JP2001271891A - Worm gear and motor-driven power steering using the same - Google Patents
Worm gear and motor-driven power steering using the sameInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ウォームホイール
と、これと噛合するウォームとからなるウォーム歯車装
置と、これを用いた電動式パワーステアリング装置に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a worm gear device including a worm wheel and a worm that meshes with the worm wheel, and an electric power steering device using the worm gear device.
【0002】[0002]
【従来の技術】図4は、従来のこの種の電動式パワース
テアリング装置に使用する2条のウォーム1とこれに噛
合するウォームホイール30よりなるウォーム歯車装置
の要部を示している。このウォーム1はピッチ線P1に
沿った各ウォーム歯部2,3の歯厚tおよび歯溝幅sが
一定、すなわち一方の歯面2x,3xのピッチpと他方
の歯面2y,3yのピッチpが同一(従って各歯面2
x,3x,2y,3yのリード(=2p)も同一)の普
通のものであり、ウォームホイール30は標準的なホブ
で加工された普通のものである。図4に示す状態では、
ウォームホイール30の2つの歯31x,31yがウォ
ーム1のウォーム歯部2,3と同時に噛合しており、ウ
ォーム1によりウォームホイール30を時計回転方向お
よび反時計回転方向の何れの向きに駆動するときでも、
駆動力はウォームホイール30の2つの歯31x,31
yに同時に与えられるので1歯に加わる荷重は減少す
る。しかしながら加工誤差などによりウォーム歯部2,
3とホイール歯部31の間にバックラッシュが生じた場
合、これを調整することはできない。2. Description of the Related Art FIG. 4 shows a main part of a worm gear device comprising two worms 1 and a worm wheel 30 meshing with the worms 1 used in a conventional electric power steering apparatus of this kind. The worm 1 has a constant tooth thickness t and a tooth groove width s of each worm tooth portion 2, 3 along the pitch line P1, that is, a pitch p of one tooth surface 2x, 3x and a pitch p of the other tooth surfaces 2y, 3y. p are the same (therefore, each tooth surface 2
The x, 3x, 2y, 3y leads (same for 2p) are normal, and the worm wheel 30 is a normal hob machined. In the state shown in FIG.
When the two teeth 31x and 31y of the worm wheel 30 are engaged simultaneously with the worm teeth 2 and 3 of the worm 1, and the worm 1 drives the worm wheel 30 in either the clockwise direction or the counterclockwise direction. But
The driving force is the two teeth 31x, 31 of the worm wheel 30.
Since y is applied simultaneously, the load applied to one tooth is reduced. However, due to machining errors, etc.,
If a backlash occurs between the wheel 3 and the wheel teeth 31, it cannot be adjusted.
【0003】このようなバックラッシュを調整する手段
として、ウォームを複リードウォームとしたものがあ
る。図5はこのような例を示し、ウォーム6は、各ウォ
ーム歯部7,8の一方の歯面7x,8xのリード(=2
p−γ)と他方の歯面7y,8yのリード(=2p+
γ)を異ならせて、右に進むにつれて歯厚が次第に増大
する形状にしたものであり、図4の場合と同様、標準的
なホブで加工した普通のウォームホイール30と組み合
わせて使用している。両ウォーム歯部7,8は同一形状
で、軸線方向位置が同一のものをウォーム6の中心軸線
O1回りに180度の位相差を与えて配置したものであ
る。As a means for adjusting such backlash, there is a method in which the worm is a double lead worm. FIG. 5 shows such an example. The worm 6 has leads (= 2) on one tooth surface 7x, 8x of each of the worm teeth 7, 8.
p−γ) and the lead of the other tooth surfaces 7 y and 8 y (= 2p +
γ) is changed so that the tooth thickness gradually increases toward the right, and is used in combination with an ordinary worm wheel 30 machined with a standard hob as in the case of FIG. . The two worm teeth 7 and 8 have the same shape, and have the same axial position and are arranged with a phase difference of 180 degrees around the central axis O1 of the worm 6.
