JP2022080111A - Worm reduction gear with motor and electric assist device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、モータ付ウォーム減速機、及び、モータ付ウォーム減速機を備える電動アシスト装置に関する。 The present invention relates to a worm reducer with a motor and an electric assist device including a worm reducer with a motor.
自動車用のステアリング装置では、運転者がステアリングホイールを操作すると、前記ステアリングホイールの回転は、ステアリングシャフトや中間シャフトにより、ステアリングギヤユニットの入力軸に伝達される。前記入力軸が回転することにより、ステアリングギヤユニットのラック軸が車両の幅方向に変位すると、1対のタイロッドが押し引きされて、操舵輪に舵角が付与される。 In a steering device for an automobile, when the driver operates the steering wheel, the rotation of the steering wheel is transmitted to the input shaft of the steering gear unit by the steering shaft and the intermediate shaft. When the rack shaft of the steering gear unit is displaced in the width direction of the vehicle due to the rotation of the input shaft, the pair of tie rods is pushed and pulled to give the steering wheel a steering angle.
特開2005-42913号公報(特許文献1)や特開2004-306898号公報(特許文献2)には、電動モータを補助動力源として、運転者がステアリングホイールを操作するのに要する力を低減する、電動パワーステアリング装置が開示されている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-42213 (Patent Document 1) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-306988 (Patent Document 2) use an electric motor as an auxiliary power source to reduce the force required for the driver to operate the steering wheel. The electric power steering device is disclosed.
電動パワーステアリング装置では、電動モータの出力トルクを減速機により増大させてから、ステアリングシャフト若しくはステアリングギヤユニットの入力軸など、ステアリングホイールの回転に伴って回転する回転軸、又は、ステアリングギヤユニットのラック軸やねじ軸などである直動軸に付与する。このような減速機としては、大きな減速比が得られるなどの理由から、ウォーム減速機が広く使用されている。 In the electric power steering device, the output torque of the electric motor is increased by the speed reducer, and then the rotating shaft such as the steering shaft or the input shaft of the steering gear unit, which rotates with the rotation of the steering wheel, or the rack of the steering gear unit. It is applied to a linear motion shaft such as a shaft or a screw shaft. As such a reducer, a worm reducer is widely used because a large reduction ratio can be obtained.
ただし、電動モータの出力トルクを増大するのにウォーム減速機を使用した場合には、悪路走行時などに、ウォームホイールとウォームとの噛合部、及び、ウォームを回転自在に支持するための軸受の内部に、ラトル音(叩き音)が発生しやすいという問題がある。このようなラトル音は、悪路走行時などに、車輪を介してタイロッドに入力された加振力が、ウォームホイールにトルク変動として伝わり、それによって生じる噛み合い反力の変動が、ウォームを軸方向に加振することで発生する。 However, when a worm reducer is used to increase the output torque of the electric motor, the meshing part between the worm wheel and the worm and the bearing for rotatably supporting the worm when driving on rough roads, etc. There is a problem that a rattle sound (tapping sound) is likely to occur inside the wheel. In such rattle noise, the exciting force input to the tie rod via the wheel is transmitted to the worm wheel as torque fluctuation when driving on a rough road, and the fluctuation of the meshing reaction force generated by the torque fluctuation causes the worm to be axial. It is generated by vibrating the wheel.
このような事情に鑑み、特開2014-199111号公報(特許文献3)には、ウォームの軸方向変位を減衰させ、ラトル音の発生を抑制できる、モータ付ウォーム減速機の構造が開示されている。 In view of such circumstances, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-199111 (Patent Document 3) discloses a structure of a worm reducer with a motor capable of attenuating the axial displacement of the worm and suppressing the generation of rattle noise. There is.
ただし、特開2014-199111号公報に記載された従来構造のモータ付ウォーム減速機は、ウォームの軸方向の微小変位を減衰させる面で、改良の余地がある。 However, the worm reducer with a motor of the conventional structure described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-199111 has room for improvement in terms of attenuating minute displacement of the worm in the axial direction.
すなわち、特開2014-199111号公報に記載された従来構造では、ウォームの外周面に係止した係止部材と、ウォームを回転自在に支持するための玉軸受のうち、ウォームに外嵌した内輪との間に、液体圧緩衝器を配置している。このため、液体圧緩衝器により減衰できるウォームの軸方向変位の大きさは、玉軸受を構成する外輪と内輪との間に存在する軸方向のガタ(遊び)よりも大きいものに限られる。したがって、従来構造のモータ付ウォーム減速機では、前記軸方向のガタよりも小さいウォームの軸方向の微小変位を減衰することができず、ラトル音の発生を十分に抑制することは困難になる。 That is, in the conventional structure described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-199111, among the locking member locked to the outer peripheral surface of the worm and the ball bearing for rotatably supporting the worm, the inner ring fitted to the worm. A liquid pressure shock absorber is placed between and. Therefore, the magnitude of the axial displacement of the worm that can be attenuated by the liquid pressure shock absorber is limited to that larger than the axial backlash (play) existing between the outer ring and the inner ring constituting the ball bearing. Therefore, in the worm reducer with a motor having a conventional structure, it is not possible to attenuate the minute displacement of the worm in the axial direction, which is smaller than the backlash in the axial direction, and it is difficult to sufficiently suppress the generation of rattle noise.
本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、ウォームの軸方向の微小変位を減衰できるモータ付ウォーム減速機と、このモータ付ウォーム減速機を備えた電動アシスト装置とを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and provides a worm reducer with a motor capable of attenuating a minute displacement of the worm in the axial direction, and an electric assist device provided with the worm reducer with a motor. The purpose is.
本発明のモータ付ウォーム減速機いずれも、ハウジングと、ウォームホイールと、ウォームと、電動モータと、ダンパ機構とを備える。
前記ハウジングは、ホイール収容部、及び、前記ホイール収容部に対しねじれの位置に配置され、かつ、軸方向中間部が前記ホイール収容部に開口したウォーム収容部を有する。
前記ウォームホイールは、外周面にホイール歯を有し、前記ホイール収容部の内側に回転自在に支持される。
前記ウォームは、外周面に、前記ホイール歯と噛合するウォーム歯を有し、前記ウォーム収容部の内側に回転自在にかつ前記ウォーム収容部に対する軸方向の相対変位を可能に支持される。
前記電動モータは、前記ウォームの基端部に前記ウォームの揺動を可能に接続されるモータ出力軸を有する。
前記ダンパ機構は、前記ウォームの軸方向変位を減衰するためのものであり、シリンダ孔と、前記シリンダ孔の内面との間に前記ウォームの揺動を許容できる隙間を介して、前記シリンダ孔に挿入されたピストン部と、前記シリンダ孔に充填された粘性流体とを有する。
Each of the worm reducers with a motor of the present invention includes a housing, a worm wheel, a worm, an electric motor, and a damper mechanism.
The housing has a wheel accommodating portion and a worm accommodating portion that is arranged in a twisted position with respect to the wheel accommodating portion and has an axial middle portion open to the wheel accommodating portion.
The worm wheel has wheel teeth on the outer peripheral surface and is rotatably supported inside the wheel accommodating portion.
The worm has worm teeth that mesh with the wheel teeth on the outer peripheral surface, and is rotatably supported inside the worm accommodating portion and is capable of axially relative displacement with respect to the worm accommodating portion.
The electric motor has a motor output shaft connected to a base end portion of the worm so as to be able to swing the worm.
The damper mechanism is for attenuating the axial displacement of the worm, and is formed in the cylinder hole through a gap that allows the worm to swing between the cylinder hole and the inner surface of the cylinder hole. It has an inserted piston portion and a viscous fluid filled in the cylinder hole.
本発明のモータ付ウォーム減速機の第1態様では、前記シリンダ孔を、前記ウォームと、前記ハウジング又は前記ウォームの先端部の周囲に配置された部材のうち前記ハウジングに固定された部材とのうちの一方に備え、前記ピストン部を、前記ウォームと、前記ハウジング又は前記ウォームの先端部の周囲に配置された部材のうち前記ハウジングに固定された部材とのうちの他方に備えることができる。
この場合には、前記シリンダ孔を、前記ウォームの先端面に開口するように前記ウォームの先端部に備え、前記ピストン部を、前記ハウジング又は前記ウォームの先端部の周囲に配置された部材のうち前記ハウジングに固定された部材に備えることができる。
また、前記ウォームの先端部の周囲に配置された部材を、前記ウォームの先端部を、前記ウォームホイールの側に向けて付勢する付勢部材とすることもできるし、その他の部材とすることもできる。
In the first aspect of the worm reducer with a motor of the present invention, the cylinder hole is formed between the worm and the housing or a member arranged around the tip of the worm and fixed to the housing. The piston portion can be provided on one of the worm and the other of the housing and the members arranged around the tip of the worm and fixed to the housing.
In this case, the cylinder hole is provided in the tip portion of the worm so as to open to the tip surface of the worm, and the piston portion is provided around the housing or the tip portion of the worm. It can be provided for a member fixed to the housing.
Further, the member arranged around the tip portion of the worm may be an urging member that urges the tip portion of the worm toward the side of the worm wheel, or may be another member. You can also.
