JP2005247088A - Reduction gear ratio variable type power steering device - Google Patents

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JP2005247088A JP2004058797A JP2004058797A JP2005247088A JP 2005247088 A JP2005247088 A JP 2005247088A JP 2004058797 A JP2004058797 A JP 2004058797A JP 2004058797 A JP2004058797 A JP 2004058797A JP 2005247088 A JP2005247088 A JP 2005247088A
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Yoshiharu Inaguma
義治 稲熊
Susumu Honaga
進 穂永
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Toyoda Koki KK
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Toyoda Koki KK
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve durability of a reduction gear ratio variable type power steering device by circulating low pressure operating oil delivered from a servo valve device into a planetary gear chamber, dipping a planetary gear mechanism in oil and improving the lubricating characteristic. <P>SOLUTION: Steering force applied to a steering wheel is amplified by the hydraulic servo valve device, and is transmitted to a steered wheel. Rotation speed of a shaft on a steering wheel side is changed by the planetary gear mechanism in correspondence with rotation of a carrier rotated and controlled by a motor, and is transmitted to a steering gear, and a reduction gear ratio as the power steering device is varied. A valve housing hole wherein the servo valve device is housed and the planetary gear chamber wherein the planetary gear mechanism is housed are formed adjacent to a housing, a return port for delivering the operating fluid from the servo valve device is opened to the planetary gear chamber, and the planetary gear mechanism is lubricated by the operating fluid circulated to the planetary gear chamber from the servo valve device. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ハンドルに作用する操舵入力を油圧サーボ弁装置により増幅して操向車輪に伝達する動力舵取装置に関するものである。   The present invention relates to a power steering apparatus that amplifies a steering input acting on a handle by a hydraulic servo valve device and transmits the amplified steering input to a steered wheel.

ハンドルの切り角が小さいときはステアリングギヤの減速比を小さくしてハンドルの切れをよくし、切り角が大きくなると操作が楽なように減速比を大きくすることがある。また、ハンドルの切り角と減速比の関係を上述の関係と逆にしてハンドルの切り角が小さいときにステアリングギヤの減速比を大きくしてハンドルの中立安定性をよくすることがある。さらに、車庫入れ等では減速比をかなり小さくしてハンドルの回し角度を少なくすることが望まれている。   When the turning angle of the steering wheel is small, the reduction ratio of the steering gear may be reduced to improve the cutting of the steering wheel. When the turning angle is increased, the reduction ratio may be increased to facilitate operation. Further, when the steering angle of the steering wheel is small and the steering angle of the steering wheel is small, the steering gear reduction ratio is increased to improve the neutral stability of the steering wheel. Furthermore, it is desirable to reduce the steering angle by reducing the reduction ratio considerably in garage storage.

これらに対応するために、従来、ハンドルに作用する操舵入力を油圧サーボ弁装置により増幅して操向車輪に伝達する動力舵取装置において、ハンドルに連結されたハンドル側シャフトとサーボ弁装置の入力軸との回転比を可変にした減速比可変式動力舵取装置が特開昭60−209362号公報に記載されている。   In order to cope with these, conventionally, in a power steering device that amplifies a steering input acting on a steering wheel by a hydraulic servo valve device and transmits it to a steered wheel, a steering shaft connected to the steering wheel and an input of the servo valve device Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-209362 discloses a variable speed reduction type power steering apparatus in which a rotation ratio with a shaft is variable.

この従来装置では、ハンドル側シャフトおよびサーボ弁装置の入力軸であるギヤ側シャフトがハウジングに軸受により軸承され、ハンドル側シャフトはギヤ側シャフトの軸穴にピン止めされたトーションバーにより芯だしされてこれに同軸に支承されている。ハンドル側シャフトには第1サンギヤがスプライン結合され、ギヤ側シャフトには第1サンギヤと歯数が異なる第2サンギヤがスプライン結合されている。   In this conventional device, the handle side shaft and the gear side shaft, which is the input shaft of the servo valve device, are supported by bearings on the housing, and the handle side shaft is centered by a torsion bar pinned in the shaft hole of the gear side shaft. This is supported coaxially. A first sun gear is spline coupled to the handle side shaft, and a second sun gear having a different number of teeth from the first sun gear is spline coupled to the gear side shaft.

そして、第1および第2サンギヤにそれぞれ噛合する第1および第2プラネタリギヤを形成した遊星体が支持軸に回転可能に支承され、この支持軸の両端がキャリアに支持されている。キャリアはハンドル側シャフトおよびギヤ側シャフトに回転可能に支承され、キャリア外周に刻設されたウォームギヤに噛合するウォームがモータにより回転されることにより、ハンドル側シャフトとギヤ側シャフトとの回転比が遊星歯車機構により変えられるようになっている。   And the planet body which formed the 1st and 2nd planetary gear which meshes | engages with a 1st and 2nd sun gear, respectively is rotatably supported by the support shaft, and the both ends of this support shaft are supported by the carrier. The carrier is rotatably supported by the handle side shaft and the gear side shaft, and the worm meshed with the worm gear engraved on the outer periphery of the carrier is rotated by the motor so that the rotation ratio between the handle side shaft and the gear side shaft is a planet. It can be changed by a gear mechanism.

