JPH08219239A

JPH08219239A - 動力伝達装置

Info

Publication number: JPH08219239A
Application number: JP7023596A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Nakamura; 英昭中村; Toshiro Ichikawa; 敏朗市川
Original assignee: Unisia Jecs Corp
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-02-13
Filing date: 1995-02-13
Publication date: 1996-08-27
Also published as: US5637051A; DE19604020A1

Abstract

(57)【要約】【目的】コイルスプリングが円筒部材の内周面に接触
した直後に内歯歯車が反転してもコイルスプリングが拡
径されない。出力軸側から入力軸側へのトルクの伝達を
阻止する。【構成】入力軸２と出力軸３に太陽歯車４と第１ドラ
ム５を夫々一体に設ける。太陽歯車４に遊星歯車８、遊
星歯車８に内歯歯車９を噛合させる。第１ドラム５の対
向位置に第２ドラム６を設け、第１ドラム５と第２ドラ
ム６を連結軸７によって連結し、この軸７で遊星歯車８
を支持する。ケーシング１と第１ドラム５、ケーシング
１と第２ドラム６に夫々第１コイルスプリング１０と第
２コイルスプリング１１を巻き付ける。第１コイルスプ
リング１０と第２コイルスプリング１１の各外周域に円
筒部材３３，３４を配設する。この円筒部材３３，３４
を内歯歯車９に対して相対回動可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば自動車のステア
リング系等に用いられ、入力軸から出力軸へのトルクの
伝達は許容するが出力軸から入力軸へのトルクの伝達は
阻止する動力伝達装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、前後輪操舵車の後輪操舵装置に
あっては、入力軸と出力軸の間に動力伝達装置が介装さ
れ、路面の凹凸や車両旋回時のコーナリングフォース等
によってタイヤから入力された荷重がモータ等の駆動装
置に伝達されるのをこの動力伝達装置の機能によって阻
止するようになっている。

【０００３】このような動力伝達装置としては、本願出
願人が先に出願し、実開平６−３２８０２号公報に示さ
れたようなものがある。以下、この動力伝達装置につい
て、図３に基づいて簡単に説明する。

【０００４】ケーシング１には、入力軸２と出力軸３が
同軸にかつ回転可能に収容されており、入力軸２側の端
部には太陽歯車４が、出力軸３側の端部には第１ドラム
５が夫々一体に設けられている。そして、ケーシング１
内の太陽歯車４を間に挟む第１ドラム５の対向位置には
第２ドラム６が回動可能に配設され、第１ドラム５と第
２ドラム６が複数個の連結軸７によって一体にかつ同軸
になるように結合されている。前記両ドラム５，６を結
合する各連結軸７には前記太陽歯車４に噛合する遊星歯
車８が回転可能に支持され、さらに各遊星歯車８には内
歯歯車９が噛合されている。

【０００５】また、前記第１ドラム５と第２ドラム６の
外周面には、巻き方向が共に同じである（以下では、手
前から前方に向かって共に左方向に巻かれているものと
して説明する。）第１コイルスプリング１０と第２コイ
ルスプリング１１が夫々巻き付けられている。そして、
この第１コイルスプリング１０と第２コイルスプリング
１１の各一端部はケーシング１の両端部壁に夫々係止さ
れており、一方、その各他端部は、内歯歯車９の設定回
動時に、この内歯歯車９に一体に取り付けられているス
トッパ１２と当接するようになっている。つまり、例え
ば、内歯歯車９が左方向（図中矢印Ｆ方向から見ての方
向。以下、回転方向については、図中矢印Ｆ方向から見
ての方向を言う。）に設定量回転した場合には、ストッ
パ１２が第１コイルスプリング１０の他端部に当接して
この第１コイルスプリング１０を押し拡げ、逆に内歯歯
車９が右方向に設定量回転した場合には、ストッパ１２
が第２コイルスプリング１１の他端部に当接してこの第
２コイルスプリング１１を押し拡げるようになってい
る。

