JP5822090B2 - Worm reducer - Google Patents

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Description

本発明はウォーム減速機に関する。   The present invention relates to a worm reducer.

特許文献1では、パワーステアリングの歯車機構において、鋼鉄製のウォームとプラスチック製のウォームホイールが互いに噛み合うときに、歯の高さ方向に線接触部が生ずるように歯面の実効輪郭を作製する技術が提案されている(例えば特許文献1を参照)。
一方、近年の電動パワーステアリング装置の高出力化に伴い、減速機構として用いられるウォーム減速機が大型化しており、車両へのレイアウトが非常に厳しくなってきている。特に、ウォームホイールのギヤ部として樹脂を用いた場合、強度を満足するためにウォームホイールが大型になる傾向にある。また、高強度に耐え得る樹脂は高価であり、製造コストが高くなる。
In Patent Literature 1, in a power steering gear mechanism, when a steel worm and a plastic worm wheel mesh with each other, a technique for producing an effective contour of a tooth surface so that a line contact portion is generated in the tooth height direction. Has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
On the other hand, with the recent increase in output of electric power steering devices, the worm speed reducer used as a speed reduction mechanism has increased in size, and the layout on the vehicle has become very strict. In particular, when resin is used as the gear portion of the worm wheel, the worm wheel tends to be large in order to satisfy the strength. In addition, a resin that can withstand high strength is expensive, and the manufacturing cost increases.

特開2004−161268号公報JP 2004-161268 A

そこで、金属ギヤを用いることが考えられる。通例、ウォームホイールに対するウォームの歯当たり領域は、ウォームホイールの歯面において、ウォームホイールの歯幅方向の中央位置に設定されている。
この場合、ウォーム減速機の負荷が大きくなると、ウォームホイールに対してウォームが種々の位置ずれを生じるため、ウォームホイールの歯面では、ウォームの歯がウォームホイールの歯溝に入り込む側の部分(歯溝の入口部)において、歯当たりが強くなる傾向にある。その結果、歯面間で、いわゆるくさび効果による潤滑作用が低下し、潤滑状態が悪くなる。潤滑状態が悪くなると、温度が上昇するため、益々、潤滑状態が悪化する。
Therefore, it is conceivable to use a metal gear. Usually, the contact area of the worm with respect to the worm wheel is set at the center position in the tooth width direction of the worm wheel on the tooth surface of the worm wheel.
In this case, when the load of the worm reducer increases, the worm causes various positional shifts with respect to the worm wheel. Therefore, on the tooth surface of the worm wheel, the portion on the side where the worm teeth enter the tooth groove of the worm wheel (tooth The tooth contact tends to be strong at the entrance of the groove. As a result, the lubrication effect due to the so-called wedge effect is reduced between the tooth surfaces, and the lubrication state is deteriorated. When the lubrication state is deteriorated, the temperature is increased, and the lubrication state is further deteriorated.

また、ウォーム減速機を量産した場合、部品精度のばらつきの影響で、ウォームホイールの歯溝の入口部において強い歯当たりを生ずる個体もある。
本発明は前記課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、負荷がかかった状態でも常に潤滑油のくさび効果を確保することができるウォーム減速機を提供することである。
In addition, when mass production of worm speed reducers, there is an individual that causes strong tooth contact at the entrance portion of the tooth space of the worm wheel due to the influence of variations in component accuracy.
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a worm speed reducer that can always ensure the wedge effect of lubricating oil even when a load is applied.

前記目的を達成するため、請求項1の発明は、ウォーム(30)と、前記ウォームと噛み合う歯溝(50)を有するウォームホイール(40)と、を備え、前記ウォームホイールの歯面(41,42)は、使用時の最大負荷と同等または同等以上の負荷のときの前記ウォームホイールに対するウォームの位置ずれに起因して前記ウォームの歯面が可動する可動範囲の包絡線(L1)を含んで構成された第1形状部(61,71)を含み、使用時の最大負荷未満の負荷のときに、前記ウォームホイールの歯面の第1形状部は、その歯幅方向の一対の端部(621,622;721,722)に、前記ウォームの歯面に対する非接触領域(A1,A2;B1,B2)を形成し、使用時の最大負荷と同等または同等以上の負荷のときに、前記ウォームホイールの歯面の第1形状部の全面と前記ウォームの歯面とが接触するウォーム減速機(20)を提供する。 To achieve the object, the invention of claim 1 comprises a worm (30) and a worm wheel (40) having a tooth space (50) meshing with the worm, and the tooth surface (41, 41) of the worm wheel. 42) includes an envelope (L1) of a movable range in which the tooth surface of the worm is movable due to a displacement of the worm relative to the worm wheel when the load is equal to or greater than the maximum load during use. The first shape portion (61, 71) includes a first shape portion of the tooth surface of the worm wheel when the load is less than the maximum load during use. 621, 622; 721, 722), non-contact areas (A1, A2; B1, B2) with respect to the tooth surface of the worm are formed, and when the load is equal to or greater than the maximum load during use, the war Providing worm reducer (20) in which the entire surface of the first shape of the tooth surface of the wheel and the worm tooth surfaces are in contact.

なお、括弧内の英数字は、後述する実施形態における対応構成要素等を表すが、このことは、むろん、本発明がそれらの実施形態に限定されるべきことを意味するものではない。以下、この項において同じ In addition, although the alphanumeric character in a parenthesis represents the corresponding component etc. in embodiment mentioned later, this does not mean that this invention should be limited to those embodiment as a matter of course. The same applies hereinafter .

