JP4051925B2

JP4051925B2 - ロック機構を具える車両用操舵装置

Info

Publication number: JP4051925B2
Application number: JP2001373892A
Authority: JP
Inventors: 克弘須田; 隆雄野尻
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2001-12-07
Filing date: 2001-12-07
Publication date: 2008-02-27
Anticipated expiration: 2021-12-07
Also published as: JP2003170836A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コラムシャフトの回転をモータで補助するコラムアシスト式の電動式パワーステアリング装置と、コラムシャフトの回転をロックするロック機構とを具える車両用操舵装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、コラムシャフトの回転をモータで補助するコラムアシスト式の電動式パワーステアリング装置と、コラムシャフトの回転をロックするロック機構とを具える車両用操舵装置では、イグニッションキー用シリンダの先端部で直接コラムシャフトの回転をロックするロック機構が一般的に用いられている。かかるロック機構は、例えば、図５に示すようにイグニッションキー用シリンダを具えるロック機構５がステアリングコラム２の軸線方向に略平行に配置されるものや、ステアリングホイールに比較的近い位置でステアリングコラムの軸線方向に対して略直角に配置されるものなどがある。そして、イグニッションキー用シリンダの先端部で直接コラムシャフトの回転をロックするものとしては、例えば、図６（ａ）〜（ｃ）や図７（ａ）〜（ｃ）に示すようなロック機構がある。
【０００３】
図６に示すロック機構は、図６（ａ）に示すように、コラムシャフト14に専用の穴14aが設けられるとともに、図６（ｂ）及び（ｃ）に示すように、コラムカバー15にもコラムシャフト14の穴14aの位置に対応させて穴15aが設けられたものであり、コラムシャフト14の回転を妨げるように、図示しないイグニッションキー用シリンダから突出したシリンダロッドの先端部をコラムシャフト14の穴14a及びコラムカバー15の穴15aに挿入して、コラムシャフト14の回転をロックすることを特徴としている。
【０００４】
また、図７に示すロック機構は、図７（ａ）に示すように、コラムシャフト14の外周に、穴16aを有する別体の強度部材16が溶接で取り付けられるとともに、図７（ｂ）及び（ｃ）に示すように、コラムカバー15に、コラムシャフト14に設けられた強度部材16の穴16aの位置に対応させて穴15aが設けられたものであり、図示しないイグニッションキー用シリンダから突出したシリンダロッドの先端部をコラムシャフト14に設けられた強度部材16の穴16a及びコラムカバー15の穴15aに挿入して、コラムシャフト14の回転をロックすることを特徴としている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、一般的に、ステアリングロック装置においては、車両の盗難防止性を考慮するため、キーロックのための専用の穴を形成してその穴にロッドを挿入してロックをする場合には、ステアリングのシャフト系の強度上、穴の形成位置が最弱部位とならないように設計する必要があり充分な強度が要求されるが、上記従来のステアリングロック装置では、先に述べたように、キーロックのための専用の穴をコラムシャフトに設ける構成とされているため、コラムシャフト全体に強度材料を用いたり、あるいは断面係数を大きくとるためにコラムシャフトの肉厚を増加させたりするなどにより対応していた。
【０００６】
従って、上記図６及び図７に示すような従来のロック機構を具える車両用操舵装置では、シャフト径の増加に伴うステアリングコラムの大型化による重量の増加や強度部材によるコストの増加等の問題があった。しかも、図７に示すような、別体の強度部材16をコラムシャフト14に直接溶接するものでは、溶接によってシャフト14が熱歪みで曲がりを起こした場合に、曲がり修正や溶接痕の処理が必要となるためにさらにコストが嵩んでしまうという問題があった。
【０００７】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
