JP2016016784A - ウォーム減速機およびそれを用いた電動パワーステアリング装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】付勢部材のセット荷重を大きくしたり寸法変更を行ったりすることなく、ウォームホイールに対するウォームシャフトの押付荷重を大きくすることができるウォーム減速機およびそれを備えた電動パワーステアリング装置を提供すること。【解決手段】ウォーム減速機17は、歯部19cが形成された外周面43を有するウォームホイール19と、ウォームシャフト18と、付勢部材60とを含む。ウォームシャフト18は、電動モータ16側の第1端部18aと第1端部18aとは反対側の第2端部18bとの間で歯部19cと噛み合う噛合部18dを有する。噛合部18dの噛合中心Bと第2端部18bとの間の距離L2は、噛合中心Bと第1端部18aとの間の距離L1よりも大きい。付勢部材60は、ウォームホイール19とウォームシャフト18との芯間距離D1が小さくなるように、第1端部18aを支点として第2端部18bを付勢する。【選択図】図2
Description
この発明は、ウォーム減速機およびそれを用いた電動パワーステアリング装置に関する。
下記特許文献1に記載の電動パワーステアリング装置に備えられたウォーム減速機は、ウォーム軸とウォームホイールとバックラッシ除去機構とを備えている。ウォーム軸は、その軸方向に離隔する第1端部および第2端部間における中間部に設けられた歯部を有する。ウォームホイールは、環状の芯金と、芯金の周囲を取り囲み外周に歯部が形成された合成樹脂部材とを備える。バックラッシ除去機構は、付勢部材がウォーム軸をウォームホイール側へ弾性的に付勢する圧縮コイルばねからなる付勢部材を備えている。
特許文献1のウォーム減速機においてウォームホイールの合成樹脂部材が摩耗した場合に、ウォーム軸とウォームホイールとのバックラッシを除去するためには、製品出荷時の段階で、付勢部材の付勢荷重を大きくしておくことによって、ウォームホイールに対してウォーム軸を押し付ける荷重(押付荷重ということにする)の初期値を大きくしておく必要がある。
付勢部材の付勢荷重を上げるための手段として、付勢部材をさらに圧縮させることによって付勢部材のセット荷重を大きくしたり、付勢部材を構成する圧縮コイルばねの板厚等を大きくすることで付勢部材の剛性を上げたりすることが考えられる。
セット荷重を大きくすると、付勢部材に発生する応力も大きくなるので、付勢部材の耐久性が低下する虞がある。また、寸法変更によって付勢部材の耐久性を上げる場合には、付勢部材を配置するためのスペースを確保することが困難になる虞がある。また、必要な押付荷重毎に付勢部材の寸法を変更するのであれば、ウォーム減速機の仕様毎に、ウォーム減速機の仕様に応じた付勢部材を個別に準備する必要があるため、部品共通化の観点から好ましくない。
セット荷重を大きくすると、付勢部材に発生する応力も大きくなるので、付勢部材の耐久性が低下する虞がある。また、寸法変更によって付勢部材の耐久性を上げる場合には、付勢部材を配置するためのスペースを確保することが困難になる虞がある。また、必要な押付荷重毎に付勢部材の寸法を変更するのであれば、ウォーム減速機の仕様毎に、ウォーム減速機の仕様に応じた付勢部材を個別に準備する必要があるため、部品共通化の観点から好ましくない。
この発明は、かかる背景のもとでなされたものであり、付勢部材のセット荷重を大きくしたり寸法変更を行ったりすることなく、ウォームホイールに対するウォームシャフトの押付荷重を大きくすることができるウォーム減速機およびそれを備えた電動パワーステアリング装置を提供することを目的とする。
請求項1記載の発明は、駆動力を発生させる電動モータ(16)と、歯部(19c)が形成された外周面(43)を有するウォームホイール(19)と、前記電動モータ側の第1端部(18a)と、前記第1端部とは反対側の第2端部(18b)と、前記第1端部と前記第2端部との間で前記ウォームホイールの歯部と噛み合う噛合部(18d)とを有し、前記第1端部において前記電動モータの駆動力が伝達されることによって回転するウォームシャフト(18)と、前記ウォームホイールと前記ウォームシャフトとの芯間距離(D1)が小さくなるように、前記第1端部を支点として前記第2端部を付勢する付勢部材(60)と、を含み、前記ウォームシャフトにおいて、前記ウォームシャフトの軸方向における前記噛合部の噛合中心(B)と前記第2端部との間の距離(L2)が、前記軸方向における前記噛合中心と前記第1端部との間の距離(L1)よりも大きいことを特徴とする、ウォーム減速機(17)である。
