JPH11198830A - 車両用操舵装置 - Google Patents
車両用操舵装置Info
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- JPH11198830A JPH11198830A JP10300981A JP30098198A JPH11198830A JP H11198830 A JPH11198830 A JP H11198830A JP 10300981 A JP10300981 A JP 10300981A JP 30098198 A JP30098198 A JP 30098198A JP H11198830 A JPH11198830 A JP H11198830A
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- Japan
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- gear
- sun gear
- rotation
- steering
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
- B62D5/008—Changing the transfer ratio between the steering wheel and the steering gear by variable supply of energy, e.g. by using a superposition gear
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Power Steering Mechanism (AREA)
Abstract
は、サンギヤを入力、リングギヤを出力としているた
め、操舵入力の回転を反転させるギヤ機構が必要であ
り、小型化の支障となっていた。 【解決手段】 サンギヤ21、プラネタリギヤ30及び
リングギヤ40で遊星歯車機構を構成し、入力軸10と
一体のキャリア11にプラネタリギヤ30を固定し、出
力軸41をリングギヤ40に連結して構成する。ウォー
ムホイール23及びウォームギヤ24を介してサンギヤ
21を回転させることで伝達比を変更でき、また、入力
軸10と出力軸14の回転方向が一致する。
Description
舵角に対する車輪の転舵角の伝達比を可変とした車両用
操舵装置に関する。
ドルに連結された操舵軸の回転をラックアンドピニオン
などのギヤ装置を介してタイロッドの横方向の変位に変
換している。また、この際、車速に応じた走行安定性を
確保するため、ギヤ装置における入力−出力間の回転伝
達比(ギヤ比)を車速に応じて変化させる伝達比可変機
構を採用している。
た従来の操舵装置の一例を示す(特開昭62−2386
9号)。この操舵装置では、操舵ハンドルに連結された
操舵軸102の回転が、入力ギヤ103,104を介し
て入力軸101に伝達され、入力軸101はサンギヤ1
05と一体的に回転する。サンギヤ105の回転は、そ
の外周のプラネタリギヤ106を介してリングギヤ10
7に伝達され、リングギヤ107と一体化された出力軸
108から回転出力を得る機構となっている。
は、入力軸101に対して回転可能なキャリア110に
伝達され、キャリア110はプラネタリギヤ106を支
持している。
ャリア110を回転させることで、プラネタリギヤ10
6がサンギヤ105のまわりを回転移動する状態とな
り、この作用によって、サンギヤ105によって回転さ
れるプラネタリギヤ106の回転量が変化する。このよ
うな機構によって、入力軸101と出力軸108との間
の回転伝達比を制御している。
装置では、図10に示すように、入力軸101が矢印a
方向に回転すると、この回転がサンギヤ105及びプラ
ネタリギヤ106を介してリングギヤ107に伝達され
るが、リングギヤ107は、矢印aとは反対方向となる
矢印b方向に回転する。従って、操舵ハンドルの回転方
向と出力軸108の回転方向を一致させるためには、操
舵軸102の回転を反転させて伝達する必要があった。
このため、入力側には、操舵軸102の回転を反転して
伝達するための一対の入力ギヤ103,104を介在さ
せる必要があり、操舵装置の小型化を進めるうえで支障
となっていた。
されたものであり、その目的は、装置の小型化に寄与し
得る車両用操舵装置を提供することにある。
車両用操舵装置は、操舵角に対する転舵角の伝達比を可
