JP4428100B2 - Steering device - Google Patents
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Description
本発明は、可変ギア比ユニットとパワーアシストアクチュエータを備えたステアリング装置の技術分野に属する。 The present invention belongs to the technical field of a steering apparatus including a variable gear ratio unit and a power assist actuator.
従来のステアリング装置は、ステアリングホイールと転舵輪とを連結する操舵伝達系の途中に伝達比を可変させる可変ギア比ユニットを介在させ、この可変ギア比ユニットを車両状態に応じて可変制御するコントロールユニットを備えている(例えば、特許文献1参照)。 A conventional steering apparatus has a variable gear ratio unit that varies a transmission ratio in the middle of a steering transmission system that connects a steering wheel and steered wheels, and a control unit that variably controls the variable gear ratio unit according to a vehicle state. (For example, refer to Patent Document 1).
また、この可変ギア比ユニットとは別に、可変ギア比ユニットと転舵輪との間の操舵伝達系の途中に、ドライバの操舵力をアシストするパワーアシストアクチュエータを備えたステアリング装置が知られている。
しかしながら、上記従来技術にあっては、可変ギア比ユニットとパワーアシストアクチュエータが操舵伝達系の途中に離れて配置されるため、車両への搭載性の自由度が低く、装置の小型化が困難であるという問題があった。 However, in the above prior art, since the variable gear ratio unit and the power assist actuator are arranged apart from each other in the steering transmission system, the degree of freedom in mounting on a vehicle is low, and it is difficult to downsize the device. There was a problem that there was.
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、装置を小型化でき、車両への搭載性の自由度が高いステアリング装置を提供することにある。 The present invention has been made paying attention to the above problems, and an object of the present invention is to provide a steering device that can be downsized and has a high degree of freedom in mounting on a vehicle.
上述の目的を達成するため、本発明では、操舵入力軸と操舵出力軸との間に設けられ、可変ギア比アクチュエータを有する可変ギア比ユニットと、前記操舵入力軸と操舵出力軸の一方に対し、操舵補助力を出力するパワーアシストアクチュエータと、を備えたステアリング装置において、
前記可変ギア比ユニットは、操舵入力軸と連結した第1遊星機構と、操舵出力軸と連結した第2遊星機構とを、同じ回転要素同士を連結して対称的に配置し、
前記パワーアシストアクチュエータは、第1遊星機構と第2遊星機構との連結部位に連結し、
前記可変ギア比アクチュエータは、第1遊星機構または第2遊星機構のどちらか一方の、パワーアシストアクチュエータを連結した回転要素以外の回転要素と連結し、
前記第1遊星機構と第2遊星機構を、太陽ギア、遊星ギアを支持するキャリアおよびリングギアからなる遊星ギアと、太陽ローラ、遊星ローラを支持するキャリアおよびリングローラからなる遊星ローラとを同軸上に一体的に形成したギア付きローラとし、このギア付きローラのローラによるトルク伝達経路とギアによるトルク伝達経路とを並列に形成したことを特徴とする。
To achieve the above object, according to the present invention, a variable gear ratio unit having a variable gear ratio actuator provided between a steering input shaft and a steering output shaft, and one of the steering input shaft and the steering output shaft is provided. In a steering device including a power assist actuator that outputs a steering assist force,
The variable gear ratio unit symmetrically arranges the first planetary mechanism connected to the steering input shaft and the second planetary mechanism connected to the steering output shaft by connecting the same rotating elements,
The power assist actuator is connected to a connecting portion between the first planetary mechanism and the second planetary mechanism,
The variable gear ratio actuator is connected to a rotating element other than the rotating element to which the power assist actuator is connected in either the first planetary mechanism or the second planetary mechanism ,
The first planetary mechanism and the second planetary mechanism are coaxially connected to a planetary gear including a sun gear, a carrier supporting the planetary gear, and a ring gear, and a planetary roller including the sun roller, the carrier supporting the planetary roller, and the ring roller. And a torque transmission path by the roller of the geared roller and a torque transmission path by the gear are formed in parallel .
本発明にあっては、パワーアシストアクチュエータを可変ギア比ユニットに組み込んだため、両ユニットを別体で設ける場合と比較して、装置を小型化でき、車両への搭載性の自由度を高めることができる。 In the present invention, since the power assist actuator is incorporated in the variable gear ratio unit, the apparatus can be downsized and the degree of freedom of mounting on the vehicle can be increased compared to the case where both units are provided separately. Can do.
以下に、本発明を実施するための最良の形態を、実施例1〜実施例6に基づいて説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described based on Examples 1 to 6.
