CN104214279A - 包括行星齿轮的减速器和包括该减速器的车用转向装置 - Google Patents

包括行星齿轮的减速器和包括该减速器的车用转向装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及包括行星齿轮的减速器和包括该减速器的车用转向装置，更具体地涉及这样一种包括行星齿轮的减速器和包括该减速器的车用转向装置，该减速器可以补偿由行星齿轮、太阳轮和齿圈的轮齿磨损产生的间隙。

Description

包括行星齿轮的减速器和包括该减速器的车用转向装置
技术领域
本发明涉及一种包括行星齿轮的减速器和包括该减速器的车用转向装置，更具体地涉及这样一种包括行星齿轮的减速器和包括该减速器的车用转向装置，该减速器可以补偿由行星齿轮、太阳轮和齿圈的轮齿磨损产生的间隙。
背景技术
图1是根据现有技术用于在车用转向装置中使用的利用行星齿轮的减速器的截面图。
如图1所示，根据现有技术的使用行星齿轮的减速器包括连接到转向轴(未示出)的输入轴110、形成在输入轴110的下端的第一太阳轮120、第一级行星齿轮170、通过连接轴175连接到第一级行星齿轮170的第二级行星齿轮180、被第二级行星齿轮180外接的第二太阳轮130、连接到第二太阳轮130的输出轴140、联接到连接轴175一端的蜗轮、与蜗轮150啮合的蜗杆160，和联接到连接轴175的相对端的行星架190。
同时，例如，使用行星齿轮的减速器构成车辆的主动前轮转向装置，调整主动前轮转向装置的输入角和输出角的比率的方法会在以下简略的进行说明。
如果驾驶员操作方向盘时连接到方向盘的转向轴旋转，则连接到转向轴的输入轴110旋转，并且相应地，形成在输入轴110的下端的第一太阳轮120旋转。
在这种情况中，外接于第一太阳轮120的第一级行星齿轮170旋转，并且通过连接轴175连接到第一级行星齿轮170的第二级行星齿轮180旋转。
最终，内接在第二行星齿轮180中的第二太阳轮130旋转，并且相应地，从第二太阳轮130延伸的输出轴140旋转，从而驾驶员操作方向盘时产生的转向力通过输出轴140传递到齿轮齿条机构(未示出)。
同时，如果通过若干传感器产生的电信号传送到ECU(未示出)，ECU驱动马达并且在与马达轴连接的蜗杆160旋转的同时，与蜗杆160啮合的蜗轮150旋转，并且最终，与蜗轮150形成一体的行星架190旋转以使输出角与输入角之比可以被调整。
然而，在根据现有技术使用行星齿轮的减速器中，由于轮齿磨损产生的侧隙使得很难准确控制转向，特别地，车用转向装置的侧隙产生的噪音会导致在转向操作期间的不舒适感，并且随着轮齿的磨损噪音会增大。
发明内容
本发明致力于解决上述问题，并且本发明的目的是提供一种包括行星齿轮的减速器和包括该减速器的车用转向装置，该减速器可以补偿由行星齿轮、太阳轮和齿圈的轮齿磨损产生的间隙。
本发明的目的不限制于此，并且本领域技术人员可以清楚地理解其他没有提及的目的。
根据本发明的一个方面，提供一种包括行星齿轮的减速器，该减速器包括：联接到中空的马达轴的太阳轮；多个第一行星齿轮，所述第一行星齿轮外接所述太阳轮并且内接在第一齿圈中，该第一齿圈联接并固定到该减速器的外壳的内圆周表面；多个第二行星齿轮，所述第二行星齿轮内接在第二齿圈中并通过连接轴连接到所述第一行星齿轮，插入所述马达轴中的小齿轮轴联接到所述第二齿圈；行星架，所述小齿轮轴穿过该行星架，并且该行星架具有联接孔以使所述连接轴穿过并联接到所述联接孔，其中从所述行星架的中心到所述联接孔中的第一联接孔的中心的距离与从所述行星架的中心到其余联接孔的中心的距离不同；以及第一弹性构件，该第一弹性构件联接在插入所述第一联接孔中的第一连接轴与该第一联接孔之间。
根据本发明的另一个方面，提供一种包括行星齿轮的减速器，减速器包括：联接到中空的马达轴的太阳轮；多个第一行星齿轮，所述第一行星齿轮外接所述太阳轮并且内接在第一齿圈中，该第一齿圈联接并固定到该减速器的外壳的内圆周表面；多个第二行星齿轮，所述第二行星齿轮内接在第二齿圈中并通过连接轴连接到所述第一行星齿轮，插入所述马达轴中的小齿轮轴联接到所述第二齿圈；行星架，该行星架具有联接孔以使所述连接轴穿过并联接到所述联接孔，小齿轮轴穿过所述行星架；以及第一弹性构件，该第一弹性构件联接在所述连接轴中的第一连接轴与所述联接孔之间，以在所述行星架的径向方向上提供弹性支撑力。