変とした車両用操舵装置であって、操舵ハンドルの回転
操作に連動し、操舵ハンドルと同方向に回転する入力軸
と、入力軸に対して同心的に配設され、回転駆動可能な
サンギヤと、入力軸に連結されると共に、サンギヤと噛
合しつつこのサンギヤのまわりを入力軸と同方向に回転
するプラネタリギヤと、内周がプラネタリギヤと噛合す
る円環状のリングギヤと、リングギヤと一体的に回転す
る出力軸とを備えて構成する。
れたプラネタリギヤが、サンギヤのまわりを入力軸と同
方向に回転移動する。プラネタリギヤがサンギヤの周囲
を回転移動すると、プラネタリギヤに噛合するリングギ
ヤが、プラネタリギヤの回転方向と同方向に回転され、
出力軸がこの方向に回転する。従って、入力軸と出力軸
との回転方向が一致する。
タリギヤの回転量が変化しリングギヤの回転量も変化す
る。この作用により、入力軸に対する出力軸の回転伝達
比を変化させることができる。
項1にかかる車両用操舵装置において、入力軸に対して
同心的に配設されると共に駆動源により回転駆動され、
この回転をサンギヤに伝達する伝達ギヤと、入力軸の軸
線方向に沿った移動を規制し、かつ、入力軸に対して相
対回転自在に、サンギヤ及び伝達ギヤを入力軸に対して
固定する第1固定手段と、プラネタリギヤを支持する支
持部材と、支持部材を入力軸に対して固定する第2固定
手段とを備えて構成する。
軸線方向に沿った支持部材の移動を規制するように、入
力軸と支持部材との間に形成された当接部と、支持部材
を当接部側へ押圧する押圧部とを備えて構成する。
及び伝達ギヤを入力軸に対して固定し、この第1固定手
段とは別の第2固定手段によって、支持部材を入力軸に
対して固定する。従って、第1固定手段の固定機構に関
わらずに、第2固定手段により支持部材を入力軸に対し
て固定できることとなり、支持部材の入力軸に対する軸
線方向の位置決めを独立して行うことができ、支持部材
を組み付ける際の位置決めの自由度が向上する。
添付図面を参照して説明する。
置を示す。
されており、また、操舵軸1には図示しない操舵ハンド
ルが連結されている。このため、入力軸10は操舵ハン
ドルと同方向に回転する機構となっている。
貫通しており、スリーブ体20は、スリーブ22の一端
側に円環状のサンギヤ21を形成し、他端側に円環状の
ウォームホイール23を形成して一体化しており、入力
軸10に対して同心的に配設している。入力軸10の外
周部とスリーブ体20の内周部との間には、ベアリング
12が介在しており(図1参照)、入力軸10とスリー
ブ体20とは、互いに回転を拘束されることなく、別々
に回転する機構となっている。
通端部には、サンギヤ21よりも大なる外径を有する円
盤状のキャリア11を固定している。このキャリア11
の周縁部には、等間隔で3箇所に支持ピン13を固定し
ており、各支持ピン13は、それぞれプラネタリギヤ30
を回転自在に支持している。これら3個のプラネタリギ
ヤ30は、中心部に位置するサンギヤ21とそれぞれ噛
合しており、キャリア11が入力軸10と一体的に回転
することで、各プラネタリギヤ30は、サンギヤ21と
噛合しつつサンギヤ21の周囲を回転移動する機構とな
っている。
のリングギヤ40が配設されており、リングギヤ40の
内周部に形成されたギヤ歯が各プラネタリギヤ30と噛
合している。従って、図3に示すように、サンギヤ2
1、プラネタリギヤ30及びリングギヤ40が同心的に
配設され、サンギヤ21と各プラネタリギヤ30とが噛
合し、各プラネタリギヤ30とリングギヤ40とが噛合
した状態となっており、遊星歯車機構を構成している。
体化しており、出力軸41に形成したピニオン42には
ラック軸43(図1参照)が噛合している。このような
ラック&ピニオン機構によって、出力軸41の回転運動
をラック軸43の直線運動に変換して、車輪を転舵させ
る機構となっている。
ホイール23にはウォームギヤ24が噛合しており、こ
のウォームギヤ24は、駆動モータ25によって回転駆
動される機構となっている。そして、電子制御装置(E
CU)50では、車速センサ60及び操舵角センサ61
の検出結果をもとに、操舵方向と車速に応じた駆動モー
タ25の回転制御を実施している。
と、この回転が操舵軸1を介して入力軸10に伝達さ
れ、入力軸10は操舵ハンドルと同方向に回転する。こ
の際、キャリア11も入力軸10と一体的に回転するた
め、キャリア11に支持された各支持ピン13も、サン
ギヤ21の周囲を回転移動する。