まず、構成を説明する。
図1は、実施例1のステアリング装置の構成図である。
図1に示すように、実施例1のステアリング装置は、ステアリングホイール1と転舵輪(前輪)18とを連結する操舵伝達系(コラムシャフト2、中間シャフト14、ピニオン15、ステアリングラック16およびタイロッド17)の途中に、伝達比を可変させる可変ギア比ユニット5を設けるとともに、可変ギア比ユニット5に、ドライバの操舵力をアシストするパワーステアリング機能を持つパワーステアリング用モータ11を組み込んでいる。
First, the configuration will be described.
FIG. 1 is a configuration diagram of a steering apparatus according to the first embodiment.
As shown in FIG. 1, the steering apparatus according to the first embodiment includes a steering transmission system (
ステアリングホイール1への操舵入力は、コラムシャフト(操舵入力軸)2→可変ギア比ユニット5→中間シャフト(操舵出力軸)14→ピニオン15→ステアリングラック16→タイロッド17→転舵輪18へと伝達される。
The steering input to the
可変ギア比ユニット5は、太陽ギア(太陽要素)5a、遊星ギア(遊星要素)5bを支持するキャリア(支持要素)5d、リングギア(環状要素)5cを備えた同一形状の2つの遊星歯車機構、第1遊星機構Aと第2遊星機構Bとを備えている。第1遊星機構Aのキャリア5dは、コラムシャフト2と連結され、第2遊星機構Bのキャリア5dは、中間シャフト14と連結されている。また、第1遊星機構Aと第2遊星機構Bの太陽ギア5a,5a同士は、メンバ(回転連結部材)5eで連結されている。
The variable
第1遊星機構Aのリングギア5cには、ウォームホイール20、ウォームギア21を介して可変ギア比制御用モータ6と連結されている。この可変ギア比制御用モータ6の回転によって、第1遊星機構Aのリングギア5cが回転し、この回転とキャリア5dの回転による回転量が、太陽ギア5aに伝達される。太陽ギア5aの回転は、メンバ5eを介して第2遊星機構Bの太陽ギア5aに入力され、キャリア5dから中間シャフト14に出力される。可変ギア比制御用モータ6の回転量は、エンコーダ7により測定され、測定値が電子制御コントローラ19へ入力される。
The
メンバ5eには、メンバ5eに対し操舵補助力を出力するパワーステアリング用モータ11が連結されるとともに、メンバ5eの回転を測定するエンコーダ12が設けられている。エンコーダ12の測定値は、電子制御コントローラ19へ入力される。
なお、パワーステアリング用モータ11のモータとしては、低回転・高トルクのダイレクトモータ(中空型モータ)が用いられている。
The
As the motor of the
ドライバがステアリングホイール1を操舵すると、その操舵角を操舵角センサ3が測定し、測定値を電子制御コントローラ19へ入力する。同様に、操舵トルクセンサ4が操舵トルクを測定し、測定値を電子制御コントローラ19へ入力する。
When the driver steers the
電子制御コントローラ19は、各センサからの入力に基づいて、操舵角に応じた目標転舵角となるように、可変ギア比制御用モータ6を駆動する。また、各センサからの入力に基づく目標操舵補助力となるように、パワーステアリング用モータ11を駆動する。
Based on the input from each sensor, the
次に、作用を説明する。
図2は、可変ギア比制御用モータを有する可変ギア比ユニットと、パワーステアリング用モータを有するパワーステアリングユニットを、操舵系の途中にそれぞれ別体で設けた場合を示す。なお、実施例1と同一の構成部分には、同一符号を付して説明を省略する。
Next, the operation will be described.
FIG. 2 shows a case where a variable gear ratio unit having a variable gear ratio control motor and a power steering unit having a power steering motor are provided separately in the middle of the steering system. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component same as Example 1, and description is abbreviate | omitted.
