JP6975379B2 - ウォーム減速機 - Google Patents
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Description
具体的には、特許文献2では、ハウジングにおいてウォームホイールの軸方向に対向する一対の内壁部に、ウォームシャフトの軸方向およびウォームホイールの軸方向の双方と直交する方向に延びる断面三角形状のグリース戻し溝が設けられている。グリース戻し溝は、ウォームホイールの軸方向から見て噛合部と重なる領域に配置されている。操舵時に、噛合部に付着するグリースがウォームホイールの歯すじ方向に押し出されて、グリース戻し溝に押し込まれる。グリース戻し溝に押し込まれたグリースは、グリース戻し溝の傾斜状の内面によって案内されて、ウォームシャフトおよびウォームホイール側へ押し出された後、ウォームシャフトに付着され、噛合部に戻される。
特許文献1では、ハウジング内でウォームシャフトが回転されると、その回転方向に応じて、ウォームシャフトにおいて螺旋状の歯が形成された歯面形成部が、ウォームシャフトの軸方向に沿って潤滑剤を送るように機能する。
そこで、本発明の目的は、付勢部材と軸受との当接部分の擦れに起因する不具合の発生を抑制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。
請求項2記載の発明のように、請求項1に記載のウォーム減速機において、前記縮径部がテーパ状であってもよい。
請求項4記載の発明のように、請求項1から3の何れか一項に記載のウォーム減速機において、前記ハウジングに、前記シャフト収容部の内部空間であるシャフト収容空間(50S)において前記一方の端部に対して前記歯面形成部の反対側に配置される空間部分(50S1)と、前記ホイール収容部の内部空間であるホイール収容空間(60S)とを連通する連通孔(300)が形成されていてもよい。
請求項3記載の発明では、縮径部の内径が略ストレート部の内径よりも小さくされることで、潤滑剤の送り圧力を実質的に高めることが可能となる。
請求項4記載の発明では、ウォームホイールの所定方向の回転に伴って、ホイール収容空間の潤滑剤が、連通孔を介して、シャフト収容空間において一方の端部に対して歯面形成部の反対側に配置される空間部分へ潤滑剤が送られ、該潤滑剤が、付勢部材と軸受の外周面との当接部分に供給される。このため、前記当接部分における摩耗や擦れ音の発生が一層、抑制される。
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態に係るウォーム減速機1が適用された電動パワーステアリング装置2の概略構成を示す模式図である。図1を参照して、電動パワーステアリング装置2は、操舵機構3および転舵機構4を備えている。電動パワーステアリング装置2は、運転者によるステアリングホイール(操舵部材)5の操作に基づいて転舵輪6を転舵させる。操舵機構3は、運転者によるステアリングホイール5の操作を補助するアシスト機構7を備えている。
コラムシャフト9は、ステアリングホイール5に連結される入力シャフト9aと、インターミディエイトシャフト10に連結される出力シャフト9bと、入力シャフト9aおよび出力シャフト9bを同軸上に連結するトーションバー9cとを含む。
転舵機構4は、ラックシャフト14およびタイロッド15を有している。ラックシャフト14には、ピニオン11aに噛み合うラック14aが形成されている。タイロッド15は、その一端がラックシャフト14に連結されて、その他端が転舵輪6に連結されている。
トルクセンサ16は、入力シャフト9aと出力シャフト9bとの間の捩れ量に基づき操舵トルクTを検出する。ECU18は、トルクセンサ16により検出された操舵トルクTと車速センサ17により検出された車速Vとに基づいて、アシストトルクを決定する。電動モータ19は、ECU18により駆動制御される。電動モータ19の回転力(動力)は、ウォーム減速機1を介してステアリングシャフト8のコラムシャフト9の出力シャフト9bに伝達される。その結果、アシストトルクが出力シャフト9bに付与されて、運転者のステアリング操作が補助される。
