JP2010001937A - Worm shaft, method of manufacturing thereof, and electric power steering device - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a worm shaft avoiding interference between a chip and a bottom without deteriorating a contact ratio and durability of a worm wheel. <P>SOLUTION: A tooth part of a worm shaft has low tooth depth parts formed nearly the same in tooth depth in the axial direction and passing through the center of rotation of a worm wheel and defining a virtual line crossing a rotary shaft of a base part. A low tooth depth part includes an intersection of the virtual line and the rotary shaft of the base part, and formed with a tooth depth shorter than that of other regions. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

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。   The present invention relates to a worm shaft and an electric power steering apparatus to which the worm shaft is applied.

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。
特開２００７−３３１６６２号公報 Conventionally, the electric power steering apparatus disclosed in Patent Document 1 uses a worm gear as a speed reducer. In order to improve the strength of such a worm gear, the tooth height of the worm wheel can be shortened, in other words, the bottom can be raised.
Japanese Patent Laid-Open No. 2007-331562

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。   However, when the bottom is raised, the tooth tip of the worm shaft may interfere with the tooth bottom of the worm wheel. In this way, the tooth tip and the tooth bottom interfere with each other at the portion of the tooth tip of the worm shaft that enters the worm wheel most deeply. In order to prevent this interference, if all the tooth tips of the worm shaft are shortened, the meshing rate will decrease, or the load input point of the worm wheel will deviate from the tooth root side to the tooth tip side, and the durability of the worm wheel will be reduced. There was a problem of lowering.

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。   The present invention has been made paying attention to the above problems, and the object of the present invention is to provide a worm shaft that avoids interference between the tooth tip and the tooth bottom without reducing the meshing rate and the durability of the worm wheel. It is to provide.

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。   In order to achieve the above object, in the present invention, the tooth portion of the worm shaft has a low tooth height portion whose height is formed at substantially the same height in the axial direction, passes through the rotation center of the worm wheel, and An imaginary line perpendicular to the rotation axis is defined, and the low tooth height portion includes an intersection of the imaginary line and the rotation axis of the base portion, and the tooth height is formed shorter than other regions.

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。   Therefore, it is possible to provide a worm shaft that avoids the interference between the tooth tip and the tooth bottom without reducing the meshing rate and the durability of the worm wheel.

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。   Hereinafter, the best mode for realizing the worm shaft and the electric power steering apparatus of the present invention will be described based on the embodiments shown in the drawings.

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。   FIG. 1 is a system configuration diagram of an electric power steering device to which the present worm gear is applied. The electric power steering device includes a motor control device 1, a steering wheel SW, a steering shaft SS, a torque sensor TS, an input shaft IN, a rack and pinion (steering mechanism: rack R, pinion P), steered wheels FL and FR, and an ECU 300. Have. A motor M is provided in the motor control device 1 and is driven by a power supply BATT.

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。   When the steering wheel SW is steered by the driver, the steering torque is detected by the torque sensor TS via the steering shaft SS and the input shaft IN. Based on the detected steering torque, the ECU 300 outputs a drive signal to the motor M, the motor M in the motor control device 1 is driven, the pinion P rotates, and the rack R is moved in the axial direction to perform steering assist. .

［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。 [Axial sectional view]
2 is an axial sectional view of the motor control device 1, and FIG. 3 is a radial partial sectional view. The motor control device 1 includes a torque sensor TS, a motor housing 6, a worm housing 7, and a motor M.

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。   The axial direction of the input shaft IN is the y-axis, and the direction opposite to the pinion P is positive. Further, the input axis IN side from the motor M is set as the positive x-axis direction. An imaginary line K passing through the rotation center of the worm wheel 100 and orthogonal to the rotation axis L of the base portion 200a is defined.

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。   In this application, in order to reduce the pressure applied to the teeth of the worm wheel 100, the worm wheel 100 and the worm shaft 200 are not a general involute tooth profile but a Neiman tooth profile having a tooth surface 210a as a curved surface. That is, the tooth surface 210a of the worm shaft 200 is a concave curved surface, and the tooth surface of the worm wheel 100 is a curved surface that is convex outward from the involute tooth surface.

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。   For this reason, the pressure angle in meshing of the worm wheel 100 and the worm shaft 200 changes at the meshing position, and the bending stress applied to the teeth of the worm wheel 100 is reduced. Further, by making the cross-sectional shape of the tooth surface 210a of the worm shaft 200 concave, the cross-sectional shape of the tooth surface 210a of the worm wheel 100 is increased by that amount, and the strength of the worm wheel 100 is improved.

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。   An input shaft IN is provided in the torque sensor housing 5, and a pinion P is provided in the worm housing 7. A brushless type motor M is accommodated in the motor housing 6 and assembled to the input shaft IN and the pinion P from the radial direction. The motor M need not be a brushless type.

