傳動比可變裝置制造方法
【專利摘要】本發明提供一種傳動比可變裝置。預壓施加機構（79）具備旋裝于殼體主體（31）的內周面并旋轉移動的預壓調整襯套（78），并且在輸出軸（23）與Z1齒輪（61）之間具備滾針軸承（81）以及板（82）。Z1齒輪（61）在輸出軸（23）的肩部通過滾針軸承（81）與滾針軸承（81）的轉動面用的圓環狀的板（82）被支承為能夠相對旋轉。預壓調整襯套（78）按壓輸出軸（23），從而輸出軸（23）的肩部沿軸向向中心軸承（63）側按壓板（82）、滾針軸承（81）以及Z1齒輪（61）。由此，能夠將預壓施加于軸承齒輪（25）。
【專利說明】傳動比可變裝置
【技術領域】
[0001]本申請主張于2012年11月16日提出的日本專利申請2012-251938號的優先權，并在此引用其全部內容。
【背景技術】
[0002]本發明涉及傳動比可變裝置。
[0003]以往，公知使用齒輪的各種傳動機構。并且，希望獲得能夠以較少的部件數得到較大的減速比且傳遞容量較大的傳動機構。作為這種傳動機構，提出了傳動比可變裝置以及具備該傳動比可變裝置的車輛用轉向操縱裝置，上述傳動比可變裝置使用差動機構將基于馬達驅動的旋轉疊加于輸入軸基于轉向操作的輸入軸的旋轉并傳遞至輸出軸，從而改變輸入軸輸出軸之間的旋轉傳動比(轉向傳動比)(例如參照日本特開2006-82718號公報)。
[0004]這種傳動比可變裝置的減速機構，設有作為差動機構的擺動齒輪機構，該擺動齒輪機構具備與輸入軸一體旋轉的第一齒輪、與輸出軸一體旋轉的第四齒輪、以及具有與第一齒輪哨合的第二齒輪以及與第四齒輪哨合的第三齒輪并且繞相對于第一齒輪以及第四齒輪的軸線傾斜的軸線旋轉的擺動齒輪。擺動齒輪構成為，借助一邊經由軸承進行輸入軸的軸線方向的擺動一邊嚙合的第一齒輪與第二齒輪之間的齒數差、以及第四齒輪與第三齒輪之間的齒數差而旋轉，對來自輸入軸的輸入進行減速后向輸出軸傳遞，并且通過驅動裝置使擺動齒輪旋轉，從而改變輸入軸與輸出軸之間的旋轉傳動比。
[0005]在這種傳動比可變裝置中，有可能在擺動齒輪機構所謂的軸承齒輪(減速器)的齒輪間發生晃動而產生異響。因此，為了使其在穩定的位置嚙合而抑制異響，能夠使用將軸向的預壓(負載)施加于軸承齒輪的嚙合部的構造。例如，通過使用在輸入軸側安裝預壓用襯套并且一邊調整緊固扭矩一邊進行緊固固定的方法，來良好地維持軸承齒輪的嚙合狀態。然而，有可能由于沿軸向被拉動的輸入軸因預壓用襯套而傾斜，從而固定于輸入軸的第一齒輪也傾斜。其結果是，難以維持齒輪間的適當嚙合，從而有可能增加齒的脫落、磨損、或者由在嚙合部分產生偏移引起的異響。
【發明內容】
[0006]本發明提供一種傳動比可變裝置，該傳動比可變裝置能夠通過簡易的結構將預壓施加于軸承齒輪。
[0007]根據本發明的【具體實施方式】，上述傳動比可變裝置的特征在于具備:輸入軸，其與方向盤連結；外殼，其將所述輸入軸支承為能夠相對旋轉；馬達，其被設為馬達輸出軸能夠相對于所述外殼相對旋轉；減速器，其與所述馬達輸出軸連結并且輸出將馬達旋轉角降低后的轉向角；輸出軸，其將從所述減速器輸出的所述轉向角傳遞至轉向輪側；以及預壓施加機構，其將軸向的預壓施加于所述減速器的齒輪的嚙合部，所述減速器具備:第一齒輪，其以能夠與所述輸