(57)【要約】【課題】  噛合い率やウォームホイールの耐久性を低下させることなく、歯先と歯底との干渉を回避したウォームシャフトを提供する。【解決手段】  ウォームシャフトの歯部は、その歯丈が軸方向においてほぼ同じ高さに形成される低歯丈部を有し、ウォームホイールの回転中心を通り、基部の回転軸と直交する仮想線を定義し、低歯丈部は、仮想線と基部の回転軸との交点を含み、かつ他の領域よりも歯丈が短く形成されることとした。【選択図】        図１１
2010001937.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
棒状の基部と、この基部の外周側に設けられた螺旋状の歯部と、から構成され、ウォームホイールと噛み合うウォームシャフトであって、
前記歯部は、その歯丈が軸方向においてほぼ同じ高さに形成される低歯丈部を有し、
前記ウォームホイールの回転中心を通り、前記基部の回転軸と直交する仮想線を定義し、
前記低歯丈部は、前記仮想線と前記基部の回転軸との交点を含み、かつ他の領域よりも歯丈が短く形成されること
を特徴とするウォームシャフト。
【請求項２】
請求項１に記載のウォームシャフトにおいて、
前記歯部であって、ウォームホイールと噛み合う噛合い部の断面形状は凹型形状であること
を特徴とするウォームシャフト。
【請求項３】
請求項１に記載のウォームシャフトにおいて、
ウォームホイールであって、前記低歯丈部の歯先と接する第１仮想円の半径は、ウォームシャフトと前記ウォームホイールの噛合いピッチ円の半径以下であること
を特徴とするウォームシャフト。
【請求項４】
請求項１に記載のウォームシャフトにおいて、
前記低歯丈部の歯先は、前記基部の回転軸と平行な面とほぼ一致するように形成されること
を特徴とするウォームシャフト。
【請求項５】
請求項１に記載のウォームシャフトにおいて、
前記低歯丈部は、前記歯部の軸方向略中央部に形成されること
を特徴とするウォームシャフト。
【請求項６】
請求項１に記載のウォームシャフトにおいて、
前記低歯丈部の形成範囲は、前記基部の回転中心を中心として３６０°以内であること
を特徴とするウォームシャフト。
【請求項７】
ステアリングホイールの回転を転舵輪に伝達する操舵機構と、
前記操舵機構に操舵アシスト力を付与する電動モータと、
前記操舵機構に設けられたウォームホイールと、
前記電動モータの出力軸に設けられ、前記ウォームホイールと噛み合うウォームシャフトと
を有し、
前記ウォームシャフトは、棒状の基部と、この基部の外周側に設けられた螺旋状の歯部と、から構成され、
前記歯部は、その歯丈が軸方向においてほぼ同じ高さに形成される低歯丈部を有し、
前記ウォームホイールの回転中心を通り、前記基部の回転軸と直交する仮想線を定義し、
前記低歯丈部は、前記仮想線と前記基部の回転軸との交点を含み、かつ他の領域よりも歯丈が短く形成されること
を特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項８】
請求項７に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記ウォームシャフトの歯先と前記ウォームホイールの歯底との間の隙間は、前記低歯丈部の隙間がこの低歯丈部の両側の隙間以上となるように形成されること
を特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項９】
請求項７に記載の電動パワーステアリング装置において、
ウォームホイールであって、前記低歯丈部の歯先と接する第１仮想円の半径は、ウォームシャフトと前記ウォームホイールとの噛合いピッチ円の半径以下であること
を特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項１０】
請求項７に記載の電動パワーステアリング装置は、
前記ウォームシャフトを前記ウォームホイール側に付勢する付勢機構をさらに有すること
を特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項１１】
請求項７に記載の電動パワーステアリング装置は、
前記ウォームホイールを前記ウォームシャフト側に付勢する付勢機構をさらに有すること
を特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項１２】
請求項７に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記ウォームホイールの歯は樹脂材料で形成されること
を特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項１３】
ウォームシャフトの製造方法において、
棒状の基部と、この基部の外周側に設けられ、歯丈が軸方向においてほぼ同じ高さを有する螺旋状の歯部を形成する歯形成工程と、
