JP2018095210A - 舵角比可変装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内接式遊星歯車機構および等速度内歯車機構からなる減速（増速）機と、電動モータのロータを外嵌する本体部と内接式遊星歯車機構を構成する外歯歯車に転がり軸受を介して回転自在に設置される偏芯部とを有する中空の補助軸と、を備えた舵角比可変装置の、等速度内歯車機構を構成するピンとピン穴とによる荷重伝達状態を良好にして、音や振動の発生および舵角比の伝達誤差を低減する。【解決手段】等速度内歯車機構は、内接式遊星歯車機構を構成する外歯歯車と第一軸の軸方向一端との間に形成された、複数のピン穴３３と複数のピン穴にそれぞれ入る複数のピン２１とからなる。ピン２１のピン穴３３に入る部分２１２は、円柱がスリット２１３により径方向で二分割された形状を有し、スリット２１３は、複数のピン２１のピッチ円中心Ｏ１とピン２１をなす円の中心Ｏ２１とを結ぶ直線に沿って形成されている。【選択図】図５

Description

この発明は、舵角比可変装置に関する。

車両のステアリング装置としては、一般的には、ステアリングホイールの回転角と車輪（操舵輪）の回転角との関係を１：１に対応させた（いわゆるステアリングギア比を固定した）ステアリング装置が使用されている。この固定されたステアリングギア比は、車両の高速安定性を確保するために、大きく設定されることが多い。しかし、その場合、例えば、車庫入れなどの低速走行時に、ステアリングホイールを多く回転させる必要があり、操作が煩雑になる。
このような問題に対し、差動減速（増速）機構による舵角比可変機構を設け、車速等に応じて舵角比（ここでは、「舵角比可変機構の出力軸の回転角÷入力軸の回転角」を意味する）を調整することが提案されている。

舵角比可変機構に用いられる差動減速（増速）機構としては、様々な種類のものが提案されているが、車両搭載レイアウトの観点から、電動モータと減速機を操舵系に同軸に配置することが好ましい。このような舵角比可変機構としては、平歯車、はすば歯車、かさ歯車が用いられている遊星歯車機構や、波動歯車機構を採用したものがある。しかし、いずれを採用した場合でも、トルク伝達効率が低いため、電動モータの大型化や大電力化、これに伴う重量増、コスト増の問題がある。
これに対して、特許文献１には、入力軸を挿入する中空の補助軸（中間回転筒）に電動モータのロータが外嵌され、内接式遊星歯車機構および等速度内歯車機構からなる減速（増速）機を備えた舵角比可変装置が記載されている。

特許文献１に記載された舵角比可変装置を構成する内接式遊星歯車機構は、入力軸と出力軸との間に介装されて、入力軸から出力軸への回転伝達比を変化させる。補助軸は、入力軸に対して同軸に回転自在に外挿された本体部と、本体部の軸方向一端に形成されて、 本体部の回転中心から偏芯した偏芯部と、を有する。
この舵角比可変装置において、等速度内歯車機構は、外歯歯車の径方向中央部に形成された複数のピン穴と、入力軸の軸方向一端から突出して複数のピン穴にそれぞれ入るピンとからなる。また、偏芯部と内接式遊星歯車機構を構成する外歯歯車とが、転がり軸受により相対回転自在に支持され、内接式遊星歯車機構を構成する内歯歯車が出力軸に固定されている。

そして、内接式遊星歯車機構と等速度内歯車機構は補助軸の径方向で重なる位置に配置されているが、転がり軸受は、内接式遊星歯車機構および等速度内歯車機構と補助軸の径方向で重ならない位置に配置されている。
また、この舵角比可変装置は、偏芯部の外周に形成された凹凸係合部と、ハウジングから進退するストッパとからなる補助軸のロック機構を有する。これにより、故障時およびイグニッションオフ時には、補助軸の回転をロックすることで、操舵輪に対して必要な舵角を付与できる。

