JP2017144960A - Steering device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車輪の向きを変更するための操舵力を出力する操舵装置に関する。 The present invention relates to a steering device that outputs a steering force for changing the direction of a wheel.
車輪の向きを変更するための操舵力を出力する操舵装置は、様々な車両に搭載される。特許文献1は、モータからの回転力を所定の減速比で増幅し、大きな操舵力を出力する歯車機構を有する操舵装置を開示する。車輪の向きを変更するように設計された転舵機構は、操舵装置からの大きな操舵力によって駆動される。操舵力は、転舵機構を通じて車輪に伝達され、車輪の向きを変更する。 A steering device that outputs a steering force for changing the direction of a wheel is mounted on various vehicles. Patent Document 1 discloses a steering device having a gear mechanism that amplifies a rotational force from a motor at a predetermined reduction ratio and outputs a large steering force. The steering mechanism designed to change the direction of the wheels is driven by a large steering force from the steering device. The steering force is transmitted to the wheels through the steering mechanism, and changes the direction of the wheels.
操舵装置は、様々な使用環境下で動作する。振動や衝撃力に起因して、操舵装置内に異物が侵入することもある。操舵装置内に進入した異物は、歯車機構の固着を引き起こすこともある。固着された歯車機構は、ドライバのステアリング操作を阻害することもある。 The steering device operates in various usage environments. Due to vibration or impact force, foreign matter may enter the steering device. The foreign matter that has entered the steering device may cause the gear mechanism to stick. The fixed gear mechanism may obstruct the driver's steering operation.
本発明は、歯車機構に固着が生じても、ドライバのステアリング操作を可能にする操舵装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a steering device that enables a driver to perform a steering operation even when the gear mechanism is fixed.
本発明の一局面に係る操舵装置は、ステアリングシャフトに加わる操舵トルクに応じた回転力を生成するモータと、前記回転力を所定の減速比で増幅し、操舵力を生成する歯車機構と、前記操舵力を、車輪に連結された転舵機構へ出力する出力部と、を備える。前記出力部は、前記操舵力を前記転舵機構へ伝達する伝達部と、前記伝達部と前記歯車機構との間の機械的接続を解除する解除部と、を含む。前記伝達部は、前記ステアリングシャフトに機械的に接続され、且つ、前記操舵力が伝達されると、前記操舵トルクが低減されるように、所定の回転中心軸周りに回転する。前記歯車機構の固着下での前記ステアリングシャフトの回転に起因して前記伝達部に生じた負荷トルクが閾値を超えると、前記解除部は、前記機械的接続を解除する。前記解除部が、前記機械的接続を解除すると、前記伝達部は、前記回転中心軸周りに回転し、前記ステアリングシャフトの前記回転を前記転舵機構に伝達する。 A steering apparatus according to one aspect of the present invention includes a motor that generates a rotational force according to a steering torque applied to a steering shaft, a gear mechanism that generates the steering force by amplifying the rotational force with a predetermined reduction ratio, An output unit that outputs a steering force to a steering mechanism connected to the wheels. The output unit includes a transmission unit that transmits the steering force to the steering mechanism, and a release unit that releases a mechanical connection between the transmission unit and the gear mechanism. The transmission unit is mechanically connected to the steering shaft and rotates around a predetermined rotation center axis so that the steering torque is reduced when the steering force is transmitted. When the load torque generated in the transmission unit due to the rotation of the steering shaft under the fixing of the gear mechanism exceeds a threshold value, the release unit releases the mechanical connection. When the release unit releases the mechanical connection, the transmission unit rotates around the rotation center axis and transmits the rotation of the steering shaft to the steering mechanism.
上記構成によれば、伝達部は、ステアリングシャフトに機械的に接続されるので、ドライバがステアリングシャフトを回転させると、操舵トルクは、ステアリングシャフトに加わる。モータは、操舵トルクに応じて、回転力を生成する。回転力は、歯車機構によって、所定の減速比で増幅され、操舵力になる。操舵力が伝達部に伝達されると、伝達部は、ステアリングシャフトの操舵トルクが低減されるように所定の回転中心軸周りに回転する。この間、操舵力は、伝達部から転舵機構に伝達され、車輪の向きが変更される。したがって、ステアリングシャフトの回転に応じた車輪の向きの変更が達成される。 According to the above configuration, since the transmission unit is mechanically connected to the steering shaft, the steering torque is applied to the steering shaft when the driver rotates the steering shaft. The motor generates a rotational force according to the steering torque. The rotational force is amplified by a gear mechanism at a predetermined reduction ratio to become a steering force. When the steering force is transmitted to the transmission unit, the transmission unit rotates around a predetermined rotation center axis so that the steering torque of the steering shaft is reduced. During this time, the steering force is transmitted from the transmission unit to the steering mechanism, and the direction of the wheels is changed. Therefore, the change of the direction of the wheel according to the rotation of the steering shaft is achieved.
歯車機構に固着が生じている間、ドライバがステアリングシャフトを回転させると、伝達部に加わる負荷トルクは、増大する。負荷トルクが、閾値を超えると、伝達部と歯車機構との間での機械的接続は、解除部によって解除される。したがって、伝達部は、ステアリングシャフトに対するドライバの回転操作に応じて回転中心軸周りに回転することができる。この結果、歯車機構の固着下においても、ステアリングシャフトの回転は、伝達部によって、転舵機構へ伝達される。 When the driver rotates the steering shaft while the gear mechanism is fixed, the load torque applied to the transmission unit increases. When the load torque exceeds the threshold value, the mechanical connection between the transmission unit and the gear mechanism is released by the release unit. Therefore, the transmission unit can rotate around the rotation center axis in accordance with the rotation operation of the driver with respect to the steering shaft. As a result, even when the gear mechanism is fixed, the rotation of the steering shaft is transmitted to the steering mechanism by the transmission unit.
上記構成に関して、前記伝達部は、前記ステアリングシャフトに連結された第1連結部と、前記転舵機構に連結された第2連結部と、を有する出力シャフト部を含んでもよい。 With regard to the above configuration, the transmission unit may include an output shaft unit having a first connection unit connected to the steering shaft and a second connection unit connected to the steering mechanism.
上記構成によれば、第1連結部は、ステアリングシャフトに連結されるので、ドライバがステアリングシャフトを回転させると、操舵トルクは、ステアリングシャフトに加わる。歯車機構が固着していないならば、モータは、ステアリングシャフトに生じた操舵トルクに応じた回転力を生成し、その後、回転力は、歯車機構によって増幅され、操舵力となる。このとき、出力シャフト部は、ステアリングシャフトの操舵トルクが低減されるように回転中心軸周りに回転する。第2連結部は、転舵機構に連結されるので、回転中心軸周りの伝達部の回転は、転舵機構へ伝達される。 According to the above configuration, since the first connecting portion is connected to the steering shaft, the steering torque is applied to the steering shaft when the driver rotates the steering shaft. If the gear mechanism is not fixed, the motor generates a rotational force corresponding to the steering torque generated on the steering shaft, and then the rotational force is amplified by the gear mechanism to become a steering force. At this time, the output shaft portion rotates around the rotation center axis so that the steering torque of the steering shaft is reduced. Since the second connecting portion is connected to the steering mechanism, the rotation of the transmission portion around the rotation center axis is transmitted to the steering mechanism.
