(57)【要約】  【課題】  測定による累積誤差を小さくすることができ、仕掛り品の在庫を削減することができる歯車装置の製造方法を提供する。  【解決手段】  ウォームホイール１を支持体３の第１支持部３ａに支持する支持工程と、ウォーム２に対応する治具歯車をウォームホイール１に噛合させる噛合工程と、ウォームホイール１及び治具歯車の芯間距離を測定する測定工程と、測定した芯間距離に基づいてウォーム２を加工する歯車加工工程と、ウォームホイール１及び治具歯車の噛合を離脱させた後でウォーム２を支持体３の第２支持部３ｂに支持する支持工程とを含む構成とした。【選択図】      図２
2006046506.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１歯車と、該第１歯車に噛合する第２歯車と、前記第１歯車を回転可能に支持する第１支持部及び前記第２歯車を回転可能に支持する第２支持部を有する支持体とを備えた歯車装置の製造方法であって、前記第１歯車を前記第１支持部に支持させる支持工程と、前記第２歯車に対応する治具歯車を前記第１歯車に噛合させる噛合工程と、前記第１歯車及び治具歯車の芯間距離を測定手段により測定する測定工程と、測定手段が測定した芯間距離に基づいて前記第２歯車を加工させる歯車加工工程と、前記治具歯車の第１歯車との噛合を離脱させた後で前記第２歯車を前記第２支持部に支持させる支持工程とを含むことを特徴とする歯車装置の製造方法。
【請求項２】
前記治具歯車はラジアル方向一側を欠歯としてある請求項１記載の歯車装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両用の電動パワーステアリング装置等に用いられる歯車装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用の電動パワーステアリング装置は、操舵補助用の電動モータ、及び該電動モータの回転力を舵取手段に伝える歯車装置を備えており、ステアリングホイールの操作に応じた舵取手段の動作を前記電動モータの回転により補助し、舵取りのための運転者の労力負担を軽減するように構成されている。
【０００３】
歯車装置は、前記電動モータの出力軸に軸継手を介して連動連結されるウォームと、該ウォームに噛合し、前記舵取手段に繋がるウォームホイールと、該ウォーム及びウォームホイールを回転可能に収容支持するハウジングとを備える（例えば、特許文献１。）。
【０００４】
ウォームは金属材料からなる直円柱部材の外周部に螺旋形の歯が一体に設けられたものであり、前記ウォームホイールの軸芯と交叉するように配置され、一対の転がり軸受を介して前記ハウジング内に支持される。
【０００５】
ウォームホイールは舵取手段の回転軸に嵌合固定されており、該回転軸が一対の転がり軸受を介して前記ハウジング内に支持されている。
【０００６】
ハウジングは前記転がり軸受が内嵌され、ウォームを回転可能に支持する第１支持部、及び前記転がり軸受が内嵌され、ウォームホイールを回転可能に支持する第２支持部を有する。
【０００７】
歯車装置のウォーム及びウォームホイールは夫々のラジアル方向への移動ができないように組合せられるが、加工されたウォーム、ウォームホイール及びハウジングには夫々寸法誤差があるため、この寸法誤差を無視して組合せられた場合、ウォーム及びウォームホイールの噛合部のバックラッシュ量に大小が発生する。バックラッシュ量が大きいときは転舵時に歯打ち音が発生し、該歯打ち音が自動車の室内に洩れることになり、また、バックラッシュ量が小さいときはトルクが上昇しウォーム及びウォームホイールを円滑に回転させることができなくなる。
【０００８】
図５は歯車装置の層別組立の工程を示す説明図である。従来にあっては、製品間で噛合部のバックラッシュ量及びトルクを適正にするため、加工されたウォームホイール１００、ウォーム１０１及びハウジング１０２等を設計寸法に対して複数の寸法群に仕分けし、この仕分けされた寸法群から一組のウォームホイール１００、ウォーム１０１及びハウジング１０２を選択して組合わせることにより、ウォームホイール１００及びウォーム１０１の芯間距離を許容範囲内にしてある（所謂層別組立）。
