JP2012136105A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】継手およびウォーム減速機構の何れにおいてもがたつき音が発生することを抑制でき、且つ、電動モータの出力を遅れなくウォーム減速機構に伝達することのできる電動パワーステアリング装置を提供する。
【解決手段】ウォーム軸２０の第１端部２２および第２端部２３は、それぞれ、第１および第２軸受３１，３２によって回転可能に支持されている。弾性部材４５は、第２軸受３２を介して第２端部２３を弾性的に付勢している。第１端部２２は、拡径許容部４０が形成された第１筒状部３４を含む。第１筒状部３４の外周には、雄歯部４１が形成されている。雄歯部４１は、継手３０の第２筒状部４６に形成された雌歯部４９と噛み合っている。第１筒状部３４内のボール４２は、軸方向Ｓ１に関する拡径許容部４０の一部を拡径させることで、雄歯部４１の一部を雌歯部４９に押圧している。
【選択図】図２

Description

本発明は、電動パワーステアリング装置に関する。

電動モータの出力が減速機構を介して転舵機構に伝達される電動パワーステアリング装置において、減速機構として、ウォーム減速機構を用いることがある（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１記載の構成では、電動モータの出力軸と、ウォーム軸とは、スプライン継手によって結合されている。具体的には、電動モータの出力軸に形成された雌スプラインと、ウォーム軸の一端部に形成された雄スプラインとが互いに嵌め合わされている。

特開２００２−２６６９８７号公報

特許文献１記載の構成では、雄スプラインが球面形状に形成されており、雄スプラインの軸方向の中央部の直径が最も大きくされている。これにより、雄スプラインは、当該雄プラインの中央部を支点にして、雌スプラインに対して揺動可能である。また、ウォーム軸の他端部には、ねじ部材等を用いて付勢力が付与されている。これにより、ウォーム軸は、ウォームホイール側に押圧されており、ウォーム軸とウォームホイールとの噛み合い部分でのバックラッシが詰められている。その結果、ウォーム軸とウォームホイールとの噛み合い部分でのバックラッシに起因する噛み合い騒音が抑制されている。しかしながら、通常、スプライン継手の雄スプラインと雌スプラインとの間には、ガタ（隙間）が生じるので、このガタに起因して、雄スプラインと雌スプラインとの間でがたつき音（ラトル音）が生じてしまう。

一方で、継手として、弾性部材を有する継手を用いて、継手でのがたつき音の発生を抑制することが考えられる。このような継手は、例えば、電動モータの出力軸に固定された入力部材と、ウォーム軸の一端部に固定された出力部材と、これら入力部材と出力部材との間に配置された弾性部材と、を含む。
入力部材および出力部材は、相対向する対向面を有し、各対向面には、ウォーム軸の軸方向に突出する突部が複数形成されている。入力部材の各突部と、出力部材の各突部とは、周方向に隙間をあけて配置されており、この隙間に弾性部材が介在している。この構成により、入力部材のトルクは、入力部材の突部、弾性部材および出力部材の突部の順に伝わり、ウォーム軸に伝わる。このように、トルク伝達経路に弾性部材が介在することにより、継手でのがたつき音を抑制できる。しかしながら、この構成では、電動モータの駆動開始のとき、入力部材と出力部材との間で弾性部材が弾性的に圧縮された後に、トルクが入力部材から出力部材に伝わる。よって、電動モータの駆動開始から、ステアリングシャフトにトルクが伝達されるまでの間に遅れが生じる。このため、操舵部材の操舵の開始に対する操舵補助の開始について、応答性が低くなってしまう。

本発明は、かかる背景のもとでなされたもので、継手およびウォーム減速機構の何れにおいてもがたつき音が発生することを抑制でき、且つ、電動モータの出力を遅れなくウォーム減速機構に伝達することのできる電動パワーステアリング装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、第１端部（２２）および第２端部（２３）を含むウォーム軸（２０）と、前記ウォーム軸に噛み合い転舵機構（２９）に連結されたウォームホイール（２１）と、前記第１端部と電動モータ（１８）の出力軸（１８ｂ）とをトルク伝達可能に連結する継手（３０）と、前記ウォーム軸および前記ウォームホイールの中心間距離（Ｋ１）が近づく方向に前記第２端部を弾性的に付勢する付勢部材（４５）と、を備え、前記第１端部は、第１筒状部（３４）と、前記第１筒状部に形成され前記第１筒状部の拡径を許容するための拡径許容部（４０）と、前記第１筒状部の外周に形成された雄歯部（４１）と、を含み、前記継手は、前記出力軸と一体回転可能な第２筒状部（４６）と、この第２筒状部（４６）の内周に形成され前記雄歯部に噛み合い可能な雌歯部（４９）と、を含み、前記第１筒状部内に配置され、前記第１筒状部の軸方向の一部を拡径させることで前記雄歯部を前記雌歯部に押圧させる拡径部材（４２；５５）をさらに備えていることを特徴とする電動パワーステアリング装置（１）を提供する（請求項１）。