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。   The input shaft IN and the pinion P are integrated by the torsion bar 3, and the worm wheel 100 is assembled to the pinion P and stored in the worm housing 7 from the positive y-axis direction. A motor housing 6 is assembled to the worm housing 7.

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。   The worm shaft 200 is connected to the output shaft of the motor M by the coupling mechanism 9 and meshes with the worm wheel 100. The worm shaft 200 is supported by the motor housing 6 while the position in the z-axis direction is substantially fixed by the bearing 15 and the first pressurizing mechanism 400 (biasing mechanism).

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。   The bearing 15 is provided adjacent to the positive z-axis direction side of the coupling mechanism 9 and supports the end of the worm shaft 200 on the negative z-axis direction side. The first pressurizing mechanism 400 supports the end of the worm shaft 200 on the positive side in the z-axis direction.

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。   The first pressurizing mechanism 400 is a mechanism that generates a pressurizing force to urge the worm shaft 200 toward the positive x-axis direction, thereby reducing backlash between the worm shaft 200 and the worm wheel 100.

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。   The input shaft IN is supported by the torque sensor housing 5 and supported by the end of the pinion P so as to be relatively rotatable. A torque sensor TS is housed in the inner periphery of the torque sensor housing 5, and is configured to output a torque sensor signal when the torsion bar 3 is twisted by the driver's steering and the input shaft IN and the pinion P rotate relative to each other.

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。   The pinion P is supported by the worm housing 7. A worm wheel 100 is provided on the outer peripheral side of the pinion P and meshes with a worm shaft 200 connected to the motor M.

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。   The ECU 300 has a microcomputer and is a circuit board in which various vehicle signals, a torque sensor TS, and a control circuit for the motor M are integrated, and controls the motor M. The ECU 300 is provided with a rotational position sensor 130 that detects the rotation of the motor M.

［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。 [Details of worm shaft]
FIG. 4 is a front view of the worm shaft 200 in the radial direction. As described above, the worm shaft 200 of the present application is a Neiman worm, and the tooth portion 210 is provided on the rod-like base portion 200a. The tooth surface shape in the cross section of the tooth portion 210 in the perpendicular direction is a concave arc shape.

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。   In addition, a portion that is substantially central in the z-axis direction of the worm shaft 200 and that meshes with the worm wheel 100 is provided with a lower tooth height than other portions. Backlash is reduced by providing a low tooth height at the meshing portion. Details will be described later.

［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。 [Details of worm wheel]
(Front view and sectional view)
FIG. 5 is a partial radial sectional view of the worm wheel 100. The worm wheel 100 is a gear in which a core metal 101 that is a metal gear is provided with a coating portion 102 formed of a resin, and the coating portion 102 is covered over the entire circumference of the tooth portion of the core metal 101.

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。   By providing the cored bar 101, the strength of the worm wheel 100 as a whole and smooth meshing are realized. The cored bar 101 may be formed by cutting or may be formed by sintering.

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。   The tooth portion 110 of the worm wheel 100 has a convex arc shape corresponding to the concave arc shape of the worm shaft tooth portion 210 having a Neiman shape. Thereby, the worm wheel 100 and the worm shaft 200 form a Neiman worm.

［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。 [Pressure mechanism]
6 is a front view of the first pressurizing mechanism 400 in the negative direction of the z-axis, FIG. 7 is a sectional view taken along the line II in FIG. 6, and FIG. 8 is a cross-sectional view in the z-axis direction of the vicinity of the first pressurizing mechanism 400 during assembly. . The first pressurizing mechanism 400 is a cup-shaped member made of an elastic material such as resin, and the fixing portion 420 and the biasing portion 430 are formed by providing a notch 440 in the x-axis direction at the bottom portion 410.

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。   The notch 440 is formed on the x axis positive direction side from the outer periphery 401 of the first pressurizing mechanism 400. For this reason, the x-axis negative direction side portion of the first pressurizing mechanism 400 is divided into three in the y-axis direction, and an outer diameter side fixing portion 420 and an inner diameter side biasing portion 430 are formed. The outer periphery 401 of the urging portion 430 is divided from the other portions of the outer periphery 401 to become the urging portion outer periphery 401a.

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。   Circumferential grooves 403 and 403a for accommodating the O-ring 450 are provided on the outer periphery 401 and the biasing portion outer periphery 401a, respectively. By fitting the O-ring 450 into the grooves 403, 403 a, the urging portion outer periphery 401 a is urged in the inner circumferential direction (x-axis positive direction side) by the elastic force of the O-ring 450.

