JP5553105B2 - 電動式パワーステアリング装置 - Google Patents

Description

この発明に係る電動式パワーステアリング装置は、自動車の操舵装置として利用するもので、電動モータを補助動力源として利用する事により、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ものである。本発明は、この様な電動式パワーステアリング装置を構成する減速機のウォーム軸の基端部と、上記電動モータの出力軸の先端部との接続部に設けるトルク継手部で、回転方向のがたつきに伴う異音の発生を、長期に亙り十分に抑えるべく発明したものである。

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。この様な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、回転に伴って操舵輪に舵角を付与する回転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、上記電動モータにより回転駆動されるウォームと、上記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、上記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しており、この部分にウォームホイール４を固定している。このウォームホイール４と噛合するウォーム歯５をウォーム軸６の軸方向中間部に設け、電動モータ７により回転駆動されるウォーム８の両端部を、深溝型玉軸受等の１対の転がり軸受９ａ、９ｂにより、上記ハウジング３内に回転自在に支持している。

上記ウォーム８を上記電動モータ７の出力軸１０により回転駆動する為に、上記ウォーム軸６の基端部にスプライン孔１１を、このウォーム軸６の基端面に開口する状態で形成している。又、上記出力軸１０の先端部にスプライン軸部１２を形成している。そして、このスプライン軸部１２と上記スプライン孔１１とをスプライン係合させる事で、上記出力軸１２と上記ウォーム軸６とを、回転力の伝達を自在に結合している。尚、本明細書で用いる「スプライン」の語には、ピッチの細かい、所謂「セレーション」と呼ばれるものも含むものとする。

更に、図１２に示した従来構造の場合、上記ウォームホイール４と上記ウォーム歯５との噛合部のバックラッシュをなくす為に、上記ウォーム軸６の先端部（図１２の右端部）を上記ウォームホイール４に向け弾性的に押圧する様にしている。即ち、上記ウォーム軸６の先端部で先端側の転がり軸受９ａよりも突出した部分に押圧駒１３を外嵌し、この押圧駒１３と上記ハウジング３との間にコイルばね１４等の弾性部材を設けている。そして、このコイルばね１４により、上記押圧駒１３を介して、上記ウォーム歯５を上記ウォームホイール４に向け押圧している。この様な構成により、これらウォーム歯５とウォームホイール４との間のバックラッシュを抑え、上記電動モータ７の回転方向の変換時に、上記ウォームホイール４と上記ウォーム歯５との噛合部での歯打ち音の発生を抑えている。

ところで、上述の様な図１２に示した構造の場合、前記出力軸１０と前記ウォーム軸６とのトルク継手部、即ち、前記スプライン孔１１と前記スプライン軸部１２とのスプライン係合部で、これらスプライン孔１１とスプライン軸部１２とを円周方向の隙間なく（バックラッシュ無しで）スプライン係合させる事ができれば、このスプライン係合部（トルク継手部）で回転方向のがたつきは生じない。但し、実際の場合には、このスプライン係合部にはバックラッシュが存在する。このスプライン係合部のバックラッシュは、上記スプライン孔１１とスプライン軸部１２とをスプライン係合させる作業を容易に行なえる様にする為に必要である。

又、上記出力軸１０の中心軸と上記ウォーム軸６の中心軸とが僅かにずれた程度では、上記スプライン係合部にコジリが発生しない様にして、上記出力軸１０を回転させる為に要するトルクが上昇する事を防止する為にも、上記バックラッシュは必要である。特に、前記コイルばね１４等の弾性部材により上記ウォーム軸６に設けたウォーム歯５を前記ウォームホイール４に向け押圧して、これらウォーム歯５とウォームホイール４との間のバックラッシュを解消する構造の場合には、上記スプライン係合部のバックラッシュを設ける事は必須となる。この様なバックラッシュ、即ち、円周方向の隙間は、トルク継手部として上記スプライン係合部に代え、例えば断面小判形の如き非円形嵌合部等の、他の機構のトルク継手部を採用した場合にも同様に必要になる。

ところが、上記スプライン係合部にバックラッシュ（円周方向の隙間）が存在すると、即ち、上記出力軸１０と上記ウォーム軸６との間に回転方向のがたつきがあると（出力軸１０とウォーム軸６とが微小に相対回転可能であると）、このがたつきに基づきスプライン係合部で異音が発生する可能性がある。即ち、例えば電動モータ７が起動し始める瞬間や、その回転方向が変換される瞬間に、上記スプライン軸部１２の外周面に設けられた雄スプライン歯の円周方向側面と、上記スプライン孔１１の内周面に設けられた雌スプライン歯の円周方向側面とが勢い良く衝突し、歯打ち音と呼ばれる異音が発生する可能性がある。

この様な歯打ち音は、上記スプライン係合部のバックラッシュ（がたつき、相対回転量）が大きくなる程著しくなるので、従来は、このバックラッシュを、このスプライン係合部の組立が可能な範囲で、更には、上記ウォーム歯５とウォームホイール４との間のバックラッシュを解消できる範囲で、小さく抑える様にしていた。但し、上記スプライン係合部のバックラッシュを小さくすると、その分、上記スプライン軸部１２を上記スプライン孔１１に挿入しにくくなり、組立作業性が低下し、電動式パワーステアリング装置の製造コスト上昇の原因となる。又、上記出力軸１０と上記ウォーム軸６との組み付け精度を高くしないと、上記コジリによるトルク上昇の問題が発生し易くなるので、やはり電動式パワーステアリング装置の製造コスト上昇の原因となる。

