(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源からの駆動力が入力されるウォーム軸と、
このウォーム軸外周のウォームと噛合するウォームホイールと、
このウォームホイールを外周に備えた出力軸と、
前記ウォーム軸およびウォームホイールを収容するとともに前記駆動源が装着されるケースと、を備えた動力伝達装置において、
前記ウォームホイールと前記出力軸との間に弾性部材を介装するとともに、
前記出力軸の中心軸を前記ウォームホイールの中心軸よりも前記ウォーム軸側に偏心させ、前記弾性部材がウォームホイールをウォーム軸側に付勢するようにしたことを特徴とする動力伝達装置。
【請求項２】
前記弾性部材としてリング状部材を備えたことを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
【請求項３】
前記ウォームまたはウォームホイールの歯に膨らみを持たせるクラウニング加工を施したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば電動パワーステアリング装置において、電動モータ等の駆動源からの動力伝達に用いられる動力伝達装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電動パワーステアリング装置では、例えば、電動モータの出力軸に連係するウォームと、このウォームが噛合するウォームホイールとを備えた動力伝達装置が設けられ、この動力伝達装置を介して、電動モータからの回転力を減速および増力して、操舵力に付与するようになっている。
【０００３】
このような動力伝達装置については、例えば特開平８−２０７７９２号公報等に提案がなされている。
【０００４】
図５には、この特開平８−２０７７９２号公報の動力伝達装置を示す。図示されるように、ハウジング１０２内の動力伝達装置は、本体ハウジング１０３側に収容されたウォームホイール１０５と、この本体ハウジングに連設されたウォームハウジング１０４側に収容され、ウォームホイール１０５の外周上に軸心を略直交させているウォーム軸１０６とを備えている。
【０００５】
ウォームホイール１０５はステアリングホイール側に連係する舵輪軸１０７の外周に装着される一方、ウォーム軸１０６は電動モータ１０８の出力軸１１４に連係し、電動モータ１０８からのアシスト力が、ウォーム軸１０６とウォームホイール１０５を介して舵輪軸１０７に付与される。なお、電動モータ１０８は、ウォームハウジング１０４のウォーム軸１０６基端側（図の上方）に形成された大径部１０９に固設されている。
【０００６】
さらに詳しく説明すれば、ウォーム軸１０６の先端側に形成された軸受ブッシュ１１０は、ウォームハウジング１０４の嵌合穴１１１に回転自在に嵌合する一方、基端側は玉軸受１１２により軸支される。すなわち、ウォーム軸１０６は断面略Ｌ字型のリング１２０の内周に貫通し、このリング１２０の内周は延長部１１３のスプライン根元に形成された溝にかしめられ、玉軸受１１２の内輪は、このリング１２０とのウォーム軸１０６の拡径部１１９との間で押さえ付けられて固定されている。一方、玉軸受１１２の外輪は、ウォームハウジング１０４の突起部１１８と、ウォームハウジング１０４にネジ溝１２２にねじ込まれた断面略Ｌ字型の固定部材１２１との間に保持される。
【０００７】
ウォーム軸１０６の基端側は、外周にスプラインが形成された延長部１１３となっており、この延長部１１３がスリーブ１１５を介してモータ１０８の出力軸１１４と連結されている。スリーブ１１５の両端には止め輪１１６が設けられ、スリーブ１１５の軸方向の移動を拘束している。
【０００８】
また、動力伝達装置としては、図６に示すようなものも用いられる。
【０００９】
これでは、ウォームホイール２０３とウォーム軸２０４はハウジング２０１内に収容されている。
【００１０】
出力軸２０２に圧入されウォームホイール２０３と噛み合うウォーム軸２０４は、噛合部（ウォーム）の両端を軸受２０５、２０９を介してハウジング２０１に支持される。すなわち、ウォーム軸２０４の噛合部の両側には拡径部２１４、２１５が形成され、軸受２０９はハウジング２０１に取り付けられた止め輪２１０と拡径部２１５との間に保持され、軸受２０５は、プレート２０６と拡径部２１４との間に保持される。プレート２０６はハウジング２０１端部からボルト２０７に押圧され、ウォーム軸２０４のガタが防止されている。ボルト２０７はナット２０８でハウジング２０１に固定されている。
