JP2024057904A - ウォーム減速機 - Google Patents

Abstract

【課題】ホイール歯部とウォーム歯部との噛合部で発生する騒音を低減することができるウォーム減速機を提供する。【解決手段】ウォーム減速機は、外周面にホイール歯部９を有するウォームホイール２と、外周面にホイール歯部９と噛合するウォーム歯部１２を有するウォーム３とを備える。ホイール歯部９の進み角をα１、ウォーム歯部１２の進み角をα２としたときに、α１＜α２の関係を満たす。ホイール歯部９の圧力角をβ１、ウォーム歯部１２の圧力角をβ２としたときに、β１＞β２の関係を満たす。【選択図】図３

Description

本開示は、電動パワーステアリング装置などに組み込むことが可能なウォーム減速機に関する。

近年、ステアリング装置において、電動モータを補助動力源として、運転者がステアリングホイールを操作するのに要する力を低減する電動パワーステアリング装置が普及している。

電動パワーステアリング装置は、電動モータのトルクを増大させるためのウォーム減速機を備える。ウォーム減速機は、外周面にホイール歯部を有するウォームホイールと、外周面にホイール歯部と噛合するウォーム歯部を有するウォームとを備える。電動モータのトルクは、ウォームを介してウォームホイールに伝達されることにより増大されてから、ステアリングシャフトやステアリングギヤユニットのピニオン軸またはラック軸などの操舵力伝達部材に補助動力として付与される。これにより、運転者がステアリングホイールを操作するのに要する力が低減される。

ウォーム減速機では、通常、ウォームホイールの中心軸とウォームの中心軸との交角は９０゜に設定される。この場合、ホイール歯部とウォーム歯部との噛み合いのフィット感を考慮して、ホイール歯部とウォーム歯部とのそれぞれの圧力角および進み角は、互いに等しくなるように設定される。

ウォーム減速機の作動時には、ホイール歯部とウォーム歯部との噛合部で、歯打ち音などによる騒音が発生する。従来、このような騒音を低減するために、ウォームホイールのうちホイール歯部が存在する部分を、金属ではなく、合成樹脂により構成することが提案されている（たとえば特開２０２０－１２８８０３号公報参照）。

特開２０１６－２１７４６９号公報には、ウォームとウォームホイールとの間におけるトルク変動を低減するために、ウォーム歯部の圧力角をホイール歯部の圧力角よりも小さくすることが提案されている。

特開２０２０－１２８８０３号公報 特開２０１６－２１７４６９号公報

特開２０２０－１２８８０３号公報などで提案されているように、ウォームホイールのうちホイール歯部が存在する部分を合成樹脂により構成すれば、ホイール歯部とウォーム歯部との噛合部で発生する騒音を低減することができる。しかしながら、ホイール歯部に要求される強度レベルが高く、ホイール歯部が存在する部分を金属により構成しなければならない場合もある。この場合には、他の手段により、ホイール歯部とウォーム歯部との噛合部で発生する騒音を低減することが求められる。また、ホイール歯部が存在する部分を合成樹脂により構成することができる場合でも、ホイール歯部とウォーム歯部との噛合部で発生する騒音を、さらに低減することが求められる。

一方、特開２０１６－２１７４６９号公報には、ウォーム歯部の圧力角をホイール歯部の圧力角よりも小さくすることにより、ウォームとウォームホイールとの間におけるトルク変動を低減できることは記載されているが、それと同時にホイール歯部とウォーム歯部との噛合部で発生する騒音を低減できるか否かについては記載されていない。すなわち、特開２０１６－２１７４６９号公報には、該騒音の低減を実現するための具体的な手段については、記載されていない。