上述の様な歯打ち音（回転方向のがたつき）の防止を図る為の技術として、例えば、特許文献２に記載された構造が知られている。この特許文献２に記載された構造の場合には、出力軸とウォーム軸とのトルク継手部に弾性部材を設け、この弾性部材の弾性力に基づいて、このトルク継手部で歯打ち音（回転方向のがたつき）が生じるのを防止している。但し、上記特許文献２に記載された構造の場合には、上記出力軸とウォーム軸との間でのトルクの伝達が、上記弾性部材を介して行われる。この為、トルク伝達時にこの弾性部材にそのトルクが常に加わり、長期の使用に伴いこの弾性部材が、所期の弾性力を付与できなくなる（初期の弾性力を長期に亙り付与できなくなる、へたり易くなる）可能性がある。そして、この様に所期の弾性力を付与できなくなると、上記歯打ち音（回転方向のがたつき）を十分に防止できなくなり、好ましくない。

一方、特許文献３には、上述の様な電動式パワーステアリング装置の作動時の動作を安定させるべく、電動モータの出力軸とウォーム軸とが軸方向にがたつくのを防止する為の構造が記載されている。即ち、この特許文献３に記載された構造の場合には、出力軸とウォーム軸との間にＯリングを、弾性的に圧縮した状態で挟持する。そして、これら出力軸とウォーム軸とに互いに離れる方向の弾力を付与し、これら出力軸とウォーム軸とが軸方向にがたつく事を防止する。但し、この様な特許文献３に記載された構造の場合には、上述した様な回転方向のがたつき（バックラッシュ）に伴う異音（歯打ち音）の発生を防止する事を意図してはいない。

即ち、上記特許文献３に記載された構造の場合は、上述の様に出力軸とウォーム軸との間にＯリングを軸方向に圧縮した状態で挟持し、このＯリングにより軸方向の弾性力を付与する。この様にＯリングを軸方向に圧縮した状態で挟持した構造の場合、回転方向の抵抗力は、殆ど得られないか、仮に得られたとしても、摩擦力に基づく不安定なものとなる。従って、上記特許文献３に記載された様な、Ｏリングを組み込んだ構造では、上述の様な回転方向のがたつき（バックラッシュ）に伴う異音（歯打ち音）の発生を、長期間に亙り安定して防止する事はできない。

特開２００４−３０６８９８号公報 特開２００６−１７７５０５号公報 特開２００２−２５５０４７号公報

本発明は、上述の様な事情に鑑み、電動モータの出力軸とウォーム減速機のウォームとの間でトルク伝達を行なう為のトルク継手部で、必要な隙間（バックラッシュ）を確保しつつ、この隙間の存在に起因する、回転方向のがたつき（相対回転）に伴う異音（歯打ち音）の発生を、長期に亙り十分に防止できる構造を実現すべく発明したものである。

本発明の電動式パワーステアリング装置は、例えば前述した特許文献１等に記載されて従来から知られている電動式パワーステアリング装置と同様に、ハウジングと、回転軸と、ウォームホイールと、ウォームと、電動モータと、トルク継手部とを備える。
このうちのハウジングは、ステアリングコラム、ステアリングギヤユニットのケース等の固定の部分に支持されて、回転する事はない。
又、上記回転軸は、上記ハウジングに対し回転自在に設けられて、ステアリングホイールの操作により回転させられ、回転に伴って操舵輪に舵角を付与する。この様な回転軸としては、上記固定の部分が上記ステアリングコラムの場合には、ステアリングシャフト若しくはこのステアリングシャフトと同軸に設けられたシャフトが、上記固定の部分がステアリングギヤユニットのケースである場合にはピニオン軸が、それぞれ相当する。
又、上記ウォームホイールは、上記ハウジングの内部で上記回転軸の一部に、この回転軸と同心に支持されて、この回転軸と共に回転する。

又、上記ウォームは、ウォーム軸の軸方向中間部にウォーム歯を設けて成り、このウォーム歯を上記ウォームホイールと噛合させた状態で、上記ウォーム軸の軸方向端部を転がり軸受により、上記ハウジングに対し回転自在に支持されている。
又、上記電動モータは、上記ウォームを回転駆動する為のものである。
又、上記トルク継手部は、上記電動モータの出力軸の先端部と上記ウォームの基端部との間に設けられて、この出力軸からこのウォームへのトルクの伝達を可能としたもので、継手受孔と継手軸部とにより構成される。
このうちの継手受孔は、上記出力軸と上記ウォームとのうちの一方の部材の軸方向端面に開口したもので、内周面の断面形状が非円形である。
又、上記継手軸部は、上記出力軸と上記ウォームとのうちの他方の部材の端部であって、上記継手受孔の内周面とトルク伝達を可能に継手係合すべく、外周面の断面形状が非円形である。
尚、これら継手受孔並びに継手軸部の断面形状は、欠円状、小判形、多角形等、非円形であれば、各種形状を採用できるが、好ましくは、これら継手受孔と継手軸部とをそれぞれ、スプライン孔とスプライン軸部とする。