根据本发明的另一个方面，提供一种车用转向装置，该车用转向装置包括：马达，该马达包括马达外壳和中空的马达轴；输入轴，该输入轴连接到转向轴并且通过扭杆连接到小齿轮轴；以及包括行星齿轮的减速器，该减速器设置在与所述马达外壳联接的外壳内，以将所述马达的旋转动力传输到所述小齿轮轴。
根据本发明的实施方式，由于行星齿轮、太阳轮和齿圈的轮齿磨损产生的间隙可以被补偿。
附图说明
本发明的以上和其他的目的、特征、和优点从以下详细说明结合附图变得更加明显，其中：
图1是根据现有技术用于车用转向装置中使用行星齿轮的减速器的截面图；
图2是根据本发明的一个实施方式包括具有行星齿轮的减速器的车用转向装置的图；
图3是图2的一部分截面图；
图4是图3的减速器的一部分的分解立体图；
图5是图4的减速器的分解立体图；
图6是图4的一部分的视图；
图7是图6的第一弹性构件的另一个实施方式的立体图；
图8是示出了根据本发明另一个实施方式包括行星齿轮的减速器的一部分的结构的视图；以及
图9是图8的第一弹性构件的立体图。
具体实施方式
下面将参照附图描述本发明的示例性实施方式。在本发明的元件的描述中，可能使用术语“第一”、“第二”、“A”、“B”、“a”、“b”等。这些术语仅仅用来将一个结构元件与其他结构元件区分开，对应结构元件的特性、顺序、序列等不受该术语限制。应该注意的是，如果在说明书中描述了一个部件被“连接”、“联接”或“结合”至另一个部件，第三部件可能“连接”、“联接”或“结合”在第一部件和第二部件之间，不过第一部件可以直接连接、联接或结合至第二部件。
图2是根据本发明的一个实施方式具有包括行星齿轮的减速器的车用转向装置的图。图3是图2的一部分的截面图。图4是图3的减速器的一部分的分解立体图。图5是图4的减速器的分解立体图。图6是图4的一部分的视图。图7是图6的第一弹性构件的另一个实施方式的立体图。图8是表示根据本发明另一个实施方式包括行星齿轮的减速器的一部分的结构的视图。图9是图8的第一弹性构件的立体图。
如图中所示，包括根据本发明的一个实施方式的包括行星齿轮的减速器的车用转向装置包括：包括马达外壳311和中空马达轴313的马达210；连接到转向轴203并且通过扭杆315连接到小齿轮轴250的输入轴207；和设置在外壳331中的减速器230，外壳331联接到马达外壳311，该转向装置用于传输马达210的旋转动力到小齿轮轴250。
转向轴203的一侧连接到方向盘201，并且其相对侧通过万向节205连接到输入轴207。
输入轴207通过扭杆315连接到小齿轮轴250，其中小齿轮251形成在小齿轮轴250中并且小齿轮251与形成在齿条杆220上的齿条221啮合。
系杆223通过内球形接头联接到齿条杆220的相对两侧，并且系杆223联接到转向节臂225，转向节臂225连接到车轮227。
扭矩传感器270连接到马达外壳311的上部并且由扭矩传感器270产生的电信号传送到电子控制单元(ECU)211，并且电子控制单元211基于从扭矩传感器270传递来的电信号和从其他传感器传递来的电信号控制马达210。
马达210包括马达外壳311和马达轴313，并且马达轴313具有中空形状以使小齿轮轴250插入马达轴313并且如上所述小齿轮轴250通过扭杆315连接到输入轴207。
同时，根据本发明该实施方式的减速器230设置在外壳331内，外壳331联接到马达外壳311，减速器230用于传递马达210的旋转动力到小齿轮轴250并且包括：例如，联接到中空马达轴313的太阳轮351；多个第一行星齿轮355，所述第一行星齿轮外接太阳轮351并且内接在第一齿圈353中，第一齿圈353联接并固定到外壳331的内圆周表面；多个第二行星齿轮352，所述第二行星齿轮通过连接轴连接到第一行星齿轮355，第二行星齿轮352内接在第二齿圈357中，插入马达轴313中的小齿轮轴250联接到第二齿圈357；行星架354，小齿轮轴250穿过行星架354，并且行星架354具有联接孔以使连接轴穿过并联接到联接孔，其中从行星架的中心O到联接孔中的第一联接孔501的中心P1的距离R1与从行星架的中心O到其余联接孔的中心P2和P3的距离R2和R3不同；以及第一弹性构件505，该第一弹性构件联接在插入第一联接孔501的第一连接轴503与第一联接孔501之间。
