JPS6234848A - 減速機構 - Google Patents

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） 本発明は電動機の回転トルクをトルク倍力して出力軸に
伝達する電磁型倍力装置等における減速機構に関する。

（従来の技術） 自動車等のステアリング装置として、電動機を駆動源と
する電動式パワーステアリング装置を用いたものがある
。この電動式パワーステアリング装置はステアリングホ
イールからの操舵力に応じて電動機を作動して補助トル
クを発生し、電動機の回転トルクを、複数の歯車の組合
せにより構成された減速機構を介して減速しトルク倍力
して出力軸に伝達し、これによってステアリングホイー
ルの操作力の軽減を図っている。

ところが、を記の如き電磁型倍力装置においては、減速
機構が複数の歯車によって構成されているため、減速機
構の歯車の加工誤差やバックラッシュ等により歯車の噛
み合い部で振動や騒音を発生させるおそれがあった。＃
に減速機構において生ずる振動は、入力軸を介してステ
アリングホイールに伝達されることとなり、操舵フィー
リングの向ヒを阻げ、さらに歯車のバックラッシュによ
るロストモーションが発生し、操舵切換し時においては
、電動機の回転トルクが滑らかに作用しない場合がある
ことからも操舵フィーリングの向上を阻げる原因となっ
ていた。

そこで木出順人は特願昭６０−１３２３７号において、
外周面にＶ字状の摩擦面を有するサンローラ、プラネタ
リ−ローラ、リングローラ等の複数のローラの組み合わ
せにより減速機構を構成することで、上把持々の問題点
を改善し、滑らかなトルク伝達を有し、作動音が小さく
て南軍のようなロストモーションがなく、シかもトルク
伝達量を制御できる機構をも備えた減速機構を提案して
いる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、かかる減速機構にあっては、トルク伝達
容量を大とするためにローラ面に加わる荷重（面圧）を
大とした場合には、摩擦面の摩擦力が著しく大きくなり
、トルク伝達効率が低下する。したがってこの減速機構
をパワーステアリング装置に用いた場合には戻りが悪く
なり、トルク伝達量の通常作動蒙域において消費電流が
増大する不具合があった。

そこで本発明はこのような問題点を改善すべく成された
もので、その目的とする処は、小さなトルクから大きな
トルクまで常時安定して伝達効率を高くすることができ
る減速機構を提供するにある。

（問題点を解決するための手段及び作用）Ｌ記問題点を
解決するための本発明は略Ｖ字状の摩擦面（５８ｂ）・
・・、（５４ｂ）・・・、（５３ｂ）・・・を有するサ
ンローラ（５６）とプラネタリ−ローラ（５４）とリン
グローラ（５３）とを備えてなる遊星ローラ式減速機構
（５０）において、前記ローラ（５Ｂ）　、（５４）　
、　（５３）のうち少なくとも１つを磁性体にて形成す
るとともに軸方向に分；Ｉｌｌ　Ｌ、該分割されたロー
ラ（５３）　、（５４）の軸方向一方には、該分割部材
（５３ａ）・・・、　（５４ａ）・・・を吸引して結合
させる電磁コイル（７０）を配設してなり、この電磁コ
イル（７０）の励磁電流により摩擦面（５３ｂ）・・・
、（５４ｂ）・・・、（５６ｂ）・・・に作用させる荷
重を調整することができるので、小さなトルクから大き
なトルクまで常時安定して伝達効率を高くすることがで
きる。

第１図は本発明に係る減速機構を備えた電磁型倍力装こ
を示す縦断面図、第２図は減速機構を示す一部詳細断面
図で、（Ａ）はリングローラとプラネタリ−ローラを示
す図、（Ｂ）はプラネタリ−ローラとサンローラを示す
図である。

図において、（１）はステアリングコラム、（２）はス
テータ、（３）はケースであり、（４）と（７）は互い
に同軸状に配設された入力軸及び出力軸である０本実施
例では入力軸（４）の内端部が軸受（ｌＯ）を介して出
力軸（７）の内端部内に遊嵌される一方、これらの内端
がトーションバー（８）により連結され、入力軸（０の
入力側端部付近が軸受（９）により、出力軸（７）の適
所が軸受（１１）、（８？）により、それぞれ回動自在
に支承されている。さらに入力軸（０の周囲には操舵速
度センサ（２０）が配設され、入出力軸（０と（７）の
嵌合部の周囲には操舵トルクセンナ（トルク検出手段）
　（２４）が、また出力軸（７）の周囲には電動機（３
３）、減速機構（５０）が夫々配設されている。

