專利名稱：齒輪裝置以及章動齒輪裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及齒輪裝置以及章動齒輪裝置。
背景技術(shù)：
在齒輪裝置中，有使兩個錐齒輪嚙合的裝置(例如，參照日本特開平11-315908 號)。在日本特開平11-315908號中，第一、第二齒輪嚙合且第二齒輪相對于第一齒輪傾斜。 在第一齒輪上形成有多個槽，并配置有從槽突出的滾柱。利用該滾柱形成半圓筒狀的凸齒。 另一方面，在第二齒輪上形成有多個槽，從而形成半圓槽狀凹齒。而且，當(dāng)?shù)谝积X輪旋轉(zhuǎn)時， 第一齒輪的一部分凸齒與第二齒輪的一部分凹齒嚙合，從而第一齒輪使第二齒輪旋轉(zhuǎn)。
構(gòu)成凸齒的滾柱從第一齒輪的槽脫離或脫出(爬齒)，會帶來轉(zhuǎn)矩?fù)p失或者產(chǎn)生 噪聲，因此不是優(yōu)選的。在日本特開11-315908號中，沒有積極地將滾柱按壓于第一齒輪的 槽內(nèi)的意向，因此對于防止?jié)L柱從第一齒輪脫離或脫出是不充分的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一在于，提供一種能夠防止構(gòu)成齒的部件的脫離或脫出的齒輪裝 置以及章動齒輪裝置。 本發(fā)明的一個實施方式，具備可繞第一軸線旋轉(zhuǎn)的第一齒輪；和第二齒輪，其可 繞相對于第一軸線傾斜的第二軸線旋轉(zhuǎn)，且可與第一齒輪傳遞動力地嚙合。上述第一和第 二齒輪的一方包括以該一方齒輪的軸線為中心放射狀配置的多個保持槽、和保持于各保 持槽且分別構(gòu)成上述第一和第二齒輪的上述一方的齒的多個銷。上述第一和第二齒輪的另 一方具有以該另一方齒輪的軸線為中心放射狀配置且可與上述銷卡合的多個齒槽。銷受到 來自保持槽和齒槽的力的合力，將銷作用于保持槽側(cè)。 通過以下具體實施方式
的描述，參照附圖并對其中元件標(biāo)記符號，本發(fā)明的上述 特征及優(yōu)點會變得更加清楚。


圖1是表示具備本發(fā)明的第一實施方式涉及的傳動比可變機構(gòu)的車輛用操舵裝 置的簡略構(gòu)成的示意圖。
圖2是表示比圖1的要部更具體的構(gòu)成的剖視圖。
圖3是圖2的傳動比可變機構(gòu)及其周邊的放大圖。
圖4是圖3的傳動比可變機構(gòu)的要部的放大圖。
圖5是第一凹凸卡合部的要部的立體圖。
圖6是用截面表示輸入部件的一部分的立體圖。
圖7是圖6的要部的放大剖視圖。 圖8是沿著圖4的VIII _ WI線的要部的剖視圖。 圖9是與圖8相同的截面的剖視圖，用于說明作用于銷的力矩。 圖10是表示第一接觸角與第二接觸角的關(guān)系的圖表。 圖11是本發(fā)明的第二實施方式的要部的立體圖。
具體實施例方式
參照

本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。 圖1是表示具備本發(fā)明的第一實施方式涉及的傳動比可變機構(gòu)的車輛用操舵裝 置1的簡略構(gòu)成的示意圖。參照圖l，車輛用操舵裝置l，是利用作為操舵軸的轉(zhuǎn)向軸3，將 施予方向盤等操舵部件2的轉(zhuǎn)舵扭矩分別賦予左右轉(zhuǎn)向輪4L、4R進(jìn)行轉(zhuǎn)向的裝置。該車輛 用操舵裝置l，具有能夠改變轉(zhuǎn)舵輪的轉(zhuǎn)舵角92與操舵部件2的操舵角ei之比的傳動比 9 2/ 9 1的VGR(Variable Gear Ratio)功能。 車輛用操舵裝置1，具有操舵部件2和與操舵部件2連接的轉(zhuǎn)向軸3。轉(zhuǎn)向軸3，包 括相互同軸配置的作為第一 第三軸的第一 第三軸11 13。第一 第三軸11 13的 各中心軸線，也是該第一 第三軸11 13的旋轉(zhuǎn)軸線。 在第一軸11的一端，可一同旋轉(zhuǎn)地連結(jié)有操舵部件2。第一軸11的另一端與第二 軸12的一端，經(jīng)由傳動比可變機構(gòu)5可差動旋轉(zhuǎn)地連結(jié)。第二軸12與第三軸13，經(jīng)由扭桿 14在規(guī)定的范圍內(nèi)可彈性地相對旋轉(zhuǎn)，并且可傳遞動力地連結(jié)。 第三軸13，經(jīng)由萬向聯(lián)軸器7、中間軸8、萬向聯(lián)軸器9以及轉(zhuǎn)向機構(gòu)10等，與轉(zhuǎn)舵 輪4L、4R連接。 轉(zhuǎn)向機構(gòu)IO，具有與萬向聯(lián)軸器9連接的小齒輪軸15、和作為向車輛的左右方向 延伸的轉(zhuǎn)向軸的齒條軸16，該齒條軸16具有與小齒輪軸15頂端的小齒輪15a嚙合的齒條 16a。在齒條軸16的一對端部分別通過轉(zhuǎn)向橫拉桿17L、17R與轉(zhuǎn)向節(jié)臂18L、18R連結(jié)。
