JPH10281236A - 動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 少ない部品点数でウォーム軸のスラスト荷重
受けと、がたつき防止が可能であり、組み付けおよび加
工工数が低減できる動力伝達装置を提供する。 【解決手段】 動力伝達装置のウォーム軸４をギヤケー
ス１に保持する軸受５、６を、ウォーム４Ｅ両側の段差
部４Ｃ、４Ｄに接して配置し、凹部１Ｂ側の軸受６をバ
ネ部材８により付勢するとともに、軸受５を止め輪７に
よりバネ部材８の付勢力に抗するように係止した。ま
た、バネ部材８のイニシャル荷重は、動力伝達装置の通
常動作においてウォーム軸４に作用するスラスト荷重の
最大値より大きく設定した。また、軸受６から突出する
ウォーム軸４の先端４Ｂをストッパ部９とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主として電動パワ
ーステアリング装置において、電動モータからの動力伝
達に用いられる動力伝達装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】電動パワーステアリング装置では、例え
ば、電動モータの出力軸に連係するウォームと、このウ
ォームが噛合するウォームホイールとを備えた動力伝達
装置が設けられ、この動力伝達装置を介して、電動モー
タからの回転力を減速して（増力して）、操舵力に付与
するようになっている。

【０００３】このような動力伝達装置については、例え
ば特開平８−２０７７９２号公報等に提案がなされてい
る。

【０００４】図３には、この特開平８−２０７７９２号
公報の動力伝達装置を示す。図示されるように、ハウジ
ング１０２内の動力伝達装置は、本体ハウジング１０３
側に収容されたウォームホイール１０５と、この本体ハ
ウジングに連設されたウォームハウジング１０４側に収
容され、ウォームホイール１０５の外周上に軸心を略直
交させているウォーム軸１０６とを備えている。

【０００５】ウォームホイール１０５はステアリングホ
イール側に連係する舵輪軸１０７の外周に装着される一
方、ウォーム軸１０６は電動モータ１０８の出力軸１１
４に連係し、電動モータ１０８からのアシスト力が、ウ
ォーム軸１０６とウォームホイール１０５を介して舵輪
軸１０７に付与される。なお、電動モータ１０８は、ウ
ォームハウジング１０４のウォーム軸１０６基端側（図
の上方）に形成された大径部１０９に固設されている。

【０００６】さらに詳しく説明すれば、ウォーム軸１０
６の先端側に形成された軸受ブッシュ１１０は、ウォー
ムハウジング１０４の嵌合穴１１１に回転自在に嵌合す
る一方、基端側は玉軸受１１２により軸支される。すな
わち、ウォーム軸１０６は断面略Ｌ字型のリング１２０
の内周に貫通し、このリング１２０の内周は延長部１１
３のスプライン根元に形成された溝にかしめられ、玉軸
受１１２の内輪は、このリング１２０とウォーム軸１０
６の拡径部１１９との間で押さえ付けられて固定されて
いる。一方、玉軸受１１２の外輪は、ウォームハウジン
グ１０４の突起部１１８と、ウォームハウジング１０４
にネジ溝１２２にねじ込まれた断面略Ｌ字型の固定部材
１２１との間に保持される。

【０００７】ウォーム軸１０６の基端側は、外周にスプ
ラインが形成された延長部１１３となっており、この延
長部１１３がスリーブ１１５を介してモータ１０８の出
力軸１１４と連結されている。スリーブ１１５の両端に
は止め輪１１６が設けられ、スリーブ１１５の軸方向の
移動を拘束している。

【０００８】また、動力伝達装置としては、図４に示す
ようなものも用いられる。

【０００９】これでは、ウォームホイール２０３とウォ
ーム軸２０４はハウジング２０１内に収容されている。

【００１０】出力軸２０２に圧入されウォームホイール
２０３と噛み合うウォーム軸２０４は、噛合部（ウォー
ム）の両端を軸受２０５、２０９を介してハウジング２
０１に支持される。すなわち、ウォーム軸２０４の噛合
部の両側には拡径部２１４、２１５が形成され、軸受２
０９はハウジング２０１に取り付けられた止め輪２１０
と拡径部２１５との間に保持され、軸受２０５は、プレ
ート２０６と拡径部２１４との間に保持される。プレー
ト２０６はハウジング２０１端部からボルト２０７に押
圧され、ウォーム軸２０４のガタが防止されている。ボ
ルト２０７はナット２０８でハウジング２０１に固定さ
れている。

