JPH0546549Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本考案は電動式動力かじ取装置に関する。

＜従来の技術＞ 従来の電動式動力かじ取装置では、電動機から
の補助動力を、クラツチ、ギヤを介して転舵装置
の回転軸の出力軸、或いはこの出力軸にラツク・
ピニオン方式で連結するラツク軸に伝達してい
る。電動機は制御装置により入力トルクに応じた
動力を出力するよう制御されるが、入力トルクの
情報を得るために、電動機、クラツチ、ギヤ等と
別個に入力トルク検出装置を回転軸上に設けてい
る（特開昭59−11965号、特開昭60−25853号）。

＜考案が解決しようとする問題点＞ 従来の電動式動力かじ取装置は、電動機の動力
伝達系と入力トルクの検出系とが別個に配置され
ているため、部品点数が多くまた取付スペースも
余分に必要である。最近の乗用車では、スペー
ス、重量の制約や原価低減の要求が強く、部品点
数やスペースを削減して安価でコンパクトな電動
式動力かじ取装置が望まれている。

本考案は上記要望に応えるためになされたもの
で、安価でコンパクトな電動式動力かじ取装置を
提供することを目的とする。

＜問題点を解決するための手段＞ 上記目的を達成するための本考案の構成は一端
部にかじ取ハンドル軸が連結されると共に他端部
にかじ取歯車軸が同軸状態で回転自在に嵌合され
る筒状の入力軸と、該入力軸の軸心部に同軸状態
で配され一端部が該入力軸に取付けられると共に
他端部が前記かじ取歯車軸に取付けられるねじり
棒ばねと、前記かじ取歯車軸の前記入力軸側に同
軸一体に設けられた従動歯車と、前記入力軸の外
周に回動自在に嵌合された太陽歯車と、該太陽歯
車の外方に前記入力軸と同軸状に回動自在で付勢
手段により一方向に回転力が付勢されて配され且
つ内周面に歯が形成された揺動リングギヤと、該
揺動リングギヤと前記従動歯車の間における前記
太陽歯車の外方に前記入力軸と同軸状に固定され
て且つ内周面に歯が形成された固定リングギヤ
と、前記入力軸側に回転自在に設けられ前記揺動
リングギヤの内周と前記太陽歯車の外周とに噛み
合う第一遊星歯車と、前記従動歯車側に回転自在
に設けられ且つ該第一遊星歯車と同軸状となつて
前記固定リングギヤの内周と前記太陽歯車の外周
とに噛み合う第二遊星歯車と、前記揺動リングギ
ヤの外周に幅方向に延びて形成されるドライブ溝
と、先端部が該ドライブ溝に回動自在に嵌合し前
記入力軸と前記かじ取歯車軸の相対回転によつて
生じる前記揺動リングギヤの回動で直線状態に移
動するドライブピンと、該ドライブピンの移動を
検知する変位センサと、前記従動歯車に噛み合う
出力歯車を有すると共に該変位センサの検出信号
に基づいて所定の回転方向及び回転数で回転する
電動機とを備えたことを特徴とする。

＜作用＞ かじ取ハンドル軸を操作してかじ取歯車軸に対
するねじり棒ばねのねじれを伴つた入力軸の相対
回転を起こさせると、固定リングギヤに噛み合い
かじ取歯車側に固定された第二遊星歯車は公転せ
ず太陽歯車が回動不能となる。入力軸の太陽歯車
に対する回転により入力軸側に固定された第一遊
星歯車が自転しながら公転し、揺動リングギヤが
回動する。揺動リングギヤの回動によりドライブ
ピンが直線移動してドライブピンの移動が変位セ
ンサで検知され変位センサの検出信号に基づきド
ライブピンの移動方向及び移動量に合つた回転で
電動機が作動する。電動機の作動により出力歯
車、従動歯車を介してかじ取歯車軸が回転して入
力軸との相対回転が解消されるように転舵力が補
助される。揺動リングギヤは付勢手段によつて一
方向に回転力が付勢されているので、揺動リング
ギヤ、第一遊星歯車、第二遊星歯車及び固定リン
グギヤ間のバツクラツシユが除去されて入力軸と
かじ取歯車軸の相対回転の検出おくれが生じな
い。

