JP2008157351A - 減速機および車両用アクティブスタビライザー装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 小型で大きな減速比を得ることができ、しかも減速比の変更が容易な減速機を提供する。
【解決手段】 回転自在なキャリヤ２９と、キャリヤ２９の偏心した支持孔２９ｂに回転自在に嵌合するリングギヤ３３と、リングギヤ３３の第１、第２内歯３３ａ、３３ｂにそれぞれ噛合する第１、第２外歯３４ａ、３５ａを有する第１、第２サンギヤ３４，３５とで減速機を構成し、キャリヤ２９の回転を減速して第１、第２サンギヤ３４，３５の相対回転として出力するので、小型で部品点数の少ない構造でありながら大きな減速比を確保することができ、しかも第１、第２サンギヤ３４，３５の一方の外歯３４ａ，３５ｂの歯数を変更するだけの僅かな設計変更で減速比を変更できるので汎用性が高められる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、キャリヤの回転を第１、第２サンギヤの相対回転として出力する減速機と、その減速機を用いた車両用アクティブスタビライザー装置に関する。

両端を左右のサスペンション装置に接続したスタビライザーの中間部に設けたアクチュエータで、左右のスタビライザー半体を相互に逆方向に捻じることで車両のヨーモーメントを制御するものにおいて、前記アクチュエータを、直列に連結された３個の遊星歯車機構と、それらに駆動力を入力するモータとで構成したものが、下記特許文献１により公知である。
特表２００２−５１８２４５号公報

ところで上記従来のものは、アクチュエータの減速機に遊星歯車機構を用いているため、充分な減速比を得るには遊星歯車機構を３段に連結して使用する必要があり、部品点数やコストが増加したりアクチュエータが大型化したりする問題があった。しかもアクチュエータの減速機の減速比を変更する場合には、遊星歯車機構全体を設計変更する必要があるため、多くの費用を要するという問題があった。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、小型で大きな減速比を得ることができ、しかも減速比の変更が容易な減速機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、第１軸線を中心に回転可能であり、前記第１軸線に対して偏心した第２軸線を中心とする円形の支持孔を有するキャリヤと、前記キャリヤの支持孔に回転自在に嵌合して内周面に内歯を有するリングギヤと、前記第１軸線まわりに回転自在に支持されて前記リングギヤの内歯に噛合する第１外歯を有する第１サンギヤと、前記第１軸線まわりに回転自在に支持されて前記リングギヤの内歯に噛合する、前記第１外歯と異なる歯数を有する第２外歯を有する第２サンギヤとを備え、前記キャリヤの回転を前記第１、第２サンギヤの相対回転として出力することを特徴とする減速機が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１に記載された減速機を用いた車両用アクティブスタビライザー装置であって、外端を左右のサスペンション装置に接続された左右のスタビライザー半体の内端の一方および他方をそれぞれ前記第１サンギヤおよび前記第２サンギヤに接続し、前記キャリヤを駆動源で駆動することを特徴とする車両用アクティブスタビライザー装置が提案される。

尚、実施の形態のナックル１１は本発明のサスペンション装置に対応し、実施の形態のアクチュエータ１５は本発明の減速機に対応し、実施の形態のモータ１６は本発明の駆動源に対応する。

請求項１の構成によれば、回転自在なキャリヤと、キャリヤの偏心した支持孔に回転自在に嵌合するリングギヤと、リングギヤの内歯にそれぞれ噛合する第１、第２外歯を有する第１、第２サンギヤとで減速機を構成し、キャリヤの回転を減速して第１、第２サンギヤの相対回転として出力するので、小型で部品点数の少ない構造でありながら大きな減速比を確保することができ、しかも第１、第２サンギヤの一方の外歯の歯数を変更するだけの僅かな設計変更で減速比を変更できるので汎用性が高められる。

また請求項２の構成によれば、上記減速機を車両用アクティブスタビライザー装置に適用し、外端がサスペンション装置に接続された左右のスタビライザー半体の内端の一方および他方をそれぞれ第１サンギヤおよび第２サンギヤに接続し、キャリヤを駆動源で駆動することで第１、第２サンギヤに減速された相対回転を発生させ、左右のスタビライザー半体を相互に捩じり変形させてロールモーメントを発生させることができる。

