JP4051998B2

JP4051998B2 - 電動パワーステアリング装置の減速機構

Info

Publication number: JP4051998B2
Application number: JP2002134156A
Authority: JP
Inventors: 祐次川池; 明会田; 栄松本
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2002-05-09
Filing date: 2002-05-09
Publication date: 2008-02-27
Anticipated expiration: 2022-05-09
Also published as: JP2003327082A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
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。
【０００２】
【従来の技術】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために、本発明では、モータの軸が連結され駆動軸となるウォームと、ステアリングシャフトに設けられかつ従動ギアとして該ウォームに係合し該ウォームからの回転をステアリングシャフトに伝達するウォームホイールとから成る減速機構であって、前記ステアリングシャフトの操舵力伝達を阻止するために該減速機構内に、前記ウォームホイールの歯部内径側にある芯金部の、ステアリングシャフト出力側の側面内に周方向に等間隔で多数設けられたロック穴と、該減速機構のハウジングに設けられ、ハウジング内を軸方向に移動しロック穴の１つ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キーロック機構を設け、前記ウォームホイールは前記ステアリングシャフトに所定リミットトルク値以下の時には一体的に回転させ、該所定リミットトルク値を超えると滑りにより相対回転を生じさせる環状部材を介して外嵌されている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。
【０００８】
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。
【００１１】
本発明の構成によれば、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。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の参考例と実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の参考例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２の参考例を説明するための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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
次に、第１の実施形態について図３及び図４を参照して説明する。この実施形態は参考例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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
次に、第２の参考例について図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。
【００２６】
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１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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
【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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の参考例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】図１のウォームホイールを矢印Ａ方向から見た図。
【図３】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４】図３のウォームホイールを矢印Ｂ方向から見た図。
【図５】トレランスリングを示す斜視図。
【図６】第２の参考例を説明するための電動パワーステアリング装置の減速機構の断面図。
【図７】従来のキーロック機構を示す部分断面図。

Claims

モータの軸が連結され駆動軸となるウォームと、ステアリングシャフトに設けられかつ該ウォームに係合し従動ギアとして該ウォームからの回転をステアリングシャフトに伝達するウォームホイールとから成る減速機構であって、前記ステアリングシャフトの操舵力伝達を阻止するために該減速機構内に、前記ウォームホイールの歯部内径側にある芯金部の、ステアリングシャフト出力側の側面内に周方向に等間隔で多数設けられたロック穴と、該減速機構のハウジングに設けられ、ハウジング内を軸方向に移動しロック穴の１つ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キーロック機構を設け、前記ウォームホイールは前記ステアリングシャフトに所定リミットトルク値以下の時には一体的に回転させ、該所定リミットトルク値を超えると滑りにより相対回転を生じさせる環状部材を介して外嵌されている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。