JP5671984B2 - 減速機、これを備える電動パワーステアリング装置、ならびに減速機の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、駆動機構の出力軸に連結されるシャフトと、このシャフトを回転可能に支持する転がり軸受と、この転がり軸受に予圧を付与するための予圧付与部材とを備える減速機、これを備える電動パワーステアリング、ならびに減速機の製造方法に関する。

上記減速機としては、例えば特許文献１に記載の電動パワーステアリング装置の減速機が知られている。以下、図７を参照して、従来の減速機の構成について説明する。
減速機のハウジング１１０には、電動モータ１００の出力軸１０１に連結されるウォーム軸１２０と、このウォーム軸１２０を回転可能に支持する転がり軸受１３０とが収容されている。ハウジング１１０に設けられた開口部１１１には、ウォーム軸１２０とウォームホイール１４０とが設けられている。ウォーム軸１２０とウォームホイール１４０とは互いに噛み合わせられている。

ハウジング１１０には、予圧付与部材１５０が取り付けられている。具体的には、予圧付与部材１５０の外周面の雄ねじ１５１がハウジング１１０の雌ねじ１１２にねじ込まれることにより予圧付与部材１５０がハウジング１１０に固定されている。予圧付与部材１５０により転がり軸受１３０の外輪１３１が押されることにより同軸受１３０に予圧が付与されている。

また、予圧付与部材１５０には、同部材１５０の緩みを抑制する固定ナット１６０がねじ込まれている。このとき、固定ナット１６０は、ハウジング１１０の端面１１３に接触している。

転がり軸受１３０の予圧の調整は、次のように行われる。
予圧付与部材１５０を予め設定された規定量ねじ込んだ後、ウォーム軸１２０を回転させてその回転トルクを測定する。そして、測定した回転トルクが所定範囲内のとき、作業者が転がり軸受１３０の予圧の調整が完了した旨判定し、その調整作業を終了する。一方、測定した回転トルクが所定範囲外のとき、作業者が転がり軸受１３０の予圧の調整が完了していない旨判定し、再び予圧付与部材１５０を所定量ねじ込んだ後、回転トルクを測定する。そして、測定した回転トルクが所定範囲内のとき、その調整作業を終了する。一方、回転トルクが所定範囲外のとき、回転トルクが所定範囲内になるまで予圧付与部材１５０のねじ込み作業およびウォーム軸１２０の回転トルクの測定を繰り返し行う。

特開２００２―２１１４１８号公報

ところで、上記のように予圧を調整する場合、予圧付与部材１５０のねじ込み作業と、ウォーム軸１２０の回転トルクの測定との２つの工程が必要となるため、予圧の調整にかかる時間が長くなる。なお、このような問題は、電動パワーステアリング装置の減速機の転がり軸受の予圧の調整に限り生じるものではなく、シャフトを転がり軸受により回転可能に支持する減速機であれば同様に生じる。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、転がり軸受の予圧の調整にかかる時間を短縮することのできる減速機、これを備える電動パワーステアリング装置、ならびに減速機の製造方法を提供することにある。

以下、上記目的を達成するための手段およびその作用効果について記載する。なお、本欄において、「圧入荷重」は、予圧付与部材を圧入部分に圧入するときの荷重の大きさを示すものとする。また「圧入位置」は、圧入部分に対する予圧付与部材の位置を示すものとする。

（１）請求項１に記載の発明は、駆動機構の出力軸に連結されるシャフトと、このシャフトを回転可能に支持する転がり軸受と、この転がり軸受に予圧を付与する予圧付与部材とを備える減速機において、当該減速機のうちの前記予圧付与部材が圧入される部分を圧入部分とし、前記シャフトの軸方向において前記駆動機構が配置される側を入力側とし、前記シャフトの軸方向において同入力側とは反対側を出力側とし、前記圧入部分のうちの前記入力側の端部を入力側端部Ａとし、前記圧入部分のうちの前記出力側の端部を出力側端部Ｂとし、前記予圧付与部材のうちの前記入力側の端部を入力側端部Ｃとし、前記予圧付与部材のうちの前記出力側の端部を出力側端部Ｄとし、前記圧入部分において前記入力側端部Ａから前記出力側端部Ｂまでの前記軸方向の長さを第１長さとし、前記予圧付与部材において前記入力側端部Ｃから前記出力側端部Ｄまでの前記軸方向の長さを第２長さとして、前記第１長さが前記第２長さよりも大きいこと、前記入力側端部Ｃが前記入力側端部Ａよりも前記出力側の位置に設けられていること、前記出力側端部Ｄが前記出力側端部Ｂよりも前記入力側の位置に設けられていること、ならびに前記出力側端部Ｄが前記転がり軸受に接触していることを要旨としている。

上記発明においては、第１長さが第２長さよりも大きいため、予圧付与部材が圧入部分に圧入される過程において、予圧付与部材の入力側端部Ｃおよび出力側端部Ｄがともに圧入部分の入力側端部Ａと出力側端部Ｂとの間に位置する状態（第１圧入状態）が生じる。この状態においては、圧入部分に対する予圧付与部材の位置が変化しても圧入荷重の大きさが一定となる。そして、予圧付与部材が上記の状態からさらに圧入されると出力側端部Ｄが転がり軸受の端面に接触した状態（第２圧入状態）となる。

