JP2014080991A - Reduction gear, and electric power steering device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、減速機と、前記減速機を組み込んだ電動パワーステアリング装置に関するものである。 The present invention relates to a speed reducer and an electric power steering apparatus incorporating the speed reducer.
一般に電動パワーステアリング装置においては、操舵補助用の電動モータの回転軸の回転を、減速機を介して減速するとともに、出力を増幅してラックアンドピニオン機構等の転舵機構に伝えることで、運転者のステアリング操作による前記転舵機構の動作をトルクアシストしている。
前記減速機としては、通常、互いに噛み合うウォームおよびウォームホイールと、当該ウォームおよびウォームホイールを収容するハウジングとを備えるとともに、グリースを充填したものが用いられる。
In general, in an electric power steering device, the rotation of the rotating shaft of an electric motor for assisting steering is reduced through a speed reducer, and the output is amplified and transmitted to a steering mechanism such as a rack and pinion mechanism. Torque assists the operation of the steering mechanism by the steering operation of the person.
As the speed reducer, a worm and a worm wheel that mesh with each other, a housing that accommodates the worm and the worm wheel, and a grease filled are generally used.
充填されたグリースは、ウォームおよびウォームホイールの歯面間に介在して油膜を形成し、それによって電動モータの回転軸の回転に伴うウォームの回転、およびウォームホイールの従動回転による前記歯面間の摺動を補助したりするために機能する。
そのためグリースを充填することで、電動パワーステアリング装置の操舵トルクを低下させて、運転者の操舵フィーリングを向上させることができる。
The filled grease forms an oil film interposed between the tooth surfaces of the worm and the worm wheel, thereby rotating the worm as the rotating shaft of the electric motor rotates and between the tooth surfaces due to the driven rotation of the worm wheel. It functions to assist sliding.
Therefore, by filling the grease, the steering torque of the electric power steering device can be reduced, and the driver's steering feeling can be improved.
前記グリースとしては、当該グリースの用途や使用環境等に応じて、特に粘度等の特性を適宜調整したものが用いられる。
例えば、前記電動パワーステアリング装置の減速機等の、ウォームおよびウォームホイールの歯面間の潤滑用のグリースとしては、前記ウォームよびウォームホイールの回転に伴って歯面間に加えられる面圧に抗して、必要な厚みの油膜を維持すること等を考慮して、100℃における、せん断速度100s−1での粘度が2Pa・sを超える硬いものを用いるのが一般的である(例えば特許文献1、2等参照)。
As the grease, a grease whose characteristics such as viscosity are appropriately adjusted according to the application and use environment of the grease is used.
For example, as a grease for lubrication between the tooth surfaces of the worm and the worm wheel, such as a reduction gear of the electric power steering apparatus, the surface pressure applied between the tooth surfaces as the worm and the worm wheel rotate is resisted. In view of maintaining an oil film having a required thickness, it is general to use a hard material having a viscosity at 100 ° C. and a shear rate of 100 s −1 exceeding 2 Pa · s (for example, Patent Document 1). 2).
しかし、前記従来のグリースは流動性が低いため、ウォームよびウォームホイールの回転に伴うウォーム独自の滑り運動によってウォームホイールとの噛み合い部分から排除されやすい。すなわち前記滑り運動によって、グリースが、一旦、前記噛み合い部分からかき出されると、かき出されたグリースは噛み合い部分の周囲に留まり、自動的に噛み合い部分に戻ることはない。 However, since the conventional grease has low fluidity, it is easily removed from the meshing portion with the worm wheel by the worm and the sliding motion unique to the worm accompanying the rotation of the worm wheel. That is, once the grease is scraped out of the meshing portion by the sliding motion, the scraped grease remains around the meshing portion and does not automatically return to the meshing portion.
そのため噛み合い部分においてグリース切れが発生し、当該グリースの油膜による、歯面間の摺動を補助する効果が得られなくなって、例えば電動パワーステアリング装置の場合には操舵トルクが上昇するとともに、摩擦により歯面の温度が上昇してウォームホイールの破損に到るという問題を生じる。
そのため通常は、噛み合い部分だけでなく、例えばハウジング内のほぼ全域にグリースを充填するのが一般的である。
As a result, grease breakage occurs at the meshing portion, and the effect of assisting sliding between the tooth surfaces due to the oil film of the grease cannot be obtained. For example, in the case of an electric power steering device, the steering torque increases and friction The problem is that the tooth surface temperature rises and the worm wheel is damaged.
For this reason, it is common to fill grease not only in the meshing portion but also in almost the entire region of the housing, for example.
