(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵補助用のモータの出力を駆動歯車と、該駆動歯車に噛合する合成樹脂製の環状の歯体及び該歯体の内側に嵌合された金属製の保持体を有する従動歯車とを介して舵取機構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、前記保持体は、中心側に取付板部を有する金属板の外周側がその一面に複数の凹み及び該凹みによる他面への凸が周方向へ離隔配置となるように波形にプレス成形され、且つ波形の部分が前記取付板部に対して筒形となるようにプレス成形された波形筒部を有す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】
操舵補助用のモータの出力を舵取機構に伝える伝動軸に取付ける歯車の製造方法であって、中心側に前記伝動軸への取付板部を有する金属板の外周側を環状にプレス成形してその一面の複数の凹み及び該凹みによる他面側への凸が周方向へ離隔配置となる波形部を設け、該波形部を前記取付板部に対して筒形となるように曲げて波形筒部とし、該波形筒部の外側に合成樹脂製の環状の歯体を一体的に成形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及びこれに用いる歯車の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の舵取りは、車室の内部に配された操舵輪の回転操作を、舵取用の車輪（一般的には前輪）の操向のために車室の外部に配された舵取機構に伝えて行われる。
【０００３】
図８は従来の電動式パワーステアリング装置の構成を示す断面図である。
自動車用の電動式パワーステアリング装置としては、図８に示すように例えば舵取りのための操舵輪１００に連結される第１の操舵軸１０１と、該操舵軸１０１にトーションバー１０２を介して同軸的に連結され、車輪に繋がる舵取機構に連結される第２の操舵軸１０３と、操舵輪１００を回転することによって第１の操舵軸１０１に加わるトルクを前記トーションバー１０２に生じる捩れによって検出するトルクセンサ１０４と、該トルクセンサ１０４の検出結果に基づいて駆動される操舵補助用のモータ１０５と、該モータ１０５の出力軸に繋がり、該出力軸の回転を減速して前記第２の操舵軸１０３に伝達するウォーム１０６及びウォームホイール１０７を有する減速機構とを備え、操舵輪１００の回転に応じた舵取機構の動作を前記モータ１０５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。
【０００４】
減速機構を構成するウォーム１０６は、一対の転がり軸受を介してハウジング１０８内に支持され、ウォームホイール１０７が設けられている第２の操舵軸１０３は一対の転がり軸受１０９，１０９を介して前記ハウジング１０８内に支持されている。
【０００５】
ウォームホイール１０８は、前記ウォーム１０６に噛合する歯を有する合成樹脂製の環状の歯体１１０及び該歯体１１０の内側に嵌合された金属製の保持体１１１を備えており、前記歯体１１０によって前記ウォーム１０６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。また、保持体１１１の外周面には複数の回り止め溝１１４（図９参照）が凹設されており、歯体１１０と保持体１１１との相対回転を防止している。
【０００６】
図９は保持体の断面図である。このように合成樹脂製の歯体１１０を有するウォームホイール１０７の前記保持体１１１は、図８の如く切削加工により形成されるか、又は、図９の如く冷間鍛造により形成されている。この冷間鍛造では、前記歯体１１０に嵌合される円筒部１１２と、該円筒部１１２の一端からラジアル方向内側へと延出された取付板部１１３と、前記円筒部１１２の外周面に設けられた前記回り止め溝１１４とを有する。また、この保持体１１１は射出成形用型内に入れられ、射出成形によって前記歯体１１０と一体的に結合される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、切削加工及び冷間鍛造で保持体を形成する場合、不要な駄肉を十分に除去することができず、保持体の重量が大となるため、操舵時の慣性力が大きくなって操舵感覚が悪くなるという問題があり、また、製造コスト的にもプレス成形に比べて不利であった。
【０００８】
そこで、本発明の出願人は、前記保持体がプレス成形されている電動式パワーステアリング装置を先に出願した（特願２０００−１７７２２）。
【０００９】
このプレス成形された保持体の前記歯体との嵌合部は、軸長方向へ貫通し、前記歯体形成用の合成樹脂が充填される複数の貫通孔を有する円板部と、該円板部の外縁から軸長方向へと湾曲され、その外周面に複数の回り止め溝が設けられた湾曲鍔部とを備える。
