特開 2023-38469 ウォーム減速機付き電動機および電動パワーステアリング装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023038469

(43)【公開日】2023-03-17

(54)【発明の名称】ウォーム減速機付き電動機および電動パワーステアリング装置

(51)【国際特許分類】

   F16H 1/16 20060101AFI20230310BHJP

   B62D 5/04 20060101ALI20230310BHJP

   F16H 57/023 20120101ALI20230310BHJP

【ＦＩ】

F16H1/16 Z

B62D5/04

F16H57/023

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021145216

(22)【出願日】2021-09-07

(71)【出願人】

【識別番号】000004204

【氏名又は名称】日本精工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】前田 光輝

(72)【発明者】

【氏名】樫本 圭司

【テーマコード（参考）】

3D333

3J009

3J063

【Ｆターム（参考）】

3D333CB13

3D333CC14

3D333CD04

3D333CD05

3D333CD14

3D333CD16

3D333CD60

3D333CE04

3J009DA17

3J009EA06

3J009EA19

3J009EA23

3J009EA32

3J009FA08

3J063AA01

3J063AB03

3J063AC01

3J063BB41

3J063CC23

3J063CD02

3J063CD42

3J063CD43

3J063CD45

(57)【要約】

【課題】より小型化されたウォーム減速機付き電動機および電動パワーステアリング装置を提供すること。
【解決手段】ウォーム減速機付き電動機は、ウォームホイールを収容する第１ハウジングと、ウォームシャフトを収容する第２ハウジングと、を備える。ウォームシャフトは、シャフト歯部に対して第２方向の一方側の端部および他方側の端部に位置し、且つ、第２方向に向けて開口する凹部を有するロータと、ロータの凹部に収容される軸受と、軸受の内周に嵌合される本体部と、本体部から第２方向に突出する突出部とを含むピンと、を備える。第２ハウジングには、ピンの突出部が嵌合するスリットが設けられる。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１方向に延びる中心軸の軸回り方向に回転可能で、且つ、ホイール歯部を有するウォームホイールと、
前記ウォームホイールを収容し、且つ、当該ウォームホイールを回転可能に支持する第１ハウジングと、
前記ホイール歯部に噛み合うシャフト歯部を有し、且つ、前記第１方向に交差する第２方向に延びる中心軸の軸回り方向に回転可能なウォームシャフトと、
前記ウォームシャフトを収容し、当該ウォームシャフトを回転可能に支持し、且つ、前記第１ハウジングに取り付けられる第２ハウジングと、
前記第２ハウジングに取り付けられるステータと、
を備え、
前記ウォームシャフトは、
前記シャフト歯部に対して前記第２方向の一方側の端部および他方側の端部に位置し、且つ、前記第２方向に向けて開口する凹部を有するロータと、
前記ロータの前記凹部に収容される軸受と、
前記軸受の内周に嵌合される本体部と、前記本体部から前記第２方向に突出する突出部とを含むピンと、を備え、
前記ステータは、前記ロータの外周側に対向して配置され、
前記第２ハウジングは、
前記ピンの前記突出部が嵌合する嵌合部を備える、
ウォーム減速機付き電動機。

【請求項2】

前記第２ハウジングは、
前記第１ハウジング側に位置し、且つ、前記第１ハウジングの縁に沿って延びる第１枠状部材と、
前記第１枠状部材における前記第２方向の一方側および他方側の部位から、前記第１方向および前記第２方向の双方に交差する第３方向に延びる第２枠状部材と、を備え、
前記第２枠状部材には、前記第３方向に沿って延び、且つ、前記第１ハウジング側が開口するスリットが設けられ、
当該スリットが、前記第２ハウジングの前記嵌合部である、
請求項１に記載のウォーム減速機付き電動機。

【請求項3】

前記ピンの前記突出部は、前記第３方向の高さよりも前記第１方向の幅が小さい縦長の異形柱部であり、
前記スリットに前記突出部が嵌合した状態において、当該突出部は、回転不能である、
請求項２に記載のウォーム減速機付き電動機。

【請求項4】

前記軸受は、ニードル軸受または滑り軸受である、
請求項１から３のいずれか１項に記載のウォーム減速機付き電動機。

【請求項5】

請求項１から４のいずれか１項に記載のウォーム減速機付き電動機を備える、
電動パワーステアリング装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ウォーム減速機付き電動機および電動パワーステアリング装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１の電動パワーステアリング装置は、ウォーム減速機付き電動機を備え、当該ウォーム減速機付き電動機は、ウォームシャフトと、ウォームホイールと、を有する。ウォームシャフトは、ウォームホイールと噛み合っており、ウォームシャフトがモータで回転駆動することにより、ウォームホイールも回転する。また、ウォームホイールは、第１ハウジングに収容され、ウォームシャフトは、第２ハウジングに収容される。

【0003】

ウォームシャフトは、中心軸の軸方向に延びる。ウォームシャフトは、シャフト歯部と、ロータと、軸受と、シャフトと、を有する。シャフト歯部は、軸方向の中央に位置し、ウォームホイールのホイール歯部と噛み合う。シャフト歯部の軸方向の両側にロータが位置し、ロータの軸方向の両側に軸受が位置する。シャフトは、シャフト歯部から軸方向に延び、ロータを固定する。また、シャフトの両端部は、第２ハウジングに固定された軸受に回転可能に支持される。これにより、ウォームシャフトは、第２ハウジングに対し、軸受を介して回転可能に支持される。このように、ウォームシャフトは、中心軸の軸方向に長く延びるため、ウォームシャフトを収容する第２ハウジングも大きくなる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１２－１９２７８７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

より小型化されたウォーム減速機付き電動機および電動パワーステアリング装置が望まれる。

【0006】

本開示は、前述の課題に鑑みてなされたものであって、より小型化されたウォーム減速機付き電動機および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。