【０００６】さらにまた、前記内歯歯車９には第１コイ
ルスプリング１０と第２コイルスプリング１１の外周域
を囲繞する円筒部１３が一体に形成されている。この円
筒部１３は、初期状態において第１，第２コイルスプリ
ング１０，１１に対して非接触となっており、これらの
コイルスプリング１０，１１が上記のようにして所定量
押し拡げられたときに、これらのコイルスプリング１
０，１１の外周面と当接してこれらの拡径量を規制する
ようになっている。

【０００７】この動力伝達装置は以上のような構成であ
るため、出力軸３の負荷に抗するように入力軸２に右回
転方向のトルクが入力された場合には、当初、第１コイ
ルスプリング１０がその巻き付きによって第１ドラム５
の右方向の回転をロックした状態となっているが、太陽
歯車４の回転に伴って遊星歯車８が自転すると、それに
噛合された内歯歯車９が左方向に回動して第１コイルス
プリング１０を拡径するため、第１ドラム５のロックは
速やかに解除される。この結果、遊星歯車８が公転し、
入力軸２に入力されたトルクは第１，第２ドラム５，６
を介して出力軸３に伝達されるようになる。また、出力
軸３の負荷に抗するように入力軸２に左回転方向のトル
クが入力された場合には、上記と同様に遊星歯車８の自
転によって内歯歯車９が右方向に回動し、この回動によ
って第２コイルスプリング１１が拡径されて第２ドラム
６のロックが解除され、出力軸３にトルクが伝達される
ようになる。

【０００８】さらにまた、入力軸２に所定方向のトルク
が入力されているときに、同方向の大きな負荷トルクが
出力軸３に入力された場合には、この出力軸３側のトル
クが第１，第２ドラム５，６に入力されたところで、内
歯歯車９が今までと逆方向に反転して第１コイルスプリ
ング１０、または、第２コイルスプリング１１の拡径が
解除され、その結果、第１，第２ドラム５，６の回転が
ロックされて出力軸３から入力軸２へのトルクの伝達が
阻止されるようになる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の動力伝達装
置の場合、入力軸２に入力されるトルクと出力軸３の負
荷トルクとが同方向であるとき等、内歯歯車９によるコ
イルスプリング１０（１１）の拡径が充分でないときに
は、その拡径されるコイルスプリング１０（１１）と対
応するドラム５（６）との間で摩擦係合と滑りが断続的
に起こる所謂スティックスリップを生じ、その際に発生
する振動によってドラム５（６）の外表面が摩耗して動
力伝達性能が低下することが考えられる。このため、従
来では上記スティックスリップの発生を抑えるために、
各コイルスプリング１０（１１）とそれに対応するドラ
ム５（６）の間に潤滑用オイルを充填するようにしてい
る。

【００１０】しかしながら、このように各コイルスプリ
ング１０（１１）とそれに対応するドラム５（６）の間
に潤滑用オイルを充填すると、入力軸２から出力軸３に
トルクを伝達する際に、ドラム５（６）の回転によって
外側に若干押し拡げられながらそのドラム５（６）の空
転を許容する側のコイルスプリング１０（１１）が潤滑
用オイルの粘性抵抗によってさらに外側に押し拡げられ
る傾向となり、この押し拡げられる量が大きいと、その
コイルスプリング１０（１１）の外周面が内歯歯車９と
一体の円筒部１３の内周面に接触することになる。そし
て、この状態において、例えば、入力軸２の入力トルク
よりも大きい同方向の負荷トルクが出力軸３に入力され
た場合には、前述のように内歯歯車９が反転しようとし
たところで、この内歯歯車９と一体の円筒部１３がその
内周面で前記コイルスプリング１０（１１）と摩擦係合
し、今まで内歯歯車によって押し拡げられていたコイル
スプリング１１（１０）がドラム６（５）に完全に巻き
戻る前に両コイルスプリング１０，１１が内歯歯車９と
円筒部１３を介して周方向で釣り合うこととなる。この
ため、これ以後両コイルスプリング１０，１１が各ドラ
ム５，６に巻き戻らなくなり、出力軸３に入力されたト
ルクに対する遮断性能が低下する。