歯車機構に固着が生じている間、ドライバがステアリングシャフトを回転させると、第1連結部は、ステアリングシャフトに連結されるので、歯車機構は、回転中心軸周りの出力シャフトの回転を拘束する一方で、ステアリングシャフトは、出力シャフト部を回転させようとする。この結果、出力シャフト部に生ずる負荷トルクは増大する。負荷トルクが、閾値を超えると、出力シャフト部と歯車機構との間での機械的接続は、解除部によって解除される。したがって、出力シャフト部は、ステアリングシャフトに対するドライバの回転操作に応じて回転中心軸周りに回転することができる。この結果、歯車機構の固着下においても、ステアリングシャフトの回転は、出力シャフト部によって、転舵機構へ伝達される。 When the driver rotates the steering shaft while the gear mechanism is fixed, the first coupling portion is coupled to the steering shaft, so that the gear mechanism restrains the rotation of the output shaft around the rotation center axis. Thus, the steering shaft tries to rotate the output shaft portion. As a result, the load torque generated in the output shaft portion increases. When the load torque exceeds the threshold value, the mechanical connection between the output shaft portion and the gear mechanism is released by the release portion. Therefore, the output shaft portion can rotate around the rotation center axis in accordance with the rotation operation of the driver with respect to the steering shaft. As a result, even when the gear mechanism is fixed, the rotation of the steering shaft is transmitted to the steering mechanism by the output shaft portion.
上記構成に関して、前記出力シャフト部は、前記回転中心軸に沿って延びる回転シャフトを含んでもよい。前記第1連結部は、前記回転シャフトに取り付けられた連結ギアを含んでもよい。前記連結ギアは、前記ステアリングシャフトとともに回転するステアリングギアに連結されてもよい。 With respect to the above configuration, the output shaft portion may include a rotation shaft extending along the rotation center axis. The first connection part may include a connection gear attached to the rotating shaft. The connection gear may be connected to a steering gear that rotates together with the steering shaft.
上記構成によれば、連結ギアは、ステアリングシャフトとともに回転するステアリングギアに連結されるので、ドライバがステアリングシャフトを回転させると、操舵トルクは、ステアリングシャフトに加わる。歯車機構が固着していないならば、モータは、ステアリングシャフトに生じた操舵トルクに応じた回転力を生成し、その後、回転力は、歯車機構によって増幅され、操舵力となる。このとき、回転シャフトは、ステアリングシャフトの操舵トルクが低減されるように回転中心軸周りに回転する。第2連結部は、転舵機構に連結されるので、回転中心軸周りの回転シャフトの回転は、転舵機構へ伝達される。 According to the above configuration, the coupling gear is coupled to the steering gear that rotates together with the steering shaft. Therefore, when the driver rotates the steering shaft, steering torque is applied to the steering shaft. If the gear mechanism is not fixed, the motor generates a rotational force corresponding to the steering torque generated on the steering shaft, and then the rotational force is amplified by the gear mechanism to become a steering force. At this time, the rotating shaft rotates around the rotation center axis so that the steering torque of the steering shaft is reduced. Since the second connecting portion is connected to the steering mechanism, the rotation of the rotating shaft around the rotation center axis is transmitted to the steering mechanism.
歯車機構に固着が生じている間、ドライバがステアリングシャフトを回転させると、連結ギアは、ステアリングギアに連結されるので、歯車機構は、回転中心軸周りの回転シャフトの回転を拘束する一方で、ステアリングシャフトは、回転シャフトを回転させようとする。この結果、回転シャフトに生ずる負荷トルクは増大する。負荷トルクが、閾値を超えると、回転シャフトと歯車機構との間での機械的接続は、解除部によって解除される。したがって、回転シャフトは、ステアリングシャフトに対するドライバの回転操作に応じて回転中心軸周りに回転することができる。この結果、歯車機構の固着下においても、ステアリングシャフトの回転は、回転シャフトによって、転舵機構へ伝達される。 When the driver rotates the steering shaft while the gear mechanism is fixed, the connecting gear is connected to the steering gear, so that the gear mechanism restrains the rotation of the rotating shaft around the rotation center axis, The steering shaft tries to rotate the rotating shaft. As a result, the load torque generated in the rotating shaft increases. When the load torque exceeds the threshold value, the mechanical connection between the rotating shaft and the gear mechanism is released by the release unit. Therefore, the rotation shaft can rotate around the rotation center axis in accordance with the rotation operation of the driver with respect to the steering shaft. As a result, even when the gear mechanism is fixed, the rotation of the steering shaft is transmitted to the steering mechanism by the rotating shaft.
上記構成に関して、前記出力部は、前記歯車機構に連結され、前記回転中心軸周りで回転するキャリアを含んでもよい。前記回転シャフトは、前記解除部として、前記回転シャフトと前記キャリアとの間で特異的に小さな断面を有する狭細部を含んでもよい。前記負荷トルクが前記閾値を超えると、前記狭細部は、破断してもよい。 With regard to the above configuration, the output unit may include a carrier coupled to the gear mechanism and rotating around the rotation center axis. The rotating shaft may include a narrow detail having a specifically small cross section between the rotating shaft and the carrier as the release portion. When the load torque exceeds the threshold, the narrow details may break.
上記構成によれば、負荷トルクが閾値を超えると、狭細部は、破断するので、連結ギアと歯車機構との間での機械的接続は、狭細部によって解除される。したがって、連結ギアは、ステアリングシャフトに対するドライバの回転操作によって回転操作によって回転される。連結ギアの回転と一体的に回転シャフトも回転するので、車輪の向きは、ステアリングシャフトに対するドライバの回転操作に応じて変更される。 According to the above configuration, when the load torque exceeds the threshold value, the narrow details are broken, so that the mechanical connection between the coupling gear and the gear mechanism is released by the narrow details. Therefore, the connection gear is rotated by the rotation operation by the rotation operation of the driver with respect to the steering shaft. Since the rotation shaft also rotates integrally with the rotation of the connecting gear, the direction of the wheel is changed according to the rotation operation of the driver with respect to the steering shaft.
上記構成に関して、前記歯車機構は、複数の内歯が形成された外筒と、前記複数の内歯に噛み合う揺動歯車と、前記揺動歯車の中心が前記出力部の回転中心軸周りを周回するように、前記揺動歯車に揺動回転を与えるクランク組立体と、を含んでもよい。前記キャリアは、前記クランク組立体に連結され、且つ、前記外筒内で前記回転中心軸周りに回転してもよい。前記狭細部は、前記外筒内に収容されてもよい。 With regard to the above configuration, the gear mechanism includes an outer cylinder in which a plurality of internal teeth are formed, a rocking gear that meshes with the plurality of internal teeth, and the center of the rocking gear circulates around the rotation center axis of the output unit. As described above, a crank assembly that swings and rotates the swing gear may be included. The carrier may be connected to the crank assembly and rotate about the rotation center axis in the outer cylinder. The narrow details may be accommodated in the outer cylinder.
