(57)【要約】【課題】同軸に配置される２つの中央ギヤと各中央ギヤに噛み合う遊星ギヤと各ギヤを支持するキャリアを有する回転伝達機構において、回転伝達比の選択範囲を拡げ減速比を高くする。【解決手段】第１中央ギヤ11と、第１中央ギヤ11に噛み合うと共に第１中央ギヤ11と平行な軸を有する第１遊星ギヤ13と、第１中央ギヤ11に対向すると共に同軸に配置される第２中央ギヤ12と、第２中央ギヤ12に噛み合うと共に第１遊星ギヤ13と同軸中心に同行回転する第２遊星ギヤ14を、それぞれの軸中心に回転可能に支持するキャリア15を、支持部材31は両中央ギヤ11、12に対し同軸中心に相対回転可能に支持する。第１中央ギヤ11と第１遊星ギヤ１３のモジュールは第２中央ギヤ１２と第２遊星ギヤ１４のモジュールと相違する。【選択図】図２
2005344757.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１中央ギヤと、
前記第１中央ギヤと同軸に配置される第２中央ギヤと、
前記第１中央ギヤに噛み合うと共に前記第１中央ギヤと平行な軸を有する第１遊星ギヤと、
前記第２中央ギヤに噛み合うと共に前記第１遊星ギヤと同軸中心に同行回転する第２遊星ギヤと、
前記両中央ギヤと前記両遊星ギヤを、それぞれの軸中心に回転可能に支持するキャリアと、
前記キャリアを前記両中央ギヤに対し同軸中心に相対回転可能に支持する支持部材とを備え、
前記第１中央ギヤと前記第１遊星ギヤのモジュールは前記第２中央ギヤと前記第２遊星ギヤのモジュールと相違するものとされている回転伝達機構。
【請求項２】
第１中央ギヤと、
前記第１中央ギヤと同軸に配置される第２中央ギヤと、
前記第１中央ギヤに噛み合うと共に前記第１中央ギヤと平行な軸を有する第１遊星ギヤと、
前記第２中央ギヤに噛み合うと共に前記第１遊星ギヤと同軸中心に同行回転する第２遊星ギヤと、
前記両中央ギヤと前記両遊星ギヤを、それぞれの軸中心に回転可能に支持するキャリアと、
前記キャリアを前記両中央ギヤに対し同軸中心に相対回転可能に支持する支持部材とを備え、
前記第１中央ギヤの歯数と前記第２中央ギヤの歯数とは相違するものとされ、
前記第１中央ギヤと前記第２中央ギヤの中の少なくとも一方は転位歯車とされ、
前記第１中央ギヤの転位係数は前記第２中央ギヤの転位係数と相違するものとされ、
前記第１遊星ギヤと前記第２遊星ギヤは転位係数と歯数が相等しくされ、
前記第１遊星ギヤと前記第２遊星ギヤとは単一素材から同一カッターにより一体的に歯切り加工されている回転伝達機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同軸に配置される２つの中央ギヤと各中央ギヤに噛み合う遊星ギヤと各ギヤを支持するキャリアを有する回転伝達機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転伝達要素として第１サンギヤと、この第１サンギヤと対向すると共に同軸に配置される第２サンギヤと、その第１サンギヤに噛み合うと共に第１サンギヤと平行な軸を有する第１遊星ギヤと、その第２サンギヤに噛み合うと共に第１遊星ギヤと同軸中心に同行回転する第２遊星ギヤと、両サンギヤと両遊星ギヤを、それぞれの軸中心に回転可能に支持するキャリアとを有する回転伝達機構が知られている（特許文献１参照）。
