JP2006283876A

JP2006283876A - 回転伝動装置

Info

Publication number: JP2006283876A
Application number: JP2005104723A
Authority: JP
Inventors: Kenji Azuma; 賢司東; Kyosuke Yamanaka; 亨介山中; Atsushi Ishihara; 敦石原; Daisuke Maeda; 大輔前田
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2005-03-31
Filing date: 2005-03-31
Publication date: 2006-10-19

Abstract

【課題】キャリアの外周部に設けられる外歯体及び駆動歯車の噛合い精度、並びに外歯体の支持剛性を高めることができる回転伝動装置を提供する。
【解決手段】同軸上に回転が自在に配置される第１及び第２の太陽歯車１，２に噛合し、互いに一体回転する第１及び第２の遊星歯車４，５と、該遊星歯車４，５を支持し、その外周部に外歯体７を有するキャリア６と、該キャリア６を収容するハウジング３と、外歯体７に噛合する駆動歯車８を回転させる第１の電動モータ９と、第１の太陽歯車１に繋がる減速歯車対１０と、該減速歯車対１０に連動連結され、第２の太陽歯車に加わるトルクに応じて第１の太陽歯車１に所要のトルクを加える第２の電動モータ１１とを備えており、キャリア６における外歯体７の両側を支持する第１及び第２の軸受１７，１９をハウジング３に設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は差動歯車機構を備える回転伝動装置に関する。

差動歯車機構を備える回転伝動装置は車両用操舵装置に用いられている。この車両用操舵装置に用いられる回転伝動装置は、ステアリングホイールに繋がる第１軸を有する太陽歯車と、該太陽歯車の周りで公転しつつ自転する遊星歯車と、第１軸と同軸上に太陽歯車と離隔して配置される第２軸を有し、前記遊星歯車を支持するキャリアと、前記遊星歯車に噛合する内歯車と、該内歯車の外周部に設けられた伝動歯車に噛合するウォームと、該ウォームに連動して回転するように連結された出力軸を有する差動用の電動モータとを備え、前記ステアリングホイールの操舵角度及び車速等に基づいて前記差動用の電動モータを駆動することにより内歯車及び遊星歯車を介してキャリアを回転させ、第１軸に対して第２軸を増速させるように構成されている（例えば、特許文献１。）。
特開２００３−３１２４８６号公報

ところで、同軸上に回転が自在に配置される第１及び第２の太陽歯車と、該第１及び第２の太陽歯車に噛合し、互いに一体回転する遊星歯車対と、該遊星歯車対を支持し、その外周部に外歯体を有するキャリアと、該キャリアを収容するハウジングと、前記外歯体に噛合する駆動歯車を回転させる第１の電動モータと、前記第１の太陽歯車の軸部に繋がる減速歯車対と、該減速歯車対に連動連結され、前記第２の太陽歯車に加わるトルクに応じて前記第１の太陽歯車に所要のトルクを加える第２の電動モータとを備える回転伝動装置にあっては、キャリアの一側がハウジングに支持されており、該キャリアの外周部に設けられた外歯体は片持になっているため、外歯体及び駆動歯車の噛合い精度、並びに外歯体の支持剛性を高めることが要望されている。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、主たる目的はキャリアの外周部に設けられる外歯体及び駆動歯車の噛合い精度、並びに外歯体の支持剛性を高めることができる回転伝動装置を提供することにある。

第１発明に係る回転伝動装置は、同軸上に回転が自在に配置される第１及び第２の太陽歯車と、該第１及び第２の太陽歯車に噛合し、互いに一体回転する遊星歯車対と、該遊星歯車対を支持し、その外周部に外歯体を有するキャリアと、該キャリアを収容するハウジングと、前記外歯体に噛合する駆動歯車を回転させる第１の電動モータと、前記第１の太陽歯車に繋がる減速歯車対と、該減速歯車対に連動連結され、前記第２の太陽歯車に加わるトルクに応じて前記第１の太陽歯車に所要のトルクを加える第２の電動モータとを備える回転伝動装置において、前記ハウジングは、前記キャリアにおける前記外歯体の両側を支持する第１及び第２の軸受を備えることを特徴とする。

第２発明に係る回転伝動装置は、前記減速歯車対の大径歯車及び前記外歯体は並置してあり、前記ハウジングは前記大径歯車及び前記外歯体の間に配置される環状壁を有しており、該環状壁に前記第２の軸受が内嵌されていることを特徴とする。

