JP2016003760A - ウォーム減速機およびそれを備えた電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ウォームシャフトの径方向への移動に起因した異音の発生を低減できるウォーム減速機およびそれを備えた電動パワーステアリング装置を提供すること。
【解決手段】ウォーム減速機１７は、ハウジング１７ａと、ハウジング１７ａに収容されるウォームホイールおよびウォームシャフト１８と、ウォームシャフト１８に対して隙間嵌めされた第１軸受３０と、ウォームシャフト１８に設けられて軸方向Ｘにおいて第１軸受３０に対向する段部１８１と、段部１８１と第１軸受３０とによって軸方向Ｘから挟まれた弾性体４２と、ストッパ４４とを備える。ストッパ４４は、弾性体４２に隙間Ｐ３，Ｐ４を隔てて配置され、弾性体４２がウォームシャフト１８から受ける荷重が増加すると、ウォームシャフト１８の径方向Ｒにおける外側から弾性体４２に接触して径方向Ｒにおける外側への弾性体４２の変形を制限する。
【選択図】図４

Description

この発明は、ウォーム減速機およびそれを備えた電動パワーステアリング装置に関する。

下記特許文献１〜３では、ウォーム減速機が組み込まれた電動パワーステアリング装置が開示されている。ウォーム減速機は、ステアリングシャフトに固定されたウォームホイールと、電動モータの回転軸に結合してウォームホイールと噛み合うウォームシャフトとを含んでいる。電動パワーステアリング装置では、電動モータの駆動力をウォームシャフトからウォームホイールに伝達することによって、ステアリングシャフトの回転を補助することができる。

特許文献１のウォーム減速機では、ウォームホイールと噛み合うウォームが形成された回転軸が設けられ、回転軸の両端が、軸受によって回転自在に支持されている。回転軸におけるウォームの両側には、フランジが形成されている。ウォームの両側における軸受とフランジとの間には、皿ばねが配置されている。皿ばねが撓むことにより、回転軸は、その軸方向に移動できる。これにより、ステアリングホイールの切り返し時にウォームおよびウォームホイールの歯面同士の間で生じる衝撃力を緩和し、歯面同士の接触音を低減させることができる。

特許文献２のウォーム減速機では、電動モータの回転軸に接続されたアシスト軸の両端が、一対の軸受によって支持されている。アシスト軸において一対の軸受で挟まれた中間部には、ウォームホイールと噛み合うウォームギヤが備えられている。アシスト軸は、弾性支持具によって軸方向の双方に弾性支持されている。これにより、電動パワーステアリング装置の反転駆動時や、タイヤの縁石乗り上げ時等に、アシスト軸に作用する過大スラスト力を吸収しながらアシスト軸を軸方向の双方に移動させることができる。

特許文献３のウォーム減速機では、ウォームホイールと噛み合うウォームが、電動モータの回転軸に連結された駆動軸に形成されている。駆動軸におけるウォームの両側には、フランジ部が形成されている、駆動軸の両端部は、軸受によって回転自在に支持されている。軸受とフランジ部との間にはゴム部材が設けられており、駆動軸は、ゴム部材の弾性力によって、軸方向に与圧が付与された状態で支持されている。

特開２００３−２６０１２号公報 特開２００４−３２２９２９号公報 特開２００３−３４２５６号公報

特許文献１〜３のウォーム減速機では、ウォームシャフトに相当する構成（以下では、単に「ウォームシャフト」ということにする）が軸受に支持された状態で軸方向に移動可能であるため、その構造上、ウォームシャフトは、軸受に対して隙間嵌めされている。そのため、特許文献１〜３のウォーム減速機では、ウォームシャフトが、その径方向に移動して軸受の内周面に接触することによって、たたき音と呼ばれる異音が生じる虞がある。

この発明は、かかる背景のもとでなされたもので、ウォームシャフトの径方向への移動に起因した異音の発生を低減できるウォーム減速機およびそれを備えた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。

請求項１記載の発明は、ハウジング（１７ａ）と、前記ハウジングに収容されるウォームホイール（１９）と、前記ハウジングに収容され、前記ウォームホイールと噛み合うウォームシャフト（１８）と、前記ウォームシャフトに対して隙間嵌めされ、前記ウォームシャフトを前記ハウジング内で回転可能に支持する軸受（３０）と、前記ウォームシャフトに設けられ、前記ウォームシャフトの軸方向（Ｘ）において前記軸受に対向する対向部（２５，１８１，１８２）と、前記対向部と前記軸受とによって前記軸方向から挟まれた弾性体（４２）と、前記弾性体に隙間（Ｐ３，Ｐ４）を隔てて配置され、前記弾性体が前記ウォームシャフトから受ける荷重が増加すると、前記ウォームシャフトの径方向（Ｒ）における外側から前記弾性体に接触して前記径方向における外側への前記弾性体の変形を制限するストッパ（４４）と、を備えることを特徴とする、ウォーム減速機（１７）である。

請求項２記載の発明は、前記弾性体が前記ウォームシャフトから受ける荷重が増加すると、前記ストッパは、前記軸方向から前記弾性体に接触して前記軸方向への前記弾性体の変形を制限することを特徴とする、請求項１記載のウォーム減速機である。
請求項３記載の発明は、前記弾性体が前記ウォームシャフトから受ける荷重が増加すると、前記ストッパは、前記弾性体に対して、前記径方向における外側から接触し、その後、前記軸方向から接触することを特徴とする、請求項２記載のウォーム減速機である。

