JP2006207650A - Differential gear unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は遊星歯車を備える差動歯車装置に関する。 The present invention relates to a differential gear device including a planetary gear.
遊星歯車を備える差動歯車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差動歯車装置は、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、該太陽歯車の外周りで、同軸上に回転が自在に配置された内歯車と、前記太陽歯車及び前記内歯車に噛合する3個の遊星歯車と、該遊星歯車を公転及び自転が自在に支持するキャリアとを備え、ステアリングホイールの操作により、第1軸、太陽歯車、遊星歯車、キャリア及び内歯車を経て第2軸を回転させ、該第2軸に繋がる舵取機構を動作させるように構成されている(例えば、特許文献1。)。
ところで、遊星歯車を備える差動歯車装置は、遊星歯車が公転及び自転するため、平歯車等の一般の歯車に比べて高精度に加工されている。しかしながら、高精度の加工が行い難く、遊星歯車のコストが比較的高かった。従って、高精度の加工が行い難く、コストが比較的高い遊星歯車を3個以上に備えることは差動歯車装置のコストが高くなる。また、遊星歯車を支持するキャリアには、3箇所以上の周方向位置に遊星歯車用の嵌入孔を等間隔で加工することになるが、この嵌入孔を等間隔で高精度に加工することが難しく、差動歯車装置のコストが比較的高くなると言う問題があった。 By the way, the differential gear device including the planetary gear is processed with higher accuracy than a general gear such as a spur gear because the planetary gear revolves and rotates. However, high-precision machining is difficult to perform, and the cost of the planetary gear is relatively high. Accordingly, providing three or more planetary gears that are difficult to perform with high accuracy and are relatively high in cost increases the cost of the differential gear device. Further, in the carrier supporting the planetary gears, the insertion holes for the planetary gears are processed at equal intervals at three or more circumferential positions. However, the insertion holes can be processed with high accuracy at equal intervals. It is difficult and there is a problem that the cost of the differential gear device is relatively high.
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、主たる目的は遊星歯車用の高精度の嵌入孔を簡易に得ることができ、全体のコストを低減することができる差動歯車装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and a main object of the present invention is to provide a differential gear device capable of easily obtaining a high-precision insertion hole for a planetary gear and reducing the overall cost. There is to do.
第1発明に係る差動歯車装置は、回転が自在の第1及び第2の太陽歯車と、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の遊星歯車を公転及び自転が自在に支持し、その回転中心部に嵌入孔を有するキャリアとを備えた差動歯車装置において、前記キャリアは、周方向へ2等配された位置に嵌入孔を有しており、該2等配された嵌入孔に前記遊星歯車が支持されていることを特徴とする。 A differential gear device according to a first aspect of the present invention is a first and second sun gear that can freely rotate, a first planetary gear that meshes with the first sun gear, and a single planetary gear that rotates together with the first planetary gear. And a second planetary gear meshing with the second sun gear, and a carrier that supports the first and second planetary gears so that they can revolve and rotate freely, and has a fitting hole at the center of rotation. In the differential gear device, the carrier has insertion holes at positions equally spaced in the circumferential direction, and the planetary gear is supported by the two equally spaced insertion holes. To do.
第2発明に係る差動歯車装置は、回転が自在の太陽歯車と、該太陽歯車の外周りに回転が自在に配置された内歯車と、前記太陽歯車及び前記内歯車に噛合する遊星歯車と、該遊星歯車を公転及び自転が自在に支持するキャリアとを備えた差動歯車装置において、前記キャリアは、周方向へ2等配された位置に嵌入孔を有しており、該2等配された嵌入孔に前記遊星歯車が支持されていることを特徴とする。 A differential gear device according to a second aspect of the present invention includes a rotatable sun gear, an internal gear rotatably disposed around the sun gear, and a planetary gear meshing with the sun gear and the internal gear. The differential gear device includes a carrier that supports the planetary gear so as to freely rotate and rotate. The carrier has fitting holes at positions that are equally spaced in the circumferential direction. The planetary gear is supported in the inserted hole.
第1発明及び第2発明にあっては、キャリアの回転中心線と直交する一つの線上に三つの嵌入孔が配置されるため、嵌入孔加工用工具を直線的に移動させた位置で三つの嵌入孔を加工することができ、周方向の3箇所以上に嵌入孔を加工する場合に比べて高精度の嵌入孔を簡易に加工することができる。また、キャリアに支持される遊星歯車は2個であるため、差動歯車装置のコストを低減できる。 In the first invention and the second invention, since the three insertion holes are arranged on one line orthogonal to the rotation center line of the carrier, the three insertion holes are moved at the position where the tool is moved linearly. The insertion holes can be processed, and the high-precision insertion holes can be easily processed as compared with the case where the insertion holes are processed at three or more locations in the circumferential direction. Further, since the number of planetary gears supported by the carrier is two, the cost of the differential gear device can be reduced.
