WO2016181871A1

WO2016181871A1 - ウォーム減速機

Info

Publication number: WO2016181871A1
Application number: PCT/JP2016/063487
Authority: WO
Inventors: 瀬川　徹
Original assignee: 日本精工株式会社
Priority date: 2015-05-13
Filing date: 2016-04-28
Publication date: 2016-11-17
Also published as: JP6256663B2; EP3279506A1; EP3279506A4; EP3279506B1; JPWO2016181871A1; US20180195602A1; CN107532685A

Abstract

噛合部のバックラッシュを抑える付勢手段を備えたウォーム減速機に関して、ウォーム軸の先端側部分の軸方向寸法を短くできる構造を実現する。揺動軸（２６）を中心とする揺動を可能に設けられた揺動部材（１９）を、揺動軸（２６）を中心とする揺動方向片側（矢印β方向）に付勢するコイルばね（２１）を設ける。前記揺動部材（１９）が前記揺動軸（２６）を中心として揺動方向片側に揺動する事に伴い、ウォーム軸（５ａ）がウォームホイールに近づく方向である噛み合い方向（図の上方から下方）に移動する事により、前記ウォーム軸（５ａ）の先端部を支持する先端側軸受（８ａ）を介して、ウォーム軸（５ａ）を前記噛み合い方向に付勢するガイド部材（１８）を設ける。

Description

ウォーム減速機

　本発明は、電動式パワーステアリング装置等の各種機械装置を構成する為に使用されるウォーム減速機の改良に関する。

　操舵輪（フォークリフト等の特殊車両を除き、通常は前輪）に舵角を付与する際に、運転者がステアリングホイールを操作する為に要する力の軽減を図る為の装置として、パワーステアリング装置が広く使用されている。又、この様なパワーステアリング装置で、補助動力源として電動モータを使用する電動式パワーステアリング装置も、近年普及し始めている。電動式パワーステアリング装置は、油圧式のパワーステアリング装置に比べて、小型・軽量に構成でき、補助動力の大きさ（トルク）の制御が容易で、しかもエンジンの動力損失が少ない等の利点がある。

　電動式パワーステアリング装置の構造は、各種知られているが、何れの構造の場合でも、ステアリングホイールの操作によって回転させられるステアリングシャフト又はこのステアリングシャフトの回転に伴って変位する部材（ステアリングギヤユニットを構成するピニオン軸若しくはラック軸）に、電動モータの補助動力を、減速機を介して付与する。この減速機として一般的には、ウォーム減速機が使用されている。ウォーム減速機を使用した電動式パワーステアリング装置の場合、電動モータにより回転駆動されるウォーム軸と、ウォーム減速機の出力部である回転軸と共に回転するウォームホイールとを噛合させて、電動モータの補助動力をこの回転軸に伝達自在とする。

　例えば特許文献１には、図１１～１２に示す様な、電動式パワーステアリング装置が記載されている。ステアリングホイール１により所定方向に回転させられる、回転軸であるステアリングシャフト２の前端部は、ハウジング３の内側に回転自在に支持されており、この部分にウォームホイール４を固定している。又、このウォームホイール４に、ウォーム軸５の軸方向中間部に設けたウォーム歯６を噛合させた状態で、このウォーム軸５の基端部を基端側軸受７により、同じく先端部を先端側軸受８により、それぞれハウジング３の内側に回転可能に支持している。又、ウォーム軸５の基端部に、駆動源である電動モータ９の出力軸１０を接続する事により、ウォーム軸５を回転駆動可能としている。

　ウォームホイール４とウォーム軸５とを含んで構成されるウォーム減速機には、通常、このウォームホイール４とウォーム歯６との噛合部に、不可避のバックラッシュが存在する。このバックラッシュは、このウォーム減速機を構成する各部材の寸法誤差や組み付け誤差によって生じる他、ウォームホイール４とウォーム歯６との歯面が摩耗する事によっても生じる。何れにしても、噛合部にバックラッシュが存在すると、ステアリングシャフト２の回転方向を変える際に、噛合部で耳障りな歯打ち音が発生する可能性がある。そこで、図示の構造の場合には、ウォーム軸５の先端部で先端側軸受８よりも突出した部分に押圧駒１１を外嵌し、押圧駒１１とハウジング３との間に、コイルばね１２等の弾性部材を設けている。そして、コイルばね１２により、押圧駒１１を介して、ウォーム軸５のウォーム歯６を、ウォームホイール４に向け押圧している。この様な構成により、ウォーム歯６とウォームホイール４との間のバックラッシュを抑え、歯打ち音の発生を抑えている。

　上述した従来構造の場合には、ウォーム軸５は、先端側軸受８により支持される部分よりも更に先端側に、押圧駒１１を外嵌する部分を有している。従って、その分、ウォーム軸５の軸方向寸法が長くなるので、改善の余地がある。

日本国特許第４３８１０２４号公報

　本発明は、上述の様な事情に鑑み、ウォームホイールとウォーム歯との噛合部のバックラッシュを抑えるべく、ウォーム軸を噛み合い方向に付勢する手段を備えたウォーム減速機に関して、このウォーム軸の先端側部分の軸方向寸法を短くできる構造を実現すべく発明したものである。

