JP2010221855A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ウォーム側の歯先とウォームホイールの側の歯面との面圧を低減し得るウォームギヤを備えた電動パワーステアリング装置を提供する。
【解決手段】ウォームギヤを構成するウォームシャフト１１のねじ山１３の歯形について、その歯面１４の曲率半径Ｒ１が、ウォームホイール１２側の歯切りを行う歯切り工具２０の歯面２２の曲率半径Ｒ２よりも大きくなるように、かつ、当該歯面１４のピッチ線Ｍ上における圧力角α１が、歯切り工具２０の歯面２２のピッチ線Ｎ上における圧力角α２よりも大きくなるように設定して、ウォームシャフト１１とウォームホイール１２との噛み合いにおいてウォームシャフト１１側の歯先１４ｃがウォームホイール１２側の歯面１７から離間するように構成することで、ウォームホイール１２側の歯面１７に対するウォームシャフト１１側の歯先１４ｃの面圧を緩和した。
【選択図】図４

Description

本発明は、ウォームギヤによって構成される減速機構を備えた電動パワーステアリング装置に関する。

食違い歯車要素であるねじ山（歯）の歯面を凹円弧状に形成して正転位したものは、特許文献１に記載のようにニーマン歯形あるいはニーマンウォームと呼ばれ、接触線が立つと同時に歯面の相対曲率半径が大きくなって効率が増し、負荷能力が上がるとされている。

実開平４−５６２５０号公報

しかしながら、ニーマン歯形あるいはニーマンウォームと呼ばれるものは、前述のように、そのねじ山の歯面が凹円弧状となっていることから、ウォームのねじ山の歯先とウォームホイールの歯面との面圧が大きくなる傾向がある。とりわけ、ウォームホイールを樹脂材によって形成した場合には、該ウォームホイールがウォームからの入力に応じて撓み変形することとなり、ウォーム側の歯先とウォームホイールの側の歯面との面圧が大きくなってしまい、これによって、ウォームギヤの噛み合いが不安定になってしまうという問題があった。

本発明は、かかる技術的課題に鑑みて案出されたものであって、ウォーム側の歯先とウォームホイールの側の歯面との面圧を低減し得るウォームギヤを備えた電動パワーステアリング装置を提供するものである。

本願請求項１に記載の発明は、とりわけ、その歯面である第１の歯面が単一の半径である第１の半径を有する凹円弧状に形成された歯形のねじ山を有する金属材からなるウォームシャフトと、樹脂材からなる歯部を有し、前記ウォームシャフト側の歯形に対応してその歯面である第２の歯面が単一の半径である第２の半径を有する歯切り工具によって凸状に形成された歯形をもって当該ウォームシャフトと噛み合うウォームホイールと、を備えた電動パワーステアリングにおいて、前記第１の半径を前記第２の半径よりも大きく設定すると共に、前記第１の歯面の圧力角である第１の圧力角を歯切り工具のピッチ線上における圧力角である第２の圧力角よりも大きくなるように設定したことを特徴としている。

本願請求項４に記載の発明は、とりわけ、その歯面である第１の歯面が凹状に形成された歯形のねじ山を有する金属材からなるウォームシャフトと、樹脂材からなる歯部を有し、前記ウォームシャフト側の歯形に対応してその歯面である第２の歯面が凸状に形成された歯形をもって当該ウォームシャフトと噛み合うウォームホイールと、を備えた電動パワーステアリングにおいて、前記第１の歯面と前記第２の歯面との噛み合いを、前記第１の歯面側から前記第２の歯面側に前記電動モータの回転力が伝達されない無負荷状態において、前記ウォームシャフトのねじ山の歯末側に前記第１の歯面と前記第２の歯面とが接触しない非接触部が設けられて該ウォームシャフトのねじ山の歯元側に前記第１の歯面と前記第２の歯面とが接触する接触部が設けられるように、かつ、前記第１の歯面側から前記第２の歯面側に前記電動モータの回転力が伝達される負荷状態において、前記第１の歯面と前記第２の歯面との噛み合いによって生じる前記第１の歯面の面圧が前記歯末側よりも前記歯元側において大きくなるように設定したことを特徴としている。

本願請求項５に記載の発明は、とりわけ、その歯先に凸状のプロファイルとなる歯先修正部を有すると共にその歯面である第１の歯面が凹状に形成された歯形のねじ山を有する金属材からなるウォームシャフトと、樹脂材からなる歯部を有し、前記ウォームシャフト側の歯形に対応してその歯面である第２の歯面が凸状に形成された歯形をもって当該ウォームシャフトと噛み合うウォームホイールと、を備えた電動パワーステアリング装置において、前記第１の歯面と前記第２の歯面との噛み合いを、前記第１の歯面側から前記第２の歯面側に前記電動モータの回転力が伝達されない無負荷状態において、前記ウォームシャフトのねじ山の前記歯先修正部を除く歯末側に前記第１の歯面と前記第２の歯面とが接触しない非接触部が設けられるように、かつ、前記第１の歯面側から前記第２の歯面側に前記電動モータの回転力が伝達される負荷状態において、前記歯先修正部を除く歯丈全域に接触するように設定したことを特徴としている。

