(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウォームと、該ウォームに噛合するウォームホイールとを備える減速歯車機構において、前記ウォームは、ピッチ円近傍の中央部と歯底との間及び／又は前記中央部と歯先との間で、且つ前記中央部及び歯底の丸みを除いた歯面に、歯すじ方向の両端に亘って溝を有することを特徴とする減速歯車機構。
【請求項２】
請求項１に記載された減速歯車機構と、該減速歯車機構のウォームに連結された操舵補助用のモータと、該モータの回転に伴うウォームホイールの回転力を舵取機構に伝達する伝達手段とを備えることを特徴とする電動式パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、減速歯車機構及び該減速歯車機構を備え、操舵補助力の発生源としてモータを用いてなる電動式パワーステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電動式パワーステアリング装置の多くは、ウォーム及びウォームホイールよりなる減速歯車機構を採用し、ウォーム及びウォームホイールの歯には、歯面の摩耗を抑制するために粘性が高いグリース等の潤滑剤を塗布している。
【０００３】
ところが、操舵補助用モータの回転がウォームからウォームホイールへ伝動されるとき、ウォーム及びウォームホイールの歯面は、ピッチ円近傍の中央部同士が圧接されることになる。この結果、ピッチ円近傍の中央部に塗布されていた潤滑剤が、前記中央部から歯先側及び歯底側へと掻き出され、１回転した後で歯面同士が再び接触するときにはピッチ円近傍の中央部に潤滑剤が殆どなくなっており、潤滑剤が不足する状態でピッチ円近傍の中央部同士が圧接されることになり、このピッチ円近傍の中央部が摩耗し易くなるという問題があった。
【０００４】
上述の問題点を解決するために、特開平８−２２６５２６号にて開示されているウォーム減速装置では、少なくともウォーム及びウォームホイールの何れか一方の歯面に、互いに接触する接触範囲内、換言すればピッチ円近傍の中央部において、微細で円形の潤滑剤溜り部を多数凹設している。この潤滑剤溜り部に潤滑剤を保持し、互いに接触する接触面の潤滑性を高め、歯面の摩耗を抑制するように構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、特開平８−２２６５２６号のように、ピッチ円近傍の中央部に潤滑剤溜り部が設けられている場合、潤滑剤溜り部が設けられていない一般のウォーム及び／又はウォームホイールに比較してピッチ円近傍の中央部での接触面積が減少することになる。この結果、電動式パワーステアリング装置の場合では、操舵補助用のモータの発生トルクが大きくなり、ウォーム及びウォームホイールにおける歯面同士の面圧が繰り返し高くなるとき、ピッチ円近傍の中央部の摩耗が促進される。
【０００６】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、潤滑剤保持用の凹みに潤滑剤を保持することができるようにしてある歯面の摩耗を抑制することができる減速歯車機構及び電動式パワーステアリング装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１発明に係る減速歯車機構は、ウォームと、該ウォームに噛合するウォームホイールとを備える減速歯車機構において、前記ウォームは、ピッチ円近傍の中央部と歯底との間及び／又は前記中央部と歯先との間で、且つ前記中央部及び歯底の丸みを除いた歯面に、歯すじ方向の両端に亘って溝を有することを特徴とする。
【０００８】
第１発明にあっては、予めウォームの歯に塗布された潤滑剤の一部が歯面の溝に入り、該溝に潤滑剤が保持され、また、溝はピッチ円近傍の中央部及び歯底の丸みを除いた歯面に設けられているため、ウォーム及びウォームホイールの噛合によってピッチ円近傍の中央部同士が圧接されるとき、遠心力によって溝内の潤滑剤の一部を歯面全体に供給し、このためピッチ円近傍の中央部にも供給することができ、ピッチ円近傍の中央部の潤滑性を良好にでき、前記中央部を含む歯面の摩耗を低減でき、耐久性を高めることができる。
【０００９】
しかも、溝は歯すじ方向の両端に亘って有するため、ウォームを回転させるか、又は、切削工具を歯すじ方向へ移動させることにより歯すじ方向の両端に亘って溝が形成され、溝を有する割にコストをより一層低減できる。
【００１３】
また、ウォームが回転するとき、溝の長手方向両端からの潤滑剤洩れ量を抑制でき、歯面の間の潤滑性を良好にでき、歯面の摩耗を低減できる。
【００１４】
第２発明に係る電動式パワーステアリング装置は、前述した発明の減速歯車機構と、該減速歯車機構のウォームに連結された操舵補助用のモータと、該モータの回転に伴うウォームホイールの回転力を舵取機構に伝達する伝達手段とを備えることを特徴とする。
【００１５】
