電動パワーステアリング装置
【課題】ウォームシャフトおよびウォームホイールのバックラッシュをより小さくすることが可能な電動パワーステアリング装置を提供する。
【解決手段】電動パワーステアリング装置は、電動モータと、この電動モータの回転を減速してステアリングシャフトに伝達するウォームシャフトおよびウォームホイールと、ウォームシャフトをウォームホイールに向けて付勢する芯間調整機構とを有する。電動モータの出力軸４１は、複数の外歯４３を有する。また、ウォームシャフト５０は、複数の内歯５８を有する。そして、各外歯４３は、傾斜部分４４を有する。
【解決手段】電動パワーステアリング装置は、電動モータと、この電動モータの回転を減速してステアリングシャフトに伝達するウォームシャフトおよびウォームホイールと、ウォームシャフトをウォームホイールに向けて付勢する芯間調整機構とを有する。電動モータの出力軸４１は、複数の外歯４３を有する。また、ウォームシャフト５０は、複数の内歯５８を有する。そして、各外歯４３は、傾斜部分４４を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動モータと、この電動モータの回転を減速してステアリングシャフトに伝達するウォームシャフトおよびウォームホイールと、ウォームシャフトをウォームホイールに向けて付勢する芯間調整機構とを有する電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載の電動パワーステアリング装置は、電動モータの出力軸に固定された継手と、継手を介して出力軸とともに回転するウォームシャフトと、ウォームシャフトの第２端部をウォームホイールに向けて付勢する芯間調整機構とを有する。ウォームシャフトの第１端部は、複数の第１歯を有する。継手は、複数の第２歯を有する。ウォームシャフトの第１歯および継手の第２歯は、互いに噛み合わせられている。
【０００３】
ウォームシャフトは、芯間調整機構により付与される力、および同シャフトの第１歯と継手の第２歯との噛み合いにより、第１歯および第２歯との噛合部分を支点としてウォームホイール側に傾斜する。これにより、ウォームシャフトおよびウォームホイールのバックラッシュが小さくなるため、ウォームシャフトの第１ウォーム歯とウォームホイールの第２ウォーム歯との歯打音の発生が抑制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−４３７４４号公報（図６）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ウォームシャフトは、ウォームシャフトおよびウォームホイールのバックラッシュが大きい構造の装置ほど電動モータの出力軸に対する傾斜角度が大きくなる。一方、ウォームシャフトの傾斜角度がとり得る範囲は、主に噛合部分の周方向において隣り合う第１歯および第２歯の隙間に応じて規定される。このため、隣り合う第１歯および第２歯の隙間の大きさに制約がある場合には、ウォームシャフトの傾斜角度がとり得る範囲を十分に確保することが難しい。そして、ウォームシャフトの傾斜角度がとり得る範囲が小さい場合には、ウォームシャフトおよびウォームホイールのバックラッシュが大きくなる。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するため、ウォームシャフトおよびウォームホイールのバックラッシュをより小さくすることが可能な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】
上記課題を解決するために、本発明に係る電動パワーステアリング装置は、軸方向の一端に設けられて内周面に前記軸方向に沿って延びた複数の第１歯が形成された筒状の第１端部、前記軸方向の他端に設けられた第２端部、および前記第１端部と前記第２端部との間に設けられて外周面に第１ウォーム歯が形成されたウォーム歯部を有するウォームシャフトと、外周面に軸方向に沿って延びた複数の第２歯が形成されて、前記複数の第１歯と前記複数の第２歯とが嵌合されるように前記第１端部の内側に挿入された出力軸を有する電動モータと、ステアリングシャフトに固定されて、外周面に前記第１ウォーム歯と噛み合った第２ウォーム歯が形成されたウォームホイールと、前記ウォームシャフトおよび前記ウォームホイールを収容するハウジングと、前記ハウジングの内面と前記第１端部の外周面との間に設けられて、前記ウォームシャフトを軸支する第１軸受と、前記ハウジングの内面と前記第２端部の外周面との間に設けられて、前記ウォームシャフトを軸支する第２軸受と、前記第１端部を支点として前記第２端部を前記ウォームホイールに向けて付勢する芯間調整機構とを備え、前記電動モータの回転力が前記ウォームシャフトおよび前記ウォームホイールを介して減速されて前記ステアリングシャフトに伝達される電動パワーステアリング装置において、前記第１歯および前記第２歯の少なくとも一方は、前記軸方向の少なくとも一端に設けられて該一端に向かうにつれて歯厚が小さくなる傾斜部分を有することを特徴とする。
【０００８】
また、電動パワーステアリング装置は、軸方向の一端に設けられて外周面に前記軸方向に沿って延びた複数の第１歯が形成された第１端部、前記軸方向の他端に設けられた第２端部、および前記第１端部と前記第２端部との間に設けられて外周面に第１ウォーム歯が形成されたウォーム歯部を有するウォームシャフトと、内周面に軸方向に沿って延びた複数の第２歯が形成されて、前記複数の第１歯と前記複数の第２歯とが嵌合されるように前記第１端部を挿入する筒状の出力軸を有する電動モータと、ステアリングシャフトに固定されて、外周面に前記第１ウォーム歯と噛み合った第２ウォーム歯が形成されるウォームホイールと、前記ウォームシャフトおよび前記ウォームホイールを収容するハウジングと、前記ハウジングの内面と前記第１端部の外周面との間に設けられて、前記ウォームシャフトを軸支する第１軸受と、前記ハウジングの内面と前記第２端部の外周面との間に設けられて、前記ウォームシャフトを軸支する第２軸受と、前記第１端部を支点として前記第２端部を前記ウォームホイールに向けて付勢する芯間調整機構とを備え、前記電動モータの回転力が前記ウォームシャフトおよび前記ウォームホイールを介して減速されて前記ステアリングシャフトに伝達される電動パワーステアリング装置において、前記第１歯および前記第２歯の少なくとも一方は、前記軸方向の少なくとも一端に設けられて該一端に向かうにつれて歯厚が小さくなる傾斜部分を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、ウォームシャフトおよびウォームホイールのバックラッシュをより小さくすることが可能な電動パワーステアリング装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態の電動パワーステアリング装置について、（ａ）はウォームシャフトおよびその周辺の断面構造を示す断面図、（ｂ）は同（ａ）の一点鎖線円の拡大構造を示す拡大図。
【図２】同実施形態の電動パワーステアリング装置について、図１のＡ−Ａ線に沿う断面構造を示す断面図。
【図３】同実施形態の電動パワーステアリング装置について、（ａ）は電動モータの出力軸に形成された外歯部分の一部分の平面構造を示す平面図、（ｂ）は外歯部分の外歯の斜視構造を示す斜視図。
【図４】同実施形態の電動パワーステアリング装置について、噛合部分の一部分の平面構造を模式的に示す平面図。
【図５】比較例の電動パワーステアリング装置について、噛合部分の一部分の平面構造を模式的に示す平面図。
【図６】本発明のその他の実施形態の電動パワーステアリング装置について、噛合部分の一部分の平面構造を模式的に示す平面図。
【図７】本発明のその他の実施形態の電動パワーステアリング装置について、噛合部分の一部分の平面構造を模式的に示す平面図。
【図８】本発明のその他の実施形態の電動パワーステアリング装置について、噛合部分の一部分の平面構造を模式的に示す平面図。
【図９】本発明のその他の実施形態の電動パワーステアリング装置について、噛合部分の一部分の平面構造を模式的に示す平面図。
【図１０】本発明のその他の実施形態の電動パワーステアリング装置について、噛合部分およびその周辺の断面構造を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１および図２を参照して、電動パワーステアリング装置１の構成について説明する。
電動パワーステアリング装置１は、各部品を収容するハウジング１０と、ステアリングシャフト２の回転を補助する力（以下、「アシスト力」）をステアリングシャフト２に付与する電動モータ４０と、電動モータ４０の回転を減速してステアリングシャフト２に伝達するウォームシャフト５０およびウォームホイール９０とを有する。またこの他に、ウォームシャフト５０を支持する２つの玉軸受すなわち、第１軸受２０および第２軸受３０と、ハウジング１０の開口部分の１つを閉塞するカバー８０とを有する。またこの他に、ウォームシャフト５０の第２端部５４をウォームホイール９０に向けて付勢する押付リング６０と、第１軸受２０に対するウォームシャフト５０の移動を許容する移動機構７０とを有する。なお、押付リング６０は「芯間調整機構」に相当する。
【００１２】
ここで、電動パワーステアリング装置１の方向について以下のように定義する。
（Ａ）ウォームシャフト５０の回転中心軸に沿う方向を「軸方向ＺＡ」とする。
（Ｂ）軸方向ＺＡにおいて、電動モータ４０からウォームシャフト５０に向かう方向を「先端方向ＺＡ１」とし、ウォームシャフト５０から電動モータ４０に向かう方向を「基端方向ＺＡ２」とする。
（Ｃ）ウォームホイール９０の回転中心軸に直交する平面において、ウォームシャフト５０の回転中心軸に直交する方向を「噛合方向ＺＢ」とする。
（Ｄ）噛合方向ＺＢにおいて、ウォームホイール９０から離間する方向を「離間方向ＺＢ１」とし、ウォームホイール９０に接近する方向を「接近方向ＺＢ２」とする。
【００１３】
ハウジング１０は、ウォームホイール９０を収容する第１収容部分１１と、第１軸受２０、第２軸受３０、ウォームシャフト５０、押付リング６０、および移動機構７０を収容する第２収容部分１２とを有する。第１収容部分１１は、ウォームホイール９０の回転中心軸に沿う円筒形状の空間を有する。第２収容部分１２は、ハウジング１０を軸方向ＺＡに貫通する円筒形状の空間を有する。
【００１４】
電動モータ４０は、ハウジング１０における第２収容部分１２の基端方向ＺＡ２の開口部分に固定されている。ウォームホイール９０は、ステアリングシャフト２に固定されている。カバー８０は、ハウジング１０における第２収容部分１２の先端方向ＺＡ１の開口部分に固定されている。
【００１５】
図１（ａ）に示されるように、ウォームシャフト５０は、第１ウォーム歯５５Ａが形成されたウォーム歯部５５と、電動モータ４０の出力軸４１が接続される筒状の第１端部５６と、ウォーム歯部５５から先端方向ＺＡ１に向けて突出した第２端部５４とを有する。ウォーム歯部５５は、軸方向ＺＡにおいて第１端部５６と第２端部５４との間に位置する。ウォームホイール９０は、ウォームシャフト５０のウォーム歯部５５と噛み合わされる第２ウォーム歯９１を有する。
