(57)【要約】【課題】バックラッシを低減するようにしたウォームギヤ機構の耐久性を高めるとともに、部品数を少なく組立工数を少なくすること。【解決手段】ウォームギヤ機構４４は、ウォーム８０とトルク伝達用ウォームホイール９０と補助ウォームホイール１００とからなる。補助ウォームホイールの複数の歯１０３は、補助ウォームホイール１００の回転方向へ、ばね特性を有した撓み変形が可能に構成される。ばね特性を有して撓み変形が可能な、複数の歯１０３は、前記回転方向へ撓んだ状態でウォーム８０に接することによって、ウォーム８０とトルク伝達用ウォームホイール９０の少なくとも一方を回転可能な構成である。この結果、ウォーム８０の歯８１とトルク伝達用ウォームホイール９０の歯９３との間のバックラッシを低減することができる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウォームと、このウォームに噛み合うトルク伝達用ウォームホイールと、このトルク伝達用ウォームホイールに設けられる補助ウォームホイールとからなるウォームギヤ機構であって、
前記補助ウォームホイールは、前記トルク伝達用ウォームホイールの回転中心線と同心に位置するとともに、前記ウォームに噛み合う複数の歯を有しており、
この複数の歯は、前記補助ウォームホイールの回転方向へ、ばね特性を有した撓み変形が可能に構成されることにより、前記補助ウォームホイールの回転方向へ撓んだ状態で前記ウォームに接することで、前記ウォームと前記トルク伝達用ウォームホイールの少なくとも一方を回転可能な構成であることを特徴とするウォームギヤ機構。
【請求項２】
前記ウォームの歯に前記トルク伝達用ウォームホイールの歯が接していないときには、前記補助ウォームホイールの複数の歯の少なくとも１つは、前記補助ウォームホイールの回転方向へ撓んだ状態で前記ウォームの歯に接していることを特徴とする請求項１記載のウォームギヤ機構。
【請求項３】
前記複数の歯の少なくとも１つは、常に前記補助ウォームホイールの回転方向へ撓んだ状態で前記ウォームの歯に接していることを特徴とする請求項１記載のウォームギヤ機構。
【請求項４】
前記ウォームを正転から逆転に切り替えることによって、逆転直前に前記ウォームに噛み合っていた前記トルク伝達用ウォームホイールの歯とは異なる歯に噛み合うまでの間には、前記複数の歯は、前記補助ウォームホイールの回転方向へ撓んだ状態で前記ウォームに接することを特徴とする請求項１記載のウォームギヤ機構。
【請求項５】
前記補助ウォームホイールは、前記複数の歯を含めて全体が樹脂によって一体に形成されていることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項記載のウォームギヤ機構。
【請求項６】
前記補助ウォームホイールは、前記トルク伝達用ウォームホイールに重ね合わされるとともに、互いの合わせ面に設けられた位置決め部によって位置決めされて、取り付けられる部品であり、
前記位置決め部は、前記補助ウォームホイールの前記合わせ面と前記トルク伝達用ウォームホイールの前記合わせ面とのいずれか一方に形成された位置決め凹部と、前記補助ウォームホイールの前記合わせ面と前記トルク伝達用ウォームホイールの前記合わせ面とのいずれか他方に形成されて前記位置決め凹部に嵌め込み可能な位置決め凸部とからなることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項記載のウォームギヤ機構。
【請求項７】
前記位置決め凹部が位置している方の前記合わせ面は、前記回転中心線を基準とした円弧状の長溝を有しており、
前記位置決め凹部は、前記長溝の一部に位置し、
前記位置決め凸部は、前記長溝に嵌め込まれることにより、この長溝に沿って移動しながら前記位置決め凹部に位置することが可能であることを特徴とする請求項６記載のウォームギヤ機構。
【請求項８】
前記トルク伝達用ウォームホイールの前記合わせ面と前記補助ウォームホイールとの、少なくとも一方には前記回転中心線に沿って延びた掛け爪部を有するとともに、他方には前記掛け爪部を掛け止めるための掛け止め部を有し、
前記掛け爪部が前記掛け止め部に掛け止められることにより、前記補助ウォームホイールは前記トルク伝達用ウォームホイールに取り付けられることを特徴とする請求項６又は請求項７記載のウォームギヤ機構。
【請求項９】
前記掛け爪部は、前記トルク伝達用ウォームホイールの前記合わせ面から前記回転中心線に沿って前記補助ウォームホイールに向かうように延びたアームと、このアームの先端から前記トルク伝達用ウォームホイールの前記合わせ面に沿うように突出した爪部とからなり、
前記掛け止め部は、前記回転中心線に沿って前記補助ウォームホイールを貫通した、前記回転中心線を基準とする円弧状の貫通孔と、この貫通孔を形成する円弧状の縁に沿って前記補助ウォームホイールの非合わせ面に形成された傾斜面とからなり、
前記貫通孔は、前記アーム及び前記爪部が同時に挿通可能な第１貫通孔と、この第１貫通孔に連なるとともに前記アームだけが貫通可能な第２貫通孔とからなり、
前記傾斜面は、前記第１貫通孔と前記第２貫通孔との境界を、前記補助ウォームホイールの前記非合わせ面から最も深い傾斜始点とし、この傾斜始点から前記第２貫通孔に沿いつつ前記補助ウォームホイールの前記非合わせ面まで傾斜しながら延び、この延びた傾斜端を前記非合わせ面に連なった傾斜終点としており、
前記爪部は、前記アームと共に前記第１貫通孔を挿通された後に、前記補助ウォームホイールに対して前記回転中心線を基準に相対的に回されることで、前記傾斜面に案内されながら前記非合わせ面に位置したときに、この非合わせ面に弾性を有して掛け止められる構成であることを特徴とする請求項８記載のウォームギヤ機構。
【請求項１０】
前記爪部が前記非合わせ面に掛け止められたときに、前記位置決め凸部は前記位置決め凹部に位置する構成であることを特徴とする請求項９記載のウォームギヤ機構。
【請求項１１】
前記トルク伝達用ウォームホイールと前記アームと前記爪部とを樹脂で一体に成形し、
前記爪部は、前記アームから前記回転中心線に向かって突出していることを特徴とする請求項９又は請求項１０記載のウォームギヤ機構。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１までのいずれか１項のウォームギヤ機構と、車両のステアリングホイールから操舵車輪に至るステアリング系と、トルクを発生するとともにこのトルクを前記ウォームギヤ機構を介して前記ステアリング系に伝える電動モータと、を備えたことを特徴とするウォームギヤ機構を搭載した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、ウォームギヤ機構及びウォームギヤ機構を搭載した電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動パワーステアリング装置に搭載されているウォームギヤ機構は、電動モータに連結されたウォームと、負荷に連結されたトルク伝達用のウォームホイールとによって構成されている。電動モータが発生した補助トルクは、ウォームからウォームホイールを介して負荷に伝達される。このようなウォームギヤ機構においては、ウォームの歯とウォームホイールの歯との間のバックラッシを低減する技術が開発されてきた（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
特許文献１で知られているウォームギヤ機構は、ウォームに噛合うウォームホイールを、回転軸方向に２個のギヤ（第１ギヤ及び第２ギヤ）に分割し、これらの２個のギヤの位相を互いにずらすことを可能にしたというものである。つまり、第１ギヤに対して第２ギヤは所定の角度だけ相対回転が可能である。第１ギヤの歯と第２ギヤの歯とによって、ウォームの歯の両面を挟み込むことにより、バックラッシが低減される。
【０００４】
具体的には次の２つの技術がある。第１の技術は、ウォームの歯の両面を各ギヤの歯によって挟み込んだ後に、第１ギヤに第２ギヤをボルト止めすることによって、各ギヤ同士の相対回転を規制するものである。第２の技術は、ウォームの歯の両面を第１ギヤの歯と第２ギヤの歯とによって挟み込む方向に、各ギヤ同士をスプリング及び関連部品によって付勢するものである。