また前記ハウジング内等に、前記噛み合い部分から排除されたグリースを、ウォームおよびウォームホイールの回転に伴って循環させて前記噛み合い部分に還流させるための構造を設ける場合もある(例えば特許文献3〜5等参照)。
In addition, a structure may be provided in the housing or the like for circulating the grease removed from the meshing portion with the rotation of the worm and the worm wheel and returning the grease to the meshing portion (for example,
ところが、前記のようにハウジング内のほぼ全域にグリースを充填するには多量のグリースが必要であり、かかる多量のグリースが、減速機に組み込まれている転がり軸受に混入する等して当該減速機の性能に影響を及ぼしたり、ハウジングの隙間から漏れて周囲を汚したりするといった問題を生じるおそれがある。またグリースの量が増加する分、減速機や、当該減速機を含む電動パワーステアリング装置等のコストアップに繋がるという問題もある。 However, as described above, a large amount of grease is required to fill the entire area of the housing with grease, and such a large amount of grease is mixed into the rolling bearing incorporated in the speed reducer. This may affect the performance of the device and may cause problems such as leakage from the gaps in the housing and soiling the surroundings. There is also a problem that the amount of the grease increases, leading to an increase in cost of the speed reducer and the electric power steering device including the speed reducer.
しかも多量のグリースを充填したとしても、前記回転に伴って噛み合い部分からグリースが排除されてしまうと、前記のように従来のグリースは流動性が低いため、排除されたあとへ新たなグリースが自動的に充填されることはなく、グリース切れによる前述した問題を防止することはできない。
一方、ハウジング内等にグリースを循環させるための機構を設けた場合には、前記機構により、ウォームおよびウォームホイールの回転に伴って、グリースを、前記ウォームおよびウォームホイールの噛み合い部分に自動的に還流させることができるため、当該ハウジング内に充填するグリースの総量を減らすことができるとともに、グリース切れによる前出した問題が生じるのを防止することができる。
Moreover, even if a large amount of grease is filled, if the grease is removed from the meshing part with the rotation, the conventional grease has low fluidity as described above. Therefore, the above-mentioned problem due to the lack of grease cannot be prevented.
On the other hand, when a mechanism for circulating the grease is provided in the housing or the like, the mechanism automatically returns the grease to the meshed portion of the worm and worm wheel as the worm and worm wheel rotate. Therefore, it is possible to reduce the total amount of grease filled in the housing and to prevent the above-mentioned problem due to the grease being exhausted.
しかし前記機構を設けると、ハウジングその他、減速機の構造が複雑化するため、当該減速機や電動パワーステアリング装置等のコストアップに繋がるという問題がある。
本発明の目的は、全体を複雑化させることなく、しかも少量のグリースを充填するだけで確実にグリース切れを防止して、ウォームおよびウォームホイールの歯面間に連続した油膜を形成できるため、前記両歯面間の摺動の摩擦係数を、前記油膜による潤滑によって良好に低減でき、摩擦による歯面の温度上昇を抑制して、ウォームホイールの寿命を延長できる減速機を提供することにある。
However, when the mechanism is provided, the structure of the speed reducer, such as the housing, becomes complicated, and there is a problem that the cost of the speed reducer, the electric power steering device, etc. is increased.
The object of the present invention is to make it possible to form a continuous oil film between the tooth surfaces of the worm and the worm wheel without complicating the whole and reliably preventing the grease from running out by simply filling a small amount of grease. An object of the present invention is to provide a speed reducer that can satisfactorily reduce the friction coefficient of sliding between both tooth surfaces by lubrication with the oil film, suppress the temperature increase of the tooth surfaces due to friction, and extend the life of the worm wheel.
また本発明の目的は、できるだけ操舵トルクが低く、操作フィーリングに優れた電動パワーステアリング装置を提供することにある。 It is another object of the present invention to provide an electric power steering apparatus having a steering torque as low as possible and excellent in operation feeling.
請求項1記載の発明は、互いに噛み合うウォーム(11)およびウォームホイール(12)と、前記ウォーム(11)およびウォームホイール(12)を収容するハウジング(5)とを備えるとともに、100℃、せん断速度100s−1での粘度が0.3Pa・s以上、2Pa・s以下のグリースを充填したことを特徴とする減速機(48)である。
なお前記カッコ内の英数字は、後述の実施の形態における対応構成要素等を示す。以下この項において同じ。
The invention according to claim 1 includes a worm (11) and a worm wheel (12) meshing with each other, and a housing (5) for housing the worm (11) and the worm wheel (12), and a shear rate of 100 ° C. The speed reducer (48) is characterized by being filled with grease having a viscosity at 100 s −1 of 0.3 Pa · s to 2 Pa · s.
The alphanumeric characters in the parentheses indicate corresponding components in the embodiments described later. The same shall apply hereinafter in this section.