このステアリング装置は、可変ギア比ユニット5とパワーステアリング用モータ11とが、コラムシャフト2と中間シャフト14との間に、それぞれ別体で設けられている点で、実施例1の構成と異なる。パワーステアリング用モータ11は、ウォームギア51とウォームホイール50とからなる減速機を介してコラムシャフト2と連結している。よって、可変ギア比制御用モータ6とパワーステアリング用モータ11は、可変ギア比制御用電子制御コントローラ8とパワーステアリングコントローラ13により、それぞれ独立して制御される。
This steering device is different from the configuration of the first embodiment in that the variable
このように、パワーステアリング用モータ11を用いることで、操舵伝達系の中に可変ギア比ユニット5と並べて配置することが可能であり、油圧式パワーステアリングユニットと比較すると、装置を小型化できる。ところが、これらは操舵軸の途中に直列して配置されるため、操舵軸方向の寸法は大きくなる。
Thus, by using the
これに対し、実施例1のステアリング装置では、可変ギア比ユニット5にパワーステアリング用モータ11を組み込むことで、操舵軸方向の寸法を小さくしている。また、パワーステアリング用モータ11を、第1遊星機構Aと第2遊星機構Bの太陽ギア5a,5a同士を連結するメンバ5eに連結することにより、小型のモータを用いたパワーステアリングシステムを構成できる。
On the other hand, in the steering device of the first embodiment, the dimension in the steering axis direction is reduced by incorporating the
すなわち、第1遊星機構Aは、キャリア5d入力、太陽ギア5a出力になっているので、太陽ギア5aの回転数は第1遊星機構Aのギア比とリングギア5cの回転分だけ増速されている。この増速されている太陽ギア5aに操舵力を補助するパワーステアリング用モータ11を取り付けることにより、省スペースで小型のパワーステアリング付きステアリングシステムが実現している。
That is, since the first planetary mechanism A has the
次に、効果を説明する。
実施例1のステアリング装置にあっては、以下に列挙する効果が得られる。
Next, the effect will be described.
In the steering device of the first embodiment, the following effects can be obtained.
(1) 可変ギア比ユニット5において、第1遊星機構Aと第2遊星機構Bの太陽ギア5a,5a同士を連結するメンバ5eを設け、コラムシャフト2と第1遊星機構Aのキャリア5dとを連結し、中間シャフト14と第2遊星機構Bのキャリア5dとを連結し、パワーステアリング用モータ11をメンバ5eに連結したため、可変ギア比ユニットとパワーステアリングユニットとを別体で設けた構成と比較して、装置の小型化を図ることができ、車両への搭載性の自由度を高めることができる。
(1) In the variable
(2) 可変ギア比制御用モータ6を、第1遊星機構Aのリングギア5cと連結し、パワーステアリング用モータ11を、第1遊星機構Aと可変ギア比制御用モータ6の出力により増速されるメンバ5eに連結したため、第1遊星機構Aの増速分により十分な増速比がパワーステアリング用モータ11に与えられるので、第1遊星機構Aの増速比が大の場合は、減速機付きのモータが不要となり、省スペースの小型のパワーステアリングシステムを備えたステアリング装置を実現できる。
(2) The variable gear
まず、構成を説明する。
実施例2のステアリング装置は、可変ギア比ユニットの可変ギア比制御用モータを、ベベルギアを介してメンバ5eと連結した点で実施例1と異なり、他の構成部分は同一であるため、同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
First, the configuration will be described.
The steering device of the second embodiment is different from the first embodiment in that the variable gear ratio control motor of the variable gear ratio unit is connected to the
図3は、実施例2のステアリング装置の構成図である。
図3に示すように、可変ギア比ユニット50において、パワーステアリング用モータ11には、傘歯車10が設けられ、メンバ5eには、傘歯車9が設けられている。すなわち、実施例2のステアリング装置では、第1遊星機構Aの増速分とベベルギア(傘歯車9,10)の増速比により十分な増速比がパワーステアリング用モータ11に与えられるので、パワーステアリング用モータ11自身に減速機が不要となる。
FIG. 3 is a configuration diagram of the steering device of the second embodiment.
As shown in FIG. 3, in the variable
次に、効果を説明する。
実施例2のステアリング装置にあっては、実施例1の効果(1)に加え、下記の効果が得られる。
Next, the effect will be described.
In the steering device of the second embodiment, in addition to the effect (1) of the first embodiment, the following effects can be obtained.
(3) 可変ギア比ユニット50のパワーステアリング用モータ11を、ベベルギア(傘歯車9,10)等の低減速比の減速機を介してメンバ5eに連結したため、安価で小型のパワーステアリングシステムを実現できる。
(3) Since the
まず、構成を説明する。
実施例3のステアリング装置は、可変ギア比ユニットにおいて、第1遊星機構および第2遊星機構として、遊星歯車機構に代えて、同軸上に遊星ギアと遊星ローラとを一体的に形成したギア付きローラを用いた点で実施例1と異なり、他の構成部分は同一であるため、同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
First, the configuration will be described.
The steering device according to the third embodiment includes a geared roller in which a planetary gear and a planetary roller are integrally formed on the same shaft instead of the planetary gear mechanism as the first planetary mechanism and the second planetary mechanism in the variable gear ratio unit. Unlike the first embodiment, the other components are the same, and the same reference numerals are given to the same parts and the description thereof is omitted.
