JP2008081060A - パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ウォームホイールとウォームシャフトとの各歯部間の適切な噛み合い状態を確保しつつ、ウォームシャフトと前記軸受の内輪との干渉音を防止する。
【解決手段】このパワーステアリング装置は、ハウジング１２内に収容されたウォームシャフト１４と、該ウォームシャフトと噛合するウォームホイール１５と、ウォームシャフトの下端部を回転自在に保持する第１軸受１７と、ウォームシャフトの下端部を弾持しつつ、ウォームホイール側から付与される押圧力を吸収あるいは緩衝する弾性機構２１と、を備えている。この弾性機構を、第１軸受の外周側に配設されて所定の弾性特性を有するほぼ円環状の第１弾性部材２２と、第１軸受１７の内周側に配設され、前記第１弾性部材よりも大きい弾性特性を有するほぼ円環状の第２弾性部材２３と、によって構成し、該弾性機構全体を非線形な弾性特性を有する構造とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば車両用の電動パワーステアリング装置に関し、減速機構におけるギヤ間のバックラッシ調整が可能なパワーステアリング装置に関する。

従来のパワーステアリング装置としては、例えば、操舵軸の外周側に設けられたウォームホイールと、該ウォームホイールと噛合すると共に一端部が電動モータに連結されたウォームシャフトと、からなる減速機構と、を備え、前記減速機構を介して伝達される電動モータの駆動力によって、操舵軸の回転トルクに応じて操舵力をアシストする電動パワーステアリング装置が知られている。

このような電動パワーステアリング装置にあっては、前記ウォームホイールとウォームシャフトの各歯部間のバックラッシが大きい場合に、車輪から伝達される振動によってウォームホイールとウォームシャフトの歯打音が発生してしまうという問題があり、この問題を解決するために、例えば以下の特許文献１に記載された前記減速機構のバックラッシを調整可能なパワーステアリング装置が提案されている。

このパワーステアリング装置は、ハウジング内においてウォームホイールの接線方向であって前記電動モータの軸方向に沿って貫通形成されたシャフト収容部内に、前記ウォームシャフトの他端部を回転自在に支持する軸受と、該軸受を軸方向一端側（電動モータ側）に付勢する付勢部材と、該付勢部材を軸受に押し付けて付勢力を調整する調整ねじと、前記シャフト収容部における軸方向他端部の内周面に形成された溝内に収容保持され、径方向への締め付け力によって前記軸受を介してウォームシャフトの他端部を押圧してウォームホイールに対する噛み合い方向へ偏倚させるＯリングと、を備えている。

このような構成から、前記軸受を前記調整ねじの進退量によって前記付勢部材の付勢力を調整すると共に、Ｏリングの線径や外径を変更して弾性力を調整することにより、ウォームシャフトの噛み合い方向への偏倚量が調整されて、ウォームホイールとウォームシャフトの各歯部間のバックラッシを調整できるようになっている。
特開２００２−５１８２４２号公報（Ｆｉｇ．１参照）

ところで、前記従来のパワーステアリング装置のＯリングは、ウォームシャフトとウォームホイールの各歯部間のバックラッシ調整を目的として設けられていることから、通常、前記各歯部間の滑らかな噛み合い状態を確保するために、撓み特性が大きい、すなわち比較的小さな弾性力を有する弾性特性に設定されている。

しかしながら、前記ウォームシャフトには、走行中の路面の凹凸などによって車輪を介して比較的大きな荷重が入力される場合があり、これによってウォームシャフトとウォームホイールとの間に瞬間的に大きな噛み合い力が発生してしまう。そうすると、前述のようなＯリングの小さな弾性力では対応しきれず、該Ｏリングが最大変形状態となってしまい、前記シャフト収容部の内周面と前記軸受のアウターレース（外輪）とが干渉し、これに基づいて振動や衝突音が発生してしまうおそれがある。

一方、この問題を解消するために、前記Ｏリングを比較的大きな弾性力を有する弾性特性に設定した場合には、該Ｏリングは弾性変形しにくくなってしまうことから、ウォームホイールが熱膨張した場合など、前記各歯部間に発生する噛み合い力の増加量が小さい場合には、Ｏリングがほとんど弾性変形せず、前記噛み合い力を充分に吸収することができない。これによって、適切なバックラッシ調整を行うことができずに、操舵フィーリングの悪化を招来してしまう。

すなわち、前記従来のパワーステアリング装置にあっては、前記Ｏリングを一つ備えているのみで、弾性特性が線形的になってしまっているため、前述のように必要な弾性力が全く異なるバックラッシの調整と外部入力荷重の緩衝とを同時に満足することができないという問題があった。

本発明は、このような技術的課題に着目して案出されたものであって、ウォームホイールとウォームシャフトとの各歯部間の適切な噛み合い状態を確保しつつ、ウォームシャフトと前記軸受のインナーレースとの干渉音を防止し得るパワーステアリング装置を提供するものである。