第２圧入状態においては、出力側端部Ｄが転がり軸受の端面に接触しているため、圧入荷重の増大にともない転がり軸受の予圧量も増大する。このときの圧入荷重の大きさは、主に、予圧付与部材を圧入部分に対して移動させるための荷重Ｘ１、および予圧付与部材により転がり軸受を押すための荷重Ｘ２により決定される。一方、予圧付与部材と圧入部分との接触状態は第１圧入状態および第２圧入状態において実質的に同じものであるため、荷重Ｘ１は、第１圧入状態のときの圧入荷重と同じ大きさとなる。このため、第１圧入状態のときの圧入荷重を基準として、転がり軸受の予圧量を管理することが可能となる。すなわち、予圧を付与する作業の後に転がり軸受の予圧量を測定しなくとも、転がり軸受の予圧量を必要な大きさに調整することが可能となる。したがって、転がり軸受の予圧の調整にかかる時間を短くすることができる。

（２）請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の減速機において、前記シャフトと一体的に回転する入力ギヤ、およびこの入力ギヤに噛み合わされる出力ギヤが設けられていること、前記入力ギヤと前記出力ギヤとの噛み合い部分を噛合部分として、前記シャフトのうちの前記噛合部分よりも前記入力側に第１転がり軸受が設けられていること、ならびに、前記シャフトのうちの前記噛合部分よりも前記出力側に第２転がり軸受が設けられていることを要旨としている。

上記発明によれば、入力ギヤと出力ギヤとの噛合部分に対してシャフトの両端部がそれぞれ第１転がり軸受および第２転がり軸受により支持されるため、シャフトの一方の端部のみが転がり軸受により支持される構造と比較して、シャフトの支持態様が安定する。

（３）請求項３に記載の発明は、操舵角を変更するステアリングシャフトと、このステアリングシャフトにトルクを付与する減速機とを備え、前記ステアリングシャフトが前記減速機の出力軸として設けられる電動パワーステアリング装置において、前記減速機として請求項１または２に記載の減速機が設けられていることを要旨としている。

（４）請求項４に記載の発明は、請求項１または２に記載の減速機の製造方法において、前記予圧付与部材を前記圧入部分に圧入するときの荷重を圧入荷重とし、前記圧入部分に対する前記予圧付与部材の位置を圧入位置とし、前記出力側端部Ｄが前記転がり軸受と非接触の状態となり、かつ前記圧入位置の変化に対して前記圧入荷重が一定の値となる前記圧入位置の範囲を第１圧入範囲とし、前記出力側端部Ｃが前記転がり軸受と接触した状態となる前記圧入位置の範囲を第２圧入範囲として、前記圧入位置が前記第１圧入範囲のとき、前記圧入荷重を基準圧入荷重として検出し、前記圧入位置が前記第２圧入範囲のとき、かつ前記圧入荷重が前記基準圧入荷重よりも大きい判定荷重以上のとき、前記予圧付与部材の圧入を終了することを要旨としている。

圧入部分および予圧付与部材の各部分の寸法は、加工誤差により部品毎に異なる。このため、転がり軸受の予圧量を目標の大きさにするために必要となる圧入荷重の大きさも部品毎に異なる。一方、予圧付与部材を圧入して転がり軸受に予圧を付与する製造方法として、圧入荷重と転がり軸受の予圧量との間に相関があることに基づいて、圧入荷重が「０」から増加して所定値に達したときに転がり軸受の予圧量が目標値に達していると推定して圧入を終了する方法が考えられる。しかし、この製造方法においては、上述した部品毎の圧入荷重のばらつきの影響を受けるため、転がり軸受の予圧量を適切に調整することが難しい。

これに対して上記発明においては、第１圧入状態において検出される圧入荷重（基準圧入荷重）を基準として予圧量を管理するため、転がり軸受に予圧を付すために必要な圧入荷重が加工誤差等に起因して部品毎に異なる場合にも、転がり軸受の予圧量を適切に調整することができる。

本発明によれば、転がり軸受の予圧の調整にかかる時間を短縮することのできる減速機、これを備える電動パワーステアリング装置、ならびに減速機の製造方法を提供することができる。

本発明の電動パワーステアリング装置の一実施形態について、同装置の全体構成を示す模式図。 同実施形態の減速機の断面構造を示す断面図。 同実施形態の減速機について、図２のＡ−Ａ線の第１玉軸受周囲の断面構造を示す断面図。 同実施形態の減速機について、図２のＡ−Ａ線の断面構造を示す断面図。 同実施形態の減速機について、圧入治具の圧入距離と圧入荷重との関係を示すグラフ。 本発明のその他の実施形態の減速機の断面構造を示す断面図。 従来の減速機の断面構造を示す断面図。

図１〜図５を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
図１に示すように、電動パワーステアリング装置１には、ステアリング２の回転を転舵輪３に伝達する操舵角伝達機構１０が設けられている。操舵角伝達機構１０には、ステアリング２の操作を補助するための力（以下、「アシスト力」）を付与するアクチュエータ２０が連結されている。