前記請求項1の構成によれば、前記の粘度を有する比較的低粘度のグリースが、例えば電動パワーステアリング装置に組み込んだ減速機の動作時に、ハウジング外への流出等を生じない範囲で、従来のものに比べて高い流動性を示すため、ウォームおよびウォームホイールの回転に伴うウォーム独自の滑り運動によってウォームホイールとの噛み合い部分からかき出されても、かき出されたグリース、あるいは新たなグリースが、前記回転に伴って噛み合い部分に速やかに流入する。 According to the configuration of the first aspect of the present invention, the relatively low-viscosity grease having the above-described viscosity is, for example, within a range that does not cause the outflow to the outside of the housing or the like when the speed reducer incorporated in the electric power steering apparatus is operated. Because of its high fluidity compared to the worm, even if the worm and the worm wheel are swept from the meshing part with the worm and the worm wheel by the sliding motion unique to the worm wheel, , Promptly flows into the meshing part with the rotation.
そのため、多量のグリースをハウジング内のほぼ全域に充填することなく、また減速機の構造を複雑化させることなしに、前記噛み合い部分においてグリース切れが生じるのを防止して、当該噛み合い部分を潤滑に十分な量のグリースによって常に充填された状態に維持することができる。
また、常に必要量のグリースが噛み合い部分に供給され続けるため、ウォームおよびウォームホイールの回転に伴って歯面間に加えられる面圧に抗して、必要な厚みの連続した油膜を維持することもできる。
Therefore, without filling a large amount of grease almost entirely in the housing and without complicating the structure of the reduction gear, it is possible to prevent the occurrence of grease breakage in the meshing portion and to lubricate the meshing portion. It can always be filled with a sufficient amount of grease.
In addition, since a necessary amount of grease is always supplied to the meshing portion, a continuous oil film having a necessary thickness can be maintained against the surface pressure applied between the tooth surfaces as the worm and the worm wheel rotate. it can.
したがって、前記両歯面間の摺動の摩擦係数を、前記油膜による潤滑によって良好に低減でき、摩擦による歯面の温度上昇を抑制して、ウォームホイールの寿命を延長できる。
なお前記100℃、せん断速度100s−1でのグリースの粘度を、本発明では、コーンプレートを用いて、回転式のレオメータ〔アントンパール(Anton Parr)社製のMCR301〕によって測定した値でもって表すこととする。
Therefore, the friction coefficient of sliding between the both tooth surfaces can be satisfactorily reduced by the lubrication by the oil film, the temperature increase of the tooth surfaces due to friction can be suppressed, and the life of the worm wheel can be extended.
In the present invention, the viscosity of the grease at 100 ° C. and a shear rate of 100 s −1 is represented by a value measured by a rotary rheometer (MCR301 manufactured by Anton Parr) using a cone plate. I will do it.
請求項2記載の発明は、前記請求項1または2に記載の減速機(48)を備えることを特徴とする電動パワーステアリング装置である。
この構成によれば、前記本発明の減速機を組み込むことにより、長寿命で、かつできるだけ操舵トルクが低く、操作フィーリングに優れた電動パワーステアリング装置を提供することが可能となる。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an electric power steering apparatus including the speed reducer (48) according to the first or second aspect.
According to this configuration, by incorporating the speed reducer of the present invention, it is possible to provide an electric power steering apparatus that has a long service life, has a steering torque as low as possible, and is excellent in operation feeling.
本発明によれば、全体を複雑化させることなく、しかも少量のグリースを充填するだけで確実にグリース切れを防止して、ウォームおよびウォームホイールの歯面間に連続した油膜を形成できるため、前記両歯面間の摺動の摩擦係数を、前記油膜による潤滑によって良好に低減でき、摩擦による歯面の温度上昇を抑制して、ウォームホイールの寿命を延長できる減速機を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to form a continuous oil film between the tooth surfaces of the worm and the worm wheel without complicating the whole, and reliably preventing the grease from running out by simply filling a small amount of grease. It is possible to provide a speed reducer that can satisfactorily reduce the friction coefficient of sliding between both tooth surfaces by lubrication with the oil film, suppress the temperature increase of the tooth surfaces due to friction, and extend the life of the worm wheel.
また本発明によれば、できるだけ操舵トルクが低く、操作フィーリングに優れた電動パワーステアリング装置を提供することができる。 Further, according to the present invention, it is possible to provide an electric power steering apparatus having a steering torque as low as possible and excellent in operation feeling.
〈グリース〉
本発明の減速機に充填するグリースは、前記のように100℃、せん断速度100s−1での粘度が0.3Pa・s以上、2Pa・s以下である必要がある。
粘度が前記範囲を超える硬いグリースは、先に説明したように一旦、前記噛み合い部分からかき出されると、噛み合い部分の周囲に留まって、自動的に噛み合い部分に戻ることはない。
<Grease>
As described above, the grease filled in the speed reducer of the present invention needs to have a viscosity at 100 ° C. and a shear rate of 100 s −1 of 0.3 Pa · s to 2 Pa · s.
As described above, the hard grease whose viscosity exceeds the above range, once scraped from the meshing portion, stays around the meshing portion and does not automatically return to the meshing portion.
