JP6350671B2 - ウォーム減速機およびウォーム減速機の組立方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、電動式パワーステアリング装置に組み込んで使用するウォーム減速機およびその組立方法に関する。

図１４に示すように、自動車用の操舵装置は、ステアリングホイール１の回転をステアリングギヤユニット２の入力軸３に伝達し、入力軸３の回転に伴って左右１対のタイロッド４、４を押し引きして、前車輪に舵角を付与する。ステアリングホイール１は、ステアリングシャフト５の後端部に支持固定しており、ステアリングシャフト５は、円筒状のステアリングコラム６を軸方向に挿通した状態で、ステアリングコラム６に回転可能に支持している。ステアリングシャフト５の前端部は、自在継手７を介して中間シャフト８の後端部に接続し、中間シャフト８の前端部を、別の自在継手９を介して、入力軸３に接続している。

上述の操舵装置で、電動モータ１０を補助動力源としてステアリングホイール１を操作する為に要する力の低減を図る為の電動式パワーステアリング装置が、従来から広く知られている。この電動式パワーステアリング装置には減速機を組み込むが、この減速機として、大きなリード角を有し、動力の伝達方向に関して可逆性を有するウォーム減速機が、従来から一般的に使用されている。図１５は、電動式パワーステアリング装置に組み込んだウォーム減速機の従来構造の１例として、特許文献１に記載された構造を示している。ウォーム減速機２１は、電動モータ１０ａに固定した、減速機用のハウジング１１の内側に設けられており、ウォーム軸１２の軸方向中間部にウォーム歯１３を形成したウォーム１４と、ウォーム歯１３と噛合するウォームホイール１５とを備える。ウォーム１４は、軸方向両端部を、深溝型玉軸受等の１対の転がり軸受１６ａ、１６ｂにより、ハウジング１１のウォーム収容部１７の内側に回転可能に支持されている。ウォーム１４の一端部（図１５の左端部）を電動モータ１０ａの出力軸１８に接続する事により、ウォーム１４を回転駆動可能としている。

ウォームホイール１５は、ハウジング１１のホイール収容部１９の内側に回転可能に設けられており、自身の回転中心軸を、ウォーム１４に対して捩れの位置に配置している。ウォームホイール１５は、製造コストの低廉化と軽量化とを目的として、金属製のホイール部２９の周囲に合成樹脂製の歯部２０を結合固定する事で造られている。そして、歯部２０を、ウォーム歯１３に隙間なく（バックラッシュを零とした状態で）噛合させる事により、ウォームホイール１５とウォーム１４との間で回転力を、バックラッシュに基づくタイムラグを生じる事なく伝達可能としている。ウォームホイール１５は、ステアリングシャフト５ａの前端寄り部分に外嵌固定している。これにより、電動モータ１０ａで発生した回転駆動力を、ウォーム１４とウォームホイール１５とから成るウォーム減速機２１を介して、ステアリングシャフト５ａに伝達可能としている。

上述のウォーム減速機２１は、例えば、次の様にして組み立てる。先ず、ハウジング１１のうち、ウォーム１４を収容するウォーム収容部１７の奥端部（図１５の右端部）に設けた軸受保持部２２ａに、先端側の転がり軸受１６ａ（図１５の右方）の外輪を内嵌固定（締り嵌めで内嵌）する。次に、ウォームホイール１５を、ハウジング１１のホイール収容部１９内に回転可能に支持する。そして、ウォーム１４を、ウォーム歯１３がウォームホイール１５の歯部２０と干渉しない様に、ウォーム収容部１７の中心軸に対して、ウォームホイール１５の径方向外方（図１５の上方）にオフセットさせた（ずらせた）状態で、ウォーム収容部１７の開口部からこのウォーム収容部１７内に挿入する。ウォーム１４をウォーム収容部１７内にある程度挿入した段階で、ウォーム１４をウォームホイール１５の径方向内方（図１５の下方）に変位させ、ウォーム歯１３とウォームホイール１５の歯部２０とを互いに噛合させる。ウォーム歯１３と歯部２０とを互いに噛合させた状態で、ウォームホイール１５を回転させながら、更にウォーム１４をウォーム収容部１７内に挿入し、ウォーム１４の先端部を、先端側の転がり軸受１６ａの内輪に圧入する。そして、ウォーム収容部１７の中間部に設けた軸受保持部２２ｂと、ウォーム１４の中間部外周面（ウォーム歯１３よりも基端側部分）との間に、基端側の転がり軸受１６ｂ（図１５の左方）を圧入する（基端側の転がり軸受１６ｂの外輪を軸受保持部２２ｂに隙間嵌め又は締り嵌めで内嵌すると共に、内輪をウォーム１４の中間部外周面に締り嵌めで外嵌する）。次に、ウォーム収容部１７の内周面に設けた係止溝２３に止め輪２４を係止する事で基端側の転がり軸受１６ｂ、延いては、ウォーム１４の軸方向変位を阻止する。そして、ウォーム１４の基端部（図１５の左端部）に、電動モータ１０ａの出力軸１８を接続し、電動モータ１０ａを収容したモータケース２５によりウォーム収容部１７の開口部を塞ぐ。

このウォーム減速機の組立方法の場合、ウォーム１４と、ウォーム１４を回転可能に支持する為の１対の転がり軸受１６ａ、１６ｂとを、それぞれ別々にハウジング１１のウォーム収容部１７内に組み付ける。この為、組立コストが嵩み、ウォーム減速機２１の製造コストが嵩む。

また、特許文献２には、予圧付与部材を取り付けたハウジングのウォーム軸収容部に、各玉軸受を取り付けたウォーム軸を挿入し、挿入後、予圧付与部材の腕部の弾性復元力によって、各玉軸受に予圧を付与している。この場合、ウォーム軸は、基端部側の玉軸受の外輪を予圧付与部材の腕部と接触させながら挿入されることから、ウォーム軸は、その軸方向に沿って移動させる必要がある。このため、ウォームホイールは、ウォーム軸の組み立て時に先端側の玉軸受と干渉しないように、ウォーム軸の組み立て後に、組み立てる必要がある。

