CN107206894A - 动力传递装置 - Google Patents

Abstract

一种动力传递装置(10)，其具有马达(12)、与马达(12)的旋转轴(21)连接的蜗杆(22)、和与蜗杆(22)啮合并相对于蜗杆(22)配置于操作踏板侧的涡轮(23)，在马达(12)和壳体(11)之间配置有施力部件(51)，该施力部件(51)对马达(12)向马达(12)驱动时蜗杆(22)和涡轮(23)抵接的方向施力。

Description

动力传递装置

技术领域

本发明涉及一种动力传递装置(power transmission device)。

本申请要求2015年3月4日提交的日本发明专利申请特愿2015－042301号的优先权，并在此引用其内容。

背景技术

作为动力传递装置之一，已知一种反力输出装置(reaction force outputdevice)，为了抑制在车辆起步时或行驶时加速踏板被超出必要限度地踩踏，该反力输出装置对加速踏板施加与踏下状态相对应的反力(例如，参照下述专利文献1)。

专利文献1中记载的加速踏板装置在将加速踏板的基端部以可转动的方式进行轴支承的壳体中内置有用于使加速踏板返回初始位置的复位弹簧、用于产生反力的马达、和用于将该马达的旋转向加速踏板传递的传递杆。在该加速踏板装置中，马达由与加速踏板的踏下状态相对应的驱动力控制，该驱动力通过传递杆被施加于加速踏板。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本发明专利特开2010－111379号

发明内容

本发明所要解决的问题

但是，近来，在上述的反力输出装置中，为了实现小型薄型化和高减速比，正在研究利用蜗杆减速器来连接在马达和传递杆之间。具体而言，蜗杆减速器具有与马达的旋转轴连接的蜗杆(worm)、和与蜗杆啮合的涡轮(worm wheel)。

在此，在蜗杆和涡轮的啮合部分，为了使蜗杆减速器顺畅地旋转而存在有齿隙(backlash)。在该情况下，在反力控制时(马达被驱动时)，在蜗杆的进给侧的齿隙堵塞的状态(蜗杆和涡轮的啮合部分抵接的状态)下，蜗杆和涡轮向加速踏板的返回方向一体旋转。另一方面，在马达停止时，加速踏板通过复位弹簧的复原力向初始位置返回的返回动作时，涡轮相对于蜗杆向加速踏板的返回方向旋转。据此，在蜗杆和涡轮的啮合部分中的、蜗杆的进给侧形成有齿隙。

并且，当在蜗杆的进给侧形成有齿隙的状态下踏下加速踏板时，涡轮相对于蜗杆向加速踏板的踏下方向旋转(向与返回方向相反的方向旋转)。

此时，形成于蜗杆的进给侧的齿隙堵塞，涡轮和蜗杆的啮合部分抵接，从而具有在涡轮与蜗杆之间产生撞击声的风险。

另外，在蜗杆的进给侧形成有齿隙的状态下进行上述的反力控制的情况下，齿隙堵塞，蜗杆和涡轮的啮合部分抵接之后，如上所述那样，蜗杆和涡轮将一体旋转。因此，在提高反力控制的响应性方面存在改善的余地。

本发明所涉及的技术方案是考虑到上述的情况而做出的，其目的是提供如下一种动力传递装置，该动力传递装置实现了小型薄型化和高减速比，在此基础上，能够抑制撞击声的产生，并且能够实现响应性的提高。

用于解决问题的技术方案

为了解决上述的技术问题以实现所述的目的，本发明采用了以下的技术方案。

(1)本发明涉及的一个技术方案的动力传递装置是向操作部传递动力的动力传递装置，其具有马达、蜗杆和涡轮，其中，所述蜗杆与所述马达的旋转轴连接；所述涡轮与所述蜗杆啮合，并相对于所述蜗杆配置于所述操作部侧，相对于所述蜗杆和所述涡轮的啮合部分，在所述涡轮侧和所述蜗杆侧的至少一方侧配置有施力部件(biasing member)，该施力部件对所述一方侧向所述马达驱动时所述蜗杆和所述涡轮抵接的方向施力。

