JP2007145147A

JP2007145147A - 遊星ギヤ減速装置

Info

Publication number: JP2007145147A
Application number: JP2005341134A
Authority: JP
Inventors: Katsushi Tanaka; 勝志田中
Original assignee: Showa Corp
Current assignee: Showa Corp
Priority date: 2005-11-25
Filing date: 2005-11-25
Publication date: 2007-06-14

Abstract

【課題】遊星ギヤ減速装置において、トルクリミットのスリップトルクを大きく設定しながら、トルクリミットを小型化し、かつ径方向と軸方向のガタをなくすこと。
【解決手段】遊星ギヤ減速装置１０において、１列目リングギヤ２２をケース１１に対し相対回転可能にし、２列目リングギヤ３２をケース１１に固定配置し、１列目リングギヤ２２の径方向で該１列目リングギヤ２２をケース１１に対し圧接させる第１トルクリミット４０と、１列目リングギヤ２２の軸方向で該１列目リングギヤ２２をケース１１に対し圧接させる第２トルクリミット５０とを有してなるもの。
【選択図】図１

Description

本発明は自動車のパワーステアリング装置やスタータ装置等のトルク伝達系に用いて好適な遊星ギヤ減速装置に関する。

遊星ギヤ減速装置として、特許文献１に記載の如く、モータの回転軸に固定される１列目サンギヤと、ケース内に設けられる１列目リングギヤと、第１キャリヤに枢支されて１列目サンギヤと１列目リングギヤに噛合う１列目プラネットギヤとからなる１列目遊星ギヤ列と、第１キャリヤに固定される２列目サンギヤと、ケース内に設けられる２列目リングギヤと、２列目サンギヤと２列目リングギヤに噛合い、第２キャリヤに枢支される２列目プラネットギヤとからなり、第２キャリヤに出力軸が固定される２列目遊星ギヤ列とを有してなるものがある。この遊星ギヤ減速装置では、１列目リングギヤをケースに対し相対回転可能にし、１列目リングギヤを径方向で押圧し、１列目リングギヤをケースに対し圧接できるトルクリミットを有している。即ち、出力軸からの大逆入力に対し、１列目リングギヤを一定のスリップトルクで滑らせてトルク伝達を遮断し、ギヤ、モータ等の破損を防止しようとするものである。
特許2578655

特許文献１の遊星ギヤ減速装置には以下の問題点がある。
(1)トルクリミットのスリップトルクを大きく設定すると、１列目リングギヤの側とケースの側のパッド等との圧接面を大きくしたり、スプリング等の圧接力を大きくする必要があり、トルクリミットが大型化し、遊星ギヤ減速装置が大型化する。

(2)１列目リングギヤを径方向で押圧することにより、１列目遊星ギヤ列の径方向のガタをなくすことができても、軸方向のガタをなくすことができない。

本発明の課題は、遊星ギヤ減速装置において、トルクリミットのスリップトルクを大きく設定しながら、トルクリミットを小型化し、かつ径方向と軸方向のガタをなくすことにある。

請求項１の発明は、モータの回転軸に固定される１列目サンギヤと、ケース内に設けられる１列目リングギヤと、第１キャリヤに枢支されて１列目サンギヤと１列目リングギヤに噛合う１列目プラネットギヤとからなる１列目遊星ギヤ列と、第１キャリヤに固定される２列目サンギヤと、ケース内に設けられる２列目リングギヤと、２列目サンギヤと２列目リングギヤに噛合い、第２キャリヤに枢支される２列目プラネットギヤとからなり、第２キャリヤに出力軸が固定される２列目遊星ギヤ列とを有してなる遊星ギヤ減速装置において、１列目リングギヤをケースに対し相対回転可能にし、２列目リングギヤをケースに固定配置し、１列目リングギヤの径方向で該１列目リングギヤをケースに対し圧接させる第１トルクリミットと、１列目リングギヤの軸方向で該１列目リングギヤをケースに対し圧接させる第２トルクリミットとを有してなるようにしたものである。

請求項２の発明は、請求項１の発明において更に、第１トルクリミットが１列目リングギヤの側とケースの側との圧接部を凹凸係合させてなるようにしたものである。

請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において更に、第２トルクリミットが１列目リングギヤの側とケースの側との圧接部をテーパ係合させてなるようにしたものである。