【００１６】
図１（ｂ）に示されるように、第１端部５６は、軸方向ＺＡにおいて最もウォーム歯部５５側に位置する第１取付部分５１と、軸方向ＺＡにおいて最も電動モータ４０側に位置する第３取付部分５３と、第１取付部分５１および第３取付部分５３の間に位置する第２取付部分５２と、出力軸４１の先端部分が挿入される挿入穴５６Ａとを有する。
【００１７】
電動モータ４０の出力軸４１およびウォームシャフト５０の第１端部５６は、出力軸４１および第１端部５６の間においてトルクを伝達するとともに軸方向ＺＡの相対的な移動を許容する噛合部分ＫＣを有する。
【００１８】
噛合部分ＫＣは、出力軸４１の先端部分の外周面に形成された外歯部分４２と、第１端部５６の挿入穴５６Ａの内周面に形成された内歯部分５７とを有する。外歯部分４２は、セレーション加工により形成された複数の外歯４３を有する。内歯部分５７は、セレーション加工により形成された複数の内歯５８を有する。各外歯４３および各内歯５８の歯幅方向は、軸方向ＺＡと平行している。各外歯４３および各内歯５８は、同じ大きさの歯幅を有する。なお、外歯４３は「第２歯」に相当する。また、内歯５８は「第１歯」に相当する。
【００１９】
図１（ａ）に示されるように、第１軸受２０は、内輪２１、外輪２２、および複数の転動体２３を有する。内輪２１は、ウォームシャフト５０の第２取付部分５２と隙間嵌めの関係を有する。外輪２２は、ハウジング１０の内面に固定されている。
【００２０】
第２軸受３０は、内輪３１、外輪３２、および複数の転動体３３を有する。内輪３１は、ウォームシャフト５０の第２端部５４としまり嵌めの関係を有する。外輪３２は、押付リング６０の内面に固定されている。
【００２１】
図２に示されるように、押付リング６０は、第２軸受３０の外輪３２が固定されたリング本体６１と、リング本体６１を介して第２軸受３０を接近方向ＺＢ２に向けて押す押付部分６２とを有する。リング本体６１および押付部分６２は、同一の金属材料により一体の部材として形成されている。
【００２２】
押付部分６２は、一対の弾性片を有する。各弾性片は、圧縮変形した状態でハウジング１０の内面に押し付けられている。このため押付部分６２は、離間方向ＺＢ１に作用する復元力をハウジング１０に付与している。一方、ハウジング１０は、各弾性片の復元力の反力として接近方向ＺＢ２に作用する力を押付部分６２およびリング本体６１に付与している。このためウォームシャフト５０は、接近方向ＺＢ２に作用する力を受けている。
【００２３】
リング本体６１の外周面は、ハウジング１０の内面との間に微小な隙間を有する。このため押付リング６０は、ウォームシャフト５０および第２軸受３０を介して図１の軸方向ＺＡに作用する力を受けたとき、この力に基づいてハウジング１０に対して軸方向ＺＡに移動することが許容されている。すなわち押付リング６０は、ウォームシャフト５０および第２軸受３０がハウジング１０に対して軸方向ＺＡに移動することを許容する構成を有する。
【００２４】
図１（ａ）に示されるように、ウォームシャフト５０は押付リング６０から付与される力により、噛合部分ＫＣを支点として電動モータ４０の出力軸４１に対して第２端部５４がウォームホイール９０に向けて傾斜している。すなわち、押付リング６０によりウォームホイール９０の回転中心軸に直交する平面において、ウォームシャフト５０の回転中心軸が出力軸４１の回転中心軸に対して接近方向ＺＢ２に傾斜している。このため、ウォームシャフト５０の回転中心軸が出力軸４１の回転中心軸に対して傾斜していない構成と比較して、ウォームシャフト５０の第１ウォーム歯５５Ａおよびウォームホイール９０の第２ウォーム歯９１のバックラッシュが小さい。
【００２５】
図１（ｂ）に示されるように、移動機構７０は、内輪２１に対するウォームシャフト５０の軸方向ＺＡへの移動にともない弾性変形することによりウォームシャフト５０を第１軸受２０に対して弾性支持する２つの弾性体、すなわち第１弾性体７１および第２弾性体７２と、内輪２１に対するウォームシャフト５０の軸方向ＺＡへの移動にともない内輪２１に接触する内輪ストッパー７３と、ハウジング１０に対する外輪２２の軸方向ＺＡの位置を規制する外輪ストッパー７４とを有する。内輪ストッパー７３は、第３取付部分５３の外面に圧入されている。外輪ストッパー７４は、ハウジング１０の内面に圧入されている。なお、第１弾性体７１および第２弾性体７２は「弾性部材」に相当する。
【００２６】
第１弾性体７１は、第１取付部分５１の外面に圧入されている。第１弾性体７１の先端方向ＺＡ１側の端面は、第１取付部分５１の段差部分５１Ａに接触している。第１弾性体７１の基端方向ＺＡ２側の端面は、内輪２１の先端面２１Ａに接触している。
【００２７】
第２弾性体７２は、内輪ストッパー７３の外面に圧入されている。第２弾性体７２の先端方向ＺＡ１側の端面は、内輪２１の基端面２１Ｂに接触している。第２弾性体７２の基端方向ＺＡ２側の端面は、内輪ストッパー７３の段差部分に接触している。
【００２８】
外輪２２の先端面２２Ａは、ハウジング１０に接触している。外輪２２の基端面２２Ｂは、外輪ストッパー７４に接触している。このため外輪２２は、ハウジング１０に対して軸方向ＺＡに移動することができない。
【００２９】
内輪２１の先端面２１Ａは、第１取付部分５１の基端面５１Ｂと隙間Ｇ１を介して対向している。内輪２１の基端面２１Ｂは、内輪ストッパー７３の先端面７３Ａと隙間Ｇ２を介して対向している。
【００３０】
ウォームシャフト５０は、ハウジング１０に対して軸方向ＺＡに移動することが許容されている。この動作は、ウォームシャフト５０の第２取付部分５２が内輪２１に対して隙間嵌めされている構成、および軸方向ＺＡにおいてハウジング１０に対する第２軸受３０および押付リング６０の移動が許容されている構成により実現される。そして、ウォームシャフト５０に対して先端方向ＺＡ１または基端方向ＺＡ２の力が付与されるとき、ウォームシャフト５０が内輪２１に対して隙間Ｇ２または隙間Ｇ１の分だけ先端方向ＺＡ１または基端方向ＺＡ２に移動することができる。
【００３１】
第１弾性体７１は、ウォームシャフト５０が内輪２１に対して先端方向ＺＡ１に移動するとき、軸方向ＺＡにおいて弾性変形する。第２弾性体７２は、内輪２１がウォームシャフト５０に対して基端方向ＺＡ２に移動するとき、軸方向ＺＡにおいて弾性変形する。
【００３２】
図１を参照して、電動モータ４０のアシスト力がステアリングシャフト２に付与される前の状態におけるウォームシャフト５０の動作について説明する。以下の説明では、ウォームホイール９０の回転中心軸に直交する平面において、ウォームホイール９０の時計回りの回転方向を「正転方向」とする。また反時計回りの回転方向を「逆転方向」とする。
【００３３】
ウォームシャフト５０は、ステアリングシャフト２の右方向への回転にともない正転方向に回転する。ウォームホイール９０の第２ウォーム歯９１は、ウォームシャフト５０から伝達されたトルクの反力として基端方向ＺＡ２に作用する力をウォームシャフト５０のウォーム歯部５５に付与する。
【００３４】
ウォームシャフト５０は、ウォームホイール９０からの反力により内輪２１に対して基端方向ＺＡ２に移動する。第１弾性体７１は、内輪２１に対するウォームシャフト５０の基端方向ＺＡ２への移動にともない内輪２１および第１取付部分５１により圧縮される。そして、第１取付部分５１の基端面５１Ｂが内輪２１の先端面２１Ａに接触するとき、内輪２１に対するウォームシャフト５０の移動が規制される。
【００３５】
ウォームシャフト５０は、ステアリングシャフト２の左方向への回転にともない逆転方向に回転する。ウォームホイール９０の第２ウォーム歯９１は、ウォームシャフト５０から伝達されたトルクの反力として先端方向ＺＡ１に作用する力をウォームシャフト５０のウォーム歯部５５に付与する。
【００３６】
ウォームシャフト５０は、ウォームホイール９０からの反力により内輪２１に対して先端方向ＺＡ１に移動する。第２弾性体７２は、内輪２１に対するウォームシャフト５０の先端方向ＺＡ１への移動にともない内輪２１および内輪ストッパー７３により圧縮される。そして、内輪ストッパー７３の端面が内輪２１の基端面２１Ｂに接触するとき、内輪２１に対するウォームシャフト５０の移動が規制される。
【００３７】
図３を参照して、外歯部分４２の詳細な構成について説明する。
外歯４３の外面は、歯先端面４３Ａと、歯基端面４３Ｂと、歯先面４３Ｃと、２つの歯側面４３Ｄとを有する。歯先端面４３Ａは、外歯４３の先端方向ＺＡ１の端面を示す。歯基端面４３Ｂは、外歯４３の基端方向ＺＡ２の端面を示す。以下では、隣り合う２つの外歯４３の歯側面４３Ｄにおける基準円直径上の周方向の距離を「外歯間距離」とする。
【００３８】
外歯４３は、歯幅方向において歯厚が変化しない直線部分４５と、歯幅方向において歯厚が変化する傾斜部分４４とを有する。傾斜部分４４は、直線部分４５に相当する部分に対してクラウニング加工を施すことにより形成されている。直線部分４５および傾斜部分４４は、同一の材料により一体的に形成されている。なお、外歯４３において、直線部分４５と傾斜部分４４とを区切る仮想の境界線ＫＬが通過する部分を「境界部分４６」とする。
【００３９】
外歯４３の歯厚は、歯幅方向に対して次の関係を有する。
（Ａ）歯厚は、歯先端面４３Ａにおいて最も小さい。
（Ｂ）歯厚は、歯先端面４３Ａから境界部分４６にかけて次第に大きくなる。
（Ｃ）歯厚は、境界部分４６から歯基端面４３Ｂにかけて一定の大きさを有する。
【００４０】
外歯４３の歯厚は、歯たけ方向に対して次の関係を有する。
（Ａ）直線部分４５の歯厚は、歯底から歯先に向かうにつれて小さくなる。
（Ｂ）傾斜部分４４の歯厚は、歯底から歯先に向かうにつれて小さくなる。
【００４１】
外歯間距離は、歯幅方向に対して次の関係を有する。
（Ａ）外歯間距離は、歯先端面４３Ａにおいて最も小さい。
（Ｂ）外歯間距離は、歯先端面４３Ａから境界部分４６にかけて次第に小さくなる。
（Ｃ）外歯間距離は、境界部分４６から歯基端面４３Ｂにかけて一定の大きさを有する。
【００４２】
なお、外歯４３の歯厚が歯たけ方向において異なるため、外歯間距離も歯たけ方向において異なる。以下では、外歯４３の基準円直径における外歯間距離が歯たけ方向において異なる外歯間距離を代表するものとする。
【００４３】
図４を参照して、内歯５８の詳細な構成について説明する。
内歯５８の外面は、歯先端面５８Ａと、歯基端面５８Ｂと、歯先面５８Ｃと、２つの歯側面５８Ｄとを有する。歯先端面５８Ａは、内歯５８の先端方向ＺＡ１の端面を示す。歯基端面５８Ｂは、内歯５８の基端方向ＺＡ２の端面を示す。以下では、隣り合う２つの内歯５８の歯側面５８Ｄにおける基準円直径上の周方向の距離を「内歯間距離」とする。
【００４４】
内歯５８の歯厚は、内歯５８の歯幅方向において一定の大きさを有する。また、歯たけ方向に対して歯底から歯先に向かうにつれて小さくなる。内歯間距離は、内歯５８の歯幅方向において一定の大きさを有する。
【００４５】
図４を参照して、ウォームシャフト５０の傾斜角度について説明する。