本発明によれば、第１の半径と第２の半径および第１の圧力角と第２の圧力角をそれぞれ同一とした場合に比べて、ウォームシャフト側の歯先がウォームホイール側の歯面から離間する方向へ変化することとなる。これにより、ウォームホイール側の歯面に対するウォームシャフト側の歯先の接触が緩和され、ウォームギヤとしての噛み合いを滑らかにすることができる。

本発明に係る電動パワーステアリング装置の構成を説明する縦断面図である。 図１のＡ−Ａ線に沿う部分断面図である。 図２の減速機構を構成するウォームシャフトとウォームホイールとの噛み合い状態を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態を示し、ウォームシャフト側のねじ山の歯形を表す図３のＢ−Ｂ線に沿う拡大断面図である。 ウォームホイール側の歯切りを行う歯切り工具の歯部の軸直角方向の断面を表す拡大断面図である。 ウォームシャフト側のねじ山の歯形について曲率半径のみを大きくした場合の図３のＢ−Ｂ線断面に相当する拡大断面図である。 ウォームシャフト側のねじ山の歯形についてピッチ線上における圧力角のみを大きくした場合の図３のＢ−Ｂ線断面に相当する拡大断面図である。 本発明の第２実施形態を示し、ウォームシャフト側のねじ山の歯形を表す図３のＢ−Ｂ線断面に相当する拡大断面図である。

以下、本発明に係る電動パワーステアリング装置の各実施形態を図面に基づいて詳述する。なお、各実施の形態では、この電動パワーステアリング装置を、例えば自動車用のラック・ピニオン式ステアリング装置に適用したものを示している。

図１〜図７は本発明の電動パワーステアリング装置の第１実施形態を示し、この電動パワーステアリング装置は、図１に示すように、一端側が図外のステアリングホイールと一体回転可能に連係される入力軸１の他端部に、一端側が周知のラック・ピニオン機構４を介して図外の転舵輪に連係される出力軸２の他端部がトーションバー３を介して相対回転可能に連結され、これらによって本発明の操舵機構が構成されている。また、前記ラック・ピニオン機構４は、出力軸２の一端部に創成されたピニオン歯２ａとこれに噛合するラック歯５ａを所定の軸方向範囲に有するラック軸５とから構成され、ラック軸５の両端が図外のタイロッドを介して転舵輪に連結されている。

かかる構成から、ステアリングホイールを回転させると、これに同期して入力軸１が回転することによってトーションバー３が捩られ、該トーションバー３の弾性力によって入力軸１に追従して出力軸２が回転することとなる。すると、この出力軸２の回転運動がラック軸５の直線（軸方向）運動に変換され、このラック軸５の軸方向移動に伴い前記タイロッドを介して図外のナックルが左右に引っ張られることで、転舵輪が転舵されることとなる。

また、この電動パワーステアリング装置は、図１のほか図２に示すように、入力軸１と出力軸２との接続部の外周側に設けられたハウジング６と、該ハウジング６内に収容され、入力軸１と出力軸２の相対回転変位量に基づい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の検出結果や車速信号等に基づいて図外のコントロールユニットによって駆動制御され、操舵トルクに応じた補助トルクを発生する正逆回転可能な電動モータ８と、該電動モータ８の回転力を出力軸２に伝達する減速機構１０と、を備えている。これにより、運転者が操舵を行うと、その操舵方向に応じて電動モータ８の回転駆動方向が切り換えられて、減速機構１０の出力をもって前記運転者の操舵トルクに応じた補助トルクが出力軸２に付与されるようになっている。

前記減速機構１０は、図３に示すような食違い歯車の一種であるウォームギヤであって、電動モータ８の駆動軸８ａの先端部にこれを延長するように同軸上に連結され、両端部が第１、第２軸受１８ａ，１８ｂによって回転自在に支持されたウォームシャフト１１と、出力軸２の外周に固定され、ウォームシャフト１１に対して捩れの関係（軸角が９０°）をもって噛み合うウォームホイール１２と、から構成されている。

