JPH08310419A - 電動パワーステアリング装置の減速機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 減速機ギアの噛み合いによる振動や異音の発
生を低減すること。また、高い部品精度を必要としない
で、プラネットギア列に自動調芯機能を持たせること。 【構成】 電動モーターｍの出力軸１１と車輪１に連繋
されたラック４に噛み合うピニオン軸との間に、Ａ列と
Ｂ列の２組の遊星ギア機構からなる減速機構を配置した
電動パワーステアリング装置の減速機Ｒにおいて、Ａ列
側遊星ギア機構のＡ列側プラネットギア１３を円筒状の
内部ギア部１３ｂと外周にギア歯を形成した外側ギア部
１３ａとに分割して構成し、内側ギア部１３ｂの外周面
あるいは、外側ギア部１３ａの内周面に軸方向に間隔を
保って複数個の環状溝９を形成し、この環状溝９に装着
した弾性リング部材１０を介して、外側ギア部１３ａが
内側ギア部１３ｂに対し、径方向に相対変位可能に支持
されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電動パワーステアリン
グ装置の減速機構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４は一般的なラックアンドピニオン式
の電動パワーステアリング装置の全体図を示し、図５
は、電動モーターｍと減速機Ｒからなる電動駆動部の従
来例を示すものである。車輪１は、ナックルアーム２を
介して操舵リンク３に連結している。この操舵リンク３
にはラック４を形成するとともに、このラック４には、
ピニオン軸５に形成したピニオン５ａと、減速機Ｒのピ
ニオンシャフト６に設けた第２のピニオン７とをかみ合
せている。この減速機Ｒは、電動モーターｍ側に位置す
るＡ列側遊星ギア機構と、ピニオンシャフト６側に位置
するＢ列側遊星ギア機構と、ケース８の内周側に設置さ
れたＡ列側リングギア２０とＢ列側リングギア２１とか
ら構成されている。Ｂ列側リングギア２１は複数のピン
２４によってその回転を規制されている。一方Ａ列側リ
ングギア２０は、摩擦式トルクスリップ機構２７のスプ
リング２９により押し付けられるパッド２８との間の摩
擦力により、その回転を規制している。

【０００３】このＡ列側遊星ギア機構は、電動モーター
ｍの出力軸１１に固定されたＡ列側サンギア１２と、Ａ
列側プラネットギア１３と、Ａ列側リングギア２０と、
Ａ列側キャリア１５とから構成されている。Ａ列側プラ
ネットギア１３は、Ａ列側サンギア１２に噛み合うとと
もに、Ａ列側リングギア２０にも噛み合い、上記Ａ列側
サンギア１２からの回転力により自転しながらＡ列側サ
ンギア１２の回りを公転する。Ａ列側キャリア１５は、
Ａ列側プラネットギア１３にベアリング１４を介して連
結され、Ａ列側プラネットギア１３の自転を許容すると
ともに、Ａ列側プラネットギア１３の公転にともなって
回転する。また、Ｂ列側遊星ギア機構は、上記Ａ列側キ
ャリア１５に固定されたＢ列側サンギア１６と、このＢ
列側サンギア１６及び上記Ｂ列側リングギア２１の両方
に噛み合うＢ列側プラネットギア１７と、このＢ列側プ
ラネットギア１７にベアリング１８を介して連結された
Ｂ列側キャリア１９とから構成されている。

【０００４】Ｂ列側プラネットギア１７は、Ｂ列側サン
ギア１６からの回転力により自転するとともに、上記Ｂ
列側リングギア２１に沿ってＢ列側サンギア１６の回り
を公転し、Ｂ列側キャリア１９は、Ｂ列側プラネットギ
ア１７の自転を許容するとともに、Ｂ列側プラネットギ
ア１７の公転にともなって回転する。なお、Ｂ列側キャ
リア１９はピニオンシャフト６に固定され、Ａ列側キャ
リア１５とＢ列側サンギア１６をＡ列側プラネットギア
１３とＢ列側プラネットギア１７とで支持している。図
５中の符号２２はオイルシール、２３はベアリングであ
る。ステアリングホィール２５とともに入力軸２６を回
すと、それに関連してピニオン軸５が回転しようとする
が、このとき車輪１の接地抵抗のためにラック４が移動
しがたいのでピニオン５ａが回転しない。このようにピ
ニオン５ａが回転しないと、そこにひずみが発生する
が、このひずみは図示していない歪センサで検出されて
コントローラＣに伝達される。