操舵角伝達機構１０には、ステアリング２とともに回転するステアリングシャフト１１が設けられている。ステアリングシャフト１１は、ラックアンドピニオン機構１２を介して転舵シャフト１３に接続されている。転舵シャフト１３は、タイロッド１４およびナックル（不図示）を介して転舵輪３に接続されている。

アクチュエータ２０には、その駆動源となる電動モータ２１と、この電動モータ２１の回転を減速してステアリングシャフト１１に伝達する減速機２２とが設けられている。減速機２２は、ステアリングシャフト１１に連結されている。

電動パワーステアリング装置１の動作について説明する。
運転者がステアリング２を回転させたとき、ステアリング２の回転に伴いステアリングシャフト１１が回転する。このとき、電動モータ２１が駆動するとともに減速機２２を介してステアリングシャフト１１にアシスト力が付与される。ステアリングシャフト１１の回転は、ラックアンドピニオン機構１２により転舵シャフト１３の往復直線運動に変換される。そして、転舵シャフト１３の往復直線運動により転舵輪３の舵角が変更される。

図２を参照して、アクチュエータ２０の構成について説明する。
アクチュエータ２０のハウジング２３には、電動モータ２１が取り付けられている。また、ハウジング２３には減速機２２が収容されている。減速機２２には、ウォーム軸３１と、このウォーム軸３１と噛み合うウォームホイール３２とが設けられている。ウォーム軸３１は、電動モータ２１の出力軸２１Ａに円筒形状の軸継手２１Ｂを介して連結されている。ウォームホイール３２は、ステアリングシャフト１１と一体に回転する。

以下では、ウォーム軸３１の軸線方向に沿う方向を「軸方向」とし、ウォーム軸３１の径方向に沿う方向を「径方向」とする。軸方向において、ウォーム軸３１を中心として電動モータ２１が配置される側に向かう方向を「基端方向」とし、その反対方向を「先端方向」とする。径方向において、ウォーム軸３１の回転中心に向かう方向を「内方」とし、ウォーム軸３１の回転中心から離れる方向を「外方」とする。

ウォーム軸３１の基端方向の端部には、第１玉軸受３３が取り付けられている。ウォーム軸３１の先端方向の端部には、第２玉軸受３４が取り付けられている。これら玉軸受３３，３４は、ウォーム軸３１をハウジング２３に対して回転可能に支持している。

各玉軸受３３，３４は、ウォーム軸３１の軸方向の各端部に圧入される内輪３３Ａ，３４Ａと、ハウジング２３に挿入される外輪３３Ｂ，３４Ｂと、内輪３３Ａ，３４Ａおよび外輪３３Ｂ，３４Ｂの間で自転および公転する転動体３３Ｃ，３４Ｃとを備えている。

以下では、第１玉軸受３３の外輪３３Ｂの基端方向の端面を「第１玉軸受３３の基端面３３Ｄ」とする。また、第１玉軸受３３の内輪３３Ａの先端方向の端面を「第１玉軸受３３の先端面」とする。また、第２玉軸受３４の外輪３４Ｂの先端方向の端面を「第２玉軸受３４の先端面３４Ｄ」とする。また、第２玉軸受３４の内輪３４Ａの基端方向の端面を「第２玉軸受の基端面」とする。

ハウジング２３において第１玉軸受３３よりも基端方向の部位には、各玉軸受３３，３４に予圧を付与する予圧付与部材３５が取り付けられている。予圧付与部材３５は、第１玉軸受３３の基端面３３Ｄに接触している。これにより、各玉軸受３３，３４にそれぞれ予圧が付与されている。

予圧付与部材３５には、円筒部６１と、第１玉軸受３３の基端面３３Ｄに接触する接触部６２と、円筒部６１と接触部６２とを連結する屈曲部６３とが設けられている。接触部６２は、屈曲部６３の径方向の内方の端部から径方向の内方に向かい延びている。以下では、円筒部６１の基端方向の端面を「円筒部６１の基端面６１Ａ」とし、接触部６２の先端方向の端面を「接触部６２の先端面６２Ａ」とする。

ウォーム軸３１には、ウォームホイール３２との噛み合い部分としてのギヤ部４１が設けられている。以下では、ウォーム軸３１の基端方向の端部を「ウォーム軸３１の基端部」とし、ウォーム軸３１の先端方向の端部を「ウォーム軸３１の先端部」とする。また、ギヤ部４１の基端方向の端面を「ギヤ部４１の基端面」とし、ギヤ部４１の先端方向の端面を「ギヤ部４１の先端面」とする。

ウォーム軸３１の基端部には、ギヤ部４１よりも外径が小さい第１取付部４２が設けられている。一方、ウォーム軸３１の先端部には、ギヤ部４１よりも外径が小さい第２取付部４３が設けられている。第１取付部４２には、第１玉軸受３３の内輪３３Ａが圧入される第１固定部４４と、軸継手２１Ｂが固定される第２固定部４５とが設けられている。第２取付部４３には、第２玉軸受３４の内輪３４Ａが圧入されている。ギヤ部４１の基端面には、第１玉軸受３３の先端面が接触している。ギヤ部４１の先端面には、第２玉軸受３４の基端面が接触している。

