JP2012117649A - 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

Abstract

【課題】転がり軸受の予圧量を容易に管理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、および減速機の製造方法を提供する。
【解決手段】減速機２２は、ハウジング２３に収容されるウォーム軸３１と、このウォーム軸３１に取り付けられる第１玉軸受３３および第２玉軸受３４と、各玉軸受３３，３４に予圧を付与する予圧付与部材３５とを備えている。予圧付与部材３５の接触部６２の先端面６２Ａがハウジング２３の第１接触面５３および第１玉軸受３３の基端面３３Ｄと接触し、かつ第２玉軸受３４の先端面３４Ｄがハウジング２３の第２接触面５４に接触するとき、各玉軸受３３，３４の予圧の調整が完了する。
【選択図】図２

Description

本発明は、駆動機構が取り付けられるハウジングと、駆動機構の出力軸に連結されるとともにハウジングに収容されるシャフトと、このシャフトを回転可能に支持する第１転がり軸受および第２転がり軸受と、第１転がり軸受および第２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、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の開口部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の雄ねじ１５１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。固定ナット１６０の端面は、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。
予め設定された規定量に達するまで予圧付与部材１５０をねじ込んだ後、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、転がり軸受１３０の予圧の調整が完了した旨判定して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、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、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、シャフトの回転トルクに基づいて転がり軸受の予圧量を管理する方法においては、回転トルクと予圧量との関係を予め把握したうえ、測定した回転トルクを同関係に照らし合わせてそのときどきの予圧量を確認する必要がある。すなわち、転がり軸受の予圧量の管理に手間がかかる。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についてそ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、転がり軸受の予圧量を容易に管理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。
（１）請求項１に記載の発明は、駆動機構が取り付けられるハウジングと、このハウジング内に収容されるとともに前記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第１転がり軸受および第２転がり軸受と、前記第１転がり軸受および前記第２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、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前記入力側とは反対側を出力側として、前記第１転がり軸受が前記第２転がり軸受よりも前記入力側に設けられていること、前記予圧付与部材の前記出力側の端面が前記ハウジングの第１接触面および前記第１転がり軸受の前記入力側の端面に接触していること、前記第２転がり軸受の前記出力側の端面が前記ハウジングの第２接触面に接触していること、ならびに、前記第１転がり軸受および前記第２転がり軸受の予圧の調整が完了していることを要旨とする。

上記発明では、予圧付与部材の出力側の端面がハウジングの第１接触面に接触した状態で第１転がり軸受および前記第２転がり軸受の予圧の調整が完了する構造を採用しているため、減速機を組み立てるにあたり、予圧付与部材が第１接触面に接触したことをもって予圧の調整が完了したことを確認することが可能となる。したがって、転がり軸受の予圧量を容易に管理することができる。

（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、前記第１転がり軸受の前記入力側の端面および前記ハウジングの第１接触面により形成される平面を複合接触面として、前記予圧付与部材の前記出力側の端面の全体が前記複合接触面に接触していることを要旨とする。

（３）請求項３に記載の発明は、請求項１または２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が前記シャフトに設けられていること、前記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、前記入力ギヤには、前記出力ギヤに噛み合わされることにより同ギヤを回転させることができる歯車形成部と、前記シャフトの軸方向において同歯車形成部に連続して形成されるとともに前記出力ギヤに噛み合わされても同ギヤを回転させることができない切り上げ部とが設けられていること、前記ハウジングにおいて前記第１転がり軸受よりも前記入力側の部分に前記駆動機構のケースが取り付けられていること、前記ケースの前記出力側の端面と前記第１転がり軸受の前記入力側の端面との間に前記予圧付与部材が設けられていること、前記ケースの前記出力側の端面と前記予圧付与部材の前記入力側の端面とが前記軸方向において隙間を介して対向していること、前記出力ギヤが前記歯車形成部に噛み合わされた状態を回転可能状態とし、前記出力ギヤが前記切り上げ部に噛み合わされた状態を回転不能状態とし、前記入力ギヤが前記出力ギヤに対して前記軸方向に移動することにより前記回転可能状態から前記回転不能状態に移行するまでに必要となる前記入力ギヤの移動量を噛合距離とし、前記ケースの出力側の端面と前記予圧付与部材の前記入力側の端面との前記軸方向の距離を対向距離としたとき、前記対向距離が前記噛合距離よりも小さいことを要旨とする。