第２発明にあっては、モータの回転がウォームからウォームホイールへ伝達され、夫々の歯面におけるピッチ円近傍の中央部同士が圧接されるとき、遠心力によって溝内の潤滑剤の一部を歯面全体に供給し、このためピッチ円近傍の中央部にも供給することができ、ピッチ円近傍の中央部の潤滑性を良好にでき、ピッチ円近傍の中央部の摩耗を低減でき、耐久性を高めることができる。
また、溝はウォームの歯面の歯すじ方向の両端に亘って有するため、ウォームを回転させつつ切削工具によって前記溝が容易に形成され、溝を有する割にコストを低減できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
実施の形態１
図１は本発明に係る減速歯車機構が備える歯車の構成を示す正面図である。また、図２は本発明に係る減速歯車機構が備える歯車の要部を拡大したもので、(a) は正面図、(b) は歯の断面図である。
【００１７】
歯車は直円柱部材の外周を例えばホブによってホブ切りすることにより複数の歯１１（例えば２条の歯）を有する歯部１ａが形成されたウォーム１であり、両端には軸部１ｂ，１ｃを有する。このウォーム１における歯１１の両側の歯面１２には、潤滑剤を保持させるべき溝２が歯すじ方向へ長くなるように設けられている。
【００１８】
この溝２はピッチ円Ｐｗ近傍の中央部１２ａと歯底１３との間で、且つ前記中央部１２ａ及び歯底の丸み１３ａを除いた歯面１２と、前記中央部１２ａと歯先１４との間で、且つ前記中央部１２ａを除いた歯面１２（図２のａ，ｂ参照）とに、歯すじ方向の両端に亘って螺旋形に設けられる。尚、溝２はピッチ円Ｐｗ近傍の中央部１２ａと歯底１３との間で、且つ前記中央部１２ａ及び歯底の丸み１３ａを除いた歯面１２、又は、前記中央部１２ａと歯先１４との間で、且つ前記中央部１２ａを除いた歯面１２にだけ設けてもよい。前記歯底の丸み１３ａは、図２の(b) に記載されているように、歯底１３と該歯底１３に連なる歯面１２，１２との境界の丸みである。
【００１９】
また、溝２はホブによって歯１１が形成された後、例えばウォームを回転させつつ切削加工によって形成、又は、放電加工等によって形成される。また、溝２は例えば幅が約０．０６mm、深さが約０．０６mm程度の大きさに形成されている。
【００２０】
以上のように構成された歯車は、減速歯車機構Ａのウォームとして使用される。図３は減速歯車機構の構成を示す断面図である。
この減速歯車機構Ａはウォーム１と、該ウォーム１の歯１１に噛合し、その中心部の嵌合孔３ａが回転軸４に嵌合固定されたウォームホイール３と、前記ウォーム１の歯部１ａの両端に連なる軸部１ｂ，１ｃに嵌合された軸受５，６と、該軸受５，６を介して前記ウォーム１を回転可能に支持したハウジング７とを備えており、一方の軸部１ｃに軸継手８を介して継合されるモータ９の回転を減速してウォームホイール３に伝達し、回転軸４を回転させるように構成されている。
【００２１】
このように構成された減速歯車機構Ａは、例えば電動式パワーステアリング装置に使用される。図４は本発明に係る電動式パワーステアリング装置の構成を示す断面図である。
【００２２】
電動式パワーステアリング装置は、上端が舵取りのための操舵輪１０に繋がり、下端に筒部を有する入力軸２０と、前記筒部内に挿入されてその上端が前記入力軸２０の筒部に同軸的に連結され、前記操舵輪１０に加わる操舵トルクの作用によって捩れるトーションバー２１と、下端が前記トーションバー２１の下端に同軸的に連結される出力軸２２と、前記トーションバー２１の捩れに応じた入力軸２０及び出力軸２２の相対回転変位量によって前記操舵輪１０に加わる操舵トルクを検出するトルクセンサ２３と、該トルクセンサ２３が検出したトルク、車速、操舵輪１０の舵角等に基づいて駆動される操舵補助用の前記モータ９と、該モータ９の回転に連動し、該回転を減速して出力軸２２に伝動する前記減速歯車機構Ａと、前記トルクセンサ２３及び前記減速歯車機構Ａが収容された前記ハウジング７とを備え、このハウジング７に前記モータ９が取付けられている。尚、出力軸２２が前記回転軸４を構成している。
【００２３】
減速歯車機構Ａは、ウォーム１の軸部１ｃが前記モータ９の駆動軸９ａに繋がっており、また、ウォームホイール３が前記出力軸２２の中間に嵌合固定されており、これらウォーム１及びウォームホイール３の噛合により前記駆動軸９ａの回転を減速して出力軸２２に伝動し、該出力軸２２からユニバーサルジョイントを経て例えばラックピニオン式の舵取機構（図示せず）へ伝達するようにしている。尚、出力軸２２及びユニバーサルジョイントが、ウォームホイール３の回転力を舵取機構に伝達する伝達手段を構成している。
【００２４】
