CN107532685A - 蜗轮蜗杆减速器 - Google Patents

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Abstract

对于包括抑制啮合部的齿隙的施力单元的蜗轮蜗杆减速器，实现能够缩短蜗杆轴的末端侧部分的轴向尺寸的构造。设置有螺旋弹簧(21)，该螺旋弹簧(21)对能够以摆动轴(26)为中心进行摆动地设置的摆动部件(19)，向着以摆动轴(26)为中心的摆动方向一侧(箭头β方向)施力。设置有引导部件(18)，随着上述摆动部件(19)以上述摆动轴(26)为中心向摆动方向一侧摆动，该引导部件(18)向蜗杆轴(5a)接近蜗轮的方向即啮合方向(从图的上方向下方)移动，从而经由支承上述蜗杆轴(5a)的末端部的末端侧轴承(8a)，对蜗杆轴(5a)向着上述啮合方向施力。

Description

蜗轮蜗杆减速器
技术领域
本发明涉及为了构成电动式助力转向装置等各种机械装置而使用的蜗轮蜗杆减速器的改良。
背景技术
在对转向轮(除了叉车等特殊车辆，通常是前轮)付与转向角时，作为用于减轻驾驶员操作方向盘所需的力的减轻的装置，广泛使用助力转向装置。另外，在这样的助力转向装置中，近年来将电动马达用作辅助动力源的电动式助力转向装置也开始普及。电动式助力转向装置与液压式的助力转向装置相比，具有能够小型、轻量地构成，辅助动力的大小(力矩)的控制容易，而且发动机的动力损失较少等优点。
已知各种电动式助力转向装置的构造，但是，在任意一种构造的情况下，都是对由于方向盘的操作而被旋转的转向轴或随着该转向轴的旋转而变位的部件(构成转向齿轮单元的小齿轮轴或者齿条轴)，经由减速器付与电动马达的辅助动力。作为该减速器，一般使用蜗轮蜗杆减速器。在使用了蜗轮蜗杆减速器的电动式助力转向装置的情况下，使由电动马达旋转驱动的蜗杆轴、和与蜗轮蜗杆减速器的输出部即旋转轴一起旋转的蜗轮啮合，将电动马达的辅助动力向该旋转轴传递自如。
例如，在专利文献1中记载了图11～12所示那样的电动式助力转向装置。由方向盘1在预定方向旋转的、作为旋转轴的转向轴2的前端部被旋转自如地支承在壳体3的内侧，在该部分固定有蜗轮4。另外，使设置在蜗杆轴5的轴向中间部的蜗杆齿6啮合于该蜗轮4的状态下，利用基端侧轴承7将该蜗杆轴5的基端部，同样利用末端侧轴承8将末端部分别能够旋转地支承在壳体3的内侧。另外，通过在蜗杆轴5的基端部连接作为驱动源的电动马达9的输出轴10，从而能够旋转驱动蜗杆轴5。
在包含蜗轮4和蜗杆轴5而构成的蜗轮蜗杆减速器中，通常，在该蜗轮4与蜗杆齿6的啮合部存在不可避免的齿隙。该齿隙除了由于构成该蜗轮蜗杆减速器的各部件的尺寸误差、装配误差而产生之外，还由于蜗轮4与蜗杆齿6的齿面磨损而产生。总之，当在啮合部存在齿隙时，在改变转向轴2的旋转方向时，有可能在啮合部发生刺耳的齿敲打声。因此，在图示的构造的情况下，在蜗杆轴5的末端部在比末端侧轴承8更突出的部分外嵌有按压定位块11，在按压定位块11与壳体3之间，设置有螺旋弹簧12等弹性部件。而且，利用螺旋弹簧12，经由按压定位块11将蜗杆轴5的蜗杆齿6向蜗轮4按压。利用这样的构成，抑制蜗杆齿6与蜗轮4之间的齿隙，抑制了齿敲打声的发生。
在上述的现有构造的情况下，蜗杆轴5在比由末端侧轴承8支承的部分更靠末端侧的位置具有外嵌按压定位块11的部分。因而，相应地，蜗杆轴5的轴向尺寸变长，因此，具有改善的余地。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本国特许第4381024号公报
发明内容
本发明欲解决的技术问题
本发明是鉴于上述这样的情况，为了抑制蜗轮与蜗杆齿的啮合部的齿隙，对于包括将蜗杆轴在啮合方向施力的单元的蜗轮蜗杆减速器，实现了能够将该蜗杆轴的末端侧部分的轴向尺寸缩短的构造。
用于解决问题的技术方案
本发明的蜗轮蜗杆减速器包括壳体、蜗轮、蜗杆轴、末端侧轴承、摆动部件、施力部件、以及引导部件。
其中的蜗轮被旋转自如地支承于所述壳体。
另外，所述蜗杆轴在使设置在轴向中间部的蜗杆齿与所述蜗轮啮合的状态下，被旋转自如地支承于所述壳体，来自动力源的旋转力被传递到基端部。