【課題を解決するための手段】

【0007】

前記の目的を達成するため、一態様に係るウォーム減速機付き電動機または電動パワーステアリング装置は、第１方向に延びる中心軸の軸回り方向に回転可能で、且つ、ホイール歯部を有するウォームホイールと、前記ウォームホイールを収容し、且つ、当該ウォームホイールを回転可能に支持する第１ハウジングと、前記ホイール歯部に噛み合うシャフト歯部を有し、且つ、前記第１方向に交差する第２方向に延びる中心軸の軸回り方向に回転可能なウォームシャフトと、前記ウォームシャフトを収容し、当該ウォームシャフトを回転可能に支持し、且つ、前記第１ハウジングに取り付けられる第２ハウジングと、前記第２ハウジングに取り付けられるステータと、を備え、前記ウォームシャフトは、前記シャフト歯部に対して前記第２方向の一方側の端部および他方側の端部に位置し、且つ、前記第２方向に向けて開口する凹部を有するロータと、前記ロータの前記凹部に収容される軸受と、前記軸受の内周に嵌合される本体部と、前記本体部から前記第２方向に突出する突出部とを含むピンと、を備え、前記ステータは、前記ロータの外周側に対向して配置され、前記第２ハウジングは、前記ピンの前記突出部が嵌合する嵌合部を備える。

【0008】

前述したように、特許文献１のウォームシャフトにおいては、シャフト歯部の軸方向の両側にロータが位置し、ロータの軸方向の両側に軸受が位置し、軸受が第２ハウジングの内側に固定される。シャフト歯部とロータとは軸方向に離隔され、ロータと軸受とは軸方向に離隔される。従って、ウォームシャフトおよび第２ハウジングが軸方向に長くなり、第２ハウジングを含むウォーム減速機付き電動機が大型化する。

【0009】

これに対して、本開示に係るウォームシャフトでは、ロータの内側に設けた凹部に軸受が収容される。従って、特許文献１のウォームシャフトよりも、本開示に係るウォームシャフトの方が軸方向の長さが短くなり、第２ハウジングがより小さくなる。以上より、本開示によれば、より小型化されたウォーム減速機付き電動機および電動パワーステアリング装置を提供することが可能となる。

【0010】

望ましい態様として、前記第２ハウジングは、前記第１ハウジング側に位置し、且つ、前記第１ハウジングの縁に沿って延びる第１枠状部材と、前記第１枠状部材における前記第２方向の一方側および他方側の部位から、前記第１方向および前記第２方向の双方に交差する第３方向に延びる第２枠状部材と、を備え、前記第２枠状部材には、前記第３方向に沿って延び、且つ、前記第１ハウジング側が開口するスリットが設けられ、当該スリットが、前記第２ハウジングの前記嵌合部である

【0011】

このように、第２ハウジングは、第１枠状部材および第２枠状部材を備えるため、特許文献１のような箱型の第２ハウジングよりも開口部が少ない。従って、本開示の第２ハウジングは、特許文献１の第２ハウジングよりも、軽量である。また、第２枠状部材には、第１ハウジング側が開口するスリットが設けられるため、ウォームシャフトを第２ハウジングに組み付けるときに、ピンの突出部をスリットに挿入して第３方向に移動させればよいため、組付作業が容易である。これに対して、第２ハウジングの嵌合部が貫通孔を有する環状部材の場合は、ピンの突出部を環状部材の貫通孔に差し込むために、例えば、ウォームシャフトの姿勢を斜めにしたり、第２枠状部材を押し広げて変形させたりする作業が必要になる可能性がある。

【0012】

望ましい態様として、前記ピンの前記突出部は、前記第３方向の高さよりも前記第１方向の幅が小さい縦長の異形柱部であり、前記スリットに前記突出部が嵌合した状態において、当該突出部は、回転不能である。なお、本明細書において、「異形柱部」とは、例えば、角柱など、円柱形状以外の形状を有する柱部を意味する。

【0013】

ピンの突出部は、第３方向の高さよりも第１方向の幅が小さい縦長の形状を有する。従って、第３方向の高さよりも第１方向の幅が大きい横長の突出部よりも、突出部が嵌合するスリットの幅がより小さくなるため、第２ハウジングが更に小型化される。

【0014】

望ましい態様として、前記軸受は、ニードル軸受または滑り軸受である。ニードル軸受または滑り軸受は、例えば、転がり軸受よりも、外径が小さいため、軸受が小さくなるため、第２ハウジングが更に小型化される。

【発明の効果】

【0015】

本開示によれば、より小型化されたウォーム減速機付き電動機および電動パワーステアリング装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】図１は、実施形態の電動パワーステアリング装置の模式図である。

【図2】図２は、実施形態に係るウォーム減速機付き電動機を第１ステアリングシャフトの出力軸側から見た模式的な斜視図である。

【図3】図３は、図２の側面図である。

【図4】図４は、実施形態に係るウォーム減速機付き電動機を第１ステアリングシャフトの入力軸側から見た模式的な斜視図である。

【図5】図５は、実施形態に係るウォーム減速機付き電動機を第１ステアリングシャフトの出力軸側から見た模式的な正面図である。

【図6】図６は、図４の分解斜視図である。

【図7】図７は、図４のＶＩＩーＶＩＩ線による断面図である。

【図8】図８は、実施形態に係るウォームシャフトを分解した模式図である。

【図9】図９は、図８の断面を模式的に示す断面図である。

【図10】図１０は、変形例に係るウォーム減速機付き電動機の模式的な断面図であり、実施形態の図７に対応する図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、同一構造の部位には同一符号を付けて、説明を省略する。なお、三次元座標において、Ｘ方向は車体の前後方向、Ｙ方向は車幅方向、Ｚ方向は上下方向を示す。さらに、Ｘ１側は、第１ステアリングシャフト８２の出力軸側を示し、Ｘ２側は入力軸側を示す。Ｙ１側は、車幅方向の左側を示し、Ｙ２側は、右側を示す。Ｚ１側は、上側を示し、Ｚ２側は、下側を示す。

