WO2006003796A1 - 伝達比可変操舵装置 - Google Patents

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WO2006003796A1
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shaft
output shaft
supported
steering
transmission ratio
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PCT/JP2005/011084
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English (en)
French (fr)
Inventor
Yoshiharu Inaguma
Susumu Honaga
Original Assignee
Jtekt Corporation
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/008—Changing the transfer ratio between the steering wheel and the steering gear by variable supply of energy, e.g. by using a superposition gear

Definitions

  • the present invention relates to a steering device that transmits rotation of a handle shaft to a steered wheel via a steering device, and more particularly to a transmission ratio variable steering device that can change a transmission ratio to a steering device by a planetary gear mechanism.
  • the transmission ratio to the steering system (rotation of the handle Z rotation of the output shaft) is reduced to improve the steering of the steering wheel, and when the turning angle is increased, the transmission ratio is set to facilitate operation.
  • the transmission ratio to the steering device may be increased to improve the neutral stability of the steering wheel.
  • the transmission ratio may be considerably reduced to reduce the turning angle of the steering wheel. In order to cope with these, a transmission ratio variable mechanism in which the transmission ratio to the steering device is variable has been put into practical use.
  • the present invention has been made to eliminate the above-mentioned conventional problems.
  • the present invention eliminates the spiral cable and installs the motor in a housing attached to the steering column at a right angle to the axial direction of the handle shaft. It is intended to provide a space-saving variable transmission ratio steering device. Disclosure of the invention
  • a steering device that transmits a steering force acting on a steering wheel to a steered wheel through a steering device, a housing attached to a steering column, and a housing that is rotatably supported by the housing.
  • a handle shaft connected to the steering shaft, an output shaft that is rotatably supported by the housing on the same axis as the handle shaft, and is connected to the steering device side, and formed at opposite ends of the handle shaft and the output shaft.
  • First and second sun gears having slightly different number of teeth, a carrier rotatably supported around the center axis of the handle shaft and the output shaft, and supported on the carrier and respectively supported by the first and second sun gears.
  • a planetary gear mechanism comprising first and second planetary gears that mesh with each other, and is supported rotatably on either one of the handle shaft and the output shaft.
  • a worm wheel that is rotationally engaged with the carrier, a worm shaft that meshes with the worm wheel, and a motor that is installed in the housing at a right angle to the rotation axis of the handle shaft and the output shaft and is connected to the worm. It is a thing.
  • the motor since the motor is installed in the housing attached to the steering column, the conventional spiral cable is not used. In short, there is an effect that it is possible to easily obtain a variable transmission ratio steering device that is space-saving and less likely to cause problems. Moreover, since the motor is arranged in a direction perpendicular to the handle shaft, the length of the variable transmission ratio steering device in the column axis direction can be shortened, and even when an impact absorbing mechanism is provided on the steering column, its installation is easy. It can be installed on light vehicles with a short column shaft.
  • the handle shaft is supported by a double row bearing with respect to the housing, and the output shaft is a single row with respect to the housing. While being supported by the bearing, the end portion is fitted and supported so as to be relatively rotatable with the end portion of the handle shaft.
  • the handle shaft is supported by the double row bearing, it is possible to prevent the handle shaft from being tilted with respect to the housing even if a lateral force is applied to the sun gear, and the first and second sun gears. And a plurality of first and second planetary gears can be evenly balanced. As a result, fluctuations in the steering torque during the rotation of the steering wheel can be suppressed, and a smooth steering feeling can be ensured.
  • the output shaft is supported at one end by the handle shaft, straightness can be ensured by simply supporting the output shaft with a single row bearing.
  • the output shaft has a small-diameter portion protruding toward the handle shaft, and the small-diameter portion is supported in a bearing hole provided in the handle shaft. It is fitted and supported via.
  • FIG. 1 is an external view of a handle column portion to which a variable transmission ratio steering apparatus showing an embodiment of the present invention is attached.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a specific configuration of the transmission ratio variable steering apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • variable transmission ratio steering apparatus 10 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
  • 1 1 is a handle shaft having a handle 12 attached to the upper end, and is rotatably supported on the steering column 13.
  • the handle shaft 1 1 restricts relative rotation to the upper shaft 14 to which the handle 1 2 is attached and the cylindrical portion 15 provided at the lower end of the upper shaft 14, and an axial force of a predetermined value or more acts.
