JP5678623B2 - 減速機、これを備える電動パワーステアリング装置、ならびに減速機の製造方法 - Google Patents

減速機、これを備える電動パワーステアリング装置、ならびに減速機の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、駆動機構の出力軸に連結されるシャフトと、このシャフトを回転可能に支持する転がり軸受と、この転がり軸受に予圧を付与するための予圧付与部材と、転がり軸受および予圧付与部材が取り付けられるハウジングとを備える減速機、これを備える電動パワーステアリング装置、ならびに減速機の製造方法に関する。
上記減速機としては、例えば特許文献1に記載の電動パワーステアリング装置の減速機が知られている。以下、図8を参照して、従来の減速機の構成について説明する。
減速機のハウジング110には、電動モータ100の出力軸101に連結されるウォーム軸120と、このウォーム軸120を回転可能に支持する転がり軸受130とが収容されている。ハウジング110の開口部111には、ウォーム軸120とウォームホイール140とが設けられている。ウォーム軸120とウォームホイール140とは互いに噛み合わせられている。
ハウジング110には、予圧付与部材150が取り付けられている。具体的には、予圧付与部材150の外周面の雄ねじ151がハウジング110の雌ねじ112にねじ込まれることにより予圧付与部材150がハウジング110に固定されている。予圧付与部材150により転がり軸受130の外輪131が押されることにより、同軸受130に予圧が付与されている。
また、予圧付与部材150の雄ねじ151には、同部材150の緩みを抑制する固定ナット160がねじ込まれている。固定ナット160の端面は、ハウジング110の端面113に接触している。
転がり軸受130の予圧の調整は、次のように行われる。
予め設定された規定量に達するまで予圧付与部材150をねじ込んだ後、ウォーム軸120を回転させてその回転トルクを測定する。そして、測定した回転トルクが所定範囲内のとき、転がり軸受130の予圧の調整が完了した旨判定して調整作業を終了する。一方、測定した回転トルクが所定範囲外のとき、転がり軸受130の予圧の調整が完了していない旨判定し、再び予圧付与部材150を所定量ねじ込んだ後、回転トルクを測定する。そして、測定した回転トルクが所定範囲内のとき、調整作業を終了する。一方、回転トルクが所定範囲外のとき、回転トルクが所定範囲内になるまで予圧付与部材150のねじ込み作業およびウォーム軸120の回転トルクの測定を繰り返し行う。
特開2002―211418号公報
ところで、上記のように予圧を調整する場合、予圧付与部材150のねじ込み作業と、ウォーム軸120の回転トルクの測定との2つの工程が必要となるため、予圧の調整にかかる時間が長くなる。なお、このような問題は、電動パワーステアリング装置の減速機の調整に限り生じるものではなく、シャフトを転がり軸受により回転可能に支持する減速機について、その予圧の調整時であれば同様に生じる。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、転がり軸受の予圧の調整にかかる時間を短縮することのできる減速機、これを備える電動パワーステアリング装置、ならびに減速機の製造方法を提供することにある。
(1)減速機の一例は、駆動機構の出力軸に連結されるウォーム軸と、前記ウォーム軸に噛み合うウォームホイールと、前記ウォーム軸および前記ウォームホイールを収容するハウジングと、前記ハウジングに対して前記ウォーム軸を回転可能に支持する転がり軸受と、軸方向に作用する予圧を前記転がり軸受を介して前記ウォーム軸に付与する予圧付与部材とを備える減速機において、前記予圧付与部材は、前記転がり軸受よりも径方向外方に配置され、前記ハウジングに取り付けられる本体部と、前記本体部から前記転がり軸受まで延び、前記転がり軸受よりも径方向外方に移動するように弾性変形が可能であり、前記転がり軸受と接触して弾性変形することにより前記転がり軸受に前記予圧を付与する爪部とを有する。
(2)前記減速機の一例によれば、前記予圧付与部材は、前記転がり軸受における前記駆動機構側の部分に隣接して配置され、前記爪部は、前記本体部から径方向内方かつ前記転がり軸受の側面に向けて延びている。
(3)前記減速機の一例によれば、前記爪部は、前記本体部から径方向内方に延びる腕部と、前記腕部から前記転がり軸受まで延びる接触部とを有する。
