JPH10281235A

JPH10281235A - 動力伝達装置

Info

Publication number: JPH10281235A
Application number: JP8514297A
Authority: JP
Inventors: Katsukuni Kata; 克邦加太; Shinji Naruse; 信治成瀬
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 1997-04-03
Filing date: 1997-04-03
Publication date: 1998-10-23
Anticipated expiration: 2017-04-03
Also published as: JP3909908B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ウォームとウォームホイール間の歯打ち音の
発生を低減できるとともに、ウォームとウォームホイー
ル間の確実な噛合を容易かつ低コストで確保できる動力
伝達装置を提供する。【解決手段】ギヤケース１のウォーム軸収容部１Ｃ
を、中心軸が電動モータ１５の出力軸１４からウォーム
ホイール２側に偏心した断面長円形とし、このウォーム
軸収容部１Ｃ内周面に同心に形成した円形溝２０にＯリ
ング状の弾性部材１８、１９を設け、この弾性部材１
８、１９によりウォーム軸４をウォームホイール２側に
付勢した。また、ウォーム４Ｅまたはウォームホイール
２の歯面２Ａにクラウニング加工を施した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば電動パワー
ステアリング装置において、電動モータ等の駆動源から
の動力伝達に用いられる動力伝達装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】電動パワーステアリング装置では、例え
ば、電動モータの出力軸に連係するウォームと、このウ
ォームが噛合するウォームホイールとを備えた動力伝達
装置が設けられ、この動力伝達装置を介して、電動モー
タからの回転力を減速および増力して、操舵力に付与す
るようになっている。

【０００３】このような動力伝達装置については、例え
ば特開平８−２０７７９２号公報等に提案がなされてい
る。

【０００４】図５には、この特開平８−２０７７９２号
公報の動力伝達装置を示す。図示されるように、ハウジ
ング１０２内の動力伝達装置は、本体ハウジング１０３
側に収容されたウォームホイール１０５と、この本体ハ
ウジングに連設されたウォームハウジング１０４側に収
容され、ウォームホイール１０５の外周上に軸心を略直
交させているウォーム軸１０６とを備えている。

【０００５】ウォームホイール１０５はステアリングホ
イール側に連係する舵輪軸１０７の外周に装着される一
方、ウォーム軸１０６は電動モータ１０８の出力軸１１
４に連係し、電動モータ１０８からのアシスト力が、ウ
ォーム軸１０６とウォームホイール１０５を介して舵輪
軸１０７に付与される。なお、電動モータ１０８は、ウ
ォームハウジング１０４のウォーム軸１０６基端側（図
の上方）に形成された大径部１０９に固設されている。

【０００６】さらに詳しく説明すれば、ウォーム軸１０
６の先端側に形成された軸受ブッシュ１１０は、ウォー
ムハウジング１０４の嵌合穴１１１に回転自在に嵌合す
る一方、基端側は玉軸受１１２により軸支される。すな
わち、ウォーム軸１０６は断面略Ｌ字型のリング１２０
の内周に貫通し、このリング１２０の内周は延長部１１
３のスプライン根元に形成された溝にかしめられ、玉軸
受１１２の内輪は、このリング１２０とのウォーム軸１
０６の拡径部１１９との間で押さえ付けられて固定され
ている。一方、玉軸受１１２の外輪は、ウォームハウジ
ング１０４の突起部１１８と、ウォームハウジング１０
４にネジ溝１２２にねじ込まれた断面略Ｌ字型の固定部
材１２１との間に保持される。

【０００７】ウォーム軸１０６の基端側は、外周にスプ
ラインが形成された延長部１１３となっており、この延
長部１１３がスリーブ１１５を介してモータ１０８の出
力軸１１４と連結されている。スリーブ１１５の両端に
は止め輪１１６が設けられ、スリーブ１１５の軸方向の
移動を拘束している。

