JP4686478B2 - 伝動装置ロック機構及び伝動装置ロック機構を備えた重畳式操舵設備 - Google Patents

Description

この発明は、伝動装置と関連し合う、或いは伝動装置と共同して動作する回転可能な伝動装置部品を、その回転運動に関してロックするための、自動車の重畳式操舵設備用伝動装置ロック機構に関する。

また、この発明は、運転者の操舵用取っ手による操作に関する第一の入力部、重畳式アクチュエータに関する第二の入力部及び操舵設備の操舵用伝動装置への出力部を有する重畳式伝動装置とロックユニットとを備えており、この重畳式伝動装置を用いて、これら両方の入力部を介して、（走行状況に従って）出力角とそれにより車両の操舵可能な車輪の車輪角を設定し、このロックユニットを用いて、システムの障害時に、この重畳式アクチュエータに関する第二の入力部をロックして、運転者による車両の操舵能力を維持し続ける重畳式操舵設備に関する。

重畳式操舵設備を用いて、運転者の操舵角に追加操舵角を重ね合わせることができる。こうすることによって、ハンドル位置と車輪旋回角との自由な割付が可能となる。この自由な割付は、例えば、重畳式伝動装置、モータ及び好適なセンサーから構成される電気機械的なアクチュエータによって行われる。

この重畳機能に関するシステムが、故障により停止した場合、重畳式伝動装置をロックして、通常の操舵機能を引き続き提供しなければならない。このシステム状態に関して、追加的なロック機構が必要である。

この発明の課題は、重畳式操舵設備に適したロック機構を実現することである。

この課題は、独立請求項の特徴によって解決される。この発明の特別な実施形態は、その従属請求項に提示されている。

それによると、この発明に関して、クランプ部品、特に、クランプローラを用いて、外側リングの内側側面の輪郭（内側輪郭）と内側リングの外側側面の輪郭（外側輪郭）とによって、弾性力に対抗して、形状を合わせた形で、内側リングと外側リングとをロック可能であることと、このクランプローラを、操作可能なインターロック部材によってロックすることができる作動ケージ内に保持することとが重要である。

この発明では、クランプ部品は、ロックされた位置では、外側リングの複式傾斜部によって、弾性力に対抗して、有利には、スプリングワッシャーの弾性力に対抗して、内側リングの傾斜部に押し付けられるものと、並びにクランプ部品は、ロックされていない位置では、弾性力によって、有利には、スプリングワッシャーの弾性力によって、外側リングの複式傾斜部の頭部に押し付けられており、クランプ部品は、ロックされていない位置では、内側リングの傾斜部から間隔を開けているものと規定する。

この発明では、作動ケージは、作動時に作動ディスクと接続され、インターロック部材と関連し合うインターロック部材部分は、ロックされている位置では、このディスクの収容部に嵌り込んでおり、ロックされていない位置では、この収容部から引き出されているものと規定する。

この発明では、インターロック部材又はインターロック部材と関連し合うインターロック部材部分は、作動ケージの縦軸の延びに対してほぼ平行に、回転可能な形で軸支されているものと規定する。

この発明では、インターロック部材は、少なくとも一つの旋回可能な形で蝶番結合されたスイベルアームを有し、このスイベルアームは、少なくとも一つの嵌合部品を有し、この嵌合部品は、伝動装置のロックを実行するために、収容部に少なくとも部分的に嵌め込まれるものと規定する。

この発明では、回転可能な伝動装置部品と関連し合う収容部は、回転可能な伝動装置部品と共同して動作する軸方向歯形部で構成されているものと、並びに嵌合部品は、少なくとも一つの噛み合い歯を有し、この噛み合い歯が、伝動装置のロックを実行するために、この軸方向歯形部に少なくとも部分的に嵌合するものと規定する。

