JP2012154432A - Worm reduction gear and electric power steering apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ウォーム減速機及び電動パワーステアリング装置に関する。 The present invention relates to a worm reducer and an electric power steering apparatus.
従来、自動車の電動パワーステアリング装置としては、トルクセンサを通じて検出される操舵トルクに基づいて操舵補助用のモータを駆動制御するものが知られている。モータの回転は、ウォーム減速機を介して減速され、この減速された回転力が操舵補助力としてステアリングシャフトに印加される。ウォーム減速機は、モータの回転軸に連結されるウォームと、ステアリングシャフトに一体回転可能に設けられるウォームホイールとを有してなる。これらウォームおよびウォームホイールは、ハウジングに収容される(たとえば特許文献1参照。)。 2. Description of the Related Art Conventionally, as an electric power steering apparatus for an automobile, one that drives and controls a steering assist motor based on a steering torque detected through a torque sensor is known. The rotation of the motor is decelerated via a worm reducer, and this reduced rotational force is applied to the steering shaft as a steering assist force. The worm speed reducer includes a worm coupled to a rotating shaft of a motor and a worm wheel provided on the steering shaft so as to be integrally rotatable. These worms and worm wheels are accommodated in a housing (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1を含む従来一般のウォーム減速機において、ウォームとウォームホイールとの噛み合い部分には、それらの間の潤滑を確保するためにグリースが塗布される。しかし、ウォームとウォームホイールとの噛み合いを通じて、グリースが噛み合い部分以外の他の部位に流動して逃げるおそれがある。たとえば、ウォームは軸受を介してハウジングの内部に回転可能に支持されるところ、通常、軸受の外径はウォームの外径よりも大きい。このため、ハウジングとウォームとの間には、当該ウォームの外径と軸受の外径との差に応じた隙間が形成される。この隙間に噛み合い部分のグリースが逃げることにより、噛み合い部分の潤滑効果が経年的に低下するおそれがある。噛み合い部分の適切な潤滑状態が維持されない場合には、操舵補助力の円滑な伝達が阻害されるために、いわゆる引っ掛かり感(操舵トルクリップル)を運転者が感じるなど、操舵フィーリングの低下にもつながる。 In the conventional general worm speed reducer including Patent Document 1, grease is applied to the meshing portion between the worm and the worm wheel in order to ensure lubrication between them. However, there is a risk that the grease may flow to other parts than the meshing part and escape through the meshing of the worm and the worm wheel. For example, the worm is rotatably supported inside the housing via a bearing, and the outer diameter of the bearing is usually larger than the outer diameter of the worm. For this reason, a gap corresponding to the difference between the outer diameter of the worm and the outer diameter of the bearing is formed between the housing and the worm. When the grease in the meshing portion escapes into the gap, the lubrication effect of the meshing portion may decrease over time. If the proper lubrication state of the meshing part is not maintained, smooth transmission of the steering assist force is hindered, so that the driver feels a so-called catching feeling (steering torque ripple), which also reduces the steering feeling. Connected.
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、ウォームとウォームホイールとの噛み合い部分の潤滑を好適に維持することができるウォーム減速機および電動パワーステアリング装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a worm speed reducer and an electric power steering device that can suitably maintain the lubrication of the meshing portion between the worm and the worm wheel. There is to do.
請求項1に記載の発明は、ハウジングの内部に軸受を介して回転可能に設けられるウォームおよびこれに噛み合うウォームホイールを備えてなるウォーム減速機において、前記ウォームおよび前記軸受を収容保持した状態で前記ハウジングに収容されるウォームカラーを備え、当該ウォームカラーは前記ウォームと前記ウォームホイールとの噛み合い部分に対応する部位が開口してなることをその要旨とする。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a worm speed reducer comprising a worm rotatably provided inside a housing via a bearing and a worm wheel meshing with the worm, wherein the worm and the bearing are accommodated and held. The gist is provided with a worm collar accommodated in a housing, and the worm collar is formed by opening a portion corresponding to a meshing portion between the worm and the worm wheel.
ウォーム減速機の円滑な作動を確保するために、ウォームおよびウォームホイールの噛み合い部分には、グリースが塗布される。本発明のウォームカラーが存在しない場合には、当該噛み合い部分に塗布されたグリースが、軸受の外周面とウォームの外周面との間の隙間から逃げることが懸念される。この点、本発明によれば、当該隙間がウォームカラーにより埋められるかたちとなる。このため、グリースの逃げる部分を少なくすることができる。したがって、グリースが当該噛み合い部分から逃げにくくなることにより、グリースによるウォームとウォームホイールとの噛み合い部分の潤滑が好適に維持される。なお、ウォームの外周と、ウォームカラーの内周面との間の隙間は、小さく設定するほどよい。グリースの逃げ得る部分が少なくなるからである。 In order to ensure smooth operation of the worm speed reducer, grease is applied to the meshing portions of the worm and the worm wheel. When the worm collar of the present invention is not present, there is a concern that the grease applied to the meshing portion escapes from the gap between the outer peripheral surface of the bearing and the outer peripheral surface of the worm. In this regard, according to the present invention, the gap is filled with the warm collar. For this reason, the part which grease escapes can be decreased. Therefore, since it becomes difficult for the grease to escape from the meshing portion, the lubrication of the meshing portion between the worm and the worm wheel by the grease is suitably maintained. The clearance between the outer periphery of the worm and the inner peripheral surface of the worm collar is preferably set smaller. This is because there are fewer parts where grease can escape.
