JP2007192248A - Coupling structure for harmonic-drive gear mechanism, and transmission ratio adjuster - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a coupling structure for a harmonic-drive gear mechanism that is capable of maintaining coupling between rotary shafts even if a flexible spline is broken. <P>SOLUTION: A transmission ratio adjuster 8 is provided with a circular spline 21 which is integrally rotated together with a first shaft, and the flexible spline 23 coupled to a second shaft 10 while being meshed with the circular spline 21. The flexible spline 23 is formed into a cup shape while having a tubular part 25 meshed with the circular spline 21 and a bottom 26 formed at one end of the tubular part 25. The second shaft 10 is coupled to the bottom 26. A stopper member 30 provided integrally with the second shaft 10 is engaged with the tubular part 25. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、波動歯車機構の連結構造及び伝達比可変装置に関するものである。   The present invention relates to a coupling structure of a wave gear mechanism and a transmission ratio variable device.

従来、筒状をなすサーキュラスプラインと、その内側においてサーキュラスプラインと噛み合うように同軸配置される筒状のフレクスプラインと、フレクスプラインを非円形に撓ませてその外歯をサーキュラスプラインの内歯に部分的に噛み合わせるとともに、その非円形形状を回転させる波動発生器とを備えた波動歯車機構がある。そして、極めて小さな外形で高い減速比を確保することが可能という特徴を有することから、近年、精密機械や車両用操舵装置の伝達比可変装置等、多種多様な用途に用いられるようになっている。   Conventionally, a circular spline that has a cylindrical shape, a cylindrical flex spline that is coaxially arranged so as to mesh with the circular spline, and a flex spline that is bent non-circularly so that its outer teeth are part of the inner teeth of the circular spline. There is a wave gear mechanism including a wave generator that meshes with each other and rotates its non-circular shape. And since it has a feature that it is possible to ensure a high reduction ratio with an extremely small outer shape, it has recently been used for various applications such as precision machines and transmission ratio variable devices for vehicle steering devices. .

ところで、こうした波動歯車機構には、サーキュラスプラインに噛合される筒状部と該筒状部の一端に設けられた底部とからなるカップ状のフレクスプラインを有するものがある（所謂カップ型、例えば特許文献１参照）。そして、こうしたカップ型の波動歯車機構には、同軸に並置された一対のサーキュラスプラインを有する所謂フラット型（リング型）の波動歯車機構と比較して、より高い噛み合い率を実現することが可能という利点がある。   By the way, such a wave gear mechanism has a cup-shaped flexspline composed of a cylindrical portion meshed with a circular spline and a bottom portion provided at one end of the cylindrical portion (a so-called cup type, for example, a patent). Reference 1). Such a cup-type wave gear mechanism can achieve a higher engagement rate than a so-called flat type (ring-type) wave gear mechanism having a pair of circular splines arranged coaxially. There are advantages.

即ち、カップ型の波動歯車機構において、回転軸（入力軸又は出力軸）は、フレクスプラインの底部に連結され、同フレクスプラインは、その可撓性を有する筒状部の先端部分がサーキュラプラインと噛合される。このため、筒状部を僅かにテーパ形状とすることで、その弾性力により同筒状部の外周に形成された歯面をサーキュラプライン側の歯面に押し付けることが可能であり、これにより高い噛み合い率を確保して優れた静粛性を実現することができる。
特開平１０−５９１９２号公報 That is, in the cup-type wave gear mechanism, the rotating shaft (input shaft or output shaft) is connected to the bottom of the flexspline, and the flexspline has a flexible cylindrical tip at the circular pipeline. Meshed. For this reason, by making the cylindrical portion slightly tapered, it is possible to press the tooth surface formed on the outer periphery of the cylindrical portion by the elastic force against the tooth surface on the circular pipeline side, which is high. An excellent quietness can be achieved by securing the meshing rate.
JP-A-10-59192

しかしながら、こうしたカップ状のフレクスプラインでは、その応力（弾性変形時の応力及び回転トルク）が筒状部と底部との接続部分（Ｒ部）に集中しやすい。このため、同Ｒ部に破断が生ずる可能性があり、その結果、底部に連結された回転軸とサーキュラスプライン側に連結された回転軸とが非連結（フリー状態）となるおそれがある。また、フレクスプラインとサーキュラスプラインとの噛合部に極めて大きなトルクが作用した場合「歯飛び（ラチェッティング）」が発生することがあれば、操舵フィーリングを損ねることとなる。   However, in such a cup-shaped flexspline, the stress (stress and rotational torque during elastic deformation) tends to concentrate on the connecting portion (R portion) between the cylindrical portion and the bottom portion. For this reason, there is a possibility that the R portion will be broken, and as a result, the rotating shaft connected to the bottom portion and the rotating shaft connected to the circular spline side may be disconnected (free state). In addition, if extremely large torque is applied to the meshing portion between the flex spline and the circular spline, if “tooth skipping” occurs, the steering feeling is impaired.

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、フレクスプラインの破断時においても回転軸間の連結を維持することのできる波動歯車機構の連結構造及び伝達比可変装置を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and its object is to provide a coupling structure and a transmission ratio of a wave gear mechanism capable of maintaining the coupling between the rotating shafts even when the flexspline is broken. It is to provide a variable device.

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、サーキュラスプラインと、前記サーキュラスプラインの内側において該サーキュラスプラインと部分的に噛み合うように同軸配置されるフレクスプラインとを備え、前記フレクスプラインは、前記サーキュラスプラインに噛合される筒状部と、該筒状部の一端に設けられ回転軸に連結される底部とを備えてなる波動歯車機構の連結構造であって、前記回転軸と一体に設けられ前記筒状部に係合されることにより前記回転軸と前記筒状部との相対回転を規制する規制手段を設けたこと、を要旨とする。   In order to solve the above problem, the invention according to claim 1 includes a circular spline and a flexspline that is coaxially disposed inside the circular spline so as to partially mesh with the circular spline. The spline is a connecting structure of a wave gear mechanism comprising a cylindrical portion meshed with the circular spline and a bottom portion provided at one end of the cylindrical portion and connected to the rotating shaft, The gist is that there is provided a restricting means for restricting relative rotation between the rotating shaft and the tubular portion by being integrally provided and engaged with the tubular portion.

