【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウォームおよびウォームホイールを有する減速機、およびこれを備える電動式動力舵取装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用の電動式動力舵取装置（ＥＰＳ）には減速機が用いられている。例えばコラム型ＥＰＳでは、電動モータの回転力をウォームに伝え、さらにウォームホイールに伝えることで電動モータの回転を減速して出力を増幅する。ウォームホイールに与えられた電動モータの出力は、このウォームホイールに連結された操舵軸に与えられ、ステアリング操作をトルクアシストする。
【０００３】
ウォームおよびウォームホイールの噛み合いには適度なバックラッシが必要であるが、例えば上記の悪路等を直進走行した場合、タイヤからの反力により、上記バックラッシに起因した歯打ち音が発生することがある。これらの音が車室内に騒音として伝わると、運転者に不快感を与えることになる。
そこで、騒音を低減するためにバックラッシを小さくする動力舵取装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
実用新案登録第２５５６８９０号公報。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、バックラッシを小さくしようとすると、加工精度の範囲内でウォームとウォームホイールとの間に生ずるバックラッシ量を厳密に管理する必要がある。例えば、ウォームおよびウォームホイールのそれぞれを寸法精度のばらつき度合に応じて選別し、互いの組合せ精度が適正になるもの同士を組み合わせたりする作業（いわゆるマッチング組立作業）が必要となるが、この作業に非常に手間がかかり、製造コストが高くなる。
【０００６】
また、バックラッシを詰めると、ウォームとウォームホイールとの噛み合いによる摩擦抵抗が増大し、エネルギロスが増加するため、省エネ上好ましくない。
同様の課題は、ＥＰＳの減速機に限らず、ウォームおよびウォームホイールを有する一般の減速機においても存在する。
本発明は、かかる背景のもとでなされたもので、エネルギロスを抑制することができ、且つ歯打ち音を低減することのできる安価な減速機、およびこれを備える電動式動力舵取装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記目的を達成するため、第１の発明は、ウォームと、上記ウォームと動力伝達可能に噛み合うウォームホイールとを備え、ウォームホイールの歯先面に、ウォームホイールの歯とウォームの頂げきを詰めるための凸部を設けることを特徴とする減速機を提供する。
本発明によれば、凸部が噛み合い領域でウォームと局部的に接触して、適度な摩擦抵抗を発生するので、歯当たり時の衝突速度を十分に抑制でき、バックラッシを詰めることなく歯打ち音を低減できる。バックラッシを詰める必要が無いので、減速機のエネルギロスを抑制することができ、省エネ上好ましく、また安価である。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明において、上記凸部はウォームホイールの周方向に延びる断面略山形の凸条からなることを特徴とする。このような凸条であれば、ウォームの歯底に連続的に接触することができ、歯当たり時の衝突速度の抑制効果が高いので、騒音低減に格段の効果を発揮できる。
第３の発明は、第１または第２の発明において、上記ウォームは金属からなり、上記凸部は合成樹脂からなることを特徴とする。本発明によれば、凸部を構成する合成樹脂が撓むことで、接触音を極めて小さくできる。
【０００９】
第４の発明は、第１，２または第３の発明において、上記凸部は弾性を有することを特徴とする。本発明によれば、凸部の弾性変形により、緩衝効果を高めて歯当たり時の衝突速度をより低減することで、騒音をより小さくすることができる。
第５の発明は、第１ないし第４の発明のいずれかに記載の減速機を備える電動式動力舵取装置を提供する。本発明によれば、車室内での騒音をコスト安価に低減することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施の形態を添付図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の一実施の形態にかかる電動式動力舵取装置の概略断面図である。図１を参照して、本電動式動力舵取装置では、ステアリングホイール１を取り付けている入力軸としての第１の操舵軸２と、ラックアンドピニオン機構等の舵取機構（図示せず）に連結される出力軸としての第２の操舵軸３とがトーションバー４を介して同軸的に連結されている。
【００１１】