請求項2に記載の発明は、前記ウォームの第1の端部を支持する第1の軸受は前記ウォームカラーの内部に固定する一方で、同じく第2の端部を支持する第2の軸受は前記ウォームカラーの外部において前記ハウジングの内部に嵌合し、さらに前記ウォームカラーは前記ウォームの第2の軸受に支持された部分を支点として傾動可能に設けたうえで、前記ウォームカラーを前記ウォームホイールへ向けて常時付勢する付勢機構を備えたことをその要旨とする。 According to a second aspect of the present invention, the first bearing that supports the first end portion of the worm is fixed inside the worm collar, while the second bearing that also supports the second end portion is The worm collar is fitted to the inside of the housing outside the worm collar, and the worm collar is provided so as to be tiltable with a portion supported by the second bearing of the worm as a fulcrum. The gist thereof is that an urging mechanism that constantly urges toward the side is provided.
本発明によれば、ウォームカラーがウォームホイールへ向けて常時付勢されることにより、ウォームとウォームホイールとの間の隙間を小さくすることが可能になる。ウォームとウォームホイールとの間の潤滑も好適に維持される。 According to the present invention, the gap between the worm and the worm wheel can be reduced by constantly urging the worm collar toward the worm wheel. Lubrication between the worm and the worm wheel is also preferably maintained.
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載のウォーム減速機において、前記付勢機構は、前記ハウジングを貫通して前記ウォームカラーの外周面に当接することにより圧縮された状態に保持されて前記ウォームカラーに対して前記ウォームホイールへ向けた弾性力を印加する弾性体を備え、前記ウォームカラーにおける前記弾性体の当接部分には平坦部が形成されてなることをその要旨とする。 According to a third aspect of the present invention, in the worm speed reducer according to the second aspect, the urging mechanism is held in a compressed state by passing through the housing and contacting the outer peripheral surface of the worm collar. The gist is provided with an elastic body that applies an elastic force toward the worm wheel to the worm collar, and a flat portion is formed at a contact portion of the elastic body in the worm collar.
本発明によれば、ウォームカラーの平坦部を介して弾性部材の弾性力が印加されることにより、ウォームカラーはウォームホイールへ向けて好適に付勢される。曲面に対して弾性力を印加する場合に比べて、安定した弾性力を加えやすい。 According to the present invention, the elastic force of the elastic member is applied through the flat portion of the worm collar, so that the worm collar is suitably biased toward the worm wheel. Compared to the case where an elastic force is applied to a curved surface, a stable elastic force is easily applied.
請求項4に記載の発明は、請求項1〜請求項3のうちいずれか一項に記載のウォーム減速機において、前記ウォームホイールと前記ハウジングとの間に介在される円筒状のウォームホイールカラーを備え、当該ウォームホイールカラーの前記噛み合い部分に対応する部位には開口部を形成するとともに、当該ウォームホイールカラーの内周面における前記開口部の近傍にはグリースを溜めるグリース溜まり部が設けられてなることをその要旨とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the worm speed reducer according to any one of the first to third aspects, a cylindrical worm wheel collar interposed between the worm wheel and the housing is provided. An opening is formed at a portion corresponding to the meshing portion of the worm wheel collar, and a grease reservoir for storing grease is provided in the vicinity of the opening on the inner peripheral surface of the worm wheel collar. This is the gist.
本発明によれば、ウォームとウォームホイールとの噛み合い部分のグリースがウォームホイールの回転方向へ逃げようとすることが考えられるところ、この逃げようとするグリースはグリース溜まり部に捕獲される。そしてこのグリース溜まり部に滞留したグリースがウォームとウォームホイールとの噛み合い部分に供給されることにより、当該噛み合い部分の潤滑が好適に保たれる。 According to the present invention, it is conceivable that the grease in the meshed portion between the worm and the worm wheel tends to escape in the rotational direction of the worm wheel, and the grease to escape is trapped in the grease reservoir. Then, the grease staying in the grease reservoir is supplied to the meshing portion of the worm and the worm wheel, so that the meshing portion is suitably kept in lubrication.
請求項5に記載の発明は、請求項1〜請求項4のうちいずれか一項に記載のウォーム減速機において、前記ハウジングには、前記ウォームホイールと一体回転する回転軸を貫通可能、かつ当該回転軸の回転状態を検出する検出装置を取り付け可能としたうえで、前記噛み合い部分を外部に露出させるグリース塗布用の窓を前記ウォームカラーおよび前記ハウジングにそれぞれ貫通して形成し、前記窓は、前記検出装置が前記ハウジングに取り付けられることにより閉塞されることをその要旨とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the worm speed reducer according to any one of the first to fourth aspects, the housing can pass through a rotating shaft that rotates integrally with the worm wheel, and A detection device for detecting the rotation state of the rotation shaft can be attached, and a window for grease application for exposing the meshing portion to the outside is formed through the worm collar and the housing, respectively, The gist is that the detection device is closed by being attached to the housing.
