JP6665663B2 - Gear reducer - Google Patents

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Description

本発明は、ウォームとホイールギヤとを備えたギヤ減速装置に関する。   The present invention relates to a gear reduction device including a worm and a wheel gear.

特許文献1には、電動パワーステアリング装置を構成する機構の一部として、電動モータで駆動されるウォームと、これに咬合するホイールギヤとを備えたギヤ減速装置の技術が示されている。   Patent Literature 1 discloses a technology of a gear reduction device including a worm driven by an electric motor and a wheel gear meshing with the worm, as a part of a mechanism constituting an electric power steering device.

この特許文献1では、ウォームの一対の端部のうち、電動モータで駆動される側が第1軸受で位置固定状態で回転自在に支持されている。また、ウォームの他方の端部側が、ホイールギヤの方向に向かう第1の方向に変位自在に支持されると共に、第1の方向と直交する第2の方向への変位が規制され状態で支持されている。   In Patent Literature 1, a side driven by an electric motor among a pair of ends of a worm is rotatably supported by a first bearing in a fixed position. The other end of the worm is supported so as to be displaceable in a first direction toward the wheel gear, and is supported in a state where displacement in a second direction orthogonal to the first direction is regulated. ing.

更に、特許文献1では、第1の方向に沿ってウォーム軸の歯部を、ホイールギヤの歯部に噛合させる付勢力を作用させるため圧縮コイルバネを有する付勢機構を備えている。   Further, Patent Document 1 includes an urging mechanism having a compression coil spring for applying an urging force to mesh the teeth of the worm shaft with the teeth of the wheel gear along the first direction.

特許文献2は、特許文献1と同様に電動パワーステアリング装置を構成する機構の一部を構成するギヤ減速装置に関連する技術が示されている。具体的には、電動モータのモータ軸とウォーム軸との各々の対向する端部に凹面を形成し、これらの凹面に球体を嵌め込んだ構成の調芯手段を備え、モータ軸のトルクをウォーム軸に伝えるトルク伝動手段を備えている。   Patent Literature 2 discloses a technique related to a gear reduction device that forms a part of a mechanism that forms an electric power steering device as in Patent Literature 1. Specifically, a concave surface is formed at each of the opposite ends of the motor shaft and the worm shaft of the electric motor, and a centering means having a configuration in which a sphere is fitted into these concave surfaces is provided. A torque transmission means for transmitting the torque to the shaft is provided.

この特許文献2では、電動モータのモータ軸をボールベアリングで支持しており、ウォーム軸のうち調芯手段と反対側の端部は、ボールベアリングにより位置固定状態で支持されている。   In Patent Literature 2, the motor shaft of the electric motor is supported by ball bearings, and the end of the worm shaft opposite to the alignment means is supported by ball bearings in a fixed position.

特開2013‐87868号公報JP 2013-87868 A 特開2000‐211537号公報JP 2000-211537 A

電動モータ等でウォームを駆動し、このウォームに噛合するホイールギヤから減速動力を取り出すギヤ減速装置では、高い減速比を得ることが可能で、電動モータが停止した場合には、セルフロック状態に達しホイールギヤの回転が阻止される良好な面を有する。   A gear reduction device that drives a worm with an electric motor or the like and extracts reduction power from a wheel gear that meshes with the worm can obtain a high reduction ratio, and when the electric motor stops, a self-lock state is reached. It has a good surface against which wheel gear rotation is prevented.

しかしながら、この構成のギヤ減速装置では、大きい負荷が作用した場合に、ウォームとホイールギヤとの間に大きい力が作用するため、ウォームとホイールギヤとの位置関係が、一時的に適正な位置から外れ、異常な噛み合い状態に陥り、異音を発生させることもあった。   However, in the gear reduction device having this configuration, when a large load is applied, a large force acts between the worm and the wheel gear, so that the positional relationship between the worm and the wheel gear temporarily changes from an appropriate position. In some cases, the clutch slipped off, fell into an abnormal meshing state, and generated abnormal noise.

このような不都合に対し、特許文献1に示される技術では、大きい負荷が作用した場合に第2軸受において、ウォームの軸端がホイールギヤから離間する方向へ変位できるため、過剰な圧力の作用を抑制すると共に、異常な噛み合いを抑制できることも考えられる。   In order to cope with such inconvenience, in the technique disclosed in Patent Document 1, the shaft end of the worm can be displaced in the direction away from the wheel gear in the second bearing when a large load is applied. It is also conceivable that abnormal engagement can be suppressed as well as suppression.

しかしながら、特許文献1の技術は、本来、バックラッシュを除去することを目的としたものであるため、ウォームの変位量が小さく、充分な効果を期待できないものであった。   However, since the technique of Patent Document 1 is originally intended to remove backlash, the displacement of the worm is small, and a sufficient effect cannot be expected.

また、特許文献2に示される技術でも、特許文献1と同様に、大きい負荷が作用した場合にはウォームの軸端がホイールギヤから離間する方向へ変位し、過剰な圧力の作用を抑制し、異常な噛み合いを抑制できることも考えられる。   Also, in the technology disclosed in Patent Document 2, similarly to Patent Document 1, when a large load is applied, the shaft end of the worm is displaced in a direction away from the wheel gear, and the effect of excessive pressure is suppressed. It is also conceivable that abnormal meshing can be suppressed.

