JP6414333B2 - ウォーム減速機 - Google Patents

ウォーム減速機 Download PDF

Info

Publication number
JP6414333B2
JP6414333B2 JP2017526193A JP2017526193A JP6414333B2 JP 6414333 B2 JP6414333 B2 JP 6414333B2 JP 2017526193 A JP2017526193 A JP 2017526193A JP 2017526193 A JP2017526193 A JP 2017526193A JP 6414333 B2 JP6414333 B2 JP 6414333B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
worm
pair
wedge
peripheral surface
bearing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2017526193A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2017002393A1 (ja
Inventor
瀬川 徹
徹 瀬川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NSK Ltd
Original Assignee
NSK Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NSK Ltd filed Critical NSK Ltd
Publication of JPWO2017002393A1 publication Critical patent/JPWO2017002393A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6414333B2 publication Critical patent/JP6414333B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H57/00General details of gearing
    • F16H57/02Gearboxes; Mounting gearing therein
    • F16H57/021Shaft support structures, e.g. partition walls, bearing eyes, casing walls or covers with bearings
    • F16H57/022Adjustment of gear shafts or bearings
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0409Electric motor acting on the steering column
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C23/00Bearings for exclusively rotary movement adjustable for aligning or positioning
    • F16C23/06Ball or roller bearings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H1/00Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/02Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion
    • F16H1/04Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving only two intermeshing members
    • F16H1/12Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving only two intermeshing members with non-parallel axes
    • F16H1/16Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving only two intermeshing members with non-parallel axes comprising worm and worm-wheel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H55/00Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/02Toothed members; Worms
    • F16H55/22Toothed members; Worms for transmissions with crossing shafts, especially worms, worm-gears
    • F16H55/24Special devices for taking up backlash
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H57/00General details of gearing
    • F16H57/12Arrangements for adjusting or for taking-up backlash not provided for elsewhere
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H57/00General details of gearing
    • F16H57/02Gearboxes; Mounting gearing therein
    • F16H57/021Shaft support structures, e.g. partition walls, bearing eyes, casing walls or covers with bearings
    • F16H2057/0213Support of worm gear shafts
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H57/00General details of gearing
    • F16H57/12Arrangements for adjusting or for taking-up backlash not provided for elsewhere
    • F16H2057/126Self-adjusting during operation, e.g. by a spring
    • F16H2057/127Self-adjusting during operation, e.g. by a spring using springs

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Gear Transmission (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)
  • Gears, Cams (AREA)

