(57)【要約】【課題】弾性体のウォーム側の円板を不要として一体成形性を向上させながら、弾性本体部の外径が変化することによる弾性体の荷重特性の変化や耐久性の劣化が発生しにくいウォーム減速機を提供する。【解決手段】弾性体５は、弾性素材で構成された円筒状の弾性本体部５ａと、この弾性本体部５ａの軸受４側に固着され該軸受４の内輪に接触する円板５ｂとを備え、弾性本体部５ａと、ウォーム１の弾性本体部５ａに接触する部分である弾性体受け部６とは、相互の接触押圧による弾性本体部５ａの外径方向への変形を拘束する形状とされている。【選択図】図１
2010174939.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウォームとウォームホイールとを備えたウォーム減速機であって、
前記ウォームのウォーム軸の両側を支持する一対の軸受と、前記ウォーム軸の前記軸受と前記ウォームとの間に前記ウォーム軸に軸方向の弾性付勢力を与える弾性体とを備え、
前記弾性体は、弾性素材で構成された円筒状の弾性本体部と、前記弾性本体部の前記軸受側に固着され該軸受の内輪に接触する円板とを備え、
前記弾性本体部と、前記ウォームの前記弾性本体部に接触する部分である弾性体受け部とは、相互の接触押圧による前記弾性本体部の外径方向への変形を拘束する形状とされていることを特徴とするウォーム減速機。
【請求項２】
弾性本体部の、弾性体受け部に接触する側の形状が、この弾性本体部と前記弾性体受け部との相互接触押圧により該弾性本体部を内径方向に弾性変形させる形状とされていることを特徴とする請求項１記載のウォーム減速機。
【請求項３】
弾性体受け部が、外径から内径に向かう傾斜面を備えたものであることを特徴とする請求項１または２記載のウォーム減速機。
【請求項４】
弾性体受け部が、弾性本体部の外径を拘束するツバ部を備え、このツバ部の弾性本体部と接触する端部には、面取りが設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか記載のウォーム減速機。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載のウォーム減速機が操舵出力軸の駆動に用いられていることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウォームとウォームホイールとを備えたウォーム減速機、及び、このウォーム減速機を用いた電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図６は、本発明の背景技術であるウォーム減速機と電動パワーステアリング装置の一例を示すもので、（ａ）はその一部断面の要部図、（ｂ）は（ａ）の要部拡大図である。この電動パワーステアリング装置は、特許文献１に記載されたものである。
【０００３】
図６に記載のパワーステアリング装置５０のウォーム減速機４０においては、ウォーム３１のウォーム軸３２の両端を受ける軸受３４とウォーム３１との間に一対の円板３５ｃ、３５ｄを弾性本体部３５ａ、３５ｂで連結した弾性体３５を介装して、ウォーム軸３２の軸方向の微動（特許文献１の請求項１）を可能にするものが記載されている。
【０００４】
このウォーム減速機４０は、上記の構成により、ウォーム３１とウォームホイール３３との歯面同士の衝突を緩和し、それにより歯面の叩き音（以下、「ラトル音」という。）を減少させる（特許文献１の段落［００１０］）ことができるものである。
【０００５】
しかしながら、本願出願人としては、この弾性体３５は弾性本体部３５ａ、３５ｂの両側に一対の円板３５ｃ、３５ｄを連結させたものであり、仮に、円板３５ｃ、３５ｄが金属製のものであって、弾性本体部３５ａ、３５ｂと一体成形されたものであるならば、その成形型と工程とが複雑な構成のものとなり、その点での改善が必要だと思われた。
【０００６】
