JP2008120291A - 車両用操舵装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】操舵部材の操舵角に対する転舵輪の転舵角の伝達比を変更可能な伝達比可変機構において、不要なトルク変動の発生や騒音の発生を防止すること。
【解決手段】伝達比可変機構としての遊星ギヤ機構8は、第1および第2のサンギヤ19,20と、3つの第1の遊星ギヤ21と、3つの第2の遊星ギヤ22とを含んでいる。第1のサンギヤ19の歯数、第1の遊星ギヤ21の歯数、第2の遊星ギヤ22の歯数、および第2のサンギヤ20の歯数が、所定の特別な関係を満たすように設定されている。これにより、3つの第1の遊星ギヤ21が第1のサンギヤ19の回転方向に等間隔に配置されるとともに、3つの第2の遊星ギヤ22が第2のサンギヤ20の回転方向に等間隔に配置される。
【選択図】図2
【解決手段】伝達比可変機構としての遊星ギヤ機構8は、第1および第2のサンギヤ19,20と、3つの第1の遊星ギヤ21と、3つの第2の遊星ギヤ22とを含んでいる。第1のサンギヤ19の歯数、第1の遊星ギヤ21の歯数、第2の遊星ギヤ22の歯数、および第2のサンギヤ20の歯数が、所定の特別な関係を満たすように設定されている。これにより、3つの第1の遊星ギヤ21が第1のサンギヤ19の回転方向に等間隔に配置されるとともに、3つの第2の遊星ギヤ22が第2のサンギヤ20の回転方向に等間隔に配置される。
【選択図】図2
Description
本発明は、操舵部材の操舵角に対する転舵輪の転舵角の伝達比を変更可能な車両用操舵装置に関する。
上記の車両用操舵装置には、遊星ギヤ機構を用いて伝達比を変更するものがある(例えば、特許文献1参照)。
特開2005−344759号公報
上記の遊星ギヤ機構は、ステアリングホイールに連なる第1サンギヤと、舵取り機構に連なる第2サンギヤと、第1サンギヤに噛み合う第1遊星ギヤと、第1サンギヤと同軸上に配置されて第2サンギヤに噛み合う第2遊星ギヤと、キャリアとを含んでいる。
第1および第2遊星ギヤは、それぞれ、対応する第1および第2サンギヤの周方向に等間隔に2つ設けられている。対応する第1および第2のサンギヤは、共通の支軸に一体回転可能に支持されている。各支軸は、軸受を介してキャリアに支持されている。また、第1サンギヤおよび第2サンギヤも、それぞれ、軸受を介してキャリアに支持されている。
第1および第2遊星ギヤは、それぞれ、対応する第1および第2サンギヤの周方向に等間隔に2つ設けられている。対応する第1および第2のサンギヤは、共通の支軸に一体回転可能に支持されている。各支軸は、軸受を介してキャリアに支持されている。また、第1サンギヤおよび第2サンギヤも、それぞれ、軸受を介してキャリアに支持されている。
しかしながら、上記の構成では、第1サンギヤおよび第1遊星ギヤの形状や配置を高精度で設定しなければ、片一方の第1遊星ギヤのみが第1サンギヤと噛み合ってしまうこととなる。片一方の遊星ギヤのみが第1サンギヤに噛み合った状態では、もう一方の遊星ギヤによって第1サンギヤをほとんど受けることができず、第1サンギヤがその径方向に移動し易くなってしまう。その結果、第1サンギヤを支持する軸受のラジアル隙間に起因して第1サンギヤが径方向に移動してしまう。
また、第1サンギヤは、径方向に関して、第1遊星ギヤと対向する方向には、第1遊星ギヤとの当接により比較的変位し難くされているが、第1遊星ギヤと対向していない方向には、比較的変位し易い。
以上より、第1サンギヤが径方向に大きく移動して第1遊星ギヤとの噛み合いが良好になされず、不要なトルク変動や騒音が生じるおそれがある。第2サンギヤについても同様で、第2サンギヤが径方向に大きく移動して第2遊星ギヤとの噛み合いが良好になされず、不要なトルク変動や騒音が生じるおそれがある。