特開昭60−209362号公報(第2,3頁、図1)JP-A-60-209362 (pages 2, 3 and 1)

上記した従来の減速比可変式動力舵取装置では、サーボ弁装置を収納する弁収納孔と遊星歯車機構が収納される遊星歯車室との間をシール部材により液密的にシールし、遊星歯車機構の潤滑をグリースで行っていた。しかしながら、グリースによる潤滑ではギヤ歯面、ギヤ軸受部の潤滑が不十分になり、耐久性に問題が生じることがある。また、シール部材およびその嵌合孔の加工に費用を要し、かつシール部材の分だけ装置の長手寸法が長くなる。   In the above-described conventional variable reduction ratio type power steering device, a planetary gear is sealed in a liquid-tight manner by a seal member between a valve housing hole that houses a servo valve device and a planetary gear chamber that houses a planetary gear mechanism. The mechanism was lubricated with grease. However, lubrication with grease causes insufficient lubrication of the gear tooth surfaces and the gear bearing portion, which may cause a problem in durability. In addition, the processing of the seal member and its fitting hole is expensive, and the longitudinal dimension of the device is increased by the amount of the seal member.

本発明は、上記した従来の不具合を解消するためになされたもので、サーボ弁装置で使用した低圧の作動油を遊星歯車室に循環させることにより、遊星歯車機構を油漬けにして潤滑性を良好にし、減速比可変式動力舵取装置の耐久性を向上することである。   The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and by circulating the low-pressure hydraulic oil used in the servo valve device to the planetary gear chamber, the planetary gear mechanism is immersed in oil and has lubricity. It is to improve the durability of the power steering apparatus with variable reduction ratio.

上記の課題を解決するため、請求項1に記載の発明の構成上の特徴は、ハンドルに作用する操舵力を油圧サーボ弁装置により増幅して操向車輪に伝達する動力舵取装置にして、前記ハンドルに連結されたハンドル側シャフトと、前記ステアリングギヤに連結されたギヤ側シャフトとをハウジングに中心軸線上で回転可能に軸承し、これら両シャフトの対向する軸端部に歯数が僅かに異なる第1および第2サンギヤを設け、これら第1および第2サンギヤにそれぞれ噛合して一体回転する第1および第2プラネタリギヤを支承するキャリアを前記中心軸線回りに回転可能に支承して遊星歯車機構を構成し、このキャリアをモータにより回転駆動して減速比を変える減速比可変式動力舵取装置において、前記サーボ弁装置が収納される弁収納孔と前記遊星歯車機構が収納される遊星歯車室とを前記ハウジングに隣接して形成し、前記サーボ弁装置に作動油を供給するプレッシャポートを前記弁収納孔に開口し、前記サーボ弁装置からの作動油を排出するリターンポートを前記遊星歯車室に開口し、前記遊星歯車機構を前記サーボ弁装置から前記遊星歯車室を循環する作動油で潤滑することである。   In order to solve the above-described problem, the structural feature of the invention described in claim 1 is a power steering device that amplifies the steering force acting on the steering wheel by a hydraulic servo valve device and transmits the amplified steering force to the steering wheel. A handle-side shaft connected to the handle and a gear-side shaft connected to the steering gear are rotatably supported on a central axis on a housing, and the number of teeth is slightly at the opposite shaft ends of both shafts. Different first and second sun gears are provided, and a planetary gear mechanism that supports the first and second planetary gears that mesh with the first and second sun gears and supports the first and second planetary gears so as to rotate about the central axis is provided. In the variable reduction ratio type power steering apparatus that rotates the carrier by a motor and changes the reduction ratio, a valve storage hole in which the servo valve apparatus is stored; A planetary gear chamber in which the planetary gear mechanism is housed is formed adjacent to the housing, a pressure port for supplying hydraulic oil to the servo valve device is opened in the valve housing hole, and the operation from the servo valve device is performed. A return port for discharging oil is opened in the planetary gear chamber, and the planetary gear mechanism is lubricated with hydraulic oil circulating through the planetary gear chamber from the servo valve device.

請求項2に係る発明の構成上の特徴は、請求項1において、前記サーボ弁装置から排出された作動油を、前記ハンドル側シャフトに形成した連通路を介して前記遊星歯車室に導入するようにしたことである。   According to a second aspect of the present invention, the hydraulic fluid discharged from the servo valve device is introduced into the planetary gear chamber through the communication passage formed in the handle side shaft. It is that.

請求項3に係る発明の構成上の特徴は、請求項1において、ハンドル側シャフトを前記サーボ弁装置を介して前記ハンドルに連結し、前記ハウジングに形成されたステアリングギヤを収納するギヤ室と前記遊星歯車室との間をシール部材により液密的にシールしたことである。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a structural feature of the gear chamber according to the first aspect, wherein a handle-side shaft is connected to the handle via the servo valve device, and a steering gear formed in the housing is housed. This is because the space between the planetary gear chamber and the planetary gear chamber is liquid-tightly sealed by the seal member.

請求項4に係る発明の構成上の特徴は、請求項1乃至3のいずれかにおいて、前記モータの出力軸に連結され前記キャリアに回転を伝達する駆動軸の両端を前記ハウジングに前駆遊星歯車室内で軸承し、前記遊星歯車室内と前記モータとの間をシール部材により液密的にシールしたしたことある。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a structural feature of the invention according to any one of the first to third aspects, wherein both ends of a drive shaft connected to the output shaft of the motor and transmitting rotation to the carrier are connected to the housing in the precursor planetary gear chamber. And the space between the planetary gear chamber and the motor is liquid-tightly sealed with a seal member.