上記構成によれば、連結ギアは、ステアリングギアに連結されるので、ドライバがステアリングシャフトを回転させると、操舵トルクは、ステアリングシャフトに加わる。モータは、操舵トルクに応じて、回転力を生成する。外筒の内歯に噛み合う揺動歯車は、クランク組立体によって、揺動回転を与えられるので、歯車機構は、大きな減速比で、モータからの回転力を増幅し、大きな操舵力を生成することができる。キャリア及び回転シャフトは、大きな操舵力の下で、回転中心軸周りに回転するので、ドライバは、小さな力で、車輪の向きを変更することができる。 According to the above configuration, since the connection gear is connected to the steering gear, the steering torque is applied to the steering shaft when the driver rotates the steering shaft. The motor generates a rotational force according to the steering torque. Since the oscillating gear meshing with the inner teeth of the outer cylinder is oscillated and rotated by the crank assembly, the gear mechanism amplifies the rotational force from the motor and generates a large steering force with a large reduction ratio. Can do. Since the carrier and the rotating shaft rotate around the rotation center axis under a large steering force, the driver can change the direction of the wheel with a small force.
歯車機構に固着が生じている間、ドライバがステアリングシャフトを回転させると、連結ギアは、ステアリングギアによって回転されようとする一方で、歯車機構は、回転シャフト及び連結ギアの回転を阻害する。この結果、回転シャフトに加わる負荷トルクは、増大する。負荷トルクが、閾値を超えると、破断する。狭細部は、外筒内に収容されるので、狭細部の破断に起因して生じた破片の多くは、外筒内に留まることができる。 When the driver rotates the steering shaft while the gear mechanism is fixed, the connection gear tends to be rotated by the steering gear, while the gear mechanism inhibits the rotation of the rotation shaft and the connection gear. As a result, the load torque applied to the rotating shaft increases. When the load torque exceeds the threshold value, it breaks. Since the narrow details are accommodated in the outer cylinder, most of the fragments generated due to the fracture of the narrow details can remain in the outer cylinder.
上記構成に関して、前記出力部は、前記歯車機構に連結され、前記回転中心軸周りで回転するキャリアを含んでもよい。前記解除部は、前記回転シャフトと前記キャリアとの間に配置されたクラッチ機構を含んでもよい。前記クラッチ機構は、前記キャリアと前記回転シャフトとの間に配置された第1クラッチ板と、前記第1クラッチ板及び前記回転シャフトの間に配置された第2クラッチ板と、を有してもよい。前記負荷トルクが、前記閾値を超えないならば、前記第1クラッチ板及び前記第2クラッチ板は、一体的に回転してもよい。前記負荷トルクが、前記閾値を超えると、前記第1クラッチ板及び前記第2クラッチ板のうち一方は、前記第1クラッチ板及び前記第2クラッチ板のうち他方とは独立して回転してもよい。 With regard to the above configuration, the output unit may include a carrier coupled to the gear mechanism and rotating around the rotation center axis. The release unit may include a clutch mechanism disposed between the rotating shaft and the carrier. The clutch mechanism may include a first clutch plate disposed between the carrier and the rotating shaft, and a second clutch plate disposed between the first clutch plate and the rotating shaft. Good. If the load torque does not exceed the threshold value, the first clutch plate and the second clutch plate may rotate together. When the load torque exceeds the threshold value, one of the first clutch plate and the second clutch plate may rotate independently of the other of the first clutch plate and the second clutch plate. Good.
上記構成によれば、負荷トルクが、閾値を超えると、第1クラッチ板及び第2クラッチ板のうち一方は、第1クラッチ板及び第2クラッチ板のうち他方とは独立して回転するので、連結ギアは、ステアリングシャフトに対するドライバの回転操作によって回転操作によって回転される。回転シャフトも、連結ギアの回転と一体的に回転するので、車輪の向きは、ステアリングシャフトに対するドライバの回転操作に応じて変更される。 According to the above configuration, when the load torque exceeds the threshold value, one of the first clutch plate and the second clutch plate rotates independently of the other of the first clutch plate and the second clutch plate. The connection gear is rotated by a rotation operation by a rotation operation of the driver with respect to the steering shaft. Since the rotation shaft also rotates integrally with the rotation of the connecting gear, the direction of the wheel is changed according to the rotation operation of the driver with respect to the steering shaft.
上記構成に関して、前記第2連結部は、前記回転シャフトに形成されたスプライン軸部又はキー構造部を含んでもよい。前記転舵機構は、前記スプライン軸部又は前記キー構造部に取り付けられるピットマンアームを含んでもよい。 With respect to the above configuration, the second connecting part may include a spline shaft part or a key structure part formed on the rotating shaft. The steering mechanism may include a pitman arm attached to the spline shaft portion or the key structure portion.
上記構成によれば、解除部が、機械的接続を解除すると、連結ギアは、操舵トルクを、回転シャフト及びスプライン軸部又はキー構造部を通じてピットマンアームに伝達するので、車輪の向きは、歯車機構の固着下でも、ステアリングシャフトに対するドライバの回転操作に応じて変更される。 According to the above configuration, when the release portion releases the mechanical connection, the coupling gear transmits the steering torque to the pitman arm through the rotary shaft and the spline shaft portion or the key structure portion. Even under the fixed condition, it is changed according to the rotation operation of the driver with respect to the steering shaft.
上記構成に関して、前記第2連結部は、前記回転中心軸周りに前記回転シャフトと一体的に回転するピニオンを含んでもよい。前記転舵機構は、前記ピニオンと噛み合うラックを含んでもよい。 With regard to the above configuration, the second connecting portion may include a pinion that rotates integrally with the rotation shaft around the rotation center axis. The steering mechanism may include a rack that meshes with the pinion.
上記構成によれば、解除部が、機械的接続を解除すると、連結ギアは、操舵トルクを、回転シャフト及びピニオンを通じてラックに伝達するので、車輪の向きは、歯車機構の固着下でも、ステアリングシャフトに対するドライバの回転操作に応じて変更される。 According to the above configuration, when the release portion releases the mechanical connection, the coupling gear transmits the steering torque to the rack through the rotating shaft and the pinion. Is changed according to the rotation operation of the driver.
上述の操舵装置は、歯車機構に固着が生じても、ドライバのステアリング操作を可能にする。 The above-described steering device enables a driver to perform a steering operation even when the gear mechanism is fixed.
<第1実施形態>
モータによって生成された回転力を増幅する歯車機構を有する操舵装置は、ドライバが小さな力でステアリングシャフトを回転し、車輪の向きを変更することを可能にする。しかしながら、歯車機構に固着が生ずるならば、歯車機構は、ステアリングシャフトに対するドライバの回転操作を阻害する。第1実施形態において、歯車機構の固着下においても、ステアリングシャフトに対するドライバの回転操作に応じて車輪の向きを変更することを可能にする例示的な操舵装置が説明される。
<First Embodiment>
A steering device having a gear mechanism that amplifies the rotational force generated by the motor allows the driver to rotate the steering shaft with a small force and change the direction of the wheels. However, if sticking occurs in the gear mechanism, the gear mechanism obstructs the rotation operation of the driver with respect to the steering shaft. In the first embodiment, an exemplary steering device that allows the direction of the wheel to be changed according to the rotation operation of the driver with respect to the steering shaft even when the gear mechanism is fixed will be described.