ギヤ部４１には、有効歯たけを有する歯車が形成された歯車形成部４１Ａが設けられている。この歯車形成部４１Ａの軸方向の両端部には、歯車形成部４１Ａに連続して形成されるとともに、歯車を成形するためのホブカッター（不図示）が切り上げられる切り上げ部４１Ｂが形成されている。この切り上げ部４１Ｂには、有効歯たけよりも小さい歯車が形成されている。

ギヤ部４１には、噛み合い有効長Ｔ２、先端長さＴ３および基端長さＴ４がそれぞれ設定されている。噛み合い有効長Ｔ２は、ギヤ部４１とウォームホイール３２とが噛み合うことが許容される軸方向の長さである。先端長さＴ３は、噛み合い有効長Ｔ２に対応するギヤ部４１の部分の先端方向の端部から切り上げ部４１Ｂのうちの先端方向の切り上げ部４１Ｂの基端方向の端部までの長さである。基端長さＴ４は、噛み合い有効長Ｔ２に対応するギヤ部４１の部分の基端方向の端部から切り上げ部４１Ｂのうちの基端方向の切り上げ部４１Ｂの先端方向の端部までの長さである。なお、噛み合い有効長Ｔ２と先端長さＴ３と基端長さＴ４との合計の長さが歯車形成部４１Ａの軸方向の長さＴ１となる。

軸継手２１Ｂの内部では、ウォーム軸３１の基端部の端面（以下、「基端面４５Ａ」）と、電動モータ２１の出力軸２１Ａの先端方向の端面（以下、「先端面２１Ｃ」）とが軸方向において近接している。第２固定部４５の基端面４５Ａと出力軸２１Ａの先端面２１Ｃとの軸方向の距離である移動許容距離Ｄ１は、下記計算式を満たすように設定されている。

Ｄ１≦（Ｔ１−Ｔ２）／（Ｔ３／（Ｔ３＋Ｔ４））

ここで、上記計算式の右辺は、歯車形成部４１Ａから切り上げ部４１Ｂのうちの先端方向の切り上げ部４１Ｂまでの軸方向の距離である。

ハウジング２３には、ウォーム軸３１および各玉軸受３３，３４が収容されるウォーム軸収容部５１が設けられている。このウォーム軸収容部５１には、ウォームホイール３２が収容されるウォームホイール収容部５２がウォーム軸収容部５１と径方向に連続するように設けられている。ウォーム軸収容部５１の基端方向の端部には開口部が設けられている。この開口部には電動モータ２１が取り付けられている。

ウォーム軸収容部５１の内周面は、第１内周面５３、第２内周面５４および第３内周面５５に区分される。第１内周面５３には、予圧付与部材３５の円筒部６１の外周面６４が接触している。第２内周面５４には、第１玉軸受３３の外輪３３Ｂの外周面が接触している。第３内周面５５には、第２玉軸受３４の外輪３４Ｂの外周面が接触している。なお、第１内周面５３を構成するハウジング２３の部分は、「圧入部分」を構成している。

ウォーム軸収容部５１の第１内周面５３が形成されている部位の内径は、ウォーム軸収容部５１の第２内周面５４が形成されている部位の内径よりも大きい。ウォーム軸収容部５１の第２内周面５４が形成されている部位の内径は、ウォーム軸収容部５１の第３内周面５５が形成されている部位の内径よりも大きい。また、第１内周面５３と第２内周面５４とは、連結面５６により互いに接続されている。この連結面５６は径方向に沿うように延びている。

予圧付与部材３５とハウジング２３の第１内周面５３との関係について説明する。
ここで、ウォーム軸収容部５１の第１内周面５３の基端方向の端部を「第１内周面５３の基端部５３Ａ」とし、第１内周面５３の先端方向の端部を「第１内周面５３の先端部５３Ｂ」とする。また、予圧付与部材３５の円筒部６１と屈曲部６３との接続部分を「円筒部６１の先端部６１Ｂ」とする。また、第１内周面５３の基端部５３Ａから先端部５３Ｂまでの軸方向の長さを第１長さＬ１とし、円筒部６１の基端面６１Ａから先端部６１Ｂまでの軸方向の長さを第２長さＬ２とする。

減速機２２においては、第１長さＬ１が第２長さＬ２よりも長い（Ｌ１＞Ｌ２）。
予圧付与部材３５により各玉軸受３３，３４に予圧が付与された状態において、すなわち基端方向から先端方向に向けて接触部６２の先端面６２Ａが第１玉軸受３３の基端面３３Ｄに押された状態において、円筒部６１の基端面６１Ａが第１内周面５３の基端部５３Ａよりも先端方向に位置している。また、円筒部６１の先端部６１Ｂが第１内周面５３の先端部５３Ｂよりも基端方向に位置している。

図３を参照して、予圧付与部材３５が第１内周面５３に圧入されるときの予圧付与部材３５とハウジング２３および第１玉軸受３３との位置関係について説明する。
ハウジング２３に対する予圧付与部材３５の接触部６２の先端面６２Ａの位置を「圧入位置Ｐ」とする。ハウジング２３に予圧付与部材３５が圧入されるときには、圧入位置Ｐが第１位置Ｐ１〜第４位置Ｐ４までにわたり変化する。また、第１位置Ｐ１から第４位置Ｐ４までにわたり予圧付与部材３５が移動した距離を「圧入距離」とする。また、圧入機（不図示）が予圧付与部材３５を押す力を「圧入荷重」とする。