本開示は、ホイール歯部とウォーム歯部との噛合部で発生する騒音を低減することができるウォーム減速機を提供することを目的とする。

本開示の一態様のウォーム減速機は、外周面にホイール歯部を有するウォームホイールと、外周面に前記ホイール歯部と噛合するウォーム歯部を有するウォームとを備える。

前記ホイール歯部の進み角をα１、前記ウォーム歯部の進み角をα２としたときに、α１＜α２の関係を満たす。

前記ホイール歯部の圧力角をβ１、前記ウォーム歯部の圧力角をβ２としたときに、β１＞β２の関係を満たす。

本開示の一態様のウォーム減速機は、α２－α１≦１．５゜の関係を満たす。

本開示の一態様のウォーム減速機は、β１－β２≦１．５゜の関係を満たす。

本開示の一態様のウォーム減速機では、前記ホイール歯部が、歯面と歯先面との接続部に、前記ウォーム歯部の歯面と接触するＲ面取り部を有する。

この場合には、前記Ｒ面取り部の曲率半径を２．０ｍｍ以下とすることができる。

本開示の一態様のウォーム減速機では、前記ウォーム歯部の条数が２である。

本開示のウォーム減速機は、上述した各態様の構成を、矛盾が生じない範囲で適宜組み合わせて実施することができる。

本開示の一態様のウォーム減速機によれば、ホイール歯部とウォーム歯部との噛合部で発生する騒音を低減することができる。

図１は、本開示の実施の形態の第１例のウォーム減速機を組み込んだ電動パワーステアリング装置を示す図である。 図２は、図１のＡ－Ａ断面図である。 図３は、第１例のウォーム減速機を構成するウォームとウォームホイールの一部とを取り出して示す図である。 図４（ａ）は、第１例のウォーム減速機を構成するウォームの平面図であり、図４（ｂ）は、該ウォーム減速機を構成するウォームホイールを径方向外側から見た図である。 図５（ａ）は、第１例のウォーム減速機を構成するウォームの部分断面図であり、図５（ｂ）は、該ウォーム減速機を構成するウォームホイールの部分断面図である。 図６は、第１例のウォーム減速機において、ホイール歯部に対してウォーム歯部が接触する箇所を説明するための図である。 図７（ａ）は、第１例におけるウォーム歯とホイール歯との噛合部を模式的に示す断面図であり、図７（ｂ）は、比較例についての図７（ａ）に相当する図である。 図８（ａ）は、第１例におけるウォーム歯とホイール歯との噛合部を径方向外側から見た模式図であり、図７（ｂ）は、比較例についての図８（ａ）に相当する図である。 図９（ａ）は、第１例のウォーム減速機の作動時にウォームに作用する軸方向荷重の時間変化を示す概念図であり、図９（ｂ）は、比較例についての図９（ａ）に相当する概念図である。 図１０は、本開示の実施の形態の第２例のウォーム減速機のホイール歯部の部分断面図である。

［第１例］
本開示の実施の形態の第１例のウォーム減速機について、図１～図９を用いて説明する。

（１）ウォーム減速機
本開示のウォーム減速機は、各種機械装置の一部に組み込まれるウォーム減速機に適用可能であるが、本例では、自動車用の電動パワーステアリング装置の一部に組み込まれるウォーム減速機に、本開示のウォーム減速機を適用する場合について説明する。

本例のウォーム減速機１は、図２および図３に示すように、ウォームホイール２と、ウォーム３とを備える。

本例では、ウォームホイール２およびウォーム３は、ハウジング４に収容されている。

ハウジング４は、ホイール収容部５と、ホイール収容部５の中心軸に対しねじれの位置にある中心軸を有し、かつ、軸方向中間部がホイール収容部５に開口したウォーム収容部６とを備える。

ホイール収容部５は、筒状に構成されている。図２において、ホイール収容部５の中心軸は、表裏方向に伸長している。

ウォーム収容部６は、筒状に構成され、かつ、軸方向両側の端部に開口部を有する。図２において、ウォーム収容部６の中心軸は、左右方向に伸長している。すなわち、ホイール収容部５の中心軸の方向とウォーム収容部６の中心軸の方向とは、互いに直交している。ウォーム収容部６の軸方向一方側（図２の右側）の開口部は、蓋体７により塞がれている。ウォーム収容部６の軸方向他方側（図２の左側）の開口部は、ハウジング４に結合固定された電動モータ８により塞がれている。