本発明のモータ付ウォーム減速機の第2態様では、前記シリンダ孔を、前記ウォームと前記モータ出力軸とのうちの一方に備え、前記ピストン部を、前記ウォームと前記モータ出力軸とのうちの他方に備えることができる。
この場合には、前記シリンダ孔を、前記ウォームの基端面に開口するように前記ウォームの基端部に備え、前記ピストン部を、前記モータ出力軸の先端部に備えることができる。
In the second aspect of the worm reducer with a motor of the present invention, the cylinder hole is provided in one of the worm and the motor output shaft, and the piston portion is provided in the worm and the motor output shaft. You can prepare for the other.
In this case, the cylinder hole may be provided in the base end portion of the worm so as to open to the base end surface of the worm, and the piston portion may be provided in the tip end portion of the motor output shaft.
本発明のモータ付ウォーム減速機では、前記粘性流体として、40℃での基油の動粘度が200mm2/s以上のグリースを使用することができる。 In the worm reducer with a motor of the present invention, grease having a kinematic viscosity of base oil of 200 mm 2 / s or more at 40 ° C. can be used as the viscous fluid.
本発明の電動アシスト装置は、ステアリングシャフトに入力されたトルクを検出するためのトルクセンサと、ステアリングホイールの回転に伴って回転する回転軸又はステアリングギヤユニットを構成する直動軸にトルクを付与するモータ付ウォーム減速機と、を備える。
特に本発明の電動アシスト装置は、前記モータ付ウォーム減速機を、本発明のモータ付ウォーム減速機としている。
The electric assist device of the present invention applies torque to a torque sensor for detecting torque input to the steering shaft and a rotary shaft that rotates with the rotation of the steering wheel or a linear motion shaft that constitutes a steering gear unit. It is equipped with a worm reducer with a motor.
In particular, in the electric assist device of the present invention, the worm reducer with a motor is the worm reducer with a motor of the present invention.
本発明によれば、ウォームの軸方向の微小変位を減衰することができる、モータ付ウォーム減速機と、このモータ付ウォーム減速機を備えた電動アシスト装置とを実現できる。 According to the present invention, it is possible to realize a worm reducer with a motor capable of attenuating a minute displacement of the worm in the axial direction and an electric assist device provided with the worm reducer with a motor.
[実施の形態の第1例]
実施の形態の第1例について、図1~図19を用いて説明する。本例は、本発明の電動アシスト装置を、コラムアシスト式の電動パワーステアリング装置に適用した例である。なお、各図面同士の間で、細部の形状に関して一部異なる部分があるが、同一符号を付した部分に関しては、内容及び機能について差異はない。
[First example of the embodiment]
The first example of the embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 19. This example is an example in which the electric assist device of the present invention is applied to a column assist type electric power steering device. It should be noted that although there are some differences in the shape of details between the drawings, there is no difference in the contents and functions of the parts with the same reference numerals.
〔ステアリング装置の全体構成〕
電動パワーステアリング装置1は、図1に全体構成を示すように、ステアリングホイール2と、ステアリングシャフト3と、ステアリングコラム4と、1対の自在継手5a、5bと、中間シャフト6と、ステアリングギヤユニット7と、1対のタイロッド8と、電動アシスト装置9とを備えている。
[Overall configuration of steering device]
As shown in FIG. 1, the electric
ステアリングシャフト3は、車体に支持されたステアリングコラム4の内側に回転自在に支持されている。ステアリングシャフト3の後端部には、運転者が操作するステアリングホイール2が取り付けられている。ステアリングシャフト3の前端部は、ステアリングコラム4の前端部に固定された、後述のモータ付ウォーム減速機15を構成するハウジング16の内側に配置されており、トーションバー10を介して出力軸11に連結されている。
The steering
出力軸11は、ハウジング16の内側に、1対の転がり軸受12a、12bを介して回転自在に支持されている。出力軸11の回転は、1対の自在継手5a、5b及び中間シャフト6を介して、ステアリングギヤユニット7の入力軸13に伝達される。入力軸13の回転は、入力軸13と噛合した直動軸であるラック軸の直線運動に変換され、ラック軸により、1対のタイロッド8が押し引きされる。この結果、操舵輪に、ステアリングホイール2の操作量に応じた舵角が付与される。運転者がステアリングホイール2を操作するのに要する力は、電動アシスト装置9から付与される補助動力により軽減される。
なお、前後方向とは、電動パワーステアリング装置1が組み付けられる車体の前後方向をいう。
The
The front-rear direction means the front-rear direction of the vehicle body to which the electric
〔電動アシスト装置〕
電動アシスト装置9は、ステアリングコラム4の前方に配置されている。電動アシスト装置9は、図2に示すように、トルクセンサ14と、図示しないECU(電子制御ユニット)と、モータ付ウォーム減速機15とを備える。
[Electric assist device]
The electric assist device 9 is arranged in front of the
トルクセンサ14は、ステアリングホイール2からステアリングシャフト3に入力されたトルクを検出する。このために、トルクセンサ14は、出力軸11の周囲に配置されており、ステアリングシャフト3に対する出力軸11の相対的な捩れ方向及び捩れ量を検出する。
The
ECUは、出力軸11の相対的な捩れ方向及び捩れ量に基づいて算出された操舵トルクに関する情報、及び、図示しない車速センサにより測定された車速に関する情報などに基づいて、モータ付ウォーム減速機15から出力軸11に付与する、操舵補助力の方向及び大きさを決定する。
The ECU is a worm reducer with a
〔モータ付ウォーム減速機〕
モータ付ウォーム減速機15は、図4に示すように、ハウジング16と、電動モータ17と、ウォームホイール18と、ウォーム19と、付勢部材20と、ダンパ機構21とを備える。
[Warm reducer with motor]
As shown in FIG. 4, the
モータ付ウォーム減速機15は、ハウジング16の内側に、電動モータ17により回転駆動されるウォーム19と、出力軸11に対して相対回転不能に外嵌したウォームホイール18とをそれぞれ回転自在に支持しており、ウォーム19とウォームホイール18とを噛合させている。これにより、モータ付ウォーム減速機15は、電動モータ17の出力トルクを増大してから、出力軸11に付与するようにしている。付勢部材20は、ウォーム19の先端部の周囲に配置され、ウォーム19の先端部をウォームホイール18の側に向けて付勢し、ウォーム19とウォームホイール18との噛合部のバックラッシュを抑制する。ダンパ機構21は、ウォーム19と付勢部材20との間に配置され、ウォーム19の軸方向変位を減衰する。
以下、モータ付ウォーム減速機15の構成部材について詳しく説明する。
The
Hereinafter, the constituent members of the
《ハウジング》
ハウジング16は、鉄系合金の鋳造品、アルミニウムなどの軽合金のダイキャスト成形品、又は、合成樹脂の射出成形品などであって、ホイール収容部22と、ホイール収容部22に対しねじれの位置に配置され、かつ、軸方向中間部がホイール収容部22に開口したウォーム収容部23とを備える。
"housing"
The