図4は、実施例3の可変ギア比ユニット51の構成を示す断面図であり、第1遊星機構Aおよび第2遊星機構Bは、同軸上にローラとギアを一体的に形成したギア付きローラである。このギア付きローラは、太陽ギア26付き太陽ローラ29と、遊星ギア27付き遊星ローラ28を支持するキャリア23,30と、リングギア24付きリングローラ25と、を有する遊星機構である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the configuration of the variable
太陽ギア26と遊星ギア27のピッチ円上における歯面間クリアランスは、通常走行時の常用トルク域(低トルク域)でのローラのスリップ量よりも大きく設定されている。
The clearance between the tooth surfaces on the pitch circle of the
第1遊星機構Aのキャリア30は、コラムシャフト2と連結されるステアリングホイール側軸32に連結されている。また、第2遊星機構Bのキャリア30は、中間シャフト14と連結されるピニオン側軸33に連結されている。第1遊星機構Aと第2遊星機構Bの太陽ギア26付き太陽ローラ29,29同士は、パワーステアリング用モータ11が連結されたメンバ5eに連結されている。
The
次に、作用を説明する。
可変ギア比ユニット51において、低トルク入力時のトルク伝達経路は、ステアリングホイール側軸32→第1遊星機構Aのキャリア23,30→遊星ローラ28→太陽ローラ29→メンバ5e→第2遊星機構Bの太陽ローラ29→遊星ローラ28→キャリア23,30→ピニオン側軸33となり、ローラのみで伝達経路が形成される。
Next, the operation will be described.
In the variable
一方、高トルク入力時には、ステアリングホイール側軸32→第1遊星機構Aのキャリア23,30→遊星ギア27→太陽ギア26→メンバ5e→第2遊星機構Bの太陽ギア26→遊星ギア27→キャリア23,30→ピニオン側軸33となり、ギアのみで伝達経路が形成される。
On the other hand, when high torque is input, the steering
すなわち、ローラによるトルク伝達時には、ローラにギアの遊び以上のすべりが発生した場合、ギアによる噛み合いにてトルク伝達が確保される。一方、ギアによるトルク伝達時、トルク伝達方向が変更された場合は、過渡的にローラによりトルク伝達経路が形成されるとともに、複数のギアの回転軸平行度をローラにより確保でき、ローラによる補償作用が達成される。 That is, at the time of torque transmission by the roller, if the roller slips beyond the play of the gear, torque transmission is ensured by meshing with the gear. On the other hand, when the torque transmission direction is changed during torque transmission by the gear, a torque transmission path is transiently formed by the roller, and the rotation axis parallelism of multiple gears can be secured by the roller, and the compensation action by the roller Is achieved.
よって、常用操舵トルク域(低トルク域)では、ローラによるトルク伝達特性を生かしてノイズやガタのない滑らかな操舵感が得られ、常用操舵トルク域を超える高トルク域では、ギアにより確実なトルク伝達が可能となるため、ギア付きローラを用いる効果が顕著となる。 Therefore, in the normal steering torque range (low torque range), a smooth steering feeling without noise and backlash can be obtained by making use of the torque transmission characteristics of the roller, and in the high torque range exceeding the normal steering torque range, more reliable torque is achieved by the gear. Since transmission is possible, the effect of using a geared roller becomes remarkable.
次に、効果を説明する。
実施例3のステアリング装置にあっては、実施例1の効果(1)に加え、下記の効果が得られる。
Next, the effect will be described.
In the steering device of the third embodiment, in addition to the effect (1) of the first embodiment, the following effects can be obtained.
(4) 可変ギア比ユニット51の第1遊星機構Aおよび第2遊星機構Bとして、同軸上にローラとギアを一体的に形成したギア付きローラを設け、このギア付きローラによるトルク伝達経路とギアによるトルク伝達経路とを並列に形成したため、ローラとギアによる相互補償作用により、円滑かつ確実なトルク伝達を実現できる。
(4) As the first planetary mechanism A and the second planetary mechanism B of the variable
まず、構成を説明する。
実施例4のステアリング装置は、可変ギア比ユニットの可変ギア比制御用モータを、ベベルギアを介してメンバ5eと連結した点で実施例3と異なり、他の構成部分は同一であるため、同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
First, the configuration will be described.
