JP4516431B2 - ウォームギヤ機構及びウォームギヤ機構を搭載した電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、ウォームギヤ機構及びウォームギヤ機構を搭載した電動パワーステアリング装置に関する。

ウォームギヤ機構は、駆動側のウォームにトルク伝達用ウォームホイールを噛合わせることで、ウォームからトルク伝達用ウォームホイールを介して負荷側にトルクを伝達する伝動機構である。このようなウォームギヤ機構において、バックラッシを抑制する技術が開発されてきた（例えば、特許文献１−２参照。）。
特開２００１−３５５７００公報（第３頁、図１−３） 特開２００２−３７１００公報（第３頁、図１−３）

特許文献１による従来のウォームギヤ機構の概要を次の図１７で説明し、特許文献２による従来のウォームギヤ機構の概要を次の図１８で説明する。

図１７（ａ）〜（ｃ）は従来のウォームギヤ機構の概要図（その１）であり、特開２００１−３５５７００公報の図１〜図３の要部を再掲する。（ａ）はウォームギヤ機構２００を電動モータ２０１に連結したことを示す。（ｂ）はウォームギヤ機構２００の断面構成を示す。（ｃ）はウォームギヤ機構２００の噛合い構成を示す。

従来のウォームギヤ機構２００は、図１７（ａ）に示すように、電動モータ２０１に連結した駆動側のウォーム２０２に、出力軸２０３に結合した被動側のウォームホイール２０４を噛合わせたものである。２０５はウォーム軸である。
ウォームホイール２０４は、図１７（ａ）〜（ｃ）に示すように、出力軸２０３に結合したハブ２０６と、ハブ２０６の外周囲に配置した第１ギヤ２０７並びに第２ギヤ２０８と、これらの第１・第２ギヤ２０７，２０８をハブ２０６の外周面に弾性的に連結した弾性体２０９とからなる。

すなわち、ウォーム２０２に噛合うウォームホイール２０４を、出力軸２０３の長手方向、すなわち回転軸方向に２個のギヤ（第１・第２ギヤ２０７，２０８）に分割し、これらのギヤの位相を互いにずらし、弾性体２０９によって回転方向に弾発したものである。
このようなウォームギヤ機構２００は、ウォーム２０２の歯２０２ａの両面を、第１ギヤ２０７の歯２０７ａ及び第２ギヤ２０８の歯２０８ａにより、円周方向に両側から挟み込むことで、バックラッシを抑制するというものである。

図１８（ａ），（ｂ）は従来のウォームギヤ機構の概要図（その２）であり、特開２００２−３７１００公報の図１及び図３の要部を再掲する。（ａ）はウォームギヤ機構３００を電動モータ３０１に連結したことを示す。（ｂ）はウォームギヤ機構３００の断面構成を示す。

従来のウォームギヤ機構３００は、図１８（ａ）に示すように、電動モータ３０１に連結した駆動側のウォーム３０２に、出力軸３０３に結合した被動側のウォームホイール３０４を噛合わせたものである。３０５はモータ軸である。
図１８（ｂ）に示すように、ウォームホイール３０４の歯３１１のうち、ウォーム３０２の歯３０２ａに噛合う部分（影線を付した部分）を、噛合域３１２と言う。

ウォームホイール３０４の歯３１１は、噛合域３１２に対して、歯幅方向の一方側に環状の保持溝３１３を形成し、この保持溝３１３にゴム製Ｏリング３２１を取付けたものである。
ゴム製Ｏリング３２１は、ウォーム３０２の歯先面３０２ｂに接触することにより、僅かに撓み、その弾性復元力によって噛合い部分に予圧を加えることで、バックラッシを抑制するというものである。

しかしながら、上記図１７に示す従来のウォームギヤ機構２００は、回転軸方向に二分割したものなので、ウォーム２０２の歯２０２ａに対するギヤ１個の歯の接触面積は半分以下になる。ウォーム２０２を正回転させたときには歯２０２ａから第１ギヤ２０７の歯２０７ａにトルクを伝達し、ウォーム２０２を逆回転させたときには歯２０２ａから第２ギヤ２０８の歯２０８ａにトルクを伝達することになる。特に、ウォーム２０２に対するウォームホイール２０４の接触圧力が最も大きくなる部分（図１７（ｂ）において、図左右方向の中央部分）が、第１ギヤ２０７と第２ギヤ２０８との分割部分になる。従って、ウォームギヤ機構２００の耐久性、特に耐摩耗性を高めるには、更なる検討の余地がある。

一方、上記図１８に示す従来のウォームギヤ機構３００は、ウォームホイール３０４の歯３１１のうち、噛合域３１２から外れている位置で、歯幅方向（図の左右方向）の一方側にのみ、保持溝３１３を形成したものである。歯厚方向への曲げ剛性は、歯幅方向の一方側と他方側とで異なる。この結果、歯幅方向の一方側と他方側とで、接触圧力が不均一になる。従って、ウォームギヤ機構３００の耐久性を高めるには、更なる検討の余地がある。

さらに、上記図１８に示す従来のウォームギヤ機構３００は、回転するウォーム３０２の歯先面３０２ｂに対して、ゴム製Ｏリング３２１が擦るものであるから、摩擦力が生じる。しかも、ウォームホイール３０４の回転中心からゴム製Ｏリング３２１の接触面までの回転半径は比較的大きい。この結果、大きい摩擦トルクが生じる。ウォームギヤ機構３００のトルク伝達効率を高めるためには、このような大きい摩擦トルクを低減することが好ましい。
しかも、歯先面３０２ｂにゴム製Ｏリング３２１が頻繁に擦るので、ゴム製Ｏリング３２１の耐久性を確保するには、更なる改良の余地がある。

また、これらのウォームギヤ機構２００，３００を、例えば電動パワーステアリング装置に搭載した場合には、ステアリングハンドルを操舵したときに、ギヤの歯同士の打音の発生を、より抑制することが求められる。車室内の騒音の低減を求められるからである。
さらには、電動パワーステアリング装置は、電動モータの補助トルクをウォームギヤ機構２００，３００を介してステアリング系に付加するものであるから、操舵感覚（操舵フィーリング）を高めるには、バックラッシを除去することが好ましい。バックラッシがあると、ステアリングハンドルを切り返し操作したときに、ウォームギヤ機構２００，３００からステアリング系に補助トルクが伝達される時間遅れ（タイミングの遅れ）が発生するからである。

本発明は、簡単な構成で、ウォームとウォームホイールとの間の歯同士の打音の発生を抑制するとともに、ウォームギヤ機構の耐久性をより高め、さらに、ウォームとウォームホイールとの良好な噛合い状態を維持できる技術を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、駆動側のウォームにトルク伝達用ウォームホイールを噛合わせることで、ウォームからトルク伝達用ウォームホイールを介して負荷側にトルクを伝達するウォームギヤ機構において、
このウォームギヤ機構は、トルク伝達用ウォームホイールに重ね合わせた補助ウォームホイールを備え、
この補助ウォームホイールのピッチ円直径をトルク伝達用ウォームホイールのピッチ円直径よりも大きく設定して、ウォームに補助ウォームホイールを噛合わせ、
トルク伝達用ウォームホイール側に補助ウォームホイールを、この補助ウォームホイールに一体に組込まれた付勢部材にて付勢したことを特徴とする。

請求項２に係る発明は、付勢部材が、円盤状の平板ばね（皿ばねを包含する）からなり、この平板ばねをトルク伝達用ウォームホイールに取付けるように構成したことを特徴とする。

請求項３に係る発明は、平板ばね及びトルク伝達用ウォームホイールの少なくとも一方には、互いに対向し合う相手の面と接触するための凸状の当接部を、所定の位置に一体に形成したことを特徴とする。

請求項４に係る発明は、補助ウォームホイールが樹脂成形品であり、別部材からなる平板ばねを一体に成形したことを特徴とする。

請求項５に係る発明は、トルク伝達用ウォームホイールに対し、補助ウォームホイールの相対的な回転変位を規制する回転規制機構を設けたことを特徴とする。

請求項６に係る発明は、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４又は請求項５のウォームギヤ機構と、車両のステアリングハンドルから操舵車輪に至るステアリング系と、トルクを発生するとともにこのトルクをウォームギヤ機構を介してステアリング系に伝える電動モータと、を備えたことを特徴とするウォームギヤ機構を搭載した電動パワーステアリング装置である。

請求項１に係る発明では、補助ウォームホイールのピッチ円直径をトルク伝達用ウォームホイールのピッチ円直径よりも大きく設定したので、ウォームに、トルク伝達用ウォームホイールとは異なる噛合い位相で補助ウォームホイールを噛合わせることができる。このため、トルク伝達用ウォームホイールの歯幅を、十分な大きさに設定することができる。この結果、ウォームの歯に対するトルク伝達用ウォームホイールの歯の接触面積を十分に確保することができる。従って、バックラッシを除去したウォームギヤ機構であっても、耐久性を、より高めることができる。
しかも、バックラッシを除去した構成にすることによって、ウォームとトルク伝達用ウォームホイールとの間の、歯同士の打音の発生を、より抑制することができる。