根據(jù)上述構(gòu)成，操舵部件2的旋轉(zhuǎn)，經(jīng)由轉(zhuǎn)向軸3等而傳遞至轉(zhuǎn)向機構(gòu)10。在轉(zhuǎn) 向機構(gòu)10中，小齒輪15a的旋轉(zhuǎn)被轉(zhuǎn)換為齒條軸16的軸方向的運動。齒條軸16的軸方向 的運動，經(jīng)由各轉(zhuǎn)向橫拉桿17L、17R而傳遞到對應(yīng)的轉(zhuǎn)向節(jié)臂18L、18R，從而使該轉(zhuǎn)向節(jié)臂 18L、18R分別轉(zhuǎn)動。由此，能夠分別對各轉(zhuǎn)向節(jié)臂18L、18R所連結(jié)的對應(yīng)的轉(zhuǎn)舵輪4L、4R進(jìn) 行轉(zhuǎn)向。 傳動比可變機構(gòu)5，用于改變轉(zhuǎn)向軸3的第一和第二軸11、12間的旋轉(zhuǎn)傳動比(傳 動比9 2/ e 1)，其為章動齒輪機構(gòu)。該傳動比可變機構(gòu)5具有設(shè)置于第一軸11的另一端 的輸入部件20、設(shè)置于第二軸12的一端的輸出部件22、以及作為介于輸入部件20和輸出 部件22之間的中間部件的軌道輪單元39。 輸入部件20可傳遞轉(zhuǎn)矩地與操舵部件2和第一軸11連結(jié)。輸出部件22可傳遞 轉(zhuǎn)矩地與第二軸12連結(jié)。第一軸線Zl是輸入部件20和輸出部件22的中心軸線以及旋轉(zhuǎn) 軸線。 輸出部件22經(jīng)由第二軸12和轉(zhuǎn)向機構(gòu)10等與轉(zhuǎn)舵輪4L、4R連接。 上述軌道輪單元39構(gòu)成滾珠軸承，具有作為第一軌道輪的內(nèi)輪391、作為第二軌
道輪的外輪392、介于內(nèi)輪391與外輪392間的滾珠等轉(zhuǎn)動體393。
作為轉(zhuǎn)動體393，除滾珠以外也可以用圓筒滾柱、針狀滾柱、錐形滾柱。另外，轉(zhuǎn)動 體393可以單列配置，也可以多列配置。當(dāng)為多列時，適于防止內(nèi)輪391相對于外輪392傾 倒。作為多列配置可以示例多列向心止推軸承。 內(nèi)輪391可差動旋轉(zhuǎn)地連結(jié)輸入部件20和輸出部件22。內(nèi)輪391和外輪392，具 有相對于第一軸線Zl傾斜的作為中心軸線的第二軸線Z2。第二軸線Z2，相對于第一軸線 Zl形成規(guī)定的傾斜角度而傾斜。內(nèi)輪391，經(jīng)由轉(zhuǎn)動體393可旋轉(zhuǎn)地支承于外輪392，由此 能夠繞第二軸線Z2旋轉(zhuǎn)。內(nèi)輪391隨著電動機即傳動比可變機構(gòu)用電動機23被驅(qū)動而能 夠繞第一軸線Zl旋轉(zhuǎn)，其中該電動機是用于驅(qū)動外輪392的致動器。內(nèi)輪391和外輪392 能夠繞第一軸線Zl進(jìn)行哥氏運動(搖擺運動)。 傳動比可變機構(gòu)用電動機23，配置在軌道輪單元39的徑向外側(cè)，并以第一軸線Zl 為中心軸線。傳動比可變機構(gòu)用電動機23，通過改變外輪392繞第一軸線Zl的旋轉(zhuǎn)數(shù)，來 改變傳動比9 2/9 1。 傳動比可變機構(gòu)用電動機23例如由無刷電動機構(gòu)成，包括轉(zhuǎn)子231 ，其用于保持 軌道輪單元39的外輪392 ;定子232，其包圍該轉(zhuǎn)子231并且被固定于作為轉(zhuǎn)向柱的殼體 24。轉(zhuǎn)子231繞第一軸線Z1旋轉(zhuǎn)。 該車輛用操舵裝置1，具有用于向轉(zhuǎn)向軸3施予轉(zhuǎn)向輔助力的轉(zhuǎn)向輔助力施予機 構(gòu)19。轉(zhuǎn)向輔助力施予機構(gòu)19具有作為與傳動比可變機構(gòu)5的輸出部件22連接的輸入 軸的上述第二軸12 ;作為與轉(zhuǎn)向機構(gòu)IO連接的輸出軸的上述第三軸13 ;檢測傳遞到第二 軸12與第三軸13之間的轉(zhuǎn)矩的后述的轉(zhuǎn)矩傳感器44 ;作為轉(zhuǎn)向輔助用的驅(qū)動器的轉(zhuǎn)向輔 助用電動機25 ;介于轉(zhuǎn)向輔助用電動機25和第三軸13之間的減速機構(gòu)26。
轉(zhuǎn)向輔助用電動機25，由無刷電動機等電動機構(gòu)成。該轉(zhuǎn)向輔助用電動機25的輸 出，經(jīng)由減速機構(gòu)26而傳遞到第三軸13。 減速機構(gòu)26，例如由蝸輪機構(gòu)構(gòu)成，具有作為驅(qū)動齒輪的蝸桿軸27，其與轉(zhuǎn)向輔 助用電動機25的輸出軸25a連結(jié)；作為從動齒輪的蝸輪28，其與蝸桿軸27嚙合并且與第 三軸13可一同旋轉(zhuǎn)地連結(jié)。另外，減速機構(gòu)26，不限于蝸輪機構(gòu)，也可以用使用了正齒輪或 斜齒輪的平行軸齒輪機構(gòu)等其他的齒輪機構(gòu)。 上述傳動比可變機構(gòu)5和轉(zhuǎn)向輔助力施予機構(gòu)19，設(shè)于殼體24。殼體24，配置在 車輛的乘客室(駕駛室)內(nèi)。另外，也可以以包圍中間軸8的方式來配置殼體24，還可以配 置在車輛的發(fā)動機室內(nèi)。 上述傳動比可變機構(gòu)用電動機23和轉(zhuǎn)向輔助用電動機25的驅(qū)動，分別由包括 CPU、 RAM以及ROM的控制部29控制?？刂撇?9，經(jīng)由驅(qū)動電路40與傳動比可變機構(gòu)用電 動機23連接，并且經(jīng)由驅(qū)動電路41與轉(zhuǎn)向輔助用電動機25連接。 在控制部29上分別連接有轉(zhuǎn)向角傳感器42、用于檢測傳動比可變機構(gòu)用電動機 23的旋轉(zhuǎn)角的作為旋轉(zhuǎn)角檢測單元的電動機分解器43、作為轉(zhuǎn)矩檢測單元的轉(zhuǎn)矩傳感器 44、轉(zhuǎn)向角傳感器45、車速傳感器46以及橫擺傳感器47。 從轉(zhuǎn)向角傳感器42向控制部29輸入關(guān)于第一軸11的旋轉(zhuǎn)角的信號，作為操舵部 件2從直行位置起操作的操作量、即與操舵角9 1對應(yīng)的值。 從電動機分解器43向控制部29輸入關(guān)于傳動比可變機構(gòu)用電動機23的轉(zhuǎn)子231 的旋轉(zhuǎn)角9r的信號。