本発明によれば、拡径部材によってウォーム軸の雄歯部と継手の雌歯部とが互いに押圧されている。これにより、これら雄歯部と雌歯部との間の隙間を詰めることができる。したがって、電動モータの駆動時等に、継手からがたつき音（ラトル音）が生じることを抑制できる。また、拡径部材によって第１筒状部の一部が拡径されていることにより、ウォーム軸の軸方向に関する雄歯部の一部が雌歯部に噛み合う。これにより、ウォーム軸は、雄歯部と雌歯部との噛み合い部を支点にして、継手に対して揺動可能である。したがって、ウォーム軸は、付勢部材の付勢力を受けてウォームホール側に変位し、その結果、ウォーム軸とウォームホイールとの噛み合い部のバックラッシを詰めることができる。これにより、ウォーム軸とウォームホイールとを含むウォーム減速機構における、がたつき音（ラトル音）の発生も抑制できる。その上、ウォーム軸の雄歯部とウォームホイールの雌歯部とは、直接噛み合っているので、互いの剛的な噛み合いが実現されている。したがって、雌歯部から雄歯部へのトルク伝達に遅れが生じることはなく、電動モータの出力を遅れなくウォーム減速機構に伝達できる。

また、本発明において、前記拡径部材は、前記拡径許容部に圧入されたボール（４２）を含む場合がある（請求項２）。この場合、拡径許容部にボールを圧入するという簡易な構成で、拡径許容部を拡径できる。しかも、ボールであれば、第１筒状部に対する向きを考慮することなく、第１筒状部に挿入すればよいので、第１筒状部へのボールの圧入作業が容易である。

また、本発明において、前記拡径許容部の内周面（４０ａ）に、前記拡径部材を受けるための受け凹部（４４）が形成されている場合がある（請求項３）。この場合、拡径許容部に挿入された拡径部材を受け凹部に配置することで、拡径部材を所望の位置に確実に配置できる。これにより、ウォーム軸の揺動の支点を所望の位置に確実に設定できる。
また、本発明において、前記第２筒状部内に配置され前記拡径部材を受ける受け部材（５０）をさらに備える場合がある（請求項４）。この場合、拡径許容部に挿入された拡径部材が拡径許容部内で不用意に動くことを抑制できるので、第１筒状部の所望の部分を拡径した状態を確実に維持できる。

また、本発明において、前記拡径許容部には、スリット（４３）が形成されている場合がある（請求項５）。この場合、第１筒状部にスリットを形成するという簡易な構成で、拡径許容部を実現できる。
なお、上記において、括弧内の数字等は、後述する実施形態における対応構成要素の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。

本発明の一実施形態にかかる電動パワーステアリング装置の概略構成を示す模式図である。 電動モータ、ウォーム減速機構およびその近傍の構成を示す断面図である。 図２の第１軸受の周辺の拡大図である。 ウォームの第１端部周辺の主要部を軸方向に沿って見た断面図である。 ウォーム軸と電動モータの出力軸とを組み付ける作業を説明するための主要部の断面図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、ウォーム軸と電動モータの出力軸とを組み付ける作業を説明するための主要部の断面図である。 本発明の別の実施形態の主要部の断面図である。

以下には、図面を参照して、本発明の実施形態について具体的に説明する。
図１は、本発明の一実施形態にかかる電動パワーステアリング装置１の概略構成を示す模式図である。図１を参照して、電動パワーステアリング装置１は、ステアリングホイール等の操舵部材２に連結されるステアリングシャフト３と、中間軸４を介してステアリングシャフト３と連結されるピニオン軸５と、転舵軸としてのラック軸８と、を備えている。ラック軸８は、ピニオン軸５に形成されたピニオン６に噛み合うラック７を有し、自動車の左右方向に延びている。ピニオン軸５およびラック軸８によって、ラックアンドピニオン機構からなる転舵機構２９が構成されている。

