JP2018001937A - Steering device - Google Patents

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前田　篤志
Atsushi Maeda
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a steering device which achieves good steering feeling even when backlash occurs between gears of a planetary gear drive.SOLUTION: A planetary gear drive 1 of a steering device includes: an input shaft 3 to which rotation of a steering shaft is input; an output shaft 4 which outputs the rotation having a speed decreased or increased by the planetary gear drive 1 to steering wheels; a sun gear 11; a ring gear 12 concentrically disposed with the sun gear 11; a planetary gear 13 which engages with the sun gear 11 and the ring gear 12 and revolves around the sun gear 11; and a carrier 14 which is concentrically disposed with the sun gear 11 and the ring gear 12 and rotatably supports the planetary gear 13. The sun gear 11 is coaxially fixed to the output shaft 4, and the ring gear 12 is coaxially fixed to the input shaft 3. The input shaft 3 and the output shaft 4 are coaxially arranged, and end parts of these shafts are faced to each other through an axial gap. A friction force generation mechanism 5 which generates a friction force between the end part of the input shaft 3 and the end part of the output shaft 4 is provided in the axial gap.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明はステアリング装置に関する。   The present invention relates to a steering device.

自動車のステアリング装置においては、運転者の操舵によるステアリング軸の回転が入力軸に伝達され、入力軸に固定された遊星歯車装置のサンギヤがステアリング軸の回転に応じて回転するようになっている。サンギヤの回転は、プラネタリギヤを介してリングギヤに伝達され、リングギヤに固定された出力軸から転舵輪に回転が出力されるようになっている。よって、サンギヤとプラネタリギヤとの間、あるいは、プラネタリギヤとリングギヤとの間にガタツキがあると、それがステアリングホイールに伝わるため、操舵感が悪化するという問題があった。このようなギヤ間のガタツキの対策として、ギヤとギヤとを互いに押し付けて噛合部を密着させ、ガタツキを緩和する技術が開示されている（例えば特許文献１を参照）。   In an automobile steering device, rotation of a steering shaft by a driver's steering is transmitted to an input shaft, and a sun gear of a planetary gear device fixed to the input shaft rotates in accordance with the rotation of the steering shaft. The rotation of the sun gear is transmitted to the ring gear through the planetary gear, and the rotation is output to the steered wheels from the output shaft fixed to the ring gear. Therefore, if there is a backlash between the sun gear and the planetary gear, or between the planetary gear and the ring gear, it is transmitted to the steering wheel, and there is a problem that the steering feeling deteriorates. As a countermeasure against such backlash between the gears, a technique is disclosed in which the gears are pressed against each other so that the meshing portions are brought into close contact with each other, thereby reducing backlash (see, for example, Patent Document 1).

しかしながら、噛合部の押し付け力が大きくなるためギヤ間の摩擦が増加し、フリクション変動が発生するおそれがあった。フリクション変動が発生すると、それがステアリングホイールに伝わるため、操舵感が悪化するという問題があった。また、フリクション変動が発生すると、ステアリング軸の操舵角に対する転舵輪の転舵角の伝達比を自動車の車速に応じて変化させる伝達比可変機構において、伝達比の変更を円滑に行うことができなくなる場合があるため、操舵感が悪化するという問題があった。このように、ギヤ間にガタツキがあると操舵感が悪化する一方で、上記のようなガタツキ対策をとってもフリクション変動により操舵感が悪化するという問題があった。   However, since the pressing force of the meshing portion is increased, the friction between the gears is increased, and there is a possibility that friction fluctuation occurs. When friction fluctuation occurs, it is transmitted to the steering wheel, which causes a problem that the steering feeling deteriorates. In addition, when friction fluctuation occurs, the transmission ratio cannot be smoothly changed in the transmission ratio variable mechanism that changes the transmission ratio of the steered wheel to the steering angle of the steering shaft according to the vehicle speed. In some cases, the steering feel deteriorated. As described above, there is a problem that if there is a backlash between the gears, the steering feeling is deteriorated, but even if the above-described backlash countermeasure is taken, the steering feeling is deteriorated due to friction fluctuation.

特開２００３−２９４０９１号公報JP 2003-294091 A

そこで、本発明は上記のような従来技術が有する問題点を解決し、遊星歯車装置のギヤ間にガタツキがある場合でも操舵感が良好なステアリング装置を提供することを課題とする。   SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to solve the above-described problems of the prior art and to provide a steering device having a good steering feeling even when there is a backlash between the gears of the planetary gear device.

