JP2008062932A

JP2008062932A - Reduction gear mechanism of electric power steering device

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Publication number: JP2008062932A
Application number: JP2007274088A
Authority: JP
Inventors: Yuji Kawaike; 祐次川池; Akira Aida; 明会田; Sakae Matsumoto; 栄松本
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2007-10-22
Filing date: 2007-10-22
Publication date: 2008-03-21

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a reduction gear mechanism of an electric power steering device having a key lock mechanism, enabling the securement of a sufficient space, and formed in a simple structure. <P>SOLUTION: In this reduction gear mechanism of the electric power steering, the shaft of a motor is connected to a worm shaft 10, and the output of the motor is transmitted to a steering shaft 1 through a worm wheel 2. The reduction gear mechanism comprises the key lock mechanism formed of lock holes 2b formed in the worm wheel 2 at intervals in the circumferential direction and a lock unit with lock pins 6 engaged with the lock holes 2b. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、電動パワーステアリング装置の減速機構に関するものである。 The present invention relates to a speed reduction mechanism for an electric power steering apparatus.

従来のステアリングシャフトのキーロック機構は、例えば、実開平３−２４９５９号公報において、図７に示すものが開示されている。同図において、金属板をプレス成形することで楕円筒状に形成され、その一部にロックピン２２の内端部が係合自在な係合孔２１ａを設けたロックブラケット２１を、ステアリングシャフト２０の中間部外周面に溶接固定している。２３はイグニッションスイッチ、２４はキー、２５はステアリングコラムである。 As a conventional key lock mechanism for a steering shaft, for example, Japanese Utility Model Laid-Open No. 3-24959 discloses the one shown in FIG. In the figure, a lock bracket 21 formed by pressing a metal plate into an elliptical cylinder shape and having an engagement hole 21a with which an inner end portion of a lock pin 22 can be engaged is provided at a part of the steering shaft 20. Is fixed to the outer peripheral surface of the intermediate portion by welding. Reference numeral 23 is an ignition switch, 24 is a key, and 25 is a steering column.

また、特開２００１−１６３１８７号公報においては、ステアリングコラムにコラム軸方向に相対移動可能且つコラム軸中心に相対回転が阻止されるように挿入されるロック部材にステアリングシャフトがコラム軸中心に相対回転可能に挿入され、このロック部材は開閉機構によるイグニッションスイッチの開閉動作に伴って作動する伝動機構と連動することでロック位置とロック解除位置との間でコラム軸方向に変位する、ステアリングシャフトのキーロック機構が開示されている。このロック位置のロック部材はステアリングシャフトと同行回転可能な受け部にコラム軸中心に相対回転不能に連結され、そのロック解除位置が解除されることで、受け部に対してコラム軸中心に相対回転する構成である。 In Japanese Patent Laid-Open No. 2001-163187, the steering shaft is relatively rotated about the column axis in a lock member that is inserted into the steering column so as to be relatively movable in the column axis direction and prevented from rotating relative to the column axis. Steering shaft key that is inserted in such a way that it is displaced in the column axis direction between the locked position and unlocked position by interlocking with the transmission mechanism that operates in accordance with the opening / closing operation of the ignition switch by the opening / closing mechanism. A locking mechanism is disclosed. The lock member in this lock position is connected to a receiving part that can rotate together with the steering shaft so that it cannot rotate relative to the center of the column axis. By releasing the unlocked position, the locking member is rotated relative to the center of the column axis. It is the structure to do.

しかしながら、従来の上記ステアリングシャフトのキーロック機構においては、ステアリングシャフトにロックブラケット２１を溶接・固定したり、ステアリングシャフトにロックブラケットとトルクリミッターを組み合わせて相対回転可能に設けたりしているため、キーロック機構やその廻りの構成が複雑化して部品点数が増えることによってスペースを占めてしまい、ステアリングシャフトのコラプスストロークが制限されたりするといった問題点があった。 However, in the conventional key lock mechanism for the steering shaft, the lock bracket 21 is welded and fixed to the steering shaft, or the steering shaft is provided with a lock bracket and a torque limiter so as to be relatively rotatable. The lock mechanism and the surrounding structure are complicated and the number of parts increases, thereby occupying space and limiting the collapse stroke of the steering shaft.