日本国特開２００６−１４２４００号公報 日本国特開２０１２−１１７６４８号公報

本発明は、上述の事情に鑑みて、組立コストの低減を図れる、ウォーム減速機およびその組立方法を提供する。

本発明の実施形態に係るウォーム減速機の組立方法において、ウォーム減速機は、ハウジングと、ウォームホイールと、ウォームとを備える。
前記ハウジングは、ホイール収容部と、前記ホイール収容部に対し捩れの位置に存在して前記ホイール収容部にその一部を連続させたウォーム収容部とを有する。
前記ウォームホイールは、前記ホイール収容部内に回転可能に支持されている。
前記ウォームは、ウォーム軸の軸方向中間部にウォーム歯を設けられ、前記ウォーム歯を前記ウォームホイールと噛合させた状態で、前記ウォーム歯を挟んだ軸方向の２位置を１対の軸受により前記ウォーム収容部内に回転可能に支持されている。

本発明の実施形態に係るウォーム減速機の組立方法では、前記ウォームホイールを前記ホイール収容部内に回転可能に支持させ、前記ウォームの前記ウォーム歯を挟んだ軸方向の前記２位置に前記１対の軸受を外嵌し、その後、前記ウォーム歯と前記ウォームホイールとが干渉しない様に、前記ウォームを前記ウォームホイールの径方向外方にオフセットさせた状態で、前記ウォーム収容部内に前記ウォーム収容部の開口側から挿入する。
そして、前記１対の軸受のうち前記ウォームの挿入方向前側に外嵌された軸受を、前記ウォームホイールの外周縁（歯先円）の前記ウォーム収容部内に最も突出した部分の外径側を通過させる。その後、前記ウォームを、前記ウォームホイールの径方向内方に変位させ、前記ウォーム歯と前記ウォームホイールとを噛合させ、前記ウォーム歯と前記ウォームホイールとを噛合させながら、前記ウォーム収容部内の所定位置までこのウォームを更に挿入する事により、前記ウォームを前記１対の軸受により前記ウォーム収容部に対し回転可能に支持する。

上述の組立方法を実施する場合、具体的には、前記ウォームの挿入方向前側に存在する軸受の外径を、このウォームの径方向に関する、前記ウォームホイールの外周縁（歯先円）のうち前記ウォーム収容部内に最も突出した部分と前記ウォーム収容部の内面との間の距離よりも小さくする。この場合、前記ウォームの挿入方向前側に外嵌された軸受の外径を、前記ウォーム歯の歯先円直径よりも小さくしてもよい。また、前記ウォームの挿入方向前側に外嵌された軸受の外径を、前記ウォーム歯の歯底円直径よりも大きくしてもよい。

上述の組立方法において、前記１対の軸受がいずれも外輪と内輪との間に複数の転動体を設けて成る転がり軸受とし、前記ウォームの軸方向に関して、前記ウォーム収容部の内周面の２位置に前記１対の転がり軸受の外輪をそれぞれ保持する為の１対の軸受保持部を設けてもよい。そして、前記１対の転がり軸受のうちの一方の転がり軸受の外輪を、前記１対の軸受保持部のうちの一方の軸受保持部に内嵌し始めた後で、前記１対の転がり軸受のうちの他方の転がり軸受の外輪を、前記一対の軸受保持部のうちの他方の軸受保持部に内嵌し始めてもよい。
上述の組み立て方法において、前記ウォーム歯と前記ウォームホイールとの間にバックラッシュを設けなくてもよい。この場合、より具体的には、前記ウォーム歯をこのウォームホイールに向け弾性的に押圧する為の予圧付与機構を設けなくてもよい。
また、前記ウォーム収容部の奥端部に設けた前記一方の軸受保持部は、前記ウォーム収容部の内周面よりも小径の内周面を有し、前記ウォーム収容部は、その内周面から前記軸受保持部に向かって縮径するガイド部を有し、前記ウォームの挿入方向前側に外嵌された軸受を、前記ガイド部に当接させながら前記ウォームを、前記ウォームホイールの径方向内方に変位させ、前記ウォーム歯と前記ウォームホイールとを噛合させるようにしてもよい。

本発明の別の実施形態に係るウォーム減速機は、前記１対の軸受をいずれも外輪と内輪との間に複数の転動体を設けて成る転がり軸受とし、前記ウォームを、前記１対の転がり軸受により、前記ウォーム収容部の内周面の２位置に設けた１対の軸受保持部にそれぞれ回転可能に支持している。更に、前記１対の軸受保持部のうち前記ウォーム収容部の奥端部に設けた一方の軸受保持部を有底円筒状とし、前記１対の転がり軸受のうち前記ウォームの先端部にその内輪を外嵌固定した一方の転がり軸受の外輪を、前記一方の軸受保持部に他の部材を介さずに直接内嵌固定（圧入）している。そして、前記一方の転がり軸受の外輪の外径を、前記ウォームの径方向に関する、前記ウォームホイールの外周縁（歯先円）のうち前記ウォーム収容部内に最も突出した部分と、前記ウォーム収容部の内面との間の距離よりも小さくしている。また、前記ウォーム収容部の奥端部に設けた前記一方の軸受保持部は、前記ウォーム収容部の内周面よりも小径の内周面を有し、前記ウォーム収容部は、その内周面から前記軸受保持部に向かって縮径するガイド部を有している。
この場合、前記一方の転がり軸受の外径は、前記歯先円直径よりも小さくしてもよい。
また、前記一方の転がり軸受の外径は、前記ウォーム歯の歯底円直径よりも大きくしてもよい。
また、前記ウォーム収容部の内周面上部に径方向外方に凹んだ逃げ凹部を形成してもよく、前記逃げ凹部は第１の半径を有する円弧形状を有し、前記第１の半径は、前記ウォームの外半径である第２の半径以上であってもよい。