請求項４記載の発明は、前記弾性体には、面取り（４２ｃ）が形成されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のウォーム減速機である。
請求項５記載の発明は、前記軸受と前記弾性体との間に介在されて前記弾性体を支持する支持部材（４１）を含み、前記ストッパは、前記支持部材に設けられていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のウォーム減速機である。

請求項６記載の発明は、前記弾性体の一部をなし、前記支持部材を前記対向部側から覆う被覆部（４２ｂ）を含むことを特徴とする、請求項５記載のウォーム減速機である。
請求項７記載の発明は、操舵補助用の電動モータ（１６）と、前記電動モータの回転を減速する請求項１〜６のいずれかに記載のウォーム減速機と、を備えることを特徴とする、電動パワーステアリング装置（１）である。

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。

請求項１記載の発明によれば、ウォーム減速機では、ウォームホイールと噛み合うウォームシャフトを支持する軸受が、ウォームシャフトに対して隙間嵌めされているので、軸受の内周面とウォームシャフトの外周面との間には隙間が存在する。また、弾性体が、ウォームシャフトに設けられた対向部と軸受とによって、ウォームシャフトの軸方向から挟まれている。よって、ウォームシャフトは、軸方向に移動できるように弾性支持されている。

そのため、ウォームシャフトとウォームホイールとの間でトルク伝達が開始される初期の段階では、ウォームシャフトは、ウォームホイールと当初噛み合っていた位置から軸方向に移動することによって、ウォームホイールとの間における摩擦トルクを低減させることができる。よって、ウォーム減速機が、電動パワーステアリング装置において操舵補助用の電動モータの回転を減速するために用いられる場合には、運転者がステアリングホイール等の操舵部材を操舵し始める初期の段階における操舵感を、前述した摩擦トルクの低減に応じて向上させることができる。

ウォーム減速機は、弾性体に隙間を隔てて配置されたストッパを備えている。弾性体がウォームシャフトから受ける荷重が増加すると、弾性体は、変形することによって、ウォームシャフトの径方向におけるストッパと弾性体との隙間を塞ぐ。これにより、ストッパは、径方向における外側から弾性体に接触し、径方向における外側への弾性体の更なる変形を制限する。そのため、径方向にこれ以上変形できなくなった弾性体では、径方向における剛性が向上するので、ウォームシャフトは、弾性体を径方向に変形させて径方向における外側へ移動することができなくなる。その結果、ウォームシャフトが径方向へ移動して軸受の内周面に接触することを抑制できるので、ウォームシャフトの径方向への移動に起因した異音の発生を低減できる。

請求項２記載の発明によれば、弾性体がウォームシャフトから受ける荷重が増加すると、ストッパは、軸方向から弾性体に接触して、軸方向への弾性体の変形を制限する。これにより、弾性体は、軸方向へ逃げずに、径方向におけるストッパと弾性体との隙間を塞ぐことに集中するように変形する。そのため、速やかにストッパを径方向における外側から弾性体に接触させて、径方向における外側への弾性体の更なる変形を速やかに制限することができる。その結果、ウォームシャフトが径方向へ移動して軸受の内周面に接触することを早い段階で抑制できるので、ウォームシャフトの径方向への移動に起因した異音の発生を確実に低減できる。

請求項３記載の発明によれば、弾性体がウォームシャフトから受ける荷重が増加すると、ストッパは、弾性体に対して、径方向における外側から接触し、その後、軸方向から接触する。これにより、径方向における外側への弾性体の更なる変形を一層速やかに制限することができる。その結果、ウォームシャフトが径方向へ移動して軸受の内周面に接触することを一層早い段階で抑制できるので、ウォームシャフトの径方向への移動に起因した異音の発生を確実に低減できる。

請求項４記載の発明によれば、ウォームシャフトとウォームホイールとの間でトルク伝達が開始される初期の段階では、面取りが形成された弾性体において軸方向における剛性が低くなることから、ウォームシャフトが軸方向に移動しやすくなる。そのため、ウォームシャフトとウォームホイールとの間における摩擦トルクを一層低減させることができる。よって、ウォーム減速機が電動パワーステアリング装置に用いられる場合には、運転者が操舵部材を操舵し始める初期の段階における操舵感を一層向上させることができる。

請求項５記載の発明によれば、ストッパを、軸受と弾性体との間に介在されて弾性体を支持する支持部材に設けることで、部品点数の削減を図ることができる。
請求項６記載の発明によれば、弾性体の一部をなす被覆部が支持部材を対向部側から覆うことから、支持部材と対向部との接触が防止されているので、支持部材と対向部との接触に起因した異音の発生を低減できる。

請求項７記載の発明によれば、以上に説明したウォーム減速機を備えた電動パワーステアリング装置では、ウォーム減速機におけるウォームシャフトの径方向への移動に起因した異音の発生を低減できる。

図１は、本発明の一実施形態におけ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２は、電動パワーステアリング装置１に備えられたウォーム減速機１７の要部の構成を示す断面図である。 図３は、ウォーム減速機１７を構成する継手２１の分解斜視図である。 図４は、図２の要部拡大図である。 図５は、図４の要部拡大図である。 図６は、ウォームシャフト１８の変位と弾性体４２の剛性との関係を示すグラフである。

本発明の好ましい実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の一実施形態におけ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、一端にステアリングホイール等の操舵部材２が連結されたステアリングシャフト３と、ステアリングシャフト３に自在継手４を介して連結された中間軸５と、中間軸５に自在継手６を介して連結されたピニオン軸７と、車体（図示せず）の左右方向に延びるラックバー８とを備えている。