特に、電動パワーステアリング装置の場合、ウォームやウォームホイール等を含む減速機構を装備しているために、ステアリングシャフト（又は同シャフトに連結された伝達軸）上にキーロック機構を設けると、同シャフトに十分のスペースを確保するのが難しかった。 In particular, in the case of an electric power steering device, since a speed reduction mechanism including a worm and a worm wheel is equipped, if a key lock mechanism is provided on a steering shaft (or a transmission shaft connected to the shaft), the shaft It was difficult to secure enough space.

本発明は、上述した従来例の有する不都合を改善し、キーロック機構を備えると共に、ステアリングシャフト（又は同シャフトに連結された伝達軸）上のスペースを十分に確保することができる、簡単な構成の電動パワーステアリング装置を提供することを課題としている。 The present invention improves the disadvantages of the conventional example described above, includes a key lock mechanism, and has a simple configuration that can sufficiently secure a space on a steering shaft (or a transmission shaft connected to the shaft). It is an object to provide an electric power steering apparatus.

上記課題を達成するために、本発明では、モータの出力をステアリングシャフトに伝達するようにした電動パワーステアリング装置の減速機構であって、
該減速機構内に前記モータからの動力伝達を阻止するキーロック機構を設けたことを特徴とする電動パワーステアリング装置の減速機構を提供する。 In order to achieve the above object, in the present invention, there is provided a reduction mechanism for an electric power steering apparatus configured to transmit the output of a motor to a steering shaft,
A speed reduction mechanism for an electric power steering apparatus is provided, wherein a key lock mechanism for preventing power transmission from the motor is provided in the speed reduction mechanism.

以上のように構成されたことで、ステアリングシャフト（又は同シャフトに連結した伝達軸）上にキーロック機構を設ける必要がなく、シャフト上に十分のスペースを確保することができ、コラプスストロークを十分に取ることができる。 With the above configuration, there is no need to provide a key lock mechanism on the steering shaft (or the transmission shaft connected to the shaft), a sufficient space can be ensured on the shaft, and the collapse stroke is sufficient. Can be taken to.

本発明の電動パワーステアリング装置の減速機構は、モータの軸が連結された駆動軸と、該駆動軸に連結した駆動ギアと、ステアリングに連結され該駆動ギアから動力伝達される従動ギアとから成り、前記キーロック機構は前記駆動軸、前記駆動ギアおよび前記従動ギアのいずれかに設けられた少なくとも一つのロック穴と、このロック穴に係合するロックピンを有するロックユニットとから成る構成とすることができる。 The speed reduction mechanism of the electric power steering apparatus according to the present invention includes a drive shaft connected to a motor shaft, a drive gear connected to the drive shaft, and a driven gear connected to the steering and transmitted from the drive gear. The key lock mechanism includes at least one lock hole provided in any one of the drive shaft, the drive gear, and the driven gear, and a lock unit having a lock pin that engages with the lock hole. be able to.

また、本発明の電動パワーステアリング装置の減速機構において、前記駆動軸はウォームから成り、前記従動ギアは該ウォームに係合するウォームホイールから成る構成とすることができる。 In the speed reduction mechanism of the electric power steering apparatus according to the present invention, the drive shaft may be constituted by a worm, and the driven gear may be constituted by a worm wheel engaged with the worm.

さらに、本発明の電動パワーステアリング装置の減速機構において、前記ロック穴は、前記ウォームホイールの周方向に等間隔で多数設けられている構成とすることもできる。
この構成によれば、ウォームホイールのロック穴位置の軸中心からの距離を比較的大きく取れるため、力のモーメントの関係で、同じ入力トルクに対してより少ない耐力でロック可能となる。 Furthermore, in the speed reduction mechanism of the electric power steering apparatus according to the present invention, a large number of the lock holes may be provided at equal intervals in the circumferential direction of the worm wheel.
According to this configuration, since the distance from the axial center of the lock hole position of the worm wheel can be made relatively large, it is possible to lock the same input torque with less proof stress due to the moment of force.

