JP2003294091A - 差動ギヤ式変速装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 差動ギヤ式変速装置の二連ピニオンの組み付
けを容易化する。 【解決手段】 差動ギヤ式変速装置は、第１サンギヤ４
２を備えた入力軸１１と、第２サンギヤ４３を備えた出
力軸１２と、入力軸１１および出力軸１２に対して相対
回転自在に支持されたキャリヤ３１と、キャリヤ３１に
支持された２本のピニオンシャフト４６，５５と、各々
のピニオンシャフト４６，５５に回転自在に支持された
第１、第２二連ピニオンＰ１，Ｐ２と、キャリヤ３１を
回転駆動するアクチュエータ３８とを備える。第１、第
２サンギヤ４２，４３には、第１二連ピニオンＰ１を構
成する第１、第２ピニオン４７，４８が噛み合うととも
に、第２二連ピニオンＰ２を構成する第１、第２アイド
ルピニオン５６，５８が噛み合っている。第１、第２ピ
ニオン４７，４８は一体に形成されているが、第１、第
２アイドルピニオン５６，５８は相対回転自在に形成さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、入力軸の回転を変
速して出力軸に伝達する差動ギヤ式変速装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６には差動ギヤ式変速装置を用いた自
動車の舵角比可変装置が示される。

【０００３】ステアリングハンドルに接続された入力軸
０１とステアリングギヤボックスに接続された出力軸０
２との間に配置される舵角比可変装置Ｖは、入力軸０１
および出力軸０２に対して相対回転自在に支持されたキ
ャリヤ０３と、キャリヤ０３に設けた一対のピニオンシ
ャフト０４，０４と、入力軸０１に固定した第１サンギ
ヤ０５と、出力軸０２に固定した第２サンギヤ０６と、
各々のピニオンシャフト０４によって回転自在に支持さ
れた一対の二連ピニオンＰ，Ｐとを備えており、二連ピ
ニオンＰの第１ピニオン０７は第１サンギヤ０５に噛み
合うとともに第２ピニオン０８は第２サンギヤ０６に噛
み合っている。アクチュエータ０９に設けたウオーム０
１０がキャリヤ０３に設けたウオームホイール０１１に
噛み合っており、アクチュエータ０９を駆動することで
キャリヤ０３は任意の方向に任意の速度で回転する。

【０００４】アクチュエータ０９を停止してキャリヤ０
３の回転を拘束した状態で、ステアリングホイールを操
作して入力軸０１を回転させると、入力軸０１に固定し
た第１サンギヤ０５の回転が第１ピニオン０７，０７、
第２ピニオン０８，０８および第２サンギヤ０６を経て
出力軸０２に伝達され、ステアリングギヤボックスに接
続された車輪が転舵される。その際に、入力軸０１の回
転数と出力軸０２の回転数との比は、第１サンギヤ０
５、第１ピニオン０７，０７、第２ピニオン０８，０８
および第２サンギヤ０６の直径によって一義的に決定さ
れる。

【０００５】アクチュエータ０９を駆動してキャリヤ０
３を入力軸０１と同方向に回転させると出力軸０２の回
転は増速され、キャリヤ０３を入力軸０１と逆方向に回
転させると出力軸０２の回転は減速されるため、入力軸
０１の回転を増速あるいは減速して出力軸０２に伝達し
てステアリングの利きを鋭くしたり鈍くしたりすること
ができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで上記従来のも
のは、二連ピニオンＰの第１ピニオン０７および第２ピ
ニオン０８が一体に形成されているため、二連ピニオン
Ｐを第１サンギヤ０５および際２サンギヤ０６に噛み合
わせるための位相合わせが難しいという問題があった。
即ち、一対の二連ピニオンＰ，Ｐの一方を組み付ける際
には、第１サンギヤ０５および第２サンギヤ０６を独立
に回転させて二連ピニオンＰの第１ピニオン０７および
第２ピニオン０８に噛み合わせるための位相合わせを容
易に行うことができる。しかしながら、一方の二連ピニ
オンＰを組み付けると第１サンギヤ０５および第２サン
ギヤ０６の自由な相対回転が規制されてしまうため、他
方の二連ピニオンＰを組み付ける際に、第１ピニオン０
７と第１サンギヤ０５とを位相合わせし、同時に第２ピ
ニオン０８と第２サンギヤ０６とを位相合わせすること
が難しくなり、そのために他方の二連ピニオンＰを組み
付ける作業に多くの手間を要するという問題があった。