特に、本発明の電動式パワーステアリング装置に於いては、上記継手軸部の端面に、この端面から凹入する状態で凹部を設けている。
又、前記継手受孔と前記継手軸部との継手係合部及び上記転がり軸受の径方向内側に、これら継手受孔、継手軸部及び転がり軸受と径方向に重畳する状態で、且つ、これら継手受孔の奥端面と継手軸部の凹部の底面との間で軸方向に圧縮すると共に、これら継手受孔と継手軸部とに回転方向の相対変位を阻止する態様で係合させた状態で、例えばニトリルゴム、シリコンゴム、ウレタンゴム、アクリルゴム等のゴム、或いはポリウレタンの如きエラストマー、合成樹脂等の弾性材により造られた弾性部材を設ける。
そして、この様な弾性部材により、上記出力軸と上記ウォームとの間に互いに軸方向に離れる方向の力と、相対回転に対する抵抗力（捩り剛性）とを付与する。尚、この様な力を付与する為に、例えば上記弾性部材の自由状態での軸方向寸法を、組み付け状態での、この弾性部材の軸方向両端面とそれぞれ当接する相手面同士の間隔よりも大きくする。

又、この様な本発明の電動式パワーステアリング装置の発明を実施する場合に、好ましくは、請求項２に記載した発明の様に、外周面の断面形状を非円形とした円筒部材を、上記出力軸又は上記ウォームの端部に外嵌固定する事により上記継手軸部を構成する。そして、この円筒部材の内周面と上記出力軸又はウォームの端面とにより上記凹部を構成する。

又、本発明の電動式パワーステアリング装置を実施する場合には、例えば請求項３に記載した発明の様に、上記継手受孔と上記継手軸部との継手係合部から軸方向に外れた位置に、例えばニトリルゴム、シリコンゴム、ウレタンゴム、アクリルゴム等のゴム、或いはポリウレタンの如きエラストマー、合成樹脂等の弾性材により造られた第二の弾性部材を設ける。そして、この様な第二の弾性部材を、上記出力軸（出力軸と共に回転する部材を含む）に設けた出力軸側突出部と上記ウォーム（ウォームと共に回転する部材を含む）に設けたウォーム側突出部とにそれぞれ係合させた状態で、且つ、この係合に基づき、上記出力軸と上記ウォームとの間に相対回転に対する抵抗力（捩り剛性）を付与する方向に弾性変形させた状態で設ける。

又、この様な請求項３に記載した電動式パワーステアリング装置の発明を実施する場合に、好ましくは、請求項４に記載した発明の様に、上記出力軸（出力軸と共に回転する部材を含む）に、少なくとも１個（より好ましくは複数個）の上記出力軸側突出部を設ける。又、これと共に、上記ウォーム（ウォームと共に回転する部材を含む）に、少なくとも１個（より好ましくは複数個）の上記ウォーム側突出部を設ける。そして、これら出力軸側突出部とウォーム側突出部との間に上記第二の弾性部材を、これら第二の弾性部材と出力軸側突出部及びウォーム側突出部とが、上記出力軸の径方向に重畳する状態で設ける。
又、好ましくは、請求項５に記載した発明の様に、上記出力軸側突出部を、上記出力軸（出力軸と共に回転する部材を含む）に一体に設けると共に、上記ウォーム側突出部を、上記ウォーム（ウォームと共に回転する部材を含む）に一体に設ける。
又、好ましくは、請求項６に記載した発明の様に、上記出力軸側突出部の径方向の一部と、上記ウォーム側突出部の径方向の一部とを、円周方向に重畳させる。

上述の様な本発明の電動式パワーステアリング装置によれば、トルク継手部で、必要な隙間（バックラッシュ）を確保しつつ、この隙間の存在に起因する、回転方向のがたつき（相対回転）に伴う異音（歯打ち音）の発生を、長期に亙り十分に防止できる。
即ち、本発明の場合には、電動モータの出力軸とウォーム軸との間に軸方向に圧縮された状態で設けた弾性部材により、これら出力軸とウォーム軸との間に互いに離れる方向の弾性力（軸方向の弾性力）を付与しつつ、相対回転に対する抵抗力（捩り剛性）も付与する。この為、この抵抗力（捩り剛性）に基づいて、上記電動モータが起動し始めた瞬間や、その回転方向が変換される瞬間に、上記出力軸とウォーム軸との間のトルク継手部で、トルク伝達面同士が勢い良く衝突する事を防止できる（勢いを鈍らせる事ができる）。しかも、上記弾性部材を、上記継手受孔と上記継手軸部との継手係合部の径方向内側に、これら継手受孔及び継手軸部と径方向に重畳する状態で設けている為、これら継手受孔と継手軸部との直接の係合（当接）に基づいてトルクの伝達を行える（弾性部材を介してトルクの伝達が行われない）。この為、長期に亙る使用に拘らず、上記弾性部材により常に所期の弾性力を付与できる（初期の弾性力を長期に亙り付与できる、へたりにくくできる）。この結果、上記トルク継手部で必要な隙間（バックラッシュ）を確保しつつ、この隙間の存在に起因する、回転方向のがたつき（相対回転）に伴う異音（歯打ち音）の発生を、長期間に亙り十分に防止できる。

又、請求項３に記載した発明の場合には、電動モータの出力軸に設けた出力軸側突出部とウォームに設けたウォーム側突出部とにそれぞれ係合させた状態で設けた第二の弾性部材により、これら出力軸とウォームとの間に相対回転に対する抵抗力（捩り剛性）を付与する。この為、この抵抗力（捩り剛性）に基づいて、上記電動モータが起動し始めた瞬間や、その回転方向が変換される瞬間に、上記出力軸とウォーム軸との間のトルク継手部で、トルク伝達面同士が勢い良く衝突する事を防止できる（勢いを鈍らせる事ができる）。しかも、上記第二の弾性部材を、継手受孔と継手軸部との継手係合部から軸方向に外れた位置に設けている為、これら継手受孔と継手軸部との直接の係合（当接）に基づいてトルクの伝達を行える（第二の弾性部材を介してトルクの伝達が行われない）。この為、長期に亙る使用に拘らず、上記第二の弾性部材により常に所期の弾性力を付与できる（初期の弾性力を長期に亙り付与できる、へたりにくくできる）。この結果、上記トルク継手部で必要な隙間（バックラッシュ）を確保しつつ、この隙間の存在に起因する、回転方向のがたつき（相対回転）に伴う異音（歯打ち音）の発生を、長期間に亙り十分に防止できる。