一方、弾性体３５の成形性を良くし、部品点数を削減するために、ウォーム３１側の円板３５ｄを不要とした場合、このウォーム３１側の弾性本体部３５ａの円板３５ｄによる径方向の拘束がなくなり、その状態で軸方向圧力が作用すると、弾性本体部３５ａの外径が変化し、弾性体の荷重特性の変化や耐久性の劣化が発生するが、そのような解決課題の記載は、特許文献１にはなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３９１５６１０公報（図１３の符号１００１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記問題を改善しようとするもので、弾性体のウォーム側の円板を不要として一体成形性を向上させながら、弾性本体部の外径が変化することによる弾性体の荷重特性の変化や耐久性の劣化が発生しにくいウォーム減速機、及び、このウォーム減速機を用いた電動パワーステアリング装置を提供することを解決課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のウォーム減速機は、ウォームとウォームホイールとを備えたウォーム減速機であって、前記ウォームのウォーム軸の両側を支持する一対の軸受と、前記ウォーム軸の前記軸受と前記ウォームとの間に前記ウォーム軸に軸方向の弾性付勢力を与える弾性体とを備え、前記弾性体は、弾性素材で構成された円筒状の弾性本体部と、前記弾性本体部の前記軸受側に固着され該軸受の内輪に接触する円板とを備え、
前記弾性本体部と、前記ウォームの前記弾性本体部に接触する部分である弾性体受け部とは、相互の接触押圧による前記弾性本体部の外径方向への変形を拘束する形状とされていることを特徴とする。
【００１０】
本発明の電動パワーステアリング装置は、上記ウォーム減速機を操舵出力軸の駆動に用いたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のウォーム減速機によれば、ウォームとウォームホイールとを備えたウォーム減速機であって、前記ウォームのウォーム軸の両側を支持する一対の軸受と、前記ウォーム軸の前記軸受と前記ウォームとの間に前記ウォーム軸に軸方向の弾性付勢力を与える弾性体とを備え、前記弾性体は、弾性素材で構成された円筒状の弾性本体部と、前記弾性本体部の前記軸受側に固着され該軸受の内輪に接触する円板とを備え、
前記弾性本体部と、前記ウォームの前記弾性本体部に接触する部分である弾性体受け部とは、相互の接触押圧による前記弾性本体部の外径方向への変形を拘束する形状とされているので、弾性体のウォーム側の円板を不要として一体成形性を向上させながら、弾性本体部の外径が変化することによる弾性体の荷重特性の変化や耐久性の劣化が発生しにくい。
【００１２】
本発明の電動パワーステアリング装置は、上記ウォーム減速機を操舵出力軸の駆動に用いたので、上記ウォーム減速機の効果を電動パワーステアリング装置として発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明のウォーム減速機の一例を示すもので、（ａ）はその要部断面図、（ｂ）は（ａ）の要部拡大図、（ｃ）は（ａ）で用いられている弾性体の縦断面図、（ｄ）は、図１（ａ）〜（ｃ）の減速機の一部変形例を示す要部断面図
【図２】本発明のウォーム減速機の他例を示すもので、（ａ）はその要部断面図、（ｂ）は（ａ）の要部拡大図
【図３】（ａ）、（ｂ）は本発明の弾性体の他例を示す縦断面図
【図４】本発明のウォーム減速機の他例を示すもので、（ａ）はその要部断面図、（ｂ）は（ａ）の要部拡大図、（ｃ）は（ａ）で用いられている弾性体の縦断面図
【図５】（ａ）は図１のウォーム減速機を用いた電動パワーステアリング装置の全体構成を概念的に示す図、（ｂ）は（ａ）の要部断面図
【図６】本発明の背景技術であるウォーム減速機と電動パワーステアリング装置の一例を示すもので、（ａ）はその一部断面の要部図、（ｂ）は（ａ）の要部拡大図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【実施形態１】
【００１５】
図１は、本発明のウォーム減速機の一例を示すもので、（ａ）はその要部断面図、（ｂ）は（ａ）の要部拡大図、（ｃ）は（ａ）で用いられている弾性体の縦断面図である。
【００１６】
このウォーム減速機１０は、ウォーム１とこのウォーム１に噛み合うウォームホイール３とを用いて動力を伝達するウォーム減速機で、例えば、自動車の操舵を補助する電動パワーステアリング装置の操舵出力軸の回動に用いられるものである。
【００１７】
ウォーム減速機１０は、前記ウォーム１と、このウォーム１を備えたウォーム軸２と、前記ウォームホイール３と、このウォームホイール３を同期回転して軸支する操舵出力軸１２（図４参照）とを備えている。