　本発明のウォーム減速機は、ハウジングと、ウォームホイールと、ウォーム軸と、先端側軸受と、揺動部材と、付勢部材と、ガイド部材とを備える。
　このうちのウォームホイールは、前記ハウジングに対し回転自在に支持されている。
　又、前記ウォーム軸は、軸方向中間部に設けられたウォーム歯を前記ウォームホイールに噛合させた状態で、前記ハウジングに対し回転自在に支持され、基端部に動力源からの回転力を伝達される。
　又、前記先端側軸受は、前記ウォーム軸の先端側部分を前記ハウジングに対して回転自在に支持する。
　又、前記揺動部材は、前記ハウジングの内側で前記先端側軸受の周囲部分に配置され、前記ウォーム軸の中心軸に対して直角な方向に配設された揺動軸を中心とする揺動を可能に設けられている。
　又、前記付勢部材は、前記揺動部材を、前記揺動軸を中心とする揺動方向片側に付勢する。
　又、前記ガイド部材は、前記ウォーム軸が前記ウォームホイールに近づく方向である噛み合い方向への移動を可能に設けられ、前記付勢部材により前記揺動部材が前記揺動軸を中心とする揺動方向片側に付勢される事に伴って、前記噛み合い方向に付勢される事により、前記ウォーム軸を前記先端側軸受を介して前記噛み合い方向に付勢する。
　尚、本発明を実施する場合、前記ガイド部材は、前記先端側軸受と一体（例えば、この先端側軸受を構成する外輪と一体）に設ける事もできる。

　本発明を実施する場合には、好ましくは、前記揺動部材のうちで、前記揺動軸の中心軸よりも前記噛み合い方向と反対方向に位置し得る部分に、この揺動軸を中心とする揺動方向片側から他側に向かうに従って径方向の肉厚が大きくなった楔部を設ける事ができる。そして、前記付勢部材により前記揺動部材が前記揺動軸を中心として揺動方向片側に付勢される事により、前記楔部のうちで前記ハウジングの内周面と前記ガイド部材の外周面との間に挟まれた部分の径方向の肉厚が増大する傾向となる事に基づいて、前記ガイド部材が前記噛み合い方向に付勢される様にしてもよい。

　又、本発明を実施する場合には、好ましくは、前記付勢部材が前記揺動部材を付勢する際に前記ガイド部材に作用する反力によって、前記ガイド部材が前記噛み合い方向にさらに付勢されてもよい。

　又、本発明を実施する場合には、好ましくは、前記揺動部材の外周面には外側球状凸面部が設けられ、前記揺動部材の内周面には、前記ガイド部材が摺接する内側球状凹面部が設けられ、前記外側球状凸面部の曲率中心は、前記内側球状凹面部の曲率中心とずれた位置に存在していてもよい。

　又、本発明を実施する場合には、好ましくは、前記揺動部材と前記ガイド部材とのうち、一方の部材に前記揺動軸を設けると共に、他方の部材にこの揺動軸を枢支する枢支部を設けてもよい。

　又、本発明を実施する場合には、好ましくは、前記ガイド部材の外周面に、前記揺動軸の中心軸上の点を中心とする内側球状凸面部を設けると共に、前記揺動部材の内周面に、前記内側球状凸面部と球面嵌合する内側球状凹面部を設けてもよい。

　又、本発明を実施する場合には、好ましくは、前記揺動部材に揺動側係合部を、前記ガイド部材にガイド側係合部を、それぞれ設け、前記両係合部同士を係合させる事に基づいて、前記揺動部材が前記揺動軸を中心として揺動する範囲を規制してもよい。

　又、本発明を実施する場合には、好ましくは、前記ハウジングの内周面と前記揺動部材の外周面との間に弾性部材を挟持し、この弾性部材の弾力により、前記揺動部材を前記噛み合い方向に付勢してもよい。
　又、本発明を実施する場合には、好ましくは、前記ハウジングの内側に前記揺動部材を、前記弾性部材の弾力により、径方向のがたつきなく保持してもよい。

　又、本発明を実施する場合には、好ましくは、前記付勢部材は、コイルばねであり、その内周面を前記ガイド部材の外周面に当接させるようにして、その両端側部分を、前記揺動部材に係止させることで、前記コイルばねは、前記揺動部材を、前記揺動軸を中心とする揺動方向片側に付勢するとともに、該揺動部材の付勢により前記ガイド部材の外周面に作用する反力を噛み合い方向に作用させてもよい。

　又、本発明を実施する場合には、好ましくは、前記付勢部材の一端側部分は、前記ガイド部材を前記噛み合い方向に付勢するとともに、前記付勢部材の他端側部分は、前記揺動部材を、前記揺動軸を中心とする揺動方向片側に付勢してもよい。

　上述の様に構成する本発明のウォーム式減速機の場合、ガイド部材は、揺動部材が揺動軸を中心として揺動方向片側に揺動する事に伴い、ウォーム軸がウォームホイールに近づく方向である噛み合い方向に移動する事により、先端側軸受を介して前記ウォーム軸を噛み合い方向に付勢する。この為、このウォーム軸の先端側部分には、前記先端側軸受により支持される部分よりも更に先端側に延長した部分を設ける必要がない。従って、その分、このウォーム軸の先端側部分の軸方向寸法を短くできる。

本発明の第１実施形態を示す、図１１のＸＩＩ－ＸＩＩ拡大断面に相当する図。図１のＩＩ部拡大図。揺動部材の付勢方向の揺動量が大きくなった状態で示す、図２と同様の図。ウォーム軸の先端部に組み付けた付勢手段の斜視図。付勢手段と、先端側軸受を取り付けたウォーム軸の先端部と、ハウジングとの分解斜視図。付勢手段を構成する、揺動部材と付勢部材とガイド部材とを、ウォーム軸の先端側から見た状態で示す分解斜視図。同じく、基端側から見た分解斜視図。設置状態での板ばねを軸方向から見た図。第１実施形態の変形例を示す、図６と同様の図。本発明の第２実施形態を示す、図２と同様の図。従来構造のステアリング装置の１例を示す部分切断側面図。図１１のＸＩＩ－ＸＩＩ拡大断面図。