本発明に関する参考例の第１例を示す部分切断側面図。 ウォームと出力軸との間に第二の弾性部材を組み付ける状態を示す、図１と同方向から見た部分断面図。 第二の弾性部材を取り出して図２の左方から見た図。 本発明に関する参考例の第２例を示す、図３と同様の図。 同第３例を示す部分切断側面図。 ウォームと出力軸との間に第二の弾性部材を組み付ける状態を示す、図５と同方向から見た部分断面図。 同じく部分拡大斜視図。 第二の弾性部材を取り出して図７の左方から見た図。 本発明の実施の形態の１例を示す部分切断側面図。 図９のＡ部拡大図。 従来構造の１例を示す部分切断側面図。 図１１の拡大Ｂ−Ｂ断面図。

［本発明に関する参考例の第１例］
図１〜３は、本発明に関する参考例の第１例を示している。尚、本参考例の電動式パワーステアリング装置の特徴は、ウォーム軸６の基端面に開口したスプライン孔１１と電動モータ７の出力軸１０の先端部に形成したスプライン軸部１２とのスプライン係合部の隙間（バックラッシュ）を確保しつつ、この隙間の存在に起因する、回転方向のがたつき（相対回転）に伴う異音（歯打ち音）の発生を防止する為の構造にある。その他、電動式パワーステアリング装置全体の構造及び作用に就いては、前述した従来構造と同様であるから、この従来構造と同等部分に関する図示並びに説明は、省略若しくは簡略にし、以下、本参考例の特徴部分を中心に説明する。尚、前述の図１１〜１２と図１とでは、ハウジング３に対する電動モータ７の取付方向が異なっているが、この点は、設置する自動車に応じ適宜設計的に変更するものであって、本発明の特徴部分とは関係がない。

本参考例の場合は、上記ウォーム軸６の基端部に、特許請求の範囲に記載した継手受孔に相当するスプライン孔１１を、このウォーム軸６の基端面に開口する状態で、このウォーム軸６と同心に形成している。又、電動モータ７の出力軸１０の先端部に、特許請求の範囲に記載した継手軸部であるスプライン軸部１２を、この出力軸１０と同心に形成している。そして、このスプライン軸部１２と上記スプライン孔１１とを、特許請求の範囲に記載した継手係合であるスプライン係合させる事で、上記出力軸１０と上記ウォーム軸６とを、回転力の伝達を可能に結合している。上記スプライン軸部１２と上記スプライン孔１１とのスプライン係合部には隙間（バックラッシュ）を介在させて、これらスプライン孔１１とスプライン軸部１２とをスプライン係合させる作業を容易に行なえる様にすると共に、上記出力軸１０の中心軸に対し上記ウォーム軸６の中心軸が、多少傾斜する事を許容できる様にしている。

又、本参考例の場合は、上記ウォーム軸６の基端部外周面で、このウォーム軸６を回転自在に支持する転がり軸受９ｂよりも軸方向基端側に突出した部分に、この転がり軸受９ｂを構成する内輪１５がこのウォーム軸６から抜け出るのを防止する為の、抑え部材１６を外嵌固定している。そして、この抑え部材１６の軸方向片側面（図１、２の右側面、スプライン孔１１と反対側の面）に、この片側面から軸方向片側に向けて突出する状態で、且つ、円周方向に関して等間隔に離隔した状態で、複数個（図示の例の場合は３個）のウォーム側突出部１７、１７を、上記抑え部材１６と一体に設けている。

又、上記出力軸１０の先端部で、上記スプライン軸部１２よりも基端側に、この出力軸１０の外周面から径方向外方に突出する状態で、且つ、円周方向に関して等間隔に離隔した状態で、複数個（図示の例の場合は３個）の出力軸側突出部１８、１８を、上記出力軸１０と一体に設けている。即ち、本参考例の場合には、これら各出力軸側突出部１８、１８と上記各ウォーム側突出部１７、１７とを、上記スプライン軸部１２及び上記スプライン孔１１から軸方向に外れた位置に設けている。そして、これら各出力軸側突出部１８、１８と上記各ウォーム側突出部１７、１７との間に第二の弾性部材１９を、これら第二の弾性部材１９と、出力軸側突出部１８、１８及びウォーム側突出部１７、１７とが、上記出力軸１０の径方向に（但し、各突出部１８、１７毎に周方向に外れた位置で）重畳する状態で設けている。

本参考例の場合、上記第二の弾性部材１９は、例えばニトリルゴム、シリコンゴム、ウレタンゴム、アクリルゴム等のゴム、或いはポリウレタンの如きエラストマー、合成樹脂等のうちから選択される、耐油性を有する弾性材により、全体を円環状（略円筒状）に造られたもので、少なくとも円周方向に関して拡縮自在な弾性を有する。そして、この様な第二の弾性部材１９の外周面に、この外周面から径方向内方に凹入する状態で、上記各ウォーム側突出部１７、１７と係合する外径側係合凹部２０、２０を設けている。又、同じく上記第二の弾性部材１９の内周面に、この内周面から径方向外方に凹入する状態で、上記各出力軸側突出部１８、１８と係合する内径側係合凹部２１、２１を設けている。