【0018】

なお、以下の説明において、「第１方向」とは、ウォームホイール１１の中心軸ＡＸ１の軸方向であり、「第２方向」とは、ウォームシャフト１２、１２Ａの中心軸ＡＸ２の軸方向である。「第２方向」は、「第１方向」と交差する。また、「第３方向」は、「第１方向」および「第２方向」の双方に交差する方向である。

【0019】

ここで、以下の実施形態においては、分かりやすくするために、Ｘ方向が第１方向に一致し、Ｙ方向が第２方向に一致し、Ｚ方向が第３方向に一致する態様としている。また、Ｘ１側を第１方向の一方側、Ｘ２側を第１方向の他方側とも称し、Ｙ１側を第２方向の一方側、Ｙ２側を第２方向の他方側とも称し、Ｚ１側を第３方向の一方側、Ｚ２側を第３方向の他方側とも称する。ただし、本発明において、「第１方向」が「Ｘ方向」に限定されず、「第２方向」が「Ｙ方向」に限定されず、「第３方向」が「Ｚ方向」に限定されない。

【0020】

［実施形態］
以下に、実施形態について説明する。図１は、実施形態の電動パワーステアリング装置の模式図である。図２は、実施形態に係るウォーム減速機付き電動機を第１ステアリングシャフトの出力軸側から見た模式的な斜視図である。図３は、図２の側面図である。図４は、実施形態に係るウォーム減速機付き電動機を第１ステアリングシャフトの入力軸側から見た模式的な斜視図である。図５は、実施形態に係るウォーム減速機付き電動機を第１ステアリングシャフトの出力軸側から見た模式的な正面図である。図６は、図４の分解斜視図である。図７は、図４のＶＩＩーＶＩＩ線による断面図である。図８は、実施形態に係るウォームシャフトを分解した模式図である。図９は、図８の断面を模式的に示す断面図である。

【0021】

図１に示すように、第１ステアリングシャフト８２は、入力軸８２ａと、出力軸８２ｂとを備える。入力軸８２ａの一方の端部がステアリングホイール８１に連結され、入力軸８２ａの他方の端部が出力軸８２ｂに連結される。また、出力軸８２ｂの一方の端部が入力軸８２ａに連結され、出力軸８２ｂの他方の端部が第１ユニバーサルジョイント８４に連結される。

【0022】

図１に示すように、第２ステアリングシャフト８５は、第１ユニバーサルジョイント８４と第２ユニバーサルジョイント８６とを連結している。第２ステアリングシャフト８５の一方の端部が第１ユニバーサルジョイント８４に連結され、他方の端部が第２ユニバーサルジョイント８６に連結される。第３ステアリングシャフト８７の一方の端部が第２ユニバーサルジョイント８６に連結され、第３ステアリングシャフト８７の他方の端部がステアリングギヤ８８に連結される。

【0023】

図１に示すように、ステアリングギヤ８８は、ピニオン８８ａと、ラック８８ｂとを備える。ピニオン８８ａは、第３ステアリングシャフト８７に連結される。ラック８８ｂは、ピニオン８８ａに噛み合う。ステアリングギヤ８８は、ピニオン８８ａに伝達された回転運動をラック８８ｂで直進運動に変換する。ラック８８ｂは、タイロッド８９に連結される。ラック８８ｂが移動することで車輪の角度が変化する。

【0024】

図１に示すように、操舵力アシスト機構８３は、ウォーム減速機付き電動機１００を備える。ウォーム減速機付き電動機１００は、出力軸８２ｂに補助操舵トルクを与える。ウォーム減速機付き電動機１００については、詳細に後述する。

【0025】

図１に示すように、電動パワーステアリング装置８０は、ウォーム減速機付き電動機１００と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）９０と、トルクセンサ９４と、車速センサ９５と、を備える。ウォーム減速機付き電動機１００、トルクセンサ９４および車速センサ９５は、ＥＣＵ９０と電気的に接続される。トルクセンサ９４は、入力軸８２ａに伝達された操舵トルクをＣＡＮ（Controller Area Network）通信によりＥＣＵ９０に出力する。車速センサ９５は、電動パワーステアリング装置８０が搭載される車体の走行速度（車速）を検出する。車速センサ９５は、車体に備えられ、車速をＣＡＮ通信によりＥＣＵ９０に出力する。

【0026】

ＥＣＵ９０は、ウォーム減速機付き電動機１００のモータ部３（図２参照）の動作を制御する。ＥＣＵ９０は、トルクセンサ９４および車速センサ９５のそれぞれから信号を取得する。ＥＣＵ９０には、イグニッションスイッチ９８がオンの状態で、電源装置９９（例えば車載のバッテリ）から電力が供給される。ＥＣＵ９０は、操舵トルクおよび車速に基づいて補助操舵指令値を算出する。ＥＣＵ９０は、補助操舵指令値に基づいてモータ部３へ供給する電力値を調節する。ＥＣＵ９０は、モータ部３から誘起電圧の情報またはモータ部３に設けられたレゾルバ等から出力される情報を取得する。ＥＣＵ９０がモータ部３を制御することで、ステアリングホイール８１の操作に要する力が小さくなる。

【0027】

図２から図７に示すように、ウォーム減速機付き電動機１００は、第１構造体１１０と、第２構造体１２０と、を備える。第１構造体１１０および第２構造体１２０は、上下方向に配置される。第１構造体１１０が下側（Ｚ２側）に位置し、第１構造体１１０の上に弾性部材５（図５参照）が配置され、第２構造体１２０が第１構造体１１０および弾性部材５の上側に配置される。即ち、第１構造体１１０と第２構造体１２０とで、弾性部材５を上下から挟持している。なお、ウォームホイール１１とウォームシャフト１２とでウォーム減速機１（図４参照）が構成される。