ピニオン軸７の端部に設けられたピニオン７ａと、ラックバー８に設けられたラック８ａとが噛み合っている。これにより、ピニオン軸７およびラックバー８を含むラックアンドピニオン機構からなる転舵機構Ａが構成されている。
ラックバー８は、車体に固定されるハウジング９内に収容され、複数の軸受（図示せず）を介してハウジング９によって支持されていて、左右方向へ直線往復動可能である。ラックバー８の両端部は、ハウジング９の両側へ突出し、各端部にはタイロッド１０が結合されている。各タイロッド１０は、ナックルアーム（図示せず）を介して、対応する転舵輪１１に連結されている。

運転手により操舵部材２が操舵されてステアリングシャフト３が回転すると、この回転が、ピニオン７ａおよびラック８ａによって、ラックバー８の左右方向に沿った直線運動に変換される。これにより、転舵輪１１の転舵が達成される。
ステアリングシャフト３は、一端に操舵部材２が連結された入力側の第１操舵軸３ａと、ピニオン軸７に連なる出力側の第２操舵軸３ｂと、第１操舵軸３ａと第２操舵軸３ｂとを同一直線上で相対回転可能に連結したトーションバー１２とを備えている。

電動パワーステアリング装置１は、第１操舵軸３ａと第２操舵軸３ｂとの間の相対回転変位量に基づいて操舵部材２の操舵トルクを検出するトルクセンサ１３と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit ：電子制御ユニット）１４と、駆動回路１５と、操舵補助用の電動モータ１６と、ウォーム減速機１７とをさらに備えている。なお、ＥＣＵ１４および駆動回路１５は、電動パワーステアリング装置１側の部品ではなく、電動パワーステアリング装置１が取り付けられる車体側の部品であってもよい。

トルクセンサ１３のトルク検出結果は、ＥＣＵ１４に与えられる。ＥＣＵ１４は、トルク検出結果や車速センサ（図示せず）から与えられる車速検出結果等に基づいて、駆動回路１５を介して電動モータ１６を駆動制御する。
電動モータ１６がその回転軸２０から出力した回転は、ウォーム減速機１７によって減速されてからピニオン軸７に伝達され、ラックバー８の直線運動に変換される。これにより、操舵が補助される。

ウォーム減速機１７は、ハウジング１７ａと、電動モータ１６により回転駆動されるウォームシャフト１８と、ウォームシャフト１８と噛み合うと共にステアリングシャフト３の第２操舵軸３ｂに一体回転可能に連結されたウォームホイール１９とを備えている。電動モータ１６が出力した回転は、ウォーム減速機１７においてウォームシャフト１８からウォームホイール１９に伝達されるときに減速される。

図２は、ウォーム減速機１７の要部の構成を示す断面図である。
図２に示すように、ウォームシャフト１８は、ハウジング１７ａに収容され、電動モータ１６の回転軸２０と同軸上に配置されている。ウォームシャフト１８は、その軸方向Ｘにおける両端部をなす第１端部１８ａおよび第２端部１８ｂと、第１端部１８ａおよび第２端部１８ｂ間に位置する歯部１８ｃとを有する。第１端部１８ａは、図２ではウォームシャフト１８の右端部であり、第２端部１８ｂは、図２ではウォームシャフト１８の左端部である。

ウォームホイール１９は、ハウジング１７ａに収容され、ステアリングシャフト３の第２操舵軸３ｂに対して、一体回転可能かつ第２操舵軸３ｂの軸方向に移動不能となるように連結されている。ウォームホイール１９は、第２操舵軸３ｂに一体回転可能に結合された環状の芯金１９ａと、芯金１９ａの周囲を取り囲んだ合成樹脂部材１９ｂとを備える。芯金１９ａは、例えば合成樹脂部材１９ｂの樹脂成形時に金型内にインサートされる。合成樹脂部材１９ｂの外周には、歯部１８ｃと噛み合う歯部１９ｃが形成されている。

ウォームシャフト１８の第１端部１８ａは、軸方向Ｘから第１端部１８ａに対向する電動モータ１６の回転軸２０の端部に対して、継手２１を介してトルク伝達可能かつ揺動可能に連結されている。具体的には、継手２１は、ウォームシャフト１８の第１端部１８ａに一体回転可能かつ軸方向移動不能に連結された第１回転部材２２と、電動モータ１６の回転軸２０に一体回転可能かつ軸方向移動不能に連結された第２回転部材２３と、第１回転部材２２と第２回転部材２３との間に介在し、両回転部材２２，２３間でトルクを伝達する弾性部材２４とを備えている。

図３は、継手２１の分解斜視図である。
図３に示すように、第１回転部材２２は、ウォームシャフト１８の第１端部１８ａが圧入される嵌合孔２５ａが形成された円筒状のボス２５と、ボス２５の軸方向一端に接続されてボス２５より大径の円筒状のフランジ２６とを備えている。
ボス２５は、フランジ２６側の大径部２５ｂと、大径部２５ｂよりもフランジ２６から離れて大径部２５ｂよりも小径の小径部２５ｃとを一体的に含んでいる。大径部２５ｂと小径部２５ｃとは同軸上で連結されており、嵌合孔２５ａは、大径部２５ｂおよび小径部２５ｃの両方に亘って形成されている。

