JP2015098900A - 減速機対および電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ウォームギヤの減速機を用いた電動パワーステアリング装置において、小スペースとなり、かつ右ハンドル車用と左ハンドル車用でウォームホイールを共用化できる減速機対を提供する。【解決手段】第1減速機４は、左ねじれ方向を備えたホブで加工された進み角０?のウォームホイール４１と、左ねじれ方向を備える第１ウォーム４２を備え、第１ウォーム４２のウォーム軸線ｎとウォームホイール軸線ｍの交差する角度を９０?＋α?とする。第２減速機１０４は、ウォームホイール４１と、右ねじれ方向を備える第２ウォーム１０４２を備え、第２のウォームのウォーム軸線ｎと、ウォームホイール軸線ｍの交差する角度を９０?−β?とする。第２ウォーム１０４２とウォームホイール４１の噛合部における干渉を防止するために、角度β?を角度α?より小さい値とする。【選択図】図８

Description

本発明は、ウォームとウォームホイールを用いた減速機対および電動パワーステアリング装置に関するものである。

ウォームギヤを備えた減速機を用いた電動パワーステアリング装置において、電動モータを軸方向全長が短い扁平構造として減速機に固定することで小型化して、右ハンドル車と左ハンドル車での電動パワーステアリング装置の共用化を可能とする技術がある。（特許文献１）

特開２０１０−２２１７３１号公報

特許文献１に記載の従来技術では、電動モータを軸方向全長が短い扁平構造とするため、同一出力の電動モータとするためには、電動モータの径方向の寸法が大きくなる。このため、車の垂直方向における電動パワーステアリング装置の占有寸法が大きくなる恐れがある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、ウォームギヤの減速機を用いた電動パワーステアリング装置において、小スペースとなり、かつ右ハンドル車用と左ハンドル車用でウォームホイールを共用化できる減速機および電動パワーステアリング装置を提供する。

上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の特徴は、右ハンドル車用と左ハンドル車用に個別に使用される、第1減速機と第２減速機からなる減速機対であって、前記第1減速機は、所定のねじれ方向を備えたホブで加工された進み角０°のウォームホイールと、前記所定のねじれ方向を備える第１ウォームが噛合し、前記第１ウォームを手前側とする位置から見たときの、前記第１ウォームの軸を基準として左回りで前記ウォームホイールの軸までの角度を第1交差角度とし、前記第１ウォームの進み角をα°とし、前記第1交差角度を９０°−α°または９０°＋α°とし、前記第２減速機は、前記ウォームホイールと、前記所定のねじれ方向と逆のねじれ方向を備える第２ウォームが噛合し、前記第２ウォームを手前側とする位置から見たときの、前記第２ウォームの軸を基準として左回りで前記ウォームホイールの軸までの角度を第２交差角度とし、前記第２ウォームの進み角をα°とし、前記第２交差角度を９０°−β°または９０°＋β°とし、前記第２ウォームと前記ウォームホイールの噛合部における干渉を防止するために、角度β°を角度α°より小さい値とすることである。

請求項２に係る発明の特徴は、請求項１に係る発明において、前記第１ウォームの軸と前記ウォームホイールの軸の軸間距離に対して、前記第２ウォームの軸と前記ウォームホイールの軸の軸間距離を所定距離離間させることである。

請求項３に係る発明の特徴は、請求項１または請求項２の減速機対を含み、右ハンドル車用および左ハンドル車用を個別に存在させることである。

請求項1に係る発明によれば、第２減速機の第２ウォームとウォームホイールの噛合部における干渉を防止することで、第1減速機と第２減速機で同じウォームホイールを使用することができる。

請求項２に係る発明によれば、第１ウォームとウォームホイールの中心間距離に対して、第２ウォームとウォームホイールの中心間距離を所定距離離間させることで角度α°と角度β°の差を少なくできる。

請求項３に係る発明によれば、右ハンドル車用電動パワーステアリング装置および左ハンドル車用電動パワーステアリング装置で同じウォームホイールを使用することができる。

本発明によれば、ウォームギヤの減速機を用いた電動パワーステアリング装置において、小スペースとなり、かつ右ハンドル車用と左ハンドル車用でウォームホイールを共用化できる減速機および電動パワーステアリング装置を提供する