(4)前記減速機の一例によれば、前記腕部は、前記本体部から径方向内方かつ前記転がり軸受に向けて延び、前記接触部は、前記転がり軸受の側面と接触し、前記腕部から前記本体部側に曲がる。
(5)前記減速機の一例によれば、前記ハウジングは、前記転がり軸受を保持する内周面と、前記内周面よりも前記駆動機構側に形成され、前記内周面と隣接し、径方向外方に窪んだ取付部とを有し、前記本体部は、前記取付部の窪みに取り付けられ、前記爪部は、弾性変形することにより前記取付部の窪みに入り込むことが可能である。
(6)電動パワーステアリング装置の一例は、ステアリングシャフトと、前記駆動機構である電動モータと、前記減速機であって前記ステアリングシャフトにトルクを伝達する減速機とを備える。
(7)前記減速機の製造方法の一例は、前記予圧付与部材の本体部を前記ハウジングに取り付ける工程と、前記工程の後に行われる工程であって、前記予圧付与部材の爪部に前記転がり軸受を接触させて前記爪部を弾性変形させながら前記転がり軸受を前記ハウジングに取り付ける工程とを備える。
減速機の一例によれば、爪部により転がり軸受に予圧が付与されるため、減速機の組み立て後に予圧の大きさを確認する作業を省略することができる。このため、減速機の組み立て後にウォーム軸のトルクを測定して予圧の大きさを確認する方法と比較して、転がり軸受の予圧の調整にかかる時間が短縮される。
本発明によれば、転がり軸受の予圧の調整にかかる時間を短縮することのできる減速機、これを備える電動パワーステアリング装置、ならびに減速機の製造方法を提供することができる。
本発明の電動パワーステアリング装置を具体化した一実施形態について、同装置の全体構成を示す模式図。 同実施形態の減速機の断面構造を示す断面図。 同実施形態の減速機の予圧付与部材について、(a)はその平面構造を示す平面図、(b)は(a)のA−A線の断面構造を示す断面図。 同実施形態の減速機について、図2のB−B線の断面構造を模式的に示す断面図。 同実施形態の減速機について、図2のB−B線の断面構造を示す断面図。 本発明のその他の実施形態の減速機について、(a)は予圧付与部材の平面構造を示す平面図、(b)は(a)のC−C線の断面構造を示す断面図。 本発明のその他の実施形態の減速機の予圧付与部材について、(a)はその平面構造を示す平面図、(b)は(a)のD−D線の断面構造を示す断面図。 従来の減速機の断面構造を示す断面図。 比較例としてのその他の減速機について、転がり軸受およびその周囲の断面構造を示す断面図。
図1〜図5を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
図1に示されるように、電動パワーステアリング装置1には、ステアリング2の回転を転舵輪3に伝達する操舵角伝達機構10が設けられている。操舵角伝達機構10には、ステアリング2の操作を補助するための力(以下、「アシスト力」)を付与するアクチュエータ20が連結されている。
操舵角伝達機構10には、ステアリング2とともに回転するステアリングシャフト11が設けられている。ステアリングシャフト11は、ラックアンドピニオン機構12を介して転舵シャフト13に接続されている。転舵シャフト13は、タイロッド14およびナックル(不図示)を介して転舵輪3に接続されている。
アクチュエータ20には、その駆動源となる電動モータ21と、この電動モータ21の回転を減速してステアリングシャフト11に伝達する減速機22とが設けられている。減速機22は、ステアリングシャフト11に連結されている。
電動パワーステアリング装置1の動作について説明する。
運転者がステアリング2を回転させたとき、ステアリング2の回転にともないステアリングシャフト11が回転する。このとき、電動モータ21が駆動するとともに減速機22を介してステアリングシャフト11にアシスト力が付与される。ステアリングシャフト11の回転は、ラックアンドピニオン機構12により転舵シャフト13の往復直線運動に変換される。そして転舵シャフト13の往復直線運動により転舵輪3の舵角が変更される。
図2を参照して、アクチュエータ20の構成について説明する。
アクチュエータ20のハウジング23には、電動モータ21が取り付けられている。また、ハウジング23には減速機22が収容されている。減速機22には、ウォーム軸31と、このウォーム軸31と噛み合うウォームホイール32とが設けられている。ウォーム軸31は、電動モータ21の出力軸21Aに円筒形状の軸継手21Bを介して連結されている。ウォームホイール32は、ステアリングシャフト11と一体に回転する。
