JP2007162758A - 減速機構及びそれを用いたスタビライザ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型かつ簡素な構成で入力回転部材の回転を高減速比で減速して第２回転部材に伝達することができる減速機構及びそれを用いたスタビライザ装置を提供する。
【解決手段】減速機構は、ハウジングに固定され第１内歯部が内周面に形成された第１回転部材と、ハウジングに回転軸線回りに回転自在に支持され第２内歯部が内周面に形成された第２回転部材と、ハウジングに回転軸線回りに回転自在に支承された入力回転部材と、該入力回転部材に第１及び第２回転部材の内周面内で形成された偏心軸と、該偏心軸に回転自在に支持され第１内歯部及び第２内歯部にそれぞれ噛合する第１外歯部及び第２外歯部が形成された中間回転部材とを備える。スタビライザ装置は、減速機構の入力回転部材をサーボモータにより回転駆動して、第１及び第２回転部材にそれぞれ連結された第２及び第１スタビライザバーを相対回動させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、入力回転部材と第１回転部材と第２回転部材を有し、第１回転部材に対する第２回転部材の回転が第１回転部材に対する入力回転部材の回転よりも低速となるように減速する減速機構、及びこれを使用して車両の左右の車輪に連結される各スタビライザバーの間の捩り力をサーボモータにより変化させるようにしたスタビライザ装置に関する。

この種のスタビライザ装置としては、例えば後述する特許文献１に開示されたものがある。これは、車両の左右車輪間に配設される一対のスタビライザバーと、モータ及び減速機構を有し、該減速機構を介して前記一対のスタビライザバーが連結され、前記モータの駆動によって前記一対のスタビライザバーに対して捩り力を付与するアクチュエータとを備えたものである。この特許文献１のスタビライザ装置では、一対のスタビライザバーに連結される第１及び第２の歯車の間に設けられて両スタビライザバーの相対回転がモータの回転よりも低速となるように減速する減速機構は大きい減速比のものとする必要があるので、不思議歯車機構を使用している。
特開２００４−３１４９４７号公報（段落〔０００２〕、〔０００３〕、〔０００８〕、〔０００９〕、図３〜図５）。

特許文献１に示す技術は、減速機構として充分に大きい減速比が得られる不思議歯車機構を使用しているので、性能的には満足すべき機能のスタビライザ装置が得られるが、減速機構として使用する不思議歯車機構は、２個の環状歯車、２個の太陽歯車及び６個の遊星歯車よりなり、部品点数が多いので部品の製造コスト及び組立コストが増大してコスト高となり、また互いに噛合する歯車の数が多いため騒音及び振動が増大するという問題がある。

本発明は減速機構におけるこのような各問題を解決し、またその減速機構を各スタビライザバーの間の捩り力を変化させることができるスタビライザ装置に適用するための構造を提案することを目的とする。

上記の課題を解決するため、請求項１に記載の発明の構成上の特徴は、ハウジングに固定され第１内歯部が内周面に形成された第１回転部材と、前記ハウジングに回転軸線回りに回転自在に支持され第２内歯部が内周面に形成された第２回転部材と、前記ハウジングに前記回転軸線回りに回転自在に支承された入力回転部材と、該入力回転部材に前記第１及び第２回転部材の内周面内で形成された偏心軸と、該偏心軸に回転自在に支持され前記第１内歯部及び第２内歯部にそれぞれ噛合する第１外歯部及び第２外歯部が形成された中間回転部材と、を備えたことである。

請求項２に記載の発明の構成上の特徴は、請求項１に記載の減速機構において、前記第１内歯部及びこれと噛合する前記第１外歯部の歯数の差と、前記第２内歯部及びこれと噛合する前記第２外歯部の歯数の差の少なくとも何れか一方が、１歯であることである。

請求項３に記載の発明の構成上の特徴は、請求項１または請求項２に記載の減速機構において、前記入力回転部材には前記回転軸線に対しその偏心軸の中心線と反対側となる位置に重心を有するカウンタバランスが形成されていることである。

請求項４に記載の発明の構成上の特徴は、入力回転部材と第１回転部材と第２回転部材を有し、前記第１回転部材に対する前記第２回転部材の回転が前記第１回転部材に対する前記入力回転部材の回転よりも低速となるように減速する減速機構と、前記入力回転部材を回転駆動するサーボモータと、車両の左右の車輪の間に互いに同軸的に相対回転可能に設けられて前記第１及び第２回転部材にそれぞれ連結される第２及び第１スタビライザバーよりなるスタビライザ装置において、前記減速機構として請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の減速機構が使用されていることである。