ホイール収容部22は、筒状に構成されており、内側にウォームホイール18を回転自在に支持する。ホイール収容部22は、自身の中心軸とステアリングコラム4の中心軸とが同軸となるように、ステアリングコラム4の前端部に固定されている。
The
ウォーム収容部23は、筒状に構成されており、内側にウォーム19を回転自在に支持する。ウォーム収容部23は、軸方向両側の端部に開口部を有する。ウォーム収容部23の軸方向一方側(図4の右側)の開口部は、電動モータ17により塞がれている。ウォーム収容部23の軸方向他方側(図4の左側)の開口部は、付勢部材20を構成する後述のガイド部材53により塞がれている。
The
なお、ウォーム収容部23、ウォーム収容部23の内側に回転自在に支持されるウォーム19、及び、ウォーム19の周囲に配置される部材に関して、軸方向一方側とは、ウォーム19の基端側であって、図4及び図5の右側を言う。これに対し、軸方向他方側とは、ウォーム19の先端側であって、図4及び図5の左側を言う。また、ウォーム19の周囲に配置される部材に関して、径方向及び円周方向とは、特に断らない限り、ウォーム19の径方向及び円周方向を言う。
Regarding the
ウォーム収容部23は、内周面の軸方向一方側部分に、円筒面状の嵌合面部24を有し、かつ、嵌合面部24の軸方向他方側の端部に、軸方向一方側を向いた段差面25を有する。ウォーム収容部23は、内周面の軸方向他方側部分に、円筒面状のガイド保持部26を有する。また、ウォーム収容部23は、ガイド保持部26の軸方向一方側に隣接する部分に、径方向内側に向けて突出した内向鍔部27を有する。さらに、ウォーム収容部23は、ガイド保持部26の軸方向他方側に隣接する部分のうち、円周方向の一部に、径方向外側に凹み、かつ、ウォーム収容部23の軸方向他方側の端面に開口した図示しない係合凹部を有する。
The
《電動モータ》
電動モータ17は、ECUによって、通電方向及び通電量が制御される。電動モータ17は、ウォーム収容部23の軸方向一方側の開口部を塞ぐように、ハウジング16に固定されている。電動モータ17は、ウォーム19を回転駆動するために備えられており、ウォーム19の基端部に対しトルク伝達可能に接続されるモータ出力軸29を有する。
《Electric motor》
In the
《ウォームホイール》
ウォームホイール18は、図2に示すように、外周面に、はすば歯車であるホイール歯30を有する。ウォームホイール18は、ホイール収容部22の内側に回転自在に支持されている。本例では、ウォームホイール18は、ホイール収容部22の内側に回転自在に支持された出力軸11の軸方向中間部に、出力軸11に対する相対回転を不能に外嵌されている。なお、本例のウォームホイール18は、金属製で円輪板状の内側ホイール部材31の周囲に、外周面にホイール歯30を有する合成樹脂製の外側ホイール部材32を結合固定してなる。
《Warm wheel》
As shown in FIG. 2, the
《ウォーム》
ウォーム19は、図4に示すように、外周面の軸方向中間部に、ウォームホイール18のホイール歯30と噛合する、ねじ状のウォーム歯33を有する。ウォーム19は、外周面の軸方向両側部に、第1支持軸部34と第2支持軸部35とをそれぞれ有する。第1支持軸部34は、ウォーム19の先端側部(軸方向他方側部)に備えられている。第2支持軸部35は、ウォーム19の基端側部(軸方向一方側部)に備えられている。ウォーム19は、ウォーム歯33と第2支持軸部35との間に、径方向外側に向けて張り出した外向鍔部36を有する。
《Warm》
As shown in FIG. 4, the
本例のモータ付ウォーム減速機15は、ウォーム19を、ウォーム収容部23の内側に回転自在に支持するために、第1軸受40及び第2軸受41をさらに備える。また、ウォーム19の基端部をモータ出力軸29に接続するために、トルク伝達継手42をさらに備える。
The
《第1軸受》
第1軸受40は、ウォーム19の先端側部を回転自在に支持する。第1軸受40は、単列深溝型などの玉軸受であり、それぞれが円環状の内輪43及び外輪44と、複数個の転動体45とを備えている。
<< 1st bearing >>
The
内輪43は、ウォーム19の第1支持軸部34に外嵌固定されている。外輪44は、ウォーム収容部23のガイド保持部26に内嵌された付勢部材20の内側に配置されている。転動体45は、内輪43の外周面に備えられた内輪軌道と、外輪44の内周面に備えられた外輪軌道との間に、転動自在に配置されている。本例の外輪44は、付勢部材20に対して、軸方向の相対変位及びウォームホイール18に対する遠近動方向の相対変位を可能に支持されている。このため、第1軸受40は、ウォーム収容部23に対する軸方向の相対変位が可能である。なお、本例では、第1軸受40として、転動体45が玉である玉軸受を使用しているが、ラジアルころ軸受などを使用することもできる。
The
《第2軸受》
第2軸受41は、ウォーム19の基端側部を回転自在に支持する。第2軸受41は、単列深溝型や4点接触型などの玉軸受であり、それぞれが円環状の内輪46及び外輪47と、複数個の玉48とを備えている。
<< 2nd bearing >>
The
内輪46は、ウォーム19の第2支持軸部35に隙間嵌で外嵌されている。外輪47は、ウォーム収容部23の嵌合面部24に、がたつきなく内嵌されている。玉48は、内輪46の外周面に備えられた内輪軌道と、外輪47の内周面に備えられた外輪軌道との間に、転動自在に配置されている。
The
内輪46は、1対の弾性スペーサ49a、49bにより軸方向両側から弾性的に挟持されている。1対の弾性スペーサ49a、49bのうち、軸方向一方側に配置された弾性スペーサ49bは、内輪46とトルク伝達継手42を構成する後述の被駆動側伝達部材52との間で挟持されている。軸方向他方側に配置された弾性スペーサ49aは、内輪46と外向鍔部36との間で挟持されている。このため、内輪46(第2軸受41)は、弾性スペーサ49a、49bの弾性変形分だけ、ウォーム19に対して軸方向の相対変位が可能となる。
The
外輪47は、ウォーム収容部23の内周面に備えられた段差面25と、ウォーム収容部23の内周面に係止された止め輪50との間で軸方向両側から挟持されている。これにより、外輪47は、ウォーム収容部23に対し軸方向に関する相対変位が阻止されている。
The
第2軸受41を構成する内輪46は、ウォーム19の第2支持軸部35に隙間嵌で外嵌されているため、内輪46の内周面と第2支持軸部35の外周面との間にはラジアル隙間を有している。また、ウォーム19の基端部は、モータ出力軸29に対し、トルク伝達継手42を介して、ウォーム19の揺動を可能に接続される。また、内輪46の内周面と第2支持軸部35の外周面との間には、Oリングが挟持されている。このため、ウォーム19は、第2軸受41に対して、ラジアル隙間にかかわらず、ラジアル方向に保持されつつ、第2軸受41の中心を揺動中心として揺動可能になっている。
Since the
上述のように、ウォーム19の先端側部を回転自在に支持する第1軸受40は、ウォーム19に対する軸方向の相対変位は不能であるが、ウォーム収容部23(に固定された付勢部材20)に対し軸方向の相対変位が可能である。また、ウォーム19の基端側部を回転自在に支持する第2軸受41は、ウォーム収容部23に対する軸方向の相対変位は不能であるが、ウォーム19に対し軸方向の相対変位が可能である。したがって、ウォーム19は、ウォーム収容部23の内側に回転自在にかつウォーム収容部23に対する軸方向の相対変位を可能に支持されている。
As described above, the
《トルク伝達継手》
トルク伝達継手42は、図4に示すように、モータ出力軸29の先端部(図4の左端部)に対し、相対回転不能に外嵌固定された駆動側伝達部材51と、ウォーム19の基端部に対し、相対回転不能に外嵌固定された被駆動側伝達部材52と、それぞれがゴムのごときエラストマーなどの弾性材製である弾性部材106とを備える。
《Torque transmission joint》
As shown in FIG. 4, the torque transmission joint 42 includes a drive-
トルク伝達継手42は、モータ出力軸29とウォーム19との間で伝達されるトルクが比較的小さいときには、モータ出力軸29の回転トルクを、駆動側伝達部材51から弾性部材106を介して、被駆動側伝達部材52に伝達する。これに対し、モータ出力軸29とウォーム19との間で伝達されるトルクが大きいときには、弾性部材106が円周方向に弾性的に押しつぶされるため、トルク伝達継手42は、モータ出力軸29の回転トルクを、駆動側伝達部材51から被駆動側伝達部材52に直接伝達する。
When the torque transmitted between the
なお、トルク伝達継手42の具体的な構造については、従来から知られている各種構造を採用することができる。いずれにしても、本例では、モータ出力軸29の先端部と、ウォーム19の基端部とをトルク伝達継手42を介してトルクの伝達を可能に接続することで、モータ出力軸29とウォーム19とのトルク伝達部での歯打ち音の発生を防止し、かつ、モータ出力軸29に対するウォーム19の揺動を可能としている。ただし、モータ出力軸29とウォーム19との間のトルク伝達、及び、モータ出力軸29に対するウォーム19の揺動が可能である限り、モータ出力軸29の先端部とウォーム19の基端部との接続方法は特に限定されず、スプライン係合などにより接続することもできる。
As the specific structure of the torque transmission joint 42, various conventionally known structures can be adopted. In any case, in this example, the
《付勢部材》
付勢部材20は、ウォーム19の先端部を、第1軸受40を介してウォームホイール18の側に向けて付勢する、主たる機能を有する。付勢部材20は、ガイド部材53と、弾性リング54と、第1弾性部材55と、第2弾性部材56と、第3弾性部材57とを備える。
《Bending member》
The urging
ガイド部材53は、ウォーム収容部23の内側に支持固定されており、第1軸受40を隙間嵌で内嵌保持している。また、ガイド部材53は、第1弾性部材55、第2弾性部材56及び第3弾性部材57のそれぞれを、第1軸受40の周囲に保持している。第1弾性部材55、第2弾性部材56及び第3弾性部材57のそれぞれは、第1軸受40に弾性的に接触し、第1軸受40に対し所定方向の押圧力を付与する。弾性リング54は、ガイド部材53の外周面とウォーム収容部23の内周面との間に弾性的に挟持されている。