請求項１に記載の発明は、操舵軸に連係されたウォームホイールと、ハウジング内に収容されて、前記ウォームホイールと噛合するウォームシャフトと、該ウォームシャフトの一端部を回転自在に支持する軸受と、を備え、前記ハウジングと前記軸受との間に第１弾性部材を設けると共に前記ウォームシャフトと前記軸受との間に第２弾性部材を設け、第１弾性部材及び第２弾性部材は、相互に異なる弾性特性を有することを特徴としている。

この発明によれば、弾性特性の異なる前記各弾性部材を組み合わせて前記ウォームシャフトの一端部を弾持したことにより、その弾性特性を非線形、つまり段階的な特性とすることができ、前記ウォームホイールによって押圧されたときのウォームシャフトの変位量が小さい範囲では、弾性力の小さい一方の弾性部材による比較的小さな弾性力によってウォームシャフトをウォームホイール側に押圧し、前記変位量が大きい範囲では、弾性力の大きい他方の弾性部材によって大きな弾性力を発生することが可能となっている。これによって、熱膨張に伴う小さな荷重変化及び路面など外部から入力される大きな荷重変化の双方に対応することができる。

請求項２に記載の発明は、操舵軸に連係されたウォームホイールと、ハウジング内に収容されて、前記ウォームホイールと噛合するウォームシャフトと、該ウォームシャフトの一端部を回転自在に支持する軸受と、該軸受と前記ハウジングとの間又は前記軸受と前記ウォームシャフトとの間のいずれか一方に設けられ、それぞれ異なる弾性特性を有する第１弾性部材及び第２弾性部材と、を備えたことを特徴としている。

この発明は、前記請求項１に記載の発明における前記第１弾性部材及び第２弾性部材の配置を変更したものであって、前記両弾性部材を、前記軸受と前記ハウジングとの間又は前記軸受と前記ウォームシャフトとの間のいずれか一方に設けたものである。この発明にあっても、前記請求項１に記載の発明と同様の作用効果を奏することができる。

請求項３に記載の発明は、操舵軸に連係されたウォームホイールと、ハウジング内に収容されて、前記ウォームホイールと噛合するウォームシャフトと、該ウォームシャフトの一端部を回転自在に支持する軸受と、該軸受と前記ハウジングとの間又は前記軸受と前記ウォームシャフトとの間のいずれか一方に設けられ、相互に異なる弾性特性からなる第１弾性部及び第２弾性部を有する弾性部材と、を備えたことを特徴としている。

この発明は、一つの弾性部材に相互に異なる弾性特性を有する前記第１弾性部及び第２弾性部を設けて、この弾性部材を、前記軸受と前記ハウジングとの間又は前記軸受と前記ウォームシャフトとの間のいずれか一方に設けたものである。この発明にあっても、前記請求項１に記載の発明と同様の作用効果を奏することができることは勿論、組付部品点数が低減されることから、組立作業性の向上を図ることができる。

以下、本発明に係るパワーステアリング装置の各実施の形態を図面に基づいて詳述する。なお、各実施の形態では、このパワーステアリング装置を、例えば車両のラックピニオン式のパワーステアリング装置に適用したものを示している。

図１〜図５は本発明のパワーステアリング装置の第１の実施形態を示し、このパワーステアリング装置は、図５に示すように、ステアリングホイール１に連係された入力軸２と、該入力軸２に図外のトーションバーを介して同軸線上に相対回転可能に連結され、先端側にピニオンギヤが形成された出力軸３と、該出力軸３のピニオンギヤと噛合するラックギヤが軸方向の所定範囲に形成されたラック軸４と、該ラック軸４の両端部と各車輪ＷＬ，ＷＲに連結されたナックル６，６を連結するタイロッド５，５と、を備えている。

そして、ステアリングホイール１を回転させると、これに同期して入力軸２が回転することによって前記トーションバーが捩られて、このトーションバーの弾性力により入力軸２に追従して出力軸３が回転する。そうすると、ラックピニオン構造により前記出力軸３の回転運動がラック軸４の直線運動に変換されることから、該ラック軸４が左右方向へ移動するため、タイロッド５，５を介してナックル６，６が左右に引っ張られ、両車輪ＷＬ，ＷＲが操舵されるようになっている。

また、前記パワーステアリング装置は、前記入力軸２と出力軸３の接続部外周側に設けられたハウジング１２と、該ハウジング１２内に収容されて、入力軸２と出力軸３の相対回転変位量によって操舵トルクを検出するトルクセンサ７と、該トルクセンサ７の検出結果に基づいて補助トルクを付与する電動モータ８と、該電動モータ８の駆動力を該出力軸３に伝達する減速機構１１と、を備え、入力軸２の操舵トルクに応じた補助トルクを出力軸３に付与することによって操舵力をアシストしている。

前記減速機構１１は、図４に示すように、前記電動モータ８の駆動軸９の図中下端部に連結され、軸方向の所定範囲に歯部（ウォーム）１３ａが形成されたウォームシャフト１３と、前記出力軸３の外周部に係合固定され、外周に前記ウォームシャフト１３の歯部１３ａに噛合する歯部１４ａを有するウォームホイール１４と、によって構成されている。

