蝸桿減速機(jī)的制作方法
【專利說(shuō)明】蝸桿減速機(jī)
[0001]本申請(qǐng)主張于2014年9月8日提出的日本專利申請(qǐng)2014-182565號(hào)的優(yōu)先權(quán)，并在此引用包括其說(shuō)明書(shū)、附圖和摘要的全部?jī)?nèi)容。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及蝸桿減速機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0003]在電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置中，將電動(dòng)馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)傳遞至蝸桿減速機(jī)的蝸桿軸。通過(guò)經(jīng)由與該蝸桿軸嚙合的蝸輪對(duì)電動(dòng)馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行減速?gòu)亩鴤鬟f至轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，對(duì)轉(zhuǎn)向操作進(jìn)行扭矩輔助。對(duì)于蝸桿軸與蝸輪的嚙合，需要齒隙。然而，在行駛時(shí)，擔(dān)心產(chǎn)生由齒隙引起的打齒音(噪雜聲音)。
[0004]因此，將蝸桿軸支承為另一端以一端為中心進(jìn)行擺動(dòng)，通過(guò)施力部件對(duì)上述另一端向蝸輪側(cè)彈性地施力。由此，提出了除去齒隙的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置。在通常例子中，蝸桿軸是右螺紋狀。只有在該右螺紋狀的蝸桿軸右旋地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時(shí)，嚙合部的蝸桿軸從蝸輪承受的嚙合反作用力(驅(qū)動(dòng)反作用力)使蝸桿軸的嚙合部，產(chǎn)生以上述一端為中心向蝸輪側(cè)(與施力部件的施力方向相同一側(cè))施力的力矩。
[0005]因此，蝸桿軸右旋地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時(shí)的嗤合摩擦阻力比蝸桿軸左旋地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時(shí)的嗤合摩擦阻力大。因此，為前者時(shí)的摩擦阻力扭矩比為后者時(shí)的摩擦阻力扭矩大。其結(jié)果是，擔(dān)心由于操縱方向不同而導(dǎo)致操縱感不同。另一方面，提出了在電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置中使蝸桿軸的一對(duì)齒面的壓力角相互不同的技術(shù)、與使蝸輪的各齒的一對(duì)齒面的壓力角相互不同的技術(shù)(例如參照日本特開(kāi)2006 - 103395號(hào)公報(bào)(第41段落，參照?qǐng)D5))。
[0006]在日本特開(kāi)2006 - 103395號(hào)公報(bào)(第41段落，參照?qǐng)D5)中，能夠期待抑制由旋轉(zhuǎn)方向的不同產(chǎn)生的摩擦阻力扭矩之差的效果。
[0007]然而，在蝸桿軸、蝸輪中，為了使一對(duì)齒面的壓力角不同，需要特別形狀的切削工具。即，根據(jù)蝸桿軸、蝸輪的樣式不同，需要形狀不同的多個(gè)切削工具，因此整體的制造成本

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的之一在于提供能夠抑制由于旋轉(zhuǎn)方向的不同而產(chǎn)生的摩擦阻力扭矩差的廉價(jià)的蝸桿減速機(jī)。
[0009]本發(fā)明的一個(gè)方式的蝸桿減速機(jī)在結(jié)構(gòu)上的特征在于，具備:蝸桿軸，其包含與電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)連結(jié)的第一端部以及相對(duì)于上述第一端部處于蝸桿軸的軸向相反側(cè)的第二端部；蝸輪，其包含對(duì)各齒槽進(jìn)行劃分的一對(duì)齒面；殼體，其收容上述蝸桿軸以及上述蝸輪，并且將上述蝸桿軸的上述第二端部支承為能夠以上述第一端部為中心擺動(dòng)；以及施力部件，其通過(guò)上述殼體支承，并且對(duì)上述蝸桿軸的上述第二端部向作為蝸桿軸以及蝸輪的中心間距離減少的方向的預(yù)壓方向彈性地施力，上述蝸桿軸的中心軸線相對(duì)于與上述蝸輪的中心軸線正交且通過(guò)上述蝸輪的齒寬方向的中央位置的平面在偏移方向被偏移，并且上述蝸桿減速機(jī)構(gòu)成為，在上述蝸桿軸為右螺紋狀的情況下在左手坐標(biāo)系中或者在上述蝸桿軸為左螺紋狀的情況下在右手坐標(biāo)系中，當(dāng)使上述蝸桿軸的軸向第一端部側(cè)相當(dāng)于大拇指方向并且使上述預(yù)壓方向相當(dāng)于食指方向時(shí)，上述偏移方向相當(dāng)于中指方向。
【附圖說(shuō)明】