  • it is composed of a lower shaft 16 fitted so as to be capable of relative displacement in the axial direction. Therefore, when the driver collides with the handle 12 at the time of the collision of the vehicle, and the axial thrust exceeding the predetermined value acts on the handle shaft 11, the upper shaft 14 is displaced axially forward with respect to the lower shaft 16. Can absorb impact energy.
  • the steering column 1 3 includes a cylindrical upper column 1 8 that rotatably supports the upper shaft 1 4 via a bearing 17, and a cylindrical lower column whose upper end is fitted to the inner peripheral surface of the lower end of the upper column 1 8. It is composed of 1 and 9. 20 is an upper bracket that attaches the upper column 18 to the vehicle body. When the upper column 18 moves forward due to an impact at the time of a collision, it moves away from the vehicle body and moves the upper column 18 and the upper shaft 14 forward. It has come to allow.
  • housing 2 1 is fixed. As shown in FIG. 3, the housing 21 has end portions of the lower shaft 16 and the output shaft 2 2 rotatably supported on the same axis.
  • the output shaft 2 2 is connected to the input shaft 2 7 of the rack and pinion type steering device 2 6 via the universal joint 2 3, the intermediate shaft 2 4, and the universal joint 2 5, and the steering wheel 2 of the vehicle is rotated by the rotation of the input shaft 2 7. 8 is steered left and right.
  • the housing 21 of the variable transmission ratio steering device 10 includes an upper housing 3 1 and a lower housing 32.
  • the upper housing 3 1 is fitted to the outer periphery of the lower end of the lower column 1 9 of the steering column 1 3
  • Lower housing 3 2 is connected to upper housing 3 1 by a port.
  • the upper housing 3 1 has a lower shaft 16 of the handle shaft 1 1 supported rotatably by a double row ball bearing 3 3
  • the lower housing 3 2 has an output connected to the steering device 2 6 side.
  • the shaft 2 2 is supported by a single row ball bearing 3 4 so as to be rotatable coaxially with the lower shaft 16.
  • the “double-row bearing” referred to in the present invention is a multi-row bearing having a plurality of ball rows in a common race, as shown in FIG. A row ball bearing may be used.
  • the shaft end of the lower shaft 16 and the shaft end of the output shaft 2 2 are disposed opposite to each other in the lower housing 3 2, and a small diameter portion 35 is projected from the shaft end of the output shaft 22.
  • a bearing hole 36 is formed at the shaft end of the lower shaft 16, and a small diameter portion 35 is rotatably supported by the bearing hole 36 via a needle bearing 37. In this way, the opposite shaft ends of the handle shaft 1 1 and output shaft 2 2 can be rotated relative to each other with high concentricity around the rotation axis O via the bearing 37 supporting the radial load. Is supported by fitting.
  • the fitting support part of the handle shaft 1 1 and the output shaft 2 2 and the handle shaft 1 The distance between the bearing support part (3 3) of 1 and the bearing support part (3 4) of the output shaft 2 2 is very short because the distance on the handle shaft 11 side is overwhelmingly short.
  • the shaft 1 1 With the double-row bearing 3 3, it is possible to effectively suppress the inclination of the shaft with respect to the gear resistance, which will be described later, and the output shaft 2 2 on the longer distance side. Is supported by a single-row bearing 34, making it easy to adjust the alignment with the handle shaft 11 and ensuring a good straightness by supporting the fitting support part at two points.
  • a sliding hole 38 is continuously drilled in the bearing hole 36, and the friction body 39 can slide in the sliding hole 38.
  • This friction body 39 is pressed against the end surface of the small diameter portion 35 by the spring force of the compression spring 40.
  • a planetary gear chamber 41 is formed in the lower housing 32, and a planetary gear mechanism 42 and a carrier rotating mechanism 44 are arranged in parallel on the rotation axis O in the planetary gear chamber 41.
  • Carrier rotation mechanism 4 4 is lower housing
  • First and second sun gears 4 5 and 4 6 having slightly different number of teeth constituting the planetary gear mechanism 4 2 are respectively provided at opposite shaft ends of the lower shaft 16 and the output shaft 2 2.
  • a pair of plates 4 8, 4 9 with a gap forming the carrier 4 7 are loosely fitted to the lower shaft 16 and the output shaft 2 2, and the pair of plates 4 8,
  • the first and second planetary gears 5 3 and 5 4 are rotatably supported on the bearing shaft 51 via bushes 52, respectively.
  • the first and second planetary gears 5 3 and 5 4 are integrally coupled, and are respectively coupled to the first and second sun gears 45 5 and 46.