【００１１】
ウォーム軸２０４の基端には雄型スプライン２１１が形成され、電動モータ２１３の出力軸に形成された雌型スプライン２１２と係合しており、電動モータ２１３からのアシスト力がウォーム軸２０４、ウォームホイール２０３を介して出力軸２０２に伝達される。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の動力伝達装置では、いずれもウォーム軸１０６または２０４の組み付けのために、ウォームとウォームホイールとの間に歯車間の遊び（バックラッシュ）を設ける必要があり、このバックラッシュは、動力伝達装置の作動時においては、ウォームとウォームホイール間の歯打ち音の発生原因となる。特に、経時劣化でウォームとウォームホイールの歯が摩耗すると、この歯打ち音は大きくなってしまう。
【００１３】
また、ウォーム軸１０６または２０４とウォームホイール１０５または２０３間の距離は固定であるので、ウォームとウォームホイール間の噛合状態は、部品精度によって決定され、正常で滑らかな作動を確保するには、高い部品精度が要求されることになり、これはコスト高の原因となってしまう。
【００１４】
本発明はこのような問題点に着目してなされたもので、ウォームとウォームホイール間の歯打ち音の発生を低減できるとともに、ウォームとウォームホイール間の確実な噛合を容易かつ低コストで確保できる動力伝達装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、駆動源からの駆動力が入力されるウォーム軸と、このウォーム軸外周のウォームと噛合するウォームホイールと、このウォームホイールを外周に備えた出力軸と、前記ウォーム軸およびウォームホイールを収容するとともに前記駆動源が装着されるケースとを備えた動力伝達装置において、前記ウォームホイールと前記出力軸との間に弾性部材を介装するとともに、前記出力軸の中心軸を前記ウォームホイールの中心軸よりも前記ウォーム軸側に偏心させ、前記弾性部材がウォームホイールをウォーム軸側に付勢するようにした。
【００１８】
第２の発明は、前記弾性部材としてリング状部材を備えた。
【００１９】
第３の発明は、前記ウォームまたはウォームホイールの歯に膨らみを持たせるクラウニング加工を施した。
【００２２】
【作用】
第１の発明では、ウォームホイールは、弾性部材を介してウォーム軸側に押し付けられるので、部品精度をことさら高めなくとも、ウォームとウォームホイールとはバックラッシュがゼロの状態で確実に噛合し、歯打ち音の低減および製造コストの削減が図れる。
【００２３】
第２の発明では、弾性部材はリング状部材であるので、出力軸外周とウォームホイール内周との間に容易に装着でき、組み立て作業が容易となる。
【００２４】
第３の発明では、ウォームまたはウォームホイールの歯に膨らみを持たせるクラウニング加工がなされているので、ウォームとウォームホイールをバックラッシュがゼロの状態で噛合させたとしても、ウォーム軸の倒れや、ウォームおよびウォームホイールの偏摩耗による噛み合い不良は、クラウニング加工部分で吸収することができ、動力伝達装置の正常で滑らかな作動は阻害されることはない。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて、実施の形態の参考例について説明する。
【００２６】
図１に示すように、動力伝達装置は、ウォームホイール２およびウォーム軸４を備え、これらを収容するギヤケース１は、ステアリングギヤボックスの図示されないハウジング本体にボルト１７で装着されている。外周にウォームホイール２が圧入される出力軸３は、このハウジング本体に支持され、また、ハウジング本体内では、出力軸３に形成されたピニオンが図示されないラック軸のラックに噛合し、このラック軸が車輪等の被操舵側に連係している。
【００２７】
ギヤケース１には、ウォーム軸４の基端側に開口部１Ａが開口し、この開口部１Ａから連続して、ウォーム軸４を収容する筒状のウォーム軸収容部１Ｃが形成される。このウォーム軸収容部１Ｃは、ウォーム軸４の先端４Ｂ側に、閉鎖された底面１Ｂを備えている。
【００２８】
さらに、このウォーム軸収容部１Ｃの略中央部の側方には、ウォームホイール収容部１Ｄが形成される。ウォームホイール３は、このウォームホイール収容部１Ｄ内に収容され、その歯面２Ａを、ウォーム軸収容部１Ｃ側に覗かせて、ウォーム軸４の略中央の外周に形成されたウォーム４Ｅと噛合させている。