ここで、ウォームホイール９０の回転中心軸に直交する平面において、ウォームシャフト５０の回転中心軸が電動モータ４０の出力軸４１の回転中心軸に対してなす角度を「ウォーム傾斜角度」とする。また、ウォーム傾斜角度が「０°」のときのウォームシャフト５０の姿勢を「ウォーム基準姿勢」とする。
【００４６】
ウォームシャフト５０は、噛合部分ＫＣおよび押付リング６０を有することにより、噛合部分ＫＣを揺動中心として電動モータ４０の出力軸４１およびウォームホイール９０に対して傾斜することが許容されている。
【００４７】
このため、ウォームシャフト５０の回転にともないウォームシャフト５０に対してウォームホイール９０から離間方向ＺＢ１の反力が入力されるとき、ウォームシャフト５０が噛合部分ＫＣを揺動中心としてウォームホイール９０に対して離間方向ＺＢ１に揺動する。すなわち、ウォームシャフト５０が噛合部分ＫＣを揺動中心として電動モータ４０の出力軸４１に対して離間方向ＺＢ１に傾斜する。また、ウォームシャフト５０に作用する離間方向ＺＢ１の力が押付リング６０の力よりも小さくなるとき、ウォームシャフト５０が噛合部分ＫＣを揺動中心としてウォームホイール９０に対して接近方向ＺＢ２に揺動する。すなわち、ウォームシャフト５０が噛合部分ＫＣを揺動中心として電動モータ４０の出力軸４１に対して接近方向ＺＢ２に傾斜する。このため、ウォームシャフト５０がウォームホイール９０からの反力により揺動しない構成と比較してウォームシャフト５０の回転抵抗が小さくなる。
【００４８】
ウォーム傾斜角度は、離間側最大角度から接近側最大角度までの範囲（以下、「傾斜角度変化範囲」）内で変化する。離間側最大角度は、ウォームシャフト５０の回転中心軸が出力軸４１の回転中心軸に対して離間方向ＺＢ１に最も傾斜しているときのウォーム傾斜角度を示す。接近側最大角度は、ウォームシャフト５０の回転中心軸が出力軸４１の回転中心軸に対して接近方向ＺＢ２に最も傾斜しているときのウォーム傾斜角度を示す。
【００４９】
傾斜角度変化範囲は、ウォーム基準姿勢のときのウォームシャフト５０の周方向において互いに隣接する外歯４３の歯側面４３Ｄと内歯５８の歯側面５８Ｄとの間の隙間（以下、「歯隙間」）により規定される。そして、ウォーム基準姿勢のときの歯隙間が「０」のとき、外歯４３および内歯５８が隙間を形成することなく噛み合わせられていることになるため、ウォーム傾斜角度は変化しない。一方、ウォーム基準姿勢のときの歯隙間が大きくなるにつれて、外歯４３と内歯５８と相対的な傾斜代が大きくなるため、傾斜角度変化範囲も大きくなる。
【００５０】
歯隙間は、内歯５８の歯厚を一定としたとき、外歯４３の外歯間距離に応じて変化する。すなわち歯隙間は、外歯４３の外歯間距離が大きくなるにつれて大きくなる。このため、傾斜角度変化範囲の大きさは、外歯４３の外歯間距離に応じて調節することができる。
【００５１】
図４および図５を参照して、比較例としての電動パワーステアリング装置（以下、「比較装置」）との比較に基づいて、電動パワーステアリング装置１の作用について説明する。なお、比較装置は、噛合部分ＫＣに代えて図５の噛合部分２００を有する点において本実施形態の電動パワーステアリング装置１と相違し、その他の点は電動パワーステアリング装置１と同様の構成を有する。このため、電動パワーステアリング装置１と共通する構成については、同一の符号を付して説明を省略する。なお、以下では、電動パワーステアリング装置１の直線部分４５の外歯間距離を「基準歯間距離」とする。
【００５２】
図５に示されるように、比較装置の噛合部分２００は、複数の外歯２１０および複数の内歯５８を有する。各外歯２１０は、電動パワーステアリング装置１の外歯４３とは異なり、先端方向ＺＡ１の端部に傾斜部分４４に相当する部分を有していない。このため、傾斜角度変化範囲を電動パワーステアリング装置１と同じ大きさにするためには、外歯間距離（隣り合う外歯２１０の周方向の距離）を電動パワーステアリング装置１の基準歯間距離よりも大きくする必要がある。すなわち、電動パワーステアリング装置１は、基準歯間距離を比較装置の外歯間距離と比較して小さくしても、比較装置と同じ大きさの傾斜角度変化範囲を確保することができる。また、この実施形態の電動パワーステアリング装置１は、比較装置の外歯間距離よりも小さい基準歯間距離を有する。
【００５３】
他方、図４に示される電動パワーステアリング装置１において、外部から振動が入力されたとき、例えば内歯５８の基端方向ＺＡ２の端部が外歯４３に対して接近方向ＺＢ２に移動することもある。すなわち、振動が入力される直前までは互いに接触していた内歯５８および外歯４３の関係が離間した関係に変化することもある。
【００５４】
このとき、内歯５８の基端方向ＺＡ２の端部は、外歯４３から離間した後、押付リング６０の力により外歯４３に向けて移動し、再び外歯４３と接触する。このとき、外歯４３に対する内歯５８の接触により歯打音が生じる。この歯打音は、周方向における外歯４３に対する内歯５８の移動量が大きくなるにつれて大きくなる。なお、この歯打音の発生については、比較装置においても同様のことがいえる。
【００５５】
電動パワーステアリング装置１は、基準歯間距離が比較装置の外歯間距離よりも小さいため、周方向における外歯４３に対する内歯５８の移動量（図４参照）が比較装置の外歯２１０に対する内歯５８の移動量（図５参照）よりも小さい。このため、電動パワーステアリング装置１および比較装置のそれぞれに対して同じ大きさの振動が入力された状況を仮定したとき、電動パワーステアリング装置１の内歯５８および外歯４３の歯打音は、比較装置の内歯５８および外歯２１０の歯打音よりも小さくなる。
【００５６】
（実施形態の効果）
本実施形態の電動パワーステアリング装置１は、以下の効果を奏する。
（１）電動モータ４０の出力軸４１は、各外歯４３を有する。各外歯４３は、歯先端面４３Ａ側に傾斜部分４４を有する。この構成によれば、外歯４３および内歯５８が傾斜部分４４を有していない構成と比較して、外歯４３および内歯５８の相対的な傾斜角度が大きくなる。すなわち、出力軸４１に対するウォームシャフト５０の傾斜角度変化範囲が大きくなる。このため、ウォームシャフト５０およびウォームホイール９０のバックラッシュをより小さくすることができる。また、噛合部分ＫＣの基準歯間距離が噛合部分２００の外歯間距離よりも小さいため、外歯４３および内歯５８の衝突により生じる歯打音が外歯２１０および内歯５８の衝突により生じる歯打音よりも小さくなる。
【００５７】
（２）ウォームシャフト５０および第１軸受２０は、すきま嵌めの関係を有する。この構成によれば、ウォームホイール９０の回転にともないウォームシャフト５０に対して軸方向ＺＡの反力が作用するとき、ウォームシャフト５０が内輪２１に対して軸方向ＺＡに移動する。これにより、ステアリングシャフト２が回転しはじめるときの同シャフト２の回転に対する抵抗が小さくなるため、操舵感の低下を抑制することができる。
【００５８】
（３）外歯４３は、クラウニング加工により形成された傾斜部分４４を有する。このため、押付リング６０の力によりウォームシャフト５０が出力軸４１に対して傾斜した状態において、内歯５８の先端方向ＺＡ１の端部と外歯４３の歯側面４３Ｄとの間に隙間が形成される。これにより、ウォームシャフト５０が出力軸４１に対して軸方向ＺＡに移動するとき、内歯５８が外歯４３に対して引っ掛かりにくい。
【００５９】
（４）各外歯４３は、傾斜部分４４を有する。一方、各内歯５８は、傾斜部分４４を有していない。この構成によれば、各外歯４３および各内歯５８が傾斜部分４４を有する構成と比較して、噛合部分ＫＣを形成するための作業時間が短くなる。
【００６０】
（５）各外歯４３は、歯先端面４３Ａ側に傾斜部分４４を有する。一方、各外歯４３は、歯基端面４３Ｂ側に傾斜部分４４を有していない。この構成によれば、各外歯４３が歯幅方向の両端部に傾斜部分４４を有する構成と比較して、噛合部分ＫＣを形成するための作業時間が短くなる。
【００６１】
（その他の実施形態）
本発明は、上記実施形態以外の実施形態を含む。以下、本発明のその他の実施形態としての上記実施形態の変形例を示す。なお、以下の各変形例は、互いに組み合わせることもできる。
【００６２】
・上記実施形態（図４）の電動モータ４０の各外歯４３は、クラウニング加工により形成された傾斜部分４４を有する。一方、変形例の各外歯４３は、クラウニング加工に代えてエンドレリーフ加工により形成された傾斜部分４４を有する。
【００６３】
・上記実施形態（図１）の噛合部分ＫＣは、セレーション加工により形成された外歯部分４２および内歯部分５７を有する。一方、変形例の噛合部分ＫＣは、セレーション加工に代えてスプライン加工により形成された外歯部分４２および内歯部分５７を有する。
【００６４】
・上記実施形態（図４）の噛合部分ＫＣは、歯先端面４３Ａ側に傾斜部分４４が形成された外歯４３を有する。また、傾斜部分４４が形成されていない内歯５８を有する。一方、変形例の噛合部分ＫＣは、以下の（Ａ）〜（Ｎ）に示される形状の外歯４３および内歯５８を有する。
【００６５】
（Ａ）図６（ａ）に示されるように、変形例の噛合部分ＫＣは、外歯４３の歯先端面４３Ａ側に傾斜部分４４を有する。また、内歯５８の歯先端面５８Ａ側に傾斜部分４４に相当する傾斜部分５９を有する。各外歯４３の基準歯間距離は、図４の基準歯間距離と等しい。
【００６６】
（Ｂ）図６（ｂ）に示されるように、変形例の噛合部分ＫＣは、外歯４３の歯先端面４３Ａ側に傾斜部分４４を有する。また、内歯５８の歯基端面５８Ｂ側に傾斜部分５９を有する。各外歯４３の基準歯間距離は、図４の基準歯間距離よりも小さい。
【００６７】
（Ｃ）図６（ｃ）に示されるように、変形例の噛合部分ＫＣは、外歯４３の歯先端面４３Ａ側に傾斜部分４４を有する。また、内歯５８の歯先端面５８Ａ側および歯基端面５８Ｂ側に傾斜部分５９を有する。このとき、各外歯４３の基準歯間距離は、図４の基準歯間距離よりも小さい。
【００６８】
（Ｄ）図７（ａ）に示されるように、変形例の噛合部分ＫＣは、外歯４３の歯先端面４３Ａ側および歯基端面４３Ｂ側に傾斜部分４４を有する。また、傾斜部分５９を内歯５８に有していない。各外歯４３の基準歯間距離は、図４の基準歯間距離よりも小さい。
【００６９】
（Ｅ）図７（ｂ）に示されるように、変形例の噛合部分ＫＣは、外歯４３の歯先端面４３Ａ側および歯基端面４３Ｂ側に傾斜部分４４を有する。また、内歯５８の歯先端面５８Ａ側に傾斜部分５９を有する。各外歯４３の基準歯間距離は、図４の基準歯間距離よりも小さい。
【００７０】
（Ｆ）図７（ｃ）に示されるように、変形例の噛合部分ＫＣは、外歯４３の歯先端面４３Ａ側および歯基端面４３Ｂ側に傾斜部分４４を有する。また、内歯５８の歯基端面５８Ｂ側に傾斜部分５９を有する。各外歯４３の基準歯間距離は、図４の基準歯間距離よりも小さい。
【００７１】
（Ｇ）図７（ｄ）に示されるように、変形例の噛合部分ＫＣは、外歯４３の歯先端面４３Ａ側および歯基端面４３Ｂ側に傾斜部分４４を有する。また、内歯５８の歯先端面５８Ａ側および歯基端面５８Ｂ側に傾斜部分５９を有する。各外歯４３の基準歯間距離は、図４の基準歯間距離よりも小さい。
【００７２】
（Ｈ）図８（ａ）に示されるように、変形例の噛合部分ＫＣは、外歯４３に傾斜部分４４を有していない。また、内歯５８の歯基端面５８Ｂ側に傾斜部分５９を有する。各外歯４３の基準歯間距離は、図４の基準歯間距離と等しい。