The steering device of the fourth embodiment is different from the third embodiment in that the variable gear ratio control motor of the variable gear ratio unit is connected to the
図5は、実施例4の可変ギア比ユニット52の構成を示す断面図である。
図5に示すように、可変ギア比ユニット52において、パワーステアリング用モータ11には傘歯車10が設けられ、メンバ5eには、傘歯車9が設けられている。
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a configuration of the variable
As shown in FIG. 5, in the variable
すなわち、実施例4のステアリング装置では、第1遊星機構Aの増速分とベベルギア(傘歯車9,10)の増速比により十分な増速比がパワーステアリング用モータ11に与えられるので、パワーステアリング用モータ11自身に減速機が不要となる。
That is, in the steering device of the fourth embodiment, a sufficient speed increasing ratio is given to the
次に、効果を説明する。
実施例4のステアリング装置にあっては、実施例1の効果(1)と実施例3の効果(4)に加え、下記の効果が得られる。
Next, the effect will be described.
In the steering device of the fourth embodiment, in addition to the effect (1) of the first embodiment and the effect (4) of the third embodiment, the following effects can be obtained.
(5) 可変ギア比ユニット52のパワーステアリング用モータ11を、ベベルギア(傘歯車9,10)等の低減速比の減速機を介してメンバ5eに連結したため、安価で小型のパワーステアリングシステムを実現できる。
(5) Since the
まず、構成を説明する。
実施例5のステアリング装置は、可変ギア比ユニットにおいて、第1遊星機構Aと第2遊星機構Bをロッドで連結した点、可変ギア比制御用モータを第1遊星機構Aと連結し、パワーステアリング用モータを第2遊星機構Bに連結した点で実施例3と異なり、他の構成部分は同一であるため、同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
First, the configuration will be described.
In the steering device of the fifth embodiment, in the variable gear ratio unit, the first planetary mechanism A and the second planetary mechanism B are connected by a rod, the variable gear ratio control motor is connected to the first planetary mechanism A, and the power steering. Since the other components are the same as in the third embodiment in that the motor for driving is connected to the second planetary mechanism B, the same reference numerals are given to the same parts and the description thereof is omitted.
図6は、実施例5の可変ギア比ユニット53の構成を示す断面図である。
図に示すように、実施例5の可変ギア比ユニット53において、第1遊星機構Aの太陽ギア26付き太陽ローラ29には、第1メンバ41が連結され、第2遊星機構Bの太陽ギア26付き太陽ローラ29には、第2メンバ42が連結されている。第1メンバ41と第2メンバ42は、第1カップリング34と第2カップリング35を介してトルク伝達用のロッド36と連結されている。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the configuration of the variable gear ratio unit 53 of the fifth embodiment.
As shown in the figure, in the variable gear ratio unit 53 of the fifth embodiment, the
また、可変ギア比制御用モータ6は、第1遊星機構Aのリングギア24付きリングローラ25と連結され、パワーステアリング用モータ11は、第2遊星機構Bの第2メンバ43に連結されている。
The variable gear
次に、作用を説明する。
ステアリングホイール側軸32からの入力トルクは、第1遊星機構Aのキャリア30から太陽ギア26付き太陽ローラ29に伝達される。続いて、第1メンバ41からロッド36を介して第2メンバ42へと伝達され、第2遊星機構Bの太陽ギア26付き太陽ローラ29からキャリア30、ピニオン側軸33へと出力される。
Next, the operation will be described.
Input torque from the steering
このとき、ロッド36には、ドライバの操舵入力を第1遊星機構Aにより増速した回転が入力されるため、ロッド36へ入力されるトルクを小さくできる。また、可変ギア比制御用モータ6にかかる負荷が小さいため、モータの小型化を図ることができる。
At this time, since the rotation obtained by increasing the steering input of the driver by the first planetary mechanism A is input to the rod 36, the torque input to the rod 36 can be reduced. Further, since the load applied to the variable gear
次に、効果を説明する。
実施例5のステアリング装置にあっては、実施例1の効果(1)と実施例3の効果(4)に加え、下記の効果が得られる。
Next, the effect will be described.
In the steering device of the fifth embodiment, in addition to the effect (1) of the first embodiment and the effect (4) of the third embodiment, the following effects can be obtained.
(6) 第1遊星機構Aの太陽ギア26付き太陽ローラ29と第2遊星機構Bの太陽ギア26付き太陽ローラ29を、端部に第1カップリング41および第2カップリング42を配したロッド36によって連結したため、第1遊星機構Aと第2遊星機構Bの配置自由度が向上する。
(6) A rod in which the
(7) 可変ギア比制御用モータ6を第1遊星機構Aのリングギア24付きリングローラ25と連結し、パワーステアリング用モータ11を第2遊星機構Bの太陽ギア26付き太陽ローラ29に連結したため、ロッド36に入力されるトルクを小さくでき、トルク変動とトルク損失を抑制できる。
(7) The variable gear
まず、構成を説明する。
実施例6のステアリング装置は、可変ギア比ユニットにおいて、第1遊星機構Aと第2遊星機構Bをケーブル式コラムで連結した点で実施例5と異なり、他の構成部分は同一であるため、同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
First, the configuration will be described.