【0004】このウォーム6は、その中心軸線O1を含
む平面(図5の紙面)上における両ウォーム歯部7,8
の各断面7a,8a,7b,8b,7cのピッチ線P1
に沿った歯厚t1,t2・・・t5・・・は軸線方向右
向きに進むにつれて一定の割合で増大し、歯溝幅s1,
s2・・・s5・・・は軸線方向右向きに進むにつれて
上記と同じ割合で減少するようになっている。各ウォー
ム歯部7,8の一方の歯面7x,8xの間のピッチpa
と他方の歯面2y,3yの間のピッチpbは異なる値と
なる。それらの間の具体的関係は、 t2−t1=t3−t2=t4−t3=t5−t4=γ
>0 s1−s2=s2−s3=s3−s4=γ>0 pa−pb=γ である(γは定数)。このようにしたものによれば、ウ
ォーム歯部7,8とホイール歯部31の間のバックラッ
シュは、ウォーム20を右に移動すれば増大し、左に移
動すれば減少し、これによりバックラッシュを調整する
ことができる。The worm 6 has two worm teeth 7, 8 on a plane (the paper surface of FIG. 5) including the center axis O1.
Pitch line P1 of each section 7a, 8a, 7b, 8b, 7c
, T5... Along the right side in the axial direction increase at a constant rate, and the tooth gap widths s1,
The numbers s2,... s5,... decrease at the same rate as going rightward in the axial direction. Pitch pa between one tooth surface 7x, 8x of each worm tooth portion 7, 8
The pitch pb between the tooth surface 2y and the other tooth surface 3y has a different value. The specific relationship between them is as follows: t2-t1 = t3-t2 = t4-t3 = t5-t4 = γ
> 0 s1−s2 = s2−s3 = s3−s4 = γ> 0 pa−pb = γ (γ is a constant). According to this configuration, the backlash between the worm teeth 7, 8 and the wheel teeth 31 increases when the worm 20 is moved to the right, and decreases when the worm 20 is moved to the left. Can be adjusted.
【0005】しかしながらこのウォーム歯車装置は、図
5に示す状態では、ウォームホイール30の1つの歯3
1zだけがウォーム6のウォーム歯部7,8と同時に噛
合しているだけであり、ウォーム6によりウォームホイ
ール30を時計回転方向と反時計回転方向の何れの向き
に駆動するときでも、駆動力はウォームホイール30の
1つの歯31zに与えられるだけなので1歯に加わる荷
重が増大するという問題がある。なお、図5の複リード
ウォームにおいて一方の歯面7x,8xのリードを2p
とし他方の歯面7y,8yのリードを2p+2γとすれ
ば、反時計回転方向では駆動力はウォームホイール30
の2つの歯に与えられるが、時計回転方向では駆動力は
1つの歯にしか与えられないので、やはり1歯に加わる
荷重は増大する。[0005] However, in the state shown in FIG. 5, the worm gear device has one tooth 3 of the worm wheel 30.
1z only meshes with the worm teeth 7, 8 of the worm 6 at the same time. Even when the worm 6 drives the worm wheel 30 in either the clockwise direction or the counterclockwise direction, the driving force is reduced. Since it is only given to one tooth 31z of the worm wheel 30, there is a problem that the load applied to one tooth increases. In the multiple lead worm shown in FIG. 5, the lead of one of the tooth surfaces 7x and 8x is 2p.
Assuming that the lead of the other tooth surfaces 7y and 8y is 2p + 2γ, the driving force is
However, since the driving force is applied to only one tooth in the clockwise direction, the load applied to one tooth also increases.
【0006】本発明は、多条の複リードウォームを用い
たウォーム歯車装置において、ある範囲においては何れ
の向きに駆動する場合でも駆動力がウォームホイールの
2つの歯に与えられるようにして、このような問題を解
決することを目的とする。The present invention relates to a worm gear device using a multi-lead worm, in which a driving force is applied to two teeth of a worm wheel even when driven in any direction within a certain range. The purpose is to solve such problems.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明によるウォーム歯
車装置は、ウォームホイールと、このウォームホイール
のホイール歯部と噛合する複数条のらせん状のウォーム
歯部を有するウォームとからなり、前記ウォームは前記
各ウォーム歯部の両側の歯面のリードが異なる複リード
ウォームとしてなるウォーム歯車装置において、前記ウ
ォームの中心軸線を含む平面上における前記各ウォーム
歯部の断面およびそれらの間の歯溝の断面は同一寸法形
状のものが前記ウォーム歯部の条数だけ交互に連続して
並ぶように、同一形状の前記各ウォーム歯部を軸線方向
にのみずらして配置したことを特徴とするものである。
ウォームの中心軸線を含む平面上における各ウォーム歯
部の断面およびそれらの間の歯溝の断面は同一寸法形状
のものがウォーム歯部の条数だけ交互に連続して並ぶの
で、ウォームホイールの2個のホイール歯部はある範囲
にわたり同一のバックラッシュでウォームのウォーム歯
部と同時に噛合する。SUMMARY OF THE INVENTION A worm gear device according to the present invention comprises a worm wheel and a worm having a plurality of spiral worm teeth meshing with wheel teeth of the worm wheel. In the worm gear device, wherein the leads of the tooth surfaces on both sides of each of the worm teeth are different double worms, a cross section of each of the worm teeth and a cross section of a tooth space between them on a plane including a central axis of the worm. Is characterized in that the worm tooth portions having the same shape are arranged only in the axial direction so that the worm tooth portions having the same size and shape are alternately and continuously arranged by the number of the worm tooth portions.