特開２００８−１７４２１３号公報

しかし、特許文献１には、等速度内歯車機構を構成するピンとピン穴とによる荷重伝達状態に関しては、何も記載されていない。ピンとピン穴とによる荷重伝達状態が不良になると、音や振動が発生したり、舵角比の伝達誤差が大きくなったりする恐れがある。
この発明の課題は、内接式遊星歯車機構および等速度内歯車機構からなる減速（増速）機と、電動モータのロータを外嵌する本体部と内接式遊星歯車機構を構成する外歯歯車に転がり軸受を介して回転自在に設置される偏芯部とを有する中空の補助軸と、を備えた舵角比可変装置において、等速度内歯車機構を構成するピンとピン穴とによる荷重伝達状態を良好にして、音や振動の発生および舵角比の伝達誤差を低減することである。

上記課題を解決するために、この発明の一態様の舵角比可変装置は、下記の構成要件(1) 〜(6) を有する。
(1) 運転者の操舵操作で回転する入力軸と、操舵輪に舵角を付与する出力軸であって、前記入力軸と同軸に配置された出力軸と、前記入力軸と前記出力軸との間に介装されて、前記入力軸から前記出力軸への回転伝達比を変化させる内接式遊星歯車機構とを有する。
(2) 中空の補助軸であって、前記入力軸および前記出力軸の一方である第一軸に対して同軸に回転自在に外挿された本体部と、前記本体部の軸方向一端に形成され、前記本体部の回転中心から偏芯した偏芯部と、を有する補助軸を有する。
(3) 前記補助軸を回転させる電動モータであって、ロータが前記本体部に同軸に外嵌された電動モータと、複数のピン穴と前記複数のピン穴にそれぞれ入る複数のピンとによる等速度内歯車機構であって、前記内接式遊星歯車機構を構成する外歯歯車と前記第一軸の軸方向一端との間に形成された等速度内歯車機構と、を有する。
(4) 前記内接式遊星歯車機構を構成する内歯歯車が、前記入力軸および前記出力軸の他方である第二軸と一体に回転可能に配置されている。
(5) 前記外歯歯車が、前記偏芯部に転がり軸受を介して回転自在に設置されている。
(6) 前記ピンの前記ピン穴に入る部分は、円柱がスリットにより径方向で二分割された形状を有し、前記スリットは、前記複数のピンのピッチ円中心と前記ピンをなす円の中心とを結ぶ直線に沿って形成されている。

この発明の一態様の舵角比可変装置は、内接式遊星歯車機構および等速度内歯車機構からなる減速（増速）機を備え、内接式遊星歯車機構による回転伝達比を変化させる電動モータのロータが補助軸に同軸に外嵌された舵角比可変装置である。この舵角比可変装置によれば、等速度内歯車機構を構成するピンの形状が特定されていることで、部品の出来栄えを考慮した公差設定に伴うバックラッシを０としても、ピンとピン穴とによる荷重伝達状態が良好になるため、音や振動の発生および舵角比の伝達誤差が低減できる。

実施形態の舵角比可変装置を示す断面図である。 実施形態の舵角比可変装置を構成する主要な構成部品を別々に示す斜視図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 実施形態の舵角比可変装置を構成する等速度内歯車機構のピンの形状を示す斜視図である。 実施形態の舵角比可変装置を構成する等速度内歯車機構のピンとピン穴との関係を説明する図である。 舵角比可変装置を構成する等速度内歯車機構のピンとピン穴との間にバックラッシがある状態を説明する図である。 図６の部分拡大図である。 舵角比可変装置を構成する等速度内歯車機構のピンとピン穴とによる荷重伝達を説明する図である。 図８の部分拡大図である。 舵角比可変装置を構成する等速度内歯車機構による、入力軸角度とピン伝達荷重との関係（ピン、ピン穴間のバックラッシが０の場合）を示すグラフである。 図４のピンに充填部品を設けたものを示す斜視図である。 充填部品を設けたピンを用いた等速度内歯車機構を示す図である。

以下、この発明の実施形態について説明するが、この発明は以下に示す実施形態に限定されない。以下に示す実施形態では、この発明を実施するために技術的に好ましい限定がなされているが、この限定はこの発明の必須要件ではない。

