JP2001271913A - ウォームギヤ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウォームギヤ装置において、バックラッシュ
調整の作業性が良好で、適正なバックラッシュが確実に
しかも容易に得られ、さらに部品点数およびコストの削
減が可能なバックラッシュの調整構造を供する。 【解決手段】 ウォーム36が形成されたウォーム軸が回
転自在に保持されたウォーム側ハウジング32と、ウォー
ム36と噛合するウオームホイール37が回転自在に保持さ
れるウォームホイール側ハウジング31とが、ウオームホ
イール37の回転軸線に垂直な合わせ面で合わされて互い
に締結されるウォームギヤ装置であって、ウォーム側ハ
ウジング32とウォームホイール側ハウジング31とをウオ
ームホイール37の回転軸線に平行な旋回中心軸53を中心
に相対的に旋回してウォーム36とウォームホイール37と
の相対噛合い位置を調整可能であるウォームギヤ装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本出願発明は、例えば車両の
操舵力を軽減するための操舵補助力を発生する電動パワ
ーステアリング装置に使用されるウォームギヤ装置に関
し、さらに詳細にはウォームギヤ装置のバックラッシュ
を調整するための構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両のステアリングホイールによる操舵
力を軽減するために、該操舵力に電動モータの発生する
操舵補助力を付加する電動パワーステアリング装置に
は、電動モータにより回転駆動されるウォームと、該ウ
ォームと噛合するウォームホイールとからなるウォーム
ギヤを使用した減速機構が備えられたものがある。

【０００３】このウォームギヤにおいては、そのバック
ラッシュが適切に設定されないと、種々の不具合、例え
ば、バックラッシュが大きいことによる歯同士の衝突に
よる打音の発生、歯の早期摩耗、操舵の応答性の低下、
また、バックラッシュが小さいことによる回転の円滑性
の低下が発生するため、その適切な設定が必須である。
一方、バックラッシュが適切に設定されていたとして
も、長期に渡る使用の間に発生する歯面の摩耗により、
バックラッシュは増大する。

【０００４】そのため、ウォームおよびウォームホイー
ルの歯面間のバックラッシュを調整するための種々の構
造が提案されている。例えば、特開平１０−２９７５０
５号公報で開示された電動式パワーステアリング装置で
は、ウォームホイールが連結された出力軸が回転自在に
支持された第１ハウジングに対して、電動モータに連結
されるとともにウォームが設けられた軸部材が回転自在
に支持されたウォームハウジングが、シムを介してボル
トにより取り付けられている。

【０００５】そして、バックラッシュを調整するため
に、第１ハウジングからウォームハウジングが取り外さ
れた後、両ハウジング間に介在していたシムが適厚のシ
ムと交換され、再度ウォームハウジングが第１ハウジン
グに取り付けられる。その結果、第１ハウジングとウォ
ームハウジングとの取付間隔がシムにより調整され、出
力軸と軸部材との軸間距離が変わって、バックラッシュ
が調整される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、シムを使用
してバックラッシュを調整するものでは、ウォームハウ
ジングを外した後に、使用されていたシムを適厚のシム
と交換し、再度ウォームハウジングを取り付けるため、
その調整作業には時間がかかり、場合によっては適正な
バックラッシュを得るために、ウォームハウジングの取
外し・取付けおよびシムの交換を複数回繰り返さなけれ
ばならないこともあり、バックラッシュ調整の作業性は
良好とはいえないものであった。また、厚さの異なる複
数のシムを用意する必要があることから、部品点数が増
え、コスト高を招来していた。さらに、予め設定された
厚さを持つシムによる調整では、バックラッシュの調整
幅はシムの厚さに依存した段階的なものとなり、適正な
バックラッシュに調整する点では、改善の余地のあるも
のであった。

【０００７】本願発明は、斯かる点に鑑みてなされたも
のであって、その目的とする処は、ウォームギヤ装置に
おいて、バックラッシュ調整の作業性が良好で、適正な
バックラッシュが確実にしかも容易に得られ、さらに部
品点数およびコストの削減が可能なバックラッシュの調
整構造を供する点にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段及び作用効果】上記目的を
達成するために、本請求項１記載の発明は、ウォームが
形成されたウォーム軸が回転自在に保持されたウォーム
側ハウジングと、前記ウォームと噛合するウオームホイ
ールが回転自在に保持されるウォームホイール側ハウジ
ングとが、前記ウオームホイールの回転軸線に垂直な合
わせ面で合わされて互いに締結されるウォームギヤ装置
であって、前記ウォーム側ハウジングと前記ウォームホ
イール側ハウジングとを前記ウオームホイールの回転軸
線に平行な旋回中心軸を中心に相対的に旋回して前記ウ
ォームと前記ウォームホイールとの相対噛合い位置を調
整可能であるウォームギヤ装置とした。