上記構成によれば、サーキュラスプラインに噛合された筒状部と回転軸に連結された底部との接続部に破断が生じた場合であっても、規制手段により回転軸と筒状部との相対回転が規制される。従って、こうしたサーキュラスプラインの破断時においても、同回転軸とサーキュラスプライン側に噛合される他方の回転軸との連結を維持することができる。   According to the above configuration, even when the connecting portion between the cylindrical portion meshed with the circular spline and the bottom portion connected to the rotating shaft is broken, the restricting means causes the relative rotation between the rotating shaft and the cylindrical portion. Rotation is regulated. Therefore, even when such a circular spline breaks, the connection between the rotating shaft and the other rotating shaft meshed with the circular spline can be maintained.

請求項２に記載の発明は、前記規制手段は、前記筒状部の内側に設けられること、を要旨とする。
即ち、カップ状のフレクスプラインにおいては、その筒状部の可撓性を確保するために同筒状部にある程度の軸方向長さが要求される。従って、上記構成のように、その筒状部の内側に規制手段を配置することで、本来デッドスペースとなる空間を有効に利用して小型化の要請に応えることができる。 The gist of the invention described in claim 2 is that the restricting means is provided inside the cylindrical portion.
That is, in the cup-shaped flexspline, a certain axial length is required for the cylindrical portion in order to ensure the flexibility of the cylindrical portion. Therefore, by arranging the restricting means inside the cylindrical portion as in the above configuration, it is possible to effectively utilize the space that originally becomes a dead space and meet the demand for miniaturization.

請求項３に記載の発明は、前記筒状部と前記規制手段との係合部には、弾性材料からなる緩衝部材が介在されること、を要旨とする。
上記構成によれば、係合部におけるガタを抑えるとともに、緩衝部材によって振動が吸収される。従って、高い静粛性を実現することができる。 The gist of the invention described in claim 3 is that a buffer member made of an elastic material is interposed in the engaging portion between the cylindrical portion and the regulating means.
According to the said structure, while suppressing the play in an engaging part, a vibration is absorbed by the buffer member. Therefore, high silence can be realized.

請求項４に記載の発明は、前記筒状部の外側には、該筒状部の拡開を規制するガイド部材が設けられること、を要旨とする。
上記構成によれば、筒状部と底部との接続部において生じた破断が、筒状部の歯底の亀裂というかたちで進行し同筒状部が破断した場合であっても、該筒状部の径方向への拡開を抑えることができる。これにより、同筒状部の拡開に伴うサーキュラスプラインとの噛み合いの低下を防止して、両回転軸間の連結を維持することができる。 The gist of the invention described in claim 4 is that a guide member for restricting the expansion of the tubular portion is provided outside the tubular portion.
According to the above configuration, even when the break that occurred in the connecting portion between the tubular portion and the bottom portion proceeds in the form of a crack in the bottom of the tubular portion and the tubular portion is broken, the tubular portion Expansion of the portion in the radial direction can be suppressed. Thereby, the fall of meshing with the circular spline accompanying the expansion of the cylindrical part can be prevented, and the connection between both rotating shafts can be maintained.

請求項５に記載の発明は、波動歯車機構を差動機構として用いることにより、入力軸の回転にモータ駆動に基づく回転を上乗せして出力軸に伝達する伝達比可変装置であって、前記波動歯車機構は、請求項１〜請求項４の何れか一項に記載の連結構造により前記入力軸又は出力軸に連結されること、を要旨とする。   The invention according to claim 5 is a transmission ratio variable device that uses a wave gear mechanism as a differential mechanism to add rotation based on motor drive to rotation of the input shaft and transmit the rotation to the output shaft. The gear mechanism is summarized as being connected to the input shaft or the output shaft by the connection structure according to any one of claims 1 to 4.

上記構成によれば、サーキュラスプラインに噛合された筒状部と回転軸に連結された底部との接続部に破断が生じた場合であっても、入力軸と出力軸との連結を維持してステアリングフリーとなることを防止することができる。   According to the above configuration, even when the connection between the cylindrical portion meshed with the circular spline and the bottom portion connected to the rotating shaft is broken, the connection between the input shaft and the output shaft is maintained. Steering free can be prevented.

請求項６に記載の発明は、ステアリング操作に基づく入力軸の回転にモータ駆動に基づく回転を上乗せして出力軸に伝達する差動機構と、前記差動機構及び駆動源であるモータを収容するとともに非回転部位に固定されるハウジングとを備え、前記差動機構には、サーキュラスプラインと、前記サーキュラスプラインの内側において該サーキュラスプラインに噛合される筒状部と該筒状部の一端に設けられた底部とからなるカップ状のフレクスプラインとを備えてなる波動歯車機構が用いられるとともに、前記フレクスプラインの底部には、前記入力軸が連結された伝達比可変装置であること、を要旨とする。   According to a sixth aspect of the present invention, the differential mechanism that transmits the rotation based on the motor drive to the rotation of the input shaft based on the steering operation and transmits it to the output shaft, and the differential mechanism and the motor that is the drive source are accommodated. The differential mechanism is provided with a circular spline, a cylindrical portion meshed with the circular spline inside the circular spline, and one end of the cylindrical portion. A wave gear mechanism comprising a cup-shaped flexspline comprising a bottom is used, and the gist is that the bottom of the flexspline is a transmission ratio variable device connected to the input shaft. .

上記構成によれば、ロック状態における据え切り時には、サーキュラスプラインの回転がフレクスプラインの回転に伴う従属的なものとなり、同サーキュラスプラインには、これに対する反力トルクが印加される。このため、サーキュラスプラインは、その内歯の歯間からフレクスプラインの外歯が脱離する際の摩擦によって径方向内側に引き込まれる形となる。従って、フレクスプラインとサーキュラスプラインとの噛合部における「歯飛び（ラチェッティング）」を効果的に抑制することができる。   According to the above configuration, when the stationary state is in the locked state, the rotation of the circular spline is dependent on the rotation of the flexspline, and a reaction force torque is applied to the circular spline. For this reason, the circular spline is drawn inward in the radial direction by friction when the external teeth of the flexspline are detached from between the teeth of the internal teeth. Therefore, “tooth skipping (ratcheting)” at the meshing portion between the flexspline and the circular spline can be effectively suppressed.