第１位置Ｐ１は、接触部６２の先端面６２Ａとウォーム軸収容部５１の第１内周面５３の基端部５３Ａとが軸方向において同じ位置となる圧入位置Ｐを示す。
第２位置Ｐ２は、円筒部６１の基端面６１Ａ（図２参照）と第１内周面５３の基端部５３Ａとが軸方向において同じ位置となる圧入位置Ｐを示す。

第３位置Ｐ３は、接触部６２の先端面６２Ａと予圧が付与されていない状態の第１玉軸受３３の基端面３３Ｄとが軸方向において同じ位置となる圧入位置Ｐを示す。
第４位置Ｐ４は、接触部６２の先端面６２Ａと予圧が付与された状態の第１玉軸受３３の基端面３３Ｄとが軸方向において同じ位置となる圧入位置Ｐを示す。

以下では、第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２までにわたる圧入位置Ｐの軸方向の範囲を「第１圧入範囲Ｒ１」とする。また、第２位置Ｐ２から第３位置Ｐ３までにわたる圧入位置Ｐの軸方向の範囲を「第２圧入範囲Ｒ２」とする。また、第３位置Ｐ３から第４位置Ｐ４までにわたる圧入位置Ｐの軸方向の範囲を「第３圧入範囲Ｒ３」とする。

図４を参照して、予圧付与部材３５のハウジング２３への取付手順について説明する。
図４（ａ）に示されるように、各玉軸受３３，３４が取り付けられたウォーム軸３１をハウジング２３に収容した状態において、圧入機の圧入治具７０によりハウジング２３に予圧付与部材３５を第１位置Ｐ１（図３参照）から先端方向に向けて圧入する。

第１圧入範囲Ｒ１（図３参照）では、予圧付与部材３５が第１内周面５３に対して基端方向から先端方向に向けて移動するにつれて、円筒部６１の外周面６４とハウジング２３の第１内周面５３との接触面積が増大する。

図４（ｂ）に示されるように、第２位置Ｐ２（図３参照）から圧入機は予圧付与部材３５を先端方向にさらに押す。このため、予圧付与部材３５は、第１圧入範囲Ｒ１から第２圧入範囲Ｒ２（図３参照）に移行する。

第２圧入範囲Ｒ２では、円筒部６１の外周面６４の全体が第１内周面５３に圧入されるため、予圧付与部材３５が第１内周面５３に対して基端方向から先端方向に向けて移動しても、円筒部６１の外周面６４と第１内周面５３との接触面積は一定となる。

図４（ｃ）に示されるように、第３位置Ｐ３（図３参照）から圧入機は予圧付与部材３５を先端方向にさらに押す。このため、予圧付与部材３５は第２圧入範囲Ｒ２から第３圧入範囲Ｒ３（図３参照）に移行するとともに各玉軸受３３，３４に予圧を付与する。このとき、第１玉軸受３３の基端面３３Ｄは、ハウジング２３の連結面５６よりも基端方向に位置する。すなわち、接触部６２と連結面５６との間には間隙が形成されている。

第３圧入範囲Ｒ３では、第２圧入範囲Ｒ２と同様に、円筒部６１の外周面６４の全体が第１内周面５３に圧入されるため、予圧付与部材３５が第１内周面５３に対して基端方向から先端方向に向けて移動しても、円筒部６１の外周面６４と第１内周面５３との接触面積は一定となる。

図５を参照して、第１圧入範囲Ｒ１〜第３圧入範囲Ｒ３に対する圧入荷重の変化について説明する。図５のグラフでは、縦軸は圧入荷重を示し、横軸は圧入距離を示している。
第１圧入範囲Ｒ１の第１位置Ｐ１では、予圧付与部材３５の円筒部６１の外周面６４とハウジング２３の第１内周面５３とが接触していないため、圧入荷重は「０」となる。そして、第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に向けて圧入位置Ｐが変化するにつれて、円筒部６１の外周面６４と第１内周面５３との接触面積が増大するため、圧入荷重が増大する。

第２圧入範囲Ｒ２では、第２位置Ｐ２から第３位置Ｐ３に向けて圧入位置Ｐが変化しても円筒部６１の外周面６４と第１内周面５３との接触面積が一定であるため、第２位置Ｐ２から第３位置Ｐ３までにわたり圧入荷重が一定となる。

なお、第１内周面５３の軸方向の位置における真円度のばらつきや円筒部６１（図４参照）の軸方向の位置における真円度および円筒度のばらつきにより、第２圧入範囲Ｒ２では実際には圧入荷重が多少変化する。しかし、第１圧入範囲Ｒ１および第３圧入範囲Ｒ３の圧入荷重の変化の大きさと比較して、第２圧入範囲Ｒ２の圧入荷重の変化が非常に小さいため、第２圧入範囲Ｒ２では圧入荷重を一定とみなす。

