JP5967431B2 - Steering lock device - Google Patents
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Description
本発明はステアリングロック装置に関する。 The present invention relates to a steering lock device.
特許文献1には、電動モータの回転を減速する減速機のウォームやウォームホイールに設けられたロック穴に、ロックピンを係合するステアリングロック装置が提案されている。
特許文献2には、減速機のウォームホイールの側面に固定された被ロック体に、ロック手段を係合させてステアリングロックを達成するステアリングロック装置が提案されている。
Patent Document 1 proposes a steering lock device in which a lock pin is engaged with a lock hole provided in a worm or worm wheel of a speed reducer that decelerates rotation of an electric motor.
特許文献3には、減速機のウォームホイールの芯金が、回転軸線に直交する平面と交差して延びる突出部を有し、その突出部を係止してステアリングロックを達成するステアリングロック装置が提案されている。
法規上、ステアリングロック状態でも、所定以上(例えば100Nm以上)のトルクが負荷された場合には、ステアリングシャフトとロック機構との間で滑りが生じるように、ステアリング装置にトルクリミッタ機能が付与されている。
例えば特許文献1では、ウォームホイールとステアリングシャフトとの間に、トルクリミッタとしての滑り軸受(具体的にはトレランスリング)を介在している。
Legally, even when the steering is locked, a torque limiter function is added to the steering device so that slippage occurs between the steering shaft and the lock mechanism when a torque exceeding a predetermined value (for example, 100 Nm or more) is applied. Yes.
For example, in Patent Document 1, a sliding bearing (specifically, a tolerance ring) as a torque limiter is interposed between a worm wheel and a steering shaft.
しかしながら、トレランスリングは製造誤差によるスリップトルク(リミットトルク)のばらつきが大きい。そこで、トレランスリングとこれに嵌合する各部品を寸法精度毎に階層分けし、相性のよいものどうしを選別して組み立てることも考えられるが、その場合、手間がかかり、製造コストが高くなる。
本発明は前記課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、トレランスリングを用いることなくトルクリミッタ機能を実現して精度の良いリミットトルクを達成できるステアリングロック装置を提供することである。
However, tolerance rings have large variations in slip torque (limit torque) due to manufacturing errors. Therefore, it is conceivable to classify the tolerance ring and the parts fitted to it into layers according to dimensional accuracy, and to select and assemble those having good compatibility. In this case, however, it takes time and the manufacturing cost increases.
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a steering lock device that can achieve a torque limiter function and achieve a precise limit torque without using a tolerance ring. .
前記目的を達成するため、請求項1の発明は、操舵部材(2)が取り付けられたステアリングシャフト(3)と、前記ステアリングシャフトの外周に相対回転不能に固定され、係合凹部(42;142)を有する被ロック体(30;130)と、前記係合凹部に係合するロック位置と前記係合凹部から離脱するロック解除位置とに変位するロック部材(44;144)と、前記ロック部材を前記ロック位置に付勢する付勢部材(45)と、を備え、前記係合凹部は、前記ステアリングシャフトに所定以上の回転トルクが負荷されたときに、前記ロック部材を前記付勢部材に抗して前記ロック解除位置に駆動するカム面(51,52;151,152)を含むステアリングロック装置(10;110)を提供する。 In order to achieve the above object, the invention of claim 1 is characterized in that a steering shaft (3) to which a steering member (2) is attached and an outer periphery of the steering shaft are fixed so as not to rotate relative to each other, and an engaging recess (42; 142). ) To be locked (30; 130), a lock member (44; 144) displaced to a lock position for engaging with the engagement recess, and a lock release position for releasing from the engagement recess, and the lock member An urging member (45) for urging the lock member to the lock position, and the engagement recess is adapted to cause the lock member to be urged to the urging member when a predetermined rotational torque is applied to the steering shaft. There is provided a steering lock device (10; 110) including a cam surface (51, 52; 151, 152) which is driven against the unlocking position.