　［第１実施形態］
　本発明の第１実施形態に就いて、図１～８により説明する。
　本実施形態のウォーム減速機は、電動式パワーステアリング装置に組み込んで使用されるもので、ハウジング３ａと、それぞれがハウジング３ａの内側に収容された、ウォームホイール４ａと、ウォーム軸５ａと、付勢手段１３とを備える。

　ウォームホイール４ａは、ハウジング３ａに対して回転自在に支持されている。ウォーム軸５ａは、軸方向中間部に設けられたウォーム歯６ａをウォームホイール４ａに噛合させた状態で、基端部（図１に於ける右端部）を単列深溝型や４点接触型等の玉軸受である基端側軸受７ａにより、先端部（図１に於ける左端部）を単列深溝型の玉軸受である先端側軸受８ａにより、それぞれハウジング３ａに対して回転自在に支持されている。又、基端側軸受７ａは、ハウジング３ａに対してウォーム軸５ａを、若干の揺動変位を可能に支持している。一方、先端側軸受８ａは、ウォーム軸５ａの先端部に設けられた小径部１４に外嵌支持されている。この為に、先端側軸受８ａの内輪１５を、小径部１４に締り嵌めで外嵌固定している。本実施形態の場合、小径部１４の先端部は、内輪１５の径方向内側から軸方向外側に突出していない。又、ハウジング３ａのうちで、先端側軸受８ａの周囲部分に、単一円筒状の内周面を有する、円筒状の保持部１７が設けられており、保持部１７の軸方向外端部（図１～３、５に於ける左端部）を、外部空間に開口させている。そして、保持部１７の外端開口を、図示しないキャップにより塞いでいる。又、ウォーム軸５ａの基端部に、ハウジング３ａに支持固定された電動モータ９の出力軸１０を接続する事により、ウォーム軸５ａを回転駆動可能としている。本実施形態の場合には、電動モータ９が、特許請求の範囲に記載した動力源に相当する。

　付勢手段１３は、保持部１７の内側で、先端側軸受８ａの周囲部分に設けられている。そして、付勢手段１３により、先端側軸受８ａを介してウォーム軸５ａを、ウォーム軸５ａがウォームホイール４ａに近づく方向である噛み合い方向（図１～３に於ける上方から下方に向かう方向）に付勢している。この様な付勢手段１３は、先端側軸受８ａの外輪１６に外嵌固定されたガイド部材１８と、ガイド部材１８の外周面と保持部１７の単一円筒状の内周面との間に挟持された、揺動部材１９及び特許請求の範囲に記載した弾性部材に相当する板ばね２０と、ガイド部材１８と揺動部材１９との間に掛け渡された、特許請求の範囲に記載した付勢部材に相当するコイルばね２１とを備える。
　尚、以下の説明中、付勢手段１３に関しては、図２～７に於ける左側を軸方向外側と言い、同じく右側を軸方向内側と言う。

　ガイド部材１８は、鉄系合金、アルミニウム系合金等の金属又は合成樹脂により、断面クランク形(図３参照)で全体を円環状に造られる。ガイド部材１８は、円筒状の嵌合筒部２２と、嵌合筒部２２の軸方向外端部から径方向内方に折れ曲がる状態で設けられた円輪状の連結部２３と、連結部２３の径方向内端部から軸方向外方に延出する状態で、嵌合筒部２２と同軸に設けられた円筒状のボス部２４とを備える。嵌合筒部２２の外周面には、内側球状凸面部２５が設けられている。又、内側球状凸面部２５の軸方向中間部のうち、径方向反対側となる２箇所位置（図１～３に於ける表裏方向両側となる２箇所位置）には、それぞれが円錐台状（これに限らず、例えば円柱状や円筒状であっても良い。）である１対の揺動軸２６が、互いに同軸となる様に突設されている。内側球状凸面部２５の曲率中心Ｏ_inAは、揺動軸２６の中心軸上に存在しており、具体的には、揺動軸２６の中心軸とガイド部材１８の中心軸（嵌合筒部２２及びボス部２４の中心軸）Ｌ_Aとの交点に存在する。又、ボス部２４の軸方向外半部の径方向反対側となる２箇所位置（図１～３の表裏方向両側となる２箇所位置）には、それぞれがボス部２４の軸方向外端面に開口する１対のスリット（切り欠き）状のガイド側ばね係止部２７、２７が、軸方向に形成されている。

　この様なガイド部材１８は、嵌合筒部２２を外輪１６に締り嵌めや接着等により外嵌固定する事で、外輪１６と同心に、外輪１６に支持されている。これと共に、連結部２３の軸方向内側面を外輪１６の軸方向外側面に当接させる事により、外輪１６に対するガイド部材１８の軸方向の位置決めが図られている。又、この状態で、揺動軸２６の中心軸は、ガイド部材１８の中心軸（ウォーム軸５ａの中心軸）Ｌ_Aに対して直交すると共に、噛み合い方向と直角な方向（図１～３に於ける表裏方向）に配設されている。
　なお、後述する楔部３３の作用により揺動部材１９が移動して、ウォーム軸５ａがウォームホイール４ａに近づく方向に動いた場合には、揺動軸２６の中心軸は、噛み合い方向と直角な方向からずれていてもよい。

