(57)【要約】【課題】  差動機構、第１及び第２の電動モータを備える回転伝動装置の全体を小形にでき、車両への搭載性を高めることができ、さらに、電動モータの回転力の伝動効率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】  第１軸１が連動して回転するように連結された第１の太陽歯車３と、第２軸２が連動して回転するように連結された第２の太陽歯車４と、第１の太陽歯車３に噛合する第１の遊星歯車５と、第１の遊星歯車５と一体に回転し、第２の太陽歯車４に噛合する第２の遊星歯車６と、第１及び第２の遊星歯車５，６を支持するキャリア７と、該キャリア７を回転する第１の電動モータ１１と、第２軸に加わるトルクに応じて前記第１軸に所要のトルクを加える第２の電動モータ１４を備えており、第１及び第２の電動モータ１１，１４は、該第１及び第２の電動モータ１１，１４の出力軸１１ａ，１４ａが第１軸１及び第２軸２と平行的となるように配置した。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転が自在に配置される第１軸及び第２軸を連動して回転するように連結する差動機構と、該差動機構の前記第２軸に連動して回転するように連結される回転部材を回転させる第１の電動モータとを備える回転伝動装置において、前記第２軸に加わるトルクに応じて前記第１軸に所要のトルクを加える第２の電動モータを備えており、前記第１及び第２の電動モータは、それぞれの電動モータの出力軸が前記第１軸及び第２軸と平行的となるように配置してあることを特徴とする回転伝動装置。
【請求項２】
前記第１の電動モータの回転力を前記回転部材に伝動する第１の伝動車対と、前記第２の電動モータの回転力を前記第１軸に伝動する第２の伝動車対とを備えており、該第１及び第２の伝動車対は並置してある請求項１記載の回転伝動装置。
【請求項３】
前記差動機構は、前記第１軸が連動して回転するように連結された第１の太陽歯車と、前記第２軸が連動して回転するように連結された第２の太陽歯車と、前記第１の太陽歯車に噛合する第１の遊星歯車と、該第１の遊星歯車と一体に回転し、前記第２の太陽歯車に噛合する第２の遊星歯車と、前記第１及び第２の遊星歯車を支持し、前記第１の電動モータにより回転されるキャリアとを備えており、該キャリアは、前記第１の伝動車対の一方の伝動車を中心軸線方向の一側に有しており、且つ、中心軸線方向の他側に軸受が外嵌されている請求項１又は２記載の回転伝動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は回転が自在に配置される第１軸及び第２軸を連動して回転するように連結する差動機構と、該差動機構の前記第２軸に連動して回転するように連結される回転部材を回転させる電動モータとを備える回転伝動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
差動機構を備える回転伝動装置は車両のステアリング装置に用いられている。このステアリング装置用の回転伝動装置は、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。）。
【０００３】
また、差動機構及び差動用の第１の電動モータを備える車両のステアリング装置として、ステアリングホイールに繋がる第１軸にウォームホイールが設けられており、該ウォームホイールに噛合するウォーム及び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し、前記第２軸に加わるトルクに応じて前記第１軸に所要のトルクを加える第２の電動モータを備えるステアリング装置も知られている。尚、第２の電動モータは、第１の電動モータにより第２軸が増速回転された場合等、第１軸に加わる操舵トルクが適正操舵トルクより変わるときに駆動され、第２軸に加わるトルクに応じて第１軸に所要のトルクを加え、適正操舵トルクが得られるようにトルクを修正するものである。
【特許文献１】特開２００３−３１２４８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、差動機構、第１及び第２の電動モータを備える回転伝動装置にあっては、第１の電動モータの回転力がウォーム及び伝動歯車を介して第２軸に伝動され、第２の電動モータの回転力がウォーム及びウォームホイールを介して第１軸に伝動されるように構成されているため、第１及び第２の電動モータは第１軸及び第２軸の軸心と直交的に配置されることになり、該第１及び第２の電動モータが差動機構に対して外方へ大きく出っ張ることになり、回転伝動装置の全体が大形となり、また、車両への搭載に支障をきたすことになり、改善策が要望されていた。また、ウォームは歯筋が螺旋形をなしているため、噛合部の摩擦抵抗が比較的大きく、電動モータの回転力の伝動効率が損なわれるという問題もあった。
