JP2009191980A - ウォーム減速装置の軸受支持構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 ハウジングへの装着が容易で噛合部の歯打ち音を抑制するホルダーを備え、ホルダー、付勢部材及び玉軸受をハウジング内部に保持するリテーナの抜け出しを抑えたウォーム減速装置の軸受支持構造を提供する。
【解決手段】 ハウジング１１の底部にホルダー１９及び付勢部材２０が配置され、付勢部材とホルダーの外周との間にコイルスプリング２１が巻回される。ハウジング１１の段部１１ａにホルダー１９及び玉軸受１５の外輪を装着、玉軸受１５の外側に波ワッシャ１７及びリテーナ１６を配置して軸方向に押圧、摩擦力で固定する。ウォーム軸の軸端１２ｃを付勢部材の孔２０ａに、細径部１２ｂをブッシュ１８に挿入する。ウォームは弾性変位可能で噛合部に予圧が付与され、歯打ち音が抑制される。ハウジング１１とリテーナ１６との間に緩みが生じても、環状の溝部１１ｖがリテーナ１６の抜け出しを抑える。
【選択図】 図１

Description

この発明は、電動パワーステアリング装置に関し、特に、そのラック・ピニオン式ステアリング装置のウォーム減速装置の軸受支持構造に関する。

車両用のステアリング装置においては、運転者の操舵負荷を軽減することを目的とした動力舵取装置が知られている。従来、動力舵取装置は、油圧式のパワーステアリング装置が広く使用されていた。しかしながら、近年の自動車の高効率化の傾向にしたがって、油圧式のパワーステアリング装置から、効率のよい電動パワーステアリング装置に置き換えられる場合が多くなってきている。

図６は、上記電動パワーステアリング装置の減速装置１００の構成の一例を説明する正面図で、一部を断面として示してある。減速装置１００はウォーム減速装置であって、モータ１０５の回転軸１０５ａにスプライン結合したウォーム１２１が、玉軸受１２２と、ホルダー１２５に保持された玉軸受１２３とで回転自在にハウジング１２０に保持されており、ウォーム１２１の一部に形成されたウォーム歯１２１ａが、ハウジング１２０に回転自在に保持されたウォームホイール１２４に形成されているウォームホイール歯１２４ａに噛合している。

上記したような構成の減速装置においては、ウォーム１２１のウォーム歯１２１ａをウォームホイール１２４のウォームホイール歯１２４ａの歯合方向に向けて弾性的に変位させ、歯合面に予圧を付与して歯合面に発生する歯打ち音の発生を抑制する構成が知られている（特許文献１参照）。この場合、歯打ち音の発生を抑制する部材を保持するホルダー及び玉軸受を、ハウジングの内部にウォーム軸方向に押圧保持するために環状のリテーナを使用するものがある。
特開２００５−０４２９１３号公報

上記した環状のリテーナは、リテーナの環状の縁部をハウジングの内径部に摩擦接触させて固定しており、ハウジングとの間の摩擦力は、リテーナの外径寸法をハウジングの内径寸法よりも大きく設定したときの締め代により決定される。従って、リテーナのハウジングへの固定力を高めるには締め代を大きくすることになるが、締め代が大き過ぎるとリテーナの変形や破損が発生する。この発明は上記課題を解決することを目的とするものである。

この発明は上記課題を解決するもので、請求項１の発明は、ハウジング内部に配置されたウォーム軸の軸端部に嵌装される嵌装部を備えた付勢部材と、スプリングにより前記付勢部材をウォームとウォームホイールとの噛合方向に移動可能に支持するホルダーとを備え、前記ホルダーに並列配置された軸受によりウォーム軸をハウジング内部に支承し、ウォーム軸を噛合方向に弾性的に予圧するウォームとウォームホイールを備えたラック・ピニオン式ステアリング装置の減速装置の軸受支持構造において、前記ホルダー及びホルダーに並列配置された軸受は、ハウジング内部に装着されるリテーナによりハウジング内部の端部に向けて押圧保持され、前記ハウジングは、前記リテーナが装着される内径部にリテーナの環状の縁部に沿った環状の溝部が形成されていることを特徴とするウォーム減速装置の軸受支持構造である。

