JP6780434B2 - ウォーム減速機 - Google Patents

Description

本発明は、芯材となる内側ホイール素子と歯部を有する合成樹脂製の外側ホイール素子とを備えたウォームホイールを含んで構成されるウォーム減速機に関する。

図１０〜１５は、特許文献１等に記載されて従来から知られている電動式パワーステアリング装置の１例を示している。後端部にステアリングホイール１を取り付けられたステアリングシャフト２の前端部は、ハウジング３内に回転自在に支持されており、このステアリングシャフト２により回転駆動される部分にウォームホイール４が固定されている。一方、電動モータ５の出力軸にはウォーム軸６が連結されている。そして、このウォーム軸６の軸方向中間部外周面に設けられたウォーム歯部１８と、前記ウォームホイール４の外周面に設けられたウォームホイール歯部１９とを噛合させる事により、前記電動モータ５から前記ウォームホイール４に対して、所定方向に所定の大きさの補助トルク（補助動力）を付与する事が可能となっている。

前記ウォームホイール４は、補助トルクの出力部となる出力軸７の軸方向中間部に外嵌固定されており、この出力軸７と共に回転する。この出力軸７は、前記ハウジング３内に、軸方向中間部の両端寄り部分を１対の転がり軸受８ａ、８ｂにより回転のみ可能に支持された状態で、トーションバー９を介して、前記ステアリングシャフト２の前端部に結合されている。前記電動モータ５は、トルクセンサ１０が検出する、前記ステアリングホイール１から前記ステアリングシャフト２に加えられる操舵トルクの方向及び大きさに応じて前記ウォーム軸６を回転駆動し、前記出力軸７に補助トルクを付与する。この出力軸７の回転は、１対の自在継手１１ａ、１１ｂ及び中間シャフト１２を介して、ステアリングギヤユニット１３の入力部となるピニオン軸１４に伝達され、操舵輪に所望の舵角が付与される。

又、図示の例の場合、前記ウォームホイール４は、芯材となる金属製の内側ホイール素子１５と、合成樹脂製の外側ホイール素子１６とを組み合わせて成る。即ち、前記ウォームホイール４は、前記出力軸７に外嵌固定される部分を、金属製で円輪状の前記内側ホイール素子１５とし、前記ウォームホイール歯部１９を含む部分を、合成樹脂製の前記外側ホイール素子１６としている。そして、この様に外側ホイール素子１６を合成樹脂製とする事により、前記ウォームホイール４の外周面にウォームホイール歯部１９を形成する作業の容易化（低コスト化）、及び、前記ウォーム軸６のウォーム歯部１８と前記ウォームホイール４のウォームホイール歯部１９との噛合部で発生する歯打ち音の低減を図れる様にしている。

又、前記外側ホイール素子１６は、合成樹脂製であり、射出成形に伴って（インサート成形により）、前記内側ホイール素子１５の径方向外端部を全周に亙り包埋している。又、前記内側ホイール素子１５の外周面には、円周方向に関する（歯車状の）凹凸部１７が設けられており、この凹凸部１７を構成する複数の凹部に前記外側ホイール素子１６を構成する合成樹脂の一部を入り込ませる事で、前記内側ホイール素子１５に対する前記外側ホイール素子１６の回転方向の保持力を高めている。

上述した様な従来構造の場合には、前記外側ホイール素子１６の外周面に設けられたウォームホイール歯部１９の製造誤差を低減する面から、改良の余地がある。
即ち、上述した従来構造の場合には、前記内側ホイール素子１５の外周面に円周方向に関する凹凸部１７を設けると共に、この凹凸部１７を構成する複数の凹部に前記外側ホイール素子１６を構成する合成樹脂の一部を入り込ませている。この為、前記外側ホイール素子１６のうち、前記凹凸部１７に対して径方向外側に重畳する部分の径方向の肉厚は、前記ウォームホイール歯部１９を構成する複数の歯２０、２０が位置する部分ごとに、互いに異なった大きさになる場合がある（図１４〜１５参照）。この様な場合には、これら複数の歯２０、２０が位置する部分ごとに、射出成形時の成形収縮量が異なる｛径方向の肉厚が大きい部分（例えば図１５のα部）で大きくなり、径方向の肉厚が小さい部分（例えば図１５のβ部）で小さくなる｝為、成形後の前記複数の歯２０、２０の大きさに差が生じ、この事に起因して、前記ウォームホイール歯部１９にピッチ誤差等の製造誤差が生じる可能性がある。

特表２０１３−０８４６１３号公報

本発明は、上述の様な事情に鑑み、芯材となる内側ホイール素子に対する合成樹脂製の外側ホイール素子の保持力を確保しつつ、この外側ホイール素子の外周面に設けられるウォームホイール歯部のうち、ウォーム歯部と噛合する部分の製造誤差を抑えられる構造を実現すべく発明したものである。