（請求項１）
(a)第１と第２の２つのトルクリミットを有することにより、全体のスリップトルクを大きく設定しながら、各１つのトルクリミットが受け持つスリップトルクを小さくできる。従って、各トルクリミットの圧接面、圧接力を小さ目にし、各トルクリミットを小型化し、ひいては遊星ギヤ減速装置を小型化できる。

(b)１列目リングギヤは第１トルクリミットにより径方向に押圧され、第２トルクリミットにより軸方向にも押圧される。従って、１列目遊星ギヤ列のガタを径方向と軸方向の双方でなくし、異音を防止できる。

（請求項２）
(c)第１トルクリミットが１列目リングギヤの側とケースの側との圧接部を凹凸係合させてなることにより、簡易な構造で大きなスリップトルクを設定できる。１列目リングギヤの周方向に複数の圧接部を設けることにより、１列目リングギヤをセンタリングしてガタをなくすこともできる。

（請求項３）
(d)第２トルクリミットが１列目リングギヤの側とケース側との圧接部をテーパ係合させてなることにより、第２トルクリミットは１列目リングギヤを広目の圧接面で押圧できるし、軸方向で押圧するだけでなくセンタリングしてガタをなくすこともでき、１列目遊星ギヤ列のガタを径方向と軸方向の双方でなくすことができる。

(e)第２トルクリミットが１列目リングギヤを軸方向で、ケースに固定の２列目リングギヤにテーパ係合させることにより、１列目と２列目の２つの遊星ギヤ列の同軸化を図り、遊星ギヤ減速装置のトルク伝達効率を向上できる。

図１は遊星ギヤ減速装置を示す断面図、図２は第１トルクリミットと第２トルクリミットを示す拡大断面図、図３は図１のIII−III線に沿い、サンギヤとプラネットギヤを除いて示す断面図、図４は遊星ギヤ減速装置の変形例を示す断面図、図５は遊星ギヤ減速装置の他の変形例を示す断面図である。

遊星ギヤ減速装置１０は、大きな回転トルクを必要とするパワーステアリング装置等に用いられる。遊星ギヤ減速装置１０は、図１に示す如く、ケース１１を１列目ケース１１Ａと２列目ケース１１Ｂに２分割し、両ケース１１Ａ、１１ＢはＯリング１２を挟んでボルト１３により一体化される。１列目ケース１１Ａにはモータ１４が取付けられるとともに、１列目遊星ギヤ列２０が内蔵され、２列目ケース１１Ｂには出力軸１５が支持されるとともに、２列目遊星ギヤ列３０が内蔵され、モータ１４の回転が減速されて出力軸１５に伝達される。尚、２列目ケース１１Ｂは軸受１６Ａ、１６Ｂを介して出力軸１５を支持し、２列目ケース１１Ｂの開口部にシール部材１７を備える。

１列目遊星ギヤ列２０は、モータ１４の回転軸１４Ａに固定される１列目サンギヤ２１と、１列目ケース１１Ａ内に設けられる内歯歯車状の１列目リングギヤ２２と、第１キャリヤ２４にかしめ固定されている支軸２５に枢支され、１列目サンギヤ２１と１列目リングギヤ２２に噛合う１列目プラネットギヤ２３とからなる。１列目プラネットギヤ２３を枢支した支軸２５の自由端にはワッシャ２６がかしめ固定される。１列目サンギヤ２１と１列目リングギヤ２２は同軸配置され、１列目プラネットギヤ２３は１列目サンギヤまわりの複数位置に設けられる。

２列目遊星ギヤ列３０は、１列目遊星ギヤ列２０の第１キャリヤ２４の中心軸上に一体（別体でも可）に設けられる２列目サンギヤ３１と、２列目ケース１１Ｂ内に設けられる内歯歯車状の２列目リングギヤ３２と、第２キャリヤ３４にかしめ固定されている支軸３５に枢支され、２列目サンギヤ３１と２列目リングギヤ３２に噛合う２列目プラネットギヤ３３とからなる。２列目プラネットギヤ３３を枢支した支軸３５の自由端にはワッシャ３６がかしめ固定される。２列目サンギヤ３１と２列目リングギヤ３２は同軸配置され、２列目プラネットギヤ３３は２列目サンギヤ３１まわりの複数位置に設けられる。第２キャリヤ３４の中心軸上に一体（別体でも可）に出力軸１５を設けてある。