請求項５に記載の発明の構成上の特徴は、前記入力回転部材、前記第１及び第２回転部材、並びに前記サーボモータの出力軸は何れも中空に形成され、前記第１スタビライザバーは前記サーボモータの出力軸及び入力回転部材を回転自在に貫通してその一端部は前記第２回転部材に一体的に連結され、前記第２スタビライザバーの一端部は前記第１スタビライザバーの一端部に接近して配置されるとともに前記第１回転部材に一体的に連結されていることである。

請求項６に記載の発明の構成上の特徴は、請求項５に記載のスタビライザ装置において、前記サーボモータと前記減速機構は同一のハウジング内に収容され、前記第１回転部材は前記ハウジング内に一体的に連結され、前記第２スタビライザバーの一端部は前記ハウジングに一体的に連結されていることである。

請求項７に記載の発明の構成上の特徴は、請求項６に記載のスタビライザ装置において、前記サーボモータのステータは前記ハウジング内に一体的に連結され、前記サーボモータのロータが一体的に連結される前記出力軸の両端部は前記ロータを挟む両側において前記ハウジングに回転自在に支持され、前記第１スタビライザバーは前記出力軸及び減速機構を挟む両側において前記ハウジングに回転自在に支持され、前記入力回転部材は前記第１スタビライザバーにより回転自在に支持されていることである。

請求項８に記載の発明の構成上の特徴は、請求項７に記載のスタビライザ装置において、前記第１スタビライザバーと前記入力回転部材の間の支持部のガタ及び前記入力回転部材の偏心軸と前記中間回転部材の間の支持部のガタを吸収するために、前記第１内歯部と第１外歯部及び前記第２内歯部と第２外歯部の間の各バックラッシを減少させるように、前記偏心軸の偏心量が設定されていることである。

上述のように構成した請求項１の発明による減速機構によれば、ハウジングに固定された第１回転部材の内周面に第１内歯部が形成され、ハウジングに回転自在に支持された第２回転部材の内周面に第２内歯部が形成され、ハウジングに回転自在に支承された入力回転部材に第１及び第２回転部材の内周面内で偏心軸が形成され、該偏心軸に回転自在に支持された中間回転部材に形成された第１外歯部及び第２外歯部に第１内歯部及び第２内歯部が噛合するので、小型かつ簡素な構成で入力回転部材の回転を高減速比で減速して第２回転部材に伝達することができる。さらに、構成部品点数が少なくまた何れも特殊な加工やノウハウを必要とするものではないので、部品の製造コスト及び組立コストが減少してコストを低下させることができる。また互いに噛合する歯車は第１内歯部３４と第１外歯部３８及び第２内歯部３６と第２外歯部３９の２組だけであるので、噛合により生じる騒音及び振動を大幅に減少させることができる。

上述のように構成した請求項２の発明によれば、減速比が与えられた場合における何れかの歯数は最小になるので、減速機構の外径は最小となる。また減速機構の減速比が与えられ外径が制限される場合には、その制限内において歯形のモジュールは最大になるので、最大の伝達許容トルクを有する減速機構が得られる。

上述のように構成した請求項３の発明によれば、回転軸線に対し偏心して支持される中間回転部材により生じる不釣り合いはカウンタバランスにより打ち消されるので、そのような不釣り合いにより生じる減速機構の振動及び騒音は減少される。

また上述のように構成した請求項４の発明によるスタビライザ装置によれば、このスタビライザ装置の主要な部分を構成する減速機構は、小型かつ簡素な構成で高減速比を得ることができ、製造コストが低下されるとともに騒音及び振動も大幅に減少されるので、スタビライザ装置としても同様な効果が得られる。

上述のように構成した請求項５の発明では、第１及び第２スタビライザバーを合わせた全長は、従前の一体のスタビライザバーの全長とほゞ同じとなる。左右の車輪に連結されるスタビライザバーの間に作用する捩り力は、サーボモータを含む制御システムが左右の車輪の動きに追従できる範囲では検出される左右の車輪の動きに応じてサーボモータを作動させることにより制御して所望のスタビライザ特性を得ることができる。また左右の車輪の動きが急激で制御システムが追従しきれない範囲では両スタビライザバーの捩りによりスタビライザ特性が与えられるが、両スタビライザバーの全長は従前の一体のスタビライザバーの全長と同程度であるので、そのような範囲におけるスタビライザ特性が従来より低下することはない。従って広い範囲にわたり満足すべきスタビライザ特性が得られる。