【００７３】
（Ｉ）図８（ｂ）に示されるように、変形例の噛合部分ＫＣは、外歯４３に傾斜部分４４を有していない。また、内歯５８の歯先端面５８Ａ側に傾斜部分５９を有する。各外歯４３の基準歯間距離は、図４の基準歯間距離と等しい。
【００７４】
（Ｊ）図８（ｃ）に示されるように、変形例の噛合部分ＫＣは、外歯４３に傾斜部分４４を有していない。また、内歯５８の歯先端面５８Ａ側および歯基端面５８Ｂ側に傾斜部分５９を有する。このとき、各外歯４３の基準歯間距離は、図４の基準歯間距離よりも小さい。
【００７５】
（Ｋ）図９（ａ）に示されるように、変形例の噛合部分ＫＣは、外歯４３の歯基端面４３Ｂ側に傾斜部分４４を有する。また、内歯５８に傾斜部分５９を有していない。各外歯４３の基準歯間距離は、図４の基準歯間距離と等しい。
【００７６】
（Ｌ）図９（ｂ）に示されるように、変形例の噛合部分ＫＣは、外歯４３の歯基端面４３Ｂ側に傾斜部分４４を有する。また、内歯５８の歯基端面５８Ｂ側に傾斜部分５９を有する。各外歯４３の基準歯間距離は、図４の基準歯間距離と等しい。
【００７７】
（Ｍ）図９（ｃ）に示されるように、変形例の噛合部分ＫＣは、外歯４３の歯基端面４３Ｂ側に傾斜部分４４を有する。また、内歯５８の歯先端面５８Ａ側に傾斜部分５９を有する。各外歯４３の基準歯間距離は、図４の基準歯間距離よりも小さい。
【００７８】
（Ｎ）図９（ｄ）に示されるように、変形例の噛合部分ＫＣは、外歯４３の歯基端面４３Ｂ側に傾斜部分４４を有する。また、内歯５８の歯先端面５８Ａ側および歯基端面５８Ｂ側に傾斜部分５９を有する。各外歯４３の基準歯間距離は、図４の基準歯間距離よりも小さい。
【００７９】
上記（Ａ）〜（Ｇ）および（Ｌ）〜（Ｎ）の噛合部分ＫＣは、上記実施形態の（１）〜（３）に準じた効果を奏する。また、上記（Ｈ）、（Ｉ）、および（Ｋ）の噛合部分ＫＣは、上記実施形態の（１）〜（５）に準じた効果を奏する。また、上記（Ｊ）の噛合部分ＫＣは、上記実施形態の（１）〜（４）に準じた効果を奏する。
【００８０】
・上記実施形態（図４）の各内歯５８の歯幅および各外歯４３の歯幅は、互いに等しい。一方、変形例の各内歯５８の歯幅は、各外歯４３の歯幅よりも小さい。この場合、噛合部分ＫＣは、上記（Ａ）〜（Ｊ）に示される噛合部分ＫＣのいずれかの構成を有する。
【００８１】
・上記実施形態（図１）の電動パワーステアリング装置１は、ウォームシャフト５０の挿入穴５６Ａに電動モータ４０の出力軸４１が挿入されている。一方、変形例の電動パワーステアリング装置１は、挿入穴５６Ａに出力軸４１が挿入される構成に代えて、図１０に示される構成を有する。この変形例の電動パワーステアリング装置１は、上記実施形態の（１）〜（５）の効果に準じた効果を奏する。
【００８２】
図１０に示されるように、ウォームシャフト１００の基端方向ＺＡ２の端部は、内輪ストッパー７３よりも基端方向ＺＡ２に突出する突出部分１０１を有する。突出部分１０１の外周部分は、セレーション加工により形成された複数の外歯１０２を有する。各外歯１０２は、先端方向ＺＡ１の端部に傾斜部分（図示略）を有する。
【００８３】
ウォームシャフト１００は、挿入穴５６Ａを有していない点、および突出部分１０１を有する点において上記実施形態のウォームシャフト５０と相違している。なお、ウォームシャフト１００において、ウォームシャフト５０と共通する部分については、ウォームシャフト５０と同じ符号を付してその説明を省略する。
【００８４】
電動モータ１１０の出力軸１１１は、ウォームシャフト５０と接続する筒状の継手１２０を有する。継手１２０は、ウォームシャフト１００の突出部分１０１が挿入される挿入部分１２１を有する。挿入部分１２１は、セレーション加工により形成された複数の内歯１２２を有する。なお、出力軸１１１の構成は、出力軸４１から外歯部分４２を省略した構成に相当する。なお、外歯１０２は「第１歯」に相当する。また、内歯１２２は「第２歯」に相当する。
【００８５】
・上記実施形態（図１）の電動パワーステアリング装置１は、移動機構７０を有する。一方、変形例の電動パワーステアリング装置１は、移動機構７０を省略している。この電動パワーステアリング装置１も上記実施形態の（１）〜（５）の効果に準じた効果を奏する。
【００８６】
・上記実施形態（図１）の電動パワーステアリング装置１は、第１軸受２０として玉軸受を有する。一方、変形例の電動パワーステアリング装置１は、第１軸受２０としてころ軸受を有する。
【００８７】
・上記実施形態（図１）の電動モータ４０の出力軸４１は、外歯部分４２を有する。一方、変形例の電動モータ４０は、出力軸４１の外歯部分４２を省略している。また、出力軸４１は、ウォームシャフト５０と接続する継手（図示略）を有する。継手は、ウォームシャフト５０の第１端部５６に挿入される。継手において第１端部５６に挿入される部分の外周部分は、外歯部分４２に相当する部分を有する。
【００８８】
・上記実施形態（図１）の電動パワーステアリング装置１は、芯間調整機構として押付リング６０を有する。一方、変形例の電動パワーステアリング装置１は、押付リング６０に代えて、第２軸受３０の外輪３２を接近方向ＺＢ２に押すコイルばね（図示略）と、コイルばねをハウジング１０に固定するねじ部材とを有する。
【符号の説明】
【００８９】
１…電動パワーステアリング装置、２…ステアリングシャフト、１０…ハウジング、１１…第１収容部分、１２…第２収容部分、２０…第１軸受、２１…内輪、２１Ａ…先端面、２１Ｂ…基端面、２２…外輪、２２Ａ…先端面、２２Ｂ…基端面、２３…転動体、３０…第２軸受、３１…内輪、３２…外輪、３３…転動体、４０…電動モータ、４１…出力軸、４２…外歯部分、４３…外歯（第２歯）、４３Ａ…歯先端面、４３Ｂ…歯基端面、４３Ｃ…歯先面、４３Ｄ…歯側面、４４…傾斜部分、４５…直線部分、４６…境界部分、５０…ウォームシャフト、５１…第１取付部分、５１Ａ…段差部分、５１Ｂ…基端面、５２…第２取付部分、５３…第３取付部分、５４…第２端部、５５…ウォーム歯部、５５Ａ…第１ウォーム歯、５６…第１端部、５６Ａ…挿入穴、５７…内歯部分、５８…内歯（第１歯）、５８Ａ…歯先端面、５８Ｂ…歯基端面、５８Ｃ…歯先面、５８Ｄ…歯側面、５９…傾斜部分、６０…押付リング（芯間調整機構）、６１…リング本体、６２…押付部分、７０…移動機構、７１…第１弾性体（弾性部材）、７２…第２弾性体（弾性部材）、７３…内輪ストッパー、７３Ａ…先端面、７４…外輪ストッパー、８０…カバー、９０…ウォームホイール、９１…第２ウォーム歯、１００…ウォームシャフト、１０１…突出部分、１０２…外歯（第１歯）、１１０…電動モータ、１１１…出力軸、１２０…継手、１２１…挿入部分、１２２…内歯（第２歯）。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動モータと、この電動モータの回転を減速してステアリングシャフトに伝達するウォームシャフトおよびウォームホイールと、ウォームシャフトをウォームホイールに向けて付勢する芯間調整機構とを有する電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載の電動パワーステアリング装置は、電動モータの出力軸に固定された継手と、継手を介して出力軸とともに回転するウォームシャフトと、ウォームシャフトの第２端部をウォームホイールに向けて付勢する芯間調整機構とを有する。ウォームシャフトの第１端部は、複数の第１歯を有する。継手は、複数の第２歯を有する。ウォームシャフトの第１歯および継手の第２歯は、互いに噛み合わせられている。
【０００３】
ウォームシャフトは、芯間調整機構により付与される力、および同シャフトの第１歯と継手の第２歯との噛み合いにより、第１歯および第２歯との噛合部分を支点としてウォームホイール側に傾斜する。これにより、ウォームシャフトおよびウォームホイールのバックラッシュが小さくなるため、ウォームシャフトの第１ウォーム歯とウォームホイールの第２ウォーム歯との歯打音の発生が抑制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−４３７４４号公報（図６）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ウォームシャフトは、ウォームシャフトおよびウォームホイールのバックラッシュが大きい構造の装置ほど電動モータの出力軸に対する傾斜角度が大きくなる。一方、ウォームシャフトの傾斜角度がとり得る範囲は、主に噛合部分の周方向において隣り合う第１歯および第２歯の隙間に応じて規定される。このため、隣り合う第１歯および第２歯の隙間の大きさに制約がある場合には、ウォームシャフトの傾斜角度がとり得る範囲を十分に確保することが難しい。そして、ウォームシャフトの傾斜角度がとり得る範囲が小さい場合には、ウォームシャフトおよびウォームホイールのバックラッシュが大きくなる。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するため、ウォームシャフトおよびウォームホイールのバックラッシュをより小さくすることが可能な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】
上記課題を解決するために、本発明に係る電動パワーステアリング装置は、軸方向の一端に設けられて内周面に前記軸方向に沿って延びた複数の第１歯が形成された筒状の第１端部、前記軸方向の他端に設けられた第２端部、および前記第１端部と前記第２端部との間に設けられて外周面に第１ウォーム歯が形成されたウォーム歯部を有するウォームシャフトと、外周面に軸方向に沿って延びた複数の第２歯が形成されて、前記複数の第１歯と前記複数の第２歯とが嵌合されるように前記第１端部の内側に挿入された出力軸を有する電動モータと、ステアリングシャフトに固定されて、外周面に前記第１ウォーム歯と噛み合った第２ウォーム歯が形成されたウォームホイールと、前記ウォームシャフトおよび前記ウォームホイールを収容するハウジングと、前記ハウジングの内面と前記第１端部の外周面との間に設けられて、前記ウォームシャフトを軸支する第１軸受と、前記ハウジングの内面と前記第２端部の外周面との間に設けられて、前記ウォームシャフトを軸支する第２軸受と、前記第１端部を支点として前記第２端部を前記ウォームホイールに向けて付勢する芯間調整機構とを備え、前記電動モータの回転力が前記ウォームシャフトおよび前記ウォームホイールを介して減速されて前記ステアリングシャフトに伝達される電動パワーステアリング装置において、前記第１歯および前記第２歯の少なくとも一方は、前記軸方向の少なくとも一端に設けられて該一端に向かうにつれて歯厚が小さくなる傾斜部分を有することを特徴とする。
【０００８】