【００１１】そこで本発明は、出力軸側に入力されたト
ルクに対する遮断性能を常時安定して得ることのできる
動力伝達装置を提供しようとするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は上述した課題を
解決するための手段として、ケーシングによって同軸に
かつ回転可能に支持された入力軸と出力軸と、入力軸に
一体に設けられた太陽歯車と、出力軸に一体に設けられ
た第１ドラムと、前記太陽歯車を間に挟む第１ドラムの
対向位置に設けられ、複数の連結軸によって第１ドラム
と同軸に結合された第２ドラムと、前記各連結軸に支持
されて太陽歯車と噛合する遊星歯車と、この遊星歯車と
噛合する内歯歯車と、常態で前記ケーシングと第１ドラ
ムとに巻き付き、前記内歯歯車の一方向の回動によって
拡径される第１コイルスプリングと、この第１コイルス
プリングと巻き方向が同じであって、常態で前記ケーシ
ングと第２ドラムとに巻き付き、前記内歯歯車の他方向
の回動によって拡径される第２コイルスプリングとを備
えた動力伝達装置であって、前記第１コイルスプリング
と第２コイルスプリングの外周側に夫々配置されてこの
各コイルスプリングの拡径を規制する円筒部材を、前記
内歯歯車に対して相対回動可能に配設するようにした。

【００１３】

【作用】出力軸の負荷に抗するように入力軸にトルクが
入力されると、太陽歯車の回転によって遊星歯車が自転
し、この遊星歯車に噛合した内歯歯車が回動する。こう
して内歯歯車が回動すると、ドラムの回転を規制してい
る側の一方のコイルスプリングが拡径されて、遊星歯車
の公転が両ドラムを介して出力軸に伝達される。このと
き、他方のコイルスプリングはドラムの回転によって若
干外側に押し拡げられつつ、ドラムの回転を許容する。
そして、このときの他方のコイルスプリングの拡径が大
きいと、そのコイルスプリングの外周面が円筒部材の内
周面に接触することとなるが、円筒部材と内歯歯車とは
別体であって両者の相対回動が可能となっているため、
この後、出力軸に入力軸側のトルクと同方向の大きな負
荷トルクが入力される等して内歯歯車が反転しようとし
た場合であっても、内歯歯車と円筒部材を通して両コイ
ルスプリングのばね力が釣り合うことはない。このた
め、両コイルスプリングが拡径状態のままになることは
ない。

【００１４】

【実施例】次に、本発明の一実施例を図１，図２に基づ
いて説明する。尚、図３に示した従来のものと同一部分
には同一符号を用いるものとする。

【００１５】図面において、２０は、駆動装置としての
モータであり、このモータ２０の軸がこの実施例におけ
る入力軸２となっている。また、２１は、本発明にかか
る動力伝達装置であり、１は、モータ２０の端部にボル
ト・ナット２２によって結合された動力伝達装置２１の
ケーシングである。ケーシング１は、入力軸２と出力軸
３の各端部を同軸に、かつ回転可能に収容するもので、
ケース本体２３、カバー２４、及び、固定ドラム２５，
２６から構成されている。このうち固定ドラム２５，２
６は、ケース本体２３とカバー２４の各端部壁に螺子２
７によって取り付けられ、夫々ケース本体２３とカバー
２４の各内周壁との間で環状溝２８，２９を形成してい
る。

