JP4400207B2

JP4400207B2 - 減速比可変式動力舵取り装置

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Publication number: JP4400207B2
Application number: JP2003415702A
Authority: JP
Inventors: 義治稲熊; 進穂永
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2003-12-12
Filing date: 2003-12-12
Publication date: 2010-01-20
Anticipated expiration: 2023-12-12
Also published as: JP2005170309A

Description

本発明は、ハンドルに作用する操舵入力をステアリングギヤを介し操向車輪に伝達する動力舵取り装置に関するものである。

ハンドルの切り角が小さいときはステアリングギヤの減速比を小さくしてハンドルの切れをよくし、切り角が大きくなると操作が楽なように減速比を大きくすることがある。また、ハンドルの切り角と減速比の関係を上述の関係と逆にしてハンドルの切り角が小さいときにステアリングギヤの減速比を大きくしてハンドルの中立安定性をよくすることがある。さらに、車庫入れ等では減速比をかなり小さくしてハンドルの回し角度を少なくすることが望まれている。これらに対応するために、かつハンドルに作用する操舵入力を油圧サーボ装置により増幅して操向車輪に伝達する動力舵取り装置において、ハンドルに連結されたハンドル側シャフトとサーボ弁装置の入力軸との回転比を可変にした減速比可変式動力舵取り装置が特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載された装置では、操舵入力軸と操舵出力軸の軸端に夫々形成された第１、第２サンギヤに、一体的に回転する第１プラネタリギヤと第２プラネタリギヤを噛合させ、これら第１プラネタリギヤと第２プラネタリギヤをキャリアによって支持させた遊星歯車機構を備え、この遊星歯車機構のキャリアをモータにより回転し、プラネタリギヤの公転回転数を制御することによってステアリングの減速比を変更できるようにしている。

この特許文献１に記載されるような遊星歯車機構により、減速比を変更する装置では、第１、第２サンギヤのそれぞれと噛合する第１プラネタリギヤ及び第２プラネタリギヤの噛合い状態が重要になる。すなわち、噛合するギヤ同士のバックラッシを大きくしすぎると、バックラッシ分のガタによってハンドルの中立剛性が小さくなり、中立安定性を悪くする。また、ギヤ歯打ち音が発生する。逆にバックラッシを小さくしすぎると、各歯車のバックラッシが一定とならず遊星歯車機構が円滑に動作できなくなる問題があった。また、各ギヤの歯型、歯筋、ピッチ誤差を零にすることは困難であり、ギヤを噛み合わせたときに各ギヤで誤差の大きさやピッチ誤差にばらつきが生じるために、全ての回転位置においてバックラッシを一定にすることはできず、ギヤを組付けたときに歯が干渉して回転が円滑にできなくなる問題があった。

このため、特許文献１に記載された装置では、プラネタリギヤの支承軸を支持するキャリアプレートの一部を切欠き、中心軸線に向かって揺動可能なアーム部を形成し、バックラッシを調整するようにしていた。
特表２００３−５１９０４８号公報（第１０頁段落番号００１７、図１、図４）

上述した特許文献１に記載された従来装置では、アームの径方向の幅により、アームの剛性が決定される。バックラッシを精度よく調整するためには、歯車の噛合い具合に応じてプラネタリギヤが揺動できるように、アームを揺動しやすくする必要がある。

ところが、特許文献１に記載された従来装置では、アームを揺動しやすくするためには、アームの径方向の幅を細くしなければならない。アームの径方向の幅を細くすると、径方向以外の剛性、すなわちプラネタリギヤの支承軸を支持する軸線方向の剛性や回転方向の剛性も小さくなってしまう。このため、プラネタリギヤが軸線方向に移動するとキャリアプレートに接触して回転が円滑にできなくなる問題が発生する。また、キャリアの回転方向の剛性が小さくなると、キャリアが回転する際に回転トルクの大きさによってアームの撓み量が変化するため、キャリアプレートが円滑に回転できなくなる。さらに、アームの軸線方向の剛性を強くするために、キャリアプレートの厚みを厚くした場合には、装置の全長が長くなり、装置が大型化してしまう問題が発生してしまう。

本発明は、係る従来の不具合を解消するためになされたもので、キャリアプレートの剛性を落とすことなく、プラネタリギヤとサンギヤの間のバックラッシを除去し、操舵入力軸の回転を円滑にかつ確実に操舵出力軸に伝達できるようにするものである。