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。   Since the worm shaft 200 is assembled to the inner diameter side of the outer periphery 401 and the urging portion outer periphery 401a via the bearing 16 (see FIG. 8), the worm shaft 200 as well as the urging portion 430 by the urging force of the O-ring 450 is positive in the x axis It is urged to the direction side. A worm wheel 100 is provided on the worm shaft 200 on the x-axis positive direction side, whereby the worm shaft 200 is urged against the worm wheel 100.

［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。 [Worm wheel exploded perspective view]
FIG. 9 is an exploded perspective view of the worm wheel 100. The worm wheel 100 is formed of a tooth part 110 as a main body and first and second flanges 120 and 130 that sandwich the tooth part 110 from both sides of the y-axis. The first flange 120 is provided on the y-axis positive direction side, and the second flange 130 is provided on the y-axis negative direction side. The second flange 130 has an insertion portion 130 a that is inserted on the inner peripheral side of the tooth portion 110.

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。   The tooth portion 110 is provided with a plurality of through-holes 111 in the y-axis direction. On the other hand, a plurality of through-holes 121 in the y-axis direction are provided at positions corresponding to the through-holes 111 of the tooth portion 110 in the first flange 120. The bolts B are inserted into the through holes 111 and 121 and fastened to the bolt fastening holes 132 of the second flange 130, whereby the tooth portion 110 is sandwiched between the first and second flanges 120 and 130.

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。   Further, the second flange 130 is also provided with a through hole 131 at a position corresponding to the through hole 111 of the tooth portion 110, and by fastening the bolt B to the bolt fastening hole 122 of the first flange 120, the first and second The tooth part 110 is clamped by the flanges 120 and 130.

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。   A second pressurizing mechanism 140 (biasing mechanism) is inserted into the inner periphery of the through hole 111 in the tooth portion 110. The second pressurizing mechanism 140 is formed of an elastic body and has a cylindrical shape into which the bolt B can be inserted. The second pressurizing mechanism 140 is inserted into the tooth portion 110 to buffer the bolt B and the tooth portion 110.

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。   Further, when the worm shaft 200 is urged toward the positive x-axis direction by the first pressurizing mechanism 400, the pressing force from the worm shaft 200 acts on the worm wheel 100. Due to the elastic deformation, the pressing force from the worm shaft 200 is buffered and does not adversely affect the meshing.

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。   Further, since the worm wheel 100 is biased toward the worm shaft 200 by the elastic force of the second pressurizing mechanism 140 itself, the backlash is reduced by the second pressurizing mechanism 140 in addition to the first pressurizing mechanism 400. The configuration is possible.

［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。 [Details of worm shaft]
FIG. 10 is a schematic diagram of the worm shaft 200 before and after gear cutting. For the sake of explanation, it is assumed to be a normal tooth shape, not a Neiman tooth shape. The pitch circle diameter of the worm shaft 200 is constant.

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。   In the worm shaft 200 before gear cutting, in the unprocessed portion 201 in which the tooth portion 210 is formed, the substantially central portion 202 in the z-axis direction is provided in advance with a smaller diameter than other portions. Therefore, in the tooth portion 210 after processing, the substantially central portion in the x-axis direction becomes a low tooth height portion 220 having a lower tooth height than other portions.

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。   The low tooth height portion 220 is formed including an intersection H with a virtual line K that passes through the rotation center of the worm wheel 100 and is orthogonal to the rotation axis L. Further, the tooth tip of the low tooth height portion 220 is formed so as to be substantially coincident with a plane parallel to the z-axis and parallel to the rotation axis L of the base portion 200a. Thereby, the low tooth height part 220 is easily formed.

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。   In addition, by forming the low tooth height portion 220 at the substantially central portion 202 in the x-axis direction, the low tooth height portion 220 is not formed in a portion of the tooth portion 210 that does not mesh with the worm wheel 100, which is useless. Processing is omitted.

［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。 [Low tooth height forming process]
The worm shaft 200 having the low tooth height portion 220 is formed through the following steps.

（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。 (First step: forming recesses)
Of the unprocessed portion 201 that is a rod-shaped material, the substantially central portion 202 in the z-axis direction including the intersection H of the rotation axis L and the virtual line K passes through the rotation center of the worm wheel 100 that meshes with the tooth portion 210. The concave portion is formed by processing to have a smaller diameter than other portions of the portion 201. Processing may be cutting or mold formation.

（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。 (Second step: Tooth mold formation)
A tooth mold is formed on the unprocessed portion 201. As a result, the tooth portion 210 is formed in the unprocessed portion 201, and the substantially central portion 202 in the z-axis direction provided in advance in a small diameter becomes the low tooth height portion 220. In contrast to the conventional method for manufacturing the worm shaft 200, the low tooth height portion 220 can be provided only by adding a step of providing a recess on the outer periphery of the rod-shaped material.