Description

本発明は、例えば電動式パワーステアリング装置に組み込んで使用するウォーム減速機の改良に関する。
自動車用の操舵装置は、図24に示す様に、ステアリングホイール1の回転がステアリングギヤユニット2の入力軸3に伝達され、入力軸3の回転に伴って左右1対のタイロッド4、4が押し引きされて、前車輪に舵角が付与される様に構成されている。ステアリングホイール1は、ステアリングシャフト5の後端部に支持固定されており、ステアリングシャフト5は、円筒状のステアリングコラム6に軸方向に挿通された状態で、ステアリングコラム6に回転可能に支持されている。又、ステアリングシャフト5の前端部は、自在継手7を介して中間シャフト8の後端部に接続され、中間シャフト8の前端部が、別の自在継手9を介して、入力軸3に接続されている。
上述の様な操舵装置で、電動モータ10を補助動力源としてステアリングホイール1を操作するのに要する力の低減を図る為の電動アシスト装置を備えた、電動式パワーステアリング装置が、従来から広く知られている。この様な電動式パワーステアリング装置には減速機を組み込むが、この減速機として従来から、大きなリード角を有し、動力の伝達方向に関して可逆性を有するウォーム減速機が、特許文献1等により従来から知られており、且つ、一般的に使用されている。図25は、特許文献1に記載された、ウォーム減速機の従来構造の1例を示している。ウォーム減速機11は、ハウジング12と、ウォームホイール13と、ウォーム14とを備える。
ハウジング12は、電動モータ10に対して支持固定されており、ホイール収容部15と、ホイール収容部15に対し捩れの位置に存在してホイール収容部15にその軸方向中間部を連続させたウォーム収容部16とを有する。ウォームホイール13は、ホイール収容部15の内側に回転自在に支持された、被駆動軸であるステアリングシャフト5(図24参照)の前端寄り部分に、ステアリングシャフト5と同軸に支持固定されている。ウォーム14は、軸方向中間部に設けられたウォーム歯17をウォームホイール13に噛合させた状態で、ウォーム歯17を挟んだ軸方向2箇所位置を、深溝型玉軸受等の1対の転がり軸受18a、18bにより、ウォーム収容部16の内側に回転自在に支持されている。この様なウォーム14は、基端部(図25の左端部)に、駆動軸である電動モータ10の出力軸が接続される。即ち、ウォーム14は、電動モータ10により回転駆動可能となっている。
上述の様な従来から一般的に使用されているウォーム減速機11の場合、ウォームホイール13とウォーム歯17との噛合部に、ウォーム減速機11を構成する各部材の寸法誤差や組立誤差等に基づいて、不可避のバックラッシュが存在する。この様なバックラッシュが存在すると、ステアリングシャフト5の回転方向を変える際に、噛合部で耳障りな歯打ち音が発生する可能性がある。そこで、特許文献1に記載された従来構造の1例の場合には、ウォーム14の基端部をウォーム収容部16に対し、若干の揺動変位を可能に支持している。尚、この揺動角度は僅少であるから、単列深溝型の玉軸受等、モーメント剛性が小さい軸受を使用する事により、容易に吸収する事ができる。又、ウォーム14の先端部(図25の右端部)に押圧駒19を外嵌し、押圧駒19とウォーム収容部16との間に、コイルばね20を設けている。そして、コイルばね20により、押圧駒19を介して、ウォーム14の先端部をウォームホイール13に向けて、径方向に(図25の上方に向け)押圧している。この様な構成により、ウォーム歯17とウォームホイール13との間のバックラッシュを抑え、歯打ち音の発生を抑えている。
但し、上述の様な従来構造の場合には、次の様な点で改良の余地がある。
即ち、ウォーム14の先端部をウォームホイール13に向けて、径方向に押圧可能にする為に、ウォーム14の先端部に外嵌した押圧駒19の外周面と、ウォーム収容部16の内周面との間には、環状隙間が全周に亙って設けられている。従って、ステアリングシャフト5の回転方向を変えると、ウォーム14の先端部が、コイルばね20による押圧方向と直角な方向(図25の表裏方向)に変位し、噛合部で耳障りな歯打ち音が発生する可能性がある。特に、ウォーム減速機11を構成する各部材の寸法誤差や組立誤差に基づいて、ウォーム歯17とウォームホイール13との噛合位置がばらつくと、ウォーム14の先端部のコイルばね20による押圧方向と直角な方向への変位量が大きくなり、歯打ち音が発生し易くなる可能性がある。又、噛合位置がばらつくと、噛合部の摩擦損失が大きくなり、この摩擦損失が大きくなる分、電動モータ10からステアリングシャフト5に付加される補助動力の大きさ(トルク)が変化(低減)する可能性がある。
上述の様な、ウォーム歯17とウォームホイール13との噛合位置のばらつきは、ウォーム減速機11の運転に伴い、ウォーム歯17やウォームホイール13の歯面が摩耗すると著しくなる。特に、ウォーム減速機11の運転時に、噛合部で打音や摺動音が発生するのを抑えると共に、ウォームホイール13、延いては、ウォーム減速機11の軽量化を図るべく、ウォームホイール13として、金属製の円盤状部材の周囲に合成樹脂製の歯部を結合固定する事により造ったものを使用した場合、ウォーム減速機11の運転に伴うウォームホイール13の歯面の摩耗が発生し易くなり、噛合位置のばらつきが大きくなり易い。
日本国特許第4381024号公報
本発明は、上述の様な事情に鑑み、ウォーム歯をウォームホイールに向けて弾性的に付勢する付勢手段を備えるウォーム減速機に於いて、ウォームの先端部が付勢方向と直角な方向に変位するのを阻止できる構造を実現すべく発明したものである。
本発明のウォーム減速機は、ハウジングと、ウォームホイールと、ウォームと、軸受と、付勢手段とを備える。
ウォームホイールは、前記ハウジングに対し回転自在に支持された被駆動軸に該被駆動軸と同軸に支持されて、該被駆動軸と共に回転する。
前記ウォームは、軸方向中間部に設けられたウォーム歯を前記ウォームホイールに噛合させた状態で、前記被駆動軸に対し捩れの位置に存在する駆動軸に基端部を結合される。
前記軸受は、前記ウォームの先端部に外嵌されている。
前記付勢手段は、前記軸受を前記ウォームホイール側に向けて、前記ウォームの径方向に弾性的に付勢する事により、前記ウォーム歯と該ウォームホイールとの噛合部のバックラッシュを抑える。
特に本発明のウォーム減速機に於いては、前記軸受の外周面と、前記ハウジングの内周面との間に環状空間が存在する。
該環状空間の2箇所位置に、円周方向に関して、前記ウォーム歯と前記ウォームホイールとの噛合部から遠い側の端部から近い側の端部に向かう程厚さ寸法が大きくなる1対の楔状片を、前記環状空間を埋める様に設けている。そして、該1対の楔状片に、円周方向に関して、前記噛合部から離れる方向の弾力を付与している。具体的には、前記1対の楔状片を、前記環状空間のうちで、前記ウォーム歯と前記ウォームホイールとの噛合部、及び、前記ウォームの中心軸を含む仮想平面を挟む2箇所位置に設ける事ができる。
上述の様な本発明のウォーム減速機を実施する場合、前記軸受として、例えば、内周面に外輪軌道が設けられた外輪と、外周面に内輪軌道が設けられた内輪と、該外輪軌道と該内輪軌道との間に転動自在に設けられた転動体とを備える転がり軸受を使用する事ができる。前記軸受として転がり軸受を使用する場合、より具体的には、ラジアル玉軸受やラジアルころ軸受、ラジアル円すいころ軸受等を使用する事ができる。或いは、前記軸受として、滑り軸受を使用する事もできる。
上述の様な本発明のウォーム減速機を実施する場合、好ましくは、前記付勢手段により、前記軸受を前記ウォームホイール側に向けて、前記ウォームの径方向に弾性的に付勢すると共に、前記1対の楔状片を、円周方向に関して、前記噛合部から離れる方向に弾性的に付勢する。
上述の様な本発明のウォーム減速機を実施する場合、好ましくは、前記付勢手段を、捩りコイルばねや板ばね、ゴム等の弾性部材により構成する。
上述の様な発明を実施する場合に好ましくは、前記弾性部材の弾力により、前記1対の楔状片を、円周方向に関して、前記噛合部から離れる方向に向けて弾性的に押圧すると共に、該1対の楔状片を弾性的に押圧する力の反力により、前記軸受を前記ウォームホイール側に向けて、前記ウォームの径方向に弾性的に付勢する。
この様な発明を実施する場合、具体的には、例えば、前記弾性部材が捩りコイルばねとする。そして、該捩りコイルばねのコイル部を、前記軸受、又は、該軸受を内嵌保持する軸受ホルダに係止すると共に、前記捩りコイルばねの両端部に設けられた1対のアーム部を、前記1対の楔状片の円周方向両端面のうち、前記噛合部に近い側の端面に押し付ける。
或いは、コイルばね等の弾性部材により、前記1対の楔状片に、前記噛合部から離れる方向の弾力を付与する事によってのみ、前記軸受を前記ウォームホイール側に向けて、前記ウォームの径方向に弾性的に付勢する。
或いは、前記軸受の外周面と、前記ハウジング又は前記軸受ホルダの内周面との間に設けられた、該軸受を弾性的に押圧する、或いは一対の楔状片を弾性的に引っ張る、コイルばね等の弾性部材により、前記付勢手段を構成する事もできる。この場合には、別の手段により、前記1対の楔状片に、前記噛合部から離れる方向の弾力を付与する。
上述の様な本発明のウォーム減速機を実施する場合、好ましくは、前記1対の楔状片の外周面の曲率半径を、前記ハウジングのうちで該1対の楔状片の外周面と対向する部分の内周面の曲率半径と同じにすると共に、該1対の楔状片の内周面の曲率半径を、該1対の楔状片の内周面と対向する部分の外周面(例えば、軸受ホルダの外周面。又、前記軸受として転がり軸受を使用する場合には、該転がり軸受の外輪の外周面とする事もできる。)の曲率半径よりも大きくする。
上述の様な本発明のウォーム減速機を実施する場合に好ましくは、前記ハウジングの内周面に、径方向内方に突出するストッパ凸部を設ける。そして、前記1対の楔状片が、円周方向に関して許容限度迄変位した場合に、該1対の楔状片の円周方向端面と前記ストッパ凸部の円周方向端面とを当接させる事で、該1対の楔状片がそれ以上円周方向に変位する事を阻止する。
