JP4482349B2 - ウォームギヤ機構及びウォームギヤ機構を搭載した電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、ウォームギヤ機構及びウォームギヤ機構を搭載した電動パワーステアリング装置に関する。

ウォームギヤ機構は、駆動側のウォームにトルク伝達用ウォームホイールを噛合わせることで、ウォームからトルク伝達用ウォームホイールを介して負荷側にトルクを伝達する伝動機構である。このようなウォームギヤ機構において、バックラッシを抑制する技術が開発されてきた（例えば、特許文献１−２参照。）。
特開２００１−３５５７００公報（第３頁、図１−３） 特開２００２−３７１００公報（第３頁、図１−３）

特許文献１による従来のウォームギヤ機構の概要を次の図１７で説明し、特許文献２による従来のウォームギヤ機構の概要を次の図１８で説明する。

図１７（ａ）〜（ｃ）は従来のウォームギヤ機構の概要図（その１）であり、特開２００１−３５５７００公報の図１〜図３の要部を再掲する。（ａ）はウォームギヤ機構２００を電動モータ２０１に連結したことを示す。（ｂ）はウォームギヤ機構２００の断面構成を示す。（ｃ）はウォームギヤ機構２００の噛合い構成を示す。なお、符号は振り直した。

従来のウォームギヤ機構２００は、（ａ）に示すように、電動モータ２０１に連結した駆動側のウォーム２０２に、出力軸２０３に結合した被動側のウォームホイール２０４を噛合わせたものである。２０５はウォーム軸である。
ウォームホイール２０４は、（ａ）〜（ｃ）に示すように、出力軸２０３に結合したハブ２０６と、ハブ２０６の外周囲に配置した第１ギヤ２０７並びに第２ギヤ２０８と、これらの第１・第２ギヤ２０７，２０８をハブ２０６の外周面に弾性的に連結した弾性体２０９とからなる。

すなわち、ウォーム２０２に噛合うウォームホイール２０４を、回転軸方向に２個のギヤ（第１・第２ギヤ２０７，２０８）に分割し、これらのギヤの位相を互いにずらし、弾性体２０９によって回転方向に弾発したものである。
このようなウォームギヤ機構２００は、ウォーム２０２の歯２０２ａの両面を、第１ギヤ２０７の歯２０７ａ及び第２ギヤ２０８の歯２０８ａにより、円周方向に両側から挟み込むことで、バックラッシを抑制するというものである。

図１８（ａ），（ｂ）は従来のウォームギヤ機構の概要図（その２）であり、特開２００２−３７１００公報の図１及び図３の要部を再掲する。（ａ）はウォームギヤ機構３００を電動モータ３０１に連結したことを示す。（ｂ）はウォームギヤ機構３００の断面構成を示す。なお、符号は振り直した。

従来のウォームギヤ機構３００は、（ａ）に示すように、電動モータ３０１に連結した駆動側のウォーム３０２に、出力軸３０３に結合した被動側のウォームホイール３０４を噛合わせたものである。３０５はモータ軸である。
（ｂ）に示すように、ウォームホイール３０４の歯３１１のうち、ウォーム３０２の歯３０２ａに噛合う部分（影線を付した部分）を、噛合域３１２と言う。

ウォームホイール３０４の歯３１１は、噛合域３１２に対して、歯幅方向の一方側に環状の保持溝３１３を形成し、この保持溝３１３にゴム製Ｏリング３２１を取付けたものである。
ゴム製Ｏリング３２１は、ウォーム３０２の歯先面３０２ｂに接触することにより、僅かに撓み、その弾性復元力によって噛合い部分に予圧を加えることで、バックラッシを抑制するというものである。

しかしながら、上記図１７に示す従来のウォームギヤ機構２００は、回転軸方向に二分割したものなので、ウォーム２０２の歯２０２ａに対するギヤ１個の歯の接触面積は半分以下になる。ウォーム２０２を正回転させたときには第１ギヤ２０７の歯２０７ａにトルクを伝達し、ウォーム２０２を逆回転させたときには第２ギヤ２０８の歯２０８ａにトルクを伝達することになる。特に、ウォーム２０２に対するウォームホイール３０４の接触圧力が最も大きくなる部分（図１７（ｂ）において、図左右方向の中央部分）が、第１ギヤ２０７と第２ギヤ２０８との分割部分になる。従って、ウォームギヤ機構２００の耐久性、特に耐摩耗性を高めるには、更なる検討の余地がある。

一方、上記図１８に示す従来のウォームギヤ機構３００は、ウォームホイール３０４の歯３１１のうち、噛合域３１２を外した歯幅方向（図の左右方向）の一方側にのみ、保持溝３１３を形成したものである。歯厚方向への曲げ剛性は、歯幅方向の一方側と他方側とで異なる。この結果、歯幅方向の一方側と他方側とで、接触圧力が不均一になる。従って、ウォームギヤ機構３００の耐久性を高めるには、更なる検討の余地がある。

さらに、上記図１８に示す従来のウォームギヤ機構３００は、回転するウォーム３０２の歯先面３０２ｂに対して、ゴム製Ｏリング３２１が擦るものであるから、摩擦力が生じる。しかも、ウォームホイール３０４の回転中心からゴム製Ｏリング３２１の接触面までの回転半径は比較的大きい。この結果、大きい摩擦トルクが生じる。ウォームギヤ機構３００のトルク伝達効率を高めるためには、このような大きい摩擦トルクを低減することが好ましい。
しかも、歯先面３０２ｂにゴム製Ｏリング３２１が頻繁に擦るので、ゴム製Ｏリング３２１の耐久性を確保するには、更なる改良の余地がある。

また、これらのウォームギヤ機構２００，３００を、例えば電動パワーステアリング装置に搭載した場合には、ステアリングハンドルを操舵したときの歯同士の打音の発生を、より抑制することが求められる。車室内の騒音の低減を求められるからである。
さらには、電動パワーステアリング装置は、電動モータの補助トルクをウォームギヤ機構２００，３００を介してステアリング系に付加するものであるから、操舵感覚（操舵フィーリング）を高めるには、バックラッシを除去することが好ましい。バックラッシがあると、ステアリングハンドルを戻し操作したときに、ウォームギヤ機構２００，３００からステアリング系に補助トルクが伝達される時間遅れ（タイミングの遅れ）が発生するからである。

