JP2002021980A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents
電動パワーステアリング装置Info
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- JP2002021980A JP2002021980A JP2000207156A JP2000207156A JP2002021980A JP 2002021980 A JP2002021980 A JP 2002021980A JP 2000207156 A JP2000207156 A JP 2000207156A JP 2000207156 A JP2000207156 A JP 2000207156A JP 2002021980 A JP2002021980 A JP 2002021980A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 特に電動パワーステアリング装置に用いら
れ、芯金と樹脂とが強い結合力で接合されていて、放熱
性が良く、最小限の樹脂使用量でコンパクト化が可能な
樹脂歯車を提供すること。 【解決手段】 歯車形状の芯金２の、歯部の外周面全体
に薄肉の樹脂３を接合させた樹脂歯車であって、この接
合には、金型内接着複合化技術による化学結合、又は接
着剤による接着が用いられ、且つ、前記芯金２は、アル
ミ合金又は銅合金より成形されていること。
れ、芯金と樹脂とが強い結合力で接合されていて、放熱
性が良く、最小限の樹脂使用量でコンパクト化が可能な
樹脂歯車を提供すること。 【解決手段】 歯車形状の芯金２の、歯部の外周面全体
に薄肉の樹脂３を接合させた樹脂歯車であって、この接
合には、金型内接着複合化技術による化学結合、又は接
着剤による接着が用いられ、且つ、前記芯金２は、アル
ミ合金又は銅合金より成形されていること。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は操舵補助力の伝達経
路中に、放熱性や耐久性の向上を図ったウォームホイー
ルを組み込んだ電動パワーステアリング装置に関する。
路中に、放熱性や耐久性の向上を図ったウォームホイー
ルを組み込んだ電動パワーステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、電動式パワーステアリング装置
（以後、ＥＰＳと略記する）に組み込まれるウォーム減
速機構は、バックラッシュによるラトル音低減や耐摩耗
性、及び伝達効率向上を図るため、金属製ウォームと、
歯を樹脂で成形したウォームホイールとが用いられる。
（以後、ＥＰＳと略記する）に組み込まれるウォーム減
速機構は、バックラッシュによるラトル音低減や耐摩耗
性、及び伝達効率向上を図るため、金属製ウォームと、
歯を樹脂で成形したウォームホイールとが用いられる。
【０００３】このウォームホイールは、例えば、実用新
案２５５６８９０号公報、及び特開平７−２１５２２７
号公報に開示されており、それは図９に示すように、芯
金１９の外周全体にわたってギヤ歯状に形成されたもの
で、回転方向止めセレーション１９ｂと軸方向止め突起
１９ｃから成る凹凸１９aに、外周に歯を形成した樹脂
リング２０を嵌合して形成されている。又、樹脂リング
２０の肉厚を適切に設定されているので、雰囲気温度が
変化しても歯車間の適切なバックラッシュを維持するこ
とができる構成である。
案２５５６８９０号公報、及び特開平７−２１５２２７
号公報に開示されており、それは図９に示すように、芯
金１９の外周全体にわたってギヤ歯状に形成されたもの
で、回転方向止めセレーション１９ｂと軸方向止め突起
１９ｃから成る凹凸１９aに、外周に歯を形成した樹脂