【００１０】
ところが、このプレス成形された保持体によれば、嵌合部の貫通孔と湾曲鍔部との２か所で歯体及び保持体の相対的な滑りが阻止されるため、構造が複雑であり、改善の余地がある。また、歯体が形成されるとき、歯体形成用の合成樹脂が前記嵌合部の貫通孔に充填されるため、合成樹脂の射出成形用型内での巡り性が悪くなり、ボイド及びウェルドマークが発生することになりさらなる改善策が要望されていた。
【００１１】
ところで、プレス成形された保持体における嵌合部の構造を簡素化するには、前記貫通孔をなくし、外周面に回り止め溝が設けられた前記湾曲鍔部の軸長方向長さを長くし、歯体との接触面積を多くすることが考えられるが、この場合、外周面の回り止め溝部分のみが塑性変形するため、比較的高価で、比較的大型のプレス機を用いる必要があり、この結果、プレス機の償却費が保持体の単価に加算されることになり、前記貫通孔が設けられた保持体と大差のない単価となる。
【００１２】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、合成樹脂製の歯体の内側に嵌合された金属製の保持体を周方向へ波形に変形するようにプレス成形された波形筒部を有し、該波形筒部の外側に前記歯体が嵌合された構成とすることにより、等肉化を図ることができるとともに、コストをより一層低減することができ、さらに、ボイド及びウェルドマークを発生させることなく波形筒部を歯体に嵌合することができる電動式パワーステアリング装置を提供することを目的とする。
【００１３】
また、金属板の外周側を環状にプレス成形して波板状の波形部を設け、該波形部を取付板部に対して筒形となるように曲げて波形筒部とし、該波形筒部の外側に合成樹脂製の歯体を一体的に成形する製造方法とすることにより、波形部の凹みの長さを比較的小型のプレス機によって比較的長くすることができ、さらに、比較的長い凹みを有する波形筒部を簡易に設けることができる歯車を製造することができる方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【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出力を駆動歯車と、該駆動歯車に噛合する合成樹脂製の環状の歯体及び該歯体の内側に嵌合された金属製の保持体を有する従動歯車とを介して舵取機構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、前記保持体は、中心側に取付板部を有する金属板の外周側がその一面に複数の凹み及び該凹みによる他面への凸が周方向へ離隔配置となるように波形にプレス成形され、且つ波形の部分が前記取付板部に対して筒形となるようにプレス成形された波形筒部を有することを特徴とする。
【００１５】
第１発明にあっては、保持体の歯体との嵌合側がプレス成形された波形筒部であるため、切削加工及び冷間鍛造された従来の保持体に比べて不要な駄肉を十分に除去でき、保持体の等肉化を図ることができるとともに、嵌合部に貫通孔及び湾曲鍔部が設けられた上述の保持体に比べて嵌合部の構造を簡単にでき、コストをより一層低減することができる。また、波形筒部が歯体の内側に嵌合されているため、歯体形成用の合成樹脂が波形筒部外側の凹みに良好に巡らせられ、ボイド及びウェルドマークが発生していない従動歯車を得ることができる。
【００１６】
第２発明に係る歯車の製造方法は、操舵補助用のモータの出力を舵取機構に伝える伝動軸に取付ける歯車の製造方法であって、中心側に前記出力伝達系への取付板部を有する金属板の外周側を環状にプレス成形してその一面の複数の凹み及び該凹みによる他面側への凸が周方向へ離隔配置となる波形部を設け、該波形部を前記取付板部に対して筒形となるように曲げて波形筒部とし、該波形筒部の外側に合成樹脂製の環状の歯体を一体的に成形することを特徴とする。
【００１７】
第２発明にあっては、中心側に取付板部を有する金属板の外周側を環状にプレス成形して波形部を設けるため、換言すれば、金属板の外周側に波板状の波形部を成形するため、該波形部の凹みの長さを比較的小型のプレス機によって比較的長くすることができ、前記歯体との結合面積を十分に確保することができ、歯体との結合強度を高めることができる。しかも、波板状の波形部を取付板部に対して曲げることにより波形筒部を設けてあるため、比較的長い凹みを有する波形筒部を簡易に設けることができる。従って、比較的小型のプレス機によって保持体を形成することができ、保持体のコストをより一層低減することができる。
【００１８】