The cross section of each worm tooth portion and the cross section of the tooth groove between them on the plane including the central axis of the worm are identical in shape and shape, and are alternately and continuously arranged by the number of worm tooth portions. The wheel teeth mesh simultaneously with the worm teeth of the worm with the same backlash over a range.
【0008】また本発明による電動式パワーステアリン
グ装置は、ステアリングシャフトに連結されるウォーム
ホイールと、このウォームホイールのホイール歯部と噛
合する複数条のらせん状のウォーム歯部を有するウォー
ムと、このウォームを回転駆動する電動モータからなる
パワーアシスト部を備え、ウォームは各ウォーム歯部の
両側の歯面のリードが異なる複リードウォームとしてな
る電動式パワーステアリング装置において、ウォームの
中心軸線を含む平面上における各ウォーム歯部の断面お
よびそれらの間の歯溝の断面は同一寸法形状のものがウ
ォーム歯部の条数だけ交互に連続して並ぶように、同一
形状の各ウォーム歯部を軸線方向にのみずらして配置し
たことを特徴とするものである。ウォームの中心軸線を
含む平面上における各ウォーム歯部の断面およびそれら
の間の歯溝の断面は同一寸法形状のものがウォーム歯部
の条数だけ交互に連続して並ぶので、ウォームホイール
の2個のホイール歯部はある範囲にわたり同一のバック
ラッシュでウォームのウォーム歯部と同時に噛合する。The electric power steering apparatus according to the present invention also provides a worm having a worm wheel connected to a steering shaft, a plurality of spiral worm teeth meshing with the wheel teeth of the worm wheel, and a worm. A power assist unit comprising an electric motor that rotationally drives the worm, the worm is a double-lead worm in which the leads of the tooth surfaces on both sides of each worm tooth are different, and the worm is on a plane including the central axis of the worm. The cross section of each worm tooth section and the cross section of the tooth groove between them are arranged only in the axial direction so that the worm tooth sections having the same shape are arranged alternately and continuously in the number of worm tooth sections. It is characterized by being staggered. The cross section of each worm tooth portion and the cross section of the tooth groove between them on the plane including the central axis of the worm are identical in shape and shape, and are alternately and continuously arranged by the number of worm tooth portions. The wheel teeth mesh simultaneously with the worm teeth of the worm with the same backlash over a range.
【0009】[0009]
【発明の実施の形態】以下に、図1〜図3により、本発
明によるウォーム歯車装置およびこれを用いた電動式パ
ワーステアリング装置の実施の形態の説明をする。この
電動式パワーステアリング装置のパワーアシスト部は、
図1に示すように、操舵ハンドルにより回転されるステ
アリングシャフト15に連結されたウォームホイール3
0と、このウォームホイール30のホイール歯部31
(図2、図3参照)と噛合する2条のらせん状のウォー
ム歯部21,22(図2、図3参照)を有する円筒状の
ウォーム20と、このウォーム20を回転駆動する電動
モータ13からなり、これらはステアリングコラムに固
定されたハウジング10により支持されている。この電
動式パワーステアリング装置の制御装置は、ステアリン
グシャフト15に設けたトルクセンサにより検出した操
舵トルクに基づいて電動モータ13を作動させ、ウォー
ム20とウォームホイール30よりなるウォーム歯車装
置を介してステアリングシャフト15にアシスト力を与
える。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a worm gear device according to the present invention and an electric power steering device using the same will be described below with reference to FIGS. The power assist section of this electric power steering device
As shown in FIG. 1, a worm wheel 3 connected to a steering shaft 15 rotated by a steering wheel
0 and the wheel teeth 31 of the worm wheel 30
(See FIGS. 2 and 3) A cylindrical worm 20 having two spiral worm teeth 21 and 22 (see FIGS. 2 and 3) meshing with an electric motor 13 for rotating the worm 20 These are supported by a housing 10 fixed to the steering column. The control device of the electric power steering device operates the electric motor 13 based on a steering torque detected by a torque sensor provided on the steering shaft 15, and controls the steering shaft via a worm gear device including a worm 20 and a worm wheel 30. 15 to provide assist power.