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２１４６５５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来の回転伝達機構では回転伝達比の選択範囲が狭く、小型化や減速比を高くすることが困難である。また、部品点数、加工工数が多く製造コストが嵩むという問題もある。本発明は、上記課題を解決することのできる回転伝達機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、第１中央ギヤと、前記第１中央ギヤと同軸に配置される第２中央ギヤと、前記第１中央ギヤに噛み合うと共に前記第１中央ギヤと平行な軸を有する第１遊星ギヤと、前記第２中央ギヤに噛み合うと共に前記第１遊星ギヤと同軸中心に同行回転する第２遊星ギヤと、前記両中央ギヤと前記両遊星ギヤを、それぞれの軸中心に回転可能に支持するキャリアと、前記キャリアを前記両中央ギヤに対し同軸中心に相対回転可能に支持する支持部材とを備える回転伝達機構に適用される。
【０００５】
本発明の一つの特徴は、前記第１中央ギヤと前記第１遊星ギヤのモジュールは前記第２中央ギヤと前記第２遊星ギヤのモジュールと相違するものとされている点にある。
第１中央ギヤの歯数をＺａ、第２中央ギヤの歯数をＺｂ、第１遊星ギヤの歯数をＺｃ、第２遊星ギヤの歯数をＺｄ、キャリアの回転数をＮｉ、第２遊星ギヤの回転数をＮｏとし、第１中央ギヤ１１を固定した場合、回転伝達比Ｎｏ／Ｎｉは以下の式（１）により定まる。
Ｎｏ／Ｎｉ＝（Ｚａ・Ｚｄ−Ｚｂ・Ｚｃ）／Ｚｂ・Ｚｃ…（１）
第１中央ギヤと第１遊星ギヤのモジュールをＭ１、第２中央ギヤと第２遊星ギヤのモジュールをＭ２とすると、第１中央ギヤと第１遊星ギヤの心間距離は第２中央ギヤと第２遊星ギヤの心間距離と等しいことから、（Ｚａ＋Ｚｃ）・Ｍ１＝（Ｚｂ＋Ｚｄ）・Ｍ２となる。もし、Ｍ１＝Ｍ２であるとＺａ＋ＺｃをＺｂ＋Ｚｄに等しくする必要があり、各ギヤの歯数選択が制限されることになるので回転伝達比の選択範囲が狭くなる。
これに対して本願発明によれば、第１中央ギヤと第１遊星ギヤのモジュールと第２中央ギヤと第２遊星ギヤのモジュールとが相違することにより、Ｚａ＋ＺｃをＺｂ＋Ｚｄに等しくする必要がない。これにより、各ギヤの歯数選択の制限をなくして回転伝達比の選択範囲を拡大できる。
【０００６】
本発明の別の特徴は、前記第１中央ギヤの歯数と前記第２中央ギヤの歯数とは相違するものとされ、前記第１中央ギヤと前記第２中央ギヤの中の少なくとも一方は転位歯車とされ、前記第１中央ギヤの転位係数は前記第２中央ギヤの転位係数と相違するものとされ、前記第１遊星ギヤと前記第２遊星ギヤは転位係数と歯数が相等しくされ、前記第１遊星ギヤと前記第２遊星ギヤとは単一素材から同一カッターにより一体的に歯切り加工されている点にある。前記第１遊星ギヤと前記第２遊星ギヤは転位歯車でもよいし転位係数零の標準歯車でもよい。
第１遊星ギヤと第２遊星ギヤの転位係数と歯数を相等しくすることで、第１遊星ギヤと第２遊星ギヤを単一素材から同一カッターにより一体的に歯切り加工し、部品点数、加工工数を低減できる。しかも、第１遊星ギヤと第２遊星ギヤの転位係数と歯数が相等しいものであっても、第１中央ギヤの転位係数が第２中央ギヤの転位係数と相違することで、第１中央ギヤの歯数と第２中央ギヤの歯数とを相違させて回転伝達比を転位係数の相違に応じて変更することができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、同軸に配置される２つの中央ギヤと各中央ギヤに噛み合う遊星ギヤと各ギヤを支持するキャリアを有する回転伝達機構において、回転伝達比の選択範囲を拡げ、減速比を高くし、小型化を図り、部品点数、加工工数、製造コストを低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１に示す車両用操舵装置１は、ステアリングホイール２（操作部材）に連結される第１シャフト３を備え、ステアリングホイール２の操作により回転する第１シャフト３の回転を、回転伝達機構４を介して第２シャフト５に伝達し、第２シャフト５の回転を自在継手６、７からステアリングギヤ８を介して車輪９に伝達することで舵角を変化させる。