【０００８】また、動力伝達装置としては、図６に示す
ようなものも用いられる。

【０００９】これでは、ウォームホイール２０３とウォ
ーム軸２０４はハウジング２０１内に収容されている。

【００１０】出力軸２０２に圧入されウォームホイール
２０３と噛み合うウォーム軸２０４は、噛合部（ウォー
ム）の両端を軸受２０５、２０９を介してハウジング２
０１に支持される。すなわち、ウォーム軸２０４の噛合
部の両側には拡径部２１４、２１５が形成され、軸受２
０９はハウジング２０１に取り付けられた止め輪２１０
と拡径部２１５との間に保持され、軸受２０５は、プレ
ート２０６と拡径部２１４との間に保持される。プレー
ト２０６はハウジング２０１端部からボルト２０７に押
圧され、ウォーム軸２０４のガタが防止されている。ボ
ルト２０７はナット２０８でハウジング２０１に固定さ
れている。

【００１１】ウォーム軸２０４の基端には雄型スプライ
ン２１１が形成され、電動モータ２１３の出力軸に形成
された雌型スプライン２１２と係合しており、電動モー
タ２１３からのアシスト力がウォーム軸２０４、ウォー
ムホイール２０３を介して出力軸２０２に伝達される。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の動力伝達装置では、いずれもウォーム軸１０
６または２０４の組み付けのために、ウォームとウォー
ムホイールとの間に歯車間の遊び（バックラッシュ）を
設ける必要があり、このバックラッシュは、動力伝達装
置の作動時においては、ウォームとウォームホイール間
の歯打ち音の発生原因となる。特に、経時劣化でウォー
ムとウォームホイールの歯が摩耗すると、この歯打ち音
は大きくなってしまう。

【００１３】また、ウォーム軸１０６または２０４とウ
ォームホイール１０５または２０３間の距離は固定であ
るので、ウォームとウォームホイール間の噛合状態は、
部品精度によって決定され、正常で滑らかな作動を確保
するには、高い部品精度が要求されることになり、これ
はコスト高の原因となってしまう。

【００１４】本発明はこのような問題点に着目してなさ
れたもので、ウォームとウォームホイール間の歯打ち音
の発生を低減できるとともに、ウォームとウォームホイ
ール間の確実な噛合を容易かつ低コストで確保できる動
力伝達装置を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、駆動源か
らの駆動力が入力されるウォーム軸と、このウォーム軸
外周のウォームと噛合するウォームホイールと、このウ
ォームホイールを外周に備えた出力軸と、前記ウォーム
軸およびウォームホイールを収容するとともに前記駆動
源が装着されるケースとを備えた動力伝達装置におい
て、前記ウォーム軸を前記駆動源の出力軸と略同軸上に
連係させる一方、前記ケースに中心軸が前記駆動源の出
力軸に対してウォームホイール側に偏心した断面略長円
形のウォーム軸収容部を形成し、このウォーム軸収容部
内に前記ウォーム軸を軸方向の動きが拘束されるように
回転自在に支持するとともに、前記ウォーム軸と前記収
容部内周との間に弾性部材を設け、この弾性部材が前記
ウォーム軸の中心軸が前記ウォーム軸収容部の中心軸と
一致させる方向に前記ウォーム軸を付勢するようにし
た。

【００１６】第２の発明は、前記ウォーム軸収容部内周
にウォーム軸収容部と同心の円形溝を形成するととも
に、前記弾性部材としてこの円形溝に収容されるリング
状部材を備え、このリング状部材によりウォーム軸を支
持する軸受を付勢する。

【００１７】第３の発明は、駆動源からの駆動力が入力
されるウォーム軸と、このウォーム軸外周のウォームと
噛合するウォームホイールと、このウォームホイールを
外周に備えた出力軸と、前記ウォーム軸およびウォーム
ホイールを収容するとともに前記駆動源が装着されるケ
ースとを備えた動力伝達装置において、前記ウォームホ
イールと前記出力軸との間に弾性部材を介装するととも
に、前記出力軸の中心軸を前記ウォームホイールの中心
軸よりも前記ウォーム軸側に偏心させ、前記弾性部材が
ウォームホイールをウォーム軸側に付勢するようにし
た。