上記のように構成した請求項1に係る発明においては、ハンドルに作用する操舵力はサーボ弁装置により増幅されて操向車輪に伝達される。ハンドルに連結されたハンドル側シャフトの回転はモータにより回転制御されるキャリアの回転に応じて遊星歯車機構により変速されてステアリングギヤに伝達され、動力舵取装置としての減速比が変更される。油圧サーボ弁装置からの排出油は遊星歯車機構が収納された遊星歯車室を循環してリターンポートから排出されるため、遊星歯車機構を油漬けにし、ギヤ歯面、ギヤ軸受部の潤滑を確実に行うことができ、摩擦、磨耗を低減して耐久性を向上することができる。さらに、遊星歯車機構を油漬けにすることにより、歯車の噛み合い騒音を低減することができる。   In the invention according to claim 1 configured as described above, the steering force acting on the steering wheel is amplified by the servo valve device and transmitted to the steering wheel. The rotation of the handle-side shaft connected to the handle is shifted by the planetary gear mechanism according to the rotation of the carrier whose rotation is controlled by the motor and transmitted to the steering gear, and the reduction ratio as the power steering device is changed. The oil discharged from the hydraulic servo valve device circulates through the planetary gear chamber in which the planetary gear mechanism is housed and is discharged from the return port. Therefore, the planetary gear mechanism is immersed in oil and the gear tooth surfaces and gear bearings are securely lubricated. It is possible to improve the durability by reducing friction and wear. Furthermore, gear meshing noise can be reduced by oiling the planetary gear mechanism.

上記のように構成した請求項2に係る発明においては、油圧サーボ弁装置からの排出油がハンドル側シャフトに形成した連通路より遊星歯車室を介してリターンポートより排出するようにしたので、油圧サーボ弁装置からの排出油を遊星歯車室に的確に導入することができる。   In the invention according to claim 2 configured as described above, the oil discharged from the hydraulic servo valve device is discharged from the return port through the planetary gear chamber through the communication path formed in the handle side shaft. The oil discharged from the servo valve device can be accurately introduced into the planetary gear chamber.

上記のように構成した請求項3に係る発明においては、ハンドル側シャフトをサーボ弁装置を介してハンドルに連結し、サーボ弁装置から作動油が流入する遊星歯車室とステアリングギヤを収納するギヤ室との間をシール部材により液密的にシールしたので、作動油とステアリングギヤを潤滑するグリースとが混ざることがない。   In the invention according to claim 3 configured as described above, the shaft on the handle side is connected to the handle via the servo valve device, and the planetary gear chamber into which the hydraulic oil flows from the servo valve device and the gear chamber that houses the steering gear. Is sealed liquid-tightly by the seal member, so that the working oil and the grease for lubricating the steering gear are not mixed.

上記のように構成した請求項4に係る発明においては、モータの出力軸に連結されてキャリアに回転を伝達する駆動軸の両端をハウジングに遊星歯車室内で軸承し、遊星歯車室とモータとの間をシールしたので、油圧サーボ弁から遊星歯車室に流入した作動油がモータ側に流出することがない。   In the invention according to claim 4 configured as described above, both ends of the drive shaft connected to the output shaft of the motor and transmitting the rotation to the carrier are supported by the housing in the planetary gear chamber, and the planetary gear chamber and the motor are connected to each other. Since the gap is sealed, the hydraulic oil that flows into the planetary gear chamber from the hydraulic servo valve does not flow out to the motor side.

以下、本発明の実施の形態を図1、図2に基づいて説明する。本発明の実施例に係る減速比可変式動力舵取装置1は、油圧サーボ弁装置3の入力軸4にハンドルの回転が伝達され、サーボ弁装置3の出力軸の回転が遊星歯車機構6により変速されてラックピニオン機構7のピニオン軸13に伝達される。これにより、ハンドルに作用する操舵力がサーボ弁装置3により増幅されてステアリングギヤであるラックピニオン機構7を介し操向車輪8に伝達される。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. In the variable reduction ratio type power steering apparatus 1 according to the embodiment of the present invention, the rotation of the handle is transmitted to the input shaft 4 of the hydraulic servo valve device 3, and the rotation of the output shaft of the servo valve device 3 is caused by the planetary gear mechanism 6. The gear is shifted and transmitted to the pinion shaft 13 of the rack and pinion mechanism 7. As a result, the steering force acting on the steering wheel is amplified by the servo valve device 3 and transmitted to the steering wheel 8 via the rack and pinion mechanism 7 which is a steering gear.

ハウジングを構成するアッパーハウジング9とロアーハウジング10はボルトにより結合されている。アッパーハウジング9には弁収納孔9aが形成され、この弁収納孔9aにサーボ弁装置3が収納されている。サーボ弁装置3の出力軸であるハンドル側シャフト11は、アッパーハウジング9の弁収納孔9aのロアーハウジング10側開口端部に軸受12により中心軸線O回りに回転可能に軸承されている。   The upper housing 9 and the lower housing 10 constituting the housing are connected by bolts. A valve storage hole 9a is formed in the upper housing 9, and the servo valve device 3 is stored in the valve storage hole 9a. A handle-side shaft 11 that is an output shaft of the servo valve device 3 is rotatably supported around the central axis O by a bearing 12 at the lower housing 10 side opening end of the valve housing hole 9a of the upper housing 9.

ロアーハウジング10にはギア室10aが形成され、このギヤ室10aにステアリングギヤであるラックピニオン機構7が収納されている。ラックピニオン機構7のピニオン軸であるギヤ側シャフト13は、軸受14,15によりロアーハウジング10に中心軸線O回りに回転可能に軸承されている。   A gear chamber 10a is formed in the lower housing 10, and a rack and pinion mechanism 7 as a steering gear is accommodated in the gear chamber 10a. A gear side shaft 13 which is a pinion shaft of the rack and pinion mechanism 7 is supported by the lower housing 10 so as to be rotatable around the central axis O by bearings 14 and 15.