The steering device of the sixth embodiment is different from the fifth embodiment in that the first planetary mechanism A and the second planetary mechanism B are connected by a cable-type column in the variable gear ratio unit. The same parts are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
図7は、実施例6の可変ギア比ユニット54の構成を示す断面図である。
図に示すように、実施例6の可変ギア比ユニット54において、第1遊星機構Aの第1メンバ41には、第1ケーブルリール37が設けられ、第2遊星機構Bの第2メンバ42には、第2ケーブルリール38が設けられている。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing the configuration of the variable
As shown in the drawing, in the variable
第1ケーブルリール37と第2ケーブルリール38には、フレキシブルな2本のケーブル39,40が互いに逆方向に巻き付けられている。これらケーブル39,40と第1,第2ケーブルリール37,38により、ケーブル式コラムが構成される。
Two
このケーブル式コラムは、ドライバがステアリングホイール1を回転させると、2本のケーブル39,40のうち、一方のケーブル39がドライバから入力される操舵トルクを伝達し、他方のケーブル40が転舵輪18から入力される反力トルクを伝達することで、コラムシャフトと同等の機能を発揮する。
In this cable type column, when the driver rotates the
次に、作用を説明する。
ステアリングホイール側軸32からの入力トルクは、第1遊星機構Aのキャリア30から太陽ギア26付き太陽ローラ29に伝達される。続いて、第1ケーブルリール37からケーブル39を介して第2ケーブルリール38へと伝達され、第2遊星機構Bの太陽ギア26付き太陽ローラ29からキャリア30、ピニオン側軸33へと出力される。
Next, the operation will be described.
The input torque from the steering
ここで、ケーブル式コラムに用いられるケーブルは、一般的に耐久性限度が高くないため、ケーブルの負荷トルクをできるだけ小さくするのが望ましい。また、ケーブルの負荷トルクが大きい場合、ケーブルの伝達ロスが多くなるため、出力が入力よりも小さくなり、操舵フィーリングの悪化を伴う。 Here, since the cable used for the cable type column generally does not have a high durability limit, it is desirable to make the load torque of the cable as small as possible. Further, when the load torque of the cable is large, the transmission loss of the cable increases, so that the output becomes smaller than the input, and the steering feeling is deteriorated.
実施例6では、ステアリングホイール側軸32の回転は、第1遊星機構Aで増速された後、ケーブル39に伝達されるため、ケーブル39の負荷トルクは、ステアリングホイール側軸32から第1遊星機構Aへの入力トルクよりも小さくなり、ケーブル39の負荷トルクを小さくできる。
In the sixth embodiment, since the rotation of the steering
次に、効果を説明する。
実施例6のステアリング装置にあっては、実施例1の効果(1)と実施例3の効果(4)に加え、下記の効果が得られる。
Next, the effect will be described.
In the steering device of the sixth embodiment, in addition to the effect (1) of the first embodiment and the effect (4) of the third embodiment, the following effects can be obtained.
(8) 第1遊星機構Aの太陽ギア26付き太陽ローラ29と第2遊星機構Bの太陽ギア26付き太陽ローラ29を、ケーブル式コラムで連結したため、第1遊星機構Aと第2遊星機構Bを任意の位置に配置でき、車両への搭載性の自由度が向上する。
(8) Since the
(9) 可変ギア比制御用モータ6を第2遊星機構Bのリングギア24付きリングローラ25と連結し、パワーステアリング用モータ11を第2遊星機構Bの太陽ギア26付き太陽ローラ29に連結したため、ケーブル39の負荷トルクを小さくでき、ケーブルの伝達ロスを少なくして操舵感の悪化を抑制できる。
(9) The variable gear
(他の実施例)
以上、本発明を実施するための最良の形態を、実施例1〜6を用いて説明したが、本発明の具体的な構成は、実施例1〜6に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
(Other examples)
As mentioned above, although the best form for implementing this invention was demonstrated using Examples 1-6, the specific structure of this invention is not limited to Examples 1-6, Even if there is a design change or the like within a range not departing from the gist, it is included in the present invention.
