噛み合いによる回転伝達機構
【課題】微粉体を混入したグリースを用いて、噛み合い面同士の歯打ち音の低減効果を長期間にわたって維持することができる、簡単な構成の噛み合いによる回転伝達機構を提供すること。
【解決手段】噛み合いにより回転を伝達する駆動部材と被駆動部材とを有し、双方の噛み合い面に潤滑グリースを塗布する回転伝達機構において、潤滑グリースに弾性材料から成る微粉体を混入すると共に、駆動部材又は被駆動部材の噛みあい面に、微粉体が嵌り込めるような細かい凹部を多数備えている。
【解決手段】噛み合いにより回転を伝達する駆動部材と被駆動部材とを有し、双方の噛み合い面に潤滑グリースを塗布する回転伝達機構において、潤滑グリースに弾性材料から成る微粉体を混入すると共に、駆動部材又は被駆動部材の噛みあい面に、微粉体が嵌り込めるような細かい凹部を多数備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、噛み合いにより回転を伝達する駆動部材と被駆動部材とを有し、双方の噛み合い面に潤滑グリースを塗布する回転伝達機構に関する。特に本発明は、とりわけ電動パワーステアリング装置用の、噛み合いにより回転を伝達する回転伝達機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用の電動パワーステアリング装置(以後、ＥＰＳと言う)には噛み合いによる回転伝達機構が用いられる。例えば、コラム型ＥＰＳでは、噛み合いによる回転伝達機構を用い、電動モータの回転をモータ出力軸からウォームにスプライン結合部を介して伝達し、次いで減速機構を構成するウォームからウォームホイールに減速して伝え同時に、出力を増大させた後、ステアリングシャフトに付与することで、ステアリング操作のトルクを補助している。
【０００３】
この回転伝達機構の、モータ出力軸とウォーム軸とのスプライン結合部において、雄スプラインと雌スプラインとの間の隙間を小さくすると組み立てが困難となり、また僅かな寸法誤差で雄スプラインと雌スプラインとの間にコジリが発生し、作動トルクが増大するため、ある程度の隙間(バックラッシ)を与える必要がある。しかし、この隙間を大きく与えると、例えば、電動モータが逆転した時や、石畳等の悪路を走行してタイヤから反力が伝達された場合等に、バックラッシに起因して歯打音が発生する場合があり、それが車室内に騒音として伝わると運転者に不快感を与えることになる。
【０００４】
また、この現象は、ウォームとウォームホイールとからなる歯車減速機構においても同様であり、ウォームとウォームホイールの噛み合いの隙間を小さくすると組み立てが困難となり、僅かな寸法誤差で歯面同士のコジリが発生し、作動トルクが増大するため、ある程度の隙間(バックラッシ)を与える必要がある。しかし、この隙間を大きく与えると、例えば、歯車の回転方向が逆転した時や、石畳等の悪路を走行してタイヤから反力が伝達された場合等に、バックラッシに起因して歯打音が発生する場合があり、それが車室内に騒音として伝わると運転者に不快感を与えることになる。
【０００５】
同様の問題は、電動パワーステアリング装置の、噛み合いによる回転伝達機構に限らず、一般の噛み合いによる回転伝達機構においても存在する。このため、従来は、適正なバックラッシとなるように、歯車の組み合わせを選別して回転伝達機構を組み立てて(いわゆる層別組み立て)いるが、この方法では生産性が著しく低いという問題点がある。
【０００６】
そこで、例えば、ウォーム軸をウォームホイールへ向けて偏倚とすると共に、ウォーム軸をその偏倚方向へ付勢するバネ体等の付勢手段を設けることによりバックラッシをなくするようにした電動パワーステアリング装置の噛み合いによる回転伝達機構が、特許文献１や特許文献２において提案されている。
【０００７】
また、歯車同士の歯打ち音を低減させるために、特許文献３に示されるように、グリースに、弾性特性を有するパウダー(微粉体)を混入して歯面に介在させることにより、直接的な歯面の接触を防ぐ技術が用いられている。
【特許文献１】特開２０００−４３７３９号公報
【特許文献２】特開２００４−３０６８９８号公報
【特許文献３】特開２００５−２６３９８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の上記噛み合いによる回転伝達機構の内、特許文献１あるいは特許文献２等の減速機構は、構造が極めて複雑になり、製造コストがかさむという問題点がある。
【０００９】
特に、特許文献２の噛み合いによる回転伝達機構である減速機では、ギヤ動作によって、ウォーム軸が変動してしまうため、ウォームの噛み合い部にコジリが発生し、作動トルクが増大してしまう。この問題を回避するため、噛み合い隙間を与えると、歯打ち音が発生するため、この噛み合いをどの程度にするべきかを容易に決定できず、モータの取り付け位置を設定するのが困難であった。
【００１０】
また、特許文献３に示される技術においては、混入したパウダーは、グリース中の異物とも言える存在なので、歯車同士が滑り合いながら噛み合い続けると、異物は排除され易く、使用時間が経過するにつれて、パウダーは歯面の噛み合い面から排除され、ベースグリースのみが残り、歯打ち音の低減効果は薄れてしまう。
【００１１】
そこで、例えば、ギヤ部分を密封してグリースを充填すれば、この問題を改善することができるが、パウダーの混入したグリースが常に歯面に回り込む程に充填率を高めておく必要があり、グリースの調度が高い場合には、抵抗になってフリクションの増大を招いてしまう。
【００１２】
さらに、ギヤ歯面の歯打ち音を低減させるためには、硬度の低いパウダーが有効だが、ギヤ駆動時の歯面間の力によりパウダーは押しつぶされ、塑性変形が発生してしまうという問題点もあった。
【００１３】
本発明は、上述した従来例の有する不都合を改善し、微粉体を混入したグリースを用いて、歯車同士の歯打ち音の低減効果を長期間にわたって維持することができる、簡単な構成の噛み合いによる回転伝達機構を提供すること。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を達成するために、本発明では、噛み合いにより回転を伝達する駆動部材と被駆動部材とを有し、双方の噛み合い面に潤滑グリースを塗布する回転伝達機構において、前記潤滑グリースに弾性材料から成る微粉体を混入すると共に、前記駆動部材若しくは前記被駆動部材の噛みあい面に、前記微粉体が嵌り込めるような細かい凹部を多数備え、この細かい凹部は、前記微粉体の粒径よりも大きな径で、微粉体の粒径よりも小さな深さを持つ窪み、あるいは、前記微粉体の粒径よりも大きな幅で、微粉体の粒径よりも小さな深さを持つ微細な溝であることを特徴としている。
【００１５】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記細かい凹部は、その表面性状を示すスキューネスが正の値となるもので、前記微粉体は、前記歯面の輪郭曲線要素の平均長さと同程度、あるいはそれ以下の粒径を持つことを特徴としている。