前記歯部と噛み合うウォームホイールの回転中心を通り、前記基部の回転軸と直交する仮想線を定義し、
前記仮想線と前記基部の回転軸との交点を含み、かつ他の領域よりも前記歯部の歯丈が短くなるように形成する低歯丈部形成工程と
を有することを特徴とするウォームシャフトの製造方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載のウォームシャフトの製造方法において、
前記低歯丈部形成工程は、棒状の素材をこの素材の外径が前記所定の領域において前記他の領域よりも小さくなるように形成することによって行われ、この後、前記歯型形成工程が行われること
を特徴とするウォームシャフトの製造方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載のウォームシャフトの製造方法において、
前記低歯丈部形成工程は、棒状の素材の表面仕上げと同じ工程において行われること
を特徴とするウォームシャフトの製造方法。
【請求項１６】
請求項１４に記載のウォームシャフトの製造方法において、
前記棒状の素材の外径が前記所定の領域において前記他の領域よりも小さくなるように形成する工程は、塑性加工によって行われること
を特徴とするウォームシャフトの製造方法。
【請求項１７】
請求項１３に記載のウォームシャフトの製造方法において、
前記低歯丈部形成工程は、前記歯型形成工程の後、前記歯部の前記所定範囲を切削することにより行われること
を特徴とするウォームシャフトの製造方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載のウォームシャフトの製造方法において、
前記低歯丈部形成工程は、前記基部の回転軸と平行にカッターをスライドさせることにより、前記歯部の前記所定範囲を切削することで行われること
を特徴とするウォームシャフトの製造方法。
【請求項１９】
請求項１７に記載のウォームシャフトの製造方法において、
前記低歯丈部形成工程は、前記ウォームシャフトの回転軸と平行な回転軸を中心に回転する円形のカッターにより前記歯部の前記所定範囲を切削することで行われること
を特徴とするウォームシャフトの製造方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載のウォームシャフトの製造方法において、
前記円形のカッターの半径は、ウォームシャフトと前記ウォームホイールの噛合いピッチ円の半径以下であること
を特徴とするウォームシャフトの製造方法。
【請求項２１】
棒状の基部と、この基部の外周側に設けられた螺旋状の歯部と、から構成され、ウォームホイールと噛み合うウォームシャフトであって、
前記歯部は、その歯丈が軸方向においてほぼ同じ高さに形成される低歯丈部を有し、
前記ウォームホイールの回転中心を通り、前記基部の回転軸と直交する仮想線を定義し、
前記低歯丈部は、前記仮想線と前記基部の回転軸との交点を含み、かつ他の領域よりも歯丈が短く形成され、
前記歯部のピッチ円径は一定であって、このピッチ円の外径は前記回転軸に対し平行であること
を特徴とするウォームシャフト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウォームシャフトおよびこのウォームシャフトを適用した電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に開示される電動パワーステアリング装置は、減速器にウォーム歯車を使用している。このようなウォーム歯車の強度を向上させるために、ウォームホイールの歯丈を短くする、換言すれば、歯底を底上げした形状とすることができる。
【特許文献１】特開２００７−３３１６６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら歯底を底上げした形状とした場合、ウォームシャフトの歯先がウォームホイールの歯底と干渉するおそれがある。このように歯先と歯底が干渉するのは、ウォームシャフトの歯先のうち、最もウォームホイールに深く入り込む部分である。この干渉を防止するため、ウォームシャフトの歯先全てを短くした場合、噛合い率が低下したり、ウォームホイールの荷重入力点が歯元側から歯先側に偏倚し、ウォームホイールの耐久性が低下する、という問題があった。
【０００４】
本発明は上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、噛合い率やウォームホイールの耐久性を低下させることなく、歯先と歯底との干渉を回避したウォームシャフトを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明では、ウォームシャフトの歯部は、その歯丈が軸方向においてほぼ同じ高さに形成される低歯丈部を有し、ウォームホイールの回転中心を通り、基部の回転軸と直交する仮想線を定義し、低歯丈部は、仮想線と基部の回転軸との交点を含み、かつ他の領域よりも歯丈が短く形成されることとした。