そして、この様な各内径側係合凹部２１、２１を、上記出力軸１０の各出力軸側突出部１８、１８に係合させると共に、上記各外径側係合凹部２０、２０を、上記ウォーム軸６に結合固定された上記抑え部材１６の各ウォーム側突出部１７、１７に係合させた状態で、上記第二の弾性部材１９を上記出力軸１０とウォーム軸６との間に組み付けている。又、この様に組み付けた状態で、上記外径側、内径側各係合凹部２０、２１とウォーム側、出力軸側各突出部１７、１８との係合に基づき上記第二の弾性部材１９を、上記出力軸１０とウォーム８との間に相対回転に対する抵抗力を付与する方向に弾性変形させて（上記各係合凹部２０、２１内に上記各突出部１７、１８を圧入して）いる。この為に、本参考例の場合には、上記第二の弾性部材１９の自由状態での、円周方向に関する、上記内径側、外径側各係合凹部２０、２１の内側面同士の間隔を、上記ウォーム側、出力軸側各突出部１７、１８の円周方向に関する側面同士の間隔よりも大きくしている。そして、これらウォーム側、出力軸側各突出部１７、１８と上記内径側、外径側各係合凹部２０、２１とを係合させた状態で、上記スプライン軸部１２とスプライン孔１１との関係が中立状態（回転方向両側に同大のバックラッシュが存在する状態）となる様に、且つ、上記出力軸１０とウォーム８との間に（両方向の）相対回転に対する抵抗力が付与される様にしている。

この様な本参考例の電動式パワーステアリング装置の場合には、ウォーム軸６の基端面に開口したスプライン孔１１と電動モータ７の出力軸１０の先端部に形成したスプライン軸部１２とのスプライン係合部で、必要な隙間（バックラッシュ）を確保しつつ、この隙間の存在に起因する、回転方向のがたつき（相対回転）に伴う異音（歯打ち音）の発生を、長期に亙り十分に防止できる。
即ち、本参考例の場合には、上記出力軸１０に設けた各出力軸側突出部１８、１８とウォーム８（を構成するウォーム軸６の基端部に結合固定した抑え部材１６）に設けた各ウォーム側突出部１７、１７とにそれぞれ係合させた状態で設けられた第二の弾性部材１９により、上記出力軸１０とウォーム８との間に相対回転に対する抵抗力（捩り剛性）を付与する。この為、この抵抗力（捩り剛性）に基づいて、上記電動モータ７が起動する瞬間や、その回転方向が変換される瞬間に、上記出力軸１０とウォーム軸６との間のトルク継手部（スプライン係合部）で、トルク伝達面同士が勢い良く衝突する事を防止できる（勢いを鈍らせる事ができる）。

しかも、上記第二の弾性部材１９を、上記スプライン孔１１と上記スプライン軸部１２とのスプライン係合部から軸方向に外れた位置に設けている為、これらスプライン孔１１とスプライン軸部１２との直接の係合（スプライン歯の側面同士の直接の当接）に基づいてトルクの伝達を行える。即ち、中立状態からスプライン歯の側面同士が当接するまでの瞬間は、上記第二の弾性部材１９が弾性変形しつつ極く僅かのトルク伝達が行われるにしても、それ以外は、この第二の弾性部材１９を介してトルクの伝達が（この極く僅かのトルクに相当する分を除き）行われない様にできる。この為、長期に亙る使用に拘らず、上記第二の弾性部材１９により常に所期の弾性力を付与できる（初期の弾性力を長期に亙り付与できる、へたりにくくできる）。この結果、上記スプライン係合部で必要な隙間（バックラッシュ）を確保しつつ、この隙間の存在に起因する、回転方向のがたつき（相対回転）に伴う異音（歯打ち音）の発生を、長期間に亙り十分に防止できる。

しかも、本参考例の場合には、上記第二の弾性部材１９を、空間（特に径方向の空間）に余裕のある部分である、ウォーム軸６の基端部のうちのより出力軸１０に近い部分（ウォーム軸６の基端部に結合固定した抑え部材１６と隣り合う部分）に配置している為、この第二の弾性部材１９として大型のもの（容積の大きなもの、径方向寸法の大きなもの）を組み込み易くでき、この第二の弾性部材１９による弾性力を確保し易くできる。又、各出力軸側突部１８、１８を出力軸１０と一体に設けると共に、各ウォーム側突出部１７、１７を、ウォーム軸６の基端部に結合固定した抑え部材１６と一体に設けている為、部品点数の低減による製造コストの低減も図れる。

［本発明に関する参考例の第２例］
図４は、本発明に関する参考例の第２例を示している。上述した参考例の第１例の場合は、外径側係合凹部２０、２０と内径側各係合凹部２１、２１との数（ウォーム側突出部１７、１７と出力軸側突出部１８、１８との数）を同じとしている（図１〜３参照）のに対して、本参考例の場合には、その数を異ならせている。即ち、本参考例の場合には、弾性部材１９ａの内周面の径方向反対側２個所位置に内径側係合凹部２１ａ、２１ａを設けると共に、同じく外周面の円周方向等間隔４個所位置に各外径側係合凹部２０ａ、２０ａを設けている。これに合わせて、ウォーム軸６の基端部に結合固定した抑え部材１６の片側面の円周方向等間隔４個所位置にウォーム側突出部１７、１７を、出力軸１０の中間部外周面の径方向反対側２個所位置に出力軸側突出部１８、１８（図１〜２参照）を、それぞれ設ける。
その他の部分の構成及び作用は、上述した参考例の第１例と同様であるから、重複する図示並びに説明は省略する。