請求項2記載の発明は、前記ウォームシャフトの軸方向における前記噛合中心と前記第2端部との間の距離は、前記軸方向における前記噛合中心と前記第1端部との間の距離の1.1倍より大きいことを特徴とする、請求項1記載のウォーム減速機である。
請求項3記載の発明は、請求項1または2記載のウォーム減速機を含むことを特徴とする、電動パワーステアリング装置(1)である。
請求項3記載の発明は、請求項1または2記載のウォーム減速機を含むことを特徴とする、電動パワーステアリング装置(1)である。
なお、上記において、括弧内の数字等は、後述する実施形態における対応構成要素の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。
請求項1および3記載の発明によれば、ウォーム減速機のウォームシャフトは、電動モータ側の第1端部において電動モータの駆動力が伝達されることによって回転する。ウォームシャフトでは、第1端部と第2端部との間の噛合部がウォームホイールの歯部と噛み合っている。また、ウォームシャフトでは、ウォームホイールとウォームシャフトとの芯間距離が小さくなるように、第1端部とは反対側の第2端部が、第1端部を支点として付勢部材によって付勢されている。これによって、ウォームホイールの歯部とウォームシャフトの噛合部とのバックラッシの除去が図られている。
そして、ウォームシャフトにおいて、ウォームシャフトの軸方向における噛合部の噛合中心と第2端部との間の距離が、ウォームシャフトの軸方向における噛合中心と第1端部との間の距離よりも大きい。
つまり、これらの距離の比(ウォームスパン比)を変えて噛合中心と第2端部との間の距離を長くすることにより、てこの原理によって、付勢部材の付勢荷重は同じままで、噛合部におけるウォームホイールに対するウォームシャフトの押付荷重を大きくすることができる。
つまり、これらの距離の比(ウォームスパン比)を変えて噛合中心と第2端部との間の距離を長くすることにより、てこの原理によって、付勢部材の付勢荷重は同じままで、噛合部におけるウォームホイールに対するウォームシャフトの押付荷重を大きくすることができる。
したがって、付勢部材のセット荷重を大きくしたり寸法変更を行ったりすることなく、現行の付勢部材のままで、押付荷重を大きくすることができる。
そのために、請求項2記載の発明のように、噛合中心と第2端部との間の距離は、噛合中心と第1端部との間の距離の1.1倍より大きいことが好ましい。
そのために、請求項2記載の発明のように、噛合中心と第2端部との間の距離は、噛合中心と第1端部との間の距離の1.1倍より大きいことが好ましい。
以下では、本発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施形態の電動パワーステアリング装置1の概略構成を示す模式図である。図1を参照して、電動パワーステアリング装置1は、一端にステアリングホイール等の操舵部材2が連結されたステアリングシャフト3と、ステアリングシャフト3に自在継手4を介して連結された中間軸5と、中間軸5に自在継手6を介して連結されたピニオン軸7と、車体(図示せず)の左右方向に延びるラックバー8とを備えている。
図1は、本発明の一実施形態の電動パワーステアリング装置1の概略構成を示す模式図である。図1を参照して、電動パワーステアリング装置1は、一端にステアリングホイール等の操舵部材2が連結されたステアリングシャフト3と、ステアリングシャフト3に自在継手4を介して連結された中間軸5と、中間軸5に自在継手6を介して連結されたピニオン軸7と、車体(図示せず)の左右方向に延びるラックバー8とを備えている。
ピニオン軸7の端部に設けられたピニオン7aと、ラックバー8に設けられたラック8aとが噛み合っている。これにより、ピニオン軸7およびラックバー8を含むラックアンドピニオン機構からなる転舵機構Aが構成されている。
ラックバー8は、車体に固定されるハウジング9内に収容され、複数の軸受(図示せず)を介してハウジング9によって支持されていて、左右方向へ直線往復動可能である。ラックバー8の両端部は、ハウジング9の両側へ突出し、各端部にはタイロッド10が結合されている。各タイロッド10は、ナックルアーム(図示せず)を介して、対応する転舵輪11に連結されている。