しかしながら、特許文献2の技術は、軸剛性を確保する目的からウォームの調芯を行うものであるため、ウォームの変位量が小さく、充分な効果を期待できないものであった。   However, in the technique of Patent Document 2, since the worm is centered for the purpose of securing the shaft rigidity, the displacement of the worm is small, and a sufficient effect cannot be expected.

更に、異音の発生を抑制する技術として、ウォームの両端部分をボールベアリング等の軸受によって支持し、各々の軸受にバネ付勢力を作用させることで大きい負荷が作用した場合に、両端の軸受とともにホイールギヤから離間させるようにウォームを変位させる構成も考えられるが、この技術は大型化を招き易く、改善の余地がある。   Furthermore, as a technology for suppressing the generation of abnormal noise, both ends of the worm are supported by bearings such as ball bearings, and when a large load is applied by applying a spring biasing force to each bearing, the worm and the bearings at both ends are used together. A configuration in which the worm is displaced so as to be separated from the wheel gear is also conceivable, but this technology is likely to cause an increase in size and has room for improvement.

このような理由から、大きい負荷が作用しても異音を発生させることのない減速装置を小型に構成することが求められる。   For these reasons, it is required to reduce the size of a reduction gear that does not generate abnormal noise even when a large load acts.

本発明の特徴は、駆動軸芯を中心に回転するウォームシャフトの中央位置にウォーム歯部を備えたウォームと、
前記ウォーム歯部に噛合するホイール歯部を外周に備え、前記駆動軸芯と直交する姿勢の出力軸芯を中心に回転するホイールギヤとを備えると共に、
前記ウォームシャフトの両端の外端部に、先細り状で前記駆動軸芯を基準にして滑らかに外方に膨れ前記駆動軸芯を中心とする回転面となる支軸面が形成され、
前記ウォームの両端部を支持する軸受機構が、前記ウォームシャフトの前記外端部が挿入される開口部を有する軸受部で構成され、
前記開口部が、前記ホイール歯部から前記ウォーム歯部が離間する方向への変位を許容する方向に延びる形状で、且つ前記支軸面の外周に沿う内面形状となる軸受面を備えており、
一対の前記軸受部の少なくとも何れか一方に、前記開口部に挿入された前記外端部に当接して前記ウォーム歯部を前記ホイール歯部に噛合させる方向に付勢力を作用させる付勢機構を備えている点にある。
A feature of the present invention is a worm having a worm tooth portion at a central position of a worm shaft that rotates about a drive shaft center,
A wheel gear that meshes with the worm tooth portion is provided on the outer periphery, and a wheel gear that rotates about an output shaft center in a posture orthogonal to the drive shaft center is provided.
At the outer end portions at both ends of the worm shaft, a support shaft surface which is tapered and swells outward smoothly with reference to the drive shaft center and serves as a rotation surface around the drive shaft center is formed,
A bearing mechanism that supports both ends of the worm is configured with a bearing having an opening into which the outer end of the worm shaft is inserted,
The opening portion has a shape extending in a direction that allows displacement in a direction in which the worm tooth portion is separated from the wheel tooth portion, and a bearing surface having an inner surface shape along an outer periphery of the support shaft surface,
At least one of the pair of bearing portions includes an urging mechanism that applies an urging force in a direction in which the worm tooth portion meshes with the wheel tooth portion by contacting the outer end portion inserted into the opening. It has a point.

これによると、ウォームシャフトの両端が軸受機構により支持される状況では、付勢機構の付勢力によりウォーム歯部がホイール歯部に噛合する状態が維持される。また、ウォームシャフトの支軸面が、先細り状で駆動軸芯を基準にして滑らかに外方に膨れる回転面として形成され、軸受部の軸受面が支軸面の外周に沿う形状であるため、支軸面が軸受面に当接することによりウォームシャフトは、両端部において調芯状態で支持される。
そして、ホイールギヤに大きい負荷が作用した場合には、軸受機構の開口部においてウォームシャフトの変位が許容されることにより、付勢機構の付勢力に抗してウォーム歯部がホイール歯部から離間する方向に変位が可能となり、この変位時にはウォーム歯部がホイール歯部の歯幅方向に変位しないため、異常な噛み合い状態に陥ることがない。特に、この構成ではボールベアリング等の軸受を必要としないため、装置の大型化を招くこともない。
従って、大きい負荷が作用しても異音を発生させることのない減速装置が小型に構成された。
According to this, in a situation where both ends of the worm shaft are supported by the bearing mechanism, the state in which the worm teeth mesh with the wheel teeth is maintained by the urging force of the urging mechanism. Further, since the support shaft surface of the worm shaft is formed as a rotating surface that is tapered and smoothly expands outward with respect to the drive shaft center, and the bearing surface of the bearing portion is shaped along the outer periphery of the support shaft surface, The worm shaft is supported in a centered state at both ends by the contact of the support shaft surface with the bearing surface.
When a large load acts on the wheel gear, the displacement of the worm shaft is allowed in the opening of the bearing mechanism, so that the worm tooth separates from the wheel tooth against the urging force of the urging mechanism. In this displacement, the worm tooth portion does not displace in the direction of the width of the wheel tooth portion, so that an abnormal meshing state does not occur. In particular, since this configuration does not require a bearing such as a ball bearing, the size of the apparatus does not increase.
Therefore, a reduction gear that does not generate abnormal noise even when a large load acts is configured to be small.