上記発明では、対向距離が噛合距離よりも小さいため、回転可能状態において入力ギヤが出力ギヤに対して軸方向に移動したとき、回転不能状態に移行する前にケースと予圧付与部材とが互いに接触する。これにより、回転不能状態に移行することが妨げられるため、入力ギヤを軸方向に移動させる力が同ギヤに加えられたことに起因して回転不能状態となることを抑制することができる。

（４）請求項４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１〜３のいずれか一項に記載の減速機が設けられていることを要旨とする。

（５）請求項５に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の減速機の製造方法において、前記第１転がり軸受および前記第２転がり軸受に予圧が付与される前の状態において、前記第１転がり軸受の前記入力側の端面と前記第２転がり軸受の前記出力側の端面との前記軸方向の距離を軸寸法Ａ１とし、前記第１転がり軸受および前記第２転がり軸受に予圧が付与された状態において、前記第１転がり軸受の前記入力側の端面と前記第２転がり軸受の前記出力側の端面との前記軸方向の距離を軸寸法Ａ２とし、前記軸寸法Ａ１と前記軸寸法Ａ２との差を寸法差ＤＡとし、前記第１転がり軸受および前記第２転がり軸受がそれぞれ前記シャフトに組み付けられたアッセンブリを軸受付きシャフトとして、前記軸受付きシャフトを組み立てる工程Ｋ１と、前記工程Ｋ１の後に前記軸寸法Ａ１および前記軸寸法Ａ２を測定する工程Ｋ２と、前記工程Ｋ２の後に前記寸法差ＤＡが「０」となるように前記ハウジングの第１接触面および前記ハウジングの第２接触面の少なくとも一方を加工する工程Ｋ３と、前記工程Ｋ３の後に前記第２転がり軸受の前記出力側の端面が前記第２接触面に接触するように前記軸受付きシャフトを前記ハウジングに組み付ける工程Ｋ４と、前記工程Ｋ４の後に前記予圧付与部材の前記出力側の端面が前記ハウジングの第１接触面および前記第１転がり軸受の前記入力側の端面に接触するまで前記予圧付与部材を前記ハウジングに圧入する工程Ｋ５とを含むことを要旨とする。

上記発明では、寸法差ＤＡが「０」となるようにハウジングの第１接触面および第２接触面の少なくとも一方を加工するため、軸受付きシャフトをハウジングに組み付ける工程において、予圧付与部材の出力側の端面をハウジングの第１接触面に接触さえることにより第１転がり軸受および第２転がり軸受の予圧の調整を完了させることができる。

（６）請求項６に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の減速機の製造方法において、前記第１転がり軸受および前記第２転がり軸受に予圧が付与される前の状態において、前記第１転がり軸受の前記入力側の端面と前記第２転がり軸受の前記出力側の端面との前記軸方向の距離を軸寸法Ａ１とし、前記第１転がり軸受および前記第２転がり軸受に予圧が付与された状態において、前記第１転がり軸受の前記入力側の端面と前記第２転がり軸受の前記出力側の端面との前記軸方向の距離を軸寸法Ａ２とし、前記軸寸法Ａ１と前記軸寸法Ａ２との差を寸法差ＤＡとし、前記第１転がり軸受および前記第２転がり軸受がそれぞれ前記シャフトに組み付けられたアッセンブリを軸受付きシャフトとして、前記軸受付きシャフトを組み立てる工程Ｌ１と、前記工程Ｋ１の後に複数の前記アッセンブリの前記軸寸法Ａ１および複数の前記ハウジングの前記軸寸法Ａ２を測定する工程Ｌ２と、前記工程Ｌ２の後に前記寸法差ＤＡが「０」となる前記軸受付きシャフトおよび前記ハウジングの組み合わせを前記複数の軸受付きシャフトおよび前記複数のハウジングの中から選択する工程Ｌ３と、前記工程Ｌ３の後に前記第２転がり軸受の前記出力側の端面が前記第２接触面に接触するように前記軸受付きシャフトを前記ハウジングに組み付ける工程Ｌ４と、前記工程Ｌ４の後に前記予圧付与部材の前記出力側の端面が前記ハウジングの第１接触面および前記第１転がり軸受の前記入力側の端面に接触するまで前記予圧付与部材を前記ハウジングに圧入する工程Ｌ５とを含むことを要旨とする。