そして、前記ハウジング内径部に形成される環状の溝は、リテーナの環状の縁部の装着位置よりもリテーナの抜け方向に形成されている。

また、前記リテーナは、平面部と環状の縁部とから構成される皿状の部材で、環状の縁部はハウジング内径部に圧接され、摩擦接触により保持される。

以上説明したとおり、この発明に係るウォーム減速装置の軸受支持構造は、ホルダー及びホルダーに並列配置された軸受が、リテーナによりハウジング内部の端部に向けて押圧保持されるものであって、前記ハウジングのリテーナが装着される内径部にリテーナの環状の縁部に沿った環状の溝部が形成されており、リテーナが振動や経年変化その他の理由により抜け方向にずれても、リテーナの縁部がハウジングの環状の溝部を容易に通過できず、簡単な構成でリテーナの抜け出しを抑制することができる。

以下、この発明に係る実施の形態の電動パワーステアリング装置のウォーム減速装置における軸受支持構造、即ち、ホルダー及び玉軸受をハウジング内部に保持するリテーナの取付構造を説明する。なお、実施の形態の電動パワーステアリング装置のウォーム減速装置の全体構成は、先に図６を参照して説明した構成と類似した構成であるからここでは説明を省略し、この発明の特徴部分であるウォーム軸端部の支持構造について説明する。

図１は減速装置のウォーム軸端部の軸受支持構造を説明する断面図で、図１（ａ）はウォーム軸端部の断面図、図１（ｂ）はハウジングとリテーナとの接触部の拡大断面図で、リテーナが抜け方向にずれて環状の縁部に引っ掛かった状態を示している。

また、図２はウォーム軸端部の軸受支持構造を構成する各種部材を説明する図で、図２（ａ）は固定部材であるリテーナ１６の断面図、図２（ｂ）は弾性部材である波ワッシャ１７の断面図、図２（ｃ）はブッシュが内径部に装着された玉軸受１５の断面図、図２（ｄ）はホルダー１９及び付勢部材２０の断面図である。

また、図３は図２（ｄ）に示すホルダー１９及び付勢部材２０を軸端部方向から見た正面図、図４はホルダー１９の外観図、図５はリテーナの正面図である。

図１乃至図５を参照してウォーム軸端部の軸受支持構造を説明する。図１（ａ）において、１１はハウジング、１２はウォーム軸で、ここでは軸端部が示されている。ハウジング１１の端部は袋状に閉じられており、その底部に後述するホルダー１９及び付勢部材２０が配置される。また、ハウジング１１の端部付近の内側には、段部１１ａが形成されており、玉軸受１５の外輪の外周面が段部１１ａに嵌着される。玉軸受１５の外輪の軸方向端部側の側面はホルダー１９に接触する。

さらに、ハウジング１１のリテーナ１６が圧入され装着される内径部には、その環状の縁部１６ｂの装着位置よりもリテーナの抜け方向、即ち図１（ａ）でハウジング１１の端部とは反対方向の位置に、環状の溝部１１ｖが形成されている（図１（ａ）、図１（ｂ）参照）。

また、上記玉軸受１５の内輪には樹脂材料で構成され弾性変形可能な環状のブッシュ１８が嵌装され、ブッシュ１８を介してウォーム軸１２の細径部１２ｂが支承される。

さらに、上記玉軸受１５の軸方向外側（ウォーム軸１２と反対側）には、略円環状のホルダー１９が配置され、ホルダー１９の外縁の側面は、玉軸受１５の外輪側面に接触している。また、ホルダー１９の軸方向外側（ウォーム軸１２と反対側）には環状の溝１９ｂが形成されており、溝１９ｂの内部にウォーム軸１２の軸端１２ｃに嵌合する孔２０ａを備えた付勢部材２０が配置され、付勢部材２０の外周とホルダー１９の外周との間にはばね部材であるコイルスプリング２１が巻回され、コイルスプリング２１の端部はホルダー１９の左右側面に形成された係止部１９ｄに係止されている。

