(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウオームホイールと、当該ウオームホイールと噛合い係合するものであって、その一方の端部側がモータの回転軸に連結されるとともに、当該モータからの回転トルクが伝達されるように形成されるウオーム軸と、からなるウオームギヤ装置において、上記ウオーム軸と上記モータ回転軸との連結部の構造を、一方が球面状の形態からなる外径スプラインからなるようにするとともに、他方が当該外径スプラインと係合する円筒状の内径スプラインからなるようにし、更に、上記モータ回転軸との連結部でない方のウオーム軸の端部側をウオーム軸側ベアリングにて支持するようにし、上記連結部側のウオーム軸の端部側は、上記モータ回転軸を支持するモータ側ベアリングにて上記連結部を介して支持されるようにし、これによって、上記ウオーム軸側ベアリングを、上記ウオーム軸の軸線と直交する平面内にて、所定方向に変位させることのできるようにしたことを特徴とするウオームギヤ装置。
【請求項２】
請求項１記載のウオームギヤ装置において、上記ウオーム軸側ベアリングの外側に、当該ウオーム軸側ベアリングを支持するリテーナを設け、このリテーナを介して上記ベアリングを変位させるようにしたことを特徴とするウオームギヤ装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載のウオームギヤ装置において、上記ウオーム軸側ベアリングの変位を、上記球面状外径スプラインの中心点を支点にして行なわせるようにしたことを特徴とするウオームギヤ装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のウオームギヤ装置と、当該ウオームギヤ装置を形成するウオーム軸に連結されるモータと、を備えたパワーアシスト部を有する構成からなることを特徴とする電動式パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウオーム歯を有するウオーム軸と、当該ウオーム軸のウオーム歯部と噛合い係合するウオームホイールと、からなるウオームギヤ装置、及びこれを用いた電動パワーステアリング装置に関するものであり、特に、上記噛合い係合部におけるバックラッシュを最適状態に保持するためのバックラッシュ調整機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電動モータを主体としたパワーアシスト部を有する電動式のパワーステアリング装置においては、ウオームギヤ装置が用いられるようになっている。ところで、このような構成からなる電動式パワーステアリング装置のウオームギヤ装置においては、パワーアシスト時における操舵フィーリング確保の都合上、ウオーム軸とホイールギヤとの間におけるバックラッシュを所定値以下に抑える必要がある。そのための一手法として、例えば特開２０００−４３７３９号公報記載のものの如く、ウオーム軸の一端側を微少量移動させることによってウオーム歯部の噛合い係合をタイトな状態にし、これによってバックラッシュを所定値以下に抑えるようにしているものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来のものにおいては、ウオーム軸の両端部を、共にベアリングにて支持するとともに、このような状態において、一方側をモータ回転軸との間においてスプライン結合させてモータ側からの回転トルクが伝達されるようにし、更に、他方側はウオーム軸の軸線に対して直角な平面内にて特定の方向に微少量変位をさせるようにしているものである。すなわち、この従来のものにおいては、ウオーム軸の一方の端部側であるモータ回転軸との結合部は、モータ回転軸に対して剛体結合された状態となっている。従って、他方側の端部を微少量変位させようとすると、ウオーム軸全体には大きな曲げモーメントが加わることとなり、ウオーム軸は全体的に撓み変形をすることとなる。その結果、ウオーム歯部間において正常な噛合い係合を保持することが難しいと言う問題点を有する。このような問題点を解決するために、一方側の端部であるモータ回転軸との結合部側を、所定のピンジョイント結合構造とし、このピンジョイント結合部を支点にしてウオーム軸全体を揺動運動させることのできるようにしたウオーム軸支持方式を有するウオームギヤ装置及び当該ウオームギヤ装置を用いた電動式パワーステアリング装置を提供しようとするのが、本発明の目的（課題）である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明においては次のような手段を講ずることとした。