遊星ギヤ減速装置１０は、モータ１４の回転を１列目遊星ギヤ列２０において減速し、更に２列目遊星ギヤ列３０において減速して出力軸１５に伝達するものになる。

しかるに、遊星ギヤ減速装置１０は、１列目リングギヤ２２を１列目ケース１１Ａに対し相対回転可能に、１列目リングギヤ２２を１列目ケース１１Ａの内周に嵌め入れてある。２列目リングギヤ３２は２列目ケース１１Ｂに一体（又は別体）をなして固定配置されている。遊星ギヤ減速装置１０は、第１トルクリミット４０と第２トルクリミット５０を有する。

第１トルクリミット４０は、図２、図３に示す如く、１列目リングギヤ２２の径方向で、該１列目リングギヤ２２を１列目ケース１１Ａに対し圧接させる。第１トルクリミット４０は、１列目リングギヤ２２の外周の周方向複数位置のそれぞれにおいて、１列目リングギヤ２２の中心軸に平行をなして軸方向に延びる円弧溝（孔でも可）状圧接部４２を備える。本実施例では、１列目リングギヤ２２の中心軸を挟む直径上の２位置に必ず一対をなす圧接部４２、４２が設けられる。第１トルクリミット４０は、１列目ケース１１Ａの１列目リングギヤ２２を囲む環状壁に孔４３を穿設し、孔４３にボール状係合子４４を装填し、孔４３に螺着したキャップ４６が支持する皿ばね４５を係合子４４に弾発的に押当て、係合子４４を圧接部４２に圧接させて凹凸係合する。本実施例では、１列目ケース１１Ａの中心軸を挟む直径上の２位置に一対をなす係合子４４、４４が設けられる。従って、第１トルクリミット４０は、皿ばね４５が加圧する係合子４４と１列目リングギヤ２２の圧接部４２との圧接面の深さ、圧接力の大きさ等により定まる一定のスリップトルクで、１列目ケース１１Ａに対し１列目リングギヤ２２を滑らせてトルク伝達を遮断可能にする。

第２トルクリミット５０は、図２に示す如く、１列目リングギヤ２２の軸方向で、該１列目リングギヤ２２を２列目ケース１１Ｂ、本実施例では２列目ケース１１Ｂと一体の２列目リングギヤ３２に対し圧接させる。第２トルクリミット５０は、１列目リングギヤ２２と２列目リングギヤ３２の軸方向で相対する端面同士を互いに圧接するテーパ状圧接部５１、５２とする。１列目リングギヤ２２の圧接部５１はテーパ凹面状をなし、２列目リングギヤ３２の圧接部５２はテーパ凸面状をなす。第２トルクリミット５０は、１列目リングギヤ２２を１列目ケース１１Ａの内周に対し軸方向移動可能に嵌められており、１列目リングギヤ２２の圧接部５１が設けられている端面に対し反対側に位置する端面と、この端面と軸方向で相対する１列目ケース１１Ａの内面に着座させたシート５３との間に、円環状皿ばね５４を弾発的に介装し、１列目リングギヤ２２の圧接部５１を２列目リングギヤ３２の圧接部５２に圧接させる。従って、第２トルクリミット５０は、皿ばね５４が加圧する１列目リングギヤ２２の圧接部５１と２列目リングギヤ３２の圧接部５２との圧接面の広さ、圧接力の大きさ等により定まる一定のスリップトルクで、１列目ケース１１Ａに対し１列目リングギヤ２２を滑らせてトルク伝達を遮断可能にする。

遊星ギヤ減速装置１０は、出力軸１５からの大逆入力等に対し、第１トルクリミット４０のスリップトルクに、第２トルクリミット５０のスリップトルクを加えた大きなスリップトルクで、１列目リングギヤ２２を１列目ケース１１Ａに対し滑らせてトルク伝達を遮断する。

本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)第１と第２の２つのトルクリミット４０、５０を有することにより、全体のスリップトルクを大きく設定しながら、各１つのトルクリミット４０、５０が受け持つスリップトルクを小さくできる。従って、各トルクリミット４０、５０の圧接面、圧接力を小さ目にし、各トルクリミット４０、５０を小型化し、ひいては遊星ギヤ減速装置１０を小型化できる。