リテーナ１６は、図２（ａ）に示すように、平面部１６ａと環状の縁部１６ｂとから構成される皿状の部材で、環状の縁部１６ｂの外径はリテーナ１６が装着される部位のハウジング１１の内径に対して適切な締め代の分だけ大きく形成されている。また、リテーナ１６の平面部１６ａには、図５に示すように、円周方向に添って複数の切り込み１６ｃが設けられている。

次に、上記した部材の組立について説明する。まず、準備作業として、付勢部材２０の外周とホルダー１９の外周との間にコイルスプリング２１を巻回しておく。次に、ハウジング１１の端部の袋状に閉じられている底部に、コイルスプリング２１が巻回されたホルダー１９及び付勢部材２０を配置し、ハウジング１１の段部１１ａに、ホルダー１９、及びブッシュ１８が装着された玉軸受１５の外輪を装着する。

さらに、玉軸受１５の外輪の外側（ウォーム側）に環状の波ワッシャ１７を配置し、その外側にリテーナ１６を配置する。リテーナ１６の環状の縁部１６ｂをハウジング１１の内径部に圧入して袋状の底部に向けて押圧し、摩擦接触により固定する。

リテーナ１６は、図５に示すように、底面１６ａに円周方向に添って複数の切り込みが設けられて弾性片１６ｃが形成されているので、玉軸受１５の軸方向の僅かな移動は許容される。

次に、ウォーム軸１２を挿入する。まず、ウォーム軸１２の軸端１２ｃを付勢部材２０の孔２０ａに挿入し、ウォーム軸１２の細径部１２ｂを玉軸受１５の内輪に装着されたブッシュ１８に挿入して支承する。

この構成により、付勢部材２０の孔２０ａにウォーム軸１２の軸端１２ｃが嵌合している状態では、コイルスプリング２１の弾性変形とブッシュ１８の弾性変形とにより、ウォーム１２のウォーム歯はウォームホイールのウォームホイール歯方向に弾性的に付勢されて変位可能であり、また、波ワッシャ１７を配置したので玉軸受１５及びホルダー１９は軸方向に押圧されてガタが生じることがなく、ウォーム歯とウォームホイール歯との噛合部に予圧が付与され、噛合部の歯打ち音の発生を抑制することができる。

そして、ハウジング１１に圧入されて摩擦接触させたリテーナ１６が、振動や経年変化その他の原因で緩み、抜け方向、即ち図１（ａ）でハウジング１１の袋状の底部と反対方向にずれると、リテーナ１６の環状の縁部１６ｂがハウジング１１に形成された環状の溝部１１ｖに対して干渉する。即ち、リテーナ１６の環状の縁部１６ｂの外径が弾性変形により僅かに大きくなり、ハウジング１１の環状の溝部１１ｖに引っ掛かるので（図１（ｂ）参照）、リテーナ１６がハウジング１１の環状の溝部１１ｖを通過しようとすると、リテーナ１６の圧入時よりも大きな力が作用しないと抜け出せず、リテーナ１６の抜け出しを抑制することができる。

以上の構成によれば、ハウジング１１に摩擦接触させたリテーナ１６との間に振動や経年変化その他の原因により緩みが生じても、ハウジング１１に形成された環状の溝部１１ｖがリテーナ１６の抜け出しを抑えることができる。

また、ハウジング１１の端部が袋状に形成されていても、容易にホルダー１９、付勢部材２０及び玉軸受１５をハウジング１１の内部に装着し、ウォーム軸１２を玉軸受１５により回転自在に支持させることができる。

また、ホルダー１９には、軸方向に平行に延びた凸部１９ｃが形成されており、一方、ハウジング１１の端部底面には前記凸部１９ｃに対応する凹部１１ｃが形成されており、ホルダー１９がハウジング１１の端部底面に配置されると、ホルダー１９の凸部１９ｃがハウジング１１の凹部１１ｃに係合して、ホルダー１９の軸方向回りの位相（回転角度）が決められ、ホルダー１９の回転が規制され、組み付けが容易になる。