ステアリングギヤ８は、第２シャフト５の回転により回転するピニオン８ａに噛み合うラック８ｂの動きをリンクを介して車輪９に伝達する。
【０００９】
回転伝達機構４は、第１シャフト３と第２シャフト５を回転伝達可能に連結する。図２に示すように、回転伝達機構４は、回転伝達要素として第１サンギヤ１１（第１中央ギヤ）、第２サンギヤ１２（第２中央ギヤ）、一対の第１遊星ギヤ１３、一対の第２遊星ギヤ１４、およびキャリア１５を有する。第１シャフト３は、第１サンギヤ１１に例えば圧入されることで一体化され、これにより第１サンギヤ１１と同軸中心に同行回転する。第２シャフト５は、第２サンギヤ１２に例えば圧入されることで一体化され、これにより第２サンギヤ１２と同軸中心に同行回転する。
【００１０】
第１サンギヤ１１と第２サンギヤ１２とは相対向すると共に同軸に配置される。各第１遊星ギヤ１３は、第１サンギヤ１１に噛み合うと共に第１サンギヤ１１と平行な軸を有し、第１サンギヤ１１の周方向において互いから１８０度離れて配置される。各第２遊星ギヤ１４は、第２サンギヤ１２に噛み合い、第２サンギヤ１２の周方向において互いから１８０度離れて配置される。一方の第１遊星ギヤ１３と一方の第２遊星ギヤ１４は同軸中心に同行回転し、他方の第１遊星ギヤ１３と他方の第２遊星ギヤ１４は同軸中心に同行回転する。本実施形態では、同軸中心に同行回転する第１遊星ギヤ１３と第２遊星ギヤ１４は、連結シャフト２０が例えば圧入されることで一体化されている。キャリア１５は、第１シャフト３、第２シャフト５、連結シャフト２０を軸受２１を介し支持することで、サンギヤ１１、１２と遊星ギヤ１３、１４をそれぞれの軸中心に回転可能に支持する。
【００１１】
回転伝達機構４は、キャリア１５を両サンギヤ１１、１２に対し同軸中心に相対回転可能に支持する支持部材３１を有する。支持部材３１は、サンギヤ１１、１２、遊星ギヤ１３、１４、キャリア１５を覆うと共に車体に固定されるハウジングにより構成するのが好ましい。本実施形態では、支持部材３１はキャリア１５を軸受３２を介して支持する。
【００１２】
第１シャフト３は第１転がり軸受３３により軸中心に回転可能に支持される。第１転がり軸受３３は、支持部材３１における第１シャフト３を覆う部分により支持される。第２シャフト５は第２転がり軸受３４により軸中心に回転可能に支持される。第２転がり軸受３４は、支持部材３１における第２シャフト５を覆う部分により支持される。
【００１３】
回転伝達機構４は、第１シャフト３と第２シャフト５との間の回転伝達比をキャリア１５の回転速度変化により変化させる。キャリア１５に減速ギヤ機構６０を介して第１アクチュエータ６１が接続されている。減速ギヤ機構６０は、キャリア１５の外周に一体的に形成された第１ギヤ６０ａと、第１ギヤ６０ａに噛み合う第２ギヤ６０ｂを有し、第２ギヤ６０ｂに第１アクチュエータ６１の出力シャフトが連結されている。第１アクチュエータ６１は、例えば公知の電動モータにより構成できる。第１アクチュエータ６１は、キャリア１５の回転速度を変化させることで、回転伝達機構４による第１シャフト３と第２シャフト５の間の回転伝達比を変化させる。
【００１４】