　又、揺動部材１９は、鉄系合金、アルミニウム系合金等の金属又は合成樹脂により、軸方向両側が開口した筒状に造られたもので、本体部２８と、鍔部２９とを備える。本体部２８は、断面略円弧形（図３参照）で全体を筒状に造られている。本体部２８の内周面の軸方向中間部には、内側球状凹面部３０が設けられている。内側球状凹面部３０の曲率中心Ｏ_inBは、揺動部材１９の中心軸（本体部２８の中心軸）Ｌ_B上に存在している。又、内側球状凹面部３０の曲率半径は、内側球状凸面部２５の曲率半径と同じ大きさである。又、本体部２８の内周面の軸方向内端部で、内側球状凹面部３０の軸方向内側に隣接する部分には、内側球状凹面部３０の軸方向内端縁に対して滑らかに連続した、軸方向に関して内径が変化しない円筒状の、又は、軸方向内側に向かうに従って内径が大きくなる方向に傾斜した部分円すい凹面状の、案内面部３１が設けられている。

　又、本体部２８の外周面には、外側球状凸面部３２が設けられている。外側球状凸面部３２の曲率中心Ｏ_outは、揺動部材１９の中心軸Ｌ_B上で、内側球状凹面部３０の曲率中心Ｏ_inBよりも軸方向外側にずれた位置に存在している。従って、本体部２８のうちで、外側球状凸面部３２と内側球状凹面部３０との間に挟まれた部分の径方向の肉厚は、軸方向に関して内側から外側に向かうに従って大きくなっている。又、本実施形態の場合には、この様な本体部２８の一部である、外側球状凸面部３２と内側球状凹面部３０との間に挟まれた部分のうち、後述する組立後の状態（ガイド部材１８に対する揺動部材１９の、両揺動軸２６を中心とする揺動可能な範囲が規制された状態）で、両揺動軸２６の中心軸よりも噛み合い方向と反対方向（図１～３に於ける上側）に位置し得る部分を、両揺動軸２６を中心とする揺動方向の片側（図１～３に於ける右側）から他側（図１～３に於ける左側）に向かうに従って径方向の肉厚が大きくなった楔部３３としている。

　又、本体部２８の内周面の軸方向内端部乃至内端寄り部分のうちで、径方向反対側となる２箇所位置（図１～３に於ける表裏方向両側となる２箇所位置）には、１対の枢支凹部３４、３４（図７参照）が設けられている。枢支凹部３４、３４は、内側球状凹面部３０の軸方向内端部と案内面部３１とに跨る状態で、揺動部材１９の中心軸Ｌ_Bに沿う方向に設けられていると共に、それぞれの軸方向内端部が、本体部２８の軸方向内端面に開口している。尚、本実施形態の場合には、枢支凹部３４、３４が、特許請求の範囲に記載した枢支部に相当する。

　又、外側球状凸面部３２のうちで、噛み合い方向と反対方向（図１～３に於ける上側）の端部に、案内溝３５が、円周方向に対して直角に設けられている。又、外側球状凸面部３２のうちで、案内溝３５を中心として円周方向両側にそれぞれ中心角で９０～１２０゜程度離隔した２箇所位置に、それぞれ係合凹部３６、３６が設けられている。係合凹部３６、３６は、後述する板ばね２０の円周方向両端部に設けられた１対の爪部３７、３７を係合させる為の部位である。係合凹部３６、３６の円周方向に関する幅寸法は、後述する組立後の状態で、揺動部材１９が両揺動軸２６を中心として揺動する場合や、外側球状凸面部３２と保持部１７の内周面との間で板ばね２０が径方向に押し潰されて、板ばね２０の円周方向長さがその分だけ大きくなった場合でも、爪部３７、３７が係合凹部３６、３６の円周方向両内側面と強く干渉しない範囲で、最小限の大きさに規制されている。

　又、鍔部２９は、本体部２８の内周面の軸方向外端部で、内側球状凹面部３０の軸方向外側に隣接する部分から、径方向内方に突出する状態で設けられた、円輪状の部位である。鍔部２９の円周方向１箇所（図１～３の表裏方向の表側の１箇所）には、鍔部２９の内周面に開口するスリット（切り欠き）状の揺動側ばね係止部３８が、径方向に設けられている。

　上述の様な揺動部材１９は、本体部２８の径方向内側に、ガイド部材１８の嵌合筒部２２を、本体部２８の軸方向内端開口を通じて（案内面部３１により内側球状凸面部２５を案内しつつ）挿入している。これにより、内側球状凸面部２５に、内側球状凹面部３０を摺動可能に球面嵌合（これらの曲率中心Ｏ_inA、Ｏ_inB同士を互いに一致）させている。これと共に、枢支凹部３４、３４の内側の軸方向外端部に、ガイド部材１８を構成する両揺動軸２６を、枢支凹部３４、３４の軸方向内端開口を通じて挿入している。そして、枢支凹部３４、３４の軸方向外端部により、揺動軸２６を枢支している。これにより、ガイド部材１８に対する揺動部材１９の、揺動軸２６を中心とする（内側球状凸面部２５に沿った）揺動を可能にすると共に、ガイド部材１８の中心軸（ウォーム軸５ａの中心軸）Ｌ_Aを中心とする回転を阻止している。