この発明では、操作可能なインターロック部材は、電磁石により操作可能であり、電磁石の電流が流れていない状態で、伝動装置をロックすものと規定する。

この発明では、作動ケージが、弾性的な手段によって、有利には、圧縮ばねによって、内側リングと外側リングの間の中間に位置決めされるものと規定する。

この発明では、作動ケージを中間に位置決めするための弾性的な手段を用いて、モーメントに従って、伝動装置をロックし、伝動装置によるモーメントが、弾性的な手段の初期反発モーメントよりも大きい場合に、特に、回転方向に依存して、クランプ部品が、外側リングの内側側面の輪郭と内側リングの外側側面の輪郭とによって、弾性力に対抗して、形状を合わせた形で、内側リングと外側リングとをロックするものと規定する。

この発明では、弾性力を生成するための手段として、スプリングワッシャーを使用し、このスプリングワッシャーは、捻りばねと同様の少なくとも一つの曲がり部を有し、この曲がり部が、スプリングワッシャーを作動ケージ内で位置決めするとともに、半径方向の動きを防止するために、作動ケージの溝内に支承されているものと規定する。

また、この発明の課題は、運転者の操舵用取っ手による操作に関する第一の入力部、重畳式アクチュエータに関する第二の入力部及び操舵設備の操舵用伝動装置への出力部を有する重畳式伝動装置とロックユニットとを備えており、この重畳式伝動装置を用いて、これら両方の入力部を介して、（走行状況に従って）出力角とそれにより車両の操舵可能な車輪の車輪角を設定し、このロックユニットを用いて、システムの障害時に、この重畳式アクチュエータに関する第二の入力部をロックして、運転者による車両の操舵能力を維持し続ける重畳式操舵設備において、このロックユニットとして、この発明による伝動装置ロック機構が配備されていることを特徴とする重畳式操舵設備よって解決される。

ここで、例として、実施例と図面（図１ａ〜図２ｃ）にもとづき、この発明を詳しく説明する。

図面に図示した伝動装置ロック機構を用いて、自動車の重畳式操舵設備の重畳式伝動装置をロックすることが可能である。

この重畳式伝動装置は、運転者の操舵用取っ手、特に、操舵用ハンドルによる操作に関する第一の入力部と重畳式アクチュエータ、特に、電動機（電気モータ）に関する第二の入力部の二つの入力部を有する伝動装置ユニットである。この伝動装置ユニットは、操舵設備の操舵用伝動装置への出力部を有する。

システムの動作時には、走行状況に従って、両方の入力部を介して、出力角とそれにより車両の操舵可能な車輪の車輪角を設定している。システムの障害時には、運転者による車両の操縦能力を維持するために、第二の入力部（電気モータ）をロックする。この伝動装置のロックは、有利には、ばねによる初期反発力で、ロックメカニズムのロッキングディスクに嵌合する開閉アンカーによって行われる。このロック動作の結果、重畳式伝動装置のケージが、ロックされることとなる。操舵の実施、即ち、運転者によるステアリング操作能力が、このようにして維持される。

図１ａ〜１ｃに図示した伝動装置ロック機構では、重畳式伝動装置は、ロックされていない、即ち、伝動装置ロック機構は、「非作動状態」にある。

内側リング（４）は、形状結合部（４ｃ）により筐体と接続している。クランプ部品（７）は、スプリングワッシャー（１２）によって、外側リング（２）の複式傾斜部（２ａ）の頭部に押し付けられており、そのためクランプ部品（７）が、内側リング（４）の半球形頭部（４ａ）と接触するのを防止している。このユニットは、両方の回転方向に、自由に回転可能である。

作動ケージ（５）は、このユニットを、回転モーメントに応じて接続する、即ち、ロックする役割を同時に果たす圧縮ばね（１１）によって、中間に位置決めされている。圧縮ばね（１１）は、ケージ（５）上で、並びに作動時に重畳式モータと接続されるプラスチックプーリー（１）のばね収容ポケット（１ａ）（プラスチックストラップ）内で突っ張っている。

プラスチックプーリー（１）自体は、回転モーメントを伝達するために、外側リング（２）と形状を合わせた形で接続している。圧縮ばね（１１）の初期反発力は、公称領域におけるプラスチックプーリーから外側リング（２）を介した出力部側、即ち、重畳式伝動装置に対するタペット（３）への回転モーメントの伝達が行われるように選定される。これは、二次伝動装置、例えば、歯付きベルトと重畳式モータとしての電気モータを用いた駆動、即ち、重畳式伝動装置、有利には、遊星歯車装置への嵌合に相応する。

