説明

ウォーム減速機

【課題】少量のグリスによってウォーム噛み合い部の潤滑性が維持されるウォーム減速機を提供する。
【解決手段】ウォーム10の回転を減速してウォームホイール20に伝達するウォーム減速機2であって、ケーシングは、ウォームホイール20の端面20bに間隙53をもって対向するホイール対向面51aと、このホイール対向面51aに対して凹状に窪むグリス溜め凹部52と、を備え、このグリス溜め凹部52がウォーム10とウォームホイール20のウォーム噛み合い部60に対峙する位置に設けられる構成とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ウォームの回転を減速してウォームホイールに伝達するウォーム減速機に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、この種のウォーム減速機として、特許文献1に開示されたものは、ウォームとウォームホイールを収容するケーシング内にグリスを充填し、このグリスによってウォーム噛み合い部が潤滑される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2009−130980号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、このような従来のウォーム減速機にあっては、グリスがケーシング内に分散し、少量のグリスではウォーム噛み合い部の潤滑性を維持することが難しいという問題点があった。
【0005】
この対策として、グリスの充填量を増やすと、ウォーム噛み合い部の潤滑性を維持することができるが、グリスの使用量が増えることによって製品のコストアップを招く。
【0006】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、少量のグリスによってウォーム噛み合い部の潤滑性が維持されるウォーム減速機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、回転するウォームと、ウォームと噛み合うことによって回転駆動されるウォームホイールと、ウォーム及びウォームホイールを収容するケーシングと、を備え、ウォームの回転を減速してウォームホイールに伝達するウォーム減速機であって、ケーシングは、ウォームホイールの端面に間隙をもって対向するホイール対向面と、このホイール対向面に凹状に窪んで形成されたグリス溜め凹部と、を備え、このグリス溜め凹部がウォームとウォームホイールのウォーム噛み合い部に対峙する位置に設けられることを特徴とするものとした。
【発明の効果】
【0008】
本発明によると、グリス溜め凹部に溜められるグリスがウォーム噛み合い部との間で循環し、ケーシングに充填されるグリスの量を減らすことと、ウォーム噛み合い部の潤滑性を維持することを両立できる。ケーシングに充填されるグリスの量を減らすことにより、ウォーム及びウォームホイールに付与されるグリスの粘性抵抗を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本発明の実施形態を示すウォーム減速機の断面図。
【図2】同じくウォーム減速機の縦断面図。
【図3】同じくギヤハウジングを下方から見た平面図。
【図4】同じく図3のE−E線に沿うギヤハウジングの断面図。
【図5】同じく図3のD−O−D線に沿うギヤハウジングの断面図。
【図6】同じくロアカバーの斜視図。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【0011】
図1〜6に示すウォーム減速機2は、電動パワーステアリング装置1に設けられ、電動モータ3の回転を車両の操舵機構(図示せず)に操舵アシスト力として伝達するものである。
【0012】
図2において、符号4は電動パワーステアリング装置1のステアリングハウジングを示し、このステアリングハウジング4には、操舵出力シャフト5がベアリング6を介して回転可能に支持される。
【0013】
操舵出力シャフト5は、運転者のハンドル操作による操舵トルクが入力されるとともに、ウォーム減速機2を介して電動モータ3の操舵アシスト力が入力される。操舵出力シャフト5が回転すると、その中程に設けられるピニオン(図示せず)に噛み合うラックシャフト(図示せず)が移動し、このラックシャフトに連携するタイロッド(図示せず)等を介して車輪が操舵される。
【0014】
以下、ウォーム減速機2の構成を説明する。ここで、互いに直交するX、Y、Zの3軸を設定し、X軸が略水平前後方向、Y軸が略水平横方向、Z軸が上下方向(略垂直方向)に延びるものとする。
【0015】
ウォーム減速機2は、電動モータ3によって回転駆動されるウォーム10と、このウォーム10に噛み合うウォームホイール20とを備え、ウォーム10の回転を減速してウォームホイール20に伝達する。
【0016】
ウォーム10は、中心軸Mを中心として回転する円柱状をしており、その外周につる巻き形状のウォーム歯部11が設けられる。
【0017】
