JP2542854B2

JP2542854B2 - 減速装置

Info

Publication number: JP2542854B2
Application number: JP16760487A
Authority: JP
Inventors: 克邦加太; 譲治大塚; 一郎宮良
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 1987-07-04
Filing date: 1987-07-04
Publication date: 1996-10-09
Anticipated expiration: 2011-10-09
Also published as: JPS6412971A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、例えば、電動パワーステアリング装置に
用いるのに最適な減速装置に関する。

（従来の技術）電動パワーステアリング装置に用いるものとして、第
６、７図に示した装置が従来から知られている。

この従来の装置は、ハンドル１に入力軸２を連結する
とともに、この入力軸２にピニオン３を連結している。
このピニオン３はラック４にかみ合わせているが、この
ラック４の両端は、サイドロッド５及びナックルアーム
６を介して車輪７に連係している。

そして、上記入力軸２にはトルクセンサー８を設け、
このトルクセンサー８の出力信号を制御装置９に入力す
る。

上記制御装置９は電動モータ10と電気的に接続してい
るが、この電動モータ10は、減速装置Ａを介してピニオ
ン11に連係するとともに、このピニオン11をラック４に
かみ合わせている。

そして、上記減速装置Ａの具体的な構成は、第６図に
示すとおりである。

すなわち、電動モータ10が駆動して出力軸12が回転す
ると、この駆動軸12に固定したサンギヤ13が回転する。

また、この減速装置Ａのケーシング14の内周にリング
ギヤ15を固定するとともに、このリングギヤ15と上記サ
ンギヤ13との間に、遊星ギヤ16を介在させている。しか
も、この遊星ギヤ16は、第１キャリヤ17に設けた支持軸
18に回転自在に支持されている。

したがって、上記のようにサンギヤ13が回転すると、
遊星ギヤ16が自転しながら、サンギヤ13の回りを公転
し、第１キャリヤ17を回転させる。

上記第１キャリヤ17であって、支持軸18とは反対側の
軸中心部分に、回転軸19を設け、この回転軸19にサンギ
ヤ20を固定している。そして、このサンギヤ20と、上記
リングギヤ15との間に遊星ギヤ21を介在させるととも
に、当該遊星ギヤ21は、第２キャリヤ22の支持軸23に回
転自在に支持されている。

したがって、上記のようにして第１キャリヤ17が回転
すると、この第１キャリヤ17に固定したサンギヤ20が回
転するので、上記の場合と同様に、遊星ギヤ21が自転し
ながら公転し、第２キャリヤ22を回転させる。

そして、上記第２キャリヤ22の軸中心部分に設けた回
転軸24に第１伝達ギヤ25を固定するとともに、この第１
伝達ギヤ25は、ピニオン11と一体回転する第２伝達ギヤ
26にかみ合わせている。

そこで、第２キャリヤ22が上記のように回転すれば、
その回転力が、第１、２伝達ギヤ25、26を介してピニオ
ン11に伝達され、ラック４を移動するので、操舵力がパ
ワーアシストされる。

そして、上記駆動軸12の回転は、第１キャリヤ17から
第２キャリヤ22へ伝達される過程で減速される。

（本発明が解決しようとする問題点）歯車は、歯のかみ合い周波数に相当する音が騒音とし
て一般に強く現われるが、その大きさは歯車の回転数に
ほぼ比例したものとなる。

そして、上記の電動パワーステアリング装置における
電動モータ10は、最大で3000〜4000rpmで回転するの
で、サンギヤ13及び遊星ギヤ６のかみ合い速度が非常に
速くなる。そのために当該減速装置におけるギヤノイズ
が大きくなり、このノイズがドライバーに不快感を与え
るという問題があった。

また、上記各ギヤにはバックラッシがあるので、その
バックラッシ間でギヤ同志が激突すると、その歯が折損
する等の問題もあった。

この発明の目的は、ノイズが少なく、しかも、歯の折
損という問題が一切生じない減速装置を提供することで
ある。

（問題点を解決する手段）この発明は、次の構成を前提にしつつ、それを改良し
たものである。

すなわち、この発明が前提とするものは、電動モータ
の駆動軸と一体回転する中心回転体と、この中心回転体
の周囲外方に位置するリング体と、この中心回転体とリ
ング体との間にあって自転しながら中心回転体の周囲を
公転する遊星体と、この遊星体の公転にともなって回転
して出力軸に回転力を伝達するキャリヤとを備えた減速
装置である。

そして、この発明は、上記の構成を前提にしつつ、上
記中心回転体及びリング体のそれぞれに同一方向に傾斜
した斜面を形成し、この斜面に上記遊星体を接触させる
とともに、このリング体を挟んで、中心回転体とは反対
側にボールプレートを設け、このボールプレートとリン
グ体との対向側面のそれぞれ、あるいはいずれか一方
に、中心部分を最も深くし、周方向に向って徐々に浅く
した保持溝を形成し、この保持溝内にボールを挿入し、
かつ、上記リング体に、中心回転体方向に勢力を付与す
るスプリングを作用させてなり、しかも、上記リング体
を、軸方向に移動可能でかつボールプレートとの関係に
おいて相対回転可能にした点に特徴を有する。