本発明によれば、ウォームとウォームホイールとの噛み合い部分には、ハウジングおよびウォームカラーを貫通する窓を介してグリースが塗布される。グリースを塗布した後、窓は閉塞することが好ましい。本発明によれば、検出装置をハウジングに取り付けることにより窓が閉塞される。検出装置の取り付け作業と、窓を何らかの部材により閉塞する作業とを別々に行うよう場合に比べて、ウォーム減速機の組み立て作業が簡単である。 According to the present invention, grease is applied to the meshing portion between the worm and the worm wheel through the window that penetrates the housing and the worm collar. The window is preferably closed after the grease is applied. According to the invention, the window is closed by attaching the detection device to the housing. The assembly operation of the worm speed reducer is simpler than the case where the operation of attaching the detection device and the operation of closing the window with some member are performed separately.
請求項6に記載の発明は、電動パワーステアリング装置において、請求項1〜請求項5のうちいずれか一項に記載のウォーム減速機を備えてなることをその要旨とする。
請求項1〜請求項5のうちいずれか一項に記載のウォーム減速機は、電動パワーステアリング装置の減速機構として好適である。
The gist of the sixth aspect of the present invention is that the electric power steering apparatus includes the worm speed reducer according to any one of the first to fifth aspects.
The worm speed reducer according to any one of claims 1 to 5 is suitable as a speed reduction mechanism for an electric power steering apparatus.
本発明によれば、ウォームとウォームホイールとの噛み合い部分のグリース逃げが抑制されることにより、当該噛み合い部分の潤滑を好適に維持することができる。 According to the present invention, since the escape of grease at the meshing portion between the worm and the worm wheel is suppressed, the lubrication at the meshing portion can be suitably maintained.
以下、本発明を、電動パワーステアリング装置に具体化した一実施の形態を図1〜図7に基づいて説明する。
<電動パワーステアリング装置の概要>
図1に示すように、電動パワーステアリング装置1において、ハンドル2(ステアリングホイール)と一体回転するステアリングシャフト3は、ハンドル2側からコラムシャフト8、インターミディエイトシャフト9及びピニオンシャフト10の順に連結されてなる。ピニオンシャフト10はこれに直交して設けられるラック軸5のラック部分5aに噛合されている。ステアリング操作に伴うステアリングシャフト3の回転は、ピニオンシャフト10及びラック部分5aからなるラックアンドピニオン機構4によりラック軸5の往復直線運動に変換される。当該往復直線運動が、ラック軸5の両端に連結されたタイロッド11を介して図示しないナックルアームに伝達されることにより、転舵輪12の舵角が変更される。
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is embodied in an electric power steering apparatus will be described with reference to FIGS.
<Outline of electric power steering device>
As shown in FIG. 1, in the electric power steering apparatus 1, a steering shaft 3 that rotates integrally with a handle 2 (steering wheel) is connected in order of a
また、電動パワーステアリング装置1は、操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与する操舵力補助装置(パワーアシストユニット)13、及び操舵力補助装置13の作動を制御する電子制御装置(ECU)14を備えてなる。 In addition, the electric power steering device 1 includes a steering force assist device (power assist unit) 13 that applies an assist force for assisting a steering operation to the steering system, and an electronic control device that controls the operation of the steering force assist device 13 ( ECU) 14.