【０００９】バックラッシュの調整にあたり、ウォーム
側ハウジングとウォームホイール側ハウジングとを、ウ
オームホイールの回転軸線に平行な旋回中心軸を中心に
ウオームホイールの回転軸線に垂直な合わせ面に沿って
相対的に旋回させることで、ウォームとウォームホイー
ルとの相対噛合い位置を連続的に変化させることができ
る。その結果、ウォームとウォームホイールとの歯面間
の距離が連続的に変化し、ウォームギヤのバックラッシ
ュの連続的調整が簡単にできる。

【００１０】バックラッシュ調整用のシム等を使用せ
ず、部品点数も少なく、調整の作業性も良好で、コスト
削減ができるとともに、バックラッシュを連続的に調整
できるため、適正なバックラッシュが確実に、かつ簡単
に得られる。

【００１１】請求項２記載の発明は、請求項１記載のウ
ォームギヤ装置において、前記ウォーム側ハウジング
は、前記ウォームを覆うとともに前記ウォームホイール
の少なくとも外周を囲い、前記ウォームホイール側ハウ
ジングは、前記ウォームホイールの回転軸を軸支して前
記ウォームホイールの一側面を覆うことを特徴とする。

【００１２】ウォームホイールに対してその外周にウオ
ームが配置されて互いに噛合するので、このウオームを
覆うウォーム側ハウジングをウォームホイール側に延出
してその少なくとも外周を囲うようにし、ウォームホイ
ール側ハウジングはウォームホイールの回転軸を軸支し
ウォームホイールの一側面を覆う構成とすることで、各
ハウジングの形状を簡素化し、合わせ面の接合面積も大
きくとれて互いの締結を確実にすることができる。

【００１３】請求項３記載の発明は、請求項２記載のウ
ォームギヤ装置において、前記ウォームホイールの外周
部で複数のネジにより前記ウォーム側ハウジングと前記
ウォームホイール側ハウジングとを互いに締結すること
を特徴とする。

【００１４】ウォームホイールの少なくとも外周を囲う
ウォーム側ハウジングを、その外周部で複数のネジによ
りウォームホイール側ハウジングと締結するので、確固
とした締結をすることができる。

【００１５】請求項４記載の発明は、請求項１から請求
項３までのいずれかの項記載のウォームギヤ装置におい
て、前記旋回中心軸には前記ウォーム側ハウジングと前
記ウォームホイール側ハウジングとを互いに締結するネ
ジが設けられていることを特徴とする。

【００１６】ウォーム側ハウジングとウォームホイール
側ハウジングとを互いに締結するネジの１つを旋回中心
軸に設けることで、ネジを緩めた状態で両ハウジングを
互いに旋回させてバックラッシュの連続的な調整をする
ことができ、調整後そのままネジを締め付けることで両
者を締結することができ、作業性がより向上する。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下本発明に係る一実施の形態に
ついて図１ないし図６に基づき説明する。図１は、本出
願発明のウォームギヤ装置が適用される電動パワーステ
アリング装置の概略全体図である。

【００１８】図１に示されるように、電動パワーステア
リング装置１は、車両の左右方向（図１における左右方
向と一致している）に略水平に延びる筒状のラック軸ハ
ウジング２と、ラック軸ハウジング２の右端部に形成さ
れた主ピニオンハウジング３と、ラック軸ハウジング２
の左端部に形成された補助ピニオンハウジング４とから
構成されるステアリングギヤボックスを備えている。

【００１９】ラック軸ハウジング２内には、ラック軸５
がその軸方向である左右方向に移動自在に収容されてい
る。ラック軸ハウジング２の両端の開口から突出したラ
ック軸５の左右両端部は、それぞれ防塵用ブーツ６によ
り覆われたボールジョイント７を介してタイロッド８に
連結されている。

【００２０】図２に図示されるように、ラック軸ハウジ
ング２に対して上下方向に延びている主ピニオンハウジ
ング３は、ラック軸ハウジング２と一体成形された下部
ハウジング3aと、下部ハウジング3aにボルト結合された
上部ハウジング3bとからなる。