【０００５】
しかしながら、特許文献１で知られているウォームギヤ機構は、ウォームホイールを回転軸方向に二分割したものなので、ウォームの歯に対するギヤ１個の歯の接触面積は半分以下になる。ウォームは、正回転したときには第１ギヤの歯にトルクを伝達し、逆回転したときには第２ギヤの歯にトルクを伝達する。ウォームギヤ機構の耐久性、特に耐摩耗性を高めるには、更なる検討の余地がある。
【０００６】
また、第１の技術は、第１ギヤの歯と第２ギヤの歯との相対位置を調整した後に、各ギヤ同士を固定する必要がある。これでは、ウォームギヤ機構の調整作業が面倒であるとともに、組立工数が増大する要因となる。しかも、それぞれの歯が摩耗することによりバックラッシが増大するので、再びバックラッシの調整作業が必要となる。また、第１の技術は、各ギヤ同士を固定するための複数のボルトが必要であり、部品数が増す要因となる。
【０００７】
一方、第２の技術は、各ギヤ同士を付勢するための部品（スプリング及び関連部品）が必要であり、部品数が増す要因となる。しかも、付勢するための部品を組み付けるための工数が必要なので、ウォームギヤ機構の組立工数が増大する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−１９８６００公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、バックラッシを低減するようにしたウォームギヤ機構の耐久性を高めるとともに、部品数が少なく組立工数が少なくてすむ技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に係る発明では、ウォームと、このウォームに噛み合うトルク伝達用ウォームホイールと、このトルク伝達用ウォームホイールに設けられる補助ウォームホイールとからなるウォームギヤ機構であって、前記補助ウォームホイールは、前記トルク伝達用ウォームホイールの回転中心線と同心に位置するとともに、前記ウォームに噛み合う複数の歯を有しており、この複数の歯は、前記補助ウォームホイールの回転方向へ、ばね特性を有した撓み変形が可能に構成されることにより、前記補助ウォームホイールの回転方向へ撓んだ状態で前記ウォームに接することで、前記ウォームと前記トルク伝達用ウォームホイールの少なくとも一方を回転可能な構成であることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に係る発明では、前記ウォームの歯に前記トルク伝達用ウォームホイールの歯が接していないときには、前記補助ウォームホイールの複数の歯の少なくとも１つは、前記補助ウォームホイールの回転方向へ撓んだ状態で前記ウォームの歯に接していることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に係る発明では、前記複数の歯の少なくとも１つは、常に前記補助ウォームホイールの回転方向へ撓んだ状態で前記ウォームの歯に接していることを特徴とする。
【００１３】
請求項４に係る発明では、前記ウォームを正転から逆転に切り替えることによって、逆転直前に前記ウォームに噛み合っていた前記トルク伝達用ウォームホイールの歯とは異なる歯に噛み合うまでの間には、前記複数の歯は、前記補助ウォームホイールの回転方向へ撓んだ状態で前記ウォームに接することを特徴とする。
【００１４】
請求項５に係る発明では、前記補助ウォームホイールは、前記複数の歯を含めて全体が樹脂によって一体に形成されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項６に係る発明では、前記補助ウォームホイールは、前記トルク伝達用ウォームホイールに重ね合わされるとともに、互いの合わせ面に設けられた位置決め部によって位置決めされて、取り付けられる部品であり、前記位置決め部は、前記補助ウォームホイールの前記合わせ面と前記トルク伝達用ウォームホイールの前記合わせ面とのいずれか一方に形成された位置決め凹部と、前記補助ウォームホイールの前記合わせ面と前記トルク伝達用ウォームホイールの前記合わせ面とのいずれか他方に形成されて前記位置決め凹部に嵌め込み可能な位置決め凸部とからなることを特徴とする。
【００１６】
請求項７に係る発明では、前記位置決め凹部が位置している方の前記合わせ面は、前記回転中心線を基準とした円弧状の長溝を有しており、
前記位置決め凹部は、前記長溝の一部に位置し、
前記位置決め凸部は、前記長溝に嵌め込まれることにより、この長溝に沿って移動しながら前記位置決め凹部に位置することが可能であることを特徴とする。
【００１７】
請求項８に係る発明では、前記トルク伝達用ウォームホイールの前記合わせ面と前記補助ウォームホイールとの、少なくとも一方には前記回転中心線に沿って延びた掛け爪部を有するとともに、他方には前記掛け爪部を掛け止めるための掛け止め部を有し、前記掛け爪部が前記掛け止め部に掛け止められることにより、前記補助ウォームホイールは前記トルク伝達用ウォームホイールに取り付けられることを特徴とする。
【００１８】
請求項９に係る発明では、前記掛け爪部は、前記トルク伝達用ウォームホイールの前記合わせ面から前記回転中心線に沿って前記補助ウォームホイールに向かうように延びたアームと、このアームの先端から前記トルク伝達用ウォームホイールの前記合わせ面に沿うように突出した爪部とからなり、前記掛け止め部は、前記回転中心線に沿って前記補助ウォームホイールを貫通した、前記回転中心線を基準とする円弧状の貫通孔と、この貫通孔を形成する円弧状の縁に沿って前記補助ウォームホイールの非合わせ面に形成された傾斜面とからなり、前記貫通孔は、前記アーム及び前記爪部が同時に挿通可能な第１貫通孔と、この第１貫通孔に連なるとともに前記アームだけが貫通可能な第２貫通孔とからなり、前記傾斜面は、前記第１貫通孔と前記第２貫通孔との境界を、前記補助ウォームホイールの前記非合わせ面から最も深い傾斜始点とし、この傾斜始点から前記第２貫通孔に沿いつつ前記補助ウォームホイールの前記非合わせ面まで傾斜しながら延び、この延びた傾斜端を前記非合わせ面に連なった傾斜終点としており、前記爪部は、前記アームと共に前記第１貫通孔を挿通された後に、前記補助ウォームホイールに対して前記回転中心線を基準に相対的に回されることで、前記傾斜面に案内されながら前記非合わせ面に位置したときに、この非合わせ面に弾性を有して掛け止められる構成であることを特徴とする。
【００１９】
請求項１０に係る発明では、前記爪部が前記非合わせ面に掛け止められたときに、前記位置決め凸部は前記位置決め凹部に位置する構成であることを特徴とする。
【００２０】
請求項１１に係る発明では、前記トルク伝達用ウォームホイールと前記アームと前記爪部とを樹脂で一体に成形し、前記爪部は、前記アームから前記回転中心線に向かって突出していることを特徴とする。
【００２１】
請求項１２に係る発明では、請求項１から請求項１１までのいずれか１項のウォームギヤ機構と、車両のステアリングホイールから操舵車輪に至るステアリング系と、トルクを発生するとともにこのトルクを前記ウォームギヤ機構を介して前記ステアリング系に伝える電動モータと、を備えたことを特徴とするウォームギヤ機構を搭載した電動パワーステアリング装置である。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１に係る発明では、ウォームと、このウォームから負荷にトルクを伝達するためのトルク伝達用ウォームホイールと、ウォームの歯とトルク伝達用ウォームホイールの歯との間のバックラッシを低減するための補助ウォームホイールとによって、ウォームギヤ機構が構成される。このため、トルク伝達用ウォームホイールは、トルクを伝達する機能を有していればよいので、十分な強度を有するように容易に設計することが可能である。この結果、ウォームギヤ機構の耐久性を容易に高めることができる。
【００２３】