操舵力補助装置13の駆動源であるモータ15は、ウォーム16及びウォームホイール17からなる減速機構18を介してコラムシャフト8に作動連結されている。モータ15の回転力は減速機構18により減速されて、この減速された回転力がアシスト力として操舵系、正確にはコラムシャフト8に伝達される。電子制御装置14は、このアシスト力を次のようにして制御する。すなわち、電子制御装置14は、転舵輪12等に設けられる車速センサ19を通じて車速Vを、またコラムシャフト8に設けられるトルクセンサ7を通じてハンドル2に印加される操舵トルクτを取得する。そして電子制御装置14は、これら車速V及び操舵トルクτに基づき目標アシスト力を算出し、この算出される目標アシスト力を発生させるべくモータ15の給電制御を行う。このモータ15の給電制御を通じて操舵系に印加されるアシスト力が制御される。
A
<減速機構>
つぎに、減速機構18の概略を説明する。図2に示すように、減速機構18のハウジング20は、第1、第2および第3の収容部21,22,23を備えてなる。第1の収容部21は、ハウジング20の側部(図中の右側部)に開口して形成されている。第2の収容部22は、第1の収容部21の内底部分に連通するとともに、第1の収容部21と反対側(図中の左側)へ向けて延びる円筒状に形成されている。また、第2の収容部22において、第1の収容部21と反対側の端部は、ハウジング20の外部に開口している。当該開口した部分は、蓋24により閉塞されている。第3の収容部23は、第2の収容部22の中心軸に直交する方向(紙面に対して直交する方向)へ延びる有底円筒状に形成されている。また第3の収容部23は、自身の中心軸と、第2の収容部22の中心軸とが捻れの関係、すなわち互いに平行でなく、かつ交わらない位置関係をもって第2の収容部22に連通している。
<Deceleration mechanism>
Next, an outline of the
図3に併せて示すように、第2の収容部22の周壁において、第3の収容部23の開口方向と同じ側の部分には、矩形状の切欠窓25が形成されている。切欠窓25は第3の収容部23の内部に連続している。また、第2の収容部22において、第1の収容部21と反対側の端部には、ねじ孔26が形成されている。このねじ孔26は、第3の収容部23と反対方向へ向けて開口している。第3の収容部23の底壁の中央部には、コラムシャフト8を挿通可能とした孔27が形成されている。
As shown in FIG. 3, a
図2に示すように、第1の収容部21には、モータ15が固定されている。モータ15の出力軸15aおよび本体15bの一部分は、第1の収容部21に挿入された状態に維持されている。
As shown in FIG. 2, the
図3に併せて示されるように、第2の収容部22には、全体として円筒状をなすウォームユニット30が収容されている。ウォームユニット30は、先のウォーム16を備えて構成されている。ウォーム16は、その中央部分を含む一部分が外部に露出した状態に設けられている。ウォーム16は、第2の収容部22に対して回転可能に支持されるとともに、軸継手40を介してモータ15の出力軸15aに連結されている。またウォームユニット30は、付勢機構50により、第3の収容部23へ向けて常時付勢される。
As shown in FIG. 3, a
第3の収容部23には、ウォームホイール17が回転可能に収容されている。ウォームホイール17は、第2および第3の収容部22,23の連通部分を介して、ウォーム16に噛合している。また、図3に併せ示されるように、第3の収容部23には、円環状の底部を有する円筒状のウォームホイールカラー60が装着されている。このウォームホイールカラー60により、ウォームホイール17の周縁部が覆われている。そしてウォームホイール17には、先のコラムシャフト8が貫通した状態で連結されている。
The
したがって、コラムシャフト8の回転力は、モータ15にトルクが発生していない状態において、ウォームホイール17を介してウォーム16に伝達される。また、モータ15の回転力は、ウォーム16およびウォームホイール17を介して、コラムシャフト8に伝達される。
Therefore, the rotational force of the
なお、図4に示されるように、第3の収容部23の開口部および切欠窓25は、トルクセンサ7のセンサハウジング70により閉塞される。また、ウォームユニット30、軸継手40、付勢機構50、ウォームホイールカラー60、およびセンサハウジング70については、後に詳述する。
As shown in FIG. 4, the opening of the
<ウォームユニット>
つぎに、ウォームユニットについて詳細に説明する。図6(a)に示すように、ウォームユニット30は、ウォーム16、ウォームカラー31、第1の軸受32、第2の軸受33、および軸継手40を構成する第1の継体34が一体的に組み付けられてなる。
<Warm unit>
Next, the worm unit will be described in detail. As shown in FIG. 6A, the
図6(b)に示すように、ウォームカラー31は、両端が開口した円筒状に形成されるとともに、その内径はウォーム16の外径よりも若干大きく設定されている。ウォームカラー31の内径は、ウォーム16に干渉しない範囲において、なるべく小さく設定することが好ましい。またウォームカラー31の中心軸に沿う方向における中央部には、楕円状の透孔38が形成されている。透孔38は、ウォームカラー31の中心軸に沿った一定の範囲にわたって形成されている。透孔38の切り口は、ウォームカラー31の中心軸側に凸となる曲面に沿った形状とされている。さらにウォームカラー31には、透孔38に連続する矩形状の切欠窓35が形成されている。ウォームカラー31において、切欠窓35は透孔38の長軸方向における中央部に対応して形成されている。切欠窓35のウォームカラー31の中心軸に沿った方向における長さは、透孔38のウォームカラー31の中心軸に沿った方向における長さよりも小さく設定されている。また、ウォームカラー31の第1の端部(図6(b)中の下端部)において、透孔38が形成された部位と反対側の部位には、図6(a)に示されるように、円柱状の凹部36が形成されている。
As shown in FIG. 6B, the