一方、粘度が前記範囲未満の柔らかいグリースは、たとえ十分な量が、自身の持つ良好な流動性によって噛み合い部分に自動的に供給されたとしても、振動や、回転による遠心力その他の外力によってハウジング外に流出しやすくなって、潤滑性を保持できない。
これに対し、粘度が前記範囲内の、適度に軟らかく、かつ流動しやすいグリースを選択的に充填することによって、先に説明したように減速機の全体を複雑化させることなく、しかも少量のグリースを充填するだけで確実にグリース切れを防止して、ウォームおよびウォームホイールの歯面間に連続した油膜を形成することができる。
On the other hand, even if a sufficient amount of soft grease with a viscosity less than the above range is automatically supplied to the meshing part due to its own good fluidity, the housing can be damaged by vibration, centrifugal force due to rotation, or other external force. It tends to flow out and cannot maintain lubricity.
On the other hand, by selectively filling a grease having a viscosity within the above-mentioned range, which is moderately soft and easy to flow, as described above, the entire reduction gear is not complicated, and a small amount of grease is used. It is possible to reliably prevent the grease from running out by simply filling the worm and form a continuous oil film between the tooth surfaces of the worm and the worm wheel.
そのため、前記両歯面間の摺動の摩擦係数を、前記油膜による潤滑によって良好に低減でき、摩擦による歯面の温度上昇を抑制して、ウォームホイールの寿命を延長することが可能となる。
なおグリースの、100℃、せん断速度100s−1での粘度は、前記効果をより一層向上することを考慮すると、前記範囲内でも0.5Pa・s以上であるのが好ましく、1.8Pa・s以下、特に1.5Pa・s以下であるのが好ましい。
Therefore, the friction coefficient of sliding between the two tooth surfaces can be satisfactorily reduced by lubrication with the oil film, and it is possible to extend the life of the worm wheel by suppressing the temperature increase of the tooth surfaces due to friction.
The viscosity of the grease at 100 ° C. and a shear rate of 100 s −1 is preferably 0.5 Pa · s or more even within the above range in consideration of further improving the above effect, and 1.8 Pa · s. Hereinafter, it is particularly preferably 1.5 Pa · s or less.
粘度が前記範囲内であるグリースは、用いる増ちょう剤組成の選定と量の調整、並びに基油の導電度の調整等によって調製することができる。
前記グリースのもとになる基油としては、例えば合成炭化水素油〔例えばポリ−α−オレフィン油(PAO)〕、シリコーン油、フッ素油、エステル油、エーテル油等の合成油や、あるいは鉱油等の1種または2種以上が挙げられる。特に合成炭化水素油が好ましい。
A grease having a viscosity within the above range can be prepared by selecting a thickener composition to be used, adjusting the amount, adjusting the conductivity of the base oil, and the like.
Examples of the base oil on which the grease is based include synthetic hydrocarbon oils [for example, poly-α-olefin oil (PAO)], synthetic oils such as silicone oil, fluorine oil, ester oil, and ether oil, or mineral oil. 1 type, or 2 or more types. In particular, a synthetic hydrocarbon oil is preferable.
また増ちょう剤としては、例えば石けん系増ちょう剤、ウレア系増ちょう剤、有機系増ちょう剤、無機系増ちょう剤等の種々の増ちょう剤の1種または2種以上が挙げられる。
このうち石けん系増ちょう剤としては、例えばアルミニウム石けん、カルシウム石けん、リチウム石けん、ナトリウム石けん等の金属石けん型増ちょう剤、リチウム−カルシウム石けん、ナトリウム−カルシウム石けん等の混合石けん型増ちょう剤、アルミニウムコンプレックス、カルシウムコンプレックス、リチウムコンプレックス、ナトリウムコンプレックス等のコンプレックス型増ちょう剤等の1種または2種以上が挙げられる。
Examples of the thickener include one or two or more kinds of various thickeners such as a soap thickener, a urea thickener, an organic thickener, and an inorganic thickener.
Among these, the soap-type thickeners include, for example, metal soap type thickeners such as aluminum soap, calcium soap, lithium soap and sodium soap, mixed soap type thickeners such as lithium-calcium soap and sodium-calcium soap, aluminum One type or two or more types of complex type thickeners such as a complex, a calcium complex, a lithium complex, and a sodium complex are listed.
