JP5305114B2 - 減速機およびその製造方法 - Google Patents
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Description
ところで、ウォーム軸とウォームホイールとを互いに噛み合わせる際に、両者を滑らかに接触させて、ウォーム軸およびウォームホイールの双方にキズや変形等を生じないようにすることが要請されている。
本発明によれば、ウォーム軸をウォーム軸収容孔に挿入する際に、ウォーム歯形成部の一部を逃げ空間に配置することにより、ウォームホイールとの接触を避けてウォーム軸を挿入できる。また、ウォーム歯形成部の一部が逃げ空間に配置されたウォーム軸をウォームホイール側に変位させることで、ウォーム軸とウォームホイールとを噛み合わせることができる。その結果、ウォーム軸とウォームホイールとを組み合わせるときに、ウォーム軸の歯部とウォームホイールの歯形成部とが強く接触することを防止でき、ウォーム軸およびウォームホイールの双方について、キズや変形が生じることを確実に防止できる。
この場合、ウォーム軸をウォーム軸収容孔に挿入する際に、ウォーム歯形成部の一部を逃げ空間に配置することにより、ウォームホイールとの接触を避けてウォーム軸を挿入できる。また、ウォーム歯形成部の一部が逃げ空間に配置されたウォーム軸をウォームホイール側に変位させることで、ウォーム軸とウォームホイールとを噛み合わせることができる。その結果、ウォーム軸とウォームホイールとを組み合わせるときに、ウォーム軸の歯部とウォームホイールの歯部とが強く接触することを防止でき、ウォーム軸およびウォームホイールの双方について、キズや変形が生じることを確実に防止できる。
図1は本発明の一実施の形態の減速機を備える電動式動力舵取装置の概略断面図である。図1を参照して、本電動式動力舵取装置(以下では単に動力舵取装置ともいう)では、ステアリングホイール1が連結されている入力軸としての第1の操舵軸2と、ラックアンドピニオン機構等の舵取り機構(図示せず)に連結されている出力軸としての第2の操舵軸3とが、トーションバー4を介して同軸的に連結されている。
具体的には、ギヤハウジング7は、全体が単一の材料を用いて一体に形成されて筒状をなしており、その上端の環状縁部7aが、センサハウジング6の下端外周の環状段部6aに嵌め合わされている。
図2は、図1のII−II線に沿う断面図である。図1および図2を参照して、操舵補助力を発生するための電動モータ11が設けられている。電動モータ11のハウジング12は、ギヤハウジング7の環状フランジ13に図示しないボルト等を用いて固定されている。
ウォームホイール17は、第2の操舵軸3に一体回転可能に結合される環状の芯金17aと、芯金17aの周囲を取り囲んで外周面に歯形成部18を形成する合成樹脂部材17bとを備えている。芯金17aは、例えば合成樹脂部材17bの樹脂形成時に金型内にインサートされるものである。ウォームホイール17の歯形成部18の歯は、例えば、鼓形形状をなすはすばとされている。
図1を参照して、第2の操舵軸3は、ウォームホイール17をその軸方向の上下に挟んで配置される第1および第2の軸受19,20により回転自在に支持されている。
第2の軸受20の外輪20aは、ギヤハウジング7の第2の軸受保持孔22に嵌め入れられて保持されている。第2の軸受20の外輪20aの下端面は、環状の段部23に当接し、ギヤハウジング7に対する軸方向下方への移動が規制されている。
第1の操舵軸2の上部は、例えば針状ころ軸受からなる第3の軸受24を介して、センサハウジング6の第3の軸受保持孔25に回転自在に支持されている。
図2を参照して、ウォーム軸16は、歯形成部26(ウォーム歯形成部)と、歯形成部26の一対の端部のそれぞれから延設される第1および第2の支軸27,28とを含んでいる。歯形成部26は、例えば、1条または複数条の雄ねじを含んでいる。第2の支軸28は、ウォーム軸16の第2の端部として設けられている。歯形成部26の一対の端部のそれぞれに、環状の段部29,30が形成されている。