た、請求項のように、前記ウォームの位置ずれは、前記ウォームホイールの中心軸線(C2)に平行な方向(X1)に前記ウォームがオフセットされる第1の位置ずれと、前記ウォームホイールの中心軸線と直交する平面(P2)内で前記ウォームの中心軸線(C1)と前記ウォームホイールの中心軸線との距離(D1)を増減する方向(Y1)に前記ウォームがオフセットされる第2の位置ずれと、前記ウォームの中心軸線を含み且つ前記ウォームホイールの中心軸線に平行な平面(P1)内で前記ウォームの中心軸線が傾斜する第3の位置ずれと、前記ウォームの中心軸線を含み且つ前記ウォームホイールの中心軸線とは直交する平面内で前記ウォームの中心軸線が傾斜する第4の位置ずれ、とを含んでいてもよい。
また、請求項3のように、前記ウォームホイールの歯面は、前記歯面のうち前記第1形状部を除く部分であって前記第1形状部の少なくとも溝底側に隣接し前記ウォームとの接触を回避した第2形状部(62,72)を含んでいてもよい。
Also, as in claim 2, positional displacement of the worm, the a first deviation which the direction (X1) parallel to the center axis of the worm wheel (C2) the worm is offset, the worm wheel The worm is offset in a direction (Y1) in which the distance (D1) between the central axis (C1) of the worm and the central axis of the worm wheel is increased or decreased within a plane (P2) orthogonal to the central axis of the second worm. A misalignment, a third misalignment in which the central axis of the worm is inclined in a plane (P1) including the central axis of the worm and parallel to the central axis of the worm wheel, and including the central axis of the worm; And a fourth misalignment in which the central axis of the worm is inclined in a plane orthogonal to the central axis of the worm wheel.
According to a third aspect of the present invention, the tooth surface of the worm wheel is a portion of the tooth surface excluding the first shape portion, and is adjacent to at least the groove bottom side of the first shape portion, and is in contact with the worm. The 2nd shape part (62, 72) which avoided the contact may be included.

請求項1の発明によれば、通常負荷(使用時の最大負荷未満の負荷)の範囲内での高負荷を受けてウォームが位置ずれしたときに、第1歯面形状部の例えば中央部を含む領域のみでウォームの歯面と接触する一方、第1歯面形状部の例えば歯幅方向の一対の端部とウォームの歯面との間には、隙間が形成される。この隙間(特にウォームの歯がウォームホイールの歯溝に侵入する入口側に設けられる隙間)を通して歯面間に潤滑油が侵入し易くなるので、常に潤滑油のくさび効果を確保して、歯面間の潤滑状態を常に良好に維持することができる。   According to the invention of claim 1, when the worm is displaced due to a high load within a range of a normal load (a load less than the maximum load in use), for example, the central portion of the first tooth surface shape portion is While the worm tooth surface is contacted only in the region including the gap, a gap is formed between the pair of end portions in the tooth width direction of the first tooth surface shape portion and the tooth surface of the worm. Lubricating oil easily enters between the tooth faces through this gap (especially the gap provided on the entrance side where the worm teeth enter the tooth space of the worm wheel), so that the wedge effect of the lubricating oil is always secured and the tooth face The lubrication state between them can always be kept good.

また、通常負荷(使用時の最大負荷未満負荷)のときに、第1形状部の歯幅方向の一対の端部とウォームの歯面とが接触せず両者の間に隙間が設けられる。この隙間(特にウォームの歯がウォームホイールの歯溝に侵入する入口側に設けられる隙間)を通して歯面間に潤滑油が侵入し易くなるので、常に潤滑油のくさび効果を確保して、歯面間の潤滑状態を常に良好に維持することができる。 Further, when the normal load (maximum load less than load during use), and a pair of end portions and the worm tooth flank in the tooth width direction of the first shape portion a gap is provided between the two without contacting. Lubricating oil easily enters between the tooth faces through this gap (especially the gap provided on the entrance side where the worm teeth enter the tooth space of the worm wheel), so that the wedge effect of the lubricating oil is always secured and the tooth face The lubrication state between them can always be kept good.

さらに、万一、例えば使用時の最大負荷と同等または同等以上の負荷の状態が瞬間的に生じたとしても、第1形状部の全面と前記ウォームの歯面とが接触することで、局部的な歯当たりを抑制して、耐久性を向上することができる。
請求項の発明によれば、ウォームホイールに対するウォームの種々の位置ずれに起因してウォームの歯面が可動する可動範囲を考慮し、その可動範囲の包絡線を含んで、ウォームホイール歯面形状部を構成するので、実際の使用において、確実に歯面間の潤滑状態を向上することができる。
Additionally, event, for example, as the maximum load equal to or better of load during use state is instantaneously occur, that the entire surface of said worm tooth face of the first shape portion are in contact, the local Durability can be improved by suppressing typical tooth contact.
According to the invention of claim 2 , considering the movable range in which the tooth surface of the worm moves due to various displacements of the worm with respect to the worm wheel, including the envelope of the movable range, the shape of the worm wheel tooth surface Since the portion is configured, the lubricating state between the tooth surfaces can be reliably improved in actual use.