上述のように構成した請求項６の発明によれば、サーボモータと減速機構は同一のハウジング内に収容されるのでスタビライザ装置を小型かつ軽量にまとめることができる。さらに、第１スタビライザバーは出力軸の両端部の外側においてハウジングに回転自在に両持ち支持され、一方第２スタビライザバーの一端部はハウジングに一体的に連結されているので、第１及び第２スタビライザバーは、ハウジングを介して確実に互いに同軸的でかつ回転自在に連結することができる。

上述のように構成した請求項７の発明によれば、入力回転部材はハウジングに両持ち支持された第１スタビライザバーによりしっかりと支持され、これにより回転自在に支持される中間回転部材も第１内歯部と第１外歯部の噛合部及び第２内歯部と第２外歯部の噛合部から受ける両スタビライザバーの間の捩り力の反力を受けても半径方向に撓んで逃げることは少ないので、第１内歯部と第１外歯部の噛合及び第２内歯部と第２外歯部の噛合に狂いが生じて、振動や騒音が増大するおそれは少なくなる。

上述のように構成した請求項８の発明によれば、第１スタビライザバーと入力回転部材の間の支持部のガタ及び入力回転部材の偏心軸と中間回転部材の間の支持部のガタの存在にかかわらず、第１内歯部と第１外歯部の噛合部及び第２内歯部と第２外歯部の噛合部に生じるバックラッシは極小とできるので、サーボモータと両スタビライザバーの間の捩り力の伝達は円滑かつ高効率で行われ、これにより各歯部の磨耗は減少し、また各歯部の噛合により生じる騒音及び振動も大幅に低下される。

先ず、図１により、本発明による減速機構を用いたスタビライザ装置の最良の形態の説明をする。この実施形態のスタビライザ装置は、筒状のハウジング１０に同軸的に回転自在に支持された第１スタビライザバー１４と、ハウジング１０の一端部に第１スタビライザバー１４と同軸的に固定された第２スタビライザバー１５と、ハウジング１０内に設けられたブラシレス型のＤＣサーボモータ（サーボモータ）２０と、このサーボモータ２０の出力軸２３の回転を減速して第１スタビライザバー１４をハウジング１０に対し回転する減速機構Ｇにより構成されている。ハウジング１０を含むこのスタビライザ装置全体は、ハウジング１０の両側から突出する各スタビライザバー１４，１５を回転自在に支持する１対の保持部材１８を介して、車体に対し左右方向となるように取り付けられ、各スタビライザバー１４，１５の屈曲アーム部１４ａ（図１では第２スタビライザバー１５の屈曲アーム部は図示を省略した）の各先端部は、左右の車輪（前輪または後輪）の支持部に連結されている。

ハウジング１０は、互いに同軸的に一体的に連結されたモータハウジング１１及び減速部ハウジング１２と、この両ハウジング１１，１２の間に固定された中間壁１３よりなり、モータハウジング１１の先端部には端部キャップ１１ａがねじ止め固定され、減速部ハウジング１２の先端部には連結カラー１２ａが圧入などにより一体的に固着されている。減速部ハウジング１２の連結カラー１２ａには、第２スタビライザバー１５の先端部がスプライン結合などにより固着されている。第１スタビライザバー１４は端部キャップ１１ａ側からモータハウジング１１内に挿入され、中間壁１３を貫通して減速部ハウジング１２内に入り、入力回転部材３０（後に詳述）の内径を通り過ぎて、その先端部は第２スタビライザバー１５の先端部のすぐ近くに達している。第１スタビライザバー１４のこの先端部は第２回転部材３５（後に詳述）及び玉軸受１７を介して連結カラー１２ａ近くの減速部ハウジング１２により、また中間部は軸受ブッシュ１６を介して端部キャップ１１ａにより、回転自在に支持されている。

サーボモータ２０の出力軸２３は多少の隙間をおいて第１スタビライザバー１４の外側を囲む筒状で、その中間部外周には円周方向に交互に磁極が形成された円筒状の永久磁石からなるロータ２２が固定され、出力軸２３はロータ２２を挟む両側において、玉軸受２４ａ，２４ｂを介してハウジング１０の中間壁１３と端部キャップ１１ａに回転自在に支持されている。サーボモータ２０のステータ２１は、モータハウジング１１の内周面に固定されて、多少の隙間をおいてロータ２２と対向する内周面に多数の磁極が形成された電磁石である。

