JP4376663B2

JP4376663B2 - Variable transmission ratio steering device

Info

Publication number: JP4376663B2
Application number: JP2004060546A
Authority: JP
Inventors: 兼司林; 広司川上; 雅弥佐藤; 慎利中津; 隆博小城; 元康山盛; 長谷川　　功; 哲也金子; 弘恒鈴木
Original assignee: JTEKT Corp; Toyota Motor Corp
Current assignee: JTEKT Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-03-04
Filing date: 2004-03-04
Publication date: 2009-12-02
Anticipated expiration: 2024-03-04
Also published as: JP2005247138A

Description

本発明は、ステアリングハンドルの操舵角に対するタイヤ切れ角の比を可変制御する伝達比可変操舵装置に関する。 The present invention relates to a transmission ratio variable steering apparatus that variably controls a ratio of a tire turning angle to a steering angle of a steering wheel.

従来から、この種の伝達比可変操舵装置において、ロックアーム（ロックレバー）とロックホルダからなるロック機構を有するものが知られている（例えば、特許文献１，２，３参照）。このロック機構は、所定の状況下で、ロックアームをロックホルダに係合させることによって伝達比可変機構の差動機構をロックさせるものであり、システム欠陥時や電源オフ時の操舵を確保する役割を果たす。
特開２００３−３２０９４３号公報特開２００３−３２０９４５号公報特開２００３−１６００５７号公報 2. Description of the Related Art Conventionally, this type of transmission ratio variable steering device has a lock mechanism including a lock arm (lock lever) and a lock holder (see, for example, Patent Documents 1, 2, and 3). This locking mechanism locks the differential mechanism of the transmission ratio variable mechanism by engaging the lock arm with the lock holder under a predetermined condition, and ensures the steering when the system is defective or the power is turned off. Fulfill.
Japanese Patent Laid-Open No. 2003-320943 JP 2003-320945 A JP 2003-160057 A

ところで、上述の種のロック機構は、主にイグニションスイッチがオフされた際に作動するものである。従って、ロックレバーがロックホルダに当接する際の衝突音は、イグニションスイッチのオフ時の比較的静かな周辺環境では異音としてユーザに感知される場合がある。これに対して、衝突音を低減するための緩衝材をロックホルダに装着する対策が考えられる。しかしながら、この場合でも、強度上の要件等からロックホルダ全周に亘って十分な肉厚を緩衝材に付与することは現実的には困難であり、ロックレバーとロックホルダとの相対的な位置関係によっては緩衝材の肉厚の小さい部位にロックレバーが当たって衝突音が生じる可能性がある。 By the way, the above-mentioned type of locking mechanism mainly operates when the ignition switch is turned off. Therefore, the collision sound when the lock lever comes into contact with the lock holder may be perceived by the user as an abnormal sound in a relatively quiet surrounding environment when the ignition switch is turned off. On the other hand, a countermeasure for mounting a cushioning material for reducing the collision noise on the lock holder can be considered. However, even in this case, it is practically difficult to give the cushioning material a sufficient thickness over the entire circumference of the lock holder due to strength requirements and the like, and the relative positions of the lock lever and the lock holder Depending on the relationship, there is a possibility that a collision sound may be generated when the lock lever hits a small thickness portion of the cushioning material.

そこで、本発明は、ロック部材がロックホルダに当接する際の衝突音を効果的に低減することができる伝達比可変操舵装置の提供を目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a transmission ratio variable steering device that can effectively reduce a collision sound when a lock member comes into contact with a lock holder.

上記課題を解決するため、本発明の一局面によれば、ステアリングホイールの回転力を伝達する入力軸と、
ステアリングギアに回転力を伝達する出力軸と、
電動モータの駆動により入力軸−出力軸間の伝達比を変化させる伝達比可変機構と、
電動モータの回転軸に連結され、周部に被係合部を所定間隔で有し、該被係合部に緩衝層が形成されたロックホルダと、
前記ロックホルダの被係合部に係合可能な係合部を備え、該係合部が前記ロックホルダの周部に当接するように前記ロックホルダに向かって移動可能なロック部材と、
前記ロック部材を前記ロックホルダに向かって移動させる際に前記ロックホルダの周部上の所定部位に前記ロック部材の係合部を当接させる制御手段とを備え、
前記緩衝層は、前記ロックホルダの周部上の周方向に沿った少なくとも２つの異なる第１の位置と第２の位置で異なる厚さを有し、第１の位置での厚さが第２の位置での厚さよりも大きく、
前記制御手段は、前記ロックホルダの周部上の前記第１の位置の部位に前記ロック部材の係合部が当接するように前記電動モータの回転軸を回転させることを特徴とする、伝達比可変操舵装置が提供される。 In order to solve the above problems, according to one aspect of the present invention, an input shaft that transmits the rotational force of a steering wheel;
An output shaft that transmits rotational force to the steering gear;
A transmission ratio variable mechanism that changes the transmission ratio between the input shaft and the output shaft by driving an electric motor;
Connected to a rotary shaft of the electric motor, the engaged portions possess at predetermined intervals in a circumferential portion, and a lock holder that buffer layer is formed to said engaging portion,
A locking member comprising an engaging portion engageable with an engaged portion of the lock holder, the lock member being movable toward the lock holder so that the engaging portion is in contact with a peripheral portion of the lock holder;
Control means for bringing the engaging portion of the lock member into contact with a predetermined portion on the peripheral portion of the lock holder when the lock member is moved toward the lock holder ;
The buffer layer has different thicknesses in at least two different first positions and second positions along the circumferential direction on the peripheral portion of the lock holder, and the thickness at the first position is second. Greater than the thickness at
The control means rotates the rotating shaft of the electric motor so that the engaging portion of the lock member comes into contact with the portion of the first position on the peripheral portion of the lock holder. A variable steering device is provided.