第３発明に係る回転伝動装置は、前記環状壁のラジアル方向中間には、前記減速歯車対の小径歯車を支持する第３の軸受が内嵌される嵌合孔を有しており、前記ハウジングは小径歯車を前記第３の軸受と反対側で支持する第４の軸受を備えていることを特徴とする。

第１発明にあっては、キャリアの外周部に設けられた外歯体の両側が第１及び第２の軸受によりハウジングに支持されているため、外歯体及び駆動歯車の噛合い精度を高めることができ、しかも、第１及び第２の軸受によりキャリアの両側がハウジングに支持されるため、キャリア及び外歯体の支持剛性を高めることができる。

第２発明にあっては、環状壁のラジアル方向内側に第２の軸受及びキャリアの一側を配置することができるため、外歯体及び駆動歯車の噛合い精度、並びに外歯体の支持剛性を高めることができる割に、回転伝動装置の全体を小形に構成することができる。

第３発明にあっては、環状壁の近傍に減速歯車対の小径歯車が支持されるため、小径歯車の支持剛性を高めることができる。

以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。図１は本発明に係る回転伝動装置の構成を示す断面図、図２及び図３は要部の拡大断面図、図４は図１のIV−IV線の拡大断面図、図５はキャリアの構成を示す分解斜視図である。

この回転伝動装置は、回転中心線上に軸部１ａを有し、ハウジング３内に回転が自在に支持される第１の太陽歯車１と、回転中心線上に軸部２ａを有し、ハウジング３に回転が自在に支持される第２の太陽歯車２と、第１及び第２の太陽歯車１，２に夫々噛合し、互いに一体回転する遊星歯車対としての第１及び第２の遊星歯車４，５と、第１及び第２の遊星歯車４，５を支持し、その外周部に外歯体７が設けられているキャリア６とを有する差動歯車機構Ａと、キャリア６を収容するハウジング３と、外歯体７に噛合する駆動歯車８を回転させる第１の電動モータ９と、軸部１ａに繋がる減速歯車対１０と、該減速歯車対１０に連動連結され、第２の太陽歯車２に加わるトルクに応じて第１の太陽歯車１に所要のトルクを加える反力用の、換言すれば、第１の太陽歯車１に加わるトルクが適正トルクより変わるとき、第１の太陽歯車１に加わるトルクが適正トルクとなるようなトルクを第１の太陽歯車１に与える第２の電動モータ１１とを備える。

第１の太陽歯車１の軸部１ａは途中に減速歯車対１０の大径歯車１０ａが嵌合固定されており、該大径歯車１０ａの近傍がアンギュラ玉軸受１２を介してハウジング３に支持されており、また、第１の太陽歯車１（歯部）及び大径歯車１０ａの間に、第１の太陽歯車１をキャリア６に支持するためのアンギュラ玉軸受１３が嵌合されている。また、軸部１ａの外周りには、第１の太陽歯車１に加わるトルクを検出するためのトルクセンサ（図示せず）が設けられており、また、トルクセンサが検出したトルク等に基づいて第１及び第２の電動モータ９，１１の駆動回路９ａ，１１ａを制御する制御部１４が設けられている。

第１及び第２の遊星歯車４，５は、夫々の一側に軸部４ａ，５ａを有しており、同軸上に一体に形成されている。軸部４ａ，５ａは１本の軸体４ｂからなり、第１及び第２の遊星歯車４，５の中心部を貫通する貫通孔に軸体４ｂが嵌入されており、該軸体４ｂの両端部が軸部４ａ，５ａになっており、該軸部４ａ，５ａが針状ころ軸受１５，１５を介してキャリア６に自転が自在に支持されている。また、第１及び第２の遊星歯車４，５はキャリア６の複数の周方向位置に等配されている。

キャリア６は、第１の遊星歯車４が針状ころ軸受１５を介して支持され、且つその内周部にアンギュラ玉軸受１３が嵌合保持される円板状の第１の環板６ａと、第２の遊星歯車５が針状ころ軸受１５を介して支持され、且つその内周部にアンギュラ玉軸受１６が嵌合保持される円板状の第２の環板６ｂと、該第１及び第２の環板６ａ，６ｂの外周部の複数箇所を連結する連結筒部６ｃ，６ｃと、第１の環板６ａの外周部に一体的に設けられた外歯体７とを有しており、アンギュラ玉軸受１３により第１の太陽歯車１を第１の環板６ａの内周部に直接支持し、アンギュラ玉軸受１６により第２の太陽歯車２を第２の環板６ｂの内周部に直接支持している。外歯体７は外周部に複数の歯を有しており、第１の遊星歯車４の外周りに配置されている。尚、連結部材６ｃ，６ｃは、該連結部材６ｃ，６ｃ及び第１の環板６ａ、第２の環板６ｂの夫々を貫通する螺子６ｄ，６ｄにより連結されている。