【０００６】
よって、噛合い率やウォームホイールの耐久性を低下させることなく、歯先と歯底との干渉を回避したウォームシャフトを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明のウォームシャフトおよび電動パワーステアリング装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００８】
図１は本願ウォーム歯車を適用した電動パワーステアリング装置のシステム構成図である。電動パワーステアリング装置は、モータ制御装置１、ステアリングホイールＳＷ、ステアリングシャフトＳＳ、トルクセンサＴＳ、入力軸ＩＮ、ラック＆ピニオン（操舵機構：ラックＲ、ピニオンＰ）、転舵輪ＦＬ，ＦＲ、およびＥＣＵ３００を有する。モータ制御装置１内にはモータＭが設けられ、電源ＢＡＴＴにより駆動される。
【０００９】
運転者によりステアリングホイールＳＷが操舵されると、ステアリングシャフトＳＳおよび入力軸ＩＮを介して操舵トルクがトルクセンサＴＳにより検出される。検出された操舵トルクに基づき、ＥＣＵ３００はモータＭに対し駆動信号を出力し、モータ制御装置１内のモータＭが駆動されてピニオンＰが回転し、ラックＲを軸方向移動させて操舵アシストを行う。
【００１０】
［軸方向断面図］
図２はモータ制御装置１の軸方向断面図、図３は径方向部分断面図である。モータ制御装置１は、トルクセンサＴＳ、モータハウジング６、ウォームハウジング７、モータＭを有する。
【００１１】
入力軸ＩＮの軸方向をｙ軸とし、ピニオンＰと反対方向を正とする。また、モータＭから入力軸ＩＮ側をｘ軸正方向とする。なお、ウォームホイール１００の回転中心を通り、基部２００ａの回転軸Ｌと直交する仮想線Ｋを定義する。
【００１２】
本願ではウォームホイール１００の歯にかかる圧力を低減するため、ウォームホイール１００およびウォームシャフト２００は一般的なインボリュート歯形ではなく、歯面２１０ａを曲面とするニーマン歯形とする。すなわち、ウォームシャフト２００の歯面２１０ａを凹曲面とし、ウォームホイール１００の歯面はインボリュート歯面よりも外側に凸である曲面とする。
【００１３】
このため、ウォームホイール１００およびウォームシャフト２００の噛合いにおける圧力角は噛合い位置で変化し、ウォームホイール１００の歯にかかる曲げ応力が低減される。また、ウォームシャフト２００の歯面２１０ａの断面形状を凹形状とすることにより、ウォームホイール１００の歯面２１０ａの断面形状をその分太らせてウォームホイール１００の強度を向上させる。
【００１４】
トルクセンサハウジング５内には入力軸ＩＮが設けられ、ウォームハウジング７内にはピニオンＰが設けられている。モータハウジング６内には、ブラシレスタイプのモータＭが収装され、入力軸ＩＮ及びピニオンＰに対し径方向から組み付けられている。なお、モータＭはブラシレスタイプでなくともよい。
【００１５】
入力軸ＩＮとピニオンＰはトーションバー３により一体とされ、ピニオンＰにはウォームホイール１００が組み付き、ｙ軸正方向からウォームハウジング７に格納されている。また、ウォームハウジング７にはモータハウジング６が組み付けられている。
【００１６】
ウォームシャフト２００はモータＭの出力軸とカップリング機構９によって接続するとともに、ウォームホイール１００と噛合う。また、ウォームシャフト２００は軸受１５および第１与圧機構４００（付勢機構）によってｚ軸方向位置をほぼ固定されつつモータハウジング６に支持される。
【００１７】
軸受１５はカップリング機構９のｚ軸正方向側に隣接して設けられ、ウォームシャフト２００のｚ軸負方向側端部を支持する。また、第１与圧機構４００はウォームシャフト２００のｚ軸正方向側端部を支持する。
【００１８】
第１与圧機構４００は与圧を発生させてウォームシャフト２００をｘ軸正方向側に付勢する機構であり、これによりウォームシャフト２００とウォームホイール１００間のバックラッシュを低減する。
【００１９】
入力軸ＩＮはトルクセンサハウジング５に支持されるとともに、ピニオンＰの端部によって相対回転可能に支持される。トルクセンサハウジング５の内周にはトルクセンサＴＳが格納され、運転者の操舵によりトーションバー３が捩れて入力軸ＩＮとピニオンＰが相対回転すると、トルクセンサ信号を出力する構成となっている。
【００２０】
ピニオンＰはウォームハウジング７に支持される。このピニオンＰの外周側はウォームホイール１００が設けられ、モータＭに接続されたウォームシャフト２００と噛合う。
【００２１】