另外，所述末端侧轴承将所述蜗杆轴的末端侧部分旋转自如地支承于所述壳体。
另外，所述摆动部件在所述壳体的内侧配置在所述末端侧轴承的周围部分，被设置为能够以摆动轴为中心进行摆动，其中，所述摆动轴相对于所述蜗杆轴的中心轴配置在直角的方向。
另外，所述施力部件对所述摆动部件向着以所述摆动轴为中心的摆动方向一侧施力。
另外，所述引导部件被设置为能够向啮合方向的移动，其中，所述啮合方向是所述蜗杆轴接近所述蜗轮的方向，通过随着所述摆动部件被所述施力部件向着以所述摆动轴为中心的摆动方向一侧施力，而所述引导部件向着所述啮合方向被施力，从而经由所述末端侧轴承对所述蜗杆轴向着所述啮合方向施力。
此外，在实施本发明的情况下，所述引导部件也能够与所述末端侧轴承一体(例如，与构成该末端侧轴承的外圈一体)地设置。
在实施本发明的情况下，优选的是，在所述摆动部件中，在比所述摆动轴的中心轴更位于所述啮合方向的相反方向的部分，能够设置楔部，所述楔部随着从以该摆动轴为中心的摆动方向一侧趋向另一侧而径向的壁厚增大。而且，也可以是，通过所述摆动部件被所述施力部件以所述摆动轴为中心向着摆动方向一侧施力，基于所述楔部中的被夹在所述壳体的内周面与所述引导部件的外周面之间的部分的径向的壁厚增大的倾向，所述引导部件向着所述啮合方向被施力。
另外，在实施本发明的情况下，也可以优选的是，利用在所述施力部件对所述摆动部件施力时作用于所述引导部件的反作用力，所述引导部件向着所述啮合方向被进一步施力。
另外，在实施本发明的情况下，也可以优选的是，在所述摆动部件的外周面设置有外侧球状凸面部，在所述摆动部件的内周面设置有与所述引导部件滑动接触的内侧球状凹面部，所述外侧球状凸面部的曲率中心存在于偏离所述内侧球状凹面部的曲率中心的位置。
另外，在实施本发明的情况下，也可以优选的是，在所述摆动部件和所述引导部件之中的一个部件上设置有所述摆动轴，并且，在另一个部件上设置有枢支承该摆动轴的枢支部。
另外，在实施本发明的情况下，也可以优选的是，在所述引导部件的外周面设置有以所述摆动轴的中心轴上的点为中心的内侧球状凸面部，并且，在所述摆动部件的内周面设置有与所述内侧球状凸面部球面嵌合的内侧球状凹面部。
另外，在实施本发明的情况下，也可以优选的是，在所述摆动部件上设置有摆动侧配合部，在所述引导部件上设置有引导侧配合部，基于所述两配合部彼此配合，限制所述摆动部件以所述摆动轴为中心进行摆动的范围。
另外，在实施本发明的情况下，也可以优选的是，在所述壳体的内周面与所述摆动部件的外周面之间夹持有弹性部件，利用该弹性部件的弹力，所述摆动部件向着所述啮合方向被施力。
另外，在实施本发明的情况下，也可以优选的是，利用所述弹性部件的弹力，所述摆动部件被没有径向的晃动地保持在所述壳体的内侧。
另外，在实施本发明的情况下，也可以优选的是，所述施力部件是螺旋弹簧，通过以使其内周面与所述引导部件的外周面抵接的方式使两端侧部分卡止于所述摆动部件，从而所述螺旋弹簧对所述摆动部件向着以所述摆动轴为中心的摆动方向一侧施力，并且，使由于该摆动部件的施力而作用在所述引导部件的外周面的反作用力向着啮合方向作用。
另外，在实施本发明的情况下，也可以优选的是，所述施力部件的一端侧部分对所述引导部件向着所述啮合方向施力，并且，所述施力部件的另一端侧部分对所述摆动部件向着以所述摆动轴为中心的摆动方向一侧施力。
发明效果
在如上所构成的本发明的蜗轮蜗杆式减速器的情况下，随着摆动部件以摆动轴为中心向摆动方向一侧摆动，引导部件向蜗杆轴接近蜗轮的方向即啮合方向移动，从而经由末端侧轴承对上述蜗杆轴向着啮合方向施力。因此，在该蜗杆轴的末端侧部分，不需要设置比由上述末端侧轴承支承的部分更向末端侧延长的部分。因此，相应地，能够缩短该蜗杆轴的末端侧部分的轴向尺寸。
附图说明
图1是示出本发明的第1实施方式的相当于图11的XII－XII放大剖视的图。
图2是图1的II部放大图。
图3是以摆动部件的施力方向的摆动量变大的状态示出的与图2同样的图。
图4是在蜗杆轴的末端部装配了施力单元的立体图。
图5是施力单元、安装有末端侧轴承的蜗杆轴的末端部、和壳体的分解立体图。
图6是将构成施力单元的摆动部件和施力部件和引导部件以从蜗杆轴的末端侧观察的状态示出的分解立体图。