太阳轮351连接到马达210的中空马达轴313，并且与马达轴313一起转动。
第一行星齿轮355外接太阳轮351并且内接在第一齿圈353中，第一齿圈353联接并固定到外壳331的内圆周表面。
可以设置多个第一行星齿轮355，并且在图中示出了设置三个第一行星齿轮355的实施例。
其次，第二行星齿轮352通过连接轴连接到第一行星齿轮355，第二行星齿轮352内接在第二齿圈357中，小齿轮轴250穿过并联接到第二齿圈357，并且穿过并且联接到第二齿圈357的小齿轮轴250如上述插入中空马达轴313。
在此，第二齿圈357在其中心具有联接孔357a以使小齿轮轴250穿过并且联接到第二齿圈357，并且第二齿圈357具有一侧和相对侧敞开的圆柱形状。
其次，小齿轮轴250穿过行星架354的中心，并且联接孔501、502和601形成为使得连接轴穿过并联接到联接孔501、502和601。
在此，从其中心O到联接孔中的第一联接孔501的中心P1的距离R1与从其中心O到其余联接孔的中心P2和P3的距离R2不同。
例如，从行星架354的中心轴O到第一联接孔501的中心P1的距离R1比从行星架354的中心轴O到其余联接的孔中心P2和P3的距离R2和R3短，R1、R2、和R3可以做出如下比较。
R1＜R2＝R3
如果R1不同于R2和R3，连接到穿过并联接到第一联接孔501的第一连接轴503的行星齿轮352和355与太阳轮351和齿圈353、357啮合，同时在行星架354的径向上从初始组装阶段开始通过施加到第一弹性构件505的弹性力而被挤压，这将在以下说明。
因此，即使在减速器使用时轮齿磨损，行星齿轮352和355、太阳轮351和齿圈353和357的间隙也会由第一弹性构件505的弹性恢复力补偿。
当然R1、R2、和R3的尺寸可以如下。
R1＞R2＝R3
同时，在行星架354的外表面上形成有径向突出的多个突出支撑部511，并且联接孔501、502和601可以分别形成在突出支撑部511中。
切除部504可以在突出支撑部511中形成为向径向外侧和周向上的相对两侧敞开，第二行星齿轮352可以设置在切除部504内，并且支撑板513可以设置在位于切除部504中的第二行星齿轮352的相对两侧。
当然，在行星齿轮355和突出支撑部511之间也可以设置支撑板513。
旋转支撑构件联接到包括第一连接轴503和第二连接轴507在内的连接轴，具体地，联接到第一连接轴503的旋转支撑构件515在第一连接轴503的外圆周表面和第一弹性构件505之间联接，联接到第二连接轴507的旋转支撑构件515在第二连接轴507的外圆周表面和第二弹性构件509之间联接，并且联接到第一连接轴503和第二连接轴507以外的连接轴的旋转支撑构件515联接到对应的连接轴和联接孔。
例如，所述旋转支撑构件可以是低摩擦衬套。
其次，第一弹性构件505联接在插入第一联接孔501中的第一连接轴503和第一联接孔501之间，并且第一弹性构件505可以具有中空圆柱形状，或如图7所示，在第一弹性构件505的外圆周表面上可以形成有径向向外伸出的多个突起701。
当多个突起701形成在第一弹性构件505的外圆周表面上时，突起701在周向上以相等的间隔相互分开。
其次，第二弹性构件509可以联接到联接孔501、502和601中的第二联接孔502，并且第二弹性构件509的形状和结构可以和第一弹性构件505的相同或相似。
行星架354的第二联接孔502的中心P可以形成为不位于以等角间隔从行星架354的中心轴O径向延伸的线上，也就是，与其余联接孔501和601的中心P1和P3相比第二联接孔502的中心P2在周向上偏斜。