第３圧入範囲Ｒ３では、第３位置Ｐ３から第４位置Ｐ４に向けて圧入位置Ｐが変化しても円筒部６１の外周面６４と第１内周面５３との接触面積が一定であるが、接触部６２が第１玉軸受３３の外輪３３Ｂを押すため、第３位置Ｐ３から第４位置Ｐ４に向かうにつれて圧入荷重が増大する。第３圧入範囲Ｒ３においての圧入距離に対する圧入荷重の傾きによって規定される圧入荷重の増大度合は、第１圧入範囲Ｒ１においての上記圧入荷重の増大度合よりも大きい。

次に、圧入機による各玉軸受３３，３４の予圧量の管理方法について説明する。
第３圧入範囲Ｒ３においては、接触部６２の先端面６２Ａが第１玉軸受３３の基端面３３Ｄに接触しているため、圧入荷重の増大にともない各玉軸受３３，３４の予圧量も増大する。このときの圧入荷重の大きさは、主に、予圧付与部材３５を第１内周面５３に対して移動させるための第１荷重、および予圧付与部材３５により第１玉軸受３３を押すための第２荷重により決定される。一方、予圧付与部材３５と第１内周面５３との接触状態は、第２圧入範囲Ｒ２および第３圧入範囲Ｒ３において実質的に同じものであるため、第１荷重は、第２圧入範囲Ｒ２のときの圧入荷重と同じ大きさとなる。このため、第２圧入範囲Ｒ２のときの圧入荷重を基準として、各玉軸受３３，３４の予圧量を管理することが可能となる。

圧入機の制御装置には、各玉軸受３３，３４の予圧量と圧入荷重との関係を定めたマップが記憶されている。そして、各玉軸受３３，３４の必要な予圧量に応じて圧入荷重（以下、「軸受圧入荷重」）が算出される。

制御装置は、圧入荷重を常時測定するとともに第２圧入範囲Ｒ２の圧入荷重を基準圧入荷重ＴＫとして算出し、この基準圧入荷重ＴＫに軸受圧入荷重を加算した圧入荷重を判定荷重としての「目標圧入荷重ＭＫ」として設定する。制御装置は、所定の圧入距離に対する圧入荷重の変動幅が所定範囲内のとき、圧入距離に対して圧入荷重が一定である旨判定する。そして、所定の圧入距離における圧入荷重の平均値を基準圧入荷重ＴＫとして算出する。

そして、制御装置は、第３圧入範囲Ｒ３において圧入荷重が目標圧入荷重ＭＫに達したとき、予圧付与部材３５の押し付けを停止する。これにより、各玉軸受３３，３４の予圧の付与が完了する。

次に、基準圧入荷重ＴＫの大きさについて説明する。
基準圧入荷重ＴＫは、ウォーム軸３１とウォームホイール３２（図２参照）との噛み合いの力の基端方向への分力よりも大きくなるように設定されている。この基準圧入荷重ＴＫの大きさは、円筒部６１が第１内周面５３の部位に圧入される前の円筒部６１の外径と円筒部６１が第１内周面５３の部位に圧入された後の円筒部６１の外径との差および円筒部６１と第１内周面５３とが接触する面積に基づいて設定される。

本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）減速機２２においては、第１内周面５３の第１長さＬ１が円筒部６１の第２長さＬ２も長いため、図５に示す第２圧入範囲Ｒ２が形成される。このため、第２圧入範囲Ｒ２のときの圧入荷重である基準圧入荷重ＴＫを基準として、各玉軸受３３，３４の予圧量を管理することができる。すなわち、予圧を付与する作業の後に各玉軸受３３，３４の予圧量を測定しなくとも、各玉軸受３３，３４の予圧量を必要な大きさに調整することが可能となる。したがって、各玉軸受３３，３４の予圧の調整にかかる時間を短くすることができる。

（２）減速機２２においては、ギヤ部４１とウォームホイール３２との噛み合い部分の軸方向の両側を各玉軸受３３，３４により支持されている。したがって、ウォーム軸３１の基端部または先端部のみを玉軸受により支持される構造と比較して、ウォーム軸３１の支持態様が安定する。

（３）第１内周面５３の内径の大きさおよび円筒部６１の外周面６４の外径の大きさは、加工誤差によりハウジング２３および予圧付与部材３５の製品毎に異なる。このため、各玉軸受３３，３４に予圧を付与するための圧入機の圧入荷重は、その製品毎に異なる。このため、製品にかかわらず、圧入機の圧入荷重が一定値に達したときに予圧付与部材３５の圧入を完了させる方法の場合、製品毎に各玉軸受３３，３４の予圧量が異なる。すなわち、製品毎に各玉軸受３３，３４の予圧量にばらつきが生じてしまう。

これに対して本実施形態の減速機２２においては、第２圧入範囲Ｒ２において検出される圧入荷重（基準圧入荷重ＴＫ）を基準として、予圧量を管理するため、各玉軸受３３，３４に予圧を付与するため、に必要となる圧入荷重が加工誤差等に起因して製品毎に異なる場合にも、各玉軸受３３，３４の予圧量を適切に調整することができる。

