(57)【要約】【課題】  ウォームとウォームホイールとの接触部でウォームに半径方向の力が作用してモータ出力軸に撓みが発生しても、転動体が内輪軌道溝肩部或いは外輪軌道溝肩部に乗り上げることがないウォームギアモータ装置を提供する。【解決手段】  モータ出力軸３１上に形成されたウォーム３２はウォームホイール３３に噛合する。モータ出力軸３１の先端部分３１ａはハウジング３５に配置されたラジアル滑り軸受３６で支持され、モータ出力軸３１のモータに近い部分３１ｂは、球面座付き玉軸受１０で支持される。モータ出力軸３１に撓み或いは傾きが発生しても、軸受に付与されている自動調心性が機能して内外輪と転動体の相対位置は一定に保持され、転動体が内輪軌道溝肩部或いは外輪軌道溝肩部に乗り上げることがない。球面座付き玉軸受１０に代えて単列自動調心ころ軸受で支持することもできる。【選択図】        図３
2006129693.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ出力軸に設けられたウォームと、該ウォームに噛合するウォームホイールとから構成されるウォームギアモータ装置において、
前記ウォームが設けられたモータ出力軸は、少なくとも１個の調心性が付与された軸受を含む２以上の軸受で支持されていること
を特徴とするウォームギアモータ装置。
【請求項２】
前記調心性が付与された軸受は、球面座付き玉軸受であること
を特徴とする請求項１に記載のウォームギアモータ装置。
【請求項３】
前記球面座付き玉軸受は、内周面に外輪軌道を有する外輪と、外周面に内輪軌道を有する内輪と、外輪軌道と内輪軌道との間に配置された複数の球面を備えた転動体を備え、前記球面座は、外周面が外側に向かって凸の球面からなる湾曲面に形成された前記外輪と、該外輪の湾曲面に等しい曲率を持つ凹の球面からなる湾曲面に形成されたリング部材とから構成されること
を特徴とする請求項２記載のウォームギアモータ装置。
【請求項４】
前記球面座付き玉軸受は、内周面に外輪軌道を有する外輪と、外周面に内輪軌道を有する内輪と、外輪軌道と内輪軌道との間に配置された複数の球面を備えた転動体を備え、前記球面座は、外周面が外側に向かって凹の球面からなる湾曲面に形成された前記内輪と、該内輪の湾曲面に等しい曲率を持つ凸の球面からなる湾曲面に形成されたリング部材とから構成されること
を特徴とする請求項２記載のウォームギアモータ装置。
【請求項５】
前記調心性が付与された軸受は、自動調心ころ軸受であること
を特徴とする請求項１に記載のウォームギアモータ装置。
【請求項６】
モータ出力軸に設けられたウォームと、該ウォームに噛合するウォームホイールとから構成されるウォームギアモータ装置において、
前記ウォームが設けられたモータ出力軸は、少なくとも１個の調心性が付与された軸受と、１個以上のラジアル滑り軸受とで支持されていること
を特徴とするウォームギアモータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両用の電動パワーステアリング装置、電動ウィンドウ昇降装置、電動シート調整装置等、車両用の各種装置に使用されるウォームギアモータ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用の電動パワーステアリング装置では、モータの回転を減速機構により減速し、ピニオン・ラック機構のピニオンに伝達するように構成されたものがある。
【０００３】
このような減速機構では、モータの回転軸にウォームを取り付け、ウォームに噛合するウォームホイールの回転軸から回転出力を取り出すように構成されたウォームギア装置が広く使用されている。
【０００４】
ウォームホイールからの反力は出力軸の半径方向及び軸方向に作用し、特に軸方向の反力は、ウォームの正方向回転とこれと逆方向の回転とで作用する力の方向が反転する。
【０００５】