设定了第二联接孔502的位置时，与穿过并联接到第二联接孔502的第二连接轴507连接的行星齿轮352和355与太阳轮351和齿圈353和357啮合，同时在行星架354的圆周方向上从初始组装阶段开始被第二弹性构件509施加的弹性力挤压。
因此，即使减速器使用时轮齿磨损，行星齿轮352和355、太阳轮351和齿圈353和357的间隙也会由第二弹性构件509的弹性恢复力补偿。
同时，第二联接孔502的位置的设定和从行星架中心轴O到第一联接孔501的中心P1的距离R1的设定可以同时应用或选择性地应用。
其次，根据本发明另一个实施方式的包括行星齿轮的减速器包括：联接到中空马达轴313的太阳轮351；外接太阳轮351并内接在第一齿圈353中的多个第一行星齿轮355，第一齿圈353联接并固定到外壳331的内圆周表面；内接在第二齿圈357中的多个第二行星齿轮352，插入马达轴313的小齿轮轴250联接到第二齿圈357，并且第二行星齿轮352通过连接轴连接到第一行星齿轮352；行星架854，其具有联接孔801、802和803以使连接轴穿过并联接到联接孔801、802和803，并且小齿轮轴250穿过行星架854；和在连接轴中的第一连接轴503与联接孔801之间联接的第一弹性构件805，其用于在行星架854的径向方向上提供弹性支撑力。
以下，将说明行星架854、第一弹性构件805、第二弹性构件809等。
行星架854具有与根据本发明上述实施方式的包括行星齿轮的减速器的行星架354类似的结构，联接孔801、802和803的中心形成在与行星架854的中心轴线O’隔开的位置。
也就是，联接孔801、802和803的中心P1’、P2’和P3’位于圆心在行星架854的中心轴线O’上的圆C’上。
同时，联接孔801、802和803形成在从行星架854的外圆周表面径向突出的突出支撑部811中，并且突出支撑部811具有类似于上述突出支撑部511的结构。
其次，第一弹性构件805联接在第一连接轴503和联接孔801之间，以在行星架854的径向上提供弹性支撑力，并且第一弹性构件805的面向行星架854内侧的厚度D1与相反方向上的厚度D2不同，例如，图8示出了D1大于D2的示例。
第一弹性构件805的厚度设定为相互不同时，连接到穿过并且联接到第一联接孔801的第一连接轴503的行星齿轮352和355与太阳轮351和齿圈353和357啮合，同时在行星架854的径向上从初始组装阶段开始借助施加到第一弹性构件805的弹性力而被挤压。
因此，即使减速器使用时轮齿磨损，行星齿轮352和355、太阳轮351和齿圈353和357的间隙也会借助于第一弹性构件805的弹性力而被补偿。
其次，第二弹性构件809联接在连接轴中的除第一连接轴503外的第二连接轴507与联接孔802之间，以在行星架854的周向上提供弹性支撑力，并且在第二弹性构件809的面向行星架854的圆周方向的相对两侧中其中一侧的厚度D1’不同于另一侧的厚度D2’，以使在第二连接轴507的周向上提供弹性支撑力，并且图8示出了D1’大于D2’的实施例。
第二弹性构件809的厚度在行星架854的圆周方向上相互不同时，连接到穿过并且联接到第二联接孔802的第二连接轴507的行星齿轮352和355与太阳轮351及齿圈353和357啮合，同时在行星架854的周向上从初始组装阶段开始就借助施加到第二弹性构件809的弹性力而被挤压。
因此，即使减速器使用时轮齿磨损，行星齿轮352和355、太阳轮351及齿圈353和357的间隙也会借助第二弹性构件809的弹性力而被补偿。
同时，第一弹性构件805和第二弹性构件809可以同时或可选的应用于行星架854。
根据本发明的实施方式，行星齿轮、太阳轮和齿圈的磨损产生的间隙可以被补偿。
即使以上描述了本发明的实施方式的所有部件都被联接成单个单元或被联接成作为单个单元操作，但是本发明并非必然地限于这种实施方式。所有结构元件中的至少两个元件可以选择性地结合和操作，而不会脱离本发明的范围。尽管为了说明之目的已经描述了了本发明的实施方式，但是本领域技术人员应认识到，在不脱离本发明的范围和精神的情况下，可以进行各种修改、增加和替换。本发明的范围应该在所附权利要求的基础上以包含在等价于这些权利要求中的范围内的技术构思都属于本发明的方式来进行解释。