The
〈ガイド部材〉
ガイド部材53は、有底円筒形状を有しており、図5に示すように、ウォーム収容部23のガイド保持部26にがたつきなく内嵌されている。つまり、ガイド部材53は、ハウジング16に固定されている。ガイド部材53は、段付円筒状のガイド本体59と、ガイド本体59の軸方向他方側の開口部を塞ぐ蓋体60とを備える。
<Guide member>
The
ガイド本体59は、軸方向一方側の大径筒部61と、軸方向他方側の小径筒部62と、大径筒部61の軸方向他方側の端部と小径筒部62の軸方向一方側の端部とを接続する側壁部63とを備える。ガイド本体59は、十分な強度及び剛性を有する、合成樹脂又は金属により構成される。
The guide
大径筒部61は、内周面の軸方向他方側部分に、第1軸受40をウォームホイール18に対する遠近動を可能に内嵌するための軸受保持部58を有する。軸受保持部58の内径寸法は、第1軸受40の外輪44の外径寸法よりも大きく、かつ、軸受保持部58の軸方向寸法は、第1軸受40の外輪44の軸方向寸法よりも短い。したがって、軸受保持部58は、外輪44の軸方向他方側部分を隙間嵌により内嵌する。換言すれば、軸受保持部58の内側に、外輪44を内嵌保持した状態で、外輪44の軸方向一方側部分は、後述する第3弾性部材保持部74の内側に配置される。
The large-
軸受保持部58は、図11及び図15(C)などに示すように、円周方向に関してウォームホイール18から遠い側の部分(半部)の2箇所に、遠位側部分円筒面部64を有し、かつ、遠位側部分円筒面部64同士の間に、径方向外側に凹んだ第1弾性部材保持凹部65を有する。さらに、軸受保持部58は、円周方向に関してウォームホイール18に近い側の部分(半部)に、径方向外側に凹んだ第2弾性部材保持凹部66を有する。
As shown in FIGS. 11 and 15 (C), the
遠位側部分円筒面部64のそれぞれは、第1軸受40の外輪44の外周面の曲率半径と同じか、又は、わずかに大きい曲率半径を有する。
Each of the distal partial
第1弾性部材保持凹部65は、径方向内側を向いた底面に平坦面状の台座面部67を有する。ガイド本体59は、第1弾性部材保持凹部65のうちで軸方向一方側を向いた面から軸方向一方側に向けて突出した矩形柱状の遠位側突出部68を有する。そして、遠位側突出部68の径方向外側面に備えられた平坦面状の抑え面部69を、台座面部67に対向させている。
The first elastic
第2弾性部材保持凹部66は、径方向内側を向いた底面の円周方向2箇所位置に、径方向内側に向けて突出した凸部70を有する。ガイド本体59は、第2弾性部材保持凹部66のうちで軸方向一方側を向いた面から軸方向一方側に向けて突出した、略弓形(略円弧形)の端面形状を有する近位側突出部71を有する。近位側突出部71は、径方向内側面に近位側部分円筒面部72を有し、かつ、径方向外側面に、部分円筒面状の抑え面部73を有する。
The second elastic
近位側部分円筒面部72は、第1軸受40の外輪44の外周面の曲率半径と同じか、又は、わずかに大きい曲率半径を有する。
The proximal side partial
抑え面部73は、凸部70の先端部(径方向内側の端部)よりもわずかに径方向外側に位置する。
The holding
大径筒部61は、図14(A)及び図16などに示すように、内周面の軸方向一方側の端部に、円筒面状の第3弾性部材保持部74を有する。
As shown in FIGS. 14 (A) and 16 and the like, the large-
大径筒部61は、外周面の軸方向他方側の端部のうち、円周方向の一部に、径方向外側に向けて突出した係合凸部75を有する。また、大径筒部61は、外周面の軸方向中間部に、係止溝76を全周にわたって有し、かつ、外周面の軸方向一方側の端部に、軸方向一方側に向かうほど径方向内側に向かう方向に傾斜した傾斜面部77を有する。なお、本例では、係止溝76の中心軸を、大径筒部61の中心軸と一致させている。ただし、係止溝76の中心軸を、大径筒部61の中心軸よりもウォームホイール18から遠い側にオフセットさせることもできる。
The large-
さらに、大径筒部61は、軸方向一方側の端部のうち、円周方向に関してウォームホイール18に近い側の端部に、第1係合切り欠き部78を有し、かつ、軸方向一方側の端部のうち、円周方向に関して第1係合切り欠き部78から90度位相がずれた2箇所位置に、第2係合切り欠き部79を有する。
Further, the large-
小径筒部62は、軸方向他方側の端部に、径方向内側に向けて突出した内向鍔部80を有する。
The small-
蓋体60は、軸方向一方側部に小径部81を有し、軸方向他方側部に大径部82を有する。小径部81は、外周面の軸方向他方側の端部に、凹溝83を全周にわたって有する。なお、蓋体60を構成する材料としては、ピストン84の軸方向変位を十分に防止できる、剛性の高い材料などを好ましく使用できる。
The
蓋体60は、小径部81を、ガイド本体59の小径筒部62の内側に挿入し、かつ、凹溝83に内向鍔部80を係合させることにより、ガイド本体59に装着されて、ガイド本体59の軸方向他方側の開口部を塞ぐ。なお、ガイド本体59に対する蓋体60の固定方法としては、凹溝83に内向鍔部80を係合させる構造に限らず、蓋体60をガイド本体59に対して高い剛性をもって固定できれば、小径部81を小径筒部62に対して直接圧入するなど、その他の固定方法を採用することもできる。また、蓋体60とガイド本体59との間に、ハウジング16に封入したグリース(後述する粘性流体105を含む)が外部へ漏洩するのを防止するためのシール部材を別途備えることもできる。
The
ガイド部材53は、係合凸部75を、ウォーム収容部23の前記係合凹部に係合させ、かつ、係止溝76に弾性リング54を係止した状態で、ガイド保持部26に内嵌されている。これにより、ガイド保持部26の内側でガイド部材53が回転することを阻止している。さらに、ガイド部材53をガイド保持部26に内嵌した状態で、ウォーム収容部23の内周面のうちでガイド保持部26の軸方向他方側に隣接する部分に止め輪91を係止している。これにより、ガイド部材53の軸方向他方側への変位を阻止している。
The
〈弾性リング〉
弾性リング54は、断面円形で、ゴムのごときエラストマーなどの弾性材製のOリングにより構成されている。ただし、弾性リング54の断面形状は、円形に限らず、矩形や楕円形など、種々の形状を採用することができる。弾性リング54は、ガイド部材53の外周面に備えられた係止溝76の底面と、ウォーム収容部23の内周面に備えらえたガイド保持部26との間で弾性的に挟持される。これにより、弾性リング54は、ハウジング16内に封入したグリース(後述する粘性流体105を含む)の外部への漏洩を防止している。
<Elastic ring>
The
本例では、係止溝76の中心軸を、大径筒部61の中心軸と一致させているが、係止溝76の中心軸を、大径筒部61の中心軸よりもウォームホイール18から遠い側にオフセットさせることもできる。これにより、ガイド部材53をウォームホイール18に近い側に向けて弾性的に付勢し、大径筒部61の外周面のうち、ウォームホイール18に近い側部分を、ガイド保持部26に押し付けることもできる。
In this example, the central axis of the locking
〈第1弾性部材〉
第1弾性部材55は、第1軸受40を、ウォームホイール18の側(図4、図5、図7(A)~図7(C)、図8、図10及び図11の下側)に向けて弾性的に付勢する。本例では、第1弾性部材55は、弾性を有する金属板を曲げ成形してなる板ばねにより構成されている。第1弾性部材55は、第1軸受40の外輪44と、ガイド部材53との間に配置されている。第1弾性部材55は、図17などに示すように、係止板部92と、押圧板部93と、接続板部94と、折れ曲がり板部95とを備える。
<First elastic member>
The first
係止板部92は、平板状に構成されている。
The locking
押圧板部93は、平板状に構成され、かつ、係止板部92と略平行に備えられている。
The
接続板部94は、軸方向から見て略U字形に湾曲しており、円周方向に関する一方の端部(径方向外側の端部)を、係止板部92の円周方向端部に接続し、かつ、円周方向に関する他方の端部(径方向内側の端部)を、押圧板部93の円周方向端部に接続している。
The connecting
折れ曲がり板部95は、押圧板部93の軸方向一方側の端部から径方向外側に向けて折れ曲がっている。
The
第1弾性部材55は、図10及び図11に示すように、ガイド部材53の第1弾性部材保持凹部65の内側に配置され、かつ、第1軸受40の外輪44とガイド部材53との間で弾性的に圧縮された状態で挟持されている。具体的には、第1弾性部材55は、係止板部92を、台座面部67と抑え面部69との間で挟持し、かつ、押圧板部93の径方向内側面及び接続板部94の径方向内側部分の径方向内側面を、外輪44の外周面のうち、ウォームホイール18から遠い側の端部に弾性的に押し付けている。これにより、第1軸受40を、ウォームホイール18の側に向けて弾性的に付勢している。
As shown in FIGS. 10 and 11, the first
〈第2弾性部材〉
第2弾性部材56は、第1軸受40の外輪44を、第1弾性部材55による付勢方向である第1方向(図4、図5、図7(A)~図7(C)、図8、図10及び図11の上下方向)とウォーム収容部23の中心軸とに直交する第2方向(図7(B)~図7(E)及び図9の左右方向)に関して両側から弾性的に挟持し、第1軸受40が、第2方向に勢い良く変位することを抑制する。
<Second elastic member>
In the second
本例では、第2弾性部材56は、弾性を有する金属板を曲げ成形してなる板ばねにより構成されている。第2弾性部材56は、第1軸受40の外輪44と、ガイド部材53との間に配置されている。第2弾性部材56は、図18などに示すように、半円形の端面形状を有する部分円筒部97を有する。部分円筒部97の円周方向両側の端部は、第1軸受40の外輪44を、第2方向に関して両側から弾性的に挟持する一対の挟持片96として機能する。第2弾性部材56は、部分円筒部97の軸方向一方側の端部のうち、円周方向中間部から径方向外側に折れ曲がった第1係合片98と、部分円筒部97の軸方向一方側の端部のうち、円周方向両側の端部から径方向外側に折れ曲がった一対の第2係合片99とをさらに備える。