［本発明に関する参考例の第３例］
図５〜８は、本発明に関する参考例の第３例を示している。本参考例の場合は、出力軸１０の先端部に円筒部材２２を外嵌固定すると共に、この円筒部材２２の基端部に出力軸側突出部１８ａ、１８ａを設けている。そして、本参考例の場合には、これら各出力軸側突出部１８ａ、１８ａの径方向の一部と、ウォーム軸６の基端部に結合固定した抑え部材１６の片側面に設けた各ウォーム側突出部１７ａ、１７ａの径方向の一部とを、円周方向に重畳させている。

この様な本参考例の場合には、第二の弾性部材１９ｂのうちで、円周方向に関し各内径側係合凹部２１ｂ、２１ｂと各外径側係合凹部２０ｂ、２０ｂとの間部分が、上記各出力軸側突出部１８ａ、１８ａの各側面と上記各ウォーム側突出部１７ａ、１７ａの各側面とにより円周方向に圧縮される（図８に斜格子で示す部分に圧縮荷重が加わる）。この為、例えば、前述の図３に示した様な、各出力軸側突出部１８、１８の径方向の一部と各ウォーム側突出部１７、１７の径方向の一部とが円周方向に重畳しない構造の場合の様に、各内径側係合凹部２１、２１と各外径側係合凹部２０、２０との間部分に剪断力（図３の矢印α、α）が加わる事を防止できる。この為、この様な図３に示した構造に比べ、第二の弾性部材１９ｂの耐久性や弾性力をより確保し易くできる。

又、本参考例の場合には、上記円筒部材２２の基端部で、上記各出力軸側突出部１８ａ、１８ａを設けた部分よりも基端側に、全周に亙り径方向外方に突出する状態で鍔部２５を設けている。そして、互いに対向する、この鍔部２５の側面と、抑え部材１６の側面とにより、上記第二の弾性部材１９ｂを軸方向に圧縮している。この様な本参考例の場合には、電動モータ７の出力軸１０とウォーム軸６との間に、互いに離れる方向の弾性力（軸方向の弾性力）を付与できる。この為、これら出力軸１０とウォーム軸６とが軸方向にがたつく事を防止できると共に、スプライン係合部での異音の発生をより確実に防止できる。
その他の部分の構成及び作用は、前述した参考例の第１、２例と同様であるから、重複する図示並びに説明は省略する。

［実施の形態の１例］
図９〜１０は、請求項１〜６に対応する、本発明の実施の形態の１例を示している。上述した参考例の第３例の場合には、出力軸１０の先端部に外嵌固定した円筒部材２２の基端部にのみ、第二の弾性部材１９ｂを設けている（例えば図５参照）。これに対して、本例の場合には、この様な第二の弾性部材１９ｂの他、この第二の弾性部材１９ｂとは別に、特許請求の範囲の請求項１に記載した弾性部材に相当する、第一の弾性部材２３を設けている。即ち、本例の場合には、スプライン孔１１とスプライン軸部１２とのスプライン係合部の径方向内側に、これらスプライン孔１１及びスプライン軸部１２と径方向に重畳する状態で、且つ、このスプライン孔１１の奥端面と上記スプライン軸部１２の内径側に設けられた凹部２４の底面（出力軸１０の先端面）とにより軸方向に圧縮した状態で、上記第一の弾性部材２３を設けている。この第一の弾性部材２３は、例えばニトリルゴム、シリコンゴム、ウレタンゴム、アクリルゴム等のゴム、或いはポリウレタンの如きエラストマー、合成樹脂等のうちから選択される、耐油性を有する弾性材により、全体を充実円柱状に造られたもので、軸方向寸法を拡縮自在な弾性を有する。そして、この様な第一の弾性部材２３により、上記出力軸１０とウォーム８との間に互いに軸方向に離れる方向の力と、相対回転に対する抵抗力とを付与している。

この為に、本例の場合には、上記スプライン軸部１２の端面に、この端面から凹入する状態で上記凹部２４を設けている。この様な凹部２４を構成する為に、本例の場合には、外周面に上記スプライン軸部１２を形成した円筒部材２２を、上記出力軸１０の先端部に外嵌固定している。そして、この円筒部材２２の内周面と上記出力軸１０の先端面とにより上記凹部２４を構成している。そして、この凹部２４の底面（出力軸１０の先端面）と上記スプライン孔１１の奥端面との間で、上記第一の弾性部材２３を軸方向に圧縮している。尚、この様に第一の弾性部材２３を軸方向に圧縮した状態で設ける為に、本例の場合には、この第一の弾性部材２３の自由状態での軸方向寸法を、組み付け状態での、上記スプライン孔１１の奥端面と上記凹部２４の底面（出力軸１０の先端面）との間隔よりも大きくしている。

又、この様に組み付け状態で、上記第一の弾性部材２３の軸方向両側面は、全体に亙り、上記スプライン孔１１の奥端面と上記凹部２４の底面（出力軸１０の先端面）とに、それぞれ当接する様にしている。又、この凹部２４の内面（内周面）に、上記第一の弾性部材の出力軸１０側の端部外周面を全周に亙り当接する様にする事も好ましい。又、上記スプライン軸部１２と上記スプライン孔１１との関係が中立状態（回転方向両側に同大のバックラッシュが存在する状態）で、上記第一の弾性部材２３も中立状態（捩れていない状態）となる様にしている。そして、この様な第一の弾性部材２３により、上記スプライン軸部１２を設けた上記出力軸１０と上記スプライン孔１１を設けた上記ウォーム軸６との間に、軸方向に離れる方向の力と、相対回転に対する抵抗力とを付与している。

