蝸輪減速器的制作方法

本發明涉及能夠組裝于電動動力轉向裝置等的蝸輪減速器。

背景技術：

1、在轉向裝置的領域中，將電動馬達作為輔助動力源，降低駕駛員操作方向盤所需的力的電動動力轉向裝置正在普及。

2、電動動力轉向裝置具備用于使電動馬達的轉矩增大的蝸輪減速器。蝸輪減速器具備殼體、蝸輪和蝸桿。殼體具有：蝸輪收納部；以及蝸桿收納部，該蝸桿收納部具有相對于蝸輪收納部的中心軸處于扭轉位置的中心軸，并且軸向中間部向蝸輪收納部開口。蝸輪在外周面具有輪齒，且旋轉自如地支承在蝸輪收納部的內側。蝸桿在外周面具有與輪齒嚙合的蝸桿齒，并且旋轉自如地支承于蝸桿收納部的內側。

3、電動馬達的轉矩經由蝸桿傳遞到蝸輪從而增大，然后作為輔助動力被施加到轉向軸、轉向齒輪單元的小齒輪軸或者齒條軸等轉向力傳遞部件。由此，減少駕駛員操作方向盤所需的力。

4、在蝸輪減速器中，在輪齒與蝸桿齒的嚙合部，基于構成蝸輪減速器的部件各自的尺寸誤差、組裝誤差等，存在不可避免的齒隙。基于該齒隙的存在，在改變方向盤的旋轉方向時，有時在嚙合部產生刺耳的打齒聲。

5、在日本特開2020-128803號公報中，記載有為了抑制在輪齒與蝸桿齒的嚙合部產生打齒聲，而將蝸桿的頂端部朝向蝸輪側施力的結構。該結構具備：外嵌部件，其外嵌于將蝸桿的頂端部支承為旋轉自如的支承軸承，并且配置為能夠相對于蝸輪進行遠近移動；以及施力彈簧，其設置于外嵌部件與蝸桿收納部之間。

6、施力彈簧發生彈性變形，通過施力彈簧的彈性恢復力，對外嵌部件朝向蝸輪側施力。由此，抑制了輪齒與蝸桿齒的嚙合部的齒隙，抑制了打齒聲的產生。

7、現有技術文獻

8、專利文獻

9、專利文獻1：日本特開2020-128803號公報

技術實現思路

1、發明欲解決的技術問題

2、在日本特開2020-128803號公報所記載的現有結構中，從以下的方面出發，存在改良的余地。

3、在組裝于轉向裝置的蝸輪減速器中，在汽車的輪胎駛上路緣石或者汽車在差路行駛時，有時會從輪胎向蝸輪反向輸入較大的轉矩。若產生這樣的轉矩的反向輸入，則較大的嚙合反作用力從蝸桿齒與輪齒的嚙合部作用于蝸桿，從而伴隨蝸桿向遠離蝸輪的方向位移，施力彈簧的彈性變形量增大。其結果是，施力彈簧或者存在于施力彈簧的周圍的部件有可能與相鄰的部件猛烈地碰撞而產生刺耳的撞擊聲。

4、另外，從輪胎反向輸入到蝸輪的轉矩有時成為旋轉方向反復反轉的轉矩振動。在該情況下，有可能反復產生由部件間的碰撞引起的撞擊聲、蝸桿齒與輪齒的打齒聲，即嘎嘎聲。

5、為了抑制這些異常聲音的產生，要求通過施力彈簧的彈力充分地抑制部件間的碰撞勢頭等，具體而言，要求增大施力彈簧的彈簧常數。

6、另一方面，希望在未產生轉矩的反向輸入的通常工作時，不管隨著嚙合反作用力的產生而發生的蝸桿位移如何，都將作用于蝸桿齒與輪齒的嚙合部的摩擦力抑制得較小，從而能夠充分確保從蝸桿向蝸輪的轉矩的傳遞效率。為此，要求將通常工作時的施力彈簧的作用力抑制得較小，具體而言，要求減小施力彈簧的彈簧常數。