上述の様な本発明のウォーム減速機を実施する場合に好ましくは、前記ハウジングの内周面と、該ハウジングの内周面と対向する相手部材(例えば、軸受ホルダ。又、前記軸受として転がり軸受を使用する場合には、該転がり軸受の外輪を前記相手部材とする事もできる。)の外周面とのうちの一方の周面に、径方向に凹んだ係合凹部を設けると共に、他方の周面に、該係合凹部と係合する係合凸部を設ける。そして、該係合凹部と該係合凸部とを凹凸係合させる事により、前記ウォームホイールに対する前記軸受の遠近動を可能とすると共に、前記相手部材の円周方向変位を実質的に阻止する。
前記ハウジングの内周面に、前記ストッパ凸部や前記係合凹部(又は前記係合凸部)を設ける場合、該ストッパ凸部や該係合凹部(又は該係合凸部)を、前記ハウジングに直接形成する事もできるし、該ハウジングとは別体に設けられ、該ハウジングの内周面に、少なくとも円周方向に関する変位を阻止した状態で内嵌支持された部材に設ける事もできる。
上述の様な本発明のウォーム減速機を実施する場合、具体的には、前記1対の楔状片を、前記仮想平面を挟んで対称に設ける。
或いは、該1対の楔状片を、該仮想平面を挟んで非対称に設ける事もできる。該1対の楔状片を、該仮想平面を挟んで非対称に設ける場合、好ましくは、前記1対の楔状片の内外両周面と、該1対の楔状片の内外両周面と対向する部分の周面(軸受ホルダ又は軸受の外周面、及びハウジングの内周面)との当接部(摺接部)が、前記噛合部から前記ウォームに加わる噛み合い反力の方向に位置する様に、前記1対の楔状片を設ける。
上述の様な本発明のウォーム減速機を実施する場合に好ましくは、前記軸受を内嵌保持する軸受ホルダを更に備えるものとする。該軸受ホルダの外周面と、前記ハウジングの内周面との間に前記環状空間を設け、該軸受ホルダの内周面と前記軸受の外周面との間に板ばねを設ける。この場合、より具体的には、例えば、前記板ばねを、基部と、該基部の円周方向両端縁から円周方向に延出する1対の付勢腕部とを備えるものとし、該1対の付勢腕部により前記軸受の外周面を押圧する様に構成する。若しくは、円弧状に湾曲した前記板ばねを、弾性的に更に湾曲させた状態で、該板ばねの円周方向両端部を、前記ハウジング又は前記軸受ホルダに対して支持し、該板ばねの円周方向中間部により前記軸受の外周面を押圧する様に構成する事もできる。
上述の様に構成する本発明のウォーム減速機の場合には、ウォームの先端部に外嵌した軸受、又は、この軸受を内嵌保持する軸受ホルダの外周面と、ハウジングの内周面との間に存在する環状空間に、所定の形状を有する1対の楔状片を、この環状空間を埋める様に設けている。この為、ウォームの先端部が、付勢手段による付勢方向と直角な方向に変位するのを阻止する事ができる。更に、本発明の場合、1対の楔状片に、円周方向に関して、ウォームの軸方向中間部に設けたウォーム歯とウォームホイールとの噛合部から離れる方向の弾力を付与している。従って、ウォーム減速機の運転に伴い、ウォーム歯やウォームホイールの歯面が摩耗した場合でも、1対の楔状片により環状空間を埋める事ができて、ウォームの先端部が、付勢方向と直角な方向に変位するのを阻止する事ができる。この結果、噛合部での耳障りな歯打ち音の発生を防止する事ができる。
本発明の第1実施形態を示す要部拡大斜視図。 第1実施形態の要部拡大断面斜視図。 図2のIII−III断面図。 構成各部材を分解した状態で示す斜視図。 楔状片を取り出して内周面側から見た状態で示す斜視図(A)と、外周面側から見た状態で示す斜視図(B)。 本発明の第2実施形態を示す、図2と同様の図。 第2実施形態の図6のVII−VII断面図。 第2実施形態の図5と同様の図。 本発明の第3実施形態を示す、図2と同様の図。 本発明の第4実施形態を示す、図2と同様の図。 本発明の第5実施形態を示す、図3と同様の図。 本発明の第6実施形態を示す、図1と同様の図。 本発明の第6実施形態を示す、図3と同様の図。 本発明の第6実施形態を示す、部分切断斜視図。 ウォームの先端部を、回転及び揺動変位を可能に支持する部分を示す断面図。 ウォームの先端部を、回転及び揺動変位を可能に支持する部分を取り出して示す斜視図。 ウォームの先端部を、回転及び揺動変位を可能に支持する部分を構成する各部材を分解した状態で示す斜視図。 軸受ホルダと板ばねとを取り出して示す斜視図(A)、及び正面図(B)。 ウォームの先端部を、回転及び揺動変位を可能に支持する部分の組立方法を説明する為の斜視図(A)、及び断面図(B)。 電動モータを所定方向に回転駆動した場合に、ウォームホイールからウォーム軸に加わる噛み合い反力の方向を説明する為の略断面図(A)と、(A)のXX−XX断面図(B)。 電動モータを所定方向とは逆方向に回転駆動した場合に、ウォームホイールからウォーム軸に加わる噛み合い反力の方向を説明する為の略断面図(A)と、(A)のXXI−XXI断面図(B)。 電動モータを両方向に回転駆動した場合に、ウォームホイールからウォーム軸に加わる2方向の噛み合い反力の方向を示す、図21の(B)と同様の図。 本発明の第7実施形態を示す、図3と同様の図。 従来構造のステアリング装置の1例を示す部分切断側面図。 図24のXXV−XXV拡大断面図。
[第1実施形態]
図1〜5は、本発明の第1実施形態を示している。本実施形態のウォーム減速機は、前述の図25に示した従来構造のウォーム減速機11と同様に、ハウジング12と、ウォームホイール13と、ウォーム14とを備える。ハウジング12は、ホイール収容部15と、ホイール収容部15に対し捩れの位置に存在してホイール収容部15にその軸方向中間部を連続させたウォーム収容部16とを有する。ウォームホイール13は、ホイール収容部15の内側に回転自在に支持された、被駆動軸であるステアリングシャフト5(図24参照)の前端寄り部分に、ステアリングシャフト5と同軸に支持固定されている。
ウォーム14は、軸方向中間部に設けられたウォーム歯17をウォームホイール13に噛合させた状態で、基端部を電動モータ10の出力軸に、トルクの伝達を可能に連結されている。この様なウォーム14は、ハウジング12のウォーム収容部16に回転自在に支持されている。この為に、ウォーム14のうち、ウォーム歯17を挟んだ軸方向2箇所位置に、深溝型玉軸受等の1対の転がり軸受18b、18cを外嵌している。1対の転がり軸受18b、18cのうち、ウォーム14の基端側の転がり軸受18b(図25参照)は、ウォーム収容部16に対しウォーム14を、若干の揺動変位を可能に支持している。
これに対し、1対の転がり軸受18b、18cのうち、ウォーム14の先端側の転がり軸受18cは、内輪をウォーム14の先端部(図1、2、4の左端部)に締り嵌めで外嵌固定した状態で、ウォーム収容部16内に、回転及びウォームホイール13に対する若干の遠近動を可能に支持している。この為に、先端側の転がり軸受18cの外輪と、ウォーム収容部16の内周面に設けられた保持凹部21との間に、軸受ホルダ22と、板ばね23と、1対の楔状片24、24とを設けている。
軸受ホルダ22は、合成樹脂製、又は、アルミニウム系合金若しくはマグネシウム系合金等の軽合金製で、軸受抱持部25と、ストッパ部26とを備える。軸受抱持部25は、円周方向複数箇所(図示の例の場合、3箇所)に設けられた部分円筒状の抱持片27、27と、各抱持片27、27の軸方向片端縁(図1、2、4の左端縁)同士を連結する円輪状の連結板部28とから成る。この様な軸受抱持部25の内径は、先端側の転がり軸受18cの外径よりも僅かに大きくしている。従って、軸受抱持部25により先端側の転がり軸受18cの外周面を抱持すると、軸受抱持部25の内周面と、先端側の転がり軸受18cの外周面との間には微小な隙間が介在した状態となる。換言すれば、軸受抱持部25の内周面により先端側の転がり軸受18cの外周面を緩く抱持している。又、ストッパ部26は、軸受抱持部25の外径よりも大きな内径を有する部分円筒状のストッパ板部29と、扇形の連結板部30とを備える。連結板部30は、ストッパ板部29の内周面と、各抱持片27、27のうちの1個の抱持片27(円周方向に関する位相が、ウォームホイール13とウォーム歯17との噛合部と一致する抱持片27)の外周面との軸方向他端縁(図1、2、4の右端縁)同士を、軸受ホルダ22の径方向に連結している。この様な軸受ホルダ22に保持された先端側の転がり軸受18cは、保持凹部21の内側に、自身の中心軸O18cを保持凹部21の中心軸O21に対し、ウォームホイール13から離れる方向(図1〜3の上方)にオフセットさせた状態で配置している。この状態で、ストッパ板部29の外周面と保持凹部21の内周面との間には、保持凹部21の径方向に関する隙間31が介在している。尚、ストッパ部26は省略しても良い。又、保持凹部21の内周面と軸受ホルダ22の外周面との間に存在する環状空間34のうち、保持凹部21の円周方向に関して、ウォームホイール13とウォーム歯17との噛合部と反対側半部(図1、2の上半部)から噛合部側半部の一部に掛けての部分の径方向寸法は、噛合部から離れる程小さくなっている。
板ばね23は、ステンレスのばね鋼等の弾性を有する帯状の金属板を部分円筒状に曲げ形成して成るもので、外径側が凸となる方向に略U字形(略コ字形)に折り曲げられた基部32と、基部32の円周方向両端縁から円周方向に延出する1対の付勢腕部33、33とを備える。基部32の中央部に円孔41を設ける事により、基部32の板厚方向の剛性を調節している。この様な板ばね23は、軸受ホルダ22の軸受抱持部25の内周面と、先端側の転がり軸受18cの外周面との間に設けられている。これにより、先端側の転がり軸受18cは、軸受抱持部25の内周面(各抱持片27、27のうち、円周方向に関する位相が噛合部と一致する部分に存在する抱持片27の内周面)に押し付けられて、先端側の転がり軸受18cが軸受抱持部25内でがたつく事を防止している。即ち、板ばね23は、基部32を、各抱持片27、27のうち、円周方向に隣り合う1対の抱持片27、27(円周方向に関する位相が、噛合部から外れた部分に存在する1対の抱持片27、27)同士の間部分に配置した状態で、軸受抱持部25の内側に設置されている。板ばね23を軸受抱持部25の所定位置に配置した状態での、軸受抱持部25の中心軸を中心とする1対の付勢腕部33、33の内接円の直径(軸受抱持部25の内周面に先端側の転がり軸受18cの外輪の外周面を抱持する以前の自由状態での直径)は、先端側の転がり軸受18cの外径よりも小さい。従って、軸受抱持部25の内周面により先端側の転がり軸受18cの外周面を抱持した状態では、先端側の転がり軸受18cの外周面が、各抱持片27、27のうち、円周方向に関する位相が噛合部と一致する部分に存在する抱持片27の内周面に向けて弾性的に押圧される。これにより、先端側の転がり軸受18cが軸受抱持部25内でがたつく事を防止している。尚、板ばね23のばね定数は、十分に小さく設定されている。これにより、ウォームホイール13やウォーム14の回転速度、ウォームホイール13とウォーム14との噛合部で伝達されるトルクの大きさや、ハウジング12内の温度変化に伴う、ウォームホイール13とウォーム14との中心軸同士の距離(噛み合い距離)の変化にかかわらず、噛合部に於ける噛み合い抵抗の変化を小さく抑える事ができる。