すなわち、請求項１記載の発明においては、ウオームホイールと、当該ウオームホイールと噛合い係合するものであって、その一方の端部側がモータの回転軸に連結されるとともに、当該モータからの回転トルクが伝達されるように形成されるウオーム軸と、からなるウオームギヤ装置に関して、上記ウオーム軸と上記モータ回転軸との連結部の構造を、一方が球面状の形態からなる外径スプラインからなるようにするとともに、他方が当該外径スプラインと係合する円筒状の内径スプラインからなるようにし、更に、上記モータ回転軸との連結部でない方のウオーム軸の端部側をウオーム軸側ベアリングにて支持するようにし、上記連結部側のウオーム軸の端部側は、上記モータ回転軸を支持するモータ側ベアリングにて上記連結部を介して支持されるようにし、これによって、上記ウオーム軸側ベアリングを、上記ウオーム軸の軸線と直交する平面内にて、所定方向に変位させることのできるようにした構成を採ることとした。
【０００５】
このような構成を採ることにより、本発明のものにおいては、ウオーム軸全体を、上記モータ回転軸との連結部に形成されたスプライン結合部を中心にしてウオームホイールの中心点方向に向かって微少量変位させることができるようになる。すなわち、ボールベアリングにて支持される端部側を微少量移動（変位）させることによって、ウオーム軸のウオーム歯部とウオームホイールのウオーム歯部との間の噛合い係合状態を最適な状態に調整することができるようになる。その結果、ウオーム歯部間におけるバックラッシュを最適な状態に調整することができるようになる。
【０００６】
次に、請求項２記載の発明について説明する。このものも、その基本的な点は上記請求項１記載のものと同じである。すなわち、本発明においては、請求項１記載のウオームギヤ装置に関して、上記ウオーム軸側ベアリングの外側に、当該ウオーム軸側ベアリングを支持するリテーナを設け、このリテーナを介して上記ベアリングを変位させるようにした構成を採ることとした。このような構成を採ることにより、本発明のものにおいても、上記請求項１記載のものと同様、ウオーム歯部間におけるバックラッシュの値が最適な状態に調整されることとなる。これらに加えて、更に、本発明のものにおいては、微少量移動（変位）のための荷重（力）を受ける側のベアリング（ボールベアリング）の支持構造を所定のリテーナを介した状態で行なわせるようにしたので、上記荷重は、直接ボールベアリングに入力されないようになる。従って、ボールベアリングに変形や損傷の生ずるおそれがなくなる。その結果、バックラッシュ調整後において、ボールベアリングの作動が円滑に行なわれるようになる。すなわち、ボールベアリングにおけるボールの転動運動が円滑に行なわれるようになる。
【０００７】
次に、請求項３記載の発明について説明する。このものも、その基本的な点は上記請求項１または請求項２記載のものと同じである。すなわち、本発明においては、請求項１または請求項２記載のウオームギヤ装置に関して、上記ウオーム軸側ベアリングの変位を、上記球面状外径スプラインの中心点を支点にして行なわせるようにした構成を採ることとした。このような構成を採ることにより、本発明のものにおいても、上記請求項１または請求項２記載のものと同様、バックラッシュの調整が円滑に行なわれることとなる。すなわち、本発明のものにおいては、ウオーム軸の微少量移動（変位）を、球面状外径スプラインの中心点を支点にした揺動運動にて行なわせることができるようになり、ウオーム軸を撓み変形させることなく、バックラッシュの調整作業を行なうことができるようになる。その結果、バックラッシュの調整作業を円滑に行なうことができるようになる。
【０００８】
次に、請求項４記載の発明について説明する。本発明の特徴とするところは、上記請求項１ないし請求項３に記載のウオームギヤ装置をパワーステアリング装置に適用させるようにしたことである。すなわち、本発明においては、電動式のパワーステアリング装置に関して、上記請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のウオームギヤ装置と、当該ウオームギヤ装置を形成するウオーム軸に連結されるモータと、を備えたパワーアシスト部を有する構成からなるようにした。このような構成を採ることにより、本発明のものにおいては、パワーステアリング装置を形成するウオームギヤ装置部のバックラッシュが常に最適な状態に保持されることとなり、パワーステアリング装置としての操舵フィーリングの快適性を確保することができるようになる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、図１ないし図３を基に説明する。本実施の形態に係るものは、図１に示す如く、モータ４からの動力を受けるウオーム軸１と、当該ウオーム軸１の主要部を成すウオーム歯部１１と噛合い係合するものであってステアリングシャフト５に取付けられるウオームホイール２と、上記ウオーム軸１の、その一方の端部を支持するウオーム軸側ベアリングとしてのボールベアリング３と、これらボールベアリング３、並びに、ウオーム軸１及びウオームホイール２からなるウオーム・ホイール機構を収容するハウジング６と、からなるウオームギヤ装置を基礎に形成されるものであって、これらウオームギヤ装置のウオーム軸１のところにモータ（電動モータ）４が連結されることによって形成される電動式のパワーステアリング装置に関するものである。