本発明によれば、フレクスプラインの破断時においても回転軸間の連結を維持することの可能な波動歯車機構の連結構造及び伝達比可変装置、さらに波動歯車機構での歯飛びを抑制した伝達比可変装置を提供することができる。   According to the present invention, a wave gear mechanism connection structure and a transmission ratio variable device capable of maintaining the connection between the rotating shafts even when the flexspline is broken, and a transmission ratio in which tooth skipping in the wave gear mechanism is suppressed. A variable device can be provided.

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１は、本実施形態のステアリング装置１の概略構成図である。同図に示すように、ステアリング２が固定されたステアリングシャフト３は、ラックアンドピニオン機構４を介してラック５に連結されており、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト３の回転は、ラックアンドピニオン機構４によりラック５の往復直線運動に変換される。そして、このラック５の往復直線運動により操舵輪６の舵角、即ちタイヤ角が可変することにより、車両の進行方向が変更されるようになっている。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a steering apparatus 1 according to the present embodiment. As shown in the figure, the steering shaft 3 to which the steering wheel 2 is fixed is connected to a rack 5 via a rack and pinion mechanism 4, and the rotation of the steering shaft 3 accompanying the steering operation is performed by the rack and pinion mechanism 4. Is converted into a reciprocating linear motion of the rack 5. The traveling direction of the vehicle is changed by changing the rudder angle of the steered wheels 6, that is, the tire angle, by the reciprocating linear motion of the rack 5.

また、ステアリング装置１は、モータ７を駆動源としてステアリング２と操舵輪６との間の伝達比（ギヤ比）を可変させる伝達比可変装置８を備えている。本実施形態では、ステアリングシャフト３は、ステアリング２が連結された第１シャフト９とラックアンドピニオン機構４に連結される第２シャフト１０とからなり、これら第１シャフト９及び第２シャフト１０は、伝達比可変装置８を介して連結されている。   The steering device 1 also includes a transmission ratio variable device 8 that varies the transmission ratio (gear ratio) between the steering wheel 2 and the steered wheels 6 using the motor 7 as a drive source. In the present embodiment, the steering shaft 3 includes a first shaft 9 to which the steering 2 is connected and a second shaft 10 connected to the rack and pinion mechanism 4, and the first shaft 9 and the second shaft 10 are The transmission ratio variable device 8 is connected.

図２に示すように、本実施形態の伝達比可変装置８は、駆動源としてのモータ７と、差動機構としての波動歯車機構１１とを備えており、第１シャフト９の回転を第２シャフト１０に伝達するとともにモータ７の回転を減速して第２シャフト１０に伝達する。そして、ステアリング操作に伴う第１シャフト９の回転に、モータ駆動に基づく回転を上乗せして第２シャフト１０に伝達することにより、ラックアンドピニオン機構４に入力されるステアリングシャフト３の回転を増速（又は減速）し、これによりステアリング２と操舵輪６との間の伝達比を可変させるようになっている。   As shown in FIG. 2, the transmission ratio variable device 8 of this embodiment includes a motor 7 as a drive source and a wave gear mechanism 11 as a differential mechanism, and rotates the first shaft 9 second. The rotation is transmitted to the shaft 10 and the rotation of the motor 7 is decelerated and transmitted to the second shaft 10. The rotation of the steering shaft 3 input to the rack and pinion mechanism 4 is accelerated by adding the rotation based on the motor drive to the rotation of the first shaft 9 accompanying the steering operation and transmitting it to the second shaft 10. Thus, the transmission ratio between the steering wheel 2 and the steered wheel 6 is varied.

詳述すると、本実施形態の伝達比可変装置８は、筒状のハウジング１２を有しており、モータ７は、そのモータ軸７ａとハウジング１２とが同軸になるように同ハウジング１２の内側に固定されている。また、ハウジング１２の入力側（ステアリング側）開口部１２ａを閉塞する上蓋部１３には、同ハウジング１２と同軸となる位置に筒状の連結部１４が設けられている。そして、第１シャフト９の一端は、この連結部１４と嵌合されている。即ち、本実施形態では、ハウジング１２は、第１シャフト９と一体回転可能に同第１シャフト９に連結され、これにより同第１シャフト９とともに入力軸を構成するようになっている。   More specifically, the transmission ratio variable device 8 of the present embodiment has a cylindrical housing 12, and the motor 7 is disposed inside the housing 12 so that the motor shaft 7a and the housing 12 are coaxial. It is fixed. A cylindrical connecting portion 14 is provided at a position that is coaxial with the housing 12 in the upper lid portion 13 that closes the input side (steering side) opening portion 12 a of the housing 12. One end of the first shaft 9 is fitted with the connecting portion 14. That is, in the present embodiment, the housing 12 is connected to the first shaft 9 so as to be integrally rotatable with the first shaft 9, and thereby constitutes an input shaft together with the first shaft 9.

尚、本実施形態の伝達比可変装置８では、ハウジング１２の上蓋部１３にはスパイラルケーブル装置１５が設けられている。そして、このスパイラルケーブル装置１５により、所定の回転範囲（許容回転範囲）において、モータ７と同モータ７の作動を制御するＥＣＵ（図示略）とが電気的に接続されるようになっている。   In the transmission ratio variable device 8 of the present embodiment, a spiral cable device 15 is provided on the upper lid portion 13 of the housing 12. The spiral cable device 15 electrically connects the motor 7 and an ECU (not shown) for controlling the operation of the motor 7 within a predetermined rotation range (allowable rotation range).