本発明は、ウォームとウォームホイールとの間の歯同士の打音の発生を抑制するとともに、ウォームギヤ機構の耐久性をより高め、さらに、ウォームとウォームホイールとの良好な噛合い状態を維持できる技術を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、駆動側のウォームにトルク伝達用ウォームホイールを噛合わせることで、ウォームからトルク伝達用ウォームホイールを介して負荷側にトルクを伝達するウォームギヤ機構において、
このウォームギヤ機構に、トルク伝達用ウォームホイールの他に補助ウォームホイールを備え、
この補助ウォームホイールのピッチ円直径をトルク伝達用ウォームホイールのピッチ円直径よりも大きく設定して、ウォームに補助ウォームホイールを噛合わせ、
ウォームに対するトルク伝達用ウォームホイール並びに補助ウォームホイールの噛合い位置で、ウォームの歯の両面をトルク伝達用ウォームホイールの歯と補助ウォームホイールの歯とによって挟み込むように構成し、
この挟み込み状態を維持する方向に、トルク伝達用ウォームホイールに対して補助ウォームホイールを弾発部材で弾発したウォームギヤ機構であって、
ウォームとトルク伝達ウォームホイールとが噛合う位置を第１噛合い位置とし、
ウォームと補助ウォームホイールとが噛合う位置を第２噛合い位置とすると、
第２噛合い位置は、第１噛合い位置をトルク伝達用ウォームホイールの歯幅方向に延ばした面上と異なる位置にのみあることを特徴とする。
また、請求項２に係る発明は、第２噛合い位置が、第１噛合い位置よりも径方向外側にのみ位置することを特徴とする。
さらに、請求項３に係る発明は、補助ウォームホイールが、外周面にトルク伝達用ウォームホイール側へ向かって伸びる歯を一体に形成した冠状の歯車であることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、駆動側のウォームにトルク伝達用ウォームホイールを噛合わせることで、ウォームからトルク伝達用ウォームホイールを介して負荷側にトルクを伝達するウォームギヤ機構において、
このウォームギヤ機構に、トルク伝達用ウォームホイールの他に補助ウォームホイールを備え、
この補助ウォームホイールのピッチ円直径をトルク伝達用ウォームホイールのピッチ円直径よりも大きく設定して、前記補助ウォームホイールの歯先面に変形逃げ部を設け、かつ前記補助ウォームホイールの歯厚を前記ウォームの歯元間の寸法よりも大きくしたことにより、ウォームに前記補助ウォームホイールをバックラッシを有することなく噛合わせ、
トルク伝達用ウォームホイールに対して補助ウォームホイールを回転したときに、補助ウォームホイールを元に戻す方向に弾発する弾発部材を備えたことを特徴とする。

請求項５に係る発明は、ウォームに補助ウォームホイールを噛合わせたときのウォームのピッチ円直径を、ウォームにトルク伝達用ウォームホイールを噛合わせたときのウォームのピッチ円直径よりも、小さく設定したことを特徴とする。

請求項６に係る発明は、請求項１〜５のいずれか１項記載のウォームギヤ機構と、車両のステアリングハンドルから操舵車輪に至るステアリング系と、トルクを発生するとともにこのトルクをウォームギヤ機構を介してステアリング系に伝える電動モータと、を備えたことを特徴とするウォームギヤ機構を搭載した電動パワーステアリング装置である。

請求項１に係る発明では、補助ウォームホイールのピッチ円直径をトルク伝達用ウォームホイールのピッチ円直径よりも大きく設定したので、ウォームに、トルク伝達用ウォームホイールとは異なる噛合い位相で補助ウォームホイールを噛合わせることができる。このため、トルク伝達用ウォームホイールの歯幅を、十分な大きさに設定することができる。この結果、ウォームの歯に対するトルク伝達用ウォームホイールの歯の接触面積を十分に確保することができる。従って、バックラッシを除去したウォームギヤ機構の耐久性を、より高めることができる。
しかも、バックラッシを除去することができるので、ウォームとトルク伝達用ウォームホイールとの間の、歯同士の打音の発生をより抑制することができる。

さらに請求項１に係る発明では、ウォームを軸方向から見たときに、ウォームに対するトルク伝達用ウォームホイールの噛合わせ部分を中心として、トルク伝達用ウォームホイールの歯幅部分を左右対称形にすることができる。また、トルク伝達用ウォームホイールの歯に、従来のようにバックラッシ抑制用部品を保持させるための保持溝を設けることなく、一体に形成することができる。従って、トルク伝達用ウォームホイールの歯の加工精度を高めることができるとともに、ウォームに対するトルク伝達用ウォームホイールの良好な噛合い状態を維持することができる。
請求項２に係る発明では、第２噛合い位置が第１噛合い位置よりも径方向外側にのみ位置するので、トルク伝達用ウォームホイールに補助ウォームホイールの歯が干渉することはない。
請求項３に係る発明では、補助ウォームホイールは、外周面にトルク伝達用ウォームホイール側へ向かって伸びる歯を一体に形成した冠状の歯車なので、トルク伝達用ウォームホイールに補助ウォームホイールを付加した構成であるにもかかわらず、トルク伝達用ウォームホイールに補助ウォームホイールが干渉することはない。従って、トルク伝達用ウォームホイールの歯幅を、より一層十分な大きさに設定することができる。

請求項４に係る発明では、補助ウォームホイールのピッチ円直径をトルク伝達用ウォームホイールのピッチ円直径よりも大きく設定したので、ウォームに、トルク伝達用ウォームホイールとは異なる噛合い位相で補助ウォームホイールを噛合わせることができる。このため、トルク伝達用ウォームホイールの歯幅を、十分な大きさに設定することができる。この結果、ウォームの歯に対するトルク伝達用ウォームホイールの歯の接触面積を十分に確保することができる。従って、バックラッシを除去したウォームギヤ機構の耐久性を、より高めることができる。
しかも、バックラッシを除去することができるので、ウォームとトルク伝達用ウォームホイールとの間の、歯同士の打音の発生をより抑制することができる。

さらに請求項４に係る発明では、ウォームを軸方向から見たときに、ウォームに対するトルク伝達用ウォームホイールの噛合わせ部分を中心として、トルク伝達用ウォームホイールの歯幅部分を左右対称形にすることができる。また、トルク伝達用ウォームホイールの歯に、従来のようにバックラッシ抑制用部品を保持させるための保持溝を設けることなく、一体に形成することができる。従って、トルク伝達用ウォームホイールの歯の加工精度を高めることができるとともに、ウォームに対するトルク伝達用ウォームホイールの良好な噛合い状態を維持することができる。

さらに請求項４に係る発明では、ウォームに補助ウォームホイールをバックラッシを有することなく噛合わせ、さらに、トルク伝達用ウォームホイールに対して補助ウォームホイールを回転したときに、補助ウォームホイールを元に戻す方向に弾発する弾発部材を備えたものである。
このため、補助ウォームホイールの歯をウォームの歯と歯の間に隙間なく噛合わせた状態で、トルク伝達用ウォームホイールに対して補助ウォームホイールを、常に中立位置へ戻す方向に弾発することができる。
従って、弾発部材の弾発力に抗して、先にウォームで補助ウォームホイールを回しながら、遅れてウォームでトルク伝達用ウォームホイールを回し始めることができる。この結果、ウォームの歯をトルク伝達用ウォームホイールの歯に緩やかに当てることができる。このため、ウォームギヤ機構の耐久性をより一層高めることができる。

請求項５に係る発明では、ウォームのねじ山（歯）のピッチが一定であるのに対して、ウォームに補助ウォームホイールを噛合わせたときのウォームのピッチ円直径を小さく設定したので、その分、ねじ山の進み角を大きくすることができる。進み角が大きくなれば、ウォームと補助ウォームホイールとの間の摩擦損失は低減する。摩擦損失が小さいので、ウォームによって補助ウォームホイールを回す力は小さくてすむ。従って、ウォームギヤ機構をより円滑に作動させることができるとともに、ウォームギヤ機構の耐久性をより高めることができる。

請求項６に係る発明では、電動パワーステアリング装置において、電動モータで発生したトルクをステアリング系に伝達する動力伝達機構として、ウォームギヤ機構を採用したので、バックラッシを除去したウォームギヤ機構の耐久性を、より高めることができる。
さらには、ウォームギヤ機構のバックラッシを除去することによって、ステアリングハンドルを操舵するときの歯同士の打音の発生を、より抑制することができ、この結果、車室内の騒音をより一層低減することができる。