本発明のウォーム減速機は、外周面にウォームホイール歯部を有するウォームホイールと、外周面にウォーム歯部を有し、このウォーム歯部を前記ウォームホイール歯部に噛合させたウォーム軸とを備える。このうちのウォーム軸は、例えばハウジングに対し回転自在に支持され、又、前記ウォームホイールは、例えば前記ハウジングに対し回転自在に支持された回転軸に外嵌固定される。
前記ウォームホイールは、内側ホイール素子と、外側ホイール素子とを有する。
このうちの内側ホイール素子は、円環状に構成され、軸方向側面のうちで外周縁よりも径方向内側に位置する部分に全周に亙り軸方向に凹む状態で設けられた環状凹部と、外周面と前記環状凹部との間に挟まれた部分に設けられた凹凸部とを有すると共に、外周面のうちで軸方向に関して前記凹凸部から外れた軸方向範囲の全体（この外周面の軸方向端縁部に面取り部が設けられる場合には、この面取り部を除く）が円筒面部になっている。尚、前記環状凹部は、例えば、前記内側ホイール素子の軸方向側面の径方向中間部や、この内側ホイール素子の軸方向側面の径方向中間部乃至内端部に設ける事ができる。
又、前記外側ホイール素子は、合成樹脂製で円環状に構成され、外周面に前記ウォームホイール歯部を有し、前記内側ホイール素子の径方向外端部を全周に亙り包埋していると共に、前記合成樹脂の一部が前記環状凹部と前記凹凸部を構成する凹部とに入り込んでいる。
又、前記ウォームホイール歯部と前記ウォーム歯部との噛合部の全体が、前記ウォームホイールの径方向に関して前記円筒面部と重畳している。換言すれば、前記円筒面部の軸方向に関する幅寸法が、前記噛合部の、前記ウォームホイールの軸方向に関する幅寸法以上になっていると共に、前記ウォームホイールの軸方向に関して、前記噛合部の位置する範囲が前記円筒面部の位置する範囲内に収まっている。
更に、前記円筒面部の軸方向に関する幅寸法が、前記ウォーム軸の軸方向に関して前記ウォームホイール歯部と前記ウォーム歯部とが重畳している領域（前記噛合部を含む領域）の、前記ウォームホイールの軸方向に関する幅寸法以上になっていると共に、前記ウォームホイールの軸方向に関して、前記領域の位置する範囲が前記円筒面部の位置する範囲内に収まっている。

尚、本発明を実施する場合に、前記内側ホイール素子の材料としては、金属を採用できる他、例えば、前記外側ホイール素子の材料よりも耐熱性に優れ、この外側ホイール素子を射出成形する時の熱影響を受けにくい合成樹脂などを採用する（例えば、前記外側ホイール素子を構成する合成樹脂を熱可塑性樹脂とする一方で、前記内側ホイール素子を構成する合成樹脂を熱硬化性樹脂とする）事もできる。

本発明のウォーム減速機を実施する場合には、例えば、前記凹凸部が、前記内側ホイール素子の軸方向側面のうちで径方向に関して外周面と前記環状凹部との間に挟まれた部分に設けられた円周方向に関する凹凸部である構成を採用する事ができる。
この場合には、例えば、前記凹凸部を構成する凹部の軸方向深さが、径方向内側に向かうに従って小さくなっている構成を採用する事ができる。

本発明のウォーム減速機を実施する場合には、例えば、前記外側ホイール素子を構成する合成樹脂のうち前記環状凹部に入り込んだ部分が、この環状凹部の内面を構成する外径側周面からこの内面を構成する内径側周面までの連続した範囲を覆っている構成を採用する事ができる。

本発明のウォーム減速機を実施する場合には、例えば、前記環状凹部及び前記凹凸部が、前記内側ホイール素子の軸方向両側面に設けられている構成を採用する事ができる。

本発明のウォーム減速機を実施する場合には、例えば、前記内側ホイール素子の表面のうち、前記外側ホイール素子を構成する合成樹脂により覆われる部分のうちの少なくとも一部分（例えば前記円筒面部、前記内側ホイール素子の表面全体）が、ローレット加工、シボ加工（硬質金属の表面に形成された微細な凹凸を成形品の表面に転写する加工）、ショットブラストなどの各種の加工によって形成された、微細な凹凸面になっている構成を採用する事ができる。
この様な構成を採用すれば、前記微細な凹凸面を構成する凹部に前記外側ホイール素子を構成する合成樹脂の一部が入り込む為、前記内側ホイール素子に対する前記外側ホイール素子の保持力（密着性）を高める事ができる。
尚、前記微細な凹凸面を構成する凹部の深さは、前記ウォームホイール歯部を構成する歯の径方向高さの１／１０以下（好ましくは１／２０以下、より好ましくは１／３０以下）として、前記外側ホイール素子を構成する合成樹脂の体積に余り影響を与えない様にするのが好ましい。

上述の様な構成を有する本発明のウォーム減速機によれば、内側ホイール素子に対する合成樹脂製の外側ホイール素子の保持力を確保しつつ、この外側ホイール素子の外周面に設けられるウォームホイール歯部のうち、ウォーム歯部と噛合する部分の製造誤差を抑えられる。