さらに、前記第１軸受１８ａによって軸受けされるウォームシャフト１１の一端部には、該ウォームシャフト１１とウォームホイール１２のバックラッシを調整するバックラッシ調整機構３０が設けられている。このバックラッシ調整機構３０は、第１軸受１８ａに図２中の上方から被嵌して該第２軸受１８ｂを嵌合保持する軸受保持部材３１と、該軸受保持部材３１の外周側に嵌着されたＯリング３２と、から構成されている。そして、前記軸受保持部材３１は、第１軸受１８ａを保持する固定部３１ａと、ウォームホイール１２とは反対側に設けられて該ウォームホイール１２の径方向において固定部３１ａに対し相対変形可能な可動部３１ｂと、を有しており、Ｏリング３２の緊縛力によって第１軸受１８ａと共にウォームシャフト１１の一端部をウォームホイール１２側に付勢することによって前記両者１１，１２のバックラッシを調整するようになっている。

ここで、上記ウォームギヤを構成しているウォームシャフト１１とウォームホイール１２は、少なくとも両者の噛み合い部では異材質同士が噛み合うようになっている。すなわち、ウォームシャフト１１は金属材によって形成される一方、ウォームホイール１２は、歯形を含む表層部（いわゆるリムと称される部分）１２ａが例えばガラス繊維等の強化繊維を含まない樹脂材によって形成されると共に、それ以外の部分である本体部（いわゆるボスと称される部分とアームと称される部分とを含む）１２ｂが金属材によって歯車状に形成され、両者１２ａ，１２ｂがいわゆるインサート成形によって一体成形されている。

そして、前記ウォームシャフト１１は、その歯部となるねじ山１３の数が３条の多条ウォームシャフトとして形成されていると共に、図４中において実線で示すように、そのねじ山１３における歯形の両側の歯面（本発明の第１の歯面）１４が単一の曲率半径（本発明の第１の半径）Ｒ１を有する凹円弧状に形成されていて、先に述べたいわゆるニーマン歯形あるいはニーマンウォームと呼ばれるものとして構成されている。他方、ウォームホイール１２は、その歯部１５が図５に示すような歯形の両側の歯面２２が単一の曲率半径（本発明の第２の半径）Ｒ２によって凹円弧状に形成された歯部２１を有する歯切り工具２０によって歯切り（切削）され、ウォームシャフト１１側の歯形に対応して歯面（本発明の第２の歯面）１７が凸円弧状に形成された歯形をもって当該ウォームシャフト１１と噛み合うようになっている。ここで、ウォームシャフト１１のねじ山１３の歯先には、テーパあるいは円弧状に面取りしてなる凸状のプロファイルを有する歯先修正部１５が設けられていて、ウォームホイール１２との噛み合いがより滑らかとなるように調整されている。

また、先に述べたように、いわゆるニーマン歯形あるいはニーマンウォームと呼ばれるものは、ウォームホイールとの噛み合いにおいて、その歯末側（特に歯先近傍）の面圧が高くなる傾向にあることから、本実施形態に係るウォームシャフト１１にあっては、図４中に破線で示すような基準となる従来の歯形Ｘに対し、その歯末１４ａ側の歯面１４に図４中に実線で示すような以下の特異な調整が施されている。具体的には、本実施形態に係るウォームシャフト１１においては、そのねじ山１３の歯面１４の曲率半径Ｒ１が、歯切り工具２０の歯部２１の歯面２２の曲率半径Ｒ２よりも大きくなるように、かつ、当該歯面１４のピッチ線Ｍ上における圧力角（本発明の第１の圧力角）α１が、歯切り工具２０の歯面２２のピッチ線Ｎ上における圧力角（本発明の第２の圧力角）α２よりも大きくなるように、つまり、（Ｒ１＞Ｒ２）∩（α１＞α２）の関係となるように設定されている。

すなわち、ウォームシャフト１１とウォームホイール１２との噛み合い時に、ウォームシャフト１１の歯面１４からウォームホイール１２の歯面１７に電動モータ８の回転力が伝達されない状態（無負荷状態）において、ウォームシャフト１１のねじ山１３のピッチ線Ｍよりも歯先側となる歯末１４ａ側に前記両歯面１４，１７が相互に接触しない非接触部が設けられると共に当該ウォームシャフト１１のねじ山１３のピッチ線Ｍよりも歯底側となる歯元１４ｂ側の前記両歯面１４，１７が相互に接触する接触部が設けられ、かつ、ウォームシャフト１１側の歯面１４からウォームホイール１２側の歯面１７に電動モータ８の回転力が伝達される状態（負荷状態）において、前記両歯面１４，１７の噛み合いによって生じるウォームシャフト１１側の歯面１４の面圧が歯末側よりも歯元側において大きくなるように構成されている。なお、前記負荷状態とは、車速が時速０キロメートルであって、かつ、ステアリングを据え切りした状態を意味している。