1対の楔状片24、24は、環状空間34のうち、保持凹部21の円周方向に関して、ウォームホイール13とウォーム歯17との噛合部と反対側半部から噛合部側半部の一部に掛けての部分で、この噛合部とウォーム14の中心軸とを含む仮想平面αを挟んで対称となる2箇所位置に、環状空間34を埋める様に設けられている。この為に、両楔状片24、24の軸方向中間部に設けた被挟持部42、42は、円周方向に関して、ウォームホイール13とウォーム歯17との噛合部から遠い側の端部から近い側の端部に向かう程厚さ寸法が大きくなる様にしている。具体的には、1対の被挟持部42、42の外周面の曲率半径を、保持凹部21の内周面の曲率半径と、製造上不可避な誤差を除いて同じとすると共に、1対の被挟持部42、42の内周面の曲率半径を、軸受ホルダ22の外周面の曲率半径よりも大きくしている。又、1対の楔状片24、24の軸方向両端部には、内周面の内径が1対の被挟持部42、42の内周面の内径よりも小さいガイド部43a、43bを設けている。各ガイド部43a、43b同士の間には、組み付け状態に於いて、軸受ホルダ22を構成する1対の抱持片27、27(円周方向に関する位相が、噛合部から外れた部分に存在する1対の抱持片27、27)が存在している。この様にして、1対の楔状片24、24の軸方向の変位を規制している。従って、1対の楔状片24、24は、環状空間34を円周方向にのみ変位可能である。
この様な楔状片24、24には、円周方向に関して、噛合部から離れる方向{1対の楔状片24、24の先端部(噛合部から遠い側の端部)同士が近づく方向}の弾力が付与されている。この為に本実施形態の場合には、軸受ホルダ22の連結板部30の軸方向片端面に設けた係止ピン部37に、捩りコイルばね35のコイル部36を係止している(係止ピン部37をコイル部36に挿通している)。そして、捩りコイルばね35の両端部に設けたアーム部38、38を、1対の楔状片24、24の軸方向片端部に設けたガイド部43a、43aの円周方向両端面のうち、噛合部に近い側の端面(基端面)に押し付けている。この様な1対の楔状片24、24は、例えば、ナイロン樹脂、ポリフェニレンサルファイド(PPS)樹脂等の合成樹脂等、ハウジング12を構成する金属材料や軸受ホルダ22を構成する材料に対し滑り易い材料により造られている。
尚、本実施形態の場合、捩りコイルばね35のアーム部38、38が、1対の楔状片24、24のガイド部43a、43aの基端面に押し付けられる力の反力により、捩りコイルばね35のコイル部36を係止した軸受ホルダ22の係止ピン部37が、ウォームホイール13側に向けて押し付けられる。これにより、先端側の転がり軸受18cを、軸受ホルダ22を介して、ウォームホイール13側に向けて弾性的に押圧(付勢)している。即ち、本実施形態の場合には、捩りコイルばね35が付勢手段として機能する。尚、本実施形態の場合、噛合部の噛み合い抵抗が過度に大きくなる事がない様に、捩りコイルばねの弾力を調整している。好ましくは、捩りコイルばね35が、先端側の転がり軸受18cをウォームホイール13側に向けて弾性的に押圧する弾力を、板ばね23が、先端側の転がり軸受18cを軸受抱持部25の内周面に向けて押圧する弾力よりも小さくする。又、本実施形態の場合、ウォームホイール13とウォーム歯17との噛合部からウォーム14に加わる噛み合い反力に基づく、ウォームホイール13とウォーム14との中心軸同士の距離の変化を、板ばね23の弾性変形のみにより吸収して、捩りコイルばね35が、噛み合い反力に基づいて1対の楔状片24、24に作用する分力f、fによっては弾性変形しない様にしている。即ち、軸受ホルダ22の外周面と1対の楔状片24、24の内周面との摺接部の接線方向(1対の楔状片24、24の内周面のうち、各分力f、fが作用する位置の接線方向)と、この摺接部の径方向外方に於ける1対の楔状片24、24の外周面と保持凹部21の内周面との摺接部(1対の楔状片24、24の外周面のうち、各分力f、fが作用する位置の接線方向)の接線方向との成す角度(楔角度)θを十分小さく(例えば10度以下に)して、各接線方向同士を互いに平行に近い状態としている。この為、1対の楔状片24、24に作用する分力f、fのうちで、1対の楔状片24、24が互いの先端部同士が離れる方向に作用する円周方向の成分は十分小さくなる。従って、捩りコイルばね35の弾力が板ばね23の弾力よりも小さいにもかかわらず、捩りコイルばね35が噛み合い反力に基づいて弾性変形する事はない。
上述の様な本実施形態の場合には、ウォーム14の先端部で、軸受ホルダ22の外周面と保持凹部21の内周面との間に存在する環状空間34に、1対の楔状片24、24を、環状空間34を埋める様に設けている。この為、ステアリングシャフト5の回転方向を変える際に、ウォーム14の先端部が、捩りコイルばね35による付勢方向と直角な方向に変位するのを阻止する事ができる。更に、本実施形態の場合、1対の楔状片24、24に、円周方向に関して、ウォームホイール13とウォーム歯17との噛合部から離れる方向(1対の楔状片24、24の先端部同士が近づく方向)の弾力を付与している。ウォーム減速機11の運転に伴い、ウォーム歯17やウォームホイール13の歯面が摩耗し、ウォーム14がウォームホイール13側に変位すると、環状空間34のうち、円周方向に関して、噛合部と反対側に存在する部分の保持凹部21の径方向に関する環状空間34の寸法が大きくなる。本実施形態の場合、1対の楔状片24、24に上述の様な円周方向の弾力を付与している為、環状空間34の寸法が大きくなった分だけ、1対の楔状片24、24が、円周方向に関して、噛合部から離れる方向に変位する。これにより、環状空間34を埋める事ができて、ウォーム14の先端部が、付勢方向と直角な方向に変位するのを阻止する事ができる。更に、本実施形態の場合には、捩りコイルばね35のアーム部38、38により、1対の楔状片24、24を、円周方向に関して噛合部から離れる方向に押圧する力の反力により、捩りコイルばね35のコイル部36を軸受ホルダ22の係止ピン部37に押し付け、先端側の転がり軸受18cを、ウォームホイール13側に向けて弾性的に付勢している。この結果、噛合部での耳障りな歯打ち音の発生を防止する事ができる。
尚、軸受ホルダ22の外周面と1対の楔状片24、24の内周面との間部分(摺接部)と、1対の楔状片24、24の外周面と保持凹部21の内周面との間部分(摺接部)とのうちの一方又は双方に、潤滑剤を介在させる事もできる。これらの間部分に潤滑剤を介在させれば、1対の楔状片24、24の円周方向変位を円滑に行わせる事ができる。この様な潤滑剤として、例えば、増ちょう剤として脂肪酸ジウレアを含み、基油として合成炭化水素油を含むグリースを使用する事ができる。
又、ウォーム収容部16の開口部を、ハウジング12aとは別体に設けられた蓋により塞ぐ事で、ウォーム収容部16内に異物が侵入するのを防止する様に構成する事もできる。
本発明を実施する場合、転がり軸受をウォームホイール側に向けて弾性的に付勢する付勢手段は、上述の第1実施形態に示す様な捩りコイルばねに限らず、板ばねやゴム等の弾性部材としても良い。又、付勢手段を、ハウジングの保持凹部と転がり軸受の外輪との間に、軸受ホルダ等の他の部材を介在させる事なく、直接設置する事もできる。具体的には、例えば付勢手段を、ハウジングの保持凹部と転がり軸受の外輪との間に設けられたコイルばね等の弾性部材とし、この弾性部材により、転がり軸受の外輪をウォームホイール側に向けて弾性的に押圧したり、弾性的に引っ張ったりする様に構成する事もできる。又、ウォームの先端部をハウジングに対し回転可能に支持する為の軸受は、転がり軸受に限らず、滑り軸受としても良い。
また、本実施形態の軸受ホルダ22は、円周方向に関する位相が、噛合部から外れた部分に存在する1対の抱持片27、27を有しない構成であってもよく、1対の楔状片24、24と軸受18cとが板ばね23のみを介して対向するようにしてもよい。
さらに、本実施形態では、板ばね23を有しない構成であってもよく、1対の楔状片24、24と軸受18cとが直接当接する構成であってもよい。
[第2実施形態]
図6〜8は、本発明の第2実施形態を示している。本実施形態の場合には、軸受ホルダ22を構成する各抱持片27、27のうちの1個の抱持片27{円周方向に関する位相が、ウォームホイール13とウォーム歯17(図25参照)との噛合部と一致する抱持片27}と、ストッパ板部29と、連結板部30とにより画成される空間に、コイルばね40を設置している。そして、コイルばね40の両端部により、1対の楔状片24a、24aの円周方向両端面のうち、噛合部に近い側の端面(基端面)に設けた座部39、39を押圧する事により、1対の楔状片24a、24aに対して、1対の楔状片24a、24aの先端部(噛合部から遠い側の端部)同士が近づく方向の弾力が付与されている。本実施形態の場合、コイルばね40により1対の楔状片24a、24aの先端部同士が互いに近づく方向に押圧される事により、環状空間34を埋めると共に、軸受ホルダ22に抱持された先端側の転がり軸受18cをウォームホイール13側に向けて弾性的に付勢している。
その他の部分の構成及び作用は、上述した第1実施形態と同様である。
[第3実施形態]