また、前記ウォーム収容部の開口側の前記他方の軸受保持部の内径をｄ_２２ｄとし、前記ウォームの挿入方向前側の転がり軸受の外輪の外径をＤ_１６ｃとし、前記ウォームホイールの外径をＤ_１５とし、前記ウォームホイールの中心軸と前記ウォーム収容部の中心軸との間の距離をＬとした場合、次の（１）式の関係を満たす構成であってもよい。

上述のウォーム減速機の組立方法によれば、ハウジングのウォーム収容部内に、ウォームと、このウォームを回転可能に支持する為の１対の軸受とを一体に組み付ける事ができる為、組立コストを抑えられ、ウォーム減速機の製造コストの低減を図れる。
又、前記ウォームを、ウォーム歯とウォームホイールとが干渉しない様に、このウォームホイールの径方向外方にオフセットさせた状態で前記ウォーム収容部内に挿入し、前記両軸受のうち前記ウォームの挿入方向前側に存在する軸受を、前記ウォームホイールのうち前記ウォーム収容部内に最も突出した部分の外径側を通過させた後、前記ウォーム歯と前記ウォームホイールとを噛合させる。この為、前記ウォームの前記ウォーム収容部内への組み付け時に、これらウォーム歯とウォームホイールとを噛合させた状態での前記ウォームの軸方向変位量を、このウォームをオフセットせず、組み付け作業の開始当初から前記ウォーム歯とウォームホイールとを噛合させた場合（ウォームをオフセットさせるスペースが存在しない様な場合）と比較して、少なく抑えられる。この結果、例えば前記ウォーム歯と前記ウォームホイールとの間にバックラッシュを設けない場合にも、これらウォーム歯やウォームホイールに傷等の損傷を生じ難くできる。

又、前記ウォームを、前記ウォーム収容部内への組み付け作業の最終段階に於いて、径方向に関する位置決めを図った状態でこのウォーム収容部内へ組み付ける事ができる。
又、上述のウォーム減速機は、上述の様な組立方法により組み立てられる為、製造コストを低減する事ができる。

本発明の第１実施形態を、ハウジングとウォームとを組み付ける以前の状態で示す断面図。 本発明の第１実施形態を、ハウジングのウォーム収容部内にウォームを挿入し、ウォームの先端部に外嵌固定した一方の転がり軸受を、ウォームホイールの最上部の外径側に位置させた状態で示す断面図。 図２のＸ−Ｘ断面図。 本発明の第１実施形態を、ウォームを、ウォームホイールの径方向内方に変位させ、ウォーム歯とウォームホイールとを噛合させた状態で示す断面図。 本発明の第１実施形態を、ウォームを、ハウジングのウォーム収容部内に更に挿入した状態で示す断面図。 本発明の第１実施形態を、ウォームを、ハウジングのウォーム収容部に組み付けた状態で示す断面図。 本発明の第２実施形態を示す、図２と同様の図。 ウォームを、図７の状態からウォーム収容部内に更に挿入し、このウォームの挿入方向後側の転がり軸受の側面と、このウォーム収容部の端面とが当接した状態で示す、図７と同様の図。 ウォームを、図８の状態からウォームホイールの径方向内方に変位させた状態で示す、図７と同様の図。 ウォームを、図９の状態からウォーム収容部内に更に挿入した状態で示す、図７と同様の図。 ウォームを、ハウジングのウォーム収容部に組み付けた状態で、ウォームをウォームホイールに対して押圧する予圧機構を追加した図。 ウォーム歯が端部まで形成されていないウォームを、ウォームホイールの径方向内方に変位させ、ウォーム歯とウォームホイールとを噛合させた状態で示す断面図。 ハウジングにガイド部を設けた、本発明の変形例を示す断面図。 従来から知られている自動車用操舵装置の１例を示す、部分切断側面図。 パワーステアリング装置のうち、ウォーム減速機を組み込んだ部分の断面図。