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は本発明に係る差動歯車装置の実施の形態1の構成を示す断面図、図2は図1のII−II線の断面図、図3はキャリアの側面図である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings showing embodiments thereof.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a first embodiment of a differential gear device according to the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. 1, and FIG. 3 is a side view of a carrier.
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2個の第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2個の第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、キャリア7の外周部に設けられた外歯体8と、該外歯体8の歯に噛合する第1の駆動歯車9を有し、キャリア7を回転させるアクチュエータとしての差動用の電動モータ10と、第1軸1の途中に設けられた伝動歯車11と、該伝動歯車11に噛合する第2の駆動歯車12を有し、第1軸1に加わるトルクと反対方向の反力を第1軸1に加えるアクチュエータとしての反力用の電動モータ13とを備える。
The rotational transmission device includes a
第1軸1及び第2軸2は静止部材に軸受を介して回転自在に支持されており、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差動用及び反力用の電動モータ10,13の駆動回路10a,13aを制御する制御部14が設けられている。
The 1st axis |
第1及び第2の遊星歯車5,6は歯幅方向へ離隔して配置された歯部5a,6aと、歯部5a,6aから歯幅方向外側へ突設された軸部5b,6bとを有しており、軸部5b,6bに針状ころ軸受15,16が外嵌されている。
The first and second
キャリア7は第1軸1の外周部に針状ころ軸受17を介して回転が自在に嵌合支持される円板状の第1板部7aと、第2軸2の外周部に針状ころ軸受18を介して回転が自在に嵌合支持される円板状の第2板部7bと、第1板部7a及び第2板部7bの外周部をボルト等の連結手段により連結する連結筒部7cとを有しており、該連結筒部7cの外周部に複数の歯を有する環状の外歯体8が一体に設けられている。
The
第1板部7a及び第2板部7bの回転中心部には第1の嵌入孔71が設けられており、回転中心部と偏倚し、周方向へ2等配された位置には二つの第2の嵌入孔72,72が設けられている。即ち、第1及び第2の嵌入孔71,72,72はキャリア7の回転中心線と直交する一つの線X上に平行に配置されており、第1の嵌入孔71には針状ころ軸受17を介して第1軸1が嵌入されており、第2の嵌入孔72,72には針状ころ軸受15,16を介して第1及び第2の遊星歯車5,6の軸部5b,6bが嵌入されている。
A
図4は本発明に係る差動歯車装置のキャリアの加工方法を示す説明図である。以上のように回転中心線と直交する一つの線上に第1及び第2の嵌入孔71,72,72が設けられているキャリア7の第1板部7a及び第2板部7bの加工は、例えば次の第1、第2、第3の方法により行う。
第1の方法. ポンチ等の嵌入孔加工用工具を円形金属板の一つの線上の3箇所間で昇降/直線移動させることにより第1及び第2の嵌入孔71,72,72をプレス加工する。この場合、周方向に3等配以上に等配された嵌入孔を加工する場合に比べて嵌入孔71,72,72の位置決めが行い易く、簡易に加工することができる。
第2の方法. ポンチ等の3本の嵌入孔加工用工具を円形金属板上で昇降させることにより第1及び第2の嵌入孔71,72,72を一度でプレス加工する。この場合、内径が異なる嵌入孔71,72を高精度に、且つ簡易に加工することができる。
第3の方法. 比較的薄肉の円形金属板に、第1又は第2の方法により第1及び第2の嵌入孔71,72,72を加工した後、複数枚の孔あき円形金属板を、第1及び第2の嵌入孔71,72,72が同心となるように積層し、積層円形金属板をかしめ加工等の結合手段により一体に結合する。この場合、比較的薄肉の円形金属板に嵌入孔71,72,72をプレス加工することができるため、嵌入孔71,72,72の加工精度を高めることができる。
FIG. 4 is an explanatory view showing a method of processing a carrier of the differential gear device according to the present invention. As described above, the processing of the
First method. The first and
Second method. The first and
Third method. After processing the first and
以上のように構成された差動歯車装置は、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連結され、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。
The differential gear device configured as described above is mainly used in a vehicle steering device. In this steering apparatus, a steering wheel is coupled to a
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14から駆動回路10aに出力される指令信号により差動用の電動モータ10が駆動されることにより、駆動歯車9、外歯体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に加わるトルクが低減するとき、制御部14から駆動回路13aに出力される指令信号により反力用の電動モータ13が駆動され、第1軸1の回転方向と反対方向への反力が第1軸1に加えられ、第1軸1に加わるトルクを所定値に維持することができる。
The steering device configured as described above passes through the
実施の形態2