一方、図３に示すように、波動歯車機構１１は、ハウジング１２に固定されることにより入力軸である第１シャフト９とともに一体回転するサーキュラスプライン２１と、該サーキュラスプライン２１に噛合されるとともに出力軸である第２シャフト１０に連結されたフレクスプライン２３とを備えている。尚、周知のようにサーキュラスプライン２１とフレクスプライン２３には互いに異なる歯数が設定されており、フレクスプライン２３は、略楕円状に撓められた状態でサーキュラスプライン２１の内側に配置されることにより、その外歯がサーキュラスプライン２１の内歯と部分的に噛合されている。そして、波動歯車機構１１は、これらサーキュラスプライン２１及びフレクスプライン２３の内側に配置されることにより、その噛合部を回転させる波動発生器２４とにより構成されている。   On the other hand, as shown in FIG. 3, the wave gear mechanism 11 is engaged with the circular spline 21 that rotates together with the first shaft 9 that is an input shaft by being fixed to the housing 12, and is engaged with the circular spline 21 and output. And a flex spline 23 connected to the second shaft 10 as a shaft. As is well known, the circular spline 21 and the flex spline 23 have different numbers of teeth, and the flex spline 23 is arranged inside the circular spline 21 in a state of being bent in a substantially elliptical shape. Thus, the outer teeth are partially meshed with the inner teeth of the circular spline 21. And the wave gear mechanism 11 is comprised by the wave generator 24 which rotates the meshing part by arrange | positioning inside the circular spline 21 and the flexspline 23. FIG.

詳述すると、本実施形態では、サーキュラスプライン２１は、モータ７の近傍においてハウジング１２の内周に固定されている。また、フレクスプライン２３は、サーキュラスプライン２１に噛合される筒状部２５と該筒状部２５の一端に設けられた底部２６とを有してカップ状に形成されている。そして、第２シャフト１０は、ハウジング１２の出力側開口端１２ｂに設けられた貫通孔を有する下蓋部２７に挿通されることにより、その一端が上記フレクスプライン２３の底部２６に連結され、波動発生器２４は、モータ軸７ａに連結されることにより、筒状部２５の内側に配置されている。   Specifically, in this embodiment, the circular spline 21 is fixed to the inner periphery of the housing 12 in the vicinity of the motor 7. The flex spline 23 is formed in a cup shape having a cylindrical portion 25 engaged with the circular spline 21 and a bottom portion 26 provided at one end of the cylindrical portion 25. The second shaft 10 is inserted into a lower lid portion 27 having a through hole provided in the output side opening end 12b of the housing 12, whereby one end of the second shaft 10 is connected to the bottom portion 26 of the flexspline 23, The generator 24 is disposed inside the cylindrical portion 25 by being connected to the motor shaft 7a.

即ち、ステアリング操作に伴う第１シャフト９の回転は、ハウジング１２、サーキュラスプライン２１、及びフレクスプライン２３を介して第２シャフト１０へと伝達される。また、波動発生器２４は、モータ７に駆動されることにより、上記撓められたフレクスプライン２３の略楕円形状、つまりサーキュラスプライン２１との噛合部を回転させる。そして、その歯数差に基づいて、サーキュラスプライン２１とフレクスプライン２３とが相対回転することにより、モータ７（モータ軸７ａ）の回転が減速されて第２シャフト１０に伝達されるようになっている。   That is, the rotation of the first shaft 9 accompanying the steering operation is transmitted to the second shaft 10 via the housing 12, the circular spline 21, and the flex spline 23. Further, the wave generator 24 is driven by the motor 7 to rotate the substantially elliptical shape of the bent flex spline 23, that is, the meshing portion with the circular spline 21. Based on the difference in the number of teeth, the circular spline 21 and the flex spline 23 rotate relative to each other, whereby the rotation of the motor 7 (motor shaft 7a) is decelerated and transmitted to the second shaft 10. Yes.

（波動歯車機構の連結構造）
次に、本実施形態の伝達比可変装置における波動歯車機構の連結構造について詳述する。 (Connection structure of wave gear mechanism)
Next, the connection structure of the wave gear mechanism in the transmission ratio variable device of this embodiment will be described in detail.

上述のように、カップ状のフレクスプライン２３においては、その応力（回転トルク）が筒状部２５と底部２６との接続部２８に集中しやすい。このため、接続部２８に破断が生ずる可能性があり、その結果、底部２６に連結された第２シャフト１０とサーキュラスプライン２１に連結された第１シャフト９とが非連結、即ちステアリングフリーとなるおそれがある。   As described above, in the cup-shaped flexspline 23, the stress (rotational torque) tends to concentrate on the connection portion 28 between the cylindrical portion 25 and the bottom portion 26. For this reason, there is a possibility that the connection portion 28 is broken, and as a result, the second shaft 10 connected to the bottom portion 26 and the first shaft 9 connected to the circular spline 21 are not connected, that is, steering-free. There is a fear.

この点を踏まえ、本実施形態の伝達比可変装置８は、第２シャフト１０と一体に設けられフレクスプライン２３に係合されることにより、これら筒状部２５と第２シャフト１０との相対回転を規制する規制手段としてのストッパ部材３０を備えている。   In consideration of this point, the transmission ratio variable device 8 of the present embodiment is provided integrally with the second shaft 10 and engaged with the flex spline 23, whereby the relative rotation between the cylindrical portion 25 and the second shaft 10 is achieved. A stopper member 30 is provided as a restricting means for restricting.

詳述すると、図３及び図４に示すように、本実施形態のストッパ部材３０は、軸部３１と、該軸部３１の一端に設けられたフランジ部３２とからなり、フレクスプライン２３の筒状部２５の内側において同筒状部２５と同軸に配置されている。そして、その軸部３１の他端がフレクスプライン２３の底部２６を貫通して第２シャフト１０とスプライン嵌合されることにより、同第２シャフト１０と相対回転不能に固定されている。また、本実施形態では、筒状部２５の内周には、径方向内側に延びる複数の係合突部３３が形成されており、フランジ部３２の外周には、これら各係合突部３３に対応する複数の係合凹部３４が形成されている。そして、ストッパ部材３０は、これら各係合突部３３と筒状部２５側の各係合凹部３４とが係合されることにより、同筒状部２５と第２シャフト１０との相対回転を規制するようになっている。尚、本実施形態では、フランジ部３２側の各係合凹部３４内には、弾性部材からなる緩衝部材３５が配設されている。そして、筒状部２５側の各係合突部３３は、これら緩衝部材３５を介して各係合凹部３４と係合されている。   More specifically, as shown in FIGS. 3 and 4, the stopper member 30 of this embodiment includes a shaft portion 31 and a flange portion 32 provided at one end of the shaft portion 31, and the tube of the flexspline 23. The cylindrical portion 25 is arranged coaxially with the cylindrical portion 25 inside. The other end of the shaft portion 31 passes through the bottom portion 26 of the flexspline 23 and is splined to the second shaft 10, so that the shaft portion 31 is fixed to the second shaft 10 so as not to rotate relative to the second shaft 10. In the present embodiment, a plurality of engagement protrusions 33 extending radially inward are formed on the inner periphery of the cylindrical portion 25, and each of these engagement protrusions 33 is formed on the outer periphery of the flange portion 32. A plurality of engaging recesses 34 corresponding to the above are formed. Then, the stopper member 30 engages with the engagement protrusions 33 and the engagement recesses 34 on the cylindrical portion 25 side, whereby relative rotation between the cylindrical portion 25 and the second shaft 10 is achieved. It comes to regulate. In the present embodiment, a buffer member 35 made of an elastic member is disposed in each engagement recess 34 on the flange portion 32 side. The respective engagement protrusions 33 on the cylindrical portion 25 side are engaged with the respective engagement recesses 34 through these buffer members 35.