ＥＣＵ３００はマイクロコンピュータを有し、各種車両信号、トルクセンサＴＳ、モータＭの制御回路を一体とした回路基板であって、モータＭの制御を行う。ＥＣＵ３００にはモータＭの回転を検出する回転位置センサ１３０が設けられている。
【００２２】
［ウォームシャフトの詳細］
図４はウォームシャフト２００の径方向正面図である。上述のように本願ウォームシャフト２００はニーマンウォームであり、棒状の基部２００ａに歯部２１０が設けられている。歯部２１０の直角方向断面における歯面形状は凹円弧形状である。
【００２３】
また、ウォームシャフト２００のｚ軸方向略中央部であってウォームホイール１００と噛み合う部分は、他の部分よりも低い歯丈に設けられている。噛合い部分の歯丈を低く設けることで、バックラッシュを低減するものである。詳細は後述する。
【００２４】
［ウォームホイールの詳細］
（正面図及び断面図）
図５はウォームホイール１００の径方向部分断面図である。ウォームホイール１００は金属歯車である芯金１０１に樹脂で形成された被覆部１０２を施した歯車であり、被覆部１０２は芯金１０１の歯部全周にわたって被覆されている。
【００２５】
芯金１０１を設けることでウォームホイール１００全体としての高強度化と滑らかな噛合いを実現するものである。なお、芯金１０１は切削により形成してもよいし、焼結により形成してもよい。
【００２６】
このウォームホイール１００の歯部１１０はニーマン形状であるウォームシャフト歯部２１０の凹円弧形状に対応する凸円弧形状の歯型を有する。これにより、ウォームホイール１００とウォームシャフト２００とでニーマンウォームを形成する。
【００２７】
［与圧機構］
図６は第１与圧機構４００のｚ軸負方向正面図、図７は図６のＩ−Ｉ断面図、図８は組み付け時における第１与圧機構４００付近のｚ軸方向断面図である。第１与圧機構４００は樹脂等の弾性材料で形成されたカップ状部材であり、底部４１０にｘ軸方向の切欠４４０を設けることで固定部４２０および付勢部４３０を形成する。
【００２８】
切欠４４０は第１与圧機構４００の外周４０１からｘ軸正方向側に形成される。このため第１与圧機構４００のｘ軸負方向側部分はｙ軸方向に３分割され、外径側の固定部４２０と内径側の付勢部４３０が形成される。付勢部４３０における外周４０１は外周４０１における他の部分とは分割され、付勢部外周４０１ａとなる。
【００２９】
外周４０１および付勢部外周４０１ａにはそれぞれＯリング４５０を収装する周方向の溝４０３、４０３ａが設けられている。この溝４０３，４０３ａにＯリング４５０を嵌め込むことで、付勢部外周４０１ａはＯリング４５０の弾性力により内周方向（ｘ軸正方向側）に付勢される。
【００３０】
ウォームシャフト２００は外周４０１および付勢部外周４０１ａの内径側に軸受１６を介して組みつけられるため（図８参照）、Ｏリング４５０の付勢力により付勢部４３０とともにウォームシャフト２００もｘ軸正方向側に付勢される。ウォームシャフト２００のｘ軸正方向側にはウォームホイール１００が設けられており、これによりウォームシャフト２００がウォームホイール１００に対し付勢される。
【００３１】
［ウォームホイール分解斜視図］
図９はウォームホイール１００の分解斜視図である。ウォームホイール１００は本体である歯部１１０と、歯部１１０をｙ軸両方向側から挟持する第１、第２フランジ１２０，１３０から形成される。第１フランジ１２０はｙ軸正方向側に設けられ、第２フランジ１３０はｙ軸負方向側に設けられる。また、第２フランジ１３０は歯部１１０の内周側に挿入される挿入部１３０ａを有する。
【００３２】
歯部１１０にはｙ軸方向の貫通孔１１１が複数設けられている。一方、第１フランジ１２０であって歯部１１０の貫通孔１１１と互いに対応する位置には、ｙ軸方向の貫通孔１２１が複数設けられている。この貫通孔１１１，１２１にボルトＢを挿通し、第２フランジ１３０のボルト締結孔１３２に締結することで、第１、第２フランジ１２０，１３０によって歯部１１０を挟持する。
【００３３】
また、第２フランジ１３０にも歯部１１０の貫通孔１１１と対応する位置に貫通孔１３１が設けられ、ボルトＢを第１フランジ１２０のボルト締結孔１２２に締結することにより、第１、第２フランジ１２０，１３０により歯部１１０を挟持する。
【００３４】
歯部１１０における貫通孔１１１の内周には第２与圧機構１４０（付勢機構）が挿入される。この第２与圧機構１４０は弾性体で形成され、ボルトＢを挿通可能な円筒形状であって、歯部１１０に挿入されてボルトＢと歯部１１０との緩衝を行う。
【００３５】
また、ウォームシャフト２００が第１与圧機構４００によりｘ軸正方向側に付勢される際はウォームシャフト２００からの押圧力がウォームホイール１００に対して作用するが、第２与圧機構１４０の弾性変形によりウォームシャフト２００からの押圧力が緩衝されて噛合いに悪影響を及ぼすことがない。
【００３６】