さらに、請求項１に係る発明では、補助ウォームホイールの複数の歯は、補助ウォームホイールの回転方向（正転方向及び逆転方向の両方）へ「ばね特性」を有した撓み変形が可能に構成される。歯のばね特性とは、歯に加わる荷重と、この荷重によって生じる歯の撓み量とに、予め設定された一定の特性を有している（つまり、歯自体が「ばねの機能」を有している）ことをいう。ばね特性を有して撓み変形が可能な複数の歯は、前記回転方向へ撓んだ状態でウォームに接することによって、ウォームとトルク伝達用ウォームホイールの少なくとも一方を回転可能な構成である。この結果、トルク伝達用ウォームホイールまたは補助ウォームホイールを回転させることにより、ウォームとトルク伝達用ウォームホイールとを接触させて、ウォームの歯とトルク伝達用ウォームホイールの歯との間のバックラッシを低減することができる。
【００２４】
このように、請求項１に係る発明では、補助ウォームホイールの複数の歯自体が、ばね特性を有して撓み変形可能なので、バックラッシを低減するための別個の部品は必要ない。従って、バックラッシを低減するようにしたウォームギヤ機構の構成を簡略化することができ、部品数を少なくすることができるとともに、組立工数を少なくすることができる。
【００２５】
請求項２に係る発明では、少なくともウォームの歯にトルク伝達用ウォームホイールの歯が接するまでは、補助ウォームホイールの複数の歯の少なくとも１つは、補助ウォームホイールの回転方向へ撓んだ状態でウォームの歯に接している。つまり、複数の歯の少なくとも１つは、ウォームとトルク伝達用ウォームホイールの少なくとも一方を、前記回転方向へ付勢する。この結果、ウォームの歯とトルク伝達用ウォームホイールの歯との間のバックラッシの影響を確実に低減することができる。
【００２６】
請求項３に係る発明では、補助ウォームホイールの複数の歯の少なくとも１つは、常に補助ウォームホイールの回転方向へ撓んだ状態でウォームの歯に接している。このため、ウォームとトルク伝達用ウォームホイールとの間で、トルクの伝達が無いときには、複数の歯の少なくとも１つは、ウォームとトルク伝達用ウォームホイールの少なくとも一方を、前記回転方向へ付勢する。
【００２７】
例えば、ウォームからトルク伝達用ウォームホイールにトルクが伝達されていないときに、トルク伝達用ウォームホイールが外力により逆転されて、ウォームに当たる場合が有り得る。しかし、補助ウォームホイールの複数の歯が、補助ウォームホイールの回転方向へ撓んだ状態でウォームの歯に接している。このため、逆転したトルク伝達用ウォームホイールの歯は、ウォームの歯に衝当することなく、緩やかに当たって噛合う。歯同士が当たることによる打音の発生を防止することができる。さらには、ウォームからトルク伝達用ウォームホイールにトルクが伝達されていないときに、トルク伝達用ウォームホイールが外力により逆転されることを、ばね特性を有している歯によって抑制し続ける。このため、ウォームの歯とトルク伝達用ウォームホイールの歯との間のバックラッシの影響を確実に低減することができる。
【００２８】
さらには、ウォームギヤ機構を長期間にわたって使用することにより、ウォームの歯やトルク伝達用ウォームホイールの歯が摩耗して、バックラッシが増大しようとした場合であっても、補助ウォームホイールの複数の歯が、補助ウォームホイールの回転方向へ撓んだ状態でウォームの歯に接している。このため、バックラッシの調整作業をする必要はない。
【００２９】
請求項４に係る発明では、ウォームを正転から逆転に切り替えた場合に、逆転したウォームの歯はトルク伝達用ウォームホイールの歯に緩やかに接触する。歯同士が当たることによる打音の発生を抑制することができる。
【００３０】
請求項５に係る発明では、補助ウォームホイールは、複数の歯を含めて全体が樹脂によって一体に形成されている。このため、補助ウォームホイールの生産性を高めることができる。
【００３１】
請求項６に係る発明では、トルク伝達用ウォームホイールに補助ウォームホイールを重ね合わせ、位置決め凹部に位置決め凸部を嵌め込むことにより、トルク伝達用ウォームホイールに補助ウォームホイールを位置決めして、取り付けることができる。このため、位置決め凹部に位置決め凸部を嵌め込むことによって、トルク伝達用ウォームホイールの歯に対する補助ウォームホイールの歯の相対的な位置を、最適な位置に容易に設定することができる。このように互いに一体化された各ウォームホイールを、ウォームに組み付けることによって、ウォームとトルク伝達用ウォームホイールの少なくとも一方は、補助ウォームホイールの回転方向へ、予め付勢される（プリロードの設定）。
【００３２】
請求項７に係る発明では、位置決め凹部は、補助ウォームホイールの回転中心線を基準とした円弧状の長溝の一部に位置している。このため、円弧状の長溝に位置決め凸部を嵌め込んだ後に、トルク伝達用ウォームホイールと補助ウォームホイールのいずれか一方を、回転中心線を基準として回すことにより、長溝に位置している位置決め凹部に位置決め凸部が嵌る。作業者は、トルク伝達用ウォームホイールの歯に対する補助ウォームホイールの歯の相対的な位置を、目視することなく最適な位置に確実に且つ容易に設定することができる。従って、組立工数を低減することができる。
【００３３】
請求項８に係る発明では、トルク伝達用ウォームホイールに補助ウォームホイールを重ね合わせることにより、掛け止め部に掛け爪部が掛け止まる。この結果、トルク伝達用ウォームホイールに補助ウォームホイールを確実に且つ容易に組み付けることができる。組み付けられた補助ウォームホイールは、トルク伝達用ウォームホイールに対して軸方向に変位することなく、安定した組み付け状態を維持する。
【００３４】
請求項９に係る発明では、アーム及び爪部を第１貫通孔に挿通した後に、補助ウォームホイールに対して回転中心線を基準に相対的に回すことによって、爪部は傾斜面に案内されながら補助ウォームホイールの非合わせ面に位置する。この結果、爪部は非合わせ面に弾性を有して掛け止まる。このように、トルク伝達用ウォームホイールに対して補助ウォームホイールを重ね合わせて、相対的に回すだけの作業によって、トルク伝達用ウォームホイールに補助ウォームホイールを一体的に取り付けることができるので、組み付け性が良い。
【００３５】
請求項１０に係る発明では、爪部を非合わせ面に掛け止めると同時に、位置決め凸部が位置決め凹部に嵌る。トルク伝達用ウォームホイールに対して補助ウォームホイールを重ね合わせて、相対的に回すだけの作業によって、トルク伝達用ウォームホイールに補助ウォームホイールを取り付けるとともに、トルク伝達用ウォームホイールの歯に対する補助ウォームホイールの歯の相対的な位置を、最適な位置に確実に且つ容易に設定することができる。このため、組み付け性が良い。
【００３６】
請求項１１に係る発明では、トルク伝達用ウォームホイールとアームと爪部とを樹脂で一体に成形した。爪部がアームから回転中心線に向かって突出しているので、トルク伝達用ウォームホイールを成形するための成形用金型を、回転中心線に沿った２分割品とすることができる。このため、トルク伝達用ウォームホイールの生産性を高めることができる。
【００３７】
請求項１２に係る発明では、電動パワーステアリング装置において、電動モータで発生したトルクをステアリング系に伝達する動力伝達機構として、バックラッシを除去したウォームギヤ機構を採用したので、動力伝達機構の耐久性を、より高めることができる。
【００３８】
さらには、ウォームギヤ機構のバックラッシを除去することによって、ステアリングホイールを操舵するときの歯同士の打音の発生を、より抑制することができ、この結果、車室内の騒音を一層低減することができる。例えば、車両の直進走行時には、ウォームからトルク伝達用ウォームホイールにトルクが伝達されない。この走行状態において、車両の走行振動の影響を受けて歯同士が当たって打音を発生することを、極力抑制することができる。
【００３９】
さらに請求項１２に係る発明では、ウォームギヤ機構のバックラッシを除去することによって、ウォームに対するトルク伝達用ウォームホイールの良好な噛合い状態を維持することができる。このため、ステアリングホイールを切り返し操作したときに、ウォームギヤ機構からステアリング系に補助トルクが伝達される時間遅れの発生を抑制することができる。さらには、バックラッシを除去したので、ウォームによってトルク伝達用ウォームホイールを回転させた場合に、歯同士が衝当することなく、緩やかに当たって噛合うので、ステアリングホイールの切り返し作動を良好にすることができる。このようなことから、電動パワーステアリング装置の操舵感覚（操舵フィーリング）を、より高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係る電動パワーステアリング装置の模式図である。