さらに請求項１に係る発明では、ウォームを軸方向から見たときに、ウォームに対するトルク伝達用ウォームホイールの噛合わせ部分を中心として、トルク伝達用ウォームホイールの歯幅部分を左右対称形にすることができる。また、トルク伝達用ウォームホイールの歯に、従来のようにバックラッシ抑制用部品を保持させるための保持溝を設けることなく、一体に形成することができる。従って、トルク伝達用ウォームホイールの歯の加工精度を高めることができるとともに、ウォームに対するトルク伝達用ウォームホイールの良好な噛合い状態を維持することができる。

さらに請求項１に係る発明では、トルク伝達用ウォームホイールに補助ウォームホイールを重ね合わせるとともに、トルク伝達用ウォームホイール側に補助ウォームホイールを、補助ウォームホイールに一体に組込まれた付勢部材にて付勢したので、ウォームの歯（ねじ山）と補助ウォームホイールの歯との間のバックラッシを除去した構成に、することができる。これにより、ウォームが回転したときに、補助ウォームホイールは、トルク伝達用ウォームホイールよりも先に変位する。

つまり、ウォームで補助ウォームホイールを変位させながら、遅れてウォームでトルク伝達用ウォームホイールを回し始めることができる。この結果、ウォームの歯をトルク伝達用ウォームホイールの歯に緩やかに当てることができる。このため、ウォームギヤ機構の耐久性を、より一層高めることができる。しかも、ウォームとトルク伝達用ウォームホイールとの間の、歯同士の打音の発生を、より抑制することができる。

例えば、トルク伝達用ウォームホイールに対して補助ウォームホイールの中心部分を、回転を規制して取付けた場合には、ウォームの回転力が補助ウォームホイールに伝わるときに、次のような分力が働く。すなわち、ウォームの歯の圧力角に応じて、補助ウォームホイールには歯先がウォームの径外方へ変位する方向の分力が働く。この分力により、補助ウォームホイールは付勢部材の付勢力に抗して、トルク伝達用ウォームホイールから離れる方向に変位する。上記分力に対して、付勢部材の付勢力は抵抗力となる。従って、抵抗力に抗して、先にウォームで補助ウォームホイールをトルク伝達用ウォームホイールから離れる方向に変位させながら、遅れてウォームでトルク伝達用ウォームホイールを回し始めることができる。この結果、ウォームの歯をトルク伝達用ウォームホイールの歯に緩やかに当てることができる。このため、ウォームギヤ機構の耐久性を、より一層高めることができる。しかも、ウォームとトルク伝達用ウォームホイールとの間の、歯同士の打音の発生を、より抑制することができる。

このように、トルク伝達用ウォームホイールに補助ウォームホイールを重ね合わせるとともに、トルク伝達用ウォームホイール側に補助ウォームホイールを付勢部材にて付勢するだけの簡単な構成によって、ウォームの歯と補助ウォームホイールの歯との間のバックラッシを除去し、ウォームギヤ機構の耐久性を高めるとともに、ウォームとトルク伝達用ウォームホイールとの間の、歯同士の打音の発生を抑制することができる。

請求項２に係る発明では、付勢部材を、円盤状の平板ばね（皿ばねを包含する）によって構成し、平板ばねをトルク伝達用ウォームホイールに取付けるようにしたので、ウォームギヤ機構の部品数がすくなくてすむ。しかも、平板ばねであるから、補助ウォームホイールに容易に組込むことができる。

請求項３に係る発明では、平板ばね及びトルク伝達用ウォームホイールの少なくとも一方には、互いに対向し合う相手の面と接触するための凸状の当接部を、所定の位置に一体に形成したので、トルク伝達用ウォームホイールに補助ウォームホイールを安定して保持することができる。これは、凸状の当接部によって平板ばねに予圧を付与できるからである。これにより、ウォームと補助ウォームホイールとの間の歯同士の打音、及び、ウォームとトルク伝達用ウォームホイールとの間の歯同士の打音の発生を、より適切に抑制することができる。

請求項４に係る発明では、平板ばねを、樹脂成形品からなる補助ウォームホイールに一体に成形することによって、組立誤差、特に平板ばねと補助ウォームホイールとの芯ずれを防止することができる。この結果、芯ずれによる、ウォームと補助ウォームホイールとの噛み合い不良を防止することができる。
さらには、補助ウォームホイールに平板ばねを組込むためのボルトやリベット等の締結部材は不要であるから、軽量化できる。また、補助ウォームホイールは樹脂成形品であるから軽量である。このため、平板ばねを組込んだ補助ウォームホイール全体の質量は低減する。質量を低減することで、補助ウォームホイールの慣性力を減少させることができる。慣性力が小さいので、補助ウォームホイールが回転し始めたときに、補助ウォームホイールから平板ばねに作用する衝撃力は小さい。従って、平板ばねの応力が小さくてすむので、その分、平板ばねの板厚を下げる等によって軽量化を図ることができる。このように平板ばねを組込んだ補助ウォームホイール全体の質量を低減させることによって、例えば、このウォームギヤ機構を車両用ステアリング装置に採用した場合には、特にハンドル切り始めの応答性を向上させることができるので、ステアリング装置の操舵感覚（操舵フィーリング）を、より高めることができる。

請求項５に係る発明では、トルク伝達用ウォームホイールに対し、補助ウォームホイールの相対的な回転変位を規制する回転規制機構を設けたものである。
例えば、トルク伝達用ウォームホイールに対して補助ウォームホイールの中心部分を回転を規制して取付けた場合には、トルク伝達用ウォームホイールに対する、補助ウォームホイールの位置決めが容易であり、組付けを容易に且つ確実に行うことができる。また、このウォームギヤ機構を、例えば車両用ステアリング装置に組込んだ構成において、路面反力等による衝撃力がウォームギヤ機構に作用した場合や、経年変化があった場合でも、トルク伝達用ウォームホイールに対する補助ウォームホイールの相対的な位置関係を、適正な位置に確実に維持することができる。
また、トルク伝達用ウォームホイールに対して、補助ウォームホイールを摺動しつつ相対的に回転するように取付けた場合には、相対的な回転範囲を規制することによって、補助ウォームホイールとウォームでトルク伝達用ウォームホイールとの回転タイミングを、より確実に維持することができる。

請求項６に係る発明では、電動パワーステアリング装置において、電動モータで発生したトルクをステアリング系に伝達する動力伝達機構として、ウォームギヤ機構を採用したので、バックラッシを除去したウォームギヤ機構の耐久性を、より高めることができる。
さらには、ウォームギヤ機構のバックラッシを除去することによって、ステアリングハンドルを操舵するときの歯同士の打音の発生を、より抑制することができ、この結果、車室内の騒音をより一層低減することができる。

さらに請求項６に係る発明では、ウォームギヤ機構のバックラッシを除去することによって、ウォームに対するトルク伝達用ウォームホイールの良好な噛合い状態を維持することができる。このため、ステアリングハンドルを切り返し操作したときに、ウォームギヤ機構からステアリング系に補助トルクが伝達される時間遅れの発生を抑制することができる。
さらには、バックラッシを除去したので、ウォームでトルク伝達用ウォームホイールを回転させた場合に、歯同士が衝当することなく、緩やかに当たって噛合うので、ステアリングハンドルの切り返し作動を良好にすることができる。
このようなことから、電動パワーステアリング装置の操舵感覚（操舵フィーリング）を、より高めることができる。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。以下、ウォームギヤ機構を電動パワーステアリング装置に搭載した例を説明する。
先ず、電動パワーステアリング装置及びウォームギヤ機構の第１の実施の形態について、図１〜図１０に基づき説明する。

図１は本発明に係る電動パワーステアリング装置（第１の実施の形態）の模式図である。電動パワーステアリング装置１０は、車両のステアリングハンドル２１から車両の操舵車輪（前輪）２９，２９に至るステアリング系２０と、このステアリング系２０に補助トルクを加える補助トルク機構４０とからなる。

ステアリング系２０は、ステアリングハンドル２１にステアリングシャフト２２及び自在軸継手２３，２３を介してピニオン軸（入力軸）２４を連結し、ピニオン軸２４にラックアンドピニオン機構２５を介してラック軸２６を連結し、ラック軸２６の両端に左右のタイロッド２７，２７及びナックル２８，２８を介して左右の操舵車輪２９，２９を連結したものである。
ラックアンドピニオン機構２５は、ピニオン軸２４に形成したピニオン３１と、ラック軸２６に形成したラック３２とからなる。

ステアリング系２０によれば、運転者がステアリングハンドル２１を操舵することで、この操舵トルクによりラックアンドピニオン機構２５及び左右のタイロッド２７，２７を介して、左右の操舵車輪２９，２９を操舵することができる。

補助トルク機構４０は、ステアリングハンドル２１に加えたステアリング系２０の操舵トルクを操舵トルクセンサ４１で検出し、この操舵トルクセンサ４１のトルク検出信号に基づき制御部４２で制御信号を発生し、この制御信号に基づき操舵トルクに応じた補助トルクを電動モータ４３で発生し、補助トルクをウォームギヤ機構４４を介してピニオン軸２４に伝達し、さらに、補助トルクをピニオン軸２４からステアリング系２０のラックアンドピニオン機構２５に伝達するようにした機構である。
電動パワーステアリング装置１０によれば、運転者の操舵トルクに電動モータ４３の補助トルクを加えた複合トルクにより、ラック軸２６で操舵車輪２９，２９を操舵することができる。