本発明は、前記駆動軸芯に直交する方向視で前記支軸面の曲率が、前記駆動軸芯に直交する方向視で前記軸受面の曲率より大きく設定されても良い。   In the present invention, a curvature of the support shaft surface in a direction perpendicular to the drive shaft core may be set to be larger than a curvature of the bearing surface in a direction perpendicular to the drive shaft core.

これによると、軸受面に支軸面が当接する状態では、これらが比較的小さい面積の領域で当接し、この当接領域の外周位置の軸受面と支軸面との間に間隙が形成されるため、ウォームシャフトの姿勢の変化が可能となる。また、支軸面が駆動軸芯を中心とした回転面として形成されているため、調芯機能を維持しつつ、ウォームシャフトの姿勢を滑らかに変化させることも可能となる。   According to this, in a state in which the spindle surface comes into contact with the bearing surface, they come into contact with each other in a relatively small area, and a gap is formed between the bearing surface and the spindle surface at the outer peripheral position of this contact region. Therefore, the posture of the worm shaft can be changed. Further, since the support shaft surface is formed as a rotation surface about the drive shaft center, the posture of the worm shaft can be smoothly changed while maintaining the centering function.

本発明は、一対の前記軸受部の何れか少なくとも一方の前記開口部のうち、前記軸受面が形成される部位における前記駆動軸芯と直交する断面が、前記ウォームを前記ホイールギヤに対して離間可能な方向に延びる長孔として形成されると共に、この開口部の内面の一部のうち、前記長孔の長手方向の端部位置に前記支軸面が形成されても良い。   In the present invention, a cross section orthogonal to the drive shaft core at a portion where the bearing surface is formed in at least one of the openings of any of the pair of bearing portions separates the worm from the wheel gear. The support shaft surface may be formed as a long hole extending in a possible direction, and a part of the inner surface of the opening may be formed at an end position of the long hole in the longitudinal direction.

これによると、ウォームがホイールギヤから離間する方向に変位する場合でも、ウォームシャフトの外端部が長孔の長手方向に沿って変位するため、ウォーム歯部が、ホイール歯部の歯幅方向に変位する不都合を招くことがなく、異常な噛み合い状態に陥ることもない。   According to this, even when the worm is displaced in a direction away from the wheel gear, the outer end of the worm shaft is displaced along the longitudinal direction of the long hole, so that the worm tooth is in the width direction of the wheel tooth. It does not cause any inconvenience of displacement and does not fall into an abnormal meshing state.

本発明は、一対の前記軸受部のうちの一方に前記駆動軸芯に沿う方向に貫通孔が形成され、
当該軸受部に挿入される前記ウォームシャフトの前記外端部と、前記ウォームを駆動回転するアクチュエータの駆動軸とを連結するバネ材が、前記貫通孔に挿通して配置されても良い。
In the present invention, a through hole is formed in one of the pair of bearing portions in a direction along the drive shaft core,
A spring material for connecting the outer end portion of the worm shaft inserted into the bearing portion and a drive shaft of an actuator for driving and rotating the worm may be disposed so as to pass through the through hole.

これによると、ウォームがホイールギヤから離間する方向に変位することにより、ウォームシャフトの外端部と、アクチュエータの駆動軸との相対的な位置関係が変化する場合でも、バネ材が弾性変形することによりアクチュエータの駆動軸の駆動力をウォームシャフトに伝えることが可能となる。   According to this, the spring material is elastically deformed even when the relative position between the outer end of the worm shaft and the drive shaft of the actuator changes due to the displacement of the worm in a direction away from the wheel gear. Thereby, the driving force of the drive shaft of the actuator can be transmitted to the worm shaft.

本発明は、前記付勢機構が、前記ウォームシャフトの前記外端部または前記支軸面に当接する球状の当接面を有する当接部材と、この当接部材を付勢するスプリングとを備えても良い。   In the present invention, the biasing mechanism includes a contact member having a spherical contact surface that contacts the outer end portion or the support shaft surface of the worm shaft, and a spring that biases the contact member. May be.

これによると、スプリングで付勢された当接部材が当接することにより、付勢力によって支軸面を軸受面に当接させる状態を維持できる。また、ウォームシャフトが回転する場合には、ウォームシャフトの外端部または支軸面の外面に当接部材が当接するためウォームシャフトの円滑な回転を可能にする。   According to this, the contact member urged by the spring comes into contact, and the state in which the support shaft surface is brought into contact with the bearing surface by the urging force can be maintained. Further, when the worm shaft rotates, the contact member comes into contact with the outer end of the worm shaft or the outer surface of the support shaft surface, so that the worm shaft can rotate smoothly.

ギヤ減速装置の断面図である。It is sectional drawing of a gear reduction gear. 第1軸受機構と第2軸受機構との断面図である。It is sectional drawing of a 1st bearing mechanism and a 2nd bearing mechanism. 負荷増大時の第1軸受機構と第2軸受機構との断面図である。It is sectional drawing of the 1st bearing mechanism and the 2nd bearing mechanism at the time of load increase. 図3のIV−IV線断面図である。FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV of FIG. 3. 図3のV−V線断面図である。FIG. 5 is a sectional view taken along line VV of FIG. 3. 別実施形態の第1軸受機構と第2軸受機構との断面図である。It is sectional drawing of the 1st bearing mechanism and 2nd bearing mechanism of another embodiment.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔基本構成〕
図1に示すように、駆動軸芯Xを中心に回転自在なウォームAと、駆動軸芯Xに直交する出力軸芯Yを中心に回動自在なホイールギヤBとをハウジング1に収容してギヤ減速装置100が構成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Basic configuration)
As shown in FIG. 1, a worm A rotatable around a drive shaft X and a wheel gear B rotatable around an output shaft Y orthogonal to the drive shaft X are housed in a housing 1. A gear reduction device 100 is configured.