【００１６】
前記細かい凹部は、その表面性状を示すスキューネスが０から負の値となるもので、前記微粉体は、前記歯面の輪郭曲線要素の平均長さの半分以下の粒径を持つことを特徴としている。
【００１７】
また、本発明の好ましい態様によれば、噛み合いにより回転を伝達する駆動部材と被駆動部材とを有し、双方の噛み合い面に潤滑グリースを塗布する回転伝達機構において、前記潤滑グリースに弾性材料から成る微粉体を混入すると共に、前記駆動部材を前記被駆動部材に押し付ける予圧機構を有しており、この予圧機構における前記駆動部材の弾性的な可動距離が、前記微粉体の粒径よりも大きいことを特徴としている。
【００１８】
さらに、本発明の好ましい態様によれば、噛み合いにより回転を伝達する駆動部材と被駆動部材とを有し、双方の噛み合い面に潤滑グリースを塗布する回転伝達機構において、前記潤滑グリースに、複数種類の平均粒径の微粉体を混合した混合微粉体を添加する。この混合微粉体は、その粒径の大きさに応じた硬度を有していることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ベースグリースに弾性材料から成る微粉体を混入すると共に、駆動部材若しくは被駆動部材の噛み合い面の表面に、多数の窪み(又は微細な溝)が存在する為、微粉体が、これらの窪み(又は微細な溝)に嵌り込んで排除されにくくなり、また、窪みに隠れてしまって微粉体の弾性的な効果を損なうということもなく、歯打ち音を長期にわたって低減することができる
また、本発明の好ましい態様によれば、駆動部材若しくは被駆動部材の噛み合い面に存在する微細な輪郭の谷部に嵌り込み易い、表面性状のスキューネスに応じた大きさの微粉体を使用することにより、微粉体が排除されにくくなり、歯打ち音の低減効果を長期間維持することができる。
【００２０】
本発明の好ましい態様によれば、ベースグリースに微粉体を混入すると共に、駆動部材の予圧機構を設けたので、駆動部材と被駆動部材との噛み合い面から微粉体が排除されたとしても、予圧機構により噛み合い面車同士が押し付けられ、噛み合い面間の隙間が生じることないため、微粉体と予圧機構の相乗効果により、歯打ち音の発生を抑えることができ、歯打ち音の低減効果を長期間維持することができる。
【００２１】
本発明の好ましい態様によれば、このウォームの弾性的な可動距離を微粉体の粒径よりも大きく設定することにより、歯車の噛み合い面から微粉体が排除されても、ウォームは弾性的な予圧力を保持しているので、歯車同士が押し付けられ、歯打ち音の発生を確実に抑えることができる。
【００２２】
さらに、本発明の好ましい態様によれば、ベースグリースに複数種類の平均粒径の微粉体を添加したので、低負荷時には、粒径の大きな微粉体のみが駆動部材若しくは被駆動部材の噛み合い面面に接触し、高負荷時には、粒径の小さなものも接触するため、粒径の大きな微粉体が過剰につぶされることなく変形が防止され、ギヤの歯打ち音を低減するのを長期間にわたって維持することができる。
【００２３】
本発明の好ましい態様によれば、この複数の微粉体の硬度を変え、小さな粒径の微粉体の硬度をさらに上げると、粒径の大きい微粉体が過剰に圧縮されず、ギヤ打音の低減効果をさらに高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
［実施例１］
合成炭化水素から成る基油と、脂肪族ジウレアから成る増ちょう剤を用いたベースグリースに対し、平均粒径が３０μｍである高密度ポリエチレンの微粉体を１０ｗｔ％添加して潤滑グリースを生成した。また、ウォーム表面には、５０〜９０μｍの粒径分布を持つセラミック系の研磨材によるサンドブラストの表面処理を施した。この潤滑グリース及びウォームを用いて、ウォームとウォームホイールの回転試験を実施した。
【００２５】
その結果、微粉体を混入したグリースは初期の騒音レベルが低く、表面処理を施して多数の細かい窪みを有するウォームはその状態を維持することができる。しかし、表面処理を施さないウォームは騒音レベルが増加し、微粉体を添加しないベースグリースを塗布した場合の試験結果と略同等となる。これは、ウォームに表面処理が施されていないため、微粉体が徐々に除かれてしまった結果であると考えられる。
【００２６】
このように、ベースグリースに弾性材料から成る微粉体を混入すると共に、ウォーム若しくはウォームホイールの歯面の表面に、研磨材による表面処理を施すことにより、微粉体の粒径よりも大きな径で、微粉体の粒径よりも小さな深さを持つ細かい窪みを多数設けたので、微粉体が嵌り込んで排除されにくくなり、また、窪みの深さが微粉体より小さいため、窪みに隠れてしまうことがなく、微粉体の弾性的な効果を損なうことなく、歯打ち音を長期にわたって低減することができる。
【００２７】
［実施例２］
本実施例では、合成炭化水素からなる基油と、脂肪族ジウレアから成る増ちょう剤を用いたベースグリースに対し、平均粒径が３０μｍである高密度ポリエチレンの微粉体を１０ｗｔ％添加して潤滑グリースを生成した。また、ウォーム表面には、バフ研磨による表面処理を施した。バフ研磨は、＃２００番を使用し、バフの回転軸をウォーム軸と垂直方向に置いてバフ研磨した場合と、平行方向においてバフ研磨した場合の２種類のサンプルを用意した。
【００２８】
バフの回転軸をウォームと垂直方向に置いてバフ研磨した場合、バフ目等と呼ばれる研磨による微細な溝が、ウォーム歯面において径方向につくことになる。このような溝は、ギヤの噛み合い時の滑り方向と垂直な関係にあるため、溝に嵌った微粉体が除かれ難く、騒音レベルの増加が少なかった。
【００２９】
逆に、バフの回転軸をウォームと平行方向においてバフ研磨した場合、溝はギヤの噛み合い時の滑り方向と一致し易いため、溝に嵌った微分体が除かれ易い。しかしながら、全く一致するわけではないため、騒音レベルが増加するものの、ベースグリースのみを用いた場合と同等になるまで増加することがなかった。
【００３０】
このように、ベースグリースに弾性材料から成る微粉体を混入すると共に、ウォーム若しくはウォームホイールの歯面の表面に、バフ研磨等の表面処理を施すことにより、微粉体の粒径よりも大きな幅で、微粉体の粒径よりも小さな深さを持つ微細な溝を多数設けたので、微粉体が溝に嵌りこみ、且つ、溝に隠れてしまうことがないため、微粉体の弾性的な効果を損なうことがなく、歯打ち音を長期にわたって低減させることができる。
【００３１】
以上のように、微粉体を混入したグリースを使用した場合、微粉体が、歯車の噛み合い面に形成した細かい凹部である窪みや微細な溝に嵌り込むことよって、排除されにくくなり、歯打ち音の低減効果を長期間維持することができる。
【００３２】
［実施例３］