以下では、ウォーム軸31の軸線方向に沿う方向を「軸方向」とし、ウォーム軸31の径方向に沿う方向を「径方向」とする。軸方向において、ウォーム軸31を中心として電動モータ21が配置される側に向かう方向を「基端方向」とし、その反対方向を「先端方向」とする。径方向において、ウォーム軸31の回転中心に向かう方向を「内方」とし、ウォーム軸31の回転中心から離れる方向を「外方」とする。また、ウォーム軸31の基端方向の端部を「ウォーム軸31の基端部」とし、ウォーム軸31の先端方向の端部を「ウォーム軸31の先端部」とする。
ウォーム軸31の基端部には、第1玉軸受33が取り付けられている。ウォーム軸31の先端部には、第2玉軸受34が取り付けられている。これら玉軸受33,34は、ウォーム軸31をハウジング23に対して回転可能に支持している。
各玉軸受33,34は、ウォーム軸31の軸方向の各端部に圧入された内輪33A,34Aと、ハウジング23に挿入された外輪33B,34Bと、内輪33A,34Aおよび外輪33B,34Bの間で自転および公転する転動体33C,34Cとを備えている。
以下では、第1玉軸受33の外輪33Bの基端方向の端面を「第1玉軸受33の基端面33D」とする。また、第1玉軸受33の内輪33Aの先端方向の端面を「第1玉軸受33の先端面」とする。また、第2玉軸受34の外輪34Bの先端方向の端面を「第2玉軸受34の先端面34D」とする。また、第2玉軸受34の内輪34Aの基端方向の端面を「第2玉軸受の基端面」とする。
ハウジング23において第1玉軸受33よりも基端方向の部分には、各玉軸受33,34に予圧を付与する予圧付与部材35が取り付けられている。予圧付与部材35は、第1玉軸受33の基端面33Dに接触している。これにより、各玉軸受33,34のそれぞれに予圧が付与されている。
ウォーム軸31には、ウォームホイール32との噛み合い部分としてのギヤ部41が設けられている。以下では、ギヤ部41の基端方向の端面を「ギヤ部41の基端面」とし、ギヤ部41の先端方向の端面を「ギヤ部41の先端面」とする。
ウォーム軸31の基端部には、ギヤ部41よりも外径が小さい第1取付部42が設けられている。一方、ウォーム軸31の先端部には、ギヤ部41よりも外径が小さい第2取付部43が設けられている。第1取付部42には、第1玉軸受33の内輪33Aが圧入される第1固定部44と、軸継手21Bが固定される第2固定部45とが設けられている。第2取付部43には、第2玉軸受34の内輪34Aが圧入されている。ギヤ部41の基端面には、第1玉軸受33の先端面が接触している。ギヤ部41の先端面には、第2玉軸受34の基端面が接触している。
ギヤ部41には、有効歯たけを有する歯車が形成された歯車形成部41Aが設けられている。この歯車形成部41Aの軸方向の両端部には、歯車形成部41Aに連続して形成されるとともに、歯車を成形するためのホブカッター(不図示)が切り上げられた切り上げ部41Bが形成されている。この切り上げ部41Bには、有効歯たけよりも小さい歯車が形成されている。歯車形成部41Aは、ウォームホイール32に噛み合わされることによりウォーム軸31を回転させることができる。切り上げ部は、ウォームホイール32に噛み合わされてもウォーム軸31を回転させることができない。以下では、ウォームホイール32が歯車形成部41Aに噛み合わされた状態を「回転可能状態」とし、ウォームホイール32が切り上げ部41Bに噛み合わされた状態を「回転不能状態」とする。
ギヤ部41には、噛み合い有効長T2、先端長さT3および基端長さT4がそれぞれ設定されている。噛み合い有効長T2は、ギヤ部41とウォームホイール32とが噛み合うことが許容される軸方向の長さである。先端長さT3は、噛み合い有効長T2に対応するギヤ部41の部分の先端方向の端部から切り上げ部41Bのうちの先端方向の切り上げ部41Bの基端方向の端部までの長さである。基端長さT4は、噛み合い有効長T2に対応するギヤ部41の部分の基端方向の端部から切り上げ部41Bのうちの基端方向の切り上げ部41Bの先端方向の端部までの長さである。なお、噛み合い有効長T2と先端長さT3と基端長さT4との合計の長さが歯車形成部41Aの軸方向の長さT1となる。