前記課題を解決するため、本発明の一態様に係るステアリング装置は、運転者の操舵により回転するステアリング軸の回転が入力され該回転を減速又は増速して転舵輪に出力する遊星歯車装置と、遊星歯車装置による回転の減速又は増速の比率を変化させる可変機構と、を備え、遊星歯車装置は、ステアリング軸の回転が入力される入力軸と、遊星歯車装置により減速又は増速された回転を転舵輪に出力する出力軸と、サンギヤと、サンギヤと同心に配されたリングギヤと、サンギヤ及びリングギヤに噛み合いサンギヤの周りを公転するプラネタリギヤと、サンギヤ及びリングギヤと同心に配されプラネタリギヤを回転自在に支持するキャリヤと、を有し、サンギヤは入力軸及び出力軸の一方に同軸に固定され、リングギヤは入力軸及び出力軸の他方に同軸に固定されており、入力軸と出力軸は同軸に配されて互いの端部同士が軸方向隙間を介して対向しており、入力軸の端部と出力軸の端部との間に摩擦力を発生させる摩擦力発生機構が軸方向隙間内に設けられていることを要旨とする。   In order to solve the above problems, a steering device according to one aspect of the present invention includes a planetary gear device that receives rotation of a steering shaft that is rotated by a driver's steering, decelerates or accelerates the rotation, and outputs the rotation to a steered wheel. A variable mechanism that changes a ratio of deceleration or acceleration of rotation by the planetary gear device, and the planetary gear device is decelerated or accelerated by the planetary gear device and an input shaft to which the rotation of the steering shaft is input. An output shaft that outputs rotation to the steered wheels, a sun gear, a ring gear concentrically arranged with the sun gear, a planetary gear that meshes with the sun gear and the ring gear and revolves around the sun gear, and is arranged concentrically with the sun gear and the ring gear so that the planetary gear can freely rotate. The sun gear is coaxially fixed to one of the input shaft and the output shaft, and the ring gear is connected to the input shaft and the output shaft. The input shaft and the output shaft are arranged coaxially, and the ends of the input shaft and the output shaft are opposed to each other with an axial gap between the end of the input shaft and the end of the output shaft. The gist is that a frictional force generating mechanism for generating a frictional force is provided in the axial gap.

本発明のステアリング装置は、遊星歯車装置のギヤ間にガタツキがある場合でも操舵感が良好である。   The steering device of the present invention has a good steering feeling even when there is a backlash between the gears of the planetary gear device.

本発明の一実施形態に係るステアリング装置の断面図（軸方向に沿う平面で切断した断面図）である。It is sectional drawing (sectional drawing cut | disconnected by the plane in alignment with an axial direction) of the steering device which concerns on one Embodiment of this invention. 図１のステアリング装置のII−II断面図である。It is II-II sectional drawing of the steering apparatus of FIG. 図１のステアリング装置の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the steering apparatus of FIG. 摩擦力発生機構の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of a frictional force generation mechanism. 摩擦力発生機構の変形例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the modification of a frictional force generation mechanism.

本発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１〜３に示すステアリング装置は、運転者の操舵により回転するステアリング軸（図示せず）の回転が入力され該回転を減速又は増速して転舵輪（図示せず）に出力する遊星歯車装置１と、遊星歯車装置１による前記回転の減速又は増速の比率を変化させる可変機構２と、を備えている。 Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
1 to 3 is a planetary gear that receives rotation of a steering shaft (not shown) that is rotated by the driver's steering and decelerates or increases the speed of the rotation to output to a steered wheel (not shown). The apparatus 1 and the variable mechanism 2 which changes the ratio of the speed reduction or acceleration of the rotation by the planetary gear device 1 are provided.

遊星歯車装置１は、ステアリング軸が接続されステアリング軸の回転が入力される入力軸３と、入力軸３に同軸に固定されたリングギヤ１２と、リングギヤ１２と同心に配されたサンギヤ１１と、サンギヤ１１及びリングギヤ１２に噛み合いサンギヤ１１の周りを公転するプラネタリギヤ１３と、サンギヤ１１及びリングギヤ１２と同心に配されプラネタリギヤ１３を回転（自転）自在に支持するキャリヤ１４と、サンギヤ１１が同軸に固定され且つ転舵輪に接続されており、遊星歯車装置１により減速又は増速された回転を転舵輪に出力する出力軸４と、を備えている。   The planetary gear device 1 includes an input shaft 3 to which a steering shaft is connected and rotation of the steering shaft is input, a ring gear 12 that is coaxially fixed to the input shaft 3, a sun gear 11 that is arranged concentrically with the ring gear 12, and a sun gear. 11 and the ring gear 12, the planetary gear 13 revolving around the sun gear 11, the carrier 14 arranged concentrically with the sun gear 11 and the ring gear 12 and rotatably supporting the planetary gear 13, and the sun gear 11 is fixed coaxially. And an output shaft 4 that is connected to the steered wheel and outputs the rotation decelerated or accelerated by the planetary gear device 1 to the steered wheel.

キャリヤ１４と出力軸４は同軸に配されているが、キャリヤ１４と出力軸４との間には転がり軸受３１が介在しているので、キャリヤ１４と出力軸４は独立して回転することが可能となっている。
そして、プラネタリギヤ１３として例えばウォームが用いられ、サンギヤ１１及びリングギヤ１２として例えばウォームホイールが用いられている。プラネタリギヤ１３としてウォームを用い、ウォームホイールであるサンギヤ１１及びリングギヤ１２に噛み合わせれば、入力軸３の回転方向と出力軸４の回転方向が逆方向とならず同一方向となる。よって、入力軸３の回転方向と出力軸４の回転方向を同一方向とするための機構（例えば、一対の歯車）を別途設ける必要がないので、本実施形態のステアリング装置は小型、軽量、安価である。 Although the carrier 14 and the output shaft 4 are arranged coaxially, since the rolling bearing 31 is interposed between the carrier 14 and the output shaft 4, the carrier 14 and the output shaft 4 can rotate independently. It is possible.
For example, a worm is used as the planetary gear 13, and a worm wheel is used as the sun gear 11 and the ring gear 12. If a worm is used as the planetary gear 13 and meshed with the sun gear 11 and the ring gear 12 which are worm wheels, the rotation direction of the input shaft 3 and the rotation direction of the output shaft 4 are not opposite but in the same direction. Therefore, it is not necessary to separately provide a mechanism (for example, a pair of gears) for making the rotation direction of the input shaft 3 and the rotation direction of the output shaft 4 the same direction. Therefore, the steering device of this embodiment is small, light, and inexpensive. It is.