図１〜６は、本発明の第１実施形態を示している。本実施形態は、ハウジングのウォーム収容部内に、ウォームと、ウォームを回転可能に支持する為の１対の軸受とを一体に組み付けて、組立コストの低減を図る。本実施形態のウォーム減速機の組立方法における、ウォーム減速機２１ａは、ウォーム減速機２１ａを構成する各部材の一部の寸法関係を除き、前述の図１５に示したウォーム減速機２１と基本的には同様の構成を有する。
即ち、本実施形態のウォーム減速機２１ａは、電動モータ１０ａに固定した、減速機用のハウジング１１ａの内側に設けられており、ウォーム軸１２の軸方向中間部にウォーム歯１３を形成したウォーム１４ａと、ウォーム歯１３と噛合するウォームホイール１５とを備える。ハウジング１１ａは、ウォームホイール１５を収容するホイール収容部１９と、ホイール収容部１９に一部が連続（開口）した状態で設けられたウォーム収容部１７ａとを備える。ホイール収容部１９の中心軸とウォーム収容部１７ａの中心軸とは、互いに捩れの位置関係にある。ウォーム１４ａは、先端部（図１，２，４〜６の右端部）と基端寄り部分（図１，２，４〜６の左端寄り部分）とを、深溝型玉軸受等の１対の転がり軸受１６ｃ、１６ｄにより、ハウジング１１ａのウォーム収容部１７ａの内側に回転可能に支持している。即ち、１対の転がり軸受１６ｃ、１６ｄのうちの先端側（前記ウォーム減速機２１ａを組み立てる際のウォーム収容部１７ａに対するウォーム１４ａの挿入方向前側で、図１、２、４〜６の右側）の転がり軸受１６ｃを構成する内輪を、ウォーム１４ａの先端部に外嵌固定（締り嵌めで外嵌）すると共に、先端側の転がり軸受１６ｃを構成する外輪を、ウォーム収容部１７ａの奥端部（図１、２、４〜６の右端部）に設けた奥側の軸受保持部２２ｃに隙間嵌めで内嵌している。但し、先端側の転がり軸受１６ｃを構成する外輪を、この奥側の軸受保持部２２ｃに締り嵌めで内嵌しても良い。又、１対の転がり軸受１６ｃ、１６ｄのうちの基端側（前記ウォーム減速機２１ａを組み立てる際のウォーム収容部１７ａに対するウォーム１４ａの挿入方向後側で、図１、２、４〜６の左側）の転がり軸受１６ｄを構成する内輪を、ウォーム１４ａの基端寄り部分に外嵌固定すると共に、この基端側の転がり軸受１６ｄを構成する外輪を、ウォーム収容部１７ａの開口部に設けた開口側の軸受保持部２２ｄに隙間嵌めで内嵌している。そして、この開口側の軸受保持部２２ｄのうちで基端側の転がり軸受を内嵌した部分と軸方向に隣接する部分に係止した止め輪（スナップリング）等により、基端側の転がり軸受１６ｄを構成する外輪が開口側の軸受保持部２２ｄから抜け出るのを防止している。但し、この基端側の転がり軸受１６ｄを構成する外輪を、開口側の軸受保持部２２ｄに締り嵌めで内嵌しても良い。ウォーム収容部１７ａの内周面のうちの上部（このウォーム収容部１７ａの径方向に関して、前記ウォームホイール１５側と反対側に位置する部分）には、径方向外方（図１〜６の上方）に凹んだ逃げ凹部２８が設けられている。又、ウォーム１４ａの基端部を電動モータ１０ａの出力軸１８（図１５参照）に接続して、ウォーム１４ａを回転駆動可能にしている。

ウォームホイール１５は、ハウジング１１ａのホイール収容部１９の内側に回転可能に設けられており、自身の回転中心軸を、ウォーム１４ａに対して捩れの位置に配置している。ウォームホイール１５は、金属製のホイール部２９の周囲に合成樹脂製の歯部２０を結合固定する事で造られている。そして、歯部２０を、ウォーム歯１３に隙間なく（バックラッシュを零とした状態で）噛合させている。従って、本実施形態の場合、ウォーム歯１３を歯部２０に向け弾性的に押圧する為の予圧付与機構は設けていない。ウォームホイール１５は、ステアリングシャフト５ａの前端寄り部分に外嵌固定している。これにより、電動モータ１０ａで発生した回転駆動力を、ウォーム１４ａとウォームホイール１５とから成るウォーム減速機２１ａを介して、ステアリングシャフト５ａに伝達可能としている。

上述のウォーム減速機２１ａは、次の様にして組み立てる。先ず、図１に示す様に、ウォームホイール１５を、ハウジング１１ａのホイール収容部１９内の所定位置に回転可能に支持する。また、ウォーム１４ａの先端部と基端寄り部分とに、転がり軸受１６ｃ、１６ｄを構成する内輪を外嵌固定（締り嵌めで外嵌）する。次に、図２〜４に示す様に、ウォーム１４ａを、ウォーム歯１３がウォームホイール１５の歯部２０と干渉しない様に、ウォーム収容部１７ａの中心軸に対して、ウォームホイール１５の径方向外方（図１〜６の上方）にオフセットさせた（ずらせた）状態で、ウォーム収容部１７ａの開口部からウォーム収容部１７ａ内に挿入する（ウォーム収容部１７ａの奥端側に向けて軸方向に変位させる）。そして、ウォーム１４ａの先端部に支持固定した先端側の転がり軸受１６ｃ（ウォーム１４ａの挿入方向前側に存在する）を、ウォームホイール１５の外周縁（歯先円）のうち、ウォーム収容部１７ａ内に最も突出した部分（最上部）の外径側（上方）、つまりウォーム１４ａの軸方向におけるウォームホイール１５の中心の外径側（上方）を、ウォームホイール１５と干渉しない様に通過させる。

この為に、本実施形態の場合には、ウォーム減速機２１を構成する各部材の寸法を、図１に示すように、次の様に規制している。即ち、開口側の軸受保持部２２ｄの内径をｄ_２２ｄとし、先端側の転がり軸受１６ｃ（を構成する外輪）の外径をＤ_１６ｃとし、ウォームホイール１５の外径（前記歯部２０の歯先円の直径）をＤ_１５とし、ウォーム歯１３の歯先円の直径Ｄ_ｋとし、ウォームホイール１５の中心軸とウォーム収容部１７ａの中心軸（組立完了後のウォーム１４ａの中心軸と一致）との間の距離をＬとした場合、次の（１）式の関係を満たす様に、前記各部材の寸法を規制している。

これにより、ウォーム１４ａを、ウォーム収容部１７ａの中心軸に対してオフセットさせた状態で、このウォーム収容部１７ａの開口部からこのウォーム収容部１７ａ内に挿入した場合に、先端側の転がり軸受１６ｃと、開口側の軸受保持部２２ｄの内周面とが干渉する事を防止している。

また、本実施形態の場合、ウォーム収容部１７ａの内周面上部に径方向外方に凹んだ逃げ凹部２８を形成して、ウォーム１４ａを、このウォーム収容部１７ａの中心軸に対して、ウォームホイール１５の径方向外方にオフセットさせた状態でウォーム収容部１７ａ内に挿入しても、ウォーム歯１３がウォーム収容部１７ａの内周面と干渉しない様にしている。