【００２９】
このウォーム軸４のウォーム４Ｅおよびウォームホイール２の歯面２Ａは、歯スジの方向に適度な膨らみが設けられ、噛み合ったときに歯スジ端部の両側に適度な隙間が生じるようになっている。このように、ウォーム４Ｅ、歯面２Ａにいわゆるクラウニング処理を施すことで、ウォーム軸４の倒れや、ウォーム４Ｅおよび歯面２Ａの偏摩耗によるウォーム４Ｅと歯面２Ａ間の噛み合い不良が、吸収できるようになっている。
【００３０】
開口部１Ａからはウォーム軸４の基端４Ａが突出する。また、開口部１Ａ上には、駆動源である電動モータ１５が、合わせ面をＯリング１３でシールされながらボルト１６により装着され、電動モータ１５の出力軸１４が、開口部１Ａ側に延び出している。この電動モータ１５の出力軸１４には円筒形のジョイント１２が圧入されており、このジョイント１２内周の雌型のスプライン１０が、ウォーム軸基端４Ａ側の外周の雄型のスプライン１１と噛合する。これにより、電動モータ１５の回転力が、ウォーム軸４およびウォームホイール２を介して、出力軸３に付与されるようになっている。
【００３１】
ウォーム軸４には、ウォーム４Ｅに対して基端４Ａ側（開口部１Ａ側）に、径が拡大された段差部４Ｃが、また、先端４Ｂ側（底面１Ｂ側）に、同じく径が拡大された段差部４Ｄが、それぞれ形成される。ウォーム軸４の基端４Ａ側を回動自在に支持する軸受５は、この段差部４Ｃと、ウォーム軸収容部１Ｃ内周に装着された止め輪７との間に保持される。一方、ウォーム軸４の先端４Ｂ側を軸支する軸受６は、段差部４Ｄと、凹部１Ｃの底面１Ｂ側に設けられたプレート８との間に保持される。
【００３２】
このプレート８の底面１Ｂ側には段部８Ａが切り欠かれ、この段部８Ａと底面１Ｂとの間に弾性部材９が介装される。この弾性部材９により、ギヤケース１、止め輪７、ウォーム軸４、軸受５、６、およびプレート８の寸法公差により生じる隙間ｘが吸収される。この結果、ウォーム軸４は、軸受５、６を介して止め輪７とプレート８の間に安定的に保持され、軸方向のがたつきが防止されるようになっている。
【００３３】
図２には、図１のＡ−Ａ断面（ウォーム軸収容部１Ｃおよび軸受５の断面）を示す。
【００３４】
図示されるように、ウォーム軸収容部１Ｃの内周面２３は、電動モータ１５の出力軸１４の中心軸に対して、所定量ｅ1だけウォームホイール収容部１Ｄ側に偏心した長円形となっている。さらに、この長円形の内周面２３の軸受５の設置面には円形の溝２０が形成され、この円形溝２０の中心は長円形の内周面２３の中心と一致している。この円形溝２０には、Ｏリング状の弾性部材１８が設けられ、ウォーム軸４を支持する軸受５は、この弾性部材１８により、ウォーム軸４の中心軸が軸受５の収容部の中心軸と一致する方向に、弾性的に付勢されている。なお、弾性部材１８、１９をＯリング状とすることにより、ギヤケース１への組み付けが容易となる。
【００３５】
一方、図１のＢ−Ｂ断面（ウォーム軸収容部１Ｃおよび軸受６の断面）は図示しないが、これは図２と全く同様に構成され、電動モータ１５の出力軸１４の中心軸から偏心したウォーム軸収容部１Ｃの長円形の内周面には、同心の円形溝が形成される。ウォーム軸４を先端４Ｂ側で支持する軸受６は、この円形溝に収容された弾性部材１９により、中心軸が軸受６の収容部の中心軸と一致する方向に、弾性的に付勢されている。
【００３６】
つぎに作用を説明する。
【００３７】
電動モータ１５が駆動されると、この回転力はジョイント１２を介してウォーム軸４に伝達され、さらに、このウォーム軸４外周のウォーム４Ｅに噛合するウォームホイール２を介して、回転速度が減速され、また回転トルクが増力されて、出力軸３へと伝達される。
【００３８】
この場合、本参考例では、ウォーム軸４は段差部４Ｃ、４Ｄにおいて、軸受５、６を介して、プレート８下方の弾性部材９により、止め輪７側に押圧されながら保持されるので、軸方向には、がたつくことなく所定の位置に保持される。
【００３９】
また、ウォーム軸４は、軸と直角方向には、弾性部材１８、１９により軸受５、６を介してウォームホイール２側に押し付けられるので、ウォーム４Ｅとウォームホイール２の歯面２Ａとは、バックラッシュがゼロの状態まで確実に噛合する。したがって、本発明では、ことさら部品精度を高めなくとも、ウォーム４Ｅとウォームホイール２の歯面２Ａとはバックラッシュがない状態で噛合し、動力伝達装置の正常で滑らかな作動が保証され、バックラッシュが原因の歯打ち音が低減できるとともに、製造コストの削減が図れる。