また、本実施形態では、筒状部２５の外側には、同筒状部２５を包囲する筒状のガイド部材３６が設けられている。尚、本実施形態では、同ガイド部材３６は、下蓋部２７の内壁面から筒状部２５に沿って軸方向に延設されている。そして、これにより、フレクスプライン２３に破断が生じた際における筒状部２５の拡開を規制するようになっている。   In the present embodiment, a cylindrical guide member 36 that surrounds the cylindrical portion 25 is provided outside the cylindrical portion 25. In the present embodiment, the guide member 36 extends in the axial direction along the tubular portion 25 from the inner wall surface of the lower lid portion 27. And thereby, the expansion of the cylindrical part 25 when the fracture | rupture arises in the flexspline 23 is controlled.

即ち、筒状部２５と底部２６との接続部２８において生じた破断は、筒状部２５の歯底の亀裂というかたちで同筒状部２５の軸方向に沿って進行する。そして、この亀裂により筒状部２５が破断し径方向に拡開することで、同筒状部２５とサーキュラスプライン２１との噛み合いが弱まり、第１シャフト９と第２シャフト１０との間の連結を有効に維持できなくなるおそれがある。そこで、本実施形態では、ガイド部材３６により、こうした破断時における筒状部２５の拡開を規制することで、第１シャフト９及び第２シャフト１０間の連結を維持し、ステアリングフリーとなる事態を回避するようになっている。   That is, the breakage that occurs in the connecting portion 28 between the tubular portion 25 and the bottom portion 26 proceeds along the axial direction of the tubular portion 25 in the form of a crack in the tooth bottom of the tubular portion 25. The cylindrical portion 25 is broken by this crack and expanded in the radial direction, so that the engagement between the cylindrical portion 25 and the circular spline 21 is weakened, and the connection between the first shaft 9 and the second shaft 10 is reduced. May not be effectively maintained. Therefore, in the present embodiment, the guide member 36 restricts the expansion of the cylindrical portion 25 at the time of breakage, so that the connection between the first shaft 9 and the second shaft 10 is maintained and the steering becomes free. To avoid.

以上、本実施形態によれば、以下のような作用・効果を得ることができる。
（１）伝達比可変装置８は、第１シャフト９とともに一体回転するサーキュラスプライン２１と、該サーキュラスプライン２１に噛合されるとともに第２シャフト１０に連結されるフレクスプライン２３とを備える。フレクスプライン２３は、サーキュラスプライン２１に噛合される筒状部２５と該筒状部２５の一端に設けられた底部２６とを有してカップ状に形成され、第２シャフト１０は、その底部２６に連結される。そして、筒状部２５には、第２シャフト１０と一体に設けられたストッパ部材３０が係合される。 As described above, according to the present embodiment, the following operations and effects can be obtained.
(1) The transmission ratio variable device 8 includes a circular spline 21 that rotates integrally with the first shaft 9, and a flex spline 23 that meshes with the circular spline 21 and is connected to the second shaft 10. The flex spline 23 has a cylindrical portion 25 meshed with the circular spline 21 and a bottom portion 26 provided at one end of the cylindrical portion 25, and is formed in a cup shape. The second shaft 10 has a bottom portion 26. Connected to A stopper member 30 provided integrally with the second shaft 10 is engaged with the tubular portion 25.

上記構成によれば、ストッパ部材３０により第２シャフト１０と筒状部２５との相対回転が規制される。従って、フレクスプライン２３において、サーキュラスプライン２１に噛合された筒状部２５と第２シャフト１０に連結された底部２６との接続部２８に破断が生じた場合であっても、第１シャフト９と第２シャフト１０との連結を維持し、ステアリングフリーとなることを防止することができる。   According to the above configuration, the relative rotation between the second shaft 10 and the cylindrical portion 25 is restricted by the stopper member 30. Therefore, in the flex spline 23, even when the connection portion 28 between the cylindrical portion 25 meshed with the circular spline 21 and the bottom portion 26 connected to the second shaft 10 is broken, the first shaft 9 and The connection with the second shaft 10 can be maintained, and the steering free operation can be prevented.

（２）ストッパ部材３０は、軸部３１と該軸部３１の一端に設けられたフランジ部３２とからなり、筒状部２５の内側において同筒状部２５と同軸に配置される。そして、その軸部３１が第２シャフト１０に対して相対回転不能に固定され、フランジ部３２に形成された係合凹部３４が筒状部２５に形成された係合突部３３と係合される。   (2) The stopper member 30 includes a shaft portion 31 and a flange portion 32 provided at one end of the shaft portion 31, and is disposed coaxially with the tubular portion 25 inside the tubular portion 25. The shaft portion 31 is fixed so as not to rotate relative to the second shaft 10, and the engagement recess 34 formed in the flange portion 32 is engaged with the engagement protrusion 33 formed in the tubular portion 25. The

即ち、カップ状のフレクスプライン２３においては、その筒状部２５の可撓性を確保するために同筒状部２５にある程度の軸方向長さが要求される。従って、上記構成のように、その筒状部２５の内側にストッパ部材３０を配置することで、本来デッドスペースとなる空間を有効に利用して小型化の要請に応えることができる。   That is, in the cup-shaped flexspline 23, the tubular portion 25 is required to have a certain axial length in order to ensure the flexibility of the tubular portion 25. Therefore, by arranging the stopper member 30 inside the cylindrical portion 25 as in the above configuration, it is possible to effectively use the space that originally becomes a dead space and meet the demand for downsizing.

