JP4936052B2 - Vehicle steering system - Google Patents
Vehicle steering system Download PDFInfo
- Publication number
- JP4936052B2 JP4936052B2 JP2006259444A JP2006259444A JP4936052B2 JP 4936052 B2 JP4936052 B2 JP 4936052B2 JP 2006259444 A JP2006259444 A JP 2006259444A JP 2006259444 A JP2006259444 A JP 2006259444A JP 4936052 B2 JP4936052 B2 JP 4936052B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- steering
- gear
- planetary gear
- sun
- planetary
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Power Steering Mechanism (AREA)
- Gears, Cams (AREA)
- Structure Of Transmissions (AREA)
Abstract
Description
本発明は、操舵部材の操舵角に対する転舵輪の転舵角の伝達比を変更可能な車両用操舵装置に関する。 The present invention relates to a vehicle steering apparatus capable of changing a transmission ratio of a turning angle of a steered wheel to a steering angle of a steering member.
上記の車両用操舵装置には、遊星ギヤ機構を用いて伝達比を変更するものがある(例えば、特許文献1,2参照)。
このような車両用操舵装置において、小型化が要請されている。本発明は、この課題を解決することを目的とする。 Such a vehicle steering apparatus is required to be downsized . The present invention aims to solve this problem.
上記目的を達成するため、本発明は、操舵部材(2)に連なる第1の部分(5)および転舵輪(4L,4R)に連なる第2の部分(6)を含む操舵軸(3)と、操舵部材(2)の操舵角(θ1)に対する転舵輪(4L,4R)の転舵角(θ2)の比としての伝達比( θ2/θ1) を変更可能な伝達比可変機構(17)と、上記伝達比可変機構(17)の動作による上記操舵部材(2)の操舵反力を補償するための反力補償用モータ(23)と、を備え、上記伝達比可変機構(17)は、上記第1および第2の部分(5,6)を差動回転可能に連結し、遊星ギヤ機構用モータ(18)によって駆動される遊星ギヤ機構(17)を含み、上記遊星ギヤ機構用モータ(18)および上記反力補償用モータ(23)の双方が上記操舵軸(3)と同軸に配置され、上記遊星ギヤ機構(17)は、上記第1の部分(5)に連なる第1のサンギヤ(19)と、第1のサンギヤ(19)の軸線(L)と一致する軸線(L)を有し上記第2の部分(6)に連なる第2のサンギヤ(20;20A)と、第1および第2のサンギヤ(19,20;19,20A)の双方に噛み合う2つの遊星ギヤ(21)と、これらの遊星ギヤ(21)を自転可能且つ第1および第2のサンギヤ(19,20;19,20A)の軸線(L)回りに一体回転可能に支持するキャリア(22)と、を含み、上記キャリア(22)が上記遊星ギヤ機構用モータ(28)によって回転駆動され、各上記遊星ギヤ(21)の歯部形成部分(21a)は単一の部材を用いて一体に形成され、第1および第2のサンギヤ(19,20;19,20A)は、少なくとも一方が転位歯車にされて転位係数(x1,x2;x1,x2A)(零を含む)が相異なり、且つ互いの歯数(z1,z2)の差が2である車両用操舵装置(1)を提供するものである。
なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
本発明によれば、遊星ギヤ機構用モータおよび反力補償用モータを操舵軸と同軸に配置している。これにより、遊星ギヤ機構用モータおよび反力補償用モータが操舵軸の径方向に張り出す量を少なくでき、車両用操舵装置を小型化することができる。
In order to achieve the above object, the present invention provides a steering shaft (3) including a first part (5) connected to the steering member (2) and a second part (6) connected to the steered wheels (4L, 4R). A variable transmission ratio mechanism (17) capable of changing the transmission ratio (θ2 / θ1) as the ratio of the steering angle (θ2) of the steered wheels (4L, 4R) to the steering angle (θ1) of the steering member (2); A reaction force compensation motor (23) for compensating for the steering reaction force of the steering member (2) due to the operation of the transmission ratio variable mechanism (17), and the transmission ratio variable mechanism (17) said first and second portions (5,6) differentially rotatably coupling comprises a planetary gear mechanism (17) driven by a motor planetary gear mechanism (18), motor the planetary gear mechanism ( 18) and the reaction force compensating motor (23) are both arranged coaxially with the steering shaft (3). Is, the planetary gear mechanism (17) includes a first sun gear (19) communicating with said first portion (5), a first axis which coincides with the axis (L) of the sun gear (19) and (L) And two planetary gears (21) meshing with both the first and second sun gears (19, 20; 19, 20A) and the second sun gear (20; 20A) connected to the second part (6). And a carrier (22) supporting these planetary gears (21) so as to be rotatable and integrally rotatable about the axis (L) of the first and second sun gears (19, 20; 19, 20A). The carrier (22) is rotationally driven by the planetary gear mechanism motor (28), and the toothed portion forming portion (21a) of each planetary gear (21) is integrally formed using a single member. First and second sun gears (19, 20; 19, 2 A) is at least one dislocation gears shift coefficient (x1, x2; unlike x1, x2A) (including zero) of phase, and another number of teeth (z1, z2) for a vehicle the difference is 2 A steering device (1) is provided.
In addition, the alphanumeric characters in parentheses represent corresponding components in the embodiments described later. The same applies hereinafter.
