JPH01145266A

JPH01145266A - 減速装置

Info

Publication number: JPH01145266A
Application number: JP62302491A
Authority: JP
Inventors: Manabu Yamada; 学山田; Joji Otsuka; 大塚　譲治
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 1987-11-30
Filing date: 1987-11-30
Publication date: 1989-06-07

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、例えば、電動パワーステアリング装置に用
いるのに最適な減速装置に関する。

（従来の技術）電動パワーステアリング装置に用いるものとして、第４
．５図に示した装置が従来から知られている。

この従来の装置は、ハンドルｌに入力軸２を連結すると
ともに、この入力軸２にピニオン３を連結している。こ
のピニオン３はラック４にかみ合わせているが、このラ
ック４の両端は、サイドロッド５及びナックルアーム６
を介して車輪７に連係している。

そして、上記入力軸２にはトルクセンサー８を設け、こ
のトルクセンサー８と車速センサーＳの出力信号を制御
装置９に入力する。

上記制御装置９は電動モータ１０と電気的に接続してい
るが、この電動モータ１０は、減速装置Ａを介してピニ
オン１１に連係するとともに、このピニオン１１をラッ
ク４にかみ合わせている。

そして、上記減速装置Ａの具体的な構成は、第４図に示
すとおりである。

すなわち、電動モータ１０が駆動して出力軸１２が回転
すると、この出力軸１２に嵌着したサンギヤ１３が回転
する。

また、この減速装置Ａのケーシング１４の内周にリング
ギヤ１５を固定するとともに、このリングギヤ１５と上
記サンギヤ１３との間に、遊星ギヤ１６を介在させてい
る。しかも、この遊星ギヤ１６は、第１キヤリヤ１７に
設けた支持軸１日に回転自在に支持されている。

したがって、上記のようにサンギヤ１３が回転すると、
遊星ギヤ１６が自転しながら、サンギヤ１３の回りを公
転し、第１キヤリヤ１７を回転させる。

上記第１キヤリヤ１７であって、支持軸１８とは反対側
の軸中心部分に、中心回転軸１９を設け、この中心回転
軸１９にサンギヤ２０を固定している。そして、このサ
ンギヤ２０と、上記リングギヤ１５との間に遊星ギヤ２
１を介在させるとともに、当該遊星ギヤ２１は、第２キ
ヤリヤ２２の支持軸２３に回転自在に支持されている。

したがって、上記のようにして第１キヤリヤ１７が回転
すると、この第１キヤリヤ１７に固定したサンギヤ２０
が回転するので、上記の場合と同様に。

遊星ギヤ２１が自転しながら公転し、第２キヤリヤ２２
を回転させる。

そして、上記第２キヤリヤ２２には、この支持軸２３と
は反対側の軸中心部に円筒部２２ａを設け、この円筒部
２２ａにピニオン１１を嵌着して、ピニオン１１を第２
キヤリヤ２２と一体回転させるように形成している。

そこで、第２キヤリヤ２２が上記のように回転すれば、
その回転力が、ピニオン１１に伝達され、ラック４を移
動するので、操舵力がパワーアシストされる。

また、上記駆動軸１２の回転は、第１キヤリヤ１７から
第２キヤリヤ２２へ伝達される過程で減速される。

（本発明が解決しようとする問題点）上記のようにした従来の装置では、ハンドル１に設けた
入力軸２が、ラック４および減速装置Ａを介して、電動
モータ１０に連結しているので、電動モータ１０による
アシスト力がラック４に伝達される場合には、ハンドル
１の操作が小さい範囲のときでも、アシスト力が操舵に
作用するので、ハンドル１が切れすぎるという問題があ
った。

また、操舵した後にタイヤ７が直進状態に戻ろうとする
セルファライニングトルクによって、ラック４の側から
減速装置Ａが入力を受けた場合に、減速装置Ａおよび電
動モータ１０に上記の入力トルクが伝達されるので、そ
のフリクションロスが加わってハンドルｌの戻りが悪い
という問題があった。

さらに、操舵によるトルクや操舵した後の上記セルファ
ライニングトルクがラック４の側から減速装置Ａを介し
て電動モータ１０に伝達されるが、電動モータ１０が故
障してロックした場合には、電動モータ１０が回転しな
いので、上記のマニアル操作による操舵やセルファライ
ニングトルクによる戻り操舵ができないという問題があ
った。