上記の課題を解決するため、請求項１に記載の発明の構成上の特徴は、ハンドルに作用する操舵力をステアリングギヤを介し操向車輪に伝達する動力舵取り装置おいて、前記ハンドルに連結されたハンドル側シャフトと、前記ステアリングギヤに連結されたギヤ側シャフトとをハウジングに中心軸線上で回転可能に軸承し、該両シャフトに歯数が僅かに異なる第１及び第２サンギヤを設け、該第１及び第２サンギヤに夫々噛合して一体回転する第１及び第２プラネタリギヤを支承する支承軸を設け、該支承軸により結合されてキャリアを構成する一対のキャリアプレートを前記第１及び第２プラネタリギヤが配置された空間を挟んで前記中心軸線回りに回転可能に支承し、前記一対のキャリアプレートに中心軸線方向に向かって延在する長孔を形成し、前記支承軸の両端部に平面部を形成し、該平面部を前記長孔の内周側面に当接させることにより、前記支承軸の回転を規制して半径方向への移動のみ許容するように前記支承軸の両端部を前記一対のキャリアプレートに形成された前記長孔にそれぞれ支承し、前記支承軸の両端部を前記中心軸線に向かって付勢する付勢手段を設け、前記キャリアをモータにより回転駆動するキャリア回動機構を設け、前記キャリアの回転速度を変更して減速比を変えることにある。

請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請求項１のものにおいて、支承軸を前記中心軸線回りに等角度間隔に複数設け、前記複数の支承軸の少なくとも一軸の両端部を前記長孔に軸支し、前記長孔に軸支された支承軸の両端部を前記中心軸線に向かって付勢する付勢手段を設けたことにある。

請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項1又は２に記載の減速比可変式動力舵取り装置において、前記付勢手段が、前記長孔の前記中心軸線に対して大径側にあたる内周面と前記支承軸の両端部との間に介在されるばね部材であることにある。

請求項４に係る発明の構成上の特徴は、請求項２記載の減速比可変式動力舵取り装置において、付勢手段は、前記複数の支承軸の両端部において全ての軸端を包囲して張架し、前記中心軸線に向かって付勢する環状弾性体であることにある。

請求項５に係る発明の構成上の特徴は、請求項２に記載の減速比可変式動力舵取り装置において、前記付勢手段は、前記第１及び第２プラネタリギヤとの間に配置され前記複数の支承軸全てを包囲して張架し、前記中心軸線に向かって付勢する環状弾性体にある。

請求項６に係る発明の構成上の特徴は、ハンドルに作用する操舵力をステアリングギヤを介し操向車輪に伝達する動力舵取り装置おいて、前記ハンドルに連結されたハンドル側シャフトと、前記ステアリングギヤに連結されたギヤ側シャフトとをハウジングに中心軸線上で回転可能に軸承し、該両シャフトに歯数が僅かに異なる第１及び第２サンギヤを設け、前記中心軸線回りに回転可能にキャリアを支承し、前記第１及び第２サンギヤに夫々噛合して一体回転する第１及び第２プラネタリギヤを支承する支承軸を前記キャリアに前記中心軸線回りに等角度間隔に複数支持し、前記複数の支承軸の少なくとも一軸の両端部を、前記キャリアに中心軸線方向に向かって延在するように形成された長孔に半径方向にのみ移動可能に支承し、板状金属材の中央部を屈曲させてばね作用を持たせた板ばね部材の一端を、前記長孔の前記中心軸線に対して大径側にあたる前記キャリアの側壁に係合させ、他端を前記支承軸の軸端に係合させることにより、前記支承軸を前記中心軸線に向かって付勢する付勢手段を設け、前記キャリアをモータにより回転駆動するキャリア回動機構を設け、前記キャリアの回転速度を変更して減速比を変えることにある。

上記のように構成した請求項１に係る発明においては、支承軸により結合されてキャリアを構成する一対のキャリアプレートに中心軸線方向に向かって延在する長孔を形成し、支承軸の両端部に形成された平面部を前記長孔の内周側面に当接させることにより、支承軸は回転を規制されて半径方向への移動のみが許容される。これにより、キャリアに支承軸から前記中心軸線回りの回転力が作用しても、キャリアの剛性を損なうことなく、付勢手段によって第１及び第２プラネタリギヤと第１及び第２サンギヤとの間に押圧力を付与し、バックラッシを除去し、遊星歯車機構の動作を円滑にできる。

上記のように構成した請求項２に係る発明においては、複数の支承軸のうちの少なくとも一軸を長孔で支承したことにより、この長孔で支承された支承軸が、各支承軸に支承されたプラネタリギヤとサンギヤの噛合い状態により長孔内を移動する。これにより、複数の支承軸に支承されたプラネタリギヤとサンギヤのバックラッシを除去することができる。