ウォームホイール24は、コラムシャフト9の出力シャフト9bに一体回転可能に連結されている。ウォームホイール24は、出力シャフト9bに一体回転可能に結合された環状の芯金24aと、芯金24aに外嵌された環状の樹脂部材24bとを含む。樹脂部材24bの外周面には、歯面形成部24cが設けられている。ウォームホイール24の歯面形成部24cの歯は、ウォームシャフト21の歯面形成部21dの歯と噛み合っている。
動力伝達継手27は、第1回転要素27a、第2回転要素27bおよび中間要素27cを有する。第1回転要素27aは、ウォームシャフト21の第2端部21bに一体回転可能に連結されている。第2回転要素27bは、電動モータ19の出力シャフト19aに一体回転可能に連結されている。中間要素27cは、第1回転要素27aおよび第2回転要素27bの間に介在され、両回転要素27a,27bの間にトルクを伝達する。中間要素27cは、ゴムなどの弾性体で形成されている。
ハウジング20は、ウォームシャフト21、第1軸受22、第2軸受23、ウォームホイール24、付勢部材25、蓋部材26、および動力伝達継手27などを収容する。ハウジング20は、例えばアルミニウム合金鋳物で形成されている。
ハウジング20の内部空間20Sは、シャフト収容部50の内部空間であるシャフト収容空間50Sと、ホイール収容部60の内部空間であるホイール収容空間60Sとを含む。シャフト収容空間50Sは、第1軸受収容部51で区画される第1軸受収容空間51Sと、第2軸受収容部52で区画される第2軸受収容空間52Sと、中間部収容部53で区画される中間部収容空間53Sと、第1開口54Sと、第2開口55Sとを含む。
第1軸受収容空間51Sは、第1軸受22がウォームシャフト21とウォームホイール24との芯間距離D1が増減する方向に移動する軸受移動孔として機能する。芯間距離D1は、ウォームシャフト21の中心軸C1と、ウォームホイール24の中心軸C2との距離である。前記軸受移動孔は、芯間距離D1が増減する方向に長い長孔に形成される。
具体的には、付勢部材収容孔70には、第1軸受収容空間51Sに開口する内側開口70aと、内部空間20Sの外部に開口する外側開口70bとが形成されている。外側開口70bは、閉塞部材71で閉塞されている。付勢部材25は、閉塞部材71と第1軸受22の外輪41の外周面41aとの間に介在し、閉塞部材71および外輪41の外周面41aと当接されている。付勢部材25は、第1軸受22を介してウォームシャフト21の第1端部21aをウォームホイール24側に弾性的に付勢する。
略ストレート部80は、略一定の内径で、第2軸受収容部52側から第1軸受収容部51側に向かって、ウォームシャフト21の軸方向Xに略ストレート状に延びる。
第2軸受収容部52に、第2端部21bと、第2端部21bに取り付けられた第2軸受23とが収容されている。第2開口55Sは、軸方向Xにおけるハウジング20の他端に形成されている。第2軸受収容部52により区画される第2軸受収容空間52Sは、第2開口55Sを介して、ハウジング20の内部空間20Sの外部に連通している。
本実施形態によれば、図2に示すように、シャフト収容部50が、ウォームシャフト21の軸方向Xにおいて歯面形成部21dの歯面と重複する位置から歯面非形成部21eと重複する位置まで内径が縮径された縮径部90を含む。このため、シャフト収容部50の縮径部90とウォームシャフト21との間の径方向Rの隙間空間SSの断面積が、ウォームシャフト21の軸方向において歯面形成部21dの歯面と重複する位置から歯面非形成部21eと重複する位置まで縮小される。このため、ウォームシャフト21が所定方向に回転されるときに、潤滑剤が、縮径部90の内側で且つ歯面非形成部21eの外側の隙間空間SSの部分へ、高い送り圧力と高い送り速度で送られ(白抜き矢符を参照)、さらには、付勢部材25と第1軸受22の外周面(外輪41の外周面41a)との当接部分Gに供給される。このため、当接部分Gにおける摩耗や擦れ音の発生が抑制される。
また、縮径部90の内径が略ストレート部80の内径よりも小さくされることで、潤滑剤の送り圧力を実質的に高めることが可能となる。
また、ウォーム減速機1の組立時において、治具(図示せず)等を用いて、ハウジング20の内部空間20Sに潤滑剤を加圧供給して充填するときに、縮径部90の働きで、潤滑剤が、当接部分Gに供給され易くなるという利点もある。
(第2実施形態)