ステアリングシャフト３は、操舵部材２に連なる入力軸９と、中間軸４に連なる出力軸１０とを含んでいる。これら入力軸９および出力軸１０はトーションバー１１を介して同一軸線上で相対回転可能に連結されている。
ラック軸８は、図示しない複数の軸受を介して直線往復運動可能にハウジング１２に支持されている。ラック軸８の両端部は、ハウジング１２の外部へ突出している。ラック軸８の各端部は、それぞれタイロッド１３およびナックルアーム（図示せず）を介して、転舵輪１４に連結されている。

操舵部材２が回転操作されることにより、ステアリングシャフト３が回転する。このステアリングシャフト３の回転は、ピニオン６およびラック７を介してラック軸８の直線往復運動に変換される。これにより、転舵輪１４の転舵が達成される。
操舵部材２に操舵トルクが入力されることにより、トーションバー１１はねじれる。これにより、入力軸９および出力軸１０が微小角度、相対回転する。この相対回転変位は、ステアリングシャフト３の近傍に設けられたトルクセンサ１５によって検出される。これにより、操舵部材２に作用するトルクが検出される。トルクセンサ１５の出力信号は、ＥＣＵ１６（Electronic ControlUnit：電子制御ユニット）に与えられる。ＥＣＵ１６は、トルク値や図示しない車速センサから与えられる車速値等に基づいて、駆動回路１７を介して操舵補助用の電動モータ１８を駆動制御する。

電動モータ１８の出力は、ウォーム減速機構１９を介してステアリングシャフト３の出力軸１０に伝達される。出力軸１０に伝達された力は、ピニオン軸５等を介してラック軸８に伝達される。これにより操舵が補助される。
ウォーム減速機構１９は、電動モータ１８により回転駆動される駆動ギヤとしてのウォーム軸２０と、このウォーム軸２０に噛み合う従動ギヤとしてのウォームホイール２１とを備えている。ウォームホイール２１は、ステアリングシャフト３の出力軸１０等を介して転舵機構２９に連結されている。

図２は、電動モータ１８、ウォーム減速機構１９およびその近傍の構成を示す断面図である。図２を参照して、ウォーム減速機構１９は、ハウジング７０に収容されている、また、電動モータ１８は、このハウジング７０に支持されている。ハウジング７０は、ウォーム軸２０を収容する筒状の駆動ギヤ収容ハウジング７１と、ウォームホイール２１を収容する筒状の従動ギヤ収容ハウジング７２と、を含んでいる。ハウジング７０は、アルミニウム合金等の金属材料を用いて一体成形されている。

駆動ギヤ収容ハウジング７１の一端部には、環状フランジ部７３が形成されている。環状フランジ部７３には、図示しない固定ねじを用いて、電動モータ１８のモータハウジング１８ａが取り付けられている。電動モータ１８は、このモータハウジング１８ａと、モータハウジング１８ａに回転可能に支持された出力軸１８ｂとを含んでいる。出力軸１８ｂは、駆動ギヤ収容ハウジング７１に向けてモータハウジング１８ａから突出している。出力軸１８ｂは、継手３０を介してウォーム軸２０に動力伝達可能に連結されている。ウォーム軸２０は、継手３０に対して、所定の揺動方向Ａ１に揺動可能とされている。

ウォーム軸２０は、第１端部２２と、第２端部２３と、第１端部２２および第２端部２３間に配置され歯部を有する柱状のウォーム２４と、を含んでいる。
第１端部２２は、電動モータ１８の出力軸１８ｂに継手３０を介して動力（トルク）伝達可能に連結されている。
ウォームホイール２１は、出力軸１０に一体回転可能に結合された環状の芯金２７と、芯金２７の周囲を取り囲み外周に歯が形成された合成樹脂部材２８とを含んでいる。芯金２７は、例えば合成樹脂部材２８の樹脂成形時に金型内にインサートされる。芯金２７は、ステアリングシャフト３の出力軸１０に、例えば圧入によって嵌め合わされている。これにより、ウォームホイール２１は、出力軸１０に対して一体回転可能に且つ軸方向に移動不能となっている。