なお、上記中心回転体及びリング体に形成した斜面
は、その面が直線的なテーパを含むことはもちろん、そ
の周囲を弧状にしたものも含むものである。

（本発明の作用）上記のように構成したので、中心回転体、リング体及
び遊星体のそれぞれが、接触摩擦でトルクを伝達するこ
とになる。

また、歯車の回転数が高くなると、ボールが保持構内
の浅い方向に移動する。このようにボールが移動する
と、保持溝が浅くなった分だけリング体が中心回転体方
向に押されることになる。

（本発明の効果）この発明の減速装置によれば、中心回転体、遊星体及
びリング体のそれぞれは、摩擦力を介して回転力を伝達
するので、騒音を発生しない。

しかも、当該モータの回転数が高くなって、その回転
トルクが上昇すると、リング体が中心回転体方向に移動
し、中心回転体、遊星体及びリング体の接触力を大きく
するので、その間でスリップ等が生じない。したがっ
て、モータの回転数を上げても、その力の伝達効率が低
下しないという効果もある。

（本発明の実施例）第１〜４図に示した第１実施例の減速装置Ａは、電動
モータｍの駆動軸27に、外周に斜面28を形成した中心回
転体Ｃを固定している。

さらに、上記減速装置Ａのケーシング29の周囲には、
リング体Ｒを設けているが、このリング体Ｒには、中心
回転体Ｃの斜面28と同一方向に傾斜させた斜面30を形成
している。このようにしたリング体Ｒは、回転自在であ
って、かつ、ケーシング29に形成した段部31までの範囲
で軸方向に多少移動できるようにしている。

上記リング体Ｒを挟んで段部31とは反対側にボールプ
レート32を固定しているが、このボールプレート32にお
けるリング体Ｒとの対向側面に第２図に示すように４つ
の保持溝33を形成している。

上記保持溝33は、第３、４図に示すように、その断面
形状を山形にし、中心部分を最も深くし、周方向に向っ
て徐々に浅くなるようにしている。

また、リング体Ｒにおけるボールプレート32との対向
側面に、上記保持溝33と同様の保持溝34を形成し、これ
ら両保持溝33、34を互いに対向させるとともに、これら
両溝33、34間にボール35を介在させている。しかも、リ
ング体Ｒとボールプレート32との間にスプリング36を介
在させ、このリング体Ｒに上記段部31方向の勢力を付与
している。上記のようにした中心回転体Ｃとリング体Ｒ
との間には、複数の遊星体Ｐを接触させているが、これ
ら遊星体Ｐは、キャリヤ37に設けた軸38に対して回転自
在で、かつ軸方向に移動可能に支持されている。

キャリヤ37における上記遊星体Ｐとは反対側に出力軸
39を形成するとともに、この出力軸39にサンギヤ40を固
定している。そして、この出力軸39の先端をサンギヤ40
から突出させるとともに、その突出端をピニオン軸41に
回転自在に挿入している。

また、上記ピニオン軸41の内端にはフランジ部42を形
成し、このフランジ部42に設けた複数の軸43で遊星ギヤ
44を回転自在に支持している。そして、この遊星ギヤ44
は、上記サンギヤ40と、ケーシング29の周囲に固定した
リングギヤ45とにかみ合わせている。

上記のようにしたピニオン軸41には、前記従来例のと
ころで説明したピニオン11を形成し、このピニオン11を
ラック４にかみ合わせている。

しかして、モータｍを駆動すると、中心回転体Ｃが回
転するとともに、この中心回転体Ｃの回転にともなって
遊星体Ｐが、中心回転体Ｃの回りを公転しつつ自転す
る。

遊星体Ｐが中心回転体Ｃの回りを公転すれば、キャリ
ヤ37が回転するので、それにともなって当該キャリヤ37
の出力軸39が回転し、この出力軸39に固定したサンギヤ
40が回転する。

上記のようにサンギヤ40が回転すれば、それにかみ合
わせた遊星ギヤ44が自転しつつサンギヤ40の回りを公転
するので、それにともなってフランジ部42が回転する。
このフランジ部42が回転すれば、それと一体にしたピニ
オン軸41及びピニオン11が回転し、ラック４を移動させ
る。

そして、中心回転体Ｃからキャリヤ37に回転力が伝達
される過程で減速されるとともに、この回転力がピニオ
ン軸41に伝えられる過程で、さらに減速される。

上記のようにした当該減速装置において、遊星体Ｐが
自転しながら公転すれば、そのときの回転力がリング体
Ｒにも伝わり、リング体Ｒとボールプレート32とを相対
回転させようとする。