本発明に関連する参考例の第１例に関する、図１２と同様の断面図。 同じく、ウォーム軸及びウォームホイールのみを取り出して、ウォームホイールの軸方向から見た図。 同じく、図２のＡ−Ａ断面図。 同じく、ウォームホイールに関する図３のＢ−Ｂ断面図。 同じく、図４のＣ部拡大図。 本発明に関連する参考例の第２例に関する、図３と同様の図。 本発明に関連する参考例の第３例に関する、図３と同様の図。 本発明に関連する参考例の第４例に関する、図３と同様の図。 本発明の実施の形態の第１例に関する、図３と同様の図。 電動式パワーステアリング装置の従来構造の１例を示す、部分切断側面図。 図１０の拡大Ｄ−Ｄ断面図。 図１０の拡大Ｅ−Ｅ断面図。 ウォームホイールの断面図。 図１３のＦ−Ｆ断面図。 図１４のＧ部拡大図。

［参考例の第１例］
本発明に関連する参考例の第１例に就いて、図１〜５により説明する。
尚、本参考例に関する以下の説明中、軸方向に関して「片側」とは、図１及び図３の左側を言い、軸方向に関して「他側」とは、図１及び図３の右側を言う。
又、前後方向は、自動車の前後方向を意味する。

図１は、本参考例のウォーム減速機を組み込んだ電動式パワーステアリング装置を示している。後端部にステアリングホイール１（図１０参照）を取り付けられたステアリングシャフト２の前端部は、ハウジング３内に回転自在に支持されており、このステアリングシャフト２により回転駆動される部分にウォームホイール４ａが固定されている。一方、電動モータ５（図１０〜１２参照）の出力軸にはウォーム軸６が連結されている。そして、このウォーム軸６の軸方向中間部外周面に設けられたウォーム歯部１８と、前記ウォームホイール４ａの外周面に設けられたウォームホイール歯部１９ａとを噛合させる事により、前記電動モータ５から前記ウォームホイール４ａに対して、所定方向に所定の大きさの補助トルク（補助動力）を付与する事が可能となっている。

前記ウォームホイール４ａは、回転軸である、補助トルクの出力部となる出力軸７の軸方向中間部に外嵌固定されており、この出力軸７と共に回転する。この出力軸７は、前記ハウジング３内に、軸方向中間部の両端寄り部分を１対の転がり軸受８ａ、８ｂにより回転のみ可能に支持された状態で、トーションバー９を介して、前記ステアリングシャフト２の前端部に結合されている。前記電動モータ５は、トルクセンサ１０が検出する、前記ステアリングホイール１から前記ステアリングシャフト２に加えられる操舵トルクの方向及び大きさに応じて前記ウォーム軸６を回転駆動し、前記出力軸７に補助トルクを付与する。この出力軸７の回転は、１対の自在継手１１ａ、１１ｂ及び中間シャフト１２を介して、ステアリングギヤユニット１３の入力部となるピニオン軸１４（図１０参照）に伝達され、操舵輪に所望の舵角が付与される。

前記ウォームホイール４ａは、内側ホイール素子１５ａと、外側ホイール素子１６ａとを組み合わせて成る。

前記内側ホイール素子１５ａは、金属製であり、断面コ字形の円環状（略円輪状）に造られている。この様な内側ホイール素子１５ａは、径方向中央部に、前記出力軸７の軸方向中間部をトルク伝達を可能に内嵌固定する為の嵌合孔２１を有している。又、前記内側ホイール素子１５ａの軸方向片側面の径方向中間部には、全周に亙り、軸方向に凹む状態で環状凹部２２が設けられている。この環状凹部２２の内面を構成する外径側周面２３及び内径側周面２５は、それぞれ前記内側ホイール素子１５ａの中心軸に対して傾斜していない円筒面状に形成されている。又、前記環状凹部２２の内面を構成する底面２４は、前記内側ホイール素子１５ａの中心軸に対して直交する円輪面状に形成されている。又、前記外径側周面２３の軸方向他端寄り部分には、全周に亙り、径方向外方に凹む状態で副凹部２６が設けられている。

又、前記内側ホイール素子１５ａの軸方向他側面の径方向外端寄り部分には、全周に亙り、環状凹部２２ａが設けられている。この環状凹部２２ａの径方向に関する幅寸法及び軸方向に関する深さ寸法は、それぞれ前記内側ホイール素子１５ａの軸方向片側面に設けられた環状凹部２２に比べて、小さくなっている。又、前記環状凹部２２ａの内面を構成する外径側周面２３ａは、前記内側ホイール素子１５ａの中心軸に対して傾斜していない円筒面状に形成されている。又、前記環状凹部２２ａの内面を構成する内径側周面２５ａは、前記環状凹部２２ａの軸方向開口側である軸方向他側に向かう程、この環状凹部２２ａの径方向に関する幅寸法が大きくなる方向である径方向内側に向かう方向に傾斜した部分円すい面状に形成されている。又、前記環状凹部２２ａの内面を構成する底面２４ａは、前記内側ホイール素子１５ａの中心軸に対して直交する円輪面状に形成されている。