この発明の目的は、次に述べるような秀れた減速装置を
提供することである。

（１）ハンドル操作が小さい範囲の操舵のときでも、マ
ニアル操作のときと同じ感覚でハンドル操作ができる。

（２）操舵した後に、セルファライニングによつてタイ
ヤが直進状態に戻り易い　。

（３）電動モータが故障してロックした場合に、フェイ
ルセイフ機能が作用してマニアル操作による操舵が可能
である。

（問題点を解決する手段）この発明は、次の構成を前提にしつつ、それを改良した
ものである。

すなわち、この発明が前提とするものは、電動モータの
駆動軸と一体回転するサンギヤと、このサンギヤの周囲
外方に位置するリングギヤと、このサンギヤとリングギ
ヤとの間にあって自転しながらサンギヤの周囲を公転す
る遊星ギヤと、この遊星ギヤの公転にともなって回転し
てピニオン軸に回転力を伝達するキャリヤとをケーシン
グに内装している減速装置である。

そして、この発明は、上記の構成を前提にしつつ、上記
キャリヤの一側であるピニオン軸側に中心回転軸を設け
、この中心回転軸にカム部を形成するとともに、中心回
転軸とピニオン軸との間に、ドラムと上記ケーシングに
固定するプレッシャ板とを設け、このドラムに中心回転
軸を挿入し、このドラムの内周と上記カム部の外周との
間に、一対のクラッチをカム部を挟んで対向させ、この
クラッチには、たがいに上記カム部に接触させる方向の
勢力を付与するスプリングを作用させて、カム部に回転
力が作用していない場合には、り２ツチの外周とドラム
との間にはギャップを形成するとともに、上記クラッチ
とプレッシャ板との間には、クラッチをドラムに押し付
ける方向に作用をするバネ部材を設けてクラッチをドラ
ムに接触させ、カム部に回転力が作用した場合には、カ
ム部とクラッチとの共回りを防止してクラッチとドラム
とを一体化し、上記ドラムとピニオン軸とを結合して、
電動モータの駆動軸側からの回転力が大きいときにのみ
ピニオン軸に伝達するとともに、電動モータがロックし
た場合には、上記クラッチとドラムとの結合を自動解除
し、通常のマニアル操作による操舵が行える構成にした
点に特徴を有する。

（本発明の作用）上記のように構成したので、電動モータによるアシスト
力をピニオンに伝達する場合において、ハンドルの操作
範囲が小さく、したがって、電動モータによるアシスト
力が小さいときには、アシスト力がピニオン軸に伝達さ
れなくなる。

また、操舵した後にタイヤが直進状態に戻ろうとする場
合、ピニオン軸側から伝達されるトルクが伝動歯車およ
び電動モータに伝達されなくなる。

さらに、電動モータが故障してロックした場合にも、上
記と同様にピニオン軸側から伝達されるトルクは電動モ
ータに伝達されなくなる。

（本発明の効果）この発明の減速装置によれば、電動モータによるアシス
ト力をラックに伝達する場合において、ハンドルの操作
範囲が小さく、したがって、電動モータによるアシスト
力が小さいときには、アシスト力がピニオン軸に伝達さ
れないので、マニアル操舵による自然な操舵感が得られ
る。

また、操舵した後にタイヤが直進状態に戻ろうとする場
合、ピニオン軸側から伝達されるトルクが伝動歯車およ
び電動モータに伝達されなくなるので、ハンドルの戻り
性能が向上する。

さらに、電動モータが故障してロックした場合には、ク
ラッチとドラムとの結合を機械的に自動解除して、上記
と同様にピニオン軸側から伝達されるトルクが電動モー
タに伝達されなくなる。したがって、通常のマニアル操
作による操舵が可能になる。

（本発明の実施例）第１〜３図に示した実施例の減速装置Ａは、電動モータ
１０の駆動軸１２に、サンギヤ１３を嵌着している。ま
た、ケーシング２９の電動モータ１０寄りの内周には、
リングギヤ１５を設けている。

上記のようにしたサンギヤ１３とリングギヤ１５との間
には、複数の遊星ギヤエ６を接触させているが、これら
遊星ギヤ１６は、第１キヤリヤ１７に設けた支持軸１８
に対して回転自在に支持されている。

第１キヤリヤ１７における上記遊星ギヤ１６とは反対側
に中心回転軸１９を形成するとともに、この中６回転軸
１９にサンギヤ２０を固定している。そして、この中心
回転軸１８の先端をサンギヤ２０から突出させるととも
に、その突出端を第２キヤリヤ２５の軸中心部に回転自
在に挿入している。