（３）フランジ部３２側の各係合凹部３４内には、弾性部材からなる緩衝部材３５が配設される。そして、各係合凹部３４は、これら緩衝部材３５を介して筒状部２５側の各係合突部３３と係合される。   (3) A buffer member 35 made of an elastic member is disposed in each engaging recess 34 on the flange portion 32 side. Each engagement recess 34 is engaged with each engagement protrusion 33 on the cylindrical portion 25 side via these buffer members 35.

上記構成によれば、係合凹部３４と各係合突部３３との係合部におけるガタを抑えるとともに、緩衝部材３５によって振動が吸収される。従って、高い静粛性を実現することができる。   According to the above configuration, backlash at the engaging portion between the engaging recess 34 and each engaging protrusion 33 is suppressed, and vibration is absorbed by the buffer member 35. Therefore, high silence can be realized.

（４）筒状部２５の外側には、同筒状部２５を包囲する筒状のガイド部材３６が設けられる。このような構成とすれば、筒状部２５と底部２６との接続部２８において生じた破断が、筒状部２５の歯底の亀裂というかたちで進行し同筒状部２５が破断した場合であっても、該筒状部２５の径方向への拡開を抑えることができる。これにより、同筒状部２５の拡開に伴うサーキュラスプライン２１との噛み合いの低下を防止して、第１シャフト９と第２シャフト１０との間の連結を維持することができる。   (4) A cylindrical guide member 36 surrounding the cylindrical portion 25 is provided outside the cylindrical portion 25. With such a configuration, the break that occurred in the connection portion 28 between the tubular portion 25 and the bottom portion 26 proceeds in the form of a crack in the tooth bottom of the tubular portion 25, and the tubular portion 25 is broken. Even if it exists, the expansion to the radial direction of this cylindrical part 25 can be suppressed. Thereby, the fall of meshing with the circular spline 21 accompanying the expansion of the cylindrical part 25 can be prevented, and the connection between the first shaft 9 and the second shaft 10 can be maintained.

なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
・本実施形態では、本発明を車両用の伝達比可変装置８に具体化したが、これ以外の用途に具体化してもよい。 In addition, you may change this embodiment as follows.
In the present embodiment, the present invention is embodied in the transmission ratio variable device 8 for a vehicle, but may be embodied in other applications.

・本実施形態では、ハウジングが回転軸（入力軸）とともに一体する一体回転型の伝達比可変装置８に具体化したが、ハウジングが非回転部位に固定されるハウジング固定型の伝達比可変装置に具体化してもよい。   In the present embodiment, the housing is embodied as the integral rotation type transmission ratio variable device 8 in which the housing is integrated with the rotation shaft (input shaft). However, the housing is a fixed housing type transmission ratio variable device in which the housing is fixed to the non-rotating portion. It may be embodied.

具体的には、例えば、図５に示すように、ハウジング固定型の伝達比可変装置４１において、モータ４２には、中空状のモータ軸４３を有するブラシレスモータが採用される。そして、同モータ４２は、波動歯車機構４４のステアリング側（同図中左側）において、入力軸４５と同軸となるようにハウジング４６に固定されるとともに、そのモータ軸４３の一端に波動発生器４７が連結される。一方、この伝達比可変装置４１において、波動歯車機構４４は、そのカップ状をなすフレクスプライン４８がサーキュラスプライン４９よりも反ステアリング側（同図中右側）となるように配置されている。そして、入力軸４５はこのモータ軸４３に挿通されることにより、フレクスプライン４８の底部５０に連結され、同フレクスプライン４８の筒状部５１に噛合されたサーキュラスプライン４９は、連結部材５２を介して出力軸５３と連結される。   Specifically, for example, as shown in FIG. 5, a brushless motor having a hollow motor shaft 43 is employed as the motor 42 in the transmission ratio variable device 41 of a fixed housing type. The motor 42 is fixed to the housing 46 so as to be coaxial with the input shaft 45 on the steering side (left side in the figure) of the wave gear mechanism 44, and a wave generator 47 is provided at one end of the motor shaft 43. Are concatenated. On the other hand, in the transmission ratio variable device 41, the wave gear mechanism 44 is disposed such that the flex spline 48 that forms the cup shape is on the side opposite to the steering (the right side in the figure) than the circular spline 49. The input shaft 45 is inserted into the motor shaft 43 to be connected to the bottom portion 50 of the flexspline 48, and the circular spline 49 meshed with the cylindrical portion 51 of the flexspline 48 is connected via the connecting member 52. To the output shaft 53.

このような伝達比可変装置４１においては、ストッパ部材５４は、筒状部５１の内側において入力軸４５に固定される。そして、その外周に形成された嵌合凹部５５が筒状部５１の内周に形成された嵌合突部５６に係合される構成とすればよい。   In such a transmission ratio variable device 41, the stopper member 54 is fixed to the input shaft 45 inside the cylindrical portion 51. And what is necessary is just to set it as the structure by which the fitting recessed part 55 formed in the outer periphery is engaged with the fitting protrusion 56 formed in the inner periphery of the cylindrical part 51. FIG.

ところで、通常、伝達比可変装置においては、ＩＧオフ時やシステム異常発生時等には、フェールセーフの観点から、ロック装置５７によって、ハウジング４６とモータ軸４３とをロックすることにより、操舵トルク或いは反力トルクの入力時におけるモータ軸４３の自由回転を防止し、これにより入力軸４５と出力軸５３との相対回転を規制する。   By the way, in the transmission ratio variable device, normally, when the IG is off or when a system abnormality occurs, the locking device 57 locks the housing 46 and the motor shaft 43 from the viewpoint of fail-safe, so that the steering torque or The free rotation of the motor shaft 43 when the reaction torque is input is prevented, and thereby the relative rotation between the input shaft 45 and the output shaft 53 is restricted.