【図２】図１に示された電動パワーステアリング装置の全体構成図である。
【図３】図２の３−３線断面図である。
【図４】図２の４−４線断面図である。
【図５】図３に示されたウォームギヤ機構を拡大した図である。
【図６】図５に示されたトルク伝達用ウォームホイールと補助ウォームホイールとを分解した断面図である。
【図７】図６に示されたトルク伝達用ウォームホイールと補助ウォームホイールの斜視図である。
【図８】図５に示されたトルク伝達用ウォームホイールと補助ウォームホイールとを組み合わせた状態の平面図である。
【図９】図８に示された補助ウォームホイールを非合わせ面側から見た図である。
【図１０】図９に示された補助ウォームホイールを合わせ面側から見た図である。
【図１１】図８に示された位置決め部、掛け爪部、掛け止め部の関係を説明する説明図である。
【図１２】図１１に示された位置決め部、掛け爪部、掛け止め部の組み付け手順を説明する説明図である。
【図１３】図１２に示された位置決め部、掛け爪部、掛け止め部の組み付け完了状態を説明する説明図である。
【図１４】図６に示されたトルク伝達用ウォームホイールを成形する手順を説明する説明図である。
【図１５】図４に示されたウォームギヤ機構の各歯の噛み合い構成を説明する説明図である。
【図１６】図１５に示されたウォームにトルク伝達用ウォームホイールの歯が接触していないときのウォームギヤ機構の各歯の噛み合い構成を説明する説明図である。
【図１７】図１５に示されたウォームを逆転したときのウォームギヤ機構の各歯の噛み合い構成を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
本発明を実施するための形態を添付図に基づいて以下に説明する。
【実施例】
【００４２】
実施例に係るウォームギヤ機構を電動パワーステアリング装置に搭載した例を説明する。
【００４３】
図１に示されるように、電動パワーステアリング装置１０は、車両のステアリングホイール２１から車両の操舵車輪２９，２９（例えば前輪）に至るステアリング系２０と、このステアリング系２０に補助トルクを加える補助トルク機構４０とからなる。
【００４４】
ステアリング系２０は、ステアリングホイール２１にステアリングシャフト２２及び自在軸継手２３，２３を介してピニオン軸（入力軸）２４を連結し、ピニオン軸２４にラックアンドピニオン機構２５を介してラック軸２６を連結し、ラック軸２６の両端に左右のタイロッド２７，２７及びナックル２８，２８を介して左右の操舵車輪２９，２９を連結したものである。
【００４５】
ラックアンドピニオン機構２５は、ピニオン軸２４に形成されたピニオン３１と、ラック軸２６に形成されたラック３２とからなる。
【００４６】
ステアリング系２０によれば、運転者がステアリングホイール２１を操舵することで、この操舵トルクによりラックアンドピニオン機構２５及び左右のタイロッド２７，２７を介して、左右の操舵車輪２９，２９を操舵することができる。
【００４７】
補助トルク機構４０は、ステアリングホイール２１に加えたステアリング系２０の操舵トルクを操舵トルクセンサ４１で検出し、この操舵トルクセンサ４１のトルク検出信号に基づき制御部４２で制御信号を発生し、この制御信号に基づき操舵トルクに応じた補助トルクを電動モータ４３で発生し、この補助トルクをウォームギヤ機構４４を介してピニオン軸２４に伝達し、さらに、補助トルクをピニオン軸２４からステアリング系２０のラックアンドピニオン機構２５に伝達するようにした機構である。
【００４８】
操舵トルクセンサ４１は、ピニオン軸２４に加えられたトルクを検出し、トルク検出信号として出力するものであり、例えば磁歪式トルクセンサやトーションバー式トルクセンサによって構成される。
【００４９】
電動パワーステアリング装置１０によれば、運転者の操舵トルクに電動モータ４３の補助トルクを加えた複合トルクにより、ラック軸２６で操舵車輪２９，２９を操舵することができる。
【００５０】
図２に示されるように、ハウジング５１は車幅方向（図左右方向）に延びており、ラック軸２６を軸方向にスライド可能に収容している。ラック軸２６は、ハウジング５１から突出した長手方向両端にボールジョイント５２，５２を介してタイロッド２７，２７を連結されている。
【００５１】
図３に示されるように、電動パワーステアリング装置１０は、ピニオン軸２４、ラックアンドピニオン機構２５、操舵トルクセンサ４１及びウォームギヤ機構４４をハウジング５１に収納し、ハウジング５１の上部開口を上部カバー部５３で塞いだものである。操舵トルクセンサ４１は、上部カバー部５３に取付けたものである。
【００５２】
ハウジング５１は、上下に延びるピニオン軸２４の上部、長手中央部及び下端を３個の軸受５５〜５７を介して回転可能に支承したものであり、さらに電動モータ４３を取付けるとともに、ラックガイド７０を備えている。
【００５３】
ラックガイド７０は、ラック３２と反対側からラック軸２６に当てるガイド部７１と、このガイド部７１を圧縮ばね７２を介して押す調整ボルト７３とからなる、押圧手段である。
【００５４】
図４に示されるように、電動モータ４３は、横向きのモータ軸４３ａを備えるとともに、ハウジング５１に取付けたものである。モータ軸４３ａはハウジング５１内に延びて、カップリング４５によりウォーム軸４６に連結されている。ハウジング５１は、水平に延びるウォーム軸４６の両端部を、軸受４７，４８を介して回転可能に支承している。
【００５５】
図３及び図４に示されるように、ウォームギヤ機構４４は、電動モータ４３で発生した補助トルクをピニオン軸２４に伝達する補助トルク伝達機構、すなわち倍力機構である。詳しく述べると、ウォームギヤ機構４４は、ウォーム８０と、このウォーム８０に噛み合うトルク伝達用ウォームホイール９０と、このトルク伝達用ウォームホイール９０に設けられる補助ウォームホイール１００とからなる。補助ウォームホイール１００は、ウォーム８０とトルク伝達用ウォームホイール９０との間の、バックラッシを除去するために設けた補助的な歯車である。以下、トルク伝達用ウォームホイール９０のことを適宜「伝達用ホイール９０」といい、補助ウォームホイール１００のことを適宜「補助ホイール１００」という。
【００５６】
ウォーム８０はウォーム軸４６に一体に形成されている。伝達用ホイール９０はピニオン軸２４に取り付けられている。駆動側のウォーム８０に伝達用ホイール９０を噛合わせることによって、ウォーム８０から伝達用ホイール９０を介して負荷にトルクを伝達することができる。
【００５７】
図５は、図３に対応させてウォームギヤ機構４４の左半分のみを示している。図５〜図８に示されるように、伝達用ホイール９０は、ピニオン軸２４に嵌合される円筒状のボス部９１と、ボス部９１の外周部分に一体に形成された円盤状のホイール本体９２と、ホイール本体９２の外周面に全周にわたって形成された複数の歯９３とからなる、一体成形品の歯車である。このような伝達用ホイール９０は、少なくとも複数の歯９３を含めてホイール本体９２が樹脂の成型品によって構成される。つまり、伝達用ホイール９０は、全体が樹脂による成型品によって構成されるか、または、ホイール本体９２が樹脂の成型品によって構成されるとともにボス部９１が金属材料によって構成される。なお、伝達用ホイール９０は、成形用型によって製造する以外の手法（例えばホブ等で削る）で製造してもよい。
【００５８】
ピニオン軸２４は、伝達用ホイール９０を、相対的な軸方向移動を規制するとともに、スプライン又はセレーションによって相対回転を規制して結合することになる。伝達用ホイール９０の回転中心線ＣＬは、ピニオン軸２４の軸線に合致する。
【００５９】
図５〜図８に示されるように、伝達用ホイール９０と補助ホイール１００とは、回転中心線ＣＬに沿って一列に配列されている。補助ホイール１００の回転中心線（中心）は、伝達用ホイール９０の回転中心線ＣＬと同一である。補助ホイール１００は、伝達用ホイール９０の一方の面９４（ホイール本体９２の一方の面９４）に重ね合わされるとともに、相対的な軸方向移動と相対回転の両方が規制されて取り付けられている。この補助ホイール１００は、伝達用ホイール９０よりも薄肉の環状の部材であって、外周面に全周にわたって形成された複数の歯１０３を有している。補助ホイール１００の歯１０３の歯数は、伝達用ホイール９０の歯９３の歯数と同じである。
