JPH05319279A - パワーステアリング用動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】パワーステアリング用動力伝達装置において、
装置の大形化やコストの大幅な上昇を招来することな
く、モータや遊星機構が故障などにより回転不可能とな
った時でも、ステアリングハンドルの操作を可能にす
る。 【構成】モータ２の動力を遊星ローラ機構３で減速して
出力するパワーステアリング用動力伝達装置において、
遊星ローラ機構３の外輪３ａがハウジング１に対して回
転自在に取り付けられており、ハウジング１と外輪３ａ
との間に外輪３ａを回転不可能とさせる電磁ブレーキ７
が設けられている。そして、モータ２や遊星ローラ機構
３が正常なとき、電磁ブレーキ７の制動動作により外輪
３ａを回転不可能にさせ、モータ２や遊星ローラ機構３
が故障などにより回転停止すると、電磁ブレーキ７の制
動を解除して外輪３ａを回転可能にさせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電動のパワーステアリ
ング装置においてモータの動力を減速してステアリング
機構部に伝達する動力伝達装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電動のパワーステアリング装置
では、モータに動力伝達装置が装着されており、モータ
の動力は、この動力伝達装置により減速されてステアリ
ング機構部に伝達される。

【０００３】このパワーステアリング用動力伝達装置と
しては、モータの駆動軸とステアリング機構部への出力
軸とを同軸に構成できて全体を小形化しうる遊星機構式
のものが用いられている。図２に従来のこの種の動力伝
達装置の構造を示す。

【０００４】同図において、２０はステアリング機構部
であって、そのハウジング２１の内部には、上部軸２２
と、下部軸２３と、ピニオン２４と、ラック２５と、ベ
ベルギア２６とが設けられている。上部軸２２は、図外
のステアリングハンドルに結合されるもので、トーショ
ンバー２７により下部軸２３と同軸に連結されている。
ピニオン２４は、下部軸２３に形成されてラック２５に
噛合しており、ラック２５は、図外の操向車輪に連係し
ている。ベベルギア２６は、後述の動力伝達装置２８か
らの動力を受けるためのもので、下部軸２３に取り付け
られている。

【０００５】動力伝達装置２８は、モータ２９の動力を
減速してステアリング機構部２０に伝達するもので、３
０はそのハウジングである。ハウジング３０の内部に
は、減速機構となる遊星機構３１（この例では遊星ロー
ラ機構）が設けられている。遊星機構３１は、固定の外
輪３１ａと、その内径側の太陽軸３１ｂと、外輪３１ａ
および太陽軸３１ｂに圧接する複数の遊星ローラ３１ｃ
と、遊星ローラ３１ｃの公転に伴い回転するキャリア３
１ｄとからなり、太陽軸３１ｂにはモータ２９の駆動軸
２９ａが図示しないがカップリングなどにより連結され
る。一方、キャリア３１ｄには出力軸３２が直結され、
この出力軸３２に、ステアリング機構部２０のベベルギ
ア２６に噛合する出力ベベルギア３３が設けられてい
る。

【０００６】ここで、モータ２９の駆動軸２９ａとステ
アリング機構部２０の下部軸２３とが常に伝動状態に保
たれる構造であると、モータ２９が故障してそのロータ
がロックしたような場合、下部軸２３もロックされてし
まい、ステアリングハンドルの操作を自由に行えなくな
り、危険である。

【０００７】このような事態に対処するために、本願発
明者らは、仮想線で図示するように、動力伝達装置２８
の入力側に電磁クラッチ３４を設けるか、あるいは出力
側にトルクリミッタ３５を設けるかすることにより、モ
ータ２９の故障時に、モータ２９とステアリング機構部
２０との伝動を遮断できるようにして、ステアリングハ
ンドルの操作を可能とするものを考えている。なお、電
磁クラッチ３４は、モータ２９がロックしたような場合
にクラッチオフ動作するもので、このクラッチオフ動作
により、太陽軸３１ｂがモータ２９の駆動軸２９ａから
フリーとなり、モータ２９とステアリング機構部２０と
の伝動が遮断される。一方のトルクリミッタ３５を用い
る場合では、モータ２９の故障等が原因でキャリア３１
ｄが回転しなくなったとき、ステアリング機構部２０か
ら出力軸３２に加わる操作力により、トルクリミッタ３
５の係合が自動的に外れ、出力軸３２の回転が自由にな
る。これによって、ステアリングハンドルを支障なく操
作しうるようになる。