第4および第5の軸受32,33の内輪32b,33bは、ウォーム軸16の対応する第1および第2の支軸27,28にそれぞれ嵌合されている。また、第4および第5の軸受32,33の外輪32a,33aは、ギヤハウジング7の対応する第4および第5の軸受保持孔34,35にそれぞれ保持されている。
ウォーム軸収容孔39は、上記第4の軸受保持孔34と、上記第5の軸受保持孔35とを含んでいる。
第5の軸受33の外輪33aには、皿ばね等からなる上記弾性部材42の一端が当接している。弾性部材42の他端は、蓋部材44の一側面に受けられている。
蓋部材44は、第1のハウジング36の他端部36bに形成された軸受挿通孔45に、例えばねじ結合により取り付けられている。蓋部材44は、軸受挿通孔45を覆う。軸受挿通孔45は、第5の軸受33を第5の軸受保持孔35へ挿通するためのものである。
ウォーム軸収容孔39の、歯形成部収容孔47および逃げ凹部46を含む部分の断面(図3における断面)は、略ひょうたん形形状をなしている。
歯形成部収容孔47の周面とウォーム軸16の歯形成部26との隙間は可及的に狭くされ、噛み合い領域Aのグリースがこの隙間に入ってくることを抑制している。ギヤハウジング7内に充填するグリースの量を低減でき、コストを低減できる。
軸方向S1に関する逃げ空間46の一端には、軸方向S1に直交する段部48が形成されている。
次に、図6に示すように、ウォームアセンブリ50を用意する。ウォームアセンブリ50は、ウォーム軸16の第1の支軸27に第4の軸受32の内輪32bが外嵌され、この第4の軸受32の内輪32bを、ウォーム軸16の段部29とウォーム軸16にねじ止めされた環状部材43とで挟持したものである。
ウォームホイール17の径方向R1に関して、ウォーム軸16の歯形成部26がウォームホイール17の歯形成部18に対向する状態まで、ウォーム軸16がウォーム軸収容孔39に挿入されると、ウォーム軸16の段部30が、ギヤハウジング7の段部48に到達する。これらの段部30,48が当接することにより、逃げ空間46を用いたウォーム軸16の挿入が完了したことを確認できる。
次に、ウォーム軸16とウォームホイール17とを噛み合わせた状態で、図10に示すように、ウォーム軸16を軸方向S1に沿ってウォーム軸収容孔39にさらに真っ直ぐに挿入し、第4の軸受32の外輪32aを、第4の軸受保持孔34に圧入する。そうすると、第2の支軸28は、第5の軸受保持孔35に達し、第5の軸受保持孔35に配置される。
これにより、図11に示すように、弾性部材42によって第4および第5の軸受32,33に予圧が付与される。蓋部材44を軸受挿通孔45にねじ止めした後は、第1のハウジング36にウォーム軸16が収容された状態で、電動モータ11の出力軸14を、継手15を介してウォーム軸16のスプライン軸31に連結する。これとともに、電動モータ11のハウジング12を、ギヤハウジング7の環状フランジ13に図示しないねじ等を用いて固定する。これにより、減速機10が完成する。
また、ウォーム歯形成部26の一部が逃げ空間46に配置されたウォーム軸16を、径方向R1に沿ってウォームホイール17側に変位させることで、ウォーム軸16とウォームホイール17とを噛み合わせることができる。その結果、ウォーム軸16とウォームホイール17とを組み合わせるときに、ウォーム軸16の歯形成部26とウォームホイール17の歯形成部18とが強く接触することを防止でき、ウォーム軸16およびウォームホイール17の双方について、キズや変形が生じることを確実に防止できる。
また、第5の軸受保持孔35は、第5の軸受33を、当該第5の軸受33の径方向移動を規制する状態で保持している。これにより、第5の軸受33を第1のハウジング36で確実に保持できる。
また、ウォームホイール17をギヤハウジング7に先に組み付けることにより、ウォームホイール17の軸線と、ギヤハウジング7のウォーム軸収容孔39の軸線との距離(芯間距離)を測定でき、公差内で寸法の異なる複数のウォーム軸から、先に組みつけられたウォームホイール17に最適なウォーム軸を選択できる。
例えば、図12に示すように、逃げ空間46Aが、第4の軸受保持孔34および第5の軸受保持孔35の双方に連通するようにしてもよい。
