JP4058694B2

JP4058694B2 - Reduction ratio variable power steering system

Info

Publication number: JP4058694B2
Application number: JP2003401119A
Authority: JP
Inventors: 敏男覚前; 義則鈴木
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2003-12-01
Filing date: 2003-12-01
Publication date: 2008-03-12
Anticipated expiration: 2023-12-01
Also published as: JP2005161915A

Description

本発明は、ハンドルに作用する操舵入力をステアリングギヤを介し操向車輪に伝達する動力舵取り装置に関するものである。 The present invention relates to a power steering apparatus that transmits a steering input acting on a steering wheel to a steered wheel via a steering gear.

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。これらに対応するために、ハンドルに作用する操舵入力を油圧サーボ装置により増幅して操向車輪に伝達する動力舵取り装置において、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り装置が特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載された装置では、遊星歯車機構が操舵入力軸と操舵出力軸との間に介装され、遊星歯車機構のプラネタリギヤを支持するキャリアをモータにより回転し、プラネタリギヤの公転回転数を制御することによってステアリングの減速比を変更できるようにしている。 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. In order to deal with these problems, in a power steering apparatus that amplifies a steering input acting on a steering wheel by a hydraulic servo device and transmits the amplified steering wheel to a steered wheel, rotation between a steering wheel shaft connected to the steering wheel and an input shaft of a servo valve device Patent Document 1 discloses a reduction gear ratio type power steering apparatus having a variable ratio. In the apparatus described in Patent Document 1, a planetary gear mechanism is interposed between a steering input shaft and a steering output shaft, a carrier that supports the planetary gear of the planetary gear mechanism is rotated by a motor, and the revolution speed of the planetary gear is increased. The steering reduction ratio can be changed by controlling.

この種の減速比可変式動力舵取り装置では、例えば、モータに過電流が流れるなどしてモータが加熱する場合や、センサ不良等によってモータが誤動作して適切なステアリングの減速比の制御ができなくなる恐れが生じた場合にモータの回転軸をロックして回転軸の回転を阻止することにより、モータの損傷及び減速比の急変動を防止するロック機構を備えた装置がある。このようにロック機構を備えた装置では、モータの回転が阻止されると、キャリアの回転が阻止され、プラネタリギヤの公転が阻止されるため、プラネタリギヤは、操舵入力軸の回転を自転のみで操舵出力軸に伝達し、操舵入力軸から操舵出力軸への回転伝達比を操舵入力軸と操舵出力軸に形成されたサンギヤの歯数比で決まる一定値に固定する。
特開昭６０−２０９３６２号公報（第２，３頁、図１） In this type of reduction ratio variable power steering device, for example, when the motor is heated due to an overcurrent flowing through the motor or when the motor malfunctions due to a sensor failure or the like, it becomes impossible to control the appropriate steering reduction ratio. There is an apparatus provided with a lock mechanism that locks the rotation shaft of the motor and prevents the rotation of the rotation shaft when a fear arises, thereby preventing damage to the motor and sudden fluctuations in the reduction ratio. In the device having the lock mechanism as described above, when the motor is prevented from rotating, the carrier is prevented from rotating, and the planetary gear is prevented from revolving. Therefore, the planetary gear is rotated only by rotating the steering input shaft. The rotation transmission ratio from the steering input shaft to the steering output shaft is fixed to a constant value determined by the gear ratio of the sun gear formed on the steering input shaft and the steering output shaft.
JP-A-60-209362 (pages 2, 3 and 1)

上述した従来装置では、サンギヤとプラネタリギヤの間で異物の噛み込みや潤滑不良等が発生し、プラネタリギヤの自転が困難になった場合、操舵入力軸が回転されると、プラネタリギヤが操舵入力軸と一体的に回転し、キャリヤを操舵入力軸と一体回転させることになる。このときモータの回転軸が上述のロック機構によってロックされていなければ、モータの回転軸は、回転力を操舵入力軸から加えることによって回転可能であり、キャリアを操舵入力軸と一体回転でき、操舵入力軸の回転を操舵出力軸に伝達できる。 In the above-described conventional device, when a foreign matter is caught between the sun gear and the planetary gear or a lubrication failure occurs, and the rotation of the planetary gear becomes difficult, when the steering input shaft is rotated, the planetary gear is integrated with the steering input shaft. Thus rotating the carrier integrally with the steering input shaft. At this time, if the rotation shaft of the motor is not locked by the above-described locking mechanism, the rotation shaft of the motor can be rotated by applying a rotational force from the steering input shaft, and the carrier can rotate integrally with the steering input shaft, and the steering The rotation of the input shaft can be transmitted to the steering output shaft.

ところが、上述のような異常が生じてモータの回転軸がロック機構によってロックされた状態とプラネタリギヤの自転が困難な状態とが同時に発生した場合には、操舵入力軸の回転が操舵出力軸に伝達できなくなる恐れがあった。 However, when the above-described abnormality occurs and the state where the rotation shaft of the motor is locked by the lock mechanism and the state where it is difficult to rotate the planetary gear simultaneously, the rotation of the steering input shaft is transmitted to the steering output shaft. There was a risk of being unable to do so.

本発明は、係る従来の不具合を解消するためになされたもので、モータの回転軸がロックされ、且つ、プラネタリギヤの自転が困難になった場合でも操舵入力軸の回転を操舵出力軸に確実に伝達できるようにするものである。 The present invention has been made to solve such a conventional problem, and ensures that the rotation of the steering input shaft is used as the steering output shaft even when the rotation shaft of the motor is locked and the rotation of the planetary gear becomes difficult. It is intended to be able to communicate.

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、異常発生時に前記モータの回転を停止する回転阻止手段を設け、該回転阻止手段によるモータの回転阻止中に所定値以上の回転トルクが前記キャリアから作用したとき該キャリアとモータとの相対回転を許容する相対回転許容手段を設けたことにある。 In order to solve the above-mentioned problem, the structural feature of the invention described in claim 1 is provided with a rotation preventing means for stopping the rotation of the motor when an abnormality occurs, and is predetermined during the rotation prevention of the motor by the rotation preventing means. A relative rotation permitting means for permitting relative rotation between the carrier and the motor when a torque greater than the value is applied from the carrier is provided.

請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請求項１のものにおいて、キャリア回動機構を遊星歯車機構と並列配置し、このキャリア回動機構に、モータにより回転駆動され小歯車が形成された小歯車軸と、前記小歯車と噛合された環状歯車を設け、相対回転許容手段を前記モータとキャリアとの間で回転トルクを伝達する伝達経路の途中に配置したことにある。 The structural feature of the invention according to claim 2 is that according to claim 1, wherein the carrier rotation mechanism is arranged in parallel with the planetary gear mechanism, and the carrier rotation mechanism is rotated by a motor to form a small gear. A small gear shaft and an annular gear meshed with the small gear are provided, and a relative rotation permission means is arranged in the middle of a transmission path for transmitting rotational torque between the motor and the carrier.