このように両者に相対回転力が作用すると、保持溝3
3、34間に介在させたボール35を、第４図に示すよう
に、保持溝33、34から押し出す方向に移動しようとする
とともに、リング体Ｒとボールプレート32との対向間隔
ｌを広くしようとする。

しかし、上記モータｍの回転数が低く、その回転トル
クが小さいときには、上記相対回転力が、このボール35
を保持溝33、34から押し出すだけの力とはならない。そ
のために当該リング体Ｒが移動せず、ボールプレート32
との対向間隔ｌを維持したままとなる。したがって、こ
の場合には、上記中心回転体Ｃ、遊星体Ｐ及びリング体
Ｒの接触力は、スプリング36のバネ力だけで決まること
になる。

これに対して、モータｍの回転数が上昇して、その回
転トルクが大きくなると、リング体Ｒとボールプレート
32との相対的な回転力も大きくなる。そこで、ボール35
が、第４図に示すように、保持溝33、34の浅い部分に強
制的に移動させられる。

ボール35が上記のように保持溝33、34の浅い部分に移動
すれば、リング体Ｒとボールプレート32との対向間隔ｌ
が、このボール35の直径とほぼ等しくなるところまで広
げられる。対向間隔ｌが広くなれば、リング体Ｒが軸方
向に移動し、中心回転体Ｃ、遊星体Ｐ及びリング体Ｒの
接触力をそれだけ大きくする。

したがって、モータｍの回転トルクが大きくなって
も、中心回転体Ｃ、遊星体Ｐ及びリング体Ｒがスリップ
して、その伝達効率を低下させるという問題は生じな
い。

なお、上記リング体Ｒは、いずれの場合にも、大きく
回転することはなく、わずかに回転した位置で停止す
る。したがって、遊星体Ｐの公転を妨げるようなことも
生じない。

第５図に示した第２実施例は、リング体Ｒ及びボール
プレート32の両者を、軸方向に移動可能にするととも
に、上記ボールプレート32とリングギヤ45との間にスプ
リング46を介在させたもので、その他の構成は上記第１
実施例と同様である。

そして、この第２実施例のように、ボールプレート32
とリングギヤ45との間にスプリング46を介在させたの
は、このスプリング46のバネ力を大きくするためであ
る。

つまり、第１実施例の場合には、スプリング36をボー
ル35の直径以上に大きくできないが、この第２実施例の
ようにすれば、ボール35の直径と無関係にスプリング46
の大きさを決めることができる。

いずれにしても、これら両実施例によれば、モータｍ
に近い第１段階の減速行程、換言すれば、回転数が速く
なる減速行程で、中心回転体Ｃ、遊星体Ｐ及びリンク体
Ｒが、摩擦力を介して力を伝達するので、騒音を発生し
ない。

しかも、このモータｍの回転数が上昇しても、これら
中心回転体Ｃ、遊星体Ｐ及びリンク体Ｒが、スリップし
たりしない。

なお、上記両実施例では、斜面28、30を直線的なテー
パとしたが、例えば、中腹部分が弧状にへこんだ状態の
斜面を用いてもよいものである。

【図面の簡単な説明】

図面第１〜４図はこの発明の第１実施例を示すもので、
第１図は断面図、第２図はボールプレートの保持溝にボ
ールを挿入した状態の斜視図、第３、４図はリング体と
ボールプレートとの相対関係を示した部分拡大断面図、
第５図は第２実施例の要部の断面図、第６、７図は従来
の減速装置を示すもので、第６図は断面図、第７図はこ
の減速装置を電動パワーステアリングに用いた例の説明
図である。ｍ…電動モータ、27…出力軸、Ｃ…中心回転体、Ｐ…遊
星体、Ｒ…リング体、28、30…斜面、32…ボールプレー
ト、33、34…保持溝、36、46…スプリング。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭62−34848（ＪＰ，Ａ) 実開昭63−115874（ＪＰ，Ｕ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】電動モータの駆動軸と一体回転する中心回
転体と、この中心回転体の周囲外方に位置するリング体
と、この中心回転体とリング体との間にあって自転しな
がら中心回転体の周囲を公転する遊星体と、この遊星体
の公転にともなって回転して出力軸に回転力を伝達する
キャリヤとを備えた減速装置において、上記中心回転体
及びリング体のそれぞれに同一方向に傾斜した斜面を形
成し、この斜面に上記遊星体を接触させるとともに、こ
のリング体を挟んで、中心回転体とは反対側にボールプ
レートを設け、このボールプレートとリング体との対向
側面のそれぞれ、あるいはいずれか一方に、中心部分を
最も深くし、周方向に向って徐々に浅くした保持溝を形
成し、この保持溝内にボールを挿入し、かつ、上記リン
グ体に、中心回転体方向に勢力を付与するスプリングを
作用させてなり、しかも、上記リング体を、軸方向に移
動可能でかつボールプレートとの関係において相対回転
可能にした減速装置。