減速機構Ｇは図２〜図５に示すように、ハウジング１０側に取り付けられた第１回転部材３３と、第１スタビライザバー１４側に取り付けられた第２回転部材３５と、サーボモータ２０の出力軸２３に直結されて回転駆動される入力回転部材３０と、入力回転部材３０の一部に形成された偏心軸３１により回転自在に支持された中間回転部材３７により構成されている。主として図２に示すように、第１回転部材３３は円筒状で、中間壁１３側となる減速部ハウジング１２の内面にセレーション圧入などにより固定され、中間壁１３側と反対側となる内端部には第１内歯部３４が形成されている。第２回転部材３５は、第１スタビライザバー１４の先端部にセレーション結合される小径部と、第１回転部材３３の第１内歯部３４が形成された端部と多少の隙間をおいて対向する端部に第２内歯部３６が形成された大径部を有している。減速部ハウジング１２に外輪が保持された玉軸受１７の内輪はこの小径部の外周に嵌合されるとともに小径部の先端部にねじ込まれた有底筒状の保持金具４０により第２回転部材３５に挟持固定されている。この保持金具４０をボルト４１により第１スタビライザバー１４の端面に固定することにより、第２回転部材３５は第１スタビライザバー１４に固定される。図に示すように、両スタビライザバー１４，１５の各先端は互いに接近しており、ボルト４１の頭部は第２スタビライザバー１５の先端部に形成した凹部内に入り込んでいる。

図２及び図５に示すように、入力回転部材３０は軸線方向一方に偏った位置にフランジ部３０ａが形成された筒状で、軸線方向の長さが大きい側には回転軸線（内径の中心軸）Ｏ1 に対し偏心された中心線Ｏ2 を有する偏心軸３１が一体的に形成され、フランジ部３０ａの反対面には回転軸線Ｏ1 に対し偏心軸３１の中心線Ｏ2 と反対側となる位相位置に重心Ｏ3 を有する円盤形のカウンタバランス３２が形成されている。この入力回転部材３０はフランジ部３０ａ側の内径部が、玉軸受２４ａから突出する出力軸２３の先端部にセレーション結合されてサーボモータ２０により回転駆動され、偏心軸３１と対応する内径部がニードルローラ軸受４２を介して第１スタビライザバー１４により回転自在に支持されている。

中間回転部材３７は第１回転部材３３と第２回転部材３５の間に設けられて、ニードルローラ軸受４３を介して入力回転部材３０の偏心軸３１に回転自在に支持され、その両端面と第２回転部材３５及び入力回転部材３０のフランジ部３０ａの間にはスラスト軸受４４ａ，４４ｂが介装されて軸線方向の移動が規制されている。中間回転部材３７の中央部にはフランジ部３７ａを間に挟んで、第１外歯部３８及び第２外歯部３９が互いに隣接して形成され、図２〜図４に示すように、第１外歯部３８と第２外歯部３９は第１内歯部３４と第２内歯部３６にそれぞれ噛合されている。

この実施形態では、各歯部３４，３６，３８，３９は何れも平歯（内歯）である。また第１内歯部３４と第１外歯部３８の歯数はそれぞれ２７及び２６であり、第２内歯部３６と第２外歯部３９の歯数はそれぞれ２４及び２３であり、外歯と内歯の歯数の差は何れも１である。この歯数差は１に限らず、２あるいはそれ以上としてもよいが、減速比を大きくするためにはこの歯数差は小さい方がよい。

このような、第１回転部材３３と、第２回転部材３５と、入力回転部材３０と、中間回転部材３７により構成され減速機構Ｇにおける、第１回転部材３３に対する入力回転部材３０の１回転に対する第２回転部材３５の回転数Ｘ（＝減速比の逆数）は次の数式１の通りとなる。回転数Ｘの値が正の場合は第２回転部材３５の回転の向きは入力回転部材３０と同じであり、負の場合は第２回転部材３５は入力回転部材３０に対し逆転される。

ただし Ｚ34：第１内歯部３４の歯数 Ｚ36：第２内歯部３６の歯数
Ｚ38：第１外歯部３８の歯数 Ｚ39：第２外歯部３９の歯数
この実施形態の中間回転部材３７は、図６の実線３７ｂに示すように、フランジ部３７ａの中央で２分割して精密鍛造あるいはプレスなどにより各歯部３８，３９を含めて型形成し、両半部を合わせて電子ビームによる前周溶接あるいはプロジェクション溶接、抵抗溶接などにより結合した後、内周を仕上げて製造する。あるいは焼結により型成形してもよいし、樹脂により射出型成形してもよい。第１及び第２回転部材３３，３５も同様に、精密鍛造、プレスまたは焼結などにより型成形してもよいし、あるいは樹脂により射出型成形してもよい。