本局面において、ロックホルダは、好ましくは、電動モータの回転軸まわりに設けられる。この場合、ロックホルダは、電動モータの回転軸まわりに圧入等されて固定される部材であってよく、或いは、電動モータの回転軸上に一体的に形成されてもよい。また、ロックホルダは、電動モータの回転軸上に他の部材を介して設けられてもよい。つまり、ロックホルダは、電動モータの回転軸の回転と共に回転する部材であればよい。本局面では、ロックレバーのようなロック部材の係合部がロックホルダの被係合部に係合されることで、電動モータの回転軸の回転が規制・阻止される。尚、ロック部材は、典型的には、伝達比可変機構のハウジングに支持されるが、当該ハウジングは、伝達比可変機構の構成に依存して、車体に対して回転不能若しくは回転可能な部位となりうる。 In this aspect, the lock holder is preferably provided around the rotation axis of the electric motor. In this case, the lock holder may be a member that is press-fitted and fixed around the rotation shaft of the electric motor, or may be integrally formed on the rotation shaft of the electric motor. Further, the lock holder may be provided on the rotating shaft of the electric motor via another member. That is, the lock holder may be a member that rotates with the rotation of the rotating shaft of the electric motor. In this aspect, the engagement portion of the lock member such as the lock lever is engaged with the engaged portion of the lock holder, so that the rotation of the rotating shaft of the electric motor is restricted / blocked. Note that the lock member is typically supported by a housing of the transmission ratio variable mechanism, but the housing is a portion that cannot rotate or can rotate with respect to the vehicle body depending on the configuration of the transmission ratio variable mechanism. sell.

また、本局面において、前記緩衝層は、前記ロックホルダの周部上の周方向に沿った少なくとも２つの異なる第１の位置と第２の位置で異なる厚さを有し、第１の位置での厚さが第２の位置での厚さよりも大きく、前記制御手段は、前記ロックホルダの周部上の前記第１の位置の部位に前記ロック部材の係合部が当接するように前記電動モータの回転軸を回転させる。これにより、前記ロック部材の係合部を確実に緩衝層の厚い部位に当接させることができるので、異音が生じることがなくなる。この際、前記制御手段は、前記ロックホルダの周部上の緩衝層の厚みに関する記憶データと、前記電動モータの回転角を出力する回転角センサの出力値とに基づいて、前記ロックホルダの周部上における前記第１の位置の部位を判断してよい。
Further, in this aspect, the buffer layer has different thicknesses in at least two different first positions and second positions along a circumferential direction on the peripheral portion of the lock holder, Is larger than the thickness at the second position, and the control means is configured so that the engaging portion of the lock member comes into contact with the portion at the first position on the peripheral portion of the lock holder. Rotate the motor shaft. As a result, the engaging portion of the lock member can be reliably brought into contact with the thick portion of the buffer layer, so that no abnormal noise is generated. At this time, the control means, the stored data relating to the thickness of the buffer layer on the peripheral portion of the lock holder, based on the output value of the rotation angle sensor that outputs a rotation angle of the electric motor, prior Symbol lock holder the site of the first position definitive on the peripheral portion may determine.

本発明によれば、ロック部材がロックホルダに当接する際の衝突音を効果的に低減することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the collision sound at the time of a lock member contact | abutting to a lock holder can be reduced effectively.

以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.

図１は、本発明による伝達比可変操舵装置の一実施例を概略的に示す全体図である。伝達比可変操舵装置１０は、運転者が操作するステアリングホイール１１を含むステアリングコラム１２を備える。ステアリングコラム１２は、ステアリングホイール１１の回転軸となるメインシャフト１４を回転可能に支持する。メインシャフト１４は、ゴムカップリング１３等を介して中間シャフト（インターミディエイトシャフト）１６に接続される。中間シャフト１６はステアリングギアボックス３１に接続され、ステアリングギアボックス３１内でピニオン１７がステアリングラック１８に噛合される。ステアリングラック１８の両端には、それぞれタイロッド１９の一端が接続されると共に各タイロッド１９の他端にはナックルアーム等（図示せず）を介して転舵輪（図示せず）が接続されている。 FIG. 1 is an overall view schematically showing an embodiment of a transmission ratio variable steering apparatus according to the present invention. The transmission ratio variable steering apparatus 10 includes a steering column 12 including a steering wheel 11 operated by a driver. The steering column 12 rotatably supports a main shaft 14 that serves as a rotating shaft of the steering wheel 11. The main shaft 14 is connected to an intermediate shaft (intermediate shaft) 16 via a rubber coupling 13 or the like. The intermediate shaft 16 is connected to a steering gear box 31, and the pinion 17 is engaged with the steering rack 18 in the steering gear box 31. One end of a tie rod 19 is connected to each end of the steering rack 18 and a steered wheel (not shown) is connected to the other end of each tie rod 19 via a knuckle arm or the like (not shown).

また、中間シャフト１６又はメインシャフト１４には、ステアリングホイール１１の操舵角に応じた信号を発生する舵角センサ７４や、ステアリングシャフトに生ずる操舵トルクに応じた信号を発生するトルクセンサ１５が設けられる。また、ステアリングギアボックス３１内には、操舵補助用のアシストモータ２０がラック軸と同軸に設けられている。尚、アシストモータ２０は、ステアリングコラム１２内若しくはピニオン軸に設けられてもよい。 The intermediate shaft 16 or the main shaft 14 is provided with a steering angle sensor 74 that generates a signal corresponding to the steering angle of the steering wheel 11 and a torque sensor 15 that generates a signal corresponding to the steering torque generated in the steering shaft. . In the steering gear box 31, an assist motor 20 for assisting steering is provided coaxially with the rack shaft. The assist motor 20 may be provided in the steering column 12 or on the pinion shaft.

伝達比可変操舵装置１０は、ステアリングギアボックス３１内に伝達比可変機構３０を更に備える。伝達比可変機構３０は、例えば車速に応じて、ステアリングホイール１１の操舵角に対するタイヤの切れ角の比（ギヤレシオ）を可変する機能を有する。 The transmission ratio variable steering apparatus 10 further includes a transmission ratio variable mechanism 30 in the steering gear box 31. The transmission ratio variable mechanism 30 has a function of varying the ratio (gear ratio) of the tire turning angle to the steering angle of the steering wheel 11 in accordance with, for example, the vehicle speed.