また、一般的に噛み合い率の高いウォームをプラネタリギヤ１３として用いれば、平歯車、斜歯歯車、傘歯車を用いた場合とは異なり、バックラッシ等に起因する歯打ち音が発生しにくい。よって、本実施形態のステアリング装置は低騒音である。
さらに、本実施形態においてはプラネタリギヤ１３の個数が３個である例が示されているが、プラネタリギヤ１３の個数は特に限定されるものではなく、遊星歯車装置１が機能するならば１個でもよいし２個でもよいし４個以上でもよい。 In addition, when a worm having a high meshing rate is used as the planetary gear 13, unlike the case of using a spur gear, a bevel gear, and a bevel gear, rattling noise caused by backlash or the like is unlikely to occur. Therefore, the steering device of this embodiment has low noise.
Further, in the present embodiment, an example in which the number of planetary gears 13 is three is shown. However, the number of planetary gears 13 is not particularly limited, and may be one if the planetary gear device 1 functions. 2 or 4 or more.

プラネタリギヤ１３はサンギヤ１１とリングギヤ１２の両方と噛み合っているが、本実施形態においてはサンギヤ１１との噛み合い半径（噛み合い点と遊星歯車装置１の回転中心との間の径方向距離）とリングギヤ１２との噛み合い半径は異なっている。すなわち、図１、２から分かるように、プラネタリギヤ１３は、遊星歯車装置１の径方向内方側の面でサンギヤ１１と噛み合っており、遊星歯車装置１の軸方向入力軸側の面でリングギヤ１２と噛み合っている。したがって、プラネタリギヤ１３とリングギヤ１２との噛み合い半径の方が、プラネタリギヤ１３とサンギヤ１１との噛み合い半径よりも大となる。
また、互いに噛み合うプラネタリギヤ１３とサンギヤ１１は、逆作動可能な進み角を有している。同様に、互いに噛み合うプラネタリギヤ１３とリングギヤ１２も、逆作動可能な進み角を有している。 The planetary gear 13 meshes with both the sun gear 11 and the ring gear 12, but in this embodiment, the meshing radius with the sun gear 11 (the radial distance between the meshing point and the rotation center of the planetary gear device 1), the ring gear 12, The meshing radii are different. That is, as can be seen from FIGS. 1 and 2, the planetary gear 13 meshes with the sun gear 11 on the radially inner surface of the planetary gear device 1, and the ring gear 12 on the axial input shaft side surface of the planetary gear device 1. Are engaged. Therefore, the meshing radius between the planetary gear 13 and the ring gear 12 is larger than the meshing radius between the planetary gear 13 and the sun gear 11.
Further, the planetary gear 13 and the sun gear 11 that mesh with each other have a lead angle that allows reverse operation. Similarly, the planetary gear 13 and the ring gear 12 that mesh with each other also have a lead angle that allows reverse operation.

さらに、可変機構２は、キャリヤ１４に一体的に固定され同心に回転するウォームホイールであるキャリヤ駆動用歯車２１と、キャリヤ駆動用歯車２１と噛み合うキャリヤ駆動用ウォーム２５と、キャリヤ駆動用歯車２１を回転させる回転駆動源２３（例えばモータ）と、を備えている。回転駆動源２３の回転軸２３ａにはキャリヤ駆動用ウォーム２５が固定されており、回転駆動源２３の回転軸２３ａの回転によってキャリヤ１４をサンギヤ１１と同心に回転させることができるようになっている。その結果、プラネタリギヤ１３がサンギヤ１１と噛み合いつつサンギヤ１１の周りを公転することとなる。
また、回転駆動源２３は、回転軸２３ａの回転量及び回転方向を変化させる回転制御機能を有しているので、キャリヤ１４の回転量及び回転方向は任意に変化させることが可能となっている。 Further, the variable mechanism 2 includes a carrier driving gear 21 that is a worm wheel that is integrally fixed to the carrier 14 and rotates concentrically, a carrier driving worm 25 that meshes with the carrier driving gear 21, and a carrier driving gear 21. A rotation drive source 23 (for example, a motor) for rotation. A carrier driving worm 25 is fixed to the rotating shaft 23 a of the rotational driving source 23, and the carrier 14 can be rotated concentrically with the sun gear 11 by the rotation of the rotating shaft 23 a of the rotational driving source 23. . As a result, the planetary gear 13 revolves around the sun gear 11 while meshing with the sun gear 11.
Further, since the rotation drive source 23 has a rotation control function for changing the rotation amount and the rotation direction of the rotation shaft 23a, the rotation amount and the rotation direction of the carrier 14 can be arbitrarily changed. .

さらに、本実施形態のステアリング装置は、入力軸３の端部と出力軸４の端部との間に摩擦力を発生させる摩擦力発生機構５を備えている。詳述すると、入力軸３と出力軸４は同軸に配されて互いの端部同士が軸方向隙間を介して対向している。そして、入力軸３の端部と出力軸４の端部との間に摩擦力を発生させる摩擦力発生機構５が、入力軸３と出力軸４の端部同士の間の上記軸方向隙間内に設けられている。   Furthermore, the steering device of the present embodiment includes a frictional force generating mechanism 5 that generates a frictional force between the end of the input shaft 3 and the end of the output shaft 4. More specifically, the input shaft 3 and the output shaft 4 are arranged coaxially and their end portions are opposed to each other with an axial gap therebetween. A frictional force generating mechanism 5 that generates a frictional force between the end of the input shaft 3 and the end of the output shaft 4 is within the axial clearance between the ends of the input shaft 3 and the output shaft 4. Is provided.