【００２１】上部ハウジング3bには、操舵力が加えられ
るステアリングホイールからの操舵トルクが入力される
入力軸９が軸受10により回転自在に保持されて収容され
ており、下部ハウジング3aには、入力軸９とトーション
バー11を介して連結された第１出力軸12が一対の軸受1
3，14を介して回転自在に保持されて収容されている。
したがって、入力軸９と第１出力軸12は、トーションバ
ー11に生じる捩れの範囲で、回転方向の相対的な変位が
可能である。

【００２２】また、上部ハウジング3b内には、運転者が
ステアリングホイールに加えた操舵力により発生するト
ーションバー11の捩れの大きさに基づいて操舵トルクを
検出する操舵トルクセンサ15が設けられている。

【００２３】下部ハウジング3a内では、第１出力軸12に
形成されたピニオン12aが、ラック軸５に形成された一
連の第１ラック歯5aと噛合する。また、下部ハウジング
3aに形成された筒部内に摺動自在に嵌合するラック軸ガ
イド16が、スクリュ17との間に装着されたスプリング18
に付勢されて、第１ラック歯5aがピニオン12aと噛合す
る方向にラック軸５の背後を押圧している。なお、スク
リュ17を設定位置に固定するためのロックナット19がス
クリュ17の外周に螺合される。

【００２４】ラック軸ハウジング２の左部分は別体のラ
ック軸ハウジング２ａを連結したもので、補助ピニオン
ハウジング４は、図３に示すようにラック軸ハウジング
２ａがウォームホイール側ハウジング31を一体に形成し
ており、同ウォームホイール側ハウジング31と、その上
に重ねられるウォーム側ハウジング32と、さらにウォー
ム側ハウジング32の上に被せられるカバー33とで構成さ
れる。

【００２５】斯かる補助ピニオンハウジング４の内部に
操舵補助力を発生する電動モータ35の回転を減速して伝
達するウォーム36とウォームホイール37とで構成される
ウォームギヤからなる減速機構が収容される。

【００２６】図４を参照してウォームホイール側ハウジ
ング31には、ラック軸５に形成された一連の第２ラック
歯５ｂと噛合するピニオン歯40ａが形成された第２出力
軸40が一対の軸受41，42により回転自在に保持されて収
容されている。

【００２７】この第２出力軸40のピニオン歯40ａより上
方の部分は、ウォームホイール側ハウジング31より上方
に突出しており、この上部にウォームホイール37が所定
の滑りトルクを設定されて圧入されている。したがって
ウォームホイール37は、ウォームホイール側ハウジング
31に第２出力軸40を介して回転自在に片持ちで支持され
る。

【００２８】ウォームホイール側ハウジング3１は、ウ
ォームホイール37の下側面に沿って水平な略円形をした
上端面がウォーム側ハウジング32との合わせ面31ａであ
り（図３参照）、よって同合わせ面31ａはウォームホイ
ール37の回転中心軸である第２出力軸40に垂直な面であ
る。この合わせ面の周囲４ヵ所に雌ネジが形成された取
付ボス部31ｂが設けられている。

【００２９】図４に示すようにウォームホイール側ハウ
ジング31の下部に形成された筒部31ｃ内に摺動自在に嵌
合するラック軸ガイド43がスクリュ44との間に装着され
たスプリング45により付勢されて、第２ラック歯５ｂを
背後から押圧してピニオン歯40ａに噛合させている。な
おスクリュ44を設定位置に固定するためのロックナット
46がスクリュ44に螺合している。

【００３０】ウォームホイール側ハウジング31の上端合
わせ面31ａに対応して合わせ面32ａを有するウォーム側
ハウジング32は、ウオームホイール37の外周を囲う円環
部32ｂと同円環部32ｂの一部に接線方向に接するように
形成されたウォーム36を収容する筒部32ｃとが一体に形
成されており、円環部32ｂの環状の下端面及び筒部32ｃ
の下面が合わせ面32ａを形成している。

【００３１】ウォーム側ハウジング32の円環部32ｂの上
端面は水平な下面の合わせ面に対してある角度を持った
傾斜面32ｄを形成しており、傾斜面32ｄの高い方の上下
幅が大きい部分に筒部32ｃが円環部32ｂ側を開口して形
成され、低い方の上下幅は小さく薄い形状をしている。