【０００７】本発明は前述の事情に鑑みてなされたもの
で、差動ギヤ式変速装置の二連ピニオンの組み付けを容
易化することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載された発明によれば、入力軸と、入
力軸と同軸に配置された出力軸と、入力軸に固定された
第１サンギヤと、出力軸に固定された第２サンギヤと、
入力軸および出力軸に対して相対回転自在に支持された
キャリヤと、入力軸および出力軸と偏心した位置でキャ
リヤに支持された複数のピニオンシャフトと、各々のピ
ニオンシャフトに回転自在に支持され、第１サンギヤお
よび第２サンギヤにそれぞれ噛み合う第１ピニオンおよ
び第２ピニオンから成る二連ピニオンと、キャリヤを回
転駆動するアクチュエータとを備えた差動ギヤ式変速装
置において、少なくとも一つの二連ピニオンの第１ピニ
オンおよび第２ピニオンを相対回転自在に構成したこと
を特徴とする差動ギヤ式変速装置が提案される。

【０００９】上記構成によれば、複数のピニオンシャフ
トにそれぞれ支持した複数の二連ピニオンのうち、少な
くとも一つの二連ピニオンの第１ピニオンおよび第２ピ
ニオンを相対回転自在に構成したので、他の二連ピニオ
ンの第１ピニオンが入力軸の第１サンギヤに噛みあって
第２ピニオンが出力軸の第２サンギヤに噛み合うことで
該第１サンギヤおよび第２サンギヤの位相が固定されて
しまっても、それに続いて前記少なくとも一つの二連ピ
ニオンを組み付ける際に、その第１ピニオンおよび第２
ピニオンを相対回転させて第１サンギヤおよび第２サン
ギヤに対して位相合わせすることにより容易に組み付け
ることができる。

【００１０】前記少なくとも一つの二連ピニオンは、第
１ピニオンおよび第２ピニオンが相対回転することで入
力軸から出力軸への動力伝達には寄与しないが、キャリ
ヤの重量分布を円周方向に均一化して振動の発生を防止
するとともに、入力軸および出力軸に作用する偏荷重を
軽減することができる。

【００１１】また請求項２に記載された発明によれば、
請求項１の構成に加えて、入力軸をステアリングホイー
ルに接続し、出力軸をステアリングギヤボックスに接続
したことを特徴とする差動ギヤ式変速装置が提案され
る。

【００１２】上記構成によれば、差動ギヤ式変速装置の
入力軸および出力軸をそれぞれステアリングホイールお
よびステアリングギヤボックスに接続したので、ステア
リングホイールの利きを鋭くしたり鈍くしたりしてステ
アリング特性を任意に調整することができる。

【００１３】尚、実施例の第１ピニオンシャフト４６お
よび第２ピニオンシャフト５５は本発明のピニオンシャ
フトに対応し、実施例の第１アイドルピニオン５６は本
発明の第１ピニオンに対応し、実施例の第２アイドルピ
ニオン５８は本発明の第２ピニオンに対応し、実施例の
第１二連ピニオンＰ１および第２二連ピニオンＰ２は本
発明の二連ピニオンに対応する。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、添
付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。

【００１５】図１〜図５は本発明の一実施例を示すもの
で、図１は自動車の舵角比可変装置のスケルトン図、図
２は舵角比可変装置の縦断面図、図３は図２の３部拡大
図、図４は図２の４−４線断面図、図５は図２の５−５
線断面図である。