本実施例では、合成炭化水素からなる基油と、脂肪族ジウレアから成る増ちょう剤を用いたベースグリースに対し、平均粒径が５,１０,１５,２０,２５,３０μｍである高密度ポリエチレンの微粉体を１０ｗｔ％添加したサンプルを各々用意した。
【００３３】
研磨条件のみを変更した２本のウォームを用意した。これらの表面性状の測定結果を表１に示している。
【表１】
【００３４】
図１は、微分体の粒径と騒音レベルとの関係を示す特性線図、図２は、スキューネスが正の値を取る輪郭曲線を示す概念図、図３は、スキューネスが負の値を取る輪郭曲線を示す概念図、図４は、輪郭曲線要素の平均長さを示す特性線図である。
【００３５】
上記条件のウォーム（１）と（２）について試験を実施し、種々の粒径の微粉体を用いて、その３分後と６０分後の各々の騒音レベルを測定した結果を図１に示している。同図において、○はウォーム（１）の試験開始３分後、△はウォーム（２）の試験開始３分後、●はウォーム（１）の試験開始６０分後、▲はウォーム（２）の試験開始６０分後、の各々の騒音レベルを示している。
【００３６】
全体的な傾向として、微粉体の粒径が１５μｍ以上で比較的大きい場合は、開始直後の騒音レベルが小さいものの、空回しを続けると騒音レベルが増大していることが分かる。粒径が１０μｍ以下の比較的小さい場合は、騒音レベルの増加は若干見られるものの、粒径が大きい場合と比べてほとんど変化がない。また、ウォーム（１）及び（２）の表面性状に依らず、開始３分後の騒音レベルは同程度であり、空回しした６０分後の騒音レベルに相違が現れる。
【００３７】
ウォーム（１）の場合には、１０μｍ以上の微粉体を添加したサンプルから騒音レベルが高まった。ウォーム（１）のスキューネスが正の値で輪郭曲線の平均長さが９μｍであるため、輪郭曲線の平均長さと同等以下の粒径を持つ微粉体を添加することで騒音を低減できることが、図１の結果から分かった。
【００３８】
このウォーム（１）の表面処理に関して、スキューネスが正の値をとる表面の輪郭曲線は、図１の概念図に示すように、比較的高い凸部が局所的に存在するために、相対的に凸部より凹部の割合が多い表面となる。
【００３９】
本発明では、このような表面性状を持つ歯面に使用する微粉体として、図４に示すように、歯面の凹凸の波長Ｓｍ１,Ｓｍ２, ‥‥Ｓｍｉの平均値とも言える輪郭曲線要素の平均長さＲｓｍと同程度、あるいはそれ以下の粒径を持つものを使用する。凹凸から成る輪郭曲線要素の平均長さＲｓｍにおいて、スキューネスが正の値であれば、凹部の割合が多い傾向となるため、前記平均長さＲｓｍと同程度あるいはそれ以下の粒径であれば凹部に収まり易く、噛み合い面から排除されにくくなる。
【００４０】
一方、ウォーム（２）の場合には、１５μｍ以上の微粉体を添加したサンプルから騒音レベルが高まった。ウォーム（２）のスキューネスが負の値で輪郭曲線の平均長さが３１μｍであるため、輪郭曲線の平均長さの半分以下の粒径を持つ微粉体を添加することで騒音を低減できることが、図１の結果から分かった。
【００４１】
このウォーム（２）の表面処理に関して、スキューネスが負の値をとる表面の輪郭曲線は、図３の概念図に示すように、比較的深い凹部が局所的に存在するために、相対的に凸部より凹部の割合が少ない表面となる。
【００４２】
本発明では、このような表面性状を持つ歯面に使用する微粉体として、図４に示すように、歯面の輪郭曲線要素の平均長さＲｓｍの半分以下の粒径を持つ微粉体をベースグリースに添加している。スキューネスはゼロで凹凸の割合が等しくなり、負の場合には、凹凸から成る輪郭曲線要素の平均長さＲｓｍにおいて凹部の割合が少ない傾向となるため、前記平均長さＲｓｍの半分以下の粒径であれば凹部に収まり易く、噛み合い面から排除されにくくなる。
【００４３】
以上のように、微粉体を混入したグリースを使用した場合、歯車の噛み合い面に存在する輪郭の谷部に嵌り込み易い大きさの微粉体を使用することにより、微粉体が排除されにくくなり、歯打ち音の低減効果を長期間維持することができる。
【００４４】
［実施例４］
図５は、ウォームの予圧機構を示す概略構成図である。
【００４５】
本実施例では、合成炭化水素からなる基油と、脂肪族ジウレアから成る増ちょう剤を用いたベースグリースに対し、平均粒径が２０μｍである高密度ポリエチレンの微粉体を１０wt％添加して潤滑グリースを生成した。
【００４６】
それと共に、本実施例では、図５に示すように、ウォーム１をウォームホイール５に押し付ける予圧機構を設けている。
【００４７】
同図において、ウォーム１を取り付けたウォーム軸２が軸受３に軸支されている。ウォーム軸２に設けた溝には、ゴム弾性体４が嵌め込まれており、ウォーム軸２がこのゴム弾性体４を介して軸受３の内輪に圧入されている。この時、ウォーム１がウォームホイール５にグリース中の微粉体を介して接触した状態のウォーム１の中心軸をｗとすると、ウォーム１は、ウォーム１の中心軸ｗより距離ｄだけウォームホイール５側に位置して軸受３の中心軸ｐ方向へ、ウォームホイール５側に弾性的に押し付けた状態で組み付けられている。このウォーム１をウォームホイール５に弾性的に押し付けるための距離ｄは、この実施例では２５μｍに設定している。
【００４８】
上記構成において、微粉体を混入したベースグリースを使用して歯打ち音を低減することができると共に、たとえ歯車の噛み合い面から微粉体が排除されたとしても、予圧機構により歯車同士が押し付けられるため、歯面間の隙間が生じることなく、歯打ち音の発生を抑えることができ、歯打ち音の低減効果を長期間維持することができる。
【００４９】
また、本発明では、微粉体を混入したグリースが主な作用となって、歯打ち音の低減効果を生み出していることから、予圧機構の方は、軽度な予圧を付与できる簡素な機構で済むので、予圧機構の低コスト化を図ることができる。
【００５０】
加えて、図５に示すように、ウォーム１の中心軸ｗからウォームホイール５の中心軸ｐまでの距離ｄは、ウォーム１を弾性的にウォームホイール５に押し付けている距離になるが、これは、ウォーム１とウォームホイール５の間に微粉体が介在している場合であって、その粒径分だけウォーム１は押し戻されていることになる。
【００５１】
したがって、ウォーム１とウォームホイール５間から微粉体が排除されてしまうと、その粒径分だけ押し付け距離ｄが短くなる。この時の微粉体の粒径をＲとすると、ｄ＞Ｒの場合は問題ないが、ｄ≦Ｒの場合は、ウォーム１の可動距離を考慮しなければならない。
【００５２】
そこで、ウォーム１を距離ｄ分だけ予圧を付与して組み付けた後、ウォーム１の弾性的に移動可能な可動距離をＤとすると、可動距離Ｄは、ベースグリースに添加する微粉体の粒径Ｒよりも大きく設定していれば問題ない。即ち、ゴム弾性体４によるウォーム１の弾性的な可動距離Ｄを、Ｄ＞Ｒとして設定するのが望ましい。
【００５３】