  • Plate 4 8, 4 9, connecting shaft A carrier 47 for supporting the first and second planetary gears 5 3 and 5 4 is constituted by 50 or the like.
  • the number of teeth of the first and second sun gears 45 and 46 and the first and second planetary gears 53 and 54 is 20, 21, 21 and 20 respectively.
  • the carrier rotation mechanism 44 is configured to transmit the rotational force of the motor 43 installed in the lower housing 32 to the carrier 47 and to drive the carrier 47 to rotate.
  • the carrier rotation mechanism 44 is connected to the worm hoist / reel 5 7 which is supported on the outer periphery of the output shaft 22 2 by the bearings 59 and is rotatably supported by the bearing 59, and
  • the worm shaft 58 has a mating worm shaft 58, and both ends of the worm shaft 58 are supported by the lower housing 32 by a bearing (not shown) so as to be rotatable about an axis perpendicular to the rotation axis O.
  • the motor 43 is installed in the lower housing 32 so that its output shaft is coaxial with the worm shaft 58, and the worm shaft 58 is operatively connected to the output shaft of the motor 43.
  • the output shaft 22 is also fitted with a spline sleeve 61 having a spline protrusion formed on the outer periphery.
  • the spline sleeve 61 is fitted to the inner periphery of one plate 48 of the worm wheel 5 7 and the carrier 47, respectively, and the spline hole formed in the inner periphery of the worm wheel 57 and plate 48 is respectively.
  • the spline is engaged.
  • the rotation of the worm wheel 5 7 is transmitted to the carrier 47 via the spline sleeve 61.
  • the position of the motor 4 3 is determined by the rotation of the handle shaft 11. Is fixed independently (with respect to the vehicle body) and there is no need to use a conventional spiral cable.
  • the motor 4 3 that drives the carrier rotation mechanism 4 4 is connected to the rotation axis. By arranging them at right angles to O, the motor 4 3 does not protrude in the longitudinal direction of the steering column 1 3, which allows the transmission ratio variable steering device 1 0 to be placed in the steering column 1 3 with little space. This reduces the restrictions on the assembly of the device.
  • 6 3 is a disc spring inserted between the worm wheel 5 7 and the carrier 47, and the carrier 4 7 is pressed in the direction of the rotation axis O by the spring force of the disc spring 63.
  • the carrier 47 is in contact with the inner end face of the upper housing 31 via the thrust bearing 64.
  • the electronic control unit controls the rotation of the motor 4 3 so as to have an optimal transmission ratio according to the running state of the vehicle
  • the rotation of the motor 4 3 is transmitted to the worm shaft 5 8 and the worm wheel 4 7 and carrier 4 7 rotate together.
  • the transmission ratio to 26 can be optimally controlled according to the running state of the vehicle.
  • the handle shaft 1 1 since the handle shaft 1 1 is supported by the double-row bearings 3 3, the handle shaft 1 1 remains in the housing 2 1 even if a lateral force is applied to the first sun gear 4 5 due to the operation of the planetary gear mechanism 4 2. Can be prevented from tilting. Also, since the output shaft 2 2 supported by the single row bearing 34 is also supported at one end by the shaft end of the handle shaft 11, it is necessary to ensure straightness while being supported by the single row bearing. Can do. As a result, the first and second sun gears 45, 46 and the plurality of first and second planetary gears 53, 54 can be uniformly secured.
  • the friction body 39 accommodated on the handle shaft 11 side is the compression spring 4 Since it is pressed against the small diameter part 3 5 of the output shaft 2 2 by the spring force of 0, it resists the relative rotation of the handle shaft 1 1 and the output shaft 2 2 and reduces play due to gear backlash. It functions to improve the steering feeling and the rigidity when the steering wheel is neutral.
  • the lower shaft 16 side of the handle shaft 1 1 is supported by the double row bearing 3 3 and the output shaft 2 2 side is supported by the single row bearing 3 4.
  • the output shaft 2 2 side may be supported by a double row bearing
  • the lower shaft 16 side may be supported by a single row bearing.
  • the arrangement of the planetary gear mechanism 42 and the carrier rotating mechanism 44 is reversed, and the fitting support portion between the output shaft 22 and the lower shaft 16 supported by the double row bearings, and the double row It is desirable to shorten the distance between the bearings.