［全体構成（ピンの形状を除く）について］
図１〜図３に示すように、この実施形態の舵角比可変装置は、入力軸（第二軸）１と、出力軸（第一軸）２と、内接式遊星歯車機構３と、電動モータ４と、補助軸５と、等速度内歯車機構６と、ハウジング７と、センサ８と、レゾルバ９を有する。
入力軸１は、運転者の操舵操作で回転する回転軸であり、ステアリングホイールに連結されている。入力軸１は中空軸であって、ハウジング７に転がり軸受を介して回転自在に支持されている。

出力軸２は、操舵輪に舵角を付与する出力軸であって、入力軸１と同軸に配置されている。出力軸２の軸方向一端面から六本のピン２１が突出している。具体的には、ピン２１は、基部２１１と突出部２１２とに分けられる。出力軸２の軸方向一端面には、六個の凹部２０が形成されている。各凹部２０に各ピン２１の基部２１１が挿入されて固定され、突出部２１２が出力軸２の軸方向一端面から突出している。六本のピン２１は、出力軸２の周方向に等間隔で配置されている。六本のピン２１のピッチ円中心は、入力軸１および出力軸２の回転の中心Ｏ１と同じである。

出力軸２の軸方向他端側の部分に、ラック軸２５と噛み合うピニオン２２が形成されている。ラック軸２５の両端には、リンク機構を介して操舵輪が接続されている。つまり、出力軸２の回転がラック＆ピニオン機構を介して操舵輪に伝達され、出力軸２の回転速度に応じて操舵輪の舵角が変化する。
内接式遊星歯車機構３は内歯歯車３１と外歯歯車３２とからなる。内歯歯車３１の軸方向一端部に円板部３１ａが形成され、円板部３１ａの軸方向一端から円筒部３１ｂが突出している。円筒部３１ｂが、ハウジング７に転がり軸受を介して回転自在に支持されている。内歯歯車３１と入力軸１が、円筒部３１ｂおよび入力軸１に内挿されたトーションバー１１で結合されている。

外歯歯車３２は、外周面に歯が形成された外筒部（歯車部）３２ａと、外筒部３２ａの径方向中央部に配置された円柱部３２ｂと、これらを軸方向一端で連結する円板部３２ｃと、が一体に形成されたものである。つまり、外歯歯車３２は、外筒部３２ａと円柱部３２ｂとの間にリング状の空間３２ｄを有し、この空間３２ｄの軸方向一端が円板部３２ｃで塞がれている。
外歯歯車３２の円柱部３２ｂに六個のピン穴３３が形成されている。六個のピン穴３３本のピッチ円中心は、外歯歯車３２の自転の中心Ｏ２と同じである。
補助軸５は中空軸であって、本体部５１と偏芯部５２を有する。本体部５１は、出力軸２に対して同軸に外挿され、出力軸２に対して回転自在に支持されている。偏芯部５２は、本体部５１の軸方向一端に形成されている。また、本体部５１の偏芯部５２との境界部５１２の外周面に、周方向に沿って複数個の凹部５３が形成されている。

図１および図２に示すように、本体部５１の回転中心は、入力軸１および出力軸２の回転の中心Ｏ１と同じである。図１〜図３に示すように、偏芯部５２の回転中心は、外歯歯車３２の自転の中心Ｏ２と同じである。
偏芯部５２の内周面をなす円の中心は、入力軸１および出力軸２の回転の中心Ｏ１と同じであり、偏芯部５２の外周面をなす円の中心は、外歯歯車３２の自転の中心Ｏ２と同じである。つまり、偏芯部５２の厚さは周方向で一定ではなく変化している。
電動モータ４はブラシレスモータであり、補助軸５の本体部５１に、電動モータ４のロータ４１が同軸に外嵌され、電動モータ４のステータ４２がハウジング７に固定されている。つまり、補助軸５の偏芯部５２の中心は、ロータ４１の回転中心（入力軸および出力軸の回転の中心Ｏ１）から偏芯している。この偏芯量をδで示す。