根据上述(1)的技术方案，当马达旋转时，其驱动力通过蜗杆和涡轮传递给操作部，能够对操作部进行操作(例如，反力控制)。

另一方面，在马达停止时，旋转力从操作部输入涡轮时，涡轮相对于蜗杆旋转。此时，追随涡轮的旋转，涡轮侧和蜗杆侧的至少一方侧被施力部件向马达驱动时蜗杆和涡轮抵接的方向(蜗杆的进给侧)施力。据此，形成于蜗杆的进给侧齿隙被堵塞，在蜗杆和涡轮的啮合部分中，齿部彼此处于始终接近或抵接的状态。

这样，由于维持齿部彼此的接近或抵接状态，因此能够抑制蜗杆和涡轮之间的撞击声的产生。

另外，在马达驱动时蜗杆和涡轮会迅速地啮合，因此能够提高动力传递装置的响应性。

而且，根据上述(1)的技术方案，在马达和操作部之间配置有包括蜗杆和涡轮的减速机构，因此，例如，与使用由正齿轮等构成的减速机构的情况相比，能够实现与马达的旋转轴正交的方向上的小型薄型化和高减速比。

(2)在上述(1)的技术方案中，还可以具有动力传递部和离合机构，其中，所述动力传递部配置在所述涡轮和所述操作部之间，并对所述操作部向初始位置施力；所述离合机构在所述马达驱动时使所述涡轮和所述动力传递部之间处于连接状态，而在所述马达停止时且在通过所述动力传递部的施加力使所述操作部复原时使所述涡轮和所述动力传递部之间处于断开状态。

在上述(2)的技术方案的情况下，在动力传递部和涡轮之间设置有离合机构，因此，在操作部复原时动力传递部相对于涡轮进行空转。据此，在马达停止时且在动力传递部的施加力使操作部复原时，不容易受到马达侧的旋转摩擦的影响。另外，能够将涡轮被带动旋转的量抑制到最小限度，因此能够抑制(防止)在蜗杆的进给侧形成齿隙。

(3)在上述(1)或(2)的技术方案中，所述施力部件可以设置在所述马达和收装所述马达的壳体之间。

在上述(3)的技术方案的情况下，由于在马达和壳体之间设置有施力部件，因此，能够实现简单化。

发明效果

根据本发明所涉及的技术方案，实现了小型薄型化和高减速比，在此基础上，能够抑制撞击声的产生，并且能够实现响应性的提高。

附图说明

图1是一个实施方式的加速踏板装置的侧视图。

图2是表示在反力输出装置中移除了壳体的状态的图。

图3是用于说明反力输出装置中马达周边的结构的概略结构图。

图4是用于说明操作踏板的踏下时的作用的说明图，且是相当于图2的图。

图5是用于说明操作踏板的反力控制时的作用的说明图，且是相当于图2的图。

图6是用于说明操作踏板的反力控制时的作用的说明图，且是相当于图3的概略结构图。

图7是用于说明操作踏板的踏板返回时的作用的说明图，且是相当于图2的图。

图8是用于说明操作踏板的踏板返回时的作用的说明图，且是表示蜗杆和涡轮的图。

图9是用于说明操作踏板的踏板返回时的作用的说明图，且是相当于图3的图。

具体实施方式

接着，根据附图说明本发明的实施方式。在以下的说明中，对搭载于车辆的加速踏板装置上的反力输出装置采用了本发明的动力传递装置的情况进行说明。

[加速踏板装置]