図２は、シャフト軸を含む面で切断した際の、伝達比可変機構３０の断面図であり、図３は、伝達比可変機構３０の伝達比可変原理の説明図である。伝達比可変機構３０はハウジング３２を備える。ハウジング３２は、ステアリングギアボックス３１と一体型のハウジングであり、サスペンションメンバ（図示せず）等に支持される。ハウジング３２は、ステアリングギアボックス３１のハウジングと別体であってもよい。
ハウジング３２内には、入力軸６０、及び、出力軸６２、減速機（差動機構）４０、モータ３４（ＤＣブラシレスモータ）、回転角センサ７２、及び、ロック機構５０が収容される。尚、減速機４０は、後述する如く、ドリブンギア３８と、ステータギア４２と、波動発生装置４６と、フレキシブルギア４８とから構成される。 FIG. 2 is a cross-sectional view of the transmission ratio variable mechanism 30 when cut along the plane including the shaft axis, and FIG. 3 is an explanatory diagram of the transmission ratio variable principle of the transmission ratio variable mechanism 30. The transmission ratio variable mechanism 30 includes a housing 32. The housing 32 is an integral housing with the steering gear box 31, and is supported by a suspension member (not shown) or the like. The housing 32 may be separate from the housing of the steering gear box 31.
In the housing 32, an input shaft 60, an output shaft 62, a speed reducer (differential mechanism) 40, a motor 34 (DC brushless motor), a rotation angle sensor 72, and a lock mechanism 50 are accommodated. The speed reducer 40 includes a driven gear 38, a stator gear 42, a wave generator 46, and a flexible gear 48, as will be described later.

入力軸６０の上端には、中間シャフト１６の下端が連結される。入力軸６０の下端には、ステータギア４２が設けられる。出力軸６２の下側には、ピニオン１７が設けられる。出力軸６２の上側には、ドリブンギア３８が設けられる。ドリブンギア３８及びステータギア４２の内周面には、それぞれ異なる歯数（ドリブンギア３８の歯数＜ステータギア４２の歯数）のギアが形成されている。ドリブンギア３８及びステータギア４２の内側には、それぞれのギアに同時に噛合するフレキシブルギア４８が設けられる。即ち、フレキシブルギア４８の外側に形成された歯（歯数は、ドリブンギア３８の歯数と同じ）に、ドリブンギア３８及びステータギア４２の内側に形成された歯が噛合する。フレキシブルギア４８の内側は、波動発生装置４６の外輪上に嵌合される。 The lower end of the intermediate shaft 16 is connected to the upper end of the input shaft 60. A stator gear 42 is provided at the lower end of the input shaft 60. A pinion 17 is provided below the output shaft 62. A driven gear 38 is provided above the output shaft 62. Gears having different numbers of teeth (the number of teeth of the driven gear 38 <the number of teeth of the stator gear 42) are formed on the inner peripheral surfaces of the driven gear 38 and the stator gear 42, respectively. Inside the driven gear 38 and the stator gear 42, a flexible gear 48 that meshes simultaneously with each gear is provided. That is, the teeth formed inside the driven gear 38 and the stator gear 42 mesh with the teeth formed outside the flexible gear 48 (the number of teeth is the same as the number of teeth of the driven gear 38). The inner side of the flexible gear 48 is fitted on the outer ring of the wave generator 46.

ハウジング３２には、モータ３４のケース３４ａが固定されている。モータ３４は、モータシャフト３５を有し、モータシャフト３５は、波動発生装置４６のカムに接続される。モータシャフト３５内には、入力軸６０が回転可能に挿通されている。即ち、入力軸６０とモータシャフト３５とは、互いに独立に回転可能であるように構成されている。 A case 34 a of a motor 34 is fixed to the housing 32. The motor 34 has a motor shaft 35, and the motor shaft 35 is connected to the cam of the wave generator 46. An input shaft 60 is rotatably inserted into the motor shaft 35. That is, the input shaft 60 and the motor shaft 35 are configured to be able to rotate independently of each other.

この構成では、図３に示すように、モータ３４のモータシャフト３５が回転すると波動発生装置４６のカムが回転して、フレキシブルギア４８が回転される。この際、フレキシブルギア４８は、楕円形に変形した状態でステータギア４２内を回転し、同軸上のドリブンギア３８を回転させる。即ち、ドリブンギア３８の歯数がステータギア４２の歯数より少ないため、波動発生装置４６が１回転した際、ドリブンギア３８は、波動発生装置４６の回転方向と逆方向に歯数の差分だけ回転する（即ち、アクチュエータ作動角＝モータ３４の回転角×減速比（減速比＝歯数差／ドリブンギア３８の歯数））。一方、ステアリングホイール１１（メインシャフト１４）が回転すると、入力軸６０（ステータギア４２）が回転し、アクチュエータ作動角が付加されて出力軸６２へと伝達される。 In this configuration, as shown in FIG. 3, when the motor shaft 35 of the motor 34 rotates, the cam of the wave generator 46 rotates and the flexible gear 48 rotates. At this time, the flexible gear 48 rotates in the stator gear 42 in a state of being deformed into an elliptical shape, and rotates the driven gear 38 on the same axis. That is, since the number of teeth of the driven gear 38 is smaller than the number of teeth of the stator gear 42, when the wave generator 46 rotates once, the driven gear 38 rotates by the difference in the number of teeth in the direction opposite to the rotation direction of the wave generator 46. (That is, actuator operating angle = rotation angle of motor 34 × reduction ratio (reduction ratio = number of teeth difference / number of teeth of driven gear 38)). On the other hand, when the steering wheel 11 (main shaft 14) rotates, the input shaft 60 (stator gear 42) rotates, and an actuator operating angle is added and transmitted to the output shaft 62.

図４は、図２のラインＡ−Ａにより切断したロック機構５０の断面図である。ロック機構５０は、モータ３４のモータシャフト３５まわりに搭載される。ロック機構５０は、回動ピン５４まわりに回動可能なロックレバー（ロックアーム）５２を有する。回動ピン５４は、伝達比可変機構３０のハウジング３２に固定される。これにより、ロックレバー５２は、ハウジング３２等の車体に対して回転不能な部位に支持されることになる。ロックレバー５２の先端には、後述するロックホルダ３６の凹部３７に係合する係合部５２ａが設けられている。 4 is a cross-sectional view of the locking mechanism 50 cut along line AA in FIG. The lock mechanism 50 is mounted around the motor shaft 35 of the motor 34. The lock mechanism 50 includes a lock lever (lock arm) 52 that can rotate around the rotation pin 54. The rotation pin 54 is fixed to the housing 32 of the transmission ratio variable mechanism 30. As a result, the lock lever 52 is supported at a portion that cannot rotate with respect to the vehicle body such as the housing 32. At the tip of the lock lever 52, an engaging portion 52a that engages with a concave portion 37 of the lock holder 36 described later is provided.