图7同样是从基端侧观察的分解立体图。
图8是设置状态下的板簧从轴向观察的图。
图9是示出第1实施方式的变形例的、与图6同样的图。
图10是示出本发明的第2实施方式的、与图2同样的图。
图11是示出现有构造的转向装置的1个例子的局部剖面侧视图。
图12是图11的XII－XII放大剖视图。
附图标记说明
1 方向盘
2 转向轴
3、3a 壳体
4、4a 蜗轮
5、5a 蜗杆轴
6、6a 蜗杆齿
7、7a 基端侧轴承
8、8a 末端侧轴承
9 电动马达
10 输出轴
11 按压定位块
12 螺旋弹簧
13 施力单元
14 小径部
15 内圈
16 外圈
17 保持部
18、18a 引导部件
19、19a 摆动部件
20 板簧
21、21a 螺旋弹簧
22、22a 嵌合筒部
23 连结部
24 凸台部
25、25a 内侧球状凸面部
26 摆动轴
27 引导侧弹簧卡止部
28、28a 主体部
29、29a 凸缘部
30、30a 内侧球状凹面部
31 引导表面部
32、32a 外侧球状凸面部
33、33a 楔部
34 枢支凹部
35 引导槽
36 配合凹部
37 爪部
38 摆动侧弹簧卡止部
39 圆孔
40 中央配合部
41 弹性变形部
42 微小间隙
43 台阶面
44 内侧引导部
45 外侧引导部
具体实施方式
[第1实施方式]
利用图1～8说明本发明的第1实施方式。
本实施方式的蜗轮蜗杆减速器被装入到电动式助力转向装置而使用，包括：壳体3a；以及分别被收容在壳体3a的内侧的蜗轮4a、蜗杆轴5a、和施力单元13。
蜗轮4a被旋转自如地支承于壳体3a。蜗杆轴5a在使设置在轴向中间部的蜗杆齿6a与蜗轮4a啮合的状态下，由单列深沟型、4点接触型等球轴承即基端侧轴承7a将基端部(图1中的右端部)，由单列深沟型的球轴承即末端侧轴承8a将末端部(图1中的左端部)分别旋转自如地支承于壳体3a。另外，基端侧轴承7a将蜗杆轴5a以能够微小摆动变位地支承于壳体3a。另一方面，末端侧轴承8a被外嵌支承在设置在蜗杆轴5a的末端部的小径部14。因此，将末端侧轴承8a的内圈15以过盈配合外嵌固定在小径部14。在本实施方式的情况下，小径部14的末端部没有从内圈15的径向内侧突出到轴向外侧。另外，在壳体3a中的末端侧轴承8a的周围部分设置有具有单一圆筒状的内周面的圆筒状的保持部17，使保持部17的轴向外端部(图1～3、5中的左端部)向外部空间开口。而且，利用未图示的帽将保持部17的外端开口塞住。另外，通过在蜗杆轴5a的基端部连接被支承固定于壳体3a的电动马达9的输出轴10，从而能够旋转驱动蜗杆轴5a。在本实施方式的情况下，电动马达9相当于技术方案中记载的动力源。
施力单元13在保持部17的内侧设置在末端侧轴承8a的周围部分。而且，利用施力单元13，经由末端侧轴承8a对蜗杆轴5a向着蜗杆轴5a接近蜗轮4a的方向即啮合方向(图1～3中的从上方向下方的方向)施力。这样的施力单元13包括：引导部件18，其外嵌固定在末端侧轴承8a的外圈16；摆动部件19和相当于技术方案中记载的弹性部件的板簧20，其被夹持在引导部件18的外周面与保持部17的单一圆筒状的内周面之间；以及螺旋弹簧21，其跨设在引导部件18与摆动部件19之间，相当于技术方案中记载的施力部件。
此外，在以下的说明中，关于施力单元13，将图2～7中的左侧称为轴向外侧，同样将右侧称为轴向内侧。
引导部件18由铁系合金、铝系合金等金属或合成树脂以截面曲柄形(参照图3)将整体制成为圆环状。引导部件18包括：圆筒状的嵌合筒部22；圆环状的连结部23，其以从嵌合筒部22的轴向外端部向径向内侧弯曲的状态设置；以及圆筒状的凸台部24，其以从连结部23的径向内端部向轴向外侧延伸的状态，与嵌合筒部22同轴地设置。在嵌合筒部22的外周面设置有内侧球状凸面部25。另外，在内侧球状凸面部25的轴向中间部的径向相反侧的2处位置(图1～3中的纸面内外方向两侧的2处位置)，以相互同轴的方式设置有分别为截头圆锥状(不限于此，例如也可以是圆柱状、圆筒状)的1对摆动轴26。内侧球状凸面部25的曲率中心OinA存在于摆动轴26的中心轴上，具体而言，存在于摆动轴26的中心轴与引导部件18的中心轴(嵌合筒部22及凸台部24的中心轴)LA的交点上。另外，在凸台部24的轴向外半部的径向相反侧的2处位置(图1～3的纸面内外方向两侧的2箇所位置)，沿轴向形成有分别在凸台部24的轴向外端面开口的1对狭缝(缺口)状的引导侧弹簧卡止部27、27。