この場合において、ウォーム軸16を第1のハウジング36に挿入するときは、図13(A)に示すように、径方向R1に関して、軸受が取り付けられていないウォーム軸16の軸線L1を第4の軸受保持孔34の軸線L2から偏心させた状態で、このウォーム軸16を第1のハウジング36のウォーム軸収容孔39に挿入する。
その後、図13(C)に示すように、ウォーム軸16を径方向R1に沿ってウォームホイール17側に移動させて、ウォーム軸16とウォームホイール17とを噛み合わせる。ウォーム軸16とウォームホイール17とを噛み合わせた状態で、第5の軸受33を、第5の軸受保持孔35と第2の支軸28との間に介装する。さらに、弾性部材42および蓋部材44を軸受挿通孔45に挿通し、蓋部材44を第1のハウジング36にねじ止めする。次いで、第4の軸受32を第4の軸受保持孔34と第1の支軸27との間に介装する。その後、環状部材43を第1の支軸27にねじ止めすることにより、第4の軸受32のウォーム軸16に対する軸方向移動を規制する。
第4の軸受保持孔34は、軸方向S1に沿って見たときに、ウォームホイール17の径方向R1に相対的に長い長孔形状をなしている。
これにより、図15(B)に示すように、ウォーム軸16の歯形成部26の一部が逃げ空間46Aに配置され、ウォーム軸16とウォームホイール17との接触を避けた状態で、ウォーム軸16の第2の支軸28が第5の軸受保持孔35に挿通される。また、第4の軸受32が第4の軸受保持孔34に挿入される。
また、図18に示すように、ウォーム軸16の第2の支軸28をウォームホイール17側に偏倚するための偏倚機構51を設けてもよい。偏倚機構51は、第5の軸受保持孔35Cに連なる貫通孔52に螺合されるねじ部材53と、ねじ部材53と第5の軸受33の外輪33aとの間に介在する付勢部材としての弾性部材54と、を含んでいる。
また、本発明の減速機を、動力舵取り装置以外の他の減速機を備える装置に適用してもよい。
Claims (4)
- ウォーム軸収容孔を区画する筒状をなす第1のハウジングと、
ウォームホイール収容孔を区画する筒状をなし、第1のハウジングと交差状に連なる第2のハウジングと、
上記ウォーム軸収容孔に収容されたウォーム軸と、
上記ウォームホイール収容孔に収容され、上記ウォーム軸に噛み合うウォームホイールと、を備え、
上記ウォーム軸は、ウォーム軸を駆動する電動モータと相対的に近い第1の端部と、第1の端部の反対側に配置される第2の端部と、を含み、
上記ウォーム軸収容孔は、ウォーム軸のウォーム歯形成部を挟んでウォームホイールと対向する逃げ空間を含み、
上記第2の端部に軸受が装着されていないウォーム軸のウォーム歯形成部の一部を逃げ空間に変位させた状態で、ウォーム軸とウォームホイールとの接触が解除されるようにしてあり、
上記第1のハウジングにおいて軸方向に関する上記逃げ空間の一端には、段部が形成されていて、
上記ウォーム軸における上記第2の端部側には、段部が形成されていて、
上記第2の端部に軸受が装着されていないウォーム軸のウォーム歯形成部の一部を逃げ空間に変位させた状態で、上記第1のハウジングの段部と上記ウォーム軸の段部とが当接するようになっていることを特徴とする減速機。 - 請求項1において、上記ウォーム軸収容孔は、ウォーム軸の第2の端部を支持する軸受を保持するための軸受保持孔を含み、
第1のハウジングの端部に、上記軸受を軸受保持孔へ挿通可能な軸受挿通孔が形成され、
上記第1のハウジングに上記軸受挿通孔を覆う蓋部材が取り付けられている減速機。 - 請求項1または2において、上記ウォーム軸収容孔は、ウォーム軸の第2の端部を支持する軸受を保持するための軸受保持孔を含み、上記軸受保持孔は、上記軸受を当該軸受の径方向移動を規制する状態で保持する減速機。
- 請求項1〜3の何れか1項に記載の減速機の製造方法において、
上記第2のハウジングのウォームホイール収容孔にウォームホイールを収容した後、軸受が装着されていない第2の端部側からウォーム軸を第1のハウジングのウォーム軸収容孔に挿入することを特徴とする減速機の製造方法。
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