(57)【要約】【課題】ウォーム軸およびウォームホイールに生じる振動や歯打ち音を低減することができ、かつ、安価な減速装置を提供する。【解決手段】ウォームホイール１２の内部に動吸振器２９を設ける。ウォームホイール１２の側面に円周等配に円弧状の収容溝３０を設ける。各収容溝３０に錘３２を収容する。各収容溝３０内で錘３２を両側から一対の粘弾性体３３で弾性支持する。粘弾性体３３の一端部を錘３２に固定し、他端部を収容溝３０の対応する端部に固定する。各収容溝３０内の錘３２がウォームホイール１２の回転方向に沿って振動し、ウォームホイール１２の周方向振動を抑制する。【選択図】            図３
2004278758.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵補助用の電動モータの出力回転をウォーム軸およびウォームホイールを介して減速するための減速装置において、
上記ウォーム軸およびウォームホイールの少なくとも一方の周方向振動を抑制するための動吸振器を備えることを特徴とする減速装置。
【請求項２】
請求項１において、上記動吸振器は、ウォーム軸および／またはウォームホイールの内部に設けられることを特徴とする減速装置。
【請求項３】
請求項１において、上記動吸振器は、ウォーム軸および／またはウォームホイールの支軸に設けられることを特徴とする減速装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、減速装置に関するものであり、特に、自動車用の電動パワーステアリング装置に適用される減速装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用の電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）には、ウォーム軸およびウォームホイールを有する減速装置を備えているものがある。減速装置としてのウォーム軸およびウォームホイールの間には、これらウォーム軸およびウォームホイールの噛み合いによる摩擦抵抗を低減するためのバックラッシが適量必要である。
【０００３】
しかし、例えば自動車が悪路等を直進走行した場合、タイヤからの入力により、上記バックラッシに起因してウォーム軸およびウォームホイールが互いに歯当たりし、振動（微振動）や歯打ち音を生じることがある。これら振動や歯打ち音が車室内に伝わると、運転者に不快感を与えることになる。
そこで、バックラッシ量を必要最小限にして振動や歯打ち音の発生を抑えるために、いわゆるマッチング組立作業を行っている。すなわち、ウォーム軸およびウォームホイールのそれぞれを寸法精度のばらつき度合に応じて選別し、互いの組合せ精度が適正になるもの同士を組み合わせる作業を行っている。
【０００４】
また、ウォームホイールのうち、ウォーム軸と噛み合う歯部を外周に有する環状の歯形成体と、操舵軸の外周に嵌合される環状の嵌合体との間に弾性体を設け、上記歯当たり時の振動および歯打ち音を吸収する電動式舵取装置および電動パワーステアリング装置の防振構造が提案されている（例えば、特許文献１および２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−３３４９４６号公報。
【特許文献２】
特開２００１−３５５７００号公報。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記マッチング組立作業は非常に手間がかかり、製造コストが高くついてしまう。
一方、上記特許文献１の電動式舵取装置および特許文献２の電動パワーステアリング装置の防振構造においては、上記マッチング組立作業は必要なく、製造コスト安価である。しかし、ウォーム軸およびウォームホイールに生じる振動そのものを低減することはできず、振動および歯打ち音の低減効果は不十分である。
【０００７】
同様の課題は、電動パワーステアリング装置の減速装置に限らず、ウォームおよびウォームホイールを有する一般の減速装置においても存在する。
本発明は、かかる背景のもとでなされたもので、ウォーム軸およびウォームホイールに生じる振動および歯打ち音を低減することができ、かつ、安価な減速装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記目的を達成するため、第１の発明は、操舵補助用の電動モータの出力回転をウォーム軸およびウォームホイールを介して減速するための減速装置において、上記ウォーム軸およびウォームホイールの少なくとも一方の周方向振動を抑制するための動吸振器を備えることを特徴とする。