（４）図７に示される予圧の付与方法、すなわち予圧付与部材１５０をハウジング１１０にねじ込むことにより転がり軸受１３０に予圧を付与する従来の方法では、予圧付与部材１５０をハウジング１１０にねじ込む工程と、ウォーム軸１２０の回転トルクを測定する工程とを１つの作業工程として、ウォーム軸１２０の回転トルクが所定範囲外になるときには、上記作業工程を回転トルクが所定範囲内になるまで繰り返し行う必要がある。このため、転がり軸受１３０の予圧の調整にかかる時間が長くなる。

これに対して本実施形態の製造方法においては、圧入機の圧入荷重が目標圧入荷重ＭＫに達したことをもって各玉軸受３３，３４の予圧の付与を終了するため、ウォーム軸３１の回転トルクを測定する工程を省略することができる。また、従来の製造方法のように上記作業工程を繰り返し行う必要がない。また、圧入機による各玉軸受３３，３４の予圧の付与を自動化することができるため、各玉軸受３３，３４の予圧の付与にかかる時間を短くすることができる。

（５）減速機２２においては、予圧付与部材３５に屈曲部６３が設けられている。このため、ハウジング２３の第１内周面５３に予圧付与部材３５を圧入するとき、屈曲部６３が第１内周面５３に接触した後、この屈曲部６３に案内されるように円筒部６１が第１内周面５３に接触する。したがって、屈曲部６３が省略された予圧付与部材と比較して、第１内周面５３に予圧付与部材３５を容易に圧入することができる。

（６）減速機２２においては、基準圧入荷重ＴＫをウォーム軸３１とウォームホイール３２との噛み合いの力の基端方向への分力よりも大きくなるように設定している。このため、固定ナット等の予圧付与部材３５が基端方向に向かい移動することを抑制するための部材を省略することができる。したがって、図７に示す従来の減速機と比較して、部品点数を削減することができる。

（その他の実施形態）
本発明の実施態様は、上記実施形態の内容に限定されるものではなく、例えば以下の変更が可能である。また、以下の変形例は、上記実施形態についてのみ適用されるものではなく、異なる変形例同士を互いに組み合わせて実施することもできる。

・上記実施形態において、第２玉軸受３４を省略することもできる。
・上記実施形態において、第２玉軸受３４に代えて、第２取付部４３を外囲する円筒形状のすべり軸受を用いることもできる。また、第２玉軸受３４に代えて、第２取付部４３の先端方向の端面に対向するウォーム軸収容部５１の面により回転可能に支持するピボット軸受を用いることもできる。

・上記実施形態において、予圧付与部材３５から接触部６２および屈曲部６３を省略することもできる。このとき、ハウジング２３の第１内周面５３の内径の大きさと第２内周面５４の内径の大きさとが同一となるようにハウジング２３を形成する。また、円筒部６１の外周面６４の外径寸法が第１内周面５３および第２内周面５４としまりばめの関係となるように円筒部６１の外径寸法を設定する。

・上記実施形態では、予圧付与部材３５が円筒部６１と接触部６２と屈曲部６３とにより構成されているが、予圧付与部材３５の構成はこれに限られない。例えば、図６に示されるような予圧付与部材８０の形状とすることもできる。

具体的には、予圧付与部材８０には、ハウジング２３の第１内周面５３に圧入される円筒部８１と、基端方向から先端方向に向かうにつれて径方向の外方から内方に向けて傾斜する腕部８２と、第１玉軸受３３の基端面３３Ｄに接触する接触部８３とが設けられている。腕部８２の基端方向の端部は、円筒部８１の先端方向の端部に接続されている。接触部８３の径方向の外方の端部は、腕部８２の先端方向の端部に接続されている。

円筒部８１と第１内周面５３との関係は以下のようになる。以下では、円筒部８１の基端方向の端面を「円筒部８１の基端面８１Ａ」とし、円筒部８１の先端方向の端部を「円筒部８１の先端部８１Ｂ」とする。

すなわち、円筒部８１の軸方向の長さＬ３は、第１内周面５３の第１長さＬ１よりも小さい（Ｌ３＜Ｌ１）。円筒部８１の基端面８１Ａは、第１内周面５３の基端部５３Ａよりも先端側に設けられている。円筒部８１の先端部８１Ｂは、第１内周面５３の先端部５３Ｂよりも基端側に設けられている。

・上記実施形態では、ハウジング２３の第１内周面５３に予圧付与部材３５を圧入したが、予圧付与部材３５を圧入するための圧入部分の構成はこれに限られない。例えば、ハウジング２３の第１内周面５３にハウジング２３とは別体の部材を圧入し、この部材の内周面に予圧付与部材３５を圧入することもできる。

・上記実施形態では、予圧付与部材３５の円筒部６１の基端面６１Ａと先端部６１Ｂとの間の軸方向の長さを第２長さＬ２としたが、第２長さＬ２はこれに限られない。円筒部６１の基端面６１Ａと接触部６２の先端面６２Ａとの間の軸方向の長さを第２長さＬ２とすることもできる。

・上記実施形態では、転がり軸受として、第１玉軸受３３および第２玉軸受３４を用いたが、ころ軸受等の他の転がり軸受を用いることもできる。
・上記実施形態では、電動パワーステアリング装置１の減速機２２に対して本発明を適用したが、電動パワーステアリング装置１の減速機２２以外の減速機、例えばパワーウィンドウ駆動用のギヤユニットの減速機に本発明を適用することもできる。また、ウォーム軸３１およびウォームホイール３２を用いた減速機に限られず、平歯車やはすば歯車等の他の歯車を用いた減速機に本発明を適用することもできる。