【特許文献１】特開２００２−２１９４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、従来の歯車装置はウォームホイール１００、ウォーム１０１及びハウジング１０２を夫々単体で測定し、層別組立を行うため、夫々の測定での測定誤差が累積されて組立てられることになり、さらに、雰囲気温度による測定誤差も大きく影響することになり、製品間でバックラッシュ量及びトルクが安定しないという問題があった。また、層別するための仕掛り品の在庫が多くなり、コスト高の要因となるため改善策が要望されていた。
【００１０】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、主たる目的は、測定による累積誤差を小さくすることができ、仕掛り品の在庫を削減することができる歯車装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
第１発明に係る歯車装置の製造方法は、第１歯車と、該第１歯車に噛合する第２歯車と、前記第１歯車を回転可能に支持する第１支持部及び前記第２歯車を回転可能に支持する第２支持部を有する支持体とを備えた歯車装置の製造方法であって、前記第１歯車を前記第１支持部に支持させる支持工程と、前記第２歯車に対応する治具歯車を前記第１歯車に噛合させる噛合工程と、前記第１歯車及び治具歯車の芯間距離を測定手段により測定する測定工程と、測定手段が測定した芯間距離に基づいて前記第２歯車を加工させる歯車加工工程と、前記治具歯車の第１歯車との噛合を離脱させた後で前記第２歯車を前記第２支持部に支持させる支持工程とを含むことを特徴とする。
【００１２】
第１発明にあっては、加工された第１歯車を、加工された支持体の第１支持部に支持し、支持体及び治具歯車の一方を芯間距離が短くなる方向へ移動させ、第１歯車及び治具歯車を噛合させることにより、噛合部のバックラッシュ量及びトルクが最適となる位置で第１歯車及び治具歯車の芯間距離を測定することができる。この測定した芯間距離に基づいて、換言すれば測定芯間距離と設計芯間距離との差に基づいて第２歯車を例えば数値制御歯切盤により狙い加工することができる。この場合、測定芯間距離が設計芯間距離よりも＋５μｍ長いとき、設計芯間距離よりも−５μｍ短い芯間距離となる指示信号を数値制御歯切盤に与え、測定芯間距離が設計芯間距離と等しくなるように第２歯車を狙い加工する。このように加工された第２歯車は、該第２歯車を支持体の第２支持部に支持したとき、第１歯車及び第２歯車の間のバックラッシュ量及びトルクが最適となる寸法になる。従って、支持体及び治具歯車の一方を芯間距離が長くなる方向へ移動させ、第１歯車及び治具歯車の噛合を離脱させた後で第２歯車を支持体の第２支持部に支持し、該第２歯車を第１歯車に噛合させることにより、第１歯車及び第２歯車の間のバックラッシュ量及びトルクを最適にでき、製品間でバックラッシュ量及びトルクを安定させることができる。また、第１歯車を支持体に支持する支持工程、及び測定工程と、第２歯車の加工工程と、第２歯車を支持体に支持する支持工程とを同じ温度環境で行うことが可能であるため、雰囲気温度による測定誤差を小さくすることができる。
【００１３】
第２発明に係る歯車装置の製造方法は、前記治具歯車はラジアル方向一側を欠歯としてあることを特徴とする。
【００１４】
第２発明にあっては、支持体の第２支持部に治具歯車を配置し、該治具歯車を第１歯車に噛合させた状態で、治具歯車の第１歯車との噛合を離脱させる場合、治具歯車の欠歯部により治具歯車を第２支持部に干渉させることなく、芯間距離が長くなる方向へ移動させることができ、治具歯車の第１歯車との噛合を容易に離脱させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
第１発明によれば、治具歯車を用いて芯間距離を測定し、測定した芯間距離に基づいて第２歯車を加工し、この第２歯車を組み込むため、層別組立を行う場合に比べて測定回数を削減でき、測定による累積誤差を小さくでき、製品間でバックラッシュ量及びトルクを安定させることができる。しかも、層別組立を行わないため、仕掛り品の在庫を削減できる。
【００１６】
第２発明によれば、治具歯車の欠歯部により治具歯車を第２支持部と干渉させることなく、芯間距離が長くなる方向へ移動させることができ、第１歯車及び治具歯車の噛合を容易に離脱させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。図１は本発明に係る歯車装置の構成を示す断面図、図２は歯車装置の製造方法の過程を示す模式図である。