図1は、第1実施形態の操舵装置100の概念的なブロック図である。図1を参照して、操舵装置100が説明される。
FIG. 1 is a conceptual block diagram of the
操舵装置100は、モータ200と、歯車機構300と、出力部400と、を備える。出力部400は、解除部410と、第1連結部420と、第2連結部430と、を含む。
The
図1は、ステアリングホイールSTWと、ステアリングホイールSTWから延びるステアリングシャフトSTSを示す。ステアリングシャフトSTSは、第1連結部420に機械的に連結される。ドライバが、ステアリングホイールSTWを回転させると、ステアリングシャフトSTSに操舵トルクが生ずる。ステアリングシャフトSTSと第1連結部420との間の連結構造は、ギアを用いて構築されてもよい。代替的に、ステアリングシャフトSTSと第1連結部420との間の連結構造は、リンク機構や他の機械的接続構造であってもよい。本実施形態の原理は、第1連結部420とステアリングシャフトSTSとの間の特定の機械的な接続構造に限定されない。
FIG. 1 shows a steering wheel STW and a steering shaft STS extending from the steering wheel STW. The steering shaft STS is mechanically connected to the first connecting
図1は、制御装置CTRを更に示す。制御装置CTRは、トルクセンサTQSと、信号生成部SGTと、を含む。トルクセンサTQSは、ステアリングシャフトSTSに加わった操舵トルクを検出する。既知のトルク検出技術が、トルクセンサTQSに適用されてもよい。本実施形態の原理は、トルクセンサTQSの特定の種類に限定されない。 FIG. 1 further shows the control device CTR. Control device CTR includes a torque sensor TQS and a signal generation unit SGT. The torque sensor TQS detects the steering torque applied to the steering shaft STS. Known torque detection techniques may be applied to the torque sensor TQS. The principle of this embodiment is not limited to a specific type of torque sensor TQS.
ステアリングシャフトSTSに生じた操舵トルクの検出のために、トルクセンサTQSがステアリングシャフトSTSに直接的に接続されていることが要求されるならば、トルクセンサTQSは、ステアリングシャフトSTSに機械的に接続される。他の場合には、トルクセンサTQSは、ステアリングシャフトSTSに直接的に接続されなくてもよい。トルクセンサTQSとステアリングシャフトSTSとの間の機械的或いは電気的な接続構造は、トルクセンサTQSの性能に依存する。したがって、本実施形態の原理は、ステアリングシャフトSTSとトルクセンサTQSとの間の特定の接続構造に限定されない。 If the torque sensor TQS is required to be directly connected to the steering shaft STS in order to detect the steering torque generated in the steering shaft STS, the torque sensor TQS is mechanically connected to the steering shaft STS. Is done. In other cases, the torque sensor TQS may not be directly connected to the steering shaft STS. The mechanical or electrical connection structure between the torque sensor TQS and the steering shaft STS depends on the performance of the torque sensor TQS. Therefore, the principle of the present embodiment is not limited to a specific connection structure between the steering shaft STS and the torque sensor TQS.
トルクセンサTQSは、検出された操舵トルクを表すトルクデータを生成する。トルクデータは、トルクセンサTQSから信号生成部SGTへ出力される。 The torque sensor TQS generates torque data representing the detected steering torque. Torque data is output from the torque sensor TQS to the signal generator SGT.
トルクデータによって表される操舵トルクが低減されるように、信号生成部SGTは、駆動信号を生成する。駆動信号は、信号生成部SGTからモータ200へ出力される。
The signal generator SGT generates a drive signal so that the steering torque represented by the torque data is reduced. The drive signal is output from the signal generation unit SGT to the
モータ200は、駆動信号に応じて、回転力を生成する。回転力は、モータ200の回転として、歯車機構300へ出力される。歯車機構300は、回転力を所定の減速比で増幅し、操舵力を生成する。歯車機構300は、揺動歯車と内歯歯車とを含んでもよい。代替的に、歯車機構300は、遊星歯車と太陽歯車とを含んでもよい。設計者は、歯車を用いた様々な機構を歯車機構300として採用することができる。本実施形態の原理は、歯車機構300の特定の構造に限定されない。
The
操舵力は、解除部410、第1連結部420及び第2連結部430へ順次伝達される。代替的に、操舵力は、解除部410、第2連結部430及び第1連結部420へ順次伝達されてもよい。本実施形態の原理は、第1連結部420と第2連結部430との間の特定の位置関係に限定されない。
The steering force is sequentially transmitted to the
第2連結部430は、転舵機構STMに連結される。操舵力は、第2連結部430から転舵機構STMに伝達される。転舵機構STMは、車両(図示せず)の車輪(図示せず)に連結される。転舵機構STMは、操舵力に応じて、車輪の向きを変更する。転舵機構STMは、ピットマンアームであってもよい。代替的に、転舵機構STMは、ラックであってもよい。本実施形態の原理は、転舵機構STMの特定の構造に限定されない。本実施形態において、伝達部は、第1連結部420及び第2連結部430によって例示される。
The
第2連結部430の構造は、転舵機構STMとして用いられる部品に適合するように決定されてもよい。転舵機構STMが、ピットマンアームであるならば、第2連結部430は、ピットマンアームに挿入されるスプライン軸部であってもよい。代替的に、第2連結部430は、ピットマンアームに挿入されるキーが取り付けられたキー構造部であってもよい。本実施形態の原理は、第2連結部430の特定の構造に限定されない。
The structure of the
固着が、歯車機構300に生ずると、歯車機構300から出力部400への操舵力の伝達は、失われる。この結果、ドライバがステアリングハンドルSTWを回転しても、出力部400は、静止状態を維持することとなる。ステアリングシャフトSTSは、第1連結部420によって拘束されるので、ステアリングシャフトSTSに加わる操舵トルクは増大する。増大された操舵トルクは、第1連結部420を通じて、出力部400に伝達され、出力部400に作用する負荷トルクとなる。
When the fixing occurs in the
解除部410は、負荷トルクが閾値を超えると、第1連結部420と歯車機構300との間での機械的接続が解除されるように設計される。解除部410は、出力部400の中で特異的に弱い機械的強度を有する部位として設計されてもよい。代替的に、解除部410は、クラッチ機構であってもよい。本実施形態の原理は、解除部410の特定の構造に限定されない。
The
解除部410が、第1連結部420と歯車機構300との間の機械的接続を解除すると、第1連結部420及び第2連結部430は、歯車機構300によって拘束されることなく、ステアリングシャフトSTSから第1連結部420へ伝達された操舵トルクに応じて動作することができる。この結果、歯車機構300の固着下でも、転舵機構STMは、ステアリングシャフトSTS、第1連結部420及び第2連結部430を通じて伝達された操舵トルクを用いて、車輪の向きを変更することができる。
When the releasing
<第2実施形態>
設計者は、第1実施形態に関連して説明された設計原理に基づいて、様々な操舵装置を設計することができる。第2実施形態において、例示的な操舵装置が説明される。
Second Embodiment
The designer can design various steering devices based on the design principle described in relation to the first embodiment. In the second embodiment, an exemplary steering device is described.