本発明の一実施形態にかかるウォーム減速機を備える電動パワーステアリング装置の概略構成を示す一部断面図である。1 is a partial cross-sectional view illustrating a schematic configuration of an electric power steering apparatus including a worm reduction gear according to an embodiment of the present invention. ウォームギヤ機構の概略斜視図である。It is a schematic perspective view of a worm gear mechanism. ウォームホイールの要部の斜視図であり、例えば一方の歯面(ここでは左歯面と呼ぶ)を示している。It is a perspective view of the principal part of a worm wheel, for example, shows one tooth surface (here, it is called a left tooth surface). ウォームホイールの要部の斜視図であり、例えば他方の歯面(ここでは右歯面と呼ぶ)を示している。It is a perspective view of the principal part of a worm wheel, for example, has shown the other tooth surface (it is called right tooth surface here). 過負荷のときのウォームホイールに対するウォームの位置ずれに起因してウォームの歯面が可動する可動範囲の包絡線を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the envelope of the movable range which the worm tooth surface moves due to the position shift of the worm with respect to the worm wheel at the time of overload. ウォーム減速機の概略図であり、ウォームホイールの中心軸線に平行な方向にウォームがオフセットされる第1の位置ずれを示している。It is the schematic of a worm speed reducer, and shows the 1st position shift by which a worm is offset in the direction parallel to the central axis of a worm wheel. ウォーム減速機の概略図であり、ウォームホイールの中心軸線と直交する平面内でウォームの中心軸線とウォームホイールの中心軸線間との距離を増大する方向にウォームがオフセットされる第2位置ずれを示している。It is the schematic of a worm reduction gear, and shows the 2nd position shift by which a worm is offset in the direction which increases the distance between the central axis of a worm and the central axis of a worm wheel in the plane orthogonal to the central axis of a worm wheel. ing. ウォーム減速機の概略図であり、ウォームの中心軸線を含み且つウォームホイールの中心軸線に平行な面内でウォームの中心軸線が傾斜する第3の位置ずれを示している。FIG. 3 is a schematic view of a worm reduction gear, and shows a third misalignment in which the central axis of the worm is inclined in a plane including the central axis of the worm and parallel to the central axis of the worm wheel. ウォームの中心軸線を含み且つウォームホイールの中心軸線とは直交する平面内でウォームの中心軸線が傾斜する第4の位置ずれを示す概略図である。It is the schematic which shows the 4th position shift in which the central axis of a worm inclines in the plane containing the central axis of a worm and orthogonal to the central axis of a worm wheel. ウォームホイールの要部の斜視図であり、通常範囲内の高負荷のときにおいて、例えば左歯面の接触領域と非接触領域を示している。It is a perspective view of the principal part of a worm wheel, and shows the contact area and non-contact area of the left tooth surface, for example, in the case of a high load within a normal range. ウォームホイールの要部の斜視図であり、通常範囲内の高負荷のときにおいて、例えば右歯面の接触領域と非接触領域を示している。It is a perspective view of the principal part of a worm wheel, and shows the contact area and non-contact area of the right tooth surface, for example, in the case of a high load within a normal range.

以下には、図面を参照して、この発明の実施形態について具体的に説明する。
図1は本発明の一実施の形態のウォームホイールを含む電動パワーステアリング装置の模式図である。図1を参照して、電動パワーステアリング装置1は、ステアリングホイール等からなる操舵部材2と、操舵部材2の回転に連動して転舵輪3を転舵する転舵機構4と、運転者の操舵を補助するための操舵補助機構5とを備えている。操舵部材2と転舵機構4とは、ステアリングシャフト6および中間軸7を介して機械的に連結されている。
Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic view of an electric power steering apparatus including a worm wheel according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, an electric power steering apparatus 1 includes a steering member 2 including a steering wheel, a steering mechanism 4 that steers a steered wheel 3 in conjunction with the rotation of the steering member 2, and a driver's steering. And a steering assist mechanism 5 for assisting. The steering member 2 and the steering mechanism 4 are mechanically connected via a steering shaft 6 and an intermediate shaft 7.

本実施の形態では、操舵補助機構5がステアリングシャフト6にアシスト力(操舵補助力)を与える例に則して説明する。しかしながら、本発明を、操舵補助機構5が後述するピニオン軸にアシスト力を与える構造に適用することも可能である。
ステアリングシャフト6は、操舵部材2に連結された入力軸8と、中間軸7に連結された出力軸9とを含む。入力軸8と出力軸9とは、トーションバー10を介して同一軸線上で相対回転可能に連結されている。
In the present embodiment, a description will be given according to an example in which the steering assist mechanism 5 applies assist force (steering assist force) to the steering shaft 6. However, the present invention can also be applied to a structure in which the steering assist mechanism 5 applies assist force to the pinion shaft described later.
The steering shaft 6 includes an input shaft 8 connected to the steering member 2 and an output shaft 9 connected to the intermediate shaft 7. The input shaft 8 and the output shaft 9 are connected via a torsion bar 10 so as to be relatively rotatable on the same axis.

ステアリングシャフト6の周囲に配置されたトルクセンサ11は、入力軸8および出力軸9の相対回転変位量に基づいて、操舵部材2に入力された操舵トルクを検出する。トルクセンサ11のトルク検出結果は、制御装置としてのECU(Electronic Control Unit :電子制御ユニット)12に入力される。また、車速センサ13からの車速検出結果がECU12に入力される。中間軸7は、ステアリングシャフト6と転舵機構4とを連結している。   A torque sensor 11 disposed around the steering shaft 6 detects the steering torque input to the steering member 2 based on the relative rotational displacement amounts of the input shaft 8 and the output shaft 9. The torque detection result of the torque sensor 11 is input to an ECU (Electronic Control Unit) 12 as a control device. The vehicle speed detection result from the vehicle speed sensor 13 is input to the ECU 12. The intermediate shaft 7 connects the steering shaft 6 and the steering mechanism 4.