【０００５】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、主たる目的は差動機構、第１及び第２の電動モータを備える回転伝動装置の全体を小形にでき、車両への搭載性を高めることができ、さらに、電動モータの回転力の伝動効率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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１発明に係る回転伝動装置は、回転が自在に配置される第１軸及び第２軸を連動して回転するように連結する差動機構と、該差動機構の前記第２軸に連動して回転するように連結される回転部材を回転させる第１の電動モータとを備える回転伝動装置において、前記第２軸に加わるトルクに応じて前記第１軸に所要のトルクを加える第２の電動モータを備えており、前記第１及び第２の電動モータは、それぞれの電動モータの出力軸が前記第１軸及び第２軸と平行的となるように配置してあることを特徴とする。
【０００７】
第２発明に係る回転伝動装置は、第１発明において、前記第１の電動モータの回転力を前記回転部材に伝動する第１の伝動車対と、前記第２の電動モータの回転力を前記第１軸に伝動する第２の伝動車対とを備えており、該第１及び第２の伝動車対は並置してあることを特徴とする。
【０００８】
第３発明に係る回転伝動装置は、第１発明又は第２発明において、前記差動機構は、前記第１軸が連動して回転するように連結された第１の太陽歯車と、前記第２軸が連動して回転するように連結された第２の太陽歯車と、前記第１の太陽歯車に噛合する第１の遊星歯車と、該第１の遊星歯車と一体に回転し、前記第２の太陽歯車に噛合する第２の遊星歯車と、前記第１及び第２の遊星歯車を支持し、前記第１の電動モータにより回転されるキャリアとを備えており、該キャリアは、前記第１の伝動車対の一方の伝動車を中心軸線方向の一側に有しており、且つ、中心軸線方向の他側に軸受が外嵌されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
第１発明にあっては、第１及び第２の電動モータの出力軸が第１軸及び第２軸と平行的に配置されているため、第１及び第２の電動モータの差動機構に対する出っ張り量を少なくすることができ、回転伝動装置の全体を小形にでき、車両への搭載性を高めることができる。また、前記出力軸が第１軸及び第２軸と平行的であるため、電動モータの回転力を第１軸、第２軸に伝動する伝動車対として平歯車を用いることができ、伝動車対の噛合部の摩擦抵抗を低減でき、電動モータの回転力の伝動効率を高めることができる。
【００１０】
第２発明にあっては、第１の電動モータの回転力を差動機構の回転部材に伝動する第１の伝動車対と、第２の電動モータの回転力を第１軸に伝動する第２の伝動車対とが並置されているため、伝動車対の周りを小形化することができ、回転伝動装置の全体をより一層小形化、及び軽量化することができ、さらに、コストを低減化することができる。
【００１１】
第３発明にあっては、キャリアの中心軸線方向の一側に第１の伝動車対の一方の伝動車が設けられており、中心軸線方向の他側に軸受が外嵌されているため、この軸受によりキャリアを片持で支持することができ、差動機構の、第１軸の軸長方向となる長さを短縮することができ、回転伝動装置をより一層小形にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
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。
実施の形態１
図１は本発明に係る回転伝動装置の実施の形態１の構成を示す断面図、図２は要部の拡大断面図、図３は図１のIII −III 線の断面図である。
【００１３】