補助軸５の偏芯部５２は、外歯歯車３２の空間３２ｄ内の外筒部３２ａ側に配置されている。偏芯部５２の外周に転がり軸受５５の内輪５５ａが固定され、外筒部３２ａの内周面に転がり軸受５５の外輪５５ｂが固定されている。内輪５５ａおよび外輪５５ｂの間に転動体５５ｃが転動自在に設置されている。つまり、偏芯部５２は、外歯歯車３２の外筒部３２ａに対して、転がり軸受５５により回転自在に支持されている。なお、図２では転がり軸受５５の表示が省略され、図１および３では、転がり軸受５５の転動体５５ｃを回転自在に保持する保持器は省略されている。
等速度内歯車機構６は、出力軸２の軸方向一端面から突出した六本のピン２１が、それぞれ、外歯歯車３２の円柱部３２ｂに形成された六個の各ピン穴３３に入ることで形成されている。

そして、図１に示すように、内接式遊星歯車機構３と転がり軸受５５と等速度内歯車機構６とが、補助軸５の径方向で重なる位置に配置されている。。
センサ８は、操舵トルクおよび操舵角を検出できるセンサであり、入力軸１に設置されている。センサ８で運転者の操舵操作で入力されたトルクおよび操舵角が検出され、その検出値が制御装置に入力される。運転者がステアリングホイールを操作するとトーションバー１１が捩れ、この捩れをセンサ８が検知する。
レゾルバ９は、制御用回転角センサであり、補助軸５の本体部５１の軸方向他端部側に設置されている。レゾルバ９で検出された回転角度が制御装置に入力されることで、電動モータ４の回転速度が適切に制御された状態で、回転角を駆動自在としている。

なお、センサ８、電動モータ４、レゾルバ９のケーブル、モータの駆動回路、および制御装置は図示されていない。
また、この実施形態の舵角比可変装置は、補助軸５のロック機構を有する。このロック機構は、ハウジング７に固定された本体７１と、本体７１から進退するストッパ７２と、補助軸５に設けた複数個の凹部５３と、からなる。このロック機構により、電動モータ４の故障時およびイグニッションオフ時に、本体７１から進出させたストッパ７２が凹部５３に係合することで、補助軸５の回転を停止できる。

［差動減速（増速）機構の動作について］
この実施形態の舵角比可変装置において、内接式遊星歯車機構３により舵角比可変を行わない場合は、制御装置からのオフ信号により、またはロック信号によりロック機構を作動させることで、補助軸５を回転させない。そのため、入力軸１の回転に伴って、内歯歯車３１と噛み合う外歯歯車３２が、公転しながら自転する（公転の中心はＯ１、自転の中心はＯ２）。この自転の回転数が、等速度内歯車機構６でピン２１とピン穴３３とによる荷重伝達が行われることで、出力軸２に取り出される。内歯歯車３１の歯数をＺ１、外歯歯車３２の歯数をＺ２とすると、この場合には、入力軸１が一回転する毎に出力軸２はＺ１／Ｚ２回転する。
内接式遊星歯車機構３による舵角比可変を行う場合には、制御装置からの制御信号に応じた速度で電動モータ４を回転させて補助軸５を回転させる。増速方向に舵角比を変える際には、補助軸５を入力軸１とは逆向きに回転させる。減速方向に舵角比を変える際には、補助軸５を入力軸１と同じ向きに回転させる。補助軸５を回転させることで得られる可変比はＺ１／（Ｚ２−Ｚ１）である。

［作用、効果について（ピンの形状によるものを除く）］
この実施形態の舵角比可変装置において、外歯歯車３２が受ける歯車の噛み合い反力とピン穴３３からピン２１への伝達荷重の向きは、図１で軸方向に垂直な下向きである。また、噛み合い位相である偏芯位相の向きは図１で軸方向に垂直な上向きである。そして、歯車の噛み合い位置とピン−ピン穴の位置とが軸の径方向で重なっている。つまり、内接式遊星歯車機構３と等速度内歯車機構６とが、補助軸５の径方向で重なる位置に配置されている。よって、ピン２１とピン穴３３との間に過剰な押付力が発生しないため、トルク伝達効率の低下が抑制される。