本発明によれば、バックラッシに起因して生じるウォーム軸およびウォームホイールの周方向振動（微振動）を抑制することができる。このため、ウォーム軸およびウォームホイールの歯当たり時の衝撃を緩和することができ、振動および歯打ち音を格段に低減することができる。さらに、いわゆるマッチング組立作業を行う必要はなく、製造コストを格段に低減することができる。
【０００９】
第２の発明は、第１の発明において、上記動吸振器は、ウォーム軸および／またはウォームホイールの内部に設けられることを特徴とする。本発明によれば、第１の発明と同様の効果を奏することができる。さらに、動吸振器を設けても装置が大型化してしまうことがなく、減速装置の配置の自由度を損なうことはない。
第３の発明は、第１の発明において、上記動吸振器は、ウォーム軸および／またはウォームホイールの支軸に設けられることを特徴とする。本発明によれば、第１の発明と同様の効果を奏することができる。さらに、支軸の変更のみでウォーム軸およびウォームホイールの周方向振動や歯打ち音をより低減することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施の形態を添付図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の一実施の形態の電動パワーステアリング装置の概略構成を示す模式図である。図１を参照して、本電動パワーステアリング装置１は、ステアリングホイール等の操舵部材２に一体回転可能に連結される第１の操舵軸３と、この第１の操舵軸３にトーションバー４を介して同軸的に連絡される第２の操舵軸５とを備える。
【００１１】
また、第２の操舵軸５の一端には、自在継手６を介して中間軸（図示せず）が一体回転可能に連結されている。
これにより、操舵部材２の操舵による回転力が、第１の操舵軸３、トーションバー４、第２の操舵軸５および中間軸を介して、ピニオン、ラック軸等を含む舵取機構（図示せず）に伝達され、車輪を操向することができる。
また、本電動パワーステアリング装置１は、減速装置７と、操舵補助用の電動モータ８とを備えており、この電動モータ８が発生する出力回転（操舵補助力）を、減速装置７を介して第２の操舵軸５へ伝達することで運転者の操舵を補助するようになっている。
【００１２】
減速装置７は、電動モータ８の回転軸９に継手１０を介して一体回転可能に連結されるウォーム軸１１と、このウォーム軸１１と動力伝達可能に噛み合い、かつ、支軸としての第２の操舵軸５の例えば軸方向途中部に一体回転可能でかつ軸方向移動を規制されたウォームホイール１２と、ウォーム軸１１の支軸１３の例えば一端部に設けられる、ウォーム軸１１の周方向振動を抑制するための動吸振器１４とを備える。
【００１３】
また、第２の操舵軸５には、第１および第２の軸受５Ａ，５Ｂが、ウォームホイール１２を軸方向に挟んで嵌め合わされており、第２の操舵軸５を回転自在に支持している。一方、ウォーム軸１１の支軸１３の一端部および他端部にはそれぞれ、第３および第４の軸受１３Ａ，１３Ｂが嵌め合わされており、ウォーム軸１１を回転自在に支持している。
上記の構成により、電動モータ８の出力回転は、ウォーム軸１１およびウォームホイール１２を介して減速され、第２の操舵軸５へ伝達される。
【００１４】
減速装置７には、振動が生じることがある。この振動は、主に、減速装置７の駆動等により減速装置７自身から発生する。また、減速装置７には、それ以外にも、電動モータ８や、図示しない車輪からの入力（キックバック）による振動が生じることがある。動吸振器１４は、減速装置７に生じる振動のうち、主にウォーム軸１１の周方向振動を抑制するが、ウォーム軸１１の曲げ振動も抑制することができる。
【００１５】
一方、トーションバー４の近傍には、トーションバー４を介する第１および第２の操舵軸３，５の相対回転変位量により、操舵部材２の操作トルクを検出するためのトルクセンサ１５が設けられている。このトルクセンサ１５からの検出信号は、マイクロプロセッサ等を含む制御部Ｃに入力される。さらに、制御部Ｃには、車速を検出するための車速センサ１６からの検出信号が入力されるようになっている。
【００１６】
制御部Ｃは、トルクセンサ１５から入力された検出信号等に応じて、電動モータ８を駆動するための駆動手段としての駆動回路１７に制御信号を出力する。この制御信号が与えられた駆動回路１７は、電動モータ８に電力を供給してこの電動モータ８を駆動する。