次に、本実施形態のステアリング装置の動作について説明する。運転者の操舵によってステアリング軸が回転すると、その回転が入力軸３に入力され、リングギヤ１２がステアリング軸と同一方向に回転する。リングギヤ１２の回転はプラネタリギヤ１３を介してサンギヤ１１に伝達され、出力軸４がステアリング軸と同一方向に回転する。そして、出力軸４の回転は転舵輪に伝達され、転舵輪が転舵される。   Next, the operation of the steering device of this embodiment will be described. When the steering shaft rotates by the driver's steering, the rotation is input to the input shaft 3 and the ring gear 12 rotates in the same direction as the steering shaft. The rotation of the ring gear 12 is transmitted to the sun gear 11 through the planetary gear 13, and the output shaft 4 rotates in the same direction as the steering shaft. Then, the rotation of the output shaft 4 is transmitted to the steered wheels, and the steered wheels are steered.

このとき、プラネタリギヤ１３とサンギヤ１１との噛み合い半径はプラネタリギヤ１３とリングギヤ１２との噛み合い半径とは異なっているので、リングギヤ１２の回転量とサンギヤ１１の回転量は異なるものとなる。すなわち、ステアリング軸の回転が所定の比率に減速又は増速され、運転者の操舵によるステアリング軸の操舵角に対する転舵輪の転舵角の伝達比が所定の値となる。   At this time, since the meshing radius between the planetary gear 13 and the sun gear 11 is different from the meshing radius between the planetary gear 13 and the ring gear 12, the amount of rotation of the ring gear 12 and the amount of rotation of the sun gear 11 are different. That is, the rotation of the steering shaft is decelerated or increased to a predetermined ratio, and the transmission ratio of the turning angle of the steered wheels to the steering angle of the steering shaft by the driver's steering becomes a predetermined value.

また、運転者の操舵時には、回転駆動源２３によりキャリヤ１４が回転する。キャリヤ１４の回転によりプラネタリギヤ１３がサンギヤ１１の周りを公転するので、キャリヤ１４の回転量や回転方向に応じて、サンギヤ１１（すなわち出力軸４）の回転量が変化する。これにより、運転者の操舵によるステアリング軸の操舵角に対する転舵輪の転舵角の伝達比が前記所定の値から変化する。   Further, the carrier 14 is rotated by the rotational drive source 23 during the steering of the driver. Since the planetary gear 13 revolves around the sun gear 11 by the rotation of the carrier 14, the rotation amount of the sun gear 11 (that is, the output shaft 4) changes according to the rotation amount and the rotation direction of the carrier 14. Thereby, the transmission ratio of the turning angle of the steered wheel to the steering angle of the steering shaft by the driver's steering changes from the predetermined value.

よって、自動車等の車速に応じてキャリヤ１４の回転量及び回転方向の少なくとも一方を変化させれば、運転者の操舵によるステアリング軸の操舵角に対する転舵輪の転舵角の伝達比を、その車速において好適な数値に設定することができる。
さらに、本実施形態のステアリング装置は、入力軸３の端部と出力軸４の端部との間に摩擦力を発生させる摩擦力発生機構５を備えている。入力軸３に入力された回転は、サンギヤ１１、リングギヤ１２、及びプラネタリギヤ１３を介して出力軸４に伝達されるが、摩擦力発生機構５によって入力軸３の端部と出力軸４の端部との間に摩擦力が発生するため、入力軸３の回転が摩擦力発生機構５を介して出力軸４に伝達可能となっている。 Therefore, if at least one of the rotation amount and the rotation direction of the carrier 14 is changed in accordance with the vehicle speed of an automobile or the like, the transmission ratio of the turning angle of the steered wheel to the steering angle of the steering shaft by the driver's steering is determined as the vehicle speed. It can be set to a suitable numerical value.
Furthermore, the steering device of the present embodiment includes a frictional force generating mechanism 5 that generates a frictional force between the end of the input shaft 3 and the end of the output shaft 4. The rotation input to the input shaft 3 is transmitted to the output shaft 4 through the sun gear 11, the ring gear 12, and the planetary gear 13, but the end portion of the input shaft 3 and the end portion of the output shaft 4 by the frictional force generating mechanism 5. Since a frictional force is generated between the two, the rotation of the input shaft 3 can be transmitted to the output shaft 4 via the frictional force generating mechanism 5.

そのため、入力軸３に入力された回転のトルクは、その多くがサンギヤ１１、リングギヤ１２、及びプラネタリギヤ１３を介して入力軸３から出力軸４に伝達されるが、その一部は、サンギヤ１１、リングギヤ１２、及びプラネタリギヤ１３を介さずに摩擦力発生機構５を介して入力軸３から出力軸４に伝達されることとなる。すなわち、摩擦力発生機構５は、入力軸３に入力された回転のトルクの一部を伝達するトルク伝達機構と言うこともできる。   Therefore, most of the rotational torque input to the input shaft 3 is transmitted from the input shaft 3 to the output shaft 4 via the sun gear 11, the ring gear 12, and the planetary gear 13. It is transmitted from the input shaft 3 to the output shaft 4 via the frictional force generating mechanism 5 without passing through the ring gear 12 and the planetary gear 13. That is, the frictional force generation mechanism 5 can also be said to be a torque transmission mechanism that transmits a part of the rotational torque input to the input shaft 3.