図2は、第2実施形態の操舵装置100Aの概略的な断面図である。図3は、図2に示されるA−A線に沿う概略的な断面図である。図1乃至図3を参照して、操舵装置100Aが説明される。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the
操舵装置100Aは、モータ200Aと、歯車機構300Aと、出力部400Aと、を備える。モータ200Aは、図1を参照して説明されたモータ200に対応する。モータ200に関する説明は、モータ200Aに援用されてもよい。歯車機構300Aは、図1を参照して説明された歯車機構300に対応する。歯車機構300に関する説明は、歯車機構300Aに援用されてもよい。出力部400Aは、図1を参照して説明された出力部400に対応する。出力部400に関する説明は、出力部400Aに援用されてもよい。
The
モータ200Aは、筐体210と、回転シャフト220と、を含む。筐体210は、コイルやステータコアを内蔵し、駆動信号に応じて回転力を生成する。回転シャフト220は、筐体210から出力軸OPAに沿って延びる。筐体210内で生成された回転力は、回転シャフト220の回転として出力される。回転シャフト220は、出力軸OPA周りに回転する。回転シャフト220の先端部には、ギア部221が形成される。
The
歯車機構300Aは、外筒310と、3つのクランク組立体320(図2は、3つのクランク組立体320のうち1つを示す)と、揺動部330と、を含む。外筒310は、3つのクランク組立体320及び揺動部330が収容される内部空間を形成する。3つのクランク組立体320それぞれは、外筒310内で、モータ200Aのギア部221に連結され、伝達軸TMA周りに回転する。伝達軸TMAは、出力軸OPAから所定の距離だけ離れた位置で、出力軸OPAと略平行に延びる。クランク組立体320の伝達軸TMA周りの回転は、揺動部330の揺動回転を引き起こす。揺動部330の揺動回転は、出力軸OPA周りの出力部400Aの回転を引き起こす。
The
3つのクランク組立体320それぞれは、伝達ギア321と、クランク軸322と、2つのテーパ軸受323,324と、2つのニードル軸受325,326と、を含む。クランク軸322は、2つのジャーナル341,342と、2つの偏心部343,344と、を含む。ジャーナル341,342は、伝達軸TMA周りに同軸回転する。ジャーナル342は、ジャーナル341の反対側に位置する。
Each of the three crank
伝達ギア321及びテーパ軸受323は、ジャーナル341に取り付けられる。伝達ギア321は、回転シャフト220のギア部221と噛み合う。テーパ軸受324は、ジャーナル342に取り付けられる。
The
偏心部343は、ジャーナル341,342の間に位置する。偏心部344は、偏心部343とジャーナル342との間に位置する。偏心部343,344は、伝達軸TMAから偏心する。偏心部343は、偏心方向において、偏心部344とは相違する。
The
モータ200Aのギア部221と噛み合う伝達ギア321が、ジャーナル341に取り付けられるので、ジャーナル341,342は、モータ200Aの回転シャフト220の回転に応じて、伝達軸TMA周りに回転する。この間、偏心部343,344は、伝達軸TMAに対して偏心回転する。
Since the
外筒310は、モータ200Aに対して固定される。外筒310は、第1筒部311と、第2筒部312と、第3筒部313と、を含む。
The
第1筒部311は、端壁314と、周壁315と、を含む。端壁314は、モータ200Aの筐体210に密接される。周壁315は、端壁314の略円形の外周縁から突出し、回転シャフト220及び伝達ギア321を取り囲む。
The
第2筒部312は、周壁316と、複数の内歯ピン317と、を含む。周壁316は、偏心部343,344及び揺動部330を取り囲む。複数の内歯ピン317それぞれは、出力軸OPAの延出方向に延びる円柱状の部材である。複数の内歯ピン317それぞれは、周壁316の内面に形成された溝部に嵌入される。したがって、複数の内歯ピン317は、周壁316によって適切に保持される。
The second
図3に示される如く、複数の内歯ピン317は、出力軸OPA周りに略一定間隔で配置される。複数の内歯ピン317それぞれの半周面は、周壁316の内面から出力軸OPAに向けて突出する。したがって、複数の内歯ピン317は、操舵装置100Aの内歯として機能することができる。本実施形態において、複数の内歯は、環状に配列された複数の内歯ピン317によって例示される。
As shown in FIG. 3, the plurality of internal tooth pins 317 are arranged at a substantially constant interval around the output shaft OPA. A half circumferential surface of each of the plurality of internal teeth pins 317 protrudes from the inner surface of the
図2に示される如く、第3筒部313は、周壁318と、端壁319と、を含む。第3筒部313の周壁318は、第2筒部312の周壁316の端縁に密接される。端壁319は、周壁318によって囲まれた略円形の空間を部分的に閉じる。
As shown in FIG. 2, the third
揺動部330は、2つの揺動歯車331,332を含む。揺動歯車331には、3つの円形貫通穴が形成される。3つのクランク組立体320は、揺動歯車331の3つの円形開口穴に挿通される。3つのクランク組立体320それぞれのニードル軸受325は、3つの円形貫通穴それぞれに嵌め込まれる。揺動歯車332には、3つの円形貫通穴が形成される。3つのクランク組立体320は、揺動歯車332の3つの円形開口穴に挿通される。3つのクランク組立体320それぞれのニードル軸受326は、3つの円形貫通穴それぞれに嵌め込まれる。
The
本実施形態の操舵装置100Aは、2つの揺動歯車331,332を備える。代替的に、操舵装置は、単一の揺動歯車を有してもよい。更に代替的に、操舵装置は、2を超える数の揺動歯車を有してもよい。本実施形態の原理は、いくつの揺動歯車が、操舵装置に組み込まれるかによっては何ら限定されない。
The
揺動歯車331,332は、複数の内歯ピン317によって形成された内歯環に噛み合う。クランク組立体320の回転の間、揺動歯車331,332は、偏心部343,344によって、揺動回転される。この間、揺動歯車331,332の中心は、出力軸OPA周りを周回移動する。揺動歯車331,332の揺動回転運動は、揺動歯車331,332に接続される部位(たとえば、クランク組立体320)に伝達される。本実施形態において、回転中心軸は、出力軸OPAによって例示される。
The oscillating gears 331 and 332 mesh with an internal tooth ring formed by a plurality of internal tooth pins 317. During the rotation of the
上述の如く、偏心部343,344は、偏心方向において相違する。したがって、周回位相差が、揺動歯車331,332の中心の周回移動に生ずる。たとえば、180°の周回位相差が、揺動歯車331,332の中心の周回移動に生ずるように、偏心部343,344は、設計されてもよい。この場合、揺動歯車331は、複数の内歯ピン317のうち略半分と噛み合う一方で、揺動歯車332は、残りの内歯ピン317と噛み合うことができる。
As described above, the
出力部400Aは、キャリア500と、出力シャフト部600と、を含む。キャリア500は、外筒310内で、出力軸OPA周りに回転する。出力シャフト部600は、キャリア500に取り付けられる。ピットマンアームPTMは、外筒310の外で、出力シャフト部600に取り付けられる。ピットマンアームPTMは、車輪(図示せず)に連結されたタイロッドアーム(図示せず)と協働して、図1を参照して説明された転舵機構STMを形成する。
The
キャリア500は、基部510と、端板部520と、を含む。端板部520は、基部510と第1筒部311の端壁314との間に位置する。
The
基部510は、基板部511(図2を参照)と、3つのシャフト512(図3を参照)と、を含む。3つのシャフト512は、基板部511から端板部520に向けて突出する。揺動歯車331,332それぞれには、3つの台形貫通穴が形成される。3つのシャフト512は、これらの台形貫通穴に挿入される。これらの台形貫通穴の大きさは、揺動歯車331,332とシャフト512との間での干渉が生じないように設定される。
The
端板部520は、3つのシャフト512の先端面に固定される。したがって、揺動歯車331,332は、端板部520と基板部511との間で揺動回転する。
The
基板部511には、3つの貫通穴513が形成される(図2は、3つの貫通穴513のうち1つを示す)。3つのクランク組立体320それぞれのテーパ軸受324は、3つの貫通穴513それぞれに嵌め込まれる。端板部520には、3つの貫通穴521が形成される(図2は、3つの貫通穴521のうち1つを示す)。3つのクランク組立体320それぞれのテーパ軸受323は、3つの貫通穴521それぞれに嵌め込まれる。したがって、キャリア500は、クランク組立体320に連結される。