【0028】

図２から図７に示すように、第１構造体１１０は、第１ハウジング２１と、ウォームホイール１１と、を有する。第１ハウジング２１は、本体部２１１と、蓋体部２１２を備え、ウォームホイール１１を収容する。本体部２１１は、前後方向（Ｘ方向）において、Ｘ１側に位置し、蓋体部２１２は、本体部２１１のＸ２側の開口を覆う。ウォームホイール１１は、第１方向に延びる。換言すると、ウォームホイール１１は、中心軸ＡＸ１の軸方向に延びる。ウォームホイール１１は、中心軸ＡＸ１の軸回り方向に回転可能である。また、図７に示すように、第１ハウジング２１は、ウォームホイール１１が露出する第１開口部２１３と、第１開口部２１３の周縁部２１３ａと、を有する。

【0029】

図２および図３に示すように、本体部２１１は、第１周面部２１１ａと、後壁面部２１１ｂと、第２周面部２１１ｃと、フランジ２１１ｄと、円盤部２１１ｅと、スプライン軸２１１ｆと、フランジ部２１１ｇと、を有する。第１周面部２１１ａは、中心軸ＡＸ１の軸回りの周方向に延びる円筒面である。後壁面部２１１ｂは、第１周面部２１１ａのＸ１側の端から径方向の内側に延びる。第２周面部２１１ｃは、周方向に延びる円筒面である。第２周面部２１１ｃは、後壁面部２１１ｂの径方向の内側の端からＸ１側に向けて延びる。第２周面部２１１ｃの内周側には、円盤部２１１ｅが嵌合される。フランジ２１１ｄは、第２周面部２１１ｃのＸ１側の端から径方向の内側に向けて延びる。なお、スプライン軸２１１ｆは、円盤部２１１ｅに対して回転可能に支持されており、スプライン軸２１１ｆは、ウォームホイール１１に連結される。また、スプライン軸２１１ｆは、後述する突設部２１２ｄと一体である。スプライン軸２１１ｆには、第１ステアリングシャフト８２の出力軸８２ｂが接続され、突設部２１２ｄには、第１ステアリングシャフト８２の入力軸８２ａが接続される。

【0030】

図４に示すように、蓋体部２１２は、前面部２１２ａと、筒状部２１２ｂと、プレート部２１２ｃと、突設部２１２ｄと、を有する。前面部２１２ａは、径方向の内側に向けて延びる。前面部２１２ａの周縁部は、第１周面部２１１ａのＸ２側の端に対向する。筒状部２１２ｂは、前面部２１２ａの径方向の内側の端からＸ１側に向けて円筒状に延びる。プレート部２１２ｃは、筒状部２１２ｂの内周側に嵌合される。なお、プレート部２１２ｃから円筒状の突設部２１２ｄがＸ２側に向けて突出している。

【0031】

さらに、プレート部２１２ｃと円盤部２１１ｅとの間には、図７に示すウォームホイール１１が配置される。つまり、図７に示すように、ウォームホイール１１は、径方向の中央に位置する芯金１１ａと、芯金１１ａの外周側に位置するホイール歯部１１ｂと、を備える。芯金１１ａは、ホイール歯部１１ｂよりもＸ方向の厚さが厚く形成される。芯金１１ａには、スプライン軸２１１ｆが連結されている。また、ホイール歯部１１ｂは、噛合部分２００において、ウォームシャフト１２のシャフト歯部１２ｂと噛み合う。

【0032】

図６に示すように、第１ハウジング２１の上面２１ａには凹溝が設けられ、凹溝には弾性部材５が嵌められる。弾性部材５は、例えばゴムである。上面２１ａは、第１開口部２１３の周縁部２１３ａ（図７参照）でもある。つまり、上面２１ａ（周縁部２１３ａ）は、第１ハウジング２１の縁に沿って延びる。また、第１ハウジング２１の上面２１ａには、湾曲部２１ｃ、２１ｄが設けられる。湾曲部２１ｃ、２１ｄにおけるそれぞれの頂部には、フランジ部２１１ｇが設けられる。換言すると、湾曲部２１ｃ、２１ｄにおけるＹ方向の中央に位置する頂部からフランジ部２１１ｇが上側（Ｚ１側）に向けて突出している。フランジ部２１１ｇは、プレート形状を有し、第１貫通孔２１１ｈが貫通して設けられる。第１貫通孔２１１ｈは、上下方向（Ｚ方向）に細長い略楕円形状を有する。第１貫通孔２１１ｈは、異形孔である。

【0033】

次に、第２構造体１２０を説明する。図２から図７に示すように、第２構造体１２０は、第２ハウジング２２と、ウォームシャフト１２と、モータ部３と、を備える。ウォームシャフト１２の中心軸ＡＸ２は、Ｙ方向（第２方向）に延びる。

【0034】

図２および図６に示すように、第２ハウジング２２は、枠状部材２２０と、カバー２３と、を備える。

【0035】

図２に点ハッチングで示すカバー２３は、ウォームシャフト１２を覆っている。カバー２３は、ウォームシャフト１２に金属粉などの異物が付着することを抑制する。

【0036】

図６に示すように、枠状部材２２０は、第１枠状部材２２１と、第２枠状部材２２２と、脚部２２５と、フランジ２２３と、を有する。

【0037】

図６に示すように、第１枠状部材２２１は、第１ハウジング２１の縁である上面２１ａ（周縁部２１３ａ）に沿って延びる。第１枠状部材２２１は、上側（Ｚ１側）から見て、略矩形の環状形状を有する。第１枠状部材２２１は、平坦部２２１ａと、湾曲部２２１ｂと、湾曲部２２１ｃと、を有する。湾曲部２２１ｂは、上側（Ｚ１側）に向けて凸の湾曲形状を有する。湾曲部２２１ｂは、第１枠状部材２２１のＸ２側において、Ｙ１側の平坦部２２１ａと、Ｙ２側の平坦部２２１ａと、を連結する。湾曲部２２１ｃは、第１枠状部材２２１のＸ１側において、Ｙ１側の平坦部２２１ａと、Ｙ２側の平坦部２２１ａと、を連結する。なお、図７に示すように、第１枠状部材２２１は、ウォームシャフト１２が露出する第２開口部２２４と、第２開口部２２４の周縁部２２４ａと、を有する。