【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構成を示す断面図、図２は減速機構及びモータ部分の構成を示す断面図である。
【００１９】
電動式パワーステアリング装置は、一端が舵取りのための操舵輪１に繋がり、他端に筒部を有する第１の操舵軸２と、前記筒部内に挿入されてその一端が前記操舵軸２の他端に同軸的に連結され、前記操舵輪１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３と、その一端部が前記筒部の周りに挿入され、その他端が前記トーションバー３の他端に同軸的に連結される第２の操舵軸４と、前記トーションバー３の捩れに応じた第１及び第２の操舵軸２，４の相対回転変位量によって前記操舵輪１に加わる操舵トルクを検出するトルクセンサ５と、該トルクセンサ５が検出したトルクに基づいて駆動される操舵補助用のモータ６と、該モータ６の回転に連動し、該回転を減速して第２の操舵軸４に伝達する駆動歯車（以下ウォームという）７及び従動歯車（以下ウォームホイールという）８を有する減速機構９と、前記トルクセンサ５及び前記減速機構９が収容されるハウジング１０とを備えている。
【００２０】
減速機構９は、前記第２の操舵軸４の軸芯と交叉するように配置され、前記モータ６の出力軸６０に繋がる軸部７１を有する金属製のウォーム７と、該ウォーム７に噛合し、前記第２の操舵軸４の中間に嵌合固定されるウォームホイール８とを備え、該ウォーム７及びウォームホイール８の噛合により前記出力軸６０の回転を減速して第２の操舵軸４に伝達し、該第２の操舵軸４からユニバーサルジョイントを経て例えばラックピニオン式の舵取機構（図示せず）へ伝達するようにしている。
【００２１】
図３はウォームホイールの構成を示す拡大断面図である。
ウォームホイール８は、前記ウォーム７に噛合する複数の歯８ａを有する合成樹脂製の環状の歯体８１と、該歯体８１の内側に嵌合された金属製の保持体８２とを備え、該保持体８２の中心部に設けられた取付孔８２ａが前記第２の操舵軸４に嵌合される。また、合成樹脂製の歯体８１を備えることにより、ウォーム７との噛合による騒音を小さくし、歯８ａの加工性を良好にしてある。
【００２２】
図４は保持体の構成を示す拡大側面図、図５は保持体の構成を示す拡大断面図である。
保持体８２は前記歯体８１が嵌合される波形筒部８３と、該波形筒部８３の端から内側へ曲げられた円板形の取付板部８４と、該取付板部８４の内縁から前記波形筒部８３と同心状になるべく曲げられた取付筒部８５とを備えている。
【００２３】
図６、図７は保持体の製造工程を示す説明図である。図６の(a) は平面図、(b) はＡ−Ａ線の断面図、図７の(a) は平面図、(b) はＢ−Ｂ線の断面図、(c) は成形後の断面図である。
この保持体８２の製造は、金属板を円形にプレス成形して該金属板の中心部に貫通孔８２ｂを設け、外周側に板厚方向へ波形に変形する環状の波形部８２ｃと、該波形部８２ｃから外縁にかけて凹設された環状凹部８２ｄとを設け、さらに、前記貫通孔８２ｂ及び波形部８２ｃの間の他面に第１及び第２の環状溝８２ｅ，８２ｆを離間して設けてある（図６参照）。
【００２４】
波形部８２ｃは、金属板の一面が周方向へ離隔して凹条に凹み８２ｇ、該凹み８２ｇによる他面側への凸８２ｈが発生して波板状に塑性変形することにより形成される（図６のｂ参照）。図６で示した凹み８２ｇ及び凸８２ｈは、２０度の間隔で１８個設けられているが、その個数は特に制限されない。
【００２５】
次に、このように成形された中間素体の第１の環状溝８２ｅから中心側をプレス成形して前記取付筒部８５及び取付板部８４を形成し（図７のａ，ｂ参照）、さらに、第２の環状溝８２ｆから外縁側を取付板部８４に対して筒形となるように曲げて前記波形筒部８３を形成する（図７のｃ参照）。この成形時において、前記取付筒部８５及び波形筒部８３は前記環状溝８２ｅ，８２ｆ部から曲げることができるため、スプリングバックを発生させることなく高精度で成形することができる。
【００２６】
以上の如く金属板の外周側を環状にプレス成形して波板状の波形部８２ｃを成形するため、該波形部８２ｃの凹条の凹み８２ｇの長さを比較的小型のプレス機によって比較的長く成形することができる。従って、前記歯体８１との結合面積を十分に確保することができ、歯体８１と保持体８２との結合強度を高めることができる。
【００２７】
しかも、波板状の波形部８２ｃを取付板部８４に対して曲げることにより波形筒部８３を設けてあるため、比較的長い凹みを有する波形筒部８３を簡易に設けることができる。従って、比較的小型のプレス機によって保持体８２を形成することができ、保持体８２のコストをより一層低減することができる。
【００２８】