図２は本発明に係る電動パワーステアリング装置（第１の実施の形態）の全体構成図であり、左端部及び右端部を断面して表したものである。この図は、電動パワーステアリング装置１０のラック軸２６を、車幅方向（図左右方向）に延びるハウジング５１に、軸方向にスライド可能に収容したことを示す。
ラック軸２６は、ハウジング５１から突出した長手方向両端にボールジョイント５２，５２を介してタイロッド２７，２７を連結した軸である。５３，５３はダストシール用ブーツである。

図３は図２の３−３線断面図であり、電動パワーステアリング装置１０の縦断面構造を示す。
電動パワーステアリング装置１０は、ピニオン軸２４、ラックアンドピニオン機構２５、操舵トルクセンサ４１及びウォームギヤ機構４４をハウジング５１に収納し、このハウジング５１の上部開口を上部カバー部５４で塞いだものである。操舵トルクセンサ４１は、上部カバー部５４に取付けたものである。

ウォームギヤ機構４４は、駆動側のウォーム４７にトルク伝達用ウォームホイール４８を噛合わせることで、ウォーム４７からトルク伝達用ウォームホイール４８を介して負荷側にトルクを伝達することができるようにした構成である。さらにウォームギヤ機構４４は、トルク伝達用ウォームホイール４８の他に補助ウォームホイール４９を備える。

ハウジング５１は、上下に延びるピニオン軸２４の上部、長手中央部及び下端を３個の軸受５５〜５７を介して回転可能に支承したものであり、さらに電動モータ４３を取付けるとともに、ラックガイド７０を備える。図中、５８はハウジング５１に対して軸受５６の位置決めをするロックナット、５９はピニオン軸２４をシールするオイルシールである。

ところで、操舵トルクセンサ４１は、ピニオン軸２４に設けた第１残留歪み部６１及び第２残留歪み部６２と、これら第１・第２残留歪み部６１，６２の周囲に設けた検出部６３と、からなる磁歪式トルクセンサである。
第１・第２残留歪み部６１，６２は、ピニオン軸２４の軸長手方向に互いに逆方向の残留歪みが付与された磁歪膜からなり、これらの磁歪膜に作用した作用トルクに応じて磁歪特性が変化する。

検出部６３は、第１・第２残留歪み部６１，６２に生じた磁歪効果を電気的に検出し、その検出信号をトルク検出信号として出力するものである。この検出部６３は、ピニオン軸２４を通した筒状のコイルボビン６４，６５と、コイルボビン６４，６５に巻いた第１多層ソレノイド巻きコイル６６並びに第２多層ソレノイド巻きコイル６７と、第１・第２多層ソレノイド巻きコイル６６，６７の周囲を囲う磁気シールド用バックヨーク６８と、からなる。

ラックガイド７０は、ラック３２と反対側からラック軸２６に当てるガイド部７１と、このガイド部７１を圧縮ばね７２を介して押す調整ボルト７３と、からなる押圧手段である。ガイド部７１と調整ボルト７３との間には、調整ボルト７３の調整方向に若干の隙間を有する。ガイド部７１は、ラック軸２６の背面を滑らせる当て部材７４を備える。７５はハウジング５１に対する調整ボルト７３の位置決めをするロックナットである。

ラックガイド７０によって、ラック軸２６をその軸方向へ摺動可能に支持することができる。さらにラックガイド７０によれば、ハウジング５１にねじ込んだ調整ボルト７３にて、圧縮ばね７２を介してガイド部７１を適切な押圧力で押すことにより、ガイド部７１でラック３２に予圧を与えて、ラック３２をピニオン３１に押し付けることができる。

図４は図２の４−４線断面図であり、ピニオン軸２４と電動モータ４３とウォームギヤ機構４４との関係を示す。
電動モータ４３は、横向きのモータ軸４３ａを備えるとともに、ハウジング５１に取付けたものである。モータ軸４３ａはハウジング５１内に延びる。

図３及び図４に示すように、ウォームギヤ機構４４は、電動モータ４３で発生した補助トルクをピニオン軸２４に伝達する補助トルク伝達機構、すなわち倍力機構である。
詳しく述べるとウォームギヤ機構４４は、電動モータ４３のモータ軸４３ａにカップリング４５を介して連結したウォーム軸４６と、ウォーム軸４６に一体に形成したウォーム４７と、ウォーム４７に噛み合わせたトルク伝達用ウォームホイール４８と、からなる。トルク伝達用ホイール４８はピニオン軸２４に結合したものである。
ハウジング５１は、水平に延びるウォーム軸４６の両端部を、軸受８１，８２を介して回転可能に支承することになる。

図５は本発明に係るウォームギヤ機構（第１の実施の形態）の断面図であり、図３に対応させて左半分のみを示した。図６は本発明に係るウォームギヤ機構（第１の実施の形態）の分解図である。図７は本発明に係るウォームギヤ機構（第１の実施の形態）の平面図であり、補助ウォームホイール４９の一部を断面して表した。

図５及び図６に示すように、トルク伝達用ウォームホイール４８は、ピニオン軸２４に嵌合する円筒状のボス部（ハブ）１０１と、ボス部１０１の外周に一体に形成した円盤状のホイール本体１０２と、ホイール本体１０２の外周面に形成した複数の歯１０３・・・（・・・は複数を示す。以下同じ。）とからなる、一体成形品の歯車である。
ピニオン軸２４は、トルク伝達用ウォームホイール４８を、軸方向移動を規制するとともに、スプライン又はセレーションにて相対回転を規制して結合することができる。

ボス部１０１は、ホイール本体１０２の一方の面１０２ａから上方（すなわち、ピニオン軸２４の軸方向）へ延びる延長部１０５と、この延長部１０５の外周面に形成した雄ねじ１０６とを有する。
ホイール本体１０２は、一方の面１０２ａに一体に形成した凸状の当接部１０７と、厚み方向（すなわちピニオン軸２４の軸方向）に貫通した複数の貫通孔１０８・・・と、を有する。

当接部１０７は、補助ウォームホイール４９に対向する一方の面１０２ａにおいて、所定の位置に突出した、凸状の部分である。すなわち、当接部１０７は、トルク伝達用ウォームホイール４８の回転中心ＣＬを基準とする、環状の突出部であり、その環状部分の中心径はＤｃである。回転中心ＣＬは、ピニオン軸２４の中心でもある。
複数の貫通孔１０８・・・は、トルク伝達用ウォームホイール４８の回転中心ＣＬを基準として周方向に等ピッチで配列した平面視略扇状の孔である。なお、これらの貫通孔１０８・・・は、当接部１０７よりも中心ＣＬ側（径内方）にある。

図５及び図６に示すように、補助ウォームホイール４９は、ウォーム４７とトルク伝達用ウォームホイール４８との間の、バックラッシを除去するために設けた補助的な歯車であって、ウォーム４７に噛合わせたものである。このような補助ウォームホイール４９は、ホイール本体１０２の一方の面１０２ａに重ね合わせ、トルク伝達用ウォームホイール４８に対して相対的に回転不能に配置したものである。補助ウォームホイール４９の中心は、トルク伝達用ウォームホイール４８の回転中心ＣＬと同一である。
以下、補助ウォームホイール４９を詳細に説明する。

補助ウォームホイール４９は樹脂成形品であり、別部材からなる平板ばね１１１をインサート成型等によって一体に成形したことを特徴とする。すなわち、補助ウォームホイール４９は、環状のホイール本体１１２と、このホイール本体１１２の径内方に組込んだ円盤状の平板ばね１１１とからなる。このように、補助ウォームホイール４９は、円盤状の平板ばね１１１を組込むことができる。ホイール本体１１２は、外周部分に複数の歯１１３・・・を一体に形成した樹脂成形品である。
補助ウォームホイール４９は、複数の歯１１３・・・をトルク伝達用ウォームホイール４８側へ向かって延ばした、いわゆる冠状（キャップ状とも言う。）の歯車である。

平板ばね１１１は、弾性を有した１枚の平板からなる、平坦な弾性部材であって、ホイール本体１０２の一方の面１０２ａに対して平行又はほぼ平行な部材である。この平板ばね１１１は、トルク伝達用ウォームホイール４８の回転中心ＣＬ上に開いた中央の嵌合孔１１４と、この嵌合孔１１４の周囲に配列した複数の貫通孔１１５・・・並びに複数の当接部１１６・・・とを、形成したことを特徴とする。

図５〜図７に示すように、複数の貫通孔１１５・・・及び複数の当接部１１６・・・は、トルク伝達用ウォームホイール４８の当接部１０７に対して、同一又はほぼ同一の位置（図５に示す直径Ｄｃとした円周の位置）に、配列したものである。これら複数の貫通孔１１５・・・及び複数の当接部１１６・・・は、周方向に１個ずつ等ピッチで配列することになる。
図６に示すように、貫通孔１１５・・・は、トルク伝達用ウォームホイール４８の貫通孔１０８・・・に連通する、平面視略扇状の孔である。