さらにまた、本発明の電動パワーステアリング装置の減速機構において、前記ロック穴は、前記ウォーム軸に設けられたロックブラケットに形成されている構成とすることもできる。 Furthermore, in the speed reduction mechanism of the electric power steering apparatus according to the present invention, the lock hole may be formed in a lock bracket provided on the worm shaft.

本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の第１の実施形態を示す電動パワーステアリング装置の減速機構の断面図、図２は図１のウォームホイールを矢印Ａ方向から見た図、図３は第２の実施形態を示す電動パワーステアリング装置の減速機構の断面図、図４は図３のウォームホイールを矢印Ｂ方向から見た図、図５はトレランスリングを示す斜視図、図６は第３の実施形態を示す電動パワーステアリング装置の減速機構の断面図である。 An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view of a speed reduction mechanism of an electric power steering apparatus showing a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a view of the worm wheel of FIG. 1 as viewed from the direction of arrow A, and FIG. 4 is a cross-sectional view of the speed reduction mechanism of the electric power steering apparatus shown in FIG. 4, FIG. 4 is a view of the worm wheel of FIG. 3 as viewed from the direction of arrow B, FIG. It is sectional drawing of the deceleration mechanism of a power steering apparatus.

図１において、トーションバー７を内嵌し、図示しないステアリングシャフトと同軸に連結された伝達軸１にウォームホイール２が外嵌・固定されており、この伝達軸１はカバー３に対して、軸受４を介して回転自在に設けられている。 In FIG. 1, a torsion bar 7 is internally fitted, and a worm wheel 2 is externally fitted and fixed to a transmission shaft 1 that is coaxially connected to a steering shaft (not shown). 4 is rotatably provided.

ウォームホイール２は、動力補助用のモータ（図６のＭ）の出力軸に連結された駆動ギアであるウォーム（図６の９）に係合しており、モータからの動力伝達を受ける従動ギアであって減速機構の一部を構成している。この減速機構自体の構成は従来公知のものであり、詳細説明を省略する。 The worm wheel 2 is engaged with a worm (9 in FIG. 6) that is a drive gear connected to an output shaft of a motor for assisting power (M in FIG. 6), and is a driven gear that receives power transmission from the motor. And constitutes a part of the speed reduction mechanism. The configuration of the speed reduction mechanism itself is conventionally known and will not be described in detail.

本実施形態において、ウォームホイール２の芯金部２ａには、図２に示すように、ロック穴２ｂがその周方向に等間隔で多数配設されている。 In the present embodiment, as shown in FIG. 2, a large number of lock holes 2 b are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the core metal part 2 a of the worm wheel 2.

一方、カバー３側には、任意に軸方向に移動自在なシリンダー(ロックピン)６を有するロックユニット５が配設されている。このロックユニット５のシリンダー６がその軸方向に移動して、その先端がウォームホイール２のロック穴２ｂに係合することによりロックされるようになっている。このロック穴２ｂ、ロックユニット５、シリンダー６によりキーロック機構が構成されている。
このロックユニット５は、ステアリングシャフトが図示しないユニバーサルジョイント（十字軸継ぎ手）に連結されている場合は、ジョイントのスイングサークルを避けた位置に配置する。 On the other hand, a lock unit 5 having a cylinder (lock pin) 6 that is arbitrarily movable in the axial direction is disposed on the cover 3 side. The cylinder 6 of the lock unit 5 moves in the axial direction, and the tip of the cylinder 6 is locked by engaging with the lock hole 2b of the worm wheel 2. The lock hole 2b, the lock unit 5, and the cylinder 6 constitute a key lock mechanism.
When the steering shaft is connected to a universal joint (cross shaft joint) (not shown), the lock unit 5 is disposed at a position avoiding the joint swing circle.