軸継手21Bの内部では、ウォーム軸31の基端部の端面(以下、「基端面45A」)と、電動モータ21の出力軸21Aの先端方向の端面(以下、「先端面21C」)とが軸方向において近接している。第2固定部45の基端面45Aと出力軸21Aの先端面21Cとの軸方向の距離である対向距離D4は、下記計算式を満たすように設定されている。

D4≦(T1−T2)/(T3/(T3+T4))

ここで、上記計算式の右辺は、歯車形成部41Aから切り上げ部41Bのうちの先端方向の切り上げ部41Bまでの軸方向の長さである。すなわち、ウォーム軸31がウォームホイール32に対して軸方向に移動することにより回転可能状態から回転不能状態に移行するまでに必要なるウォーム軸31の移動量である噛合距離である。
ハウジング23には、ウォーム軸31および各玉軸受33,34が収容されるウォーム軸収容部51が設けられている。このウォーム軸収容部51には、ウォームホイール32が収容されるウォームホイール収容部52がウォーム軸収容部51と径方向に連続するように設けられている。ウォーム軸収容部51の基端方向の端部には開口部が設けられている。この開口部には電動モータ21が取り付けられている。
ウォーム軸収容部51の内周面53には、第1玉軸受33の外輪33Bの外周面が接触している。この内周面53のうちの外輪33Bの基端方向の部分には、径方向の外方に向かい凹む凹形状かつ環状の取付部54が設けられている。
図3を参照して、予圧付与部材35の構成について説明する。
図3(a)に示されるように、予圧付与部材35には、平面視において円環形状の本体部61が設けられている。本体部61には、本体部61の端部61Aと端部61Bとを離間する空間である切欠部61Cが設けられている。
本体部61には、本体部61の内周面から径方向の内方に向けて延びる4個の爪部62が設けられている。本体部61と各爪部62とは単一部材のばね鋼板をプレス加工することにより形成されている。各爪部62は、本体部61との接続部分65を支点として弾性変形する。
図3(b)に示されるように、各爪部62には、基端方向から先端方向に向かうにつれて径方向の外方から内方に向けて傾斜する腕部63と、基端方向から先端方向に向かうにつれて径方向の内方から外方に向けて傾斜する接触部64とが設けられている。腕部63の基端方向の端部は、本体部61の基端方向の端部に接続されている。接触部64は、腕部63の先端方向の端部に接続されている。
腕部63と本体部61との成す鋭角θ1は、接触部64と本体部61との成す鋭角θ2よりも小さい。
接続部分65から腕部63の先端方向の端部までの腕部63の長さを第1長さL1とし、腕部63の先端方向の端部から接触部64の先端方向の端部までの接触部64の長さを第2長さL2としたとき、第1長さL1は、第2長さL2よりも長い(L1>L2)。
図4を参照して、ハウジング23の取付部54の形状および予圧付与部材35の取付手順について説明する。
図4(a)に示されるように、取付部54は、軸方向に対向する一対の側面55A,55Bと、軸方向において側面55Aと側面55Bとの間に形成された取付底面56と、側面55A,55Bおよび取付底面56とをそれぞれ接続する曲面57とにより構成されている。側面55Aと側面55Bとの軸方向の距離D1は、本体部61の軸方向の距離D2よりも大きい(D1>D2)。取付底面56の軸方向の距離D3は、距離D2よりも小さい(D3<D2)。
予圧付与部材35の取付手順について説明する。
まず、本体部61の両端部61A,61Bを互いに接触させることにより、本体部61の径方向に小さくなるように弾性変形させた状態で予圧付与部材35をハウジング23のウォーム軸収容部51に挿入する。
次に、図4(b)に示されるように、予圧付与部材35を径方向において取付部54と重なる位置まで挿入する。このとき、本体部61が復元力により径方向に大きくなることにより本体部61の外周縁が取付部54の曲面57に接触する。本体部61の外周面と取付底面56との間には間隙が形成される。本体部61は弾性変形前の状態よりも径方向に小さい状態で取付部54に取り付けられる。このため、本体部61の復元力により本体部61が取付部54に固定されている。
図5を参照して、減速機22の組立手順について説明する。
図5(a)に示されるように、予圧付与部材35を取り付けたハウジング23のウォーム軸収容部51に各玉軸受33,34が取り付けられたウォーム軸31(以下、図5の説明では、単にウォーム軸31とする)を挿入する。この挿入過程において、第1玉軸受33の外輪33Bが予圧付与部材35の腕部63に接触する。このため、腕部63が外輪33Bに押されることにより、腕部63は接続部分65を支点として径方向の内方から外方に向けて弾性変形する。これにともない、接触部64が径方向の内方から外方に向けて移動する。