ウォーム軸２０の第１端部２２には、第１軸受３１が配置されている。また、ウォーム軸２０の第２端部２３には、第２軸受３２が配置されている。第１および第２軸受３１，３２は、例えば、深溝玉軸受等の転がり軸受である。ウォーム軸２０は、第１軸受３１および第２軸受３２等を介して、ハウジング７０の駆動ギヤ収容ハウジング７１に回転可能に支持されている。

ウォーム軸２０は、第１端部２２を中心に、揺動方向Ａ１に揺動可能である。また、ウォーム軸２０の中心としての中心軸線Ｌ１と、ウォームホイール２１の中心としての中心軸線Ｌ２との間の距離（中心間距離）Ｋ１が近づく方向としての付勢方向Ｂ１に、ウォーム軸２０の第２端部２３が弾性的に付勢されている。これにより、ウォーム軸２０の歯形成部としてのウォーム２４とウォームホイール２１の互いの噛み合い領域２６においてバックラッシが生じることを抑制している。

なお、以下では、ウォーム軸２０の軸方向Ｓ１、径方向Ｑ１および周方向Ｃ１を、単に軸方向Ｓ１、径方向Ｑ１および周方向Ｃ１という。
図３は、図２の第１軸受３１の周辺の拡大図である。図３を参照して、第１端部２２は、第１軸受３１によって保持される軸受保持部３３と、軸受保持部３３に連続する第１筒状部３４と、を含んでいる。軸受保持部３３は、中実の円筒状に形成されている。

第１軸受３１は、ウォーム軸２０を揺動方向Ａ１に揺動可能となるように、軸受保持部３３を支持している。第１軸受３１は、内輪３１ａと、外輪３１ｂと、転動体（玉）３１ｃとを含んでいる。
第１軸受３１の内輪３１ａは、軸受保持部３３の外周に嵌め合わされている。この内輪３１ａは、第１端部２２に圧入固定されており、ウォーム軸２０とは軸方向Ｓ１に一体移動可能である。

第１軸受３１の外輪３１ｂは、駆動ギヤ収容部７１の軸受支持部（保持孔）７１ａに支持されている。第１軸受支持部７１ａは、駆動ギヤ収容ハウジング７１の内周面に形成されている。外輪３１ｂは、第１軸受保持部７１ａにすきま嵌めによって嵌合されており、ハウジング７０に対する軸方向移動が可能である。
第１軸受３１の転動体３１ｃは、内輪３１ａの外周面の軌道溝と、外輪３１ｂの内周面の軌道溝との間に介在している。第１軸受３１の転動体３１ｃは、所定の直径を有する玉からなる。第１軸受３１の中心軸線および転動体３１ｃの中心を含む切断面（図３に示す切断面）において、内輪３１ａの軌道溝の曲率半径Ｒ１は、転動体３１ｃの直径Ｄ１の５０％よりも大きい。また、外輪３１ｂの軌道溝の曲率半径Ｒ２は、転動体３１ｃの直径Ｄ１の５０％よりも大きい。

上記の構成により、第１軸受３１の内輪３１ａは、外輪３１ｂに対して揺動方向Ａ１に大きく揺動可能となっている。揺動方向Ａ１は、ウォームホイール２１の中心軸線Ｌ２に沿ってウォーム軸２０を見たときにおける、第１端部２２を中心とする時計回り方向および反時計回り方向を含む方向である。
図２を参照して、第２軸受３２は、内輪３２ａと、外輪３２ｂと、転動体３２ｃとを含んでいる。第２軸受３２の内輪３２ａは、第２端部２３の外周に嵌め合わされている。この内輪３２ａの一端面は、第２端部２３とウォーム２４との間の環状の段部２０ｂに受けられている。

第２軸受３２の外輪３２ｂは、駆動ギヤ収容ハウジング７１の内周面に形成された第２軸受支持部７１ｂに、付勢部材としての弾性部材４５を介して支持されている。第１軸受保持部７１ｂは、付勢方向Ｂ１に長い長孔に形成されている。これにより、第２軸受３２および第２端部２３は、揺動方向Ａ１に移動可能とされている。
弾性部材４５は、帯状の金属片をプレス加工することにより形成された板ばね部材である。弾性部材４５は、有端環状の主体部３５と、主体部３５から延設された弾性舌片３６と、を含んでいる。主体部３５は、第２軸受３２の外輪３２ｂの外周面に嵌合されている。弾性舌片３６は、第２軸受保持部７１ｂに接触しており、弾性的に圧縮されている。この弾性圧縮による弾性反発力を用いることで、弾性部材４５は、第２軸受３２を介してウォーム軸２０の第２端部２３を付勢方向Ｂ１に付勢している。