更に詳述すると、上記入力軸（４）の外端側（図中右端
側）にはハンドルであるステアリングホイールが固着さ
れ、また、入力軸（０の他端側（図中左端側）には、軸
方向に沿う溝が１８０°間隔で形成され、拡径された出
力軸（７）の内端側から前記溝に対応するよう軸方向に
突設された突片（７ａ）が各構内に所定間隔を有して挿
入されており、入力軸（４）の他端側に形成された小径
部が軸受（ｌＯ）を介して出力軸（７）の拡径部内に支
承されている。さらに、入力軸（４）と出力軸（７）の
内端側に形成された孔内にはトーションバー（８）が軸
心に沿い配設され、このトーションバー（８）の一端側
（右端側）がピン（１８）により入力軸（４）に固着さ
れる一方、トーションバー（８）の他端側かピン（１９
）により出力軸（７）に固着されている。出力軸（７）
の外端側はこれに形成されたスプラインにより負荷側の
ステアリングギヤに連結される。したがって、ハンドル
により入力軸（０に付与される回転トルクはトーション
バー（８）の捩れを通じて出力軸（７）及び負荷側へ伝
達されることとなる。

上記操舵速度センサ（２０）は、入力軸（４）の外周に
放射方向に向は等間隔に突設された複数の突起（２１）
と、この突起（２１）を挟むようにステアリングコラム
（１）に取付けられたフォトカブラ（光電ピックアップ
）　（２２）とにより構成されており、突起（２１）に
より断続される透過光を受光し、この受光をパルス状の
電気信号に変換して出力する。

上記操舵トルクセンサ（２４）は入力軸（４）と出力軸
（７）との嵌合部外周に、軸方向変位回旋に設けられた
筒状の可動鉄心（２５）と、ステアリングコラム（１）
内周に固着されたコイル部（２８）とからなる差動変圧
器により構成されている。可動鉄心（２５）は入力軸（
４）と出力軸（７）との間で周方向に角度差が生ずると
、可動鉄心（２５）に備えた長孔とピン（２Ｂ）、（２
７）との係合関係により、軸心方向に移動することとな
り、入力軸（４）に付与される回転トルクにより出力軸
（７）に対応して可動鉄心（２５）が変位する。また、
可動鉄心（２５）の周囲に設けられるコイル部（２８）
は、パルス信号が入力される−７コイル（２９）と、可
動鉄心（２５）の変位に対応した出力信号を出力する一
次コイル（２８）の両側に同軸心状に配設された一対の
二次コイル（３０）　、（３１）とからなる、したがっ
て、トーション八−（８）の捩れに伴って入力軸（０と
出力軸（７）との間に角度差が生ずると　Ｉｌｆ動鉄心
（２５）の軸方向変位が電気信号に変換される。

次に１−記電動ｍ　（３３）は、ボルト（３４）により
ステアリングコラム（１）及びケース（３）に一体内に
固着された筒状のステータ（２）と、このステータ（２
）の内面に固着された少なくとも一対の磁石（３６）と
、出力軸（７）の周囲に回転筒ス距に配設された回転子
（３７）とからなる０回転子（３７）は軸受（１２）及
び（６０）を介して出力軸（７）に回動可能に環装され
る筒袖（３８）を備え、この筒袖（３８）の外周にはス
キュー溝を有する鉄心（３Ｂ）、多重巻線（４１）が順
次一体内に環装され、前記磁石（３Ｂ）と鉄心（３９）
の外周との間には微少なエアギャップが設けられている
。また、筒袖（３日）には、多重巻線（４１）に接続す
る整流子（４３）を備え、整流子（４３）に圧接するブ
ラシ（４６）がケースに固着されたブラシホルダ（４７
）に収納され、ブラシ（４６）に接続されるリード線が
ステータ（２）の外部に取出されている。したがって、
リード線を通じて多重巻線（４１）に制御電圧を供給す
ることにより回転トルクを発生する。

上記減速機構（５０）は、出力軸（７）の周囲に配設さ
れた２段の遊星機構（５１）と（５２）とからなる、前
段の遊星機構（５１）は、ケース（３）の内周面に。

その後端部（図中左端側）より嵌入されたリングローラ
（５３）と、前記筒袖（３８）の他端側（図中左端側）
に噛合され、該軸方向に移動可能に、且つ周方向には一
体回転可能に設けられ、その外周に摩擦面（５８ｂ）・
・・が形成されてなるサンローラ（５Ｂ）と、これらに
介設され、外周に摩擦面（５４ｂ）・・・が形成された
プラネタリ−ローラ（５４）と、このプラネタリ−ロー
ラ（５４）を枢支する第１キャリヤ部材（５５）とから
なる、後段の遊星機構（５２）は、前記共用のリングロ
ーラ（５３）と、出力軸（７）の周囲に環装され前記第
１キャリヤ部材（５５）に一体内に連結された筒体の外
周を摩擦面とするサンローラ（８２）と、これらに介設
され外周を摩擦面とするプラネタリ−ローラ（８３）と
、このプラネタリ−ローラ（８３）を枢支する第２キャ
リヤ部材（６４）とからなり、この第２キャリヤ部材（
６４）は、その内端部が出力軸（７）の後端部に環装さ
れた環体（Ｂ５）に取り付けられ、この環体（８５）は
ケース（３）側に取り付けられた支持部材（８Ｂ）に軸
受（６７）を介して回動自在に支持されるとともに、出
力軸（７）の後端部にスプライン結合により連結されて
いる。