また、電動パワーステアリング装置は、軸方向の一端に設けられて外周面に前記軸方向に沿って延びた複数の第１歯が形成された第１端部、前記軸方向の他端に設けられた第２端部、および前記第１端部と前記第２端部との間に設けられて外周面に第１ウォーム歯が形成されたウォーム歯部を有するウォームシャフトと、内周面に軸方向に沿って延びた複数の第２歯が形成されて、前記複数の第１歯と前記複数の第２歯とが嵌合されるように前記第１端部を挿入する筒状の出力軸を有する電動モータと、ステアリングシャフトに固定されて、外周面に前記第１ウォーム歯と噛み合った第２ウォーム歯が形成されるウォームホイールと、前記ウォームシャフトおよび前記ウォームホイールを収容するハウジングと、前記ハウジングの内面と前記第１端部の外周面との間に設けられて、前記ウォームシャフトを軸支する第１軸受と、前記ハウジングの内面と前記第２端部の外周面との間に設けられて、前記ウォームシャフトを軸支する第２軸受と、前記第１端部を支点として前記第２端部を前記ウォームホイールに向けて付勢する芯間調整機構とを備え、前記電動モータの回転力が前記ウォームシャフトおよび前記ウォームホイールを介して減速されて前記ステアリングシャフトに伝達される電動パワーステアリング装置において、前記第１歯および前記第２歯の少なくとも一方は、前記軸方向の少なくとも一端に設けられて該一端に向かうにつれて歯厚が小さくなる傾斜部分を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、ウォームシャフトおよびウォームホイールのバックラッシュをより小さくすることが可能な電動パワーステアリング装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態の電動パワーステアリング装置について、（ａ）はウォームシャフトおよびその周辺の断面構造を示す断面図、（ｂ）は同（ａ）の一点鎖線円の拡大構造を示す拡大図。
【図２】同実施形態の電動パワーステアリング装置について、図１のＡ−Ａ線に沿う断面構造を示す断面図。
【図３】同実施形態の電動パワーステアリング装置について、（ａ）は電動モータの出力軸に形成された外歯部分の一部分の平面構造を示す平面図、（ｂ）は外歯部分の外歯の斜視構造を示す斜視図。
【図４】同実施形態の電動パワーステアリング装置について、噛合部分の一部分の平面構造を模式的に示す平面図。
【図５】比較例の電動パワーステアリング装置について、噛合部分の一部分の平面構造を模式的に示す平面図。
【図６】本発明のその他の実施形態の電動パワーステアリング装置について、噛合部分の一部分の平面構造を模式的に示す平面図。
【図７】本発明のその他の実施形態の電動パワーステアリング装置について、噛合部分の一部分の平面構造を模式的に示す平面図。
【図８】本発明のその他の実施形態の電動パワーステアリング装置について、噛合部分の一部分の平面構造を模式的に示す平面図。
【図９】本発明のその他の実施形態の電動パワーステアリング装置について、噛合部分の一部分の平面構造を模式的に示す平面図。
【図１０】本発明のその他の実施形態の電動パワーステアリング装置について、噛合部分およびその周辺の断面構造を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１および図２を参照して、電動パワーステアリング装置１の構成について説明する。
電動パワーステアリング装置１は、各部品を収容するハウジング１０と、ステアリングシャフト２の回転を補助する力（以下、「アシスト力」）をステアリングシャフト２に付与する電動モータ４０と、電動モータ４０の回転を減速してステアリングシャフト２に伝達するウォームシャフト５０およびウォームホイール９０とを有する。またこの他に、ウォームシャフト５０を支持する２つの玉軸受すなわち、第１軸受２０および第２軸受３０と、ハウジング１０の開口部分の１つを閉塞するカバー８０とを有する。またこの他に、ウォームシャフト５０の第２端部５４をウォームホイール９０に向けて付勢する押付リング６０と、第１軸受２０に対するウォームシャフト５０の移動を許容する移動機構７０とを有する。なお、押付リング６０は「芯間調整機構」に相当する。
【００１２】
ここで、電動パワーステアリング装置１の方向について以下のように定義する。
（Ａ）ウォームシャフト５０の回転中心軸に沿う方向を「軸方向ＺＡ」とする。
（Ｂ）軸方向ＺＡにおいて、電動モータ４０からウォームシャフト５０に向かう方向を「先端方向ＺＡ１」とし、ウォームシャフト５０から電動モータ４０に向かう方向を「基端方向ＺＡ２」とする。
（Ｃ）ウォームホイール９０の回転中心軸に直交する平面において、ウォームシャフト５０の回転中心軸に直交する方向を「噛合方向ＺＢ」とする。
（Ｄ）噛合方向ＺＢにおいて、ウォームホイール９０から離間する方向を「離間方向ＺＢ１」とし、ウォームホイール９０に接近する方向を「接近方向ＺＢ２」とする。
【００１３】
ハウジング１０は、ウォームホイール９０を収容する第１収容部分１１と、第１軸受２０、第２軸受３０、ウォームシャフト５０、押付リング６０、および移動機構７０を収容する第２収容部分１２とを有する。第１収容部分１１は、ウォームホイール９０の回転中心軸に沿う円筒形状の空間を有する。第２収容部分１２は、ハウジング１０を軸方向ＺＡに貫通する円筒形状の空間を有する。
【００１４】
電動モータ４０は、ハウジング１０における第２収容部分１２の基端方向ＺＡ２の開口部分に固定されている。ウォームホイール９０は、ステアリングシャフト２に固定されている。カバー８０は、ハウジング１０における第２収容部分１２の先端方向ＺＡ１の開口部分に固定されている。
【００１５】
図１（ａ）に示されるように、ウォームシャフト５０は、第１ウォーム歯５５Ａが形成されたウォーム歯部５５と、電動モータ４０の出力軸４１が接続される筒状の第１端部５６と、ウォーム歯部５５から先端方向ＺＡ１に向けて突出した第２端部５４とを有する。ウォーム歯部５５は、軸方向ＺＡにおいて第１端部５６と第２端部５４との間に位置する。ウォームホイール９０は、ウォームシャフト５０のウォーム歯部５５と噛み合わされる第２ウォーム歯９１を有する。
【００１６】
図１（ｂ）に示されるように、第１端部５６は、軸方向ＺＡにおいて最もウォーム歯部５５側に位置する第１取付部分５１と、軸方向ＺＡにおいて最も電動モータ４０側に位置する第３取付部分５３と、第１取付部分５１および第３取付部分５３の間に位置する第２取付部分５２と、出力軸４１の先端部分が挿入される挿入穴５６Ａとを有する。
【００１７】
電動モータ４０の出力軸４１およびウォームシャフト５０の第１端部５６は、出力軸４１および第１端部５６の間においてトルクを伝達するとともに軸方向ＺＡの相対的な移動を許容する噛合部分ＫＣを有する。
【００１８】
噛合部分ＫＣは、出力軸４１の先端部分の外周面に形成された外歯部分４２と、第１端部５６の挿入穴５６Ａの内周面に形成された内歯部分５７とを有する。外歯部分４２は、セレーション加工により形成された複数の外歯４３を有する。内歯部分５７は、セレーション加工により形成された複数の内歯５８を有する。各外歯４３および各内歯５８の歯幅方向は、軸方向ＺＡと平行している。各外歯４３および各内歯５８は、同じ大きさの歯幅を有する。なお、外歯４３は「第２歯」に相当する。また、内歯５８は「第１歯」に相当する。
【００１９】
図１（ａ）に示されるように、第１軸受２０は、内輪２１、外輪２２、および複数の転動体２３を有する。内輪２１は、ウォームシャフト５０の第２取付部分５２と隙間嵌めの関係を有する。外輪２２は、ハウジング１０の内面に固定されている。
【００２０】
第２軸受３０は、内輪３１、外輪３２、および複数の転動体３３を有する。内輪３１は、ウォームシャフト５０の第２端部５４としまり嵌めの関係を有する。外輪３２は、押付リング６０の内面に固定されている。
【００２１】
図２に示されるように、押付リング６０は、第２軸受３０の外輪３２が固定されたリング本体６１と、リング本体６１を介して第２軸受３０を接近方向ＺＢ２に向けて押す押付部分６２とを有する。リング本体６１および押付部分６２は、同一の金属材料により一体の部材として形成されている。
【００２２】
押付部分６２は、一対の弾性片を有する。各弾性片は、圧縮変形した状態でハウジング１０の内面に押し付けられている。このため押付部分６２は、離間方向ＺＢ１に作用する復元力をハウジング１０に付与している。一方、ハウジング１０は、各弾性片の復元力の反力として接近方向ＺＢ２に作用する力を押付部分６２およびリング本体６１に付与している。このためウォームシャフト５０は、接近方向ＺＢ２に作用する力を受けている。
【００２３】
リング本体６１の外周面は、ハウジング１０の内面との間に微小な隙間を有する。このため押付リング６０は、ウォームシャフト５０および第２軸受３０を介して図１の軸方向ＺＡに作用する力を受けたとき、この力に基づいてハウジング１０に対して軸方向ＺＡに移動することが許容されている。すなわち押付リング６０は、ウォームシャフト５０および第２軸受３０がハウジング１０に対して軸方向ＺＡに移動することを許容する構成を有する。
【００２４】
図１（ａ）に示されるように、ウォームシャフト５０は押付リング６０から付与される力により、噛合部分ＫＣを支点として電動モータ４０の出力軸４１に対して第２端部５４がウォームホイール９０に向けて傾斜している。すなわち、押付リング６０によりウォームホイール９０の回転中心軸に直交する平面において、ウォームシャフト５０の回転中心軸が出力軸４１の回転中心軸に対して接近方向ＺＢ２に傾斜している。このため、ウォームシャフト５０の回転中心軸が出力軸４１の回転中心軸に対して傾斜していない構成と比較して、ウォームシャフト５０の第１ウォーム歯５５Ａおよびウォームホイール９０の第２ウォーム歯９１のバックラッシュが小さい。
【００２５】
図１（ｂ）に示されるように、移動機構７０は、内輪２１に対するウォームシャフト５０の軸方向ＺＡへの移動にともない弾性変形することによりウォームシャフト５０を第１軸受２０に対して弾性支持する２つの弾性体、すなわち第１弾性体７１および第２弾性体７２と、内輪２１に対するウォームシャフト５０の軸方向ＺＡへの移動にともない内輪２１に接触する内輪ストッパー７３と、ハウジング１０に対する外輪２２の軸方向ＺＡの位置を規制する外輪ストッパー７４とを有する。内輪ストッパー７３は、第３取付部分５３の外面に圧入されている。外輪ストッパー７４は、ハウジング１０の内面に圧入されている。なお、第１弾性体７１および第２弾性体７２は「弾性部材」に相当する。
【００２６】
第１弾性体７１は、第１取付部分５１の外面に圧入されている。第１弾性体７１の先端方向ＺＡ１側の端面は、第１取付部分５１の段差部分５１Ａに接触している。第１弾性体７１の基端方向ＺＡ２側の端面は、内輪２１の先端面２１Ａに接触している。
【００２７】
第２弾性体７２は、内輪ストッパー７３の外面に圧入されている。第２弾性体７２の先端方向ＺＡ１側の端面は、内輪２１の基端面２１Ｂに接触している。第２弾性体７２の基端方向ＺＡ２側の端面は、内輪ストッパー７３の段差部分に接触している。
【００２８】
外輪２２の先端面２２Ａは、ハウジング１０に接触している。外輪２２の基端面２２Ｂは、外輪ストッパー７４に接触している。このため外輪２２は、ハウジング１０に対して軸方向ＺＡに移動することができない。
【００２９】
内輪２１の先端面２１Ａは、第１取付部分５１の基端面５１Ｂと隙間Ｇ１を介して対向している。内輪２１の基端面２１Ｂは、内輪ストッパー７３の先端面７３Ａと隙間Ｇ２を介して対向している。
【００３０】