歯車装置は、第１歯車としてのウォームホイール１と、第２歯車としてのウォーム２と、ウォームホイール１を回転可能に収容支持する第１支持部３ａ及びウォーム２をウォームホイール１の軸線と直交して回転可能に収容支持する第２支持部３ｂを有するハウジングとしての支持体３とを備える。
【００１８】
ウォームホイール１は外周部に歯を有する合成樹脂製の環状歯体１ａと、該環状歯体１ａの内側に結合され、中心部に嵌合孔１ｃを有する金属製の芯部材１ｂとからなり、この芯部材１ｂの嵌合孔１ｃに回転軸４が嵌合固定されている。ウォームホイール１及び回転軸４は切削加工されている。また、回転軸４はウォームホイール１の両側部に転がり軸受５ａ，５ｂが嵌合される。
【００１９】
ウォーム２はその中央部に螺旋形の歯部２ａを有し、両端に軸部２ｂ，２ｃを有する金属製の軸部材からなる。このウォーム２は後記するようにウォームホイール１が支持体３に支持された後で加工される。
【００２０】
支持体３はウォームホイール１を収容する空洞の両側に嵌合孔からなる第１支持部３ａ，３ａと、前記空洞と連通し、ウォーム２を収容する空洞の両側に嵌合孔からなる第２支持部３ｂ，３ｂと、第２支持部３ｂ，３ｂの一端に連なるモータ取着部３ｃとを備えるアルミニウム製のハウジングからなり、第１支持部３ａ，３ａ及び第２支持部３ｂ，３ｂが切削加工されている。
【００２１】
図３は歯車装置の製造方法による製造途中の状態を示す断面図、図４は図３に示す状態における治具歯車部分の断面図である。以上のようにウォームホイール１、ウォーム２及び支持体３を備える歯車装置の製造は、ウォーム２に対応する治具歯車６が予め形成されており、該治具歯車６の一端が支持台７に固定支持されている。支持台７は治具歯車６が固定された側に該治具歯車６の軸線と直交する方向へ延出された案内条７ａと、該案内条７ａと離隔した位置に突設されたセンサ台７ｂ及び掛止片（図示せず）を有しており、案内条７ａに係合する係合部８ａ及び治具歯車６が挿通された貫通孔８ｂを有する摺動体８が支持台７に摺動可能に支持されている。センサ台７ｂにはウォームホイール１及び治具歯車６の芯間距離Ｈを測定する測定手段としてのセンサ９が取着されている。
【００２２】
このセンサ９は差動トランスからなり、後記する数値制御歯切盤を制御する制御部１０に接続されている。この制御部１０はマイクロプロセッサを用いてなり、設計芯間距離を予め定める手段と、測定手段が測定した芯間距離及び設計芯間距離の芯間距離差を演算する手段と、該手段が演算した芯間距離差（電圧値又は電流値）に基づいて制御信号を数値制御歯切盤１１に出力する制御手段とを有する。
【００２３】
摺動体８と前記掛止片との間には摺動体８を一方向へ付勢するコイルバネ等の付勢部材（図示せず）が設けられている。摺動体８には支持体３の第２支持部３ｂ，３ｂに嵌入される円筒形の位置決め治具１２が結合され、摺動体８及び位置決め治具１２が一体で移動可能になっており、位置決め治具１２内に治具歯車６が配置されている。
【００２４】
治具歯車６はラジアル方向一側、詳しくは治具歯車６及びウォームホイール１の芯間距離が長くなる側が欠歯された欠歯部６ａと、該欠歯部６ａに突設された補強用の凸条６ｂとを有する。
【００２５】
歯車装置は次の工程で製造される。
(1) ウォームホイール１に嵌合固定された回転軸４に転がり軸受５ａ，５ｂを外嵌し、一方の転がり軸受５ａを支持体３の第１支持部３ａに嵌入することにより、ウォームホイール１を第１支持部３ａに回転可能に支持する。
(2) 支持体３の第２支持部３ｂ，３ｂを、内側に治具歯車６が配置された位置決め治具１２の外側に嵌入し、治具歯車６に対する支持体３の位置を決める。この状態で支持体３のモータ取着部３ｃを位置決め治具１２に小ねじ等により取着し、支持体３と位置決め治具１２と摺動体８とを一体にする。
(3) 前記付勢部材の付勢力が、摺動体８及び位置決め治具１２を介して支持体３に加わり、芯間距離が短くなる方向へ支持体３が付勢され、ウォームホイール１及び治具歯車６が噛合し、バックラッシュ量を最小にでき、また、摺動体８がセンサ９に接触する。