以上より、第1サンギヤが径方向に大きく移動して第1遊星ギヤとの噛み合いが良好になされず、不要なトルク変動や騒音が生じるおそれがある。第2サンギヤについても同様で、第2サンギヤが径方向に大きく移動して第2遊星ギヤとの噛み合いが良好になされず、不要なトルク変動や騒音が生じるおそれがある。
本発明は、かかる背景のもとでなされたもので、トルク変動の低減や騒音の低減を確実に達成できる車両用操舵装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明は、操舵部材(2)の操舵角(θ1)に対する転舵輪(4R,4L)の転舵角(θ2)の伝達比(θ2/θ1)を変更可能な伝達比可変機構(8)を備え、上記伝達比可変機構(8)は、互いに一致する軸線(L)の回りに相対回転可能に設けられた第1および第2のサンギヤ(19,20)と、上記第1のサンギヤ(19)に噛み合う3つの第1の遊星ギヤ(21)と、上記第2のサンギヤ(20)に噛み合いそれぞれ対応する第1の遊星ギヤ(21)と同軸上に一体回転する3つの第2の遊星ギヤ(22)と、それぞれ互いに対応する第1の遊星ギヤ(21)および第2の遊星ギヤ(22)を支持する3つの支軸(27)を介して上記互いに対応する第1の遊星ギヤ(21)および第2の遊星ギヤ(22)をそれらの軸心回りに回転可能に支持し且つ上記軸線(L)の回りに回転可能なキャリア(23)と、を含み、上記第1のサンギヤ(19)は上記操舵部材(2)に連なるとともに、上記第2のサンギヤ(20)は上記転舵輪(4R,4L)に連なり、第1のサンギヤ(19)の歯数をZ1、第1の遊星ギヤ(21)の歯数をZ2、第2の遊星ギヤ(22)の歯数をZ3、第2のサンギヤ(20)の歯数をZ4としたときに、下記Cの値が3の倍数となるようにZ1〜Z4の値がそれぞれ設定され、その結果、3つの第1の遊星ギヤ(21)が第1のサンギヤ(19)の回転方向に等間隔に配置され、3つの第2の遊星ギヤ(22)が第2のサンギヤ(20)の回転方向に等間隔に配置されていることを特徴とする車両用操舵装置(1)を提供するものである。
C=|Z1×Z3−Z2×Z4|/GCD(Z2,Z3)
ただし、GCD(Z2,Z3):Z2とZ3との最大公約数。
なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
C=|Z1×Z3−Z2×Z4|/GCD(Z2,Z3)
ただし、GCD(Z2,Z3):Z2とZ3との最大公約数。
なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
本発明によれば、上記Cの値は、第1および第2のサンギヤの回転方向に関して、対応する第1および第2の遊星ギヤを等間隔に配置し得る数を示している。上記Cの値が3の倍数とされることで、第1および第2の遊星ギヤを対応する第1および第2のサンギヤの回転方向に等間隔にそれぞれ3つ配置することが可能となる。これにより、3つの第1の遊星ギヤおよび3つの第2の遊星ギヤが、それぞれ、対応する第1および第2のサンギヤを径方向に実質的に動かないように支持できる。第1および第2のサンギヤを径方向に動かないように支持することで、第1および第2のサンギヤと対応する第1および第2の遊星ギヤとの噛み合いを良好な状態に維持でき、不要なトルク変動の発生や騒音の発生を確実に低減できる。
また、3つの第1の遊星ギヤおよび3つの第2の遊星ギヤによって、対応する第1および第2のサンギヤを取り囲むことができ、第1および第2のサンギヤが径方向に動いてしまうことをより確実に規制できる。また、3つの第1の遊星ギヤおよび3つの第2の遊星ギヤによって取り囲まれた空間の内側に、対応する第1および第2のサンギヤがそれぞれ配置されることにより、伝達比可変機構を小型にできる。
本発明の好ましい実施の形態を添付図面を参照しつつ説明する。