転舵機構4は、ピニオン軸14と、転舵軸としてのラック軸15とを含むラックアンドピニオン機構からなる。ラック軸15の各端部には、タイロッド16およびナックルアーム(図示せず)を介して転舵輪3が連結されている。
ピニオン軸14は、中間軸7に連結されている。ピニオン軸14は、操舵部材2の操舵に連動して回転するようになっている。ピニオン軸14の先端(図1では下端)には、ピニオン17が設けられている。
The steered mechanism 4 includes a rack and pinion mechanism including a pinion shaft 14 and a rack shaft 15 as a steered shaft. A steered wheel 3 is connected to each end of the rack shaft 15 via a tie rod 16 and a knuckle arm (not shown).
The pinion shaft 14 is connected to the intermediate shaft 7. The pinion shaft 14 rotates in conjunction with the steering of the steering member 2. A pinion 17 is provided at the tip (the lower end in FIG. 1) of the pinion shaft 14.

ラック軸15は、自動車の左右方向に沿って直線状に延びている。ラック軸15の軸方向の途中部には、前記ピニオン17に噛み合うラック18が形成されている。このピニオン17およびラック18によって、ピニオン軸14の回転がラック軸15の軸方向移動に変換される。ラック軸15を軸方向に移動させることで、転舵輪3を転舵することができる。   The rack shaft 15 extends linearly along the left-right direction of the automobile. A rack 18 that meshes with the pinion 17 is formed in the middle of the rack shaft 15 in the axial direction. By the pinion 17 and the rack 18, the rotation of the pinion shaft 14 is converted into the axial movement of the rack shaft 15. The steered wheels 3 can be steered by moving the rack shaft 15 in the axial direction.

操舵部材2が操舵(回転)されると、この回転が、ステアリングシャフト6および中間軸7を介して、ピニオン軸14に伝達される。そして、ピニオン軸14の回転は、ピニオン17およびラック18によって、ラック軸15の軸方向移動に変換される。これにより、転舵輪3が転舵される。
操舵補助機構5は、操舵補助用の電動モータ19と、電動モータ19の出力トルクを転舵機構4に伝達するための伝達機構としてのウォーム減速機20とを含む。ウォーム減速機20は、駆動ギヤとしてのウォーム30と、このウォーム30と噛み合う被動ギヤとしてのウォームホイール40とを含む。ウォーム減速機20は、ギヤハウジング21内に収容されている。ギヤハウジング21内において、ウォーム30とウォームホイール40との少なくとも噛み合い領域には、潤滑油成分を含むグリース等の潤滑剤(図示せず)が充填されており、ウォーム30およびウォームホイール40の歯面間には、潤滑剤が介在している。
When the steering member 2 is steered (rotated), this rotation is transmitted to the pinion shaft 14 via the steering shaft 6 and the intermediate shaft 7. The rotation of the pinion shaft 14 is converted into the axial movement of the rack shaft 15 by the pinion 17 and the rack 18. Thereby, the steered wheel 3 is steered.
The steering assist mechanism 5 includes an electric motor 19 for assisting steering and a worm speed reducer 20 as a transmission mechanism for transmitting the output torque of the electric motor 19 to the steering mechanism 4. The worm speed reducer 20 includes a worm 30 as a drive gear and a worm wheel 40 as a driven gear that meshes with the worm 30. The worm speed reducer 20 is accommodated in the gear housing 21. In the gear housing 21, at least a meshing region between the worm 30 and the worm wheel 40 is filled with a lubricant (not shown) such as grease containing a lubricating oil component, and the tooth surfaces of the worm 30 and the worm wheel 40. A lubricant is interposed between them.

ウォーム30は、図示しない継手を介して電動モータ19の回転軸(図示せず)に連結されている。ウォーム30は、電動モータ19によって回転駆動される。また、ウォームホイール40は、ステアリングシャフト6とは一体回転可能に連結されている。
電動モータ19がウォーム30を回転駆動すると、ウォーム30によってウォームホイール40が回転駆動され、ウォームホイール40およびステアリングシャフト6が一体回転する。そして、ステアリングシャフト6の回転は、中間軸7を介してピニオン軸14に伝達される。ピニオン軸14の回転は、ラック軸15の軸方向移動に変換される。これにより、転舵輪3が転舵される。すなわち、電動モータ19によってウォーム30を回転駆動することで、転舵輪3が転舵されるようになっている。
The worm 30 is connected to a rotating shaft (not shown) of the electric motor 19 through a joint (not shown). The worm 30 is rotationally driven by the electric motor 19. The worm wheel 40 is coupled to the steering shaft 6 so as to be integrally rotatable.
When the electric motor 19 rotationally drives the worm 30, the worm wheel 40 is rotationally driven by the worm 30, and the worm wheel 40 and the steering shaft 6 rotate integrally. Then, the rotation of the steering shaft 6 is transmitted to the pinion shaft 14 via the intermediate shaft 7. The rotation of the pinion shaft 14 is converted into the axial movement of the rack shaft 15. Thereby, the steered wheel 3 is steered. In other words, the steered wheels 3 are steered by rotating the worm 30 by the electric motor 19.