ン13が移動した場合を想定すると、各支持ピン13が
移動することで、この支持ピン13によって支持された
各プラネタリギヤ30が、支持ピン13を中心に矢印d
で示す向きに回転しつつ、サンギヤ21の周囲を矢印c
方向に沿って移動する。また、プラネタリギヤ30が矢
印d方向に回転すると、プラネタリギヤ30と噛合する
リングギヤ40が矢印e方向に回転し、この方向に出力
軸41が回転する。従って入力軸10の回転が、同方向
に出力軸41に伝達され、出力軸41は入力軸10と同
一方向に回転する状態となる。
転させた場合には、各ギヤは、図3に示す矢印とは反対
方向へ回転或いは移動し、この場合も同様に入力軸10
の回転方向と出力軸41の回転方向は一致する。
ヤ24が回転すると、この回転がウォームホイール23
を介してスリーブ体20に伝達され、スリーブ体20全
体が回転する。すなわち、ウォームギヤ24の回転方向
に応じた方向に、スリーブ体20が回転駆動される。従
って、スリーブ体20を構成するサンギヤ21も回転
し、サンギヤ21が回転することで、サンギヤ21と噛
合する各プラネタリギヤ30の回転量が変化する。
て矢印c方向に移動する際に、サンギヤ21が図3の矢
印f方向に回転することで、矢印d方向に回転するプラ
ネタリギヤ30の回転量が増加され、プラネタリギヤ3
0と噛合するリングギヤ40の回転量も増大する。ま
た、サンギヤ21が図3の矢印fと反対方向に回転する
ことで、プラネタリギヤ30の回転量が減少され、リン
グギヤ40の回転量も減少する。
することで、入力軸10の回転がリングギヤ40に伝達
される回転伝達比(ギヤ比)を変化させることができ
る。このサンギヤ21の回転制御は、前述したようにE
CU50によって実施され、操舵方向と車速に応じた駆
動モータ25の回転制御が実施される。
図1の操舵装置と同一の機能を有する部材には同一の参
照番号を付して示す。
出する操舵角センサ61をウォームホイール23の上部
に備えており、出力軸41の回転角を検出するレゾルバ
62を出力軸41の下方に備えている。また、ウォーム
ホイール23とサンギヤ21とを、組み付け時に噛合さ
せることで、ウォームホイール23とサンギヤ21とが
一体的に回転する機構となっている。
構の組み付けの一例を、図4及び図5を参照して説明す
る。
軸10の下端より挿入し、図に示す位置において、入力
軸10の外周部に圧入して固定する。次に、ウォームホ
イール23の下部に、サンギヤ21の上部を圧入して重
合させると共に、この重合部位に結合ピン72を貫通さ
せて、互いの相対回転を拘束した状態で一体化する。な
お、この際、結合ピン72に代えて、一方にキー、他方
にキー溝を設けて嵌合させることでキー結合させても良
い。
に、リング状のアンギュラベアリング15を圧入して固
定する。そしてこのようにして一体化させたギヤ全体を
入力軸10の下端より挿入する。このとき、入力軸10
に形成した位置決め用の段差部10aに対し、アンギュ
ラベアリング15の内輪部が当接するまで挿入する。
ャリア11の開口部内に、リング状のアンギュラベアリ
ング16を圧入して固定し、この状態のキャリア11を
入力軸10の下端より挿入する。これにより、アンギュ
ラベアリング16の内輪がサンギヤ21の下部に圧入さ
れると共に、プラネタリギヤ30がサンギヤ21と噛合
する状態となる。
入力軸10の外周部にねじ溝が切られており、リング状
のナット19を入力軸10の下端より図の位置付近まで
挿入し、締め上げることで、ナット19によってキャリ
ア11が上方に押圧される状態となる。この押圧力は、
キャリア11を介して、アンギュラベアリング16、サ
ンギヤ21、ウォームホイール23と伝わり、段差部1
0aによって位置決めされたアンギュラベアリング15
に作用する。従って、ナット19を締め付けることで、
ナット19とアンギュラベアリング15との間に、この
間に位置する部材が固定される状態となる。
40の中央部に圧入して固定する。なお、リングギヤ4
0は、入力軸10側に固定されるベース部40bとリン
グ状のギヤ部40aとで構成され、ベース部40bにギ
ヤ部40aを圧入して互いの一部を重合させると共に、
この重合部位に結合ピン73を貫通させることで、互い
の相対回転を拘束した状態で一体化している。また、リ
ングギヤ40は、出力軸41に対し、出力軸41とベー
ス部40bとを貫通する連結ピン71によって、互いの
相対回転を拘束した状態で連結されている。
ギヤ40、深溝ベアリング17及び出力軸41を一体に