図1は、本発明の一実施の形態にかかる車両用操舵装置1の概略構成を示す模式図である。図1を参照して、車両用操舵装置1は、ステアリングホイール等の操舵部材2に付与された操舵トルクを、操舵軸としてのステアリングシャフト3等を介して左右の転舵輪4R,4Lのそれぞれに与えて転舵を行うものであり、操舵部材2の操舵角θ1(回転角)に対する転舵輪4R,4Lの転舵角θ2の伝達比θ2/θ1を変更することのできる伝達比可変機構としての遊星ギヤ機構8を有している。
図1は、本発明の一実施の形態にかかる車両用操舵装置1の概略構成を示す模式図である。図1を参照して、車両用操舵装置1は、ステアリングホイール等の操舵部材2に付与された操舵トルクを、操舵軸としてのステアリングシャフト3等を介して左右の転舵輪4R,4Lのそれぞれに与えて転舵を行うものであり、操舵部材2の操舵角θ1(回転角)に対する転舵輪4R,4Lの転舵角θ2の伝達比θ2/θ1を変更することのできる伝達比可変機構としての遊星ギヤ機構8を有している。
この車両用操舵装置1は、操舵部材2と、操舵部材2に連なる操舵軸としてのステアリングシャフト3とを有している。ステアリングシャフト3は、同一の軸線L上に配置された第1、第2および第3の部分3a,3b,3cを有している。
第1の部分3aは、操舵部材2に連結されており、第2の部分3bは、第1の部分3aとトーションバー7を介して相対回転可能に連結されている。トーションバー7を介した第1の部分3aと第2の部分3bとの相対回転の許容値は、僅かな値とされており、第1の部分3aと第2の部分3bとは実質的に一体回転すると考えることができる。
第1の部分3aは、操舵部材2に連結されており、第2の部分3bは、第1の部分3aとトーションバー7を介して相対回転可能に連結されている。トーションバー7を介した第1の部分3aと第2の部分3bとの相対回転の許容値は、僅かな値とされており、第1の部分3aと第2の部分3bとは実質的に一体回転すると考えることができる。
第2の部分3bと第3の部分3cとの間には、遊星ギヤ機構8が設けられている。第3の部分3cは、自在継手9、中間軸10、自在継手11および舵取り機構12を介して転舵輪4R,4Lと連なっている。
舵取り機構12は、自在継手11に連なるピニオン軸13と、ピニオン軸13の先端のピニオン13aに噛み合うラック14aを有し車両の左右方向に延びる転舵軸としてのラック軸14と、ラック軸14の一対の端部のそれぞれにタイロッド15R,15Lを介して連結されるナックルアーム16R,16Lとを有している。
舵取り機構12は、自在継手11に連なるピニオン軸13と、ピニオン軸13の先端のピニオン13aに噛み合うラック14aを有し車両の左右方向に延びる転舵軸としてのラック軸14と、ラック軸14の一対の端部のそれぞれにタイロッド15R,15Lを介して連結されるナックルアーム16R,16Lとを有している。
上記の構成により、操舵部材2からの操舵トルクは、ステアリングシャフト3の第1および第2の部分3a,3b、遊星ギヤ機構8、第3の部分3c等を介して舵取り機構12に伝達される。舵取り機構12では、ピニオン13aの回転がラック軸14の軸方向の運動に変換され、各タイロッド15R,15Lを介して対応するナックルアーム16R,16Lがそれぞれ回動する。これにより、各ナックルアーム16R,16Lに連結された対応する転舵輪4R,4Lが、それぞれ操向する。
遊星ギヤ機構8は、ステアリングシャフト3の第2の部分3bと第3の部分3cとを差動回転可能に連結しており、これら第2の部分3bと第3の部分3cとの間における変速比が変更可能となっている。この変速比が変更されることにより、伝達比θ2/θ1が変更される。
図2は、本実施の形態の要部の断面図である。図2を参照して、遊星ギヤ機構8は、ステアリングシャフト3の第2の部分3bと同一の軸線L上に並んでこの第2の部分3bと一体回転可能な第1のサンギヤ19と、第1のサンギヤ19と一致する軸線L上に配置され、第3の部分3cと一体回転可能な第2のサンギヤ20と、第1のサンギヤ19に噛み合う3つの第1の遊星ギヤ21と、第2のサンギヤ20に噛み合う3つの第2の遊星ギヤ22と、第1および第2の遊星ギヤ21,22を自転可能且つ上記軸線Lの回りに回転可能に(公転可能に)支持するキャリア23と、を有している。