これに加えて、この実施形態の舵角比可変装置では、内接式遊星歯車機構３および等速度内歯車機構６と軸の径方向で重なる位置で、転がり軸受５５により偏芯部５２および外歯歯車３２が相対回転自在に支持されている。
そのため、外歯歯車３２が受ける歯車の噛み合い反力に起因するモーメントが発生しない。よって、補助軸５と出力軸２との相対的な倒れが防止されるため、ピン２１とピン穴３３の接触不良が防止される。その結果、この実施形態の舵角比可変装置は、特許文献１の舵角比可変装置よりも等速度内歯車機構によるトルク伝達効率が高いものとなる。
また、内接式遊星歯車機構３と等速度内歯車機構６が軸方向にコンパクトに配置されることで、舵角比可変装置の軸方向寸法を小さくできるため、舵角比可変装置の小型化が図れる。

［ピンの形状およびピンとピン穴の関係について］
ピン２１は、図４に示すように、出力軸２に挿入、固定される基部２１１と、出力軸２から突出する突出部２１２とからなる。基部２１１の形状は単純な円柱である。突出部２１２は、基部２１１と同じ単純な円柱が、スリット２１３により径方向で二分割された二つの分割体２１２ａからなる。図５に示すように、スリット２１３は、六本のピン２１のピッチ円中心Ｏ１とピン２１をなす円の中心Ｏ２１とを結ぶ直線Ｌと平行な直線に沿って形成されている。

また、スリット２１３による分割面２１３ａに対して垂直なスリット直交面２１４で、突出部２１２をなす円柱の外周部が切り落とされている。つまり、各分割体２１２ａは、スリット２１３による分割面２１３ａと、一対のスリット直交面２１４と、両スリット直交面２１４をつなぐ外周面２１５を有する。
図１に示すように、ピン２１の突出部２１２の大部分がピン穴３３に挿入される。つまり、ピン２１の突出部２１２がピン穴３３に入る部分である。突出部２１２は、スリット２１３を有することで、外周面２１５がピン穴３３に押し当たる際に、両分割体２１２ａの外周面２１５間の距離が基部２１１の直径（つまり、ピン２１の直径）Ｄ２１よりも小さくなる。つまり、突出部２１２は、円柱の分割面２１３ａと直交する径方向にバネ弾性を有する。

上述した内接式遊星歯車機構の動作に伴い、外歯歯車３２に形成された六個のピン穴３３は、自転しながら公転する。図５に示すように、この公転の中心はＯ１、自転の中心はＯ２である。図５の中央の一点鎖線で描かれた円は、中心Ｏ２の軌跡を示す。外歯歯車３２の回転に伴い、等速度内歯車機構６により、ピン穴３３からピン２１に荷重が伝達されてピン２１が公転し（公転の中心はＯ１）、ピン２１が固定されている出力軸１が回転する。
ピン２１の直径Ｄ２１は、ピン穴３３に対するバックラッシが０となる寸法に設定されている。ピン２１の直径Ｄ２１は、ピン穴３３に対するバックラッシが少しマイナスになる寸法に設定されていてもよい。

［ピン、ピン穴間のバックラッシについて］
図６および図７を用いて、ピンとピン穴との間に生じるバックラッシを説明する。
ピンとピン穴だけでなく、舵角比可変装置を構成する部品のうちピンとピン穴の相対関係に影響する部品の公差設定によって、図６に示すように、ピン２１０とピン穴３３との間にバックラッシＢが生じる。公差設定によって生じるバックラッシとは、部品の出来栄え等を考慮して、ピンとピン穴とに過干渉が発生しないように設定しなければいけない「隙間」のことである。バックラッシは、径方向および回転方向に必要である。
部品の出来栄えにバラツキが無い理想的な状態の場合は、ピン穴３３の直径をＤ１、ピン２１０の直径をＤ２、偏芯量をδとした時、Ｄ１＝Ｄ２＋２δを満たすことで、バックラッシが生じず、ピンはピン穴内で滑らかに回転できる。しかし、実際には、部品の出来栄えにバラツキが生じるため、バックラッシを設定しなければならない。この場合、Ｄ１＞Ｄ２＋２δの設計となる。