この回転伝動装置は、同軸上に回転が自在に配置される第１軸１及び第２軸２と、第１軸１が同軸上に連動して回転するように連結された第１の太陽歯車３と、第２軸２が同軸上に連動して回転するように連結された第２の太陽歯車４と、第１の太陽歯車３に噛合する複数の第１の遊星歯車５と、該第１の遊星歯車５と同軸上で一体に回転し、第２の太陽歯車４に噛合する第２の遊星歯車６と、第１及び第２の遊星歯車５，６を支持する回転部材としてのキャリア７とを有する差動機構Ａと、キャリア７の外周部に設けられた第１の伝動歯車８と、該第１の伝動歯車８の歯に噛合する第２の伝動歯車１０を有し、キャリア７を回転させる第１の電動モータ１１と、第１軸１の途中に設けられた第３の伝動歯車１２と、該第３の伝動歯車１２に噛合する第４の伝動歯車１３を有し、第２軸２に加わるトルクに応じて第１軸１に所要のトルクを加える反力用の、換言すれば、第１軸１に加わるトルクが適正トルクより変わるとき、第１軸１に加わるトルクと同方向の反力トルクを第１軸１に与える第２の電動モータ１４とを備える。
【００１４】
第１軸１の一端部には第１の太陽歯車３が一体に設けられており、第２軸２の一端部には第２の太陽歯車４が一体に設けられており、第１及び第２の太陽歯車３，４が同軸上で対向している。第２軸２は第１軸受１５を介してハウジング９内に回転自在に収容支持されており、第１軸１は第２軸受１６を介してハウジング９内に回転自在に収容支持されている。
【００１５】
第２軸２には第２の太陽歯車４及び第１軸受１５間に玉軸受１７及び針状ころ軸受１８が外嵌されており、また、第１軸受１５及び玉軸受１７間にナット１９が螺着されている。
【００１６】
第１軸１は途中に平歯車からなる第３の伝動歯車１２が一体に設けられており、該第３の伝動歯車１２の近傍が第２軸受１６を介してハウジング９内に支持されており、また、第１の太陽歯車３及び第３の伝動歯車１２の間に、キャリア７を支持するための針状ころ軸受２０と、キャリア７に加わるスラスト方向の荷重を受止めるアンギュラ玉軸受からなる第３軸受２１とが嵌合されている。また、第１軸１の外周りには、第１軸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１１，１４の駆動回路１１ａ，１４ａを制御する制御部２２が設けられている。
【００１７】
第１及び第２の遊星歯車５，６は、同軸上に一体に形成されており、中心部を貫通する貫通孔に軸体５ａが嵌入されており、該軸体５ａの両端部が、針状ころ軸受２３，２４を介してキャリア７に回転自在に支持されている。
【００１８】
キャリア７は針状ころ軸受２０を介して第１軸１の外周部に回転が自在に嵌合支持される環状の第１板部７ａと、針状ころ軸受１８を介して第２軸２の外周部に回転が自在に嵌合支持される環状の第２板部７ｂと、第１板部７ａ及び第２板部７ｂの外周部の複数箇所を連結する連結部材（図示せず）と、第１板部７ａの外周部に連なり、第１の遊星歯車５の外側に配置された円筒部７ｃとを有する。また、中心軸線方向の一側となる第１板部７ａの外周部には平歯車からなる環状の第１の伝動歯車８が一体に設けられており、また、中心軸線方向の他側となる円筒部には針状ころ軸受からなる第４軸受２６が外嵌されており、さらに、第２板部７ｂの外周部には針状ころ軸受２７が外嵌されており、第４軸受２６及び針状ころ軸受２７によりキャリア７が片持でハウジング９内に回転自在に支持されている。また、第１板部７ａの内周部には外側へ突出する環状凸部７ｄが一体に設けられている。
【００１９】
ハウジング９は、第２軸２が収容支持された小径筒部９１ａ、キャリア７が収容支持された中径筒部９１ｂ及び第２，第４の伝動歯車１０，１３が収容された大径筒部９１ｃを有する第１筒体９１と、第１軸１及びトルクセンサが収容支持された第２筒体９２と、該第２筒体９２の一端部が収容された第３筒体９３と、第１筒体９１及び第３筒体９３を連結する環状の連結板９４とを備える。
【００２０】
小径筒部９１ａの内側には第１軸受１５の外輪が遊嵌されており、また、開口端部に雌ねじ９ａが設けられており、該雌ねじ９ａに、第１軸受１５の外輪に当接し、該外輪を中心線方向へ加圧する加圧体としてのねじ環２８が螺着されている。中径筒部９１ｂの内側には針状ころ軸受２７が嵌合されている。中径筒部９１ｂ及び大径筒部９１ｃ間の段部で、且つ周方向へ離隔した２箇所には第１軸１と平行的に空けられた二つの軸受孔９ｃ，９ｄ及び該軸受孔９ｃ，９ｄに嵌合された軸受２９，３０が設けられている。
【００２１】
第２筒体９２は一端部が連結板９４の内側に嵌合保持されており、内側に第２軸受１６及び図示しない針状ころ軸受を介して第１軸１を支持している。
【００２２】
第３筒体９３及び連結板９４の周方向へ離隔した２箇所には、第１軸１と平行的に空けられ、差動用及び反力用の電動モータ１１，１４の出力軸１１ｂ，１４ｂが挿通された挿通孔９ｅ，９ｅ、９ｆ，９ｆを有しており、連結板９４の挿通孔９ｆ，９ｆに軸受３１，３２が嵌合されており、軸受２９，３１により出力軸１１ｂが第１軸１及び第２軸２と平行的に支持され、軸受３０，３２により出力軸１４ｂが第１軸１及び第２軸２と平行的に支持されている。