請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項２のものにおいて、キャリアとの間で回転トルクを伝達する環状部材を環状歯車の内周側に中心軸線回りに回転可能に軸承し、相対回転許容手段を、環状歯車の内周面と環状部材の外周面との間に配置され、該環状歯車と環状部材の間に所定値以上の回転トルクが作用したとき該環状歯車と環状部材の間で相対回転を許容するすべり部材にて構成したことにある。 The structural feature of the invention according to claim 3 is that according to claim 2, in which the annular member that transmits the rotational torque to and from the carrier is supported on the inner peripheral side of the annular gear so as to be rotatable about the central axis, The relative rotation permission means is disposed between the inner peripheral surface of the annular gear and the outer peripheral surface of the annular member, and when a rotational torque of a predetermined value or more acts between the annular gear and the annular member, the annular gear and the annular member This is that it is constituted by a sliding member that allows relative rotation between the two.

上記のように構成した請求項１に係る発明においては、回転阻止手段によるモータの回転阻止中に所定値以上の回転トルクが前記キャリアから作用したとき該キャリアとモータとの相対回転を許容する相対回転許容手段を設けたので、回転阻止手段の作動によってキャリアの回転が阻止され、且つ、例えば第１サンギヤ、第２サンギヤと第１、第２プラネタリギヤの噛合い部又は、第１、第２プラネタリギヤの軸受部に、異物の噛み込み或いは、潤滑不良が発生し、第１、第２プラネタリギヤの自転が困難になった場合に、ハンドルが操作され操舵入力軸が回転し、キャリアからモータ側に所定以上の回転トルクが作用すると、相対回転許容手段が作動してキャリアの回転を可能にする。この結果、モータの回転が阻止されているときに遊星歯車機構が操舵入力軸と一体回転状態になっても、操舵入力軸の回転が確実に操舵出力軸に伝達され、ハンドルの操作量に応じた回転がラックピニオン機構を介し操向車輪に伝達できる。 In the invention according to claim 1 configured as described above, when a rotation torque of a predetermined value or more is applied from the carrier during rotation prevention of the motor by the rotation prevention means, relative rotation that allows relative rotation between the carrier and the motor is allowed. Since the rotation permitting means is provided, the rotation of the carrier is blocked by the operation of the rotation blocking means, and the first sun gear, the second sun gear and the meshing portion of the first and second planetary gears, or the first and second planetary gears, for example. When the first and second planetary gears are difficult to rotate due to foreign matter biting or poor lubrication in the bearing portion of the bearing, the steering input shaft rotates and the steering input shaft is rotated from the carrier to the motor side. When the rotational torque described above is applied, the relative rotation permission means is activated to allow the carrier to rotate. As a result, the rotation of the steering input shaft is reliably transmitted to the steering output shaft even if the planetary gear mechanism rotates integrally with the steering input shaft when the rotation of the motor is blocked. Rotation can be transmitted to the steering wheel through the rack and pinion 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、遊星歯車機構にキャリア回動機構を並列に配置し、キャリア回動機構に小歯車及び環状歯車を設けた構成の簡単な伝達経路の途中に回転許容手段を設けたので、モータからキャリアへの伝達経路を複雑にすることなく、回転阻止停止手段の作動によってモータの回転が阻止され、且つ、第１、第２プラネタリギヤの自転が困難になった場合のキャリアの回転を可能にできる。 In the invention according to claim 2 configured as described above, the carrier rotation mechanism is arranged in parallel with the planetary gear mechanism, and the carrier rotation mechanism is provided with a small gear and an annular gear in the middle of a simple transmission path. Since the rotation permitting means is provided in the motor, the rotation of the motor is blocked by the operation of the rotation blocking stop means without complicating the transmission path from the motor to the carrier, and the rotation of the first and second planetary gears is difficult. When this happens, the carrier can be rotated.

上記のように構成した請求項３に係る発明においては、環状部材を環状歯車の内周側に配置し、環状歯車の内周面と環状部材の外周面の間にすべり部材を介在したので、環状歯車、環状部材及びすべり部材を組み上げた後にハウジングに組付けることが可能となり、組付け性を向上することができる。 In the invention according to claim 3 configured as described above, the annular member is disposed on the inner peripheral side of the annular gear, and the slip member is interposed between the inner peripheral surface of the annular gear and the outer peripheral surface of the annular member. After assembling the annular gear, the annular member, and the sliding member, it can be assembled to the housing, and the assemblability can be improved.

以下本発明の第１の実施の形態に係る減速比可変式動力舵取り装置を図面に基づいて説明する。図１、図２において、減速比可変式動力舵取り装置１は、油圧サーボ装置２のサーボ弁装置３の入力軸４にハンドル５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５に作用する操舵力が油圧サーボ装置２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, a variable reduction ratio type power steering apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 and 2, the reduction gear ratio type power steering apparatus 1 transmits the rotation of the handle 5 to the input shaft 4 of the servo valve device 3 of the hydraulic servo device 2, and the rotation of the output shaft of the servo valve device 3 is a planet. The gear is changed by the gear mechanism 6 and transmitted to the pinion shaft 13 of the rack and pinion mechanism 7. As a result, the steering force acting on the handle 5 is amplified by the hydraulic servo device 2 and transmitted to the steered wheels 8 via the rack and pinion mechanism 7 which is a steering gear.

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ハウジングを構成している。アッパーハウジング９には弁収納孔９ａが形成され、該弁収納孔９ａにサーボ弁装置３が収納され、サーボ弁装置３の出力軸であるハンドル側シャフト１１が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側開口端部に一箇所で軸受１２により中心軸線Ｏ回りに回転可能に軸承されている。ロアーハウジング１０にはギア室１０ａが形成され、該ギヤ室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、中心軸線Ｏ方向に離間した二個所で軸受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。 The upper housing 9 and the lower housing 10 are connected by bolts to form a housing. A valve housing hole 9 a is formed in the upper housing 9, the servo valve device 3 is housed in the valve housing hole 9 a, and a handle side shaft 11 that is an output shaft of the servo valve device 3 is connected to the valve housing hole 9 a of the upper housing 9. A bearing 12 is provided at one end of the lower housing 10 so as to be rotatable about the central axis O. 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 that is a pinion shaft of the rack and pinion mechanism 7 is rotatably supported around the central axis O by the bearings 14 and 15 at two locations separated in the central axis O direction.

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、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２８ｂ、２８ａに夫々連通されたポートＡ，Ｂが、油圧ポンプ２２及びタンク２３に夫々接続されたポートＰ，Ｔに接続されるようになっている。入力軸４及びハンドル側シャフト１１はトーションバー２４の両端部に夫々結合されている。ハンドル５に操舵入力が作用されずに入力軸４が自由状態のとき、ポートＰ，Ｔが連通され、ポートＡ，Ｂ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。ポートＴは弁収納孔９ａの上端部に開口されている。入力軸４には、トーションバー２４が隙間を持って挿通する貫通穴４ａが軸線上に穿設されるとともに、貫通穴４ａに開口する連通穴４ｂ，４ｃが軸線方向に離間して半径方向に穿設されている。これによりポートＴは弁収納孔９ａの上端部、連通穴４ｂ、貫通穴４ａ及び連通穴４ｃを通ってロータリ弁１８に連通されている。 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 and the sleeve 20, and the ports A and B communicated with the left and right chambers 28b and 28a of the cylinder device 30 in accordance with the relative rotation between the rotary valve 18 and the sleeve 20 are hydraulic pressures. The ports P and T are connected to the pump 22 and the tank 23, respectively. 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 handle 5 and the input shaft 4 is in a free state, the ports P and T are communicated, and the rotary valve 18 is relative to the sleeve 20 in a neutral position where no hydraulic pressure is generated in the ports A and B. Rotation positioning. The port T is opened at the upper end of the valve storage hole 9a. The input shaft 4 is provided with a through hole 4a through which the torsion bar 24 is inserted with a gap on the axis, and communication holes 4b and 4c that open in the through hole 4a are spaced apart in the axial direction in the radial direction. It has been drilled. Thus, the port T is communicated with the rotary valve 18 through the upper end portion of the valve housing hole 9a, the communication hole 4b, the through hole 4a, and the communication hole 4c.