ウォームカラー31の第1の端部には、第1の軸受32が圧入されることにより固定されている。また、ウォームカラー31には、ウォーム16が挿入されている。ウォーム16の第1の端部16aは、第1の軸受32を介してウォームカラー31に対して回動可能に支持されている。ウォーム16の歯部の一部は、透孔38および切欠窓35を介して外部に露出している。図2に併せて示されるように、ウォーム16の第1の端部16aと反対側の第2の端部16bはウォームカラー31の外部に突出している。この第2の端部16bには、第2の軸受33が圧入されることにより固定されている。第2の端部16bは、第2の軸受33からも突出するとともに、この突出した部分には第1の継体34が固定されている。第2の端部16bは、第1の継体34を含んで構成される軸継手40を介してモータ15の出力軸15aに連結されている。
A
図2に示されるように、ウォームユニット30は、第1の軸受32側の端部を第2の収容部22へ向けて、第1の収容部21を介して第2の収容部22に挿入される。そして第2の軸受33は、第2の収容部22の内周面における第1の収容部21寄りの部位に遊びを有して嵌合される。これにより、ウォームユニット30は第2の収容部22の内部においてわずかに揺動可能に保持される。また、第2の収容部22における第1の収容部21側の開口部には、円筒状の固定プラグ37が装着されている。この固定プラグ37の先端部は、第2の軸受33の外輪に当接している。これにより、第2の軸受33、ひいてはウォームユニット30のモータ15へ向けた変位が規制される。ウォームユニット30は、第2の収容部22の内部に好適に保持される。
As shown in FIG. 2, the
図2に示されるように、ウォームユニット30が第2の収容部22の内部に収容された状態において、ウォームカラー31の外周面と第2の収容部22の内周面との間には、若干の隙間が形成されている。また、ウォームカラー31の透孔38は、第3の収容部23側へ向けて開口している。すなわち、ウォームカラー31の内部と第3の収容部23の内部とは透孔38を介して連通している。そしてこの透孔38を介してウォームホイール17はウォーム16に噛合している。さらに、ウォームカラー31の凹部36は、ハウジング20のねじ孔26と一致している。
As shown in FIG. 2, in a state where the
<軸継手>
つぎに、軸継手40について説明する。図2に示すように、軸継手40は、先の第1の継体34、第2の継体41、ならびに第1および第2の継体34,41の間に介在される弾性体42を備えてなる。第1の継体34のウォーム16と反対側の側面には、複数の係合爪34aが形成されている。第2の継体41は、モータ15の出力軸15aに一体回転可能に連結されるとともに、当該モータ15と反対側の側面には、複数の係合爪41aが形成されている。弾性体42の外周面には、第1の継体34の係合爪34aに係合する複数の係合凹部42a、および第2の継体41の係合爪41aに係合する複数の係合凹部42bが、当該弾性体42の中心軸回りに交互に形成されている。各係合爪34a,41aが各係合凹部42a,42bに噛み合わせられることにより、ウォーム16および出力軸15aとの間のトルク伝達が可能になる。また、弾性体42は、第1および第2の継体34,41により若干圧縮された状態に維持されるとともに、当該弾性体42が弾性変形することにより、出力軸15aに対するウォームユニット30の傾動が許容される。すなわち、ウォームユニット30は、ウォーム16の第2の軸受33に支持された部分を中心として、出力軸15aの中心軸に対して傾動する。
<Shaft coupling>
Next, the
<付勢機構>
つぎに、付勢機構50について説明する。図3の右下に拡大して示すように、付勢機構50は、六角孔が形成された頭部51、頭部51の六角孔と反対側に形成された雄ねじ部52、および雄ねじ部52の先端に設けられた圧縮コイルばね53を備えてなる。頭部51の外径は、ハウジング20のねじ孔26の内径よりも大きく設定されている。雄ねじ部52および圧縮コイルばね53の外径は、それぞれねじ孔26の内径よりも小さく設定されている。また、圧縮コイルばね53の外径は、ウォームカラー31の凹部36の内径よりも小さく設定されている。
<Burning mechanism>
Next, the urging
図2に併せ示されるように、ウォームユニット30を第2の収容部22に挿入した状態において、ねじ孔26を介してウォームカラー31の凹部36に圧縮コイルばね53を挿入しつつ、雄ねじ部52をねじ孔26に締め付ける。これに伴い、圧縮コイルばね53の先端は、凹部36の内底面に徐々に近接し、やがて当該内底面に当接する。さらに雄ねじ部52が締め付けられると、これに伴い圧縮コイルばね53は徐々に圧縮される。この圧縮コイルばね53の弾性力により、ウォームユニット30は、ウォームホイール17へ向けて常時付勢される。
As shown in FIG. 2, in the state where the
ウォームユニット30は、ウォーム16(正確には、その第2の端部16b)における第2の軸受33に支持された部分を中心として図2中の反時計方向へ傾動しようとする。このウォームユニット30の傾動は、ウォーム16がウォームホイール17に当接することにより規制される。このようにウォーム16がウォームホイール17に対して押し付けられることにより、ウォーム16およびウォームホイール17の噛み合い部分におけるバックラッシ量を少なくすることが可能となる。また、経年的にウォーム16およびウォームホイール17の歯が摩耗することが想定されるところ、この場合であれ、その摩耗した分だけウォームユニット30(ウォーム16)が傾動することにより、ウォーム16およびウォームホイール17の噛み合い部分のバックラッシの増大が抑制される。
The
このように、付勢機構50により、ウォームユニット30をウォームホイール17へ向けて常時付勢することにより、ウォーム16とウォームホイール17との回転中心間距離が好適に調整あるいは維持される。
Thus, the urging
<ウォームホイールカラー>
