(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも歯部が合成樹脂材製であるウォームホイールを製造する方法において、
ハスバ歯車と同歯形の歯部を有する予備成形体を型成形する工程と、
その予備成形体を、そのハスバ歯車の歯すじ方向に型抜きする工程と、
その予備成形体の各歯部を、歯すじ方向における中央部位では両端部位よりも歯丈が大きく且つ歯厚が薄い歯形になるようにホブ加工することで、ウォームホイールの歯部にする工程とを有し、
その予備成形体の各歯部において、ホブカッターの回転方向前方部位では回転方向後方部位よりも歯丈が小さくなり、且つ、ホブカッターの回転方向前方部位では回転方向前方に向かうに従い歯丈が小さくなるように、その予備成形体と一体的に加工代部を型成形し、その加工代部を、その予備成形体の各歯部と共にホブ加工し、
そのホブ加工完了時のウォームホイールとホブカッターの外周との接触領域において、そのホブカッターの回転軸方向から視て、ホブカッターの回転方向前方に位置する端縁とホブカッターの外周軌跡との接線がホブ加工により除去される前の加工代部における表面に対してなす角度をθａ、ホブカッターの回転方向後方に位置する端縁とホブカッターの外周軌跡との接線がホブ加工により除去される前の予備成形体の表面に対してなす角度をθｂとして、θａ＜θｂとすることを特徴とするウォームホイールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、少なくとも歯部が合成樹脂材製であるウォームホイールの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、操舵補助力発生用モータの回転を、ウォームと、このウォームに噛み合うウォームホイールとを介して舵角が変化するように車輪に伝達する電動パワーステアリング装置において、そのウォームホイールを合成樹脂材製とすることで軽量化と騒音低減とが図られている。
【０００３】
従来、そのウォームホイールは合成樹脂材をホブ加工することで成形されていた。しかし、ホブ加工を行うと多量のバリが発生するため、そのバリの除去作業に膨大な工数が必要とされていた。そこで、成形型を用いてウォームホイールの歯形をあらまし成形した後に、ホブ加工や研磨により歯形の仕上げを行うことが提案されている（特開２０００−８４７４７号）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ウォームホイールは歯すじ方向における中央部位の歯厚が両端部位の歯厚よりも薄い歯形を有するため、成形型から歯すじ方向に型抜きすることができない。そのため、成形型を用いてウォームホイールの歯形をあらまし成形しようとした場合、成形型をウォームホイールの回転周方向において並列する多数の部材から構成し、ウォームホイールの径方向に沿った型抜きが必要になる。そうすると成形型の構造が非常に複雑になって製造コストが増大する。
本発明は、上記課題を解決することのできるウォームホイールの製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、少なくとも歯部が合成樹脂材製であるウォームホイールを製造する方法において、ハスバ歯車と同歯形の歯部を有する予備成形体を型成形する工程と、その予備成形体を、そのハスバ歯車の歯すじ方向に型抜きする工程と、その予備成形体の各歯部を、歯すじ方向における中央部位では両端部位よりも歯丈が大きく且つ歯厚が薄い歯形になるようにホブ加工することで、ウォームホイールの歯部にする工程とを有することを特徴とする。
本発明によれば、ハスバ歯車と同歯形の歯部を有する予備成形体を型成形し、しかる後に、その予備成形体の歯部を、歯すじ方向における中央部位が両端部位よりも歯丈が大きく且つ歯厚が薄い歯形のウォームホイールの歯部にホブ加工するので、ホブ加工量を少なくしてバリの発生量を低減することができる。しかも、型成形された予備成形体をそのハスバ歯車の歯すじ方向に型抜きできるので、ウォームホイールの回転周方向において並列する多数の部材から成形型を構成するような必要はなく、成形型の構造の複雑化を防止できる。
【０００６】
さらに本発明においては、その予備成形体の各歯部において、ホブカッターの回転方向前方部位では回転方向後方部位よりも歯丈が小さくなり、且つ、ホブカッターの回転方向前方部位では回転方向前方に向かうに従い歯丈が小さくなるように、その予備成形体と一体的に加工代部を型成形し、その加工代部を、その予備成形体の各歯部と共にホブ加工し、そのホブ加工完了時のウォームホイールとホブカッターの外周との接触領域において、そのホブカッターの回転軸方向から視て、ホブカッターの回転方向前方に位置する端縁とホブカッターの外周軌跡との接線がホブ加工により除去される前の加工代部における表面に対してなす角度をθａ、ホブカッターの回転方向後方に位置する端縁とホブカッターの外周軌跡との接線がホブ加工により除去される前の予備成形体の表面に対してなす角度をθｂとして、θａ＜θｂとする。
