JP2006082718A - Steering device with variable steering angle ratio - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a steering device with variable steering angle ratio capable of reducing the noise and vibration using Coriolis motion gears and of establishing a low-cost construction. <P>SOLUTION: The steering device with variable steering angle ratio has a reduction gear 19 which is equipped with an outer ring gear part 194c of a swinging gear 194 having a first gear 191 fixed to an upper steering shaft 2, a fourth gear 192 set on a lower steering shaft 4 with the rotation restrained, a tilting shaft 193 coupled with a motor shaft 143 and having an inclined peripheral surface 193b1, a second gear supported rotatably on the inclined peripheral surface 193b1 and meshing with the first gear 191, and a third gear to mesh with the fourth gear 192. Further, an axial direction pressing spring 195 to give an axially directed force toward the swinging gear 194 to the fourth gear 192 is installed at a housing 13 coupled rigidly with the upper steering shaft 12. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、舵角比可変操舵装置に関するものである。   The present invention relates to a steering angle ratio variable steering apparatus.

舵角比可変操舵装置は、アッパステアリングシャフトの操舵角に対するロアステアリングホイールの転舵角の舵角比を可変することができる。この舵角比可変操舵装置は、舵角比可変用モータと減速機とを備えている。そして、この減速機は、例えば、遊星歯車機構からなる減速機や波動歯車機構からなる減速機などが用いられている(例えば、特許文献1参照)。   The steering angle ratio variable steering device can vary the steering angle ratio of the turning angle of the lower steering wheel with respect to the steering angle of the upper steering shaft. The steering angle ratio variable steering apparatus includes a steering angle ratio variable motor and a reduction gear. And this reduction device uses the reduction gear which consists of a planetary gear mechanism, the reduction gear which consists of a wave gear mechanism, etc. (for example, refer patent document 1).

しかし、遊星歯車機構や波動歯車機構などからなる減速機は、歯車間に径方向のガタが生じるため、歯当たり音やこすれ音などを発生し、騒音や振動の原因となっている。また、歯車の加工精度や面粗度を向上させることにより、上記問題は低減することができるが、コストアップにつながる。   However, a reduction gear composed of a planetary gear mechanism, a wave gear mechanism, and the like generates radial rattle between the gears, generates tooth contact noise and rubbing noise, and causes noise and vibration. Moreover, although the said problem can be reduced by improving the processing precision and surface roughness of a gear, it leads to a cost increase.

ところで、減速機としては、遊星歯車機構や波動歯車機構の他に、いわゆるコリオリ運動歯車を利用した減速機が開示されている(例えば、特許文献2参照)。
特許第3189627号公報 特開平11−315892号公報
By the way, as a reduction gear, the reduction gear using what is called a Coriolis movement gear other than a planetary gear mechanism and a wave gear mechanism is indicated (for example, refer to patent documents 2).
Japanese Patent No. 3189627 JP-A-11-315892

本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、いわゆるコリオリ運動歯車を利用して、騒音や振動を低減すると共に低コスト化を図ることができる舵角比可変操舵装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a variable steering angle ratio steering device that can reduce noise and vibration and reduce costs by using a so-called Coriolis motion gear. The purpose is to do.

本発明の舵角比可変操舵装置は、ステアリングホイールに連結され前記ステアリングホイールの操舵角を伝達するアッパステアリングシャフトと、前記アッパステアリングシャフトと略同軸上に配置され前記アッパステアリングシャフトに対してモータ出力軸を相対回転可能な舵角比可変モータと、前記モータ出力軸に連結され前記モータ出力軸のモータ回転角を低減した転舵角を出力する減速機と、前記減速機から出力される前記転舵角を転舵輪側に伝達するロアステアリングシャフトと、を備え、前記操舵角に対する前記転舵角の舵角比を可変する装置である。   A steering angle ratio variable steering apparatus according to the present invention includes an upper steering shaft that is connected to a steering wheel and transmits a steering angle of the steering wheel, and is disposed substantially coaxially with the upper steering shaft and outputs a motor to the upper steering shaft. A variable steering angle ratio motor capable of rotating the shaft relatively, a reduction gear connected to the motor output shaft and outputting a turning angle with a reduced motor rotation angle of the motor output shaft, and the rotation output from the reduction gear. A lower steering shaft that transmits a steering angle to a steered wheel side, and a device that varies a steering angle ratio of the steered angle with respect to the steered angle.

そして、本発明の舵角比可変操舵装置の特徴的事項は、前記減速機は、前記アッパステアリングシャフトに回転拘束され端面に歯数n1の第1歯が形成された第1歯車と、前記ロアステアリングシャフトに回転拘束され前記第1歯車の前記端面に対向する端面に歯数n4の第4歯が形成された第4歯車と、前記モータ出力軸に固定され前記モータ出力軸の回転軸に対して所定角度傾斜した傾斜回転軸を軸心とする傾斜面が外周側に形成された傾斜軸と、前記第1歯車と前記第4歯車との間であって前記傾斜面に回転可能に軸支され、前記第1歯車に噛合し歯数n2の第2歯が端面に形成された第2歯車と前記第4歯車に噛合し歯数n3の第3歯が端面に形成された第3歯車を有し、前記第1歯車及び前記第2歯車の各ピッチ円を通る第1共通球面の中心点と前記第3歯車及び前記第4歯車の各ピッチ円を通る第2共通球面の中心点とが一致する揺動歯車と、を備えることである。   A characteristic feature of the steering angle ratio variable steering apparatus according to the present invention is that the speed reducer is rotationally restrained by the upper steering shaft and has a first gear having a first tooth with n1 teeth on the end surface, and the lower gear. A fourth gear having a fourth tooth having a number of teeth n4 formed on an end surface facing the end surface of the first gear, the rotation being restricted by the steering shaft; and a rotation shaft of the motor output shaft fixed to the motor output shaft An inclined shaft having a tilted rotation axis inclined at a predetermined angle as a center and an inclined shaft formed on the outer peripheral side, and between the first gear and the fourth gear and rotatably supported on the tilted surface. A second gear that meshes with the first gear and has a second tooth having a number of teeth n2 and a third gear that meshes with the fourth gear and has a third tooth having a number of teeth n3 formed on an end surface. A first common passing through each pitch circle of the first gear and the second gear A swing gear and the center point of the second common spherical matches through each pitch circle of the third gear and the fourth gear and the center point of the surface, is to comprise a.

このように本発明の舵角比可変操舵装置によれば、いわゆるコリオリ運動歯車を利用することにより、径方向のガタをなくすことができる。これにより、騒音や振動の発生を低減することができる。さらに、上記構成により、歯車の加工精度や面粗度をさらに向上させることによりガタの低減を図ることなく、径方向のガタはなくすことができる。つまり、低コスト化を図ることができる。   Thus, according to the steering angle ratio variable steering apparatus of the present invention, radial backlash can be eliminated by using a so-called Coriolis motion gear. Thereby, generation | occurrence | production of a noise and a vibration can be reduced. Furthermore, with the above configuration, radial play can be eliminated without further reducing play by further improving the processing accuracy and surface roughness of the gear. That is, cost reduction can be achieved.

なお、コリオリ運動歯車とは、上述した本発明の舵角比可変操舵装置の減速機を構成する部材のうち、少なくとも第1歯車と第4歯車と傾斜軸と揺動歯車とから構成される歯車を意味する。   The Coriolis movement gear is a gear composed of at least the first gear, the fourth gear, the tilt shaft, and the swing gear among the members constituting the reduction gear of the steering angle ratio variable steering device of the present invention described above. Means.

次に、実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。   Next, the present invention will be described in more detail with reference to embodiments.

本発明の舵角比可変操舵装置は、上述したように、アッパステアリングシャフトと、ハウジングと、舵角比可変モータと、減速機と、ロアステアリングシャフトとを備える。さらに、上述したように、減速機は、第1歯車と、第4歯車と、傾斜軸と、揺動歯車とを備える。   As described above, the steering angle ratio variable steering apparatus of the present invention includes the upper steering shaft, the housing, the steering angle ratio variable motor, the speed reducer, and the lower steering shaft. Furthermore, as described above, the speed reducer includes a first gear, a fourth gear, an inclined shaft, and a swing gear.

(1)軸方向力付与部材
本発明の舵角比可変操舵装置は、さらに、前記アッパステアリングシャフト又は前記ロアステアリングシャフト若しくは前記アッパステアリングシャフト又は前記ロアステアリングシャフトに固定的に配置されたハウジングに対して少なくとも前記第1歯車及び前記第4歯車の一方に前記揺動歯車側への軸方向力を付与する軸方向力付与部材を備えるようにするとよい。このように、第1歯車又は第4歯車を揺動歯車側に押圧する軸方向力付与部材は、第1歯車及び第2歯車の軸方向の隙間、並びに、第3歯車及び第4歯車の軸方向の隙間が狭くなるように作用している。その結果、軸方向の隙間(ガタ)をより減少させることができる。従って、騒音や振動の発生をより低減することができる。
(1) Axial force imparting member The steering angle ratio variable steering device according to the present invention is further provided for the upper steering shaft, the lower steering shaft, the upper steering shaft, or the housing fixedly disposed on the lower steering shaft. It is preferable that at least one of the first gear and the fourth gear be provided with an axial force applying member that applies an axial force toward the swinging gear. As described above, the axial force application member that presses the first gear or the fourth gear toward the swing gear side includes the axial gap between the first gear and the second gear, and the shafts of the third gear and the fourth gear. It acts to narrow the gap in the direction. As a result, the axial gap (backlash) can be further reduced. Therefore, noise and vibration can be further reduced.

