JPH08332963A - 電動パワーステアリング装置における伝達トルク制限機構 - Google Patents

電動パワーステアリング装置における伝達トルク制限機構

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JPH08332963A
JPH08332963A JP16679595A JP16679595A JPH08332963A JP H08332963 A JPH08332963 A JP H08332963A JP 16679595 A JP16679595 A JP 16679595A JP 16679595 A JP16679595 A JP 16679595A JP H08332963 A JPH08332963 A JP H08332963A
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pad
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Joji Otsuka
譲治 大塚
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Kayaba Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電動パワーステアリング装置に万一異常が発
生した場合に、リングギアのひとつがスリップ回転して
安全を保つ際、初期のスリップトルクの設定値のばらつ
きを無くし、安定した操舵フィーリングを提供するこ
と。 【構成】 遊星歯車式減速機のリングギアの外周面に、
パッドを押して付けることによって、平常時はその回転
を規制する一方、過負荷が作用した時には許容するよう
にした電動パワーステアリング装置を前提とし、リング
ギアを収容した減速機ハウジング内面のパッドに対向す
る位置には、円周方向に延びる凹溝を設けて、リングギ
アの外周面がハウジング内面と凹溝両端の2点で接触す
るよう構成する。

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
グ装置における伝達トルク制限機構におけるもので、特
に、異常が発生した場合に、2組の遊星歯車式減速機に
おける一方のリングギアをスリップ回転させて、電動パ
ワーステアリング装置の破損を防止又は、電動パワース
テアリング装置のマニュアルステアリングを確保するこ
とのできる伝達トルク制限機構であって、そのスリップ
回転時においてトルク変動が生じないようにしたことを
特徴とするものである。
【0002】
【従来の技術】図3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4
は、電動モーターmと減速機30からなる電動駆動部を
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30の出力軸
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30は、電動モーターm側に位置するA列側遊星
歯車列と、出力軸6側に位置するB列側遊星歯車列と、
減速機ハウジング8の内周側に設置されたA列側リング
ギア9とB列側リングギア10とから構成されている。
B列側リングギア10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9は、摩擦
式伝達トルク制限機構20のスプリング22により押し
付けられるパッド21との間の摩擦力により、その回転
を規制されている。図中、符号23はスプリング22の
弾性力を調節するアジャストスクリューである。
【0003】このA列側遊星歯車列は、電動モーターm
の回転軸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9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9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。
【0004】また、B列側遊星歯車列は、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10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。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10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は出力軸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。
【0005】ステアリングホィール25の操舵により、
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、そこに操
舵トルクに応じた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。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上記ハンドルの操舵力を軽減す
べく電動モーター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、その回転軸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9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15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10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
らに出力軸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出力軸6側に伝達
される。
【0006】上記のようにして出力軸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するパワーアシスト力を発生して軽
く車輪1を転舵させる。A列側リングギア9の回転規制
は、摩擦式伝達トルク制限機構20により、行ってい
る。図5に示すように、パッド21と反対側の減速機ハ
ウジング8の内周面に押し付けられ、平常時には、リン
グギア9とハウジング8が接点Pで接触して止まってい
る。このような構成としたのは、電動パワーステアリン
グ装置に万一異常が発生した場合には、リングギア9が
パッド21との間の摩擦力に抗して回転できるようにな
っていなければならないからである。この時の設定トル
ク値は、アジャストスクリュー23により、スプリング
22の弾性力を調整することで、設定している。例え
ば、万一モーターmが破損してモーター回転軸11が固
着してしまうようなことがあると、出力軸6のピニオン
7と噛み合うラック4に機械的ロック状態が発生して、
操舵不能に陥るおそれを生じるが、このようなモーター
mのアシスト力が得られない状態であっても、ステアリ
ングホイール25の操舵によるラック4の移動を許容し
てマニュアルステアリングを保証すべく、上記A列側リ
ングギア9のスリップ回転が行われたり、または、モー
ターmが正常に回転していても、その回転によるラック
4の移動方向と逆に車輪からのキックバック等による衝
撃力がラック4に加えられ、ピニオン7を介して出力軸
6が逆転させられるような場合に、減速機30が破損し
てしまうことを防止するために、上記A列側リングギア