　更に、本実施形態の場合には、この状態で、揺動部材１９を構成する鍔部２９の内周面を、ガイド部材１８を構成するボス部２４の軸方向外端部外周面に対向させている。そして、鍔部２９の内周面とボス部２４の軸方向外端部外周面との係合に基づいて、ガイド部材１８に対する揺動部材１９の、両揺動軸２６を中心とする揺動可能な範囲を規制している。本実施形態の場合には、この揺動可能な範囲を、揺動部材１９の中心軸Ｌ_Bとガイド部材１８の中心軸Ｌ_Aとが一致した状態を基準として、±１０～１５゜程度に規制している。これにより、揺動部材１９とウォーム軸５ａとの干渉防止を図っている。尚、本実施形態の場合には、鍔部２９の内周面が、特許請求の範囲に記載した揺動側係合部に相当し、又、ボス部２４の軸方向外端部外周面が、特許請求の範囲に記載したガイド側係合部に相当する。

　又、板ばね２０は、全体を部分円筒状に造られたもので、円周方向両端部に径方向内側に折れ曲がった１対の爪部３７、３７を備えている。板ばね２０のばね定数は、十分に小さく設定されている。又、板ばね２０の円周方向中央部の軸方向中央部には、円孔３９が設けられる事により、板ばね２０の円周方向中央部の剛性が、他の部分の剛性よりも低くなっている。又、板ばね２０の自由状態での内径寸法は、外側球状凸面部３２の外径寸法よりも小さくなっている。

　この様な板ばね２０は、円周方向中央部を、噛み合い方向と反対方向（図１～３に於ける上側）に位置させると共に、爪部３７、３７を、外側球状凸面部３２に設けられた係合凹部３６、３６に係合させた状態で、外側球状凸面部３２と、保持部１７の単一円筒状の内周面との間に、弾性的に挟持されている。そして、この状態で、板ばね２０は、図８に誇張して示す様に、他の部分よりも剛性の低い円周方向中央部が、径方向内側に撓んだ中央係合部４０となり、中央係合部４０が、外側球状凸面部３２に設けられた案内溝３５に対して、案内溝３５の長さ方向に沿った摺動を可能に係合する。これと共に、板ばね２０のうち、中央係合部４０を挟んだ円周方向両側部分が、それぞれ径方向外側に凸となる円弧板状の弾性変形部４１、４１となり、両弾性変形部４１、４１の内周面と外側球状凸面部３２との間に、それぞれ楔形の微小隙間４２、４２が形成される。

　又、この状態で、板ばね２０は、軸方向内端部を、保持部１７の内周面の軸方向内端部に存在する段差面４３に突き当てる事により、保持部１７に対する軸方向の位置決めを図られている。これと共に、板ばね２０は、保持部１７の内周面及び段差面４３との接触部に作用する摩擦力により、保持部１７に対する円周方向の変位防止（回転防止）を図られている。更に、板ばね２０は、爪部３７、３７と係合凹部３６、３６との係合、及び、中央係合部４０と案内溝３５との係合に基づいて、板ばね２０に対する揺動部材１９の、自身の中心軸Ｌ_Bを中心とする回転を防止している。尚、前述した様に、両係合凹部３６、３６の円周方向に関する幅寸法は、揺動部材１９が両揺動軸２６を中心として揺動する場合や、外側球状凸面部３２と保持部１７の内周面との間で板ばね２０（両弾性変形部４１、４１）が径方向に押し潰されて、板ばね２０の円周方向長さがその分だけ大きくなった場合でも、爪部３７、３７が係合凹部３６、３６の円周方向両内側面と強く干渉しない範囲で、最小限の大きさに規制されている。更に、本実施形態の場合、上述の様に、板ばね２０を組み付ける事により、板ばね２０の弾力により、揺動部材１９を、保持部１７に対し、径方向のがたつきなく内嵌している。

　又、コイルばね２１は、ガイド部材１８を構成するボス部２４の軸方向内半部に外嵌されている。そして、この状態で、コイルばね２１の一端側部分を、ボス部２４に設けられた両ガイド側ばね係止部２７、２７のうちのいずれか一方のガイド側ばね係止部２７に係止している。これと共に、コイルばね２１の他端側部分を、揺動部材１９の鍔部２９に設けられた揺動側ばね係止部３８に係止している。そして、この状態で、コイルばね２１の弾力により、鍔部２９のうちで揺動側ばね係止部３８を設けた部分を、噛み合い方向と反対方向（図１～３に於ける上方向、図４に矢印αで示す方向）に押圧している。そして、この押圧力（コイルばね２１の弾力）に基づいて、揺動部材１９を、揺動軸２６を中心とする揺動方向片側（図２に矢印βで示す方向）に付勢している。

　なお、コイルばね２１の一端側部分には、コイルばね２１が鍔部２９を噛み合い方向と反対方向に押圧する力の反力が作用する。このため、コイルばね２１の一端側部分が、ボス部２４のガイド側ばね係止部２７を介して、ガイド部材１８を噛み合い方向に付勢している。
　また、ガイド部材１８の噛み合い方向への付勢は、ガイド側ばね係止部２７を介したものに限らず、ガイド部材１８のボス部２４の上面とコイルばね２１との接触面を介して行われてもよい。