第１および第２の操舵軸２、３を支持するハウジング５は、例えばアルミニウム合金からなり、車体（図示せず）に取り付けられている。ハウジング５は、互いに嵌め合わされるセンサハウジング６とギヤハウジング７により構成されている。具体的には、ギヤハウジング７は筒状をなし、その上端の環状縁部７ａがセンサハウジング６の下端外周の環状段部６ａに嵌め合わされている。ギヤハウジング７は減速機８を収容し、センサハウジング６はトルクセンサ９および制御基板１０等を収容している。
【００１２】
上記減速機８は、図２に示すように、電動モータＭの回転軸３２に例えばスプライン継手３３等の継手機構を介して一体回転可能に連結されるウォーム１１と、このウォーム１１と動力伝達可能に噛み合い、且つ図１に示すように、第２の操舵軸３の軸方向中間部に一体回転可能で且つ軸方向移動を規制されたウォームホイール１２とを備える。
図１および図２を参照して、ウォームホイール１２は第２の操舵軸３に一体回転可能に結合される環状の芯金１２ａと、芯金１２ａの周囲を取り囲んで外周面部に歯を形成する合成樹脂部材１２ｂとを備えている。芯金１２ａは例えば合成樹脂部材１２ｂの樹脂成形時に金型内にインサートされるものである。
【００１３】
ギヤハウジング７内において、ウォーム１１およびウォームホイール１２の噛み合い領域Ａに潤滑剤が充填されている。すなわち、潤滑剤は噛み合い領域Ａのみに充填しても良いし、噛み合い領域Ａとウォーム１１の周縁全体に充填しても良いし、ギヤハウジング７内全体に充填しても良い。
図１を参照して、第２の操舵軸３は、ウォームホイール１２を軸方向の上下に挟んで配置される第１および第２の転がり軸受１３、１４により回転自在に支持されている。
【００１４】
第１の転がり軸受１３の外輪１５は、センサハウジング６の下端の筒状突起６ｂ内に設けられた軸受保持孔１６に嵌め入れられて保持されている。第１の転がり軸受１３の外輪１５の上端面は環状の段部１７に当接しており、センサハウジング６に対する軸方向上方への移動が規制されている。一方、第１の転がり軸受１３の内輪１８は第２の操舵軸３に締まりばめにより嵌め合わされている。内輪１８の下端面は、ウォームホイール１２の芯金１２ａの上端面に当接している。
【００１５】
また、第２の転がり軸受１４の外輪１９は、ギヤハウジング７の軸受保持孔２０に嵌め入れられて保持されている。第２の転がり軸受１４の外輪１９の下端面は、環状の段部２１に当接し、ギヤハウジング７に対する軸方向下方への移動が規制されている。第２の転がり軸受１４の内輪２２は、第２の操舵軸３に一体回転可能で且つ軸方向相対移動を規制されて取り付けられている。内輪２２は第２の操舵軸３の段部２３と、第２の操舵軸３のねじ部に締めこまれるナット２４との間に挟持されている。
【００１６】
トーションバー４は第１および第２の操舵軸２，３を貫通している。トーションバー４の上端４ａは、連結ピン２５により第１の操舵軸２と一体回転可能に連結され、トーションバー４の下端４ｂは、連結ピン２６により第２の操舵軸３と一体回転可能に連結されている。第２の操舵軸３の下端は、図示しない中間軸を介してラックアンドピニオン機構等の舵取機構に連結されている。
上記の連結ピン２５は、第１の操舵軸２と同軸に配置される第３の操舵軸２７を、第１の操舵軸２と一体回転可能に連結している。第３の操舵軸２７はステアリングコラムを構成するチューブ２８内を貫通している。
【００１７】
第１の操舵軸２の上部は、例えば針状ころ軸受からなる第３の転がり軸受２９を介してセンサハウジング６に回転自在に支持されている。第１の操舵軸２の下部の縮径部３０と第２の操舵軸３の上部の孔３１とは、第１および第２の操舵軸２，３の相対回転を所定の範囲に規制するように、回転方向に所定の遊びを設けて嵌め合わされている。
次いで、図２を参照して、ウォーム１１はギヤハウジング７により保持される第４および第５の転がり軸受３４、３５によりそれぞれ回転自在に支持されている。第４および第５の転がり軸受３４、３５は例えば玉軸受からなる。
【００１８】
第４および第５の転がり軸受３４、３５の内輪３６、３７がウォーム１１の対応するくびれ部に嵌合されている。また、第４および第５の転がり軸受３４、３５の外輪３８、３９は、ギヤハウジング７の軸受保持孔４０、４１にそれぞれ保持されている。
また、ウォーム１１の一端部１１ａを支持する第４の転がり軸受３４の外輪３８は、ギヤハウジング７の段部４２に当接し位置決めされている。一方、第４の転がり軸受３４の内輪３６は、ウォーム１１の位置決め段部４３に当接することにより、ウォーム１１の他端部１１ｂ側への移動が規制されている。
【００１９】
ウォーム１１の他端部１１ｂ（継手側端部）の近傍を支持する第５の転がり軸受３５の内輪３７はウォーム１１の位置決め段部４４に当接することにより、ウォーム１１の一端部１１ａ側への移動が規制されている。