  • the steering device 26 applicable to the transmission ratio variable steering device of the present invention may be either an electric power steering device or a hydraulic power steering device, and is not necessarily limited to a power steering device. Of course, it can be applied to other steering devices. is there. Industrial applicability
  • the transmission ratio variable steering apparatus is suitable for application to a steering system that transmits the rotation of a steering wheel of an automobile to a wheel with a variable transmission ratio.

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Abstract

ステアリングコラムに設けた従来の伝達比可変機構は、スパイラルケーブルが必要となるため、余分のスペースを必要とするとともに、ケーブルの断線等による不具合が発生する恐れがある。ステアリングコラム13に取付けられたハウジング21に、ハンドル軸11と出力軸22を同一軸線上に回転可能に支持し、これらハンドル軸及び出力軸の対向端部に歯数が僅かに異なる第1及び第2サンギヤ45、46を形成し、これら第1及び第2サンギヤに噛合う第1及び第2プラネタリギヤ53,54をキャリア47に支持するとともに、キャリアに回転連結されたウォームホイール57に噛合するウォーム軸58を、前記ハウジングにハンドル軸及び出力軸の回転軸線に対し直角方向に設置されたモータ43によって回転するように構成した。これにより、スパイラルケーブルを廃止できるとともに、省スペースの伝達比可変操舵装置10を得ることができる。

Description

明細書 伝達比可変操舵装置 技術分野
本発明は、 ハンドル軸の回転をステアリング装置を介して操向車輪に 伝達する操舵装置、 特に遊星歯車機構によってステアリング装置への伝 達比を可変にできる伝達比可変操舵装置に関するものである。 背景技術
ハンドルの切り角が小さいときはステアリング装置への伝達比 （ハン ドルの回転 Z出力軸の回転） を小さく してハンドルの切れをよく し、 切 り角が大きくなると操作が楽なように伝達比を大きく したり、 また、 こ れとは逆に、 ハンドルの切り角が小さいときはステアリング装置への伝 達比を大きく してハンドルの中立安定性をよく したりすることがあり、 . さらには、 車庫入れ等の際に伝達比をかなり小さく してハンドルの回し 角度を少なくすることがある。 これらに対応するために、 ステアリ ング 装置への伝達比を可変にした伝達比可変機構が実用に供せられるように なってきている。
ところで、 伝達比可変機構をステアリングコラムに設けると、 .特別な 設置スペースを必要とせず、 しかもステアリング装置の構造を変更する ことなく伝達比可変機構の装着を可能にできる利点がある。 この種の伝 達比可変機構として、 特開 2 00 3— 2 3 7 5 9 0号公報に記載の技術 が知られている。
特開 2 00 3— 2 3 7 5 9 0号公報に記載の技術は、 ハンドルの回転 に伴い、 伝達比可変機構のハウジングに内蔵されたモータ自体をハンド ル軸とともに回転せざるをえないため、 モータに電気信号を供給しつつ モータ自体の回転を許容するためのスパイラルケーブルが必要となる。 このために、 従来の伝達比可変機構は、 余分のスペースを必要とすると ともに、 ケーブルの断線等による不具合が発生する恐れがある。
本発明は、 係る従来の不具合を解消するためになされたもので、 スパ ィラルケーブルを廃止するとともに、 モータを、 ステアリングコラムに 取付けられたハウジングにハンドル軸の軸方向に対し直角に設置して、 省スペースの伝達比可変操舵装置を提供せんとするものである。 発明の開示