付勢方向Ｂ１は、ウォームホイール２１の軸方向Ｓ１に沿ってウォーム減速機構１９を見たときにおける、ウォーム軸２０からウォームホイール２１に向かう方向（中心間距離Ｋ１が近づく方向）である。
このように、ウォーム軸２０は、第１端部２２を中心として、ウォーム軸２０とウォームホイール２１の互いの中心間距離Ｋ１が短くなるように弾性的に付勢されている。その結果、ウォーム軸２０のウォーム２４とウォームホイール２１との間の噛み合い領域２６でのバックラッシがゼロに保たれている。

弾性部材４５の主体部３５からは、弾性突起３７が延びている。弾性突起３７は、駆動ギヤ収容ハウジング７１の端壁７１ｄに受けられており、第２軸受３２を第１軸受３１側に弾性的に付勢している。
弾性突起３７の付勢力は、第２軸受３２の外輪３２ｂ、転動体３２ｃおよび内輪３２ａを介してウォーム軸２０に伝わる。ウォーム軸２０に伝わった付勢力は、第１軸受３１の内輪３１ａ、転動体３１ｃ、および外輪３１ｂを介して、駆動ギヤ収容ハウジング７１に固定されたねじ部材３８に受けられる。これにより、第１および第２軸受３１，３２に予圧が付与されており、第１および第２軸受３１，３２の内部隙間に起因するがたつき音の発生が抑制されている。

図３を参照して、ねじ部材３８は、駆動ギヤ収容ハウジング７１の第１軸受保持部７１ａに隣接して形成された雌ねじ部７１ｅにねじ結合されており、第１軸受３１の外輪３１ｂの一端面を受けている。ねじ部材３８は、ねじ部材３８にねじ結合されたロックナット３９によって回り止めされている。
次に、ウォーム軸２０の第１端部２２と継手３０との結合構造について、説明する。ウォーム軸２０の第１端部２２において、軸受保持部３３と第１筒状部３４との間には、環状の溝部２０ｃが形成されている。環状の溝部２０ｃは、ウォーム軸２０が継手３０に対して揺動方向Ａ１に揺動するときにおけるウォーム軸２０と継手３０との接触を防ぐために設けられている。

第１筒状部３４は、円筒状に形成されている。より具体的には、第１筒状部３４は、中空の樽形形状に形成されている。すなわち、第１筒状部３４は、軸方向Ｓ１に関して、基端３４ａ側と先端３４ｂ側の直径が小さく、中央部３４ｃの直径が大きい形状に形成されている。中央部３４ｃは、略球状に形成されている。
本実施形態において、第１筒状部３４は、軸受保持部３３と単一の材料を用いて一体に形成されている。なお、第１筒状部３４と軸受保持部３３とを別部材によって形成し、軸受保持部３３および第１筒状部３４を互いに溶接等によって固定してもよい。

第１筒状部３４の基端３４ａは、軸受保持部３３に連続している。第１筒状部３４の先端３４ｂは、外部に開放されている。第１筒状部３４は、拡径許容部４０と、雄歯部４１と、を含んでいる。この拡径許容部４０内には、拡径部材としてのボール４２が収容されている。
拡径許容部４０は、第１筒状部３４のうち先端３４ｂを含む少なくとも一部に形成されており、ボール４２が挿入されることにより径方向Ｑ１に拡径可能とされている。本実施形態において、拡径許容部４０は、軸方向Ｓ１に関する第１筒状部３４の略全域に亘って形成されている。

図４は、ウォーム２０の第１端部２２の周辺の主要部を軸方向Ｓ１に沿って見た断面図である。図３および図４を参照して、拡径許容部４０には、拡径許容部４０の弾性を増すためのスリット４３が形成されている。スリット４３は、拡径許容部４０の肉を径方向Ｑ１に貫通している。スリット４３は、周方向Ｃ１に等間隔に複数形成されている。
本実施形態において、スリット４３は、４つ形成されている。各スリット４３の溝幅（周方向Ｃ１の長さ）は、ボール４２の直径Ｄ２の半分以下とされており、スリット４３を設けたことによる拡径許容部４０の剛性の低下量が過大になることが抑制されている。各スリット４３は、第１筒状部３４の先端３４ｂに開放されている。