図2は、本実施の形態の要部の断面図である。図2を参照して、遊星ギヤ機構8は、ステアリングシャフト3の第2の部分3bと同一の軸線L上に並んでこの第2の部分3bと一体回転可能な第1のサンギヤ19と、第1のサンギヤ19と一致する軸線L上に配置され、第3の部分3cと一体回転可能な第2のサンギヤ20と、第1のサンギヤ19に噛み合う3つの第1の遊星ギヤ21と、第2のサンギヤ20に噛み合う3つの第2の遊星ギヤ22と、第1および第2の遊星ギヤ21,22を自転可能且つ上記軸線Lの回りに回転可能に(公転可能に)支持するキャリア23と、を有している。
ステアリングシャフト3の第2の部分3bは、玉軸受等の転がり軸受24を介してハウジング25に回転自在に支持されている。ハウジング25は、車体(図示せず)に支持されている。
ステアリングシャフト3の第3の部分3cは、玉軸受等の転がり軸受26を介してハウジング25に回転自在に支持されている。
ステアリングシャフト3の第3の部分3cは、玉軸受等の転がり軸受26を介してハウジング25に回転自在に支持されている。
第1および第2のサンギヤ19,20ならびに第1および第2の遊星ギヤ21,22は、それぞれ、例えば、外周に歯が形成された外歯車としての平歯車を用いて形成されており、互いの噛み合い部には、所定のバックラッシが設けられている。なお、各上記ギヤ19〜22として、はすば歯車等の互いに平行な軸を持つ他の歯車を用いてもよい。
第1のサンギヤ19は、ステアリングシャフト3の第2の部分3bの一端に配置されており、ステアリングシャフト3を介して操舵部材と連なっている。
第1のサンギヤ19は、ステアリングシャフト3の第2の部分3bの一端に配置されており、ステアリングシャフト3を介して操舵部材と連なっている。
第2のサンギヤ20は、ステアリングシャフト3の第3の部分3cの一端に配置されており、第3の部分3c等を介して転舵輪と連なっている。第1および第2のサンギヤ19,20は、互いに別体に形成されて、上記軸線Lの回りに相対回転可能である。
図3は、図2のIII−III線に沿う要部の断面図である。なお、図2は、図3のII−II線に沿っての断面図である。図2および図3を参照して、第1の遊星ギヤ21および第2の遊星ギヤ22は、それぞれ、対応する第1および第2のサンギヤ19,20の回転方向に沿って等間隔に配置されている(図3において、第1のサンギヤ19および第1の遊星ギヤ21のみ図示。また、第1のサンギヤ19および第1の遊星ギヤ21の歯部の一部のみを図示しているが、全周に亘って歯が形成されている)。
図3は、図2のIII−III線に沿う要部の断面図である。なお、図2は、図3のII−II線に沿っての断面図である。図2および図3を参照して、第1の遊星ギヤ21および第2の遊星ギヤ22は、それぞれ、対応する第1および第2のサンギヤ19,20の回転方向に沿って等間隔に配置されている(図3において、第1のサンギヤ19および第1の遊星ギヤ21のみ図示。また、第1のサンギヤ19および第1の遊星ギヤ21の歯部の一部のみを図示しているが、全周に亘って歯が形成されている)。
各第1の遊星ギヤ21は、対応する第2の遊星ギヤ22と同軸上に並んで対をなしており、これら対をなす第1および第2の遊星ギヤ21,22は、共通の支軸27に支持されている。対をなす第1および第2の遊星ギヤ21,22は、それぞれ、軸線Lと平行な軸線Mを有しており、対応する支軸27に一体回転可能に圧入固定されている。
