説明

ウォーム減速機及び電動パワーステアリング装置

【課題】簡易安価な構成で、ウォームとウォームホイールとの間のバックラッシュ初期調整を可能にし、組立性も向上させるウォーム減速機を提供する。
【解決手段】ウォーム1aを備えたウォーム軸1の一方の軸受3を、ウォーム1aを収容したハウジング4に対して分離された軸受フタ5で受け、軸受フタ5をハウジング4に対してウォーム1aとウォームホイール2との間のバックラッシュを増減させるように所定範囲で可動とし、軸受フタ5を前記所定範囲内の任意の位置でハウジング4に締付固定可能とした。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、自動車などの操舵力を補助する電動パワーステアリング装置などに用いられ、ウォームとウォームホイールとを備えたウォーム減速機、このウォーム減速機を備えた電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【0002】
電動パワーステアリング装置では、操舵出力軸を駆動して、操舵力を補助するのに電動モータ駆動のウォーム減速機が用いられるが、そのウォームとウォームホイールとの間の軸間距離、つまりバックラッシュの調整を好適にすることが大事であり、そのために種々の提案が為されている。
【0003】
図5は、そのような提案の一つであって、本発明の背景技術であるウォーム減速機の一例を示す要部断面図であり、特許文献1に記載されたものである。
【0004】
このウォーム減速機40は、ウォーム31aを備えたウォーム軸31と、このウォーム31aと噛み合うウォームホイール32と、ウォーム軸31の両端の軸部分を受ける軸受33A、33Bと、ウォーム軸31とウォームホイール32とを収容したハウジング34と、軸受33Bをバックラッシュ調整可能に支持する可動軸受体35とを備えている。
【0005】
ウォーム軸31の電動モータM側の軸受33Aは、一般規格品のころがり玉軸受が用いられているが、他方側の軸受33Bは、肉厚の薄いブッシュタイプのものである。
【0006】
可動軸受体35は、ハウジング34の軸受33Bを受ける部分に設けられた案内部35a、この案内部35aにスライド可能に収容され、案内される押付体35b、この押付体35bを付勢するコイルバネ35c、及び、このコイルバネ35cを押付体35b側に押し付け、案内部35aの孔上部にネジ係合される操作体35dを備えている。
【0007】
ウォーム軸31の軸受33Bは、押付体35bに収容されて、操作体35dとコイルバネ35cとにより、軸受33Bのウォームホイール32の軸に対する位置、つまり、ウォーム31aとウォームホイール32との間のバックラッシュの調整と好適化が可能となっている。
【0008】
しかしながら、このウォーム減速機40においては、可動軸受体35は多数の部品で構成され、組立工数もそれだけ多く必要なので、コスト面、組立性の点で改良が必要だと考えられた。
【0009】
また、この問題は、電動パワーステアリング装置に用いられるウォーム減速機だけに限らず、ウォーム減速機一般にも共通する問題であった。
【特許文献1】特開2003−194157号公報(図1、図2の符号6、8、9)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
本発明は、上記問題を解決しようとするもので、簡易安価な構成で、ウォームとウォームホイールとの間のバックラッシュ初期調整を可能にし、組立性も向上させるウォーム減速機、及び、このウォーム減速機を備えた電動パワーステアリング装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明のウォーム減速機は、ウォームとウォームホイールとを備えたウォーム減速機であって、前記ウォームを備えたウォーム軸の軸受の少なくとも一方側を、前記ウォームを収容したハウジングに対して分離された軸受フタで受け、前記軸受フタを前記ハウジングに対して前記ウォームとウォームホイールとの間のバックラッシュを増減させるように所定範囲で可動とし、該軸受フタを前記所定範囲内の任意の位置で前記ハウジングに締付固定可能としたことを特徴とする。
【0012】
本発明の電動パワーステアリング装置は、上記ウォーム減速機を操舵出力軸の駆動に用いたことを特徴とする。
【発明の効果】
【0013】
本発明のウォーム減速機によれば、前記ウォームを備えたウォーム軸の軸受の少なくとも一方側を、前記ウォームを収容したハウジングに対して分離された軸受フタで受け、前記軸受フタを前記ハウジングに対して前記ウォームとウォームホイールとの間のバックラッシュを増減させるように所定範囲で可動とし、該軸受フタを前記所定範囲内の任意の位置で前記ハウジングに締付固定可能としたので、簡易安価な構成で、ウォームとウォームホイールとの間のバックラッシュ初期調整を可能にし、組立性も向上させることができる。
【0014】