又、前記内側ホイール素子１５ａの軸方向片側面のうちで、径方向に関して外周面と前記環状凹部２２との間に挟まれた部分には、全周に亙り、円周方向に関して凹部２８と凸部２９とを交互に（更には等ピッチに）配置して成る、円周方向に関する（側歯歯車状の）凹凸部２７が設けられている。この凹凸部２７を構成する各凹部２８の底面は、前記内側ホイール素子１５ａの中心軸に対して直交する方向（放射方向）に形成されている。又、前記凹凸部２７を構成する各凹部２８は、前記内側ホイール素子１５ａの軸方向片側面に開口している事に加えて、この内側ホイール素子１５ａの外周面、及び、前記環状凹部２２の内面を構成する外径側周面２３にも、開口している。

又、前記内側ホイール素子１５ａは、外周面のうちで、軸方向に関して前記凹凸部２７から外れた軸方向範囲（軸方向中間部及び他端部）の全体（軸方向端縁部に面取り部が設けられる場合には、この面取り部を除く）が、前記内側ホイール素子１５ａの中心軸からの径方向距離が全周に亙り実質的に変化しない円筒面部３０になっている。本参考例の場合、この円筒面部３０は、前記ウォームホイール４ａの中心軸と平行な母線を有し、軸方向に関して直径が変化しない単一円筒面状に形成されている。

又、本参考例の場合、別な言い方をすれば、前記内側ホイール素子１５ａは、互いに同心に配置された内径側環状部３１及び外径側環状部３２と、これら内径側環状部３１の外周面と外径側環状部３２の内周面とを連結する円輪状の連結部３３とを備えている。そして、この連結部３３の軸方向片側面と前記内径側環状部３１の外周面と前記外径側環状部３２の内周面とにより三方を囲まれた部分が前記環状凹部２２になっており、前記外径側環状部３２の軸方向他側面と前記連結部３３の軸方向他側面とに跨る位置に前記環状凹部２２ａが設けられている。又、前記外径側環状部３２の軸方向片側面が前記凹凸部２７になっており、この外径側環状部３２の外周面の軸方向中間部及び他端部が前記円筒面部３０になっている。

尚、前記内側ホイール素子１５ａを構成する金属としては、鉄鋼等の鉄合金の他、銅合金、アルミニウム合金、マグネシウム合金等の各種の金属を採用する事ができる。又、前記内側ホイール素子１５ａを成形する為の加工としては、各種の切削加工や塑性加工を採用する事ができる。但し、歩留まり良く低コストに成形するには、塑性加工（鍛造、プレス、フローフォーミング等）を採用するのが好ましい。

前記外側ホイール素子１６ａは、合成樹脂を射出成形する事により造られたもので、この射出成形に伴って（インサート成形により）、断面Ｌ字形に形成された前記内側ホイール素子１５ａの径方向外端部を、全周に亙り包埋している。この状態で、前記合成樹脂の一部は、前記環状凹部２２の径方向外端部と、前記副凹部２６の全体と、前記環状凹部２２ａの全体と、前記凹凸部２７を構成する各凹部２８の全体とに入り込んでいる。そして、前記合成樹脂のうち前記環状凹部２２に入り込んだ部分が円環状の抑え部３４を構成している。又、前記合成樹脂のうち前記副凹部２６に入り込んだ部分が円環状の副抑え部３５を構成している。又、前記合成樹脂のうち前記環状凹部２２ａに入り込んだ部分が円環状の抑え部３４ａを構成している。更に、前記合成樹脂のうち前記凹凸部２７を構成する各凹部２８に入り込んで、前記凹凸部２７の表面全体を覆った部分が、この凹凸部２７と係合する（この凹凸部２７と合致する形状を有する）回転保持部３６を構成している。

又、前記外側ホイール素子１６ａの外周面には、ウォームホイール歯部１９ａが形成されている。このウォームホイール歯部１９ａの軸方向中間部は、前記円筒面部３０と径方向に重畳している。又、図示は省略するが、前記ウォームホイール歯部１９ａを構成する複数の歯２０ａ、２０ａの形成方向は、前記ウォームホイール４ａの軸方向に対して傾斜している。又、本参考例の場合、このウォームホイール歯部１９ａの歯先円の直径及び歯底円の直径は、それぞれ軸方向に関して変化していない。

本参考例の場合、前記外側ホイール素子１６ａを射出成形により造るのと同時に、この外側ホイール素子１６ａを前記内側ホイール素子１５ａに対して結合する、インサート成形を実施する際には、例えば、前記内側ホイール素子１５ａを金型にセットする事により、これら内側ホイール素子１５ａの径方向外端部と金型の内面との間に円環状のキャビティ（前記外側ホイール素子１６ａが成形される空間）を形成すると共に、このキャビティの軸方向他側の径方向内端部にディスクゲートの径方向外端部を位置させる。そして、このディスクゲートを通じて、前記キャビティ内に合成樹脂を送り込む事により前記外側ホイール素子１６ａを成形する事ができる。