ウォームシャフト５０は、ハウジング１０に対して軸方向ＺＡに移動することが許容されている。この動作は、ウォームシャフト５０の第２取付部分５２が内輪２１に対して隙間嵌めされている構成、および軸方向ＺＡにおいてハウジング１０に対する第２軸受３０および押付リング６０の移動が許容されている構成により実現される。そして、ウォームシャフト５０に対して先端方向ＺＡ１または基端方向ＺＡ２の力が付与されるとき、ウォームシャフト５０が内輪２１に対して隙間Ｇ２または隙間Ｇ１の分だけ先端方向ＺＡ１または基端方向ＺＡ２に移動することができる。
【００３１】
第１弾性体７１は、ウォームシャフト５０が内輪２１に対して先端方向ＺＡ１に移動するとき、軸方向ＺＡにおいて弾性変形する。第２弾性体７２は、内輪２１がウォームシャフト５０に対して基端方向ＺＡ２に移動するとき、軸方向ＺＡにおいて弾性変形する。
【００３２】
図１を参照して、電動モータ４０のアシスト力がステアリングシャフト２に付与される前の状態におけるウォームシャフト５０の動作について説明する。以下の説明では、ウォームホイール９０の回転中心軸に直交する平面において、ウォームホイール９０の時計回りの回転方向を「正転方向」とする。また反時計回りの回転方向を「逆転方向」とする。
【００３３】
ウォームシャフト５０は、ステアリングシャフト２の右方向への回転にともない正転方向に回転する。ウォームホイール９０の第２ウォーム歯９１は、ウォームシャフト５０から伝達されたトルクの反力として基端方向ＺＡ２に作用する力をウォームシャフト５０のウォーム歯部５５に付与する。
【００３４】
ウォームシャフト５０は、ウォームホイール９０からの反力により内輪２１に対して基端方向ＺＡ２に移動する。第１弾性体７１は、内輪２１に対するウォームシャフト５０の基端方向ＺＡ２への移動にともない内輪２１および第１取付部分５１により圧縮される。そして、第１取付部分５１の基端面５１Ｂが内輪２１の先端面２１Ａに接触するとき、内輪２１に対するウォームシャフト５０の移動が規制される。
【００３５】
ウォームシャフト５０は、ステアリングシャフト２の左方向への回転にともない逆転方向に回転する。ウォームホイール９０の第２ウォーム歯９１は、ウォームシャフト５０から伝達されたトルクの反力として先端方向ＺＡ１に作用する力をウォームシャフト５０のウォーム歯部５５に付与する。
【００３６】
ウォームシャフト５０は、ウォームホイール９０からの反力により内輪２１に対して先端方向ＺＡ１に移動する。第２弾性体７２は、内輪２１に対するウォームシャフト５０の先端方向ＺＡ１への移動にともない内輪２１および内輪ストッパー７３により圧縮される。そして、内輪ストッパー７３の端面が内輪２１の基端面２１Ｂに接触するとき、内輪２１に対するウォームシャフト５０の移動が規制される。
【００３７】
図３を参照して、外歯部分４２の詳細な構成について説明する。
外歯４３の外面は、歯先端面４３Ａと、歯基端面４３Ｂと、歯先面４３Ｃと、２つの歯側面４３Ｄとを有する。歯先端面４３Ａは、外歯４３の先端方向ＺＡ１の端面を示す。歯基端面４３Ｂは、外歯４３の基端方向ＺＡ２の端面を示す。以下では、隣り合う２つの外歯４３の歯側面４３Ｄにおける基準円直径上の周方向の距離を「外歯間距離」とする。
【００３８】
外歯４３は、歯幅方向において歯厚が変化しない直線部分４５と、歯幅方向において歯厚が変化する傾斜部分４４とを有する。傾斜部分４４は、直線部分４５に相当する部分に対してクラウニング加工を施すことにより形成されている。直線部分４５および傾斜部分４４は、同一の材料により一体的に形成されている。なお、外歯４３において、直線部分４５と傾斜部分４４とを区切る仮想の境界線ＫＬが通過する部分を「境界部分４６」とする。
【００３９】
外歯４３の歯厚は、歯幅方向に対して次の関係を有する。
（Ａ）歯厚は、歯先端面４３Ａにおいて最も小さい。
（Ｂ）歯厚は、歯先端面４３Ａから境界部分４６にかけて次第に大きくなる。
（Ｃ）歯厚は、境界部分４６から歯基端面４３Ｂにかけて一定の大きさを有する。
【００４０】
外歯４３の歯厚は、歯たけ方向に対して次の関係を有する。
（Ａ）直線部分４５の歯厚は、歯底から歯先に向かうにつれて小さくなる。
（Ｂ）傾斜部分４４の歯厚は、歯底から歯先に向かうにつれて小さくなる。
【００４１】
外歯間距離は、歯幅方向に対して次の関係を有する。
（Ａ）外歯間距離は、歯先端面４３Ａにおいて最も小さい。
（Ｂ）外歯間距離は、歯先端面４３Ａから境界部分４６にかけて次第に小さくなる。
（Ｃ）外歯間距離は、境界部分４６から歯基端面４３Ｂにかけて一定の大きさを有する。
【００４２】
なお、外歯４３の歯厚が歯たけ方向において異なるため、外歯間距離も歯たけ方向において異なる。以下では、外歯４３の基準円直径における外歯間距離が歯たけ方向において異なる外歯間距離を代表するものとする。
【００４３】
図４を参照して、内歯５８の詳細な構成について説明する。
内歯５８の外面は、歯先端面５８Ａと、歯基端面５８Ｂと、歯先面５８Ｃと、２つの歯側面５８Ｄとを有する。歯先端面５８Ａは、内歯５８の先端方向ＺＡ１の端面を示す。歯基端面５８Ｂは、内歯５８の基端方向ＺＡ２の端面を示す。以下では、隣り合う２つの内歯５８の歯側面５８Ｄにおける基準円直径上の周方向の距離を「内歯間距離」とする。
【００４４】
内歯５８の歯厚は、内歯５８の歯幅方向において一定の大きさを有する。また、歯たけ方向に対して歯底から歯先に向かうにつれて小さくなる。内歯間距離は、内歯５８の歯幅方向において一定の大きさを有する。
【００４５】
図４を参照して、ウォームシャフト５０の傾斜角度について説明する。
ここで、ウォームホイール９０の回転中心軸に直交する平面において、ウォームシャフト５０の回転中心軸が電動モータ４０の出力軸４１の回転中心軸に対してなす角度を「ウォーム傾斜角度」とする。また、ウォーム傾斜角度が「０°」のときのウォームシャフト５０の姿勢を「ウォーム基準姿勢」とする。
【００４６】
ウォームシャフト５０は、噛合部分ＫＣおよび押付リング６０を有することにより、噛合部分ＫＣを揺動中心として電動モータ４０の出力軸４１およびウォームホイール９０に対して傾斜することが許容されている。
【００４７】
このため、ウォームシャフト５０の回転にともないウォームシャフト５０に対してウォームホイール９０から離間方向ＺＢ１の反力が入力されるとき、ウォームシャフト５０が噛合部分ＫＣを揺動中心としてウォームホイール９０に対して離間方向ＺＢ１に揺動する。すなわち、ウォームシャフト５０が噛合部分ＫＣを揺動中心として電動モータ４０の出力軸４１に対して離間方向ＺＢ１に傾斜する。また、ウォームシャフト５０に作用する離間方向ＺＢ１の力が押付リング６０の力よりも小さくなるとき、ウォームシャフト５０が噛合部分ＫＣを揺動中心としてウォームホイール９０に対して接近方向ＺＢ２に揺動する。すなわち、ウォームシャフト５０が噛合部分ＫＣを揺動中心として電動モータ４０の出力軸４１に対して接近方向ＺＢ２に傾斜する。このため、ウォームシャフト５０がウォームホイール９０からの反力により揺動しない構成と比較してウォームシャフト５０の回転抵抗が小さくなる。
【００４８】
ウォーム傾斜角度は、離間側最大角度から接近側最大角度までの範囲（以下、「傾斜角度変化範囲」）内で変化する。離間側最大角度は、ウォームシャフト５０の回転中心軸が出力軸４１の回転中心軸に対して離間方向ＺＢ１に最も傾斜しているときのウォーム傾斜角度を示す。接近側最大角度は、ウォームシャフト５０の回転中心軸が出力軸４１の回転中心軸に対して接近方向ＺＢ２に最も傾斜しているときのウォーム傾斜角度を示す。
【００４９】
傾斜角度変化範囲は、ウォーム基準姿勢のときのウォームシャフト５０の周方向において互いに隣接する外歯４３の歯側面４３Ｄと内歯５８の歯側面５８Ｄとの間の隙間（以下、「歯隙間」）により規定される。そして、ウォーム基準姿勢のときの歯隙間が「０」のとき、外歯４３および内歯５８が隙間を形成することなく噛み合わせられていることになるため、ウォーム傾斜角度は変化しない。一方、ウォーム基準姿勢のときの歯隙間が大きくなるにつれて、外歯４３と内歯５８と相対的な傾斜代が大きくなるため、傾斜角度変化範囲も大きくなる。
【００５０】
歯隙間は、内歯５８の歯厚を一定としたとき、外歯４３の外歯間距離に応じて変化する。すなわち歯隙間は、外歯４３の外歯間距離が大きくなるにつれて大きくなる。このため、傾斜角度変化範囲の大きさは、外歯４３の外歯間距離に応じて調節することができる。
【００５１】
図４および図５を参照して、比較例としての電動パワーステアリング装置（以下、「比較装置」）との比較に基づいて、電動パワーステアリング装置１の作用について説明する。なお、比較装置は、噛合部分ＫＣに代えて図５の噛合部分２００を有する点において本実施形態の電動パワーステアリング装置１と相違し、その他の点は電動パワーステアリング装置１と同様の構成を有する。このため、電動パワーステアリング装置１と共通する構成については、同一の符号を付して説明を省略する。なお、以下では、電動パワーステアリング装置１の直線部分４５の外歯間距離を「基準歯間距離」とする。
【００５２】
図５に示されるように、比較装置の噛合部分２００は、複数の外歯２１０および複数の内歯５８を有する。各外歯２１０は、電動パワーステアリング装置１の外歯４３とは異なり、先端方向ＺＡ１の端部に傾斜部分４４に相当する部分を有していない。このため、傾斜角度変化範囲を電動パワーステアリング装置１と同じ大きさにするためには、外歯間距離（隣り合う外歯２１０の周方向の距離）を電動パワーステアリング装置１の基準歯間距離よりも大きくする必要がある。すなわち、電動パワーステアリング装置１は、基準歯間距離を比較装置の外歯間距離と比較して小さくしても、比較装置と同じ大きさの傾斜角度変化範囲を確保することができる。また、この実施形態の電動パワーステアリング装置１は、比較装置の外歯間距離よりも小さい基準歯間距離を有する。
【００５３】
他方、図４に示される電動パワーステアリング装置１において、外部から振動が入力されたとき、例えば内歯５８の基端方向ＺＡ２の端部が外歯４３に対して接近方向ＺＢ２に移動することもある。すなわち、振動が入力される直前までは互いに接触していた内歯５８および外歯４３の関係が離間した関係に変化することもある。
【００５４】
このとき、内歯５８の基端方向ＺＡ２の端部は、外歯４３から離間した後、押付リング６０の力により外歯４３に向けて移動し、再び外歯４３と接触する。このとき、外歯４３に対する内歯５８の接触により歯打音が生じる。この歯打音は、周方向における外歯４３に対する内歯５８の移動量が大きくなるにつれて大きくなる。なお、この歯打音の発生については、比較装置においても同様のことがいえる。
【００５５】
電動パワーステアリング装置１は、基準歯間距離が比較装置の外歯間距離よりも小さいため、周方向における外歯４３に対する内歯５８の移動量（図４参照）が比較装置の外歯２１０に対する内歯５８の移動量（図５参照）よりも小さい。このため、電動パワーステアリング装置１および比較装置のそれぞれに対して同じ大きさの振動が入力された状況を仮定したとき、電動パワーステアリング装置１の内歯５８および外歯４３の歯打音は、比較装置の内歯５８および外歯２１０の歯打音よりも小さくなる。
【００５６】