[0010]通過(guò)以下參照附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述以及其它特征及優(yōu)點(diǎn)會(huì)變得更加清楚，其中，相同的附圖標(biāo)記表示相同的構(gòu)件，其中:
[0011]圖1是應(yīng)用了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的蝸桿減速機(jī)的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置的示意圖。
[0012]圖2是電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置的主要部分的剖視圖。
[0013]圖3是沿著圖2的II1-1II線切斷的簡(jiǎn)要剖視圖，并且示出了支承蝸桿軸的第二端部的構(gòu)造。
[0014]圖4是作為用于除去蝸桿減速機(jī)的齒隙的施力部件的板簧的簡(jiǎn)要立體圖。
[0015]圖5是蝸桿減速機(jī)的主要部分的示意立體圖。
[0016]圖6是從蝸桿軸的軸向觀察的蝸桿減速機(jī)的簡(jiǎn)圖。
[0017]圖7是蝸輪的主要部分的放大立體圖。
[0018]圖8中，(a)圖是蝸輪的齒部的放大圖，相當(dāng)于從徑向外側(cè)觀察蝸輪的圖，(b)圖是蝸輪的齒部的剖視圖，相當(dāng)于沿著圖8的(a)的8B - 8B線切斷的剖視圖。
[0019]圖9中，(a)圖是本實(shí)施方式的蝸輪的齒部的放大圖，(b)圖是現(xiàn)有例子的蝸輪的齒部的放大圖，并且，(a)以及(b)相當(dāng)于對(duì)齒面接觸面積與蝸輪的旋轉(zhuǎn)方向?qū)?yīng)地不同的情況進(jìn)行說(shuō)明的說(shuō)明圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]以下，根據(jù)附圖對(duì)將本發(fā)明具體化了的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。圖1是表示包含本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的蝸桿減速機(jī)的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)的示意圖。如圖1所示，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置1具備:操縱機(jī)構(gòu)4，其基于駕駛員對(duì)方向盤(pán)2 (操縱部件)的操作使轉(zhuǎn)向輪3轉(zhuǎn)向；以及輔助機(jī)構(gòu)5，其輔助駕駛員的轉(zhuǎn)向操作。
[0021]操縱機(jī)構(gòu)4具備成為方向盤(pán)2的旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)向軸6。轉(zhuǎn)向軸6包含柱軸7、中間軸9與小齒輪軸11。柱軸7與方向盤(pán)2的中心連結(jié)。中間軸9經(jīng)由萬(wàn)向接頭8與柱軸7的一端(軸向下端)連結(jié)。小齒輪軸11經(jīng)由萬(wàn)向接頭10與中間軸9的一端(軸向下端)連結(jié)。
[0022]柱軸7具備輸入軸7a、輸出軸7b與扭桿7c。輸入軸7a與方向盤(pán)2連結(jié)。輸出軸7b與中間軸9連結(jié)。扭桿7c在同軸上連結(jié)輸入軸7a以及輸出軸7b。在小齒輪軸11的軸向下端設(shè)置有小齒輪11a。操縱機(jī)構(gòu)4具備形成有與小齒輪11a嚙合的齒條12a的齒條軸12。由小齒輪11a與齒條12a形成有運(yùn)動(dòng)變換機(jī)構(gòu)即齒輪齒條機(jī)構(gòu)A。
[0023]若轉(zhuǎn)向軸6伴隨著駕駛員的轉(zhuǎn)向操作旋轉(zhuǎn)，則該旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)經(jīng)由齒輪齒條機(jī)構(gòu)A變換為齒條軸12的軸向的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。該齒條軸12的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)經(jīng)由與齒條軸12的兩端連結(jié)的橫拉桿13傳遞至轉(zhuǎn)向輪3。由此，轉(zhuǎn)向輪3的轉(zhuǎn)向角變化，從而變更車(chē)輛的行進(jìn)方向。
[0024]輔助機(jī)構(gòu)5具備電動(dòng)馬達(dá)14、蝸桿減速機(jī)15與EQJ(Electronic Control Unit:電子控制單元)16。電動(dòng)馬達(dá)14對(duì)柱軸7施加輔助扭矩。蝸桿減速機(jī)15將電動(dòng)馬達(dá)14的旋轉(zhuǎn)傳遞至柱軸7。ECU 16對(duì)電動(dòng)馬達(dá)14的動(dòng)作進(jìn)行控制。蝸桿減速機(jī)15包含殼體17、蝸桿軸18、蝸輪19與動(dòng)力傳遞聯(lián)軸器20。蝸輪19與蝸桿軸18嚙合。動(dòng)力傳遞聯(lián)軸器20將電動(dòng)馬達(dá)14的輸出軸14a與蝸桿軸18連結(jié)為能夠進(jìn)行扭矩傳遞。蝸桿軸18、蝸輪19以及動(dòng)力傳遞聯(lián)軸器20收容于殼體17內(nèi)。