【０００５】そして、このコントローラＣは、上記歪セ
ンサーからの信号に応じて電動モーターｍを回転させ
る。このように電動モーターｍが回転すれば、その出力
軸１１とともにＡ列側サンギア１２が回転する。このＡ
列側サンギア１２の回転により、Ａ列側プラネットギア
１３が、自転するとともにＡ列側リングギア２０に沿っ
てＡ列側サンギア１２の回りを公転する。このようなＡ
列側プラネットギア１３の公転によりＡ列側キャリア１
５が回転する。Ａ列側キャリア１５が回転すれば、Ｂ列
側サンギア１６が回転するとともに、その回転にともな
ってＢ列側プラネットギア１７が自転しながらＢ列側リ
ングギア２１に沿ってＢ列側サンギア１６の回りを公転
する。Ｂ列側プラネットギア１７の公転により、Ｂ列側
キャリア１９が回転し、さらにピニオンシャフト６が回
転する。このような作用により電動モーターｍ側の回転
が減速された状態でピニオンシャフト６側に伝達され
る。上記のようにしてピニオンシャフト６が回転すれ
ば、それに固定した第２のピニオン７も回転してラック
４を左右いずれかに移動して車輪１を転舵させる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のような減速機Ｒ
では、Ａ列側プラネットギア１３を支持し、Ｂ列側サン
ギア１６を固定するＡ列側キャリア１５が、Ａ列側プラ
ネットギア１３とＢ列側プラネットギア１７とでフロー
ティング支持される構造となっているため、バックラッ
シュ分や、各ギアなどの部品の、寸法精度のばらつきに
よって、ギアの噛み合いが不均一になることがあった。
ギアの噛み合いが不均一になると、電動モーターｍの駆
動力の滑らかな伝達ができずに、振動や異音が発生する
原因となる。また、部品の寸法精度だけに頼って、滑ら
かなギアの作動を確保するためには、非常に高い部品精
度が要求されることになる。そこで、本発明の目的は、
減速機ギアの噛み合いによる振動や異音の発生を低減す
ることである。また、高い部品精度を必要としないで、
プラネットギア列の自動調芯機能を有する電動パワース
テアリング装置用減速機を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の電動パワーステ
アリング装置の減速機は、電動モーターの出力軸と車輪
に連繋されたラックに噛み合うピニオン軸との間に、そ
れぞれサンギアとリングギアとプラネットギアを備えた
Ａ列とＢ列の２組の遊星ギア機構を備えた減速機構を配
置してなる電動パワーステアリング装置の減速機におい
て、上記Ａ列側遊星ギア機構のＡ列側プラネットギアを
円筒状の内部ギア部と外周にギア歯を形成した外側ギア
部とに分割して構成し、両ギア部を所定の間隙を保って
遊嵌させ、かつ、上記内側ギア部はＡ列側遊星ギア機構
のキャリアに設けたプラネットギア軸にベアリングを介
して回転自在に支承するとともに、上記内側ギア部の外
周面あるいは、外側ギア部の内周面に軸方向に間隔を保
って複数個の環状溝を形成し、この環状溝に各々弾性リ
ング部材を装着し、上記外側ギア部が弾性リング部材を
介して内側ギア部に対し、径方向に相対変位可能に支持
されたことを特徴とする。