各歯部３４，３６，３８，３９の歯形は、図３及び図４に示す実施形態では、内歯部３４，３６は各歯先部を略半円形とし、外歯部３８，３９はこれと噛合するトロコイド曲線としたピンコイド歯形としたが、これと逆に外歯部３８，３９の各歯先部を略半円形とし内歯部３４，３６をトロコイド曲線としたピンコイド歯形でもよい。あるいは内歯部３４，３６と外歯部３８，３９を互いに噛合するトロコイド曲線としたトロコイド歯形としてもよい。あるいはまた、歯数差が少ない場合における歯先部の干渉を防ぐために歯先部を低くしたインボリュート歯形としてもよい。

ピンコイド歯形とした場合において、第１及び第２回転部材３３，３５の内歯部３４，３６の各歯先部を略半円形としたときは、図７及び図８に示すように、環状の本体３３Ａの内周面と一方の端面の境界部に環状の凹段部３３ａを形成し、この凹段部３３ａの内周面かかるように円周方向に沿って形成した多数の丸孔３３ｂにそれぞれニードルローラ軸受のローラと同様なピン３４Ａを圧入したものを第１及び第２回転部材としてもよい。このようにすれば本体３３Ａは丸孔３３ｂを形成してピン３４Ａを圧入するだけで、高精度、高硬度で滑らかな表面の歯を形成できるので、少ない加工コストで作動性能に優れた回転部材３３，３５を得ることができる。第１及び第２外歯部３８、３９各歯先部を略半円形としたときも、同様にして低コストで作動性能に優れた中間回転部材３７を得ることができる。

また、第１及び第２回転部材３３，３５の端面に上述と同様にして圧入した各ピンにそれぞれローラを回転自在に支持させ、このローラを第１及び第２内歯部３４，３６として中間回転部材３７の第１及び第２外歯部３８、３９を噛合させるようにすれば、各内歯部と外歯部の間の滑り摩擦はローラによるころがり摩擦となってエネルギ損失を大幅に低減されるので、減速機構における伝達効率を大幅に向上させることができる。このようなピンとローラを中間回転部材３７側に設けても、同様の効果を得ることができる。

上述した実施形態では互いに噛合する各歯部３４，３６，３８，３９を何れも平歯（内歯）としているが、平歯をはす歯に変更してもよい。このようにすれば各歯部３４，３６，３８，３９が滑らかに噛合されるので、減速機構における伝達効率が向上し、騒音及び振動も減少する。なおこの場合に生じる各歯部３４，３６，３８，３９の軸線方向スラスト力は、スラスト軸受４４ａ，４４ｂにより受け止められる。また、各歯部３４，３６，３８，３９を平歯車として軸線方向において２分割あるいは複数に分割して厚さの小さい部分歯車とし、各部分歯車の各歯を円周方向ピッチの半分あるいは複数分の１だけ円周方向にずらして互いに固着させて、各歯部３４，３６，３８，３９の各部分歯車をそれぞれ噛合させるようにしてもよい。このようにしても前述と同様、伝達効率が向上し、騒音及び振動も減少するという効果が得られ、しかも軸線方向スラスト力が生じることはなくなる。

この実施形態では、入力回転部材３０の偏心軸３１の内径部はハウジング１０に両持ち支持された第１スタビライザバー１４によりニードルローラ軸受４２を介してしっかりと支持されており、このようにすればニードルローラ軸受４３を介して回転自在に支持される中間回転部材３７も各内歯部３４，３６と各外歯部３８，３９の間の噛合部から受ける両スタビライザバー１４，１５の間の捩り力の反力によるラジアル荷重を受けても半径方向に撓んで逃げることは少ないので、各内歯部３４，３６と各外歯部３８，３９の間の噛合に狂いが生じて、振動や騒音が増大するおそれはなくなる。