そして、前記ハウジング１２には、前記電動モータ８の駆動軸９の同軸線上に貫通形成されて、ウォームシャフト１３を収容するシャフト収容部１５と、周方向の所定の範囲が前記シャフト収容部１５に臨むように形成され、前記ウォームホイール１４を収容するギヤ収容部１６と、が設けられている。

前記ウォームシャフト１３は、一端部である図４中の下端部が前記シャフト収容部１５の下端側の開口端部に収容された第１軸受１７によって回転自在に支持されている一方、上端部がシャフト収容部１５の上端側の開口端部に収容された第２軸受１８によって回転自在に支持されている。

また、前記ウォームシャフト１３の下端部には、前記第１軸受１７の軸方向内側（図４中の上方）への移動を規制するほぼ円環状の規制部１３ｂが径方向外側へ突設されていると共に、ウォームシャフト１３の下端面から軸方向に沿ってねじ孔１３ｃが形成され、該ねじ孔１３ｃ内にはボルト１９が螺着されている。これによって、第１軸受１７は、前記規制部１３ｂ及びボルト１９の頭部によってウォームシャフト１３の下端部に挟持状態に固定されている。

前記シャフト収容部１５の下端側の開口端部には、下方へ段差状に拡径された大径部１５ａが形成されていて、該大径部１５ａ内に前記第１軸受１７が収容されると共に、開口部がほぼ有蓋円筒状の栓部材２０によって閉塞されている。そして、この大径部１５ａには、ウォームシャフト１３の歯部１３ａとウォームホイール１４の歯部１４ａが噛合することにより発生する噛み合い力（抵抗）を吸収する弾性機構２１が設けられている。

この弾性機構２１は、図１に示すように、前記第１軸受１７の外周側に設けられて、所定の弾性係数に設定された第１弾性部材２２と、第１軸受１７の内周側に設けられて、前記第１弾性部材２２よりも大きい弾性係数に設定された第２弾性部材２３と、を備え、図２に示すような弾性モデルを構成している。なお、本実施の形態では、前記第１、第２弾性部材２２，２３は、周知のＯリングによって構成されている。

前記第１弾性部材２２は、前記シャフト収容部１５の大径部１５ａの内周面に周方向に沿って切欠形成された第１環状溝２４内に嵌着保持され、前記第１軸受１７の外周面に弾接するように設けられている。すなわち、前記第１環状溝２４の底面から第１軸受１７の外周面までの距離Ｌ１が第１弾性部材２２の線径よりも小さくなるように設定され、第１弾性部材２２が所定の弾性力によって第１軸受１７の外周面を常時押圧するようになっている。

一方、前記第２弾性部材２３は、前記ウォームシャフト１３の下端部の外周面に周方向に沿って切欠形成された第２環状溝２５内に嵌着保持されており、その線径が前記第２環状溝２５の底面から第１軸受１７の内周面までの距離Ｌ２よりも小さくなるように設定されることによって、所定の弾性力によって第１軸受１７の内周面を常時押圧するようになっている。

また、前記第１軸受１７と前記シャフト収容部１５の大径部１５ａの内周面との間には隙間Ｃ１が設けられている一方、第１軸受１７とウォームシャフト１３の外周面との間には隙間Ｃ２が設けられており、前記第１弾性部材２２及び第２弾性部材２３におけるそれぞれの径方向の変形代が確保されている。なお、シャフト収容部１５の大径部１５ａの内周面と第１軸受１７の外周面の隙間Ｃ１は、ウォームシャフト１３の外周面と第１軸受１７の内周面の隙間Ｃ２よりも若干大きく設定され、弾性係数が小さく変形量の大きい第１弾性部材２２の変形代がより大きく確保されている。

次に、本実施の形態に係るパワーステアリング装置の特徴的な作用について、図１〜図４に基づいて説明する。

前記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１３には、図４に示すように、前記ウォームホイール１４が熱膨張することによって、ウォームシャフト１３の歯部１３ａとウォームホイール１４の歯部１４ａとの噛み合い力が増大し、これに基づいてウォームホイール１４の径方向外側へ作用する比較的小さな押圧力Ｆｗと、走行中の路面の段差などから前記各車輪ＷＬ，ＷＲを介して入力された外力によって前記各歯部１３ａ，１４ａ間の噛み合い力が著しく増大し、これに基づいてウォームホイール１４の径方向外側へ作用する比較的大きな押圧力Ｆｓと、の主として大小二種類に大別される押圧力がウォームホイール１４側から付与されることがある。

そこで、ウォームシャフト１３がウォームホイール１４の熱膨張によって図１中の破線で示す方向へ前記押圧力Ｆｗを受けた場合には、かかる方向へウォームシャフト１３が小さく偏倚することから、図３に示すように、撓み特性の大きい、すなわち弾性係数の小さい第１弾性部材２２が径方向に比較的大きく潰れ変形（弾性変形）する一方、撓み特性の小さい、すなわち弾性係数の大きい第２弾性部材２３は比較的小さく弾性変形する。