入軸一體旋轉的方式設于該輸入軸并且在端面形成有第一齒；第四齒輪，其以能夠與所述輸出軸一體旋轉的方式設于該輸出軸并且在與所述第一齒輪的所述端面對置的端面形成有第四齒；傾斜軸，其被設為相對于所述輸入軸傾斜；以及擺動齒輪，其被所述傾斜軸支承為能夠相對于所述傾斜軸旋轉，并且具有第二齒輪以及第三齒輪，所述第二齒輪以及第三齒輪以分別與所述第一齒輪以及第四齒輪嚙合的方式在該擺動齒輪的不同的端面形成有第二齒以及第三齒，該擺動齒輪在所述第一齒輪與第四齒輪之間伴隨著所述傾斜軸的旋轉一邊進行所述輸入軸的軸向的擺動，一邊由于所述第一齒輪與所述第二齒輪之間的齒數差或者第四齒輪與第三齒輪之間的齒數差而旋轉，所述預壓施加機構具備預壓調整襯套，所述預壓調整襯套以能夠軸向移動的方式旋裝于所述殼體的內周面，并且配置為能夠從外部旋轉，并對所述輸出軸向所述擺動齒輪側施力。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]圖1是表示具備本發明的一個實施方式的傳動比可變裝置的車輛用轉向操縱裝置的簡要結構的示意圖。
[0009]圖2是本發明的一個實施方式的傳動比可變裝置的剖視圖。
[0010]圖3是圖2中的輸出軸連結部的放大剖視圖。
【具體實施方式】
[0011]通過以下參照附圖對本發明的優選實施方式進行的詳細描述，本發明的上述以及其它目的、特征及優點會變得更加清楚，其中，相同的附圖標記表示相同的要素。
[0012]以下，參照附圖對本發明的【具體實施方式】進行描述。
[0013]基于附圖對本發明的實施方式涉及的搭載于車輛的傳動比可變裝置進行說明。圖1是表示具備本發明的一個實施方式涉及的傳動比可變裝置15的車輛用轉向操縱裝置I的簡要結構的示意圖，圖2是本發明的一個實施方式涉及的傳動比可變裝置15的剖視圖。如圖1所示，在車輛用轉向操縱裝置I中，固定有方向盤2的轉向軸3經由齒輪齒條機構4與齒條軸5連結。由此,轉向軸3伴隨著轉向操作的旋轉,通過齒輪齒條機構4轉換為齒條軸5的往復直線運動。此外，將柱軸8、中間軸9以及齒輪軸10連結從而構成轉向軸3。而且，齒條軸5伴隨著該轉向軸3的旋轉而進行的往復直線運動經由與齒條軸5的兩端連結的轉向橫拉桿11傳遞至未圖示的轉向節，從而改變轉向輪12的轉角，即改變車輛的行駛方向。此外，本實施方式的車輛用轉向操縱裝置I構成為所謂的齒條輔助式電動助力轉向裝置(EPS)，即:通過滾珠絲杠機構14將輔助用馬達13的旋轉轉換為齒條軸5的往復運動并進行傳遞，從而將該馬達扭矩作為輔助力施加于轉向操縱系統。
[0014]在車輛用轉向操縱裝置I中，使轉向輪12的轉角(輪胎角度)相對于方向盤2的舵角(轉向操縱角)的比率即傳動比(轉向傳動比)可變的傳動比可變裝置15設于柱軸8的中途。如圖2所示，傳動比可變裝置15具備:大致圓筒狀的外殼21，其固定于汽車的車身(未圖示)；作為輸入軸的輸入軸22，其輸入伴隨著轉向操作的旋轉；以及作為輸出軸的輸出軸23，其與中間軸9 (參照圖1)連結。上述輸入軸22以及輸出軸23被支承為能夠相對于外殼21旋轉，并且構成上述柱軸8 (參照圖1)。即，外殼21成為不會因輸入軸22的旋轉而旋轉的非旋轉部件。另外，傳動比可變裝置15具備收容于外殼21內的馬達24以及作為差動機構的軸承齒輪(減速器)25。而且，傳動比可變裝置15能夠使用軸承齒輪25將基于馬達驅動的旋轉疊加于輸入軸22的旋轉并傳遞至輸出軸23。并且，傳動比可變裝置15具備鎖止機構26，該鎖止機構26根據需要鎖止馬達24的旋轉而能夠機械地固定傳動比。