本発明の電動パワーステアリング装置によれば、上記ウォーム減速機を操舵出力軸の駆動に用いたので、上記ウォーム減速機の効果を、電動パワーステアリング装置として発揮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
以下に、本発明の実施の形態(実施例)について、図面を用いて説明する。
【実施例1】
【0016】
図1は、本発明のウォーム減速機の一例を示すもので、(a)は、その要部断面図、(b)は、(a)の要部拡大図、(c)は、(a)のA矢視図、(d)は、(a)における軸受と嵌合孔との関係を概念的に示す図である。
【0017】
図1(a)のウォーム減速機10は、ウォーム1aとウォームホイール2とを備え、直交あるいは斜交する軸間での減速動力伝達手段として一般に用いられるもので、特に、自動車などの操舵力を補助する電動パワーステアリング装置において、操舵出力軸を駆動するのに好適に用いられるものである。
【0018】
このウォーム減速機10は、既述のウォーム1aとウォームホイール2とに加え、このウォーム1aを備えたウォーム軸1、このウォーム軸1の両端の軸部分を回転可能に支持する一対の軸受3、ウォーム軸1とウォームホイール2とを収容するハウジング4、このハウジング4の一方の軸受3を収容する部分に、ハウジング4に対して分離されて設けられた軸受フタ5、及び、ウォーム軸1を回転駆動する電動モータ7を備えている。
【0019】
一対の軸受3は、ウォーム軸1の軸部分を直接受けるもので、一般規格品のころがり玉軸受で構成されている。なお、ここで用いる軸受としては、この例示のようにころがり玉軸受だけに限定されず、一般に軸受として用いられるものであれば、適宜採用可能であり、例えば、滑り軸受などであってもよい。
【0020】
反電動モータ7側の軸受3は、軸受フタ5の軸受孔5aに締まりばめのはめあいで嵌合されているが、図1(b)に示すように、その軸方向長さの全部が嵌まり込んでいるのではなく、その一部が、軸受孔5aから突出している。
【0021】
この軸受3の突出部分は、ハウジング4側に対応して設けられた嵌合孔4aに嵌まり込んでいるが、本発明の特徴は、この嵌合孔4aの内径が、軸受3の外径に対して、この軸受3が嵌合孔4a内で、ウォーム1aとウォームホイール2との間のバックラッシュを増減させるように所定範囲の移動を可能とする内径となっている点である。
【0022】
より具体的には、軸受3と嵌合孔4aとの軸中心を一致させた状態で、図1(b)及び(d)に示すように、軸受3の外径と嵌合孔4aの内径との間に隙間Sが生じるようになっている。
【0023】
また、この嵌合孔4aは、図1(d)に示すように、円形の軸受3の外径に対し、ウォーム1aとウォームホイール2との軸中心を結ぶ軸中心線M方向への長孔、つまり、所定範囲でウォーム1aとウォームホイール2との間のバックラッシュを増減させる方向の長孔となっている。
【0024】
軸受フタ5は、また、図1(b)に示すように、ハウジング4の当接面に対して油密を確保すべく、Oリング5cを嵌め込むためのシール溝5bと、図1(a)及び(c)に示すように、この軸受フタ5をハウジング4に対して締付固定するための締付ボルト5dとを備えている。
【0025】
軸受フタ5に設けられた、この締付ボルト5dを貫通させる貫通孔5eは、締付ボルト5dに対し余裕のある内径となっており、嵌合孔4a内での軸受3の所定範囲での移動を阻止せず、軸受フタ5を締付ボルト5dによって、前記所定範囲内の任意の位置でハウジング4に締付固定可能とするものである。
【0026】
このように構成されたウォーム減速機10によれば、軸受フタ5を軸受3と共に、嵌合孔4a内の可動範囲で移動させることによって、ウォーム1aとウォームホイール2との間のバックラッシュを初期調整し、調整が出来たら、その状態で、軸受フタ5をハウジング4に固定することで、その状態を維持することができる。
【0027】
また、この調整のために必要な部品としては、軸受フタ5だけであるので、非常に簡単で安価なものとなっている。
【0028】
更に、このウォーム軸1を組み付ける際には、軸受3だけを取り付けない状態で、ハウジング4に組み付けし、その後に、軸受3を嵌め込んだ軸受フタ5を取り付けることができるので、組立が簡単になり、組み付け性が向上する。
【0029】
つまり、本発明のウォーム減速機10によれば、簡易安価な構成で、ウォーム1aとウォームホイール2との間のバックラッシュ初期調整を可能にし、組立性も向上させることができる。
【0030】
特に、図1(d)で説明したように、嵌合孔4aを軸受3に対して、ウォーム1aとウォームホイール2との間のバックラッシュを増減させる方向の長孔としておくと、軸受3はバックラッシュ調整に必要な方向だけにしか移動しないので、調整が容易になる。
【0031】
一方、嵌合孔は、このような長孔にするのではなく、単に、軸受3の外径に対して、より内径の大きいものとすることも可能であり、その場合、嵌合孔の加工がより簡単になる。また、バックラッシュ調整方向以外にも軸受3の移動が可能であり、ウォーム1aとウォームホイール2との間の進み角の調整にも用いることができる。