そして、それぞれ弾性変形した前記第１、第２弾性部材２２，２３は、図１に示すように、これらの弾性変形に基づくそれぞれの復元力（弾性力）ｆ１，ｆ２によって、各弾性部材２２，２３の潰れ方向と反対側の図１中の実線で示す方向へウォームシャフト１３を弾性的に押圧する。これによって、前記各弾性力ｆ１，ｆ２の合力と前記押圧力Ｆｗとがつり合い状態となるため、熱膨張に伴う噛み合い力の増大分を吸収することができる。この結果、前記各歯部１３ａ，１４ａ間の噛み合い力の増大に伴う噛み合い摩擦（抵抗）の増加を防止することが可能となり、これに起因する操舵フィーリングの悪化を防止することができる。

一方、ウォームシャフト１３が走行中の路面の段差などから入力された外力によって図１中の破線で示す方向へ前記押圧力Ｆｓを受けた場合には、ウォームシャフト１３がウォームホイール１４の径方向外側へ大きく偏倚することから、図３に示すように、第１、第２弾性部材２２，２３がそれぞれ径方向に潰れ変形するものの、弾性係数の小さい第１弾性部材２２は潰れ変形し尽くして最大変形状態（図３中の点Ｍ１）となってしまう。これにより、前記シャフト収容部１５の大径部１５ａの内周面と前記第１軸受１７の外周面との間の隙間Ｃ１がゼロとなることから、シャフト収容部１５の大径部１５ａの内周面と第１軸受１７の外周面とが当接することとなる（図３中の点Ｍｏ）。

そして、この時点ではまだ前記弾性力ｆ１，ｆ２の合力と前記押圧力Ｆｓとがつり合い状態となっていないことから、第１軸受１７がシャフト収容部１５の大径部１５ａの内周面に圧接した状態で、ウォームシャフト１３の下端部が図１中の破線で示す方向へさらに偏倚することとなり、変形代が残存する第２弾性部材２３がさらに径方向へ潰れ変形する。これにより、前記第２弾性部材２３の弾性力ｆ２がさらに増大して、ウォームシャフト１３を図１中の実線で示す方向へより強く押圧することとなる。

こうして、図３に示すように前記押圧力Ｆｓが第２弾性部材２３の最大変形点Ｍ２より小さい場合には、第２弾性部材２３の弾性力ｆ２が増大することによって、やがて両弾性部材２２，２３の弾性力ｆ１，ｆ２の合力と前記押圧力Ｆｓとがつり合い状態となり、大きな外部入力に伴う噛み合い力の増大分を吸収することができる。この結果、ウォームシャフト１３の下端部外周面と第１軸受１７の内周面との衝突を回避することが可能となり、これに起因する振動や騒音を防止することができる。

また、前記押圧力Ｆｓが過度に大きい場合、すなわち第２弾性部材２３の最大変形点Ｍ２を超えてしまった場合には、第２弾性部材２３が最大変形しても両弾性部材２２，２３の弾性力ｆ１，ｆ２の合力は押圧力Ｆｓに対して平衡状態とならないことから、ウォームシャフト１３の下端部外周面が第１軸受１７の内周面に当接することとなる（図３中の点Ｍｉ）。しかしながら、前記各弾性部材２２，２３の弾性力ｆ１，ｆ２の合力によって、ウォームシャフト１３と第１軸受１７との衝突が緩衝され、少なくとも両者の強衝突を回避することができる。この結果、ウォームシャフト１３の下端部外周面と第１軸受１７の内周面とが当接する際の振動や騒音の発生が抑制される。

このようにして、前記弾性機構２１は、前記ウォームホイール１４の熱膨張による押圧力などの比較的小さい押圧力Ｆｗに対しては、主として弾性係数の小さい第１弾性部材２２の小さな弾性力ｆ１によって前記押圧力Ｆｗを吸収し、走行中の路面の段差などからの大入力などの比較的大きい押圧力Ｆｓに対しては、主として弾性係数の大きい第２弾性部材２３の大きな弾性力ｆ２によって前記Ｆｓを吸収あるいは緩衝することが可能となっており、ウォームホイール１４側から付与される大小幅広い押圧力（噛み合い力）に対応することができる。

したがって、この実施の形態によれば、前記パワーステアリング装置は、前記弾性機構２１を弾性特性の異なる前記第１、第２弾性部材２２，２３を組み合わせた構造としたため、ウォームシャフト１３の下端部を弾持する弾性系の弾性特性を非線形、つまり大小二段階の段階的な特性とすることが可能となり、熱膨張に伴う小さな荷重変化及び路面など外部から入力される大きな荷重変化の双方に対応することができる。