［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。 [Warm engagement]
FIG. 11 is an enlarged cross-sectional view of a meshing portion between the worm shaft 200 and the worm wheel 100. As described above, the pitch circle diameter of the worm shaft 200 is constant, and this pitch circle is a straight line parallel to the z-axis.

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。   In the worm wheel 100, teeth engaged with each other are sequentially moved by rotation, while the position of the worm shaft 200 is substantially fixed in the z-axis direction (see FIG. 2). Therefore, the same three teeth always mesh with the worm wheel 100 in the tooth portion 210 of the worm shaft 200.

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。   The teeth that are always meshed with each other in the worm shaft 200 are defined as a first tooth 211, a second tooth 212, and a third tooth 213 in order from the z-axis negative direction side. Since the low tooth height portion 220 is formed in the central portion of the tooth portion 210 of the worm shaft 200 of the present application in the x-axis direction, the second tooth 212 in the middle is from the first and third teeth 211 and 213 on both sides. The tooth height is too low.

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。   Here, when the tooth height of the first to third teeth 211 to 213 is all the same height without providing the low tooth height portion 220, the tooth that penetrates most deeply into the worm wheel 100 is the second tooth 212 ′ (see FIG. Middle 11 broken lines). Therefore, when the tooth height of the worm wheel 100 is shortened in order to improve the strength, the second teeth 212 may interfere with the tooth bottom of the worm wheel 100.

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。   On the other hand, when the tooth height of all the tooth portions 210 of the worm shaft 200 is shortened in order to prevent the interference of the second teeth 212, the meshing rate may be lowered. Further, when the tooth length of the worm shaft 200 is shortened, the meshing point (load input point at the time of meshing) is biased from the tooth base side to the tooth tip side in both the worm wheel 100 and the worm shaft 200.

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。   Since the tip of the Neiman tooth profile is narrower than that of a normal involute tooth profile, the meshing point becomes shallower as the meshing point moves toward the tooth tip side, resulting in a decrease in durability. In particular, in the first and third teeth 211 and 213 meshing shallowly, the meshing point becomes shallower as the meshing point moves to the tooth tip side.

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。   In this application, since the tooth height of the 2nd tooth 212 is set low by providing the low tooth height part 220, the tooth height of the 1st, 3rd tooth 211,213 of both sides remains the conventional. Therefore, the interference of the 2nd tooth 212 is avoided, without reducing the meshing rate of the 1st, 3rd teeth 211,213.

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。   The radius r of the first imaginary circle that is in contact with the tooth tip of the low tooth height portion 220 in the worm wheel 100 is set to be equal to or less than the radius R of the meshing pitch circle between the worm shaft 200 and the worm wheel 100. Since the tooth tip of the low tooth height portion 220 is formed along the first virtual circle, if the radius r of the first virtual circle is greater than or equal to the radius R of the meshing pitch circle, the tooth height of the low tooth height portion 220 becomes low. Too much, the engagement rate will decrease.

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。   Therefore, by setting the radius r of the first imaginary circle to be equal to or less than the radius R of the meshing pitch circle, the low tooth height portion 220 has the lowest tooth height at the center portion in the z-axis direction (second tooth 212), and both sides in the z-axis direction. The tooth height is increased by (first and third teeth 211, 213). Therefore, sufficient tooth height of the worm shaft 200 is secured on both axial sides of the low tooth height portion 220.

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。   The formation range of the low tooth height portion 220 is within 360 ° centering on the rotation center axis L of the base portion 200a, and when the worm shaft 200 is viewed in the z-axis direction cross section, one low tooth height portion 220 is formed. It is formed only on the second tooth 212 which is the first tooth, and is not formed on the first and third teeth 211 and 213 which are the teeth on both sides thereof. Therefore, the tooth heights of the first and third teeth 211 and 213 are ensured, and the meshing between the worm shaft 200 and the worm wheel 100 is sufficiently ensured.

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。   Further, the gap between the tooth tip of the worm shaft 200 and the tooth bottom of the worm wheel 100 is formed such that the gap of the low tooth height portion 220 is greater than the gap on both sides of the low tooth height portion 220. did.

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。   Even if the engagement between the worm shaft 200 and the worm wheel 100 is deep, the tooth surface comes into contact with the tooth surface of the worm wheel 100 before the tooth tip in the low tooth height portion 220. For this reason, in the low tooth height portion 220, the mesh between the worm shaft 200 and the worm wheel 100 is sufficiently ensured while preventing the tooth bottom interference between the worm shaft 200 and the worm wheel 100.