この（能動的な）動作状態では、電磁石（９）は、電流が流れており、操作ばね（１０ｃ）に対抗して、作動ディスク（１０）の噛み合い歯（１０ａ）を、ロックユニットの作動ロッキングディスク（６）と嵌合しない形で引っ張っている。

ここで、傾く半径方向の力を受け止めるとともに、このユニットを中間に位置決めすることは、四点接触玉軸受（８）によって実現される。この玉軸受は、目的に適ったこととして、ストラップトラックの下に配置される。

図２ａ〜図２ｃには、電源断などのシステム障害時の状況を図示している。この場合、伝動装置ロック機構は、「作動状態」にある、即ち、重畳式伝動装置は、ロックされている。

ここでは、電磁石（９）は、電流が流れておらず、作動ディスク（１０）は解放されている。歯形部（１０ａ）は、操作ばね（１０ｃ）によって支持されて、ロックユニットの作動ディスク（６）内に嵌り込んでおり、それによって作動ケージ（５）を固定している。

圧縮ばね（１１）の初期反発モーメントより大きいモーメントが、タペットディスク（３）を介して、（遊星）伝動装置側から加えられている場合、クランプローラ（７）は、回転方向に依存して、外側リング（２）の傾斜部（２ａ）を介して、スプリングワッシャー（１２）に対抗して、内側リング（４）の半球形頭部（４ａ）に押し付けられる。この場合、スプリングワッシャー（１２）は、内側リング（４）のさねはぎ溝（４ｂ）に嵌合することとなる。そのため、システムは、形状を合わせた形でロックされる。

スプリングワッシャー（１２）の動きを防止するために、スプリングワッシャー（１２）は、捻りばねと同様に、二つの曲がり部を有する。これらの曲がり部は、作動ケージ（５）の溝に入って、ばね（１２）を固定された位置に保持する。このばねの長さは、操作中で、その際に直径の変化が起こっている間に、ばねが、ケージ（５）から動いて出ないようなサイズに規定される。

システムに再び電流が流れた場合、このユニットは、前述した通り、中間位置保持用ばね（１１）により、本来の機能に復帰する。

この発明による重畳式操舵設備の伝動装置ロック機構のロックされていない非作動状態での横断面図 伝動装置ロック機構のロックされていない非作動状態での第一の斜視図 伝動装置ロック機構のロックされていない非作動状態での第二の斜視図 この発明による重畳式操舵設備の伝動装置ロック機構のロックされている作動状態での横断面図 伝動装置ロック機構のロックされている作動状態での第一の斜視図 伝動装置ロック機構のロックされている作動状態での第二の斜視図

符号の説明

１ ストラップトラックを備えたプラスチックプーリー
１ａ ばね収容ポケット
２ 外側リング
２ａ 制御機能を備えた複式傾斜部
３ タペット／遊星伝動装置とのインタフェース
３ａ 隙間パッキン
４ 内側リング
４ａ 半球形頭部
４ｂ さねはぎ溝
４ｃ 筐体台座との形状結合部
５ 作動ケージ
５ａ ケージポケット
５ｂ ばね位置決めラグ
６ 作動ロッキングディスク
６ａ 軸方向歯形部
７ クランプ部品
７ａ ばね保持用溝
８ 四点接触玉軸受
９ 電磁石
１０ 作動ディスク
１０ａ 噛み合い歯
１０ｂ 回転の中間
１０ｃ 操作ばね
１１ モーメントに依存した作動用の圧縮ばね
１２ スプリングワッシャー

Claims (10)