ウォームホイール２は、外周面に、はすば歯車状のホイール歯部９を有する。本例では、ウォームホイール２は、鋼などの金属製で円輪板状の芯部１０の周囲に、外周面にホイール歯部９を有する合成樹脂製のギヤ部１１を結合固定してなる。本開示の構造を実施する場合、ギヤ部１１の素材となる合成樹脂材料の種類は、ギヤ部１１に求められる耐久性を確保できる限り任意であるが、たとえば、ポリアミド６６（ＰＡ６６）にガラスファイバー（ＧＦ）を混入したものを用いることができる。ガラスファイバーの混入量は、ギヤ部１１に求められる耐久性を確保できる限り任意であるが、たとえば２５ｗｔ％程度とすることができる。なお、ウォームホイール２の全体を鋼などの金属製とすることもできる。

ウォームホイール２は、ホイール収容部５の内側に回転自在に支持される。本例では、ウォームホイール２は、ホイール収容部５の内側に回転自在に支持された回転軸の軸方向一部分（本例では、車両の前後方向に関するステアリングシャフト２０の前側部）に外嵌固定されている。

ウォーム３は、軸方向中間部外周面に、ウォームホイール２のホイール歯部９と噛合する、ねじ状のウォーム歯部１２を有する。ウォーム３は、鋼などの金属製である。

ウォーム３は、ウォーム収容部６の内側に回転自在に支持される。すなわち、ウォームホイール２の中心軸とウォーム３の中心軸との交角は９０゜に設定される。

本例では、ウォーム３の基端寄り部分（図２の左端寄り部分）は、ウォーム収容部６に対し、玉軸受１３により回転自在に支持されている。本例では、玉軸受１３の外輪がウォーム収容部６に径方向の隙間を介して内嵌され、かつ、玉軸受１３の内輪がウォーム３の基端寄り部分に径方向の隙間を介して外嵌されている。これにより、ウォーム３の基端寄り部分が、ウォーム収容部６に対し、回転および揺動変位を可能に支持されている。なお、ウォーム３の基端寄り部分を、ウォーム収容部６に対して、回転および揺動変位を可能に支持する構造については、本例の構造に限らず、各種構造を採用することができる。

本例では、ウォーム３の先端部（図２の右端部）は、ウォーム収容部６に対し、玉軸受１４により回転自在に支持されている。玉軸受１４の外周面とウォーム収容部６の内周面との間には、コイルばね、板ばねなどの弾性体を含んで構成される付勢機構１５が組み付けられている。付勢機構１５により、ウォーム３の先端部をウォームホイール２の側に向け弾性的に付勢している。このような構成により、ホイール歯部９とウォーム歯部１２との間のバックラッシュを抑えることで、ウォーム３の回転方向が反転する際の歯打ち音の発生を抑制している。なお、ウォーム３の先端部をウォームホイール２の側に向けて弾性的に付勢する機構については、本例の構造に限らず、各種構造を採用することができる。

本開示のウォーム減速機を実施する場合には、ウォームの基端部をウォーム収容部に対して揺動可能に支持する構成、および、ウォームの先端部をウォームホイールの側に向けて弾性的に付勢する構成を、省略することもできる。

本例では、ウォーム３の基端部は、電動モータ８の出力軸１６の先端部に対し、カップリング１７を用いて、トルク伝達および揺動変位を可能に接続される。なお、ウォーム３の基端部を、電動モータ８の出力軸１６の先端部に対し、スプライン係合などにより、トルク伝達および揺動変位を可能に接続することもできる。

ウォームホイール２のホイール歯部９は、図３および図４（ｂ）に示すように、はすば歯車状に構成されている。すなわち、ホイール歯部９は、周方向に等ピッチに配置された複数の歯９ａを有しており、それぞれの歯９ａの歯筋方向が、ウォームホイール２の中心軸Ｏ１の方向に対し、進み角α１だけ傾斜している。