In this example, the second
第2弾性部材56は、図11などに示すように、ガイド部材53の第2弾性部材保持凹部66の内側に支持されている。具体的には、第2弾性部材保持凹部66の内側に備えられた凸部70の先端部と抑え面部73との間で、部分円筒部97を径方向に挟持することにより、第2弾性部材56をガイド部材53に対し支持している。この状態で、一対の挟持片96を、第1軸受40の外輪44の外周面のうち、第2方向に関する両側の端部に弾性的に押し付けている。また、第2弾性部材56をガイド部材53に対し支持した状態で、第1係合片98を第1係合切り欠き部78に係合し、かつ、第2係合片99の径方向外側部分を第2係合切り欠き部79に係合している。これにより、第2弾性部材56は、ガイド部材53に対して円周方向に位置決めされている。
As shown in FIG. 11 and the like, the second
〈第3弾性部材〉
第3弾性部材57は、ホイール歯30とウォーム歯33との噛合部からウォーム19に噛み合い反力Frが加わった際にも、ウォーム19の先端部が、噛み合い反力Frの方向に勢いよく変位することを抑制する。
<Third elastic member>
In the third
本例では、第3弾性部材57は、ゴムのごときエラストマーにより構成されている。第3弾性部材57は、図19などに示すように、円周方向に関してウォームホイール18から遠い側部分を不連続部とした、部分円弧形(略3/4円弧形、C字形)の端面形状を有する被保持部101を備える。
In this example, the third
被保持部101は、内周面のうち、円周方向に関してウォームホイール18から遠い側部分の2箇所位置に、径方向内側に向けて突出した一対の弾性変形部100を有する。弾性変形部100のそれぞれは、第1軸受40の外輪44の周囲のうち、噛み合い反力Frの方向に備えられている。なお、本例では、被保持部101のうち、円周方向片側部分(図10の左側部分)に備えられた弾性変形部100を、1つの弾性突起104により構成しているのに対し、被保持部101のうち、円周方向他側部分(図10の右側部分)に備えられた弾性変形部100を、円周方向に離隔した3つの弾性突起104により構成している。弾性突起104のそれぞれは、軸方向から見て略三角形状の端面形状を有する。ただし、弾性変形部の構成については、噛み合い反力Frに基づいて弾性変形し、該噛み合い反力Frを吸収することができる限り、任意の構成とすることができる。
The held
被保持部101は、ウォームホイール18に近い側の端部から径方向外側に突出した凸部102を有する。また、被保持部101は、軸方向一方側面のうち、円周方向に関して凸部102から90度位相がずれた2箇所位置に、内周面と外周面とに開口した凹部103をさらに有する。
The held
第3弾性部材57は、被保持部101を、ガイド部材53の第3弾性部材保持部74に弾性的に内嵌することにより、ガイド部材53に支持されている。第3弾性部材57をガイド部材53に支持した状態で、凸部102は、第1係合切り欠き部78に係合し、かつ、凸部102の軸方向他方側面は、第2弾性部材56の第1係合片98の軸方向一方側面に押し付けられる。また、第3弾性部材57をガイド部材53に支持した状態で、凹部103には、第2弾性部材56の第2係合片99の径方向内側部分の軸方向他方側面が押し付けられ、かつ、弾性変形部100は、外輪44の外周面に弾性的に当接又は近接対向する。
The third
また、ガイド部材53をガイド保持部26に組み付けた状態で、第3弾性部材57は、ガイド部材53と内向鍔部27との間で軸方向に弾性的に圧縮される。これにより、ガイド部材53を、第3弾性部材57と止め輪91との間で軸方向に挟持し、軸方向に位置決めしている。また、第3弾性部材57の弾性復元力により、ホイール歯30とウォーム歯33との噛合部に予圧を付与することもできる。
Further, with the
以上のように本例では、第1軸受40を構成する外輪44を、ガイド部材53を構成する軸受保持部58に隙間嵌により内嵌した状態で、第1弾性部材55によりウォームホイール18の側に向けて弾性的に付勢し、かつ、第2弾性部材56により第2方向に関して両側から挟持している。また、第3弾性部材57を構成する1対の弾性変形部100を、外輪44の周囲のうち、噛み合い反力Frの方向に配置している。
As described above, in this example, the
《ダンパ機構》
本例では、ウォーム19を回転自在に支持する第1軸受40を構成する外輪44を、付勢部材20のガイド部材53に対して軸方向の相対変位を可能に内嵌し、かつ、ウォーム19を回転自在に支持する第2軸受41を構成する内輪46を、ウォーム19に対し軸方向の相対変位を可能に外嵌している。このため、ウォーム19は、ウォーム収容部23に対する軸方向の相対変位が可能となる。したがって、このままでは、悪路走行時などに、ホイール歯30とウォーム歯33との噛合部、並びに、第1軸受40及び第2軸受41の内部に、ラトル音が発生しやすくなる。そこで、本例のモータ付ウォーム減速機15では、ウォーム19の軸方向変位を減衰するために、ダンパ機構21を備えている。
《Damper mechanism》
In this example, the
ダンパ機構21は、ウォーム19の軸方向変位を減衰する機能を有する。本例のダンパ機構21は、図5に示すように、ウォーム19の先端面にのみ開口した有底のシリンダ孔37と、付勢部材20のうち、ハウジング16に固定されたガイド部材53に備えられたピストン部84と、シリンダ孔37に充填された粘性流体105とを備える。
The
シリンダ孔37は、ウォーム19の先端部に備えられている。シリンダ孔37の軸方向他方側の端部は、ウォーム19の先端面に開口しており、シリンダ孔37の軸方向一方側の端部(底部)は、第1軸受40の内輪43を外嵌した第1支持軸部34よりも軸方向一方側に位置している。シリンダ孔37は、円形状の断面形状を有しており、ウォーム19の中心軸と一致した中心軸を有する。シリンダ孔37は、内径寸法r38が軸方向にわたり変化しない円筒孔である本体孔部38と、本体孔部38よりも奥側に備えられ、かつ、内径寸法が軸方向一方側に向かうほど小さくなる、円すい孔部39とからなる。
The
ピストン部84は、ガイド部材53を構成する蓋体60に備えられている。具体的には、ピストン部84は、蓋体60を構成する小径部81の軸方向一方側の端面の径方向中央部に備えられ、軸方向一方側に向けて伸長している。ピストン部84は、略T字形の断面形状を有しており、円柱形状を有するピストンロッド85と、ピストンロッド85の先端部に備えられた、円板形状を有するピストン本体86とからなる。
The
ピストン部84は、蓋体60をガイド本体59に装着した状態で、ウォーム19の先端面に開口したシリンダ孔37に挿入される。本例では、ピストン部84をシリンダ孔37に挿入した状態で、ピストン本体86を、本体孔部38の軸方向中間部に配置している。ピストン部84は、蓋体60と一体に備えられているが、ピストン部を、蓋体とは別体に構成し、該蓋体に対して固定することもできる。
The
ピストン本体86の外径寸法R86は、ピストンロッド85の外径寸法よりも大きく、かつ、シリンダ孔37の本体孔部38の内径寸法r38よりも小さい。このため、ピストン本体86の外周面と本体孔部38の内周面との間には、全周にわたり径方向隙間87が備えられている。本例では、径方向隙間87の大きさ(径方向幅)を、ピストン本体86の外周面と本体孔部38の内周面とを干渉させずに、ウォーム19の揺動を許容できる大きさとしている。ただし、径方向隙間87の大きさが過大になると、十分な減衰力が得られなくなることから、径方向隙間87の大きさを、ピストン本体86の外周面と本体孔部38の内周面との干渉を防止できる範囲で、十分に小さく設定している。
The outer diameter dimension R 86 of the piston
本例のモータ付ウォーム減速機15は、ウォーム19が回転することに伴い、粘性流体105がシリンダ孔37から流出したり、飛散したりすることを抑制するために、ウォーム19の先端部を覆うように被覆筒部88を備えている。被覆筒部88は、円筒形状を有しており、蓋体60を構成する小径部81の軸方向一方側の端面の径方向外側の端部から軸方向一方側に向けて伸長している。被覆筒部88は、軸方向一方側の端部に、径方向内側に向けて折れ曲がった絞り筒部89を有する。
The
被覆筒部88は、蓋体60をガイド本体59に装着した状態で、ウォーム19の先端部の周囲に配置される。換言すれば、ウォーム19の先端部は、被覆筒部88の内側に挿入される。本例では、蓋体60に被覆筒部88を備えることで、ピストンロッド85の基端部と被覆筒部88との径方向間部分に、グリース溜まりとなる環状空間90を形成している。絞り筒部89の内径寸法は、ウォーム19の先端部(第1支持軸部34)の外径寸法よりもわずかに大きい。具体的には、絞り筒部89の内径寸法は、ウォーム19が揺動した際にも、絞り筒部89の内周縁部とウォーム19の先端部の外周面とが干渉しない程度に、ウォーム19の先端部の外径寸法よりも大きくなっている。
The
粘性流体105は、シリンダ孔37に充填(封入)されている。本例では、粘性流体105は、ピストン本体86の周囲部分(径方向隙間87を含む)、及び、ピストン本体86の軸方向一方側の端面とシリンダ孔37の底面との間部分に充填されている。なお、図4及び図5には、粘性流体105を梨子地模様で表している。
The
粘性流体105は、たとえば、40℃での基油の動粘度が150mm2/s以上、好ましくは200mm2/s以上のグリース(高粘度グリース)などの潤滑剤を使用することができる。本例では、粘性流体105として、動粘度が150mm2/s以上、好ましくは200mm2/s以上の基油と、増ちょう剤と、添加剤とを含んで構成されたグリースを使用している。また、本例では、粘性流体105としてのグリースを、ダンパ機構21にのみ使用するのではなく、第1軸受40及び第2軸受41の転がり接触部の潤滑、並びに、ホイール歯30とウォーム歯33との噛合部の潤滑にも使用している。ただし、本発明を実施する場合には、ダンパ機構21を構成する粘性流体105を、第1軸受40及び第2軸受41の転がり接触部を潤滑する潤滑剤、並びに、ホイール歯30とウォーム歯33との噛合部を潤滑する潤滑剤とは別の種類のものとすることもできる。