ラックバー8は、車体に固定されるハウジング9内に収容され、複数の軸受(図示せず)を介してハウジング9によって支持されていて、左右方向へ直線往復動可能である。ラックバー8の両端部は、ハウジング9の両側へ突出し、各端部にはタイロッド10が結合されている。各タイロッド10は、ナックルアーム(図示せず)を介して、対応する転舵輪11に連結されている。
運転手により操舵部材2が操舵されてステアリングシャフト3が回転すると、この回転が、ピニオン7aおよびラック8aによって、ラックバー8の左右方向に沿った直線運動に変換される。これにより、転舵輪11の転舵が達成される。
ステアリングシャフト3は、一端に操舵部材2が連結された入力側の第1操舵軸3aと、ピニオン軸7に連なる出力側の第2操舵軸3bと、第1操舵軸3aと第2操舵軸3bとを同一直線上で相対回転可能に連結したトーションバー12とを備えている。
ステアリングシャフト3は、一端に操舵部材2が連結された入力側の第1操舵軸3aと、ピニオン軸7に連なる出力側の第2操舵軸3bと、第1操舵軸3aと第2操舵軸3bとを同一直線上で相対回転可能に連結したトーションバー12とを備えている。
電動パワーステアリング装置1は、第1操舵軸3aと第2操舵軸3bとの間の相対回転変位量に基づいて操舵部材2の操舵トルクを検出するトルクセンサ13と、ECU(Electronic Control Unit :電子制御ユニット)14と、駆動回路15と、操舵補助用の電動モータ16と、ウォーム減速機17と、をさらに備えている。なお、ECU14および駆動回路15は、電動パワーステアリング装置1側の部品ではなく、電動パワーステアリング装置1が取り付けられる車体側の部品であってもよい。また、電動モータ16は、ウォーム減速機17の一部である。
トルクセンサ13のトルク検出結果は、ECU14に与えられる。ECU14は、トルク検出結果や車速センサ(図示せず)から与えられる車速検出結果等に基づいて、駆動回路15を介して電動モータ16を駆動制御し、電動モータ16に駆動力を発生させる。
電動モータ16がその回転軸24から出力した回転は、ウォーム減速機17によって減速されてからピニオン軸7に伝達され、ラックバー8の直線運動に変換される。これにより、操舵が補助される。
電動モータ16がその回転軸24から出力した回転は、ウォーム減速機17によって減速されてからピニオン軸7に伝達され、ラックバー8の直線運動に変換される。これにより、操舵が補助される。
ウォーム減速機17は、そのハウジング17aと、電動モータ16により回転駆動されるウォームシャフト18と、ウォームシャフト18と噛み合うと共にステアリングシャフト3の第2操舵軸3bに一体回転可能に連結されたウォームホイール19とを備えている。電動モータ16が出力した回転は、ウォーム減速機17においてウォームシャフト18からウォームホイール19に伝達されるときに減速される。
図2は、電動パワーステアリング装置1に備えられたウォーム減速機17の要部の構成を示す断面図である。
図2を参照して、ウォーム減速機17は、前述した電動モータ16、ウォームシャフト18と、ハウジング17aおよびウォームホイール19の他に、第1軸受21と、第2軸受22と、ABLS(Anti-Backlash System)構造23とを含んでいる。以下では、ウォーム減速機17の各部材について説明する。
図2を参照して、ウォーム減速機17は、前述した電動モータ16、ウォームシャフト18と、ハウジング17aおよびウォームホイール19の他に、第1軸受21と、第2軸受22と、ABLS(Anti-Backlash System)構造23とを含んでいる。以下では、ウォーム減速機17の各部材について説明する。
ウォームシャフト18は、略円柱状である。以下の説明では、ウォームシャフト18の軸方向Xおよび径方向Rを用いて、各部材の向き等を特定することがある。軸方向Xの一方(図2の右方)には、符号「X1」を付し、軸方向Xの他方(図2の左方)には、符号「X2」を付す。
ウォームシャフト18は、電動モータ16の回転軸24と同軸上に配置されている。ウォームシャフト18は、その軸方向Xにおける両端部をなす第1端部18aおよび第2端部18bを有する。第1端部18aは、ウォームシャフト18の一方X1の端部であり、第2端部18bは、ウォームシャフト18の他方X2の端部である。第1端部18aは、第2端部18bよりも電動モータ16側(一方X1)に配置されている。
