WO2010004723A1 - 伝達比可変機構およびこれを備える車両用操舵装置 - Google Patents
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- WO2010004723A1 WO2010004723A1 PCT/JP2009/003133 JP2009003133W WO2010004723A1 WO 2010004723 A1 WO2010004723 A1 WO 2010004723A1 JP 2009003133 W JP2009003133 W JP 2009003133W WO 2010004723 A1 WO2010004723 A1 WO 2010004723A1
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- F16H1/28—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
- F16H1/32—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion in which the central axis of the gearing lies inside the periphery of an orbital gear
- F16H1/321—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion in which the central axis of the gearing lies inside the periphery of an orbital gear the orbital gear being nutating
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- Y10T74/19642—Directly cooperating gears
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Definitions
- the present invention relates to a transmission ratio variable mechanism and a vehicle steering apparatus including the same.
- Patent Document 1 describes a speed reduction device for obtaining a large speed reduction ratio.
- Patent Document 2 describes a steering angle ratio variable steering device that can change the steering angle ratio.
- fluctuation gear are provided.
- the oscillating gear is disposed between the first and fourth gears and is inclined with respect to the first and fourth gears.
- the swing gear includes a second gear that meshes with the first gear and a third gear that meshes with the fourth gear.
- the first gear is fixed to the housing, while the fourth gear is supported by the lower steering shaft.
- the coaxiality of the first and fourth gears is likely to shift.
- the misalignment of the first and fourth gears may cause a shift in the meshing between the first gear and the second gear, or a shift in the meshing between the third gear and the fourth gear. Will become larger.
- an object of the present invention is to provide a transmission ratio variable mechanism that hardly causes misalignment and a vehicle steering apparatus including the transmission ratio variable mechanism.
- preferred embodiments of the present invention include an input member and an output member that are rotatable around a first axis, an intermediate member that connects the input member and the output member so as to be differentially rotatable, A motor capable of driving the intermediate member.
- the motor includes a cylindrical rotor rotatable around the first axis, and an inner periphery of the rotor supports the intermediate member, and each of the input member and the output member is provided with a bearing. Through which it can rotate.
- both the input member and the output member are supported by the inner periphery of the same rotor.
- the coaxiality of the input member and the output member can be made extremely high, and misalignment between the input member and the output member can be made difficult to occur.
- the engagement between the intermediate member and the input member and the engagement between the intermediate member and the output member can be made the same as the ideal state in design. Therefore, poor engagement between the intermediate member and the input member and poor engagement between the intermediate member and the output member can be suppressed.
- the driving sound of the transmission ratio variable mechanism can be made extremely small.
- the intermediate member is supported on the inner periphery of the rotor. Thereby, the intermediate member can be accurately positioned with respect to the input member and the output member. As a result, the drive sound of the transmission ratio variable mechanism can be further reduced.
- the intermediate member includes an inner ring having first and second end surfaces, and an outer ring that rotatably supports the inner ring via a rolling element and fits to the inner periphery of the rotor. And a second axis as a central axis of the outer ring is inclined with respect to the first axis, and the input member has a first power transmission surface opposed to the first end face of the inner ring. And the output member has a second power transmission surface facing the second end surface of the inner ring, and the first end surface of the inner ring and the first power transmission surface of the input member.
- a first concavo-convex engagement portion that is engaged so as to be able to transmit power
- a second concavo-convex engagement that engages the second end surface of the inner ring and the second power transmission surface of the output member so that power can be transmitted.
- the first concavo-convex engaging portion includes the first end surface and the 1st convex part provided in one of 1 power transmission surfaces, and the 1st crevice which is provided in the other and engages with the above-mentioned 1st convex part, and the above-mentioned 2nd uneven engagement part is A second convex portion provided on one of the second end surface and the second power transmission surface, and a second concave portion provided on the other side and engaged with the second convex portion. Is preferred.
- a nutation gear mechanism is used as the transmission ratio variable mechanism.
- the range of the speed ratio of the output member which can be taken with respect to the input member can be extremely increased.
- power is transmitted between the intermediate member and the input member by the engagement between the first convex portion and the first concave portion.
- reliable power transmission can be achieved in the first uneven engagement portion.
- power is transmitted between the intermediate member and the output member by the engagement between the second convex portion and the second concave portion. Thereby, it can suppress that a slip arises between an intermediate member and an output member.
- reliable power transmission can be achieved in the second uneven engagement portion.
- a plurality of the first convex portions are arranged along the annular arrangement pitch surface, and a plurality of the first concave portions are arranged along the annular arrangement pitch surface.
- a part of the arrangement pitch surface of the part and a part of the arrangement pitch surface of the first recess overlap to form a first overlap region, and the first overlap region is the first overlap region It is preferable to extend in a direction perpendicular to the axis.
- the meshing position of the first convex portion and the first concave portion is in the axial direction of the first axis. Does not move. Thereby, it is possible to prevent the input member and the inner ring from relatively moving in the axial direction of the first axis. As a result, the first concavo-convex engaging portion can be prevented from vibrating in the axial direction of the first axis, so that the vibration generated in the first concavo-convex engaging portion can be significantly reduced.
- a plurality of the second convex portions are arranged along the annular arrangement pitch surface, and a plurality of the second concave portions are arranged along the annular arrangement pitch surface.
- a part of the arrangement pitch surface of the portion and a part of the arrangement pitch surface of the second recess overlap to form a second overlap region, and the second overlap region is the first overlap region It is preferable to extend in a direction perpendicular to the axis.
- the meshing position of the second convex portion and the second concave portion is in the axial direction of the first axis. Does not move.
- the output member and the inner ring can be prevented from relatively moving in the axial direction of the first axis.
- the second concavo-convex engaging portion can be prevented from vibrating in the axial direction of the first axis, so that the vibration generated in the second concavo-convex engaging portion can be remarkably reduced.
- the first convex portion extends linearly along the radial direction of the surface on which the first convex portion is formed, and the first concave portion is formed with the first concave portion.
- the width of the first recess is narrowed from one end of the first recess toward the center, and the width of the first recess is different from the center of the first recess. It is preferable that the width is widened toward the end.
- the second convex portion extends linearly along the radial direction of the surface on which the second convex portion is formed, and the second concave portion is formed with the second concave portion.
- the width of the second recess is narrowed from one end of the second recess toward the center, and the width of the second recess is different from the center of the second recess. It is preferable that the width is widened toward the end.
- the engagement between the second convex portion and the second concave portion accompanying relative rotation of the intermediate member and the output member can be made extremely smooth. Therefore, the vibration generated in the second uneven engagement portion can be further reduced.
- a joint that allows at least one of eccentricity and inclination between the axis and the center axis of the input shaft is preferable.
- a second joint for connecting the output shaft and the output shaft so that torque can be transmitted, wherein the second joint serves as the first axis as a central axis of the output member.
- Any joint that allows at least one of eccentricity and inclination between the axis and the center axis of the output shaft is preferable.
- the center axis of the output member and the center axis of the output shaft are arranged eccentrically, or even if they are arranged inclined, An excessive force is prevented from acting between the output member and the output shaft. As a result, it is possible to suppress a force that reduces the coaxiality between the input member and the output member from acting between the input member and the output member.
- a housing that houses the rotor, and two bearings that are disposed between the rotor and the housing and rotatably support the rotor, the two bearings including the input member and the intermediate member.
- the member and the output member are disposed so as to be sandwiched in the axial direction of the first axis.
- the rotor is supported by the bearing at two locations sufficiently separated in the axial direction of the first axis.
- the transmission member includes a steering member, a steered wheel, and a transmission ratio variable mechanism capable of changing a transmission ratio as a ratio of the steered angle of the steered wheel to the steering angle of the steering member, and the transmission ratio variable mechanism includes It is preferable that the transmission ratio variable mechanism is employed so that the input member is connected to the steering member and the output member is connected to the steered wheel. In this case, since the misalignment between the input member and the output member is less likely to occur, the drive sound of the transmission ratio variable mechanism is reduced, and a vehicle steering apparatus with excellent silence can be realized.
- FIG. 3 is an enlarged view of a transmission ratio variable mechanism in FIG. 2 and its surroundings.
- FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV in FIG. 3.
- FIG. 5 is a sectional view taken along line VV in FIG. 3. It is the side view which represented the principal part of the transmission ratio variable mechanism with the cross section.
- corrugated engaging part Comprising: A 1st convex part and a 1st recessed part are separated and shown.
- FIG. 7B is a partial cross-sectional view of FIG. 7A. It is sectional drawing of the principal part which shows another embodiment of an uneven
- FIG. 10B is a cross-sectional view taken along line XIB-XIB in FIG. 10A. It is sectional drawing of the principal part of the 2nd coupling of another embodiment of this invention. It is sectional drawing of the principal part of the 1st coupling of another embodiment of this invention. It is sectional drawing of the principal part of the 2nd coupling of another embodiment of this invention. It is sectional drawing of the principal part of the 1st coupling of another embodiment of this invention. It is sectional drawing of the principal part of the 2nd coupling of another embodiment of this invention. It is a partial cross section figure of the principal part of the 1st coupling of another embodiment of this invention. It is a partial cross section figure of the principal part of the 2nd coupling of another embodiment of the present invention.
- FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a vehicle steering apparatus 1 including a transmission ratio variable mechanism according to an embodiment of the present invention.
- a vehicle steering apparatus 1 applies a steering torque applied to a steering member 2 such as a steering wheel to left and right steered wheels 4L and 4R via a steering shaft 3 as a steering shaft.
- the steering is given.
- This vehicle steering apparatus 1 has a VGR (Variable Gear Ratio) function capable of changing a transmission ratio ⁇ 2 / ⁇ 1 as a ratio of a steered wheel turning angle ⁇ 2 to a steering angle ⁇ 1 of a steering member 2. .
- VGR Vehicle Gear Ratio
- the vehicle steering apparatus 1 includes a steering member 2 and a steering shaft 3 connected to the steering member 2.
- the steering shaft 3 includes first to third shafts 11 to 13 arranged coaxially with each other.
- the central axis of each of the first to third shafts 11 to 13 is also the rotational axis of the first to third shafts 11 to 13.
- a steering member 2 is connected to one end of the first shaft 11 so as to be able to rotate together.
- the other end of the first shaft 11 and one end of the second shaft 12 are coupled via a transmission ratio variable mechanism 5 so as to be differentially rotatable.
- the other end of the second shaft 12 and one end of the third shaft 13 are connected via a torsion bar 14 so as to be elastically rotatable relative to each other within a predetermined range and capable of transmitting power.
- the other end of the third shaft 13 is connected to the steered wheels 4L and 4R via the universal joint 7, the intermediate shaft 8, the universal joint 9, the steering mechanism 10 serving as a steering mechanism, and the like.
- the steered mechanism 10 includes a pinion shaft 15 connected to the universal joint 9, and a rack shaft 16 as a steered shaft that has a rack 16a that meshes with the pinion 15a at the tip of the pinion shaft 15 and extends in the left-right direction of the vehicle. Yes.
- Knuckle arms 18L and 18R are connected to the pair of ends of the rack shaft 16 via tie rods 17L and 17R, respectively.
- the rotation of the steering member 2 is transmitted to the steering mechanism 10 via the steering shaft 3 or the like.
- the rotation of the pinion 15 a is converted into the axial movement of the rack shaft 16.
- the axial movement of the rack shaft 16 is transmitted to the corresponding knuckle arms 18L and 18R via the tie rods 17L and 17R.
- these knuckle arms 18L and 18R rotate.
- the corresponding steered wheels 4L and 4R connected to the knuckle arms 18L and 18R change directions.
- the transmission ratio variable mechanism 5 is for changing the rotation transmission ratio (transmission ratio ⁇ 2 / ⁇ 1) between the first and second shafts 11 and 12 of the steering shaft 3, and is a nutation gear mechanism. .
- the transmission ratio variable mechanism 5 includes an input member 20 provided at the other end of the first shaft 11, an output member 22 provided at one end of the second shaft 12, and the input member 20 and the output member 22. And a bearing ring unit 39 as an intermediate member interposed therebetween.
- the input member 20 is connected to the steering member 2 and the first shaft 11 so that torque can be transmitted.
- the output member 22 is connected to the second shaft 12 so that torque can be transmitted.
- the first axis A is the central axis and the rotation axis of the input member 20 and the output member 22.
- the output member 22 is connected to the steered wheels 4L and 4R via the second shaft 12, the steered mechanism 10, and the like.
- the bearing ring unit 39 includes an inner ring 391 as a first bearing ring, an outer ring 392 as a second bearing ring, and rolling elements 393 such as balls interposed between the inner ring 391 and the outer ring 392. .
- the bearing ring unit 39 is formed using a ball bearing.
- the rolling element 393, a cylindrical roller, a needle roller, and a tapered roller can be used besides a ball.
- the rolling elements 393 may be arranged in a single row, or may be arranged in a double row. When double rows are used, it is possible to prevent the inner ring 391 from falling over the outer ring 392.
- a double row angular bearing can be illustrated as a double row thing.
- the inner ring 391 connects the input member 20 and the output member 22 so as to be differentially rotatable.
- the inner ring 391 and the outer ring 392 have a second axis B as a central axis inclined with respect to the first axis A.
- the second axis B is inclined at a predetermined inclination angle with respect to the first axis A.
- the inner ring 391 is rotatable around the second axis B by being rotatably supported by the outer ring 392 via the rolling elements 393. Further, the inner ring 391 can rotate around the first axis A as the transmission ratio variable mechanism motor 23, which is an electric motor (actuator) for driving the outer ring 392, is driven.
- the inner ring 391 and the outer ring 392 can perform Coriolis motion (swing motion) around the first axis A.
- the transmission ratio variable mechanism motor 23 is disposed radially outward of the bearing ring unit 39, and the first axis A is the central axis.
- the transmission ratio variable mechanism motor 23 changes the transmission ratio ⁇ 2 / ⁇ 1 by changing the number of rotations of the outer ring 392 around the first axis A.
- the transmission ratio variable mechanism motor 23 is, for example, a brushless motor.
- the transmission ratio variable mechanism motor 23 includes a rotor 231 that holds an outer ring 392 of the bearing ring unit 39 and a stator 232 that surrounds the rotor 231 and is fixed to a housing 24 as a steering column. The rotor 231 rotates around the first axis A.
- the vehicle steering apparatus 1 includes a steering assist force applying mechanism 19 for applying a steering assist force to the steering shaft 3.
- the steering assist force applying mechanism 19 includes the second shaft 12 as an input shaft continuous with the output member 22 of the transmission ratio variable mechanism 5, the third shaft 13 as an output shaft continuous with the steering mechanism 10, A torque sensor 44 for detecting torque transmitted between the second shaft 12 and the third shaft 13, a steering assist motor 25 as a steering assist actuator, the steering assist motor 25, and a third shaft. 13 is included.
- the steering assist motor 25 generates a steering assist force, and includes an electric motor such as a brushless motor.
- the output of the steering assist motor 25 is transmitted to the third shaft 13 via the speed reduction mechanism 26.
- the speed reduction mechanism 26 is composed of, for example, a worm gear mechanism, and is connected to a worm shaft 27 as a drive gear connected to the output shaft 25 a of the steering assist motor 25, meshed with the worm shaft 27 and connected to the third shaft 13 so as to be able to rotate together.
- a worm gear 28 as a driven gear.
- the speed reduction mechanism 26 is not limited to the worm gear mechanism, and other gear mechanisms such as a parallel shaft gear mechanism using a spur gear or a helical gear may be used.
- the transmission ratio variable mechanism 5 and the steering assist force applying mechanism 19 are provided in the housing 24.
- the housing 24 is disposed in a passenger compartment (cabin) of the vehicle.
- the housing 24 may be disposed so as to surround the intermediate shaft 8 or may be disposed in the engine room of the vehicle.
- the driving of the transmission ratio variable mechanism motor 23 and the steering assist motor 25 is controlled by a control unit 29 including a CPU, a RAM, and a ROM, respectively.
- the control unit 29 is connected to the transmission ratio variable mechanism motor 23 via the drive circuit 40, and is connected to the steering assist motor 25 via the drive circuit 41.
- the control unit 29 includes a steering angle sensor 42, a motor resolver 43 as a rotation angle detection means for detecting the rotation angle of the transmission ratio variable mechanism motor 23, a torque sensor 44 as a torque detection means, and a turning angle sensor 45.
- a vehicle speed sensor 46 and a yaw rate sensor 47 are connected to each other.
- a signal about the rotation angle of the first shaft 11 is input from the steering angle sensor 42 to the control unit 29 as a value corresponding to the steering angle ⁇ 1 that is an operation amount from the straight traveling position of the steering member 2.
- a signal regarding the rotation angle ⁇ r of the rotor 231 of the transmission ratio variable mechanism motor 23 is input from the motor resolver 43 to the control unit 29. From the torque sensor 44, a signal regarding the torque acting between the second and third shafts 12 and 13 is input as a value corresponding to the steering torque T acting on the steering member 2.
- a signal about the rotation angle of the third shaft 13 is input from the turning angle sensor 45 to the control unit 29 as a value corresponding to the turning angle ⁇ 2.
- a signal regarding the vehicle speed V is input from the vehicle speed sensor 46 to the control unit 29.
- a signal regarding the yaw rate ⁇ of the vehicle is input from the yaw rate sensor 47 to the control unit 29.
- the control unit 29 controls the drive of the transmission ratio variable mechanism motor 23 and the steering assist motor 25 based on the signals of the sensors 42 to 47 and the like.
- the output of the transmission ratio variable mechanism 5 is transmitted to the steering mechanism 10 via the steering assist force applying mechanism 19. More specifically, the steering torque input to the steering member 2 is input to the input member 20 of the transmission ratio variable mechanism 5 via the first shaft 11, and the steering assist force applying mechanism 19 of the steering assist force applying mechanism 19 is changed from the output member 22. Is transmitted to the second shaft 12.
- FIG. 2 is a cross-sectional view showing a more specific configuration of the main part of FIG.
- the housing 24 is formed by forming a metal such as an aluminum alloy into a cylindrical shape.
- the housing 24 includes first to third housings 51 to 53.
- first to eighth bearings 31 to 38 are accommodated.
- the first to fifth bearings 31 to 35 and the seventh to eighth bearings 37 to 38 are rolling bearings such as angular ball bearings.
- the sixth bearing 36 is a rolling bearing such as a needle roller bearing.
- the first housing 51 has a cylindrical shape, constitutes a differential mechanism housing that houses the transmission ratio variable mechanism 5 as a differential mechanism, and a motor housing that houses the transmission ratio variable mechanism motor 23. It is composed.
- One end of the first housing 51 is covered with an end wall member 54.
- One end of the first housing 51 and the end wall member 54 are fixed to each other using a fastening member 55 such as a bolt.
- An annular convex portion 57 at one end of the second housing 52 is fitted to the inner peripheral surface 56 at the other end of the first housing 51.
- the first and second housings 51 and 52 are fixed to each other using a fastening member (not shown) such as a bolt.
- the second housing 52 has a cylindrical shape, and constitutes a sensor housing that houses the torque sensor 44 and a resolver housing that houses the motor resolver 43.