As the
ダンパ機構21が発生する減衰力の大きさは、粘性流体105の粘度、径方向隙間87の大きさ、ピストン部84の形状及び大きさ(外径寸法、軸方向寸法)、シリンダ孔37の形状及び大きさ(内径寸法、軸方向寸法)などを適宜変更することで調整することができる。
The magnitude of the damping force generated by the
粘性流体105をシリンダ孔37に充填する作業手順は、特に問わない。たとえば、モータ付ウォーム減速機15を組み立てた後に、蓋体60をガイド本体59から取り外し、粘性流体105をシリンダ孔37に充填することもできるし、モータ付ウォーム減速機15の組立途中の状態で、シリンダ孔37に粘性流体105を充填しておくことなどもできる。
The work procedure for filling the
以上のような本例では、ウォーム19の軸方向の微小変位を減衰することができる。
すなわち、本例では、ウォーム19の軸方向変位を減衰するためのダンパ機構21を、ウォーム19の先端面に開口した有底のシリンダ孔37に、ハウジング16に固定されたガイド部材53に備えられたピストン部84を挿入し、かつ、シリンダ孔37に粘性流体105を充填することにより構成している。このため、悪路走行時などに、ウォーム19に作用する軸方向の加振力に基づいて、ウォーム19がウォーム収容部23に対し軸方向に相対変位する際に、ポンピング作用、つまり、粘性流体105からシリンダ孔37に作用する抵抗により、ウォーム19の軸方向変位を十分に減衰することができる。具体的には、本例のダンパ機構21によれば、第2軸受41を構成する外輪47と内輪46との間に存在する軸方向のガタよりも小さい軸方向変位を減衰することができる。この結果、ラトル音の発生を十分に抑制することができる。
In this example as described above, the minute displacement of the
That is, in this example, the
なお、シリンダ孔37が備えられたウォーム19は回転部材であるのに対し、ピストン部84が備えられたガイド部材53は、ハウジング16に固定された非回転部材である。このため、粘性流体105のせん断抵抗及び攪拌抵抗により、ウォーム19にはトルク損失が生じる。ただし、本例では、外径寸法の大きいピストン本体86を、ピストン部84の先端部にのみ備えるようにしているため、粘性流体105のせん断抵抗及び攪拌抵抗を小さく抑えることができ、トルク損失を十分に抑えられる。
The
また、ピストン本体86の外周面と本体孔部38の内周面との間に存在する径方向隙間87の大きさを、ウォーム19が揺動した際にも、ピストン本体86の外周面と本体孔部38の内周面とが干渉しない範囲で、十分に小さく設定している。このため、ウォーム19の揺動と、ウォーム19の軸方向変位の減衰とを、両立することができる。
Further, even when the
さらに、ウォーム19の先端部を、蓋体60に備えられた被覆筒部88により覆うとともに、被覆筒部88の先端部に、径方向内側に向けて折れ曲がった絞り筒部89を設けている。このため、シリンダ孔37から漏れ出た粘性流体105を、環状空間90に保持することができる。したがって、粘性流体105が、ウォーム19の周囲に流出したり、飛散したりすることを抑制できる。
Further, the tip portion of the
本例では、付勢部材20を構成する第1弾性部材55により、ウォーム19の先端部を、第1軸受40を介して、ウォームホイール18側に向けて弾性的に付勢している。このため、ホイール歯30とウォーム歯33との間のバックラッシュを抑えることができる。
In this example, the tip portion of the
また、第1弾性部材55は、押圧板部93の径方向内側面だけでなく、接続板部94の径方向内側部分の径方向内側面によっても、外輪44の外周面を弾性的に付勢している。したがって、外輪44の外周面に対する第1弾性部材55の接触面積を十分に確保することができ、外輪44の外周面と第1弾性部材55との接触部の面圧を小さく抑えることができる。このため、第1弾性部材55の摩耗を抑えることができる。
Further, the first
また、第1弾性部材55は、ガイド部材53に係止された係止板部92と、外輪44の外周面を押圧する押圧板部93とを、軸方向から見て略U字形に湾曲した接続板部94により接続することにより構成されている。このため、第1弾性部材として、ガイド部材に支持された係止板部と、外輪の外周面を押圧する押圧板部とを、円周方向(第2方向)から見て略U字形に湾曲した接続板部により接続してなる構造を採用した比較して、軸方向寸法を短く抑えることができる。
Further, in the first
また、第2弾性部材56の一対の挟持片96により、第1軸受40を、第2方向に関して両側から挟持している。このため、運転者がステアリングホイール2を操作することに基づいて、ウォームホイール18の回転方向が変わった場合でも、ウォーム19の先端部が、第2方向に勢い良く変位することを抑制できる。
Further, the
ウォーム19の先端部に加わる第2方向の力が、挟持片96の弾力よりも大きくなった場合には、挟持片96が弾性変形し、ウォーム19の先端部は、第2方向に変位する。ただし、この場合にも、第1軸受40の外輪44の外周面が、ガイド本体59の内周面に備えられた遠位側部分円筒面部64に当接し、ガイド本体59の外周面がハウジング16のガイド保持部26に押し付けられることで、ウォームホイール18の回転方向が変化することに基づく力を、ハウジング16により支承することができる。このように本例では、ウォームホイール18の回転方向が変化することに基づく力を、第1段階で、挟持片96が弾性変形することにより吸収し、第2段階で、ハウジング16により支承できる。
When the force applied to the tip of the
また、第3弾性部材57を構成する一対の弾性変形部100を、第1軸受40の外輪44の周囲のうち、噛み合い反力Frの方向に配置している。このため、ウォーム19に噛み合い反力Frが加わった場合でも、ウォーム19の先端部が、噛み合い反力Frの方向に勢いよく変位することを抑えられる。
Further, a pair of elastically
ウォーム19からウォームホイール18にトルクを伝達する際には、ウォーム19に噛み合い反力Frが加わる。この噛み合い反力Frには、第1方向に関する成分だけでなく、第1方向と直角な第2方向に関する成分も含まれる。噛み合い反力Frのうち、第2方向に関する成分の向きは、ウォーム19が一方に回転する場合と、同じく他方に回転する場合とで、互いに逆方向となる。すなわち、ウォーム19の先端部には、ウォーム19の回転方向に応じて、第1方向に対し傾斜した方向の噛み合い反力Frが加わる。本例では、第3弾性部材57を構成する一対の弾性変形部100により、ウォーム19の先端部が、噛み合い反力Frの方向に勢いよく変位することを抑制できる。
When torque is transmitted from the
噛み合い反力Frが、弾性変形部100の弾力よりも大きくなり、弾性変形部100が径方向外側に向けて押し潰されると、ウォーム19の先端部が、噛み合い反力Frの方向に変位する。ただし、この場合にも、第1軸受40の外輪44の外周面が、ガイド本体59の内周面に備えられた遠位側部分円筒面部64の円周方向中間部に当接し、ガイド本体59の外周面がハウジング16のガイド保持部26に押し付けられることで、噛み合い反力Frを支承することができる。このように本例では、ウォーム19に加わる噛み合い反力Frを、第1段階で、弾性変形部100が弾性変形することにより吸収し、第2段階で、ハウジング16により支承できる。
When the meshing reaction force Fr becomes larger than the elasticity of the elastically
また、遠位側部分円筒面部64は、ガイド本体59の内周面の円周方向2箇所位置に備えられている。このため、ウォーム19の回転方向にかかわらず、噛み合い反力Frの方向に、外輪44の外周面と遠位側部分円筒面部64との当接部を位置させることができて、噛み合い反力Frを、ハウジング16により、効率良く支承することができる。
Further, the distal partial
本例の変形例としては、たとえば、ウォームの先端面に開口したシリンダ孔に挿入するピストン部を、付勢部材を構成するガイド部材に代えて、ハウジングに備えることもできる。あるいは、シリンダ孔を、ガイド部材又はハウジングに、開口部がウォームの先端面に対して対向するように備え、かつ、ピストン部を、ウォームの先端面から軸方向他方側に向けて伸長するように備えることもできる。このような構成を採用した場合にも、ウォームの軸方向の微小変位を十分に減衰することができる。 As a modification of this example, for example, a piston portion inserted into a cylinder hole opened in the tip surface of the worm may be provided in the housing instead of the guide member constituting the urging member. Alternatively, the cylinder hole is provided in the guide member or housing so that the opening faces the tip surface of the worm and the piston portion extends from the tip surface of the worm toward the other side in the axial direction. You can also prepare. Even when such a configuration is adopted, the minute displacement of the worm in the axial direction can be sufficiently attenuated.