（実施形態の効果）
本実施形態の電動パワーステアリング装置１は、以下の効果を奏する。
（１）電動モータ４０の出力軸４１は、各外歯４３を有する。各外歯４３は、歯先端面４３Ａ側に傾斜部分４４を有する。この構成によれば、外歯４３および内歯５８が傾斜部分４４を有していない構成と比較して、外歯４３および内歯５８の相対的な傾斜角度が大きくなる。すなわち、出力軸４１に対するウォームシャフト５０の傾斜角度変化範囲が大きくなる。このため、ウォームシャフト５０およびウォームホイール９０のバックラッシュをより小さくすることができる。また、噛合部分ＫＣの基準歯間距離が噛合部分２００の外歯間距離よりも小さいため、外歯４３および内歯５８の衝突により生じる歯打音が外歯２１０および内歯５８の衝突により生じる歯打音よりも小さくなる。
【００５７】
（２）ウォームシャフト５０および第１軸受２０は、すきま嵌めの関係を有する。この構成によれば、ウォームホイール９０の回転にともないウォームシャフト５０に対して軸方向ＺＡの反力が作用するとき、ウォームシャフト５０が内輪２１に対して軸方向ＺＡに移動する。これにより、ステアリングシャフト２が回転しはじめるときの同シャフト２の回転に対する抵抗が小さくなるため、操舵感の低下を抑制することができる。
【００５８】
（３）外歯４３は、クラウニング加工により形成された傾斜部分４４を有する。このため、押付リング６０の力によりウォームシャフト５０が出力軸４１に対して傾斜した状態において、内歯５８の先端方向ＺＡ１の端部と外歯４３の歯側面４３Ｄとの間に隙間が形成される。これにより、ウォームシャフト５０が出力軸４１に対して軸方向ＺＡに移動するとき、内歯５８が外歯４３に対して引っ掛かりにくい。
【００５９】
（４）各外歯４３は、傾斜部分４４を有する。一方、各内歯５８は、傾斜部分４４を有していない。この構成によれば、各外歯４３および各内歯５８が傾斜部分４４を有する構成と比較して、噛合部分ＫＣを形成するための作業時間が短くなる。
【００６０】
（５）各外歯４３は、歯先端面４３Ａ側に傾斜部分４４を有する。一方、各外歯４３は、歯基端面４３Ｂ側に傾斜部分４４を有していない。この構成によれば、各外歯４３が歯幅方向の両端部に傾斜部分４４を有する構成と比較して、噛合部分ＫＣを形成するための作業時間が短くなる。
【００６１】
（その他の実施形態）
本発明は、上記実施形態以外の実施形態を含む。以下、本発明のその他の実施形態としての上記実施形態の変形例を示す。なお、以下の各変形例は、互いに組み合わせることもできる。
【００６２】
・上記実施形態（図４）の電動モータ４０の各外歯４３は、クラウニング加工により形成された傾斜部分４４を有する。一方、変形例の各外歯４３は、クラウニング加工に代えてエンドレリーフ加工により形成された傾斜部分４４を有する。
【００６３】
・上記実施形態（図１）の噛合部分ＫＣは、セレーション加工により形成された外歯部分４２および内歯部分５７を有する。一方、変形例の噛合部分ＫＣは、セレーション加工に代えてスプライン加工により形成された外歯部分４２および内歯部分５７を有する。
【００６４】
・上記実施形態（図４）の噛合部分ＫＣは、歯先端面４３Ａ側に傾斜部分４４が形成された外歯４３を有する。また、傾斜部分４４が形成されていない内歯５８を有する。一方、変形例の噛合部分ＫＣは、以下の（Ａ）〜（Ｎ）に示される形状の外歯４３および内歯５８を有する。
【００６５】
（Ａ）図６（ａ）に示されるように、変形例の噛合部分ＫＣは、外歯４３の歯先端面４３Ａ側に傾斜部分４４を有する。また、内歯５８の歯先端面５８Ａ側に傾斜部分４４に相当する傾斜部分５９を有する。各外歯４３の基準歯間距離は、図４の基準歯間距離と等しい。
【００６６】
（Ｂ）図６（ｂ）に示されるように、変形例の噛合部分ＫＣは、外歯４３の歯先端面４３Ａ側に傾斜部分４４を有する。また、内歯５８の歯基端面５８Ｂ側に傾斜部分５９を有する。各外歯４３の基準歯間距離は、図４の基準歯間距離よりも小さい。
【００６７】
（Ｃ）図６（ｃ）に示されるように、変形例の噛合部分ＫＣは、外歯４３の歯先端面４３Ａ側に傾斜部分４４を有する。また、内歯５８の歯先端面５８Ａ側および歯基端面５８Ｂ側に傾斜部分５９を有する。このとき、各外歯４３の基準歯間距離は、図４の基準歯間距離よりも小さい。
【００６８】
（Ｄ）図７（ａ）に示されるように、変形例の噛合部分ＫＣは、外歯４３の歯先端面４３Ａ側および歯基端面４３Ｂ側に傾斜部分４４を有する。また、傾斜部分５９を内歯５８に有していない。各外歯４３の基準歯間距離は、図４の基準歯間距離よりも小さい。
【００６９】
（Ｅ）図７（ｂ）に示されるように、変形例の噛合部分ＫＣは、外歯４３の歯先端面４３Ａ側および歯基端面４３Ｂ側に傾斜部分４４を有する。また、内歯５８の歯先端面５８Ａ側に傾斜部分５９を有する。各外歯４３の基準歯間距離は、図４の基準歯間距離よりも小さい。
【００７０】
（Ｆ）図７（ｃ）に示されるように、変形例の噛合部分ＫＣは、外歯４３の歯先端面４３Ａ側および歯基端面４３Ｂ側に傾斜部分４４を有する。また、内歯５８の歯基端面５８Ｂ側に傾斜部分５９を有する。各外歯４３の基準歯間距離は、図４の基準歯間距離よりも小さい。
【００７１】
（Ｇ）図７（ｄ）に示されるように、変形例の噛合部分ＫＣは、外歯４３の歯先端面４３Ａ側および歯基端面４３Ｂ側に傾斜部分４４を有する。また、内歯５８の歯先端面５８Ａ側および歯基端面５８Ｂ側に傾斜部分５９を有する。各外歯４３の基準歯間距離は、図４の基準歯間距離よりも小さい。
【００７２】
（Ｈ）図８（ａ）に示されるように、変形例の噛合部分ＫＣは、外歯４３に傾斜部分４４を有していない。また、内歯５８の歯基端面５８Ｂ側に傾斜部分５９を有する。各外歯４３の基準歯間距離は、図４の基準歯間距離と等しい。
【００７３】
（Ｉ）図８（ｂ）に示されるように、変形例の噛合部分ＫＣは、外歯４３に傾斜部分４４を有していない。また、内歯５８の歯先端面５８Ａ側に傾斜部分５９を有する。各外歯４３の基準歯間距離は、図４の基準歯間距離と等しい。
【００７４】
（Ｊ）図８（ｃ）に示されるように、変形例の噛合部分ＫＣは、外歯４３に傾斜部分４４を有していない。また、内歯５８の歯先端面５８Ａ側および歯基端面５８Ｂ側に傾斜部分５９を有する。このとき、各外歯４３の基準歯間距離は、図４の基準歯間距離よりも小さい。
【００７５】
（Ｋ）図９（ａ）に示されるように、変形例の噛合部分ＫＣは、外歯４３の歯基端面４３Ｂ側に傾斜部分４４を有する。また、内歯５８に傾斜部分５９を有していない。各外歯４３の基準歯間距離は、図４の基準歯間距離と等しい。
【００７６】
（Ｌ）図９（ｂ）に示されるように、変形例の噛合部分ＫＣは、外歯４３の歯基端面４３Ｂ側に傾斜部分４４を有する。また、内歯５８の歯基端面５８Ｂ側に傾斜部分５９を有する。各外歯４３の基準歯間距離は、図４の基準歯間距離と等しい。
【００７７】
（Ｍ）図９（ｃ）に示されるように、変形例の噛合部分ＫＣは、外歯４３の歯基端面４３Ｂ側に傾斜部分４４を有する。また、内歯５８の歯先端面５８Ａ側に傾斜部分５９を有する。各外歯４３の基準歯間距離は、図４の基準歯間距離よりも小さい。
【００７８】
（Ｎ）図９（ｄ）に示されるように、変形例の噛合部分ＫＣは、外歯４３の歯基端面４３Ｂ側に傾斜部分４４を有する。また、内歯５８の歯先端面５８Ａ側および歯基端面５８Ｂ側に傾斜部分５９を有する。各外歯４３の基準歯間距離は、図４の基準歯間距離よりも小さい。
【００７９】
上記（Ａ）〜（Ｇ）および（Ｌ）〜（Ｎ）の噛合部分ＫＣは、上記実施形態の（１）〜（３）に準じた効果を奏する。また、上記（Ｈ）、（Ｉ）、および（Ｋ）の噛合部分ＫＣは、上記実施形態の（１）〜（５）に準じた効果を奏する。また、上記（Ｊ）の噛合部分ＫＣは、上記実施形態の（１）〜（４）に準じた効果を奏する。
【００８０】
・上記実施形態（図４）の各内歯５８の歯幅および各外歯４３の歯幅は、互いに等しい。一方、変形例の各内歯５８の歯幅は、各外歯４３の歯幅よりも小さい。この場合、噛合部分ＫＣは、上記（Ａ）〜（Ｊ）に示される噛合部分ＫＣのいずれかの構成を有する。
【００８１】
・上記実施形態（図１）の電動パワーステアリング装置１は、ウォームシャフト５０の挿入穴５６Ａに電動モータ４０の出力軸４１が挿入されている。一方、変形例の電動パワーステアリング装置１は、挿入穴５６Ａに出力軸４１が挿入される構成に代えて、図１０に示される構成を有する。この変形例の電動パワーステアリング装置１は、上記実施形態の（１）〜（５）の効果に準じた効果を奏する。
【００８２】
図１０に示されるように、ウォームシャフト１００の基端方向ＺＡ２の端部は、内輪ストッパー７３よりも基端方向ＺＡ２に突出する突出部分１０１を有する。突出部分１０１の外周部分は、セレーション加工により形成された複数の外歯１０２を有する。各外歯１０２は、先端方向ＺＡ１の端部に傾斜部分（図示略）を有する。
【００８３】
ウォームシャフト１００は、挿入穴５６Ａを有していない点、および突出部分１０１を有する点において上記実施形態のウォームシャフト５０と相違している。なお、ウォームシャフト１００において、ウォームシャフト５０と共通する部分については、ウォームシャフト５０と同じ符号を付してその説明を省略する。
【００８４】
電動モータ１１０の出力軸１１１は、ウォームシャフト５０と接続する筒状の継手１２０を有する。継手１２０は、ウォームシャフト１００の突出部分１０１が挿入される挿入部分１２１を有する。挿入部分１２１は、セレーション加工により形成された複数の内歯１２２を有する。なお、出力軸１１１の構成は、出力軸４１から外歯部分４２を省略した構成に相当する。なお、外歯１０２は「第１歯」に相当する。また、内歯１２２は「第２歯」に相当する。
【００８５】
・上記実施形態（図１）の電動パワーステアリング装置１は、移動機構７０を有する。一方、変形例の電動パワーステアリング装置１は、移動機構７０を省略している。この電動パワーステアリング装置１も上記実施形態の（１）〜（５）の効果に準じた効果を奏する。
【００８６】
・上記実施形態（図１）の電動パワーステアリング装置１は、第１軸受２０として玉軸受を有する。一方、変形例の電動パワーステアリング装置１は、第１軸受２０としてころ軸受を有する。
【００８７】
・上記実施形態（図１）の電動モータ４０の出力軸４１は、外歯部分４２を有する。一方、変形例の電動モータ４０は、出力軸４１の外歯部分４２を省略している。また、出力軸４１は、ウォームシャフト５０と接続する継手（図示略）を有する。継手は、ウォームシャフト５０の第１端部５６に挿入される。継手において第１端部５６に挿入される部分の外周部分は、外歯部分４２に相当する部分を有する。
【００８８】
・上記実施形態（図１）の電動パワーステアリング装置１は、芯間調整機構として押付リング６０を有する。一方、変形例の電動パワーステアリング装置１は、押付リング６０に代えて、第２軸受３０の外輪３２を接近方向ＺＢ２に押すコイルばね（図示略）と、コイルばねをハウジング１０に固定するねじ部材とを有する。
【符号の説明】
【００８９】