ここで、この前記軸方向力付与部材は、アッパステアリングシャフト又はアッパステアリングシャフトに固定的に配置されたハウジングに対して第1歯車に揺動歯車側への軸方向力を付与する部材、アッパステアリングシャフト又はアッパステアリングシャフトに固定的に配置されたハウジングに対して第4歯車に揺動歯車側への軸方向力を付与する部材、ロアステアリングシャフト又はロアステアリングシャフトに固定的に配置されたハウジングに対して第1歯車に揺動歯車側への軸方向力を付与する部材、又は、ロアステアリングシャフト又はロアステアリングシャフトに固定的に配置されたハウジングに対して第4歯車に揺動歯車側への軸方向力を付与する部材の中から選択された1以上の部材である。ここで、ハウジングとは、舵角比可変モータ及び減速機を収納する部材である。そして、このハウジングは、アッパステアリングシャフトに固定的に配置される場合、ロアステアリングシャフトに固定的に配置される場合、車体などに固定的に配置されアッパステアリングシャフト及びロアステアリングシャフトに相対回転可能に配置される場合などがある。   Here, the axial force applying member is a member that applies an axial force to the first gear toward the swing gear with respect to the upper steering shaft or a housing fixedly disposed on the upper steering shaft, and upper steering. A member that applies axial force to the fourth gear to the swing gear side with respect to a housing that is fixedly disposed on the shaft or the upper steering shaft; a housing that is fixedly disposed on the lower steering shaft or the lower steering shaft; On the other hand, a member that applies axial force to the first gear on the swing gear side, or a lower steering shaft or a housing that is fixedly disposed on the lower steering shaft, the fourth gear toward the swing gear side. One or more members selected from among members that apply an axial force. Here, the housing is a member that houses the rudder angle ratio variable motor and the reduction gear. And when this housing is fixedly arranged on the upper steering shaft, when fixedly arranged on the lower steering shaft, this housing is fixedly arranged on the vehicle body etc. and can be rotated relative to the upper steering shaft and the lower steering shaft. It may be arranged.

なお、前記軸方向力付与部材が、アッパステアリングシャフト又はアッパステアリングシャフトに固定的に配置されたハウジングに対して第1歯車に揺動歯車側への軸方向力を付与する部材である場合には、第1歯車がアッパステアリングシャフト又は当該ハウジングに回転拘束されつつ、アッパステアリングシャフト又は当該ハウジングに対して軸方向移動可能に配置される必要がある。また、軸方向力付与部材が、アッパステアリングシャフト又はアッパステアリングシャフトに固定的に配置されたハウジングに対して第4歯車に揺動歯車側への軸方向力を付与する部材である場合には、第4歯車がアッパステアリングシャフト又は当該ハウジングに対して軸方向移動可能に配置される必要がある。また、軸方向力付与部材が、ロアステアリングシャフト又はロアステアリングシャフトに固定的に配置されたハウジングに対して第1歯車に揺動歯車側への軸方向力を付与する部材である場合には、第1歯車がロアステアリングシャフト又は当該ハウジングに対して軸方向移動可能に配置される必要がある。また、軸方向力付与部材が、ロアステアリングシャフト又はロアステアリングシャフトに固定的に配置されたハウジングに対して第4歯車に揺動歯車側への軸方向力を付与する部材である場合には、第4歯車がロアステアリングシャフト又はハウジングに回転拘束されつつ、ロアステアリングシャフト又は当該ハウジングに対して軸方向移動可能に配置される必要がある。   When the axial force applying member is a member that applies an axial force to the first gear toward the swing gear with respect to the upper steering shaft or the housing fixedly disposed on the upper steering shaft. The first gear needs to be disposed so as to be axially movable with respect to the upper steering shaft or the housing while being rotationally restrained by the upper steering shaft or the housing. Further, when the axial force applying member is a member that applies an axial force toward the swing gear side to the fourth gear with respect to the upper steering shaft or the housing fixedly disposed on the upper steering shaft, The fourth gear needs to be disposed so as to be axially movable with respect to the upper steering shaft or the housing. Further, when the axial force application member is a member that applies an axial force toward the swing gear to the first gear with respect to the lower steering shaft or the housing fixedly disposed on the lower steering shaft, The first gear needs to be arranged so as to be axially movable with respect to the lower steering shaft or the housing. Further, when the axial force application member is a member that applies an axial force toward the swing gear to the fourth gear with respect to the lower steering shaft or the housing fixedly disposed on the lower steering shaft, The fourth gear needs to be disposed so as to be axially movable with respect to the lower steering shaft or the housing while being rotationally restrained by the lower steering shaft or the housing.

また、前記軸方向力付与部材は、軸方向一端側が前記アッパステアリングシャフト又は前記ロアステアリングシャフト若しくは前記ハウジングを押圧し、軸方向他端側が前記第1歯車又は前記第4歯車を押圧するスプリングとしてもよい。例えば、スプリングからなる軸方向力付与部材は、アッパステアリングシャフト又はアッパステアリングシャフトに固定的に配置されたハウジングと第1歯車とを押圧する場合には、第1歯車の第1歯が形成されている面とは反対側に配置されているアッパステアリングシャフト又は当該ハウジングの端面と、第1歯車の第1歯が形成されている面とは反対側の面との間に配置される。また、スプリングからなる軸方向力付与部材は、アッパステアリングシャフト又はアッパステアリングシャフトに固定的に配置されたハウジングと第4歯車とを押圧する場合には、第4歯車の第4歯が形成されている面とは反対側に配置されているアッパステアリングシャフト又は当該ハウジングの端面と、第4歯車の第4歯が形成されている面とは反対側の面との間に配置される。また、スプリングからなる軸方向力付与部材は、ロアステアリングシャフト又はロアステアリングシャフトに固定的に配置されたハウジングと第1歯車とを押圧する場合には、第1歯車の第1歯が形成されている面とは反対側に配置されているロアステアリングシャフト又は当該ハウジングの端面と、第1歯車の第1歯が形成されている面とは反対側の面との間に配置される。また、スプリングからなる軸方向力付与部材は、ロアステアリングシャフト又はロアステアリングシャフトに固定的に配置されたハウジングと第4歯車とを押圧する場合には、第4歯車の第4歯が形成されている面とは反対側に配置されているロアステアリングシャフト又は当該ハウジングの端面と、第4歯車の第4歯が形成されている面とは反対側の面との間に配置される。   The axial force imparting member may be a spring whose one end in the axial direction presses the upper steering shaft or the lower steering shaft or the housing and whose other end in the axial direction presses the first gear or the fourth gear. Good. For example, the axial force applying member formed of a spring is formed with the first teeth of the first gear when the upper steering shaft or the housing fixedly disposed on the upper steering shaft and the first gear are pressed. The upper steering shaft or the end surface of the housing disposed on the opposite side to the surface on which the first gear is disposed, and the surface opposite to the surface on which the first teeth of the first gear are formed. Further, the axial force applying member formed of a spring is formed with the fourth teeth of the fourth gear when the upper steering shaft or the housing fixedly disposed on the upper steering shaft and the fourth gear are pressed. The upper steering shaft or the end surface of the housing disposed on the opposite side to the surface on which the second gear is disposed are disposed between the surface opposite to the surface on which the fourth teeth of the fourth gear are formed. Further, the axial force imparting member made of a spring is formed with the first teeth of the first gear when the lower steering shaft or the housing fixedly disposed on the lower steering shaft and the first gear are pressed. The lower steering shaft or the end surface of the housing disposed on the opposite side to the surface on which the first gear is disposed, and the surface opposite to the surface on which the first teeth of the first gear are formed. In addition, when the axial force application member formed of a spring presses the lower steering shaft or the housing fixedly disposed on the lower steering shaft and the fourth gear, the fourth tooth of the fourth gear is formed. The lower steering shaft or the end surface of the housing disposed on the opposite side to the surface on which the fourth gear is disposed are disposed on the surface opposite to the surface on which the fourth teeth of the fourth gear are formed.

このように、軸方向力付与部材をこのようなスプリングとすることにより、確実に、容易に、かつ安価に第1歯車又は第4歯車を揺動歯車側に押圧することができる。なお、スプリングとしては、例えば、皿バネやウェーブワッシャなどを用いることができる。また、スプリングのバネ力により軸方向力を適宜調整することができる。   Thus, by using such a spring as the axial force applying member, the first gear or the fourth gear can be pressed to the swing gear side reliably and easily at low cost. In addition, as a spring, a disc spring, a wave washer, etc. can be used, for example. Further, the axial force can be appropriately adjusted by the spring force of the spring.

また、前記軸方向力付与部材は、前記アッパステアリングシャフト又は前記ロアステアリングシャフト若しくは前記ハウジングに軸方向移動可能に螺合されると共に、一端側が前記第1歯車又は前記第4歯車を押圧する螺合部材としてもよい。これにより、容易にかつ確実に第1歯車又は第4歯車を揺動歯車側に押圧することができる。なお、軸方向力の調整は、螺合部材の軸方向位置を調整することにより達成できる。ここで、螺合部材の軸方向位置の調整は非常に容易であるので、第1歯車又は第4歯車に付与する軸方向力の調整が非常に容易に行うことができる。   The axial force applying member is screwed to the upper steering shaft, the lower steering shaft or the housing so as to be movable in the axial direction, and one end side is screwed to press the first gear or the fourth gear. It is good also as a member. As a result, the first gear or the fourth gear can be easily and reliably pressed to the swing gear side. The adjustment of the axial force can be achieved by adjusting the axial position of the screwing member. Here, since the adjustment of the axial position of the screwing member is very easy, the adjustment of the axial force applied to the first gear or the fourth gear can be performed very easily.