上記発明では、寸法差ＤＡが「０」となるように軸受付きシャフトとハウジングとの組み合わせを選択するため、軸受付きシャフトをハウジングに組み付ける工程において、予圧付与部材の出力側の端面をハウジングの第１接触面に接触させることにより第１転がり軸受および第２転がり軸受の予圧の調整を完了させることができる。

本発明によれば、転がり軸受の予圧量を容易に管理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を具体化した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の製造工程を示すフローチャート。 同実施形態の軸寸法Ａ２を測定する態様を模式的に示す減速機の断面構造を示す断面図。 同実施形態の減速機のハウジングについて、図２のＡ−Ａ線の断面構造を示す断面図。 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に示されるように、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の回転にともな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。また、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。

ウォーム軸３１の基端部には、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、ハウジング２３に対してウォーム軸３１を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、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）が切り上げられた切り上げ部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。歯車形成部４１Ａは、ウォームホイール３２に噛み合わされることによりウォーム軸３１を回転させることができる。切り上げ部は、ウォームホイール３２に噛み合わされてもウォーム軸３１を回転させることができない。以下では、ウォームホイール３２が歯車形成部４１Ａに噛み合わされた状態を「回転可能状態」とし、ウォームホイール３２が切り上げ部４１Ｂに噛み合わされた状態を「回転不能状態」とする。

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。

軸方向において、予圧付与部材３５の円筒部６１の基端面６１Ａとこの基端面６１Ａと軸方向に対向する電動モータ２１のケース２１Ｃの軸方向の先端側の端面（以下、「先端面２１Ｄ」）との軸方向の距離である対向距離Ｓ１は、下記計算式を満たすように設定されている。

Ｓ１≦（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までの軸方向の長さである。すなわち、ウォーム軸３１がウォームホイール３２に対して軸方向に移動することにより回転可能状態から回転不能状態に移行するまでに必要なるウォーム軸３１の移動量である噛合距離である。

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には、予圧付与部材３５の接触部６２の先端面６２Ａが軸方向に接触する第１接触面５３と、第２玉軸受３４の先端面３４Ｄが接触する第２接触面５４とが設けられている。接触部６２の先端面６２Ａの全面は、第１玉軸受３３の基端面３３Ｄおよび第１接触面５３により形成される平面である複合接触面に接触している。

ところで、図７に示す従来の減速機では、予圧付与部材１５０のねじ込みの量によって変化する回転トルクに基づいて転がり軸受１３０の予圧量を推定している。この場合、上述のように、転がり軸受１３０の予圧量（予圧荷重）を直接検出することができない。

この点に鑑みて、本実施形態では、図２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において、各玉軸受３３，３４に予圧が加えられた状態の第１玉軸受３３の基端面３３Ｄと第２玉軸受３４の先端面３４Ｄとの距離（以下、「軸寸法Ａ２」）を測定する。そして、ハウジング２３の第１接触面５３と第２接触面５４との軸方向の距離（以下、「軸寸法Ｂ」）が軸寸法Ａ２と等しくなるように第１接触面５３および第２接触面５４を切削加工する。すなわち、図２のように減速機が組み立てられた状態では、軸寸法Ａ２と軸寸法Ｂとが等しくなる。このように本実施形態では、各玉軸受３３，３４の予圧量を軸寸法Ａ２および軸寸法Ｂといった寸法によって管理する。ここで、第１接触面５３および第２接触面５４の加工誤差により軸寸法Ａ２と軸寸法Ｂとは多少異なることもあるが、その差は無視できる程度に小さい。このため、このような加工誤差があったとしても、「軸寸法Ａ２と軸寸法Ｂとは等しい」とする。