- the second housing 52 accommodates a bus bar 99 to be described later of the transmission ratio variable mechanism motor 23 and a lock mechanism 58 for locking the rotor 231 of the transmission ratio variable mechanism motor 23.
- the inner peripheral surface 60 at one end of the third housing 53 is fitted to the outer peripheral surface 59 at the other end of the second housing 52.
- the third housing 53 has a cylindrical shape and constitutes a speed reduction mechanism housing that houses the speed reduction mechanism 26.
- An end wall portion 61 is provided at the other end of the third housing 53.
- the end wall portion 61 has an annular shape and covers the other end of the third housing 53.
- FIG. 3 is an enlarged view of the transmission ratio variable mechanism 5 of FIG. 2 and its surroundings. Referring to FIG. 3, the input member 20, the output member 22 of the transmission ratio variable mechanism 5, and the inner ring 391 of the raceway ring unit 39 each have an annular shape.
- the input member 20 includes an input member main body 201 and a cylindrical member 202.
- the cylindrical member 202 is disposed radially inward of the input member main body 201 and is coupled to the input member main body 201 so as to be able to rotate together.
- the other end of the first shaft 11 is inserted through the insertion hole 202 a of the cylindrical member 202.
- the other end of the first shaft 11 as the input shaft of the transmission ratio variable mechanism 5 and the tubular member 202 are connected by a first joint 181 so that torque can be transmitted, eccentric, and tilted. ing. That is, the first joint 181 allows the center axis F of the first shaft 11 and the first axis A to be eccentric and tiltable.
- the first joint 181 includes a male spline 182 formed at the other end of the first shaft 11 and a female formed at the inner periphery of the insertion hole 202 a of the cylindrical member 202.
- a spline 183 and a cylindrical elastic body 184 interposed between the male spline 182 and the female spline 183 are included.
- the male spline 182 and the female spline 183 are formed over the entire circumferential direction of the corresponding first shaft 11 and cylindrical member 202.
- the male spline 182 and the female spline 183 are in spline engagement with each other via the elastic body 184.
- the elastic body 184 is formed using a material having higher elasticity than the first shaft 11 and the cylindrical member 202, such as synthetic resin and rubber.
- the elastic body 184 is sandwiched between the male spline 182 and the female spline 183 in both the radial direction R1 and the circumferential direction C1 of the steering shaft 3.
- the intermediate part of second shaft 12 is inserted through insertion hole 22 a of output member 22.
- the intermediate portion of the second shaft 12 as the output shaft of the transmission ratio variable mechanism 5 and the output member 22 are connected by a second joint 185 so that torque can be transmitted, eccentric, and tilted. Yes. That is, the second joint 185 allows the center axis G of the second shaft 12 and the first axis A to be eccentric and tiltable.
- FIG. 5 is a sectional view taken along line VV in FIG. 3 and 5, the second joint 185 includes a male spline 186 formed at the intermediate portion of the second shaft 12 and a female spline formed at the inner periphery of the insertion hole 22 a of the output member 22. 187 and a cylindrical elastic body 188 interposed between the male spline 186 and the female spline 187.
- the male spline 186 and the female spline 187 are formed over the entire circumferential direction of the corresponding second shaft 12 and output member 22.
- the male spline 186 and the female spline 187 are in spline engagement with each other via an elastic body 188.
- the elastic body 188 is formed using the same material as the elastic body 184.
- the elastic body 188 is sandwiched between the male spline 186 and the female spline 187 with respect to both the radial direction R1 and the circumferential direction C1 of the steering shaft 3.
- the opposing end portions 11 a and 12 a of the first shaft 11 and the second shaft 12 are supported coaxially and relatively rotatably by a support mechanism 133.
- the support mechanism 133 includes the cylindrical member 202 described above, the eighth bearing 38, and an annular elastic body 189.
- the cylindrical member 202 constitutes a part of the input member 20 and a part of the support mechanism 133.
- the cylindrical member 202 surrounds the opposing end portions 11a and 12a of the first and second shafts 11 and 12, respectively.
- a bearing holding hole 109 for the eighth bearing 38 is formed at the other end of the cylindrical member 202.
- the opposite end 12 a of the second shaft 12 is inserted through the bearing holding hole 109.
- An annular elastic body 189 is fitted on the outer peripheral surface of the facing end portion 12a.
- the annular elastic body 189 allows the eccentricity and inclination of the central axis G of the second shaft 12 and the central axis F of the first shaft 11.
- An eighth bearing 38 is interposed between the annular elastic body 189 and the bearing holding hole 109.
- the eighth bearing 38 allows relative rotation between the cylindrical member 202 and the second shaft 12.
- the output member 22 may extend toward the input member 20, and the eighth bearing 38 and the elastic body 189 may be interposed between the output member 22 and the opposed end portion 11 a of the first shaft 11.
- the inner ring 391 of the track ring unit 39 is disposed on the radially outer side of the cylindrical member 202.
- the outer ring 392 is press-fitted and fixed in an inclined hole 63 formed in the inner peripheral portion 230 of the rotor 231 of the transmission ratio variable mechanism motor 23.
- the outer ring 392 rotates together with the rotor 231 around the first axis A. The relative movement of the outer ring 392 and the rotor 231 is restricted with respect to the axial direction S of the steering shaft 3.
- the race ring unit 39 performs Coriolis motion.
- the outer ring 392 may connect the input member 20 and the output member 22 so as to be differentially rotatable, and the inner ring 391 may be connected to the rotor 231 of the transmission ratio variable mechanism motor 23 so as to be rotatable together.
- the race ring unit 39 is an inner ring support type.
- FIG. 6 is a side view showing the main part of the transmission ratio variable mechanism 5 in cross section.
- the input member 20 and the output member 22 are shown as side surfaces, and the race ring unit 39 is shown as a cross section.
- the inner ring 391 of the bearing ring unit 39 is entirely formed using a single member.
- One end surface of the inner ring 391 facing the input member 20 is a first end surface 71 of the inner ring 391.
- the other end surface of the inner ring 391 that faces the output member 22 is a second end surface 73 of the inner ring 391.
- Each of the input member main body 201 and the inner ring 391 is provided with a first uneven engagement portion 64. As a result, the input member 20 and the inner ring 391 can transmit power.
- the inner ring 391 and the output member 22 are each provided with a second uneven engagement portion 67. As a result, the inner ring 391 and the output member 22 can transmit power.
- the first concavo-convex engaging portion 64 is formed on the first convex portion 65 formed on the first power transmission surface 70 as one end surface of the input member main body 201 and the first end surface 71 of the inner ring 391. 1st recessed part 66 engaged with the 1 convex part 65 is included.
- the first convex portion 65 and the first concave portion 66 are formed in the corresponding first power transmission surface 70 and the first end surface 71 over the entire area in the respective circumferential directions.
- the first power transmission surface 70 and the first end surface 71 are opposed to each other in the axial direction S of the steering shaft 3 (hereinafter simply referred to as the axial direction S).
- corrugated engagement part 64 engages these 1st power transmission surfaces 70 and the 1st end surface 71 so that power transmission is possible.
- FIG. 7A is a perspective view of a main part of the first concave-convex engaging portion 64, in which the first convex portion 65 and the first concave portion 66 are shown separately.
- FIG. 7B is a partial cross-sectional view of FIG. 7A.
- the first convex portion 65 is the entire region in the radial direction R1 of the steering shaft 3 (hereinafter simply referred to as the radial direction R1) on the first power transmission surface 70 of the input member main body 201. Is formed. In other words, the first convex portion 65 is formed in the entire area of the first power transmission surface 70 in the radial direction R3 of the input member 20 (output member 22).
- the first convex portion 65 has the same cross-sectional shape (cross-sectional semicircular shape) at any location in the radial direction R3.
- the first convex portion 65 extends linearly along the radial direction R3.
- the first recess 66 extends along the radial direction R2 of the inner ring 391 on the first end surface 71 of the inner ring 391, and is formed in the entire radial direction R2.
- Each first recess 66 has a constricted shape when viewed along the axial direction of the inner ring 391.
- Each of the first recesses 66 has wide portions 191 and 192 at both ends in the radial direction R2 of the inner ring 391 and a narrow portion 193 with a narrowed middle portion.
- the narrow portion 193 is disposed at the approximate center of each first recess 66 in the radial direction R2 of the inner ring 391.
- the width of the narrow portion 193 is substantially the same as the width of the first convex portion 65.
- each first recess 66 is narrowed from the wide portion 191 to the narrow portion 193 of the first recess 66. Further, the width of each first recess 66 is increased as it goes from the narrow portion 193 to the wide portion 192 of the first recess 66.
- the second axis B of the inner ring 391 is inclined by a predetermined angle ⁇ with respect to the first axis A of the input member 20 and the output member 22, so that a part of the first axis B
- the convex portion 65 and a part of the first concave portion 66 mesh with each other.
- the arrangement of the first convex portions 65 and the arrangement of the first concave portions 66 may be interchanged.
- the first convex portion 65 is formed on the first end surface 71 of the inner ring 391
- the first concave portion 66 is formed on the first power transmission surface 70 of the input member 20.
- the second uneven engagement portion 67 includes a second convex portion 68 formed on the second power transmission surface 72 as one end surface of the output member 22, and a second of the inner ring 391. And a second recess 69 that is formed in the end surface 73 and engages with the second protrusion 68.
- the second power transmission surface 72 and the second end surface 73 are opposed to each other in the axial direction S.
- corrugated engaging part 67 engages these 2nd power transmission surfaces 72 and the 2nd end surface 73 so that power transmission is possible.
- the second convex portion 68 of the second concave-convex engaging portion 67 has the same configuration as the first convex portion 65 of the first concave-convex engaging portion 64, and the second concave portion 69 is 1 has the same configuration as that of the first recess 66. More specifically, the second power transmission surface 72 of the output member 22 has the same configuration as the first power transmission surface 70 of the input member main body 201, and the second end surface 73 of the inner ring 391 is The inner ring 391 has the same configuration as the first end surface 71. Therefore, the detailed description of the second uneven engagement portion 67 is omitted.
- FIG. 9 shows the engagement between the first convex portion 65 and the first concave portion 66 in the first concave / convex engaging portion 64, and the second convex portion 68 and the second convex portion in the second concave / convex engaging portion 67. It is a typical side view of the principal part for demonstrating each of engagement with the recessed part 69.
- each first convex portion 65 is formed along a predetermined arrangement pitch surface 194.
- the array pitch surface 194 is formed in a flat annular shape.
- Each first recess 66 is formed along a predetermined arrangement pitch surface 195 as a whole.
- the arrangement pitch surface 195 is formed in a truncated cone shape, and tapers as it advances from the inner ring 391 toward the input member 20 along the axial direction S20 of the inner ring 391. A part of these arrangement pitch surfaces 194 and 195 overlap each other, whereby a first overlapping region 241 is formed.
- the first overlapping region 241 is an engagement region between the first convex portion 65 and the first concave portion 66.
- each second convex portion 68 is formed along a predetermined arrangement pitch surface 196 as a whole.
- the arrangement pitch surface 196 is formed in a flat annular shape.
- Each second recess 69 is formed along a predetermined arrangement pitch surface 197 as a whole.
- the arrangement pitch surface 197 is formed in a truncated cone shape, and is tapered along the axial direction S20 of the inner ring 391 from the inner ring 391 toward the output member 22 side. A part of these arrangement pitch surfaces 196 and 197 overlap each other, whereby a second overlapping region 242 is formed.
- the second overlapping region 242 is an engaging region between the second convex portion 68 and the second concave portion 69.
- the arrangement pitch surfaces 194 and 196 may be conical surfaces.
- the first overlapping region 241 extends in the radial direction R1 (radial direction R3) orthogonal to the first axis A.
- the second overlapping region 242 extends in the radial direction R1 (radial direction R3) orthogonal to the first axis A.
- the first overlapping region 241 and the second overlapping region 242 are parallel to each other.
- the first overlapping region 241) does not move in the axial direction S.
- the input member 20 and the inner ring 391 can be prevented from relatively moving in the axial direction S.
- the second overlapping region 242 does not move in the axial direction S even when the output member 22 moves in the radial direction R1 of the steering shaft 3 with respect to the inner ring 391.
- the output member 22 and the inner ring 391 can be prevented from relatively moving in the axial direction S.
- FIG. 10 is a schematic diagram of a main part for explaining an example of the engaging operation of the first convex portion 65 and the first concave portion 66 in the first concave / convex engaging portion 64.
- the diagram on the left side of FIG. 10 shows how the first convex portion 65 and the first concave portion 66 are engaged with each other.
- the middle diagram of FIG. 10 shows the operation of one first convex portion 65.
- the diagram on the right side of FIG. 10 shows the locus drawn by the outline of the first convex portion 65.
- the first convex portion 65 engages with the first concave portion 66 by rotating the input member 20 in one of the circumferential directions C ⁇ b> 1 a
- the first convex portion 65 of the first convex portion 65 is engaged.
- the position P1 outside the radial direction R1 comes into contact with the corresponding wide portion 191 of the first recess 66.
- the contact position of the 1st convex part 65 with respect to the 1st recessed part 66 moves continuously inside radial direction R1. Accordingly, the first convex portion 65 contacts the narrow portion 193 of the first concave portion 66 at the center position P2 in the radial direction R1 (in FIG.
- the first convex portion 65 in this state is indicated by a broken line).
- the contact position of the first convex portion 65 with respect to the first concave portion 66 continuously moves inward in the radial direction R1.
- the position P3 inside radial direction R1 among the 1st convex parts 65 contacts the corresponding wide part 192 of the 1st recessed part 66 In FIG. 10, the 1st convex part 65 of this state is shown. Is shown by a two-dot chain line).
- the first convex portion 65 is separated from the corresponding first concave portion 66.
- constricted shape U When the locus of movement of the outline of the first convex portion 65 when viewed along the axial direction S20 of the inner ring 391 is shown in a simplified manner, a constricted shape U in FIG. 10 is obtained.
- the constricted shape U substantially matches the shape of the first recess 66 (see FIG. 7B) when viewed along the axial direction S20 of the inner ring 391.
- FIG. 10 the same operation as described above is performed when input member 20 rotates in the other direction C1b in circumferential direction C1.
- the first convex portion 65 contacts the first concave portion 66 from the outer portion of the first convex portion 65 with respect to the radial direction R1, and the inner portion of the first convex portion 65 gradually becomes the first concave portion 66. Contact.
- the second convex portion 68 and the second concave portion 69 operate in the same manner as described above.
- the elastic contact of the 1st convex part 65 and the 1st recessed part 66 is achieved by said structure.
- a preload is applied between the first convex portion 65 and the first concave portion 66 as described later.
- the second concave and convex engaging portions may be formed by forming bevel gears on each of the second end surface 73 of the inner ring 391 and the second power transmission surface 72 of the output member 22.
- the first convex portion and the second convex portion are each configured by teeth of the bevel gear, and the first concave portion and the second concave portion are grooves between the teeth of the bevel gear, respectively. Consists of.
- the rotor 231 of the transmission ratio variable mechanism motor 23 includes a cylindrical rotor core 85 extending in the axial direction S, and a permanent magnet 86 fixed to the outer peripheral surface of the rotor core 85.
- a torque sensor 44 is housed inside the rotor core 85 in the radial direction.
- the rotor core 85 surrounds both the first concavo-convex engaging portion 64 and the second concavo-convex engaging portion 67 over the entire circumference, and the torque sensor 44 is surrounded over the entire circumference.
- the length of the housing 24 in the axial direction S can be shortened.
- a long shock absorbing stroke for absorbing the impact of the secondary collision of the vehicle can be secured.
- the inner peripheral portion 230 of the rotor core 85 that supports the outer ring 392 of the raceway ring unit 39 rotatably supports the input member 20 via the first bearing 31 and the third bearing 33.
- the output member 22 is rotatably supported.
- the rotor core 85 is supported at both ends by second and fourth bearings 32 and 34 that sandwich the first and third bearings 31 and 33 in the axial direction S.
- the second bearing 32 and the fourth bearing 34 sandwich the input member 20, the bearing ring unit 39, and the output member 22 in the axial direction S (the axial direction of the first axis A). Is arranged.
- the inner ring 311 of the first bearing 31 is press-fitted and fixed to the outer peripheral surface of the cylindrical member 202 of the input member 20.
- the outer peripheral surface of the outer ring 312 of the first bearing 31 is press-fitted and fixed in a first bearing holding hole 211 formed on the inner periphery of the intermediate portion of the rotor core 85.
- the outer ring 312 is restricted from moving in the axial direction S with respect to the rotor core 85 by an annular step 215 adjacent to the first bearing holding hole 211 and a flange 223 of the first ring member 221 described later.
- the inner peripheral portion 230 of the rotor core 85 rotatably supports the other end portion 11a of the first shaft 11 via the first bearing 31 and the cylindrical member 202 of the input member 20.
- a second bearing holding hole 212 is formed at one end of the rotor core 85.
- An annular bearing holding portion 88 is disposed inside the second bearing holding hole 212 in the radial direction.
- the bearing holding portion 88 is formed on an annular convex portion 89 formed on the inner diameter side of one end of the first housing 51.
- a first ring member 221 is attached to the second bearing holding hole 212.
- the first ring member 221 includes an annular part 222 and an annular flange part 223 provided at one end of the annular part 222.
- the outer peripheral surface of the annular portion 222 is press-fitted and fixed to the inner peripheral surface of the second bearing holding hole 212.
- the flange portion 223 extends inward in the radial direction of the annular portion 222 with respect to the annular portion 222.
- the second bearing 32 is interposed between the second bearing holding hole 212 and the annular portion 222 and the bearing holding portion 88.
- the inner peripheral surface of the inner ring 321 of the second bearing 32 is press-fitted and fixed to the bearing holding portion 88.
- the outer peripheral surface of the outer ring 322 of the second bearing 32 is press-fitted and fixed to the inner peripheral surface of the annular portion 222.
- One end surface of the outer ring 322 is received by the flange portion 223 of the first ring member 221.
- the inner ring 331 of the third bearing 33 is press-fitted and fixed to the outer peripheral surface of the output member 22.
- the outer peripheral surface of the outer ring 332 of the third bearing 33 is press-fitted and fixed in a third bearing holding hole 213 formed in the inner periphery of the intermediate portion of the rotor core 85.
- the outer ring 332 is restricted from moving in the axial direction S relative to the rotor core 85 by an annular step 216 of the rotor core 85 and a flange 226 of a second ring member 224 described later.
- the inner peripheral portion 230 of the rotor core 85 rotatably supports the one end portion 12a of the second shaft 12 via the third bearing 33 and the output member 22.
- a fourth bearing holding hole 214 is formed at the other end of the rotor core 85.
- An annular bearing holding portion 217 is disposed inside the fourth bearing holding hole 214 in the radial direction.
- the bearing holding portion 217 is formed on the outer periphery of the base end of the annular extending portion 92 of the second housing 52.
- the annular extending portion 92 is formed in a cylindrical shape.