ウォームホイール２の中心軸Ｏ１に対して直交する仮想平面で切断した歯９ａの断面（以下、単に断面という）は、歯先側である径方向外側に向かうにしたがって周方向幅が小さくなる略等脚台形状を有する（図５（ｂ）参照）。つまり、歯９ａの周方向両側の側面である歯面９ｂは、径方向外側に向かうにしたがって、該歯９ａの周方向中央側に向かう方向に延びている。ホイール歯部９には、圧力角β１が設定されている。歯９ａの断面において、ホイール歯部９のピッチ円筒Ｃ１と歯面９ｂとの交点をＰ１とし、交点Ｐ１を通過するウォームホイール２の半径線を基準直線Ｌ１とし、交点Ｐ１における歯面９ｂの接線をＳ１としたときに、圧力角β１は、基準直線Ｌ１に対する接線Ｓ１の傾斜角で表される。

ウォーム３のウォーム歯部１２は、図３および図４（ａ）に示すように、ねじ状に構成されている。具体的には、ウォーム歯部１２は、それぞれが螺旋状に形成されたｎ枚（ｎは正の整数）の歯１２ａを有しており、それぞれの歯１２ａは、径方向外側から見て、ウォーム３の中心軸Ｏ２に直交する仮想平面に対し、進み角α２だけ傾斜している。ここで、ウォーム歯部１２の歯１２ａの枚数ｎを、ウォーム歯部１２の条数という。ウォーム歯部１２の条数ｎは、任意に設定することができるが、本例では２である。

ウォーム３の中心軸Ｏ２を含む仮想平面で切断した歯１２ａの断面（以下、単に断面という）は、歯先側である径方向外側に向かうにしたがって軸方向幅が小さくなる略等脚台形状を有する（図５（ａ）参照）。つまり、歯１２ａの軸方向両側の側面である歯面１２ｂは、径方向外側に向かうにしたがって、該歯１２ａの軸方向幅の中央側に向かう方向に延びている。ウォーム歯部１２には、圧力角β２が設定されている。歯１２ａの断面において、ウォーム歯部１２のピッチ円筒Ｃ２と歯面１２ｂとの交点をＰ２とし、交点Ｐ２を通過するウォーム３の半径線を基準直線Ｌ２とし、交点Ｐ２における歯面１２ｂの接線をＳ２としたときに、圧力角β２は、基準直線Ｌ２に対する接線Ｓ２の傾斜角で表される。

本例では、ホイール歯部９の進み角α１、および、ウォーム歯部１２の進み角α２は、α２がα１よりも大きくなるように、すなわち、α１＜α２の関係を満たすように設定されている。また、ホイール歯部９の圧力角β１、および、ウォーム歯部１２の圧力角β２は、β２がβ１よりも小さくなるように、すなわち、β１＞β２の関係を満たすように設定されている。このため、本例の構造では、ホイール歯部９とウォーム歯部１２との噛合部で発生する騒音を抑えることができる。この理由について、以下に説明する。

ウォーム減速機１において、ウォーム歯部１２の条数がｎ（ｎは正の整数）である場合、ウォーム歯部１２とホイール歯部９との噛み合い状態は、ウォーム３およびウォームホイール２の回転に伴って、ｎ歯同士の噛み合い状態と、（ｎ＋１）歯同士の噛み合い状態とが、交互に繰り返される。

本例のように、ウォーム歯部１２の条数ｎが２である場合には、ウォーム歯部１２とホイール歯部９との噛み合い状態は、ウォーム３およびウォームホイール２の回転に伴って、２歯同士の噛み合い状態と、３歯同士の噛み合い状態とが、交互に繰り返される。

この際に、３歯同士の噛み合い状態では、ホイール歯部９の周方向に連続する３つの歯９ａ（１）、９ａ（２）、９ａ（３）のうち、図６に示す３箇所Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３に対して、ウォーム歯部１２が接触する。ウォームホイール２の回転方向Ａの前側から数えて１番目の箇所Ｋ１は、該１番目の歯９ａ（１）の歯元側に位置している。回転方向Ａの前側から数えて２番目の箇所Ｋ２は、該２番目の歯９ａ（２）のうち、歯元側と歯先側との間に位置している。回転方向Ａの前側から数えて３番目の箇所Ｋ３は、該３番目の歯９ａ（３）の歯先側に位置している。