図３〜図５を参照して、減速機２２の製造方法について説明する。
図３に示されるように、ステップＳ１１において、軸寸法Ａ２を測定する。
具体的には、図４に示されるように、軸受付きシャフトを構成する各玉軸受３３，３４が取り付けられたウォーム軸３１（以下、単に「ウォーム軸３１」）を収容可能な収容部７１が設けられた治具７０を用意する。収容部７１には、第２玉軸受３４の先端面３４Ｄに対応した位置に接触面７２が形成されている。そして、第２玉軸受３４の先端面３４Ｄが接触面７２と接触するようにウォーム軸３１を治具７０に挿入する。この状態において、予圧付与治具７３を第１玉軸受３３の基端面３３Ｄに接触させる。このとき、予圧付与治具７３は予め設定された適切な予圧量に相当する荷重（予圧荷重）で外輪３３Ｂを押す。そして、軸寸法Ａ２を測定する。軸寸法Ａ２は、治具７０の接触面７２から図中の破線にて示す予圧付与治具７３の先端方向への移動が開始される前の基準位置までの軸方向の距離Ｄ１を予め測定し、その距離Ｄ１から予圧付与治具７３が転がり軸受の予圧付与のために移動した距離Ｄ２を差分することにより軸寸法Ａ２が算出される。

図３に示されるように、ステップＳ１２において、軸寸法Ｂが軸寸法Ａ２に等しくなるように第１接触面５３および第２接触面５４を切削加工する。すなわち、切削加工する前の軸寸法ＢＦを予め測定する。そして、軸寸法ＢＦと軸寸法Ａ２との差を算出するとともに、この差が「０」となるように第１接触面５３および第２接触面５４を切削加工する。具体的には、図５に示されるように、ハウジング２３を治具８０に載せた後、エンドミル８１によって第１接触面５３および第２接触面５４を切削する。

図３に示されるように、ステップＳ１３において、ハウジング２３のウォーム軸収容部５１にウォーム軸３１を収容する。このとき、第２玉軸受３４の先端面３４Ｄが第２接触面５４と接触するようにする（図４参照）。

ステップＳ１４において、ハウジング２３に予圧付与部材３５を取り付ける。このとき、図２に示されるように、予圧付与部材３５の接触部６２の先端面６２Ａが第１接触面５３と接触するまで、第１玉軸受３３の基端面３３Ｄを押すように予圧付与部材３５をハウジング２３に対して圧入する。このため、軸寸法Ａ１と軸寸法Ａ２との寸法差ＤＡが「０」となる。これにより、接触部６２が第１接触面５３に接触したときに各玉軸受３３，３４に予め設定された予圧量が付与される。

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）本実施形態では、予圧付与部材３５の接触部６２の先端面６２Ａがハウジング２３の第１接触面５３に接触した状態で各玉軸受３３，３４の予圧の調整が完了する。このため、減速機２２を組み立てるにあたり、予圧付与部材３５が第１接触面５３に接触したことをもって各玉軸受３３，３４の予圧の調整が完了したことを確認することが可能となる。したがって、各玉軸受３３，３４の予圧量を容易に管理することができる。

（２）本実施形態では、予圧付与部材３５がハウジング２３から外れるような力が加わった場合、予圧付与部材３５は電動モータ２１のケース２１Ｃに接触することにより予圧付与部材３５がハウジング２３から外れることを抑制している。

また、図７に示す従来の予圧付与部材１５０には、ハウジング１１０から予圧付与部材１５０が外れるのを抑制するため、予圧付与部材１５０には固定ナット１６０が取り付けられている。

しかし、固定ナット１６０が設けられるため、部品点数が増大してしまう問題がある。特に電動パワーステアリング装置では、部品点数の増大にともない減速機の重量が増大するため、この装置が搭載される車両の燃費に影響がでてしまう。

その点、本実施形態では、予圧付与部材３５は電動モータ２１のケース２１Ｃにより抜け止めされるため、予圧付与部材３５の抜け止めを行うための専用の部材を省略することができる。したがって、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、減速機２２の重量を低減することができる。

（４）本実施形態では、減速機２２の製造方法において、軸寸法Ｂが軸寸法Ａ２に等しくなるように第１接触面５３および第２接触面５４を切削加工する。このため、予圧付与部材３５をハウジング２３に取り付けるのみで各玉軸受３３，３４に適切な予圧を付与することができる。

（５）本実施形態では、対向距離Ｓ１が噛合距離以下となるように設定される。このため、回転不能状態に移行する前に予圧付与部材３５の円筒部６１の基端面６１Ａと電動モータ２１のケース２１Ｃの先端面２１Ｄとが互いに接触する。これにより、回転不能状態に移行することが妨げられるため、ウォーム軸３１を軸方向に移動させる力がウォーム軸３１に加えられたことに起因して回転不能状態となることを抑制することができる。

