JP2003312487A - 伝達比可変操舵装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】比較的簡易な構造により、製造コストの低廉化
を実現可能な伝達比可変操舵装置を提供する。 【解決手段】操舵角と転舵角との伝達比を可変する伝達
比可変操舵装置において、ハウジング２、３に固定され
た電磁クラッチ９と、電磁クラッチ９によりハウジング
２と断接可能に設けられた内歯歯車４と、内歯歯車４内
で上部ステアリングシャフト７１と一体回転可能に設け
られた太陽歯車５と、下部ステアリングシャフト７２に
回転可能に軸支され、内歯歯車４及び太陽歯車５に噛合
する遊星歯車６とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、操舵ハンドルの操
舵角と転舵系の転舵角との伝達比を変化させる伝達比可
変操舵装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、特開２０００−２１１５４１号公
報記載の伝達比可変操舵装置が知られている。この伝達
比可変操舵装置は、ハウジングと、このハウジングと一
体回転可能に設けられ、操舵ハンドルの操舵角を伝達す
る入力軸と、ハウジング内に固定され、モータ軸を回転
可能なモータと、ハウジングに回転可能に支承され、転
舵輪等の転舵系に転舵角を伝達する出力軸と、ハウジン
グ内でモータ軸と出力軸との間に設けられ、モータ軸の
回転角を増減して出力軸に出力するハーモニックギヤ
と、ハウジング外で入力軸と同軸に設けられ、フレキシ
ブルフラットケーブルによりモータと外部とを接続する
スパイラルケーブル装置とを備えている。

【０００３】この伝達比可変操舵装置では、運転手が操
舵ハンドルを操舵すると、入力軸を介してハウジングに
操舵角が伝達される。この際、その操舵角に応じた電力
及び制御信号がスパイラルケーブル装置のフレキシブル
フラットケーブルを介してモータに送信され、操舵角に
応じてモータがモータ軸を回転駆動する。モータ軸の回
転はハーモニックギヤに伝達され、ここで減速されて出
力軸が回転駆動される。こうしてこの伝達比可変操舵装
置では、操舵角と転舵角との伝達比が可変された状態で
転舵系に転舵角が伝達される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の伝
達比可変操舵装置では、入力軸と出力軸との間にモータ
及びハーモニックギヤを有するとともに、ハウジング自
体が入力軸とともに回転するものであることから、ハウ
ジング内に固定されたモータと外部とをスパイラルケー
ブル装置により接続することとしている。このため、構
造が比較的複雑であり、製造コストの低廉化を招来して
いた。

【０００５】本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされ
たものであって、比較的簡易な構造により、製造コスト
の低廉化を実現可能な伝達比可変操舵装置を提供するこ
とを解決すべき課題としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の伝達比可変操舵
装置は、操舵ハンドルの操舵角を伝達する入力軸と、転
舵系に転舵角を伝達する出力軸と、該入力軸と該出力軸
との間でハウジング内に設けられ、該操舵角と該転舵角
との伝達比を可変する伝達比可変操舵装置において、

【０００７】前記ハウジングに固定された電磁クラッチ
と、該電磁クラッチにより該ハウジングと断接可能に設
けられた内歯歯車と、該内歯歯車内で前記入力軸又は前
記出力軸と一体回転可能に設けられた太陽歯車と、該出
力軸又は該入力軸に回転可能に軸支され、該内歯歯車及
び該太陽歯車に噛合する遊星歯車とを備えたことを特徴
とする。

【０００８】本発明の伝達比可変操舵装置では、内歯歯
車の歯数をＺｉ、太陽歯車の歯数をＺｓ、遊星歯車の歯
数をＺｐとすれば、電磁クラッチが内歯歯車をハウジン
グに完全に固定しておれば、太陽歯車の回転角は、数１
に示す増速比ｕで遊星歯車に伝達されることとなる。

【０００９】

【数１】

【００１０】他方、電磁クラッチが内歯歯車をハウジン
グから完全に開放しているのであれば、太陽歯車の回転
角は遊星歯車に伝達されないこととなる。このため、太
陽歯車に入力軸を一体回転可能に設け、出力軸に遊星歯
車を軸支すれば、入力軸と出力軸との間には０〜ｕの範
囲内の伝達比が生じる。逆に、太陽歯車に出力軸を一体
回転可能に設け、入力軸に遊星歯車を軸支すれば、入力
軸と出力軸との間には１／ｕ〜無限大の範囲内の伝達比
が生じる。