1. 伝動装置と関連し合う、或いは伝動装置と共同して動作する回転可能な伝動装置部品を、その回転運動に関してロックするための、自動車の重畳式操舵設備用伝動装置ロック機構において、
   クランプ部品（７）を用いて、外側リング（２）の内側側面の輪郭（内側輪郭）と内側リング（４）の外側側面の輪郭（外側輪郭）とによって、弾性力に対抗して、形状を合わせた形で、内側リング（４）と外側リング（２）とをロック可能であることと、
   クランプ部品（７）を、操作可能な作動ディスク（１０）によってロックすることができる作動ケージ（５）内に保持することと、
   作動ケージ（５）は、作動時に作動ディスク（１０）と接続され、作動ディスク（１０）に設けられた噛み合い歯（１０ａ）は、ロックされている位置では、作動ディスク（１０）の収容部に嵌り込んでおり、ロックされていない位置では、この収容部から引き出されていることと、
   を特徴とする伝動装置ロック機構。
2. クランプ部品（７）は、ロックされている位置では、外側リング（２）の複式傾斜部（２ａ）により、弾性力に対抗して、内側リング（４）の半球形頭部（４ａ）に押し付けられており、クランプ部品（７）は、ロックされていない位置では、弾性力によって、外側リング（２）の複式傾斜部（２ａ）の頭部に押し付けられており、クランプ部品（７）は、ロックされていない位置では、内側リング（４）の半球形頭部（４ａ）から間隔を開けていることを特徴とする請求項１に記載の伝動装置ロック機構。
3. 当該の作動ディスク（１０）又は作動ディスク（１０）に設けられた噛み合い歯（１０ａ）は、作動ケージ（５）の縦軸の延びに対してほぼ平行に、回転可能な形で軸支されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の伝動装置ロック機構。
4. 当該の作動ディスク（１０）は、少なくとも一つの旋回可能な形で蝶番結合されたスイベルアームを有し、このスイベルアームは、少なくとも一つの噛み合い歯（１０ａ）を有し、この噛み合い歯（１０ａ）は、伝動装置のロックを実行するために、当該の収容部に少なくとも部分的に嵌め込まれることを特徴とする請求項１から３までのいずれか一つに記載の伝動装置ロック機構。
5. 当該の回転可能な伝動装置部品と関連し合う収容部は、回転可能な伝動装置部品と共同して動作する軸方向歯形部（６ａ）で構成されていることを特徴とする請求項４に記載の伝動装置ロック機構。
6. 当該の操作可能な作動ディスク（１０）は、電磁石（９）により操作可能であり、電磁石（９）の電流が流れない状態で、伝動装置をロックすることを特徴とする請求項１から５までのいずれか一つに記載の伝動装置ロック機構。
7. 作動ケージ（５）が、弾性的な手段によって、内側リング（４）と外側リング（２）の間の中間に位置決めされることを特徴とする請求項１から６までのいずれか一つに記載の伝動装置ロック機構。
8. 作動ケージ（５）を中間に位置決めするための弾性的な手段を用いて、モーメントに従って、伝動装置をロックし、伝動装置のモーメントが、弾性的な手段の初期反発モーメントよりも大きい場合に、クランプ部品（７）が、外側リング（２）の内側側面の輪郭と内側リング（４）の外側側面の輪郭とによって、弾性力に対抗して、形状を合わせた形で、内側リング（４）と外側リング（２）とをロックすることを特徴とする請求項７に記載の伝動装置ロック機構。
9. 当該の弾性力を生成するための手段として、スプリングワッシャー（１２）を使用し、このスプリングワッシャーは、捻りばねと同様の少なくとも一つの曲がり部を有し、この曲がり部が、スプリングワッシャー（１２）を作動ケージ（５）内で位置決めするとともに、半径方向の動きを防止するために、作動ケージ（５）の溝内に支承されていることを特徴とする請求項１から８までのいずれか一つに記載の伝動装置ロック機構。
10. 重畳式伝動装置とロックユニットとを備えた重畳式操舵設備であって、この重畳式伝動装置が、運転者の操舵用取っ手による操作に関する第一の入力部、重畳式アクチュエータに関する第二の入力部及び操舵設備の操舵用伝動装置への出力部を有し、この重畳式伝動装置を用いて、これら両方の入力部を介して、（走行状況に従って）出力角とそれにより車両の操舵可能な車輪の車輪角を設定し、このロックユニットを用いて、システムの障害時に、この重畳式アクチュエータに関する第二の入力部をロックして、運転者による車両の操舵能力を維持し続ける重畳式操舵設備において、
    このロックユニットとして、請求項１から９までのいずれか一つに記載の伝動装置ロック機構が配備されていることを特徴とする重畳式操舵設備。