JP2015045392A

JP2015045392A - 変速装置

Info

Publication number: JP2015045392A
Application number: JP2013177847A
Authority: JP
Inventors: 渡辺　達也; Tatsuya Watanabe; 達也渡辺
Original assignee: Keihin Corp
Current assignee: Keihin Corp
Priority date: 2013-08-29
Filing date: 2013-08-29
Publication date: 2015-03-12

Abstract

【課題】簡易な構成で潤滑油の回転電機への浸入を抑制でき、これによって、回転電機の低廉化を図ることができる変速装置を提供する。【解決手段】本発明に係る変速装置１０は、ハウジング１２内に設けられて回転電機１００の第１軸部１０２と潤滑環境下にある第２軸部１０４とが連結された遊星歯車機構１４を備える。ハウジング１２には、第２軸部１０４に連結されたリングギア３６の外周側で径方向に延在する壁部２６が形成され、変速装置１０は、リングギア３６と共に回転可能に設けられて壁部２６に近接して対向するフランジ部５０を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、回転電機の第１軸部と潤滑環境下にある第２軸部とが連結された遊星歯車機構を備える変速装置に関する。

電動パワーステアリング装置は、モータの回転駆動力を減速して出力軸部に伝達する減速装置を備えている。この種の減速装置は、例えば、モータの駆動軸部に連結された太陽ギアと、太陽ギアに噛合する遊星ギアと、出力軸部に連結されて遊星ギアに噛合するリングギアとを含む遊星歯車機構を有している（特許文献１参照）。

特開平８−２９１８４８号公報

しかしながら、上述した従来技術では、潤滑油の流通を阻止するシール機構を減速装置に設けていないので、出力軸部側の潤滑油が遊星歯車機構を介してモータに浸入することがある。この場合、耐油機能を有したモータを用いる必要があり、モータ（回転電機）が高騰化するおそれがある。

本発明は、このような課題を考慮してなされたものであり、簡易な構成で潤滑油の回転電機への浸入を抑制でき、これによって、回転電機の低廉化を図ることができる変速装置を提供することを目的とする。

本発明に係る変速装置は、ハウジングと、前記ハウジング内に設けられて回転電機の第１軸部と潤滑環境下にある第２軸部とが連結された遊星歯車機構とを備える変速装置において、前記遊星歯車機構は、太陽ギアと、前記太陽ギアに噛合する遊星ギアと、前記第２軸部に連結されて前記遊星ギアに噛合するリングギアと、を有し、前記ハウジングには、前記リングギアの外周側で径方向に延在する壁部が形成され、前記リングギアと共に回転可能に設けられて前記壁部に近接して対向するシール部を備える、ことを特徴とする。

本発明に係る変速装置によれば、リングギアの外周側で径方向に延在する壁部に近接して対向するシール部を備えているので、簡易な構成で第２軸部側の潤滑油が遊星歯車機構を介して回転電機に浸入することを抑制できる。これにより、回転電機自体に耐油機能を設ける必要がないため、回転電機の低廉化を図ることができる。

上記の変速装置において、前記太陽ギア、前記遊星ギア及び前記リングギアは、耐油性を有さない樹脂材料で構成されていてもよい。

このような構成によれば、太陽ギア、遊星ギア及びリングギアを金属材料で構成した場合と比較して、変速装置を軽量化することができる。また、耐油性を有さない樹脂材料を用いているため、耐油性樹脂材料を用いた場合と比較して、変速装置の製造コストを低減することができる。なお、シール部によって遊星歯車機構への潤滑油の浸入が抑制されているので、耐油性を有さない樹脂材料で構成された太陽ギア、遊星ギア及びリングギアが潤滑油によって劣化することはない。

上記の変速装置において、前記第２軸部を前記リングギアに保持するための保持部を備え、前記シール部は、前記保持部に一体的に形成されていてもよい。

このような構成によれば、シール部を保持部に対して別体に設ける構成と比較して、変速装置の部品点数及び組立工数の低減を図ることができる。

上記の変速装置において、前記壁部は、円環状に形成され、前記シール部は、前記リングギアの径方向に延在すると共に円環状に形成されていてもよい。この場合、潤滑油の遊星歯車機構への浸入を効率的に抑制できる。

