(57)【要約】【課題】製造コストの高騰を招来することなく振動や騒音を著しく抑制すること。【解決手段】電動モータ４から遠い側の転がり軸受５の内輪内側とウォーム１の先端部１ｄとの間には、環状弾性体１３が設置されている。転がり軸受５は、ウォームホイール２側に偏芯して設定されているため、環状弾性体１３は、ウォーム１をウォームホイール２に向けて付勢することができる。環状弾性体１３は、鍔部１３ａを持ち、この鍔部１３ａは、ウォーム１の軸方向に圧縮して組み込まれているため、ウォーム１を軸方向に付勢することができる。【選択図】図１
2007303649.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータの駆動力を駆動歯車と従動歯車の噛み合わせによって減速する減速機構において、
前記駆動歯車の軸端部と、当該軸端部を支持する転がり軸受の内輪との間に、前記駆動歯車を前記従動歯車に向けて付勢すると共に軸方向に付勢する環状弾性体が設けてあることを特徴とする減速機構。
【請求項２】
前記転がり軸受は、前記従動歯車側に偏芯して設定してあり、これにより、前記環状弾性体は、前記駆動歯車を前記従動歯車に向けて付勢することができることを特徴とする請求項１に記載の減速機構。
【請求項３】
前記環状弾性体は、鍔部を有しており、当該鍔部は、前記駆動歯車の軸方向に圧縮して組み込んであり、これにより、前記駆動歯車の軸方向に付勢することができることを特徴とする請求項１又は２に記載の減速機構。
【請求項４】
前記環状弾性体は、前記転がり軸受の内輪側に介装したブッシュのテーパ状の内径面と前記駆動歯車のテーパ状の軸端部との間に配置し、前記駆動歯車の軸方向に圧縮して組み込んであり、これにより、前記駆動歯車の軸方向に付勢することができることを特徴とする請求項１又は２に記載の減速機構。
【請求項５】
ステアリングホイールに印加された操舵トルクをトルクセンサーにより検知し、この検知した操舵トルクに対応して電動モータから補助操舵トルクを発生して、請求項１乃至４の何れか１項に記載の減速機構により減速し、操舵機構の出力軸に伝達す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、製造コストの高騰を招来することなく、振動や騒音を著しく抑制することができる減速機構、及び、ステアリングホイールに印加された操舵トルクをトルクセンサーにより検知し、この検知した操舵トルクに対応して電動モータから補助操舵トルクを発生して減速機構により減速し、操舵機構の出力軸に伝達する電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の操舵系では、外部動力源を用いて操舵アシストを行わせる、いわゆるパワーステアリング装置が広く採用されている。従来、パワーステアリング装置用の動力源としては、ベーン方式の油圧ポンプが用いられており、この油圧ポンプをエンジンにより駆動するものが多かった。ところが、この種のパワーステアリング装置は、油圧ポンプを常時駆動することによるエンジンの駆動損失が大きい（最大負荷時において、数馬力〜十馬力程度）ため、小排気量の軽自動車等への採用が難しく、比較的大排気量の自動車でも走行燃費が無視できないほど低下することが避けられなかった。
【０００３】
そこで、これらの問題を解決するものとして、電動モータを動力源とする電動パワーステアリング装置（Electric Power Steering、以下ＥＰＳと記す）が近年注目されている。ＥＰＳには、電動モータの電源に車載バッテリを用いるために直接的なエンジンの駆動損失が無く、電動モータが操舵アシスト時にのみに起動されるために走行燃費の低下も抑えられる他、電子制御が極めて容易に行える等の特長がある。
【０００４】
ＥＰＳでは、ステアリングホイールに印加された操舵トルクに対応して、電動モータから補助操舵トルクを発生して、動力伝達機構（減速機構）により減速して操舵機構の出力軸に伝達するようになっている。
【０００５】
この動力伝達機構（減速機構）として、ウォーム減速機構を用いたＥＰＳでは、電動モータの駆動軸側のウォームに、ウォームホイールが噛合してあり、このウォームホイールは、操舵機構の出力軸（例えば、ピニオン軸、コラム軸）に嵌合してある。
【０００６】
ところで、歯車による減速機構のバックラッシに起因するラトル音を抑制する手法として、駆動歯車を従動歯車に対して付勢し予圧を与えバックラッシをなくすという技術がある。代表的な先行特許文献を下記のように記載する。