本発明は、上記問題点を有利に解決したロック機構を具える車両用操舵装置を提供することを目的とするものであり、請求項１記載の発明のロック機構を具える車両用操舵装置は、ステアリングコラムに挿通されたコラムシャフトの回転をそのコラムシャフトに設けられたウォームホイールと噛合するウォームシャフトを介してモータで補助するコラムアシスト式の電動式パワーステアリング装置と、コラムシャフトの回転をロックするロック機構と、を具える車両用操舵装置において、前記ロック機構が、前記モータの回転軸に連結された回転部材に設けられた掛合部と、前記ステアリングコラムに併設されたイグニッションキー用シリンダと機械的に連動するロッドに設けられて前記掛合部との掛合により前記回転部材を掛止する掛止部と、を具えて、前記モータの回転軸を固定して前記コラムシャフトの回転をロックするものであり、前記回転部材が、前記ウォームシャフトの、前記モータとの連結端部と反対側の端部に連結された、舵角センサのセンサボードであり、前記掛合部が、前記舵角センサの前記センサボードに設けられた穴又は凹部であることを特徴とするものである。
【０００８】
請求項１記載のロック機構を具える車両用操舵装置にあっては、ロック機構で、コラムアシスト式の電動式パワーステアリング装置のコラムシャフトの回転を補助するモータの回転軸が固定され、これにより、コラムシャフトの回転がロックされる。
【０００９】
従って、請求項１記載のロック機構を具える車両用操舵装置に係るコラムアシスト式の電動式パワーステアリング装置においては、ウォームホイールおよびそれと噛合するウォームシャフトからなる減速機を用いて、コラムシャフトの回転を補助するモータの回転軸（モータ軸）の早い回転が、ゆっくりとしたトルクのあるシャフトの回転に変換されるので、請求項１記載のロック機構を具える車両用操舵装置によれば、コラムシャフトの回転を補助するモータの回転軸をロックすることで、従来のロック機構において必要とされていたコラムシャフトの強度を、減速機の減速比分小さくすることができるとともに、コラムシャフトの回転のロックのために穴や溝等をコラムシャフトに設ける必要がないから、コラムシャフトのシャフト径の増加やコラムシャフトへの別部材の溶接を不要とさせ得て、ステアリングコラムの大型化やコストが嵩むのを防ぐことができる。
【００１０】
また、請求項１記載のロック機構を具える車両用操舵装置は、前記ロック機構が、前記モータの回転軸に連結された回転部材に設けられた掛合部と、イグニッションキー用シリンダと係動するロッドに設けられて前記掛合部との掛合により前記回転部材を掛止する掛止部と、を具えることを特徴とするものである。
【００１１】
この請求項１記載のロック機構を具える車両用操舵装置にあっては、例えば、ステアリングコラムに併設されたイグニッションキー用シリンダに挿入されたイグニッションキーの、運転者による操作によりそのキーがロック状態にされた場合に、そのイグニッションキー用シリンダの作動に伴い、そのシリンダと機械的に連動するロッドに設けられた掛止部が、モータの回転軸に連結された回転部材に設けられた掛合部と掛合して回転部材を掛止する。これにより、回転部材の回転が拘束され、その回転部材に連結されたモータの回転軸が固定されてコラムシャフトの回転がロックされる。
【００１２】
従って、請求項１記載のロック機構を具える車両用操舵装置によれば、ロック機構の構成を簡易なものとすることができる。
【００１３】
そして、請求項１記載のロック機構を具える車両用操舵装置は、前記回転部材が、前記ウォームシャフトの、前記モータとの連結端部と反対側の端部に連結された、舵角センサのセンサボードであり、前記掛合部が、前記舵角センサの前記センサボードに設けられた穴又は凹部であることを特徴とするものであり、このようにすれば、別部材を用いることなくより簡易にロック機構を構成することができるとともに、そのロック機構の省スペース化をも図ることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を実施例によって、図面に基づき詳細に説明する。図１は、本発明のロック機構を具える車両用操舵装置の一実施例を示す平面図であり、図２（ａ）及び（ｂ）は、図１に示す車両用操舵装置のＡ−Ａ線に沿う断面図及び図２（ａ）に示すＤ部の拡大断面図であり、図３は、図２（ａ）に示す矢印Ｂ方向から見た舵角センサの正面図であり、図４は、図３に示す舵角センサを、キーロック穴にキーロックロッドが挿入された状態で示す斜視図である。
【００１５】