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。   Since the teeth of the worm wheel 100 are made of a resin material, backlash between the worm shaft 200 and the worm wheel 100 is suppressed by elastic deformation of the resin.

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。   Further, when the worm wheel 100 is formed of a resin material, the meshing depth of the worm shaft 200 becomes deeper due to the wear of the worm wheel 100 and the urging of the first and second pressurizing mechanisms 400 and 140. Even so, the low tooth height portion 220 prevents interference between the tooth tip of the worm shaft 200 and the tooth bottom of the worm wheel 100.

［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。 [Effect of Example 1]
(1) A worm shaft 200 configured by a rod-like base portion 200a and a helical tooth portion 210 provided on the outer peripheral side of the base portion 200a and meshing with the worm wheel 100,
The tooth part 210 has a low tooth height part 220 whose tooth height is formed at substantially the same height in the axial direction,
Define a virtual line K that passes through the rotational center of the worm wheel 100 and is orthogonal to the rotational axis L of the base 200a,
The low tooth height portion 220 includes the intersection of the virtual line K and the rotation axis L of the base portion 200a, and the tooth height is formed to be shorter than other regions.

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。   By providing the low tooth height portion 220, interference between the tooth tip of the worm shaft 200 and the tooth bottom of the worm wheel 100 can be prevented. Further, since the tooth height is formed at a sufficient height in the region other than the low tooth height portion 220, it is possible to prevent a reduction in the meshing rate and a decrease in the durability of the worm wheel 100.

（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。   (2) In the tooth portion 210, the tooth surface 210a (meshing portion) that meshes with the worm wheel 100 has a concave cross-sectional shape.

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。   By making the cross-sectional shape of the tooth surface 210a of the worm shaft 200 concave, the cross-sectional shape of the tooth surface 210a of the worm wheel 100 can be thickened accordingly. Therefore, the strength of the worm wheel 100 can be improved.

（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。   (3) (9) In the worm wheel 100, the radius r of the first imaginary circle that contacts the tooth tip of the low tooth height portion 220 is equal to or less than the radius R of the meshing pitch circle between the worm shaft 200 and the worm wheel 100. It was.

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。   By setting the radius r of the first imaginary circle to be less than or equal to the radius R of the meshing pitch circle, the low tooth height portion 220 has the lowest tooth height at the center in the z-axis direction (second tooth 212), and both sides in the z-axis direction ( The tooth height is increased by the first and third teeth 211, 213). Therefore, the tooth height of the worm shaft 200 on both axial sides of the low tooth portion 220 can be sufficiently secured.

（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。   (4) The tooth tips of the low tooth height portion 220 are formed so as to substantially coincide with the surface parallel to the rotation axis L of the base portion 200a. By making the tooth tip of the low tooth height portion 220 into a flat surface shape, the low tooth height portion 220 can be easily formed.

（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。   (5) The low tooth height portion 220 is formed at a substantially central portion in the axial direction of the tooth portion 210. Thereby, useless processing for forming the low tooth height portion 220 in the portion of the tooth portion 210 of the worm shaft 200 that does not mesh with the worm wheel 100 can be omitted.

（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。   (6) The formation range of the low tooth height portion 220 is within 360 ° with the rotation center of the base portion 200a as the center.

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。   When the worm shaft 200 is viewed in the axial cross section, the low tooth height portion 220 is formed only on one second tooth 212 and is not formed on the first and third teeth 211 and 213 on both sides thereof. Therefore, the tooth height of the first and third teeth 211 and 213 can be ensured, and the meshing between the worm shaft 200 and the worm wheel 100 can be sufficiently ensured.

（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。 (7) a rack R and a pinion P (steering mechanism) that transmit the rotation of the steering wheel SW to the steered wheels;
An electric motor M for applying a steering assist force to the steering mechanism;
A worm wheel 100 provided in the steering mechanism;
The present worm shaft 200 is applied to an electric power steering apparatus having a worm shaft 200 that is provided on the output shaft of the electric motor M and meshes with the worm wheel 100.

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。   Thereby, even if it exists in an electric power steering device, the effect similar to said (1) can be acquired.

（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。   (8) The gap between the tooth tip of the worm shaft 200 and the tooth bottom of the worm wheel 100 is formed so that the gap of the low tooth height portion 220 is greater than the gap on both sides of the low tooth height portion 220. It was.

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。     Even if the engagement between the worm shaft 200 and the worm wheel 100 is deep, the tooth surface comes into contact with the tooth surface of the worm wheel 100 before the tooth tip in the low tooth height portion 220. Engagement between the worm shaft 200 and the worm wheel 100 can be sufficiently ensured while preventing tooth bottom interference between the worm shaft 200 and the worm wheel 100 in the tooth height portion 220.

