JP2008157351A - 減速機および車両用アクティブスタビライザー装置 - Google Patents

減速機および車両用アクティブスタビライザー装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 小型で大きな減速比を得ることができ、しかも減速比の変更が容易な減速機を提供する。
【解決手段】 回転自在なキャリヤ29と、キャリヤ29の偏心した支持孔29bに回転自在に嵌合するリングギヤ33と、リングギヤ33の第1、第2内歯33a、33bにそれぞれ噛合する第1、第2外歯34a、35aを有する第1、第2サンギヤ34,35とで減速機を構成し、キャリヤ29の回転を減速して第1、第2サンギヤ34,35の相対回転として出力するので、小型で部品点数の少ない構造でありながら大きな減速比を確保することができ、しかも第1、第2サンギヤ34,35の一方の外歯34a,35bの歯数を変更するだけの僅かな設計変更で減速比を変更できるので汎用性が高められる。
【選択図】 図2

Description

本発明は、キャリヤの回転を第1、第2サンギヤの相対回転として出力する減速機と、その減速機を用いた車両用アクティブスタビライザー装置に関する。
両端を左右のサスペンション装置に接続したスタビライザーの中間部に設けたアクチュエータで、左右のスタビライザー半体を相互に逆方向に捻じることで車両のヨーモーメントを制御するものにおいて、前記アクチュエータを、直列に連結された3個の遊星歯車機構と、それらに駆動力を入力するモータとで構成したものが、下記特許文献1により公知である。
特表2002−518245号公報
ところで上記従来のものは、アクチュエータの減速機に遊星歯車機構を用いているため、充分な減速比を得るには遊星歯車機構を3段に連結して使用する必要があり、部品点数やコストが増加したりアクチュエータが大型化したりする問題があった。しかもアクチュエータの減速機の減速比を変更する場合には、遊星歯車機構全体を設計変更する必要があるため、多くの費用を要するという問題があった。
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、小型で大きな減速比を得ることができ、しかも減速比の変更が容易な減速機を提供することを目的とする。
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、第1軸線を中心に回転可能であり、前記第1軸線に対して偏心した第2軸線を中心とする円形の支持孔を有するキャリヤと、前記キャリヤの支持孔に回転自在に嵌合して内周面に内歯を有するリングギヤと、前記第1軸線まわりに回転自在に支持されて前記リングギヤの内歯に噛合する第1外歯を有する第1サンギヤと、前記第1軸線まわりに回転自在に支持されて前記リングギヤの内歯に噛合する、前記第1外歯と異なる歯数を有する第2外歯を有する第2サンギヤとを備え、前記キャリヤの回転を前記第1、第2サンギヤの相対回転として出力することを特徴とする減速機が提案される。
また請求項2に記載された発明によれば、請求項1に記載された減速機を用いた車両用アクティブスタビライザー装置であって、外端を左右のサスペンション装置に接続された左右のスタビライザー半体の内端の一方および他方をそれぞれ前記第1サンギヤおよび前記第2サンギヤに接続し、前記キャリヤを駆動源で駆動することを特徴とする車両用アクティブスタビライザー装置が提案される。
尚、実施の形態のナックル11は本発明のサスペンション装置に対応し、実施の形態のアクチュエータ15は本発明の減速機に対応し、実施の形態のモータ16は本発明の駆動源に対応する。
請求項1の構成によれば、回転自在なキャリヤと、キャリヤの偏心した支持孔に回転自在に嵌合するリングギヤと、リングギヤの内歯にそれぞれ噛合する第1、第2外歯を有する第1、第2サンギヤとで減速機を構成し、キャリヤの回転を減速して第1、第2サンギヤの相対回転として出力するので、小型で部品点数の少ない構造でありながら大きな減速比を確保することができ、しかも第1、第2サンギヤの一方の外歯の歯数を変更するだけの僅かな設計変更で減速比を変更できるので汎用性が高められる。
また請求項2の構成によれば、上記減速機を車両用アクティブスタビライザー装置に適用し、外端がサスペンション装置に接続された左右のスタビライザー半体の内端の一方および他方をそれぞれ第1サンギヤおよび第2サンギヤに接続し、キャリヤを駆動源で駆動することで第1、第2サンギヤに減速された相対回転を発生させ、左右のスタビライザー半体を相互に捩じり変形させてロールモーメントを発生させることができる。
以下、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて説明する。
図1〜図6は本発明の実施の形態を示すもので、図1はアクティブスタビライザー装置の平面図、図2は図1の2−2線拡大断面図、図3は図2の3−3線断面図、図4はアクチュエータの分解斜視図、図5はアクチュエータの作用説明図、図6は各ギヤの歯数と減速比との関係の説明図である。
図1に示すように、車両用のアクティブスタビライザー装置Sは、車幅方向中央において分割され、外端が左右の車輪を回転自在に支持するナックル11,11にそれぞれ接続された左右のスタビライザー半体12,13と、これらのスタビライザー半体12,13を車体に支持する左右の支持ブラケット14,14と、左右のスタビライザー半体12,13の対向する車幅方向内端どうしを接続するアクチュエータ15とを備える。アクチュエータ15には、その駆動源となるモータ16が一体に設けられる。
図2〜図4に示すように、アクチュエータ15はボルト21で一体に結合された左ハウジング22および右ハウジング23を備えており、左ハウジング22にボールベアリング24で回転自在に支持された左スタビライザー半体12の先端に形成された小径部12aが、右ハウジング23に相対回転不能にセレーション結合25された右スタビライザー半体13の先端に形成された軸孔13aに、2個のニードルベアリング26,26を介して相対回転自在に嵌合する。
左、右ハウジング22,23の内部に一対のニードルベアリング27,27と、一対のスラストスライドベアリング28,28とを介して、環状のキャリヤ29が回転自在に支持される。左、右ハウジング22,23に支持されたスタビライザー半体12,13の回転中心線を第1軸線L1とすると、キャリヤ29の外周には第1軸線L1を中心とする外歯29aが形成されており、この外歯29aに噛合する外歯30aを有するピニオン30が、左、右ハウジング22,23に2個のボールベアリング31,31を介して回転自在に支持される。ピニオン30は右ハウジング23に支持したモータ16の回転軸に同軸に接続される。
キャリヤ29の内周には、第1軸線L1に対して偏心する第2軸線L2を中心とする円形の支持孔29bが形成される。従って、キャリヤ29には、径方向の厚さが最大になる厚肉部29cと、径方向の厚さが最小になる薄肉部29dとが180°の位相差で形成される。キャリヤ29の支持孔29bの内周に2個のニードルベアリング32,32を介してにリングギヤ33が回転自在に形成される。リングギヤ33の内周面には歯数が異なる左側の第1内歯33aおよび右側の第2内歯33bが形成される。リングギヤ33の径方向の肉厚は一定であり、よって、第1、第2内歯33a,33bの中心は第2軸線L2に一致する。