なお、括弧内の英数字は、後述する実施形態における対応構成要素等を表すが、このことは、むろん、本発明がそれらの実施形態に限定されるべきことを意味するものではない。以下、この項において同じ。
また、請求項2のように、前記付勢部材は、付勢ばね(45)を含み、前記付勢部材としての付勢ばねに抗して、前記ロック部材をロック位置に駆動するアクチュエータ(46)を備えていてもよい。
In addition, although the alphanumeric character in a parenthesis represents the corresponding component etc. in embodiment mentioned later, this does not mean that this invention should be limited to those embodiment as a matter of course. The same applies hereinafter.
According to a second aspect of the present invention, the urging member includes an urging spring (45), and the actuator (46) drives the lock member to the locked position against the urging spring as the urging member. ) May be provided.
また、請求項3のように、前記係合凹部は、前記被ロック体の回転方向に対向し互いに逆向きに傾斜する第1カム面(51;151)と第2カム面(52;152)とを含んでいてもよい。
また、請求項4のように、前記ロック部材は、前記ロック位置で前記カム面に一致可能なカムフォロワ面(61,62;161,162)を含んでいてもよい。
According to a third aspect of the present invention, the engaging recess includes a first cam surface (51; 151) and a second cam surface (52; 152) that are opposed to each other in the rotation direction of the locked body and are inclined in opposite directions. And may be included.
According to a fourth aspect of the present invention, the lock member may include a cam follower surface (61, 62; 161, 162) that can coincide with the cam surface at the lock position.
また、請求項5のように、前記ステアリングシャフトに一体回転可能に固定された芯金(30)と前記芯金に一体回転可能に固定され外周に歯(31)を有する樹脂部材(32)とを含み、操舵補助用の電動モータ(19)の動力が伝達される被動ギヤ(27;127)を備え、前記被ロック体は、前記被動ギヤの芯金により構成されていてもよい。
Further, as in
請求項1の発明によれば、ロック状態において、ステアリングシャフトに所定以上の回転トルクが負荷されたときに、係合凹部のカム面の働きで、ロック部材がロック解除位置に駆動される。したがって、ロック部材を係合凹部に係合、離脱させながら、操舵部材を回転操作することができ、従来のトレランスリングを用いることなくトルクリミッタ機能を実現することができる。また、カム面であれば、その傾斜角度や表面粗さ等を所要に設定して、精度の良いリミットトルクを実現することができる。 According to the first aspect of the invention, in the locked state, when a rotational torque exceeding a predetermined value is applied to the steering shaft, the lock member is driven to the unlocked position by the action of the cam surface of the engaging recess. Therefore, the steering member can be rotated while the lock member is engaged and disengaged from the engagement recess, and a torque limiter function can be realized without using a conventional tolerance ring. Moreover, if it is a cam surface, the inclination angle, surface roughness, etc. can be set as required, and a precise limit torque can be realized.
また、請求項2の発明によれば、操舵部材の操舵方向に応じたカム面が、ロック部材に係合することで、操舵方向に拘らず、トルクリミッタ機能を働かせて、ロック部材をロック解除位置に変位させることができる。
また、請求項3の発明によれば、ロック位置で係合凹部のカム面とロック部材のカムフォロワ面とが一致するので、ロック部材を係合凹部から離脱させるために必要なステアリングシャフトの回転力を精度良く設定することができる。
According to the invention of
According to the invention of
また、請求項4の発明によれば、係合凹部を設けるための被ロック体が、被動ギヤの芯金により構成されるので、構造を簡素化することができる。
According to the invention of
以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。図1は、本発明の一実施形態のステアリングロック装置を含む電動パワーステアリング装置の概略構成図である。
図1を参照して、電動パワーステアリング装置1は、ステアリングホイール等の操舵部材2が取り付けられたステアリングシャフト3と、ステアリングシャフト3に自在継手4、中間軸5および自在継手6を介して連結されたラックアンドピニオン機構7を含む転舵機構8と、ステアリングシャフト3に操舵補助力を付与する操舵補助機構9と、ステアリングシャフト3の回転を禁止するステアリングロック装置10とを備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an electric power steering apparatus including a steering lock apparatus according to an embodiment of the present invention.