また、前記弾性機構２１の弾性特性を大小二段階の段階的な特性としたことによって、弾性特性の設定の自由度を拡大させることができるため、前記減速機構１１の駆動時におけるウォームシャフト１３とウォームホイール１４の各歯部１３ａ，１４ａ間の通常の噛み合い力に対しても、該噛み合い力に応じて最適な弾性力によってウォームシャフト１３を保持することができる。しかも、前記弾性機構２１によってウォームシャフト１３の下端部を常時弾持する構造としたために、前記噛み合い力に対して常時つり合い状態を保つことが可能となり、前記各歯部１３ａ，１４ａ間の連続的で滑らかな噛み合い状態が得られる。

図６は本発明の第２の実施の形態を示し、前記第１の実施の形態における第１、第２弾性部材２２，２３を変更したものであり、前記第１、第２環状溝２４，２５の溝幅を拡幅すると共に、前記各弾性部材２２，２３を、それぞれ樹脂材料によって前記第１軸受１７とほぼ同じ軸方向長さを有する円筒形状に形成したものである。

したがって、この実施の形態によれば、前記第１の実施の形態と同様の作用効果が得られるのは勿論のこと、前記各弾性部材２２，２３によって第１軸受１７の内周面及び外周面の全体を押圧することが可能となるため、ウォームシャフト１３を、該ウォームシャフト１３の歯部１３ａとウォームホイール１４の歯部１４ａとの噛み合い方向へ安定して押圧することができる。

また、前記各弾性部材２２，２３を、円筒状に形成したことによってほぼ円環状のものと比べて断面積を大きく確保することができ、さらに樹脂材料によってゴム材料よりも強固に形成することが可能となるため、大きな弾性力を得ることは勿論のこと、引張や剪断に対する耐久性を向上させることができる。

図７は第３の実施の形態を示し、前記第１の実施の形態の第１弾性部材２２と前記第２の実施の形態の第２弾性部材２３とを組み合わせたものであって、前記第２環状溝２５を拡幅すると共に、前記第１の実施の形態における第２弾性部材２３を、前記第２の実施の形態における第２弾性部材２３に変更したものである。

したがって、前記第１の実施の形態と同様の作用効果が得られることは勿論、比較的小さい押圧力Ｆｗに対しては、撓み特性の大きい前記第１の実施の形態のＯリングの弾性力ｆ１によって抗する一方、比較的大きな押圧力Ｆｓに対しては、Ｏリングよりも小さい撓み特性を有する前記第２の実施の形態の円筒状部材の弾性力ｆ２によって抗することにより、各弾性部材２２，２３の弾性力ｆ１，ｆ２の適正化が図れる。

図８は第４の実施の形態を示し、前記第１の実施の形態の各弾性部材２２，２３の一方の線径を変更したものであって、前記第１環状溝２４を所定の溝幅に拡幅すると共に、前記第１の実施の形態における第１弾性部材２２の線径を第２弾性部材２３の線径よりも大きく設定したものである。

よって、前記第１の実施の形態と同様の作用効果が得られることは勿論、比較的小さい押圧力Ｆｗに対しては、撓み特性の大きい線径の大きいＯリングの弾性力ｆ１によって抗する一方、比較的大きな押圧力Ｆｓに対しては、線径の小さいＯリングの弾性力ｆ２によって抗することにより、各弾性部材２２，２３の弾性力ｆ１，ｆ２の適正化が図れる。

図９は第５の実施の形態を示し、基本的な構成は前記第１の実施の形態と同様であって、異なるところは、前記シャフト収容部１５における大径部１５ａの内径が拡大されると共に、前記第１軸受１７にほぼ有底円筒状の軸受保持部材２６が下方から被嵌され、該軸受保持部材２６の底壁が前記栓部材２０によって支持されている。そして、前記シャフト収容部１５の大径部１５ａの内周面と前記軸受保持部材２６の外周面との間には前記隙間Ｃ１とほぼ同じ隙間が形成されており、前記第１弾性部材２２は、第１軸受１７の外周面ではなく前記軸受保持部材２６の外周面に弾接した状態となっている。

前記軸受保持部材２６は、樹脂材料によって形成され、底部のほぼ中央位置には第１軸受１７とほぼ同径の貫通孔２６ａが貫通形成されている。また、前記軸受保持部材２６の上端開口部の内周縁には、径方向内側に突出するほぼ円環状の係止爪２６ｂが形成されている。そして、前記軸受保持部材２６は、前記係止爪２６ｂが第１軸受の上端部外周縁に係止固定するように組み付けられ、前記貫通孔２６ａ内にはウォームシャフト１３の下端縁が前記栓部材２０の上壁面に対してほぼ当接状態に臨んでおり、第１軸受１７の軸方向の移動が規制されている。

したがって、この実施の形態によれば、前記第１の実施の形態と同様の作用効果が得られるのは勿論のこと、前記軸受保持部材２６によって第１軸受１７を保持して、該第１軸受１７の軸方向の移動を規制したため、該第１軸受１７の脱落を確実に防止することができる。