ウォーム10は、電動モータ3のモータシャフト3aが連結される基端部12と、ベアリング7を介して回転可能に支持される基端軸部13と、ベアリング8を介して回転可能に支持される先端軸部14とを有する。
【0018】
ウォームホイール20は、中心軸Pを中心として回転する円盤状をしており、その外周にホイール歯部21が設けられる。
【0019】
ウォームホイール20は、操舵出力シャフト5の先端部(下端部)に連結される。操舵出力シャフト5には、ベアリング6のインナレース6aと、環状のスペーサ29と、ウォームホイール20とが順に嵌合され、そのネジ部5aに螺合するナット9を介して締結される。
【0020】
図4に示すように、ウォームホイール20の中心軸Pは、Z軸に沿って上下方向(略垂直方向)に延びる。
【0021】
ウォーム10の中心軸Mは、Y軸(略水平方向)及びウォームホイール20の中心軸Pに対して傾斜角θをもって傾斜する。これにより、電動モータ3がウォーム減速機2から斜め下方に突出するように配置される。
【0022】
なお、これに限らず、ウォーム10の中心軸Mが、ウォームホイール20の中心軸Pに対して略直交してY軸方向(略水平方向)に延び、電動モータ3がウォーム減速機2から横方向に突出するように配置される構成としてもよい。
【0023】
図2に示すように、ウォーム減速機2は、ウォーム10とウォームホイール20が収容されるケーシングとして、ステアリングハウジング4に組み付けられるギヤハウジング30と、このギヤハウジング30に組み付けられるロアカバー50とを備える。ギヤハウジング30は、ステアリングハウジング4の下端部に組み付けられる。
【0024】
図5に示すように、ギヤハウジング30の上部には、ステアリングハウジング4の下端に当接する取り付け座32と、この取り付け座32に開口する4つのネジ穴31が形成される。ギヤハウジング30は、各ネジ穴31に螺合するボルト(図示せず)を介してステアリングハウジング4に締結される。
【0025】
図2に示すように、ベアリング6のアウタレース6bは、ステアリングハウジング4とギヤハウジング30の間に介装される。
【0026】
ギヤハウジング30は、ウォーム10を収容する筒状のウォーム収容部36を有する。
【0027】
図1、4に示すように、ウォーム収容部36は、ウォーム10の先端に対峙する底壁部36aと、ウォーム歯部11を包囲するウォーム包囲壁部36bと、電動モータ3が組み付けられる開口壁部36cとを有する。
【0028】
ウォーム包囲壁部36bの奥部に形成されたインロー部36dにベアリング8が介装され、ウォーム包囲壁部36bの開口端部に形成されたインロー部36eにベアリング7が介装される。
【0029】
ウォーム包囲壁部36bは、ウォーム10の中心軸Mを中心とする円筒状のウォーム包囲壁面36gを有する。このウォーム包囲壁面36gは、ウォーム歯部11に間隙39を持って対峙する。
【0030】
ギヤハウジング30は、ウォームホイール20を収容する筒状のホイール収容部33を有する。
【0031】
図2、5に示すように、ホイール収容部33は、ウォームホイール20の端面20aに対向する天井壁部33aと、ウォームホイール20を包囲するホイール包囲壁部33bと、ロアカバー50に対する取り付け座33cとを有する。
【0032】
天井壁部33aは、中心軸Pに対して直交する平面状のホイール対向面33hを有する。このホイール対向面33hは、ウォームホイール20の端面20aに対して平行に対峙する。ホイール対向面33hとウォームホイール20の端面20aの間に間隙37が画成される。
【0033】
ホイール包囲壁部33bは、中心軸Pを中心とする円筒面状のホイール包囲壁面33gを有する。このホイール包囲壁面33gは、ホイール歯部21に間隙38を持って対峙する
ホイール包囲壁部33bとウォーム包囲壁部36bは、一体的に結合され、両者の間に連通窓40が開口される。この連通窓40にウォーム10とウォームホイール20のウォーム噛み合い部60が配置される。
【0034】
ホイール包囲壁部33bの開口端部に形成されたインロー部33eにロアカバー50が嵌合して組み付けられる。
【0035】
ホイール収容部33は、取り付け座33cに開口する3つのネジ穴33dが形成される。ロアカバー50は、各ネジ穴33dに螺合するボルト(図示せず)を介してギヤハウジング30に締結される。
【0036】
図2、6に示すように、円盤状のロアカバー50は、取り付け座33cに当接するフランジ部50aと、インロー部33eに嵌合する外周面50bとを有する。ロアカバー50は、図示しないボルトを介してフランジ部50aがギヤハウジング30に締結される。フランジ部50aと取り付け座33cの間にはシール材56が介装され、密封される。
【0037】
ロアカバー50は、ウォームホイール20の端面20bに対向する円盤状のホイール対向台部51と、このホイール対向台部51の側部に窪むグリス溜め凹部52とを有する。
【0038】
ホイール対向台部51は、ウォームホイール20の中心軸Pと直交する平面状のホイール対向面51aと、中心軸Pを中心とする円筒状に延びるホイール対向台部側面51bとを有する。