【００６０】
さらに、補助ホイール１００は、複数の歯１０３を含めて全体が樹脂によって一体に形成されている。このため、補助ホイール１００の生産性を高めることができる。
【００６１】
ここで、次のように定義する。図６に示されるように、伝達用ホイール９０の一方の面９４、つまり補助ホイール１００が重ね合わされる面９４のことを「伝達用ホイール９０の合わせ面９４」という。補助ホイール１００の一方の面１０４、つまり伝達用ホイール９０に重ね合わされる面１０４のことを「補助ホイール１００の合わせ面１０４」という。補助ホイール１００の他方の面１０５、つまり合わせ面１０４とは反対側の面のことを「補助ホイール１００の非合わせ面１０５」という。
【００６２】
図５〜図８に示されるように、補助ホイール１００は、伝達用ホイール９０に重ね合わされるとともに、互いの合わせ面９４，１０４に設けられた複数（実施例では３個）の位置決め部１１０によって位置決めされて、取り付けられる部品である。各位置決め部１１０は、位置決め凹部１１１と位置決め凸部１１２とからなる。位置決め凹部１１１は、伝達用ホイール９０の合わせ面９４と補助ホイール１００の合わせ面１０４とのいずれか一方に形成されている。位置決め凸部１１２は、伝達用ホイール９０の合わせ面９４と補助ホイール１００の合わせ面１０４とのいずれか他方に形成されており、位置決め凹部１１１に嵌め込み可能である。実施例では、位置決め凹部１１１は補助ホイール１００の合わせ面１０４に形成され、位置決め凸部１１２は伝達用ホイール９０の合わせ面９４に形成されている。この位置決め凸部１１２は円形断面のピンからなる。位置決め凹部１１１の径は、位置決め凸部１１２の径よりも若干大きい。
【００６３】
図９は補助ホイール１００を非合わせ面１０５側から見た図として表している。図１０は補助ホイール１００を合わせ面１０４側から見たとして表している。図１１（ａ）は、上から見た位置決め部１１０、掛け爪部１２１及び掛け止め部１３１を回転中心線ＣＬを基準として周方向に展開して表している。図１１（ｂ）は、図１１（ａ）に示された掛け爪部１２１と掛け止め部１３１の関係を、側方から見た断面図として表している。図１１（ｃ）は、図１１（ａ）に示された位置決め部１１０を、側方から見た断面図として表している。
【００６４】
図７〜図１１に示されるように、複数の位置決め凹部１１１が位置している方の合わせ面１０４、つまり補助ホイール１００の合わせ面１０４は、回転中心線ＣＬを基準とした複数（実施例では３個）の円弧状の長溝１１３を有している。これらの長溝１１３は、回転中心線ＣＬを基準とした同心円に全て配列されている。各位置決め凹部１１１は、それぞれ長溝１１３の一部に位置している。長溝１１３の溝幅は位置決め凸部１１２の径よりも若干大きい。各位置決め凸部１１２は、各長溝１１３に嵌め込まれることにより、この長溝１１３に沿って移動しながら位置決め凹部１１１に位置することが可能である。位置決め凸部１１２が長溝１１３に案内されて変位する構成なので、伝達用ホイール９０に対して補助ホイール１００を相対的に回したときに、伝達用ホイール９０と補助ホイール１００との位置合わせは容易である。
各置決め凸部１１２は、軸方向断面で見たときに、先端が根本に比べて小さい先細り形状となっており、各長溝１１３は、軸方向断面で見たときに、溝の底が溝の先端に比べて小さい先細り形状となっている。これにより、位置決め凸部１１２と長溝１１３とを容易に嵌め込むことが可能となり、位置合わせが容易となる。なお、位置決め凸部１１２と長溝１１３の、少なくとも一方が咲き細り形状となっていればよい。
【００６５】
図６〜図８に示されるように、伝達用ホイール９０の合わせ面９４は、回転中心線ＣＬに沿って補助ホイール１００に向かうように延びた複数（実施例では３個）の掛け爪部１２１を有している。補助ホイール１００は、複数の掛け爪部１２１を掛け止めるための、複数（実施例では３個）の掛け止め部１３１を有している。各掛け爪部１２１がそれぞれの掛け止め部１３１に掛け止められることにより、補助ホイール１００は伝達用ホイール９０に取り付けられる。
【００６６】
各々の掛け爪部１２１は、伝達用ホイール９０の合わせ面９４から回転中心線ＣＬに沿って補助ホイール１００に向かうように延びたアーム１２２と、このアーム１２２の先端から伝達用ホイール９０の合わせ面９４に沿うように突出した爪部１２３とからなる。この爪部１２３は、図５〜図７に示されるように、アーム１２２から回転中心線ＣＬに向かって突出している。
【００６７】
各々の掛け止め部１３１は、回転中心線ＣＬに沿って補助ホイール１００を貫通した、回転中心線ＣＬを基準とする円弧状の貫通孔１３２と、この貫通孔１３２を形成する円弧状の縁１３３に沿って、補助ホイール１００の非合わせ面１０５に形成された傾斜面１３４とからなる。各々の貫通孔１３２は、アーム１２２及び爪部１２３が同時に挿通可能な第１貫通孔１３５と、この第１貫通孔１３５に連なるとともにアーム１２２だけが貫通可能な第２貫通孔１３６とからなる。
【００６８】
図９及び図１１（ｂ）に示されるように、傾斜面１３４は、第１貫通孔１３５と第２貫通孔１３６との境界１３４ａを、補助ホイール１００の非合わせ面１０５から最も深い傾斜始点１３４ａとし、この傾斜始点１３４ａから第２貫通孔１３６に沿いつつ補助ホイール１００の非合わせ面１０５まで傾斜しながら延び、この延びた傾斜端１３４ｂを非合わせ面１０５に連なった傾斜終点１３４ｂとしている。
【００６９】
爪部１２３は、アーム１２２と共に第１貫通孔１３５を挿通された後に、補助ホイール１００に対して回転中心線ＣＬを基準に相対的に回されることで、傾斜面１３４に案内されながら非合わせ面１０５に位置したときに、図５に示されるように、非合わせ面１０５に弾性を有して掛け止められる構成である。
【００７０】
つまり、図６に示されるように、伝達用ホイール９０の合わせ面９４から爪部１２３の下面１２３ａまでの高さＨｉは、補助ホイール１００の合わせ面１０４から非合わせ面１０５までの厚みＴｈよりも、若干小さく設定されている。このため、爪部１２３が傾斜面１３４に案内されながら非合わせ面１０５まで達したときに、補助ホイール１００は第２貫通孔１３６に沿いつつ、伝達用ホイール９０の合わせ面９４へ向かい弾性を有して若干撓む。従って、爪部１２３は非合わせ面１０５に弾性を有して掛け止められる。
【００７１】
さらには、図５及び図８に示されるように、掛け爪部１２１の爪部１２３（図７参照）が非合わせ面１０５に掛け止められたときに、位置決め凸部１１２は位置決め凹部１１１に位置する構成である。詳しく説明すると、図８〜図１０に示されるように、各々の位置決め部１１０は、回転中心線ＣＬを基準として円周方向に等ピッチで配列されている。各々の掛け爪部１２１及び掛け止め部１３１も、回転中心線ＣＬを基準として円周方向に等ピッチで配列されている。さらに、全ての掛け爪部１２１及び全ての掛け止め部１３１は、回転中心線ＣＬを基準とした同心円に配列されるとともに、各々の位置決め部１１０よりも回転中心線ＣＬ寄りに位置している。
なお、各々の位置決め部１１０と各々の掛け爪部１２１と各々の掛け止め部１３１とは、円周方向に等ピッチで配列されていなくてもよい。
【００７２】
各々の第１貫通孔１３５の中心Ｐ１（回転中心線ＣＬを基準とした円周方向の中心Ｐ１）を、第１基準点Ｐ１とする。各々の第１基準点Ｐ１は等角度θ１で配列されている。各々の第１貫通孔１３５の円周方向の幅は、アーム１２２及び爪部１２３の幅よりも大きく設定されている。
【００７３】
円弧状の長溝１１３は、一端が第１基準点Ｐ１に位置し、他端が第２基準点Ｐ２に位置している。全ての長溝１１３は、第１基準点Ｐ１から同じ方向へ延びている。第１基準点Ｐ１から第２基準点Ｐ２までの角度はθ２である。つまり、長溝１１３の範囲（長さ）は角度θ２である。位置決め凹部１１１は第２基準点Ｐ２に位置している。この位置決め凹部１１１の深さは長溝１１３の深さよりも大きく設定されることが、より好ましい。
【００７４】
全ての貫通孔１３２は、第１基準点Ｐ１から同じ方向へ延びるとともに、長溝１１３に沿っている。円弧状の貫通孔１３２の範囲（長さ）は、角度θ２よりも大きい。傾斜面１３４の傾斜終点１３４ｂは、第２基準点Ｐ２よりも第１基準点Ｐ１寄りに位置している。