【0010】ウォーム20は、その両端部がボールベア
リング11を介してハウジング10に軸承され、両端部
に螺合した締付ナット12a,12bを緩めて軸線方向
位置を調整し、調整後に締付ナット12a,12bを締
め付けて位置決めするようになっており、ウォーム20
の先端部20aは、電動モータ13の出力軸に摺動自在
にスプライン結合されている。ウォーム20の各ウォー
ム歯部21,22は互いに同一形状で、それぞれの一側
のウォーム歯面21x,22xのリードと、他側のウォ
ーム歯面21y,22yのリードとは互いに異なってい
る。この両ウォーム歯部21,22は、ウォーム20の
中心軸線O1に対し同一歯厚部分を同一位相とし、軸線
方向においてのみ位置をずらして配置し、これによりウ
ォーム20の中心軸線O1を含む平面(図2および図3
の紙面)上における各ウォーム歯部21,22の断面お
よびそれらの間の歯溝23,24の断面のうち同一寸法
形状のものが2個(=ウォーム歯部の条数)ずつ交互に
連続して並ぶようにしている。Both ends of the worm 20 are supported by the housing 10 via ball bearings 11, and the tightening nuts 12a and 12b screwed to both ends are loosened to adjust the axial position. 12a and 12b are tightened for positioning.
Is spline-coupled to the output shaft of the electric motor 13 so as to be slidable. The worm tooth portions 21 and 22 of the worm 20 have the same shape, and the leads of the worm tooth surfaces 21x and 22x on one side and the leads of the worm tooth surfaces 21y and 22y on the other side are different from each other. The two worm tooth portions 21 and 22 have the same tooth thickness portion in the same phase with respect to the center axis O1 of the worm 20 and are arranged so as to be shifted only in the axial direction, so that a plane including the center axis O1 of the worm 20 ( 2 and 3
Of the worm tooth portions 21 and 22 and the cross sections of the tooth grooves 23 and 24 between the worm tooth portions 21 and 22, two of which have the same size and shape (= the number of worm tooth portions) are alternately continued. Are lined up.
【0011】次に両ウォーム歯部21,22の配置およ
びその作用を、図2および図3により具体的に説明す
る。図2は、ウォームホイール30のホイール歯部31
の連続した3個の歯31a,31b,31cのうち右側
の2個31b,31cがウォーム歯部21,22のピッ
チ線P1とホイール歯部31のピッチ円P2の接点の両
側に位置し、かつ同一寸法形状の歯溝断面23b,24
bと噛合した状態を示し、また図3は、ウォーム20の
回転によりウォームホイール30が時計回転方向に回転
して、この3個の歯31a,31b,31cのうち左側
の2個31a,31bがピッチ線P1とピッチ円P2の
接点の両側に位置し、かつ異なる寸法形状の歯溝断面2
4d,23eと噛合した状態を示している。Next, the arrangement and operation of the two worm teeth 21 and 22 will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 2 shows the wheel teeth 31 of the worm wheel 30.
Of the three consecutive teeth 31a, 31b, 31c are located on both sides of the contact point between the pitch line P1 of the worm tooth portions 21, 22 and the pitch circle P2 of the wheel tooth portion 31, and Tooth groove sections 23b, 24 of the same size and shape
FIG. 3 shows a state in which the worm wheel 30 is rotated clockwise by the rotation of the worm 20, and the left two teeth 31a and 31b of the three teeth 31a, 31b and 31c are rotated. Tooth groove section 2 located on both sides of the contact point between pitch line P1 and pitch circle P2 and having different dimensions and shapes
4d and 23e are shown in mesh with each other.
【0012】図3において、ウォーム20の中心軸線O
1を含む平面上における両ウォーム歯部21,22の各
断面22c,21d,22d,21e,22eおよびそ
れらの間の歯溝23d,24d,23e,24eは、前
述の通り同一寸法形状のものが2個ずつ連続して並んで
おり、ウォーム20のピッチ線P1に沿ったそれらの歯
厚V0,V1,V1,V2,V2、および歯溝幅U1,
U1,U2,U2の間の関係は V1−V0=V2−V1=α>0 U1−U2=α>0 である。また各歯面21x,22x,21y,22yの
間のピッチqa,qbは qa=u1+v1=u2+v2 qb=v0+u1=v1+u2 qa−qb=α である(αは定数)。従って各ウォーム歯部21,22
の一方の歯面21x,22xのリードはqa+qb(=
2×qa−α)であり、他方の歯面21y,22yのリ
ードは2×qaである。In FIG. 3, the central axis O of the worm 20 is shown.