減速歯車対１０の大径歯車１０ａは外歯体７と太陽歯車の回転中心線方向へ並置されており、該大径歯車１０ａ及び外歯体７の間に後記する環状壁が配置されている。

ハウジング３は、第２の太陽歯車２の軸部２ａが収容支持された小径筒部３１ａ、キャリア６の第２の環板６ｂ側が収容支持された中径筒部３１ｂ及び外歯体７が収容された大径筒部３１ｃを有する第１筒体３１と、該第１筒体３１に連結され、キャリア６の第１の環板６ａ側が収容支持される環状壁３２ａをその一側に有しており、大径歯車１０ａが収容された第２筒体３２と、該第２筒体３２に連結され、第１及び第２の電動モータ９，１１が支持された第３筒体３３と、該第３筒体３３に嵌合保持され、第１の太陽歯車１の軸部１ａ及びトルクセンサが収容支持された第４筒体３４とを有する。

第１筒体３１の中径筒部３１ｂの内周部には針状ころ軸受からなる第１の軸受１７が嵌合保持されており、該第１の軸受１７にキャリア６の第２の環板６ｂの外周部が嵌入支持されている。大径筒部３１ｃの周方向の一部にはラジアル方向外方へ延出された延出部３１ｄを有しており、該延出部３１ｄ内に、外歯体７に噛合する駆動歯車８が配置されている。また、延出部３１ｄの中径筒部側には嵌合孔３１ｅが設けられており、該嵌合孔３１ｅに駆動歯車８を支持するための軸受１８が嵌合保持されている。

第２筒体３２の環状壁３２ａの内周部には針状ころ軸受からなる第２の軸受１９が嵌合保持されており、該第２の軸受１９にキャリア６の第１の環板６ａの外周部が嵌入支持されており、第１及び第２の軸受１７，１９により外歯体７をハウジング３に両持にしてある。また、環状壁３２ａのラジアル方向中間には、二つの周方向位置に嵌合孔３２ｂ，３２ｃが設けられており、一の嵌合孔３２ｂには駆動歯車８を支持するための軸受２０が嵌合保持されており、他の嵌合孔３２ｃには小径歯車１０ｂを支持するための第３の軸受２１が嵌合保持されている。

第３筒体３３は第１及び第２の電動モータ９，１１の出力軸９ａ，１１ａが挿通される第１及び第２の挿通孔３３ａ，３３ｂと、第４筒体３４の一端部が嵌入保持される嵌合孔３３ｃとを有しており、第１の挿通孔３３ａの一側に第１の電動モータ９が支持されており、第２の挿通孔３３ｂの一側に第２の電動モータ１１が支持されている。また、第１の挿通孔３３ａに挿通された出力軸９ａは駆動歯車８に連動連結されており、第２の挿通孔３３ｂに挿通された出力軸１１ｂは小径歯車１０ｂに連動連結されている。また、第２の挿通孔３３ｂで、且つ小径歯車１０ｂの近傍には小径歯車１０ｂを支持する第４の軸受２２が嵌合保持されており、第３及び第４の軸受２１，２２により小径歯車１０ｂをハウジング３に両持にしてある。