According to the present invention, the planetary gear mechanism motor and the reaction force compensating motor are arranged coaxially with the steering shaft. As a result, the amount of the planetary gear mechanism motor and the reaction force compensation motor protruding in the radial direction of the steering shaft can be reduced, and the vehicle steering apparatus can be reduced in size .
また、遊星ギヤの歯部形成部分を単一の部材で一体に形成していることにより、遊星ギヤを形成するのに、第1のサンギヤに噛み合う歯車部材と第2のサンギヤに噛み合う歯車部材とを別個に形成する必要がなく、その結果、部品点数を少なくして製造コストを格段に低減できる。また、歯数の相異なる第1および第2のサンギヤのそれぞれの転位係数を相異ならせることにより、遊星ギヤと第1のサンギヤとの軸間距離、および遊星ギヤと第2のサンギヤとの軸間距離を互いに一致させることができ、滑らかな噛み合いを実現できる。さらに、第1および第2のサンギヤの歯数差を2とすることにより、遊星ギヤを2つ用いることができ、伝達力の配分が均等になることにより、噛み合い音を小さくできると共に、第1および第2のサンギヤの強度を十分に確保できる。すなわち、遊星ギヤを1つのみ用いると、遊星ギヤにかかる負荷が大きくて噛み合い音が大きくなる。また、遊星ギヤを3つ以上用いると、第1および第2のサンギヤの歯数差を3つ以上にしなければならず、これら第1および第2のサンギヤの少なくとも一方の転位係数を大きくする必要がある結果、正転位した歯車(例えば、転位係数が1.5)を用いれば、歯たけを十分に確保できず、負転位した歯車(例えば、転位係数が−1.5)を用いれば、歯元の厚みを十分に確保し難い。
本発明において、上記第1の部分(5)は、上記操舵部材(2)から操舵トルク(T)が入力される入力部材(5a)と、上記入力部材(5a)とトーションバー(7)を介して相対回転可能に連結され、上記操舵トルク(T)を上記遊星ギヤ機構(17)に出力する出力部材(5b)と、を含むことが好ましい(請求項2)。
本発明において、上記遊星ギヤ機構(17)を収容するハウジング(31)を備え、上記反力補償用モータ(23)は、上記操舵軸(3)の上記第1の部分(5)の上記出力部材(5b)と一体回転可能なロータ(23a)と、上記ロータ(23a)を取り囲み上記ハウジング(31)に収容されたステータ(23b)と、を有することが好ましい(請求項3)。
Further , by forming the toothed portion forming portion of the planetary gear integrally with a single member, a gear member meshing with the first sun gear and a gear member meshing with the second sun gear are formed to form the planetary gear. Need not be formed separately, and as a result, the number of parts can be reduced and the manufacturing cost can be significantly reduced. Further, by making the shift coefficients of the first and second sun gears having different numbers of teeth different, the distance between the planetary gear and the first sun gear and the axis of the planetary gear and the second sun gear are changed. The distance can be made to coincide with each other, and smooth engagement can be realized. Furthermore, by setting the difference in the number of teeth between the first and second sun gears to 2, two planetary gears can be used, and by making the distribution of the transmission force uniform, the meshing noise can be reduced, and the first In addition, the strength of the second sun gear can be sufficiently secured. That is, when only one planetary gear is used, the load applied to the planetary gear is large and the meshing sound is increased. If three or more planetary gears are used, the difference in the number of teeth between the first and second sun gears must be three or more, and the shift coefficient of at least one of the first and second sun gears must be increased. As a result, if a gear with positive displacement (for example, a dislocation coefficient of 1.5) is used, sufficient bristle cannot be secured, and if a gear with negative displacement (for example, a dislocation coefficient of -1.5) is used, It is difficult to secure a sufficient thickness at the root of the tooth.
In the present invention, the first part (5) includes an input member (5a) to which a steering torque (T) is input from the steering member (2), the input member (5a), and a torsion bar (7). And an output member (5b) that is coupled so as to be relatively rotatable and outputs the steering torque (T) to the planetary gear mechanism (17).
In the present invention, a housing (31) for accommodating the planetary gear mechanism (17) is provided, and the reaction force compensating motor (23) is the output of the first portion (5) of the steering shaft (3). It is preferable to have a rotor (23a) that can rotate integrally with the member (5b), and a stator (23b) that surrounds the rotor (23a) and is accommodated in the housing (31).
また、本発明において、上記第1のサンギヤ(19)、第2のサンギヤ(20;20A)および遊星ギヤ(21)の歯数(z1、z2、z3)はそれぞれ10〜30の範囲内にあることが好ましい(請求項4)。各歯車の歯数を10以上とすることにより、遊星ギヤと対応する第1および第2のサンギヤとのそれぞれの噛み合いの衝撃を少なくして騒音を少なくできる。また、上記歯数を30以下とすることにより、伝達比を変更する際に駆動されるキャリアと第2のサンギヤとの速度比が大きくなりすぎないようにでき、その結果、ギヤの噛み合い音を抑制できる。 In the present invention, the number of teeth (z1, z2, z3) of the first sun gear (19), the second sun gear (20; 20A) and the planetary gear (21) is in the range of 10 to 30, respectively. (Claim 4 ). By setting the number of teeth of each gear to 10 or more, the impact of each meshing between the planetary gear and the corresponding first and second sun gears can be reduced, and noise can be reduced. Moreover, by setting the number of teeth to 30 or less, the speed ratio between the carrier driven when changing the transmission ratio and the second sun gear can be prevented from becoming too large. As a result, the meshing sound of the gear can be reduced. Can be suppressed.