图1是加速踏板装置1的侧视图。

加速踏板装置1具有设置在驾驶座的脚边的踏板单元2、和与踏板单元2连接的反力输出装置(动力传递装置)10。

＜踏板单元＞

踏板单元2具有：安装于车身的保持基座3；和与设置于保持基座3的支轴3a可转动地连接的操作踏板(操作部)4。

在保持基座3和操作踏板4之间设置有未图示的复位弹簧(return spring)，该复位弹簧对操作踏板4向初始位置施力。

操作踏板4具有：基端部以悬臂(cantilever)状支承于上述的支轴3a的踏板臂5；设置在踏板臂5的顶端部并由驾驶者踏下的踏板部6；和与踏板臂5的基端部连接的反力传递杆7。

在操作踏板4上连接有未图示的连接线，该连接线用于根据踏板臂5的操作量(转动角度)来操作内燃机的未图示的节气门(throttle valve)的开度。但是，在内燃机采用电子控制节气门的情况下，也可以在踏板单元2设置用于检测踏板臂5的转动角度的旋转传感器，并根据该旋转传感器的检测信号来控制节气门的开度。

反力传递杆7沿与踏板臂5的延伸方向大致相反的方向延伸，并与踏板臂5一体转动。具体而言，反力传递杆7的基端部与踏板臂5的基端部连接，另一方面，反力传递杆7的顶端部与反力输出装置10的后述的输出杆33连接。

＜反力输出装置＞

图2是表示在反力输出装置10中移除了壳体11的状态的图。

如图2所示，反力输出装置10具有马达12、对马达12的驱动力进行减速的减速机构13、具有将马达12的驱动力向操作踏板4输出的输出轴15的反力输出部(动力传递部)16、和收装上述各结构部件的壳体11(参照图1)。即，本实施方式的反力输出装置10将马达12的驱动力通过减速机构13减速之后，将其通过反力输出部16作为反力施加于操作踏板4。另外，输出轴15在与马达12的旋转轴21正交的方向上，与上述的支轴3a平行而延伸。在以下的说明中，有时将沿着马达12的旋转轴21的方向称作旋转轴方向，将沿着输出轴15的方向称作输出轴方向。

减速机构13具有：与马达12的旋转轴21连接的蜗杆22；与蜗杆22啮合的涡轮23；和通过未图示的离合机构与涡轮23连接的小齿轮25。

蜗杆22沿旋转轴方向延伸，并且在其外周面上形成有螺旋状的齿部22a。

涡轮23呈有底筒状，并且可旋转地支承于从壳体11竖立设置的支承销31。在涡轮23中的筒部的外周面上形成有与蜗杆22的齿部22a啮合的齿部23a。另外，支承销31与输出轴15平行而延伸。

小齿轮25呈有底筒状，并且可旋转地支承于上述的支承销31。在本实施方式中，小齿轮25与涡轮23同轴地且相对于涡轮23可旋转地收装于涡轮23的筒部内。在小齿轮25的底部形成有凸起部26，该凸起部26向输出轴方向的外侧(涡轮23的相反侧)突出，在该凸起部26的外周面上形成有齿部25a。

反力输出部16具有：可旋转地支承于壳体11的输出轴15；固定于输出轴15并与小齿轮25啮合的扇形齿轮32；和固定于输出轴15并与上述的反力传递杆7连接的输出杆33。

输出轴15贯穿壳体11而设置，且其输出轴方向的一端部从壳体11突出。

扇形齿轮32在从输出轴方向观察到的俯视图中呈扇状，在扇形齿轮32的外周缘形成有与小齿轮25的齿部25a啮合的齿部32a。扇形齿轮32收装于壳体11内，并固定于输出轴15中的位于壳体11内的部分。另外，在扇形齿轮32和壳体11之间设置有对反力输出部16向初始位置施力的螺旋弹簧34。

输出杆33的基端部固定于输出轴15的一端(从壳体11突出的部分)，并且，该输出轴33被设置为能够与扇形齿轮32一起转动。输出杆33的顶端部被设置为能够在转动方向上与上述的操作踏板4的反力传递杆7的顶端部抵接。在该情况下，输出杆33与反力传递杆7在操作踏板4被驾驶员踏下时相互抵接。另外，输出杆33和反力传递杆7可以为始终抵接的结构。