雄歯部４１は、第１筒状部３４の外周面に形成されている。雄歯部４１は、少なくとも拡径許容部４０の外周面に形成されており、第１筒状部３４の長手方向（軸方向Ｓ１）に沿って延びている。雄歯部４１は、例えば、雄セレーション歯である。雄歯部４１は、ボール４２を取り囲むように多数設けられている。
ボール４２は、鋼球等を用いて形成されており、実質的に単一の曲率半径を有している。ボール４２は、拡径許容部４０に圧入固定されている。ボール４２の直径Ｄ２は、ボール４２が圧入される前における拡径許容部４０の内周面４０ａの内径（図３において、第１筒状部３４の基端３４ａの内径に相当）よりも大きい。これにより、拡径許容部４０（中央部３４ｃ）は、ボール４２によって拡径されている。拡径許容部４０には、受け凹部４４が形成されている。受け凹部４４は、ボール４２を受けるためのものであり、ボール４２を位置決めするように構成されている。

受け凹部４４は、拡径許容部４０の内周面４０ａを窪ませることによって形成されている。受け凹部４４は、軸方向Ｓ１に関する拡径許容部４０の略中央、すなわち第１筒状部３４の中央３４ｃに配置されている。受け凹部４４は、拡径許容部４０の内周面４０ａにおいて、周方向Ｃ１に沿って環状に形成されている。受け凹部４４は、軸方向Ｓ１に関する長さが例えばボール４２の直径Ｄ２の１／４よりも小さくされており、ボール４２と２箇所で線接触している。上記の構成により、拡径許容部４０のうち、受け凹部４４が設けられている中央部３４ｃ（拡径許容部４０の一部）が、拡径許容部４０のうち最も外径の大きい部分とされている。より具体的には、第１筒状部３４の中央部３４ｃは、球の一部を含む形状に膨出した形状とされている。軸方向Ｓ１に関する受け凹部４４の両側に、スリット４３が形成されている。

図３を参照して、継手３０は、第２筒状部４６を含んでいる。第２筒状部４６は、円筒状に形成されており、電動モータ１８の出力軸１８ｂから第１筒状部３４に向かって延びている。第２筒状部４６の内周面には、第１結合部４７と、第２結合部４８と、雌歯部４９と、が設けられている。軸方向Ｓ１に関して、第１結合部４７、第２結合部４８、および雌歯部４９の順に並んでいる。また、第１結合部４７、第２結合部４８、および雌歯部４９の順に内径が大きい。

第１結合部４７は、電動モータ１８の出力軸１８ｂと圧入固定されている、これにより、第２筒状部４６と出力軸１８ｂとは、一体回転可能に連結されている。第１結合部４７と第２結合部４８との間の環状の段部４６ａは、出力軸１８ｂの先端面を受けている。これにより、出力軸１８ｂに対する継手３０の位置決めがされている。
第２結合部４８には、後述する受け部材５０が結合されている。雌歯部４９は、第２筒状部４６の内周面において、周方向Ｃ１の全域に亘って多数形成されている。雌歯部４９は、例えば、雌セレーションである。雌歯部４９は、軸方向Ｓ１と平行に延びており、雄歯部４１とトルク伝達可能に噛み合うように構成されている。より具体的には、ボール４２は、拡径許容部４０を径方向Ｑ１の外方に押圧して第１筒状部３４の中央部３４ｃを拡径している。これにより、中央部３４ｃに形成された雄歯部４１は、雌歯部４９に噛み合い、且つ、雌歯部４９に押圧されている。

中央部３４ｃが球状とされているので、雄歯部４１の一部は、実質的に球面セレーションとなっており、軸方向Ｓ１に関する雄歯部４１と雌歯部４９の一部とが互いに噛み合っている。また、雄歯部４１と雌歯部４９との間の隙間が詰められており、両者の間でがたつきが生じることが抑制されている。すなわち、雄歯部４１と雌歯部４９とは、締め代をもって嵌合されている。この締め代の値は、ボール４２の直径Ｄ２を適宜設定することにより、所望の値に容易に設定できる。