上記構成において、ウォームホイール２のロック穴２ｂの伝達軸１中心からの距離は少なくとも４０mm以上配することができる。このことは、従来のキーロック機構のロック穴のように、軸中心(コラム中心)からの距離が２５〜３０mmの場合に比べて、モーメント力の関係で、入力トルクに対してより小さい耐力でロックすることができるため、ロックに所定の入力トルクに対する耐力が求められる法規をクリアするのが容易になる。 In the above configuration, the distance from the center of the transmission shaft 1 of the lock hole 2b of the worm wheel 2 can be at least 40 mm. Compared to the case where the distance from the shaft center (column center) is 25 to 30 mm as in the case of the lock hole of the conventional key lock mechanism, this is less proof against the input torque due to the moment force. Since it can be locked, it becomes easy to clear the regulations that require the lock to withstand a predetermined input torque.

また、従来のように、ステアリングシャフト（又は同シャフトに連結された伝達軸）上にロックブラケットを設ける必要がないので、シャフト上に十分のスペースを確保することができる。 In addition, unlike the prior art, there is no need to provide a lock bracket on the steering shaft (or the transmission shaft connected to the shaft), so that a sufficient space can be secured on the shaft.

次に、第２の実施形態について図３及び図４を参照して説明する。この実施形態は第１の実施形態と略同様であって同一部材には同一番号を付している。異なっているのは、ウォームホイール２はトルクリミッターであるトレランスリング８を介して伝達軸１に外嵌されている点である。 Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS. This embodiment is substantially the same as the first embodiment, and the same members are denoted by the same reference numerals. The difference is that the worm wheel 2 is externally fitted to the transmission shaft 1 via a tolerance ring 8 which is a torque limiter.

このトレランスリング８は、図５に示すように、割り溝を有する金属製リング本体に、周方向に沿って等間隔に径方向外側に突出する突出部８ａを、多数一体的に形成したもので、各突出部８ａの径方向変形量に対応する径方向力を伝達軸１外周面とウォームホイール２の芯金部２ａの軸孔に作用させる。 As shown in FIG. 5, the tolerance ring 8 is formed by integrally forming a large number of protrusions 8a protruding radially outward at equal intervals along the circumferential direction on a metal ring body having a split groove. A radial force corresponding to the radial deformation amount of each projecting portion 8 a is applied to the outer peripheral surface of the transmission shaft 1 and the shaft hole of the core metal portion 2 a of the worm wheel 2.

このトレランスリング８の外周部と芯金部２ａの軸孔の内周との間の摩擦と、トレランスリング８の内周部と伝達軸１の外周との間の摩擦により、伝達軸１から芯金部２ａにトルクを伝達できるので、伝達軸１と芯金部２ａは、予め設定されたリミットトルクまでは一体的に回転可能とされている。このリミットトルクを越えるトルクが伝達軸１から芯金部２ａに作用すると、トレランスリング８の外周部と芯金部２ａ軸孔の内周との間、又はトレランスリング８の内周部と伝達軸１の外周との間の少なくとも一方において滑りが生じ、芯金部２ａは伝達軸１に対して相対回転する。 The friction between the outer periphery of the tolerance ring 8 and the inner periphery of the shaft hole of the cored bar 2a and the friction between the inner periphery of the tolerance ring 8 and the outer periphery of the transmission shaft 1 cause the core from the transmission shaft 1. Since torque can be transmitted to the metal part 2a, the transmission shaft 1 and the core metal part 2a can be integrally rotated up to a preset limit torque. When torque exceeding the limit torque acts on the cored bar part 2a from the transmission shaft 1, it is between the outer peripheral part of the tolerance ring 8 and the inner periphery of the shaft hole of the cored bar part 2a or between the inner peripheral part of the tolerance ring 8 and the transmission shaft. Slip occurs in at least one of the outer periphery of the core 1 and the cored bar 2 a rotates relative to the transmission shaft 1.

このリミットトルクの値は、その作用により芯金部２ａやロックユニット５が破損しないように設定すれば良く、そのリミットトルクの値に応じてトレランスリング８の圧入シメシロ管理をすれば良い。 The limit torque value may be set so that the cored bar 2a and the lock unit 5 are not damaged by the action, and the press-fitting squeeze management of the tolerance ring 8 may be performed according to the limit torque value.