図５〜図７に示すように、複数の当接部１１６・・・は、各貫通孔１１５，１１５間に配列したものであって、平板ばね１１１のうち、トルク伝達用ウォームホイール４８に対向する面１１１ａに突出した突起である。これらの突起は丸ピン形の凸状を呈しており、突出した先端の平坦な端面を、当接部１０７の端面に接触することができる。
このように、トルク伝達用ウォームホイール４８は、平板ばね１１１のうち互いに対向し合う面１１１ａに接触する凸状の当接部１０７を、所定の位置に一体に形成したものである。平板ばね１１１は、トルク伝達用ウォームホイール４８のうち互いに対向する面１０２ａに接触する、複数の凸状の当接部１１６・・・を、所定の位置に一体に形成したものである。

言い換えると、平板ばね１１１及びトルク伝達用ウォームホイール４８の少なくとも一方は、互いに対向し合う相手の面と接触するための凸状の当接部１０７，１１６・・・を、所定の位置に一体に形成したものである。

図５及び図６に示すように、補助ウォームホイール４９は、トルク伝達用ウォームホイール４８に対してカラー１４１、回り止め部材１５１及びナット１６１によって、取り付けられることになる。
図６に示すようにカラー１４１は、ホイール本体１０２の一方の面１０２ａに重ねる大径部１４２と、大径部１４２よりも小径の小径部１４３と、大径部１４２と小径部１４３との間の平坦な段差部１４４とからなる、環状の部材である。

回り止め部材１５１は、板材からなる平坦な環状部材であり、外周の縁からトルク伝達用ウォームホイール４８に向かって延びる複数の掛止め爪１５２・・・を一体に備える。図６及び図７に示すように、掛止め爪１５２・・・の幅（周方向の寸法）は、貫通孔１０８・・・及び貫通孔１１５・・・の各幅（周方向の寸法）よりも小さい。
図５及び図６に示すように、カラー１４１の小径部１４３の高さは、平板ばね１１１の板厚に回り止め部材１５１の板厚を加えた全高さと同一又はこれよりも若干小さい。

図５及び図６に示すように、このようなウォームギヤ機構４４によれば、ボス部１０１の延長部１０５にカラー１４１を嵌合し、カラー１４１の小径部１４３に平板ばね１１１の嵌合孔１１４を嵌合し、その上から回り止め部材１５１を嵌合し、更にその上からナット１６１を雄ねじ１０６にねじ込むことで、トルク伝達用ウォームホイール４８に対して補助ウォームホイール４９を取付けることができる。すなわち、円盤状の平板ばね１１１は、その中心部分を、トルク伝達用ウォームホイール４８に取付けることができる。

この結果、平板ばね１１１の当接部１１６・・・は、トルク伝達用ウォームホイール４８の当接部１０７に直接に当たる。このように、平板ばね１１１はトルク伝達用ウォームホイール４８に直接に当てるように構成した。

トルク伝達用ウォームホイール４８の貫通孔１０８・・・と、補助ウォームホイール４９の貫通孔１１５・・・とに、回り止め部材１５１の掛止め爪１５２・・・を掛けた構成は、ナット１６１の締め付けによる補助ウォームホイール４９の回転を防止するための、回転規制機構１５０をなす。トルク伝達用ウォームホイール４８に対する補助ウォームホイール４９の相対的な回転変位は、貫通孔１０８・・・，１１５・・・に対する掛止め爪１５２・・・の掛け止めによって規制される。

雄ねじ１０６とナット１６１と平板ばね１１１との組合せ構造は、トルク伝達用ウォームホイール４８に補助ウォームホイール４９を固定するための、固定機構１６０をなす。すなわち、固定機構１６０は、ナット１６１により、付勢部材（弾発部材）としての平板ばね１１１を介して補助ウォームホイール４９をトルク伝達用ウォームホイール４８側に押すことで、トルク伝達用ウォームホイール４８に補助ウォームホイール４９を固定するようにした構成である。
以上の説明から明らかなように、平板ばね１１１は、補助ウォームホイール４９をトルク伝達用ウォームホイール４８側に付勢する（弾発する）付勢部材である。

図７に示すように、補助ウォームホイール４９のピッチ円直径Ｄ２は、トルク伝達用ウォームホイール４８のピッチ円直径Ｄ１よりも大きい（Ｄ１＜Ｄ２）。
ウォーム４７は金属製品、例えば機械構造用炭素鋼鋼材（ＪＩＳ−Ｇ−４０５１）等の鉄鋼製品である。トルク伝達用ウォームホイール４８及び補助ウォームホイール４９は、ナイロン樹脂等の樹脂製品である。金属製品のウォーム４７に樹脂製品のトルク伝達用ウォームホイール４８及び補助ウォームホイール４９を噛合わせるようにしたので、噛合いを比較的円滑にすることができるとともに、騒音をより低減させることができる。

ウォーム４７の歯１３１の歯形は、軸直角断面においてほぼ台形の歯形であり、トルク伝達用ウォームホイール４８の歯１０３の歯形は、軸直角断面においてインボリュートの歯形である。ウォーム４７のねじ山は１条であり、このねじ山のピッチはＰｉである。

図８（ａ）〜（ｅ）は本発明に係るウォームギヤ機構（第１の実施の形態）におけるウォームとトルク伝達用ウォームホイールと補助ウォームホイールとの噛み合い状態を示す構成図である。図８（ａ）はウォームギヤ機構４４の断面構成を示し、上記図５に対応させて表した図である。図８（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線断面構成を示す。

図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、冠状を呈する補助ウォームホイール４９は、歯１１３・・・がトルク伝達用ウォームホイール４８の外周面１０４を囲うようにしてトルク伝達用ウォームホイール４８に重ねることで、ウォーム４７に噛合わせるようにしたものである。このため、トルク伝達用ウォームホイール４８に補助ウォームホイール４９の歯１１３・・・が干渉することはない。

補助ウォームホイール４９のピッチ円直径Ｄ２を、トルク伝達用ウォームホイール４８のピッチ円直径Ｄ１よりも大きく設定したので、ウォーム４７に、トルク伝達用ウォームホイール４８とは異なる噛合い位相で補助ウォームホイール４９を噛合わせることができる。このため、トルク伝達用ウォームホイール４８の歯幅を十分な大きさ（例えば、ウォーム４７の外径と略同じ大きさ）に設定することができる。この結果、ウォーム４７の歯１３１に対するトルク伝達用ウォームホイール４８の歯１０３の接触面積を十分に確保することができる。従って、ウォームギヤ機構４４の耐久性を、より高めることができる。

ウォーム４７の中心から補助ウォームホイール４９のピッチ円までの距離はｒである。この距離ｒは次の（１）式で求められる。但し、ウォーム４７にトルク伝達用ウォームホイール４８を噛合わせたときのウォーム４７のピッチ円直径をｄ１とする。
ｒ＝（Ｄ１＋ｄ１−Ｄ２）／２ ……… （１）

なお、距離ｒは任意であるが、ウォーム４７を可逆的に回転させる（すなわち、正・逆転させる）場合には、零の方が好ましい。より具体的には、ピッチ円直径Ｄ２の大きさは、トルク伝達用ウォームホイール４８に補助ウォームホイール４９の歯１１３・・・が干渉することがなく、しかも、ウォーム４７に補助ウォームホイール４９が噛合うことができる大きさであればよい。

さらにウォームギヤ機構４４は、補助ウォームホイール４９の歯１１３・・・がトルク伝達用ウォームホイール４８の外周面１０４を囲うように、補助ウォームホイール４９を、いわゆる冠状に形成したことを特徴とする。従って、トルク伝達用ウォームホイール４８に補助ウォームホイール４９を付加した構成であるにもかかわらず、トルク伝達用ウォームホイール４８に補助ウォームホイール４９が干渉することはない。このため、トルク伝達用ウォームホイール４８の歯幅を、より一層十分な大きさに設定することができる。この結果、ウォーム４７の歯１３１に対するトルク伝達用ウォームホイール４８の歯１０３の接触面積をより一層十分に確保することができる。従って、ウォームギヤ機構４４の耐久性を、より一層高めることができる。

さらにまた、ウォームギヤ機構４４は、ウォーム４７に補助ウォームホイール４９を噛合わせたときのウォーム４７のピッチ円直径ｄ２を、ウォーム４７にトルク伝達用ウォームホイール４８を噛合わせたときのウォーム４７のピッチ円直径ｄ１よりも、小さく設定した（ｄ１＞ｄ２）ことを特徴とする。

ウォーム４７のねじ山（歯）１３１のピッチＰｉが一定であるのに対して、ウォーム４７に補助ウォームホイール４９を噛合わせたときのウォーム４７のピッチ円直径ｄ２を小さく設定したので、その分、ねじ山１３１の進み角を大きくすることができる。進み角が大きくなれば、ウォーム４７と補助ウォームホイール４９との間の摩擦損失は低減する。すなわち、トルク伝達効率が高まる。補助ウォームホイール４９を回すための、ウォーム４７のトルクは、トルク伝達効率が高まった分だけ小さくてすむ。従って、ウォームギヤ機構４４をより円滑に作動させることができるとともに、ウォームギヤ機構４４の耐久性をより高めることができる。

図８（ｃ）は図８（ａ）のｃ−ｃ線断面構成を示し、ウォーム４７に対するトルク伝達用ウォームホイール４８の噛合い状態を表す。すなわち、ウォーム４７の歯１３１の左の歯面１３１ａに、トルク伝達用ウォームホイール４８の歯１０３の右の歯面１０３ｂが当たっている。