以下、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて説明する。

図１〜図６は本発明の実施の形態を示すもので、図１はアクティブスタビライザー装置の平面図、図２は図１の２−２線拡大断面図、図３は図２の３−３線断面図、図４はアクチュエータの分解斜視図、図５はアクチュエータの作用説明図、図６は各ギヤの歯数と減速比との関係の説明図である。

図１に示すように、車両用のアクティブスタビライザー装置Ｓは、車幅方向中央において分割され、外端が左右の車輪を回転自在に支持するナックル１１，１１にそれぞれ接続された左右のスタビライザー半体１２，１３と、これらのスタビライザー半体１２，１３を車体に支持する左右の支持ブラケット１４，１４と、左右のスタビライザー半体１２，１３の対向する車幅方向内端どうしを接続するアクチュエータ１５とを備える。アクチュエータ１５には、その駆動源となるモータ１６が一体に設けられる。

図２〜図４に示すように、アクチュエータ１５はボルト２１で一体に結合された左ハウジング２２および右ハウジング２３を備えており、左ハウジング２２にボールベアリング２４で回転自在に支持された左スタビライザー半体１２の先端に形成された小径部１２ａが、右ハウジング２３に相対回転不能にセレーション結合２５された右スタビライザー半体１３の先端に形成された軸孔１３ａに、２個のニードルベアリング２６，２６を介して相対回転自在に嵌合する。

左、右ハウジング２２，２３の内部に一対のニードルベアリング２７，２７と、一対のスラストスライドベアリング２８，２８とを介して、環状のキャリヤ２９が回転自在に支持される。左、右ハウジング２２，２３に支持されたスタビライザー半体１２，１３の回転中心線を第１軸線Ｌ１とすると、キャリヤ２９の外周には第１軸線Ｌ１を中心とする外歯２９ａが形成されており、この外歯２９ａに噛合する外歯３０ａを有するピニオン３０が、左、右ハウジング２２，２３に２個のボールベアリング３１，３１を介して回転自在に支持される。ピニオン３０は右ハウジング２３に支持したモータ１６の回転軸に同軸に接続される。

キャリヤ２９の内周には、第１軸線Ｌ１に対して偏心する第２軸線Ｌ２を中心とする円形の支持孔２９ｂが形成される。従って、キャリヤ２９には、径方向の厚さが最大になる厚肉部２９ｃと、径方向の厚さが最小になる薄肉部２９ｄとが１８０°の位相差で形成される。キャリヤ２９の支持孔２９ｂの内周に２個のニードルベアリング３２，３２を介してにリングギヤ３３が回転自在に形成される。リングギヤ３３の内周面には歯数が異なる左側の第１内歯３３ａおよび右側の第２内歯３３ｂが形成される。リングギヤ３３の径方向の肉厚は一定であり、よって、第１、第２内歯３３ａ，３３ｂの中心は第２軸線Ｌ２に一致する。

左ハウジング２２の内部で左スタビライザー半体１２に第１サンギヤ３４が固定されており、その外周に形成された第１外歯３４ａがリングギヤ３３の第１内歯３３ａに噛合する。また右ハウジング２３の内部で右スタビライザー半体１３に第２サンギヤ３５が固定されており、その外周に形成された第２外歯３５ａがリングギヤ３３の第２内歯３３ｂに噛合する。第１サンギヤ３４および第２サンギヤ３５の外歯３４ａ，３５ａの歯数は異なっている。

次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用について説明する。

図５は、第１サンギヤ３４を固定した状態（△印参照）でモータ１６を一方向に駆動し、モータ１６に接続されたピニオン３０によりキャリヤ２９を時計方向に２７０°回転させたときの作用を示している。