3つの第1の遊星ギヤ21を第1のサンギヤ19の回転方向に等間隔に配置するとともに、3つの第2の遊星ギヤ22を第2のサンギヤ20の回転方向に等間隔に配置するために、第1のサンギヤ19、第1の遊星ギヤ21、第2の遊星ギヤ22および第2のサンギヤ20のそれぞれの歯数が、特別な関係を満たすように設定されている。
3つの第1の遊星ギヤ21を第1のサンギヤ19の回転方向に等間隔に配置するとともに、3つの第2の遊星ギヤ22を第2のサンギヤ20の回転方向に等間隔に配置するために、第1のサンギヤ19、第1の遊星ギヤ21、第2の遊星ギヤ22および第2のサンギヤ20のそれぞれの歯数が、特別な関係を満たすように設定されている。
具体的には、第1のサンギヤ19の歯数をZ1、第1の遊星ギヤ21の歯数をZ2、第2の遊星ギヤ22の歯数をZ3、第2のサンギヤ20の歯数をZ4としたときに、下記Cの値が3の倍数となるように各歯数Z1〜Z4の値がそれぞれ設定されている。
C=|Z1×Z3−Z2×Z4|/GCD(Z2,Z3)
ただし、GCD(Z2,Z3):Z2とZ3との最大公約数。
C=|Z1×Z3−Z2×Z4|/GCD(Z2,Z3)
ただし、GCD(Z2,Z3):Z2とZ3との最大公約数。
上記Cの値は、第1および第2のサンギヤ19,20の回転方向に関して、対応する第1および第2の遊星ギヤ21,22を等間隔に配置し得る数を示している。上記Cの値を3の倍数にした結果、第1および第2の遊星ギヤ21,22を、それぞれ、対応する第1および第2のサンギヤ19,20の回転方向に等間隔に3つ配置することが可能となる。
各歯数Z1〜Z4、第1のサンギヤ19から第2のサンギヤ20に伝達されるトルク比の値、|Z1×Z3−Z2×Z4|の値、GCD(Z2,Z3)の値およびCの値の例を表1に3つ示す。なお、トルク比=(Z1×Z3)/(Z2×Z4)である。
各歯数Z1〜Z4、第1のサンギヤ19から第2のサンギヤ20に伝達されるトルク比の値、|Z1×Z3−Z2×Z4|の値、GCD(Z2,Z3)の値およびCの値の例を表1に3つ示す。なお、トルク比=(Z1×Z3)/(Z2×Z4)である。
表1の例1に示すように、歯数Z1=25、Z2=22、Z3=19、Z4=28としたとき、|Z1×Z3−Z2×Z4|=141、GCD(Z2,Z3)=1となり、C=141=3×47となる。したがって、第1および第2のサンギヤ19,20の回転方向に関して、対応する第1および第2の遊星ギヤ21,22をそれぞれ等間隔に3箇所に配置できる。
同様に、例2では、歯数Z1=24、Z2=21、Z3=20、Z4=25であり、|Z1×Z3−Z2×Z4|=45、GCD(Z2,Z3)=1となり、C=45=3×15となる。したがって、第1および第2のサンギヤ19,20の回転方向に関して、対応する第1および第2の遊星ギヤ21,22をそれぞれ等間隔に3箇所に配置できる。
同様に、例3では、歯数Z1=24、Z2=20、Z3=20、Z4=27であり、|Z1×Z3−Z2×Z4|=60、GCD(Z2,Z3)=20となり、C=3となる。したがって、第1および第2のサンギヤ19,20の回転方向に関して、対応する第1および第2の遊星ギヤ21,22をそれぞれ等間隔に3箇所に配置できる。
同様に、例3では、歯数Z1=24、Z2=20、Z3=20、Z4=27であり、|Z1×Z3−Z2×Z4|=60、GCD(Z2,Z3)=20となり、C=3となる。したがって、第1および第2のサンギヤ19,20の回転方向に関して、対応する第1および第2の遊星ギヤ21,22をそれぞれ等間隔に3箇所に配置できる。
なお、第1および第2のサンギヤ19,20の回転方向に関して、対応する第1および第2の遊星ギヤ21,22をそれぞれ等間隔に3箇所に配置することができない例として、下記表2に示す例4、例5および例6を例示することができる。
表2の例4では、歯数Z1=17、Z2=12、Z3=14、Z4=15であり、|Z1×Z3−Z2×Z4|=58、GCD(Z2,Z3)=2となり、C=29となる。したがって、Cは3の倍数とはならず、第1および第2のサンギヤ19,20の回転方向に関して、対応する第1および第2の遊星ギヤ21,22をそれぞれ等間隔に3箇所に配置することができない。
