電動パワーステアリング装置
【課題】ウォーム軸の可動量のばらつきを抑制できる電動パワーステアリング装置を提供する。
【解決手段】ウォーム軸２０の第２端部２３は、第２軸受３２によって回転可能に支持されている。第２軸受３２には、第１弾性部材３６が取り付けられている。第１弾性部材３６は、ウォーム軸２０とウォームホイール２１との中心間距離Ｄ１が短くなる方向としての対向方向Ｂ１の一方Ｂ２に、第２軸受３２を介してウォーム軸２０の第２端部２３を弾性的に付勢している。ハウジング７０には、対向方向Ｂ１への第２端部２３の変位を規制するための規制部４５を含んでいる。第２軸受３２の外輪３２ｂには、規制部４５に当接可能なストッパ部４９が設けられている。
【解決手段】ウォーム軸２０の第２端部２３は、第２軸受３２によって回転可能に支持されている。第２軸受３２には、第１弾性部材３６が取り付けられている。第１弾性部材３６は、ウォーム軸２０とウォームホイール２１との中心間距離Ｄ１が短くなる方向としての対向方向Ｂ１の一方Ｂ２に、第２軸受３２を介してウォーム軸２０の第２端部２３を弾性的に付勢している。ハウジング７０には、対向方向Ｂ１への第２端部２３の変位を規制するための規制部４５を含んでいる。第２軸受３２の外輪３２ｂには、規制部４５に当接可能なストッパ部４９が設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置において、小歯車としてウォーム軸を用い、大歯車としてウォームホイールを用いるものがある。これらウォーム軸とウォームホイールとの噛み合い部分には、トルクロスを低減するために適度なバックラッシが必要である。しかしながら、例えば悪路を走行してタイヤからの反力（逆入力）を受けた場合、このバックラッシに起因する歯打ち音（ラトル音）が発生することがある。
【０００３】
そこで、これらトルクロスおよび歯打ち音の発生を最小限にするため、ウォーム軸をウォームホイール側へ偏倚可能に支持すると共に、ウォーム軸をウォームホイール側へ弾性的に付勢することで、トルクロスを抑制しつつバックラッシを無くすことが提案されている（例えば、特許文献１参照）。具体的には、ウォーム軸のうち、反電動モータ側の端部を軸受で支持し、この軸受を付勢部材で付勢する。付勢部材は、軸受の外輪に巻かれた有端環状の主体部と、この主体部から突出する弾性片部とを含んでいる。弾性片部は、ハウジングの軸受保持用の孔の内面に接触して弾性反発力を生じており、この弾性反発力によって、軸受およびウォーム軸をウォームホイール側に押圧している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２５４８６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１において、ウォーム軸のうち、反電動モータ側の端部がウォームホイールに向けて変位できる量（可動量）は、主に、ハウジングの軸受保持用の孔の寸法、付勢部材の寸法（板厚）、および軸受の外輪の直径という、３つの要素によって、主に決まる。付勢部材は、帯状の金属板を曲げ加工して形成されるので、寸法のばらつきが大きく、ウォーム軸の可動量のばらつきが大きくなってしまう。その上、ウォーム軸の可動量は、前記３つの要素、すなわち多くの要素によって決まるので、ウォーム軸の可動量のばらつきがさらに大きくなる。このため、ウォーム軸とウォームホイールとの噛み合い状態について、個体差が大きくなってしまう。
【０００６】
本発明は、かかる背景のもとでなされたもので、ウォーム軸の可動量のばらつきを抑制できる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】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明は、ウォーム軸（２０）およびウォームホイール（２１）を含むウォーム減速機（１９）を備え、電動モータ（１８）の出力が前記ウォーム軸の一端（２２）から前記ウォーム減速機に入力される電動パワーステアリング装置（１）において、前記ウォーム軸の他端（２３）を回転可能に支持する軸受（３２）と、前記ウォーム軸と前記ウォームホイールとの中心間距離（Ｄ１）が短くなる方向としての付勢方向（Ｂ２）に前記軸受を介して前記ウォーム軸の他端を弾性的に付勢する弾性部材（３６）と、前記ウォーム減速機を収容するハウジング（７０）と、を備え、前記ハウジングは、前記付勢方向への前記軸受の変位を規制可能な規制部（４５）を含み、前記弾性部材とは別体に形成され前記軸受と前記付勢方向に一体移動可能なストッパ部材（７５；７６）、または前記軸受に、前記規制部に当接可能なストッパ部（４９）が設けられていることを特徴とする（請求項１）。
【０００８】
本発明によれば、ハウジングの規制部と、ストッパ部材または軸受に設けられたストッパ部という２つの部分で、付勢方向に関して、ウォーム軸の可動量を規定することができる。このように、２つという少ない要素数でウォーム軸の可動量を規定できるので、ウォーム軸の可動量のばらつき（個体差）を抑制できる。また、弾性変形するという性質を有することから寸法のばらつきが大きい傾向にある弾性部材を用いて、ウォーム軸の可動量を規定する構成ではない。このため、ウォーム軸の可動量を規定するために、規制部およびストッパ部を硬い部材で形成できる。その結果、ウォーム軸の可動量のばらつきをより確実に抑制できる。その結果、ウォームホイールに対するウォーム軸の押圧量のばらつきが抑制される。これにより、ウォーム軸とウォームホイールとの噛み合いのラトル音の発生や、操舵フィーリングのばらつきを抑制できる。
【０００９】
また、前記弾性部材は、前記軸受の外周に嵌合された有端環状の主体部（３７）と、この主体部から突出し前記ハウジングに弾性的に当接する弾性舌片（３９，４０）と、を含んでいる場合がある（請求項２）。
この場合、弾性変形し易い弾性舌片の弾性反発力を用いて、軸受に、付勢方向を向く付勢力を付与することができる。また、弾性変形し易いことから寸法のばらつきの大きい弾性舌片を含む弾性部材を用いてウォーム軸の変位を規制する構成ではない。したがって、ウォーム軸の可動量のばらつきを確実に抑制できる。
【００１０】
また、本発明において、前記弾性部材（３６）の外周面（４７）のうち、前記弾性舌片の外周面（４７ａ，４７ｂ）のみが前記ハウジングに当接している場合がある（請求項３）。
仮に、弾性部材の外周面のうち、弾性舌片以外の部分がハウジングに接触すると、弾性部材から軸受を介してウォーム軸に付与される付勢力の変動が大きくなってしまい、ウォーム軸に付与される付勢力の特性にばらつきが生じてしまう。これに対し、本発明では、弾性部材の外周面のうち、弾性舌片の外周面のみがハウジングに接触するようにされている。これにより、弾性部材から軸受を介してウォーム軸に付与される付勢力（荷重）の特性が不用意に変化せず、付勢力の特性のばらつきを少なくできる。
【００１１】
また、本発明において、前記ストッパ部材は、前記軸受の外径部（３２ｂ）に固定された樹脂部材または金属部材を含む場合がある（請求項４）。
この場合、弾性部材と比べて、寸法のばらつきを格段に抑制できる樹脂部材または金属部材によって、ストッパ部が形成されている。これにより、ウォーム軸の可動量のばらつきを簡易且つ確実に抑制できる。
【００１２】
また、本発明において、前記ハウジングは、前記軸受を前記付勢方向と平行な所定方向に変位可能に収容した孔部（７１ｂ）を含み、前記孔部と前記規制部とは、前記軸受の軸方向に並んで配置されており、前記軸受は、前記軸方向の位置が前記孔部および前記規制部の双方と重なっており、前記ストッパ部は、前記軸受に設けられている場合がある（請求項５）。
【００１３】
この場合、軸受の外周面を、弾性部材が取り付けられる部分として用いることができ、且つ、ストッパ部が形成される部分としても用いることができる。軸受を軸方向に長く形成するという簡易な構成で、軸受と弾性部材とを結合しつつ、軸受にストッパ部を形成することができる。
なお、上記において、括弧内の数字等は、後述する実施形態における対応構成要素の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態にかかる電動パワーステアリング装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】電動モータ、減速機およびその近傍の構成を示す一部断面図である。
【図３】図２の第２軸受の周辺の拡大図である。
【図４】第１弾性部材の斜視図である。
【図５】図３のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。