換言すれば、ウォームシャフト１１とウォームホイール１２との噛み合い時に、ウォームシャフト１１の歯面１４からウォームホイール１２の歯面１７に電動モータ８の回転力が伝達されない状態（無負荷状態）において、ウォームシャフト１１のねじ山１３の歯先修正部１５を除くピッチ線Ｍよりも歯先側となる歯末１４ａ側に前記両歯面１４，１７が相互に接触しない非接触部が設けられ、かつ、ウォームシャフト１１側の歯面１４からウォームホイール１２側の歯面１７に電動モータ８の回転力が伝達される状態（負荷状態）において、ウォームシャフト１１側の歯先修正部１５を除く歯面１４がウォームホイール１２側の歯面１７に対して歯丈方向の全域で接触するように構成されている。

このようにして、前記ウォームシャフト１１のねじ山１３の歯面１４につき、上記のように構成することで、従来の基準となる歯形Ｘの形状（プロファイル）と比べて、ピッチ線Ｍよりも歯先１４ｃ側となる歯末１４ａ側がより先細るようなプロファイルに設定され、ウォームホイール１２との噛み合い時における歯末１４ａ側（特に歯先１４ｃ近傍）の面圧が低くなるように構成されている。

ここで、当該歯面１４につき、図６に示すように、前記曲率半径Ｒ１のみを変更（大きく）することによっても歯末１４ａ側を先細り状に形成することはできるが、この場合には歯元１４ｂ側も細くなってしまうことから、該歯元１４ｂ側のプロファイルが適正である場合における歯末１４ａ側のプロファイルを調整する手段として有効なものとはいえず、また、図７に示すように、前記圧力角α１のみを変更（大きく）することによっても歯末１４ａ側を先細りに形成することはできるが、この場合には歯元１４ｂ側が太くなってしまうことから、該歯元１４ｂ側のプロファイルが適正である場合における歯末１４ａ側のプロファイルを調整する手段として有効なものであるとはいえない。なお、図６及び図７の各図においては、破線が前記基準となる従来の歯形を示し、実線が従来の歯形に変更を加えたものを示している。

そこで、図４に示すように、本実施形態の構成のごとく前記曲率半径Ｒ１と前記圧力角α１の両方を変更することで、前記曲率半径Ｒ１のみの変更による効果と前記圧力角α１のみの変更による効果とが合成されることとなって、歯末１４ａ側のプロファイルはより先細る形状となる一方、歯元１４ｂ側のプロファイルはほとんど変更されない歯形を得ることができる。つまり、言い換えれば、歯元１４ｂ側のプロファイルを変更することなく歯末１４ａ側のプロファイルのみを先細り状に変更することが可能となる。

また、前記ウォームシャフト１１については、その歯面１４の前記圧力角α１と歯切り工具２０の歯面２２の前記圧力角α２との差が、ウォームシャフト１１とウォームホイール１２のピッチ円から当該ウォームシャフト１１の歯元１４ｂ側へ向かうにつれて小さくなり、該歯底１４ｄ付近においてほぼ等しくなるように設定されている。換言すれば、本実施形態に係るウォームシャフト１１にあっては、前記特異な構成（調整）により、その歯形につき、歯先１４ｃ側のプロファイルのみが変更され、歯底１４ｄ付近のプロファイルが変化してしまうことはない。つまり、かかる設定によれば、歯元１４ｂ側（歯底１４ｄ付近）のプロファイルについては維持することが可能となるため、歯末１４ａ側のプロファイルのみを変更したい場合に有効となる。

以上のような本実施形態に係る減速機構１０を構成するウォームギヤは、以下のような手順によって製造される。

すなわち、前記ウォームシャフト１１にあっては、まず、所定の軸長に切断した素材の両端部を所定の外径に切削加工すると共に、その中間部にホブ等の歯切り工具を用いて歯切りを行うことによってねじ山１３を形成する。続いて、浸炭焼入れ等の熱処理を行った後、研削による仕上げ加工を行う。特に、ねじ山１３の歯面１４については、最大径部の半径が全周において同一となる円形砥石によって研削を行い、その歯面１４全体を研削する。なお、上記のような円形砥石によって研削を行うこととすれば、この円形砥石はその全周において同じように摩耗することとなるため、当該円形砥石の偏摩耗の発生が抑制される。これにより、当該砥石が摩耗しても、ウォームシャフト１１側の歯面１４の仕上がり形状を均一にすることが可能となる。