　ここで、本実施形態の場合、揺動部材１９を構成する楔部３３は、両揺動軸２６を中心とする揺動方向の片側（図１～３に於ける右側）から他側（図１～３に於ける左側）に向かうに従って、径方向の肉厚が大きくなっている。この為、楔部３３が揺動方向片側に向けて付勢される（揺動する）事に伴い、楔部３３のうちで、保持部１７の内周面（及び板ばね２０の内周面）と内側球状凸面部２５との間に挟まれた部分の径方向の肉厚が増大する傾向となる。この結果、ガイド部材１８が噛み合い方向に付勢される｛移動する。曲率中心Ｏ_inA（Ｏ_inB）が曲率中心Ｏ_outに対して噛み合い方向に移動する｝事により、先端側軸受８ａを介して、ウォーム軸５ａが噛み合い方向に付勢される。本実施形態の場合には、この様にしてウォーム軸５ａを噛み合い方向に付勢する事により、ウォーム歯とウォームホイール４ａとの噛合部のバックラッシュを抑えられる様にしている。尚、本実施形態の場合には、両中心軸Ｌ_A、Ｌ_B同士が一致した状態（中立状態）で、両曲率中心Ｏ_inA（Ｏ_inB）、Ｏ_outが、ともにウォーム軸５ａの中心軸Ｌ_A上に位置する為、コイルばね２１の弾力により、揺動部材１９を揺動方向片側に向けて効率良く付勢する事ができる。但し、本発明を実施する場合には、各構成部材のレイアウトの関係等により、使用状態で実現される曲率中心Ｏ_inA（Ｏ_inB）、Ｏ_out同士の位置関係が、本実施形態の場合と異なっても（例えば、本実施形態の位置関係から多少ずれても）良い。

　又、本実施形態の場合には、ウォームホイール４ａの回転やウォーム軸５ａの回転、温度変化に伴う各部材の熱膨張量の変化等により、ウォームホイール４ａとウォーム歯６ａとの噛み合い距離が変化した場合でも、板ばね２０（両弾性変形部４１、４１）が弾性変形する事に基づいて、ウォームホイール４ａとウォーム歯６ａとの噛み合い力の変化を小さくできる。即ち、噛み合い距離が変化すると、板ばね２０（両弾性変形部４１、４１）の内周面と外側球状凸面部３２との間に存在する微小隙間４２、４２の大きさが変化するが、本実施形態の場合には、板ばね２０のばね定数を十分に低く設定している為、当該微小隙間４２、４２の大きさが変化しても、噛み合い力の変化を小さくできる。この結果、ウォームホイール４ａとウォーム歯６ａとの噛合部に作用する摩擦力の変化を小さくできる。

　尚、本実施形態の場合、微小隙間４２、４２の大きさは、板ばね２０の厚さ、保持部１７の内径、及び外側球状凸面部３２の曲率半径により決まる。これら厚さ、内径、及び曲率半径は、それぞれ精度良く仕上げられる為、微小隙間４２、４２の大きさのばらつきを十分に抑えられる。又、ウォームホイール４ａとウォーム歯６ａとの歯面が摩耗する事により、ウォームホイール４ａとウォーム歯６ａとの噛合部のバックラッシュ、及び、微小隙間４２、４２が増大する傾向になると、揺動部材１９が揺動方向片側に揺動する事によって、当該バックラッシュ及び微小隙間４２、４２の増大が防止されると共に、ガイド部材１８から揺動部材１９に作用する付勢反力と、板ばね２０の弾性変形に基づく反力との、初期の力の釣り合い状態が維持される為、微小隙間４２、４２の大きさを常に適切な大きさに維持する事ができる。又、ガイド部材１８や揺動部材１９が荷重を受けて弾性変形する場合も同様に、揺動部材１９が揺動方向片側に揺動する事によって、初期の力の釣り合い状態が維持される為、微小隙間４２、４２の大きさを常に適切な大きさに維持する事ができる。

　又、本実施形態の場合、電動モータ９の補助動力の発生時に、噛合部からウォーム軸５ａに噛み合い反力が作用して、先端側軸受８ａに大きなラジアル荷重が加わると、微小隙間４２、４２のうちの少なくとも一方がなくなり、保持部１７の内周面により当該大きなラジアル荷重を支承する事ができる。又、本実施形態の場合には、図８に示す様に、板ばね２０の円周方向両側部分が、それぞれ径方向外側に凸となる円弧板状の弾性変形部４１、４１となっており、板ばね２０の弾性範囲が円周方向両側に分かれている。一方、噛合部からウォーム軸５ａに作用する噛み合い反力によって、先端側軸受８ａに加わるラジアル荷重の向きは、ウォーム軸５ａ及びウォームホイール４ａの回転方向によって異なる。具体的には、それぞれのラジアル荷重の向きが、図８に矢印δ１、δ２で示す様に、板ばね２０の２つの弾性範囲（両弾性変形部４１、４１）を通過する向きとなる。この為、板ばね２０の機能を、効率良く発揮する事ができる。

　又、本実施形態の場合、揺動部材１９は保持部１７に対し、板ばね２０の弾力により、径方向のがたつきなく内嵌された状態となっている。この為、車輪側からウォームホイール４ａに回転振動が加わった際に、噛合部からウォーム軸５ａに作用する噛み合い反力に含まれる、ウォーム軸５ａの軸方向及び噛み合い方向に対してそれぞれ直角な方向（図１～３に於ける表裏方向）の成分に基づいて、ウォーム歯６ａがこの直角な方向に振動して歯打ち音が発生する事を抑えられる。

　更に、上述の様に構成する本実施形態のウォーム式減速機の場合、ガイド部材１８は、先端側軸受８ａを介してウォーム軸５ａを噛み合い方向に付勢する。この為、ウォーム軸５ａの先端側部分には、先端側軸受８ａにより支持される部分よりも更に先端側に延長した部分を設ける必要がない。従って、その分、ウォーム軸５ａの先端側部分の軸方向寸法を短くできる。