図１に示すように、第１アクチュエータ６１は駆動回路６１ａを介して制御装置６５に接続されている。制御装置６５に、ステアリングホイール２の直進位置からの操作量である操作角θｈに対応する値として第１シャフト３の回転角を検出する操作角センサ６６と、車速Ｖを検出する車速センサ６８が接続されている。制御装置６５は、検出操作角θｈから第１シャフト３の回転速度を求め、求めた第１シャフト３の回転速度と検出車速Ｖに応じて第１アクチュエータ６１を制御することでキャリア１５の回転速度を変化させる。これにより、ステアリングホイール２の操作による車輪９の舵角変化を低車速時では高車速時よりも大きくし、低車速時の車両旋回性と高車速時の走行安定性の向上を図っている。
【００１５】
上記実施形態においては、第１サンギヤ１１の歯数は２１、第２サンギヤ１２の歯数は２０、第１遊星ギヤ１３の歯数は２０、第２遊星ギヤ１４の歯数は１９とされ、各ギヤは転位係数が零の標準平歯車とされ、第１サンギヤ１１と第１遊星ギヤ１３のモジュールＭ１は第２サンギヤ１２と第２遊星ギヤ１４のモジュールＭ２と相違するものとされ、本実施形態ではＭ１＝１．０００、Ｍ２＝１．０５１とされている。第１サンギヤの歯数をＺａ、第２サンギヤの歯数をＺｂ、第１遊星ギヤの歯数をＺｃ、第２遊星ギヤの歯数をＺｄとすると、第１サンギヤ１１と第１遊星ギヤ１３の心間距離は第２サンギヤ１２と第２遊星ギヤ１４の心間距離と等しいことから、（Ｚａ＋Ｚｃ）・Ｍ１＝（Ｚｂ＋Ｚｄ）・Ｍ２となる。Ｍ１はＭ２と相違することから、Ｚａ＋ＺｃをＺｂ＋Ｚｄに等しくする必要がない。もし、Ｍ１＝Ｍ２であるとＺａ＋ＺｃをＺｂ＋Ｚｄに等しくする必要があることから各ギヤ１１、１２、１３、１４の歯数選択が制限されることになる。これに対し本実施形態によれば各ギヤ１１、１２、１３、１４の歯数選択の制限をなくし、回転伝達機構４による回転伝達比の選択範囲を拡くできる。
【００１６】
図３は本発明の変形例の回転伝達機構４の要部を示す。上記実施形態との相違は、第１サンギヤ１１の歯数は２０、第２サンギヤ１２の歯数は２１、第１遊星ギヤ１３の歯数は１５、第２遊星ギヤ１４の歯数は１５とされ、第１サンギヤ１１と第１遊星ギヤ１３のモジュールは第２サンギヤ１２と第２遊星ギヤ１４のモジュールと相等しくされている。そして、第１サンギヤ１１は転位平歯車とされ、転位係数が零の標準平歯車である第２サンギヤ１２とは転位係数が相違するものとされ、本変形例では第１サンギヤ１１の転位係数は０．５３１とされている。第１遊星ギヤ１３と第２遊星ギヤ１４は共に転位係数零の標準平歯車とされることで転位係数が相等しくされている。第１遊星ギヤ１３と第２遊星ギヤ１４とは単一素材から一体的に同一カッターにより歯切り加工されている。なお、第１サンギヤ１１と第２サンギヤ１２の両方を転位係数が互いに異なる転位歯車としてもよい。また、第１遊星ギヤ１３と第２遊星ギヤ１４の両方を転位係数が互いに等しい転位歯車としてもよい。他は上記実施形態と同様で同様部分を同一符号で示している。
【００１７】
上記変形例によれば、第１遊星ギヤ１３と第２遊星ギヤ１４の転位係数と歯数を相等しくすることで、第１遊星ギヤ１３と第２遊星ギヤ１４を単一素材から同一カッターにより一体的に歯切り加工し、部品点数、加工工数を低減できる。しかも、第１遊星ギヤ１３と第２遊星ギヤ１４の転位係数と歯数が相等しいものであっても、第１サンギヤ１１の転位係数と第２サンギヤ１２の転位係数とが相違することで、第１サンギヤ１１の歯数と第２サンギヤ１２の歯数とを相違させて回転伝達機構４の回転伝達比を転位係数の相違に応じて変更することができる。
【００１８】