第 1の発明は、 ハンドルに作用する操舵カをステアリング装置を介し て操向車輪に伝達する操舵装置にして、 ステアリングコラムに取付けら れたハウジングと、 前記ハゥジングに回転可能に支持され前記ハンドル 側に連結されたハンドル軸と、 前記ハウジングに前記ハンドル軸と同一 軸線上に回転可能に支持され前記ステアリ'ング装置側に連結された出力 軸と、 これらハンドル軸及び出力軸の対向端部に形成された歯数が僅か に異なる第 1及び第 2サンギヤ、 前記ハンドル軸及ぴ出力軸の中心軸線 回りに回転可能に支承されたキヤリァ、 前記キヤリァ上に支持され前記 第 1及び第 2サンギヤにそれぞれ嚙合する第 1及び第 2ブラネタリギヤ からなる遊星歯車機構と、 前記ハンドル軸及び出力軸のいずれか一方に 回転可能に支持され前記キヤリアに回転係合するウォームホイールと、 前記ウォームホイールに嚙合するウォーム軸と、 前記ハウジングに前記 ハンドル軸及び出力軸の回転軸線に対し直角方向に設置され前記ウォー ムに連結されたモータとによって構成したものである。
第 1の発明によれば、 モータがステアリングコラムに取付けられたハ ウジングに設置されているので、 従来のようなスパイラルケーブルを不 要にでき、 省スペースで、 不具合の発生しにくい伝達比可変操舵装置を 容易に得ることができる効果がある。 しかもモータはハンドル軸に対し て直角方向に配置されているので、 伝達比可変操舵装置のコラム軸方向 の長さを短縮でき、 ステアリングコラムに衝撃吸収機構を設ける場合で も、その設置を容易にでき、コラム軸全体が短い軽車両にも搭載できる。 第 2の発明は、 第 1の発明に係る伝達比可変操舵装置において、 前記 ハンドル軸は、 前記ハウジングに対して複列の軸受によって支持され、 前記出力軸は、 前記ハウジングに対して単列の軸受によって支持される とともに、 端部を前記ハンドル軸の端部に相対回転可能に嵌合支持され ているものである。
第 2の発明によれば、 ハンドル軸が複列の軸受によって支持されてい るので、 サンギヤに横力が働いてもハンドル軸がハウジングに対して傾 くことを防止でき、 第 1及び第 2サンギヤと複数の第 1及び第 2プラネ タリギヤの嚙合いを均一に確保できる。 これにより、 ハンドル回転時に おける操舵トルクの変動を抑え、円滑な操舵感を確保できる効果がある。 しかも、 出力軸は一端を前記ハンドル軸に支持されているので、 ノヽウジ ングに対して単列の軸受で支持するだけで、 真直度を確保することがで さる。
第 3の発明は、 第 2の発明に係る伝達比可変操舵装置において、 前記 出力軸にはハン ドル軸に向かって小径部が突出形成され、 前記小径部が ハンドル軸に設けた軸受穴に軸受を介して嵌合支持されているものであ る。
第 3の発明によれば、 ハンドル軸と出力軸の嵌合支持部を複列の軸受 に近づけることができるので、 出力軸の真直度の確保をより確実に行う ことができる。 図面の簡単な説明
第 1図は、 本発明の実施形態を示す伝達比可変操舵装置を取付けたハ ンドルコラム部の外観図である。 第 2図は第 1図の A— A線に沿って切 断した断面図である。 第 3図は本発明の実施形態に係る伝達比可変操舵 装置の具体的構成を示す断面図である。 発明を実施するための最良の形態
以下本発明の実施例に係る伝達比可変操舵装置 1 0を図面に基づいて 説明する。
第 1図、 第 2図において、 1 1は上端にハンドル 1 2が取付けられた ハンドル軸で、 ステアリングコラム 1 3に回転可能に支承されている。 ハンドル軸 1 1はハンドル 1 2を取付けたァッパーシャフ ト 1 4と、 こ のアッパーシャフト 1 4の下端部に設けた筒状部 1 5に相対回転を規制 し、 且つ所定値以上の軸力が作用したときは軸方向に相対変位可能に嵌 合されたロアシャフ ト 1 6とで構成されている。 従って、 車両の衝突時 に運転者がハンドル 1 2に衝突し、 ハンドル軸 1 1に所定値以上の軸方 向推力が作用するとアッパーシャフト 1 4はロアシャフ ト 1 6に対して 軸方向前方に変位し衝撃エネルギーを吸収することができる。
