JP2009073391A

JP2009073391A - Steering system

Info

Publication number: JP2009073391A
Application number: JP2007245473A
Authority: JP
Inventors: Teruhisa Motojima; 照久本島; Takeshi Sato; 武佐藤
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2007-09-21
Filing date: 2007-09-21
Publication date: 2009-04-09

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To mainly effectively preventing seizure of (a motor of) a reaction force generating device. <P>SOLUTION: This steering system is constituted so that a steering gear 3 and a steering apparatus 4 are set in a state where they are mechanically separated from each other, a control device 5 capable of controlling the steering gear 3 and the steering apparatus 4 is provided and the steering gear 3 is furnished with at least a column shaft 7 having a steering wheel 6, the reaction force generating devices 8, 9 and a gear type speed reducing mechanism 11 provided between both of them. A non-contact type torque transmission device 51 capable of transmitting torque between the reaction force generating devices 8, 9 and the speed reducing mechanism 11 is provided between the reaction force generating devices 8, 9 and the speed reducing mechanism 11. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

この発明は、ステアリングシステムに関するものである。 The present invention relates to a steering system.

自動車などの車両には、通常、ステアリングシステムが備えられている。このようなステアリングシステムには、ステアバイワイヤシステムなどと呼ばれるものが存在している（例えば、特許文献１参照）。 A vehicle such as an automobile is usually provided with a steering system. Such a steering system includes a so-called steer-by-wire system (see, for example, Patent Document 1).

このステアバイワイヤシステムは、操舵装置と転舵装置とを機械的に分離された状態で設けると共に、この操舵装置と転舵装置とを制御装置によって制御するようにしたものである。 In this steer-by-wire system, the steering device and the steering device are provided in a mechanically separated state, and the steering device and the steering device are controlled by a control device.

上記した操舵装置は、少なくとも、ステアリングホイールを有するコラムシャフトと、反力発生装置とを備えている。 The steering device described above includes at least a column shaft having a steering wheel and a reaction force generator.

そして、操舵装置には、コラムシャフトと反力発生装置とを、直結させた直接駆動式のものと、歯車式の減速機構を介して間接的に接続した間接駆動式のものとが存在している。 The steering device includes a direct drive type in which the column shaft and the reaction force generator are directly connected, and an indirect drive type in which the column shaft and the reaction force generation device are indirectly connected via a gear type reduction mechanism. Yes.

このうち、直接駆動式のものには、必要トルクを達成するために反力発生装置を構成するモータが大型化してしまうという欠点があることが知られている。これに対して、間接駆動式のものは、減速機構によって、反力発生装置のモータを小さくしつつ大きなトルクを達成することができるという利点があることが知られている。 Among these, it is known that the direct drive type has a disadvantage that the motor constituting the reaction force generating device is enlarged in order to achieve the required torque. On the other hand, it is known that the indirect drive type has an advantage that a large torque can be achieved by reducing the motor of the reaction force generating device by the reduction mechanism.

このような構成によれば、操舵装置を操作すると、制御装置がこれを検知して転舵装置へ制御信号を送り、転舵装置を転舵させる。同時に、転舵装置が転舵されると、制御装置がこれを検知して操舵装置の反力発生装置へ制御信号を送り、操舵装置のコラムシャフトおよびステアリングホイールに操舵反力を発生させる。 According to such a configuration, when the steering device is operated, the control device detects this, sends a control signal to the steering device, and turns the steering device. At the same time, when the steering device is steered, the control device detects this and sends a control signal to the reaction force generation device of the steering device to generate a steering reaction force on the column shaft and the steering wheel of the steering device.

この際、コラムシャフトと反力発生装置とを歯車式の減速機構を介して間接的に接続させることにより、上記したように、反力発生装置のモータを小さくしつつ大きなトルクを達成することができる。
特開２００６−１５８６５ At this time, by indirectly connecting the column shaft and the reaction force generator via a gear-type reduction mechanism, as described above, a large torque can be achieved while reducing the motor of the reaction force generator. it can.
JP2006-15865

しかしながら、上記ステアリングシステムには、以下のような問題があった。 However, the steering system has the following problems.

即ち、ステアバイワイヤシステムのステアリングシステムでは、走行中にハンドル角が一定になる（固定される）場合などに、操舵装置の反力発生装置が、所定の操舵反力を発生させ続けることになる。このような場合、反力発生装置（の反力発生用モータ）は、通電状態のまま回転が停止されることとなるので、焼き付く可能性が生じる。 That is, in the steering system of the steer-by-wire system, when the steering wheel angle becomes constant (fixed) during traveling, the reaction force generation device of the steering device continues to generate a predetermined steering reaction force. In such a case, the reaction force generation device (the reaction force generation motor) is stopped from rotating in the energized state, so that there is a possibility of seizing.

なお、走行中にハンドル角が一定になる場合とは、例えば、縁石部分、轍部分、一定アールのカーブ部分の走行中や、操舵角限界点（ストロークスンド）に達した時などが考えられる。 Note that the case where the steering wheel angle becomes constant during traveling may be, for example, when the curb portion, the saddle portion, or the curved portion of a certain radius are traveling, or when the steering angle limit point (stroke sund) is reached.

上記課題を解決するために、請求項１に記載された発明では、操舵装置と転舵装置とが機械的に分離された状態で設置され、操舵装置と転舵装置とを制御可能な制御装置が設けられると共に、操舵装置が、少なくとも、ステアリングホイールを有するコラムシャフトと、反力発生装置と、両者間に設けられた歯車式の減速機構とを備えたステアリングシステムにおいて、反力発生装置と減速機構との間に、非接触状態で両者間にトルクを伝達可能な非接触式トルク伝達装置を設けたステアリングシステムを特徴としている。 In order to solve the above-mentioned problem, in the invention described in claim 1, the control device is installed in a state in which the steering device and the steering device are mechanically separated, and can control the steering device and the steering device. In the steering system, the steering device includes at least a column shaft having a steering wheel, a reaction force generation device, and a gear-type reduction mechanism provided therebetween. It is characterized by a steering system provided with a non-contact type torque transmission device capable of transmitting torque between the mechanisms in a non-contact state.