また、第２与圧機構１４０自体の弾性力によってウォームホイール１００がウォームシャフト２００側に付勢されるため、第１与圧機構４００に加えて第２与圧機構１４０によってもバックラッシュを低減することが可能な構成となっている。
【００３７】
［ウォームシャフトの詳細］
図１０は歯切り前と歯切り後におけるウォームシャフト２００の模式図である。説明のためニーマン歯形ではなく通常の歯型とする。ウォームシャフト２００のピッチ円径は一定である。
【００３８】
歯切り前のウォームシャフト２００は、歯部２１０が形成される未加工部２０１のうち、ｚ軸方向略中央部２０２はあらかじめ他の部分よりも小径に設けられている。したがって加工後の歯部２１０のうち、ｘ軸方向略中央部は他の部分よりも歯丈が低い低歯丈部２２０となる。
【００３９】
この低歯丈部２２０は、ウォームホイール１００の回転中心を通って回転軸Ｌと直交する仮想線Ｋとの交点Ｈを含んで形成される。また、低歯丈部２２０の歯先は、ｚ軸に平行であって基部２００ａの回転軸Ｌと平行な面とほぼ一致するように形成される。これにより、低歯丈部２２０を容易に形成するものである。
【００４０】
また、ｘ軸方向略中央部２０２に低歯丈部２２０を形成することで、歯部２１０であってウォームホイール１００と噛み合わない部分に低歯丈部２２０が形成されることがなく、無駄な加工を省略する。
【００４１】
［低歯丈部形成工程］
低歯丈部２２０を有するウォームシャフト２００は、以下の工程を経て形成される。
【００４２】
（第１工程：凹部形成）
棒状の素材である未加工部２０１のうち、歯部２１０と噛み合うウォームホイール１００の回転中心を通り、回転軸Ｌと仮想線Ｋとの交点Ｈを含むｚ軸方向略中央部２０２を、未加工部２０１の他の部分よりも小径に加工して凹部を形成する。加工は切削でもよいし、型形成でもよい。
【００４３】
（第２工程：歯型形成）
未加工部２０１に歯型を形成する。これにより未加工部２０１に歯部２１０が形成され、あらかじめ小径に設けられたｚ軸方向略中央部２０２は、低歯丈部２２０となる。従来のウォームシャフト２００の製造方法に対し、棒状の素材の外周に凹部を設ける工程を追加するのみで低歯丈部２２０を設けることが可能である。
【００４４】
［ウォームの噛合い］
図１１はウォームシャフト２００とウォームホイール１００の噛合い部分の拡大断面図である。なお、上述のようにウォームシャフト２００のピッチ円径は一定であり、このピッチ円はｚ軸に平行な直線である。
【００４５】
ウォームホイール１００は回転により噛み合う歯が順次移動する一方、ウォームシャフト２００はｚ軸方向位置がほぼ固定されている（図２参照）。そのため、ウォームシャフト２００の歯部２１０においては常に同じ３歯がウォームホイール１００と噛み合う。
【００４６】
ウォームシャフト２００において常時噛み合う歯をｚ軸負方向側から順に第１歯２１１、第２歯２１２、および第３歯２１３とする。本願ウォームシャフト２００の歯部２１０のうちｘ軸方向略中央部には低歯丈部２２０が形成されるため、真ん中の第２歯２１２は、両脇の第１、第３歯２１１，２１３よりも歯丈が低い。
【００４７】
ここで、低歯丈部２２０を設けず、第１〜第３歯２１１〜２１３の歯丈を全て同じ高さとした場合、ウォームホイール１００に最も深く入り込む歯は真ん中の第２歯２１２'（図中１１の破線）である。したがって強度を向上させるためにウォームホイール１００の歯丈を短くした場合、第２歯２１２がウォームホイール１００の歯底と干渉するおそれがある。
【００４８】
一方、第２歯２１２の干渉を防止するためウォームシャフト２００の歯部２１０全ての歯丈を短くした場合、噛合い率が低下するおそれがある。またウォームシャフト２００の歯丈を短くすると、噛み合い点（噛み合い時の荷重入力点）がウォームホイール１００およびウォームシャフト２００ともに歯元側から歯先側に偏倚する。
【００４９】
ニーマン歯形は通常のインボリュート歯形よりも歯先が細く形成されるため、噛み合い点が歯先側に移動することにより噛み合いが浅くなり、耐久性が低下してしまう。とりわけ浅く噛み合う第１、第３歯２１１，２１３においては、噛み合い点が歯先側に移動することによりさらに噛み合いが浅くなる。
【００５０】
本願では低歯丈部２２０を設けることで第２歯２１２の歯丈を低く設定しているため、両脇の第１、第３歯２１１，２１３の歯丈は従来のままとなる。よって、第１、第３歯２１１，２１３の噛み合い率を低下させることなく第２歯２１２の干渉を回避する。
【００５１】
また、ウォームホイール１００であって、低歯丈部２２０の歯先と接する第１仮想円の半径ｒは、ウォームシャフト２００とウォームホイール１００の噛み合いピッチ円の半径Ｒ以下に設けられている。低歯丈部２２０の歯先は第１仮想円に沿って形成されるため、第１仮想円の半径ｒが噛み合いピッチ円の半径Ｒ以上であると低歯丈部２２０の歯丈が低くなりすぎ、噛み合い率が低下してしまう。
【００５２】