离合机构是切换马达12和反力输出部16之间的驱动力的传递和断开的装置，并且配置于在涡轮23和小齿轮25之间划分形成的离合器收装部S内。离合机构在马达12驱动时、以及在马达12停止时且在操作踏板4的踏下动作时，使涡轮23和小齿轮25处于连接状态。据此，在涡轮23和小齿轮25之间进行旋转力的传递。另一方面，离合机构在马达12停止时且在通过螺旋弹簧34使反力输出部16向初始位置复原时(操作踏板4向初始位置的返回动作时)，使涡轮23和小齿轮25之间的连接处于断开状态。据此，在涡轮23和小齿轮25之间的旋转力的传递被断开。

图3是用于在反力输出装置10中说明马达12周边的结构的概略结构图。

但是，如图3所示，上述的马达12具有：收纳未图示的转子和定子的马达壳体35；和固定于转子并从马达壳体35突出的旋转轴21。

马达壳体35收装于被壳体11划分形成的马达收装部41内。在马达收装部41中，在相对于马达壳体35位于旋转轴方向的两侧的部分上，配置有第一限制壁42和第二限制壁43，该第一限制壁42和第二限制壁43限制马达12相对于壳体11在旋转轴方向上的移动。

第一限制壁42相对于马达壳体35位于旋转轴方向的一端侧，并具有由旋转轴21的突出部分贯穿的缺口42a。

第二限制壁43相对于马达壳体35位于旋转轴方向的另一端侧，马达壳体35从旋转轴方向的一端侧接近或抵接于第二限制壁43。

在此，在第一限制壁42和马达壳体35之间设置有施力部件51，该施力部件51对马达12向使马达壳体35远离第一限制壁42的方向施力。

在本实施方式中，施力部件51例如由螺旋弹簧构成，施力部件51的一端部与第一限制壁42连接，施力部件51的另一端部与马达壳体35的旋转轴方向上的一端面连接。在该情况下，施力部件51对马达12向马达12驱动时的蜗杆22的进给侧(蜗杆22和涡轮23的齿部22a、23a彼此抵接的方向)施力。因此，蜗杆22和涡轮23处于在啮合部分中蜗杆22的进给侧的齿隙堵塞，并且齿部22a、23a彼此始终抵接的状态。

[作用]

接着，对上述的加速踏板装置1的作用进行说明。

＜踏板踏下时＞

图4是用于说明操作踏板4的踏下时的作用的说明图，且是相当于图2的图。

如图4所示，当操作踏板4被驾驶员踏下时，操作踏板4从初始位置向绕支轴3a的踏下方向A1(图1中的逆时针方向)旋转，根据该旋转角来调整内燃机的节气门的开度。当操作踏板4向踏下方向A1旋转时，反力传递杆7与反力输出部16的输出杆33抵接，并使反力输出部16向绕输出轴15的踏下方向B1(图4中的逆时针方向)转动。

当反力输出部16转动时，该转动力通过反力输出部16的扇形齿轮32传递给小齿轮25，小齿轮25向绕支承销31的踏下方向C1旋转。在此，在操作踏板4被踏下时，离合机构使涡轮23和小齿轮25处于连接状态，据此使小齿轮25的旋转力通过离合机构传递给涡轮23。其结果，涡轮23与小齿轮25一起向踏下方向C1旋转。

然后，涡轮23的旋转力通过蜗杆22传递给旋转轴21，据此，蜗杆22和旋转轴21向踏下方向D1(马达12的旋转方向的反方向)旋转。

＜反力控制时＞

图5是用于说明操作踏板4的反力控制时的作用的说明图，是相当于图2的图。

在上述的踏下时，当根据操作踏板4的踏下速度或车辆的驾驶状况判断为操作踏板4被过度踏下时，开始由反力输出装置10进行的反力控制。具体而言，如图5所示，反力输出装置10的马达12驱动，使旋转轴21向返回方向D2(马达12的正转方向)旋转。于是，马达12的驱动力通过蜗杆22传递给涡轮23，据此，涡轮23向绕支承销31的返回方向C2旋转。在此，在马达12驱动时，离合机构使涡轮23和小齿轮25处于连接状态，据此使涡轮23的旋转力通过离合机构传递给小齿轮25。其结果，小齿轮25与涡轮23一起向返回方向C2旋转。

