JP2007270943A - ウォーム減速機及びこれを組み込んだ電動式パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ウォーム減速機６ａでの歯打ち音の発生を抑え、且つ、ウォーム軸８にウォームホイールに向かう方向の弾力を付与する、金属板製の弾力付与手段２９と別の部材との衝合による衝突音の発生を抑える。
【解決手段】ウォーム軸８の先端寄り部分に第二の玉軸受１１ｂを外嵌支持すると共に、この第二の玉軸受１１ｂを構成する外輪２２と、ギヤハウジング１０に設けた凹孔４５の内周面との間に上記弾力付与手段２９を設ける。この弾力付与手段２９を、金属板製の板ばね６５の表面に合成樹脂よりも弾性変形量の大きい、合成ゴムの如きエラストマー等の弾性材５１を被覆する事により構成する。
【選択図】図４

Description

この発明に係るウォーム減速機及びこれを組み込んだ電動式パワーステアリング装置は、自動車の操舵装置に組み込み、電動モータを補助動力として利用する事により、運転者がステアリングホイールを操作する為に要する力の軽減を図る為に利用する。

操舵輪（フォークリフト等の特殊車両を除き、通常は前輪）に舵角を付与する際に運転者がステアリングホイールを操作する為に要する力の軽減を図る為の装置として、パワーステアリング装置が広く使用されている。又、この様なパワーステアリング装置で、補助動力源として電動モータを使用する電動式パワーステアリング装置も、近年普及し始めている。電動式パワーステアリング装置は、油圧式のパワーステアリング装置に比べて小型・軽量にでき、補助動力の大きさ（トルク）の制御が容易で、しかもエンジンの動力損失が少ない等の利点がある。

又、電動モータの回転軸からステアリングシャフトに動力を伝達する動力伝達経路の途中に、ウォーム軸とウォームホイールとから成るウォーム減速機を設ける事も、従来から広く行なわれている。但し、この様なウォーム減速機には不可避のバックラッシュが存在する。このバックラッシュは、ウォーム軸と、ウォームホイールと、これら各部材を支持する軸受等の、上記ウォーム減速機の各構成部材の寸法誤差や、組み付け誤差が大きくなる程、大きくなる。この様な大きなバックラッシュが存在すると、これらウォームホイールとウォームとの一部の歯面同士が強く衝合して、耳障りな歯打ち音が発生する可能性がある。

特許文献１には、この様な事情に鑑みて、上記バックラッシュを小さくする事を考慮した電動式パワーステアリング装置用ウォーム減速機と、これを組み込んだ電動式パワーステアリング装置とが記載されている。図９〜１２は、この特許文献１に記載された従来構造の電動式パワーステアリング装置を示している。この図９〜１２に示した従来構造の場合には、ステアリングホイール１をその後端部（図９の左端部）に固定した第一のステアリングシャフト２と、この第一のステアリングシャフト２の前端部（図９の右端部）に結合された筒状部材３と、この筒状部材３の内側に挿通されたトーションバー４とを備え、このトーションバー４の後端部（図９の左端部）と上記第一のステアリングシャフト２の前端部とを結合している。又、上記トーションバー４の前端寄り部分（図９の右端寄り部分）を第二のステアリングシャフト５の内側に挿通させ、これらトーションバー４及び第二のステアリングシャフト５の前端部同士を結合している。この第二のステアリングシャフト５の前端部は、図示しない自在継手等を介してやはり図示しないラックピニオン式の操舵機構に連結する。

又、上記第二のステアリングシャフト５の一部に、ウォーム減速機６を構成するウォームホイール７を外嵌固定している。又、このウォームホイール７にウォーム軸８のウォーム９を噛合させている。このウォーム軸８の両端部は、ギヤハウジング１０の内側に、第一、第二の玉軸受１１ａ、１１ｂ（図１０、１１）により、回転自在に支持している。又、このギヤハウジング１０に電動モータ１２を結合している。

上記ウォーム軸８のうち、電動モータ１２側の基端部（図１０の左端部）と、この電動モータ１２の回転軸１３の一端部（図１０の右端部）とを、動力伝達機構１４により、動力の伝達を可能に結合している。この動力伝達機構１４は、それぞれの軸方向片面の円周方向３個所位置に第一、第二の噛合歯１５、１６をそれぞれ設けた第一、第二の噛合素子１７、１８と、これら両噛合素子１７、１８の間に設けた弾性素子１９とを備える。この弾性素子１９は、外周面の円周方向６個所位置に噛合歯２０、２０を設けている。そして、これら各噛合歯２０、２０の側面同士の間の複数個所部分のうち、１つ置きの３個所位置に上記第一の噛合素子１７に設けた第一の噛合歯１５を噛合させており、残りの３個所位置に上記第二の噛合素子１８に設けた第二の噛合歯１６、１６を反対側から噛合させている。

