説明

減速装置及びそれを備えた電動パワーステアリング装置

【課題】 ハウジングへの装着が容易で噛合部の歯打ち音を抑制するホルダーを備えた減速装置、及びその減速装置を備えた電動パワーステアリング装置を提供する。
【解決手段】 ハウジング11の袋状端部の底部にホルダー19及び付勢部材20が配置され、付勢部材20とホルダー19の外周との間にはコイルスプリング21が巻回される。ハウジング11の段部11aにホルダー19及び玉軸受15の外輪を装着する。玉軸受15の外側に波ワッシャ17及びリテーナ16を配置して軸方向に押圧し固定する。ウォーム軸の軸端12cを付勢部材の孔20aに、細径部12bを玉軸受15の内輪のブッシュ18に挿入して支承する。コイルスプリング21とブッシュ18の弾性変形と波ワッシャ17によりウォームは弾性的に変位可能で、ウォーム噛合部に予圧が付与され、噛合部の歯打ち音の発生を抑制することができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、減速装置及びそれ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】
車両用のステアリング装置においては、運転者の操舵負荷を軽減することを目的とした動力舵取装置が知られている。従来、動力舵取装置は、油圧式のパワーステアリング装置が広く使用されていた。しかしながら、近年の自動車の高効率化の傾向にしたがって、油圧式のパワーステアリング装置から、効率のよい電動パワーステアリング装置(EPS)に置き換えられる場合が多くなってきている。
【0003】
図6は、このようなEPSの基本構成の一例の概略を説明する図で、ステアリングホイール101を備えたステアリングシャフト102は減速装置104の入力軸に結合し、減速装置104の出力軸は自在継手107、中間軸108、自在継手109を経てウォーム軸110に結合している。ウォーム軸110に形成されたウォーム111はラック112に噛合し、ラック112の端部に連結されているタイロッド113を介して操向車輪114の向を操作するように構成されている。
【0004】
ステアリングシャフト102には、シャフトに発生する操舵トルクを検出するトルクセンサ103が設けられている。制御装置106は、トルクセンサ103で検出されたトルク信号と図示しない車速センサから入力された車速信号とに基づいて操舵機構に供給すべき補助操舵力、即ちモータ105に供給する電流の大きさを決定する電流指令値を演算し、演算された電流指令値によりモータ105を駆動する。
【0005】
図7は、上記減速装置104の構成の一例を説明する正面図で、一部を断面として示してある。減速装置104はウォーム減速装置である。モータ105の回転軸105aにスプライン結合したウォーム121は、玉軸受122と、後述するホルダー125に保持された玉軸受123とで回転自在にハウジング120に保持されており、ウォーム121の一部に形成されたウォーム歯121aは、ハウジング120に回転自在に保持されたウォームホイール124に形成されているウォームホイール歯124aに噛合している。
【0006】
図8は、上記したホルダー125及び玉軸受123の部分の構成の詳細を説明する図で、図8(a)はウォーム121の軸方向端面から見た正面図、図8(b)はウォーム121の軸方向に沿った断面図である。
【0007】
ホルダー125はハウジング120の底面に形成された孔120c(図7参照)の内面に装着される。図8(b)を参照すると明らかなように、ホルダー125には玉軸受123の外輪が嵌装され、玉軸受123の内輪には樹脂材料で構成された円環状のブッシュ126が嵌装され、ブッシュ126を介してウォーム121の軸端部を支承している。
【0008】
ブッシュ126の軸方向外側(ウォーム121と反対側)には、ウォーム121の軸端121cに嵌合する孔127aを備えた付勢部材127が配置され、ホルダー125の段部125bと付勢部材127の外側面との間にはコイルスプリング128が巻回され、コイルスプリング128の端部は付勢部材127の左右側面に形成された係止部127dに係止されている。
【0009】
この構成により、付勢部材127の孔127aにウォーム121の軸端121cが嵌合している状態では、コイルスプリング128の弾性変形によりウォーム121のウォーム歯121aはウォームホイール124のウォームホイール歯124a方向に弾性的に付勢され、ウォーム歯121aとウォームホイール歯124aとの噛合部に予圧が付与されるから、噛合部の歯打ち音の発生を抑制することができる(特許文献1参照)。
【特許文献1】特開2005−042913号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
上記した構成のホルダーは、ウォーム減速装置の噛合部の歯打ち音の抑制に有効なものであるが、ハウジングの底面の袋状の孔にホルダーを装着するために作業性が悪いほか、ホルダーに玉軸受の外輪を加締めて固定する等、組立工程が繁雑で、作業工数が多くなるなど、製造コストを高めていた。この発明は、上記した課題を解決した減速装置及びそれ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するものである。