　尚、本発明を実施する場合には、嵌合筒部２２の外周面（内側球状凸面部２５）のうちで、噛み合い方向と反対方向の端部に位置する部分に、円周方向に対して直角な方向に溝又は凸部である内側案内部４４を設けると共に、揺動部材１９の内周面（内側球状凹面部３０）のうちで、内側案内部４４と整合する部分に、内側案内部４４と係合可能な凸部又は溝である外側案内部４５を設け、内側、外側両案内部４４、４５、即ち、凸部と溝の係合により、両揺動軸２６を中心とする揺動部材１９の揺動を案内する（ガイド部材１８に対する揺動部材１９の、自身の中心軸Ｌ_Aを中心とする回転を防止する）事もできる。
　又、本発明を実施する場合には、１対の揺動軸を揺動部材側に設けると共に、両揺動軸を枢支する枢支凹部等の枢支部をガイド部材側に設ける事もできる。

　なお、上記本実施形態では、コイルばね２１の両端側部分を、ボス部２４に設けられたガイド側ばね係止部２７と、揺動部材１９の鍔部２９に設けられた揺動側ばね係止部３８とにそれぞれ係止させ、コイルばね２１の弾力によって、揺動部材１９を揺動方向片側に付勢している。しかしながら、図９に示す変形例のように、コイルばね２１の両端側部分を、揺動部材１９の鍔部２９の径方向反対側となる２箇所位置に設けられた１対の揺動側ばね係止部３８にそれぞれ係止させ、コイルばね２１の弾力によって、揺動部材１９を揺動方向片側に付勢してもよい。即ち、コイルばね２１は、その内周面をガイド部材１８のボス部２４の外周面に当接させるようにして、その両端側部分を、揺動部材１９の鍔部２９の１対の揺動側ばね係止部３８に係止させる。これにより、コイルばね２１の弾力によって、揺動部材１９は揺動軸２６を中心とする揺動方向片側に向けて付勢され、また、その反力Ｆが、コイルばね２１の内周面が当接するボス部２４の当接部２４ａにおいて、噛み合い方向に作用する。
　したがって、本実施形態の変形例では、揺動部材１９の揺動方向片側に向けた付勢（揺動）と、ボス部２４の当接部２４ａに作用する反力Ｆの両方で、ガイド部材１８が噛み合い方向に付勢され、また、先端側軸受８ａを介して、ウォーム軸５ａが噛み合い方向に付勢される。

　［第２実施形態］
　本発明の第２実施形態に就いて、図１０により説明する。
　本実施形態の場合には、ガイド部材１８ａによりウォーム軸５ａを噛み合い方向（図１０に於ける下方向）に付勢する為の、１対の揺動軸２６を中心とする揺動部材１９ａの揺動方向を、上述した第１実施形態の場合と逆にしている。
　この為に、本実施形態の場合には、コイルばね２１ａの弾力により、揺動部材１９ａを構成する鍔部２９ａのうちで揺動側ばね係止部３８（図４参照）を設けた部分を、噛み合い方向（図４、１０に於ける下方向）に押圧している。これにより、揺動部材１９ａを、両揺動軸２６を中心として、図１０の矢印γで示す方向に付勢している。
　又、揺動部材１９ａの中心軸Ｌ_B上で、外側球状凸面部３２ａの曲率中心Ｏ_outを、内側球状凹面部３０ａの曲率中心Ｏ_inBよりも、軸方向内側（図１０に於ける右側）に位置させている。これにより、揺動部材１９ａを構成する楔部３３ａの径方向の肉厚を、両揺動軸２６を中心とする揺動方向の片側（図１０に於ける左側）から他側（図１０に於ける右側）に向かうに従って大きくしている。

　又、本実施形態の場合には、揺動部材１９ａの内周面に設けられた内側球状凹面部３０ａの軸方向内側の開口部の内径寸法が、ガイド部材１８ａを構成する嵌合筒部２２ａの外周面に設けられた内側球状凸面部２５ａの外径寸法よりも小さくなっている。この為、本実施形態の場合には、揺動部材１９ａを、それぞれが半円筒状である１対の分割素子の円周方向両端部同士を結合固定する事により構成する事で、内側球状凹面部３０ａを、内側球状凸面部２５ａに球面嵌合させる事ができる様にしている。
　その他の構成及び作用は、上述した第１実施形態の場合と同様である。

　本発明のウォーム減速機を、電動式パワーステアリング装置に組み込んで使用する場合、この電動式パワーステアリング装置のアシスト型式は、上述した実施の形態の各実施形態の様なコラムアシスト型に限らず、ピニオンアシスト型や、ラックアシスト型であっても良い。
　又、本発明のウォーム減速機は、電動式パワーステアリング装置に限らず、各種機械装置に組み込んで使用する事ができる。
　又、本発明を実施する場合、内側球状凸面部、内側球状凹面部、外側球状凸面部、及び楔部は、それぞれ全周に設ける必要はなく、揺動軸の中心軸よりも噛み合い方向と反対方向に位置し得る部分に設けるだけでも良い。