【０００７】
特許文献１に於いては、ウォームなどの部品の寸法誤差に影響されることなくバックラッシを良好になくすることができ、さらに、ウォーム及びウォームホイールの歯の摩耗が増大してバックラッシが発生した場合、これを簡易になくすることができるようにすることを目的として、 操舵補助用の電動モータの回転をウォームからウォームホイールが設けられている操舵軸に伝える電動パワーステアリング装置装置において、ウォームをウォームホイールへ向けて偏倚が可能とし、該ウォームをその偏倚方向へ付勢するばね体又はねじ体を設けてバックラッシュをなくするようにしてある。
【０００８】
また、特許文献２に於いては、弾性体によってバックラッシ量を少なくすることができ、しかも、噛合部に加わる回転トルクを比較的小さくすることができ、さらに、噛合反力によってウォームが許容偏倚量を超えて移動することを防止することができるようにすることを目的として、電動モータの回転に連動するウォームをハウジング内に支持する転がり軸受の外周りに、該転がり軸受に嵌合された内側環と、ハウジング内に嵌合された外側環と、内側環及び外側環に結合され、ウォームをウォームホイールに向けて偏倚させる環状の弾性体とを備え、内側環の一端にハウジングへの当接によって、弾性体の撓み量を制限するストッパが一体に設けてある。
【０００９】
さらに、特許文献３に於いては、噛合部のバックラッシ量を少なくするための部品点数を少なくすることができるとともに、ウォーム支持部を小形化でき、また、回転中心間距離が長短となる方向と交差する方向への動きによる音鳴りをなくすることができるようにすることを目的として、ウォームの反モータ側を回転自在に支持する軸受部材を、ウォーム及びウォームホイールの回転中心間距離が短くなる方向へウォームを押付ける弾性体、及び回転中心間距離が長短となる方向と交差する方向への移動を制限するストッパを有する構成としてある。
【００１０】
さらに、特許文献４に於いては、簡素な構成であるにも関わらず、叩き音を減少することを目的として、ウォームとウォームホイールの歯面同士が当接したときには、皿ばね等を変形させることにより、ハウジングに対して回転軸を軸線方向に移動して、歯面同士の衝突を緩和し、歯面の叩き音を減少するようにしている。
【００１１】
さらに、特許文献５に於いては、ウォームと噛み合うように出力軸に外嵌され、ギヤ部が樹脂で形成されたウォームホイールと、電動モータから遠い方の軸端部にウォームホイールに向かう予圧を与える予圧機構とが設けてあることにより、バックラッシの存在を無くし、動力の伝達性能を損なうことなく、歯打ち音を低減するようにしている。
【特許文献１】特開２０００−０４３７３９号公報
【特許文献２】特開２００２−０９６７４９号公報
【特許文献３】特開２００４−２０３１５５号公報
【特許文献４】特開平１１−４３０６２号公報
【特許文献５】国際公開ＷＯ２００３／４７９４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上記特許文献１乃至５に於いては、駆動歯車を支持する転がり軸受を駆動歯車の軸方向に予圧を付与していないため、転がり軸受のアキシアル隙間によって駆動歯車の軸が軸方向にがたつき、騒音および振動が発生するといったことがある。
【００１３】
また、軸方向のがたつきを抑制するため、予圧を付与するには、さらに別の弾性体を設ける必要があり、部品点数の増加および組立て工数の増加により、製造コストの高騰を招来するといったことがある。
【００１４】
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであって、製造コストの高騰を招来することなく、振動や騒音を著しく抑制することができる、減速機構及び電動パワーステアリング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】
【００１５】
上記の目的を達成するため、本発明に係る減速機構は、電動モータの駆動力を駆動歯車と従動歯車の噛み合わせによって減速する減速機構において、
前記駆動歯車の軸端部と、当該軸端部を支持する転がり軸受の内輪との間に、前記駆動歯車を前記従動歯車に向けて付勢すると共に軸方向に付勢する環状弾性体が設けてあることを特徴とする。
【００１６】
好適には、前記転がり軸受は、前記従動歯車側に偏芯して設定してあり、これにより、前記環状弾性体は、前記駆動歯車を前記従動歯車に向けて付勢することができる。