この構成により、歯車の噛み合い面から微粉体が排除されたとしても、ウォーム１は弾性的な予圧力を保持していて、歯車同士が押し付けられるため、歯面間の隙間が生じることなく、歯打ち音の発生を確実に抑えることができる。
【００５４】
［実施例５］
本実施例では、２種以上の平均粒径を持つ微粉体をベースグリースに添加している。
【００５５】
図６は、２種類の平均粒径の微粉体を混合した時の混合微粉体の分布を示す分布特性図、図７は、混合微粉体を添加したグリースを用いたギヤの低負荷時の接触状態を示す説明図、図８は、混合微粉体を添加したグリースを用いたギヤの高負荷時の接触状態を示す説明図である。
【００５６】
図６において、所定の平均粒径を持つ微粉体Ａの分布を破線で、この微粉体Ａよりも大きい平均粒径を持つ微粉体Ｂの分布を細い実線で、これらを混合した混合微粉体Ｃの分布を実線で各々示している。
【００５７】
このような２種類の平均粒径の微粉体Ａ,Ｂの混合微粉体Ｃを添加して潤滑グリースを生成した。この潤滑グリースを用いて減速機構を駆動した場合、その低負荷時のギヤの噛み合い状態については、図７に示すように、粒径の大きい微粉体６は、ギヤ歯面間で圧縮されているが、粒径の小さい微粉体７は圧縮されていない。
【００５８】
一方、高負荷時のギヤの噛み合い状態については、図８に示すように、粒径の小さい微粉体７もギヤ歯面間で圧縮されるため、粒径の大きい微粉体６が過剰に圧縮されるのを防いでいる。したがって、小さな粒径の微粉体７の硬度をさらに上げると、粒径の大きい微粉体６が過剰に圧縮されないようにする効果をさらに高めることができる。
【００５９】
このように、ベースグリースに添加する微粉体の粒径が複数種類存在しているので、ギヤ歯面は、低負荷の時は、粒径の大きな微粉体６のみが歯面に接触するが、高負荷時には、粒径の小さなものも接触するため、粒径の大きな微粉体６が過剰につぶされることなく、変形が防止されるため、ギヤの歯打ち音を低減するのを長期間にわたって維持することができる。
【００６０】
また、複数の微粉体の硬度を変え、小さな粒径の微粉体７の硬度をさらに上げると、粒径の大きい微粉体６が過剰に圧縮されず、ギヤ打音の低減効果をさらに高めることができる。なお、各粒径の微粉体の硬度の変え方は、上記実施例の型に限定せず、最大の効果を得るために、その大きさに応じて適宜変えることができる。
【００６１】
以上説明した、すべての実施形態においては、微粉体の材料を高密度ポリエチレンとしたが、これに限定せず、ナイロン、フッ素樹脂、ポリウレタン、メラミン、フェノール等の樹脂材料、ＳＢＲ、ＥＰＤＭ、シリコンゴム等のゴム材料、ポリウレタン系、ポリエステル系等の熱可塑性エラストマー材料等、弾性特性を持つものであれば種々用いることができる。
【００６２】
なお、上記すべての実施形態においてモータ(図示しない)、ウォーム１作動時に、負荷によりグリースが歯面から排除されるのを防ぐため、一方の軸にＯ−リング(図示しない)を設置し、このＯ−リングを他方の軸に密着させ蓋となるようにしてグリースの漏れを防止し、音消し効果をより長く維持するようにすると良い。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】微分体の粒径と騒音レベルとの関係を示す特性線図である。
【図２】スキューネスが正の値を取る輪郭曲線を示す概念図である。
【図３】スキューネスが負の値を取る輪郭曲線を示す概念図である。
【図４】輪郭曲線要素の平均長さを示す特性線図である。
【図５】ウォームの予圧機構を示す概略構成図である。
【図６】２種類の平均粒径の微粉体を混合した時の混合微粉体の分布を示す分布特性図である。
【図７】混合微粉体を添加したグリースを用いたギヤの低負荷時の接触状態を示す説明図である。
【図８】混合微粉体を添加したグリースを用いたギヤの高負荷時の接触状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６４】
１ ウォーム
２ ウォーム軸
３ 軸受
４ ゴム弾性体
５ ウォームホイール
【技術分野】
【０００１】
本発明は、噛み合いにより回転を伝達する駆動部材と被駆動部材とを有し、双方の噛み合い面に潤滑グリースを塗布する回転伝達機構に関する。特に本発明は、とりわけ電動パワーステアリング装置用の、噛み合いにより回転を伝達する回転伝達機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用の電動パワーステアリング装置(以後、ＥＰＳと言う)には噛み合いによる回転伝達機構が用いられる。例えば、コラム型ＥＰＳでは、噛み合いによる回転伝達機構を用い、電動モータの回転をモータ出力軸からウォームにスプライン結合部を介して伝達し、次いで減速機構を構成するウォームからウォームホイールに減速して伝え同時に、出力を増大させた後、ステアリングシャフトに付与することで、ステアリング操作のトルクを補助している。
【０００３】
この回転伝達機構の、モータ出力軸とウォーム軸とのスプライン結合部において、雄スプラインと雌スプラインとの間の隙間を小さくすると組み立てが困難となり、また僅かな寸法誤差で雄スプラインと雌スプラインとの間にコジリが発生し、作動トルクが増大するため、ある程度の隙間(バックラッシ)を与える必要がある。しかし、この隙間を大きく与えると、例えば、電動モータが逆転した時や、石畳等の悪路を走行してタイヤから反力が伝達された場合等に、バックラッシに起因して歯打音が発生する場合があり、それが車室内に騒音として伝わると運転者に不快感を与えることになる。
【０００４】
また、この現象は、ウォームとウォームホイールとからなる歯車減速機構においても同様であり、ウォームとウォームホイールの噛み合いの隙間を小さくすると組み立てが困難となり、僅かな寸法誤差で歯面同士のコジリが発生し、作動トルクが増大するため、ある程度の隙間(バックラッシ)を与える必要がある。しかし、この隙間を大きく与えると、例えば、歯車の回転方向が逆転した時や、石畳等の悪路を走行してタイヤから反力が伝達された場合等に、バックラッシに起因して歯打音が発生する場合があり、それが車室内に騒音として伝わると運転者に不快感を与えることになる。
【０００５】
同様の問題は、電動パワーステアリング装置の、噛み合いによる回転伝達機構に限らず、一般の噛み合いによる回転伝達機構においても存在する。このため、従来は、適正なバックラッシとなるように、歯車の組み合わせを選別して回転伝達機構を組み立てて(いわゆる層別組み立て)いるが、この方法では生産性が著しく低いという問題点がある。
【０００６】
そこで、例えば、ウォーム軸をウォームホイールへ向けて偏倚とすると共に、ウォーム軸をその偏倚方向へ付勢するバネ体等の付勢手段を設けることによりバックラッシをなくするようにした電動パワーステアリング装置の噛み合いによる回転伝達機構が、特許文献１や特許文献２において提案されている。
【０００７】