また、ウォームシャフト１３に対してウォームホイール１４側から過度に大きな押圧力が作用した場合には、前記軸受保持部材２６の周壁が前記シャフト収容部１５の大径部１５ａの内壁に当接することになるが、軸受保持部材２６は樹脂材料によって形成されていることから、かかる衝突時の衝撃及び衝突音を低減することができる。

図１０は第６の実施の形態を示し、前記第２の実施の形態における第２弾性部材２３の材質及び配置を変更したものであり、第１、第２弾性部材２２，２３を前記第１軸受１７の外周側のみに相互に重合して配置したものである。

具体的には、前記第１、第２環状溝２４，２５が共に廃止され、第１軸受１７がウォームシャフト１３の下端部に圧入固定されると共に、前記シャフト収容部１５の大径部１５ａの内周面との間に、樹脂材料からなる第１弾性部材２２が径方向外側となるように、該第１弾性部材２２とゴム材料からなる第２弾性部材２３とが重合して径方向に直列に配置され、図１１に示すような弾性モデルが構成されている。

この実施の形態によれば、ウォームシャフト１３に対して、比較的小さな前記押圧力Ｆｗが作用した場合には、樹脂材料によって形成された第１弾性部材２２はほとんど弾性変形せず、主として撓み特性の大きい第２弾性部材２３の弾性変形に基づく弾性力ｆ２によって、第１軸受１７を介してウォームシャフト１３の下端部を保持するようになっている。

一方、比較的大きな前記押圧力Ｆｓが作用した場合には、まず第２弾性部材２３が弾性変形し、該第２弾性部材２３が最大変形してしまった後に第１弾性部材２２の弾性変形が始まることとなる。そして、この第１弾性部材２２の弾性変形に基づく弾性力ｆ１によって、前記シャフト収容部１５の大径部１５ａの内周面と第１軸受１７の外周面との衝突を吸収あるいは緩衝するようになっている。

したがって、前記第２の実施の形態と同様の作用効果が得られることは勿論、第１軸受１７の内周側の前記隙間Ｃ２をゼロとしたことによって、該第１軸受１７の内周面とウォームシャフト１３の下端部外周面との衝突を防止することができる。

さらに、前記第２弾性部材２３をゴム材料によって形成したことによって、第１弾性部材２２と第２弾性部材２３の各弾性特性に比較的大きな差をもたせることが可能となり、前記弾性機構２１の弾性特性領域が拡大されることから、前記各押圧力Ｆｗ，Ｆｓに応じてより適切な弾性力によってウォームシャフト１３を保持することができる。

図１２は第７の実施の形態を示し、前記第６の実施の形態における第１弾性部材２２の材質及び形状を変更すると共に、該第１弾性部材２２及び第２弾性部材２３を一体に形成したものであり、径方向外側に突出するほぼ円環状の環状突部２７ａが軸方向に所定の間隔を隔てて複数形成された第１弾性部２７と、第１軸受１７の外周面側に縦断面ほぼ矩形状に形成された第２弾性部２８と、を有するゴム材料からなる弾性部材２９を、前記第１弾性部２７が径方向外側となるように、前記第６の実施の形態と同様に第１軸受１７の外周側に配置したものである。

この実施の形態によれば、前記第６の実施の形態と同様の作用効果が得られるのは勿論のこと、前記第１弾性部２７を前記各環状突部２７ａによって構成したために、該第１弾性部２７の剛性が低下して撓み特性を向上させることが可能となり、特に比較的小さな押圧力Ｆｗをより滑らかに吸収することができる。

また、前記第１弾性部２７と前記第２弾性部２８とを一体に形成したことにより、該第１弾性部２７と第２弾性部２８とが一つの弾性部材として弾性変形するため、該弾性変形時における弾性力を効果的に作用させることができる。しかも、前記弾性機構２１における組付部品点数が低減されることから、組立作業性の向上が図れる。

図１３は第８の実施の形態を示し、前記第４の実施の形態における第２弾性部材２３の配置を変更したものであり、前記第１、第２弾性部材２２，２３を相互に第１軸受１７の外周側のみに軸方向に並べて配置したものである。

具体的には、ウォームシャフト１３の下端部には第１軸受１７が圧入固定され、前記第２環状溝２５が、ウォームシャフト１３の下端部外周面ではなく、前記シャフト収容部１５の大径部１５ａにおける前記第１環状溝２４よりも若干上端側の内周面位置に設けられており、該第２環状溝２５内に、前記第１弾性部材２２よりも若干大きい内径を有する第２弾性部材２３が嵌着されている。すなわち、第１、第２弾性部材２２，２３が、相互に軸方向へ所定の間隔を隔てて並列に配置されると共に、該両弾性部材２２，２３が第１軸受１７の外周面に対向するように設けられ、図１４に示すような弾性モデルが構成されている。