　なお、本発明は、２０１５年５月１３日出願の日本特許出願（特願２０１５－９８４７１）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　ステアリングシャフト
　３、３ａ　ハウジング
　４、４ａ　ウォームホイール
　５、５ａ　ウォーム軸
　６、６ａ　ウォーム歯
　７、７ａ　基端側軸受
　８、８ａ　先端側軸受
　９　電動モータ
　１０　出力軸
　１１　押圧駒
　１２　コイルばね
　１３　付勢手段
　１４　小径部
　１５　内輪
　１６　外輪
　１７　保持部
　１８、１８ａ　ガイド部材
　１９、１９ａ　揺動部材
　２０　板ばね
　２１、２１ａ　コイルばね
　２２、２２ａ　嵌合筒部
　２３　連結部
　２４　ボス部
　２５、２５ａ　内側球状凸面部
　２６　揺動軸
　２７　ガイド側ばね係止部
　２８、２８ａ　本体部
　２９、２９ａ　鍔部
　３０、３０ａ　内側球状凹面部
　３１　案内面部
　３２、３２ａ　外側球状凸面部
　３３、３３ａ　楔部
　３４　枢支凹部
　３５　案内溝
　３６　係合凹部
　３７　爪部
　３８　揺動側ばね係止部
　３９　円孔
　４０　中央係合部
　４１　弾性変形部
　４２　微小隙間
　４３　段差面
　４４　内側案内部
　４５　外側案内部

Claims

　ハウジングと、
　該ハウジングに対し回転自在に支持されたウォームホイールと、
　軸方向中間部に設けられたウォーム歯を前記ウォームホイールに噛合させた状態で、前記ハウジングに対し回転自在に支持され、基端部に動力源からの回転力を伝達されるウォーム軸と、
　該ウォーム軸の先端側部分を前記ハウジングに対して回転自在に支持する先端側軸受と、
　前記ハウジングの内側で前記先端側軸受の周囲部分に配置され、前記ウォーム軸の中心軸に対して直角な方向に配設された揺動軸を中心とする揺動を可能に設けられた揺動部材と、
　該揺動部材を、前記揺動軸を中心とする揺動方向片側に付勢する付勢部材と、
　前記ウォーム軸が前記ウォームホイールに近づく方向である噛み合い方向への移動を可能に設けられ、前記付勢部材により前記揺動部材が前記揺動軸を中心とする揺動方向片側に付勢される事に伴って、前記噛み合い方向に付勢される事により、前記ウォーム軸を前記先端側軸受を介して前記噛み合い方向に付勢するガイド部材と、
を備えたウォーム減速機。
　前記揺動部材のうちで、前記揺動軸の中心軸よりも前記噛み合い方向と反対方向に位置し得る部分に、前記揺動軸を中心とする揺動方向片側から他側に向かうに従って径方向の肉厚が大きくなった楔部が設けられており、
　前記付勢部材により前記揺動部材が前記揺動軸を中心として揺動方向片側に付勢される事により、前記楔部のうちで前記ハウジングの内周面と前記ガイド部材の外周面との間に挟まれた部分の径方向の肉厚が増大する傾向となる事に基づいて、前記ガイド部材が前記噛み合い方向に付勢される、
　請求項１に記載したウォーム減速機。
　前記付勢部材が前記揺動部材を付勢する際に前記ガイド部材に作用する反力によって、前記ガイド部材が前記噛み合い方向にさらに付勢される、
　請求項２に記載したウォーム減速機。
　前記揺動部材の外周面には外側球状凸面部が設けられ、前記揺動部材の内周面には、前記ガイド部材が摺接する内側球状凹面部が設けられ、
　前記外側球状凸面部の曲率中心は、前記内側球状凹面部の曲率中心とずれた位置に存在している、請求項１又は２に記載したウォーム減速機。
　前記揺動部材と前記ガイド部材とのうち、一方の部材に前記揺動軸が設けられていると共に、他方の部材に前記揺動軸を枢支する枢支部が設けられている、請求項１～４のうちの何れか１項に記載したウォーム減速機。
　前記ガイド部材の外周面に、前記揺動軸の中心軸上の点を中心とする内側球状凸面部が設けられており、
　前記揺動部材の内周面に、前記内側球状凸面部と球面嵌合する内側球状凹面部が設けられている、
　請求項１～５のうちの何れか１項に記載したウォーム減速機。
　前記揺動部材に揺動側係合部が、前記ガイド部材にガイド側係合部が、それぞれ設けられており、前記両係合部同士が係合する事に基づいて、前記揺動部材が前記揺動軸を中心として揺動する範囲が規制されている、請求項１～６のうちの何れか１項に記載したウォーム減速機。
　前記ハウジングの内周面と前記揺動部材の外周面との間に弾性部材が挟持されており、前記弾性部材の弾力により、前記揺動部材が前記噛み合い方向に付勢されている、請求項１～７のうちの何れか１項に記載したウォーム減速機。
　前記ハウジングの内側に前記揺動部材が、前記弾性部材の弾力により、径方向のがたつきなく保持されている、請求項８に記載したウォーム減速機。
　前記付勢部材は、コイルばねであり、その内周面を前記ガイド部材の外周面に当接させるようにして、その両端側部分を、前記揺動部材に係止させることで、前記コイルばねは、前記揺動部材を、前記揺動軸を中心とする揺動方向片側に付勢するとともに、該揺動部材の付勢により前記ガイド部材の外周面に作用する反力を噛み合い方向に作用させる、請求項１～９のうちの何れか１項に記載したウォーム減速機。
　前記付勢部材の一端側部分は、前記ガイド部材を前記噛み合い方向に付勢するとともに、前記付勢部材の他端側部分は、前記揺動部材を、前記揺動軸を中心とする揺動方向片側に付勢する、請求項１～９のうちの何れか１項に記載したウォーム減速機。