１…電動パワーステアリング装置、２…ステアリングシャフト、１０…ハウジング、１１…第１収容部分、１２…第２収容部分、２０…第１軸受、２１…内輪、２１Ａ…先端面、２１Ｂ…基端面、２２…外輪、２２Ａ…先端面、２２Ｂ…基端面、２３…転動体、３０…第２軸受、３１…内輪、３２…外輪、３３…転動体、４０…電動モータ、４１…出力軸、４２…外歯部分、４３…外歯（第２歯）、４３Ａ…歯先端面、４３Ｂ…歯基端面、４３Ｃ…歯先面、４３Ｄ…歯側面、４４…傾斜部分、４５…直線部分、４６…境界部分、５０…ウォームシャフト、５１…第１取付部分、５１Ａ…段差部分、５１Ｂ…基端面、５２…第２取付部分、５３…第３取付部分、５４…第２端部、５５…ウォーム歯部、５５Ａ…第１ウォーム歯、５６…第１端部、５６Ａ…挿入穴、５７…内歯部分、５８…内歯（第１歯）、５８Ａ…歯先端面、５８Ｂ…歯基端面、５８Ｃ…歯先面、５８Ｄ…歯側面、５９…傾斜部分、６０…押付リング（芯間調整機構）、６１…リング本体、６２…押付部分、７０…移動機構、７１…第１弾性体（弾性部材）、７２…第２弾性体（弾性部材）、７３…内輪ストッパー、７３Ａ…先端面、７４…外輪ストッパー、８０…カバー、９０…ウォームホイール、９１…第２ウォーム歯、１００…ウォームシャフト、１０１…突出部分、１０２…外歯（第１歯）、１１０…電動モータ、１１１…出力軸、１２０…継手、１２１…挿入部分、１２２…内歯（第２歯）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向の一端に設けられて内周面に前記軸方向に沿って延びた複数の第１歯が形成された筒状の第１端部、前記軸方向の他端に設けられた第２端部、および前記第１端部と前記第２端部との間に設けられて外周面に第１ウォーム歯が形成されたウォーム歯部を有するウォームシャフトと、
外周面に軸方向に沿って延びた複数の第２歯が形成されて、前記複数の第１歯と前記複数の第２歯とが嵌合されるように前記第１端部の内側に挿入された出力軸を有する電動モータと、
ステアリングシャフトに固定されて、外周面に前記第１ウォーム歯と噛み合った第２ウォーム歯が形成されたウォームホイールと、
前記ウォームシャフトおよび前記ウォームホイールを収容するハウジングと、
前記ハウジングの内面と前記第１端部の外周面との間に設けられて、前記ウォームシャフトを軸支する第１軸受と、
前記ハウジングの内面と前記第２端部の外周面との間に設けられて、前記ウォームシャフトを軸支する第２軸受と、
前記第１端部を支点として前記第２端部を前記ウォームホイールに向けて付勢する芯間調整機構と
を備え、前記電動モータの回転力が前記ウォームシャフトおよび前記ウォームホイールを介して減速されて前記ステアリングシャフトに伝達される電動パワーステアリング装置において、
前記第１歯および前記第２歯の少なくとも一方は、前記軸方向の少なくとも一端に設けられて該一端に向かうにつれて歯厚が小さくなる傾斜部分を有する
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】
軸方向の一端に設けられて外周面に前記軸方向に沿って延びた複数の第１歯が形成された第１端部、前記軸方向の他端に設けられた第２端部、および前記第１端部と前記第２端部との間に設けられて外周面に第１ウォーム歯が形成されたウォーム歯部を有するウォームシャフトと、
内周面に軸方向に沿って延びた複数の第２歯が形成されて、前記複数の第１歯と前記複数の第２歯とが嵌合されるように前記第１端部を挿入する筒状の出力軸を有する電動モータと、
ステアリングシャフトに固定されて、外周面に前記第１ウォーム歯と噛み合った第２ウォーム歯が形成されるウォームホイールと、
前記ウォームシャフトおよび前記ウォームホイールを収容するハウジングと、
前記ハウジングの内面と前記第１端部の外周面との間に設けられて、前記ウォームシャフトを軸支する第１軸受と、
前記ハウジングの内面と前記第２端部の外周面との間に設けられて、前記ウォームシャフトを軸支する第２軸受と、
前記第１端部を支点として前記第２端部を前記ウォームホイールに向けて付勢する芯間調整機構と
を備え、前記電動モータの回転力が前記ウォームシャフトおよび前記ウォームホイールを介して減速されて前記ステアリングシャフトに伝達される電動パワーステアリング装置において、
前記第１歯および前記第２歯の少なくとも一方は、前記軸方向の少なくとも一端に設けられて該一端に向かうにつれて歯厚が小さくなる傾斜部分を有する
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１または２に記載の電動パワーステアリング装置において、
互いに周方向に隣接して対向した前記第１歯の歯側面と前記第２歯の歯側面との間に歯隙間が形成されている
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
請求項３に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記ウォームシャフトは前記軸方向に移動可能に弾性支持されている
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
請求項４に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記第１軸受は前記第１端部に対して隙間嵌めされている
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項６】
請求項５に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記ハウジングに内嵌固定された前記第１軸受に対して前記ウォームシャフトを弾性支持する弾性部材を備えた
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記第１歯および前記第２歯の少なくとも一方は、歯底から歯先に向かうにつれて歯厚が小さくなる
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】
軸方向の一端に設けられて内周面に前記軸方向に沿って延びた複数の第１歯が形成された筒状の第１端部、前記軸方向の他端に設けられた第２端部、および前記第１端部と前記第２端部との間に設けられて外周面に第１ウォーム歯が形成されたウォーム歯部を有するウォームシャフトと、
外周面に軸方向に沿って延びた複数の第２歯が形成されて、前記複数の第１歯と前記複数の第２歯とが嵌合されるように前記第１端部の内側に挿入された出力軸を有する電動モータと、
ステアリングシャフトに固定されて、外周面に前記第１ウォーム歯と噛み合った第２ウォーム歯が形成されたウォームホイールと、
前記ウォームシャフトおよび前記ウォームホイールを収容するハウジングと、
前記ハウジングの内面と前記第１端部の外周面との間に設けられて、前記ウォームシャフトを軸支する第１軸受と、
前記ハウジングの内面と前記第２端部の外周面との間に設けられて、前記ウォームシャフトを軸支する第２軸受と、
前記第１端部を支点として前記第２端部を前記ウォームホイールに向けて付勢する芯間調整機構と
を備え、前記電動モータの回転力が前記ウォームシャフトおよび前記ウォームホイールを介して減速されて前記ステアリングシャフトに伝達される電動パワーステアリング装置において、
前記第１歯および前記第２歯の少なくとも一方は、前記軸方向の少なくとも一端に設けられて該一端に向かうにつれて歯厚が小さくなる傾斜部分を有する
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】
軸方向の一端に設けられて外周面に前記軸方向に沿って延びた複数の第１歯が形成された第１端部、前記軸方向の他端に設けられた第２端部、および前記第１端部と前記第２端部との間に設けられて外周面に第１ウォーム歯が形成されたウォーム歯部を有するウォームシャフトと、
内周面に軸方向に沿って延びた複数の第２歯が形成されて、前記複数の第１歯と前記複数の第２歯とが嵌合されるように前記第１端部を挿入する筒状の出力軸を有する電動モータと、
ステアリングシャフトに固定されて、外周面に前記第１ウォーム歯と噛み合った第２ウォーム歯が形成されるウォームホイールと、
前記ウォームシャフトおよび前記ウォームホイールを収容するハウジングと、
前記ハウジングの内面と前記第１端部の外周面との間に設けられて、前記ウォームシャフトを軸支する第１軸受と、
前記ハウジングの内面と前記第２端部の外周面との間に設けられて、前記ウォームシャフトを軸支する第２軸受と、
前記第１端部を支点として前記第２端部を前記ウォームホイールに向けて付勢する芯間調整機構と
を備え、前記電動モータの回転力が前記ウォームシャフトおよび前記ウォームホイールを介して減速されて前記ステアリングシャフトに伝達される電動パワーステアリング装置において、
前記第１歯および前記第２歯の少なくとも一方は、前記軸方向の少なくとも一端に設けられて該一端に向かうにつれて歯厚が小さくなる傾斜部分を有する
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１または２に記載の電動パワーステアリング装置において、
互いに周方向に隣接して対向した前記第１歯の歯側面と前記第２歯の歯側面との間に歯隙間が形成されている
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
請求項３に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記ウォームシャフトは前記軸方向に移動可能に弾性支持されている
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
請求項４に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記第１軸受は前記第１端部に対して隙間嵌めされている
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項６】
請求項５に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記ハウジングに内嵌固定された前記第１軸受に対して前記ウォームシャフトを弾性支持する弾性部材を備えた
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記第１歯および前記第２歯の少なくとも一方は、歯底から歯先に向かうにつれて歯厚が小さくなる
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１】
【公開番号】特開２０１３−９１３８６（Ｐ２０１３−９１３８６Ａ）
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３４０５０（Ｐ２０１１−２３４０５０）
【出願日】平成２３年１０月２５日（２０１１．１０．２５）
【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２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２５日（２０１１．１０．２５）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]