上記の構成により、雄歯部４１は、雌歯部４９に対して、線接触に近い態様で接触している。これにより、ウォーム軸２０は、ボール４２の中心を中心に揺動方向Ａ１に揺動可能となっている。
第２筒状部４６内には、受け部材５０が配置されている。受け部材５０は、ボール４２を受け凹部４４にまで確実に押し込むために、且つ、ボール４２が第１筒状部３４から抜け出ることを抑制するために設けられている。受け部材５０は、第２筒状部４６の第２結合部４８に固定された受け部材本体５１と、受け部材本体５１から突出する突出部５２と、を含んでいる。

受け部材本体５１は、第２結合部４８と雌歯部４９との間の環状の段部４６ｂに受けられている。これにより、軸方向Ｓ１に関する受け部材５０の位置決めがされている。突出部５２は、受け部材本体５１から第１筒状部３４に向けて突出している。突出部５２は、第１筒状部３４の先端３４ｂを通って第１筒状部３４内に進入している。突出部５２の先端面は、平坦であり、ボール４２を受けている。

以上が電動パワーステアリング装置１の概略構成である。次に、電動パワーステアリング装置１の製造の主要点について説明する。
ウォーム軸２０と電動モータ１８の出力軸１８ｂとを組み付けるときには、まず、図５に示すように、サブアセンブリ５３を用意するサブアセンブリ５３は、ウォーム軸２０に第１および第２軸受３１，３２を取り付け、さらに第２軸受３２に弾性部材４５を取り付けた構成を有している。このとき、ウォーム軸２０の第１筒状部３４は、円筒状に形成されており、軸方向Ｓ１の何れの位置でも直径が同じとされている。このときの第１筒状部３４の外径は、軸受保持部３３の直径よりも小さくされており、軸受保持部３３に第１軸受３１を取り付けることが可能とされている。このサブアセンブリ５３をハウジング７０の環状フランジ部７３側からハウジング７０に挿入し、サブアセンブリ５３を駆動ギヤ収容ハウジング７１に取り付ける。次に、ねじ部材３８およびロックナット３９をハウジング７０に取り付ける。

次に、図６（Ａ）に示すように、ボール４２を第１筒状部３４の拡径許容部４０に圧入する。これにより、拡径許容部４０のうち、ボール４２が通過した箇所は、拡径される。その結果、第１筒状部３４は、先拡がりのカップ形状となっている。次いで、図６（Ｂ）に示すように、受け部材５０および継手３０が出力軸１８ｂに固定された状態の電動モータ１８を、ハウジング７０の環状フランジ部７３に固定する。このとき、継手３０の第２筒状部４６は、第１筒状部３４に嵌合し、継手３０の雌歯部４９は、第１筒状部３４の雄歯部４１に噛み合う。また、受け部材５０は、ボール４２を第１筒状部３４内に確実に押し込み、ボール４２を受け凹部４４に接触させる。

次に、図６（Ｃ）を参照して、図示しない治具等を用いて、ウォーム軸２０を揺動方向Ａ１の一方に変位させる。この状態で、ウォーム軸２０を回転させることにより、第１筒状部３４の先端３４ｂ周辺が周方向Ｃ１に沿って順次塑性変形され、その結果、第１筒状部３４は、樽形形状に形成される。これにより、第１筒状部３４の中央部３４ｃにおける雄歯部４１は、雌歯部４９と略線接触した状態で嵌合する。

以上説明したように、本実施形態によれば、ボール４２によってウォーム軸２０の雄歯部４１と継手３０の雌歯部４９とが互いに弾性的に押圧されている。これにより、これら雄歯部４１と雌歯部４９との間の隙間を詰めることができる。したがって、電動モータ１８の駆動時等に、継手３０からがたつき音（ラトル音）が生じることを抑制できる。
また、ボール４２によって第１筒状部３４の一部が拡径されていることにより、軸方向Ｓ１に関する雄歯部４１の一部が雌歯部４９に噛み合う。これにより、ウォーム軸２０は、雄歯部４１と雌歯部４９との噛み合い部を支点にして、継手３０に対して揺動可能である。したがって、ウォーム軸２０は、弾性部材４５の付勢力を受けてウォームホイール２１側に変位し、その結果、ウォーム軸２０とウォームホイール２１との噛み合い領域２６のバックラッシを詰めることができる。これにより、ウォーム減速機構１９における、がたつき音（ラトル音）の発生も抑制できる。