モータ３４のモータシャフト３５上には、略リング状のロックホルダ３６が設けられる。ロックホルダ３６は、硬質な材料から形成され、モータシャフト３５と共に回転するように、モータシャフト３５に対して実質的に回転不能に設けられている。ロックホルダ３６の周部には、ロックレバー５２の係合部５２ａが係合する凹部３７が形成されている。凹部３７は、図４に示すように、広い角度範囲で凹設された第１凹部３７ａと、第１凹部３７ａに比して狭い角度範囲で且つ深く凹設された第２凹部３７ｂを含む。凹部３７は、周方向に所定の間隔で複数箇所設定されている。尚、凹部３７は、焼き入れ処理等により硬質化されてよい。 A substantially ring-shaped lock holder 36 is provided on the motor shaft 35 of the motor 34. The lock holder 36 is formed of a hard material, and is provided so as not to rotate with respect to the motor shaft 35 so as to rotate together with the motor shaft 35. On the periphery of the lock holder 36, a recess 37 is formed in which the engaging portion 52a of the lock lever 52 is engaged. As shown in FIG. 4, the recess 37 includes a first recess 37 a that is recessed in a wide angle range, and a second recess 37 b that is recessed deeper in an angle range narrower than the first recess 37 a. A plurality of recesses 37 are set at predetermined intervals in the circumferential direction. The concave portion 37 may be hardened by a quenching process or the like.

凹部３７には、図４に示すように、樹脂やゴム等の適切な材料からなる緩衝材３９が被覆されている。即ち、緩衝材３９は、ロックホルダ３６のストッパ部３６ａを除いて、実質的にロックホルダ３６の全周に亘って被覆されている。但し、本実施例の緩衝材３９は、ロックホルダ３６の全周に亘って一定の肉厚に形成されていない。即ち、第１凹部３７ａには、比較的大きな肉厚の第１緩衝層３９ａが形成され、第２凹部３７ｂには、比較的小さな肉厚の第２緩衝層３９ｂが形成されている。これは、ロックホルダ３６の強度上の要件に起因している（特に、ロックホルダ３６のストッパ部３６ａを緩衝材３９のみで構成することや、第２凹部３７ｂの深さを大きくすることは現実的に困難である）。 As shown in FIG. 4, the recess 37 is covered with a cushioning material 39 made of an appropriate material such as resin or rubber. That is, the cushioning material 39 is covered substantially over the entire circumference of the lock holder 36 except for the stopper portion 36 a of the lock holder 36. However, the buffer material 39 of the present embodiment is not formed with a constant thickness over the entire circumference of the lock holder 36. That is, a relatively large first buffer layer 39a is formed in the first recess 37a, and a relatively small second buffer layer 39b is formed in the second recess 37b. This is due to the strength requirements of the lock holder 36 (particularly, it is a reality that the stopper portion 36a of the lock holder 36 is composed only of the cushioning material 39 and that the depth of the second recess 37b is increased. Difficult).

ロックレバー５２は、回動ピン５４まわりに設けられたリターンスプリング５３によりロックホルダ３６に向けて付勢されている。即ち、リターンスプリング５３は、ロックホルダ３６（モータシャフト３５）に向かって回動するようにロックレバー５２を付勢している。ロックレバー５２の係合部５２ａは、凹部３７（特に第２凹部３７ｂ）内に嵌入されると、リターンスプリング５３の弾性力により凹部３７内に保持された状態となる。これにより、ロック状態が実現される。 The lock lever 52 is urged toward the lock holder 36 by a return spring 53 provided around the rotation pin 54. That is, the return spring 53 urges the lock lever 52 to rotate toward the lock holder 36 (motor shaft 35). When the engagement portion 52 a of the lock lever 52 is fitted into the recess 37 (particularly the second recess 37 b), the lock lever 52 is held in the recess 37 by the elastic force of the return spring 53. Thereby, the locked state is realized.

ロック状態が実現されると、モータ３４のモータシャフト３５は、ロックレバー５２とロックホルダ３６との係合により、伝達比可変機構３０のハウジング３２に対して固定された状態となる。即ち、モータ３４のモータシャフト３５は、その回転方向の移動が、ロックホルダ３６の凹部３７に嵌入したロックレバー５２の係合部５２ａにより係止され、ハウジング３２（車体）に対して回転不能な状態となる。この場合、仮にモータ３４が駆動してもモータシャフト３５が回転することはない。一方、ステアリングホイール１１が回転すると、入力軸６０（ステータギア４２）が回転し、フレキシブルギア４８を介してドリブンギア３８が回転される。この際、モータシャフト３５には、フレキシブルギア４８を介して回転反力が伝達されるが、モータシャフト３５は、ロックレバー５２により回転不能な状態とされているので、モータシャフト３５が当該回転反力で回転されることは無い（即ち、ステアリングホイール１１の回転は、ロック状態であっても確実に転舵輪に伝達される）。このように、ロック機構５０は、システム欠陥時にフェールセーフとして機能し、又は、イグニッションスイッチオフ後に操舵を確保する役割を果たす。 When the locked state is realized, the motor shaft 35 of the motor 34 is fixed to the housing 32 of the transmission ratio variable mechanism 30 by the engagement of the lock lever 52 and the lock holder 36. That is, the rotation of the motor shaft 35 of the motor 34 is locked by the engaging portion 52a of the lock lever 52 fitted in the recess 37 of the lock holder 36, and cannot be rotated with respect to the housing 32 (vehicle body). It becomes a state. In this case, even if the motor 34 is driven, the motor shaft 35 does not rotate. On the other hand, when the steering wheel 11 rotates, the input shaft 60 (stator gear 42) rotates, and the driven gear 38 rotates through the flexible gear 48. At this time, a rotational reaction force is transmitted to the motor shaft 35 via the flexible gear 48. However, since the motor shaft 35 is in a non-rotatable state by the lock lever 52, the motor shaft 35 is not rotated. It is not rotated by force (that is, the rotation of the steering wheel 11 is reliably transmitted to the steered wheels even in the locked state). Thus, the lock mechanism 50 functions as a fail-safe when the system is defective, or plays a role of ensuring steering after the ignition switch is turned off.