図７において、径方向のバックラッシＢを設定した「Ｄ１＞Ｄ２＋２δ」で設計されたピン穴３３Ａを実線で示す。バックラッシＢのない「Ｄ１＝Ｄ２＋２δ」で設計されたピン穴３３Ｂを二点鎖線で示す。
そして、バックラッシが設定されていると、噛合い運動によって発生する音や振動が大きくなるとともに、ピン穴３３からピン２１０への荷重伝達誤差が大きくなり、入力軸１から出力軸２への舵角比の伝達誤差が大きくなる恐れがある。また、車両からの振動により、ラトル音（歯打ち音）が発生する恐れもある。

［ピンとピン穴とによる荷重伝達について］
図８〜図１０を用いて、ピンとピン穴とによる荷重伝達について説明する。
図８および図９は、ピンとピン穴の間にバックラッシが設定されていない状態（Ｄ１＝Ｄ２＋２δ）に描かれている。図８に示すように、反時計周り（実線の矢印の向き）にピン穴３３（外歯歯車）が公転する（公転の中心はＯ１）と、ピン穴３３からピン２１０に荷重が伝達されて、時計周り（二点鎖線の矢印の向き）にピン２１０が公転する。これに伴い、ピン２１０が固定されている出力軸が回転する。

ピンが、ピン穴のピンに向かう側の半円部（この向きの回転では、網かけ部分）に入っている間に、ピン穴からピンへ荷重が伝達される。つまり、この半円部がピン穴の荷重伝達領域Ｋであり、図９では、ピン２１０が、荷重伝達領域Ｋでピン穴３３と接触し始めた状態（接触角０）を示している。なお、ピン２１０が荷重伝達領域Ｋでピン穴３３との接触を終える位置において、ピン２１０の接触角は１８０°である。荷重伝達領域Ｋにおいて、ピン２１０のピン穴３３との接触点に接線力が生じて、ピン穴３３からピン２１０へ荷重が伝達され、ピン２１０が公転する。

六本のピンがそれぞれ分担する荷重は、ピン穴（外歯歯車）の回転角度（入力軸角度）に応じて変化する。六本のピンを、出力軸の周方向に沿ってピンＡ、ピンＢ、ピンＣ、ピンＤ、ピンＥ、ピンＦとした時、入力軸角度と各ピンによる伝達荷重との関係は、バックラッシが０の場合、図１０に示す関係となる。そして、図１０にＧで示す接線力（六本のピンの合成力）が得られ、この接線力で出力軸を回転させる。
しかし、バックラッシが設定されている場合は、ピン２１０のピン穴３３に対する接触角が０の時と１８０°の時には、ピン穴３３からピン２１０に荷重が伝達されず、ピン２１０が空転する。そのため、バックラッシが設定されている場合は、図１０に示す関係が得られない。
一方、バックラッシが０の場合、単純な円柱からなるピン２１０では、ピン２１０とピン穴３３との当たりが滑らかでないことに起因して、噛合い運動によって発生する音や振動が大きくなるとともに、ピン穴３３からピン２１０への荷重伝達誤差が大きくなり、入力軸１から出力軸２への舵角比の伝達誤差が大きくなる恐れがある。また、車両からの振動により、ラトル音（歯打ち音）が発生する恐れもある。

［ピンの形状による作用、効果について］
実施形態の舵角比可変装置では、図４に示す形状のピン２１を用いている。そして、ピン２１のピン穴３３に挿入されている突出部２１２は、スリット２１３により、円柱の分割面２１３ａと直交する径方向にバネ弾性を有する。また、突出部２１２は、円柱の外周部が切り落とされて生じたスリット直交面２１４を有する。
これにより、ピン穴３３に対するバックラッシを０にしても、ピン２１のピン穴３３に対する当たりが滑らかになるため、上述の恐れ（音や振動、舵角比の伝達誤差の増大）が解消される。また、バックラッシを０（またはマイナス）にすることでトルク伝達効率が維持できる。
また、スリット２１３を有することで、ピン２１をピン穴３３に入れる際にピン２１が径方向に縮むため、バックラッシを０（またはマイナス）にした場合でも、ピン２１がピン穴３３に入り易くなり、組立性が向上する。
なお、ピン２１の突出部２１２の外周面全体を径方向にバネ弾性を有する構造とすることによっても、ピン２１のピン穴３３に対する当たりを滑らかにすることはできる。