また、本発明において、第1および第2のサンギヤ(19,20;19,20A)の転位係数(x1、x2;x1、x2A)の絶対値はそれぞれ1.3以下であることが好ましい(請求項5)。この場合、正転位したギヤにおいて、歯たけが低くなり過ぎることを防止して歯先の厚みを十分に確保できる。また、負転位したギヤにおいて、歯元の厚みが小さくなりすぎることを防止できる。 In the present invention, the absolute values of the dislocation coefficients (x1, x2; x1, x2A) of the first and second sun gears (19, 20; 19, 20A) are each preferably 1.3 or less (claims) Item 5 ). In this case, it is possible to prevent the tooth depth from becoming too low in the forwardly shifted gear and to secure a sufficient thickness of the tooth tip. Further, it is possible to prevent the tooth root thickness from becoming too small in the negatively shifted gear.
また、本発明において、第1および第2のサンギヤ(19,20;19,20A)のうち歯数の多いサンギヤ(20;20A)の転位係数(x2;x2A)は、歯数の少ないサンギヤ(19)の転位係数(x1)に比べて小さくされていることが好ましい(請求項6)。この場合、サンギヤと遊星ギヤとの間のバックラッシを小さくすることができる。 In the present invention, the shift coefficient (x2; x2A) of the sun gear (20; 20A) having a large number of teeth among the first and second sun gears (19, 20; 19, 20A) is a sun gear having a small number of teeth (x2; x2A). which is preferably smaller than the addendum modification coefficient of 19) (x1) (claim 6). In this case, the backlash between the sun gear and the planetary gear can be reduced.
本発明の好ましい実施の形態を添付図面を参照しつつ説明する。
図1は、本発明の一実施の形態にかかる車両用操舵装置1の概略構成を示す模式図である。図1を参照して、車両用操舵装置1は、ステアリングホイール等の操舵部材2に付与された操舵トルクを、操舵軸としてのステアリングシャフト3等を介して左右の転舵輪4L,4Rのそれぞれに与えて転舵を行うものであり、操舵部材2の操舵角θ1(回転角)に対する転舵輪4L,4Rの転舵角θ2の伝達比θ2/θ1を変更することのできる機能を有している。
Preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a vehicle steering apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, a vehicle steering apparatus 1 applies a steering torque applied to a steering member 2 such as a steering wheel to left and right steered
この車両用操舵装置1は、操舵部材2と、操舵部材2に連なる操舵軸としてのステアリングシャフト3とを有している。ステアリングシャフト3は、第1の部分としての第1のシャフト5と、第1のシャフト5と同一の軸線L上に配置された第2の部分としての第2のシャフト6とを有している。
第1のシャフト5は、操舵部材2に連結される入力軸5aと、入力軸5aとトーションバー7を介して相対回転可能に連結される出力軸5bとを有している。トーションバー7を介した入力軸5aと出力軸5bとの相対回転の許容値は、僅かな値とされており、入力軸5aと出力軸5bとは実質的に一体回転すると考えることができる。
The vehicle steering apparatus 1 includes a steering member 2 and a steering shaft 3 as a steering shaft connected to the steering member 2. The steering shaft 3 includes a first shaft 5 as a first portion, and a
The first shaft 5 has an
第1のシャフト5の出力軸5bと第2のシャフト6との間には、伝達比可変機構としての遊星ギヤ機構17が設けられている。第2のシャフト6は、自在継手9、中間軸10、自在継手11および舵取り機構12を介して転舵輪4L,4Rと連なっている。
舵取り機構12は、自在継手11に連なるピニオン軸13と、ピニオン軸13の先端のピニオン13aに噛み合うラック14aを有し車両の左右方向に延びる転舵軸としてのラック軸14と、ラック軸14の一対の端部のそれぞれにタイロッド15R,15Lを介して連結されるナックルアーム16R,16Lとを有している。
A
The
上記の構成により、操舵部材2からの操舵トルクは、第1のシャフト5、遊星ギヤ機構17、第2のシャフト6等を介して舵取り機構12に伝達される。舵取り機構12では、ピニオン13aの回転がラック軸14の軸方向の運動に変換され、各タイロッド15R,15Lを介して対応するナックルアーム16R,16Lがそれぞれ回動する。これにより、各ナックルアーム16R,16Lに連結された対応する転舵輪4R,4Lが、それぞれ操向する。
With the above configuration, the steering torque from the steering member 2 is transmitted to the
遊星ギヤ機構17は、第1のシャフト5の出力軸5bおよび第2のシャフト6を差動回転可能に連結しており、これら出力軸5bと第2のシャフト6との間における変速比が変更可能となっている。この変速比が変更されることにより、伝達比θ2/θ1が変更される。