第２回転部材２３は、電動モータ１６の回転軸２０が圧入される嵌合孔２７ａが形成されて、第１回転部材２２のフランジ２６に軸方向Ｘから対向する円筒状の本体２７を備えている。
第１回転部材２２のフランジ２６は、第２回転部材２３の本体２７に向けて突出する複数の係合突起２６１を備えている。これらの係合突起２６１は、フランジ２６の周方向において等間隔で並んでいる。第２回転部材２３の本体２７は、第１回転部材２２のフランジ２６に向けて突出する複数の係合突起２７１を備えている。これらの係合突起２７１は、本体２７の周方向において等間隔で並んでいる。完成した継手２１では、第１回転部材２２および第２回転部材２３のそれぞれの周方向において、係合突起２６１と係合突起２７１とが交互に配置されている。

弾性部材２４は、環状の主体部２８と、主体部２８から放射状に延びる複数の係合腕２９とを備えている。完成した継手２１では、前述したように交互に配置されて隣り合う係合突起２６１，２７１間に、弾性部材２４の係合腕２９が１つずつ挟持されている。
図２を参照して、ウォーム減速機１７は、第１軸受３０および第２軸受３１と、第１ダンパー３２および第２ダンパー３３とをさらに備えている。

第１軸受３０および第２軸受３１は、例えば玉軸受であって、全体で環状をなしている。第１軸受３０は、ウォームシャフト１８の第１端部１８ａに対して外嵌されていて、第２軸受３１は、ウォームシャフト１８の第２端部１８ｂに対して外嵌されている。これにより、第１軸受３０および第２軸受３１は、ウォームシャフト１８をハウジング１７ａ内で回転可能に支持している。

以下の説明では、ウォームシャフト１８の軸方向Ｘおよび径方向Ｒを用いて、各部材の向き等を特定することがある。
図２の要部拡大図である図４を参照して、第１軸受３０は、外輪３４と、内輪３５と、外輪３４および内輪３５間に配置される球状の転動体３６とを備えている。
ハウジング１７ａにおいて外輪３４と軸方向Ｘで同じ位置には、ハウジング１７ａの内部空間の一部として軸方向Ｘに延びる軸受孔３７が形成されており、軸受孔３７には、筒状のブッシュ３８が嵌め込まれている。外輪３４は、ブッシュ３８に対して内嵌されており、ブッシュ３８を介してハウジング１７ａに支持されている。

ブッシュ３８の軸方向Ｘにおける端部には、ブッシュ３８の径方向内側へ張り出した環状のフランジ３８ａが一体的に設けられている。ハウジング１７ａの内周面には、軸方向Ｘにおける軸受孔３７の端部としてウォームシャフト１８側へ張り出た段部３９が設けられている。フランジ３８ａと段部３９とは軸方向Ｘに対向しており、これらの間に外輪３４が挟まれている。これにより、外輪３４を含む第１軸受３０全体の軸方向Ｘへの移動が規制されている。なお、軸受孔３７には、軸方向Ｘにおける段部３９側とは反対側からプラグ４０がねじ嵌合されており、プラグ４０は、フランジ３８ａに当接してブッシュ３８を段部３９に押し付けている。これにより、軸受孔３７からのプラグ４０の抜け止めが図られている。

次に、内輪３５の説明に先立って、ウォームシャフト１８の第１端部１８ａの詳細について説明する。第１端部１８ａは、その外周から径方向における外側へ張り出した環状の段部１８１と、段部１８１から継手２１側へ向けて順に小径となる第１部分１８２、第２部分１８３および第３部分１８４とを一体的に含む。第１端部１８ａは、第１部分１８２、第２部分１８３および第３部分１８４において、第３部分１８４へ向けて階段状に小径となっている。

第２部分１８３と外輪３４とは、軸方向Ｘにおいて同じ位置にある。内輪３５は、第２部分１８３に対して外嵌されており、第２部分１８３は、内輪３５に挿通された状態で内輪３５に対して軸方向Ｘに相対移動可能である。つまり、内輪３５を含む第１軸受３０は、ウォームシャフト１８の第２部分１８３に対して隙間嵌めされており、内輪３５の内周面（第１軸受３０の内周面３０ａ）とウォームシャフト１８の第２部分１８３における外周面１８ｄとの間には、径方向Ｒにおける微小な隙間Ｐ１が存在する。なお、図４および後述する図５では、隙間Ｐ１を誇張して図示している。段部１８１および第１部分１８２は、内輪３５の軸方向Ｘにおける一端面（図４では左端面）３５ａに対して、軸方向Ｘにおいて間隔を隔てて対向する対向部である。

また、第１端部１８ａでは、第３部分１８４が、継手２１の第１回転部材２２におけるボス２５の嵌合孔２５ａに対して圧入され、第１回転部材２２とウォームシャフト１８とが一体化されている。ボス２５は、内輪３５の軸方向Ｘにおける他端面（図４では右端面）３５ｂに対して、軸方向Ｘにおいて間隔を隔てて対向する対向部である。
また、ボス２５がウォームシャフト１８の第２部分１８３の端面１８３ａに軸方向Ｘから当接することによって、ボス２５がウォームシャフト１８に対して軸方向Ｘに位置決めされている。なお、継手２１の弾性部材２４が弾性変形することによって、ウォームシャフト１８が、第１軸受３０を中心として、電動モータ１６の回転軸２０に対して揺動できる。

第１ダンパー３２および第２ダンパー３３は、内輪３５を軸方向Ｘから挟むように、内輪３５の両側に配置されている。第２ダンパー３３は、第１ダンパー３２よりも継手２１側に位置している。
第１ダンパー３２および第２ダンパー３３のそれぞれは、支持部材としてのプレート４１と、弾性体４２とを含んでいる。プレート４１は、金属製の環状体であり、弾性体４２は、ゴムや熱可塑性エラストマーなどの弾性材料で形成された環状のブッシュである。弾性体４２は、プレート４１に対して加硫接着により固着されており、プレート４１によって支持されている。