サーボ弁装置3の入力軸4にはロータリ弁18が形成されている。アッパーハウジング9に形成された弁収納孔9aには、ハンドル側シャフト11に回転連結されたスリーブ20が中心軸線O回りに回転可能に嵌合され、スリーブ20に形成された弁孔21にロータリ弁18が中心軸線O回りに回転可能に嵌合されている。ロータリ弁18、スリーブ20等によりサーボ弁装置3が構成されている。   A rotary valve 18 is formed on the input shaft 4 of the servo valve device 3. A sleeve 20 rotatably connected to the handle shaft 11 is fitted in the valve housing hole 9 a formed in the upper housing 9 so as to be rotatable around the central axis O, and the rotary valve is inserted into the valve hole 21 formed in the sleeve 20. 18 is fitted so as to be rotatable around the central axis O. The servo valve device 3 is constituted by the rotary valve 18, the sleeve 20, and the like.

ロータリ弁18とスリーブ20との相対回転に応じてシリンダ装置30の左右室28a、28bにそれぞれ連通されたシリンダポートSA,SBが、油圧ポンプおよびタンクにそれぞれ接続されたプレッシャポートP,リターンポートTに接続されるようになっている。入力軸4およびハンドル側シャフト11はトーションバー24の両端部にそれぞれ結合されている。ハンドルに操舵入力が作用されずに入力軸4が自由状態のとき、プレッシャポートP,リターンポートTが互いに連通され、シリンダポートSA,SBに油圧が生じない中立位置にロータリ弁18がスリーブ20に対して相対的に回転位置決めされる。   The cylinder ports SA and SB communicated with the left and right chambers 28a and 28b of the cylinder device 30 according to the relative rotation between the rotary valve 18 and the sleeve 20, respectively, are connected to the hydraulic pump and the tank, and the pressure port P and the return port T are connected to the hydraulic pump and the tank, respectively. To be connected to. The input shaft 4 and the handle side shaft 11 are coupled to both ends of the torsion bar 24, respectively. When the steering input is not applied to the steering wheel and the input shaft 4 is in a free state, the pressure port P and the return port T are communicated with each other, and the rotary valve 18 is connected to the sleeve 20 in a neutral position where no hydraulic pressure is generated in the cylinder ports SA and SB. It is rotationally positioned relative to it.

ここで、プレッシャポートポートPおよびシリンダポートSA,SBは、弁収納穴9aに開口され、リターンポートTは後述する遊星歯車室に開口されている。入力軸4には、トーションバー24を挿通する貫通穴4aが穿設され、この貫通穴4aとトーションバー24との間に形成された軸方向の空間部4bはサーボ弁装置3から排出された作動油が流通する排出通路を構成する。   Here, the pressure port port P and the cylinder ports SA and SB are opened in the valve housing hole 9a, and the return port T is opened in a planetary gear chamber described later. The input shaft 4 is provided with a through hole 4a through which the torsion bar 24 is inserted, and the axial space 4b formed between the through hole 4a and the torsion bar 24 is discharged from the servo valve device 3. A discharge passage through which hydraulic oil flows is configured.

ロアーハウジング10のアッパーハウジング9側には、サーボ弁装置3を収納した弁収納孔9aに隣接して遊星歯車室10bが形成され、この遊星歯車室10bに後述する構成の遊星歯車機構6が収納されている。遊星歯車室10bは、ハンドル側シャフト11に形成した複数の連通穴11aを介して前記入力軸4内に形成した軸方向の空間部4bに連通されている。遊星歯車室10bの上端部には、タンクに通ずるリターンポートTが開口されている。これにより、サーボ弁装置3から排出された低圧の作動油が入力軸4内の空間部4b、ハンドル側シャフト11の連通穴11aおよび遊星歯車室10b内を循環してリターンポートTより排出されるようになり、遊星歯車室10bはサーボ弁装置3からの排出油で満たされ、遊星歯車機構6が油漬けにされる。   A planetary gear chamber 10b is formed on the upper housing 9 side of the lower housing 10 adjacent to a valve storage hole 9a in which the servo valve device 3 is stored, and a planetary gear mechanism 6 having a configuration described later is stored in the planetary gear chamber 10b. Has been. The planetary gear chamber 10 b communicates with an axial space portion 4 b formed in the input shaft 4 through a plurality of communication holes 11 a formed in the handle side shaft 11. A return port T communicating with the tank is opened at the upper end of the planetary gear chamber 10b. As a result, the low-pressure hydraulic oil discharged from the servo valve device 3 circulates in the space 4b in the input shaft 4, the communication hole 11a of the handle shaft 11 and the planetary gear chamber 10b and is discharged from the return port T. Thus, the planetary gear chamber 10b is filled with the oil discharged from the servo valve device 3, and the planetary gear mechanism 6 is immersed in oil.

一方、前記ギヤ室10aに収納されたラックピニオン機構7は、グリースによって潤滑されるようになっている。前記遊星歯車室10bに満たされた作動油がギヤ室10aに流入するのを防止するために、遊星歯車室10bとギヤ室10aとの間はシール部材17により液密的にシールされている。   On the other hand, the rack and pinion mechanism 7 housed in the gear chamber 10a is lubricated with grease. In order to prevent the hydraulic oil filled in the planetary gear chamber 10b from flowing into the gear chamber 10a, the planetary gear chamber 10b and the gear chamber 10a are liquid-tightly sealed by the seal member 17.