本実施形態の左ハンドルの電動パワーステアリング装置の全体構成を示す模式図である。 本実施形態の右ハンドルの電動パワーステアリング装置の全体構成を示す模式図である。 図１の減速機におけるウォームとウォームホイールの噛合いの概略図である。 図２の減速機におけるウォームとウォームホイールの噛合いの概略図である。 図１の減速機におけるウォームのねじれ方向を示す図である。 図２の減速機におけるウォームのねじれ方向を示す図である。 図１の減速機におけるウォームとウォームホイールの噛合部の詳細を示す図である。 図２の減速機におけるウォームとウォームホイールの噛合部の詳細を示す図である。

通常、ウォームホイールの歯は、組合せるウォームと同じねじれ方向を備えたウォーム型のホブで歯切り成形される。ウォームホイールの歯の進み角度は、ホブの進み角度と歯切り成形時のホブ軸とウォームホイール軸の交差する角度により決まる。ウォームホイールの歯の進み角度を０°とする場合は、ホブ軸とウォームホイール軸の交差する角度を、９０°からホブの進み角度だけ傾斜させた角度とすることで、ウォームホイールのピッチ円位置におけるホブの刃の運動方向をウォームホイール軸と平行にする。このようにして成形されたウォームホイールとウォームは干渉することなく適正な噛合わせとなる。

一方、ホブのねじれ方向と逆のねじれを備えたウォームと上記のウォームホイールの組み合わせは、ウォームホイールの幅方向の中央部での噛合部では良好な噛合わせとなるが、端部で干渉が発生して良好な噛合わせができなかった。

本発明は、所定のねじれ方向を備えたホブで加工された進み角０°のウォームホイールと、所定のねじれ方向と逆のねじれ方向を備えるウォームの組合せでも、噛合部で干渉が発生しない組み付け方法を見出したことにより、ウォームホイール軸とウォーム軸の交差する角度が異なる減速機対においても、同じウォームホイールの使用を可能としたものである。

以下、本発明の実施の形態を、図１、２に示す電動パワーステアリング装置の減速機に使用した事例で説明する。
図１に示す左ハンドル車用の電動パワーステアリング装置１は、ステアリングホイール２とピニオン軸３がリンク結合し、このピニオン軸３にラックアンドピニオン機構を介してラック軸６が連結されている。ピニオン軸３は第１減速機４とモータ５により補助トルクを得る。

同様に、図２に示す右ハンドル車用の電動パワーステアリング装置１０１は、ステアリングホイール１０２とピニオン軸１０３がリンク結合し、このピニオン軸１０３にラックアンドピニオン機構を介してラック軸１０６が連結されている。ピニオン軸１０３は第２減速機１０４とモータ１０５により補助トルクを得る。

図３に示すように、ピニオン軸３はウォームホイール４１と同軸で回転するように結合され、第１ウォーム４２はウォームホイール４１と噛合し、第１ウォーム４２の軸端にはモータ５が連結されている。ピニオン軸３は垂直の方向から所定の角度傾いて配置され、モータ５は上下方向のスペースを小さくするためモータ軸が水平となるように配置される。このため、ウォーム軸線ｎとウォームホイール軸線ｍの交差する角度である第1交差角度は、直角でなく９０°＋α°である。ここで、第1交差角度は、ウォーム軸線ｎを基準として左回りでウォームホイール軸線ｍまでの角度である。

同様に、図４に示すように、ピニオン軸１０３はウォームホイール４１と同軸で回転するように結合され、第２ウォーム１０４２はウォームホイール４１と噛合し、第２ウォーム１０４２の軸端にはモータ１０５が連結されている。ウォーム軸線ｎとウォームホイール軸線ｍの交差する角度である第２交差角度は、直角でなく９０°−β°である。

図５に示すように、第１減速機４は、左ねじれで進み角度がα°の第１ウォーム４２と進み角度が０°のウォームホイール４１が噛合しており、ウォームホイール４１は左ねじれのウォーム型のホブにより加工されている。

図６に示すように、第２減速機１０４は、右ねじれで進み角度がα°の第２ウォーム１０４２とウォームホイール４１が噛合している。つまり、第１減速機４と第２減速機１０４でウォームホイール４１を共用している。

図７に、第１減速機４におけるウォームホイール４１のピッチ円上かつウォームホイール軸線ｍとウォーム軸線ｎに平行な断面図を示す。ここで、ウォームホイール４１の歯４１ａの表面は凹形状を成し、歯の進み角度が０°であるから歯幅方向の中央での接線はウォームホイール軸線ｍと平行となる。一方、第１ウォーム４２のねじ面４２ａの表面は凸形状を成しウォーム軸線ｎと角度９０°＋α°で傾斜しており、ウォーム軸線ｎはウォームホイール軸線ｍと第1交差角度９０°＋α°で交差している。このため、歯幅方向の中央でのねじ面４２ａの接線は、ウォームホイール軸線ｍと平行となる。ホブと第１ウォーム４２のねじれ方向が同じであるため、歯幅方向の端部における歯面とねじ面の位置ずれは同じ傾向となる。このため、歯４１ａとねじ面４２ａは全面で干渉することなく良好な噛合わせとなる。

