JP2006264411A

JP2006264411A - 車両用操舵装置

Info

Publication number: JP2006264411A
Application number: JP2005082529A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Shiina; 晶彦椎名
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2005-03-22
Filing date: 2005-03-22
Publication date: 2006-10-05

Abstract

【課題】太陽歯車と遊星歯車との噛合部及び内歯車と遊星歯車との噛合部のバックラッシュを簡易に低減することができるようにする。
【解決手段】電動モータ５の動力を舵取手段Ａに伝動する遊星歯車機構４の太陽歯車４１、内歯車４２及び遊星歯車４３は歯幅方向の位置で転位量が異なる転位歯を有しており、遊星歯車４３を支持するキャリア４４に、遊星歯車４３を歯幅方向へ付勢する板ばね４５を設け、遊星歯車４３の歯幅方向への移動により太陽歯車４１、内歯車４２及び遊星歯車４３の噛合部に予圧を加えるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は操舵補助力の発生源として電動モータを用いてなる車両用操舵装置に関する。

車両用操舵装置は、例えば特許文献１に記載されているように操舵補助用の電動モータ及び該電動モータの動力を増加して舵取手段に伝える減速機構を備えており、ステアリングホイールの操作に応じた舵取手段の動作を前記電動モータの回転により補助し、舵取りのための運転者の労力負担を軽減するように構成されている。

特許文献１の減速機構は、電動モータの出力軸に連動連結される太陽歯車と、該太陽歯車の外周り回転が自在に配置された内歯車と、前記太陽歯車及び内歯車に噛合する遊星歯車と、前記舵取手段の回転部材に連動連結され、前記遊星歯車が支持されたキャリアとを備える遊星歯車機構、又は、電動モータの出力軸に連動連結される太陽車と、該太陽車の外周り回転が自在に配置された環車と、前記太陽車及び環車に係合する遊星車と、前記舵取手段の回転部材に連動連結され、前記遊星車が支持されたキャリアとを備え、太陽車及び環車の遊星車との係合面を中心線に対して傾斜するテーパ面とされた遊星ローラ機構が用いられている。
特許第２５４２８５４号公報

ところが、特許文献１のように減速機構として遊星歯車機構が用いられた場合、太陽歯車、内歯車及び遊星歯車は標準の平歯車が用いられているため、遊星歯車の噛合部のバックラッシュ量の調整が行い難いと言う問題があり、また、減速機構として遊星ローラ機構が用いられた場合、電動モータの動力が摩擦抵抗力により伝動されるため、伝動抵抗が増加し、しかも、許容伝動力が比較的小さいと言う問題がある。

本発明は斯る事情に鑑みてなされたものであり、主たる目的は遊星歯車の噛合部のバックラッシュ量を簡易に低減することができる車両用操舵装置を提供する点にある。

第１発明に係る車両用操舵装置は、電動モータの動力を、太陽歯車と、内歯車と、前記太陽歯車及び内歯車に噛合する遊星歯車とを備える遊星歯車機構を介して舵取手段に伝動される車両用操舵装置において、前記太陽歯車、内歯車及び遊星歯車は歯幅方向の位置で転位量が異なる転位歯を有することを特徴とする。

第２発明に係る車両用操舵装置は、前記遊星歯車を支持するキャリアと、前記遊星歯車又はキャリアを前記歯幅方向へ付勢する付勢手段とを備えることを特徴とする。

第３発明に係る車両用操舵装置は、前記遊星歯車はキャリアに対して前記歯幅方向へ移動が可能であり、前記付勢手段は前記キャリアに取着された板ばねを用いてなることを特徴とする。

第１発明にあっては、太陽歯車、内歯車及び遊星歯車は歯幅方向の位置で転位量が異なる転位歯を有しているため、組立て時に、遊星歯車の歯幅方向の位置を調整することにより、該遊星歯車の噛合部のバックラッシュ量を容易に調整することができる。