図5(b)に示されるように、図5(a)の状態からウォーム軸31を先端方向に向けてさらに挿入する。腕部63が外輪33Bによりさらに押されることにより本体部61に近接する。外輪33Bの外周面が接触部64に接触した状態のとき、爪部62の全体が取付部54に収容される。
図5(c)に示されるように、図5(b)の状態からウォーム軸31を先端方向にさらに挿入することにより、第2玉軸受34の先端面34Dがハウジング23に接触する。これにより、ウォーム軸31の先端方向への移動が規制される。この状態のとき、接触部64が外輪33Bに接触する。このとき、腕部63は、その復元力により接続部分65を支点として径方向の外方から内方に向けて移動する。また、腕部63は、外輪33Bにより未だ弾性変形した状態のため、第1玉軸受33には図中の力F1が付与される。
この力F1の軸方向の分力F2により各玉軸受33,34に予圧が付与される。この分力F2は、ウォーム軸31とウォームホイール32(図2参照)とが噛み合うときに生じる基端方向の力よりも大きくなるように、内周面53と本体部61との間の摩擦力、すなわち予圧付与部材35を内周面53に圧入するときの荷重が設定されている。
本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
(1)減速機22においては、爪部62が弾性変形した状態で第1玉軸受33に接触している。これにより、爪部62が弾性変形前の状態に復元しようとする力により各玉軸受33,34に予圧が付与されるため、すなわち第1玉軸受33と爪部62とが接触するように減速機22を組み立てることにより、必要とされる予圧が各玉軸受33,34に付与されるため、減速機22の組み立て後に予圧の大きさを確認する作業を省略することができる。したがって、減速機22の組み立て後にウォーム軸31の回転トルクを測定して予圧の大きさを確認する方法と比較して、各玉軸受33,34の予圧の調整にかかる時間を短くすることができる。
転がり軸受に予圧を付与するための構成として、図8に示される従来の予圧付与部材150を用いて転がり軸受に予圧を付与する構成の他に、図9に示される弾性体を用いて転がり軸受に予圧を付与する構成(以下、「比較構成」)が考えられる。
この比較構成では、転がり軸受210に予圧を付与する弾性体220がハウジング200の取付部201に取り付けられている。取付部201は、ハウジング200の内周面202において径方向の外方に延びる凹形状の部分として形成されている。取付部201には、弾性体220の本体部221の一部が収容されている。弾性体220には、本体部221の径方向の内方の端部から径方向の内方に向かい延びる複数の可撓片222が設けられている。そして、可撓片222が弾性変形した状態で転がり軸受210の軸方向の端面212に接触している。このため、可撓片222が弾性変形前の形状に復元しようとする力により、転がり軸受210に予圧が付与されている。
また、上記の比較構成においては、弾性体220の本体部221と可撓片222との接続部分223、すなわち可撓片222が弾性変形するときの支点が転がり軸受210の外輪211の外周面213よりも径方向の内方に設けられている。これにより、弾性体220を取付部201に取り付けた後に転がり軸受210を弾性体220に挿入する場合、転がり軸受210が本体部221に接触する。このため、弾性体220を取付部201に取り付けた後に転がり軸受210を弾性体220に挿入することはできない。
これに対して、本実施形態の減速機22では、爪部62の接続部分65が第1玉軸受33の外輪33Bの外周面よりも径方向の外方に設けられているため、予圧付与部材35を取付部54に取り付けた後、各玉軸受33,34が取り付けられたウォーム軸31をウォーム軸収容部51に収容することができる。
(2)本実施形態では、腕部63と本体部61との成す角θ1が鋭角となる。このため、減速機22の組み立て過程において第1玉軸受33が予圧付与部材35に挿入されることにともない同軸受33が腕部63に接触するとき、第1玉軸受33が腕部63を押す力のうちの腕部63に沿う分力が爪部62に作用する。この分力は、第1玉軸受33が腕部63に沿って基端方向から先端方向に移動することを促す力となる。したがって、第1玉軸受33を腕部63に沿って基端方向から先端方向に容易に移動させることができる。