【0038】

また、湾曲部２２１ｂ、２２１ｃにおけるそれぞれの頂部には、凸部２２１ｄが設けられる。換言すると、湾曲部２２１ｂ、２２１ｃおけるＹ方向の中央に位置する頂部には、凸部２２１ｄが上側（Ｚ１側）に向けて突出している。凸部２２１ｄは、Ｘ方向から見て上側に凸の半円形状を有し、第２貫通孔２２１ｅが貫通して設けられる。第２貫通孔２２１ｅは、Ｘ方向から見て円形である。第２貫通孔２２１ｅは、円形孔である。

【0039】

第２枠状部材２２２は、第１枠状部材２２１におけるＹ１側およびＹ２側の部位から上側（Ｚ１側）に向けて延びる。具体的には、第２枠状部材２２２は、第１枠状部材２２１におけるＹ１側の部位のうちＸ方向の中央部と、第１枠状部材２２１におけるＹ２側の部位のうちＸ方向の中央部とに一対に設けられる。第２枠状部材２２２は、第１の柱部２２２ａと、第２の柱部２２２ｂと、を有する。第１の柱部２２２ａおよび第２の柱部２２２ｂは、平坦部２２１ａから上側（Ｚ１側）に向けて延びる。第１の柱部２２２ａは、平坦部２２１ａにおける端２２１ｆから上側（Ｚ１側）に向けて延びる。第２の柱部２２２ｂは、平坦部２２１ａにおける端２２１ｇから上側（Ｚ１側）に向けて延びる。第１の柱部２２２ａと第２の柱部２２２ｂとは、Ｘ方向に離隔している。従って、第１の柱部２２２ａと第２の柱部２２２ｂとの間には、上下方向（Ｚ方向）に延びるスリット２２２ｃが設けられる。

【0040】

スリット２２２ｃは、第１ハウジング２１側である下端が開口している。第１の柱部２２２ａと第２の柱部２２２ｂとは、頂部２２２ｄにおいて連結される。頂部２２２ｄのＺ方向の位置は、枠状部材２２０のＺ方向の高さの略半分である。第１の柱部２２２ａ、第２の柱部２２２ｂおよび頂部２２２ｄは、Ｙ方向から見て略Ｕ字状である。脚部２２５は、頂部２２２ｄから上側（Ｚ１側）に向けて延びる。Ｙ１側の脚部２２５の上端と、Ｙ２側の脚部２２５の上端とは、フランジ２２３を介して連結される。フランジ２２３は、Ｙ方向に延びる。

【0041】

図３に示すように、モータ部３は、ステータ３１と、ロータ２５０と、を備える。ステータ３１は、ティース３３と、コイル２４０とを有する。ステータ３１は、ティース３３にコイル２４０が巻回されることによって形成される。ステータ３１は、支持プレート３７の内周に固定される。ステータ３１の内周側には、ロータ２５０が配置される。ロータ２５０については、後述する。なお、図２に示すように、支持プレート３７は、上端フランジ３７ａと、円弧部３７ｂと、下端フランジ３７ｃと、を有する。上端フランジ３７ａは、フランジ２２３にボルトで締結される。下端フランジ３７ｃは、第１枠状部材２２１の平坦部２２１ａにボルトで締結される。円弧部３７ｂは、上端フランジ３７ａと下端フランジ３７ｃとを連結する。円弧部３７ｂの内周にステータ３１が設けられる。

【0042】

次に、ウォームシャフト１２の構成を説明する。図８および図９に示すように、ウォームシャフト１２は、シャフト歯部１２ｂと、ロータ２５０と、ニードル軸受１２２と、ピン１２３と、を備える。なお、実施形態では、ニードル軸受１２２は軸受の一例であって、本発明において、軸受はニードル軸受１２２に限定されない。

【0043】

図８および図９に示すように、シャフト歯部１２ｂは、ウォームシャフト１２におけるＹ方向の中央に設けられる。シャフト歯部１２ｂは、ウォームホイール１１のホイール歯部１１ｂと噛み合う。従って、ウォームシャフト１２が中心軸ＡＸ２の軸回りの周方向に回転すると、ウォームホイール１１は中心軸ＡＸ１の軸回り方向に回転する。ウォームシャフト１２は、第２方向に延びる。換言すると、ウォームシャフト１２は、中心軸ＡＸ２の軸方向に延びる。

【0044】

図８および図９に示すように、ロータ２５０は、シャフト歯部１２ｂに対してＹ１側の端部およびＹ２側の端部に位置する。図９に示すように、ロータ２５０は、軸部１２ａと、磁石２５１と、を備える。軸部１２ａは、中心軸ＡＸ２の軸回りの周方向に沿って延びる円柱状である。軸部１２ａには、Ｙ方向に開口する凹部１２ｃが設けられる。軸部１２ａの外周側には、環状の磁石２５１が嵌合される。従って、軸部１２ａの外周面１２ｄは、磁石２５１の内周面２５１ａと接する。また、磁石２５１の外周面２５１ｂは、テーパー面２５１ｃと、円筒面２５１ｄと、を有する。テーパー面２５１ｃの径は、軸方向の内側（ウォームシャフト１２の軸方向の中心側）に行くに従って径が小さくなる。換言すると、中心軸ＡＸ２を含む断面において、テーパー面２５１ｃは、ウォームシャフト１２の軸方向の中心側に行くに従って中心軸ＡＸ２に近づく。なお、磁石２５１は、例えば、電磁鋼板および冷間圧延鋼板などの薄板を積層して製造される。また、永久磁石を適用することもできる。永久磁石は、例えば、積層した複数の薄板に、あらかじめ磁石の挿入孔を設け、この挿入孔に永久磁石を挿入することにより製造してもよい。その他、磁性粉体を焼結することにより、永久磁石を製造してもよい。