そして、前記シャフト収容部１５の大径部１５ａの内周面と第１軸受の外周面との間の隙間Ｃ１が、前記第１弾性部材２２が充分に弾性変形可能な所定の大きさに設定され、自然状態（ウォームシャフト１３の無負荷状態）において、第１弾性部材２２のみが第１軸受１７の外周面に弾接し、第２弾性部材２３は第１軸受１７の外周面から離間した状態になっている。

かかる構成から、前記弾性機構２１は、前記第１弾性部材２２が最大変形するまでは、前記第２弾性部材２３は第１軸受１７に弾接しない構造となっている。すなわち、比較的小さな前記押圧力Ｆｗによってウォームシャフト１３が小さく偏倚した場合には、第１弾性部材２２のみが弾性変形して前記押圧力Ｆｗに応じた弾性力ｆ１によってウォームシャフト１３の偏倚を吸収する一方、第２弾性部材２３は未だ第１軸受１７の外周面には弾接せず、該第２弾性部材２３の弾性変形による弾性力ｆ２も発生しない。

一方、比較的大きな前記押圧力Ｆｓによってウォームシャフト１３が大きく偏倚した場合には、まず第１弾性部材２２が弾性変形し始め、やがて最大変形したところで第２弾性部材２３の内周部が第１軸受１７の外周面に弾接して、第２弾性部材２３が弾性変形を始める。こうして、前記弾性力ｆ１に加えて弾性力ｆ２が生じ、該各弾性力ｆ１，ｆ２の合力によって前記押圧力Ｆｓを吸収あるいは緩衝することとなる。

したがって、この実施の形態によれば、前記第４の実施の形態と同様の作用効果が得られることは勿論、前記第１、第２弾性部材２２，２３を相互に第１軸受１７の外周側に軸方向へ並列に配置したことによって、自然状態においてウォームシャフト１３を第１弾性部材２２のみの小さい弾性力ｆ１によって弾持することが可能となるため、ウォームシャフト１３とウォームホイール１４の各歯部１３ａ，１４ａ間に余分な噛み合い抵抗を発生させることなく、該各歯部１３ａ，１４ａ間においてより滑らかで適切な噛み合いが得られる。

さらに、ウォームシャフト１３に比較的大きな前記押圧力Ｆｓが入力されない限りは第２弾性部材２３の弾性力ｆ２は一切作用しないことから、ウォームホイール１４の熱膨張などによってウォームシャフト１３に対して比較的小さな前記押圧力Ｆｗが作用した場合でも、自然状態の場合と同様に、前記各歯部１３ａ，１４ａ間における適切な噛み合いを得ることができる。

さらに、第１軸受１７の内周側の前記隙間Ｃ２をゼロとしたことによって、該第１軸受１７の内周面とウォームシャフト１３の下端部外周面との衝突を防止することができる。

前記各実施の形態から把握される前記各請求項に記載した発明以外の技術的思想について以下に説明する。

請求項（１） 前記軸受に軸方向から被嵌して、該軸受を保持する軸受保持部材を設け、
前記第１弾性部材を、前記ハウジングと前記軸受保持部材との間に配置したことを特徴とする請求項１に記載のパワーステアリング装置。

この発明によれば、前記軸受を前記軸受保持部材によって保持したことにより、前記軸受の脱落を確実に防止することができる。

請求項（２） 前記第１弾性部材と前記第２弾性部材とは、横断面積が同一であって外径が異なるＯリングであることを特徴とする請求項１に記載のパワーステアリング装置。

この発明によれば、前記各Ｏリングの断面積を同一に設定することによって、各弾性特性を構成する変数（パラメータ）を前記各Ｏリングの外径にのみ依存させることによって、前記各弾性特性を容易に設定あるいは変更することができる。

本発明は、前記各実施の形態の構成に限定されるものではなく、例えば第１、第２弾性部材２２，２３の形状及び大きさを、自動車の仕様や大きさなどによって自由に変更することができる。

また、前記第３の実施の形態における各弾性部材２２，２３は、パワーステアリング装置の仕様に応じて第１弾性部材２２と第２弾性部材２３とを入れ替え、第１軸受１７の内周側にＯリングを配置し、第１軸受１７の外周側に樹脂材料からなる円筒状部材を配置してもよい。

さらに、前記第４の実施の形態における各弾性部材２２，２３は、パワーステアリング装置の仕様に応じて第１弾性部材２２と第２弾性部材２３とを入れ替え、第１軸受１７の内周側に線径の大きいＯリングを配置し、第１軸受１７の外周側に線径の小さいＯリングを配置してもよい。

また、前記軸受保持部材２６は、周壁の一部に弾性をもたせることも可能であり、この場合には、前記弾性機構２１の弾性特性領域が拡大され、前記各押圧力Ｆｗ，Ｆｓに応じてより適切な弾性力によってウォームシャフト１３を保持することができる。

さらに、前記軸受保持部材２６は、樹脂材料に限定されるものではなく、金属材料によって形成してもよく、この場合には、該軸受保持部材２６の剛性が向上することから、特に前記押圧力Ｆｓが過大となった際にも、該軸受保持部材２６が損傷してしまうおそれがなくなる。