【０００８】このほか、前記のトルクリミッタ３５に替
えて、出力側に電磁クラッチを設けることも考えられて
いる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
動力伝達装置のうち、入力側に電磁クラッチ３４を設け
たものは、モータ２９がロックした場合、ステアリング
機構部２０との伝動が遮断されてフェイルセイフとなる
のであるが、電磁クラッチ３４よりも出力側、例えば、
遊星機構３１において焼き付きや異物の噛み込み等によ
り、回転停止が生じたような場合は、対処することがで
きず、回転が停止した遊星機構３１とともに下部軸２３
がロックされて、ステアリングハンドルの自由な操作は
行えなくなる。

【００１０】これに対して、出力側にトルクリミッタ３
５や電磁クラッチを設けた動力伝達装置は、出力側で動
力伝達と遮断とが行われるから、モータ２９がロックし
た場合にも、また遊星機構３１がロックした場合にも対
処可能で、いずれの場合も、出力軸３２がステアリング
機構部２０の上部軸２２や下部軸２３に追随して回転す
るようになり、ステアリングハンドルの自由な操作を可
能にする。

【００１１】しかしながら、このように遊星機構３１の
出力側にトルクリミッタ３５や電磁クラッチを設けたも
のでは、遊星機構３１の出力側で回転が低速（減速）と
なってその分、トルクが大きくなっているので、そこに
設けるトルクリミッタ３５や電磁クラッチには、伝達ト
ルク量の多い大型なものを用いなければならず、大きな
スペースを必要とし、装置の大型化や、コストの大幅な
上昇を招来する。

【００１２】本発明は、上述の問題点に鑑みてなされた
ものであって、装置の大形化やコストの大幅な上昇を招
来することなく、モータや遊星機構が故障などにより回
転不可能となった時でも、ステアリングハンドルの操作
を可能にする動力伝達装置を提供することを目的とす
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために、モータの動力を遊星機構により減速し
て出力するパワーステアリング用動力伝達装置におい
て、遊星機構の外輪をハウジングに対して回転自在に取
り付け、ハウジングと外輪との間に、外輪を回転不可能
にさせるための電磁ブレーキを設ける構成とした。

【００１４】

【作用】上記の構成において、正常時には、遊星機構の
外輪は電磁ブレーキの制動動作によりハウジングに対し
て固定されており、この外輪を含む遊星機構により、モ
ータの動力は減速されてステアリング機構部に伝達され
る。次に、何らかの理由でモータもしくは遊星機構が回
転しなくなったときは、電磁ブレーキの制動が解除さ
れ、外輪は回転自在になる。そのため、出力軸は、ステ
アリング機構部の上部軸や下部軸に追随してフリー回転
するようになり、これで、ステアリングハンドルの操作
が可能になる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明を図１に示す一実施例に基づい
て詳細に説明する。図１は、本発明の一実施例に係る動
力伝達装置の断面図である。

【００１６】この実施例の動力伝達装置が、ハウジング
１の内部に、モータ２の動力を減速する遊星ローラ機構
３を設けたものであり、遊星ローラ機構３が、外輪３ａ
と、その内径側の太陽軸３ｂと、外輪３ａおよび太陽軸
３ｂに圧接する複数の遊星ローラ３ｃと、遊星ローラ３
ｃの公転に伴い回転するキャリア３ｄとからなる点は、
前記した従来の動力伝達装置と同じである。太陽軸３ｂ
にはモータ２の駆動軸２ａがカップリング４により直結
されている。一方、キャリア３ｄには出力軸５が直結さ
れ、この出力軸５に、図示省略したステアリング機構部
のベベルギアに噛合する出力ベベルギア６が設けられて
いる。