また、前記軸方向力付与部材は、前記アッパステアリングシャフト又は前記アッパステアリングシャフトに固定的に配置された前記ハウジングに固定された外輪及び内輪の何れか一方と前記第4歯車に固定された外輪及び内輪の何れか他方とを有し少なくとも一方向の軸方向荷重を負荷可能な軸受と、前記アッパステアリングシャフト又は前記ハウジングに対して前記軸受の前記外輪を前記第4歯車側に押圧して前記アッパステアリングシャフト又は前記ハウジングに対して前記第4歯車に前記揺動歯車側への軸方向力を付与する押圧部材と、を有するようにしてもよい。ここで、第4歯車はアッパステアリングシャフト又はアッパステアリングシャフトに固定的に配置されたハウジングに対して相対的に回転する部材である。従って、第4歯車はアッパステアリングシャフト又は当該ハウジングに対して回転可能に支持されるように径方向荷重を負荷可能な軸受(ラジアル軸受)を配置する場合がある。そして、この軸受に軸方向の予圧を付与可能なアンギュラ玉軸受や円すいころ軸受などを用いると共に、軸受へ付与可能な予圧を利用してアッパステアリングシャフト又は当該ハウジングに対して第4歯車を揺動歯車側に押圧するようにする。つまり、軸方向荷重を負荷可能な軸受を利用することにより、アッパステアリングシャフト又は当該ハウジングに対して第4歯車を回転可能に軸支することができると共に、確実に第4歯車を揺動歯車側へ押圧することができる。なお、軸受を押圧する押圧部材は、上述した、スプリング又は螺合部材を用いることができる。   Further, the axial force applying member includes the upper steering shaft or one of an outer ring and an inner ring fixed to the housing fixedly disposed on the upper steering shaft, and an outer ring fixed to the fourth gear. A bearing having either one of the inner rings and capable of applying at least one axial load; and pressing the outer ring of the bearing toward the fourth gear side against the upper steering shaft or the housing. You may make it have a pressing member which gives the 4th gear with the axial direction force to the said rocking | fluctuation gear side with respect to a steering shaft or the said housing. Here, the fourth gear is a member that rotates relative to the upper steering shaft or the housing fixedly disposed on the upper steering shaft. Therefore, the fourth gear may be provided with a bearing (radial bearing) capable of applying a radial load so as to be rotatably supported by the upper steering shaft or the housing. An angular ball bearing or a tapered roller bearing that can apply axial preload to the bearing is used, and the fourth gear is swung with respect to the upper steering shaft or the housing using the preload that can be applied to the bearing. Press to the gear side. In other words, by using a bearing capable of applying an axial load, the fourth gear can be rotatably supported with respect to the upper steering shaft or the housing, and the fourth gear can be securely connected to the swing gear side. Can be pressed. In addition, the spring or screwing member mentioned above can be used for the pressing member which presses a bearing.

(2)その他
また、本発明の舵角比可変操舵装置は、さらに、前記モータ出力軸の外周面に係合すると共に前記傾斜軸の内周面に係合する係合部材を備えるようにしてもよい。これにより、モータ出力軸と傾斜軸とが一体的に回転可能とすることができる。
(2) Others Further, the steering angle ratio variable steering apparatus of the present invention further includes an engaging member that engages with the outer peripheral surface of the motor output shaft and engages with the inner peripheral surface of the inclined shaft. Also good. Thereby, the motor output shaft and the tilt shaft can be rotated integrally.

この場合、例えば、前記モータ出力軸の前記外周面の径方向形状及び前記係合部材の径方向形状と、前記傾斜軸の前記内周面の径方向形状及び前記係合部材の径方向形状との少なくとも一方は、非円形形状からなるようにするとよい。例えば、十字型や多角形などとするとよい。これにより、より確実にモータ出力軸と傾斜軸とが一体的に回転可能とすることができる。   In this case, for example, the radial shape of the outer peripheral surface of the motor output shaft and the radial shape of the engaging member, the radial shape of the inner peripheral surface of the inclined shaft, and the radial shape of the engaging member, At least one of these may have a non-circular shape. For example, it may be a cross or a polygon. As a result, the motor output shaft and the tilt shaft can be rotated together more reliably.

また、前記傾斜軸は、前記モータ出力軸に一体形成されるようにしてもよい。これにより、モータ出力軸と傾斜軸とが一体的に回転可能にすることができることはもとより、部品点数を削減することができ、低コスト化を図ることができる。   The inclined shaft may be integrally formed with the motor output shaft. As a result, the motor output shaft and the tilt shaft can be integrally rotated, and the number of components can be reduced, thereby reducing the cost.

また、本発明の舵角比可変操舵装置は、上述したように、アッパステアリングシャフトと、舵角比可変モータと、減速機と、ロアステアリングシャフトとを備えるとしたが、これに加えて、スパイラルケーブル、ロック装置などを備えるようにしてもよい。スパイラルケーブルは、例えば舵角比可変モータのアッパステアリングシャフト側に配置されており、舵角比可変モータのステータが車体に対して回転した場合であっても舵角比可変モータへ電力及び信号の供給を可能とするためのケーブルである。ロック装置は、アッパステアリングシャフト又はアッパステアリングシャフトに固定的に配置されたハウジングと舵角比可変モータのモータ出力軸とを連結する装置である。すなわち、ロック装置は、アッパステアリングシャフトとロアステアリングシャフトとを一体的に回転させる装置である。   Further, as described above, the variable steering angle ratio steering apparatus of the present invention includes the upper steering shaft, the variable steering angle ratio motor, the speed reducer, and the lower steering shaft. You may make it provide a cable, a locking device, etc. For example, the spiral cable is disposed on the upper steering shaft side of the rudder angle ratio variable motor, and even when the stator of the rudder angle ratio variable motor rotates with respect to the vehicle body, electric power and signals are transmitted to the rudder angle ratio variable motor. It is a cable for enabling supply. The lock device is a device that connects an upper steering shaft or a housing fixedly disposed on the upper steering shaft and a motor output shaft of the steering angle ratio variable motor. In other words, the lock device is a device that rotates the upper steering shaft and the lower steering shaft integrally.

次に、実施例を挙げて、本発明をより具体的に説明する。   Next, an Example is given and this invention is demonstrated more concretely.

(1)車両用動力操舵装置の全体構成
まず、車両用動力操舵装置の全体構成について図1を参照して説明する。図1は、車両用動力操舵装置の全体構成を示す図である。図1に示すように、車両用動力操舵装置は、主として、ステアリングホイール1と、アッパステアリングシャフト2と、舵角比可変ユニット3と、ロアステアリングシャフト4と、電動パワーステアリング装置5とから構成される。ここで、本発明の舵角比可変操舵装置は、アッパステアリングシャフト2と、舵角比可変ユニット3と、ロアステアリングシャフト4とから構成される装置である。
(1) Overall Configuration of Vehicle Power Steering Device First, the overall configuration of the vehicle power steering device will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a vehicle power steering apparatus. As shown in FIG. 1, the vehicle power steering apparatus mainly includes a steering wheel 1, an upper steering shaft 2, a steering angle ratio variable unit 3, a lower steering shaft 4, and an electric power steering apparatus 5. The Here, the steering angle ratio variable steering apparatus of the present invention is an apparatus that includes the upper steering shaft 2, the steering angle ratio variable unit 3, and the lower steering shaft 4.

アッパステアリングシャフト2は、ステアリングホイール1に連結され、運転者によるステアリングホイール1の操舵角を伝達するシャフトである。舵角比可変ユニット3は、アッパステアリングシャフト2の下端側に略同軸上に連結されると共に、ロアステアリングシャフト4の上端側に連結されている。そして、舵角比可変ユニット3は、アッパステアリングシャフト2の操舵角に対するロアステアリングシャフト4の転舵角である舵角比を可変するモータ(図2に示す)14を含むユニットである。この舵角比可変ユニット3の詳細は、後述する。なお、ロアステアリングシャフト4の上端側の外周側に外周スプラインが形成され、舵角比可変ユニット3のうちロアステアリングシャフト4に係合する部分の内周側には、ロアステアリングシャフト4の外周スプラインに係合して回転拘束可能な内周スプラインが形成されている。   The upper steering shaft 2 is connected to the steering wheel 1 and transmits a steering angle of the steering wheel 1 by the driver. The steering angle ratio variable unit 3 is connected substantially coaxially to the lower end side of the upper steering shaft 2 and to the upper end side of the lower steering shaft 4. The rudder angle ratio variable unit 3 is a unit including a motor (shown in FIG. 2) 14 that varies the rudder angle ratio that is the turning angle of the lower steering shaft 4 with respect to the steering angle of the upper steering shaft 2. Details of the steering angle ratio variable unit 3 will be described later. An outer peripheral spline is formed on the outer peripheral side of the upper end side of the lower steering shaft 4, and an outer peripheral spline of the lower steering shaft 4 is provided on the inner peripheral side of the portion of the rudder angle ratio variable unit 3 that engages with the lower steering shaft 4. An inner peripheral spline is formed that can be engaged with and rotationally restricted.

電動パワーステアリング装置5は、ラックピニオン式の電動パワーステアリング装置である。すなわち、ロアステアリングシャフト4の下端側にピニオン(図示せず)が形成され、当該ピニオンがラック(図示せず)に噛合している。そして、電動パワーステアリング装置5を構成するアシスト電動機により、車輪(転舵輪)を転舵させる補助操舵力を発生させる。   The electric power steering device 5 is a rack and pinion type electric power steering device. That is, a pinion (not shown) is formed on the lower end side of the lower steering shaft 4, and the pinion meshes with a rack (not shown). Then, the assist electric motor that constitutes the electric power steering device 5 generates an auxiliary steering force for turning the wheels (steered wheels).

(2)舵角比可変ユニット3の詳細構成
舵角比可変ユニット3について図2を参照して説明する。図2は、舵角比可変ユニット3の軸方向断面図を示す。図2に示すように、舵角比可変ユニット3は、第1ハウジング11と、第2ハウジング12と、第3ハウジング13と、モータ(舵角比可変モータ)14と、ロック装置15と、角度センサ16と、スパイラルケーブル17と、ゴムカップリング18と、減速機19とから構成される。
(2) Detailed Configuration of Steering Angle Ratio Variable Unit 3 The steering angle ratio variable unit 3 will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows an axial sectional view of the steering angle ratio variable unit 3. As shown in FIG. 2, the rudder angle ratio variable unit 3 includes a first housing 11, a second housing 12, a third housing 13, a motor (steering angle ratio variable motor) 14, a lock device 15, and an angle. A sensor 16, a spiral cable 17, a rubber coupling 18, and a speed reducer 19 are included.

(2.1)ハウジング11〜13
第1ハウジング11は、中央に軸孔が形成された略円筒カップ状からなり、底面の外側、すなわち上端面外側(図2の左側)がアッパステアリングシャフト2に一体的に結合されている。第2ハウジング12は、略円筒状からなり、第1ハウジング11の開口側(図2の右側)の内周面に一体的に連結されている。この第2ハウジング12のロアステアリングシャフト4側(図2の右側)の内周面には、雌ねじが形成されている。第3ハウジング13は、中央に軸孔が形成された略円盤状からなり、第2ハウジング12に形成された雌ねじに螺合可能な雄ねじが外周面に形成されている。そして、第3ハウジング13は、第2ハウジング12に形成された雌ねじに螺合している。
(2.1) Housings 11-13
The first housing 11 has a substantially cylindrical cup shape with a shaft hole formed in the center, and the outer side of the bottom surface, that is, the outer side of the upper end surface (the left side in FIG. 2) is integrally coupled to the upper steering shaft 2. The second housing 12 has a substantially cylindrical shape, and is integrally connected to the inner peripheral surface of the first housing 11 on the opening side (right side in FIG. 2). A female screw is formed on the inner peripheral surface of the second housing 12 on the lower steering shaft 4 side (the right side in FIG. 2). The third housing 13 has a substantially disk shape with a shaft hole formed in the center, and a male screw that can be screwed into a female screw formed in the second housing 12 is formed on the outer peripheral surface. The third housing 13 is screwed into a female screw formed in the second housing 12.