また、上記第２キヤリヤ２５のサンギヤ２０側には複数
の支持軸２３を設け、この支持軸２３で遊星ギヤ２１を
回転自在に支持するとともに、この遊星ギヤ２１は、上
記サンギヤ２０と、ケーシング２９の内周に固定したリ
ングギヤ１５とにかみ合わせている。

そして、第２キヤリヤ２５における上記遊星ギヤ２１と
は反対側に、中心回転軸２７を形成し、その先端をドラ
ム２８側に突出させるとともに、その突出端をドラム２
８の軸中心部に回転自在に挿入している。また、上記中
心回転軸２７には方形のカム部２７ａを形成し、カム部
２７ａの相対する二辺には一対の半月形のクラッチ２６
を接触させている。そして、上記２個のクラッチ２６が
相対する空間には、スプリングＳを設けているが、この
スプリングＳは、その両端を上記クラッチ２６にそれぞ
れ固定するとともに、クラッチ２８を内側のカム部２７
ａの相対する二辺に、それぞれ圧接させる方向に作用し
ている。そして、クラッチ２６の外周とドラム２８との
間には１通常はギャップｅが形成されるようにしている
。

また、第２キヤリヤ２５とドラム２Ｂとの間には、ケー
シング２Ｓの内側に固定したプレッシャ板２４を設け、
プレッシャ板２４のクラッチ２６側にはこの発明のバネ
部材である皿バネ３２を設けている。そして、この皿バ
ネ３２は、クラッチ２６をドラム２８に接触させる方向
に作用している。

このようにして、上記中心回転軸２７は、カム部２７ａ
、クラッチ２Ｂを介してドラム２８に連携するが、ドラ
ム２８における上記クラッチ２６とは反対側に、ピン孔
３０を形成し、このピン孔３０にノックピン３０ａを装
着してドラム２８をピニオン軸３１に結合している。そ
して、上記ピニオン軸３１には、ピニオン１１を形成し
、このピニオン１１をラック４にかみ合わせている。

しかして、電動モータ１０が駆動すると、サンギヤ１３
が回転するとともに、このサンギヤ１３の回転にともな
って遊星ギヤ１６が、サンギヤ１３の回りを公転しつつ
自転する。

遊星ギヤ１６がサンギヤ１３の回りを公転すれば、第１
キヤリヤ１７が回転するので、それにともなって当該第
１キヤリヤ１７の中心回転軸１９が回転し、この中心回
転軸１８に固定したサンギヤ２０が回転する。

上記のようにサンギヤ２０が回転すれば、それにかみ合
わせた遊星ギヤ２１が自転しつつサンギヤ２０の回りを
公転するので、それにともなって第２キヤリヤ２５が回
転する。この第２キヤリヤ２５が回転すれば、それと一
体の中心回転軸２７に形成したカム部２７ａが第３図に
示す矢印方向に回転移動する。

このときに、一対のクラッチ２６はスプリングＳによっ
てカム部２７ａに圧接されているので、カム部２７ａの
回転にともなって共回りしようとする。

しかし、クラッチ２８はその側面に設けた皿バネ３２に
よって、ドラム２８に圧接しているので、その共回りは
阻止される。つまり、皿バネ３２による圧接力は上記ス
プリングＳのバネ力よりわずかに大きいので、カム部２
７ａが回転方向に移動してもクラッチ２６はカム部２７
ａと共回りすることがなく、カム部２７ａがスプリング
Ｓに抗してクラッチ２６をドラム２８の内周に押し付け
る。

このようにして、上記中心回転軸２７とドラム２８とが
クラッチ２８を介して一体化されると、ドラム２８ニ連
結したピニオン軸３１のピニオン１１が回転し、ラック
４を移動させる。

しかし、上記電動モータ１０の回転力が低く、カム部２
７ａの回転トルクが小さいときには、クラッチ２６とカ
ム部２７ａとが共回りするように、上記皿バネ３２のバ
ネ力を設定しているので、クラッチ２Ｂとドラム２８と
は結合しない。したがって、この場合には、クラッチ２
６とドラム２８とが一体化されず、電動モータ１０の出
力はピニオン軸３１に伝達されない。

したがって、電動モータ１０の回転力が大きいときには
、電動モータｌＯの出力が当該伝動装置のピニオン軸３
１、ラック４を介して車輪７へ伝達される。しかし、電
動モータ１０の回転力が小さいときには電動モータ１０
の出力がピニオン軸３１に伝達されない。そのために、
ハンドルｌの操作が小さい範囲のときには、アシスト力
が操舵に作用しないので、ハンドルｌが切れすぎるとい
う問題がなく、ドライバーが不自然な操舵感覚を受ける
こともない。