請求項２に記載された発明では、非接触式トルク伝達装置が、互いに僅少の間隔を有して離間されると共に、対向回転可能に配置された一対の非接触式軸継手部を備え、一対の非接触式軸継手部が、磁力吸引の作用を利用して反力発生装置と減速機構との間にトルクを伝達可能に設けられた請求項１記載のステアリングシステムを特徴としている。 In the invention described in claim 2, the non-contact type torque transmission device includes a pair of non-contact type shaft coupling portions that are spaced apart from each other with a slight distance and are arranged to be opposed to each other. The non-contact type shaft coupling portion is characterized in that the steering system according to claim 1 is provided so that torque can be transmitted between the reaction force generating device and the speed reduction mechanism by utilizing the action of magnetic attraction.

請求項３に記載された発明では、非接触式トルク伝達装置が、トルク調整手段を備えた請求項１または２記載のステアリングシステムを特徴としている。 According to a third aspect of the present invention, the non-contact torque transmission device is characterized by the steering system according to the first or second aspect including a torque adjusting means.

請求項４に記載された発明では、トルク調整手段が、一対の非接触式軸継手部間に作用する磁力を変更可能な磁力変更機構である請求項３記載のステアリングシステムを特徴としている。 The invention described in claim 4 is characterized in that the torque adjusting means is a magnetic force changing mechanism capable of changing the magnetic force acting between the pair of non-contact type shaft coupling portions.

請求項５に記載された発明では、トルク調整手段が、一対の非接触式軸継手部間の距離を変更可能な距離変更機構である請求項３記載のステアリングシステムを特徴としている。 The invention described in claim 5 is characterized in that the torque adjusting means is a distance changing mechanism capable of changing a distance between the pair of non-contact type shaft coupling portions.

請求項１の発明によれば、操舵装置と転舵装置とが機械的に分離された状態で設置され、操舵装置と転舵装置とを制御可能な制御装置が設けられると共に、操舵装置が、少なくとも、ステアリングホイールを有するコラムシャフトと、反力発生装置と、両者間に設けられた歯車式の減速機構とを備えたステアリングシステムにおいて、反力発生装置と減速機構との間に、非接触状態で両者間にトルクを伝達可能な非接触式トルク伝達装置を設けたことにより、以下のような作用効果を得ることができる。即ち、上記構成により、反力発生装置と減速機構との間に設けられた非接触式トルク伝達装置が、両者間に非接触状態でトルクを伝達するので、走行中にハンドル角が一定になったような場合でも、反力発生装置（のモータ）の回転を継続させることができ、以て、反力発生装置（のモータ）の焼き付きを効果的に防止することができる。 According to the invention of claim 1, the steering device and the steering device are installed in a state where they are mechanically separated, and a control device capable of controlling the steering device and the steering device is provided. In a steering system including at least a column shaft having a steering wheel, a reaction force generator, and a gear-type reduction mechanism provided therebetween, a non-contact state between the reaction force generator and the reduction mechanism By providing a non-contact torque transmission device capable of transmitting torque between the two, the following operational effects can be obtained. That is, with the above configuration, the non-contact type torque transmission device provided between the reaction force generator and the speed reduction mechanism transmits torque in a non-contact state between them, so that the steering wheel angle becomes constant during traveling. Even in such a case, the rotation of the reaction force generator (motor) can be continued, and thus the seizure of the reaction force generator (motor) can be effectively prevented.

請求項２の発明によれば、非接触式トルク伝達装置が、互いに僅少の間隔を有して離間されると共に、対向回転可能に配置された一対の非接触式軸継手部を備え、一対の非接触式軸継手部が、磁力吸引の作用を利用して反力発生装置と減速機構との間にトルクを伝達可能に設けられたことにより、以下のような作用効果を得ることができる。即ち、上記構成により、互いに僅少の間隔を有して離間されると共に、対向回転可能に配置された一対の非接触式軸継手部が、磁力吸引の作用を利用して反力発生装置と減速機構との間にトルクを伝達するので、反力発生装置のモータの焼き付きを防止可能で且つ応答性の良い有効な装置構成を得ることができる。 According to the invention of claim 2, the non-contact type torque transmitting device is provided with a pair of non-contact type shaft coupling portions which are spaced apart from each other with a slight interval and are arranged to be opposed to each other. Since the non-contact shaft coupling portion is provided so as to be able to transmit torque between the reaction force generator and the speed reduction mechanism using the action of magnetic attraction, the following effects can be obtained. That is, with the above-described configuration, the pair of non-contact type shaft coupling portions that are spaced apart from each other and arranged so as to face each other can be decelerated from the reaction force generator using the action of magnetic attraction. Since torque is transmitted to the mechanism, it is possible to obtain an effective device configuration that can prevent seizure of the motor of the reaction force generation device and has good responsiveness.

請求項３の発明によれば、非接触式トルク伝達装置が、トルク調整手段を備えたことにより、以下のような作用効果を得ることができる。即ち、上記構成により、非接触式トルク伝達装置が伝達するトルクを、トルク調整手段によって自在にコントロールすることができるようになる。 According to the invention of claim 3, since the non-contact type torque transmitting device includes the torque adjusting means, the following operational effects can be obtained. That is, according to the above configuration, the torque transmitted by the non-contact torque transmission device can be freely controlled by the torque adjusting means.