尚、前記外側ホイール素子１６ａを構成する合成樹脂としては、ポリアミド６６（ＰＡ６６）の他、ポリアミド４６（ＰＡ４６）、ポリアミド９Ｔ（ＰＡ９Ｔ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）等の各種の合成樹脂を採用する事ができる。又、これらの合成樹脂には、必要に応じて、ガラス繊維、ポリエチレン繊維、カーボン繊維、アラミド繊維等の各種の強化繊維を混入する事ができる。

又、本参考例の場合には、前記ウォーム減速機を組み立てた状態で、前記ウォーム歯部１８と前記ウォームホイール歯部１９ａとの噛合部３７（図３に斜格子を付した部分）の全体を、前記内側ホイール素子１５ａの外周面に存在する前記円筒面部３０と径方向に重畳させる構成を採用している。この為に、前記円筒面部３０の軸方向幅寸法Ｔを、前記噛合部３７の軸方向幅寸法Ｓ以上｛Ｔ≧Ｓ（図３に示した例ではＴ＞Ｓ）｝にすると共に、前記噛合部３７の位置する軸方向範囲を、前記円筒面部３０の位置する軸方向範囲内に収めている。別な言い方をすれば、本参考例の場合には、前記内側ホイール素子１５ａの外周面のうち、少なくとも前記噛合部３７の全体と径方向に重畳する軸方向範囲が、前記円筒面部３０になっている。

上述の様に構成する本参考例のウォーム減速機によれば、金属製の内側ホイール素子１５ａに対する合成樹脂製の外側ホイール素子１６ａの保持力を確保しつつ、この外側ホイール素子１６ａの外周面に設けられるウォームホイール歯部１９ａのうち、ウォーム歯部１８と噛合する部分の製造誤差を抑えられる。この点に就いて、以下に説明する。

前記ウォームホイール４ａを通じて前記出力軸７に補助トルクを付与する際には、前記ウォームホイール４ａのウォームホイール歯部１９ａと前記ウォーム軸６のウォーム歯部１８との噛合部３７に作用する噛み合い反力の軸方向成分に基づいて、前記ウォームホイール４ａに対し、図３に矢印で示す様に、倒れ方向のモーメントＭが加わる。

これに対して、本参考例の場合には、前記内側ホイール素子１５ａの軸方向両側面に、全周に亙り環状凹部２２、２２ａが設けられている。これと共に、このうちの環状凹部２２の内面を構成する外径側周面２３に全周に亙り副凹部２６が設けられている。そして、前記外側ホイール素子１６ａは、前記内側ホイール素子１５ａの径方向外端部を全周に亙り包埋していると共に、前記外側ホイール素子１６ａを構成する合成樹脂の一部が、前記環状凹部２２の径方向外端部と前記環状凹部２２ａの全体と前記副凹部２６の全体とに入り込んで、これら各箇所に入り込んだ部分が、それぞれ円環状の抑え部３４、３４ａ及び副抑え部３５を構成している。この為、本参考例の場合には、前記内側ホイール素子１５ａに対する前記外側ホイール素子１６ａの前記モーメントＭ方向の保持力を確保できる。

尚、本参考例の場合には、前記環状凹部２２ａの内面を構成する内径側周面２５ａを前述した部分円すい面状に形成すると共に、この内面を構成する外径側周面２３ａを円筒面状に形成している。この為、前述した様に外側ホイール素子１６ａを射出成形する際には、前記ディスクゲートから前記キャビティ内に送り込まれた合成樹脂を、流れを乱す事なく、前記内径側周面（部分円すい面）２５ａに沿って前記環状凹部２２ａに入り込む事ができる。これと共に、前記外側ホイール素子１６ａを構成する抑え部３４ａと前記外径側周面（円筒面）２３ａとの係合強度を大きくして、前記モーメントＭ方向の保持力を高める事ができる。

又、本参考例の場合には、前記内側ホイール素子１５ａの軸方向片側面の径方向外端部に円周方向に関する凹凸部２７が設けられていると共に、前記外側ホイール素子１６ａを構成する合成樹脂の一部が、前記凹凸部２７を構成する各凹部２８の全体に入り込んで、前記凹凸部２７の表面全体を覆う事により、この凹凸部２７と係合する回転保持部３６を構成している。この為、本参考例の場合には、前記内側ホイール素子１５ａに対する前記外側ホイール素子１６ａの回転方向の保持力を確保できる。