図８（ｄ）は図８（ａ）のｄ−ｄ線断面構成を示し、図８（ｅ）は図８（ｂ）をｅ矢視方向から見た断面構成を示す。これらの図８（ｄ）及び図８（ｅ）はウォーム４７に対する補助ウォームホイール４９の噛合い状態を表す。すなわち、ウォーム４７の歯１３１の右の歯面１３１ｂに、補助ウォームホイール４９の歯１１３の左の歯面１１３ａが当たっている。ウォーム４７の歯１３１の左の歯面１３１ａと補助ウォームホイール４９の歯１１３の右の歯面１１３ｂとの間には、バックラッシ（隙間）を有する。

図９は本発明に係るウォームギヤ機構（第１の実施の形態）の模式図であり、上記図８（ｃ）及び図８（ｄ）を組合わせて模式的に表した図である。
図９は、（１）ウォーム４７の歯１３１の左の歯面１３１ａに、トルク伝達用ウォームホイール４８の歯１０３の右の歯面１０３ｂが当たるとともに、（２）ウォーム４７の歯１３１の右の歯面１３１ｂに、補助ウォームホイール４９の歯１１３の左の歯面１１３ａが当たっている又は極く微少のバックラッシ（隙間）を有していることを示す。このような噛み合い状態におけるバックラッシＢ１，Ｂ２については、次の通りである。

ウォーム４７の歯１３１と補助ウォームホイール４９の歯１１３との間のバックラッシＢ１の大きさはＸ１である（Ｘ１は、例えば０又はほぼ０）。ウォーム４７の歯１３１とトルク伝達用ウォームホイール４８の歯１０３との間のバックラッシＢ２の大きさはＸ２である。ウォームギヤ機構４４は、補助ウォームホイール４９側のバックラッシＢ１を、トルク伝達用ウォームホイール４８側のバックラッシＢ２よりも小さく設定したことを特徴とする。すなわち、Ｘ１とＸ２の関係は「０≦Ｘ１＜Ｘ２」である。

次に、上記構成のウォームギヤ機構４４の作用について、図１０に基づき説明する。図１０（ａ）〜（ｃ）は本発明に係るウォームギヤ機構（第１の実施の形態）の作用図である。
図１０（ａ）は、上記図９に対応する図であって、ウォーム４７の歯１３１の左の歯面１３１ａに対して、トルク伝達用ウォームホイール４８の歯１０３の右の歯面１０３ｂが当たっていることを示す。この状態では、ウォーム４７の歯１３１と補助ウォームホイール４９の歯１１３との間のバックラッシＢ１は小さい（Ｂ１＝０を含む）。また、ウォーム４７の歯１３１の右の歯面１３１ｂ側にバックラッシＢ２を有する。

この図１０（ａ）の状態において、電動モータ４３（図３参照）でウォーム４７を正回転させると、ウォーム４７の歯１３１は矢印Ｒ１方向（図右方向）に変位する。この結果、ウォーム４７の歯１３１の右の歯面１３１ｂは、補助ウォームホイール４９の歯１１３の左の歯面１１３ａを押す。この押す力に応じて、左の歯面１１３ａには水平分力と垂直分力とが働く。

すなわち、ウォーム４７の歯１３１の圧力角に応じて、左の歯面１１３ａには、補助ウォームホイール４９を回転させる回転力（水平分力）と、補助ウォームホイール４９をウォーム４７から離す方向、すなわち、補助ウォームホイール４９の歯先がウォーム４７の径外方へ変位する方向へ変位させる変位力（垂直分力）とが働く。
補助ウォームホイール４９の歯１１３は、垂直分力によってウォーム４７の径外方（図１０（ａ）の紙面手前方向）へ変位し、ウォーム４７の歯１３１における歯先側で噛み合うことになる。

以上の説明のように、ウォーム４７の歯１３１は、平板ばね１１１の付勢力（ばね力）に抗して、補助ウォームホイール４９の歯１１３をウォーム４７の径外方へ変位させつつ、矢印Ｒ１方向に変位し、図１０（ｂ）の状態を経て図１０（ｃ）の状態に至る。
この結果、図１０（ｃ）に示すように、ウォーム４７の歯１３１の右の歯面１３１ｂは、トルク伝達用ウォームホイール４８の歯１０３の左の歯面１０３ａに当たって押す。トルク伝達用ウォームホイール４８は矢印Ｒ２方向へ変位する。

このように、補助ウォームホイール４９の抵抗に抗して、ウォーム４７で補助ウォームホイール４９を軸方向へ変位させることにより、遅れてウォーム４７でトルク伝達用ウォームホイール４８を回し始めることができる。補助ウォームホイール４９はトルク伝達用ウォームホイール４８と共に連れ回る。
この結果、ウォーム４７の歯１３１をトルク伝達用ウォームホイール４８の歯１０３に緩やかに当てることができる。このため、ウォームギヤ機構４４の耐久性を、より一層高めることができる。しかも、バックラッシＢ２を除去することができるので、ウォーム４７とトルク伝達用ウォームホイール４８との間の、歯同士の打音の発生を、より一層抑制することができる。

ところで、上述のように、ウォーム４７の歯１３１は補助ウォームホイール４９の歯１１３を矢印Ｒ１方向に押すことで、平板ばね１１１（図５参照）の付勢力に抗して、歯１１３をピニオン軸２４（図５参照）の軸方向に押し上げている。その後、図１０（ｃ）の状態において、電動モータ４３（図３参照）でウォーム４７を逆回転させると、その歯１３１は矢印Ｒ１とは反対方向（図左方向）に変位する。歯１３１の右の歯面１３１ｂが矢印Ｒ１とは反対方向へ変位するに連れて、補助ウォームホイール４９の歯１１３は、平板ばね１１１の付勢力で押し下げられて、図１０（ａ）に示す状態に自動的に戻る。

このように、ウォーム４７とトルク伝達用ウォームホイール４８との間の、歯１０３，１３１同士の打音の発生を、より抑制することができる。
しかも、上記図８（ａ）に示すようにウォーム４７を軸方向から見たときに、ウォーム４７に対するトルク伝達用ウォームホイール４８の噛合わせ部分を中心として（すなわち、図８（ａ）に示すウォーム４７の中心を通る中心線ＣＷに対して）、トルク伝達用ウォームホイール４８の歯幅部分を左右対称形にすることができる。また、トルク伝達用ウォームホイール４８の歯１０３に、従来のように（図１８参照）バックラッシ抑制用部品を保持させるための保持溝を設けることなく、一体に形成することができる。従って、トルク伝達用ウォームホイール４８の歯１０３の加工精度を高めることができるとともに、ウォーム４７に対するトルク伝達用ウォームホイール４８の良好な噛合い状態を維持することができる。

以上の説明をまとめると、第１の実施の形態におけるウォームギヤ機構４４によれば、図５及び図９に示すように、ウォーム４７の歯１３１と補助ウォームホイール４９の歯１１３との間のバックラッシＢ１を、ウォーム４７の歯１３１とトルク伝達用ウォームホイール４８の歯１０３との間のバックラッシＢ２よりも小さく設定し、トルク伝達用ウォームホイール４８に補助ウォームホイール４９を重ね合わせるとともに、トルク伝達用ウォームホイール４８側に補助ウォームホイール４９を付勢部材１１１にて付勢するだけの簡単な構成によって、ウォームギヤ機構４４の耐久性を高めることができる。
しかも、バックラッシＢ２を除去して、ウォーム４７とトルク伝達用ウォームホイール４８との間の、歯１０３，１３１同士の打音の発生を抑制することができる。

さらには、図５に示すように、固定機構１６０により付勢部材１１１を介して、補助ウォームホイール４９をトルク伝達用ウォームホイール４８側へ押すことで、補助ウォームホイール４９に予圧を付与することができる。
従って、第１の実施の形態のように、ウォーム４７の歯１３１及びトルク伝達用ウォームホイール４８に対し、付勢部材１１１を介して補助ウォームホイール４９をスムースに安定して付勢することができる。

さらにウォームギヤ機構４４によれば、付勢部材１１１を、補助ウォームホイール４９に組込んだ円盤状の平板ばね１１１（皿ばねを包含する）によって構成し、平板ばね１１１をトルク伝達用ウォームホイール４８に直接に当てるようにしたので、ウォームギヤ機構４４の部品数がすくなくてすむ。しかも、平板ばね１１１であるから、補助ウォームホイール４９に容易に組込むことができる。

さらにウォームギヤ機構４４によれば、平板ばね１１１及びトルク伝達用ウォームホイール４８の少なくとも一方には、互いに対向し合う相手の面と接触するための凸状の当接部１０７，１１６・・・を、所定の位置に一体に形成したので、補助ウォームホイール４９をトルク伝達用ウォームホイール４８に安定して保持することができる。従って、ウォーム４７とトルク伝達用ウォームホイール４８との間の歯１０３，１３１（図９参照）同士の打音の発生を、より適切に抑制することができる。