【0045】

図８および図９に示すように、ニードル軸受１２２は、軸部１２ａの凹部１２ｃに嵌合および収容される。ニードル軸受１２２は、中心軸ＡＸ２の周方向に沿って延びる環状部材であり、保持器１２２ａと、ニードル１２２ｂと、を備え、ニードル軸受１２２には、貫通孔１２２ｃが設けられる。保持器１２２ａの内周に複数のニードル１２２ｂが回転可能に設けられる。なお、軸受は、ニードル軸受１２２に限定されず、種々の軸受を適用することができる。よって、例えば、ニードル軸受１２２の代わりに滑り軸受を適用してもよい。

【0046】

図８および図９に示すように、ピン１２３は、本体部１２３ａと、突出部１２３ｂと、を備える。本体部１２３ａと突出部１２３ｂとは一体である。本体部１２３ａは、中心軸ＡＸ２の周方向に沿って延びる中実の環状部材である。本体部１２３ａは、円柱形状を有する。本体部１２３ａは、ニードル軸受１２２の内周の貫通孔１２２ｃに嵌合される。突出部１２３ｂは、本体部１２３ａからＹ方向に突出する。突出部１２３ｂは、図６に示すように、異形柱部である。

【0047】

突出部１２３ｂは、Ｘ方向の厚さがＺ方向の高さよりも小さい。すなわち、突出部１２３ｂをＹ方向から見ると、縦長の略長方形の形状である。突出部１２３ｂは、第２枠状部材２２２のスリット２２２ｃに嵌合する。換言すると、第２枠状部材２２２のスリット２２２ｃは、突出部１２３ｂが嵌合する嵌合部である。スリット２２２ｃに突出部１２３ｂが嵌合した状態では、突出部１２３ｂを含むピン１２３は回転不能である。従って、ピン１２３と、ロータ２５０とは、ニードル軸受１２２を介して互いに相対回転が可能である。これにより、図７に示すロータ２５０は、ステータ３１に対して回転可能となっている。また、図７に示すように、例えば、ロータ２５０におけるＹ方向の端面と、ステータ３１におけるＹ方向の端面とは、Ｙ方向の位置が同一でもよい。

【0048】

次に、ウォーム減速機付き電動機１００の組付手順を簡単に説明する。まず、ウォームシャフト１２を組み付ける。図９の矢印に示すように、ピン１２３をニードル軸受１２２に嵌合する。具体的には、ピン１２３の本体部１２３ａを、ニードル軸受１２２の内周の貫通孔１２２ｃに嵌合する。次いで、ピン１２３およびニードル軸受１２２を軸部１２ａの凹部１２ｃに嵌合する。具体的には、ニードル軸受１２２を凹部１２ｃに嵌合する。この状態では、図６に示すように、ロータ２５０の側面２５０ａから突出部１２３ｂが突出している。

【0049】

次に、図６に示すように、ウォームシャフト１２の２つの突出部１２３ｂを第２枠状部材２２２のスリット２２２ｃにそれぞれ嵌合する。具体的には、スリット２２２ｃの下端に突出部１２３ｂを挿入したのち、ウォームシャフト１２を上側（Ｚ１側）に向けて移動させ、頂部２２２ｄの内側面に当接させることにより、ウォームシャフト１２を枠状部材２２０に組み付ける。第１の柱部２２２ａおよび第２の柱部２２２ｂは弾性を有し、且つ、スリット２２２ｃのＸ方向の幅が突出部１２３ｂのＸ方向の幅よりも小さい。このため、第１の柱部２２２ａおよび第２の柱部２２２ｂによって、ウォームシャフト１２の２つの突出部１２３ｂがＸ方向に押圧された状態で、ウォームシャフト１２が枠状部材２２０に保持される。

【0050】

こののち、ウォームシャフト１２が組み付いた枠状部材２２０を第１ハウジング２１に取り付ける。具体的には、図６に示すように、第１枠状部材２２１を第１ハウジング２１の上面２１ａ（周縁部２１３ａ）に載置し、枠状部材２２０の凸部２２１ｄの第２貫通孔２２１ｅとフランジ部２１１ｇの第１貫通孔２１１ｈとの位置を合わせたのち、第１貫通孔２１１ｈおよび第２貫通孔２２１ｅに、支持ピン３００を挿入して嵌合させる。具体的には、支持ピン３００の円柱部３０１を第２貫通孔２２１ｅに嵌合させ、異形柱部３０２を第１貫通孔２１１ｈに嵌合させる。なお、異形柱部３０２は、断面が上下方向（Ｚ方向）に長い略楕円形の形状を有する。従って、異形柱部３０２が第１貫通孔２１１ｈに嵌合した状態では、異形柱部３０２が第１貫通孔２１１ｈに対して回転不能である。よって、第２ハウジング２２は、支持ピン３００を中心に、第１ハウジング２１に対して揺動可能である。

【0051】

以上説明したように、本実施形態に係るウォーム減速機付き電動機１００は、Ｘ方向（第１方向）に延びる中心軸ＡＸ１の軸回り方向に回転可能で、且つ、ホイール歯部１１ｂを有するウォームホイール１１と、ウォームホイール１１を収容し、且つ、ウォームホイール１１を回転可能に支持する第１ハウジング２１と、ホイール歯部１１ｂに噛み合うシャフト歯部１２ｂを有し、且つ、Ｙ方向（第２方向）に延びる中心軸ＡＸ２の軸回り方向に回転可能なウォームシャフト１２と、ウォームシャフト１２を収容し、ウォームシャフト１２を回転可能に支持し、且つ、第１ハウジング２１に取り付けられる第２ハウジング２２と、を備える。ウォームシャフト１２は、シャフト歯部１２ｂに対してＹ方向（第２方向）の一方側（Ｙ１側）の端部および他方側（Ｙ２側）の端部に位置し、且つ、Ｙ方向（第２方向）に向けて開口する凹部１２ｃを有するロータ２５０と、ロータ２５０の凹部１２ｃに収容されるニードル軸受１２２と、ニードル軸受１２２の内周に嵌合される本体部１２３ａと、本体部１２３ａからＹ方向（第２方向）に突出する突出部１２３ｂとを含むピン１２３と、を備える。第２ハウジング２２は、ピン１２３の突出部１２３ｂが嵌合する嵌合部を備える。