本実施例のロック機構５０は、ソレノイド５６により電磁的に作動される。例えばイグニッションオン時（システム正常時）にソレノイド５６への通電がなされると、ソレノイド５６が発生する吸引力によりロックレバー５２がリターンスプリング５３からの付勢力に抗して回動し、ロックレバー５２の係合部５２ａがロックホルダ３６の凹部３７内から離脱する。これにより、アンロック状態が実現される（図５（Ａ）参照）。アンロック状態が実現されると、モータ３４のモータシャフト３５は、モータ３４の駆動時に回転し、上述の如く、伝達比可変機能が実現される（即ち、ステアリングホイール１１の操舵角にアクチュエータ作動角が付加されてステアリングギアボックス３１に入力される）。一方、システム欠陥時や電源オフ（イグニションスイッチオフ）時には、ソレノイド５６への通電が断たれ、上述の如く、ロック機構５０の作動によりロック状態が実現される。 The lock mechanism 50 of this embodiment is electromagnetically operated by a solenoid 56. For example, when the solenoid 56 is energized when the ignition is on (when the system is normal), the lock lever 52 rotates against the urging force from the return spring 53 by the suction force generated by the solenoid 56, and the lock lever 52 The engaging portion 52 a is detached from the recess 37 of the lock holder 36. Thereby, the unlocked state is realized (see FIG. 5A). When the unlocked state is realized, the motor shaft 35 of the motor 34 rotates when the motor 34 is driven, and the transmission ratio variable function is realized as described above (that is, the actuator operating angle is added to the steering angle of the steering wheel 11). Is input to the steering gear box 31). On the other hand, when the system is defective or the power is turned off (ignition switch off), the energization of the solenoid 56 is cut off, and the lock state is realized by the operation of the lock mechanism 50 as described above.

ところで、ロック状態を実現するため、ソレノイド５６への通電が断たれると、ロックレバー５２は、リターンスプリング５３の付勢力により、ロックホルダ３６に向かって回動し、ロックレバー５２の係合部５２ａがロックホルダ３６の周部に衝突する。本実施例では、上述の如く、ロックホルダ３６の周部の凹部３７上に緩衝材３９が被覆されているので、ロックレバー５２の係合部５２ａが凹部３７に衝突した際の打撃音を低減することができる。 By the way, in order to realize the locked state, when the energization to the solenoid 56 is cut off, the lock lever 52 is rotated toward the lock holder 36 by the urging force of the return spring 53, and the engaging portion of the lock lever 52 is engaged. 52 a collides with the peripheral portion of the lock holder 36. In the present embodiment, as described above, the cushioning material 39 is covered on the concave portion 37 of the peripheral portion of the lock holder 36, so that the hitting sound when the engaging portion 52a of the lock lever 52 collides with the concave portion 37 is reduced. can do.

しかしながら、ロックレバー５２の係合部５２ａがロックホルダ３６の周部に衝突する際、緩衝材３９が被覆されていない部位（ストッパ部３６ａ）や、緩衝材３９の肉厚の比較的小さい部位（第２緩衝層３９ｂ）にロックレバー５２の係合部５２ａが初期的に当たると、緩衝材３９の機能が全く発揮されないか、若しくは緩衝材３９の機能が充分には発揮されないことになる。即ち、打撃音が生じ、ユーザに異音として知覚される場合がある。 However, when the engaging portion 52a of the lock lever 52 collides with the peripheral portion of the lock holder 36, a portion where the cushioning material 39 is not covered (a stopper portion 36a) or a portion where the thickness of the cushioning material 39 is relatively small ( When the engaging portion 52a of the lock lever 52 initially strikes the second buffer layer 39b), the function of the buffer material 39 is not exhibited at all, or the function of the buffer material 39 is not fully exhibited. That is, a striking sound is generated and may be perceived as abnormal noise by the user.

これに対して、本実施例は、図６を参照して以下に詳説する如く、ロックレバー５２の係合部５２ａがロックホルダ３６の周部に衝突する際、緩衝材３９の肉厚の比較的大きな部位（第１緩衝層３９ａ）に確実にロックレバー５２の係合部５２ａが初期当たりすることを可能とし、打撃音を効果的に低減するものである。 In contrast, in this embodiment, as will be described in detail below with reference to FIG. 6, when the engaging portion 52 a of the lock lever 52 collides with the peripheral portion of the lock holder 36, the thickness of the cushioning material 39 is compared. This makes it possible for the engaging portion 52a of the lock lever 52 to reliably hit the initial large portion (the first buffer layer 39a) and effectively reduce the striking sound.

本実施例によるロック機構５０の作動制御（特に、アンロック状態からロック状態への切り替え制御）は、ＥＣＵ７０（上述の伝達比可変制御用の電子制御装置と共通であってよい）により実現される。ＥＣＵ７０には、回転角センサ７２が接続されている（図１参照）。回転角センサ７２は、例えば、伝達比可変機構３０のモータ３４のモータシャフト３５まわりに配設される３つのセンサ素子から構成されてよい。この場合、ＥＣＵ７０は、これら３つのセンサ素子からの出力信号のパターン変化に基づいて、モータシャフト３５の回転方向及び回転角を検出する。 The operation control (in particular, switching control from the unlocked state to the locked state) of the lock mechanism 50 according to the present embodiment is realized by the ECU 70 (may be shared with the above-described electronic control device for variable transmission ratio control). . A rotation angle sensor 72 is connected to the ECU 70 (see FIG. 1). The rotation angle sensor 72 may be composed of, for example, three sensor elements disposed around the motor shaft 35 of the motor 34 of the transmission ratio variable mechanism 30. In this case, the ECU 70 detects the rotation direction and the rotation angle of the motor shaft 35 based on the pattern change of the output signals from these three sensor elements.

先ず、ステップ１００において、システム欠陥時やイグニションスイッチオフ時のようなロック状態を実現すべき条件が成立すると、ＥＣＵ７０は、回転角センサ７２の出力信号に基づいて、現時点のロックホルダ３６（モータシャフト３５）の回転位置を検出する（ステップ１１０）。 First, in step 100, when a condition for realizing a locked state such as when the system is defective or when the ignition switch is off is established, the ECU 70 determines the current lock holder 36 (motor shaft) based on the output signal of the rotation angle sensor 72. 35) is detected (step 110).