組み付けて中間ユニットを形成し、下部ハウジング85
には、アンギュラベアリング18及びアンギュラベアリ
ング88を予め固定しておく。この中間ユニットを下部
ハウジング85内に挿入して、アンギュラベアリング1
8及びアンギュラベアリング88の内輪部に中間ユニッ
トを嵌合させる。挿入後、ナット87で締め上げて、中
間ユニットを下部ハウジング85側に固定する。
ウジング85と、リングギヤ40以外の各ギヤ及び入力
軸10を組み付けた上部ハウジング86とを、組み合わ
せる。これにより、リングギヤ40とプラネタリギヤ3
0とが噛合する状態となる。
ムホイール23及びサンギヤ21は、入力軸10に固定
されたアンギュラベアリング15と、キャリア11に固
定されたアンギュラベアリング16との間に回転自在に
支持される構造となっている。
び入力軸10には、いずれか一方に軸線方向に延びるキ
ーが突出し、他方にはこのキーと嵌合するキー溝が形成
されており、キーとキー溝が嵌合することで、入力軸1
0を中心とする互いの相対回転が阻止された状態となっ
ている。また、キャリア11と入力軸10とは、ナット
19を締め上げることによって固定されるが、その軸線
方向の位置は、アンギュラベアリング15から、ウォー
ムホイール23、サンギヤ21、アンギュラベアリング
16、キャリア11に至る軸線方向の寸法と、アンギュ
ラベアリング15,16の剛性によって決定される。こ
のため、キャリア11と入力軸10との固定部は、軸線
方向に沿って変位できるように、前述したキー結合とし
ている。
お、図4で示した部材と同一の機能を有する部材には同
一の参照番号を付して示す。
は、アンギュラベアリング15,16を背面合わせとし
て用いており、この変更に伴って、キャリア11の固定
機構も変更となっている。
構の組み付けの一例を、図6及び図7を参照して説明す
る。
軸10の下端より挿入して、図に示す位置において、入
力軸10の外周部に圧入して固定する。
に、背面合わせとした状態のアンギュラベアリング1
5,16の外輪を圧入する。この際、下方に位置するア
ンギュラベアリング16がウォームホイール23の開口
部内に形成した段差部23aに当接するまで圧入してお
く。また、ウォームホイール23の開口部内に形成した
ねじ溝に対してリング状のナット81を締め付け、この
ナット81を上方に位置するアンギュラベアリング15
に当接させておく。
5,16及びナット81を装着したウォームホイール2
3を、入力軸10の下端より挿入して上方にスライドさ
せ、アンギュラベアリング15の内輪が入力軸10の段
差部10aに当接するまで圧入し、その位置に固定す
る。
の外周部にねじ溝が切られており、リング状のナット8
2を入力軸10の下端より図の位置付近まで挿入し、締
め上げる。これにより、アンギュラベアリング15,1
6は、入力軸10の軸線方向上部が段差部10a及びナ
ット81に当接し、下部がナット82及び段差部23a
に当接している。従って、ウォームホイール23は、入
力軸10の軸線方向に沿った移動を規制され、かつ、入
力軸10に対して相対回転自在な状態で、入力軸10に
対して固定された状態となる。
ベアリング15,16と、ナット81、82とを用いる
ことで、他の構成部材に固定位置を規制されることな
く、入力軸10に対してウォームホイール23を個別に
固定することができる。
り挿入し、サンギヤ21の上部をウォームホイール23
の下部内側に圧入する。これにより、ウォームホイール
23とサンギヤ21とが連結され、一体的に回転可能な
構造となる。
ャリア11を入力軸10の下端より挿入する。この際、
入力軸10には、入力軸10の軸線方向に沿って挿入さ
れるキャリア11と当接するように、外周部を縮径させ
て形成した段差部10bを備えており、この段差部10
bに当接するようにキャリア11を挿入する。従って、
この段差部10bによって、入力軸10に対する軸線方
向の固定位置が決定される。
入力軸10の外周部にねじ溝10cが切られており、キ
ャリア固定用のナット83を入力軸10の下端より挿入
して締め上げることで、キャリア11が段差部10bと
ナット83との間に圧接された状態となり、この作用に
より、キャリア11が入力軸10に対して一体的に固定
される。
材に固定位置を規制されることなく、段差部10bによ
って規定された位置に固定することが可能となり、段差
部10bの形成位置を変更することで、キャリア11の
固定位置を個別に設定することが可能となる。また、図