ギヤ減速装置100は、例えば、自動車等の車両において、運転座席のシートバックの姿勢の設定や、パワースライドドアの作動、あるいは、サンルーフの開閉等の駆動源として用いられる。   The gear reduction device 100 is used, for example, in a vehicle such as an automobile, as a driving source for setting a seat back posture of a driver seat, operating a power slide door, and opening and closing a sunroof.

ウォームAは、金属材料や樹脂材料により形成されるものであり、駆動軸芯Xと同軸芯で配置されるウォームシャフト2の中央部に駆動軸芯Xを中心とする螺旋状のウォーム歯部3を備えている。このウォームシャフト2は、両端部が軸受機構Cによって回転自在にハウジング1に支持されている。   The worm A is formed of a metal material or a resin material. The worm A has a helical worm tooth 3 centered on the drive shaft X at the center of the worm shaft 2 arranged coaxially with the drive shaft X. It has. Both ends of the worm shaft 2 are rotatably supported by the housing 1 by a bearing mechanism C.

ホイールギヤBは、出力軸芯Yを中心に円形となるディスク状部5の外周に複数のホイール歯部6を形成しており、ディスク状部5の中央には出力軸芯Yと同軸芯で出力シャフト7を備えている。また、ホイールギヤBは、ハウジング1に対してボールベアリング等の軸受によって回転自在に支持される。   The wheel gear B has a plurality of wheel teeth portions 6 formed on the outer periphery of a disk-shaped portion 5 that is circular with the output shaft center Y as a center. An output shaft 7 is provided. The wheel gear B is rotatably supported on the housing 1 by a bearing such as a ball bearing.

この構成から、アクチュエータとしての電動モータ9でウォームAを駆動回転することにより、ホイールギヤBが回転し、出力シャフト7から減速動力が出力される。   With this configuration, when the worm A is driven and rotated by the electric motor 9 as an actuator, the wheel gear B is rotated, and deceleration power is output from the output shaft 7.

特に、このギヤ減速装置100では、出力シャフト7に作用する負荷が増大し、ウォームAをホイールギヤBから離間させる方向に大きい力が作用した場合でも、この力の作用による異音の発生を抑制するようにウォームシャフト2の駆動軸芯Xの変位を許容するように軸受機構Cが構成されている。   In particular, in the gear reduction device 100, even when a load acting on the output shaft 7 increases and a large force acts in a direction to separate the worm A from the wheel gear B, generation of abnormal noise due to the action of the force is suppressed. The bearing mechanism C is configured to allow the displacement of the drive shaft core X of the worm shaft 2 in such a manner.

〔軸受機構〕
図1、図2に示すように、軸受機構Cは、駆動軸芯Xに沿う方向で電動モータ9から離間する位置(図1で左側)の第1軸受機構C1と、この反対側で電動モータ9に近接する位置(図1で右側)の第2軸受機構C2とで構成されている。各々の軸受機構Cには、ブロック状の軸受部11を備えており、これらの軸受部11はハウジング1に対して嵌め込む状態で支持されている。
(Bearing mechanism)
As shown in FIGS. 1 and 2, the bearing mechanism C includes a first bearing mechanism C1 at a position (left side in FIG. 1) separated from the electric motor 9 in a direction along the drive axis X, and an electric motor at the opposite side. 9 (the right side in FIG. 1). Each bearing mechanism C includes a block-shaped bearing portion 11, and these bearing portions 11 are supported by being fitted into the housing 1.

ウォームシャフト2の両端の外端部2aには、先細り状で滑らかに外方に膨れ、駆動軸芯Xを中心とする回転面となる支軸面2asが形成されている。尚、支軸面2asは調芯機能を有するものであればどのような形状でも良いが、本実施形態では、半球状に成形された支軸面2asを示している。   The outer end portions 2a at both ends of the worm shaft 2 are formed with a support shaft surface 2as which is tapered and smoothly swells outward and serves as a rotation surface around the drive shaft center X. The support surface 2as may have any shape as long as it has a centering function, but in the present embodiment, the support surface 2as formed in a hemispherical shape is shown.

各々の軸受部11は、ウォームシャフト2の外端部2aが挿入される開口部11aを、駆動軸芯Xに沿う方向での一方の端面に形成すると共に、他方の端面には開口部11aに連通する貫通孔11bを駆動軸芯Xに沿う方向に形成している。開口部11aには、支軸面2asの外周に沿う内面形状となる軸受面11asを備えている。   Each of the bearings 11 has an opening 11a into which the outer end 2a of the worm shaft 2 is inserted, on one end face in a direction along the drive shaft core X, and an opening 11a on the other end face. The communicating through-hole 11b is formed in a direction along the drive shaft core X. The opening 11a is provided with a bearing surface 11as having an inner shape along the outer periphery of the support shaft surface 2as.