（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。

・上記実施形態では、減速機２２の製造方法において、軸寸法Ｂと軸寸法Ａ２とを等しくするために第１接触面５３および第２接触面５４の両方を切削したが、軸寸法Ｂを軸寸法Ａ２に等しくする方法はこれに限られない。軸寸法Ｂが軸寸法Ａ２に等しくなるように第１接触面５３のみを切削加工することもできる。また同様に、軸寸法Ｂが軸寸法Ａ２に等しくなるように第２接触面５４のみを切削加工することもできる。

・また、第１接触面５３および第２接触面５４の切削加工に代えて、ウォーム軸３１のギヤ部４１の軸方向の両端面を切削加工することにより軸寸法Ａ２を軸寸法Ｂに等しくさせることもできる。

具体的には、ハウジング２３の第１接触面５３と第２接触面５４との軸方向の距離である軸寸法Ｂを測定する。そして、各玉軸受３３，３４が取り付けられたウォーム軸３１を治具７０の収容部７１に収容した後、予圧付与治具７３により各玉軸受３３，３４に予圧を付与した状態での軸寸法Ａ２を測定する。そして、軸寸法Ａ２が軸寸法Ｂと等しくなるようにギヤ部４１の両端面を切削加工する。なお、軸寸法Ａ２を測定するときにウォーム軸３１に取り付ける各玉軸受３３，３４としては実際の製品としての減速機には用いない治具としての玉軸受を用いる。このため、第１玉軸受３３の内輪３３Ａは第１固定部４４にすきま嵌めの関係にて挿入される。第２玉軸受３４の内輪３４Ａは第２取付部４３にすきま嵌めの関係にて挿入される。第１玉軸受３３の内輪３３Ａがウォーム軸３１に対して基端方向に移動することを規制するための移動規制治具が取り付けられている。

またこの場合、軸寸法Ｂが軸寸法Ａ２に等しくなるようにギヤ部４１の基端面のみを切削加工することもできる。また同様に、軸寸法Ｂが軸寸法Ａ２に等しくなるようにギヤ部４１の先端面のみを切削加工することもできる。

・上記実施形態では、減速機２２の製造方法において、軸寸法Ｂと軸寸法Ａ２とが等しくなるように第１接触面５３および第２接触面５４を切削したが、軸寸法Ｂと軸寸法Ａ２とを等しくする方法はこれに限られない。例えば、まず、ハウジング２３および各玉軸受３３，３４が取り付けられたウォーム軸３１をそれぞれ多数用意する。次いで、ハウジング２３の全品の軸寸法Ａ２、および各玉軸受３３，３４が取り付けられたウォーム軸３１の全品の軸寸法Ｂをそれぞれ測定する。そして、これら全品の中で軸寸法Ａ２と軸寸法Ｂとが一致するペアを選出する。そして、ペアとなったハウジング２３とウォーム軸３１とを組み立てる。このような方法により第１接触面５３および第２接触面５４の切削加工を省略することもできる。ここで、軸寸法Ａ２と軸寸法Ｂとは、各玉軸受３３，３４の予圧量に大きく影響を与えない程度に誤差があってもよい。この場合にも軸寸法Ａ２と軸寸法Ｂとは等しいとする。

・また、軸寸法Ｂを軸寸法Ａ２よりも予め小さく設定し、かつ第１接触面５３および第２接触面５４にシム等のスペーサを配置することもできる。この場合、第１接触面５３と第２接触面５４との軸方向の間の距離にスペーサを加算した合計距離が軸寸法Ａ２に等しくなるようにスペーサの厚さや数を調整する。

・上記実施形態では、軸寸法Ａ２と軸寸法Ｂとを等しくさせることにより、予圧付与部材３５が各玉軸受３３，３４に予め設定された予圧量を付与したが、予圧付与部材３５が各玉軸受３３，３４に予め設定された予圧量を付与する方法はこれに限られない。例えば、以下の方法が考えられる。

各玉軸受３３，３４に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と第２玉軸受３４の先端面３４Ｄとの軸方向の距離を軸寸法Ａ１として、軸寸法Ａ１と軸寸法Ａ２との寸法差ＤＡが各玉軸受３３，３４に予め設定された予圧量分の第１玉軸受３３の外輪３３Ｂおよび第２玉軸受３４の外輪３４Ｂの移動量の合計となる。したがって、上記寸法差ＤＡが「０」となるように予圧付与部材３５が第１玉軸受３３の基端面３３Ｄを押し付ければよい。