ステアリングコラム 1 3は、 ァッパーシャフト 1 4を軸受 1 7を介し て回転可能に支持する筒状のアッパーコラム 1 8と、 上端部がアッパー コラム 1 8の下端部内周面に嵌合する筒状のロアコラム 1 9とで構成さ れている。 2 0はァッパーコラム 1 8を車体に取付ける上部ブラケット で、 衝突時にアッパーコラム 1 8が衝撃で前方に移動したとき、 車体か らはずれてアッパーコラム 1 8及びアッパーシャフト 1 4の前方への移 動を許容するようになつている。
ロアコラム 1 9の下端には前記伝達比可変操舵装置 1 0の本体をなす ハウジング 2 1が固定されている。 ハウジング 2 1には第 3図に図示す るように、 ロアシャフ ト 1 6と出力軸 2 2の各端部が同一軸線上に回転 可能に支承されている。 出力軸 2 2は自在継手 2 3、 中間軸 2 4、 自在 継手 2 5を介してラックピユオン形ステアリング装置 2 6の入力軸 2 7 に連結され、 入力軸 2 7の回転により車両の操向車輪 2 8が左右方向に 操舵される。
次に前記伝達比可変操舵装置 1 0の具体的構成を第 3図に基づいて説 明する。 伝達比可変操舵装置 1 0のハウジング 2 1は、 アッパーハウジ ング 3 1 とロアーハウジング 3 2からなり、 ァッパーハウジング 3 1は 前記ステアリングコラム 1 3のロアコラム 1 9の下端外周に嵌着され、 ァッパーハウジング 3 1にロアーハウジング 3 2がポルトにより結合さ れている。 アッパーハウジング 3 1には、 ハンドル軸 1 1のロアシャフ ト 1 6が複列の玉軸受 3 3により回転可能に支持され、 また、 ロアーハ ウジング 3 2には、 ステアリング装置 2 6側に連結された出力軸 2 2が 単列の玉軸受 3 4によりロアシャフ ト 1 6と同軸上に回転可能に支持さ れている。 なお、 本願発明で言う 「複列の軸受」 は、 第 3図に示すよう に単列の玉軸受 3 3を複数隣接させて用いるほかに、 共通のレースに複 数の玉列を設けた複列玉軸受を用いてもよい。
ロアシャフト 1 6の軸端と出力軸 2 2の軸端はロアーハウジング 3 2 内において互いに対向配置され、 出力軸 2 2の軸端には小径部 3 5が突 出形成されている。ロアシャフト 1 6の軸端には軸受穴 3 6が穿設され、 この軸受穴 3 6に小径部 3 5がニードル軸受 3 7を介して回転可能に支 承されている。 このように、 ハンドル軸 1 1及び出力軸 2 2の対向する 軸端部は半径方向荷重を支承する軸受 3 7を介して回転軸線 O回りに高 い同心性を確保して相互に相対回転可能に嵌合支持されている。
ここで、 ハンドル軸 1 1及ぴ出力軸 2 2の嵌合支持部と、 ハンドル軸 1 1の軸受支持部 （3 3 ) 及び出力軸 2 2の軸受支持部 （3 4 ) との各 距離は、 ハンドル軸 1 1側の距離が圧倒的に短いため、 この距離が短い 側のハンドル軸 1 1を複列の軸受 3 3で支持することにより、 後述する ギヤの嚙合い抵抗に対する軸の'傾きを効果的に抑制することができ、 し かも、 距離が長い側の出力軸 2 2は単列の軸受 3 4で支持することによ り、 ハンドル軸 1 1 とのァライメント調整が容易で、 しかも嵌合支持部 との 2点支持によって真直度も良好に確保される。
前記ハンドル軸 1 1のロアシャフ ト 1 6の軸端部には、 摺動穴 3 8が 軸受穴 3 6に連続して穿設され、 摺動穴 3 8に摩擦体 3 9が摺動可能に 嵌合され、 この摩擦体 3 9が圧縮スプリング 4 0のばね力により小径部 3 5の端面に押圧されている.。
ロアーハウジング 3 2には遊星歯車室 4 1が形成され、 この遊星歯車 室 4 1に遊星歯車機構 4 2と、 キヤリァ回動機構 4 4とが前記回転軸線 O上に並列配置されている。 キヤリァ回動機構 4 4はロアーハウジング
3 2に設置されたモータ 4 3にて回転駆動される。 ロアシャフト 1 6及 び出力軸 2 2の対向する軸端部には、 遊星歯車機構 4 2を構成する歯数 が僅かに異なる第 1及び第 2サンギヤ 4 5， 4 6がそれぞれ設けられて いる。 ロアシャフ ト 1 6及び出力軸 2 2にはキャリア 4 7を構成する間 隔をおいた一対のプレート 4 8、 4 9が遊嵌され、一対のプレート 4 8、