また、第５の転がり軸受３５の外輪３９は予圧調整用のねじ部材４５により、第４の転がり軸受３４側へ付勢されている。ねじ部材４５は、ギヤハウジング７に形成されるねじ孔４６にねじ込まれることにより、一対の転がり軸受３４、３５に予圧を付与すると共に、ウォーム１１を軸方向に位置決めしている。ロックナット４７は、予圧調整後のねじ部材４５を止定するためにねじ部材４５に係合される。
【００２０】
図３は、図１の噛み合い領域Ａの拡大部分断面図である。図３を参照して、ウォームホイール１２の合成樹脂部材１２ｂの歯５１の歯先面５２には、ウォームホイール１２の歯５１とウォーム１１の頂げきＢを詰めるための凸部５４が設けられている。
凸部５４は、歯５１の歯先面５２の歯幅方向中央部に配置されており、断面略山形をなしている。この凸部５４の先端５５は、噛み合い領域Ａにおいてウォーム１１の歯底５６と接触して摺動可能となっている。頂げきＢは、例えば０．２〜０．５ｍｍ程度（本実施の形態では０．２５ｍｍ）であり、歯５１の歯幅方向中央部（先端５５が設けられている部分）の全歯たけＤ（例えば３．５ｍｍ）に対する割合は例えば約７％である。
【００２１】
ウォーム１１は、例えば鋼、合金鋼等の金属からなる。凸部５４は、例えばポリアミド樹脂（例えばナイロン６６）、ポリアセタール樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂、ポリエーテル・エーテル・ケトン（ＰＥＥＫ）樹脂等の合成樹脂からなる。また、この凸部５４は弾性を有しており、ウォーム１１の歯底５６と接触したときに弾性変形できるようになっている。
凸部５４は、ウォームホイール１２の合成樹脂部材１２ｂの一部からなり、歯５１と一体である。この凸部５４は、合成樹脂部材１２ｂの樹脂成形後に切削加工等により形成されるものである。
【００２２】
図４は、図２の噛み合い領域Ａの拡大部分断面図である。図４を参照して、凸部５４は、ウォームホイール１２の周方向５７に延びる凸条をなしている。自由状態での凸部５４の高さ、すなわち、自由高さＥ（自由時突出量）は、例えば０．３ｍｍであり、この自由高さＥの頂げきＢに対する割合は例えば１２０％に設定される。
頂げきＢに対する自由高さＥの割合は、１１０％〜１５０％の範囲にあることが望ましい。頂げきＢに対する自由高さＥの割合が１１０％未満では歯打ち音（振動）の減衰効果が小さく、１５０％を超えると摩擦抵抗が増大し、伝達効率が低下するためである。なお、頂げきＢに対する自由高さＥの割合が１２０％〜１３０％の範囲であれば、より好ましい。但し、凸部５４の形状を変形させることにより、上記数値は若干変動する。
【００２３】
噛み合い領域Ａにおいて、ウォーム１１の歯５３とウォームホイール１２の歯５１の間には、バックラッシＦが存在している。このため、ウォームホイール１２とウォーム１１との噛み合いにはバックラッシＦに相当する遊びがある。
バックラッシＦは、ウォームホイール１２の中心角で例えば１．５′である。
例えば悪路を直進走行しているときに図示しないタイヤからの逆入力を受けると、ウォームホイール１２が上記遊びの範囲で周方向５７に沿って微振動を起こそうとするが、このとき、噛み合い領域Ａの凸部５４の先端５５が、ウォーム１１の歯底５６上を適度な摩擦抵抗を発生しつつ周方向５７に摺動する。
【００２４】
この適度な摩擦抵抗により、ウォームホイール１２の歯５１とウォーム１１の歯５３の歯面が衝突するときの速度を格段に低減することができる。
このように、本実施の形態によれば、凸部５４が噛み合い領域Ａでウォーム１１の歯底５６と局部的に接触して、適度な摩擦抵抗を発生するので、歯当たり時の衝突速度を十分に抑制でき、バックラッシＦを詰めることなく歯打ち音を低減できる。バックラッシＦを詰める必要が無いので、減速機８のエネルギロスを抑制することができ、省エネ上好ましく、また安価である。
【００２５】
また、凸部５４を周方向５７に延びる断面略山形の凸条とすることで、ウォーム１１の歯底５６に連続的に接触することができる。このため、歯当たり時の衝突速度の抑制効果を高くすることができ、騒音低減に格段の効果を発揮できる。
また、凸部５４を構成する合成樹脂部材１２ｂが撓むことで、接触音を極めて小さくできる。さらに、凸部５４の弾性変形により、緩衝効果を高めて歯当たり時の衝突速度をより低減することで騒音をより小さくすることができる。
【００２６】
このように、バックラッシＦを詰めることなく減速機８の騒音を低減することができるため、車室内での騒音をコスト安価に低減することができる。