１…電動パワーステアリング装置、２…ステアリング、３…転舵輪、１０…操舵角伝達機構、１１…ステアリングシャフト（減速機の出力軸）、１２…ラックアンドピニオン機構、１３…転舵シャフト、１４…タイロッド、２０…アクチュエータ、２１…電動モータ（駆動機構）、２１Ａ…出力軸、２１Ｂ…軸継手、２１Ｃ…先端面、２２…減速機、２３…ハウジング、３１…ウォーム軸（シャフト）、３２…ウォームホイール（出力ギヤ）、３３…第１玉軸受（第１転がり軸受）、３３Ａ…内輪、３３Ｂ…外輪、３３Ｃ…転動体、３３Ｄ…基端面、３４…第２玉軸受（第２転がり軸受）、３４Ａ…内輪、３４Ｂ…外輪、３４Ｃ…転動体、３４Ｄ…先端面、３５…予圧付与部材、４１…ギヤ部（入力ギヤ）、４２…第１取付部、４３…第２取付部、４４…第１固定部、４５…第２固定部、４５Ａ…基端面、５１…ウォーム軸収容部、５２…ウォームホイール収容部、５３…第１内周面、５３Ａ…基端部（入力側端部Ａ）、５３Ｂ…先端部（出力側端部Ｂ）、５４…第２内周面、５５…第３内周面、５６…連結面、６１…円筒部、６１Ａ…基端面（入力側端部Ｃ）、６１Ｂ…先端部（出力側端部Ｄ）、６２…接触部、６２Ａ…先端面、６３…屈曲部、６４…外周面、７０…圧入治具、８０…予圧付与部材、８１…円筒部、８１Ａ…基端面、８１Ｂ…先端部、８２…腕部、８３…接触部。

Claims (4)

1. 駆動機構の出力軸に連結されるシャフトと、このシャフトを回転可能に支持する転がり軸受と、この転がり軸受に予圧を付与する予圧付与部材とを備える減速機において、
   当該減速機のうちの前記予圧付与部材が圧入される部分を圧入部分とし、前記シャフトの軸方向において前記駆動機構が配置される側を入力側とし、前記シャフトの軸方向において同入力側とは反対側を出力側とし、前記圧入部分のうちの前記入力側の端部を入力側端部Ａとし、前記圧入部分のうちの前記出力側の端部を出力側端部Ｂとし、前記予圧付与部材のうちの前記入力側の端部を入力側端部Ｃとし、前記予圧付与部材のうちの前記出力側の端部を出力側端部Ｄとし、前記圧入部分において前記入力側端部Ａから前記出力側端部Ｂまでの前記軸方向の長さを第１長さとし、前記予圧付与部材において前記入力側端部Ｃから前記出力側端部Ｄまでの前記軸方向の長さを第２長さとして、
   前記第１長さが前記第２長さよりも大きいこと、前記入力側端部Ｃが前記入力側端部Ａよりも前記出力側の位置に設けられていること、前記出力側端部Ｄが前記出力側端部Ｂよりも前記入力側の位置に設けられていること、ならびに前記出力側端部Ｄが前記転がり軸受に接触していること
   を特徴とする減速機。
2. 請求項１に記載の減速機において、
   前記シャフトと一体的に回転する入力ギヤ、およびこの入力ギヤに噛み合わされる出力ギヤが設けられていること、
   前記入力ギヤと前記出力ギヤとの噛み合い部分を噛合部分として、前記シャフトのうちの前記噛合部分よりも前記入力側に第１転がり軸受が設けられていること、
   ならびに、前記シャフトのうちの前記噛合部分よりも前記出力側に第２転がり軸受が設けられていること
   を特徴とする減速機。
3. 操舵角を変更するステアリングシャフトと、このステアリングシャフトにトルクを付与する減速機とを備え、前記ステアリングシャフトが前記減速機の出力軸として設けられる電動パワーステアリング装置において、
   前記減速機として請求項１または２に記載の減速機が設けられていること
   を特徴とする電動パワーステアリング装置。
4. 請求項１または２に記載の減速機の製造方法において、
   前記予圧付与部材を前記圧入部分に圧入するときの荷重を圧入荷重とし、前記圧入部分に対する前記予圧付与部材の位置を圧入位置とし、前記出力側端部Ｄが前記転がり軸受と非接触の状態となり、かつ前記圧入位置の変化に対して前記圧入荷重が一定の値となる前記圧入位置の範囲を第１圧入範囲とし、前記出力側端部Ｃが前記転がり軸受と接触した状態となる前記圧入位置の範囲を第２圧入範囲として、
   前記圧入位置が前記第１圧入範囲のとき、前記圧入荷重を基準圧入荷重として検出し、
   前記圧入位置が前記第２圧入範囲のとき、かつ前記圧入荷重が前記基準圧入荷重よりも大きい判定荷重以上のとき、前記予圧付与部材の圧入を終了する
   ことを特徴とする減速機の製造方法。