電動モータ19は、三相ブラシレスモータからなり、制御装置としてのECU12によって制御される。ECU12は、トルクセンサ11からのトルク検出結果、車速センサ13からの車速検出結果等に基づいて電動モータ19を制御する。具体的には、ECU12では、トルクと目標アシスト量との関係を車速毎に記憶したマップを用いて目標アシスト量を決定し、電動モータ19の発生するアシスト力を目標アシスト量に近づけるように制御する。   The electric motor 19 is a three-phase brushless motor, and is controlled by the ECU 12 as a control device. The ECU 12 controls the electric motor 19 based on the torque detection result from the torque sensor 11, the vehicle speed detection result from the vehicle speed sensor 13, and the like. Specifically, the ECU 12 determines a target assist amount using a map in which the relationship between the torque and the target assist amount is stored for each vehicle speed, and controls the assist force generated by the electric motor 19 to approach the target assist amount. To do.

図2に示すように、ウォーム減速機20のウォーム30は、軸方向に対向する一対の歯面31,32を有しており、各歯面31,32は渦巻き状に連続している。
ウォームホイール40の外周には、複数の歯溝50が周方向に等間隔で形成されている。ウォームホイール40は、各歯溝50において相対向し、ウォーム30の一対の歯面31,32に、それぞれ、噛み合う一対の歯面41,42を有している。
As shown in FIG. 2, the worm 30 of the worm speed reducer 20 has a pair of tooth surfaces 31 and 32 opposed in the axial direction, and the tooth surfaces 31 and 32 are continuous in a spiral shape.
On the outer periphery of the worm wheel 40, a plurality of tooth grooves 50 are formed at equal intervals in the circumferential direction. The worm wheel 40 has a pair of tooth surfaces 41 and 42 that are opposed to each other in each tooth gap 50 and mesh with the pair of tooth surfaces 31 and 32 of the worm 30, respectively.

図3Aに示すように、ウォームホイール40の歯面41(例えば左歯面)は、第1形状部61と、歯面41の残りの部分(第1形状部61を除く部分)である第2形状部62とを備えている。第1形状部61は、使用時の最大負荷と同等または同等以上の負荷のときのウォームホイール40に対するウォーム30の位置ずれに起因してウォーム30の歯面31が可動する可動範囲の包絡線L1(図4を参照)を含んで構成されている。使用時の最大負荷を超える負荷(過負荷)は、実際の使用時には生じ得ない負荷である。第2形状部62は、第1形状部61の少なくとも溝底51側に隣接しウォーム30の歯面31との接触を回避している。   As shown in FIG. 3A, the tooth surface 41 (for example, the left tooth surface) of the worm wheel 40 is the first shape portion 61 and the second portion that is the remaining portion of the tooth surface 41 (the portion excluding the first shape portion 61). And a shape portion 62. The first shape portion 61 has an envelope L1 of a movable range in which the tooth surface 31 of the worm 30 can move due to the displacement of the worm 30 with respect to the worm wheel 40 when the load is equal to or greater than the maximum load during use. (Refer to FIG. 4). A load exceeding the maximum load during use (overload) is a load that cannot occur during actual use. The second shape portion 62 is adjacent to at least the groove bottom 51 side of the first shape portion 61 and avoids contact with the tooth surface 31 of the worm 30.

図3Bに示すように、ウォームホイール40の歯面42(例えば右歯面)は、第1形状部71と、歯面42の残りの部分(第1形状部71を除く部分)である第2形状部72とを備えている。第1形状部71は、使用時の最大負荷と同等または同等以上の負荷のときのウォームホイール40に対するウォーム30の位置ずれに起因してウォーム30の歯面32が可動する可動範囲の包絡線L1(図4を参照)を含んで構成されている。使用時の最大負荷を超える負荷(過負荷)は、実際の使用時には生じ得ない負荷である。第2形状部72は、第1形状部71の少なくとも溝底51側に隣接しウォーム30の歯面32との接触を回避している。   As shown in FIG. 3B, the tooth surface 42 (for example, the right tooth surface) of the worm wheel 40 is a first shape portion 71 and a second portion (a portion excluding the first shape portion 71) of the tooth surface 42. And a shape portion 72. The first shape portion 71 is an envelope L1 of a movable range in which the tooth surface 32 of the worm 30 can move due to the positional shift of the worm 30 with respect to the worm wheel 40 when the load is equal to or greater than the maximum load during use. (Refer to FIG. 4). A load exceeding the maximum load during use (overload) is a load that cannot occur during actual use. The second shape portion 72 is adjacent to at least the groove bottom 51 side of the first shape portion 71 and avoids contact with the tooth surface 32 of the worm 30.

ウォーム30が右巻きの螺旋として構成されている場合には、ウォームホイール40の例えば右歯面である歯面42の噛み合い負荷が例えば左歯面である歯面41の噛み合い負荷よりも大きいので、例えば右歯面である歯面42の第1形状部71の面積が、左歯面である歯面41の第1形状部61の面積よりも広くなっている。
歯面41の第2形状部62や歯面42の第2形状部72は、ウォーム30と接触しないように形成されていればよく、特に形状を限定されないので、例えば鍛造により歯溝50を形成する場合に適している。
When the worm 30 is configured as a right-handed spiral, the meshing load of the tooth surface 42 that is the right tooth surface of the worm wheel 40 is larger than the meshing load of the tooth surface 41 that is the left tooth surface, for example. For example, the area of the first shape portion 71 of the tooth surface 42 that is the right tooth surface is larger than the area of the first shape portion 61 of the tooth surface 41 that is the left tooth surface.
The second shape portion 62 of the tooth surface 41 and the second shape portion 72 of the tooth surface 42 may be formed so as not to come into contact with the worm 30, and the shape is not particularly limited. For example, the tooth groove 50 is formed by forging. Suitable for you.