図５は、本発明の他の実施の形態にかかる噛み合い領域Ａの拡大部分断面図である。図５に示す実施の形態において、図１〜４に示す実施の形態と同様の構成には図に同一符号を付して、その説明を省略する。図５を参照して、本実施の形態では、ウォームホイール１２の歯５１を形成する第１の合成樹脂部材１２ｃと、この第１の合成樹脂部材１２ｃと別体に形成された凸部形成体としての第２の合成樹脂部材５８を歯５１に一体的に設け、この第２の合成樹脂部材５８に凸部５４を形成している。
【００２７】
凸部形成体としての第２の合成樹脂部材５８は、第１の合成樹脂部材１２ｃに埋設され固定される、例えば断面略Ｔ字形形状をなす埋設部５９を備える。この埋設部５９は、歯先面５２と面一をなす露出面６０を有し、この露出面６０に凸部５４が突出形成されている。埋設部５９の、第１の合成樹脂部材１２ｃに埋設される何れかの面に、第１の合成樹脂部材１２ｃに対する固定強度を高めるための凹凸を設けても良い。
【００２８】
歯５１を有する第１の合成樹脂部材１２ｃは、比較的剛性の高いポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂、ポリエーテル・エーテル・ケトン（ＰＥＥＫ）樹脂等の合成樹脂からなる。
また、第２の合成樹脂部材５８は、第１の合成樹脂部材１２ｃよりも融点の高い合成樹脂からなり、例えばポリテトラフルオロエチレン（Ｐｏｌｙ Ｔｅｔｒａ Ｆｌｕｏｒｏ Ｅｔｈｙｌｅｎｅ ， ＰＴＦＥ）を示すことができる。この第２の合成樹脂部材５８は、例えば、第１の合成樹脂部材１２ｃの樹脂成形時に金型内にインサートされるものである。凸部５４は、第１の合成樹脂部材１２ｃの樹脂成形後に切削加工により形成される。
【００２９】
本実施の形態においても、図１〜４に示す実施の形態と同様の効果を奏することができる。さらに、歯５１と凸部５４とを別部材で構成することにより、下記の利点がある。すなわち、第１の合成樹脂部材１２ｃの材質として、ウォームホイール１２の歯５１の強度を確保できる材料を選択し、且つ、第２の合成樹脂部材５８として、歯打ち音の低減効果をより高めることができる弾性に優れた材料を選択することができる。結果として、歯打ち音をより一層低減することができる。
【００３０】
本発明は、以上の実施の形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。
例えば、上記各実施の形態において、凸部５４を、各歯５１にそれぞれ１条ずつ設ける構成としたが、これに限らず、例えばそれぞれ複数条ずつ設ける構成であっても良い。
また、凸部５４の形状は、断面略山形のものに限らず、例えば、断面略三角形のものや、断面略半月形のものでも良い。
【００３１】
さらに、本発明の減速機を、電動式動力舵取装置以外の装置の一般の減速機にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態にかかる電動式動力舵取装置の概略断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】図１の噛み合い領域の拡大部分断面図である。
【図４】図２の噛み合い領域の拡大部分断面図である。
【図５】本発明の他の実施の形態にかかる噛み合い領域の拡大部分断面図である。
【符号の説明】
８ 減速機
１１ ウォーム
１２ ウォームホイール
５２ 歯先面
５１ 歯
５４ 凸部
５７ 周方向
Ｂ 頂げき
Ｅ （凸部の）自由高さ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a speed reducer having a worm and a worm wheel, and an electric power steering device including the same.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art A reduction gear is used in an electric power steering device (EPS) for an automobile. For example, in a column-type EPS, the rotational force of the electric motor is transmitted to a worm and further transmitted to a worm wheel to reduce the rotation of the electric motor and amplify the output. The output of the electric motor applied to the worm wheel is applied to a steering shaft connected to the worm wheel to assist the steering operation with torque.