【００７５】
次に、伝達用ホイール９０に対する補助ホイール１００の位置合わせ及び取り付けの手順について、図１１〜図１３に基づき説明する。
先ず、図１１（ｂ）に示されるように、伝達用ホイール９０の合わせ面９４の上に補助ホイール１００を位置合わせするとともに、掛け爪部１２１の位置を第１貫通孔１３５に合わせる。このときに、位置決め凸部１１２、長溝１１３の一端、掛け爪部１２１、第１貫通孔１３５は、全て第１基準点Ｐ１に位置する。
なお、位置決め凸部１１２、円弧状の長溝１１３の一端、掛け爪部１２１、第１貫通孔１３５は、全て第１基準点Ｐ１に位置する例を挙げたが、位置決め凸部１１２と円弧状の長溝１１３の一端とが同じ位置にあり、さらに掛け爪部１２１と第１貫通孔１３５とが同じ位置にあればよい。つまり、位置決め凸部１１２と円弧状の長溝１１３の一端の位置は、掛け爪部１２１と第１貫通孔１３５とは同じ位置と、同じでなくてもよい。
次に、伝達用ホイール９０の合わせ面９４に補助ホイール１００を重ねつつ、第２基準点Ｐ２へ向かって回していく。この途中段階を図１２に示す。
【００７６】
図１２は図１１に対応するように表されており、組立途中の段階を示している。図１２（ａ）は、位置決め凸部１１２及び掛け爪部１２１が第１基準点Ｐ１から第２基準点Ｐ２へ向かって変位した状態を表している。図１２（ｂ）は、図１２（ａ）に示された掛け爪部１２１と掛け止め部１３１の関係を、側方から見た断面図として表している。図１２（ｃ）は、図１２（ａ）に示された位置決め部１１０を、側方から見た断面図として表している。
【００７７】
図１２（ａ），（ｂ）に示されるように、爪部１２３は傾斜面１３４に接している。この状態から更に、伝達用ホイール９０に対し補助ホイール１００を第２基準点Ｐ２へ向かって回していく。この結果、爪部１２３は傾斜面１３４に案内されて補助ホイール１００の非合わせ面１０５側へ変位する。このため、補助ホイール１００は伝達用ホイール９０の合わせ面９４に接近していき、最後に合わせ面９４に重ね合わされる。その後、伝達用ホイール９０に対し補助ホイール１００を第２基準点Ｐ２へ向かって更に回していく。この結果、爪部１２３は第２基準点Ｐ２に達する。この組立最終段階を図１３に示す。
【００７８】
図１３は図８及び図１２に対応するように表されており、組立最終段階を示している。図１３（ａ）は、位置決め凸部１１２及び掛け爪部１２１が第２基準点Ｐ２に到達した状態を表している。図１３（ｂ）は、図１３（ａ）に示された掛け爪部１２１と掛け止め部１３１の関係を、側方から見た断面図として表している。図１３（ｃ）は、図１３（ａ）に示された位置決め部１１０を、側方から見た断面図として表している。
【００７９】
図８及び図１３に示されるように、爪部１２３は第２基準点Ｐ２に達することによって、非合わせ面１０５に掛け止められている。このときに、位置決め凸部１１２は第２基準点Ｐ２に位置することによって、位置決め凹部１１１に嵌め込まれる。このときに、嵌め込まれた瞬間に嵌め込みに伴う振動や嵌め込み音が発生し、組立作業者は目視せずとも組み立てが完了したことを認識可能となる。これで、伝達用ホイール９０に対する補助ホイール１００の位置合わせ及び取り付けの作業を完了する。つまり、伝達用ホイール９０に対して補助ホイール１００を角度θ２（回し角θ２）だけ相対的に回すことにより、ホイール９０，１００同士の位置合わせ及び組立を行うことができる。
【００８０】
このようにして、伝達用ホイール９０に補助ホイール１００を重ね合わせ、位置決め凹部１１１に位置決め凸部１１２を嵌め込むことにより、伝達用ホイール９０に補助ホイール１００を位置決めして、取り付けることができる。このため、図４に示されるように、位置決め凹部１１１に位置決め凸部１１２を嵌め込むことによって、伝達用ホイール９０の歯９３に対する補助ホイール１００の歯１０３の相対的な位置を、最適な位置に容易に設定することができる。このように互いに一体化された各ホイール９０，１００を、ウォーム８０に組み付けることによって、ウォーム８０と伝達用ホイール９０の少なくとも一方は、補助ホイール１００の回転方向へ、予め付勢される（プリロードの設定）。
【００８１】
さらには、位置決め凹部１１１は、補助ホイール１００の回転中心線ＣＬを基準とした円弧状の長溝１１３の一部に位置している。このため、円弧状の長溝１１３に位置決め凸部１１２を嵌め込んだ後に、伝達用ホイール９０と補助ホイール１００のいずれか一方を、回転中心線ＣＬを基準として回すことにより、長溝１１３に位置している位置決め凹部１１１に位置決め凸部１１２が嵌る。作業者は、伝達用ホイール９０の歯９３に対する補助ホイール１００の歯１０３の相対的な位置を、目視することなく最適な位置に確実に且つ容易に設定することができる。従って、組立工数を低減することができる。
【００８２】
さらには、伝達用ホイール９０に補助ホイール１００を重ね合わせることにより、掛け止め部１３１に掛け爪部１２１が掛け止まる。この結果、伝達用ホイール９０に補助ホイール１００を確実に且つ容易に組み付けることができる。組み付けられた補助ホイール１００は、伝達用ホイール９０に対して軸方向に変位することなく、安定した組み付け状態を維持する。
【００８３】
さらには、アーム１２２及び爪部１２３を第１貫通孔１３５に挿通した後に、補助ホイール１００に対して回転中心線ＣＬを基準に相対的に回すことによって、爪部１２３は傾斜面１３４に案内されながら補助ホイール１００の非合わせ面１０５に位置する。この結果、爪部１２３は非合わせ面１０５に弾性を有して掛け止まる。このように、伝達用ホイール９０に対して補助ホイール１００を重ね合わせて、相対的に回すだけの作業によって、伝達用ホイール９０に補助ホイール１００を一体的に取り付けることができるので、組み付け性が良い。
【００８４】
さらには、爪部１２３を非合わせ面１０５に掛け止めると同時に、位置決め凸部１１２が位置決め凹部１１１に嵌る。伝達用ホイール９０に対して補助ホイール１００を重ね合わせて、相対的に回すだけの作業によって、伝達用ホイール９０に補助ホイール１００を取り付けるとともに、伝達用ホイール９０の歯９３に対する補助ホイール１００の歯１０３の相対的な位置を、最適な位置に確実に且つ容易に設定することができる。このため、組み付け性が良い。
【００８５】
ところで、図５〜図７に示されるように、伝達用ウォームホイール９０とアーム１２２と爪部１２３とは、樹脂によって一体に成形された成型品である。爪部１２３は、アーム１２２から回転中心線ＣＬに向かって突出している。このため、図１４に示されるように、伝達用ホイール９０を成形するための成形用金型１４０を、回転中心線ＣＬに沿った２分割品、つまり上型１４１と下型１４２とすることができる。このため、伝達用ホイール９０の生産性を高めることができる。
【００８６】
次に、ウォーム８０と伝達用ホイール９０と補助ホイール１００との噛み合い関係について、図１５に基づき説明する。
【００８７】
図１５（ａ）は、図４に示されたウォーム８０と伝達用ホイール９０と補助ホイール１００との噛み合い関係を側方から、つまり図４の矢視線１５方向から見て表している。なお、図１５（ａ）では、伝達用ホイール９０を想像線によって示している。また、補助ホイール１００については歯１０３だけを示している。
【００８８】
図１５（ｂ）は図１５（ａ）のｂ−ｂ線断面図である。図１５（ｃ）は図１５（ａ）のｃ−ｃ線断面図であって、伝達用ホイール９０の歯幅方向中心線Ｌｗに沿った断面構成を示している。図１５（ｄ）は図１５（ａ）のｄ−ｄ線断面図であって、伝達用ホイール９０の合わせ面９４に沿った断面構成を示している。
【００８９】
図４及び図１５（ａ）に示されるように、ウォーム８０と伝達用ホイール９０との軸角（交差角）は９０°ではなく、「９０°±β°」である。ここで、角度βのことを「斜交角β」と言うことにする。このため、ウォームギヤ機構４４の噛合い作用線ＷＬ（ウォーム８０の回転中心線ＷＬ）は、一般的なウォームギヤ機構に対して伝達用ホイール９０の軸平面（伝達用ホイール９０の歯幅方向中心線Ｌｗ）から±β°の傾きを持つことになる。このため、ウォーム８０と噛み合う、伝達用ホイール９０の歯９３のそれぞれの噛み合い点は、伝達用ホイール９０の同一軸平面上にない。このようなウォームギヤ機構４４は、いわゆる「斜交軸ウォームギヤ機構」である。