前述した使用時の最大負荷と同等または同等以上の負荷のときのウォーム30の位置ずれには、図5に示す第1の位置ずれ、図6に示す第2の位置ずれ、図7に示す第3の位置ずれ、および図8に示す第4の位置ずれが含まれている。
図5に示す第1の位置ずれは、ウォーム30がウォームホイール40の中心軸線C2に平行な方向X1にオフセットされる位置ずれである。より具体的には、第1の位置ずれは、ウォーム30の中心軸線C1を含み且つウォームホイール40の中心軸線C2に平行な平面P1(図5において紙面に相当)内において、ウォーム30の中心軸線C1がウォームホイール40の中心軸線C2に平行な方向X1にオフセットされる位置ずれである。
The positional deviation of the worm 30 when the load is equal to or greater than or equal to the maximum load during use described above includes the first positional deviation shown in FIG. 5, the second positional deviation shown in FIG. 6, and the first positional deviation shown in FIG. 3 misalignment and the fourth misalignment shown in FIG. 8 are included.
The first positional deviation shown in FIG. 5 is a positional deviation in which the worm 30 is offset in a direction X1 parallel to the central axis C2 of the worm wheel 40. More specifically, the first misalignment is the center axis of the worm 30 in a plane P1 (corresponding to the paper surface in FIG. 5) including the center axis C1 of the worm 30 and parallel to the center axis C2 of the worm wheel 40. C1 is a positional offset offset in the direction X1 parallel to the central axis C2 of the worm wheel 40.

図6に示す第2の位置ずれは、ウォームホイール40の中心軸線C2と直交する平面P2内でウォーム30とウォームホイール40の中心間距離D1を増減する方向Y1に前記ウォーム30がオフセットされる位置ずれである。より具体的には、第2の位置ずれは、ウォーム30の中心軸線X1を含み且つウォームホイール40の中心軸線C2に直交する平面P2(図6において紙面に相当)内において、ウォーム30の中心軸線C1とウォームホイール40の中心軸線間C2との距離である中心間距離D1を増減する方向Y1にウォーム30の中心軸線C1がオフセットされる位置ずれである。   The second positional shift shown in FIG. 6 is a position where the worm 30 is offset in the direction Y1 in which the distance D1 between the centers of the worm 30 and the worm wheel 40 is increased or decreased in the plane P2 orthogonal to the central axis C2 of the worm wheel 40. It is a gap. More specifically, the second misalignment is the center axis of the worm 30 in a plane P2 (corresponding to the paper surface in FIG. 6) including the center axis X1 of the worm 30 and perpendicular to the center axis C2 of the worm wheel 40. This is a displacement in which the center axis C1 of the worm 30 is offset in the direction Y1 in which the center distance D1 that is the distance between C1 and the center axis C2 of the worm wheel 40 is increased or decreased.

図7に示す第3の位置ずれは、ウォーム30の中心軸線C1を含み且つウォームホイール40の中心軸線C2に平行な面P1(図7において紙面に相当)内でウォーム30の中心軸線C1が傾斜する位置ずれである。
図8に示す第4の位置ずれは、ウォーム30の中心軸線C1を含み且つウォームホイール40の中心軸線C2とは直交する平面P2(図8において紙面に相当)内でウォーム30の中心軸線C1が傾斜する位置ずれである。
The third misalignment shown in FIG. 7 is that the central axis C1 of the worm 30 is inclined in a plane P1 (corresponding to the paper surface in FIG. 7) that includes the central axis C1 of the worm 30 and is parallel to the central axis C2 of the worm wheel 40. Misalignment.
The fourth misalignment shown in FIG. 8 is that the central axis C1 of the worm 30 is within a plane P2 (corresponding to the paper surface in FIG. 8) that includes the central axis C1 of the worm 30 and is orthogonal to the central axis C2 of the worm wheel 40. This is a tilted displacement.

本実施形態によれば、ウォームホイール40の歯面41,42が、使用時の最大負荷と同等または同等以上の負荷のときの前記ウォームホイール40に対するウォーム30の位置ずれに起因してウォーム30の歯面31,32が可動する可動範囲の包絡線L1を含んで構成された第1形状部61,71を含んでいる。
したがって、通常負荷(使用時の最大負荷未満の負荷)の状態(実際の使用状態に相当)でウォームホーイル40に対してウォーム30が位置ずれしたときに、図9Aに示すように、ウォームホイール40の歯面41(例えば左歯面)は、第1歯面形状部61の例えば中央部を含む領域A0のみでウォーム30の歯面31と接触する。通常負荷(使用時の最大負荷未満の負荷)の範囲内で負荷が大きくなるほど、領域A0の面積が増大する。一方、第1歯面形状部61の例えば歯幅方向W1の一対の端部611,612には、ウォーム30の歯面31に接触しない非接触領域A1,A2が形成される。
According to the present embodiment, the tooth surfaces 41 and 42 of the worm wheel 40 are displaced by the position of the worm 30 with respect to the worm wheel 40 when the load is equal to or greater than the maximum load during use. 1st shape parts 61 and 71 comprised including the envelope L1 of the movable range which the tooth surfaces 31 and 32 move are included.
Therefore, when the worm 30 is displaced with respect to the worm wheel 40 in a normal load state (a load less than the maximum load during use) (corresponding to an actual use state), as shown in FIG. The tooth surface 41 (for example, the left tooth surface) contacts the tooth surface 31 of the worm 30 only in the region A0 including, for example, the central portion of the first tooth surface shape portion 61. The area of the region A0 increases as the load increases within the range of the normal load (the load less than the maximum load during use). On the other hand, non-contact areas A1 and A2 that do not contact the tooth surface 31 of the worm 30 are formed on the pair of end portions 611 and 612 of the first tooth surface shape portion 61 in the tooth width direction W1, for example.