［ピンの好ましい形態について］
図１１および図１２に示すように、図４のピン２１は、スリット２１３に充填部品２１６を固定して使用することができる。ピン２１は金属製であり、充填部品２１６は合成樹脂製である。つまり、充填部品２１６は、ピン２１を構成する材料よりも弾性変形し易い材料からなる。
充填部品２１６は、スリット２１３による分割面２１３ａ間に嵌まるスリット嵌合部２１７と、スリット直交面２１４との嵌合面２１８ａを有する外縁形成部２１８と、からなる。外縁形成部２１８は、両スリット直交面２１４をつなぐ外周面２１５に連続する外周面２１８ｂと、外周面２１８ｂから突出する突起２１８ｃを有する。突起２１８ｃは、外周面２１５から円弧状に突出し、この円弧の幅は、スリット２１３の幅（分割面２１３ａ間の距離）と同じである。

ピン２１のスリット２１３に充填部品２１６を固定して使用することにより、突起２１８ｃがピン穴３３に当たる際には、突起２１８ｃがピン穴３３に押し付けられて弾性変形する。そのため、ピン２１のピン穴３３に対するバックラッシを０にした場合、充填部品２１６を固定しないピン２１よりもさらにピン穴３３に対する当たりが滑らかになる。よって、充填部品２１６を固定しないピン２１を用いた場合よりも、上述の恐れ（音や振動、舵角比の伝達誤差の増大）の解消効果が高い。

［その他の効果］
この実施形態の舵角比可変装置は、さらに以下の効果を有する。
操舵系に対して電動モータと差動減速（増速）機構が同軸配置されているため、左右対称形状となり、車両搭載レイアウト性が良好になる。
差動減速（増速）機構が、比較的簡単な構造（内歯歯車、外歯歯車、ピンおよびピン穴）であるため、組立性も良好となり、製造コストの低減が図れる。
トルク伝達機構の効率が高いので、電動モータの小型化や省電力化が可能となる。
舵角比可変を行わない場合でも、操舵輪に対して必要な舵角を付与できるとともに、ロック時のステアリングギア比は限りなく１に近いため、操舵フィーリングに殆ど影響を与えない。

［備考］
この実施形態の舵角比可変装置では、出力軸２を、補助軸５の本体部５１に外挿される第一軸とし、入力軸１を、内歯歯車３１が固定される第二軸としているが、入力軸を第一軸とし出力軸を第二軸としてもよい。
この実施形態の舵角比可変装置では、ピン２１を第一軸である出力軸２に設け、ピン穴３３を外歯歯車３２に設けているが、ピン２１を外歯歯車３２に設け、ピン穴３３を第一軸に設けてもよい。

この実施形態の舵角比可変装置は、ステアリング装置のピニオン軸で舵角比を変更するものであるが、ステアリングコラム部で舵角比を変更するものであってもよい。
内歯歯車と外歯歯車の歯数は、伝達トルクや装置全体のサイズを考慮したうえで、なるべく歯数を多くすることが好ましい。これにより、噛合いによるトルク変動を低減することができる。
内歯歯車と外歯歯車の歯数差を大きくすると、設定偏芯量を大きくする必要が生じる。そのため、この実施形態の舵角比可変装置のように、歯車噛合い直下にピンおよびピン穴を設ける場合は、歯数差を小さくすることが好ましい。また、歯数差を小さくすることにより、結果的に舵角可変比をより大きくすることができる。

この実施形態の舵角比可変装置では、インボリュート歯車を用いているが、トロコイド歯車や、円弧歯車を用いてもよい。また、平歯車を使用しているが、はすば歯車を使用してもよい。
各歯車は鉄鋼製でもよいし、樹脂製でもよい。いずれかの歯車を樹脂製歯車とすることで、歯車の歯打ち音を低減することができる。
ピン穴の内周面およびピンの外周面のいずれかは、必要に応じて熱処理されていることが好ましい。これにより、ピンとピン穴との接触が転がり接触およびすべり接触のいずれであっても、耐久性が良好になる。
この実施形態の舵角比可変装置では、六対のピンとピン穴で等速度内歯車機構を構成しているが、ピンとピン穴の対数は、機構上は三対以上あればよく、伝達トルクやバックラッシに応じて設定すればよい。