請求項４の発明によれば、トルク調整手段が、一対の非接触式軸継手部間に作用する磁力を変更可能な磁力変更機構であることにより、以下のような作用効果を得ることができる。即ち、上記構成により、磁力変更機構が、一対の非接触式軸継手部間に作用する磁力を変更することで、簡単な構成で確実にトルク調整を行わせることができる。 According to the fourth aspect of the present invention, the torque adjusting means is a magnetic force changing mechanism capable of changing the magnetic force acting between the pair of non-contact type shaft coupling portions, whereby the following operational effects can be obtained. . That is, with the above-described configuration, the magnetic force changing mechanism can change the magnetic force acting between the pair of non-contact type shaft coupling portions, so that torque adjustment can be reliably performed with a simple configuration.

請求項５の発明によれば、トルク調整手段が、一対の非接触式軸継手部間の距離を変更可能な距離変更機構であることにより、以下のような作用効果を得ることができる。即ち、上記構成により、距離変更機構が、一対の非接触式軸継手部間の距離を変更することで、機械的手段によって確実にトルク調整を行わせることができる。 According to the fifth aspect of the present invention, the torque adjusting means is a distance changing mechanism that can change the distance between the pair of non-contact type shaft coupling portions, whereby the following operational effects can be obtained. In other words, with the above configuration, the distance changing mechanism can change the distance between the pair of non-contact type shaft coupling portions, thereby making it possible to reliably perform the torque adjustment by the mechanical means.

以下、本発明を具体化した実施例について、図示例と共に説明する。 Hereinafter, embodiments embodying the present invention will be described together with illustrated examples.

図１〜図６は、この発明の実施例およびその変形例を示すものである。 1 to 6 show an embodiment of the present invention and a modification thereof.

まず、構成について説明する。 First, the configuration will be described.

図１に示すように、自動車などの車両には、通常、ステアリングシステム１が備えられる。そして、このステアリングシステム１を、ステアバイワイヤシステム２とする。 As shown in FIG. 1, a vehicle such as an automobile is usually provided with a steering system 1. The steering system 1 is a steer-by-wire system 2.

このステアバイワイヤシステム２では、操舵装置３と転舵装置４とが機械的に分離された状態で設けられる。そして、この操舵装置３と転舵装置４とが制御装置５によって制御し得るように構成される。 In this steer-by-wire system 2, the steering device 3 and the steered device 4 are provided in a mechanically separated state. The steering device 3 and the steered device 4 are configured to be controlled by the control device 5.

上記した操舵装置３には、少なくとも、ステアリングホイール６を有するコラムシャフト７と、反力発生装置８，９とが備えられている。 The steering device 3 described above includes at least a column shaft 7 having a steering wheel 6 and reaction force generators 8 and 9.

そして、この操舵装置３は、コラムシャフト７と反力発生装置８，９とが歯車式の減速機構１１を介して間接的に接続された間接駆動式のものとされる。 The steering device 3 is of an indirect drive type in which the column shaft 7 and the reaction force generators 8 and 9 are indirectly connected via a gear type reduction mechanism 11.

なお、以上の構成は、上記した従来例のものとほぼ同様である。 The above configuration is almost the same as that of the conventional example described above.

この場合には、反力発生装置８，９は、少なくとも二基設けられている。また、減速機構１１が、少なくとも、コラムシャフト７に取付けられたプライマリーギヤ１２を有している。そして、少なくとも二基の反力発生装置８，９が、プライマリーギヤ１２に対し少なくとも二箇所の位置で直接又は間接的に噛合うように構成されている。 In this case, at least two reaction force generators 8 and 9 are provided. Further, the speed reduction mechanism 11 has at least a primary gear 12 attached to the column shaft 7. At least two reaction force generators 8 and 9 are configured to mesh directly or indirectly with the primary gear 12 at at least two positions.

この場合には、少なくとも二基の反力発生装置８，９が、反力発生用モータ１３，１４などの駆動装置を有するものとされている。そして、この反力発生用モータ１３，１４には、モータピニオンギヤ１５，１６がそれぞれ取付けられている。そして、このモータピニオンギヤ１５，１６が、セカンダリーギヤ１７，１８を介してそれぞれプライマリーギヤ１２に間接的に噛合わされている。なお、セカンダリーギヤ１７，１８は、モータピニオンギヤ１５，１６に対するギヤ部と、プライマリーギヤ１２に対するギヤ部とを同軸上に二段に有する二段ギヤなどとされている。 In this case, at least two reaction force generation devices 8 and 9 have drive devices such as reaction force generation motors 13 and 14. Motor pinion gears 15 and 16 are attached to the reaction force generating motors 13 and 14, respectively. The motor pinion gears 15 and 16 are indirectly meshed with the primary gear 12 via the secondary gears 17 and 18, respectively. The secondary gears 17 and 18 are, for example, two-stage gears having a gear section for the motor pinion gears 15 and 16 and a gear section for the primary gear 12 in two stages on the same axis.

一方、転舵装置４は、特に詳細には説明しないが、転舵モータ２１によって、軸線方向２２（ほぼ車幅方向）へ移動可能とされたステアリングラック２３と、このステアリングラック２３の両端にボールジョイント２４を介して連結された左右のタイロッド２５と、このタイロッド２５の両端に図示しないボールジョイントを介して連結された左右の転舵輪２６などが備えられている。 On the other hand, the steering device 4 is not specifically described in detail, but a steering rack 23 that can be moved in the axial direction 22 (substantially in the vehicle width direction) by the steering motor 21 and balls on both ends of the steering rack 23. Left and right tie rods 25 connected via a joint 24 and left and right steered wheels 26 connected to both ends of the tie rod 25 via a ball joint (not shown) are provided.