さらにウォームギヤ機構４４によれば、平板ばね１１１を、樹脂成形品からなる補助ウォームホイール４９に一体に成形することによって、容易に一体化することができる。
さらには、補助ウォームホイール４９に平板ばね１１１を組込むためのボルトやリベット等の締結部材は不要であるから、その分、軽量化できる。また、補助ウォームホイール４９は樹脂成形品であるから軽量である。このため、平板ばね１１１を組込んだ補助ウォームホイール４９全体の質量は低減する。質量を低減することで、補助ウォームホイール４９の慣性力を減少させることができる。慣性力が小さいので、補助ウォームホイール４９が回転し始めたときに、補助ウォームホイール４９から平板ばね１１１に作用する衝撃力は小さい。従って、平板ばね１１１の応力が小さくてすむので、その分、平板ばね１１１の板厚を下げる等によって軽量化を図ることができる。このように平板ばね１１１を組込んだ補助ウォームホイール４９全体の質量を低減させることによって、ウォームギヤ機構４４を車両用ステアリング装置１０に採用した場合に、ステアリング装置１０の操舵感覚（操舵フィーリング）を、より高めることができる。

さらにウォームギヤ機構４４は、トルク伝達用ウォームホイール４８に対し、補助ウォームホイール４９の相対的な回転変位を規制する回転規制機構１５０を設けたものである。
例えば、回転規制機構１５０によって、トルク伝達用ウォームホイール４８に対して補助ウォームホイール４９の中心部分を回転を規制して取付けた場合には、トルク伝達用ウォームホイール４８に対する、補助ウォームホイール４９の位置決めが容易であり、組付けを容易に且つ確実に行うことができる。また、このウォームギヤ機構４４を、電動パワーステアリング装置１０に組込んだ構成において、路面反力等による衝撃力がウォームギヤ機構４４に作用した場合や、経年変化があった場合でも、トルク伝達用ウォームホイール４８に対する補助ウォームホイール４９の相対的な位置関係を、適正な位置に確実に維持することができる。

さらには、例えば、図１０（ａ）の状態において、ウォーム４７が正回転して歯１３１が矢印Ｒ１方向に変位することで、図１０（ｂ）に示すように、先に補助ウォームホイール４９を変位させ、図１０（ｃ）に示すように遅れてトルク伝達用ウォームホイール４８を回し始めることができる。この結果、ウォーム４７の歯１３１をトルク伝達用ウォームホイール４８の歯１０３に緩やかに当てることができる。

次に、上記図５に示す第１の実施の形態におけるウォームギヤ機構４４の変形例を図１１及び図１２に基づき説明する。なお、図５に示す第１の実施の形態におけるウォームギヤ機構４４と同様の構成については同一符号を付し、その説明を省略する。

図１１は本発明に係るウォームギヤ機構（第１変形例）の断面図であり、上記図５に対応させて表した。
図１１に示す第１変形例のウォームギヤ機構４４は、トルク伝達用ウォームホイール４８側に補助ウォームホイール４９を付勢する付勢部材（すなわち、弾発部材）を圧縮コイルばね１７１によって構成したことを特徴とする。
補助ウォームホイール４９は全体が樹脂成形品からなり、トルク伝達用ウォームホイール４８に重ね合わせるとともに、ピニオン軸２４に嵌合し且つ軸方向移動を規制して取付けたものである。圧縮コイルばね１７１は、ピニオン軸２４に取り付けられたばね受け盤１７２と補助ウォームホイール４９との間に介在する。

図１２は本発明に係るウォームギヤ機構（第２変形例）の断面図であり、上記図１１に対応させて表した。
図１２に示す第２変形例のウォームギヤ機構４４は、上記図１１に示す第１変形例の更なる変形例であり、トルク伝達用ウォームホイール４８側に補助ウォームホイール４９を付勢する「付勢部材」の役割を、全体が樹脂成形品からなる補助ウォームホイール４９自体が兼ねたことを特徴とする。

第２変形例の補助ウォームホイール４９は、トルク伝達用ウォームホイール４８に重ね合わせるとともに、ピニオン軸２４に嵌合し且つ軸方向移動を規制して取付けたものである。詳しく説明すると、補助ウォームホイール４９は、ピニオン軸２４に嵌合するボス部４９ａと、ボス部４９ａに形成した係止鈎部４９ｂと、ボス部４９ａの外周部分に形成した薄肉円盤状の付勢部材４９ｃと、付勢部材４９ｃの外周部分に形成した環状のホイール本体部４９ｄとからなる。

トルク伝達用ウォームホイール４８の係止凹部４８ａに係止鈎部４９ｂを掛け止めることで、トルク伝達用ウォームホイール４８に補助ウォームホイール４９を取付けることができる。付勢部材４９ｃはピニオン軸２４の軸方向に弾性変形が可能であり、弾性復元力によってトルク伝達用ウォームホイール４８側にホイール本体部４９ｄを付勢するものである。ホイール本体部４９ｄは複数の歯１１３・・・を有する。
付勢部材４９ｃの弾性復元力により、補助ウォームホイール４９に対してトルク伝達用ウォームホイール４８側への予圧を付与できる。
第２変形例によれば、ウォームギヤ機構４４を部品数が少なく簡単な構成にすることができ、補助ウォームホイール４９の位置決めが容易であり、また、組付けも容易且つ確実に行うことができる。

次に、電動パワーステアリング装置及びウォームギヤ機構の第２の実施の形態について、図１３〜図１６に基づき説明する。第２の実施の形態の電動パワーステアリング装置１０（図１参照）は、ウォームギヤ機構４４Ａが、第１の実施の形態とは相違し、その他の構成が同一である。なお、上記図１〜図１０に示す第１の実施の形態と同様の構成については同一符号を付し、その説明を省略する。また、上記図１〜図４に示す構成については第２の実施の形態においても同様なので、図面を省略する。

図１３は本発明に係るウォームギヤ機構（第２の実施の形態）の断面図であり、上記図５に対応するものであって、左半分のみを示した。図１４は本発明に係るウォームギヤ機構（第２の実施の形態）の分解図である。
図１３及び図１４に示すように、第２の実施の形態におけるウォームギヤ機構４４Ａは、トルク伝達用ウォームホイール４８及び補助ウォームホイール４９の構成を変更したものである。以下、第２の実施の形態におけるウォームギヤ機構４４Ａの変更部分について説明する。

トルク伝達用ウォームホイール４８は、ホイール本体１０２における一方の面１０２ａの中心に平坦な座面部１０２ｂを形成するとともに、座面部１０２ｂから軸方向へ延びる延長部１０５の先端部分に雄ねじ１０６を形成したことを特徴とする。延長部１０５は、外周面に互いに平行な２つの平坦面１０９，１０９（二面取り部分）を有する。

一方、補助ウォームホイール４９における平板ばね１１１は、ホイール本体１１２から中央部分へ向かって傾斜する、頭切り円錐形状を呈した、いわゆる「皿ばね」状の付勢部材（すなわち、弾性部材）であることを特徴とする。円錐形の底は、水平な平坦面からなる取付面部１１７である。この取付面部１１７は嵌合孔１１４を有する。皿ばね状の平板ばね１１１は、ホイール本体１０２における一方の面１０２ａに向かって低くなるように配置することになる。このような補助ウォームホイール４９は、取付面部１１７を座面部１０２ｂに重ねることにより、ホイール本体１０２の一方の面１０２ａに重ね合わせた構成である。

このような構成であるから、延長部１０５に平板ばね１１１の嵌合孔１１４を嵌合し、その上から平ワッシャ１８１を嵌合し、更にその上からナット１６１を雄ねじ１０６にねじ込んで、座面部１０２ｂとナット１６１とによって取付面部１１７を堅く締め付けることができる。この結果、トルク伝達用ウォームホイール４８に対し、補助ウォームホイール４９の中心部分を、締付け摩擦力により回転を規制して取付けることができる。

第２の実施の形態におけるウォームギヤ機構４４Ａは、第１の実施の形態における当接部１０７，１１６・・・（図５参照）を備えていない。しかも、第２の実施の形態における平板ばね１１１は、補助ウォームホイール４９をトルク伝達用ウォームホイール４８側に付勢する（弾発する）付勢部材である。この結果、補助ウォームホイール４９は、ウォーム４７に対してバックラッシを有することなく噛み合うことになる。

ところで、平ワッシャ１８１の嵌合孔１８２は、延長部１０５の断面形状に合わせた平行な２つの平坦面１８３，１８３を有する。このため、延長部１０５に嵌合した平ワッシャ１８１は、トルク伝達用ウォームホイール４８に対して相対回転が規制されることになる。
延長部１０５の外周面に形成された平行な２つの平坦面１０９，１０９と、平板ばね１１１とナット１６１との間に介在した平ワッシャ１８１と、平ワッシャ１８１の嵌合孔１８２に形成された平行な２つの平坦面１８３，１８３との組合せ構成は、回転規制機構１８０をなす。

このようにした理由は次の通りである。ウォームギヤ機構４４Ａを組み立てるときには、ウォーム４７並びにトルク伝達用ウォームホイール４８に対して、補助ウォームホイール４９の歯１１３・・・の位置を合わせた後に、ナット１６１を締め込む。このときに、トルク伝達用ウォームホイール４８に対して、ナット１６１と共に平ワッシャ１８１が回ることはない。従って、組み立て時に、補助ウォームホイール４９の歯１１３・・・の位置がずれることを防止できる。