【図６】図２のＶＩ−ＶＩ線に沿う継手の断面図である。
【図７】継手の分解斜視図である。
【図８】ウォーム軸の動作について説明するための主要部の断面図である。
【図９】本発明の別の実施形態の主要部の断面図である。
【図１０】本発明のさらに別の実施形態の主要部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下には、図面を参照して、本発明の実施形態について具体的に説明する。
図１は、本発明の一実施形態にかかる電動パワーステアリング装置１の概略構成を示す模式図である。図１を参照して、電動パワーステアリング装置１は、ステアリングホイール等の操舵部材２に連結されるステアリングシャフト３と、中間軸４を介してステアリングシャフト３と連結されるピニオン軸５と、ピニオン軸５に形成されたピニオン６に噛み合うラック７を有し、自動車の左右方向に延びる転舵軸としてのラック軸８とを備えている。ピニオン軸５およびラック軸８によって、ラックアンドピニオン機構からなる転舵機構２９が構成されている。
【００１６】
ステアリングシャフト３は、操舵部材２に連なる入力軸９と、中間軸４に連なる出力軸１０とを含んでいる。これら入力軸９および出力軸１０はトーションバー１１を介して同一軸線上で相対回転可能に連結されている。
ラック軸８は、図示しない複数の軸受を介して直線往復運動可能にハウジング１２に支持されている。ラック軸８の両端部は、ハウジング１２の外部へ突出している。ラック軸８の各端部は、それぞれタイロッド１３およびナックルアーム（図示せず）を介して、転舵輪１４に連結されている。
【００１７】
操舵部材２が回転操作されることにより、ステアリングシャフト３が回転する。このステアリングシャフト３の回転は、ピニオン６およびラック７を介してラック軸８の直線往復運動に変換される。これにより、転舵輪１４の転舵が達成される。
操舵部材２に操舵トルクが入力されることにより、トーションバー１１がねじれ、入力軸９および出力軸１０が微小角度、相対回転する。この相対回転変位は、ステアリングシャフト３の近傍に設けられたトルクセンサ１５によって検出される。これにより、操舵部材２に作用するトルクが検出される。トルクセンサ１５の出力信号は、ＥＣＵ１６（Electronic ControlUnit：電子制御ユニット）に与えられる。ＥＣＵ１６は、トルク値や図示しない車速センサから与えられる車速値等に基づいて、駆動回路１７を介して操舵補助用の電動モータ１８を駆動制御する。
【００１８】
電動モータ１８の出力は、ウォーム減速機（以下、単に減速機ともいう）１９を介してステアリングシャフト３の出力軸１０に伝達される。出力軸１０に伝達された力は、ピニオン軸５等を介してラック軸８に伝達される。これにより操舵が補助される。
減速機１９は、電動モータ１８により回転駆動される駆動ギヤとしてのウォーム軸２０と、このウォーム軸２０に噛み合う従動ギヤとしてのウォームホイール２１とを備えている。ウォームホイール２１は、ステアリングシャフト３の出力軸１０等を介して転舵機構２９に連結されている。
【００１９】
図２は、電動モータ１８、減速機１９およびその近傍の構成を示す一部断面図である。図２を参照して、減速機１９は、ハウジング７０に収容されている、また、電動モータ１８は、このハウジング７０に支持されている。ハウジング７０は、ウォーム軸２０を収容する筒状の駆動ギヤ収容ハウジング７１と、ウォームホイール２１を収容する筒状の従動ギヤ収容ハウジング７２とを含んでいる。駆動ギヤ収容ハウジング７１および従動ギヤ収容ハウジング７２は、アルミニウム合金等の金属材料を用いて一体成形されている。
【００２０】
駆動ギヤ収容ハウジング７１の一端部には、環状フランジ部７３が形成されている。環状フランジ部７３には、図示しない固定ねじを用いて、電動モータ１８のモータハウジング１８ａが取り付けられている。電動モータ１８は、このモータハウジング１８ａと、モータハウジング１８ａに回転可能に支持された出力軸１８ｂとを含んでいる。出力軸１８ｂは、継手５０を介してウォーム軸２０に動力伝達可能に連結されている。
【００２１】
ウォーム軸２０は、継手５０が連結された一端としての第１端部２２と、他端としての第２端部２３と、第１端部２２および第２端部２３間に配置され螺旋状の歯部を有するウォーム２４と、を含んでいる。
第１端部２２は、電動モータ１８の出力軸１８ｂに継手５０を介して動力伝達可能に連結されている。これにより、電動モータ１８の出力が、ウォーム減速機１９に入力される。ウォーム軸２０に伝達される。
【００２２】
ウォームホイール２１は、出力軸１０に一体回転可能に結合された環状の芯金２７と、芯金２７の周囲を取り囲み外周に歯が形成された合成樹脂部材２８とを含んでいる。芯金２７は、例えば合成樹脂部材２８の樹脂成形時に金型内にインサートされる。芯金２７は、ステアリングシャフト３の出力軸１０に、例えば圧入によって嵌め合わされ、連結されている。これにより、ウォームホイール２１は、出力軸１０に対して一体回転可能に且つ軸方向に移動不能となっている。
【００２３】
ウォーム軸２０の第１端部２２には、第１軸受３１が配置されている。また、ウォーム軸２０の第２端部２３には、第２軸受３２が配置されている。第１および第２軸受３１，３２は、例えば、玉軸受等の転がり軸受である。ウォーム軸２０は、第１軸受３１および第２軸受３２等を介して、ハウジング７０の駆動ギヤ収容ハウジング７１に回転可能に支持されている。
【００２４】
ウォーム軸２０は、第１軸受３１を中心とする、揺動方向Ａ１に揺動可能である。また、ウォーム軸２０の中心としての中心軸線Ｌ１と、ウォームホイール２１の中心としての中心軸線Ｌ２との間の距離（中心間距離）Ｄ１が近づく方向としての対向方向Ｂ１の一方Ｂ２に、ウォーム軸２０の第２端部２３が弾性的に付勢されている。第２端部２３は、第１弾性部材３６よって弾性的に付勢されている。
【００２５】
これにより、ウォーム軸２０の歯形成部としてのウォーム２４とウォームホイール２１の互いの噛み合い領域２６においてバックラッシが生じることを抑制している。
上記した、ウォーム軸２０の揺動のための構成と、ウォーム軸２０をウォームホイール２１に付勢するための構成とについて、以下に説明する。
第１軸受３１は、ウォーム軸２０が第１軸受３１を中心に揺動方向Ａ１に揺動可能となるように、ウォーム軸２０の第１端部２２を支持している。第１軸受３１は、内輪３１ａと、外輪３１ｂと、転動体３１ｃとを含んでいる。第１軸受３１には、内部隙間が設けられており、内輪３１ａは、外輪３１ｂに対して、内輪３１ａの径方向にわずかに変位可能である。これにより、第１軸受３１の内輪３１ａは、外輪３１ｂに対して揺動方向Ａ１に揺動可能となっている。揺動方向Ａ１は、ウォームホイール２１の中心軸線Ｌ２に沿ってウォーム軸２０を見たときにおける、第１軸受３１を中心とする時計回り方向および反時計回り方向を含む方向である。
【００２６】
第１軸受３１の内輪３１ａは、第１端部２２の外周２２ａに圧入固定等により固定されており、ウォーム軸２０とは一体回転且つ同行移動可能である。この内輪３１ａの一端面は、第１端部２２とウォーム２４との間の環状の段部２１ａに受けられている。
第１軸受３１の外輪３１ｂは、駆動ギヤ収容ハウジング７１の内周面に形成された第１収容孔部７１ａに支持されている。この外輪３１ｂと、第１収容孔部７１ａとは、すきまばめ等によって嵌合されている。
【００２７】
ハウジング７０の駆動ギヤ収容ハウジング７１は、前述の第１軸受３１を収容する第１収容孔部７１ａと、第２軸受３２を収容する第２収容孔部７１ｂと、ウォーム２４を取り囲む歯部収容部７１ｃと、を含んでいる。
図３は、図２の第２軸受３２の周辺の拡大図である。図３を参照して、ハウジング７０の第２収容孔部７１ｂは、第２軸受３２と、第１弾性部材３６とを収容している。
【００２８】
第２軸受３２は、内輪３２ａと、外輪３２ｂと、転動体３２ｃとを含んでいる。第２軸受３２の内輪３２ａは、第２端部２３の外周に圧入固定されている。
第２軸受３２の外輪３２ｂは、第１弾性部材３６を介して第２収容孔部７１ｂに支持されている。第２軸受３２およびウォーム軸２０の第２端部２３は、駆動ギヤ収容ハウジング７１に対して、ウォーム軸２０の中心軸線Ｌ１とウォームホイール２１の中心軸線Ｌ２とが対向する対向方向Ｂ１に相対移動可能とされている。
【００２９】
図４は、第１弾性部材３６の斜視図であり、図５は、図３のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。図４および図５を参照して、第１弾性部材３６は、板ばね部材である。この第１弾性部材３６は、例えばステンレス鋼やばね鋼を用いて一体成形されている。