また、歯車同士の歯打ち音を低減させるために、特許文献３に示されるように、グリースに、弾性特性を有するパウダー(微粉体)を混入して歯面に介在させることにより、直接的な歯面の接触を防ぐ技術が用いられている。
【特許文献１】特開２０００−４３７３９号公報
【特許文献２】特開２００４−３０６８９８号公報
【特許文献３】特開２００５−２６３９８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の上記噛み合いによる回転伝達機構の内、特許文献１あるいは特許文献２等の減速機構は、構造が極めて複雑になり、製造コストがかさむという問題点がある。
【０００９】
特に、特許文献２の噛み合いによる回転伝達機構である減速機では、ギヤ動作によって、ウォーム軸が変動してしまうため、ウォームの噛み合い部にコジリが発生し、作動トルクが増大してしまう。この問題を回避するため、噛み合い隙間を与えると、歯打ち音が発生するため、この噛み合いをどの程度にするべきかを容易に決定できず、モータの取り付け位置を設定するのが困難であった。
【００１０】
また、特許文献３に示される技術においては、混入したパウダーは、グリース中の異物とも言える存在なので、歯車同士が滑り合いながら噛み合い続けると、異物は排除され易く、使用時間が経過するにつれて、パウダーは歯面の噛み合い面から排除され、ベースグリースのみが残り、歯打ち音の低減効果は薄れてしまう。
【００１１】
そこで、例えば、ギヤ部分を密封してグリースを充填すれば、この問題を改善することができるが、パウダーの混入したグリースが常に歯面に回り込む程に充填率を高めておく必要があり、グリースの調度が高い場合には、抵抗になってフリクションの増大を招いてしまう。
【００１２】
さらに、ギヤ歯面の歯打ち音を低減させるためには、硬度の低いパウダーが有効だが、ギヤ駆動時の歯面間の力によりパウダーは押しつぶされ、塑性変形が発生してしまうという問題点もあった。
【００１３】
本発明は、上述した従来例の有する不都合を改善し、微粉体を混入したグリースを用いて、歯車同士の歯打ち音の低減効果を長期間にわたって維持することができる、簡単な構成の噛み合いによる回転伝達機構を提供すること。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を達成するために、本発明では、噛み合いにより回転を伝達する駆動部材と被駆動部材とを有し、双方の噛み合い面に潤滑グリースを塗布する回転伝達機構において、前記潤滑グリースに弾性材料から成る微粉体を混入すると共に、前記駆動部材若しくは前記被駆動部材の噛みあい面に、前記微粉体が嵌り込めるような細かい凹部を多数備え、この細かい凹部は、前記微粉体の粒径よりも大きな径で、微粉体の粒径よりも小さな深さを持つ窪み、あるいは、前記微粉体の粒径よりも大きな幅で、微粉体の粒径よりも小さな深さを持つ微細な溝であることを特徴としている。
【００１５】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記細かい凹部は、その表面性状を示すスキューネスが正の値となるもので、前記微粉体は、前記歯面の輪郭曲線要素の平均長さと同程度、あるいはそれ以下の粒径を持つことを特徴としている。
【００１６】
前記細かい凹部は、その表面性状を示すスキューネスが０から負の値となるもので、前記微粉体は、前記歯面の輪郭曲線要素の平均長さの半分以下の粒径を持つことを特徴としている。
【００１７】
また、本発明の好ましい態様によれば、噛み合いにより回転を伝達する駆動部材と被駆動部材とを有し、双方の噛み合い面に潤滑グリースを塗布する回転伝達機構において、前記潤滑グリースに弾性材料から成る微粉体を混入すると共に、前記駆動部材を前記被駆動部材に押し付ける予圧機構を有しており、この予圧機構における前記駆動部材の弾性的な可動距離が、前記微粉体の粒径よりも大きいことを特徴としている。
【００１８】
さらに、本発明の好ましい態様によれば、噛み合いにより回転を伝達する駆動部材と被駆動部材とを有し、双方の噛み合い面に潤滑グリースを塗布する回転伝達機構において、前記潤滑グリースに、複数種類の平均粒径の微粉体を混合した混合微粉体を添加する。この混合微粉体は、その粒径の大きさに応じた硬度を有していることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ベースグリースに弾性材料から成る微粉体を混入すると共に、駆動部材若しくは被駆動部材の噛み合い面の表面に、多数の窪み(又は微細な溝)が存在する為、微粉体が、これらの窪み(又は微細な溝)に嵌り込んで排除されにくくなり、また、窪みに隠れてしまって微粉体の弾性的な効果を損なうということもなく、歯打ち音を長期にわたって低減することができる
また、本発明の好ましい態様によれば、駆動部材若しくは被駆動部材の噛み合い面に存在する微細な輪郭の谷部に嵌り込み易い、表面性状のスキューネスに応じた大きさの微粉体を使用することにより、微粉体が排除されにくくなり、歯打ち音の低減効果を長期間維持することができる。
【００２０】
本発明の好ましい態様によれば、ベースグリースに微粉体を混入すると共に、駆動部材の予圧機構を設けたので、駆動部材と被駆動部材との噛み合い面から微粉体が排除されたとしても、予圧機構により噛み合い面車同士が押し付けられ、噛み合い面間の隙間が生じることないため、微粉体と予圧機構の相乗効果により、歯打ち音の発生を抑えることができ、歯打ち音の低減効果を長期間維持することができる。
【００２１】
本発明の好ましい態様によれば、このウォームの弾性的な可動距離を微粉体の粒径よりも大きく設定することにより、歯車の噛み合い面から微粉体が排除されても、ウォームは弾性的な予圧力を保持しているので、歯車同士が押し付けられ、歯打ち音の発生を確実に抑えることができる。
【００２２】
さらに、本発明の好ましい態様によれば、ベースグリースに複数種類の平均粒径の微粉体を添加したので、低負荷時には、粒径の大きな微粉体のみが駆動部材若しくは被駆動部材の噛み合い面面に接触し、高負荷時には、粒径の小さなものも接触するため、粒径の大きな微粉体が過剰につぶされることなく変形が防止され、ギヤの歯打ち音を低減するのを長期間にわたって維持することができる。
【００２３】
本発明の好ましい態様によれば、この複数の微粉体の硬度を変え、小さな粒径の微粉体の硬度をさらに上げると、粒径の大きい微粉体が過剰に圧縮されず、ギヤ打音の低減効果をさらに高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
［実施例１］
合成炭化水素から成る基油と、脂肪族ジウレアから成る増ちょう剤を用いたベースグリースに対し、平均粒径が３０μｍである高密度ポリエチレンの微粉体を１０ｗｔ％添加して潤滑グリースを生成した。また、ウォーム表面には、５０〜９０μｍの粒径分布を持つセラミック系の研磨材によるサンドブラストの表面処理を施した。この潤滑グリース及びウォームを用いて、ウォームとウォームホイールの回転試験を実施した。