ハンドル側シャフト11は、遊星歯車室10bに延在し、軸端に小径部11bが突出されている。ギヤ側シャフト13のハンドル側シャフト11と対抗する軸端には軸受穴13aが穿設され、この軸受穴13aに小径部11bがニードル軸受16により回転可能に支承されている。このように、ハンドル側シャフト11およびギヤ側シャフト13の対向する軸端部は半径方向荷重を支承する軸受16を介在して中心軸線O回りに高い同心性を確保して高剛性で相対回転可能に嵌合されている。   The handle-side shaft 11 extends into the planetary gear chamber 10b, and a small diameter portion 11b projects from the shaft end. A bearing hole 13 a is formed at the shaft end of the gear side shaft 13 that faces the handle side shaft 11, and a small diameter portion 11 b is rotatably supported by the needle bearing 16 in the bearing hole 13 a. In this way, the opposed shaft end portions of the handle-side shaft 11 and the gear-side shaft 13 have high concentricity around the central axis O through the bearing 16 that supports the radial load, and can rotate relatively with high rigidity. Is fitted.

ギヤ側シャフト13の軸端部には摺動穴13bが軸受穴13aに連続して穿設され、摺動穴13bに摩擦体45が摺動可能に嵌合され、この摩擦体45が圧縮スプリング46のばね力によりハンドル側シャフト11の小径部11aの端面に押圧されている。これにより、ハンドル側シャフト11とギヤ側シャフト13との間の相対回転に対して抵抗を付与する。   A sliding hole 13b is continuously drilled in the bearing hole 13a at the shaft end of the gear side shaft 13, and a friction body 45 is slidably fitted into the sliding hole 13b. The friction body 45 is a compression spring. The spring force of 46 is pressed against the end face of the small diameter portion 11 a of the handle side shaft 11. Thereby, resistance is given to relative rotation between the handle-side shaft 11 and the gear-side shaft 13.

ロアーハウジング10の遊星歯車室10bには、遊星歯車機構6と中心軸線O上で並設して、モータ51により回転駆動されるキャリア回動機構50が収納されている。ハンドル側シャフト11およびギヤ側シャフト13の対向する軸端部には、歯数が僅かに異なる第1および第2サンギヤ34,35がそれぞれ一体に設けられている。ハンドル側シャフト11およびギヤ側シャフト13にはプレート36a,36bが遊嵌され、プレート36a,36bには円周上略等角度間隔に配置された複数個(例えば3個)の遊星体37が、プレート36a,36bに両端を支持された支承軸38によりブッシュ39を介してそれぞれ回転可能に支承されている。   In the planetary gear chamber 10 b of the lower housing 10, a carrier rotation mechanism 50 that is arranged in parallel on the planetary gear mechanism 6 on the central axis O and is driven to rotate by the motor 51 is housed. First and second sun gears 34 and 35 having slightly different numbers of teeth are integrally provided at opposite shaft ends of the handle side shaft 11 and the gear side shaft 13, respectively. Plates 36a and 36b are loosely fitted on the handle-side shaft 11 and the gear-side shaft 13, and a plurality of (for example, three) planets 37 arranged at substantially equal angular intervals on the circumference are provided on the plates 36a and 36b. Each of the plates 36a and 36b is rotatably supported via a bush 39 by a support shaft 38 supported at both ends.

各遊星体37には第1および第2サンギヤ34,35にそれぞれ噛合して一体回転する第1および第2プラネタリギヤ40,41が同一軸線上に一体に形成されている。プレート36a,36b、支承軸38等により第1および第2プラネタリギヤ40,41を支承するキャリア36が構成されている。第1および第2サンギヤ34,35、第1および第2プラネタリギヤ40,41の歯数は、一例として、20,21,21,20とした。上記した第1および第2サンギヤ34,35、第1および第2プラネタリギヤ40,41、およびキャリア36等によって遊星歯車機構6が構成されている。   Each planetary body 37 is integrally formed on the same axis with first and second planetary gears 40 and 41 which mesh with the first and second sun gears 34 and 35 and rotate integrally therewith. A carrier 36 that supports the first and second planetary gears 40 and 41 is constituted by the plates 36a and 36b, the support shaft 38, and the like. As an example, the number of teeth of the first and second sun gears 34 and 35 and the first and second planetary gears 40 and 41 is 20, 21, 21, and 20, respectively. The first and second sun gears 34 and 35, the first and second planetary gears 40 and 41, the carrier 36, and the like constitute the planetary gear mechanism 6.

前記キャリア回動機構50は、遊星歯車機構6に隣接して遊星歯車室10b内に設けられ、ロアーハウジング10に装架したモータ51の回転力を前記キャリア36に伝達し、このキャリア36を回転駆動するように構成されている。キャリア回動機構50は、ウォーム軸48とウォームホイール43とからなるウォーム機構を主たる構成要素としている。ウォーム軸48は、両端を軸受52、53によりロアーハウジング10に中心軸線Oと直角な軸線回りに回転可能に軸承され、モータ51の出力軸に回転連結されている。モータ51の出力軸とロアーハウジング10との間にはシール部材54が装着され、このシール部材54によって遊星歯車室10bとモータ51をシールしている。   The carrier rotation mechanism 50 is provided in the planetary gear chamber 10 b adjacent to the planetary gear mechanism 6, transmits the rotational force of the motor 51 mounted on the lower housing 10 to the carrier 36, and rotates the carrier 36. It is configured to drive. The carrier rotation mechanism 50 includes a worm mechanism including a worm shaft 48 and a worm wheel 43 as main components. The worm shaft 48 is supported at both ends by bearings 52, 53 so as to be rotatable about the axis perpendicular to the central axis O to the lower housing 10, and is rotatably connected to the output shaft of the motor 51. A seal member 54 is mounted between the output shaft of the motor 51 and the lower housing 10, and the planetary gear chamber 10 b and the motor 51 are sealed by the seal member 54.