ウォームシャフト18は、電動モータ16の回転軸24と同軸上に配置されている。ウォームシャフト18は、その軸方向Xにおける両端部をなす第1端部18aおよび第2端部18bを有する。第1端部18aは、ウォームシャフト18の一方X1の端部であり、第2端部18bは、ウォームシャフト18の他方X2の端部である。第1端部18aは、第2端部18bよりも電動モータ16側(一方X1)に配置されている。
第1端部18aは、その先端として一段小径になった小径部25と、小径部25とウォームシャフト18において小径部25以外の部分との境界をなす段部26とを一体的に含んでいる。
第2端部18bは、その先端として一段小径になった小径部27と、小径部27とウォームシャフト18において小径部27以外の部分との境界をなす段部28とを一体的に含んでいる。
第2端部18bは、その先端として一段小径になった小径部27と、小径部27とウォームシャフト18において小径部27以外の部分との境界をなす段部28とを一体的に含んでいる。
ウォームシャフト18において第1端部18aおよび第2端部18b間における外周面18cには、軸方向Xにおける所定範囲に亘って噛合部18dが形成されている。噛合部18dは、軸方向Xに沿う螺旋状の複数の歯によって構成されている。噛合部18dは、第1端部18aおよび第2端部18b間に位置する。
ウォームシャフト18の第1端部18aの小径部25は、軸方向Xから電動モータ16の回転軸24の端部に対向しており、継手30を介して回転軸24に連結されている。具体的には、継手30は、第1回転部材31と、第2回転部材32と、弾性部材33とを含んでいる。
ウォームシャフト18の第1端部18aの小径部25は、軸方向Xから電動モータ16の回転軸24の端部に対向しており、継手30を介して回転軸24に連結されている。具体的には、継手30は、第1回転部材31と、第2回転部材32と、弾性部材33とを含んでいる。
第1回転部材31は、円筒状のボス35と、ボス35の軸方向一端に接続されてボス35より大径の円筒状のフランジ36とを含んでいる。ボス35には、ウォームシャフト18の第1端部18aが圧入される嵌合孔35aが形成されている。第1回転部材31は、第1端部18aの小径部25に固定されていて、ウォームシャフト18と一体回転可能である。
第2回転部材32は、第1回転部材31のフランジ36に軸方向Xから対向する円筒状の本体37を備えている。本体37には、電動モータ16の回転軸24が圧入される嵌合孔37aが形成されている。第2回転部材32は、電動モータ16の回転軸24に固定されていて、回転軸24と一体回転可能である。
弾性部材33は、第1回転部材31と第2回転部材32との間に介在されて回転軸24の回転を第2回転部材32から第1回転部材31に伝達することによって、第1回転部材31および第2回転部材32とを共回りさせる。
弾性部材33は、第1回転部材31と第2回転部材32との間に介在されて回転軸24の回転を第2回転部材32から第1回転部材31に伝達することによって、第1回転部材31および第2回転部材32とを共回りさせる。
よって、電動モータ16からの駆動力は、回転軸24から第2回転部材32に伝達され、第2回転部材32から弾性部材33を介して第1回転部材31に伝達される。そして、第1回転部材31に伝達された駆動力がウォームシャフト18の第1端部18aの小径部25に伝達されることでウォームシャフト18が回転駆動される。つまり、ウォームシャフト18は、第1端部18aにおいて、電動モータ16の駆動力が継手30を介して伝達されることによって回転駆動される。ウォームシャフト18の回転中心には、符号「C1」を付す。
ハウジング17aには、内部空間が形成されている。ハウジング17aにおいて内部空間を区画する部分を内周面17bということにする。ウォームシャフト18は、ハウジング17aに収容されている。
ハウジング17aにおいてウォームシャフト18の第1端部18aと軸方向Xで同じ位置には、ハウジング17aの内部空間の一部として軸方向Xに延びる第1軸受孔41が形成されている。ハウジング17aの内周面17bには、軸方向Xにおける第1軸受孔41の端部としてウォームシャフト18側へ張り出た段部17cが設けられている。ハウジング17aにおいて、ウォームシャフト18の第2端部18bと軸方向Xで同じ位置には、第2軸受孔42が形成されている。
ハウジング17aにおいてウォームシャフト18の第1端部18aと軸方向Xで同じ位置には、ハウジング17aの内部空間の一部として軸方向Xに延びる第1軸受孔41が形成されている。ハウジング17aの内周面17bには、軸方向Xにおける第1軸受孔41の端部としてウォームシャフト18側へ張り出た段部17cが設けられている。ハウジング17aにおいて、ウォームシャフト18の第2端部18bと軸方向Xで同じ位置には、第2軸受孔42が形成されている。