また、ここで、いわゆるニーマンウォームを用いたウォームギヤにおいては、ウォームシャフト１１のねじ山１３の歯形によって当該ねじ山１３の歯先１４ｃとウォームホイール１２の歯面１７との面圧が大きくなる傾向があるため、かかる面圧を高める要因となるねじ山１３の歯末１４ａ側、つまりピッチ線Ｍよりも歯先１４ｃ側を研削することにより、ウォームシャフト１１とウォームホイール１２の噛み合いを滑らかにすることが可能となる。また、歯元１４ｂ側、つまりピッチ線Ｍよりも歯底１４ｄ側を研削するにあたっては、ピッチ線Ｍから歯底１４ｄに亘るまでの範囲を研削するようにすることで、研削の有無による境界部に応力集中が発生してしまうおそれがなくなり、これによって、ウォームシャフトの曲げ応力を向上させることが可能となる。このことから、ねじ山１３の研削については、その歯面１４全体を研削することが望ましいといえる。

一方、前記ウォームホイール１２については、前記本体部１２ｂを切削あるいは焼結等によって形成し、該本体部１２ｂの外周に前記表層部１２ａを構成する樹脂材をインサート成形等によって一体化した後、該表層部１２ａとなる樹脂材の外周部にホブ等の前記歯切り工具２０によって歯部１６を形成することにより完成する。

以上のように、この実施形態に係る電動パワーステアリング装置によれば、前記ウォームシャフト１１のねじ山１３の歯面１４を上述のように構成（調整）することで、その歯面１４の曲率半径Ｒ１と前記歯切り工具２０の歯面２２の曲率半径Ｒ２および当該歯面１４のピッチ線Ｍにおける圧力角α１と前記歯切り工具２０の歯面２２のピッチ線Ｎにおける圧力角α２をそれぞれ同一とした従来に比べて、ウォームシャフト１１側の歯先１４ｃがウォームホイール１２側の歯面１７から離間する方向へ変化することとなる。これにより、ウォームホイール１２側の歯面１７に対するウォームシャフト１１側の歯先１４ｃの接触が緩和され、ウォームギヤとしての噛み合いを滑らかにすることができる。

しかも、かかる構成によれば、ウォームシャフト１１のねじ山１３の歯形について、その歯元１４ｂ側（特に歯底１４ｄ近傍）については基準となる従来の歯形Ｘのプロファイルを維持したまま、その歯末１４ａ側（特に歯先１４ｃ近傍）のみを先細り状となるプロファイルに形成することができる。つまり、言い換えれば、前記ニーマンウォームの課題であるウォームホイール１２との噛み合い時における歯末１４ａ側（特に歯先１４ｃ近傍）の面圧の増大化のみを抑制することが可能となる。この結果、ウォームホイール１２側の歯面１７に対し、ウォームシャフト１１側の歯面１４の全体に亘って滑らかな噛み合いを得ることができる。

また、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置にあっては、前記バックラッシ調整機構３０が設けられていることから、該バックラッシ調整機構３０による前記バックラッシ調整作用によってウォームシャフト１１とウォームホイール１２の噛み合い角度がずれてしまうおそれがあるが、ウォームシャフト１１側の歯形を上述のような特異なものとすることで、前記両者１１，１２の噛み合い角度のずれを低減し、当該両者１１，１２間に良好な噛み合いを確保することが可能となっている。

また、前記ウォームホイール１２にあっては、その歯部１６を構成する表層部１２ａを樹脂材によって形成されていることから、ウォームシャフト１１との噛み合い時において、歯打ち音の低減化が図れることは勿論、当該歯部１６を弾性変形および熱膨張させることによるバックラッシ低減効果も期待できる。しかも、その樹脂材は強化繊維を含んでいないことから、当該ウォームホイール１２の歯部１６を歯切りする際の作業効率が向上すると共に、ウォームシャフト１１のねじ山１３を傷つけてしまうおそれもない。換言すれば、ウォームホイール１２側の歯部１６の歯面１７を凸円弧状とすることで、その歯厚が大きくなって当該歯部１６の強度が増すことから、前記表層部１２ａを形成する樹脂材には強化繊維を混入させなくとも十分な強度が確保可能となっている。

そして、このように、ウォームホイール１２の歯部１６が、強化繊維を含まない樹脂材によって形成されていることから、ウォームシャフト１１との噛み合い時において当該歯部１６が弾性変形しやすくなっており、これによって、前記負荷状態における路面からの入力等を当該歯部１６によって吸収させることもできる。

さらに、前記ニーマンウォームにおいては、その歯形に基づいて、圧力角が大きく、これによってシャフト曲げ剛性が大きくなる傾向にあるが、ウォームシャフト１１を上述のような特異な構成とすることで、圧力角の高い歯元１４ｂ側における負荷が増大してしまい、これに伴ってシャフトの曲げ分力も増大することとなるが、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置に用いる減速機構１０にあっては、ウォームシャフト１１のねじ山１３が３条の多条ウォームシャフトとして形成されていることから、ウォームシャフト１１の軸直角断面における剛性も高められる。