【００９０】
ウォーム８０は金属製品、例えば機械構造用炭素鋼鋼材（ＪＩＳ−Ｇ−４０５１）等の鉄鋼製品である。一方、伝達用ホイール９０及び補助ホイール１００は、ナイロン樹脂等の樹脂製品である。金属製品のウォーム８０に樹脂製品のホイール９０，１００を噛合わせるようにしたので、噛合いを比較的円滑にすることができるとともに、騒音をより低減させることができる。さらには、ウォーム８０は金属製品であるから剛性が大きく弾性変形し難い。これに対して、ホイール９０，１００は樹脂製品であるから比較的剛性が小さく、ウォーム８０よりも弾性変形し易い。
【００９１】
ホイール９０，１００の歯９３，１０３は「平歯」である。このため、樹脂成型を行うときに、型抜きを簡単に行うことができる。
【００９２】
図１５（ｂ）に示されるように、補助ホイール１００の外径Ｄａは、伝達用ホイール９０の外径Ｄｔよりも大きく設定されている。詳しく述べると、伝達用ホイール９０はウォーム８０の真横に位置して噛み合っている。補助ホイール１００の歯１０３は、伝達用ホイール９０の合わせ面９４に沿ってウォーム８０の真上まで延びており、ウォーム８０の真上で互いに噛み合っている。
【００９３】
この歯１０３は、歯先部分（伝達用ホイール９０よりも径外方へ延びている部分）だけがウォーム軸４６の上に向かって突出するとともに、他の部分が窪んでおり、図５及び図６に示されるように、突出した下端面１０３ｕは補助ホイール１００の合わせ面１０４の高さに一致している。つまり、歯１０３の歯先部分の歯幅は、補助ホイール１００の合わせ面１０４から非合わせ面１０５までの厚みＴｈと同じである。このように歯１０３に窪み部１０３ｄ（図６参照）を設けたので、歯１０３が補助ホイール１００の回転方向に撓むときに、伝達用ホイール９０の合わせ面９４に接することなく、円滑に撓むことができる。
【００９４】
図１５（ａ）に示されるように、ウォーム８０は、ねじ山８１（つまり、歯８１）が例えば１条で設定されるとともに、ねじ山８１のピッチが一定に設定されている。ウォーム８０の歯形及び伝達用ホイール９０の歯形は、インボリュート又はほぼ台形のウォームの歯形である。インボリュート又はほぼ台形のウォーム８０の歯形に対して、伝達用ホイール９０の歯形を同じ形状にして創成歯切りすることにより、伝達用ホイール９０の歯形を得ることができる。ウォーム８０の歯８１の圧力角に対して、伝達用ホイール９０の歯９３の圧力角は同じである。
【００９５】
図７及び図８に示されるように、補助ホイール１００の歯形は、歯厚が概ね一定である略平板状の歯形である。つまり、補助ホイール１００の歯１０３は、歯末の歯厚よりも歯元の歯厚が若干大きい。しかも、この歯１０３の「歯たけ」（歯先円と歯底円との半径方向距離）は、伝達用ホイール９０の歯９３の「歯たけ」よりも大きい。このため、補助ホイール１００の歯１０３は、伝達用ホイール９０の歯９３に比べて、歯厚方向（補助ホイール１００の回転方向）へ弾性変形し易い。また、補助ホイール１００の歯形は、径方向で見ると略長方形であるため、軸方向（回転中心線ＣＬ方向）に変形しづらいので、軸方向の噛み合いのずれを防ぐことができ、噛み合いが安定する。
【００９６】
このようにして、補助ホイール１００の全ての歯１０３は、補助ホイール１００の回転方向（正転方向及び逆転方向の両方）へ「ばね特性」を有した撓み変形が可能に構成される。歯１０３のばね特性とは、歯１０３に加わる荷重と、この荷重によって生じる歯１０３の撓み量とに、予め設定された一定の特性を有している（歯１０３自体が「ばねの機能」を有している）ことをいう。つまり、歯１０３は板バネと同等の機能を有する。
【００９７】
このような補助ホイール１００は、あたかも、回転可能な円盤の外周面に対して、円盤の回転方向へ弾性変形が可能な多数の板バネを配列したようなものである。この多数の板バネは、補助ホイール１００の歯１０３の役割を果たすことになる。
【００９８】
ここで、ウォーム８０と各ホイール９０，１００の噛み合い関係の理解を容易にするために、ねじ山８１及び歯９３，１０３のことを、便宜的に次のように言うことにする。
【００９９】
図１５（ａ），（ｃ），（ｄ）に示されるように、実際のねじ山８１は連続した螺旋状の歯であるが、ここでは便宜的に、伝達用ホイール９０の歯９３に噛み合う３個の歯８１のことを、図右側から左側へ順に第１歯８１ａ、第２歯８１ｂ、第３歯８１ｃと言う。
【０１００】
図１５（ａ），（ｃ）に示されるように、伝達用ホイール９０の複数の歯９３において、ねじ山８１に噛み合う３個の歯９３のことを、図右側から左側へ順に第１歯９３ａ、第２歯９３ｂ、第３歯９３ｃと言う。
【０１０１】
また、図１５（ａ），（ｄ）に示されるように、補助ホイール１００の複数の歯１０３において、ねじ山８１に噛み合う３個の歯１０３のことを、図右側から左側へ順に第１歯１０３ａ、第２歯１０３ｂ、第３歯１０３ｃと言う。第１歯１０３ａの位相は、伝達用ホイール９０の第１歯９３ａの位相に対応している。第２歯１０３ｂの位相は、伝達用ホイール９０の第２歯９３ｂの位相に対応している。第３歯１０３ｃの位相は、伝達用ホイール９０の第３歯９３ｃの位相に対応している。
【０１０２】
補助ホイール１００の複数の歯１０３は、補助ホイール１００の回転方向へ「ばね特性」を有した撓み変形が可能に構成されている。このため、各々の歯１０３は、補助ホイール１００の回転方向へ撓んだ状態でウォーム８０の歯８１に接することで、ウォーム８０と伝達用ホイール９０の少なくとも一方を、補助ホイール１００の回転方向へ付勢することが可能である。つまり、複数の歯１０３は、ウォーム８０と伝達用ホイール９０の少なくとも一方を回転可能な構成である。詳しく述べると、補助ホイール１００の複数の歯１０３の少なくとも１つは、常に補助ホイール１００の回転方向へ撓んだ状態でウォーム８０の歯８１に接している。
【０１０３】
例えば今、図１５（ａ），（ｃ）に示されるように、伝達用ホイール９０の第１歯９３ａの左の歯面が、ウォーム８０の第１歯８１ａの右の歯面に接している。このときに伝達用ホイール９０の他の歯９３、つまり第２歯９３ｂ及び第３歯９３ｃは、ウォーム８０のねじ山８１に接していない。
【０１０４】
この噛み合い状態において、図１５（ａ），（ｄ）に示されるように、補助ホイール１００の第３歯１０３ｃの右の歯面が、ウォーム８０の第２歯８１ｂの左の歯面に弾性変形しつつ接している。このときに補助ホイール１００の他の歯１０３、つまり第１歯１０３ａ及び第２歯１０３ｂは、ウォーム８０のねじ山８１に接していない。
【０１０５】
このように、伝達用ホイール９０の第１歯９３ａと補助ホイール１００の第３歯１０３ｃとによって、ウォーム８０のねじ山８１を軸方向に挟み込んでいる。従って、複数の歯１０３は、回転方向へ撓んだ状態でウォーム８０に接することによって、ウォーム８０と伝達用ホイール９０の少なくとも一方を、補助ホイール１００の回転方向へ付勢する。この結果、ウォーム８０の第１歯８１ａと伝達用ホイール９０の第１歯９３ａとの間のバックラッシδ（隙間δ）を除去することができる。つまり、ウォーム８０の歯８１と伝達用ホイール９０の歯９３との間のバックラッシδを除去することができる。
【０１０６】
この図１５に示される噛み合い状態において、ウォーム８０を正転（矢印Ｒ１方向に回転）させると、各ホイール９０，１００は正転（矢印Ｒａ方向に回転）する。ウォーム８０の歯８１と伝達用ホイール９０の歯９３とは、上記バックラッシδが無い噛み合い状態を維持する。
【０１０７】
図１６（ａ）は、図１５（ｃ）に対応させて表している。図１６（ｂ）は、図１５（ｄ）に対応させて表している。図１６（ａ）は、ウォーム８０の歯８１に伝達用ホイール９０の歯９３が全く接していない場合を示している。この場合には、ウォーム８０の第１歯８１ａと伝達用ホイール９０の第１歯９３ａとの間、及びウォーム８０の第１歯８１ａと伝達用ホイール９０の第２歯９３ｂとの間には、バックラッシδを有している。しかし、図１６（ｂ）に示されるように、補助ホイール１００の複数の歯１０３の少なくとも１つ、つまり第３歯１０３ｃは、補助ホイール１００の回転方向へ撓んだ状態でウォーム８０の第２歯８１ｂに接している。
【０１０８】