【００４０】
さらに、本参考例では、ウォーム４Ｅまたはウォームホイール２の歯面２Ａにはクラウニング処理が施されているので、このようにバックラッシュをゼロとしたとしても、ウォーム軸４の倒れや、ウォーム４Ｅおよび歯面２Ａの偏摩耗によるウォーム４Ｅと歯面２Ａ間の噛み合い不良は、このクラウニング部分により吸収することができ、動力伝達装置の正常で滑らかな作動が阻害されることはない。
【００４１】
図３、図４には本発明の実施の形態を示す。
【００４２】
この実施の形態は、基本的構成において図１、図２に示した実施の形態と共通するものであるので、以下、図１、図２に示した実施の形態との相違点を中心に説明する。
【００４３】
図３に示されるように、この実施の形態では、ウォーム軸収容部１Ｃは断面円形に形成され、この円の中心と電動モータ１５の出力軸１４の軸心が一致している。これにより、ウォーム軸４はギヤケース１内に軸と直角な方向に拘束されて支持されるようになっている。
【００４４】
一方、図４に示されるように、ウォームホイール２は、出力軸３の外周の段部２５と止め輪２６によって、出力軸３の軸方向に拘束される一方、ウォームホイール２の内周の雌型のインボリュートギヤ２８と、出力軸３外周の雄型のインボリュートギヤ２９との噛合により出力軸３と一体に回転する。
【００４５】
さらに、このウォームホイール２と出力軸３との間には、例えばＯリング状の弾性部材２７が介装される。この場合、ウォームホイール２の中心軸はウォーム軸４に対して所定の位置に配置されるが、出力軸３の中心軸は、このウォームホイール２の中心軸に対して、偏心量ｅ2だけウォーム軸４側に寄った位置に配置されている。これにより、ウォームホイール２は、弾性部材２７を介してウォーム軸４側に押し付けられ、部品精度をことさら高めなくとも、ウォーム４Ｅとウォームホイール２の歯面２Ａとはバックラッシュがゼロの状態で噛合するようになっており、歯打ち音の低減および製造コストの削減が図れる。なお、ウォーム軸４の組み付けは、弾性部材２７の変形により行うことができ、不都合が生じることはない。
【００４８】
【発明の効果】
第１の発明によれば、ウォームホイールは、弾性部材を介してウォーム軸側に押し付けられるので、部品精度をことさら高めなくとも、ウォームとウォームホイールとはバックラッシュがゼロの状態で確実に噛合し、歯打ち音の低減および製造コストの削減が図れる。
【００４９】
第２の発明によれば、弾性部材はリング状部材であるので、出力軸外周とウォームホイール内周との間に容易に装着でき、組み立て作業が容易となる。
【００５０】
第３の発明によれば、ウォームまたはウォームホイールの歯に膨らみを持たせるクラウニング加工がなされているので、ウォームとウォームホイールをバックラッシュがゼロの状態で噛合させたとしても、ウォーム軸の倒れや、ウォームおよびウォームホイールの偏摩耗による噛み合い不良は、クラウニング加工部分で吸収することができ、動力伝達装置の正常で滑らかな作動は阻害されることはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す断面図である。
【図２】同じく図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】同じく他の実施の形態を示す断面図である。
【図４】同じく図３のＣ−Ｃ断面図である。
【図５】従来例を示す断面図である。
【図６】他の従来例を示す断面図である。
【符号の説明】
１  ギヤケース
１Ａ  開口部
１Ｂ  底面
１Ｃ  ウォーム軸収容部
１Ｄ  ウォームホイール収容部
２  ウォームホイール
２Ａ  ウォームホイールの歯面
３  出力軸
４  ウォーム軸
４Ａ  ウォーム軸の基端
４Ｂ  ウォーム軸の先端
４Ｃ  段差部
４Ｄ  段差部
４Ｅ  ウォーム
５  軸受
６  軸受
７  止め輪
８  プレート
９  弾性部材
１０  スプライン
１１  スプライン
１２  ジョイント
１４  電動モータの出力軸
１５  電動モータ
１８  弾性部材
１９  弾性部材
２０  円形溝
【図１】
0003909908.tif 000002
【図２】
0003909908.tif 000003
【図３】
0003909908.tif 000004
【図４】
0003909908.tif 000005
【図５】
0003909908.tif 000006
【図６】
0003909908.tif 000007