また、本実施形態の場合には、先端側の転がり軸受１６ｃ（を構成する外輪）の外径Ｄ_１６ｃを、ウォームホイール１５の外周縁の最上部とウォーム収容部１７ａの内周面（逃げ凹部２８の底部）との、ウォーム１４ａの径方向に関する距離Ｇよりも小さくしている（Ｄ_１６ｃ＜Ｇ）。これにより、ウォーム１４ａを、ウォーム収容部１７ａの中心軸に対してオフセットさせた状態で、このウォーム収容部１７ａの開口部からこのウォーム収容部１７ａ内に挿入した場合に、先端側の転がり軸受１６ｃと、ウォーム収容部１７ａの内周面及びウォームホイール１５とが干渉する事を防止している。また、本実施形態では、逃げ凹部２８は軸方向の断面視で半径Ｒ_１の円弧形状を有している。この際、半径Ｒ_１はウォーム１４ａ(ウォーム歯１３)の外半径Ｒ_２とＲ_１≧Ｒ_２の関係を有している。
このような関係を有することで、ウォーム１４ａをウォーム収容部１７ａと干渉しないように適切に逃げ凹部２８に逃がしつつ、ウォーム１４ａを軸方向に変位させることができる。

尚、本実施形態の場合には、先端側の転がり軸受１６ｃの外径Ｄ_１６ｃを、ウォーム歯１３の歯底円直径Ｄ_ｆよりも大きくしている（Ｄ_１６ｃ＞Ｄ_ｆ）。これにより、ウォーム１４ａの先端部の強度及び剛性を確保すると共に、先端側の転がり軸受１６ｃのラジアル負荷容量を確保している。尚、ウォームの先端部の強度及び剛性、並びに、ウォームの先端部に支持固定した先端側の転がり軸受のラジアル負荷容量を十分に確保できれば、この先端側の転がり軸受の外径をウォーム歯の歯底円直径よりも小さくする事もできる。これに対し、ウォーム１４ａの基端寄り部分に支持固定した基端側の転がり軸受１６ｄ（を構成する外輪）の外径Ｄ_１６ｄは、ウォーム歯１３の歯先円直径Ｄ_ｋよりも大きくしている（Ｄ_１６ｄ＞Ｄ_ｋ）。
このため、ウォーム収容部の奥端部に設けた一方の軸受保持部２２ｃは、ウォーム収容部１７ａの内周面よりも小径の内周面を有し、ウォーム収容部１７ａの内周面よりもホイール収容部１９側に形成されている。また、ウォーム収容部の開口側に設けた一方の軸受保持部２２ｄは、ウォーム収容部１７ａの内周面よりも大径の内周面を有し、一方の軸受保持部２２ｃと同心に形成される。

先端側の転がり軸受１６ｃを、ウォームホイール１５の外周縁の最上部を通過させ、更にウォーム１４ａをウォーム収容部１７ａ内に挿入して、この先端側の転がり軸受１６ｃの先端面（図１、２、４〜６の右端面）を、ウォーム収容部１７ａの奥端部に設けた軸受保持部２２ｃと、ウォーム収容部１７ａの中間部内周面と連続する段差部２６に突き当てる。この状態で、ウォーム１４ａを、ウォーム１４ａの中心軸と、ウォーム収容部１７ａの中心軸とが同心となる様に、ウォームホイール１５の径方向内方（図１〜６の下方）に変位させ、図４に示す様に、ウォーム歯１３とこのウォームホイール１５の歯部２０とを互いに噛合させる。詳細には、先端側の転がり軸受１６ｃの先端面が、ウォーム収容部１７ａの中間部内周面に連続する段差部２６に当接したとき（ウォーム１４ａをウォームホイール１５の径方向内方に変位させる際）、ウォーム歯１３はウォームホイール１５の中心にある歯部２０と噛合させる。この状態で、先端側の転がり軸受１６ｃの外輪と、軸受保持部２２ｃとが同心に配置される。本実施形態の場合、軸受保持部２２ｃを、奥端側（図１、２、４〜６の右側）が塞がった有底円筒状としている。
なお、軸受保持部２２ｃは、常時塞がった有底円筒状に限らず、底部２２ｃ１を蓋など別部材で構成することで、有底円筒状としてもよく、メンテナンスの際などに、底部２２ｃ１を開口させてもよい。

この状態から、ウォームホイール１５を回転させながら、更にウォーム１４ａをウォーム収容部１７ａ内に挿入する事により、図５から図６に示す様に、先端側の転がり軸受１６ｃの外輪を軸受保持部２２ｃに直接圧入（締り嵌めで内嵌）する又は隙間嵌めで内嵌すると共に、基端側の転がり軸受１６ｄの外輪を、ウォーム収容部１７ａの開口部に設けた軸受保持部２２ｄに直接圧入（締り嵌めで内嵌）する又は隙間嵌めで内嵌する。本実施形態の場合、軸受保持部２２ｃ、２２ｄの内周面は、開口側（図１、２、４〜６の左側）から奥端側（図１、２、４〜６の右側）に向かうに従って（前記ウォーム１４ａの挿入方向前側に向かうに従って）外輪が嵌合する位置の直前まで内径が小さくなる方向に僅かに傾斜している。従って、ウォーム１４ａは、１対の転がり軸受１６ｃ、１６ｄの外輪を１対の軸受保持部２２ｃ、２２ｄにそれぞれ圧入する事に伴って径方向に関する位置決めが図られ、ウォーム歯１３と歯部２０との噛合状態が適正になる（噛合部にバックラッシュが存在しない状態になる）。又、本実施形態の場合、ウォーム１４ａをウォーム収容部１７ａ内に挿入する事に伴い、先ず、ウォーム１４ａの先端部に支持固定した先端側の転がり軸受１６ｃの外輪を、ウォーム収容部１７ａの奥端部に設けた軸受保持部２２ｃに圧入（内嵌）し始める。そして、先端側の転がり軸受１６ｃの外輪を軸受保持部２２ｃにある程度（半分程度）圧入した段階で、ウォーム１４ａの基端寄り部分に支持固定した基端側の転がり軸受１６ｄの外輪を、ウォーム収容部１７ａの開口部に設けた軸受保持部２２ｄに圧入させられる様に、各部の寸法を規制している。即ち、本実施形態の場合には、先端側の転がり軸受１６ｃが、特許請求の範囲に記載した一方の転がり軸受に相当し、基端側の転がり軸受１６ｄが、同じく他方の転がり軸受に相当する。