先ず、上段に示すの第１サンギヤ３４の挙動を見ると、キャリヤ２９の回転角＝０°のとき、キャリヤ２９の厚肉部２９ｃは図中上側にあり、第１サンギヤ３４の外歯３４ａおよびリングギヤ３３の第１内歯３３ａは図中上側で噛合している。キャリヤ２９が時計方向に９０°回転すると厚肉部２９ｃは図中右側に移動し、第１サンギヤ３４の外歯３４ａおよびリングギヤ３３の第１内歯３３ａの歯数差によって、リングギヤ３３は反時計方向に僅かに回転する（▼印参照）。キャリヤ２９が更に時計方向に１８０°から２７０°へと回転すると厚肉部２９ｃは図中下側から図中左側に移動し、ぞれに応じてリングギヤ３３は反時計方向に更に回転する（▼印参照）。

この間、下段に示す第２サンギヤ３５は、キャリヤ２９の時計方向の回転に応じて、そのキャリヤ２９の第２内歯３３ｂに外歯３５ａを噛合させた第２サンギヤ３５は、第２サンギヤ３５の外歯３５ａおよびリングギヤ３３の第２内歯３３ｂの歯数差によって、反時計方向に僅かに回転する（◇印参照）。よって、キャリヤ２９が２７０°回転す間に、第１サンギヤ３４および第２サンギヤ３５間に角度θの位相差が発生することになる。

ここまで、便宜上第１サンギヤ３４が固定されているとして説明したが、第１サンギヤ３４が固定されていなくても、キャリヤ２９が２７０°回転する間に第１サンギヤ３４および第２サンギヤ３５を角度θだけ相対回転させることができる。従って、モータ１６でキャリヤ２９を正転あるいは逆転させることで、左、右スタビライザー半体１２，１３を一方向あるいは他方向に捩じることができ、これにより左右の車輪を逆位相で上下動させてロールモーメントを発生させることができる。逆に、モータ１６を電気的に回転ロック状態とすれば、左、右スタビライザー半体１２，１３を実質的に一体化して通常のスタビライザーの機能を発揮させ、左右の車輪を同位相で上下動させて車両のローリングを抑制することができる。

図６に示すように、各ギヤの歯数を次のように設定すると、
第１サンギヤ３４の外歯３４ａの歯数：Ｚ１＝３６
第２サンギヤ３５の外歯３５ａの歯数：Ｚ２＝３９
リングギヤ３３の第１内歯３３ａの歯数：Ｚ３＝４０
リングギヤ３３の第２内歯３３ｂの歯数：Ｚ４＝４４
キャリヤ２９の外歯２９ａの歯数Ｚ５＝８０
ピニオン３０の外歯３０ａの歯数Ｚ６＝２０
キャリヤ２９の外歯２９ａおよびピニオン３０の外歯３０ａの歯数により決まる第１段の減速比Ｒ１は、
Ｒ１＝Ｚ５／Ｚ６＝８０／２０＝４
となる。

また第１サンギヤ３４の外歯３４ａ、第２サンギヤ３５の外歯３５ａ、リングギヤ３３の第１内歯３３ａおよびリングギヤ３３の第２内歯３３ｂの歯数により決まる第２段の減速比Ｒ２は、
Ｒ１＝１／｛１−（Ｚ３／Ｚ１）×（Ｚ２／Ｚ４）｝
＝１／｛１−（４０／３６）×（３９／４４）｝
＝６６
となる。

よって、第１段および第２段のトータルの減速比Ｒ３は、
Ｒ３＝Ｒ１×Ｒ２＝４×６６＝２６４
となる。

ここで、第２サンギヤ３５の外歯３５ａの歯数Ｚ２を３９から４０に変更すると、第２段の減速比Ｒ２は、
Ｒ１＝１／｛１−（Ｚ３／Ｚ１）×（Ｚ２／Ｚ４）｝
＝１／｛１−（４０／３６）×（４０／４４）｝
＝９９
となる。

よって、第１段および第２段のトータルの減速比Ｒ３は、
Ｒ３＝Ｒ１×Ｒ２＝４×９９＝３９６
となる。

即ち、第１、第２サンギヤ３４，３５のうち、第２サンギヤ３５の外歯３５ａの歯数を３９から４０に変更するだけで、その他のギヤの個数や歯数を一切変更することなく、第２段の減速比Ｒ２を６６から９９に増加させ、トータルの減速比を２６４から３９６に増加させることができる。よって、アクチュエータ１５の大幅な設計変更を行うことなく、極めて低コストで減速比の変更が可能になり、しかも歯数を変更した第２サンギヤ３５はキャリヤ２９の支持孔２９ｂの内部に収納されているため、その歯数の変更によってアクチュエータ１５の外径寸法が大型化することもない。