- the annular extending portion 92 extends from the partition wall portion 93 provided at the other end of the second housing 52 to one side S ⁇ b> 1 in the axial direction S, and passes through the rotor core 85.
- a second ring member 224 is attached to the fourth bearing holding hole 214.
- the second ring member 224 includes an annular portion 225 and an annular flange 226 provided at one end of the annular portion 225.
- the outer peripheral surface of the annular portion 225 is press-fitted and fixed to the inner peripheral surface of the fourth bearing holding hole 214.
- the flange portion 226 extends inward in the radial direction of the annular portion 225 with respect to the annular portion 225.
- a fourth bearing 34 is interposed between the fourth bearing holding hole 214 and the annular portion 225 and the bearing holding portion 217.
- the inner peripheral surface of the inner ring 341 of the fourth bearing 34 is press-fitted and fixed to the bearing holding portion 217.
- One end of the inner ring 341 is in contact with an annular step portion 218 formed in the annular extending portion 92, thereby restricting movement of the inner ring 341 toward the other side S ⁇ b> 2.
- the outer peripheral surface of the outer ring 342 of the fourth bearing 34 is press-fitted and fixed to the inner peripheral surface of the annular portion 225.
- each of the first to fourth bearings 31 to 34 is provided.
- the inner rings 311, 321, 331, 341 and the outer rings 312, 322, 332, 342 are press-fitted and fixed to corresponding members.
- the outer ring 392 of the track ring unit 39 is also press-fitted and fixed to the rotor core 85.
- Each of the first to fourth bearings 31 to 34 and the bearing ring unit 39 has a clearance-free structure in which the internal clearance of the bearing is substantially zero. As a result, the fall of the bearing ring unit 39 due to the gap between the first to fourth bearings 31 to 34 and the bearing ring unit 39 is prevented.
- the rotor core 85, the first to fourth bearings 31 to 34, the race ring unit 39, the input member 20, and the output member 22 are all formed using the same type of material. Examples of the same type of material include steel materials.
- occurrence of problems such as non-uniform thermal expansion amounts of the first to fourth bearings 31 to 34 and the bearing ring unit 39 is suppressed. As a result, it is possible to suppress the occurrence of problems due to the first to fourth bearings 31 to 34 and the bearing ring unit 39 having the above-described clearanceless structure.
- a preload is applied to each of the first uneven engaging portion 64 and the second uneven engaging portion 67.
- the inner ring 321 of the second bearing 32 is press-fitted and fixed to the bearing holding portion 88.
- the interval in the axial direction S between the second bearing 32 and the annular step 218 of the second housing 52 is set to a predetermined value.
- the second bearing 32 and the annular step 218 include the first ring member 221, the first bearing 31, the input member 20, the first uneven engagement portion 64, the inner ring 391, and the second unevenness.
- the engaging portion 67, the output member 22, the third bearing 33, the second ring member 224, and the fourth bearing 34 are sandwiched in the axial direction S.
- the inner ring 321 of the second bearing 32 urges the first ring member 221 toward the other side S2 in the axial direction S via the rolling elements of the second bearing 32 and the outer ring 322. Yes.
- the urging force generated by this urging is transmitted to the outer ring 312 of the first bearing 31 via the annular flange 223 of the first ring member 221 and further to the inner ring via the rolling element of the first bearing 31. 311.
- the inner ring 311 is biased toward the other S2 side in the axial direction S.
- the input member 20 is urged to the other side S2 in the axial direction S, and this urging force is transmitted to the first concave / convex engaging portion 64. Further, the urging force is transmitted to the second uneven engagement portion 67.
- the urging force transmitted to the second uneven engagement portion 67 is transmitted to the output member 22, the third bearing 33, the second ring member 224, the outer ring 342 of the fourth bearing 34, the rolling elements and the inner ring 341, and is annular.
- the step 218 is received.
- the permanent magnet 86 of the rotor 231 has a configuration in which N poles and S poles are alternately arranged at equal intervals in the circumferential direction C1 of the steering shaft 3.
- the permanent magnet 86 is fixed to the outer peripheral surface of the intermediate portion of the rotor core 85. The positions of the permanent magnet 86 and a part of the transmission ratio variable mechanism 5 in the axial direction S are overlapped with each other.
- the stator 232 of the transmission ratio variable mechanism motor 23 is accommodated in the first housing 51 of the housing 24.
- the stator 232 includes a stator core 95 formed by laminating a plurality of electromagnetic steel plates and an electromagnetic coil 96.
- Stator core 232 includes an annular yoke 97 and a plurality of teeth 98.
- the plurality of teeth 98 are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the yoke 97 and protrude inward in the radial direction of the yoke 97.
- the outer peripheral surface of the yoke 97 is fixed to the inner peripheral surface of the first housing 51 by shrinkage fit or the like.
- An electromagnetic coil 96 is wound around each tooth 98.
- a bus bar 99 is arranged on the other side S ⁇ b> 2 in the axial direction S with respect to the stator 232.
- the bus bar 99 is accommodated in the second housing 52 in an annular shape as a whole, and is connected to each electromagnetic coil 96 of the transmission ratio variable mechanism motor 23.
- the bus bar 99 supplies power from the drive circuit to each electromagnetic coil 96.
- a lock mechanism 58 is disposed on the other side S ⁇ b> 2 in the axial direction S with respect to the bus bar 99.
- the lock mechanism 58 is for restricting the rotation of the rotor 231 of the transmission ratio variable mechanism motor 23 and is accommodated in the second housing 52.
- the lock mechanism 58 includes a regulated portion 100 that can rotate with the rotor core 85 and a regulating portion 101 that regulates the rotation of the regulated portion 100 by engaging with the regulated portion 100.
- the regulated portion 100 is an annular member, and a recess 102 is formed on the outer peripheral surface.
- the recess 102 is formed at one or a plurality of locations in the circumferential direction of the regulated portion 100.
- the rotor core 85 may be provided with the recess 102 directly. In this case, the rotor core 85 constitutes the restricted portion.
- a part of the regulated part 100 is overlapped with a part of the torque sensor 44 in the position in the axial direction S.
- the restricting portion 101 is disposed radially outward of the restricted portion 100.
- the restricting portion 101 is held by the second housing 52 and can be moved to the restricted portion 100 side.
- a motor resolver 43 is arranged on the other side S ⁇ b> 2 in the axial direction S with respect to the lock mechanism 58.
- the motor resolver 43 is accommodated in the second housing 52 and is located radially outward of the rotor core 85.
- the position of the motor resolver 43 and the torque sensor 44 are overlapped with each other in the axial direction S.
- the motor resolver 43 includes a resolver rotor 105 and a resolver stator 106.
- the resolver rotor 105 is fixed to the outer peripheral surface of the other end of the rotor core 85 so as to be able to rotate together.
- the resolver stator 106 is fixed to the second housing 52.
- the torque sensor 44 is disposed radially inward of the rotor core 85 of the transmission ratio variable mechanism motor 23.
- the torque sensor 44 includes a multipolar magnet 115 fixed to an intermediate portion of the second shaft 12 and magnetic yokes 116 and 117 supported on one end of the third shaft 13.
- the magnetic yokes 116 and 117 are a pair of soft magnetic bodies that are arranged in a magnetic field generated by the multipolar magnet 115 to form a magnetic circuit.
- the multipolar magnet 115 is a cylindrical permanent magnet, and a plurality of poles (the same number of N and S respectively) are magnetized at equal intervals in the circumferential direction.
- the magnetic yokes 116 and 117 surround the multipolar magnet 115.
- Each of the magnetic yokes 116 and 117 is molded on a synthetic resin member 118.
- the synthetic resin member 118 is coupled to one end of the third shaft 13 so as to be able to rotate together.
- the torque sensor 44 further includes a pair of magnetism collecting rings 119 and 120 for inducing magnetic flux from the magnetic yokes 116 and 117.
- the pair of magnetism collecting rings 119 and 120 are annular members formed using a soft magnetic material.
- the pair of magnetism collecting rings 119 and 120 surround the magnetic yokes 116 and 117 and are magnetically coupled to the magnetic yokes 116 and 117, respectively.
- the pair of magnetism collecting rings 119 and 120 are separated from each other in the axial direction S and face each other.
- the magnetism collecting rings 119 and 120 are molded by the synthetic resin member 121.
- the synthetic resin member 121 is held by the annular extending portion 92 of the second housing 52.
- Magnetic flux is generated in the magnetic yokes 116 and 117 in accordance with the relative rotational amounts of the second and third shafts 12 and 13, and this magnetic flux is induced by the magnetic flux collecting rings 119 and 120, and the synthetic resin member 121. It is detected by a Hall IC (not shown) embedded in. Thereby, the magnetic flux density according to the torque applied to the second shaft 12 can be detected.
- a fifth bearing 35 is arranged on the other side S ⁇ b> 2 in the axial direction S with respect to the torque sensor 44.
- the fifth bearing 35 is interposed between a bearing holding portion 122 formed on the outer periphery of one end of the third shaft 13 and a bearing holding hole 123 formed in the partition wall portion 93 of the second housing 52. Yes.
- the bearing holding hole 123 rotatably supports one end of the third shaft 13 through the fifth bearing 35.
- the third shaft 13 surrounds the second shaft 12 and the torsion bar 14. Specifically, an insertion hole 124 opened at one end of the third shaft 13 is formed in the third shaft 13. The other end of the second shaft 12 is inserted through the insertion hole 124. An insertion hole 125 extending in the axial direction S is formed in the second shaft 12, and the torsion bar 14 is inserted through the insertion hole 125.
- One end of the torsion bar 14 is connected to one end of the insertion hole 125 of the second shaft 12 so as to be able to rotate together by serration fitting or the like.
- the other end of the torsion bar 14 is connected to the insertion hole 124 of the third shaft 13 by serration fitting or the like so as to be able to rotate together.
- a space in the radial direction of the annular extending portion 92 of the second housing 52 serves as a torque sensor housing chamber 126.
- the second shaft 12 and the third shaft 13 are supported by a sixth bearing 36 so as to be relatively rotatable.
- the sixth bearing 36 is surrounded by the worm wheel 28 of the speed reduction mechanism 26.
- the speed reduction mechanism 26 is accommodated in the accommodation chamber 128.
- the storage chamber 128 is partitioned by the outer peripheral portion 127 of the third housing 53, the end wall portion 61, and the partition wall portion 93 of the second housing 52. A part of the worm wheel 28 and the sixth bearing 36 overlap with each other in the position in the axial direction S.
- a seventh bearing 37 is interposed between the intermediate portion of the third shaft 13 and the end wall portion 61 of the third housing 53.
- the end wall portion 61 supports the third shaft 13 via the seventh bearing 37 so as to be rotatable.
- the inner ring 371 of the seventh bearing 37 is sandwiched between an annular step 129 formed on the outer peripheral portion of the third shaft 13 and a nut member 130 screwed to the outer peripheral portion of the third shaft 13. Yes.
- the outer ring 372 of the seventh bearing 37 is sandwiched between an annular step 131 formed in the third housing 53 and a retaining ring 132 held by the third housing 53.
- both the input member 20 and the output member 22 are supported by the inner peripheral portion 230 of the same rotor core 85.
- the coaxiality of the input member 20 and the output member 22 can be made extremely high, and misalignment between the input member 20 and the output member 22 can be made difficult to occur.
- the first convex portion 65 and the first concave portion 66 in the first concave and convex engaging portion 64 are engaged, and the second convex portion 68 and the second concave portion in the second concave and convex engaging portion 67 are obtained.
- Each of the engagements with 69 can be the same as the ideal state of design.
- the race ring unit 39 is supported by the inner peripheral portion 230 of the rotor core 85. Thereby, the bearing ring unit 39 can be accurately positioned with respect to the input member 20 and the output member 22. As a result, the drive sound of the transmission ratio variable mechanism 5 can be further reduced.
- a nutation gear mechanism is used as the transmission ratio variable mechanism 5. That is, as the transmission ratio variable mechanism 5, a mechanism is used in which the second axis B as the central axis of the inner ring 391 and the outer ring 392 of the track ring unit 39 is inclined with respect to the first axis A. Thereby, the range of the speed ratio of the output member 22 which can be taken with respect to the input member 20 can be greatly increased. Further, power is transmitted between the inner ring 391 of the track ring unit 39 and the input member 20 by the engagement of the first convex portion 65 and the first concave portion 66. Thereby, it is possible to prevent slippage between the inner ring 391 of the track ring unit 39 and the input member 20.
- the first overlapping region 241 extends in the radial direction R1 orthogonal to the first axis A.
- the second overlapping region 242 extends in the radial direction R1 orthogonal to the first axis A.
- the meshing position of the second convex portion 68 and the second concave portion 69 does not move in the axial direction S.
- the output member 22 and the inner ring 391 can be prevented from relatively moving in the axial direction S.
- the second concavo-convex engaging portion 67 can be prevented from vibrating in the axial direction S, so that the vibration generated in the second concavo-convex engaging portion 67 can be significantly reduced.
- the width of the first recess 66 is narrowed from the wide portion 191 to the narrow portion 193 of the first recess 66 and is widened from the narrow portion 193 to the wide portion 192. .
- the engagement between the first convex portion 65 and the first concave portion 66 accompanying the relative rotation of the inner ring 391 and the input member 20 can be made extremely smooth. Therefore, the vibration generated in the first uneven engagement portion 64 can be further reduced.
- the width of the second recess 69 is narrowed from the wide portion 191 to the narrow portion 193 of the second recess 69, and is widened from the narrow portion 193 to the wide portion 192. .
- the first joint 181 allows the eccentricity and inclination between the first axis A as the central axis of the input member 20 and the central axis F of the first shaft 11. Therefore, the first axis A of the input member 20 and the center axis F of the first shaft 11 are eccentrically arranged or inclined due to the accuracy during assembly of the transmission ratio variable mechanism 5 and the like. Even when arranged, an excessive force is prevented from acting between the input member 20 and the first shaft 11. As a result, it is possible to suppress the force that lowers the coaxiality between the two members 20 and 22 from acting on the input member 20 and the output member 22.
- the second joint 185 allows the eccentricity and inclination between the first axis A as the center axis of the output member 22 and the center axis G of the second shaft 12. Accordingly, the first axis A of the output member 22 and the center axis G of the second shaft 12 are eccentrically arranged or inclined due to the accuracy at the time of assembly of the transmission ratio variable mechanism 5 and the like. Even when it is arranged, an excessive force is prevented from acting between the output member 22 and the second shaft 12. As a result, it is possible to suppress the force that lowers the coaxiality between the two members 20 and 22 from acting on the input member 20 and the output member 22.
- the second bearing 32 and the fourth bearing 34 that rotatably support the rotor core 85 are arranged so as to sandwich the input member 20, the bearing ring unit 39, and the output member 22 in the axial direction S.
- the rotor core 85 is supported by the second and fourth bearings 32 and 34 at two locations sufficiently separated in the axial direction S. Accordingly, the rigidity with which the housing 24 supports the rotor 231 of the transmission ratio variable mechanism motor 23 can be increased. Therefore, it can suppress more reliably that the input member 20, the bearing ring unit 39, and the output member 22 supported by the rotor 231, the rotor 231 vibrate.
- the first joint 181 is not limited to the spline fitting structure, and may have another structure.
- a first joint 181B shown in FIGS. 11A and 11B may be used instead of the first joint 181.
- the first joint 181B includes an engagement convex portion 233 formed at the other end of the first shaft 11B, an inner peripheral surface 234a of the engagement hole 234 formed in the cylindrical member 202B of the input member 20B, and an elasticity.
- Body 235 The cross-sectional shape of the engaging convex portion 233 is a polygonal shape such as a rectangular shape.
- the engaging convex portion 233 is inserted through the engaging hole 234.
- the cross-sectional shape of the engagement hole 234 is similar to the cross-sectional shape of the engagement convex portion 233.
- An annular elastic body 235 is interposed between the outer peripheral surface of the engaging convex portion 233 and the inner peripheral surface 234a of the engaging hole 234.
- the elastic body 235 is disposed so as to fill a gap between the engagement convex portion 233 and the inner peripheral surface 234a of the engagement hole 234.
- the second joint 185B includes an engagement convex portion 233 formed at one end of the second shaft 12B and an engagement hole 234 formed in the output member 22B.
- the peripheral surface 234a and the elastic body 235 are included.
- it may replace with the 1st coupling 181 and may provide the 1st coupling 181C shown in FIG.
- the male spline 182C and the female spline 183C of the first shaft 11C are directly fitted, and an annular elastic body 238 is interposed in an annular groove 237 formed in an intermediate portion of the male spline 182C. is doing.
- the elastic body 238 has a shape in which the center in the axial direction S protrudes outward in the radial direction R1.
- the elastic body 238 is interposed between the first shaft 11C and the cylindrical member 202 of the input member 20 in the radial direction R1.
- the central axis of the male spline 182C can be obtained by making the sizes of the male spline 182C and the female spline 183C different, making the dislocation coefficient of each spline tooth different, or applying crowning to at least one of the spline teeth.
- the center axis of the female spline 183C are allowed to be eccentric and inclined.
- a second joint similar to the first joint 181C may be provided. Specifically, as shown in FIG. 14, in the second joint 185C, the male spline 186C and the female spline 187C of the second shaft 12C are directly fitted, and an annular formed at an intermediate portion of the male spline 186C.
- An annular elastic body 238 is interposed in the groove 237. The elastic body 238 is interposed between the second shaft 12C and the output member 22 in the radial direction R1.
- the center axis line of the male spline 186C can be obtained by making the sizes of the male spline 186C and the female spline 187C different, making the dislocation coefficient of each spline tooth different, or applying crowning to at least one of the spline teeth.
- the center axis of the female spline 187C are allowed to be eccentric and inclined.
- a joint that allows only one of eccentricity and inclination between the central axis of the first shaft and the first axis of the input member may be used.
- a joint that does not allow any eccentricity or inclination between the center axis of the first shaft and the first axis of the input member may be used.
- a joint that allows only one of eccentricity and inclination between the center axis of the second shaft and the first axis of the output member may be used.
- a joint that does not allow any eccentricity or inclination between the center axis of the second shaft and the first axis of the output member may be used.
- An Oldham joint can be exemplified as a joint that allows the above eccentricity.
- an Oldham coupling can be exemplified as the first coupling 181D.
- the first joint 181D includes an intermediate member 243 disposed between the other end of the first shaft 11D and one end of the input member 20D.
- the intermediate member 243 has a disk shape.
- a convex portion 244 a is formed on one end surface of the intermediate member 243.
- a convex portion 244 b is formed on the other end surface of the intermediate member 243.
- the convex portion 244a and the convex portion 244b are different from each other in the phase in the circumferential direction of the intermediate member 243 by 90 degrees, for example.
- the convex portion 244a is fitted in a concave portion 245a formed on the other end surface of the first shaft 11D so as to be capable of linear reciprocation.
- the convex portion 244b is fitted in a concave portion 245b formed on one end surface of the input member 20D so as to be capable of linear reciprocation.
- an Oldham joint can be exemplified as the second joint 185D.
- the second joint 185D includes an intermediate member 243 disposed between one end of the second shaft 12D and the other end of the output member 22D.
