JP2006160042A - 伝達比可変操舵装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】波動歯車減速機のステータ側サーキュラスプラインの回転軸心とドリブン側サーキュラスプラインの回転軸心とが一致しない場合であっても、操舵フィーリングを低下することのない伝達比可変操舵装置を提供する。
【解決手段】波動歯車減速機35は、ウェーブジェネレータ61と、フレクススプライン62と、ステータ側サーキュラスプライン64と、ドリブン側サーキュラスプライン65とを備える。そして、入力軸31の入力軸セレーション31aとステータ側サーキュラスプライン64の入力側アダプタ部材64aの内周セレーションとをガタにする。さらに、入力軸31内に固定的に配置され、入力側アダプタ部材64aの内周セレーションの凹溝を径方向外方に付勢する付勢係合部材36を有する。
【選択図】図3
【解決手段】波動歯車減速機35は、ウェーブジェネレータ61と、フレクススプライン62と、ステータ側サーキュラスプライン64と、ドリブン側サーキュラスプライン65とを備える。そして、入力軸31の入力軸セレーション31aとステータ側サーキュラスプライン64の入力側アダプタ部材64aの内周セレーションとをガタにする。さらに、入力軸31内に固定的に配置され、入力側アダプタ部材64aの内周セレーションの凹溝を径方向外方に付勢する付勢係合部材36を有する。
【選択図】図3
Description
本発明は、伝達比可変操舵装置に関するものである。
伝達比可変操舵装置は、ステアリングホイールの操舵角に対する転舵輪側の転舵角の伝達比を変化することができる。この伝達比可変操舵装置は、伝達比可変モータと減速機とを備えている。そして、この減速機には、例えば、波動歯車減速機が用いられている(例えば、特許文献1の図8参照)。
特開2004−175336号公報
ところで、上記文献の図8に記載された波動歯車減速機において、入力軸280に圧入嵌合などにより連結されているステータ側サーキュラスプライン282、132の回転軸心と出力軸120に圧入嵌合などにより連結されているドリブン側サーキュラスプライン270、272の回転軸心とは、製造上一致しない場合がある。このような場合には、ウェーブジェネレータ131及びフレクススプライン134をステータ側サーキュラスプライン及びドリブン側サーキュラスプラインの内側に挿入できない場合がある。若しくは、挿入できる場合であっても歯車の噛合いが円滑に行われないことにより、伝達比可変モータ150に加わる負荷が大きくなったり、ハンドルトルクが大きくなったりして、操舵フィーリングが低下する場合がある。
本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、ステータ側サーキュラスプラインの回転軸心とドリブン側サーキュラスプラインの回転軸心とが一致しない場合であっても、操舵フィーリングを低下することのない伝達比可変操舵装置を提供することを目的とする。
(1)第1発明
第1発明の伝達比可変操舵装置は、ステアリングホイール側に連結されステアリングホイールの操舵角を伝達する入力軸と、前記入力軸に対してモータ軸を相対回転可能にする伝達比可変モータと、前記モータ軸に連結され前記モータ軸のモータ回転角を減速して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出力軸とを備え、前記操舵角に対する前記転舵角の伝達比を変化させる。
第1発明の伝達比可変操舵装置は、ステアリングホイール側に連結されステアリングホイールの操舵角を伝達する入力軸と、前記入力軸に対してモータ軸を相対回転可能にする伝達比可変モータと、前記モータ軸に連結され前記モータ軸のモータ回転角を減速して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出力軸とを備え、前記操舵角に対する前記転舵角の伝達比を変化させる。
そして、前記減速機は、ウェーブジェネレータと、フレクススプラインと、ステータ側サーキュラスプラインと、ドリブン側サーキュラスプラインと、付勢係合部材と、を有する波動歯車減速機であることを特徴とする。ここで、ウェーブジェネレータは、前記モータ軸と一体回転可能に配置されている。フレクススプラインは、前記ウェーブジェネレータの外周側に配置され、外歯が外周面に形成されている。ステータ側サーキュラスプラインは、前記入力軸に対して回転径方向に間隙を形成して配置され、前記フレクススプラインの前記外歯に噛合する内歯が内周面に形成されている。ドリブン側サーキュラスプラインは、前記出力軸と一体回転可能に配置され、前記フレクススプラインの前記外歯に噛合する内歯が内周面に形成されている。付勢係合部材は、少なくとも前記間隙に配置され、前記入力軸及び前記ステータ側サーキュラスプラインの何れか一方に固定的に支持され、回転径方向に弾性変形可能であり、前記入力軸及び前記ステータ側サーキュラスプラインの何れか他方を回転径方向に付勢して前記入力軸及び前記ステータ側サーキュラスプラインの何れか他方と周方向に係合可能である。
なお、第1発明における前記付勢係合部材は、例えば、入力軸に固定的に取り付けられステータ側サーキュラスプラインを付勢してステータ側サーキュラスプラインに周方向に係合する部材である場合、ステータ側サーキュラスプラインに固定的に取り付けられ入力軸を付勢して入力軸に周方向に係合する部材である場合などがある。そして、前記ステータ側サーキュラスプラインが前記入力軸に対して回転径方向に間隙を形成して配置されるということは、ステータ側サーキュラスプラインと入力軸とがいわゆるガタ嵌合であることを意味する。
また、上記構成に加えて、以下のようにしてもよい。すなわち、前記入力軸又は前記ステータ側サーキュラスプラインは、前記間隙に連通するように回転径方向に径方向孔が形成され、前記付勢係合部材は、前記径方向孔に配置されるようにしてもよい。
また、前記入力軸は、入力軸セレーションが形成され、前記ステータ側サーキュラスプラインは、前記入力軸セレーションに嵌合するステータ側セレーションが形成され、前記付勢係合部材は、前記入力軸セレーション又は前記ステータ側セレーションの凹溝を付勢するようにしてもよい。この場合、入力軸セレーションとステータ側セレーションとは、ガタ嵌合である。
また、前記付勢係合部材は、前記径方向孔の前記間隙側に配置される係合部材と、前記径方向孔に固定的に配置され前記係合部材を前記間隙側へ付勢する付勢部材と、を有するようにしてもよい。また、前記ウェーブジェネレータは、前記モータ軸に対して回転径方向に間隙を形成して配置されるようにしてもよい。つまり、ウェーブジェネレータとモータ軸とは、ガタ嵌合である。
(2)第2発明
第2発明の伝達比可変操舵装置は、基本的には第1発明と同様の伝達比可変操舵装置を前提とし、この第2発明においては、ステータ側サーキュラスプラインは、前記入力軸と一体回転可能に配置され、前記フレクススプラインの前記外歯に噛合する内歯が内周面に形成されている。ドリブン側サーキュラスプラインは、前記出力軸に対して回転径方向に間隙を形成して配置され、前記フレクススプラインの前記外歯に噛合する内歯が内周面に形成されている。付勢係合部材は、少なくとも前記間隙に配置され、前記出力軸及び前記ドリブン側サーキュラスプラインの何れか一方に固定的に支持され、回転径方向に弾性変形可能であり、前記出力軸及び前記ドリブン側サーキュラスプラインの何れか他方を回転径方向に付勢して前記出力軸及び前記ドリブン側サーキュラスプラインの何れか他方と周方向に係合可能である。
第2発明の伝達比可変操舵装置は、基本的には第1発明と同様の伝達比可変操舵装置を前提とし、この第2発明においては、ステータ側サーキュラスプラインは、前記入力軸と一体回転可能に配置され、前記フレクススプラインの前記外歯に噛合する内歯が内周面に形成されている。ドリブン側サーキュラスプラインは、前記出力軸に対して回転径方向に間隙を形成して配置され、前記フレクススプラインの前記外歯に噛合する内歯が内周面に形成されている。付勢係合部材は、少なくとも前記間隙に配置され、前記出力軸及び前記ドリブン側サーキュラスプラインの何れか一方に固定的に支持され、回転径方向に弾性変形可能であり、前記出力軸及び前記ドリブン側サーキュラスプラインの何れか他方を回転径方向に付勢して前記出力軸及び前記ドリブン側サーキュラスプラインの何れか他方と周方向に係合可能である。