しかしながら、中間回転部材３７は２組のニードルローラ軸受４２，４３を介して第１スタビライザバー１４により支持されているので、第１スタビライザバー１４と中間回転部材３７の間にある程度の半径方向のガタが生じることは避けられず、このため両スタビライザバー１４，１５の間に作用する捩り力に抗してスタビライザ装置が作動している状態では、各内歯部３４，３６と各外歯部３８，３９の間の噛合部から受ける捩り力の反力によるラジアル荷重により、このガタの範囲において、各外歯部３８，３９が各内歯部３４，３６から逃げて各歯部のかみ合いに狂いを生じるおそれがある。そこでこの実施形態では偏心軸３１の偏心量を、現実に存在する前述のような半径方向のガタ、各部の弾性変形による中間回転部材３７の各外歯部３８，３９の半径方向の撓み、及び各内歯部３４，３６と各外歯部３８，３９の接触部に生じるスティックや摩擦損失を実質的に生じないプリロードによる撓みに相当する分だけ、各ガタを０とした場合における偏心量よりも大きく設定し、これにより両スタビライザバー１４，１５の間に作用する捩り力に抗してサーボモータ２０が両スタビライザバー１４，１５を相対回動させている状態において、そのようなガタの存在にかかわらず、第１内歯部３４と第１外歯部３８及び第２内歯部３６と第２外歯部３９の間に生じる各バックラッシが実質的に極小となるようにしている。このようにすることにより、サーボモータ２０と両スタビライザバー１４，１５の間の捩り力の伝達が円滑かつ高効率で行われ、これにより各歯部の損傷も減少し、また各歯部の噛合により生じる騒音及び振動も大幅に低下されるようにしている。

次に上述した実施形態の作動の説明をする。このスタビライザ装置を設けた車両が走行すれば、路面状態及び走行状態に応じて左右の車輪は別々に上下動し、保持部材１８を介して車体に回転自在に支持された各スタビライザバー１４，１５には、左右の車輪の支持部に連結されたそれぞれの各屈曲アーム部１４ａ（片側のみを図１に示す）を介してこの上下動が伝達されるので、各スタビライザバー１４，１５の回転角は異なったものとなる。制御装置（図示省略）は、スタビライザ装置に設けたセンサ（図示省略）により検出したこの回転角の差、及びブラシレスＤＣサーボモータ２０のロータ２２のモータハウジング１１に対する回転を検出するセンサの出力に基づいて、サーボモータ２０の出力を制御して両スタビライザバー１４，１５の間の捩り力を変化させることにより、車体に対する両車輪の高さの差が過大とならないように、また車体に対する各車輪の加速度が過大とならないように制御して、車体が過度にローリングしないように、また車体に加わる衝撃が過大にならないよう操安性、走行安定性を高める働きをするようにしている。

左右の車輪に連結される両スタビライザバー１４，１５の間に作用する捩り力は、従前のスタビライザバーのねじりばね作用により与えられる捩り力と、サーボモータと減速機構により与えられる捩り力の和となるが、上述した実施形態では両スタビライザバー１４，１５の各先端は互いに接近しているので、第１及び第２スタビライザバー１４，１５を合わせた全長は、従前の一体形成されたスタビライザバーの全長とほゞ同じとなるので、前者のねじりばね作用によるスタビライザ効果は従前のねじりばね作用を利用したものと同程度になる。従って上述した実施形態によれば、急激で制御システムの制御遅れにより後者の捩り力の制御では追従しきれない範囲の左右の車輪の動きに対しては前者のねじりばね作用により自動的に応動して従来と同様なスタビライザ作用を行い、それよりも緩やかで制御システムが追従可能な範囲の左右の車輪の動きに対しては検出される左右の車輪の動きの差に応じてサーボモータを作動させることにより後者の捩り力を制御して所望のスタビライザ特性を得ることができるので、広い範囲にわたり満足すべきスタビライザ作用を行うことができる。

上述した実施形態によれば、ハウジング１０に固定された第１回転部材３３の内周面に第１内歯部３４が形成され、ハウジング１０に回転自在に支持された第２回転部材３５の内周面に第２内歯部３６が形成され、ハウジング１０に回転自在に支承された入力回転部材３０に第１及び第２回転部材３３，３５の内周面内で偏心軸３１が形成され、該偏心軸３１に回転自在に支持された中間回転部材３７に形成された第１外歯部３８及び第２外歯部３９に第１内歯部３４及び第２内歯部３６が噛合するので、小型かつ簡素な構成で入力回転部材３０の回転を高減速比で減速して第２回転部材３５に伝達することができる。また、減速機構Ｇの主要な構成部品は、偏心軸３１が形成された入力回転部材３０と、第１内歯部３４が形成された第１回転部材３３と、第２内歯部３６が形成された第２回転部材３５と、第１外歯部３８及び第２外歯部３９が形成された中間回転部材３７の４個であり、部品点数が少なくなり、また何れの部品の製造にも特殊な加工やノウハウを必要とするものではないので、部品の製造コスト及び組立コストが減少してコストを低下させることができる。また互いに噛合する歯車は第１内歯部３４と第１外歯部３８及び第２内歯部３６と第２外歯部３９の２組だけであるので、噛合により生じる騒音及び振動を大幅に減少させることができる。