(2.2)モータ14
モータ14は、第1ハウジング11及び第2ハウジング12内のうち軸方向のほぼ中央に配置されている。すなわち、モータ14は、第2ハウジング12のアッパステアリングシャフト2側半分(図2の左側半分)に配置されている。このモータ14は、モータハウジング141と、ステータ142と、モータ軸(モータ出力軸)143とから構成される。
(2.2) Motor 14
The motor 14 is disposed substantially in the center in the axial direction in the first housing 11 and the second housing 12. That is, the motor 14 is disposed in the upper steering shaft 2 side half (the left half in FIG. 2) of the second housing 12. The motor 14 includes a motor housing 141, a stator 142, and a motor shaft (motor output shaft) 143.

ここで、モータハウジング141は、モータハウジング本体141aとモータエンドプレート141bとからなる。モータハウジング本体141aは、中央に軸孔が形成された略円筒カップ状からなり、外周端が第2ハウジング12に固定されている。そして、モータエンドプレート141bは、中央に軸孔が形成された略円盤状からなる。このモータエンドプレート141bは、モータハウジング本体141aのアッパステアリングシャフト2側の開口部を塞ぐように、第1ハウジング11に固定されている。   Here, the motor housing 141 includes a motor housing main body 141a and a motor end plate 141b. The motor housing body 141 a has a substantially cylindrical cup shape with a shaft hole formed in the center, and the outer peripheral end is fixed to the second housing 12. The motor end plate 141b has a substantially disk shape with a shaft hole formed in the center. The motor end plate 141b is fixed to the first housing 11 so as to close the opening of the motor housing main body 141a on the upper steering shaft 2 side.

ステータ142は、積層された円盤形状の珪素鋼板に巻線142aが巻回されてなり、モータハウジング本体141aの内周面に固定されている。モータ軸143は、モータ軸本体143aとモータ軸本体143aの外周面に固定されたマグネット143bとからなる。モータ軸本体143aは、モータハウジング本体141a及びモータエンドプレート141bの中央の軸孔に配置された深溝玉軸受により支承され、各ハウジング11〜13及びステータ142に対して同軸上に相対回転可能とされている。このモータ軸本体143aのロアステアリングシャフト4側の端部は、モータハウジング本体141aに支持された深溝玉軸受のロアステアリングシャフト4側の延在している。そして、このモータ軸本体143aのロアステアリングシャフト4側の端部の径方向断面形状は、略十字型に形成されている。また、モータ軸143のマグネット143bは、モータ軸本体143aの外周面のうちステータ142に対向する位置に配置されている。   The stator 142 is formed by winding a winding 142a around a laminated disk-shaped silicon steel plate, and is fixed to the inner peripheral surface of the motor housing body 141a. The motor shaft 143 includes a motor shaft main body 143a and a magnet 143b fixed to the outer peripheral surface of the motor shaft main body 143a. The motor shaft main body 143a is supported by a deep groove ball bearing disposed in the central shaft hole of the motor housing main body 141a and the motor end plate 141b, and is rotatable relative to the housings 11 to 13 and the stator 142 on the same axis. ing. The end of the motor shaft main body 143a on the lower steering shaft 4 side extends on the lower steering shaft 4 side of the deep groove ball bearing supported by the motor housing main body 141a. The radial cross-sectional shape of the end portion of the motor shaft main body 143a on the lower steering shaft 4 side is formed in a substantially cross shape. The magnet 143b of the motor shaft 143 is disposed at a position facing the stator 142 on the outer peripheral surface of the motor shaft main body 143a.

なお、モータ14は、ロアステアリングシャフト4の転舵角が、アッパステアリングシャフト2の操舵角等に応じて算出されたロアステアリングシャフト4の転舵目標角になるように角度制御される。   The motor 14 is angle-controlled so that the turning angle of the lower steering shaft 4 becomes the turning target angle of the lower steering shaft 4 calculated according to the steering angle of the upper steering shaft 2 and the like.

(2.3)ロック装置15
ロック装置15は、ロックホルダ151と、ロックレバー152とを有する。ロックホルダ151は、モータ軸本体143aのアッパステアリングシャフト2側の端部に固定されており、外周面にロック歯(図示せず)が形成されている。ロックレバー152は、第1ハウジング11に固定された支持軸(図示せず)を中心に揺動可能であって、一端側にロックホルダ151のロック歯に噛合可能なレバー爪(図示せず)が形成されている。そして、ロックレバー152のレバー爪がロックホルダ151のロック歯に噛合している場合には、第1ハウジング11とモータ軸143とが一体的に回転されるロック状態となる。一方、ロックレバー152のレバー爪がロックホルダ151のロック歯に噛合していない場合には、第1ハウジング11とモータ軸143とは相対的に回転可能なロック解除状態となる。すなわち、ロック装置15は、ロック状態とロック解除状態との切替動作を行っている。
(2.3) Locking device 15
The lock device 15 includes a lock holder 151 and a lock lever 152. The lock holder 151 is fixed to the end of the motor shaft main body 143a on the upper steering shaft 2 side, and lock teeth (not shown) are formed on the outer peripheral surface. The lock lever 152 is swingable about a support shaft (not shown) fixed to the first housing 11, and a lever claw (not shown) that can mesh with the lock teeth of the lock holder 151 on one end side. Is formed. When the lever claw of the lock lever 152 meshes with the lock teeth of the lock holder 151, the first housing 11 and the motor shaft 143 are locked together. On the other hand, when the lever claw of the lock lever 152 is not meshed with the lock teeth of the lock holder 151, the first housing 11 and the motor shaft 143 are unlocked so as to be relatively rotatable. That is, the lock device 15 performs a switching operation between the locked state and the unlocked state.

(2.4)角度センサ16
角度センサ16は、モータ軸本体143aの外周側であって、モータエンドプレート141bに支持されている深溝玉軸受とロック装置15の間に配置されている。この角度センサ16は、モータ軸143の回転角度を検出する。
(2.4) Angle sensor 16
The angle sensor 16 is disposed on the outer peripheral side of the motor shaft main body 143a and between the deep groove ball bearing supported by the motor end plate 141b and the lock device 15. This angle sensor 16 detects the rotation angle of the motor shaft 143.

(2.5)スパイラルケーブル17
スパイラルケーブル17は、筐体171と、内筒172と、フレキシブルフラットケーブル173とを有している。筐体171は、略円筒形状からなり、車体(図示せず)に固定されている。内筒172は、第1ハウジング11の外周側に固定されると共に、筐体171の内側に筐体171に対して相対回転可能に配置されている。フレキシブルフラットケーブル173は、複数のリード線が絶縁被覆されており、筐体171と内筒172との間に配置されている。このフレキシブルフラットケーブル173は、一端側が内筒172に接続されている。そして、フレキシブルフラットケーブル173の一端側に接続されたリード線は、内筒172から延出され、モータ14のステータ142の巻線142a及び角度センサ16等に接続されている。また、フレキシブルフラットケーブル173は、他端側が筐体171に接続されている。そして、フレキシブルフラットケーブル173の他端側に接続されたリード線は、筐体171から延出され、ECU(図示せず)等に接続される。すなわち、スパイラルケーブル17は、モータ14などが車体に対して回転した場合であってもモータ14などへ電力及び信号の供給を可能とするためのケーブルである。
(2.5) Spiral cable 17
The spiral cable 17 includes a housing 171, an inner cylinder 172, and a flexible flat cable 173. The housing 171 has a substantially cylindrical shape and is fixed to a vehicle body (not shown). The inner cylinder 172 is fixed to the outer peripheral side of the first housing 11 and is disposed inside the housing 171 so as to be relatively rotatable with respect to the housing 171. The flexible flat cable 173 has a plurality of lead wires covered with insulation, and is disposed between the housing 171 and the inner cylinder 172. One end of the flexible flat cable 173 is connected to the inner cylinder 172. The lead wire connected to one end of the flexible flat cable 173 extends from the inner cylinder 172 and is connected to the winding 142a of the stator 142 of the motor 14, the angle sensor 16, and the like. The flexible flat cable 173 has the other end connected to the housing 171. And the lead wire connected to the other end side of the flexible flat cable 173 is extended from the housing 171 and connected to an ECU (not shown) or the like. That is, the spiral cable 17 is a cable for enabling power and signals to be supplied to the motor 14 and the like even when the motor 14 and the like rotate with respect to the vehicle body.

(2.6)ゴムカップリング18
ゴムカップリング18は、ゴム製からなり、径方向断面形状が略十字型からなるリング状に形成されている。このゴムカップリング18は、内周側がモータ軸本体143aのロアステアリングシャフト4側の端部に圧入嵌合し、外周側が後述する減速機19の傾斜軸193の内周側に圧入嵌合している。すなわち、ゴムカップリング18は、モータ軸本体143aと傾斜軸193との径方向のガタをなくすように、かつ、一体的に回転可能に係合させている。
(2.6) Rubber coupling 18
The rubber coupling 18 is made of rubber, and is formed in a ring shape having a substantially cross-shaped radial cross section. The rubber coupling 18 is press-fitted to the end of the motor shaft main body 143a on the lower steering shaft 4 side, and the outer peripheral side is press-fitted to the inner periphery of an inclined shaft 193 of a speed reducer 19 described later. Yes. That is, the rubber coupling 18 is engaged with the motor shaft main body 143a and the inclined shaft 193 so as to eliminate the radial play and to be integrally rotatable.