（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。   (10) The first pressurizing mechanism 400 (urging mechanism) for urging the worm shaft 200 toward the worm wheel 100 is further included.

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。   Backlash between the worm shaft 200 and the worm wheel 100 can be suppressed. Further, when the worm wheel 100 is formed of a resin material, the meshing depth of the worm shaft 200 becomes deeper due to wear of the worm wheel 100 and urging of the urging mechanism. The portion 220 can prevent interference between the tooth tip of the worm shaft 200 and the tooth bottom of the worm wheel 100.

（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。   (11) The second pressurizing mechanism 140 (biasing mechanism) for biasing the worm wheel 100 toward the worm shaft 200 is further included. Thereby, the effect similar to said (10) can be acquired.

（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。   (12) The teeth of the worm wheel 100 are made of a resin material.

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。   Backlash between the worm shaft 200 and the worm wheel 100 can be suppressed by elastic deformation of the resin. Further, when the worm wheel 100 is formed of a resin material, the meshing depth of the worm shaft 200 becomes deeper due to the wear of the worm wheel 100 and the urging of the first and second pressurizing mechanisms 400 and 140. Even so, interference between the tooth tip of the worm shaft 200 and the tooth bottom of the worm wheel 100 can be prevented by the low tooth height portion 220.

（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。 (13) A tooth-forming step of forming a rod-like base portion 200a and a helical tooth portion 210 provided on the outer peripheral side of the base portion 200a and having a tooth height having substantially the same height in the axial direction;
Define a virtual line K that passes through the rotational center of the worm wheel 100 meshing with the tooth part 210 and is orthogonal to the rotational axis L of the base part 200a,
And forming the low tooth height portion 220 including the intersection of the imaginary line K and the rotation axis L of the base portion 200a and forming the tooth portion 210 so that the tooth height of the tooth portion 210 is shorter than other regions.

これにより、上記（１）と同様の効果が得られる。   Thereby, the effect similar to said (1) is acquired.

（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。   (14) The process of forming the low tooth height portion 220 is performed by forming a rod-shaped material such that the outer diameter of the material is smaller than that of the other region in a predetermined region, and thereafter, the tooth mold forming step. Was decided to be done.

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。   Compared to the conventional method of manufacturing the worm shaft 200, the low tooth height portion 220 can be provided only by adding a step of providing a recess on the outer periphery of the rod-shaped material.

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。   Example 2 will be described. The basic configuration is the same as that of the first embodiment. In the first embodiment, the central portion 202 in the z-axis direction is processed into a small diameter in advance before forming the tooth mold of the worm shaft 200. However, in the second embodiment, after forming the tooth mold, the lower tooth height portion of the tooth section 210 is formed. The difference is that the tooth height of the portion corresponding to 220 is machined low.

［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。 [Low Tooth Length Forming Step in Example 2]
FIG. 12 is a diagram showing a process of forming the low tooth height portion 220 in the second embodiment. In Example 2, after forming the tooth part 210 of the same tooth height in advance, the low tooth height part 220 is formed by cutting the part corresponding to the low tooth height part 220.

（第１工程：歯型形成）
未加工部２０１に歯型を形成する。 (First step: Tooth mold formation)
A tooth mold is formed on the unprocessed portion 201.

（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。 (2nd process: low tooth height part formation)
Of the tooth portion 210, a substantially central portion 202 in the z-axis direction including the intersection H between the rotation axis L and the imaginary line K is cut by the cutter 500, and the tooth height is lowered to form the low tooth height portion 220.

［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。 [Effect of Example 2]
(17) The formation process of the low tooth height portion 220 is performed by cutting a predetermined range including the intersection H of the tooth portion 210 after the formation step of the tooth portion 210. The low tooth height portion 220 can be provided only by adding a process of cutting a part of the tooth portion 210 after tooth formation to the conventional method for manufacturing the worm shaft 200.

（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。   (18) The formation process of the low tooth height portion 220 is performed by cutting a predetermined range of the tooth portion 210 by sliding the cutter 500 in parallel with the rotation axis L of the base portion 200a. The low tooth height portion 220 can be formed only by moving the cutter 500 as a simple slide.

（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。   (19) The step of forming the low tooth height portion 220 is performed by cutting a predetermined range of the tooth portion 210 with a circular cutter that rotates about a rotation axis L parallel to the rotation axis L of the worm shaft 200. did. The low tooth height portion 220 can be formed on a plurality of teeth at a time (when the worm shaft 200 is viewed in the axial cross section).

（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。   (20) The radius r of the circular cutter 500 is equal to or less than the radius R of the meshing pitch circle between the worm shaft 200 and the worm wheel 100. Thereby, the effect similar to said (3) can be acquired.