【0032】
軸受3をハウジング4に対して所定範囲で移動可能とするためには、必ずしも、軸受3をハウジング4の嵌合孔4aに嵌合させる方法ではなく、軸受3を軸受フタ5に完全に収容させるようにして、軸受フタ5が、その貫通孔5eの余裕分だけ、ハウジング4に対して移動可能であるという点を利用する方法を用いてもよい。
【0033】
なお、本発明の軸受フタ5と締付ボルト5dとは、取り外しし再締め付け可能なものであるので、必要ならば、バックラッシュの再調整も可能なものである。
【0034】
また、この例では、反電動モータ7側の軸受3を移動調整可能としたが、電動モータ7側の軸受3を移動調整可能としてもよいし、双方の軸受3を移動調整可能としてもよい。
【実施例2】
【0035】
図2は、本発明のウォーム減速機の他例を示すもので、(a)は、その要部拡大断面図、(b)は、(a)における軸受フタ、軸受及び弾性体の関係を概念的に示す図である。これより、既に説明した部分と同じ部分については、同じ符号を付して重複説明を省略する。また、各部分の集合体について別個の符号がある場合については、煩雑さを避けるために、集合体の符号だけを示すようにすることがある。
【0036】
図2のウォーム減速機10Aは、図1のウォーム減速機10に比べ、軸受フタ5Aの軸受孔5fが、そこに収容する軸受3との間に隙間を生じさせ、この隙間に弾性体6が嵌め込まれるようになっている点が異なっている。
【0037】
この弾性体6は、例えばバネ鋼で製造され、弾性変形した状態で三日月形のこの隙間に嵌め込まれ、ウォーム1aとウォームホイール2との間のバックラッシュを小さくするようにウォーム軸1を付勢するものである。
【0038】
このウォーム減速機10Aは、このような弾性体6を備えているので、ウォーム減速機10の効果に加え、好適にバックラッシュが初期調整されたウォーム1aとウォームホイール2が、長期間の使用後においても、なお、良好な噛み合い状態を維持するようにできる。
【0039】
なお、弾性体6は、このようなバネ鋼製のものに限られず、上記のような付勢力を長期間に渡って維持することができるものであれば、高分子化合物で製されたものや、ゴムなどであってもよい。
【実施例3】
【0040】
図3(a)、(b)は本発明のウォーム減速機の他例を示す要部拡大断面図である。
【0041】
図3(a)のウォーム減速機10Bは、図1のウォーム減速機10に比べ、軸受フタ5Bが軸受3を出っ張りなく完全に収容する軸受孔5a′を備えたものとなり、加えて、軸受3を介した嵌合ができないので、ハウジング4Aとの嵌合のために嵌合突起5gを備えたものとなっている点が異なっている。
【0042】
また、ハウジング4Aは、その嵌合孔4bが、このような軸受フタ5Bの嵌合突起5gに対応したものとなっている。
【0043】
油密のためのOリング5c′は、ハウジング4に更に設けられたOリング溝4cに収容されて用いられるものとなっている。
【0044】
このような軸受フタ5Bと嵌合孔4bとの組み合わせであっても、両者の隙間を図3(a)に示したように図1(b)、(d)と同様の隙間Sとすることができる。
【0045】
したがって、このウォーム減速機10Bによれば、ウォーム減速機10と同様の効果を発揮することができる。
【0046】
なお、図1のウォーム減速機10を、この図3(a)のウォーム減速機10Bと比較すれば解るように、図1のウォーム減速機10では、一般規格品である軸受3を、軸受3と嵌合孔4aとの嵌合を達成するのに巧みに利用しているので、この図3(a)のウォーム減速機10Bのような嵌合突起5g及び嵌合孔4bの加工が不要になり、コストダウンが図れていることが解る。
【0047】
図3(b)のウォーム減速機10Cは、図3(a)のウォーム減速機10Bに比べ、図2のウォーム減速機10Aと同様に、軸受フタ5Cの軸受孔5f′が、そこに収容する軸受3との間に隙間を生じさせ、この隙間に弾性体6′が嵌め込まれるようになっている点が異なっている。
【0048】
この弾性体6′は、図2のウォーム減速機10Aで用いられている弾性体6と同様の機能を発揮するものである。
【0049】
したがって、このウォーム減速機10Cによれば、図3(a)のウォーム減速機10Bと同様の効果に加え、図2のウォーム減速機10Aと同様の効果を発揮する。
【実施例4】
【0050】
図4は、本発明のウォーム減速機を備えた電動パワーステアリング装置の一例を示すもので、(a)はその全体構成を概念的に示す図、(b)は、その要部縦断面図である。
【0051】
この電動パワーステアリング装置20は、ウォーム減速機10、操舵入力軸11、操舵出力軸12、トーションバー13、ステアリングラック14、ステアリングハウジング15及びトルクセンサー16を備えている。
【0052】