ウォームホイール19は、環状であり、ハウジング17aに収容されている。ウォームホイール19は、前述したように、ステアリングシャフト3の第2操舵軸3bに固定され、第2操舵軸3bと一体回転可能である。ウォームホイール19の回転中心には、符号「C2」を付す。回転中心C2は、ウォームシャフト18の回転中心C1と直交している。ウォームホイール19は、第2操舵軸3bに一体回転可能に結合された環状の芯金19aと、芯金19aの周囲を取り囲んだ合成樹脂部材19bとを備えている。芯金19aは、例えば合成樹脂部材19bの樹脂成形時に金型内にインサートされる。合成樹脂部材19bの外周面43には、ウォームシャフト18の噛合部18dの複数の歯と噛み合う複数の歯によって構成される歯部19cが形成されている。噛合部18dと歯部19cとが噛み合う部分では、複数の歯が同時に噛み合っている。ウォームシャフト18の噛合部18dにおいて、ウォームホイール19の歯部19cと噛み合う部分の軸方向Xにおける中心を噛合中心Bと呼ぶことにする。
第1軸受21および第2軸受22のそれぞれは、例えば玉軸受であって、全体で環状をなしている。第1軸受21は、第1軸受孔41に収容された状態で、ウォームシャフト18の第1端部18aに対して外嵌されていて、第2軸受22は、第2軸受孔42に収容された状態で、ウォームシャフト18の第2端部18bに対して外嵌されている。これにより、第1軸受21および第2軸受22は、ウォームシャフト18をハウジング17a内で回転可能に支持している。
第1軸受21は、ウォームシャフト18の第1端部18aを支持している。第1軸受21は、外輪45と、内輪46と、外輪45および内輪46間に配置される球状の転動体47とを備えている。
外輪45は、第1軸受孔41に嵌め込まれている。外輪45は、ハウジング17aの内周面17bによって支持されている。外輪45は、一方X1から段部17cに当接している。
外輪45は、第1軸受孔41に嵌め込まれている。外輪45は、ハウジング17aの内周面17bによって支持されている。外輪45は、一方X1から段部17cに当接している。
第1軸受孔41には、一方X1からプラグ48がねじ嵌合されている。外輪45には、一方X1からプラグ48が当接している。外輪45は、プラグ48によって段部17cに押し付けられている。これにより、第1軸受21がハウジング17a内で軸方向Xに位置決めされている。
内輪46は、ウォームシャフト18の第1端部18aに対して外嵌されている。内輪46は一方X1から段部26に当接している。内輪46には、一方X1から第1回転部材31のボス35が当接している。内輪46は、ボス35によって、段部26に押し付けられている。
内輪46は、ウォームシャフト18の第1端部18aに対して外嵌されている。内輪46は一方X1から段部26に当接している。内輪46には、一方X1から第1回転部材31のボス35が当接している。内輪46は、ボス35によって、段部26に押し付けられている。
第2軸受22は、ウォームシャフト18の第2端部18bを支持している。第2軸受22は、外輪50と、内輪51と、外輪50および内輪51間に配置される球状の転動体52とを備えている。
外輪50は、第2軸受孔42を区画するハウジング17aの内周面17bとの間に間隔を隔てている。
外輪50は、第2軸受孔42を区画するハウジング17aの内周面17bとの間に間隔を隔てている。
内輪51は、第2端部18bの小径部27に対して一体回転可能に嵌合されている。内輪51の一方X1の端面51aが、他方X2から段部28に当接している。これにより、ウォームシャフト18に対する内輪51の軸方向Xへの移動が規制されている。
ここで、ウォームシャフト18の回転中心C1とウォームホイール19の回転中心C2との距離を、ウォームシャフト18とウォームホイール19との芯間距離D1と呼ぶ。芯間距離D1が増加する方向を増加方向Y1と呼び、芯間距離D1が減少する方向を減少方向Y2と呼ぶ。増加方向Y1および減少方向Y2を増減方向Yと総称する。
ここで、ウォームシャフト18の回転中心C1とウォームホイール19の回転中心C2との距離を、ウォームシャフト18とウォームホイール19との芯間距離D1と呼ぶ。芯間距離D1が増加する方向を増加方向Y1と呼び、芯間距離D1が減少する方向を減少方向Y2と呼ぶ。増加方向Y1および減少方向Y2を増減方向Yと総称する。