然后，小齿轮25的旋转力通过扇形齿轮32传递给反力输出部16，据此，反力输出部16向绕输出轴15的返回方向B2转动。当反力输出部16向返回方向B2转动时，该转动力通过输出杆33传递给操作踏板4的反力传递杆7。然后，通过反力传递杆7将向返回方向A2的转动力传递给操作踏板4。此时，与踏下速度或车辆的驾驶状况相对应的驱动力作为反力从反力输出装置10被施加于操作踏板4。因此，内燃机的加速状态或“过度踏下”等信息通过对踏板部6踩踏的脚掌被传递给驾驶员。

图6是用于说明操作踏板4的反力控制时的作用的说明图，且是相当于图3的概略结构图。

另外，如图6所示，在上述的反力控制时，推力负荷作用于蜗杆22和涡轮23的啮合部分，据此，马达12向克服施力部件51的施加力的方向(第一限制壁42侧)移动。

＜踏板返回时＞

图7是用于说明操作踏板4的踏板返回时的作用的说明图，且是相当于图2的图。

如图7所示，当驾驶员对操作踏板4(踏板部6)的踏力从操作踏板4被踏下的状态被迅速地解除时，操作踏板4将通过未图示的复位弹簧的复原力向初始位置(返回方向A2)返回。于是，反力输出部16受到螺旋弹簧34的施加力而追随操作踏板4的返回动作，从而向初始位置(返回方向B2)转动。在此，离合机构在马达12停止时且在通过螺旋弹簧34使反力输出部16向初始位置复原时，使涡轮23和小齿轮25处于断开状态，因而，涡轮23和小齿轮25之间的旋转力的传递被断开。因此，仅小齿轮25相对于涡轮23旋转(空转)。因此，反力输出部16在不受到马达12的旋转摩擦的影响的情况下向返回方向B2转动，并追随操作踏板4的返回动作。

图8是用于说明操作踏板4的踏板返回时的作用的说明图，且是表示蜗杆22和涡轮23的图。

但是，如图8所示，在加速踏板装置1中，在上述的踏板返回时小齿轮25空转时，有时候涡轮23也略微向返回方向C2旋转。在该情况下，蜗杆22和涡轮23的啮合部分中的齿隙K有可能形成于蜗杆22的进给侧。

图9是用于说明操作踏板4的踏板返回时的作用的说明图，且是相当于图3的图。

与此相对，在本实施方式中，图9所示的施力部件51对马达12向蜗杆22的进给侧施力，由此追随涡轮23的向返回方向C2的旋转，从而使马达12向蜗杆22的进给侧(第二限制壁43侧)移动。据此，形成于蜗杆22的进给侧的齿隙K堵塞，在蜗杆22和涡轮23的啮合部分中，齿部22a、23a彼此始终抵接。另外，马达壳体35与第二限制壁43抵接，据此限制马达12向旋转轴方向的另一端侧移动。

因此，根据本实施方式，能够如上所述那样抑制在蜗杆22和涡轮23的啮合部分中齿隙K形成于蜗杆22的进给侧。

据此，维持齿部22a、23a彼此的抵接状态，因此，能够抑制涡轮23向踏下方向C1旋转时的、蜗杆22和涡轮23之间的撞击声的产生。

另外，在反力控制时，马达12驱动时，蜗杆22和涡轮23会迅速地啮合，因此，能够提高反力输出装置10的响应性。

另外，在本实施方式中，在马达12和操作踏板4之间配置有包括蜗杆22和涡轮23的减速机构13，因此，例如，与使用由正齿轮等构成的减速机构的情况相比，能够实现输出轴方向上的小型薄型化和高减速比。