【００１８】第４の発明は、前記弾性部材としてリング
状部材を備えた。

【００１９】第５の発明は、前記ウォームまたはウォー
ムホイールの歯に膨らみを持たせるクラウニング加工を
施した。

【００２０】

【作用】第１の発明では、駆動源からの回転力は、ウォ
ーム軸外周のウォームおよびウォームホイールを介し
て、回転速度が減速され、また回転トルクが増力され
て、出力軸へと伝達される。この場合、ウォーム軸はウ
ォーム軸収容部内で軸方向に拘束される一方で、軸と直
角方向には、駆動源の出力軸に対してウォーム軸収容部
が偏心していることにより、弾性部材によってウォーム
ホイール側に押し付けられるので、ウォームとウォーム
ホイールとは、バックラッシュがゼロの状態まで確実に
噛合する。したがって、本発明では、ことさら部品精度
を高めなくとも、動力伝達装置の正常で滑らかな作動が
保証され、バックラッシュが原因の歯打ち音が低減でき
るとともに、製造コストの削減が図れる。

【００２１】第２の発明では、弾性部材はリング状部材
であるので、ウォーム軸収容部内周の円形溝に容易に装
着でき、組み立て作業が容易となる。

【００２２】第３の発明では、ウォームホイールは、弾
性部材を介してウォーム軸側に押し付けられるので、部
品精度をことさら高めなくとも、ウォームとウォームホ
イールとはバックラッシュがゼロの状態で確実に噛合
し、歯打ち音の低減および製造コストの削減が図れる。

【００２３】第４の発明では、弾性部材はリング状部材
であるので、出力軸外周とウォームホイール内周との間
に容易に装着でき、組み立て作業が容易となる。

【００２４】第５の発明では、ウォームまたはウォーム
ホイールの歯に膨らみを持たせるクラウニング加工がな
されているので、ウォームとウォームホイールをバック
ラッシュがゼロの状態で噛合させたとしても、ウォーム
軸の倒れや、ウォームおよびウォームホイールの偏摩耗
による噛み合い不良は、クラウニング加工部分で吸収す
ることができ、動力伝達装置の正常で滑らかな作動は阻
害されることはない。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて、本発
明の実施の形態について説明する。

【００２６】図１に示すように、動力伝達装置は、ウォ
ームホイール２およびウォーム軸４を備え、これらを収
容するギヤケース１は、ステアリングギヤボックスの図
示されないハウジング本体にボルト１７で装着されてい
る。外周にウォームホイール２が圧入される出力軸３
は、このハウジング本体に支持され、また、ハウジング
本体内では、出力軸３に形成されたピニオンが図示され
ないラック軸のラックに噛合し、このラック軸が車輪等
の被操舵側に連係している。

【００２７】ギヤケース１には、ウォーム軸４の基端側
に開口部１Ａが開口し、この開口部１Ａから連続して、
ウォーム軸４を収容する筒状のウォーム軸収容部１Ｃが
形成される。このウォーム軸収容部１Ｃは、ウォーム軸
４の先端４Ｂ側に、閉鎖された底面１Ｂを備えている。

【００２８】さらに、このウォーム軸収容部１Ｃの略中
央部の側方には、ウォームホイール収容部１Ｄが形成さ
れる。ウォームホイール３は、このウォームホイール収
容部１Ｄ内に収容され、その歯面２Ａを、ウォーム軸収
容部１Ｃ側に覗かせて、ウォーム軸４の略中央の外周に
形成されたウォーム４Ｅと噛合させている。

【００２９】このウォーム軸４のウォーム４Ｅおよびウ
ォームホイール２の歯面２Ａは、歯スジの方向に適度な
膨らみが設けられ、噛み合ったときに歯スジ端部の両側
に適度な隙間が生じるようになっている。このように、
ウォーム４Ｅ、歯面２Ａにいわゆるクラウニング処理を
施すことで、ウォーム軸４の倒れや、ウォーム４Ｅおよ
び歯面２Ａの偏摩耗によるウォーム４Ｅと歯面２Ａ間の
噛み合い不良が、吸収できるようになっている。