このように、リミットトルクを越えるトルクが伝達軸１から芯金部２ａに作用すると、ウォームホイール２は伝達軸１に対して相対回転するので、ロックユニット５のシリンダー６に過大な曲げ入力が掛かって破損してしまうのを防止することができる。 As described above, when torque exceeding the limit torque acts on the cored bar portion 2a from the transmission shaft 1, the worm wheel 2 rotates relative to the transmission shaft 1, so that excessive bending input is applied to the cylinder 6 of the lock unit 5. Can be prevented.

次に、第３の実施形態について図６を参照して説明する。この実施形態において、モータＭの出力軸Ｍ１にはウォーム９を一体に有するウォーム軸１０が回転的に一体に連結されている。ウォーム９にはウォームホイール２が噛み合っている。ウォーム軸１０上には一体的にロックブラケット１１が設けてある。このロックブラケット１１のロック穴１１ａに、ハウジングＺに固定したロックユニット５のシリンダー６が係合することによりロックされる構成である。 Next, a third embodiment will be described with reference to FIG. In this embodiment, a worm shaft 10 integrally having a worm 9 is rotatably and integrally connected to an output shaft M1 of the motor M. The worm wheel 2 is engaged with the worm 9. A lock bracket 11 is integrally provided on the worm shaft 10. The lock bracket 11 is locked by being engaged with the lock hole 11a of the lock bracket 11 and the cylinder 6 of the lock unit 5 fixed to the housing Z.

ロックブラケット１１はウォーム軸１０上に外嵌・固定するか、または圧入・溶接等により接合することができるが、第２の実施形態と同様のトレランスリングを装着して、リミットトルクを有する構成にすることもできる。 The lock bracket 11 can be externally fitted and fixed on the worm shaft 10, or can be joined by press-fitting, welding, or the like. However, the same tolerance ring as that of the second embodiment is attached and the lock bracket 11 has a limit torque. You can also

この構成において、ウォームホイール２の伝達軸１にトルクが加わった時に、ウォームホイール２とウォーム９の噛み合い関係によってウォーム軸１０が周方向に移動しようとするのを、ロックブラケット１１とシリンダー６の係合により阻止する。この時、ウォームホイール２の伝達軸１に加わるトルクは、上記実施形態のようにウォームホイール２をロックする場合に比較して、(１／ギヤ減速比）の耐力で支えることができる。 In this configuration, when torque is applied to the transmission shaft 1 of the worm wheel 2, the worm shaft 10 tries to move in the circumferential direction due to the meshing relationship between the worm wheel 2 and the worm 9. Stop by match. At this time, the torque applied to the transmission shaft 1 of the worm wheel 2 can be supported with a proof stress of (1 / gear reduction ratio) as compared with the case where the worm wheel 2 is locked as in the above embodiment.

上記実施の形態においては、減速機構としてウォーム/ウォームホイールギア機構について例示したが、本発明はこれに限られるものではなく、例えばハイポイドギア機構、平歯車機構、またはハスバ歯車機構などにも適用できる。 In the above embodiment, the worm / worm wheel gear mechanism is exemplified as the speed reduction mechanism. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to, for example, a hypoid gear mechanism, a spur gear mechanism, or a helical gear mechanism.

（発明の効果）
以上説明したように、本発明によれば、減速機構にキーロック機構を備えているので、ステアリングシャフト（又は同シャフトに連結した伝達軸）上に十分のスペースを確保することができ、テレスコ機構等を設けることが可能となる。 (The invention's effect)
As described above, according to the present invention, since the speed reduction mechanism includes the key lock mechanism, a sufficient space can be secured on the steering shaft (or the transmission shaft connected to the shaft), and the telescopic mechanism. Etc. can be provided.

また、ロック位置の軸中心からの距離を従来より大きく取ることができるので、力のモーメントの関係で、所定の入力トルクに対する耐力の法規を容易にクリアすることができる。 Further, since the distance from the axis center of the lock position can be made larger than before, it is possible to easily clear the proof of the proof stress with respect to a predetermined input torque in relation to the moment of force.