図１４は、従来のウォームギアモータ装置１００の構成の概略を説明する部分断面図で、モータ１０９の回転軸１０１にウォーム１０２が形成されており（以下、モータ出力軸１０１という）、モータ出力軸１０１上のウォーム１０２はウォームホイール１０３に噛合している。モータ出力軸１０１の先端部分はハウジング１０５に配置されたラジアル滑り軸受１０６により保持され、モータ出力軸１０１のモータに近い部分は複列配置された２個の玉軸受１０７ａ及び１０７ｂ（以下、組合せ軸受１０７という）により保持されている。
【０００６】
この構成においては、出力軸の半径方向の反力はラジアル滑り軸受１０６及び組合せ軸受１０７により支持され、作用する方向が反転する軸方向の力は組合せ軸受１０７により支持される（特許文献１参照）。
【０００７】
しかしながら、図１４に示す従来のウォームギアモータ装置１００では、玉軸受１０７ａ及び１０７ｂを複列配置して構成した組合せ軸受１０７を使用するため、モータ出力軸１０１の軸方向の長さが長くなるという不都合がある。そこで、更に小型化を図るため、図１５に示すようなウォームギアモータ装置１００Ａが提案されている。この構成は、モータ１０９のモータ出力軸１０１を支持する構成として、前記した組合せ軸受１０７に代えて単列の特殊玉軸受１０８を使用し、ラジアル滑り軸受１０６と単列玉軸受１０８とで保持するようにしてウォームギアモータ装置の更に小型化を実現している。
【特許文献１】実開平６−１１１８号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記した図１５に示すウォームギアモータ装置１００Ａでは、モータ出力軸をラジアル滑り軸受と単列玉軸受により支持しているため、ウォームとウォームホイールとの接触部において、ウォームに半径方向の力が作用してモータ出力軸に撓みが発生すると、単列玉軸受の内輪が軸受中心軸に対して傾いて、転動体（玉）が内輪軌道溝肩部、或いは外輪軌道溝肩部に乗り上げるという不都合が発生する。
【０００９】
また、単列玉軸受やラジアル滑り軸受の半径方向の隙間が大きいときは、ウォームに半径方向の力が作用してモータ出力軸に撓みが発生したとき、単列玉軸受の内輪の軸受中心軸に対する傾きが一層大きくなり、転動体（玉）が内輪軌道溝肩部、或いは外輪軌道溝肩部に乗り上げやすくなる。
【００１０】
そこで、この発明は従来使用されていた単列玉軸受を、単列自動調心性が付与された軸受に置き換えることで、装置の小型化を維持しながら軸受にミスアラインメントが発生しても、転動体が内輪軌道溝肩部或いは外輪軌道溝肩部に乗り上げるという問題が起こらないウォームギアモータ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明は上記課題を解決するもので、請求項１の発明は、モータ出力軸に設けられたウォームと、該ウォームに噛合するウォームホイールとから構成されるウォームギアモータ装置において、前記ウォームが設けられたモータ出力軸は、少なくとも１個の調心性が付与された軸受を含む２以上の軸受で支持されていることを特徴とするウォームギアモータ装置である。
【００１２】
そして、前記調心性が付与された軸受は、球面座付き玉軸受とするとよい。
【００１３】
この場合、前記球面座付き玉軸受は、内周面に外輪軌道を有する外輪と、外周面に内輪軌道を有する内輪と、外輪軌道と内輪軌道との間に配置された複数の球面を備えた転動体を備え、前記球面座は、外周面が外側に向かって凸の球面からなる湾曲面に形成された前記外輪と、該外輪の湾曲面に等しい曲率を持つ凹の球面からなる湾曲面に形成されたリング部材とから構成するとよい。
【００１４】
また、前記球面座付き玉軸受は、内周面に外輪軌道を有する外輪と、外周面に内輪軌道を有する内輪と、外輪軌道と内輪軌道との間に配置された複数の球面を備えた転動体を備え、前記球面座は、外周面が外側に向かって凹の球面からなる湾曲面に形成された前記内輪と、該内輪の湾曲面に等しい曲率を持つ凸の球面からなる湾曲面に形成されたリング部材とから構成してもよい。