【００３２】図５に示すようにウォーム側ハウジング32
の筒部32ｃにウォーム36が収容され、そのウォーム36が
形成されたウォーム軸36ａが軸受51，52を介して回転自
在に軸支され、筒部32ｃの開口端部に電動モータ35がボ
ルト結合され、該電動モータ35の駆動軸35ａが同軸にウ
ォーム軸36ａに連結されている。

【００３３】そして円環部32ｂの外周面の３ヵ所に前記
３つの取付ボス部31ｂと対応する取付ボス部32ｅが膨出
形成され、筒部32ｃの外面の1ヵ所に残りの取付ボス部3
1ｂと対応する取付ボス部32ｆが膨出形成されている。

【００３４】取付ボス部32ｆはボルトが貫通する円孔が
穿孔されているが、その他の３つの取付ボス部32ｅには
取付ボス部32ｆの円孔を中心とする円弧状をした長孔が
穿設されている。

【００３５】したがって第２出力軸40を介して上方に露
出してウォームホイール37を保持したウォームホイール
側ハウジング31に、電動モータ35が結合され筒部32ｃに
ウォーム36を軸支したウォーム側ハウジング32を、対応
する取付ボス部を対向させて互いの合わせ面31ａ，32ａ
を合わせると、ウォームホイール37とウォーム36が噛み
合う。

【００３６】そしてウォーム側ハウジング32の取付ボス
部32ｆの円孔にボルト53を貫通させ、ウォームホイール
側ハウジング31の取付ボス部31ｂの雌ネジに螺合し、ウ
ォーム側ハウジング32の他の３つの取付ボス部32ｅの長
孔にそれぞれボルト54を貫通させ、ウォームホイール側
ハウジング31の取付ボス部31ｂの雌ネジに螺合する。

【００３７】水平な合わせ面31ａ，32ａに対して垂直な
１本のボルト53と３本のボルト54を緩めた状態で、ウォ
ームホイール側ハウジング31に対してウォーム側ハウジ
ング32をボルト53を中心軸に相対的に合わせ面31ａ，32
ａに沿って旋回することができる。

【００３８】３本のボルト54が貫通するウォーム側ハウ
ジング32の取付ボス部32ｅの円弧状の長孔の円弧幅分ウ
ォームホイール側ハウジング31に対してウォーム側ハウ
ジング32をボルト53を中心軸に相対的に旋回可能であ
る。

【００３９】ウォームホイール37を保持したウォームホ
イール側ハウジング31に対してウォーム36を軸支したウ
ォーム側ハウジング32をボルト53を中心軸に相対的に旋
回するので、ウォーム36とウォームホイール37との相対
位置を連続的に変化させることができ、よってウォーム
36とウォームホイール37との歯面間の距離が連続的に変
化し、ウォームギヤのバックラッシュの連続的調整がで
きる。

【００４０】バックラッシュ調整用のシム等を使用せ
ず、部品点数も少なく、調整の作業性も良好で、コスト
削減ができるとともに、バックラッシュを連続的に調整
できるため、適正なバックラッシュが確実に、かつ簡単
に得られる。

【００４１】ウォーム側ハウジング32の円環部32ｂはウ
ォームホイール37の外周を囲うだけで、その傾斜面32ｄ
をなす上端開口からウォームホイール37が露出している
ので、このウォームホイール37の露出部をカバー33が覆
う。

【００４２】図３に示すようにカバー33は、有底円筒状
部材を円形底壁を上にしてウォーム側ハウジング32の上
端傾斜面に平行に斜めに切断した扁平な形状をしてい
る。このカバー33の円筒部外径はウォーム側ハウジング
32の円環部32ｂの内径に等しく、傾斜した下端開口端面
の周方向の４ヵ所略等間隔位置から係止片33ａが下方へ
延びており、各係止片33ａの下端に係止爪33ｂが形成さ
れている。

【００４３】ウォームホイール側ハウジング31及びウォ
ーム側ハウジング32が金属製であるのに対してカバー33
は樹脂製であり、軽量であるとともに弾性を有し、４本
の係止片33ａを内側に弾性変形させてウォーム側ハウジ
ング32の円環部32ｂに嵌合し、各係止片33ａの係止爪33
ｂを円環部32ｂの内周面に形成された凹部32ｇに係止さ
せる（図３，図６参照）。こうしてカバー33がウォーム
ホイール37の上面および側面を覆う。