またウレア系増ちょう剤としてはポリウレア等が挙げられ、有機系増ちょう剤としては、例えばポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ナトリウムテレフタラート等の1種または2種が挙げられる。さらに無機系増ちょう剤としては、例えば有機ベントナイト、グラファイト、シリカゲル等の1種または2種以上が挙げられる。
またグリースには、必要に応じてフッ素樹脂(PTFE等)、二硫化モリブデン、グラファイト、ポリオレフィン系ワックス(アマイド等を含む)等の固体潤滑剤、リン系や硫黄系の極圧添加剤、トリブチルフェノール、メチルフェノール等の酸化防止剤、防錆剤、金属不活性剤、粘度指数向上剤、油性剤等の1種または2種以上を添加しても良い。
Examples of the urea thickener include polyurea and the like, and examples of the organic thickener include one or two of polytetrafluoroethylene (PTFE), sodium terephthalate, and the like. Furthermore, examples of the inorganic thickener include one or more of organic bentonite, graphite, silica gel, and the like.
For grease, solid lubricants such as fluororesin (PTFE, etc.), molybdenum disulfide, graphite, polyolefin wax (including amide, etc.), phosphorus-based and sulfur-based extreme pressure additives, tributylphenol as necessary One or more of antioxidants such as methylphenol, rust inhibitors, metal deactivators, viscosity index improvers, and oil agents may be added.
〈減速機、および電動パワーステアリング装置〉
図1は、本発明の一実施形態にかかる減速機、およびそれを組み込んだ電動パワーステアリング装置としてのコラム型EPSの概略断面図である。また図2は、図1のII−II線に沿う断面図である。
図1を参照して、この例の電動パワーステアリング装置においては、ステアリングホイール1を取り付けている入力軸としての第一操舵軸2と、舵取装置49に連結されている出力軸としての第二操舵軸3とが、トーションバー4を介して同軸的に連結されている。
<Reduction gear and electric power steering device>
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a speed reducer according to an embodiment of the present invention and a column type EPS as an electric power steering device incorporating the same. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG.
With reference to FIG. 1, in the electric power steering device of this example, a
第一および第二操舵軸2、3を支持するハウジング5は、車体(図示せず)に取り付けられている。ハウジング5は、互いに嵌め合わされるセンサハウジング6と、ギヤハウジング7とによって構成されている。具体的には、ギヤハウジング7は筒状をなし、その上端の環状縁部7aが、センサハウジング6の下端外周の環状段部6aに嵌め合わされている。
The housing 5 that supports the first and
ギヤハウジング7にはウォームギヤ機構8が収容され、センサハウジング6には、トルクセンサ9、制御基板10等が収容されている。ギヤハウジング7にウォームギヤ機構8を収容することで減速機48が構成されている。
ウォームギヤ機構8は、第二操舵軸3の軸方向中間部に、一体回転可能で、かつ、軸方向移動が規制されたウォームホイール12と、このウォームホイール12と噛み合わされていると共に、電動モータMの回転軸32に、スプライン継手33を介して連結されているウォーム11(図2参照)とを備えている。
A
The
このうち、ウォームホイール12は、第二操舵軸3に一体回転可能に結合された、環状の芯金12aと、芯金12aの周囲を取り囲んで外周面部に歯が形成された、合成樹脂部材12bとを備えている。芯金12aは、例えば、合成樹脂部材12bの樹脂成形時に、金型内にインサートされる。そして、このインサートした状態での樹脂成形によって、芯金12aと合成樹脂部材12bとが結合、一体化されている。第二操舵軸3は、ウォームホイール12を軸方向の上下に挟んで配置される、第一および第二の転がり軸受13、14によって、回転自在に支持されている。
Of these, the
第一の転がり軸受13の外輪15は、センサハウジング6の下端の筒状突起6b内に設けられた軸受保持孔16に嵌め入れられて、保持されている。また、外輪15は、その上端面が、環状の段部17に当接されることで、センサハウジング6に対する軸方向上方への移動が規制されている。一方、第一の転がり軸受13の内輪18は、第二操舵軸3に、締まりばめによって嵌め合わされている。また、内輪18の下端面は、ウォームホイール12の芯金12aの上端面に当接されている。
The
第二の転がり軸受14の外輪19は、ギヤハウジング7の軸受保持孔20に嵌め入れられて、保持されている。また外輪19は、その下端面が、環状の段部21に当接されることで、ギヤハウジング7に対する、軸方向下方への移動が規制されている。一方、第二の転がり軸受14の内輪22は、第二操舵軸3に、一体回転可能で、かつ、軸方向の相対移動が規制された状態で、取り付けられている。また、内輪22は、第二操舵軸3の段部23と、第二操舵軸3のネジ部に締め込まれるナット24との間に挟持されている。
The
トーションバー4は、第一および第二操舵軸2、3を貫通している。トーションバー4の上端4aは、連結ピン25により、第一操舵軸2と一体回転可能に連結され、下端4bは、連結ピン26により、第二操舵軸3と一体回転可能に連結されている。第二操舵軸3の下端は、図示しない中間軸を介して、先に説明したように、ラックアンドピニオン機構等の舵取装置に連結されている。連結ピン25は、第一操舵軸2と同軸に配置される第三の操舵軸27を、第一操舵軸2と一体回転可能に連結している。第三の操舵軸27は、ステアリングコラムを構成するチューブ28内を貫通している。
