CN1730214A - 齿轮装置的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及齿轮装置的制造方法，包括：将蜗轮支持在支持体的第1支持部上的支持工序；使对应于蜗杆的工具齿轮与蜗轮啮合的啮合工序；通过测定装置测定蜗轮与工具齿轮的轴心之间距离的测定工序；基于测定装置所测定的轴心之间距离对蜗杆加工的齿轮加工工序；以及在使蜗轮与工具齿轮的啮合脱离之后，将蜗杆支持在支持体的第2支持部上的支持工序。

Description

齿轮装置的制造方法

技术领域

本发明涉及一种车辆用电动助力转向装置等的齿轮装置的制造方法。

背景技术

作为车辆用电动助力转向装置，备有辅助转向用电机及将该电机的旋转力传递给转向机构的齿轮装置。通过上述电机的旋转，对转向机构的与方向盘操作对应的动作进行辅助，减轻驾驶者转向操纵的体能负担。

齿轮装置备有：通过联轴节联动地连接到上述电机的输出轴上的蜗杆；与该蜗杆啮合的、连接到上述转向装置上的蜗轮；以及可旋转地容纳并支持该蜗杆与蜗轮的壳体(例如，特开2002-21943号公报)。

蜗杆在金属材料制成的直圆柱部件的外周上一体地设置有螺旋形齿，并与上述蜗轮的轴芯交叉地配置，通过一对滚动轴承支持在上述壳体内。

蜗轮与操纵机构的旋转轴嵌合地固定在一起，该旋转轴通过一对滚动轴承支持于上述壳体内。

壳体包括内嵌有上述滚动轴承的、可旋转地支持蜗杆的第1支持部和内嵌有上述滚动轴承的可旋转地支持蜗轮的第2支持部。

齿轮装置的蜗杆与蜗轮，虽然以沿各自径向不可移动的方式组合在一起，但是由于被加工的蜗杆、蜗轮及壳体上分别存在着尺寸误差，因此在忽视该尺寸误差、进行组合的情况下，蜗杆与蜗轮的啮合部的齿侧间隙量会产生大小变化。齿侧间隙量大时，转向操作时产生打齿的声音，该打齿的声音后泄漏到汽车室内，另外，齿侧间隙量小时，扭矩升高，使蜗杆与蜗轮不能顺利地转动。

图1是表示齿轮装置分层次组装的工序的示意图。以往，为了纠正产品之间啮合部的齿侧间隙量和扭矩，将蜗轮100、蜗杆101及壳体102等相对设计尺寸细分成多个尺寸组，从该细分的尺寸组中选择出一组蜗轮100、蜗杆101及壳体102并进行组合，使蜗轮100与蜗杆101的轴心之间距离处于允许的范围内(所谓分层次组装)。

但是，在常规的齿轮装置中，由于是单独地测量蜗轮100、蜗杆101及壳体102，接着进行分层次组装，所以在组装时会累积各个测量引起的测量误差，而且，也会因气温严重影响测量误差，出现了产品之间的齿侧间隙量和扭矩不稳定的问题。另外，用于分层次的半成品的库存量也会增多，这是成本居高不下的主要原因，因此，希望提出改善的措施。

发明内容

本发明就是鉴于上述事实提出的，其主要目的是，提供一种可缩小因测定引起的累计误差、削减半成品库存量的齿轮装置的制造方法。

第1方面的齿轮装置的制造方法，该齿轮装置包括：第1齿轮；与该第1齿轮啮合的第2齿轮；以及支持体，其具有可旋转地支持上述第1齿轮的第1支持部和可旋转地支持上述第2齿轮的第2支持部，上述齿轮装置的制造方法包括：将上述第1齿轮支持在上述第1支持部上的支持工序；使对应于上述第2齿轮的工具齿轮与上述第1齿轮啮合的啮合工序；通过测定装置测定上述第1齿轮与工具齿轮的轴心之间距离的测定工序；基于测定装置所测定的轴心之间距离对上述第2齿轮加工的齿轮加工工序；以及在使上述工具齿轮与第1齿轮的啮合脱离之后，将上述第2齿轮支持在上述第2支持部上的支持工序。