相关申请的交叉援引
本申请依据35U.S.C.§119(a)要求于2013年5月30日提交的韩国专利申请No.10-2013-0061769的优先权和权益，在此出于所有之目的通过援引将该申请合并于此，如同其被完整阐述一样。

Claims (14)

1.一种包括行星齿轮的减速器，该减速器包括：
联接到中空的马达轴的太阳轮；
多个第一行星齿轮，所述第一行星齿轮外接所述太阳轮并且内接在第一齿圈中，该第一齿圈联接并固定到该减速器的外壳的内圆周表面；
多个第二行星齿轮，所述第二行星齿轮内接在第二齿圈中并通过连接轴连接到所述第一行星齿轮，插入所述马达轴中的小齿轮轴联接到所述第二齿圈；
行星架，所述小齿轮轴穿过该行星架，并且该行星架具有联接孔以使所述连接轴穿过并联接到所述联接孔，其中从所述行星架的中心到所述联接孔中的第一联接孔的中心的距离与从所述行星架的中心到其余联接孔的中心的距离不同；以及
第一弹性构件，该第一弹性构件联接在插入所述第一联接孔中的第一连接轴与该第一联接孔之间。
2.根据权利要求1所述的减速器，该减速器进一步包括联接在插入第二联接孔中的第二连接轴与该第二联接孔之间的第二弹性构件。
3.根据权利要求2所述的减速器，其中，所述行星架的所述第二联接孔的中心形成为不位于以等角间隔从所述行星架的中心轴线径向延伸的线上。
4.根据权利要求3所述的减速器，其中，在所述第一弹性构件和所述第二弹性构件中的一者或二者的外表面上形成有径向向外突出的多个突起。
5.根据权利要求4所述的减速器，其中，这些突起彼此以等间隔周向分隔开。
6.根据权利要求3所述的减速器，其中，所述行星架具有在其外圆周表面上周向形成的多个径向伸出的突出支撑部，并且所述联接孔分别形成在这些突出支撑部中。
7.根据权利要求6所述的减速器，其中，在所述突出支撑部中形成有向径向外侧和周向上的相对两侧敞开的切除部，并且所述第二行星齿轮能设置在该切除部中。
8.一种包括行星齿轮的减速器，该减速器包括：
联接到中空的马达轴的太阳轮；
多个第一行星齿轮，所述第一行星齿轮外接所述太阳轮并且内接在第一齿圈中，该第一齿圈联接并固定到该减速器的外壳的内圆周表面；
多个第二行星齿轮，所述第二行星齿轮内接在第二齿圈中并通过连接轴连接到所述第一行星齿轮，插入所述马达轴中的小齿轮轴联接到所述第二齿圈；
行星架，该行星架具有联接孔以使所述连接轴穿过并联接到所述联接孔，小齿轮轴穿过所述行星架；以及
第一弹性构件，该第一弹性构件联接在所述连接轴中的第一连接轴与所述联接孔之间，以在所述行星架的径向方向上提供弹性支撑力。
9.根据权利要求8所述的减速器，其中，在所述连接轴中的除所述第一连接轴以外的第二连接轴与所述联接孔之间联接有第二弹性构件，以在所述行星架的周向上提供弹性支撑力。
10.根据权利要求9所述的减速器，其中，所述行星架具有在其外圆周表面上周向形成的多个径向伸出的突出支撑部，并且所述联接孔分别形成在这些突出支撑部中。
11.根据权利要求10所述的减速器，其中，在所述突出支撑部中形成有向径向外侧和周向上的相对两侧敞开的切除部，并且所述第二行星齿轮能设置在该切除部中。
12.根据权利要求8所述的减速器，其中，所述第一弹性构件的面向所述行星架的内侧的厚度与相反方向上的厚度不同，从而该第一弹性构件在径向上向所述第一连接轴提供弹性支撑力。
13.根据权利要求12所述的减速器，其中，在所述第二弹性构件的面向所述行星架的圆周方向的相对两侧中，一侧的厚度与另一侧的厚度不同，从而该第二弹性构件在周向上向所述第二连接轴提供弹性支撑力。
14.一种车用转向装置，该车用转向装置包括：
马达，该马达包括马达外壳和中空的马达轴；
输入轴，该输入轴连接到转向轴并且通过扭杆连接到小齿轮轴；以及
权利要求1至13中任一项的包括行星齿轮的减速器，该减速器设置在与所述马达外壳联接的外壳内，以将所述马达的旋转动力传输到所述小齿轮轴。
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