さらに請求項６に係る発明では、ウォームギヤ機構のバックラッシを除去することによって、ウォームに対するトルク伝達用ウォームホイールの良好な噛合い状態を維持することができる。このため、ステアリングハンドルを戻し操作したときに、ウォームギヤ機構からステアリング系に補助トルクが伝達される時間遅れの発生を抑制することができる。
さらには、バックラッシを除去したので、ウォームでトルク伝達用ウォームホイールを回転させた場合に、歯同士が衝当することなく、緩やかに当たって噛合うので、ステアリングハンドルの戻り作動を良好にすることができる。
このようなことから、電動パワーステアリング装置の操舵感覚（操舵フィーリング）を、より高めることができる。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。以下、ウォームギヤ機構を電動パワーステアリング装置に搭載した例を説明する。
先ず、電動パワーステアリング装置及びウォームギヤ機構の第１の実施の形態について、図１〜図９に基づき説明する。

図１は本発明に係る電動パワーステアリング装置（第１の実施の形態）の模式図である。電動パワーステアリング装置１０は、車両のステアリングハンドル２１から車両の操舵車輪（前輪）２９，２９に至るステアリング系２０と、このステアリング系２０に補助トルクを加える補助トルク機構４０とからなる。

ステアリング系２０は、ステアリングハンドル２１にステアリングシャフト２２及び自在軸継手２３，２３を介してピニオン軸（入力軸）２４を連結し、ピニオン軸２４にラックアンドピニオン機構２５を介してラック軸２６を連結し、ラック軸２６の両端に左右のタイロッド２７，２７及びナックル２８，２８を介して左右の操舵車輪２９，２９を連結したものである。
ラックアンドピニオン機構２５は、ピニオン軸２４に形成したピニオン３１と、ラック軸２６に形成したラック３２とからなる。

運転者がステアリングハンドル２１を操舵することで、この操舵トルクによりラックアンドピニオン機構２５及び左右のタイロッド２７，２７を介して、左右の操舵車輪２９，２９を操舵することができる。

補助トルク機構４０は、ステアリングハンドル２１に加えたステアリング系２０の操舵トルクを操舵トルクセンサ４１で検出し、このトルク検出信号に基づき制御部４２で制御信号を発生し、この制御信号に基づき操舵トルクに応じた補助トルクを電動モータ４３で発生し、補助トルクをウォームギヤ機構４４を介してピニオン軸２４に伝達し、さらに、補助トルクをピニオン軸２４からステアリング系２０のラックアンドピニオン機構２５に伝達するようにした機構である。
運転者の操舵トルクに電動モータ４３の補助トルクを加えた複合トルクにより、ラック軸２６で操舵車輪２９，２９を操舵することができる。

図２は本発明に係る電動パワーステアリング装置（第１の実施の形態）の全体構成図であり、左端部及び右端部を断面して表したものである。この図は、電動パワーステアリング装置１０のラック軸２６を、車幅方向（図左右方向）に延びるハウジング５１に軸方向へスライド可能に収容したことを示す。
ラック軸２６は、ハウジング５１から突出した長手方向両端にボールジョイント５２，５２を介してタイロッド２７，２７を連結した軸である。５３，５３はダストシール用ブーツである。

図３は図２の３−３線断面図であり、電動パワーステアリング装置１０の縦断面構造を示す。
電動パワーステアリング装置１０は、ピニオン軸２４、ラックアンドピニオン機構２５、操舵トルクセンサ４１及びウォームギヤ機構４４をハウジング５１に収納し、このハウジング５１の上部開口を上部カバー部５４で塞いだものである。操舵トルクセンサ４１は、上部カバー部５４に取付けたものである。

ウォームギヤ機構４４は、駆動側のウォーム４７にトルク伝達用ウォームホイール４８を噛合わせることで、ウォーム４７からトルク伝達用ウォームホイール４８を介して負荷側にトルクを伝達することができるようにしたものである。さらにウォームギヤ機構４４は、トルク伝達用ウォームホイール４８に対して同一の回転中心ＣＬ上で相対回転可能に配置した補助ウォームホイール４９を備え、ウォーム４７に補助ウォームホイール４９を噛合わせたものである。

回転中心ＣＬは、ピニオン軸２４の中心でもある。補助ウォームホイール４９は、ウォーム４７とトルク伝達用ウォームホイール４８との間の、バックラッシを除去するために設けた補助的な歯車である。

ハウジング５１は、上下に延びるピニオン軸２４の上部、長手中央部及び下端を３個の軸受５５〜５７を介して回転可能に支承したものであり、さらに電動モータ４３を取付けるとともに、ラックガイド７０を備える。図中、５８はロックナット、５９はオイルシールである。

ところで、操舵トルクセンサ４１は、ピニオン軸２４に、残留歪みが付与され作用トルクに応じて磁歪特性が変化する第１残留歪み部６１及び第２残留歪み部６２を設け、これら第１・第２残留歪み部６１，６２の周囲に、第１・第２残留歪み部６１，６２に生じた磁歪効果を電気的に検出する検出部６３を設け、検出部６３の検出信号をトルク検出信号として出力するようにした、磁歪式トルクセンサである。

第１・第２残留歪み部６１，６２は、ピニオン軸２４の軸長手方向に互いに逆方向の残留歪みが付与された磁歪膜からなる。
検出部６３は、ピニオン軸２４を通した筒状のコイルボビン６４，６５と、コイルボビン６４，６５に巻いた第１多層ソレノイド巻きコイル６６並びに第２多層ソレノイド巻きコイル６７と、第１・第２多層ソレノイド巻きコイル６６，６７の周囲を囲う磁気シールド用バックヨーク６８と、からなる。

ラックガイド７０は、ラック３２と反対側からラック軸２６に当てるガイド部７１と、このガイド部７１を圧縮ばね７２を介して押す調整ボルト７３と、からなる押圧手段である。ガイド部７１と調整ボルト７３との間には、調整ボルト７３の調整方向に若干の隙間を有する。ガイド部７１は、ラック軸２６の背面を滑らせる当て部材７４を備える。７５はロックナットである。

ラックガイド７０によって、ラック軸２６をその軸方向へ摺動可能に支持することができる。さらにラックガイド７０によれば、ハウジング５１にねじ込んだ調整ボルト７３にて、圧縮ばね７２を介してガイド部７１を適切な押圧力で押すことにより、ガイド部７１でラック３２に予圧を与えて、ラック３２をピニオン３１に押し付けることができる。

図４は図２の４−４線断面図であり、ピニオン軸２４と電動モータ４３とウォームギヤ機構４４との関係を示す。
電動モータ４３は、モータ軸４３ａを横向きにしてハウジング５１に取付け、ハウジング５１内にモータ軸４３ａを延したものである。

ウォームギヤ機構４４は、電動モータ４３で発生した補助トルクをピニオン軸２４に伝達する補助トルク伝達機構、すなわち倍力機構である。
詳しく述べるとウォームギヤ機構４４は、電動モータ４３のモータ軸４３ａにカップリング４５を介して連結したウォーム軸４６と、ウォーム軸４６に一体に形成したウォーム４７と、ウォーム４７に噛み合わせたトルク伝達用ウォームホイール４８と、からなる。トルク伝達用ホイール４８はピニオン軸２４に結合したものである。
この図は、水平に延びるウォーム軸４６の両端部を軸受８１，８２を介してハウジング５１にて回転可能に支承したことを示す。

図５は本発明に係るウォームギヤ機構（第１の実施の形態）の分解図である。上記図３を参照しつつ説明すると、ウォームギヤ機構４４は、ピニオン軸２４にトルク伝達用ウォームホイール４８を軸方向移動を規制して結合し、ピニオン軸２４に補助ウォームホイール４９を回転可能に取付けるとともに、トルク伝達用ウォームホイール４８の上に補助ウォームホイール４９を重ね、さらに、補助ウォームホイール４９の上に抑え板９１を重ねるとともに、抑え板９１の上でピニオン軸２４の止め溝２４ａに止め輪９２を止めることで、補助ウォームホイール４９及び抑え板９１をトルク伝達用ウォームホイール４８及び止め輪９２によって軸方向移動を規制したものである。