從轉(zhuǎn)矩傳感器44向控制部29輸入關(guān)于作用于第二和第三軸12、13間的轉(zhuǎn)矩的信號，作為與作用于操舵部件2的轉(zhuǎn)舵扭矩T對應(yīng)的值。 從轉(zhuǎn)向角傳感器45向控制部29輸入關(guān)于第三軸13的旋轉(zhuǎn)角的信號，作為與轉(zhuǎn)舵角9 2對應(yīng)的值。 從車速傳感器46向控制部29輸入關(guān)于車速V的信號。 從橫擺傳感器47向控制部29輸入關(guān)于車輛的橫擺率Y的信號。 控制部29，基于上述各傳感器42 47的信號等，來控制傳動比可變機構(gòu)用電動機
23和轉(zhuǎn)向輔助用電動機25的驅(qū)動。 根據(jù)上述構(gòu)成，傳動比可變機構(gòu)5的輸出，經(jīng)由轉(zhuǎn)向輔助力施予機構(gòu)19而傳遞到轉(zhuǎn)向裝置10。更具體而言，輸入操舵部件2的轉(zhuǎn)舵扭矩，經(jīng)由第一軸11輸入傳動比可變機構(gòu)5的輸入部件20，并從輸出部件22傳遞到轉(zhuǎn)向輔助力施予機構(gòu)19的第二軸12。
傳遞到第二軸12的轉(zhuǎn)舵扭矩，傳到扭桿14和第三軸13，并與來自轉(zhuǎn)向輔助用電動機25的輸出一起，經(jīng)由中間軸8等而傳遞到轉(zhuǎn)向裝置10。 圖2是表示圖1的要部的更具體的構(gòu)成的剖視圖。參照圖2，殼體24例如是將鋁合金等金屬形成為筒狀而成的，包括第一 第三殼體51 53。在該殼體24內(nèi)，容納有第一 第七軸承31 37。第一 第五軸承31 35以及第七軸承37，分別是徑向止推滾珠軸承等的滾動軸承，第六軸承36是針狀滾柱軸承等滾動軸承。 第一殼體51形成筒狀，構(gòu)成容納作為差動機構(gòu)的傳動比可變機構(gòu)5的差動機構(gòu)殼體，并且構(gòu)成容納傳動比可變機構(gòu)用電動機23的電動機殼體。第一殼體51的一端，被端壁部件54覆蓋。第一殼體51的一端與端壁部件54，用螺栓等止動件55相互固定。在第一殼體51另一端的內(nèi)周面56，嵌合有第二殼體52的一端的環(huán)狀凸部57。該第一和第二殼體51、52，用螺栓等止動件(未圖示)相互固定。 第二殼體52形成筒狀，構(gòu)成容納轉(zhuǎn)矩傳感器44的傳感器殼體和容納電動機分解器43的分解器殼體。在第二殼體52另一端的外周面59嵌合著第三殼體53的一端的內(nèi)周面60。 第三殼體53形成筒狀，構(gòu)成容納減速機構(gòu)26的減速機構(gòu)殼體。在第三殼體53的
另一端設(shè)有端壁部61。端壁部61形成環(huán)狀，覆蓋第三殼體53的另一端。 圖3是圖2的傳動比可變機構(gòu)5及其周邊的放大圖。參照圖3，傳動比可變機構(gòu)5
的輸入部件20、輸出部件22以及軌道輪單元39的內(nèi)輪391，分別形成環(huán)狀。
輸入部件20形成為第一齒輪，具有輸入部件主體201 ;配置在輸入部件主體201
的徑向內(nèi)側(cè)、可與輸入部件主體201 —同旋轉(zhuǎn)的筒狀部件202 ;保持于輸入部件主體201的
多個銷77 ;以輸入部件主體201保持多個銷77用的內(nèi)保持器75和外保持器76。輸入部件
主體201和筒狀部件202使用單一的材料一體地形成。 第一軸11的另一端，插通筒狀部件202的插通孔202a。作為傳動比可變機構(gòu)5的輸入軸的第一軸11的另一端和筒狀部件202，例如通過鋸齒狀卡合可傳遞轉(zhuǎn)矩地連結(jié)。
輸出部件22形成為第一齒輪，具有輸出部件主體221 ;配置在輸出部件主體221的徑向內(nèi)側(cè)、可與輸出部件主體221 —同旋轉(zhuǎn)的筒狀部件222 ;保持于輸出部件主體221的多個銷87 ;以輸出部件主體221保持多個銷87的內(nèi)保持器85和外保持器86。輸出部件主體221和筒狀部件222使用單一的材料一體地形成。
第二軸12的一端，插通輸出部件22的筒狀部件222的插通孔222a。作為傳動比可變機構(gòu)5輸出軸的第二軸12的中間部和輸出部件22，例如通過鋸齒狀卡合可傳遞轉(zhuǎn)矩地連結(jié)。 軌道輪單元39的內(nèi)輪391，整體使用單一的部件一體地形成，且配置在輸入部件20和輸出部件22之間。該內(nèi)輪391，形成為與作為第一齒輪的輸入部件20成對的第二齒輪，并且形成為與作為第一齒輪的輸出部件22成對的第二齒輪。關(guān)于內(nèi)輪391的軸方向，內(nèi)輪391的第一端部391a，形成為第二齒輪的齒輪主體，第二端部391b形成為第二齒輪的齒輪主體。第一和第二端部391a、391b，相互的軸線一致，能夠繞作為該一致的軸線的第二軸線Z2—同旋轉(zhuǎn)。 由上述輸入部件20、和可傳遞動力地與輸入部件20嚙合的內(nèi)輪391，形成作為錐齒輪裝置的第一齒輪裝置78。