本実施例の、ロック機構を具える車両用操舵装置１は、自動車の操舵装置として用いられるものであって、図１に示すように、ステアリングコラム２に挿通されたコラムシャフト（ステアリングシャフト）を、レーンキープアクチュエータの駆動モータ３で補助する通常のコラムアシスト式の電動式パワーステアリング装置４と、電動式パワーステアリング装置４のコラムシャフトの回転をロックするロック機構５とを具えている。
【００１６】
ここでの電動式パワーステアリング装置４は、図１に示すように、コラムシャフトが、図示しないステアリングホイールを先端部に取り付けられるアッパーコラムシャフト６とロアコラムシャフト７とで構成され、また、レーンキープアクチュエータの駆動モータ３は、その回転軸3aに連結されたウォームシャフト８の軸線Ｃ上に配置されるようにステアリングコラム２に取り付けられ、ウォームシャフト８の回転トルクを、ウォームシャフト８に噛合するウォームホイール９を介してコラムシャフト６，７に伝達するように構成されている。なお、ここにおけるウォームシャフト８とウォームホイール９とは減速機を構成している。従って、モータ３の回転軸3aをロックさせると、ウォームシャフト８及びウォームホイール９で構成された減速機を介して、コラムシャフト６，７の回転がロックされて、ステアリングホイールの回転がロックされる。
【００１７】
さらに、本実施例では、電動式パワーステアリング装置４のモータ３の回転軸3aに直結された連結シャフト10の先端部に、図３及び図４に示すように、舵角センサ11の回転部材としての、円盤状のセンサボード12が取り付けられ、このセンサボード12を挟んで受光部と発光部とを具える舵角センサ11が設けられている。そして、ここでのセンサボード12は多数のスリット12aを周囲に具えており、舵角センサ11は、センサボード12のスリット12aを通過する光の変化によって回転角（舵角）を検出する。
【００１８】
上記コラムアシスト式の電動式パワーステアリング装置４によれば、通常、運転者の操舵を補助するために、モータ３のモータトルクが、ウォームシャフト８とウォームホイール９とで構成された減速機で増幅されてステアリングシャフトに伝達されるが、逆に、ステアリングシャフトを固定する場合、モータ３の回転軸3aをロックさせる力は、かかる減速機の減速比分、小さい力で済むこととなる。
【００１９】
また、本実施例のロック機構５は、電動式パワーステアリング装置４のアクチュエータの減速機に付加される。即ち、ロック機構５は、図２〜図４に示すように、モータ３の回転軸3aに連結された回転部材として舵角センサ11のセンサボード12を用い、そのセンサボード12に設けられた掛合部としての掛合穴12b（図２（ｂ）参照）と、ステアリングコラム２に併設されたイグニッションキー用シリンダと機械的に連動するロッドとしてのキーロックロッド13に設けられて、センサボード12の掛合穴12bとの掛合によりセンサボード12を掛止する掛止部としての先端部13aとを具えてなる。
【００２０】
なお、運転者のイグニッションキーの回転操作によりイグニッションキー用シリンダと機械的に連動してキーロックロッド13の進退を制御する図示しないアクチュエータと、そのキーロックロッド13を掛合可能な掛合部としての掛合穴12bとを具えており、ここでの掛合穴12bは、図２及び図４に示すように、キーロックロッド13の進出位置に対応させて、センサボード12のスリット12aの半径方向内側の所定位置に設けられている。
【００２１】
従って、運転者のイグニッションキーの回転操作によりそのキーがロック状態にされた場合に、ロック機構５のアクチュエータの作動により、キーロックロッド13が、センサボード12の方向へ前進してそのキーロックロッド13の先端部13aが、図４中破線で示す部分を掛合穴12bに挿入されて、キーロックロッド13と掛合穴12bとが掛合する。これにより、センサボード12の回転が拘束されて、そのボード12に直結された連結シャフト10を介して、モータ３の回転軸3aが固定されることから、コラムシャフト６，７の回転もロックされて、ステアリングホイールの回転がロックされる。
【００２２】
一方、運転者のキーの回転操作によりそのキーがロック解除の状態にされた場合に、ロック機構５のアクチュエータの作動により、キーロックロッド13がセンサボード12から後退してそのキーロックロッド13の先端部13aが掛合穴12bから離脱して、キーロックロッド13の先端部13aと掛合穴12bとの掛合が解除される。これにより、センサボード12の回転の拘束が解除されて、そのボード12に直結された連結シャフト10を介してモータ３の回転軸3aの固定も解除されることから、コラムシャフト６，７の回転のロックが解除されて、ステアリングホイールが回転できるようになる。