プレート４１は、ウォームシャフト１８の第２部分１８３に対して外嵌されている。プレート４１は、軸方向Ｘに薄い板状をなす環状の受け部４３と、受け部４３の外周部分に設けられるストッパ４４とを一体的に含んでいる。
受け部４３の内径は、ウォームシャフト１８の第２部分１８３の外径よりも大径であり、受け部４３は、第２部分１８３に対して非接触である。第１ダンパー３２の受け部４３は、内輪３５の一端面３５ａに当接しつつ、ウォームシャフト１８の段部１８１および第１部分１８２に対して間隔を隔てて軸方向Ｘから対向している。第２ダンパー３３の受け部４３は、内輪３５の他端面３５ｂに当接しつつ、継手２１の第１回転部材２２におけるボス２５に対して間隔を隔てて軸方向Ｘから対向している。

ストッパ４４は、受け部４３の外周部分から略直角に折り曲がって第１軸受３０から離れるように軸方向Ｘに延びる円筒状の第１ストッパ部４４ａと、第１ストッパ部４４ａにおける受け部４３側とは反対側の端部から略直角に折り曲がって径方向Ｒの内側へ張り出した環状の第２ストッパ部４４ｂとを一体的に含んでいる。第２ストッパ部４４ｂの内径は、ウォームシャフト１８の段部１８１およびボス２５の大径部２５ｂのそれぞれの外径よりも大径である。そのため、第１ダンパー３２の第２ストッパ部４４ｂが段部１８１に接触したり、第２ダンパー３３の第２ストッパ部４４ｂがボス２５に接触したりすることはない。

このような受け部４３およびストッパ４４で構成されたプレート４１を周上１箇所で切断したときの断面は、略Ｊ字状をなしている。
弾性体４２は、ウォームシャフト１８の第１部分１８２および第２部分１８３の両方に対して外嵌されている。弾性体４２は、円筒状の本体部４２ａと、本体部４２ａの内周面の軸方向Ｘにおける第１軸受３０側の一端部から径方向Ｒの内側へ張り出した環状の被覆部４２ｂとを一体的に含んでいる。

本体部４２ａを周上１箇所で切断したときの断面は、略矩形状をなしており、この断面の四隅において被覆部４２ｂに接続されていない３か所の少なくともいずれかには、面取り４２ｃが形成されている。この実施形態では、当該四隅において、軸方向Ｘで被覆部４２ｂと同じ位置（第１軸受３０側）にあって被覆部４２ｂよりも径方向Ｒの外側の部分に、面取り４２ｃが形成されている。本体部４２ａが円筒状であることから、本体部４２ａの外周に設けられた面取り４２ｃの全体は、テーパー状をなしている。

被覆部４２ｂは、軸方向Ｘに薄い板状であり、その内径は、ウォームシャフト１８の第２部分１８３の外径よりも大径である。そのため、被覆部４２ｂは、第２部分１８３に対して非接触である。
第１ダンパー３２の弾性体４２では、本体部４２ａは、プレート４１の受け部４３とウォームシャフト１８の段部１８１とによって軸方向Ｘから挟まれた空間に配置されていて、受け部４３および段部１８１の両方に接触している。この受け部４３は、第１軸受３０の内輪３５の一端面３５ａに当接しているため、弾性体４２は、受け部４３を介して、段部１８１と第１軸受３０とによって軸方向Ｘから挟まれて圧縮されている。また、この本体部４２ａは、ウォームシャフト１８の第１部分１８２に対して、径方向Ｒにおける微小な隙間Ｐ２を隔てて外嵌されている。

また、第１ダンパー３２の弾性体４２では、被覆部４２ｂが、受け部４３とウォームシャフト１８の第１部分１８２とによって軸方向Ｘから挟まれた空間に配置されていて、受け部４３を第１部分１８２側から覆っている。この受け部４３は、第１軸受３０の内輪３５の一端面３５ａに当接しているため、第１軸受３０と弾性体４２との間に介在されていることになる。これにより、受け部４３を有するプレート４１は、弾性体４２を支持する機能に加えて、弾性体４２が第１軸受３０と接触することによる摩耗を防止する役割も果たしている。また、被覆部４２ｂは、受け部４３に接触しているものの、第１部分１８２から軸方向Ｘに離れている。

また、第１ダンパー３２では、ストッパ４４が、弾性体４２に隙間を隔てて配置されている。詳しくは、図２においてウォームシャフト１８より下側に図示されたストッパ４４を参照して、ストッパ４４では、第１ストッパ部４４ａが、弾性体４２の本体部４２ａを取り囲むように、径方向Ｒの隙間Ｐ３を隔てて本体部４２ａより外側に配置されている。また、第２ストッパ部４４ｂが、本体部４２ａに対して軸方向Ｘの隙間Ｐ４を隔ててウォームシャフト１８の段部１８１側（第１軸受３０側とは反対側）に配置されている。なお、図４および後述する図５では、隙間Ｐ３およびＰ４を誇張して図示している。

また、第２ダンパー３３の弾性体４２では、本体部４２ａは、プレート４１の受け部４３と継手２１の第１回転部材２２におけるボス２５の大径部２５ｂとによって軸方向Ｘから挟まれた空間に配置されていて、受け部４３および大径部２５ｂの両方に接触している。この受け部４３は、第１軸受３０の内輪３５の他端面３５ｂに当接しているため、弾性体４２は、受け部４３を介して、ボス２５と第１軸受３０とによって軸方向Ｘから挟まれて圧縮されている。また、この本体部４２ａは、ボス２５の小径部２５ｃに対して、径方向Ｒにおける微小な隙間Ｐ２を隔てて外嵌されている。

