CN103244651B - 蜗轮 - Google Patents

Abstract

本发明提供蜗轮，利用一方的齿面的与蜗轮蜗杆机构对应的面在第一平面以及前端构成第一齿面（10a）和第二齿面（10b），在第一齿面（10a），在蜗轮的旋转方向的一侧配置有斜齿面部分（10a’）并且在另一侧配置有凹曲面部分（10a”），在第二齿面（10b），在该旋转轴方向的一侧配置有凹曲面部分（10b”）并且在另一侧配置有斜齿面部分（10b’）。

Description

蜗轮

技术领域

本发明涉及蜗轮。

背景技术

例如在将转向操纵辅助力产生用马达的旋转经由蜗轮蜗杆机构和与该蜗轮蜗杆机构啮合的蜗轮传递给车轮以使转向角变化的电动动力转向装置中，通过使用合成树脂材料制成该蜗轮而实现轻质化以及噪声降低。

以往，该蜗轮通过对合成树脂材料进行滚铣加工而成型。但是，如果进行滚铣加工则产生大量的毛边，因此为了进行除去该毛边的作业而需要很多工时。此外，因加工面的表面粗糙度的精加工而出现扭矩变动、产生噪声的情况，因此需要高精度地进行加工，从而导致工时变多。

因此，考虑对蜗轮进行模塑成形。但是，对于通常的蜗轮的齿而言，在齿线方向的中央位置与在两端位置相比，齿厚薄且齿高大，因此无法将成形后的蜗轮从成形模沿齿线方向拔出。因此，在意欲对蜗轮进行模塑成形的情况下，需要由在蜗轮的旋转周方向上排列的多个部件构成成形模，沿着蜗轮的径向拔出蜗轮。于是，成形模的构造变得复杂而导致制造成本增加，并且导致成形精度降低。

因此，如图8所示，提案有将蜗轮100的各齿101的旋转方向的一侧的齿面101a和另一侧的齿面101b由与斜齿轮的齿面相同形状的斜齿面部分101a’、101b’以及沿着蜗轮蜗杆机构（省略图示）的凸曲面状的齿面的凹曲面部分101a”、101b”构成。（日本特开2001-280428号公报）。在该现有例中，在各齿面101a、101b，在旋转轴方向的一侧配置斜齿面部分101a’、101b’，在另一侧配置凹曲面部分101a”、101b”。由此，在各齿面101a、101b，在凹曲面部分101a”、101b”随着趋向与斜齿面部分101a’、101b’的边界而齿高方向尺寸以及相对置的齿面间的距离增加。此外，在斜齿面部分101a’、101b’，齿高方向尺寸以及相对置的齿面间的距离在齿线方向上是恒定的。因此，在对蜗轮100进行模塑成形的情况下，能够将成形后的蜗轮100从成形模沿着斜齿面部分101a’、101b’的齿线方向（在附图中为箭头方向H）拔出。

在上述现有的蜗轮100中，在全部的齿面101a、101b，在旋转轴方向的一侧配置斜齿面部分101a’、101b’，在另一侧配置凹曲面部分101a”、101b”。因此，因斜齿面部分的端部厚度c和凹面部分的端部厚度d而导致齿厚不同，从而产生强度差。如图8中双点划线所示那样，蜗轮蜗杆机构的齿面102为凸曲面，因此，相比与斜齿面部分101a’、101b’接触的接触区域，与凹曲面部分101a”、101b”接触的接触面积更大。因此，当从正反旋转的蜗轮蜗杆机构朝蜗轮100传递旋转力时，成为配置有凹曲面部分101a”、101b”的旋转轴方向与反向旋转时配置有斜齿面部分的旋转轴方向，从而对具有强度差的齿面作用完全相反的偏置的力。由此，存在在正反旋转时阻碍顺畅的旋转传递，因蜗轮蜗杆机构、蜗轮100的齿面的偏磨损、破损而导致寿命缩短的情况。

发明内容

本发明提供能够进行在旋转方向没有强度差的顺畅的旋转传递的蜗轮。

根据本发明的实施例的一个特征，在蜗轮中，在蜗轮的旋转轴方向的一侧配置有斜齿面部分并且在另一侧配置有凹曲面部分的第一齿面与在上述旋转轴方向的一侧配置有凹曲面部分并且在另一侧配置有斜齿面部分的第二齿面被配置为相对置。