そして、制御装置５は、主にコンピュータユニットなどのコントロール装置３１によって構成されている。このコントロール装置３１は、コラムシャフト７などに取付けられたトルクセンサ３２からのトルク検出信号３３および角度センサ３４からの角度検出信号３５、車体情報３６（車速や図示しないヨーレートセンサなどからの信号）、ステアリングラック２３などに取付けられた転舵角センサ３７からの転舵角検出信号３８などを入力して、操舵装置３の反力発生装置８，９（反力発生用モータ１３，１４）へ制御信号４１，４２を送って操舵反力を発生させるなどすると共に、転舵装置４の転舵モータ２１へ制御信号４５を送って転舵させるなどの制御を行うように構成されている。 The control device 5 is mainly composed of a control device 31 such as a computer unit. The control device 31 includes a torque detection signal 33 from a torque sensor 32 attached to the column shaft 7 and the like, an angle detection signal 35 from an angle sensor 34, vehicle body information 36 (signal from a vehicle speed, a yaw rate sensor not shown), A turning angle detection signal 38 or the like from a turning angle sensor 37 attached to the steering rack 23 or the like is input and controlled to the reaction force generation devices 8 and 9 (reaction force generation motors 13 and 14) of the steering device 3. The system is configured to send the signals 41 and 42 to generate a steering reaction force and perform control such as sending a control signal 45 to the turning motor 21 of the turning device 4 to turn the steering.

そして、以上のような基本構成に対し、この実施例のものでは、各反力発生装置８，９と減速機構１１との間に、非接触状態で両者間にトルクを伝達可能な非接触式トルク伝達装置５１をそれぞれ設けるようにする。 And in the thing of this Example with respect to the above basic structures, between each reaction force generator 8 and 9 and the speed reduction mechanism 11, it is a non-contact type which can transmit torque between both in a non-contact state. A torque transmission device 51 is provided.

この非接触式トルク伝達装置５１は、例えば、図２〜図５などに示すようなものとする。即ち、互いに僅少の間隔５２を有して離間されると共に、対向回転可能に配置された一対の非接触式軸継手部５３，５４を備えたものとする。そして、一対の非接触式軸継手部５３，５４が、磁力吸引の作用を利用して反力発生装置８，９と減速機構１１との間にトルクを伝達可能に設けられる。 The non-contact type torque transmission device 51 is, for example, as shown in FIGS. That is, it is assumed that a pair of non-contact type shaft coupling portions 53 and 54 are provided so as to be spaced apart from each other with a slight interval 52 and arranged to be opposed to each other. And a pair of non-contact type shaft coupling parts 53 and 54 are provided so that a torque can be transmitted between the reaction force generators 8 and 9 and the speed reduction mechanism 11 using the action of magnetic attraction.

例えば、図２のものの場合、一対の非接触式軸継手部５３，５４は、磁石棒５５，５６などとされている。この磁石棒５５，５６は、互いに僅少の間隔５２（図面の都合上、若干広く描かれる場合がある。以下同様）を有して平行に配置されている。そして、磁石棒５５，５６の長さ方向の中間部に対し、出力側軸部５７（反力発生装置８，９側）と入力側軸部５８（減速機構１１側）とがそれぞれ取付けられている。出力側軸部５７と入力側軸部５８とは、同一軸線上に位置されている。なお、磁石棒５５，５６は、例えば、棒磁石（永久磁石など）としても良い。または、磁石棒５５，５６は、棒状部材の両端に磁石（永久磁石や電磁石など）を取付けたものなどとしても良い。磁石棒５５，５６は、これらの組合せなどとしても良い。この磁石棒５５，５６は、極性の異なる磁極部６１，６２どうしが、上記の間隔５２を有して対向配置されるようにする。 For example, in the case of the thing of FIG. 2, a pair of non-contact-type shaft coupling parts 53 and 54 are made into the magnet bar | burrs 55 and 56 grade | etc.,. The magnet rods 55 and 56 are arranged in parallel with a small distance 52 (for convenience of drawing, it may be drawn slightly wider. The same applies hereinafter). The output side shaft portion 57 (reaction force generators 8 and 9 side) and the input side shaft portion 58 (deceleration mechanism 11 side) are respectively attached to the intermediate portions of the magnet rods 55 and 56 in the length direction. Yes. The output side shaft portion 57 and the input side shaft portion 58 are located on the same axis. The magnet bars 55 and 56 may be, for example, bar magnets (permanent magnets, etc.). Alternatively, the magnet bars 55 and 56 may be magnets (permanent magnets, electromagnets, etc.) attached to both ends of the bar-shaped member. The magnet bars 55 and 56 may be a combination thereof. The magnet rods 55 and 56 are arranged so that the magnetic pole portions 61 and 62 having different polarities are opposed to each other with the interval 52 described above.

また、図３〜図５のものの場合、一対の非接触式軸継手部５３，５４は、回転磁気円板６３，６４などとされている。この回転磁気円板６３，６４は、互いに僅少の間隔５２を有して平行に配置されている。そして、回転磁気円板６３，６４の中心に対し、出力側軸部５７（反力発生装置８，９側）と入力側軸部５８（減速機構１１側）とがそれぞれ取付けられている。出力側軸部５７と入力側軸部５８とは、同一軸線上に位置されている。なお、回転磁気円板６３，６４は、例えば、複数の磁石（永久磁石や電磁石など）などが周方向に対して埋設されたものなどとしても良い。この回転磁気円板６３，６４は、極性の異なる磁極部６１，６２どうしが、上記の間隔５２を有して対向配置されるようにする。また、各回転磁気円板６３，６４については、周方向に対して、極性の異なる磁極部６１，６２が交互に配列されるようにする。 3 to 5, the pair of non-contact type shaft coupling portions 53, 54 are the rotating magnetic disks 63, 64, and the like. The rotating magnetic disks 63 and 64 are arranged in parallel with a slight interval 52 therebetween. An output side shaft portion 57 (reaction force generators 8 and 9 side) and an input side shaft portion 58 (reduction mechanism 11 side) are attached to the centers of the rotating magnetic disks 63 and 64, respectively. The output side shaft portion 57 and the input side shaft portion 58 are located on the same axis. The rotating magnetic disks 63 and 64 may be, for example, a plurality of magnets (permanent magnets, electromagnets, etc.) embedded in the circumferential direction. The rotating magnetic disks 63 and 64 are arranged so that the magnetic pole portions 61 and 62 having different polarities are opposed to each other with the interval 52 described above. In addition, for each of the rotating magnetic disks 63 and 64, magnetic pole portions 61 and 62 having different polarities are arranged alternately with respect to the circumferential direction.