上記第一、第二の玉軸受１１ａ、１１ｂのうち、電動モータ１２側（図１０の左側）の第一の玉軸受１１ａは、上記ウォーム軸８の基端寄り部分に外嵌して、この第一の玉軸受１１ａによりこのウォーム軸８を、ギヤハウジング１０に対し回転自在に支持している。これに対して、上記電動モータ１２と反対側（図１０の右側）の第二の玉軸受１１ｂは、ウォーム軸８の先端部に外嵌支持すると共に、この第二の玉軸受１１ｂの周囲に、図１１、１２に詳示する様な弾力付与手段２１を外嵌している。この弾力付与手段２１は、上記第二の玉軸受１１ｂを構成する外輪２２の外周面の周方向全長よりもその全長が長い帯状のばね鋼板を、ほぼ円形に湾曲させる事により造ったもので、円周方向一端縁の幅方向中央部にコ字形の切り欠き２３を、円周方向他端縁の幅方向中央部に幅狭の突片部２４を、それぞれ形成している。そして、この突片部２４を上記切り欠き２３内から上記弾力付与手段２１の円周方向一端寄り部分の径方向外側に突出させ、この円周方向一端寄り部分の上記切り欠き２３を挟んだ幅方向両側部分を、上記弾力付与手段２１の円周方向他端部の外周縁に係合させている。

又、上記弾力付与手段２１の円周方向中間部の円形に湾曲させた湾曲部２５の幅方向片側縁（図１２の右側縁）の円周方向複数個所にばね片２６、２６を、内径側に突出形成している。これら各ばね片２６、２６は、径方向内側に向かう程、上記湾曲部２５の幅方向に関してこの湾曲部２５から離れる方向に傾斜している。そして、この湾曲部２５の内側に上記第二の玉軸受１１ｂを内嵌し、前記ギヤハウジング１０の一部で電動モータ１２と反対側の部分に設けた凹孔２７に、上記弾力付与手段２１と第二の玉軸受１１ｂとを内嵌した状態で、上記各ばね片２６、２６により、この第二の玉軸受１１ｂの外輪２２を電動モータ１２側に弾性的に押圧している。これにより、上記第二の玉軸受１１ｂをその先端部に外嵌した上記ウォーム軸８は、上記各ばね片２６、２６により、電動モータ１２側へ弾性的に押圧される。

上記ギヤハウジング１０に設けた凹孔２７の内周面の、前記ウォームホイール７と反対側部分（図１０、１１の下端部）の円周方向一部に凹部２８を形成しており、この凹部２８内に上記弾力付与手段２１の円周方向両端縁部を進入させている。この円周方向両端縁部は、上記凹部２８の底面に弾性的に押し付けられると共に、上記弾力付与手段２１のウォームホイール７と反対側部分である、円周方向両端寄り部分（図１１の下端寄り部分）が、上記第二の玉軸受１１ｂをこのウォームホイール７に向かう方向に弾性的に押圧する。この結果、上記ウォーム軸８の先端部で上記第二の玉軸受１１ｂを外嵌した部分が、上記ウォームホイール７に向かう方向に弾性変位する。
この様な図９〜１２に示した特許文献１に記載された従来構造によれば、上記弾力付与手段２１により、ウォーム軸８のウォーム９とウォームホイール７との噛合部に予圧を付与する事ができ、この噛合部での耳障りな歯打ち音の発生を或る程度抑える事ができる可能性がある。