以上の如く構成された減速歯車機構Ａ、電動式パワーステアリング装置において、ウォーム１におけるピッチ円Ｐｗ近傍の中央部１２ａと歯底１３との間の歯面１２及び／又は前記中央部１２ａと歯先１４との間の歯面１２には、歯すじ方向に長い溝２が設けられているため、ウォーム１及びウォームホイール３の歯１１，３１に予め塗布されているグリース等の潤滑剤が溝２に保持されている。この結果、モータ９の回転によってウォーム１の歯面１２におけるピッチ円Ｐｗ近傍の中央部１２ａと、ウォームホイール３の歯面３２におけるピッチ円Ｐｈ近傍の中央部３２ａとが圧接され、この中央部１２ａ，３２ａ同士の圧接によって前記塗布されている潤滑剤が前記中央部１２ａ，３２ａから歯底１３側及び歯先１４側へと掻き出されたとき、溝２に保持されている潤滑剤の一部は遠心力によってピッチ円Ｐｗ，Ｐｈ近傍の中央部１２ａ，３２ａに供給されることになり、この溝２から供給された潤滑剤によってピッチ円Ｐｗ，Ｐｈ近傍の中央部１２ａ，３２ａの潤滑性を高めることができ、該中央部１２ａ，３２ａを含めた歯面１２，３２の摩耗を低減できる。尚、歯１１，３１の噛合関係が変わることにより圧接状態の歯面１２，３２が非圧接状態になったとき、歯面１２，３２同士の圧接によってピッチ円Ｐｗ，Ｐｈ近傍の中央部１２ａ，３２ａから歯底１３側及び歯先１４側へと掻き出されていた潤滑剤がその粘性によって溝２に戻ることになり、該溝２に潤滑剤が補充される。
【００２５】
また、溝２はウォーム１を回転させつつ切削工具によって歯すじ方向の両端に亘って簡易に設けることができるため、溝２を有する割にコストを低減できる。
【００２６】
実施の形態２（参考例）
図５は本発明に係る減速歯車機構が備える歯車の他の構成を示す部分拡大断面図である。
この実施の形態の歯車は、ウォーム１の歯面１２に溝２を設ける代わりに、ウォームホイール３の歯面３２に、歯すじ方向に長い前記溝２を設けたものである。
【００２７】
この実施の形態２においては、ウォームホイール３におけるピッチ円Ｐｈ近傍の中央部３２ａと歯底３３との間で、且つ前記中央部３２ａ及び歯底の丸み３３ａを除いた歯面３２と、前記中央部３２ａと歯先３４との間で、且つ前記中央部３２ａを除いた歯面３２（図５参照）とに、歯すじ方向の両端に亘って前記溝２が設けられる。尚、この実施の形態２においても前記溝２は、前記中央部３２ａと歯底３３との間で、且つ前記中央部３２ａ及び歯底の丸み３３ａを除いた歯面３２、又は、前記中央部３２ａと歯先３４との間で、且つ前記中央部３２ａを除いた歯面３２にだけ設けてもよい。前記歯底の丸み３３ａは、図５に記載されているように、歯底３３と該歯底３３に連なる歯面３２，３２との境界の丸みである。
【００２８】
その他の構成及び作用は実施の形態１と同様であるため、その構成の詳細な説明及び作用効果の説明を省略する。
【００２９】
尚、以上説明した実施の形態では、ウォーム１の歯面１２、又は、ウォームホイール３の歯面３２に溝２が設けられた構成としたが、その他、ウォーム１の歯面１２及びウォームホイール３の歯面３２に溝２が設けられた構成としてもよい。
【００３０】
また、以上説明した実施の形態では、歯１１、３１の歯すじ方向に長い溝２を設けたが、その他、この溝２は歯すじ方向に対して傾斜した溝、換言すればほぼ歯すじ方向に長い溝であってもよい。
【００３１】
また、実施の形態２のように歯面３２に溝２が設けられたウォームホイール３は、全体が金属材料で形成されているが、その他、比較的剛性が高い合成樹脂材料で形成されてもよい。この場合、例えば外周に歯を有する合成樹脂製の環状歯体と、該環状歯体の内側に嵌合された金属製の芯体とを備えた構成としてもよい。
【００３３】
【発明の効果】
第１発明及び第２発明によれば、ピッチ円近傍の中央部の潤滑性を溝によって良好にでき、前記中央部を含む歯面の摩耗を低減でき、耐久性を高めることができ、しかも、ウォームを回転させるか、又は、切削工具を歯すじ方向へ移動させることにより歯すじ方向の両端に亘って溝が形成され、溝を有する割にコストをより一層低減できる。また、ウォームが回転するとき、溝の長手方向両端からの潤滑剤洩れ量を抑制でき、歯面の間の潤滑性を良好にでき、歯面の摩耗を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る減速歯車機構が備える歯車の構成を示す正面図である。
【図２】  本発明に係る減速歯車機構が備える歯車の要部を拡大したもので、(a) は正面図、(b) は歯の断面図である。
【図３】  本発明に係る減速歯車機構の構成を示す断面図である。
【図４】  本発明に係る電動式パワーステアリング装置の構成を示す断面図である。
【図５】  本発明に係る減速歯車機構が備える歯車の他の構成を示す部分拡大断面図である。
【符号の説明】
１    ウォーム（歯車）
１１  歯
１２  歯面
１２ａ  中央部
１３  歯底
１４  歯先
２    溝
３    ウォームホイール（歯車）
３１  歯
３２  歯面
３２ａ  中央部
３３  歯底
３４  歯先
９    モータ
２２  出力軸（伝達手段）
Ａ    減速歯車機構
Ｐｗ，Ｐｈ  ピッチ円
【図１】
0004078842.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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