なお、第2発明における前記付勢係合部材は、例えば、出力軸に固定的に取り付けられドリブン側サーキュラスプラインを付勢してドリブン側サーキュラスプラインに周方向に係合する部材である場合、ドリブン側サーキュラスプラインに固定的に取り付けられ出力軸を付勢して出力軸に周方向に係合する部材である場合などがある。そして、前記ドリブン側サーキュラスプラインが前記出力軸に対して回転径方向に間隙を形成して配置されるということは、ドリブン側サーキュラスプラインと出力軸とがいわゆるガタ嵌合であることを意味する。
また、上記構成に加えて、以下のようにしてもよい。すなわち、前記出力軸又は前記ドリブン側サーキュラスプラインは、前記間隙に連通するように回転径方向に径方向孔が形成され、前記付勢係合部材は、前記径方向孔に配置されるようにしてもよい。
また、前記出力軸は、出力軸セレーションが形成され、前記ドリブン側サーキュラスプラインは、前記出力軸セレーションに嵌合するドリブン側セレーションが形成され、前記付勢係合部材は、前記出力軸セレーション又は前記ドリブン側セレーションの凹溝を付勢するようにしてもよい。
また、前記付勢係合部材は、前記径方向孔の前記間隙側に配置される係合部材と、前記径方向孔に固定的に配置され前記係合部材を前記間隙側へ付勢する付勢部材と、を有するようにしてもよい。また、前記ウェーブジェネレータは、前記モータ軸に対して回転径方向に間隙を形成して配置されるようにしてもよい。
(1)第1発明の効果
第1発明の伝達比可変操舵装置は、上述したように、波動歯車減速機を構成する入力軸とステータ側サーキュラスプラインとの間に間隙が形成されている。すなわち、ステータ側サーキュラスプラインの回転軸心が、入力軸の回転軸心に対して回転径方向及び回転軸傾斜方向に移動可能となる。
第1発明の伝達比可変操舵装置は、上述したように、波動歯車減速機を構成する入力軸とステータ側サーキュラスプラインとの間に間隙が形成されている。すなわち、ステータ側サーキュラスプラインの回転軸心が、入力軸の回転軸心に対して回転径方向及び回転軸傾斜方向に移動可能となる。
さらに、付勢係合部材は、入力軸及びステータ側サーキュラスプラインの何れか一方に固定的に支持され、入力軸及びステータ側サーキュラスプラインの何れか他方と周方向に係合可能とされている。これにより、入力軸とステータ側サーキュラスプラインとが周方向に相互に係合されることになる。従って、入力軸とステータ側サーキュラスプラインとが、一体的に回転することになる。
そして、付勢係合部材は、入力軸及びステータ側サーキュラスプラインの何れか一方に固定的に支持され、入力軸及びステータ側サーキュラスプラインの何れか他方を回転径方向に付勢している。これにより、入力軸の回転軸心に対してステータ側サーキュラスプラインの回転軸心が回転径方向及び回転軸傾斜方向に移動する場合であっても、確実に入力軸とステータ側サーキュラスプラインと一体的に回転可能とすることができる。
つまり、第1発明の伝達比可変操舵装置によれば、ステータ側サーキュラスプラインの回転軸心とドリブン側サーキュラスプラインの回転軸心とが製造上一致しない場合であっても、入力軸に対してステータ側サーキュラスプラインをガタ嵌合とすることにより、ステータ側サーキュラスプライン及びドリブン側サーキュラスプラインの内部にウェーブジェネレータ及びフレクススプラインを挿入することも確実に行うことができる。
さらに、両者の回転軸心が一致しない場合であっても、入力軸の回転軸心に対してステータ側サーキュラスプラインの回転軸心が回転径方向及び回転軸傾斜方向に移動可能となるので、駆動する際における両者の回転軸心を一致させることができる。これにより、歯車の噛合いは円滑に行われるので、歯車の噛合いに起因して、伝達比可変モータに加わる負荷が大きくなったり、ハンドルトルクが大きくなったりすることを防止できる。その結果、操舵フィーリングを低下することを防止できる。
ここで、入力軸とステータ側サーキュラスプラインとを単にガタ嵌合にすると、ステアリングホイールから転舵輪側へのトルク伝達経路にガタが介在することになるため、操舵フィーリングを低下するおそれがある。しかし、第1発明の伝達比可変操舵装置によれば、付勢係合部材により、確実に入力軸とステータ側サーキュラスプラインと周方向に係合させて、両者を確実に一体的に回転するようにしている。つまり、付勢係合部材により、実質的に、入力軸とステータ側サーキュラスプラインとの間に間隙が介在しないようにしている。これにより、トルク伝達経路にガタが介在しないので、操舵フィーリングを低下することなく、上記効果を奏することができる。
また、入力軸又はステータ側サーキュラスプラインに径方向孔を形成し、この径方向孔に付勢係合部材が配置されるようにすることで、確実に上記効果を奏するようにすることができる。さらに、製造が容易であると共に、装置全体の大型化を防止できる。
また、付勢係合部材が、入力軸セレーション又はステータ側セレーションの凹溝を付勢するようにすることで、本来セレーション同士が嵌合するように形成された形状そのものでよい。つまり、付勢される側のセレーションは何ら加工等を施さなくてもよい。なお、この場合の作用効果について以下に示す。まず、入力軸セレーションとステータ側セレーションとは、ガタ嵌合であることは上述したとおりである。従って、ステアリングホイールから操舵トルクが波動歯車減速機に入力された直後は、入力軸セレーションとステータ側セレーションとは付勢係合部材の作用により周方向に係合している。つまり、回転開始直後は、付勢係合部材が操舵トルクを伝達している。その後は、入力軸セレーションとステータ側セレーションとが直接的に係合して操舵トルクを伝達すると共に、付勢係合部材も操舵トルクを伝達する。ただし、操舵トルクが入力された直後以外は、付勢係合部材自体が操舵トルクを伝達しないようにしてもよい。
また、付勢係合部材が係合部材と付勢部材とを有することにより、確実に上記効果を奏することができる。なお、付勢部材とは、例えば、バネなどである。
また、ウェーブジェネレータとモータ軸とをガタ嵌合とすることにより、ウェーブジェネレータはモータ軸に対して回転径方向及び回転軸傾斜方向に移動可能となる。つまり、ステータ側サーキュラスプラインの回転軸心とドリブン側サーキュラスプラインの回転軸心とがねじれている場合には、ウェーブジェネレータ及びフレクススプラインがモータ軸に対して回転軸傾斜方向に移動し、フレクススプラインの回転軸心がステータ側サーキュラスプライン又はドリブン側サーキュラスプラインの何れかの回転軸心に一致するように作用する。つまり、両サーキュラスプラインとフレクススプラインとの噛合いを非常に良好にすることができる。その結果、操舵フィーリングを非常に良好にすることができる。
(2)第2発明の効果
第2発明の伝達比可変操舵装置は、上述したように、波動歯車減速機を構成する出力軸とドリブン側サーキュラスプラインとの間に間隙が形成されている。すなわち、ドリブン側サーキュラスプラインの回転軸心が、出力軸の回転軸心に対して回転径方向及び回転軸傾斜方向に移動可能となる。
第2発明の伝達比可変操舵装置は、上述したように、波動歯車減速機を構成する出力軸とドリブン側サーキュラスプラインとの間に間隙が形成されている。すなわち、ドリブン側サーキュラスプラインの回転軸心が、出力軸の回転軸心に対して回転径方向及び回転軸傾斜方向に移動可能となる。
また、第1発明の伝達比可変操舵装置の付勢係合部材は、入力軸とステータ側サーキュラスプラインとの間の間隙に配置されているのに対し、第2発明の伝達比可変操舵装置の付勢係合部材は、出力軸とドリブン側サーキュラスプラインとの間の間隙に配置されている。つまり、第2発明の付勢係合部材により、第1発明の付勢係合部材の効果における入力軸及びステータ側サーキュラスプラインを出力軸及びドリブン側サーキュラスプラインに置換した効果を奏する。