第２発明にあっては、遊星歯車又はキャリアが歯幅方向へ付勢されており、付勢力により遊星歯車に予圧を加えることができるため、遊星歯車の噛合部のバックラッシュ量を自動的に低減することができ、しかも、遊星歯車の噛合部が摩耗した場合においても前記噛合部のバックラッシュ量を自動的に低減することができる。

第３発明にあっては、キャリアに取着された板ばねが遊星歯車を付勢しているため、付勢手段を小形にでき、バックラッシュ量を自動的に調整することができる割に遊星歯車機構部分を小形にでき、ひいては車両用操舵装置の全体を小形にできる。

以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。図１は本発明に係る車両用操舵装置の構成を示す断面図である。

この車両用操舵装置は、同軸上に回転が自在に配置され、トーションバー３により連動連結された入力軸１及び出力軸２と、入力軸１の外周りに配置され、遊星歯車機構４を介して出力軸２を回転させる電動モータ５と、入力軸１に加わるトルク等に基づいて電動モータ５の駆動回路を制御する制御部６とを備えており、ピニオンと、該ピニオンに噛合するラック歯を有し、その軸長方向への移動を可能とした転舵軸とを備えた転舵機構の前記ピニオンが出力軸２に連動連結され、入力軸１に繋がる操作手段としてのステアリングホイールを操作することにより前記ピニオンを回転させ、前記転舵軸の両端部に支持された操向輪を転舵することができるように構成されている。尚、入力軸１、出力軸２及びトーションバー３は舵取手段Ａを構成している。

入力軸１及び出力軸２は車体に取着される静止部材としてのハウジング９内に転がり軸受７，８を介して回転が自在に支持されており、該ハウジング９内に遊星歯車機構４及び電動モータ５が配置されている。

電動モータ５は、入力軸１に回転が自在に外嵌支持された円筒形の回転子５１と、該回転子５１の外周部に設けられた永久磁石５２と、該永久磁石５２の外周りでハウジング９の内側に固定された固定子５３とを備える。

遊星歯車機構４は、入力軸１に回転が自在に外嵌支持され、回転子５１と一体に形成された太陽歯車４１と、該太陽歯車４１の外周りのハウジング９内に固定された内歯車４２と、太陽歯車４１及び内歯車４２に噛合する複数の遊星歯車４３と、該遊星歯車４３が支持され、出力軸２に外嵌固定された円板形をなすキャリア４４と、該キャリア４４に固定され、遊星歯車４３を歯幅方向へ付勢する付勢手段としての板ばね４５とを備える。

図２は転位歯を有する遊星歯車４３の構成を示す拡大斜視図である。太陽歯車４１、内歯車４２及び遊星歯車４３は、歯幅方向の位置で転位量が連続して異なる転位歯を有しており、何れも円錐台形をなしている。太陽歯車４１、内歯車４２及び遊星歯車４３の転位歯は、夫々の歯車の歯幅方向中央部を基準歯形とし、遊星歯車４３の大径側（歯幅方向一側）が負転位歯形となり、遊星歯車４３の小径側（歯幅方向他側）が正転位歯形となるように構成されている。尚、太陽歯車４１、内歯車４２及び遊星歯車４３は円錐台形である他、歯幅方向全長に亘ってほぼ等径としてもよい。

遊星歯車４３は一端に軸部４３ａを有しており、該軸部４３ａが針状ころ軸受４６を介してキャリア４４に回転及び歯幅方向への移動が自在に支持されており、該遊星歯車４３が歯幅方向へ移動することにより、太陽歯車４１との噛合部及び内歯車４２との噛合部のバックラッシュ量が少なくなるように構成されている。

キャリア４４は複数の周方向位置に貫通孔４４ａを有する円板形をなしており、各貫通孔４４ａに遊星歯車４３が支持されている。また、各貫通孔４４ａの近傍には、その一端部が貫通孔４４ａに臨む板ばね４５の他端部が取着されており、該板ばね４５の一端部が軸部４３ａの端面に当接し、板ばね４５の弾性復元力が各遊星歯車４３に加えられている。