但し、上述の特許文献１に記載された従来構造の様に、ばね鋼板製の弾力付与手段２１により、第二の玉軸受１１ｂの金属製の外輪２２を押圧する場合、その表面の金属部分が剥き出しであると、この金属部分と、軸受鋼等の金属製である外輪２２とが接触し、更に、この金属部分と金属製のギヤハウジング１０の内面とが接触する。この場合には、上記弾力付与手段２１と上記外輪２２及びギヤハウジング１０との接触部分で、耳障りな金属音が発生する。これに対して、上記特許文献１に記載された従来構造の場合、上記弾力付与手段２１の全面又は内周側部分に合成樹脂等の緩衝材をコーティングしている。但し、ウォーム減速機６の使用時にウォーム軸８に加わるトルクが大きくなり、ウォームホイール７からこのウォーム軸８に加わるギヤ反力が大きくなる事により、このウォーム軸８の先端部がウォームホイール７から離れる方向に大きく変位する傾向となった場合には、上記弾力付与手段２１の一部が上記第二の玉軸受１１ｂの外輪２２又はギヤハウジング１０の内面に強く衝合する可能性がある。そして、上記緩衝材が合成樹脂である場合には、この合成樹脂の弾性変形量が小さい為、上記弾力付与手段２１と上記外輪２２又はギヤハウジング１０との衝撃力の緩和を図りにくい。この為、この弾力付与手段２１と外輪２２又はギヤハウジング１０との接触部分で、大きな耳障りな衝突音が発生する可能性がある。

又、上述した従来構造以外に、第二の玉軸受１１ｂの外輪２２の外周面の円周方向一部と、ギヤハウジング１０に設けた凹孔２７の円周方向一部との間のみに、金属板を環状に曲げ形成する事により構成した弾力付与手段を設け、この弾力付与手段により上記第二の玉軸受１１ｂを、ウォームホイール７に近付く方向に弾性変位させる事も考えられる。但し、この場合には、金属製の弾力付与手段の内面同士が互いに強く衝合して、やはり大きな耳障りな衝突音が発生する可能性がある。

特開２００４−２０３１５４号公報

本発明は、上述の様な事情に鑑みて、ウォーム減速機での歯打ち音の発生を抑える事ができる構造で、ウォーム軸をウォームホイールに近付く方向に変位させる金属板製の弾力付与手段と別の部材との衝合や、この弾力付与手段の一部同士の衝合による衝突音の発生を有効に抑えるべく発明したものである。

本発明のウォーム減速機は、ウォームホイールと、ウォーム軸と、弾力付与手段とを備える。
このうちのウォームホイールは、シャフトと、このシャフトの前端側に設けたピニオンと、このピニオンと離れた位置でラックに噛合するサブピニオンとのうちの何れかの部材に固定するものである。
又、上記ウォーム軸は、両端寄り部分をギヤハウジングの内側に１対の軸受により回転自在に支持されると共に、中間部に設けたウォームが上記ウォームホイールと噛合するものである。
又、上記弾力付与手段は、金属板製で、上記ウォーム軸に弾力を付与し、このウォーム軸に、上記ウォームホイールに向かう方向の弾力を付与するものである。

特に、請求項１に記載した本発明のウォーム減速機に於いては、上記弾力付与手段を、金属板製の板ばねの表面に、合成樹脂よりも弾性変形量の大きいゴムの如きエラストマー等の弾性材を被覆する事により構成している。

又、請求項２に記載した本発明の電動式パワーステアリング装置は、後端部にステアリングホイールを設けたステアリングシャフトと、このステアリングシャフトの前端側に設けられたピニオンと、このピニオン又はこのピニオンに支持した部材と噛合させたラックと、上述の請求項１に記載したウォーム減速機と、このウォーム減速機を構成するウォーム軸を回転駆動する電動モータと、上記ステアリングシャフト又はピニオンに加わるトルクの方向と大きさとを検出するトルクセンサと、このトルクセンサから入力された信号に基づき上記電動モータの駆動状態を制御する制御器とを備える。又、上記ステアリングシャフトが、請求項１に記載したシャフトである。

上述の様な本発明のウォーム減速機及びこれを組み込んだ電動式パワーステアリング装置の場合、弾力付与手段により、ウォーム軸にウォームホイールに向かう方向の弾力を付与している。この為、これらウォームホイールとウォーム軸との噛合部に予圧を付与する事ができ、この噛合部での耳障りな歯打ち音の発生を抑える事ができる。
特に、本発明の場合には、上記弾力付与手段を、金属板製の板ばねの表面に合成樹脂よりも弾性変形量の大きい弾性材を被覆する事により構成している。この為、ウォーム減速機の使用時にウォーム軸に加わるトルクが大きくなり、ウォームホイールからこのウォーム軸に加わるギヤ反力が大きくなる事により、このウォーム軸がウォームホイールから離れる方向に大きく変位する傾向となった場合でも、上記弾力付与手段の一部が別の部材に衝合したり、この弾力付与手段の一部同士が衝合する際に生じる衝撃力を、板ばねの表面に被覆した上記弾性材により十分に吸収できる。この弾性材は、合成樹脂よりも弾性変形量が大きい為、衝撃力の緩和を図り易い。この結果、上記弾力付与手段の一部が別の部材に衝合したり、この弾力付与手段の一部同士が衝合した場合でも、耳障りな大きな衝突音の発生を十分に小さく抑える事ができる。