Three through
揺動歯車331,332の揺動回転運動は、3つのクランク組立体320を通じて、キャリア500に伝達される。3つのクランク組立体320は、揺動歯車331,332の揺動回転の間、出力軸OPA周りを周回移動するので、キャリア500は、出力軸OPA周りに回転することができる。
The oscillating rotational movements of the oscillating gears 331 and 332 are transmitted to the
出力シャフト部600は、取付板610と、狭細部410Aと、シャフト430Aと、連結ギア420Aと、を含む。取付板610、狭細部410A及びシャフト430Aは、一体的に形成される。狭細部410Aは、図1を参照して説明された解除部410に対応する。解除部410に関する説明は、狭細部410Aに援用される。連結ギア420Aは、図1を参照して説明された第1連結部420に対応する。第1連結部420に関する説明は、連結ギア420Aに援用される。
The
取付板610は、基板部511の端面(第3筒部313の端壁319に対向する端面)に当接される円板状の部位である。取付板610の中心は、出力軸OPAに略一致する。取付板610は、基板部511の端面(第3筒部313の端壁319に対向する端面)にボルトBLTによって固定される。したがって、取付板610は、キャリア500から分離可能である。
The mounting
狭細部410Aは、出力軸OPAに沿って、取付板610からシャフト430Aに向けて突出する。狭細部410Aは、取付板610とシャフト430Aとに一体的に連結される。狭細部410Aは、出力軸OPAと直交する仮想平面(図示せず)において、取付板610及びシャフト430Aよりも小さな断面を有する。したがって、狭細部410Aの許容捻り応力は、取付板610及びシャフト430Aの許容捻り応力よりも小さい。狭細部410Aの許容捻り応力を超える捻り応力を狭細部410Aに生じさせるトルクが、シャフト430Aに加わると、狭細部410Aは、破断される。本実施形態において、閾値は、狭細部410Aの許容捻り応力及び断面積から定まる許容トルクによって例示される。
The
図2に示される如く、狭細部410Aは、外筒310内に配置される。したがって、狭細部410Aの破断によって生じた破片の多くは、外筒310内に閉じ込められる。この結果、操舵装置100Aが搭載された車両(図示せず)は、狭細部410Aの破片によって破損されにくい。
As shown in FIG. 2, the
シャフト430Aは、狭細部410AからピットマンアームPTMに向けて出力軸OPAに沿って延びる。シャフト430Aは、基端部431と、基端部431とは反対側の先端部432と、を含む。狭細部410Aは、基端部431に一体的に連結される。先端部432は、基端部431の反対側に位置する。基端部431は、外筒310内に位置する一方で、先端部432は、外筒310の外に位置する。ピットマンアームPTMは、先端部432に取り付けられる。先端部432は、図1を参照して説明された第2連結部430に対応する。第2連結部430に関する説明は、先端部432に援用されてもよい。本実施形態において、回転シャフトは、シャフト430Aによって例示される。
The
スプライン加工が、先端部432に施与されてもよい。この場合、シャフト430Aの先端部432は、スプライン軸に加工される。ピットマンアームPTMには、シャフト430Aの先端部432と相補的なスプライン穴が形成される。この結果、ピットマンアームPTMは、シャフト430Aと一体的に回転することができる。代替的に、キー溝が、先端部432に刻設されてもよい。ピットマンアームPTMは、キー溝に嵌め込まれたキーを介して先端部432に取り付けられてもよい。この結果、ピットマンアームPTMは、シャフト430Aと一体的に回転することができる。
Spline processing may be applied to the
操舵装置100Aは、ギアボックス筒440を備える。ギアボックス筒440は、略円筒状の周壁441と、周壁441によって囲まれた略円形の空間を部分的に閉じる端壁442と、を含む。ギアボックス筒440の周壁441の端縁は、第3筒部313の端壁319に密接される。ギアボックス筒440は、第3筒部313の端壁319と協働して、連結ギア420Aが収容されるギアボックスを形成する。
The
第3筒部313の端壁319には、貫通穴443が形成される。ギアボックス筒440の端壁442には、貫通穴444が形成される。出力軸OPAは、貫通穴443,444の中心に略一致する。シャフト430Aは、出力軸OPAに沿って延び、貫通穴443,444を貫通する。ピットマンアームPTMは、外筒310及びギアボックス筒440の外で、シャフト430Aの先端部432に接続される。ピットマンアームPTMは、出力軸OPAに略直交する方向に延びる。キャリア500が回転する間、ピットマンアームPTMは、出力軸OPAに直交する面内で揺振する。
A through
操舵装置100Aは、出力軸OPAを規定する2つの主ベアリング445,446を備える。主ベアリング446は、主ベアリング445とピットマンアームPTMとの間に位置する。主ベアリング445は、第3筒部313の端壁319に形成された貫通穴443に嵌め込まれる。主ベアリング446は、ギアボックス筒440の端壁442に形成された貫通穴444に嵌め込まれる。シャフト430Aは、主ベアリング445,446を貫通する。したがって、シャフト430Aは、主ベアリング445,446によって適切に保持される。
The
図2は、ステアリングシャフトSTSと、ウォームギアWMGと、を概略的に示す。ウォームギアWMGは、ステアリングシャフトSTSの下端に一体的に形成される。ウォームギアWMGは、第1実施形態に関連して説明された制御原理の下で、ステアリングシャフトSTSに加えられた操舵トルクに応じて、ステアリングシャフトSTSとともに回転する。連結ギア420Aは、主ベアリング445,446の間でシャフト430Aに取り付けられる。連結ギア420Aは、ウォームギアWMGと噛み合う。本実施形態において、ステアリングギアは、ウォームギアWMGによって例示される。代替的に、ステアリングギアは、他の種類のギア部品であってもよい。本実施形態の原理は、ステアリングギアとして用いられる特定の種類のギア部品に限定されない。
FIG. 2 schematically shows the steering shaft STS and the worm gear WMG. The worm gear WMG is integrally formed at the lower end of the steering shaft STS. The worm gear WMG rotates together with the steering shaft STS according to the steering torque applied to the steering shaft STS under the control principle described in relation to the first embodiment. The connecting
歯車機構300Aが、正常に動作している間、モータ200Aが出力した回転力は、歯車機構300Aによって、所定の減速比で増幅され、大きな操舵力になる。操舵力は、キャリア500及び出力シャフト部600へ伝達される。この結果、ピットマンアームPTMは、出力シャフト部600とともに、出力軸OPA周りに揺振することができる。
While the
ドライバが、歯車機構300Aの固着下で、ステアリングシャフトSTSを回転させると、ステアリングシャフトSTSの下端のウォームギアWMGと噛み合う連結ギア420Aに、回転力が加わる。連結ギア420Aに加わった回転力は、出力シャフト部600を捻る。狭細部410Aは、特異的に小さな断面積を有するので、出力シャフト部600の捻れは、狭細部410Aの破断に帰結する。狭細部410Aが破断されると、シャフト430Aは、歯車機構300Aに拘束されることなく、連結ギア420Aに加えられた回転力に従って回転することができる。この結果、シャフト430Aに取り付けられたピットマンアームPTMは、ステアリングシャフトSTSの回転に応じて、揺振することができる。
When the driver rotates the steering shaft STS with the
本実施形態において、連結ギア420Aは、狭細部410AとピットマンアームPTMとの間に位置する。代替的に、ピットマンアームPTMは、連結ギア420Aと狭細部410Aとの間に位置してもよい。
In the present embodiment, the connecting
<第3実施形態>
転舵機構は、ピットマンアームに代えて、ラックを有してもよい。第3実施形態において、ラックを駆動する例示的な操舵装置が説明される。
<Third Embodiment>
The steered mechanism may have a rack instead of the pitman arm. In the third embodiment, an exemplary steering device for driving a rack will be described.