The cross-sections 22c, 21d, 22d, 21e, 22e of the worm teeth 21, 22 and the tooth grooves 23d, 24d, 23e, 24e between them on the plane including 1 have the same dimensions and shape as described above. The tooth thicknesses V0, V1, V1, V2, V2, and the tooth groove width U1, along the pitch line P1 of the worm 20, are arranged continuously two by two.
The relationship among U1, U2, and U2 is as follows: V1-V0 = V2-V1 = [alpha]> 0 U1-U2 = [alpha]> 0. The pitches qa, qb between the tooth surfaces 21x, 22x, 21y, 22y are qa = u1 + v1 = u2 + v2 qb = v0 + u1 = v1 + u2 qa-qb = α (α is a constant). Therefore, each worm tooth portion 21, 22
Lead of one tooth surface 21x, 22x is qa + qb (=
2 × qa−α), and the lead of the other tooth surfaces 21y and 22y is 2 × qa.
【0013】この図3に示す状態では、ウォーム歯部2
1,22は、断面21dと22dおよび断面21eと2
2eがそれぞれ同一寸法形状であり、またこれら同一寸
法形状の各歯部断面の左側の歯溝断面23dと24dお
よび歯溝断面23eと24eがそれぞれ同一寸法形状で
ある。そして、ウォームホイール30の歯31bは実質
的にバックラッシュなしに歯溝断面23eと噛合してお
り、ウォームホイール30が更に時計回転方向に回転す
ればこの噛合は外れる。ウォームホイール30の歯31
aはウォーム20の歯溝断面24dと噛合しているが、
歯溝断面24dの歯溝幅U1は歯溝断面23eの歯溝幅
U2よりも大であるので、歯31aと歯溝断面24dの
間にはαに相当するバックラッシュがある。In the state shown in FIG. 3, the worm tooth 2
1, 22 are cross sections 21d and 22d and cross sections 21e and 2
2e have the same dimension and shape, and the tooth groove sections 23d and 24d and the tooth groove sections 23e and 24e on the left side of each tooth section of the same dimension and shape have the same dimension and shape. The teeth 31b of the worm wheel 30 mesh with the tooth groove section 23e substantially without backlash, and the meshing is released when the worm wheel 30 further rotates clockwise. Teeth 31 of the worm wheel 30
a meshes with the tooth groove section 24d of the worm 20,
Since the tooth groove width U1 of the tooth groove section 24d is larger than the tooth groove width U2 of the tooth groove section 23e, there is a backlash corresponding to α between the tooth 31a and the tooth groove section 24d.
【0014】図2における両ウォーム歯部21,22の
各断面21a,22a,21b,22b,21cおよび
それらの間の歯溝24a,23b,24b,23cも、
同一寸法形状のものが2個ずつ連続して並んでおり、ウ
ォーム20のピッチ線P1に沿ったそれらの歯厚はV1
−β,V1−β,V2−β,V2−β、V3−βであ
り、歯溝幅はU1+β,U2+β,U2+β,U3+β
である。ウォーム20の回転によりウォーム歯部21,
22が右に移動するにつれてβが減少するので、各断面
21a,22a,21b,22bは歯厚が増大して、図
3の各断面21d,22d,21e,22eとなり、そ
の間の歯溝断面24a,23b,24bは幅が減少して
図3の各歯溝断面24d,23e,24eとなる。The cross sections 21a, 22a, 21b, 22b, 21c of the two worm teeth 21, 22 in FIG. 2 and the tooth grooves 24a, 23b, 24b, 23c therebetween are also shown in FIG.
Two of the same size and shape are continuously arranged, and their tooth thickness along the pitch line P1 of the worm 20 is V1.
−β, V1-β, V2-β, V2-β, V3-β, and the tooth groove widths are U1 + β, U2 + β, U2 + β, U3 + β
It is. By the rotation of the worm 20, the worm teeth 21,
As β moves to the right, β decreases, so that the cross-sections 21a, 22a, 21b, and 22b increase in tooth thickness to become the cross-sections 21d, 22d, 21e, and 22e in FIG. , 23b, 24b are reduced in width to become the tooth groove sections 24d, 23e, 24e of FIG.