同様に、例5では、歯数Z1=24、Z2=22、Z3=21、Z4=25であり、|Z1×Z3−Z2×Z4|=46、GCD(Z2,Z3)=1となり、C=46となる。したがって、Cは3の倍数とはならない。
同様に、例6では、歯数Z1=24、Z2=20、Z3=20、Z4=26であり、|Z1×Z3−Z2×Z4|=40、GCD(Z2,Z3)=20となり、C=2となる。したがって、Cは3の倍数とはならない。
同様に、例6では、歯数Z1=24、Z2=20、Z3=20、Z4=26であり、|Z1×Z3−Z2×Z4|=40、GCD(Z2,Z3)=20となり、C=2となる。したがって、Cは3の倍数とはならない。
キャリア23は、例えば、中空の円柱状に形成されており、第1のサンギヤ19、第2のサンギヤ20、第1の遊星ギヤ21、第2の遊星ギヤ22および支軸27を収容している。
キャリア23の一端部23aの内径部には挿通孔28が形成されて、ステアリングシャフト3の第2の部分3bが挿通されている。また、この一端部23aの径方向中間部には軸受保持孔29が形成されている。軸受保持孔29は、支軸27に対応して、キャリア23の周方向に等間隔に3箇所設けられている。各軸受保持孔29は、対応する支軸27の一端部に取り付けられたころ軸受等の軸受30を保持しており、当該軸受30を介して対応する支軸27の一端部を回転自在に支持している。
キャリア23の一端部23aの内径部には挿通孔28が形成されて、ステアリングシャフト3の第2の部分3bが挿通されている。また、この一端部23aの径方向中間部には軸受保持孔29が形成されている。軸受保持孔29は、支軸27に対応して、キャリア23の周方向に等間隔に3箇所設けられている。各軸受保持孔29は、対応する支軸27の一端部に取り付けられたころ軸受等の軸受30を保持しており、当該軸受30を介して対応する支軸27の一端部を回転自在に支持している。
キャリア23の他端部23bの内径部には挿通孔31が形成されて、ステアリングシャフト3の第3の部分3cが挿通されている。また、この他端部23bの径方向中間部には軸受保持孔32が形成されている。軸受保持孔32は、支軸27に対応して、キャリア23の周方向に等間隔に3箇所設けられている。各軸受保持孔32は、対応する支軸27の他端部に取り付けられたころ軸受等の軸受33を保持しており、当該軸受33を介して対応する支軸27の他端部を回転自在に支持している。
上記の構成により、キャリア23は、互いに対応する第1の遊星ギヤ21および第2の遊星ギヤ22を支持する3つの支軸27を介して、これら互いに対応する第1および第2の遊星ギヤ21,22をそれらの軸心回りに回転可能に支持している。
キャリア23の外周面の一端と他端は、それぞれ、玉軸受等の軸受34,35を介してハウジング25に回転自在に支持されており、上記軸線Lの回りに回転可能とされている。
キャリア23の外周面の一端と他端は、それぞれ、玉軸受等の軸受34,35を介してハウジング25に回転自在に支持されており、上記軸線Lの回りに回転可能とされている。
キャリア23は、遊星ギヤ機構用モータ36によって回転駆動される。遊星ギヤ機構用モータ36は、例えば、ブラシレスモータからなり、キャリア23の回転数を変更することで、第1のサンギヤ19と第2のサンギヤ20との間の変速比を変更し得る。遊星ギヤ機構用モータ36の出力回転は、小ギヤ37aおよび大ギヤ37bを含む減速機構37を介してキャリア23に伝達される。小ギヤ37aは、遊星ギヤ機構用モータ36の出力軸に一体回転可能に連結されており、大ギヤ37bは、キャリア23の外周面に一体回転可能に設けられている。