对于这样的引导部件18，通过将嵌合筒部22利用过盈配合、粘接等外嵌固定到外圈16，从而与外圈16同心地被支承于外圈16。与此同时，通过使连结部23的轴向内侧面抵接在外圈16的轴向外侧面，从而实现了引导部件18相对于外圈16的轴向的定位。另外，在该状态下，摆动轴26的中心轴与引导部件18的中心轴(蜗杆轴5a的中心轴)LA正交，并且被配置在与啮合方向成直角的方向(图1～3中的纸面内外方向)。
此外，在摆动部件19由于后述的楔部33的作用而移动，蜗杆轴5a向接近蜗轮4a的方向移动的情况下，摆动轴26的中心轴也可以从与啮合方向成直角的方向偏离。
另外，摆动部件19由铁系合金、铝系合金等金属或合成树脂制成为轴向两侧开口的筒状，包括主体部28、和凸缘部29。主体部28以截面大致圆弧形(参照图3)将整体制成为筒状。在主体部28的内周面的轴向中间部，设置有内侧球状凹面部30。内侧球状凹面部30的曲率中心OinB存在于摆动部件19的中心轴(主体部28的中心轴)LB上。另外，内侧球状凹面部30的曲率半径与内侧球状凸面部25的曲率半径为相同大小。另外，在主体部28的内周面的轴向内端部，在与内侧球状凹面部30的轴向内侧相邻的部分，设置有引导表面部31，该引导表面部31为与内侧球状凹面部30的轴向内端缘平滑地连续的在轴向上内径不变化的圆筒状、或者向随着趋向轴向内侧而内径变大的方向倾斜的部分圆锥凹面状。
另外，在主体部28的外周面，设置有外侧球状凸面部32。外侧球状凸面部32的曲率中心Oout在摆动部件19的中心轴LB上，存在于比内侧球状凹面部30的曲率中心OinB向轴向外侧偏离的位置。因而，在主体部28中的被夹持在外侧球状凸面部32与内侧球状凹面部30之间的部分的径向的壁厚在轴向上随着从内侧趋向外侧而变大。另外，在本实施方式的情况下，将这样的主体部28的一部分、即被夹在外侧球状凸面部32与内侧球状凹面部30之间的部分中的在后述的组装后的状态(摆动部件19以两摆动轴26为中心相对于引导部件18能够摆动的范围被限制的状态)下比两摆动轴26的中心轴更位于啮合方向的相反方向(图1～3中的上侧)的部分作为楔部33，该楔部33随着从以两摆动轴26为中心的摆动方向的一侧(图1～3中的右侧)趋向另一侧(图1～3中的左侧)而径向的壁厚变大。
另外，在主体部28的内周面的轴向内端部至靠近内端部分中，在径向相反侧的2处位置(图1～3中的纸面内外方向两侧的2处位置)，设置有1对枢支凹部34、34(参照图7)。枢支凹部34、34以跨着内侧球状凹面部30的轴向内端部和引导表面部31的状态在沿着摆动部件19的中心轴LB的方向设置，并且，各自的轴向内端部在主体部28的轴向内端面开口。此外，在本实施方式的情况下，枢支凹部34、34相当于技术方案中记载的枢支部。
另外，在外侧球状凸面部32中，在啮合方向的相反方向(图1～3中的上侧)的端部，与圆周方向成直角地设置有引导槽35。另外，在外侧球状凸面部32中，在以引导槽35为中心向圆周方向两侧分别以中心角90～120゜左右分离的2处位置，分别设置有配合凹部36、36。配合凹部36、36是用于使在后述的板簧20的圆周方向两端部设置的1对爪部37、37配合的部位。配合凹部36、36的圆周方向的宽度尺寸被限制为：在后述的组装后的状态下，即使在摆动部件19以两摆动轴26为中心进行摆动的情况下、板簧20在外侧球状凸面部32与保持部17的内周面之间在径向被压塌从而板簧20的圆周方向长度相应地变大的情况下，爪部37、37也不会与配合凹部36、36的圆周方向两内侧面强力干扰的范围内的最小限度的大小。
另外，凸缘部29是在主体部28的内周面的轴向外端部以从与内侧球状凹面部30的轴向外侧相邻的部分向径向内侧突出的状态设置的圆环状的部位。在凸缘部29的圆周方向1个部位(图1～3的纸面内外方向的表侧的1个部位)，在径向设置有在凸缘部29的内周面开口的狭缝(缺口)状的摆动侧弹簧卡止部38。