それぞれの箇所Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３には、ウォーム歯部１２から、ウォーム３の軸方向を向いた荷重Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３が加わる。図６では、便宜上、荷重Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３をすべて同じ大きさ、すなわち荷重Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３の荷重ベクトルをすべて同じ長さで描いている。ただし、実際は、ウォームホイール２の中心軸Ｏ１からそれぞれの箇所Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３までの距離である回転半径Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３が異なる（Ｒ１＜Ｒ２＜Ｒ３）ことに起因して、荷重Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３の大きさは異なる傾向となる。具体的には、回転半径が相対的に小さい箇所Ｋ１、Ｋ２、の荷重Ｆ１、Ｆ２よりも、回転半径が相対的に大きい箇所Ｋ３の荷重Ｆ３が大きくなる傾向がある（たとえば、図７（ａ）および図７（ｂ）参照）。

なお、図７（ｂ）、図８（ｂ）、図９（ｂ）に示した比較例は、α１＝α２の関係を満たし、かつ、β１＝β２の関係を満たすようにした点のみが、本例と異なる例である。

一方、ウォーム３およびウォームホイール２の回転時に、ウォーム３に作用する軸方向荷重Ｆｘは、たとえば、図９（ａ）および図９（ｂ）に示すように周期的に変化する。具体的には、軸方向荷重Ｆｘは、２歯同士の噛み合い状態から３歯同士の噛み合い状態に変化したタイミング、すなわち、回転方向Ａの前側から数えて３番目の箇所Ｋ３に荷重Ｆ３が加わったタイミングで、急激に上昇し、図９（ａ）および図９（ｂ）に矢印で示すピークに達する。

このことから、ホイール歯部９とウォーム歯部１２との噛合部で騒音が発生する原因の１つは、回転方向Ａの前側から数えて３番目の箇所Ｋ３に加わる荷重Ｆ３の変動にあることが分かる。したがって、箇所Ｋ３に加わる荷重Ｆ３の大きさを抑えることができれば、ホイール歯部９とウォーム歯部１２との噛合部で発生する騒音を抑えることができる。

この点に関して、本例の構造では、ウォーム歯部１２の進み角α２がホイール歯部９の進み角α１よりも大きくなるように設定されており（α１＜α２）、かつ、ウォーム歯部１２の圧力角β２がホイール歯部９の圧力角β１よりも小さくなるように設定されている（β１＞β２）。

α１＜α２の関係を満たすようにホイール歯部９の進み角α１およびウォーム歯部１２の進み角α２を設定する本例では、α１＝α２の関係を満たすようにホイール歯部９の進み角α１およびウォーム歯部１２の進み角α２を設定する比較例に比べて、箇所Ｋ３にウォーム歯部１２が接触する瞬間の接触面積を小さくすることができる（図８（ａ）および図８（ｂ）参照）。すなわち、本例では、箇所Ｋ３にウォーム歯部１２を小さい領域から接触させ始めることで、接触した瞬間の荷重Ｆ３の立ち上がり量を比較例よりも抑えることができ（図７（ａ）および図７（ｂ）参照）、軸方向荷重Ｆｘのピークの立ち上がり量を比較例よりも抑えることができる（図９（ａ）および図９（ｂ）参照）。

β１＞β２の関係を満たすようにホイール歯部９の圧力角β１およびウォーム歯部１２の圧力角β２を設定する本例では、β１＝β２の関係を満たすようにホイール歯部９の圧力角β１およびウォーム歯部１２の圧力角β２を設定する比較例に比べて、箇所Ｋ３にウォーム歯部１２が接触する瞬間の接触面積を小さくすることができる。すなわち、本例では、箇所Ｋ３にウォーム歯部１２を小さい領域から接触させ始めることで、接触した瞬間の荷重Ｆ３の立ち上がり量を比較例よりも抑えることができ（図７（ａ）および図７（ｂ）参照）、軸方向荷重Ｆｘのピークの立ち上がり量を比較例よりも抑えることができる（図９（ａ）および図９（ｂ）参照）。