第１弾性部材３６は、第２軸受３２の外輪３２ｂの外周に嵌合された有端環状の主体部３７と、主体部３７の一対の端部３７ａ，３７ｂによってそれぞれ片持ち状に支持された鉤形（Ｌ字形）状の第１および第２弾性舌片３９，４０と、を含んでいる。
【００３０】
主体部３７は、第２軸受３２の外輪３２ｂの外周面を半周以上に亘って取り囲んでおり、この外輪３２ｂとは対向方向Ｂ１に一体移動可能である。
第１弾性舌片３９の基端部３９ａおよび第２弾性舌片４０の基端部４０ａは、それぞれ主体部３７の一端部３７ａおよび他端部３７ｂに連結されている。
第１および第２弾性舌片３９，４０はそれぞれ、主体部３７から突出しており、第１部分４１と第２部分４２とを有している。第１部分４１は、主体部３７の対応する端部３７ａ，３７ｂから対向方向Ｂ１の他方Ｂ３に延設されている。第２部分４２は、第１部分４１の端部から延設されており、第１部分４１に対して直交するように延びている。
【００３１】
第１弾性部材３６の軸方向に関する第１および第２弾性舌片３９，４０の幅は、主体部３７の幅よりも狭くされている。第１弾性舌片３９は、主体部３７の軸方向の一端部３７ｃに配置され、第２弾性舌片４０は、軸方向の他端部３７ｄに配置されている。
主体部３７の一端部３７ｃには、複数の弾性突起３８が設けられている。この複数の弾性突起３８は、一端部３７ｃから主体部３７の径方向内方に向けて延びている。各弾性突起３８は、先端側に進むに従い一端部３７ｃから離れるように傾斜して延びている。各弾性突起３８は、主体部３７の周方向に等間隔に配置されている。
【００３２】
図３および図５を参照して、各弾性突起３８は、駆動ギヤ収容ハウジング７１の端壁７１ｄに受けられている。各弾性突起３８は、第２軸受３２の外輪３２ｂの一端面に当接している。
第２軸受３２と、第２軸受３２の外輪３２ｂに取り付けられた第１弾性部材３６とによって、第２軸受ユニット４３が形成されている。この第２軸受ユニット４３は、ハウジング７０の第２収容孔部７１ｂに収容されている。
【００３３】
ハウジング７０の第２収容孔部７１ｂは、第１弾性部材３６を対向方向Ｂ１に変位可能に収容する長孔部４４と、長孔部４４とはウォーム軸２０（第２軸受３２）の軸方向に隣接して形成された環状の規制部４５とを含んでいる。長孔部４４は、第１弾性部材３６、第２軸受３２の一部、およびウォーム軸２０の第２端部２３の一部を対向方向Ｂ１に変位可能に収容している。長孔部４４は、駆動ギヤ収容ハウジング７１の端壁７１ｄに隣接して配置されている。長孔部４４は、対向方向Ｂ１に延びる長孔に形成されている。長孔部４４のうち、対向方向Ｂ１の他方Ｂ３側の先端部には、長孔部４４の内周面を窪ませることで第１凹部４６が形成されている。
【００３４】
第１凹部４６は、第２軸受３２の周方向に対向する一対の内壁面４６ａ，４６ｂと、内壁面４６ａ，４６ｂを接続する底部４６ｃとを有している。
第１弾性部材３６の第１および第２弾性舌片３９，４０は、第１凹部４６の底部４６ｃに受けられることにより、弾性変形している。この弾性変形による弾性反発力により、第１弾性部材３６は、第２軸受３２を介してウォーム軸２０の第２端部３２を対向方向Ｂ１の一方Ｂ２（中心間距離Ｄ１が近づく方向。付勢方向）に弾性的に付勢している。これにより、ウォーム軸２０のウォーム２４とウォームホイール２１との間のバックラッシがゼロに保たれている。
【００３５】
また、第１弾性部材３６の外周面４７のうち、第１および第２弾性舌片３９，４０の外周面４７ａ，４７ｂのみが、ハウジング７０に接触するようになっている。具体的には、長孔部４４の形状が大きくされている。これにより、ウォーム軸２０の第２端部２３が対向方向Ｂ１に変位したとき、第１弾性部材３６の主体部３７の外周面４７ｃが長孔部４４の内周面に接触しないようになっている。また、第１弾性舌片３９，４０の基端部は、長孔部４４の第１凹部４６の縁部４６ｄ，４６ｅに接触しないように、縁部４６ｄ，４６ｅに対して、ウォーム軸２０の周方向に離隔して配置されている。
【００３６】
第２軸受３２は、ウォーム軸２０の軸方向に関して第１弾性部材３６よりも長く形成されている。第２軸受３２の一部は、第１弾性部材３６の主体部３７に対して、ウォーム２４側（図３の右側）に突出している。第２軸受３２は、当該第２軸受３２の軸方向に関する位置が、長孔部４４および規制部４５と重なっている。第２軸受３２の外輪３２ａは、円筒面に形成されており、第１弾性部材３６の主体部３７に嵌合する嵌合部４８と、主体部３７に対してウォーム２４側に位置するストッパ部４９と、を含んでいる。
【００３７】
図３を参照して、第２軸受３２のストッパ部４９の外周面は、ハウジング７０の第１収容孔部７１ａの規制部４５に対して、ウォーム軸２０の径方向に直接対向している。規制部４５は、対向方向Ｂ１に関するウォーム軸２０の第２端部２３の変位を規制可能に設けられている。初期状態（電動パワーステアリング装置１の出荷時の状態）において、規制部４５とストッパ部４９とは、ウォーム軸２０の径方向に所定の隙間Ｓ１を開けて対向している。これにより、初期状態のウォーム２４の第２端部２３、第２軸受３２および第１弾性部材３６は、対向方向Ｂ１に隙間Ｓ１だけ変位可能となっている。ストッパ部４９が規制部４５に当接することにより、規制部４５に対する第２軸受３２の対向方向Ｂ１への変位が規制される。
【００３８】
図２を参照して、継手５０は、揺動方向Ａ１へのウォーム軸２０の揺動、すなわち、第１軸受３１を中心とするウォーム軸２０の揺動を許容しつつ、ウォーム軸２０と電動モータ１８の出力軸１８ｂとを動力伝達可能に連結している。
継手５０は、電動モータ１８の出力軸１８ｂに一体回転可能に連結された第１係合部材５１と、減速機１９のウォーム軸２０の第１端部２２に一体回転可能に連結された第２係合部材５２と、第１および第２係合部材５１，５２の間に介在し、第１係合部材５１から第２係合部材５２にトルクを伝達する第２弾性部材５３とを含んでいる。
【００３９】
図６は、図２のＶＩ−ＶＩ線に沿う継手５０の断面図である。図７は、継手５０の分解斜視図である。図７を参照して、第１係合部材５１は、例えば金属で形成されている。第１係合部材５１は、円筒状の第１主体部５４と、第１主体部５４の一端面に突出形成された複数の第１係合突起５５とを有している。
第１主体部５４は、電動モータ１８の出力軸１８ｂが圧入固定される第１嵌合孔５６を有している。第１係合突起５５は、第１主体部５４の周方向に等間隔に配置されている。
【００４０】
第２係合部材５２は、例えば金属で形成されている。第２係合部材５２は、円柱状の第２主体部５８と、第２主体部５８の一端面から突出形成された複数の第２係合突起５９と、ウォーム軸２０の第１端部２２が圧入固定される第２嵌合孔６０とを有している。第２係合突起５９は、第２主体部５８の周方向に等間隔に配置されている。
第２弾性部材５３は、例えば合成ゴムや合成樹脂で形成されている。第２弾性部材５３は、環状の主体部６２と、主体部６２の周面から放射状に延びる複数の係合腕６３とを有している。複数の係合腕６３は、主体部６２の周方向に等間隔に配置されている。
【００４１】
第１係合部材５１、第２係合部材５２および第２弾性部材５３は、図６に示すように、第１係合突起５５、第２係合突起５９および係合腕６３がそれぞれ噛み合うように組み立てられている。具体的には、第１係合突起５５および第２係合突起５９が、係合腕６３を周方向に挟んで噛み合わされている。
図２を参照して、駆動ギヤ収容ハウジング７１には、雌ねじ部７１ｆが形成されている。この雌ねじ部７１ｆには、環状のナット部材６４がねじ結合している。ナット部材６４は、第１軸受３１の外輪３１ｂに当接しており、この外輪３１ｂを第２軸受３２側に付勢している。この付勢力は、第１軸受３１の外輪３１ｂ、転動体３１ｃ、内輪３１ａ、ウォーム軸２０、第２軸受３２の内輪３２ａ，転動体３２ｃおよび外輪３２ｂを介して第１弾性部材３６の弾性突起３８に伝わる。これにより、第１軸受３１および第２軸受３２に予圧が付与されている。
【００４２】
次に、ウォーム軸２０周辺の動作に関して説明する。
以上の概略構成を有する電動パワーステアリング装置１において、例えば、長期間にわたるウォーム軸２０とウォームホイール２１との噛み合いにより、ウォーム軸２０の合成樹脂部材２８の歯部が摩耗する。このとき、第１弾性部材３６が第２軸受３２を介して第２端部３２を対向方向Ｂ１の一方Ｂ２に付勢している。これにより、ウォーム軸２０の第２端部２３は、対向方向Ｂ１の一方Ｂ２に変位する。第２端部２３が、自由状態のときの位置から、対向方向Ｂ１の一方Ｂ２に隙間Ｓ１と同じ距離だけ変位したとき、図８に示すように、第２軸受３２の外輪３２ｂのストッパ部４９が、ハウジング７０の第２収容孔部７１ｂの規制部４５に当接する。これにより、第２端部２３の対向方向Ｂ１の一方Ｂ２へのそれ以上の変位が規制され、ウォーム軸２０の揺動が規制される。