また、保持体８２の歯体８１との嵌合部分はプレス成形された波形筒部８３であるため、切削加工及び冷間鍛造された従来の保持体８２に比べて不要な駄肉を十分に除去でき、等肉化を図ることができるとともに、前記嵌合部分の構造をより一層簡単にでき、コストをより一層低減することができる。
【００２９】
歯体８１は歯８ａと該歯８ａを保持する環状部８１ａとを備え、該環状部８１ａの内側を前記波形筒部に嵌合保持してある。この歯体８１は前記保持体８２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波形筒部８３の一端部から外側周囲及び環状凹部８２ｄに射出することにより成形してあり、保持体８２と一体に結合してある。この場合、歯体８１は波形筒部８３の外側に結合されるため、歯体形成用の合成樹脂を波形筒部８３外側の凹み８２ｇに良好に巡らせることができ、ボイド及びウェルドマークを発生させることなく波形筒部８３に歯体８１を結合することができる。
【００３０】
この歯体８１の成形により、前記合成樹脂が波形筒部８３の一端部から凹み８２ｇ及び環状凹部８２ｄに充填され、歯体８１及び保持体８２の周方向への相対移動と、軸長方向への相対移動とが阻止される。
【００３１】
以上の如く構成された電動式パワーステアリング装置は、操舵補助用のモータ６の回転がウォーム７から該ウォーム７に噛合する歯体８１及び該歯体８１の内側に嵌合された保持体８２を有するウォームホイール８を介して第２の操舵軸４に伝達される。
【００３２】
尚、以上説明した実施の形態では、取付板部８４の内縁に波形筒部８３と同心状になる取付筒部８５が設けられた保持体８２について説明したが、その他、前記取付筒部８５をなくし、前記取付板部８４を前記操舵軸４に取付けるように構成してもよい。
【００３３】
また、以上説明した実施の形態の減速機構９は、ウォームである駆動歯車７及びウォームホイールである従動歯車８を備えたウォーム歯車である他、ハイポイドピニオンである駆動歯車及びハイポイドホイールである従動歯車を備えたハイポイド歯車であってもよい。さらに、減速機構はベベルギヤであってもよい。
【００３４】
【発明の効果】
以上詳述した如く第１発明によれば、波形筒部がプレス成形されているため、保持体の等肉化を図ることができるとともに、軸長方向長さが比較的長くて歯体との結合面積を十分に確保することができる波形筒部をプレス成形によって簡易に得ることができ、保持体、ひいては電動式パワーステアリング装置のコストをより一層低減することができる。さらに、波形筒部が嵌合された歯体にボイド及びウェルドマークが発生していない従動歯車、ひいては電動式パワーステアリング装置を得ることができる。
【００３５】
第２発明によれば、金属板の外周側に波板状の波形部を成形するため、該波形部の凹みの長さを比較的小型のプレス機によって比較的長くすることができ、歯体との結合面積を十分に確保することができるとともに、歯体との結合強度を高めることができる。しかも、波板状の波形部を取付板部に対して曲げることにより比較的長い凹みを有する波形筒部を簡易に設けることができるため、比較的小型のプレス機によって保持体を形成することができ、保持体、ひいては歯車の製造コストをより一層低減することができる。
【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機構及びモータ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】本発明に係る電動式パワーステアリング装置の保持体の構成を示す拡大側面図である。
【図５】本発明に係る電動式パワーステアリング装置の保持体の構成を示す拡大断面図である。
【図６】本発明に係る電動式パワーステアリング装置の保持体の製造工程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保持体の製造工程を示す説明図である。
【図８】従来の電動式パワーステアリング装置の構成を示す断面図である。
【図９】従来の電動式パワーステアリング装置の保持体の断面図である。
【符号の説明】
７    駆動歯車
８    従動歯車
８１  歯体
８２  保持体
８２ｇ  凹み
８２ｈ  凸
８３    波形筒部
８４    取付板部
【図１】
0003765232.tif 000002
【図２】
0003765232.tif 000003
【図３】
0003765232.tif 000004
【図４】
0003765232.tif 000005
【図５】
0003765232.tif 000006
【図６】
0003765232.tif 000007
【図７】
0003765232.tif 000008
【図８】
0003765232.tif 000009
【図９】
0003765232.tif 000010