(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、
前記ケースに凹部を形成し、
この凹部に前記ウォーム軸の一端側を軸支する第１の軸受を備え、
この第１の軸受を前記凹部底面に設けた付勢手段とウォーム軸外周に設けた第１の段差部との間で保持する一方、
前記凹部と対向する位置に開口部を形成し、
前記ケースのこの開口部側で前記ウォーム軸の基端側を軸支する第２の軸受を備え、
この第２の軸受を介して前記ウォーム軸に設けた第２の段差部を前記凹部方向に押さえ付けるように係止する係止手段を備え、
前記ウォーム軸の前記凹部底面方向への過大変位を防止するストッパを備え、
前記ウォーム軸の端部を第１の軸受から凹部方向に突出させ、この端部を前記ストッパとするとともに、
前記ケースの開口部側に前記駆動源を装着し、
この駆動源と前記ウォーム軸の基端側とを連係させたことを特徴とする動力伝達装置。
【請求項２】
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、
前記ケースに凹部を形成し、
この凹部に前記ウォーム軸の一端側を軸支する第１の軸受を備え、
この第１の軸受を前記凹部底面に設けた付勢手段とウォーム軸外周に設けた第１の段差部との間で保持する一方、
前記凹部と対向する位置に開口部を形成し、
前記ケースのこの開口部側で前記ウォーム軸の基端側を軸支する第２の軸受を備え、
この第２の軸受を介して前記ウォーム軸に設けた第２の段差部を前記凹部方向に押さえ付けるように係止する係止手段を備え、
前記ウォーム軸の前記凹部底面方向への過大変位を防止するストッパを備え、
前記凹部底面に段差を設け、この段差を前記ストッパとするとともに、
前記ケースの開口部側に前記駆動源を装着し、
この駆動源と前記ウォーム軸の基端側とを連係させたことを特徴とする動力伝達装置。
【請求項３】
前記付勢手段の付勢力を、通常の動作においてウォーム軸にかかるスラスト荷重の最大値よりも大きく設定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、主として電動パワーステアリング装置において、電動モータ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して（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３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４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には、以下のような問題点がある。
【００１３】
まず、図３に示した動力伝達装置では、玉軸受１１２を固定するために、内輪を固定するリング１２０や、外輪を固定する固定部材１２１を組み付ける必要があり、またリング１２０をかしめつけられるウォーム軸１０６の溝や、固定部材１２１がねじ込まれるウォームハウジング１０４のネジ溝１２２等を加工する必要がある。これは、組み立て工数や加工工数を増大させ、コストアップの原因となる。
【００１４】
一方、図４に示した動力伝達装置では、ウォーム軸２０４のスラスト力を受け止め、かつウォーム軸２０４のガタを防止するために、プレート２０６、ボルト２０７、ナット２０８、止め輪２１０の４点の部品を要し、部品点数が多いうえ、ボルト７の調整及び固定が必要で、組み立ておよび調整工数が多くなってしまう。さらに、ハウジング２０１はウォーム軸２０４の先端側と基端側の両側から加工が必要となり、加工に手間がかかる。
【００１５】
本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、少ない部品点数でウォーム軸のスラスト荷重受けと、がたつき防止が可能であり、組み付けおよび加工工数が低減できる動力伝達装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【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、前記ケースに凹部を形成し、この凹部に前記ウォーム軸の一端側を軸支する第１の軸受を備え、この第１の軸受を前記凹部底面に設けた付勢手段とウォーム軸外周に設けた第１の段差部との間で保持する一方、前記凹部と対向する位置に開口部を形成し、前記ケースのこの開口部側で前記ウォーム軸の基端側を軸支する第２の軸受を備え、この第２の軸受を介して前記ウォーム軸に設けた第２の段差部を前記凹部方向に押さえ付けるように係止する係止手段を備え、前記ウォーム軸の前記凹部底面方向への過大変位を防止するストッパを備え、前記ウォーム軸の端部を第１の軸受から凹部方向に突出させ、この端部を前記ストッパとするとともに、前記ケースの開口部側に前記駆動源を装着し、この駆動源と前記ウォーム軸の基端側とを連係させた。
【００１７】
第２の発明は、前記凹部底面に段差を設け、この段差を前記ストッパとした。
【００１８】
第３の発明は、前記付勢手段の付勢力を、通常の動作においてウォーム軸にかかるスラスト荷重の最大値よりも大きく設定した。
【００２１】
【作用】