尚、必要に応じて、上記スプライン孔１１の奥端面と、上記凹部２４の内面又は底面（出力軸１０の先端面）と、上記第一の弾性部材２３の軸方向端面又は外周面とのうちの少なくとも何れかの表面を、静止摩擦係数を大きくすべく、粗くする。そして、この様に粗くする事により、上記第一の弾性部材２３の軸方向側面と相手面｛スプライン孔１１の奥端面、凹部２４の内面及び底面（出力軸１０の先端面）｝とを互いに滑りにくくし、この滑りに伴う上記抵抗力（捩り剛性）の低減や喪失を防止する。又、上記第一の弾性部材２３の軸方向両側面又は外周面を、上記スプライン孔１１の奥端面と、上記凹部２４の内面又は底面（出力軸１０の先端面）とのそれぞれに、回転方向の相対変位を阻止した状態で係合させる事もできる。この為に、例えばこれら第一の弾性部材２３の軸方向側面又は外周面と相手面｛スプライン孔１１の奥端面、凹部２４の内面又は底面（出力軸１０の先端面）｝とに互いに係合自在な、非円形若しくは偏心等の凹部と凸部とをそれぞれに分けて設け、これら凹部と凸部とを凹凸係合させる事で、上記回転方向の相対変位を阻止する事ができる。又、必要に応じて、スプライン孔１１の奥端面と上記凹部２４の内面又は底面（出力軸１０の先端面）とのうちの少なくとも一方の面に、上記第一の弾性部材２３を、例えば接着、焼き付き等により不離に接合する事もできる。

何れにしても、本例の電動式パワーステアリング装置の場合には、ウォーム軸６の基端面に開口したスプライン孔１１と電動モータ７の出力軸１０の先端部に形成したスプライン軸部１２とのスプライン係合部で、必要な隙間（バックラッシュ）を確保しつつ、この隙間の存在に起因する、回転方向のがたつき（相対回転）に伴う異音（歯打ち音）の発生を、長期に亙り十分に防止できる。
即ち、本例の場合には、スプライン孔１１の奥端面と、電動モータ７の出力軸１０の先端面である、凹部２４の底面との間に設けた第一の弾性部材２３により、この出力軸１０とウォーム軸６との間に、互いに離れる方向の弾性力（軸方向の弾性力）を付与しつつ、相対回転に対する抵抗力（捩り剛性）も付与できる。この為、この抵抗力（捩り剛性）に基づいて、上記電動モータ７が起動する瞬間や、その回転方向が変換される瞬間に、上記出力軸１０とウォーム軸６との間のトルク継手部（スプライン係合部）で、トルク伝達面同士が勢い良く衝突する事を防止できる（勢いを鈍らせる事ができる）。

しかも、上記第一の弾性部材２３を、上記スプライン孔１１とスプライン軸部１２とのスプライン係合部の径方向内側に、これらスプライン孔１１及びスプライン軸部１２と径方向に重畳する状態で設けている為、これらスプライン孔１１とスプライン軸部１２との直接の係合（スプライン歯の側面同士の直接の当接）に基づいてトルクの伝達を行える。即ち、中立状態からスプライン歯の側面同士が当接するまでの瞬間は、上記第一の弾性部材２３が弾性変形しつつ極く僅かのトルク伝達が行われるにしても、それ以外は、この第一の弾性部材２３を介してトルクの伝達が（上記極く僅かのトルクに担当する分を除き）行われない様にできる。この為、長期に亙る使用に拘らず、上記第一の弾性部材２３により常に所期の弾性力を付与できる（初期の弾性力を長期に亙り付与できる、へたりにくくできる）。この結果、上記スプライン係合部で必要な隙間（バックラッシュ）を確保しつつ、この隙間の存在に起因する、回転方向のがたつき（相対回転）に伴う異音（歯打ち音）の発生を、長期間に亙り十分に防止できる。

又、本例の場合には、スプライン孔１１及びスプライン軸部１２の径方向内側に、これらスプライン孔１１及びスプライン軸部１２と径方向に重畳する状態で第一の弾性部材２３を設けている為、装置全体としての軸方向寸法を増大させる事なく、この第一の弾性部材２３を組み込む部分を確保できる。又、この第一の弾性部材２３として軸方向寸法が大きいものも組み込み易くできる。又、本例の場合には、上記出力軸１０の先端部に、スプライン軸部１２を形成した円筒部材２２を外嵌固定する事により、上記第一の弾性部材２３を組み付ける為の凹部２４を構成している為、この凹部２４の形成作業を容易に行える。即ち、上記出力軸１０の先端面に穿孔加工等を施す事により凹部２４を形成する場合に比べ、加工を容易に行え、製造コストの低減を図れる。しかも、上記スプライン孔１１の深さを深くしなくても（必要以上に深くする事なく）、上記第一の弾性部材２３を組み込む部分を確保できる為、この面からも、製造コストの低減を図れる。又、この様にスプライン孔１１の深さを深くしなくて済む分、このスプライン孔１１の深さ（奥端面の位置）を精度良く規制できる。この為、組み付け状態での上記第一の弾性部材２３の寸法（圧縮された状態での寸法）を精度良く規制でき、この第一の弾性部材２３が付与する軸方向弾性力並びに抵抗力を所定の値に規制し易くできる。この為、回転方向のがたつき（相対回転）に伴う異音（歯打ち音）の発生をより確実に防止できる。