遊星ギヤ機構17は、第1のシャフト5の出力軸5bと同一の軸線L上に並んで一体回転可能な第1の歯車(太陽歯車)としての第1のサンギヤ19と、第1のサンギヤ19と一致する軸線L上に配置され、第2のシャフト6と一体回転可能な第2の歯車(太陽歯車)としての第2のサンギヤ20と、第1および第2のサンギヤ19,20の双方に噛み合う遊星歯車としての遊星ギヤ21と、遊星ギヤ21を自転可能且つ第1および第2のサンギヤ19,20の軸線Lの回りに一体回転可能に(公転可能に)支持するキャリア22と、を有している。
The
The
第1のサンギヤ19は第1のシャフト5を介して操舵部材2と連なっており、第2のサンギヤ20は第2のシャフト6等を介して転舵輪4L,4Rと連なっている。
第1および第2のサンギヤ19,20ならびに遊星ギヤ21は、それぞれ、回転伝達要素として設けられており、例えば、外周に歯が形成された外歯車としての平歯車を用いて形成されている。なお、各ギヤ19,20,21として、はすば歯車等の互いに平行な軸を持つ他の歯車を用いてもよい。
The
Each of the first and
遊星ギヤ21は、第1および第2のサンギヤ19,20を互いに関連付けるためのものであり、ステアリングシャフト3の周方向に等間隔に2つ配置されている。各遊星ギヤ21は、軸線Lと平行な軸線Mを有して第1および第2のサンギヤ19,20の双方と噛み合っており、軸線Mの回りを自転可能且つ軸線Lの回りを公転可能である。
遊星ギヤ機構用モータ18は、キャリア22を回転駆動するためのものである。軸線L回りに関するキャリア22の回転数を変更することで、第1のサンギヤ19と第2のサンギヤ20との変速比を変え、伝達比θ2/θ1を変更する。
The
The planetary
この遊星ギヤ機構用モータ18は、例えば、ステアリングシャフト3と同軸上に配置されたブラシレスモータからなり、キャリア22に一体回転可能に固定されたロータ18aと、このロータ18aを取り囲みハウジング31に固定されたステータ18bとを含んでいる。
車両用操舵装置1には、遊星ギヤ機構17の動作に関連して操舵部材2に作用する操舵反力を補償するための反力補償用モータ23が備えられている。反力補償用モータ23は、例えば、ステアリングシャフト3と同軸上に配置されたブラシレスモータからなり、第1のシャフト5の出力軸5bに一体回転可能に固定されたロータ23aと、このロータ23aを取り囲みハウジング31に固定されたステータ23bとを含んでいる。
The planetary
The vehicle steering apparatus 1 is provided with a reaction
上記遊星ギヤ機構用モータ18および反力補償用モータ23は、それぞれ、CPU、RAMおよびROMを含む制御部24によって制御される。制御部24は、駆動回路25aを介して遊星ギヤ機構用モータ18と接続され、駆動回路25bを介して反力補償用モータ23と接続されている。
また、制御部24には、操舵角センサ26、トルクセンサ27、転舵角センサ28、車速センサ29およびヨーレートセンサ30がそれぞれ接続されている。
The planetary
Further, a
操舵角センサ26からは、操舵部材2の操舵中立位置からの操作量である操舵角θ1に対応する値として、第1のシャフト5の入力軸5aの回転角についての信号が入力される。トルクセンサ27からは、操舵部材2に作用する操舵トルクTに対応する値として、第1のシャフト5における伝達トルクについての信号が入力される。転舵角センサ28からは、転舵角θ2に対応する値として、第2のシャフト6の回転角についての信号が入力される。車速センサ29からは、車速Vについての信号が入力される。ヨーレートセンサ30からは、車両のヨーレートγについての信号が入力される。
From the
制御部24は、上記各センサ26〜30からの入力信号等に基づいて、遊星ギヤ機構用モータ18および反力補償用モータ23の駆動を制御する。
図2は、図1の要部の断面図である。図2を参照して、遊星ギヤ機構17等は、ハウジング31内に収容されている。ハウジング31は、例えばアルミニウム合金製の筒状の部材であり、車体32に支持されている。
The
FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part of FIG. With reference to FIG. 2, the
第1のシャフト5の入力軸5aは、ころ軸受等からなる第1の軸受33を介してハウジング31に回転自在に支持されている。出力軸5bは、単列アンギュラ玉軸受等の転がり軸受からなる第2の軸受34を介して、ハウジング31に回転自在に支持されている。
出力軸5bの中間部の外周面に、反力補償用モータ23のロータ23aが固定されている。反力補償用モータ23のステータ23bは、ハウジング31に内嵌されて固定されている。
The
The
第2のシャフト6の中間部は、単列アンギュラ玉軸受等の転がり軸受からなる第3の軸受35を介して、ハウジング31に回転自在に支持されている。
遊星ギヤ機構17の第1のサンギヤ19は、第1のシャフト5の出力軸5bと単一の部材を用いて一体に形成されており、出力軸5bの一端に位置している。第2のサンギヤ20は、第2のシャフト6と単一の部材を用いて一体に形成されており、第2のシャフト6の一端に位置している。
An intermediate portion of the
The
各遊星ギヤ21は、第1および第2のサンギヤ19,20の双方に噛み合う歯部形成部分21aと、歯部形成部分21aの一対の端部のそれぞれから延びる支軸21b,21cとを有している。
キャリア22は、各遊星ギヤ21の一方の支軸21bを支持する一端部36と、各遊星ギヤ21の他方の支軸21cを支持する他端部37と、一端部36および他端部37間を接続する中間部38とを有している。
Each
The
図3は、図2のIII−III線に沿う断面図である。図2および図3を参照して、キャリア22の一端部36は、ころ軸受等の転がり軸受からなる第4の軸受39を介して、出力軸5bを回転自在に支持している。この一端部36には、ステアリングシャフト3の軸方向に沿って延びる環状の鍔部40が形成されている。鍔部40は、単列アンギュラ玉軸受等の転がり軸受からなる第5の軸受41を介して、ハウジング31に回転自在に支持されている。
3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG. Referring to FIGS. 2 and 3, one