7、然而，在日本特開2020-128803號公報所記載的現有結構中，由于施力彈簧的彈簧常數是恒定的，因此難以滿足彼此成為矛盾的上述兩個要求。

8、本發明的目的在于提供一種蝸輪減速器，能夠高水平地兼顧抑制轉矩被反向輸入時的異響產生和確保通常工作時的轉矩傳遞效率。

9、用于解決問題的技術手段

10、本發明的一個方式的蝸輪減速器具備殼體、蝸輪、蝸桿、支承軸承以及施力板簧。

11、所述殼體具有：蝸輪收納部；以及蝸桿收納部，其具有相對于所述蝸輪收納部的中心軸處于扭轉位置的中心軸，且軸向中間部在所述蝸輪收納部開口。

12、所述蝸輪在外周面具有輪齒，且旋轉自如地支承于所述蝸輪收納部的內側。

13、所述蝸桿在外周面具有與所述輪齒嚙合的蝸輪，并且旋轉自如地支承于所述蝸桿收納部的內側。

14、所述支承軸承外嵌于所述蝸桿的頂端部。

15、所述施力板簧對內徑側部件朝向所述蝸輪側施力，內徑側部件是所述支承軸承或者外嵌于該支承軸承的外嵌部件。

16、在本發明的一個方式的蝸輪減速器中，所述施力板簧在所述內徑側部件的外周面與外徑側部件的內周面之間的部分中、在所述施力板簧的施力方向即第一方向上配置于遠離所述蝸輪的一側，外徑側部件是所述蝸桿收納部或內嵌于該蝸桿收納部的內嵌部件。

17、所述施力板簧具有：作為與所述內徑側部件的外周面接觸的接觸部的載荷點；和作為與所述外徑側部件的內周面接觸的接觸部中的存在于最接近所述載荷點的位置的部分的支點。

18、所述施力板簧發揮如下非線性的彈簧特性：隨著所述第一方向上的撓曲量增大，所述支點的位置以接近所述載荷點的方式變化，由此彈簧常數增大。伴隨著所述第一方向上的撓曲量增大的、彈簧常數的增大方式可以是階段性的增大，也可以是連續的增大。

19、在本發明的一個方式的蝸輪減速器中，所述施力板簧在與所述第一方向和所述蝸桿收納部的軸向即第二方向均正交的第三方向上伸長的方式配置的狀態下，所述第三方向上的任一側的端部被懸臂支承于所述外徑側部件，且在所述第三方向上的另一側的端部具有所述載荷點。

20、在本發明的一個方式的蝸輪減速器中，所述施力板簧的所述一側的端部使用以在所述第二方向上伸長的方式配置的銷而懸臂支承于所述外徑側部件。

21、在本發明的一個方式的蝸輪減速器中，所述外徑側部件為鋁合金制，所述銷為鐵合金制。

22、在本發明的一個方式的蝸輪減速器中，所述外徑側部件的內周面具有主保持部以及副保持部。所述主保持部比所述內徑側部件的外周面大一圈，且在內側配置有所述內徑側部件。所述副保持部從所述主保持部中的在所述第一方向上遠離所述蝸輪的一側的端部向外徑側伸出，并且在內側配置有所述施力板簧。

23、從第二方向觀察時，所述主保持部存在于能夠與放射直線l1交叉并能夠與放射直線l2交叉的周向范圍，所述放射直線l1包含在所述蝸桿向規定方向旋轉時從所述蝸桿齒與所述輪齒的嚙合部施加于所述蝸桿的嚙合反作用力f1的矢量，所述放射直線l2包含在所述蝸桿向與所述規定方向相反的方向旋轉時從所述嚙合部施加于所述蝸桿的嚙合反作用力f2的矢量。

24、放射直線l2相對于所述第三方向的傾斜角度小于放射直線l1相對于所述第三方向的傾斜角度。在該情況下，能夠將所述副保持部中的配置所述施力板簧的所述一側的端部的部分在所述第三方向上配置于與所述蝸桿的中心軸相比靠與所述放射直線l2相同的一側。

25、在本發明的一個方式的蝸輪減速器中，所述外徑側部件具備在所述第三方向上分離地配置的多個角部作為在工作時與所述施力板簧接觸的部分。

26、在本發明的一個方式的蝸輪減速器中，所述施力板簧構成為在工作時能夠與所述多個角部中的兩個以上角部同時接觸。

27、在本發明的一個方式的蝸輪減速器中，所述外徑側部件具備凸曲面部作為在工作時與所述施力板簧接觸的部分。

28、本發明的一個方式的蝸輪減速器具備彈性夾持單元，該彈性夾持單元在所述第三方向上從兩側夾持所述內徑側部件。所述彈性夾持單元具有一對夾持板簧，該一對夾持板簧配置于所述內徑側部件的外周面與所述外徑側部件的內周面之間的部分中的所述第三方向的兩側。

29、構成一對所述夾持板簧的各個夾持板簧發揮如下非線性的彈簧特性：彈簧常數隨著所述第三方向的撓曲量增大而增大。隨著所述第三方向的撓曲量增大，彈簧常數的增大方式可以是階段性的增大，也可以是連續的增大。

30、本發明能夠在不產生矛盾的范圍內適當組合上述各個方式來實施。

31、發明效果

32、根據本發明的一個方式的蝸輪減速器，能夠以高水平且容易地兼顧抑制轉矩被反向輸入時產生異響和確保通常工作時的轉矩傳遞效率。