このため、少なくともウォーム８０の歯８１に伝達用ホイール９０の歯９３が接するまでは、補助ホイール１００の複数の歯１０３の少なくとも１つは、補助ホイール１００の回転方向へ撓んだ状態でウォーム８０の歯８１に接している。つまり、複数の歯１０３の少なくとも１つは、ウォーム８０と伝達用ホイール９０の少なくとも一方を、前記回転方向へ付勢する。この結果、ウォーム８０の歯８１と伝達用ホイール９０の歯９３との間のバックラッシの影響を確実に低減することができる。
【０１０９】
図１７（ａ）は、図１５（ｃ）に対応させて表している。図１７（ｂ）は、図１５（ｄ）に対応させて表している。ウォーム８０を、図１５に示されている正転状態から、図１７に示される逆転（矢印Ｒ２方向に回転）に切り替えると、各ホイール９０，１００は逆転（矢印Ｒｂ方向に回転）する。この結果、ウォーム８０の第１歯８１ａは、図１５（ａ）に示す第１歯９３ａに噛み合っている（接していた）状態から、図１７（ａ）に示す第２歯９３ｂに噛み合う（接する）状態に切り替わる。しかし、この切り替わった時点では、図１７（ｂ）に示されるように、補助ホイール１００の第３歯１０３ｃはウォーム８０の第２歯８１ｂに撓んだ状態で、まだ接している。
【０１１０】
このように、ウォーム８０を正転から逆転に切り替えることによって、逆転直前にウォーム８０に噛み合っていた伝達用ホイール９０の第１歯９３ａとは異なる第２歯９３ｂに噛み合うまでの間には、補助ホイール１００の第３歯１０３ｃは、補助ホイール１００の回転方向へ撓んだ状態で歯８１に接する。このため、ウォーム８０を正転から逆転に切り替えた場合に、逆転したウォーム８０の歯８１は伝達用ホイール９０の歯９３に緩やかに接触する。歯８１，９３同士が当たることによる打音の発生を抑制することができる。
【０１１１】
以上の説明から明らかなように、補助ホイール１００の複数の歯１０３の少なくとも１つは、常に補助ホイール１００の回転方向へ撓んだ状態でウォーム８０の歯８１に接している。このため、ウォーム８０と伝達用ホイール９０との間で、トルクの伝達が無いときには、複数の歯１０３の少なくとも１つは、ウォーム８０と伝達用ホイール９０の少なくとも一方を、前記回転方向へ付勢する。
【０１１２】
例えば、ウォーム８０から伝達用ホイール９０にトルクが伝達されていないときに、伝達用ホイール９０が外力により逆転されて、ウォーム８０に当たる場合が有り得る。しかし、補助ホイール１００の複数の歯１０３が、補助ホイール１００の回転方向へ撓んだ状態でウォーム８０の歯８１に接している。このため、逆転した伝達用ホイール９０の歯９３は、ウォーム８０の歯８１に衝当することなく、緩やかに当たって噛合う。歯８１，９３同士が当たることによる打音の発生を防止することができる。さらには、ウォーム８０から伝達用ホイール９０にトルクが伝達されていないときに、伝達用ホイール９０が外力により逆転されることを、ばね特性を有している歯１０３によって抑制し続ける。このため、ウォーム８０の歯８１と伝達用ホイール９０の歯９３との間のバックラッシの影響を確実に低減することができる。
【０１１３】
さらには、ウォームギヤ機構４４を長期間にわたって使用することにより、ウォーム８０の歯８１や伝達用ホイール９０の歯９３が摩耗して、バックラッシが増大しようとした場合であっても、補助ホイール１００の複数の歯１０３が、補助ホイール１００の回転方向へ撓んだ状態でウォーム８０の歯８１に接している。このため、バックラッシの調整作業をする必要はない。
【０１１４】
以上の説明をまとめると、次の通りである。
ウォームギヤ機構４４は、ウォーム８０と、このウォーム８０と負荷との間にトルクを伝達するための伝達用ホイール９０と、ウォーム８０の歯８１と伝達用ホイール９０の歯９３との間のバックラッシを低減するための補助ホイール１００とによって構成される。このため、伝達用ホイール９０は、トルクを伝達する機能を有していればよいので、十分な強度を有するように容易に設計することが可能である。この結果、ウォームギヤ機構４４の耐久性を容易に高めることができる。
【０１１５】
さらに、補助ホイール１００の複数の歯１０３は、補助ホイール１００の回転方向へ「ばね特性」を有した撓み変形が可能に構成される。ばね特性を有して撓み変形が可能な、複数の歯１０３は、前記回転方向へ撓んだ状態でウォーム８０に接することによって、ウォーム８０と伝達用ホイール９０の少なくとも一方を、前記回転方向へ付勢する。この結果、ウォーム８０の歯８１と伝達用ホイール９０の歯９３との間のバックラッシを低減することができる。
【０１１６】
このように、補助ホイール１００の複数の歯１０３自体が、ばね特性を有して撓み変形可能なので、バックラッシを低減するための別個の部品は必要ない。従って、バックラッシを低減するようにしたウォームギヤ機構４４の構成を簡略化することができ、部品数を少なくすることができるとともに、組立工数を少なくすることができる。
【０１１７】
さらには、電動パワーステアリング装置１０において、電動モータ４３で発生したトルクをステアリング系２０に伝達する動力伝達機構として、バックラッシを除去したウォームギヤ機構４４を採用したので、動力伝達機構４４の耐久性を、より高めることができる。
【０１１８】
さらには、ウォームギヤ機構４４のバックラッシを除去することによって、ステアリングホイール２１を操舵するときの歯８１，９３同士の打音の発生を、より抑制することができ、この結果、車室内の騒音を一層低減することができる。例えば、車両の直進走行時には、ウォーム８０から伝達用ホイール９０にトルクが伝達されない。この走行状態において、車両の走行振動の影響を受けて歯同士が当たって打音を発生することを、極力抑制することができる。
【０１１９】
さらには、ウォームギヤ機構４４のバックラッシを除去することによって、ウォーム８０に対する伝達用ホイール９０の良好な噛合い状態を維持することができる。このため、ステアリングホイール２１を切り返し操作したときに、ウォームギヤ機構４４からステアリング系２０に補助トルクが伝達される時間遅れの発生を抑制することができる。さらには、バックラッシを除去したので、ウォーム８０によって伝達用ホイール９０を回転させた場合に、歯８１，９３同士が衝当することなく、緩やかに当たって噛合うので、ステアリングホイール２１の切り返し作動を良好にすることができる。このようなことから、電動パワーステアリング装置１０の操舵感覚（操舵フィーリング）を、より高めることができる。
【０１２０】
なお、本発明では、ウォームギヤ機構４４は斜交軸ウォームギヤ機構に限定されるものではなく、ウォーム８０と伝達用ホイール９０との軸角が９０°であってもよい。
また、伝達用ホイール９０の合わせ面９４と補助ホイール１００との、少なくとも一方には掛け爪部１２１を有するとともに、他方には掛け爪部１２１を掛け止めるための掛け止め部１３１を有していればよい。
【産業上の利用可能性】
【０１２１】
本発明のウォームギヤ機構４４は、ステアリングホイール２１で発生した操舵トルクを操舵トルクセンサ４１にて検出し、この操舵トルクセンサ４１の検出信号に応じて電動モータ４３が補助トルクを発生し、この補助トルクをウォームギヤ機構４４を介してステアリング系２０に伝える車両用電動パワーステアリング装置１０に好適である。
【符号の説明】
【０１２２】
１０…電動パワーステアリング装置、２０…ステアリング系、２１…ステアリングホイール、２９…操舵車輪、４３…電動モータ、４４…ウォームギヤ機構、８０…ウォーム、８１…歯、９０…トルク伝達用ウォームホイール、９３…歯、９４…合わせ面、１００…補助ウォームホイール、１０３…歯、１０４…合わせ面、１０５…非合わせ面、１１０…位置決め部、１１１…位置決め凹部、１１２…位置決め凸部、１１３…長溝、１２１…掛け爪部、１２２…アーム、１２３…爪部、１３１…掛け止め部、１３２…貫通孔、１３３…貫通孔を形成する円弧状の縁、１３４…傾斜面、１３４ａ…傾斜始点、１３４ｂ…傾斜終点、１３５…第１貫通孔、１３６…第２貫通孔、ＣＬ…トルク伝達用ウォームホイールの回転中心線（補助ウォームホイールの回転中心線）、ＷＬ…ウォームの回転中心線。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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