したがって第１仮想円の半径ｒを噛み合いピッチ円の半径Ｒ以下とすることで、低歯丈部２２０はｚ軸方向中央部（第２歯２１２）で最も歯丈が低くなり、ｚ軸方向両側（第１、第３歯２１１，２１３）で歯丈が高くなる。よって、低歯丈部２２０の軸方向両側におけるウォームシャフト２００の歯丈を十分に確保する。
【００５３】
なお、低歯丈部２２０の形成範囲は、基部２００ａの回転中心軸Ｌを中心として３６０°以内であって、ウォームシャフト２００をｚ軸方向断面で見たとき、低歯丈部２２０は１枚の歯である第２歯２１２のみに形成され、その両側の歯である第１、第３歯２１１，２１３には形成されない。このため第１、第３歯２１１，２１３の歯丈が確保され、ウォームシャフト２００とウォームホイール１００との噛み合いを十分に確保するものである。
【００５４】
また、ウォームシャフト２００の歯先とウォームホイール１００の歯底との間の隙間は、低歯丈部２２０の隙間がこの低歯丈部２２０の両側の隙間以上となるように形成されることとした。
【００５５】
仮に、ウォームシャフト２００とウォームホイール１００との噛み合いが深くなった場合であっても、低歯丈部２２０においては歯先よりも歯面が先にウォームホイール１００の歯面に当接する。このため低歯丈部２２０においてウォームシャフト２００とウォームホイール１００との歯底の干渉を防止しつつ、ウォームシャフト２００とウォームホイール１００との噛み合いを十分に確保する。
【００５６】
なお、ウォームホイール１００の歯は樹脂材料で形成されるため、樹脂の弾性変形により、ウォームシャフト２００とウォームホイール１００のバックラッシュが抑制される。
【００５７】
また、ウォームホイール１００を樹脂材料で形成した場合、ウォームホイール１００の摩耗と第１、第２与圧機構４００，１４０の付勢によりウォームシャフト２００の噛み合い深さが深くなっていくが、この場合であっても、低歯丈部２２０によってウォームシャフト２００の歯先とウォームホイール１００の歯底との干渉が防止される。
【００５８】
［実施例１の効果］
（１）棒状の基部２００ａと、この基部２００ａの外周側に設けられた螺旋状の歯部２１０と、から構成され、ウォームホイール１００と噛み合うウォームシャフト２００であって、
歯部２１０は、その歯丈が軸方向においてほぼ同じ高さに形成される低歯丈部２２０を有し、
ウォームホイール１００の回転中心を通り、基部２００ａの回転軸Ｌと直交する仮想線Ｋを定義し、
低歯丈部２２０は、仮想線Ｋと基部２００ａの回転軸Ｌとの交点を含み、かつ他の領域よりも歯丈が短く形成されることとした。
【００５９】
低歯丈部２２０を設けることにより、ウォームシャフト２００の歯先とウォームホイール１００の歯底との干渉を防止することができる。また、低歯丈部２２０以外の領域においては歯丈が十分な高さに形成されているため、噛み合い率の低下やウォームホイール１００の耐久性の低下を防止することができる。
【００６０】
（２）歯部２１０であって、ウォームホイール１００と噛み合う歯面２１０ａ（噛み合い部）の断面形状は凹型形状であることとした。
【００６１】
ウォームシャフト２００の歯面２１０ａの断面形状を凹形状とすることにより、ウォームホイール１００の歯面２１０ａの断面形状をその分太らせることができる。よって、ウォームホイール１００の強度を向上させることができる。
【００６２】
（３）（９）ウォームホイール１００であって、低歯丈部２２０の歯先と接する第１仮想円の半径ｒは、ウォームシャフト２００とウォームホイール１００の噛み合いピッチ円の半径Ｒ以下であることとした。
【００６３】
第１仮想円の半径ｒを噛み合いピッチ円の半径Ｒ以下とすることで、低歯丈部２２０はｚ軸方向中央部（第２歯２１２）で最も歯丈が低くなり、ｚ軸方向両側（第１、第３歯２１１，２１３）で歯丈が高くなる。よって、低歯丈部２２０の軸方向両側におけるウォームシャフト２００の歯丈を十分に確保することができる。
【００６４】
（４）低歯丈部２２０の歯先は、基部２００ａの回転軸Ｌと平行な面とほぼ一致するように形成されることとした。低歯丈部２２０の歯先を平らな面形状とすることにより、低歯丈部２２０を容易に形成することができる。
【００６５】
（５）低歯丈部２２０は、歯部２１０の軸方向略中央部に形成されることとした。これにより、ウォームシャフト２００の歯部２１０のうち、ウォームホイール１００と噛み合わない部分に低歯丈部２２０を形成するための無駄な加工を省略することができる。
【００６６】
（６）低歯丈部２２０の形成範囲は、基部２００ａの回転中心を中心として３６０°以内であることとした。
【００６７】
ウォームシャフト２００を軸方向断面で見たとき、低歯丈部２２０は１枚の第２歯２１２のみに形成され、その両側の第１、第３歯２１１，２１３には形成されていない。よって、第１、第３歯２１１，２１３の歯丈を確保し、ウォームシャフト２００とウォームホイール１００との噛み合いを十分に確保することができる。