Referring to FIG. 1, an electric power steering apparatus 1 is connected to a
ラックアンドピニオン機構7は、自在継手6を介して中間軸5に連結されたピニオン軸11と、ピニオン軸11と噛み合い自動車の左右方向(軸方向)に延びる転舵軸としてのラック軸12とを備えている。ピニオン軸11の端部近傍に設けられたピニオン11aが、ラック軸12のラック12aと噛み合っている。
ラック軸12は、車体に固定されたラックハウジング13内に図示しない複数の軸受を介して直線往復動可能に支持されている。ラック軸12の両端部は、ラックハウジング13の両側へ突出し、それぞれ、タイロッド14および図示しないナックルアームを介して対応する転舵輪15に連結されている。転舵機構8は、ラックアンドピニオン機構7と、タイロッド14と、ナックルアームと、転舵輪15とによって構成されている。
The rack and
The
ステアリングシャフト3は、操舵部材2と一体回転可能な第1操舵軸16と、中間軸5に連結された第2操舵軸17と、第1操舵軸16と第2操舵軸17とを同軸上にトルク伝達可能に連結したトーションバー18とを備えている。操舵部材2が操作されて第1操舵軸16が回転されると、この回転がピニオン11aおよびラック12aによって、ラック軸12の直線運動に変換される。これにより、転舵輪15の転舵が達成される。
The
操舵補助機構9は、操舵補助用の電動モータ19と、電動モータ19の回転を減速して第2操舵軸17に伝達するウォームギヤ機構からなる減速機構20とを備えている。
ステアリングシャフト3を支持するハウジング21は、例えばアルミニウム合金からなり、車体(図示せず)に取り付けられている。ハウジング21は、互いに嵌め合わされた第1ハウジング22(センサハウジングに相当)と第2ハウジング23(ギヤハウジングに相当)とを含んでいる。
The steering assist mechanism 9 includes an
The
第1ハウジング22は、操舵部材2を介してステアリングシャフト3に付与される操舵トルクを検出するトルクセンサ24と、電動モータ19の動作を制御する制御回路を実装した制御基板25等を収容している。第2ハウジング23は、減速機構20を収容している。
減速機構20は、電動モータ19の回転軸(図示せず)に継手(図示せず)を介して連結された駆動ギヤとしてのウォーム26と、このウォーム26と噛み合う被動ギヤ(減速ギヤ)としてのウォームホイール27とを備えている。
The
The reduction mechanism 20 includes a worm 26 as a drive gear connected to a rotating shaft (not shown) of the
ウォームホイール27は、第2操舵軸17の軸方向中間部に一体回転可能に且つ軸方向移動不能に保持されている。第2操舵軸17は、第1ハウジング22に保持された第1軸受28と、第2ハウジング23に保持された第2軸受29とによって、回転可能に支持されている。第1軸受28および第2軸受29は、ウォームホイール27の軸方向の両側に配置されている。
The
ウォームホイール27は、ステアリングシャフト3の第2操舵軸17に一体回転可能に固定された環状の芯金(被ロック体30)と、芯金(被ロック体30)の外周に一体回転可能に固定され外周に歯31を形成した環状の樹脂部材32とを備えている。
ステアリングロック装置10は、ウォームホイール27の芯金により構成され、一端面から突出した環状凸部41を有する被ロック体30と、図2に示すように、被ロック体30の環状凸部41の外周41aに周方向X1に等間隔で配置され、径方向外方に開放した複数の係合凹部42とを備えている。
The
The
また、ステアリングロック装置10は、ハウジング21によって支持されたピボット軸43の回りに、係合凹部42に係合するロック位置(図3参照)と係合凹部42から離脱するロック解除位置(図2参照)とに揺動可能に支持されたロック部材としてのロックアーム44と、ロックアーム44をロック位置に付勢する付勢部材としての付勢ばね45と、付勢ばね45に抗して、ロックアーム44をロック解除位置に駆動するアクチュエータとしてのソレノイド46とを備えている。
Further, the
ピボット軸43は、ロックアーム44の第1端部44aと第2端部44bとの間に配置されている。付勢ばね45は、例えば、ピボット軸43の回りに巻かれたねじりコイルばねからなる。ソレノイド46は、ハウジング21に固定された本体46aと、本体46aに収容された励磁コイル(図示せず)の働きで本体46aから進退する可動鉄心46bとを備えている。
The
可動鉄心46bの先端が、ロックアーム44(ロック部材)の第1端部44aに連結されている。具体的には、可動鉄心46bの先端に設けられた連結ピン47が、ロック部材44の第1端部44aに設けられた長溝からなる連結溝48に、連結溝48の長手方向に摺動可能に係合している。ロックアーム44の第2端部44bには、係合凹部42に係合する係合凸部49が設けられている。