【０００８】

【作用】電動モーターｍが回転すれば、減速機がその駆
動力を減速して、ピニオンシャフトへ伝達する。減速機
のＡ列側プラネットギアは、内側ギア部と外側ギア部と
からなり、弾性リング部材を介して径方向に相対変位可
能にフローティング支持されている。このため、Ａ列側
サンギアとＡ列側プラネットギア、あるいは、Ａ列側プ
ラネットギアとＡ列側リングギアとの噛み合いが悪いと
振動や異音が発生することになるが、Ａ列側サンギアと
Ａ列側プラネットギアの噛み合い反力と、Ａ列側プラネ
ットギアとＡ列側リングギアとの噛み合い反力が釣り合
うように、軸方向に隔置された複数個の弾性リング部材
が変形する。この複数個の弾性リング部材の変形によっ
て、内側ギア部に対して外側ギア部が、平行同軸状態を
保持して径方向に変位する。つまり、自動調芯され、Ａ
列側サンギアとＡ列側プラネットギア、あるいは、Ａ列
側プラネットギアとＡ列側リングギアとの噛み合いは、
常に、均一で安定なものとなる。

【０００９】

【実施例】図１、図２に示す第１実施例は、従来例のＡ
列側プラネットギア１３が外側にギア歯を形成した外側
ギア部１３ａと円筒状の内側ギア部１３ｂとからなる以
外は、従来例と同様であり、図１と図５において、同一
の部品には、同一の符号を付した。図１は、図４と同様
の一般的なラックアンドピニオン式の電動パワーステア
リング装置の電動モーターｍと減速機Ｒからなる電動駆
動部を示し、図２は、Ａ列側プラネットギア１３部分の
拡大断面図である。Ａ列側プラネットギア１３は、外側
ギア部１３ａと、筒状の内側ギア部１３ｂと、弾性部材
であるＯリング１０とからなり、内側ギア部１３ｂの内
径にベアリング１４が圧入されている。内側ギア部１３
ｂの外周には、軸方向に間隔を隔てて２個の環状溝９が
形成され、この環状溝９にＯリング１０を装着した状態
で、外側ギア部１３ａの内径部に嵌合させる。この際、
内側ギア部１３ｂの外径と外側ギア部１３ａに内径と間
には、間隙ｃを有することにより、外側ギア部１３ａ
は、Ｏリング１０を介して、内側ギア部１３ｂに対し、
径方向に相対移動可能にフローティング支持される。

【００１０】本実施例の減速機Ｒの基本的動作は、従来
例と同様であるので、詳細は省略する。内側ギア部１３
ｂは、ベアリング１４を介して、相対回転可能にＡ列側
キャリア１５に設けたプラネットギア軸に支承されてい
るが、外側ギア部１３ａは軸方向に隔てた複数個のＯリ
ング１０の弾性変形により、間隙ｃ分だけ、内側ギア部
１３ｂに対して、その軸線が傾くことなく径方向に相対
変位が可能である。したがって、各ギアの部品精度など
により、Ａ列側サンギア１２とＡ列側プラネットギア１
３、あるいは、Ａ列側プラネットギア１３とＡ列側リン
グギア２０との噛み合いが悪い場合、Ａ列側サンギア１
２とＡ列側プラネットギア１３の噛み合い反力と、Ａ列
側プラネットギア１３とＡ列側リングギア２０との噛み
合い反力がつりあうよう、Ｏリング１０が変形して、内
側ギア部１３ｂに対して外側ギア部１３ａが変位する。
つまり、軸線が傾くことなく自動調芯され、Ａ列側サン
ギア１２とＡ列側プラネットギア１３、あるいは、Ａ列
側プラネットギア１３とＡ列側リングギア２０との噛み
合いは、常に、均一で安定なものとなる。このように、
ギアの噛み合いが、均一になれば、がたつきによる異音
の発生は無くなる。また、振動も、Ｏリング１０の弾性
が吸収することで減衰される。