【００４４】以上のようにウォームホイール37を第２出
力軸40の軸支により保持するウォームホイール側ハウジ
ング31及びウォーム36を軸支するウォーム側ハウジング
32は、強度を要求されるので金属製としているが、強度
を要求されない部分のカバー33は樹脂製として副ピニオ
ンハウジング４の全体の重量を可及的に軽量化してい
る。このように必要な部位の強度は確保した上で、軽量
化及びコストの低減を図ることができる。

【００４５】前記したように当初副ピニオンハウジング
４を組立てるのに、ボルト53を中心軸にウォームホイー
ル側ハウジング31に対してウォーム側ハウジング32を相
対的に旋回してウォーム36とウォームホイール37との相
対位置を連続的に変化させウォームギヤのバックラッシ
ュの連続的調整をすることができ、調整後ボルト53及び
他の３つのボルト54を締め付けウォームホイール側ハウ
ジング31とウォーム側ハウジング32を締結しウォームギ
ヤのバックラッシュを最適に固定することができる。

【００４６】長時間の使用によりウォームギヤの歯面が
摩耗してバックラッシュが増加した際にも、４本のボル
ト53，54を緩め、ボルト53を中心軸にウォームホイール
側ハウジング31に対してウォーム側ハウジング32を相対
的に旋回してウォームギヤのバックラッシュを再調整す
ることができる。

【００４７】このようにウォームホイール側ハウジング
31からウォーム側ハウジング32を取り外すことなく簡単
にウォームギヤのバックラッシュを再調整することがで
き、バックラッシュを適正に管理することが容易にでき
る。したがって部品点数が少なく製造コストが安いとと
もに、使用中のメンテナンス性にも優れている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る電動パワーステア
リング装置の概略全体図である。

【図２】図１のII−II線断面図である。

【図３】副ピニオンハウジングの分解斜視図である。

【図４】図１のIV−IV線断面図である。

【図５】図４のＶ−Ｖ線断面図である。

【図６】カバーのウォーム側ハウジングへの係止状態を
示す断面図である。

【符号の説明】

１…電動パワーステアリング装置、２…ラック軸ハウジ
ング、３…主ピニオンハウジング、４…補助ピニオンハ
ウジング、５…ラック軸、６…防塵用ブーツ、７…ボー
ルジョイント、８…タイロッド、９…入力軸、10…軸
受、11…トーションバー、12…出力軸、13，14…軸受、
15…操舵トルクセンサ、16…ラック軸ガイド、17…スク
リュ、18…スプリング、19…ロックナット、31…ウォー
ムホイール側ハウジング、32…ウォーム側ハウジング、
33…カバー、35…電動モータ、36…ウォーム、37…ウォ
ームホイール、40…第２出力軸、41，42…軸受、43…ラ
ック軸ガイド、44…スクリュ、45…スプリング、46…ロ
ックナット、51，52…軸受、53，54…ボルト。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3D033 CA04 CA16 3J009 DA08 DA13 EA06 EA19 EA32 EB24 FA08 3J030 AB01 BA03 CA10

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ウォームが形成されたウォーム軸を回転
   自在に保持するウォーム側ハウジングと、前記ウォーム
   と噛合するウオームホイールを回転自在に保持するウォ
   ームホイール側ハウジングとが、前記ウオームホイール
   の回転軸線に垂直な合わせ面で合わされて互いに締結さ
   れるウォームギヤ装置であって、 前記ウォーム側ハウジングと前記ウォームホイール側ハ
   ウジングとを前記ウオームホイールの回転軸線に平行な
   旋回中心軸を中心に相対的に旋回して前記ウォームと前
   記ウォームホイールとの相対噛合い位置を調整可能であ
   ることを特徴とするウォームギヤ装置。
2. 【請求項２】 前記ウォーム側ハウジングは、前記ウォ
   ームを覆うとともに前記ウォームホイールの少なくとも
   外周を囲い、 前記ウォームホイール側ハウジングは、前記ウォームホ
   イールの回転軸を軸支して前記ウォームホイールの一側
   面を覆うことを特徴とする請求項１記載のウォームギヤ
   装置。
3. 【請求項３】 前記ウォームホイールの外周部で複数の
   ネジにより前記ウォーム側ハウジングと前記ウォームホ
   イール側ハウジングとを互いに締結することを特徴とす
   る請求項２記載のウォームギヤ装置。
4. 【請求項４】 前記旋回中心軸には前記ウォーム側ハウ
   ジングと前記ウォームホイール側ハウジングとを互いに
   締結するネジが設けられていることを特徴とする請求項
   １から請求項３までのいずれかの項記載のウォームギヤ
   装置。