特に、駆動軸芯Xに直交する方向視における支軸面2asの曲率が、駆動軸芯Xに直交する方向視における軸受面11asの曲率より少し大きく設定されている。この実施形態では、支軸面2asが半球状であるため、この支軸面2asの半径が、軸受面11asの半径より小さく設定される。   In particular, the curvature of the support shaft surface 2as when viewed in a direction perpendicular to the drive shaft core X is set slightly larger than the curvature of the bearing surface 11as when viewed in a direction perpendicular to the drive shaft core X. In this embodiment, since the support surface 2as is hemispherical, the radius of the support surface 2as is set smaller than the radius of the bearing surface 11as.

図4、図5に示すように、各々の軸受部11に形成される開口部11aのうち、軸受面11asが形成される部位において前記駆動軸芯Xと直交する姿勢の断面は、ウォームAをホイールギヤBから離間可能な方向に延びる長孔状に形成され、この開口部11aの内面のうち、長孔の長手方向の両端側(図では上下方向の端部)に前述した軸受面11asが形成される。   As shown in FIGS. 4 and 5, in the opening 11 a formed in each bearing portion 11, a cross section in a position orthogonal to the drive shaft core X at a portion where the bearing surface 11 as is formed has a worm A. It is formed in the shape of a long hole extending in a direction in which it can be separated from the wheel gear B. Of the inner surface of the opening 11a, the above-described bearing surface 11as is provided at both ends in the longitudinal direction of the long hole (vertical ends in the figure). It is formed.

つまり、開口部11aの長手方向をホイールギヤBのディスク状部5が形成される仮想平面に沿って延びる方向に設定している。これにより、ウォームシャフト2の外端部2aが、開口部11aに沿って変位する場合でも、ウォーム歯部3が、ホイール歯部6の歯幅方向に変位せず、偏った噛合を抑制するように構成されている。   That is, the longitudinal direction of the opening 11a is set to a direction extending along a virtual plane where the disk-shaped portion 5 of the wheel gear B is formed. Accordingly, even when the outer end 2a of the worm shaft 2 is displaced along the opening 11a, the worm tooth 3 is not displaced in the face width direction of the wheel tooth 6, so that the unbalanced engagement is suppressed. Is configured.

具体的な構成として、図4、図5に示すように、開口部11aのうち長孔の長手方向の長さ寸法Lが、ウォームシャフト2の外端部2aの直径より充分に大きい値となり、開口部11aのうち長孔の長手方向に直交する幅寸法Wが、ウォームシャフト2の外端部2aの直径より僅かに大きい値に設定されている。   As a specific configuration, as shown in FIGS. 4 and 5, the length L in the longitudinal direction of the long hole of the opening 11 a is a value sufficiently larger than the diameter of the outer end 2 a of the worm shaft 2, The width W of the opening 11a, which is orthogonal to the longitudinal direction of the long hole, is set to a value slightly larger than the diameter of the outer end 2a of the worm shaft 2.

尚、第1軸受機構C1と第2軸受機構C2とにおいて、ウォームシャフト2の一対の外端部2aに形成される支軸面2asは等しい形状で形成されている。また、各々の軸受部11の軸受面11asも等しい形状で形成されている。   In the first bearing mechanism C1 and the second bearing mechanism C2, the shaft surfaces 2as formed on the pair of outer ends 2a of the worm shaft 2 are formed in the same shape. Also, the bearing surfaces 11as of the respective bearing portions 11 are formed in the same shape.

第1軸受機構C1の軸受部11には、ウォームAをホイールギヤBに接近させる付勢力を作用させる付勢機構15を備えている。   The bearing portion 11 of the first bearing mechanism C1 includes an urging mechanism 15 for applying an urging force for bringing the worm A closer to the wheel gear B.

付勢機構15は、ウォームシャフト2の外端部2aの外周面に当接可能な半球状の当接面を有し、軸受部11のガイド孔部11cにスライド移動自在に収容された当接部材15aと、この当接部材15aを突出付勢する圧縮コイル型のスプリング15bとを備えて構成されている。   The biasing mechanism 15 has a hemispherical contact surface that can contact the outer peripheral surface of the outer end 2 a of the worm shaft 2, and the contact mechanism is slidably accommodated in the guide hole 11 c of the bearing 11. It comprises a member 15a and a compression coil type spring 15b for urging the contact member 15a.

更に、第2軸受機構C2の軸受部11に支持されるウォームシャフト2の外端部2aと、電動モータ9の出力軸9aとがバネ材17よってトルク伝達自在に連結されている。このバネ材17は貫通孔11bに挿通する位置に配置される。   Further, the outer end 2a of the worm shaft 2 supported by the bearing 11 of the second bearing mechanism C2 and the output shaft 9a of the electric motor 9 are connected by a spring member 17 so as to be able to transmit torque. The spring member 17 is disposed at a position where it is inserted into the through hole 11b.

バネ材17は、断面形状が角状で、曲げ方向に柔軟に弾性変形し得る材料が用いられている。そして、このバネ材17の一端側をウォームシャフト2の外端部2aの嵌合孔部に挿通し、他端側を電動モータ9の出力軸9aの嵌合孔に挿通している。尚、バネ材17の一方の端部を、嵌合孔に対してスライド移動自在に挿入しても良い。   The spring member 17 is made of a material which has a square cross section and can be elastically deformed flexibly in the bending direction. One end of the spring member 17 is inserted through a fitting hole of the outer end 2 a of the worm shaft 2, and the other end is inserted through a fitting hole of the output shaft 9 a of the electric motor 9. Note that one end of the spring member 17 may be slidably inserted into the fitting hole.