トルク伝達用ウォームホイール４８は、嵌合孔１０１を有した円盤状を呈するホイール本体１０２の外周面に歯１０３・・・（・・・は複数を示す。以下同じ。）を一体に形成した歯車である。嵌合孔１０１は、ピニオン軸２４に結合するセレーション溝を有する。
補助ウォームホイール４９は、嵌合孔１１１を有した円盤状を呈するホイール本体１１２の外周面に、トルク伝達用ウォームホイール４８側へ向かって延びる歯１１３・・・を一体に形成した、いわゆる冠状（キャップ状とも言う。）の歯車である。

さらに図５は、トルク伝達用ウォームホイール４８に対して補助ウォームホイール４９の位相（周方向の位置）を中立位置に保持する、複数（例えば４個）の中立保持機構１２０・・・をウォームギヤ機構４４に備えたことを示す。

図６（ａ）〜（ｄ）は本発明に係る中立保持機構（第１の実施の形態）の構成図である。（ａ）は中立保持機構１２０の断面構成を示し、上記図３に対応させて表した。（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線断面構成を示す。（ｃ）は（ｂ）のｃ−ｃ線断面構成を示す。（ｄ）は中立保持機構１２０の変形例を示し、（ｃ）に対応させて表した。

図５及び図６に示すように中立保持機構１２０は、トルク伝達用ウォームホイール４８の上面から起立した丸棒状のピン１２１と、ピン１２１を嵌合するために補助ウォームホイール４９に上下貫通した長孔１２２と、長孔１２２の長手方向の一端１２２ａとピン１２１との間に介在した弾発部材としての圧縮ばね１２３と、からなる。

長孔１２２は、補助ウォームホイール４９の回転中心ＣＬと同心とした円弧状の細長い貫通孔であり、圧縮ばね１２３を収納できる大きさを有する。トルク伝達用ウォームホイール４８に対して、補助ウォームホイール４９を回転方向に圧縮ばね１２３で弾発することができる。
抑え板９１は、長孔１２２から圧縮ばね１２３が脱落することを防止するために、補助ウォームホイール４９に重ねる部材であって、ピン１２１の先端を逃がす逃がし孔９１ａを有する。なお、長孔１２２は（ｄ）に示す変形例のように、一端１２２ａを平坦な形状にしてもよい。

図７は本発明に係るウォームギヤ機構（第１の実施の形態）の平面図であり、補助ウォームホイール４９の一部を断面して表した。この図は、補助ウォームホイール４９のピッチ円直径Ｄ２をトルク伝達用ウォームホイール４８のピッチ円直径Ｄ１よりも大きく設定して（Ｄ１＜Ｄ２）、ウォーム４７に補助ウォームホイール４９を噛合わせたことを示す。
複数の中立保持機構１２０・・・は全て同一構成であり、補助ウォームホイール４９の回転中心ＣＬを中心として、周方向に等ピッチで配列したものである。

ウォーム４７は金属製品、例えば機械構造用炭素鋼鋼材（ＪＩＳ−Ｇ−４０５１）等の鉄鋼製品である。トルク伝達用ウォームホイール４８及び補助ウォームホイール４９は、ナイロン樹脂等の樹脂製品である。金属製品のウォーム４７に樹脂製品のトルク伝達用ウォームホイール４８及び補助ウォームホイール４９を噛合わせるようにしたので、噛合いを比較的円滑にすることができるとともに、騒音をより低減させることができる。

ウォーム４７の歯１３１の軸直角断面はほぼ台形歯形であり、トルク伝達用ウォームホイール４８の歯１０３の軸直角断面はインボリュート歯形である。ウォーム４７のねじ山は１条であり、このねじ山のピッチはＰｉである。

図８（ａ）〜（ｅ）は本発明に係るウォームギヤ機構（第１の実施の形態）の構成図である。（ａ）はウォームギヤ機構４４の断面構成を示し、上記図３に対応させて表した図である。（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線断面構成を示す。

（ａ）及び（ｂ）に示すように、冠状を呈する補助ウォームホイール４９は、歯１１３・・・がトルク伝達用ウォームホイール４８の外周面１０４を囲うように重ねることで、ウォーム４７に噛合わせるようにしたものである。このため、トルク伝達用ウォームホイール４８に補助ウォームホイール４９の歯１１３・・・が干渉することはない。

補助ウォームホイール４９のピッチ円直径Ｄ２を、トルク伝達用ウォームホイール４８のピッチ円直径Ｄ１よりも大きく設定したので、ウォーム４７に、トルク伝達用ウォームホイール４８とは異なる噛合い位相で補助ウォームホイール４９を噛合わせることができる。このため、トルク伝達用ウォームホイール４８の歯幅を十分な大きさ（例えば、ウォーム４７の外径と略同じ大きさ）に設定することができる。この結果、ウォーム４７の歯１３１に対するトルク伝達用ウォームホイール４８の歯１０３の接触面積を十分に確保することができる。従って、ウォームギヤ機構４４の耐久性を、より高めることができる。

ウォーム４７の中心から補助ウォームホイール４９のピッチ円までの距離はｒである。この距離ｒは次の（１）式で求められる。但し、ウォーム４７にトルク伝達用ウォームホイール４８を噛合わせたときのウォーム４７のピッチ円直径をｄ１とする。
ｒ＝（Ｄ１＋ｄ１−Ｄ２）／２ ……… （１）

なお、距離ｒは任意であり零であってもよい。すなわち、補助ウォームホイール４９のピッチ円直径Ｄ２は、「Ｄ１＋ｄ１」と同一又はこれより大きい値であってもよい。より具体的には、ピッチ円直径Ｄ２の大きさは、トルク伝達用ウォームホイール４８に補助ウォームホイール４９の歯１１３・・・が干渉することがなく、しかも、ウォーム４７に補助ウォームホイール４９が噛合うことができる大きさであればよい。

さらにウォームギヤ機構４４は、補助ウォームホイール４９の歯１１３・・・がトルク伝達用ウォームホイール４８の外周面１０４を囲うように、補助ウォームホイール４９を、いわゆる冠状に形成したことを特徴とする。従って、トルク伝達用ウォームホイール４８に補助ウォームホイール４９を付加した構成であるにもかかわらず、トルク伝達用ウォームホイール４８に補助ウォームホイール４９が干渉することはない。このため、トルク伝達用ウォームホイール４８の歯幅を、より一層十分な大きさに設定することができる。この結果、ウォーム４７の歯１３１に対するトルク伝達用ウォームホイール４８の歯１０３の接触面積をより一層十分に確保することができる。従って、ウォームギヤ機構４４の耐久性を、より一層高めることができる。

さらにまた、ウォームギヤ機構４４は、ウォーム４７に補助ウォームホイール４９を噛合わせたときのウォーム４７のピッチ円直径ｄ２を、ウォーム４７にトルク伝達用ウォームホイール４８を噛合わせたときのウォーム４７のピッチ円直径ｄ１よりも、小さく設定した（ｄ１＞ｄ２）ことを特徴とする。