ところで、上記リングローラ（５３）、各サンローラ（
５Ｂ）　、（８２）及びプラネタリ−ローラ（５４）、
（８３）は、その少なくとも１つであるリングローラ（
５３）が磁性体から形成され、各ローラの摩擦面が、互
いに嵌合できる断面略Ｖ字状の溝を有するが、このうち
リングローラ（５３）とプラネタリ−ローラ（４５）　
、（８３）とは第２図（前段の遊星機構（５１）につい
てのみ示す）に示すように摩擦面（５３ｂ）・・・。

（５４ｂ）・・・である略Ｖ字状の溝の各頂部において
軸方向に分割され、この分割された各分割部材（５３ａ
）・・・、　（５４ａ）・・・が夫々独立して軸方向に
移動回部となるように設けられている。

更にリングローラ（５３）の各分割部材（５３ａ）・・
・には貫通孔（５３Ｃ）・・・が形成されており、これ
らは各部材（５３ａ）・・・の連結時においてリングロ
ーラ（５３）に閉磁路を構成する。即ちリングローラ（
５３）（７）軸方向の一方側（図面左側）には電磁コイ
ル（７０）が配設され、このコイルの励磁により発生し
た磁力線はリングローラ（５３）の閉磁路に沿ってルー
プを描き、リングローラ（５３）の各分割部材（５３ａ
）・・・を吸引連結する。そしてこの吸引力は励磁コイ
ル（７０）の励磁電流を変更することで制御でき、常時
トルク伝達容量に応じた所定の荷重をローラの各摩擦面
に印加することができる。

かかる構成において入力軸（４）に操舵トルクが加わり
、入力軸（０からトーションバー（８）を介して出力軸
（７）にトルク伝達が行われると共に、操舵トルクセン
サ（２４）によって操舵トルクの方向とトルク量が検出
されると制御回路によって信号処理され、ブラシ（４６
）を介して多重巻線（４１）に制御電圧が供給され、電
動機（３３）が操舵トルクと同方向に回転作動する。電
動機（３３）の回転子（３７）の回転トルクは、減速機
構（５０）によって減速され、第１キャリヤ部材（５５
）、第２キャリヤ部材（６０を介して出力軸（７）に伝
達される。このとき遊星機構（５１）、（５２）におけ
るリングローラ（５３）は、励磁コイル（７０）により
吸引連結されており、この吸引力は励磁コイル（７０）
の励磁ＴＦ、１ｉ、を変更することで制御できるため、
トルク伝達古漬に応じた所定の荷重をローラ”の各摩擦
面に印加することができ、小さなトルクから大きなトル
クまで常時安定して伝達効率を高くすることができる。

又、更にリングローラ（５３）とプラネタリ−ローラ（
５４）　、　（８３）は軸方向に分割されて夫々の分割
部材（５３ａ）・・・、（４５ａ）・・・が独立に移動
できるように構成されているため、製作精度の誤差から
各摩擦面が不均一となっている場合でも、各摩擦面には
均等な面圧を加えることができ、一部のｙｖ、振部のみ
が他の面に比べて著しく彦耗されるという不具合を解消
することができ、大きなトルクでも長期間安定して伝達
することが可能となる。

尚、本発明は実施例に限定されることはなく、例えば本
実施例における減速機構（５０）の各遊星機構（５１）
　、（５２）はリングローラ（５３）とプラネタリ−ロ
ーラ（５４）　、（８３）を軸方向に分割して構成する
ようにしたが、本発明はこの３つのローラのうち少なく
とも１つのローラを磁性体にて形成するとともに軸方向
に分割し、その−刃側に励磁コイルを設けるようにすれ
ばよい。

（発明の効果） 以上の説明より明らかな如く本発明によれば、小さなト
ルクから大きなトルクまで安定して伝達効率を高くする
ことができると共に、電磁クラッチの機構をも兼ね備え
、更に大きなトルクでも長期間に渡り安定して伝達する
ことができる耐久性にも優れた減速機構を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る減速機構を備えた電磁型倍力装着
を示す縦断面図、第２図は減速機構を示す一部詳細断面
図で、（Ａ）はリングローラとプラネタリ−ローラを示
す図、（Ｂ）はプラネタリ−ローラとサンローラを示す
図である。 そして図面中 （５０）・・・・・・・・・・・・減速機構（５３）・
・・・・・・・・・・・リングローラ（５４）、（６３
）・・・プラネタリ−ローラ（５Ｂ）　、　（６２）・
・・サンローラ（５３ｂ）　、（５４ｂ）、（ｅ３ｂ）
・・・摩擦面（５３ａ）　、　（５４ａ）・・・分割部
材（７０）・・・・・・・・・・・・電磁コイルである
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 略Ｖ字状の摩擦面を有するサンローラとプラネタリーロ
   ーラとリングローラとを備えてなる遊星ローラ式減速機
   構において、前記ローラのうち少なくとも１つを磁性体
   により形成するとともに軸方向に分割し、該分割された
   ローラの軸方向一方には該分割部材を吸引して結合させ
   る電磁コイルを配設したことを特徴とする減速機構。