図８に、第２減速機１０４におけるウォームホイール４１のピッチ円上かつウォームホイール軸線ｍとウォーム軸線ｎに平行な断面図を示す。ここで、ウォームホイール４１の歯４１ａの表面は、凹形状を成し、歯の進み角度が０°であるから歯幅方向の中央での接線はウォームホイール軸線ｍと平行となる。一方、第２ウォーム１０４２のねじ面１０４２ａの表面は、凸形状を成しウォーム軸線ｎと角度９０°−α°で傾斜しており、ウォーム軸線ｎは、ウォームホイール軸線ｍと第２交差角度９０°−β°で交差している。このため、歯幅方向の中央でのねじ面１０４２ａの接線は、ウォームホイール軸線ｍとα°−β°だけ傾斜している。こうすることで、ねじ面１０４２ａと歯４１ａが干渉することを防止できる。

図８において、ホブと第２ウォーム１０４２のねじれ方向が逆であるため、歯幅方向の端部における歯４１ａとねじ面１０４２ａの位置ずれは逆の傾向である。通常のように、ウォーム軸線ｎ_１とウォームホイール軸線ｍの交差する角度を９０°−α°とすると、ねじ面１０４２ａの両端部のｂで示す部分が歯４１ａと干渉する。

ここで、ウォームの進み角度α°が１５°〜２０°の場合、β°はα°から１°程度差引いた値とすることで、干渉を防止できる。

本実施例の第２減速機１０４は、右ねじれで進み角度がα°の第２ウォーム１０４２と左ねじれのウォーム型のホブにより加工された進み角度が０°のウォームホイール４１が噛合しており、第２交差角度を９０°−β°とすることにより干渉を防止したが、右ねじれのウォーム型のホブにより加工された進み角度が０°のウォームホイールを用いてもよい。この場合は、第１減速機４の第１交差角度を９０°−β°とし、第２減速機１０４の第２交差角度を９０°＋α°とする。

また、第１減速機４の第１ウォーム４２とウォームホイール４１の軸間距離に対して、第２減速機１０４の第２ウォーム１０４２とウォームホイール４１の軸間距離を０．０５ｍｍ程度離間させてもよい。こうすることで、β°とα°の差を小さくしても干渉を防止できる。

１：左ハンドル車用の電動パワーステアリング装置 １０１：右ハンドル車用の電動パワーステアリング装置 ２、１０２：ステアリングホイール ３、１０３：ピニオン軸 ４：第１減速機 １０４：第２減速機 ５、１０５：モータ ６、１０６：ラック軸 ４１：ウォームホイール ４２：第１ウォーム １０４２：第２ウォーム

Claims (3)

1. 右ハンドル車用と左ハンドル車用に個別に使用される、第1減速機と第２減速機からなる減速機対であって、
   前記第1減速機は、
   所定のねじれ方向を備えたホブで加工された進み角０°のウォームホイールと、
   前記所定のねじれ方向を備える第１ウォームが噛合し、
   前記第１ウォームを手前側とする位置から見たときの、前記第１ウォームの軸を基準として左回りで前記ウォームホイールの軸までの角度を第1交差角度とし、
   前記第１ウォームの進み角をα°とし、前記第1交差角度を９０°−α°または９０°＋α°とし、
   前記第２減速機は、
   前記ウォームホイールと、
   前記所定のねじれ方向と逆のねじれ方向を備える第２ウォームが噛合し、
   前記第２ウォームを手前側とする位置から見たときの、前記第２ウォームの軸を基準として左回りで前記ウォームホイールの軸までの角度を第２交差角度とし、
   前記第２ウォームの進み角をα°とし、前記第２交差角度を９０°−β°または９０°＋β°とし、
   前記第２ウォームと前記ウォームホイールの噛合部における干渉を防止するために、角度β°を角度α°より小さい値とする減速機対。
2. 前記第１ウォームの軸と前記ウォームホイールの軸の軸間距離に対して、前記第２ウォームの軸と前記ウォームホイールの軸の軸間距離を所定距離離間させる請求項１に記載の減速機対。
3. 請求項１または請求項２の減速機対を含み、右ハンドル車用および左ハンドル車用を個別に存在させる電動パワーステアリング装置。

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