更に、上記した非接触式トルク伝達装置５１が、トルク調整手段６５を備えるようにする。 Furthermore, the non-contact torque transmission device 51 described above is provided with a torque adjusting means 65.

トルク調整手段６５は、一対の非接触式軸継手部５３，５４間に作用する磁力を変更可能な磁力変更機構６６などとすることができる。 The torque adjusting means 65 may be a magnetic force changing mechanism 66 that can change the magnetic force acting between the pair of non-contact type shaft coupling portions 53 and 54.

例えば、図２、図３の場合、出力側軸部５７と入力側軸部５８との少なくとも一方の側の磁極部６１，６２（この場合には、出力側軸部５７の側となっている）が、電磁石６７を備えるようにする。なお、この電磁石６７は、単独で設けるようにしても永久磁石と組合せて設けるようにしても良い。 For example, in the case of FIGS. 2 and 3, the magnetic pole portions 61 and 62 on at least one side of the output side shaft portion 57 and the input side shaft portion 58 (in this case, on the output side shaft portion 57 side). ) Is provided with an electromagnet 67. The electromagnet 67 may be provided alone or in combination with a permanent magnet.

または、トルク調整手段６５は、一対の非接触式軸継手部５３，５４間の距離（僅少の間隔５２の大きさ）を変更可能な距離変更機構７１などとすることができる。 Alternatively, the torque adjusting means 65 may be a distance changing mechanism 71 that can change the distance between the pair of non-contact type shaft coupling portions 53 and 54 (the size of the slight interval 52).

この距離変更機構７１は、出力側軸部５７と入力側軸部５８との少なくとも一方を、軸線方向へ移動可能に構成することによって得ることができる。 The distance changing mechanism 71 can be obtained by configuring at least one of the output side shaft portion 57 and the input side shaft portion 58 to be movable in the axial direction.

例えば、図４の場合、出力側軸部５７を、軸ホルダー７２の軸穴７３に対して、回転方向に対しては共廻可能で且つ軸線方向に対してはスライド可能となるようにスプライン嵌合など（キー構造、セレーション構造）させるようにする（スプライン嵌合部７４）。そして、出力側軸部５７の中間部の外周にスライダー７５を嵌合固定する。このスライダー７５は、円板状をしている（円板状スライダー）。そして、このスライダー７５に、リング部材７６を外嵌して、スライダー７５の外周とリング部材７６の内周との間にネジ部７７を設けると共に、リング部材７６の外周にギヤ歯を設けて、このギヤ歯に、距離変更用モータ７８に取付けたピニオンギヤ７９を噛み合わせて、距離変更用モータ７８を駆動することにより、ピニオンギヤ７９、リング部材７６、ネジ部７７を介して、スライダー７５、出力側軸部５７、非接触式軸継手部５３が軸線方向へ移動されるようにしている。なお、出力側軸部５７に対し、軸線方向に対する移動量を規制可能なストッパ装置８１が設置される。符号８２は、入力側軸部５８を回転自在に収容軸支する軸支部である。符号８３は、入力側軸部５８と軸支部８２との間に設けられたボールベアリングなどの軸受である。 For example, in the case of FIG. 4, the output side shaft portion 57 is spline-fitted with respect to the shaft hole 73 of the shaft holder 72 so that it can rotate in the rotational direction and can slide in the axial direction. (Key structure, serration structure) or the like (spline fitting portion 74). Then, the slider 75 is fitted and fixed to the outer periphery of the intermediate portion of the output side shaft portion 57. The slider 75 has a disk shape (a disk-shaped slider). Then, a ring member 76 is externally fitted to the slider 75 to provide a screw portion 77 between the outer periphery of the slider 75 and the inner periphery of the ring member 76, and gear teeth are provided on the outer periphery of the ring member 76, By engaging the gear teeth with a pinion gear 79 attached to a distance changing motor 78 and driving the distance changing motor 78, the slider 75 is connected to the output side via the pinion gear 79, the ring member 76, and the screw portion 77. The shaft portion 57 and the non-contact type shaft coupling portion 53 are moved in the axial direction. A stopper device 81 that can regulate the amount of movement in the axial direction is installed on the output side shaft portion 57. Reference numeral 82 denotes a shaft support portion that rotatably supports the input side shaft portion 58. Reference numeral 83 denotes a bearing such as a ball bearing provided between the input side shaft portion 58 and the shaft support portion 82.