＜実施例＞ 第１図には本考案の一実施例に係る電動式動力
かじ取装置の主要部を表わす断面、第２図には第
１図中の−線矢視、第３図には第２図中の
−線矢視、第４図には第２図中の矢印部の拡
大状態を示してある。

上カバー１には軸受２を介して筒状の入力軸３
が回転自在に支持され、入力軸３の上端部は上カ
バー１から突出しかじ取ハンドル軸４が結合され
ている。入力軸３の下端部には入力軸３と同軸状
のかじ取歯車軸としてのピニオン軸５の上端が軸
受メタル６を介して相対回転可能に支持され、ピ
ニオン軸５は軸受７，８を介してピニオンケース
９に回転自在に支持されている。入力軸３の軸心
部にはねじり棒ばねとしてのトーシヨンバー１０
が配され、トーシヨンバー１０の上端は圧入ピン
１１を介して入力軸３の上端に連結固定され、ト
ーシヨンバー１０の下端はピニオン軸５に圧入さ
れてスプライン結合されている。尚、トーシヨン
バー１０の圧入ピン１１による入力軸３への連結
固定は、後述する変位センサの出力値とトーシヨ
ンバー１０のねじれ状態とを中立状態にするため
組立の最後に圧入固定を行なう。

入力軸３の中間部外周には鍔部１２が形成さ
れ、ピニオン軸５の上端部には従動歯車１３が形
成されている。上カバー１とピニオンケース９の
間にはハウジング１４が設けられ、ハウジング１
４には入力軸３の鍔部１２を囲む円筒状の歯車ハ
ウジング１５が形成されている。歯車ハウジング
１５の上端部内縁には縁鍔１６が形成されてい
る。歯車ハウジング１５の内周上方には内周に歯
部が形成された揺動リングギヤ１７が回動自在に
嵌合され、揺動リングギヤ１７の上面は縁鍔１６
により規制されている。歯車ハウジング１５の下
部内縁には回動自在な円板状のプレート１８を介
して内周に歯部が形成された固定リングギヤ１９
が圧入されている。入力軸３には太陽歯車２０が
回動自在に嵌合され、太陽歯車２０の上端面は鍔
部１２に規制されている。鍔部１２の下部側面に
は、第２図に示す如く、一定間隔で三本の第一ピ
ン２１が取付けられ、各第一ピン２１には第一遊
星歯車２２が回動自在に嵌合されている。第一遊
星歯車２２は揺動リングギヤ１７及び太陽歯車２
０に噛み合つている。第一ピン２１と同軸状に従
動歯車１３の上面には三本の第二ピン２３が取付
けられ、各第二ピン２３には第二遊星歯車２４が
回動自在に嵌合されている。第二遊星歯車２４は
固定リングギヤ１９及び太陽歯車２０に噛み合つ
ている。

図示しないハンドルを介して入力軸３に回転が
加えられると、トーシヨンバー１０を介してピニ
オン軸５が回転し、第一遊星歯車２２と第二遊星
歯車２４及び太陽歯車３０は揺動リングギヤ１７
及び固定リングギヤ１９内でつれ回されて回転す
る。ピニオン軸５側の抵抗が大きい場合、入力軸
３だけが回転してトーシヨンバー１０にねじれが
生じる。この時、第二遊星歯車２４は公転も自転
もしないので太陽歯車２０が固定状態になり、入
力軸３の回転により第一遊星歯車２２が公転する
と共に自転し、揺動リングギヤ１７を回動させ
る。揺動リングギヤ１７の回動量は入力軸３とピ
ニオン軸５の相対回転量に比例する。

上カバー１にはボルト２５により電動機２６が
固定され、電動機２６の出力軸２７は電磁クラツ
チ２８を介して駆動歯車２９に連結されている。
一方、上カバー１とピニオンケース９に対し中間
軸３０が回転自在に支持され、中間軸３０の上部
（歯車ハウジング１５の上部）には駆動歯車２９
に噛み合う減速歯車３１が設けられ、中間軸３０
の下部（歯車ハウジング１５の下部）には従動歯
車１３に噛み合うドライブ歯車３２が設けられて
いる。従つて、電動機２６の駆動力は電磁クラツ
チ２８が接続された時に駆動歯車２９、減速歯車
３１、ドライブ歯車３２、従動歯車１３を介して
ピニオン軸５に伝えられてピニオン軸５が回転す
る。