つまり、付勢係合部材により、出力軸とドリブン側サーキュラスプラインとが周方向に相互に係合されるので、出力軸とドリブン側サーキュラスプラインとは一体的に回転することになる。さらに、付勢係合部材により、出力軸の回転軸心に対してドリブン側サーキュラスプラインの回転軸心が回転径方向及び回転軸傾斜方向に移動する場合であっても、確実に出力軸とドリブン側サーキュラスプラインと一体的に回転可能とすることができる。
つまり、第2発明の伝達比可変操舵装置によれば、ステータ側サーキュラスプラインの回転軸心とドリブン側サーキュラスプラインの回転軸心とが製造上一致しない場合であっても、出力軸に対してドリブン側サーキュラスプラインをガタ嵌合とすることにより、ステータ側サーキュラスプライン及びドリブン側サーキュラスプラインの内部にウェーブジェネレータ及びフレクススプラインを挿入することも確実に行うことができる。
さらに、両者の回転軸心が一致しない場合であっても、出力軸の回転軸心に対してドリブン側サーキュラスプラインの回転軸心が回転径方向及び回転軸傾斜方向に移動可能となるので、駆動する際における両者の回転軸心を一致させることができる。これにより、歯車の噛合いは円滑に行われるので、歯車の噛合いに起因して、伝達比可変モータに加わる負荷が大きくなったり、ハンドルトルクが大きくなったりすることを防止できる。その結果、操舵フィーリングを低下することを防止できる。
また、出力軸又はドリブン側サーキュラスプラインに径方向孔を形成し、この径方向孔に付勢係合部材が配置されるようにすることで、確実に上記効果を奏するようにすることができる。さらに、製造が容易であると共に、装置全体の大型化を防止できる。
また、付勢係合部材が、出力軸セレーション又はドリブン側セレーションの凹溝を付勢するようにすることで、本来セレーション同士が嵌合するように形成された形状そのものでよい。つまり、付勢される側のセレーションは何ら加工等を施さなくてもよい。また、付勢係合部材が係合部材と付勢部材とを有することにより、確実に上記効果を奏することができる。
また、ウェーブジェネレータとモータ軸とをガタ嵌合とすることにより、ウェーブジェネレータはモータ軸に対して回転径方向及び回転軸傾斜方向に移動可能となる。つまり、両サーキュラスプラインとフレクススプラインとの噛合いを非常に良好にすることができる。その結果、操舵フィーリングを非常に良好にすることができる。
次に、実施形態を挙げて、本発明をより具体的に説明する。
(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、ステアリングシャフト2と、伝達比可変操舵ユニット3と、油圧式パワーステアリング装置4とから構成される。そして、伝達比可変操舵ユニット3及び油圧式パワーステアリング装置4は、車体(図示せず)に固定されたハウジング5内に配置されている。ここで、本発明の伝達比可変操舵装置は、ステアリングシャフト2と、伝達比可変操舵ユニット3とから構成される装置である。
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、ステアリングシャフト2と、伝達比可変操舵ユニット3と、油圧式パワーステアリング装置4とから構成される。そして、伝達比可変操舵ユニット3及び油圧式パワーステアリング装置4は、車体(図示せず)に固定されたハウジング5内に配置されている。ここで、本発明の伝達比可変操舵装置は、ステアリングシャフト2と、伝達比可変操舵ユニット3とから構成される装置である。
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。伝達比可変操舵ユニット3は、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ている。さらに、伝達比可変操舵ユニット3は、油圧式パワーステアリング装置4のピニオン軸(後述する)に連結されている。そして、この伝達比可変操舵ユニット3は、ステアリングシャフト2の操舵角に対するピニオン軸の転舵角である伝達比を可変するモータ(図2に示す)32を含むユニットである。この伝達比可変操舵ユニット3の詳細は、後述する。
油圧式パワーステアリング装置4は、ラックピニオン式の油圧式パワーステアリング装置である。この油圧式パワーステアリング装置4は、アシスト力検出部4aと、アシスト力発生部4bとから構成される。アシスト力検出部4aは、伝達比可変操舵ユニット3のステアリングホイール1側に配置されている。また、アシスト力発生部4bは、伝達比可変操舵ユニット3の下端側に連結されているピニオン軸に噛合しているラック軸(図示せず)に連結されている。このラック軸は、タイロッド7を介して車輪(転舵輪)6に連結されている。
(2)油圧式パワーステアリング装置4の詳細構成
次に、油圧式パワーステアリング装置4の詳細構成について図2を参照して説明する。図2は、伝達比可変操舵ユニット3及び油圧式パワーステアリング装置4の軸方向断面図を示す。上述したように、油圧式パワーステアリング装置4を構成するアシスト力検出部4aは、伝達比可変操舵ユニット3のステアリングホイール1側に連結されている。また、油圧式パワーステアリング装置4を構成するアシスト力発生部4bは、伝達比可変操舵ユニット3の転舵輪6側に連結されている。
次に、油圧式パワーステアリング装置4の詳細構成について図2を参照して説明する。図2は、伝達比可変操舵ユニット3及び油圧式パワーステアリング装置4の軸方向断面図を示す。上述したように、油圧式パワーステアリング装置4を構成するアシスト力検出部4aは、伝達比可変操舵ユニット3のステアリングホイール1側に連結されている。また、油圧式パワーステアリング装置4を構成するアシスト力発生部4bは、伝達比可変操舵ユニット3の転舵輪6側に連結されている。
(2.1)アシスト力検出部4a
アシスト力検出部4aは、図2に示すように、ハウジング5のうちの弁ハウジング5a内に収納されている。アシスト力検出部4aは、ステアリングシャフト2と後述する伝達比可変操舵ユニット3を構成する入力軸31とを連結すると共に、アシスト力発生部4bのパワーシリンダ(図示せず)への圧油の給排を制御する制御弁が収納されている。具体的には、アシスト力検出部4aは、コントロールシャフト11と、スリーブ弁部材12と、トーションバー13とを備えている。
アシスト力検出部4aは、図2に示すように、ハウジング5のうちの弁ハウジング5a内に収納されている。アシスト力検出部4aは、ステアリングシャフト2と後述する伝達比可変操舵ユニット3を構成する入力軸31とを連結すると共に、アシスト力発生部4bのパワーシリンダ(図示せず)への圧油の給排を制御する制御弁が収納されている。具体的には、アシスト力検出部4aは、コントロールシャフト11と、スリーブ弁部材12と、トーションバー13とを備えている。
コントロールシャフト11は、略円筒状からなり、一端側(図2の右側)がステアリングシャフト2(図1に示す)に連結されている。このコントロールシャフト11の下端側(図2の左側)には、ロータ弁部11aが形成されている。スリーブ弁部材12は、略円筒状からなり、ロータ弁部11aの外周側にロータ弁部11aに対して相対回転可能に配置されている。また、スリーブ弁部材12は、弁ハウジング5aの内周側に弁ハウジング5aに対して相対回転可能に配置されている。このスリーブ弁部材12は、後述する伝達比可変操舵ユニット3の入力軸31に連結されている。
トーションバー13は、コントロールシャフト11の内周側に配置されている。このトーションバー13は、一端側(図2の右側)がコントロールシャフト11に連結され、他端側が後述する伝達比可変操舵ユニット3の入力軸31に連結されている。つまり、コントロールシャフト11と伝達比可変操舵ユニット3の入力軸31とは、可撓的に連結されている。なお、コントロールシャフト11のロータ弁部11aとスリーブ弁部材12とが制御弁を構成する。そして、弁ハウジング5aには、供給ポートと排出ポートとシリンダポートとが設けられている。なお、供給ポートは、ポンプ(図示せず)の吐出ポートに接続されている。排出ポートは、リザーバ(図示せず)に接続されている。シリンダポートは、パワーシリンダの両室に接続されている。