次に、ＥＣＵ７０は、ステップ１１０での検出結果に基づいて、現時点のロックホルダ３６の回転位置でロックレバー５２が回動した場合にロックレバー５２の係合部５２ａが第１緩衝層３９ａ以外の部位に初期当たりするか否かを判断する（ステップ１２０）。尚、この判断は、モータシャフト３５の回転角（回転角センサ７２の出力値）と、ロックホルダ３６の各部位（第１緩衝層３９ａとそれ以外の部位）の回転位置との対応関係に基づいて、ロックレバー５２の係合部５２ａが初期当たりする位置のロックホルダ３６の部位を判断することで実現できる。また、モータシャフト３５の回転角（回転角センサ７２の出力値）と、ロックホルダ３６の各部位の回転位置との対応関係は、ロックホルダ３６の初期組み付け時（回転角センサ７２の中立位置確定時）に導出・記憶されてよく、若しくは、ロックレバー５２の係合部５２ａが例えば第２凹部３７ｂに嵌入した際や係合部５２ａがストッパ部３６ａの側面に係止された際のモータシャフト３５の回転角から逆算的に導出・記憶されてもよい。 Next, based on the detection result in step 110, the ECU 70 determines that the engaging portion 52a of the lock lever 52 is other than the first buffer layer 39a when the lock lever 52 is rotated at the current rotation position of the lock holder 36. It is determined whether or not the part is initially hit (step 120). This determination is based on the correspondence between the rotation angle of the motor shaft 35 (the output value of the rotation angle sensor 72) and the rotation position of each part (the first buffer layer 39a and other parts) of the lock holder 36. Thus, it can be realized by determining the position of the lock holder 36 at the position where the engaging portion 52a of the lock lever 52 initially contacts. The correspondence between the rotation angle of the motor shaft 35 (output value of the rotation angle sensor 72) and the rotation position of each part of the lock holder 36 is determined when the lock holder 36 is initially assembled (the neutral position of the rotation angle sensor 72 is determined). The motor shaft when the engaging portion 52a of the lock lever 52 is fitted into the second recess 37b or when the engaging portion 52a is locked to the side surface of the stopper portion 36a, for example. It may be derived and stored in an inverse calculation from the 35 rotation angles.

ステップ１２０において、ロックレバー５２の係合部５２ａが第１緩衝層３９ａに初期当たりすると判断された場合、ＥＣＵ７０は、ソレノイド５６への通電を遮断する指令を出力する（ステップ１４０）。この結果、ロックレバー５２がロックホルダ３６に向かって回動され、ロックレバー５２の係合部５２ａが肉厚の比較的大きな第１緩衝層３９ａに衝突する。 In step 120, when it is determined that the engaging portion 52a of the lock lever 52 initially hits the first buffer layer 39a, the ECU 70 outputs a command to cut off the energization of the solenoid 56 (step 140). As a result, the lock lever 52 is rotated toward the lock holder 36, and the engaging portion 52a of the lock lever 52 collides with the first buffer layer 39a having a relatively large thickness.

一方、ステップ１２０において、ロックレバー５２の係合部５２ａが第１緩衝層３９ａ以外の部位（即ち、ストッパ部３６ａ若しくは第２緩衝層３９ｂ）に初期当たりすると判断された場合、ＥＣＵ７０は、モータ３４を制御して、ロックレバー５２の係合部５２ａが第１緩衝層３９ａに初期当たりできるような位置までロックホルダ３６を回転させる（ステップ１３０）。ＥＣＵ７０は、ロックレバー５２の係合部５２ａが第１緩衝層３９ａに初期当たりする回転位置までロックホルダ３６が回転された時点で、同様に、ソレノイド５６への通電を遮断する指令を出力する（ステップ１４０）。この結果、ロックレバー５２がロックホルダ３６に向かって回動され、ロックレバー５２の係合部５２ａが肉厚の比較的大きな第１緩衝層３９ａに衝突する。 On the other hand, when it is determined in step 120 that the engaging portion 52a of the lock lever 52 initially hits a portion other than the first buffer layer 39a (that is, the stopper portion 36a or the second buffer layer 39b), the ECU 70 And the lock holder 36 is rotated to a position where the engaging portion 52a of the lock lever 52 can initially contact the first buffer layer 39a (step 130). Similarly, when the lock holder 36 is rotated to the rotation position where the engaging portion 52a of the lock lever 52 initially contacts the first buffer layer 39a, the ECU 70 outputs a command to cut off the energization to the solenoid 56 ( Step 140). As a result, the lock lever 52 is rotated toward the lock holder 36, and the engaging portion 52a of the lock lever 52 collides with the first buffer layer 39a having a relatively large thickness.

尚、本実施例において、上記ステップ１４０の処理後、ロックレバー５２の係合部５２ａは、第１緩衝層３９ａ（第１凹部３７ａ）に初期当たりした後、（例えば、モータ３４の回転により）最終的に第２凹部３７ｂ内に嵌入され、第２凹部３７ｂ内に確実に保持されてよい。 In the present embodiment, after the processing of step 140, the engaging portion 52a of the lock lever 52 initially contacts the first buffer layer 39a (first recess 37a) and then (for example, by the rotation of the motor 34). It is finally inserted into the second recess 37b and may be securely held in the second recess 37b.

以上のように、本実施例によれば、ロックレバー５２の係合部５２ａがロックホルダ３６の周部に衝突する際、ロックホルダ３６の周部上の所望の部位にロックレバー５２の係合部５２ａを初期当たりさせることができる。従って、本実施例によれば、強度要件等によりロックホルダ３６の周部に局所的にしか肉厚の充分な緩衝材を被覆できない場合であっても、緩衝材が充分な肉厚で被覆されている部位に確実にロックレバー５２の係合部５２ａを初期当たりさせることができ、これにより、ロック機構５０の作動時の異音が確実に防止され、商品性が向上する。 As described above, according to the present embodiment, when the engaging portion 52a of the lock lever 52 collides with the peripheral portion of the lock holder 36, the lock lever 52 is engaged with a desired portion on the peripheral portion of the lock holder 36. The part 52a can be made to hit initially. Therefore, according to the present embodiment, even when the buffer material having a sufficient thickness can be coated only locally on the peripheral portion of the lock holder 36 due to the strength requirement or the like, the buffer material is coated with a sufficient thickness. Thus, the engaging portion 52a of the lock lever 52 can be reliably brought into initial contact with the portion where the lock mechanism 52 is located, so that abnormal noise during the operation of the lock mechanism 50 is reliably prevented, and the merchantability is improved.