【００２３】
従って、本実施例のロック機構を具える車両用操舵装置１によれば、コラムアシスト式の電動式パワーステアリング装置４においてウォームギア（ウォームシャフト８，ウォームホイール９）により構成された減速機を用いて、レーンキープアクチュエータの駆動モータ３の回転軸3aの早い回転がゆっくりとしたトルクのあるシャフトの回転に変換される。それゆえ、モータ３の回転軸3aをロックすることで、減速機の減速比分、ロックのために必要とされるコラムシャフトの強度を小さくすることができるとともに、コラムシャフトの回転のロックのために穴や溝等をコラムシャフトに設ける必要がないから、コラムシャフトのシャフト径の増加やコラムシャフトへの別部材の溶接を不要とさせ得て、ステアリングコラム２の大型化やコストが嵩むのを防ぐことができる。
【００２４】
しかも、本実施例のロック機構を具える車両用操舵装置１は、ロック機構５が、モータ３の回転軸3aに連結されたセンサボード12に設けられた掛合穴12bと、イグニッションキー用シリンダと係動するキーロックロッド13に設けられて掛合穴12bとの掛合によりセンサボード12を掛止する先端部13aとを具えた構成とされているから、別部材を新たに用いることなくより簡易にロック機構を構成することができるとともに、そのロック機構の省スペース化を図ることもできる。
【００２５】
以上、図示例に基づき説明したが、この発明は上述の例に限定されるものではなく、例えば、上記実施例では、掛合部として掛合穴12bを形成しているが、掛合部の形状は、掛合部と掛止部との掛合により回転部材を掛止できるものであれば良いので、例えば、掛合部を凹部としても良く、また、キーロックロッド13の先端部13aに凹部を形成する一方、センサボード12に、キーロックロッド13に形成した凹部に掛合する凸部を形成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のロック機構を具える車両用操舵装置の第１実施例を示す平面図である。
【図２】（ａ）は、図１に示す車両用操舵装置のＡ−Ａ線に沿う断面図、（ｂ）は、（ａ）に示すＤ部の拡大断面図である。
【図３】図２（ａ）の矢印Ｂ方向から見た舵角センサの正面図である。
【図４】図３に示す舵角センサを、キーロック穴にキーロックロッドが挿入された状態で示す斜視図である。
【図５】従来のロック機構を具える車両用操舵装置を示す斜視図である。
【図６】（ａ）は、従来例のロック機構において、穴が直接形成されたコラムシャフトを示す半部断面図、（ｂ）は、（ａ）に示すコラムシャフトが挿入されるコラムカバーを示す半部断面図、（ｃ）は、（ｂ）に示すコラムカバーのＥ−Ｅ線に沿う断面図である。
【図７】（ａ）は、従来例の他のロック機構において、穴を有する別部材が溶接されたコラムシャフトを示す半部断面図、（ｂ）は、（ａ）に示すコラムシャフトを挿入されるコラムカバーを示す半部断面図、（ｃ）は、（ｂ）に示すコラムカバーのＦ−Ｆ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
１車両用操舵装置
２ステアリングコラム
３駆動モータ
3a 回転軸
４電動式パワーステアリング装置
５ロック機構
６アッパーコラムシャフト
７ロアコラムシャフト
８ウォームシャフト
９ウォームホイール
10 連結シャフト
11 舵角センサ
12 センサボード
12a スリット
12b 掛合穴
13 キーロックロッド
13a 先端部
14 コラムシャフト
14a，15a，16a 穴
15 コラムカバー
16 強度部材

Claims

ステアリングコラムに挿通されたコラムシャフトの回転をそのコラムシャフトに設けられたウォームホイールと噛合するウォームシャフトを介してモータで補助するコラムアシスト式の電動式パワーステアリング装置と、
コラムシャフトの回転をロックするロック機構と、
を具える車両用操舵装置において、
前記ロック機構が、
前記モータの回転軸に連結された回転部材に設けられた掛合部と、
前記ステアリングコラムに併設されたイグニッションキー用シリンダと機械的に連動するロッドに設けられて前記掛合部との掛合により前記回転部材を掛止する掛止部と、
を具えて、前記モータの回転軸を固定して前記コラムシャフトの回転をロックするものであり、
前記回転部材が、前記ウォームシャフトの、前記モータとの連結端部と反対側の端部に連結された、舵角センサのセンサボードであり、
前記掛合部が、前記舵角センサの前記センサボードに設けられた穴又は凹部であることを特徴とする、ロック機構を具える車両用操舵装置。