ウォーム４７のねじ山（歯）１３１のピッチＰｉが一定であるのに対して、ウォーム４７に補助ウォームホイール４９を噛合わせたときのウォーム４７のピッチ円直径ｄ２を小さく設定したので、その分、ねじ山１３１の進み角を大きくすることができる。進み角が大きくなれば、ウォーム４７と補助ウォームホイール４９との間の摩擦損失は低減する。摩擦損失が小さいので、ウォーム４７によって補助ウォームホイール４９を回す力は小さくてすむ。従って、ウォームギヤ機構４４をより円滑に作動させることができるとともに、ウォームギヤ機構４４の耐久性をより高めることができる。

図８（ｃ）は図８（ａ）のｃ−ｃ線断面構成を示し、ウォーム４７に対するトルク伝達用ウォームホイール４８の噛合い状態を表す。すなわち、ウォーム４７の歯１３１の左の歯面１３１ａにトルク伝達用ウォームホイール４８の歯１０３の右の歯面１０３ｂが当たっている。

図８（ｄ）は図８（ａ）のｄ−ｄ線断面構成を示し、図８（ｅ）は図８（ｂ）をｅ矢視方向から見た断面構成を示す。これらの（ｄ）及び（ｅ）はウォーム４７に対する補助ウォームホイール４９の噛合い状態を表す。すなわち、ウォーム４７の歯１３１の右の歯面１３１ｂに補助ウォームホイール４９の歯１１３の左の歯面１１３ａが当たっている。

図９は本発明に係るウォームギヤ機構（第１の実施の形態）の模式図であり、上記図８（ｃ）及び図８（ｄ）を組合わせて模式的に表した図である。
ウォームギヤ機構４４は、ウォーム４７に対するトルク伝達用ウォームホイール４８並びに補助ウォームホイール４９の噛合い位置で、ウォーム４７の歯１３１の両面１３１ａ，１３１ｂ、すなわち左右の歯面１３１ａ，１３１ｂをトルク伝達用ウォームホイール４８の歯１０３と補助ウォームホイール４９の歯１１３とによって挟み込むように構成し、この挟み込み状態を維持する方向（矢印Ｒ１方向）に、トルク伝達用ウォームホイール４８に対して補助ウォームホイール４９を圧縮ばね１２３（弾発部材１２３）で弾発したことを特徴とする。

言い換えると、中立保持機構１２０は、トルク伝達用ウォームホイール４８側のピン１２１と、補助ウォームホイール４９側の長孔１２２の一端１２２ａと、の間に介在させた圧縮ばね１２３によって、トルク伝達用ウォームホイール４８に対し補助ウォームホイール４９を矢印Ｒ１方向に弾発する。
その弾発力により、左右の歯面１３１ａ，１３１ｂをトルク伝達用ウォームホイール４８の左の歯１０３と、補助ウォームホイール４９の右の歯１１３とで、挟み込んだ中立状態に維持することができる。
この結果、ウォーム４７に対するトルク伝達用ウォームホイール４８や補助ウォームホイール４９との間のバックラッシを除去することができる。

次に、上記構成のウォームギヤ機構４４の作用について、図９に基づき説明する。この図は、トルク伝達用ウォームホイール４８の歯溝（左の歯１０３と右の歯１０３との間）にウォーム４７の歯１３１が噛合っていることを示す。この状態においては、ウォーム４７の歯１３１と、トルク伝達用ウォームホイール４８の右の歯１０３との間に、若干のバックラッシ（隙間）を有する。

この図９の状態において、ウォーム４７が正回転したときには、ウォーム４７の歯１３１はトルク伝達用ウォームホイール４８における左の歯１０３の、右の歯面１０３ｂを矢印Ｒ１方向（図反時計回り方向）に押して、回転させる。このときに、歯１０３，１３１同士の打音は発生しない。
補助ウォームホイール４９は、中立保持機構１２０を介してトルク伝達用ウォームホイール４８と共に連れ回る。

一方、この図の状態において、ウォーム４７が逆回転したときには、圧縮ばね１２３の弾発力に抗して、ウォーム４７の歯１３１は補助ウォームホイール４９の歯１１３の、左の歯面１１３ａを矢印Ｒ２方向（図時計回り方向）に押して、回転させる。

補助ウォームホイール４９が、歯１０３，１３１間のバックラッシ分の一定角度だけ、矢印Ｒ２方向へ変位したときに、ウォーム４７の歯１３１の右の歯面１３１ｂは、トルク伝達用ウォームホイール４８における右の歯１０３の、左の歯面１０３ａに当たる。
この場合、圧縮ばね１２３の弾発力に抗して、補助ウォームホイール４９の歯１１３を押しながら、トルク伝達用ウォームホイール４８の歯１０３に緩やかに当たるので、歯１０３，１３１同士の打音は小さくてすむ。

ウォーム４７が更に逆回転することで、トルク伝達用ウォームホイール４８を矢印Ｒ２方向に回転させることができる。補助ウォームホイール４９は、トルク伝達用ウォームホイール４８と共に連れ回る。

なお、圧縮ばね１２３（弾発部材１２３）の弾発力の大きさは、適宜設定すればよい。例えば、車両を高速又は中速で走行中に、電動パワーステアリング装置１０（図１参照）を操舵したときの、歯１０３，１３１同士の打音を抑制できるように、圧縮ばね１２３の弾発力の大きさを設定することができる。車室内の居住性を高めるには、高速又は中速で走行中での打音を抑制することが好ましいからである。

このように、ウォーム４７とトルク伝達用ウォームホイール４８との間の、歯１０３，１３１同士の打音の発生をより抑制することができる。
しかも、上記図８（ａ）に示すようにウォーム４７を軸方向から見たときに、ウォーム４７に対するトルク伝達用ウォームホイール４８の噛合わせ部分を中心として（すなわち、図８（ａ）に示すウォーム４７の中心を通る中心線ＣＷに対して）、トルク伝達用ウォームホイール４８の歯幅部分を左右対称形にすることができる。また、トルク伝達用ウォームホイール４８の歯１０３に、従来のようにバックラッシ抑制用部品を保持させるための保持溝を設けることなく、一体に形成することができる。従って、トルク伝達用ウォームホイール４８の歯１０３の加工精度を高めることができるとともに、ウォーム４７に対するトルク伝達用ウォームホイール４８の良好な噛合い状態を維持することができる。

ところで、図９において、ウォーム４７を逆回転することで、トルク伝達用ウォームホイール４８を矢印Ｒ２方向に回転させたときには、ウォーム４７の歯１３１と、トルク伝達用ウォームホイール４８の左の歯１０３と、の間に若干のバックラッシができる。その後に、ウォーム４７を正回転したときには、歯１０３，１３１同士の打音が発生する。

これに対して、上述のように圧縮ばね１２３の弾発力の大きさを、車両を高速又は中速で走行中に、電動パワーステアリング装置１０（図１参照）を操舵したときの、歯１０３，１３１同士の打音を抑制できる程度の大きさに設定している。必要な補助トルクが小さくてすむので、圧縮ばね１２３の弾発力は比較的小さい。従って、このような操舵条件においては、ウォーム４７を逆回転させたときの歯１０３，１３１同士の打音は比較的小さくてすみ、実質的に差支えない。
一方、車両を停止した状態で電動パワーステアリング装置１０を操舵、すなわち据え切り操舵をする場合のように、大きい補助トルクが必要な場合には、車室内の騒音対策は比較的緩くても実質的に差支えない。

次に、電動パワーステアリング装置及びウォームギヤ機構の第２の実施の形態について、図１０〜図１６に基づき説明する。第２の実施の形態の電動パワーステアリング装置１０は、ウォームギヤ機構４４Ａ並びに中立保持機構１２０Ａ・・・が、第１の実施の形態とは相違し、その他の構成が同一である。
なお、上記図１〜図９に示す第１の実施の形態と同様の構成については同一符号を付し、その説明を省略する。また、上記図１〜図５に示す構成については第２の実施の形態においても同様なので、図面を省略する。