【0052】

前述したように、特許文献１のウォームシャフトにおいては、シャフト歯部の軸方向の両側にロータが位置し、ロータの軸方向の両側に軸受が位置し、軸受が第２ハウジングの内側に固定される。シャフト歯部とロータとは軸方向に離隔され、ロータと軸受とは軸方向に離隔される。従って、ウォームシャフトおよび第２ハウジングが軸方向に長くなり、第２ハウジングを含むウォーム減速機付き電動機が大型化する。

【0053】

これに対して、本実施形態に係るウォームシャフト１２では、ロータ２５０の内側に設けた凹部１２ｃにニードル軸受１２２が収容される。従って、特許文献１のウォームシャフトよりも、本実施形態に係るウォームシャフト１２の方が軸方向の長さが小さくなり、第２ハウジング２２および第２ハウジング２２を含むウォーム減速機付き電動機がより小型化される。

【0054】

また、第２ハウジング２２は、第１ハウジング２１側に位置し、且つ、第１ハウジング２１の周縁部２１３ａ（縁）に沿って延びる第１枠状部材２２１と、第１枠状部材２２１におけるＹ方向（第２方向）のＹ１側（一方側）およびＹ２側（他方側）の部位から、Ｚ方向（第３方向）に延びる第２枠状部材２２２と、を備える。第２枠状部材２２２には、Ｚ方向（第３方向）に沿って延び、且つ、第１ハウジング２１側が開口するスリット２２２ｃが設けられ、スリット２２２ｃが、第２ハウジング２２の嵌合部である。

【0055】

このように、第２ハウジング２２は、第１枠状部材２２１および第２枠状部材２２２を備えるため、特許文献１のような箱型の第２ハウジングよりも開口部が少ない。従って、実施形態の第２ハウジング２２は、特許文献１の第２ハウジングよりも、軽量である。また、第２枠状部材２２２には、第１ハウジング２１側が開口するスリット２２２ｃが設けられるため、ウォームシャフト１２を第２ハウジング２２に組み付けるときに、ピン１２３の突出部１２３ｂをスリット２２２ｃに挿入して上側に移動させればよいため、組付作業が容易である。これに対して、第２ハウジング２２の嵌合部が貫通孔を有する環状部材の場合は、ピン１２３の突出部１２３ｂを環状部材の貫通孔に差し込むために、例えば、ウォームシャフト１２の姿勢を斜めにしたり、第２枠状部材２２２を押し広げて変形させたりする作業が必要になる可能性がある。

【0056】

さらに、ピン１２３の突出部１２３ｂは、Ｚ方向（第３方向）の高さよりもＸ方向（第１方向）の幅が小さい縦長の異形柱部であり、スリット２２２ｃに突出部１２３ｂが嵌合した状態において、突出部１２３ｂは、回転不能である。

【0057】

ピン１２３の突出部１２３ｂは、Ｚ方向（第３方向）の高さよりもＸ方向（第１方向）の幅が小さい縦長の形状を有する。従って、Ｚ方向（第３方向）の高さよりもＸ方向（第１方向）の幅が大きい横長の形状よりも、突出部１２３ｂが嵌合するスリット２２２ｃの幅がより小さくなるため、第２ハウジングが更に小型化される。

【0058】

そして、軸受は、ニードル軸受１２２または滑り軸受が適用可能である。ニードル軸受１２２または滑り軸受は、例えば、転がり軸受よりも、外径が小さいため、軸受が小さくなるため、第２ハウジングが更に小型化される。

【0059】

［変形例］
次に、変形例について説明する。図１０は、変形例に係るウォーム減速機付き電動機の模式的な断面図であり、実施形態の図７に対応する図である。

【0060】

変形例に係るウォーム減速機付き電動機１００Ａは、実施形態に係るウォーム減速機付き電動機１００に対して第２構造体１２０Ａが相違する。以下に詳細に説明する。

【0061】

図７と図１０を比較すれば明らかなように、ウォームシャフト１２Ａにおいては、一対のモータ部３Ａがシャフト歯部１２ｂからＹ１側およびＹ２に離隔して配置される。モータ部３Ａは、ステータ３１Ａと、ロータ２５０Ａと、を備える。ステータ３１Ａは、ティース３３Ａとコイルとを有し、ティース３３Ａにコイルが巻回されることによって形成される。ステータ３１Ａの内周側には、ロータ２５０Ａが配置される。ウォームシャフト１２Ａは、第２方向に延びる。換言すると、ウォームシャフト１２Ａは、中心軸ＡＸ２の軸方向に延びる。

【0062】

ロータ２５０Ａは、シャフト歯部１２ｂに対してＹ１側の端部およびＹ２側の端部に位置する。図１０に示すように、ロータ２５０Ａは、軸部１２Ａａと、磁石２５１Ａと、を備える。軸部１２Ａａは、中心軸ＡＸ２の軸回りの周方向に沿って延びる円柱状である。軸部１２Ａａには、凹部１２ｃが設けられる。軸部１２Ａａの外周側には、環状の磁石２５１Ａが嵌合される。なお、軸部１２Ａａは、シャフト１２１を介してシャフト歯部１２ｂに連結される。すなわち、シャフト歯部１２ｂからシャフト１２１が軸方向に延び、シャフト１２１の端部が軸部１２Ａａに固定される。