【0015】この図2に示す状態では、ウォーム歯部2
1,22は、断面21aと22aおよび断面21bと2
2bがそれぞれ同一寸法形状であり、またそれら同一寸
法形状の各歯部断面の左側の歯溝断面23bと24bの
寸法形状が同一である。そして、ウォームホイール30
の歯31bと31cはそれぞれ歯溝断面23bと24b
と噛合し、それらの間のバックラッシュは何れも同じ値
βである。この付近において、ウォーム20を右側から
見て時計回転方向に回転すれば、図に示すように歯面2
2yと21yが同時に歯31bと31cに当接してウォ
ームホイール30は時計回転方向に回転駆動される。ま
たウォーム20を逆方向に回転すれば歯面21xと22
xが同時に歯31bと31cに当接してウォームホイー
ル30は反時計回転方向に回転駆動される。すなわち図
2に示す状態を中心とするある範囲では、ウォームホイ
ール30を何れの向きに駆動するときでも、駆動力はウ
ォームホイール30の2つの歯31b,3cyに同時に
与えられるので1つの歯に加わる荷重は減少する。In the state shown in FIG. 2, the worm tooth 2
1, 22 are cross sections 21a and 22a and cross sections 21b and 2
2b have the same size and shape, and the tooth shape sections 23b and 24b on the left side of each tooth section of the same size and shape have the same size and shape. And the worm wheel 30
Teeth 31b and 31c have tooth groove sections 23b and 24b, respectively.
And the backlash between them is the same value β. In this vicinity, if the worm 20 is rotated clockwise when viewed from the right side, the tooth surface 2 is rotated as shown in FIG.
2y and 21y come into contact with the teeth 31b and 31c at the same time, and the worm wheel 30 is driven to rotate clockwise. When the worm 20 is rotated in the opposite direction, the tooth surfaces 21x and 22
x simultaneously contacts the teeth 31b and 31c, and the worm wheel 30 is driven to rotate counterclockwise. That is, in a certain range centered on the state shown in FIG. 2, the driving force is simultaneously applied to the two teeth 31 b and 3 cy of the worm wheel 30 and is applied to one tooth when the worm wheel 30 is driven in any direction. The load decreases.
【0016】図3に示す状態付近では、ウォーム20を
右側から見て時計回転方向に回転してウォームホイール
30を時計回転方向に回転する場合は、歯面21yと2
2yが同時に歯31aと31bに当接して回転駆動され
るが、ウォーム20を逆方向に回転してウォームホイー
ル30を反時計回転方向に回転する場合は、歯面22x
は歯31aに当接せず、歯面21xだけが歯31bに当
接してウォームホイール30は回転駆動される。従っ
て、図3に示す状態を中心とするある範囲では、ウォー
ムホイール30をウォーム20により時計回転方向に回
転駆動する場合は充分な強度が得られるが、反時計回転
方向に回転駆動する場合は1つの歯に加わる荷重は増大
する。また、ウォームホイール30の歯31bはウォー
ム20の歯溝断面23eと実質的にバックラッシュなし
に噛合しており、ウォームホイール30が更に時計回転
方向に回転すればこの噛合は外れる。In the vicinity of the state shown in FIG. 3, when the worm 20 is rotated clockwise as viewed from the right and the worm wheel 30 is rotated clockwise, the tooth surfaces 21y and 2
2y simultaneously contacts the teeth 31a and 31b and is driven to rotate. When the worm 20 is rotated in the opposite direction to rotate the worm wheel 30 in the counterclockwise direction, the tooth surface 22x
Does not come into contact with the teeth 31a, only the tooth surface 21x comes into contact with the teeth 31b, and the worm wheel 30 is driven to rotate. Therefore, in a certain range centered on the state shown in FIG. 3, when the worm wheel 30 is driven to rotate clockwise by the worm 20, sufficient strength is obtained, but when the worm wheel 30 is driven to rotate counterclockwise, 1 is obtained. The load on one tooth increases. Further, the teeth 31b of the worm wheel 30 mesh with the tooth groove section 23e of the worm 20 substantially without backlash, and this meshing is released when the worm wheel 30 further rotates clockwise.