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が収納された弁収納孔９ａと隣接して遊星歯車機構６が収納される遊星歯車室１０ｂが形成されている。遊星歯車室１０ｂは、弁収納室９ａのロアーハウジング１０側開口部、入力軸４の軸線穴４ａ、連通穴４ｂ、弁収納孔９ａの上端部を介してポートＴに連通される。これにより、遊星歯車室１０ｂにサーボ弁装置３から低圧の作動油が流入し遊星歯車機構６を油漬けにする。遊星歯車室１０ｂに流入した作動油がギヤ室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５２により液密的にシールされている。 On the upper housing 9 side of the lower housing 10, a planetary gear chamber 10b in which the planetary gear mechanism 6 is accommodated is formed adjacent to the valve accommodation hole 9a in which the servo valve device 3 is accommodated. The planetary gear chamber 10b communicates with the port T via the opening of the valve housing chamber 9a on the lower housing 10 side, the axial hole 4a of the input shaft 4, the communication hole 4b, and the upper end of the valve housing hole 9a. As a result, low-pressure hydraulic fluid flows from the servo valve device 3 into the planetary gear chamber 10b, and the planetary gear mechanism 6 is immersed in oil. In order to prevent the hydraulic oil flowing into 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 52.

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１１ａ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１１ａ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及びギヤ側シャフト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 11a 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 a is rotatably supported by the needle bearing 16 in the bearing hole 13 a. In this way, the opposite shaft ends of the handle-side shaft 11 and the gear-side shaft 13 have high rigidity and relative rotation with high concentricity around the central axis O through the bearing 16 that supports the radial load. It can be 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。このように、ハンドル側シャフト１１とギヤ側シャフト１３との間に相対回転に対して抵抗となる摩擦体４５が介在される。 A sliding hole 13b is continuously drilled in the shaft end portion of the gear side shaft 13, and a friction body 45 is slidably fitted into the sliding hole 13b. The friction body 45 is compressed. The spring 46 is pressed against the end surface of the small diameter portion 11 a of the handle side shaft 11 by the spring force. In this manner, the friction body 45 that resists relative rotation is interposed 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及びモータ５１により回転駆動されるキャリア回動機構５０が中心軸線Ｏ上で並列配置して収納されている。ハンドル側シャフト１１及びギヤ側シャフト１３の対向する軸端部には、遊星歯車機構６の歯数が僅かに異なる第１及び第２サンギヤ３４，３５が夫々一体に設けられている。ギヤ側シャフト１３及びハンドル側シャフト１１にプレート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により夫々回転可能に支承されている。各遊星体３７には第１及び第２サンギヤ３４，３５に夫々噛合して一体回転する第１及び第２プラネタリギヤ４０，４１が同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及び第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。 In the planetary gear chamber 10b of the lower housing 10, a planetary gear mechanism 6 and a carrier rotation mechanism 50 that is rotationally driven by the motor 51 are accommodated in parallel on the central axis O. First and second sun gears 34 and 35 having slightly different number of teeth of the planetary gear mechanism 6 are integrally provided at opposite shaft ends of the handle side shaft 11 and the gear side shaft 13. Plates 36a and 36b are loosely fitted to the gear side shaft 13 and the handle side shaft 11, and a plurality of (for example, three) planetary bodies 37 arranged at substantially equal angular intervals on the circumference are provided on the plates 36a and 36b. 36a and 36b are rotatably supported by bearing shafts 38 supported at both ends. First and second planetary gears 40 and 41 that are meshed with the first and second sun gears 34 and 35 and rotate integrally with each planetary body 37 are integrally formed on a coaxial line. 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.

前記キャリア回動機構５０は、遊星歯車室１０ｂの底部に設けられ、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。同機構５０は、ウォーム軸（歯車軸）４８とウォームホイール（環状歯車）４３とからなるウォーム機構４９及び伝達機構６０を備えている。ウォーム軸４８は、両端を図３に示すように軸受４８ａ，４８ｂ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の回転軸５１ａに連結されている。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（小径歯車）４４と遊星歯車室１０ｂ内で噛合している。伝達機構６０は、中間部材６１及び円筒スリーブ６２を備え、中間部材６１は、ギヤ側シャフト１３の外周に中心軸線Ｏ回りに回転可能に支承され、外周に形成されたスプライン係合部によりキャリア３６の内周面に形成されたスプライン係合部とスプライン係合している。円筒スリーブ６２は、キャリア３６と並列に配置されるとともに、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。円筒スリーブ６２の一端にはスプライン係合部が形成され、このスプライン係合部と前記中間部材６１のスプライン係合部がスプライン係合している。ウォームホイール４３の内周面と円筒スリーブ６２の外周面の間には、すべり部材５５が介在されている。すべり部材５５は、トレランスリング（製品名）であり、環状鋼板に波形突起５５ａが円周上等間隔に形成され、波形突起５５ａの弾性作用により、ウォームホイール４３と円筒スリーブ６２の間に所定以上の回転トルクが作用したときにすべりを発生し、ウォームホイール４３と円筒スリーブ６２の相対回転を許容する。キャリア３６のプレート３６ａと円筒スリーブ６２のキャリア側端面との間の中間部材６１の外周には、ウエイブワッシャ３２が設けられ、キャリア３６を円筒スリーブ６２から遠ざける方向に付勢し、キャリア３６をスラスト軸受に押圧している。 The carrier rotation mechanism 50 is provided at the bottom of the planetary gear chamber 10b, and is configured to transmit the rotational force of the motor 51 mounted on the lower housing 10 to the carrier 36 and to rotationally drive the carrier 36. Yes. The mechanism 50 includes a worm mechanism 49 including a worm shaft (gear shaft) 48 and a worm wheel (annular gear) 43 and a transmission mechanism 60. As shown in FIG. 3, the worm shaft 48 is supported by the lower housing 10 so as to be rotatable about an axis perpendicular to the central axis O by bearings 48 a and 48 b, and is connected to the rotating shaft 51 a of the motor 51. The worm wheel 43 meshes with a worm (small diameter gear) 44 provided on the worm shaft 48 in the planetary gear chamber 10b. The transmission mechanism 60 includes an intermediate member 61 and a cylindrical sleeve 62, and the intermediate member 61 is supported on the outer periphery of the gear-side shaft 13 so as to be rotatable about the central axis O, and the carrier 36 is formed by a spline engaging portion formed on the outer periphery. The spline engagement portion is formed on the inner peripheral surface of the spline engagement portion. The cylindrical sleeve 62 is arranged in parallel with the carrier 36 and is supported on the gear side shaft 13 by a bearing 42 so as to be rotatable around the central axis O. A spline engaging portion is formed at one end of the cylindrical sleeve 62, and the spline engaging portion and the spline engaging portion of the intermediate member 61 are spline engaged. A slip member 55 is interposed between the inner peripheral surface of the worm wheel 43 and the outer peripheral surface of the cylindrical sleeve 62. The sliding member 55 is a tolerance ring (product name), and corrugated protrusions 55 a are formed on the annular steel plate at equal intervals on the circumference, and the elastic action of the corrugated protrusion 55 a causes a predetermined amount or more between the worm wheel 43 and the cylindrical sleeve 62. Slip is generated when the rotational torque is applied, and the worm wheel 43 and the cylindrical sleeve 62 are allowed to rotate relative to each other. A wave washer 32 is provided on the outer periphery of the intermediate member 61 between the plate 36a of the carrier 36 and the carrier side end surface of the cylindrical sleeve 62. The wave washer 32 is urged away from the cylindrical sleeve 62, and the carrier 36 is thrust. Pressing against the bearing.