図８は、本発明の第２実施形態を示し、前記第１実施形態におけるウォームシャフト１１のねじ山１３の歯面１４の構成を変更したものである。

すなわち、本実施形態に係るウォームシャフト１１のねじ山１３の歯形は、その歯元１４ｂが前記第１実施形態と同様の前記曲率半径Ｒ１をもって凹円弧状に形成されると共に、その歯末１４ａがピッチ線Ｍにおける前記曲率半径Ｒ１に対する接線によって延長した直線状に形成されている。

かかる構成によっても、前記第１実施形態と同様、前記ウォームシャフト１１とウォームホイール１２との噛み合いにおいて、ウォームシャフト１１側の歯先１４ｃがウォームホイール１２側の歯面１７から離間する方向へ変化することとなって、ウォームホイール１２側の歯面１７に対するウォームシャフト１１側の歯先１４ｃの接触が緩和され、この結果、ウォームギヤとしての噛み合いを滑らかにすることができる。

換言すれば、この実施形態に係る構成によっても、前記ウォームシャフト１１のねじ山１３の歯形について、前記第１実施形態と同様、その歯末１４ａ側（特に歯先１４ｃ近傍）において基準となる従来の歯形Ｘよりも先細り状となるプロファイルに形成しつつ、その歯元１４ｂ側（特に歯底１４ｃ近傍）において基準となる従来の歯形Ｘのプロファイルを維持することができる。つまり、ニーマンウォームの課題であるウォームホイール１２との噛み合い時における歯末１４ａ側（特に歯先１４ｃ近傍）の面圧の増大化のみの抑制が図れ、ウォームホイール１２側の歯面１７に対し、ウォームシャフト１１側の歯面１４の全体に亘って滑らかな噛み合いを得ることができる。

本発明は、前記各実施形態の構成に限定されるものではなく、例えばウォームシャフト１１のねじ山１３の条数や歯数、ウォームホイール１２の歯数等については、電動パワーステアリング装置の仕様等に応じて自由に変更することができる。

前記実施の形態から把握される前記各請求項に記載した以外の技術的思想について以下に説明する。
（１）前記ウォームシャフトは、その最大径部の半径が全周において同一となる円形砥石によって研削されることを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。

かかる構成によれば、円形砥石がその全周において同じように摩耗することとなって、偏摩耗の発生が抑制される。これにより、当該砥石が摩耗しても、ウォームシャフト側の歯面の仕上がり形状を均一にすることができる。
（２）前記第１の歯面は、前記ウォームシャフトとウォームホイールのピッチ円から歯先に亘って研削加工が施されていることを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。

ニーマンウォームを用いたウォームギヤにおいては、そのウォームの歯形によって、ウォームのねじ山の歯先とウォームホイールの歯面との面圧が大きくなる傾向がある。そこで、かかる面圧を高める要因となるウォームの歯先側を研削することで、両者の噛み合いを滑らかにすることが可能となる。
（３）前記第１の歯面は、前記ウォームシャフトとウォームホイールのピッチ円から歯底に亘って研削加工が施されていることを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。

歯元において歯底まで研削加工を施さない場合には、ピッチ円側の研削加工が施された部分と歯底側の研削加工が施されなかった部分との間に境界部が形成されてしまい、この境界部に応力集中が発生してしまう。そこで、上記のように歯底まで研削加工を施すことで、一部に応力集中が発生してしまうおそれがなくなり、その結果、ウォームシャフトの曲げ応力を向上させることが可能となる。
（４）弾性部材の弾性力に基づいて前記ウォームシャフトを前記ウォームホイール側へ付勢することによって該両者間のバックラッシを低減するバックラッシ調整機構をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。

バックラッシ調整機構を設けた場合、ウォームシャフトとウォームホイールの噛み合い角度がずれてしまうおそれがあるが、ウォームシャフトとウォームホイールの歯面のプロファイルを請求項１のような特異なものとすることで、前記両者の噛み合い角度のずれを低減し、当該両者間に良好な噛み合いを確保し得る。
（５）前記樹脂材によって形成されるウォームホイールの歯部は、強化繊維を含まない樹脂材によって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。

かかる構成とすることで、ウォームホイール側の歯面を歯切り工具によって歯切りを行う際の効率化が図れる。
（６）前記ウォームシャフトは、３条歯によって構成されることを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。

ニーマンウォームは、その歯形に基づき圧力角が大きく、シャフト曲げ剛性が大きくなる傾向にあり、また、ウォームシャフトを請求項１のような構成とすることで、圧力角の高い歯元における負荷が増大し、これに伴ってシャフトの曲げ分力も増大することとなる。そこで、ウォームシャフトを３条歯とすることで、ウォームシャフトの軸直角断面における剛性を向上させることが可能となる。
（７）前記負荷状態とは、車速が時速０キロメートルであって、かつ、ステアリングホイールを据え切りした状態であることを特徴とする請求項４に記載の電動パワーステアリング装置。