図１０は本発明に係るウォームギヤ機構（第２の実施の形態）の平面図であり、上記図７の概ね対応するものであって、補助ウォームホイール４９の一部を断面して表した。この図は、中立保持機構１２０Ａ・・・の構成が第１の実施の形態における中立保持機構１２０・・・とは相違することを示す。

第２の実施の形態の中立保持機構１２０Ａ・・・は、トルク伝達用ウォームホイール４８に対して補助ウォームホイール４９を相対的に回転したときに、補助ウォームホイール４９を元に戻す方向に弾発するように構成して、ウォームギヤ機構４４Ａに備える。以下、中立保持機構１２０Ａ・・・の詳細について説明する。

図１１（ａ）〜（ｄ）は本発明に係る中立保持機構（第２の実施の形態）の構成図である。（ａ）は中立保持機構１２０Ａの断面構成を示し、上記図３に対応させて表した。（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線断面構成を示す。（ｃ）は（ｂ）のｃ−ｃ線断面構成を示す。（ｄ）は中立保持機構１２０Ａの変形例を示し、（ｃ）に対応させて表した。

中立保持機構１２０Ａは、トルク伝達用ウォームホイール４８の上面から起立した丸棒状のピン１２１と、ピン１２１を嵌合するために補助ウォームホイール４９に上下貫通した長孔１２２と、長孔１２２の長手方向の両端１２２ａ，１２２ａとピン１２１との間に介在した一対の弾発部材としての圧縮ばね１２３Ａ，１２３Ａと、からなる。
長孔１２２の長手方向の中央にピン１２１を嵌合し、このピン１２１と長孔１２２の両端１２２ａ，１２２ａとの間にそれぞれ圧縮ばね１２３Ａ，１２３Ａを介在させた。

このようにすることで、トルク伝達用ウォームホイール４８に対して、補助ウォームホイール４９を相対的に回転したときに、補助ウォームホイール４９を元の中立位置へ戻す方向に圧縮ばね１２３Ａ，１２３Ａで弾発することができる。
なお、長孔１２２は（ｄ）に示す変形例のように、両端１２２ａ，１２２ａを平坦な形状にしてもよい。

図１２は本発明に係るウォームギヤ機構（第２の実施の形態）の要部平面図であり、上記図１０に対応させてウォーム４７に対するトルク伝達用ウォームホイール４８の噛合い状態を表したものであり、一部を断面して示す。
第２の実施の形態におけるウォームギヤ機構４４Ａは、この図に示す中立状態において、ウォーム４７の歯１３１の左右の歯面１３１ａ，１３１ｂに対し、トルク伝達用ウォームホイール４８の左右の歯１０３，１０３は、ほぼ同じ大きさδ，δのバックラッシ（隙間）Ｂａ，Ｂａを有して噛合うように設定したものである。従って、ウォーム４７の歯１３１に対して、トルク伝達用ウォームホイール４８の左右の歯１０３，１０３は接触していない。

図１３は本発明に係るウォームギヤ機構（第２の実施の形態）の要部平面図であり、上記図１０に対応させてウォーム４７に対する補助ウォームホイール４９の噛合い状態を表したものであり、一部を断面して示す。

図１４（ａ）〜（ｃ）は本発明に係るウォームギヤ機構（第２の実施の形態）の構成図である。但し、トルク伝達用ウォームホイール４８を省略した。
（ａ）はウォームギヤ機構４４Ａを、補助ウォームホイール４９の回転中心側から見た断面構成を示す。（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線断面構成を示す。（ｃ）は（ａ）の構成においてウォーム４７を断面して示す。

第２の実施の形態のウォームギヤ機構４４Ａは、ウォーム４７に補助ウォームホイール４９をバックラッシを有することなく噛合わせるように構成したことを特徴とする。この点の原理について図１５にて説明する。

図１５（ａ），（ｂ）は本発明に係るウォームと補助ウォームホイールとの関係を示す原理図（第２の実施の形態）である。（ａ）は補助ウォームホイール４９の歯１１３を、補助ウォームホイール４９の回転中心側から見た断面構成を示す。（ｂ）は上記（ａ）の補助ウォームホイール４９をウォーム４７に噛合わせた状態を示す。

（ａ）に示すように、補助ウォームホイール４９の歯１１３の形状は、補助ウォームホイール４９の回転中心側から見たときに、ほぼ四角形を呈する。さらに補助ウォームホイール４９の歯１１３は先端部分１１３ｃ、すなわち歯末１１３ｃが歯厚方向に弾性変形可能な構成である。具体的には、歯１１３は歯厚方向（図左右方向）に弾性変形を可能にするために、変形逃げ部１１４を形成したものである。この変形逃げ部１１４は例えば（ａ）に示すように、歯先面１１３ｄに且つ歯厚方向のほぼ中央位置に形成した凹部（切欠き）である。この凹部は歯幅方向（図表裏方向）に貫通している。従って、左右の歯面１１３ａ，１１３ｂに歯厚方向への圧縮力Ｆｓが作用したときには、歯１１３は歯厚方向へ想像線にて示すように、弾性変形することができる。

なお、変形逃げ部１１４の形状や寸法並びに位置については、歯末１１３ｃが歯厚方向へ弾性変形可能なように設定すればよく、任意である。

ここで、歯厚Ｔ１の歯１１３を、（ｂ）に示すようにウォーム４７の歯１３１，１３１間、すなわち歯溝１３１ｃに噛合わせたときのことを考える。歯１１３の歯厚Ｔ１は、ウォーム４７における歯１３１，１３１の歯元間の寸法Ｔ２よりも大きく設定したものである（Ｔ１＞Ｔ２）。
歯溝１３１ｃに歯１１３を圧入したとき、歯１１３は歯厚方向に圧縮されて弾性変形する。この結果、歯１１３における歯末１１３ｃの歯厚は、Ｔ１からＴ２に小さくなる。

このように、補助ウォームホイール４９の歯１１３は、ウォーム４７に対する噛合い位置で、ウォーム４７の歯１３１と歯１３１の間に隙間なく噛合わせたときに、歯厚方向の内側に弾性変形可能に構成したものである。従って、歯１１３が歯厚方向へ弾性変形することによって、ウォーム４７や補助ウォームホイール４９の製作精度及びこれらの歯の噛合わせ精度を、容易に吸収することができるので、バックラッシを有しないにもかかわらず生産性が高まる。
しかも、ウォーム４７と補助ウォームホイール４９との相対的回転に対して、歯１３１に対する歯１１３の歯当りを均一にすることができる。従って、ウォーム４７で補助ウォームホイール４９を回転させた場合に、接触圧力を低減させることができる。このため、ウォームギヤ機構４４Ａ（図１４参照）の耐久性をより一層高めることができる。

一旦図１４に戻って説明する。ウォーム４７の歯溝１３１ｃに補助ウォームホイール４９の歯１１３を、圧入した状態で噛合わせることにより、歯１１３は歯厚方向に圧縮されて弾性変形する。この結果、ウォーム４７の歯１３１，１３１に対して、歯１１３は噛合い点Ｐ１と噛合い点Ｐ２とで噛合う。これらの噛合い点Ｐ１，Ｐ２間の距離はＴ２であり、歯１３１，１３１の歯元間の寸法Ｔ２と同一である。
このようにして、ウォーム４７に補助ウォームホイール４９をバックラッシを有することなく噛合わせることができる。