図3は、図2のIII−III線に沿った断面図である。図4は、付勢部材60の斜視図である。
図3を参照して、ハウジング17aの内周面17bにおいて第2軸受孔42を区画している部分53には、増加方向Y1に窪む凹部55が形成されている。凹部55は、ハウジング17aの内周面17bから増加方向Y1に沿って延びる一対の内壁56によって内周面17bの周方向Zから区画されている。凹部55は、一対の内壁56の増加方向Y1側の端部同士を接続する奥面57によって、増加方向Y1側から区画されている。奥面57は、周方向Zに沿う湾曲面である。凹部55は、第2軸受孔42に増加方向Y1から連通している。
図3を参照して、ハウジング17aの内周面17bにおいて第2軸受孔42を区画している部分53には、増加方向Y1に窪む凹部55が形成されている。凹部55は、ハウジング17aの内周面17bから増加方向Y1に沿って延びる一対の内壁56によって内周面17bの周方向Zから区画されている。凹部55は、一対の内壁56の増加方向Y1側の端部同士を接続する奥面57によって、増加方向Y1側から区画されている。奥面57は、周方向Zに沿う湾曲面である。凹部55は、第2軸受孔42に増加方向Y1から連通している。
ABLS構造23は、ウォームホイール19の合成樹脂部材19bが摩耗することが原因でウォームシャフト18の噛合部18dとウォームホイール19の歯部19cとの間に発生するバックラッシを抑制する機構である。ABLS構造23は、付勢部材60によって構成されている。
付勢部材60は、ABLSスプリングとも呼ばれている。付勢部材60は、例えば板状の金属を加工した部材である。付勢部材60は、ハウジング17aの内周面17bの部分53と、第2軸受22の外輪50との間に介在されている。付勢部材60は、主体部61と、主体部61と一体の回転規制部62および弾性舌片63とを含んでいる。
付勢部材60は、ABLSスプリングとも呼ばれている。付勢部材60は、例えば板状の金属を加工した部材である。付勢部材60は、ハウジング17aの内周面17bの部分53と、第2軸受22の外輪50との間に介在されている。付勢部材60は、主体部61と、主体部61と一体の回転規制部62および弾性舌片63とを含んでいる。
主体部61は、図3のように軸方向Xから見て、反時計回りに90°傾いた略C字状である。主体部61は、外輪50に対して外嵌されている。主体部61は、第2軸受22の外輪50の外周に沿っている。
回転規制部62は、主体部61の周方向Zにおける両端部61aに例えば1つずつ設けられている。各回転規制部62は、対応する端部61aから増加方向Y1に延びている。図4を参照して、各回転規制部62の軸方向Xにおける幅は、主体部61の軸方向Xにおける幅よりも狭い。一対の回転規制部62は、軸方向Xにずれて配置されている。
回転規制部62は、主体部61の周方向Zにおける両端部61aに例えば1つずつ設けられている。各回転規制部62は、対応する端部61aから増加方向Y1に延びている。図4を参照して、各回転規制部62の軸方向Xにおける幅は、主体部61の軸方向Xにおける幅よりも狭い。一対の回転規制部62は、軸方向Xにずれて配置されている。
図3に戻って、弾性舌片63は、各回転規制部62に例えば1つずつ設けられている。各弾性舌片63は、対応する回転規制部62に片持ち状に支持されている。各弾性舌片63は、増加方向Y1に対して傾斜する方向へ延びている。各弾性舌片63の回転規制部62側とは反対側の端部63aは、回転規制部62よりも増加方向Y1側に位置している。各弾性舌片63は、軸方向Xから見て、互いに交差しており、一対の弾性舌片63全体は、略X字状をなしている。
付勢部材60の一対の回転規制部62と一対の弾性舌片63とは、凹部55に収容されている。
一対の回転規制部62のそれぞれは、対応する内壁56に沿っており、周方向Zにおいて付勢部材60の回転を規制している。
第2軸受22は、第2軸受孔42内で付勢部材60を介して、ハウジング17aによって支持されている。
一対の回転規制部62のそれぞれは、対応する内壁56に沿っており、周方向Zにおいて付勢部材60の回転を規制している。
第2軸受22は、第2軸受孔42内で付勢部材60を介して、ハウジング17aによって支持されている。