上記のように構成した請求項３に係る発明においては、支承軸の両端に個別に介在されたばね部材が、第１、第２サンギヤと第１、第２プラネタリギヤの噛合い状態に応じて支承軸の両端夫々を中心軸線方向に付勢するので、個々のギヤの噛合い毎にバックラッシュを除去することができ、第１、第２プラネタリギヤの回転を円滑にすることができる。

上記のように構成した請求項４に係る発明においては、環状弾性体が複数の支承軸を一体的に中心軸線Ｏに向かって付勢するので、簡単な構成で全ての支承軸を中心軸線Ｏに向かって付勢し、複数の支承軸に支承されたプラネタリギヤとサンギヤのバックラッシを除去することができる。

上記のように構成した請求項５に係る発明においては、１つ環状弾性体が複数の支承軸を一体的に中心軸線Ｏに向かって付勢するので、請求項４と比較してさらに簡単な構成にて複数の支承軸に支承されたプラネタリギヤとサンギヤのバックラッシを除去することができる。

上記のように構成した請求項６に係る発明においては、第１及び第２サンギヤに夫々噛合して一体回転する第１及び第２プラネタリギヤを支承する支承軸をキャリアに中心軸線回りに等角度間隔に複数支持し、前記複数の支承軸の少なくとも一軸の両端部が、前記キャリアに中心軸線方向に向かって延在するように形成された長孔に半径方向にのみ移動可能に支承され、板状金属材の中央部を屈曲させてばね作用を持たせた板ばね部材によってプラネタリギヤをサンギヤに押し付けるので、キャリアの剛性を損なうことなく、複数の支承軸に支承されたプラネタリギヤとサンギヤのバックラッシを除去することができる。そして、前記長孔の前記中心軸線に対して大径側にあたる前記キャリアの側壁に前記板ばね部材の一端を係合させ、他端を前記支承軸の軸端に係合させ、前記支承軸を前記中心軸線に向かって付勢するので、板ばね部材の屈曲量を調整するだけで、簡単に支承軸の押し付け力を調整でき、組付け時に容易に各支承軸に支承されたプラネタリギヤとサンギヤとの間のバックラッシを調整できる。

以下本発明の第１の実施の形態に係る減速比可変式動力舵取り装置を図面に基づいて説明する。図１、図２及び図３において、減速比可変式動力舵取り装置１は、油圧サーボ装置２のサーボ弁装置３の入力軸４にハンドル５の回転が伝達され、サーボ弁装置３の出力軸の回転が遊星歯車機構６により変速されてラックピニオン機構７のピニオン軸であるギヤ側シャフト１３に伝達される。これにより、ハンドル５に作用する操舵力が油圧サーボ装置２により増幅されてステアリングギヤであるラックピニオン機構７を介し操向車輪８に伝達される。

アッパーハウジング９とロアーハウジング１０はボルトにより結合されてハウジングを構成している。アッパーハウジング９には弁収納孔９ａが形成され、該弁収納孔９ａにサーボ弁装置３が収納され、サーボ弁装置３の出力軸であるハンドル側シャフト１１がアッパーハウジング９の弁収納孔９ａのロアーハウジング１０側開口端部に一箇所で軸受１２により中心軸線Ｏ回りに回転可能に軸承されている。ロアーハウジング１０にはギア室１０ａが形成され、該ギヤ室１０ａにステアリングギヤであるラックピニオン機構７が収納されている。ラックピニオン機構７のギヤ側シャフト１３は、中心軸線Ｏ方向に離間した二個所で軸受１４，１５によりロアーハウジング１０に中心軸線Ｏ回りに回転可能に軸承されている。

サーボ弁装置３の入力軸４にはロータリ弁１８が形成されている。アッパーハウジング９に形成された弁収納孔９ａには、ハンドル側シャフト１１に回転連結されたスリーブ２０が中心軸線Ｏ回りに回転可能に嵌合され、スリーブ２０に形成された弁孔２１にロータリ弁１８が中心軸線Ｏ回りに回転可能に嵌合されている。ロータリ弁１８、スリーブ２０等によりサーボ弁装置３が構成され、ロータリ弁１８とスリーブ２０との相対回転に応じてシリンダ装置３０の左右室２８ｂ、２８ａに夫々連通されたポートＡ，Ｂが、油圧ポンプ２２及びタンク２３に夫々接続されたポートＰ，Ｔに接続されるようになっている。入力軸４及びハンドル側シャフト１１はトーションバー２４の両端部に夫々結合されている。ハンドル５に操舵入力が作用されずに入力軸４が自由状態のとき、ポートＰ，Ｔが連通され、ポートＡ，Ｂに油圧が生じない中立位置にロータリ弁１８がスリーブ２０に対して相対的に回転位置決めされる。ポートＴは弁収納孔９ａの上端部に開口されている。入力軸４には、トーションバー２４が隙間を持って挿通する貫通穴４ａが軸線上に穿設されるとともに、貫通穴４ａに開口する連通穴４ｂ，４ｃが軸線方向に離間して半径方向に穿設されている。これによりポートＴは弁収納孔９ａの上端部、連通穴４ｂ、貫通穴４ａ及び連通穴４ｃを通ってロータリ弁１８に連通されている。