ウォーム１４ａは、基端側の転がり軸受１６ｄの先端面を、軸受保持部２２ｄと、ウォーム収容部１７ａの中間部とを連続する段差部２７に突き当て、軸方向に関する位置決めを図る。次に、ウォーム収容部１７ａの開口部のうち、基端側の転がり軸受１６ｄを内嵌した部分（軸受保持部２２ｄ）と軸方向に隣接する部分（段差部２７と反対側に隣接する部分）に、止め輪を係止する等して基端側の転がり軸受１６ｄ、延いては、ウォーム１４ａの軸方向変位を阻止する。尚、止め輪に加えて、又は、止め輪に変えて、例えば、スクリュー（ナット）、又は、スクリューで固定された板状部材（板ばね）等の部材により、基端側の転がり軸受１６ｄの外輪をウォーム１４ａの先端側に付勢する事もできる。そして、ウォーム１４ａの基端部に設けたスプライン軸部３０を、電動モータ１０ａの出力軸１８にスプライン係合させると共に、電動モータ１０ａを収容したモータケース２５によりウォーム収容部１７ａの開口部を塞ぐ。

上述の本実施形態のウォーム減速機の組立方法によれば、ハウジング１１ａのウォーム収容部１７ａ内に、ウォーム１４ａと、ウォーム１４ａを回転可能に支持する為の１対の転がり軸受１６ｃ、１６ｄとを一体に組み付ける事ができる為、組立コストを抑えられ、ウォーム減速機２１ａの製造コストを低減する事ができる。
又、本実施形態の場合、ウォーム１４ａを、ウォーム収容部１７ａの中心軸に対して、ウォームホイール１５の径方向外方にオフセットさせた状態でウォーム収容部１７ａ内に挿入し、ウォーム１４ａの先端部に外嵌した先端側の転がり軸受１６ｃと、ウォームホイール１５のうちウォーム収容部１７ａ内に最も突出した部分の外径側とを干渉しない様に通過させた後、ウォーム歯１３とウォームホイール１５の歯部２０とを噛合させる様にしている。この為、ウォーム１４ａのウォーム収容部１７ａ内への組み付け時に、ウォーム歯１３と歯部２０とを噛合させた状態でのウォーム１４ａの軸方向変位量を、ウォームをオフセットせず、組み付け作業の開始当初からウォーム歯とウォームホイールの歯部とを噛合させた場合（ウォームをオフセットするスペースが存在しない様な場合）と比較して、少なく抑えられる。従って、本実施形態のウォーム減速機２１ａの様に、ウォーム歯１３と歯部２０との間にバックラッシュを設けていない場合にも、ウォーム減速機２１ａの組立時に、ウォーム歯１３や歯部２０に傷等の損傷を生じ難くできる。特にウォーム減速機２１ａは、ウォームホイール１５の歯部２０を合成樹脂により構成している為、組立時の損傷防止効果を顕著に得る事ができる。

又、本実施形態の場合、ウォーム１４ａのウォーム収容部１７ａ内への組み付け作業の最終段階で、ウォーム１４ａの先端部に支持固定した先端側の転がり軸受１６ｃの外輪を、ウォーム収容部１７ａの奥端部に設けた軸受保持部２２ｃに圧入し、ある程度圧入した後、ウォーム１４ａの基端寄り部分に支持固定した他方の転がり軸受１６ｄの外輪を、ウォーム収容部１７ａの開口部に設けた軸受保持部２２ｄに圧入し始める様に構成している。つまり、基端側の転がり軸受１６ｄの外輪の軸受保持部２２ｄへの圧入作業を、径方向に位置決めをある程度図った状態で行える為、ウォーム歯１３と歯部２０との間にバックラッシュを設けていない構造でも、圧入作業を容易に行う事ができる。

［第２実施形態］
図７〜１０は、本発明の第２実施形態を示している。第１実施形態では、ウォーム１４ａに固定された１対の転がり軸受１６ｃ、１６ｄ間の長さが、ウォーム収容部１７ｂの段差部２６から他方の軸受保持部２２ｄの開口端までの長さより長いが、本実施形態では、ウォーム１４ｂに固定された１対の転がり軸受１６ｃ、１６ｄ間の長さが、ウォーム収容部１７ｂの段差部２６から他方の軸受保持部２２ｄの開口端までの長さより短い場合を示している。