少なくとも車速がゼロの時にステアリングを切る状態において、樹脂材で形成されたウォームホイール側の歯部が弾性変形する当該歯部を形成することで、路面からの入力等をウォームホイール側の歯部によって吸収させることが可能となり、その結果、操舵フィーリングの向上に供される。
（８）前記第１の歯面は、前記ウォームシャフトとウォームホイールのピッチ円から歯先に亘って研削加工が施されていることを特徴とする請求項４に記載の電動パワーステアリング装置。

ニーマンウォームを用いたウォームギヤにおいては、そのウォームの歯形によって、ウォームのねじ山の歯先とウォームホイールの歯面との面圧が大きくなる傾向がある。そこで、かかる面圧を高める要因となるウォームの歯先側を研削することで、両者の噛み合いを滑らかにすることが可能となる。
（９）前記第１の歯面は、前記ウォームシャフトとウォームホイールのピッチ円から歯底に亘って研削加工が施されていることを特徴とする請求項４に記載の電動パワーステアリング装置。

歯元において歯底まで研削加工を施さない場合には、ピッチ円側の研削加工が施された部分と歯底側の研削加工が施されなかった部分との間に境界部が形成されてしまい、この境界部に応力集中が発生してしまう。そこで、上記のように歯底まで研削加工を施すことで、一部に応力集中が発生してしまうおそれがなくなり、その結果、ウォームシャフトの曲げ応力を向上させることが可能となる。
（１０）弾性部材の弾性力に基づいて前記ウォームシャフトを前記ウォームホイール側へ付勢することによって該両者間のバックラッシを低減するバックラッシ調整機構をさらに備えたことを特徴とする請求項４に記載の電動パワーステアリング装置。

バックラッシ調整機構を設けた場合、ウォームシャフトとウォームホイールの噛み合い角度がずれてしまうおそれがあるが、ウォームシャフトとウォームホイールの歯面のプロファイルを請求項４のような特異なものとすることで、前記両者の噛み合い角度のずれを低減し、当該両者間に良好な噛み合いを確保し得る。
（１１）前記樹脂材によって形成されるウォームホイールの歯部は、強化繊維を含まない樹脂材によって形成されていることを特徴とする請求項４に記載の電動パワーステアリング装置。

かかる構成とすることで、ウォームホイール側の歯面を歯切り工具によって歯切りを行う際の効率化が図れる。
（１２）前記負荷状態とは、車速が時速０キロメートルであって、かつ、ステアリングホイールを据え切りした状態であることを特徴とする請求項５に記載の電動パワーステアリング装置。

少なくとも車速がゼロの時にステアリングを切る状態において、樹脂材で形成されたウォームホイール側の歯部が弾性変形する当該歯部を形成することで、路面からの入力等をウォームホイール側の歯部によって吸収させることが可能となり、その結果、操舵フィーリングの向上に供される。
（１３）前記第１の歯面は、前記ウォームシャフトとウォームホイールのピッチ円から歯先に亘って研削加工が施されていることを特徴とする請求項５に記載の電動パワーステアリング装置。

ニーマンウォームを用いたウォームギヤにおいては、そのウォームの歯形によって、ウォームのねじ山の歯先とウォームホイールの歯面との面圧が大きくなる傾向がある。そこで、かかる面圧を高める要因となるウォームの歯先側を研削することで、両者の噛み合いを滑らかにすることが可能となる。
（１４）前記第１の歯面は、前記ウォームシャフトとウォームホイールのピッチ円から歯底に亘って研削加工が施されていることを特徴とする請求項５に記載の電動パワーステアリング装置。

歯元において歯底まで研削加工を施さない場合には、ピッチ円側の研削加工が施された部分と歯底側の研削加工が施されなかった部分との間に境界部が形成されてしまい、この境界部に応力集中が発生してしまう。そこで、上記のように歯底まで研削加工を施すことで、一部に応力集中が発生してしまうおそれがなくなり、その結果、ウォームシャフトの曲げ応力を向上させることが可能となる。
（１５）弾性部材の弾性力に基づいて前記ウォームシャフトを前記ウォームホイール側へ付勢することによって該両者間のバックラッシを低減するバックラッシ調整機構をさらに備えたことを特徴とする請求項５に記載の電動パワーステアリング装置。

バックラッシ調整機構を設けた場合、ウォームシャフトとウォームホイールの噛み合い角度がずれてしまうおそれがあるが、ウォームシャフトとウォームホイールの歯面のプロファイルを請求項５のような特異なものとすることで、前記両者の噛み合い角度のずれを低減し、当該両者間に良好な噛み合いを確保し得る。