4の場合に比べて、アンギュラベアリング16の配設位
置が上方に移動しており、この分、キャリア11から下
側の領域で設置スペースを十分に確保することができ
る。
4及び図5に示した実施形態と同様であり、説明は省略
する。
は、段差部10bを利用してキャリア11を位置決めす
る場合を例示したが、この他にも図8に概略的に示すよ
うに、入力軸10の下端部を端部に向かって縮径したテ
ーパ形状とし、キャリア11の開口部の内壁を、入力軸
10のテーパ形状に沿ったテーパ面とすることも可能で
ある。このように形成した場合にも、キャリア11を入
力軸10に対して挿入し、互いのテーパ部を嵌合させた
後、ナット83で締め上げることにより、入力軸10に
対してキャリア11を固定することができる。
過程で、キャリア11は入力軸10に対して軸線方向に
相対的に変位することになるが、この変位により、サン
ギヤ21及びリングギヤ40とプラネタリギヤ30との
噛合部が、ねじ山とねじ溝の形成方向となる軸線方向に
沿って相対変位するだけであるため、この相対変位を許
容し、かつ、互いの噛合状態に何ら影響を及ぼすことは
ない。
ャリア11との互いの接合面にそれぞれセレーション8
4を形成し、セレーション同士の噛合を併用すること
で、入力軸10の回転方向に沿ったキャリア11の結合
力を高めることができる。
車両用操舵装置によれば、サンギヤ、プラネタリギヤ及
びリングギヤを同心的に配した遊星歯車機構を採用し、
入力軸をプラネタリギヤに連結し、出力軸をリングギヤ
に連結して構成するので、サンギヤを回転させることで
伝達比を変化させることができ、しかも、入力軸の回転
方向が反転されることなく出力軸から出力させることが
できる。
反転して伝達するためのギヤが不要となり、操舵装置の
小型化をより一層進めることが可能となる。
よれば、サンギヤ及び伝達ギヤを入力軸に対して固定す
る第1固定手段と、プラネタリギヤを支持する支持部材
を入力軸に対して固定する第2固定手段とをそれぞれ備
えるので、第1固定手段の固定機構に関わらずに、第2
固定手段によって、支持部材を入力軸に対して独立して
固定できる。従って、支持部材の入力軸に対する軸線方
向の位置決めを独立して行うことができ、支持部材を組
み付ける際の位置決めの自由度を向上させることが可能
となる。
す断面図である。
す概略図である。
り出して示す平面図である。
示す断面図である。
示す断面図である。
示す断面図である。
のみを取り出して示す平面図である。
b…段差部(第2固定手段)、11…キャリア(支持部
材)、15、16…アンギュラベアリング(第1固定手
段)、20…スリーブ体、21…サンギヤ、23…ウォ
ームホイール(伝達ギヤ)、23a…段差部(第1固定
手段)、24…ウォームギヤ、25…駆動モータ(駆動
源)、30…プラネタリギヤ、40…リングギヤ、41
…出力軸、81、82…ナット(第1固定手段)、83
…ナット(第2固定手段)。
Claims (2)
- 【請求項1】 操舵角に対する転舵角の伝達比を可変と
した車両用操舵装置であって、 操舵ハンドルの回転操作に連動し、操舵ハンドルと同方
向に回転する入力軸と、 前記入力軸に対して同心的に配設され、回転駆動可能な
サンギヤと、 前記入力軸に連結されると共に、前記サンギヤと噛合し
つつこのサンギヤのまわりを前記入力軸と同方向に回転
するプラネタリギヤと、 内周が前記プラネタリギヤと噛合する円環状のリングギ
ヤと、 前記リングギヤと一体的に回転する出力軸とを備える車
両用操舵装置。 - 【請求項2】前記入力軸に対して同心的に配設されると
共に駆動源により回転駆動され、この回転を前記サンギ
ヤに伝達する伝達ギヤと、 前記入力軸の軸線方向に沿った移動を規制し、かつ、前
記入力軸に対して相対回転自在に、前記サンギヤ及び伝
達ギヤを前記入力軸に対して固定する第1固定手段と、 前記プラネタリギヤを支持する支持部材と、 前記支持部材を前記入力軸に対して固定する第2固定手
段とを備える請求項1記載の車両用操舵装置。
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JP30098198A Expired - Fee Related JP3674020B2 (ja) | 1997-11-14 | 1998-10-22 | 車両用操舵装置 |
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