The
第一操舵軸2の上部は、例えば、針状ころ軸受からなる第三の転がり軸受29を介して、センサハウジング6に回転自在に支持されている。第一操舵軸2の下部の縮径部30と、第二操舵軸3の上部の孔31とは、第一および第二操舵軸2、3の相対回転を、所定の範囲に規制するように、回転方向に所定の遊びを設けて、嵌め合わされている。
図2を参照して、ウォーム11は、ギヤハウジング7によって保持される第四および第五の転がり軸受34、35によって、それぞれ、回転自在に支持されている。第四および第五の転がり軸受34、35の内輪36、37は、ウォーム11の、対応するくびれ部に嵌合されている。外輪38、39は、ギヤハウジング7の軸受保持孔40、41に、それぞれ保持されている。ギヤハウジング7は、ウォーム11を収容する筒状部7bを含んでいる。
The upper portion of the
Referring to FIG. 2,
ウォーム11の一端部11aを支持する第四の転がり軸受34の外輪38は、ギヤハウジング7の段部42に当接して位置決めされている。一方、内輪36は、ウォーム11の位置決め段部43に当接されることによって、他端部11b側への移動が規制されている。また、ウォーム11の、他端部11b(継手側端部)の近傍を支持する第五の転がり軸受35の内輪37は、ウォーム11の位置決め段部44に当接されることによって、一端部11a側への移動が規制されている。
The
外輪39は、予圧調整用のネジ部材45によって、第四の転がり軸受34側へ付勢されている。ネジ部材45は、ギヤハウジング7に形成されるネジ孔46にねじ込まれることで、一対の転がり軸受34、35に予圧を付与すると共に、ウォーム11を、軸方向に位置決めしている。47は、予圧調整後のネジ部材45を止定するため、当該ネジ部材45に係合されるロックナットである。
The
図1を参照して、舵取装置49は、例えば前記第二操舵軸3に、中間軸を介して一体回転可能に設けられたピニオン50と、ピニオン50に噛み合い、車両の左右方向に延びるラック軸51とを含むラックアンドピニオン機構からなる。
ラック軸51は、その軸長方向に直線往復動自在に支持されている。ラック軸51の両端部にはそれぞれタイロッド52が結合されている。各タイロッド52は、図示しないナックルアームを介して対応する操向輪53に連結されている。
Referring to FIG. 1, the
The
ステアリングホイール1が操作されて第一および第二操舵軸2、3が回転されると、前記回転が、ピニオン50およびラック軸51によって、自動車の左右方向に沿うラック軸51の直線運動に変換されて、操向輪53が転舵される。
図2を参照して、ギヤハウジング7は、ウォームホイール12の外周12cとの間に一定間隔の空間Aを隔てて配設される略円筒部7cを備えている。
When the steering wheel 1 is operated and the first and
Referring to FIG. 2, the gear housing 7 includes a substantially cylindrical portion 7 c that is disposed with a space A at a constant interval between the
前記100℃、せん断速度100s−1での粘度が2Pa・s以下のグリースは、前記空間A、およびウォーム11とウォームホイール12との噛み合い部分Bなどに選択的に充填するのが好ましい。
これにより、前記低粘度のグリースを用いることによる効果を良好に維持しながら、当該グリースの充填量を必要最小限に抑えて、過剰のグリースが減速機48に組み込まれている転がり軸受13、14、34、35に混入する等して当該減速機48の性能に影響を及ぼしたり、ハウジング5の隙間から漏れて周囲を汚したりするといった問題を生じるのを防止することができる。またグリースの量を減少できる分、減速機48や、当該減速機48を含む電動パワーステアリング装置のコストダウンを図ることもできる。
The grease having a viscosity at 100 ° C. and a shear rate of 100 s −1 of 2 Pa · s or less is preferably selectively filled in the space A, the meshing portion B between the
Accordingly, the rolling
なお本発明は、図1、図2の実施形態には限定されない。例えば本発明の減速機の構成は、電動パワーステアリング装置以外の他の装置用の減速機に適用することができる。その他、本発明の特許請求の範囲に記載された事項の範囲内で、種々の変更を施すことができる。 In addition, this invention is not limited to embodiment of FIG. 1, FIG. For example, the configuration of the speed reducer of the present invention can be applied to a speed reducer for devices other than the electric power steering device. In addition, various modifications can be made within the scope of the matters described in the claims of the present invention.
〈実施例1〉
40℃での動粘度が48mm2/Sである合成炭化水素油を基油として用いて、増ちょう剤としてのLiコンプレックスを11質量%の割合で含むグリースを調製した。前記グリースの100℃、せん断速度100s−1での粘度を、前述したようにコーンプレートを用いて、回転式のレオメータ〔アントンパール(Anton Parr)社製のMCR301〕によって測定したところ1.8Pa・sであった。
<Example 1>
Using a synthetic hydrocarbon oil having a kinematic viscosity at 40 ° C. of 48 mm 2 / S as a base oil, a grease containing 11% by mass of a Li complex as a thickener was prepared. The viscosity of the grease at 100 ° C. and a shear rate of 100 s −1 was measured with a rotary rheometer (MCR301 manufactured by Anton Parr) using a cone plate as described above. s.