关于该第1方面，将被加工的第1齿轮用被加工的支持体的第1支持部支持，使支持体与工具齿轮两者中的一个朝缩短轴心之间距离的方向移动，从而使第1齿轮与工具齿轮啮合，由此可测定啮合部的齿侧间隙量与扭矩成为最适位置的第1齿轮与工具齿轮的轴心之间距离。基于该测定的轴心之间距离，换言之，基于测定的轴心之间距离与设计轴心之间距离之差，通过例如数字控制切齿机对第2齿轮进行目标加工。在这种情况下，当测定的轴心之间距离比设计轴心之间距离长+5μm时，将比设计轴心之间距离短-5μm的轴心之间距离的指示信号给予数字控制切齿机，对第2齿轮进行目标加工，使测定轴心之间距离和设计轴心之间距离相等。经过这样加工的第2齿轮，当用支持体的第2支持部支持该第2齿轮时，能使第1齿轮与第2齿轮之间的齿侧间隙量与扭矩成为最适的尺寸。因此，使支持体与工具齿轮的一方朝轴心之间距离变长的方向移动，在第1齿轮与工具齿轮脱离啮合之后，将第2齿轮用支持体的第2支持部支持，通过使该第2齿轮与第1齿轮的啮合，可使第1齿轮与第2齿轮之间的齿侧间隙量与扭矩成为最适，可稳定产品之间的齿侧间隙量与扭矩。另外，由于能在同一温度环境下进行将第1齿轮支持在支持体上的支持工序与测定工序、第2齿轮的加工工序及将第2齿轮支持在支持体上的支持工序，所以能缩小因气温引起的测定误差。

第2方面的齿轮装置的制造方法，上述工具齿轮的径向方向的一侧为缺齿结构。

关于第2方面，在支持体的第2支持部上配置工具齿轮，在该工具齿轮与第1齿轮啮合的状态下，在工具齿轮与第1齿轮的啮合脱离的情况下，由于工具齿轮的缺齿部，使得工具齿轮与第2齿轮不会发生干涉，可使其朝向使轴心之间距离变长的方向移动，很容易使工具齿轮与第1齿轮的啮合脱离。

根据第1方面，由于用工具齿轮测定轴心之间距离，基于所测定的轴心之间距离对第2齿轮加工，组装该第2齿轮，所以，与分层次组装的情况相比，可削减测定次数，缩小测定引起的累计误差，可稳定产品之间的齿侧间隙量与扭矩。而且，由于不进行分层次组装，所以能减少半成品的库存。

根据第2方面，借助于工具齿轮的缺齿部，可使工具齿轮与第2支持部不发生干涉，使其朝向使轴心之间距离变长的方向移动，很容易使第1齿轮与工具齿轮的啮合脱离。

通过下面结合附图的说明会更加清楚理解本发明上述的和进一步的目的和特征。

附图说明

图1是表示以往齿轮装置的分层次组装工序的示意图。

图2A和图2B是表示本发明齿轮装置构成的断面图。

图3是表示本发明齿轮装置制造方法的过程的模式图。

图4是表示根据本发明齿轮装置制造方法的制造过程中的状态断面图。

图5是表示图4所示状态的工具齿轮部分的断面图。

具体实施方式

以下参照表示本发明实施形式的附图详细说明本发明。图2A及图2B是本发明齿轮装置构成的断面图，图3是表示齿轮装置制造方法的过程的模式图。

齿轮装置包括作为第1齿轮的蜗轮1；作为第2齿轮的蜗杆2；作为壳体的支持体3，其具有可旋转地容纳并支持蜗轮1的第1支持部件3a和与该蜗轮1的轴线垂直的、可旋转地容纳并支持蜗杆2的第2支持部件3b。