【００２５】
その結果、微粉体を混入したグリースは初期の騒音レベルが低く、表面処理を施して多数の細かい窪みを有するウォームはその状態を維持することができる。しかし、表面処理を施さないウォームは騒音レベルが増加し、微粉体を添加しないベースグリースを塗布した場合の試験結果と略同等となる。これは、ウォームに表面処理が施されていないため、微粉体が徐々に除かれてしまった結果であると考えられる。
【００２６】
このように、ベースグリースに弾性材料から成る微粉体を混入すると共に、ウォーム若しくはウォームホイールの歯面の表面に、研磨材による表面処理を施すことにより、微粉体の粒径よりも大きな径で、微粉体の粒径よりも小さな深さを持つ細かい窪みを多数設けたので、微粉体が嵌り込んで排除されにくくなり、また、窪みの深さが微粉体より小さいため、窪みに隠れてしまうことがなく、微粉体の弾性的な効果を損なうことなく、歯打ち音を長期にわたって低減することができる。
【００２７】
［実施例２］
本実施例では、合成炭化水素からなる基油と、脂肪族ジウレアから成る増ちょう剤を用いたベースグリースに対し、平均粒径が３０μｍである高密度ポリエチレンの微粉体を１０ｗｔ％添加して潤滑グリースを生成した。また、ウォーム表面には、バフ研磨による表面処理を施した。バフ研磨は、＃２００番を使用し、バフの回転軸をウォーム軸と垂直方向に置いてバフ研磨した場合と、平行方向においてバフ研磨した場合の２種類のサンプルを用意した。
【００２８】
バフの回転軸をウォームと垂直方向に置いてバフ研磨した場合、バフ目等と呼ばれる研磨による微細な溝が、ウォーム歯面において径方向につくことになる。このような溝は、ギヤの噛み合い時の滑り方向と垂直な関係にあるため、溝に嵌った微粉体が除かれ難く、騒音レベルの増加が少なかった。
【００２９】
逆に、バフの回転軸をウォームと平行方向においてバフ研磨した場合、溝はギヤの噛み合い時の滑り方向と一致し易いため、溝に嵌った微分体が除かれ易い。しかしながら、全く一致するわけではないため、騒音レベルが増加するものの、ベースグリースのみを用いた場合と同等になるまで増加することがなかった。
【００３０】
このように、ベースグリースに弾性材料から成る微粉体を混入すると共に、ウォーム若しくはウォームホイールの歯面の表面に、バフ研磨等の表面処理を施すことにより、微粉体の粒径よりも大きな幅で、微粉体の粒径よりも小さな深さを持つ微細な溝を多数設けたので、微粉体が溝に嵌りこみ、且つ、溝に隠れてしまうことがないため、微粉体の弾性的な効果を損なうことがなく、歯打ち音を長期にわたって低減させることができる。
【００３１】
以上のように、微粉体を混入したグリースを使用した場合、微粉体が、歯車の噛み合い面に形成した細かい凹部である窪みや微細な溝に嵌り込むことよって、排除されにくくなり、歯打ち音の低減効果を長期間維持することができる。
【００３２】
［実施例３］
本実施例では、合成炭化水素からなる基油と、脂肪族ジウレアから成る増ちょう剤を用いたベースグリースに対し、平均粒径が５,１０,１５,２０,２５,３０μｍである高密度ポリエチレンの微粉体を１０ｗｔ％添加したサンプルを各々用意した。
【００３３】
研磨条件のみを変更した２本のウォームを用意した。これらの表面性状の測定結果を表１に示している。
【表１】
【００３４】
図１は、微分体の粒径と騒音レベルとの関係を示す特性線図、図２は、スキューネスが正の値を取る輪郭曲線を示す概念図、図３は、スキューネスが負の値を取る輪郭曲線を示す概念図、図４は、輪郭曲線要素の平均長さを示す特性線図である。
【００３５】
上記条件のウォーム（１）と（２）について試験を実施し、種々の粒径の微粉体を用いて、その３分後と６０分後の各々の騒音レベルを測定した結果を図１に示している。同図において、○はウォーム（１）の試験開始３分後、△はウォーム（２）の試験開始３分後、●はウォーム（１）の試験開始６０分後、▲はウォーム（２）の試験開始６０分後、の各々の騒音レベルを示している。
【００３６】
全体的な傾向として、微粉体の粒径が１５μｍ以上で比較的大きい場合は、開始直後の騒音レベルが小さいものの、空回しを続けると騒音レベルが増大していることが分かる。粒径が１０μｍ以下の比較的小さい場合は、騒音レベルの増加は若干見られるものの、粒径が大きい場合と比べてほとんど変化がない。また、ウォーム（１）及び（２）の表面性状に依らず、開始３分後の騒音レベルは同程度であり、空回しした６０分後の騒音レベルに相違が現れる。
【００３７】
ウォーム（１）の場合には、１０μｍ以上の微粉体を添加したサンプルから騒音レベルが高まった。ウォーム（１）のスキューネスが正の値で輪郭曲線の平均長さが９μｍであるため、輪郭曲線の平均長さと同等以下の粒径を持つ微粉体を添加することで騒音を低減できることが、図１の結果から分かった。
【００３８】
このウォーム（１）の表面処理に関して、スキューネスが正の値をとる表面の輪郭曲線は、図１の概念図に示すように、比較的高い凸部が局所的に存在するために、相対的に凸部より凹部の割合が多い表面となる。
【００３９】
本発明では、このような表面性状を持つ歯面に使用する微粉体として、図４に示すように、歯面の凹凸の波長Ｓｍ１,Ｓｍ２, ‥‥Ｓｍｉの平均値とも言える輪郭曲線要素の平均長さＲｓｍと同程度、あるいはそれ以下の粒径を持つものを使用する。凹凸から成る輪郭曲線要素の平均長さＲｓｍにおいて、スキューネスが正の値であれば、凹部の割合が多い傾向となるため、前記平均長さＲｓｍと同程度あるいはそれ以下の粒径であれば凹部に収まり易く、噛み合い面から排除されにくくなる。
【００４０】
一方、ウォーム（２）の場合には、１５μｍ以上の微粉体を添加したサンプルから騒音レベルが高まった。ウォーム（２）のスキューネスが負の値で輪郭曲線の平均長さが３１μｍであるため、輪郭曲線の平均長さの半分以下の粒径を持つ微粉体を添加することで騒音を低減できることが、図１の結果から分かった。
【００４１】
このウォーム（２）の表面処理に関して、スキューネスが負の値をとる表面の輪郭曲線は、図３の概念図に示すように、比較的深い凹部が局所的に存在するために、相対的に凸部より凹部の割合が少ない表面となる。
【００４２】
本発明では、このような表面性状を持つ歯面に使用する微粉体として、図４に示すように、歯面の輪郭曲線要素の平均長さＲｓｍの半分以下の粒径を持つ微粉体をベースグリースに添加している。スキューネスはゼロで凹凸の割合が等しくなり、負の場合には、凹凸から成る輪郭曲線要素の平均長さＲｓｍにおいて凹部の割合が少ない傾向となるため、前記平均長さＲｓｍの半分以下の粒径であれば凹部に収まり易く、噛み合い面から排除されにくくなる。
【００４３】
以上のように、微粉体を混入したグリースを使用した場合、歯車の噛み合い面に存在する輪郭の谷部に嵌り込み易い大きさの微粉体を使用することにより、微粉体が排除されにくくなり、歯打ち音の低減効果を長期間維持することができる。