つぎに、ウォームホイールカラー60について説明する。図7に示すように、ウォームホイールカラー60は、両端が開口した円筒部61、および円筒部61の一の開口部の内周縁に設けられた円環板状の壁62を備えてなる。円筒部61の外径は、第3の収容部23の内径よりも若干小さく、同じく内径はウォームホイール17の外径よりも若干大きく設定されている。また、円筒部61には、楕円状の透孔63が形成されている。この透孔63の長軸の長さは、ウォームカラー31の透孔38の軸方向長さよりも大きく設定されている。また、透孔63の短軸の長さは、ウォーム16の外径よりも大きく設定されている。
<Warm wheel color>
Next, the
ウォームホイールカラー60は、壁62と反対側の端部を第3の収容部23へ向けて軽く圧入される。このとき、図2に示されるように、ウォームホイールカラー60は、その透孔63がウォームカラー31の透孔38に一致するように第3の収容部23に装着される。そして円筒部61は、ウォームホイール17の外周部分と、第3の収容部23の内周面との間に介在された状態に維持される。また、図4に示されるように、壁62は、ウォームホイール17の外部に露出する側の側面の周縁部を覆った状態に保持される。
The
ウォームホイール17は、ウォームホイールカラー60の透孔63およびウォームカラー31の透孔38を介して、ウォーム16に噛合する。ウォームホイール17が、ウォームホイールカラー60、あるいはウォームカラー31に干渉することはないので、ウォーム16およびウォームホイール17間の噛み合い状態は好適に維持される。
The
また、図7に示されるように、円筒部61の内周面における透孔63の近傍には、グリース溜まり64が形成されている。このグリース溜まり64は、多数の凹状の溝65からなる。本例では、円筒部61の内周面において、ウォームホイール17の回転方向に沿う透孔63の両側にそれぞれ2つのグリース溜まり64が設けられている。
Further, as shown in FIG. 7, a
<センサハウジング>
つぎに、センサハウジング70について説明する。センサハウジング70は、図示しないインプットシャフト、ロアシャフト、これらシャフトの間を連結するトーションバー、および両シャフトの回転角度をそれぞれ検出する回転角センサなどのトルクセンサ7の各種の構成部品を保持する。インプットシャフトはコラムシャフト8のハンドル2側の部分に、ロアシャフトはコラムシャフト8のインターミディエイトシャフト9側の部分にそれぞれ連結される。
<Sensor housing>
Next, the
図4に示すように、センサハウジング70は、第3の収容部23の開口を塞ぐ蓋部材71、および蓋部材71の表面(図4中の左側面)に設けられたセンシング部72、およびセンシング部72の先端面に形成された円筒状の支持部73を備えてなる。支持部73にはインプットシャフトなどが挿入される。蓋部材71の外径は、第3の収容部23の外径と同じ程度に設定されている。また蓋部材71の外周面には、側方へ張り出すカバー74が形成されている。カバー74は、ハウジング20の切欠窓25に嵌合する矩形状に形成されている。
As shown in FIG. 4, the
センサハウジング70は、カバー74をハウジング20の切欠窓25に一致させつつ蓋部材71により第3の収容部23を塞ぐようにしてハウジング20に取り付けられる。そして図5に示されるように、蓋部材71の裏面が第3の収容部23の開口端縁に当接したとき、ちょうどカバー74は、切欠窓25に嵌合する。このようにして、切欠窓25はカバー74により閉塞される。この状態で、センサハウジング70のボルト挿通孔71aにボルト75を挿入して締め付けることにより、センサハウジング70はハウジング20に固定される。
The
<減速機構の組立方法>
つぎに、減速機構18の組み立て方法を説明する。
まずウォームユニット30を組み立てる。すなわち、ウォームカラー31に対して、第1の軸受32を圧入する。そしてウォームカラー31の第1の軸受32と反対側の端部からウォーム16を挿入するとともに、当該ウォーム16の第1の端部16aを第1の軸受32に圧入する。そしてウォーム16の第2の端部16bに第2の軸受33および第1の継体34をそれぞれ取り付ける。以上で、ウォームユニット30の組み立て作業は完了となる。
<Assembly method of reduction mechanism>
Next, a method for assembling the
First, the
つぎに、組み立てたウォームユニット30を第2の収容部22に取り付ける。またウォームホイール17およびウォームホイールカラー60をそれぞれハウジング20の第3の収容部23に取り付ける。その後、付勢機構50をハウジング20に取り付ける。すなわち、六角棒スパナなどを使用して、頭部51を回転させることにより雄ねじ部52をねじ孔26に締め付ける。これにより、圧縮コイルばね53の弾性力により、ウォームユニット30の第1の軸受32側の端部は、ウォームホイール17へ向けて常時付勢される。
Next, the assembled
つぎに、ハウジング20の切欠窓25およびウォームカラー31の切欠窓35を介して、ウォーム16とウォームホイール17との噛み合い部分にグリースを塗布する。
最後に、センサハウジング70をハウジング20に固定する。以上で、減速機構18の組み立て作業は完了となる。
Next, grease is applied to a meshing portion between the
Finally, the
<実施の形態の効果>
したがって、本実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。
(1)ウォーム16、第1の軸受32、第2の軸受33、およびウォームカラー31を一体的に設けることにより、単一のウォームユニット30を構成するようにした。そしてこのウォームユニット30をハウジング20の第2の収容部22に装着するようにした。ウォーム16とハウジング20(第2の収容部22)の内周面との間にウォームカラー31が存在することにより、グリースが逃げ得る空間が縮小される。ウォーム16とウォームホイール17との噛み合い部分に塗布されたグリースの逃げ得る部分が少なくなるので、当該グリースが当該噛み合い部分以外の部分へ逃げることが抑制される。グリースの逃げ道としては、ウォームカラー31における当該噛み合い部分に対応する部分である透孔38が存在するのみである。このことも、当該噛み合い部分に集中して潤滑させることに寄与する。したがって、ウォーム16とウォームホイール17との噛み合い部分の潤滑が好適に維持される。