ウォームホイール43は、ウォーム軸48に設けられたウォーム44と噛合している。ウォームホイール43は、樹脂製のもので、金属スリーブ33の外周面に一体成形され、金属スリーブ33がキャリア36と並んでギヤ側シャフト13に軸受42により中心軸線O回りに回転可能に支承されている。   The worm wheel 43 is engaged with a worm 44 provided on the worm shaft 48. The worm wheel 43 is made of resin and is integrally formed on the outer peripheral surface of the metal sleeve 33. The metal sleeve 33 is supported by the gear side shaft 13 along the carrier 36 so as to be rotatable around the central axis O by a bearing 42. Yes.

金属スリーブ33の一端に突出された円筒部には断面矩形状のスプライン突起33aが形成されている。このスプライン突起33aは、前記キャリア36のプレート36bの内周面に形成したスプライン溝に嵌合され、これらスプライン嵌合部を介して金属スリーブ33の回転力をキャリア36に伝達するように構成されている。   A spline protrusion 33 a having a rectangular cross section is formed on the cylindrical portion protruding from one end of the metal sleeve 33. The spline projection 33a is fitted into a spline groove formed on the inner peripheral surface of the plate 36b of the carrier 36, and is configured to transmit the rotational force of the metal sleeve 33 to the carrier 36 through the spline fitting portion. ing.

さらに、ばね部材としてのウエーブワッシャ32がキャリア36と金属スリーブ33との間に設けられ、キャリア36を金属スリーブ33から遠ざける方向に付勢し、キャリア36の軸方向位置を確定している。   Further, a wave washer 32 as a spring member is provided between the carrier 36 and the metal sleeve 33, and the carrier 36 is urged away from the metal sleeve 33 to determine the axial position of the carrier 36.

ギヤ側シャフト13には軸受14,15間でピニオン25が形成され、ピニオン25に噛合するラック26が刻設されたラック軸27がロアーハウジング10に摺動可能に装架されている。図2に示すように、ロアーハウジング10にはシリンダチューブ28が固定され、シリンダチューブ28にラック軸27に固定されたピストン29が左右のシリンダ室28a、28bを区画するように嵌合してシリンダ装置30を構成している。ラック軸27の両突出端にタイロッドを介してナックルアームがボールジョイントにより連結され、ラック軸27の軸動により操向車輪8が偏向される。   A pinion 25 is formed between the bearings 14 and 15 on the gear side shaft 13, and a rack shaft 27 in which a rack 26 meshed with the pinion 25 is engraved is slidably mounted on the lower housing 10. As shown in FIG. 2, a cylinder tube 28 is fixed to the lower housing 10, and a piston 29 fixed to the rack shaft 27 is fitted to the cylinder tube 28 so as to partition the left and right cylinder chambers 28a and 28b. The apparatus 30 is comprised. A knuckle arm is connected to both projecting ends of the rack shaft 27 by a ball joint via a tie rod, and the steering wheel 8 is deflected by the axial movement of the rack shaft 27.

次に、上記構成の実施例の作動について説明する。ハンドルが回されると、ロータリ弁18とスリーブ20がトーションバー24を捩って相対回転され、プレッシャポートPから供給された圧油がハンドルの回転方向に応じてシリンダポートSAまたはSBからシリンダ装置30のシリンダ左室28aまたは右室28bに供給され、ラック軸27が軸動されて操向車輪8が偏向される。   Next, the operation of the embodiment having the above configuration will be described. When the handle is rotated, the rotary valve 18 and the sleeve 20 are rotated relative to each other by twisting the torsion bar 24, and the pressure oil supplied from the pressure port P is supplied from the cylinder port SA or SB to the cylinder device according to the rotation direction of the handle. 30 is supplied to the cylinder left chamber 28a or the right chamber 28b, the rack shaft 27 is pivoted, and the steering wheel 8 is deflected.

このとき、モータ51の回転が停止されていると、ウォーム機構の非可逆回転作用により、ウォームホイール43と一体回転するキャリア36が回転しないように固定保持される。従って、入力側の第1サンギヤ34または出力側の第2サンギヤ35が回転しても、第1および第2プラネタリギヤ40,41は自転のみし、このため、操舵減速比は所定の値に維持される。   At this time, if the rotation of the motor 51 is stopped, the carrier 36 that rotates integrally with the worm wheel 43 is fixed and held so as not to rotate by the irreversible rotation action of the worm mechanism. Therefore, even if the input-side first sun gear 34 or the output-side second sun gear 35 rotates, the first and second planetary gears 40 and 41 only rotate, and the steering reduction ratio is maintained at a predetermined value. The

一方、モータ51の回転によりウォーム機構を介してキャリア36が回転されると、ギヤ側シャフト13はキャリア36の回転に応じて遊星歯車機構6により変速されて回転される。このとき、キャリア36がハンドルと同方向に回転されると、その回転数に応じてギヤ側シャフト13とハンドル側シャフト11との回転比が増大され、操舵減速比を減少する方向に作用し、動力舵取装置全体としての減速比が小さくなる。逆に、キャリア36がハンドルと反対方向に回転されると、動力舵取装置全体としての減速比が大きくなる。   On the other hand, when the carrier 36 is rotated through the worm mechanism by the rotation of the motor 51, the gear side shaft 13 is shifted and rotated by the planetary gear mechanism 6 according to the rotation of the carrier 36. At this time, when the carrier 36 is rotated in the same direction as the handle, the rotation ratio between the gear side shaft 13 and the handle side shaft 11 is increased according to the number of rotations, and the steering reduction ratio is reduced. The reduction ratio as a whole of the power steering apparatus is reduced. On the other hand, when the carrier 36 is rotated in the direction opposite to the handle, the reduction ratio of the entire power steering apparatus is increased.