【００１０】
このような電動式パワーステアリング装置を形成するウオームギヤ装置の、その主要部を成すウオーム軸１は、図１に示す如く、間に設けられたウオーム歯部１１がウオームホイール２の歯部（ギヤ）２１と噛合った状態で、その一方の端部のところがボールベアリング３にて支持されるようになっているものである。そして、このボールベアリング３は、内輪３１と、外輪（アウタレース）３２と、これら内外輪間に設置されるボール３３と、にて形成されるようになっているものである。そして更に、このような構成からなるボールベアリング３を形成する外輪(アウタレース)３２は、図１及び図３に示す如く、その全体がリング状のリテーナ７にて保持されるようになっているものである。
【００１１】
そして、このリテーナ７は、図３に示す如く、上記ハウジング６に設けられた長穴状のホルダ部６１のところに設置されるようになっているものである。このホルダ部６１は、ボールベアリング３を保持するリテーナ７の外形円に対して、上下方向にわずかにではあるが隙間の設けられた長穴状に成っているものである。また、このようなリテーナ７の一方の端部側には軸部７１が設けられるようになっており（図１参照）、この軸部７１はハウジング６の壁面の一部に形成された調整用長穴６６のところに係合して、この調整用長穴６６内を移動し得るようになっているものである。また、このような軸部７１には雄ネジ部７１１が設けられるようになっており、この雄ネジ部７１１のところには、図１示す如く、上記軸部７１及び当該軸部７１の設けられるリテーナ７を固定するためのロックナット９がネジ結合するようになっているものである。そして、上記のようなホルダ部６１を形成するハウジング６の下方部のところには、図１及び図３に示す如く、当該ホルダ部６１の中心点（Ｏ）に向かって往復直線運動する調整機構８が設けられるようになっている。この調整機構８はネジ機構からなるものであり、当該調整機構８を形成するネジを適宜量廻すことによって、その先端部８１が中心点（Ｏ）の方向に移動し、リテーナ７を微少量（Ｅ）移動（変位）させるようになっているものである。
【００１２】
これに対して、ウオーム軸１の端部とモータ回転軸４１との連結部の構造は、図１に示す如く、モータ側ベアリング（ボールベアリング）４３にて支持されたモータ回転軸４１の、その更に先端部側へ突出するように形成されたオーバハング部のところに設けられた円筒状の内径スプライン４５と、当該内径スプライン４５とスプライン係合するものであって、その外形形状が図２に示すような球面状の形態からなり、かつ、上記ウオーム軸１の端部側に形成される外径スプライン１５と、からなることを基本とするものである。一般には、ウオーム軸１の連結部側の端部には、ボールベアリング等による支持部が形成され、このようなウオーム軸１とモータ回転軸４１とは、オールダム継手あるいはフレキシブルジョイント等を介して連結されるようになっているものであるが、本実施の形態においては、上記ウオーム軸１の連結部側端部の支持は、上記モータ回転軸４１側のベアリング４３にて兼用させるような構造を採ることとしている。また、継手部分は、球面状の外径スプライン１５と円筒状の内径スプライン４５とのスプライン係合方式を用いることによって自動調芯機能をもたせるようにしているものである。なお、これとは逆に、ウオーム軸１側に内径スプラインを設けるようにするとともに、モータ回転軸４１側に外径スプラインを設けるようにしても良い。
【００１３】