また、キャリア22の一端部36は、対応する第6の軸受42を介して、各遊星ギヤ21の一方の支軸21bを回転自在に支持している。各第6の軸受42は、例えばころ軸受からなる。
図4は、図2のIV−IV線に沿う断面図である。図2および図4を参照して、キャリア22の他端部37は、ころ軸受等の転がり軸受からなる第7の軸受43を介して、第2のシャフト6を回転自在に支持している。この他端部37には、ステアリングシャフト3の軸方向に沿って延びる環状の鍔部44が形成されている。鍔部44は、単列アンギュラ玉軸受等からなる第8の軸受45を介して、ハウジング31に回転自在に支持されている。
In addition, one
4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. 2 and 4, the
また、キャリア22の他端部37は、対応する第9の軸受46を介して、各遊星ギヤ22の他方の支軸21cを回転自在に支持している。各第9の軸受46は、例えばころ軸受からなる。キャリア22の中間部38は、各遊星ギヤ21の歯部形成部分21aとステアリングシャフト3の周方向に並んでおり、一端部36と他端部37とを一体回転可能に繋いでいる。
The
キャリア22の他端部37の外周面に、上記遊星ギヤ機構用モータ18のロータ18aが固定されている。遊星ギヤ機構用モータ18のステータ18bは、ハウジング31に内嵌されて固定されている。
本実施の形態の特徴とするところは、遊星ギヤ21が2つ設けられ、各遊星ギヤ21,21の歯部形成部分21aが単一の部材を用いて一体に形成されると共に、第1および第2のサンギヤ19,20の少なくとも一方(本実施の形態において、第1のサンギヤ19)が転位歯車にされてこれらの転位係数x1、x2が相異なり、且つこれら第1および第2のサンギヤ19,20の歯数の差が2とされている点にある。
A
The feature of the present embodiment is that two
各遊星ギヤ21は、第1および第2のサンギヤ19,20の軸線Lの回りに180°の間隔で等間隔に配置されている。
図5は、図2のV−V線に沿う断面図であり、遊星ギヤ21と第1のサンギヤ19との噛み合いを示している。図6は、図2のVI−VI線に沿う断面図であり、遊星ギヤ21と第2のサンギヤ20との噛み合いを示している。
The
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG. 2 and shows the meshing between the
図5および図6を参照して、各遊星ギヤ21の歯部形成部分21aは、それぞれ、歯筋方向の全域に亘って同一の形状をなしており、1回の歯創成工程によって形成されたものである。この歯部形成部分21aは、複数の歯部50と、歯部50間を互いに接続する接続部51とを含んでいる。
本実施の形態において、第1および第2のサンギヤ19,20のうち、第1のサンギヤ19のみが転位歯車とされている。例えば、第1のサンギヤ19は、歯数z1=22、転位係数x1=1.251とされ、第2のサンギヤ20は、歯数z2=24、転位係数x2=0とされている。
Referring to FIGS. 5 and 6, the tooth
In the present embodiment, of the first and second sun gears 19 and 20, only the
すなわち、第1のサンギヤ19は正転位歯車であり、第2のサンギヤ20は標準歯車である。なお、各遊星ギヤ21は、例えば歯数z3=17、転位係数x3=0の標準歯車とされている。
第1および第2のサンギヤ19,20において、相対的に歯数の多い第2のサンギヤ20の転位係数x2は、相対的に歯数の少ない第1のサンギヤ19の転位係数x1に比べて小さい(x2<x1)。
That is, the
In the first and second sun gears 19 and 20, the shift coefficient x2 of the
上記第1および第2のサンギヤ19,20ならびに遊星ギヤ21の歯数z1、z2、z3は、それぞれ、10〜30の範囲内にあることが好ましい。
各上記歯数z1、z2、z3がそれぞれ10未満であると、遊星ギヤ21と対応する第1および第2のサンギヤ19,20とのそれぞれの噛み合いの衝撃が大きくなって騒音が大きくなる。
It is preferable that the number of teeth z1, z2, and z3 of the first and second sun gears 19 and 20 and the
When the number of teeth z1, z2, and z3 is less than 10, respectively, the meshing impact between the
また、歯数z1、z2が30より多いと、キャリア22と第2のサンギヤ20との速度比が大きくなりすぎる。仮に、第1のサンギヤ19の歯数z1=31、第2のサンギヤ20の歯数z2=33とした場合、キャリア22と第2のサンギヤ20との速度比は、1−(z1/z2)=1−(31/33)≒0.0606≒1/16.5となる。このように、速度比が大きくなり過ぎ、その結果、遊星ギヤ21と第2のサンギヤ20等との噛み合い音が大きくなってしまう。
If the number of teeth z1 and z2 is greater than 30, the speed ratio between the
各上記歯数z1、z2、z3がそれぞれ10〜30の範囲にある場合において、第1および第2のサンギヤ19,20の転位係数x1、x2の差分の絶対値は、1.0〜1.3程度となる。
上記第1および第2のサンギヤ19,20のそれぞれの転位係数x1、x2の絶対値は、それぞれ、1.3以下であることが好ましい。正転位した第1のサンギヤ19において、転位係数x1が1.3を超えると、当該第1のサンギヤ19の歯部形成部分19aの歯部52の歯たけが低くなり過ぎてしまう。
When the number of teeth z1, z2, and z3 is in the range of 10 to 30, respectively, the absolute value of the difference between the shift coefficients x1 and x2 of the first and second sun gears 19 and 20 is 1.0 to 1. 3 or so.