4 9は円周上複数個 （例えば 3個） の連結軸 5 0によって一体化されて いる。 また、 一対のプレート 4 8、 4 9の間には連結軸 5 0の各間に円 周上複数個の支承軸 5 1が配置され、 両端をプレート 4 8， 4 9に固定 支持されている。 支承軸 5 1にはブッシュ 5 2を介して第 1及び第 2プ ラネタリギヤ 5 3， 5 4が夫々回転可能に支承されている。 第 1及び第 2ブラネタリギヤ 5 3 , 5 4は一体的に結合され、 前記第 1及び第 2サ ンギヤ 4 5， 4 6に夫々嚙合されている。 プレート 4 8， 4 9、 連結軸 5 0等により第 1及び第 2プラネタリギヤ 5 3 , 5 4を支承するキヤリ ァ 4 7が構成されている。 なお、 第 1及び第 2サンギヤ 4 5 ， 4 6、 第 1及び第 2プラネタリギヤ 5 3 ， 5 4の歯数は、 一例として、 2 0 ， 2 1 ， 2 1 ， 2 0とした。
前記キャリア回動機構 4 4は、 ロアーハウジング 3 2に設置したモー タ 4 3の回転力を前記キヤリア 4 7に伝達し、 このキャリア 4 7を回転 駆動するように構成されている。 すなわち、 キャリア回動機構 4 4は、 出力軸 2 2の外周に軸受 5 9によって軸方向移動を規制されて回転可 能に支承されたウォームホイ一/レ 5 7と、 このウォームホイ一ノレ 5 7に 嚙合うウォーム軸 5 8を有し、 ウォーム軸 5 8は両端を図略の軸受によ りロ アーハウジング 3 2に前記回転軸線 Oと直角な軸線回りに回転可 能に支持されている。 モータ 4 3はその出力軸がウォーム軸 5 8と同軸 となるようにロアーハウジング 3 2に設置され、 モータ 4 3の出力軸に ウォーム軸 5 8が作動的に連結されている。
出力軸 2 2にはまた、 外周にスプライン突起を形成したスプラインス リーブ 6 1が嵌合されている。 スプラインスリーブ 6 1は前記ウォーム ホイール 5 7及びキャリア 4 7の一方のプレート 4 8の内周に夫々嵌 合され、 これらウォームホイール 5 7及びプレート 4 8の内周に形成さ れたスプライン穴に夫々スプライン係合されている。 これにより、 ゥォ ームホイール 5 7の回転がスプラインスリーブ 6 1を介してキヤリァ 4 7に伝達される。
このように、モータ 4 3がステアリングコラム 1 3 (ロアコラム 1 9 ) に取付けられたハウジング 2 1 (ロアハウジング 3 2 ) に設置されてい るので、 モータ 4 3の位置はハンドル軸 1 1の回転とは無関係に （車体 に対して） 固定され、 従来のようなスパイラルケーブルを用いる必要が ない。 また、 キャリア回動機構 4 4を駆動するモータ 4 3を、 回転軸線 Oに対して直角方向に配置することにより、 モータ 4 3がステアリング コラム 1 3の長手方向に突出することがなく、 これによつて伝達比可変 操舵装置 1 0をステアリ ングコラム 1 3に少スペースで装着できるよ うになり、 同装置の組付けにおける制約を少なく している。
なお、 第 3図中、 6 3はウォームホイール 5 7とキヤリア 4 7との間 に介挿された皿ばねで、 この皿ばね 6 3のばね力によりキャリア 4 7が 回転軸線 O方向に押圧され、 これによつてキヤリア 4 7はアッパーハウ ジング 3 1の内端面にスラスト軸受 6 4を介して当接されている。
次に、 上記した構成の実施形態の作動について説明する。 ハンドル 1 2が回されると、 ハンドル軸 1 1が回転され、 ハンドル軸 1 1の回転は 遊星歯車機構 4 2を介して出力軸 2 2に伝達され、 さらに出力軸 2 2よ りステアリング装置 2 6を介して操向車輪 2 8に伝達され、 操向車輪 2 8が操舵される。
この場合、 モータ 4 3の回転が停止されている状態においては、 ゥォ ームホイール 5 7と一体回転するキヤリア 4 7が固定保持されるため、 入力側の第 1サンギヤ 3 4及び出力側の第 2サンギヤ 3 5が回転して も、 第 1及ぴ第 2プラネタリギヤ 4 0， 4 1は自転のみし、 このため、 伝達比は所定の値に維持され、 ハンドル軸 1 1の回転は、 ほぼ 1 ： 1の 関係で出力軸 2 2に伝えられる。