噛合い点Ｐ１，Ｐ２において、ウォーム４７に補助ウォームホイール４９を噛合わせたときの、ウォーム４７のピッチ円直径はｄ２である。ウォームギヤ機構４４Ａは、このピッチ円直径ｄ２を、ウォーム４７にトルク伝達用ウォームホイール４８（図１３参照）を噛合わせたときのウォーム４７のピッチ円直径ｄ１よりも、小さく設定した（ｄ１＞ｄ２）ことを特徴とする。

次に、上記第２の実施の形態のウォームギヤ機構４４Ａの作用について、図１６に基づき説明する。
図１６（ａ）〜（ｄ）は本発明に係るウォームギヤ機構（第２の実施の形態）の作用図である。（ａ）は中立状態におけるウォームギヤ機構４４Ａの模式図であり、上記図１２及び図１３を組合わせて模式的に表した図である。（ｂ）は（ａ）のｂ矢視図であり、上記図１４（ｃ）に合わせて表した図である。

（ａ）は中立状態において、ウォーム４７の歯１３１に対し、トルク伝達用ウォームホイール４８の左右の歯１０３，１０３が、ほぼ同じ大きさのバックラッシＢａ，Ｂａを有して噛合っていることを示す。この噛合い状態は、（ｂ）に示すように、ウォーム４７に補助ウォームホイール４９をバックラッシを有することなく噛合わせることによって維持されている。さらにこの噛合い状態は、中立保持機構１２０Ａによっても維持されている。
従って、中立状態においては、ウォーム４７の歯１３１に対して、トルク伝達用ウォームホイール４８の左右の歯１０３，１０３は接触していない。このため、ウォーム４７を回転し始めた時点で、歯１３１，１０３間に摩擦トルクは発生しない。

この中立状態において、ウォーム４７が正回転したときには、右の圧縮ばね１２３Ａの弾発力に抗して、ウォーム４７の歯１３１は補助ウォームホイール４９における左の歯１１３の、右の歯面１１３ｂを矢印Ｒ１方向（図反時計回り方向）に押して、回転させる。この結果を図１６（ｃ）及び（ｄ）に示す。

（ｃ）はウォーム４７の歯１３１がトルク伝達用ウォームホイール４８の歯１０３に当たった状態における、ウォームギヤ機構４４Ａの模式図である。（ｄ）は（ｃ）のｄ矢視図である。

補助ウォームホイール４９がバックラッシＢａ分の角度だけ変位したときに、ウォーム４７の歯１３１の左の歯面１３１ａは、トルク伝達用ウォームホイール４８における左の歯１０３の、右の歯面１０３ｂに当たる。
この場合、ウォーム４７の歯１３１は、右の圧縮ばね１２３Ａの弾発力に抗して、補助ウォームホイール４９の歯１１３を押しながら、トルク伝達用ウォームホイール４８の歯１０３に緩やかに当たるので、歯１０３，１３１同士の打音は小さくてすむ。

この状態から、ウォーム４７が逆回転したときには、右の圧縮ばね１２３Ａが復帰しつつ、ウォーム４７の歯１３１は補助ウォームホイール４９における右の歯１１３の、左の歯面１１３ａを矢印Ｒ２方向（図時計回り方向）に押して、回転させる。この結果、上記（ａ）及び（ｂ）の中立状態に復帰する。

一方、上記（ａ）及び（ｂ）の中立状態から、ウォーム４７が逆回転して、補助ウォームホイール４９及びトルク伝達用ウォームホイール４８を矢印Ｒ２方向（図時計回り方向）に回転させるときも同様の作用であり、その説明を省略する。

なお、圧縮ばね１２３Ａ（弾発部材１２３Ａ）の弾発力の大きさは、適宜設定すればよい。例えば、車両を高速又は中速で走行中に、電動パワーステアリング装置１０（図１参照）を操舵したときの、歯１０３，１３１同士の打音を抑制できるように、圧縮ばね１２３の弾発力の大きさを設定することができる。車室内の居住性を高めるには、高速又は中速で走行中での打音を抑制することが好ましいからである。

このように、ウォーム４７とトルク伝達用ウォームホイール４８との間の、歯１０３，１３１同士の打音の発生をより抑制することができる。
しかも、上記図８（ａ）に示す第１の実施の形態のウォームギヤ機構４４と同様に、ウォーム４７を軸方向から見たときに、ウォーム４７に対するトルク伝達用ウォームホイール４８の噛合わせ部分を中心として、トルク伝達用ウォームホイール４８の歯幅部分を左右対称形にすることができる。また、トルク伝達用ウォームホイール４８の歯１０３に、従来のようにバックラッシ抑制用部品を保持させるための保持溝を設けることなく、一体に形成することができる。従って、トルク伝達用ウォームホイール４８の歯１０３の加工精度を高めることができるとともに、ウォーム４７に対するトルク伝達用ウォームホイール４８の良好な噛合い状態を維持することができる。

さらに第２の実施の形態のウォームギヤ機構４４Ａは、ウォーム４７に補助ウォームホイール４９をバックラッシを有することなく噛合わせ、さらに、トルク伝達用ウォームホイール４８に対して補助ウォームホイール４９を相対的に回転したときに、補助ウォームホイール４９を元に戻す方向に弾発する弾発部材１２３Ａ，１２３Ａを備えたものである。

このため、補助ウォームホイール４９の歯１１３をウォーム４７の歯１３１と歯１３１の間に隙間なく噛合わせた状態で、トルク伝達用ウォームホイール４８に対して補助ウォームホイール４９を、常に中立位置へ戻す方向に弾発することができる。
従って、弾発部材１２３Ａの弾発力に抗して、先にウォーム４７で補助ウォームホイール４９を回しながら、遅れてウォーム４７でトルク伝達用ウォームホイール４８を回し始めることができる。この結果、ウォーム４７の歯１３１をトルク伝達用ウォームホイール４８の歯１０３に緩やかに当てることができる。このため、ウォームギヤ機構４４Ａの耐久性をより一層高めることができる。

さらには、中立状態及びウォーム４７を回転し始めた時点において、ウォーム４７とトルク伝達用ウォームホイール４８と間に、摩擦トルクは発生しない。このため、ウォームギヤ機構４４Ａの耐久性、特に耐摩耗性をより高めることができる。また、このウォームギヤ機構４４Ａを上記図１に示す電動パワーステアリング装置１０に採用した場合には、ステアリングハンドル２１を戻し操作したときの操舵感覚（操舵フィーリング）を、より高めることができる。

次に、上記第１・第２の実施の形態の作用をまとめて、上記図１、図７及び図１０に基づき説明する。
電動パワーステアリング装置１０は、電動モータ４３で発生した補助トルクをステアリング系２０に伝達する動力伝達機構として、ウォームギヤ機構４４，４４Ａ（図７、図１０参照）を採用したので、バックラッシを除去したウォームギヤ機構４４，４４Ａの耐久性を、より高めることができる。

さらには、ウォームギヤ機構４４，４４Ａのバックラッシを除去することによって、ステアリングハンドル２１を操舵するときの歯同士の打音の発生を、より抑制することができ、この結果、車室内の騒音をより一層低減することができる。

しかも、ウォームギヤ機構４４，４４Ａのバックラッシを除去することによって、ウォーム４７に対するトルク伝達用ウォームホイール４８の良好な噛合い状態を維持することができる。このため、ステアリングハンドル２１を戻し操作したときに、ウォームギヤ機構４４，４４Ａからステアリング系２０に補助トルクが伝達される時間遅れの発生を抑制することができる。
さらには、バックラッシを除去したので、ウォーム４７でトルク伝達用ウォームホイール４８を回転させた場合に、歯同士が衝当することなく、緩やかに当たって噛合うので、ステアリングハンドル２１の戻り作動を良好にすることができる。
このようなことから、電動パワーステアリング装置１０の操舵感覚（操舵フィーリング）を、より高めることができる。