上記の変速装置において、前記ハウジングには、前記壁部から前記第２軸部側に突出した円環状の突出部が形成され、前記シール部は、前記突出部に近接していてもよい。

このような構成によれば、突出部とシール部とが近接しているので、潤滑油の遊星歯車機構への浸入を一層効率的に抑制できる。

本発明の変速装置によれば、リングギアの外周側で径方向に延在する壁部に近接して対向するシール部を備えているので、簡易な構成で潤滑油の回転電機への浸入を抑制でき、これによって、回転電機の低廉化を図ることができる。

本発明の一実施形態に係る変速装置の縦断面図である。図１に示す変速装置の一部拡大断面図である。

以下、本発明に係る変速装置について好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。

本実施形態に係る変速装置１０は、例えば、内燃機関のバルブタイミング可変コントロール装置、変速機の変速コントロール装置、電動パワーステアリング装置等の各種装置に適用することができる。

図１に示すように、変速装置１０は、回転電機１００の第１軸部１０２と潤滑環境下にある第２軸部１０４との間で回転駆動力を変速して伝達する。回転電機１００は、例えば、電動機又は発電機として用いられる。

第２軸部１０４は、第１軸部１０２と同軸に配設された第２軸部本体１０６と、第２軸部本体１０６から径方向外方に延出した円環状の連結部１０８とを有している。第２軸部本体１０６には、円環状のギア１１０が外嵌されている。

変速装置１０は、ハウジング１２と、ハウジング１２内に設けられて回転電機１００の第１軸部１０２と第２軸部１０４の連結部１０８とが連結された遊星歯車機構１４とを備えている。ハウジング１２は、回転電機１００の第１軸部１０２を軸支する軸受１６が設けられた円環状の支持壁部１８と、支持壁部１８の外周部から一方の側（矢印Ａ方向）に延出した側壁部２０と、側壁部２０に連なり第１軸部１０２の径方向に延出した取付部２２とを有している。支持壁部１８の外径寸法は、遊星歯車機構１４の外径寸法よりも大きく形成されている。

側壁部２０は、遊星歯車機構１４の外周側に位置している。また、側壁部２０は、支持壁部１８の外周部から一方の側に突出した第１壁部２４と、第１壁部２４の先端から径方向外方に突出した円環状の第２壁部（壁部）２６と、第２壁部２６の外周部から一方の側に突出して取付部２２に連なる第３壁部（突出部）２８とを含む。第１〜第３壁部２４、２６、２８の突出長は、任意に設定可能である。取付部２２は、例えば、変速機等の油圧装置に取り付けられる。

遊星歯車機構１４は、側壁部２０の内側に位置した状態でハウジング１２に収容されている。遊星歯車機構１４は、第１軸部１０２に外嵌された太陽ギア３０と、太陽ギア３０に噛合する複数の遊星ギア３２と、これら遊星ギア３２の位置関係を保持するキャリア３４と、複数の遊星ギア３２に噛合するリングギア３６とを有している。

太陽ギア３０及び各遊星ギア３２は円環状の外歯歯車として構成され、リングギア３６は内歯歯車として構成されている。本実施形態では、太陽ギア３０、各遊星ギア３２及びリングギア３６は、耐油性を有さない樹脂材料で構成されている。この効果については後述する。ただし、太陽ギア３０、各遊星ギア３２及びリングギア３６は、例えば、金属材料等の任意の材料で構成することも可能である。

キャリア３４は、各遊星ギア３２を挿通する複数の支持ピン３８と、これら支持ピン３８の一端部が固着された環状部４０とを含む。各支持ピン３８には、各遊星ギア３２を軸支する軸受４２が設けられており、環状部４０には、第２軸部１０４を軸支する軸受４４が設けられている。なお、各支持ピン３８の他端部は、支持壁部１８に固定されている。すなわち、本実施形態において、キャリア３４は、複数の支持ピン３８を介してハウジング１２に固定されている。