これにより、ホブ加工の完了直前にホブカッターにより除去される部位の肉厚は、ホブ加工完了時のウォームホイールとホブカッターの外周との接触領域におけるホブカッターの回転方向前方に位置する端縁近傍で、ホブカッターの回転方向後方に位置する部分よりも薄くなる。すなわち、バリの発生し易い位置近傍において、ホブカッターにより除去される部位の肉厚を薄くすることで、ホブカッターにより予備成形体をあたかも薄皮を剥ぐように加工できるので、ホブ加工量が少なくなってバリの発生がより抑制される。
【０００７】
操舵補助力発生用モータの回転を、ウォームと、このウォームに噛み合うウォームホイールとを介して舵角が変化するように車輪に伝達するパワーステアリング装置において、そのウォームホイールとして本発明のウォームホイールを用いるのが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１に示す比較例の電動パワーステアリング装置Ｐは、ステアリングホイールＨの操舵によるステアリングシャフトＳの回転を、図外ステアリングギヤを介して車輪に舵角が変化するように伝達する。そのステアリングギヤの形式は、ステアリングシャフトＳの回転を車輪に舵角が変化するように伝達できれば限定されず、例えばステアリングシャフトＳに連結されたピニオンに噛み合うラックの動きをタイロッドやナックルアーム等を介して車輪に伝達するラックピニオン式ステアリングギヤを採用できる。そのステアリングシャフトＳにより伝達される操舵トルクを検出するトルクセンサ１が設けられている。そのトルクセンサ１は、本比較例では公知の構成であり、センサハウジング２と、入力シャフト３と、この入力シャフト３にトーションバー８を介して同軸心かつ弾性的に相対回転可能に連結される出力シャフト４と、磁気回路を構成する磁束発生用コイル７とを備え、操舵トルクによる両シャフト３、４の弾性的な相対回転量に応じて磁気回路における磁気抵抗が変化するものとされ、そのコイル７の出力から操舵トルクを検出する。
【０００９】
両シャフト３、４はステアリングシャフトＳの一部を構成し、センサハウジング２によりベアリング６ａ、６ｂを介して支持される。そのセンサハウジング２に操舵補助力発生用モータＭが取り付けられている。その出力シャフト４に金属製スリーブ９を介して合成樹脂材製のウォームホイール１０が一体化されている。そのウォームホイール１０に噛み合うウォーム１１が操舵補助力発生用モータＭにより駆動される。そのモータＭはトルクセンサ１により検出された操舵トルクに応じて図外制御装置により制御される。モータＭの回転がウォーム１１、ウォームホイール１０、ステアリングシャフトＳを介して車輪に舵角が変化するように伝達されることで操舵トルクに応じた操舵補助力が付与される。
【００１０】
そのウォームホイール１０を製造するに際しては、先ず、図２の（１）、（２）に示すようにハスバ歯車と同歯形の歯部１３ａを有する予備成形体１３を型成形する。この型成形に用いる成形型に上記スリーブ９をインサートしておくことで、予備成形体１３をスリーブ９に一体化させる。その予備成形体１３の各歯部１３ａは、歯すじ方向（図２の（１）において矢印Ａ方向）において歯厚ｔと歯丈ｈが均一とされている。この型成形は例えば射出成形により行う。
【００１１】
次に、その予備成形体１３を成形型からそのハスバ歯車の歯すじ方向に型抜きする。しかる後に、図３の（１）、（２）に示すように、予備成形体１３の各歯部１３ａを、歯すじ方向における中央部位の歯丈ｈａが両端部位の歯丈ｈｂよりも大きく、且つ、中央部位の歯厚ｔａが両端部位の歯厚ｔｂよりも薄い歯形になるようにホブカッター１５を用いてホブ加工することで、ウォームホイール１０の歯部１０ａにする。
【００１２】
図４は、比較例のホブ加工完了時のウォームホイール１０とホブカッター１５の外周軌跡を、そのホブカッター１５の回転軸方向から視た場合の位置を２点鎖線で示し、ホブ加工完了直前の一点鎖線で示すホブカッター１５により除去される部位を破線で示す。ホブカッター１５は図中矢印Ｂ方向に回転すると共に矢印Ｃ方向に送られる。これにより、ウォームホイール１０の各歯１０ａの歯底はホブカッター１５の外周軌跡に沿う凹曲面となる。このようなホブ加工においては、そのホブ加工完了時のウォームホイール１０とホブカッター１５の外周との接触領域において、そのホブカッター１５の回転軸方向から視て、ホブカッター１５の回転方向前方に位置する端縁Ｅｆ′にバリが発生し易い。この比較例においては、ホブカッター１５の回転軸方向から視て、ホブカッター１５の回転方向前方に位置する端縁Ｅｆ′とホブカッター１５の外周軌跡との接線１６ｆがホブ加工により除去される前の予備成形体１３における表面１３′に対してなす角度をθａ′、ホブカッター１５の回転方向後方に位置する端縁Ｅｒとホブカッター１５の外周軌跡との接線１６ｒがホブ加工により除去される前の予備成形体１３の表面１３′に対してなす角度をθｂとして、θａ′＝θｂである。
【００１３】