前記したホルダー１９の凸部１９ｃは、コイルスプリング２１の端部を係止する係止部１９ｄの一方と兼用することができる。この場合、一方の係止部１９ｄを軸方向に平行に延長して凸部１９ｃとする（図４参照）。コイルスプリング２１は巻き方向により軸方向の腕位置（コイルスプリングの端部位置）が決まり係止部１９ｄに係止する。ホルダー１９の凸部１９ｃは、ハウジング１１の凹部１１ｃに係合してハウジング１１に埋没するから、コイルスプリング２１はハウジング１１により規制され、脱落することはない。

なお、図１、図２で示された凸部１９ｃの位相と、図３に示されたコイルスプリング２１の端部を係止する係止部１９ｄの位相とは、位相がずれているが、これは、図１において、ホルダーの凸部１９ｃがハウジングの凹部１１ｃに係合する様子を断面図で説明するため、位相をずらして図示したものである。

上記したホルダーの材料は、合成樹脂或いは焼結金属でもよい。また、弾性部材である波ワッシャ１７は、波ワッシャ１７に限らず、ゴムや皿バネを使用してもよい。

以上、この発明の実施の形態のウォーム減速装置の軸受支持構造を電動パワーステアリング装置に適用した例で説明したが、この発明のウォーム減速装置の軸受支持構造は電動パワーステアリング装置のほか、一般機械のウォーム減速装置にも適用できることは言うまでもない。

ウォーム軸の軸端にホルダーを備え、ウォーム減速装置の噛合部の歯打ち音に抑制に効果的なウォーム減速装置の軸受支持構造であって、ハウジングに形成された環状の溝部がホルダー、付勢部材及び玉軸受を保持するリテーナの抜け出しを抑え、ハウジングへのホルダーの装着が容易なウォーム減速装置の軸受支持構造を提供する。

減速装置のウォーム軸端部の軸受支持構造を説明する断面図。 図１に示すウォーム軸端部の軸受支持構造の構成部材を説明する図。 ホルダー及び付勢部材を軸端部方向から見た正面図。 ホルダーの外観図。 リテーナの外観図。 従来のウォーム減速装置の構成の一例を説明する正面図。

符号の説明

１１ ハウジング
１１ａ 段部
１１ｃ 凹部
１１ｖ 環状の溝部
１２ ウォーム軸
１２ｂ 細径部
１２ｃ 軸端
１５ 玉軸受
１６ リテーナ
１６ａ 平面部（リテーナの平面部）
１６ｂ 環状の縁部（リテーナの環状の縁部）
１７ 波ワッシャ（弾性部材）
１８ ブッシュ
１９ ホルダー
１９ｂ 溝
１９ｃ 凸部
１９ｄ 係合部
２０ 付勢部材
２０ａ 孔
２１ コイルスプリング

Claims (3)

1. ハウジング内部に配置されたウォーム軸の軸端部に嵌装される嵌装部を備えた付勢部材と、スプリングにより前記付勢部材をウォームとウォームホイールとの噛合方向に移動可能に支持するホルダーとを備え、前記ホルダーに並列配置された軸受によりウォーム軸をハウジング内部に支承し、ウォーム軸を噛合方向に弾性的に予圧するウォームとウォームホイールを備えたウォーム減速装置の軸受支持構造において、
   前記ホルダー及びホルダーに並列配置された軸受は、ハウジング内部に装着されるリテーナによりハウジング内部の端部に向けて押圧保持され、
   前記ハウジングは、前記リテーナが装着される内径部にリテーナの環状の縁部に沿った環状の溝部が形成されていること
   を特徴とするウォーム減速装置の軸受支持構造。
2. 前記ハウジング内径部に形成される環状の溝は、リテーナの環状の縁部の装着位置よりもリテーナの抜け方向に形成されていること
   を特徴とする請求項１に記載のウォーム減速装置の軸受支持構造。
3. 前記リテーナは、平面部と環状の縁部とから構成される皿状の部材で、環状の縁部はハウジング内径部に圧接され、摩擦接触により保持されること
   を特徴とする請求項１に記載のウォーム減速装置の軸受支持構造。

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