また、クラッチ２６の側面を、皿バネ３２のバネ力によ
ってドラム２８に接触させているが、上記皿バネ３２の
バネは、前記したようにスプリングＳのバネ力よりは大
きいが、ドラム２８とクラッチ２６とを結合する程の力
はない。しかも、クラッチ２６の外周とドラム２８との
間にはギャップを保持しているので、電動モータ１０の
出力がなく、ラック４側からピニオン１１を介してピニ
オン軸３１が入力した場合には、クラッチ２８とドラム
２８とが摺動する。そのために、ピニオン軸３１とクラ
ッチ２６とは結合されず、ラック４側からの入力は当該
減速装置の中心回転軸２７には伝達されない。

したがって、操舵した後にタイヤが直進状態に戻ろうと
して、ラック４の側から当該減速装置が入力を受けた場
合には、伝動歯車および電動モータ１０が回転すること
がなく、これらの回転によるフリクシ町ンロスが排除さ
れ、ハンドルｌの戻り性能が向上する。

また、電動モータ１０が故障してロックした場合には、
カム部２７ａの回転トルクがなくなるので。

クラッチ２ＢはスプリングＳのバネ力によってカム部２
７ａ側に定着し、クラッチ２６の外周とドラム２８との
間にはギャップが保持される。したがって、クラッチ２
６とドラム２８との結合が機械的に自動解除され、上記
と同様にピニオン軸側から伝達されるトルクは電動モー
タに伝達されなくなる。そこで、通常のマニアル操作に
よる操舵が可能になる。

なお、上記実施例では、カム部２７ａは方形、クラッチ
２６は半月形、また、皿バネは板バネ形式で構成してい
るが、いずれも、その機能を満足する形状や部材であれ
ば、それらの形状や部材を用いて構成してもよいもので
ある。

【図面の簡単な説明】

図面第１〜３図はこの発明の実施例を示すもので、第１
図は断面図、第２図は第１図の■−■線断面におけるカ
ム部とクラッチおよびドラムの相対関係を示した要部拡
大断面図、第３図は、第２図におけるカム部が運動した
ときの状態断面図、第４．５図は従来の減速装置を示す
もので、第４図は断面図、第５図はこの減速装置を電動
パワーステアリングに用いた例の説明図である。ＩＯ・・・電動モータ、１２・・・駆動軸、１３・・・
サンギヤ、１５・・・リングギヤ、１６・・・遊星ギヤ
、１７．２２・・・キャリヤ、２４・・・プレッシャ板
、２６・・・クラッチ、２７・・・中心回転軸、２７ａ
・・・カム部、２８・・・ドラム、３１・・・ピニオン
軸、３２・・・この発明のバネ部材である皿バネ、Ｓ・
・・スプリング、ｅ・・・ギャップ。

Claims

【特許請求の範囲】

電動モータの駆動軸と一体回転するサンギヤと、このサ
ンギヤの周囲外方に位置するリングギヤと、このサンギ
ヤとリングギヤとの間にあって自転しながらサンギヤの
周囲を公転する遊星ギヤと、この遊星ギヤの公転にとも
なって回転してピニオン軸に回転力を伝達するキャリヤ
とをケーシングに内装している減速装置において、上記
キャリヤの一側であるピニオン軸側に中心回転軸を設け
、この中心回転軸にカム部を形成するとともに、中心回
転軸とピニオン軸との間に、ドラムと上記ケーシングに
固定するプレッシャ板とを設け、このドラムに中心回転
軸を挿入し、このドラムの内周と上記カム部の外周との
間に、一対のクラッチをカム部を挟んで対向させ、この
クラッチには、たがいに上記カム部に接触させる方向の
勢力を付与するスプリングを作用させて、カム部に回転
力が作用していない場合には、クラッチの外周とドラム
との間にはギャップを形成するとともに、上記クラッチ
とプレッシャ板との間には、クラッチをドラムに押し付
ける方向に作用をするバネ部材を設けてクラッチをドラ
ムに接触させ、カム部に回転力が作用した場合には、カ
ム部とクラッチとの共回りを防止してクラッチとドラム
とを一体化し、上記ドラムとピニオン軸とを結合して、
電動モータの駆動軸側からの回転力が大きいときにのみ
ピニオン軸に伝達するとともに、電動モータがロックし
た場合には、上記クラッチとドラムとの結合を自動解除
し、通常のマニアル操作による操舵が行える構成にした
減速装置。