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２８ｂ、２８ａを区画するように嵌合してシリンダ装置３０が構成されている。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 28b and 28a. A device 30 is configured. 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.

図３に示すように、ウォーム軸４８には、モータ５１の回転軸５１ａが結合されている。モータ５１は、モータハウジング５６、ステータ５７、回転軸５１ａ、ロータ５８、及び金属カバー５９から構成される。 As shown in FIG. 3, the rotating shaft 51 a of the motor 51 is coupled to the worm shaft 48. The motor 51 includes a motor housing 56, a stator 57, a rotating shaft 51 a, a rotor 58, and a metal cover 59.

モータハウジング５６は略円筒形状をなし、ロアーハウジング１０に固定されている。モータハウジング５６の内周には非磁性の金属カバー５９を介して電磁コイルであるステータ５７が固定されている。また、回転軸５１ａは軸受５３，５４により金属カバー５９に対して回転可能に支持されている。回転軸５１ａの外周には、ステータ５７に対向してロータ５８が取り付けられ、ロータ５８は永久磁石を備え、ステータ５７で発生される磁束の作用により回転軸５１ａを回転させる。金属カバー５９は、モータハウジング５６の開口部を塞ぐとともに、ステータ５７を包囲するように形成され、金属カバー５９と回転軸５１ａの後端部との間には、ロック機構７０が設けられている。 The motor housing 56 has a substantially cylindrical shape and is fixed to the lower housing 10. A stator 57 that is an electromagnetic coil is fixed to the inner periphery of the motor housing 56 via a nonmagnetic metal cover 59. The rotating shaft 51a is rotatably supported with respect to the metal cover 59 by bearings 53 and 54. A rotor 58 is attached to the outer periphery of the rotating shaft 51 a so as to face the stator 57. The rotor 58 includes a permanent magnet, and rotates the rotating shaft 51 a by the action of magnetic flux generated by the stator 57. The metal cover 59 closes the opening of the motor housing 56 and surrounds the stator 57, and a lock mechanism 70 is provided between the metal cover 59 and the rear end of the rotating shaft 51a. .

ロック機構７０は、図４に示すように、回転軸揺動部材７４が金属カバー５９の後壁にピン７２により揺動可能に取り付けられている。揺動部材７４の一端には係合凸部７４ａが形成され、他端には金属カバー５９に取り付けられた電磁アクチュエータ７１が連結されている。回転軸５１ａの後端に嵌着された係合部材７５の外周には、係合凸部７４ａに係合する係合凹部７５ａが円周上等間隔に複数形成されている。ピン７２の外周に巻き付けられたコイルばね７３は、一端が揺動部材７４に係合され、他端がピン７２に固定され、ねじれ力により揺動部材７４をピン７２の軸線回りに揺動させ、揺動係合凸部７４ａを係合凹部７５へ係合させる回転力を揺動部材７４に加えている。電磁アクチュエータ７１はコイルばね７３による回転力に抗して係合凸部７４ａを係合凹部７５から離脱させる回転力を揺動部材７４に加える。これにより、揺動部材７４はピン７２を中心として係合凹部７５を係合凸部７４ａに係合、離脱させるよう駆動し、回転軸５１ａの回転を許容又は阻止する。 As shown in FIG. 4, the lock mechanism 70 has a rotary shaft swinging member 74 attached to the rear wall of the metal cover 59 by a pin 72 so as to be swingable. An engaging projection 74 a is formed at one end of the swing member 74, and an electromagnetic actuator 71 attached to the metal cover 59 is connected to the other end. On the outer periphery of the engaging member 75 fitted to the rear end of the rotating shaft 51a, a plurality of engaging concave portions 75a that engage with the engaging convex portions 74a are formed at equal intervals on the circumference. One end of the coil spring 73 wound around the outer periphery of the pin 72 is engaged with the swing member 74 and the other end is fixed to the pin 72, and the swing member 74 is swung around the axis of the pin 72 by a torsional force. Rotational force that engages the swing engagement convex portion 74 a with the engagement recess 75 is applied to the swing member 74. The electromagnetic actuator 71 applies a rotational force that causes the engaging convex portion 74 a to disengage from the engaging concave portion 75 against the rotational force of the coil spring 73. As a result, the swing member 74 is driven to engage and disengage the engaging recess 75 with respect to the engaging protrusion 74a around the pin 72, thereby permitting or preventing the rotation of the rotating shaft 51a.

電磁アクチュエータ７１による係合凸部７４ａと係合凹部７５との係合、離脱の判断及び動作の指令は、制御装置７６により行われる。制御装置７６は、減速比可変式動力舵取り装置１の動作が正常な場合、車両のイグニションがオンされると、電磁アクチュエータ７１を作動させて揺動部材７４をコイルばね７３の力に抗して揺動させ、係合凸部７４ａを係合凹部７５から離脱する。これによってモータ５１による回転軸５１ａの回転制御が可能となり、減速比の可変が可能となる。また、制御装置７６は、何らかの異常、例えば、モータ５１に対する過電流の供給、配線の断線、短絡によってモータ５１が損傷する恐れがある場合や、センサの故障等によってモータ５１が誤動作を生じて適切な減速比が維持できなる恐れが発生した場合に、モータ５１及び電磁アクチュエータ７１の作動を停止して係合凸部７４ａを係合凹部７５に係合させ、モータ５１の回転軸５１ａの回転を阻止し、モータ５１による減速比の変更制御を停止する。 The control device 76 determines the engagement and disengagement between the engagement convex portion 74a and the engagement concave portion 75 by the electromagnetic actuator 71 and the operation command. When the operation of the variable reduction ratio type power steering apparatus 1 is normal and the ignition of the vehicle is turned on, the control device 76 operates the electromagnetic actuator 71 to resist the swing member 74 against the force of the coil spring 73. The engaging convex part 74a is detached from the engaging concave part 75 by swinging. As a result, the rotation control of the rotation shaft 51a by the motor 51 becomes possible, and the reduction ratio can be varied. Further, the control device 76 is appropriate when the motor 51 may be damaged due to some abnormality, for example, supply of overcurrent to the motor 51, disconnection of wiring, short circuit, or a malfunction of the sensor. When the fear that the reduction ratio cannot be maintained occurs, the operation of the motor 51 and the electromagnetic actuator 71 is stopped, the engagement convex portion 74a is engaged with the engagement concave portion 75, and the rotation shaft 51a of the motor 51 is rotated. The reduction ratio change control by the motor 51 is stopped.

