(57)【要約】【課題】  本発明は、ウォーム軸を付勢することに起因する不具合を生じさせることなく、ウォーム軸とウォームホイールとの間のバックラッシュを少なくすることができる減速機構造を提供することを目的とする。【解決手段】  本発明による減速機構造は、ウォーム軸と、該ウォーム軸に係合するウォームホイールと、前記ウォーム軸の、前記ウォームホイールとの係合部を境界にした一方と他方とを該ウォームホイール側に向けて均等に付勢する付勢手段と、から構成されている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウォーム軸と、該ウォーム軸に係合するウォームホイールと、を備える減速機構造であって、
前記ウォーム軸の、前記ウォームホイールとの係合部を境界にした一方と他方とを該ウォームホイール側に向けて均等に付勢する付勢手段を備えることを特徴とする減速機構造。
【請求項２】
前記ウォーム軸を回転自在に支持するウォームシャフトケースと、
前記ウォームシャフトケースを収納するハウジングと、を備え、
前記付勢手段は、前記ウォームシャフトケースと前記ハウジングとの間に介在する弾性部材であることを特徴とする請求項１記載の減速機構造。
【請求項３】
前記ウォームホイールは、車両の操舵軸に連結し、
前記ウォーム軸は、前記操舵軸の回転を補助する力を発生するモータに連結することを特徴とする請求項１又は２記載の減速機構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、減速機構造に係り、特に例えば車両に搭載される電動式パワーステアリング装置に用いられる、ウォームとウォームホイールとから構成される減速機構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ウォーム軸と、ウォーム軸に係合するウォームホイールと、ウォーム軸をウォームホイール側に付勢するバネとから構成される減速機構造が知られている（例えば特許文献１参照）。この構造において上述のバネは、ウォーム軸の両端のうち一方のみをウォームホイール側に付勢している。かかる構成においては、ウォーム軸がウォームホイール側へ付勢されるので、ウォーム軸とウォームホイール間のバックラッシュを少なくすることができる。
【特許文献１】特開２０００−４３７３９号公報（第２−３頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述のように従来の減速機構造おいて、ウォーム軸は、その一方のみがバネによりウォームホイール側に向けて付勢されたものになっている。このため、ウォーム軸の他方に例えばモータ等の駆動軸が接続されている構成においては、ウォーム軸がその他方を支点にして回転し得るので、その駆動軸とウォーム軸との接続部が抉れる等の不具合が発生するおそれがある。
【０００４】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、ウォームホイール側へのウォーム軸の付勢に起因する不具合を生じさせることなく、ウォーム軸とウォームホイールとの間のバックラッシュを少なくすることができる減速機構造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】
【０００５】
上記の目的は、請求項１に記載する如く、ウォーム軸と、該ウォーム軸に係合するウォームホイールと、を備える減速機構造であって、前記ウォーム軸の前記ウォームホイールとの係合部を境界にした一方と他方とを該ウォームホイール側に向けて均等に付勢する付勢手段を備えることを特徴とする減速機構造により達成される。
【０００６】
請求項１記載の減速機構造において、付勢手段は前記ウォーム軸と前記ウォームホイールとの係合部を境界にした一方と他方とを該ウォームホイール側に向けて均等に付勢することができる。それにより、駆動軸とウォーム軸との接続部を抉ることなくウォーム軸とウォームホイールとの間のバックラッシュを少なくすることができる。
【０００７】
請求項２に記載する如く、請求項１記載の減速機構造において、前記ウォーム軸を支持するウォームシャフトケースと、前記ウォームシャフトケースを収納するハウジングと、を備え、前記付勢手段は、前記ウォームシャフトケースと前記ハウジングとの間に介在する弾性部材であっても良い。
【０００８】
請求項３に記載する如く、請求項１又は２記載の発明において、前記ウォームホイールは、車両の操舵軸に連結し、前記ウォーム軸は、前記操舵軸の回転を補助する力を発生するモータに連結しても良い。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１乃至３記載の発明によれば、ウォーム軸を付勢することに起因する不具合を生じさせることなく、ウォーム軸とウォームホイールとの間のバックラッシュを少なくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は、本発明の一実施例である減速機構造を備える車両のパワーステアリングの要部構成図である。図２は、図１に示す減速機構造の直線Ａ−Ａで切断した際の断面図である。図１に示す如く、車両のパワーステアリングシステムは、操舵軸９を備えている。また操舵軸９は、トーションバーと、トーションバーを介して連結された出力軸４及び入力軸１０とを有しており、入力軸１０及び出力軸４は軸受け６、８によって回転自在に支持されている。また操舵軸９の入力軸１０には車両運転者が操作するステアリングホイールが連結され、操舵軸９の出力軸４には、ラック軸を介して転舵する転舵輪が接続されている。従って、運転者がステアリングホイールを操舵することによって発生した操舵トルクは、入力軸１０、トーションバー、出力軸４及びラック軸を介して、転舵輪に伝達される。これにより、車両の転舵輪は転舵される。