尚、第１筒体３１の小径筒部３１ａの内周部には軸部２ａを支持するアンギュラ玉軸受２３が嵌合保持されている。

以上のように構成された回転伝動装置は、キャリア６の外周部に設けられた外歯体７と、減速歯車対１０の大径歯車１０ａとが太陽歯車の回転中心線方向へ並置されており、外歯体７及び大径歯車１０ａの間にハウジング３の環状壁３２ａが設けられており、該環状壁３２ａの内周部に保持された第２の軸受１９と、キャリア６の第２の環板６ｂを支持する第１の軸受１７とにより外歯体７を両持にしてあるため、外歯体７及び駆動歯車８の噛合い精度を高めることができ、しかも、外歯体７及びキャリア６の支持剛性を高めることができる。また、環状壁３２ａは第２の軸受１９を介してキャリア６の一側を支持しているため、外歯体７及び駆動歯車８の噛合い精度、及び外歯体７の支持剛性を高めることができる割に、回転伝動装置の全体を小形に構成することができる。また、外歯体７及び大径歯車１０ａの間に設けられた環状壁３２ａに、駆動歯車８及び小径歯車１０ｂの一側を支持する軸受２０，２１が保持されているため、駆動歯車８及び小径歯車１０ｂを両持にするための軸受間距離を比較的短くすることができ、駆動歯車８及び小径歯車１０ｂに繋がる出力軸９ａ，１１ａの剛性を、大径にすることなく高めることができる。

以上のように構成された回転伝動装置は、主として車両用操舵装置に用いられる。この車両用操舵装置は、第１の太陽歯車１の軸部１ａにステアリングホイールが結合され、第２の太陽歯車２の軸部２ａに、ピニオンと、該ピニオンに噛合するラック歯を有し、その軸長方向への移動を可能とした転舵軸とを備えた舵取機構の前記ピニオンが連動して回転するように連結され、ステアリングホイールを操作することにより前記ピニオンを回転させ、前記転舵軸の両端部に支持された操向輪を転舵することができるように構成されている。

このように構成された車両用操舵装置は、ステアリングホイールが第１の太陽歯車１の軸部１ａを回転操作することにより第１の太陽歯車１、第１及び第２の遊星歯車４，５を経て第２の太陽歯車２の軸部２ａが回転する。また、制御部１４から駆動回路９ａに出力される指令信号により第１の電動モータ９が駆動されることにより、駆動歯車８及び外歯体７を経てキャリア６が回転し、第１及び第２の遊星歯車４，５を経て第２の太陽歯車２の軸部２ａが増速回転する。この第２の太陽歯車２の増速回転により、第１の太陽歯車１に加わる操舵トルクが適正トルクより変わるとき、第２の太陽歯車２に加わるトルク等に応じて制御部１４から駆動回路１１ａに出力される指令信号により第２の電動モータ１１が駆動され、例えば第１の太陽歯車１の回転方向と同方向への反力トルクが第１の太陽歯車１に加えられ、第１の太陽歯車１に加わる操舵トルクを適正値に維持することができる。

本発明に係る回転伝動装置の構成を示す断面図である。本発明に係る回転伝動装置の要部の拡大断面図である。本発明に係る回転伝動装置の要部の拡大断面図である。図１のIV−IV線の拡大断面図である。本発明に係る回転伝動装置のキャリアの構成を示す分解斜視図である

符号の説明

１第１の太陽歯車
２第２の太陽歯車
３ハウジング
３２ａ環状壁
３２ｃ嵌合孔
４第１の遊星歯車
５第２の遊星歯車
６キャリア
７外歯体
８駆動歯車
９第１の電動モータ
９ａ出力軸
１０減速歯車対
１０ａ大径歯車
１０ｂ小径歯車
１１第２の電動モータ
１１ａ出力軸
１７第１の軸受
１９第２の軸受
２１第３の軸受
２２第４の軸受

Claims

同軸上に回転が自在に配置される第１及び第２の太陽歯車と、該第１及び第２の太陽歯車に噛合し、互いに一体回転する遊星歯車対と、該遊星歯車対を支持し、その外周部に外歯体を有するキャリアと、該キャリアを収容するハウジングと、前記外歯体に噛合する駆動歯車を回転させる第１の電動モータと、前記第１の太陽歯車に繋がる減速歯車対と、該減速歯車対に連動連結され、前記第２の太陽歯車に加わるトルクに応じて前記第１の太陽歯車に所要のトルクを加える第２の電動モータとを備える回転伝動装置において、前記ハウジングは、前記キャリアにおける前記外歯体の両側を支持する第１及び第２の軸受を備えることを特徴とする回転伝動装置。
前記減速歯車対の大径歯車及び前記外歯体は並置してあり、前記ハウジングは前記大径歯車及び前記外歯体の間に配置される環状壁を有しており、該環状壁に前記第２の軸受が内嵌されている請求項１記載の回転伝動装置。
前記環状壁のラジアル方向中間には、前記減速歯車対の小径歯車を支持する第３の軸受が内嵌される嵌合孔を有しており、前記ハウジングは小径歯車を前記第３の軸受と反対側で支持する第４の軸受を備えている請求項２記載の回転伝動装置。