【００３０】開口部１Ａからはウォーム軸４の基端４Ａ
が突出する。また、開口部１Ａ上には、駆動源である電
動モータ１５が、合わせ面をＯリング１３でシールされ
ながらボルト１６により装着され、電動モータ１５の出
力軸１４が、開口部１Ａ側に延び出している。この電動
モータ１５の出力軸１４には円筒形のジョイント１２が
圧入されており、このジョイント１２内周の雌型のスプ
ライン１０が、ウォーム軸基端４Ａ側の外周の雄型のス
プライン１１と噛合する。これにより、電動モータ１５
の回転力が、ウォーム軸４およびウォームホイール２を
介して、出力軸３に付与されるようになっている。

【００３１】ウォーム軸４には、ウォーム４Ｅに対して
基端４Ａ側（開口部１Ａ側）に、径が拡大された段差部
４Ｃが、また、先端４Ｂ側（底面１Ｂ側）に、同じく径
が拡大された段差部４Ｄが、それぞれ形成される。ウォ
ーム軸４の基端４Ａ側を回動自在に支持する軸受５は、
この段差部４Ｃと、ウォーム軸収容部１Ｃ内周に装着さ
れた止め輪７との間に保持される。一方、ウォーム軸４
の先端４Ｂ側を軸支する軸受６は、段差部４Ｄと、凹部
１Ｃの底面１Ｂ側に設けられたプレート８との間に保持
される。

【００３２】このプレート８の底面１Ｂ側には段部８Ａ
が切り欠かれ、この段部８Ａと底面１Ｂとの間に弾性部
材９が介装される。この弾性部材９により、ギヤケース
１、止め輪７、ウォーム軸４、軸受５、６、およびプレ
ート８の寸法公差により生じる隙間ｘが吸収される。こ
の結果、ウォーム軸４は、軸受５、６を介して止め輪７
とプレート８の間に安定的に保持され、軸方向のがたつ
きが防止されるようになっている。

【００３３】図２には、図１のＡ−Ａ断面（ウォーム軸
収容部１Ｃおよび軸受５の断面）を示す。

【００３４】図示されるように、ウォーム軸収容部１Ｃ
の内周面２３は、電動モータ１５の出力軸１４の中心軸
に対して、所定量ｅ₁だけウォームホイール収容部１Ｄ
側に偏心した長円形となっている。さらに、この長円形
の内周面２３の軸受５の設置面には円形の溝２０が形成
され、この円形溝２０の中心は長円形の内周面２３の中
心と一致している。この円形溝２０には、Ｏリング状の
弾性部材１８が設けられ、ウォーム軸４を支持する軸受
５は、この弾性部材１８により、ウォーム軸４の中心軸
が軸受５の収容部の中心軸と一致する方向に、弾性的に
付勢されている。なお、弾性部材１８、１９をＯリング
状とすることにより、ギヤケース１への組み付けが容易
となる。

【００３５】一方、図１のＢ−Ｂ断面（ウォーム軸収容
部１Ｃおよび軸受６の断面）は図示しないが、これは図
２と全く同様に構成され、電動モータ１５の出力軸１４
の中心軸から偏心したウォーム軸収容部１Ｃの長円形の
内周面には、同心の円形溝が形成される。ウォーム軸４
を先端４Ｂ側で支持する軸受６は、この円形溝に収容さ
れた弾性部材１９により、中心軸が軸受６の収容部の中
心軸と一致する方向に、弾性的に付勢されている。

【００３６】つぎに作用を説明する。

【００３７】電動モータ１５が駆動されると、この回転
力はジョイント１２を介してウォーム軸４に伝達され、
さらに、このウォーム軸４外周のウォーム４Ｅに噛合す
るウォームホイール２を介して、回転速度が減速され、
また回転トルクが増力されて、出力軸３へと伝達され
る。

【００３８】この場合、本発明では、ウォーム軸４は段
差部４Ｃ、４Ｄにおいて、軸受５、６を介して、プレー
ト８下方の弾性部材９により、止め輪７側に押圧されな
がら保持されるので、軸方向には、がたつくことなく所
定の位置に保持される。