【００１７】
また、好適には、前記環状弾性体は、鍔部を有しており、当該鍔部は、前記駆動歯車の軸方向に圧縮して組み込んであり、これにより、前記駆動歯車の軸方向に付勢することができる。
【００１８】
さらに、好適には、前記環状弾性体は、前記転がり軸受の内輪側に介装したブッシュのテーパ状の内径面と前記駆動歯車のテーパ状の軸端部との間に配置し、前記駆動歯車の軸方向に圧縮して組み込んであり、これにより、前記駆動歯車の軸方向に付勢することができる。
【００１９】
また、本発明に係る電動パワーステアリング装置は、ステアリングホイールに印加された操舵トルクをトルクセンサーにより検知し、この検知した操舵トルクに対応して電動モータから補助操舵トルクを発生して、請求項１乃至４の何れか１項に記載の減速機構により減速し、操舵機構の出力軸に伝達することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、駆動歯車を支持する転がり軸受のうち電動モータから遠い側の転がり軸受の内輪と、駆動歯車の軸端部との間に、環状弾性体を設置し、駆動歯車を従動歯車に向けて付勢して予圧を与え、バックラッシをなくしている。また、この環状弾性体により、駆動歯車を軸方向に付勢し予圧を与えている。
【００２１】
環状弾性体にて、駆動歯車を従動歯車に対して付勢すると同時に、駆動歯車を軸方向に付勢しているので、単一の部品にて、バックラッシに起因する騒音と転がり軸受のアキシアル隙間に起因する騒音との両方を抑制することができる。
【００２２】
従って、製造コストの高騰を招来することなく、振動や騒音を著しく抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態に係る減速機構及び電動パワーステアリング装置を図面を参照しつつ説明する。
【００２４】
（第１実施の形態）
図１は、本発明の第１実施の形態に係る電動パワーステアリング装置の断面図である。
【００２５】
図２は、図１に示した電動パワーステアリング装置の要部の軸受部分の拡大断面図である。
【００２６】
駆動歯車であるウォーム１と従動歯車であるウォームホイール２は、噛み合わせた状態で、ハウジング３に収容されている。
【００２７】
ハウジング３には、電動モータ４およびウォーム１を回転自在に支持する転がり軸受５，６が固定されている。
【００２８】
電動モータの駆動軸７の先端の雄スプライン７ａは、ウォーム１の端部の雌スプライン１ａにゆるく内嵌され、ウォーム１が駆動軸７に対して軸方向に移動可能に且つ回転不能の状態でスプライン結合されている。
【００２９】
電動モータ４から発生した補助操舵トルクは、スプラインを介してウォーム１に伝わり、さらにウォーム１からウォームホイール２の出力軸８に減速されながら伝わる。
【００３０】
電動モータ４から近い側の転がり軸受６の軸方向両側に隣接して、環状の弾性部材９，１０が設置されている。
【００３１】
弾性部材９は、ウォーム１の鍔部１ｂと転がり軸受６の内輪の間で圧縮された状態で設置されている。また、弾性部材１０は、ウォーム１に固定された保持部材１１と転がり軸受６の内輪の間で圧縮された状態で設置されている。この弾性部材９，１０により、ウォーム１は、弾性限度内で軸方向の移動が許容されている。
【００３２】
転がり軸受６の内輪内側と、ウォーム１の軸受嵌合部１ｃとの間には、隙間があり、ウォーム１の溝に嵌めた環状の弾性部材１２により、転がり軸受６とウォーム１とは、同軸を保つことができる。環状の弾性部材９，１０と環状の弾性部材１２との弾性により、ウォーム１は、転がり軸受６に対して揺動可能となる。
【００３３】
さて、本実施の形態では、電動モータ４から遠い側の転がり軸受５の内輪内側とウォーム１の先端部１ｄとの間には、環状弾性体１３が設置されている。
【００３４】
ウォーム１の噛み合い半径（Ａ）にウォームホイール２の噛み合い半径（Ｂ）を加え距離を（Ｓ）とすると、駆動軸７と出力軸８との間の軸芯間距離が（Ｓ）となるように、電動モータ４は、ハウジング３に固定されている。
【００３５】
一方、電動モータ４から遠い側の転がり軸受５は、その軸支持孔と出力軸８の軸芯間距離が（Ｓ）よりもやや小さくなるように、ハウジング３に固定されている。
【００３６】
すなわち、転がり軸受５は、ウォームホイール２側に偏芯して設定されているため、環状弾性体１３は、ウォーム１をウォームホイール２に向けて付勢することができる。
【００３７】