しかしながら、こうしたハウジング固定型の伝達比可変装置４１においては、モータ軸４３の自由回転は防止されるものの、波動発生器４７の作動が停止するわけではない。即ち、図２に示すハウジング一体回転型の伝達比可変装置８では、ロック装置の作動によって、モータ軸７ａは入出力軸（第１シャフト９及び第２シャフト１０）とともに一体回転し、これにより波動発生器２４は停止状態となる。しかし、図４に示すハウジング固定型の伝達比可変装置４１においては、入力軸４５及び出力軸５３はステアリング操作に伴い回転するのに対し、ハウジング４６にロックされたモータ軸４３は回転しない。このため、見かけ上、波動発生器４７（のフレクスプライン押圧部位）は、フレクスプライン４８の内側において同フレクスプライン４８と反対方向に回転することとなり、これに伴い、フレクスプライン４８とサーキュラスプライン４９との噛合部が回転する。   However, in such a fixed housing type transmission ratio variable device 41, although the motor shaft 43 is prevented from free rotation, the operation of the wave generator 47 does not stop. That is, in the housing-integrated rotation type transmission ratio variable device 8 shown in FIG. 2, the motor shaft 7a is rotated together with the input / output shafts (the first shaft 9 and the second shaft 10) by the operation of the lock device, thereby causing the wave motion. The generator 24 is stopped. However, in the fixed housing transmission ratio variable device 41 shown in FIG. 4, the input shaft 45 and the output shaft 53 rotate with the steering operation, whereas the motor shaft 43 locked to the housing 46 does not rotate. For this reason, the wave generator 47 (the flexspline pressing portion thereof) apparently rotates in the opposite direction to the flexspline 48 inside the flexspline 48, and accordingly, the flexspline 48 and the circular spline 49 The meshing part of the gear rotates.

つまり、こうしたロック時におけるフレクスプライン４８とサーキュラスプライン４９との噛合部が回転する際、例えばＩＧオフによりロック装置５７が作動した状態で据え切りを行った場合等には、極めて大きなトルク（６０Ｎｍ〜７０Ｎｍ程度）がその噛合部に作用することになる。そのため、フレクスプライン４８とサーキュラスプライン４９との噛合部に「歯飛び（ラチェッティング）」が発生するおそれがある。   In other words, when the meshing portion of the flex spline 48 and the circular spline 49 rotates at the time of such locking, for example, when the stationary device is operated with the lock device 57 activated by turning off the IG, an extremely large torque (60 Nm˜ (About 70 Nm) acts on the meshing portion. Therefore, there is a possibility that “tooth jump (ratcheting)” may occur at the meshing portion of the flexspline 48 and the circular spline 49.

ところが、上記の伝達比可変装置４１に示すように、カップ状のフレクスプライン４８を入力軸４５側に連結した場合、上記ロック状態における据え切り時には、サーキュラスプライン４９の回転がフレクスプライン４８の回転に伴う従属的なものとなり、同サーキュラスプライン４９には、これに対する反力トルクが印加されることになる。従って、フレクスプライン４８よりもサーキュラスプライン４９の歯数が大であるという前提（通常）であれば、サーキュラスプライン４９は、その内歯の歯間からフレクスプライン４８の外歯が脱離する際、その摩擦によって径方向内側に引き込まれる形となる。このため、上述のような歯飛びの問題は発生しにくい。   However, as shown in the transmission ratio variable device 41, when the cup-shaped flexspline 48 is connected to the input shaft 45 side, the rotation of the circular spline 49 becomes the rotation of the flexspline 48 at the time of stationary in the locked state. Accordingly, a reaction torque against the circular spline 49 is applied to the circular spline 49. Accordingly, if the number of teeth of the circular spline 49 is larger (usually) than the flexspline 48, the circular spline 49 is used when the external teeth of the flexspline 48 are detached from between the teeth of the internal teeth. It becomes a shape pulled inward in the radial direction by the friction. For this reason, the problem of tooth skipping as described above hardly occurs.

尚、こうした「歯飛び」の防止効果は、波動発生器４７に対する入力軸４５の接続関係により決定されるものであるため、当然ながら、ストッパ部材５４の有無を問うものではない。従って、この点に注目するならば、ハウジング固定型の場合、図６に示す伝達比可変装置６１のように、図５に示す伝達比可変装置４１からストッパ部材５４を廃したものであってもフレクスプライン４８を入力軸４５側に接続する構成とするのが望ましい。   Note that the effect of preventing such “tooth skipping” is determined by the connection relationship of the input shaft 45 with respect to the wave generator 47, and therefore, it does not matter whether the stopper member 54 is present. Therefore, if attention is paid to this point, in the case of the fixed housing type, even if the stopper member 54 is eliminated from the transmission ratio variable device 41 shown in FIG. 5, like the transmission ratio variable device 61 shown in FIG. It is desirable that the flex spline 48 be connected to the input shaft 45 side.

・本実施形態では、ストッパ部材３０（のフランジ部３２）側に係合凹部３４を形成し、フレクスプライン２３の筒状部２５側に係合突部３３を形成した。しかし、これに限らず、ストッパ部材３０（のフランジ部３２）側に係合突部を形成し、筒状部２５側に係合凹部（孔）を形成する構成としてもよい。また、ストッパ部材３０の形状もまた任意に変更してもよい。   In the present embodiment, the engagement recess 34 is formed on the stopper member 30 (the flange portion 32) side, and the engagement protrusion 33 is formed on the tubular portion 25 side of the flexspline 23. However, the present invention is not limited to this, and an engaging protrusion may be formed on the stopper member 30 (the flange portion 32) side, and an engaging recess (hole) may be formed on the cylindrical portion 25 side. Further, the shape of the stopper member 30 may also be arbitrarily changed.

・本実施形態では、フランジ部３２側の各係合凹部３４内に、弾性部材からなる緩衝部材３５を配設したが、筒状部２５側の各係合突部３３を同様の緩衝部材にて被覆してもよく、つまりは両者の係合部にこのような緩衝部材が介在されればよい。尚、筒状部２５と第２シャフト１０との相対回転を規制する観点からは、必ずしもこうした緩衝部材を設ける必要はないが、上記（３）に記載のように、静粛性の観点からは、同緩衝部材を設けることがより望ましいのはいうまでもない。   In this embodiment, the buffer member 35 made of an elastic member is disposed in each engagement recess 34 on the flange portion 32 side, but each engagement protrusion 33 on the cylindrical portion 25 side is used as a similar buffer member. In other words, it is sufficient that such a buffer member is interposed between the engaging portions of the two. In addition, from the viewpoint of regulating the relative rotation between the cylindrical portion 25 and the second shaft 10, it is not always necessary to provide such a buffer member, but as described in (3) above, from the viewpoint of quietness, Needless to say, it is more desirable to provide the buffer member.