図9は、本発明の第3実施形態を示している。本実施形態の場合、ハウジング12aを構成するウォーム収容部16aに設けられた保持凹部21aの内周面のうち、軸受ホルダ22を収容保持する部分から軸方向片側(図9の左側)に外れた部分で、ウォームホイール13とウォーム歯17(図25参照)との噛合部側の半部に、円周方向に伸長する係止溝44を設け、係止溝44に、部分円弧形の係止片45を係止している。係止片45の円周方向長さは、保持凹部21aとウォーム14の先端部との間に、転がり軸受18c、軸受ホルダ22、板ばね23、及び1対の楔状片24を組み付け、1対の楔状片24の円周方向位置を正規位置(初期の取付位置)に配置した状態で、1対の楔状片24のガイド部43aの円周方向両端面のうち、噛合部に近い側の端面と、係止片45の円周方向両端面とが円周方向に関して当接乃至近接対向する様に規制している。これにより、1対の楔状片24の円周方向位置の位置決めの容易化を図れ、転がり軸受18cが噛合部から離れる方向に過度に変位する事を防止できて、ウォームホイール13とウォーム歯17との噛み合い力が過度に小さくなる事を防止する事ができる。
その他の部分の構成及び作用は、前述した第1実施形態と同様である。
[第4実施形態]
図10は、本発明の第4実施形態を示している。本実施形態の場合、ハウジング12bを構成するウォーム収容部16bの内周面に設けられた保持凹部21bの内周面のうち、軸受ホルダ22を収容保持する部分から軸方向片側に外れた部分で、ウォームホイール13とウォーム歯17(図25参照)との噛合部に近い側の半部の円周方向2箇所位置に1対の係止孔を設け、1対の係止孔に1対の係止ピン46を係止している。1対の係止孔(係止ピン46)の形成位置は、保持凹部21bとウォーム14(図2参照)の先端部との間に、転がり軸受18c、軸受ホルダ22、板ばね23、及び1対の楔状片24を組み付け、1対の楔状片24の円周方向位置を正規位置(初期の取付位置)に配置した状態で、1対の楔状片24のガイド部43aの円周方向両端面のうち、噛合部に近い側の端面と、係止ピン46とが円周方向に関して近接対向する位置としている。
その他の部分の構成及び作用は、前述した第1実施形態、及び上述した第3実施形態と同様である。
[第5実施形態]
図11は、本発明の第5実施形態を示している。本実施形態の場合、1対の楔状片24、24の円周方向両端部のうち、ウォームホイール13とウォーム歯17(図25参照)との噛合部から遠い側の端部(先端部)同士の間にコイルばね47を設け、これら遠い側の端部同士を互いに弾性的に引っ張る様にしている。これにより、環状空間34(図1、3参照)を埋めると共に、先端側の転がり軸受18cをウォームホイール側に向けて弾性的に付勢している。
その他の部分の構成及び作用は、前述した第1実施形態と同様である。
[第6実施形態]
図12〜図19は、本発明の第6実施形態を示している。本実施形態の場合、先端側の転がり軸受18cと、ウォーム収容部16cの保持凹部21cとの間に、軸受ホルダ22aと、板ばね23aと、1対の楔状片24b、24cと、外側ホルダ48とを設けている。外側ホルダ48は、合成樹脂製、又は、アルミニウム系合金若しくはマグネシウム系合金等の軽合金製で、保持凹部21cに、回転を阻止された状態で保持されており、ホルダ本体49と、蓋体50とを備える。ホルダ本体49は、径方向に関して略反対側となる2箇所位置に設けられた1対の被保持片51a、51bと、連結板部52とを備えている。1対の被保持片51a、51bのうちの一方の被保持片51aは、部分円弧形で、円周方向に関して、ウォームホイール13とウォーム歯17との噛合部から遠い側の端部寄り部分{噛合部から遠い側の端部(図13の上端部)から円周方向に少し外れた部分}に設けられている。1対の被保持片51a、51bのうちの他方の被保持片51bは、略三日月形で、円周方向に関して、噛合部に近い側の端部(図13の下端部)に設けられている。他方の被保持片51bの内周面には、径方向外方に凹んだ係合凹部53が設けられている。連結板部52は、連結板部52の外周縁の中心よりも、径方向に関して噛合部から遠い側に寄った位置を中心とする円孔54を有する略円輪板状で、1対の被保持片51a、51bの軸方向他端縁同士を連結している。尚、円孔54の内周面は、軸方向片側(図14〜16、18の左側)に向かう程内径が大きくなる方向に傾斜した円すい面としている。又、蓋体50は、側板部55と、1対の折れ曲がり板部56とを備える。側板部55は、側板部55の外周縁の中心よりも、径方向に関して噛合部から遠い側に寄った位置を中心とする円孔57を有する略円輪板状である。側板部55の外周縁のうち、径方向に関して略反対側となる2箇所位置には、1対の切り欠き74、74が形成されており、同じく円周方向に関して噛合部に近い側の端部には、径方向外方に突出したホルダ側凸部58が設けられている。1対の折れ曲がり板部56は、部分円筒状で、側板部55の外周縁のうち、1対の切り欠き74、74に対して噛合部から遠い側に隣接する部分に、軸方向他方に折れ曲がった状態で設けられている。図16に示すように、外側ホルダ48は、折れ曲がり板部56の噛合部から遠い側の円周方向端面を、一方の被保持片51aのこの噛合部に近い側の円周方向端面に当接させ、ホルダ本体49に対する蓋体50の円周方向に関する位置決めを図った状態で、ホルダ本体49と蓋体50とを相対回転不能に組み合わせて成る。図15に示すように、この様な外側ホルダ48は、ホルダ側凸部58を、保持凹部21cのうち、円周方向に関して、噛合部に近い側の端部に設けられたハウジング側凹部59に係合させる事により、保持凹部21c内に、回転を阻止された状態で、径方向に関するがたつきなく内嵌保持されている。
又、軸受ホルダ22aは、合成樹脂製、又は、アルミニウム系合金若しくはマグネシウム系合金等の軽合金製で、軸受抱持部60と、小径円筒部61と、円輪板部62と、係合凸部63とを備える。軸受抱持部60は、略円筒状で、軸方向他端縁(図14〜16、18の右端縁)のうち、径方向に関して略反対側となる2箇所位置に、1対の切り欠き部64、64を設けている。1対の切り欠き部64、64の形成位置は、1対の切り欠き部64、64の円周方向中央位置が、軸受抱持部60の軸方向他端縁のうちで、噛合部とウォーム14の中心軸とを含む仮想平面αに直交し、且つ、ウォーム14の中心軸を含む仮想直線β上から円周方向に外れた位置となる様にしている。又、1対の切り欠き部64、64の円周方向両内側面のうち、噛合部に近い側の内側面は、径方向外側に向かうに従って、円周方向に関してこの噛合部に近づく方向に傾斜した傾斜面部65、65としている。又、小径円筒部61は、軸受抱持部60よりも小径で、軸受抱持部60の軸方向片側に軸受抱持部60と同軸に配置されている。又、円輪板部62は、軸受抱持部60の軸方向片側縁と小径円筒部61の軸方向他側縁とを連続している。又、係合凸部63は、軸受抱持部60の外周面のうちで噛合部に近い側の端部に、径方向外方に突出する状態で設けられている。この様な軸受ホルダ22aは、係合凸部63を外側ホルダ48の係合凹部53に係合させる事により、噛合部に対する径方向の遠近動、及び、係合凸部63(の円周方向中央位置)を中心とする揺動を可能に、且つ、回転を阻止した状態で、外側ホルダ48内に保持されている。
又、板ばね23aは、ステンレスのばね鋼等の弾性を有する帯状の金属板を部分円筒状に曲げ形成して成るもので、押圧部66と、押圧部66の円周方向両端縁から円周方向に延出する状態で設けられた1対の係止腕部67、67とを備える。この様な板ばね23aは、図18に示すように、弾性的に縮径させた(円周方向両端部を近づける方向に弾性変形させた)状態で、軸受ホルダ22aの軸受抱持部60の内側に設置されており、1対の係止腕部67、67を、軸受ホルダ22aの切り欠き部64、64に係止している。従って、軸受ホルダ22aの軸受抱持部60内に内嵌保持された先端側の転がり軸受18cの(外輪の)外周面は、板ばね23aを構成する押圧部66の弾性的復元力により径方向に付勢される。これにより、先端側の転がり軸受18cを、軸受抱持部60の内周面に押し付けて、先端側の転がり軸受18cが軸受抱持部60内でがたつく事を防止している。尚、本実施形態の場合、板ばね23aにより、先端側の転がり軸受18cを弾性的に押圧する方向は、仮想平面αと平行な方向に対し傾斜している。
1対の楔状片24b、24cは、保持凹部21cの内周面と軸受ホルダ22aの外周面との間に存在する環状空間34aのうち、円周方向に関して仮想平面αを挟む2箇所位置で、保持凹部21cの内側に内嵌保持された外側ホルダ48を構成する1対の被保持片51a、51bから円周方向に外れた部分に、環状空間34aを埋める様に設けられている。この為に、1対の楔状片24b、24cのうち、保持凹部21cの内周面と軸受ホルダ22aの外周面との間に挟持された部分である1対の被挟持部42a、42bは、円周方向に関して、噛合部から遠い側の端部から近い側の端部に向かう程厚さ寸法が大きくなる様にしている。具体的には、1対の被挟持部42a、42bの外周面の曲率半径を、保持凹部21cの内周面の曲率半径と、製造上不可避な誤差を除いて同じとすると共に、1対の被挟持部42a、42bの内周面の曲率半径を、軸受ホルダ22aの外周面の曲率半径よりも大きくしている。又、本実施形態の場合、1対の楔状片24b、24cは互いに非対称の形状を有している。即ち、1対の楔状片24b、24cのうちの一方(図13の左方)の楔状片24bの周方向長さを、他方(図13の右方)の楔状片24cの周方向長さよりも長くしている。
1対の楔状片24b、24cを環状空間34a内の所定位置(初期の取付位置)に設置した状態で、1対の楔状片24b、24cの円周方向両端面は、1対の被保持片51a、51bの円周方向両端面に対向している。これにより、1対の楔状片24b、24cが、円周方向に関して許容限度を超えて変位する事を防止している。即ち、本実施形態の場合、1対の被保持片51a、51bがストッパ凸部としても機能する。又、1対の楔状片24b、24cの軸方向片端部には、内周面の内径が1対の被挟持部42a、42bの内周面の内径よりも小さいガイド部43c、43dを設けている。外側ホルダ48内に、構成各部材を設置した状態では、軸受ホルダ22aの軸受抱持部60が、ガイド部43c、43dと外側ホルダ48を構成するホルダ本体49の連結板部52との間に挟持される、これにより、1対の楔状片24b、24cの軸方向の変位が阻止される。従って、1対の楔状片24b、24cは、環状空間34aを円周方向にのみ変位可能である。ガイド部43c、43dの外周面のうち、円周方向に関して噛合部に近い側の端部には、この噛合部に遠い側を向いた段部68、68が設けられている。