上述那样的摆动部件19将引导部件18的嵌合筒部22通过主体部28的轴向内端开口(在利用引导表面部31来引导内侧球状凸面部25的同时)插入到主体部28的径向内侧。由此，使内侧球状凹面部30能够滑动地球面嵌合到内侧球状凸面部25(它们的曲率中心OinA、OinB彼此相互一致)。与此同时，将构成引导部件18的两摆动轴26通过枢支凹部34、34的轴向内端开口插入到枢支凹部34、34的内侧的轴向外端部。于是，由枢支凹部34、34的轴向外端部将摆动轴26枢支承。由此，使得摆动部件19能够以摆动轴26为中心(沿着内侧球状凸面部25)相对于引导部件18进行摆动，并且，阻止了以引导部件18的中心轴(蜗杆轴5a的中心轴)LA为中心的旋转。
并且，在本实施方式的情况下，在该状态下，使构成摆动部件19的凸缘部29的内周面与构成引导部件18的凸台部24的轴向外端部外周面对置。于是，基于凸缘部29的内周面与凸台部24的轴向外端部外周面的配合，限制了摆动部件19以两摆动轴26为中心相对于引导部件18的能摆动的范围。在本实施方式的情况下，将该能摆动的范围以摆动部件19的中心轴LB与引导部件18的中心轴LA一致的状态为基准，限制为±10～15゜左右。由此，防止了摆动部件19与蜗杆轴5a的干扰。此外，在本实施方式的情况下，凸缘部29的内周面相当于技术方案中记载的摆动侧配合部，另外，凸台部24的轴向外端部外周面相当于技术方案中记载的引导侧配合部。
另外，板簧20将整体制成为部分圆筒状，在圆周方向两端部包括向径向内侧弯曲的1对爪部37、37。板簧20的弹簧常数被设定得充分小。另外，通过在板簧20的圆周方向中央部的轴向中央部设置圆孔39，从而板簧20的圆周方向中央部的刚性比其他部分的刚性低。另外，板簧20的自由状态下的内径尺寸比外侧球状凸面部32的外径尺寸小。
对于这样的板簧20，在使圆周方向中央部位于啮合方向的相反方向(图1～3中的上侧)并且使爪部37、37与设置在外侧球状凸面部32的配合凹部36、36配合的状态下，被弹性地夹持在外侧球状凸面部32与保持部17的单一圆筒状的内周面之间。而且，在该状态下，板簧20如在图8中夸张地示出那样，刚性比其他部分低的圆周方向中央部成为向径向内侧挠曲的中央配合部40，中央配合部40与设置在外侧球状凸面部32的引导槽35配合且能够沿着引导槽35的长度方向滑动。与此同时，板簧20中的夹着中央配合部40的圆周方向两侧部分成为分别向径向外侧凸起的圆弧板状的弹性变形部41、41，在两弹性变形部41、41的内周面与外侧球状凸面部32之间分别形成有楔形的微小间隙42、42。
另外，在该状态下，对于板簧20，通过将轴向内端部抵碰到存在于保持部17的内周面的轴向内端部的台阶面43，从而实现了相对于保持部17的轴向的定位。与此同时，板簧20利用作用在与保持部17的内周面及台阶面43的接触部的摩擦力，实现了相对于保持部17的圆周方向的变位防止(旋转防止)。并且，板簧20基于爪部37、37与配合凹部36、36的配合、及中央配合部40与引导槽35的配合，防止了摆动部件19相对于板簧20以自身的中心轴LB为中心的旋转。此外，如上所述，两配合凹部36、36的圆周方向上的宽度尺寸被限定为：即使在摆动部件19以两摆动轴26为中心进行摆动的情况下、板簧20(两弹性变形部41、41)在外侧球状凸面部32与保持部17的内周面之间在径向被压塌从而板簧20的圆周方向长度相应地变大的情况下，爪部37、37也不会与配合凹部36、36的圆周方向两内侧面强力地干扰的范围内的最小限度的大小。并且，在本实施方式的情况下，如上所述，通过装配板簧20，从而利用板簧20的弹力，没有径向的晃动地将摆动部件19内嵌于保持部17。
另外，螺旋弹簧21外嵌在构成引导部件18的凸台部24的轴向内半部。而且，在该状态下，将螺旋弹簧21的一端侧部分卡止在设置于凸台部24的两引导侧弹簧卡止部27、27之中的任意一个引导侧弹簧卡止部27。与此同时，将螺旋弹簧21的另一端侧部分卡止在设置在摆动部件19的凸缘部29的摆动侧弹簧卡止部38。于是，在该状态下，利用螺旋弹簧21的弹力，将凸缘部29中的设置有摆动侧弹簧卡止部38的部分向啮合方向的相反方向(图1～3中的上方向，在图4中以箭头α示出的方向)按压。而且，基于该按压力(螺旋弹簧21的弹力)，对摆动部件19向着以摆动轴26为中心的摆动方向一侧(在图2中以箭头β示出的方向)施力。