从以下的参照附图对具体实施方式进行的说明能够清楚本发明的上述的和进一步的目的、特征和优点，其中，对相同或相似的要素标注相同或相似的标号。

附图说明

图1是使用了第一实施方式的蜗轮的电动动力转向装置的纵剖视图。

图2是第一实施方式的蜗轮的局部立体图。

图3是第一实施方式的蜗轮和蜗轮蜗杆机构的侧视图。

图4是第一实施方式的蜗轮的节圆柱面面的局部展开图。

图5A是示出第一实施方式的蜗轮的旋转方向一侧的第一齿面的图，图5B是示出旋转方向另一侧的第二齿面的图。

图6是第一实施方式的成形模的结构说明图。

图7是第二实施方式的蜗轮的局部立体图。

图8是现有例的蜗轮的局部展开图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

图1所示的电动动力转向装置P，将基于方向盘H的转向操纵的转向轴S的旋转经由未图示的转向齿轮朝车轮传递以使转向角变化。对于该转向齿轮方式，只要将转向轴S的旋转朝车轮传递以使转向角变化即可，没有具体限定，例如能够采用将与连结于转向轴S的小齿轮啮合的齿条的动作经由转向横拉杆、转向节臂等朝车轮传递的齿条小齿轮式转向齿轮。设置有对利用该转向轴S传递的转向操纵扭矩进行检测的扭矩传感器1。该扭矩传感器1在本实施方式中是公知的结构，具备：传感器壳体2；输入轴3；输出轴4，该输出轴4经由扭杆8同轴心且弹性地与该输入轴3连结，且该输出轴4能够相对于该输入轴3相对旋转；以及构成磁回路的磁通产生用线圈7，与基于转向操纵扭矩的两轴3、4的弹性的相对旋转量对应地，磁回路的磁阻变化，根据该线圈7的输出对转向操纵扭矩进行检测。

两轴3、4构成转向轴S的一部分，利用传感器壳体2经由轴承6a、6b支承。在该传感器壳体2安装有转向操纵辅助力产生用马达M。在该输出轴4以能够旋转的方式设置有金属制套筒9以及合成树脂制的蜗轮10。与该蜗轮10啮合的蜗轮蜗杆机构11由转向操纵辅助力产生用马达M驱动。根据由扭矩传感器1检测出的转向操纵扭矩，利用未图示的控制装置对该马达M进行控制。马达M的旋转经由蜗轮蜗杆机构11、蜗轮10、转向轴S朝车轮传递以使转向角变化，由此赋予与转向操纵扭矩对应的转向操纵辅助力。

如图2以及图3所示，该蜗轮10具有圆环状的轮体10B以及在该轮体10B的外周排列的多个齿10A，各齿10A与蜗轮蜗杆机构11的齿11A啮合。

如图4、图5A以及图5B所示，蜗轮10的各齿10A的齿线方向的旋转方向一侧（图4的上侧）的第一齿面10a与另一侧（图4的下侧）的第二齿面10b具有：与斜齿轮的齿面相同形状的斜齿面部分10a’、10b’；以及沿着蜗轮蜗杆机构11的齿11A的凸曲面状的齿面的凹曲面部分10a’’、10b”。

在齿面10a，在蜗轮10的旋转轴方向的一侧（图4的右侧）配置有斜齿面部分10a’，并且在另一侧（图4的左侧）配置有凹曲面部分10a”。

在齿面10b，在蜗轮10的旋转轴方向的一侧（图4的左侧）配置有斜齿面部分10b’，并且在另一侧（图4的右侧）配置有凹曲面部分10b”。即，第一齿面10a与第二齿面10b配置有凹曲面部分10a’’、10b”，并且在另一侧斜齿面部分10a’、10b’被配置在呈点对称的位置。

此外，对于蜗轮10的各齿10A的齿高方向的齿面，如图5A、图5B以及图6所示，在各第一、第二齿面10a、10b的凹曲面部分10a”、10b”，齿高方向尺寸h和相对置的齿面间的距离m随着趋向与斜齿面部分10a’、10b’的边界n而增加。此外，该凹曲面部分10a”、10b”和斜齿面部分10a’、10b’在齿高方向的中央位置的边界Oa、Ob平滑地相连。只要将该边界的位置确定为能够将模塑成形后的蜗轮10从成形模拔出即可，在本实施方式中将该边界的位置设为各齿面的齿线方向的中央位置。只要在顺畅地拔模的基础上将斜齿面部分10a’、10b’的区域b设定与凹曲面部分10a’’、10b”的区域a相同以上即可。