【００４３】
ウォーム軸２０の第２端部２３が、自由状態のときの位置から、対向方向Ｂ１の他方Ｂ３に隙間Ｓ１と同じ距離だけ変位したときも、ストッパ部４９が規制部４５に当接する。
以上説明したように、本実施形態によれば、ハウジング７０の規制部４５と、第２軸受３２のストッパ部４９という２つの部分で、対向方向Ｂ１の一方Ｂ２および他方Ｂ３に関して、ウォーム軸２０の可動量を規定することができる。このように、２つという少ない要素数でウォーム軸２０の可動量を規定できるので、ウォーム軸２０の可動量のばらつき（個体差）を抑制できる。
【００４４】
また、弾性変形するという性質を有することから寸法のばらつきが大きい傾向にある第１弾性部材３６を用いて、ウォーム軸２０の可動量を規定する構成ではない。このため、ウォーム軸２０の可動量を規定するために、ハウジング７０の規制部４５およびストッパ部４９を、硬い金属部材で形成できる。その結果、ウォーム軸２０の可動量のばらつきをより確実に抑制できる。その結果、ウォームホイール２１に対するウォーム軸２０の押圧量のばらつきが抑制される。これにより、ウォーム軸２０とウォームホイール２１との噛み合いのラトル音の発生や、操舵フィーリングのばらつきを抑制できる。
【００４５】
また、弾性部材として、弾性舌片３９，４０を有する第１弾性部材３６を用いている。これにより、弾性変形し易い弾性舌片３９，４０の弾性反発力を用いて、第２軸受３２に、対向方向Ｂ１の一方Ｂ２を向く付勢力を付与することができる。また、弾性変形し易いことから寸法のばらつきの大きい弾性舌片３９，４０を含む第１弾性部材３６を用いて、ウォーム軸２０の変位を規制する構成ではない。したがって、ウォーム軸２０の可動量のばらつきを確実に抑制できる。
【００４６】
さらに、第１弾性部材３６の外周面４７のうち、各弾性舌片３９，４０の外周面４７ａ，４７ｂのみが、ハウジング７０の第２収容孔部７１ｂに当接している。
仮に、第１弾性部材３６の外周面４７のうち、弾性舌片３９，４０以外の部分がハウジング７０に接触すると、第１弾性部材３６から第２軸受３２を介してウォーム軸２０に付与される付勢力の変動が大きくなってしまい、ウォーム軸２０に付与される付勢力の特性にばらつきが生じてしまう。
【００４７】
例えば、前述した特許文献１（特開２００５−２５４８６４号公報）では、弾性部材の主体部の外周面は、ハウジングの収容孔部の内周面に接触しており、弾性部材に不要な摩擦抵抗が生じている。このため、弾性部材からウォーム軸に作用する付勢力にばらつきが生じてしまう。
これに対し、本実施形態では、第１弾性部材３６の内周面４７のうち、弾性舌片３９，４０の外周面４７ａ，４７ｂのみがハウジング７０に接触するようにされている。これにより、第１弾性部材３６から第２軸受３２を介してウォーム軸２０に付与される付勢力（荷重）の特性が不用意に変化せず、この付勢力の特性のばらつきを少なくできる。
【００４８】
また、第２軸受３２は、第２軸受３２の軸方向に関する位置が、第２収容孔７２ｂおよび規制部４５の双方と重なっている。これにより、第２軸受３２の外輪３２ｂの外周面を、第１弾性部材３６の主体部３７が嵌合される部分として用いることができ、且つ、ストッパ部４９が形成される部分としても用いることができる。第２軸受３２を第２軸受３２の軸方向に長くするという簡易な構成で、第２軸受３２と第１弾性部材３６とを結合しつつ、第２軸受３２にストッパ部４９を形成することができる。
【００４９】
本発明は、以上の実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。
例えば、上記実施形態では、ストッパ部４９を第２軸受３２の外輪３２ｂ自体に設ける構成を説明したけれども、これに限定されない。図９に示すように、ストッパ部４９を、第２軸受３２および第１弾性部材３６とは別体の部材に形成してもよい。具体的には、ストッパ部４９は、ストッパ部材７５に形成されている。ストッパ部材７５は、合成樹脂または金属部材を用いて形成されている。ストッパ部材７５は、環状に形成されており、ウォーム軸２０を取り囲んでいる。
【００５０】
ストッパ部材７５は、第２軸受３２の外径部としての外輪３２ｂに固定されており、第２軸受３２とは対向方向Ｂ１に一体移動可能である。ストッパ部材７５と外輪３２ｂとの固定構造は特に限定されない。例えば、ストッパ部材７５は、外周面に円環状のストッパ部４９が形成されたストッパ部材本体７５ａと、ストッパ部材本体７５ａの一端面から突出し第２軸受３２の外輪３２ｂの内周面に固定された環状凸部７５ｂとを含んでいる。ストッパ部材本体７５ａは、ハウジング７０の規制部４５に取り囲まれている。
【００５１】
第２軸受３２は、ウォーム軸２０の軸方向に関する位置が、第１弾性部材３６の主体部３７と略一致し、第１弾性部材３６に対して電動モータ１８側には突出していない。
この場合、第１弾性部材３６と比べて、寸法のばらつきを格段に抑制できる樹脂部材または金属部材によって、ストッパ部４９が形成されている。これにより、ウォーム軸２０の可動量のばらつきを簡易且つ確実に抑制できる。なお、ストッパ部材７５が樹脂部材の場合、外輪３２ｂをストッパ部材７５の射出成形時に金型にインサートしておき、外輪３２ｂとストッパ部材７５とを一体成形してもよい。
【００５２】
また、図１０に示すように、ストッパ部材７５に代えて、ストッパ部材７６を用いてもよい。ストッパ部材７６は、摩擦係数の小さい合成樹脂部材または金属部材を用いて形成されている。ストッパ部材７６は、ウォーム軸２０の第２端部２３の外周面に直接圧入固定されており、第２軸受３２と対向方向Ｂ１に一体移動可能である。ストッパ部材７６は、規制部４５に取り囲まれている。ストッパ部材７６の外周面にストッパ部４９が形成されている。
【００５３】
さらに、第１弾性部材３６は、各上記実施形態で説明した構成に限定されない。第１弾性部材３６として、コイルばね等の他の弾性部材を用いてもよい。
また、継手として、第１係合部材５１、第２係合部材５２および第２弾性部材５３を有する継手５０を用いたけれども、これに限定されない。継手５０に代えて、スプライン継手やセレーション継手等の他の継手を用いてもよい。
【符号の説明】
【００５４】
１…電動パワーステアリング装置、１８…電動モータ、１９…ウォーム減速機、２０…ウォーム軸、２１…ウォームホイール、２２…第１端部（ウォーム軸の一端）、２３…第２端部（ウォーム軸の他端）、３２…第２軸受、３２ｂ…外輪（外径部）、３６…第１弾性部材（弾性部材）、３７…主体部、３９，４０…弾性舌片、４５…規制部、４７…弾性部材の外周面、４７ａ，４７ｂ…弾性舌片の外周面、４９…ストッパ部、７０…ハウジング、７１ｂ…第２収容孔部（孔部）、７５，７６…ストッパ部材、Ｂ１…対向方向（所定方向）、Ｂ２…対向方向の一方（付勢方向）、Ｄ１…中心間距離。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置において、小歯車としてウォーム軸を用い、大歯車としてウォームホイールを用いるものがある。これらウォーム軸とウォームホイールとの噛み合い部分には、トルクロスを低減するために適度なバックラッシが必要である。しかしながら、例えば悪路を走行してタイヤからの反力（逆入力）を受けた場合、このバックラッシに起因する歯打ち音（ラトル音）が発生することがある。
【０００３】
そこで、これらトルクロスおよび歯打ち音の発生を最小限にするため、ウォーム軸をウォームホイール側へ偏倚可能に支持すると共に、ウォーム軸をウォームホイール側へ弾性的に付勢することで、トルクロスを抑制しつつバックラッシを無くすことが提案されている（例えば、特許文献１参照）。具体的には、ウォーム軸のうち、反電動モータ側の端部を軸受で支持し、この軸受を付勢部材で付勢する。付勢部材は、軸受の外輪に巻かれた有端環状の主体部と、この主体部から突出する弾性片部とを含んでいる。弾性片部は、ハウジングの軸受保持用の孔の内面に接触して弾性反発力を生じており、この弾性反発力によって、軸受およびウォーム軸をウォームホイール側に押圧している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２５４８６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１において、ウォーム軸のうち、反電動モータ側の端部がウォームホイールに向けて変位できる量（可動量）は、主に、ハウジングの軸受保持用の孔の寸法、付勢部材の寸法（板厚）、および軸受の外輪の直径という、３つの要素によって、主に決まる。付勢部材は、帯状の金属板を曲げ加工して形成されるので、寸法のばらつきが大きく、ウォーム軸の可動量のばらつきが大きくなってしまう。その上、ウォーム軸の可動量は、前記３つの要素、すなわち多くの要素によって決まるので、ウォーム軸の可動量のばらつきがさらに大きくなる。このため、ウォーム軸とウォームホイールとの噛み合い状態について、個体差が大きくなってしまう。
