JPS61171663A - 電磁型倍力装置の減速機構 - 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の減速機構に関する。

（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。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、上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たため、減速機
構の歯車の加工誤差やバラクララ、・７−惇Ｌｊ　）　
４１山市１７１噛み＾い蔗で端軸６騒在か巻生させるお
それがあった。特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上を阻げ、さらに南軍のバ
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」
二を阻げる原因となっていた。

（問題点の解決手段） 本発明では、減速機構を外周面に摩擦伝動面を有する複
数のローラの組合せにより構成したものである。

（作用） 上記の如く構成すれば、歯車の噛み合い部がなく摩擦伝
動面を通じてトルクが伝達され、加工誤差やバックラッ
シュ等に伴う減速機構での騒音および振動の発生をなく
することができる。

（￥施例） 以下に本考案の好適な一実施例を添付図面に基づいて詳
細に説明する。

第１図〜第３図は本実施例の電磁型倍力装置の減速機構
を示す。

第１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および出力軸である０
本実施例では入力軸（０の内端部が出力軸（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、人力軸（０が軸受（９）、（ｔ
ｏ）により、出力軸（７）が軸受（１１）、（１２）、
（１３）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（４）の周囲に配設された操舵速度センサ
（２０）と、入出力軸（４）と（７）の嵌合部の周囲に
配設された操舵トルクセンサ（トルク検出手段＞　（２
４）と、出力軸（７）の周囲に配設された電動機（３３
）、減速機構（５０）、電磁り５−／　４−　（８３ゝ
“＋＠Ｌｆ、Ｊｌｌｌｄ／ｃＴＴｏ６°　　　　　　　
１更に詳述すると、上記入力軸（４）は第１軸（５）と
筒状の第２軸（６）に分割され、第１軸（５）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
ルが固着されている。また、第２軸（６）の内端側に設
けられた孔内には、第１軸（５）の内端側に形成された
小径部が遊嵌されており、これらの嵌合部には振動伝達
防止用のゴムブツシュ（弾性手段）（１０が介装され、
このゴムブツシュ（１４）により第１軸（５）と第２軸
（６）とが連結している。そして、第１軸（５）と第２
軸（６）とはゴＬ、ブツシュ（１４）により弾性的に連
結されるとともに、前記隙間により所定角度板れた後に
第１軸（５）と第２軸（６）が係合し、捩り方向には弾
性部材（１４ｃ）に所定トルク以上の負荷が加わらない
構造となっている。尚、（１８）は抜は防１ヒ用のサー
クリップである。

また、第２軸（６）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
されたおり、第２軸（６）の他端側に形成された小径部
が軸受（１１）を介して出力軸（７）の拡径部内に支承
されている。さらに、第９＆ＩＩｔＱ）し出七赫／７１
小山纏偏［デ好虐七り本ｌ山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）により第２軸（６）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アに連結される。したがって、ハン
ドルにより入力軸（４）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）および
負荷側へ伝達される。尚、上記ゴムブツシュ（１４）の
剛性はトーションバー（８）に比べ高く形成されている
。

上記操舵速度センサ（２０）は、第２軸（６）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プラ（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、第２軸（６）と出刃
軸（７）との嵌合部外周に、軸方向変位可能に設けられ
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、第２
軸（６）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）、
（２７）との係合間係により、軸心方向に移動すること
となり、第２軸（６）に付与される回転トルクに対し出
力軸（７）に対応して可動鉄心（２５）か変位する。ま
た、可動鉄心（２５）の周囲に設けられるコイル部（２
８）は、パルス信号が入力される一次コイル（２３）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（２９）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７シＪンバー（８）の捩れに伴って第２軸（６）と
出力軸（７）との間に角度差が生ずると、可動鉄心（２
５）の軸方向変位が電気信号に変換される。