この様な1対の楔状片24b、24cに、円周方向に関して、噛合部から離れる方向の弾力を付与する為に、軸受ホルダ22aの小径円筒部61に、捩りコイルばね35aのコイル部36aを係止する(小径円筒部61をコイル部36aに挿通する)と共に、捩りコイルばね35aの両端部に設けたアーム部38a、38aを、1対の楔状片24b、24cの円周方向両端面のうち、噛合部に近い側の端面(基端面)に押し付けている。即ち、捩りコイルばね35aの弾力により、1対の楔状片24b、24cを、円周方向に関して噛合部から離れる方向に弾性的に押圧して、環状空間34aを埋める様にしている。これと共に、この押圧力の反力によって、捩りコイルばね35aのコイル部36aを係止した軸受ホルダ22aの小径円筒部61が、ウォームホイール13側に向けて弾性的に付勢し、噛合部のバックラッシュを抑えている。
又、本実施形態の場合、1対の楔状片24b、24cの内外両周面と、軸受ホルダ22aの外周面及び保持凹部21cの内周面との当接部が、噛合部からウォーム14に加わる噛み合い反力の方向に位置する様にしている。即ち、この噛合部からウォーム14に加わる噛み合い反力には、ウォームホイール13とウォーム歯17との噛み合い方向(図13の上下方向)の成分だけでなく、この噛み合い方向に直角な方向(図13の左右方向)の成分も含まれている。この点について、以下、図20〜21を参照しつつ説明する。
図20、21に示す様に、ウォーム14を回転駆動する事により、ウォーム14からウォームホイール13に駆動力を伝達すると、ウォームホイール13からウォーム14に噛み合い反力が加わる。尚、図20に示す場合と図21に示す場合とで、ウォーム14に付与する駆動力の大きさは互いに同じになっているが、この駆動力の回転方向は互いに逆になっている。この為、ウォームホイール13は、図20に示す場合と図21に示す場合とで、互いに逆方向に回転する。この様な状態では、ウォームホイール13とウォーム歯17との噛合部に、ウォームホイール13からウォーム14に対して、それぞれが図20、21のx、y、zの3方向の成分である、Fx、Fy、Fzの分力を有する見かけ上の噛み合い反力が加わる。分力Fx、Fy、Fzのうち、Fx、Fzは、図20に示す様にウォームホイール13が一方向{図20(A)に矢印a1で示す方向}に回転する場合と、図21に示す様にウォームホイール13が他方向{図21(A)に矢印a2で示す方向}に回転する場合とで、互いに逆方向になる。
一方、噛合部とウォーム14の揺動中心oとの、ウォーム14の径方向に関する距離をd14とした場合に、d14・Fxなる大きさのモーメントMが、ウォーム14に作用する。この為、噛合部と揺動中心oとの、ウォーム14の軸方向に関する距離をL14とした場合に、モーメントMに基づくM/L14の大きさの力Frが、ウォーム14の径方向(図20の上方向、図21の下方向)に作用する。この力Frは、図20に示す場合と図21に示す場合とで、互いに逆方向になる。この為、噛合部でウォームホイール13からウォーム14に作用する、モーメントMを考慮したy方向の実際の力Fy´の大きさは、ウォームホイール13が、図20に示す、一方向に回転する場合に小さくなり(Fy´=Fy−Frとなり)、図21に示す、他方向に回転する場合に大きくなる(Fy´=Fy+Frとなる)。従って、噛合部に作用する、実際のy、z方向の噛み合い分力の合力F´は、ウォームホイール13が一方向に回転する場合に、図22に矢印a3で示す様に小さくなり、ウォームホイール13が他方向に回転する場合に、同図に矢印a4で示す様に大きくなる。そして、この合力F´の方向を見れば分かる様に、ウォームホイール13が何れの方向に回転する場合でも、噛合部からウォーム14に加わる噛み合い反力には、ウォームホイール13とウォーム歯17との噛み合い方向(図20〜22の上下方向)及びウォーム14の軸方向に対して直角な方向{図20(A)及び図21(A)の表裏方向、図20(B)及び図21(B)及び図22の左右方向}に関する成分が含まれている事が分かる。
尚、ウォームホイール13が一方向に回転する場合に、噛合部からウォーム14に加わる噛み合い反力のうち、ウォーム14の中心軸に直交する仮想平面内に於ける分力は、例えば、噛み合い方向及びウォーム14の軸方向に対して直交する方向に対し、図13の反時計方向に90°〜135°(図13の例では、約135°)の方向に作用する。一方、ウォームホイール13が他方向に回転する場合には、噛合部からウォーム14に加わる噛み合い反力のうち、ウォーム14の中心軸に直交する仮想平面内に於ける分力は、例えば、噛み合い方向及びウォーム14の軸方向に対して直交する方向に対し、図13の反時計方向に0°〜45°(図13の例では、約0°)の方向に作用する。
本実施形態の場合には、1対の楔状片24b、24cの形状及び円周方向位置を、仮想平面αを挟んで非対称とする事で、1対の楔状片24b、24cの内外両周面と、軸受ホルダ22aの外周面及び保持凹部21cの内周面との当接部が、噛合部からウォーム14に加わる噛み合い反力の方向に位置する様にしている。これにより、この噛み合い反力を、先端側の転がり軸受18c、軸受ホルダ22a、1対の楔状片24b、24c及び外側ホルダ48を介して、ハウジング3aにより効果的に支承する事ができる。
本実施形態のウォーム減速機を組み立てる際には、先ず、外側ホルダ48内に、軸受ホルダ22a、板ばね23a、1対の楔状片24b、24c、及び捩りコイルばね35aを組み付けて、図16に示す様な、ホルダ組立体69とする。この様なホルダ組立体69(を構成する軸受ホルダ22a)の径方向内側に、図19に示す様な組立治具70を用いて、先端側の転がり軸受18cを組み付ける。組立治具70は、円柱状又は円筒状の本体部71と、本体部71の軸方向他端面のうち、本体部71の中心軸からオフセットした位置に設けられた調芯軸72と、本体部71の軸方向他端面の外周縁のうちの円周方向2箇所位置に、軸方向他方に突出する状態で設けられた1対の爪部73と、本体部71の軸方向片端面から軸方向片方に突出する状態で設けられた把持手75とを備える。即ち、1対の楔状片24b、24cを円周方向に関して、噛合部に近い側に変位させると共に、軸受ホルダ22aを径方向に関して、この噛合部から遠い側に変位させ、軸受ホルダ22aの小径円筒部61と、外側ホルダ48を構成する蓋体50の円孔57とを整合させる。そして、小径円筒部61と円孔57とに、組立治具70の調芯軸72を挿通すると共に、蓋体50の折れ曲がり板部56の円周方向両側縁のうち、噛合部に近い側の側縁と、1対の楔状片24b、24cの段部68との間に、1対の爪部73を係合させる。これにより、1対の楔状片24b、24cが、円周方向に関して噛合部から離れる方向に変位しない様にする。この状態では、軸受ホルダ22aの軸受抱持部60と、ホルダ本体49を構成する連結板部52の円孔54とが整合する。この状態で、軸受抱持部60内に、円孔54を介して、先端側の転がり軸受18cを組み付ける。本実施形態の場合、円孔54の内周面を軸方向片側に向かう程内径が大きくなる方向に傾斜した円すい面としている為、先端側の転がり軸受18cを軸受抱持部60内に組み付ける際に、先端側の転がり軸受18cと軸受抱持部60の芯合わせを図り易くできて、この組み付け作業の容易化を図れる。そして、ホルダ組立体69と先端側の転がり軸受18cとを、保持凹部21c内に、ホルダ側凸部58とハウジング側凹部59とを係合させる事により、回転を阻止した状態で内嵌支持し、更に、先端側転がり軸受18cの内輪の内周面に、ウォーム14の先端部を締り嵌めにより内嵌する。
その他の部分の構成及び作用は、前述した第1実施形態と同様である。
なお、本実施形態においても、板ばね23aを有しない構成であってもよい。
[第7実施形態]
図23は、本発明の第7実施形態を示している。本実施形態の場合、外側ホルダ48を構成する1対の被保持片51a、51bを周方向に連結する連結片51c,51dを設けている。連結片51c、51dの内周面と1対の楔状片24b、24cの外周面とが摺接可能に当接している。被保持片51a、51bおよび連結片51c,51dを周方向に連続して連結させることで、組立性を向上させることが可能となる。
その他の部分の構成及び作用は、前述した第6実施形態と同様である。
本出願は、2015年6月29日出願の日本特許出願2015−130136、2015年8月7日出願の日本特許出願2015−156671、2015年11月4日出願の日本特許出願2015−216238、2015年11月4日出願の日本特許出願2015−216239、2015年11月4日出願の日本特許出願2015−216240、2015年12月16日出願の日本特許出願2015−245532、及び2016年2月3日出願の日本特許出願2016−18456に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
1 ステアリングホイール
2 ステアリングギヤユニット
3 入力軸
4 タイロッド
5 ステアリングシャフト
6 ステアリングコラム
7 自在継手
8 中間シャフト
9 自在継手
10 電動モータ
11 ウォーム減速機
12、12a、12b ハウジング
13 ウォームホイール
14 ウォーム
15 ホイール収容部
16、16a、16b ウォーム収容部
17 ウォーム歯
18a〜18c 転がり軸受
19 押圧駒
20 コイルばね
21、21a、21b 保持凹部
22、22a 軸受ホルダ
23、23a 板ばね
24、24a〜24c 楔状片
25 軸受抱持部
26 ストッパ部
27 抱持片
28 連結板部
29 ストッパ板部
30 連結板部
31 隙間
32 基部
33 付勢腕部
34、34a 環状空間
35、35a 捩りコイルばね
36、36a コイル部
37 係止ピン部
38、38a アーム部
39 座部
40 コイルばね
41 円孔
42、42a、42b 被挟持部
43a〜43d ガイド部
44 係止溝
45 係止片
46 係止ピン
47 コイルばね
48 外側ホルダ
49 ホルダ本体
50 蓋体
51a、51b 被保持片
52 連結板部
53 係合凹部
54 円孔
55 側板部
56 折れ曲がり板部
57 円孔
58 ホルダ側凸部
59 ハウジング側凹部
60 軸受抱持部
61 小径円筒部
62 円輪板部
63 係合凸部
64 切り欠き部
65 傾斜面部
66 押圧部
67 係止腕部
68 段部
69 ホルダ組立体
70 組立治具
71 本体部
72 調芯軸
73 爪部
74 切り欠き
75 把持手