- the intermediate member 243 has the same configuration as the intermediate member 243 in FIG.
- the convex portion 244a of the intermediate member 243 is fitted in a concave portion 245a formed on one end surface of the second shaft 12D so as to be capable of linear reciprocation.
- the convex portion 244b is fitted in a concave portion 245b formed on the other end surface of the output member 22D so as to be capable of linear reciprocation.
- a universal joint can be illustrated as a joint which accept
- a universal joint can be illustrated as the first joint 181E.
- the first joint 181E includes one U-shaped yoke 246 provided at the other end of the first shaft 11E, the other U-shaped yoke 247 provided at one end of the input member 20E, and a pair thereof.
- a cross shaft 248 disposed between the yokes 246 and 247.
- two shafts arranged in a straight line are connected to the tip of one yoke 246 so as to be relatively rotatable.
- two other shafts arranged in a straight line are connected to the tip of the other yoke 247 so as to be relatively rotatable.
- a universal joint can be illustrated as the 2nd coupling 185E.
- the second joint 185E includes one yoke 246 provided at one end of the second shaft 12E, the other yoke 247 provided at the other end of the output member 22E, and a cross shaft 248.
- a key joint can be exemplified as a joint that does not allow any of the above eccentricity and inclination.
- the inner ring of the track ring unit is rotationally driven by the transmission ratio variable mechanism motor, the outer ring and the input member are connected by the first uneven engagement portion, and the outer ring and the output member are further connected by the second uneven engagement member.
- the example in which the steering assist motor 25 is applied to the column type electric power steering apparatus in which the steering assist motor 25 is disposed in the steering column has been described.
- the present invention is not limited to this.
- the present invention may be applied to a rack assist type electric power steering apparatus in which the steering assist motor 25 is provided in the steering rack housing.
- the transmission ratio variable mechanism of the present invention can be applied to devices other than the vehicle steering device.
- a toe angle variable mechanism that can change the toe angle of a vehicle wheel a camber angle variable mechanism that can change a camber angle of a vehicle wheel, a damping force variable mechanism that can change the damping force of a vehicle shock absorber, etc.
- the transmission ratio variable mechanism of the present invention can be used.
- SYMBOLS 1 Vehicle steering device, 2 ... Steering member, 4L, 4R ... Steering wheel, 5 ... Transmission ratio variable mechanism, 11, 11B, 11C, 11D, 11E ... 1st shaft (input shaft), 12, 12B, 12C , 12D, 12E, second shaft (output shaft), 20, 20B, 20D, 20E, input member, 22, 22B, 22D, 22E, output member, 23, motor for variable transmission ratio mechanism, 24, housing, 31 ... 1st bearing (bearing which supports an input member), 32 ... 2nd bearing (one of 2 bearings), 33 ... 3rd bearing (bearing which supports an output member), 34 ... (2 bearings) 1), 39 ...
- raceway unit (intermediate member), 64 ... first concave / convex engaging portion, 65 ... first convex portion, 66 ... first concave portion, 67 ... second concave / convex engaging portion, 68 ... 2nd convex part, 69 ... 2nd recessed part, 70 ... 1st power transmission surface, 7 ... 1st end surface, 72 ... 2nd power transmission surface, 73 ... 2nd end surface, 181, 181B, 181C, 181D, 181E ... 1st coupling, 185, 185B, 185C, 185D, 185E ... 2nd Joint, 191...
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Abstract
伝達比可変機構(5)は、第1の軸線(A)の回りに回転可能な入力部材(20;20B;20D;20E)および出力部材(22;22B;22D;22E)と、入力部材(20;20B;20D;20E)および出力部材(22;22B;22D;22E)を差動回転可能に連結する中間部材(39)と、中間部材(39)を駆動可能なモータ(23)と、を備えている。モータ(23)は、第1の軸線(A)の回りに回転可能な筒状のロータ(231)を含んでいる。ロータ(231)の内周(230)は、中間部材(39)を支持するとともに、入力部材(20;20B;20D;20E)および出力部材(22;22B;22D;22E)のそれぞれを、軸受(31,33)を介して回転可能に支持している。
Description
本発明は、伝達比可変機構およびこれを備える車両用操舵装置に関する。
変速装置として、揺動歯車を用いたものが知られている(例えば、特許文献1,2参照)。特許文献1には、大きな減速比を得るための減速装置が記載されている。特許文献2には、舵角比を変更することのできる舵角比可変操舵装置が記載されている。
特許文献2では、互いに対向する第1および第4歯車と、揺動歯車と、を備えている。揺動歯車は、第1および第4歯車の間に配置されており、且つ、第1および第4歯車に対して傾斜している。揺動歯車は、第1歯車に噛合する第2歯車と、第4歯車に噛合する第3歯車とを含んでいる。
第1歯車は、ハウジングに固定されている一方、第4歯車は、ロアステアリングシャフトに支持されている。このように、第1および第4歯車が異なる部材に支持されているため、第1および第4歯車の同軸度がずれ易い。第1および第4歯車の芯ずれは、第1歯車と第2歯車との噛み合いにずれが生じたり、第3歯車と第4歯車との噛み合いにずれが生じたりする原因となり、ひいては、噛み合い音が大きくなる原因となる。
第1歯車は、ハウジングに固定されている一方、第4歯車は、ロアステアリングシャフトに支持されている。このように、第1および第4歯車が異なる部材に支持されているため、第1および第4歯車の同軸度がずれ易い。第1および第4歯車の芯ずれは、第1歯車と第2歯車との噛み合いにずれが生じたり、第3歯車と第4歯車との噛み合いにずれが生じたりする原因となり、ひいては、噛み合い音が大きくなる原因となる。
本発明は、かかる背景のもとでなされたもので、芯ずれを生じ難い伝達比可変機構およびこれを備える車両用操舵装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の好ましい態様は、第1の軸線の回りに回転可能な入力部材および出力部材と、上記入力部材および上記出力部材を差動回転可能に連結する中間部材と、上記中間部材を駆動可能なモータと、を備える。上記モータは、上記第1の軸線の回りに回転可能な筒状のロータを含み、上記ロータの内周は、上記中間部材を支持するとともに、上記入力部材および上記出力部材のそれぞれを、軸受を介して回転可能に支持する。
上記目的を達成するため、本発明の好ましい態様は、第1の軸線の回りに回転可能な入力部材および出力部材と、上記入力部材および上記出力部材を差動回転可能に連結する中間部材と、上記中間部材を駆動可能なモータと、を備える。上記モータは、上記第1の軸線の回りに回転可能な筒状のロータを含み、上記ロータの内周は、上記中間部材を支持するとともに、上記入力部材および上記出力部材のそれぞれを、軸受を介して回転可能に支持する。
本態様によれば、入力部材および出力部材の双方を同じロータの内周で支持している。これにより、これら入力部材および出力部材の互いの同軸度を極めて高くでき、入力部材および出力部材間の芯ずれを生じ難くできる。その結果、中間部材と入力部材との係合、および中間部材と出力部材との係合のそれぞれを、設計上の理想状態と同じにできる。したがって、中間部材と入力部材との係合不良、および中間部材と出力部材との係合不良を抑制できる。その結果、伝達比可変機構の駆動音を極めて小さくできる。しかも、入力部材および出力部材に加え、中間部材をロータの内周で支持している。これにより、中間部材を、入力部材および出力部材に対して精度よく位置決めできる。その結果、伝達比可変機構の駆動音をさらに小さくできる。
また、上記中間部材は、第1および第2の端面を有する内輪と、この内輪を転動体を介して回転可能に支持し上記ロータの上記内周に嵌合する外輪と、を含み、上記内輪および上記外輪の中心軸線としての第2の軸線が、上記第1の軸線に対して傾斜しており、上記入力部材は、上記内輪の上記第1の端面に対向する第1の動力伝達面を有し、上記出力部材は、上記内輪の上記第2の端面に対向する第2の動力伝達面を有し、上記内輪の上記第1の端面および上記入力部材の上記第1の動力伝達面を動力伝達可能に係合させる第1の凹凸係合部と、上記内輪の上記第2の端面および上記出力部材の上記第2の動力伝達面を動力伝達可能に係合させる第2の凹凸係合部と、をさらに備え、上記第1の凹凸係合部は、上記第1の端面および上記第1の動力伝達面の一方に設けられた第1の凸部と、他方に設けられ上記第1の凸部と係合する第1の凹部と、を含み、上記第2の凹凸係合部は、上記第2の端面および上記第2の動力伝達面の一方に設けられた第2の凸部と、他方に設けられ上記第2の凸部と係合する第2の凹部と、を含むことが好ましい。
この場合、伝達比可変機構として、ニューテーションギヤ機構を用いることとなる。これにより、入力部材に対してとり得る出力部材の速度比の範囲を極めて大きくできる。また、第1の凸部と第1の凹部との係合により、中間部材と入力部材との間で動力伝達を行う。これにより、中間部材と入力部材との間で滑りが生じることを抑制できる。その結果、第1の凹凸係合部において、確実な動力伝達を達成できる。さらに、第2の凸部と第2の凹部との係合により、中間部材と出力部材との間で動力伝達を行う。これにより、中間部材と出力部材との間で滑りが生じることを抑制できる。その結果、第2の凹凸係合部において、確実な動力伝達を達成できる。
また、上記第1の凸部は、環状の配列ピッチ面に沿って複数配列されており、上記第1の凹部は、環状の配列ピッチ面に沿って複数配列されており、上記第1の凸部の上記配列ピッチ面の一部および上記第1の凹部の上記配列ピッチ面の一部が重なり合うことで第1の重なり領域が形成されており、上記第1の重なり領域は、上記第1の軸線と直交する方向に延びていることが好ましい。
この場合、入力部材が、内輪に対して、第1の軸線と直交する方向に移動したときに、第1の凸部と第1の凹部との噛み合い位置は、第1の軸線の軸方向には移動しない。これにより、入力部材と内輪とが、第1の軸線の軸方向に相対移動することを防止できる。その結果、第1の凹凸係合部が第1の軸線の軸方向に振動することを防止できるので、第1の凹凸係合部で生じる振動を格段に小さくできる。
また、上記第2の凸部は、環状の配列ピッチ面に沿って複数配列されており、上記第2の凹部は、環状の配列ピッチ面に沿って複数配列されており、上記第2の凸部の上記配列ピッチ面の一部および上記第2の凹部の上記配列ピッチ面の一部が重なり合うことで第2の重なり領域が形成されており、上記第2の重なり領域は、上記第1の軸線と直交する方向に延びていることが好ましい。
この場合、出力部材が、内輪に対して、第1の軸線と直交する方向に移動したときに、第2の凸部と第2の凹部との噛み合い位置は、第1の軸線の軸方向には移動しない。これにより、出力部材と内輪とが、第1の軸線の軸方向に相対移動することを防止できる。その結果、第2の凹凸係合部が第1の軸線の軸方向に振動することを防止できるので、第2の凹凸係合部で生じる振動を格段に小さくできる。
また、上記第1の凸部は、上記第1の凸部が形成されている面の径方向に沿って直線状に延びており、上記第1の凹部は、上記第1の凹部が形成されている面の径方向に沿って延びており、上記第1の凹部の幅は、上記第1の凹部の一端から中央に向うに伴い狭くされ、かつ、上記第1の凹部の上記中央から他端に向うに伴い広くされていることが好ましい。
この場合、中間部材と入力部材の相対回転に伴う、第1の凸部と第1の凹部との係合を極めて滑らかにできる。したがって、第1の凹凸係合部で生じる振動をより小さくできる。
また、上記第2の凸部は、上記第2の凸部が形成されている面の径方向に沿って直線状に延びており、上記第2の凹部は、上記第2の凹部が形成されている面の径方向に沿って延びており、上記第2の凹部の幅は、上記第2の凹部の一端から中央に向うに伴い狭くされ、かつ、上記第2の凹部の上記中央から他端に向うに伴い広くされていることが好ましい。
また、上記第2の凸部は、上記第2の凸部が形成されている面の径方向に沿って直線状に延びており、上記第2の凹部は、上記第2の凹部が形成されている面の径方向に沿って延びており、上記第2の凹部の幅は、上記第2の凹部の一端から中央に向うに伴い狭くされ、かつ、上記第2の凹部の上記中央から他端に向うに伴い広くされていることが好ましい。
この場合、中間部材と出力部材の相対回転に伴う、第2の凸部と第2の凹部との係合を極めて滑らかにできる。したがって、第2の凹凸係合部で生じる振動をより小さくできる。
また、入力軸と、上記入力部材と上記入力軸とをトルク伝達可能に連結する第1の継手と、をさらに備え、上記第1の継手は、上記入力部材の中心軸線としての上記第1の軸線と上記入力軸の中心軸線との間の偏心および傾斜の少なくとも一方を許容する継手であることが好ましい。
また、入力軸と、上記入力部材と上記入力軸とをトルク伝達可能に連結する第1の継手と、をさらに備え、上記第1の継手は、上記入力部材の中心軸線としての上記第1の軸線と上記入力軸の中心軸線との間の偏心および傾斜の少なくとも一方を許容する継手であることが好ましい。
この場合、例えば、伝達比可変機構の各部材の組み付けの精度等に起因して、入力部材の中心軸線と入力軸の中心軸線とが偏心して配置されたり、傾斜して配置された場合でも、入力部材と入力軸との間に無理な力が作用しないようにされている。その結果、入力部材と出力部材との間に、これら入力部材と出力部材との同軸度を低下させるような力が作用することを抑制できる。これにより、第1の凹凸係合部で第1の凸部と第1の凹部との間で係合不良が生じることを抑制できる。したがって、伝達比可変機構の駆動音が大きくなってしまうことを確実に抑制できる。
また、出力軸と、上記出力部材と上記出力軸とをトルク伝達可能に連結する第2の継手と、をさらに備え、上記第2の継手は、上記出力部材の中心軸線としての上記第1の軸線と上記出力軸の中心軸線との間の偏心および傾斜の少なくとも一方を許容する継手であれば、好ましい。
この場合、例えば、伝達比可変機構の各部材の組み付けの精度等に起因して、出力部材の中心軸線と出力軸の中心軸線とが偏心して配置されたり、傾斜して配置された場合でも、出力部材と出力軸との間に無理な力が作用しないようにされている。その結果、入力部材と出力部材との間に、これら入力部材と出力部材との同軸度を低下させるような力が作用することを抑制できる。これにより、第2の凹凸係合部で第2の凸部と第2の凹部との間で係合不良が生じることを抑制できる。したがって、伝達比可変機構の駆動音が大きくなってしまうことを確実に抑制できる。
この場合、例えば、伝達比可変機構の各部材の組み付けの精度等に起因して、出力部材の中心軸線と出力軸の中心軸線とが偏心して配置されたり、傾斜して配置された場合でも、出力部材と出力軸との間に無理な力が作用しないようにされている。その結果、入力部材と出力部材との間に、これら入力部材と出力部材との同軸度を低下させるような力が作用することを抑制できる。これにより、第2の凹凸係合部で第2の凸部と第2の凹部との間で係合不良が生じることを抑制できる。したがって、伝達比可変機構の駆動音が大きくなってしまうことを確実に抑制できる。
また、上記ロータを収容するハウジングと、上記ロータと上記ハウジングとの間に配置され上記ロータを回転可能に支持する2つの軸受と、をさらに備え、上記2つの軸受は、上記入力部材、上記中間部材および上記出力部材を上記第1の軸線の軸方向に挟むように配置されていることが好ましい。
この場合、ロータが第1の軸線の軸方向に十分に離隔した2箇所で、軸受によって支持されている。これにより、ハウジングがロータを支持する剛性を高くできる。したがって、ロータ、ロータに支持された入力部材、中間部材および出力部材が振動することをより確実に抑制できる。