【０００６】
本発明は、かかる背景のもとでなされたもので、ウォーム軸の可動量のばらつきを抑制できる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】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明は、ウォーム軸（２０）およびウォームホイール（２１）を含むウォーム減速機（１９）を備え、電動モータ（１８）の出力が前記ウォーム軸の一端（２２）から前記ウォーム減速機に入力される電動パワーステアリング装置（１）において、前記ウォーム軸の他端（２３）を回転可能に支持する軸受（３２）と、前記ウォーム軸と前記ウォームホイールとの中心間距離（Ｄ１）が短くなる方向としての付勢方向（Ｂ２）に前記軸受を介して前記ウォーム軸の他端を弾性的に付勢する弾性部材（３６）と、前記ウォーム減速機を収容するハウジング（７０）と、を備え、前記ハウジングは、前記付勢方向への前記軸受の変位を規制可能な規制部（４５）を含み、前記弾性部材とは別体に形成され前記軸受と前記付勢方向に一体移動可能なストッパ部材（７５；７６）、または前記軸受に、前記規制部に当接可能なストッパ部（４９）が設けられていることを特徴とする（請求項１）。
【０００８】
本発明によれば、ハウジングの規制部と、ストッパ部材または軸受に設けられたストッパ部という２つの部分で、付勢方向に関して、ウォーム軸の可動量を規定することができる。このように、２つという少ない要素数でウォーム軸の可動量を規定できるので、ウォーム軸の可動量のばらつき（個体差）を抑制できる。また、弾性変形するという性質を有することから寸法のばらつきが大きい傾向にある弾性部材を用いて、ウォーム軸の可動量を規定する構成ではない。このため、ウォーム軸の可動量を規定するために、規制部およびストッパ部を硬い部材で形成できる。その結果、ウォーム軸の可動量のばらつきをより確実に抑制できる。その結果、ウォームホイールに対するウォーム軸の押圧量のばらつきが抑制される。これにより、ウォーム軸とウォームホイールとの噛み合いのラトル音の発生や、操舵フィーリングのばらつきを抑制できる。
【０００９】
また、前記弾性部材は、前記軸受の外周に嵌合された有端環状の主体部（３７）と、この主体部から突出し前記ハウジングに弾性的に当接する弾性舌片（３９，４０）と、を含んでいる場合がある（請求項２）。
この場合、弾性変形し易い弾性舌片の弾性反発力を用いて、軸受に、付勢方向を向く付勢力を付与することができる。また、弾性変形し易いことから寸法のばらつきの大きい弾性舌片を含む弾性部材を用いてウォーム軸の変位を規制する構成ではない。したがって、ウォーム軸の可動量のばらつきを確実に抑制できる。
【００１０】
また、本発明において、前記弾性部材（３６）の外周面（４７）のうち、前記弾性舌片の外周面（４７ａ，４７ｂ）のみが前記ハウジングに当接している場合がある（請求項３）。
仮に、弾性部材の外周面のうち、弾性舌片以外の部分がハウジングに接触すると、弾性部材から軸受を介してウォーム軸に付与される付勢力の変動が大きくなってしまい、ウォーム軸に付与される付勢力の特性にばらつきが生じてしまう。これに対し、本発明では、弾性部材の外周面のうち、弾性舌片の外周面のみがハウジングに接触するようにされている。これにより、弾性部材から軸受を介してウォーム軸に付与される付勢力（荷重）の特性が不用意に変化せず、付勢力の特性のばらつきを少なくできる。
【００１１】
また、本発明において、前記ストッパ部材は、前記軸受の外径部（３２ｂ）に固定された樹脂部材または金属部材を含む場合がある（請求項４）。
この場合、弾性部材と比べて、寸法のばらつきを格段に抑制できる樹脂部材または金属部材によって、ストッパ部が形成されている。これにより、ウォーム軸の可動量のばらつきを簡易且つ確実に抑制できる。
【００１２】
また、本発明において、前記ハウジングは、前記軸受を前記付勢方向と平行な所定方向に変位可能に収容した孔部（７１ｂ）を含み、前記孔部と前記規制部とは、前記軸受の軸方向に並んで配置されており、前記軸受は、前記軸方向の位置が前記孔部および前記規制部の双方と重なっており、前記ストッパ部は、前記軸受に設けられている場合がある（請求項５）。
【００１３】
この場合、軸受の外周面を、弾性部材が取り付けられる部分として用いることができ、且つ、ストッパ部が形成される部分としても用いることができる。軸受を軸方向に長く形成するという簡易な構成で、軸受と弾性部材とを結合しつつ、軸受にストッパ部を形成することができる。
なお、上記において、括弧内の数字等は、後述する実施形態における対応構成要素の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態にかかる電動パワーステアリング装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】電動モータ、減速機およびその近傍の構成を示す一部断面図である。
【図３】図２の第２軸受の周辺の拡大図である。
【図４】第１弾性部材の斜視図である。
【図５】図３のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。
【図６】図２のＶＩ−ＶＩ線に沿う継手の断面図である。
【図７】継手の分解斜視図である。
【図８】ウォーム軸の動作について説明するための主要部の断面図である。
【図９】本発明の別の実施形態の主要部の断面図である。
【図１０】本発明のさらに別の実施形態の主要部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下には、図面を参照して、本発明の実施形態について具体的に説明する。
図１は、本発明の一実施形態にかかる電動パワーステアリング装置１の概略構成を示す模式図である。図１を参照して、電動パワーステアリング装置１は、ステアリングホイール等の操舵部材２に連結されるステアリングシャフト３と、中間軸４を介してステアリングシャフト３と連結されるピニオン軸５と、ピニオン軸５に形成されたピニオン６に噛み合うラック７を有し、自動車の左右方向に延びる転舵軸としてのラック軸８とを備えている。ピニオン軸５およびラック軸８によって、ラックアンドピニオン機構からなる転舵機構２９が構成されている。
【００１６】
ステアリングシャフト３は、操舵部材２に連なる入力軸９と、中間軸４に連なる出力軸１０とを含んでいる。これら入力軸９および出力軸１０はトーションバー１１を介して同一軸線上で相対回転可能に連結されている。
ラック軸８は、図示しない複数の軸受を介して直線往復運動可能にハウジング１２に支持されている。ラック軸８の両端部は、ハウジング１２の外部へ突出している。ラック軸８の各端部は、それぞれタイロッド１３およびナックルアーム（図示せず）を介して、転舵輪１４に連結されている。
【００１７】
操舵部材２が回転操作されることにより、ステアリングシャフト３が回転する。このステアリングシャフト３の回転は、ピニオン６およびラック７を介してラック軸８の直線往復運動に変換される。これにより、転舵輪１４の転舵が達成される。
操舵部材２に操舵トルクが入力されることにより、トーションバー１１がねじれ、入力軸９および出力軸１０が微小角度、相対回転する。この相対回転変位は、ステアリングシャフト３の近傍に設けられたトルクセンサ１５によって検出される。これにより、操舵部材２に作用するトルクが検出される。トルクセンサ１５の出力信号は、ＥＣＵ１６（Electronic ControlUnit：電子制御ユニット）に与えられる。ＥＣＵ１６は、トルク値や図示しない車速センサから与えられる車速値等に基づいて、駆動回路１７を介して操舵補助用の電動モータ１８を駆動制御する。
【００１８】
電動モータ１８の出力は、ウォーム減速機（以下、単に減速機ともいう）１９を介してステアリングシャフト３の出力軸１０に伝達される。出力軸１０に伝達された力は、ピニオン軸５等を介してラック軸８に伝達される。これにより操舵が補助される。
減速機１９は、電動モータ１８により回転駆動される駆動ギヤとしてのウォーム軸２０と、このウォーム軸２０に噛み合う従動ギヤとしてのウォームホイール２１とを備えている。ウォームホイール２１は、ステアリングシャフト３の出力軸１０等を介して転舵機構２９に連結されている。
【００１９】