第１の発明では、駆動源からの回転力はウォーム軸およびウォームホイールを介して、回転速度が減速され、また回転トルクが増力されて、出力軸へと伝達されるが、ウォーム軸の第２の段差部は、係止手段により第２の軸受を介して凹部側に押さえ付けられる一方、第１の段差部は凹部側に収容された第１の軸受を介して付勢手段により反対方向から付勢されるので、ウォーム軸は付勢手段の付勢力により所定の位置に安定的に保持される。このような動力伝達装置のウォーム軸まわりは、付勢手段、ウォーム軸、第１、第２の軸受け、および係止手段だけで構成でき、少ない部品点数で済むうえ、その組み立ては開口部から順次挿入し、付勢手段の付勢力に抗してウォーム軸を押さえ付けるように第２の軸受を係止手段で係止するだけよいので、特別な加工や調整工程を必要とせず、部品コストおよび組み立てコストが大幅に低減できる。また、ギヤケースは、開口部のみが開口する構造であるので、その加工はこの開口部の方向からのみで済み、加工工数およびコストが低減できる。また、ウォーム軸が凹部底面方向へ過大に動いたときには、第１の軸受から突出したウォーム軸の先端が凹部底面と当接してストッパとして機能し、ウォーム軸のそれ以上の移動を防止するので、ウォーム軸に過大なスラスト荷重が作用した場合でも、第１の軸受と凹部底面との間で付勢手段が押しつぶされて破損したり、ウォームとウォームホイールとの噛合がずれて作動不良を起こしたりすることはない。
【００２２】
第２の発明では、ウォーム軸が凹部底面方向へ過大に動いたときには、第１の軸受が凹部底面の段差に当接して、軸受およびウォーム軸のそれ以上の移動を防止するので、凹部底面の段差はストッパとして機能する。
【００２３】
第３の発明では、動力伝達装置の作動によりウォーム軸４にはスラスト荷重が作用するが、付勢手段のイニシャル荷重は、通常動作におけるスラスト荷重の最大値よりも大きく設定されているので、通常動作においてはウォーム軸は所定の位置に保たれ、がたつきが生じることはない。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて、本発明の実施の形態について説明する。
【００２７】
図１に示すように、動力伝達装置のウォームホイール２は、出力軸３の外周に圧入されるとともに、外周の歯面においてウォーム軸４外周のウォームと噛合する。これらのウォームホイール２とウォーム軸４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、出力軸３はこのハウジング本体に支持されている。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などの被操舵側に連係している。
【００２８】
ギヤケース１には、ウォーム軸４の基端側に開口部１Ａが開口する一方、ウォーム軸４の先端４Ｂ側には筒状の凹部１Ｃが形成され、この凹部１Ｃは閉鎖された底面１Ｂを備えている。
【００２９】
開口部１Ａからはウォーム軸４の基端４Ａが突出するとともに、この開口部１Ａ上には、駆動源である電動モータ１５が、シール用のＯリング１３を介してボルト１６で装着される。開口部１Ａ側に延び出した電動モータ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、ウォームホイール２を介して、出力軸３に付与される。
【００３０】
ウォーム軸４は、ウォームホイール２と噛合するウォーム４Ｅを略中央部に備え、このウォーム４Ｅの基端４Ａ側には、径が拡大された段差部４Ｃが、また先端４Ｂ側には段差部４Ｄが、それぞれ形成されている。なお、請求の範囲との対応では、段差部４Ｄが第１の段差部に、また段差部４Ｃが第２の段差部にそれぞれ対応する。
【００３１】
ウォーム軸４の基端４Ａ側を回動自在に支持する軸受６は、この段差部４Ｃと、ギヤケース１の開口部１Ａ内周に装着された係止手段である止め輪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５は、外輪側面を接して凹部１Ｃ内に収容されるとともに、段差部４Ｄと、凹部１Ｃの底面１Ｂに設けられた付勢手段であるバネ部材８との間に保持される。すなわち、このバネ部材８のバネ力は、軸受５を段差部４Ｄ側に押さえ付けて保持するとともに、ウォーム軸４を基端４Ａ側に付勢し、段差部４Ｃは軸受６を止め輪７側に押さえ付けて保持する。なお、バネ部材８としてはコイルスプリングまたは皿バネ等が用いられる。また、請求の範囲との対応では、軸受５が第１の軸受に、また軸受６が第２の軸受にそれぞれ対応する。
【００３２】
このバネ部材８のバネ力には、ウォーム軸４に通常作用するスラスト力の最大値以上のイニシャル荷重が付与されている。これにより、通常のスラスト力が作用している限り、ウォーム軸４は、このスラスト力に抗して所定の位置に保持され、がたつきや、ウォーム４Ｅとウォームホイール２の噛み合い不良が、有効に防止される。
【００３３】
ウォーム軸４の先端４Ｂは、軸受５から底面１Ｂ側に突出し、この突出部がストッパ部９となっている。これにより、車輪側からのキックバック等によりウォーム軸４に通常を超える過大なスラスト力が作用し、ウォーム軸４が底面１Ｂ側に移動しようとした場合には、ストッパ部９が底面１Ｂと当接し、ウォーム軸４および軸受５のそれ以上の移動を阻止する。したがって、過大なスラスト力が作用した場合でも、バネ部材８が軸受５と底面１Ｂとの間で押しつぶされたり、またウォーム４Ｅとウォームホイール２との噛合がずれて作動不良を起こしたりすることはない。
【００３４】
つぎに作用を説明する。
【００３５】