【００１１】図３に示す第２実施例は、内側ギア部１３
ｂの代わりに外側ギア部１３ａの内周部に２個の環状溝
９を形成した以外は、第１実施例と同様である。この場
合も、複数個の環状溝９を軸方向に間隔を保って形成し
たので、複数個のＯリング１０が軸方向に間隔を保って
装着される。このため、外側ギア部１３ａと内側ギア部
１３ｂの回転軸線が傾き難く、Ａ列側プラネットギア１
３とＡ列側サンギア１２および、Ａ列側プラネットギア
１３とＡ列側リングギア２０の噛み合い幅が長くなり、
噛み合いが、より安定し、異常摩耗や偏摩耗を防止でき
る。外側ギア部１３ａに偏荷重がかかった場合には、Ｏ
リング１０が変形し、内側ギア部１３ｂに対し、外側ギ
ア部１３ａが傾き、偏荷重を逃がす効果がある。なお、
外側ギア部１３ａと内側ギア部１３ｂの半径方向の間隙
ｃ量および、Ｏリング１０などの弾性部材の弾性率を調
整すれば、異音の低減や振動減衰効果のチューニングが
可能である。特に、音および、振動に対して厳しい車両
に対しては、Ａ列側ギアにクラウニング加工や消音効果
のある表面処理当を施せば、さらに効果はあがる。

【００１２】

【発明の効果】本発明によれば、Ａ列側プラネットギア
の内側ギア部と外側ギア部とに分割して構成し、両ギア
部が径方向に相対変位可能な構成とするとともに、両ギ
ア部間に、軸方向に隔置して複数個の弾性リング部材を
介在させたので、部品精度のばらつきを自動調芯機能に
より吸収できる。このため、特に高度な部品精度を必要
とせずに、ギアの噛み合いが均一で、安定なものとな
り、異音や、振動の発生を防止できたり、特に、内側ギ
ア部と外側ギア部の間に装着した軸方向に隔置した複数
個の弾性リング部材がギア部の軸線の傾きを復元するよ
うに反発力を発生して、軸を平行に保つので、ギアの噛
み合いの均一性を確保できるとともに、ギアの噛み合い
により発生する振動を安定的に減衰させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の断面図である。

【図２】第１実施例のＡ列側プラネットギア部分の拡大
断面図である。

【図３】第２実施例のＡ列側プラネットギア部分の拡大
断面図である。

【図４】一般的な電動パワーステアリング装置の構成図
である。

【図５】従来例の断面図である。

【符号の説明】

１ 車輪 ４ ラック ５ ピニオン軸 ９ 環状溝 １０ Ｏリング １１ 出力軸 １２ Ａ列側サンギア １３ Ａ列側プラネットギア １３ａ 外側ギア部 １３ｂ 内側ギア部 １５ Ａ列側キャリア １６ Ｂ列側サンギア １７ Ｂ列側プラネットギア １９ Ｂ列側キャリア ２０ Ａ列側リングギア ２１ Ｂ列側リングギア Ｒ 減速機 ｍ モーター

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電動モーターの出力軸と車輪に連繋され
   たラックに噛み合うピニオン軸との間に、それぞれサン
   ギアとリングギアとプラネットギアを備えたＡ列とＢ列
   の２組の遊星ギア機構を備えた減速機構を配置してなる
   電動パワーステアリング装置の減速機において、上記Ａ
   列側遊星ギア機構のＡ列側プラネットギアを円筒状の内
   部ギア部と外周にギア歯を形成した外側ギア部とに分割
   して構成し、両ギア部を所定の間隙を保って遊嵌させ、
   かつ、上記内側ギア部はＡ列側遊星ギア機構のキャリア
   に設けたプラネットギア軸にベアリングを介して回転自
   在に支承するとともに、上記内側ギア部の外周面あるい
   は、外側ギア部の内周面に軸方向に間隔を保って複数個
   の環状溝を形成し、この環状溝に各々弾性リング部材を
   装着し、上記外側ギア部が弾性リング部材を介して内側
   ギア部に対し、径方向に相対変位可能に支持されたこと
   を特徴とする電動パワーステアリング装置の減速機。