また、第２ダンパー３３の弾性体４２では、被覆部４２ｂが、受け部４３とボス２５の小径部２５ｃとによって軸方向Ｘから挟まれた空間に配置されていて、受け部４３をボス２５側から覆っている。この受け部４３は、第１軸受３０の内輪３５の他端面３５ｂに当接しているため、第１軸受３０と弾性体４２との間に介在されていることになる。被覆部４２ｂは、受け部４３に接触しているものの、ボス２５の小径部２５ｃから軸方向Ｘに離れている。

また、第１ダンパー３２と同様に、第２ダンパー３３では、ストッパ４４が、弾性体４２に隙間を隔てて配置されている。つまり、ストッパ４４では、第１ストッパ部４４ａが、前述した隙間Ｐ３を隔てて本体部４２ａより径方向Ｒの外側に配置されている。また、第２ストッパ部４４ｂが、本体部４２ａに対して軸方向Ｘの隙間Ｐ４を隔ててボス２５側（第１軸受３０側とは反対側）に配置されている。

ウォームシャフト１８には、軸方向Ｘにおける中立位置が存在する。第１ダンパー３２および第２ダンパー３３のそれぞれにおいて圧縮された状態にある弾性体４２は、ウォームシャフト１８を中立位置へ向けて軸方向Ｘから弾性的に付勢している。この状態のウォームシャフト１８は、軸方向Ｘにおける所定の可動範囲で、継手２１の第１回転部材２２を伴って軸方向Ｘに移動できるように弾性支持されている。

再び図２を参照して、第２軸受３１側の構成について説明する。
ウォームシャフト１８において第２軸受３１の内輪５０が外嵌される第２端部１８ｂは、その先端として一段小径になった小径部５１と、小径部５１とウォームシャフト１８において小径部５１以外の部分との境界をなす段部５２とを一体的に含んでいる。
第２軸受３１では、内輪５０が、第２端部１８ｂの小径部５１に対して一体回転可能に嵌合されている。内輪５０の一方の端面が、軸方向Ｘから段部５２に当接しており、これにより、ウォームシャフト１８に対する内輪５０の軸方向Ｘへの移動が規制されている。なお、ウォームシャフト１８が前述したように軸方向Ｘに移動する際、ウォームシャフト１８は、継手２１の第１回転部材２２とともに、第２軸受３１も伴って移動する。

ハウジング１７ａには、第２軸受３１を保持するための軸受孔５３が形成されている。ここで、ウォームシャフト１８の回転中心Ｃ１とウォームホイール１９の回転中心Ｃ２との距離を、ウォームシャフト１８とウォームホイール１９の中心間距離Ｄ１といい、中心間距離Ｄ１が増加する方向を方向Ｙ１といい、中心間距離Ｄ１が減少する方向を方向Ｙ２という。軸受孔５３は、第２軸受３１を方向Ｙ１，Ｙ２（増加する方向Ｙ１および減少する方向Ｙ２）に偏倚可能に保持することのできる偏倚孔に形成されている。

軸受孔５３の内周と、第２軸受３１の外輪５４との間には、例えば外輪５４を取り囲む環状の板ばねからなる付勢部材６０が介在している。付勢部材６０は、第２軸受３１を中心間距離Ｄ１が減少する方向Ｙ２に付勢している。これにより、ウォームシャフト１８の歯部１８ｃと、ウォームホイール１９の歯部１９ｃとのバックラッシュが小さくなるので、歯部１８ｃおよび１９ｃでの歯打ち音を抑制することができる。

このようにウォームシャフト１８がウォームホイール１９へ付勢された状態では、前述した歯打ち音を抑制できるものの、歯部１８ｃと歯部１９ｃとの摩擦が増加するので、ウォームホイール１９の回転が鈍くなって、その分、操舵部材２の操舵感が低下する虞がある。
そこで、このウォーム減速機１７では、前述したようにウォームシャフト１８が軸方向Ｘに移動することができる。詳しくは、ウォームシャフト１８とウォームホイール１９との間でトルク伝達が開始される初期の段階では、ウォームシャフト１８は、ウォームホイール１９と当初噛み合っていた位置から軸方向Ｘに移動することによって、ウォームホイール１９との間における摩擦トルクを低減させることができる。これにより、歯部１８ｃと歯部１９ｃとの摩擦を抑制しつつ、歯部１８ｃと歯部１９ｃとの歯打ち音を抑制することができる。

よって、ウォーム減速機１７が操舵補助用の電動モータ１６の回転を減速するために用いられる電動パワーステアリング装置１では、ウォームシャフト１８およびウォームホイール１９の動き出しがスムーズになる。これにより、運転者が操舵部材２を操舵し始める初期の段階における操舵感を、前述した摩擦トルクの低減に応じて向上させることができる。

図４の要部拡大図である図５では、第１ダンパー３２における変形前の弾性体４２の外周部分の輪郭が破線で示されている。
図５を参照して、前述したように第１軸受３０がウォームシャフト１８に対して隙間嵌めされているので、ウォームシャフト１８は、径方向Ｒにおける第１軸受３０との隙間Ｐ１の範囲で径方向Ｒに移動できる。