具体的には、図６に示されるように、予圧付与部材３５には、円筒部６１の基端方向の端部から径方向の外方に向かい延びる位置規制部６４が設けられる。ハウジング２３には、予圧付与部材３５がハウジング２３に圧入されるとき、位置規制部６４と軸方向に接触することにより予圧付与部材３５の先端方向への移動を規制する規制端面５５が設けられている。そして、規制端面５５に位置規制部６４が接触したときに軸寸法Ａ１と軸寸法Ａ２との寸法差ＤＡが「０」となるように、規制端面５５を切削加工する。また、規制端面５５は、切削加工に限られず、ハウジング２３の全製品の中から規制端面５５に位置規制部６４が接触したときに軸寸法Ａ１と軸寸法Ａ２との寸法差ＤＡが「０」となるようなハウジング２３を選出することもできる。

・上記実施形態において、円筒部６１と電動モータ２１のケース２１Ｃとの軸方向の距離である対向距離Ｓ１に代えて、ウォーム軸３１の第２固定部４５の基端方向の端面と、電動モータ２１の出力軸２１Ａの先端方向の端面との軸方向の間の距離を対向距離Ｓ１に等しくすることもできる。この場合、円筒部６１とケース２１Ｃとの軸方向の間の距離は、対向距離Ｓ１よりも大きくすることもできる。

・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を図７に示す従来の予圧付与部材１５０に変更することもできる。この場合、ハウジング２３には、予圧付与部材１５０の雄ねじ１５１と噛み合う雌ねじ（図７の雌ねじ１１２と同様）が形成される。そして、予圧付与部材３５をねじ込むことにより、第１玉軸受３３の基端面３３Ｄを押すとともに第１接触面５３に接触させる。そして、予圧付与部材３５のねじ緩みを抑制するための固定ナット（図７の固定ナット１６０と同様）を取り付ける。

・上記実施形態において、第１玉軸受３３および第２玉軸受３４に代えて、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…ケース、２１Ｄ…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）、４１Ａ…歯車形成部、４１Ｂ…切り上げ部、４２…第１取付部、４３…第２取付部、４４…第１固定部、４５…第２固定部、５１…ウォーム軸収容部、５２…ウォームホイール収容部、５３…第１接触面、５４…第２接触面、５５…規制端面、６１…円筒部、６１Ａ…基端面、６２…接触部、６２Ａ…先端面、６３…屈曲部、６４…位置規制部、７０…治具、７１…収容部、７２…接触面、７３…予圧付与治具、８０…治具、８１…エンドミル。

Claims (6)