【００３９】また、ウォーム軸４は、軸と直角方向に
は、弾性部材１８、１９により軸受５、６を介してウォ
ームホイール２側に押し付けられるので、ウォーム４Ｅ
とウォームホイール２の歯面２Ａとは、バックラッシュ
がゼロの状態まで確実に噛合する。したがって、本発明
では、ことさら部品精度を高めなくとも、ウォーム４Ｅ
とウォームホイール２の歯面２Ａとはバックラッシュが
ない状態で噛合し、動力伝達装置の正常で滑らかな作動
が保証され、バックラッシュが原因の歯打ち音が低減で
きるとともに、製造コストの削減が図れる。

【００４０】さらに、本発明では、ウォーム４Ｅまたは
ウォームホイール２の歯面２Ａにはクラウニング処理が
施されているので、このようにバックラッシュをゼロと
したとしても、ウォーム軸４の倒れや、ウォーム４Ｅお
よび歯面２Ａの偏摩耗によるウォーム４Ｅと歯面２Ａ間
の噛み合い不良は、このクラウニング部分により吸収す
ることができ、動力伝達装置の正常で滑らかな作動が阻
害されることはない。

【００４１】図３、図４には本発明の他の実施の形態を
示す。

【００４２】この実施の形態は、基本的構成において図
１、図２に示した実施の形態と共通するものであるの
で、以下、図１、図２に示した実施の形態との相違点を
中心に説明する。

【００４３】図３に示されるように、この実施の形態で
は、ウォーム軸収容部１Ｃは断面円形に形成され、この
円の中心と電動モータ１５の出力軸１４の軸心が一致し
ている。これにより、ウォーム軸４はギヤケース１内に
軸と直角な方向に拘束されて支持されるようになってい
る。

【００４４】一方、図４に示されるように、ウォームホ
イール２は、出力軸３の外周の段部２５と止め輪２６に
よって、出力軸３の軸方向に拘束される一方、ウォーム
ホイール２の内周の雌型のインボリュートギヤ２８と、
出力軸３外周の雄型のインボリュートギヤ２９との噛合
により出力軸３と一体に回転する。

【００４５】さらに、このウォームホイール２と出力軸
３との間には、例えばＯリング状の弾性部材２７が介装
される。この場合、ウォームホイール２の中心軸はウォ
ーム軸４に対して所定の位置に配置されるが、出力軸３
の中心軸は、このウォームホイール２の中心軸に対し
て、偏心量ｅ₂だけウォーム軸４側に寄った位置に配置
されている。これにより、ウォームホイール２は、弾性
部材２７を介してウォーム軸４側に押し付けられ、部品
精度をことさら高めなくとも、ウォーム４Ｅとウォーム
ホイール２の歯面２Ａとはバックラッシュがゼロの状態
で噛合するようになっており、歯打ち音の低減および製
造コストの削減が図れる。なお、ウォーム軸４の組み付
けは、弾性部材２７の変形により行うことができ、不都
合が生じることはない。

【００４６】

【発明の効果】第１の発明によれば、駆動源からの回転
力は、ウォーム軸外周のウォームおよびウォームホイー
ルを介して、回転速度が減速され、また回転トルクが増
力されて、出力軸へと伝達される。この場合、ウォーム
軸はウォーム軸収容部内で軸方向に拘束される一方で、
軸と直角方向には、駆動源の出力軸に対してウォーム軸
収容部が偏心していることにより、弾性部材によってウ
ォームホイール側に押し付けられるので、ウォームとウ
ォームホイールとは、バックラッシュがゼロの状態まで
確実に噛合する。したがって、本発明では、ことさら部
品精度を高めなくとも、動力伝達装置の正常で滑らかな
作動が保証され、バックラッシュが原因の歯打ち音が低
減できるとともに、製造コストの削減が図れる。