次に、Ｆ記電動機（３３）は、ボルト（３４）によりス
テアリングコラム（＋）および（３）に一体重に固着さ
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）の周囲に回転可能に配設された回転子（３７）
とからなる０回転子（３７）は、軸受（ＩＩＡ）および
（１３）を介して出力軸（７）に回動可能に環装される
筒袖（３Ｂ）を備え、この筒袖（３８）の外周にはスキ
ュー溝を有する鉄心（３９）、多重巻線（４１）が順次
一体重に環装され、前記磁石（３６）と鉄心（３９）の
外周との間は微小なエアギャップが設けられている。ま
た、筒袖（３８）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
（４Ｂ）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被磁
性体のパイプを通じてステータ（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ｉ！（４
１）に電源を供給することにより回転トル９　＊　＃　
ｔ　”　　　　　　　　　　　　　　　Ｍ上記減速機構
（５０）は、第２図に示すように、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、第３図に示すように
、ケース（３）の内周面を摩擦伝動面とする共用のリン
グローラ（５３）と、前記筒袖（３日）の他端側（図中
左端側）外周を摩擦伝動面とするローラ（３８ａ）と、
これらに介設され外周を摩擦伝動面とする３個のプラネ
タリ−ローラ（５４）と、これらのプラネタリ−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）に一体重に連結された筒体（５Ｂ
）の外周を摩擦伝動面とするサンローラ（５Ｅｌａ）と
、これらに介設され外周を摩擦伝動面とする３個のプラ
ネタリ−ローラ（５７）と、これらのプラネタリ−ロー
ラ（５７）を枢支する第２キャリヤ部材（５８）とから
なる、また、この第２キャリヤ部材（５８）の内縁側に
は軸受（５９）を介して出力軸（７）に支承される筒体
（６０）が一体重に連結される一方、その外縁部にはケ
ース（３）の内周に沿う筒体（６１）が一体重に連結さ
れ、この筒体（６１）の内周面には周方向に内＊（８１
ａ）が形成されている。さらに、本実施例では、リング
ローラ（５３）、各サンローラ（３８ａ）　、　（５６
ａ）およびプラネタリ−ローラ（５４）、（５７）は、
それぞれ金属（例えば、鉄、アルミニューム等）により
形成され、各摩擦伝動面が、互いに嵌合できる断面Ｖ字
状の溝に形成されている。したがって、電動機（３３）
が回転すると、電動機（３３）の回転トルクが前段およ
び後段の遊星機構（５１）、（５２）を介して筒体（６
１）に伝達され、従来のような歯車機構の如き騒音およ
び振動の発生が低減される。また、各ローラの摩擦伝動
面がＶ字状の溝に形成されているため、伝動面積が増大
するとともに各ローラの軸方向変動を防１Ｆできる。な
お、各ローラ（５３＊　３８　ａ　＊５８ａ、５４．５
７）は金属型に限らず、樹脂等により形成することもで
きる。

上記電磁クラッチ（６３）は、そのロータ（６４）が、
出力軸（７）にスプライン結合した環体（６５）に軸受
（６Ｇ）を介して回動可能に支承される一方、捩り振動
を吸収する環状の弾性部材（６７）を介して出、刃軸（
７）に固着されている。また、ロータ（６４）は筒状に
形成され、前記第２キャリヤ部材（５８）および筒体（
ＢＯ）の周囲まで延在し、この延在部の内面から出力軸
（７）の外周に向は放射状に突出する一対の突起（８４
ａ）が突設されている。これらの突起（１３４ａ）は前
記環体（６５）に形成された切欠溝に円周方向で所要の
間隙を有して挿入されており、周方向において環体（６
５）と係合間係を有している。したがって、ロータ（６
０の突起（８４ａ）と環体（θ５）が係合するまでの間
では弾性的に連結され状態とする。また、ロータ（８４
）の延在部の外周には、外歯（８４ｂ）が形成されてお
り、この延在部の前記第２キャリヤ部材（５８）と反対
側の位置には円板状の支持板（６４ｃ）が突設されてい
る。この支持板（８４ｃ）と第２キャリヤ部材（５Ｂ）
との間には、前記筒体（６１）の内１（１３１ａ）に噛
合する溝を外周に有する円板状のプレー）　（８Ｂ）と
、ロータ（６４）の外歯（８４ｂ）に噛合する溝を内周
に有する円板状のプレート（１１１９）とが、交互に配
設され、多板クラッチ機構を構成している。さらに、ケ
ース（３）には縦断面二字状の枠体（７１）が固着され
、この枠体（７１）内に環状の励磁コイル（７２）が収
納されており、励磁コイル（７２）がリード線を通じて
制御装置に接続されている。