又、本参考例の場合には、前記内側ホイール素子１５ａの外周面のうち、少なくとも前記噛合部３７の全体と径方向に重畳する部分が、前記円筒面部３０になっている。この為、前記外側ホイール素子１６ａのうち、この円筒面部３０に対して径方向外側に重畳する部分の径方向の肉厚は、前記ウォームホイール歯部１９ａを構成する複数の歯２０ａ、２０ａが位置する部分で、互いにほぼ（実質的に）等しくなっている。

更に、本参考例の場合、前記外側ホイール素子１６ａの外周面に設けられたウォームホイール歯部１９ａの歯先円の直径及び歯底円の直径は、それぞれ軸方向に関して変化していない。この為、本参考例の場合には、前記外側ホイール素子１６ａのうち、前記内側ホイール素子１５ａの外周面に設けられた円筒面部３０に対して径方向外側に重畳する部分の径方向の肉厚は、軸方向の全長に亙り、前記ウォームホイール歯部１９ａを構成する複数の歯２０ａ、２０ａが位置する部分で、互いにほぼ等しくなっている。

従って、本参考例の場合、前記外側ホイール素子１６ａのうち、少なくとも前記内側ホイール素子１５ａの外周面に設けられた円筒面部３０に対して径方向外側に重畳する部分に関しては、図５に示す様に、前記複数の歯２０ａ、２０ａが位置する部分の射出成形時の成形収縮量を互いにほぼ等しくする事ができる。この結果、成形後の前記複数の歯２０ａ、２０ａの大きさ（径方向の厚さ）をほぼ等しくする事ができ、この事に起因して、前記ウォームホイール歯部１９ａに関するピッチ誤差等の製造誤差を抑えられる。

又、本参考例の場合には、前記ウォーム減速機を組み立てた状態で、前記ウォーム歯部１８と前記ウォームホイール歯部１９ａとの噛合部３７の全体を、前記円筒面部３０と径方向に重畳させている。つまり、本参考例の場合には、前記ウォームホイール歯部１９ａのうちで、前記ウォーム歯部１８を噛合させる部分の製造誤差を抑えられる。この為、前記噛合部３７の噛合状態を良好にする事ができる。

［参考例の第２例］
本発明に関連する参考例の第２例に就いて、図６により説明する。
本参考例は、上述の図１〜５に示した参考例の第１例の変形例である。

本参考例の場合には、ウォームホイール４ｂを構成する内側ホイール素子１５ｂの軸方向他側面の構成が、上述した参考例の第１例の場合と異なる。即ち、本参考例の場合には、ウォームホイール４ｂを構成する内側ホイール素子１５ｂの軸方向他側面にも、この内側ホイール素子１５ｂの軸方向片側面に存在する環状凹部２２及び凹凸部２７と同様の構成を有する、環状凹部２２ｂ（外径側周面２３ｂ、底面２４ｂ、内径側周面２５ｂ）及び凹凸部２７ａ（複数ずつの凹部２８ａ、凸部２９ａ）が設けられている。

そして、外側ホイール素子１６ｂを構成する合成樹脂の一部を、前記環状凹部２２ｂの径方向外端部に入り込ませて、この環状凹部２２ｂに入り込んだ部分を円環状の抑え部３４ｂとしている。これと共に、前記外側ホイール素子１６ｂを構成する合成樹脂の一部を、前記凹凸部２７ａを構成する各凹部２８ａの全体に入り込ませて、前記凹凸部２７ａの表面全体を覆う事により、この凹凸部２７ａと係合する回転保持部３６ａとしている。そして、この様な構成を採用する事により、前記内側ホイール素子１５ｂに対する前記外側ホイール素子１６ｂの、モーメントＭ方向及び回転方向の保持力を高めている。

尚、本参考例の場合には、前記環状凹部２２の内面に副凹部を設けていないが、本参考例を実施する場合も、この副凹部を前記環状凹部２２（２２ｂ）の内面に設けると共に、この副凹部に前記合成樹脂の一部を入り込ませる事もできる。
その他の構成及び作用は、上述した参考例の第１例の場合と同様である。

［参考例の第３例］
本発明に関連する参考例の第３例に就いて、図７により説明する。
本参考例は、上述の図６に示した参考例の第２例の変形例である。

本参考例の場合には、ウォームホイール４ｃを構成する内側ホイール素子１５ｃの軸方向両側面の径方向外端部に設けられた凹凸部２７ｂ、２７ｃの構成が、上述した参考例の第２例の場合と異なる。即ち、本参考例の場合には、前記両凹凸部２７ｂ、２７ｃを構成する各凹部２８ｂ、２８ｃの軸方向深さ（各凸部２９ａ、２９ｂの軸方向高さ）を、径方向内側に向かうに従って小さくしている。これにより、前記各凹部２８ｂ、２８ｃの軸方向深さ（前記各凸部２９ａ、２９ｂの軸方向高さ）を、径方向外端縁部では上述した参考例の第２例の場合と同じ大きさとする一方で、径方向内端縁部では上述した参考例の第２例の場合よりも小さく（図示の例ではゼロに）している。