[0003]
A proper backlash is required for the engagement of the worm and the worm wheel.For example, when the vehicle travels straight on the above-mentioned rough road or the like, a rattle due to the backlash may be generated due to a reaction force from the tire. . When these sounds are transmitted as noise to the passenger compartment, the driver will feel uncomfortable.
Therefore, a power steering apparatus that reduces backlash in order to reduce noise has been proposed (for example, see Patent Document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Utility Model Registration No. 2556890.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in order to reduce the backlash, it is necessary to strictly control the amount of backlash generated between the worm and the worm wheel within the range of the processing accuracy. For example, it is necessary to select each of the worm and the worm wheel according to the degree of variation in the dimensional accuracy, and to combine the worms and the worm wheels whose matching accuracy is appropriate (so-called matching assembly work). It is very time-consuming and increases the production cost.
[0006]
Further, if the backlash is reduced, frictional resistance due to engagement between the worm and the worm wheel increases, and energy loss increases, which is not preferable in terms of energy saving.
Similar problems exist not only in EPS speed reducers but also in general speed reducers having a worm and a worm wheel.
The present invention has been made under such a background, and an inexpensive reduction gear capable of suppressing energy loss and reducing rattling noise, and an electric power steering device including the same are provided. The purpose is to provide.
[0007]
Means for Solving the Problems and Effects of the Invention
To achieve the above object, a first aspect of the present invention includes a worm and a worm wheel meshing with the worm so as to be able to transmit power, and the worm wheel teeth and the worm crest are packed into the worm wheel tooth apex surface. The present invention provides a speed reducer characterized by providing a convex portion.
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, since a convex part contacts locally with a worm in an engagement area | region and generates moderate frictional resistance, the collision speed at the time of a tooth contact can be suppressed sufficiently, and the rattling noise without reducing backlash. Can be reduced. Since it is not necessary to reduce the backlash, energy loss of the speed reducer can be suppressed, which is preferable in terms of energy saving and inexpensive.
[0008]
A second invention is characterized in that, in the first invention, the projection is formed of a ridge having a substantially mountain-shaped cross section extending in a circumferential direction of the worm wheel. With such a ridge, it is possible to make continuous contact with the tooth bottom of the worm, and the effect of suppressing the collision speed at the time of tooth contact is high, so that a remarkable effect in noise reduction can be exerted.
A third invention is characterized in that, in the first or second invention, the worm is made of a metal, and the projection is made of a synthetic resin. ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, since the synthetic resin which comprises a convex part bends, a contact sound can be made extremely small.
[0009]
In a fourth aspect based on the first, second, or third aspect, the convex portion has elasticity. According to the present invention, noise can be further reduced by increasing the cushioning effect and reducing the collision speed at the time of tooth contact by the elastic deformation of the convex portion.
According to a fifth aspect, there is provided an electric power steering apparatus including the speed reducer according to any one of the first to fourth aspects. ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the noise in a vehicle interior can be reduced at low cost.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic sectional view of an electric power steering apparatus according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, in the electric power steering apparatus, a first steering shaft 2 as an input shaft to which a steering wheel 1 is attached, and a steering mechanism (not shown) such as a rack and pinion mechanism. A second steering shaft 3 as an output shaft to be connected is coaxially connected via a torsion bar 4.
[0011]
The housing 5 that supports the first and second steering shafts 2 and 3 is made of, for example, an aluminum alloy and is attached to a vehicle body (not shown). The housing 5 includes a sensor housing 6 and a gear housing 7 that are fitted together. Specifically, the gear housing 7 has a cylindrical shape, and an annular edge 7 a at the upper end thereof is fitted to an annular step 6 a on the outer periphery of the lower end of the sensor housing 6. The gear housing 7 houses a reduction gear 8, and the sensor housing 6 houses a torque sensor 9, a control board 10, and the like.