【0063】

ニードル軸受１２２は、軸部１２Ａａの凹部１２ｃに嵌合および収容される。ニードル軸受１２２は、保持器１２２ａと、ニードル１２２ｂと、を備える。ニードル１２２ｂの内周にピン１２３Ａが嵌合される。ピン１２３Ａの先端の突出部１２３Ａｂは、第２枠状部材２２２のスリット２２２ｃに嵌合される。スリット２２２ｃに突出部１２３Ａｂが嵌合した状態では、突出部１２３Ａｂを含むピン１２３Ａは回転不能である。従って、ピン１２３Ａと、ロータ２５０Ａとは、ニードル軸受１２２を介して互いに相対回転が可能である。これにより、ロータ２５０Ａは、ステータ３１Ａに対して回転可能となっている。

【0064】

以上説明したように、変形例に係るウォームシャフト１２Ａにおいても、ロータ２５０Ａの内側に設けた凹部１２ｃにニードル軸受１２２が収容される。従って、特許文献１のウォームシャフトよりも、変形例に係るウォームシャフト１２Ａの方が軸方向の長さが小さくなり、第２ハウジング２２および第２ハウジング２２を含むウォーム減速機付き電動機１００Ａがより小型化される。

【0065】

また、一対のモータ部３Ａがシャフト歯部１２ｂからＹ１側およびＹ２に離隔して配置されるため、シャフト歯部１２ｂとモータ部３Ａとの間に空間（隙間）が生じる。従って、当該空間（隙間）に、別の新たな部品等を配置することが可能となる。

【0066】

なお、本発明は、前述した実施形態に限定されず、種々の電動パワーステアリング（ＥＰＳ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ）以下、ＥＰＳと称する）装置の減速機構、および所謂ステアバイワイヤシステムにおける操舵反力装置の減速機構、などに適用が可能である。ＥＰＳ装置としては、例えば、ステアリングコラム内の所謂コラムタイプのＥＰＳ装置、所謂ピニオンタイプのＥＰＳ装置、所謂デュアルピニオンタイプのＥＰＳ装置などがある。

【0067】

前記コラムタイプのＥＰＳ装置は、ステアリングコラムの内側に回転自在に支持されたステアリングシャフトに対して補助動力を付与する。前記ピニオンタイプのＥＰＳ装置は、ステアリングギヤユニットの操舵ピニオン軸に補助動力を付与する。前記デュアルピニオンタイプのＥＰＳ装置は、ステアリングギヤユニットに設けられた、操舵ピニオン軸とは別のアシストピニオン軸に補助動力を付与する。また、前記ステアバイワイヤシステムにおける操舵反力装置の減速機構は、ステアリングギヤユニットとは機構的に連結しないステアリングコラムの内側に回転自在に支持されたステアリングシャフトに車両の運行状況に応じて操舵反力を付与する。

【0068】

なお、前記ステアバイワイヤシステムにおける操舵反力装置の減速機構において、付与すべき反力はＥＰＳ装置における補助動力に対して比較的小さく設けられるため、本願の解決すべき課題である、より小型化されたウォーム減速機付き電動機としては更に効果が望める。

【符号の説明】

【0069】

１ ウォーム減速機
３、３Ａ モータ部
５ 弾性部材
１１ ウォームホイール（ウォーム減速機）
１１ａ 芯金
１１ｂ ホイール歯部
１２、１２Ａ ウォームシャフト（ウォーム減速機）
１２ａ 軸部
１２ｂ シャフト歯部
１２ｃ 凹部
１２ｄ 外周面
２１ 第１ハウジング
２１ａ 上面
２１ｃ、２１ｄ 湾曲部
２２ 第２ハウジング
２３ カバー
３１ ステータ
３３ ティース
３７ 支持プレート
３７ａ 上端フランジ
３７ｂ 円弧部
３７ｃ 下端フランジ
８０ 電動パワーステアリング装置
８１ ステアリングホイール
８２ 第１ステアリングシャフト
８２ａ 入力軸
８２ｂ 出力軸
８３ 操舵力アシスト機構
８４ 第１ユニバーサルジョイント
８５ 第２ステアリングシャフト（ステアリングシャフト）
８６ 第２ユニバーサルジョイント
８７ 第３ステアリングシャフト
８８ ステアリングギヤ
８８ａ ピニオン
８８ｂ ラック
８９ タイロッド
９０ ＥＣＵ（Electronic Control Unit）
９４ トルクセンサ
９５ 車速センサ
１００、１００Ａ ウォーム減速機付き電動機
１１０ 第１構造体
１２０、１２０Ａ 第２構造体
１２１ シャフト
１２２ ニードル軸受（軸受）
１２２ａ 保持器
１２２ｂ ニードル
１２２ｃ 貫通孔
１２３ ピン
１２３ａ 本体部
１２３ｂ 突出部
２００ 噛合部分
２１１ 本体部
２１１ａ 第１周面部
２１１ｂ 後壁面部
２１１ｃ 第２周面部
２１１ｄ フランジ
２１１ｅ 円盤部
２１１ｆ スプライン軸
２１１ｇ フランジ部
２１１ｈ 第１貫通孔
２１２ 蓋体部
２１２ａ 前面部
２１２ｂ 筒状部
２１２ｃ プレート部
２１２ｄ 突設部
２１３ 第１開口部
２１３ａ 周縁部
２２０ 枠状部材
２２１ 第１枠状部材
２２１ａ 平坦部
２２１ｂ、２２１ｃ 湾曲部
２２１ｄ 凸部
２２１ｅ 第２貫通孔
２２１ｆ 端
２２１ｇ 端
２２２ 第２枠状部材
２２２ａ 第１の柱部
２２２ｂ 第２の柱部
２２２ｃ スリット（嵌合部）
２２２ｄ 頂部
２２３ フランジ
２２４ 第２開口部
２２４ａ 周縁部
２２５ 脚部
２４０ コイル
２５０、２５０Ａ ロータ
２５０ａ 側面
２５１ 磁石
２５１ａ 内周面
２５１ｂ 外周面
２５１ｃ テーパー面
２５１ｄ 円筒面
３００ 支持ピン
３０１ 円柱部
３０２ 異形柱部
ＡＸ１、ＡＸ２ 中心軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】