この場合、ロータが第1の軸線の軸方向に十分に離隔した2箇所で、軸受によって支持されている。これにより、ハウジングがロータを支持する剛性を高くできる。したがって、ロータ、ロータに支持された入力部材、中間部材および出力部材が振動することをより確実に抑制できる。
また、操舵部材と、転舵輪と、上記操舵部材の操舵角に対する上記転舵輪の転舵角の比としての伝達比を変更可能な伝達比可変機構と、を備え、上記伝達比可変機構として上記の伝達比可変機構を採用し、上記入力部材が上記操舵部材に連なり、上記出力部材が上記転舵輪に連なるようにすることが好ましい。
この場合、入力部材と出力部材との間の芯ずれが生じ難くされていることから、伝達比可変機構の駆動音が小さくされており、静粛性に優れた車両用操舵装置を実現できる。
この場合、入力部材と出力部材との間の芯ずれが生じ難くされていることから、伝達比可変機構の駆動音が小さくされており、静粛性に優れた車両用操舵装置を実現できる。
本発明の好ましい実施の形態を添付図面を参照しつつ説明する。
図1は、本発明の一実施の形態にかかる伝達比可変機構を備える車両用操舵装置1の概略構成を示す模式図である。図1を参照して、車両用操舵装置1は、ステアリングホイール等の操舵部材2に付与された操舵トルクを、操舵軸としてのステアリングシャフト3等を介して左右の転舵輪4L,4Rのそれぞれに与えて転舵を行うものである。この車両用操舵装置1は、操舵部材2の操舵角θ1に対する転舵輪の転舵角θ2の比としての伝達比θ2/θ1を変更することのできるVGR(Variable Gear Ratio)機能を有している。
図1は、本発明の一実施の形態にかかる伝達比可変機構を備える車両用操舵装置1の概略構成を示す模式図である。図1を参照して、車両用操舵装置1は、ステアリングホイール等の操舵部材2に付与された操舵トルクを、操舵軸としてのステアリングシャフト3等を介して左右の転舵輪4L,4Rのそれぞれに与えて転舵を行うものである。この車両用操舵装置1は、操舵部材2の操舵角θ1に対する転舵輪の転舵角θ2の比としての伝達比θ2/θ1を変更することのできるVGR(Variable Gear Ratio)機能を有している。
車両用操舵装置1は、操舵部材2と、操舵部材2に連なるステアリングシャフト3とを有している。ステアリングシャフト3は、互いに同軸上に配置された第1~第3のシャフト11~13を含んでいる。第1~第3のシャフト11~13のそれぞれの中心軸線は、当該第1~第3のシャフト11~13の回転軸線でもある。
第1のシャフト11の一端に操舵部材2が同行回転可能に連結されている。第1のシャフト11の他端と第2のシャフト12の一端とは、伝達比可変機構5を介して差動回転可能に連結されている。第2のシャフト12の他端と第3のシャフト13の一端とは、トーションバー14を介して所定の範囲内で弾性的に相対回転可能、且つ動力伝達可能に連結されている。
第1のシャフト11の一端に操舵部材2が同行回転可能に連結されている。第1のシャフト11の他端と第2のシャフト12の一端とは、伝達比可変機構5を介して差動回転可能に連結されている。第2のシャフト12の他端と第3のシャフト13の一端とは、トーションバー14を介して所定の範囲内で弾性的に相対回転可能、且つ動力伝達可能に連結されている。
第3のシャフト13の他端は、自在継手7、中間軸8、自在継手9および操舵機構としての転舵機構10等を介して、転舵輪4L,4Rと連なっている。
転舵機構10は、自在継手9に連なるピニオン軸15と、ピニオン軸15の先端のピニオン15aに噛み合うラック16aを有し車両の左右方向に延びる転舵軸としてのラック軸16とを有している。ラック軸16の一対の端部のそれぞれにタイロッド17L,17Rを介してナックルアーム18L,18Rが連結されている。
転舵機構10は、自在継手9に連なるピニオン軸15と、ピニオン軸15の先端のピニオン15aに噛み合うラック16aを有し車両の左右方向に延びる転舵軸としてのラック軸16とを有している。ラック軸16の一対の端部のそれぞれにタイロッド17L,17Rを介してナックルアーム18L,18Rが連結されている。
上記の構成により、操舵部材2の回転は、ステアリングシャフト3等を介して転舵機構10に伝達される。転舵機構10では、ピニオン15aの回転がラック軸16の軸方向の運動に変換される。ラック軸16の軸方向の運動は、各タイロッド17L,17Rを介して対応するナックルアーム18L,18Rに伝えられる。これにより、これらのナックルアーム18L,18Rがそれぞれ回動する。これにより、各ナックルアーム18L,18Rに連結された対応する転舵輪4L,4Rがそれぞれ向きを変える。
伝達比可変機構5は、ステアリングシャフト3の第1および第2のシャフト11,12間の回転伝達比(伝達比θ2/θ1)を変更するためのものであり、ニューテーションギヤ機構とされている。この伝達比可変機構5は、第1のシャフト11の他端に設けられた入力部材20と、第2のシャフト12の一端に設けられた出力部材22と、入力部材20と出力部材22との間に介在する中間部材としての軌道輪ユニット39と、を含んでいる。
入力部材20は、操舵部材2および第1のシャフト11とはトルク伝達可能に連結されている。出力部材22は、第2のシャフト12とはトルク伝達可能に連結されている。第1の軸線Aは、入力部材20および出力部材22の中心軸線および回転軸線である。
出力部材22は、第2のシャフト12や転舵機構10等を介して転舵輪4L,4Rに連なっている。
出力部材22は、第2のシャフト12や転舵機構10等を介して転舵輪4L,4Rに連なっている。
上記の軌道輪ユニット39は、第1の軌道輪としての内輪391と、第2の軌道輪としての外輪392と、内輪391および外輪392間に介在する玉等の転動体393とを含んでいる。軌道輪ユニット39は、玉軸受を用いて形成されている。
転動体393としては、玉以外にも、円筒ころ、針状ころ、円錐ころを用いることができる。また、転動体393は、単列に配置されていてもよいし、複列に配置されていてもよい。複列にすると、外輪392に対する内輪391の倒れを防止できる。複列のものとして、複列アンギュラ軸受を例示できる。
転動体393としては、玉以外にも、円筒ころ、針状ころ、円錐ころを用いることができる。また、転動体393は、単列に配置されていてもよいし、複列に配置されていてもよい。複列にすると、外輪392に対する内輪391の倒れを防止できる。複列のものとして、複列アンギュラ軸受を例示できる。
内輪391は、入力部材20と出力部材22とを差動回転可能に連結するものである。内輪391および外輪392は、第1の軸線Aに対して傾斜する中心軸線としての第2の軸線Bを有している。第2の軸線Bは、第1の軸線Aに対して所定の傾斜角度をなして傾斜している。内輪391は、転動体393を介して外輪392に回転可能に支持されていることにより、第2の軸線Bの回りを回転可能である。また、内輪391は、外輪392を駆動するための電動モータ(アクチュエータ)である伝達比可変機構用モータ23が駆動されることに伴い、第1の軸線Aの回りを回転可能である。内輪391および外輪392は、第1の軸線A回りにコリオリ運動(首振り運動)可能である。
伝達比可変機構用モータ23は、軌道輪ユニット39の径方向外方に配置されており、第1の軸線Aが中心軸線とされている。伝達比可変機構用モータ23は、第1の軸線A回りに関する外輪392の回転数を変更することにより、伝達比θ2/θ1を変更する。
伝達比可変機構用モータ23は、例えばブラシレスモータからなる。伝達比可変機構用モータ23は、軌道輪ユニット39の外輪392を保持するロータ231と、このロータ231を取り囲むとともにステアリングコラムとしてのハウジング24に固定されたステータ232とを含んでいる。ロータ231は、第1の軸線Aの回りを回転するようになっている。
伝達比可変機構用モータ23は、例えばブラシレスモータからなる。伝達比可変機構用モータ23は、軌道輪ユニット39の外輪392を保持するロータ231と、このロータ231を取り囲むとともにステアリングコラムとしてのハウジング24に固定されたステータ232とを含んでいる。ロータ231は、第1の軸線Aの回りを回転するようになっている。
この車両用操舵装置1は、ステアリングシャフト3に操舵補助力を付与するための操舵補助力付与機構19を備えている。操舵補助力付与機構19は、伝達比可変機構5の出力部材22に連なる入力軸としての上記第2のシャフト12と、転舵機構10に連なる出力軸としての上記第3のシャフト13と、第2のシャフト12と第3のシャフト13との間に伝達されるトルクを検出するトルクセンサ44と、操舵補助用のアクチュエータとしての操舵補助用モータ25と、操舵補助用モータ25と第3のシャフト13との間に介在する減速機構26と、を含んでいる。
操舵補助用モータ25は、操舵補助力を発生するものであり、ブラシレスモータ等の電動モータからなる。この操舵補助用モータ25の出力は、減速機構26を介して第3のシャフト13に伝達される。
減速機構26は、例えばウォームギヤ機構からなり、操舵補助用モータ25の出力軸25aに連結された駆動歯車としてのウォーム軸27と、ウォーム軸27と噛み合い且つ第3のシャフト13に同行回転可能に連結された従動歯車としてのウォームギヤ28とを含んでいる。なお、減速機構26は、ウォームギヤ機構に限らず、平歯車やはすば歯車を用いた平行軸歯車機構等の、他の歯車機構を用いてもよい。
減速機構26は、例えばウォームギヤ機構からなり、操舵補助用モータ25の出力軸25aに連結された駆動歯車としてのウォーム軸27と、ウォーム軸27と噛み合い且つ第3のシャフト13に同行回転可能に連結された従動歯車としてのウォームギヤ28とを含んでいる。なお、減速機構26は、ウォームギヤ機構に限らず、平歯車やはすば歯車を用いた平行軸歯車機構等の、他の歯車機構を用いてもよい。
上記伝達比可変機構5および操舵補助力付与機構19は、ハウジング24に設けられている。ハウジング24は、車両の乗員室(キャビン)内に配置されている。なお、ハウジング24を、中間軸8を取り囲むように配置してもよいし、車両のエンジンルーム内に配置してもよい。
上記伝達比可変機構用モータ23および操舵補助用モータ25の駆動は、それぞれ、CPU、RAMおよびROMを含む制御部29によって制御される。制御部29は、駆動回路40を介して伝達比可変機構用モータ23と接続されているとともに、駆動回路41を介して操舵補助用モータ25と接続されている。
上記伝達比可変機構用モータ23および操舵補助用モータ25の駆動は、それぞれ、CPU、RAMおよびROMを含む制御部29によって制御される。制御部29は、駆動回路40を介して伝達比可変機構用モータ23と接続されているとともに、駆動回路41を介して操舵補助用モータ25と接続されている。
制御部29には、操舵角センサ42、伝達比可変機構用モータ23の回転角を検出するための回転角検出手段としてのモータレゾルバ43、トルク検出手段としてのトルクセンサ44、転舵角センサ45、車速センサ46およびヨーレートセンサ47がそれぞれ接続されている。
操舵角センサ42から制御部29へは、操舵部材2の直進位置からの操作量である操舵角θ1に対応する値として、第1のシャフト11の回転角についての信号が入力される。
操舵角センサ42から制御部29へは、操舵部材2の直進位置からの操作量である操舵角θ1に対応する値として、第1のシャフト11の回転角についての信号が入力される。
モータレゾルバ43から制御部29へは、伝達比可変機構用モータ23のロータ231の回転角θrについての信号が入力される。
トルクセンサ44から制御部29へは、操舵部材2に作用する操舵トルクTに対応する値として、第2および第3のシャフト12,13間に作用するトルクについての信号が入力される。
トルクセンサ44から制御部29へは、操舵部材2に作用する操舵トルクTに対応する値として、第2および第3のシャフト12,13間に作用するトルクについての信号が入力される。
転舵角センサ45から制御部29へは、転舵角θ2に対応する値として第3のシャフト13の回転角についての信号が入力される。
車速センサ46から制御部29へは、車速Vについての信号が入力される。
ヨーレートセンサ47から制御部29へは、車両のヨーレートγについての信号が入力される。
車速センサ46から制御部29へは、車速Vについての信号が入力される。
ヨーレートセンサ47から制御部29へは、車両のヨーレートγについての信号が入力される。
制御部29は、各上記センサ42~47の信号等に基づいて、伝達比可変機構用モータ23および操舵補助用モータ25の駆動を制御する。
上記の構成により、伝達比可変機構5の出力は、操舵補助力付与機構19を介して転舵機構10に伝達される。より具体的には、操舵部材2に入力された操舵トルクは、第1のシャフト11を介して伝達比可変機構5の入力部材20に入力され、出力部材22から操舵補助力付与機構19の第2のシャフト12に伝達される。
上記の構成により、伝達比可変機構5の出力は、操舵補助力付与機構19を介して転舵機構10に伝達される。より具体的には、操舵部材2に入力された操舵トルクは、第1のシャフト11を介して伝達比可変機構5の入力部材20に入力され、出力部材22から操舵補助力付与機構19の第2のシャフト12に伝達される。
第2のシャフト12に伝達された操舵トルクは、トーションバー14および第3のシャフト13に伝わり、操舵補助用モータ25からの出力と合わさり、さらに、中間軸8等を介して転舵機構10に伝達される。
図2は、図1の要部のより具体的な構成を示す断面図である。図2を参照して、ハウジング24は、例えば、アルミニウム合金等の金属を筒状に形成したものである。ハウジング24は、第1~第3のハウジング51~53を含んでいる。このハウジング24内には、第1~第8の軸受31~38が収容されている。第1~第5の軸受31~35および第7~第8の軸受37~38は、それぞれ、アンギュラ玉軸受等の転がり軸受である。第6の軸受36は、針状ころ軸受等の転がり軸受である。
図2は、図1の要部のより具体的な構成を示す断面図である。図2を参照して、ハウジング24は、例えば、アルミニウム合金等の金属を筒状に形成したものである。ハウジング24は、第1~第3のハウジング51~53を含んでいる。このハウジング24内には、第1~第8の軸受31~38が収容されている。第1~第5の軸受31~35および第7~第8の軸受37~38は、それぞれ、アンギュラ玉軸受等の転がり軸受である。第6の軸受36は、針状ころ軸受等の転がり軸受である。
第1のハウジング51は筒状をなしており、差動機構としての伝達比可変機構5を収容する差動機構ハウジングを構成しているとともに、伝達比可変機構用モータ23を収容するモータハウジングを構成している。第1のハウジング51の一端は、端壁部材54によって覆われている。第1のハウジング51の一端と端壁部材54とは、ボルト等の締結部材55を用いて互いに固定されている。第1のハウジング51の他端の内周面56に、第2のハウジング52の一端の環状凸部57が嵌合されている。これら第1および第2のハウジング51,52は、ボルト等の締結部材(図示せず)を用いて互いに固定されている。
第2のハウジング52は筒状をなしており、トルクセンサ44を収容するセンサハウジングと、モータレゾルバ43を収容するレゾルバハウジングとを構成している。また、第2のハウジング52は、伝達比可変機構用モータ23の後述するバスバー99を収容するとともに、伝達比可変機構用モータ23のロータ231をロックするためのロック機構58を収容している。第2のハウジング52の他端の外周面59に、第3のハウジング53の一端の内周面60が嵌合している。
第3のハウジング53は、筒状をなしており、減速機構26を収容する減速機構ハウジングを構成している。第3のハウジング53の他端には端壁部61が設けられている。端壁部61は環状をなしており、第3のハウジング53の他端を覆っている。
図3は、図2の伝達比可変機構5およびその周辺の拡大図である。図3を参照して、伝達比可変機構5の入力部材20、出力部材22および軌道輪ユニット39の内輪391は、それぞれ、環状をなしている。
図3は、図2の伝達比可変機構5およびその周辺の拡大図である。図3を参照して、伝達比可変機構5の入力部材20、出力部材22および軌道輪ユニット39の内輪391は、それぞれ、環状をなしている。
入力部材20は、入力部材本体201と、筒状部材202と、を含んでいる。筒状部材202は、入力部材本体201の径方向内方に配置されており、入力部材本体201と同行回転可能に連結されている。
第1のシャフト11の他端は、筒状部材202の挿通孔202aを挿通している。伝達比可変機構5の入力軸としての第1のシャフト11の他端と、筒状部材202とは、第1の継手181によって、トルク伝達可能に、且つ偏心可能に、且つ傾斜可能に連結されている。すなわち、第1の継手181によって、第1のシャフト11の中心軸線Fと、第1の軸線Aとが偏心可能とされ、かつ、傾斜可能とされている。
第1のシャフト11の他端は、筒状部材202の挿通孔202aを挿通している。伝達比可変機構5の入力軸としての第1のシャフト11の他端と、筒状部材202とは、第1の継手181によって、トルク伝達可能に、且つ偏心可能に、且つ傾斜可能に連結されている。すなわち、第1の継手181によって、第1のシャフト11の中心軸線Fと、第1の軸線Aとが偏心可能とされ、かつ、傾斜可能とされている。
図4は、図3のIV-IV線に沿う断面図である。図3および図4を参照して、第1の継手181は、第1のシャフト11の他端に形成された雄スプライン182と、筒状部材202の挿通孔202aの内周に形成された雌スプライン183と、これら雄スプライン182および雌スプライン183間に介装された筒状の弾性体184と、を含んでいる。
雄スプライン182および雌スプライン183は、対応する第1のシャフト11および筒状部材202の周方向の全域に亘って形成されている。雄スプライン182および雌スプライン183は、弾性体184を介して互いにスプライン係合している。
雄スプライン182および雌スプライン183は、対応する第1のシャフト11および筒状部材202の周方向の全域に亘って形成されている。雄スプライン182および雌スプライン183は、弾性体184を介して互いにスプライン係合している。
弾性体184は、例えば、合成樹脂やゴム等、第1のシャフト11および筒状部材202よりも弾性の高い材料を用いて形成されている。弾性体184は、ステアリングシャフト3の径方向R1および周方向C1の双方に関して、雄スプライン182と雌スプライン183とに挟まれている。
図3を参照して、第2のシャフト12の中間部は、出力部材22の挿通孔22aを挿通している。伝達比可変機構5の出力軸としての第2のシャフト12の中間部と、出力部材22とは、第2の継手185によって、トルク伝達可能に、且つ偏心可能に、且つ傾斜可能に連結されている。すなわち、第2の継手185によって、第2のシャフト12の中心軸線Gと、第1の軸線Aとが偏心可能および傾斜可能とされている。
図3を参照して、第2のシャフト12の中間部は、出力部材22の挿通孔22aを挿通している。伝達比可変機構5の出力軸としての第2のシャフト12の中間部と、出力部材22とは、第2の継手185によって、トルク伝達可能に、且つ偏心可能に、且つ傾斜可能に連結されている。すなわち、第2の継手185によって、第2のシャフト12の中心軸線Gと、第1の軸線Aとが偏心可能および傾斜可能とされている。
図5は、図3のV-V線に沿う断面図である。図3および図5を参照して、第2の継手185は、第2のシャフト12の中間部に形成された雄スプライン186と、出力部材22の挿通孔22aの内周に形成された雌スプライン187と、これら雄スプライン186および雌スプライン187間に介装された筒状の弾性体188とを含んでいる。
雄スプライン186および雌スプライン187は、対応する第2のシャフト12および出力部材22の周方向の全域に亘って形成されている。雄スプライン186および雌スプライン187は、弾性体188を介して互いにスプライン係合している。
雄スプライン186および雌スプライン187は、対応する第2のシャフト12および出力部材22の周方向の全域に亘って形成されている。雄スプライン186および雌スプライン187は、弾性体188を介して互いにスプライン係合している。
弾性体188は、弾性体184と同様の材料を用いて形成されている。弾性体188は、ステアリングシャフト3の径方向R1および周方向C1の双方に関して、雄スプライン186と雌スプライン187とに挟まれている。