Claims (11)

  1. ハウジングと、
    該ハウジングに対し回転自在に支持された被駆動軸に該被駆動軸と同軸に支持されて、該被駆動軸と共に回転するウォームホイールと、
    軸方向中間部に設けられたウォーム歯を該ウォームホイールに噛合させた状態で、前記被駆動軸に対し捩れの位置に存在する駆動軸に基端部を結合されるウォームと、
    該ウォームの先端部に外嵌された軸受と、
    該軸受を前記ウォームホイール側に向けて、前記ウォームの径方向に弾性的に付勢する事により、前記ウォーム歯と該ウォームホイールとの噛合部のバックラッシュを抑える付勢手段と、
    を備えるウォーム減速機であって、
    前記軸受の外周面と、前記ハウジングの内周面との間に環状空間が存在しており、
    該環状空間の2箇所位置に、円周方向に関して、前記ウォーム歯と前記ウォームホイールとの噛合部から遠い側の端部から近い側の端部に向かう程厚さ寸法が大きくなる1対の楔状片が、前記環状空間を埋める様に設けられており、該1対の楔状片に、円周方向に関して、前記噛合部から離れる方向の弾力が付与されている、
    ウォーム減速機。
  2. 前記付勢手段により、前記軸受を前記ウォームホイール側に向けて、前記ウォームの径方向に弾性的に付勢すると共に、前記1対の楔状片を、円周方向に関して、前記噛合部から離れる方向に弾性的に付勢している、
    請求項1に記載したウォーム減速機。
  3. 前記付勢手段が、弾性部材により構成されている、
    請求項1または2に記載したウォーム減速機。
  4. 記弾性部材の弾力により、前記1対の楔状片を、円周方向に関して、前記噛合部から離れる方向に向けて弾性的に押圧すると共に、該1対の楔状片を弾性的に押圧する力の反力により、前記軸受を前記ウォームホイール側に向けて、前記ウォームの径方向に弾性的に付勢する、
    請求項3に記載したウォーム減速機。
  5. 前記弾性部材が捩りコイルばねであり、
    該捩りコイルばねのコイル部を、前記軸受、又は、該軸受を内嵌保持する軸受ホルダに係止すると共に、前記捩りコイルばねの両端部に設けられた1対のアーム部を、前記1対の楔状片の円周方向両端面のうち、前記噛合部に近い側の端面に押し付けている、
    請求項4に記載したウォーム減速機。
  6. 前記1対の楔状片の外周面の曲率半径が、前記ハウジングのうちで該1対の楔状片の外周面と対向する部分の内周面の曲率半径と同じであり、
    前記1対の楔状片の内周面の曲率半径が、該1対の楔状片の内周面と対向する部分の外周面の曲率半径よりも大きい、
    請求項1〜5のうちの何れか1項に記載したウォーム減速機。
  7. 前記ハウジングの内周面に、径方向内方に突出するストッパ凸部が設けられており、
    前記1対の楔状片が、円周方向に関して許容限度迄変位した場合に、該1対の楔状片の円周方向端面と前記ストッパ凸部の円周方向端面とを当接させる事で、該1対の楔状片がそれ以上円周方向に変位する事を阻止する、
    請求項1〜6のうちの何れか1項に記載したウォーム減速機。
  8. 前記ハウジングの内周面と、該ハウジングの内周面と対向する相手部材の外周面とのうちの一方の周面に、径方向に凹んだ係合凹部が設けられており、他方の周面に、該係合凹部と係合する係合凸部が設けられており、
    前記係合凹部と該係合凸部とを凹凸係合させる事により、前記ウォームホイールに対する前記軸受の遠近動を可能とすると共に、前記相手部材の円周方向変位を実質的に阻止する、
    請求項1〜7のうちの何れか1項に記載したウォーム減速機。
  9. 前記1対の楔状片が、前記ウォーム歯と前記ウォームホイールとの噛合部、及び、前記ウォームの中心軸を含む仮想平面を挟んで対称に設けられている、
    請求項1〜8のうちの何れか1項に記載したウォーム減速機。
  10. 前記1対の楔状片の内外両周面と、該1対の楔状片の内外両周面と対向する部分の周面との当接部が、前記噛合部から前記ウォームに加わる噛み合い反力の方向に位置する様に、前記1対の楔状片が設けられている、
    請求項1〜8のうちの何れか1項に記載したウォーム減速機。
  11. 前記軸受を内嵌保持する軸受ホルダを更に備え、
    該軸受ホルダの外周面と前記ハウジングの内周面との間に前記環状空間が設けられており、該軸受ホルダの内周面と前記軸受の外周面との間に板ばねが設けられている
    請求項1〜10のうちの何れか1項に記載したウォーム減速機。
JP2017526193A 2015-06-29 2016-02-24 ウォーム減速機 Active JP6414333B2 (ja)