環状弾性体１３は、鍔部１３ａを持ち、この鍔部１３ａは、ウォーム１の軸方向に圧縮して組み込まれているため、ウォーム１を軸方向に付勢することができる。
【００３８】
このように、ウォーム１を軸方向に付勢することで、転がり軸受５，６のアキシアル隙間を低減することができる。
【００３９】
以上から、本実施の形態では、環状弾性体１３にて、ウォーム１をウォームホイール２に対して付勢すると同時に、ウォーム１を軸方向に付勢しているので、単一の部品にて、バックラッシに起因する騒音と転がり軸受５のアキシアル隙間に起因する騒音との両方を抑制することができる。
【００４０】
従って、製造コストの高騰を招来することなく、振動や騒音を著しく抑制することができる。
【００４１】
（第２実施の形態）
図３は、本発明の第２実施の形態に係る電動パワーステアリング装置の断面図である。
【００４２】
図４は、図３に示した電動パワーステアリング装置の要部の軸受部分の拡大断面図である。
【００４３】
本実施の形態は、上述した実施の形態とその基本的構成、作用、及び効果が同様であり、相違する点について説明する。
【００４４】
電動モータ４から遠い側の転がり軸受５の内輪内側に、ブッシュ１５が挿入され、ブッシュ１５の内径面１５ａとウォーム１の軸端部１ｅの間には、環状弾性体１４が設置されている。
【００４５】
ウォーム１の軸端部１ｅおよびブッシュ１５の内径面１５ａは、ウォーム１の先端部にいくほど、その径が小さくなるテーパ形状をなしている。
【００４６】
また、環状弾性体１４も、その断面は、テーパ形状をしており、ウォーム１のテーパ状の軸端部１ｅおよびブッシュ内径面１５ａに当接する。
【００４７】
ウォーム１の噛み合い半径（Ａ）にウォームホイール２の噛み合い半径（Ｂ）を加え距離を（Ｓ）とすると、駆動軸７と出力軸８との間の軸芯間距離が（Ｓ）となるように、電動モータ４は、ハウジング３に固定されている。
【００４８】
一方、電動モータ４から遠い側の転がり軸受５は、その軸支持孔と出力軸８の軸芯間距離が（Ｓ）よりもやや小さくなるように、ハウジング３に固定されている。
【００４９】
すなわち、転がり軸受５は、ウォームホイール２側に偏芯して設定されているため、環状弾性体１４は、ウォーム１をウォームホイール２に向けて付勢することができる。
【００５０】
この環状弾性体１４は、ブッシュ１５のテーパ状の内径面１５ａとウォーム１のテーパ状の軸端部１ｅとの間に配置し、ウォーム１の軸方向に圧縮して組み込まれているため、ウォーム１を軸方向に付勢することができる。
【００５１】
このように、ウォーム１を軸方向に付勢することで、軸受５，６のアキシアル隙間を低減することができる。
【００５２】
以上から、本実施の形態に於いても、環状弾性体１４にて、ウォーム１をウォームホイール２に対して付勢すると同時に、ウォーム１を軸方向に付勢しているので、単一の部品にて、バックラッシに起因する騒音と転がり軸受５のアキシアル隙間に起因する騒音との両方を抑制することができる。
【００５３】
従って、製造コストの高騰を招来することなく、振動や騒音を著しく抑制することができる。
【００５４】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されず、種々変形可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の第１実施の形態に係る電動パワーステアリング装置の断面図である。
【図２】図１に示した電動パワーステアリング装置の要部の軸受部分の拡大断面図である。
【図３】本発明の第２実施の形態に係る電動パワーステアリング装置の断面図である。
【図４】図３に示した電動パワーステアリング装置の要部の軸受部分の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１  ウォーム（駆動歯車）
１ａ  雌スプライン
１ｂ  鍔部
１ｃ  軸受嵌合部
１ｄ  先端部
１ｅ  軸端部
２  ウォームホイール（従動歯車）
３  ハウジング
４  電動モータ
５，６  転がり軸受
７  駆動軸
７ａ  雄スプライン
８  出力軸
９，１０  弾性部材
１１  保持部材
１２  弾性部材
１３  環状弾性体
１３ａ  鍔部
１４  環状弾性体
１５  ブッシュ
１５ａ  内径面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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