另外，在本实施方式中，在小齿轮25和涡轮23之间设置有离合机构，因此，在马达12停止时且在反力输出部16复原时，不容易受到马达12侧的旋转摩擦的影响。另外，在踏板返回时小齿轮25空转时，能够将涡轮23向返回方向B2的旋转量(被小齿轮25带动旋转的量)抑制到最小限度，并且抑制齿隙K形成于蜗杆22侧。

另外，在本实施方式中，由于在马达12和壳体11之间设置有施力部件51，因此能够实现简单化。

以上，参照附图对本发明的实施方式进行了详细说明，但具体的结构不限于该实施方式，还包含不脱离本发明的主旨的范围的设计变更等。

例如，在上述的实施方式中，对将本发明的动力传递装置适用于反力输出装置10的情况进行了说明，但是，本发明的动力传递装置也可以适用于将马达12的驱动力通过蜗杆22和涡轮23传递给操作部的各种动力传递装置。

另外，在上述的实施方式中，对相对于蜗杆22和涡轮23的啮合部分将施力部件51设置于蜗杆22侧(马达12和壳体11之间)的情况进行了说明，但是，只要是相对于蜗杆22和涡轮23的啮合部分，在涡轮23侧和蜗杆22侧的至少一方侧设置有施力部件即可。在该情况下，作为在蜗杆22侧设置施力部件的另一实施方式，也可以将施力部件设置于旋转轴21和蜗杆22之间。另外，也可以将施力部件设置于蜗杆22侧和涡轮23侧双方。

并且，在上述的实施方式中，对使用螺旋弹簧作为施力部件51的情况进行了说明，但是不限于此。例如，也可以使用板簧或由可弹性变形的材料构成的板材等。另外，也可以为将马达12通过施力部件悬浮支承于壳体11的结构。在该情况下，通过利用施力部件来衰减或吸收由马达12产生的振动，能够抑制该振动向壳体11侧传递。

另外，在上述的实施方式中，对操作踏板4踏下时离合机构处于连接状态的结构进行了说明，但不限于此。也可以为如下结构：离合机构例如仅在马达驱动时(反力控制时)处于连接状态，在马达停止时(操作踏板4踏下时和踏板返回时)处于断开状态。

在该情况下，也能够抑制在踏板返回时在蜗杆22的进给侧形成有齿隙K，因此，能够抑制撞击声的产生，并提高响应性。

另外，也可以为不设置离合机构的结构。

此外，在不脱离本发明的主旨的范围内，可适当将上述的实施方式中的结构要素替换为公知的结构要素。

【附图标记的说明】

4…操作踏板(操作部)

10…反力输出装置(动力传递装置)

11…壳体

12…马达

16…反力输出部(动力传递部)

21…旋转轴

22…蜗杆

23…涡轮

51…施力部件

Claims (3)

1.一种动力传递装置，其向操作部传递动力，其特征在于，具有马达、蜗杆和涡轮，其中，

所述蜗杆与所述马达的旋转轴连接；

所述涡轮与所述蜗杆啮合，并且相对于所述蜗杆配置于所述操作部侧，

相对于所述蜗杆和所述涡轮的啮合部分，在所述涡轮侧和所述蜗杆侧的至少一方侧配置有施力部件，该施力部件对所述一方侧向所述马达驱动时所述蜗杆与所述涡轮抵接的方向施力。

2.根据权利要求1所述的动力传递装置，其特征在于，还具有动力传递部和离合机构，其中，

所述动力传递部被配置在所述涡轮和所述操作部之间，且对所述操作部向初始位置施力；

所述离合机构在所述马达驱动时使所述涡轮和所述动力传递部之间处于连接状态，而在所述马达停止时且在通过所述动力传递部的施加力使所述操作部复原时使所述涡轮和所述动力传递部之间处于断开状态。

3.根据权利要求1或2所述的动力传递装置，其特征在于，所述施力部件设置在所述马达与收装所述马达的壳体之间。