左ハウジング22の内部で左スタビライザー半体12に第1サンギヤ34が固定されており、その外周に形成された第1外歯34aがリングギヤ33の第1内歯33aに噛合する。また右ハウジング23の内部で右スタビライザー半体13に第2サンギヤ35が固定されており、その外周に形成された第2外歯35aがリングギヤ33の第2内歯33bに噛合する。第1サンギヤ34および第2サンギヤ35の外歯34a,35aの歯数は異なっている。
次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用について説明する。
図5は、第1サンギヤ34を固定した状態(△印参照)でモータ16を一方向に駆動し、モータ16に接続されたピニオン30によりキャリヤ29を時計方向に270°回転させたときの作用を示している。
先ず、上段に示すの第1サンギヤ34の挙動を見ると、キャリヤ29の回転角=0°のとき、キャリヤ29の厚肉部29cは図中上側にあり、第1サンギヤ34の外歯34aおよびリングギヤ33の第1内歯33aは図中上側で噛合している。キャリヤ29が時計方向に90°回転すると厚肉部29cは図中右側に移動し、第1サンギヤ34の外歯34aおよびリングギヤ33の第1内歯33aの歯数差によって、リングギヤ33は反時計方向に僅かに回転する(▼印参照)。キャリヤ29が更に時計方向に180°から270°へと回転すると厚肉部29cは図中下側から図中左側に移動し、ぞれに応じてリングギヤ33は反時計方向に更に回転する(▼印参照)。
この間、下段に示す第2サンギヤ35は、キャリヤ29の時計方向の回転に応じて、そのキャリヤ29の第2内歯33bに外歯35aを噛合させた第2サンギヤ35は、第2サンギヤ35の外歯35aおよびリングギヤ33の第2内歯33bの歯数差によって、反時計方向に僅かに回転する(◇印参照)。よって、キャリヤ29が270°回転す間に、第1サンギヤ34および第2サンギヤ35間に角度θの位相差が発生することになる。
ここまで、便宜上第1サンギヤ34が固定されているとして説明したが、第1サンギヤ34が固定されていなくても、キャリヤ29が270°回転する間に第1サンギヤ34および第2サンギヤ35を角度θだけ相対回転させることができる。従って、モータ16でキャリヤ29を正転あるいは逆転させることで、左、右スタビライザー半体12,13を一方向あるいは他方向に捩じることができ、これにより左右の車輪を逆位相で上下動させてロールモーメントを発生させることができる。逆に、モータ16を電気的に回転ロック状態とすれば、左、右スタビライザー半体12,13を実質的に一体化して通常のスタビライザーの機能を発揮させ、左右の車輪を同位相で上下動させて車両のローリングを抑制することができる。
図6に示すように、各ギヤの歯数を次のように設定すると、
第1サンギヤ34の外歯34aの歯数:Z1=36
第2サンギヤ35の外歯35aの歯数:Z2=39
リングギヤ33の第1内歯33aの歯数:Z3=40
リングギヤ33の第2内歯33bの歯数:Z4=44
キャリヤ29の外歯29aの歯数Z5=80
ピニオン30の外歯30aの歯数Z6=20
キャリヤ29の外歯29aおよびピニオン30の外歯30aの歯数により決まる第1段の減速比R1は、
R1=Z5/Z6=80/20=4
となる。
また第1サンギヤ34の外歯34a、第2サンギヤ35の外歯35a、リングギヤ33の第1内歯33aおよびリングギヤ33の第2内歯33bの歯数により決まる第2段の減速比R2は、
R1=1/{1−(Z3/Z1)×(Z2/Z4)}
=1/{1−(40/36)×(39/44)}
=66
となる。
よって、第1段および第2段のトータルの減速比R3は、
R3=R1×R2=4×66=264
となる。
ここで、第2サンギヤ35の外歯35aの歯数Z2を39から40に変更すると、第2段の減速比R2は、
R1=1/{1−(Z3/Z1)×(Z2/Z4)}
=1/{1−(40/36)×(40/44)}
=99
となる。
よって、第1段および第2段のトータルの減速比R3は、
R3=R1×R2=4×99=396
となる。
即ち、第1、第2サンギヤ34,35のうち、第2サンギヤ35の外歯35aの歯数を39から40に変更するだけで、その他のギヤの個数や歯数を一切変更することなく、第2段の減速比R2を66から99に増加させ、トータルの減速比を264から396に増加させることができる。よって、アクチュエータ15の大幅な設計変更を行うことなく、極めて低コストで減速比の変更が可能になり、しかも歯数を変更した第2サンギヤ35はキャリヤ29の支持孔29bの内部に収納されているため、その歯数の変更によってアクチュエータ15の外径寸法が大型化することもない。
このように、本実施の形態のアクチュエータ15は小直径で大減速比を得ることができるので、アクティブスタビライザー装置Sの中間部に取り付ける場合に設置スペースを確保することが容易である。しかも前輪および後輪にアクティブスタビライザー装置Sを適用する場合、あるいは異なる機種の車両に適用する場合に、僅かな設計変更で減速比を変更することが可能なので、汎用性が高くなってコストダウンに寄与することができる。
以上、本発明の実施の形態を説明したが、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。
例えば、実施の形態ではアクチュエータ15を車両のアクティブスタビライザー装置Sに適用しているが、そのアクチュエータ15を任意の用途の減速機として使用することができる。即ち、実施の形態で説明したように、キャリヤ29の回転を減速して第1、第2サンギヤ34,35の相対回転として出力できるだけでなく、第1、第2サンギヤ34,35の一方を固定すれば、キャリヤ29の回転を減速して第1、第2サンギヤ34,35の他方に出力することができる。
また実施の形態ではリングギヤ33の第1、第2内歯33a,33bの歯数を異ならせているが、それを一致させても良い。
また実施の形態では第1サンギヤ34の外歯34aの歯数を変更して減速比を変更しているが、第2サンギヤ35の外歯35aの歯数、あるいは第1、第2 サンギヤ34,35の外歯34a,35aの両方の歯数を変更しても良い。
また実施の形態ではアクチュエータ15をスタビライザーの左右方向中央部に設けているが、車体右側あるいは車体左側に偏倚した位置に設けても良い。
アクティブスタビライザー装置の平面図 図1の2−2線拡大断面図 図2の3−3線断面図 アクチュエータの分解斜視図 アクチュエータの作用説明図 各ギヤの歯数と減速比との関係の説明図
符号の説明
L1 第1軸線
L2 第2軸線
11 ナックル(サスペンション装置)
12 左スタビライザー半体
13 右スタビライザー半体
15 アクチュエータ(減速機)
16 モータ(駆動源)
29 キャリヤ
29b 支持孔
33 リングギヤ
33a 第1内歯
33b 第2内歯
34 第1サンギヤ
34a 第1外歯
35 第2サンギヤ
35a 第2外歯