【００１１】
更に操舵軸９には、減速機構造２を介して電動式モータ等のモータ３４が接続されている。モータ３４の駆動力は、減速機構造２により減速され、操舵軸９に伝達される。すなわちモータ３４は、操舵軸９の回転を補助する力を発生する。ステアリングホイールに入力された力と、モータ３４が発生させる補助力とを加えた力で操舵軸９は、回転する。
【００１２】
電動式モータ３４には、コントローラが接続されている。コントローラには操舵軸９に配設されたトルクセンサが接続されている。トルクセンサは、トーションバーを介した入力軸１０と出力軸４との間の相対回転の方向及び量に応じた信号を、コントローラに出力する。コントローラは、トルクセンサから供給された信号に基づいて、相対回転を検出し、操舵トルクを算出する。そしてコントローラは、この算出された操舵トルクに基づいて、制御信号をモータ３４に供給し、モータ３４を制御する。
【００１３】
図２に示す如く、上述の車両のパワーステアリングシステムの減速機構造２は、ウォーム軸１４と、ウォーム軸１４に係合するウォームホイール１６とから構成されている。ここでウォーム軸１４は、螺旋状の歯であるウォーム１８を有している。ウォームホイール１６は、歯部２６を有し、操舵軸９の出力軸４に連結されている。ウォームホイール１６の歯部２６は、ウォーム軸１４のウォーム１８と噛み合っている。ウォーム軸１４は、ベアリング等の軸受け２８、３０によって回転自在に支持されている。また、軸受け２８、３０は、ウォームシャフトケース５８に取り付けられ、ウォームシャフトケース５８内に収納されている。またウォームホイール１６及びウォームシャフトケース５８は、ハウジング６０内に収納されている。
【００１４】
ウォーム軸１４には、モータ３４の駆動軸３２が、接続されている。モータ３４の駆動軸３２の接続部４０とウォーム軸１４の接続部２４とは、両者が噛合うようにスプライン形状となっている。またウォーム軸１４は一対の軸受け２８、３０によって支持されているが、一対以上の軸受け２８、３０によって支持されていても良い。
【００１５】
モータハウジング４６とハウジング６０とは、スリーブ６２、ワッシャー６４を介してボルト６６により連結されている。また、ワッシャー６４とモータハウジング４６との間には、ゴム、樹脂等の弾性部材６８が介在している。更にウォームシャフトケース５８とスリーブ６２との間には、ゴム、樹脂等の弾性部材７０が介在している。ウォームシャフトケース５８とハウジング６０との間には、ゴム、樹脂等の弾性部材７２が介在している。
【００１６】
ここで弾性部材６８、７０、７２として、ゴム、樹脂等が用いられているが、弾性係数が最適な値のものであれば他の材料を用いてもよい。これら弾性部材６８、７０、７２は、モータ３４において生じる振動を吸収し、その振動に起因した騒音を防止する機能を有している。
【００１７】
更に減速機構造２は、ウォーム軸１４の、ウォームホイール１６との係合部７４の中央を境界にした一方（図２において上部；以下ウォーム軸１４の上部１４ａと称す）と他方（図２において下部；以下ウォーム軸１４の下部１４ｂと称す）とをウォームホイール側に向けて均等に付勢する弾性部材７６を含んでいる。弾性部材７６として、ゴム、樹脂、バネ等が用いられ、弾性部材７６は、ウォームシャフトケース５８とハウジング６０との間に介在している。ここで弾性部材７６として、ゴム、樹脂、バネ等が用いられているが、弾性係数が最適な値のものであれば他の部材を用いてもよい。ウォーム軸１４をウォームホイール１６側に付勢するのに最適な力（設計値）を算出し、その設計値に基づいて、最適な弾性係数の部材及び弾性部材の寸法を決定する。
【００１８】
図３は、減速機構造の弾性部材を示す図である。図３（ａ）は減速機構造の弾性部材の斜視図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す弾性部材を直線Ｅ−Ｅで切断した際の断面図である。図３（ｂ）において、斜線部分は中実部分であり、白い部分は中空部分である。弾性部材７６は、中空で且つ一部開口部７８を有する略円筒形状となっている。また弾性部材７６の外形に対して中空部分を偏心させることにより、弾性部材７６の厚肉部８４の径方向厚さＦが薄肉部８６の径方向厚さＧより厚くなっている（図３（ａ）、（ｂ））。弾性部材７６の厚肉部８４の径方向厚さＦと薄肉部８６の径方向厚さGは、異なっているが、同一であっても良い。
【００１９】
弾性部材７６の厚肉部８４の弾性力と薄肉部８６の弾性力との合力の方向が、厚肉部８４から薄肉部８６の方向Ｈとなるように、弾性部材の厚肉部８４及び薄肉部８６の厚さを調整している。この弾性部材７６の厚肉部８４から薄肉部８６へ向く方向Ｈは、ウォーム軸１４がウォームホイール１６へ付勢される方向に、一致している。