従って、ハンドルが切られるのに連動して、図略の電子制御装置により動力舵取装置全体としての減速比を車両の走行状態に最適な値となるように、モータ51の回転方向、回転数を演算してモータ51を回転駆動すると、このモータ51の回転は、ウォーム軸48に伝達され、ウォーム44がウォームホイール43を回転する。ウォームホイール43は、遊星歯車機構6のキャリア36を回転させ、操舵減速比を車両の走行状態に最適な値に制御する。   Therefore, in conjunction with the turning of the steering wheel, the rotational direction and the rotational speed of the motor 51 are adjusted so that the reduction ratio of the power steering apparatus as a whole becomes an optimum value for the traveling state of the vehicle by an electronic control device (not shown). And the rotation of the motor 51 is transmitted to the worm shaft 48, and the worm 44 rotates the worm wheel 43. The worm wheel 43 rotates the carrier 36 of the planetary gear mechanism 6 and controls the steering reduction ratio to an optimum value for the running state of the vehicle.

ところで、油圧ポンプよりプレッシャポートPを介してサーボ弁装置3に供給された作動油は、ハンドルの切り方向に応じてシリンダ装置30の一方のシリンダ室に供給され、他方のシリンダ室から排出された作動油は、サーボ弁装置3より入力軸4内の空間部4bに排出され、さらに、ハンドル側シャフト11に形成した連通穴11aより遊星歯車室10b内を循環してリターンポートTよりタンクに排出される。   By the way, the hydraulic oil supplied from the hydraulic pump to the servo valve device 3 via the pressure port P is supplied to one cylinder chamber of the cylinder device 30 according to the turning direction of the handle and discharged from the other cylinder chamber. The hydraulic oil is discharged from the servo valve device 3 to the space 4b in the input shaft 4, and further circulated in the planetary gear chamber 10b through the communication hole 11a formed in the handle side shaft 11, and discharged from the return port T to the tank. Is done.

このように遊星歯車室10bは、動力舵取装置1の作動油の循環通路の一部を構成しているため、遊星歯車室10b内はタンクに戻る低圧の作動油によって八割方満たされ、遊星歯車機構6を油漬けにする。これにより、遊星歯車機構6ならびにウォーム機構のギヤ歯面、ギヤ軸受部の潤滑が確実に行われ、摩擦、磨耗が低減して耐久性が向上する。さらに、遊星歯車機構6が油漬けにされるので、歯車の噛み合い騒音が低減する。   Thus, since the planetary gear chamber 10b constitutes a part of the hydraulic oil circulation passage of the power steering apparatus 1, the planetary gear chamber 10b is filled in 80% by the low-pressure hydraulic oil that returns to the tank. The gear mechanism 6 is immersed in oil. Thereby, the gear tooth surfaces and the gear bearing portions of the planetary gear mechanism 6 and the worm mechanism are reliably lubricated, and the friction and wear are reduced and the durability is improved. Furthermore, since the planetary gear mechanism 6 is immersed in oil, gear meshing noise is reduced.

ギヤ側シャフト13が遊星歯車機構6を介してハンドル側シャフト11により回転されるとき、摩擦体45が圧縮スプリング46のばね力により小径部11aに押圧されているので、ハンドル側シャフト11とギヤ側シャフト13との相対回転に対して抵抗となり、ギヤのバックラッシによる遊びを軽減し、操舵感を向上し、かつハンドル中立時の剛性を上げる。   When the gear side shaft 13 is rotated by the handle side shaft 11 via the planetary gear mechanism 6, the friction body 45 is pressed against the small diameter portion 11 a by the spring force of the compression spring 46. It resists relative rotation with the shaft 13, reduces play due to gear backlash, improves steering feel, and increases rigidity when the steering wheel is neutral.

上記した実施の形態においては、ハンドルの回転を油圧サーボ弁装置3の入力軸4に伝達し、サーボ弁装置3の出力軸の回転を遊星歯車機構6により変速してラックピニオン機構7に伝達する構成について述べたが、ハンドルとラックピニオン機構7との間に配設される油圧サーボ弁装置3と遊星歯車機構6との配置を逆にして、ハンドルの回転をまず遊星歯車機構6により変速し、しかる後油圧サーボ弁装置3によって増幅するようにすることもできる。   In the embodiment described above, the rotation of the handle is transmitted to the input shaft 4 of the hydraulic servo valve device 3, and the rotation of the output shaft of the servo valve device 3 is shifted by the planetary gear mechanism 6 and transmitted to the rack and pinion mechanism 7. Although the configuration has been described, the arrangement of the hydraulic servo valve device 3 and the planetary gear mechanism 6 disposed between the handle and the rack and pinion mechanism 7 is reversed, and the rotation of the handle is first shifted by the planetary gear mechanism 6. Thereafter, the signal can be amplified by the hydraulic servo valve device 3.

