(57)【特許請求の範囲】
【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。
【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。
【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２１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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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