ロアーハウジング１０のアッパーハウジング９側には、サーボ弁装置３が収納された弁収納孔９ａと隣接して遊星歯車機構６が収納される遊星歯車室１０ｂが形成されている。遊星歯車室１０ｂは、弁収納室９ａのロアーハウジング１０側開口部、入力軸４の貫通穴４ａ、連通穴４ｂを介してポートＴに連通される。これにより、遊星歯車室１０ｂにサーボ弁装置３から低圧の作動油が流入し遊星歯車機構６を油漬けにする。遊星歯車室１０ｂに流入した作動油がギヤ室１０ａに流入するのを防止するために、遊星歯車室１０ｂとギヤ室１０ａとの間はシール部材５２により液密的にシールされている。

ハンドル側シャフト１１は、遊星歯車室１０ｂに延在し、軸端に小径部１１ａが突出されている。ギヤ側シャフト１３のハンドル側シャフト１１と対向する軸端には軸受穴１３ａが穿設され、この軸受穴１３ａに小径部１１ａがニードル軸受１６により回転可能に支承されている。このように、ハンドル側シャフト１１及びギヤ側シャフト１３の対向する軸端部は、半径方向荷重を支承する軸受１６を介在して中心軸線Ｏ回りに高い同心性を確保して高剛性で相対回転可能に嵌合されている。

ギヤ側シャフト１３の軸端部には、摺動穴１３ｂが軸受穴１３ａに連続して穿設され、摺動穴１３ｂに摩擦体４５が摺動可能に嵌合され、この摩擦体４５が圧縮スプリング４６のばね力によりハンドル側シャフト１１の小径部１１ａの端面に押圧されている。このように、ハンドル側シャフト１１とギヤ側シャフト１３との間に相対回転に対して抵抗となる摩擦体４５が介在される。

ロアーハウジング１０の遊星歯車室１０ｂには、遊星歯車機構６とモータ５１により回転駆動されるキャリア回動機構５０とが中心軸線Ｏ上で並列配置して収納されている。ハンドル側シャフト１１及びギヤ側シャフト１３の対向する軸端部には、遊星歯車機構６の歯数が僅かに異なる第１及び第２サンギヤ３４，３５が夫々一体に設けられている。ギヤ側シャフト１３及びハンドル側シャフト１１の外周には、一対のキャリアプレート３６ａ，３６ｂからなるキャリア３６が遊嵌されている。キャリアプレート３６ａ，３６ｂに挟まれた空間には、円周上等角度間隔に３個の遊星体３７が配置され、それぞれ支承軸３８によりブッシュ３９を介して夫々回転可能に支承されている。各遊星体３７には第１及び第２サンギヤ３４，３５に夫々噛合して一体回転する第１及び第２プラネタリギヤ４０，４１が同軸線上に一体に形成されている。キャリアプレート３６ａ，３６ｂには、支承軸３８を支承する長孔５３が形成されている。長孔５３は中心軸線Ｏに向かって延設され、長孔５３の内周側面が支承軸３８の両端に形成された平面部３８ａと当接し、支承軸３８の回転を規制して中心軸線Ｏ方向への移動のみ許容している。キャリアプレート３６ａ，３６ｂの間には、遊星体３７とは別に、円周上等間隔に各支承軸３８に挟まれるように連結軸５４が配置されている。連結軸５４はキャリアプレート３６ａ，３６ｂに穿設された穿設孔４７に両端を支承され、両端面にかしめ穴５４ａを穿設することよって軸径が拡開され、キャリアプレート３６ａ，３６ｂに結合されている。この連結軸５４によってキャリアプレート３６ａ，３６ｂは強固に一体結合され、キャリアプレート３６ａ，３６ｂ、支承軸３８とともに、第１及び第２プラネタリギヤ４０，４１を支承するキャリア３６を構成している。なお、連結軸５４は、キャリア３６の剛性を補助するものであり、支承軸３８のみで剛性が得られるのであれば特に設ける必要はない。