【００１６】入力軸２のケーシング１内に臨む端部には
太陽歯車４が一体に結合されており、この太陽歯車４に
は複数個の遊星歯車８が噛合され、遊星歯車８には内歯
歯車９が噛合されている。また、出力軸３のケーシング
１内に臨む端部には第１ドラム５が一体に形成されてお
り、前記太陽歯車４を間に挟むこの第１ドラム５の対向
位置には第２ドラム６が配置されている。第１ドラム５
と第２ドラム６は夫々ベアリング３０によってケーシン
グ１に回転可能に支持されると共に、複数個の連結軸７
によって互いが同軸によるように結合されている。そし
て、前記遊星歯車８はこの各連結軸７に回転可能に支持
されている。尚、内歯歯車９の外周面は、ケーシング１
に圧入固定されたドライベアリング３１によって回動可
能に支持されている。

【００１７】また、固定ドラム２５と第１ドラム５、固
定ドラム２６と第２ドラム６には、これらの外周面にま
たがって第１コイルスプリング１０と第２コイルスプリ
ング１１が夫々巻き付けられている。第１コイルスプリ
ング１０と第２コイルスプリング１１は共に同じ方向に
巻かれていて（以下では、両者が手前から前方に向かっ
て左方向に巻かれているものとして説明する。）、これ
らの各一端部には径方向内方に折曲された折曲部１０
ａ，１１ａが設けられている。そして、この折曲部１０
ａ，１１ａは固定ドラム２５，２６の各外周面に形成さ
れた穴２５ａ，２６ａに夫々挿入され、それによって第
１，第２コイルスプリング１０，１１の各一端部がケー
シング１に係止されている。

【００１８】一方、前記内歯歯車９にはストッパピン３
２がその軸方向を貫通した状態で装着されている。この
ストッパピン３２は、内歯歯車９の設定回動時に、その
両端部が前記第１，第２コイルスプリング１０，１１の
各他端部を係止するようになっている。具体的には、ス
トッパピン３２は、その両端部が第１，第２コイルスプ
リング１０，１１の各他端部の回転軌道上に位置され、
かつ、初期状態において、第１，第２コイルスプリング
１０，１１の他端部が同時に当接しないようになってい
る。このため、ストッパピン３２は常時予め設定された
内歯歯車９の回動位置で第１，第２コイルスプリング１
０，１１の拡径を開始する。

【００１９】また、第１コイルスプリング１０と第２コ
イルスプリング１１の各外周域には、これらの拡径を規
制するための円筒部材３３，３４が夫々配設されてい
る。この各円筒部材３３，３４は、内歯歯車９とケーシ
ング１の端部壁の間に、これらに対して相対回動可能に
配置されると共に、一端側の外周縁部が前記ドライベア
リング３１によって保持されている。尚、各円筒部材３
３，３４は内歯歯車９とケーシング１の端部壁に対して
相対回動できるようにこれらに対して所定の隙間をもっ
て配置すれば良いのであるが、この隙間は、そこにコイ
ルスプリング１０，１１の端部が入り込まないようにコ
イルスプリング１０，１１の径以下に設定する必要があ
る。

【００２０】さらにまた、各コイルスプリング１０，１
１とドラム５，６の間には潤滑用オイルが充填され、動
力伝達時に各コイルスプリング１０，１１とドラム５，
６の間で所謂スティックスリップを生じないように配慮
されている。

【００２１】この動力伝達装置２１は以上のような構成
であるため、次のように動作する。尚、以下の説明にお
いて、各構成部材の回動方向は、図中矢印Ｆの方向から
見ての方向とする。