9のスリップ回転が行われるようにしてある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】平常時には、A列側リ
ングギア9は、図5に示す状態であるが、上記のような
電動パワーステアリング装置の異常が発生して、例え
ば、A列側リングギア9が、左方向にスリップ回転する
ことになった場合には、リングギア9の接点がハウジン
グ8の内周に沿って右回りに移動変位する。図6に示す
ように、リングギア9がスリップ回転すると、ハウジン
グ8との接点がPからQへ移動し、リングギア9の中心
もO3からO4に移動する。このように、リングギア9の
接点位置が変化してしまうと、その分パッド21を附勢
しているスプリング22が圧縮を受け、その設定荷重、
即ち、設定トルク値が変化することになり、操舵フィー
リングがばらついて安定しない。そこで、本発明の目的
は、電動パワーステアリング装置に万一異常が発生した
場合に、リングギアのひとつがスリップ回転して安全を
保つ際、初期のスリップトルクの設定値のばらつきを無
くし、安定した操舵フィーリングを提供することであ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、電動モーター
の回転軸と車輪に連繋されたラックに噛み合うピニオン
を設けた出力軸との間に、2組のサンギアとリングギア
及びプラネットギアとからなるA列、B列の遊星歯車式
減速機を備えた電動パワーステアリング装置において、
上記A列側リングギアとB列側リングギアは、それぞれ
減速機ハウジング内に回転自在と回転不能に組み込まれ
ると共に、A列側リングギアに対するハウジングにはパ
ッド収容穴を形成して、このパッド収容穴にA列側リン
グギアの外周面に当接するパッドと、これをA列側リン
グギアの外周面に押して付けてA列側リングギアの回転
を規制する弾性手段とを設け、上記A列側リングギアの
回転を、平常時は規制する一方、過負荷が作用した時に
は許容するようにした電動パワーステアリング装置を前
提とするものである。第1の発明の伝達トルク制限機構
は、上記A列側リングギアを収容した減速機ハウジング
内面の上記パッドに対向する位置には、円周方向に延び
る凹溝を設けて、A列側リングギアの外周面がハウジン
グ内面と凹溝両端の2点で接触するよう構成したことを
特徴とする。第2の発明の伝達トルク制限機構は、上記
A列側リングギアの中心線を減速機ハウジング中心から
偏心させると同時に、ハウジング内面とリングギア外周
面との接触点も、上記偏心方向に偏心した位置となし、
さらに、上記パッドの軸線をハウジング中心からA列側
リングギア中心と反対側に偏心させると共に、パッド接
触面をパッド軸線に対し非対称として、パッドの押付附
勢力が上記A列側リングギア外周面とハウジング内面と
の偏心接触点に向けられるよう構成したことを特徴とす
る。
【0009】
【作用】第1の発明では、減速機ハウジング内壁のパッ
ドと対向する位置に円周方向に延びる凹溝を設けたの
で、リングギアの外周面が凹溝両端の2点で支持され、
リングギアがスリップ回転する際の、2個の接点位置は
変化しない。第2の発明では、リングギアの中心を減速
機ハウジング中心から偏心させると同時に、リングギア
とハウジングとの接触点も、上記偏心方向に偏心させ、
パッドは、そのリングギア当接面を軸線に対して非対称
として、パッドの附勢力がリングギアとハウジングとの
偏心接触点に向け作用するためリングギアはハウジング
との接触点が移動するような転がり運動をすることはで
きない。
【0010】
【実施例】図1に示す第1実施例は、減速機ハウジング
8の内周面のパッド21と対向する位置に円周方向に延
びる凹溝27を形成し、A列側リングギア9を上記凹溝
27の両端の接触点Rと接触点Sの2点で接触させた以
外は、従来例と同様である。なお、Oはハウジング8の
中心を示し、O1はリングギア9の中心を示す。このA
列側リングギア9は、スリップ回転しても3点支持状態
を保つので、接触点R、Sは、移動せず、パッド21と
の距離も変化しない。このため、スプリング22による
スリップトルク設定値の変化が無く、リングギア9のス
リップ回転時のスリップトルク値が安定する。また、凹
溝27を形成したことで、接触点R、Sの位置が決まる
ので、組立時に接触が安定するようにする必要もなく、
組立性も向上するし、ハウジング8の内周面の接触点
R、S以外の部分は、リングギア9と接触しないので、
高精度で仕上げる必要もない。
【0011】図2に示す第2実施例は、減速機ハウジン
グ8に対するリングギア9の接触点を偏心させると共
に、パッド21の軸線aをリングギア9の中心O2と反
対側に偏心dさせてパッド接触面の形状を図のように非
対称に形成した以外は、従来例と同様である。パッド2
1は、リングギア9の外周面に対する接触面の形状をそ
の中心軸線aに対して非対称の形状とし、リングギア9
は、ハウジング8のパッド中心軸線aから偏心した接触
点Tでハウジング8と接触している。リングギア9との
パッド21との接触面の両端をそれぞれ接触端U、Vと
するとき、円弧面UVを介して、リングギア9の外周面
に作用する押付附勢力が上記偏心接触点Tに集中するよ
うにパッド21の形状を形成している。この実施例にお
いて、ハウジング8とリングギア9との接触点Tが移動
するためには、リングギア9が、パット21の接触端U
を離れて接触端Vのみと接触するか、接触端Vを離れて
接触端Uのみと接触するかしなければならない。
【0012】例えば、リングギア9が接触端Uを離れよ
うとする場合を考えると、パッド中心軸線aに対して非
対称の接触面を押し上げる力は、対称的な場合に比べて
はるかに大きくなることは明らかであり、接触端Uから
接触端Vまで接触面が移動してパッド21を押し上げる
力は従来の対称的なパッド接触面の場合に比べ2倍以上
となり、その分リングギア9のスリップ回転を規制でき
ることになる。一方、リングギア9が接触端Vを離れよ
うとする場合は、上記と逆のパッ接触面の移動となる
が、そのパッド21の押し上げ力は同様に大きく、従っ
て、その分リングギア9のスリップ回転を規制できるこ
ともまた同じである。
【0013】
【発明の効果】第1、第2の発明によれば、伝達トルク
制限機構により回転を規制されているリングギアの中心
が、リングギアにスリップ回転時にも移動することが無
いので、スリップトルク設定値が変化することがなく、
初期の設定トルクを維持することができる。従って、操
舵フィーリングが安定する。第1の発明では、ハウジン
グ内周に円周方向の凹溝を形成するだけで、凹溝両端の
2接触点でリングギアを支持するようにしたので、ハウ
ジング内周面の加工精度を高くする必要が無くなった。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例のリングギア部分の断面図である。
【図2】第2実施例のリングギア部分の断面図である。
【図3】一般的な電動パワーステアリング装置の全体図
である。
【図4】一般的な電動パワーステアリング装置における
遊星歯車式減速機と伝達トルク制限機構の断面図であ
る。
【図5】従来例のリングギア部分の断面図であり、平常
状態を示す図である。
【図6】従来例のリングギア部分の断面図であり、リン
グギアのスリップ回転時を示す図である。
【符号の説明】
1 車輪 4 ラック 6 出力軸 7 ピニオン 8 ハウジング 9 A列側リングギア 10 B列側リングギア 11 回転軸 12 A列側サンギア 13 A列側プラネットギア 16 B列側サンギア 17 B列側プラネットギア 21 パッド 22 スプリング 27 凹溝 30 減速機 m モーター R、S、T 接触点 U、V 接触端 a 軸線 O1、O2 リングギア中心 O ハウジング中心