摩擦力発生機構５は、遊星歯車装置１のギヤを介するトルクの伝達とは異なり、安定的にトルクを伝達することができる。よって、遊星歯車装置１のギヤ間（サンギヤ１１とプラネタリギヤ１３との間、リングギヤ１２とプラネタリギヤ１３との間）にガタツキがある場合でも、運転者がステアリングホイールにガタツキを感じることが抑制されるため、操舵感が良好となる。   Unlike the torque transmission via the gear of the planetary gear device 1, the frictional force generating mechanism 5 can stably transmit the torque. Therefore, even if there is rattling between the gears of the planetary gear device 1 (between the sun gear 11 and the planetary gear 13 and between the ring gear 12 and the planetary gear 13), the driver is prevented from feeling rattling on the steering wheel. , The steering feeling becomes good.

また、サンギヤ１１、リングギヤ１２、プラネタリギヤ１３のフリクション変動が抑制されるため、このことによっても操舵感が良好となる。さらに、サンギヤ１１、リングギヤ１２、プラネタリギヤ１３のフリクション変動が抑制されるため、ステアリング軸の操舵角に対する転舵輪の転舵角の伝達比を自動車の車速に応じて変化させる伝達比の可変機構２において、伝達比の変更を円滑に行うことができる。よって、このことによっても操舵感が良好となる。   Moreover, since the fluctuation of the friction of the sun gear 11, the ring gear 12, and the planetary gear 13 is suppressed, this also improves the steering feeling. Further, since the fluctuation of the friction of the sun gear 11, the ring gear 12, and the planetary gear 13 is suppressed, in the transmission ratio variable mechanism 2 that changes the transmission ratio of the turning angle of the steered wheel to the steering angle of the steering shaft according to the vehicle speed. The transmission ratio can be changed smoothly. Therefore, this also improves the steering feeling.

本実施形態のステアリング装置においては、ステアリング軸から入力軸３に入力される回転のトルク値が、予め設定された電動パワーステアリング装置（不図示）のアシスト開始トルク値を超えると、電動パワーステアリング装置による操舵トルクへのアシストが開始されるようになっている。このとき、摩擦力発生機構５によって入力軸３の端部と出力軸４の端部との間に発生する摩擦力のトルク値は、アシスト開始トルク値よりも大きい値に設定してもよい。   In the steering device of the present embodiment, when the rotational torque value input from the steering shaft to the input shaft 3 exceeds the assist start torque value of a preset electric power steering device (not shown), the electric power steering device The assist to the steering torque is started. At this time, the torque value of the frictional force generated between the end of the input shaft 3 and the end of the output shaft 4 by the frictional force generating mechanism 5 may be set to a value larger than the assist start torque value.

そうすれば、摩擦力発生機構５によって発生した摩擦力以上のトルクが、ステアリング軸から入力軸３に入力された場合であっても、ガタツキのあるサンギヤ１１、リングギヤ１２、及びプラネタリギヤ１３が動く以前に本実施形態のステアリング装置による操舵トルクへのアシストが開始されるので、運転者はステアリングホイールにガタツキを感じにくい。   By doing so, even when a torque greater than the frictional force generated by the frictional force generating mechanism 5 is input to the input shaft 3 from the steering shaft, the rattling sun gear 11, the ring gear 12, and the planetary gear 13 are not moved. In addition, since the assist to the steering torque by the steering device of the present embodiment is started, the driver is less likely to feel rattling on the steering wheel.

入力軸３の端部と出力軸４の端部との間に摩擦力を発生させる摩擦力発生機構５の構成は、特に限定されるものではないが、例えば、図５に示すような摩擦力発生機構５があげられる。図５の摩擦力発生機構５は、入力軸３の端部及び出力軸４の端部の少なくとも一方との間で摩擦力を発生させる摩擦部７と、軸方向を向く押圧力を摩擦部７に付与して入力軸３の端部及び出力軸４の端部のうち摩擦力を発生させる側の端部に摩擦部７を押圧する弾性部６と、を備えている。   The configuration of the frictional force generating mechanism 5 that generates a frictional force between the end of the input shaft 3 and the end of the output shaft 4 is not particularly limited. For example, the frictional force as shown in FIG. An example of the generation mechanism 5 is given. The frictional force generating mechanism 5 of FIG. 5 includes a frictional part 7 that generates a frictional force between at least one of the end of the input shaft 3 and the end of the output shaft 4, and a pressing force that faces in the axial direction. And an elastic portion 6 that presses the friction portion 7 at the end portion of the input shaft 3 and the end portion of the output shaft 4 on the side that generates the frictional force.