蜗轮1由外周部设有齿的合成树脂制环状齿体1a以及与该环状齿体1a内侧结合的、中心部设有嵌合孔1c的金属制芯部件1b构成，该芯部件1b的嵌合孔1c中嵌合地固定有旋转轴4。蜗轮1及旋转轴4进行了切削加工。另外，旋转轴4嵌合有位于蜗轮1两侧部的滚动轴承5a、5b。

蜗杆2由中央部设有螺旋形齿部2a、两端设有轴部2b、2c的金属制轴部件构成。该蜗杆2，如下文所述，在用支持体3支持蜗轮1之后，进行加工。

支持体3由铝制壳体构成，包括：在用于容纳蜗轮1的空腔的两侧由嵌合孔构成的第1支持部3a、3a；与上述空腔连通、在用于容纳蜗杆2的空腔的两侧、由嵌合孔构成的第2支持部3b、3b；与该第2支持部3b、3b的一端相连的电机安装部3c、第1支持部3a、3a及第2支持部3b、3b采用了切削加工。

图4是表示通过齿轮装置制造方法制造过程中的状态断面图，图5是图4所示工具齿轮部分的断面图。

如上文所述，备有蜗轮1、蜗杆2及支持体3的齿轮装置的制造，是预先形成与蜗轮2对应的工具齿轮6，并将该工具齿轮6的一端固定地支持在支持台7上。支持台7具有在固定工具齿轮6的一侧朝向与该工具齿轮6的轴线垂直的方向延伸的导向条7a；在与该导向条7a隔开的位置突设的传感器台7b以及止挡键(图中未示)。在支持台7上可滑动地支持有滑动体8，该滑动体8具有与导向条7a卡合的卡合部8a以及使工具齿轮6插通的贯通孔8b。在传感器台7b上安装有作为用来测定蜗轮1及工具齿轮6的轴心之间距离H的测定装置的传感器9。

传感器9由差动变压器构成，并连接到用于控制后述数字控制切齿机的控制器10上。该控制器10使用微处理器，包括预先确定设计轴心之间距离的装置；用于演算测定装置所测定的轴心之间距离与设计轴心之间距离的轴心之间距离差的装置；及根据该装置所演算的轴心之间距离差(电压值或电流值)将控制信号输出给数字控制切齿机11的控制装置。

在滑动体8与上述止挡键之间，设置有对滑动体8向一个方向偏压的螺旋弹簧等偏压部件(图中未示)。在滑动体8上结合有嵌入支持体3的第2支持部3b、3b中的圆筒形定位工具12，滑动体8和定位工具12可一体地移动，在定位工具12内配置有工具齿轮6。

工具齿轮6具有在径向方向的一侧、详细地说是在工具齿轮6与蜗轮1轴心之间距离变长一侧缺齿的缺齿部6a和从该缺齿部6a突出的增强用凸条6b。

齿轮装置通过下述工序制造。

(1)在嵌合并固定于蜗轮1上的旋转轴4上，外嵌滚动轴承5a、5b，通过将一个滚动轴承5a嵌入支持体3的第1支持部3a，将蜗轮1可旋转地支持在第1支持部3a上。

(2)内侧配置有工具齿轮6的定位工具12嵌入支持体3的第2支持部3b、3b内侧，相对工具齿轮6决定支持体3的位置。在该状态下，用小螺钉等将支持体3的电机安装部3c安装到定位工具12上，使支持体3、定位工具12及滑动体8成为一体。

(3)上述偏压部件的弹力通过滑动体8和定位工具12施加到支持体3上，对支持体3施加朝向使轴心之间距离变短的方向的力，让蜗轮1及工具齿轮6啮合，可使齿侧间隙量最小，并且使滑动体8与传感器9接触。