(2.2)アシスト力発生部4b
アシスト力発生部4bは、図2に示すように、ハウジング5のうちのギヤハウジング5b内に収納されている。このギヤハウジング5bは、弁ハウジング5aの下端側に一体的に固定されている。なお、ここでは、アシスト力発生部4bのうちのギヤ部分についてのみ説明する。
アシスト力発生部4bは、図2に示すように、ハウジング5のうちのギヤハウジング5b内に収納されている。このギヤハウジング5bは、弁ハウジング5aの下端側に一体的に固定されている。なお、ここでは、アシスト力発生部4bのうちのギヤ部分についてのみ説明する。
アシスト力発生部4bのうちのギヤ部分は、所定のねじれ角のピニオンギヤ21aが形成されたピニオン軸21が軸受によりギヤハウジング5bに対して回動可能に軸支されている。そして、ピニオン軸21と交差する方向にラック軸22が往復移動可能に設けられている。このラック軸22は、ピニオンギヤ21aに噛合するラックギヤ22aが形成されている。また、ラック軸22には、ステアリングトルクをアシストするパワーシリンダ(図示せず)に摺動可能に設けられたピストン(図示せず)が取付けられている。そして、ラック軸22の両端には、タイロッド7(図1に示す)が連結されている。
(3)伝達比可変操舵ユニット3の詳細構成
次に、伝達比可変操舵ユニット3の詳細構成について図2及び図3を参照して説明する。図3(a)は、図2のA部分の軸方向断面拡大図を示す。図3(b)は、図3(a)のB−B断面図を示す。伝達比可変操舵ユニット(伝達比可変操舵装置)3は、図1及び図2に示すように、アシスト力検出部4aとアシスト力発生部4bとの間に配置されている。具体的には、伝達比可変操舵ユニット3は、ギヤハウジング5bのうち弁ハウジング5aに連結される略円筒部分の内部に収納されている。
次に、伝達比可変操舵ユニット3の詳細構成について図2及び図3を参照して説明する。図3(a)は、図2のA部分の軸方向断面拡大図を示す。図3(b)は、図3(a)のB−B断面図を示す。伝達比可変操舵ユニット(伝達比可変操舵装置)3は、図1及び図2に示すように、アシスト力検出部4aとアシスト力発生部4bとの間に配置されている。具体的には、伝達比可変操舵ユニット3は、ギヤハウジング5bのうち弁ハウジング5aに連結される略円筒部分の内部に収納されている。
この伝達比可変操舵ユニット3は、入力軸31と、モータ(伝達比可変モータ)32と、角度センサ34と、減速機35と、ピニオン軸(出力軸)21と、付勢係合部材36とから構成される。
(3.1)入力軸31
入力軸31は、伝達比可変操舵ユニット3の中心であって、アシスト力検出部4aのコントロールシャフト11と同軸上に配置されている。そして、入力軸31の一端側(図2の右側)は、アシスト力検出部4aのスリーブ弁部材12及びトーションバー13に連結されている。すなわち、入力軸31は、トーションバー13を介してステアリングホイール1の操舵角が伝達されると共に、スリーブ弁部材12と一体的に回転する。そして、入力軸31の他端側(図2の左側)の外周側には、セレーション(入力軸セレーション)31aが形成されている。
入力軸31は、伝達比可変操舵ユニット3の中心であって、アシスト力検出部4aのコントロールシャフト11と同軸上に配置されている。そして、入力軸31の一端側(図2の右側)は、アシスト力検出部4aのスリーブ弁部材12及びトーションバー13に連結されている。すなわち、入力軸31は、トーションバー13を介してステアリングホイール1の操舵角が伝達されると共に、スリーブ弁部材12と一体的に回転する。そして、入力軸31の他端側(図2の左側)の外周側には、セレーション(入力軸セレーション)31aが形成されている。
さらに、図2及び図3(a)に示すように、入力軸31の他端側(図2の左側)端には、入力軸31の回転軸心と同心的な略円形断面の軸方向円形穴31bが形成されている。この軸方向円形穴31bは、入力軸31の他端側端から入力軸セレーション31aのほぼ半分程度の位置まで形成されている。そして、この軸方向円形穴31bの最外方端の径は、軸方向円形穴31bのうちの入力軸31の軸方向中央側の径に比べて縮径している。
さらに、図3(b)に示すように、軸方向円形穴31bの回転軸方向のほぼ中央付近に、軸方向円形穴31bと入力軸31の外周面側とを回転径方向に連通した略円形断面の径方向円形穴(径方向孔)31cが等間隔に4つ形成されている。すなわち、径方向円形穴31cは、軸方向円形穴31bと、後述する入力軸セレーション31aと入力側アダプタ部材64aの内周セレーションとの間の間隙部分とを連通している。この径方向円形穴31cの位相は、入力軸セレーション31aの凸歯が形成されている位相に一致するようにされている。また、径方向円形穴31cの断面径は、入力軸セレーション31aの歯底幅とほぼ同一幅からなる。なお、軸方向円形穴31b及び径方向円形穴31cには、後述する付勢係合部材36が配置される。
(3.2)モータ32
モータ32は、ギヤハウジング5bの略円筒部分のうち軸方向のほぼ中央に配置されている。このモータ32は、モータハウジング41と、モータステータ42と、モータ軸43とから構成される。
モータ32は、ギヤハウジング5bの略円筒部分のうち軸方向のほぼ中央に配置されている。このモータ32は、モータハウジング41と、モータステータ42と、モータ軸43とから構成される。
ここで、モータハウジング41は、第1モータハウジング41aと第2モータハウジング41bとからなる。第1モータハウジング41aは、中央に軸孔が形成された略円筒カップ状からなり、外周面がギヤハウジング5bに固定されている。そして、第2モータハウジング41bは、中央に軸孔が形成された略円筒カップ状からなる。この第2モータハウジング41bは、第1モータハウジング41aのステアリングシャフト2側の開口部を塞ぐように、ギヤハウジング5bに固定されている。
モータステータ42は、積層された円盤形状の珪素鋼板に巻線42aが巻回されてなり、第1モータハウジング41aの内周面に固定されている。
モータ軸43は、モータ軸本体43aとこのモータ軸本体43aの外周面に固定されたマグネット43bとからなる。モータ軸本体43aは、略円筒形状からなり、第1モータハウジング41a及び第2モータハウジング41bの中央の軸孔に配置された軸受により支承されている。すなわち、モータ軸43は、ギヤハウジング5b及びモータステータ42に対して相対回転可能に配置されている。さらに、モータ軸本体43aは、入力軸31の外周側に僅かな間隙を介して入力軸31と同軸上に、かつ、入力軸31に対して相対回転可能に配置されている。このモータ軸本体43aのピニオン軸21側(図2の左側)の端部は、第1モータハウジング41aに支持された軸受のピニオン軸21側に延在している。そして、このモータ軸本体43aのピニオン軸21側の端部の外周側には、セレーションが形成されている。モータ軸43のマグネット43bは、モータ軸本体43aの外周面のうちモータステータ42に対向する位置に配置されている。
(3.3)角度センサ34
角度センサ34は、モータ軸本体43aの外周側であって、モータステータ42のステアリングシャフト2側に配置されている。この角度センサ34は、モータ軸43の回転角度を検出する。角度センサ34は、いわゆるレゾルバであって、レゾルバロータ34aとレゾルバステータ34bとから構成される。
角度センサ34は、モータ軸本体43aの外周側であって、モータステータ42のステアリングシャフト2側に配置されている。この角度センサ34は、モータ軸43の回転角度を検出する。角度センサ34は、いわゆるレゾルバであって、レゾルバロータ34aとレゾルバステータ34bとから構成される。
(3.4)減速機35
減速機35については、図2及び図3(a)(b)を参照して説明する。減速機35は、波動歯車減速機である。この減速機35は、入力軸31の回転をピニオン軸21側へ伝達すると共に、モータ軸43の回転角(モータ回転角)を減速した回転をピニオン軸21側へ伝達している。そして、減速機35は、ウェーブジェネレータ61と、フレクススプライン62と、ステータ側サーキュラスプライン64と、ドリブン側サーキュラスプライン65とから構成される。