車両用操舵装置1には、遊星ギヤ機構8の動作に関連して操舵部材2に作用する操舵反力を補償するための反力補償用モータ38が備えられている。反力補償用モータ38は、例えば、ブラシレスモータからなる。反力補償用モータ38の出力回転は、小ギヤ39aおよび大ギヤ39bを含む減速機構39を介してステアリングシャフト3の第2の部分3bに伝達される。小ギヤ39aは、反力補償用モータ38の出力軸に一体回転可能に連結されており、大ギヤ39bは、ステアリングシャフト3の第2の部分3bに一体回転可能に連結されている。
再び図1を参照して、上記遊星ギヤ機構用モータ36および反力補償用モータ38は、それぞれ、CPU、RAMおよびROMを含む制御部40によって制御される。制御部40は、駆動回路41を介して遊星ギヤ機構用モータ36と接続され、駆動回路42を介して反力補償用モータ38と接続されている。
また、制御部40には、操舵角センサ43、トルクセンサ44、転舵角センサ45、車速センサ46およびヨーレートセンサ47がそれぞれ接続されている。
また、制御部40には、操舵角センサ43、トルクセンサ44、転舵角センサ45、車速センサ46およびヨーレートセンサ47がそれぞれ接続されている。
操舵角センサ43からは、操舵部材2の操舵中立位置からの操作量である操舵角θ1に対応する値として、ステアリングシャフト3の第1の部分3aの回転角についての信号が入力される。
トルクセンサ44からは、操舵部材2に作用する操舵トルクTに対応する値として、ステアリングシャフト3の第1および第2の部分3a,3b間に伝達されるトルクについての信号が入力される。
トルクセンサ44からは、操舵部材2に作用する操舵トルクTに対応する値として、ステアリングシャフト3の第1および第2の部分3a,3b間に伝達されるトルクについての信号が入力される。
転舵角センサ45からは、転舵角θ2に対応する値として、第3の部分3cの回転角についての信号が入力される。
車速センサ46からは、車速Vについての信号が入力される。
ヨーレートセンサ47からは、車両のヨーレートγについての信号が入力される。
制御部40は、上記各センサ43〜47からの入力信号等に基づいて、遊星ギヤ機構用モータ36および反力補償用モータ38の駆動を制御する。
車速センサ46からは、車速Vについての信号が入力される。
ヨーレートセンサ47からは、車両のヨーレートγについての信号が入力される。
制御部40は、上記各センサ43〜47からの入力信号等に基づいて、遊星ギヤ機構用モータ36および反力補償用モータ38の駆動を制御する。
本実施の形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。すなわち、上記Cの値は、第1および第2のサンギヤ19,20の回転方向に関して、対応する第1および第2の遊星ギヤ21,22を等間隔に配置し得る数を示している。
上記Cの値が3の倍数とされることで、第1および第2の遊星ギヤ21,22を対応する第1および第2のサンギヤ19,20の回転方向に等間隔にそれぞれ3つ配置することが可能となる。これにより、3つの第1の遊星ギヤ21および3つの第2の遊星ギヤ22が、それぞれ、対応する第1および第2のサンギヤ19,20をその径方向に実質的に動かないように(バックラッシ分程度のわずかな量しか動かないように)支持できる。
上記Cの値が3の倍数とされることで、第1および第2の遊星ギヤ21,22を対応する第1および第2のサンギヤ19,20の回転方向に等間隔にそれぞれ3つ配置することが可能となる。これにより、3つの第1の遊星ギヤ21および3つの第2の遊星ギヤ22が、それぞれ、対応する第1および第2のサンギヤ19,20をその径方向に実質的に動かないように(バックラッシ分程度のわずかな量しか動かないように)支持できる。