此外，在螺旋弹簧21的一端侧部分作用有螺旋弹簧21将凸缘部29向啮合方向的相反方向按压的力的反作用力。因此，螺旋弹簧21的一端侧部分经由凸台部24的引导侧弹簧卡止部27对引导部件18向着啮合方向施力。
另外，引导部件18的向啮合方向的施力不限于经由引导侧弹簧卡止部27来进行，也可以经由引导部件18的凸台部24的上表面与螺旋弹簧21的接触面来进行。
此处，在本实施方式的情况下，构成摆动部件19的楔部33随着从以两摆动轴26为中心的摆动方向的一侧(图1～3中的右侧)趋向另一侧(图1～3中的左侧)而径向的壁厚增大。因此，随着楔部33向着摆动方向一侧被施力(进行摆动)，在楔部33中，被夹在保持部17的内周面(及板簧20的内周面)与内侧球状凸面部25之间的部分的径向的壁厚成为增大的倾向。其结果是，通过引导部件18向着啮合方向被施力{进行移动。曲率中心OinA(OinB)相对于曲率中心Oout向啮合方向移动}，从而经由末端侧轴承8a，蜗杆轴5a向着啮合方向被施力。在本实施方式的情况下，通过这样对蜗杆轴5a向着啮合方向施力，从而能够抑制蜗杆齿与蜗轮4a的啮合部的齿隙。此外，在本实施方式的情况下，在两中心轴LA、LB彼此一致的状态(中立状态)下，两曲率中心OinA(OinB)、Oout都位于蜗杆轴5a的中心轴LA上，因此，能够利用螺旋弹簧21的弹力高效地对摆动部件19向着摆动方向一侧施力。但是，在实施本发明的情况下，根据各构成部件的布局的关系等，在使用状态下实现的曲率中心OinA(OinB)、Oout彼此的位置关系也可以与本实施方式的情况不同(例如，从本实施方式的位置关系略微偏离)。
另外，在本实施方式的情况下，即使在由于蜗轮4a的旋转、蜗杆轴5a的旋转、伴随温度变化的各部件的热膨胀量的变化等从而蜗轮4a与蜗杆齿6a的啮合距离发生了变化的情况下，基于板簧20(两弹性变形部41、41)的弹性变形，也能够减小蜗轮4a与蜗杆齿6a的啮合力的变化。即，当啮合距离变化时，存在于板簧20(两弹性变形部41、41)的内周面与外侧球状凸面部32之间的微小间隙42、42的大小产生变化，但是，在本实施方式的情况下，由于将板簧20的弹簧常数设定得充分低，因此，即使该微小间隙42、42的大小产生变化，也能够使啮合力的变化较小。其结果是，能够使作用在蜗轮4a与蜗杆齿6a的啮合部的摩擦力的变化较小。
此外，在本实施方式的情况下，微小间隙42、42的大小是由板簧20的厚度、保持部17的内径、及外侧球状凸面部32的曲率半径决定的。这些厚度、内径、及曲率半径分别被高精度地精加工，因此，能够充分抑制微小间隙42、42的大小的偏差。另外，当由于蜗轮4a和蜗杆齿6a的齿面磨损，蜗轮4a与蜗杆齿6a的啮合部的齿隙、及微小间隙42、42变得有增大的倾向时，通过摆动部件19向摆动方向一侧摆动，从而防止该齿隙及微小间隙42、42的增大，并且，由于从引导部件18向摆动部件19作用的施力反作用力、与基于板簧20的弹性变形的反作用力之间的初期的力的平衡状态被维持，因此，能够将微小间隙42、42的大小始终维持为适当的大小。另外，在引导部件18、摆动部件19承受载荷而弹性变形的情况下也同样，通过摆动部件19向摆动方向一侧摆动，由于初期的力的平衡状态被维持，因此，能够将微小间隙42、42的大小始终维持为适当的大小。
另外，在本实施方式的情况下，在电动马达9的辅助动力的发生时，从啮合部向蜗杆轴5a作用有啮合反作用力而对末端侧轴承8a施加较大的径向载荷时，微小间隙42、42之中的至少一者消失，能够利用保持部17的内周面来支承该较大的径向载荷。另外，在本实施方式的情况下，如图8所示，板簧20的圆周方向两侧部分分别为向径向外侧凸起的圆弧板状的弹性变形部41、41，板簧20的弹性范围被分开在圆周方向两侧。另一方面，由于从啮合部向蜗杆轴5a作用的啮合反作用力而施加于末端侧轴承8a的径向载荷的方向根据蜗杆轴5a及蜗轮4a的旋转方向而不同。具体而言，各个径向载荷的方向如图8中以箭头δ1、δ2示出的那样，为通过板簧20的2个弹性范围(两弹性变形部41、41)的方向。因此，能够高效地发挥板簧20的功能。