第1の実施形態に係る減速比可変式動力舵取装置の縦断面図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a variable reduction ratio type power steering apparatus according to a first embodiment. 図1のA−A線に沿って切断した断面図。Sectional drawing cut | disconnected along the AA line of FIG. 図1のB−B線に沿って切断した断面図。Sectional drawing cut | disconnected along the BB line of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1…減速比可変式動力舵取装置、3…油圧サーボ弁装置、4…入力軸、6…遊星歯車機構、7…ラックピニオン機構(ステアリングギヤ)、8…操向車輪、9…アッパーハウジング、9a…弁収納室、10…ロアーハウジング、10a…ギヤ室、10b…遊星歯車室、11…ハンドル側シャフト、13…ギヤ側シャフト、17…シール部材、18…ロータリ弁、24…トーションバー、27…ラック軸、30…シリンダ装置、34,35…第1および第2サンギヤ、36…キャリア、40,41…第1および第2プラネタリギヤ、43…ウォームホイール、44…ウォーム、51…モータ、P,T,SA,SB…ポート。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Variable reduction ratio type power steering device, 3 ... Hydraulic servo valve device, 4 ... Input shaft, 6 ... Planetary gear mechanism, 7 ... Rack and pinion mechanism (steering gear), 8 ... Steering wheel, 9 ... Upper housing, DESCRIPTION OF SYMBOLS 9a ... Valve storage chamber, 10 ... Lower housing, 10a ... Gear chamber, 10b ... Planetary gear chamber, 11 ... Handle side shaft, 13 ... Gear side shaft, 17 ... Seal member, 18 ... Rotary valve, 24 ... Torsion bar, 27 ... rack shaft, 30 ... cylinder device, 34, 35 ... first and second sun gears, 36 ... carrier, 40, 41 ... first and second planetary gears, 43 ... worm wheel, 44 ... worm, 51 ... motor, P, T, SA, SB ... port.

Claims (4)

ハンドルに作用する操舵力を油圧サーボ弁装置により増幅して操向車輪に伝達する動力舵取装置にして、前記ハンドルに連結されたハンドル側シャフトと、前記ステアリングギヤに連結されたギヤ側シャフトとをハウジングに中心軸線上で回転可能に軸承し、これら両シャフトの対向する軸端部に歯数が僅かに異なる第1および第2サンギヤを設け、これら第1および第2サンギヤにそれぞれ噛合して一体回転する第1および第2プラネタリギヤを支承するキャリアを前記中心軸線回りに回転可能に支承して遊星歯車機構を構成し、このキャリアをモータにより回転駆動して減速比を変える減速比可変式動力舵取装置において、前記サーボ弁装置が収納される弁収納孔と前記遊星歯車機構が収納される遊星歯車室とを前記ハウジングに隣接して形成し、前記サーボ弁装置に作動油を供給するプレッシャポートを前記弁収納孔に開口し、前記サーボ弁装置からの作動油を排出するリターンポートを前記遊星歯車室に開口し、前記サーボ弁装置から前記遊星歯車室を循環する作動油で前記遊星歯車機構を潤滑することを特徴とする減速比可変式動力舵取装置。 A power steering device that amplifies a steering force acting on the steering wheel by a hydraulic servo valve device and transmits the amplified steering force to the steering wheel, a steering wheel side shaft connected to the steering wheel, and a gear side shaft connected to the steering gear, The first and second sun gears having slightly different teeth are provided at opposite shaft ends of the two shafts, and meshed with the first and second sun gears, respectively. A planetary gear mechanism is configured by supporting a carrier supporting the first and second planetary gears that rotate integrally so as to be rotatable about the central axis, and a reduction ratio variable power that changes the reduction ratio by rotationally driving the carrier by a motor. In the steering apparatus, a valve housing hole in which the servo valve device is housed and a planetary gear chamber in which the planetary gear mechanism is housed are adjacent to the housing. Forming a pressure port for supplying hydraulic oil to the servo valve device in the valve housing hole, opening a return port for discharging the hydraulic oil from the servo valve device in the planetary gear chamber, and the servo valve device. The planetary gear mechanism is lubricated with hydraulic fluid that circulates through the planetary gear chamber. 請求項1において、前記サーボ弁装置から排出された作動油を、前記ハンドル側シャフトに形成した連通路を介して前記遊星歯車室に導入するようにしてなる減速比可変式動力舵取装置。 2. The variable speed ratio variable power steering apparatus according to claim 1, wherein hydraulic oil discharged from the servo valve device is introduced into the planetary gear chamber through a communication passage formed in the handle side shaft. 請求項1において、前記ハンドル側シャフトを前記サーボ弁装置を介して前記ハンドルに連結し、前記ハウジングに形成されたステアリングギヤを収納するギヤ室と前記遊星歯車室との間をシール部材により液密的にシールしてなる減速比可変式動力舵取装置。 2. The liquid-tight seal according to claim 1, wherein the handle-side shaft is coupled to the handle via the servo valve device, and a seal member is provided between the gear chamber housing the steering gear formed in the housing and the planetary gear chamber. A variable ratio reduction type power steering device that is sealed. 請求項1乃至3のいずれかにおいて、前記モータの出力軸に連結され前記キャリアに回転を伝達する駆動軸の両端を前記ハウジングに前駆遊星歯車室内で軸承し、前記遊星歯車室内と前記モータとの間をシール部材により液密的にシールしたしたことを特徴とする減速比可変式動力舵取装置。
4. The drive shaft connected to the output shaft of the motor and transmitting rotation to the carrier is supported by the housing in the precursor planetary gear chamber according to claim 1, and the planetary gear chamber and the motor are A reduction ratio variable type power steering apparatus, characterized in that a gap is sealed liquid-tightly by a seal member.
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