上述した実施形態では、第１内歯部３４及びこれと噛合する第１外歯部３８の歯数の差と、第２内歯部３６及びこれと噛合する第２外歯部３９の歯数の差は何れも1歯としており、このようにすれば減速比が与えられた場合における何れかの歯数は最小になるので、減速機構の外径は最小となる。従って減速機構の減速比が与えられ外径が制限される場合には、その制限内において歯形のモジュールは最大になるので、制限された外径内において最大の伝達許容トルクを有する減速機構が得られる。しかしながら本発明はこれに限られるものではなく、各内歯部３４，３６と各外歯部３８，３９の歯数の差を１以外の小さい整数として実施することもできる。

上述した実施形態では、入力回転部材３０にはその回転軸線Ｏ1 に対し偏心軸３１の中心線Ｏ2 と反対側となる位置に重心Ｏ3 を有するカウンタバランス３２を形成しているので、回転軸線に対し偏心して支持される中間回転部材３７により生じる不釣り合いの少なくとも一部はカウンタバランス３２により打ち消され、そのような不釣り合いにより生じる減速機構の振動及び騒音は減少される。

また、上述した実施形態では、スタビライザ装置の主要な部分を構成する減速機構Ｇは、小型かつ簡素な構成で高減速比を得ることができ、製造コストが低下されるとともに騒音及び振動も大幅に減少されるので、スタビライザ装置としても同様な効果が得られる。

上述した実施形態では、サーボモータ２０と減速機構Ｇは同一のハウジング１０内に収容し、第１回転部材３３はハウジング１０内に一体的に連結し、第２スタビライザバー１５の一端部はハウジング１０に一体的に連結しており、このようにすれば、サーボモータ２０と減速機構Ｇは同一のハウジング１０内に収容されるのでスタビライザ装置を小型かつ軽量にまとめることができる。

上述した実施形態では、サーボモータ２０のステータ２１はハウジング１０内に一体的に連結し、サーボモータ２０のロータ２２が一体的に連結される出力軸２３の両端部はロータ２２を挟む両側においてハウジング１０に回転自在に支持し、第１スタビライザバー１４は出力軸２３及び減速機構Ｇを挟む両側においてハウジング１０に回転自在に支持しており、このようにすれば、第１スタビライザバー１４は出力軸２３の両端部の外側においてハウジング１０に回転自在に支持し、一方第２スタビライザバー１５の一端部はハウジング１０に一体的に連結されているので、第１及び第２スタビライザバー１４，１５はハウジング１０を介して確実に互いに同軸的でかつ回転自在に連結することができる。

上述した実施形態では、入力回転部材３０は第１スタビライザバー１４により回転自在に支持しており、このようにすれば、入力回転部材３０はハウジング１０に両持ち支持された第１スタビライザバー１４によりしっかりと支持され、これにより回転自在に支持される中間回転部材３７も第１内歯部３４と第１外歯部３８の噛合部及び第２内歯部３６と第２外歯部３９の噛合部から受ける両スタビライザバー１４，１５の間の捩り力の反力を受けても半径方向に撓んで逃げることはないので、第１内歯部３４と第１外歯部３８の噛合及び第２内歯部３６と第２外歯部３９の噛合に狂いが生じて、振動や騒音が増大するおそれはなくなる。

また上述した実施形態では、偏心軸３１の偏心量を、現実に存在する前述のような第１スタビライザバー１４と中間回転部材３７の間の半径方向のガタ、各部の弾性変形による中間回転部材３７の各外歯部３８，３９の半径方向の撓み、及び各内歯部３４，３６と各外歯部３８，３９の接触部に生じるスティックや摩擦損失を実質的に生じない程度のプリロードによる撓みに相当する分だけ、各ガタを極小とすべく偏心量を設定している。このようにすれば第１スタビライザバー１４と第２スタビライザバー１５の間に作用する捩り力に抗してサーボモータ２０が両スタビライザバー１４，１５を相対回動させている状態において、第１内歯部３４と第１外歯部３８及び第２内歯部３６と第２外歯部３９の間の噛合部に生じる各バックラッシは実質的に極小となるので、サーボモータ２０と両スタビライザバー１４，１５の間の捩り力の伝達は円滑かつ高効率で行われ、これにより各歯部の磨耗も減少し、また各歯部の噛合により生じる騒音及び振動は大幅に低下される。

上述した実施形態では、両スタビライザバー１４，１５はハウジング１０を挟む両側において車両の車体に回転自在に支持しており、このようにすればハウジング１０を含むスタビライザ装置全体は、第１及び第２スタビライザバー１４，１５を介して車両の車体に回転自在に支持されるので、スタビライザとしての効果を充分に発揮することができる。