舵取り操作のためのハンドルHは、操舵入力軸11に連結され、操舵入力軸11と操舵出力軸12とはトーションバー13を介して連結され、操舵の際このトーションバー13に生じるトルクをトルクセンサー16で検知して、ウォーム減速機10によって、ウォームホイール2と共回転する操舵出力軸12を回転駆動する。
【0053】
操舵出力軸12には、ステアリングラック14に噛み合うステアリングピニオン12aが設けられているので、これにより、ステアリングラック14がスライドし、このスライドに伴い、自動車などの車輪Tの操舵が行われる。
【0054】
この電動パワーステアリング装置20は、上記のようにして、操舵力を補助しているが、その際、ウォーム減速機10は操舵出力軸12の駆動に用いられている。
【0055】
したがって、電動パワーステアリング装置20は、ウォーム減速機10の効果を、電動パワーステアリング装置として発揮することができる。
【0056】
ウォーム減速機10の代わりに、上述したウォーム減速機10A、10B、10Cを用いた場合には、それぞれの電動パワーステアリング装置は、それぞれのウォーム減速機10A、10B、10Cの効果を、電動パワーステアリング装置として発揮することができる。
【0057】
なお、上記では、本発明の3つの実施例を説明したが、本発明のウォーム減速機及び電動パワーステアリング装置は、これらの実施例に限定されないものである。
【産業上の利用可能性】
【0058】
本発明のウォーム減速機及び電動パワーステアリング装置は、簡易安価な構成で、ウォームとウォームホイールとの間のバックラッシュ初期調整を可能にし、組立性も向上させることが要請される産業分野に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【0059】
【図1】本発明のウォーム減速機の一例を示すもので、(a)は、その要部断面図、(b)は、(a)の要部拡大図、(c)は、(a)のA矢視図、(d)は、(a)における軸受と嵌合孔との関係を概念的に示す図
【図2】本発明のウォーム減速機の他例を示すもので、(a)は、その要部拡大断面図、(b)は、(a)における軸受フタ、軸受及び弾性体の関係を概念的に示す図
【図3】(a)、(b)は本発明のウォーム減速機の他例を示す要部拡大断面図
【図4】本発明のウォーム減速機を備えた電動パワーステアリング装置の一例を示すもので、(a)はその全体構成を概念的に示す図、(b)は、その要部縦断面図
【図5】本発明の背景技術であるウォーム減速機の一例を示す要部断面図
【符号の説明】
【0060】
1 ウォーム軸
1a ウォーム
2 ウォームホイール
3 軸受
4、4A ハウジング
4a、4b 嵌合孔
5〜5C 軸受フタ
5d 締付ボルト
5e 貫通孔
6、6′ 弾性体
10〜10C ウォーム減速機
11 操舵入力軸
12 操舵出力軸
13 トーションバー
14 ステアリングラック
15 ステアリングハウジング
16 トルクセンサー
20 電動パワーステアリング装置
S 所定範囲の可動性を与える隙間

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ウォームとウォームホイールとを備えたウォーム減速機であって、
前記ウォームを備えたウォーム軸の軸受の少なくとも一方側を、前記ウォームを収容したハウジングに対して分離された軸受フタで受け、前記軸受フタを前記ハウジングに対して前記ウォームとウォームホイールとの間のバックラッシュを増減させるように所定範囲で可動とし、該軸受フタを前記所定範囲内の任意の位置で前記ハウジングに締付固定可能としたことを特徴とするウォーム減速機。
【請求項2】
軸受フタに嵌合された軸受の一部がハウジング側に突出し、この軸受の突出部分を、ハウジング側に対応して設けられ、該軸受の外径に対して所定範囲で可動とする内径の嵌合孔に嵌合させるようにしたことを特徴とする請求項1記載のウォーム減速機。
【請求項3】
嵌合孔は、所定範囲でウォームとウォームホイールとの間のバックラッシュを増減させる方向の長孔となっていることを特徴とする請求項2記載のウォーム減速機。
【請求項4】
ウォームとウォームホイールとの間のバックラッシュを小さくするようにウォーム軸を付勢する弾性体を軸受と軸受フタとの間に嵌め込んだことを特徴とする請求項1から3のいずれか記載のウォーム減速機。
【請求項5】
請求項1から4のいずれか記載のウォーム減速機を操舵出力軸の駆動に用いたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2007−278359(P2007−278359A)
【公開日】平成19年10月25日(2007.10.25)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−103719(P2006−103719)
【出願日】平成18年4月5日(2006.4.5)
【出願人】(000000929)カヤバ工業株式会社 (2,151)
【Fターム(参考)】