【００１１】ウォーム軸２０４の基端には雄型スプライ
ン２１１が形成され、電動モータ２１３の出力軸に形成
された雌型スプライン２１２と係合しており、電動モー
タ２１３からのアシスト力がウォーム軸２０４、ウォー
ムホイール２０３を介して出力軸２０２に伝達される。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の動力伝達装置には、以下のような問題点があ
る。

【００１３】まず、図３に示した動力伝達装置では、玉
軸受１１２を固定するために、内輪を固定するリング１
２０や、外輪を固定する固定部材１２１を組み付ける必
要があり、またリング１２０をかしめつけられるウォー
ム軸１０６の溝や、固定部材１２１がねじ込まれるウォ
ームハウジング１０４のネジ溝１２２等を加工する必要
がある。これは、組み立て工数や加工工数を増大させ、
コストアップの原因となる。

【００１４】一方、図４に示した動力伝達装置では、ウ
ォーム軸２０４のスラスト力を受け止め、かつウォーム
軸２０４のガタを防止するために、プレート２０６、ボ
ルト２０７、ナット２０８、止め輪２１０の４点の部品
を要し、部品点数が多いうえ、ボルト７の調整及び固定
が必要で、組み立ておよび調整工数が多くなってしま
う。さらに、ハウジング２０１はウォーム軸２０４の先
端側と基端側の両側から加工が必要となり、加工に手間
がかかる。

【００１５】本発明は、このような問題点に着目してな
されたもので、少ない部品点数でウォーム軸のスラスト
荷重受けと、がたつき防止が可能であり、組み付けおよ
び加工工数が低減できる動力伝達装置を提供することを
目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、駆動源か
らの駆動力が入力されるウォーム軸と、このウォーム軸
外周のウォームと噛合するウォームホイールと、このウ
ォームホイールを外周に備えた出力軸と、前記ウォーム
軸およびウォームホイールを収容するとともに前記駆動
源が装着されるケースとを備えた動力伝達装置におい
て、前記ケースに凹部を形成し、この凹部に前記ウォー
ム軸の一端側を軸支する第１の軸受を備え、この第１の
軸受を前記凹部底面に設けた付勢手段とウォーム軸外周
に設けた第１の段差部との間で保持する一方、前記凹部
と対向する位置に開口部を形成し、前記ケースのこの開
口部側で前記ウォーム軸の基端側を軸支する第２の軸受
を備え、この第２の軸受を介して前記ウォーム軸に設け
た第２の段差部を前記凹部方向に押さえ付けるように係
止する係止手段を備えるとともに、前記ケースの開口部
側に前記駆動源を装着し、この駆動源と前記ウォーム軸
の基端側とを連係させた。

【００１７】第２の発明は、前記付勢手段の付勢力を、
通常の動作においてウォーム軸にかかるスラスト荷重の
最大値よりも大きく設定した。

【００１８】第３の発明は、前記ウォーム軸の前記凹部
底面方向への過大変位を防止するストッパを備えた。

【００１９】第４の発明は、前記ウォーム軸の端部を第
１の軸受から凹部方向に突出させ、この端部を前記スト
ッパとした。

【００２０】第５の発明は、前記凹部底面に段差を設
け、この段差を前記ストッパとした。

【００２１】

【作用】第１の発明では、駆動源からの回転力はウォー
ム軸およびウォームホイールを介して、回転速度が減速
され、また回転トルクが増力されて、出力軸へと伝達さ
れるが、ウォーム軸の第２の段差部は、係止手段により
第２の軸受を介して凹部側に押さえ付けられる一方、第
１の段差部は凹部側に収容された第１の軸受を介して付
勢手段により反対方向から付勢されるので、ウォーム軸
は付勢手段の付勢力により所定の位置に安定的に保持さ
れる。このような動力伝達装置のウォーム軸まわりは、
付勢手段、ウォーム軸、第１、第２の軸受け、および係
止手段だけで構成でき、少ない部品点数で済むうえ、そ
の組み立ては開口部から順次挿入し、付勢手段の付勢力
に抗してウォーム軸を押さえ付けるように第２の軸受を
係止手段で係止するだけよいので、特別な加工や調整工
程を必要とせず、部品コストおよび組み立てコストが大
幅に低減できる。また、ギヤケースは、開口部のみが開
口する構造であるので、その加工はこの開口部の方向か
らのみで済み、加工工数およびコストが低減できる。