図１〜５は、本発明の実施の形態の第１例を示している。本例の電動式パワーステアリング装置用ウォーム減速機の特徴は、ウォーム軸８の先端部にウォームホイール７に向かう方向の弾力を付与すべく、この先端部の周囲に設けた、弾力付与手段２９の構造を工夫した点にある。その他の基本的構造自体は、前述の図９〜１２に示した従来構造等、従来から広く知られている構造とほぼ同様である為、この図９〜１２に示した従来構造と同等部分には同一符号を付して重複する説明を省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分並びに上記従来構造と異なる部分を中心に説明する。

本例のウォーム減速機６ａの場合、ウォーム軸８の両端部を、第一、第二の玉軸受１１ａ、１１ｂにより、ギヤハウジング１０に対し回転自在に支持している。これら両玉軸受１１ａ、１１ｂのうち、第一の玉軸受１１ａを構成する内輪３０は、上記ウォーム軸８の基端部（図１、２の左端部）に設けた円筒部３１に外嵌している。又、この円筒部３１の先端部（図１、２の左端部）で上記内輪３０よりも先端側に外れた部分に筒状の抑え部材３２を外嵌固定している。この抑え部材３２の外周面に設けた外向鍔部３３と上記内輪３０との間、及び、この内輪３０と上記ウォーム軸８の基端寄り部分外周面に設けた肩部３４との間に、それぞれ１対ずつの係止リング３５、３５と、これら両係止リング３５、３５の間に設けた弾性材製の筒状部材３６とを設けている。又、上記ウォーム軸８の基端寄り部分外周面と第一の玉軸受１１ａの内輪３０の内周面との間に、径方向の微小隙間を設けている。上記第一の玉軸受１１ａを構成する外輪３７は、上記ギヤハウジング１０の内面に形成した段差面３８と、このギヤハウジング１０の内面に係止した止め輪３９との間で挟持して、上記外輪３７の軸方向の変位を規制している。

上記ウォーム軸８の基端部に設けた円筒部３１の内周面に雌スプライン部４０を、電動モータ１２の回転軸１３の一端部（図１、２の右端部）外周面に雄スプライン部４１を、それぞれ形成し、これら雄、雌両スプライン部４０、４１をスプライン係合させて成るスプライン係合部４２により、上記回転軸１３とウォーム軸８との端部同士を、動力の伝達を可能に結合している。

又、上記ウォーム軸８の先端部（図１、３の右端部）に設けた小径軸部４３に、第二の玉軸受１１ｂを外嵌している。即ち、この小径軸部４３に第二の玉軸受１１ｂを構成する内輪４４を外嵌固定している。そして、上記ギヤハウジング１０の一部に設けた凹孔４５に、上記小径軸部４３及び第二の玉軸受１１ｂを挿入している。上記凹孔４５の内周面は、図４に示す様に、断面形状を略長円形としており、幅方向（図４の左右方向）両側に設けた互いに平行な１対の平面部４６、４６と、これら両平面部４６、４６の両端縁部同士を連結した１対の部分円筒面部４７ａ、４７ｂとを備える。

上記各平面部４６、４６は、ウォームホイール７（図１〜３）の中心軸に対し直交する仮想平面上に位置している。又、上記各平面部４６、４６の、このウォームホイール７と反対側の端部（図４の下端部）に、１対の係止溝４８、４８を形成している。上記各平面部４６、４６同士の間隔ｄ₁ は、上記第二の玉軸受１１ｂを構成する外輪２２の外径Ｄよりも僅かに大きくしている。これに対して、上記各部分円筒面部４７ａ、４７ｂの幅方向（図４の左右方向）中央部同士の、上記各平面部４６、４６に対し平行な方向の間隔ｄ₂ は、上記第二の玉軸受１１ｂの外輪２２の外径Ｄよりも十分に大きくしている。そして、上記凹孔４５内での、上記第二の玉軸受１１ｂの、上記ウォームホイール７に対する遠近動を可能としている。又、ウォームホイール７に対するこの第二の玉軸受１１ｂの遠近動は、上記外輪２２が上記各平面部４６、４６に案内される為、円滑に行なわれる。