振動等によってウォームシャフト１８が径方向Ｒに移動しようとしてウォームシャフト１８の第１部分１８２と第１ダンパー３２の弾性体４２の本体部４２ａとの径方向Ｒにおける微小な隙間Ｐ２（図４参照）がなくなると、第１部分１８２が径方向Ｒの内側から本体部４２ａを押す。これに応じて弾性体４２が径方向Ｒにおいてウォームシャフト１８から受ける荷重が増加すると、弾性体４２の本体部４２ａは、径方向Ｒに変形することによって、径方向Ｒにおけるストッパ４４の第１ストッパ部４４ａと本体部４２ａとの隙間Ｐ３を塞ぐ。これにより、第１ストッパ部４４ａは、径方向Ｒにおける外側から弾性体４２に接触して、径方向Ｒにおける外側への弾性体４２の更なる変形を制限する。

そのため、径方向Ｒにこれ以上変形できなくなった弾性体４２では、径方向Ｒにおける剛性が向上するので、ウォームシャフト１８は、弾性体４２を径方向Ｒに変形させて径方向Ｒにおける外側へ移動することができなくなる。その結果、ウォームシャフト１８が径方向Ｒへ移動して第１軸受３０の内周面３０ａに接触することを抑制できるので、ウォームシャフト１８の径方向Ｒへの移動に起因した異音（ウォームシャフト１８と第１軸受３０との間におけるたたき音）の発生を低減できる。

なお、たたき音の発生低減のために、ウォームシャフト１８が第１軸受３０の内周面３０ａに接触するまでに第１ストッパ部４４ａが径方向Ｒにおける外側から弾性体４２に接触できるように、隙間Ｐ１〜Ｐ３の大きさを設定する必要がある。
ここで、前述した隙間Ｐ３は、ウォームシャフト１８が前述した中立位置にあるときには、少なくとも確保されている必要がある。隙間Ｐ３が存在せずにウォームシャフト１８が中立位置にある状態で、弾性体４２に径方向Ｒだけでなく軸方向Ｘの荷重がかかると、弾性体４２が、第１ストッパ部４４ａとの間に生じる摩擦によって軸方向Ｘに円滑に動けないことにより、上手く変形できない虞があるからである。

また、弾性体４２が径方向Ｒにおいてウォームシャフト１８から受ける荷重が増加すると、弾性体４２は、ウォームシャフト１８の段部１８１と第１ストッパ部４４ａとの間の領域において軸方向Ｘへはみ出すように変形することによって、軸方向Ｘにおけるストッパ４４の第２ストッパ部４４ｂと弾性体４２との隙間Ｐ４を塞ぐ。これにより、ストッパ４４の第２ストッパ部４４ｂは、軸方向Ｘから弾性体４２に接触して、軸方向Ｘへの弾性体４２の変形を制限する。

これにより、軸方向Ｘにこれ以上変形できなくなった弾性体４２は、軸方向Ｘへ逃げずに、径方向Ｒにおけるストッパ４４と弾性体４２との隙間Ｐ３を塞ぐことに集中するように変形する。そのため、速やかにストッパ４４を径方向Ｒにおける外側から弾性体４２に接触させて、径方向Ｒにおける外側への弾性体４２の更なる変形を速やかに制限することができる。その結果、ウォームシャフト１８が径方向Ｒへ移動して第１軸受３０の内周面３０ａに接触することを早い段階で抑制できるので、ウォームシャフト１８の径方向Ｒへの移動に起因した異音の発生を確実に低減できる。

ここで、弾性体４２がウォームシャフト１８から受ける荷重が増加すると、ストッパ４４では、第１ストッパ部４４ａが、径方向Ｒにおける外側から弾性体４２に接触し、その後、第２ストッパ部４４ｂが、軸方向Ｘから弾性体４２に接触することが好ましい。つまり、隙間Ｐ３が隙間Ｐ４よりも先に塞がれることが好ましい。この場合、径方向Ｒにおける外側への弾性体４２の更なる変形を一層速やかに制限することができる。その結果、ウォームシャフト１８が径方向Ｒへ移動して第１軸受３０の内周面３０ａに接触することを一層早い段階で抑制できるので、ウォームシャフト１８の径方向Ｒへの移動に起因した異音の発生を確実に低減できる。

なお、第２ダンパー３３でも、弾性体４２がウォームシャフト１８（ウォームシャフト１８に固定されたボス２５の小径部２５ｃ）から受ける荷重が増加すると、第１ダンパー３２と同様の現象が起きる。つまり、第２ダンパー３３のストッパ４４において、第１ストッパ部４４ａが、径方向Ｒにおける外側から弾性体４２に接触して径方向Ｒにおける外側への弾性体４２の更なる変形を制限し、第２ストッパ部４４ｂが、軸方向Ｘから弾性体４２に接触して、軸方向Ｘへの弾性体４２の変形を制限する（図４参照）。

そして、このようなストッパ４４を、弾性体４２を支持するプレート４１に設けることで、部品点数の削減を図ることができる。
また、ウォームシャフト１８とウォームホイール１９との間でトルク伝達が開始される初期の段階では、面取り４２ｃが形成された弾性体４２において軸方向Ｘにおける剛性（いわゆる、ばね定数）が低くなる。詳しくは、図６のグラフで示すように、軸方向Ｘにおけるウォームシャフト１８の変位と、弾性体４２の軸方向Ｘにおける剛性との関係を見ると、初期変位における弾性体４２の剛性が、面取り４２ｃを形成しない場合（破線参照）に比べて、面取り４２ｃを形成した場合（実線カーブ参照）では低下する（図６の白抜き矢印参照）。