(2.7)減速機19
減速機19は、いわゆるコリオリ運動歯車機構を利用している。以下に、減速機19の概略構成及び詳細構成について説明した後に、減速機19の動作について説明する。なお、本実施例における減速機19の減速機構は、例えば、特開平11−315892号公報などに記載されているいわゆるコリオリ運動歯車機構からなる減速機と実質的にほぼ同一原理を利用している。
(2.7) Reducer 19
The reducer 19 uses a so-called Coriolis movement gear mechanism. Below, after demonstrating the schematic structure and detailed structure of the reduction gear 19, operation | movement of the reduction gear 19 is demonstrated. Note that the speed reduction mechanism of the speed reducer 19 in this embodiment uses substantially the same principle as that of a speed reducer composed of a so-called Coriolis motion gear mechanism described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 11-315892. .

(a)減速機19の概略構成
減速機19は、第2ハウジング12内のうちモータ14のロアステアリングシャフト4側に配置されている。そして、減速機19は、一方側がモータ軸143に連結され、他方側がロアステアリングシャフト4に連結されている。そして、減速機19は、入力されるモータ軸143の回転角(モータ回転角)を低減させた転舵角をロアステアリングシャフト4に出力している。
(A) Schematic Configuration of Reducer 19 The reducer 19 is disposed in the second housing 12 on the lower steering shaft 4 side of the motor 14. The speed reducer 19 has one side connected to the motor shaft 143 and the other side connected to the lower steering shaft 4. The speed reducer 19 outputs to the lower steering shaft 4 a turning angle obtained by reducing the input rotation angle (motor rotation angle) of the motor shaft 143.

この減速機19は、第2ハウジング12に固定された第1歯車191と、ロアステアリングシャフト4に回転拘束するように係合された第4歯車192と、モータ軸143に一体的に連結された傾斜軸193と、第1歯車191及び第4歯車192に噛合可能な歯車を有し、傾斜軸193の傾斜外周面(傾斜面)を相対回転可能に配置された揺動歯車194と、第3ハウジング13に対して第4歯車192を揺動歯車194側へ押圧する軸方向押圧スプリング(軸方向力付与部材、押圧部材)195とから構成される。   The speed reducer 19 is integrally connected to a first gear 191 fixed to the second housing 12, a fourth gear 192 engaged so as to rotationally restrain the lower steering shaft 4, and a motor shaft 143. An oscillating gear 194 having an inclined shaft 193 and a gear that can mesh with the first gear 191 and the fourth gear 192, and an inclined outer peripheral surface (inclined surface) of the inclined shaft 193 disposed so as to be relatively rotatable, An axial pressing spring (axial force applying member, pressing member) 195 that presses the fourth gear 192 against the housing 13 toward the swinging gear 194 is configured.

(b)減速機19の詳細構成
次に、減速機19を構成する各部について図2〜図4を参照して詳細に説明する。なお、図3は、第4歯車192の軸方向断面図を示す。図4は、傾斜軸193の軸方向断面図を示す。
(B) Detailed structure of the reduction gear 19 Next, each part which comprises the reduction gear 19 is demonstrated in detail with reference to FIGS. FIG. 3 shows an axial sectional view of the fourth gear 192. FIG. 4 shows an axial sectional view of the tilt shaft 193.

(b1)第1歯車191
第1歯車191は、第1歯車本体191aと、複数の第1コロ歯車(第1歯)191bとから構成される。第1歯車本体191aは、中央に軸孔が形成された略円盤状からなり、一方端面(図2の右側面)に径方向溝(図示せず)がn1個形成されている。そして、この第1歯車本体191aは、径方向溝がロアステアリングシャフト4側を向くように、第2ハウジング12の内周側のうちのモータ14側に固定されている。また、第1歯車本体191aの内周面には、後述する傾斜軸193の外周面に支持された深溝玉軸受の外輪が嵌合されている。第1コロ歯車191bは、第1歯車本体191aの径方向溝に径方向回りに回転可能に支持されている。つまり、第1歯車191は、歯数n1のコロ歯車を形成する歯車である。
(B1) First gear 191
The first gear 191 includes a first gear main body 191a and a plurality of first roller gears (first teeth) 191b. The first gear main body 191a has a substantially disk shape with a shaft hole formed at the center, and n1 radial grooves (not shown) are formed on one end surface (the right side surface in FIG. 2). The first gear body 191a is fixed to the motor 14 side of the inner peripheral side of the second housing 12 so that the radial groove faces the lower steering shaft 4 side. Further, an outer ring of a deep groove ball bearing supported by an outer peripheral surface of an inclined shaft 193 described later is fitted to the inner peripheral surface of the first gear main body 191a. The first roller gear 191b is supported in the radial groove of the first gear main body 191a so as to be rotatable about the radial direction. That is, the first gear 191 is a gear that forms a roller gear having n1 teeth.

(b2)第4歯車192
第4歯車192については、図2及び図3を参照して説明する。第4歯車192は、全体としては、中央に軸孔が形成された略円盤状からなる。詳細には、第4歯車192は、ロアシャフト係合部192aと、内径支持部192bと、アンギュラ玉軸受当たり部192cと、第4コロ歯車(第4歯)192dとから構成される。ロアシャフト係合部192aは、中心に軸孔が形成された円盤状からなる。このロアシャフト係合部192aは、具体的には、ロアステアリングシャフト4の上端側外周に形成された外周スプラインに係合可能な内周スプライン192eが形成されている。さらに、ロアシャフト係合部192aの外周面には、第2ハウジング12の内周面に支持されたアンギュラ玉軸受の内輪が嵌合されている。なお、第2ハウジング12の内周面に支持されたアンギュラ玉軸受は、接触角(玉中心から軸心に向かう方向ベクトルに対する玉中心からローラと内輪とが接触する位置に向かう方向ベクトルへのなす角度)がアッパステアリングシャフト2側へ90度未満の所定角度となるように配置されている。
(B2) Fourth gear 192
The fourth gear 192 will be described with reference to FIGS. As a whole, the fourth gear 192 has a substantially disk shape with a shaft hole formed in the center. Specifically, the fourth gear 192 includes a lower shaft engaging portion 192a, an inner diameter support portion 192b, an angular ball bearing contact portion 192c, and a fourth roller gear (fourth tooth) 192d. The lower shaft engaging portion 192a has a disk shape with a shaft hole formed in the center. Specifically, the lower shaft engaging portion 192 a is formed with an inner peripheral spline 192 e that can be engaged with an outer peripheral spline formed on the outer periphery on the upper end side of the lower steering shaft 4. Further, an inner ring of an angular ball bearing supported on the inner peripheral surface of the second housing 12 is fitted to the outer peripheral surface of the lower shaft engaging portion 192a. The angular ball bearing supported on the inner peripheral surface of the second housing 12 has a contact angle (from the ball center to the direction vector from the ball center to the axial center to the direction vector toward the position where the roller and the inner ring contact. (Angle) is arranged at a predetermined angle of less than 90 degrees on the upper steering shaft 2 side.

内径支持部192bは、中央に軸孔が形成された略円盤状からなる。この内径支持部192bは、ロアシャフト係合部192aの内径よりも大きな内径からなり、ロアシャフト係合部192aの外径よりも大きく第2ハウジング12の内径よりも僅かに小さな外径からなる。そして、この内径支持部192bは、ロアシャフト係合部192aのアッパステアリングシャフト2側の端面外周側に一体的に結合されている。さらに、内径支持部192bは、一方端面(図2及び図3の左側面)に径方向溝(図示せず)がn4個形成されている。また、内径支持部192bの内周面には、後述する傾斜部193の外周面に支持された深溝玉軸受の外輪が嵌合されている。   The inner diameter support portion 192b has a substantially disk shape with a shaft hole formed in the center. The inner diameter support portion 192b has an inner diameter larger than the inner diameter of the lower shaft engaging portion 192a, and has an outer diameter larger than the outer diameter of the lower shaft engaging portion 192a and slightly smaller than the inner diameter of the second housing 12. The inner diameter support portion 192b is integrally coupled to the outer peripheral side of the end surface of the lower shaft engagement portion 192a on the upper steering shaft 2 side. Further, the inner diameter support portion 192b has n4 radial grooves (not shown) formed on one end surface (the left side surface in FIGS. 2 and 3). Further, an outer ring of a deep groove ball bearing supported on an outer peripheral surface of an inclined portion 193 described later is fitted to the inner peripheral surface of the inner diameter support portion 192b.

アンギュラ玉軸受当たり部192cは、ロアシャフト係合部192aの外周側であって、内径支持部192bのロアステアリングシャフト4側の端面に、第2ハウジング12の内周面に支持されたアンギュラ玉軸受の内輪の端面が当接している。第4コロ歯車192dは、内径支持部192bの径方向溝に径方向回りに回転可能に支持されている。   The angular ball bearing contact portion 192c is an angular ball bearing supported on the inner peripheral surface of the second housing 12 on the outer peripheral side of the lower shaft engaging portion 192a and on the end surface of the inner diameter support portion 192b on the lower steering shaft 4 side. The end face of the inner ring is in contact. The fourth roller gear 192d is supported rotatably in the radial direction in the radial groove of the inner diameter support portion 192b.

つまり、第4歯車192は、歯数n4のコロ歯車を形成する歯車である。さらに、第4歯車192は、第4コロ歯車192dがアッパステアリングシャフト2側を向くように、ロアステアリングシャフト4に回転拘束されるように固定されている。つまり、第4歯車192の第4コロ歯車192dが第1歯車191の第1コロ歯車191bが対向するように、第4歯車192が配置されている。   That is, the fourth gear 192 is a gear that forms a roller gear having n4 teeth. Further, the fourth gear 192 is fixed so as to be rotationally restrained by the lower steering shaft 4 so that the fourth roller gear 192d faces the upper steering shaft 2 side. That is, the fourth gear 192 is arranged so that the fourth roller gear 192d of the fourth gear 192 faces the first roller gear 191b of the first gear 191.

(b3)傾斜軸193
傾斜軸193については、図2及び図4を参照して説明する。傾斜軸193は、全体としては、中央に軸孔が形成された略円筒形状からなる。詳細には、傾斜軸193は、モータ連結部193aと、揺動歯車支持部193bと、第4歯車支持部193cとから構成される。
(B3) Inclined shaft 193
The tilt axis 193 will be described with reference to FIGS. The inclined shaft 193 generally has a substantially cylindrical shape with a shaft hole formed at the center. Specifically, the inclined shaft 193 includes a motor connecting portion 193a, a swinging gear support portion 193b, and a fourth gear support portion 193c.