又、上記外輪２２の外周面の、ウォームホイール７と反対側の円周方向一部（図１、３、４の下端部）と、上記凹孔４５の内周面の円周方向一部との間に、弾力付与手段２９を設けている。この弾力付与手段２９は、ばね鋼板等の金属板製の板ばね６５により構成している。この板ばね６５は、中間部に設けた部分円筒状の押圧部４９と、この押圧部４９の両端部に設けた、上記外輪２２の径方向外側に折り曲げた１対の係止板部５０、５０とを備える。

特に、本例の場合には、上記弾力付与手段２９を、上記板ばね６５の表面全体に、合成樹脂よりも弾性変形量の大きい、合成ゴムの如きエラストマー等の薄い弾性材５１を、接着、焼き付け等により被覆する事により構成している。尚、この弾性材５１を、上記板ばね６５の表面の一部にのみ被覆する事もできる。例えば、板ばね６５の押圧部４９の表裏両側面の全体と、上記各係止板部５０、５０の、上記凹孔４５の内面に設けた各係止溝４８、４８と係合する部分のみに、上記弾性材５１を被覆する事もできる。

この様な弾力付与手段２９は、上記外輪２２の外周面の、ウォームホイール７と反対側の円周方向一部と、上記凹孔４５の内周面の円周方向一部との間に設けると共に、上記各係止板部５０、５０の先端縁を上記各係止溝４８、４８に係止している。又、この状態で、上記押圧部４９の凸曲面（図３、４の下面）と、上記凹孔４５の１対の部分円筒面部４７ａ、４７ｂのうち、一方（図３、４の下方）の部分円筒面部４７ａの内面との間に、隙間を設けている。

この様な弾力付与手段２９は、上記押圧部４９の凹曲面側を上記第二の玉軸受１１ｂの外輪２２の外周面に押し付ける事により、この外輪２２にウォームホイール７に向かう方向（図３、４の上方）に弾力を付与している。従って、前記ウォーム軸８の先端部は、上記弾力付与手段２９により、上記第二の玉軸受１１ｂを介して、ウォームホイール７に向かう方向の弾力が付与される。この結果、上記ウォーム軸８が電動モータ１２の回転軸１３（図１）に対し傾斜する傾向となり、このウォーム軸８とウォームホイール７との中心軸同士の間隔が縮まる傾向となって、このウォーム軸８のウォーム９とウォームホイール７との歯面同士が、予圧を付与された状態で、互いに押し付け合った状態となる。尚、本例の場合、弾力付与手段２９の両端部に形成した係止板部５０、５０を係止溝４８、４８に係止している為、上記第二の玉軸受１１ｂに安定して弾力を付与できる。これに対して、前述の図９〜１２に示した特許文献１に記載された従来構造の場合、切り欠き２３と突片部２４とが係合している為、係合状態によっては、円滑に弾力の付与が行なわれない可能性がある。

又、本例の電動式パワーステアリング装置は、上述の様に、ウォームホイール７と、ウォーム軸８と、板ばね２９とを備えたウォーム減速機６ａを組み込んでいる。即ち、本例の電動式パワーステアリング装置は、このウォーム減速機６ａと、後端部にステアリングホイール１（図９参照）を設けたステアリングシャフトと、このステアリングシャフトの前端側に自在継手、中間シャフト等を介して連結した入力軸と、この入力軸の端部に結合したピニオンと、このピニオンと噛合させたラックと、上記ウォーム減速機６ａを構成するウォーム軸８を回転駆動する電動モータ１２と、上記ステアリングシャフトの周囲に設けて、上記ステアリングホイール１からこのステアリングシャフトに加わるトルクの方向と大きさとを検出するトルクセンサと、このトルクセンサから入力された信号に基づき上記電動モータ１２の駆動状態を制御する制御器とを備える。

上述の様に構成する本例の電動式パワーステアリング装置用ウォーム減速機を組み込んだ電動式パワーステアリング装置の場合には、金属板製の弾力付与手段２９によりウォーム軸８をウォームホイール７に向かう方向に弾性的に押圧している。この為、ウォームホイール７とウォーム軸８のウォーム９との噛合部に安価な構造で予圧を付与する事ができ、この噛合部での歯打ち音の発生を安価に抑える事ができ、しかも、ウォーム減速機６ａの組立作業を容易に行なえる。