[0012]
As shown in FIG. 2, the speed reducer 8 is connected to a rotating shaft 32 of the electric motor M via a joint mechanism such as a spline joint 33 so as to be integrally rotatable, and is capable of transmitting power to the worm 11. As shown in FIG. 1, a worm wheel 12 is provided at an intermediate portion in the axial direction of the second steering shaft 3 so as to be integrally rotatable and restricted from moving in the axial direction.
With reference to FIGS. 1 and 2, worm wheel 12 has an annular core 12 a integrally rotatably coupled to second steering shaft 3, and has teeth formed on an outer peripheral surface portion surrounding core 12 a. And a synthetic resin member 12b. The cored bar 12a is inserted into a mold at the time of resin molding of the synthetic resin member 12b, for example.
[0013]
In the gear housing 7, the meshing region A of the worm 11 and the worm wheel 12 is filled with a lubricant. That is, the lubricant may be filled only in the meshing region A, may be filled in the entire meshing region A and the entire periphery of the worm 11, or may be filled in the entire gear housing 7.
Referring to FIG. 1, the second steering shaft 3 is rotatably supported by first and second rolling bearings 13 and 14 which are arranged so as to sandwich the worm wheel 12 in the vertical direction in the axial direction.
[0014]
The outer ring 15 of the first rolling bearing 13 is fitted and held in a bearing holding hole 16 provided in a cylindrical projection 6b at the lower end of the sensor housing 6. The upper end surface of the outer ring 15 of the first rolling bearing 13 is in contact with the annular stepped portion 17, and the upward movement in the axial direction with respect to the sensor housing 6 is restricted. On the other hand, the inner race 18 of the first rolling bearing 13 is fitted to the second steering shaft 3 by interference fit. The lower end surface of the inner ring 18 is in contact with the upper end surface of the core 12 a of the worm wheel 12.
[0015]
The outer race 19 of the second rolling bearing 14 is fitted and held in a bearing holding hole 20 of the gear housing 7. The lower end surface of the outer ring 19 of the second rolling bearing 14 is in contact with the annular stepped portion 21, and the movement of the gear housing 7 downward in the axial direction is restricted. The inner ring 22 of the second rolling bearing 14 is attached to the second steering shaft 3 so as to be integrally rotatable and restricted in relative movement in the axial direction. The inner ring 22 is sandwiched between a step portion 23 of the second steering shaft 3 and a nut 24 that is screwed into a screw portion of the second steering shaft 3.
[0016]
The torsion bar 4 passes through the first and second steering shafts 2, 3. The upper end 4a of the torsion bar 4 is connected to the first steering shaft 2 by a connecting pin 25 so as to be integrally rotatable, and the lower end 4b of the torsion bar 4 is connected to the second steering shaft 3 by a connecting pin 26 so as to be integrally rotatable. Have been. The lower end of the second steering shaft 3 is connected to a steering mechanism such as a rack and pinion mechanism via an intermediate shaft (not shown).
The connection pin 25 connects the third steering shaft 27 disposed coaxially with the first steering shaft 2 so as to be integrally rotatable with the first steering shaft 2. The third steering shaft 27 passes through a tube 28 forming a steering column.
[0017]
The upper portion of the first steering shaft 2 is rotatably supported by the sensor housing 6 via a third rolling bearing 29 formed of, for example, a needle roller bearing. The reduced diameter portion 30 at the lower part of the first steering shaft 2 and the hole 31 at the upper part of the second steering shaft 3 regulate the relative rotation of the first and second steering shafts 2 and 3 within a predetermined range. Are fitted with a predetermined play in the rotation direction.
Next, referring to FIG. 2, worm 11 is rotatably supported by fourth and fifth rolling bearings 34 and 35 held by gear housing 7, respectively. The fourth and fifth rolling bearings 34, 35 are, for example, ball bearings.
[0018]
The inner rings 36, 37 of the fourth and fifth rolling bearings 34, 35 are fitted into corresponding constrictions of the worm 11. The outer rings 38, 39 of the fourth and fifth rolling bearings 34, 35 are held in bearing holding holes 40, 41 of the gear housing 7, respectively.