図４は第１比較例の回転伝達機構の要部を示す。上記実施形態との相違は、第１サンギヤ１１の歯数は２０、第２サンギヤ１２の歯数は２１、第１遊星ギヤ１３の歯数は１５、第２遊星ギヤ１４の歯数は１４とされ、第１サンギヤ１１と第１遊星ギヤ１３のモジュールＭ１は第２サンギヤ１２と第２遊星ギヤ１４のモジュールＭ２と相等しく、Ｍ１＝Ｍ２＝１．０００とされている。他は上記実施形態と同様とされる。
【００１９】
図５は第２比較例の回転伝達機構の要部を示す。上記実施形態との相違は、第１サンギヤ１１に代わる第１リングギヤ１１′が第１シャフト３と同軸中心に同行回転すると共に第１リングギヤ１１′の内歯車が第１遊星ギヤ１３に噛み合い、第２サンギヤ１２に代わる第２リングギヤ１２′が第２シャフト５と同軸中心に同行回転すると共に第２リングギヤ１２′の内歯車が第２遊星ギヤ１４に噛み合う。第１リングギヤ１１′の歯数は−４０、第２リングギヤ１２′の歯数は−３９、第１遊星ギヤ１３の歯数は１５、第２遊星ギヤ１４の歯数は１４とされ、第１リングギヤ１１′と第１遊星ギヤ１３のモジュールＭ１は第２リングギヤ１２′と第２遊星ギヤ１４のモジュールＭ２と相等しく、Ｍ１＝Ｍ２＝１．０００とされている。なお、第１リングギヤ１１′と第２リングギヤ１２′の歯数は内歯車であることから負数で表される。他は上記実施形態と同様とされる。
【００２０】
上記実施形態、変形例、第１、第２比較例において、第１サンギヤ１１、第１リングギヤ１１′を固定し、キャリア１５の回転数を変化させた場合、キャリアの回転数をＮｉ、第２遊星ギヤの回転数をＮｏとし、上記式（１）により回転伝達比Ｎｏ／Ｎｉを求めると、上記実施形態ではＮｏ／Ｎｉ＝１／４００、上記変形例ではＮｏ／Ｎｉ＝１／２１、上記第１比較例では１／９、上記第２比較例では１／２３．４になる。すなわち、上記実施形態では回転伝達比の範囲を拡大して大きな減速比を得ることができることを確認でき、また、上記変形例では部品点数、加工工数を低減できるだけでなく転位歯車を用いない場合と同等の回転伝達比を達成できることを確認できる。
【００２１】
本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、第１遊星ギヤと第２遊星ギヤの数は限定されず、単一でもよいし３以上であってもよい。本発明は操舵装置以外の回転伝達機構を有する装置に適用できる。回転伝達機構の各ギヤの歯数、モジュール、転位係数の具体的な値は特に限定されない。また、回転伝達機構の構成は本発明の範囲内であれば特に限定されず、例えば第１中央ギヤとしてサンギヤに代えて内歯車が第１遊星ギヤに噛み合うリングギヤとしてもよいし、第２中央ギヤとしてサンギヤに代えて内歯車が第２遊星ギヤに噛み合うリングギヤとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態の車両用操舵装置の構成説明図
【図２】本発明の実施形態の回転伝達機構の断面図
【図３】本発明の変形例の回転伝達機構の構成説明用部分断面図
【図４】本発明の第１比較例の構成説明図
【図５】本発明の第２比較例の構成説明図
【符号の説明】
【００２３】
４  回転伝達機構
１１  第１サンギヤ（第１中央ギヤ）
１２  第２サンギヤ（第２中央ギヤ）
１３  第１遊星ギヤ
１４  第２遊星ギヤ
１５  キャリア
３１  支持部材
【図１】
2005344757.tif 000003
【図２】
2005344757.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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