when the clutch retainer 34 rotates in the direction opposite to the one direction, the other clutch rolling element 33b is different in that it is engaged, but the operation of the reverse input cutoff clutch 30 has been described above. It is the same.

このように、ローラ減速機20に逆入力遮断クラッチ30を併設することにより、出力軸側(ステアリング側)からモータに対して、逆方向の回転力が作用するのを防止することができる。   As described above, by providing the reverse input cutoff clutch 30 in addition to the roller speed reducer 20, it is possible to prevent a reverse rotational force from acting on the motor from the output shaft side (steering side).

上記において示した電動ステアリングコラム装置はあくまでも一例であって、電動ステアリングコラム装置の駆動力を確保しつつ、駆動機構のコンパクト化を図る、という本願発明の課題を解決し得る限りにおいて、各構成部品の形状や配置を変更したり、別途部品を追加したりすることも許容される。例えば、複数のローラ減速機20を同軸に連結したり、ローラ減速機20と他の種類の減速機を併用したりした構成とすることもできる。   The above-described electric steering column device is merely an example, and as long as the problem of the present invention that the drive mechanism can be made compact while securing the driving force of the electric steering column device can be solved, each component It is also possible to change the shape and arrangement of the components or add additional parts. For example, it can also be set as the structure which connected the some roller reduction gear 20 coaxially, or used the roller reduction gear 20 and the other kind of reduction gear together.

10 モータ
10a モータ軸
20 ローラ減速機
21 偏心円板
21a 偏心回転軸
22 偏心軸受
22a 外輪
22b 内輪
22c 保持器
22d 転動体
23a、23b、23c 支持軸受
24 内歯ギア
24a 内歯
25 減速機転動体
26 減速機保持器
27(27a、27b) ハウジング
28 ボルト
29 軸体
30 逆入力遮断クラッチ
31 出力軸
32 保持部材
33(33a、33b) クラッチ転動体
34 クラッチ保持器
35 スイッチピン
36 付勢部材
37 カム面
38 挿し込み穴
39 ポケット
40 嵌合穴
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Motor 10a Motor shaft 20 Roller speed reducer 21 Eccentric disk 21a Eccentric rotating shaft 22 Eccentric bearing 22a Outer ring 22b Inner ring 22c Cage 22d Rolling elements 23a, 23b, 23c Support bearing 24 Internal gear 24a Internal teeth 25 Reducer rolling element 26 Deceleration Machine retainer 27 (27a, 27b) Housing 28 Bolt 29 Shaft body 30 Reverse input cutoff clutch 31 Output shaft 32 Holding member 33 (33a, 33b) Clutch rolling element 34 Clutch retainer 35 Switch pin 36 Energizing member 37 Cam surface 38 Insertion hole 39 Pocket 40 Fitting hole

Claims (5)