このように、本実施の形態のアクチュエータ１５は小直径で大減速比を得ることができるので、アクティブスタビライザー装置Ｓの中間部に取り付ける場合に設置スペースを確保することが容易である。しかも前輪および後輪にアクティブスタビライザー装置Ｓを適用する場合、あるいは異なる機種の車両に適用する場合に、僅かな設計変更で減速比を変更することが可能なので、汎用性が高くなってコストダウンに寄与することができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、実施の形態ではアクチュエータ１５を車両のアクティブスタビライザー装置Ｓに適用しているが、そのアクチュエータ１５を任意の用途の減速機として使用することができる。即ち、実施の形態で説明したように、キャリヤ２９の回転を減速して第１、第２サンギヤ３４，３５の相対回転として出力できるだけでなく、第１、第２サンギヤ３４，３５の一方を固定すれば、キャリヤ２９の回転を減速して第１、第２サンギヤ３４，３５の他方に出力することができる。

また実施の形態ではリングギヤ３３の第１、第２内歯３３ａ，３３ｂの歯数を異ならせているが、それを一致させても良い。

また実施の形態では第１サンギヤ３４の外歯３４ａの歯数を変更して減速比を変更しているが、第２サンギヤ３５の外歯３５ａの歯数、あるいは第１、第２ サンギヤ３４，３５の外歯３４ａ，３５ａの両方の歯数を変更しても良い。

また実施の形態ではアクチュエータ１５をスタビライザーの左右方向中央部に設けているが、車体右側あるいは車体左側に偏倚した位置に設けても良い。

アクティブスタビライザー装置の平面図 図１の２−２線拡大断面図 図２の３−３線断面図 アクチュエータの分解斜視図 アクチュエータの作用説明図 各ギヤの歯数と減速比との関係の説明図

符号の説明

Ｌ１ 第１軸線
Ｌ２ 第２軸線
１１ ナックル（サスペンション装置）
１２ 左スタビライザー半体
１３ 右スタビライザー半体
１５ アクチュエータ（減速機）
１６ モータ（駆動源）
２９ キャリヤ
２９ｂ 支持孔
３３ リングギヤ
３３ａ 第１内歯
３３ｂ 第２内歯
３４ 第１サンギヤ
３４ａ 第１外歯
３５ 第２サンギヤ
３５ａ 第２外歯

Claims (2)

1. 第１軸線（Ｌ１）を中心に回転可能であり、前記第１軸線（Ｌ１）に対して偏心した第２軸線（Ｌ２）を中心とする円形の支持孔（２９ｂ）を有するキャリヤ（２９）と、
   前記キャリヤ（２９）の支持孔（２９ｂ）に回転自在に嵌合して内周面に内歯（３３ａ，３３ｂ）を有するリングギヤ（３３）と、
   前記第１軸線（Ｌ１）まわりに回転自在に支持されて前記リングギヤ（３３）の内歯（３３ａ）に噛合する第１外歯（３４ａ）を有する第１サンギヤ（３４）と、
   前記第１軸線（Ｌ１）まわりに回転自在に支持されて前記リングギヤ（３３）の内歯（３３ｂ）に噛合する、前記第１外歯（３４ａ）と異なる歯数を有する第２外歯（３５ａ）を有する第２サンギヤ（３５）とを備え、
   前記キャリヤ（２９）の回転を前記第１、第２サンギヤ（３４，３５）の相対回転として出力することを特徴とする減速機。
2. 請求項１に記載された減速機（１５）を用いた車両用アクティブスタビライザー装置であって、
   外端を左右のサスペンション装置（１１）に接続された左右のスタビライザー半体（１２，１３）の内端の一方および他方をそれぞれ前記第１サンギヤ（３４）および前記第２サンギヤ（３５）に接続し、前記キャリヤ（２９）を駆動源（１６）で駆動することを特徴とする車両用アクティブスタビライザー装置。

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