【００１５】
さらに、前記調心性が付与された軸受は、自動調心ころ軸受としてもよい。
【００１６】
請求項６の発明は、モータ出力軸に設けられたウォームと、該ウォームに噛合するウォームホイールとから構成されるウォームギアモータ装置において、前記ウォームが設けられたモータ出力軸は、少なくとも１個の調心性が付与された軸受と、１個以上のラジアル滑り軸受とで支持されていることを特徴とするウォームギアモータ装置である。
【発明の効果】
【００１７】
この発明に係るウォームギアモータ装置は、モータ出力軸を支持する軸受に調心性が付与された軸受を使用する。これによりウォームとウォームホイールとの接触部でウォームに半径方向の力が作用してモータ出力軸に撓みが発生した場合でも、軸受に付与されている調心性が機能して内外輪と転動体との相対位置は一定に保持されるから、転動体が内輪軌道溝肩部或いは外輪軌道溝肩部に乗り上げることがなく、モータ出力軸に撓みが発生した場合などでも円滑に作動するウォームギアモータ装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、この発明の実施の形態について説明する。
【００１９】
［第１の実施の形態］
まず、調心性が付与された軸受の第１の実施の形態である球面座付き玉軸受について説明する。球面座付き玉軸受には、軸受に調心性を持たせるためのリング部材が玉軸受の外周面に配置された図１に示す構造のものと、リング部材が玉軸受の内周面に配置された図２に示す構造のものとがある。
【００２０】
図１は球面座付き玉軸受１０の構成を説明する断面図である。球面座付き玉軸受１０は、内周面に外輪軌道を有する外輪１１と、外周面に内輪軌道を有する内輪１２と、外輪軌道と内輪軌道との間に配置された複数個の球面を備えた転動体１３と、複数個の転動体１３を転動自在に保持する保持器１４を備え、外輪１１の外周面は、断面が外側に向かって凸の球面からなる湾曲面に形成され、球面座の一方を構成している。
【００２１】
そして、外輪１１の外周面には、外輪１１の外周面に形成された凸の湾曲面に等しい曲率を有する凹の球面からなる湾曲面を備えた、球面座の他方を構成するリング材１５が配置され、外輪１１の凸の湾曲面の外周面とリング材１５の凹の湾曲面の内周面とが接触して、玉軸受１０に調心性が付与されている。
【００２２】
なお、図１において、符号１９は球面座付き玉軸受１０の内輪１２により保持される軸を示す。またリング材１５の外周面は、図示しないハウジングなどに接触保持されるものとする。
【００２３】
図２も、球面座付き玉軸受２０の構成を説明する断面図である。図２に示す球面座付き玉軸受２０は、図１に示す球面座付き玉軸受１０のリング材１４が玉軸受の内側に配置されたものである。球面座付き玉軸受２０は、内周面に外輪軌道を有する外輪２１と、外周面に内輪軌道を有する内輪２２と、外輪軌道と内輪軌道との間に配置された複数個の球面を備えた転動体２３と、複数個の転動体２３を転動自在に保持する保持器２４を備え、内輪２２の内周面は、断面が内側に向かって凹の球面からなる湾曲面に形成され、球面座の一方を構成している。
【００２４】
そして、内輪２２の内周面には、内輪２２の内周面に形成された凹の湾曲面に等しい曲率を有する凸の球面からなる湾曲面を備えた、球面座の他方を構成するリング材２５が配置され、内輪２２の凹の湾曲面の内周面とリング材２５の凸の湾曲面の外周面とが接触し、玉軸受に調心性が付与されている。
【００２５】
なお、図２において符号２９は球面座付き玉軸受２０のリング材２５により保持される軸を示す。また外輪２１の外周面は、図示しないハウジングなどに接触保持されるものとする。
【００２６】