リング２０を嵌合して形成されている。又、樹脂リング
２０の肉厚を適切に設定されているので、雰囲気温度が
変化しても歯車間の適切なバックラッシュを維持するこ
とができる構成である。
【０００４】また、特開平１１−１９２９５５号公報に
開示されているウォームホイールは、歯の強度向上のた
めに略ギヤ形状の芯金が用いられ、このギヤ形状のリム
部を樹脂が軸方向に長方形断面となるようにインジェク
ションにより覆って形成されており、リム部と樹脂の結
合は、冷えて固まった樹脂薄層の強度に頼っている。
開示されているウォームホイールは、歯の強度向上のた
めに略ギヤ形状の芯金が用いられ、このギヤ形状のリム
部を樹脂が軸方向に長方形断面となるようにインジェク
ションにより覆って形成されており、リム部と樹脂の結
合は、冷えて固まった樹脂薄層の強度に頼っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
上記樹脂歯車の内、実用新案２５５６８９０号公報、及
び特開平７−２１５２２７号公報に開示されているよう
なウォームホイールは、金属の芯金１９の外周に設けた
凹凸１９ａに樹脂リング２０を嵌合させているが、樹脂
の機械的強度は金属に対して劣るので、金属製ギヤに比
べてモジュールを大きくし、且つ金属部分よりも歯厚を
大きくする必要があるため、減速機構が大型化してしま
うという問題点があった。
上記樹脂歯車の内、実用新案２５５６８９０号公報、及
び特開平７−２１５２２７号公報に開示されているよう
なウォームホイールは、金属の芯金１９の外周に設けた
凹凸１９ａに樹脂リング２０を嵌合させているが、樹脂
の機械的強度は金属に対して劣るので、金属製ギヤに比
べてモジュールを大きくし、且つ金属部分よりも歯厚を
大きくする必要があるため、減速機構が大型化してしま
うという問題点があった。
【０００６】また、この歯厚の大きな樹脂は放熱性が劣
るため、樹脂の肉厚を適切に設定しているが、ギヤの噛
み合いによって生じる熱により、樹脂の摩耗が大きくな
るという問題点もあった。特に、図１０に示すように、
当該ウォームホイールをＥＰＳに組み込み、これがエン
ジンルーム内に配置される場合、温度条件が厳しく、高
温度環境下での耐久性を確保することが困難であった。
（図１０のＥＰＳの構成の概要については、後述の実施
形態で示すので説明を省略する。）
るため、樹脂の肉厚を適切に設定しているが、ギヤの噛
み合いによって生じる熱により、樹脂の摩耗が大きくな
るという問題点もあった。特に、図１０に示すように、
当該ウォームホイールをＥＰＳに組み込み、これがエン
ジンルーム内に配置される場合、温度条件が厳しく、高
温度環境下での耐久性を確保することが困難であった。
（図１０のＥＰＳの構成の概要については、後述の実施
形態で示すので説明を省略する。）
【０００７】さらに、芯金１９と樹脂リング２０との結
合力は凹凸１９ａの機械的な引っ掛かりに依存している
ので、樹脂リング２０は抜け出し力に耐えるため、肉厚
にしなければならないが、ナイロン系樹脂を用いた場合
には、吸水性があるため、樹脂の体積が大きい程、吸水
による膨張によって引き起こされる寸法変化は大きくな
る。ところが、ＥＰＳにおいては、運転者のハンドルの
回動に応じて、減速機構を介して操舵補助力を伝達させ
るので、減速機構の回転方向は煩雑に反転するため、ギ
ヤ歯面の打音を防止するため、バックラッシュが極めて
小さくなるように管理しなければならない。したがっ
て、上述の如く、樹脂の体積が大きいと吸水による寸法
変化が極めて大きいため、使用中に樹脂が吸水してバッ
クラッシュが無くなる程、膨張した場合、作動性が悪く
なるという問題点があった。
合力は凹凸１９ａの機械的な引っ掛かりに依存している
ので、樹脂リング２０は抜け出し力に耐えるため、肉厚
にしなければならないが、ナイロン系樹脂を用いた場合