【００２２】第２の発明では、動力伝達装置の作動によ
りウォーム軸４にはスラスト荷重が作用するが、付勢手
段のイニシャル荷重は、通常動作におけるスラスト荷重
の最大値よりも大きく設定されているので、通常動作に
おいてはウォーム軸は所定の位置に保たれ、がたつきが
生じることはない。

【００２３】第３の発明では、ストッパによりウォーム
軸の凹部底面方向への過大な動きが防止されるので、ウ
ォーム軸に過大なスラスト荷重が作用した場合でも、第
１の軸受と凹部底面との間で付勢手段が押しつぶされて
破損したり、ウォームとウォームホイールとの噛合がず
れて作動不良を起こしたりすることはない。

【００２４】第４の発明では、ウォーム軸が凹部底面方
向へ過大に動いたときには、第１の軸受から突出したウ
ォーム軸の先端が凹部底面と当接して、ウォーム軸のそ
れ以上の移動を防止するので、ウォーム軸の先端はスト
ッパとして機能する。

【００２５】第５の発明では、ウォーム軸が凹部底面方
向へ過大に動いたときには、第１の軸受が凹部底面の段
差に当接して、軸受およびウォーム軸のそれ以上の移動
を防止するので、凹部底面の段差はストッパとして機能
する。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて、本発
明の実施の形態について説明する。

【００２７】図１に示すように、動力伝達装置のウォー
ムホイール２は、出力軸３の外周に圧入されるととも
に、外周の歯面においてウォーム軸４外周のウォームと
噛合する。これらのウォームホイール２とウォーム軸４
を収容するギヤケース１は、ステアリングギヤボックス
の図示されないハウジング本体にボルト１７で装着さ
れ、出力軸３はこのハウジング本体に支持されている。
ハウジング本体内では、出力軸３に形成されたピニオン
が図示されないラック軸のラックに噛合し、このラック
軸が車輪などの***舵側に連係している。

【００２８】ギヤケース１には、ウォーム軸４の基端側
に開口部１Ａが開口する一方、ウォーム軸４の先端４Ｂ
側には筒状の凹部１Ｃが形成され、この凹部１Ｃは閉鎖
された底面１Ｂを備えている。

【００２９】開口部１Ａからはウォーム軸４の基端４Ａ
が突出するとともに、この開口部１Ａ上には、駆動源で
ある電動モータ１５が、シール用のＯリング１３を介し
てボルト１６で装着される。開口部１Ａ側に延び出した
電動モータ１５の出力軸１４には円筒形のジョイント１
２が圧入されており、このジョイント１２内周の雌型の
スプライン１０が、ウォーム軸基端４Ａ側の外周の雄型
のスプライン１１と噛合する。これにより、電動モータ
１５の回転力がウォーム軸４、ウォームホイール２を介
して、出力軸３に付与される。

【００３０】ウォーム軸４は、ウォームホイール２と噛
合するウォーム４Ｅを略中央部に備え、このウォーム４
Ｅの基端４Ａ側には、径が拡大された段差部４Ｃが、ま
た先端４Ｂ側には段差部４Ｄが、それぞれ形成されてい
る。なお、請求の範囲との対応では、段差部４Ｄが第１
の段差部に、また段差部４Ｃが第２の段差部にそれぞれ
対応する。

【００３１】ウォーム軸４の基端４Ａ側を回動自在に支
持する軸受６は、この段差部４Ｃと、ギヤケース１の開
口部１Ａ内周に装着された係止手段である止め輪７との
間に保持される。一方、ウォーム軸４の先端４Ｂ側を軸
支する軸受５は、外輪側面を接して凹部１Ｃ内に収容さ
れるとともに、段差部４Ｄと、凹部１Ｃの底面１Ｂに設
けられた付勢手段であるバネ部材８との間に保持され
る。すなわち、このバネ部材８のバネ力は、軸受５を段
差部４Ｄ側に押さえ付けて保持するとともに、ウォーム
軸４を基端４Ａ側に付勢し、段差部４Ｃは軸受６を止め
輪７側に押さえ付けて保持する。なお、バネ部材８とし
てはコイルスプリングまたは皿バネ等が用いられる。ま
た、請求の範囲との対応では、軸受５が第１の軸受に、
また軸受６が第２の軸受にそれぞれ対応する。

【００３２】このバネ部材８のバネ力には、ウォーム軸
４に通常作用するスラスト力の最大値以上のイニシャル
荷重が付与されている。これにより、通常のスラスト力
が作用している限り、ウォーム軸４は、このスラスト力
に抗して所定の位置に保持され、がたつきや、ウォーム
４Ｅとウォームホイール２の噛み合い不良が、有効に防
止される。