図２は、動吸振器１４の模式的な断面側面図である。図２を参照して、動吸振器１４は、錘１８と、錘１８を弾性支持する複数のばね１９と、この錘１８の周方向振動を熱エネルギにして減衰させるための複数の減衰力発生部材２０とを含む。
【００１７】
錘１８は、例えば金属を含む材料により例えば円環状に形成されており、ウォーム軸１１の支軸１３を同心的に取り囲んでいる。なお、本実施の形態では、錘１８が円環状に形成される構成を説明するが、例えば多角環状のものであっても良い。
各ばね１９は、例えば金属製の板ばねを含んでいる。このばね１９は、ウォーム軸１１の支軸１３の中心から径方向外方に延びるようにして円周等配に配置されている。
【００１８】
減衰力発生部材２０は、各ばね１９を挟んで対をなして設けられており、例えばゴムやウレタン等の粘弾性を有する材料により形成されている。各減衰力発生部材２０の一端部が錘１８に、他端部が支軸１３にそれぞれ固定されている。
錘１８の内周面２３には、ばね１９の一端部を固定するための溝２５が、例えば周方向に沿って等間隔に複数（例えば、４箇所）形成されており、各溝２５にそれぞれ、ばね１９の一端部が嵌め合わされている。
【００１９】
また、支軸１３の外周面２６には、各ばね１９の他端部の位置に対応する位置にそれぞれ、このばね１９の他端部を固定するための溝２８が形成されている。各溝２８には、対応するばね１９の他端部が嵌め合わされている。
これにより、錘１８は、ばね１９および減衰力発生部材２０を介して支軸１３に対する周方向の相対周方向振動が可能となっており、動吸振器１４の周方向振動によって、ウォーム軸１１の周方向振動を抑制することができる。
【００２０】
動吸振器１４を設けない場合において、ウォーム軸１１の周方向振動が最も大きくなるピークの振動数に合わせて、動吸振器１４の周方向の固有振動数を設定することにより、ウォーム軸１１の周方向振動を格段に低減することができる。動吸振器１４の周方向の固有振動数は、ばね１９の剛性を適宜に設定することで、所望の値に容易に設定できる。
このように、本実施の形態によれば、バックラッシに起因して生じるウォーム軸１１の周方向振動（微振動）を抑制することができる。このため、ウォーム軸１１およびウォームホイール１２の歯当たり時の衝撃を緩和することができ、振動および歯打ち音を格段に低減することができる。さらに、いわゆるマッチング組立作業を行う必要はなく、製造コストを格段に低減することができる。
【００２１】
また、支軸１３の変更のみでウォーム軸１１およびウォームホイール１２の周方向振動や歯打ち音をより効果的に抑制することができる。
図３は、本発明の他の実施の形態にかかるウォームホイール１２の模式的な側面図である。本実施の形態において、図１および図２に示す実施の形態と同様の構成には図に同一の符号を付してその説明を省略する。
図３を参照して、本実施の形態では、ウォームホイール１２の内部に、このウォームホイール１２の周方向振動を抑制するための動吸振器２９が設けられている。具体的には、ウォームホイール１２の径方向中間部に周方向に沿って例えば複数（例えば３つ）の収容溝３０が形成されている。動吸振器２９は、減速装置７に生じる振動のうち、主にウォームホイール１２および第２の操舵軸５の周方向振動を抑制するが、第２の操舵軸５の曲げ振動（図３において、紙面に略平行な方向の振動）も抑制することができる。
【００２２】
各収容溝３０は、ウォームホイール１２の周方向に等間隔に形成されており、第２の操舵軸５に嵌合する嵌合孔３１と同心の円弧状をなしている。なお、収容溝３０は、ウォームホイール１２を軸方向に貫通していても良いし、貫通していなくても良い。
動吸振器２９は、各収容溝３０にそれぞれ収容される複数の錘３２と、各錘３２を対応する収容溝３０内でそれぞれ弾性支持する一対の粘弾性体３３とを含む。
【００２３】
各錘３２はそれぞれ、合成樹脂等や金属等を含む材料により例えば球状に形成されている。各錘３２はそれぞれ、ウォームホイール１２の周方向に関して等間隔に配置されている。
粘弾性体３３は、例えば伸縮可能なゴムを含み、ウォームホイール１２の周方向に関して、錘３２の両側に配置されている。この粘弾性体３３は、減衰力発生部材としての機能も有しており、この粘弾性体３３の伸縮によって、対応する錘３２の往復運動が減衰されるようになっている。なお、本実施の形態では、粘弾性体３３にゴムが含まれる構成を説明するが、例えば粘性付加のコイルばねまたはウレタンを含む構成であっても良い。
【００２４】
各粘弾性体３３の一端部が対応する錘３２に固定されており、他端部が対応する収容溝３０の周方向の対応する両端部にそれぞれ固定されている。各錘３２は対応する一対の粘弾性体３３により両側から付勢されており、静止状態で収容溝３０の周方向の中央（中立位置）に位置するようになっている。