<Effect of Embodiment>
Therefore, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The
(2)付勢機構50により、ウォームユニット30をウォームホイール17へ向けて常時付勢するようにした。軽量化の観点から、ウォームホイール17を合成樹脂により形成することもある。特にこの場合には、経年的にウォームホイール17の歯が摩耗することにより、当該ウォームホイール17とウォーム16との間の隙間が増大することが懸念される。この場合、当該隙間を介したグリースの逃げなどに起因して当該噛み合い部分の潤滑が損なわれるおそれがある。この点、ウォームユニット30(正確には、その第1の軸受32側の端部)に対して、ウォーム16およびウォームホイール17の噛み合い部分へ向けた適切な荷重を常時与えることにより、当該噛み合い部分における潤滑状態が良好に維持される。これは、ウォームホイール17が摩耗した場合であれ、この摩耗に伴いウォーム16(ウォームユニット30)がウォームホイール17との隙間(バックラッシなど)をなくすように傾動するからである。また、ウォーム16とウォームホイール17との間のバックラッシが除去された状態に常に維持されるので、ウォームホイール17の経年的な摩耗に起因するがたつきの発生も抑制される。ひいては、減速機構18の作動音の増大、あるいはトルク変動も抑制される。
(2) The
(3)ウォームカラー31に凹部36を設けた。そしてこの凹部36を介してウォームカラー31に対して噛合方向への押圧力を印加するようにした。すなわち、付勢機構50の圧縮コイルばね53を凹部36に挿入するとともに、当該圧縮コイルばね53の弾性力を凹部36の内底面を介してウォームカラー31に印加するようにした。曲面部分に対して圧縮コイルばね53の弾性力を印加する場合に比べて、ウォームユニット30をウォームホイール17へ向けて確実にかつ十分に押圧することが可能になる。また、安定した荷重をウォームユニット30に印加することも可能になる。
(3) A
(4)ウォームカラー31には、切欠窓35を形成した。また、ウォームユニット30が挿入される第2の収容部22には、切欠窓35に対応する切欠窓25を形成した。このため、これら切欠窓25および切欠窓35を介して、ウォーム16およびウォームホイール17の噛み合い部分にグリースを簡単に塗布することができる。減速機構18において、潤滑が必要とされる部位はウォーム16およびウォームホイール17の噛み合い部分である。この噛み合い部分に直接的にグリースを塗布する手法は、減速機構18にとって最適である。そして、潤滑が必要とされる噛み合い部分に集中的にグリースを塗布することができるので、必要とされるグリースの量を低減することが可能となる。たとえば、ウォームホイール17の円周方向に沿ってグリースを複数ヶ所に分散して塗布する手法も存在するところ、当該手法に比べて必要とされるグリースの量は少なくなる。
(4) A
また従来、ウォームホイールの円周方向における全体にグリースを封入する手法も存在するところ、当該手法では本来潤滑が必要とされるウォーム16とウォームホイール17との間の噛み合い部にグリースを適正に封入することが困難である。この点、本例によれば、切欠窓25および切欠窓35を介して、グリースを前述した噛み合い部に容易に、かつ適切に封入することが可能となる。
Conventionally, there is also a method of enclosing grease in the entire circumferential direction of the worm wheel. In this method, grease is appropriately encapsulated in the meshing portion between the
(5)ハウジング20に取り付けられるトルクセンサ7、正確にはそのセンサハウジング70には、ハウジング20の切欠窓25を塞ぐカバー74を形成した。このため、トルクセンサ7をハウジング20に取り付けることにより切欠窓25を閉塞することができる。カバー74をセンサハウジング70とは別部材として構成したうえで、当該カバー74とセンサハウジング70とを別々にハウジング20に取り付けることも考えられるものの、このようにした場合に比べて、減速機構18の組み立て作業工数の低減化が図られる。
(5) A
(6)ウォームホイールカラー60は、第3の収容部23に軽圧入するようにした。このため、減速機構18の作動に伴うウォームホイールカラー60のがたつきが抑制される。減速機構18の作動音の低減に寄与する。
(6) The
(7)ウォームホイールカラー60の透孔63の近傍、すなわちウォーム16およびウォームホイール17の噛み合い部分の近くにグリース溜まり64を設けた。減速機構18の作動に伴い、ウォーム16とウォームホイール17との噛み合い部分に充填されたグリースは徐々に、ウォームホイール17の回転方向へ流動し、この流動したグリースはグリース溜まり64の各溝65に溜まる。これにより、ウォーム16およびウォームホイール17の噛み合い部分に塗布されたグリースが、ウォームホイール17の回転方向へ逃げることが抑制される。また、グリース溜まり64に溜まるグリースがウォーム16およびウォームホイール17の噛み合い部に供給されることにより、当該噛み合い部分の潤滑状態が好適に維持される。
(7) A
<他の実施の形態>
なお、前記実施の形態は、次のように変更して実施してもよい。
・ウォームホイールカラー60において、円環状の壁62を省略してもよい。すなわち、ウォームホイールカラー60を両端が開口した円筒状に形成する。このようにしても、透孔63の近傍にグリース溜まり64を形成してウォーム16とウォームホイール17との噛み合い部分の潤滑を好適に維持することができる。
<Other embodiments>
The embodiment described above may be modified as follows.