尚、上述では、伝達比可変機構３０のハウジング３２がステアリングギアボックス３１と一体に構成され、ロックレバー５２が車体に対して回転不能な部位（ハウジング３２）に支持される構成を例示しているが、本発明は、例えば、特開２００３−３２０９４３号公報や特開２００３−３２０９４５号公報に開示されるような構成の伝達比可変機構に対しても適用可能である。この場合、伝達比可変機構３０のハウジング３２がステアリングギアボックス３１とは別体に構成され、モータハウジングがステアリングホイールの回転に伴って回転し、ロックレバーが当該モータハウジング（車体に対して回転する部位）に支持される。また、伝達比可変機構３０のモータ３４やロック機構５０等には、ＥＣＵ７０がスパイラルケーブルを介して接続される。但し、この構成では、ロックレバー及びロックホルダが互いに独立して回転するので、ＥＣＵ７０は、舵角センサ７４及び回転角センサ７２の双方の出力値に基づいて、ロックホルダ（モータシャフト）の回転位置と、ロックレバーの位置関係を検出し、この検出結果に基づいて、上述と同様、ロックレバー５２の係合部５２ａが肉厚の比較的大きな第１緩衝層３９ａに衝突するように、モータ３４若しくはソレノイド５６を制御することになる。 In the above description, the housing 32 of the variable transmission ratio mechanism 30 is configured integrally with the steering gear box 31, and the lock lever 52 is supported by a portion (housing 32) that cannot rotate with respect to the vehicle body. However, the present invention is also applicable to a transmission ratio variable mechanism having a configuration as disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open Nos. 2003-320943 and 2003-320945. In this case, the housing 32 of the transmission ratio variable mechanism 30 is configured separately from the steering gear box 31, the motor housing rotates as the steering wheel rotates, and the lock lever rotates relative to the motor housing (the vehicle body). Supported by the region). Further, the ECU 70 is connected to the motor 34 and the lock mechanism 50 of the variable transmission ratio mechanism 30 via a spiral cable. However, in this configuration, since the lock lever and the lock holder rotate independently of each other, the ECU 70 determines the rotational position of the lock holder (motor shaft) based on the output values of both the rudder angle sensor 74 and the rotation angle sensor 72. And the positional relationship of the lock lever is detected, and based on the detection result, the motor 34 is arranged so that the engaging portion 52a of the lock lever 52 collides with the first buffer layer 39a having a relatively large thickness, as described above. Alternatively, the solenoid 56 is controlled.

以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and substitutions can be made to the above-described embodiments without departing from the scope of the present invention. Can be added.

例えば、上述の実施例では、衝突音を低減する観点から、ロックレバー５２の係合部５２ａを肉厚の比較的大きな第１緩衝層３９ａに初期当たりさせているが、他の観点（例えば、耐久性の観点）から、ロックレバー５２の係合部５２ａをロックホルダ３６の所望の部位に初期当たりさせることとしてもよい。 For example, in the above-described embodiment, from the viewpoint of reducing the collision noise, the engaging portion 52a of the lock lever 52 is initially brought into contact with the relatively thick first buffer layer 39a, but other viewpoints (for example, From the viewpoint of durability), the engaging portion 52a of the lock lever 52 may be initially brought into contact with a desired portion of the lock holder 36.

また、ロックホルダ３６の周部に形成される凹部３７及び／又は緩衝材３９の形態に関して、ロックホルダ３６の周部上に衝撃緩衝能力に差がある少なくとも２種類以上の部位が存在するものであれば、如何なる形態であってよい。 In addition, regarding the form of the concave portion 37 and / or the buffer material 39 formed in the peripheral portion of the lock holder 36, there are at least two types of portions having a difference in shock buffering capacity on the peripheral portion of the lock holder 36. Any form can be used.

また、上述の実施例は、ロックレバー５２の係合部５２ａが初期当たりするロックホルダ３６の位置を制御して当該初期当たり時の衝突音を低減するものであったが、ロックレバー５２の係合部５２ａが初期当たりするロックホルダ３６の部位の緩衝能力に応じて、ロックレバー５２の係合部５２ａの衝突速度を制御するものであってもよい。例えば、ロックレバー５２の係合部５２ａがストッパ部３６ａ若しくは第２緩衝層３９ｂに初期当たりすると判断された場合、ロックホルダ３６（モータ３４）を回転させるのではなく、ソレノイド５６への電流量を制御して、ロックレバー５２の係合部５２ａが低速でストッパ部３６ａ若しくは第２緩衝層３９ｂに初期当たりするようにしてもよい。 Further, in the above-described embodiment, the position of the lock holder 36 to which the engaging portion 52a of the lock lever 52 is initially contacted is controlled to reduce the collision sound at the time of the initial contact. The collision speed of the engaging portion 52a of the lock lever 52 may be controlled in accordance with the buffering capacity of the portion of the lock holder 36 that the joint portion 52a initially contacts. For example, when it is determined that the engaging portion 52a of the lock lever 52 initially hits the stopper portion 36a or the second buffer layer 39b, the lock holder 36 (motor 34) is not rotated, but the amount of current to the solenoid 56 is increased. By controlling, the engaging portion 52a of the lock lever 52 may initially hit the stopper portion 36a or the second buffer layer 39b at a low speed.

また、上述した実施例では、ロック機構５０の駆動（ロックレバー５２の回動）はソレノイド５６が発生する電磁力を利用して実現されているが、ロック機構５０の駆動は、油圧やモータの回転トルクを利用して実現されてもよい。 In the above-described embodiment, the drive of the lock mechanism 50 (the rotation of the lock lever 52) is realized by using the electromagnetic force generated by the solenoid 56. However, the drive of the lock mechanism 50 can be performed by hydraulic pressure or a motor. You may implement | achieve using a rotational torque.