(4)在数字控制切齿机11上保持蜗杆2的中间产品，以便预备对对蜗杆2进行自动加工。

(5)用传感器9测定蜗轮1与工具齿轮6的轴心之间距离。

(6)将测定的轴心之间距离和设计轴心之间距离的轴心之间距离差的指示信号传递给数字控制切齿机11，以轴心之间距离差的尺寸对蜗杆进行目标加工。例如，当测定的轴心之间距离比设计轴心之间距离长+5μm时，则将比设计轴心之间距离短-5μm的轴心之间距离的指示信号传递给数字控制切齿机11，对蜗杆2进行目标加工，使测定轴心之间距离和设计轴心之间距离相等。另外，当测定的轴心之间距离比设计轴心之间距离短-3μm时，则将比设计轴心之间距离长+3μm的轴心之间距离的指示信号传递给数字控制切齿机11，对蜗杆进行目标加工，使测定轴心之间距离和设计轴心之间距离相等。

(7)相对支持体3、定位工具12及滑动体8，使支持台7及工具齿轮6朝轴心之间距离变长的方向移动，使蜗轮1与工具齿轮6脱离啮合。在这种情况下，由于在工具齿轮6的外周部上设置有缺齿部6a，所以能使工具齿轮6与定位工具12不干涉地移动，容易地使蜗轮1与工具齿轮6脱离啮合。另外，既能将支持体3从定位工具12上卸下，也能将支持体3从定位工具12中拔出。

(8)在目标加工的蜗杆2的轴部2b、2c上外嵌滚动轴承13a、13b，将该滚动轴承13a、13b嵌入支持体3的第2支持部3b、3b中，由此，将蜗杆2可旋转地支持在第2支持部3b、3b上，使该蜗杆2与蜗轮1啮合。

如上文所述，由于将蜗轮1组装到支持体3上，使对应于蜗杆2所形成的工具齿轮6与蜗轮1啮合，以测定轴心之间距离，根据测定的轴心之间距离，对蜗杆2进行目标加工，通过将蜗杆2组装到支持体3中，制造出齿轮装置，所以，与分层次组装的情况相比，削减了测定次数，可缩小因测定引起的累计误差，能稳定产品之间的齿侧间隙量和扭矩。并且，由于不用进行分层次组装，所以能减少半成品的库存。另外，由于能在同一温度环境下进行将蜗轮1与蜗杆2组装到支持体3中的组装工序、测定轴心之间距离的工序及加工蜗杆2的工序，因此能缩小因气温引起的测定误差。

另外，在以上说明的实施形式中，虽然将蜗杆2作为第2齿轮，使用对应该蜗杆2的工具齿轮6，但是，还可以是其他的形式，例如，将蜗杆2作为第1齿轮，将蜗轮1作为第2齿轮，使用对应该蜗轮1的工具齿轮。

另外，在以上说明的实施形式中，虽然，作为将蜗轮1、蜗杆2支持在支持体3上的装置，使用了滚动轴承5a、5b、13a、13b，但是，还可以是使用其他的滑动轴承等轴承。

另外，虽然齿轮装置采用了备有作为第1齿轮的蜗轮1、作为第2齿轮的蜗杆2的结构，但是，还可以是备有锥齿轮、双曲线齿轮、斜齿轮和成对直齿圆柱齿轮的结构。

Claims (2)

1、一种齿轮装置的制造方法，该齿轮装置包括：第1齿轮；与该第1齿轮啮合的第2齿轮；以及支持体，其具有可旋转地支持所述第1齿轮的第1支持部和可旋转地支持所述第2齿轮的第2支持部，所述齿轮装置的制造方法包括：

将所述第1齿轮支持在所述第1支持部上的支持工序；

使对应于所述第2齿轮的工具齿轮与所述第1齿轮啮合的啮合工序；

通过测定装置测定所述第1齿轮与工具齿轮的轴心之间距离的测定工序；

基于测定装置所测定的轴心之间距离对所述第2齿轮加工的齿轮加工工序；以及

在使所述工具齿轮与第1齿轮的啮合脱离之后，将所述第2齿轮支持在所述第2支持部上的支持工序。

2、根据权利要求1记载的齿轮装置的制造方法，其特征是，所述工具齿轮的径向方向的一侧为缺齿结构。

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