図３は、第１の実施の形態のウォームギアモータ装置３０の構成を説明する断面図で、モータ３９の回転軸３１（以下、モータ出力軸３１という）にウォーム３２が形成されており、モータ出力軸３１上のウォーム３２はウォームホイール３３に噛合している。モータ出力軸３１の先端部分３１ａはハウジング３５に配置されたラジアル滑り軸受３６により支持され、モータ出力軸３１のモータに近い部分３１ｂは、先に説明した球面座付き玉軸受１０により支持されている。また、モータ出力軸３１の後端部分３１ｃは、ラジアル滑り軸受３８により支持されている。
【００２７】
この構成により、モータ出力軸３１に撓み、或いは傾きが発生しても、玉軸受に付与されている調心性が機能して内外輪と転動体の相対位置は一定に保持されるから、転動体１３が内輪軌道溝肩部、或いは外輪軌道溝肩部に乗り上げることがない。
【００２８】
図４及び図５は、第１の実施の形態のウォームギアモータ装置の変形例で、図４は第１の変形例３０Ａを、図５は第２の変形例３０Ｂを説明する断面図である。
【００２９】
図４に示す構成は、モータ出力軸３１の先端部分３１ａを球面座付き玉軸受１０により支持させ、モータに近い部分のモータ出力軸３１ｂはラジアル滑り軸受３７で支持させたものである。また、モータ出力軸３１の後端部分３１ｃは、ラジアル滑り軸受３８により支持されている。
【００３０】
図５に示す構成は、モータ出力軸３１の後端部分３１ｃを球面座付き玉軸受１０により支持させ、モータ出力軸の先端部分３１ａとモータに近い部分３１ｂとは、ラジアル滑り軸受３６及びラジアル滑り軸受３７で保持させたものである。
【００３１】
以上の構成においても、先に図３により説明した構成から得られる作用効果と同様に、モータ出力軸３１に撓み或いは傾きが発生しても、玉軸受に付与されている調心性が機能して内外輪と転動体の相対位置は一定に保持されるから、転動体１３が内輪軌道溝肩部、或いは外輪軌道溝肩部に乗り上げることがない。
【００３２】
［第２の実施の形態］
図６は、第２の実施の形態のウォームギアモータ装置４０の構成を説明する断面図で、先に説明した第１の実施の形態のウォームギアモータ装置との相違点は、図３に示す構成におけるモータ出力軸３１の先端部分３１ａのラジアル滑り軸受３６を省略した点であり、その他は第１の実施の形態のウォームギアモータ装置と変らないから詳細な説明は省略する。
【００３３】
図７は、第２の実施の形態のウォームギアモータ装置の変形例４０Ａを説明する断面図で、図６に示す構成との相違点は、モータ出力軸３１の後端部分３１ｃを球面座付き玉軸受１０により支持させ、モータ出力軸３１のモータに近い部分３１ｂをラジアル滑り軸受３７により保持させた点である。
【００３４】
図６及び図７に示す構成によっても、前記した第１の実施の形態の構成から得られる作用効果と同様に、モータ出力軸３１に撓み、或いは傾きが発生しても、玉軸受に付与されている調心性が機能して内外輪と転動体の相対位置は一定に保持されるから、転動体１３が内輪軌道溝肩部、或いは外輪軌道溝肩部に乗り上げることがないばかりでなく、第２の実施の形態ではモータ出力軸３１を更に短縮でき、ウォームギアモータ装置を一層小型に纏めることができる。
【００３５】
上記したこの発明の実施の形態は、球面座付き玉軸受として図１に示す構成の球面座付き玉軸受を使用する例で説明したが、図２に示す構成の球面座付き玉軸受でも全く同様に使用できることはいうまでもない。
【００３６】
［第３の実施の形態］
次に第３の実施の形態について説明する。まず、調心性が付与された自動調心ころ軸受について説明する。図８は単列自動調心ころ軸受５０の構成を説明する断面図である。単列自動調心ころ軸受５０は、内周面に外輪軌道を有する外輪５１と、外周面に内輪軌道を有する内輪５２と、外輪軌道と内輪軌道との間に配置された複数個の樽型の転動体５３と、転動体５３を転動自在に保持する保持器５４を備えている。そして、転動体５３の表面は球面の一部から構成され、また、内輪５２の外周面と外輪５１の内周面とは、前記転動体５３の表面の球面形状に適合した、断面が単一の円弧状、即ち球面状の湾曲面に形成されていて調心性を持つ構造となっている。
【００３７】
