(57)【要約】【課題】歯車の芯部材を比較的小型のプレス機により成形することができるとともに、芯部材及び環状部材の相対回転に対する耐久性を高めることができるようにする。【解決手段】ウォームホイール４における合成樹脂製の環状歯体４２の内側に結合された芯部材４１を、円板部４２ａと、該円板部４２ａの外周部から周方向へ離隔して径方向へ突設され、その途中から軸長方向へ曲げられた複数の鈎歯４２ｂとを有してプレス成形し、前記鈎歯４２ｂ及び円板部４２ａの外周部を前記環状部材４１に結合した。【選択図】        図３
2004217051.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵補助用のモータの回転を、駆動歯車と、該駆動歯車に噛合する歯を有する合成樹脂製の環状部材及び該環状部材の内側に環状部材と結合された金属製の芯部材を備えた従動歯車とを介して舵取手段に伝えて操舵補助するようにした電動式パワーステアリング装置において、前記芯部材は円板部と、該円板部の外周部から周方向へ離隔して径方向へ突設されその途中から軸長方向へ曲げられた複数の鉤歯とを有しており、前記鉤歯及び円板部の外周部が前記環状部材と結合されていることを特徴とする電動式パワーステアリング装置。
【請求項２】
外周に歯を有する合成樹脂製の環状部材と、該環状部材の内側に結合された金属製の芯部材とを備えた歯車において、前記芯部材は円板部と、該円板部の外周部から周方向へ離隔して径方向へ突設されその途中から軸長方向へ曲げられた複数の鉤歯とを有しており、前記鉤歯及び円板部の外周部が前記環状部材と結合されていることを特徴とする歯車。
【請求項３】
外周に歯を有する合成樹脂製の環状部材と、該環状部材の内側に結合された金属板からなる芯部材とを備えた歯車の製造方法であって、金属板を円板部と、該円板部の外周部から周方向へ離隔して径方向へ突設された複数の突片とを有するようにプレス成形し、前記突片をその途中から板厚方向へ曲げて前記突片を鉤歯とした芯部材を形成し、該芯部材の鉤歯及び円板部の外周部を前記環状部材に結合することを特徴とする歯車の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は操舵補助力の発生源としてモータを用いてなる電動式パワーステアリング装置、これに用いるのに好適な歯車及びこの歯車の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用の電動式パワーステアリング装置は、操舵補助用のモータ及び該モータの回転力を舵取手段に伝える減速歯車機構を備えており、操舵手段の回転に応じた舵取手段の動作を前記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】
減速歯車機構はその一端部が前記モータの出力軸に継合される駆動歯車としてのウォームと、該ウォームに噛合し、舵取手段に繋がる従動歯車としてのウォームホイールとを備えている。
【０００４】
このウォームホイールは、前記ウォームに噛合する歯を有する合成樹脂製の環状部材及び該環状部材の内側に結合された金属製の芯部材を備えており、前記環状部材によって前記ウォームとの噛合による騒音を小さくするとともに、歯の加工性を良好にしてある。
【０００５】
芯部材は円板部と、該円板部の外周部から軸長方向へ突設され、その内周面及び外周面が凹凸の繰り返しによって波形となる波形筒部とを備え、該波形筒部が前記環状部材にインサート結合されたものが知られている（例えば、特許文献１。）。
【０００６】
また、芯部材は外周部に複数の貫通孔を有する円板部と、該円板部の外周部から軸長方向へ突設され、その外周面に複数の回り止め溝を有する筒部とを備え、該筒部及び円板部の貫通孔部分が前記環状部材にインサート結合されたものが知られている（例えば、特許文献２。）。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−１４５０８６号公報
【特許文献２】