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電動モーターの回転軸と車輪に連繋され
    たラックに噛み合うピニオンを設けた出力軸との間に、
    2組のサンギアとリングギア及びプラネットギアとから
    なるA列、B列の遊星歯車式減速機を備えた電動パワー
    ステアリング装置において、上記A列側リングギアとB
    列側リングギアは、それぞれ減速機ハウジング内に回転
    自在と回転不能に組み込まれると共に、A列側リングギ
    アに対するハウジングにはパッド収容穴を形成して、こ
    のパッド収容穴にA列側リングギアの外周面に当接する
    パッドと、これをA列側リングギアの外周面に押して付
    けてA列側リングギアの回転を規制する弾性手段とを設
    け、上記A列側リングギアの回転を、平常時は規制する
    一方、過負荷が作用した時には許容するようにし、か
    つ、上記A列側リングギアを収容した減速機ハウジング
    内面の上記パッドに対向する位置には、円周方向に延び
    る凹溝を設けて、A列側リングギアの外周面がハウジン
    グ内面と凹溝両端の2点で接触するよう構成したことを
    特徴とする電動パワーステアリング装置における伝達ト
    ルク制限機構。
  2. 【請求項2】 電動モーターの回転軸と車輪に連繋され
    たラックに噛み合うピニオンを設けた出力軸との間に、
    2組のサンギアとリングギア及びプラネットギアとから
    なるA列、B列の遊星歯車式減速機を備えた電動パワー
    ステアリング装置において、上記A列側リングギアとB
    列側リングギアは、それぞれ減速機ハウジング内に回転
    自在と回転不能に組み込まれると共に、A列側リングギ
    アに対するハウジングにはパッド収容穴を形成して、こ
    のパッド収容穴にA列側リングギアの外周面に当接する
    パッドと、これをA列側リングギアの外周面に押して付
    けてA列側リングギアの回転を規制する弾性手段とを設
    け、上記A列側リングギアの回転を、平常時は規制する
    一方、過負荷が作用した時には許容するようにし、か
    つ、上記A列側リングギアの中心線を減速機ハウジング
    中心から偏心させると同時に、ハウジング内面とリング
    ギア外周面との接触点も、上記偏心方向に偏心した位置
    となし、さらに、上記パッドの軸線をハウジング中心か
    らA列側リングギア中心と反対側に偏心させると共に、
    パッド接触面をパッド軸線に対し非対称として、パッド
    の押付附勢力が上記A列側リングギア外周面とハウジン
    グ内面との偏心接触点に向けられるよう構成したことを
    特徴とする電動パワーステアリング装置における伝達ト
    ルク制限機構。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007040396A (ja) * 2005-08-03 2007-02-15 Tok Bearing Co Ltd マグネット式トルクリミッター付き遊星歯車型減速機
JP2015227732A (ja) * 2015-09-24 2015-12-17 Ntn株式会社 ころ軸受

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JP2007040396A (ja) * 2005-08-03 2007-02-15 Tok Bearing Co Ltd マグネット式トルクリミッター付き遊星歯車型減速機
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