また、減速機22においては、爪部62の腕部63と本体部61との成す鋭角θ1が接触部64と本体部61との成す鋭角θ2よりも小さい。このため、鋭角θ1が鋭角θ2以上の場合と比較して、第1玉軸受33が腕部63に接触するとき、第1玉軸受33が腕部63を押す力のうちの腕部63に沿う分力が大きくなる。また、第1玉軸受33が接触部64に接触するとき、第1玉軸受33が接触部64を押す力うちの接触部64に沿う分力が小さくなる。したがって、鋭角θ1が鋭角θ2以上の場合と比較して、減速機22の組み立て過程において第1玉軸受33を予圧付与部材35に挿入することが容易になり、また減速機22の組み立て後において第1玉軸受33が予圧付与部材35から抜けにくくなる。
(3)減速機22においては、取付部54に曲面57が設けられているため、取付部54の軸方向の寸法と本体部61の軸方向の寸法との差に応じて曲面57に対する本体部61の接触位置が変更される。このため、取付部54の軸方向の寸法および本体部61の軸方向の寸法が異なる場合にも、ウォーム軸31の軸方向において本体部61が取付部54により挟み込まれた状態が保持される。これにより、取付部54に対する本体部61の移動に起因して、第1玉軸受33を押す接触部64の力が変動することが抑制される。したがって、各玉軸受33,34の予圧量のばらつきが生じることを抑制することができる。
(4)減速機22においては、ギヤ部41とウォームホイール32との噛み合い部分の軸方向両側が各玉軸受33,34により支持されている。したがって、ウォーム軸31の基端部または先端部のみが玉軸受により支持される構造と比較して、ウォーム軸31の支持態様が安定する。
(5)減速機22においては、対向距離D4が噛合距離以下となるように設定される。このため、回転不能状態に移行する前にウォーム軸31の基端面45Aと電動モータ21の出力軸21Aの先端面21Cとが互いに接触する。これにより、回転不能状態に移行することが妨げられるため、ウォーム軸31を軸方向に移動させる力がウォーム軸31に加えられたことに起因して回転不能状態となることを抑制することができる。
(6)減速機22においては、接触部64が第1玉軸受33の外輪33Bを押す力F1の軸方向の分力F2が、ウォーム軸31とウォームホイール32とが噛み合うときの基端方向への分力よりも大きい。したがって、第1玉軸受33が接触部64を押し退けて基端方向に移動することを抑制することができる。
(その他の実施形態)
本発明の実施態様は、上記実施形態の内容に限定されるものではなく、例えば以下の変更が可能である。また、以下の変形例は、上記実施形態についてのみ適用されるものではなく、異なる変形例同士を互いに組み合わせて実施することもできる。
・上記実施形態において、取付底面56と側面55Aとの間の曲面57、および取付底面56と側面55Bとの間の曲面57の一方を省略することもできる。この場合、曲面57が省略された部分には、取付底面56と側面55Aまたは側面55Bとが直接的に接続される角部が形成される。また、第1玉軸受33の外輪33Bの角部が接触することを回避するための逃げ部を取付部54の上記角部に形成することもできる。この逃げ部は、取付底面56から径方向の外方に向かい凹む凹部として設けられる。
・上記実施形態において、予圧付与部材35の爪部62の個数を2個または3個または5個以上に変更することもできる。これらの形態においては、第1玉軸受33の外輪33Bを先端方向に押す力が外輪33Bの周方向において大きくばらつくことがないように各爪部62の位置が設定されることが望ましい。特に、本体部61の周方向において等間隔に爪部62を設けることが望ましい。
・上記実施形態において、予圧付与部材35の爪部62の個数を1個に変更することもできる。この形態においては、図6に示されるように、予圧付与部材70には、切欠部71Aを有する円環形状の本体部71と、この本体部71の内周面に円環形状の爪部72とが設けられる。この爪部72には、基端方向から先端方向に向かうにつれて径方向の外方から内方に向かい傾斜する腕部73と、基端方向から先端方向に向かうにつれて径方向の内方から外方に向かい傾斜する接触部74とが設けられる。腕部73は、本体部71の内周面の基端方向の端部に接続される。接触部74は、腕部73の先端方向の端部に接続される。爪部72は、本体部71と爪部72との接続部分76を支点として弾性変形することができる。