[0015]外殼21具備:圓筒狀的外殼主體31，其收容馬達24 ;圓環狀的上蓋32，其覆蓋外殼主體31的軸向一端側(圖2中的右側:箭頭al側);以及圓環狀的下蓋33，其收容軸承齒輪25并且覆蓋外殼主體31的軸向另一端側(圖2中的左側:箭頭a2側)。在外殼主體31的大致中央，形成有向徑向內側延伸突出的圓環狀的隔壁部34，隔壁部34的箭頭al側形成為收容馬達24的馬達收容部35，隔壁部34的箭頭a2側形成為收容軸承齒輪25的齒輪收容部36。另外，外殼21具備固定于上蓋32的箭頭al側的有底圓筒狀的鎖止殼體37。在鎖止殼體37內收容有鎖止機構26。而且，輸入軸22被設于鎖止殼體37的底部的軸承38支承為能夠旋轉，并且輸出軸23被設于下蓋33的軸承39支承為能夠旋轉，此外，輸入軸22與輸出軸23彼此配置于同軸上。
[0016]馬達24構成為具備固定于馬達收容部35內的定子41、與以能夠旋轉的方式設于定子41的內側的轉子42的無刷馬達。馬達旋轉軸(馬達輸出軸)45形成為中空狀，輸入軸22以位于同軸上的方式插入馬達旋轉軸45的內部。另外，馬達旋轉軸45的軸向長度被設定為比馬達收容部35的軸向長度長，其箭頭al側的軸端部配置于鎖止殼體37內，并且其箭頭a2側的軸端部配置于齒輪收容部36內。而且，馬達旋轉軸45被設于上蓋32的軸承49、以及設于隔壁部34的軸承48支承為能夠旋轉。此外，在上蓋32的中央形成有向馬達收容部35側凹下的收容凹部，在該收容凹部內收容有檢測轉子42的旋轉角的旋轉角傳感器52 (例如，旋轉變壓器等)。
[0017]如圖2所示，在馬達旋轉軸45的箭頭a2側的軸端部，以能夠一體旋轉的方式形成有傾斜軸53。傾斜軸53具有相對于馬達旋轉軸45的軸心Ll(輸入軸22以及輸出軸23的軸心)傾斜的軸心L2。傾斜軸53的外周面形成為相對于軸心LI傾斜的圓筒狀。
[0018]軸承齒輪25具備:Z1齒輪(第一齒輪)61，其與輸入軸22連結為能夠一體旋轉；Z4齒輪(第四齒輪)62，其與輸出軸23連結為能夠一體旋轉；以及中心軸承(擺動齒輪)63，其配置于Zl齒輪61與Z4齒輪62之間并且經由傾斜軸53與馬達旋轉軸45連結。
[0019]Zl齒輪61形成為圓板狀，在Zl齒輪61的外周緣沿周向排列設置有多個向箭頭al側突出的第一齒。此外，在本實施方式中，各第一齒由相對于Zl齒輪61配置為放射狀并且配置為能夠繞其軸線旋轉的圓柱狀的滾柱構成。另外，在Zl齒輪61的中央形成有沿軸向貫通的貫通孔。而且，輸入軸22的軸端部花鍵嵌合于貫通孔，從而Zl齒輪61與輸入軸22連結為能夠在同軸上一體旋轉。S卩，Zl齒輪61的軸心與馬達旋轉軸45的軸心LI 一致。