[実施の形態の第2例]
実施の形態の第2例について、図20~図21を用いて説明する。本例では、実施の形態の第1例と同様の構成要素には、実施の形態の第1例と同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
[Second example of the embodiment]
A second example of the embodiment will be described with reference to FIGS. 20 to 21. In this example, the same components as those of the first example of the embodiment are designated by the same reference numerals as those of the first example of the embodiment, and detailed description thereof will be omitted.
本例のモータ付ウォーム減速機15aでは、ダンパ機構21aを、ウォーム19aと付勢部材20との間ではなく、ウォーム19aと電動モータ17aとの間に配置している。
In the
ダンパ機構21aは、ウォーム19aの基端面にのみ開口した有底のシリンダ孔37aと、電動モータ17aのモータ出力軸29aに備えられたピストン部84aと、シリンダ孔37aに充填された粘性流体105とを備える。
The
シリンダ孔37aは、ウォーム19aの基端部に備えられている。シリンダ孔37aは、円形状の断面形状を有しており、ウォーム19aの中心軸と一致した中心軸を有する。シリンダ孔37aは、内径寸法が軸方向にわたり変化しない円筒孔である本体孔部38aと、本体孔部38aよりも奥側に備えられ、かつ、内径寸法が軸方向他方側にむかうほど小さくなる、円すい孔部39aとからなる。
The
ピストン部84aは、モータ出力軸29aに備えられている。具体的には、ピストン部84aは、モータ出力軸29aの先端面(軸方向他方側の端面)の径方向中央部に備えられており、軸方向他方側に向けて伸長している。ピストン部84aは、円柱形状を有しており、軸方向の全長にわたり外径が一定である。
The
ピストン部84aは、電動モータ17aをハウジング16に固定した状態で、ウォーム19aの基端面に開口したシリンダ孔37aに挿入される。具体的には、ピストン部84aをシリンダ孔37aに挿入した状態で、ピストン部84aの先端面を、本体孔部38aの軸方向中間部に配置している。ピストン部84aは、モータ出力軸29aと一体に備えられているが、ピストン部を、モータ出力軸とは別体に構成し、該モータ出力軸に対して固定することもできる。
The
ピストン部84aの外径寸法は、シリンダ孔37aの本体孔部38aの内径寸法よりも小さい。このため、ピストン部84aの外周面と本体孔部38aの内周面との間には、全周にわたり径方向隙間87aが備えられている。本例では、径方向隙間87aの大きさを、ウォーム19aが揺動した際にも、ピストン部84aの外周面と本体孔部38aの内周面とが干渉しない範囲で、十分に小さく設定している。
The outer diameter of the
粘性流体105は、シリンダ孔37aに充填(封入)されている。本例では、粘性流体105は、ピストン部84aの周囲部分(径方向隙間87aを含む)、及び、ピストン部84aの軸方向他方側の端面とシリンダ孔37aの底面との間部分に充填されている。
The
本例の場合にも、粘性流体105として、動粘度が150mm2/s以上、好ましくは200mm2/s以上の基油と、増ちょう剤と、添加剤とを含んで構成されたグリースを使用している。
Also in the case of this example, as the
以上のような本例では、ウォーム19aの軸方向変位を減衰するためのダンパ機構21aを、ウォーム19aの基端面に開口した有底のシリンダ孔37aに、モータ出力軸27aに備えられたピストン部84aを挿入し、かつ、シリンダ孔37aに粘性流体105を充填することにより構成している。このため、悪路走行時などに、ウォーム19aに作用する軸方向の加振力に基づいて、ウォーム19aがウォーム収容部23に対し軸方向に相対変位する際に、ポンピング作用により、ウォーム19aの軸方向変位を十分に減衰することができる。
In this example as described above, the
なお、電動モータ17aを構成するモータ出力軸27aについても、ウォーム19aと同様に、軸方向のガタを有する図示しない転がり軸受により回転自在に支持されている。ただし、モータ出力軸27aは、質量の大きい回転子と一体に構成されており、かつ、該回転子には、磁石による磁気吸引力が作用しているため、ウォーム19aに比べて、軸方向の変位に対して大きな抵抗力を備えている。このため、モータ出力軸27aの先端部に備えたピストン部84aを利用することで、ウォーム19aに対し十分な減衰力を付与することができる。
The motor output shaft 27a constituting the
また、本例では、ピストン部84aを備えたモータ出力軸29aとシリンダ孔37aを備えたウォーム19aとが、トルク伝達継手42を介して接続されており、モータ出力軸29aとウォーム19aとは、実質的に相対回転しない。このため、ピストン部84aの全長の外径を大きくした場合にも、粘性流体105のせん断抵抗などに起因したトルク損失を生じずに済む。したがって、ピストン部84aの設計の自由度を向上できる。
Further, in this example, the
また、ウォーム19aの揺動中心からダンパ機構21aまでの距離を、実施の形態の第1例の構造に比べて小さくすることができる。このため、径方向隙間87aの大きさを、実施の形態の第1例の構造に比べて小さくすることができる。したがって、ダンパ機構21aにより発生する減衰力を大きくできる。
その他の構成及び作用効果については、実施の形態の第1例と同じである。
Further, the distance from the swing center of the
Other configurations and actions and effects are the same as those of the first embodiment.
なお、本例の変形例として、シリンダ孔を、モータ出力軸の先端面に開口するようにモータ出力軸の先端部に備え、ピストン部を、ウォームの基端面から軸方向一方側に向けて伸長するように備えることもできる。 As a modification of this example, a cylinder hole is provided at the tip of the motor output shaft so as to open at the tip surface of the motor output shaft, and the piston portion extends from the base end surface of the worm toward one side in the axial direction. You can also prepare to do so.
[実施の形態の第3例]
実施の形態の第3例について、図22を用いて説明する。本例では、実施の形態の第1例及び第2例のそれぞれと同様の構成要素には、実施の形態の第1例及び第2例と同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
[Third example of the embodiment]
A third example of the embodiment will be described with reference to FIG. In this example, the same components as those of the first and second examples of the embodiment are designated by the same reference numerals as those of the first and second examples of the embodiment, and detailed description thereof will be omitted. ..
本例のモータ付ウォーム減速機15bでは、ウォーム19bの軸方向変位を減衰するためのダンパ機構を2つ備えている。すなわち、本例では、ウォーム19bと付勢部材20との間に、実施の形態の第1例と同様の構成を有するダンパ機構21を備え、かつ、ウォーム1bと電動モータ17aとの間に、実施の形態の第2例と同様の構成を有するダンパ機構21aを備えている。
The
以上のような本例では、それぞれがウォーム19bの軸方向変位を減衰できるダンパ機構21、21aを2つ備えているため、ウォーム19bの軸方向変位を十分に減衰することができる。また、2つのダンパ機構21、21aを備えているため、ダンパ機構を1つだけ備える実施の形態の第1例及び第2例の構造に比べて、それぞれのダンパ機構21、21aを小型化することもできる。
その他の構成及び作用効果については、実施の形態の第1例及び第2例と同じである。
In this example as described above, since each of the
Other configurations and actions and effects are the same as those of the first and second embodiments of the embodiment.
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、発明の技術思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto and can be appropriately modified without departing from the technical idea of the present invention.
たとえば、本発明を実施する場合に、シリンダ孔の形状及び大きさ(内径寸法、軸方向寸法)、ピストン部の形状及び大きさ(外径寸法、軸方向寸法)、並びに、粘性流体の粘度などは、実施の形態の各例の構造に限定されず、適宜変更することができる。 For example, when the present invention is carried out, the shape and size of the cylinder hole (inner diameter dimension, axial dimension), the shape and size of the piston portion (outer diameter dimension, axial dimension), the viscosity of the viscous fluid, etc. Is not limited to the structure of each example of the embodiment, and can be appropriately changed.
本発明の電動アシスト装置は、コラムアシスト型の電動パワーステアリング装置に限らず、各種構造の電動パワーステアリング装置に組み込むことができる。 The electric assist device of the present invention is not limited to the column assist type electric power steering device, and can be incorporated into an electric power steering device having various structures.
また、本発明のモータ付ウォーム減速機は、電動アシスト装置に限らず、各種機械装置に組み込むことができる。 Further, the worm reducer with a motor of the present invention can be incorporated not only in an electric assist device but also in various mechanical devices.