【００１６】舵角比可変装置Ｖは同軸に配置された入力
軸１１および出力軸１２を備えており、入力軸１１には
ステアリングホイール１３が接続され、出力軸１２には
ユニバーサルジョイント１４、中間軸１５およびユニバ
ーサルジョイント１６を介して前輪のステアリングギヤ
ボックス１７が接続される。ステアリングホイール１３
によって舵角比可変装置Ｖの入力軸１１が回転すると、
その回転は出力軸１２からステアリングギヤボックス１
７内のラックアンドピニオン機構に伝達されて左右の前
輪を転舵する。その際に、舵角比可変装置Ｖによって入
力軸１１の回転数に対する出力軸１２の回転数の比が増
速あるいは減速され、操舵装置の舵角比が任意に変更さ
れる。

【００１７】舵角比可変装置Ｖのハウジング２１はフロ
ントハウジング２２、センターハウジング２３およびリ
ヤハウジング２４を備えており、リヤハウジング２４に
ボールベアリング２５を介して入力軸１１が回転自在に
支持されるとともに、フロントハウジング２２にニード
ルベアリング２６を介して出力軸１２が回転自在に支持
される。出力軸１２の軸端は入力軸１１の軸端に形成し
た凹部１１ａにニードルベアリング２７を介して相対回
転自在に嵌合しており、入力軸１１の軸端に支持したラ
バーホルダ２８と出力軸１２の軸端に支持したラバース
トッパ２９との間にラバーコーンスプリング３０が配置
される。

【００１８】ハウジング２１の内部に収納されるキャリ
ヤ３１はキャリヤ本体３２およびキャリヤカバー３３を
一体に結合してなり、キャリヤ本体３２は出力軸１２に
ボールベアリング３４を介して支持され、キャリヤカバ
ー２は入力軸１１にボールベアリング３５を介して支持
される。

【００１９】キャリヤ本体３２とフロントハウジング２
２との間に合成樹脂製のスラストベアリング３６が配置
され、キャリヤカバー３３とセンターハウジング２３と
の間に合成樹脂製のスラストベアリング３７が配置され
る。ハウジング２１の外部に固定した電動モータよりな
るアクチュエータ３８の回転軸３８ａに一体に形成した
ウオーム３９と、キャリヤ本体３２にボルト４０で固定
したウオームホイール４１とが噛み合っており、アクチ
ュエータ３８を駆動することによりキャリヤ３１は任意
の方向に任意の速度で回転する。

【００２０】入力軸１１の軸端の第１サンギヤ４２が圧
入により固定され、出力軸１２の軸端に第２サンギヤ４
３が圧入により固定される。入力軸１１および出力軸１
２の軸線から偏心した位置において、キャリヤ３１の内
部に一対のボールベアリング４４，４５を介して第１ピ
ニオンシャフト４６が回転自在に支持されており、この
第１ピニオンシャフト４６に一体に形成した第１ピニオ
ン４７および第２ピニオン４８が、それぞれ第１サンギ
ヤ４２および第２サンギヤ４３に噛み合っている。第１
ピニオン４７および第２ピニオン４８は第１二連ピニオ
ンＰ１を構成する。

【００２１】第１サンギヤ４２を入力軸１１と一体に形
成しても良いが、本実施例では組付時に第１サンギヤ４
２がボールベアリング３５を通過できないために別体に
している。第２サンギヤ４３を出力軸１２と一体に形成
しても良いが、本実施例では組付時に第２サンギヤ４３
がボールベアリング３４を通過できないために別体にし
ている。また第１ピニオン４７および第２ピニオン４８
を第１ピニオンシャフト４６と一体に形成する代わり
に、別体に形成して圧入、スプライン、キー等で結合す
ることができる。