本発明による減速機構を用いたスタビライザ装置の一実施形態の全体構造を示す断面図である。 図１に示す実施形態の減速機構部分を示す部分拡大断面図である。 図２の３−３断面図である。 図２の４−４断面図である。 図１に示す実施形態の入力回転部材の正面図である。 図１に示す実施形態の中間回転部材の製造方法の一例を説明する図である。 図１に示す実施形態の第１回転部材の変形例を示す図である。 図７に示す変形例の中央断面図である。

符号の説明

１０…ハウジング、１４…第１スタビライザバー、１５…第２スタビライザバー、２０…サーボモータ、２１…ステータ、２２…ロータ、２３…出力軸、３０…入力回転部材、３１…偏心軸、３２…カウンタバランス、３３…第１回転部材、３４…第１内歯部、３５…第２回転部材、３６…第２内歯部、３７…中間回転部材、３８…第１外歯部、３９…第２外歯部３９、Ｇ…減速機構。

Claims (8)

1. ハウジングに固定され第１内歯部が内周面に形成された第１回転部材と、前記ハウジングに回転軸線回りに回転自在に支持され第２内歯部が内周面に形成された第２回転部材と、前記ハウジングに前記回転軸線回りに回転自在に支承された入力回転部材と、該入力回転部材に前記第１及び第２回転部材の内周面内で形成された偏心軸と、該偏心軸に回転自在に支持され前記第１内歯部及び第２内歯部にそれぞれ噛合する第１外歯部及び第２外歯部が形成された中間回転部材と、を備えたことを特徴とする減速機構。
2. 請求項１に記載の減速機構において、前記第１内歯部及びこれと噛合する前記第１外歯部の歯数の差と、前記第２内歯部及びこれと噛合する前記第２外歯部の歯数の差の少なくとも何れか一方が、１歯であることを特徴とする減速機構。
3. 請求項１または請求項２に記載の減速機構において、前記入力回転部材にはその回転軸線に対し前記偏心軸の中心線と反対側となる位置に重心を有するカウンタバランスが形成されていることを特徴とする減速機構。
4. 入力回転部材と第１回転部材と第２回転部材を有し、前記第１回転部材に対する前記第２回転部材の回転が前記第１回転部材に対する前記入力回転部材の回転よりも低速となるように減速する減速機構と、前記入力回転部材を回転駆動するサーボモータと、車両の左右の車輪の間に互いに同軸的に相対回転可能に設けられて前記第１及び第２回転部材にそれぞれ連結される第２及び第１スタビライザバーよりなるスタビライザ装置において、前記減速機構として請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の減速機構が使用されていることを特徴とするスタビライザ装置。
5. 請求項４に記載のスタビライザ装置において、前記入力回転部材、前記第１及び第２回転部材、並びに前記サーボモータの出力軸は何れも中空に形成され、前記第１スタビライザバーは前記サーボモータの出力軸及び入力回転部材を回転自在に貫通してその一端部は前記第２回転部材に一体的に連結され、前記第２スタビライザバーの一端部は前記第１スタビライザバーの一端部に接近して配置されるとともに前記第１回転部材に一体的に連結されていることを特徴とするスタビライザ装置。
6. 請求項５に記載のスタビライザ装置において、前記サーボモータと前記減速機構は同一のハウジング内に収容され、前記第１回転部材は前記ハウジング内に一体的に連結され、前記第２スタビライザバーの一端部は前記ハウジングに一体的に連結されていることを特徴とするスタビライザ装置。
7. 請求項６に記載のスタビライザ装置において、前記サーボモータのステータは前記ハウジング内に一体的に連結され、前記サーボモータのロータが一体的に連結される前記出力軸の両端部は前記ロータを挟む両側において前記ハウジングに回転自在に支持され、前記第１スタビライザバーは前記出力軸及び減速機構を挟む両側において前記ハウジングに回転自在に支持され、前記入力回転部材は前記第１スタビライザバーにより回転自在に支持されていることを特徴とするスタビライザ装置。
8. 請求項７に記載のスタビライザ装置において、前記第１スタビライザバーと前記入力回転部材の間の支持部のガタ及び前記入力回転部材の偏心軸と前記中間回転部材の間の支持部のガタを吸収するために、前記第１内歯部と第１外歯部及び前記第２内歯部と第２外歯部の間の各バックラッシを減少させるように、前記偏心軸の偏心量が設定されていることを特徴とするスタビライザ装置。

Images