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。
【００３６】
この場合、本発明では、ウォーム軸４は、軸受５、６、止め輪７、および段差部４Ｃ、４Ｄを介して、バネ部材８のバネ力により保持され、かつ、このバネ部材８には通常の動作においてウォーム軸４に作用するスラスト力よりも大きなイニシャル荷重が与えられているので、通常動作においては、ウォーム軸４はギヤケース１内の所定の位置に保たれ、がたつくことはない。
【００３７】
これに対して、例えば車輪が石ころ、段差等に乗り上げてキックバックがあった場合等、ウォーム軸４に過大なスラスト力が作用した場合には、ウォーム軸４先端のストッパ部９がギヤケース１の底面１Ｂに当接することにより、ウォーム軸４および軸受５の底面１Ｂ側への過大な移動は防止される。したがって、バネ部材８が軸受５と底面１Ｂとの間で押しつぶされて破損することはなく、また、ウォーム軸４の移動により、ウォーム４Ｅとウォームホイール２との噛合がずれて噛み合い不良を起こすこともない。
【００３８】
また、本発明の動力伝達装置では、ウォーム軸４まわりの構造は、バネ部材８、ウォーム軸４、軸受５、６、止め輪７のみで構成でき、また、これらの部品をギヤケース１の開口部１Ａから順次挿入し、バネ部材８の付勢力に抗してウォーム軸４を押さえ付けるように軸受６を止め輪７で係止するだけで組み立てることができ、特別な加工や調整工程を必要としないので、部品コストおよび組み立てコストが大幅に低減できる。また、ギヤケース１は、開口部１Ａのみが開口する構造であるので、ギヤケース１の加工はこの開口部１Ａの方向からのみで済み、加工工数およびコストが低減できる。
【００３９】
図２には本発明の他の実施の形態を示す。
【００４０】
この実施の形態は、図１の実施の形態と基本的構成を同じくするものであり、ウォーム軸４の先端４Ｂに設けられていたストッパ部９を備えない代わりに、ギヤケース１の底面１Ｂ外周に段差状のストッパ部１９を備えた点でのみ、図１の実施の形態と異なるものである。この図２の構成によっても、過大なスラスト力が作用したときのウォーム軸４の動きは、軸受５がこのストッパ部１９に当接するところまでで阻止され、図１の実施の形態と同様に、バネ部材８の破損防止およびウォーム４Ｅとウォームホイール２との噛み合い不良の防止を行うことができる。また、ウォーム軸４は先端４Ｂにストッパ部を設けない分だけ短くでき、その分、図１の実施の形態に比べてコスト低減が可能となる。
【００４１】
【発明の効果】
第１の発明によれば、駆動源からの回転力はウォーム軸およびウォームホイールを介して、回転速度が減速され、また回転トルクが増力されて、出力軸へと伝達されるが、ウォーム軸の第２の段差部は、係止手段により第２の軸受を介して凹部側に押さえ付けられる一方、第１の段差部は凹部側に収容された第１の軸受を介して付勢手段により反対方向から付勢されるので、ウォーム軸は付勢手段の付勢力により所定の位置に安定的に保持される。このような動力伝達装置のウォーム軸まわりは、付勢手段、ウォーム軸、第１、第２の軸受け、および係止手段だけで構成でき、少ない部品点数で済むうえ、その組み立ては開口部から順次挿入し、付勢手段の付勢力に抗してウォーム軸を押さえ付けるように第２の軸受を係止手段で係止するだけよいので、特別な加工や調整工程を必要とせず、部品コストおよび組み立てコストが大幅に低減できる。また、ギヤケースは、開口部のみが開口する構造であるので、その加工はこの開口部の方向からのみで済み、加工工数およびコストが低減できる。また、ウォーム軸が凹部底面方向へ過大に動いたときには、第１の軸受から突出したウォーム軸の先端が凹部底面と当接してストッパとして機能し、ウォーム軸のそれ以上の移動を防止するので、ウォーム軸に過大なスラスト荷重が作用した場合でも、第１の軸受と凹部底面との間で付勢手段が押しつぶされて破損したり、ウォームとウォームホイールとの噛合がずれて作動不良を起こしたりすることはない。
【００４２】
第２の発明によれば、ウォーム軸が凹部底面方向へ過大に動いたときには、第１の軸受が凹部底面の段差に当接して、軸受およびウォーム軸のそれ以上の移動を防止するので、凹部底面の段差はストッパとして機能する。
【００４３】
第３の発明によれば、動力伝達装置の作動によりウォーム軸４にはスラスト荷重が作用するが、付勢手段のイニシャル荷重は、通常動作におけるスラスト荷重の最大値よりも大きく設定されているので、通常動作においてはウォーム軸は所定の位置に保たれ、がたつきが生じることはない。
【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】同じく他の実施の形態を示す断面図である。
【図３】従来例を示す断面図である。
【図４】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  凹部
２  ウォームホイール
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  バネ部材
９  ストッパ部
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
【図１】
0003850509.tif 000002
【図２】
0003850509.tif 000003
【図３】
0003850509.tif 000004
【図４】
0003850509.tif 000005