【００４７】第２の発明によれば、弾性部材はリング状
部材であるので、ウォーム軸収容部内周の円形溝に容易
に装着でき、組み立て作業が容易となる。

【００４８】第３の発明によれば、ウォームホイール
は、弾性部材を介してウォーム軸側に押し付けられるの
で、部品精度をことさら高めなくとも、ウォームとウォ
ームホイールとはバックラッシュがゼロの状態で確実に
噛合し、歯打ち音の低減および製造コストの削減が図れ
る。

【００４９】第４の発明によれば、弾性部材はリング状
部材であるので、出力軸外周とウォームホイール内周と
の間に容易に装着でき、組み立て作業が容易となる。

【００５０】第５の発明によれば、ウォームまたはウォ
ームホイールの歯に膨らみを持たせるクラウニング加工
がなされているので、ウォームとウォームホイールをバ
ックラッシュがゼロの状態で噛合させたとしても、ウォ
ーム軸の倒れや、ウォームおよびウォームホイールの偏
摩耗による噛み合い不良は、クラウニング加工部分で吸
収することができ、動力伝達装置の正常で滑らかな作動
は阻害されることはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す断面図である。

【図２】同じく図１のＡ−Ａ断面図である。

【図３】同じく他の実施の形態を示す断面図である。

【図４】同じく図３のＣ−Ｃ断面図である。

【図５】従来例を示す断面図である。

【図６】他の従来例を示す断面図である。

【符号の説明】

１ギヤケース１Ａ開口部１Ｂ底面１Ｃウォーム軸収容部１Ｄウォームホイール収容部２ウォームホイール２Ａウォームホイールの歯面３出力軸４ウォーム軸４Ａウォーム軸の基端４Ｂウォーム軸の先端４Ｃ段差部４Ｄ段差部４Ｅウォーム５軸受６軸受７止め輪８プレート９弾性部材１０スプライン１１スプライン１２ジョイント１４電動モータの出力軸１５電動モータ１８弾性部材１９弾性部材２０円形溝

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】駆動源からの駆動力が入力されるウォーム
軸と、このウォーム軸外周のウォームと噛合するウォームホイ
ールと、このウォームホイールを外周に備えた出力軸と、前記ウォーム軸およびウォームホイールを収容するとと
もに前記駆動源が装着されるケースと、を備えた動力伝達装置において、前記ウォーム軸を前記駆動源の出力軸と略同軸上に連係
させる一方、前記ケースに中心軸が前記駆動源の出力軸に対してウォ
ームホイール側に偏心した断面略長円形のウォーム軸収
容部を形成し、このウォーム軸収容部内に前記ウォーム軸を軸方向の動
きが拘束されるように回転自在に支持するとともに、前記ウォーム軸と前記収容部内周との間に弾性部材を設
け、この弾性部材が前記ウォーム軸の中心軸が前記ウォーム
軸収容部の中心軸と一致させる方向に前記ウォーム軸を
付勢するようにしたことを特徴とする動力伝達装置。
【請求項２】前記ウォーム軸収容部内周にウォーム軸収
容部と同心の円形溝を形成するとともに、前記弾性部材
としてこの円形溝に収容されるリング状部材を備え、こ
のリング状部材によりウォーム軸を支持する軸受を付勢
することを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
【請求項３】駆動源からの駆動力が入力されるウォーム
軸と、このウォーム軸外周のウォームと噛合するウォームホイ
ールと、このウォームホイールを外周に備えた出力軸と、前記ウォーム軸およびウォームホイールを収容するとと
もに前記駆動源が装着されるケースと、を備えた動力伝達装置において、前記ウォームホイールと前記出力軸との間に弾性部材を
介装するとともに、前記出力軸の中心軸を前記ウォームホイールの中心軸よ
りも前記ウォーム軸側に偏心させ、前記弾性部材がウォ
ームホイールをウォーム軸側に付勢するようにしたこと
を特徴とする動力伝達装置。
【請求項４】前記弾性部材としてリング状部材を備えた
ことを特徴とする請求項３に記載の動力伝達装置。
【請求項５】前記ウォームまたはウォームホイールの歯
に膨らみを持たせるクラウニング加工を施したことを特
徴とする請求項１から請求項４のいずれか一つに記載の
動力伝達装置。