図3は本発明の第2実施形態に係るウォーム減速機1Pの概略断面図である。図3の第2実施形態のウォーム減速機1Pが、図2の第1実施形態のウォーム減速機1と異なるのは、略ストレート部80に対して縮径された縮径部として、第1軸受収容部51に向かうにしたがって連続的に縮径されたテーパ状の第1縮径部100と、第1縮径部100より第1端部21a側に配置された略ストレート状の第2縮径部200とを含む点である。テーパ状の第1縮径部100の勾配(軸方向Xに対する傾斜勾配)が、略ストレート部80に設けられた抜け勾配(例えば3度)よりも大きくされている。
なお、図示していないが、第1縮径部100の全体が、歯面形成部21dの径方向Rの外側に配置され、第2縮径部200の全体が、歯面非形成部21eの径方向Rの外側に配置されてもよい。また、第1縮径部100の一部が、歯面形成部21dの径方向Rの外側に配置され、第1縮径部100の残りの部分と第2縮径部200の全体が、歯面非形成部21eの径方向Rの外側に配置されてもよい。
(第3実施形態)
図4は本発明の第3実施形態に係るウォーム減速機1Qの概略断面図である。図4の第2実施形態のウォーム減速機1Qが、図2の第1実施形態のウォーム減速機1と異なるのは、ハウジング20に、シャフト収容空間50Sにおいて、第1端部21aに対して歯面形成部21dの反対側に配置される空間部分50S1と、ホイール収容空間60Sとを連通する連通孔300が形成されている点である。シャフト収容空間50Sの空間部分50S1は、第1開口54Sおよび第1軸受収容空間51Sの少なくとも一方の一部を含むように構成される。
また、ウォーム減速機1Qの組立時において、ハウジング20の内部空間20Sに潤滑剤を加圧供給して充填するときに、中間部収容空間53S側からだけでなく、ホイール収容空間60S側から連通孔300を介して、当接部分Gへ潤滑剤が供給されるので、当接部分Gに潤滑剤が供給され易くなるという利点もある。
また、縮径部は、連続的に縮径されるものであってもよいし、1ないし複数段階で段階的に縮径されるものであってもよい。その他、本発明は、特許請求の範囲記載の範囲内で種々の変更を施すことができる。
Claims (5)
- 軸方向の一方の端部および他方の端部と、前記一方の端部と前記他方の端部との間に配置され前記一方の端部よりも径の大きい中間部と、を有するウォームシャフトと、
前記ウォームシャフトと噛み合うウォームホイールと、
前記ウォームシャフトが収容される筒状のシャフト収容部と前記ウォームホイールが収容されるホイール収容部とを含むハウジングと、
前記ウォームシャフトの一方の端部を回転可能に支持する軸受と、
前記軸受の外周面と当接し、前記軸受を介して前記ウォームシャフトを前記ウォームホイール側に付勢する付勢部材と、
前記ハウジングの内部空間に収容された潤滑剤と、を備え、
前記ウォームシャフトの前記中間部は、歯面が形成された歯面形成部と、前記一方の端部と前記歯面形成部との間に形成された歯面非形成部と、を有し、
前記シャフト収容部は、略一定の内径で前記ウォームシャフトの軸方向に延びる略ストレート部と、前記略ストレート部より前記一方の端部側に配置され、前記ウォームシャフトの軸方向において前記歯面形成部の前記歯面と重複する位置から前記歯面非形成部と重複する位置まで内径が縮径された縮径部と、を含み、
前記縮径部は、前記略ストレート部と接続され前記歯面形成部の径方向の外側に配置される一端部と、前記歯面非形成部の径方向の外側に配置される他端部と、を含む、ウォーム減速機。 - 請求項1に記載のウォーム減速機において、前記縮径部がテーパ状である、ウォーム減速機。
- 請求項1または2に記載のウォーム減速機において、前記縮径部の前記内径が、前記略ストレート部の内径よりも小さくされている、ウォーム減速機。
- 請求項1から3の何れか一項に記載のウォーム減速機において、前記ハウジングに、前記シャフト収容部の内部空間であるシャフト収容空間において前記一方の端部に対して前記歯面形成部の反対側に配置される空間部分と、前記ホイール収容部の内部空間であるホイール収容空間とを連通する連通孔が形成されている、ウォーム減速機。
- 請求項4に記載のウォーム減速機において、前記連通孔が、前記ウォームホイールの外周に対向する開口を有する、ウォーム減速機。
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