モータ連結部193aは、中央にゴムカップリング18が圧入嵌合可能な十字孔193dが形成された略円盤状からなる。すなわち、モータ連結部193aは、ゴムカップリング18を介して、モータ軸143の回転が伝達される。そして、このモータ連結部193aの外周面には、第1歯車191の内周面に支持された深溝玉軸受の内輪が嵌合されている。すなわち、傾斜軸193は、第1歯車191に対して相対回転可能とされている。   The motor connecting portion 193a has a substantially disk shape in which a cross hole 193d into which the rubber coupling 18 can be press-fitted is formed at the center. That is, the rotation of the motor shaft 143 is transmitted to the motor connecting portion 193a via the rubber coupling 18. An inner ring of a deep groove ball bearing supported on the inner peripheral surface of the first gear 191 is fitted to the outer peripheral surface of the motor connecting portion 193a. That is, the inclined shaft 193 is rotatable relative to the first gear 191.

揺動歯車支持部193bは、中央に軸孔が形成された略円盤状からなり、モータ連結部193aのロアステアリングシャフト4側に一体的に結合されている。この揺動歯車支持部193bの外径は、モータ連結部193aの外径よりも大きく、第1歯車本体191aの内径よりも小さく形成されている。さらに、この揺動歯車支持部193bの外周側は、傾斜軸193の回転軸X1に対して所定角度θだけ傾斜した回転軸X2を軸心とする傾斜外周面(傾斜面)193b1が形成されている。なお、この傾斜外周面193b1には、後述する揺動歯車194の内輪が圧入嵌合される。さらに、揺動歯車支持部193bの傾斜外周面193b1のアッパステアリングシャフト2側には、揺動歯車194の内輪の当たり部193b2が外周側に突出形成されている。   The swing gear support portion 193b has a substantially disk shape with a shaft hole formed in the center, and is integrally coupled to the motor steering portion 193a on the lower steering shaft 4 side. The outer diameter of the oscillating gear support 193b is larger than the outer diameter of the motor connecting portion 193a and smaller than the inner diameter of the first gear main body 191a. Further, an inclined outer peripheral surface (inclined surface) 193b1 is formed on the outer peripheral side of the swinging gear support portion 193b with the rotation axis X2 inclined by a predetermined angle θ with respect to the rotation axis X1 of the inclination shaft 193. Yes. An inner ring of a rocking gear 194, which will be described later, is press-fitted to the inclined outer peripheral surface 193b1. Further, a contact portion 193b2 of the inner ring of the swing gear 194 is formed on the outer peripheral side of the inclined outer peripheral surface 193b1 of the swing gear support portion 193b on the upper steering shaft 2 side.

第4歯車支持部193cは、中央に軸孔が形成された略円筒状からなり、揺動歯車支持部193bのロアステアリングシャフト4側に一体的に結合されている。この第4歯車支持部193cの外周面には、第4歯車192の内径支持部192bの内周面に支持された深溝玉軸受の内輪が嵌合される。すなわち、傾斜軸193は、第4歯車192に対して相対的に回転可能とされている。   The fourth gear support portion 193c has a substantially cylindrical shape with a shaft hole formed in the center, and is integrally coupled to the swinging gear support portion 193b on the lower steering shaft 4 side. An inner ring of a deep groove ball bearing supported on the inner peripheral surface of the inner diameter support portion 192b of the fourth gear 192 is fitted to the outer peripheral surface of the fourth gear support portion 193c. That is, the inclined shaft 193 is rotatable relative to the fourth gear 192.

(b4)揺動歯車194
揺動歯車194については図2を参照して説明する。揺動歯車194は、内輪部194aと、複数のローラ194bと、外輪歯車部194cとから構成される。内輪部194aは、略円筒形状からなり、内周側が傾斜軸193の揺動歯車支持部193bの傾斜外周面193b1に圧入嵌合される。さらに、内輪部194aのアッパステアリングシャフト2側の端面は、傾斜軸193の揺動歯車支持部193bの当たり部193b2に当接している。さらに、内輪部194aの外周面には、略円弧形状の周方向溝(図示せず)が形成されている。
(B4) Oscillating gear 194
The swing gear 194 will be described with reference to FIG. The swing gear 194 includes an inner ring portion 194a, a plurality of rollers 194b, and an outer ring gear portion 194c. The inner ring portion 194a has a substantially cylindrical shape, and the inner peripheral side is press-fitted to the inclined outer peripheral surface 193b1 of the swinging gear support portion 193b of the inclined shaft 193. Further, the end surface of the inner ring portion 194a on the upper steering shaft 2 side is in contact with a contact portion 193b2 of the swinging gear support portion 193b of the inclined shaft 193. Furthermore, a substantially arc-shaped circumferential groove (not shown) is formed on the outer peripheral surface of the inner ring portion 194a.

ローラ194bは、球状からなり、内輪部194aの周方向溝に転動可能に配置されている。外輪歯車部(第2歯車、第3歯車)194cは、略円筒形状からなり、内周面にはローラ194bが転動可能な略円弧形状の周方向溝(図示せず)が形成されている。そして、この外輪歯車部194cは、内輪部194aの外周側にローラ194bを介して配置されている。すなわち、外輪歯車部194cは、内輪部194aに対して回転軸X2(図4に示す)回りに回転可能とされている。   The roller 194b has a spherical shape, and is disposed so as to be able to roll in the circumferential groove of the inner ring portion 194a. The outer ring gear portion (second gear, third gear) 194c has a substantially cylindrical shape, and a substantially arc-shaped circumferential groove (not shown) in which the roller 194b can roll is formed on the inner peripheral surface. . And this outer ring | wheel gear part 194c is arrange | positioned through the roller 194b on the outer peripheral side of the inner ring part 194a. That is, the outer ring gear portion 194c is rotatable about the rotation axis X2 (shown in FIG. 4) with respect to the inner ring portion 194a.

さらに、外輪歯車部194cの両端面には、歯車が形成されている。具体的には、外輪歯車部194cのアッパステアリングシャフト2側の端面には、歯数n2の第2歯車(第2歯)が形成されている。この第2歯車の一部分(図2の上方側部分)は、第1歯車191の第1コロ歯車191bに噛合可能とされている。また、外輪歯車部194cのロアステアリングシャフト4側の端面には、歯数n3の第3歯車(第3歯)が形成されている。この第3歯車の一部分(図2の下方側部分)は、第4歯車192の第4コロ歯車192dに噛合可能とされている。   Further, gears are formed on both end faces of the outer ring gear portion 194c. Specifically, a second gear (second tooth) having n2 teeth is formed on the end surface of the outer ring gear portion 194c on the upper steering shaft 2 side. A part of the second gear (upper side portion in FIG. 2) can mesh with the first roller gear 191 b of the first gear 191. A third gear (third tooth) having n3 teeth is formed on the end surface of the outer ring gear portion 194c on the lower steering shaft 4 side. A part of the third gear (the lower side portion in FIG. 2) can mesh with the fourth roller gear 192 d of the fourth gear 192.

(b5)軸方向押圧スプリング195
軸方向押圧スプリング195は、第2ハウジング12の内径より僅かに小さな外径からなり、第2ハウジング12の内周面に支持されたアンギュラ玉軸受の内輪よりも大きな内径からなる皿バネからなる。そして、この軸方向押圧スプリング195は、軸方向一端側が第3ハウジング13のアッパステアリングシャフト2側の端面の最外側に当接し、軸方向他端側が第2ハウジング12の内周面に支持されたアンギュラ玉軸受の外輪のロアステアリングシャフト4側に当接している。すなわち、軸方向押圧スプリング195は、第3ハウジング13に対してアンギュラ玉軸受の外輪をアッパステアリングシャフト2側へ押圧している。その結果、アンギュラ玉軸受の内輪がアッパステアリングシャフト2側へ押圧される。さらに、アンギュラ玉軸受の内輪は、第4歯車192のアンギュラ玉軸受当たり部192cに当接しているため、第4歯車192をアッパステアリングシャフト2側へ押圧する。つまり、軸方向押圧スプリング195は、第3ハウジング13に対して第4歯車192をアッパステアリングシャフト2側、すなわち、揺動歯車194側へ押圧している。
(B5) Axial pressing spring 195
The axial pressing spring 195 has a disc spring having an outer diameter slightly smaller than the inner diameter of the second housing 12 and an inner diameter larger than the inner ring of the angular ball bearing supported on the inner peripheral surface of the second housing 12. The axial pressing spring 195 has one axial end abutting against the outermost end surface of the third housing 13 on the upper steering shaft 2 side, and the other axial end is supported by the inner peripheral surface of the second housing 12. The outer ring of the angular ball bearing is in contact with the lower steering shaft 4 side. That is, the axial pressing spring 195 presses the outer ring of the angular ball bearing against the third housing 13 toward the upper steering shaft 2 side. As a result, the inner ring of the angular ball bearing is pressed toward the upper steering shaft 2 side. Furthermore, since the inner ring of the angular ball bearing is in contact with the angular ball bearing contact portion 192c of the fourth gear 192, the fourth gear 192 is pressed toward the upper steering shaft 2. That is, the axial pressing spring 195 presses the fourth gear 192 against the third housing 13 toward the upper steering shaft 2 side, that is, the swinging gear 194 side.

(b6)第1歯車191、第4歯車192、及び、揺動歯車194の位置関係
ここで、第1歯車191、第4歯車192、及び、揺動歯車194の位置関係について、図5を参照してさらに詳述する。図5は、第1歯車191、第4歯車192、及び、揺動歯車194の位置関係について説明する図であり、図2の軸方向断面図に相当する図である。
(B6) Positional relationship between the first gear 191, the fourth gear 192, and the rocking gear 194 Here, with respect to the positional relationship between the first gear 191, the fourth gear 192, and the rocking gear 194, refer to FIG. Further details will be described. FIG. 5 is a view for explaining the positional relationship between the first gear 191, the fourth gear 192, and the swing gear 194, and corresponds to the axial sectional view of FIG. 2.