例えば、第1遊星機構と第2遊星機構の一方を遊星歯車機構または遊星ローラ機構としてもよい。この場合、ステアリングホイール側(入力側)の第1遊星機構を遊星ローラ機構、ピニオン側(出力側)の第2遊星機構を遊星歯車機構とする組み合わせが最も好ましい。このような構成とすることで、実施例3と同様の効果、すなわち、バックラッシュのない滑らかな操舵感の実現と、確実なトルク伝達とを両立できる。 For example, one of the first planetary mechanism and the second planetary mechanism may be a planetary gear mechanism or a planetary roller mechanism. In this case, a combination in which the first planetary mechanism on the steering wheel side (input side) is a planetary roller mechanism and the second planetary mechanism on the pinion side (output side) is a planetary gear mechanism is most preferable. By adopting such a configuration, it is possible to achieve both the same effects as in the third embodiment, that is, realization of a smooth steering feeling without backlash and reliable torque transmission.
第1遊星機構と第2遊星機構は、同じ回転要素同士を連結し対称配置した構成であれば、実施例の構成に限られない。例えば、入出力をリングギア(リングローラ)とし、太陽ギア(太陽ローラ)同士を連結してもよいし、入出力をキャリアとし、リングギア(リングローラ)同士を連結してもよい。 The first planetary mechanism and the second planetary mechanism are not limited to the configuration of the embodiment as long as the same rotational elements are connected and symmetrically arranged. For example, the input / output may be a ring gear (ring roller) and the sun gears (sun rollers) may be connected, or the input / output may be a carrier and the ring gears (ring rollers) may be connected.
実施例2,4では、減速機として伝達効率の高いベベルギアを用いたが、他の減速機を用いてもよい。なお、減速機としてウォーム&ホイールを用いる場合には、パワーステアリングシステムのフェールを考慮し、ウォームの捩れ角を大きめに設定し、逆転可能に設計しておく。 In Examples 2 and 4, a bevel gear with high transmission efficiency is used as a speed reducer, but other speed reducers may be used. When using a worm and wheel as a speed reducer, consider the failure of the power steering system and set the worm torsion angle to a larger value so that it can be reversed.
また、実施例5において、ロッドに接続するカップリングの位置、個数は、レイアウトに応じて自由に設定できる。また、ロッドにパワーステアリング用モータを取り付けてもよい。 In the fifth embodiment, the position and the number of couplings connected to the rod can be freely set according to the layout. Further, a power steering motor may be attached to the rod.
実施例5,6では、パワーステアリング用モータをダイレクトモータとしたが、モータに減速機を介して第2遊星機構と連結させてもよい。また、第1遊星機構と第2遊星機構における、可変ギア比制御用モータとパワーステアリング用モータの連結部位は、各実施例に限定されない。 In Examples 5 and 6, the power steering motor is a direct motor, but the motor may be connected to the second planetary mechanism via a speed reducer. Moreover, the connection part of the variable gear ratio control motor and the power steering motor in the first planetary mechanism and the second planetary mechanism is not limited to each embodiment.
A 第1遊星機構
B 第2遊星機構
1 ステアリングホイール
2 コラムシャフト
3 操舵角センサ
4 操舵トルクセンサ
5 可変ギア比ユニット
5a 太陽ギア
5b 遊星ギア
5c リングギア
5d キャリア
5e メンバ
6 可変ギア比制御用モータ
7 エンコーダ
9 傘歯車
10 傘歯車
11 パワーステアリング用モータ
12 エンコーダ
14 中間シャフト
15 ピニオン
16 ステアリングラック
17 タイロッド
18 転舵輪
19 電子制御コントローラ
20 ウォームホイール
21 ウォームギア
22 遊星ローラ歯車ユニット
23 キャリア
24 リングギア
25 リングローラ
26 太陽ギア
27 遊星ギア
28 遊星ローラ
29 太陽ローラ
30 キャリア
31 ベアリング
32 ステアリングホイール側軸
33 ピニオン側軸
34 第1カップリング
35 第2カップリング
36 ロッド
37 第1ケーブルリール
38 第2ケーブルリール
39 ケーブル
40 ケーブル
41 第1メンバ
42 第2メンバ
A 1st planetary mechanism B 2nd
Claims (5)
可変ギア比アクチュエータを有する可変ギア比ユニットと、
前記操舵入力軸と操舵出力軸の一方に対し、操舵補助力を出力するパワーアシストアクチュエータと、
を備えたステアリング装置において、
前記可変ギア比ユニットは、操舵入力軸と連結した第1遊星機構と、操舵出力軸と連結した第2遊星機構とを、同じ回転要素同士を連結して対称的に配置し、
前記パワーアシストアクチュエータは、第1遊星機構と第2遊星機構との連結部位に連結し、
前記可変ギア比アクチュエータは、第1遊星機構または第2遊星機構のどちらか一方の、パワーアシストアクチュエータを連結した回転要素以外の回転要素と連結し、
前記第1遊星機構と第2遊星機構を、太陽ギア、遊星ギアを支持するキャリアおよびリングギアからなる遊星ギアと、太陽ローラ、遊星ローラを支持するキャリアおよびリングローラからなる遊星ローラとを同軸上に一体的に形成したギア付きローラとし、このギア付きローラのローラによるトルク伝達経路とギアによるトルク伝達経路とを並列に形成したことを特徴とするステアリング装置。 Provided between the steering input shaft and the steering output shaft,
A variable gear ratio unit having a variable gear ratio actuator;
A power assist actuator that outputs a steering assist force to one of the steering input shaft and the steering output shaft;