[0020]TA齒輪62形成為圓環狀，在Z4齒輪62沿周向排列設置有多個向箭頭a2側突出的第四齒。此外，在本實施方式中，與Zl齒輪61同樣,各第四齒由相對于Z4齒輪62配置為放射狀并且配置為能夠繞其軸線旋轉的的圓柱狀的滾柱構成。另外，Z4齒輪62固定于作為固定于形成為圓筒狀的Z4齒輪62的連結部件的連結筒67的內周，并經由該連結筒67與輸出軸23連結。而且，連結筒67被以與隔壁部34的箭頭a2側鄰接的方式設置的軸承68支承為能夠旋轉，并且與輸出軸23連結為能夠在同軸上一體旋轉。即，TA齒輪62經由連結筒67與輸出軸23連結為能夠在同軸上一體旋轉，TA齒輪62的軸心與馬達旋轉軸45的軸心LI 一致。此外，在連結筒67與Zl齒輪61之間、以及在傾斜軸53與TA齒輪62之間，分別夾設有軸承69、70。
[0021]中心軸承63具備圓筒狀的內圈、圓筒狀的外圈齒輪、以及夾設于內圈與外圈齒輪之間的滾珠。在外圈齒輪的箭頭a2側(Zl齒輪61側)的端面，沿周向排列設有多個能夠與第一齒嚙合的第二齒。另一方面，在外圈齒輪的箭頭al側(Z4齒輪62側)的端面，沿周向排列設有多個能夠與第四齒嚙合的第三齒。即，通過外圈齒輪構成Z2齒輪(第二齒輪)76以及Z3齒輪(第三齒輪)77。此外,在本實施方式中,第一齒的齒數NI被設定為比第二齒的齒數N2少一個,并且第三齒的齒數N3被設定為與第四齒的齒數N4數量相同。例如,在齒數Nl=19、齒數N2=20、齒數N3=20、齒數N4=20的情況下，將馬達旋轉軸45與輸出軸23在該階段下的減速比設定為20。
[0022]而且，內圈通過固定于傾斜軸53的箭頭a2側的端部的固定部件，與傾斜軸53的外周連結為能夠與馬達旋轉軸45 —體旋轉。即，中心軸承63的軸心與傾斜軸53的軸心L2一致，中心軸承63繞相對于Zl齒輪61以及TA齒輪62的軸線傾斜的軸線旋轉。而且，對于外圈齒輪而言，僅Z2齒輪76的一部分與Zl齒輪61嚙合，并且僅Z3齒輪77的一部分與TA齒輪62嚙合。此外，Zl齒輪61與Z2齒輪76之間的嚙合部、以及TA齒輪62與Z3齒輪77之間的嚙合部，以Zl齒輪61以及TA齒輪62的軸心為中心分開大致180°。
[0023]另外，通過預壓施加機構79以Zl齒輪61與TA齒輪62彼此接近的方式將軸向的預壓施加于軸承齒輪25。該預壓施加機構79構成為，旋裝于殼體主體31的輸出軸23側軸端部的內周面的預壓調整襯套78從外部被緊固而移動，從而沿軸向對Zl齒輪61施力，并且構成為能夠調整并且維持施加于中心軸承25的軸向預壓。
[0024]這樣，在分別與輸入軸22、輸出軸23、以及馬達旋轉軸45連結的軸承齒輪25中，輸入軸22的旋轉從Zl齒輪61經由中心軸承63傳遞至Z4齒輪62，并且向連結筒67以及輸出軸23傳遞。另外，若馬達24驅動而使馬達旋轉軸45旋轉，則與馬達旋轉軸45連結的傾斜軸53進行擺頭運動(precessionalmotion)。由此,夕卜圈齒輪與固定于傾斜軸53的內圈一起進行擺頭運動，Zl齒輪61與Z2齒輪76之間的嚙合部、以及Z4齒輪62與Z3齒輪77之間的嚙合部向同一方向旋轉。其結果是，使基于Zl齒輪61與Z2齒輪76、以及Z4齒輪62與Z3齒輪77的齒數差的旋轉差，作為基于馬達驅動的旋轉疊加于輸入軸22并向輸出軸23傳遞(例如，在減速比為20的情況下，馬達旋轉軸45每旋轉20圈，輸出軸23疊加I圈大小)。即，能夠根據基于馬達驅動的旋轉，改變輸入軸22與輸出軸23之間的旋轉傳動t匕、即改變方向盤2 (參照圖1)與轉向輪12 (參照圖1)之間的傳動比(轉向傳動比)。