特開２００１−２０６２３０号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、特許文献１、２のようにプレス成形された芯部材を有する歯車にあっては、金属製の芯部材をプレス成形する場合、円板部の外周部を全周に亘って板厚方向へ曲げる必要があるため、比較的大きなプレス荷重を発生させることが可能な大型のプレス機を用いて成形する必要があり、プレス機の償却費が歯車の単価に加算されることになり、歯車及び電動式パワーステアリング装置の費用が高くなり、改善策が要望されていた。また、歯車の芯部材及び環状部材の相対回転は、波形筒部周面の凹凸、又は、筒部周面の回り止め溝及び円板部の貫通孔によって阻止されるのに対し、電動式パワーステアリング装置のウォームホイールは雰囲気温度及び湿度が比較的大きく変化する場所に配置される場合があり、この雰囲気温度及び湿度の変化によってウォームホイールの環状部材が膨張、収縮を繰り返すことになるため、芯部材及び環状部材の相対回転に対する結合強度を増加することが要望されていた。
【０００９】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、歯車の芯部材を比較的小型のプレス機により成形することができるとともに、芯部材及び環状部材の相対回転に対する耐久性を高めることができる電動式パワーステアリング装置及び歯車を提供することを目的とする。
【００１０】
また、芯部材及び環状部材の相対回転に対する耐久性を高めることができる歯車の芯部材を比較的小型のプレス機により成形することができる歯車の製造方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
第１発明に係る電動式パワーステアリング装置は、操舵補助用のモータの回転を、駆動歯車と、該駆動歯車に噛合する歯を有する合成樹脂製の環状部材及び該環状部材の内側に環状部材と結合された金属製の芯部材を備えた従動歯車とを介して舵取手段に伝えて操舵補助するようにした電動式パワーステアリング装置において、前記芯部材は円板部と、該円板部の外周部から周方向へ離隔して径方向へ突設されその途中から軸長方向へ曲げられた複数の鉤歯とを有しており、前記鉤歯及び円板部の外周部が前記環状部材と結合されていることを特徴とする。
【００１２】
第１発明にあっては、円板部の外周部に複数の突片を突設してあり、さらに、この突片をその途中から軸長方向へ曲げてあるため、円板部の外周部に筒部を有する従来の芯部材に比べて比較的小型のプレス機により成形することができ、歯車を備えた電動式パワーステアリング装置のコストを低減できる。しかも、芯部材は突片の途中から曲げてなる複数の鉤歯及び円板部の外周部が環状部材に結合されているため、芯部材及び環状部材の相対回転に対する結合強度を増加することができ、雰囲気温度及び湿度が大きく変化する場合においても従動歯車の耐久性、ひいては電動式パワーステアリング装置の耐久性を高めることができる。
【００１３】
第２発明に係る歯車は、外周に歯を有する合成樹脂製の環状部材と、該環状部材の内側に結合された金属製の芯部材とを備えた歯車において、前記芯部材は円板部と、該円板部の外周部から周方向へ離隔して径方向へ突設されその途中から軸長方向へ曲げられた複数の鉤歯とを有しており、前記鉤歯及び円板部の外周部が前記環状部材と結合されていることを特徴とする。
【００１４】
第２発明にあっては、円板部の外周部に複数の突片を突設してあり、さらに、この突片をその途中から軸長方向へ曲げてあるため、円板部の外周部に筒部を有する従来の芯部材に比べて比較的小型のプレス機により成形することができ、歯車のコストを低減できる。しかも、芯部材は突片をその途中から曲げてなる複数の鉤歯及び円板部の外周部が環状部材にインサート結合されているため、芯部材及び環状部材の相対回転に対する結合強度を増加することができ、雰囲気温度及び湿度が大きく変化する場合においても従動歯車の耐久性を高めることができる。
【００１５】
第３発明に係る歯車の製造方法は、外周に歯を有する合成樹脂製の環状部材と、該環状部材の内側に結合された金属板からなる芯部材とを備えた歯車の製造方法であって、金属板を円板部と、該円板部の外周部から周方向へ離隔して径方向へ突設された複数の突片とを有するようにプレス成形し、前記突片をその途中から板厚方向へ曲げて前記突片を鉤歯とした芯部材を形成し、該芯部材の鉤歯及び円板部の外周部を前記環状部材に結合することを特徴とする。
【００１６】