The absolute values of the dislocation coefficients x1 and x2 of the first and second sun gears 19 and 20 are preferably 1.3 or less, respectively. In the
以上説明したように、本実施の形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。すなわち、各遊星ギヤ21の歯部形成部分21aを単一の部材で一体に形成している。これにより、遊星ギヤ21を形成するのに、例えば、第1のサンギヤに噛み合う歯車部材と第2のサンギヤに噛み合う歯車部材とを別個に形成し、これらの歯車部材を互いに正確に位置決めして溶接固定する必要がなく、その結果、部品点数および製造工程を少なくして製造コストを格段に低減できる。
As described above, according to the present embodiment, the following operational effects can be achieved. That is, the tooth
また、上記2つの歯車部材を溶接固定するための構成が必要なく、遊星ギヤ21を小型化できる。さらに、遊星ギヤ21を組み付ける際に、2つの歯車部材の位相を対応する第1および第2のサンギヤの位相にそれぞれ合わせるといった必要がなく、製造にかかる手間を低減できる。
また、歯数z1、z2の相異なる第1および第2のサンギヤ19,20のそれぞれの転位係数x1、x2を相異ならせることにより、遊星ギヤ21と第1のサンギヤ19との軸間距離、および遊星ギヤ21と第2のサンギヤ20との軸間距離を互いに一致させることができ、滑らかな噛み合いを実現できる。
Further, the configuration for welding and fixing the two gear members is not necessary, and the
Further, by making the shift coefficients x1 and x2 of the first and second sun gears 19 and 20 having different numbers of teeth z1 and z2 different from each other, an inter-axis distance between the
さらに、第1および第2のサンギヤ19,20の歯数差を2とすることにより遊星ギヤ21を2つ用いることができ、伝達力の配分が均等になることにより、遊星ギヤ機構17の各ギヤ19,20,21のそれぞれの噛み合い音を小さくできると共に、第1および第2のサンギヤ19,20のそれぞれの転位係数x1、x2を最適化でき、第1および第2のサンギヤ19,20の強度を十分に確保できる。
Further, by setting the difference in the number of teeth of the first and second sun gears 19 and 20 to two, two
すなわち、遊星ギヤを1つのみ用いると、遊星ギヤにかかる負荷が大きくて噛み合い音が大きくなる。また、遊星ギヤを3つ以上用いると、第1および第2のサンギヤの歯数差を3以上にしなければならず、これら第1および第2のサンギヤの少なくとも一方の転位係数を大きくする必要がある結果、正転位したサンギヤ(例えば、転位係数が1.5)を用いれば、歯たけを十分に確保できず、負転位したサンギヤ(例えば、転位係数が−1.5)を用いれば、歯元の厚みを十分に確保し難い。 That is, when only one planetary gear is used, the load applied to the planetary gear is large and the meshing sound is increased. If three or more planetary gears are used, the difference in the number of teeth between the first and second sun gears must be three or more, and the shift coefficient of at least one of the first and second sun gears must be increased. As a result, if a positively displaced sun gear (for example, a dislocation coefficient of 1.5) is used, sufficient tooth depth cannot be secured. If a negatively shifted sun gear (for example, a dislocation coefficient of -1.5) is used, It is difficult to secure the original thickness sufficiently.
また、遊星ギヤ機構17に第1および第2のサンギヤ19,20を用いることにより、これらのサンギヤ19,20を径方向に小型化でき、遊星ギヤ機構17を小型化できる。
さらに、第1および第2のサンギヤ19,20ならびに遊星ギヤ21の歯数z1、z2、z3をそれぞれ10以上とすることにより、遊星ギヤ21と対応する第1および第2のサンギヤ19,20とのそれぞれの噛み合いの衝撃を少なくして騒音を少なくできる。また、上記歯数z1、z2を30以下とすることにより、キャリア22と第2のサンギヤ20との速度比が大きくなりすぎないようにでき、その結果、遊星ギヤ機構用モータ18によってキャリア22を回転駆動して伝達比θ2/θ1を変更する際のキャリア22の回転数を抑制でき、遊星ギヤ21と第2のサンギヤ20との噛み合い音を抑制できる。
Further, by using the first and second sun gears 19 and 20 for the
Furthermore, the first and second sun gears 19 and 20 and the
さらに、第1のサンギヤ19の転位係数x1の絶対値を1.3以下としていることにより、正転位した第1のサンギヤ19において、歯部52の歯たけが低くなり過ぎることを防止できると共に歯先の厚みを十分に確保できる。
また、第1および第2のサンギヤ19,20のうち相対的に歯数の多い第2のサンギヤ20の転位係数x2を、相対的に歯数の少ない第1のサンギヤ19の転位係数x1に比べて小さくしている(x2<x1)。これにより、第1および第2のサンギヤ19,20と遊星ギヤ21との間のバックラッシを小さくすることができる。
Furthermore, by setting the absolute value of the dislocation coefficient x1 of the
Further, the shift coefficient x2 of the
さらに、遊星ギヤ機構用モータ18のロータ18aをステアリングシャフト3と同軸に配置している。これにより、遊星ギヤ機構用モータ18がステアリングシャフト3の径方向に張り出す量を少なくでき、車両用操舵装置1を小型化することができる。
本発明は、以上の実施の形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。
Further, the
The present invention is not limited to the contents of the above-described embodiment, and various modifications can be made within the scope of the claims.