The distal end of the
図示しない制御部からのオン信号によりソレノイド46の励磁コイルに通電されると、ソレノイド46の電磁力によって可動鉄心46bが後退移動し、付勢ばね45に抗してロックアーム44が、図2に示すように、その係合凸部49を係合凹部42から離脱させるロック解除位置に変位する。これにより、ウォームホイール27の回転、ひいては、ステアリングシャフト3の回転が許容される。
When the excitation coil of the
一方、ソレノイド46の励磁が解除されてソレノイド46の電磁力がオフされると、付勢ばね45に付勢されたロックアーム44が、図3に示すように、その係合凸部49を係合凹部42に係合させるロック位置に変位する。これにより、ウォームホイール27の回転、ひいては、ステアリングシャフト3の回転がロックされる。
各係合凹部42は、図3に示すロック状態において、ステアリングシャフト3に所定以上の回転トルクが負荷されたときに、ロックアーム44の係合凸部49を係合凹部42から離脱させる方向に駆動するカム面として、第1カム面51と第2カム面52とを有している。第1カム面51と第2カム面52とは、係合凹部42において周方向X1(回転方向)に対向する一対の内壁面に、それぞれ設けられている。
On the other hand, when the excitation of the
In the locked state shown in FIG. 3, each
図2に示すように、係合凹部42の第1カム面51および第2カム面52は、径方向Y1外方に向かうにしたがって周方向X1に拡がって離隔するように、径方向Y1に対して互いに逆向きに傾斜している。一方、ロックアーム44の係合凸部49は、ロック位置で第1カム面51に平行となる第1カムフォロワ面61と、ロック位置で第2カム面52に平行となる第2カムフォロワ面62とを有している。操舵方向に応じて第1カム面51および第2カム面52の何れか一方が、対応するカムフォロワ面61または62と一致する。
As shown in FIG. 2, the
本実施形態によれば、ロック状態において、ステアリングシャフト3に所定以上の回転トルクが負荷されたときに、係合凹部42のカム面(第1カム面51または第2カム面52)の働きで、ロック部材としてのロックアーム44がロック解除位置に駆動される。したがって、ロックアーム44を係合凹部42に係合、離脱させながら、操舵部材2を回転操作することができ、従来のトレランスリングを用いることなくトルクリミッタ機能を実現することができる。また、カム面(第1カム面51および第2カム面52)であれば、その傾斜角度や表面粗さ等を所要に設定して、精度の良いリミットトルクを実現することができる。
According to the present embodiment, the cam surface (
また、カム面として、周方向X1に対向する第1カム面51および第2カム面52を設けたので、操舵部材2の操舵方向に応じたカム面(第1カム面または第2カム面52)が、ロックアーム44に係合することで、操舵方向に拘らず、トルクリミッタ機能を働かせて、ロックアーム44をロック解除位置に変位させることができる。
また、ロック位置において、係合凹部42のカム面がロックアーム44の対応するカムフォロワ面と一致する。すわなち、操舵方向に応じて、第1カム面51がロックアーム44の第1カムフォロワ面61とが一致して係合(図3参照)するか、第2カム面52が第2カムフォロワ面62と一致して係合(図示せず)するので、ロックアーム44を係合凹部42から離脱させるために必要なステアリングシャフト3の回転力を精度良く設定することができる。
Further, since the
In the locked position, the cam surface of the engaging
また、係合凹部42を設けるための被ロック体30が、被動ギヤ(ウォームホイール27)の芯金により構成されるので、構造を簡素化することができる。
次いで、図4〜図6は本発明の別の実施形態を示している。本実施形態が図1〜図3の実施形態と主に異なるのは、下記である。
すなわち、図1〜3の実施形態では、被ロック体30の環状凸部41の外周41aに、複数の係合凹部42を設けていたが、本実施形態のステアリングロック装置110では、図4および図5に示すように、ウォームホイール127の芯金からなる被ロック体130において、該被ロック体130の環状凸部141の外周141aではなく、環状凸部141の端面141bに、複数の係合凹部142を設けている。図5に示すように、係合凹部142は、周方向X1に等間隔で配置され、図4に示すように、軸方向Z1に窪んでいる。
Moreover, since the to-