図２は、電動モータ１８、減速機１９およびその近傍の構成を示す一部断面図である。図２を参照して、減速機１９は、ハウジング７０に収容されている、また、電動モータ１８は、このハウジング７０に支持されている。ハウジング７０は、ウォーム軸２０を収容する筒状の駆動ギヤ収容ハウジング７１と、ウォームホイール２１を収容する筒状の従動ギヤ収容ハウジング７２とを含んでいる。駆動ギヤ収容ハウジング７１および従動ギヤ収容ハウジング７２は、アルミニウム合金等の金属材料を用いて一体成形されている。
【００２０】
駆動ギヤ収容ハウジング７１の一端部には、環状フランジ部７３が形成されている。環状フランジ部７３には、図示しない固定ねじを用いて、電動モータ１８のモータハウジング１８ａが取り付けられている。電動モータ１８は、このモータハウジング１８ａと、モータハウジング１８ａに回転可能に支持された出力軸１８ｂとを含んでいる。出力軸１８ｂは、継手５０を介してウォーム軸２０に動力伝達可能に連結されている。
【００２１】
ウォーム軸２０は、継手５０が連結された一端としての第１端部２２と、他端としての第２端部２３と、第１端部２２および第２端部２３間に配置され螺旋状の歯部を有するウォーム２４と、を含んでいる。
第１端部２２は、電動モータ１８の出力軸１８ｂに継手５０を介して動力伝達可能に連結されている。これにより、電動モータ１８の出力が、ウォーム減速機１９に入力される。ウォーム軸２０に伝達される。
【００２２】
ウォームホイール２１は、出力軸１０に一体回転可能に結合された環状の芯金２７と、芯金２７の周囲を取り囲み外周に歯が形成された合成樹脂部材２８とを含んでいる。芯金２７は、例えば合成樹脂部材２８の樹脂成形時に金型内にインサートされる。芯金２７は、ステアリングシャフト３の出力軸１０に、例えば圧入によって嵌め合わされ、連結されている。これにより、ウォームホイール２１は、出力軸１０に対して一体回転可能に且つ軸方向に移動不能となっている。
【００２３】
ウォーム軸２０の第１端部２２には、第１軸受３１が配置されている。また、ウォーム軸２０の第２端部２３には、第２軸受３２が配置されている。第１および第２軸受３１，３２は、例えば、玉軸受等の転がり軸受である。ウォーム軸２０は、第１軸受３１および第２軸受３２等を介して、ハウジング７０の駆動ギヤ収容ハウジング７１に回転可能に支持されている。
【００２４】
ウォーム軸２０は、第１軸受３１を中心とする、揺動方向Ａ１に揺動可能である。また、ウォーム軸２０の中心としての中心軸線Ｌ１と、ウォームホイール２１の中心としての中心軸線Ｌ２との間の距離（中心間距離）Ｄ１が近づく方向としての対向方向Ｂ１の一方Ｂ２に、ウォーム軸２０の第２端部２３が弾性的に付勢されている。第２端部２３は、第１弾性部材３６よって弾性的に付勢されている。
【００２５】
これにより、ウォーム軸２０の歯形成部としてのウォーム２４とウォームホイール２１の互いの噛み合い領域２６においてバックラッシが生じることを抑制している。
上記した、ウォーム軸２０の揺動のための構成と、ウォーム軸２０をウォームホイール２１に付勢するための構成とについて、以下に説明する。
第１軸受３１は、ウォーム軸２０が第１軸受３１を中心に揺動方向Ａ１に揺動可能となるように、ウォーム軸２０の第１端部２２を支持している。第１軸受３１は、内輪３１ａと、外輪３１ｂと、転動体３１ｃとを含んでいる。第１軸受３１には、内部隙間が設けられており、内輪３１ａは、外輪３１ｂに対して、内輪３１ａの径方向にわずかに変位可能である。これにより、第１軸受３１の内輪３１ａは、外輪３１ｂに対して揺動方向Ａ１に揺動可能となっている。揺動方向Ａ１は、ウォームホイール２１の中心軸線Ｌ２に沿ってウォーム軸２０を見たときにおける、第１軸受３１を中心とする時計回り方向および反時計回り方向を含む方向である。
【００２６】
第１軸受３１の内輪３１ａは、第１端部２２の外周２２ａに圧入固定等により固定されており、ウォーム軸２０とは一体回転且つ同行移動可能である。この内輪３１ａの一端面は、第１端部２２とウォーム２４との間の環状の段部２１ａに受けられている。
第１軸受３１の外輪３１ｂは、駆動ギヤ収容ハウジング７１の内周面に形成された第１収容孔部７１ａに支持されている。この外輪３１ｂと、第１収容孔部７１ａとは、すきまばめ等によって嵌合されている。
【００２７】
ハウジング７０の駆動ギヤ収容ハウジング７１は、前述の第１軸受３１を収容する第１収容孔部７１ａと、第２軸受３２を収容する第２収容孔部７１ｂと、ウォーム２４を取り囲む歯部収容部７１ｃと、を含んでいる。
図３は、図２の第２軸受３２の周辺の拡大図である。図３を参照して、ハウジング７０の第２収容孔部７１ｂは、第２軸受３２と、第１弾性部材３６とを収容している。
【００２８】
第２軸受３２は、内輪３２ａと、外輪３２ｂと、転動体３２ｃとを含んでいる。第２軸受３２の内輪３２ａは、第２端部２３の外周に圧入固定されている。
第２軸受３２の外輪３２ｂは、第１弾性部材３６を介して第２収容孔部７１ｂに支持されている。第２軸受３２およびウォーム軸２０の第２端部２３は、駆動ギヤ収容ハウジング７１に対して、ウォーム軸２０の中心軸線Ｌ１とウォームホイール２１の中心軸線Ｌ２とが対向する対向方向Ｂ１に相対移動可能とされている。
【００２９】
図４は、第１弾性部材３６の斜視図であり、図５は、図３のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。図４および図５を参照して、第１弾性部材３６は、板ばね部材である。この第１弾性部材３６は、例えばステンレス鋼やばね鋼を用いて一体成形されている。
第１弾性部材３６は、第２軸受３２の外輪３２ｂの外周に嵌合された有端環状の主体部３７と、主体部３７の一対の端部３７ａ，３７ｂによってそれぞれ片持ち状に支持された鉤形（Ｌ字形）状の第１および第２弾性舌片３９，４０と、を含んでいる。
【００３０】
主体部３７は、第２軸受３２の外輪３２ｂの外周面を半周以上に亘って取り囲んでおり、この外輪３２ｂとは対向方向Ｂ１に一体移動可能である。
第１弾性舌片３９の基端部３９ａおよび第２弾性舌片４０の基端部４０ａは、それぞれ主体部３７の一端部３７ａおよび他端部３７ｂに連結されている。
第１および第２弾性舌片３９，４０はそれぞれ、主体部３７から突出しており、第１部分４１と第２部分４２とを有している。第１部分４１は、主体部３７の対応する端部３７ａ，３７ｂから対向方向Ｂ１の他方Ｂ３に延設されている。第２部分４２は、第１部分４１の端部から延設されており、第１部分４１に対して直交するように延びている。
【００３１】
第１弾性部材３６の軸方向に関する第１および第２弾性舌片３９，４０の幅は、主体部３７の幅よりも狭くされている。第１弾性舌片３９は、主体部３７の軸方向の一端部３７ｃに配置され、第２弾性舌片４０は、軸方向の他端部３７ｄに配置されている。
主体部３７の一端部３７ｃには、複数の弾性突起３８が設けられている。この複数の弾性突起３８は、一端部３７ｃから主体部３７の径方向内方に向けて延びている。各弾性突起３８は、先端側に進むに従い一端部３７ｃから離れるように傾斜して延びている。各弾性突起３８は、主体部３７の周方向に等間隔に配置されている。
【００３２】
図３および図５を参照して、各弾性突起３８は、駆動ギヤ収容ハウジング７１の端壁７１ｄに受けられている。各弾性突起３８は、第２軸受３２の外輪３２ｂの一端面に当接している。
第２軸受３２と、第２軸受３２の外輪３２ｂに取り付けられた第１弾性部材３６とによって、第２軸受ユニット４３が形成されている。この第２軸受ユニット４３は、ハウジング７０の第２収容孔部７１ｂに収容されている。
【００３３】
ハウジング７０の第２収容孔部７１ｂは、第１弾性部材３６を対向方向Ｂ１に変位可能に収容する長孔部４４と、長孔部４４とはウォーム軸２０（第２軸受３２）の軸方向に隣接して形成された環状の規制部４５とを含んでいる。長孔部４４は、第１弾性部材３６、第２軸受３２の一部、およびウォーム軸２０の第２端部２３の一部を対向方向Ｂ１に変位可能に収容している。長孔部４４は、駆動ギヤ収容ハウジング７１の端壁７１ｄに隣接して配置されている。長孔部４４は、対向方向Ｂ１に延びる長孔に形成されている。長孔部４４のうち、対向方向Ｂ１の他方Ｂ３側の先端部には、長孔部４４の内周面を窪ませることで第１凹部４６が形成されている。
【００３４】
第１凹部４６は、第２軸受３２の周方向に対向する一対の内壁面４６ａ，４６ｂと、内壁面４６ａ，４６ｂを接続する底部４６ｃとを有している。
第１弾性部材３６の第１および第２弾性舌片３９，４０は、第１凹部４６の底部４６ｃに受けられることにより、弾性変形している。この弾性変形による弾性反発力により、第１弾性部材３６は、第２軸受３２を介してウォーム軸２０の第２端部３２を対向方向Ｂ１の一方Ｂ２（中心間距離Ｄ１が近づく方向。付勢方向）に弾性的に付勢している。これにより、ウォーム軸２０のウォーム２４とウォームホイール２１との間のバックラッシがゼロに保たれている。