【００４４】
［実施例４］
図５は、ウォームの予圧機構を示す概略構成図である。
【００４５】
本実施例では、合成炭化水素からなる基油と、脂肪族ジウレアから成る増ちょう剤を用いたベースグリースに対し、平均粒径が２０μｍである高密度ポリエチレンの微粉体を１０wt％添加して潤滑グリースを生成した。
【００４６】
それと共に、本実施例では、図５に示すように、ウォーム１をウォームホイール５に押し付ける予圧機構を設けている。
【００４７】
同図において、ウォーム１を取り付けたウォーム軸２が軸受３に軸支されている。ウォーム軸２に設けた溝には、ゴム弾性体４が嵌め込まれており、ウォーム軸２がこのゴム弾性体４を介して軸受３の内輪に圧入されている。この時、ウォーム１がウォームホイール５にグリース中の微粉体を介して接触した状態のウォーム１の中心軸をｗとすると、ウォーム１は、ウォーム１の中心軸ｗより距離ｄだけウォームホイール５側に位置して軸受３の中心軸ｐ方向へ、ウォームホイール５側に弾性的に押し付けた状態で組み付けられている。このウォーム１をウォームホイール５に弾性的に押し付けるための距離ｄは、この実施例では２５μｍに設定している。
【００４８】
上記構成において、微粉体を混入したベースグリースを使用して歯打ち音を低減することができると共に、たとえ歯車の噛み合い面から微粉体が排除されたとしても、予圧機構により歯車同士が押し付けられるため、歯面間の隙間が生じることなく、歯打ち音の発生を抑えることができ、歯打ち音の低減効果を長期間維持することができる。
【００４９】
また、本発明では、微粉体を混入したグリースが主な作用となって、歯打ち音の低減効果を生み出していることから、予圧機構の方は、軽度な予圧を付与できる簡素な機構で済むので、予圧機構の低コスト化を図ることができる。
【００５０】
加えて、図５に示すように、ウォーム１の中心軸ｗからウォームホイール５の中心軸ｐまでの距離ｄは、ウォーム１を弾性的にウォームホイール５に押し付けている距離になるが、これは、ウォーム１とウォームホイール５の間に微粉体が介在している場合であって、その粒径分だけウォーム１は押し戻されていることになる。
【００５１】
したがって、ウォーム１とウォームホイール５間から微粉体が排除されてしまうと、その粒径分だけ押し付け距離ｄが短くなる。この時の微粉体の粒径をＲとすると、ｄ＞Ｒの場合は問題ないが、ｄ≦Ｒの場合は、ウォーム１の可動距離を考慮しなければならない。
【００５２】
そこで、ウォーム１を距離ｄ分だけ予圧を付与して組み付けた後、ウォーム１の弾性的に移動可能な可動距離をＤとすると、可動距離Ｄは、ベースグリースに添加する微粉体の粒径Ｒよりも大きく設定していれば問題ない。即ち、ゴム弾性体４によるウォーム１の弾性的な可動距離Ｄを、Ｄ＞Ｒとして設定するのが望ましい。
【００５３】
この構成により、歯車の噛み合い面から微粉体が排除されたとしても、ウォーム１は弾性的な予圧力を保持していて、歯車同士が押し付けられるため、歯面間の隙間が生じることなく、歯打ち音の発生を確実に抑えることができる。
【００５４】
［実施例５］
本実施例では、２種以上の平均粒径を持つ微粉体をベースグリースに添加している。
【００５５】
図６は、２種類の平均粒径の微粉体を混合した時の混合微粉体の分布を示す分布特性図、図７は、混合微粉体を添加したグリースを用いたギヤの低負荷時の接触状態を示す説明図、図８は、混合微粉体を添加したグリースを用いたギヤの高負荷時の接触状態を示す説明図である。
【００５６】
図６において、所定の平均粒径を持つ微粉体Ａの分布を破線で、この微粉体Ａよりも大きい平均粒径を持つ微粉体Ｂの分布を細い実線で、これらを混合した混合微粉体Ｃの分布を実線で各々示している。
【００５７】
このような２種類の平均粒径の微粉体Ａ,Ｂの混合微粉体Ｃを添加して潤滑グリースを生成した。この潤滑グリースを用いて減速機構を駆動した場合、その低負荷時のギヤの噛み合い状態については、図７に示すように、粒径の大きい微粉体６は、ギヤ歯面間で圧縮されているが、粒径の小さい微粉体７は圧縮されていない。
【００５８】
一方、高負荷時のギヤの噛み合い状態については、図８に示すように、粒径の小さい微粉体７もギヤ歯面間で圧縮されるため、粒径の大きい微粉体６が過剰に圧縮されるのを防いでいる。したがって、小さな粒径の微粉体７の硬度をさらに上げると、粒径の大きい微粉体６が過剰に圧縮されないようにする効果をさらに高めることができる。
【００５９】
このように、ベースグリースに添加する微粉体の粒径が複数種類存在しているので、ギヤ歯面は、低負荷の時は、粒径の大きな微粉体６のみが歯面に接触するが、高負荷時には、粒径の小さなものも接触するため、粒径の大きな微粉体６が過剰につぶされることなく、変形が防止されるため、ギヤの歯打ち音を低減するのを長期間にわたって維持することができる。
【００６０】
また、複数の微粉体の硬度を変え、小さな粒径の微粉体７の硬度をさらに上げると、粒径の大きい微粉体６が過剰に圧縮されず、ギヤ打音の低減効果をさらに高めることができる。なお、各粒径の微粉体の硬度の変え方は、上記実施例の型に限定せず、最大の効果を得るために、その大きさに応じて適宜変えることができる。
【００６１】
以上説明した、すべての実施形態においては、微粉体の材料を高密度ポリエチレンとしたが、これに限定せず、ナイロン、フッ素樹脂、ポリウレタン、メラミン、フェノール等の樹脂材料、ＳＢＲ、ＥＰＤＭ、シリコンゴム等のゴム材料、ポリウレタン系、ポリエステル系等の熱可塑性エラストマー材料等、弾性特性を持つものであれば種々用いることができる。
【００６２】
なお、上記すべての実施形態においてモータ(図示しない)、ウォーム１作動時に、負荷によりグリースが歯面から排除されるのを防ぐため、一方の軸にＯ−リング(図示しない)を設置し、このＯ−リングを他方の軸に密着させ蓋となるようにしてグリースの漏れを防止し、音消し効果をより長く維持するようにすると良い。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】微分体の粒径と騒音レベルとの関係を示す特性線図である。
【図２】スキューネスが正の値を取る輪郭曲線を示す概念図である。
【図３】スキューネスが負の値を取る輪郭曲線を示す概念図である。
【図４】輪郭曲線要素の平均長さを示す特性線図である。
【図５】ウォームの予圧機構を示す概略構成図である。
【図６】２種類の平均粒径の微粉体を混合した時の混合微粉体の分布を示す分布特性図である。
【図７】混合微粉体を添加したグリースを用いたギヤの低負荷時の接触状態を示す説明図である。
【図８】混合微粉体を添加したグリースを用いたギヤの高負荷時の接触状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６４】