には、吸水性があるため、樹脂の体積が大きい程、吸水
による膨張によって引き起こされる寸法変化は大きくな
る。ところが、ＥＰＳにおいては、運転者のハンドルの
回動に応じて、減速機構を介して操舵補助力を伝達させ
るので、減速機構の回転方向は煩雑に反転するため、ギ
ヤ歯面の打音を防止するため、バックラッシュが極めて
小さくなるように管理しなければならない。したがっ
て、上述の如く、樹脂の体積が大きいと吸水による寸法
変化が極めて大きいため、使用中に樹脂が吸水してバッ
クラッシュが無くなる程、膨張した場合、作動性が悪く
なるという問題点があった。
【０００８】また、特開平１１−１９２９５５号公報に
開示されているウォームホイールにおいては、ギヤの噛
み合いによって生じる外力が、樹脂薄層に引っ張り応力
として作用するため、樹脂の破断を起こし易く、強度の
確保が困難であった。また、芯金をインサートしてイン
ジェクション成形した場合、高温の樹脂が冷えて収縮す
る際に、残留引っ張り応力が生じるため、樹脂と芯金と
の結合を機械的な引っ掛かりに頼っている場合、一個所
でも破断すると、破断面が内部応力で広がるので、結合
力を喪失してしまうという問題点があった。
開示されているウォームホイールにおいては、ギヤの噛
み合いによって生じる外力が、樹脂薄層に引っ張り応力
として作用するため、樹脂の破断を起こし易く、強度の
確保が困難であった。また、芯金をインサートしてイン
ジェクション成形した場合、高温の樹脂が冷えて収縮す
る際に、残留引っ張り応力が生じるため、樹脂と芯金と
の結合を機械的な引っ掛かりに頼っている場合、一個所
でも破断すると、破断面が内部応力で広がるので、結合
力を喪失してしまうという問題点があった。
【０００９】樹脂製ウォームホイールは、樹脂がＭＣナ
イロン製のものと、ナイロン強化繊維入り樹脂でインジ
ェクション成形するものの２種類が量産されているが、
この内、前者のＭＣナイロン製のウォームホイールは、
管状ＭＣナイロンと外周面に上記のような凹凸（ローレ
ット）を設けた芯金を高周波誘導加熱しながら、接着部
を密着させ接着剤を用いて接着させる。しかし、このＭ
Ｃナイロンはコストが非常に高く、耐熱性は８０℃まで
である。
イロン製のものと、ナイロン強化繊維入り樹脂でインジ
ェクション成形するものの２種類が量産されているが、
この内、前者のＭＣナイロン製のウォームホイールは、
管状ＭＣナイロンと外周面に上記のような凹凸（ローレ
ット）を設けた芯金を高周波誘導加熱しながら、接着部
を密着させ接着剤を用いて接着させる。しかし、このＭ
Ｃナイロンはコストが非常に高く、耐熱性は８０℃まで
である。
【００１０】一方、後者のインジェクションによるウォ
ームホイールは、外周面に前記ＭＣナイロンの場合より
かなり大きい凹凸を設けた芯金に樹脂をインジェクショ
ン成形して、樹脂を凹凸で機械的にピン止めしている。
この場合、加熱した樹脂をインジェクションするので、
冷えると収縮し、芯金との界面に引っ張り応力が作用し
ているので、ボイドやウエルドライン等で一個所でも破
断すると割れ目が広がって、芯金と樹脂との固定力を喪
失してしまうという問題点がある。耐熱性は１２０℃ま
でであるが、吸水による膨張により作動性が低下すると
いう問題点もある。
ームホイールは、外周面に前記ＭＣナイロンの場合より
かなり大きい凹凸を設けた芯金に樹脂をインジェクショ
ン成形して、樹脂を凹凸で機械的にピン止めしている。
この場合、加熱した樹脂をインジェクションするので、
冷えると収縮し、芯金との界面に引っ張り応力が作用し
ているので、ボイドやウエルドライン等で一個所でも破
断すると割れ目が広がって、芯金と樹脂との固定力を喪
失してしまうという問題点がある。耐熱性は１２０℃ま
でであるが、吸水による膨張により作動性が低下すると