【００３５】
また、第１弾性部材３６の外周面４７のうち、第１および第２弾性舌片３９，４０の外周面４７ａ，４７ｂのみが、ハウジング７０に接触するようになっている。具体的には、長孔部４４の形状が大きくされている。これにより、ウォーム軸２０の第２端部２３が対向方向Ｂ１に変位したとき、第１弾性部材３６の主体部３７の外周面４７ｃが長孔部４４の内周面に接触しないようになっている。また、第１弾性舌片３９，４０の基端部は、長孔部４４の第１凹部４６の縁部４６ｄ，４６ｅに接触しないように、縁部４６ｄ，４６ｅに対して、ウォーム軸２０の周方向に離隔して配置されている。
【００３６】
第２軸受３２は、ウォーム軸２０の軸方向に関して第１弾性部材３６よりも長く形成されている。第２軸受３２の一部は、第１弾性部材３６の主体部３７に対して、ウォーム２４側（図３の右側）に突出している。第２軸受３２は、当該第２軸受３２の軸方向に関する位置が、長孔部４４および規制部４５と重なっている。第２軸受３２の外輪３２ａは、円筒面に形成されており、第１弾性部材３６の主体部３７に嵌合する嵌合部４８と、主体部３７に対してウォーム２４側に位置するストッパ部４９と、を含んでいる。
【００３７】
図３を参照して、第２軸受３２のストッパ部４９の外周面は、ハウジング７０の第１収容孔部７１ａの規制部４５に対して、ウォーム軸２０の径方向に直接対向している。規制部４５は、対向方向Ｂ１に関するウォーム軸２０の第２端部２３の変位を規制可能に設けられている。初期状態（電動パワーステアリング装置１の出荷時の状態）において、規制部４５とストッパ部４９とは、ウォーム軸２０の径方向に所定の隙間Ｓ１を開けて対向している。これにより、初期状態のウォーム２４の第２端部２３、第２軸受３２および第１弾性部材３６は、対向方向Ｂ１に隙間Ｓ１だけ変位可能となっている。ストッパ部４９が規制部４５に当接することにより、規制部４５に対する第２軸受３２の対向方向Ｂ１への変位が規制される。
【００３８】
図２を参照して、継手５０は、揺動方向Ａ１へのウォーム軸２０の揺動、すなわち、第１軸受３１を中心とするウォーム軸２０の揺動を許容しつつ、ウォーム軸２０と電動モータ１８の出力軸１８ｂとを動力伝達可能に連結している。
継手５０は、電動モータ１８の出力軸１８ｂに一体回転可能に連結された第１係合部材５１と、減速機１９のウォーム軸２０の第１端部２２に一体回転可能に連結された第２係合部材５２と、第１および第２係合部材５１，５２の間に介在し、第１係合部材５１から第２係合部材５２にトルクを伝達する第２弾性部材５３とを含んでいる。
【００３９】
図６は、図２のＶＩ−ＶＩ線に沿う継手５０の断面図である。図７は、継手５０の分解斜視図である。図７を参照して、第１係合部材５１は、例えば金属で形成されている。第１係合部材５１は、円筒状の第１主体部５４と、第１主体部５４の一端面に突出形成された複数の第１係合突起５５とを有している。
第１主体部５４は、電動モータ１８の出力軸１８ｂが圧入固定される第１嵌合孔５６を有している。第１係合突起５５は、第１主体部５４の周方向に等間隔に配置されている。
【００４０】
第２係合部材５２は、例えば金属で形成されている。第２係合部材５２は、円柱状の第２主体部５８と、第２主体部５８の一端面から突出形成された複数の第２係合突起５９と、ウォーム軸２０の第１端部２２が圧入固定される第２嵌合孔６０とを有している。第２係合突起５９は、第２主体部５８の周方向に等間隔に配置されている。
第２弾性部材５３は、例えば合成ゴムや合成樹脂で形成されている。第２弾性部材５３は、環状の主体部６２と、主体部６２の周面から放射状に延びる複数の係合腕６３とを有している。複数の係合腕６３は、主体部６２の周方向に等間隔に配置されている。
【００４１】
第１係合部材５１、第２係合部材５２および第２弾性部材５３は、図６に示すように、第１係合突起５５、第２係合突起５９および係合腕６３がそれぞれ噛み合うように組み立てられている。具体的には、第１係合突起５５および第２係合突起５９が、係合腕６３を周方向に挟んで噛み合わされている。
図２を参照して、駆動ギヤ収容ハウジング７１には、雌ねじ部７１ｆが形成されている。この雌ねじ部７１ｆには、環状のナット部材６４がねじ結合している。ナット部材６４は、第１軸受３１の外輪３１ｂに当接しており、この外輪３１ｂを第２軸受３２側に付勢している。この付勢力は、第１軸受３１の外輪３１ｂ、転動体３１ｃ、内輪３１ａ、ウォーム軸２０、第２軸受３２の内輪３２ａ，転動体３２ｃおよび外輪３２ｂを介して第１弾性部材３６の弾性突起３８に伝わる。これにより、第１軸受３１および第２軸受３２に予圧が付与されている。
【００４２】
次に、ウォーム軸２０周辺の動作に関して説明する。
以上の概略構成を有する電動パワーステアリング装置１において、例えば、長期間にわたるウォーム軸２０とウォームホイール２１との噛み合いにより、ウォーム軸２０の合成樹脂部材２８の歯部が摩耗する。このとき、第１弾性部材３６が第２軸受３２を介して第２端部３２を対向方向Ｂ１の一方Ｂ２に付勢している。これにより、ウォーム軸２０の第２端部２３は、対向方向Ｂ１の一方Ｂ２に変位する。第２端部２３が、自由状態のときの位置から、対向方向Ｂ１の一方Ｂ２に隙間Ｓ１と同じ距離だけ変位したとき、図８に示すように、第２軸受３２の外輪３２ｂのストッパ部４９が、ハウジング７０の第２収容孔部７１ｂの規制部４５に当接する。これにより、第２端部２３の対向方向Ｂ１の一方Ｂ２へのそれ以上の変位が規制され、ウォーム軸２０の揺動が規制される。
【００４３】
ウォーム軸２０の第２端部２３が、自由状態のときの位置から、対向方向Ｂ１の他方Ｂ３に隙間Ｓ１と同じ距離だけ変位したときも、ストッパ部４９が規制部４５に当接する。
以上説明したように、本実施形態によれば、ハウジング７０の規制部４５と、第２軸受３２のストッパ部４９という２つの部分で、対向方向Ｂ１の一方Ｂ２および他方Ｂ３に関して、ウォーム軸２０の可動量を規定することができる。このように、２つという少ない要素数でウォーム軸２０の可動量を規定できるので、ウォーム軸２０の可動量のばらつき（個体差）を抑制できる。
【００４４】
また、弾性変形するという性質を有することから寸法のばらつきが大きい傾向にある第１弾性部材３６を用いて、ウォーム軸２０の可動量を規定する構成ではない。このため、ウォーム軸２０の可動量を規定するために、ハウジング７０の規制部４５およびストッパ部４９を、硬い金属部材で形成できる。その結果、ウォーム軸２０の可動量のばらつきをより確実に抑制できる。その結果、ウォームホイール２１に対するウォーム軸２０の押圧量のばらつきが抑制される。これにより、ウォーム軸２０とウォームホイール２１との噛み合いのラトル音の発生や、操舵フィーリングのばらつきを抑制できる。
【００４５】
また、弾性部材として、弾性舌片３９，４０を有する第１弾性部材３６を用いている。これにより、弾性変形し易い弾性舌片３９，４０の弾性反発力を用いて、第２軸受３２に、対向方向Ｂ１の一方Ｂ２を向く付勢力を付与することができる。また、弾性変形し易いことから寸法のばらつきの大きい弾性舌片３９，４０を含む第１弾性部材３６を用いて、ウォーム軸２０の変位を規制する構成ではない。したがって、ウォーム軸２０の可動量のばらつきを確実に抑制できる。
【００４６】
さらに、第１弾性部材３６の外周面４７のうち、各弾性舌片３９，４０の外周面４７ａ，４７ｂのみが、ハウジング７０の第２収容孔部７１ｂに当接している。
仮に、第１弾性部材３６の外周面４７のうち、弾性舌片３９，４０以外の部分がハウジング７０に接触すると、第１弾性部材３６から第２軸受３２を介してウォーム軸２０に付与される付勢力の変動が大きくなってしまい、ウォーム軸２０に付与される付勢力の特性にばらつきが生じてしまう。
【００４７】
例えば、前述した特許文献１（特開２００５−２５４８６４号公報）では、弾性部材の主体部の外周面は、ハウジングの収容孔部の内周面に接触しており、弾性部材に不要な摩擦抵抗が生じている。このため、弾性部材からウォーム軸に作用する付勢力にばらつきが生じてしまう。
これに対し、本実施形態では、第１弾性部材３６の内周面４７のうち、弾性舌片３９，４０の外周面４７ａ，４７ｂのみがハウジング７０に接触するようにされている。これにより、第１弾性部材３６から第２軸受３２を介してウォーム軸２０に付与される付勢力（荷重）の特性が不用意に変化せず、この付勢力の特性のばらつきを少なくできる。
【００４８】