１…入力軸
２…出力軸
８…電動モータ
１０…減速機構
１１…ウォームシャフト
１２…ウォームホイール
１３…ねじ山
１４…歯面
１４ａ…歯末
１４ｂ…歯元
１４ｃ…歯先
１４ｄ…歯底
１５…歯先修正部
１６…歯部
１７…歯面
２０…歯切り工具
２１…歯部
２２…歯面
Ｒ１…曲率半径（第１の半径）
Ｒ２…曲率半径（第２の半径）
α１…圧力角（第１の圧力角）
α２…圧力角（第２の圧力角）

Claims (5)

1. ステアリングホイール連係された入力軸と、
   該入力軸に対し相対回転可能に設けられ、転舵輪に連係された出力軸と、
   該出力軸に対し所定の減速機構を介して回転力を付与する電動モータと、を備えた電動パワーステアリングであって、
   前記減速機構は、その歯面である第１の歯面が単一の半径である第１の半径を有する凹円弧状に形成された歯形のねじ山を有する金属材からなるウォームシャフトと、樹脂材からなる歯部を有し、前記ウォームシャフト側の歯形に対応してその歯面である第２の歯面が単一の半径である第２の半径を有する歯切り工具によって凸状に形成された歯形をもって該ウォームシャフトと噛み合うウォームホイールと、から構成され、
   前記第１の半径が前記第２の半径よりも大きく設定され、かつ、前記第１の歯面の圧力角である第１の圧力角が前記歯切り工具のピッチ線上における圧力角である第２の圧力角よりも大きくなるように設定されていることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
2. 前記ウォームシャフトまたは前記ウォームホイールにおいて、前記第１の圧力角と前記第２の圧力角との差が、前記ウォームシャフトと前記ウォームホイールのピッチ円から前記ウォームシャフトの歯元側へ向かうにつれて小さくなるように設定されていることを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
3. 前記ウォームシャフトまたは前記ウォームホイールにおいて、前記第１の圧力角と前記第２の圧力角との差が、前記ウォームシャフトの歯元近傍においてほぼ等しくなるように設定されていることを特徴とする請求項２に記載の電動パワーステアリング装置。
4. ステアリングホイール連係された入力軸と、
   該入力軸に対し相対回転可能に設けられ、転舵輪に連係された出力軸と、
   該出力軸に対し所定の減速機構を介して回転力を付与する電動モータと、を備えた電動パワーステアリングであって、
   前記減速機構は、その歯面である第１の歯面が凹状に形成された歯形のねじ山を有する金属材からなるウォームシャフトと、樹脂材からなる歯部を有し、前記ウォームシャフト側の歯形に対応してその歯面である第２の歯面が凸状に形成された歯形をもって該ウォームシャフトと噛み合うウォームホイールと、から構成され、
   前記第１の歯面と前記第２の歯面との噛み合いが、前記第１の歯面側から前記第２の歯面側に前記電動モータの回転力が伝達されない無負荷状態において、前記ウォームシャフトのねじ山の歯末側に前記第１の歯面と前記第２の歯面とが接触しない非接触部が設けられると共に該ウォームシャフトのねじ山の歯元側に前記第１の歯面と前記第２の歯面とが接触する接触部が設けられるように、かつ、前記第１の歯面側から前記第２の歯面側に前記電動モータの回転力が伝達される負荷状態において、前記第１の歯面と前記第２の歯面との噛み合いによって発生する前記第１の歯面の面圧が前記歯末側よりも前記歯元側において大きくなるように、設定されていることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
5. ステアリングホイール連係された入力軸と、
   該入力軸に対し相対回転可能に設けられ、転舵輪に連係された出力軸と、
   該出力軸に対し所定の減速機構を介して回転力を付与する電動モータと、を備えた電動パワーステアリングであって、
   前記減速機構は、その歯先に凸状のプロファイルとなる歯先修正部を有すると共にその歯面である第１の歯面が凹状に形成された歯形のねじ山を有する金属材からなるウォームシャフトと、樹脂材からなる歯部を有し、前記ウォームシャフト側の歯形に対応してその歯面である第２の歯面が凸状に形成された歯形をもって該ウォームシャフトと噛み合うウォームホイールと、から構成され、
   前記第１の歯面と前記第２の歯面との噛み合いが、前記第１の歯面側から前記第２の歯面側に前記電動モータの回転力が伝達されない無負荷状態において、前記ウォームシャフトのねじ山の前記歯先修正部を除く歯末側に前記第１の歯面と前記第２の歯面とが接触しない非接触部が設けられるように、かつ、前記第１の歯面側から前記第２の歯面側に前記電動モータの回転力が伝達される負荷状態において、前記歯先修正部を除く前記第１の歯面が前記第２の歯面と歯丈方向の全域で接触するように、設定されてい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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