電動ステアリングコラム装置のステアリングシャフトを軸方向に移動させるテレスコ機構、又は前記ステアリングシャフトを含む面内で上下方向に移動させるチルト機構の少なくとも一方を駆動させる電動ステアリングコラム装置用アクチュエータにおいて、
前記テレスコ機構又は前記チルト機構を駆動するモータ(10)と、
前記モータ(10)のモータ軸(10a)に同軸に接続されるローラ減速機(20)と、
を備えたことを特徴とする電動ステアリングコラム装置用アクチュエータ。
In an actuator for an electric steering column device that drives at least one of a telescopic mechanism that moves the steering shaft of the electric steering column device in the axial direction, or a tilt mechanism that moves the steering shaft in the vertical direction within the plane including the steering shaft,
A motor (10) for driving the telescopic mechanism or the tilt mechanism;
A roller speed reducer (20) connected coaxially to the motor shaft (10a) of the motor (10);
An actuator for an electric steering column device comprising:
前記ローラ減速機(20)が、
前記モータ軸(10a)に設けられた偏心円板(21)と、
前記偏心円板(21)の外径側に嵌め込まれた偏心軸受(22)と、
前記偏心軸受(22)の外輪(22a)の外径側にこの外輪(22a)と所定間隔をもって配置され、内周面に内歯(24a)が形成された内歯ギア(24)と、
前記外輪(22a)と前記内歯ギア(24)との間に周方向に等間隔で配置された複数の減速機転動体(25)と、
前記減速機転動体(25)を保持する減速機保持器(26)と、
を備えたことを特徴とする請求項1に記載の電動ステアリングコラム装置用アクチュエータ。
The roller reducer (20)
An eccentric disk (21) provided on the motor shaft (10a);
An eccentric bearing (22) fitted on the outer diameter side of the eccentric disc (21);
An internal gear (24) having a predetermined distance from the outer ring (22a) on the outer diameter side of the outer ring (22a) of the eccentric bearing (22) and having inner teeth (24a) formed on the inner peripheral surface;
A plurality of reduction gear rolling elements (25) disposed at equal intervals in the circumferential direction between the outer ring (22a) and the internal gear (24);
A reduction gear holder (26) for holding the reduction gear rolling element (25);
The actuator for an electric steering column apparatus according to claim 1, comprising:
前記テレスコ機構又は前記チルト機構から、前記モータ(10)側に逆入力が伝わるのを遮断する逆入力遮断クラッチ(30)を前記ローラ減速機(20)と同軸に備えたことを特徴とする請求項1又は2に記載の電動ステアリングコラム装置用アクチュエータ。   A reverse input cutoff clutch (30) for blocking transmission of reverse input from the telescopic mechanism or the tilt mechanism to the motor (10) side is provided coaxially with the roller speed reducer (20). Item 3. The actuator for an electric steering column device according to Item 1 or 2. 前記逆入力遮断クラッチ(30)が、
外周面の一部に、所定の角度間隔で、軸心から表面までの距離が他所よりも相対的に短い、平坦面からなるカム面(37)が形成された出力軸(31)と、
前記出力軸(31)の外径側に、この出力軸(31)と同軸に設けられた保持部材(32)と、
前記出力軸(31)と、前記保持部材(32)との間に介在して設けられるクラッチ転動体(33)と、
前記カム面(37)と同じ角度間隔でポケット(39)が形成され、このポケット(39)内に前記クラッチ転動体(33)を2個ずつ保持するとともに、前記ポケット(39)とは異なる位置に周方向に延びる嵌合穴(40)が形成され、前記減速機保持器(26)の回転に伴って軸周りに回転するクラッチ保持器(34)と、
前記出力軸(31)の外周面から径方向外向きに突出して設けられ、先端が前記嵌合穴(40)に嵌り込むスイッチピン(35)と、
前記ポケット(39)で保持された2個の前記クラッチ転動体(33a、33b)の間に介在して設けられ、各クラッチ転動体(33a、33b)を互いに逆方向に付勢する付勢部材(36)と、
を備えたことを特徴とする請求項3に記載の電動ステアリングコラム装置用アクチュエータ。
The reverse input cutoff clutch (30) is
An output shaft (31) in which a cam surface (37) made of a flat surface is formed on a part of the outer peripheral surface at a predetermined angular interval and the distance from the shaft center to the surface is relatively shorter than other places;
A holding member (32) provided coaxially with the output shaft (31) on the outer diameter side of the output shaft (31);
A clutch rolling element (33) provided between the output shaft (31) and the holding member (32);
Pockets (39) are formed at the same angular intervals as the cam surface (37), and two clutch rolling elements (33) are held in the pockets (39) at a time, and are different from the pockets (39). A clutch holder (34) that is formed with a fitting hole (40) extending in the circumferential direction and rotates about an axis in accordance with the rotation of the speed reducer holder (26);
A switch pin (35) provided so as to protrude radially outward from the outer peripheral surface of the output shaft (31) and having a tip fitted into the fitting hole (40);
A biasing member provided between the two clutch rolling elements (33a, 33b) held in the pocket (39) and biasing the respective clutch rolling elements (33a, 33b) in opposite directions. (36)
The actuator for an electric steering column device according to claim 3, comprising:
請求項1から4のいずれか1項に記載の電動ステアリングコラム装置用アクチュエータによって、テレスコ機構又はチルト機構の少なくとも一方を駆動することを特徴とする電動ステアリングコラム装置。   An electric steering column apparatus, wherein at least one of a telescopic mechanism and a tilt mechanism is driven by the actuator for an electric steering column apparatus according to any one of claims 1 to 4.
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