尚、本例の場合には、第二の弾性部材１９ｂと第一の弾性部材２３との２つの弾性部材を設けている。但し、このうちの第二の弾性部材１９ｂを省略し、この第一の弾性部材２３のみの弾性力に基づいて、上記電動モータ７の出力軸１０とウォーム軸６との間に相対回転に対する抵抗力（捩り剛性）を付与する事もできる。
その他の部分の構成及び作用は、前述した参考例の第１〜３例と同様であるから、重複する図示並びに説明は省略する。

尚、前述した実施の形態の１例及び参考例の何れもが、ウォーム６側にスプライン孔１１を設けると共に、出力軸１０側にスプライン軸部１２を設けているが、逆にする事もできる。即ち、図示は省略するが、ウォーム側にスプライン軸部を設けると共に、出力軸側にスプライン孔を設ける事もできる。

１ ステアリングホイール
２ ステアリングシャフト
３ ハウジング
４ ウォームホイール
５ ウォーム歯
６ ウォーム軸
７ 電動モータ
８ ウォーム
９ａ、９ｂ 転がり軸受
１０ 出力軸
１１ スプライン孔
１２ スプライン軸部
１３ 押圧駒
１４ コイルばね
１５ 内輪
１６ 抑え部材
１７、１７ａ ウォーム側突出部
１８、１８ａ 出力軸側突出部
１９、１９ａ、１９ｂ 第二の弾性部材
２０、２０ａ、２０ｂ 外径側係合凹部
２１、２１ａ、２１ｂ 内径側係合凹部
２２ 円筒部材
２３ 第一の弾性部材
２４ 凹部
２５ 鍔部

Claims (6)

1. 固定の部分に支持されて回転する事のないハウジングと、
   このハウジングに対し回転自在に設けられて、ステアリングホイールの操作により回転させられ、回転に伴って操舵輪に舵角を付与する回転軸と、
   上記ハウジングの内部でこの回転軸の一部に、この回転軸と同心に支持されて、この回転軸と共に回転するウォームホイールと、
   ウォーム軸の軸方向中間部にウォーム歯を設けて成り、このウォーム歯を上記ウォームホイールと噛合させた状態で、上記ウォーム軸の軸方向端部を転がり軸受により上記ハウジングに対し回転自在に支持されたウォームと、
   このウォームを回転駆動する為の電動モータと、
   この電動モータの出力軸の先端部とこのウォームの基端部との間に設けられて、この出力軸からこのウォームへのトルクの伝達を可能としたトルク継手部とを備え、
   このトルク継手部は、上記出力軸と上記ウォームとのうちの一方の部材の軸方向端面に開口した、内周面の断面形状が非円形である継手受孔と、上記出力軸と上記ウォームとのうちの他方の部材の端部であってこの継手受孔の内周面とトルク伝達を可能に継手係合する、外周面の断面形状が非円形である継手軸部とにより構成されるものである
   電動式パワーステアリング装置に於いて、
   上記継手軸部の端面に、この端面から凹入する状態で凹部が設けられており、
   上記継手受孔と上記継手軸部との継手係合部及び上記転がり軸受の径方向内側に、これら継手受孔、継手軸部及び転がり軸受と径方向に重畳する状態で、且つ、これら継手受孔の奥端面と継手軸部の凹部の底面との間で軸方向に圧縮すると共に、これら継手受孔と継手軸部とに回転方向の相対変位を阻止する態様で係合させた状態で、弾性材製の弾性部材を設け、
   この弾性部材により、上記出力軸と上記ウォームとの間に互いに軸方向に離れる方向の力と、相対回転に対する抵抗力とを付与した
   事を特徴とする電動式パワーステアリング装置。
2. 外周面の断面形状を非円形とした円筒部材を、出力軸又はウォームの端部に外嵌固定する事により継手軸部を構成すると共に、この円筒部材の内周面と上記出力軸又はウォームの端面とにより凹部を構成した、
   請求項１に記載した電動式パワーステアリング装置。
3. 継手受孔と継手軸部との継手係合部から軸方向に外れた位置に第二の弾性部材を、出力軸に設けた出力軸側突出部とウォームに設けたウォーム側突出部とにそれぞれ係合させた状態で、且つ、この係合に基づき、上記出力軸と上記ウォームとの間に相対回転に対する抵抗力を付与する方向に弾性変形させた状態で設けている、請求項１〜２のうちの何れか１項に記載した電動式パワーステアリング装置。
4. 出力軸に少なくとも１個の出力軸側突出部を設けると共に、ウォームに少なくとも１個のウォーム側突出部を設け、これら出力軸側突出部とウォーム側突出部との間に第二の弾性部材を、これら第二の弾性部材と出力軸側突出部及びウォーム側突出部とが、上記出力軸の径方向に重畳する状態で設けた、
   請求項３に記載した電動式パワーステアリング装置。
5. 出力軸側突出部を出力軸に一体に設けると共に、ウォーム側突出部をウォームに一体に設けた、
   請求項３〜４のうちの何れか１項に記載した電動式パワーステアリング装置。
6. 出力軸側突出部の径方向の一部と、ウォーム側突出部の径方向の一部とを、円周方向に重畳させた、
   請求項３〜５のうちの何れか１項に記載した電動式パワーステアリング装置。

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