第1および第2のサンギヤ19,20をその径方向に動かないように支持することで、第1および第2のサンギヤ19,20と対応する第1および第2の遊星ギヤ21,22との噛み合いを良好な状態に維持でき、不要なトルク変動の発生や騒音の発生を確実に低減できる。さらに、キャリア23によってステアリングシャフト3の第2の部分3bの一端を支持する必要がなくなり、キャリア23と上記第2の部分3bとの間に軸受を設ける必要がなくなる。さらに、キャリア23によってステアリングシャフト3の第3の部分3cの一端を支持する必要がなくなり、キャリア23と上記第3の部分3cとの間に軸受を設ける必要がなくなる。よって軸受の数をより少なくできる。
また、3つの第1の遊星ギヤ21および3つの第2の遊星ギヤ22によって、対応する第1および第2のサンギヤ19,20を取り囲むことができ、第1および第2のサンギヤ19,20がその径方向に動いてしまうことをより確実に規制できる。
さらに、3つの第1の遊星ギヤ21および3つの第2の遊星ギヤ22によって取り囲まれた空間の内側に、対応する第1および第2のサンギヤ19,20がそれぞれ配置されることにより、遊星ギヤ機構8を小型にできる。
さらに、3つの第1の遊星ギヤ21および3つの第2の遊星ギヤ22によって取り囲まれた空間の内側に、対応する第1および第2のサンギヤ19,20がそれぞれ配置されることにより、遊星ギヤ機構8を小型にできる。
また、第1の遊星ギヤ21および第2の遊星ギヤ22をそれぞれ3つ用いていることにより、第1の遊星ギヤ21および第2の遊星ギヤ22をそれぞれ2つのみ設けた場合と比べて遊星ギヤ1個あたりの負荷を低減でき、遊星ギヤ機構8の噛み合い音を低減できるとともに耐久性を向上できる。遊星ギヤ1個あたりの負荷を低減しているので、各遊星ギヤ21,22を小型化できるとともに強度を高くしなくて済む。したがって、遊星ギヤ機構8を小型にできるとともに製造コストを低減できる。
本発明は、以上の実施の形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。例えば、図4に示すように、第1および第2の遊星ギヤ21,22を、単一の部材を用いて一体に形成してもよい。
1…車両用操舵装置、2…操舵部材、4R,4L…転舵輪、8…遊星ギヤ機構(伝達比可変機構)、19…第1のサンギヤ、20…第2のサンギヤ、21…第1の遊星ギヤ、22…第2の遊星ギヤ、23…キャリア、27…支軸、L…軸線、Z1…(第1のサンギヤの)歯数、Z2…(第1の遊星ギヤの)歯数、Z3…(第2の遊星ギヤの)歯数、Z4…(第2のサンギヤの)歯数、θ1…操舵角、θ2…転舵角、θ2/θ1…伝達比。
Claims (1)
- 操舵部材の操舵角に対する転舵輪の転舵角の伝達比を変更可能な伝達比可変機構を備え、
上記伝達比可変機構は、
互いに一致する軸線の回りに相対回転可能に設けられた第1および第2のサンギヤと、
上記第1のサンギヤに噛み合う3つの第1の遊星ギヤと、
上記第2のサンギヤに噛み合いそれぞれ対応する第1の遊星ギヤと同軸上に一体回転する3つの第2の遊星ギヤと、
それぞれ互いに対応する第1の遊星ギヤおよび第2の遊星ギヤを支持する3つの支軸を介して上記互いに対応する第1の遊星ギヤおよび第2の遊星ギヤをそれらの軸心回りに回転可能に支持し且つ上記軸線の回りに回転可能なキャリアと、
を含み、
上記第1のサンギヤは上記操舵部材に連なるとともに、上記第2のサンギヤは上記転舵輪に連なり、
第1のサンギヤの歯数をZ1、第1の遊星ギヤの歯数をZ2、第2の遊星ギヤの歯数をZ3、第2のサンギヤの歯数をZ4としたときに、下記Cの値が3の倍数となるようにZ1〜Z4の値がそれぞれ設定され、その結果、3つの第1の遊星ギヤが第1のサンギヤの回転方向に等間隔に配置され、3つの第2の遊星ギヤが第2のサンギヤの回転方向に等間隔に配置されていることを特徴とする車両用操舵装置。
C=|Z1×Z3−Z2×Z4|/GCD(Z2,Z3)
ただし、GCD(Z2,Z3):Z2とZ3との最大公約数。
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