したがって、励磁コイル（７２）の通電に伴ない発生す
る電磁力により、プレー）　（６１１）および（Ｂ８）
が励磁コイル（７２）側へ吸引されるため、減速装置（
５０）を介して伝達される電動機（３３）の回転トルク
が多板クラッチ機構およびロータ（６４）の突起（ｌｌ
１４ａ）を通じて出力軸（７）へ伝達される。

以上において、入力軸（４）に操舵トルクが加ゎり、入
力軸（４）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）に電源が供給され、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（５
ｏ）によって減速され、第１キャリア部材（５５）　、
第２キャリア部材（５８）を介し　　　　　ぎて出力軸
（７）に伝達され、電磁クラッチ（８３）を通じて出力
される。

上記の如く、減速機構（５ｏ）を、摩擦伝動面を有する
ローラの組合せにより構成したので、従来の如き減速機
構の歯車に起因する騒音や振動の発生がなくなり、入力
軸（４）に伝達される振動を低減することができるばか
りか、歯車のバックラッシュによるロストモーションが
ないために、操舵切換し時の操舵フィーリングを向上さ
せることがででる。

尚、−Ｆ記実施例において、各ローラの摩擦伝動面を断
面Ｖ字状の溝に形成した場合について説明したが、これ
に限らず、摩擦伝動面を平面に形成しても同等の効果を
得ることができる。また、遊星形の減速機構を例に採っ
て説明したが、これに限らず１本発明は多軸形の減速機
構にも適用することができる。さらに１本発明はクラッ
チ装置を備えない電磁型倍力装置に対して適用すること
ができるのは勿論である。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、電動機の回転トル
クを“出力軸に伝達する減速機構を、摩擦伝動面を有す
るローラの組合せにより構成したことにより、従来の如
き減速機構の歯車に起因する騒音や振動の発生をなくす
ることができるため、入力軸に伝達される振動を低減す
ることができるばかりか、歯車のバックラッシュによる
ロストモーションがない、その結果、ステアリングホイ
ールにおける操舵フィーリングを向上することができる
。また、上記実施例においては、各ローラの摩擦伝動面
を断面Ｖ字状の溝に形成したことにより、トルク伝達の
伝動面積を増大できるため、トルク伝達能力を高めるこ
とができるとともに、各ローラが互いのＶ溝により嵌合
されるため、ローラの軸方向変動を防止でき、耐久性を
も高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の一実施例に係り、第１図
は電磁型倍力装置の縦断面図、第２図は減速機構を示す
要部拡大断面図、第３図は第２図中のｍ−■矢視断面図
である。 図面中、 ７　・・・・・・　出力軸 ３３　・・・・・・　電動機 ３８ａ　、５６ａ　　・・・・・・　サンローラ５０　
・・・・・・　減速機構 ５３　・・・・・・　リングローラ ５４．５７　　・・・・・・　プラネタリ−ローラ５５
．５８　　・・・・・・　キャリヤ部材である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）補助トルクを発生する電動機とこの電動機の補助
   トルクを出力軸に伝達する減速機構とを備えた電磁型倍
   力装置において、前記減速機構を、外周面に摩擦伝動面
   を有する複数のローラの組合せにより構成したことを特
   徴とする電磁型倍力装置の減速機構。
2. （２）前記ローラの組合せを、入力側のサンローラと、
   このサンローラと同心状に配設されるリングローラと、
   これらのサンローラとリングローラとの間に介設される
   プラネタリーローラと、このプラネタリーローラを枢支
   する出力側のキャリヤ部材とにより構成した特許請求の
   範囲第１項記載の電磁型倍力装置の減速機構。
3. （３）前記各ローラの外周をＶ溝状に形成した特許請求
   の範囲第１項または第２項記載の電磁型倍力装置の減速
   機構。