また、図５、図６のものは、図４のものとほぼ同様であるが、この場合には、スライダー７５が棒状のものとされている（棒状スライダー８５）。この棒状のスライダー７５は、一端部（この場合には上端部とされている）が、出力側軸部５７を挟着保持可能な二又状部８６とされている。また、棒状のスライダー７５は、他端部（この場合には下端部とされている）が、距離変更用モータ７８の回転軸が、ネジ部７７を介して螺着されたものなどとしている。そして、距離変更用モータ７８を駆動することにより、ネジ部７７を介して、スライダー７５、出力側軸部５７、非接触式軸継手部５３が軸線方向へ移動されるようにしている。なお、棒状のスライダー７５の二又状部８６は、特に詳細には図示しないが、出力側軸部５７の回転を許容すると共に、出力側軸部５７と一体に軸線方向へ移動し得るようなものなどとされている。また、ネジ部７７は、距離変更用モータ７８の回転軸の外周に形成された雄ネジ部と、棒状のスライダー７５の他端部に形成された雌ネジ部とで構成されている。距離変更用モータ７８の回転軸の先端部は、出力側軸部５７の軸ホルダー７２を回転自在に収容する受部８８に設けられた軸穴部８９に軸支されている。また、軸ホルダー７２の外周には鍔状部９１が設けられており、軸ホルダー７２と受部８８の受空間との間には、鍔状部９１の両側を挟むようにボールベアリングなどの軸受９２が取付けられている。 5 and 6 are substantially the same as those in FIG. 4, but in this case, the slider 75 is a rod-shaped member (bar-shaped slider 85). One end of the rod-shaped slider 75 (the upper end in this case) is a bifurcated portion 86 that can hold the output-side shaft portion 57 therebetween. Further, the rod-like slider 75 has the other end portion (the lower end portion in this case) screwed on the rotating shaft of the distance changing motor 78 via a screw portion 77. Then, by driving the distance changing motor 78, the slider 75, the output side shaft portion 57, and the non-contact type shaft coupling portion 53 are moved in the axial direction via the screw portion 77. The bifurcated portion 86 of the rod-shaped slider 75 is not specifically shown in detail, but allows the output side shaft portion 57 to rotate and can move in the axial direction integrally with the output side shaft portion 57. It is supposed to be something. The screw portion 77 includes a male screw portion formed on the outer periphery of the rotation shaft of the distance changing motor 78 and a female screw portion formed on the other end portion of the rod-shaped slider 75. The distal end portion of the rotation shaft of the distance changing motor 78 is pivotally supported in a shaft hole 89 provided in a receiving portion 88 that rotatably accommodates the shaft holder 72 of the output side shaft portion 57. A flange 91 is provided on the outer periphery of the shaft holder 72, and a bearing such as a ball bearing is provided between the shaft holder 72 and the receiving space of the receiving portion 88 so as to sandwich both sides of the flange 91. 92 is attached.

なお、トルク調整手段６５として、磁力変更機構６６と距離変更機構７１とを組合せたものを用いることも可能である。 As the torque adjusting means 65, a combination of the magnetic force changing mechanism 66 and the distance changing mechanism 71 can be used.

次に、この実施例の作用について説明する。 Next, the operation of this embodiment will be described.

図１に示すステアリングシステム１（ステアバイワイヤシステム２）では、操舵装置３を操作すると、制御装置５がこれを検知して転舵装置４へ制御信号４５を送り、転舵装置４を転舵させる。 In the steering system 1 (steer-by-wire system 2) shown in FIG. 1, when the steering device 3 is operated, the control device 5 detects this and sends a control signal 45 to the steering device 4, thereby turning the steering device 4. .

この際、制御装置５は、コラムシャフト７などに取付けられたトルクセンサ３２からのトルク検出信号３３および角度センサ３４からの角度検出信号３５などを入力することによって操舵装置３の操作を検知する。 At this time, the control device 5 detects the operation of the steering device 3 by inputting the torque detection signal 33 from the torque sensor 32 attached to the column shaft 7 and the like, the angle detection signal 35 from the angle sensor 34, and the like.

そして、制御装置５は、転舵モータ２１へ制御信号４５を送って、ステアリングラック２３を軸線方向２２へ移動させることにより、ボールジョイント２４、タイロッド２５を介して転舵輪２６を転舵させる。 Then, the control device 5 sends a control signal 45 to the steering motor 21 to move the steering rack 23 in the axial direction 22, thereby turning the steered wheels 26 via the ball joint 24 and the tie rod 25.

同時に、転舵装置４が転舵されると、制御装置５がこれを検知して操舵装置３の反力発生装置８，９へ制御信号４１，４２を送り、操舵装置３のコラムシャフト７およびステアリングホイール６に操舵反力を発生させる。 At the same time, when the steering device 4 is steered, the control device 5 detects this and sends control signals 41 and 42 to the reaction force generators 8 and 9 of the steering device 3, and the column shaft 7 and the steering device 3. A steering reaction force is generated on the steering wheel 6.

この際、制御装置５は、ステアリングラック２３などに取付けられた転舵角センサ３７からの転舵角検出信号３８などを入力することによって転舵装置４の転舵を検知する。併せて、制御装置５は、車体情報３６（車速や図示しないヨーレートセンサなどからの信号）を入力することによって、この時の車体の状況などを判断する。 At this time, the control device 5 detects turning of the turning device 4 by inputting a turning angle detection signal 38 or the like from a turning angle sensor 37 attached to the steering rack 23 or the like. In addition, the control device 5 inputs the vehicle body information 36 (a signal from a vehicle speed, a yaw rate sensor not shown) or the like to determine the state of the vehicle body at this time.

そして、制御装置５は、操舵装置３の反力発生装置８，９（反力発生用モータ１３，１４）へ制御信号４１，４２を送り、モータピニオンギヤ１５，１６、セカンダリーギヤ１７，１８、プライマリーギヤ１２を介して、操舵装置３のコラムシャフト７およびステアリングホイール６に操舵反力を発生させる。 Then, the control device 5 sends control signals 41 and 42 to the reaction force generators 8 and 9 (reaction force generation motors 13 and 14) of the steering device 3, and the motor pinion gears 15 and 16, the secondary gears 17 and 18, the primary A steering reaction force is generated on the column shaft 7 and the steering wheel 6 of the steering device 3 via the gear 12.