【課題を解決するための手段】
【0011】
この発明は上記課題を解決するもので、請求項1の発明は、ハウジング内部に配置されたウォーム軸の軸端部に嵌装される嵌装部を備えた付勢部材と、スプリングにより前記付勢部材をウォームとウォームホイールとの噛合方向に移動可能に支持するホルダーとを備え、前記ホルダーに並列配置された軸受によりウォーム軸をハウジング内部に支承し、ウォーム軸を噛合方向に弾性的に予圧するウォーム及びウォームホイールを備えた減速装置において、前記ホルダー及び軸受は、弾性部材により軸方向に付勢されてハウジング内部に形成された段部に位置決めされることを特徴とする減速装置である。
【0012】
そして、前記ホルダーは軸方向に延びた凸部を備え、前記ハウジングは前記凸部が嵌合する凹部を備え、前記ホルダーの凸部が前記ハウジングの凹部に嵌合することでウォーム軸の軸方向回りの位相が決められ、ホルダーの回転が規制される。
【0013】
また、前記減速装置は、ハウジング内部において前記ホルダー及び軸受を軸方向に付勢する弾性部材をハウジング内部に圧縮保持する環状の固定部材を備える。
【0014】
また、前記固定部材は、周縁にハウジング内部に圧接して固定する固定部と、前記弾性部材を軸方向に付勢する弾性片を備えるものとする。
【0015】
請求項5の発明は、前記請求項1乃至4のいずれかに記載の減速装置を備えた電動パワーステアリング装置である。
【発明の効果】
【0016】
以上説明したとおり、請求項1の発明に係る減速装置は、ハウジング内部に配置されたウォーム軸の軸端部に嵌装される嵌装部を備えた付勢部材と、スプリングにより前記付勢部材をウォームとウォームホイールとの噛合方向に移動可能に支持するホルダーとを備え、前記ホルダーに並列配置された軸受によりウォーム軸をハウジング内部に支承し、ウォーム軸を噛合方向に弾性的に予圧するウォーム及びウォームホイールを備えた減速装置であって、ホルダー及び軸受は、弾性部材により軸方向に付勢されてハウジング内部に形成された段部に位置決めされる。
【0017】
これにより、ハウジングの底面の袋状の孔に軸受及びホルダーを容易に装着でき、組立工程が簡単になり、製造コストを高めることなく、ウォーム減速装置の噛合部の歯打ち音を抑制することができる。
【0018】
また、請求項5の発明に係る電動パワーステアリング装置は、前記した請求項1乃至請求項4の発明に係る減速装置を備えた電動パワーステアリング装置であるから、請求項1乃至請求項4の発明と同様に効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0019】
以下、この発明の実施の形態の減速装置、及びその減速装置を備えた電動パワーステアリング装置について説明するが、電動パワーステアリング装置の全体構成は先に図6を参照して説明した従来技術の電動パワーステアリング装置と類似した構成であり、また、電動パワーステアリング装置の減速装置の構成も先に図7を参照して説明した従来技術の構成と類似し、その減速装置のウォーム軸端部の支持構造が相違するだけであるから、ここでは電動パワーステアリング装置の全体構成、及び減速装置の全体構成については説明を省略し、この発明の特徴部分の構成である減速装置のウォーム軸端部の支持構造について説明する。
【0020】
図1は、減速装置のウォーム軸端部の支持構造の詳細を説明する断面図で、先に図7を参照して説明した減速装置のウォーム軸端部の支持構造に対応する。
【0021】
図2は、図1に示すウォーム軸端部の支持構造の構成部材を説明する図で、図2(a)は固定部材であるリテーナ16の断面図、図2(b)は弾性部材である環状の波ワッシャ17の断面図、図2(c)はブッシュ18が内径部に装着された軸受である玉軸受15の断面図、図2(d)はホルダー19及び付勢部材20の断面図である。また、図3は図2(d)に示すホルダー19及び付勢部材20を軸端部方向から見た正面図、図4はホルダー19の外観図、図5は環状の波ワッシャ17の外観図である。
【0022】
図1乃至図5を参照してウォーム軸端部の支持構造を説明する。図1において、11はハウジング、12はウォーム軸で、ここでは軸端部が示されている。ハウジング11の端部は袋状に閉じられており、その底部に後述するホルダー19及び付勢部材20が配置される。また、ハウジング11の端部付近の内側には、段部11aが形成されており、玉軸受15の外輪の外周面が段部11aに嵌着される。玉軸受15の外輪の軸方向端部側の側面は後述するホルダー19に接触する。
【0023】
また、上記玉軸受15の内輪には樹脂材料で構成され弾性変形可能な環状のブッシュ18が嵌装され、ブッシュ18を介してウォーム軸12の細径部12bが支承される。
【0024】
さらに、上記玉軸受15の軸方向外側(ウォーム軸12と反対側)には、略円環状のホルダー19が配置され、ホルダー19の外縁の側面は、玉軸受15の外輪側面に接触している。また、ホルダー19の軸方向外側(ウォーム軸12と反対側)には環状の溝19bが形成されており、溝19bの内部にウォーム軸12の軸端12cに嵌合する孔20aを備えた付勢部材20が配置され、付勢部材20の外周とホルダー19の外周との間にはばね部材であるコイルスプリング21が巻回され、コイルスプリング21の端部はホルダー19の左右側面に形成された係止部19dに係止されている。