【００１７】この実施例の動力伝達装置が従来装置と異
なる点は、遊星ローラ機構３の外輪３ａがハウジング１
に対して回転自在となるように取り付けられているとと
もに、この外輪３ａとハウジング１との間に電磁ブレー
キ（クラッチ）７が設けられており、電磁ブレーキ７に
より外輪３ａが適時制動されるようになっていることで
ある。

【００１８】外輪３ａは、その外周に設けた玉軸受８に
より、ハウジング１に回転自在に支持されている。この
外輪３ａの軸方向両側面には一対の軌道規制板９，９が
設けられ、その入力側の規制板９の外面には、密封シー
ト１０と、皿ばね１１とが設けられ、これら規制板９と
密封シート１０と皿ばね１１とは、外輪３ａを貫通する
ピン１２により外輪３ａに固着されている。電磁ブレー
キ７は、遊星ローラ機構３の入力側で外輪３ａの軸方向
側面に対向する位置に設けられており、コイル７ａとア
ーマチュア７ｂとからなる。コイル７ａはハウジング１
に固着されている。アーマチュア７ｂは、皿ばね１１を
介して外輪３ａに取り付けられて、コイル７ａに対して
遠近自在に支持されている。

【００１９】上記の構成において、正常時には、電磁ブ
レーキ７のコイル７ａがアーマチュア７ｂを吸着してお
り、この電磁ブレーキ７の制動動作により、遊星ローラ
機構３の外輪３ａはハウジング１に対して固定され、こ
の外輪３ａを含む遊星機構３は、減速機構として動作す
る。したがって、モータ２の回転力は、遊星ローラ機構
３で減速され、その減速された回転力が出力軸５、出力
ベベルギア６からステアリング機構部に伝達される。

【００２０】ここで、何らかの理由で、モータ２がロッ
クしたり、または遊星ローラ機構３が回転しなくなった
ときは、電磁ブレーキ７の制動が解除され、外輪３ａは
回転自在になる。そのため、出力軸５は、外輪３ａや遊
星ローラ３ｃ、キャリア３ｄとともにフリー回転しうる
ようになり、ステアリング機構部の上部軸や下部軸の回
転に追随することになる。これで、モータ２や遊星ロー
ラ機構３の回転停止にかかわらず、ステアリングハンド
ルの操作が可能になる。

【００２１】なお、上記実施例において、遊星ローラ機
構３の代わりに遊星歯車機構を使用することもできる。

【００２２】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、モ
ータのロックが生じても、また遊星機構に回転停止が発
生しても、遊星機構での動力伝達が遮断されて出力軸が
回転しうるようになるから、ステアリングハンドルを自
由に操作することができ、モータばかりでなく遊星機構
の故障に対してもフェイルセイフとなり、自動車運転を
安全に行い得る。

【００２３】この場合、動力の伝達、遮断は、所要トル
クの小さい外輪の個所に設けた電磁ブレーキにより行う
から、電磁ブレーキは、比較的制動トルクの小さい小形
のものであればよく、そのため、装置の大形化を招来す
ることがなく、また、コストの大幅な上昇も抑制しう
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る動力伝達装置の断面
図。

【図２】従来の動力伝達装置の断面図で、ステアリング
機構部を併せて示す。

【符号の説明】 １ ハウジング ２ モータ ３ 遊星ローラ機構 ３ａ 外輪 ７ 電磁ブレーキ ７ａ コイル ７ｂ アーマチュア

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータの動力を遊星機構により減速して
   出力するパワーステアリング用動力伝達装置において、 遊星機構の外輪がハウジングに対して回転自在に取り付
   けられており、ハウジングと外輪との間に、外輪を回転
   不可能にさせるための電磁ブレーキが設けられている、
   ことを特徴とするパワーステアリング用動力伝達装置。