另外，由上述輸出部件22，和與輸出部件22可傳遞動力地嚙合的內(nèi)輪391，形成作為錐齒輪裝置的第二齒輪裝置88。另外，由第一齒輪裝置78和第二齒輪裝置88形成章動齒輪裝置84。 章動齒輪裝置84的輸入部件20和輸出部件22，各自的第一軸線Zl —致，且隔著內(nèi)輪391的第一端部391a和第二端部391b配置。 外輪392，被壓入固定在傳動比可變機構(gòu)用電動機23的轉(zhuǎn)子231內(nèi)周上形成的傾斜孔63中，與轉(zhuǎn)子231繞第一軸線Zl —同旋轉(zhuǎn)。隨著轉(zhuǎn)子231繞第一軸線Zl旋轉(zhuǎn)，軌道輪單元39進(jìn)行哥氏運動。 另外，外輪392可差動旋轉(zhuǎn)地連結(jié)輸入部件20和輸出部件22，并且內(nèi)輪391可與傳動比可變機構(gòu)用電動機23的轉(zhuǎn)子231 —同旋轉(zhuǎn)地連結(jié)。此時，軌道輪單元39為內(nèi)輪支承型。 圖4是圖3的傳動比可變機構(gòu)5的要部的放大圖。參照圖4，在內(nèi)輪391的第一端部39la中與輸入部件20相對置的端面為第一端面71。在內(nèi)輪391的第二端部391b中與輸出部件22相對置的端面為第二端面72。 在輸入部件20和內(nèi)輪391的第一端部391a，分別設(shè)有第一凹凸卡合部64。由此，輸入部件20與第一端部391a能夠傳遞動力。 另外，在內(nèi)輪391的第二端部391b以及輸出部件22，分別設(shè)有第二凹凸卡合部67。由此，第二端部391b與輸出部件22能夠傳遞動力。 圖5是第一凹凸卡合部64的要部的立體圖。參照圖4和圖5，作為輸入部件主體201的一端面的動力傳遞面70和第一端部391a的第一端面71，在轉(zhuǎn)向軸3的軸方向S(以下，簡單地稱為軸方向S)相互對置，第一凹凸卡合部64，使該動力傳遞面70與第一端面71可傳遞動力地卡合。 第一凹凸卡合部64具有形成于動力傳遞面70的多個保持槽79、保持于各保持槽79的多個銷77、形成于內(nèi)輪391第一端部391a的第一端面71且與對應(yīng)的銷77卡合的多個齒槽80。 輸入部件20，構(gòu)成第一和第二齒輪的一方，具有保持槽79和銷77。內(nèi)輪391構(gòu)成
第一和第二齒輪的另一方，具有齒槽80。 另外，在本實施方式中，按照將保持槽79和銷77設(shè)于輸入部件20，將齒槽80設(shè)于內(nèi)輪391的第一端部391a的構(gòu)成進(jìn)行了說明，然而不限于此，也可以將保持槽79和銷77設(shè)于內(nèi)輪391的第一端部391a，將齒槽80設(shè)于輸入部件主體201。此時，輸入部件20成為第一和第二齒輪的另一方，內(nèi)輪391成為第一和第二齒輪的一方。 保持槽79、銷77和齒槽80，在對應(yīng)的動力傳遞面70以及第一端面71中，分別橫亙周向的全體區(qū)域以等間隔配置。 各銷77，用于形成輸入部件20的齒81，例如是形成圓柱狀的針狀滾柱。這些銷77以第一軸線Zl為中心放射狀配置。各銷77的一半，從對應(yīng)的保持槽79突出而形成截面半圓形形狀，該突出的一半作為輸入部件20的齒81。各銷77中輸入部件20的徑向Rl的外端77a，統(tǒng)一被環(huán)狀的外保持器76保持，輸入部件20的徑向Rl的內(nèi)端77b，統(tǒng)一被環(huán)狀的內(nèi)保持器75保持。 各銷77，借助該外保持器76和內(nèi)保持器75而被安裝于輸入部件主體201。外保持器76和內(nèi)保持器75分別由具有彈性的部件、例如合成樹脂形成。 圖6是將輸入部件20的一部分用截面表示的立體圖。圖7是圖6的要部放大剖視圖。參照圖6和圖7，外保持器76具有環(huán)狀的主體91。在主體91的軸方向的一端91a，形成有向主體91的徑向內(nèi)側(cè)突出的環(huán)狀突起92，在主體91的軸方向的另一端91b，形成有向主體91的徑方向內(nèi)側(cè)突出的環(huán)狀的卡合突起93。 由環(huán)狀突起92和輸入部件主體201的保持槽79，夾持并保持各銷77的外端77a。
卡合突起93與卡合部94卡合，該卡合部94由形成于輸入部件主體201外周的環(huán)狀凹部構(gòu)成，由此外保持器76被安裝于輸入部件主體201。 內(nèi)保持器75具有環(huán)狀的主體95。在主體95的軸方向的一端95a，形成有向主體95的徑向外側(cè)突出的環(huán)狀突起96，且在主體95的軸方向的另一端95b，形成有向主體95的徑向外側(cè)突出的環(huán)狀的卡合突起97。 由環(huán)狀突起96和輸入部件主體201的保持槽79夾持并保持各銷77的內(nèi)端77b。