そして、この様な構成を採用する事により、前記各凹部２８ｂ、２８ｃの容積を小さくする事によって、前記両凹凸部２７ｂ、２７ｃを塑性加工で成形する場合の成形荷重を低く抑えられる様にし、製造コストの低減を図っている。又、１対の環状凹部２２、２２ｂの内面を構成する外径側周面２３、２３ｂに対する前記各凹部２８ｂ、２８ｃの径方向内端部の開口面積を、上述した参考例の第２例の場合よりも小さく（図示の例ではゼロに）する事により、前記両外径側周面２３、２３ｂと外側ホイール素子１６ｃを構成する１対の抑え部３４、３４ｂとの係合面積を大きくする事で、前記内側ホイール素子１５ｃに対する前記外側ホイール素子１６ｃの、モーメントＭ方向の保持力を高めている。
その他の構成及び作用は、上述した参考例の第２例の場合と同様である。

［参考例の第４例］
本発明に関連する参考例の第４例に就いて、図８により説明する。
本参考例は、上述の図６に示した参考例の第２例の変形例である。

本参考例の場合には、ウォームホイール４ｄを構成する外側ホイール素子１６ｄの構成が、上述した参考例の第２例の場合と異なる。
即ち、本参考例の場合には、前記外側ホイール素子１６ｄを構成する１対の抑え部３４ｃ、３４ｄにより、内側ホイール素子１５ｄに設けられた１対の環状凹部２２、２２ｂの内面を構成する外径側周面２３、２３ｂから、これらの内面を構成する内径側周面２５、２５ｂまでの連続した範囲（これらの内面全体）を覆っている。そして、この様な構成を採用する事により、前記内側ホイール素子１５ｄに対する前記外側ホイール素子１６ｄの、モーメントＭ方向の保持力を高めている。
その他の構成及び作用は、上述した参考例の第２例の場合と同様である。

［実施の形態の第１例］
本発明の実施の形態の第１例に就いて、図９により説明する。
本例は、上述の図６に示した参考例の第２例の変形例である。

本例の場合には、ウォームホイール４ｅを構成する内側ホイール素子１５ｅの径方向外端部（外径側環状部３２ａ、円筒面部３０ａ）の軸方向寸法を、上述した参考例の第２例の場合よりも大きくしている。これにより、ウォーム減速機を組み立てた状態で、前記内側ホイール素子１５ｅの外周面に存在する円筒面部３０ａの軸方向に関する幅寸法Ｔが、ウォーム軸６の軸方向に関してウォーム歯部１８とウォームホイール歯部１９ａとが重畳している領域３８（噛合部３７を含む領域であり、図９に於いて、上側の破線で表された直線と下側の実線で表された円弧曲線とにより囲まれた弓形の領域）の、前記ウォームホイール４ｅの軸方向に関する幅寸法Ｕ以上｛Ｔ≧Ｕ（図３に示した例ではＴ＞Ｕ）｝になっていると共に、前記ウォームホイール４ｅの軸方向に関して、前記領域３８の位置する範囲が、前記円筒面部３０ａの位置する範囲内に収まる様にしている。

前記ウォーム減速機の使用に伴い、前記ウォーム歯部１８と前記ウォームホイール歯部１９ａとの噛合部３７で摩耗が生じると、この噛合部３７の軸方向幅寸法Ｓが増大する。但し、この噛合部３７は、前記領域３８内に存在する部位である為、この噛合部３７の軸方向幅寸法Ｓが増大したとしても、その最大値は、前記領域３８の軸方向幅寸法Ｕにとどまり、この領域３８の軸方向幅寸法Ｕを超える事はない。つまり、前記ウォームホイール４ｅの軸方向に関して、前記噛合部３７が、前記領域３８の外側にはみ出す事はない。従って、上述の様な構成を採用している本例の場合には、前記噛合部３７で摩耗が生じる事により、この噛合部３７の軸方向幅寸法Ｓが増大したとしても、この噛合部３７の全体が前記円筒面部３０ａと径方向に重畳している状態を保持する事ができ、前記噛合部３７の噛合状態を良好に保つ事ができる。
その他の構成及び作用は、上述した参考例の第２例の場合と同様である。

尚、本発明を実施する場合には、上述した実施の形態及び各参考例の構成を適宜組み合わせて実施する事ができる。

又、上述した実施の形態及び各参考例では、内側ホイール素子を金属製としたが、本発明を実施する場合には、例えば内側ホイール素子を、外側ホイール素子を構成する合成樹脂よりも耐熱性の優れた合成樹脂製とする事もできる。この場合でも、上述した実施の形態及び各参考例の場合と同様の効果を得られる。