図3を参照して、第1のシャフト11と第2のシャフト12の互いの対向端部11a,12aは、支持機構133によって同軸的に且つ相対回転可能に支持されている。支持機構133は、上記の筒状部材202と、第8の軸受38と、環状の弾性体189を含んでいる。筒状部材202は、入力部材20の一部を構成するとともに、支持機構133の一部を構成している。
図3を参照して、第1のシャフト11と第2のシャフト12の互いの対向端部11a,12aは、支持機構133によって同軸的に且つ相対回転可能に支持されている。支持機構133は、上記の筒状部材202と、第8の軸受38と、環状の弾性体189を含んでいる。筒状部材202は、入力部材20の一部を構成するとともに、支持機構133の一部を構成している。
筒状部材202は、第1および第2のシャフト11,12のそれぞれの対向端部11a,12aを取り囲んでいる。
筒状部材202の他端には、第8の軸受38のための軸受保持孔109が形成されている。この軸受保持孔109に、第2のシャフト12の対向端部12aが挿通されている。この対向端部12aの外周面には、環状の弾性体189が嵌合している。環状の弾性体189は、第2のシャフト12の中心軸線Gと第1のシャフト11の中心軸線Fの互いの偏心および傾斜を許容するものである。環状の弾性体189と軸受保持孔109との間に第8の軸受38が介在している。第8の軸受38は、筒状部材202と第2のシャフト12の相対回転を許容している。
筒状部材202の他端には、第8の軸受38のための軸受保持孔109が形成されている。この軸受保持孔109に、第2のシャフト12の対向端部12aが挿通されている。この対向端部12aの外周面には、環状の弾性体189が嵌合している。環状の弾性体189は、第2のシャフト12の中心軸線Gと第1のシャフト11の中心軸線Fの互いの偏心および傾斜を許容するものである。環状の弾性体189と軸受保持孔109との間に第8の軸受38が介在している。第8の軸受38は、筒状部材202と第2のシャフト12の相対回転を許容している。
なお、出力部材22を入力部材20側に延設し、第8の軸受38および弾性体189を、出力部材22と第1のシャフト11の対向端部11aとの間に介在させてもよい。
軌道輪ユニット39の内輪391は、筒状部材202の径方向外方に配置されている。外輪392は、伝達比可変機構用モータ23のロータ231の内周部230に形成された傾斜孔63に圧入固定されている。外輪392は、ロータ231とは第1の軸線Aの回りを同行回転する。外輪392とロータ231とはステアリングシャフト3の軸方向Sに関して相対移動が規制されている。
軌道輪ユニット39の内輪391は、筒状部材202の径方向外方に配置されている。外輪392は、伝達比可変機構用モータ23のロータ231の内周部230に形成された傾斜孔63に圧入固定されている。外輪392は、ロータ231とは第1の軸線Aの回りを同行回転する。外輪392とロータ231とはステアリングシャフト3の軸方向Sに関して相対移動が規制されている。
ロータ231が第1の軸線Aの回りを回転することに伴い、軌道輪ユニット39がコリオリ運動する。
なお、外輪392が入力部材20および出力部材22を差動回転可能に連結するとともに、内輪391が伝達比可変機構用モータ23のロータ231と同行回転可能に連結されるようにしてもよい。この場合、軌道輪ユニット39は、内輪支持型となる。
なお、外輪392が入力部材20および出力部材22を差動回転可能に連結するとともに、内輪391が伝達比可変機構用モータ23のロータ231と同行回転可能に連結されるようにしてもよい。この場合、軌道輪ユニット39は、内輪支持型となる。
図6は、伝達比可変機構5の要部を断面で表した側面図である。図6では、入力部材20および出力部材22については、側面を示しており、軌道輪ユニット39については、断面を示している。軌道輪ユニット39の内輪391は、全体が単一の部材を用いて形成されている。
内輪391のうち、入力部材20に対向する一端面が、内輪391の第1の端面71とされている。内輪391のうち、出力部材22に対向する他端面が、内輪391の第2の端面73とされている。
内輪391のうち、入力部材20に対向する一端面が、内輪391の第1の端面71とされている。内輪391のうち、出力部材22に対向する他端面が、内輪391の第2の端面73とされている。
入力部材本体201および内輪391のそれぞれに、第1の凹凸係合部64が設けられている。これにより、入力部材20と内輪391とは動力伝達可能とされている。また、内輪391および出力部材22のそれぞれに、第2の凹凸係合部67が設けられている。これにより、内輪391と出力部材22とは動力伝達可能とされている。
第1の凹凸係合部64は、入力部材本体201の一端面としての第1の動力伝達面70に形成された第1の凸部65と、内輪391の第1の端面71に形成され第1の凸部65に係合する第1の凹部66と、を含んでいる。
第1の凹凸係合部64は、入力部材本体201の一端面としての第1の動力伝達面70に形成された第1の凸部65と、内輪391の第1の端面71に形成され第1の凸部65に係合する第1の凹部66と、を含んでいる。
第1の凸部65および第1の凹部66は、対応する第1の動力伝達面70および第1の端面71において、それぞれの周方向の全域に亘って形成されている。
第1の動力伝達面70および第1の端面71はステアリングシャフト3の軸方向S(以下、単に軸方向Sという。)に互いに対向している。第1の凹凸係合部64は、これら第1の動力伝達面70および第1の端面71を動力伝達可能に係合させる。
第1の動力伝達面70および第1の端面71はステアリングシャフト3の軸方向S(以下、単に軸方向Sという。)に互いに対向している。第1の凹凸係合部64は、これら第1の動力伝達面70および第1の端面71を動力伝達可能に係合させる。
第1の凸部65は、例えば38個形成されている。第1の凹部66の数は、第1の凸部65の数とは異なる数にされている。第1の凸部65の数と第1の凹部66の数との差に応じて、入力部材本体201と内輪391との間で差動回転を発生することができる。
図7Aは、第1の凹凸係合部64の要部の斜視図であり、第1の凸部65と、第1の凹部66とを離隔して示したものである。図7Bは、図7Aの一部の断面図である。
図7Aは、第1の凹凸係合部64の要部の斜視図であり、第1の凸部65と、第1の凹部66とを離隔して示したものである。図7Bは、図7Aの一部の断面図である。
図7Aおよび図7Bを参照して、第1の凸部65は、入力部材本体201の第1の動力伝達面70において、ステアリングシャフト3の径方向R1(以下、単に径方向R1という)の全域に形成されている。換言すれば、第1の凸部65は、入力部材20(出力部材22)の径方向R3に関して、第1の動力伝達面70の全域に形成されている。第1の凸部65は、径方向R3に関する何れの箇所も、同一の断面形状(断面半円形形状)を有している。第1の凸部65は、径方向R3に沿って直線状に延びている。
第1の凹部66は、内輪391の第1の端面71において、内輪391の径方向R2に沿って延びており、径方向R2の全域に形成されている。各第1の凹部66は、内輪391の軸方向に沿ってみたときに、くびれた形状をなしておいる。各第1の凹部66は、内輪391の径方向R2に関する両端が幅広部191,192とされているとともに、中間部がくびれて幅狭部193とされている。幅狭部193は、内輪391の径方向R2に関する各第1の凹部66の略中央に配置されている。幅狭部193の幅は、第1の凸部65の幅と略同じにされている。各第1の凹部66の幅は、第1の凹部66の幅広部191から幅狭部193に向うに伴い狭くされている。また、各第1の凹部66の幅は、第1の凹部66の幅狭部193から幅広部192に向うに伴い広くされている。
再び図6を参照して、内輪391の第2の軸線Bが入力部材20および出力部材22の第1の軸線Aに対して所定角度θだけ傾斜していることにより、一部の第1の凸部65と、一部の第1の凹部66とが、互いに噛み合っている。
なお、図8に示すように、第1の凸部65の配置と第1の凹部66の配置とを入れ換えてもよい。この場合、第1の凸部65が内輪391の第1の端面71に形成され、第1の凹部66が入力部材20の第1の動力伝達面70に形成される。
なお、図8に示すように、第1の凸部65の配置と第1の凹部66の配置とを入れ換えてもよい。この場合、第1の凸部65が内輪391の第1の端面71に形成され、第1の凹部66が入力部材20の第1の動力伝達面70に形成される。
再び図6を参照して、第2の凹凸係合部67は、出力部材22の一端面としての第2の動力伝達面72に形成された第2の凸部68と、内輪391の第2の端面73に形成され第2の凸部68に係合する第2の凹部69と、を含んでいる。第2の動力伝達面72および第2の端面73は、軸方向Sに関して互いに対向している。第2の凹凸係合部67は、これら第2の動力伝達面72および第2の端面73を動力伝達可能に係合させる。
第2の凹凸係合部67の第2の凸部68は、第1の凹凸係合部64の第1の凸部65と同様の構成を有しており、第2の凹部69は、第1の凹部66と同様の構成を有している。より具体的には、出力部材22の第2の動力伝達面72は、入力部材本体201の第1の動力伝達面70と同様の構成を有しており、内輪391の第2の端面73は、この内輪391の第1の端面71と同様の構成を有している。したがって、第2の凹凸係合部67の詳細についての説明は省略する。
図9は、第1の凹凸係合部64における第1の凸部65と第1の凹部66との係合、および第2の凹凸係合部67における第2の凸部68と第2の凹部69との係合のそれぞれについて説明するための、要部の模式的な側面図である。
図9を参照して、各第1の凸部65は、所定の配列ピッチ面194に沿って形成されている。この配列ピッチ面194は、扁平な円環状に形成されている。各第1の凹部66は、全体として所定の配列ピッチ面195に沿って形成されている。この配列ピッチ面195は、円錐台形状に形成されており、内輪391の軸方向S20に沿って、内輪391から入力部材20側に進むに従い先細りとなっている。これらの配列ピッチ面194,195の一部が互いに重なっていることにより、第1の重なり領域241が形成されている。第1の重なり領域241は、第1の凸部65と第1の凹部66との係合領域である。
図9を参照して、各第1の凸部65は、所定の配列ピッチ面194に沿って形成されている。この配列ピッチ面194は、扁平な円環状に形成されている。各第1の凹部66は、全体として所定の配列ピッチ面195に沿って形成されている。この配列ピッチ面195は、円錐台形状に形成されており、内輪391の軸方向S20に沿って、内輪391から入力部材20側に進むに従い先細りとなっている。これらの配列ピッチ面194,195の一部が互いに重なっていることにより、第1の重なり領域241が形成されている。第1の重なり領域241は、第1の凸部65と第1の凹部66との係合領域である。
同様に、各第2の凸部68は、全体として所定の配列ピッチ面196に沿って形成されている。この配列ピッチ面196は、扁平な円環状に形成されている。各第2の凹部69は、全体として所定の配列ピッチ面197に沿って形成されている。この配列ピッチ面197は、円錐台形状に形成されており、内輪391の軸方向S20に沿って、内輪391から出力部材22側に進むに従い先細りとなっている。これらの配列ピッチ面196,197の一部が互いに重なっていることにより、第2の重なり領域242が形成されている。第2の重なり領域242は、第2の凸部68と第2の凹部69との係合領域である。
なお、配列ピッチ面194,196は、円錐面でもよい。
第1の重なり領域241は、第1の軸線Aとは直交する径方向R1(径方向R3)に延びている。同様に、第2の重なり領域242は、第1の軸線Aとは直交する径方向R1(径方向R3)に延びている。これにより、第1の重なり領域241と第2の重なり領域242とは、互いに平行とされている。
第1の重なり領域241は、第1の軸線Aとは直交する径方向R1(径方向R3)に延びている。同様に、第2の重なり領域242は、第1の軸線Aとは直交する径方向R1(径方向R3)に延びている。これにより、第1の重なり領域241と第2の重なり領域242とは、互いに平行とされている。
上記の構成により、入力部材20が、内輪391に対して、ステアリングシャフト3の径方R1に移動したときでも、第1の重なり領域241)は、軸方向Sには移動しない。これにより、入力部材20と内輪391とが、軸方向Sに相対移動することを防止できる。その結果、第1の凹凸係合部64が軸方向Sに振動することを防止できるので、第1の凹凸係合部64における振動を格段に小さくできる。
同様に、出力部材22が、内輪391に対して、ステアリングシャフト3の径方R1に移動したときでも、第2の重なり領域242は、軸方向Sには移動しない。これにより、出力部材22と内輪391とが、軸方向Sに相対移動することを防止できる。その結果、第2の凹凸係合部67が軸方向Sに振動することを防止できるので、第2の凹凸係合部67における振動を格段に小さくできる。
図10は、第1の凹凸係合部64における第1の凸部65と第1の凹部66の係合動作の一例について説明するための要部の模式図である。図10の左側の図は、第1の凸部65と第1の凹部66とが噛み合う様子を示している。図10の中央の図は、1つの第1の凸部65の動作を示している。図10の右側の図は、第1の凸部65の外郭の描く軌跡について示している。
図10を参照して、入力部材20が周方向C1の一方C1aに回転することにより、第1の凸部65が第1の凹部66に係合するときには、まず、第1の凸部65のうち、径方向R1の外側の位置P1が、第1の凹部66の対応する幅広部191に接触する。
そして、第1の凹部66に対する第1の凸部65の接触位置は、連続的に径方向R1の内側に移動する。これにより、第1の凸部65は、径方向R1の中央の位置P2で、第1の凹部66の幅狭部193と接触する(図10において、この状態の第1の凸部65を破線で図示)。さらに、第1の凹部66に対する第1の凸部65の接触位置は、連続的に径方向R1の内側に移動する。これにより、第1の凸部65のうち、径方向R1の内側の位置P3が、第1の凹部66の対応する幅広部192に接触する(図10において、この状態の第1の凸部65を2点鎖線で図示)。その後、第1の凸部65は、対応する第1の凹部66から離隔する。
そして、第1の凹部66に対する第1の凸部65の接触位置は、連続的に径方向R1の内側に移動する。これにより、第1の凸部65は、径方向R1の中央の位置P2で、第1の凹部66の幅狭部193と接触する(図10において、この状態の第1の凸部65を破線で図示)。さらに、第1の凹部66に対する第1の凸部65の接触位置は、連続的に径方向R1の内側に移動する。これにより、第1の凸部65のうち、径方向R1の内側の位置P3が、第1の凹部66の対応する幅広部192に接触する(図10において、この状態の第1の凸部65を2点鎖線で図示)。その後、第1の凸部65は、対応する第1の凹部66から離隔する。
内輪391の軸方向S20に沿って見たときの、上記の第1の凸部65の外郭の移動の軌跡を簡略化して示すと、図10のくびれ形状Uとなる。このくびれ形状Uは、内輪391の軸方向S20に沿って見たときの第1の凹部66の形状(図7B参照)と概ね合致する。
図10を参照して、入力部材20が周方向C1の他方C1bに回転したときも、上記と同様の動作が行われる。すなわち、第1の凸部65は、径方向R1に関して第1の凸部65の外側部分から第1の凹部66に接触し、次第に第1の凸部65の内側部分が第1の凹部66に接触する。
図10を参照して、入力部材20が周方向C1の他方C1bに回転したときも、上記と同様の動作が行われる。すなわち、第1の凸部65は、径方向R1に関して第1の凸部65の外側部分から第1の凹部66に接触し、次第に第1の凸部65の内側部分が第1の凹部66に接触する。
また、出力部材22が周方向C1の一方C1aおよび他方C1bにそれぞれ回転したとき、第2の凸部68と第2の凹部69とは、上記と同様に動作する。
図6を参照して、上記の構成により、第1の凸部65と第1の凹部66との互いの弾性的な接触が達成されている。また、第1の凸部65と第1の凹部66との間には、後述するように予圧が付与されている。これにより、入力部材20が、軌道輪ユニット39の内輪391に対して径方向R1に移動したときでも、第1の凸部65と第1の凹部66との間の係合が馴染むようにされている。その結果、第1の凸部65と第1の凹部66との間で係合不良が生じないようにされている。
図6を参照して、上記の構成により、第1の凸部65と第1の凹部66との互いの弾性的な接触が達成されている。また、第1の凸部65と第1の凹部66との間には、後述するように予圧が付与されている。これにより、入力部材20が、軌道輪ユニット39の内輪391に対して径方向R1に移動したときでも、第1の凸部65と第1の凹部66との間の係合が馴染むようにされている。その結果、第1の凸部65と第1の凹部66との間で係合不良が生じないようにされている。
同様に、第2の凸部68と第2の凹部69と互いの弾性的な接触が達成されている、また、第2の凸部68と第2の凹部69との間には、後述するように予圧が付与されている。これにより、出力部材22が、軌道輪ユニット39の内輪391に対して径方向R1に移動したときでも、第2の凸部68と第2の凹部69との間の係合が馴染むようにされている。その結果、第2の凸部68第2の凹部69との間で係合不良が生じないようにされている。
なお、入力部材本体201の第1の動力伝達面70および内輪391の第1の端面71のそれぞれに傘歯車を形成することにより第1の凹凸係合部を構成してもよい。また、内輪391の第2の端面73および出力部材22の第2の動力伝達面72のそれぞれに傘歯車を形成することにより第2の凹凸係合部を形成してもよい。この場合、第1の凸部および第2の凸部は、それぞれ、傘歯車の歯によって構成され、上記第1の凹部および第2の凹部は、それぞれ、傘歯車の歯と歯の間の溝によって構成される。
図3を参照して、伝達比可変機構用モータ23のロータ231は、軸方向Sに延びる筒状のロータコア85と、ロータコア85の外周面に固定された永久磁石86とを含んでいる。ロータコア85の径方向内方には、トルクセンサ44が収容されている。ロータコア85によって、第1の凹凸係合部64および第2の凹凸係合部67の双方が全周に亘って取り囲まれているとともに、トルクセンサ44が全周に亘って取り囲まれている。
ロータコア85内に伝達比可変機構5やトルクセンサ44を収容することにより、軸方向Sに関するハウジング24の長さを短くできる。その結果、車両の二次衝突の衝撃を吸収するための衝撃吸収ストロークを長く確保できる。また、ハウジング24に隣接して設けられるチルト・テレスコピック機構(図示せず)の配置スペースを確保することができる。
本実施の形態では、軌道輪ユニット39の外輪392を支持するロータコア85の内周部230が、第1の軸受31を介して入力部材20を回転可能に支持するとともに、第3の軸受33を介して出力部材22を回転可能に支持している。
また、ロータコア85は、上記第1および第3の軸受31,33を軸方向Sに挟む第2および第4の軸受32,34によって、両端が支持されている。また、第2の軸受32および第4の軸受34(2つの軸受)は、入力部材20、軌道輪ユニット39および出力部材22を、軸方向S(第1の軸線Aの軸方向)に挟むように、配置されている。
また、ロータコア85は、上記第1および第3の軸受31,33を軸方向Sに挟む第2および第4の軸受32,34によって、両端が支持されている。また、第2の軸受32および第4の軸受34(2つの軸受)は、入力部材20、軌道輪ユニット39および出力部材22を、軸方向S(第1の軸線Aの軸方向)に挟むように、配置されている。
具体的には、第1の軸受31の内輪311は、入力部材20の筒状部材202の外周面に圧入固定されている。第1の軸受31の外輪312の外周面は、ロータコア85の中間部の内周に形成された第1の軸受保持孔211に圧入固定されている。
この外輪312は、第1の軸受保持孔211に隣接する環状の段部215と、後述する第1のリング部材221の鍔部223とによって、ロータコア85に対する軸方向Sの移動が規制されている。ロータコア85の内周部230は、第1の軸受31および入力部材20の筒状部材202を介して、第1のシャフト11の他端部11aを回転可能に支持している。
この外輪312は、第1の軸受保持孔211に隣接する環状の段部215と、後述する第1のリング部材221の鍔部223とによって、ロータコア85に対する軸方向Sの移動が規制されている。ロータコア85の内周部230は、第1の軸受31および入力部材20の筒状部材202を介して、第1のシャフト11の他端部11aを回転可能に支持している。