出力軸１１ｂの途中には平歯車からなる第２の伝動歯車１０が一体に設けられており、出力軸１４ｂの途中には平歯車からなる第４の伝動歯車１３が一体に設けられている。また、第３筒体９３の端部には電動モータ１１，１４のモータケースが取付けられている。
【００２３】
第１及び第２の伝動歯車８，１０からなる第１の伝動車対と、第３及び第４の伝動歯車１２，１３からなる第２の伝動車対とは第１軸１の外周りに相対回転が許容される隙間を隔てて並置されている。
【００２４】
以上のように構成された回転伝動装置において、ハウジング９に螺着されたねじ環２８を回し操作することにより、ねじ環２８の操作力が、第１軸受１５の外輪、ボール、内輪、ナット１９、玉軸受１７の内輪、ボール、外輪、キャリア７、環状凸部７ｄを経て第３軸受２１の外輪、ボール、内輪、第１軸１、第２軸受１６の内輪、ボール及び外輪を経て第２筒体９２に加えることができ、回転部分でのガタつき、詳しくは第１軸１、第２軸２、キャリア７及び第１軸受１５、玉軸受１７、第２軸受１６、第３軸受２１でのガタつきをなくすることができる。このように回転部分でのガタつきをなくした後、ねじ環２８にロックナット３３を螺着することにより、ねじ環２８の回転をロックすることができ、ガタつきがない状態を維持することができる。
【００２５】
以上のように構成された回転伝動装置は、主として車両のステアリング装置に用いられる。このステアリング装置は、第１軸１にステアリングホイールが結合され、第２軸２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。
【００２６】
このように構成されたステアリング装置は、ステアリングホイールが第１軸１を回転操作することにより第１の太陽歯車３、第１及び第２の遊星歯車５，６、第２の太陽歯車４を経て第２軸２が第１軸１と等速度で回転する。また、制御部２３から駆動回路１１ａに出力される指令信号により差動用の電動モータ１１が駆動されることにより、第２の伝動歯車１０、第１の伝動歯車８を経てキャリア７が回転し、第１及び第２の遊星歯車５，６、第２の太陽歯車４を経て第２軸２が増速回転する。この第２軸２の増速回転により、第１軸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軸２に加わるトルク等に応じて制御部２２から駆動回路１４ａに出力される指令信号により反力用の電動モータ１４が駆動され、例えば第１軸１の回転方向と同方向への反力トルクが第１軸１に加えられ、第１軸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。
【００２７】
実施の形態２
図４は本発明に係る回転伝動装置の実施の形態２の構成を示す模式図である。この回転伝動装置は、太陽歯車３，４及び遊星歯車５，６を有する差動機構Ａの代わりに、歯車を用いない差動機構Ｂとしたものである。この回転伝動装置は、第１及び第２の太陽歯車３，４に相当する第１及び第２の太陽車３４，３５と、第１及び第２の遊星歯車５，６に相当する第１及び第２の遊星車３６，３７と、第１の太陽車３４及び第１の遊星車３６に掛設された第１の伝動帯３８と、第２の太陽車３５及び第２の遊星車３７に掛設された第２の伝動帯３９と、第１及び第２の遊星車３６，３７を回転自在に支持するキャリア７とを有する差動機構Ｂと、前記第１の伝動車対を介してキャリア７を回転させる差動用の電動モータ１１と、第１軸１に加わる操舵トルクが適正操舵トルクより変わるときに駆動され、第２軸２に加わるトルクに応じて第１軸１に所要のトルクを加える反力用の電動モータ１４とを備える。
【００２８】
実施の形態２において、第１の太陽車３４には第１軸１が同軸上に連動して回転するように連結されており、第２の太陽車３５には第２軸２が同軸上に連動して回転するように連結されている。第１及び第２の遊星車３６，３７は同軸上に一体に形成されている。
【００２９】
また、出力軸１１ａ，１４ａは第１軸１及び第２軸２と平行的に支持されており、また、第１及び第２の伝動歯車８，１０からなる第１の伝動車対と、第３及び第４の伝動歯車１２，１３からなる第２の伝動車対とは第１軸１の外周りに相対回転が許容される隙間を隔てて並置されている。
【００３０】