特に、本例の場合には、上記弾力付与手段２９を、金属板製の板ばね６５の表面に合成樹脂よりも弾性変形量の大きい弾性材５１を被覆する事により構成している。この為、ウォーム減速機６ａの使用時にウォーム軸８に加わるトルクが大きくなり、ウォームホイール７からこのウォーム軸８に加わるギヤ反力が大きくなる事により、このウォーム軸８がウォームホイール７から離れる方向に大きく変位する傾向となった場合でも、上記弾力付与手段２９の一部がギヤハウジング１０の凹孔４５の内面や、第四の玉軸受１１ｂの外輪２２に衝合する際に生じる衝撃力を、上記板ばね６５の表面に被覆した上記弾性材５１により十分に吸収できる。この弾性材５１は、合成樹脂よりも弾性変形量が大きい為、衝撃力の緩和を図り易い。この結果、上記弾力付与手段２９の一部が上記ギヤハウジング１０や外輪２２に衝合した場合でも、耳障りな大きな衝突音の発生を十分に小さく抑える事ができる。

次に、図５は、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合には、ウォーム軸８の先端部に設けた小径軸部４３に外嵌した、第二の玉軸受１１ｂを構成する外輪２２の外周面の円周方向一部と、ギヤハウジング１０に設けた凹孔４５の内周面の円周方向一部との間に、弾力付与手段２９ａを設けている。この弾力付与手段２９ａは、ばね鋼板等の金属板を環状に曲げ形成する事により形成すると共に、直径方向反対側２個所位置同士が十分に接近した、全体が円弧状となる様に変形させた板ばね６６を備える。そして、この板ばね６６の内周面及び外周面の表面全体に、合成ゴムの如きエラストマー等の弾性材５１、５１を、接着、焼き付け等により被覆する事により、上記弾力付与手段２９ａを構成している。

又、この弾力付与手段２９ａを構成する板ばね６６の長さ方向両端縁部同士を、隙間５２を介して近接対向させている。更に、この隙間５２部分を上記弾力付与手段２９ａの幅方向（図５の左右方向）中央部に位置させた状態で、上記外輪２２の外周面のウォームホイール７（図１〜３参照）と反対側の円周方向一部（図５の下端部）と、上記凹孔４５の内周面の円周方向一部との間に、上記弾力付与手段２９ａを設置している。この状態で、この弾力付与手段２９ａの外周面のうち、ウォームホイール７側（図５の上側）の部分が上記第二の玉軸受１１ｂの外輪２２の外周面に接触し、このウォームホイール７と反対側（図５の下側）の部分が、上記凹孔４５の１対の部分円筒面部４７ａ、４７ｂのうち、一方（図５の下方）の部分円筒面部４７ａに接触する。上記凹孔４５を構成する１対の平面部４６、４６の、ウォームホイール７と反対側の端部に１対の段部５３、５３を形成しており、これら段部５３、５３の内側に上記弾力付与手段２９ａの円弧方向（図５の左右方向）両端部を進入させている。

上記弾力付与手段２９ａの外周面のウォームホイール７側の部分は、上記第二の玉軸受１１ｂの外輪２２の外周面に押し付けて、この外輪２２にウォームホイール７に向かう方向に弾力を付与している。この結果、上記ウォーム軸８が電動モータ１２の回転軸１３（図１参照）に対し傾斜する傾向となり、このウォーム軸８とウォームホイール７との中心軸同士の間隔が縮まる傾向となって、ウォーム軸８のウォーム９とウォームホイール７との歯面同士が、予圧を付与された状態で、互いに押し付け合った状態となる。

上述の様に構成する本例の場合には、環状に形成した板ばね６６の内周面及び外周面の表面全体に合成樹脂よりも弾性変形量の大きい弾性材５１、５１を被覆する事により、弾力付与手段２９ａを構成している。この為、ウォーム減速機６ａの使用時にウォーム軸８に加わるトルクが大きくなり、ウォームホイール７からこのウォーム軸８に加わるギヤ反力が大きくなる事により、このウォーム軸８がウォームホイール７から離れる方向に大きく変位する傾向となった場合でも、上記弾力付与手段２９ａの一部がギヤハウジング１０の凹孔４５の内面や、第四の玉軸受１１ｂの外輪２２に衝合したり、上記弾力付与手段２９ａの内周面の一部同士が衝合する際に生じる衝撃力を、板ばね６６の表面に被覆した上記弾性材５１、５１により十分に吸収できる。この結果、上記弾力付与手段２９ａの一部が上記ギヤハウジング１０や外輪２２に衝合したり、上記弾力付与手段２９ａの一部同士が衝合した場合でも、耳障りな大きな衝突音の発生を十分に小さく抑える事ができる。
その他の構成及び作用に就いては、上述の実施の形態の第１例の場合と同様である為、同等部分には同一符号を付して重複する図示並びに説明を省略する。