【0039】
ホイール対向面51aは、ウォームホイール20の端面20bに対して平行に対峙する。ホイール対向面51aとウォームホイール20の端面20bの間に間隙53が画成される。この間隙53の寸法は、ホイール対向面51aがウォームホイール20の端面20bに干渉しない範囲でできるだけ小さく設定される。
【0040】
グリス溜め凹部52は、ホイール対向面51aに凹状に窪んで形成され、中心軸Pと直交する平面状の凹部底面52aと、この凹部底面52aからホイール対向面51aへと延びる凹部側面52bとを有する。
【0041】
凹部底面52aは、ウォーム噛み合い部60の下方に配置され、ウォーム噛み合い部60に対峙する。
【0042】
凹部側面52bは、ウォーム噛み合い部60に沿って凹状に湾曲する曲面に形成される。凹部側面52bは、図1に示すように、ウォーム噛み合い部60を囲むように、ホイール包囲壁面33gに対向して断面円弧形状に窪む曲面に形成される。
【0043】
図1に示すように、ギヤハウジング30は、中心軸Pとしてグリス溜め凹部52が形成される角度範囲が、中心軸Pとして連通窓40が形成される角度範囲を含むように形成される。本実施形態では、中心軸Pとしてグリス溜め凹部52が形成される角度範囲と、中心軸Pとして連通窓40が形成される角度範囲とが、互いに略等しくなるように形成される。
【0044】
ロアカバー50のグリス溜め凹部52とギヤハウジング30のウォームホイール20を包囲するホイール包囲壁面33gとの間に所定容積の空間が画成され、この空間にウォーム噛み合い部60を潤滑する潤滑剤としてグリスが溜められる。
【0045】
ウォーム減速機2の組み立て時に、ホイール歯部21の全周に渡ってグリスが塗られたウォームホイール20がギヤハウジング30に組み付けられることによって、所定量のグリスがケーシング内に充填される。
【0046】
ロアカバー50は、ホイール対向台部51の中央部に凹状に窪むナット収容凹部58を有する。このナット収容凹部58に操舵出力シャフト5の先端部とこれに螺合するナット9が収容される。
【0047】
以下、ウォーム減速機2の作用を説明する。
【0048】
ウォーム減速機2は、電動モータ3によってウォーム10が回転駆動され、ウォーム10のウォーム歯部11とウォームホイール20のホイール歯部21がウォーム噛み合い部60にて噛み合うことによって、ウォーム10の回転がウォームホイール20に減速して伝達される。
【0049】
ウォームホイール20の回転往復動によって、ウォームホイール20のまわりに付着したグリスは、凹部側面52bによってせき止められてグリス溜め凹部52に集められる。
【0050】
ウォーム噛み合い部60は、図4に示すように、つる巻き形状のウォーム歯部11が平歯状のホイール歯部21に噛み合う構造のため、グリスを送るポンプ機能を有する。ウォーム10が一方向に回転するときにグリス溜め凹部52に溜められたグリスがウォーム噛み合い部60に吸い込まれ、ウォーム10が他方向に回転するときにウォーム噛み合い部60から吐出されるグリスがグリス溜め凹部52に戻される。
【0051】
ウォーム歯部11の回転中心軸Pとホイール歯部21の回転中心軸Mが傾斜角θを持つことによって、グリス溜め凹部52に臨むウォーム歯部11とホイール歯部21の噛み合い部の開口部が大きくなり、この噛み合い部にグリスを吸い込みやすくなる。
【0052】
こうして、ウォーム10の回転方向が切り替わることによって、ウォーム噛みい部60とグリス溜め凹部52の間でグリスが循環し、ウォーム噛み合い部60がグリスによって潤滑され、ウォーム歯部11とホイール歯部21が円滑に摺接し、ウォーム噛み合い部60から打音が生じることを抑えられる。
【0053】
また、グリス溜め凹部を有さない従来装置において、ケーシング内に充填されるグリス量を増やすことによって、ウォーム噛み合い部ら打音が生じることを抑えられる。しかし、この場合には、ケーシング内にグリスが充満すると、ウォームとウォームホイールに付与されるグリスの粘性抵抗が大きくなり、ステアリングの戻り時等にて操舵感が悪化する。この操舵感の悪化を解消するために、ステアリングの戻り時に操舵アシスト力を付与する制御が必要になり、製品のコストアップを招く。
【0054】
以下、本実施形態の要旨と作用、効果を説明する。
【0055】
本実施形態では、軸Mを中心に回転するウォーム10と、このウォーム10と噛み合うことによって軸Pを中心に回転駆動されるウォームホイール20と、ウォーム10及びウォームホイール20を収容するケーシングと、を備え、ウォーム10の回転を減速してウォームホイール20に伝達するウォーム減速機2であって、ケーシングは、ウォームホイール20の端面20bに間隙53をもって対向するホイール対向面51aと、このホイール対向面51aに凹状に窪んで形成されたグリス溜め凹部52と、を備え、このグリス溜め凹部52がウォーム10とウォームホイール20のウォーム噛み合い部60に対峙する位置に設けられる構成とする。
【0056】