実施の形態２にあっては、第１軸１を回転操作することにより第１の太陽車３４、第１及び第２の遊星車３６，３７、第２の太陽車３５を経て第２軸２が第１軸１と等速回転する。また、制御部２２から駆動回路１１ａに出力される指令信号により第１の電動モータ１１が駆動されることにより、第２の伝動歯車１０、第１の伝動歯車８を経てキャリア７が回転し、第１及び第２の遊星車３６，３７、第２の太陽車３５を経て第２軸２が増速回転する。この第２軸２の増速回転により、第１軸１に加わる操舵トルクが適正操舵トルクより変わるとき、第２軸２に加わるトルク等に応じて制御部２２から駆動回路１４ａに出力される指令信号により第２の電動モータ１４が駆動され、例えば第１軸１の回転方向と同方向への反力トルクが第１軸１に加えられ、第１軸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。
その他の構成及び作用は実施の形態１と同様であるため、同様の部品については同じ符号を付し、その詳細な説明及び作用効果の説明を省略する。
【００３１】
図５、図６、図７、図８は本発明に係る回転伝動装置の第１及び第２の電動モータのレイアウトを示す模式図である。以上説明した第１及び第２の電動モータ１１，１４は、図５に示すように第１軸１の周りで、第１軸１の周方向へ２等配した位置に設けられた構成になっているが、その他、第１及び第２の電動モータ１１，１４の第１軸１、第２軸２に対する位置は特に制限されない。例えば図６に示すように第１の電動モータ１１を第１軸１の周りに配置し、第２の電動モータ１４を第２軸２の周りで、且つ電動モータ１１の出力軸に対して９０度の位相となる位置に設けた構成としてもよいし、また、図７に示すように第１の電動モータ１１を第１軸１の周りに配置し、第２の電動モータ１４を第２軸２の周りで、且つ電動モータ１１の出力軸と同軸上となる位置に設けた構成としてもよいし、また、図８に示すように第１及び第２の電動モータ１１，１４を第２軸２の周りに適宜の位相差で設けた構成としてもよい。
【００３２】
尚、実施の形態１では第１の電動モータ１１がキャリア７を回転させる構成としたが、その他、例えば第１の電動モータ１１が第２軸２を直接回転させる構成としてもよい。
【００３３】
また、以上説明した実施の形態では、第１〜第４の伝動歯車８，１０，１２，１３として平歯車を用いたが、その他、はすば歯車、やまば歯車を用いてもよく、電動モータ１１，１４の出力軸に連動して回転するように連結される歯車の中心軸線及び前記出力軸が第１軸１及び第２軸２と平行的となる歯車であれば歯形は特に制限されない。
また、実施の形態２では伝動帯として平ベルトを用いているが、その他、Ｖベルト、歯付ベルトを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係る回転伝動装置の実施の形態１の構成を示す断面図である。
【図２】要部の拡大断面図である。
【図３】図１のIII −III 線の断面図である。
【図４】本発明に係る回転伝動装置の実施の形態２の構成を示す模式図である。
【図５】本発明に係る回転伝動装置の第１及び第２の電動モータのレイアウトを示す模式図であり、(a) は正面図、(b) は側面図である。
【図６】本発明に係る回転伝動装置の第１及び第２の電動モータのレイアウトを示す模式図であり、(a) は正面図、(b) は側面図である。
【図７】本発明に係る回転伝動装置の第１及び第２の電動モータのレイアウトを示す模式図であり、(a) は正面図、(b) は側面図である。
【図８】本発明に係る回転伝動装置の第１及び第２の電動モータのレイアウトを示す模式図である。
【符号の説明】
【００３５】
１    第１軸
２    第２軸
３    第１の太陽歯車
４    第２の太陽歯車
５    第１の遊星歯車
６    第２の遊星歯車
７    キャリア（回転部材）
８    第１の伝動歯車（第１の伝動車対）
１０  第２の伝動歯車（第１の伝動車対）
１１  第１の電動モータ
１１ａ  出力軸
１２  第３の伝動歯車（第２の伝動車対）
１３  第４の伝動歯車（第２の伝動車対）
１４  第２の電動モータ
１４ａ  出力軸
１５  太陽歯車
１６  内歯車
１７  遊星歯車
１８  キャリア
２６  第４軸受（軸受）
２７  針状ころ軸受（軸受）
３４  第１の太陽車
３５  第２の太陽車
３６  第１の遊星車
３７  第２の遊星車
Ａ、Ｂ  差動機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
2006275274.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006275274.tif 000009
【図８】
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