【００１１】こうして、この伝達比可変操舵装置では、
構造が比較的簡易であり、製造コストの低廉化を実現す
ることができる。

【００１２】電磁クラッチはハウジングと内歯歯車との
間のすべりを制御可能なものであることが好ましい。こ
うであれば、上記範囲内の任意の伝達比で入力軸と出力
軸とを接続又は切断することができる。なお、このよう
な電磁クラッチは、ソレノイドに通電する電流値を変化
させて磁界の強さを変化させ、これにより相対回転する
部材間のすべりを制御することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した実施形
態を図面を参照しつつ説明する。

【００１４】この伝達比可変操舵装置は、図１に示すよ
うに、ステアリング装置に用いられる。このテアリング
装置は、車両の操舵ハンドル７０が入力軸としての上部
ステアリングシャフト７１の上端に図示しない等速ジョ
イントを介して接続されている。また、上部ステアリン
グシャフト７１の下端と、出力軸としての下部ステアリ
ングシャフト７２の上端とが伝達比可変操舵装置１を介
して接続されている。

【００１５】また、下部ステアリングシャフト７２の下
端には図示しない等速ジョイントを介して図示しないピ
ニオンが設けられ、このピニオンがステアリングギヤボ
ックス７３内においてラック７４に噛合されている。ラ
ック７４の両端にはそれぞれタイロッド７５の一端が接
続されるとともに、各タイロッド７５の他端にはナック
ルアーム７６を介して転舵輪７７が接続されている。

【００１６】さらに、上部ステアリングシャフト７１に
は操舵ハンドル７０の操舵角を検出する舵角センサ７８
が設けられ、下部ステアリングシャフト７２には転舵輪
７７の転舵角を検出する転舵角センサ７９が設けられて
いる。これら舵角センサ７８及び転舵角センサ７９によ
り検出された操舵ハンドル７０の操舵角及び転舵輪７７
の転舵角はＥＣＵ８０に入力されるようになっている。
ＥＣＵ８０には、車両速度を検出する車速センサ８１か
ら出力される車両速度も入力されるようになっている。
そして、ＥＣＵ８０は、伝達比可変操舵装置１に対し
て、この伝達比可変操舵装置１を制御するための制御信
号を出力するようになっている。

【００１７】伝達比可変操舵装置１の断面図を図２に示
し、その模式図を図３に示す。この伝達比可変操舵装置
１は、図２に示すように、一体に結合されているハウジ
ング２、３内に、内歯歯車４、太陽歯車５、３個の遊星
歯車６、キャリヤ７、８及び電磁クラッチ９が設けられ
ている。そして、上部ステアリングシャフト７１の下端
７１ａと、下部ステアリングシャフト７２の上端７２ａ
とが伝達比可変操舵装置１に接続されている。また、ハ
ウジング２、３は車体に固定されている。

【００１８】ハウジング２の上部ステアリングシャフト
７１側にはボス部２ａが形成されており、このボス部２
ａとの間に軸受２ｂを介して上部ステアリングシャフト
７１の下端７１ａが回転可能に支承されている。上部ス
テアリングシャフト７１の下端７１ａは太陽歯車５に固
定されている。これにより、上部ステアリングシャフト
７１と太陽歯車５とが一体として回転するようになって
いる。

【００１９】また、太陽歯車５の外周面には歯数がＺｓ
の外歯５ａが形成され、太陽歯車５の外側には３個の遊
星歯車６が設けられている。各遊星歯車６の外周面には
歯数がＺｐの外歯６ａが形成され、各遊星歯車６の外歯
６ａは太陽歯車５の外歯５ａと噛合している。各遊星歯
車６はキャリヤ７、８により互いの相対位置が固定され
て接続されるとともに、回転可能にされている。さら
に、各遊星歯車６の外側には内歯歯車４が設けられてい
る。内歯歯車４の内周面には歯数がＺｉの内歯４ｂが形
成され、各遊星歯車６の外歯６ａは内歯歯車４の内歯４
ｂと噛合している。内歯歯車４は上部ステアリングシャ
フト７１の下端７１ａ側に貫通孔４ａを有しており、こ
の貫通孔４ａ内に上部ステアリングシャフト７１が挿通
されている。こうして、太陽歯車５と各遊星歯車６とが
噛合し、各遊星歯車６と内歯歯車４とが噛合しつつ、回
転可能にされている。