図4は、第3実施形態の操舵装置100Bの概略的な断面図である。図1及び図4を参照して、操舵装置100Bが説明される。第2実施形態の説明は、第2実施形態と同一の符号が付された要素に援用される。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the
操舵装置100Bは、モータ200Aと、歯車機構300Aと、ギアボックス筒440と、主ベアリング445,446と、を備える。第2実施形態の説明は、これらの要素に援用される。
The
操舵装置100Bは、出力部400Bを更に備える。出力部400Bは、図1を参照して説明された出力部400に対応する。出力部400に関する説明は、出力部400Bに援用されてもよい。
The
第2実施形態と同様に、出力部400Bは、キャリア500を含む。第2実施形態の説明は、キャリア500に援用される。
Similar to the second embodiment, the
出力部400Bは、出力シャフト部600Bを更に含む。第2実施形態と同様に、出力シャフト部600Bは、取付板610と、狭細部410Aと、連結ギア420Aと、を含む。第2実施形態の説明は、これらの要素に援用される。
The
出力シャフト部600Bは、シャフト430Bを更に含む。第2実施形態と同様に、シャフト430Bは、基端部431を含む。第2実施形態の説明は、基端部431に援用される。本実施形態において、回転シャフトは、シャフト430Bによって例示される。
The
シャフト430Bは、先端部432Bを更に含む。出力部400Bは、ピニオン433を更に含む。ピニオン433は、先端部432Bに取り付けられる。代替的に、ピニオン433は、先端部432Bと一体的に形成されてもよい。ピニオン433は、シャフト430Bと一体的に、出力軸OPA周りに回転する。先端部432B及びピニオン433は、図1を参照して説明された第2連結部430に対応する。
The
図4は、ピニオン433と噛み合うラックRCKを示す。ラックRCKは、車両(図示せず)の車輪(図示せず)に連結する。ピニオン433の回転は、ラックRCKの直線運動に変換される。車輪の向きは、ラックRCKの直線運動によって変更される。
FIG. 4 shows the rack RCK that meshes with the
歯車機構300Aが、正常に動作している間、モータ200Aが出力した回転力は、歯車機構300Aによって、所定の減速比で増幅され、大きな操舵力になる。操舵力は、キャリア500及び出力シャフト部600Bへ伝達される。この結果、ラックRCKは、大きな操舵力をピニオン433から受け取り、直線運動する。
While the
ドライバが、歯車機構300Aの固着下で、ステアリングシャフトSTSを回転させると、ステアリングシャフトSTSの下端のウォームギアWMGと噛み合う連結ギア420Aに、回転力が加わる。連結ギア420Aに加わった回転力は、出力シャフト部600Bを捻る。狭細部410Aは、特異的に小さな断面積を有するので、出力シャフト部600Bの捻れは、狭細部410Aの破断に帰結する。狭細部410Aが破断されると、シャフト430Bは、歯車機構300Aに拘束されることなく、連結ギア420Aに加えられた回転力に従って回転することができる。この結果、シャフト430Bに取り付けられたピニオン433は、出力軸OPA周りに回転し、ラックRCKを直線的に移動させることができる。
When the driver rotates the steering shaft STS with the
<第4実施形態>
操舵機構は、狭細部に代えて、クラッチ機構を有してもよい。第4実施形態において、クラッチ機構を有する例示的な操舵装置が説明される。
<Fourth embodiment>
The steering mechanism may have a clutch mechanism instead of the narrow details. In the fourth embodiment, an exemplary steering device having a clutch mechanism will be described.
図5は、第4実施形態の操舵装置100Cの概略的な断面図である。図1及び図5を参照して、操舵装置100Cが説明される。第2実施形態の説明は、第2実施形態と同一の符号が付された要素に援用される。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a
操舵装置100Cは、モータ200Aと、歯車機構300Aと、ギアボックス筒440と、主ベアリング445,446と、を備える。第2実施形態の説明は、これらの要素に援用される。
The
操舵装置100Cは、出力部400Cを更に備える。出力部400Cは、図1を参照して説明された出力部400に対応する。出力部400に関する説明は、出力部400Cに援用されてもよい。
The
第2実施形態と同様に、出力部400Cは、キャリア500を含む。第2実施形態の説明は、キャリア500に援用される。
Similar to the second embodiment, the
出力部400Cは、出力シャフト部600Cを更に含む。第2実施形態と同様に、出力シャフト部600Cは、シャフト430A、連結ギア420Aと、を含む。第2実施形態の説明は、これらの要素に援用される。
The
出力部400Cは、クラッチ機構410Cを更に備える。クラッチ機構410Cは、図1を参照して説明された解除部410に対応する。解除部410に関する説明は、クラッチ機構410Cに援用されてもよい。
The
クラッチ機構410Cは、取付部610Cと、2つのクラッチ板411,412と、複数のスプリング413と、を含む。取付部610Cは、取付板611と、保持筒612と、を含む。取付板611は、基板部511の端面(第3筒部313の端壁319に対向する端面)に当接される円板状の部位である。取付板611の中心は、出力軸OPAに略一致する。取付板611は、基板部511の端面(第3筒部313の端壁319に対向する端面)にボルトBLTによって固定される。したがって、取付板611は、キャリア500から分離可能である。保持筒612は、取付板611から第3筒部313の端壁319に向けて突出する略円筒状の部位である。複数のスプリング413は、保持筒612内に配置される。キャリア500とシャフト430Aとの間に配置されたクラッチ板411は、保持筒612内で、複数のスプリング413に連結される。複数のスプリング413は、クラッチ板411を保持筒612から出力軸OPAに沿って、第3筒部313の端壁319に向けて押し出す。このとき、クラッチ板411は、保持筒612内に部分的に収容される。保持筒612は、出力軸OPA周りのクラッチ板411の回転を拘束するように形成されてもよい。したがって、クラッチ板411は、キャリア500とともに回転する。本実施形態において、第1クラッチ板は、クラッチ板411によって例示される。
クラッチ板412は、シャフト430Aの基端部431に取り付けられる。したがって、クラッチ板412は、クラッチ板411とシャフト430Aとの間に位置する。クラッチ板411は、複数のスプリング413によってクラッチ板412に押しつけられる。本実施形態において、第2クラッチ板は、クラッチ板412によって例示される。
The
シャフト430Aに加わる負荷トルクが、所定の閾値を超えないならば、クラッチ板411,412は、一体的に回転する。シャフト430Aに加わる負荷トルクが、所定の閾値を超えると、クラッチ板412は、連結ギア420Aに入力された操舵力によって、クラッチ板411とは独立して回転される。したがって、歯車機構300Aが固着しても、シャフト430Aは、ステアリングシャフトSTSの回転に応じて回転し、ピットマンアームPTMを揺振することができる。
If the load torque applied to
上述の様々な実施形態に関連して説明された設計原理は、様々な操舵装置に適用可能である。上述の様々な実施形態のうち1つに関連して説明された様々な特徴のうち一部が、他のもう1つの実施形態に関連して説明された操舵装置に適用されてもよい。 The design principles described in connection with the various embodiments described above are applicable to various steering devices. Some of the various features described in connection with one of the various embodiments described above may be applied to the steering apparatus described in connection with another embodiment.