ロータコア85の一端には、第2の軸受保持孔212が形成されている。この第2の軸受保持孔212の径方向内方には、環状の軸受保持部88が配置されている。軸受保持部88は、第1のハウジング51の一端の内径部側に形成された環状凸部89に形成されている。第2の軸受保持孔212には、第1のリング部材221が取り付けられている。第1のリング部材221は、円環部222と、円環部222の一端に設けられた環状の鍔部223とを含んでいる。円環部222の外周面は、第2の軸受保持孔212の内周面に圧入固定されている。鍔部223は、円環部222に対して円環部222の径方向内方に延びている。
これらの第2の軸受保持孔212および円環部222と軸受保持部88との間に第2の軸受32が介在している。第2の軸受32の内輪321の内周面は、軸受保持部88に圧入固定されている。第2の軸受32の外輪322の外周面は、円環部222の内周面に圧入固定されている。外輪322の一端面は、第1のリング部材221の鍔部223に受けられている。上記の構成により、ロータコア85の一端が、第2の軸受32を介して第1のハウジング51に回転可能に支持されている。
第3の軸受33の内輪331は、出力部材22の外周面に圧入固定されている。第3の軸受33の外輪332の外周面は、ロータコア85の中間部の内周に形成された第3の軸受保持孔213に圧入固定されている。この外輪332は、ロータコア85の環状の段部216と、後述する第2のリング部材224の鍔部226とによって、ロータコア85に対する軸方向Sの移動が規制されている。ロータコア85の内周部230は、第3の軸受33および出力部材22を介して、第2のシャフト12の一端部12aを回転可能に支持している。
ロータコア85の他端には、第4の軸受保持孔214が形成されている。この第4の軸受保持孔214の径方向内方には、環状の軸受保持部217が配置されている。軸受保持部217は、第2のハウジング52の環状の延伸部92の基端の外周に形成されている。環状の延伸部92は、円筒状に形成されている。環状の延伸部92は、第2のハウジング52の他端に設けられた隔壁部93から、軸方向Sの一方S1側に延びており、ロータコア85を挿通している。
第4の軸受保持孔214には、第2のリング部材224が取り付けられている。第2のリング部材224は、円環部225と、円環部225の一端に設けられた環状の鍔部226とを含んでいる。円環部225の外周面は、第4の軸受保持孔214の内周面に圧入固定されている。鍔部226は、円環部225に対して円環部225の径方向内方に延びている。
これらの第4の軸受保持孔214および円環部225と軸受保持部217との間に第4の軸受34が介在している。第4の軸受34の内輪341の内周面は、軸受保持部217に圧入固定されている。この内輪341の一端は、環状の延伸部92に形成された環状の段部218に当接していることにより、軸方向Sの他方S2側への移動が規制されている。第4の軸受34の外輪342の外周面は、円環部225の内周面に圧入固定されている。上記の構成により、ロータコア85の他端が第4の軸受34を介して第2のハウジング52に回転可能に支持されている
上記したように、第1~第4の軸受31~34のそれぞれの内輪311,321,331,341および外輪312,322,332,342は、対応する部材に圧入固定されている。また、軌道輪ユニット39の外輪392も、ロータコア85に圧入固定されている。
上記したように、第1~第4の軸受31~34のそれぞれの内輪311,321,331,341および外輪312,322,332,342は、対応する部材に圧入固定されている。また、軌道輪ユニット39の外輪392も、ロータコア85に圧入固定されている。
上記第1~第4の軸受31~34および軌道輪ユニット39は、何れも、軸受の内部隙間が実質的にゼロとされた無隙間構造とされている。その結果、第1~第4の軸受31~34および軌道輪ユニット39の隙間に起因する、軌道輪ユニット39の倒れが防止されている。
また、ロータコア85と、第1~第4の軸受31~34と、軌道輪ユニット39と、入力部材20と、出力部材22とは、何れも、同一種類の材料を用いて形成されている。この同一種類の材料として、鋼材等を例示できる。これにより、第1~第4の軸受31~34および軌道輪ユニット39の熱膨張量が不均一となる等の不具合の発生が抑制されている。その結果、第1~第4の軸受31~34および軌道輪ユニット39のそれぞれを上記した無隙間構造とすることに起因する、不具合の発生を抑制することができる。
また、ロータコア85と、第1~第4の軸受31~34と、軌道輪ユニット39と、入力部材20と、出力部材22とは、何れも、同一種類の材料を用いて形成されている。この同一種類の材料として、鋼材等を例示できる。これにより、第1~第4の軸受31~34および軌道輪ユニット39の熱膨張量が不均一となる等の不具合の発生が抑制されている。その結果、第1~第4の軸受31~34および軌道輪ユニット39のそれぞれを上記した無隙間構造とすることに起因する、不具合の発生を抑制することができる。
第1の凹凸係合部64および第2の凹凸係合部67には、それぞれ、予圧が付与されている。具体的には、第2の軸受32の内輪321は、軸受保持部88に圧入固定されている。第2の軸受32と、第2のハウジング52の環状の段部218との軸方向Sの間隔は、所定の値に設定されている。
これにより、第2の軸受32と環状の段部218とは、第1のリング部材221、第1の軸受31、入力部材20、第1の凹凸係合部64、内輪391、第2の凹凸係合部67、出力部材22、第3の軸受33、第2のリング部材224、および第4の軸受34を、軸方向Sに挟持している。
これにより、第2の軸受32と環状の段部218とは、第1のリング部材221、第1の軸受31、入力部材20、第1の凹凸係合部64、内輪391、第2の凹凸係合部67、出力部材22、第3の軸受33、第2のリング部材224、および第4の軸受34を、軸方向Sに挟持している。
このような構成により、第2の軸受32の内輪321は、第2の軸受32の転動体および外輪322を介して、第1のリング部材221を軸方向Sの他方S2側に付勢している。この付勢により生じる付勢力は、第1のリング部材221の環状の鍔部223を介して、第1の軸受31の外輪312に伝わり、さらに、第1の軸受31の転動体を介して内輪311に伝わる。このようにして、内輪311が軸方向Sの他方S2側に付勢されている。
これにより、入力部材20が軸方向Sの他方S2に付勢され、第1の凹凸係合部64にこの付勢力が伝わる。さらに、この付勢力は、第2の凹凸係合部67に伝わる。第2の凹凸係合部67に伝わった付勢力は、出力部材22、第3の軸受33、第2のリング部材224、第4の軸受34の外輪342、転動体および内輪341に伝わり、環状の段部218に受けられる。
上記した予圧の付与により、第1の凸部65と第1の凹部66との滑らかな係合、および第2の凸部68と第2の凹部69との滑らかな係合が可能となっている。
ロータ231の永久磁石86は、ステアリングシャフト3の周方向C1に関して、N極とS極とが交互に等間隔に配置された構成となっている。永久磁石86は、ロータコア85の中間部の外周面に固定されている。永久磁石86と伝達比可変機構5の一部とは、軸方向Sに関する位置が互いに重ね合わされている。
ロータ231の永久磁石86は、ステアリングシャフト3の周方向C1に関して、N極とS極とが交互に等間隔に配置された構成となっている。永久磁石86は、ロータコア85の中間部の外周面に固定されている。永久磁石86と伝達比可変機構5の一部とは、軸方向Sに関する位置が互いに重ね合わされている。
伝達比可変機構用モータ23のステータ232は、ハウジング24の第1のハウジング51に収容されている。
ステータ232は、電磁鋼板を複数積層してなるステータコア95と、電磁コイル96とを含んでいる。
ステータコア232は、円環状のヨーク97と、複数のティース98と、を含んでいる。複数のティース98は、ヨーク97の周方向に等間隔に配置され且つヨーク97の径方向内方に突出している。ヨーク97の外周面は、第1のハウジング51の内周面に焼きばめ(shrinkage fit)等によって固定されている。各ティース98のそれぞれに電磁コイル96が巻回されている。
ステータ232は、電磁鋼板を複数積層してなるステータコア95と、電磁コイル96とを含んでいる。
ステータコア232は、円環状のヨーク97と、複数のティース98と、を含んでいる。複数のティース98は、ヨーク97の周方向に等間隔に配置され且つヨーク97の径方向内方に突出している。ヨーク97の外周面は、第1のハウジング51の内周面に焼きばめ(shrinkage fit)等によって固定されている。各ティース98のそれぞれに電磁コイル96が巻回されている。
ステータ232に対して軸方向Sの他方S2側にバスバー99が配置されている。バスバー99は全体として環状をなした状態で第2のハウジング52に収容されており、伝達比可変機構用モータ23の各電磁コイル96に接続されている。このバスバー99は、駆動回路からの電力を各電磁コイル96に供給する。
バスバー99に対して軸方向Sの他方S2側にロック機構58が配置されている。ロック機構58は、伝達比可変機構用モータ23のロータ231の回転を規制するためのものであり、第2のハウジング52に収容されている。
バスバー99に対して軸方向Sの他方S2側にロック機構58が配置されている。ロック機構58は、伝達比可変機構用モータ23のロータ231の回転を規制するためのものであり、第2のハウジング52に収容されている。
ロック機構58は、ロータコア85とは同行回転可能な被規制部100と、被規制部100に係合することにより被規制部100の回転を規制する規制部101とを含んでいる。被規制部100は環状の部材であり、外周面に凹部102が形成されている。凹部102は、被規制部100の周方向に関して1箇所または複数箇所に形成されている。なお、ロータコア85に直接凹部102を設けてもよい。この場合、ロータコア85が上記の被規制部を構成する。被規制部100の一部は、トルクセンサ44の一部とは軸方向Sの位置が重ね合わされている。
規制部101は、被規制部100の径方向外方に配置されている。この規制部101は、第2のハウジング52に保持されており、被規制部100側に移動可能となっている。規制部101が被規制部100側に移動して凹部102に係合することにより、ロータコア85の回転が規制される。
ロック機構58に対して軸方向Sの他方S2側にモータレゾルバ43が配置されている。モータレゾルバ43は、第2のハウジング52に収容されており、ロータコア85の径方向外方に位置している。
ロック機構58に対して軸方向Sの他方S2側にモータレゾルバ43が配置されている。モータレゾルバ43は、第2のハウジング52に収容されており、ロータコア85の径方向外方に位置している。
モータレゾルバ43の一部とトルクセンサ44の一部とは、軸方向Sに関する位置が重ね合わされている。モータレゾルバ43は、レゾルバロータ105とレゾルバステータ106とを含んでいる。レゾルバロータ105は、ロータコア85の他端の外周面に同行回転可能に固定されている。レゾルバステータ106は、第2のハウジング52に固定されている。
トルクセンサ44は、伝達比可変機構用モータ23のロータコア85の径方向内方に配置されている。トルクセンサ44は、第2のシャフト12の中間部に固定された多極磁石115と、第3のシャフト13の一端に支持された磁気ヨーク116,117と、を含んでいる。磁気ヨーク116,117は、多極磁石115が発生する磁界内に配置されて磁気回路を形成する一対の軟磁性体である。
多極磁石115は、円筒形状の永久磁石であり、複数の極(N,Sそれぞれ同じ極数)が周方向に等間隔で着磁されている。
磁気ヨーク116,117は、多極磁石115を取り囲んでいる。各磁気ヨーク116,117は、合成樹脂部材118にモールドされている。合成樹脂部材118は、第3のシャフト13の一端に同行回転可能に連結されている。
磁気ヨーク116,117は、多極磁石115を取り囲んでいる。各磁気ヨーク116,117は、合成樹脂部材118にモールドされている。合成樹脂部材118は、第3のシャフト13の一端に同行回転可能に連結されている。
トルクセンサ44は、磁気ヨーク116,117からの磁束を誘導する一対の集磁リング119,120をさらに含んでいる。これら一対の集磁リング119,120は、軟磁性体を用いて形成された環状の部材である。一対の集磁リング119,120は、磁気ヨーク116,117を取り囲んでこれらの磁気ヨーク116,117にそれぞれ磁気的に結合されている。
一対の集磁リング119,120は、軸方向Sに離隔して相対向している。集磁リング119,120は、合成樹脂部材121によりモールドされている。合成樹脂部材121は、第2のハウジング52の環状の延伸部92に保持されている。
第2および第3のシャフト12,13の相対回転量に応じて磁気ヨーク116,117に磁束が生じるようになっており、この磁束は、集磁リング119,120により誘導され、合成樹脂部材121に埋設されたホールIC(図示せず)により検出される。これにより、第2のシャフト12に加えられたトルクに応じた磁束密度を検出することが出来る。
第2および第3のシャフト12,13の相対回転量に応じて磁気ヨーク116,117に磁束が生じるようになっており、この磁束は、集磁リング119,120により誘導され、合成樹脂部材121に埋設されたホールIC(図示せず)により検出される。これにより、第2のシャフト12に加えられたトルクに応じた磁束密度を検出することが出来る。
図2を参照して、トルクセンサ44に対して軸方向Sの他方S2側に第5の軸受35が配置されている。第5の軸受35は、第3のシャフト13の一端の外周に形成された軸受保持部122と、第2のハウジング52の隔壁部93に形成された軸受保持孔123との間に介在している。軸受保持孔123は、第5の軸受35を介して第3のシャフト13の一端を回転可能に支持している。
第3のシャフト13は、第2のシャフト12およびトーションバー14を取り囲んでいる。具体的には、第3のシャフト13に、この第3のシャフト13の一端に開放された挿通孔124が形成されている。挿通孔124には、第2のシャフト12の他端部が挿通されている。第2のシャフト12には軸方向Sに延びる挿通孔125が形成されており、この挿通孔125にトーションバー14が挿通されている。
トーションバー14の一端は、第2のシャフト12の挿通孔125の一端にセレーション嵌合等により同行回転可能に連結されている。トーションバー14の他端は、第3のシャフト13の挿通孔124にセレーション嵌合等により同行回転可能に連結されている。
第2のハウジング52の環状の延伸部92の径方向内方の空間が、トルクセンサ収容室126とされている。
第2のハウジング52の環状の延伸部92の径方向内方の空間が、トルクセンサ収容室126とされている。
第2のシャフト12と第3のシャフト13とは、第6の軸受36を介して相対回転可能に互いに支持されている。第6の軸受36は、減速機構26のウォームホイール28に取り囲まれている。減速機構26は、収容室128に収容されている。収容室128は、第3のハウジング53の外周部127と、端壁部61と、第2のハウジング52の隔壁部93とによって区画されている。ウォームホイール28の一部と第6の軸受36とは、軸方向Sに関する位置が重なり合っている。
第3のシャフト13の中間部と第3のハウジング53の端壁部61との間に第7の軸受37が介在している。端壁部61は、第7の軸受37を介して第3のシャフト13を回転可能に支持している。
第7の軸受37の内輪371は、第3のシャフト13の外周部に形成された環状の段部129と、第3のシャフト13の外周部に螺合されたナット部材130とによって挟持されている。第7の軸受37の外輪372は、第3のハウジング53に形成された環状の段部131と第3のハウジング53に保持された止め輪132とによって挟持されている。
第7の軸受37の内輪371は、第3のシャフト13の外周部に形成された環状の段部129と、第3のシャフト13の外周部に螺合されたナット部材130とによって挟持されている。第7の軸受37の外輪372は、第3のハウジング53に形成された環状の段部131と第3のハウジング53に保持された止め輪132とによって挟持されている。
以上の次第で、本実施の形態によれば、入力部材20および出力部材22の双方を同じロータコア85の内周部230で支持している。これにより、入力部材20および出力部材22の互いの同軸度を極めて高くでき、入力部材20および出力部材22間の芯ずれを生じ難くできる。
その結果、第1の凹凸係合部64における第1の凸部65と第1の凹部66との係合、および第2の凹凸係合部67における第2の凸部68と第2の凹部69との係合のそれぞれを、設計上の理想状態と同じにできる。したがって、内輪391と入力部材20との係合不良および内輪391と出力部材22との係合不良を防止できる。その結果、伝達比可変機構5の駆動音を極めて小さくできる。しかも、入力部材20および出力部材22に加え、軌道輪ユニット39をロータコア85の内周部230で支持している。これにより、軌道輪ユニット39を、入力部材20および出力部材22に対して精度よく位置決めできる。その結果、伝達比可変機構5の駆動音をさらに小さくできる。
その結果、第1の凹凸係合部64における第1の凸部65と第1の凹部66との係合、および第2の凹凸係合部67における第2の凸部68と第2の凹部69との係合のそれぞれを、設計上の理想状態と同じにできる。したがって、内輪391と入力部材20との係合不良および内輪391と出力部材22との係合不良を防止できる。その結果、伝達比可変機構5の駆動音を極めて小さくできる。しかも、入力部材20および出力部材22に加え、軌道輪ユニット39をロータコア85の内周部230で支持している。これにより、軌道輪ユニット39を、入力部材20および出力部材22に対して精度よく位置決めできる。その結果、伝達比可変機構5の駆動音をさらに小さくできる。
また、伝達比可変機構5として、ニューテーションギヤ機構を用いている。すなわち、伝達比可変機構5として、軌道輪ユニット39の内輪391および外輪392の中心軸線としての第2の軸線Bが、第1の軸線Aに対して傾斜している機構を用いている。
これにより、入力部材20に対してとり得る出力部材22の速度比の範囲を極めて大きくできる。また、第1の凸部65と第1の凹部66との係合により、軌道輪ユニット39の内輪391と入力部材20との間で動力伝達を行う。これにより、軌道輪ユニット39の内輪391と入力部材20との間で滑りが生じることを防止できる。その結果、第1の凹凸係合部64において、確実な動力伝達を達成できる。さらに、第2の凸部68と第2の凹部69との係合により、軌道輪ユニット39の内輪391と出力部材22との間で動力伝達を行う。これにより、軌道輪ユニット39の内輪391と出力部材22との間で滑りが生じることを防止できる。その結果、第2の凹凸係合部67において、確実な動力伝達を達成できる。
これにより、入力部材20に対してとり得る出力部材22の速度比の範囲を極めて大きくできる。また、第1の凸部65と第1の凹部66との係合により、軌道輪ユニット39の内輪391と入力部材20との間で動力伝達を行う。これにより、軌道輪ユニット39の内輪391と入力部材20との間で滑りが生じることを防止できる。その結果、第1の凹凸係合部64において、確実な動力伝達を達成できる。さらに、第2の凸部68と第2の凹部69との係合により、軌道輪ユニット39の内輪391と出力部材22との間で動力伝達を行う。これにより、軌道輪ユニット39の内輪391と出力部材22との間で滑りが生じることを防止できる。その結果、第2の凹凸係合部67において、確実な動力伝達を達成できる。
また、第1の凹凸係合部64において、第1の重なり領域241は、第1の軸線Aと直交する径方向R1に延びている。これにより、入力部材20が、内輪391に対して、径方向R1に移動したときに、第1の凸65部と第1の凹部66との噛み合い位置は、軸方向Sには移動しない。これにより、入力部材20と内輪391とが、軸方向Sに相対移動することを防止できる。その結果、第1の凹凸係合部64が軸方向Sに振動することを防止できるので、第1の凹凸係合部64で生じる振動を格段に小さくできる。
また、第2の凹凸係合部67において、第2の重なり領域242は、第1の軸線Aと直交する径方向R1に延びている。これにより、出力部材22が、内輪391に対して、径方向R1に移動したときに、第2の凸68部と第2の凹部69との噛み合い位置は、軸方向Sには移動しない。これにより、出力部材22と内輪391とが、軸方向Sに相対移動することを防止できる。その結果、第2の凹凸係合部67が軸方向Sに振動することを防止できるので、第2の凹凸係合部67で生じる振動を格段に小さくできる。