支承軸３８の両端には、中心軸線Ｏに向かって大径側から有底の保持穴５５が形成されている。この保持穴５５にはコイルばね５６が挿入され、長孔５３の大径側内周面に当接し、支承軸３８を回転軸線Ｏに向かって付勢し、第１及び第２サンギヤ３４，３５と第１及び第２プラネタリギヤ４０，４１との間のバックラッシを除去している。

前記キャリア回動機構５０は、遊星歯車室１０ｂの底部に設けられ、ロアーハウジング１０に装架したモータ５１の回転力を前記キャリア３６に伝達し、このキャリア３６を回転駆動するように構成されている。同機構５０は、ウォーム軸４８とウォームホイール４３とからなるウォーム機構４９と、伝達機構６０を備えている。ウォーム軸４８は、ロアーハウジング１０に中心軸線Ｏと直角な軸線回りに回転可能に軸承され、モータ５１の出力軸に連結されている。ウォームホイール４３は、ウォーム軸４８に設けられたウォーム４４と遊星歯車室１０ｂ内で噛合している。伝達機構６０は、中間部材６１と円筒スリーブ６２を備え、中間部材６１は、外周に形成されたスプライン係合部がキャリアプレート３６ａの内周面に形成されたスプライン係合部とスプライン嵌合し、ギヤ側シャフト１３の外周に中心軸線Ｏ回りに回転可能に支承されている。円筒スリーブ６２は、キャリア３６と並列に配置されるとともに、ギヤ側シャフト１３に軸受４２により中心軸線Ｏ回りに回転可能に支承されている。円筒スリーブ６２の一端にはスプライン係合部が形成され、このスプライン係合部と前記中間部材６１のスプライン係合部がスプライン係合している。また、円筒スリーブ６２の外周にはウォームホイール４３が嵌合されている。

キャリア３６のキャリアプレート３６ａと円筒スリーブ６２のキャリア側端面との間の中間部材６１の外周には、ウエイブワッシャ３２が設けられ、キャリア３６を円筒スリーブ６２から遠ざける方向に付勢し、キャリアプレート３６ａを軸方向に押圧してキャリア３６を一体的にスラストベアリング５７に押付けている。

ギヤ側シャフト１３には軸受１４，１５間でピニオン２５が形成され、ピニオン２５に噛合するラック２６が刻設されたラック軸２７がロアーハウジング１０に摺動可能に装架されている。図２に示すように、ロアーハウジング１０にはシリンダチューブ２８が固定され、シリンダチューブ２８にラック軸２７に固定されたピストン２９が左右のシリンダ室２８ｂ、２８ａを区画するように嵌合してシリンダ装置３０が構成されている。ラック軸２７の両突出端にタイロッドを介してナックルアームがボールジョイントにより連結され、ラック軸２７の軸動により操向車輪８が偏向される。

次に、上記構成の作動について説明する。ハンドル５が回されると、ロータリ弁１８とスリーブ２０がトーションバー２４を捩って相対回転され、油圧ポンプ２２から供給された圧油がハンドル５の回転方向に応じてポートＡ又はＢからシリンダ装置３０のシリンダ左室２８ｂ又は右室２８ａに供給され、ラック軸２７が軸動されて操向車輪８が偏向される。このとき、ハンドル側シャフト１１が回転されると、ギヤ側シャフト１３はキャリア３６の回転に応じて遊星歯車機構６により変速されて回転される。キャリア３６がハンドル５と同方向に回転されると、その回転数に応じてギヤ側シャフト１３とハンドル側シャフト１１との回転比が増大され、ステアリングギヤの減速比を減少する方向に作用し、動力舵取り装置全体としての減速比が小さくなる。キャリア３６がハンドル５と逆方向に回転されると、動力舵取り装置全体としての減速比が大きくなる。

このとき、第１及び第２プラネタリギヤ４０，４１を支承する支承軸３８が、長孔５３によってキャリアプレート３６ａ、３６ｂに対して半径方向への移動のみが許容され、コイルばね５６によって回転軸線Ｏに向かって付勢されているため、第１及び第２プラネタリギヤ４０，４１、第１及び第２サンギヤ３４，３５の加工精度が悪くても各ギヤの噛合い状態によりバックラッシを除去し、支承軸３８が半径方向に移動する。これによりハンドル側シャフト１１とギヤ側シャフト１３の回転が円滑に行われる。また、長孔５３によって支承軸３８は、回転方向に強固に保持され、半径方向への移動のみが許容されていることから、キャリアプレート３６ａ、３６ｂに支承軸３８から回転力が作用しても、キャリアプレート３６ａ、３６ｂは撓むことなく回転力を伝達する。従って、キャリアプレート３６ａ、３６ｂの回転を阻害することなく、第１及び第２プラネタリギヤ４０，４１と第１及び第２サンギヤ３４，３５との間に押圧力を付与し、バックラッシを除去することができる。