この際、コラムシャフト７と反力発生装置８，９とを、歯車式の減速機構１１を介して間接的に接続させることにより、反力発生装置８，９の反力発生用モータ１３，１４を小さくしつつ大きなトルクを達成することができる。 At this time, the reaction force generating motors 13 and 14 of the reaction force generators 8 and 9 are indirectly connected to the column shaft 7 via the gear type reduction mechanism 11. A large torque can be achieved while reducing the torque.

なお、歯車式の減速機構１１を介して間接的に接続した間接駆動式のものにおいては、少なくとも二基の反力発生装置８，９を、コラムシャフト７に取付けられたプライマリーギヤ１２に対し少なくとも二箇所の位置で直接又は間接的に噛合わせることにより、コラムシャフト７の回転方向によって少なくとも二基の反力発生装置８，９を使い分けるようにしたり、何らかの原因で一方の反力発生装置８，９が失陥した場合に他方の反力発生装置８，９で補完させるようにすることなどができる。 In the indirect drive type that is indirectly connected via the gear type reduction mechanism 11, at least two reaction force generators 8 and 9 are at least connected to the primary gear 12 attached to the column shaft 7. By directly or indirectly meshing at two positions, at least two reaction force generators 8 and 9 are selectively used depending on the rotation direction of the column shaft 7, or one reaction force generator 8 or When 9 is lost, the other reaction force generators 8 and 9 can be used for complementation.

ここで、ステアバイワイヤシステム２のステアリングシステム１では、走行中にハンドル角が一定になる（固定される）場合などに、操舵装置３の反力発生装置８，９が、所定の操舵反力を発生させ続けることになる。このような場合に、反力発生装置８，９の反力発生用モータ１３，１４が、通電状態のまま回転が停止されると、焼き付く可能性が生じる。 Here, in the steering system 1 of the steer-by-wire system 2, when the steering wheel angle becomes constant (fixed) during traveling, the reaction force generators 8 and 9 of the steering device 3 generate a predetermined steering reaction force. Will continue to generate. In such a case, if the reaction force generation motors 13 and 14 of the reaction force generators 8 and 9 stop rotating while being energized, there is a possibility of seizing.

そこで、この実施例の場合には、操舵装置３と転舵装置４とが機械的に分離された状態で設置され、操舵装置３と転舵装置４とを制御可能な制御装置５が設けられると共に、操舵装置３が、少なくとも、ステアリングホイール６を有するコラムシャフト７と、反力発生装置８，９と、両者間に設けられた歯車式の減速機構１１とを備えたステアリングシステムにおいて、反力発生装置８，９と減速機構１１との間に、非接触状態で両者間にトルクを伝達可能な非接触式トルク伝達装置５１を設けたことにより、以下のような作用効果を得ることができるようにしている。即ち、上記構成により、反力発生装置８，９と減速機構１１との間に設けられた非接触式トルク伝達装置５１が、両者間に非接触状態でトルクを伝達するので、走行中にハンドル角が一定になったような場合でも、反力発生装置８，９の反力発生用モータ１３，１４の回転を継続させることができ、以て、反力発生用モータ１３，１４の焼き付きを効果的に防止することができる。 Therefore, in the case of this embodiment, the steering device 3 and the steered device 4 are installed in a mechanically separated state, and a control device 5 capable of controlling the steering device 3 and the steered device 4 is provided. In addition, in the steering system in which the steering device 3 includes at least the column shaft 7 having the steering wheel 6, reaction force generation devices 8 and 9, and a gear-type reduction mechanism 11 provided therebetween, the reaction force By providing the non-contact torque transmission device 51 capable of transmitting torque between the generators 8 and 9 and the speed reduction mechanism 11 in a non-contact state, the following operational effects can be obtained. I am doing so. That is, with the above configuration, the non-contact torque transmission device 51 provided between the reaction force generators 8 and 9 and the speed reduction mechanism 11 transmits torque in a non-contact state between the two. Even when the angle becomes constant, the reaction force generation motors 13 and 14 of the reaction force generators 8 and 9 can continue to rotate, so that the reaction force generation motors 13 and 14 are seized. It can be effectively prevented.

また、図２〜図５に示すように、非接触式トルク伝達装置５１が、互いに僅少の間隔５２を有して離間されると共に、対向回転可能に配置された一対の非接触式軸継手部５３，５４を備え、一対の非接触式軸継手部５３，５４が、磁力吸引の作用を利用して反力発生装置８，９と減速機構１１との間にトルクを伝達可能に設けられたことにより、以下のような作用効果を得ることができる。即ち、上記構成により、互いに僅少の間隔５２を有して離間されると共に、対向回転可能に配置された一対の非接触式軸継手部５３，５４が、磁力吸引の作用を利用して反力発生装置８，９と減速機構１１との間にトルクを伝達するので、反力発生装置８，９のモータの焼き付きを防止可能で且つ応答性の良い有効な装置構成を得ることができる。 As shown in FIGS. 2 to 5, a pair of non-contact type shaft coupling portions in which the non-contact type torque transmitting device 51 is spaced apart from each other with a slight interval 52 and arranged to be opposed to each other. 53 and 54, and a pair of non-contact type shaft coupling portions 53 and 54 are provided so that torque can be transmitted between the reaction force generators 8 and 9 and the speed reduction mechanism 11 using the action of magnetic attraction. As a result, the following effects can be obtained. That is, with the above-described configuration, the pair of non-contact type shaft coupling portions 53 and 54 which are spaced apart from each other with a slight interval 52 and arranged so as to be opposed to each other are made to react with each other by utilizing the action of magnetic attraction. Since torque is transmitted between the generators 8 and 9 and the speed reduction mechanism 11, it is possible to prevent the seizure of the motors of the reaction force generators 8 and 9 and to obtain an effective device configuration with good responsiveness.