第２の実施の形態のように、トルク伝達用ウォームホイール４８に対して補助ウォームホイール４９の中心部分を回転を規制して取付けた場合に、トルク伝達用ウォームホイール４８に対する、補助ウォームホイール４９の位置決めが容易であり、組付けを容易に且つ確実に行うことができる。また、このウォームギヤ機構４４Ａを、例えば電動パワーステアリング装置１０（図１参照）に組込んだ構成において、路面反力等による衝撃力がウォームギヤ機構４４Ａに作用した場合や、経年変化があった場合でも、トルク伝達用ウォームホイール４８に対する補助ウォームホイール４９の相対的な位置関係を、適正な位置に確実に維持することができる。この結果、補助ウォームホイール４９とウォーム４７とトルク伝達用ウォームホイール４８との回転タイミングを、長期にわたって確実に維持することができる。

図１５（ａ）〜（ｄ）は本発明に係るウォームギヤ機構（第２の実施の形態）におけるウォームと補助ウォームホイールとの噛み合い状態を示す構成図兼作用図である。但し、トルク伝達用ウォームホイール４８を省略して表した。
（ａ）はウォームギヤ機構４４Ａの断面構成を示し、上記図１３に対応させて表した図である。（ｂ）は（ａ）のｂ矢視図であり、補助ウォームホイール４９の回転中心側から見た断面構成を表した。（ｃ）は（ｂ）の要部を拡大して表した図である。（ｄ）はウォームギヤ機構４４Ａの作用を（ｃ）に対応させて表した図である。

図１３に示すように、トルク伝達用ウォームホイール４８に平板ばね１１１の中心部分が取り付けられている。このため、補助ウォームホイール４９は平板ばね１１１の付勢力に抗して、図１５（ａ）に示す矢印Ｒ３のように、ウォーム４７から離れる方向、すなわち、ウォームの径外方へ変位することが可能である。
図１５（ａ）〜（ｃ）に示すように、ウォーム４７が停止状態にあるとき、ウォーム４７のピッチ円直径ｄ２の位置Ｐ１で、ウォーム４７に補助ウォームホイール４９がバックラッシを有することなく噛み合っている。

ウォーム４７が正回転すると、その歯１３１は矢印Ｒ１方向（図右方向）に変位する。この結果、図１５（ｃ）に示すように、ウォーム４７の歯１３１の右の歯面１３１ｂは、補助ウォームホイール４９の歯１１３の左の歯面１１３ａを押す。この押す力をｆ１としたときに、左の歯面１１３ａには水平分力ｆ２と垂直分力ｆ３とが働く。
すなわち、ウォーム４７の歯１３１の圧力角をαとしたときに、圧力角αに応じて、左の歯面１１３ａには、補助ウォームホイール４９を回転させる回転力（水平分力）ｆ２と、補助ウォームホイール４９をウォーム４７から離す方向、すなわち、補助ウォームホイール４９の歯先がウォーム４７の径外方へ変位する方向（矢印Ｒ３方向）へ変位させる変位力（垂直分力）ｆ３とが働く。

変位力ｆ３によって、補助ウォームホイール４９が矢印Ｒ３方向へ変位した結果、図１５（ｄ）に示すように、補助ウォームホイール４９の歯１１３はウォーム４７の歯１３１における歯先側の点Ｐ２で噛み合う。
すなわち、ウォーム４７の歯１３１は平板ばね１１１（図１３参照）の付勢力に抗して、矢印Ｒ１方向へ変位量Ｙ１だけ変位する。この結果、噛み合い位置は点Ｐ１から点Ｐ２へ変化する。平板ばね１１１の付勢力は、補助ウォームホイール４９を元に戻す方向に作用する、回転抵抗である。

図１６（ａ）〜（ｄ）は本発明に係るウォームギヤ機構（第２の実施の形態）におけるウォームとトルク伝達用ウォームホイールと補助ウォームホイールとの噛み合い状態を示す構成図兼作用図である。（ａ）は中立状態におけるウォームギヤ機構４４Ａの模式図であり、上記図９と同様に模式的に表した図である。（ｂ）は（ａ）のｂ矢視図であり、ウォーム４７及び補助ウォームホイール４９だけを回転中心側から見た断面構成を表した。（ｃ）はウォーム４７の歯１３１がトルク伝達用ウォームホイール４８の歯１０３に当たった状態における、ウォームギヤ機構４４Ａの模式図である。（ｄ）は（ｃ）のｄ矢視図であり、ウォーム４７及び補助ウォームホイール４９だけを回転中心側から見た断面構成を表した。

図１６（ａ）及び図１６（ｂ）は中立状態において、ウォーム４７の歯１３１に対し、トルク伝達用ウォームホイール４８の左右の歯１０３，１０３が、ほぼ同じ大きさのバックラッシＢ４，Ｂ４を有して噛合っていることを示す。この噛合い状態は、ウォーム４７に対して補助ウォームホイール４９をバックラッシＢ３を有することなく噛合わせることによって、維持されている。

ウォーム４７の歯１３１と補助ウォームホイール４９の歯１１３との間のバックラッシＢ３の大きさＸ３は０（零）である。ウォーム４７の歯１３１とトルク伝達用ウォームホイール４８の歯１０３との間のバックラッシＢ４の大きさはＸ４である。このようにウォームギヤ機構４４Ａは、補助ウォームホイール４９側のバックラッシＢ３を、トルク伝達用ウォームホイール４８側のバックラッシＢ４よりも小さく設定したことを特徴とする。すなわち、「Ｘ３＜（Ｘ４×２）」の関係である。なお、補助ウォームホイール４９側のバックラッシＢ３の大きさＸ３は、０よりも若干大きい値であっても実質的に差し支えない。

従って、中立状態においては、ウォーム４７の歯１３１に対して、トルク伝達用ウォームホイール４８の左右の歯１０３，１０３は接触していない。このため、ウォーム４７を回転し始めた時点で、歯１３１，１０３間に摩擦トルクは発生しない。
この状態において、ウォーム４７が正回転すると、その歯１３１は矢印Ｒ１方向（図右方向）に変位する。この結果、図１６（ｂ）に示すように、ウォーム４７の歯１３１の右の歯面１３１ｂは補助ウォームホイール４９の歯１１３の左の歯面１１３ａに当たって押す。補助ウォームホイール４９はウォーム４７から離れる方向、すなわち、ウォーム４７の径外方（矢印Ｒ３方向）へ変位する。

この結果、図１６（ｄ）に示すように、補助ウォームホイール４９の歯１１３はウォーム４７の歯１３１における歯先側の位置で噛み合う。つまり、両者１３１ｂ，１１３ａの噛み合い位置が変化した結果、ウォーム４７の歯１３１は矢印Ｒ１方向へ変位する。
このように、図１６（ａ），（ｂ）に示す状態において、歯１３１がトルク伝達用ウォームホイール４８側のバックラッシＢ４分だけ矢印Ｒ１方向へ変位した結果、図１６（ｃ）に示すように、ウォーム４７の歯１３１の右の歯面１３１ｂはトルク伝達用ウォームホイール４８の歯１１３の左の歯面１０３ａに当たって押す。押されたトルク伝達用ウォームホイール４８は矢印Ｒ２方向へ回転する。

以上の説明から明らかなように、平板ばね１１１による回転抵抗に抗して、ウォーム４７で補助ウォームホイール４９の歯１１３を、ウォーム４７の径外方へ変位させ、更に若干遅れてウォーム４７でトルク伝達用ウォームホイール４８を回し始めることができる。その後、補助ウォームホイール４９は、トルク伝達用ウォームホイール４８と共に連れ回る。

このようにして、ウォーム４７の歯１３１をトルク伝達用ウォームホイール４８の歯１０３に緩やかに当てることができる。このため、ウォームギヤ機構４４の耐久性を、より一層高めることができる。しかも、バックラッシＢ４を除去することができるので、ウォーム４７とトルク伝達用ウォームホイール４８との間の、歯１０３，１３１同士の打音の発生を、より抑制することができる。
その後、図１６（ｃ），（ｄ）の状態において、電動モータ４３（図３参照）でウォーム４７を逆回転させると、その歯１３１は矢印Ｒ１とは反対方向（図左方向）に変位する。歯１３１の右の歯面１３１ｂが矢印Ｒ１とは反対方向へ変位するに連れて、補助ウォームホイール４９の歯１１３は、平板ばね１１１（図１３参照）の付勢力で押し下げられて、図１６（ａ），（ｂ）に示す状態に自動的に戻る。
このように、ウォーム４７とトルク伝達用ウォームホイール４８との間の、歯１０３，１３１同士の打音の発生を、より抑制することができる。

以上の説明をまとめると図１３に示すように、第２の実施の形態のウォームギヤ機構４４Ａは、トルク伝達用ウォームホイール４８に対して補助ウォームホイール４９の中心部分を回転を規制して取付けたので、ウォーム４７の回転力が補助ウォームホイール４９に伝わるときに、次のような分力が働く。すなわち、図１５に示すように、ウォーム４７の歯１３１の圧力角αに応じて、補助ウォームホイール４９の歯１１３には、歯先がウォーム４７の径外方へ変位する方向の分力が働く。この分力により、図１３及び図１６に示すように、補助ウォームホイール４９は付勢部材１１１の付勢力に抗して、トルク伝達用ウォームホイール４８から離れる方向に変位する。上記分力に対して、付勢部材１１１の付勢力は抵抗力となる。