〈実施例2〉
実施例1と同じ合成炭化水素油を基油として用いて、増ちょう剤としての脂肪族ジウレアを7質量%の割合で含むグリースを調製した。前記グリースの100℃、せん断速度100s−1での粘度を同様にして測定したところ0.4Pa・sであった。
〈実施例3〉
実施例1と同じ合成炭化水素油を基油として用いて、増ちょう剤としての脂肪族ジウレアを9質量%の割合で含むグリースを調製した。前記グリースの100℃、せん断速度100s−1での粘度を同様にして測定したところ0.7Pa・sであった。
<Example 2>
Using the same synthetic hydrocarbon oil as in Example 1 as the base oil, a grease containing 7% by mass of aliphatic diurea as a thickener was prepared. The viscosity of the grease at 100 ° C. and a shear rate of 100 s −1 was measured in the same manner as 0.4 Pa · s.
<Example 3>
Using the same synthetic hydrocarbon oil as in Example 1 as a base oil, a grease containing 9% by mass of aliphatic diurea as a thickener was prepared. The viscosity of the grease at 100 ° C. and a shear rate of 100 s −1 was measured in the same manner and found to be 0.7 Pa · s.
〈実施例4〉
実施例1と同じ合成炭化水素油を基油として用いて、増ちょう剤としての脂肪族ジウレアを15質量%の割合で含むグリースを調製した。前記グリースの100℃、せん断速度100s−1での粘度を同様にして測定したところ1.4Pa・sであった。
〈比較例1〉
実施例1と同じ合成炭化水素油を基油として用いて、増ちょう剤としての脂肪族ジウレアを20質量%の割合で含むグリースを調製した。前記グリースの100℃、せん断速度100s−1での粘度を同様にして測定したところ2.2Pa・sであった。
<Example 4>
Using the same synthetic hydrocarbon oil as in Example 1 as a base oil, a grease containing 15% by mass of aliphatic diurea as a thickener was prepared. The viscosity of the grease at 100 ° C. and a shear rate of 100 s −1 was measured in the same manner and found to be 1.4 Pa · s.
<Comparative example 1>
Using the same synthetic hydrocarbon oil as in Example 1 as the base oil, a grease containing 20% by mass of aliphatic diurea as a thickener was prepared. The viscosity of the grease at 100 ° C. and a shear rate of 100 s −1 was measured in the same manner to be 2.2 Pa · s.
〈比較例2〉
40℃での動粘度が30mm2/sである合成炭化水素油を基油として用いて、増ちょう剤としてのBaコンプレックスを28質量%の割合で含むグリースを調製した。前記グリースの100℃、せん断速度100s−1での粘度を同様にして測定したところ2.3Pa・sであった。
<Comparative example 2>
Using a synthetic hydrocarbon oil having a kinematic viscosity at 40 ° C. of 30 mm 2 / s as a base oil, a grease containing 28% by mass of Ba complex as a thickener was prepared. The viscosity of the grease at 100 ° C. and a shear rate of 100 s −1 was measured in the same manner as 2.3 Pa · s.
〈比較例3〉
実施例1と同じ合成炭化水素油を基油として用いて、増ちょう剤としての脂肪族ジウレアを4質量%の割合で含むグリースを調製した。前記グリースの100℃、せん断速度100s−1での粘度を同様にして測定したところ0.25Pa・sであった。
〈実機試験〉
前記各実施例、比較例で調製したグリースを、図1、図2に示す電動パワーステアリング装置の、ギヤハウジング7の略円筒部7cとウォームホイール12の外周12cとの間の空間A、およびウォーム11とウォームホイール12との噛み合い部分Bに充填して、前記電動パワーステアリング装置を連続的に駆動させた。
<Comparative Example 3>
Using the same synthetic hydrocarbon oil as in Example 1 as a base oil, a grease containing 4% by mass of aliphatic diurea as a thickener was prepared. The viscosity of the grease at 100 ° C. and a shear rate of 100 s −1 was measured in the same manner and found to be 0.25 Pa · s.
<Real machine test>
The grease prepared in each of the above Examples and Comparative Examples is a space A between the substantially cylindrical portion 7c of the gear housing 7 and the
そして室温での駆動開始から一定時間経過した時点での歯面の温度を測定して、歯面の温度上昇を評価した。
次いで駆動を続けて、温度上昇によりウォームホイール12の合成樹脂部材12bが破損等を生じるまでの時間を測定して、前記ウォームホイール12の寿命とした。
また前記寿命に至るまでの間に、ギヤハウジング7からグリースが漏れたか否かを確認した。
Then, the temperature of the tooth surface was measured after a certain time had elapsed from the start of driving at room temperature, and the temperature increase of the tooth surface was evaluated.