そして、ハンドル５が切られると、図略の電子制御装置は動力舵取り装置全体としての減速比が車両の走行状態に最適な減速比となるように、モータ５１の回転方向、回転数を演算してモータ５１を回転駆動する。

モータ５１により円筒スリーブ６２が回転されると、中間部材６１の外周に形成されたスプラインと円筒スリーブ６２及びキャリアプレート３６ａに形成されたスプラインがそれぞれ歯合することにより、円筒スリーブ６２とキャリア３６とが回転駆動される。このとき、キャリア３６は中間部材６１との噛合により、中間部材６１に形成されたスプラインの加工精度の影響を受けて回転することになるが、長孔５３及びコイルばね５６によって支承軸３８は、これらキャリア３６と中間部材６１の噛合い状態の影響を受けることなく、第１及び第２プラネタリギヤ４０，４１と第１及び第２サンギヤ３４，３５との間に押圧力を付与し、バックラッシを除去することができる。

これにより、キャリア３６、ハンドル側シャフト１１、ギヤ側シャフト１３が回転駆動力により半径方向の力を受けて変位することを防止でき、第１及び第２プラネタリギヤ４０，４１は半径方向の力を受けることなく第１及び第２サンギヤ３４，３５と円滑に噛合することができる。また、キャリアプレート３６ａ，３６ｂを第１及び第２サンギヤ３４，３５に遊嵌し、遊星体３７を支承した複数の支承軸３８によりキャリアプレート３６ａ，３６ｂを結合して支承してキャリア３６を構成し、各遊星体３７に形成した第１及び第２プラネタリギヤ４０，４１を第１及び第２サンギヤ３４，３５に夫々噛合してキャリア３６を回転可能に支承するようにした上述のキャリア３６においては、キャリア３６はハウジングに軸受で高剛性に支承されていないので、キャリア３６を半径方向の力が作用しないようにして回転駆動することは円滑な噛合を得る上で有効である。

次に、本発明による第２実施例について図４及び図５を参照して説明する。この第２実施例は、付勢手段としてのコイルばね５６の構成が第１実施例と異なり、その他の点の構成及び作用については第１実施例と同様である。

図４、図５に示すように、この第２実施例においては、複数の支承軸３８の全てを包囲するよう、環状弾性体であるリングばね５８が張架されている。このリングばね５８は、例えばＯリングや環状に形成したコイルばね等から成り、支承軸３８の両端の外周面にそれぞれ形成された案内溝５９に嵌挿され、複数の支承軸３８を中心軸線Ｏに向かって付勢している。

従って、第１の実施の形態と同様に、第１及び第２プラネタリギヤ４０，４１、第１及び第２サンギヤ３４，３５の加工精度が悪くてもギヤの噛合い状態によりバックラッシを除去するように支承軸３８が半径方向に移動する。これによりハンドル側シャフト１１とギヤ側シャフト１３の回転が円滑に行われる。また、全ての支承軸３８をリングばね５８で包囲するのみの構成であるので、上述の第１の実施形態と比較して簡単な構成でバックラッシを除去することができる。さらに、支承軸３８に与えられる付勢力は、リングばね５８を２重、３重巻きにすることで簡単に増強することができる。

次に第３の実施の実施の形態について説明する。図６、図７に示すように、第３の実施の形態では、リングばね５８を遊星体３７の中央、すなわち第１プラネタルギヤ４０と第２プラネタルギヤ４１の間に配置したことを特徴とする。リングばね５８は、第１プラネタルギヤ４０と第２プラネタルギヤ４１を一体結合する結合部６６に張架され、さらに図７に示すように、連結軸５４にも張架されている。また、第１プラネタルギヤ４０と第２プラネタルギヤ４１から成る遊星体３７は、支承軸３８の回りを回転する。このため、リングばね５８と遊星体３７との間の相対回転を許容する必要があることから、リングばね５８は断面コ字状の案内部材６３で包囲されている。この案内部材６３は、潤滑材を含有した樹脂、例えばテフロン（登録商標）から形成される。