例えば、第2のサンギヤ20に代えて、図7に示すように、負転位歯車からなる第2のサンギヤ20Aを用いてもよい。負転位歯車の転位係数は、標準歯車の転位係数および正転位歯車の転位係数の双方に対して低い。負転位歯車においては、転位係数の絶対値が小さくなるに従い、「転位係数が大きくなる」という。
第2のサンギヤ20Aの歯部形成部分20aAの転位係数x2Aの絶対値は、1.3以下であることが好ましい。転位係数x2Aの絶対値が1.3を越えると、負転位した第2のサンギヤ20Aにおいて、歯部53の歯元の厚みが小さくなりすぎて十分な厚みを確保し難い。上記転位係数x2Aは、例えば、−0.2とされ、第1のサンギヤ19(図5参照)の転位係数x1は、例えば1.0とされる。
For example, instead of the
The absolute value of the dislocation coefficient x2A of the tooth portion forming portion 20aA of the second sun gear 20A is preferably 1.3 or less. When the absolute value of the dislocation coefficient x2A exceeds 1.3, in the second sun gear 20A subjected to negative dislocation, the thickness of the tooth base of the
以上のように、第2のサンギヤ20Aの転位係数x2Aの絶対値を1.3以下とすることにより、負転位した第2のサンギヤ20Aにおいて、歯部53の歯元の厚みが小さくなりすぎることを防止できる。なお、第1のサンギヤ19は、転位係数x1=0の標準歯車でもよい。
また、各上記実施の形態において、第1のサンギヤ19の歯数z1を、第2のサンギヤ20の歯数z2より多く(z1>z2)してもよい。要は、第1および第2のサンギヤ19,20のうち、歯数の多いほうのギヤの転位係数が小さくされていればよく、これら第1および第2のサンギヤ19,20は、共に正転位歯車または負転位歯車であってもよいし、一方が正転位歯車で他方が負転位歯車であってもよいし、一方のみが転位歯車で他方が標準歯車であってもよい。
As described above, by setting the absolute value of the dislocation coefficient x2A of the second sun gear 20A to 1.3 or less, the thickness of the tooth base of the
In each of the above embodiments, the number of teeth z1 of the
さらに、遊星ギヤ21を転位歯車としてもよい。また、第1および第2のサンギヤ19,20に代えて、環状の内歯車を用いてもよい。
Further, the
1…車両用操舵装置、2…操舵部材、4L,4R…転舵輪、17…遊星ギヤ機構(伝達比可変機構)、19…第1のサンギヤ(第1の歯車、太陽歯車)、20…第2のサンギヤ(第2の歯車、太陽歯車)、21…遊星ギヤ(遊星歯車)、21a…歯部形成部分、22…キャリア、L…軸線、x1,x2A…転位係数、z1,z2,z3…歯数、θ1…操舵角、θ2…転舵角、θ2/θ1…伝達比。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Steering device for vehicles, 2 ... Steering member, 4L, 4R ... Steering wheel, 17 ... Planetary gear mechanism (transmission ratio variable mechanism), 19 ... 1st sun gear (1st gear, sun gear), 20 ... 1st 2 sun gear (second gear, sun gear), 21 ... planetary gear (planetary gear), 21a ... toothed portion, 22 ... carrier, L ... axis, x1, x2A ... dislocation coefficient, z1, z2, z3 ... Number of teeth, θ1 ... steering angle, θ2 ... steering angle, θ2 / θ1 ... transmission ratio.
Claims (6)
操舵部材の操舵角に対する転舵輪の転舵角の比としての伝達比を変更可能な伝達比可変機構と、
上記伝達比可変機構の動作による上記操舵部材の操舵反力を補償するための反力補償用モータと、を備え、
上記伝達比可変機構は、上記第1および第2の部分を差動回転可能に連結し、遊星ギヤ機構用モータによって駆動される遊星ギヤ機構を含み、
上記遊星ギヤ機構用モータおよび上記反力補償用モータの双方が上記操舵軸と同軸に配置され、
上記遊星ギヤ機構は、上記第1の部分に連なる第1のサンギヤと、第1のサンギヤの軸線と一致する軸線を有し上記第2の部分に連なる第2のサンギヤと、第1および第2のサンギヤの双方に噛み合う2つの遊星ギヤと、これらの遊星ギヤを自転可能且つ第1および第2のサンギヤの軸線回りに一体回転可能に支持するキャリアと、を含み、
上記キャリアが上記遊星ギヤ機構用モータによって回転駆動され、
各上記遊星ギヤの歯部形成部分は単一の部材を用いて一体に形成され、
第1および第2のサンギヤは、少なくとも一方が転位歯車にされて転位係数(零を含む)が相異なり、且つ互いの歯数の差が2である車両用操舵装置。 A steering shaft including a first portion connected to the steering member and a second portion connected to the steered wheel;
A transmission ratio variable mechanism capable of changing a transmission ratio as a ratio of a turning angle of a steered wheel to a steering angle of a steering member;
A reaction force compensating motor for compensating a steering reaction force of the steering member due to the operation of the transmission ratio variable mechanism,
The transmission ratio variable mechanism includes a planetary gear mechanism that connects the first and second portions so as to be differentially rotatable and is driven by a planetary gear mechanism motor ,
Both the planetary gear mechanism motor and the reaction force compensating motor are arranged coaxially with the steering shaft ,
The planetary gear mechanism includes a first sun gear that is continuous with the first portion, a second sun gear that has an axis that coincides with the axis of the first sun gear, and that is continuous with the second portion, and first and second Two planetary gears that mesh with both of the sun gears, and a carrier that supports the planetary gears so as to rotate and to rotate integrally around the axes of the first and second sun gears,
The carrier is rotationally driven by the planetary gear mechanism motor;
The tooth part forming part of each planetary gear is formed integrally using a single member,
At least one of the first and second sun gears is a shift gear, the shift coefficient (including zero) is different, and the difference in the number of teeth is two .