【００１８】
ウォーム減速機１０は、上記基本構成に加えて、ウォーム軸２の両側の軸部２ａを支持する一対の軸受４と、ウォーム軸２の前記軸受４と前記ウォーム１との間にウォーム軸２に軸方向の弾性付勢力を与える弾性体５とを備え、弾性体５は、弾性素材で構成された円筒状の弾性本体部５ａと、この弾性本体部５ａの前記軸受４側に固着され該軸受４の内輪に接触する円板５ｂとを備えている。
【００１９】
また、ウォーム減速機１０は、ウォームホイール３の操舵出力軸１２の軸心線と、ウォーム軸２の軸心線とがねじれの位置（食い違い軸の関係）にあるが、これはウォーム減速機に共通する関係である。この食い違い軸の関係には、ウォームホイールの側面が形成する平面を、ウォーム軸の軸心線が鉛直に貫通する場合だけでなく、斜めに貫通する場合も含む。
【００２０】
また、ウォーム減速機１０は、これらのウォーム１、ウォーム軸２、ウォームホイール３、軸受４等を支持収容するハウジング７と、ウォーム軸２を駆動する電動モータ８（図４参照）とを備えている。ハウジング７は、モータ側の軸受４を軸方向に締付固定するための雌ネジ孔７ａと、この雌ネジ孔７ａにネジ嵌め込みされ該軸受４の外輪を締付固定するプラグ７ｂとを備えている。
【００２１】
ウォーム軸２のモータ側の軸部２ａの更にモータ側には、電動モータ８のセレーションを設けた出力軸８ａに嵌まり込むセレーション軸部２ｂが設けられ、ウォーム軸２と電動モータ８との間の軸方向の非拘束を維持しながらの回転駆動力の伝達を可能としている。
【００２２】
ウォーム減速機１０は、上記構成において、弾性本体部５ａと、ウォーム１の弾性本体部５ａに接触する部分である弾性体受け部６とは、相互の接触押圧による弾性本体部５ａの外径方向への変形を拘束する形状とされていることを特徴とするが、以下より詳しく説明する。
【００２３】
図１（ｂ）に示すように、この例では、ウォーム１側の弾性体受け部６は、弾性体本体部５ａの外径方向への変形を拘束する形状として、弾性体５を嵌め受ける弾性体受け軸部６ｄと、この弾性体受け軸部６ｄのウォーム１側首下部分に、弾性本体部５ａを外径が大きくならないように変形させる、ウォーム１の外径から内径に向かう傾斜面６ａとを備えている。
【００２４】
弾性体５は、図１（ｃ）に示すように、軸受４の内輪に接触する円板５ｂに、円筒状の弾性本体部５ａを一体成形により固着したものである。このように弾性体５は、円板５ｂが軸受４側の片側だけであるので、一体成形が容易であり、また、ウォーム１側の円板を不要とすることができるので、その分、コストダウンとなる。
【００２５】
弾性本体部５ａの素材としては、天然ゴム（ＮＲ）や、ニトリルゴム（ＮＢＲ）の単体や複合体で、耐油性、耐熱性、耐久性のあるものが適当である。
【００２６】
一方、弾性本体部５ａのウォーム１側の外径拘束手段として機能していた円板を不要とする替わりに、この例では、上記の通り、弾性体受け部６側の形状を、傾斜面６ａを備えたものとすることで、弾性体５とウォーム１との間に軸方向接触押圧力が作用した際に、図１（ｂ）に示すように弾性本体部５ａは、そのウォーム１側が傾斜面６ａの形状に拘束されて、外径方向に変形しない。
【００２７】
つまり、この弾性体受け部６を備えたウォーム減速機１０によれば、弾性体５のウォーム１側の円板を不要として一体成形性を向上させながら、弾性本体部５ａの外径が変化することによる弾性体５の荷重特性の変化や耐久性の劣化が発生しにくい、という効果を発揮することができる。
【００２８】
なお、図１（ｂ）に示すように、組み付け状態の弾性体５は、弾性本体部５ａのウォーム１側が外径方向に変形しないように拘束され、この状態で、ウォーム軸２の弾性体受け軸部６ｄと軸部２ａとの段面と、軸受４の内輪との間に所定の隙間Ｃが維持されるようになっている。
【００２９】
これにより、この弾性体５は、特許文献１の弾性体３５と同様に、ウォーム軸２の軸方向の微動を所定の隙間Ｃ範囲内で緩衝し、ウォーム１とウォームホイール３と歯面同士の衝突を緩和し、ラトル音を減少させることができる。また、この隙間Ｃは、ウォーム１の端部と軸受４の内輪端面との接触を少なくし、その点でも音の問題の解決に寄与する。
【００３０】