【００３３】ウォーム軸４の先端４Ｂは、軸受５から底
面１Ｂ側に突出し、この突出部がストッパ部９となって
いる。これにより、車輪側からのキックバック等により
ウォーム軸４に通常を超える過大なスラスト力が作用
し、ウォーム軸４が底面１Ｂ側に移動しようとした場合
には、ストッパ部９が底面１Ｂと当接し、ウォーム軸４
および軸受５のそれ以上の移動を阻止する。したがっ
て、過大なスラスト力が作用した場合でも、バネ部材８
が軸受５と底面１Ｂとの間で押しつぶされたり、またウ
ォーム４Ｅとウォームホイール２との噛合がずれて作動
不良を起こしたりすることはない。

【００３４】つぎに作用を説明する。

【００３５】電動モータ１５が駆動されると、この回転
力はジョイント１２を介してウォーム軸４に伝達され、
さらに、このウォーム軸４のウォーム４Ｅに噛合するウ
ォームホイール２を介して、回転速度が減速され、また
回転トルクが増力されて、出力軸３へと伝達される。

【００３６】この場合、本発明では、ウォーム軸４は、
軸受５、６、止め輪７、および段差部４Ｃ、４Ｄを介し
て、バネ部材８のバネ力により保持され、かつ、このバ
ネ部材８には通常の動作においてウォーム軸４に作用す
るスラスト力よりも大きなイニシャル荷重が与えられて
いるので、通常動作においては、ウォーム軸４はギヤケ
ース１内の所定の位置に保たれ、がたつくことはない。

【００３７】これに対して、例えば車輪が石ころ、段差
等に乗り上げてキックバックがあった場合等、ウォーム
軸４に過大なスラスト力が作用した場合には、ウォーム
軸４先端のストッパ部９がギヤケース１の底面１Ｂに当
接することにより、ウォーム軸４および軸受５の底面１
Ｂ側への過大な移動は防止される。したがって、バネ部
材８が軸受５と底面１Ｂとの間で押しつぶされて破損す
ることはなく、また、ウォーム軸４の移動により、ウォ
ーム４Ｅとウォームホイール２との噛合がずれて噛み合
い不良を起こすこともない。

【００３８】また、本発明の動力伝達装置では、ウォー
ム軸４まわりの構造は、バネ部材８、ウォーム軸４、軸
受５、６、止め輪７のみで構成でき、また、これらの部
品をギヤケース１の開口部１Ａから順次挿入し、バネ部
材８の付勢力に抗してウォーム軸４を押さえ付けるよう
に軸受６を止め輪７で係止するだけで組み立てることが
でき、特別な加工や調整工程を必要としないので、部品
コストおよび組み立てコストが大幅に低減できる。ま
た、ギヤケース１は、開口部１Ａのみが開口する構造で
あるので、ギヤケース１の加工はこの開口部１Ａの方向
からのみで済み、加工工数およびコストが低減できる。

【００３９】図２には本発明の他の実施の形態を示す。

【００４０】この実施の形態は、図１の実施の形態と基
本的構成を同じくするものであり、ウォーム軸４の先端
４Ｂに設けられていたストッパ部９を備えない代わり
に、ギヤケース１の底面１Ｂ外周に段差状のストッパ部
１９を備えた点でのみ、図１の実施の形態と異なるもの
である。この図２の構成によっても、過大なスラスト力
が作用したときのウォーム軸４の動きは、軸受５がこの
ストッパ部１９に当接するところまでで阻止され、図１
の実施の形態と同様に、バネ部材８の破損防止およびウ
ォーム４Ｅとウォームホイール２との噛み合い不良の防
止を行うことができる。また、ウォーム軸４は先端４Ｂ
にストッパ部を設けない分だけ短くでき、その分、図１
の実施の形態に比べてコスト低減が可能となる。

【００４１】

【発明の効果】第１の発明によれば、駆動源からの回転
力はウォーム軸およびウォームホイールを介して、回転
速度が減速され、また回転トルクが増力されて、出力軸
へと伝達されるが、ウォーム軸の第２の段差部は、係止
手段により第２の軸受を介して凹部側に押さえ付けられ
る一方、第１の段差部は凹部側に収容された第１の軸受
を介して付勢手段により反対方向から付勢されるので、
ウォーム軸は付勢手段の付勢力により所定の位置に安定
的に保持される。このような動力伝達装置のウォーム軸
まわりは、付勢手段、ウォーム軸、第１、第２の軸受
け、および係止手段だけで構成でき、少ない部品点数で
済むうえ、その組み立ては開口部から順次挿入し、付勢
手段の付勢力に抗してウォーム軸を押さえ付けるように
第２の軸受を係止手段で係止するだけよいので、特別な
加工や調整工程を必要とせず、部品コストおよび組み立
てコストが大幅に低減できる。また、ギヤケースは、開
口部のみが開口する構造であるので、その加工はこの開
口部の方向からのみで済み、加工工数およびコストが低
減できる。