減速機35については、図2及び図3(a)(b)を参照して説明する。減速機35は、波動歯車減速機である。この減速機35は、入力軸31の回転をピニオン軸21側へ伝達すると共に、モータ軸43の回転角(モータ回転角)を減速した回転をピニオン軸21側へ伝達している。そして、減速機35は、ウェーブジェネレータ61と、フレクススプライン62と、ステータ側サーキュラスプライン64と、ドリブン側サーキュラスプライン65とから構成される。
ウェーブジェネレータ61は、カム61aとボール軸受61bとからなる。カム61aの内周面には、セレーションが形成されており、モータ軸本体43aのピニオン軸21側の外周面に形成されているセレーションに嵌合されている。すなわち、カム61aはモータ軸本体43aと一体回転可能とされている。また、このカム61aのセレーションとモータ軸本体43aのセレーションとは、僅かにガタを有している。すなわち、両セレーション間は、回転径方向に間隙を形成している。このため、ウェーブジェネレータ61は、モータ軸本体43aに対して回転径方向及び回転軸傾斜方向に僅かではあるが移動可能となる。そして、カム61aの外周面の径方向断面形状が楕円形状に形成されている。ボール軸受61bは、カム61aの外周面に複数配置されている。
フレクススプライン62は、弾性変形可能な環状からなる。このフレクススプライン62の内周面は、ウェーブジェネレータ61のボール軸受61bに当接している。すなわち、フレクススプライン62は、ウェーブジェネレータ61のカム61aの外周面に倣って変形する。さらに、フレクススプライン62の外周面には、外歯が形成されている。
ステータ側サーキュラスプライン64は、中央に軸孔が形成された略円盤状の入力側アダプタ部材64aと、環状からなり入力側アダプタ部材64aに一体結合されたSギヤ部64bとからなる。
入力側アダプタ部材64aの中央の軸孔の内周面には、内周セレーション(ステータ側セレーション)が形成されている。この内周セレーションは、入力軸31の他端側に形成された入力軸セレーション31aの外周側に嵌合されている。すなわち、入力側アダプタ部材64aは、入力軸31と一体回転可能とされている。ただし、この入力軸アダプタ部材64aに形成された内周セレーションと入力軸31の入力軸セレーション31aとは、僅かにガタを有している。すなわち、両セレーション間は、回転径方向に間隙を形成している。このため、入力側アダプタ部材64aは、入力軸31に対して回転径方向及び回転軸傾斜方向に僅かではあるが移動可能となる。
Sギヤ部64bの内周面には、フレクススプライン62の外周面に形成された外歯に噛合する内歯が形成されている。このSギヤ部64bの内歯は、フレクススプライン62の外歯と同歯数からなる。ただし、Sギヤ部64bの内歯は、ウェーブジェネレータ61の外周面形状に倣って変形した楕円形のフレクススプライン62の外歯のうち長軸側付近のみが噛合している。従って、Sギヤ部64bの内歯とフレクススプライン62の外歯のうち短軸側付近との間には、隙間が形成されている。そして、Sギヤ部64bは、入力側アダプタ部材64aに圧入嵌合されている。これにより、入力側アダプタ部材64aとSギヤ部64bとが一体結合されている。
ドリブン側サーキュラスプライン65は、環状からなるDギヤ部65aと、略円筒状からなりDギヤ部65aに一体結合された出力側アダプタ部材65bとからなる。
Dギヤ部65aは、ステータ側サーキュラスプライン64のSギヤ部64bとほぼ同様の環状からなる。このDギヤ部65aは、ステータ側サーキュラスプライン64のSギヤ部64bのステアリングシャフト2側に隣接して配置されている。そして、Dギヤ部65aの内周面には、フレクススプライン62の外周面に形成された外歯に噛合する内歯が形成されている。このDギヤ部65aの内歯は、フレクススプライン62の外歯の歯数より多い歯数からなる。すなわち、Dギヤ部65aの内歯の歯数は、ステータ側サーキュラスプライン64のSギヤ部64bの内歯の歯数より多い歯数からなる。なお、Dギヤ部65aの内歯は、ウェーブジェネレータ61の外周面形状に倣って変形した楕円形のフレクススプライン62の外歯のうち長軸側付近のみが噛合している。従って、Dギヤ部65aの内歯とフレクススプライン62の外歯のうち短軸側付近との間には、隙間が形成されている。
出力側アダプタ部材65bは、略円筒状からなり、Dギヤ部65aの外周面に圧入嵌合されている。これにより、Dギヤ部65aと出力側アダプタ部材65bとは、一体結合されている。
(3.5)ピニオン軸21
ピニオン軸21は、ギヤハウジング5b内に配置された軸受により支承されている。すなわち、ピニオン軸21は、ギヤハウジング5bに回転可能に配置されている。このピニオン軸21は、上述したように、一端側(図2の左側)にラックギヤ22aに噛合するピニオンギヤ21aが形成されている。さらに、ピニオン軸21のステアリングシャフト2側は、減速機35を構成する出力側アダプタ部材65bの内周面に圧入嵌合されている。すなわち、ピニオン軸21は、ドリブン側サーキュラスプライン65と一体的に回転される。
ピニオン軸21は、ギヤハウジング5b内に配置された軸受により支承されている。すなわち、ピニオン軸21は、ギヤハウジング5bに回転可能に配置されている。このピニオン軸21は、上述したように、一端側(図2の左側)にラックギヤ22aに噛合するピニオンギヤ21aが形成されている。さらに、ピニオン軸21のステアリングシャフト2側は、減速機35を構成する出力側アダプタ部材65bの内周面に圧入嵌合されている。すなわち、ピニオン軸21は、ドリブン側サーキュラスプライン65と一体的に回転される。
(3.6)付勢係合部材36
付勢係合部材36は、図3(a)(b)を参照して説明する。この付勢係合部材36は、概略としては、入力軸31に固定的に配置され、入力側アダプタ部材64aの内周セレーションの凹溝を径方向外方に付勢している。付勢係合部材36は、割付きカラー71と、テーパ付ニードル72と、コイルスプリング73と、ボール74とからなる。
付勢係合部材36は、図3(a)(b)を参照して説明する。この付勢係合部材36は、概略としては、入力軸31に固定的に配置され、入力側アダプタ部材64aの内周セレーションの凹溝を径方向外方に付勢している。付勢係合部材36は、割付きカラー71と、テーパ付ニードル72と、コイルスプリング73と、ボール74とからなる。
割付カラー(付勢部材)71は、図3(a)に示すように、略円筒カップ状からなり、開口側が入力軸31の他端側(図2の左側)を向くように、入力軸31の軸方向円形穴31bの最深部位に配置されている。この割付カラー71の外径は、入力軸31に形成された軸方向円形穴31bの内径とほぼ同一である。すなわち、割付カラー71は、入力軸31の軸方向円形穴31bに嵌合している。さらに、この割付カラー71の内周面は、開口側に向かって拡径するようなテーパ状に形成されている。さらに、割付カラー71は、図3(b)に示すように、開口側の外周面から径方向外方に突出する突起71aが周方向に等間隔に4つ形成されている。この突起71aは、入力軸31の径方向円形穴31cに挿入されている。さらに、割付カラー71は、隣り合う突起71aの中間付近に軸方向に切欠部71bが4箇所形成されている。この切欠部71bの軸方向の切欠深さは、突起71aの軸方向長さとほぼ同一である。つまり、切欠部71bにより、割付カラー71が回転径方向に弾性変形して、突起71aが回転径方向に移動可能となる。
テーパ付ニードル(付勢部材)72は、略円柱形状からなる。このテーパ付ニードル72は、外周面がテーパ状に形成されている。そして、このテーパ付ニードル72のテーパ部分は、割付カラー71の内周面のテーパ部分に嵌合するように形成配置されている。すなわち、テーパ付ニードル72の一端側である縮径側が、割付カラー71の開口側から挿入されるように配置される。そして、テーパ付ニードル72の軸方向位置によって、テーパ付ニードル72は割付カラー71の突起71aの内周面側を径方向外方に付勢可能となる。