これにより、ウォームホイール40の歯面41の歯幅方向W1の一対の端部611,612の非接触領域A1,A2とウォーム30の歯面31との間に、隙間(図示せず)が形成される。この隙間(特にウォーム30の歯がウォームホイール40の歯溝50に侵入する入口側に設けられる非接触領域とウォーム30の歯面31との間の隙間)を通して、歯面41,31間に潤滑油が侵入し易くなるので、常に潤滑油のくさび効果を確保して、歯面41,31間の潤滑状態を常に良好に維持することができる。   Accordingly, a gap (not shown) is formed between the non-contact areas A1, A2 of the pair of end portions 611, 612 in the tooth width direction W1 of the tooth surface 41 of the worm wheel 40 and the tooth surface 31 of the worm 30. Is done. Through this gap (particularly, the gap between the non-contact region provided on the entrance side where the teeth of the worm 30 enter the tooth groove 50 of the worm wheel 40 and the tooth surface 31 of the worm 30), the lubrication is performed between the tooth surfaces 41, 31. Since the oil easily enters, the wedge effect of the lubricating oil can always be ensured, and the lubrication state between the tooth surfaces 41 and 31 can always be maintained satisfactorily.

また、通常負荷(使用時の最大負荷未満の負荷)の状態(実際の使用状態に相当)でウォームホイール40に対してウォーム30が位置ずれしたときに、図9Bに示すように、ウォームホイール40の歯面42(例えば右歯面)は、第1歯面形状部71の例えば中央部を含む領域B0のみでウォーム30の歯面32と接触する。通常負荷の範囲内で負荷が大きくなるほど、領域B0の面積が増大する。一方、第1歯面形状部71の例えば歯幅方向W1の一対の端部711,712には、ウォーム30の歯面32に接触しない非接触領域B1,B2が形成される。   Further, when the worm 30 is displaced with respect to the worm wheel 40 in a normal load (load less than the maximum load during use) (corresponding to an actual use state), as shown in FIG. The tooth surface 42 (for example, the right tooth surface) contacts the tooth surface 32 of the worm 30 only in the region B0 including, for example, the central portion of the first tooth surface shape portion 71. As the load increases within the normal load range, the area of the region B0 increases. On the other hand, non-contact areas B1 and B2 that do not contact the tooth surface 32 of the worm 30 are formed at the pair of end portions 711 and 712 of the first tooth surface shape portion 71 in the tooth width direction W1, for example.

これにより、ウォームホイール40の歯面42の歯幅方向W1の一対の端部711,712の非接触領域B1,B2とウォーム30の歯面32との間に、隙間(図示せず)が形成される。この隙間(特にウォーム30の歯がウォームホイール40の歯溝50に侵入する入口側に設けられる非接触領域とウォーム30の歯面32との間の隙間)を通して歯面42,32間に潤滑油が侵入し易くなるので、常に潤滑油のくさび効果を確保して、歯面42,32間の潤滑状態を常に良好に維持することができる。   Thereby, a gap (not shown) is formed between the non-contact areas B1, B2 of the pair of end portions 711, 712 of the tooth surface 42 of the worm wheel 40 in the tooth width direction W1 and the tooth surface 32 of the worm 30. Is done. Through this gap (particularly, the gap between the non-contact area provided on the entrance side where the teeth of the worm 30 enter the tooth groove 50 of the worm wheel 40 and the tooth surface 32 of the worm 30), the lubricating oil is provided between the tooth surfaces 42, 32. Therefore, the wedge effect of the lubricating oil can be ensured at all times, and the lubrication state between the tooth surfaces 42 and 32 can always be maintained satisfactorily.

さらに、万一、例えば使用時の最大負荷と同等または同等以上の負荷の状態が瞬間的に生じたとしても、各第1歯面形状部61,71の全面とウォーム30の対応する歯面31,32とが接触することで、局部的な歯当たりを抑制して、耐久性を向上することができる。
また、ウォームホイール40に対するウォーム30の種々の位置ずれ(図5〜図8に示した第1〜第4の位置ずれ)に起因してウォーム30の歯面31,32が可動する可動範囲を考慮し、その可動範囲の包絡線L1を含んで、ウォームホイール40の第1歯面形状部61,72を構成するので、実際の使用において、確実にウォーム30とウォームホイール40の歯面31,41;32,42間の潤滑状態を向上することができる。
Furthermore, even if, for example, a state of load equal to or greater than the maximum load during use occurs instantaneously, the entire surface of each first tooth surface shape portion 61, 71 and the corresponding tooth surface 31 of the worm 30 are used. , 32 are in contact with each other, so that local tooth contact can be suppressed and durability can be improved.
Further, the movable range in which the tooth surfaces 31 and 32 of the worm 30 are movable due to various displacements of the worm 30 with respect to the worm wheel 40 (first to fourth displacements shown in FIGS. 5 to 8) is taken into consideration. Since the first tooth surface shape portions 61 and 72 of the worm wheel 40 are configured including the envelope L1 of the movable range, the tooth surfaces 31 and 41 of the worm 30 and the worm wheel 40 are surely used in actual use. The lubrication state between 32 and 42 can be improved.