リングギア３６の外周面には、第２軸部１０４を構成する連結部１０８の外周部が配設される環状溝４６が形成されている。これにより、遊星歯車機構１４の一方の側が第２軸部１０４によって覆われることとなる。すなわち、第２軸部１０４側の潤滑油の遊星歯車機構１４への流入が抑制される。なお、連結部１０８は、リングギア３６の一方の面に当接している。

リングギア３６の外周部には、連結部１０８をリングギア３６に保持するための保持プレート（保持部）４８と、保持プレート４８からリングギア３６の径方向外方に延出したフランジ部（シール部）５０とが設けられている。すなわち、保持プレート４８とフランジ部５０は、リングギア３６と共に回転する。

保持プレート４８とフランジ部５０は、例えば、環状板をプレス成形することによって一体的に形成されている。この場合、保持プレート４８とフランジ部５０とを別体に設ける構成と比較して、変速装置１０の部品点数及び組立工数を低減することができる。ただし、保持プレート４８とフランジ部５０とは、別体で構成することも可能である。

図２に示すように、保持プレート４８は、リングギア３６の外周側に設けられて連結部１０８の外周部が当接する円筒部５２と、円筒部５２の他端部（矢印Ｂ方向の端部）から内側に突出してリングギア３６の他方の面に当接する当接部５４とを有している。これにより、保持プレート４８と連結部１０８とでリングギア３６が挟持される。

フランジ部５０は、円筒部５２の一端部から第３壁部２８の近傍までリングギア３６の径方向に延在すると共に円環状に形成されている。すなわち、フランジ部５０は、リングギア３６の外周側で径方向に延在した第２壁部２６に近接して対向すると共に第３壁部２８に近接している。

フランジ部５０と第２壁部２６の間隔Ｌ１は、例えば、フランジ部５０の厚み寸法以下に設定することができる。これにより、第２軸部１０４側の潤滑油がフランジ部５０と第２壁部２６の間の隙間を流通することを好適に抑えることができる。

また、フランジ部５０と第３壁部２８の間隔Ｌ２は、前記間隔Ｌ１よりも僅かに大きく設定してもよい。この場合、フランジ部５０の外径の寸法公差が過度に厳しくなることを防止することができる。すなわち、フランジ部５０の外径に適当な寸法公差を設定した場合であっても、フランジ部５０と第３壁部２８とが接触することはない。

本実施形態に係る変速装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、以下、その作用及び効果について説明する。

本実施形態では、例えば、回転電機１００を電動機として用いる場合、回転電機１００の第１軸部（駆動軸部）１０２が回転駆動すると、第１軸部１０２に外嵌されている太陽ギア３０が回転すると共に太陽ギア３０に噛合している複数の遊星ギア３２が回転する。このとき、キャリア３４が支持ピン３８を介してハウジング１２に固定されているので、複数の遊星ギア３２は太陽ギア３０の周りを公転することはなく自転する。複数の遊星ギア３２が回転すると、これら遊星ギア３２に噛合しているリングギア３６が回転し、リングギア３６に連結されている第２軸部（出力軸部）１０４が回転することとなる。これにより、回転電機１００の第１軸部１０２の回転駆動力が変速装置１０で減速されて第２軸部１０４に伝達される。

一方、例えば、回転電機１００を発電機として用いる場合、第２軸部１０４が回転駆動すると、リングギア３６、複数の遊星ギア３２及び太陽ギア３０を介して第１軸部１０２が回転する。これにより、第２軸部１０４の回転駆動力が変速装置１０によって増速されて第１軸部１０２に伝達されることとなる。