当对该蜗轮10进行成形时，例如进行注塑成形。通过将上述套筒9预先***该模塑成形所使用的成形模，能够使蜗轮10与套筒9一体化。如在图6中用虚线示出的那样，该成形模30具有对蜗轮10的旋转轴方向的一侧进行成形的第一模31以及对另一侧进行成形的第二模32。该第一模31与第二模32的分型面PL具有：当沿蜗轮10的径向观察时与各齿10A重叠并且沿着斜齿面部分10a’、10b’的齿线方向的部分PL1；位于蜗轮10的旋转轴方向的一侧的部分PL2；以及位于旋转轴方向的另一侧的部分PL3。由此，利用第一模31对第二齿面10b进行成形，利用第二模32对第一齿面10a进行成形，通过使第一模31和第二模32沿着斜齿面部分10a’、10b’的齿线方向（在附图中为箭头方向H）相对移动，能够从成形模30成形蜗轮10。

根据上述蜗轮10，在第一齿面10a，在旋转轴方向的一侧配置有斜齿面部分10a’，并且在另一侧配置有凹曲面部分10a”，在第二齿面10b，在旋转轴方向的一侧配置有凹曲面部分10b”，并且在另一侧配置有斜齿面部分10b’。由此，在蜗轮蜗杆机构11的齿面11A与第一齿面10a接触的位置和与第二齿面10b接触的位置处，从蜗轮蜗杆机构11作用于蜗轮10的力的偏置方向相互相反。因此，能够抑制从蜗轮蜗杆机构11作用于蜗轮10的力的偏置。而且，在凹曲面部分10a”、10b”，齿高方向尺寸和相对置的齿面间的距离随着趋向与斜齿面部分10a’、10b’的边界而增加，在斜齿面部分10a’、10b’，齿高方向尺寸和相对置的齿面间的距离在齿线方向上是恒定的，因此，能够将模塑成形后的蜗轮10沿着斜齿面部分10a’、10b’的齿线方向拔出。在该模塑成形时使用上述实施方式的成形模30是合适的。此外，通过任意第一齿面10a和任意第二齿面10b同时与蜗轮蜗杆机构11的齿11A接触，能够进一步抑制从蜗轮蜗杆机构11作用于蜗轮10的力的偏置。

图7示出本发明的第二实施方式的蜗轮的主要部分的示意立体图，设置于齿面50的保持槽53从齿面50的凹曲面部51与斜齿面部52的边界沿齿线方向延伸至端部40a。保持槽53的截面形状为圆弧状，其最大深度例如设定为0.3mm~0.5mm左右。此外，保持槽53的截面形状可以为矩形，也可以为三角形。保持槽53设置于蜗轮的齿40的两齿面。因而，能够在两方向旋转时可靠地保持介于蜗轮的齿40之间的润滑剂。

利用该蜗轮成形方法能够在成形的同时对齿面进行槽加工。通过在该槽保持润滑剂，能够始终朝齿面供给用于润滑齿面的润滑剂，能够确保稳定的低扭矩。由此，能够减小磨损和蠕变而提高耐久性。

Claims (2)

1.一种蜗轮的制造方法，该蜗轮具备与蜗杆齿轮的齿啮合的多个齿，各齿的旋转方向一侧的第一齿面和另一侧的第二齿面具有：与斜齿轮的齿面呈相同形状的斜齿面部分以及作为与蜗杆齿轮的啮合所对应的面的、沿着蜗杆齿轮的凸曲面状的齿面的凹曲面部分，所述第一齿面与所述第二齿面配置成隔着一个齿槽而相对置，该蜗轮的制造方法的特征在于，

包括如下工序对所述蜗轮进行树脂成形，即：

将合成树脂注入到第一模与第二模之间的工序，其中，所述第一模具有与所述第一齿面对应的面，用于形成所述第一齿面，并且使得在所述第一齿面的、蜗轮的旋转轴方向的一侧形成所述斜齿面部分，并且在另一侧形成所述凹曲面部分，

所述第二模具有与所述第二齿面对应的面，用于形成所述第二齿面，并且使得在所述第二齿面的、蜗轮的旋转轴方向的一侧形成凹曲面部分，并且在另一侧形成斜齿面部分；以及

在所述合成树脂固化后，对于所述第一模和第二模，在圆柱蜗轮的节圆柱面上，将第一模从蜗轮的轴向一端朝另一端拔出并且将第二模从另一端朝一端拔出的工序。

2.根据权利要求1所述的蜗轮的制造方法，其特征在于，

所述第一模和所述第二模具还分别具有槽形成面，该槽形成面用于在所述第一齿面和第二齿面的斜齿面部分分别形成沿所述第一模或所述第二模的拔模方向的槽部。