又、上述した実施の形態及び各参考例の構造に於いて、内側ホイール素子の表面のうち、外側ホイール素子を構成する合成樹脂により覆われる部分のうちの少なくとも一部分（例えば前記円筒面部、前記内側ホイール素子の表面全体）を、ローレット加工、シボ加工、ショットブラストなどの各種の加工によって形成された、微細な凹凸面とすれば、この微細な凹凸面を構成する凹部に前記外側ホイール素子を構成する合成樹脂の一部が入り込む為、前記内側ホイール素子に対する前記外側ホイール素子の保持力（密着性）を高める事ができる。尚、この様な構成を採用する場合でも、前記微細な凹凸面を構成する凹部の深さを、前記ウォームホイール歯部を構成する歯の径方向高さの１／１０以下（例えば１／２０以下や１／３０以下）として、前記外側ホイール素子を構成する合成樹脂の体積に余り影響を与えなければ、ウォームホイール歯部のうちウォーム歯部と噛合する部分の製造誤差を抑えられる。

本発明のウォームホイール及びウォーム減速機は、電動式パワーステアリング装置に限らず、ワイパー装置等の各種の機械装置に組み込んで使用する事ができる。

１ ステアリングホイール
２ ステアリングシャフト
３ ハウジング
４、４ａ〜４ｅ ウォームホイール
５ 電動モータ
６ ウォーム軸
７ 出力軸
８ａ、８ｂ 転がり軸受
９ トーションバー
１０ トルクセンサ
１１ａ、１１ｂ 自在継手
１２ 中間シャフト
１３ ステアリングギヤユニット
１４ ピニオン軸
１５、１５ａ〜１５ｅ 内側ホイール素子
１６、１６ａ〜１６ｅ 外側ホイール素子
１７ 凹凸部
１８ ウォーム歯部
１９、１９ａ ウォームホイール歯部
２０、２０ａ 歯
２１ 嵌合孔
２２、２２ａ、２２ｂ 環状凹部
２３、２３ａ、２３ｂ 外径側周面
２４、２４ａ、２４ｂ 底面
２５、２５ａ、２５ｂ 内径側周面
２６ 副凹部
２７、２７ａ〜２７ｃ 凹凸部
２８、２８ａ〜２８ｃ 凹部
２９、２９ａ〜２９ｃ 凸部
３０、３０ａ 円筒面部
３１ 内径側環状部
３２、３２ａ 外径側環状部
３３ 連結部
３４、３４ａ〜３４ｄ 抑え部
３５ 副抑え部
３６、３６ａ 回転保持部
３７ 噛合部
３８ 領域

Claims (6)

1. 外周面にウォームホイール歯部を有するウォームホイールと、
   外周面にウォーム歯部を有し、このウォーム歯部を前記ウォームホイール歯部に噛合させたウォーム軸と、
   を備え、
   前記ウォームホイールは、内側ホイール素子と、外側ホイール素子とを有するものであり、
   前記内側ホイール素子は、円環状に構成され、軸方向側面のうちで外周縁よりも径方向内側に位置する部分に全周に亙り軸方向に凹む状態で設けられた環状凹部と、外周面と前記環状凹部との間に挟まれた部分に設けられた凹凸部とを有すると共に、外周面のうちで軸方向に関して前記凹凸部から外れた軸方向範囲の全体が円筒面部になっており、
   前記外側ホイール素子は、合成樹脂製で円環状に構成され、外周面に前記ウォームホイール歯部を有し、前記内側ホイール素子の径方向外端部を全周に亙り包埋していると共に、前記合成樹脂の一部が前記環状凹部と前記凹凸部を構成する凹部とに入り込んでおり、
   前記ウォームホイール歯部と前記ウォーム歯部との噛合部の全体が、前記ウォームホイールの径方向に関して前記円筒面部と重畳しており、
   前記円筒面部の軸方向に関する幅寸法が、前記ウォーム軸の軸方向に関して前記ウォームホイール歯部と前記ウォーム歯部とが重畳している領域の、前記ウォームホイールの軸方向に関する幅寸法以上になっていると共に、前記ウォームホイールの軸方向に関して、前記領域の位置する範囲が前記円筒面部の位置する範囲内に収まっている
   ウォーム減速機。
2. 前記凹凸部が、前記内側ホイール素子の軸方向側面のうちで径方向に関して外周面と前記環状凹部との間に挟まれた部分に設けられた円周方向に関する凹凸部である
   請求項１に記載したウォーム減速機。
3. 前記凹凸部を構成する凹部の軸方向深さが、径方向内側に向かうに従って小さくなっている
   請求項２に記載したウォーム減速機。
4. 前記外側ホイール素子を構成する合成樹脂のうち前記環状凹部に入り込んだ部分が、この環状凹部の内面を構成する外径側周面からこの内面を構成する内径側周面までの連続した範囲を覆っている
   請求項１〜３のうちの何れか１項に記載したウォーム減速機。
5. 前記環状凹部及び前記凹凸部が、前記内側ホイール素子の軸方向両側面に設けられている
   請求項１〜４のうちの何れか１項に記載したウォーム減速機。
6. 前記内側ホイール素子の表面のうち、前記外側ホイール素子を構成する合成樹脂により覆われる部分のうちの少なくとも一部分が、微細な凹凸面になっている
   請求項１〜５のうちの何れか１項に記載したウォーム減速機。

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