另外，在本实施方式的情况下，成为摆动部件19利用板簧20的弹力没有径向的晃动地内嵌于保持部17的状态。因此，在从车轮侧向蜗轮4a施加有旋转振动时，基于从啮合部作用于蜗杆轴5a的啮合反作用力中所包含的与蜗杆轴5a的轴向及啮合方向分别成直角的方向(图1～3中的纸面内外方向)的分量，从而能够抑制蜗杆齿6a在该直角的方向发生振动而发生齿敲打声。
并且，在如上所述构成的本实施方式的蜗轮蜗杆式减速器的情况下，引导部件18经由末端侧轴承8a对蜗杆轴5a向着啮合方向施力。因此，在蜗杆轴5a的末端侧部分，不需要设置比由末端侧轴承8a支承的部分更向末端侧延长的部分。因此，相应地，能够缩短蜗杆轴5a的末端侧部分的轴向尺寸。
此外，在实施本发明的情况下，在嵌合筒部22的外周面(内侧球状凸面部25)中，在位于啮合方向的相反方向的端部的部分，在与圆周方向成直角的方向设置有槽或凸部即内侧引导部44，并且，在摆动部件19的内周面(内侧球状凹面部30)中，在与内侧引导部44匹配的部分，设置有能够与内侧引导部44配合的凸部或槽即外侧引导部45，还能够利用内侧、外侧两引导部44、45及凸部与槽的配合，引导摆动部件19以两摆动轴26为中心的摆动(防止摆动部件19相对于引导部件18以自身的中心轴LA为中心进行旋转)。
另外，在实施本发明的情况下，将1对摆动轴设置在摆动部件侧，并且，还能够将枢支承两摆动轴的枢支凹部等枢支部设置在引导部件侧。
此外，上述在本实施方式中，使螺旋弹簧21的两端侧部分分别卡止在设置于凸台部24的引导侧弹簧卡止部27、和设置在摆动部件19的凸缘部29的摆动侧弹簧卡止部38，利用螺旋弹簧21的弹力，对摆动部件19向着摆动方向一侧施力。但是，也可以如图9所示的变形例那样，使螺旋弹簧21的两端侧部分分别卡止在设置在摆动部件19的凸缘部29的径向相反侧的2处位置的1对摆动侧弹簧卡止部38，利用螺旋弹簧21的弹力，对摆动部件19向着摆动方向一侧施力。即，螺旋弹簧21使其内周面抵接在引导部件18的凸台部24的外周面，并使其两端侧部分卡止到摆动部件19的凸缘部29的1对摆动侧弹簧卡止部38。由此，利用螺旋弹簧21的弹力，摆动部件19向着以摆动轴26为中心的摆动方向一侧被施力，另外，其反作用力F在螺旋弹簧21的内周面所抵接的凸台部24的抵接部24a向着啮合方向作用。
因此，在本实施方式的变形例中，利用向着摆动部件19的摆动方向一侧的施力(摆动)、和作用在凸台部24的抵接部24a的反作用力F这两者，引导部件18向着啮合方向被施力，另外，经由末端侧轴承8a蜗杆轴5a向着啮合方向被施力。
[第2实施方式]
利用图10说明本发明的第2实施方式。
在本实施方式的情况下，使以1对摆动轴26为中心的摆动部件19a的摆动方向与上述的第1实施方式的情况相反，该摆动方向是为了利用引导部件18a对蜗杆轴5a向着啮合方向(图10中的下方向)施力。
因此，在本实施方式的情况下，利用螺旋弹簧21a的弹力，将构成摆动部件19a的凸缘部29a中的设置有摆动侧弹簧卡止部38(参照图4)的部分向啮合方向(图4、10中的下方向)按压。由此，对摆动部件19a以两摆动轴26为中心向着图10的箭头γ所示的方向施力。
另外，在摆动部件19a的中心轴LB上，使外侧球状凸面部32a的曲率中心Oout比内侧球状凹面部30a的曲率中心OinB位于轴向内侧(图10中的右侧)。由此，使构成摆动部件19a的楔部33a的径向的壁厚随着从以两摆动轴26为中心的摆动方向的一侧(图10中的左侧)趋向另一侧(图10中的右侧)而增大。
另外，在本实施方式的情况下，设置在摆动部件19a的内周面的内侧球状凹面部30a的轴向内侧的开口部的内径尺寸比设置在构成引导部件18a的嵌合筒部22a的外周面的内侧球状凸面部25a的外径尺寸小。因此，在本实施方式的情况下，通过将分别为半圆筒状的1对分割元件的圆周方向两端部彼此结合固定从而构成摆动部件19a，由此，能够使内侧球状凹面部30a球面嵌合于内侧球状凸面部25a。
其他的构成及作用与上述的第1实施方式的情况同样。
产业上的可利用性
在将本发明的蜗轮蜗杆减速器装配到电动式助力转向装置中而使用的情况下，该电动式助力转向装置的辅助型号不限于上述的实施方式的各实施方式那样的转向柱辅助型，也可以是小齿轮辅助型、齿条辅助型。