図5に示すように、第1歯車191の第1コロ歯車191bのピッチ円及び揺動歯車194の第2歯車のピッチ円を通る第1球面(第1共通球面)の中心はO1となる。さらに、第4歯車192の第4コロ歯車192dのピッチ円及び揺動歯車194の第3歯車のピッチ円を通る第2球面(第2共通球面)の中心もO1となる。つまり、第1球面の中心と第2球面の中心とが一致するように、第1歯車191、第4歯車192、及び、揺動歯車194が形成かつ配置される。   As shown in FIG. 5, the center of the first spherical surface (first common spherical surface) passing through the pitch circle of the first roller gear 191b of the first gear 191 and the pitch circle of the second gear of the rocking gear 194 is O1. Further, the center of the second spherical surface (second common spherical surface) passing through the pitch circle of the fourth roller gear 192d of the fourth gear 192 and the pitch circle of the third gear of the rocking gear 194 is also O1. That is, the first gear 191, the fourth gear 192, and the swing gear 194 are formed and arranged so that the center of the first spherical surface coincides with the center of the second spherical surface.

(c)減速機19の動作
次に、上述した構成からなる減速機19の動作について説明する。ここで、減速機19の動作の説明の容易化のために、各ハウジング11〜13が固定され、モータ軸143がハウジング11〜13に対して回転する場合について説明する。
(C) Operation of Reducer 19 Next, the operation of the reducer 19 having the above-described configuration will be described. Here, in order to facilitate the description of the operation of the speed reducer 19, a case will be described in which the housings 11 to 13 are fixed and the motor shaft 143 rotates with respect to the housings 11 to 13.

まず、減速機19には、ハウジング11〜13に対して回転するモータ軸143の回転が入力される。ハウジング11〜13に対してモータ軸143が回転すると、モータ軸143に一体的に連結された傾斜軸193が一体的に回転する。このとき、傾斜軸193の揺動歯車支持部193bは、首を振るような動作をする。ここで、第1歯車191は第2ハウジング12に固定されているので、傾斜軸193は第2ハウジング12に対して回転することになる。   First, the rotation of the motor shaft 143 that rotates relative to the housings 11 to 13 is input to the speed reducer 19. When the motor shaft 143 rotates with respect to the housings 11 to 13, the inclined shaft 193 integrally connected to the motor shaft 143 rotates integrally. At this time, the swinging gear support portion 193b of the tilt shaft 193 operates to swing the neck. Here, since the first gear 191 is fixed to the second housing 12, the inclined shaft 193 rotates with respect to the second housing 12.

そして、傾斜軸193が回転することにより揺動歯車支持部193bが首を振るような動作をすると、揺動歯車支持部193bの傾斜外周面193b1に回転可能に支持されている揺動歯車194の外輪歯車部194cが、あたかも停止寸前のこまのように首振り運動をする。この揺動歯車194の外輪歯車部194cの動作をコリオリ運動という。   When the swinging gear support portion 193b swings its head by the rotation of the tilt shaft 193, the swinging gear 194 is rotatably supported on the tilted outer peripheral surface 193b1 of the swinging gear support portion 193b. The outer ring gear portion 194c swings as if it is just before the stop. The operation of the outer ring gear portion 194c of the swing gear 194 is called Coriolis motion.

そして、揺動歯車194の外輪歯車部194cがコリオリ運動をすることにより、揺動歯車194の第2歯車を第1コロ歯車191bに、かつ、揺動歯車194の第3歯車を第4コロ歯車192dにそれぞれ噛合わせていく。そうすると、第1コロ歯車191bの歯数n1と揺動歯車194の外輪歯車部194cの第2歯車の歯数n2との歯数差に相当する分だけ、第1歯車191に対して揺動歯車194の外輪歯車部194cが回転する。さらに、第4コロ歯車194dの歯数n4と揺動歯車194の外輪歯車部194cの第3歯車の歯数n3との歯数差に相当する分だけ、揺動歯車194の外輪歯車部194cに対して第4歯車192が回転する。   Then, when the outer ring gear portion 194c of the swing gear 194 performs Coriolis motion, the second gear of the swing gear 194 is changed to the first roller gear 191b, and the third gear of the swing gear 194 is changed to the fourth roller gear. 192d is meshed with each other. Then, the first gear 191 is swung with respect to the first gear 191 by an amount corresponding to the tooth number difference between the number n1 of the first roller gear 191b and the number n2 of the second gear of the outer gear 194c of the rocking gear 194. The outer ring gear portion 194c of 194 rotates. Further, the outer ring gear portion 194c of the oscillating gear 194 corresponds to the difference between the number of teeth n4 of the fourth roller gear 194d and the number of teeth n3 of the third gear of the outer ring gear portion 194c of the oscillating gear 194. In contrast, the fourth gear 192 rotates.

例えば、第1歯車191の歯数n1を100、揺動歯車194の外輪歯車部194cの第2歯車の歯数n2を101とした場合であって、モータ軸143が正方向に1回転した場合には、揺動歯車194の外輪歯車部194cはモータ軸143に対して1/100だけ正回転する。また、第1歯車191の歯数n1を100、揺動歯車194の外輪歯車部194cの第2歯車の歯数n2を99とした場合であって、モータ軸143が正方向に1回転した場合には、揺動歯車194の外輪歯車部194cはモータ軸143に対して1/100だけ逆回転する。   For example, when the number of teeth n1 of the first gear 191 is 100, the number of teeth n2 of the second gear of the outer ring gear portion 194c of the swing gear 194 is 101, and the motor shaft 143 rotates once in the forward direction. The outer ring gear portion 194 c of the swing gear 194 rotates forward by 1/100 with respect to the motor shaft 143. Further, when the number of teeth n1 of the first gear 191 is 100 and the number of teeth n2 of the second gear of the outer ring gear portion 194c of the swing gear 194 is 99, and the motor shaft 143 makes one rotation in the forward direction. In this case, the outer ring gear portion 194 c of the swing gear 194 rotates reversely by 1/100 with respect to the motor shaft 143.

また、例えば、揺動歯車194の外輪歯車部194cの第3歯車の歯数n3を100、第4歯車192の歯数n4を101とした場合であって、モータ軸143が正方向に1回転した場合には、第4歯車192はモータ軸143に対して1/100だけ正回転する。また、揺動歯車194の外輪歯車部194cの第3歯車の歯数n3を100、第4歯車192の歯数n4を99とした場合であって、モータ軸143が正方向に1回転した場合には、第4歯車192はモータ軸143に対して1/100だけ逆回転する。   Further, for example, when the number of teeth n3 of the third gear of the outer ring gear portion 194c of the swinging gear 194 is 100 and the number of teeth n4 of the fourth gear 192 is 101, the motor shaft 143 rotates once in the forward direction. In this case, the fourth gear 192 rotates forward by 1/100 with respect to the motor shaft 143. Further, when the number of teeth n3 of the third gear of the outer ring gear portion 194c of the swinging gear 194 is 100 and the number of teeth n4 of the fourth gear 192 is 99, and the motor shaft 143 rotates once in the forward direction. The fourth gear 192 rotates reversely by 1/100 with respect to the motor shaft 143.

つまり、モータ軸143が1回転した場合にロアステアリングシャフト4の回転数である減速比Rは、数1のようになる。つまり、例えば、各歯数が100歯程度の場合には、約2%の減速比となる。   That is, when the motor shaft 143 makes one rotation, the reduction ratio R, which is the number of rotations of the lower steering shaft 4, is expressed by the following equation (1). That is, for example, when the number of teeth is about 100, the reduction ratio is about 2%.

Figure 2006082718
Figure 2006082718

なお、軸方向押圧スプリング195により、第3ハウジング13に対して第4歯車192が揺動歯車194側へ押圧されているので、第1歯車191と揺動歯車194の外輪歯車部194cの第2歯車との噛み合い、及び、第4歯車192と揺動歯車194の外輪歯車部194cの第2歯車との噛み合いが非常に良好にすることができる。つまり、軸方向押圧スプリング195により軸方向のガタを小さくすることができる。その結果、歯車の噛合いガタによる騒音や振動を大きく低減することができる。   Since the fourth gear 192 is pressed against the third housing 13 by the axial pressing spring 195 toward the swing gear 194, the second gear 194c of the outer ring gear portion 194c of the first gear 191 and the swing gear 194 is used. The meshing with the gear and the meshing with the second gear of the outer ring gear portion 194c of the fourth gear 192 and the swing gear 194 can be made very good. That is, the axial play can be reduced by the axial pressing spring 195. As a result, it is possible to greatly reduce the noise and vibration caused by the gear backlash.

(3)その他
上記実施例においては、軸方向押圧スプリング195は、第3ハウジング13に対してアンギュラ玉軸受の外輪をアッパステアリングシャフト2側に押圧するように配置したが、これに限られるものではない。例えば、軸方向押圧スプリング195は、第3ハウジング13と第4歯車192との軸方向間に配置し、第3ハウジング13に対して直接的に第4歯車192を揺動歯車194側へ押圧するようにしてもよい。また、軸方向押圧スプリング195は、ロアステアリングシャフト4と第4歯車192との軸方向間に配置し、ロアステアリングシャフト4に対して第4歯車192を直接的に押圧するようにしてもよい。また、軸方向押圧スプリング195は、第2ハウジング12と第1歯車191との軸方向間に配置し、第2ハウジング12に対して第1歯車191を揺動歯車194側へ押圧するようにしてもよい。
(3) Others In the above embodiment, the axial pressing spring 195 is disposed so as to press the outer ring of the angular ball bearing against the third housing 13 toward the upper steering shaft 2 side, but is not limited thereto. Absent. For example, the axial pressure spring 195 is disposed between the third housing 13 and the fourth gear 192 in the axial direction, and directly presses the fourth gear 192 toward the swing gear 194 against the third housing 13. You may do it. The axial direction pressing spring 195 may be disposed between the lower steering shaft 4 and the fourth gear 192 in the axial direction so as to directly press the fourth gear 192 against the lower steering shaft 4. Further, the axial direction pressing spring 195 is disposed between the second housing 12 and the first gear 191 so as to press the first gear 191 against the second housing 12 toward the swinging gear 194 side. Also good.