一方、ピニオン軸５のかじ取歯車３３にはラツ
ク３４が噛み合つており、ラツク３４はタイロツ
ド３５に連結されている。タイロツド３５には操
舵輪に接続するかじ取受腕が連結される。つま
り、ピニオン軸５の回転動はかじ取歯車３３、ラ
ツク３４を介してタイロツド３５に伝えられ、か
じ取受腕により操舵輪を旋回させる。

電動機２６を上カバー１に設け減速歯車３１と
ドライブ歯車３２の間に歯車ハウジング１５を存
在させるようにしたので、電動機２６がタイロツ
ド３５側（ベローズ等）に干渉することがなく、
また従動歯車１３までの電動機２６の出力系が長
くなることがなくダツシユパネル等にも干渉しな
い。

尚、本実施例ではラツクアンドピニオン型式の
かじ取リンク機構を採用したが、ドラツクリンク
型式等の他の周知の構造を採用することも当然可
能である。

第２図に示すように、揺動リングギヤ１７の外
側面には幅方向（第１図中上下方向）に延びるド
ライブ溝３６が形成され、ドライブ溝３６にはド
ライブピン３７の先端が回動自在に嵌合してい
る。ドライブピン３７はハウジング１４に形成さ
れた保持穴３８内に配され、ドライブピン３７の
先端部は、第３図に示すように、揺動リングギヤ
１７の幅方向がドライブピン３７の径と略同一寸
法となつた規制溝３９に摺動自在に嵌合してい
る。つまり、ドライブピン３７は規制溝３９に嵌
合することによりドライブ溝３６の長手方向に移
動が規制されて抜けが防止されている。ハウジン
グ１４には入力軸３の軸心に直交する方向で且つ
保持穴３８に直交してスプール穴４０が設けら
れ、スプール穴４０にはばね４１により一方向に
付勢されたスプール４２が摺動自在に嵌合してい
る。スプール４２の付勢方向先端部（第２図中左
端）側におけるハウジング１４には変位センサ４
３が設けられ、変位センサ４３のセンサロツド４
４はスプール穴４０内に配されている。スプール
４２とセンサロツド４４はピン結合され、保持穴
３８とスプール穴４０の交差部でもつてスプール
４２にはドライブピン３７の基端が取付けられて
いる。従つて、揺動リングギヤ１７が回動した場
合、ドライブピン３７を介してスプール４２がス
プール穴４０内を摺動してセンサロツド４４を動
かし、揺動リングギヤ１７の回動変位が変位セン
サ４３で検出される。変位センサ４３の検出値は
図示しない制御装置に入力され電動機２６の作動
信号とされる。図中４５は保持穴３８を塞ぐキヤ
ツプ、４８はスプール４２に形成された空気穴で
ある。ドライブピン３７の組立てに際しては、保
持穴３８からスプール４２内に通し、先端部を規
制溝３９に嵌入してドライブ溝３６に先端を嵌合
させ、保持穴３８をキヤツプ４５で塞ぐ。

ここで、規制溝３９が存在せずドライブピン３
７の先端がドライブ溝３６の長手方向に移動した
場合の不具合を第４図に基づき説明する。ドライ
ブピン３７の先端がドライブ溝３６の長手方向に
移動した場合（ドライブピン３７が傾いた場合）、
ドライブピン３７とドライブ溝３６内壁の当接点
Ａは第４図中上方のA′位置に変位する。当接Ａ
がA′に変位した場合、スプール４２は図中右側
に移動するため、変位センサ４３は誤つた値を出
力してしまう。また、変位センサ４３の構造は、
内部で探子が平面受けとなつているため、ドライ
ブピン３７が傾いてスプール４２が軸回りに回転
した場合抵抗値が変化して誤つた値を出力してし
まう。

揺動リングギヤ１７の上面にはピン４６が立設
され、ピン４６には輪ばね４７の一端が取付けら
れ、輪ばね４７は揺動リングギヤ１７の上面を略
半周して他端がハウジング１４に取付けられてい
る。従つて揺動リングギヤ１７には回転力が付勢
され、この付勢力は第一遊星歯車２２、太陽歯車
２０、第二遊星歯車２４、固定リングギヤ１９に
伝えられバツクラツシユを除去している。また揺
動リングギヤ１７に回転力が付勢されることで、
スプール４２とドライブピン３７の嵌合状態が安
定するので、スプール４２が移動した際スプール
４２がこじれてスプール穴４０との間で無駄な摩
擦が生じない。このため変位センサ４３には応答
遅れが生じない。尚、輪ばねを二個設けて揺動リ
ングギヤ１７を180度位相をずらした二箇所で同
一回転方向に付勢するようにすると、揺動リング
ギヤ１７のフリクシヨンを完全に防止することが
できる。