一対の弾性舌片63の端部63aは、凹部55の奥面57に減少方向Y2接触しており、これにより、一対の弾性舌片63は、増減方向Y(図3の上下方向)に撓んでいる。前述したように、第2軸受22の内輪51は、ウォームシャフト18の第2端部18bに対して外嵌されている。また、第2軸受22の外輪50は、付勢部材60の主体部61によって取り囲まれている。一対の弾性舌片63は、撓む前の状態へ戻ろうとするため、主体部61および第2軸受22を介して、ウォームシャフト18の第2端部18bを減少方向Y2に付勢する。このように、付勢部材60は、図2を参照して、第2軸受22を介して、芯間距離D1が減少する減少方向Y2にウォームシャフト18の第2端部18bを付勢している。この際にウォームシャフト18が付勢部材60から受ける荷重を付勢荷重F1ということにする。
また、ウォームシャフト18の第2端部18bにおいて付勢荷重F1を受ける部分を被付勢部Eとする。被付勢部Eの軸方向Xにおける位置は、付勢部材60の軸方向Xにおける中央部である。
ウォームシャフト18の第1端部18aは、第1軸受21によって軸方向Xおよび径方向Rのそれぞれにおいて位置決めされている。そのため、ウォームシャフト18は、第1端部18aにおいて第1軸受21に固定されている部分を支点として、付勢部材60によって付勢されている。ウォームシャフト18の第1端部18aにおいて当該支点となる中心部分を支点部Pということにする。支点部Pの軸方向Xにおける位置は、第1軸受21の軸方向Xにおける中央部と一致している。
ウォームシャフト18の第1端部18aは、第1軸受21によって軸方向Xおよび径方向Rのそれぞれにおいて位置決めされている。そのため、ウォームシャフト18は、第1端部18aにおいて第1軸受21に固定されている部分を支点として、付勢部材60によって付勢されている。ウォームシャフト18の第1端部18aにおいて当該支点となる中心部分を支点部Pということにする。支点部Pの軸方向Xにおける位置は、第1軸受21の軸方向Xにおける中央部と一致している。
付勢荷重F1を受けたウォームシャフト18の被付勢部Eは、支点部Pを支点として減少方向Y2へ付勢されるため、ウォームシャフト18の噛合部18dがウォームホイール19の歯部19cに押し付けられる。噛合部18dを歯部19cに押し付ける荷重を押付荷重F2ということにする。噛合部18dは、ABLS構造23の付勢部材60が発生させた押付荷重F2によって歯部19cに常に押し付けられる。これにより、芯間距離D1が一定に保たれる。
図5は、ウォームシャフト18の噛合中心B、被付勢部Eおよび支点部Pの軸方向Xにおける位置関係を模式的に示した図である。
図5を参照して、ウォームシャフト18において、軸方向Xにおける噛合中心Bと支点部Pとの間の距離には、符号「L1」を付す。ウォームシャフト18において、軸方向Xにおける噛合中心Bと被付勢部Eとの間の距離には、符号「L2」を付す。距離L2は、距離L1よりも大きい。本実施形態では、距離L2は、距離L1の1.1倍であるが、距離L2は、距離L1の1.2倍であってもよい。
図5を参照して、ウォームシャフト18において、軸方向Xにおける噛合中心Bと支点部Pとの間の距離には、符号「L1」を付す。ウォームシャフト18において、軸方向Xにおける噛合中心Bと被付勢部Eとの間の距離には、符号「L2」を付す。距離L2は、距離L1よりも大きい。本実施形態では、距離L2は、距離L1の1.1倍であるが、距離L2は、距離L1の1.2倍であってもよい。
ウォーム減速機17を長期間使用すると、通常、ウォームホイール19における樹脂製の歯部19cが摩耗することによりウォームシャフト18の噛合部18dとウォームホイール19の歯部19cとの間にバックラッシが発生することがある。バックラッシが発生すると、噛合部18dと歯部19cとの接触によって異音(いわゆる歯打ち音)が発生する。歯打ち音を抑制するには、押付荷重F2を向上させてバックラッシを除去する必要がある。
本実施形態では、距離L2と距離L1とが等しい比較例に係るウォーム減速機と比較して、距離L2が、距離L1よりも大きい。
つまり、これらの距離の比(ウォームスパン比)を変えて噛合部18dの噛合中心Bと第2端部18bとの間の距離を長くすることにより、てこの原理によって、付勢部材60の付勢荷重F1は同じままで、噛合部18dにおけるウォームホイール19に対するウォームシャフト18の押付荷重F2を大きくすることができる。
つまり、これらの距離の比(ウォームスパン比)を変えて噛合部18dの噛合中心Bと第2端部18bとの間の距離を長くすることにより、てこの原理によって、付勢部材60の付勢荷重F1は同じままで、噛合部18dにおけるウォームホイール19に対するウォームシャフト18の押付荷重F2を大きくすることができる。