なお、α１＜α２の関係を満たすことによる効果と、β１＞β２の関係を満たすことによる効果とは、互いに背反とならず、相加的、相乗的に軸方向荷重Ｆｘのピークの立ち上がり量を抑える効果がある。このため、本例では、β１＞β２の関係だけを満たす場合に比べて、α１＜α２の関係を満たす分、箇所Ｋ３にウォーム歯部１２が接触する瞬間の接触面積をより小さくすることができ、荷重Ｆ３の立ち上がり量、すなわち軸方向荷重Ｆｘのピークの立ち上がり量を抑えられる効果が高い。

なお、本例と比較例とで、それぞれの箇所Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３に加わる荷重Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３の総和（Ｆ１＋Ｆ２＋Ｆ３）は、互いに等しい。このため、本例では、箇所Ｋ３に加わる荷重Ｆ３が比較例よりも小さくなった分、箇所Ｋ１、Ｋ２に加わる荷重Ｆ１、Ｆ２が比較例よりも大きくなる（図７（ａ）および図７（ｂ）参照）。

以上のように本例では、箇所Ｋ３に加わる荷重Ｆ３の大きさを抑えることができるため、ホイール歯部９とウォーム歯部１２との噛合部で発生する騒音を抑えることができる。なお、ギヤ部１１を構成する合成樹脂として、ポリアミド６６にガラスファイバーを２５ｗｔ％程度混入した材料を用いる場合、当該材料は、合成樹脂としては硬めの材料であるため、荷重Ｆ３が大きくなりやすい。このため、荷重Ｆ３の大きさを抑える本例の特徴（α１＜α２、β１＞β２）は、当該材料を用いる場合に、噛合部で発生する騒音を抑える上で、特に有効である。

本例の構造を実施する場合、ホイール歯部９の進み角α１は、ウォーム減速機に求められる効率やセルフロック性などを考慮した上で、任意の大きさに設定することができる。また、ホイール歯部９の圧力角β１は、ウォーム減速機に求められるギヤ強度などを考慮した上で、任意の大きさに設定することができる。なお、本例では、進み角α１を１９．３６度とし、圧力角β１を１４．５０度としている。進み角α１は、ギヤ効率を考慮すると、１９．３６度が最も好ましい。

本例の構造を実施する場合には、荷重Ｆ３の低減効果を高める観点から、ホイール歯部９の進み角α１とウォーム歯部１２の進み角α２との角度差（α２－α１）、および、ホイール歯部９の圧力角β１とウォーム歯部１２の圧力角β２との角度差（β１－β２）は、基本的には大きい方が良い。

ただし、角度差（α２－α１）および（β１－β２）のそれぞれについて、１．５゜を超えると、荷重Ｆ３の低減効果は、ほぼ飽和すると、経験上推測される。また、角度差（α２－α１）および（β１－β２）のそれぞれについて、１．５゜を超えると、ウォーム歯部１２の歯厚が小さくなり、また、ホイール歯部９とウォーム歯部１２との噛合部の摩耗量が増大し、耐久性が低下しやすくなると、経験上推測される。

このため、本例の構造を実施する場合、角度差（α２－α１）については、α２－α１≦１．５゜の関係を満たすことが好ましく、角度差（β１－β２）については、β１－β２≦１．５゜の関係を満たすことが好ましい。

なお、ウォーム３に作用する軸方向荷重Ｆｘの変動幅、すなわち、トルクリップルを低減させることは、ホイール歯部９において、歯先側に加わる荷重を緩和できるが、他方で、歯元側に加わる荷重が強まる。歯元側を中心とした歯面当りを実現させると、荷重、面圧の偏りによっては、ホイール歯部９の耐久強度が低下する可能性がある。このため、対策として、ホイール歯部９の耐久強度の低下率を見積もっておき、安全率内で収まるように、角度差（α２－α１）および（β１－β２）を決定することもできる。