なお、図８において、符号５９は単列自動調心ころ軸受５０の内輪５２により保持される軸を示す。また、外輪５１の外周面は、図示しないハウジングなどに接触保持されるものとする。
【００３８】
図９は、第３の実施の形態のウォームギアモータ装置６０の構成を説明する断面図で、先に説明した第１の実施の形態のウォームギアモータ装置３０の球面座付き玉軸受１０を単列自動調心ころ軸受５０に置き換えたもので、その他の構成部分は相違しないから、第１の実施の形態のウォームギアモータ装置３０と同一部材には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００３９】
モータ３９のモータ出力軸３１にウォーム３２が形成されており、モータ出力軸３１上のウォーム３２はウォームホイール３３に噛合している。モータ出力軸３１の先端部分３１ａはハウジング３５に配置されたラジアル滑り軸受３６により支持され、モータ出力軸３１のモータに近い部分３１ｂは、先に説明した単列自動調心ころ軸受５０により支持されている。また、モータ出力軸３１の後端部分３１ｃは、ラジアル滑り軸受３８により支持されている。
【００４０】
この構成により、モータ出力軸３１に撓み、或いは傾きが発生しても、自動調心ころ軸受に付与されている調心性が機能して内外輪と転動体の相対位置は一定に保持されるから、転動体５３が内輪軌道溝肩部、或いは外輪軌道溝肩部に乗り上げることがない。
【００４１】
図１０及び図１１は、第３の実施の形態のウォームギアモータ装置の変形例で、図１０は第１の変形例６０Ａを、図１１は第２の変形例６０Ｂを説明する断面図である。
【００４２】
図１０に示す構成は、モータ出力軸３１の先端部分３１ａを自動調心ころ軸受５０により支持させ、モータに近い部分のモータ出力軸３１ｂはラジアル滑り軸受３７で支持させたものである。また、モータ出力軸３１の後端部分３１ｃは、ラジアル滑り軸受３８により支持されている。
【００４３】
図１１に示す構成は、モータ出力軸３１の後端部分３１ｃを自動調心ころ軸受５０により支持させ、モータ出力軸３１の先端部分３１ａとモータに近い部分３１ｂとは、ラジアル滑り軸受３６及びラジアル滑り軸受３７で保持させたものである。
【００４４】
以上の構成においても、先に図９により説明した構成から得られる作用効果と同様に、モータ出力軸３１に撓み或いは傾きが発生しても、自動調心ころ軸受に付与されている調心性が機能して内外輪と転動体の相対位置は一定に保持されるから、転動体５３が内輪軌道溝肩部、或いは外輪軌道溝肩部に乗り上げることがない。
【００４５】
［第４の実施の形態］
図１２は、第４の実施の形態のウォームギアモータ装置７０の構成を説明する断面図で、先に説明した第３の実施の形態のウォームギアモータ装置との相違点は、図９に示す構成におけるモータ出力軸３１の先端部分３１ａのラジアル滑り軸受３６を省略した点であって、その他は第３の実施の形態のウォームギアモータ装置と変らないから詳細な説明は省略する。
【００４６】
図１３は、第４の実施の形態のウォームギアモータ装置の変形例７０Ａを説明する断面図で、図１２に示す構成との相違点は、モータ出力軸３１の後端部分３１ｃを自動調心ころ軸受５０により支持させ、モータ出力軸３１のモータに近い部分３１ｂをラジアル滑り軸受３７により保持させた点である。
【００４７】
図１２及び図１３に示す構成によっても、前記した第３の実施の形態の構成から得られる作用効果と同様に、モータ出力軸３１に撓み、或いは傾きが発生しても、自動調心ころ軸受に付与されている調心性が機能して内外輪と転動体の相対位置は一定に保持されるから、転動体５３が内輪軌道溝肩部、或いは外輪軌道溝肩部に乗り上げることがないばかりでなく、第４の実施の形態及びその変形例ではモータ軸３１を更に短縮でき、ウォームギアモータ装置を一層小型に纏めることができる。
【００４８】