従って、第１、第２の実施の形態と同様に、第１及び第２プラネタリギヤ４０，４１、第１及び第２サンギヤ３４，３５の加工精度が悪くてもギヤの噛合い状態によりバックラッシを除去するように支承軸３８が半径方向に移動する。これによりハンドル側シャフト１１とギヤ側シャフト１３の回転が円滑に行われる。また、全ての支承軸３８を１つのリングばね５８で包囲するのみの構成であるので、支承軸３８の両端を包囲して付勢力を与える上述の第２の実施の形態よりさらに簡単な構成でバックラッシを除去することができる。

次に、次に第４の実施の実施の形態について説明する。図８に示すように、第４の実施の形態では、各支承軸３８の両端にそれぞれ板ばね部材６４を装着し、支承軸３８を中心軸線Ｏに向かって付勢したことを特徴としている。この板ばね部材６４は、板状の金属材を屈曲させ、ばね作用を持たせ、一端がキャリアプレート３６ａ及び３６ｂの長孔５３の外周に形成された挿入溝６５に挿入され、他端が支承軸３８の外周に当接され、支承軸３８を中心軸線Ｏの方向に押圧している。

従って、第１から第３の実施の形態と同様に、第１及び第２プラネタリギヤ４０，４１、第１及び第２サンギヤ３４，３５の加工精度が悪くてもギヤの噛合い状態によりバックラッシを除去するように支承軸３８が半径方向に移動する。これによりハンドル側シャフト１１とギヤ側シャフト１３の回転が円滑に行われる。また、板ばね部材６４の屈曲量を調整するだけで支承軸３８への付勢力を可変できることから、組付け時に容易にバックラッシの調整を行える。

以上のように、支承軸３８をキャリアプレート３６ａ、３６ｂに形成した長孔５３で中心軸線Ｏ方向にのみ移動可能とし、付勢手段としてコイルばね５６、板ばね部材６４及びリングばね５８により、中心軸線Ｏに向かって支承軸３８を付勢したことにより、キャリアプレート３６ａ、３６ｂの剛性を保持し、第１サンギヤ３４、第２サンギヤ３５と第１、第２プラネタリギヤ４０，４１との間に押圧力を付与できることから、キャリア３６の回転を損なうことなく、バックラッシを除去することができる。従って、第１サンギヤ３４、第２サンギヤ３５、第１、第２プラネタリギヤ４０，４１及びキャリア３６を含めた遊星歯車機構の動作を円滑にできる。

なお、上記実施の形態では、ハンドル５に作用する操舵力を油圧サーボ装置２によって増幅してラックピニオン機構７に伝達する油圧式の動力舵取り装置について述べたが、本発明は、ハンドル５に作用する操舵力をトルクセンサによって検出し、このトルクセンサの信号により制御されるモータによって操舵力を増幅してラックピニオン機構７に伝達する公知の電気式の動力舵取り装置にも適用することができる。

第１の実施の形態に係る減速比可変式動力舵取り装置の縦断面図。図１のＩ−Ｉ線に沿って切断した断面図。図１のII−II線に沿って切断した断面図。第２実施例におけるキャリア回動機構の拡大断面図。図４のIII−III 線に沿って切断した断面図。第３実施例におけるキャリア回動機構の拡大断面図。図６のIV− IV線に沿って切断した断面図。第４実施例におけるキャリア回動機構の拡大断面図。

符号の説明

１…減速比可変式動力舵取り装置、２…油圧サーボ装置、３…サーボ弁装置、４…入力軸、４ａ…貫通穴、４ｂ、４ｃ…連通穴、５…ハンドル、６…遊星歯車機構、７…ラックピニオン機構、８…操向車輪、９…アッパーハウジング、９ａ…弁収納孔、１０ａ…ギヤ室、１０ｂ…遊星歯車室、１０…ロアーハウジング、１１…ハンドル側シャフト、１１ａ…小径部、１２…軸受、１３…ピニオン軸、１３ａ…軸受穴、１３ｂ…摺動穴、１４…軸受、１５…軸受、１６…ニードル軸受、１８…ロータリ弁、２０…スリーブ、２１…弁孔、２２…油圧ポンプ、２３…タンク、２４…トーションバー、２５…ピニオン、２６…ラック、２７…ラック軸、２８…シリンダチューブ、２８ａ、２８ｂ…左右室、３０…シリンダ装置、３２…ウェーブワッシャ、３４…第１サンギヤ、３５…第２サンギヤ、３６…キャリア、３６ａ…キャリアプレート、３６ｂ…キャリアプレート、３７…遊星体、３８…支承軸、３８ａ…平面部、３９…ブッシュ、４０…第１プラネタリギヤ、４１…第２プラネタリギヤ、４２…軸受４３…ウォームホイール、４４…ウォーム、４５…摩擦体、４６…圧縮スプリング、４８…ウォーム軸、４８ａ、４８ｂ…軸受、４９…ウォーム機構、５０…キャリア回動機構、５１…モータ、５３…長孔、５４…連結軸、５５…保持穴、５６…コイルばね、５７…スラストベアリング、５８…リングばね、５９…案内溝、６０…結合部、６１…中間部材、６２…円筒スリーブ、６３…案内部材、６４…板ばね部材、６５…挿入溝、６６…結合部、Ｏ…中心軸線、Ａ，Ｂ，Ｐ，Ｔ…ポート。