【0025】
次に、上記した部材の組立について説明する。まず、準備作業として、付勢部材20の外周とホルダー19の外周との間にコイルスプリング21を巻回しておく。次に、ハウジング11の端部の袋状に閉じられている底部に、コイルスプリング21が巻回されたホルダー19及び付勢部材20を配置し、ハウジング11の段部11aに、ホルダー19、及びブッシュ18が装着された玉軸受15の外輪を装着する。
【0026】
さらに、玉軸受15の外輪の外側(ウォーム側)に環状の波ワッシャ17を配置し、その外側にリテーナ16を配置して軸方向に押圧し、リテーナ16の外周面16aをハウジング11の内面に圧接し固定する。リテーナ16には、図5に示すように円周方向に添って複数の切り込みを設けて形成した弾性片16bが形成されているので、玉軸受15の軸方向の僅かな移動は許容される。
【0027】
次に、ウォーム軸12を挿入する。まず、ウォーム軸12の軸端12cを付勢部材20の孔20aに挿入し、ウォーム軸12の細径部12bを玉軸受15の内輪に装着されたブッシュ18に挿入して支承する。
【0028】
この構成により、付勢部材20の孔20aにウォーム軸12の軸端12cが嵌合している状態では、コイルスプリング21の弾性変形とブッシュ18の弾性変形とにより、ウォーム12のウォーム歯はウォームホイールのウォームホイール歯方向に弾性的に付勢されて変位可能であり、また、波ワッシャ17を配置したので玉軸受15及びホルダー19は軸方向に押圧されてガタが生じることがなく、ウォーム歯とウォームホイール歯との噛合部に予圧が付与され、噛合部の歯打ち音の発生を抑制することができる。
【0029】
以上の構成によれば、ハウジング11の端部が袋状に形成されていても、容易にホルダー19、付勢部材20及び玉軸受15をハウジング11の内部に装着し、ウォーム軸12を玉軸受15により回転自在に支持させることができる。
【0030】
また、ホルダー19には、軸方向に平行に延びた凸部19cが形成されており、一方、ハウジング11の端部底面には前記凸部19cに対応する凹部11cが形成されており、ホルダー19がハウジング11の端部底面に配置されると、ホルダー19の凸部19cがハウジング11の凹部11cに係合して、ホルダー19の軸方向回りの位相(回転角度)が決められ、ホルダー19の回転が規制され、組み付けが容易になる。
【0031】
前記したホルダー19の凸部19cは、コイルスプリング21の端部を係止する係止部19dの一方と兼用することができる。この場合、一方の係止部19dを軸方向に平行に延長して凸部19cとする(図4参照)。コイルスプリング21は巻き方向により軸方向の腕位置(コイルスプリングの端部位置)が決まり凸部19dに係止する。ホルダー19の凸部19cは、ハウジング11の凹部11cに係合してハウジング11に埋没するから、コイルスプリング21はハウジング11により規制され、脱落することはない。
【0032】
なお、図1、図2で示された凸部19cの位相と、図3に示されたコイルスプリング21の端部を係止する係止部19dの位相とは、位相がずれているが、これは、図1において、ホルダーの凸部19cがウジングの凹部11cに係合する様子を断面図で説明するため、位相をずらして図示したものである。
【0033】
上記したホルダーの材料は、合成樹脂或いは焼結金属でもよい。また、弾性部材である波ワッシャ17は、波ワッシャ17に限らず、ゴムや皿バネを使用してもよい。
【0034】
以上、この発明の減速装置、及びその減速装置を備えた電動パワーステアリング装置について説明したが、この発明の減速装置は電動パワーステアリング装置のほか、一般機械の減速装置にも適用できることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【0035】
ウォーム軸の軸端にホルダーを備えた減速装置、及びその減速装置を備えた電動パワーステアリング装置であって、ホルダーはウォーム減速装置の噛合部の歯打ち音の抑制に効果的で、ハウジングへのホルダーの装着が容易な構成を提供する。
【図面の簡単な説明】
【0036】
【図1】減速装置のウォーム軸端部の支持構造の詳細を説明する断面図。
【図2】図1に示すウォーム軸端部の支持構造の構成部材を説明する図。
【図3】ホルダー及び付勢部材を軸端部方向から見た正面図。
【図4】ホルダーの外観図。
【図5】環状の波ワッシャ(弾性部材)の外観図。
【図6】従来のEPSの基本構成の一例の概略を説明する図。
【図7】従来の減速装置の構成の一例を説明する正面図。
【図8】従来の減速装置のホルダー及び玉軸受部分の構成の詳細を説明する図。
【符号の説明】
【0037】
11 ハウジング
11a 段部
11c 凹部
12 ウォーム軸
12b 細径部
12c 軸端
15 玉軸受
16 リテーナ
16a 外周面(リテーナの外周面)
16b 弾性片(リテーナの弾性片)
17 波ワッシャ(弾性部材)
18 ブッシュ
19 ホルダー
19b 溝
19c 凸部
19d 係止部
20 付勢部材
20a 孔
21 コイルスプリング