卡合突起97與卡合部98卡合，該卡合部98由形成于輸入部件主體201內(nèi)周的環(huán)狀凹部構(gòu)成，由此內(nèi)保持器75被安裝于輸入部件主體201。 參照圖5，保持槽79以第一軸線Zl為中心呈放射狀且細(xì)長地形成，且關(guān)于輸入部件20的徑向在動力傳遞面70的全體區(qū)域內(nèi)延伸，并在輸入部件主體201的周向上以等間隔配置。保持槽79的數(shù)量與銷77的數(shù)量相等，在各保持槽79中保持有銷77。另外，內(nèi)保持器75和外保持器76在圖5中未圖示。 齒槽80，以第二軸線Z2為中心形成為放射狀的細(xì)長形，且關(guān)于內(nèi)輪391的徑向在第一端部391a的全體區(qū)域內(nèi)延伸，并在第一端部391a的周向上以等間隔配置。齒槽80的數(shù)量與銷77的數(shù)量為相同數(shù)或不同的數(shù)?？梢愿鶕?jù)銷77的數(shù)量與齒槽80的數(shù)量之差，在輸入部件主體201與內(nèi)輪391之間進(jìn)行變速。 再次參照圖4，由于內(nèi)輪391的第二軸線Z2相對于輸入部件20的第一軸線Zl只以規(guī)定的角度o傾斜，因此一部分齒81和一部分齒槽80相互嚙合。 圖8是沿著圖4的WI-VIII線的要部的剖視圖。圖8表示與齒槽80嚙合的銷77(銷771)的長度方向正交的截面。在參照圖8說明時，是以與銷771正交的截面為基準(zhǔn)進(jìn)行說明。 參照圖8，本實施方式的特征之一在于，銷77受到的來自保持槽79的力Fl，與銷77受到的來自齒槽80的力F2的合力Fl+F2，將銷77作用于保持槽79的底79a和齒槽80的底80a中保持槽79的底79a側(cè)。 具體而言，輸入部件主體201的保持槽79的內(nèi)表面79b的截面，為所謂的哥特式圓弧形狀，底79a為尖銳的形狀。內(nèi)表面79b的截面形狀，橫亙保持槽79的長度方向全體區(qū)域具有相同形狀，且具有隔著保持槽79的底79a且在輸入部件20的周向G上排列的一對的第一部分79c、79d。 —方的第一部分79c，是具有相對小的規(guī)定曲率半徑Ul的圓弧面。另一方的第一部分79d，形成與一方的第一部分79c對稱的形狀，成為具有與一方的第一部分79c相同曲率半徑Ul的圓弧面。 一方的第一部分79c的曲率中心79e與另一方的第一部分79d的曲率中心79f，在周向G偏移。 另夕卜，內(nèi)輪391第一端部391a的齒槽80內(nèi)表面80b的截面，為所謂的哥特式圓弧形狀，底80a為尖銳的形狀。內(nèi)表面80b的截面形狀，橫亙齒槽80的長度方向全體區(qū)域具有相同的形狀，且具有隔著齒槽80的底80a且在內(nèi)輪391的周向G上排列的一對的第二部分80c、80d。 —方的第二部分80c，是具有相對大的規(guī)定曲率半徑U2的圓弧面。另一方的第二部分80d，形成與一方的第二部分80c對稱的形狀，成為具有與一方的第二部分80c相同曲率半徑U2的圓弧面。 一方的第二部分80c的曲率中心80e與另一方的第二部分80d的曲率中心80f，在內(nèi)輪391的周向偏移。 銷77的外周面77c，與保持槽79的一對的第一部分79c、79d，分別在對應(yīng)的第一接觸點99c、99d(接觸線)接觸。同樣地，銷77的外周面77c，與齒槽80的一對的第二部分80c、80d，分別在對應(yīng)的第二接觸點100c、100d(接觸線)接觸。S卩，銷77與保持槽79及齒槽80為四點接觸。 保持槽79的一方的第一部分79c，與齒槽80的第二部分80c，隔著銷77的中心軸線Jl相對置。 保持槽79的一方的第一部分79c與銷77，在第一接觸點99c形成第一接觸角P 。第一接觸角13是指，由基準(zhǔn)平面101和第一力F1的作用線所成的角，其中基準(zhǔn)平面101，包含銷77的中心軸線Jl和第一軸線Zl ;第一力Fl，是從保持槽79 —方的第一部分79c作用于銷77的第一接觸點99c的力。 另外，齒槽80的一方的第二部分80c與銷77，在第二接觸點100c形成第二接觸角a。第二接觸角a是指，由基準(zhǔn)平面101和第二力F2的作用線所成的角，其中第二力F2，是從齒槽80的一方的第二部分80c作用于銷77的第二接觸點100c的力。
如上所述，由于保持槽79的一方的第一部分79c的曲率半徑U1相對變小，齒槽80的一方的第二部分80c的曲率半徑U2相對變大，因此第二接觸角a相對較小，第一接觸角P相對較大(a < |3)。 根據(jù)上述構(gòu)成，在輸入部件20向其周向G的一方G1旋轉(zhuǎn)時，第一力F1中，在與基準(zhǔn)平面101平行的方向Y中從保持槽79朝向齒槽80的方向Yl的分力Fly相對較小。另外，第二力F2中，在與基準(zhǔn)平面101平行的方向Y中從齒槽80朝向保持槽79的方向Y2的分力F2y相對較大。因此，在第一和第二力F1、F2中，與基準(zhǔn)平面101平行的上述分力Fly、F2y之和Fly+F2y，以將銷77朝向與基準(zhǔn)平面101平行的方向Y中從齒槽80向保持槽79的方向Y2，作用于保持槽79的底79a側(cè)的方式發(fā)揮作用。
9
另外，保持槽79的另一方的第一部分79d形成為與一方的第一部分79c對稱的形狀，并且，齒槽80的另一方的第二部分80d形成為與一方的第二部分80c對稱的形狀。由此，在輸入部件20向其周向G的另一方G2旋轉(zhuǎn)時，也與向一方Gl旋轉(zhuǎn)時同樣，對銷77作用有在保持槽79中作用于保持槽79的底79a側(cè)的力。 圖9是與圖8相同截面中的剖視圖，是用于說明作用于銷77的力矩的圖。參照圖9，本實施方式的另一特征在于，為了更可靠地使銷77不從保持槽79脫出，而使繞第一接觸點99c的第一和第二力矩M1、M2中的第一力矩M1大于第二力矩M2。 第一力矩M1，是銷77受到的來自齒槽80的內(nèi)表面80b的一方的第二部分80c的第二力F2，使銷77繞第一接觸點99c的一方HI旋轉(zhuǎn)的力矩。第二力矩M2，是銷77對齒槽80的內(nèi)表面80b的一方的第一部分80c的摩擦力F3，使銷77繞第一接觸點99c的另一方H2旋轉(zhuǎn)的力矩。 由于與第一力矩Ml相比第二力矩M2較大，因此該力矩M1、M2之和Ml+M2，作用于繞第一接觸點99c的一方HI 。因此，銷77被作用于保持槽79的底79a側(cè)，從而能夠更可靠地使銷77不從保持槽79脫出。 為了使第一力矩M1大于第二力矩M2，在將銷77與齒槽80的一方的第二部分80c