4 to 6 show another embodiment of the present invention. The present embodiment is mainly different from the embodiment of FIGS.
That is, in the embodiment of FIGS. 1 to 3, the plurality of engagement recesses 42 are provided on the
図6に示すように、係合凹部142の第1カム面151および第2カム面152は、軸方向Z1の一側(ロックアーム144側)に向かうにしたがって周方向X1に拡がって離隔するように、軸方向Z1に対して互いに逆向きに傾斜している。一方、ロックアーム144の係合凸部149は、ロック位置で第1カム面151に平行となる第1カムフォロワ面161と、ロック位置で第2カム面152に平行となる第2カムフォロワ面162とを有している。
As shown in FIG. 6, the
本実施形態の構成要素において、図1〜3の実施形態の構成要素と同じ構成要素には、図1〜3の実施形態の構成要素の参照部号と同じ参照符号を付してある。本実施形態においても、図1〜3の実施形態と同じく、トレランスリングを用いることなくトルクリミッタ機能を実現して精度の良いリミットトルクを実現することができる。なお、本実施形態において、環状凸部141を廃止し、芯金(被ロック体130)の端面に係合凹部を設けるようにしてもよい。
In the constituent elements of the present embodiment, the same constituent elements as those of the embodiments of FIGS. 1 to 3 are denoted by the same reference numerals as those of the constituent elements of the embodiments of FIGS. Also in the present embodiment, as in the embodiments of FIGS. 1 to 3, a torque limiter function can be realized without using a tolerance ring, and an accurate limit torque can be realized. In the present embodiment, the annular
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、前記実施形態では、被ロック体30;130を、ウォームホイール27;127の芯金により構成したが、これに代えて、被ロック体30;130を、ウォームホイールとは別体で設けて、ステアリングシャフト3(第2操舵軸17)に一体回転可能に固定してもよい。
また、前記実施形態では、ロック部材(ロックアーム44;144)をロック位置に付勢する付勢部材が付勢ばね45であり、ロック部材(ロックアーム44;144)をロック解除位置に駆動するアクチュエータがソレノイド46であったが、これに代えて、付勢部材としてソレノイドを用い、アクチュエータとして付勢ばねを用いてもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, in the above-described embodiment, the body to be locked 30; 130 is configured by the core metal of the
In the embodiment, the biasing member that biases the lock member (lock
また、ロック部材としてのロックアームを廃止し、ソレノイドの可動鉄心の先端に、被ロック体の係合凹部に係合する係合凸部を設けて、可動鉄心をロック部材として機能させてもよい。その他、本発明の請求項記載の範囲内で種々の変更を施すことができる。 Further, the lock arm as the lock member may be eliminated, and the movable iron core may function as the lock member by providing an engagement convex portion that engages with the engagement concave portion of the locked body at the tip of the movable iron core of the solenoid. . In addition, various modifications can be made within the scope of the claims of the present invention.