Claims

ハンドルに作用する操舵力をステアリングギヤを介し操向車輪に伝達する動力舵取り装置おいて、前記ハンドルに連結されたハンドル側シャフトと、前記ステアリングギヤに連結されたギヤ側シャフトとをハウジングに中心軸線上で回転可能に軸承し、該両シャフトに歯数が僅かに異なる第１及び第２サンギヤを設け、該第１及び第２サンギヤに夫々噛合して一体回転する第１及び第２プラネタリギヤを支承する支承軸を設け、該支承軸により結合されてキャリアを構成する一対のキャリアプレートを前記第１及び第２プラネタリギヤが配置された空間を挟んで前記中心軸線回りに回転可能に支承し、前記一対のキャリアプレートに中心軸線方向に向かって延在する長孔を形成し、前記支承軸の両端部に平面部を形成し、該平面部を前記長孔の内周側面に当接させることにより、前記支承軸の回転を規制して半径方向への移動のみ許容するように前記支承軸の両端部を前記一対のキャリアプレートに形成された前記長孔にそれぞれ支承し、前記支承軸の両端部を前記中心軸線に向かって付勢する付勢手段を設け、前記キャリアをモータにより回転駆動するキャリア回動機構を設け、前記キャリアの回転速度を変更して減速比を変えることを特徴とする減速比可変式動力舵取り装置。
請求項１に記載の減速比可変式動力舵取り装置において、前記支承軸を前記中心軸線回りに等角度間隔に複数設け、前記複数の支承軸の少なくとも一軸の両端部を前記長孔に軸支し、前記長孔に軸支された支承軸の両端部を前記中心軸線に向かって付勢する付勢手段を設けたことを特徴とする減速比可変式動力舵取り装置。
請求項１又は２に記載の減速比可変式動力舵取り装置において、前記付勢手段が、前記長孔の前記中心軸線に対して大径側にあたる内周面と前記支承軸の両端部との間に介在されるばね部材であることを特徴とする減速比可変式動力舵取り装置。
請求項２記載の減速比可変式動力舵取り装置において、付勢手段は、前記複数の支承軸の両端部において全ての軸端を包囲して張架し、前記中心軸線に向かって付勢する環状弾性体であることを特徴とする減速比可変式動力舵取り装置。
請求項２に記載の減速比可変式動力舵取り装置において、前記付勢手段は、前記第１及び第２プラネタリギヤとの間に配置され前記複数の支承軸全てを包囲して張架し、前記中心軸線に向かって付勢する環状弾性体であることを特徴とする減速比可変式動力舵取り装置。
ハンドルに作用する操舵力をステアリングギヤを介し操向車輪に伝達する動力舵取り装置おいて、前記ハンドルに連結されたハンドル側シャフトと、前記ステアリングギヤに連結されたギヤ側シャフトとをハウジングに中心軸線上で回転可能に軸承し、該両シャフトに歯数が僅かに異なる第１及び第２サンギヤを設け、前記中心軸線回りに回転可能にキャリアを支承し、前記第１及び第２サンギヤに夫々噛合して一体回転する第１及び第２プラネタリギヤを支承する支承軸を前記キャリアに前記中心軸線回りに等角度間隔に複数支持し、前記複数の支承軸の少なくとも一軸の両端部を、前記キャリアに中心軸線方向に向かって延在するように形成された長孔に半径方向にのみ移動可能に支承し、板状金属材の中央部を屈曲させてばね作用を持たせた板ばね部材の一端を、前記長孔の前記中心軸線に対して大径側にあたる前記キャリアの側壁に係合させ、他端を前記支承軸の軸端に係合させることにより、前記支承軸を前記中心軸線に向かって付勢する付勢手段を設け、前記キャリアをモータにより回転駆動するキャリア回動機構を設け、前記キャリアの回転速度を変更して減速比を変えることを特徴とする減速比可変式動力舵取り装置。