したがって、付勢部材60のセット荷重を大きくしたり寸法変更を行ったりすることなく、現行の付勢部材60のままで、押付荷重F2を大きくすることができる。
そのために、距離L2は、距離L1の1.1倍より大きいことが好ましい。
また、ウォームスパン比を変更するだけで押付荷重F2を向上させることができるので、ウォームシャフト18とウォームホイール19との位置関係を変更するだけでよく、ウォームシャフト18およびウォームホイール19の仕様を変更する必要がない。よって、車種ごとにウォーム減速機17の部品の仕様を変更する必要がないため、ウォーム減速機17のコストを低減することができる。なお、ハウジング17aは、ウォームシャフト18とウォームホイール19との軸方向Xにおける相対位置の変更に合わせて変更する必要があるが、ハウジング17aは、そもそも車種ごとに仕様変更されるものであるため、ウォーム減速機17のコスト増加には、それほど影響しない。
そのために、距離L2は、距離L1の1.1倍より大きいことが好ましい。
また、ウォームスパン比を変更するだけで押付荷重F2を向上させることができるので、ウォームシャフト18とウォームホイール19との位置関係を変更するだけでよく、ウォームシャフト18およびウォームホイール19の仕様を変更する必要がない。よって、車種ごとにウォーム減速機17の部品の仕様を変更する必要がないため、ウォーム減速機17のコストを低減することができる。なお、ハウジング17aは、ウォームシャフト18とウォームホイール19との軸方向Xにおける相対位置の変更に合わせて変更する必要があるが、ハウジング17aは、そもそも車種ごとに仕様変更されるものであるため、ウォーム減速機17のコスト増加には、それほど影響しない。
以上のように、本実施形態では、付勢部材60の耐久性を向上させつつウォーム減速機17全体のコストの低減を図ることができる。
また、付勢部材60の仕様を変更する必要がないことから付勢部材60のレイアウト上の問題も解決する。すなわちレイアウト性が向上される。
この発明は、以上に説明した実施形態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。
また、付勢部材60の仕様を変更する必要がないことから付勢部材60のレイアウト上の問題も解決する。すなわちレイアウト性が向上される。
この発明は、以上に説明した実施形態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。
たとえば、本実施形態のウォーム減速機17の構造は、増減方向Yから見てウォームシャフト18の回転中心C1がウォームホイール19の回転中心C2に対して斜めに傾いた斜交型のウォーム減速機にも適用することができる。
1…電動パワーステアリング装置、16…電動モータ、17…ウォーム減速機、18…ウォームシャフト、18a…第1端部、18b…第2端部、18d…噛合部、19…ウォームホイール、19c…歯部、43…外周面、60…付勢部材、B…噛合中心、D1…芯間距離、L1…距離、L2…距離
Claims (3)
- 駆動力を発生させる電動モータと、
歯部が形成された外周面を有するウォームホイールと、
前記電動モータ側の第1端部と、前記第1端部とは反対側の第2端部と、前記第1端部と前記第2端部との間で前記ウォームホイールの歯部と噛み合う噛合部とを有し、前記第1端部において前記電動モータの駆動力が伝達されることによって回転するウォームシャフトと、
前記ウォームホイールと前記ウォームシャフトとの芯間距離が小さくなるように、前記第1端部を支点として前記第2端部を付勢する付勢部材と、
を含み、
前記ウォームシャフトにおいて、前記ウォームシャフトの軸方向における前記噛合部の噛合中心と前記第2端部との間の距離が、前記軸方向における前記噛合中心と前記第1端部との間の距離よりも大きいことを特徴とする、ウォーム減速機。 - 前記ウォームシャフトの軸方向における前記噛合中心と前記第2端部との間の距離は、前記軸方向における前記噛合中心と前記第1端部との間の距離の1.1倍より大きいことを特徴とする、請求項1記載のウォーム減速機。
- 請求項1または2記載のウォーム減速機を含むことを特徴とする、電動パワーステアリング装置。
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