The outer ring 38 of the fourth rolling bearing 34 that supports the one end 11 a of the worm 11 is positioned in contact with the step 42 of the gear housing 7. On the other hand, the inner ring 36 of the fourth rolling bearing 34 abuts on the positioning step 43 of the worm 11, whereby the movement of the worm 11 toward the other end 11b is restricted.
[0019]
The inner ring 37 of the fifth rolling bearing 35, which supports the vicinity of the other end 11b (joint end) of the worm 11, comes into contact with the positioning step 44 of the worm 11, so that the worm 11 moves toward the one end 11a. Movement is regulated.
The outer ring 39 of the fifth rolling bearing 35 is urged toward the fourth rolling bearing 34 by a screw member 45 for adjusting the preload. The screw member 45 is screwed into a screw hole 46 formed in the gear housing 7 to apply a preload to the pair of rolling bearings 34 and 35 and to position the worm 11 in the axial direction. The lock nut 47 is engaged with the screw member 45 to stop the screw member 45 after the preload adjustment.
[0020]
FIG. 3 is an enlarged partial cross-sectional view of the engagement area A of FIG. Referring to FIG. 3, a tooth top surface 52 of a tooth 51 of a synthetic resin member 12 b of the worm wheel 12 is provided with a convex portion 54 for filling the tooth 51 of the worm wheel 12 and the crest B of the worm 11. I have.
The convex portion 54 is arranged at the center of the tooth tip surface 52 of the tooth 51 in the tooth width direction, and has a substantially mountain-shaped section. The tip 55 of the projection 54 is slidable in contact with the tooth bottom 56 of the worm 11 in the engagement area A. The crest B is, for example, about 0.2 to 0.5 mm (0.25 mm in the present embodiment), and the entire teeth D at the center in the width direction of the teeth 51 (the part where the tip 55 is provided). (For example, 3.5 mm) is, for example, about 7%.
[0021]
The worm 11 is made of a metal such as steel, alloy steel, or the like. The protrusion 54 is made of a synthetic resin such as a polyamide resin (for example, nylon 66), a polyacetal resin, a polyphenylene sulfide (PPS) resin, and a polyether ether ketone (PEEK) resin. The projection 54 has elasticity so that it can be elastically deformed when it comes into contact with the tooth bottom 56 of the worm 11.
The convex portion 54 is formed of a part of the synthetic resin member 12b of the worm wheel 12, and is integral with the teeth 51. The convex portion 54 is formed by cutting or the like after resin molding of the synthetic resin member 12b.
[0022]
FIG. 4 is an enlarged partial cross-sectional view of the engagement area A of FIG. Referring to FIG. 4, protrusion 54 forms a protrusion extending in the circumferential direction 57 of worm wheel 12. The height of the convex portion 54 in the free state, that is, the free height E (the amount of protrusion at free time) is, for example, 0.3 mm, and the ratio of the free height E to the peak B is set to, for example, 120%. You.
The ratio of the free height E to the peak B is desirably in the range of 110% to 150%. If the ratio of the free height E to the peak B is less than 110%, the damping effect of the rattling noise (vibration) is small, and if it exceeds 150%, the frictional resistance increases and the transmission efficiency decreases. It is more preferable that the ratio of the free height E to the peak B is in the range of 120% to 130%. However, when the shape of the convex portion 54 is deformed, the above numerical values slightly change.
[0023]
In the meshing area A, a backlash F exists between the teeth 53 of the worm 11 and the teeth 51 of the worm wheel 12. Therefore, there is play corresponding to the backlash F in the engagement between the worm wheel 12 and the worm 11.
The backlash F is, for example, 1.5 'at the central angle of the worm wheel 12.
For example, if the vehicle receives a reverse input from a tire (not shown) while traveling straight on a rough road, the worm wheel 12 tries to generate a slight vibration along the circumferential direction 57 in the range of the play. The tip 55 of the convex portion 54 in the area A slides on the tooth bottom 56 of the worm 11 in the circumferential direction 57 while generating an appropriate frictional resistance.
[0024]
Due to the appropriate frictional resistance, the speed at which the tooth surfaces of the teeth 51 of the worm wheel 12 and the teeth 53 of the worm 11 collide can be significantly reduced.