コイルスプリング(付勢部材)73は、一端側がテーパ付ニードル72の拡径側端面を付勢し、他端側が入力軸31の最外方端の内側を付勢している。すなわち、コイルスプリング73は、テーパ付ニードル72を入力軸31に対して入力軸31の軸方向中央側に向かって付勢している。
ボール(係合部材)74は、入力軸31の径方向円形穴31cの径とほぼ同径の球状からなる。このボール74は、入力軸31の径方向円形穴31c内に配置され、割付カラー71の突起71aの径方向外方側に当接配置されている。つまり、ボール74の少なくとも一部分は、入力軸31の入力軸セレーション31aと入力側アダプタ部材64aの内周セレーションとの間のガタ部分(間隙部分)に配置されている。そして、このボール74は、割付カラー71の突起71aの径方向位置によって、入力軸31の径方向円形穴31cの径方向外方に出没可能とされている。さらに、ボール74は、入力軸31の径方向円形穴31cの径方向外方に突出している場合には、入力側アダプタ部材64aの内周セレーションの凹溝に周方向に係合可能とされている。
(4)伝達比可変操舵ユニット3の動作
次に、上述のように構成される伝達比可変操舵ユニット3の動作について説明する。まず、運転者によりステアリングホイール1が操舵されると、ステアリングホイール1の操舵角が、ステアリングシャフト2及びトーションバー13を介して入力軸31に伝達される。そして、入力軸31が回転することにより、ステータ側サーキュラスプライン64が一体回転する。そして、ステータ側サーキュラスプライン64の回転が、フレクススプライン62を介して、ドリブン側サーキュラスプライン65に伝達される。
次に、上述のように構成される伝達比可変操舵ユニット3の動作について説明する。まず、運転者によりステアリングホイール1が操舵されると、ステアリングホイール1の操舵角が、ステアリングシャフト2及びトーションバー13を介して入力軸31に伝達される。そして、入力軸31が回転することにより、ステータ側サーキュラスプライン64が一体回転する。そして、ステータ側サーキュラスプライン64の回転が、フレクススプライン62を介して、ドリブン側サーキュラスプライン65に伝達される。
また、ステアリングホイール1の操舵角及び車速などに基づき、ECU(図示せず)によりモータ32が制御され、モータ軸43が回転する。モータ軸43が回転すると、モータ軸本体43aのピニオン軸21側に一体回転可能に嵌合されている減速機35のウェーブジェネレータ61のカム61aが一体的に回転する。
カム61aは楕円状をなしているので、カム61aが回転すると、ボール軸受61bを介してフレクススプライン62が楕円状に弾性変形する。この際、カム61aの長軸の両端部分では、フレクススプライン62の外歯とステータ側サーキュラスプライン64のSギヤ部64b及びドリブン側サーキュラスプライン65のDギヤ部65aの内歯とが噛合している。一方、カム61aの短軸の両端部分では、フレクススプライン62の外歯とステータ側サーキュラスプライン64のSギヤ部64b及びドリブン側サーキュラスプライン65のDギヤ部65aの内歯との間に隙間が形成されている。そして、カム61aの回転に伴い、フレクススプライン62の外歯とステータ側サーキュラスプライン64のSギヤ部64b及びドリブン側サーキュラスプライン65のDギヤ部65aの内歯との噛合する位置が周方向に順次移動していく。
ここで、フレクススプライン62の外歯とドリブン側サーキュラスプライン65のDギヤ部65aの内歯の歯数とは異なる。そのため、カム61aが一回転すると、フレクススプライン62の外歯の歯数とドリブン側サーキュラスプライン65のDギヤ部65aの内歯の歯数と差の分だけ、ドリブン側サーキュラスプライン65がフレクススプライン62に対して回転する。そして、モータ軸43の回転数が大きいほど、フレクススプライン62に対してドリブン側サーキュラスプライン65の相対回転数差は大きくなる。
つまり、ドリブン側サーキュラスプライン65は、入力軸31が回転することにより回転する回転角にモータ軸43が回転することにより回転する回転角が加えられた回転角(転舵角)が出力側アダプタ部材66を介してピニオン軸21に伝達される。すなわち、モータ32を制御することにより、ステアリングホイール1の操舵角とピニオン軸21の転舵角との伝達比を変化させることができる。
(5)ステータ側サーキュラスプライン64の回転軸心とドリブン側サーキュラスプライン65の回転軸心とが一致していない場合における減速機35の動作
ステータ側サーキュラスプライン64の回転軸心は、実質的には、弁ハウジング5aに対するアシスト力検出部4aの回転軸心により規制される。一方、ドリブン側サーキュラスプライン65の回転軸心は、実質的には、ギヤハウジング5bに対するピニオン軸21の回転軸心により規制される。従って、ステータ側サーキュラスプライン64の回転軸心とドリブン側サーキュラスプライン65の回転軸心とが一致しない場合がある。ここで、両回転軸心が一致しない場合とは、例えば、両回転軸心が平行にずれている場合、両回転軸心が傾斜している場合、両回転軸心が捻れている場合などである。以下に、両回転軸心が一致していない場合における減速機35の動作について説明する。
ステータ側サーキュラスプライン64の回転軸心は、実質的には、弁ハウジング5aに対するアシスト力検出部4aの回転軸心により規制される。一方、ドリブン側サーキュラスプライン65の回転軸心は、実質的には、ギヤハウジング5bに対するピニオン軸21の回転軸心により規制される。従って、ステータ側サーキュラスプライン64の回転軸心とドリブン側サーキュラスプライン65の回転軸心とが一致しない場合がある。ここで、両回転軸心が一致しない場合とは、例えば、両回転軸心が平行にずれている場合、両回転軸心が傾斜している場合、両回転軸心が捻れている場合などである。以下に、両回転軸心が一致していない場合における減速機35の動作について説明する。
ドリブン側サーキュラスプライン65は、ピニオン軸21に出力側アダプタ部材66を介して固定されている。従って、ドリブン側サーキュラスプライン65の回転軸心は、ピニオン軸21の回転軸心と同一である。
ここで、ウェーブジェネレータ61のカム61aは、モータ軸本体43aに嵌合されている。従って、ウェーブジェネレータ61及びフレクススプライン62の回転軸心は、モータ軸本体43aの回転軸心と同一である。ただし、モータ軸本体43aとの間にガタを有している。従って、ウェーブジェネレータ61及びフレクススプライン62は、ドリブン側サーキュラスプライン65に倣うように、回転径方向に移動する。つまり、フレクススプライン62の外歯がドリブン側サーキュラスプライン65のDギヤ部65aの内歯に滑らかに噛み合うように、フレクススプライン62が回転径方向に移動する。
また、ステータ側サーキュラスプライン64は、入力軸31の入力軸セレーション31aに入力側アダプタ部材64aの内周セレーションが嵌合している。ただし、入力軸セレーション31aと内周セレーションとはガタを有している。従って、ステータ側サーキュラスプライン64の回転軸心は、フレクススプライン62に倣うように、入力軸31に対して回転径方向又は回転軸傾斜方向に移動する。
つまり、入力軸セレーション31aと内周セレーションとのガタにより、ステータ側サーキュラスプライン64の回転軸心とドリブン側サーキュラスプライン65の回転軸心とのずれを吸収して、両回転軸心が一致するようになる。そうすると、ステータ側サーキュラスプラインの内歯と、フレクススプライン62の外歯と、ドリブン側サーキュラスプライン65の内歯とが、滑らかに噛み合うようになる。