In the
・第1の継体34は、ウォームユニット30の構成要素としなくてもよい。すなわち、第1の継体34が取り付けられていない状態のウォームユニット30を第2の収容部22に収容した後に、第1の継体34、あるいは軸継手40を装着するようにしてもよい。
The first joint 34 may not be a component of the
・圧縮コイルばね53に代えて、ゴムなどの弾性体を採用してもよい。当該弾性体の弾性によりウォームユニット30をウォームホイール17へ向けて付勢することが可能である。
In place of the
・本例では、ウォームカラー31の凹部36を介してウォームユニット30を押圧するようにしたが、当該凹部36を省略してもよい。この場合、ウォームカラー31の凹部36が形成されていた部分に、たとえば平面部を形成する。この平面部を介して圧縮コイルばね53の弾性力を印加しても、本例の(3)と同様の効果を得ることができる。
In this example, the
・また、当該凹部36あるいは当該平面部を省略することも可能である。すなわち、ウォームカラー31の外周面(曲面)に対して圧縮コイルばね53の弾性力を印加するようにしてもよい。このようにした場合であれ、ウォームユニット30をウォームホイール17へ向けてある程度は押圧することができる。さらに、ウォームユニット30を押圧する手段として、圧縮コイルばね53に代えて、円環状の板ばねなどを採用することも可能である。
In addition, the
・ウォームホイールカラー60を省略してもよい。このようにしても、本例の(1)〜(5)と同様の効果を得ることができる。
・付勢機構50を省略してもよい。この場合、ハウジング20(第2の収容部22)のねじ孔26、およびウォームカラー31の凹部36も省略可能となる。このようにしても、ウォーム16とハウジング20(第2の収容部22)の内周面との間の隙間がウォームカラー31により埋められることにより、ウォーム16とウォームホイール17との噛み合い部分に塗布されたグリースの逃げを抑制することはできる。
The
-The
1…電動パワーステアリング装置、7…トルクセンサ(検出装置)、8…コラムシャフト(回転軸)、16…ウォーム、16a…第1の端部、16b…第2の端部、17…ウォームホイール、18…減速機構(ウォーム減速機)、20…ハウジング、25,35…切欠窓、31…ウォームカラー、32…第1の軸受、33…第2の軸受、36…凹部(平坦部)、50…付勢機構、53…圧縮コイルばね(弾性体)、60…ウォームホイールカラー、63…透孔(開口部)、64…グリース溜まり(グリース溜まり部)。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electric power steering apparatus, 7 ... Torque sensor (detection apparatus), 8 ... Column shaft (rotary shaft), 16 ... Worm, 16a ... 1st edge part, 16b ... 2nd edge part, 17 ... Worm wheel, DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記ウォームおよび前記軸受を収容保持した状態で前記ハウジングに収容されるウォームカラーを備え、当該ウォームカラーは前記ウォームと前記ウォームホイールとの噛み合い部分に対応する部位が開口してなるウォーム減速機。 In a worm speed reducer comprising a worm rotatably provided inside a housing via a bearing and a worm wheel meshing with the worm,
A worm speed reducer comprising a worm collar accommodated in the housing in a state in which the worm and the bearing are accommodated and held, wherein the worm collar has an opening corresponding to a meshing portion between the worm and the worm wheel.
前記ウォームの第1の端部を支持する第1の軸受は前記ウォームカラーの内部に固定する一方で、同じく第2の端部を支持する第2の軸受は前記ウォームカラーの外部において前記ハウジングの内部に嵌合し、さらに前記ウォームカラーは前記ウォームの第2の軸受に支持された部分を支点として傾動可能に設けたうえで、
前記ウォームカラーを前記ウォームホイールへ向けて常時付勢する付勢機構を備えたウォーム減速機。 The worm reducer according to claim 1,
A first bearing that supports the first end of the worm is secured within the worm collar, while a second bearing that also supports the second end is external to the worm collar of the housing. After fitting inside, the worm collar is provided so as to be tiltable with a portion supported by the second bearing of the worm as a fulcrum,
A worm speed reducer comprising a biasing mechanism that constantly biases the worm collar toward the worm wheel.
前記付勢機構は、前記ハウジングを貫通して前記ウォームカラーの外周面に当接することにより圧縮された状態に保持されて前記ウォームカラーに対して前記ウォームホイールへ向けた弾性力を印加する弾性体を備え、
前記ウォームカラーにおける前記弾性体の当接部分には平坦部が形成されてなるウォーム減速機。 The worm reducer according to claim 2,
The biasing mechanism is held in a compressed state by passing through the housing and contacting the outer peripheral surface of the worm collar, and applies an elastic force toward the worm wheel to the worm collar. With
A worm speed reducer in which a flat portion is formed at a contact portion of the elastic body in the worm collar.
前記ウォームホイールと前記ハウジングとの間に介在される円筒状のウォームホイールカラーを備え、当該ウォームホイールカラーの前記噛み合い部分に対応する部位には開口部を形成するとともに、当該ウォームホイールカラーの内周面における前記開口部の近傍にはグリースを溜めるグリース溜まり部が設けられてなるウォーム減速機。 In the worm speed reducer as described in any one of Claims 1-3,
A cylindrical worm wheel collar interposed between the worm wheel and the housing; an opening is formed in a portion corresponding to the meshing portion of the worm wheel collar; and an inner periphery of the worm wheel collar A worm reducer in which a grease reservoir for collecting grease is provided in the vicinity of the opening on the surface.
前記ハウジングには、前記ウォームホイールと一体回転する回転軸を貫通可能、かつ当該回転軸の回転状態を検出する検出装置を取り付け可能としたうえで、前記噛み合い部分を外部に露出させるグリース塗布用の窓を前記ウォームカラーおよび前記ハウジングにそれぞれ貫通して形成し、前記窓は、前記検出装置が前記ハウジングに取り付けられることにより閉塞されるウォーム減速機。 In the worm reduction gear according to any one of claims 1 to 4,
The housing is capable of penetrating a rotating shaft that rotates integrally with the worm wheel, and can be attached with a detection device that detects the rotation state of the rotating shaft, and is used for grease application that exposes the meshing portion to the outside. A worm speed reducer in which a window is formed through each of the worm collar and the housing, and the window is closed when the detection device is attached to the housing.
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- 2011-01-26 JP JP2011014489A patent/JP2012154432A/en active Pending
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