(b)１列目リングギヤ２２は第１トルクリミット４０により径方向に押圧され、第２トルクリミット５０により軸方向にも押圧される。従って、１列目遊星ギヤ列２０のガタを径方向と軸方向の双方でなくし、異音を防止できる。

(c)第１トルクリミット４０が１列目リングギヤ２２の側とケース１１（１１Ａ）の側との圧接部４２を凹凸係合させてなることにより、簡易な構造で大きなスリップトルクを設定できる。１列目リングギヤ２２の周方向に複数の圧接部４２を設けることにより、１列目リングギヤ２２をセンタリングしてガタをなくすこともできる。

(d)第２トルクリミット５０が１列目リングギヤ２２の側とケース１１（１１Ａ）側との圧接部５１、５２をテーパ係合させてなることにより、第２トルクリミット５０は１列目リングギヤ２２を広目の圧接面で押圧できるし、軸方向で押圧するだけでなくセンタリングしてガタをなくすこともでき、１列目遊星ギヤ列２０のガタを径方向と軸方向の双方でなくすことができる。

(e)第２トルクリミット５０が１列目リングギヤ２２を軸方向で、ケース１１（１１Ａ）に固定の２列目リングギヤ３２にテーパ係合させることにより、１列目と２列目の２つの遊星ギヤ列２０、３０の同軸化を図り、遊星ギヤ減速装置１０のトルク伝達効率を向上できる。

図４の変形例が図１〜図３の実施例と異なる点は、第１トルクリミット４０において、係合子４４を弾発する弾発体４５をコイルばね４５Ａに代えたことにある。

図５の変形例が図１〜図３の実施例と異なる点は、第１トルクリミット４０において、１列目リングギヤ２２の外周に備える圧接部４２を円錐孔（Ｖ溝でも可）状圧接部４２Ａに代え、係合子４４を突起状ピン４４Ａに代え、係合子４４を弾発する弾発体４５をコイルばね４５Ａに代えたことにある。

以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。

図１は遊星ギヤ減速装置を示す断面図である。図２は第１トルクリミットと第２トルクリミットを示す拡大断面図である。図３は図１のIII−III線に沿い、サンギヤとプラネットギヤを除いて示す断面図である。図４は遊星ギヤ減速装置の変形例を示す断面図である。図５は遊星ギヤ減速装置の他の変形例を示す断面図である。

符号の説明

１０遊星ギヤ減速装置
１１、１１Ａ、１１Ｂケース
１４モータ
１４Ａ回転軸
１５出力軸
２０１列目遊星ギヤ列
２１１列目サンギヤ
２２１列目リングギヤ
２３１列目プラネットギヤ
２４第１キャリヤ
３０２列目遊星ギヤ列
３１２列目サンギヤ
３２２列目リングギヤ
３３２列目プラネットギヤ
３４第２キャリヤ
４０第１トルクリミット
４２、４２Ａ圧接部
４４、４４Ａ係合子
４５、４５Ａ弾発体
５０第２トルクリミット
５１、５２圧接部
５４皿ばね

Claims

モータの回転軸に固定される１列目サンギヤと、ケース内に設けられる１列目リングギヤと、第１キャリヤに枢支されて１列目サンギヤと１列目リングギヤに噛合う１列目プラネットギヤとからなる１列目遊星ギヤ列と、
第１キャリヤに固定される２列目サンギヤと、ケース内に設けられる２列目リングギヤと、２列目サンギヤと２列目リングギヤに噛合い、第２キャリヤに枢支される２列目プラネットギヤとからなり、第２キャリヤに出力軸が固定される２列目遊星ギヤ列とを有してなる遊星ギヤ減速装置において、
１列目リングギヤをケースに対し相対回転可能にし、２列目リングギヤをケースに固定配置し、
１列目リングギヤの径方向で該１列目リングギヤをケースに対し圧接させる第１トルクリミットと、１列目リングギヤの軸方向で該１列目リングギヤをケースに対し圧接させる第２トルクリミットとを有してなることを特徴とする遊星ギヤ減速装置。
第１トルクリミットが１列目リングギヤの側とケースの側との圧接部を凹凸係合させてなる請求項１に記載の遊星ギヤ減速装置。
第２トルクリミットが１列目リングギヤの側とケースの側との圧接部をテーパ係合させてなる請求項１又は２に記載の遊星ギヤ減速装置。