【００４２】第２の発明によれば、動力伝達装置の作動
によりウォーム軸４にはスラスト荷重が作用するが、付
勢手段のイニシャル荷重は、通常動作におけるスラスト
荷重の最大値よりも大きく設定されているので、通常動
作においてはウォーム軸は所定の位置に保たれ、がたつ
きが生じることはない。

【００４３】第３の発明によれば、ストッパによりウォ
ーム軸の凹部底面方向への過大な動きが防止されるの
で、ウォーム軸に過大なスラスト荷重が作用した場合で
も、第１の軸受と凹部底面との間で付勢手段が押しつぶ
されて破損したり、ウォームとウォームホイールとの噛
合がずれて作動不良を起こしたりすることはない。

【００４４】第４の発明によれば、ウォーム軸が凹部底
面方向へ過大に動いたときには、第１の軸受から突出し
たウォーム軸の先端が凹部底面と当接して、ウォーム軸
のそれ以上の移動を防止するので、ウォーム軸の先端は
ストッパとして機能する。

【００４５】第５の発明によれば、ウォーム軸が凹部底
面方向へ過大に動いたときには、第１の軸受が凹部底面
の段差に当接して、軸受およびウォーム軸のそれ以上の
移動を防止するので、凹部底面の段差はストッパとして
機能する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す断面図である。

【図２】同じく他の実施の形態を示す断面図である。

【図３】従来例を示す断面図である。

【図４】他の従来例を示す断面図である。

【符号の説明】

１ ギヤケース １Ａ 開口部 １Ｂ 底面 １Ｃ 凹部 ２ ウォームホイール ３ 出力軸 ４ ウォーム軸 ４Ａ ウォーム軸の基端 ４Ｂ ウォーム軸の先端 ４Ｃ 段差部 ４Ｄ 段差部 ４Ｅ ウォーム ５ 軸受 ６ 軸受 ７ 止め輪 ８ バネ部材 ９ ストッパ部 １０ スプライン １１ スプライン １２ ジョイント １４ 電動モータの出力軸 １５ 電動モータ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】駆動源からの駆動力が入力されるウォーム
   軸と、 このウォーム軸外周のウォームと噛合するウォームホイ
   ールと、 このウォームホイールを外周に備えた出力軸と、 前記ウォーム軸およびウォームホイールを収容するとと
   もに前記駆動源が装着されるケースと、 を備えた動力伝達装置において、 前記ケースに凹部を形成し、 この凹部に前記ウォーム軸の一端側を軸支する第１の軸
   受を備え、 この第１の軸受を前記凹部底面に設けた付勢手段とウォ
   ーム軸外周に設けた第１の段差部との間で保持する一
   方、 前記凹部と対向する位置に開口部を形成し、 前記ケースのこの開口部側で前記ウォーム軸の基端側を
   軸支する第２の軸受を備え、 この第２の軸受を介して前記ウォーム軸に設けた第２の
   段差部を前記凹部方向に押さえ付けるように係止する係
   止手段を備えるとともに、 前記ケースの開口部側に前記駆動源を装着し、 この駆動源と前記ウォーム軸の基端側とを連係させたこ
   とを特徴とする動力伝達装置。
2. 【請求項２】前記付勢手段の付勢力を、通常の動作にお
   いてウォーム軸にかかるスラスト荷重の最大値よりも大
   きく設定したことを特徴とする請求項１に記載の動力伝
   達装置。
3. 【請求項３】前記ウォーム軸の前記凹部底面方向への過
   大変位を防止するストッパを備えたことを特徴とする請
   求項１または請求項２に記載の動力伝達装置。
4. 【請求項４】前記ウォーム軸の端部を第１の軸受から凹
   部方向に突出させ、この端部を前記ストッパとしたこと
   を特徴とする請求項３に記載の動力伝達装置。
5. 【請求項５】前記凹部底面に段差を設け、この段差を前
   記ストッパとしたことを特徴とする請求項３に記載の動
   力伝達装置。