図５の摩擦力発生機構５は、リング状の弾性部６とリング状の摩擦部７とが軸方向に並んで同軸に連結された構成をなしている。ただし、弾性部６及び摩擦部７は、リング状に限らず円板状等の板状でもよい。また、摩擦力発生機構５は、１つの弾性部６と１つの摩擦部７とから構成されていてもよいが、１つの弾性部６と２つの摩擦部７とから構成されていてもよい。すなわち、摩擦力発生機構５は、１つの弾性部６と２つの摩擦部７とから構成され、摩擦部７が弾性部６を両側から挟みつつ軸方向に並んで同軸に連結された構成をなしていてもよい。この場合には、摩擦部７は、入力軸３の端部及び出力軸４の端部の両方との間で摩擦力を発生させることとなる。   The frictional force generating mechanism 5 shown in FIG. 5 has a configuration in which a ring-shaped elastic portion 6 and a ring-shaped friction portion 7 are coaxially connected side by side in the axial direction. However, the elastic portion 6 and the friction portion 7 are not limited to a ring shape, and may be a plate shape such as a disk shape. The frictional force generating mechanism 5 may be composed of one elastic part 6 and one friction part 7, but may be composed of one elastic part 6 and two friction parts 7. That is, the frictional force generating mechanism 5 is composed of one elastic part 6 and two frictional parts 7, and the frictional part 7 is coaxially connected side by side in the axial direction with the elastic part 6 sandwiched from both sides. It may be. In this case, the friction portion 7 generates a frictional force between both the end portion of the input shaft 3 and the end portion of the output shaft 4.

弾性部６の構成は、軸方向を向く押圧力を摩擦部７に付与して入力軸３の端部及び出力軸４の端部のうち摩擦力を発生させる側の端部に摩擦部７を押圧することができるならば、特に限定されるものではないが、ゴム、樹脂などの弾性体で弾性部６を構成することができる。また、皿バネ、コイルバネ等のバネで弾性部６を構成することもできる。軸方向を向く押圧力を弾性体やバネの弾性力によって摩擦部７に付与できるように、弾性体やバネで弾性部６を構成する。   The structure of the elastic portion 6 is that the friction portion 7 is applied to the end portion of the input shaft 3 and the end portion of the output shaft 4 that generates a frictional force by applying a pressing force directed in the axial direction to the friction portion 7. If it can be pressed, it is not particularly limited, but the elastic portion 6 can be made of an elastic body such as rubber or resin. Moreover, the elastic part 6 can also be comprised with springs, such as a disk spring and a coil spring. The elastic portion 6 is formed of an elastic body or a spring so that a pressing force directed in the axial direction can be applied to the friction portion 7 by the elastic force of the elastic body or the spring.

摩擦部７の構成は、入力軸３の端部及び出力軸４の端部の少なくとも一方との間で摩擦力を発生させることができるならば、特に限定されるものではないが、滑り軸受で摩擦部７を構成することができる。滑り軸受の滑り面と、滑り面に対向する入力軸３の端部又は出力軸４の端部とが、入力軸３の回転に伴って滑り接触することにより、滑り面と入力軸３の端部又は出力軸４の端部との間で摩擦力が発生する。滑り軸受の滑り面の性状（例えば表面粗さ）を調整することにより、発生する摩擦力の大きさを制御することが可能である。滑り面と入力軸３の端部又は出力軸４の端部との間には、潤滑剤や流体を介在させてもよい。また、図６に示すように、摩擦部７である滑り軸受の滑り面に潤滑剤溜まり、流体溜まりとして機能する凹部７ａを設けてもよい。   The configuration of the friction portion 7 is not particularly limited as long as it can generate a frictional force between at least one of the end portion of the input shaft 3 and the end portion of the output shaft 4. The friction part 7 can be comprised. The sliding surface and the end of the input shaft 3 are brought into sliding contact with the end of the input shaft 3 or the end of the output shaft 4 facing the sliding surface as the input shaft 3 rotates. A frictional force is generated between this part and the end of the output shaft 4. It is possible to control the magnitude of the generated frictional force by adjusting the property (for example, surface roughness) of the sliding surface of the sliding bearing. A lubricant or a fluid may be interposed between the sliding surface and the end of the input shaft 3 or the end of the output shaft 4. Further, as shown in FIG. 6, a concave portion 7 a functioning as a lubricant reservoir and a fluid reservoir may be provided on the sliding surface of the sliding bearing which is the friction portion 7.

摩擦力発生機構５は、入力軸３と出力軸４の端部同士の間の軸方向隙間内に配置されるが、その際には、図１のように、弾性部６と出力軸４の端部を対向配置させ、摩擦部７と入力軸３の端部を対向配置させてもよいし、それとは逆に、弾性部６と入力軸３の端部を対向配置させ、摩擦部７と出力軸４の端部を対向配置させてもよい。弾性部６は、対向する入力軸３の端部又は出力軸４の端部に取り付けられて一体をなしていてもよいし、取り付けられておらず別体をなしていてもよい。ただし、対向する入力軸３の端部又は出力軸４の端部に取り付けられて一体をなしている方が、ステアリング装置の組立てが容易である。   The frictional force generating mechanism 5 is disposed in an axial gap between the end portions of the input shaft 3 and the output shaft 4. In this case, as shown in FIG. The end portions may be disposed opposite to each other, and the friction portion 7 and the end portion of the input shaft 3 may be disposed to face each other. Conversely, the elastic portion 6 and the end portion of the input shaft 3 may be disposed to face each other. You may arrange | position the edge part of the output shaft 4 facing. The elastic portion 6 may be attached to the end of the input shaft 3 or the end of the output shaft 4 facing each other and may be integrated, or may not be attached and may be a separate body. However, it is easier to assemble the steering device if they are attached to the end of the input shaft 3 or the end of the output shaft 4 facing each other.