上記構成に基づき、グリス溜め凹部52に溜められるグリスがウォーム噛み合い部60との間で循環し、ケーシングに充填されるグリスの量を減らすことと、ウォーム噛み合い部60の潤滑性を維持することを両立できる。ケーシングに充填されるグリスの量を減らすことにより、ウォーム10及びウォームホイール20に付与されるグリスの粘性抵抗を低減し、操舵感が悪化することを回避できるる。
【0057】
本実施形態では、グリス溜め凹部52は、ウォームホイール20の端面20bに対峙する凹部底面52aと、この凹部底面52aからホイール対向面51aへと延びる凹部側面52bと、を有し、凹部底面52aはウォーム噛み合い部60の下方に配置され、凹部側面52bは凹状に湾曲する構成とした。
【0058】
上記構成に基づき、グリス溜め凹部52は、ウォーム噛み合い部60の下方に位置して凹状に窪む空間として画成され、重力によってグリス溜め凹部52に溜められるグリスがウォーム噛み合い部60との間で循環し、少量のグリスをケーシングに充填しても、ウォーム噛み合い部60の潤滑性を維持することができる。
【0059】
グリス溜め凹部52に溜められるグリスは、凹状に湾曲する凹部側面52bに沿って循環し、再びウォーム噛み合い部60に吸い込まれる。
【0060】
本実施形態では、凹部側面52bは、ウォーム噛み合い部60に沿って凹状に湾曲する曲面に形成されるが、これに限らず、例えば凹部側面52bの両端部を平面状に形成してもよい。
【0061】
本実施形態では、ケーシングは、ウォームホイール20を収容するギヤハウジング30と、このギヤハウジング30に組み付けられるロアカバー50と、を備え、このロアカバー50は、ウォームホイール20の端面20bに対向する円盤状のホイール対向台部51を備え、グリス溜め凹部52はホイール対向台部51の側部に窪む形状とし、凹部側面52bはウォーム噛み合い部60に沿って凹状に湾曲する構成とした。
【0062】
上記構成に基づき、ウォームホイール20の端面20bに対向するホイール対向面51aを有するホイール対向台部51によってケーシング内の容積が削減され、ホイール対向台部51の側部に窪むグリス溜め凹部52にグリスが集められ、少量のグリスを用いてウォーム噛み合い部60の潤滑性を維持することができる。
【0063】
本発明は上記の実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【符号の説明】
【0064】
1 電動パワーステアリング装置
2 ウォーム減速機
10 ウォーム
20 ウォームホイール
20b 端面
30 ギヤハウジング
50 ロアカバー
51 ホイール対向台部
51a ホイール対向面
52 グリス溜め凹部
52a 凹部底面
52b 凹部側面
53 間隙

【特許請求の範囲】
【請求項1】
回転するウォームと、
前記ウォームと噛み合うことによって回転駆動されるウォームホイールと、
前記ウォーム及び前記ウォームホイールを収容するケーシングと、を備え、
前記ウォームの回転を減速して前記ウォームホイールに伝達するウォーム減速機であって、
前記ケーシングは、
前記ウォームホイールの端面に間隙をもって対向するホイール対向面と、
前記ホイール対向面に凹状に窪んで形成されたグリス溜め凹部と、を備え、
前記グリス溜め凹部が前記ウォームと前記ウォームホイールのウォーム噛み合い部に対峙する位置に設けられたことを特徴とするウォーム減速機。
【請求項2】
前記グリス溜め凹部は、
前記ウォームホイールの端面に対峙する凹部底面と、
前記凹部底面から前記ホイール対向面へと延びる凹部側面と、を有し、
前記凹部底面は前記ウォーム噛み合い部の下方に配置され、
前記凹部側面は凹状に湾曲したことを特徴とする請求項1に記載のウォーム減速機。
【請求項3】
前記ケーシングは、
前記ウォームホイールを収容するギヤハウジングと、
前記ギヤハウジングに組み付けられるロアカバーと、を備え、
前記ロアカバーは前記ウォームホイールの前記端面に対向する前記ホイール対向面を有する円盤状のホイール対向台部を備え、
前記グリス溜め凹部は前記ホイール対向台部の側部に窪む形状とし、
前記凹部側面は前記ウォーム噛み合い部に沿って凹状に湾曲したことを特徴とする請求項1または2に記載のウォーム減速機。

【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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【図6】
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【公開番号】特開2012−167779(P2012−167779A)
【公開日】平成24年9月6日(2012.9.6)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−30936(P2011−30936)
【出願日】平成23年2月16日(2011.2.16)
【出願人】(000000929)カヤバ工業株式会社 (2,151)
【Fターム(参考)】