上述の電動式動力かじ取装置では、トーシヨン
バー１０にねじれが生じていない状態におけるド
ライブピン３７の位置（スプール４２の位置）を
変位センサ４３の電気的中立位置とし、電気的中
立位置を基準としてトーシヨンバー１０のねじれ
方向によつて変わるスプール４２の位置で電動機
２６の回転方向を決定する。従つて、一度分解し
た場合、歯車類を噛み合い位置やトーシヨンバー
１０の固定位置を正しく再現しなければ正確な電
動式かじ取ができなくなつてしまう。そこで本考
案の装置は歯車部及び変位検出部を一体化し分解
を不能としている。

即ち、揺動リングギヤ１７を歯車ハウジング１
５の縁鍔１６まで挿入し、その後固定リングギヤ
１９を圧入しているため、揺動リングギヤ１７、
固定リングギヤ１９は分解不可能となつている。
トーシヨンバー１０の下端とピニオン軸５はスプ
ライン結合されて圧入され、トーシヨンバー１０
と入力軸３は圧入ピン１１を介して結合されてい
るため、入力軸３とピニオン軸５は抜き外しが不
可能で、鍔部１２と従動歯車１３との間に設けら
れた第一遊星歯車２２及び第二遊星歯車２４は取
外し不可能となつている。また、ドライブピン３
７を組込んだ後は保持穴３８をキヤツプ４５で塞
ぐためドライブピン３７、スプール４２等は分解
不可能となつている。

ここで、変位センサ４３の電気的中立位置の取
り方を説明する。この調整を行なう時は、入力軸
３とトーシヨンバー１０は圧入ピン１１で結合さ
れる前の状態で、その他の部材は全て組立てが完
了している。初期状態での変位センサ４３の値を
測定し、トーシヨンバー１０に対して回転自在と
なつている入力軸３を回転して揺動リングギヤ１
７を回転させる。ドライビピン３７を介してスプ
ール４２を動かし、変位センサ４３の値を電気的
に中立となる所望値にする。この状態でトーシヨ
ンバー１０と入力軸３を同時に穿孔して圧入ピン
１１で固定する。これにより、トーシヨンバー１
０に全くねじれがない状態が変位センサ４３の電
気的中立状態となる。

次に上記構成の電動式動力かじ取装置の作用を
説明する。

図示しないハンドルを介して入力軸３に回転が
加えられると、トーシヨンバー１０を介してピニ
オン軸５が回転し、回転力はかじ取歯車３３、ラ
ツク３４を介してタイロツド３５に伝えられ、か
じ取腕により操舵輪を旋回させる。この時第一遊
星歯車２２と第二遊星歯車２４及び太陽歯車３０
は揺動リングギヤ１７及び固定リングギヤ１９内
でつれ回されて回転する。揺動リングギヤ１７は
回転しないのでドライブピン３７は移動せず、変
位センサ４３は電気的に中立状態が保たれ電動機
２３へ駆動信号は送られない。変位センサ４３が
電気的に中立状態の場合、電磁クラツチ２８は
OFF状態になつている。

操舵輪に操舵抵抗が負荷されている場合、入力
軸３に回転が加えられてもピニオン軸５は回転せ
ず、入力軸３に加えられたトルクによりトーシヨ
ンバー１０がねじられ入力軸３とピニオン軸５と
の間にねじれ変位が生じる。この時第二遊星歯車
２４は公転も自転もせず太陽歯車２０が固定状態
になり、入力軸３の回転により第一遊星歯車２２
が公転すると共に自転し、揺動リングギヤ１７を
回動させる。揺動リングギヤ１７が回動した場
合、ドライブピン３７を介してスプール４２が摺
動してセンサロツド４４を動かし、揺動リングギ
ヤ１７の回動変位が変位センサ４３で検出され
る。変位センサ４３の検出値（電気的中立位置に
対するスプール４２の移動方向及び移動量）は図
示しない制御装置に入力され、電動機２６の回転
方向及び回転数を指令する作動信号とされる。電
動機２６に作動信号が送られると、電磁クラツチ
２８が接続すると共に作動信号に基づく回転方向
及び回転数で電動機２６が駆動する。電動機２６
の駆動力は駆動歯車２９、減速歯車３１、ドライ
ブ歯車３２、従動歯車１３を介してピニオン軸５
に伝えられてピニオン軸５に動力補助が与えられ
る。この結果、常にかじ取ハンドル軸の操作に追
従して転舵が行なえるようになる。