（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。   (21) The pitch circle diameter of the tooth portion 210 in the worm shaft 200 is constant, and the outer diameter of the pitch circle is parallel to the rotation axis L. Thereby, the effect similar to said (1) can be acquired.

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。   Example 3 will be described. In the second embodiment, the low-tooth portion 220 is formed by cutting, but the third embodiment is different in that it is formed by plastic deformation. The plastic deformation is performed simultaneously with the surface finishing of the tooth portion 210.

［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。 [Low tooth height forming step in Example 3]
FIG. 13 is a diagram illustrating a process of forming the low tooth height portion 220 in the third embodiment.
(First step: Tooth mold formation)
A tooth mold is formed on the unprocessed portion 201.

（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。 (2nd process: low tooth height part formation)
Surface finishing is performed on the tooth portion 210 with the tool 600. Further, in the tooth portion 210, the tool 600 is pressed against the substantially central portion 202 in the z-axis direction including the intersection H between the rotation axis L and the imaginary line K to be plastically deformed, and the tooth height is lowered to lower the tooth height portion 220. Form.

［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。 [Effect of Example 3]
(15) The formation process of the low tooth height portion 220 is performed in the same process as the surface finishing of the rod-shaped material. In particular, the low tooth height portion 220 can be formed without adding a processing step.

（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。   (16) The step of forming the rod-shaped material so that the outer diameter of the rod-shaped material is smaller in the predetermined region than in other regions is performed by plastic working. By hardening the material by plastic deformation, the strength of the tooth portion 210 can be improved. In particular, the effect in the worm shaft 200 that is not heat-treated is great.

（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。 (Other examples)
The best mode for carrying out the present invention has been described based on the embodiments. However, the specific configuration of the present invention is not limited to the embodiments, and the design does not depart from the gist of the invention. Any changes and the like are included in the present invention.

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。It is a system configuration diagram of an electric power steering device to which the present worm gear is applied. モータ制御装置の軸方向断面図である。It is an axial sectional view of a motor control device. モータ制御装置の径方向部分断面図である。It is a radial direction fragmentary sectional view of a motor control device. ウォームシャフトの径方向正面図である。It is a radial direction front view of a worm shaft. ウォームホイールの径方向部分断面図である。It is a radial direction fragmentary sectional view of a worm wheel. 第１与圧機構のｚ軸負方向正面図である。It is a z-axis negative direction front view of a 1st pressurization mechanism. 図６のＩ−Ｉ断面図である。It is II sectional drawing of FIG. 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。It is z-axis direction sectional drawing of the 1st pressurization mechanism vicinity at the time of an assembly | attachment. ウォームホイールの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of a worm wheel. 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。It is a schematic diagram of the worm shaft before and after gear cutting. 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。It is an expanded sectional view of the meshing part of a worm shaft and a worm wheel. 実施例２における低歯丈部形成工程を示す図である。It is a figure which shows the low tooth height part formation process in Example 2. FIG. 実施例３における低歯丈部形成工程を示す図である。It is a figure which shows the low tooth height part formation process in Example 3. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

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 100 Worm wheel 140 Second pressurizing mechanism (biasing mechanism)
200 Worm shaft 200a Base 210 Tooth part 210a Tooth surface (meshing part)
220 Low tooth height 400 First pressurizing mechanism (biasing mechanism)
L Rotating axis K Virtual line SW Steering wheel R Rack (steering mechanism)
P Pinion M Electric motor