的摩擦系數(shù)設(shè)為P時，則下式(1)成立。 -a ) > 2Xtan—丄(ii ).....(1) 下面，通過使上式(1)成立，來說明第一力矩M1大于第二力矩M2的理由。
首先，在圖9中，在將連結(jié)第一和第二接觸點99c、100c間的線段設(shè)為線段AB、將連結(jié)第一接觸點99c和銷77的中心軸線Jl的線段設(shè)為線段AO、將連結(jié)第二接觸點100c和銷77的中心軸線Jl的線段設(shè)為線段BO時，則三角形OAB為，線段AO =線段BO =銷77的半徑，為等腰三角形。因此，角度OAB二角度OBA二規(guī)定角度e。另外，在將B點(第二接觸點100c)中銷77的外周面77c的切線設(shè)為切線B1，將通過B點與線段AB正交的直線設(shè)為直線B2時，則直線B1和直線B2所成的傾斜角為規(guī)定角度e。另外，線段B0與從直線B2的B點向保持槽79延伸的部分所成的角度為(90- e ) ° 。 在此，輸入部件20向周向G的一方G1旋轉(zhuǎn)時，對第二接觸點100c作用來自齒槽80的上述的第二力F2，此外還作用銷77與齒槽80的摩擦接觸產(chǎn)生的摩擦力F3。
摩擦力F3二iiXF2。從圖9中可知，摩擦力F3中直線B2方向的分力F3'，為F3' =F3XCOS9 =F2XiiXC0Se。因此，當(dāng)將線段AB的長度設(shè)為L時，則摩擦力F3使銷77繞第一接觸點99c的另一方H2旋轉(zhuǎn)的第二力矩M2為F3' XL =F2X ii Xcos 9 XL.....(2)。 另外，從圖9中可知，第二力F2中直線B2方向的分力為，F(xiàn)2， = F2Xcos(90-9 ) = F2Xsin 9 。因此，第二力F2使銷77繞第一接觸點99c
的一方H1旋轉(zhuǎn)的第一力矩M1，為 F2， XL = F2Xsin 9 XL.....(3) 如上所述，當(dāng)?shù)谝涣豈1大于第二力矩M2時，S卩，上式(2) <上式(3)時，對銷77作用使該銷77繞第一接觸點99c的一方H2旋轉(zhuǎn)的力矩Ml+M2，因此銷77被該力矩Ml+M2作用于保持槽79的底79a側(cè)。
上式(2) <上式(3)，即:
F2XXcos 9 XL < F2Xsin 9 XL 當(dāng)該不等式除F2和L時，則為iicos e <sine 進(jìn)行整理后為y < sin e/cos e 進(jìn)一步成為ii <tane.....(4)。 在此，當(dāng)以等腰三角形OBA來考慮時，由于三角形OBA的內(nèi)角和為180° ，因此e為 180 = 9 + e+{a+90+(90-e)} = 2X 9 +180+a 因此，2X 9 = p-a ， 9 = -a )/2。 當(dāng)將該9代入式(4)時，則為y < tan{(|3-a)/2}， 由此成為tan—、ii) < (P-a)/2， 進(jìn)行整理后為(P-a) > 2Xtan—、iO，即成為式(1)。 因此，銷77被繞第一接觸點99c的力矩作用于保持槽79的底79a側(cè)，第一接觸角P與第二接觸角a的角度差(13-a)，越大于2Xtan—、iO越好。 例如，當(dāng)摩擦系數(shù)ii為0. 1時， 角度差(e-a)越大于2 X t a n —1 (0. 1)=11. 4 2。越好。如上
所述，第一接觸角P和第二接觸角a ，例如，以滿足圖IO所示的圖表的關(guān)系的方式來設(shè)定。
第一接觸角|3越大越好，然而由于受保持槽79的加工的限制，例如設(shè)定為大約81° ±2° 。另外，根據(jù)防止銷77脫出的觀點，第二接觸角a，例如設(shè)定為大約66.5° ±2° 。上述的±2°是尺寸公差。 另外，保持槽79的另一方的第一部分79d，形成為與一方的第一部分79c對稱的形狀，并且，齒槽80的另一方的第二部分80d形成為與一方的第二部分80c對稱的形狀。由此，在輸入部件20向其周向G的另一方G2旋轉(zhuǎn)時，也與在一方Gl旋轉(zhuǎn)時同樣，對銷77產(chǎn)生將銷77作用于保持槽79的底79a側(cè)的力矩。 參照圖4，作為輸出部件主體221的一端面的動力傳遞面73與內(nèi)輪391的第二端面72，在軸方向S上相互對置，第二凹凸卡合部67，使該動力傳遞面73與第二端面72可傳遞動力地配合。 第二凹凸卡合部67包括形成于動力傳遞面73的多個保持槽109、保持于各保持槽109的多個銷87、形成于內(nèi)輪391第二端部391b的第二端面72且與對應(yīng)的銷87卡合的多個齒槽110。 輸出部件22構(gòu)成第一和第二齒輪的一方，包括保持槽109和銷87。內(nèi)輪391構(gòu)成第一和第二齒輪的另一方，包括齒槽110。 另外，在本實施方式中，按照將保持槽109和銷87設(shè)于輸出部件22，將齒槽110設(shè)于內(nèi)輪391的第二端部391b的構(gòu)成進(jìn)行了說明，然而不限于此，也可以將保持槽109和銷87設(shè)于內(nèi)輪391的第二端部391b，將齒槽110設(shè)于輸出部件主體221。此時，輸出部件22成為第一和第二齒輪的另一方，內(nèi)輪391成為第一和第二齒輪的一方。