上述した電動式動力かじ取装置は、電動機２６
をタイロツドと反対側の上カバー１に取付け、減
速歯車３１とドライブ歯車３２の間に遊星歯車機
構を存在させるようにしたので、電動機２６がタ
イロツド３５側（ベローズ等）に干渉することが
なく、電動機２６の出力系のが長くなることもな
い。

＜考案の効果＞ 上述した電動式動力かじ取装置では、電動機、
動力伝達機構、ねじり棒ばね及びねじり棒ばねの
ねじれ変位を直線変位として取り出す遊星歯車機
構等を回転軸上で、一体的に構成された上カバ
ー、ピニオンケース、ハウジング内に隣接して配
置しているので安価でコンパクトな電気式動力か
じ取装置が得られる。また、揺動リングギヤは付
勢手段によつて一方向に回転力が付勢されている
ので、歯車間のバツクラツシユが除去されて入力
軸とかじ取歯車軸の相対回転の検出おくれが生じ
ない。このため、電動機による転舵補助がハンド
ル軸操作に遅れることなく行なえる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例に係る電動式動力か
じ取装置の主要部を表わす断面図、第２図は第１
図中の−線矢視図、第３図は第２図中の−
線矢視図、第４図は第２図中の矢印部の拡大
図である。 図面中、１は上カバー、３は入力軸、５はピニ
オン軸、９はピニオンケース、１０はトーシヨン
バー、１３は従動歯車、１４はハウジング、１７
は揺動リングギヤ、１９は固定リングギヤ、２０
は太陽歯車、２２は第一遊星歯車、２４は第二遊
星歯車、２６は電動機、３１は減速歯車、３２は
ドライブ歯車、３５はタイロツド、３６はドライ
ブ溝、３７はドライブピン、３９は規制溝、４２
はスプール、４３は変位センサ、４７は輪ばねで
ある。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 一端部にかじ取ハンドル軸が連結されると共に
   他端部にかじ取歯車軸が同軸状態で回転自在に嵌
   合される筒状の入力軸と、該入力軸の軸心部に同
   軸状態で配され一端部が該入力軸に取付けられる
   と共に他端部が前記かじ取歯車軸に取付けられる
   ねじり棒ばねと、前記かじ取歯車軸の前記入力軸
   側に同軸一体に設けられた従動歯車と、前記入力
   軸の外周に回動自在に嵌合された太陽歯車と、該
   太陽歯車の外方に前記入力軸と同軸状に回動自在
   で付勢手段により一方向に回転力が付勢されて配
   され且つ内周面に歯が形成された揺動リングギヤ
   と、該揺動リングギヤと前記従動歯車の間におけ
   る前記太陽歯車の外方に前記入力軸と同軸状に固
   定されて且つ内周面に歯が形成された固定リング
   ギヤと、前記入力軸側に回転自在に設けられ前記
   揺動リングギヤの内周と前記太陽歯車の外周とに
   噛み合う第一遊星歯車と、前記従動歯車側に回転
   自在に設けられ且つ該第一遊星歯車と同軸状とな
   つて前記固定リングギヤの内周と前記太陽歯車の
   外周とに噛み合う第二遊星歯車と、前記揺動リン
   グギヤの外周に幅方向に延びて形成されるドライ
   ブ溝と、先端部が該ドライブ溝に回動自在に嵌合
   し前記入力軸と前記かじ取歯車軸の相対回転によ
   つて生じる前記揺動リングギヤの回動で直線状態
   に移動するドライブピンと、該ドライブピンの移
   動を検知する変位センサと、前記従動歯車に噛み
   合う出力歯車を有すると共に該変位センサの検出
   信号に基づいて所定の回転方向及び回転数で回転
   する電動機とを備えたことを特徴とする電動式動
   力かじ取装置。