As described above, according to the present embodiment, the convex portion 54 locally contacts the tooth bottom 56 of the worm 11 in the meshing region A and generates an appropriate frictional resistance. The noise can be sufficiently suppressed, and the rattling noise can be reduced without reducing the backlash F. Since there is no need to reduce the backlash F, energy loss of the speed reducer 8 can be suppressed, which is preferable in terms of energy saving and inexpensive.
[0025]
Further, by forming the convex portion 54 as a convex portion having a substantially mountain-shaped cross section extending in the circumferential direction 57, it is possible to continuously contact the tooth bottom 56 of the worm 11. For this reason, the effect of suppressing the collision speed at the time of tooth contact can be enhanced, and a remarkable effect can be exhibited in noise reduction.
In addition, since the synthetic resin member 12b constituting the convex portion 54 is bent, the contact noise can be extremely reduced. Further, the noise can be further reduced by increasing the cushioning effect by the elastic deformation of the convex portion 54 and further reducing the collision speed at the time of tooth contact.
[0026]
As described above, since the noise of the speed reducer 8 can be reduced without reducing the backlash F, the noise in the vehicle interior can be reduced at low cost.
FIG. 5 is an enlarged partial cross-sectional view of an engagement area A according to another embodiment of the present invention. In the embodiment shown in FIG. 5, the same components as those in the embodiment shown in FIGS. 1 to 4 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. Referring to FIG. 5, in the present embodiment, a first synthetic resin member 12c forming teeth 51 of worm wheel 12, and a protrusion forming member formed separately from first synthetic resin member 12c A second synthetic resin member 58 is provided integrally with the teeth 51, and the second synthetic resin member 58 has a projection 54.
[0027]
The second synthetic resin member 58 serving as the projection forming body includes an embedded portion 59 having a substantially T-shaped cross section, for example, embedded and fixed in the first synthetic resin member 12c. The buried portion 59 has an exposed surface 60 flush with the tooth tip surface 52, and the convex portion 54 is formed to project from the exposed surface 60. Any surface of the buried portion 59 buried in the first synthetic resin member 12c may be provided with irregularities for increasing the fixing strength to the first synthetic resin member 12c.
[0028]
The first synthetic resin member 12c having the teeth 51 is made of a synthetic resin such as polyamide resin, polyacetal resin, polyphenylene sulfide (PPS) resin, polyether ether ketone (PEEK) resin having relatively high rigidity.
In addition, the second synthetic resin member 58 is made of a synthetic resin having a higher melting point than the first synthetic resin member 12c, and may be, for example, polytetrafluoroethylene (Poly Tetra Fluoro Ethylene, PTFE). The second synthetic resin member 58 is inserted into a mold at the time of resin molding of the first synthetic resin member 12c, for example. The convex portion 54 is formed by cutting after the first synthetic resin member 12c is molded.
[0029]
In this embodiment, the same effects as those of the embodiment shown in FIGS. Further, by forming the teeth 51 and the projections 54 as separate members, there are the following advantages. That is, a material capable of securing the strength of the teeth 51 of the worm wheel 12 is selected as the material of the first synthetic resin member 12c, and the effect of reducing the rattling noise is further enhanced as the second synthetic resin member 58. A material having excellent elasticity can be selected. As a result, rattling noise can be further reduced.
[0030]
The present invention is not limited to the contents of the above embodiments, and various changes can be made within the scope of the claims.
For example, in each of the above-described embodiments, the protrusions 54 are provided on each tooth 51 one by one. However, the present invention is not limited to this. For example, a plurality of protrusions 54 may be provided.
Further, the shape of the convex portion 54 is not limited to the shape having a substantially mountain-shaped cross section, and may be, for example, a shape having a substantially triangular cross section or a substantially half-moon shape.
[0031]
Further, the speed reducer of the present invention can be applied to a general speed reducer of a device other than the electric power steering device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic sectional view of an electric power steering apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II in FIG.
FIG. 3 is an enlarged partial cross-sectional view of a meshing region of FIG. 1;
FIG. 4 is an enlarged partial cross-sectional view of a meshing region of FIG. 2;
FIG. 5 is an enlarged partial cross-sectional view of a meshing region according to another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
8 Speed reducer 11 Worm 12 Worm wheel 52 Tooth surface 51 Tooth 54 Convex part 57 Circumferential direction B Peak height E (of convex part) Free height