ステアリング装置の概略構成図。The schematic block diagram of a steering device. 伝達比可変装置の断面図。Sectional drawing of a transmission ratio variable apparatus. 波動歯車機構近傍の拡大断面図。The expanded sectional view of a wave gear mechanism vicinity. Ａ−Ａ断面図。AA sectional drawing. 別例の伝達比可変装置の断面図。Sectional drawing of the transmission ratio variable apparatus of another example. 別例の伝達比可変装置の断面図。Sectional drawing of the transmission ratio variable apparatus of another example.

符号の説明Explanation of symbols

１…ステアリング装置、７，４２…モータ、８，４１，６１…伝達比可変装置、９…第１シャフト、１０…第２シャフト、１１，４４…波動歯車機構、２１，４９…サーキュラスプライン、２３，４８…フレクスプライン、２４，４７…波動発生器、２５，５１…筒状部、２６，５０…底部、２８…接続部、３０，５４…ストッパ部材、３１…軸部、３２…フランジ部、３３，５６…係合突部、３４，５５…係合凹部、３５…緩衝部材、３６…ガイド部材、４５…入力軸、５３…出力軸、５７…ロック装置。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Steering device, 7, 42 ... Motor, 8, 41, 61 ... Transmission ratio variable device, 9 ... 1st shaft, 10 ... 2nd shaft, 11, 44 ... Wave gear mechanism, 21, 49 ... Circular spline, 23 , 48 ... flex spline, 24, 47 ... wave generator, 25, 51 ... cylindrical part, 26, 50 ... bottom part, 28 ... connection part, 30, 54 ... stopper member, 31 ... shaft part, 32 ... flange part, 33, 56 ... engaging protrusions, 34, 55 ... engaging recesses, 35 ... buffer members, 36 ... guide members, 45 ... input shafts, 53 ... output shafts, 57 ... lock devices.

Claims (6)

サーキュラスプラインと、前記サーキュラスプラインの内側において該サーキュラスプラインと部分的に噛み合うように同軸配置されるフレクスプラインとを備え、前記フレクスプラインは、前記サーキュラスプラインに噛合される筒状部と、該筒状部の一端に設けられ回転軸に連結される底部とを備えてなる波動歯車機構の連結構造であって、
前記回転軸と一体に設けられ前記筒状部に係合されることにより前記回転軸と前記筒状部との相対回転を規制する規制手段を設けたこと、
を特徴とする波動歯車機構の連結構造。 A circular spline, and a flexspline that is coaxially disposed so as to partially mesh with the circular spline inside the circular spline, the flexspline having a cylindrical portion meshed with the circular spline, and the cylindrical shape A wave gear mechanism coupling structure comprising a bottom portion provided at one end of a portion and coupled to a rotating shaft,
A restricting means for restricting relative rotation between the rotating shaft and the tubular portion by being provided integrally with the rotating shaft and being engaged with the tubular portion;
A wave gear mechanism coupling structure characterized by the above. 請求項１に記載の波動歯車機構の連結構造において、
前記規制手段は、前記筒状部の内側に設けられること、
を特徴とする波動歯車機構の連結構造。 In the connection structure of the wave gear mechanism according to claim 1,
The restricting means is provided inside the tubular portion;
A wave gear mechanism coupling structure characterized by the above. 請求項１又は請求項２に記載の波動歯車機構の連結構造において、
前記筒状部と前記規制手段との係合部には、弾性材料からなる緩衝部材が介在されること、を特徴とする波動歯車機構の連結構造。 In the connection structure of the wave gear mechanism according to claim 1 or 2,
A coupling structure for a wave gear mechanism, wherein a buffer member made of an elastic material is interposed in an engaging portion between the cylindrical portion and the regulating means. 請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の波動歯車機構の連結構造において、
前記筒状部の外側には、該筒状部の拡開を規制するガイド部材が設けられること、
を特徴とする波動歯車機構の連結構造。 In the connection structure of the wave gear mechanism according to any one of claims 1 to 3,
A guide member for restricting the expansion of the tubular portion is provided outside the tubular portion;
A wave gear mechanism coupling structure characterized by the above. 波動歯車機構を差動機構として用いることにより、入力軸の回転にモータ駆動に基づく回転を上乗せして出力軸に伝達する伝達比可変装置であって、
前記波動歯車機構は、請求項１〜請求項４の何れか一項に記載の連結構造により前記入力軸又は出力軸に連結されること、を特徴とする伝達比可変装置。 A transmission ratio variable device that uses a wave gear mechanism as a differential mechanism to add rotation based on motor drive to rotation of an input shaft and transmit the rotation to an output shaft
The transmission gear variable device according to claim 1, wherein the wave gear mechanism is connected to the input shaft or the output shaft by the connection structure according to any one of claims 1 to 4. ステアリング操作に基づく入力軸の回転にモータ駆動に基づく回転を上乗せして出力軸に伝達する差動機構と、前記差動機構及び駆動源であるモータを収容するとともに非回転部位に固定されるハウジングとを備え、前記差動機構には、サーキュラスプラインと、前記サーキュラスプラインの内側において該サーキュラスプラインに噛合される筒状部と該筒状部の一端に設けられた底部とからなるカップ状のフレクスプラインとを備えてなる波動歯車機構が用いられるとともに、前記フレクスプラインの底部には、前記入力軸が連結された伝達比可変装置。   A differential mechanism that adds rotation based on motor driving to rotation of an input shaft based on steering operation and transmits the rotation to an output shaft, and a housing that houses the differential mechanism and a motor that is a driving source and is fixed to a non-rotating portion The differential mechanism includes a circular spline, a cup-shaped flexure including a cylindrical portion meshed with the circular spline inside the circular spline, and a bottom portion provided at one end of the cylindrical portion. A transmission ratio variable device in which a wave gear mechanism including a spline is used, and the input shaft is connected to the bottom of the flexspline.

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