上記反力補償用モータは、上記操舵軸の上記第1の部分の上記出力部材と一体回転可能なロータと、上記ロータを取り囲み上記ハウジングに収容されたステータと、を有する車両用操舵装置。 The housing according to claim 2, wherein the housing accommodates the planetary gear mechanism .
The reaction force compensating motor is a vehicle steering apparatus having a rotor that can rotate integrally with the output member of the first portion of the steering shaft, and a stator that surrounds the rotor and is housed in the housing.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006259444A JP4936052B2 (en) | 2006-09-25 | 2006-09-25 | Vehicle steering system |
EP07009563A EP1857347B1 (en) | 2006-05-15 | 2007-05-12 | Steering apparatus for vehicle |
DE602007002004T DE602007002004D1 (en) | 2006-05-15 | 2007-05-12 | Steering device for a vehicle |
CN2007101039206A CN101077714B (en) | 2006-05-15 | 2007-05-15 | Steering apparatus for vehicle |
US11/798,550 US7735597B2 (en) | 2006-05-15 | 2007-05-15 | Steering apparatus for vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006259444A JP4936052B2 (en) | 2006-09-25 | 2006-09-25 | Vehicle steering system |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008074368A JP2008074368A (en) | 2008-04-03 |
JP2008074368A5 JP2008074368A5 (en) | 2009-11-05 |
JP4936052B2 true JP4936052B2 (en) | 2012-05-23 |
Family
ID=39346857
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006259444A Expired - Fee Related JP4936052B2 (en) | 2006-05-15 | 2006-09-25 | Vehicle steering system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4936052B2 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5013193B2 (en) * | 2007-10-22 | 2012-08-29 | 株式会社ジェイテクト | Vehicle steering system |
CN101654116B (en) * | 2008-08-19 | 2011-12-14 | 上海通用汽车有限公司 | Planetary gear mechanism for debugging transmission ratio of automobile steering device |
KR101637819B1 (en) | 2015-03-20 | 2016-07-07 | 현대자동차주식회사 | Afs system for vehicle |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5949050A (en) * | 1982-09-14 | 1984-03-21 | Nec Corp | Subscriber calling system |
JP2575435B2 (en) * | 1988-01-06 | 1997-01-22 | 株式会社東芝 | Differential planetary gear set |
JPH07315241A (en) * | 1994-05-27 | 1995-12-05 | Fuji Heavy Ind Ltd | Control device for automatic steering device |
JP2004224085A (en) * | 2003-01-20 | 2004-08-12 | Toyoda Mach Works Ltd | Reduction gear ratio variable type power steering device |
JP2005344757A (en) * | 2004-05-31 | 2005-12-15 | Koyo Seiko Co Ltd | Rotation transmission mechanism |
JP4484038B2 (en) * | 2004-05-31 | 2010-06-16 | 株式会社ジェイテクト | Vehicle steering system |
JP2006123857A (en) * | 2004-11-01 | 2006-05-18 | Toyota Motor Corp | Vehicular steering device |
JP2006226375A (en) * | 2005-02-16 | 2006-08-31 | Jtekt Corp | Rotary transmission device |
JP4626345B2 (en) * | 2005-03-09 | 2011-02-09 | 株式会社ジェイテクト | Vehicle steering device |
-
2006
- 2006-09-25 JP JP2006259444A patent/JP4936052B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2008074368A (en) | 2008-04-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1857347B1 (en) | Steering apparatus for vehicle | |
JP3531712B2 (en) | Vehicle steering system | |
JP2008074367A (en) | Steering device for vehicle | |
JP4930751B2 (en) | Steering device | |
JP2008208867A (en) | Strain wave reduction gear, and variable transmission ratio steering system | |
JP4678524B2 (en) | Vehicle steering system | |
JP2008120291A (en) | Steering device for vehicle | |
JP4936052B2 (en) | Vehicle steering system | |
JP2017007407A (en) | Steering device | |
JP5198941B2 (en) | Vehicle steering system | |
JP5408472B2 (en) | Vehicle steering system | |
JP4428100B2 (en) | Steering device | |
JP5011706B2 (en) | Vehicle steering system | |
JP2010179871A (en) | Steering device for vehicle | |
JP2008074368A5 (en) | ||
JP2008168679A (en) | Steering device | |
JP2010149573A (en) | Electric power steering device | |
JP4352325B2 (en) | Electric power steering device | |
JP2009222149A (en) | Gear device and electric power steering device having this gear device | |
JP4734945B2 (en) | Vehicle steering system | |
JP2008087598A (en) | Transmission ratio variable device | |
JP2017007414A (en) | Reaction force generator and steering device | |
JP2005178519A (en) | Variable gear ratio mechanism, and steering control device having the same | |
JP2005180553A (en) | Variable gear ratio mechanism and steering control device equipped with the variable gear ratio mechanism | |
JP2000247246A (en) | Rack-and-pinion motor-driven power steering |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090918 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090918 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110526 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110707 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110823 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120126 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120208 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150302 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |