JP4136700B2 - ウォームシャフト可動量調整方法及び電動パワーステアリング装置用減速機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に、ウォームシャフトが弾性体を介して回転軸方向に可動に支持されている電動パワーステアリング装置用減速機、及び、電動パワーステアリング装置用減速機のウォームシャフトの可動量を調整する可動量調整方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ステアリングハンドルの操舵角に応じてモータを駆動し、当該モータの回転出力をウォームギア機構で減速して操舵機構の出力軸に伝達する電動パワーステアリング装置において、ウォームギア機構を構成するウォームとウォームホイールの歯面間に適度なバックラッシュを設定するため、ウォームが形成されたウォームシャフトを軸方向に弾性的に支持する構造が知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。この従来の構造によると、ウォームホイールと噛合するウォームが軸方向に可動となるので、ウォームホイールに過大なトルクが付加された場合であっても、ウォームの軸方向の移動によりウォームとウォームホイールの歯面間の衝突が緩和され、歯面の衝突による異音を低減することが可能となる。尚、これらの特許文献には、ウォームを軸方向に弾性的に支持する手段として、ウォームのフランジ部と軸受との間に設けられる皿バネやＯリング等の弾性体が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−４３０６２号公報
【０００４】
【特許文献２】
特開平１１−１７１０２７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の従来技術のようなウォームシャフトが弾性体を介して支持された構造においては、弾性体等の個体の寸法誤差や組み付け誤差に起因して、ウォームの可動量にバラツキが生ずる場合が考えられる。かかる場合、ウォームシャフトの意図した移動量が確保されず、若しくは、軸受への予圧が不足して軸受のガタツキが生じやすくなり、この結果、ハンドル操作のフィーリングが悪化したり、異音が生じたりするという不都合が生じうる。また、ウォームの可動量のバラツキに起因して、弾性体に意図した荷重以上の負荷がかかる場合、弾性体の耐久性の観点から問題点が生ずる。
【０００６】
また、上述の従来技術のようなウォームシャフトが弾性体を介して支持された構造においては、弾性体の伸縮に伴い弾性体とバネ座の間で摺動が生ずるため、当該摺動部から発生する磨耗粉が、ウォームとウォームホイールの噛み合い部に混入し、ウォームやウォームホイールの耐久性を低下させるという問題点も生ずる。また、逆に弾性体とバネ座の間に異物が混入すると、弾性体の伸縮動作が阻害される場合があり、適正なウォームの可動量が得られなくなるという恐れがある。
【０００７】
従って、ウォームシャフトが弾性体を介して支持された構造においては、適正なウォームの可動量を保証することが、上述の不都合や問題点を解決する上で重要となる。更に、このときの適正なウォームの可動量は、弾性体が許容最大変形量を超えて変形しないような範囲内であることが望ましい。
【０００８】
そこで、本発明は、ウォームシャフトが弾性体を介して支持された構造において、適正なウォームシャフト（又は、ウォーム）の可動量を常に保証することを総括的な目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の一の局面によると、組み付け後のウォームシャフトの可動量を検出することができると共に、ウォームシャフトの可動量を適正な範囲内に調整することができ、これにより、適正なウォームシャフトの可動量を保証することができる可動量調整方法及び可動量調整装置が提供される。
【００１０】
本発明による可動量調整方法は、請求項１に記載する如く、ウォームシャフトが弾性体を介して回転軸方向に可動に支持された電動パワーステアリング装置用減速機における、前記ウォームシャフトの可動量を調整する可動量調整方法であって、
ウォームホイールに噛合するウォームが形成された前記ウォームシャフトをモータの出力軸に組み付ける前に、前記ウォームシャフトを回転軸方向両側にそれぞれ最大限移動させる第１ステップと、
前記第１ステップ中における前記ウォームシャフトの変位を測定する第２ステップと、
前記第２ステップの測定結果に基づいて、前記ウォームシャフトの可動量を算出する第３ステップと、
前記第３ステップの算出結果に応じて、前記ウォームシャフトの可動量を調整する第４ステップとを含むことを特徴とする。
【００１１】
本発明において、ウォームシャフト上に形成されたウォーム、及び、ウォームに噛合するウォームホイールは、モータの回転出力を減速して操舵機構の出力軸に伝達する電動パワーステアリング装置用減速機を構成する。ウォームシャフトは、弾性体を介して回転軸方向に可動に支持されている。従って、例えばモータ始動時にウォームホイールからの反力がウォームに付加された場合であっても、ウォームシャフトが弾性体の反力に抗しつつ所定の可動範囲内で回転軸方向に移動し、ウォームとウォームホイールとの間の適切な噛合状態が確保される。ところで、実際に減速機として組み付けられた段階でのウォームシャフトの可動量（可動範囲）は、組み付け誤差や各部品の寸法誤差等に起因して、意図した適切な範囲から逸脱している場合がある。一方、モータの出力軸にウォームシャフトが組み付けられた後で、或いは、電動パワーステアリング装置として組み立てられた後で、ウォームシャフトの可動量を検出・評価することは構造上困難である。これに対して、本発明では、第１ステップとして、ウォームシャフトをモータの出力軸に組み付ける前に、ウォームシャフトが回転軸方向両側にそれぞれ最大限移動させられ（第１ステップ）、その際のウォームシャフトの変位が測定され（第２ステップ）、ウォームシャフトの変位の測定結果に基づいて、ウォームシャフトの可動量が算出され（第３ステップ）、ウォームシャフトの可動量の算出結果に応じて、ウォームシャフトの可動量が調整される（第４ステップ）。従って、本発明によれば、モータの出力軸への組み付け前段階でウォームシャフトを回転軸方向両側にそれぞれ最大限移動させることで、ウォームシャフトの可動量を検出することができる。また、ウォームシャフトの可動量の検出結果に応じてウォームシャフトの可動量が調整されるので、組み付け後の適正なウォームシャフトの可動量を保証することができる。この結果、ハンドル操作の良好なフィーリングを保証することが可能となると共に、弾性体が発生する弾性力の適正化を図ることが可能となる。
【００１２】
また、請求項２に記載する如く、前記第１ステップ中のウォームシャフトの移動が、前記ウォームシャフトの回転を拘束した状態で、前記ウォームホイールに回転トルクを付与することにより実現される場合には、請求項３に記載する如く、ウォームシャフトの変位の履歴と共に、前記ウォームホイールに付与した回転トルクの履歴を検出し、当該検出結果に基づいて、ウォームホイールに付与される回転トルクとウォームシャフトの変位の関係を評価することが可能となる。これにより、ウォームシャフトの全可動範囲に亘って、ウォームホイールに付与される回転トルクとウォームシャフトの変位の関係を評価・調整することが可能となる。これにより、ハンドル操作のフィーリングの更なる向上や、弾性体が発生する弾性力の更なる適正化、不適切な組み付け状態の検出が可能となる。
【００１３】
また、本発明による可動量調整方法は、請求項４乃至６に記載する如く、可動量調整装置として具現化することができる。この場合、ウォームシャフトを回転軸方向両側にそれぞれ最大限移動させる入力手段は、請求項６に記載する如く、前記ウォームシャフトに前記回転軸方向の荷重を付与するものであってよい。この場合であっても、ウォームシャフトに付与される荷重とウォームシャフトの変位の関係を評価することが可能である。
【００１４】
本発明のその他の局面によると、弾性体の破損や弾性体の変形動作を阻害する異物の混入を防止することができ、これにより、適正なウォームの可動量を保証することができる電動パワーステアリング装置用減速機及び減速機用弾性支持組立体が提供される。
【００１５】
本発明による電動パワーステアリング装置用減速機は、請求項７に記載する如く、上記の可動量調整装置により可動量が調整されるウォームシャフトが弾性支持体を介して回転軸方向に可動に支持された電動パワーステアリング装置用減速機であって、
前記弾性支持体が、前記ウォームシャフトの移動に伴い前記回転軸方向で相対的に移動する２つの部材と、前記回転軸方向で前記２つの部材間に配設される弾性体と、前記弾性体の外周部を前記ウォームシャフトの径方向から覆う共に、前記２つの部材の一方の部材に結合されるカバー部材とから構成されることを特徴とする。
【００１６】
本発明において、ウォームシャフトは、弾性支持体を介して回転軸方向に可動に支持される。従って、例えばモータ始動時にウォームホイールからの反力がウォームに付加された場合であっても、ウォームシャフトが弾性支持体の弾性体の反力に抗しつつ所定の可動範囲内で回転軸方向に移動し、ウォームとウォームホイールとの間の適切な噛合状態が確保される。ところで、このようにウォームホイールを介してウォームに回転軸方向の荷重が入力されると、２つの部材の相対的な移動に伴い当該２つの部材間で弾性体が伸縮することになるので、２つの部材と弾性体との摺動部に磨耗粉が生ずる場合がある。これに対して、本発明によれば、弾性体の外周部がカバー部材によりウォームシャフトの径方向から覆われているので、弾性支持体の外部へと磨耗粉が飛散するのが防止され、ウォームとウォームホイールの間の噛合部への磨耗粉の混入を防止することができる。また、逆に弾性支持体の内部への異物の混入がカバー部材により防止されるので、弾性体の伸縮動作が異物により阻害されることがなく、適正なウォームの可動量を保証することができる。更に、本発明によれば、カバー部材が前記２つの部材の一方の部材に結合されるので、弾性支持体の４つの構成部品を一体化した組み立て状態でウォームシャフトに配設することができる。これにより、弾性支持体の各部品の誤組み付けを確実に防止できると共に、弾性支持体の組み付け性が向上する。
【００１７】
また、請求項８に記載する如く、前記２つの部材が、前記弾性体が着座する着座面をそれぞれ有し、前記２つの部材の少なくとも一方の部材の着座面に、他方の部材の着座面に向かって突出する突起部が形成されている場合には、突起部が他方の部材の着座面に当接することで、ウォームシャフトの移動に伴う２つの部材の相対的な移動量が規制され、当該２つの部材の着座面間で変形する弾性体の最大変形量を規制することができる。これにより、弾性体の耐久性が向上し、弾性体による適正な弾性力が安定して維持される。
【００１８】
また、弾性支持体の４つの構成部品は、請求項９に記載する如く、弾性支持組立体として組み立て状態でウォームシャフトに配設することができる。これにより、弾性支持体の各構成部品の誤組み付けを確実に防止できると共に、弾性支持組立体の組み付け性が向上する。また、弾性支持組立体の内部への異物の混入がカバー部材により防止されるので、弾性体の伸縮動作が異物により阻害されることがなく、適正なウォームの可動量を保証することができる。
【００１９】
また、請求項１０に記載する如く、前記第１及び第２の部材は、前記弾性体が着座する着座面をそれぞれ有し、前記第１及び第２の部材の少なくとも一方の部材の着座面に、他方の部材の着座面に向かって突出する突起部が形成されている場合には、第１及び第２の部材間で変形する弾性体の最大変形量を規制することができ、弾性体の耐久性が向上する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施例について図面を参照して説明する。
【００２１】
図１は、本発明による減速機構組立体４０を内蔵する電動パワーステアリング装置の外観図である。図１に示すように、電動パワーステアリング装置１０は、ステアリングホイール（ハンドル）側の入力軸１２を備えている。入力軸１２には、チューブ１６内に延在するトーションバー（図示せず）を介して出力軸１４が接続されている。出力軸１４には、車輪を転舵するための転舵機構（図示せず）が連結されている。出力軸１４の外周部には、また、減速機構組立体４０を構成するウォームホイール４２（図２参照）が固定されている。
【００２２】
図２は、図１のラインＩ−Ｉ（ウォームホイール４２の基本面）に沿って切断した際の減速機構組立体４０の断面図である。減速機構組立体４０は、図２に示すように、ハウジング４８を備えている。ハウジング４８には、ウォームホイール４２及びウォームシャフト５２が収容されている。ウォームシャフト５２は、ハウジング４８の略円筒形の中空部４８ａに収容されている。ウォームシャフト５２は、ウォーム４４が形成された大径部５３ａと、大径部５３ａの両側に小径部５３ｂとを有している。ウォーム４４には、出力軸１４のウォームホイール４２が噛合されている。
【００２３】
減速機構組立体４０のハウジング４８の端部には、電動モータ５０を収容するハウジング５８が結合されている。電動モータ５０の出力軸５２には、減速機構組立体４０のウォームシャフト５２の一端が接続されている。ウォームシャフト５２及び電動モータ５０の出力軸５２は、互いに回転のみを拘束しあう態様で結合されている。具体的には、ウォームシャフト５２の小径部５３ｂのモータ側の端部には、回転軸方向Ｘに沿ってスプライン（図示せず）が形成されており、電動モータ５０の出力軸５２には、当該スプラインに摺動可能に嵌合する凸部が回転軸方向Ｘに沿って形成されている。従って、ウォームシャフト５２は、電動モータ５０の出力軸５２と共に回転するが、電動モータ５０の出力軸５２に対して回転軸方向Ｘに摺動することができる。
【００２４】
電動モータ５０には、図示しない所定のＥＣＵ（電気制御ユニット）が接続されており、ＥＣＵは、車速や前記トーションバーの捩じれ角等に応じて電動モータ５０の回転出力を制御する。電動モータ５０の回転出力は、ウォームシャフト５２上のウォーム４４及びウォームホイール４２により減速されて出力軸１４に伝達される。
【００２５】
ウォームシャフト５２の２つの小径部５３ｂには、２つのベアリング４６がそれぞれ配設されている。ベアリング４６は、ウォームシャフト５２を回転可能に支持している。図２中右側のベアリング４６の右側の端部は、ハウジング４８の中空部４８ａの底部に当接している。図２中左側（電動モータ側）のベアリング４６の左側の端部は、後に詳説するプラグ７０（調整螺子）に当接している。ウォームシャフト５２には、大径部５３ａと小径部５３ｂの段差により、フランジ面５２ｃが画成されている。大径部５３ａ（フランジ面５２ｃ）とベアリング４６との間には、以下で詳説する弾性支持体８０が各々に配設される。
【００２６】
次に、図３乃至図８を参照して、本発明による弾性支持体８０について詳説する。図３（Ａ）は、ウォーム４４の回転軸方向Ｘに見た際の、弾性支持体８０の一実施例を示す上面図である。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）のラインＩＩ−ＩＩに沿って切断した際の弾性支持体８０の断面図である。本実施例の弾性支持体８０は、弾性体としての皿バネ８２（図４参照）と、皿バネ８２を回転軸方向Ｘで両側から挟持するストッパ８４（図５参照）及びスペーサ８６（図６参照）と、ストッパ８４及び皿バネ８２をウォームシャフト５２の径方向から覆うカバー８８（図７参照）とから構成される。これらの４部品は、弾性支持体８０としてアセンブルされた状態でウォームシャフト５２上に配設される。
【００２７】
皿バネ８２は、図４（Ａ）（上面図）に示すように、略円形の外形を有し、皿バネ８２の中央部には、ウォームシャフト５２の小径部５３ｂが挿通する挿通穴８２ａが形成されている。尚、挿通穴８２ａの直径は、ウォームシャフト５２の小径部５３ｂの直径よりも大きな値に設定される。挿通穴８２ａの周縁には、切り欠き部８２ｂが形成されている。この切り欠き部８２ｂには、後述する如く、ストッパ８４の突起部８４ｂが挿通される。図４（Ｂ）（図４（Ａ）のラインＩＩＩ−ＩＩＩに沿って切断した際の断面図）に示すように、皿バネ８２は、薄板により形成され、全体として回転軸方向Ｘに厚みを有している。皿バネ８２は、回転軸方向Ｘに変形可能な構造を有し、皿バネ８２の厚みは、ストッパ８４の回転軸方向Ｘの移動に伴い変化する。
【００２８】
ストッパ８４は、図５に示すように、円板状の形態を有する。ストッパ８４の中央部には、ウォームシャフト５２の小径部５３ｂが挿通する挿通穴８４ａが形成されている。尚、挿通穴８４ａの直径は、皿バネ８２の挿通穴８２ａの直径よりも小さく、ウォームシャフト５２の小径部５３ｂの直径よりも僅かに大きな値に設定される。ストッパ８４は、皿バネ８２の挿通穴８２ａの周縁が当接する基本面８４ｃ（皿バネ８２の着座面）を有する（図３（Ｂ）参照）。ストッパ８４の挿通穴８４ａの周囲には、突起部８４ｂが形成されている。突起部８４ｂは、皿バネ８２の切り欠き部８２ｂの位置に対応して設定されている。
【００２９】
図３（Ｂ）に示す組み立て状態において、ストッパ８４の突起部８４ｂは、皿バネ８２の切り欠き部８２ｂを介してスペーサ８６側に突出している。従って、ストッパ８４の突起部８４ｂは、スペーサ８６の基本面８６ｃに当接することにより、皿バネ８２の回転軸方向Ｘの最大変形量を規制すると共に、皿バネ８２の切り欠き部８２ｂと径方向及び周方向で当接することにより、皿バネ８２のストッパ８４に対する径方向及び周方向の動きを規制する機能を有する。
【００３０】
スペーサ８６は、図６に示すように、皿バネ８２及びストッパ８４の外形よりも大きい円板状の形態を有する。スペーサ８６の中央部には、ウォームシャフト５２の小径部５３ｂが挿通する挿通穴８６ａが形成されている。尚、挿通穴８６ａの直径は、ストッパ８４の挿通穴８４ａの直径と同一であってよい。スペーサ８６は、皿バネ８２の外周部が当接する基本面８６ｃ（皿バネ８２の着座面）を有する（図３（Ｂ）参照）。スペーサ８６の裏側（ベアリング４６側）の面には、図３（Ａ）に示すように、ベアリング４６のインナレース４６ａと当接する当接面８６ｂ（図８参照）が、スペーサ８６の挿通穴８６ａの全周に亘り形成されている。従って、弾性支持体８０とベアリング４６間での回転軸方向Ｘの力の伝達は、スペーサ８６の当接面８６ｂを介して実現される。
【００３１】
カバー８８は、図７（Ａ）（上面図）に示すように、上面８９ａと筒状の周壁８９ｂとからなる略円形の外形を有している。カバー８８の外形は、皿バネ８２及びストッパ８４の外形よりも大きく設定される。また、カバー８８の周壁８９ｂは、最大変形した皿バネ８２の外周部が周壁８９ｂに当接しないような径方向の寸法を有する。カバー８８の上面８９ａの中央部には、ウォームシャフト５２の大径部５３ａが挿通する挿通穴８８ａが形成されている。挿通穴８８ａの直径は、カバー８８の挿通穴８８ａからのスペーサ８６（及び皿バネ８２）の脱離を防止するため、スペーサ８６の外形よりも小さい値に設定される。カバー８８の周壁８９ｂの底縁８９ｃには、図７（Ｂ）（図７（Ａ）のラインＩＶ−ＩＶに沿って切断した際の断面図）に示すように、スペーサ８６に結合される絞め部８８ｂが形成される。弾性支持体８０の組み立ては、スペーサ８６上に皿バネ８２及びストッパ８４をセットし、次いで、カバー８８をスペーサ８６に絞める（図３（Ｂ）のＴ部参照）ことにより実現される。このようにして組み立てられた弾性支持体８０は、ウォームシャフト５２に対して回転軸方向Ｘに摺動可能に組み付けられる。
【００３２】
図８は、ウォームシャフト５２に組み付けられた状態の弾性支持体８０を示す図であり、図２のＶ部を拡大した概略図である。
【００３３】
図８の組み付け状態において、ベアリング４６は、弾性支持体８０及びプラグ７０（若しくはハウジング４８）により挟持されている。このとき、弾性支持体８０の皿バネ８２は、ストッパ８４とスペーサ８６の間で弾性変形した状態に維持されている。即ち、弾性支持体８０のストッパ８４は、皿バネ８２が変形する位置まで、カバー８８の挿通穴８８ａを通るウォームシャフト５２の大径部５３ａにより押し込まれている。このとき発生する皿バネ８２の反力は、ストッパ８４に当接するウォームシャフト５２のフランジ面５２ｃと共に、スペーサ８６の当接面８６ｂに当接するベアリング４６のインナレース４６ａに伝達される。従って、ベアリング４６には、弾性支持体８０から回転軸方向Ｘに押圧力（予圧）が付与されるので、プラグ７０（若しくはハウジング４８）に対するベアリング４６の回転軸方向Ｘの変位が拘束される。
【００３４】
ここで、図８の組み付け状態における皿バネ８２の変形量（初期変形量）は、後述する如くウォーム４４が回転軸方向Ｘに最大限移動した際にも、ベアリング４６に予圧を付与できるような値に設定されている。このため、後述する如くウォーム４４が回転軸方向Ｘの一の側に最大限移動した場合であっても、他の側の皿バネ８２の変形量がゼロとなることはなく、ベアリング４６には依然として予圧が付与される。従って、皿バネ８２の初期変形量を適切な値に設定することで、ウォーム４４の全可動範囲に亘りベアリング４６の回転軸方向Ｘのガタツキを防止することが可能となる。
【００３５】
また、図８の組み付け状態において、ストッパ８４の突起部８４ｂとスペーサ８６との間には、ストッパ８４の可動量を決定する隙間Δが形成されている。即ち、弾性支持体８０のストッパ８４は、皿バネ８２のバネ反力に抗して、ウォームシャフト５２のフランジ面５２ｃと当接する位置と、ストッパ８４の突起部８４ｂがスペーサ８６に当接する位置との間で可動となる。このため、ウォームシャフト５２上のウォーム４４は、ストッパ８４の可動量によって定まる可動範囲内で、回転軸方向Ｘに可動となる。従って、路面からの入力、アシスト反力、電動モータ５０の始動時の反力等に起因して、ウォーム４４にウォームホイール４２を介して回転軸方向Ｘの力が加わった場合であっても、弾性支持体８０（皿バネ８２）の変形を伴ったウォーム４４の回転軸方向Ｘの移動が引き起こされるので、ウォーム４４とウォームホイール４２の歯面間で生ずる異音が低減されると共に、ハンドル操作のフィーリングが向上する。
【００３６】
しかしながら、実際のウォーム４４には、皿バネ８２の変形では吸収しきれない過大な力がウォームホイール４２を介して入力される場合がある。かかる場合、ウォーム４４が、その可動範囲内で最大限移動し、皿バネ８２の変形量が最大となる。これに関して、本実施例では、ウォーム４４の可動範囲が、上述の如く、ストッパ８４の突起部８４ｂがスペーサ８６に当接する位置で規制されている。このため、本実施例では、ウォーム４４に過大な力が加わった場合であっても、ストッパ８４の突起部８４ｂがスペーサ８６に当接した地点から、ウォーム４４に加わる力がスペーサ８６を介してハウジング４８に伝達され、皿バネ８２に加わる荷重が増すことはない。即ち、本実施例では、皿バネ８２の最大変形量が、ストッパ８４の突起部８４ｂがスペーサ８６に当接することで規制されているため、皿バネ８２の許容最大変位量を超えた変形を防止することができる。換言すると、本実施例によれば、ストッパ８４の基本面８４ｃ（皿バネ８２の着座面）からスペーサ８６の基本面８６ｃ（皿バネ８２の着座面）に向けて突出する突起部８４ｂの突出量Ｈ（高さＨ）を適切に設定することで、ストッパ８４の基本面８４ｃとスペーサ８６の基本面８６ｃの間の最小近接距離を規定することができ、これにより、皿バネ８２の変形可能な量を許容最大変位量内に規制することができる。従って、本実施例によれば、皿バネ８２の耐久性が向上すると共に、皿バネ８２の破損が確実に防止される。尚、許容最大変位量は、伸縮によって皿バネ８２に生ずる応力振幅を許容限度内に規制する観点から決定されてよい。
【００３７】
ところで、ウォームシャフト５２が回転軸方向Ｘに移動すると、皿バネ８２の伸縮に伴い皿バネ８２の外周部がスペーサ８６の基本面８６ｃ上を摺動することになる。このため、皿バネ８２とスペーサ８６との摺動部Ｗには磨耗粉が発生する。このような磨耗粉は、皿バネ８２とスペーサ８６との摺動部Ｗの近傍に位置するウォーム４４とウォームホイール４２の噛み合い部に侵入する恐れがある。従って、ウォーム４４やウォームホイール４２の耐久性を高めるためには、磨耗粉を含む異物のウォーム４４とウォームホイール４２の噛み合い部への混入を防止する必要がある。
【００３８】
これに対して、本実施例では、図３（Ｂ）及び図８に示すように、弾性支持体８０のカバー８８の底縁８９ｃは、スペーサ８６の外周部に沿ってスペーサ８６の表面に当接している。このため、カバー８８の周壁８９ｂとスペーサ８６との間には、実質的に回転軸方向Ｘの隙間が形成されておらず、弾性支持体８０の内部空間は、カバー８８の周壁８９ｂにより径方向で閉塞されている。従って、本実施例によれば、弾性支持体８０の内部空間で発生する磨耗粉を含む異物が、ウォーム４４とウォームホイール４２の噛み合い部に侵入することを防止することができる。この結果、本実施例によれば、ウォーム４４とウォームホイール４２の噛み合い部の信頼性や耐久性が向上する。また、本実施例では、カバー８８を設けることにより弾性支持体８０の内部空間に外部から異物が混入されることがなく、皿バネ８２の伸縮動作が異物の混入により阻害されることもない。
【００３９】
また、本実施例の弾性支持体８０は、皿バネ８２及びストッパ８４を載置したスペーサ８６にカバー８８を結合することにより組み立てられるので、生産性が良好であり、また、アセンブルされた状態でウォームシャフト５２に装着されるので、作業性や組み付け性が良好であり、誤組み付け（例えば、ウォームシャフト５２に対する皿バネ８２の取り付け方向の誤り）が生ずることもない。
【００４０】
次に、図９乃至図１２を参照して、本発明によるウォーム４４の可動量の調整方法置について説明する。図９（Ａ）は、ウォームホイール４２の基本面に沿って切断した際の、本発明による減速機構組立体４０の組み立て状態を示す断面図であり、図９（Ｂ）は、図９（Ａ）のラインＶ−Ｖに沿って切断した際の減速機構組立体４０の組み立て状態を示す断面図である。図１０は、プラグ７０を回転軸方向Ｘに見た際の上面図である。本実施例において、ウォーム４４の可動量の調整は、以下で説明するように、ベアリング４６に当接するプラグ７０により実現される。
【００４１】
図９及び図１０に示すように、プラグ７０は筒状の形態であり、ベアリング４６のアウタレース４６ｂとの当接面を構成する端面７４を有する。プラグ７０の外周面７０ａには、ハウジング４８の中空部４８ａに形成された螺子溝に螺合する螺子山が形成されている。また、プラグ７０の内周面には、凹凸面７２が形成されている。プラグ７０の回転軸方向Ｘの位置は、プラグ７０の凹凸面７２に係合させた調整工具（図示せず）を回転させることにより調整される。従って、プラグ７０の回転軸方向Ｘの位置を調整することで、ベアリング４６の回転軸方向Ｘの位置の調整、及び、それに伴うウォーム４４の回転軸方向Ｘの可動量の調整が実現される。
【００４２】
ここで、ウォーム４４の回転軸方向Ｘの可動量は、上述の如く、プラグ７０の回転軸方向Ｘの位置が確定した際（及び、それに伴いベアリング４６の回転軸方向Ｘの位置が確定した際）の、弾性支持体８０のストッパ８４の回転軸方向Ｘの可動量によって一義的に定まる。即ち、ウォーム４４の可動量（片側）は、プラグ７０の位置が確定した際の、ストッパ８４の突起部８４ｂとスペーサ８６との間に形成される隙間Δによって定まる。また、上述の皿バネ８２の初期変形量（予圧）は、皿バネ８２の非変形時の回転軸方向Ｘの厚み、及び、プラグ７０の回転軸方向Ｘの位置が確定した際の、スペーサ８６の基本面８６ｃに対するストッパ８４の基本面８４ｃの回転軸方向Ｘの距離に依存して定まる。
【００４３】
しかしながら、プラグ７０が設計値に基づく適正な位置にセットされた場合であっても、実際の組み付け後におけるウォーム４４の可動範囲（ストッパ８４の可動範囲）やベアリング４６に付与される予圧の大きさは、ベアリング４６、弾性支持体８０及びウォームシャフト５２の大径部５３ａ等の回転軸方向Ｘの寸法精度、組み付け精度、及び、皿バネ８２の荷重−撓み特性等の種々の要因に依存するため、これら各部品の寸法誤差の累積、組み付け誤差及び荷重−撓み特性のばらつき等に起因して、所定の適正値から逸脱している場合がありうる。かかる場合には、ハンドル操作のフィーリングが悪化するという不都合や、また、ベアリング４６に適正な予圧が付与されず、ウォーム４４の移動時にベアリング４６に回転軸方向Ｘのガタツキが生ずるという不都合が生ずる。また、例えば図１の電動パワーステアリング装置の状態において、実際のウォーム４４の可動量を検出することは構造上困難である。
【００４４】
これに対して、本実施例では、以下に詳説する如く、実際のウォーム４４の可動量を検出することを可能とし、ウォーム４４の可動量を適正な範囲内に調整することを可能とする。
【００４５】
図１１は、本発明によるウォーム４４の可動量の調整方法を示すフローチャートである。本発明によるウォーム４４の可動量の調整は、電動モータ５０のハウジング５８が減速機構組立体４０のハウジング４８に結合される前であって、ウォームホイール４２が形成された出力軸１４が操舵機構に接続される前に実施される。ステップ１００では、先ず、プラグ７０の回転軸方向Ｘの位置が仮調整される。このときのプラグ７０の位置は、設計値に基づく適正な位置であってよい。
【００４６】
続くステップ１１０では、ウォーム４４の可動量を検出する変位計測装置９２が、ハウジング４８の中空部４８ａの開口側（電動モータ５０のハウジング５８の取り付け側）にセットされる。変位計測装置９２は、図９（Ａ）に概略的に示すように、バネ９２ｂ等により回転軸方向Ｘに可動に支持されたピン９２ａを有し、ピン９２ａの変位（ストローク量）を測定することにより、ウォーム４４の可動量を検出するものであってよい。このとき、変位計測装置９２のピン９２ａの先端部は、筒状のプラグ７０の内部を通ってウォームシャフト５２の端面に当接するようにセットされる。このとき、ウォームシャフト５２は、回転が拘束され、回転軸方向Ｘの変位のみが許容される状態にされる。このウォームシャフト５２の状態は、変位計測装置９２により実現されてよい。この場合、変位計測装置９２は、ウォームシャフト５２に嵌合される中空軸部９３を有し、中空軸部９３の内面には、ウォームシャフト５２のスプラインと回転軸方向Ｘに摺動可能に嵌合する凸部が形成されている。尚、この場合、ピン９２ａは、中空軸部９３の中空内部に挿通された構成であってよい。
【００４７】
続くステップ１２０では、ウォーム４４に噛合するウォームホイール４２に回転トルクを付与する処理が実行される。本実施例では、図９（Ａ）に概略的に示すように、ウォームホイール４２が形成された出力軸１４を回転させるアクチュエータを備えた入力装置９４が用いられる。但し、入力装置９４は、ウォームホイール４２を直接回転させるものであってもよい。本ステップでは、ウォーム４４は、入力装置９４により初期位置（例えば、両弾性支持体８０の釣り合い位置）から一の側に最大限に移動させられ、次いで、他の側に最大限移動させられ、最終的に、初期位置まで移動させられる。尚、ウォーム４４が最大限に移動させられた地点（ストッパ８４の突起部８４ｂがスペーサ８６に当接する地点）の検出は、デューティがある所定数以上若しくは電流がある所定値以上になってもアクチュエータのロータが回転せず、この状態が数秒継続するか否かを検出するものであってよい。本ステップ中には、出力軸１４に付与した回転トルクの値（履歴）が入力装置９４により出力されると共に、ウォームシャフト５２の変位（初期位置を基準とした変位）の値（履歴）が変位計測装置９２により出力される。
【００４８】
続くステップ１３０では、変位計測装置９２により測定された変位の値に基づいて、ウォーム４４の可動量が適正な範囲内か否かを判断する処理が実行される。本ステップでは、好ましくは、出力軸１４に付与した回転トルクの履歴及びウォームシャフト５２の変位の履歴に基づいて、図１２に示すような入力−変位線図が形成される。図１２に示すように、ウォーム４４の可動量（トータルの可動量）は、ウォームシャフト５２の変位の最大値と最小値の差として求められる。本ステップにおいて、ウォーム４４の可動量が適正な範囲内（例えば、０．６±０．０４ｍｍ）であると判断された場合、ステップ１５０に進み、それ以外の場合には、プラグ７０の位置の再調整を行うべくステップ１４０に進む。
【００４９】
ステップ１４０では、ウォーム４４の可動量の適正な範囲内からの逸脱量や逸脱方向に応じて、プラグ７０の位置が再調整される。例えば、ウォーム４４の可動量が、適正な範囲内からプラス方向に逸脱している場合には、上述の調整工具を用いて、プラグ７０が逸脱量に応じた量だけハウジング４８内に更に螺進される。本ステップ１４０が終了すると、上記ステップ１２０に戻り、続くステップ１３０で再調整後のウォーム４４の可動量が再評価される。尚、上述の調整工具の機能（即ち、プラグ７０の位置を変化させる機能）は、変位計測装置９２により実現されてもよい。この場合、変位計測装置９２の中空軸部９３の外周面には、プラグ７０の内周面の凹凸面７２に対応した凹凸面が形成され、中空軸部９３を回転させることにより、プラグ７０の位置の再調整が実現される。尚、プラグ７０の位置が再調整された後には、続くステップ１２０中のウォームシャフト５２の回転を拘束するために、変位計測装置９２の中空軸部９３の回転は拘束される。これにより、プラグ７０の位置の再調整に係る作業工程の簡略化や作業時間の短縮化が可能となる。
【００５０】
ステップ１５０では、図１２に示すような入力−変位線図に基づいて、ウォーム４４の適正な可動範囲の全体に亘って、所望のウォーム４４の可動特性が実現されているか否かが最終判断される。例えば、図１２に示す入力−変位線図に基づいて、ウォーム４４の変位に対する回転トルクの大きさや、ウォーム４４の移動方向の相異による回転トルクの差異を評価することで、ベアリング４６に適正な予圧が付与されているか（弾性支持体８０の皿バネ８２の初期変形量が適切か）否かを判断することや、弾性支持体８０やベアリング４６とウォームシャフト５２間の摺動抵抗が適切であるか（適正な組み付け状態が確保されているか）否かを判断することが可能である。本ステップ１５０において、入力−変位特性に基づいて所望のウォーム４４の可動特性が実現されていると判断された場合には、ステップ１６０に進み、プラグ７０が最終調整位置でロックナット７４（図９（Ａ）参照）により保持され、ウォーム４４の可動量の調整（減速機構組立体４０の組み立て）が完了する。一方、所望のウォーム４４の可動特性が実現されていないと判断された場合には、所望の入力−変位線図を得るべく、再組み付けや部品交換等が実施された後、再度ステップ１００からの処理が実行される。尚、この入力−変位線図は、設計初期段階で皿バネ８２の荷重−撓み特性の評価・調整等に用いることもできる。
【００５１】
以上のように本実施例によれば、実際のウォーム４４の可動量（図９の減速機構組立体４０の組み立て状態でのウォーム４４の可動量）を検出することが可能となると共に、実際のウォーム４４の可動量を調整することが可能となり、この結果、例えば実際のウォーム４４の可動量をノミナル値（例えば、０．６ｍｍ）に対して０．０１ｍｍのオーダ（例えば、０．６±０．０４ｍｍ）の許容誤差内で厳しく管理することが可能となる。従って、本実施例によれば、ベアリング４６や弾性支持体８０等の寸法誤差、組み付け誤差、及び、皿バネ８２の荷重−撓み特性のバラツキ等に影響を受けることなく、常に適正なウォーム４４の可動範囲やベアリング４６への適正な予圧の付与を実現することが可能となる。また、本実施例によれば、入力−変位線図に基づいて、実際のウォーム４４の可動特性や組み付け状態を評価することができ、減速機構組立体４０の信頼性を大幅に向上することができる。
【００５２】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００５３】
例えば、上述した実施例において、弾性支持体８０のスペーサ８６にストッパ８４の機能を持たせることも可能である。この場合、スペーサ８６の基本面８６ｃに、ストッパ８４の基本面８４ｃに当接する突起部が形成され、上述した実施例と同様に、皿バネ８２の回転軸方向Ｘの最大変形量を規制することが可能となる。また、同様の突起部は、スペーサ８６及びストッパ８４に双方に形成されてもよい。また、上述した実施例において、弾性支持体８０の皿バネ８２に代わって、例えばＯ−リング、ゴム、コイルスプリング等の他の弾性体を用いることも可能である。
【００５４】
また、上述した実施例では、ウォーム４４の可動量を検出するため、ウォームシャフト５２の変位が計測されていたが、ウォームホイール４２の回転量を測定し、当該回転量に基づいてウォーム４４の可動量を推定する構成も可能である。この場合、図１２の入力−変位線図に代わって、入力−回転量線図が上記ステップ１５０の最終判断に用いられてよい。
【００５５】
また、上述した実施例では、ハウジング４８の中空部４８ａの開口側から、筒状のプラグ７０にピン９２ａを貫通させることで、ウォームシャフト５２の変位が計測されていたが、ハウジング４８の中空部４８ａの底部にオリフィスを形成し、当該オリフィスにピン９２ａを挿入することで、ウォームシャフト５２の変位を計測する構成も可能である。
【００５６】
また、上述した実施例では、ウォームシャフト５２の変位量（ウォーム４４の可動量）をピン９２ａの変位量に基づいて機械的に測定するものであったが、その他の機械的な測定方法や、光学的な測定方法を用いることも可能である。また、ウォームシャフト５２の変位の測定は、ウォームシャフト５２の端部をチャック（回転及び回転軸方向の変位を拘束）し、ウォームシャフト５２を回転軸方向Ｘに押し引きできる変位計測装置によっても実現可能である。この場合、ウォームシャフト５２の変位量と共に、ウォームシャフト５２に付加する回転軸方向Ｘの荷重を測定することで、図１２のような入力−変位線図を得ることも可能である。
【００５７】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したようなものであるから、以下に記載されるような効果を奏する。本発明によれば、ウォームシャフトを弾性体を介して支持する構造において、適正なウォームシャフト（又は、ウォーム）の可動量を保証することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による減速機構組立体４０を内蔵する電動パワーステアリング装置の外観図である。
【図２】 図１のラインＩ−Ｉに沿って切断した際の減速機構組立体４０の断面図である。
【図３】 図３（Ａ）は、弾性支持体８を回転軸方向Ｘに見た際の上面図であり、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）のラインＩＩ−ＩＩに沿って切断した際の弾性支持体８０の断面図である。
【図４】 図４（Ａ）は、皿バネ８２を回転軸方向Ｘに見た際の上面図であり、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）のラインＩＩＩ−ＩＩＩに沿って切断した際の皿バネ８２の断面図である。
【図５】 ストッパ８４を回転軸方向Ｘに見た際の上面図である。
【図６】 スペーサ８６を回転軸方向Ｘに見た際の上面図である。
【図７】 図７（Ａ）は、カバー８８を回転軸方向Ｘに見た際の上面図であり、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）のラインＩＶ−ＩＶに沿って切断した際のカバー８８の断面図である。
【図８】 組み付け状態の弾性支持体８０を示す概略図である。
【図９】 図９（Ａ）は、ウォームホイール４２の基本面に沿って切断した際の、本発明による減速機構組立体４０の断面図であり、図９（Ｂ）は、図９（Ａ）のラインＶ−Ｖに沿って切断した際の減速機構組立体４０の断面図である。
【図１０】 プラグ７０を回転軸方向Ｘに見た際の上面図である。
【図１１】 本発明によるウォーム４４の可動量の調整方法を示すフローチャートである。
【図１２】 本発明によるウォーム４４の可動量の調整過程で得られる入力−変位線図の一例を示す図である。
【符号の説明】
１０ 電動パワーステアリング装置
１２ 入力軸
１４ 出力軸
４０ 減速機構組立体
４２ ウォームホイール
４４ ウォーム
４６ ベアリング
４８ 減速機構組立体のハウジング
５０ 電動モータ
５２ 電動モータの出力軸
５２ ウォームシャフト
５８ 電動モータ用ハウジング
７０ プラグ
７４ ロックナット
８０ 弾性支持体
８２ 皿バネ
８４ ストッパ
８６ スペーサ
８８ カバー
９２ 変位計測装置
９４ 入力装置

Claims (10)

1. ウォームシャフトが弾性体を介して回転軸方向に可動に支持された電動パワーステアリング装置用減速機における、前記ウォームシャフトの可動量を調整する可動量調整方法であって、
   ウォームホイールに噛合するウォームが形成された前記ウォームシャフトをモータの出力軸に組み付ける前に、前記ウォームシャフトを回転軸方向両側にそれぞれ最大限移動させる第１ステップと、
   前記第１ステップ中における前記ウォームシャフトの変位を測定する第２ステップと、
   前記第２ステップの測定結果に基づいて、前記ウォームシャフトの可動量を算出する第３ステップと、
   前記第３ステップの算出結果に応じて、前記ウォームシャフトの可動量を調整する第４ステップとを含むことを特徴とする、可動量調整方法。
2. 前記第１ステップ中のウォームシャフトの移動は、前記ウォームシャフトの回転を拘束した状態で、前記ウォームホイールに回転トルクを付与することにより実現される、請求項１記載の可動量調整方法。
3. 前記第２ステップでは、前記ウォームシャフトの変位の履歴と共に、前記ウォームホイールの回転トルクの履歴が測定され、
   前記第３ステップでは、前記ウォームホイールに付与される回転トルクに対する前記ウォームシャフトの変位の関係が評価される、請求項２記載の可動量調整方法。
4. ウォームシャフトが弾性体を介して回転軸方向に可動に支持された電動パワーステアリング装置用減速機における、前記ウォームシャフトの可動量を調整する可動量調整装置であって、
   ウォームホイールに噛合するウォームが形成された前記ウォームシャフトをモータの出力軸に組み付ける前に、前記ウォームシャフトを前記回転軸方向両側にそれぞれ最大限移動させる入力手段と、
   前記ウォームシャフトが回転軸方向両側にそれぞれ最大限移動した際の前記ウォームシャフトの変位に基づいて、前記ウォームシャフトの可動量を検出する可動量検出手段と、
   前記ウォームシャフトの可動量の検出結果に応じて、前記ウォームシャフトの可動量を調整する可動量調整手段とを含むことを特徴とする、可動量調整装置。
5. 前記入力手段は、前記ウォームシャフトの回転が拘束された状態で、前記ウォームホイールに回転トルクを付与する、請求項４記載の可動量調整装置。
6. 前記入力手段は、前記ウォームシャフトに前記回転軸方向の荷重を付与する、請求項４記載の可動量調整装置。
7. 請求項４記載の可動量調整装置により可動量が調整されるウォームシャフトが弾性支持体を介して回転軸方向に可動に支持された電動パワーステアリング装置用減速機であって、
   前記弾性支持体が、前記ウォームシャフトの移動に伴い前記回転軸方向で相対的に移動する２つの部材と、前記回転軸方向で前記２つの部材間に配設される弾性体と、前記弾性体の外周部を前記ウォームシャフトの径方向から覆う共に、前記２つの部材の一方の部材に結合されるカバー部材とから構成されることを特徴とする、電動パワーステアリング装置用減速機。
8. 前記２つの部材は、前記弾性体が着座する着座面をそれぞれ有し、前記２つの部材の少なくとも一方の部材の着座面に、他方の部材の着座面に向かって突出する突起部が形成されている、請求項７記載の電動パワーステアリング装置用減速機。
9. 請求項４記載の可動量調整装置により可動量が調整される回転軸方向に可動なウォームシャフトを前記回転軸方向で弾性支持するための減速機用弾性支持組立体であって、
   前記ウォームシャフトが挿通する挿通穴をそれぞれ有し、前記ウォームシャフトの移動に伴い前記回転軸方向で相対的に移動する略円板状の第１及び第２の部材と、
   前記回転軸方向で前記第１部材と第２部材の間に配設され、前記ウォームシャフトが挿通する挿通穴を有した弾性部材と、
   前記ウォームシャフトが挿通する挿通穴を有する上面と、該上面の外周部から前記第１の部材の外周部まで延在する筒状の周壁とを有したカバー部材とを備え、
   前記カバー部材の前記周壁が、前記第１部材に結合され、前記弾性体及び前記第２部材が、前記第１部材及び前記カバー部材の上面及び周壁により画成される空間内に脱離不能に収容されている、減速機用弾性支持組立体。
10. 前記第１及び第２の部材は、前記弾性体が着座する着座面をそれぞれ有し、前記第１及び第２の部材の少なくとも一方の部材の着座面に、他方の部材の着座面に向かって突出する突起部が形成されている、請求項９記載の減速機用弾性支持組立体。

Images