接触部74には、爪部72の弾性変形を促すために周方向に4個のスリット75が設けられている。これにより、予圧付与部材70に第1玉軸受33(図2参照)が挿入されるとき、第1玉軸受33が腕部73に接触することにより、腕部73が径方向の内方から外方に向けて弾性変形する。
・上記実施形態では、予圧付与部材35の本体部61と接触部64との成す角が鋭角であったが、図7に示されるように、本体部61と接触部64との成す角θ2を鈍角とすることもできる。この場合、腕部63と接触部64との接続部分66が第1玉軸受33の外輪33B(図2参照)と接触することにより、各玉軸受33,34に予圧が付与される。
・上記実施形態では、切欠部61Cを有するとともに平面視において円環形状の本体部61を用いたが、本体部61の形状はこれに限られない。例えば、切欠部61Cを有するとともに平面視において四角形状の本体部61を用いることもできる。また四角形状に代えてさらに、他の多角形状の本体部61を用いることもできる。要するに、切欠部61Cを有するとともに第1玉軸受33を挿入することができる環状であれば、本体部61の他の部分の構成を変更しても上記実施形態と同様の効果を奏することができる。
・上記実施形態において、各別の部材として形成した本体部61と爪部62とを溶接等により互いに接続して予圧付与部材35を形成することもできる。
・上記実施形態において、予圧付与部材35の爪部62から接触部64を省略することもできる。この場合、腕部63の先端方向の端部が第1玉軸受33の外輪33Bに接触することにより、各玉軸受33,34に予圧が付与される。
・上記実施形態において、第2玉軸受34を省略することもできる。
・上記実施形態において、第2玉軸受34に代えて、第2取付部43を外囲する円筒形状のすべり軸受を用いることもできる。また、第2玉軸受34に代えて、第2取付部43の先端方向の端面に対向するウォーム軸収容部51の面により回転可能に支持するピボット軸受を用いることもできる。
・上記実施形態において、第1玉軸受33および第2玉軸受34に代えて、ころ軸受等の他の転がり軸受を用いることもできる。
・上記実施形態では、電動パワーステアリング装置1の減速機22に対して本発明を適用したが、電動パワーステアリング装置1の減速機22以外の減速機、例えばパワーウィンドウ駆動用のギヤユニットの減速機に本発明を適用することもできる。また、ウォーム軸31およびウォームホイール32を用いた減速機に限られず、平歯車やはすば歯車等の他の歯車を用いた減速機に本発明を適用することもできる。
1…電動パワーステアリング装置、2…ステアリング、3…転舵輪、10…操舵角伝達機構、11…ステアリングシャフト(出力軸)、12…ラックアンドピニオン機構、13…転舵シャフト、14…タイロッド、20…アクチュエータ、21…電動モータ(駆動機構)、21A…出力軸、21B…軸継手、21C…先端面、22…減速機、23…ハウジング、31…ウォーム軸(シャフト)、32…ウォームホイール(出力ギヤ)、33…第1玉軸受(第1転がり軸受)、33A…内輪、33B…外輪、33C…転動体、34D…基端面、34…第2玉軸受(第2転がり軸受)、34A…内輪、34B…外輪、34C…転動体、34D…先端面、35…予圧付与部材、41…ギヤ部(入力ギヤ)、41A…歯車形成部、41B…切り上げ部、42…第1取付部、43…第2取付部、44…第1固定部、45…第2固定部、45A…基端面、51…ウォーム軸収容部、52…ウォームホイール収容部、53…内周面、54…取付部、55A…側面(第1側面)、55B…側面(第2側面)、56…取付底面、57…曲面、61…本体部、61A,61B…端部、61C…切欠部、62…爪部、63…腕部、64…接触部、65…接続部分、66…接続部分、70…予圧付与部材、71…本体部、71A…切欠部、72…爪部、73…腕部、74…接触部、75…スリット、76…接続部分。

Claims (7)

  1. 駆動機構の出力軸に連結されるウォーム軸と、
    前記ウォーム軸に噛み合うウォームホイールと、
    前記ウォーム軸および前記ウォームホイールを収容するハウジングと、
    前記ハウジングに対して前記ウォーム軸を回転可能に支持する転がり軸受と、
    軸方向に作用する予圧を前記転がり軸受を介して前記ウォーム軸に付与する予圧付与部材と
    を備える減速機において、
    前記予圧付与部材は、