In a steering device with
The variable gear ratio unit symmetrically arranges the first planetary mechanism connected to the steering input shaft and the second planetary mechanism connected to the steering output shaft by connecting the same rotating elements,
The power assist actuator is connected to a connecting portion between the first planetary mechanism and the second planetary mechanism,
The variable gear ratio actuator is connected to a rotating element other than the rotating element to which the power assist actuator is connected in either the first planetary mechanism or the second planetary mechanism ,
The first planetary mechanism and the second planetary mechanism are coaxially connected to a planetary gear including a sun gear, a carrier supporting the planetary gear, and a ring gear, and a planetary roller including the sun roller, the carrier supporting the planetary roller, and the ring roller. A steering device characterized in that a geared roller integrally formed with the gear and a torque transmission path by the roller of the geared roller and a torque transmission path by the gear are formed in parallel .
前記操舵入力軸と第1遊星機構の遊星要素を支持する支持要素とを連結し、
前記操舵出力軸と第2遊星機構の遊星要素を支持する支持要素とを連結し、
前記第1遊星機構と第2遊星機構の太陽要素同士を連結する回転連結部材を設け、
前記可変ギア比アクチュエータを、環状要素と連結した可変ギア比制御用モータとし、
前記パワーアシストアクチュエータを、回転連結部材に連結したパワーステアリング用モータとしたことを特徴とするステアリング装置。 The steering apparatus according to claim 1, wherein
Connecting the steering input shaft and a support element for supporting the planetary element of the first planetary mechanism;
Connecting the steering output shaft and a support element for supporting the planetary element of the second planetary mechanism;
A rotation connecting member for connecting the solar elements of the first planetary mechanism and the second planetary mechanism is provided;
The variable gear ratio actuator is a variable gear ratio control motor connected to an annular element,
A steering apparatus characterized in that the power assist actuator is a power steering motor coupled to a rotary coupling member.
前記パワーステアリング用モータを、減速機を介して回転連結部材と連結したことを特徴とするステアリング装置。 The steering apparatus according to claim 2, wherein
A steering apparatus, wherein the power steering motor is connected to a rotary connecting member via a speed reducer.
前記回転連結部材を、
前記第1遊星機構の太陽要素と連結した第1回転連結部材と、
前記第2遊星機構の太陽要素と連結した第2回転連結部材と、
前記第1回転連結部材と第1連結部材を介して連結し、第2回転連結部材と第2連結部材を介して連結したロッドと、
から構成したことを特徴とするステアリング装置。 The steering apparatus according to claim 2 or 3,
The rotation connecting member;
A first rotating connecting member connected to the sun element of the first planetary mechanism;
A second rotating connecting member connected to the solar element of the second planetary mechanism;
A rod connected via the first rotating connecting member and the first connecting member, and a rod connected via the second rotating connecting member and the second connecting member;
A steering device characterized by comprising:
前記回転連結部材を、
前記第1遊星機構の太陽要素と連結した第1回転連結部材と、
前記第2遊星機構の太陽要素と連結した第2回転連結部材と、
前記第1回転連結部材に設けた第1ケーブル巻き取りリールと、第2回転連結部材に設けた第2ケーブル巻き取りリールと、第1ケーブル巻き取りリールと第2ケーブル巻き取りリールとを連結するケーブルと、を有するケーブル式コラムと、
から構成したことを特徴とするステアリング装置。 The steering apparatus according to claim 2 or 3,
The rotation connecting member;
A first rotating connecting member connected to the sun element of the first planetary mechanism;
A second rotating connecting member connected to the solar element of the second planetary mechanism;
A first cable take-up reel provided on the first rotary connection member, a second cable take-up reel provided on the second rotary connection member, and the first cable take-up reel and the second cable take-up reel are connected. A cable-type column having a cable, and
A steering device characterized by comprising:
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