ところで、ステアリングホイール1が操舵されていない場合及びステアリングホイール1が操舵開始された直後においては、付勢係合部材36のボール74は、コイルスプリング73のスプリング力により、入力側アダプタ部材64aの内周セレーションの凹溝を径方向外方に付勢している。従って、付勢係合部材36のボール74は、入力側アダプタ部材64aに周方向に係合している。また、付勢係合部材36のボール74は、入力軸31の径方向円形穴31cに配置されているので、入力軸31に周方向に係合していることになる。つまり、入力軸31の入力軸セレーション31aと入力側アダプタ部材64aの内周セレーションとはガタを有しているが、付勢係合部材36のボール74が入力軸31及び入力側アダプタ部材64aに周方向に係合している。従って、付勢係合部材36のボール74が、入力軸31から入力側アダプタ部材64aに操舵トルクを伝達している。
そして、ステアリングホイール1が操舵開始されて時間が経過した場合には、付勢係合部材36のボール74は、入力側アダプタ部材64aに押圧されることにより径方向円形穴31cの径方向内方に移動して、入力軸31の入力軸セレーション31aと入力側アダプタ部材64aの内周セレーションとが周方向に係合する。従って、入力側アダプタ部材64aは、入力軸31から直接的に操舵トルクが伝達されている。
以上より、ステアリングホイール1が操舵された直後及びその後において、ステータ側サーキュラスプライン64が入力軸31に対して回転径方向に移動しつつ、ステアリングホイール1から転舵輪6までのトルク伝達経路にガタを有さないようにすることができる。
(6)他の実施形態
上記実施形態における付勢係合部材36の他の実施形態について図4を参照して説明する。図4(a)は、図2のA部分の軸方向断面拡大図を示す。図4(b)は、図4(a)のC−C断面図を示す。つまり、図4は、上記実施形態を示す図3に対応する図である。なお、当該実施形態においては、上記実施形態の付勢係合部材36及び入力軸31の一部形状が相違する。以下に、相違する部分のみについて説明する。
上記実施形態における付勢係合部材36の他の実施形態について図4を参照して説明する。図4(a)は、図2のA部分の軸方向断面拡大図を示す。図4(b)は、図4(a)のC−C断面図を示す。つまり、図4は、上記実施形態を示す図3に対応する図である。なお、当該実施形態においては、上記実施形態の付勢係合部材36及び入力軸31の一部形状が相違する。以下に、相違する部分のみについて説明する。
まず、入力軸31の他端側(図2の左側)には、入力軸31の回転軸心と同心的な略円形断面の軸方向円形穴31dが形成されている。この軸方向円形穴31dは、入力軸31の端側に向かって3段の段差を有して拡径している。さらに、軸方向円形穴31dの最端側には、雌ねじが形成されている。
さらに、軸方向円形穴31dの中間径の部分に、軸方向円形穴31dと入力軸31の外周面側とを回転径方向に連通した略円形断面の径方向円形穴(径方向孔)31eが等間隔に4つ形成されている。すなわち、径方向円形穴31eは、軸方向円形穴31dと、入力軸セレーション31aと入力側アダプタ部材64aの内周セレーションとの間の間隙部分とを連通している。この径方向円形穴31eの位相は、入力軸セレーション31aの凸歯が形成されている位相に一致するようにされている。また、径方向円形穴31eの断面径は、入力軸セレーション31aの歯底幅とほぼ同一幅からなる。
付勢係合部材36は、リング部材81と、内周ボール82と、外周ボール83と、リング止め部材84とからなる。リング部材(付勢部材)81は、周方向に等間隔に4カ所の凹部81aが形成された略円筒状からなる。このリング部材81は、入力軸31の軸方向円形穴31dの中間径の部分に圧入されている。さらに、リング部材81の凹部81aの位相が入力軸31の径方向円形穴31eの位相と一致するように、リング部材81が配置されている。さらに、このリング部材81には、隣り合う凹部81aの中間付近に軸方向に切欠部81bが4箇所形成されている。この切欠部81bの軸方向の切欠深さは、リング部材81の軸方向幅のほぼ半分程度である。つまり、切欠部81bにより、リング部材81が回転径方向に弾性変形して、凹部81aが回転径方向に移動可能となる。
内周ボール(付勢部材)82及び外周ボール(係合部材)83は、何れも入力軸31の径方向円形穴31eの径とほぼ同径の球状からなる。そして、内周ボール82は、入力軸31の径方向円形穴31e内の内周側に配置されている。この内周ボール82は、リング部材81の凹部81aに当接している。つまり、内周ボール82は、リング部材81により径方向外方に付勢されている。
外周ボール(係合部材)83の少なくとも一部分が、入力軸31の径方向円形穴31e内に配置されている。具体的には、外周ボール83は、内周ボール82の径方向外方に当接配置されている。さらに、外周ボール83の少なくとも一部分は、入力軸31の入力軸セレーション31aと入力側アダプタ部材64aの内周セレーションとの間のガタ部分(間隙部分)に配置されている。従って、外周ボール83は、内周ボール82により、径方向外方、すなわち入力側アダプタ部材64aの内周セレーションの凹溝側に付勢されている。つまり、外周ボール83は、入力軸31の径方向円形穴31eの径方向外方に突出している場合には、入力側アダプタ部材64aの内周セレーションの凹溝に周方向に係合可能とされている。
リング止め部材84は、2段の段差を有する略円柱状からなる。このリング止め部材84の大径部分には、雄ねじが形成されている。そして、リング止め部材84の雄ねじが入力軸31の軸方向円形穴31dに形成された雌ねじに螺合され、リング止め部材84の小径端側がリング部材81に当接している。つまり、リング止め部材84は、リング部材81を位置決めしている。
このように構成される付勢係合部材36の外周ボール83は、リング部材81の弾性力により、入力側アダプタ部材64aの内周セレーションの凹溝を径方向外方に付勢している。従って、付勢係合部材36の外周ボール83は、入力側アダプタ部材64aに周方向に係合している。また、付勢係合部材36の外周ボール83は、入力軸31の径方向円形穴31eに配置されているので、入力軸31に周方向に係合していることになる。つまり、付勢係合部材36の外周ボール83が入力軸31及び入力側アダプタ部材64aに周方向に係合している。従って、付勢係合部材36の外周ボール83は、入力軸31から入力側アダプタ部材64aに操舵トルクを伝達することができる。
(7)その他
上記実施形態においては、付勢係合部材36を入力軸31内に配置したが、これに限られるものではない。例えば、付勢係合部材36は、入力側アダプタ部材64a内に配置され、入力側アダプタ部材64aに対して入力軸31を付勢するようにしてもよい。
上記実施形態においては、付勢係合部材36を入力軸31内に配置したが、これに限られるものではない。例えば、付勢係合部材36は、入力側アダプタ部材64a内に配置され、入力側アダプタ部材64aに対して入力軸31を付勢するようにしてもよい。
その他に、付勢係合部材36は、ピニオン軸21又は出力側アダプタ部材65b内に配置してもよい。この場合、入力軸31の入力軸セレーション31aと入力側アダプタ部材64aの内周セレーションとは、ガタを有することのない圧入嵌合などにより嵌合される必要がある。さらに、ピニオン軸21と出力側アダプタ部材65bとの嵌合部分は、常時実施例における入力軸セレーション31aと内周セレーションとの関係と同様の回転径方向のガタを有するようにする必要がある。もちろん、付勢係合部材36を入力軸31と入力側アダプタ部材64aとのガタ部分、及び、ピニオン軸21と出力側アダプタ部材65bとのガタ部分の双方に配置するようにしてもよい。
上記実施形態においては、油圧式パワーステアリング装置を前提としたが、これに限らず、電動モータの出力トルクをパワーアシストに用いる電動パワーステアリング装置にも本発明を適用できる。このものは、例えば特開2003−335249号公報に記載されたようなものであり、上記実施形態のアシスト力発生部4bを同公報に記載のものに置き換え、アシスト力検出部4aを例えば特開2004−317281号公報に記載されたような周知のトルクセンサに置き換えた形態にて、本発明が適用されることとなる。
さらに言えば、本発明は、パワーステアリング装置を前提とする必要はなく、パワーアシストを行わない、いわゆるマニュアルステアリング装置にも適用できる。その場合、上記実施形態のものからアシスト力検出部4a及びアシスト力発生部4bを取り除いた形態にて、本発明が適用されることとなる。