〔駆動形態〕
電動モータ9が停止する状況、又は、低負荷で駆動される状況では出力シャフト7に作用する負荷が低いため、第1軸受機構C1では、図2に示す如く付勢機構15の付勢力により、ウォームシャフト2の支軸面2asが、軸受部11の開口部11aのうち、ホイールギヤBに近い位置の軸受面11asに当接する状態が維持される。
(Drive form)
Since the load acting on the output shaft 7 is low when the electric motor 9 is stopped or when the electric motor 9 is driven with a low load, the first bearing mechanism C1 uses the urging force of the urging mechanism 15 as shown in FIG. The state where the support shaft surface 2as of the worm shaft 2 abuts on the bearing surface 11as of the opening 11a of the bearing portion 11 at a position close to the wheel gear B is maintained.

このように付勢機構15の付勢力でウォームシャフト2の姿勢が決まるため、第2軸受機構C2では、ウォームシャフト2の支軸面2asが、軸受部11の開口部11aのうち、ホイールギヤBから離間する位置の軸受面11asに当接する状態が維持される。   As described above, since the posture of the worm shaft 2 is determined by the urging force of the urging mechanism 15, in the second bearing mechanism C <b> 2, the support shaft surface 2 as of the worm shaft 2 The state of contact with the bearing surface 11as at a position separated from the bearing surface is maintained.

また、付勢機構15の付勢力でウォームシャフト2の姿勢が決まる状態において、ウォーム歯部3と、ホイール歯部6とが最適な状態で噛合するように設計されている。更に、各々の軸受部11では、ウォームシャフト2の支軸面2asが軸受面11asに当接するため、各々の軸受部11においてウォームシャフト2の外端部2aが調芯状態に達し、ウォームシャフト2の姿勢(駆動軸芯Xの姿勢)が安定する。   In a state where the posture of the worm shaft 2 is determined by the urging force of the urging mechanism 15, the worm tooth portion 3 and the wheel tooth portion 6 are designed to mesh with each other in an optimal state. Further, in each of the bearing portions 11, the support shaft surface 2as of the worm shaft 2 comes into contact with the bearing surface 11as, so that the outer end portion 2a of the worm shaft 2 in each bearing portion 11 reaches an alignment state, and the worm shaft 2 (The attitude of the drive shaft center X) is stabilized.

そして、電動モータ9が駆動され出力シャフト7に作用する負荷が、予め設定された値を超えて上昇した場合には、ウォーム歯部3に対してホイール歯部6から離間させる力が作用する。これにより、第1軸受機構C1の軸受部11では、図3に示すように、付勢機構15のスプリング15bの付勢力に抗して変位する結果、ウォームシャフト2の支軸面2asが、軸受部11の開口部11aのうち、付勢機構15を備えた位置の軸受面11asに当接する状態に達する。   When the electric motor 9 is driven and the load acting on the output shaft 7 rises above a preset value, a force is exerted on the worm tooth 3 to separate it from the wheel tooth 6. As a result, the bearing 11 of the first bearing mechanism C1 is displaced against the biasing force of the spring 15b of the biasing mechanism 15 as shown in FIG. The opening 11a of the portion 11 reaches a state in which it comes into contact with the bearing surface 11as at a position where the urging mechanism 15 is provided.

このようにウォームシャフト2の姿勢が決まるため、第2軸受機構C2では図3に示す如く、ウォームシャフト2の支軸面2asが、軸受部11の開口部11aのうち、ホイールギヤBに近接する位置の軸受面11asに当接する状態が維持される。   Since the attitude of the worm shaft 2 is determined in this manner, in the second bearing mechanism C2, as shown in FIG. 3, the support shaft surface 2as of the worm shaft 2 is close to the wheel gear B in the opening 11a of the bearing portion 11. The state of contact with the bearing surface 11as at the position is maintained.

また、電動モータ9の出力軸9aの回転力をウォームシャフト2の外端部2aに対してバネ材17によって伝えるため、ウォームシャフト2の姿勢が変化した場合でもバネ材17が撓むように弾性変形した状態で駆動が行われる。   In addition, since the rotational force of the output shaft 9a of the electric motor 9 is transmitted to the outer end 2a of the worm shaft 2 by the spring member 17, the spring member 17 is elastically deformed so as to bend even when the posture of the worm shaft 2 changes. Driving is performed in the state.

このようにウォームシャフト2の姿勢が変化した場合にも、各々の軸受部11では、ウォームシャフト2の支軸面2asが軸受面11asに当接するため、各々の軸受部11においてウォームシャフト2の外端部2aが調芯状態に達し、ウォームシャフト2の姿勢(駆動軸芯Xの姿勢)が安定する。   Even when the attitude of the worm shaft 2 is changed in this way, since the support shaft surface 2as of the worm shaft 2 abuts the bearing surface 11as in each of the bearing portions 11, the outer surface of the worm shaft 2 in each of the bearing portions 11 is formed. The end 2a reaches the alignment state, and the attitude of the worm shaft 2 (the attitude of the drive axis X) is stabilized.