図１の例では、弾性部６と出力軸４の端部とが対向し、摩擦部７と入力軸３の端部とが対向しているので、弾性部６は、軸方向を向く押圧力を摩擦部７に付与して入力軸３の端部に摩擦部７を押圧する。また、摩擦部７は、弾性部６によって入力軸３の端部に押圧されつつ、対向配置された入力軸３の端部と滑り接触し、摩擦部７と入力軸３の端部との間で摩擦力が発生する。   In the example of FIG. 1, since the elastic portion 6 and the end portion of the output shaft 4 are opposed to each other, and the friction portion 7 and the end portion of the input shaft 3 are opposed to each other, the elastic portion 6 has a pressing force directed in the axial direction. Is applied to the friction part 7 to press the friction part 7 against the end of the input shaft 3. In addition, the friction portion 7 is slid against the end portion of the input shaft 3 disposed oppositely while being pressed against the end portion of the input shaft 3 by the elastic portion 6, and between the friction portion 7 and the end portion of the input shaft 3. A friction force is generated.

このような本実施形態のステアリング装置は、自動車等のステアリング装置として使用することができる。また、本発明は、デファレンシャルギヤ（差動歯車）を有する装置に適用することが可能である。   Such a steering apparatus of this embodiment can be used as a steering apparatus for an automobile or the like. Further, the present invention can be applied to a device having a differential gear (differential gear).

なお、本実施形態は本発明の一例を示したものであって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。例えば、本実施形態においては、入力軸３にリングギヤ１２を固定し、出力軸４にサンギヤ１１を固定したが、これとは逆に、入力軸３にサンギヤ１１を固定し、出力軸４にリングギヤ１２を固定してもよく、本実施形態のステアリング装置の場合と同様の作用効果が奏される。   In addition, this embodiment shows an example of this invention and this invention is not limited to this embodiment. For example, in this embodiment, the ring gear 12 is fixed to the input shaft 3 and the sun gear 11 is fixed to the output shaft 4. On the contrary, the sun gear 11 is fixed to the input shaft 3 and the ring gear is fixed to the output shaft 4. 12 may be fixed, and the same effects as those of the steering device of the present embodiment can be obtained.

また、本実施形態においては、可変機構２の回転駆動源２３によりキャリヤ１４を回転させたが、サンギヤ１１又はリングギヤ１２を回転させてもよい。可変機構２の回転駆動源２３によりサンギヤ１１を回転させる場合には、入力軸３にリングギヤ１２及びキャリヤ１４のうち一方を固定し、出力軸４にリングギヤ１２及びキャリヤ１４のうち他方を固定する。また、可変機構２の回転駆動源２３によりリングギヤ１２を回転させる場合には、入力軸３にサンギヤ１１及びキャリヤ１４のうち一方を固定し、出力軸４にサンギヤ１１及びキャリヤ１４のうち他方を固定する。   In the present embodiment, the carrier 14 is rotated by the rotational drive source 23 of the variable mechanism 2, but the sun gear 11 or the ring gear 12 may be rotated. When the sun gear 11 is rotated by the rotational drive source 23 of the variable mechanism 2, one of the ring gear 12 and the carrier 14 is fixed to the input shaft 3, and the other of the ring gear 12 and the carrier 14 is fixed to the output shaft 4. When the ring gear 12 is rotated by the rotational drive source 23 of the variable mechanism 2, one of the sun gear 11 and the carrier 14 is fixed to the input shaft 3, and the other of the sun gear 11 and the carrier 14 is fixed to the output shaft 4. To do.

互いに噛み合うプラネタリギヤ１３とサンギヤ１１は、逆作動可能な進み角を有しており、また、互いに噛み合うプラネタリギヤ１３とリングギヤ１２も、逆作動可能な進み角を有しているので、ステアリング軸の回転や回転駆動源２３の回転がサンギヤ１１、リングギヤ１２、及びキャリヤ１４のいずれに入力されても遊星歯車装置１が回転し、ステアリング軸の回転の減速又は増速が達成される。   The planetary gear 13 and the sun gear 11 that mesh with each other have a lead angle that can be operated in reverse, and the planetary gear 13 and the ring gear 12 that mesh with each other also have a lead angle that can operate in reverse, so that the rotation of the steering shaft Even if the rotation of the rotation drive source 23 is input to any of the sun gear 11, the ring gear 12, and the carrier 14, the planetary gear unit 1 rotates, and the reduction or increase of the rotation of the steering shaft is achieved.

さらに、本実施形態においては、摩擦部７を滑り軸受で構成したが、スラスト軸受等の転がり軸受で摩擦部７を構成することもできる。摩擦部７を転がり軸受で構成した場合には、転がり軸受の２つの軌道輪を入力軸３の端部と出力軸４の端部とにそれぞれ固定する。すると、転がり軸受の回転抵抗によって摩擦力が発生する。また、摩擦部７をアンギュラ軸受で構成して予圧を付与すれば、軸方向（スラスト方向）だけでなく径方向（ラジアル方向）にも摩擦力を発生させることができる。   Furthermore, in this embodiment, although the friction part 7 was comprised with the sliding bearing, the friction part 7 can also be comprised with rolling bearings, such as a thrust bearing. When the friction portion 7 is configured by a rolling bearing, the two bearing rings of the rolling bearing are fixed to the end portion of the input shaft 3 and the end portion of the output shaft 4, respectively. Then, a frictional force is generated by the rotational resistance of the rolling bearing. Further, if the friction portion 7 is formed of an angular bearing and preload is applied, a frictional force can be generated not only in the axial direction (thrust direction) but also in the radial direction (radial direction).