[0025]接下來，圖3是圖2中的預壓施加機構79的放大剖視圖。如圖3所示，預壓施加機構79具有:預壓調整襯套78，其旋裝于殼體主體31的內周面并覆蓋殼體主體31的軸向輸出軸23側端部且進行旋轉移動；滾針軸承81，其在輸出軸23與Zl齒輪61之間作為軸承發揮功能；以及板82，其與輸出軸23的肩部抵接并將滾針軸承81保持為能夠轉動。預壓調整襯套78通過金屬材料(例如，鋁合金等)形成為圓板狀，在其外周形成有旋裝于殼體主體31的端部的外螺紋部。此處，輸出軸23被設于預壓調整襯套78的軸承39支承為能夠相對旋轉，預壓調整襯套78從外部被緊固而進行移動，從而沿軸向對輸出軸23的外周部施力。
[0026]在Zl齒輪61的背面形成有帶臺階狀的軸承承受部，該Zl齒輪61在軸承承受部通過滾針軸承81、以及滾針軸承81的轉動面用的圓環狀的板82以能夠相對旋轉的方式支承于輸出軸23的推力支承部(肩部)。輸出軸23的肩部沿軸向向中心軸承63側按壓板82、滾針軸承81以及Zl齒輪61。由此，預壓施加于軸承齒輪25。此處，若僅以預壓調整襯套78的預壓負載承受軸承齒輪25的反作用力，則有可能存在在方向盤2 (參照圖1)的扭矩較大時，軸承齒輪25因反復施加負載而塑性變形的情況，所以將板82固定于輸出軸23的肩部并作為止動部發揮作用。作為板82，能夠使用碳鋼(例如，軸承鋼SUJ2、SCM415的熱處理材料)等聞硬度的鋼材。
[0027]接下來，對預壓調整機構79以及預壓力的流動進行說明。根據上述結構，通過預壓調整襯套78施加于軸承齒輪25的預壓力形成有如下傳遞路徑，即，由于預壓調整襯套78沿軸向按壓輸出軸23的肩部，從而經由板82以及滾針軸承81，并經由Zl齒輪61、中心軸承63的兩端的兩個嚙合部(Z2齒輪76以及Z3齒輪77)、Z4齒輪62、以及連結筒67到達輸出軸23。另外，施加該預壓的路徑上的部件僅由鐵材料構成。
[0028]接下來，對如上所述地構成的本實施方式的傳動比可變裝置15的作用以及效果進行說明。
[0029]根據上述結構，以如下方式構成預壓施加機構79，即，通過以能夠移動的方式旋裝于殼體主體31的輸出軸23側端部的內周面的圓板狀的預壓調整襯套78沿軸向按壓輸出軸23的外周部，由此，輸出軸23沿軸向對軸承齒輪25的Zl齒輪61施力，從而將預壓施加于軸承齒輪25的齒輪的嚙合部。另外，通過調整預壓調整襯套78的位置來沿軸向按住輸出軸23，并且輸出軸23經由設于輸出軸23的肩部與Zl齒輪61之間的滾針軸承81以及圓環狀的板82沿軸向對被設置為能夠相對于輸出軸23旋轉的Zl齒輪61的端面進行按壓。
[0030]由此，能夠防止輸入軸22沿徑向傾斜，能夠抑制嵌合固定于輸入軸22的Zl齒輪61傾斜，從而能夠維持軸承齒輪25的齒輪間的良好的嚙合狀態。其結果是，能夠降低軸承齒輪25的齒的脫落、磨損、或者由在嚙合部分產生的偏移引起的異響的發生。
[0031]如以上所述，根據本發明的實施方式，能夠提供能夠以簡易的結構將預壓施加于軸承齒輪的傳動比可變裝置。
[0032]以上，雖然針對本發明的實施方式進行了說明，但是本發明還有可能以其他方式來實施。