Claims (2)

  1. 第1軸線(L1)を中心に回転可能であり、前記第1軸線(L1)に対して偏心した第2軸線(L2)を中心とする円形の支持孔(29b)を有するキャリヤ(29)と、
    前記キャリヤ(29)の支持孔(29b)に回転自在に嵌合して内周面に内歯(33a,33b)を有するリングギヤ(33)と、
    前記第1軸線(L1)まわりに回転自在に支持されて前記リングギヤ(33)の内歯(33a)に噛合する第1外歯(34a)を有する第1サンギヤ(34)と、
    前記第1軸線(L1)まわりに回転自在に支持されて前記リングギヤ(33)の内歯(33b)に噛合する、前記第1外歯(34a)と異なる歯数を有する第2外歯(35a)を有する第2サンギヤ(35)とを備え、
    前記キャリヤ(29)の回転を前記第1、第2サンギヤ(34,35)の相対回転として出力することを特徴とする減速機。
  2. 請求項1に記載された減速機(15)を用いた車両用アクティブスタビライザー装置であって、
    外端を左右のサスペンション装置(11)に接続された左右のスタビライザー半体(12,13)の内端の一方および他方をそれぞれ前記第1サンギヤ(34)および前記第2サンギヤ(35)に接続し、前記キャリヤ(29)を駆動源(16)で駆動することを特徴とする車両用アクティブスタビライザー装置。
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