1 電動パワーステアリング装置
2 ステアリングホイール
3 ステアリングシャフト
4 ステアリングコラム
5a、5b 自在継手
6 中間シャフト
7 ステアリングギヤユニット
8 タイロッド
9 電動アシスト装置
10 トーションバー
11 出力軸
12a、12b 転がり軸受
13 入力軸
14 トルクセンサ
15、15a、15b モータ付ウォーム減速機
16 ハウジング
17、17a 電動モータ
18 ウォームホイール
19、19a、19b ウォーム
20 付勢部材
21、21a ダンパ機構
22 ホイール収容部
23 ウォーム収容部
24 嵌合面部
25 段差面
26 ガイド保持部
27 内向鍔部
29、29a モータ出力軸
30 ホイール歯
31 内側ホイール部材
32 外側ホイール部材
33 ウォーム歯
34 第1支持軸部
35 第2支持軸部
36 外向鍔部
37、37a シリンダ孔
38、38a 本体孔部
39、39a 円すい孔部
40 第1軸受
41 第2軸受
42 トルク伝達継手
43 内輪
44 外輪
45 転動体
46 内輪
47 外輪
48 玉
49a、49b 弾性スペーサ
50 止め輪
51 駆動側伝達部材
52 被駆動側伝達部材
53 ガイド部材
54 弾性リング
55 第1弾性部材
56 第2弾性部材
57 第3弾性部材
58 軸受保持部
59 ガイド本体
60 蓋体
61 大径筒部
62 小径筒部
63 側壁部
64 遠位側部分円筒面部
65 第1弾性部材保持凹部
66 第2弾性部材保持凹部
67 台座面部
68 遠位側突出部
69 抑え面部
70 凸部
71 近位側突出部
72 近位側部分円筒面部
73 抑え面部
74 第3弾性部材保持部
75 係合凸部
76 係止溝
77 傾斜面部
78 第1係合切り欠き部
79 第2係合切り欠き部
80 内向鍔部
81 小径部
82 大径部
83 凹溝
84、84a ピストン部
85 ピストンロッド
86 ピストン本体
87、87a 径方向隙間
88 被覆筒部
89 絞り筒部
90 環状空間
91 止め輪
92 係止板部
93 押圧板部
94 接続板部
95 折れ曲がり板部
96 挟持片
97 部分円筒部
98 第1係合片
99 第2係合片
100 弾性変形部
101 被保持部
102 凸部
103 凹部
104 弾性突起
105 粘性流体
106 弾性部材
1 Electric power steering device 2 Steering wheel 3 Steering shaft 4 Steering column 5a, 5b Flexible joint 6 Intermediate shaft 7 Steering gear unit 8 Tie rod 9 Electric assist device 10 Torsion bar 11 Output shaft 12a, 12b Rolling bearing 13 Input shaft 14 Torque sensor 15 , 15a, 15b Worm reducer with motor 16 Housing 17, 17a Electric motor 18 Warm wheel 19, 19a, 19b Warm 20 Bouncer 21, 21a Damper mechanism 22 Wheel accommodating part 23 Warm accommodating part 24 Fitting surface part 25 Step surface 26 Guide holding part 27 Inward flange part 29, 29a Motor output shaft 30 Wheel tooth 31 Inner wheel member 32 Outer wheel member 33 Warm tooth 34 1st support shaft part 35 2nd support shaft part 36 Outward flange part 37, 37a Cylinder hole 38, 38a Main body hole 39, 39a Conical hole 40 1st bearing 41 2nd bearing 42 Torque transmission joint 43 Inner ring 44 Outer ring 45 Rolling element 46 Inner ring 47 Outer ring 48 Ball 49a, 49b Elastic spacer 50 Stop ring 51 Drive side transmission member 52 Drive side transmission member 53 Guide member 54 Elastic ring 55 1st elastic member 56 2nd elastic member 57 3rd elastic member 58 Bearing holder 59 Guide body 60 Lid 61 Large diameter cylinder 62 Small diameter cylinder 63 Side wall 64 Distal Side part Cylindrical surface part 65 First elastic member holding recess 66 Second elastic member holding recess 67 Pedestal surface part 68 Distal side protruding part 69 Holding surface part 70 Convex part 71 Proximal side protruding part 72 Proximal side part Cylindrical surface part 73 Holding surface part 74 Third elastic member holding part 75 Engagement convex part 76 Locking groove 77 Inclined surface part 78 First engagement notch part 79 Second engagement notch part 80 Inward flange part 81 Small diameter part 82 Large diameter part 83 Concave groove 84, 84a Piston part 85 Piston rod 86 Piston body 87, 87a Radial gap 88 Covered cylinder part 89 Squeezing cylinder part 90 Circular space 91 Stop ring 92 Locking plate part 93 Pressing plate part 94 Connection plate part 95 Bent plate part 96 Holding piece 97 Partial Cylindrical part 98 1st engaging piece 99 2nd engaging piece 100 Elastic deformation part 101 Held part 102 Convex part 103 Concave part 104 Elastic protrusion 105 Viscous fluid 106 Elastic member
Claims (4)
外周面にホイール歯を有し、前記ホイール収容部の内側に回転自在に支持される、ウォームホイールと、
外周面に、前記ホイール歯と噛合するウォーム歯を有し、前記ウォーム収容部の内側に回転自在にかつ前記ウォーム収容部に対する軸方向の相対変位を可能に支持される、ウォームと、
前記ウォームの基端部に前記ウォームの揺動を可能に接続されるモータ出力軸を有する、電動モータと、
前記ウォームの軸方向変位を減衰するためのダンパ機構と、を備え、
前記ダンパ機構は、シリンダ孔と、前記シリンダ孔の内面との間に前記ウォームの揺動を許容できる隙間を介して、前記シリンダ孔に挿入されたピストン部と、前記シリンダ孔に充填された粘性流体とを有しており、
前記シリンダ孔は、前記ウォームと、前記ハウジング又は前記ウォームの先端部の周囲に配置された部材のうち前記ハウジングに固定された部材とのうちの一方に備えられており、
前記ピストン部は、前記ウォームと、前記ハウジング又は前記ウォームの先端部の周囲に配置された部材のうち前記ハウジングに固定された部材とのうちの他方に備えられている、
モータ付ウォーム減速機。 A housing having a wheel accommodating portion and a worm accommodating portion arranged at a twisted position with respect to the wheel accommodating portion and having an axial middle portion open to the wheel accommodating portion.
A worm wheel that has wheel teeth on the outer peripheral surface and is rotatably supported inside the wheel housing.
A worm having worm teeth that mesh with the wheel teeth on the outer peripheral surface and rotatably supported inside the worm housing portion and capable of axially relative displacement with respect to the worm housing portion.
An electric motor having a motor output shaft connected to the base end of the worm so as to be able to swing the worm.
A damper mechanism for attenuating the axial displacement of the worm is provided.
The damper mechanism has a piston portion inserted into the cylinder hole and a viscosity filled in the cylinder hole through a gap that allows the worm to swing between the cylinder hole and the inner surface of the cylinder hole. Has fluid and
The cylinder hole is provided in one of the worm and one of the members arranged around the housing or the tip of the worm and fixed to the housing.
The piston portion is provided on the other of the worm and a member of the housing or a member arranged around the tip of the worm and fixed to the housing.
Warm reducer with motor.
外周面にホイール歯を有し、前記ホイール収容部の内側に回転自在に支持される、ウォームホイールと、
外周面に、前記ホイール歯と噛合するウォーム歯を有し、前記ウォーム収容部の内側に回転自在にかつ前記ウォーム収容部に対する軸方向の相対変位を可能に支持される、ウォームと、
前記ウォームの基端部に前記ウォームの揺動を可能に接続されるモータ出力軸を有する、電動モータと、
前記ウォームの軸方向変位を減衰するためのダンパ機構と、を備え、
前記ダンパ機構は、シリンダ孔と、前記シリンダ孔の内面との間に前記ウォームの揺動を許容できる隙間を介して、前記シリンダ孔に挿入されたピストン部と、前記シリンダ孔に充填された粘性流体とを有しており、
前記シリンダ孔は、前記ウォームと前記モータ出力軸とのうちの一方に備えられており、
前記ピストン部は、前記ウォームと前記モータ出力軸とのうちの他方に備えられている、
モータ付ウォーム減速機。 A housing having a wheel accommodating portion and a worm accommodating portion arranged at a twisted position with respect to the wheel accommodating portion and having an axial middle portion open to the wheel accommodating portion.
A worm wheel that has wheel teeth on the outer peripheral surface and is rotatably supported inside the wheel housing.
A worm having worm teeth that mesh with the wheel teeth on the outer peripheral surface and rotatably supported inside the worm housing portion and capable of axially relative displacement with respect to the worm housing portion.
An electric motor having a motor output shaft connected to the base end of the worm so as to be able to swing the worm.
A damper mechanism for attenuating the axial displacement of the worm is provided.
The damper mechanism has a piston portion inserted into the cylinder hole and a viscosity filled in the cylinder hole through a gap that allows the worm to swing between the cylinder hole and the inner surface of the cylinder hole. Has fluid and
The cylinder hole is provided in one of the worm and the motor output shaft.
The piston portion is provided on the other of the worm and the motor output shaft.
Warm reducer with motor.
ステアリングホイールの回転に伴って回転する回転軸又はステアリングギヤユニットを構成する直動軸にトルクを付与するモータ付ウォーム減速機と、を備え、
前記モータ付ウォーム減速機が、請求項1~3のうちのいずれか1項に記載したモータ付ウォーム減速機である、電動アシスト装置。 A torque sensor for detecting the torque input to the steering shaft, and
It is equipped with a worm reducer with a motor that applies torque to the rotating shaft that rotates with the rotation of the steering wheel or the linear motion shaft that constitutes the steering gear unit.
The electric assist device, wherein the worm reducer with a motor is the worm reducer with a motor according to any one of claims 1 to 3.
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