本例の構造を実施する場合で、ホイール歯部９とウォーム歯部１２との角度差（α２－α１）および（β１－β２）を変更する場合には、ホイール歯部９の諸元（α１、β１）を変更することなく、ウォーム歯部１２の諸元（α２、β２）を変更することが、手間やコストを抑える面で有効である。この理由は、本例では、合成樹脂製のホイール歯部９の諸元（α１、β１）を変更する際には、高価で複雑な射出成形用設備の変更を伴うのに対し、金属製のウォーム歯部１２の諸元（α２、β２）は、加工により容易に変更することができるためである。

なお、ウォーム歯部１２の諸元（α２、β２）を変更することで、ホイール歯部９とウォーム歯部１２との噛み合い位置の変動が大きくなり、その結果、ホイール歯部９とウォーム歯部１２との噛み合い反力が小さい範囲でのトルクリップルである無負荷作動トルクリップルが悪化することが懸念される。このため、対策として、ラップ加工によるホイール歯部９の加工、すなわち砥粒を電着した加工用のウォームを用いたホイール歯部９の加工などにより、ホイール歯部９およびウォーム歯部１２の形状を最適化してもよい。なお、ホイール歯部９とウォーム歯部１２との噛み合い反力が小さい範囲とは、該噛み合い反力によってウォーム３がウォームホイール２と反対側に浮き上がらない範囲をいう。

（２）電動パワーステアリング装置
本例の電動パワーステアリング装置１８は、図１に示すように、ステアリングホイール１９と、ステアリングシャフト２０と、ステアリングコラム２１と、１対の自在継手２２ａ、２２ｂと、中間シャフト２３と、ステアリングギヤユニット２４と、本例のウォーム減速機１および電動モータ８とを備える。

ステアリングホイール１９は、ステアリングシャフト２０の後端部に支持固定されている。ステアリングシャフト２０は、車体に支持されたステアリングコラム２１の内側に、回転可能に支持されている。ステアリングシャフト２０の前端部は、後側の自在継手２２ａと、中間シャフト２３と、前側の自在継手２２ｂとを介して、ステアリングギヤユニット２４のピニオン軸２５に接続されている。このため、運転者がステアリングホイール１９を回転させると、ステアリングホイール１９の回転は、ステアリングシャフト２０と１対の自在継手２２ａ、２２ｂと中間シャフト２３とを介して、ピニオン軸２５に伝達される。ピニオン軸２５の回転は、ピニオン軸２５と噛合した、ステアリングギヤユニット２４の不図示のラック軸の直線運動に変換される。この結果、１対のタイロッド２６が押し引きされることで、左右の操舵輪にステアリングホイール１９の回転操作量に応じた舵角が付与される。

本例の電動パワーステアリング装置１８は、ステアリングコラム２１の前端部にウォーム減速機１および電動モータ８が支持されたコラムタイプであり、電動モータ８の補助動力を、ウォーム減速機１により増大してからステアリングシャフト２０の前端部に付与することにより、運転者がステアリングホイール１９を操作するのに要する力を軽減できるように構成されている。

本例の電動パワーステアリング装置１８では、比較的運転席に近い位置に配置されたウォーム減速機１について、ホイール歯部９とウォーム歯部１２との噛合部で発生する騒音を抑えることができるため、運転席の居住性を良好にすることができる。

なお、本開示のウォーム減速機を実施する場合には、ウォーム歯部１２の条数ｎを任意に決定することができる。また、ホイール歯部９とウォーム歯部１２との噛合部で発生する騒音を抑える効果、すなわち、ホイール歯部９のうち、ウォームホイール２の回転方向の前側から数えて（ｎ＋１）番目の箇所に加わる荷重Ｆ（ｎ＋１）の大きさを抑える効果は、条数ｎが小さいほど大きくなり、条数ｎ＝１である場合に最も大きくなる。ただし、当該効果に加えて、電動パワーステアリング装置に組み込むウォーム減速機として適切なトルク比、減速比、ギヤ強度などを考慮すると、条数ｎ＝１ではなく、本例のように条数＝２とすることが最も好ましい。すなわち、条数ｎ＝１とすると、条数＝２の場合に比べて、減速比を大きくできるため、補助動力を確保する面で有利になるが、転追性を確保する面で不利になり、また、ギヤ強度が２倍必要になるため製造コスト面で不利になる。