第二凹凸卡合部67的保持槽109和銷87，具有與第一凹凸卡合部64的保持槽79及銷77同樣的構(gòu)成，第二凹凸卡合部67的齒槽110，具有與第一凹凸卡合部64的齒槽80同樣的構(gòu)成。因此，省略第二凹凸卡合部67的詳細(xì)說明。另外，設(shè)有用于保持第二凹凸卡
11合部67的銷87的內(nèi)保持器85和外保持器86。由于該保持器85、86，具有與對應(yīng)的內(nèi)保持器75和外保持器76同樣的構(gòu)成，因此省略詳細(xì)的說明。 參照圖3，傳動比可變機構(gòu)用電動機23的轉(zhuǎn)子231包括沿軸方向S延伸的筒狀轉(zhuǎn)子芯112，和固定于轉(zhuǎn)子芯112外周面的永磁鐵113。 在本實施方式中，支承軌道輪單元39的外輪392的轉(zhuǎn)子芯112，經(jīng)由第一軸承31可旋轉(zhuǎn)地支承輸入部件20的筒狀部件202，并且經(jīng)由第三軸承33可旋轉(zhuǎn)地支承輸出部件22的筒狀部件222。另外，轉(zhuǎn)子芯112被在軸方向S隔著上述第一和第三軸承31、33的第二和第四軸承32、34，雙支承。 第二軸承32，保持于在第一殼體51的一端的內(nèi)徑部形成的環(huán)狀凸部114。第四軸承34，保持于在第二殼體52的另一端的內(nèi)徑部形成的環(huán)狀的延伸部115。
環(huán)狀的延伸部115，形成從設(shè)在第二殼體52的另一端的隔壁部116延伸到軸方向S的一方Sl側(cè)的筒狀，且插通轉(zhuǎn)子芯112。 傳動比可變機構(gòu)用電動機23的定子232，通過熱裝于第一殼體51的內(nèi)周面而被固定，并包圍轉(zhuǎn)子231的永磁鐵113。 電動機分解器43，包括分解器轉(zhuǎn)子117和分解器定子118。分解器轉(zhuǎn)子117，固定于轉(zhuǎn)子芯112的另一端的外周面。分解器定子118，固定于第二殼體52的內(nèi)周面。
轉(zhuǎn)矩傳感器44配置在傳動比可變機構(gòu)用電動機23的轉(zhuǎn)子芯112的徑向內(nèi)側(cè)。
參照圖2，第五軸承35相對于轉(zhuǎn)矩傳感器44配置在軸方向S的另一側(cè)S2側(cè)。第五軸承35，保持于第二殼體52的隔壁部116，并且可旋轉(zhuǎn)地支承第三軸13的一端。
第二軸12和第三軸13，借助第六軸承36可相對旋轉(zhuǎn)地相互支承。
第七軸承37介于第三軸13的中間部和第三殼體53的端壁部61之間。端壁部61，借助第七軸承37可旋轉(zhuǎn)地支承第三軸13。 如上所述，根據(jù)本實施方式，在第一齒輪裝置78中，銷77受到來自保持槽79和齒槽80的力的合力Fl+F2，從而將銷77作用于保持槽79的底79a側(cè)。由此，能夠?qū)︿N77作用使其不從保持槽79脫出。因此，能夠防止構(gòu)成齒81的銷77的脫離或脫出。其結(jié)果，能夠抑制第一齒輪裝置78中的轉(zhuǎn)矩?fù)p失和噪聲的產(chǎn)生。 由于在第二齒輪裝置88中，與第一齒輪裝置78中的作用為同樣的作用，因此能夠更可靠地防止構(gòu)成齒lll的銷87從輸出部件主體221脫離或脫出。其結(jié)果，能夠抑制第二齒輪裝置88中的轉(zhuǎn)矩?fù)p失和噪聲的產(chǎn)生。 另外，在第一齒輪裝置78中，銷77相對于保持槽79的第一接觸角P ，大于銷相對于齒槽80的第二接觸角a。由此，能夠相對地降低從保持槽79作用于銷77的力F1中的、從保持槽79朝向齒槽80的方向Yl的分力Fly，并且相對地提高從齒槽80作用于銷77的力F2中的、從齒槽80朝向保持槽79的方向Y2的分力F2y。由此，上述兩個分力Fly、 F2y之和Fly+F2y為，朝向從齒槽80向保持槽79的方向Y2，從而能夠可靠地將銷77作用于輸入部件主體201的保持槽79側(cè)。 由于在第二齒輪裝置88中，也與第一齒輪裝置78中的作用為同樣的作用，因而能
夠可靠地將銷87作用于輸出部件主體221的保持槽109側(cè)。此外，在第一齒輪裝置78中，第一力矩M1大于銷77涉及的第二力矩M2。第一力矩M1，是將銷77朝向保持槽79的底79a側(cè)作用的力矩，第二力矩M2是為了使銷77不從保持槽79脫出而發(fā)揮作用的力矩。由于該第一力矩M1大于第二力矩M2，因此第一和第二力矩M1、M2之和Ml+M2，為將銷77朝向保持槽79的底79a側(cè)作用的力矩，因此能夠更可靠地防止銷77從輸入部件主體201的保持槽79脫出。 由于在第二齒輪裝置88中，也與在第一齒輪裝置78中的作用為同樣的作用，因此能夠更可靠地防止銷87從輸出部件主體221的保持槽109脫出。 另外，在第一齒輪裝置78中，由于內(nèi)保持器75和外保持器76從銷77受到的力較小即可，因此該內(nèi)保持器75和外保持器76所需的強度較小，通過內(nèi)保持器75和外保持器76的小型化，就能夠使第一齒輪裝置78小型化。 由于在第二齒輪裝置88中，與在第一齒輪裝置78中的作用為同樣的作用效果，因
