(57)【特許請求の範囲】
【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、電動モーター側に位置するＡ列とピニオン軸側に位置する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側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することによって、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支持されるとともに、上記外側ギア部が、内側ギア部に対し、上記所定の間隙の範囲内で径方向に相対変位可能に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の減速機。
【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、電動モーター側に位置するＡ列とピニオン軸側に位置する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側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することによって、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支持されるとともに、上記外側ギア部が、内側ギア部に対し、上記所定の間隙の範囲内で径方向に相対変位可能に構成し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１３ｂ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の内径と間には、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１３ｂ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との噛み合いが悪い場合、Ａ列側サンギア１２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１３ｂ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１３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を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る。また、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
【図１】
0003556735.tif 000002
【図２】
0003556735.tif 000003
【図３】
0003556735.tif 000004
【図４】
0003556735.tif 000005
【図５】
0003556735.tif 000006