また、第２軸受３２は、第２軸受３２の軸方向に関する位置が、第２収容孔７２ｂおよび規制部４５の双方と重なっている。これにより、第２軸受３２の外輪３２ｂの外周面を、第１弾性部材３６の主体部３７が嵌合される部分として用いることができ、且つ、ストッパ部４９が形成される部分としても用いることができる。第２軸受３２を第２軸受３２の軸方向に長くするという簡易な構成で、第２軸受３２と第１弾性部材３６とを結合しつつ、第２軸受３２にストッパ部４９を形成することができる。
【００４９】
本発明は、以上の実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。
例えば、上記実施形態では、ストッパ部４９を第２軸受３２の外輪３２ｂ自体に設ける構成を説明したけれども、これに限定されない。図９に示すように、ストッパ部４９を、第２軸受３２および第１弾性部材３６とは別体の部材に形成してもよい。具体的には、ストッパ部４９は、ストッパ部材７５に形成されている。ストッパ部材７５は、合成樹脂または金属部材を用いて形成されている。ストッパ部材７５は、環状に形成されており、ウォーム軸２０を取り囲んでいる。
【００５０】
ストッパ部材７５は、第２軸受３２の外径部としての外輪３２ｂに固定されており、第２軸受３２とは対向方向Ｂ１に一体移動可能である。ストッパ部材７５と外輪３２ｂとの固定構造は特に限定されない。例えば、ストッパ部材７５は、外周面に円環状のストッパ部４９が形成されたストッパ部材本体７５ａと、ストッパ部材本体７５ａの一端面から突出し第２軸受３２の外輪３２ｂの内周面に固定された環状凸部７５ｂとを含んでいる。ストッパ部材本体７５ａは、ハウジング７０の規制部４５に取り囲まれている。
【００５１】
第２軸受３２は、ウォーム軸２０の軸方向に関する位置が、第１弾性部材３６の主体部３７と略一致し、第１弾性部材３６に対して電動モータ１８側には突出していない。
この場合、第１弾性部材３６と比べて、寸法のばらつきを格段に抑制できる樹脂部材または金属部材によって、ストッパ部４９が形成されている。これにより、ウォーム軸２０の可動量のばらつきを簡易且つ確実に抑制できる。なお、ストッパ部材７５が樹脂部材の場合、外輪３２ｂをストッパ部材７５の射出成形時に金型にインサートしておき、外輪３２ｂとストッパ部材７５とを一体成形してもよい。
【００５２】
また、図１０に示すように、ストッパ部材７５に代えて、ストッパ部材７６を用いてもよい。ストッパ部材７６は、摩擦係数の小さい合成樹脂部材または金属部材を用いて形成されている。ストッパ部材７６は、ウォーム軸２０の第２端部２３の外周面に直接圧入固定されており、第２軸受３２と対向方向Ｂ１に一体移動可能である。ストッパ部材７６は、規制部４５に取り囲まれている。ストッパ部材７６の外周面にストッパ部４９が形成されている。
【００５３】
さらに、第１弾性部材３６は、各上記実施形態で説明した構成に限定されない。第１弾性部材３６として、コイルばね等の他の弾性部材を用いてもよい。
また、継手として、第１係合部材５１、第２係合部材５２および第２弾性部材５３を有する継手５０を用いたけれども、これに限定されない。継手５０に代えて、スプライン継手やセレーション継手等の他の継手を用いてもよい。
【符号の説明】
【００５４】
１…電動パワーステアリング装置、１８…電動モータ、１９…ウォーム減速機、２０…ウォーム軸、２１…ウォームホイール、２２…第１端部（ウォーム軸の一端）、２３…第２端部（ウォーム軸の他端）、３２…第２軸受、３２ｂ…外輪（外径部）、３６…第１弾性部材（弾性部材）、３７…主体部、３９，４０…弾性舌片、４５…規制部、４７…弾性部材の外周面、４７ａ，４７ｂ…弾性舌片の外周面、４９…ストッパ部、７０…ハウジング、７１ｂ…第２収容孔部（孔部）、７５，７６…ストッパ部材、Ｂ１…対向方向（所定方向）、Ｂ２…対向方向の一方（付勢方向）、Ｄ１…中心間距離。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウォーム軸およびウォームホイールを含むウォーム減速機を備え、電動モータの出力が前記ウォーム軸の一端から前記ウォーム減速機に入力される電動パワーステアリング装置において、
前記ウォーム軸の他端を回転可能に支持する軸受と、
前記ウォーム軸と前記ウォームホイールとの中心間距離が短くなる方向としての付勢方向に前記軸受を介して前記ウォーム軸の他端を弾性的に付勢する弾性部材と、
前記ウォーム減速機を収容するハウジングと、を備え、
前記ハウジングは、前記付勢方向への前記軸受の変位を規制可能な規制部を含み、
前記弾性部材とは別体に形成され前記軸受と前記付勢方向に一体移動可能なストッパ部材、または前記軸受に、前記規制部に当接可能なストッパ部が設けられていることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
請求項１において、前記弾性部材は、前記軸受の外周に嵌合された有端環状の主体部と、この主体部から突出し前記ハウジングに弾性的に当接する弾性舌片と、を含んでいることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
請求項２において、前記弾性部材の外周面うち、前記弾性舌片の外周面のみが前記ハウジングに当接していることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項において、前記ストッパ部材は、前記軸受の外径部に固定された樹脂部材または金属部材を含むことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか１項において、前記ハウジングは、前記軸受を前記付勢方向と平行な前記所定方向に変位可能に収容した孔部を含み、
前記孔部と前記規制部とは、前記軸受の軸方向に並んで配置されており、
前記軸受は、前記軸方向の位置が前記孔部および前記規制部の双方と重なっており、
前記ストッパ部は、前記軸受に設けられていることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項１】
ウォーム軸およびウォームホイールを含むウォーム減速機を備え、電動モータの出力が前記ウォーム軸の一端から前記ウォーム減速機に入力される電動パワーステアリング装置において、
前記ウォーム軸の他端を回転可能に支持する軸受と、
前記ウォーム軸と前記ウォームホイールとの中心間距離が短くなる方向としての付勢方向に前記軸受を介して前記ウォーム軸の他端を弾性的に付勢する弾性部材と、
前記ウォーム減速機を収容するハウジングと、を備え、
前記ハウジングは、前記付勢方向への前記軸受の変位を規制可能な規制部を含み、
前記弾性部材とは別体に形成され前記軸受と前記付勢方向に一体移動可能なストッパ部材、または前記軸受に、前記規制部に当接可能なストッパ部が設けられていることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
請求項１において、前記弾性部材は、前記軸受の外周に嵌合された有端環状の主体部と、この主体部から突出し前記ハウジングに弾性的に当接する弾性舌片と、を含んでいることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
請求項２において、前記弾性部材の外周面うち、前記弾性舌片の外周面のみが前記ハウジングに当接していることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項において、前記ストッパ部材は、前記軸受の外径部に固定された樹脂部材または金属部材を含むことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか１項において、前記ハウジングは、前記軸受を前記付勢方向と平行な前記所定方向に変位可能に収容した孔部を含み、
前記孔部と前記規制部とは、前記軸受の軸方向に並んで配置されており、
前記軸受は、前記軸方向の位置が前記孔部および前記規制部の双方と重なっており、
前記ストッパ部は、前記軸受に設けられていることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−８６７９９（Ｐ２０１２−８６７９９Ａ）
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３７５２３（Ｐ２０１０−２３７５２３）
【出願日】平成２２年１０月２２日（２０１０．１０．２２）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２２日（２０１０．１０．２２）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
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