上記比較例によれば、ハスバ歯車と同歯形の歯部１３ａを有する予備成形体１３を型成形し、しかる後に、その予備成形体１３の歯部１３ａを、中央部位が両端部位よりも歯丈が大きく且つ歯厚が薄い歯形のウォームホイール１０の歯部１０ａにホブ加工するので、ホブ加工量を少なくしてバリの発生量を低減することができる。しかも、型成形された予備成形体１３をそのハスバ歯車の歯すじ方向に型抜きできるので、ウォームホイール１０の回転周方向において並列する多数の部材から成形型を構成するような必要はなく、成形型の構造の複雑化を防止できる。
【００１４】
図５の（１）、（２）、図６は本発明の実施形態を示す。比較例との相違は、まず、図５の（１）に示すように加工代部１３ｂが予備成形体１３と一体的に型成形されている。その加工代部１３ｂにより、予備成形体１３の各歯部１３ａにおいては、ホブカッター１５の回転方向前方部位では回転方向後方部位よりも歯丈が小さくなり、且つ、ホブカッター１５の回転方向前方部位では回転方向前方に向かうに従い歯丈が小さくなる。本実施形態では、予備成形体１３の各歯部１３ａの歯底が、ウォームホイール１０の回転軸に対して、ホブカッター１５の回転方向前方部位において一定角度θｍで傾斜するものとされ、回転方向後方部位において平行とされている。その加工代部１３ｂを、図５の（２）に示すように、ホブカッター１５により予備成形体１３の各歯部１３ａと共にホブ加工する。
【００１５】
図６は、ホブ加工完了時のウォームホイール１０とホブカッター１５の外周軌跡を、そのホブカッター１５の回転軸方向から視た場合の位置を２点鎖線で示し、ホブ加工完了直前の一点鎖線で示すホブカッター１５により除去される部分を破線で示す。ホブカッター１５は図中矢印Ｂ方向に回転すると共に矢印Ｃ方向に送られる。そのホブ加工完了時の予備成形体１３とホブカッター１５の外周との接触領域において、ホブカッター１５の回転軸方向から視て、ホブカッター１５の回転方向前方に位置する端縁Ｅｆとホブカッター１５の外周軌跡との接線１６ｆがホブ加工により除去される前の加工代部１３ｂにおける表面１３ｂ′に対してなす角度をθａ、ホブカッター１５の回転方向後方に位置する端縁Ｅｒとホブカッター１５の外周軌跡との接線１６ｒがホブ加工により除去される前の予備成形体１３の表面１３′に対してなす角度をθｂとして、θａ＜θｂとする。他は比較例と同様の構成とされている。
【００１６】
上記実施形態によれば、θａ＜θｂとされているので比較例よりもバリの発生をさらに低減できる。すなわち実施形態によれば、ホブ加工の完了直前にホブカッター１５により除去される部位の肉厚は、ホブ加工完了時のウォームホイール１０とホブカッター１５の外周との接触領域におけるホブカッター１５の回転方向前方に位置する端縁１０Ｅｆ近傍で、ホブカッター１５の回転方向後方に位置する部分よりも薄くなる。すなわち、バリの発生し易い位置近傍において、ホブカッター１５により除去される部位の肉厚を薄くすることで、ホブカッター１５により予備成形体をあたかも薄皮を剥ぐように加工できるので、ホブ加工量が少なくなってバリの発生がより抑制される。他は比較例と同様の作用効果を奏することができる。
【００１７】
本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、上記実施形態のようにウォームホイール１０の全体を合成樹脂材製とすることに代えて、芯金と、この芯金を覆う合成樹脂材とでウォームホイールを構成してもよく、ウォームホイールは少なくとも歯部が合成樹脂材製であればよい。また、本発明方法により製造されるウォームホイールはパワーステアリング装置において使用されるものに限定されない。
【００１８】
【発明の効果】
本発明のウォームホイールの製造方法によれば、バリ発生を低減すると共に複雑な構成の成形型を必要としないので工数およびコストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の比較例のウォームホイールを用いた電動パワーステアリング装置の縦断面図
【図２】本発明の比較例のウォームホイールの製造工程において成形されるハスバ歯車の（１）は歯すじを示す図、（２）は部分縦断面図
【図３】本発明の比較例のウォームホイールのホブ加工完了時の（１）は歯すじを示す図、（２）は部分縦断面図
【図４】本発明の比較例のウォームホイールの製造工程を示す図
【図５】本発明の実施形態のウォームホイールの製造工程において成形されるハスバ歯車の（１）は歯すじを示す図、（２）は部分縦断面図
【図６】本発明の実施形態のウォームホイールの製造工程を示す図
【符号の説明】
１０  ウォームホイール
１０ａ  歯部
１３  予備成形体
１３ａ  歯部
１３ｂ  加工代部
【図１】
0004203714.tif 000002
【図２】
0004203714.tif 000003
【図３】
0004203714.tif 000004
【図４】
0004203714.tif 000005
【図５】
0004203714.tif 000006
【図６】
0004203714.tif 000007