１ ウォーム
２ ウォーム軸
３ 軸受
４ ゴム弾性体
５ ウォームホイール
【特許請求の範囲】
【請求項１】
噛み合いにより回転を伝達する駆動部材と被駆動部材とを有し、双方の噛み合い面に潤滑グリースを塗布する回転伝達機構において、
前記潤滑グリースに弾性材料から成る微粉体を混入すると共に、前記駆動部材もしくは被駆動部材の噛み合い面に、前記微粉体が嵌り込めるような細かい凹部を多数備えたことを特徴とする回転伝達機構。
【請求項２】
前記細かい凹部は、前記微粉体の粒径よりも大きな径で、微粉体の粒径よりも小さな深さを持つ窪みであることを特徴とする請求項１記載の回転伝達機構。
【請求項３】
前記細かい凹部は、前記微粉体の粒径よりも大きな幅で、微粉体の粒径よりも小さな深さを持つ微細な溝であることを特徴とする請求項１記載の回転伝達機構。
【請求項４】
前記細かい凹部は、その表面性状を示すスキューネスが正の値となるもので、前記微粉体は、前記歯面の輪郭曲線要素の平均長さと同程度、あるいはそれ以下の粒径を持つことを特徴とする請求項１記載の回転伝達機構。
【請求項５】
前記細かい凹部は、その表面性状を示すスキューネスが０から負の値となるもので、前記微粉体は、前記歯面の輪郭曲線要素の平均長さの半分以下の粒径を持つことを特徴とする請求項１記載の回転伝達機構。
【請求項６】
噛み合いにより回転を伝達する駆動部材と被駆動部材とを有し、双方の噛み合い面に潤滑グリースを塗布する回転伝達機構において、
前記潤滑グリースに弾性材料から成る微粉体を混入すると共に、前記駆動部材を前記被駆動部材に押し付ける予圧機構を有していることを特徴とする回転伝達機構。
【請求項７】
前記予圧機構における前記駆動部材の弾性的な可動距離が、前記微粉体の粒径よりも大きいことを特徴とする請求項６記載の回転伝達機構。
【請求項８】
噛み合いにより回転を伝達する駆動部材と被駆動部材とを有し、双方の噛み合い面に潤滑グリースを塗布する回転伝達機構において、
前記潤滑グリースに、複数種類の平均粒径の微粉体を混合した混合微粉体を添加することを特徴とする回転伝達機構。
【請求項９】
前記複数種類の平均粒径の微粉体は、その粒径の大きさに応じた硬度を有していることを特徴とする請求項８記載の回転伝達機構。
【請求項１０】
前記回転伝達機構は電動パワーステアリング装置において動力補助部に用いられる歯車減速機構であることを特徴とする請求項１ないし９の何れか一項に記載の回転伝達機構。
【請求項１１】
前記歯車減速機構は動力補助用電動モータの回転出力軸と歯車減速機構の駆動部材を接続するスプライン結合部を含むことを特徴とする請求項１０に記載の回転伝達機構。
【請求項１２】
前記回転伝達機構は歯車減速機構であり、前記駆動部材はウォームであり、前記被駆動部材はウォームホイールであることを特徴とする請求項１ないし９の何れか一項に記載の回転伝達機構。
【請求項１３】
前記歯車減速機構は電動パワーステアリング装置用であることを特徴とする請求項１２に記載の回転伝達機構。
【請求項１】
噛み合いにより回転を伝達する駆動部材と被駆動部材とを有し、双方の噛み合い面に潤滑グリースを塗布する回転伝達機構において、
前記潤滑グリースに弾性材料から成る微粉体を混入すると共に、前記駆動部材もしくは被駆動部材の噛み合い面に、前記微粉体が嵌り込めるような細かい凹部を多数備えたことを特徴とする回転伝達機構。
【請求項２】
前記細かい凹部は、前記微粉体の粒径よりも大きな径で、微粉体の粒径よりも小さな深さを持つ窪みであることを特徴とする請求項１記載の回転伝達機構。
【請求項３】
前記細かい凹部は、前記微粉体の粒径よりも大きな幅で、微粉体の粒径よりも小さな深さを持つ微細な溝であることを特徴とする請求項１記載の回転伝達機構。
【請求項４】
前記細かい凹部は、その表面性状を示すスキューネスが正の値となるもので、前記微粉体は、前記歯面の輪郭曲線要素の平均長さと同程度、あるいはそれ以下の粒径を持つことを特徴とする請求項１記載の回転伝達機構。
【請求項５】
前記細かい凹部は、その表面性状を示すスキューネスが０から負の値となるもので、前記微粉体は、前記歯面の輪郭曲線要素の平均長さの半分以下の粒径を持つことを特徴とする請求項１記載の回転伝達機構。
【請求項６】
噛み合いにより回転を伝達する駆動部材と被駆動部材とを有し、双方の噛み合い面に潤滑グリースを塗布する回転伝達機構において、
前記潤滑グリースに弾性材料から成る微粉体を混入すると共に、前記駆動部材を前記被駆動部材に押し付ける予圧機構を有していることを特徴とする回転伝達機構。
【請求項７】
前記予圧機構における前記駆動部材の弾性的な可動距離が、前記微粉体の粒径よりも大きいことを特徴とする請求項６記載の回転伝達機構。
【請求項８】
噛み合いにより回転を伝達する駆動部材と被駆動部材とを有し、双方の噛み合い面に潤滑グリースを塗布する回転伝達機構において、
前記潤滑グリースに、複数種類の平均粒径の微粉体を混合した混合微粉体を添加することを特徴とする回転伝達機構。
【請求項９】
前記複数種類の平均粒径の微粉体は、その粒径の大きさに応じた硬度を有していることを特徴とする請求項８記載の回転伝達機構。
【請求項１０】
前記回転伝達機構は電動パワーステアリング装置において動力補助部に用いられる歯車減速機構であることを特徴とする請求項１ないし９の何れか一項に記載の回転伝達機構。
【請求項１１】
前記歯車減速機構は動力補助用電動モータの回転出力軸と歯車減速機構の駆動部材を接続するスプライン結合部を含むことを特徴とする請求項１０に記載の回転伝達機構。
【請求項１２】
前記回転伝達機構は歯車減速機構であり、前記駆動部材はウォームであり、前記被駆動部材はウォームホイールであることを特徴とする請求項１ないし９の何れか一項に記載の回転伝達機構。
【請求項１３】
前記歯車減速機構は電動パワーステアリング装置用であることを特徴とする請求項１２に記載の回転伝達機構。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００８−１３８８１０（Ｐ２００８−１３８８１０Ａ）
【公開日】平成２０年６月１９日（２００８．６．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３２７２０８（Ｐ２００６−３２７２０８）
【出願日】平成１８年１２月４日（２００６．１２．４）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年６月１９日（２００８．６．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月４日（２００６．１２．４）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
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