尚、ウォーム軸８にウォームホイール７に向かう方向の弾力を付与すべく、このウォーム軸８に弾力を付与する弾力付与手段を構成する板ばね２９、２９ａの基本的構造は、上述した各例の構造に限定するものではない。例えば、本発明は、前述の図９〜１２に示した従来構造に組み込んだ弾力付与手段２１を構成する、金属板製の板ばねの表面に、合成樹脂よりも弾性変形量の大きい合成ゴムの如きエラストマー等の弾性材を被覆し、この弾力付与手段２１によりウォーム軸８の先端部に、第二の玉軸受１１ｂを介して弾力を付与する構造とする事もできる。

又、本発明の電動式パワーステアリング装置の基本的構造として、例えば、図６〜８に示す種々の構造を採用できる。このうちの図６に示した構造は、上述した各例の場合と同様に、ステアリングシャフト５４の中間部の周囲に電動モータ１２及びウォーム減速機６ａを設けている。即ち、この図６に示した電動式パワーステアリング装置は、後端部（図６の右端部）にステアリングホイール１を固定したステアリングシャフト５４と、このステアリングシャフト５４の前端側（図６の左端側）に自在継手５５、５５及び中間シャフト５６を介して連結した入力軸５７と、この入力軸５７の下端部に結合したピニオン５８と、このピニオン５８又はこのピニオン５８に支持した部材と噛合させたラック（図示せず）と、トルクセンサ及び制御器（図示せず）とを備える。そして、上記ステアリングシャフト５４を挿通したステアリングコラム５９の前端部（図６の左端部）に、ウォーム減速機６ａを構成するギヤハウジング１０を固定している。又、このギヤハウジング１０に電動モータ１２を構成するケース６０を固定している。上記ウォーム減速機６ａを構成するウォームホイール７（図１〜３参照）は、上記ステアリングシャフト５４の前端側部分を構成するインナーシャフト６１の中間部に外嵌固定している。上記トルクセンサは、上記ステアリングシャフト５４の中間部の周囲に設けている。

上記ステアリングシャフト５４の回転は、上記自在継手５５、５５及び中間シャフト５６を介してステアリングギヤの入力軸５７に伝達される。この入力軸５７は、上記ステアリングギヤを構成するピニオン５８を回転させ、上記ラックを介してタイロッド６２、６２を押し引きし、図示しない操舵輪に所望の舵角を付与する。

又、図７に示す構造は、ラックと噛合させるピニオン５８（図６参照）の周辺部に電動モータ１２及びウォーム減速機を設けている。又、上記ピニオン５８又はこのピニオン５８に支持した部材の一部に、ウォームホイール７（図１〜３参照）を固定している。この様な図７に示す構造の場合、トルクセンサは、ステアリングシャフト５４の周囲ではなく、上記ピニオン５８の周辺部に設ける事もできる。

又、図８に示す様に、ラック６３の一部で、ピニオン５８との係合部から外れた位置に噛合させたサブピニオン６４の周辺部に、電動モータ１２及びウォーム減速機６ａを設ける事もできる。この図８に示す構造の場合には、このサブピニオン６４に固定したウォームホイールと、ウォーム軸８とを噛合させる。この様な図８に示した構造の場合にも、トルクセンサを、上記ピニオン５８の周辺部に設ける事ができる。
本発明の電動式パワーステアリング装置は、この様な図６〜８に示した構造の何れにも適用できる。

又、本発明の電動式パワーステアリング装置は、入力軸５７の端部に固定したピニオン５８とラック６３（図８参照）とを直接噛合させる構造に限定するものでもない。例えば、入力軸５７の下端部に設けたピンを、この入力軸５７と別体に設けたピニオンギヤの長孔内に、この長孔の長さ方向の変位を可能として係合させると共に、このピニオンギヤとラック６３とを噛合させ、車速に応じてステアリングシャフト５４の回転角度に対するラック６３の変位量の比を変化させる、所謂車速応動可変ギヤレシオ機構（ＶＧＳ）を組み込んだ構造と、上述した各例の構造とを組み合わせる事もできる。