【特許請求の範囲】
【請求項1】
ハウジング内部に配置されたウォーム軸の軸端部に嵌装される嵌装部を備えた付勢部材と、スプリングにより前記付勢部材をウォームとウォームホイールとの噛合方向に移動可能に支持するホルダーとを備え、前記ホルダーに並列配置された軸受によりウォーム軸をハウジング内部に支承し、ウォーム軸を噛合方向に弾性的に予圧するウォーム及びウォームホイールを備えた減速装置において、
前記ホルダー及び軸受は、弾性部材により軸方向に付勢されてハウジング内部に形成された段部に位置決めされること
を特徴とする減速装置。
【請求項2】
前記ホルダーは軸方向に延びた凸部を備え、前記ハウジングは前記凸部が嵌合する凹部を備え、前記ホルダーの凸部が前記ハウジングの凹部に嵌合することでウォーム軸の軸方向回りの位相が決められ、ホルダーの回転が規制されること
を特徴とする請求項1に記載の減速装置。
【請求項3】
前記減速装置は、ハウジング内部において前記ホルダー及び軸受を軸方向に付勢する弾性部材をハウジング内部に圧縮保持する環状の固定部材を備えること
を特徴とする請求項1又は2に記載の減速装置。
【請求項4】
前記固定部材は、周縁にハウジング内部に圧接して固定する固定部と、前記弾性部材を軸方向に付勢する弾性片を備えること
を特徴とする請求項1に記載の減速装置。
【請求項5】
前記請求項1乃至4のいずれかに記載の減速装置を備えた電動パワーステアリング装置。



【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate

【図5】
image rotate

【図6】
image rotate

【図7】
image rotate

【図8】
image rotate


【公開番号】特開2007−321846(P2007−321846A)
【公開日】平成19年12月13日(2007.12.13)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−151743(P2006−151743)
【出願日】平成18年5月31日(2006.5.31)
【出願人】(000004204)日本精工株式会社 (8,378)
【Fターム(参考)】