【００２２】出力軸３の負荷に抗して入力軸２に右回転
方向のトルクが入力された場合には、第１ドラム５と第
２ドラム６は当初第１コイルスプリング１０によって右
回転方向の回転をロックされているため、遊星歯車８が
連結軸７を中心に自転してこれに噛合された内歯歯車９
が入力軸２と逆方向に、即ち、左方向に回動する。こう
して、内歯歯車９が左方向に回動すると、内歯歯車９に
一体に取り付けられたストッパピン３２の一方の端部が
第１コイルスプリング１０の他端部を係止して第１コイ
ルスプリング１０を拡径するようになり、内歯歯車９の
この回動は第１コイルスプリング１０の外周面のほぼ全
域が円筒部材３３の内周面に密接したところで停止す
る。そして、こうして第１コイルスプリング１０が完全
に拡径されると、第１ドラム５のロックが解除され、入
力軸２のトルクが遊星歯車８の公転を通して出力軸３に
伝達されるようになる。

【００２３】また、出力軸３の負荷に抗して入力軸２に
左回転方向のトルクが入力された場合には、前述とは逆
に内歯歯車９が右方向に回動して、ストッパピン３２の
他端部が第２コイルスプリング１１の他端部を係止して
第２コイルスプリング１１の拡径を行うようになる。こ
れにより、第１，第２ドラム５，６のロックは解除さ
れ、入力軸２のトルクは遊星歯車８の公転を通して出力
軸３に伝達されるようになる。

【００２４】一方、入力軸２に右、或は、左回転方向の
トルクが入力されているときに、出力軸３にこれと同方
向のトルクが入力された場合には、ストッパピン３２を
介して内歯歯車９によって拡径されていたコイルスプリ
ング１０（或は、１１）が再び縮径し、ドラム５（或
は、６）がこれらのスプリング１０（或は、１１）の巻
き付きによってロックされる。このため、出力軸３側か
ら入力軸２側にはトルクが伝達されなくなる。

【００２５】また、上記のように出力軸３の負荷に抗し
て入力軸２に右、或は、左回転方向のトルクが入力され
ているときには、一方側のコイルスプリング１１（或
は、１０）はドラム６（或は、５）によって若干外側に
押し拡げられつつそのドラム６（或は、５）の空転を許
容しているが、このとき、潤滑用オイルの粘性抵抗等に
よってそのコイルスプリング１１（或は、１０）がより
拡径されて外周面が円筒部材３４（或は、３３）の内周
面に接触することがある。しかし、この円筒部材３４
（或は、３３）は内歯歯車９と別体であって、しかも、
この内歯歯車９とケーシング１の端部壁に対して相対回
動可能になっているため、この直後に出力軸３の負荷ト
ルクが反転することがあっても両コイルスプリング１
０，１１が拡径状態のまま周方向で釣り合うことはな
い。

【００２６】このことを具体例を挙げて説明すると、
今、例えば、出力軸３の負荷に抗して入力軸２に右回転
方向のトルクが入力され、このときに第２ドラム６の空
転を許容する第２コイルスプリング１１が円筒部材３４
の内周面に接触したとすると、円筒部材３４と内歯歯車
９が一体であればこの直後に出力軸３の負荷トルクが反
転したときに、円筒部材３４が内歯歯車９と共に反転し
て第２コイルスプリング１１をさらに拡径して、このコ
イルスプリング１１と第１コイルスプリング１０のばね
力が円筒部材３４と内歯歯車９を介して周方向で釣り合
うことが考えられるが、この動力伝達装置２１の場合、
円筒部材３４が内歯歯車９に対して相対回動可能となっ
ているため、第２コイルスプリング１１が円筒部材３４
の内周面に接触した直後に出力軸３の負荷トルクが反転
しても円筒部材３４が内歯歯車９と一体に回転すること
がなく、そのために、第２コイルスプリング１１がさら
に拡径されることも、第１コイルスプリング１０と周方
向で釣り合うこともない。また、この動力伝達装置２１
の場合、円筒部材３４がケーシング１に対しても相対回
動可能となっているため、第２コイルスプリング１１が
円筒部材３４に接触したときにこの円筒部材３４が空転
し、この第２コイルスプリング１１の拡径をより確実に
阻止することができる。尚、出力軸３の負荷に抗して入
力軸２に左方向のトルクが入力されている状態におい
て、負荷トルクの反転と共に内歯歯車９が反転した場合
も上記と同様に両コイルスプリング１０，１１の周方向
の釣り合いを防止することができる。