なお、図１（ｄ）に示すように、弾性体受け部６′側の形状を、傾斜面６ａを備えた別部品を挿入することで、達成するようにしてもよく、その場合ウォーム側の加工が楽になる。
【実施形態２】
【００３１】
図２は、本発明のウォーム減速機の他例を示すもので、（ａ）はその要部断面図、（ｂ）は（ａ）の要部拡大図である。これより、既に説明した部分と同じ部分については同じ符号を付して重複説明を省略することがある。
【００３２】
このウォーム減速機１０Ａは、図１のウォーム減速機１０に比べ、弾性体５は同じものであるが、ウォーム１側の弾性体受け部６Ａが、弾性本体部５ａの外径を拘束するツバ部６ｂを備え、このツバ部６ｂの弾性本体部５ａと接触する端部には、面取り６ｃが設けられている点が異なっている。
【００３３】
このような構成であっても、図２（ｂ）に示すように、弾性本体部５ａの外径方向への変形が拘束されることは明らかであり、その際、変形により弾性本体部５ａがツバ部６ｂの外周部分にまで達することがあっても、ここには面取り６ｃ（この例では、Ｒ面取りであるがＣ面取りであっても良い。）があるので、弾性本体部５ａの損傷を回避することができる。
【００３４】
よって、このウォーム減速機１０Ａによれば、図１のウォーム減速機１０と同様の効果を発揮することができる。
【実施形態３】
【００３５】
図３（ａ）、（ｂ）は本発明の弾性体の他例を示す縦断面図である。
【００３６】
図３（ａ）の弾性体５Ａは、図１（ｃ）の弾性体５に比べ、弾性体側で、ウォーム１との相互接触押圧により外径方向の変形を発生させないようにした点が異なり、この例では、弾性本体部５ｃの外周面と内周面とがウォーム１に向かうに連れ、外径と内径とが小さくなるように傾斜している。
【００３７】
一方、この弾性体５Ａでは、ウォーム１の弾性体受け部に接触する端面は平面のままであり、この点では図１（ｃ）の弾性体５と同じである。
【００３８】
このような構成の弾性体５Ａを用いても、ウォーム１と接触した場合、弾性本体部５ｃには内径方向に向かう分力も作用し、弾性本体部５ｃは内径方向へ変形することが推察され、これにより、外径方向への変形を抑制することができる。
【００３９】
こうして、この弾性体５Ａを用いたウォーム減速機によれば、図１のウォーム減速機１０と同様の効果、つまり、弾性体５Ａのウォーム１側の円板を不要として一体成形性を向上させながら、弾性本体部５ｃの外径が変化することによる弾性体の荷重特性の変化や耐久性の劣化が発生しにくいという効果を発揮することができる。
【００４０】
なお、この弾性体５Ａでは、外周側を円弧状、内周側を直線状に径が小さくなるようにしているが、円弧状あるいは直線状の小径化は、内周側及び外周側のいずれに採用しても良いものである。
【００４１】
図３（ｂ）の弾性体５Ｂは、図１（ｃ）の弾性体５に比べ、弾性体側で、ウォーム１との相互接触により外径方向の変形を発生させないようにした点が異なり、この例では、弾性本体部５ｄのウォーム１側の端面がウォーム１側に凸になるように曲面形状となっている。
【００４２】
一方、この弾性本体部５ｄの内周面、外周面は、図１（ｃ）の弾性体５と同様に、外径、内径の変化のないものとなっている。
【００４３】
このような構成の弾性体５Ｂを用いても、ウォーム１と接触した場合、弾性本体部５ｄには内径方向に向かう分力も作用し、弾性本体部５ｄは内径方向へ変形することが推察され、これにより、外径方向への変形を抑制することができる。
【００４４】
こうして、この弾性体５Ｂを用いたウォーム減速機によれば、図１のウォーム減速機１０と同様の効果、つまり、弾性体５Ｂのウォーム１側の円板を不要として一体成形性を向上させながら、弾性本体部５ｄの外径が変化することによる弾性体の荷重特性の変化や耐久性の劣化が発生しにくいという効果を発揮することができる。
【００４５】
なお、この弾性体５Ｂの場合、ウォーム側の凸形状を円弧状としているが、傾斜面状（全体として円錐台形となる形状）としても良い。
【実施形態４】
【００４６】
図４は、本発明のウォーム減速機の他例を示すもので、（ａ）はその要部断面図、（ｂ）は（ａ）の要部拡大図、（ｃ）は（ａ）で用いられている弾性体の縦断面図である。
【００４７】
このウォーム減速機１０Ｂは、図１のウォーム減速機１０に比べ、弾性体５Ｃの弾性本体部５ｅが内周側に段部５ｆを形成した形状となっており、これに対応して、ウォーム１側の弾性受け部６Ｂの外周側にも段部６ｆが設けられ、設置状態で、双方の段部５ｆ、６ｆの対向する端面間に所定の隙間Ｄが設けられている点が異なっている。