このような構成から、出力シャフト7に過大な負荷が作用した場合には、ウォームAが、ホイールギヤBから離間する方向に変位する。この変位は、長孔状に形成された開口部11aに沿って行われるため、ウォーム歯部3がホイール歯部6の歯幅方向で一方に偏る位置関係に陥ることはない。その結果、ウォーム歯部3とホイール歯部6とが異常な噛み合い状態に陥る不都合を抑制し、異音を発生させることもない。尚、ウォームAが変位することによりウォーム歯部3とホイール歯部6との破損も抑制される。   With such a configuration, when an excessive load acts on the output shaft 7, the worm A is displaced in a direction away from the wheel gear B. Since this displacement is performed along the opening 11a formed in the shape of a long hole, the worm tooth portion 3 does not fall into a positional relationship deviated to one side in the tooth width direction of the wheel tooth portion 6. As a result, the inconvenience of the worm tooth portion 3 and the wheel tooth portion 6 falling into an abnormal meshing state is suppressed, and no abnormal noise is generated. Note that the displacement of the worm A also suppresses the damage of the worm teeth 3 and the wheel teeth 6.

特に、この構成では、ボールベアリング等の軸受を用いない構成でありながら、ウォームシャフト2の駆動軸芯Xの精度を高く維持することを可能にしており、軸受を必要としないため、装置の小型化を可能にし、コストの低減も実現している。   In particular, in this configuration, although the configuration does not use a bearing such as a ball bearing, it is possible to maintain the accuracy of the drive shaft X of the worm shaft 2 at a high level, and no bearing is required. And cost reduction has been realized.

〔別実施形態〕
本発明は、上記した実施形態以外に以下のように構成しても良い(実施形態と同じ機能を有するものには、実施形態と共通の番号、符号を付している)。
[Another embodiment]
The present invention may be configured as follows in addition to the above-described embodiment (those having the same functions as those of the embodiment are denoted by the same reference numerals and symbols as those of the embodiment).

(a)図6に示すように、ウォームシャフト2の両端の外端部2aに対し、先細り状で滑らかに外方に膨れ、駆動軸芯Xを中心とする回転面となる支軸面2asとして、半球と比較して駆動軸芯Xの方向に突出する形状に成形する。 (A) As shown in FIG. 6, the support shaft surface 2 as a tapered and smoothly swelling outward with respect to the outer end portions 2 a at both ends of the worm shaft 2, and serving as a rotation surface about the drive shaft core X. , In a shape protruding in the direction of the drive shaft center X as compared with the hemisphere.

この別実施形態では、軸受部11の開口部11aが実施形態と同様に長孔状に形成されるものであり、支軸面2asの曲率が軸受面11asの曲率より大きく設定される。特に、軸受機構Cを構成する第1軸受機構C1に対し、実施形態と同様の構成の付勢機構15を備えるものの、付勢機構15の付勢力により支軸面2asが当接する位置(同図の下側)にだけ軸受面11asを形成している。   In this alternative embodiment, the opening 11a of the bearing portion 11 is formed in a long hole shape as in the embodiment, and the curvature of the support shaft surface 2as is set to be larger than the curvature of the bearing surface 11as. In particular, although a biasing mechanism 15 having the same configuration as that of the embodiment is provided for the first bearing mechanism C1 constituting the bearing mechanism C, the position at which the support shaft surface 2as abuts on the biasing force of the biasing mechanism 15 (see FIG. The bearing surface 11as is formed only on the lower side).

また、軸受機構Cを構成する第2軸受機構C2では、実施形態と同様に長孔の長手方向(図6で上下方向)の両端側に対して、前述した軸受面11asが形成される。   Further, in the second bearing mechanism C2 constituting the bearing mechanism C, the above-described bearing surfaces 11as are formed on both ends in the longitudinal direction of the long hole (the vertical direction in FIG. 6) as in the embodiment.

このような構成ものでも、出力シャフト7に作用する負荷が変動した場合には、第2軸受機構C2において調芯状態でウォームシャフト2の外端部2aを支持することが可能となる。   Even with such a configuration, when the load acting on the output shaft 7 fluctuates, the outer end portion 2a of the worm shaft 2 can be supported in the centered state in the second bearing mechanism C2.

(b)付勢機構15を、第1軸受機構C1と第2軸受機構C2との双方に備える。このように付勢機構15を備える場合に、低負荷でウォームシャフト2が実施形態と同様の姿勢に維持されるように、第1軸受機構C1では、実施形態と同じ方向に付勢力を作用させ、第2軸受機構C2では、これと反対側に付勢力を作用させるように構成できる。 (B) The biasing mechanism 15 is provided in both the first bearing mechanism C1 and the second bearing mechanism C2. When the urging mechanism 15 is provided as described above, the first bearing mechanism C1 applies an urging force in the same direction as the embodiment so that the worm shaft 2 is maintained in the same posture as the embodiment at a low load. The second bearing mechanism C2 can be configured to apply an urging force to the opposite side.

(c)電動モータ9の駆動力をウォームシャフト2に伝える伝動構造として、ウォームシャフト2の端部と、出力軸9aの端部との間に、トルク伝達自在に嵌合するスプライン構造や、ドッグクラッチと同様の構造を備えることにより、バネ材17を用いないように構成しても良い。 (C) As a transmission structure for transmitting the driving force of the electric motor 9 to the worm shaft 2, a spline structure that fits between the end of the worm shaft 2 and the end of the output shaft 9a so as to freely transmit torque, a dog, and the like. By providing a structure similar to that of the clutch, the spring member 17 may not be used.

本発明は、ウォームと、これに噛合するホイールギヤとを備えたギヤ減速装置に利用することができる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a gear reduction device including a worm and a wheel gear that meshes with the worm.