このように弾性体４２の剛性が低くなることにより、ウォームシャフト１８が軸方向Ｘに移動しやすくなる。そのため、ウォームシャフト１８とウォームホイール１９との間における摩擦トルクを一層低減させることができる。よって、ウォーム減速機１７が用いられる電動パワーステアリング装置１では、運転者が操舵部材２を操舵し始める初期の段階における操舵感を一層向上させることができる。

なお、面取り４２ｃの向きや大きさや位置や数を変えることによって、弾性体４２の剛性を容易に調整することができる。ただし、このように運転者が操舵部材２を操舵し始める初期の段階において、弾性体４２の軸方向Ｘにおける剛性を低くしても、前述したように、ストッパ４４の存在によって弾性体４２の径方向Ｒにおける剛性は高くなっている。
図４を参照して、ウォームシャフト１８が軸方向Ｘに移動することにより、第１ダンパー３２側において、ウォームシャフト１８の第１部分１８２が軸方向Ｘからプレート４１の受け部４３に接近したり、第２ダンパー３３側において、ウォームシャフト１８に固定されたボス２５の小径部２５ｃが軸方向Ｘからプレート４１の受け部４３に接近したりする。受け部４３が第１部分１８２やボス２５に接触することで、ウォームシャフト１８の軸方向Ｘにおける移動を所定の可動範囲内に納めることができるのだが、受け部４３が第１部分１８２やボス２５に直接接触すると異音が生じる。

そこで、第１ダンパー３２では弾性体４２の被覆部４２ｂがプレート４１を第１部分１８２側から覆っていて、第２ダンパー３３では弾性体４２の被覆部４２ｂがプレート４１をボス２５側から覆っている。これにより、プレート４１と第１部分１８２やボス２５との接触が防止されているので、ここでの接触に起因した異音の発生を低減できる。
この発明は、以上に説明した実施形態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。

たとえば、前述した実施形態では、第１ダンパー３２および第２ダンパー３３の両方のプレート４１にストッパ４４を設けたが、どちらか一方のプレート４１だけにストッパ４４を設けた構成もあり得る。
また、前述した実施形態では、ウォームシャフト１８が中立位置にある状態で、第１ダンパー３２および第２ダンパー３３の両方の弾性体４２は、軸方向Ｘから圧縮されることで与圧を受けている。これに代え、ウォームシャフト１８が中立位置にある状態における弾性体４２は既に与圧を受けていなくてもよく、ウォームシャフト１８が中立位置から軸方向Ｘに所定量移動してから弾性体４２の圧縮が始まってもよい。

また、第１ダンパー３２と第２ダンパー３３とで弾性体４２の剛性に差があってもよく、その場合には、第１ダンパー３２における隙間Ｐ２と、第２ダンパー３３における隙間Ｐ２とは、同じ大きさでなくてもよい（隙間Ｐ３およびＰ４においても同様）。
また、以上では、ウォーム減速機１７を電動パワーステアリング装置１に用いる実施形態を説明したが、このウォーム減速機１７は、電動パワーステアリング装置１以外の装置にも適用可能である。

１…電動パワーステアリング装置、１６…駆動モータ、１７…ウォーム減速機、１７ａ…ハウジング、１８…ウォームシャフト、１８１…段部、１８２…第１部分、１９…ウォームホイール、２５…ボス、３０…第１軸受、４１…プレート、４２…弾性体、４２ｂ…被覆部、４２ｃ…面取り、４４…ストッパ、Ｐ３…隙間、Ｐ４…隙間、Ｒ…径方向、Ｘ…軸方向

Claims (7)

1. ハウジングと、
   前記ハウジングに収容されるウォームホイールと、
   前記ハウジングに収容され、前記ウォームホイールと噛み合うウォームシャフトと、
   前記ウォームシャフトに対して隙間嵌めされ、前記ウォームシャフトを前記ハウジング内で回転可能に支持する軸受と、
   前記ウォームシャフトに設けられ、前記ウォームシャフトの軸方向において前記軸受に対向する対向部と、
   前記対向部と前記軸受とによって前記軸方向から挟まれた弾性体と、
   前記弾性体に隙間を隔てて配置され、前記弾性体が前記ウォームシャフトから受ける荷重が増加すると、前記ウォームシャフトの径方向における外側から前記弾性体に接触して前記径方向における外側への前記弾性体の変形を制限するストッパと、
   を備えることを特徴とする、ウォーム減速機。
2. 前記弾性体が前記ウォームシャフトから受ける荷重が増加すると、前記ストッパは、前記軸方向から前記弾性体に接触して前記軸方向への前記弾性体の変形を制限することを特徴とする、請求項１記載のウォーム減速機。
3. 前記弾性体が前記ウォームシャフトから受ける荷重が増加すると、前記ストッパは、前記弾性体に対して、前記径方向における外側から接触し、その後、前記軸方向から接触することを特徴とする、請求項２記載のウォーム減速機。
4. 前記弾性体には、面取りが形成されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のウォーム減速機。
5. 前記軸受と前記弾性体との間に介在されて前記弾性体を支持する支持部材を含み、
   前記ストッパは、前記支持部材に設けられていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のウォーム減速機。
6. 前記弾性体の一部をなし、前記支持部材を前記対向部側から覆う被覆部を含むことを特徴とする、請求項５記載のウォーム減速機。
7. 操舵補助用の電動モータと、前記電動モータの回転を減速する請求項１〜６のいずれかに記載のウォーム減速機と、を備えることを特徴とする、電動パワーステアリング装置。

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