制御部６はマイクロプロセッサを用いてなり、該制御部６の入力部には入力軸１に加わるトルクを検出するトルクセンサ（図示せず）が接続されており、出力部には電動モータ５の駆動回路が接続されている。

以上のように構成された車両用操舵装置にあっては、太陽歯車４１、内歯車４２及び遊星歯車４３が転位歯を有しており、さらに、遊星歯車４３が板ばね４５により歯幅方向（軸長方向）へ付勢され、予圧が加えられているため、太陽歯車４１及び遊星歯車４３の噛合部のバックラッシュ量と、内歯車４２及び遊星歯車４３の噛合部のバックラッシュ量とを自動的に低減することができ、噛合部のバックラッシュ量に起因する異音の発生をなくすることができ、また、太陽歯車４１、内歯車４２及び遊星歯車４３の噛合部が摩耗した場合においてもバックラッシュ量を低減することができる。

尚、以上説明した実施の形態では遊星歯車４３を歯幅方向へ付勢する付勢手段（板ばね４５）を備える構成としたが、その他、付勢手段をなくし、太陽歯車４１、内歯車４２及び遊星歯車４３が転位歯を有する構成としてもよい。この構成にあっては、組立て時に遊星歯車４３をキャリア４４に対して歯幅方向（軸長方向）へ移動させることにより、太陽歯車４１及び遊星歯車４３の噛合部のバックラッシュ量と、内歯車４２及び遊星歯車４３の噛合部のバックラッシュ量とをともに調整することができ、噛合部のバックラッシュ量に起因する異音の発生をなくすることができる。この場合、遊星歯車の移動位置を維持するための維持手段を設ける。

また、以上説明した実施の形態では、キャリア４４が出力軸２に固定され、遊星歯車４３がキャリア４４に対して歯幅方向へ移動可能にしたが、その他、例えばスプライン等の凹凸条によりキャリア４４を出力軸２に対して中心線方向へ移動可能とし、該キャリア４４を中心線方向（遊星歯車の歯幅方向）へ付勢する板ばね等の付勢手段を出力軸２に設け、付勢手段の付勢力によりキャリア４４を移動させ、該キャリア４４が支持している遊星歯車４３を歯幅方向へ移動させるように構成してもよい。

また、以上説明した実施の形態では太陽歯車４１が電動モータ５に連動連結され、キャリア４４が出力軸２に連動連結された構成としたが、その反対に、キャリア４４が電動モータ５に連動連結され、太陽歯車４１が出力軸２に連動連結された構成としてもよい。また、電動モータ５は回転子５１が太陽歯車４１又はキャリア４４と一体的となる構成である他、回転子５１と太陽歯車４１又はキャリア４４とが伝動軸等の伝動部材を介して連動連結される構成としてもよい。
また、付勢手段として板ばね４５を用いたが、その他、ゴム部材等の弾性体であってもよい。

本発明に係る車両用操舵装置の構成を示す断面図である。本発明に係る車両用操舵装置の遊星歯車の構成を示す拡大斜視図である。

符号の説明

１入力軸
２出力軸
４遊星歯車機構
４１太陽歯車
４２内歯車
４３遊星歯車
４４キャリア
４５板ばね（付勢手段）
５電動モータ
Ａ舵取手段

Claims

電動モータの動力を、太陽歯車と、内歯車と、前記太陽歯車及び内歯車に噛合する遊星歯車とを備える遊星歯車機構を介して舵取手段に伝動される車両用操舵装置において、前記太陽歯車、内歯車及び遊星歯車は歯幅方向の位置で転位量が異なる転位歯を有することを特徴とする車両用操舵装置。
前記遊星歯車を支持するキャリアと、前記遊星歯車又はキャリアを前記歯幅方向へ付勢する付勢手段とを備える請求項１記載の車両用操舵装置。
前記遊星歯車はキャリアに対して前記歯幅方向へ移動が可能であり、前記付勢手段は前記キャリアに取着された板ばねを用いてなる請求項２記載の車両用操舵装置。