本開示のウォーム減速機を備えた電動パワーステアリング装置を実施する場合には、ステアリングギヤユニットのピニオン軸またはラック軸に補助動力を付与する位置に、ウォーム減速機１および電動モータ８を配置することもできる。

［第２例］
本開示の実施の形態の第２例のウォーム減速機について、図１０を用いて説明する。

本例の構造では、ホイール歯部９が、周方向両側の歯面９ｂと歯先面９ｃとの接続部に、ウォーム歯部の歯面と接触するＲ面取り部２７を有する。

本例の構造では、ホイール歯部９の箇所Ｋ３（図６参照）にウォーム歯部が接触する際に、ウォーム歯部をＲ面取り部２７に接触させることで、該接触部の接触面積を広くすることができ、その結果、ホイール歯部９の箇所Ｋ３に加わる荷重Ｆ３をより小さくすることができる。したがって、ホイール歯部９とウォーム歯部との噛合部で発生する騒音をより抑えることができる。

Ｒ面取り部２７の曲率半径Ｒ２７の大きさは任意に設定することができるが、２．０ｍｍ以下に設定することが好ましい。曲率半径Ｒ２７が２．０ｍｍを超えると、ホイール歯部９の肉が少なくなり、ホイール歯部９の耐久強度を確保しにくくなるためである。すなわち、曲率半径Ｒ２７が２．０ｍｍ以下であれば、噛合部で発生する騒音の抑制とホイール歯部９の耐久強度の確保とを両立しやすい。より好ましくは、曲率半径Ｒ２７を１．０±０．１ｍｍの範囲に収めれば、騒音の抑制とホイール歯部９の耐久強度の確保とを、より高いレベルで両立できる。すなわち、曲率半径Ｒ２７が０．９ｍｍより小さいと、騒音の抑制を向上させる効果が得にくくなり、曲率半径Ｒ２７が１．１ｍｍより大きいと、ホイール歯部９の肉が少なくなり、その分、ホイール歯部９の耐久強度が低下する。本例についてのその他の構成および作用効果は、第１例と同様である。

１ ウォーム減速機
２ ウォームホイール
３ ウォーム
４ ハウジング
５ ホイール収容部
６ ウォーム収容部
７ 蓋体
８ 電動モータ
９ ホイール歯部
９ａ 歯
９ｂ 歯面
９ｃ 歯先面
１０ 芯部
１１ ギヤ部
１２ ウォーム歯部
１２ａ 歯
１２ｂ 歯面
１３ 玉軸受
１４ 玉軸受
１５ 付勢機構
１６ 出力軸
１７ カップリング
１８ 電動パワーステアリング装置
１９ ステアリングホイール
２０ ステアリングシャフト
２１ ステアリングコラム
２２ａ、２２ｂ 自在継手
２３ 中間シャフト
２４ ステアリングギヤユニット
２５ ピニオン軸
２６ タイロッド
２７ Ｒ面取り部

Claims (6)

1. 外周面にホイール歯部を有するウォームホイールと、
   外周面に前記ホイール歯部と噛合するウォーム歯部を有するウォームと、
   を備え、
   前記ホイール歯部の進み角をα１、前記ウォーム歯部の進み角をα２としたときに、α１＜α２の関係を満たし、
   前記ホイール歯部の圧力角をβ１、前記ウォーム歯部の圧力角をβ２としたときに、β１＞β２の関係を満たす、
   ウォーム減速機。
2. α２－α１≦１．５゜の関係を満たす、請求項１に記載のウォーム減速機。
3. β１－β２≦１．５゜の関係を満たす、請求項１に記載のウォーム減速機。
4. 前記ホイール歯部が、歯面と歯先面との接続部に、前記ウォーム歯部の歯面と接触するＲ面取り部を有する、請求項１に記載のウォーム減速機。
5. 前記Ｒ面取り部の曲率半径が２．０ｍｍ以下である、請求項４に記載のウォーム減速機。
6. 前記ウォーム歯部の条数が２である、請求項１に記載のウォーム減速機。

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