本発明の実施の形態の第１例の電動式パワーステアリング装置のウォーム減速機部分を、一部を切断して示す図。 図１のＡ部拡大断面図。 同Ｂ部拡大断面図。 図３のＣ−Ｃ断面図。 本発明の実施の形態の第２例の電動式パワーステアリング装置を示す、図４と同様の図。 電動式パワーステアリング装置の基本的構造のうち、ウォーム減速機及び電動モータをステアリングシャフトの周囲に設けた第１例の構造を、一部を切断して示す図。 同じくウォーム減速機及び電動モータをピニオンの周辺部に設けた第２例の構造を、一部を切断して示す図。 同じくウォーム減速機及び電動モータをサブピニオンの周辺部に設けた第３例構造を、一部を切断して示す図。 従来構造の１例の電動式パワーステアリング装置を示す部分断面図。 図９のＤ−Ｄ拡大断面図。 図１０のＥ−Ｅ拡大断面図。 図１１の構造に組み込む弾力付与手段のみを取り出して示す斜視図。

符号の説明

１ ステアリングホイ−ル
２ 第一のステアリングシャフト
３ 筒状部材
４ トーションバー
５ 第二のステアリングシャフト
６、６ａ ウォーム減速機
７ ウォームホイール
８ ウォーム軸
９ ウォーム
１０ ギヤハウジング
１１ａ 第一の玉軸受
１１ｂ 第二の玉軸受
１２ 電動モータ
１３ 回転軸
１４ 動力伝達機構
１５ 第一の噛合歯
１６ 第二の噛合歯
１７ 第一の噛合素子
１８ 第二の噛合素子
１９ 弾性素子
２０ 噛合歯
２１ 弾力付与手段
２２ 外輪
２３ 切り欠き
２４ 突片部
２５ 湾曲部
２６ ばね片
２７ 凹孔
２８ 凹部
２９、２９ａ 弾力付与手段
３０ 内輪
３１ 円筒部
３２ 抑え部材
３３ 外向鍔部
３４ 肩部
３５ 係止リング
３６ 筒状部材
３７ 外輪
３８ 段差面
３９ 止め輪
４０ 雌スプライン部
４１ 雄スプライン部
４２ スプライン係合部
４３ 小径軸部
４４ 内輪
４５ 凹孔
４６ 平面部
４７ａ、４７ｂ 部分円筒面部
４８ 係止溝
４９ 押圧部
５０ 係止板部
５１ 弾性材
５２ 隙間
５３ 段部
５４ ステアリングシャフト
５５ 自在継手
５６ 中間シャフト
５７ 入力軸
５８ ピニオン
５９ ステアリングコラム
６０ ケース
６１ インナーシャフト
６２ タイロッド
６３ ラック
６４ サブピニオン
６５ 板ばね
６６ 板ばね

Claims (2)

1. ウォームホイールと、ウォーム軸と、弾力付与手段とを備え、このウォームホイールは、シャフトと、このシャフトの前端側に設けたピニオンと、このピニオンと離れた位置でラックに噛合するサブピニオンとのうちの何れかの部材に固定するものであり、上記ウォーム軸は、両端寄り部分をギヤハウジングの内側に１対の軸受により回転自在に支持されると共に、中間部に設けたウォームが上記ウォームホイールと噛合するものであり、上記弾力付与手段は、金属板製で、上記ウォーム軸に弾力を付与し、このウォーム軸に上記ウォームホイールに向かう方向の弾力を付与するものであるウォーム減速機に於いて、
   上記弾力付与手段を、金属板製の板ばねの表面に、合成樹脂よりも弾性変形量の大きい弾性材を被覆する事により構成している事を特徴とするウォーム減速機。
2. 後端部にステアリングホイールを設けたステアリングシャフトと、このステアリングシャフトの前端側に設けられたピニオンと、このピニオン又はこのピニオンに支持した部材と噛合させたラックと、請求項１に記載したウォーム減速機と、このウォーム減速機を構成するウォーム軸を回転駆動する電動モータと、上記ステアリングシャフト又はピニオンに加わるトルクの方向と大きさとを検出するトルクセンサと、このトルクセンサから入力された信号に基づき上記電動モータの駆動状態を制御する制御器とを備え、上記ステアリングシャフトが請求項１に記載したシャフトである電動式パワーステアリング装置。

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