なお、本発明は前記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で種々の変更を施すことができる。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various change can be given within the range of a claim.

1…電動パワーステアリング装置、5…操舵補助機構、19…電動モータ、20…ウォーム減速機、30…ウォーム、31,32…歯面、40…ウォームホイール、41,42…歯面、50…歯溝、51…溝底、61…第1形状部、62…第2形状部、71…第1形状部、72…第2形状部、A0…中央部を含む領域、A1,A2…非接触領域、B0…中央部を含む領域…B0、B1,B2…非接触領域、C1…(ウォームの)中心軸線、C2…(ウォームホイールの)中心軸線、D1…中心間距離(ウォームの中心軸線とウォームホイールの中心軸線との距離)、L1…包絡線、P1…ウォームの中心軸線を含み且つウォームホイールの中心軸線に平行な平面、P2…ウォームの中心軸線を含み且つウォームホイールの中心軸線に直交する平面、W1…歯幅方向、X1…ウォームホイールの中心軸線に平行な方向、Y1…中心間距離を増減する方向(ウォームの中心軸線と前記ウォームホイールの中心軸線との距離を増減する方向)   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electric power steering device, 5 ... Steering assist mechanism, 19 ... Electric motor, 20 ... Worm speed reducer, 30 ... Worm, 31, 32 ... Tooth surface, 40 ... Worm wheel, 41, 42 ... Tooth surface, 50 ... Tooth Groove, 51 ... groove bottom, 61 ... first shape portion, 62 ... second shape portion, 71 ... first shape portion, 72 ... second shape portion, A0 ... region including central portion, A1, A2 ... non-contact region , B0 ... region including the central portion ... B0, B1, B2 ... non-contact region, C1 ... center axis of (worm), C2 ... center axis of worm wheel, D1 ... center distance (center axis of worm and worm) Distance from the wheel center axis), L1... Envelope, P1... Plane including the worm center axis and parallel to the worm wheel center axis, P2... Including worm center axis and perpendicular to the worm wheel center axis Surface, W1 ... tooth width direction, X1 ... center axis direction parallel to the worm wheel, (a direction to increase or decrease the distance between the center axis of the worm wheel and the worm of the central axis) direction to increase or decrease between Y1 ... center distance

Claims (3)

ウォームと、前記ウォームと噛み合う歯溝を有するウォームホイールと、を備え、
前記ウォームホイールの歯面は、使用時の最大負荷と同等または同等以上の負荷のときの前記ウォームホイールに対するウォームの位置ずれに起因して前記ウォームの歯面が可動する可動範囲の包絡線を含んで構成された第1形状部を含み、
使用時の最大負荷未満の負荷のときに、前記ウォームホイールの歯面の第1形状部は、その歯幅方向の一対の端部に、前記ウォームの歯面に対する非接触領域を形成し、
使用時の最大負荷と同等または同等以上の負荷のときに、前記ウォームホイールの歯面の第1形状部の全面と前記ウォームの歯面とが接触するウォーム減速機。
A worm, and a worm wheel having a tooth groove engaged with the worm,
The tooth surface of the worm wheel includes an envelope of a movable range in which the tooth surface of the worm can move due to a displacement of the worm relative to the worm wheel when the load is equal to or greater than the maximum load during use. Including a first shape portion composed of
When the load is less than the maximum load during use, the first shape portion of the tooth surface of the worm wheel forms a non-contact region with respect to the tooth surface of the worm at a pair of ends in the tooth width direction,
A worm reducer in which the entire surface of the first shape portion of the tooth surface of the worm wheel contacts the tooth surface of the worm when the load is equal to or greater than or equal to the maximum load during use .
請求項1において、前記ウォームの位置ずれは、前記ウォームホイールの中心軸線に平行な方向に前記ウォームがオフセットされる第1の位置ずれと、前記ウォームホイールの中心軸線と直交する平面内で前記ウォームの中心軸線と前記ウォームホイールの中心軸線との距離を増減する方向に前記ウォームがオフセットされる第2の位置ずれと、前記ウォームの中心軸線を含み且つ前記ウォームホイールの中心軸線に平行な平面内で前記ウォームの中心軸線が傾斜する第3の位置ずれと、前記ウォームの中心軸線を含み且つ前記ウォームホイールの中心軸線とは直交する平面内で前記ウォームの中心軸線が傾斜する第4の位置ずれ、とを含むウォーム減速機。 Oite to claim 1, positional displacement of the worm, the a first misalignment the worm in a direction parallel to the central axis of the worm wheel is offset, in a plane perpendicular to the central axis of the worm wheel A second misalignment in which the worm is offset in a direction to increase or decrease the distance between the central axis of the worm and the central axis of the worm wheel; and the central axis of the worm wheel that includes the central axis of the worm and is parallel to the central axis of the worm wheel A third misalignment in which the central axis of the worm inclines in a plane, and a fourth misalignment in which the central axis of the worm inclines in a plane including the central axis of the worm and perpendicular to the central axis of the worm wheel. A worm reducer including misalignment. 請求項1または2において、前記ウォームホイールの歯面は、前記歯面のうち前記第1形状部を除く部分であって前記第1形状部の少なくとも溝底側に隣接し前記ウォームとの接触を回避した第2形状部を含むウォーム減速機。3. The tooth surface of the worm wheel according to claim 1, wherein a tooth surface of the worm wheel is a portion excluding the first shape portion of the tooth surface, and is adjacent to at least a groove bottom side of the first shape portion and makes contact with the worm. A worm reduction gear including the avoided second shape portion.
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