Applications Claiming Priority (15)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015130136 2015-06-29
JP2015130136 2015-06-29
JP2015156671 2015-08-07
JP2015156671 2015-08-07
JP2015216239 2015-11-04
JP2015216238 2015-11-04
JP2015216240 2015-11-04
JP2015216240 2015-11-04
JP2015216238 2015-11-04
JP2015216239 2015-11-04
JP2015245532 2015-12-16
JP2015245532 2015-12-16
JP2016018456 2016-02-03
JP2016018456 2016-02-03
PCT/JP2016/055534 WO2017002393A1 (ja) 2015-06-29 2016-02-24 ウォーム減速機

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2017002393A1 JPWO2017002393A1 (ja) 2018-04-05
JP6414333B2 true JP6414333B2 (ja) 2018-10-31

Family

ID=57608022

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017526193A Active JP6414333B2 (ja) 2015-06-29 2016-02-24 ウォーム減速機

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10584787B2 (ja)
EP (1) EP3315817A4 (ja)
JP (1) JP6414333B2 (ja)
CN (1) CN107614928B (ja)
WO (1) WO2017002393A1 (ja)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3192719B1 (en) * 2014-09-08 2018-09-12 NSK Ltd. Electrically driven power steering device
JP2017109599A (ja) * 2015-12-16 2017-06-22 ナブテスコ株式会社 操舵補助装置
JP6875963B2 (ja) * 2017-08-31 2021-05-26 Kyb株式会社 パワーステアリング装置
JP6875962B2 (ja) * 2017-08-31 2021-05-26 Kyb株式会社 パワーステアリング装置
DE102018124139A1 (de) * 2018-09-28 2020-04-02 Thyssenkrupp Ag Lagervorrichtung, Untersetzungsgetriebe, elektromechanische Servolenkung und Verfahren zur Verbindung eines Antriebselements einer elektromechanischen Servolenkung mit einer Lagervorrichtung
DE102018124143A1 (de) * 2018-09-28 2020-04-02 Thyssenkrupp Ag Lagervorrichtung, Verstellvorrichtung, verstellbare Lenksäule, Verfahren zum Herstellen einer Verstellvorrichtung
CN113423960B (zh) * 2019-02-12 2023-02-17 日本精工株式会社 蜗轮减速器以及电动辅助装置
JP7404688B2 (ja) * 2019-07-19 2023-12-26 日本精工株式会社 ウォーム減速機および電動アシスト装置
JP7225877B2 (ja) * 2019-02-12 2023-02-21 日本精工株式会社 ウォーム減速機および電動アシスト装置
DE102019118673A1 (de) * 2019-07-10 2021-01-14 Thyssenkrupp Ag Elektromechanische Servolenkung mit Schwenkpendel-Lageranordnung
US11608111B2 (en) * 2020-09-04 2023-03-21 R.H. Sheppard Co. Inc. End of travel relief system for power steering system
CN114435462B (zh) * 2020-11-05 2024-05-24 操纵技术Ip控股公司 线性蜗杆和蜗轮组件
DE102021208537B3 (de) 2021-08-05 2022-10-13 Volkswagen Aktiengesellschaft Getriebeeinheit, Fahrzeugsitzantrieb, Fahrzeugsitz
JP2023104054A (ja) * 2022-01-17 2023-07-28 日本精工株式会社 ギヤハウジングおよび電動アシスト装置
CN114458735B (zh) * 2022-04-12 2022-07-12 深圳市雅力士电机有限公司 一种蜗杆的自锁机构
WO2023211768A1 (en) * 2022-04-26 2023-11-02 Nsk Americas, Inc. Single radial wedge for steering column tube to housing de-lash

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3941215C2 (de) * 1989-12-14 1995-07-20 Keiper Recaro Gmbh Co Rücklehnenverstellbeschlag für Sitze, insbesondere Kraftfahrzeugsitze
AU2002349690A1 (en) * 2001-12-03 2003-06-17 Nsk Ltd. Electric power steering device
KR20050095792A (ko) * 2003-02-20 2005-10-04 닛뽄 세이꼬 가부시기가이샤 전동식 파워 스티어링 장치 및 이를 위한 보조 장치
JP4381024B2 (ja) 2003-04-10 2009-12-09 日本精工株式会社 電動式パワーステアリング装置用アシスト装置及び電動式パワーステアリング装置
US6886678B2 (en) * 2003-05-02 2005-05-03 Siemens Vdo Automotive Corporation Clutch assembly for electric motors to prevent back drive
JP4716679B2 (ja) * 2003-06-25 2011-07-06 日本精工株式会社 ウォーム減速機及び電動式パワーステアリング装置
US7878594B2 (en) * 2006-03-10 2011-02-01 Ntn Corporation Seat reclining device
CN200996436Y (zh) * 2007-01-10 2007-12-26 *** 蜗轮蜗杆减速机
DE102008054441B4 (de) * 2008-12-10 2015-06-18 Robert Bosch Automotive Steering Gmbh Schwenklager für die Welle eines Lenksystems
JP5514445B2 (ja) * 2009-01-07 2014-06-04 Ntn株式会社 座席のリクライニング装置用軸受ブッシュおよび座席のリクライニング装置
JP4866931B2 (ja) * 2009-03-24 2012-02-01 日立オートモティブシステムズ株式会社 パワーステアリング装置
CN201428774Y (zh) * 2009-04-30 2010-03-24 比亚迪股份有限公司 一种蜗轮蜗杆装置
US8327971B2 (en) * 2009-09-24 2012-12-11 Mando Corporation Reducer of electric power steering apparatus
JP5321565B2 (ja) 2010-11-17 2013-10-23 日本精工株式会社 電動パワーステアリング装置
FR2972514B1 (fr) * 2011-03-09 2013-09-06 Skf Ab Dispositif de compensation d'usure pour engrenage.
JP2013087868A (ja) 2011-10-18 2013-05-13 Jtekt Corp 電動パワーステアリング装置
FR2989756B1 (fr) * 2012-04-23 2014-05-16 Skf Ab Dispositif de compensation d'usure pour engrenage comprenant des moyens de retenue axiale.
JP6118603B2 (ja) 2013-03-25 2017-04-19 株式会社ショーワ ギヤ予圧構造および電動パワーステアリング装置
JP6428782B2 (ja) * 2014-09-26 2018-11-28 日本精工株式会社 電動式パワーステアリング装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2017002393A1 (ja) 2018-04-05
EP3315817A4 (en) 2018-07-25
WO2017002393A1 (ja) 2017-01-05
US20180156325A1 (en) 2018-06-07
US10584787B2 (en) 2020-03-10
CN107614928B (zh) 2020-03-27
CN107614928A (zh) 2018-01-19
EP3315817A1 (en) 2018-05-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6414333B2 (ja) ウォーム減速機
JP6332463B2 (ja) 電動式パワーステアリング装置
US9796418B2 (en) Torque transmission joint and electric power steering apparatus
JP2016211615A (ja) ウォーム減速機およびステアリング装置
JP6015613B2 (ja) 車両用動力伝達装置のスプライン位置出し歯打ち緩衝機構
JP6683257B2 (ja) ウォーム減速機
JP6256663B2 (ja) ウォーム減速機
JP5691793B2 (ja) シートリクライニング装置
EP3141456A1 (en) Steering system
JP6414347B2 (ja) ウォーム減速機
JPWO2018070485A1 (ja) トルク伝達用継手及び電動式パワーステアリング装置
WO2021186933A1 (ja) ステアリング装置
JP5509795B2 (ja) 電動式パワーステアリング装置
JP2018115738A (ja) ウォーム減速機
JP5339142B2 (ja) ラック軸支持装置
JP5256958B2 (ja) 電動式パワーステアリング装置
JP6265061B2 (ja) 遊星ローラ式トラクションドライブ装置
JP5553105B2 (ja) 電動式パワーステアリング装置
EP3677813B1 (en) Worm reducer
JP2018119574A (ja) ウォーム減速機
WO2023276770A1 (ja) 遊星ローラねじ式直動機構および電動ブレーキ装置
JP6907858B2 (ja) ウォーム減速機
JP2018119573A (ja) ウォーム減速機
JP2009255745A (ja) 電動式パワーステアリング装置
JP2005231581A (ja) 電動パワーステアリング装置

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20171129

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20171129

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180904

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180917

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6414333

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150