(4) 数値制御歯切盤１１にウォーム２の中間素体を保持し、自動的にウォーム２を加工することができる体制にする。
(5) ウォームホイール１及び治具歯車６の芯間距離をセンサ９により測定する。
(6) 測定芯間距離と設計芯間距離との芯間距離差の指示信号を数値制御歯切盤１１に与え、芯間距離差の寸法となるようにウォーム２を狙い加工する。例えば、測定した芯間距離が設計芯間距離よりも＋５μｍ長いときは、設計芯間距離よりも−５μｍ短い芯間距離となる指示信号を数値制御歯切盤１１に与え、測定芯間距離が設計芯間距離と等しくなるようにウォーム２を狙い加工する。また、測定した芯間距離が設計芯間距離よりも−３μｍ短いときは、設計芯間距離よりも＋３μｍ長い芯間距離となる指示信号を数値制御歯切盤１１に与え、測定芯間距離が設計芯間距離と等しくなるようにウォーム２を狙い加工する。
(7) 支持体３、位置決め治具１２及び摺動体８に対して、支持台７及び治具歯車６を芯間距離が長くなる方向へ移動させ、ウォームホイール１と治具歯車６との噛合を離脱させる。この場合、治具歯車６の外周部に欠歯部６ａが設けられているため、治具歯車６を位置決め治具１２と干渉させることなく移動させることができ、ウォームホイール１及び治具歯車６の噛合を容易に離脱させることができる。また、支持体３を位置決め治具１２から取外し、支持体３を位置決め治具１２から抜き出す。
(8) 狙い加工されたウォーム２の軸部２ｂ，２ｃに転がり軸受１３ａ，１３ｂを外嵌し、該転がり軸受１３ａ，１３ｂを支持体３の第２支持部３ｂ，３ｂに嵌入することにより、ウォーム２を第２支持部３ｂ，３ｂに回転可能に支持し、該ウォーム２をウォームホイール１に噛合させる。
【００２６】
以上のようにウォームホイール１を支持体３に組込み、ウォーム２に対応して形成された治具歯車６をウォームホイール１に噛合させて芯間距離を測定し、この測定した芯間距離に基づいてウォーム２を狙い加工し、該ウォーム２を支持体３に組込むことにより歯車装置を製造するため、層別組立を行う場合に比べて測定回数を削減でき、測定による累積誤差を小さくでき、製品間でバックラッシュ量及びトルクを安定させることができる。しかも、層別組立を行わないため、仕掛り品の在庫を削減できる。また、ウォームホイール１及びウォーム２を支持体３に組込む工程と、芯間距離を測定する工程と、ウォーム２を加工する工程とを同じ温度環境で行うことが可能であるため、雰囲気温度による測定誤差を小さくすることができる。
【００２７】
尚、以上説明した実施の形態ではウォーム２を第２歯車とし、該ウォーム２に対応する治具歯車６を用いたが、その他、ウォーム２を第１歯車とし、ウォームホイール１を第２歯車とし、該ウォームホイール１に対応する治具歯車を用いてもよい。
また、以上説明した実施の形態ではウォームホイール１、ウォーム２を支持体３に支持する手段として転がり軸受５ａ，５ｂ，１３ａ，１３ｂを用いたが、その他、すべり軸受等の軸受を用いてもよい。
また、歯車装置は第１歯車であるウォームホイール１、第２歯車であるウォーム２を備えた構成である他、ベベルギヤ、ハイポイドギヤ、ヘリカルギヤ、対の平歯車を備えた構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る歯車装置の構成を示す断面図である。
【図２】本発明に係る歯車装置の製造方法の過程を示す模式図である。
【図３】本発明に係る歯車装置の製造方法による製造途中の状態を示す断面図である。
【図４】図３に示す状態における治具歯車部分の断面図である。
【図５】従来の歯車装置の層別組立の工程を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２９】
１    ウォームホイール（第１歯車）
２    ウォーム（第２歯車）
３    支持体
３ａ  第１支持部
３ｂ  第２支持部
６    治具歯車
６ａ  欠歯部
【図１】
2006046506.tif 000003
【図２】
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【図３】
2006046506.tif 000005
【図４】
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【図５】
2006046506.tif 000007