また、前記第６の実施の形態における前記各弾性部材２２，２３は、前記第１軸受１７の外周側に配置されることに限定されるものではなく、前記シャフト収容部１５の大径部１５ａ内に第１軸受１７を圧入固定すると共に、前記各弾性部材２２，２３を第１軸受１７の内周側に重合して径方向に直列に配置することも可能であり、その際に第１弾性部材２２をゴム材料によって形成すると共に第２弾性部材２３を樹脂材料によって形成することにより、図１５に示すような弾性モデルとして構成してもよい。

また、前記第７の実施の形態における前記弾性部材２９は、パワーステアリング装置の仕様に応じて第１弾性部２７と第２弾性部２８とを入れ替え、第１軸受１７の外周面側に第１弾性部２７を形成し、前記シャフト収容部１５の大径部１５ａの内周面側に第２弾性部２８を形成してもよい。

そして、前記第８の実施の形態における前記各弾性部材２２，２３は、前記第１軸受１７の外周側に配置されることに限定されるものではなく、前記第１、第２環状溝２４，２５をそれぞれウォームシャフト１３の下端部外周面に形成して各弾性部材２２，２３を第１軸受１７の内周側に軸方向に並列に配置し、第１軸受１７を前記シャフト収容部１５の大径部１５ａ内に圧入固定することにより、図１６に示すような弾性モデルとして構成してもよい。

さらに、前記第８の実施の形態における各弾性部材２２，２３は、パワーステアリング装置の仕様に応じて第１弾性部材２２と第２弾性部材２３とを入れ替え、前記シャフト収容部１５の上端側に線径の大きいＯリングを配置し、下端側に線径の小さいＯリングを配置してもよい。

本発明に係るパワーステアリング装置の第１の実施の形態を示し、本発明の主要部を説明する弾性機構の要部拡大図である。 図１の構造をモデル化した弾性機構の縦断面図である。 本発明に係るパワーステアリング装置の第１の実施の形態を示し、第１、第２弾性部材及び弾性機構全体の各弾性特性を示すグラフである。 同パワーステアリング装置の第１の実施の形態を示す減速機構の縦断面図である。 同パワーステアリング装置の各実施の形態を示す装置全体の概略図である。 同パワーステアリング装置の第２の実施の形態を示す弾性機構の要部拡大図である。 同パワーステアリング装置の第３の実施の形態を示す弾性機構の要部拡大図である。 同パワーステアリング装置の第４の実施の形態を示す弾性機構の要部拡大図である。 同パワーステアリング装置の第５の実施の形態を示す弾性機構の要部拡大図である。 同パワーステアリング装置の第６の実施の形態を示す弾性機構の要部拡大図である。 図６の構造をモデル化した弾性機構の縦断面図である。 同パワーステアリング装置の第７の実施の形態を示す弾性機構の要部拡大図である。 同パワーステアリング装置の第８の実施の形態を示す弾性機構の要部拡大図である。 図８の構造をモデル化した弾性機構の縦断面図である。 同パワーステアリング装置の第６の実施の形態における他例の構造をモデル化した弾性機構の縦断面図である。 同パワーステアリング装置の第８の実施の形態における他例の構造をモデル化した弾性機構の縦断面図である。

符号の説明

２…操舵軸
１１…ハウジング
１４…ウォームシャフト
１５…ウォームホイール
１７…第１軸受（軸受）
２１…第１弾性部材
２２…第２弾性部材

Claims (3)

1. 操舵軸に連係されたウォームホイールと、
   ハウジング内に収容されて、前記ウォームホイールと噛合するウォームシャフトと、
   該ウォームシャフトの一端部を回転自在に支持する軸受と、を備え、
   前記ハウジングと前記軸受との間に第１弾性部材を設けると共に前記ウォームシャフトと前記軸受との間に第２弾性部材を設け、第１弾性部材及び第２弾性部材は、相互に異なる弾性特性を有することを特徴とするパワーステアリング装置。
2. 操舵軸に連係されたウォームホイールと、
   ハウジング内に収容されて、前記ウォームホイールと噛合するウォームシャフトと、
   該ウォームシャフトの一端部を回転自在に支持する軸受と、
   該軸受と前記ハウジングとの間又は前記軸受と前記ウォームシャフトとの間のいずれか一方に設けられ、それぞれ異なる弾性特性を有する第１弾性部材及び第２弾性部材と、
   を備えたことを特徴とするパワーステアリング装置。
3. 操舵軸に連係されたウォームホイールと、
   ハウジング内に収容されて、前記ウォームホイールと噛合するウォームシャフトと、
   該ウォームシャフトの一端部を回転自在に支持する軸受と、
   該軸受と前記ハウジングとの間又は前記軸受と前記ウォームシャフトとの間のいずれか一方に設けられ、相互に異なる弾性特性からなる第１弾性部及び第２弾性部を有する弾性部材と、
   を備えたことを特徴とするパワーステアリング装置。

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