次に、上記構成の作動について説明する。上述したように制御装置７６は、車両のイグニションがオンされると、電磁アクチュエータ７１を作動させて係合凸部７４ａを係合凹部７５から離脱し、モータ５１による回転軸５１ａの回転を可能とする。 Next, the operation of the above configuration will be described. As described above, when the ignition of the vehicle is turned on, the control device 76 operates the electromagnetic actuator 71 to disengage the engaging convex portion 74a from the engaging concave portion 75 and enables the motor 51 to rotate the rotating shaft 51a. To do.

ハンドル５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、油圧ポンプ２２から供給された圧油がハンドル５の回転方向に応じてポートＡ又はＢからシリンダ装置３０のシリンダ左室２８ｂ又は右室２８ａ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。このとき、ハンドル側シャフト１１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。キャリア３６がハンドル５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、ステアリングギヤの減速比を減少する方向に作用し、動力舵取り装置全体としての減速比が小さくなる。そして、ハンドル５が切られると、制御装置７６は動力舵取り装置全体としての減速比が車両の走行状態に最適な減速比となるように、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。このモータ５１の回転は、回転軸５１ａからウォーム軸４８に伝達され、ウォーム４４がウォームホイール４３を円滑に回転する。このとき、キャリア３６は自在に回転可能な状態にあることから、ウォームホイール４３と円筒スリーブ６２の間に所定以上の回転トルクが作用せず、すべり部材５５はウォームホイール４３と円筒スリーブ６２の間をすべらせることはない。従って、ウォームホイール４３の回転は、ロスなく円筒スリーブ６２に伝達され、中間部材６１及び遊星歯車機構６のキャリア３６を一体回転させる。 When the handle 5 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 hydraulic pump 22 is changed from the port A or B to the cylinder according to the rotation direction of the handle 5. The cylinder 30 is supplied to the cylinder left chamber 28b or the right chamber 28a of the device 30, and the rack shaft 27 is pivoted to deflect the steering wheel 8. At this time, when the handle side shaft 11 is rotated, the gear side shaft 13 is shifted and rotated by the planetary gear mechanism 6 according to the rotation of the carrier 36. When the carrier 36 is rotated in the same direction as the handle 5, the rotation ratio between the gear side shaft 13 and the handle side shaft 11 is increased according to the rotation speed, and the reduction ratio of the steering gear is reduced. The reduction ratio as a whole of the power steering apparatus is reduced. When the handle 5 is turned off, the control device 76 calculates the rotation direction and the number of rotations of the motor 51 so that the reduction ratio of the entire power steering apparatus becomes the optimum reduction ratio for the traveling state of the vehicle. Is driven to rotate. The rotation of the motor 51 is transmitted from the rotating shaft 51 a to the worm shaft 48, and the worm 44 rotates the worm wheel 43 smoothly. At this time, since the carrier 36 is in a freely rotatable state, no more than a predetermined rotational torque acts between the worm wheel 43 and the cylindrical sleeve 62, and the sliding member 55 is located between the worm wheel 43 and the cylindrical sleeve 62. Does not slip. Therefore, the rotation of the worm wheel 43 is transmitted to the cylindrical sleeve 62 without loss, and the intermediate member 61 and the carrier 36 of the planetary gear mechanism 6 are integrally rotated.

また、モータ５１の回転が停止されているとき、モータ５１のセルフロックにより、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。このようにキャリア３６が固定されるとき、入力側の第１サンギヤ３４又は出力側の第２サンギヤ３５が回転すると、第１及び第２プラネタリギヤ４０，４１は自転のみする。このため、減速比は入力側の第１サンギヤ３４と出力側の第２サンギヤ３５の歯数比で決まる所定の値に維持され、入力軸４とピニオン軸１３との間で回転が伝達される。なお、第１及び第２プラネタリギヤ４０，４１が自転可能な状態では、キャリア３６が固定されていても、ウォームホイール４３と円筒スリーブ６２との間に所定以上の回転トルクが作用せず、すべり部材５５は、ウォームホイール４３と円筒スリーブ６２の間をすべらせることはない。 Further, when 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 self-locking of the motor 51. When the carrier 36 is fixed in this way, when the input-side first sun gear 34 or the output-side second sun gear 35 rotates, the first and second planetary gears 40, 41 only rotate. For this reason, the reduction ratio is maintained at a predetermined value determined by the gear ratio between the first sun gear 34 on the input side and the second sun gear 35 on the output side, and rotation is transmitted between the input shaft 4 and the pinion shaft 13. . In the state in which the first and second planetary gears 40 and 41 are capable of rotating, even if the carrier 36 is fixed, a rotational torque exceeding a predetermined value does not act between the worm wheel 43 and the cylindrical sleeve 62, and the sliding member 55 does not slide between the worm wheel 43 and the cylindrical sleeve 62.

次に、何らかの異常、例えば、モータ５１に対する過電流の供給、配線の断線、短絡によってモータ５１が損傷する恐れがある場合や、センサの故障等によってモータ５１が誤動作を生じて適切な減速比が維持できなる恐れが発生した場合の動作について説明する。異常が発生すると、制御装置７６はモータ５１及び電磁アクチュエータ７１への給電を停止する。電磁アクチュエータ７１への給電が停止されると、揺動部材７４の係合凸部７４ａがコイルばね７３のねじれ力によって係合凹部７５に係合し、モータ５１の回転軸５１ａは回転不能の状態にされ、キャリア３６の回転を停止させる。この結果、第１及び第２プラネタリギヤ４０，４１の自転のみが許容され、減速比が入力側の第１サンギヤ３４と出力側の第２サンギヤ３５の歯数比で決まる所定の値に固定される。 Next, when there is a possibility that the motor 51 may be damaged due to some abnormalities such as supply of overcurrent to the motor 51, disconnection of wiring, short circuit, or a malfunction of the sensor 51, the motor 51 malfunctions and an appropriate reduction ratio is obtained. The operation when there is a risk that it cannot be maintained will be described. When an abnormality occurs, the control device 76 stops supplying power to the motor 51 and the electromagnetic actuator 71. When the power supply to the electromagnetic actuator 71 is stopped, the engaging convex portion 74a of the swing member 74 is engaged with the engaging concave portion 75 by the torsional force of the coil spring 73, and the rotating shaft 51a of the motor 51 is in a non-rotatable state. The rotation of the carrier 36 is stopped. As a result, only the rotation of the first and second planetary gears 40 and 41 is allowed, and the reduction ratio is fixed to a predetermined value determined by the gear ratio between the first sun gear 34 on the input side and the second sun gear 35 on the output side. .