更に、非接触式トルク伝達装置５１が、トルク調整手段６５を備えたことにより、以下のような作用効果を得ることができる。即ち、上記構成により、非接触式トルク伝達装置５１が伝達するトルクを、トルク調整手段６５によって自在にコントロールすることができるようになる。 Further, since the non-contact torque transmission device 51 includes the torque adjusting means 65, the following operational effects can be obtained. That is, with the above configuration, the torque transmitted by the non-contact torque transmission device 51 can be freely controlled by the torque adjusting means 65.

そして、図２、図３に示すように、トルク調整手段６５が、一対の非接触式軸継手部５３，５４間に作用する磁力を変更可能な磁力変更機構６６であることにより、以下のような作用効果を得ることができる。即ち、上記構成により、磁力変更機構６６が、一対の非接触式軸継手部５３，５４間に作用する磁力を変更することで、簡単な構成で確実にトルク調整を行わせることができる。 As shown in FIGS. 2 and 3, the torque adjusting means 65 is a magnetic force changing mechanism 66 that can change the magnetic force acting between the pair of non-contact type shaft coupling portions 53, 54. Advantageous effects can be obtained. That is, with the above-described configuration, the magnetic force changing mechanism 66 can change the magnetic force acting between the pair of non-contact type shaft coupling portions 53 and 54, so that torque adjustment can be reliably performed with a simple configuration.

或いは、図４〜図６に示すように、トルク調整手段６５が、一対の非接触式軸継手部５３，５４間の距離を変更可能な距離変更機構７１であることにより、以下のような作用効果を得ることができる。即ち、上記構成により、距離変更機構７１が、一対の非接触式軸継手部５３，５４間の距離を変更することで、機械的手段によって確実にトルク調整を行わせることができる。 Alternatively, as shown in FIGS. 4 to 6, the torque adjusting means 65 is a distance changing mechanism 71 that can change the distance between the pair of non-contact type shaft coupling portions 53, 54. An effect can be obtained. In other words, with the above configuration, the distance changing mechanism 71 can change the distance between the pair of non-contact type shaft coupling portions 53 and 54, so that the torque can be reliably adjusted by mechanical means.

以上、この発明の実施例を図面により詳述してきたが、実施例はこの発明の例示にしか過ぎないものであるため、この発明は実施例の構成にのみ限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれることは勿論である。また、例えば、各実施例に複数の構成が含まれている場合には、特に記載がなくとも、これらの構成の可能な組合せが含まれることは勿論である。また、複数の実施例や変形例が示されている場合には、特に記載がなくとも、これらに跨がった構成の組合せのうちの可能なものが含まれることは勿論である。また、図面に描かれている構成については、特に記載がなくとも、含まれることは勿論である。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, the embodiments are only examples of the present invention, and the present invention is not limited to the configurations of the embodiments. Needless to say, design changes and the like within a range not departing from the gist of the invention are included in the present invention. Further, for example, when each embodiment includes a plurality of configurations, it is a matter of course that possible combinations of these configurations are included even if not specifically described. Further, when a plurality of embodiments and modifications are shown, it is needless to say that possible combinations of configurations extending over these are included even if not specifically described. Further, the configuration depicted in the drawings is of course included even if not particularly described.

本発明の実施例にかかるステアリングシステムの全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of a steering system according to an embodiment of the present invention. 図１の非接触式トルク伝達装置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the non-contact-type torque transmission apparatus of FIG. 他の非接触式トルク伝達装置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows another non-contact-type torque transmission apparatus. 別の非接触式トルク伝達装置を示す側面図である。It is a side view which shows another non-contact-type torque transmission apparatus. 更に別の非接触式トルク伝達装置を示す側面図である。It is a side view which shows another non-contact-type torque transmission apparatus. 図５のスライダー部分の拡大図である。It is an enlarged view of the slider part of FIG.

Explanation of symbols

３操舵装置
４転舵装置
５制御装置
６ステアリングホイール
７コラムシャフト
８反力発生装置
９反力発生装置
１１減速機構
５１非接触式トルク伝達装置
５２間隔
５３非接触式軸継手部
５４非接触式軸継手部
６５トルク調整手段
６６磁力変更機構
７１距離変更機構
DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 Steering device 4 Steering device 5 Control device 6 Steering wheel 7 Column shaft 8 Reaction force generator 9 Reaction force generator 11 Deceleration mechanism 51 Non-contact torque transmission device 52 Space | interval 53 Non-contact-type shaft coupling part 54 Non-contact-type shaft Joint portion 65 Torque adjusting means 66 Magnetic force changing mechanism 71 Distance changing mechanism

Claims

The steering device and the steering device are installed in a state where they are mechanically separated, and a control device capable of controlling the steering device and the steering device is provided,
In a steering system in which the steering device includes at least a column shaft having a steering wheel, a reaction force generation device, and a gear-type reduction mechanism provided therebetween,
A steering system characterized in that a non-contact torque transmission device capable of transmitting torque between the reaction force generator and the speed reduction mechanism in a non-contact state is provided.

The non-contact type torque transmission device includes a pair of non-contact type shaft coupling portions that are spaced apart from each other with a slight distance and are arranged to be opposed to each other.
The steering system according to claim 1, wherein the pair of non-contact type shaft coupling portions are provided so as to be able to transmit torque between the reaction force generation device and the speed reduction mechanism using an action of magnetic attraction.

The steering system according to claim 1 or 2, wherein the non-contact torque transmission device includes a torque adjusting means.

The steering system according to claim 3, wherein the torque adjusting means is a magnetic force changing mechanism capable of changing a magnetic force acting between the pair of non-contact type shaft coupling portions.

The steering system according to claim 3, wherein the torque adjusting means is a distance changing mechanism capable of changing a distance between the pair of non-contact type shaft coupling portions.