    前記転がり軸受よりも径方向外方に配置され、前記ハウジングに取り付けられる本体部と、
    前記本体部から前記転がり軸受まで延び、前記転がり軸受よりも径方向外方に移動するように弾性変形が可能であり、前記転がり軸受と接触して弾性変形することにより前記転がり軸受に前記予圧を付与する爪部と
    を有する
    ことを特徴とする減速機。
  2. 請求項1に記載の減速機において、
    前記予圧付与部材は、前記転がり軸受における前記駆動機構側の部分に隣接して配置され、
    前記爪部は、前記本体部から径方向内方かつ前記転がり軸受の側面に向けて延びている
    ことを特徴とする減速機。
  3. 請求項1または2に記載の減速機において、
    前記爪部は、前記本体部から径方向内方に延びる腕部と、前記腕部から前記転がり軸受まで延びる接触部とを有する
    ことを特徴とする減速機。
  4. 請求項3に記載の減速機において、
    前記腕部は、前記本体部から径方向内方かつ前記転がり軸受に向けて延び、
    前記接触部は、前記転がり軸受の側面と接触し、前記腕部から前記本体部側に曲がる
    ことを特徴とする減速機。
  5. 請求項1〜4のいずれか一項に記載の減速機において、
    前記ハウジングは、前記転がり軸受を保持する内周面と、前記内周面よりも前記駆動機構側に形成され、前記内周面と隣接し、径方向外方に窪んだ取付部とを有し、
    前記本体部は、前記取付部の窪みに取り付けられ、
    前記爪部は、弾性変形することにより前記取付部の窪みに入り込むことが可能である
    ことを特徴とする減速機。
  6. ステアリングシャフトと、
    前記駆動機構である電動モータと、
    請求項1〜5のいずれか一項に記載の減速機であって、前記ステアリングシャフトにトルクを伝達する減速機と
    を備えることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
  7. 請求項1〜5のいずれか一項に記載の減速機の製造方法において、
    前記予圧付与部材の本体部を前記ハウジングに取り付ける工程と、
    前記工程の後に行われる工程であって、前記予圧付与部材の爪部に前記転がり軸受を接触させて前記爪部を弾性変形させながら前記転がり軸受を前記ハウジングに取り付ける工程と
    を備える減速機の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6353258B2 (ja) * 2014-03-31 2018-07-04 日本電産サンキョー株式会社 軸受機構およびモータ装置
EP3184855B1 (en) * 2014-10-09 2021-12-01 NSK Ltd. Worm reduction gear and assembly method for worm reduction gear
WO2016056268A1 (ja) * 2014-10-09 2016-04-14 日本精工株式会社 ウォーム減速機およびウォーム減速機の組立方法
US10889318B2 (en) * 2017-11-24 2021-01-12 Jtekt Corporation Steering device
KR102094164B1 (ko) * 2018-09-06 2020-03-27 주식회사 만도 전동식 조향장치의 감속기
JP7461134B2 (ja) * 2019-12-04 2024-04-03 カヤバ株式会社 減速機の軸支持構造及びステアリング装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003028153A (ja) * 2001-07-18 2003-01-29 Koyo Seiko Co Ltd 電動式動力舵取装置
JP2003074549A (ja) * 2001-08-30 2003-03-12 Asmo Co Ltd 軸受装置および該軸受装置を用いたモータ
JP3893933B2 (ja) * 2001-10-17 2007-03-14 日本精工株式会社 車輪用回転支持装置とその組立方法
JP2004316842A (ja) * 2003-04-18 2004-11-11 Koyo Seiko Co Ltd 電動パワーステアリング装置

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