2 ウォームシャフト
2a 外端部
2as 支軸面
3 ウォーム歯部
6 ホイール歯部
9 電動モータ(アクチュエータ)
11 軸受部
11a 開口部
11b 貫通孔
11as 軸受面
15 付勢機構
15a 当接部材
15b スプリング
17 バネ材
100 ギヤ減速装置
A ウォーム
B ホイールギヤ
C 軸受機構
X 駆動軸芯
Y 出力軸芯
2 Worm shaft 2a Outer end 2as Support shaft surface 3 Worm teeth 6 Wheel teeth 9 Electric motor (actuator)
11 Bearing 11a Opening 11b Through Hole 11as Bearing Surface 15 Biasing Mechanism 15a Contact Member 15b Spring 17 Spring Material 100 Gear Reduction Device A Worm B Wheel Gear C Bearing Mechanism X Drive Shaft Center Y Output Shaft Center

Claims (5)

駆動軸芯を中心に回転するウォームシャフトの中央位置にウォーム歯部を備えたウォームと、
前記ウォーム歯部に噛合するホイール歯部を外周に備え、前記駆動軸芯と直交する姿勢の出力軸芯を中心に回転するホイールギヤとを備えると共に、
前記ウォームシャフトの両端の外端部に、先細り状で前記駆動軸芯を基準にして滑らかに外方に膨れ前記駆動軸芯を中心とする回転面となる支軸面が形成され、
前記ウォームの両端部を支持する軸受機構が、前記ウォームシャフトの前記外端部が挿入される開口部を有する軸受部で構成され、
前記開口部が、前記ホイール歯部から前記ウォーム歯部が離間する方向への変位を許容する方向に延びる形状で、且つ前記支軸面の外周に沿う内面形状となる軸受面を備えており、
一対の前記軸受部の少なくとも何れか一方に、前記開口部に挿入された前記外端部に当接して前記ウォーム歯部を前記ホイール歯部に噛合させる方向に付勢力を作用させる付勢機構を備えているギヤ減速装置。
A worm having a worm tooth portion at a central position of a worm shaft that rotates about a drive shaft center;
A wheel gear that meshes with the worm tooth portion is provided on the outer periphery, and a wheel gear that rotates about an output shaft center in a posture orthogonal to the drive shaft center is provided.
At the outer end portions at both ends of the worm shaft, a support shaft surface which is tapered and swells outward smoothly with reference to the drive shaft center and serves as a rotation surface around the drive shaft center is formed,
A bearing mechanism that supports both ends of the worm is configured with a bearing having an opening into which the outer end of the worm shaft is inserted,
The opening portion has a shape extending in a direction that allows displacement in a direction in which the worm tooth portion is separated from the wheel tooth portion, and a bearing surface having an inner surface shape along an outer periphery of the support shaft surface,
At least one of the pair of bearing portions includes an urging mechanism that applies an urging force in a direction in which the worm tooth portion meshes with the wheel tooth portion by contacting the outer end portion inserted into the opening. Gear reducer provided.
前記駆動軸芯に直交する方向視で前記支軸面の曲率が、前記駆動軸芯に直交する方向視で前記軸受面の曲率より大きく設定されている請求項1に記載のギヤ減速装置。   2. The gear reduction device according to claim 1, wherein a curvature of the support shaft surface is set to be larger than a curvature of the bearing surface when viewed in a direction perpendicular to the drive shaft core. 一対の前記軸受部の何れか少なくとも一方の前記開口部のうち、前記軸受面が形成される部位における前記駆動軸芯と直交する断面が、前記ウォームを前記ホイールギヤに対して離間可能な方向に延びる長孔として形成されると共に、この開口部の内面の一部のうち、前記長孔の長手方向の端部位置に前記支軸面が形成されている請求項1又は2に記載のギヤ減速装置。   Of the at least one of the pair of bearing portions, at least one of the openings, a cross section orthogonal to the drive shaft center at a portion where the bearing surface is formed is in a direction in which the worm can be separated from the wheel gear. 3. The gear reduction according to claim 1, wherein the shaft is formed as an elongated hole, and the shaft surface is formed at a longitudinal end position of the elongated hole in a part of an inner surface of the opening. 4. apparatus. 一対の前記軸受部のうちの一方に前記駆動軸芯に沿う方向に貫通孔が形成され、
当該軸受部に挿入される前記ウォームシャフトの前記外端部と、前記ウォームを駆動回転するアクチュエータの駆動軸とを連結するバネ材が、前記貫通孔に挿通して配置されている請求項1〜3のいずれか一項に記載のギヤ減速装置。
A through hole is formed in one of the pair of bearing portions in a direction along the drive shaft core,
A spring material for connecting the outer end portion of the worm shaft inserted into the bearing portion and a drive shaft of an actuator for driving and rotating the worm is disposed so as to pass through the through hole. The gear reduction device according to claim 3.
前記付勢機構が、前記ウォームシャフトの前記外端部または前記支軸面に当接する球状の当接面を有する当接部材と、この当接部材を付勢するスプリングとを備えている請求項1〜4のいずれか一項に記載のギヤ減速装置。   The said urging mechanism is provided with the contact member which has a spherical contact surface which contacts the said outer end part or the said support shaft surface of the said worm shaft, and the spring which urges this contact member. The gear reduction device according to any one of claims 1 to 4.
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