ロック機構７０の作動によってモータの回転軸５１ａの回転が阻止された状態にて、第１サンギヤ３４、第２サンギヤ３５と第１、第２プラネタリギヤ４０，４１の噛合い部又は、第１、第２プラネタリギヤ４０，４１の軸受部に、異物の噛み込み、或いは潤滑不良が発生すると、第１、第２プラネタリギヤ４０，４１の自転が困難になる。このとき、ハンドル５を操作により第１サンギヤ３４に回転が与えられると、第１、第２プラネタリギヤ４０，４１の自転が困難なため、第１サンギヤ３４と第１、第２プラネタリギヤ４０，４１が一体的に回転、即ち、キャリヤ３６を回転させようとする。この結果、キャリア３６を回転させようとする回転トルクは、中間部材６１を介して円筒スリーブ６２に伝達され、円筒スリーブ６２とウォームホイール４３の間には、所定以上の回転トルクが作用し、すべり部材５５がすべりを生じて円筒スリーブ６２とウォームホイール４３の間で相対回転を許容する。この円筒スリーブ６２とウォームホイール４３の間に相対回転が許容されると、キャリア３６が回転可能となり、第１、第２プラネタリギヤ４０，４１の公転が可能となる。従って、第１サンギヤ３４、第２サンギヤ３５と第１、第２プラネタリギヤ４０，４１が一体的に回転し、ハンドル５の操作量に応じた回転がラックピニオン機構７を介し操向車輪８に伝達される。 In a state where the rotation of the rotation shaft 51a of the motor is blocked by the operation of the lock mechanism 70, the meshing portion of the first sun gear 34, the second sun gear 35 and the first and second planetary gears 40, 41 or the first and first When foreign matter is caught in the bearing portions of the two planetary gears 40 and 41 or lubrication failure occurs, rotation of the first and second planetary gears 40 and 41 becomes difficult. At this time, when the first sun gear 34 is rotated by operating the handle 5, rotation of the first and second planetary gears 40 and 41 is difficult, so that the first sun gear 34 and the first and second planetary gears 40 and 41 are It tries to rotate integrally, that is, to rotate the carrier 36. As a result, the rotational torque for rotating the carrier 36 is transmitted to the cylindrical sleeve 62 via the intermediate member 61, and a rotational torque of a predetermined level or more acts between the cylindrical sleeve 62 and the worm wheel 43, causing slippage. The member 55 slips to allow relative rotation between the cylindrical sleeve 62 and the worm wheel 43. When relative rotation is allowed between the cylindrical sleeve 62 and the worm wheel 43, the carrier 36 can rotate, and the first and second planetary gears 40 and 41 can revolve. Accordingly, the first sun gear 34, the second sun gear 35, and the first and second planetary gears 40, 41 rotate integrally, and the rotation corresponding to the operation amount of the handle 5 is transmitted to the steering wheel 8 via the rack and pinion mechanism 7. Is done.

以上のように、ロック機構７０の作動によってキャリア３６の回転が停止され且つ、第１、第２プラネタリギヤ４０，４１の自転が困難になっても、すべり部材５５の作用によってキャリア３６の回転を可能にし、ハンドル５の操作量に応じた回転がラックピニオン機構７を介し操向車輪８に伝達できる。 As described above, even when the rotation of the carrier 36 is stopped by the operation of the lock mechanism 70 and the first and second planetary gears 40 and 41 are difficult to rotate, the carrier 36 can be rotated by the action of the sliding member 55. Thus, the rotation according to the operation amount of the handle 5 can be transmitted to the steering wheel 8 via the rack and pinion mechanism 7.

次に、本発明による第２実施例について図５を参照して説明する。この第２実施例は、モータ５１とキャリア３６の相対回転を許容する構成が第１実施例と異なり、その他の点の構成及び作用については第１実施例と同様である。 Next, a second embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. The second embodiment is different from the first embodiment in the configuration that allows relative rotation of the motor 51 and the carrier 36, and the other configurations and operations are the same as those in the first embodiment.

図５に示すように、この第２の実施の形態においては、円筒スリーブ６２の外周面にウォームホイール４３が固着されている。この際、ウォームホイール４３を円筒スリーブ６２に嵌合するか、円筒スリーブ６２上にてウォームホイール４３を樹脂モールド成形すればよい。中間部材６１は、キャリア３６のプレート３６ａとスプライン嵌合する第１中間部材６１ａと、円筒スリーブ６２とスプライン嵌合する第２中間部材６３に分割されている。第１中間部材６１ａには、第２中間部材６３の内周面に遊嵌する小径部６１ｂが形成され、この小径部６１ｂ外周面と第２中間部材６３の内周面との間にすべり部材８０が介在されている。このすべり部材８０によって第１中間部材６１ａと第２中間部材６３との間に所定以上の回転トルクが作用すると、第１中間部材６１ａと第２中間部材６３との間で相対回転が許容される。 As shown in FIG. 5, in the second embodiment, the worm wheel 43 is fixed to the outer peripheral surface of the cylindrical sleeve 62. At this time, the worm wheel 43 may be fitted to the cylindrical sleeve 62, or the worm wheel 43 may be resin-molded on the cylindrical sleeve 62. The intermediate member 61 is divided into a first intermediate member 61a that is spline-fitted with the plate 36a of the carrier 36, and a second intermediate member 63 that is spline-fitted with the cylindrical sleeve 62. The first intermediate member 61 a is formed with a small diameter portion 61 b that is loosely fitted to the inner peripheral surface of the second intermediate member 63, and a sliding member is provided between the outer peripheral surface of the small diameter portion 61 b and the inner peripheral surface of the second intermediate member 63. 80 is interposed. If a predetermined or higher rotational torque acts between the first intermediate member 61 a and the second intermediate member 63 by the sliding member 80, relative rotation between the first intermediate member 61 a and the second intermediate member 63 is allowed. .

次に第３の実施の形態について説明する。図６に示すように、第３の実施の形態では、中間部材６１の代わりにキャリア３６のプレート３６ａと円筒スリーブ６２の間に相対回転許容手段として摩擦部材８１を介在させたものである。この摩擦部材８１は円板形状をなし、円筒スリーブ６２に対して相対回転を規制され軸線方向のみに移動可能に内周面がスプライン係合している。また、円筒スリーブ６２の側面と摩擦部材８１の側面との間には、摩擦部材８１をプレート３６ａに押圧する押圧ばね７８が介在されている。これにより、摩擦部材８１に所定以上の回転トルクが作用した場合、摩擦部材８１はプレート３６ａとの間ですべりを生じ、キャリア３６と円筒スリーブ６２の相対回転を許容する。 Next, a third embodiment will be described. As shown in FIG. 6, in the third embodiment, a friction member 81 is interposed between the plate 36 a of the carrier 36 and the cylindrical sleeve 62 instead of the intermediate member 61 as a relative rotation permission means. The friction member 81 has a disc shape, and its inner peripheral surface is spline-engaged so that its relative rotation with respect to the cylindrical sleeve 62 is restricted and can move only in the axial direction. A pressing spring 78 that presses the friction member 81 against the plate 36 a is interposed between the side surface of the cylindrical sleeve 62 and the side surface of the friction member 81. As a result, when a rotational torque exceeding a predetermined value acts on the friction member 81, the friction member 81 slips between the plates 36 a and allows the carrier 36 and the cylindrical sleeve 62 to rotate relative to each other.

なお、第３の実施形態において、摩擦部材８１を用いたがこれに限られることなく、例えば、所定以上の回転トルクが作用したときにキャリア３６と円筒スリーブ６２の相対回転を許容する伝達トルク制限機構を用いることもできる。 In the third embodiment, the friction member 81 is used. However, the present invention is not limited to this. For example, a transmission torque limit that allows relative rotation between the carrier 36 and the cylindrical sleeve 62 when a rotational torque exceeding a predetermined value is applied. A mechanism can also be used.