Claims (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ること
を特徴とするウォームシャフト。 A worm shaft composed of a rod-like base portion and a helical tooth portion provided on the outer peripheral side of the base portion and meshing with a worm wheel,
The tooth part has a low tooth height part whose tooth height is formed at substantially the same height in the axial direction,
Defines a virtual line that passes through the center of rotation of the worm wheel and is orthogonal to the axis of rotation of the base,
The worm shaft is characterized in that the low tooth height portion includes an intersection of the virtual line and the rotation axis of the base portion, and the tooth height is shorter than other regions. 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。 The worm shaft according to claim 1,
A worm shaft characterized in that a cross-sectional shape of the meshing portion that meshes with the worm wheel is a concave shape. 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。 The worm shaft according to claim 1,
A worm wheel, wherein a radius of a first imaginary circle in contact with a tooth tip of the low tooth height portion is equal to or less than a radius of a meshing pitch circle between the worm shaft and the worm wheel. 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。 The worm shaft according to claim 1,
The worm shaft is characterized in that a tooth tip of the low tooth height portion is formed so as to substantially coincide with a plane parallel to the rotation axis of the base portion. 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。 The worm shaft according to claim 1,
The low tooth height portion is formed at a substantially central portion in the axial direction of the tooth portion. 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。 The worm shaft according to claim 1,
The worm shaft is characterized in that the formation range of the low tooth height portion is within 360 ° centering on the rotation center of the base portion. 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。 A steering mechanism that transmits the rotation of the steering wheel to the steered wheels;
An electric motor for applying a steering assist force to the steering mechanism;
A worm wheel provided in the steering mechanism;
A worm shaft provided on an output shaft of the electric motor and meshing with the worm wheel;
The worm shaft is composed of a rod-like base portion and a helical tooth portion provided on the outer peripheral side of the base portion,
The tooth part has a low tooth height part whose tooth height is formed at substantially the same height in the axial direction,
Defines a virtual line that passes through the center of rotation of the worm wheel and is orthogonal to the axis of rotation of the base,
The electric power steering apparatus, wherein the low tooth height portion includes an intersection of the imaginary line and the rotation axis of the base portion, and has a tooth length shorter than other regions. 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。 The electric power steering apparatus according to claim 7,
The gap between the tooth tip of the worm shaft and the tooth bottom of the worm wheel is formed so that the gap of the low tooth height portion is greater than or equal to the gap on both sides of the low tooth height portion. Electric power steering device. 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。 The electric power steering apparatus according to claim 7,
The electric power steering device according to claim 1, wherein the radius of the first imaginary circle in contact with the tooth tip of the low tooth height portion is equal to or less than the radius of the meshing pitch circle between the worm shaft and the worm wheel. . 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。 The electric power steering apparatus according to claim 7,
An electric power steering apparatus further comprising a biasing mechanism that biases the worm shaft toward the worm wheel. 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。 The electric power steering apparatus according to claim 7,
An electric power steering apparatus, further comprising an urging mechanism for urging the worm wheel toward the worm shaft. 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。 The electric power steering apparatus according to claim 7,
The electric power steering device, wherein the teeth of the worm wheel are formed of a resin material. 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。 In the method of manufacturing the worm shaft,
A tooth-forming step of forming a rod-like base portion and a helical tooth portion provided on the outer peripheral side of the base portion and having a tooth height having substantially the same height in the axial direction;
Passing through the center of rotation of the worm wheel meshing with the tooth part, defining a virtual line perpendicular to the rotation axis of the base part,
A worm shaft comprising: a low tooth height portion forming step including an intersection of the imaginary line and the rotation axis of the base portion, and forming the tooth portion so that the tooth height of the tooth portion is shorter than other regions. Manufacturing method. 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。 In the manufacturing method of the worm shaft according to claim 13,
The low tooth height portion forming step is performed by forming a rod-shaped material such that the outer diameter of the material is smaller than the other region in the predetermined region. Thereafter, the tooth shape forming step is performed. A method for producing a worm shaft, characterized in that: 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。 The method of manufacturing a worm shaft according to claim 14,
The method of manufacturing a worm shaft, wherein the low tooth height portion forming step is performed in the same step as the surface finishing of the rod-shaped material. 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。 The method of manufacturing a worm shaft according to claim 14,
The method of manufacturing a worm shaft, wherein the step of forming the rod-shaped material so that an outer diameter of the rod-shaped material is smaller in the predetermined region than in the other region is performed by plastic working. 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。 In the manufacturing method of the worm shaft according to claim 13,
The method of manufacturing a worm shaft, wherein the low tooth height portion forming step is performed by cutting the predetermined range of the tooth portion after the tooth mold forming step. 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。 The method of manufacturing a worm shaft according to claim 17,
The method of manufacturing a worm shaft, wherein the low tooth height portion forming step is performed by cutting the predetermined range of the tooth portion by sliding a cutter parallel to the rotation axis of the base portion. 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。 The method of manufacturing a worm shaft according to claim 17,
The low tooth height portion forming step is performed by cutting the predetermined range of the tooth portion with a circular cutter rotating around a rotation axis parallel to the rotation axis of the worm shaft. Manufacturing method. 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。 In the manufacturing method of the worm shaft according to claim 19,
The radius of the circular cutter is equal to or less than the radius of the meshing pitch circle between the worm shaft and the worm wheel. 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。 A worm shaft composed of a rod-like base portion and a helical tooth portion provided on the outer peripheral side of the base portion and meshing with a worm wheel,
The tooth part has a low tooth height part whose tooth height is formed at substantially the same height in the axial direction,
Defines a virtual line that passes through the center of rotation of the worm wheel and is orthogonal to the axis of rotation of the base,
The low tooth height part includes an intersection of the virtual line and the rotation axis of the base part, and the tooth height is formed shorter than other regions,
The pitch circle diameter of the tooth portion is constant, and the outer diameter of the pitch circle is parallel to the rotation axis.

Images