【００４８】
このような構成のウォーム減速機１０Ｂによれば、図１のウォーム減速機１０と同様の効果に加え、ウォーム１の端面と軸受４の内輪との間に弾性本体部５ｅが介在するので、これら両者の接触による音の発生を抑制することが出来る、という効果を発揮する。
【実施形態５】
【００４９】
図５（ａ）は図１のウォーム減速機を用いた電動パワーステアリング装置の全体構成を概念的に示す図、（ｂ）は（ａ）の要部断面図である。
【００５０】
この電動パワーステアリング装置２０は、図１のウォーム減速機１０、操舵入力軸１１、操舵出力軸１２、トーションバー１３、ステアリングラック１４、ステアリングハウジング１５及びトルクセンサー１６を備えている。なお、符号８は、ウォーム軸２を回転駆動させる電動モータである。
【００５１】
舵取り操作のためのハンドルＨは、操舵入力軸１１に連結され、操舵入力軸１１と操舵出力軸１２とはトーションバー１３を介して連結され、操舵の際このトーションバー１３に生じるトルクをトルクセンサー１６で検知して、ウォーム減速機１０によって、ウォームホイール３と共回転する操舵出力軸１２を回転駆動する。
【００５２】
操舵出力軸１２には、ステアリングラック１４に噛み合うステアリングピニオン１２ａが設けられているので、これにより、ステアリングラック１４がスライドし、このスライドに伴い、自動車などの車輪Ｔの操舵補助が行われる。
【００５３】
この電動パワーステアリング装置２０は、上記のようにして、操舵力を補助しているが、その際、ウォーム減速機１０は操舵出力軸１２の駆動に用いられている。
【００５４】
したがって、電動パワーステアリング装置２０は、ウォーム減速機１０の効果を、電動パワーステアリング装置として発揮することができる。なお、電動パワーステアリング装置は、ウォーム減速機１０の代わりにウォーム減速機１０Ａ、１０Ｂを用いた場合には、ウォーム減速機１０Ａ，１０Ｂの効果を、電動パワーステアリング装置として発揮することができる。
【００５５】
なお、本発明のウォーム減速機及び電動パワーステアリング装置は、上記の実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲、実施形態の範囲で、種々の変形例、組み合わせが可能であり、これらの変形例、組み合わせもその権利範囲に含むものである。
【００５６】
例えば、弾性体受け部は、傾斜面タイプ（６）とツバ部タイプ（６Ａ）とがあるが、両タイプを組み合わせてもよい。弾性体５も、外内周面傾斜タイプ（５Ａ）と、端面傾斜タイプ（５Ｂ）とがあるが両タイプを組み合わせてもよい。
【００５７】
更に、弾性体受け部側による拘束と、弾性体側による拘束の両方を組み合わせてよく、いずれの組み合わせの場合にも、それぞれの効果を相乗的に発揮することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明のウォーム減速機及び電動パワーステアリング装置は、弾性体のウォーム側の円板を不要として一体成形性を向上させながら、弾性本体部の外径が変化することによる弾性体の荷重特性の変化や耐久性の劣化が発生しにくいことが要請される産業分野に用いることができる。
【符号の説明】
【００５９】
１        ウォーム
２        ウォーム軸
３        ウォームホイール
４        軸受
５〜５Ｃ        弾性体
５ａ、５ｃ、５ｄ、５ｆ    弾性本体部
５ｂ      円板
６〜６Ｂ      弾性体受け部
６ａ      傾斜面
６ｂ      ツバ部
６ｃ      面取り
６ｄ      弾性体受け軸部
７        ハウジング
１０〜１０Ｂ        ウォーム減速機
１２        操舵出力軸
２０        電動パワーステアリング装置
【図１】
2010174939.tif 000003
【図２】
2010174939.tif 000004
【図３】
2010174939.tif 000005
【図４】
2010174939.tif 000006
【図５】
2010174939.tif 000007
【図６】
2010174939.tif 000008