しかる状態で、 電子制御装置によってモータ 4 3が車両の走行状態に 応じた最適な伝達比となるように回転制御されると、 モータ 4 3の回転 は、 ウォーム軸 5 8に伝達され、 ウォームホイール 4 7及ぴキャリア 4 7を一体回転させる。 このキヤリア 4 7の回転速度及び回転方向をハン ドルの切り角に応じてモータ 4 3により制御することにより、 ハンドル 軸 1 1の回転に対する出力軸 2 2の回転の比率、 すなわち、 ステアリ ン グ装置 2 6への伝達比を車両の走行状態に応じて最適に制御できる。 ところで、 ハンドル軸 1 1が複列の軸受 3 3によって支持されている ので、 遊星歯車機構 4 2の作動に伴い、 第 1サンギヤ 4 5に横力が働い てもハンドル軸 1 1がハウジング 2 1に対して傾くことを防止できる。 また、 単列の軸受 3 4で支持された出力軸 2 2も、 一端を前記ハンドル 軸 1 1の軸端部に支持されているので、 単列の軸受で支持しながら真直 度を確保することができる。 これにより、 第 1及び第 2サンギヤ 4 5、 4 6と複数の第 1及び第 2プラネタリギヤ 5 3、 5 4の嚙合いを均一に 確保できるようになる。
上記した実施の形態においては、 出力軸 2 2が遊星歯車機構 4 2を介 してハンドル軸 1 1により回転されるとき、 ハンドル軸 1 1側に収納さ れた摩擦体 3 9が圧縮スプリング 4 0のばね力により出力軸 2 2の小径 部 3 5に押圧されているので、 ハンドル軸 1 1と出力軸 2 2との相対回 転に対して抵抗となり、 ギヤのバックラッシによる遊ぴを軽減し、 操舵 感を向上し、 且つハンドル中立時の剛性を向上するように機能する。 また、 上記した実'施の形態においては、 ハンドル軸 1 1のロアシャフ ト 1 6側を複列の軸受 3 3によって支持し、 出力軸 2 2側を単列の軸受 3 4によって支持した例について述べたが、 これとは逆に、 出力軸 2 2 側を複列の軸受によって支持し、 ロアシャフト 1 6側を単列の軸受によ つて支持するようにしてもよい。 この場合、 遊星歯車機構 4 2とキヤリ ァ回動機構 4 4の配置を逆にして、 複列の軸受によって支持される出力 軸 2 2とロアシャフ ト 1 6 との嵌合支持部と、 複列の軸受間の距離を短 くすることが望ましい。
なお、 本発明の伝達比可変操舵装置に適用可能なステアリング装置 2 6としては、 電動式のパワーステアリング装置及び油圧式のパワーステ ァリング装置の何れでもよく、 また、 必ずしもパワーステアリング装置 に限らず、 マニュアルのステアリング装置にも適用できることは勿論で ある。 産業上の利用可能性
本発明に係る伝達比可変操舵装置は、 自動車のハンドルの回転を伝達 比を可変にして車輪に伝達する操舵系に適用するのに適している。

Claims

1 . ハンドルに作用する操舵カをステアリング装置を介して操向車輪に 伝達する操舵装置にして、 ステアリングコラムに取付けられたハウジン グと、 前記ハゥジングに回転可能に支持され前記ハンドル側に連結され 請
たハンドル軸と、 前記ハウジングに前記ハンドル軸と同一軸線上に回転 可能に支持され前記ステアリング装置側に連結された出力軸と、 これら ハンドル軸及び出力軸の対向端部のに形成された歯数が僅かに異なる第 1 及び第 2サンギヤ、 前記ハンドル軸及び出力軸の中心軸線回りに回転可 能に支承されたキヤリァ、 前記キヤリァ上囲に支持され前記第 1及び第 2 サンギヤにそれぞれ嚙合する第 1及び第 2ブラネタリギヤからなる遊星 歯車機構と、 前記ハンドル軸及び出力軸のいずれか一方に回転可能に支 持され前記キヤリアに回転係合するウォームホイールと、 前記ウォーム ホイールに嚙合するウォーム軸と、 前記ハウジングに前記ハンドル軸及 び出力軸の回転軸線に対し直角方向に設置され前記ウォームに連結され たモータとによって構成したことを特徴とする伝達比可変操舵装置。
2 . 請求項 1において、 前記ハンドル軸は、 前記ハウジングに対して複 列の軸受によって支持され、 前記出力軸は、 前記ハウジングに対して単 列の軸受によって支持されるとともに、 端部を前記ハンドル軸の端部に 相対回転可能に嵌合支持されていることを特徴とする伝達比可変操舵装 置。
3 . 請求項 2において、 前記出力軸にはハンドル軸に向かって小径部が 突出形成され、 前記小径部がハンドル軸に設けた軸受穴に軸受を介して 嵌合支持されていることを特徴とする伝達比可変操舵装置。
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