【００２２】第２ピニオン４８の前面に支持したラバー
ホルダー４９にラバーリングスプリング５０が保持され
ており、このラバーリングスプリング５０はキャリヤ本
体３２の内面に支持たスラストリング５１に当接する。
第１ピニオンシャフト４６の後端側に形成した段部４６
ａとキャリヤカバー３３の内面との間にスラストリング
５２が配置される。ラバーリングスプリング５０は圧縮
状態にあり、その弾発力で第１ピニオン４７および第２
ピニオン４８は後方に向けて付勢される。

【００２３】入力軸１１および出力軸１２の軸線を挟ん
で第１ピニオンシャフト４６の１８０°反対側に、一対
のボールベアリング５３，５４を介して第２ピニオンシ
ャフト５５が回転自在に支持されており、この第２ピニ
オンシャフト５５に一体に形成した第１アイドルピニオ
ン５６が第１サンギヤ４２に噛み合うとともに、第２ピ
ニオンシャフト５５にニードルベアリング５７を介して
相対回転自在に支持した第２アイドルピニオン５８が第
２サンギヤ４３に噛み合っている。第１アイドルピニオ
ン５６および第２アイドルピニオン５８は第２二連ピニ
オンＰ２を構成する。

【００２４】第１アイドルピニオン５６を第２ピニオン
シャフト５５と一体に形成する代わりに、別体に形成し
て圧入、スプライン、キー等で結合することができる。
また第２アイドルピニオン５８を第２ピニオンシャフト
５５と一体化し、第１アイドルピニオン５６を第２ピニ
オンシャフト５５に対して相対回転自在に支持しても良
い。

【００２５】キャリヤカバー３３の内面に支持したラバ
ーホルダ５９にラバーリングスプリング６０が保持され
ており、このラバーリングスプリング６０は第１アイド
ルピニオン５６の後面に支持したスラストリング６１に
当接する。第１アイドルピニオン５６の前面に支持した
ラバーホルダ６２にラバーリングスプリング６３が保持
されており、このラバーリングスプリング６３は第２ア
イドルピニオン５８の後面に支持したスラストリング６
４に当接する。第２アイドルピニオン５８の前面とキャ
リヤ本体３２の内面との間にスラストリング６５が配置
される。圧縮状態にあるラバーリングスプリング６０の
弾発力で第１アイドルピニオン５６は前方に向けて付勢
され、また圧縮状態にあるラバーリングスプリング６３
の弾発力で第２アイドルピニオン５８は前方に向けて付
勢される。

【００２６】第１、第２サンギヤ４２，４３と、第１二
連ピニオンＰ１の第１、第２ピニオン４７，４８と、第
２二連ピニオンＰ２の第１、第２アイドルピニオン５
６，５８とはベベルギヤで構成されている。入力軸１１
に設けた第１サンギヤ４２および出力軸１２に設けた第
２サンギヤ４３はラバーコーンスプリング３０の弾発力
でそれぞれ後方および前方に付勢され、第１ピニオンシ
ャフト４６の第１、第２ピニオン４７，４８はラバーリ
ングスプリング５０の弾発力で後方に付勢され、第２ピ
ニオンシャフト５５の第１、第２アイドルピニオン５
６，５８はラバーリングスプリング６０，６３の弾発力
で前方に付勢される。その結果、第１、第２サンギヤ４
２，４３、第１、第２ピニオン４７，４８および第１、
第２アイドルピニオン５６，５８の噛合部を密着させ、
振動や騒音の発生を防止することができる。

【００２７】次に、上記構成を備えた本発明の実施例の
作用について説明する。

【００２８】アクチュエータ３８を停止してウオーム３
９およびウオームホイール４１の噛み合いによりキャリ
ヤ３１を回転不能に拘束した状態で、ステアリングホイ
ール１３を操作して入力軸１１を回転させると、入力軸
１１に固定した第１サンギヤ４２の回転が第１二連ピニ
オンＰ１の第１ピニオン４７および第２ピニオン４８
と、第２サンギヤ４３とを経て出力軸１２に伝達され、
ステアリングギヤボックス１７に接続された車輪が転舵
される。このとき、第１サンギヤ４２に噛み合う第２二
連ピニオンＰ２の第１アイドルピニオン５６と、第２サ
ンギヤ４３に噛み合う第２二連ピニオンＰ２の第２アイ
ドルピニオン５８とは相対回転自在に分割されているた
め、第２二連ピニオンＰ２は動力伝達には寄与しない。