以上のように、第１から第３の実施の形態の如く、キャリア３６から所定以上の回転トルクが作用した場合に、モータ５１とキャリア３６の間の相対回転を許容する相対回転許容手段として、すべり部材５５，８０又は摩擦部材８１を設けることにより、ロック機構７０の作動によってモータ５１の回転が阻止され、且つ、第１、第２プラネタリギヤ４０，４１の自転が困難になっても、キャリア３６の回転を可能にし、ハンドル５の操作量に応じた回転がラックピニオン機構７を介し操向車輪８に伝達できる。 As described above, as in the first to third embodiments, when a rotation torque of a predetermined value or more is applied from the carrier 36, the relative rotation permission means for allowing the relative rotation between the motor 51 and the carrier 36, By providing the sliding members 55 and 80 or the friction member 81, the carrier 36 is prevented from rotating by the operation of the lock mechanism 70 and the first and second planetary gears 40 and 41 are difficult to rotate. The rotation according to the operation amount of the handle 5 can be transmitted to the steering wheel 8 via the rack and pinion mechanism 7.

また、第１の実施の形態の如く、円筒スリーブ６２の外周とウォームホイール４４の内周に相対回転許容手段としてすべり部材５５を介在させ、円筒スリーブ６２とウォームホイール４４の相対回転を許容できるようにしたことにより、円筒スリーブ６２にすべり部材５５を嵌合し、ウォームホイール４４をすべり部材の外周に嵌合して一体化した後に、ロアーハウジング１０に組付けるようにすれば、組付け性を向上できる。また、すべり部材５５が環状鋼板からなる公知のトレランスリングであれば、ウォームホイールの径を特に大きくする必要もなく、装置が大型化することもない。 Further, as in the first embodiment, a sliding member 55 is interposed as a relative rotation permission means on the outer periphery of the cylindrical sleeve 62 and the inner periphery of the worm wheel 44 so that the relative rotation of the cylindrical sleeve 62 and the worm wheel 44 can be permitted. As a result, if the sliding member 55 is fitted to the cylindrical sleeve 62 and the worm wheel 44 is fitted to the outer periphery of the sliding member and integrated, then the assembling property is improved. Can be improved. Further, if the sliding member 55 is a known tolerance ring made of an annular steel plate, the diameter of the worm wheel does not need to be particularly increased, and the apparatus does not increase in size.

また、第２、第３の実施の形態の如く構成すれば、モータ５１の回転が阻止され、且つ第１、第２プラネタリギヤ４０，４１の自転が困難な異常状態において、円筒スリーブ６２等のキャリア回動機構５０を逆回転させることなくキャリア３６の回転を可能にできる。 Further, if configured as in the second and third embodiments, the carrier such as the cylindrical sleeve 62 is prevented in an abnormal state in which the rotation of the motor 51 is prevented and the first and second planetary gears 40 and 41 are difficult to rotate. The carrier 36 can be rotated without rotating the rotation mechanism 50 in the reverse direction.

なお、上記実施の形態においては、キャリア回動機構５０を遊星歯車機構６とラックピニオン機構７との間に配置しているが、キャリア回動機構５０を遊星歯車機構６よりもサーボ弁装置３側に配置してもよい。それ以上に、キャリア回動機構５０は遊星歯車機構６と隣接して配置することが好ましいが、サーボ弁装置３、遊星歯車機構６及びラックピニオン機構７に対するキャリア回動機構５０の配置関係は特に限定されるものではない。 In the above-described embodiment, the carrier rotation mechanism 50 is disposed between the planetary gear mechanism 6 and the rack and pinion mechanism 7, but the carrier rotation mechanism 50 is more servo-controlled than the planetary gear mechanism 6. It may be arranged on the side. Furthermore, the carrier rotation mechanism 50 is preferably disposed adjacent to the planetary gear mechanism 6, but the arrangement relationship of the carrier rotation mechanism 50 with respect to the servo valve device 3, the planetary gear mechanism 6 and the rack and pinion mechanism 7 is particularly great. It is not limited.

また、上記した実施の形態においては、遊星歯車機構６をサーボ弁装置３の回転軸となるハンドル側シャフト１１と、ステアリングギヤに連結されたギヤ側シャフト１３との間に配列した例について述べたが、遊星歯車機構６とサーボ弁装置３の配列を逆にしてもよく、この場合におけるギヤ側シャフト１３はサーボ弁装置３の入力軸となる。 In the above-described embodiment, the example in which the planetary gear mechanism 6 is arranged between the handle-side shaft 11 serving as the rotation shaft of the servo valve device 3 and the gear-side shaft 13 connected to the steering gear has been described. However, the arrangement of the planetary gear mechanism 6 and the servo valve device 3 may be reversed, and the gear side shaft 13 in this case serves as the input shaft of the servo valve device 3.

上記実施の形態では、ハンドル５に作用する操舵力を油圧サーボ装置２によって増幅してラックピニオン機構７に伝達する油圧式の動力舵取り装置について述べたが、本発明は、ハンドル５に作用する操舵力をトルクセンサによって検出し、このトルクセンサの信号により制御されるモータより操舵力を増幅してラックピニオン機構７に伝達する公知の電気式の動力舵取り装置にも適用することができる。 In the above-described embodiment, the hydraulic power steering device that amplifies the steering force acting on the handle 5 by the hydraulic servo device 2 and transmits the amplified force to the rack and pinion mechanism 7 has been described. The present invention can also be applied to a known electric power steering apparatus that detects a force by a torque sensor, amplifies a steering force from a motor controlled by a signal from the torque sensor, and transmits the amplified steering force to the rack and pinion mechanism 7.

第１の実施の形態に係る減速比可変式動力舵取り装置の縦断面図。The longitudinal cross-sectional view of the reduction ratio variable type power steering apparatus which concerns on 1st Embodiment. 図１のＩ−Ｉ線に沿って切断した断面図。Sectional drawing cut | disconnected along the II line | wire of FIG. モータ及びロック機構の一部縦断面図。The partial longitudinal cross-sectional view of a motor and a lock mechanism. 図３のＩＩ−ＩＩ線に沿って切断したロック機構の断面図Sectional drawing of the locking mechanism cut | disconnected along the II-II line | wire of FIG. 第２実施例におけるキャリア回動機構の拡大断面図。The expanded sectional view of the carrier rotation mechanism in 2nd Example. 第３実施例におけるキャリア回動機構の拡大断面図。The expanded sectional view of the carrier rotation mechanism in 3rd Example.