1. 駆動機構が取り付けられるハウジングと、このハウジング内に収容されるとともに前記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第１転がり軸受および第２転がり軸受と、前記第１転がり軸受および前記第２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、
   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前記入力側とは反対側を出力側として、
   前記第１転がり軸受が前記第２転がり軸受よりも前記入力側に設けられていること、
   前記予圧付与部材の前記出力側の端面が前記ハウジングの第１接触面および前記第１転がり軸受の前記入力側の端面に接触していること、
   前記第２転がり軸受の前記出力側の端面が前記ハウジングの第２接触面に接触していること、
   ならびに、前記第１転がり軸受および前記第２転がり軸受の予圧の調整が完了していること
   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、
   前記第１転がり軸受の前記入力側の端面および前記ハウジングの第１接触面により形成される平面を複合接触面として、前記予圧付与部材の前記出力側の端面の全体が前記複合接触面に接触していること
   を特徴とする減速機。
3. 請求項１または２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が前記シャフトに設けられていること、
   前記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、
   前記入力ギヤには、前記出力ギヤに噛み合わされることにより同ギヤを回転させることができる歯車形成部と、前記シャフトの軸方向において同歯車形成部に連続して形成されるとともに前記出力ギヤに噛み合わされても同ギヤを回転させることができない切り上げ部とが設けられていること、
   前記ハウジングにおいて前記第１転がり軸受よりも前記入力側の部分に前記駆動機構のケースが取り付けられていること、
   前記ケースの前記出力側の端面と前記第１転がり軸受の前記入力側の端面との間に前記予圧付与部材が設けられていること、
   前記ケースの前記出力側の端面と前記予圧付与部材の前記入力側の端面とが前記軸方向において隙間を介して対向していること、
   前記出力ギヤが前記歯車形成部に噛み合わされた状態を回転可能状態とし、前記出力ギヤが前記切り上げ部に噛み合わされた状態を回転不能状態とし、前記入力ギヤが前記出力ギヤに対して前記軸方向に移動することにより前記回転可能状態から前記回転不能状態に移行するまでに必要となる前記入力ギヤの移動量を噛合距離とし、前記ケースの出力側の端面と前記予圧付与部材の前記入力側の端面との前記軸方向の距離を対向距離としたとき、前記対向距離が前記噛合距離よりも小さいこと
   を特徴とする減速機。
4. 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１〜３のいずれか一項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。
5. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の減速機の製造方法において、
   前記第１転がり軸受および前記第２転がり軸受に予圧が付与される前の状態において、前記第１転がり軸受の前記入力側の端面と前記第２転がり軸受の前記出力側の端面との前記軸方向の距離を軸寸法Ａ１とし、前記第１転がり軸受および前記第２転がり軸受に予圧が付与された状態において、前記第１転がり軸受の前記入力側の端面と前記第２転がり軸受の前記出力側の端面との前記軸方向の距離を軸寸法Ａ２とし、前記軸寸法Ａ１と前記軸寸法Ａ２との差を寸法差ＤＡとし、前記第１転がり軸受および前記第２転がり軸受がそれぞれ前記シャフトに組み付けられたアッセンブリを軸受付きシャフトとして、
   前記軸受付きシャフトを組み立てる工程Ｋ１と、
   前記工程Ｋ１の後に前記軸寸法Ａ１および前記軸寸法Ａ２を測定する工程Ｋ２と、
   前記工程Ｋ２の後に前記寸法差ＤＡが「０」となるように前記ハウジングの第１接触面および前記ハウジングの第２接触面の少なくとも一方を加工する工程Ｋ３と、
   前記工程Ｋ３の後に前記第２転がり軸受の前記出力側の端面が前記第２接触面に接触するように前記軸受付きシャフトを前記ハウジングに組み付ける工程Ｋ４と、
   前記工程Ｋ４の後に前記予圧付与部材の前記出力側の端面が前記ハウジングの第１接触面および前記第１転がり軸受の前記入力側の端面に接触するまで前記予圧付与部材を前記ハウジングに圧入する工程Ｋ５と
   を含むことを特徴とする減速機の製造方法。
6. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の減速機の製造方法において、
   前記第１転がり軸受および前記第２転がり軸受に予圧が付与される前の状態において、前記第１転がり軸受の前記入力側の端面と前記第２転がり軸受の前記出力側の端面との前記軸方向の距離を軸寸法Ａ１とし、前記第１転がり軸受および前記第２転がり軸受に予圧が付与された状態において、前記第１転がり軸受の前記入力側の端面と前記第２転がり軸受の前記出力側の端面との前記軸方向の距離を軸寸法Ａ２とし、前記軸寸法Ａ１と前記軸寸法Ａ２との差を寸法差ＤＡとし、前記第１転がり軸受および前記第２転がり軸受がそれぞれ前記シャフトに組み付けられたアッセンブリを軸受付きシャフトとして、
   前記軸受付きシャフトを組み立てる工程Ｌ１と、
   前記工程Ｋ１の後に複数の前記アッセンブリの前記軸寸法Ａ１および複数の前記ハウジングの前記軸寸法Ａ２を測定する工程Ｌ２と、
   前記工程Ｌ２の後に前記寸法差ＤＡが「０」となる前記軸受付きシャフトおよび前記ハウジングの組み合わせを前記複数の軸受付きシャフトおよび前記複数のハウジングの中から選択する工程Ｌ３と、
   前記工程Ｌ３の後に前記第２転がり軸受の前記出力側の端面が前記第２接触面に接触するように前記軸受付きシャフトを前記ハウジングに組み付ける工程Ｌ４と、
   前記工程Ｌ４の後に前記予圧付与部材の前記出力側の端面が前記ハウジングの第１接触面および前記第１転がり軸受の前記入力側の端面に接触するまで前記予圧付与部材を前記ハウジングに圧入する工程Ｌ５と
   を含むことを特徴とする減速機の製造方法。

Images