[0033]在上述實施方式中構成為，輸出軸23經由滾針軸承81直接按壓Zl齒輪61來將預壓施加于軸承齒輪25，但是并不局限于此，也可以在輸出軸23與滾針軸承81之間，設有防松墊圈等彈簧部件、橡膠等彈性體，并通過其彈力將預壓施加于軸承齒輪25。
[0034]在上述實施方式中，也可以將方向盤2與輸出軸23側連結，并且將中間軸9與輸入軸22連結。即，也可以將輸入軸22作為輸出軸，將輸出軸23作為輸入軸。另外，雖然應用于外殼21不因輸入軸22的旋轉而旋轉的類型的傳動比可變裝置15，但并不局限于此，例如也可以應用于外殼與輸入軸一體旋轉的類型的傳動比可變裝置。
[0035]在上述實施方式中，將本發明應用于軸承齒輪式傳動比可變裝置，但并不局限于此，也可以應用于波動齒輪式傳動比可變裝置。另外，不限定于柱搭載式，也可以應用于中間軸搭載式、小齒輪一體式傳動比可變裝置。
[0036]在上述實施方式中，將本發明應用于車輛用轉向操縱裝置I的傳動比可變裝置15，但是也可以應用于用于除此之外的用途的其他的通常的裝置。另外，雖然車輛用轉向操縱裝置I構成為，具備了將馬達輔助力施加于轉向軸3的轉向操縱輔助機構的齒條輔助式電動助力轉向裝置，但是并不局限于此，可以是柱輔助式、小齒輪輔助式電動助力轉向裝置，也可以取消轉向操縱輔助機構。
【權利要求】
1.一種傳動比可變裝置，其特征在于，具備: 輸入軸，其與方向盤連結； 外殼，其將所述輸入軸支承為能夠相對旋轉； 馬達，其被設為馬達輸出軸能夠相對于所述外殼相對旋轉； 減速器，其與所述馬達輸出軸連結并且輸出將馬達旋轉角降低后的轉向角； 輸出軸，其將從所述減速器輸出的所述轉向角傳遞至轉向輪側；以及 預壓施加機構，其將軸向的預壓施加于所述減速器的齒輪的嚙合部， 所述減速器具備: 第一齒輪，其以能夠與所述輸入軸一體旋轉的方式設于該輸入軸并且在端面形成有第一齒; 第四齒輪，其以能夠與所述輸出軸一體旋轉的方式設于該輸出軸并且在與所述第一齒輪的所述端面對置的端面形成有第四齒； 傾斜軸，其被設為相對于所述輸入軸傾斜；以及 擺動齒輪，其被所述傾斜軸支承為能夠相對于所述傾斜軸旋轉，并且具有第二齒輪以及第三齒輪，所述第二齒輪以及第三齒輪以分別與所述第一齒輪以及第四齒輪嚙合的方式在該擺動齒輪的不同的端面形成有第二齒以及第三齒，該擺動齒輪在所述第一齒輪與第四齒輪之間伴隨著所述傾斜軸的旋轉一邊進行所述輸入軸的軸向的擺動，一邊由于所述第一齒輪與所述第二齒輪之間的齒數差或者第四齒輪與第三齒輪之間的齒數差而旋轉， 所述預壓施加機構具備預壓調整襯套，所述預壓調整襯套以能夠軸向移動的方式旋裝于所述殼體的內周面，并且配置為能夠旋轉，并對所述輸出軸向所述擺動齒輪側施力。
2.根據權利要求1所述的傳動比可變裝置，其特征在于， 所述預壓施加機構具備:推力軸承，其配置于所述輸出軸與所述第一齒輪之間，并且將所述第一齒輪支承為能夠相對于所述輸出軸相對旋轉；以及圓環狀的板，其與所述輸出軸的肩部抵接，并且將所述推力軸承保持為能夠轉動。
【文檔編號】F16H1/32GK103818469SQ201310566598
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2013年11月14日 優先權日:2012年11月16日
【發明者】仲村圭史 申請人:株式會社捷太格特