1…電動パワーステアリング装置、2…操舵部材、3…ステアリングシャフト、8…転舵機構、9…操舵補助機構、10;110…ステアリングロック装置、16…第1操舵軸、17…第2操舵軸、19…電動モータ、20…減速機構、26…ウォーム(駆動ギヤ)、27;127…ウォームホイール(被動ギヤ)、30;130…被ロック体(芯金)、41;141…環状凸部、42;142…係合凹部、43…ピボット軸、44;144…ロックアーム(ロック部材)、45…付勢ばね(付勢部材)、46…ソレノイド、46a…本体、46b…可動鉄心、47…連結ピン、48…連結溝、49;149…係合凸部、51;151…第1カム面、52;152…第2カム面、61;161…第1カムフォロワ面、62;162…第2カムフォロワ面、X1…周方向、Y1…径方向、Z1…軸方向 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electric power steering device, 2 ... Steering member, 3 ... Steering shaft, 8 ... Steering mechanism, 9 ... Steering assist mechanism, 10; 110 ... Steering lock device, 16 ... 1st steering shaft, 17 ... 2nd steering shaft , 19 ... Electric motor, 20 ... Deceleration mechanism, 26 ... Worm (drive gear), 27; 127 ... Worm wheel (driven gear), 30; 130 ... Locked body (core metal), 41; 42; 142 ... engaging recess, 43 ... pivot shaft, 44; 144 ... lock arm (lock member), 45 ... biasing spring (biasing member), 46 ... solenoid, 46a ... main body, 46b ... movable iron core, 47 ... Connection pin, 48 ... Connection groove, 49; 149 ... Engagement projection, 51; 151 ... First cam surface, 52; 152 ... Second cam surface, 61; 161 ... First cam follower surface, 62; 162 ... Second cam Orowa surface, X1 ... circumferential direction, Y1 ... radially, Z1 ... axial
Claims (5)
前記ステアリングシャフトの外周に相対回転不能に固定され、係合凹部を有する被ロック体と、
前記係合凹部に係合するロック位置と前記係合凹部から離脱するロック解除位置とに変位するロック部材と、
前記ロック部材を前記ロック位置に付勢する付勢部材と、を備え、
前記係合凹部は、前記ステアリングシャフトに所定以上の回転トルクが負荷されたときに、前記ロック部材を前記付勢部材に抗して前記ロック解除位置に駆動するカム面を含むステアリングロック装置。 A steering shaft with a steering member attached thereto;
A locked body fixed to the outer periphery of the steering shaft so as not to be relatively rotatable and having an engaging recess;
A lock member that is displaced to a lock position that engages with the engagement recess and a lock release position that disengages from the engagement recess;
A biasing member that biases the lock member to the lock position,
The engaging recess includes a cam surface that includes a cam surface that drives the lock member to the unlocked position against the biasing member when a predetermined rotational torque is applied to the steering shaft.
前記付勢部材としてのばねに抗して、前記ロック部材をロック位置に駆動するアクチュエータを備えるステアリングロック装置。 The biasing member according to claim 1, wherein the biasing member includes a spring,
A steering lock device comprising an actuator that drives the lock member to a lock position against a spring as the biasing member.
前記被ロック体は、前記被動ギヤの芯金により構成されているステアリングロック装置。 5. The steering assist device according to claim 1, comprising: a cored bar fixed to the steering shaft so as to be integrally rotatable; and a resin member fixed to the cored bar so as to be integrally rotatable and having teeth on an outer periphery thereof. A driven gear to which the power of the electric motor is transmitted,
The locked body is a steering lock device configured by a cored bar of the driven gear.
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