各錘３２は、対応する収容溝３０内で、ウォームホイール１２の回転方向に沿って往復振動が可能となっており、動吸振器２９の複数の錘３２の周方向振動によってウォームホイール１２の周方向振動を抑制することができる。
【００２５】
動吸振器２９を設けない場合において、ウォームホイール１２の周方向振動が最も大きくなるピークの振動数に合わせて、動吸振器２９の周方向の固有振動数を設定することにより、ウォームホイール１２の周方向振動を格段に低減することができる。動吸振器２９の周方向の固有振動数は、粘弾性体３３の剛性を適宜に設定することで、所望の値に容易に設定できる。
このように、本実施の形態によれば、バックラッシに起因して生じるウォームホイール１２の周方向振動（微振動）を抑制することができる。このため、ウォーム軸１１およびウォームホイール１２の歯当たり時の衝撃を緩和することができ、振動および歯打ち音を格段に低減することができる。さらに、いわゆるマッチング組立作業を行う必要はなく、製造コストを格段に低減することができる。
【００２６】
また、動吸振器２９をウォームホイール１２の内部に設けることで、この動吸振器２９を設けても装置が大型化してしまうことがなく、減速装置７の配置の自由度を損なうことはない。
本発明は、以上の実施の形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。
例えば、図１および図２に示す実施の形態において、ばね１９自身に減衰機能を持たせて、減衰力発生部材２０を廃止しても良い。また、動吸振器１４をウォーム軸１１の内部に設けても良い。この場合、動吸振器１４を設けても装置が大型化してしまうことがなく、減速装置７の配置の自由度を損なうことはない。さらに、動吸振器１４を複数設けても良い。この場合、動吸振器１４を設けないときの、ウォーム軸１１の周方向振動が最も大きくなるピークの振動数および、その次に周方向振動が大きくなる振動数に合わせて、各動吸振器１４の周方向の固有振動数を個別に設定することで、ウォーム軸１１の周方向振動を、さらに低減することができる。
【００２７】
さらに、図３に示す実施の形態において、錘３２と収容溝３０との間の摩擦により、この錘３２の往復振動を熱エネルギにして減衰させることもできる。より具体的には、各錘３２は、対応する収容溝３０の内側周面３４または外側周面の３５の少なくとも一方と接触しつつ、ウォームホイール１２の周方向に移動可能となっている。移動時の各錘３２と、対応する内側周面３４または外側周面３５との間の摩擦により、錘３２の収容溝３０内における往復運動が減衰される。この場合、粘弾性体３３に代えて、通常のコイルばね等の弾性体を用いることもできる。
【００２８】
また、動吸振器２９をウォームホイール１２の支軸、すなわち、第２の操舵軸５に設けても良い。この場合、第２の操舵軸５の変更のみでウォームホイール１２の周方向振動や歯打ち音をより低減することができる。また、動吸振器２９を複数設けても良い。この場合、動吸振器２９を設けないときの、ウォームホイール１２の周方向振動が最も大きくなるピークの振動数および、その次に周方向振動が大きくなる振動数に合わせて、各動吸振器２９の周方向の固有振動数を個別に設定することで、ウォームホイール１２の周方向振動を、さらに低減することができる。
【００２９】
さらに、上記各実施の形態において、動吸振器１４，２９をそれぞれ設ける構成であっても良い。この場合、ウォーム軸１１とウォームホイール１２の両方の周方向振動を低減することができる。
本発明の一実施形態として、電動パワーステアリング装置に適用される減速装置について説明したが、本発明は、ウォーム軸およびウォームホイールを備える他の一般の減速装置にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の電動パワーステアリング装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】動吸振器の模式的な断面側面図である。
【図３】本発明の他の実施の形態にかかるウォームホイールの模式的な側面図である。
【符号の説明】
５    第２の操舵軸（支軸）
７    減速装置
８    電動モータ
１１  ウォーム軸
１２  ウォームホイール
１３  支軸
１４  動吸振器
２９  動吸振器
【図１】
2004278758.tif 000003
【図２】
2004278758.tif 000004
【図３】
2004278758.tif 000005