本実施形態のウォーム減速機の組立方法の場合、上述した第１実施形態の場合と同様に、ウォーム１４ｂを、ウォーム収容部１７ｂの中心軸に対して、ウォームホイール１５の径方向外方にオフセットさせた状態で、このウォーム収容部１７ｂの開口部からこのウォーム収容部１７ｂ内に挿入する。そして、前記ウォーム１４ｂの先端部（図７〜１０の右端部）に外嵌した先端側の転がり軸受１６ｃを、前記ウォームホイール１５の外周縁の最上部を通過させ、更に前記ウォーム１４ｂを前記ウォーム収容部１７ｂ内に挿入して、図８に示す様に、このウォーム１４ｂの基端寄り部分に外嵌した基端側の転がり軸受１６ｄの先端側側面（このウォーム１４ｂの挿入方向前側の側面で、図７〜１０の右側面）を、前記ウォーム収容部１７ｂの開口側端面（図７〜１０の左端面）に突き当てる。この状態で、前記ウォーム１４ｂを、このウォーム１４ｂの中心軸と、前記ウォーム収容部１７ｂの中心軸とが同心となる様に、前記ウォームホイール１５の径方向内方に変位させ、図９に示す様に、前記ウォーム１４ｂの軸方向中間部に設けたウォーム歯１３と前記ウォームホイール１５の歯部２０とを互いに噛合させる。次に、このウォームホイール１５を回転させながら、更に前記ウォーム１４ｂを前記ウォーム収容部１７ｂ内に挿入する。これにより、前記基端側の転がり軸受１６ｄの外輪を、このウォーム収容部１７ｂの開口部に設けた軸受保持部２２ｄに内嵌し始める。但し、前記ウォームホイール１５の回転を阻止した状態で、前記ウォーム１４ｂを回転させながら、このウォーム１４ｂを前記ウォーム収容部１７ｂ内に挿入する事もできる。何れにしても、前記基端側の転がり軸受１６ｄの外輪をこの軸受保持部２２ｄにある程度（半分程度）内嵌した段階で、前記ウォーム１４ａの先端部に支持固定した一方の転がり軸受１６ｃの外輪を、前記ウォーム収容部１７ａの奥端部に設けた軸受保持部２２ｃに内嵌する。即ち、本実施形態の場合には、前記基端側の転がり軸受１６ｄが、特許請求の範囲に記載した一方の転がり軸受に相当し、前記先端側の転がり軸受１６ｃが、特許請求の範囲に記載した他方の転がり軸受に相当する。
その他の部分の構成及び作用は、第１実施形態と同様である。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものでなく、適宜、変形、改良などが可能である。
例えば、本発明の実施の形態に係るウォーム減速機の組立方法により、ウォームをウォーム収容部に組み付けた状態で、ウォームをウォームホイールに対して押圧する為に、図１１に示す予圧機構を追加することもできる。図１１において、転がり軸受１６ｃの外周部の上部には、板ばね収容部４２がハウジング１１ａに形成されている。転がり軸受１６ｃの外周部の下半部に相当するハウジング１１ａの部分には、転がり軸受１６ｃの水平方向の外径部を摺動可能に案内する、互いに平行な平面部４３を設けている。板ばね収容部に波形形状の板ばね４１を収容し、この板ばね４１によって転がり軸受１６ｃを図１１において、下方へ移動させる付勢力を発生させている。この付勢力によって軸端の一端を転がり軸受１６ｃの内輪に挿入されたウォーム１４ａがウォームホイール１５に対して付勢される。

なお、本実施形態では、ウォーム歯１３が端部にまで形成されていたが、図１２に示すように、ウォーム歯１３ａが端部にまで形成されていない場合であっても、ウォーム１４ａをウォームホイール１５の径方向内方に変位させる際にはウォーム歯１３ａはウォームホイール１５の中心にある歯部２０と噛合させる。

また、図１３に示すように、段差部２６に変えて、一方の転がり軸受１６ｃと軸受保持部２２ｃとが同心に配置されるように転がり軸受１６ｃをガイドするガイド部３１を設けてもよい。この場合、一方の転がり軸受１６ｃをガイド部３１に当接させながら、ウォーム１４ａを径方向内方にも変位させて、一方の転がり軸受１６ｃと軸受保持部２２ｃを同心に配置する。つまり、ガイド部３１を設けることによって、ウォーム１４ａを軸方向に変位させる力に基づきウォーム１４ａを径方向内方にも変位させて、一方の転がり軸受１６ｃと軸受保持部２２ｃを同心に配置することができる。本実施形態においては、ガイド部３１は軸受保持部２２ｃに向かう円錐面を有しているが、ウォーム収容部１７ａの内周面から軸受保持部２２ｃに向かって縮径するものであれば、ガイド部の形状はこれに限られない。

尚、本実施形態の場合には、先端側の転がり軸受１６ｃの外径Ｄ_１６ｃを、ウォーム歯１３の歯先円直径Ｄ_ｋよりも小さくしているが（Ｄ_１６ｃ＜Ｄ_ｋ）、ウォーム歯１３の歯先円直径Ｄ_ｋよりも大きくしてもよい（Ｄ_１６ｃ＞Ｄ_ｋ）。この場合、逃げ凹部２８の半径Ｒ_１は、Ｒ１≧Ｄ_１６ｃ／２であってもよい。

本出願は、２０１４年１０月９日出願の日本特許出願２０１４―２０７９９８、２０１５年２月２５日出願の日本特許出願２０１５―０３５３１５、２０１５年９月１日出願の日本特許出願２０１５−１７１６４８号、及び２０１５年４月２４日出願の国際特許出願ＰＣＴ／ＪＰ２０１５／０６２５８５号に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

１ ステアリングホイール
２ ステアリングギヤユニット
３ 入力軸
４ タイロッド
５、５ａ ステアリングシャフト
６ ステアリングコラム
７ 自在継手
８ 中間シャフト
９ 自在継手
１０、１０ａ 電動モータ
１１、１１ａ ハウジング
１２ ウォーム軸
１３、１３ａ ウォーム歯
１４、１４ａ、１４ｂ ウォーム
１５ ウォームホイール
１６ａ〜１６ｃ 転がり軸受
１７、１７ａ、１７ｂ ウォーム収容部
１８ 出力軸
１９ ホイール収容部
２０ 歯部
２１、２１ａ ウォーム減速機
２２ａ〜２２ｄ 軸受保持部
２３ 係止溝
２４ 止め輪
２５ モータケース
２６ 段差部
２７ 段差部
２８ 逃げ凹部
２９ ホイール部
３０ スプライン軸部
３１ ガイド部
４１ 板ばね
４２ 板ばね収容部
４３ 平面部

Claims (9)