また、上述した実施例において、ロックレバー５２の係合部５２ａは、ロックホルダ３６の凹部３７に嵌入される際、必ずしもモータシャフト３５を中心に向かって回動される必要はない。また、ロックホルダ３６の凹部３７は、ロックレバー５２の係合部５２ａの回動移動を妨げないように傾斜していてもよい。また、上述した実施例では、ロックレバー５２の回動によりロック状態又はアンロック状態が実現されているが、ロックレバー５２の直線的な移動（即ち、往復動）によりロック状態又はアンロック状態が実現されてもよい。 Further, in the above-described embodiment, the engaging portion 52 a of the lock lever 52 does not necessarily have to be rotated around the motor shaft 35 when being inserted into the concave portion 37 of the lock holder 36. Further, the concave portion 37 of the lock holder 36 may be inclined so as not to hinder the rotational movement of the engaging portion 52 a of the lock lever 52. In the above-described embodiment, the locked state or the unlocked state is realized by the rotation of the lock lever 52, but the locked state or the unlocked state is changed by the linear movement of the lock lever 52 (that is, the reciprocating motion). It may be realized.

本発明による車両用操舵装置の一実施例を概略的に示す全体図である。1 is an overall view schematically showing an embodiment of a vehicle steering apparatus according to the present invention. 伝達比可変機構３０の断面図である。3 is a sectional view of a transmission ratio variable mechanism 30. FIG. 伝達比可変機構３０による伝達比可変原理の説明図である。It is explanatory drawing of the transmission ratio variable principle by the transmission ratio variable mechanism. ロック機構５０を示す断面図である。3 is a cross-sectional view showing a lock mechanism 50. FIG. ロック機構５０の作動説明図である。FIG. 10 is an operation explanatory diagram of the lock mechanism 50. ロック機構５０の作動制御の流れを示すフローチャートである。4 is a flowchart showing a flow of operation control of the lock mechanism 50.

符号の説明Explanation of symbols

１０伝達比可変操舵装置
１１ステアリングホイール
１２ステアリングコラム
１４メインシャフト
１６中間シャフト
１７ピニオン
１８ステアリングラック
３０伝達比可変機構
３１ステアリングギアボックス
３２ハウジング
３４モータ
３５モータシャフト
３６ロックホルダ
３６ａストッパ部
３７凹部（被係合部）
３７ａ第１凹部
３７ｂ第２凹部
３９緩衝材
３９ａ第１緩衝層
３９ｂ第２緩衝層
４０減速機
５０ロック機構
５２ロックレバー（ロック部材）
５２ａ係合部
５３リターンスプリング
５６ソレノイド
６０入力軸
６２出力軸
７０ＥＣＵ
７２回転角センサ
７４舵角センサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Transmission ratio variable steering apparatus 11 Steering wheel 12 Steering column 14 Main shaft 16 Intermediate shaft 17 Pinion 18 Steering rack 30 Transmission ratio variable mechanism 31 Steering gear box 32 Housing 34 Motor 35 Motor shaft 36 Lock holder 36a Stopper part 37 Recessed part Joint)
37a 1st recessed part 37b 2nd recessed part 39 Buffer material 39a 1st buffer layer 39b 2nd buffer layer 40 Reducer 50 Lock mechanism 52 Lock lever (lock member)
52a Engagement part 53 Return spring 56 Solenoid 60 Input shaft 62 Output shaft 70 ECU
72 Rotation angle sensor 74 Rudder angle sensor

Claims

ステアリングホイールの回転力を伝達する入力軸と、
ステアリングギアに回転力を伝達する出力軸と、
電動モータの駆動により入力軸−出力軸間の伝達比を変化させる伝達比可変機構と、
電動モータの回転軸に連結され、周部に被係合部を所定間隔で有し、該被係合部に緩衝層が形成されたロックホルダと、
前記ロックホルダの被係合部に係合可能な係合部を備え、該係合部が前記ロックホルダの周部に当接するように前記ロックホルダに向かって移動可能なロック部材と、
前記ロック部材を前記ロックホルダに向かって移動させる際に前記ロックホルダの周部上の所定部位に前記ロック部材の係合部を当接させる制御手段とを備え、
前記緩衝層は、前記ロックホルダの周部上の周方向に沿った少なくとも２つの異なる第１の位置と第２の位置で異なる厚さを有し、第１の位置での厚さが第２の位置での厚さよりも大きく、
前記制御手段は、前記ロックホルダの周部上の前記第１の位置の部位に前記ロック部材の係合部が当接するように前記電動モータの回転軸を回転させることを特徴とする、伝達比可変操舵装置。 An input shaft that transmits the rotational force of the steering wheel;
An output shaft that transmits rotational force to the steering gear;
A transmission ratio variable mechanism that changes the transmission ratio between the input shaft and the output shaft by driving an electric motor;
Connected to a rotary shaft of the electric motor, the engaged portions possess at predetermined intervals in a circumferential portion, and a lock holder that buffer layer is formed to said engaging portion,
A locking member comprising an engaging portion engageable with an engaged portion of the lock holder, the lock member being movable toward the lock holder so that the engaging portion is in contact with a peripheral portion of the lock holder;
Control means for bringing the engaging portion of the lock member into contact with a predetermined portion on the peripheral portion of the lock holder when the lock member is moved toward the lock holder ;
The buffer layer has different thicknesses in at least two different first positions and second positions along the circumferential direction on the peripheral portion of the lock holder, and the thickness at the first position is second. Greater than the thickness at
The control means rotates the rotating shaft of the electric motor so that the engaging portion of the lock member comes into contact with the portion of the first position on the peripheral portion of the lock holder. Variable steering device.

前記制御手段は、前記ロックホルダの周部上の緩衝層の厚みに関する記憶データと、前記電動モータの回転角を出力する回転角センサの出力値とに基づいて、前記ロックホルダの周部上における前記第１の位置の部位を判断する、請求項１記載の伝達比可変操舵装置。 Said control means, said storage data relating buffer layer thickness on the periphery of the lock holder, based on the output value of the rotation angle sensor that outputs a rotation angle of the electric motor, prior Symbol lock holder in the circumferential portion on determining the site of the first position definitive, the variable transmission ratio steering apparatus according to claim 1.