【００２９】しかしながら、第２ピニオンシャフト５５
および第２二連ピニオンＰ２は、入力軸１１および出力
軸１２を挟んで第１ピニオンシャフト４６および第１二
連ピニオンＰ１と点対称な位置にあることで、キャリヤ
３１に重量のアンバランスが発生しないようにして振動
や騒音の発生を防止することができる。また第１二連ピ
ニオンＰ１の第１ピニオン４７に噛み合う第１サンギヤ
４２は、噛合反力によって第１ピニオン４７から離れる
方向に付勢され、また第１二連ピニオンＰ１の第２ピニ
オン４８に噛み合う第２サンギヤ４３は、噛合反力によ
って第２ピニオン４８から離れる方向に付勢され、その
ために入力軸１１および出力軸１２に偏荷重が加わる問
題がある。しかしながら本実施例では、入力軸１１の第
１サンギヤ４２および出力軸１２の第２サンギヤ４３
を、第２二連ピニオンＰ２の第１アイドルピニオン５６
および第２アイドルピニオン５８に噛み合わせること
で、前記偏荷重による入力軸１１および出力軸１２の偏
心を抑制することができる。

【００３０】アクチュエータ３８を駆動してキャリヤ３
１を入力軸１１と同方向に回転させると出力軸１２の回
転は増速され、キャリヤ３１を入力軸１１と逆方向に回
転させると出力軸１２の回転は減速されるため、入力軸
１１の回転を増速あるいは減速して出力軸１２に伝達し
てステアリングの利きを鋭くしたり鈍くしたりすること
ができる。従って、車庫入れ等の低速時にステアリング
の利きを鋭くて車両の取りまわしを容易にし、高速道路
等での高速時に車両の走行安定性を高めることができ
る。

【００３１】さて、舵角比可変装置Ｖの組立に際して、
第１、第２サンギヤ４２，４３に対して第１二連ピニオ
ンＰ１の第１、第２ピニオン４７，４８および第２二連
ピニオンＰ２の第１、第２アイドルピニオン５６，５８
を組み付ける必要がある。最初に第１二連ピニオンＰ１
を組み付けるとき、入力軸１１と一体の第１サンギヤ４
２および出力軸１２と一体の第２サンギヤ４３を独立に
回転させ、第１二連ピニオンＰ１の第１ピニオン４７お
よび第２ピニオン４８に対して歯筋の位相合わせを行う
ことで、その組み付けを容易に行うことができる。続い
て第２二連ピニオンＰ２を組み付けるときには、その第
１アイドルピニオン５６および第２アイドルピニオン５
８を相対回転させ、それぞれ第１サンギヤ４２および第
２サンギヤ４３に対して歯筋の位相合わせを行うこと
で、第２二連ピニオンＰ２の組み付けを支障なく行うこ
とができる。

【００３２】以上、本発明の実施例を詳述したが、本発
明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行う
ことが可能である。

【００３３】例えば、実施例では第１二連ピニオンＰ１
および第２二連ピニオンＰ２をそれぞれ１個ずつ設けて
いるが、第１二連ピニオンＰ１あるいは第２二連ピニオ
ンＰ２を複数個設けても良い。