【００２０】内歯歯車４の外周面にはスプライン４ｃが
形成されている。電磁クラッチ９は、ソレノイド１０と
アーマチュア１１とハブ１２とを有している。ソレノイ
ド１０はハウジング３に固定されている。アーマチュア
１１は環状をなし、この外周面にはスプライン１１ａが
形成され、スプライン１１ａはハウジング２に形成され
た内スプライン２ｃと嵌合されている。ハブ１２も環状
をなし、この内周面には内スプライン１２ａが形成さ
れ、内スプライン１２ａは内歯歯車４のスプライン４ｃ
と嵌合されている。このハブ１２はソレノイド１０とア
ーマチュア１１との間に挟まれている。そのため、ハブ
１２は内歯歯車４とともに回転可能にされているととも
に、電磁クラッチ９によりその回転が制御されるように
なっている。つまり、電磁クラッチ９のソレノイド１０
に通電する電流を制御することにより、ハブ１２を介し
てハウジング２と内歯歯車４との間のすべりを制御可能
にしている。

【００２１】ハウジング３の下部ステアリングシャフト
７２側にもボス部３ａが形成され、このボス部３ａとの
間に軸受３ｂを介して下部ステアリングシャフト７２の
上端７２ａが回転可能に支承されている。下部ステアリ
ングシャフト７２の上端７２ａはキャリヤ８に固定され
ている。これにより、下部ステアリングシャフト７２と
各遊星歯車６とが一体として回転するようになってい
る。

【００２２】以上のように構成された伝達比可変操舵装
置１では、電磁クラッチ９が内歯歯車４をハウジング２
に完全に固定しておれば、太陽歯車５の回転角は、上記
数１に示す増速比ｕで各遊星歯車６に伝達されることと
なる。他方、電磁クラッチ９が内歯歯車４をハウジング
２から完全に開放しているのであれば、太陽歯車５の回
転角は各遊星歯車６に伝達されないこととなる。このた
め、ソレノイド１０に通電する電流を制御することによ
り、上部ステアリングシャフト７１と下部ステアリング
シャフト７２との間で０〜ｕの範囲内の伝達比を生じさ
せることができる。

【００２３】こうして、この伝達比可変操舵装置１で
は、操舵角と転舵角との伝達比が可変された状態で転舵
系に転舵角が伝達される。

【００２４】そして、この伝達比可変操舵装置では、構
造が比較的簡易であり、製造コストの低廉化を実現する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態の伝達比可変操舵装置に係るステアリ
ング装置の構成図である。

【図２】実施形態の伝達比可変操舵装置の断面図であ
る。

【図３】実施形態の伝達比可変操舵装置の模式図であ
る。

【符号の説明】

１…伝達比可変操舵装置 ２、３…ハウジング ７０…操舵ハンドル ７１…入力軸（上部ステアリングシャフト） ７２…出力軸（下部ステアリングシャフト） ９…電磁クラッチ ４…内歯歯車 ５…太陽歯車 ６…遊星歯車

フロントページの続き (72)発明者 山盛 元康 愛知県刈谷市朝日町１丁目１番地 豊田工 機株式会社内 Ｆターム(参考） 3D030 DC25 DC39 3D033 CA04

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】操舵ハンドルの操舵角を伝達する入力軸
   と、転舵系に転舵角を伝達する出力軸と、該入力軸と該
   出力軸との間でハウジング内に設けられ、該操舵角と該
   転舵角との伝達比を可変する伝達比可変操舵装置におい
   て、 前記ハウジングに固定された電磁クラッチと、該電磁ク
   ラッチにより該ハウジングと断接可能に設けられた内歯
   歯車と、該内歯歯車内で前記入力軸又は前記出力軸と一
   体回転可能に設けられた太陽歯車と、該出力軸又は該入
   力軸に回転可能に軸支され、該内歯歯車及び該太陽歯車
   に噛合する遊星歯車とを備えたことを特徴とする伝達比
   可変操舵装置。
2. 【請求項２】電磁クラッチはハウジングと内歯歯車との
   間のすべりを制御可能なものであることを特徴とする請
   求項１記載の伝達比可変操舵装置。