【００２０】
次に本発明の一実施例である減速機構造の作用について説明する。
【００２１】
ステアリングホイールが一方向に操作された後、直ちに逆方向に操作されると、あるいは車輪を介して路面から入力される振動等に基づき、動力伝達の方向が短時間のうちに逆転する。その結果、バックラッシュ分だけ隔離しているウォーム軸１４のウォーム１８とウォームホイール１６の歯部２６の歯面同士が衝突する。
【００２２】
本実施例の減速機構造２において、弾性部材７６により生じる弾性力は、弾性部材７６の厚肉部８４の弾性力と薄肉部８６の弾性力との合力となっている。この合力は、ウォーム軸１４の軸受け２８、３０を介して、ウォーム軸１４に伝達され、ウォーム軸１４は、ウォームホイール１６側に向けて付勢される。これにより、ウォーム軸１４とウォームホイール１６との間のバックラッシュを少なくすることができる。
【００２３】
弾性部材７６は、ウォーム軸１４の軸方向において同一の厚さとなっている。従って、弾性部材７６はウォームシャフトケース５８に対してウォーム軸１４の軸線に沿って均一の弾性力を生じる。その結果、軸受け２８、３０を介してウォーム軸１４に対し、ウォーム軸１４からウォームホイール１６側に略同一の力が作用する。弾性部材７６はウォーム軸１４とウォームホイール１６との係合部７４を境界にしたウォーム軸１４の上部１４ａと下部１４ｂとをウォームホイール１６側に向けて均等に付勢していることになる。すなわち、ウォーム軸１４の上部１４ａと下部１４ｂには、係合部７４を中心として、同一の大きさで且つ逆方向のトルクがかかることになり、係合部７４を中心とした回転力が生じることがない。このような回転力が生じなければ、ウォーム軸１４がモータ３４の駆動軸３２との接続部２４を支点として回転することがない。これにより、ウォーム軸１４の接続部２４と駆動軸３２の接続部４０とが抉られることを防止できる。
【００２４】
以上により、ウォーム軸１４と駆動軸３２の接続部を抉ることなく、ウォーム軸１４とウォームホイール１６との間のバックラッシュを少なくすることができる。
【００２５】
以上、本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は、上述した実施例に制限されることなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００２６】
次に変形例について説明する。
【００２７】
弾性部材７６は、上記した実施形態において中空で且つ、一部開口部７８を有する略円筒形状となっているが、本発明はこれに限定されるものでなく、湾曲した長板状であっても良い（図４（ａ））。湾曲した長板状の弾性部材７６を円筒形状の厚肉部８４に対応する部分に配置することにより、ウォーム軸１４をウォームホール１６側に付勢することができる。また、弾性部材７６は、湾曲した長板状の弾性部材７６を複数並べて配置したものであっても良い（図４（ｂ））。湾曲した長板状の弾性部材７６を複数並べて配置したものを、円筒形状の厚肉部８４に対応する部分に配置することにより、ウォーム軸１４をウォームホイール１６側に付勢することができる。更に、弾性部材７６は、ウォーム軸１４とウォームホイール１６との係合部７４のみを付勢する円筒形状の軸方向長さが短いものであっても良い（図４（ｃ））。すなわち弾性部材７６は、ウォーム軸１４とウォームホイール１６との係合部７４を境界にしたウォーム軸１４の上部１４aと下部１４ｂとをウォームホイール１６側に向けて均等に付勢できるものであれば良い。また弾性部材７６の形状は、ウォーム軸１４からウォームホイール１６へ生じる付勢力がどれだけ必要かによって決定される。
【００２８】
本実施例では減速機構造２を、車両のパワーステアリングシステムに用いたが、例えば工作機械に用いても良い。
【００２９】
尚、上記実施例においては、弾性部材７６が特許請求の範囲記載の付勢手段に相当している。上記実施例では、付勢手段は弾性部材であるが、弾性部材以外の付勢手段を用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施例である減速機構造を備える車両のパワーステアリングの要部構成図である。
【図２】図１に示す減速機構造の直線Ａ−Ａで切断した際の断面図である。
【図３】本実施例の減速機構造の弾性部材を示す図である。
【図４】本実施例の弾性部材の変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００３１】
２    減速機構造
９    操舵軸
１４  ウォーム軸
１６  ウォームホイール
３４  モータ
７４  係合部
７６  弾性部材
【図１】
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【図２】
2005282799.tif 000004
【図３】
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【図４】
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