1:ステアリングホイール、 2:ステアリングシャフト、 3:伝達比可変操舵ユニット(伝達比可変操舵装置)、 4:油圧式パワーステアリング装置、 4a:アシスト力検出部、 4b:アシスト力発生部、 5:ハウジング、 5a:弁ハウジング、 5bギヤハウジング、 11:コントロールシャフト、 11a:ロータ弁部、 12:スリーブ弁部材、 13:トーションバー、 21:ピニオン軸(出力軸)、 21a:ピニオンギヤ、 22:ラック軸、 22a:ラックギヤ、 31:入力軸、 31a:入力軸セレーション、 31b、31d:軸方向円形穴、 31c,31e:径方向円形穴、 32:モータ(伝達比可変モータ)、 34:角度センサ、 35:減速機、 36:付勢係合部材、 41:モータハウジング、 42:モータステータ、 43:モータ軸、 61:ウェーブジェネレータ、 61a:カム、 61b:ボール軸受、 62:フレクススプライン、 64:ステータ側サーキュラスプライン、 64a:入力側アダプタ部材、 64b:Sギヤ部、 65:ドリブン側サーキュラスプライン、 65a:Dギヤ部、 65b:出力側アダプタ部材、 71:割付きカラー、 71a:突部、 71b:切欠部、 72:テーパ付ニードル、 73:コイルスプリング、 74:ボール、 81:リング部材、 82:内周ボール、 83:外周ボール、 84:リング止め部材
Claims (8)
- ステアリングホイール側に連結されステアリングホイールの操舵角を伝達する入力軸と、
前記入力軸に対してモータ軸を相対回転可能にする伝達比可変モータと、
前記モータ軸に連結され前記モータ軸のモータ回転角を減速して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出力軸と、
を備え、
前記操舵角に対する前記転舵角の伝達比を変化させる伝達比可変操舵装置において、
前記減速機は、
前記モータ軸と一体回転可能に配置されるウェーブジェネレータと、
前記ウェーブジェネレータの外周側に配置され外歯が外周面に形成されたフレクススプラインと、
前記入力軸に対して回転径方向に間隙を形成して配置され、前記フレクススプラインの前記外歯に噛合する内歯が内周面に形成されたステータ側サーキュラスプラインと、
前記出力軸と一体回転可能に配置され、前記フレクススプラインの前記外歯に噛合する内歯が内周面に形成されたドリブン側サーキュラスプラインと、
少なくとも前記間隙に配置され、前記入力軸及び前記ステータ側サーキュラスプラインの何れか一方に固定的に支持され、回転径方向に弾性変形可能であり、前記入力軸及び前記ステータ側サーキュラスプラインの他方を回転径方向に付勢して前記入力軸及び前記ステータ側サーキュラスプラインの他方と周方向に係合可能な付勢係合部材と、
を有する波動歯車減速機であることを特徴とする伝達比可変操舵装置。 - 前記入力軸又は前記ステータ側サーキュラスプラインは、前記間隙に連通するように回転径方向に径方向孔が形成され、
前記付勢係合部材は、前記径方向孔に配置され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。 - 前記入力軸は、入力軸セレーションが形成され、
前記ステータ側サーキュラスプラインは、前記入力軸セレーションに嵌合するステータ側セレーションが形成され、
前記付勢係合部材は、前記入力軸セレーション又は前記ステータ側セレーションの凹溝を付勢することを特徴とする請求項1又は2に記載の伝達比可変操舵装置。 - ステアリングホイール側に連結されステアリングホイールの操舵角を伝達する入力軸と、
前記入力軸に対してモータ軸を相対回転可能にする伝達比可変モータと、
前記モータ軸に連結され前記モータ軸のモータ回転角を減速して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出力軸と、
を備え、
前記操舵角に対する前記転舵角の伝達比を変化させる伝達比可変操舵装置において、
前記減速機は、
前記モータ軸と一体回転可能に配置されるウェーブジェネレータと、
前記ウェーブジェネレータの外周側に配置され外歯が外周面に形成されたフレクススプラインと、
前記入力軸と一体回転可能に配置され、前記フレクススプラインの前記外歯に噛合する内歯が内周面に形成されたステータ側サーキュラスプラインと、
前記出力軸に対して回転径方向に間隙を形成して配置され、前記フレクススプラインの前記外歯に噛合する内歯が内周面に形成されたドリブン側サーキュラスプラインと、
少なくとも前記間隙に配置され、前記出力軸及び前記ドリブン側サーキュラスプラインの何れか一方に固定的に支持され、回転径方向に弾性変形可能であり、前記出力軸及び前記ドリブン側サーキュラスプラインの何れか他方を回転径方向に付勢して前記出力軸及び前記ドリブン側サーキュラスプラインの何れか他方と周方向に係合可能な付勢係合部材と、
を有する波動歯車減速機であることを特徴とする伝達比可変操舵装置。 - 前記出力軸又は前記ドリブン側サーキュラスプラインは、前記間隙に連通するように回転径方向に径方向孔が形成され、
前記付勢係合部材は、前記径方向孔に配置されることを特徴とする請求項4記載の伝達比可変操舵装置。 - 前記出力軸は、出力軸セレーションが形成され、
前記ドリブン側サーキュラスプラインは、前記出力軸セレーションに嵌合するドリブン側セレーションが形成され、
前記付勢係合部材は、前記出力軸セレーション又は前記ドリブン側セレーションの凹溝を付勢することを特徴とする請求項4又は5に記載の伝達比可変操舵装置。 - 前記付勢係合部材は、
前記径方向孔の前記間隙側に配置される係合部材と、
前記径方向孔に固定的に配置され前記係合部材を前記間隙側へ付勢する付勢部材と、
を有することを特徴とする請求項2又は5に記載の伝達比可変操舵装置。 - 前記ウェーブジェネレータは、前記モータ軸に対して回転径方向に間隙を形成して配置されることを特徴とする請求項1〜7の何れか一項に記載の伝達比可変操舵装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004353160A JP2006160042A (ja) | 2004-12-06 | 2004-12-06 | 伝達比可変操舵装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004353160A JP2006160042A (ja) | 2004-12-06 | 2004-12-06 | 伝達比可変操舵装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2006160042A true JP2006160042A (ja) | 2006-06-22 |
Family
ID=36662529
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2004353160A Pending JP2006160042A (ja) | 2004-12-06 | 2004-12-06 | 伝達比可変操舵装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2006160042A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010121722A (ja) * | 2008-11-20 | 2010-06-03 | Mitsuba Corp | 減速機構付モータ |
JP2010154736A (ja) * | 2008-11-20 | 2010-07-08 | Mitsuba Corp | 減速機構付モータ |
-
2004
- 2004-12-06 JP JP2004353160A patent/JP2006160042A/ja active Pending
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20060410 |