【００６８】
（７）ステアリングホイールＳＷの回転を転舵輪に伝達するラックＲおよびピニオンＰ（操舵機構）と、
操舵機構に操舵アシスト力を付与する電動モータＭと、
操舵機構に設けられたウォームホイール１００と、
電動モータＭの出力軸に設けられ、ウォームホイール１００と噛み合うウォームシャフト２００を有する電動パワーステアリング装置に、本願ウォームシャフト２００を適用することとした。
【００６９】
これにより、電動パワーステアリング装置にあっても、上記（１）と同様の効果を得ることができる。
【００７０】
（８）ウォームシャフト２００の歯先とウォームホイール１００の歯底との間の隙間は、低歯丈部２２０の隙間がこの低歯丈部２２０の両側の隙間以上となるように形成されることとした。
【００７１】
仮に、ウォームシャフト２００とウォームホイール１００との噛み合いが深くなった場合であっても、低歯丈部２２０においては歯先よりも歯面が先にウォームホイール１００の歯面に当接するため、低歯丈部２２０においてウォームシャフト２００とウォームホイール１００との歯底の干渉を防止しつつ、ウォームシャフト２００とウォームホイール１００との噛み合いを十分に確保することができる。
【００７２】
（１０）ウォームシャフト２００をウォームホイール１００側に付勢する第１与圧機構４００（付勢機構）をさらに有することとした。
【００７３】
ウォームシャフト２００とウォームホイール１００のバックラッシュを抑制することができる。また、ウォームホイール１００を樹脂材料で形成した場合、ウォームホイール１００の摩耗と付勢機構の付勢によりウォームシャフト２００の噛み合い深さが深くなっていくが、この場合であっても、低歯丈部２２０によってウォームシャフト２００の歯先とウォームホイール１００の歯底との干渉を防止することができる。
【００７４】
（１１）ウォームホイール１００をウォームシャフト２００側に付勢する第２与圧機構１４０（付勢機構）をさらに有することとした。これにより、上記（１０）と同様の効果を得ることができる。
【００７５】
（１２）ウォームホイール１００の歯は樹脂材料で形成されることとした。
【００７６】
樹脂の弾性変形により、ウォームシャフト２００とウォームホイール１００のバックラッシュを抑制することができる。また、ウォームホイール１００を樹脂材料で形成した場合、ウォームホイール１００の摩耗と第１、第２与圧機構４００，１４０の付勢によりウォームシャフト２００の噛み合い深さが深くなっていくが、この場合であっても、低歯丈部２２０によってウォームシャフト２００の歯先とウォームホイール１００の歯底との干渉を防止することができる。
【００７７】
（１３）棒状の基部２００ａと、この基部２００ａの外周側に設けられ、歯丈が軸方向においてほぼ同じ高さを有する螺旋状の歯部２１０を形成する歯形成工程と、
歯部２１０と噛み合うウォームホイール１００の回転中心を通り、基部２００ａの回転軸Ｌと直交する仮想線Ｋを定義し、
仮想線Ｋと基部２００ａの回転軸Ｌとの交点を含み、かつ他の領域よりも歯部２１０の歯丈が短くなるように形成する低歯丈部２２０の形成工程とを有することとした。
【００７８】
これにより、上記（１）と同様の効果が得られる。
【００７９】
（１４）低歯丈部２２０の形成工程は、棒状の素材をこの素材の外径が所定の領域において他の領域よりも小さくなるように形成することによって行われ、この後、歯型形成工程が行われることとした。
【００８０】
従来のウォームシャフト２００の製造方法に対し、棒状の素材の外周に凹部を設ける工程を追加するのみで低歯丈部２２０を設けることができる。
【実施例２】
【００８１】
実施例２につき説明する。基本構成は実施例１と同様である。実施例１ではウォームシャフト２００の歯型形成前にあらかじめｚ軸方向略中央部２０２を小径に加工していたが、実施例２では歯型を形成した後、歯部２１０のうち低歯丈部２２０に相当する部分の歯丈を低く加工する点で異なる。
【００８２】
［実施例２における低歯丈部形成工程］
図１２は実施例２における低歯丈部２２０形成工程を示す図である。実施例２においては、あらかじめ全て同じ歯丈の歯部２１０を形成した後、低歯丈部２２０に相当する部分を切削することで低歯丈部２２０を形成する。
【００８３】
（第１工程：歯型形成）
未加工部２０１に歯型を形成する。
【００８４】
（第２工程：低歯丈部形成）
歯部２１０のうち、回転軸Ｌと仮想線Ｋとの交点Ｈを含むｚ軸方向略中央部２０２をカッター５００により切削し、歯丈を低くして低歯丈部２２０を形成する。
【００８５】
［実施例２の効果］
（１７）低歯丈部２２０の形成工程は、歯部２１０の形成工程の後、歯部２１０の交点Ｈを含む所定範囲を切削することにより行われることとした。従来のウォームシャフト２００の製造方法に対し、歯成形後の歯部２１０の一部を切削する工程を追記するのみで、低歯丈部２２０を設けることができる。