次に、このような構成からなる本実施の形態のものについての、その作用、特に、バックラッシュの調整方法（手順）について説明する。まず、図１に示す如く、ウオーム軸１及びウオームホイール２等が、それぞれ所定の位置に設置され、更には、ウオーム軸１とモータ回転軸４１とが各スプライン部４５、１５を介して連結された状態において、ハウジング６に設けられた調整機構８を形成するネジを回転させて、リテーナ７及びボールベアリング３を、ウオームホイール２側へ所定量押し付けるようにする。このような操作をすることによって、リテーナ７とハウジング６のホルダ部６１との間には、図３に示すような微少隙間が設けられているので、リテーナ７及びボールベアリング３は、ボールベアリング３及びウオーム軸１の中心（Ｏ）が、微少量、すなわち、Ｅの値だけ上方へ移動（変位）する。この微少変位によって、ウオーム軸１全体は、図１において、外径スプライン１５の中心点（Ｏ1 ）を支点にして揺動運動することとなり、ウオーム軸１のウオーム歯部１１とウオームホイール２の歯部２１との間の噛合い係合は、最適な状態に保持されることとなる。このような状態において、上記リテーナ７の軸部７１の雄ネジ部７１１にネジ結合するロックナット９を上記ハウジング６の壁面に設けられた調整用長穴６６のところにて締め付け、上記リテーナ７並びに軸部７１を固定する。これによって、両者間のバックラッシュは最適な状態に保持されることとなる。その結果、本実施の形態のものにおいては、ベアリング３の外輪３２には変形荷重が加わるようなことがなくなり、ベアリング３の作動は円滑に行われることとなる。また、ウオーム軸１が撓み変形をしないようになり、本ウオームギヤ装置全体の作動が円滑に行われるようになる。これらによって、これらウオームギヤ装置を基礎に形成される本電動式パワーステアリング装置は、その操舵フィーリングが快適な状態に保持されることとなる。
【００１４】
【発明の効果】
本発明によれば、ウオームホイールと、当該ウオームホイールと噛合い係合するものであって、その一方の端部側がモータの回転軸に連結されるとともに、当該モータからの回転トルクが伝達されるように形成されるウオーム軸と、からなるウオームギヤ装置に関して、上記ウオーム軸と上記モータ回転軸との連結部の構造を、一方が球面状の形態からなる外径スプラインからなるようにするとともに、他方が当該外径スプラインと係合する円筒状の内径スプラインからなるようにし、更に、上記モータ回転軸との連結部でない方のウオーム軸の端部側をベアリングにて支持するようにし、当該ベアリングを、上記ウオーム軸の軸線と直交する平面内にて、所定方向に変位させることのできるようにした構成を採ることとしたので、ウオーム軸全体を、上記モータ回転軸との連結部に形成されたスプライン結合部を中心にしてウオームホイールの中心点方向に向かって微少量揺動運動させることができるようになり、ボールベアリングにて支持される端部側を微少量移動（変位）させることによって、ウオーム軸のウオーム歯部とウオームホイールのウオーム歯部との間の噛合い係合状態を最適な状態に調整することができるようになった。その結果、簡単な操作にて、ウオーム歯部間におけるバックラッシュを最適な状態に調整することができるようになった。
【００１５】
また、上記ボールベアリングの外側に当該ボールベアリングを支持するリテーナを設け、このリテーナを介して上記ボールベアリングを有する側のウオーム軸支持部の微調整を行なわせるようにしたものにおいては、ウオーム歯部間におけるバックラッシュの値が最適な状態に調整されるようになるとともに、これらに加えて、更に、微少量移動（変位）のための荷重（力）が、直接ボールベアリングのアウタレースに入力されることがなくなり、従って、バックラッシュ調整後におけるボールベアリングの作動が円滑に行なわれるようになった。すなわち、ボールベアリングにおけるボールの転動運動が円滑に行なわれるようになり、バックラッシュ調整後においてもウオーム軸の回転運動が円滑に行なわれるようになった。
【００１６】
また、上記ウオームギヤ装置を基礎に形成される電動式パワーステアリング装置においては、モータ（電動モータ）側からのパワーアシスト力がステアリング装置に円滑に伝達されるようになり、本電動式パワーステアリング装置における操舵フィーリングの快適性が確保されるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の全体構成を示す縦断面図である。
【図２】モータ回転軸との連結部の一部を成す球面状外径スプライン部の全体構成を示す斜視図である。
【図３】本発明の主要部を成すバックラッシュ調整部側支持部の構成を示す横断面図である。
【符号の説明】
１  ウオーム軸
１１  ウオーム歯部
１５  外径スプライン
２  ウオームホイール
２１  歯部（ギヤ）
３  ボールベアリング
３１  内輪
３２  外輪（アウタレース）
３３  ボール
４  モータ
４１  モータ回転軸
４３  モータ側ベアリング（ボールベアリング）
４５  内径スプライン
５  ステアリングシャフト
６  ハウジング
６１  ホルダ部
６６  調整用長穴
７  リテーナ
７１  軸部
７１１  雄ネジ部
８  調整機構（調整ネジ）
８１  先端部
９  ロックナット
【図１】
0003982186.tif 000002
【図２】
0003982186.tif 000003
【図３】
0003982186.tif 000004