【0017】上述した実施の形態によれば、図2に示す
状態を中心とするある範囲にわたりウォームホイール3
0の2個のホイール歯部31が同一のバックラッシュで
ウォーム20のウォーム歯部21,22と同時に噛合す
る。従ってその範囲ではウォーム20によりウォームホ
イール30を時計回転方向に駆動するときでも、反時計
回転方向に駆動するときでも、駆動力は2つのウォーム
歯部21から2つのホイール歯部31に与えられ、これ
によりウォームホイール30の1歯に加わる荷重は減少
する。また、ウォーム20は各ウォーム歯部21,22
の両側の歯面のリードが異なる複リードウォームであ
り、ウォーム歯部21,22とホイール歯部31の間の
バックラッシュは、ウォーム20を右に移動すれば増大
し、左に移動すれば減少するので、バックラッシュを調
整することができる。この調整は締付ナット12a,1
2bを緩めて行い、調整後に締付ナット12a,12b
を締め付けてその位置にウォーム20を位置決めする。According to the above-described embodiment, the worm wheel 3 extends over a certain range centered on the state shown in FIG.
The two wheel teeth 31 of 0 are engaged simultaneously with the worm teeth 21 and 22 of the worm 20 with the same backlash. Therefore, in this range, even when the worm wheel 30 is driven in the clockwise direction by the worm 20, or when the worm wheel 30 is driven in the counterclockwise direction, the driving force is applied from the two worm teeth 21 to the two wheel teeth 31. As a result, the load applied to one tooth of the worm wheel 30 is reduced. In addition, the worm 20 includes the worm teeth 21 and 22.
Is a double-lead worm having different tooth surfaces on both sides. The backlash between the worm tooth portions 21 and 22 and the wheel tooth portion 31 increases when the worm 20 moves to the right and decreases when the worm 20 moves to the left. So that backlash can be adjusted. This adjustment is performed by tightening nuts 12a, 1
2b is loosened, and after adjustment, tightening nuts 12a, 12b
To position the worm 20 at that position.
【0018】上述した実施の形態では2条のウォームに
つき説明したが、本発明は3条以上の多条のウォームに
も適用可能である。In the above-described embodiment, two worms have been described. However, the present invention can be applied to three or more worms.
【0019】[0019]
【発明の効果】上述のように、本発明のウォーム歯車装
置およびこれを用いた電動式パワーステアリング装置に
よれば、ある範囲にわたりウォームホイールの2個のホ
イール歯部が同一のバックラッシュでウォームのウォー
ム歯部と同時に噛合するので、その範囲ではウォームに
よりウォームホイールを時計回転方向に駆動するときで
も、反時計回転方向に駆動するときでも、駆動力は2つ
のウォーム歯部から2つのホイール歯部に与えられ、こ
れにより1歯に加わる荷重は減少する。また、ウォーム
は各ウォーム歯部の両側の歯面のリードが異なる複リー
ドウォームであり、軸線方向一方に進むにつれて各ウォ
ーム歯部の歯厚は増大し、歯溝幅は減少するので、ウォ
ームを軸線方向に移動することによりバックラッシュを
調整することができる。As described above, according to the worm gear device of the present invention and the electric power steering device using the same, two wheel teeth of the worm wheel have the same backlash and worm over a certain range. Since the worm meshes with the worm teeth at the same time, the driving force is controlled by the two worm teeth from the two worm teeth even when the worm is driven clockwise or counterclockwise by the worm. , Which reduces the load on one tooth. In addition, the worm is a multiple lead worm in which the leads of the tooth surfaces on both sides of each worm tooth part are different, and the tooth thickness of each worm tooth part increases and the tooth groove width decreases as the worm advances in one direction, so that the worm Backlash can be adjusted by moving in the axial direction.
【図1】 本発明によるウォーム歯車装置およびこれを
用いた電動式パワーステアリング装置の一実施形態のパ
ワーアシスト部の要部を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a main part of a power assist unit of an embodiment of a worm gear device and an electric power steering device using the same according to the present invention.
【図2】 図1に示すウォーム歯車装置のある噛合状態
における図面である。FIG. 2 is a drawing of the worm gear device shown in FIG. 1 in a certain meshing state.
【図3】 図2に示すウォーム歯車装置の異なる噛合状
態における図面である。3 is a drawing of the worm gear device shown in FIG. 2 in different engagement states.
【図4】 従来技術によるウォーム歯車装置の図2に相
当する図面である。4 is a drawing corresponding to FIG. 2 of a worm gear device according to the prior art.