第３発明にあっては、円板部の外周部に複数の突片を成形するため、円板部及び突片を比較的小型のプレス機により成形することができ、しかも、複数の突片をその途中から板厚方向へ曲げて鉤歯を設けるため、この鉤歯を比較的小型のプレス機により成形することができる。従って、芯部材の全体を比較的小型のプレス機により成形することができ、歯車の製造コストを低減できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
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は本発明に係る電動式パワーステアリング装置の全体構成を示す断面図、図２は減速歯車機構部分の構成を示す断面図、図３はウォームホイールの構成を示す拡大断面図、図４は図３のＩＶ−ＩＶ線の断面図、図５は芯部材の構成を示す斜視図である。
【００１８】
電動式パワーステアリング装置は、操舵補助用のモータ１と、該モータ１の出力軸１ａに軸継手２を介して継合される駆動歯車としてのウォーム３及び該ウォーム３に噛合する従動歯車としてのウォームホイール４を有する減速歯車機構Ａと、該減速歯車機構Ａに繋がる舵取手段５とを備えている。
【００１９】
この舵取手段５は、一端部が舵取りのための操舵輪Ｂに繋がり、他端部に筒部５１ａを有する第１の操舵軸５１と、筒部５１ａ内に挿入されてその一端部が第１の操舵軸５１の筒部５１ａに連結され、操舵輪Ｂに加わる操舵トルクの作用によって捩れるトーションバー５２と、他端部がトーションバー５２の他端部に連結され、減速歯車機構Ａに繋がる第２の操舵軸５３とを備え、該第２の操舵軸５３がユニバーサルジョイントを介して例えばラックピニオン式の舵取機構（不図示）に繋がる。
【００２０】
減速歯車機構Ａの金属製のウォーム３は両端に軸部３ａ，３ｂを有しており、一端の軸部３ａが転がり軸受６を介してアルミニウム製の支持部材７に回転自在に支持された状態でモータ１の出力軸１ａに継合され、他端の軸部３ｂが軸受部材８を介して支持部材７に支持されている。
【００２１】
ウォームホイール４は、ウォーム３に噛合する複数の歯４ａを外周部に有する合成樹脂製の環状部材４１と、該環状部材４１の内側にインサート結合された金属製の芯部材４２とを備え、該芯部材４２の中心部に設けられた嵌合孔４ｂが第２の操舵軸５３の途中に嵌合固定されている。また、合成樹脂製の環状部材４１を備えることにより、ウォーム３との噛合による騒音を小さくし、歯４ａの加工性を良好にしてある。
【００２２】
芯部材４２は中心部に嵌合孔４ｂを有する円板部４２ａと、該円板部４２ａの外周部から周方向へ離隔して径方向へ突設され、途中から軸長方向へ曲げられた複数の鈎歯４２ｂとを備えている。
【００２３】
図６、図７は芯部材の製造方法を示す説明図である。
この芯部材４２の製造は、圧延鋼板等の金属板を円形にプレス成形して円板部４２ａの中心部に貫通孔４２ｃを設け、外周部に周方向へ離隔する複数の突片４２ｄを設ける（図６（ａ）  参照）。この突片４２ｄは隣合う突片４２ｄ，４２ｄ間の切欠凹部４２ｅの幅寸法と同程度の幅寸法にしてあり、周方向に等配してある。尚、突片４２ｄは円板部４２ａとともにプレス成形する他、予めプレス成形された円板部４２ａにプレス成形してもよい。また、突片４２ｄの間隔及び個数は特に制限されない。
【００２４】
次に、このように成形された中間素体の突片４２ｄをプレス成形して該突片４２ｄの途中から先側を軸長方向へほぼ直角に曲げて鈎歯４２ｂを形成する（図６（ｂ）  参照）。そして、円板部４２ａの中心部をバーリング加工して嵌合孔４ｂを有する嵌合筒部４２ｆを突設する。この嵌合筒部４２ｆは鈎歯４２ｂの成形工程で形成してもよいし、また、鈎歯４２ｂよりも前の工程で形成してもよい。
【００２５】
以上のように円板部４２ａの外周部をプレス成形して複数の突片４２ｄを成形するため、比較的小型のプレス機によって突片４２ｄを成形することができる。
しかも、この突片４２ｄの途中を曲げることにより複数の鈎歯４２ｂを設けてあるため、比較的小型のプレス機によって鈎歯４２ｂを成形することができる。従って、芯部材４２を比較的小型のプレス機によって成形することができ、芯部材４２のコストを低減できる。
【００２６】