従って、抵抗力に抗して、先にウォーム４７で補助ウォームホイール４９が離れる方向に変位させながら、遅れてウォーム４７でトルク伝達用ウォームホイール４８を回し始めることができる。この結果、ウォーム４７の歯１３１をトルク伝達用ウォームホイール４８の歯１０３に緩やかに当てることができる。このため、ウォームギヤ機構４４Ａの耐久性を、より一層高めることができる。しかも、バックラッシＢ４を除去することができるので、ウォーム４７とトルク伝達用ウォームホイール４８との間の、歯１３１，１０３同士の打音の発生を、より抑制することができる。

このように、ウォーム４７の歯１３１と補助ウォームホイール４９の歯１１３との間のバックラッシＢ３を、ウォーム４７の歯１３１とトルク伝達用ウォームホイール４８の歯１０３との間のバックラッシＢ４，Ｂ４よりも小さく設定し、トルク伝達用ウォームホイール４８に補助ウォームホイール４９を重ね合わせるとともに、トルク伝達用ウォームホイール４８側に補助ウォームホイール４９を付勢部材１１１にて付勢するだけの簡単な構成によって、ウォームギヤ機構４４Ａの耐久性を高め、しかも、バックラッシＢ４，Ｂ４を除去して、ウォーム４７とトルク伝達用ウォームホイール４８との間の、歯１３１，１０３同士の打音の発生を抑制することができる。
その他の作用、効果については上記第１の実施の形態のウォームギヤ機構４４と同様である。

なお、請求項６の電動パワーステアリング装置における電動モータは、操舵トルクの検出信号に応じた補助トルクを発生する構成に限定されるものではなく、トルクを発生するとともにこのトルクをウォームギヤ機構を介してステアリング系に伝える構成であればよい。

また、本発明の実施の形態及び変形例において、トルク伝達用ウォームホイール４８側に補助ウォームホイール４９を付勢する付勢部材としての弾発部材は、平板ばね１１１（図５、図１３参照）、圧縮コイルばね１７１（図１１参照）、補助ウォームホイール４９に形成された薄肉円盤状の付勢部材４９ｃ（図１２参照）の構成に限定されるものではない。平板ばね１１１は、皿ばねの構成を包含する。
また、平板ばね１１１（図５、図１３参照）や圧縮コイルばね１７１（図１１参照）からなる付勢部材の付勢力の大きさ、又は薄肉円盤状の付勢部材４９ｃ（図１２参照）の付勢力の大きさについては、適宜設定すればよい。例えば、車両を高速又は中速で走行中に、電動パワーステアリング装置１０（図１参照）を操舵したときの、歯１０３，１３１同士の打音を抑制できるように、付勢部材の付勢力の大きさを設定することができる。車室内の居住性を高めるには、高速又は中速で走行中での打音を抑制することが好ましいからである。

また、補助ウォームホイール４９は、トルク伝達用ウォームホイール４８に対して相対的に回転可能な構成であってもよい。
例えば、図５〜図７に示す回転規制機構１５０によって、トルク伝達用ウォームホイール４８に対して、補助ウォームホイール４９を摺動しつつ相対的に回転するように取付けた場合には、相対的に回転する範囲を規制することによって、補助ウォームホイール４９とウォーム４７でトルク伝達用ウォームホイール４８との回転タイミングを、より確実に維持することができる。
その場合には、図１０（ａ）の状態において、ウォーム４７が正回転して歯１３１が矢印Ｒ１方向に変位することで、図１０（ｂ）に示すように先に補助ウォームホイール４９を回転抵抗に抗して回し、図１０（ｃ）に示すように遅れてトルク伝達用ウォームホイール４８を回し始めることができる。この結果、ウォーム４７の歯１３１をトルク伝達用ウォームホイール４８の歯１０３に緩やかに当てることができる。

本発明のウォームギヤ機構は、ステアリングハンドルで発生した操舵トルクを操舵トルクセンサにて検出し、この操舵トルクセンサの検出信号に応じて電動モータが補助トルクを発生し、この補助トルクを前記ウォームギヤ機構を介してステアリング系に伝える車両用電動パワーステアリング装置に好適である。

本発明に係る電動パワーステアリング装置（第１の実施の形態）の模式図である。 本発明に係る電動パワーステアリング装置（第１の実施の形態）の全体構成図である。 図２の３−３線断面図である。 図２の４−４線断面図である。 本発明に係るウォームギヤ機構（第１の実施の形態）の断面図である。 本発明に係るウォームギヤ機構（第１の実施の形態）の分解図である。 本発明に係るウォームギヤ機構（第１の実施の形態）の平面図である。 本発明に係るウォームギヤ機構（第１の実施の形態）におけるウォームとトルク伝達用ウォームホイールと補助ウォームホイールとの噛み合い状態を示す構成図である。 本発明に係るウォームギヤ機構（第１の実施の形態）の模式図である。 本発明に係るウォームギヤ機構（第１の実施の形態）の作用図である。 本発明に係るウォームギヤ機構（第１変形例）の断面図である。 本発明に係るウォームギヤ機構（第２変形例）の断面図である。 本発明に係るウォームギヤ機構（第２の実施の形態）の断面図である。 本発明に係るウォームギヤ機構（第２の実施の形態）の分解図である。 本発明に係るウォームギヤ機構（第２の実施の形態）におけるウォームと補助ウォームホイールとの噛み合い状態を示す構成図兼作用図である。 本発明に係るウォームギヤ機構（第２の実施の形態）におけるウォームとトルク伝達用ウォームホイールと補助ウォームホイールとの噛み合い状態を示す構成図兼作用図である。 従来のウォームギヤ機構の概要図（その１）である。 従来のウォームギヤ機構の概要図（その２）である。

符号の説明

１０…電動パワーステアリング装置、２０…ステアリング系、２１…ステアリングハンドル、２９…操舵車輪、４１…操舵トルクセンサ、４３…電動モータ、４４，４４Ａ…ウォームギヤ機構、４７…ウォーム、４８…トルク伝達用ウォームホイール、４９…補助ウォームホイール、４９ｃ…付勢部材、１０３…トルク伝達用ウォームホイールの歯、１０７…当接部、１１１…付勢部材、１１３…補助ウォームホイールの歯、１１６…当接部、１３１…ウォームの歯、１３１ａ，１３１ｂ…ウォームの歯の両面、１５０…回転規制機構、１６０…予圧調整機構、１７１…付勢部材、１８０…回転規制機構、Ｂ１，Ｂ３…ウォームの歯と補助ウォームホイールの歯との間のバックラッシ、Ｂ２，Ｂ４…ウォームの歯とトルク伝達用ウォームホイールの歯との間のバックラッシ、ＣＬ…回転中心、Ｄ１…トルク伝達用ウォームホイールのピッチ円直径、Ｄ２…補助ウォームホイールのピッチ円直径、ｄ１…ウォームにトルク伝達用ウォームホイールを噛合わせたときのウォームのピッチ円直径、ｄ２…ウォームに補助ウォームホイールを噛合わせたときのウォームのピッチ円直径。

Claims (6)

1. 駆動側のウォームにトルク伝達用ウォームホイールを噛合わせることで、ウォームからトルク伝達用ウォームホイールを介して負荷側にトルクを伝達するウォームギヤ機構において、
   このウォームギヤ機構は、前記トルク伝達用ウォームホイールに重ね合わせた補助ウォームホイールを備え、
   この補助ウォームホイールのピッチ円直径を前記トルク伝達用ウォームホイールのピッチ円直径よりも大きく設定して、前記ウォームに前記補助ウォームホイールを噛合わせ、
   前記トルク伝達用ウォームホイール側に前記補助ウォームホイールを、この補助ウォームホイールに一体に組込まれた付勢部材にて付勢したことを特徴とするウォームギヤ機構。
2. 前記付勢部材は、円盤状の平板ばねからなり、この平板ばねを前記トルク伝達用ウォームホイールに取付けるように構成したことを特徴とする請求項１記載のウォームギヤ機構。
3. 前記平板ばね及び前記トルク伝達用ウォームホイールの少なくとも一方は、互いに対向し合う相手の面と接触するための凸状の当接部を、所定の位置に一体に形成したことを特徴とする請求項２記載のウォームギヤ機構。
4. 前記補助ウォームホイールは樹脂成形品であり、別部材からなる前記平板ばねを一体に成形したことを特徴とする請求項２又は請求項３記載のウォームギヤ機構。
5. 前記トルク伝達用ウォームホイールに対し、前記補助ウォームホイールの相対的な回転変位を規制する回転規制機構を設けたことを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４記載のウォームギヤ機構。
6. 請求項１、請求項２、請求項３、請求項４又は請求項５のウォームギヤ機構と、車両のステアリングハンドルから操舵車輪に至るステアリング系と、トルクを発生するとともにこのトルクを前記ウォームギヤ機構を介して前記ステアリング系に伝える電動モータと、を備えたことを特徴とするウォームギヤ機構を搭載した電動パワーステアリング装置。

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