【図5】 図4とは異なる従来技術によるウォーム歯車
装置の図2に相当する図面である。5 is a drawing corresponding to FIG. 2 of a worm gear device according to the related art, which is different from FIG. 4;
13…電動モータ、15…ステアリングシャフト、20
…ウォーム、21,22…ウォーム歯部、21x,21
y,22x,22y…歯面、23,24…歯溝、30…
ウォームホイール、31…ホイール歯部13: Electric motor, 15: Steering shaft, 20
... Worm, 21, 22 ... Worm teeth, 21x, 21
y, 22x, 22y ... tooth surface, 23, 24 ... tooth space, 30 ...
Worm wheel, 31 ... Wheel teeth
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 稲熊 義治 愛知県刈谷市朝日町1丁目1番地 豊田工 機株式会社内 (72)発明者 穂永 進 愛知県刈谷市朝日町1丁目1番地 豊田工 機株式会社内 (72)発明者 小川 修 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 佐野 誠治 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 田野 淳 大阪府大阪市中央区南船場三丁目5番8号 光洋精工株式会社内 Fターム(参考) 3D033 JC08 3J009 DA02 DA16 EA06 EA19 EA32 EB01 FA08 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Yoshiharu Inakuma 1-1-1, Asahi-cho, Kariya-shi, Aichi Toyota Machine Works Co., Ltd. (72) Inventor Susumu Honaga 1-1-1, Asahi-cho, Kariya-shi, Aichi Toyota (72) Inventor Osamu Ogawa 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Inside Toyota Motor Corporation (72) Inventor Seiji Sano 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Motor Corporation (72) Invention Person Jun Tano 3-5-8 Minamisenba, Chuo-ku, Osaka City, Osaka Prefecture F-term inside Koyo Seiko Co., Ltd. 3D033 JC08 3J009 DA02 DA16 EA06 EA19 EA32 EB01 FA08
Claims (2)
ールのホイール歯部と噛合する複数条のらせん状のウォ
ーム歯部を有するウォームとからなり、前記ウォームは
前記各ウォーム歯部の両側の歯面のリードが異なる複リ
ードウォームとしてなるウォーム歯車装置において、前
記ウォームの中心軸線を含む平面上における前記各ウォ
ーム歯部の断面およびそれらの間の歯溝の断面は同一寸
法形状のものが前記ウォーム歯部の条数だけ交互に連続
して並ぶように、同一形状の前記各ウォーム歯部を軸線
方向にのみずらして配置したことを特徴とするウォーム
歯車装置。1. A worm having a worm wheel and worms having a plurality of spiral worm teeth meshing with wheel teeth of the worm wheel, wherein the worm is a lead of tooth surfaces on both sides of each worm tooth. Wherein the cross section of each worm tooth portion and the cross section of the tooth groove between them on the plane including the central axis of the worm are the same size and shape as those of the worm tooth portion. A worm gear device, wherein the worm teeth of the same shape are arranged only in the axial direction so as to be alternately and continuously arranged by the number of strips.
ームホイールと、このウォームホイールのホイール歯部
と噛合する複数条のらせん状のウォーム歯部を有するウ
ォームと、このウォームを回転駆動する電動モータから
なるパワーアシスト部を備え、前記ウォームは前記各ウ
ォーム歯部の両側の歯面のリードが異なる複リードウォ
ームとしてなる電動式パワーステアリング装置におい
て、前記ウォームの中心軸線を含む平面上における前記
各ウォーム歯部の断面およびそれらの間の歯溝の断面は
同一寸法形状のものが前記ウォーム歯部の条数だけ交互
に連続して並ぶように、同一形状の前記各ウォーム歯部
を軸線方向にのみずらして配置したことを特徴とする電
動式パワーステアリング装置。2. Power comprising a worm wheel connected to a steering shaft, a worm having a plurality of spiral worm teeth meshing with wheel teeth of the worm wheel, and an electric motor for rotating and driving the worm. An electric power steering apparatus comprising an assist portion, wherein the worm is a double-lead worm in which leads on both sides of the worm tooth portions are different from each other. In the electric power steering device, the worm has a plurality of worm teeth on a plane including a central axis of the worm. The cross-sections and the cross-sections of the tooth grooves between them are arranged such that the worm teeth of the same shape are shifted only in the axial direction so that the same dimensional shape is alternately and continuously arranged by the number of the worm teeth. An electric power steering device, characterized in that:
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- 2000-03-28 JP JP2000089127A patent/JP4547764B2/en not_active Expired - Fee Related
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