[0025]通過(guò)將電動(dòng)馬達(dá)14的旋轉(zhuǎn)經(jīng)由蝸桿減速機(jī)15傳遞至柱軸7，從而對(duì)轉(zhuǎn)向軸6施加馬達(dá)扭矩，輔助轉(zhuǎn)向操作。在電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置1設(shè)置有基于柱軸7的輸入軸7a與輸出軸7b的相對(duì)旋轉(zhuǎn)檢測(cè)操縱扭矩T的扭矩傳感器21。操縱扭矩T是駕駛員在轉(zhuǎn)向操作時(shí)施加于轉(zhuǎn)向軸6的扭矩。另一方面，在車(chē)輛設(shè)置有對(duì)車(chē)速V (車(chē)輛的行駛速度)進(jìn)行檢測(cè)的車(chē)速傳感器22。
[0026]E⑶16基于檢測(cè)出的操縱扭矩T以及檢測(cè)出的車(chē)速V設(shè)定目標(biāo)輔助扭矩。E⑶16以輔助扭矩成為目標(biāo)輔助扭矩的方式對(duì)向電動(dòng)馬達(dá)14供給的電流進(jìn)行反饋控制。輔助扭矩從電動(dòng)馬達(dá)14施加于柱軸7。在本實(shí)施方式中，對(duì)于電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置1，結(jié)合電動(dòng)馬達(dá)14將動(dòng)力施加于柱軸7的所謂轉(zhuǎn)向柱輔助式的例子進(jìn)行說(shuō)明。然而，并不限定于此，本發(fā)明能夠應(yīng)用于電動(dòng)馬達(dá)將動(dòng)力施加于小齒輪軸的所謂的小齒輪輔助式的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置。
[0027]如圖2所示，蝸桿軸18配置于與電動(dòng)馬達(dá)14的輸出軸14a同軸上。輸出軸14a與蝸桿軸18在軸向X對(duì)置。即，輸出軸14a與蝸桿軸18彼此的端部在軸向X對(duì)置。蝸桿軸18具有第一端部18a、第二端部18b以及齒部18c。第一端部18a以及第二端部18b在其軸長(zhǎng)方向分隔。齒部18c設(shè)置于第一端部18a以及第二端部18b間的中間部。
[0028]蝸輪19與柱軸7的輸出軸7b的軸向中間部連結(jié)為，能夠一體旋轉(zhuǎn)并且無(wú)法軸向移動(dòng)。蝸輪19具備環(huán)狀的芯金19a與樹(shù)脂部件19b。芯金19a與輸出軸7b結(jié)合為能夠一體旋轉(zhuǎn)。樹(shù)脂部件19b包圍芯金19a的周?chē)⑶以谕庵苄纬捎旋X部19c。芯金19a例如在樹(shù)脂部件1%的樹(shù)脂成形時(shí)嵌入金屬模內(nèi)。
[0029]蝸桿軸18的第一端部18a和與其對(duì)置的電動(dòng)馬達(dá)14的輸出軸14a的端部經(jīng)由動(dòng)力傳遞聯(lián)軸器20連結(jié)為能夠傳遞扭矩并且能夠相互擺動(dòng)。具體而言，動(dòng)力傳遞聯(lián)軸器20具備第一旋轉(zhuǎn)構(gòu)件23、第二旋轉(zhuǎn)構(gòu)件24與包含橡膠等彈性部件的中間構(gòu)件25。第一旋轉(zhuǎn)構(gòu)件23與蝸桿軸18的第一端部18a連結(jié)為能夠一體旋轉(zhuǎn)。第二旋轉(zhuǎn)構(gòu)件24與電動(dòng)馬達(dá)14的輸出軸14a連結(jié)為能夠一體旋轉(zhuǎn)。中間構(gòu)件25夾設(shè)于第一旋轉(zhuǎn)構(gòu)件23與第二旋轉(zhuǎn)構(gòu)件24之間，將扭矩傳遞至兩旋轉(zhuǎn)構(gòu)件23、24間。
[0030]蝸桿軸18的第一端部18a經(jīng)由第一軸承33在殼體17支承為能夠旋轉(zhuǎn)。蝸桿軸18的第二端部18b經(jīng)由第二軸承34在殼體17支承為能夠旋轉(zhuǎn)。通過(guò)動(dòng)力傳遞聯(lián)軸器20的中間構(gòu)件25的彈性部件彈性變形，允許以第一軸承33的軸承中心為中心，蝸桿軸18相對(duì)于電動(dòng)馬達(dá)14的輸出軸14a擺動(dòng)。
[0031]第一軸承33以及第二軸承34例如由球軸承構(gòu)成。第一軸承33具備內(nèi)圈35與外圈37。內(nèi)圈35與蝸桿軸18的第一端部18a嵌合為能夠一體旋轉(zhuǎn)。外圈37固定于在殼體17設(shè)置的軸承孔36。外圈37沿著軸向夾持于定位階梯部38與止動(dòng)部件39之間。定位階梯部38設(shè)置于軸承孔36的端部。止動(dòng)部件39與設(shè)置于軸承孔36的螺紋部螺紋嵌合。由此，限制了外圈37的軸向移動(dòng)。
[0032]第二軸承34的內(nèi)圈50與嵌合凹部51嵌合為能夠一體旋轉(zhuǎn)。嵌合凹部51設(shè)置于蝸桿軸18的第二端部18b的外周。內(nèi)圈50的一方的端面與設(shè)置于第二端部18b的外周的定位階梯部52抵接。由此，限制了內(nèi)圈50相對(duì)于蝸桿軸18的軸向移動(dòng)。在殼體17設(shè)置有用于保持第二軸承34的軸承孔53。軸承孔53形成為能夠?qū)⒌诙?