また、軸方向力付与部材として軸方向押圧スプリング195を用いるのではなく、第3ハウジング13そのものを軸方向力付与部材とすることもできる。具体的には、第3ハウジング13のアッパステアリングシャフト2側の端面をアンギュラ玉軸受の外輪のロアステアリングシャフト4側の端面を揺動歯車194側に押圧するようにしてもよい。また、第3ハウジング13のアッパステアリングシャフト2側の端面を第4歯車192のロアステアリングシャフト4側の端面に直接的に揺動歯車194側に押圧するようにしてもよい。   Further, instead of using the axial pressing spring 195 as the axial force applying member, the third housing 13 itself can be used as the axial force applying member. Specifically, the end surface on the upper steering shaft 2 side of the third housing 13 may be pressed against the end surface on the lower steering shaft 4 side of the outer ring of the angular ball bearing toward the swing gear 194 side. Alternatively, the end surface of the third housing 13 on the upper steering shaft 2 side may be pressed directly against the end surface of the fourth gear 192 on the lower steering shaft 4 side toward the swing gear 194 side.

また、第3ハウジング13の内周面と第4歯車192の外周面との間には、アンギュラ玉軸受を配置したが、これに限られるものではない。この軸受は、軸方向加重を負荷可能な軸受であればよい。   Further, although the angular ball bearing is disposed between the inner peripheral surface of the third housing 13 and the outer peripheral surface of the fourth gear 192, the present invention is not limited to this. The bearing may be any bearing that can be loaded with an axial load.

車両用動力操舵装置の全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the power steering device for vehicles. 舵角比可変ユニット3の軸方向断面図を示す。An axial sectional view of the steering angle ratio variable unit 3 is shown. 第4歯車192の軸方向断面図を示す。An axial sectional view of the fourth gear 192 is shown. 傾斜軸193の軸方向断面図を示す。An axial sectional view of the inclined shaft 193 is shown. 第1歯車191、第4歯車192、及び、揺動歯車194の位置関係について説明する図である。It is a figure explaining the positional relationship of the 1st gearwheel 191, the 4th gearwheel 192, and the rocking | fluctuation gearwheel 194. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1:ステアリングホイール、 2:アッパステアリングシャフト、 3:舵角比可変ユニット、 4:ロアステアリングシャフト、 5:電動パワーステアリング装置、 11:第1ハウジング、 12:第2ハウジング、 13:第3ハウジング、 14:モータ(舵角比可変モータ)、 15:ロック装置、 16:角度センサ、 17:スパイラルケーブル、 18:ゴムカップリング、 19:減速機、 141:モータハウジング、 142:ステータ、 143:モータ軸(モータ出力軸)、 151:ロックホルダ、 152:ロックレバー、 171:筐体、 172:内筒、 173:フレキシブルフラットケーブル、 191:第1歯車、 192:第4歯車、 193:傾斜軸、 194:揺動歯車、 195:軸方向押圧スプリング(軸方向力付与部材、押圧部材) 1: Steering wheel, 2: Upper steering shaft, 3: Steering angle ratio variable unit, 4: Lower steering shaft, 5: Electric power steering device, 11: First housing, 12: Second housing, 13: Third housing, 14: Motor (steering angle ratio variable motor), 15: Locking device, 16: Angle sensor, 17: Spiral cable, 18: Rubber coupling, 19: Reducer, 141: Motor housing, 142: Stator, 143: Motor shaft (Motor output shaft), 151: lock holder, 152: lock lever, 171: housing, 172: inner cylinder, 173: flexible flat cable, 191: first gear, 192: fourth gear, 193: inclined shaft, 194 : Oscillating gear, 195: Axial pressing spring ( (Axial force applying member, pressing member)

Claims (7)

ステアリングホイールに連結され前記ステアリングホイールの操舵角を伝達するアッパステアリングシャフトと、
前記アッパステアリングシャフトと略同軸上に配置され前記アッパステアリングシャフトに対してモータ出力軸を相対回転可能な舵角比可変モータと、
前記モータ出力軸に連結され前記モータ出力軸のモータ回転角を低減した転舵角を出力する減速機と、
前記減速機から出力される前記転舵角を転舵輪側に伝達するロアステアリングシャフトと、
を備え、
前記操舵角に対する前記転舵角の舵角比を可変する舵角比可変操舵装置において、
前記減速機は、
前記アッパステアリングシャフトに回転拘束され端面に歯数n1の第1歯が形成された第1歯車と、
前記ロアステアリングシャフトに回転拘束され前記第1歯車の前記端面に対向する端面に歯数n4の第4歯が形成された第4歯車と、
前記モータ出力軸に固定され前記モータ出力軸の回転軸に対して所定角度傾斜した傾斜回転軸を軸心とする傾斜面が外周側に形成された傾斜軸と、
前記第1歯車と前記第4歯車との間であって前記傾斜面に回転可能に軸支され、前記第1歯車に噛合し歯数n2の第2歯が端面に形成された第2歯車と前記第4歯車に噛合し歯数n3の第3歯が端面に形成された第3歯車を有し、前記第1歯車及び前記第2歯車の各ピッチ円を通る第1共通球面の中心点と前記第3歯車及び前記第4歯車の各ピッチ円を通る第2共通球面の中心点とが一致する揺動歯車と、
を備えることを特徴とする舵角比可変操舵装置。
An upper steering shaft connected to the steering wheel and transmitting a steering angle of the steering wheel;
A rudder angle ratio variable motor that is arranged substantially coaxially with the upper steering shaft and capable of rotating a motor output shaft relative to the upper steering shaft;
A speed reducer connected to the motor output shaft and outputting a turning angle with a reduced motor rotation angle of the motor output shaft;
A lower steering shaft that transmits the steered angle output from the speed reducer to the steered wheels;
With
In the steering angle ratio variable steering device that varies the steering angle ratio of the steering angle to the steering angle,
The speed reducer is
A first gear that is rotationally restrained by the upper steering shaft and has first teeth with n1 teeth formed on the end face;
A fourth gear having rotation-constrained rotation on the lower steering shaft and having fourth teeth with a number of teeth n4 formed on an end surface facing the end surface of the first gear;
An inclined shaft formed on an outer peripheral side with an inclined surface fixed to the motor output shaft and having an inclined rotation shaft that is inclined at a predetermined angle with respect to the rotation shaft of the motor output shaft;
A second gear between the first gear and the fourth gear, rotatably supported on the inclined surface, meshed with the first gear and having second teeth of n2 on the end face; A third gear that meshes with the fourth gear and has third teeth with n3 teeth formed on the end face; a center point of a first common spherical surface that passes through each pitch circle of the first gear and the second gear; A swing gear in which the center point of the second common spherical surface passing through each pitch circle of the third gear and the fourth gear coincides;
A steering angle ratio variable steering apparatus comprising:
さらに、前記アッパステアリングシャフト又は前記ロアステアリングシャフト若しくは前記アッパステアリングシャフト又は前記ロアステアリングシャフトに固定的に配置されたハウジングに対して少なくとも前記第1歯車及び前記第4歯車の一方に前記揺動歯車側への軸方向力を付与する軸方向力付与部材を備えることを特徴とする請求項1記載の舵角比可変操舵装置。   Furthermore, at least one of the first gear and the fourth gear with respect to the upper steering shaft, the lower steering shaft, the upper steering shaft, or the housing fixedly disposed on the lower steering shaft, The steering angle ratio variable steering apparatus according to claim 1, further comprising an axial force applying member that applies an axial force to the wheel. 前記軸方向力付与部材は、軸方向一端側が前記アッパステアリングシャフト又は前記ロアステアリングシャフト若しくは前記ハウジングを押圧し、軸方向他端側が前記第1歯車又は前記第4歯車を押圧するスプリングであることを特徴とする請求項2記載の舵角比可変操舵装置。   The axial force applying member is a spring that presses the upper steering shaft or the lower steering shaft or the housing at one end in the axial direction and presses the first gear or the fourth gear at the other end in the axial direction. The steering angle ratio variable steering apparatus according to claim 2, 前記軸方向力付与部材は、前記アッパステアリングシャフト又は前記ロアステアリングシャフト若しくは前記ハウジングに軸方向移動可能に螺合されると共に、一端側が前記第1歯車又は前記第4歯車を押圧する螺合部材であることを特徴とする請求項2記載の舵角比可変操舵装置。   The axial force applying member is a screwing member that is screwed to the upper steering shaft, the lower steering shaft, or the housing so as to be movable in the axial direction, and that one end side presses the first gear or the fourth gear. The steering angle ratio variable steering apparatus according to claim 2, wherein the steering angle ratio variable steering apparatus is provided. 前記軸方向力付与部材は、
前記アッパステアリングシャフト又は前記アッパステアリングシャフトに固定的に配置された前記ハウジングに固定された外輪及び内輪の何れか一方と前記第4歯車に固定された外輪及び内輪の何れか他方とを有し少なくとも一方向の軸方向荷重を負荷可能な軸受と、
前記アッパステアリングシャフト又は前記ハウジングに対して前記軸受の前記外輪を前記第4歯車側に押圧して前記アッパステアリングシャフト又は前記ハウジングに対して前記第4歯車に前記揺動歯車側への軸方向力を付与する押圧部材と、
を有することを特徴とする請求項2記載の舵角比可変操舵装置。
The axial force applying member is
And at least one of an outer ring and an inner ring fixed to the upper steering shaft or the housing fixedly disposed on the upper steering shaft, and one of an outer ring and an inner ring fixed to the fourth gear. A bearing capable of loading an axial load in one direction;
The outer ring of the bearing is pressed against the fourth gear side against the upper steering shaft or the housing, and the axial force toward the swing gear side against the fourth gear against the upper steering shaft or the housing. A pressing member for providing
The steering angle ratio variable steering apparatus according to claim 2, wherein:
さらに、前記モータ出力軸の外周面に係合すると共に前記傾斜軸の内周面に係合する係合部材を備えることを特徴とする請求項1〜5の何れか一項に記載の舵角比可変操舵装置。   The steering angle according to any one of claims 1 to 5, further comprising an engaging member that engages with an outer peripheral surface of the motor output shaft and engages with an inner peripheral surface of the inclined shaft. Variable ratio steering device. 前記傾斜軸は、前記モータ出力軸に一体形成されることを特徴とする請求項1〜5の何れか一項に記載の舵角比可変操舵装置。   The steering angle ratio variable steering apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the tilt shaft is integrally formed with the motor output shaft.
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