以上、この発明の実施の形態を説明したが、この発明に係るウォームギアモータ装置は、車両用の電動パワーステアリング装置、電動ウィンドウ昇降装置、電動シート調整装置等、車両用の各種装置に使用することができるほか、車両用に限定されることなくモータの回転を減速するウォームギア減速機構を使用する各種の装置に適用できることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
この発明に係るウォームギアモータ装置は、ウォームが形成されたモータ出力軸を支持する転動体を備えた軸受に少なくとも１個の調心性が付与された軸受を使用したものである。ウォームに半径方向の力が作用してモータ出力軸に撓みが発生しても、軸受に付与されている調心性が機能して内外輪と転動体の相対位置は一定に保持され、転動体が内輪軌道溝肩部或いは外輪軌道溝肩部に乗り上げることがないウォームギアモータ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】球面座付き玉軸受の構造を説明する断面図（その１）。
【図２】球面座付き玉軸受の構造を説明する断面図（その２）。
【図３】第１の実施の形態のウォームギアモータ装置の構成を説明する断面図。
【図４】第１の実施の形態のウォームギアモータ装置の変形例を説明する断面図（その１）。
【図５】第１の実施の形態のウォームギアモータ装置の変形例を説明する断面図（その２）。
【図６】第２の実施の形態のウォームギアモータ装置の構成を説明する断面図。
【図７】第２の実施の形態のウォームギアモータ装置の変形例を説明する断面図。
【図８】単列自動調心ころ軸受の構成を説明する断面図。
【図９】第３の実施の形態のウォームギアモータ装置の構成を説明する断面図。
【図１０】第３の実施の形態のウォームギアモータ装置の変形例を説明する断面図（その１）。
【図１１】第３の実施の形態のウォームギアモータ装置の変形例を説明する断面図（その２）。
【図１２】第４の実施の形態のウォームギアモータ装置の構成を説明する断面図。
【図１３】第４の実施の形態のウォームギアモータ装置の変形例を説明する断面図。
【図１４】従来のウォームギアモータ装置の構成の概略を説明する部分断面図（その１）。
【図１５】従来のウォームギアモータ装置の構成の概略を説明する部分断面図（その２）。
【符号の説明】
【００５１】
１０、２０  球面座付き玉軸受
１１、２１  外輪（内周面に外輪軌道を有する外輪）
１２、２２  内輪（外周面に内輪軌道を有する内輪）
１３、２３  転動体
１４、２４  保持器
１５、２５  リング材
１９、２９  軸
３０、３０Ａ、３０Ｂ、４０、４０Ａ  ウォームギアモータ装置
３１  モータ出力軸
３２  ウォーム
３３  ウォームホイール
３５  ハウジング
３６、３７、３８  ラジアル滑り軸受
５０  単列自動調心ころ軸受
５１  外輪（内周面に外輪軌道を有する外輪）
５２  内輪（外周面に内輪軌道を有する内輪）
５３  転動体
５４  保持器
６０、６０Ａ、６０Ｂ、７０、７０Ａ  ウォームギアモータ装置
【図１】
2006129693.tif 000003
【図２】
2006129693.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006129693.tif 000006
【図５】
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【図６】
2006129693.tif 000008
【図７】
2006129693.tif 000009
【図８】
2006129693.tif 000010
【図９】
2006129693.tif 000011
【図１０】
2006129693.tif 000012
【図１１】
2006129693.tif 000013
【図１２】
2006129693.tif 000014
【図１３】
2006129693.tif 000015
【図１４】
2006129693.tif 000016
【図１５】
2006129693.tif 000017