Next, the driving was continued, and the time until the
Further, it was confirmed whether or not the grease leaked from the gear housing 7 until the end of the service life.
以上の結果を表1に示す。 The results are shown in Table 1.
表1の実施例1〜4、比較例1〜3の結果より、100℃、せん断速度100s−1での粘度が0.3Pa・s以上、2Pa・s以下のグリースを充填することによってグリース切れを防止して、ウォームおよびウォームホイールの歯面間に連続した油膜を形成できるため、前記両歯面間の摺動の摩擦係数を、前記油膜による潤滑によって良好に低減でき、摩擦による歯面の温度上昇を抑制して、ウォームホイールの寿命を延長できることが判った。 From the results of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3 in Table 1, the grease runs out by filling with grease having a viscosity at 100 ° C. and a shear rate of 100 s −1 of 0.3 Pa · s to 2 Pa · s. In this way, a continuous oil film can be formed between the tooth surfaces of the worm and the worm wheel, so that the friction coefficient of sliding between the both tooth surfaces can be reduced well by lubrication with the oil film, and the tooth surface due to friction can be reduced. It was found that the life of the worm wheel can be extended by suppressing the temperature rise.
また実施例1〜4の結果より、前記効果をより一層向上することを考慮すると、前記グリースの、100℃、せん断速度100s−1での粘度は、前記範囲内でも0.5Pa・s以上であるのが好ましく、1.8Pa・s以下、特に1.5Pa・s以下であるのが好ましいことが判った。 Moreover, considering that the effect is further improved from the results of Examples 1 to 4, the viscosity of the grease at 100 ° C. and a shear rate of 100 s −1 is 0.5 Pa · s or more even within the above range. It was found that it was preferably 1.8 Pa · s or less, particularly 1.5 Pa · s or less.
1:ステアリングホイール、2:第一操舵軸、3:第二操舵軸、4:トーションバー、4a:上端、4b:下端、5:ハウジング、6:センサハウジング、6a:環状段部、6b:筒状突起、7:ギヤハウジング、7a:環状縁部、7b:筒状部、7c:略円筒部、8:ウォームギヤ機構、9:トルクセンサ、10:制御基板、11:ウォーム、11a:一端部、11b:他端部、12:ウォームホイール、12a:芯金、12b:合成樹脂部材、12c:外周、13:転がり軸受、14:転がり軸受、15:外輪、16:軸受保持孔、17:段部、18:内輪、19:外輪、20:軸受保持孔、21:段部、22:内輪、23:段部、24:ナット、25:連結ピン、26:連結ピン、27:操舵軸、28:チューブ、29:転がり軸受、30:縮径部、31:孔、32:回転軸、33:スプライン継手、34:転がり軸受、35:転がり軸受、36:内輪、37:内輪、38:外輪、39:外輪、40、41:軸受保持孔、42:段部、43:段部、44:段部、45:ネジ部材、46:ネジ孔、47:ロックナット、48:減速機、49:舵取装置、50:ピニオン、51:ラック軸、52:タイロッド、53:操向輪、M:電動モータ、A:空間、B:噛み合い部分 1: steering wheel, 2: first steering shaft, 3: second steering shaft, 4: torsion bar, 4a: upper end, 4b: lower end, 5: housing, 6: sensor housing, 6a: annular step, 6b: cylinder 7: gear housing, 7a: annular edge, 7b: cylindrical portion, 7c: substantially cylindrical portion, 8: worm gear mechanism, 9: torque sensor, 10: control board, 11: worm, 11a: one end, 11b: other end, 12: worm wheel, 12a: metal core, 12b: synthetic resin member, 12c: outer periphery, 13: rolling bearing, 14: rolling bearing, 15: outer ring, 16: bearing holding hole, 17: stepped portion , 18: inner ring, 19: outer ring, 20: bearing retaining hole, 21: stepped portion, 22: inner ring, 23: stepped portion, 24: nut, 25: connecting pin, 26: connecting pin, 27: steering shaft, 28: Tube 29: Rolling bearing, 0: reduced diameter portion, 31: hole, 32: rotating shaft, 33: spline joint, 34: rolling bearing, 35: rolling bearing, 36: inner ring, 37: inner ring, 38: outer ring, 39: outer ring, 40, 41: Bearing holding hole, 42: stepped portion, 43: stepped portion, 44: stepped portion, 45: screw member, 46: screw hole, 47: lock nut, 48: speed reducer, 49: steering device, 50: pinion, 51 : Rack shaft, 52: tie rod, 53: steering wheel, M: electric motor, A: space, B: meshing part
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