另外，本发明的蜗轮蜗杆减速器不限于电动式助力转向装置，也能够装配在各种机械装置中来使用。
另外，在实施本发明的情况下，内侧球状凸面部、内侧球状凹面部、外侧球状凸面部、及楔部分别不需要全周地设置，也可以仅设置在能够比摆动轴的中心轴位于啮合方向的相反方向的部分。
此外，本发明基于2015年5月13日申请的日本专利申请(日本特愿2015－98471)，将其内容作为参照援引于此。

Claims (11)

1.一种蜗轮蜗杆减速器，包括：
壳体；
蜗轮，所述蜗轮被旋转自如地支承于该壳体；
蜗杆轴，所述蜗杆轴在使设置在轴向中间部的蜗杆齿与所述蜗轮啮合的状态下被旋转自如地支承于所述壳体，来自动力源的旋转力被传递到基端部；
末端侧轴承，所述末端侧轴承将该蜗杆轴的末端侧部分旋转自如地支承于所述壳体；
摆动部件，所述摆动部件在所述壳体的内侧配置在所述末端侧轴承的周围部分，被设置为能够以摆动轴为中心进行摆动，其中，所述摆动轴相对于所述蜗杆轴的中心轴配置在直角的方向；
施力部件，所述施力部件对该摆动部件向着以所述摆动轴为中心的摆动方向一侧施力；以及
引导部件，所述引导部件被设置为能够向啮合方向的移动，其中，所述啮合方向是所述蜗杆轴接近所述蜗轮的方向，通过随着所述摆动部件被所述施力部件向着以所述摆动轴为中心的摆动方向一侧施力，所述引导部件向着所述啮合方向被施力，从而经由所述末端侧轴承对所述蜗杆轴向着所述啮合方向施力。
2.如权利要求1所述的蜗轮蜗杆减速器，
在所述摆动部件中，在比所述摆动轴的中心轴更位于所述啮合方向的相反方向的部分，设置有楔部，所述楔部随着从以所述摆动轴为中心的摆动方向一侧趋向另一侧而径向的壁厚增大，
通过所述摆动部件被所述施力部件以所述摆动轴为中心向着摆动方向一侧施力，基于所述楔部中的被夹在所述壳体的内周面与所述引导部件的外周面之间的部分的径向的壁厚增大的倾向，所述引导部件向着所述啮合方向被施力。
3.如权利要求2所述的蜗轮蜗杆减速器，
利用在所述施力部件对所述摆动部件施力时作用于所述引导部件的反作用力，所述引导部件向着所述啮合方向被进一步施力。
4.如权利要求1或2所述的蜗轮蜗杆减速器，
在所述摆动部件的外周面设置有外侧球状凸面部，在所述摆动部件的内周面设置有与所述引导部件滑动接触的内侧球状凹面部，
所述外侧球状凸面部的曲率中心存在于偏离所述内侧球状凹面部的曲率中心的位置。
5.如权利要求1～4的任一项所述的蜗轮蜗杆减速器，
在所述摆动部件和所述引导部件之中的一个的部件上设置有所述摆动轴，并且，在另一个部件上设置有枢支承所述摆动轴的枢支部。
6.如权利要求1～5的任一项所述的蜗轮蜗杆减速器，
在所述引导部件的外周面设置有以所述摆动轴的中心轴上的点为中心的内侧球状凸面部，
在所述摆动部件的内周面设置有与所述内侧球状凸面部球面嵌合的内侧球状凹面部。
7.如权利要求1～6的任一项所述的蜗轮蜗杆减速器，
在所述摆动部件上设置有摆动侧配合部，在所述引导部件上设置有引导侧配合部，基于所述两配合部彼此配合，限制所述摆动部件以所述摆动轴为中心进行摆动的范围。
8.如权利要求1～7的任一项所述的蜗轮蜗杆减速器，
在所述壳体的内周面与所述摆动部件的外周面之间夹持有弹性部件，利用所述弹性部件的弹力，所述摆动部件向着所述啮合方向被施力。
9.如权利要求8所述的蜗轮蜗杆减速器，
利用所述弹性部件的弹力，所述摆动部件被没有径向的晃动地保持在所述壳体的内侧。
10.如权利要求1～9的任一项所述的蜗轮蜗杆减速器，
所述施力部件是螺旋弹簧，通过以使其内周面与所述引导部件的外周面抵接的方式使两端侧部分卡止于所述摆动部件，从而所述螺旋弹簧对所述摆动部件向着以所述摆动轴为中心的摆动方向一侧施力，并且，使由于该摆动部件的施力而作用在所述引导部件的外周面的反作用力向着啮合方向作用。
11.如权利要求1～9的任一项所述的蜗轮蜗杆减速器，
所述施力部件的一端侧部分对所述引导部件向着所述啮合方向施力，并且，所述施力部件的另一端侧部分对所述摆动部件向着以所述摆动轴为中心的摆动方向一侧施力。
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