【００２７】したがって、この動力伝達装置２１におい
ては、第１コイルスプリング１０と第２コイルスプリン
グ１１が拡径状態のまま周方向で釣り合うことがないた
め、出力軸３側から入力軸２側へのトルクの伝達を常時
確実に遮断することができる。

【００２８】尚、本発明の実施例は以上で説明したもの
に限るものでなく、例えば、上記実施例においては円筒
部材３３，３４をケーシング１に対しても相対回動可能
となるように配置しているが、この円筒部材３３，３４
をケーシング１に一体に取付けるようにしても良い。こ
うした場合には、円筒部材３３，３４と内歯歯車９の間
の隙間管理が容易になる。

【００２９】

【発明の効果】以上のように本発明は、第１コイルスプ
リングと第２コイルスプリングの外周側に配置されてこ
の各コイルスプリングの拡径を規制する円筒部材を、内
歯歯車に対して相対回動可能に配設するようにしたた
め、入力軸から出力軸にトルクを伝達しているときに、
ドラムによって若干外側に押し拡げられる側のコイルス
プリングが円筒部材に接触することがあっても、次の内
歯歯車の反転動作によってそのコイルスプリングと他方
のコイルスプリングのばね力とが釣り合うことがなく、
そのため、両コイルスプリングが拡径状態のままになる
事態を回避することができる。したがって、本発明によ
れば、出力軸側に入力されたトルクが入力軸側に伝達さ
れるのを常時確実に阻止することができる。

【００３０】また、コイルスプリングが円筒部材の内周
面に接触することがあっても上記のように何等問題が生
じないため、このような問題を心配することなくコイル
スプリングと各ドラムの間に潤滑用オイルを充填してコ
イルスプリングとドラムとの間で生じる所謂スティック
スリップを確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す断面図。

【図２】同実施例を示すもので、ケーシングの一部を取
り去った状態における部分破断斜視図。

【図３】従来の技術を示す断面図。

【符号の説明】

１…ケーシング、２…入力軸、３…出力軸、４…太陽歯車、５…第１ドラム、６…第２ドラム、７…連結軸、８…遊星歯車、９…内歯歯車、１０…第１コイルスプリング、１１…第２コイルスプリング、２１…動力伝達装置、３３，３４…円筒部材。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ケーシングによって同軸にかつ回転可能
に支持された入力軸と出力軸と、入力軸に一体に設けら
れた太陽歯車と、出力軸に一体に設けられた第１ドラム
と、前記太陽歯車を間に挟む第１ドラムの対向位置に設
けられ、複数の連結軸によって第１ドラムと同軸に結合
された第２ドラムと、前記各連結軸に支持されて太陽歯
車と噛合する遊星歯車と、この遊星歯車と噛合する内歯
歯車と、常態で前記ケーシングと第１ドラムとに巻き付
き、前記内歯歯車の一方向の回動によって拡径される第
１コイルスプリングと、この第１コイルスプリングと巻
き方向が同じであって、常態で前記ケーシングと第２ド
ラムとに巻き付き、前記内歯歯車の他方向の回動によっ
て拡径される第２コイルスプリングとを備えた動力伝達
装置であって、前記第１コイルスプリングと第２コイル
スプリングの外周側に夫々配置されてこの各コイルスプ
リングの拡径を規制する円筒部材を、前記内歯歯車に対
して相対回動可能に配設したことを特徴とする動力伝達
装置。
【請求項２】前記円筒部材を前記ケーシングに対して
相対回動可能に配設したことを特徴とする請求項１に記
載の動力伝達装置。
【請求項３】前記円筒部材を前記ケーシングに固設し
たことを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。