また、第1の凹部66の幅は、第1の凹部66の幅広部191から幅狭部193に向うに伴い狭くされ、且つ、幅狭部193から幅広部192に向うに伴い広くされている。これにより、内輪391と入力部材20の相対回転に伴う、第1の凸65部と第1の凹部66との係合を極めて滑らかにできる。したがって、第1の凹凸係合部64で生じる振動をより小さくできる。
また、第2の凹部69の幅は、第2の凹部69の幅広部191から幅狭部193に向うに伴い狭くされ、且つ、幅狭部193から幅広部192に向うに伴い広くされている。これにより、内輪391と出力部材22の相対回転に伴う、第2の凸部68と第2の凹部69との係合を極めて滑らかにできる。したがって、第2の凹凸係合部67で生じる振動をより小さくできる。
また、第1の継手181によって、入力部材20の中心軸線としての第1の軸線Aと第1のシャフト11の中心軸線Fとの間の偏心および傾斜が許容されている。したがって、伝達比可変機構5の組付時の精度等に起因して、入力部材20の第1の軸線Aと第1のシャフト11の中心軸線Fとが、偏心して配置されたり、傾斜して配置された場合でも、入力部材20と第1のシャフト11との間に無理な力が作用しないようにされている。その結果、入力部材20や出力部材22に、両者20,22間の同軸度を低下させるような力が作用することを抑制できる。これにより、第1の凹凸係合部64で第1の凸部65と第1の凹部66との係合不良が生じることを抑制できる。したがって、伝達比可変機構5の駆動音が大きくなってしまうことを確実に抑制できる。
また、第2の継手185によって、出力部材22の中心軸線としての第1の軸線Aと第2のシャフト12の中心軸線Gとの間の偏心および傾斜が許容している。したがって、伝達比可変機構5の組付時の精度等に起因して、出力部材22の第1の軸線Aと第2のシャフト12の中心軸線Gとが、偏心して配置されたり、傾斜して配置された場合でも、出力部材22と第2のシャフト12との間に無理な力が作用しないようにされている。その結果、入力部材20や出力部材22に、両者20,22間の同軸度を低下させるような力が作用することを抑制できる。これにより、第2の凹凸係合部64で第2の凸部68と第2の凹部69との間で係合不良が生じることを抑制できる。したがって、伝達比可変機構5の駆動音が大きくなってしまうことを確実に抑制できる。
さらに、ロータコア85を回転可能に支持する第2の軸受32と第4の軸受34は、入力部材20、軌道輪ユニット39および出力部材22を、軸方向Sに挟むように配置されている。これにより、ロータコア85が軸方向Sに十分に離隔した2箇所で、第2および第4の軸受32,34によって支持されている。これにより、ハウジング24が伝達比可変機構用モータ23のロータ231を支持する剛性を高くできる。したがって、ロータ231、ロータ231に支持された入力部材20、軌道輪ユニット39および出力部材22が振動することをより確実に抑制できる。
以上の次第で、入力部材20と出力部材22との間の芯ずれが生じ難くされていることから、伝達比可変機構5の駆動音が小さくされており、静粛性に優れた車両用操舵装置1を実現できる。
本発明は、以上の実施の形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。
本発明は、以上の実施の形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。
なお、以下では、上記実施の形態と異なる点について主に説明し、同様の構成には、図に同様の符号を付してその説明を省略する。
例えば、第1の継手181は、スプライン嵌合構造に限定されず、他の構造であってもよい。例えば、第1の継手181に代えて、図11Aおよび図11Bに示す第1の継手181Bを用いてもよい。
例えば、第1の継手181は、スプライン嵌合構造に限定されず、他の構造であってもよい。例えば、第1の継手181に代えて、図11Aおよび図11Bに示す第1の継手181Bを用いてもよい。
第1の継手181Bは、第1のシャフト11Bの他端に形成された係合凸部233と、入力部材20Bの筒状部材202Bに形成された係合孔234の内周面234aと、弾性体235とを含んでいる。
係合凸部233の断面形状は、矩形形状等の多角形形状をなしている。係合凸部233は、係合孔234に挿通されている。係合孔234の断面形状は、係合凸部233の断面形状と相似している。係合凸部233の外周面と係合孔234の内周面234aとの間に、環状をなす弾性体235が介装されている。弾性体235は、係合凸部233と係合孔234の内周面234aとの間の隙間を埋めるように配置されている。
係合凸部233の断面形状は、矩形形状等の多角形形状をなしている。係合凸部233は、係合孔234に挿通されている。係合孔234の断面形状は、係合凸部233の断面形状と相似している。係合凸部233の外周面と係合孔234の内周面234aとの間に、環状をなす弾性体235が介装されている。弾性体235は、係合凸部233と係合孔234の内周面234aとの間の隙間を埋めるように配置されている。
なお、第2の継手185に代えて、第1の継手181Bと同様の第2の継手を設けてもよい。具体的には、図12に示すように、第2の継手185Bは、第2のシャフト12Bの一端に形成された係合凸部233と、出力部材22Bに形成された係合孔234の内周面234aと、弾性体235とを含んでいる。
また、第1の継手181に代えて、図13に示す第1の継手181Cを設けてもよい。第1の継手181Cでは、第1のシャフト11Cの雄スプライン182Cと雌スプライン183Cとを直接嵌合させるとともに、雄スプライン182Cの中間部に形成した環状溝237に、環状の弾性体238を介装している。弾性体238は、軸方向Sの中央が径方向R1の外側に向けて突出した形状となっている。弾性体238は、径方向R1に関して、第1のシャフト11Cと入力部材20の筒状部材202との間に介在している。
また、第1の継手181に代えて、図13に示す第1の継手181Cを設けてもよい。第1の継手181Cでは、第1のシャフト11Cの雄スプライン182Cと雌スプライン183Cとを直接嵌合させるとともに、雄スプライン182Cの中間部に形成した環状溝237に、環状の弾性体238を介装している。弾性体238は、軸方向Sの中央が径方向R1の外側に向けて突出した形状となっている。弾性体238は、径方向R1に関して、第1のシャフト11Cと入力部材20の筒状部材202との間に介在している。
この場合、雄スプライン182Cと雌スプライン183Cの大きさを相異ならせること、各スプライン歯の転位係数を相異ならせること、または少なくとも一方のスプライン歯にクラウニングを施すことにより、雄スプライン182Cの中心軸線と雌スプライン183Cの中心軸線との間の偏心および傾斜が許容されている。
なお、第2の継手185に代えて、第1の継手181Cと同様の第2の継手を設けてもよい。具体的には、図14に示すように、第2の継手185Cでは、第2のシャフト12Cの雄スプライン186Cと雌スプライン187Cとを直接嵌合させるとともに、雄スプライン186Cの中間部に形成した環状溝237に、環状の弾性体238を介装している。弾性体238は、径方向R1に関して、第2のシャフト12Cと出力部材22との間に介在している。
なお、第2の継手185に代えて、第1の継手181Cと同様の第2の継手を設けてもよい。具体的には、図14に示すように、第2の継手185Cでは、第2のシャフト12Cの雄スプライン186Cと雌スプライン187Cとを直接嵌合させるとともに、雄スプライン186Cの中間部に形成した環状溝237に、環状の弾性体238を介装している。弾性体238は、径方向R1に関して、第2のシャフト12Cと出力部材22との間に介在している。
この場合、雄スプライン186Cと雌スプライン187Cの大きさを相異ならせること、各スプライン歯の転位係数を相異ならせること、または少なくとも一方のスプライン歯にクラウニングを施すことにより、雄スプライン186Cの中心軸線と雌スプライン187Cの中心軸線との間の偏心および傾斜が許容されている。
さらに、第1の継手として、第1のシャフトの中心軸線と入力部材の第1の軸線との間の偏心および傾斜の何れか一方のみを許容する継手を用いてもよい。また、第1の継手として、第1のシャフトの中心軸線と入力部材の第1の軸線との間の偏心および傾斜の何れも許容しない継手を用いてもよい。
さらに、第1の継手として、第1のシャフトの中心軸線と入力部材の第1の軸線との間の偏心および傾斜の何れか一方のみを許容する継手を用いてもよい。また、第1の継手として、第1のシャフトの中心軸線と入力部材の第1の軸線との間の偏心および傾斜の何れも許容しない継手を用いてもよい。
同様に、第2の継手として、第2のシャフトの中心軸線と出力部材の第1の軸線との間の偏心および傾斜の何れか一方のみを許容する継手を用いてもよい。また、第2の継手として、第2のシャフトの中心軸線と出力部材の第1の軸線との間の偏心および傾斜の何れも許容しない継手を用いてもよい。
上記の偏心を許容する継手として、オルダム継手を例示することができる。
上記の偏心を許容する継手として、オルダム継手を例示することができる。
図15に示すように、第1の継手181Dとして、オルダム継手を例示できる。第1の継手181Dは、第1のシャフト11Dの他端と入力部材20Dの一端との間に配置された中間部材243を含んでいる。中間部材243は、円板状をなしている。中間部材243の一端面には、凸部244aが形成されている。中間部材243の他端面には、凸部244bが形成されている。凸部244aと凸部244bとは、中間部材243の周方向の位相が例えば90度異なっている。凸部244aは、第1のシャフト11Dの他端面に形成された凹部245aに直線往復運動可能に嵌合している。凸部244bは、入力部材20Dの一端面に形成された凹部245bに直線往復運動可能に嵌合している。なお、凸部244aと凹部245aとの配置を入れ替えてもよい。また、凸部244bと凹部245bとの配置を入れ替えてもよい。
また、図16に示すように、第2の継手185Dとして、オルダム継手を例示できる。第2の継手185Dは、第2のシャフト12Dの一端と出力部材22Dの他端との間に配置された中間部材243を含んでいる。中間部材243は、図15の中間部材243と同様の構成である。中間部材243の凸部244aは、第2のシャフト12Dの一端面に形成された凹部245aに直線往復運動可能に嵌合している。凸部244bは、出力部材22Dの他端面に形成された凹部245bに直線往復運動可能に嵌合している。
また、上記の傾斜を許容する継手として、自在継手を例示することができる。
図17に示すように、第1の継手181Eとして、自在継手を例示できる。第1の継手181Eは、第1のシャフト11Eの他端に設けられたU字状の一方のヨーク246と、入力部材20Eの一端に設けられたU字状の他方のヨーク247と、これら一対のヨーク246,247間に配置された十字軸248と、を含んでいる。十字軸248のうち、直線状に並ぶ2つの軸が、一方のヨーク246の先端に相対回転可能に連結されている。また、十字軸248のうち、直線状に並ぶ別の2つの軸が、他方のヨーク247の先端に相対回転可能に連結されている。
図17に示すように、第1の継手181Eとして、自在継手を例示できる。第1の継手181Eは、第1のシャフト11Eの他端に設けられたU字状の一方のヨーク246と、入力部材20Eの一端に設けられたU字状の他方のヨーク247と、これら一対のヨーク246,247間に配置された十字軸248と、を含んでいる。十字軸248のうち、直線状に並ぶ2つの軸が、一方のヨーク246の先端に相対回転可能に連結されている。また、十字軸248のうち、直線状に並ぶ別の2つの軸が、他方のヨーク247の先端に相対回転可能に連結されている。
また、図18に示すように、第2の継手185Eとして、自在継手を例示できる。第2の継手185Eは、第2のシャフト12Eの一端に設けられた一方のヨーク246と、出力部材22Eの他端に設けられた他方のヨーク247と、十字軸248と、を含んでいる。
上記の偏心および傾斜の何れも許容しない継手として、キー継手を例示することができる。
上記の偏心および傾斜の何れも許容しない継手として、キー継手を例示することができる。
また、軌道輪ユニットの内輪を伝達比可変機構用モータで回転駆動するとともに、外輪と入力部材とを第1の凹凸係合部で連結し、さらには外輪と出力部材とを第2の凹凸係合部で連結してもよい。
さらに、各上記実施の形態では、操舵補助用モータ25をステアリングコラムに配置するコラム式電動パワーステアリング装置に適用した例を説明したが、これに限定されない。例えば、操舵補助用モータ25をステアリングラックハウジングに設けるラックアシスト式電動パワーステアリング装置に本発明を適用してもよい。
さらに、各上記実施の形態では、操舵補助用モータ25をステアリングコラムに配置するコラム式電動パワーステアリング装置に適用した例を説明したが、これに限定されない。例えば、操舵補助用モータ25をステアリングラックハウジングに設けるラックアシスト式電動パワーステアリング装置に本発明を適用してもよい。
また、本発明の伝達比可変機構を、車両用操舵装置以外の他の装置に適用することができる。例えば、車両の車輪のトー角を可変可能なトー角可変機構や、車両の車輪のキャンバー角を可変可能なキャンバー角可変機構や、車両のショックアブソーバの減衰力を可変可能な減衰力可変機構等に、本発明の伝達比可変機構を用いることができる。
以上、本発明を具体的な態様により詳細に説明したが、上記の内容を理解した当業者は、その変更、改変および均等物を容易に考えられるであろう。したがって、本発明はクレームの範囲とその均等の範囲とするべきである。
以上、本発明を具体的な態様により詳細に説明したが、上記の内容を理解した当業者は、その変更、改変および均等物を容易に考えられるであろう。したがって、本発明はクレームの範囲とその均等の範囲とするべきである。
本出願は、2008年7月7日に日本国特許庁に提出された特願2008-177321号に対応しており、この出願の全開示はここに引用により組み込まれるものとする。
1…車両用操舵装置、2…操舵部材、4L,4R…転舵輪、5…伝達比可変機構、11,11B,11C,11D,11E…第1のシャフト(入力軸)、12,12B,12C,12D,12E…第2のシャフト(出力軸)、20,20B,20D,20E…入力部材、22,22B,22D,22E…出力部材、23…伝達比可変機構用モータ、24…ハウジング、31…第1の軸受(入力部材を支持する軸受)、32…第2の軸受(2つの軸受の1つ)、33…第3の軸受(出力部材を支持する軸受)、34…(2つの軸受の1つ)、39…軌道輪ユニット(中間部材)、64…第1の凹凸係合部、65…第1の凸部、66…第1の凹部、67…第2の凹凸係合部、68…第2の凸部、69…第2の凹部、70…第1の動力伝達面、71…第1の端面、72…第2の動力伝達面、73…第2の端面、181,181B,181C,181D,181E…第1の継手、185,185B,185C,185D,185E…第2の継手、191…幅広部(第1の凹部の一端、第2の凹部の一端)、192…幅広部(第1の凹部の他端、第2の凹部の他端)、193…幅狭部(第1の凹部の中央、第2の凹部の中央)、194…(第1の凸部の)配列ピッチ面、195…(第1の凹部の)配列ピッチ面、196…(第2の凸部の)配列ピッチ面、197…(第2の凹部の)配列ピッチ面、230…(ロータの)内周部、231…ロータ、241…第1の重なり領域、242…第2の重なり領域、391…内輪、392…外輪、393…転動体、A…第1の軸線、B…第2の軸線、R1…径方向(第1の軸線と直交する方向)、R2…(軌道輪ユニットの内輪の)径方向、R3…径方向(第1の軸線と直交する方向)、F…(入力軸としての第1のシャフトの)中心軸線、G…(出力軸としての第2のシャフトの)中心軸線、θ1…操舵角、θ2…転舵角、θ2/θ1…伝達比。
Claims (10)
- 第1の軸線の回りに回転可能な入力部材および出力部材と、
上記入力部材および上記出力部材を差動回転可能に連結する中間部材と、
上記中間部材を駆動可能なモータと、を備え、
上記モータは、上記第1の軸線の回りに回転可能な筒状のロータを含み、
上記ロータの内周は、上記中間部材を支持するとともに、上記入力部材および上記出力部材のそれぞれを、軸受を介して回転可能に支持する、伝達比可変機構。 - 上記中間部材は、第1および第2の端面を有する内輪と、この内輪を転動体を介して回転可能に支持し上記ロータの上記内周に嵌合する外輪と、を含み、
上記内輪および上記外輪の中心軸線としての第2の軸線が、上記第1の軸線に対して傾斜しており、
上記入力部材は、上記内輪の上記第1の端面に対向する第1の動力伝達面を有し、
上記出力部材は、上記内輪の上記第2の端面に対向する第2の動力伝達面を有し、
上記内輪の上記第1の端面および上記入力部材の上記第1の動力伝達面を動力伝達可能に係合させる第1の凹凸係合部と、
上記内輪の上記第2の端面および上記出力部材の上記第2の動力伝達面を動力伝達可能に係合させる第2の凹凸係合部と、をさらに備え、
上記第1の凹凸係合部は、上記第1の端面および上記第1の動力伝達面の一方に設けられた第1の凸部と、他方に設けられ上記第1の凸部と係合する第1の凹部と、を含み、
上記第2の凹凸係合部は、上記第2の端面および上記第2の動力伝達面の一方に設けられた第2の凸部と、他方に設けられ上記第2の凸部と係合する第2の凹部と、を含む、
請求項1記載の伝達比可変機構。 - 上記第1の凸部は、環状の配列ピッチ面に沿って複数配列されており、
上記第1の凹部は、環状の配列ピッチ面に沿って複数配列されており、
上記第1の凸部の上記配列ピッチ面の一部および上記第1の凹部の上記配列ピッチ面の一部が重なり合うことで第1の重なり領域が形成されており、
上記第1の重なり領域は、上記第1の軸線と直交する方向に延びている、請求項2記載の伝達比可変機構。 - 上記第2の凸部は、環状の配列ピッチ面に沿って複数配列されており、
上記第2の凹部は、環状の配列ピッチ面に沿って複数配列されており、
上記第2の凸部の上記配列ピッチ面の一部および上記第2の凹部の上記配列ピッチ面の一部が重なり合うことで第2の重なり領域が形成されており、
上記第2の重なり領域は、上記第1の軸線と直交する方向に延びている、請求項2記載の伝達比可変機構。 - 上記第1の凸部は、上記第1の凸部が形成されている面の径方向に沿って直線状に延びており、
上記第1の凹部は、上記第1の凹部が形成されている面の径方向に沿って延びており、
上記第1の凹部の幅は、上記第1の凹部の一端から中央に向うに伴い狭くされ、かつ、上記第1の凹部の上記中央から他端に向うに伴い広くされている、請求項2記載の伝達比可変機構。 - 上記第2の凸部は、上記第2の凸部が形成されている面の径方向に沿って直線状に延びており、
上記第2の凹部は、上記第2の凹部が形成されている面の径方向に沿って延びており、
上記第2の凹部の幅は、上記第2の凹部の一端から中央に向うに伴い狭くされ、かつ、上記第2の凹部の上記中央から他端に向うに伴い広くされている、請求項2記載の伝達比可変機構。 - 入力軸と、
上記入力部材と上記入力軸とをトルク伝達可能に連結する第1の継手と、をさらに備え、
上記第1の継手は、上記入力部材の中心軸線としての上記第1の軸線と上記入力軸の中心軸線との間の偏心および傾斜の少なくとも一方を許容する継手である、請求項1記載の伝達比可変機構。 - 出力軸と、
上記出力部材と上記出力軸とをトルク伝達可能に連結する第2の継手と、をさらに備え、
上記第2の継手は、上記出力部材の中心軸線としての上記第1の軸線と上記出力軸の中心軸線との間の偏心および傾斜の少なくとも一方を許容する継手である、請求項1記載の伝達比可変機構。 - 上記ロータを収容するハウジングと、
上記ロータと上記ハウジングとの間に配置され上記ロータを回転可能に支持する2つの軸受と、をさらに備え、
上記2つの軸受は、上記入力部材、上記中間部材および上記出力部材を上記第1の軸線の軸方向に挟むように配置されている、請求項1記載の伝達比可変機構。 - 操舵部材と、
転舵輪と、
上記操舵部材の操舵角に対する上記転舵輪の転舵角の比としての伝達比を変更可能な伝達比可変機構と、を備え、
上記伝達比可変機構として請求項1~9の何れか1項に記載の伝達比可変機構を採用し、
上記入力部材が上記操舵部材に連なり
上記出力部材が上記転舵輪に連なるようにした、車両用操舵装置。
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