【００８６】
（１８）低歯丈部２２０の形成工程は、基部２００ａの回転軸Ｌと平行にカッター５００をスライドさせることにより、歯部２１０の所定範囲を切削することで行われることとした。カッター５００を単純なスライドという動きをさせるのみで低歯丈部２２０を形成することができる。
【００８７】
（１９）低歯丈部２２０の形成工程は、ウォームシャフト２００の回転軸Ｌと平行な回転軸Ｌを中心に回転する円形のカッターにより歯部２１０の所定範囲を切削することで行われることとした。低歯丈部２２０を複数枚の歯（ウォームシャフト２００を軸方向断面で見たとき）に一度に形成することができる。
【００８８】
（２０）円形のカッター５００の半径ｒは、ウォームシャフト２００とウォームホイール１００の噛み合いピッチ円の半径Ｒ以下であることとした。これにより、上記（３）と同様の効果を得ることができる。
【００８９】
（２１）ウォームシャフト２００における歯部２１０のピッチ円径は一定であって、このピッチ円の外径は回転軸Ｌに対し平行であることとした。これにより、上記（１）と同様の効果を得ることができる。
【実施例３】
【００９０】
実施例３につき説明する。実施例２では切削により低歯丈部２２０を形成したが、実施例３では塑性変形により形成する点で異なる。塑性変形は、歯部２１０の表面仕上げと同時に行われる。
【００９１】
［実施例３における低歯丈部形成工程］
図１３は実施例３における低歯丈部２２０形成工程を示す図である。
（第１工程：歯型形成）
未加工部２０１に歯型を形成する。
【００９２】
（第２工程：低歯丈部形成）
工具６００により歯部２１０に表面仕上げを行う。また、歯部２１０のうち、回転軸Ｌと仮想線Ｋとの交点Ｈを含むｚ軸方向略中央部２０２に工具６００を押し当てて塑性変形させ、歯丈を低くして低歯丈部２２０を形成する。
【００９３】
［実施例３の効果］
（１５）低歯丈部２２０の形成工程は、棒状の素材の表面仕上げと同じ工程において行われることとした。特に加工工程を追加することなく、低歯丈部２２０を形成することができる。
【００９４】
（１６）棒状の素材の外径が所定の領域において他の領域よりも小さくなるように形成する工程は、塑性加工によって行われることとした。塑性変形による材料の硬化により、歯部２１０の強度向上を図ることができる。とりわけ、熱処理しないウォームシャフト２００における効果が大きい。
【００９５】
（他の実施例）
以上、本発明を実施するための最良の形態を実施例に基づいて説明してきたが、本発明の具体的な構成は実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本願ウォーム歯車を適用した電動パワーステアリング装置のシステム構成図である。
【図２】モータ制御装置の軸方向断面図である。
【図３】モータ制御装置の径方向部分断面図である。
【図４】ウォームシャフトの径方向正面図である。
【図５】ウォームホイールの径方向部分断面図である。
【図６】第１与圧機構のｚ軸負方向正面図である。
【図７】図６のＩ−Ｉ断面図である。
【図８】組み付け時における第１与圧機構付近のｚ軸方向断面図である。
【図９】ウォームホイールの分解斜視図である。
【図１０】歯切り前と歯切り後におけるウォームシャフトの模式図である。
【図１１】ウォームシャフトとウォームホイールの噛合い部分の拡大断面図である。
【図１２】実施例２における低歯丈部形成工程を示す図である。
【図１３】実施例３における低歯丈部形成工程を示す図である。
【符号の説明】
【００９７】
１００    ウォームホイール
１４０    第２与圧機構（付勢機構）
２００    ウォームシャフト
２００ａ    基部
２１０    歯部
２１０ａ    歯面（噛み合い部）
２２０    低歯丈部
４００    第１与圧機構（付勢機構）
Ｌ    回転軸
Ｋ    仮想線
ＳＷ    ステアリングホイール
Ｒ    ラック（操舵機構）
Ｐ    ピニオン
Ｍ    電動モータ
【図１】
2010001937.tif 000003
【図２】
2010001937.tif 000004
【図３】
2010001937.tif 000005
【図４】
2010001937.tif 000006
【図５】
2010001937.tif 000007
【図６】
2010001937.tif 000008
【図７】
2010001937.tif 000009
【図８】
2010001937.tif 000010
【図９】
2010001937.tif 000011
【図１０】
2010001937.tif 000012
【図１１】
2010001937.tif 000013
【図１２】
2010001937.tif 000014
【図１３】
2010001937.tif 000015