1. ホイール収容部と、前記ホイール収容部に対し捩れの位置に存在して前記ホイール収容部にその一部を連続させたウォーム収容部とを有するハウジングと、
   前記ホイール収容部内に回転可能に支持されたウォームホイールと、
   ウォーム軸の軸方向中間部にウォーム歯を設けられ、前記ウォーム歯を前記ウォームホイールと噛合させた状態で、前記ウォーム歯を挟んだ軸方向の２位置をそれぞれ１対の軸受により前記ウォーム収容部内に回転可能に支持されたウォームと
   を備えるウォーム減速機の組立方法であって、
   前記ウォームホイールを前記ホイール収容部内に回転可能に支持させ、
   前記ウォームの前記ウォーム歯を挟んだ軸方向の前記２位置に前記１対の軸受を外嵌し、
   その後、前記ウォーム歯と前記ウォームホイールとが干渉しない様に、前記ウォームを前記ウォームホイールの径方向外方にオフセットさせた状態で、前記ウォーム収容部内に前記ウォーム収容部の開口側から挿入し、
   前記１対の軸受のうち前記ウォームの挿入方向前側に外嵌された軸受を、前記ウォームホイールの外周縁の前記ウォーム収容部内に最も突出した部分の外径側を通過させ、
   前記ウォームを、前記ウォームホイールの径方向内方に変位させ、
   前記ウォーム歯と前記ウォームホイールとを噛合させ、
   前記ウォーム歯と前記ウォームホイールとを噛合させながら、前記ウォーム収容部内の所定位置まで前記ウォームを更に挿入する事により、前記ウォームを前記１対の軸受により前記ウォーム収容部に対し回転可能に支持する、ウォーム減速機の組立方法。
2. 前記１対の軸受がいずれも外輪と内輪との間に複数の転動体を設けて成る転がり軸受であり、前記ウォームの軸方向に関して、前記ウォーム収容部の内周面の２位置に前記１対の転がり軸受の外輪をそれぞれ保持する為の１対の軸受保持部を設けており、
   前記１対の転がり軸受のうちの一方の転がり軸受の外輪を、前記１対の軸受保持部のうちの一方の軸受保持部に内嵌し始めた後で、前記１対の転がり軸受のうちの他方の転がり軸受の外輪を、前記１対の軸受保持部のうちの他方の軸受保持部に内嵌し始める、請求項１に記載のウォーム減速機の組立方法。
3. 前記ウォーム歯と前記ウォームホイールとの間にバックラッシュを設けない、請求項１または２に記載のウォーム減速機の組立方法。
4. 前記ウォーム収容部の奥端部に設けた前記一方の軸受保持部は、前記ウォーム収容部の内周面よりも小径の内周面を有し、
   前記ウォーム収容部は、その内周面から前記軸受保持部に向かって縮径するガイド部を有し、
   前記ウォームの挿入方向前側に外嵌された軸受を、前記ガイド部に当接させながら前記ウォームを、前記ウォームホイールの径方向内方に変位させ、前記ウォーム歯と前記ウォームホイールとを噛合させる、請求項２又は３に記載のウォーム減速機の組立方法。
5. ホイール収容部と、前記ホイール収容部に対し捩れの位置に存在してこのホイール収容部にその一部を連続させたウォーム収容部とを有するハウジングと、
   前記ホイール収容部内に回転可能に支持されたウォームホイールと、
   ウォーム軸の軸方向中間部にウォーム歯を設けられ、前記ウォーム歯を前記ウォームホイールと噛合させた状態で、前記ウォーム歯を挟んだ軸方向の２位置を１対の軸受により前記ウォーム収容部の内周面の２位置に回転可能に支持されたウォームと
   を備えるウォーム減速機に於いて、
   前記１対の軸受がいずれも外輪と内輪との間に複数の転動体を設けて成る転がり軸受であり、
   前記ウォームを、前記１対の転がり軸受により、前記ウォーム収容部の内周面の前記２位置に設けた１対の軸受保持部に回転可能に支持しており、
   前記１対の軸受保持部のうち前記ウォーム収容部の奥端部に設けた一方の軸受保持部が有底円筒状であり、
   前記１対の転がり軸受のうち前記ウォームの先端部にその内輪を外嵌固定した一方の転がり軸受の外輪を、前記一方の軸受保持部に直接内嵌固定しており、
   前記一方の転がり軸受の外輪の外径が、前記ウォームの径方向に関する、前記ウォームホイールの外周縁のうち前記ウォーム収容部内に最も突出した部分と、前記ウォーム収容部の内面との間の距離よりも小さく、
   前記ウォーム収容部の奥端部に設けた前記一方の軸受保持部は、前記ウォーム収容部の内周面よりも小径の内周面を有し、
   前記ウォーム収容部は、その内周面から前記軸受保持部に向かって縮径するガイド部を有する、ウォーム減速機。
6. 前記ウォームの挿入方向前側に外嵌された軸受の外径は、前記ウォーム歯の歯先円直径よりも小さい、請求項５に記載のウォーム減速機。
7. 前記ウォームの挿入方向前側に外嵌された軸受の外径は、前記ウォーム歯の歯底円直径よりも大きい、請求項５または６に記載のウォーム減速機。
8. 前記ウォーム収容部の内周面上部に径方向外方に凹んだ逃げ凹部を形成しており、
   前記逃げ凹部は第１の半径を有する円弧形状を有し、前記第１の半径は、前記ウォームの外半径以上である、請求項５〜７のうち何れか１項に記載のウォーム減速機。
9. 前記ウォーム収容部の開口側の前記他方の軸受保持部の内径をｄ２２ｄとし、前記ウォームの挿入方向前側の転がり軸受の外輪の外径をＤ１６ｃとし、前記ウォームホイールの外径をＤ１５とし、前記ウォームホイールの中心軸と前記ウォーム収容部の中心軸との間の距離をＬとした場合、次の（１）式の関係を満たす、請求項５〜８のうち何れか１項に記載のウォーム減速機。