１ 遊星歯車装置
２ 可変機構
３ 入力軸
４ 出力軸
５ 摩擦力発生機構
６ 弾性部
７ 摩擦部
１１ サンギヤ
１２ リングギヤ
１３ プラネタリギヤ
１４ キャリヤ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Planetary gear apparatus 2 Variable mechanism 3 Input shaft 4 Output shaft 5 Friction force generation mechanism 6 Elastic part 7 Friction part 11 Sun gear 12 Ring gear 13 Planetary gear 14 Carrier

Claims (4)

運転者の操舵により回転するステアリング軸の回転が入力され該回転を減速又は増速して転舵輪に出力する遊星歯車装置と、前記遊星歯車装置による前記回転の減速又は増速の比率を変化させる可変機構と、を備え、
前記遊星歯車装置は、前記ステアリング軸の回転が入力される入力軸と、前記遊星歯車装置により減速又は増速された前記回転を前記転舵輪に出力する出力軸と、サンギヤと、該サンギヤと同心に配されたリングギヤと、前記サンギヤ及び前記リングギヤに噛み合い前記サンギヤの周りを公転するプラネタリギヤと、前記サンギヤ及び前記リングギヤと同心に配され前記プラネタリギヤを回転自在に支持するキャリヤと、を有し、
前記サンギヤは前記入力軸及び前記出力軸の一方に同軸に固定され、前記リングギヤは前記入力軸及び前記出力軸の他方に同軸に固定されており、
前記入力軸と前記出力軸は同軸に配されて互いの端部同士が軸方向隙間を介して対向しており、前記入力軸の端部と前記出力軸の端部との間に摩擦力を発生させる摩擦力発生機構が前記軸方向隙間内に設けられているステアリング装置。 A planetary gear device that receives a rotation of a steering shaft that is rotated by a driver's steering, decelerates or accelerates the rotation, and outputs the rotation to a steered wheel, and changes a ratio of the deceleration or acceleration of the rotation by the planetary gear device. A variable mechanism,
The planetary gear device includes an input shaft to which rotation of the steering shaft is input, an output shaft that outputs the rotation decelerated or accelerated by the planetary gear device to the steered wheels, a sun gear, and a concentricity with the sun gear. A ring gear arranged on the planetary gear, a planetary gear that meshes with the sun gear and the ring gear and revolves around the sun gear, and a carrier that is arranged concentrically with the sun gear and the ring gear and rotatably supports the planetary gear,
The sun gear is coaxially fixed to one of the input shaft and the output shaft, and the ring gear is coaxially fixed to the other of the input shaft and the output shaft,
The input shaft and the output shaft are arranged coaxially, and the ends of the input shaft and the output shaft are opposed to each other via an axial gap, and a frictional force is generated between the end of the input shaft and the end of the output shaft. A steering device in which a frictional force generating mechanism to be generated is provided in the axial gap. 前記入力軸に入力される前記回転のトルク値が、予め設定されたアシスト開始トルク値を超えると、操舵トルクへのアシストが開始されるようになっており、前記摩擦力発生機構によって前記入力軸の端部と前記出力軸の端部との間に発生する摩擦力のトルク値は、前記アシスト開始トルク値よりも大きい値に設定されている請求項１に記載のステアリング装置。   When the rotation torque value input to the input shaft exceeds a preset assist start torque value, assist to the steering torque is started, and the friction force generation mechanism causes the input shaft to rotate. 2. The steering device according to claim 1, wherein a torque value of a frictional force generated between an end of the output shaft and an end of the output shaft is set to a value larger than the assist start torque value. 前記摩擦力発生機構は、前記入力軸の端部及び前記出力軸の端部の少なくとも一方との間で摩擦力を発生させる摩擦部と、軸方向を向く押圧力を前記摩擦部に付与して前記入力軸の端部及び前記出力軸の端部のうち前記摩擦力を発生させる側の端部に前記摩擦部を押圧する弾性部と、を備える請求項１又は請求項２に記載のステアリング装置。   The frictional force generation mechanism applies a frictional force that generates a frictional force between at least one of an end of the input shaft and an end of the output shaft, and a pressing force directed in the axial direction to the frictional unit. The steering device according to claim 1, further comprising: an elastic portion that presses the friction portion against an end portion of the input shaft and an end portion of the output shaft that are on the side where the frictional force is generated. . 前記摩擦力発生機構は、前記入力軸の端部及び前記出力軸の端部の一方に滑り接触して摩擦力を発生させる摩擦部と、前記入力軸の端部及び前記出力軸の端部の他方に取り付けられ、軸方向を向く押圧力を前記摩擦部に付与して前記入力軸の端部及び前記出力軸の端部の一方に前記摩擦部を押圧する弾性部と、を備える請求項１〜３のいずれか一項に記載のステアリング装置。   The frictional force generating mechanism includes a frictional portion that slides into contact with one of an end of the input shaft and an end of the output shaft to generate a frictional force, an end of the input shaft, and an end of the output shaft. 2. An elastic part attached to the other, and applying a pressing force directed in the axial direction to the friction part to press the friction part against one of an end part of the input shaft and an end part of the output shaft. The steering apparatus as described in any one of -3.
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