【００３４】また本発明の差動ギヤ式変速装置は実施例
の舵角比可変装置Ｖ以外の任意の用途に適用可能であ
る。

【００３５】

【発明の効果】以上のように請求項１に記載された発明
によれば、複数のピニオンシャフトにそれぞれ支持した
複数の二連ピニオンのうち、少なくとも一つの二連ピニ
オンの第１ピニオンおよび第２ピニオンを相対回転自在
に構成したので、他の二連ピニオンの第１ピニオンが入
力軸の第１サンギヤに噛みあって第２ピニオンが出力軸
の第２サンギヤに噛み合うことで該第１サンギヤおよび
第２サンギヤの位相が固定されてしまっても、それに続
いて前記少なくとも一つの二連ピニオンを組み付ける際
に、その第１ピニオンおよび第２ピニオンを相対回転さ
せて第１サンギヤおよび第２サンギヤに対して位相合わ
せすることにより容易に組み付けることができる。

【００３６】前記少なくとも一つの二連ピニオンは、第
１ピニオンおよび第２ピニオンが相対回転することで入
力軸から出力軸への動力伝達には寄与しないが、キャリ
ヤの重量分布を円周方向に均一化して振動の発生を防止
するとともに、入力軸および出力軸に作用する偏荷重を
軽減することができる。

【００３７】また請求項２に記載された発明によれば、
差動ギヤ式変速装置の入力軸および出力軸をそれぞれス
テアリングホイールおよびステアリングギヤボックスに
接続したので、ステアリングホイールの利きを鋭くした
り鈍くしたりしてステアリング特性を任意に調整するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】自動車の舵角比可変装置のスケルトン図

【図２】舵角比可変装置の縦断面図

【図３】図２の３部拡大図

【図４】図２の４−４線断面図

【図５】図２の５−５線断面図

【図６】従来の自動車の舵角比可変装置のスケルトン図

【符号の説明】

１１ 入力軸 １２ 出力軸 １３ ステアリングホイール １７ ステアリングギヤボックス ３１ キャリヤ ３８ アクチュエータ ４２ 第１サンギヤ ４３ 第２サンギヤ ４６ 第１ピニオンシャフト（ピニオンシャフ
ト） ４７ 第１ピニオン ４８ 第２ピニオン ５５ 第２ピニオンシャフト（ピニオンシャフ
ト） ５６ 第１アイドルピニオン（第１ピニオン） ５８ 第２アイドルピニオン（第２ピニオン） Ｐ１ 第１二連ピニオン（二連ピニオン） Ｐ２ 第２二連ピニオン（二連ピニオン）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3D030 DC25 DC39 3J028 EA08 EB10 EB16 EB33 EB35 EB37 EB63 EB64 EB66 FB03 FB13 FC13 FC24 FC63 FD01 FD17 GA02

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力軸（１１）と、 入力軸（１１）と同軸に配置された出力軸（１２）と、 入力軸（１１）に固定された第１サンギヤ（４２）と、 出力軸（１２）に固定された第２サンギヤ（４３）と、 入力軸（１１）および出力軸（１２）に対して相対回転
   自在に支持されたキャリヤ（３１）と、 入力軸（１１）および出力軸（１２）と偏心した位置で
   キャリヤ（３１）に支持された複数のピニオンシャフト
   （４６，５５）と、 各々のピニオンシャフト（４６，５５）に回転自在に支
   持され、第１サンギヤ（４２）および第２サンギヤ（４
   ３）にそれぞれ噛み合う第１ピニオン（４７，５６）お
   よび第２ピニオン（４８，５８）から成る二連ピニオン
   （Ｐ１，Ｐ２）と、 キャリヤ（３１）を回転駆動するアクチュエータ（３
   ８）と、を備えた差動ギヤ式変速装置において、 少なくとも一つの二連ピニオン（Ｐ２）の第１ピニオン
   （５６）および第２ピニオン（５８）を相対回転自在に
   構成したことを特徴とする差動ギヤ式変速装置。
2. 【請求項２】 入力軸（１１）をステアリングホイール
   （１３）に接続し、出力軸（１２）をステアリングギヤ
   ボックス（１７）に接続したことを特徴とする、請求項
   １に記載の差動ギヤ式変速装置。