本実施形態によれば、リングギア３６の外周側で径方向に延在する第２壁部２６に近接して対向するフランジ部５０を設けているので、簡易な構成で第２軸部１０４側の潤滑油が遊星歯車機構１４を介して回転電機１００に浸入することを抑制できる。これにより、回転電機１００自体に耐油機能を設ける必要がないため、回転電機１００の低廉化を図ることができる。

また、フランジ部５０がリングギア３６の径方向に延在すると共に円環状に形成されているので、潤滑油の遊星歯車機構１４への浸入を効率的に抑制できる。さらに、フランジ部５０が、第２壁部２６から第２軸部本体１０６側に突出した円環状の第３壁部２８に近接しているので、潤滑油の遊星歯車機構１４への浸入を一層効率的に抑制できる。

本実施形態において、太陽ギア３０、各遊星ギア３２及びリングギア３６は、耐油性を有さない樹脂材料で構成されている。そのため、これらギアを金属材料で構成した場合と比較して変速装置１０を軽量化することができる。また、耐油性樹脂材料を用いた場合と比較して変速装置１０の製造コストを低減することができる。なお、フランジ部５０によって遊星歯車機構１４への潤滑油の浸入が抑制されているので、耐油性を有さない樹脂材料で構成された太陽ギア３０、各遊星ギア３２及びリングギア３６が潤滑油によって劣化することはない。

本実施形態によれば、第２軸部１０４の連結部１０８をリングギア３６に保持するための保持プレート４８とフランジ部５０とを一体的に形成しているので、これら部材を別体に設ける構成と比較して、変速装置１０の部品点数及び組立工数の低減を図ることができる。

本実施形態に係る変速装置１０は、上述した構成に限定されない。例えば、保持プレート４８は、第２軸部１０４と一体的に形成されていてもよい。この場合、部品点数をさらに低減することが可能となる。

また、回転電機１００の第１軸部１０２をキャリア３４に連結してもよい。この場合、太陽ギア３０を固定すると共に、各遊星ギア３２が太陽ギア３０の周りを自転しながら公転する。このような構成であっても、回転電機１００の第１軸部１０２と第２軸部１０４との間で回転駆動力を変速して伝達することが可能である。

本発明に係る変速装置は、上述の実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成乃至工程を採り得ることはもちろんである。

１０…変速装置１２…ハウジング
１４…遊星歯車機構１８…支持壁部
２０…側壁部２２…取付部
２４…第１壁部２６…第２壁部（壁部）
２８…第３壁部（突出部）３０…太陽ギア
３２…遊星ギア３４…キャリア
３６…リングギア４８…保持プレート（保持部）
５０…フランジ部１００…回転電機
１０２…第１軸部１０４…第２軸部

Claims

ハウジングと、前記ハウジング内に設けられて回転電機の第１軸部と潤滑環境下にある第２軸部とが連結された遊星歯車機構とを備える変速装置において、
前記遊星歯車機構は、
太陽ギアと、
前記太陽ギアに噛合する遊星ギアと、
前記第２軸部に連結されて前記遊星ギアに噛合するリングギアと、を有し、
前記ハウジングには、前記リングギアの外周側で径方向に延在する壁部が形成され、
前記リングギアと共に回転可能に設けられて前記壁部に近接して対向するシール部を備える、
ことを特徴とする変速装置。
請求項１記載の変速装置において、
前記太陽ギア、前記遊星ギア及び前記リングギアは、耐油性を有さない樹脂材料で構成されている、
ことを特徴とする変速装置。
請求項１又は２に記載の変速装置において、
前記第２軸部を前記リングギアに保持するための保持部を備え、
前記シール部は、前記保持部に一体的に形成されている、
ことを特徴とする変速装置。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の変速装置において、
前記壁部は、円環状に形成され、
前記シール部は、前記リングギアの径方向に延在すると共に円環状に形成されている、
ことを特徴とする変速装置。
請求項４記載の変速装置において、
前記ハウジングには、前記壁部から前記第２軸部側に突出した円環状の突出部が形成され、
前記シール部は、前記突出部に近接している、
ことを特徴とする変速装置。