その上、ウォーム軸２０の雄歯部４１とウォームホイール２１の雌歯部４９とは、直接噛み合っているので、互いの剛的な噛み合いが実現されている。したがって、雌歯部４９から雄歯部４１へのトルク伝達に遅れが生じることはなく、電動モータ１８の出力を遅れなくウォーム減速機構１９に伝達できる。
さらに、拡径許容部４０にボール４２を圧入するという簡易な構成で、拡径許容部４０を拡径できる。しかも、ボール４２を、第１筒状部３４に対する向きを考慮することなく、第１筒状部３４に挿入すればよいので、第１筒状部３４へのボール４２の圧入作業が容易である。

また、拡径許容部４０に挿入されたボール４２を第１筒状部３４の受け凹部４４に配置することで、ボール４２を所望の位置に確実に配置できる。これにより、ウォーム軸２０の揺動の支点を所望の位置に確実に設定できる。
さらに、受け部材５０を設けていることにより、拡径許容部４０に挿入されたボール４２が拡径許容部４０内で不用意に動くことを抑制できるので、第１筒状部３４の所望の部分（中央部３４ｃ）を拡径した状態を確実に維持できる。

しかも、第１筒状部３４にスリット４３を形成するという簡易な構成で、拡径許容部４０を実現できる。
本発明は、以上の実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。
例えば、拡径部材としてボール４２を用いたけれども、これに限定されない。拡径部材は、拡径許容部４０内において拡径許容部４０を径方向Ｑ１の外方に拡径できる部材であればよい。例えば、ボール４２に代えて、図７に示す拡径部材５５を用いてもよい。拡径部材５５は、ボール４２の一部を切断した形状に相当しており、一対の球状部５６，５７と、球状部５６，５７を接続する一対の側面５８，５９と、を含んでいる。一対の球状部５６，５７は、第１筒状部３４の拡径許容部４０の内周面４０ａを押圧しており、第１筒状部３４の拡径許容部４０を拡径している。一方の側面５８は、受け部材５０に受けられている。

また、雄歯部４１と雌歯部４９とは、セレーション結合に限らず、スプライン結合等の他の種類の結合であってもよい。さらに、受け部材５０を廃止してもよい。また、拡径許容部４０のスリット４３は、第１筒状部３４の肉を貫通した構成であるけれども、これに限定されない。第１筒状部３４の内周面または外周面に溝等を設けることにより、拡径許容部を形成してもよい。

１…電動パワーステアリング装置、１８…電動モータ、１８ｂ…出力軸、２０…ウォーム軸、２１…ウォームホイール、２２…第１端部、２３…第２端部、２９…転舵機構、３０…継手、３４…第１筒状部、４０…拡径許容部、４０ａ…内周面、４１…雄歯部、４２…ボール（拡径部材）、４３…スリット、４４…受け凹部、４５…弾性部材（付勢部材）、４６…第２筒状部、４９…雌歯部、５０…受け部材、５５…拡径部材、Ｋ１…中心間距離。

Claims (5)

1. 第１端部および第２端部を含むウォーム軸と、
   前記ウォーム軸に噛み合い転舵機構に連結されたウォームホイールと、
   前記第１端部と電動モータの出力軸とをトルク伝達可能に連結する継手と、
   前記ウォーム軸および前記ウォームホイールの中心間距離が近づく方向に前記第２端部を弾性的に付勢する付勢部材と、を備え、
   前記第１端部は、第１筒状部と、前記第１筒状部に形成され前記第１筒状部の拡径を許容するための拡径許容部と、前記第１筒状部の外周に形成された雄歯部と、を含み、
   前記継手は、前記出力軸と一体回転可能な第２筒状部と、この第２筒状部の内周に形成され前記雄歯部に噛み合い可能な雌歯部と、を含み、
   前記第１筒状部内に配置され、前記第１筒状部の軸方向の一部を拡径させることで前記雄歯部を前記雌歯部に押圧させる拡径部材をさらに備えていることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
2. 請求項１において、前記拡径部材は、前記拡径許容部に圧入されたボールを含むことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
3. 請求項１または２において、前記拡径許容部の内周面に、前記拡径部材を受けるための受け凹部が形成さ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。
4. 請求項１〜３の何れか１項において、前記第２筒状部内に配置され前記拡径部材を受ける受け部材をさらに備え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１〜４の何れか１項において、前記拡径許容部には、スリットが形成さ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。
   

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