１ 入力軸（第二軸）
２ 出力軸（第一軸）
２１ ピン
２１０ ピン
２１１ ピンの基部
２１２ ピンの突出部（ピン穴に入る部分）
２１２ａ 突出部の分割体
２１３ スリット
２１３ａ スリットによる分割面
２１４ スリット直交面
２１５ 両スリット直交面をつなぐ外周面
２１６ 充填部品
２１７ スリット嵌合部
２１８ 外縁形成部
２１８ｂ 外周面２１５に連続する外周面
２１８ｃ 外周面２１８ｂから突出する突起
２２ ピニオン
２５ ラック軸
３ 内接式遊星歯車機構
３１ 内歯歯車
３２ 外歯歯車
３２ａ 外歯歯車の外筒部（歯車部）
３２ｂ 円柱部
３２ｃ 円板部
３２ｄ 空間
３３ ピン穴
４ 電動モータ
４１ ロータ
４２ ステータ
５ 補助軸
５１ 本体部
５２ 偏芯部
５３ ロック機構を構成する凹部
５５ 転がり軸受
５５ａ 内輪
５５ｂ 外輪
５５ｃ 転動体
６ 等速度内歯車機構
７１ ロック機構を構成する本体
７２ ロック機構を構成するストッパ
７ ハウジング
８ センサ
９ レゾルバ
Ｂ バックラッシ
Ｋ 荷重伝達領域
Ｌ 複数のピンのピッチ円中心とピンをなす円の中心とを結ぶ直線
Ｏ１ 入力軸および出力軸の回転の中心（複数のピンのピッチ円中心）
Ｏ２ 外歯歯車の自転の中心
Ｏ２１ ピンをなす円の中心

Claims (4)

1. 運転者の操舵操作で回転する入力軸と、
   操舵輪に舵角を付与する出力軸であって、前記入力軸と同軸に配置された出力軸と、
   前記入力軸と前記出力軸との間に介装されて、前記入力軸から前記出力軸への回転伝達比を変化させる内接式遊星歯車機構と、
   中空の補助軸であって、前記入力軸および前記出力軸の一方である第一軸に対して同軸に、且つ、回転自在に外挿された本体部と、前記本体部の軸方向一端に形成され、前記本体部の回転中心から偏芯した偏芯部と、を有する補助軸と、
   前記補助軸を回転させる電動モータであって、ロータが前記本体部に同軸に外嵌された電動モータと、
   複数のピン穴と前記複数のピン穴にそれぞれ入る複数のピンとによる等速度内歯車機構であって、前記内接式遊星歯車機構を構成する外歯歯車と前記第一軸の軸方向一端との間に形成された等速度内歯車機構と、
   を有し、
   前記内接式遊星歯車機構を構成する内歯歯車が、前記入力軸および前記出力軸の他方である第二軸と一体に回転可能に配置され、
   前記外歯歯車が、前記偏芯部に転がり軸受を介して回転自在に設置され、
   前記ピンの前記ピン穴に入る部分は、円柱がスリットにより径方向で二分割された形状を有し、前記スリットは、前記複数のピンのピッチ円中心と前記ピンをなす円の中心とを結ぶ直線に沿って形成されている舵角比可変装置。
2. 前記ピンの前記ピン穴に入る部分は、前記円柱の外周部が、前記スリットによる分割面に対して垂直なスリット直交面で切り落とされた形状を有する請求項１記載の舵角比可変装置。
3. 前記ピンの前記ピン穴に入る部分は、前記スリットに嵌まるスリット嵌合部と、前記スリット直交面との嵌合面を有する外縁形成部と、からなる充填部品を有し、
   前記外縁形成部は前記ピンを構成する材料よりも弾性変形し易い材料からなり、
   前記外縁形成部は、前記円柱の外周面に連続する外周面とこの外周面から突出する突起とを有する請求項１または２記載の舵角比可変装置。
4. 前記内接式遊星歯車機構と前記等速度内歯車機構と前記転がり軸受とが、軸の径方向で重なる位置に配置されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の舵角比可変装置。

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