此通過內(nèi)保持器85和外保持器86的小型化，就能夠使第二齒輪裝置88小型化。 本發(fā)明，不限定于上述實施方式的內(nèi)容，可以在權(quán)利要求記載的范圍內(nèi)進(jìn)行各種變更。 例如，如圖11表示的第二實施方式那樣，可以用圓錐臺形狀的銷77A、和與該銷77A的形狀一致的形狀的保持槽79A及齒槽80A。銷77A，越向輸入部件主體201的徑向內(nèi)側(cè)，直徑越小。 另外，可以僅在第一和第二齒輪裝置78、88中的任何一方中，使第一接觸角13大于第二接觸角a 。 此外，在上述各實施方式中，說明了將轉(zhuǎn)向輔助用電動機25適用于配置在轉(zhuǎn)向柱的柱式電動動力轉(zhuǎn)向裝置的例子，然而不限定于此。例如，也可以在將轉(zhuǎn)向輔助用電動機25設(shè)于轉(zhuǎn)向齒條殼體的齒條輔助式電動動力轉(zhuǎn)向裝置中適用本發(fā)明。另外，也可以在將轉(zhuǎn)向輔助用電動機25配置于小齒輪軸15的小齒輪輔助式電動動力轉(zhuǎn)向裝置中適用本發(fā)明。
此外，在上述各實施方式中，以將傳動比可變機構(gòu)5配置于轉(zhuǎn)向軸3為例進(jìn)行了說明，然而也可以將傳動比可變機構(gòu)5配置于中間軸8或小齒輪軸15。 另外，可以將本發(fā)明的傳動比可變機構(gòu)適用于車輛用操舵裝置以外的其他的裝置。例如，可以在能夠改變車輛車輪的束角的束角可變機構(gòu)、或能夠改變車輛車輪的外傾角的外傾角可變機構(gòu)、能夠改變車輛減震器的衰減力的衰減力可變裝置等中，使用本發(fā)明的傳動比可變機構(gòu)。 此外，本發(fā)明能夠適用于具有作為一對齒輪的第一和第二齒輪的其他的齒輪裝置，并且能夠適用于除車輛用操舵裝置以外的其他的一般裝置所具備的齒輪裝置。
權(quán)利要求
一種齒輪裝置，其特征在于，具備可繞第一軸線旋轉(zhuǎn)的第一齒輪；第二齒輪，其可繞相對于上述第一軸線傾斜的第二軸線旋轉(zhuǎn)，與上述第一齒輪可傳遞動力地嚙合，上述第一和第二齒輪的一方包括以該一方齒輪的軸線為中心放射狀配置的多個保持槽、和保持于上述各保持槽且分別構(gòu)成上述第一和第二齒輪的上述一方的齒的多個銷，上述第一和第二齒輪的另一方具有以該另一方齒輪的軸線為中心放射狀配置且可與上述銷卡合的多個齒槽，上述銷受到來自上述保持槽和齒槽的力的合力，將上述銷作用于上述保持槽側(cè)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的齒輪裝置，其特征在于，上述銷相對于上述保持槽的內(nèi)表面的第一接觸角，大于上述銷相對于上述齒槽的內(nèi)表 面的第二接觸角。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的齒輪裝置，其特征在于，上述銷從上述齒槽受到的力使上述銷繞上述保持槽和銷的接觸點旋轉(zhuǎn)的第一力矩，大 于上述銷對上述齒槽的內(nèi)表面的摩擦力使上述銷繞上述接觸點旋轉(zhuǎn)的第二力矩。
4. 一種章動齒輪裝置，具備一對第一齒輪，可繞第一軸線旋轉(zhuǎn)且相對置地配置；一對第二齒輪，形成于夾在上述各第一齒輪之間的中間部件的兩面，可繞相對于上述 第一軸線傾斜的第二軸線旋轉(zhuǎn)，且分別與上述各第一齒輪可傳遞動力地嚙合，上述第一和第二齒輪的一方包括以該一方齒輪的軸線為中心放射狀配置的多個保持 槽、和保持于上述各保持槽且分別構(gòu)成上述第一和第二齒輪的上述一方的齒的多個銷，上述第一和第二齒輪的另一方具有以該另一方齒輪的軸線為中心放射狀配置且可與 上述銷卡合的多個齒槽，上述銷受到來自上述保持槽和齒槽的力的合力，將上述銷作用于保持槽側(cè)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的章動齒輪裝置，其特征在于，上述銷相對于上述保持槽的內(nèi)表面的第一接觸角，大于上述銷相對于上述齒槽的內(nèi)表 面的第二接觸角。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的章動齒輪裝置，其特征在于，上述銷從上述齒槽受到的力使上述銷繞上述保持槽和銷的接觸點旋轉(zhuǎn)的第一力矩，大 于上述銷對上述齒槽的內(nèi)表面的摩擦力使上述銷繞上述接觸點旋轉(zhuǎn)的第二力矩。
全文摘要
本發(fā)明提供齒輪裝置以及章動齒輪裝置。第一齒輪裝置具有作為第一齒輪的輸入部件，和作為第二齒輪的內(nèi)輪。內(nèi)輪的第一端部，相對于輸入部件傾斜并且嚙合。輸入部件包括形成于輸入部件主體的多個保持槽，和保持于各保持槽且分別構(gòu)成輸入部件的齒的多個銷。第一端部具有可與銷卡合的多個齒槽。銷受到來自保持槽和齒槽的力的合力，能夠?qū)N作用于保持槽側(cè)。
文檔編號F16H1/32GK101776130SQ20091025428
公開日2010年7月14日 申請日期2009年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月13日
發(fā)明者九郎丸善和, 仁田野雅秀, 本山聰 申請人:株式會社捷太格特