環状部材４１は芯部材４２を射出成形型にインサートとして収容配置し、溶融されたナイロン樹脂等の合成樹脂を鈎歯４２ｂの周囲及び円板部４２ａの外周部に射出することにより成形してあり（図７参照）、芯部材４２と一体に結合してある。この場合、合成樹脂は鈎歯４２ｂの非曲げ側面から切欠凹部４２ｅを経て鈎歯４２ｂの曲げ側へ充填されるが、鈎歯４２ｂは径方向の長さを比較的長くしてあるため、環状部材４１形成用の合成樹脂を鈎歯４２ｂの周囲及び円板部４２ａの外周部に良好に巡らせることができ、ボイド等を発生させることなく芯部材４２に環状部材４１を結合することができる。
【００２７】
この環状部材４１の成形により、前記合成樹脂が鈎歯４２ｂの周囲及び円板部４２ａの外周部に充填され、環状部材４１及び芯部材４２の周方向への相対回転と、軸長方向への相対移動とが阻止される。
【００２８】
以上のように構成された電動式パワーステアリング装置は、モータ１の回転がウォーム３から該ウォーム３に噛合する環状部材４１及び該環状部材４１の内側に結合された芯部材４２を有するウォームホイール４を介して第２の操舵軸５３に伝達される。
【００２９】
尚、以上説明した実施の形態の芯部材４２は円板部４２ａの外周部から軸長方向一方へ突出する鉤歯４２ｂを有する構成としたが、その他、円板部４２ａの外周部から軸長方向一方及び他方へ突出する鉤歯４２ｂを有する構成としてもよい。この場合、鉤歯は突出方向が交互に又は不規則に変わるようにしてもよいし、また、隣合う複数の鉤歯４２ｂを１グループとし、グループの鉤歯４２ｂの突出方向が交互に又は不規則に変わるようにしてもよい。
また、以上説明した実施の形態の減速歯車機構Ａは、ウォーム３である駆動歯車及びウォームホイール４である従動歯車を備えたウォーム歯車である他、ハイポイド歯車、ベベルギヤであってもよい。
【００３０】
【発明の効果】
以上詳述したように第１発明によれば、芯部材及び環状部材の相対回転に対する結合強度を増加することができ、雰囲気温度及び湿度が大きく変化する場合においても従動歯車の耐久性、ひいては電動式パワーステアリング装置の耐久性を高めることができる。また、円板部の外周部に筒部を有する従来の芯部材に比べて比較的小型のプレス機により芯部材を成形することが可能であり、歯車を備えた電動式パワーステアリング装置のコストを低減し得る。
【００３１】
第２発明によれば、芯部材及び環状部材の相対回転に対する結合強度を増加することができ、雰囲気温度及び湿度が大きく変化する場合においても歯車の耐久性を高めることができる。また、円板部の外周部に筒部を有する従来の芯部材に比べて比較的小型のプレス機により成形することが可能であり、歯車のコストを低減し得る。
【００３２】
第３発明によれば、芯部材を比較的小型のプレス機により成形することができ、歯車の製造コストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電動式パワーステアリング装置の全体構成を示す断面図である。
【図２】本発明に係る電動式パワーステアリング装置の減速歯車機構部分の構成を示す断面図である。
【図３】本発明に係る電動式パワーステアリング装置のウォームホイールの構成を示す拡大断面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線の断面図である。
【図５】本発明に係る電動式パワーステアリング装置のウォームホイールの芯部材の構成を示す斜視図である。
【図６】本発明に係る電動式パワーステアリング装置のウォームホイールの芯部材の製造方法を示す説明図である。
【図７】本発明に係る電動式パワーステアリング装置のウォームホイールの芯部材の製造方法を示す説明図である。
【符号の説明】
１    モータ
３    ウォーム（駆動歯車）
４    ウォームホイール（従動歯車）
４１  環状部材
４２  芯部材
４２ａ  円板部
４２ｂ  鈎歯
４２ｄ  突片
５    舵取手段
【図１】
2004217051.tif 000003
【図２】
2004217051.tif 000004
【図３】
2004217051.tif 000005
【図４】
2004217051.tif 000006
【図５】
2004217051.tif 000007
【図６】
2004217051.tif 000008
【図７】
2004217051.tif 000009