なお、上記第２の実施の形態のウォームギヤ機構４４Ａにおいて、歯１１３が歯厚方向へ弾性変形可能な程度については、任意である。但し、この弾性変形可能な程度は、ウォーム４７を回転させたときに、ウォーム４７の歯１３１がトルク伝達用ウォームホイール４８の歯１０３に当たるまで、ウォーム４７で補助ウォームホイール４９を回転させることができることを条件とする。また、歯１１３自体が歯厚方向へ弾性変形可能な材質であれば、歯１１３に変形逃げ部１１４を設けなくてもよい。

また、ウォームギヤ機構４４，４４Ａは、トルク伝達用ウォームホイール４８に対して、補助ウォームホイール４９を同一の回転中心上で相対回転可能に配置する構成に限定されるものではない。
また、請求項２のウォームギヤ機構における弾発部材は、トルク伝達用ウォームホイールに対して補助ウォームホイールを回転したときに、補助ウォームホイールを元に戻す方向に弾発する構成であればよい。
また、請求項４の電動パワーステアリング装置における電動モータは、操舵トルクの検出信号に応じた補助トルクを発生する構成に限定されるものではなく、トルクを発生するとともにこのトルクをウォームギヤ機構を介してステアリング系に伝える構成であればよい。

本発明のウォームギヤ機構は、ステアリングハンドルで発生した操舵トルクを操舵トルクセンサにて検出し、この操舵トルクセンサの検出信号に応じて電動モータが補助トルクを発生し、この補助トルクを前記ウォームギヤ機構を介してステアリング系に伝える車両用電動パワーステアリング装置に好適である。

本発明に係る電動パワーステアリング装置（第１の実施の形態）の模式図である。 本発明に係る電動パワーステアリング装置（第１の実施の形態）の全体構成図である。 図２の３−３線断面図である。 図２の４−４線断面図である。 本発明に係るウォームギヤ機構（第１の実施の形態）の分解図である。 本発明に係る中立保持機構（第１の実施の形態）の構成図である。 本発明に係るウォームギヤ機構（第１の実施の形態）の平面図である。 本発明に係るウォームギヤ機構（第１の実施の形態）の構成図である。 本発明に係るウォームギヤ機構（第１の実施の形態）の模式図である。 本発明に係るウォームギヤ機構（第２の実施の形態）の平面図である。 本発明に係る中立保持機構（第２の実施の形態）の構成図である。 本発明に係るウォームギヤ機構（第２の実施の形態）の要部平面図である。 本発明に係るウォームギヤ機構（第２の実施の形態）の要部平面図である。 本発明に係るウォームギヤ機構（第２の実施の形態）の構成図である。 本発明に係るウォームと補助ウォームホイールとの関係を示す原理図（第２の実施の形態）である。 本発明に係るウォームギヤ機構（第２の実施の形態）の作用図である。 従来のウォームギヤ機構の概要図（その１）である。 従来のウォームギヤ機構の概要図（その２）である。

符号の説明

１０…電動パワーステアリング装置、２０…ステアリング系、２１…ステアリングハンドル、２９…操舵車輪、４１…操舵トルクセンサ、４３…電動モータ、４４，４４Ａ…ウォームギヤ機構、４７…ウォーム、４８…トルク伝達用ウォームホイール、４９…補助ウォームホイール、１０３…トルク伝達用ウォームホイールの歯、１１３…補助ウォームホイールの歯、１２３，１２３Ａ…弾発部材（圧縮ばね）、１３１…ウォームの歯、１３１ａ，１３１ｂ…ウォームの歯の両面、ＣＬ…回転中心、Ｄ１…トルク伝達用ウォームホイールのピッチ円直径、Ｄ２…補助ウォームホイールのピッチ円直径、ｄ１…ウォームにトルク伝達用ウォームホイールを噛合わせたときのウォームのピッチ円直径、ｄ２…ウォームに補助ウォームホイールを噛合わせたときのウォームのピッチ円直径。

Claims (6)

1. 駆動側のウォームにトルク伝達用ウォームホイールを噛合わせることで、ウォームからトルク伝達用ウォームホイールを介して負荷側にトルクを伝達するウォームギヤ機構において、
   このウォームギヤ機構は、前記トルク伝達用ウォームホイールの他に補助ウォームホイールを備え、
   この補助ウォームホイールのピッチ円直径を前記トルク伝達用ウォームホイールのピッチ円直径よりも大きく設定して、前記ウォームに前記補助ウォームホイールを噛合わせ、
   前記ウォームに対する前記トルク伝達用ウォームホイール並びに前記補助ウォームホイールの噛合い位置で、ウォームの歯の両面をトルク伝達用ウォームホイールの歯と補助ウォームホイールの歯とによって挟み込むように構成し、
   この挟み込み状態を維持する方向に、前記トルク伝達用ウォームホイールに対して前記補助ウォームホイールを弾発部材で弾発したウォームギヤ機構であって、
   前記ウォームと前記トルク伝達ウォームホイールとが噛合う位置を第１噛合い位置とし、
   前記ウォームと前記補助ウォームホイールとが噛合う位置を第２噛合い位置とすると、
   前記第２噛合い位置は、前記第１噛合い位置を前記トルク伝達用ウォームホイールの歯幅方向に延ばした面上と異なる位置にのみあることを特徴とするウォームギヤ機構。
2. 前記第２噛合い位置は、前記第１噛合い位置よりも径方向外側にのみ位置することを特徴とする請求項１記載のウォームギヤ機構。
3. 前記補助ウォームホイールは、外周面に前記トルク伝達用ウォームホイール側へ向かって伸びる歯を一体に形成した冠状の歯車であることを特徴とする請求項１記載のウォームギヤ機構。
4. 駆動側のウォームにトルク伝達用ウォームホイールを噛合わせることで、ウォームからトルク伝達用ウォームホイールを介して負荷側にトルクを伝達するウォームギヤ機構において、
   このウォームギヤ機構は、前記トルク伝達用ウォームホイールの他に補助ウォームホイールを備え、
   この補助ウォームホイールのピッチ円直径を前記トルク伝達用ウォームホイールのピッチ円直径よりも大きく設定して、前記補助ウォームホイールの歯先面に変形逃げ部を設け、かつ前記補助ウォームホイールの歯厚を前記ウォームの歯元間の寸法よりも大きくしたことにより、前記ウォームに前記補助ウォームホイールをバックラッシを有することなく噛合わせ、
   前記トルク伝達用ウォームホイールに対して前記補助ウォームホイールを回転したときに、補助ウォームホイールを元に戻す方向に弾発する弾発部材を備えたことを特徴とするウォームギヤ機構。
5. 前記ウォームに前記補助ウォームホイールを噛合わせたときのウォームのピッチ円直径は、前記ウォームに前記トルク伝達用ウォームホイールを噛合わせたときのウォームのピッチ円直径よりも、小さく設定したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載のウォームギヤ機構。
6. 請求項１〜５のいずれか１項記載のウォームギヤ機構と、車両のステアリングハンドルから操舵車輪に至るステアリング系と、トルクを発生するとともにこのトルクを前記ウォームギヤ機構を介して前記ステアリング系に伝える電動モータと、を備えたことを特徴とするウォームギヤ機構を搭載した電動パワーステアリング装置。

Images