符号の説明Explanation of symbols

１…減速比可変式動力舵取り装置、２…油圧サーボ装置、３…サーボ弁装置、４…入力軸、４ａ…貫通穴、４ｂ、４ｃ…連通穴、５…ハンドル、６…遊星歯車機構、７…ラックピニオン機構、８…操向車輪、９…アッパーハウジング、９ａ…弁収納孔、１０ａ…ギヤ室、１０ｂ…遊星歯車室、１０…ロアーハウジング、１１…ハンドル側シャフト、１１ａ…小径部、１２…軸受、１３…ピニオン軸、１３ａ…軸受穴、１３ｂ…摺動穴、１４…軸受、１５…軸受、１６…ニードル軸受、１８…ロータリ弁、２０…スリーブ、２１…弁孔、２２…油圧ポンプ、２３…タンク、２４…トーションバー、２５…ピニオン、２６…ラック、２７…ラック軸、２８…シリンダチューブ、２８ａ、２８ｂ…左右室、、３０…シリンダ装置、３２…ウェーブワッシャ、３４…第１サンギヤ、３５…第２サンギヤ、３６…キャリア、３６ａ…プレート、３６ｂ…プレート、３７…遊星体、３８…支承軸、４０…第１プラネタリギヤ、４１…第２プラネタリギヤ、４２…軸受４３…ウォームホイール、４４…ウォーム、４５…摩擦体、４６…圧縮スプリング、４８…ウォーム軸、４８ａ、４８ｂ…軸受、４９…ウォーム機構、５０…キャリア回動機構、５１…モータ、５１ａ…回転軸、５２…シール部材、５３…軸受、５４…軸受、５５…すべり部材、５５ａ…波状突起、５６…モータハウジング、５７…ステータ、５８…ロータ、５９…金属カバー、６０…伝達機構、６１…中間部材、６１ａ…第１中間部材、６１ｂ…小径部、、６２…円筒スリーブ（環状部材）６３…第２中間部材、７０…ロック機構（回転阻止手段）、７１…電磁アクチュエータ、７２…ピン、７３…コイルばね、７４…揺動部材、７４ａ…係合凸部、７５…係合部材、７５ａ…係合凹部、７６…制御装置、７８…押圧ばね、８０…すべり部材、８１…摩擦部材、Ｏ…中心軸線、Ａ，Ｂ，Ｐ，Ｔ…ポート。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Variable reduction ratio type power steering device, 2 ... Hydraulic servo device, 3 ... Servo valve device, 4 ... Input shaft, 4a ... Through hole, 4b, 4c ... Communication hole, 5 ... Handle, 6 ... Planetary gear mechanism, 7 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Rack and pinion mechanism, 8 ... Steering wheel, 9 ... Upper housing, 9a ... Valve housing hole, 10a ... Gear chamber, 10b ... Planetary gear chamber, 10 ... Lower housing, 11 ... Handle side shaft, 11a ... Small diameter part, 12 ... Bearing, 13 ... Pinion shaft, 13a ... Bearing hole, 13b ... Sliding hole, 14 ... Bearing, 15 ... Bearing, 16 ... Needle bearing, 18 ... Rotary valve, 20 ... Sleeve, 21 ... Valve hole, 22 ... Hydraulic pump , 23 ... Tank, 24 ... Torsion bar, 25 ... Pinion, 26 ... Rack, 27 ... Rack shaft, 28 ... Cylinder tube, 28a, 28b ... Left and right chambers, 30 ... Cylinder device, 32 ... Wave Sha, 34 ... first sun gear, 35 ... second sun gear, 36 ... carrier, 36a ... plate, 36b ... plate, 37 ... planetary body, 38 ... bearing shaft, 40 ... first planetary gear, 41 ... second planetary gear, 42 ... Bearing 43 ... Worm wheel, 44 ... Worm, 45 ... Friction body, 46 ... Compression spring, 48 ... Worm shaft, 48a, 48b ... Bearing, 49 ... Worm mechanism, 50 ... Carrier rotation mechanism, 51 ... Motor, 51a ... Rotation Shaft, 52 ... Sealing member, 53 ... Bearing, 54 ... Bearing, 55 ... Sliding member, 55a ... Wavy projection, 56 ... Motor housing, 57 ... Stator, 58 ... Rotor, 59 ... Metal cover, 60 ... Transmission mechanism, 61 ... Intermediate member 61a ... first intermediate member 61b ... small diameter part 62 ... cylindrical sleeve (annular member) 63 ... second intermediate member 70 ... locking machine (Rotation prevention means), 71 ... electromagnetic actuator, 72 ... pin, 73 ... coil spring, 74 ... oscillating member, 74a ... engagement projection, 75 ... engagement member, 75a ... engagement recess, 76 ... control device, 78 ... Pressing spring, 80 ... Sliding member, 81 ... Friction member, O ... Center axis, A, B, P, T ... Ports.

Claims

ハンドルに作用する操舵力をステアリングギヤを介し操向車輪に伝達する動力舵取り装置にして、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、該両シャフトに歯数が僅かに異なる第１及び第２サンギヤを設け、該第１及び第２サンギヤに夫々噛合して一体回転する第１及び第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、該キャリアをモータにより回転駆動するキャリア回動機構を設け、前記キャリアの回転速度を変更して減速比を変える減速比可変式動力舵取り装置において、
異常発生時に前記モータの回転を阻止する回転阻止手段を設け、該回転阻止手段によるモータの回転阻止中に所定値以上の回転トルクが前記キャリアから作用したとき該キャリアと前記モータとの相対回転を許容する相対回転許容手段を設けたことを特徴とする減速比可変式動力舵取り装置。 A power steering apparatus that transmits a steering force acting on a steering wheel to a steered wheel via a steering gear, and a handle-side shaft connected to the steering wheel and a gear-side shaft connected to the steering gear to a housing as a central axis The first and second sun gears having a slightly different number of teeth are provided on both shafts, and the first and second planetary gears that rotate integrally with the first and second sun gears are supported. A planetary gear mechanism that supports the carrier to be rotated about the central axis line, a carrier rotation mechanism that rotates the carrier by a motor is provided, and a deceleration that changes a reduction ratio by changing the rotation speed of the carrier In the ratio variable power steering device,
Rotation prevention means for preventing rotation of the motor when an abnormality occurs is provided, and when the rotation torque of a predetermined value or more acts from the carrier during the rotation prevention of the motor by the rotation prevention means, relative rotation between the carrier and the motor is performed. A reduction gear ratio variable type power steering apparatus, characterized in that an allowable relative rotation permission means is provided.

請求項１に記載の減速比可変式動力舵取り装置において、前記キャリア回動機構を前記遊星歯車機構に並列配置し、このキャリア回動機構に、モータにより回転駆動され小径歯車が形成された歯車軸と、前記小径歯車と噛合する環状歯車を設け、前記モータとキャリアとの間で回転トルクを伝達する伝達経路の途中に前記相対回転許容手段を配置したことを特徴とする減速比変動式動力舵取り装置。 2. The reduction gear ratio variable power steering apparatus according to claim 1, wherein the carrier rotation mechanism is arranged in parallel to the planetary gear mechanism, and the carrier rotation mechanism is rotated by a motor to form a small-diameter gear. And an annular gear that meshes with the small-diameter gear, and the relative rotation permission means is disposed in the middle of a transmission path for transmitting rotational torque between the motor and the carrier. apparatus.

請求項２に記載の減速比可変式動力舵取り装置において、前記キャリアとの間で回転トルクを伝達する環状部材を前記環状歯車の内周側に前記中心軸線回りに回転可能に軸承し、前記相対回転許容手段を、環状歯車の内周面と環状部材の外周面との間に配置され、該環状歯車と環状部材の間に所定値以上の回転トルクが作用したとき該環状歯車と環状部材の間で相対回転を許容するすべり部材にて構成したことを特徴とする減速比可変式動力舵取り装置。 3. The variable reduction ratio type power steering apparatus according to claim 2, wherein an annular member that transmits rotational torque to and from the carrier is rotatably supported on the inner peripheral side of the annular gear around the central axis, and the relative The rotation permitting means is disposed between the inner peripheral surface of the annular gear and the outer peripheral surface of the annular member, and when a rotational torque of a predetermined value or more acts between the annular gear and the annular member, A reduction gear ratio variable type power steering apparatus characterized by comprising a sliding member that allows relative rotation between them.