図5は本発明に係る差動歯車装置の実施の形態2の構成を示す模式図である。この差動歯車装置は、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2軸2に回転自在に外嵌支持された太陽歯車20と、該太陽歯車20の外周りに回転が自在に配置され、第1軸1が同軸上に連動連結された内歯車21と、太陽歯車20及び内歯車21に噛合する2個の遊星歯車22と、該遊星歯車22が支持され、第2軸2が同軸上に連動連結されたキャリア23と、第2軸2の外周りに配置されたアクチュエータとしての差動用の電動モータ24とを備え、該電動モータ24の円筒形の回転子24aが太陽歯車20と同軸上に連動連結されている。
FIG. 5 is a schematic diagram showing the configuration of the second embodiment of the differential gear device according to the present invention. The differential gear device includes a
実施の形態2において、内歯車21は内周部に歯を有する有底の円筒形をなしており、底部の中心部に第1軸1が結合されている。太陽歯車20は可動部としての回転子24aと一体に形成されており、回転子24aの外周部に永久磁石24bが設けられており、該永久磁石24bの外周りに固定子24cが設けられている。
In the second embodiment, the
キャリア23は円板形をなしており、回転中心と偏倚した2箇所に嵌入孔72,72が等配されており、換言すれば回転中心線と直交する一つの線上に二つの嵌入孔72,72が設けられており、この嵌入孔72,72に遊星歯車22,22が回転自在に支持されている。嵌入孔72,72は実施の形態1における第1、第2、第3の方法と同様に加工される。
遊星歯車22は歯部22a及び該歯部22aの一側に突設された軸部22bを有しており、軸部22bが針状ころ軸受15を介して嵌入孔72に回転自在に片持で支持されている。
The
The
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内歯車21、遊星歯車22及びキャリア23を経て第2軸2が減速回転する。また、制御部14から駆動回路に出力される指令信号により差動用の電動モータ24が駆動されることにより、太陽歯車20、遊星歯車22及びキャリア23を経て第2軸2が増速回転する。
In the second embodiment, by rotating the
尚、実施の形態2では反力用の電動モータを図示していないが、その他、実施の形態1のように第1軸1の途中に伝動歯車を設け、該伝動歯車に噛合する駆動歯車を有し、第1軸1に加わるトルクと反対方向の反力を第1軸1に加える反力用の電動モータを設けた構成としてもよい。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。
Although the electric motor for reaction force is not shown in the second embodiment, a transmission gear is provided in the middle of the
尚、以上説明した実施の形態では、差動用及び反力用のアクチュエータとして電動モータ10,13を用いたが、差動用及び反力用のアクチュエータは電動モータに特定されない。
In the embodiment described above, the
また、以上説明した実施の形態では差動用及び反力用の電動モータ(アクチュエータ)10,13を備える構成としたが、その他、反力用の電動モータ(アクチュエータ)13は必ずしも必要でない。 In the embodiment described above, the differential and reaction force electric motors (actuators) 10 and 13 are provided. However, the reaction force electric motor (actuator) 13 is not necessarily required.
また、実施の形態1では差動用の電動モータ10がキャリア7を回転させる構成としたが、その他、例えば電動モータ10が第2軸2を直接回転させる構成としてもよい。
In the first embodiment, the differential
また、実施の形態2では第1軸1に内歯車21を連動連結し、第2軸2にキャリア23を連動連結し、差動用の電動モータ24が太陽歯車20を回転させる構成としたが、その他、図5において第1軸1が太陽歯車20を備え、キャリア23が電動モータ24の回転子24aに連動連結され、電動モータ24によりキャリア23を回転させる構成としてもよいし、また、図5において第1軸1にキャリア23が連動連結され、内歯車21が電動モータ24の回転子24aに連動連結され、第2軸2が太陽歯車20を備える構成としてもよいし、また、図5において、第1軸1が太陽歯車20を備え、内歯車21が電動モータ24の回転子24aに連動連結され、第2軸2がキャリア23を備える構成としてもよい。
In the second embodiment, the
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
71 第1の嵌入孔
72 第2の嵌入孔
20 太陽歯車
21 内歯車
22 遊星歯車
23 キャリア
3
Claims (2)
A freely rotatable sun gear, an internal gear rotatably disposed around the sun gear, a planetary gear meshing with the sun gear and the internal gear, and the planetary gear can freely rotate and rotate. In the differential gear device including the carrier to be supported, the carrier has insertion holes at positions equally spaced in the circumferential direction, and the planetary gear is supported by the two equally spaced insertion holes. A differential gear device characterized by comprising:
Priority Applications (3)
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