また、インナーコラムやアウターコラムの嵌合部長さを大きく取れるので、コラプスストロークを十分取ることができ、衝突時の有利な特性にも寄与することができる。さらに、ステアリングシャフトにキーロック機構を設けなくても良く、コラム剛性やコラムの曲げ剛性を向上させることができる。 Moreover, since the fitting part length of an inner column or an outer column can be taken large, a collapse stroke can be taken sufficiently and it can contribute also to the advantageous characteristic at the time of a collision. Furthermore, it is not necessary to provide a key lock mechanism on the steering shaft, and column rigidity and column bending rigidity can be improved.

本発明の第１の実施形態を示す電動パワーステアリング装置の減速機構の断面図。1 is a cross-sectional view of a speed reduction mechanism of an electric power steering apparatus showing a first embodiment of the present invention. 図１のウォームホイールを矢印Ａ方向から見た図。The figure which looked at the worm wheel of FIG. 1 from the arrow A direction. 第２の実施形態を示す電動パワーステアリング装置の減速機構の断面図。Sectional drawing of the deceleration mechanism of the electric power steering apparatus which shows 2nd Embodiment. 図３のウォームホイールを矢印Ｂ方向から見た図。The figure which looked at the worm wheel of FIG. 3 from the arrow B direction. トレランスリングを示す斜視図。The perspective view which shows a tolerance ring. 第３の実施形態を示す電動パワーステアリング装置の減速機構の断面図。Sectional drawing of the deceleration mechanism of the electric power steering apparatus which shows 3rd Embodiment. 従来のキーロック機構を示す部分断面図。The fragmentary sectional view which shows the conventional key lock mechanism.

符号の説明Explanation of symbols

１ステアリングシャフト（伝達軸）
２ウォームホイール
２ａ芯金
２ｂロック穴
５ロックユニット
６ロックピン（シリンダー）
９ウォーム
１０ウォーム軸
１１ロックブラケット 1 Steering shaft (transmission shaft)
2 Worm wheel 2a Core 2b Lock hole 5 Lock unit 6 Lock pin (cylinder)
9 Worm 10 Worm shaft 11 Lock bracket

Claims

モータの出力をステアリングシャフトに伝達するようにした電動パワーステアリング装置の減速機構であって、
該減速機構内に前記モータからの動力伝達を阻止するキーロック機構を設けたことを特徴とする電動パワーステアリング装置の減速機構 A reduction mechanism for an electric power steering device configured to transmit the output of a motor to a steering shaft,
A speed reduction mechanism for an electric power steering apparatus, wherein a key lock mechanism for preventing power transmission from the motor is provided in the speed reduction mechanism.

モータの軸が連結された駆動軸と、該駆動軸に連結した駆動ギアと、ステアリングに連結され該駆動ギアから動力伝達される従動ギアとから成り、前記キーロック機構は前記駆動軸、前記駆動ギアおよび前記従動ギアのいずれかに設けられた少なくとも一つのロック穴と、このロック穴に係合するロックピンを有するロックユニットとから成ることを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置の減速機構。 The drive shaft is connected to the motor shaft, the drive gear is connected to the drive shaft, and the driven gear is connected to the steering and transmitted from the drive gear. The key lock mechanism includes the drive shaft and the drive. 2. The electric power steering apparatus according to claim 1, comprising at least one lock hole provided in either the gear or the driven gear, and a lock unit having a lock pin engaged with the lock hole. Speed reduction mechanism.

前記駆動軸および前記駆動ギアは一体に形成されたウォームから成り、前記従動ギアは該ウォームに係合するウォームホイールから成ることを特徴とする請求項２に記載の電動パワーステアリング装置の減速機構。 The speed reduction mechanism of the electric power steering apparatus according to claim 2, wherein the drive shaft and the drive gear are formed of a worm integrally formed, and the driven gear is formed of a worm wheel that engages with the worm.

前記ロック穴は、前記ウォームホイールの周方向に等間隔で多数設けられていることを特徴とする請求項２または３記載の電動パワーステアリング装置の減速機構。 4. A reduction mechanism for an electric power steering apparatus according to claim 2, wherein a plurality of the lock holes are provided at equal intervals in the circumferential direction of the worm wheel.

前記ロック穴は、前記ウォーム軸に設けられたロックブラケットに形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置の減速機構。 The reduction mechanism of the electric power steering apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the lock hole is formed in a lock bracket provided in the worm shaft.