上述の実施形態の原理は、様々な車両の設計に好適に利用される。 The principle of the above-described embodiment is preferably used for various vehicle designs.
100,100A,100B,100C・・・・・・・・・・操舵装置
200,200A・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・モータ
300,300A・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・歯車機構
310・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・外筒
317・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・内歯ピン
320・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・クランク組立体
331,332・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・揺動歯車
400,400A,400B,400C・・・・・・・・・・出力部
410・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・解除部
410A・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・狭細部
410C・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・クラッチ機構
411,412・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・クラッチ板
420・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・第1連結部
420A・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・連結ギア
430・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・第2連結部
430A,430B・・・・・・・・・・・・・・・・・・・シャフト
432,432B・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・先端部
433・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ピニオン
500・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・キャリア
OPA・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・出力軸
PTM・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ピットマンアーム
RCK・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ラック
STM・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・転舵機構
STS・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ステアリングシャフト
100, 100A, 100B, 100C ...
Claims (8)
前記回転力を所定の減速比で増幅し、操舵力を生成する歯車機構と、
前記操舵力を、車輪に連結された転舵機構へ出力する出力部と、を備え、
前記出力部は、前記操舵力を前記転舵機構へ伝達する伝達部と、前記伝達部と前記歯車機構との間の機械的接続を解除する解除部と、を含み、
前記伝達部は、前記ステアリングシャフトに機械的に接続され、且つ、前記操舵力が伝達されると、前記操舵トルクが低減されるように、所定の回転中心軸周りに回転し、
前記歯車機構の固着下での前記ステアリングシャフトの回転に起因して前記伝達部に生じた負荷トルクが閾値を超えると、前記解除部は、前記機械的接続を解除し、
前記解除部が、前記機械的接続を解除すると、前記伝達部は、前記回転中心軸周りに回転し、前記ステアリングシャフトの前記回転を前記転舵機構に伝達する
操舵装置。 A motor that generates a rotational force according to the steering torque applied to the steering shaft;
A gear mechanism that amplifies the rotational force at a predetermined reduction ratio and generates a steering force;
An output unit for outputting the steering force to a steering mechanism connected to a wheel;
The output unit includes a transmission unit that transmits the steering force to the steering mechanism, and a release unit that releases a mechanical connection between the transmission unit and the gear mechanism,
The transmission unit is mechanically connected to the steering shaft and rotates around a predetermined rotation center axis so that the steering torque is reduced when the steering force is transmitted,
When the load torque generated in the transmission unit due to the rotation of the steering shaft under the fixing of the gear mechanism exceeds a threshold value, the release unit releases the mechanical connection,
When the release unit releases the mechanical connection, the transmission unit rotates around the rotation center axis and transmits the rotation of the steering shaft to the steering mechanism.
請求項1に記載の操舵装置。 The steering apparatus according to claim 1, wherein the transmission unit includes an output shaft unit having a first coupling unit coupled to the steering shaft and a second coupling unit coupled to the steering mechanism.
前記第1連結部は、前記回転シャフトに取り付けられた連結ギアを含み、
前記連結ギアは、前記ステアリングシャフトとともに回転するステアリングギアに連結される
請求項2に記載の操舵装置。 The output shaft portion includes a rotation shaft extending along the rotation center axis,
The first connecting portion includes a connecting gear attached to the rotating shaft,
The steering apparatus according to claim 2, wherein the connection gear is connected to a steering gear that rotates together with the steering shaft.
前記回転シャフトは、前記解除部として、前記回転シャフトと前記キャリアとの間で特異的に小さな断面を有する狭細部を含み、
前記負荷トルクが前記閾値を超えると、前記狭細部は、破断する
請求項3に記載の操舵装置。 The output unit includes a carrier coupled to the gear mechanism and rotating around the rotation center axis,
The rotating shaft includes, as the release portion, a narrow detail having a specifically small cross section between the rotating shaft and the carrier,
The steering apparatus according to claim 3, wherein when the load torque exceeds the threshold value, the narrow details are broken.
前記キャリアは、前記クランク組立体に連結され、且つ、前記外筒内で前記回転中心軸周りに回転し、
前記狭細部は、前記外筒内に収容される
請求項4に記載の操舵装置。 The gear mechanism includes an outer cylinder in which a plurality of internal teeth are formed, a rocking gear that meshes with the plurality of internal teeth, and a center of the rocking gear that circulates around the rotation center axis of the output unit. A crank assembly that imparts rocking rotation to the rocking gear,
The carrier is coupled to the crank assembly and rotates about the rotation center axis in the outer cylinder;
The steering apparatus according to claim 4, wherein the narrow details are accommodated in the outer cylinder.
前記解除部は、前記回転シャフトと前記キャリアとの間に配置されたクラッチ機構を含み、
前記クラッチ機構は、前記キャリアと前記回転シャフトとの間に配置された第1クラッチ板と、前記第1クラッチ板及び前記回転シャフトの間に配置された第2クラッチ板と、を有し、
前記負荷トルクが、前記閾値を超えないならば、前記第1クラッチ板及び前記第2クラッチ板は、一体的に回転し、
前記負荷トルクが、前記閾値を超えると、前記第1クラッチ板及び前記第2クラッチ板のうち一方は、前記第1クラッチ板及び前記第2クラッチ板のうち他方とは独立して回転する
請求項3に記載の操舵装置。 The output unit includes a carrier coupled to the gear mechanism and rotating around the rotation center axis,
The release portion includes a clutch mechanism disposed between the rotating shaft and the carrier,
The clutch mechanism includes a first clutch plate disposed between the carrier and the rotating shaft, and a second clutch plate disposed between the first clutch plate and the rotating shaft,
If the load torque does not exceed the threshold value, the first clutch plate and the second clutch plate rotate integrally,
When the load torque exceeds the threshold value, one of the first clutch plate and the second clutch plate rotates independently of the other of the first clutch plate and the second clutch plate. 3. The steering device according to 3.
前記転舵機構は、前記スプライン軸部又は前記キー構造部に取り付けられるピットマンアームを含む
請求項3乃至6のいずれか1項に記載の操舵装置。 The second connection part includes a spline shaft part or a key structure part formed on the rotary shaft,
The steering apparatus according to any one of claims 3 to 6, wherein the turning mechanism includes a pitman arm attached to the spline shaft portion or the key structure portion.
前記転舵機構は、前記ピニオンと噛み合うラックを含む
請求項3乃至6のいずれか1項に記載の操舵装置。 The second connecting portion includes a pinion that rotates integrally with the rotary shaft around the rotation center axis,
The steering apparatus according to claim 3, wherein the steering mechanism includes a rack that meshes with the pinion.
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