いう問題点もある。
【００１１】本発明は、かかる従来例の有する不都合を
改善し、芯金と樹脂とが強い結合力で接合されていて、
放熱性が良く、最小限の樹脂使用量でコンパクト化が可
能なウォームホイールを操舵補助力の伝達経路中に組み
込んだＥＰＳを提供することを課題としている。
改善し、芯金と樹脂とが強い結合力で接合されていて、
放熱性が良く、最小限の樹脂使用量でコンパクト化が可
能なウォームホイールを操舵補助力の伝達経路中に組み
込んだＥＰＳを提供することを課題としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、本発明では、モータの駆動力をウォームギヤと共に
操舵補助力として伝達するウォームホイールを組み込ん
だＥＰＳにおいて、該ウォームホイールは歯車形状の芯
金の、歯部の外周面全体に薄肉の樹脂を金属内接着複合
化技術による化学結合、または接着剤による接着で接合
させたものとすることを提案する。さらに前記芯金は、
アルミ合金又は銅合金より成形したものとすることもで
きる。
に、本発明では、モータの駆動力をウォームギヤと共に
操舵補助力として伝達するウォームホイールを組み込ん
だＥＰＳにおいて、該ウォームホイールは歯車形状の芯
金の、歯部の外周面全体に薄肉の樹脂を金属内接着複合
化技術による化学結合、または接着剤による接着で接合
させたものとすることを提案する。さらに前記芯金は、
アルミ合金又は銅合金より成形したものとすることもで
きる。
【００１３】以上のように構成されたことで、芯金の歯
部と樹脂の結合は強いものとなり、薄肉の樹脂であって
もギヤの噛み合いによる引っ張り応力を受けにくく、樹
脂が破断するのが防止され、樹脂量を少なくできるの
で、吸水によるギヤの寸法変化を極めて小さくすること
ができる。芯金はアルミ合金又は銅合金であるため、熱
が拡散し易く、比較的高い温度環境での使用も可能とな
る。特に、芯金にアルミ合金を使用してＥＰＳにウォー
ムホイールとして組み込んだ場合、アルミダイキャスト
製のギヤハウジングと熱膨張係数が同じであるため、熱
膨張によるギヤのバックラッシュの変化が極めて小さく
なるため、ギヤの良好な作動性を常に維持することがで
きる。
部と樹脂の結合は強いものとなり、薄肉の樹脂であって
もギヤの噛み合いによる引っ張り応力を受けにくく、樹
脂が破断するのが防止され、樹脂量を少なくできるの
で、吸水によるギヤの寸法変化を極めて小さくすること
ができる。芯金はアルミ合金又は銅合金であるため、熱
が拡散し易く、比較的高い温度環境での使用も可能とな
る。特に、芯金にアルミ合金を使用してＥＰＳにウォー
ムホイールとして組み込んだ場合、アルミダイキャスト
製のギヤハウジングと熱膨張係数が同じであるため、熱
膨張によるギヤのバックラッシュの変化が極めて小さく
なるため、ギヤの良好な作動性を常に維持することがで
きる。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を図面に基づ
いて説明する。図１（Ａ）は本発明の第１の実施形態の
ウォームホイールの側面図、図１（Ｂ）は同図（Ａ）の
矢印Ｃ及びＤ断面図、図２は図１のウォームホイールを
示す斜視図、図３は図１のウォームホイールを組み込ん
だＥＰＳを示す断面図、図４は第２の実施形態を示す図
１のウォームホイールをトルクリミッタで組み込んだＥ
ＰＳを示す断面図、図５（Ａ）は第３の実施形態を示す
ウォームホイールの側面図、図５（Ｂ）は同図（Ａ）の
矢印Ｃ及びＤ断面図、図６は図５のウォームホイールを
示す斜視図、図７（Ａ）は第４の実施形態を示すウォー
ムホイールの側面図、図７（Ｂ）は同図（Ａ）の矢印Ｃ
及びＤ断面図、図８（Ａ）は第５の実施形態を示すウォ
ームホイールの側面図、図８（Ｂ）は同図（Ａ）の矢印
Ｃ及びＤ断面図である。
いて説明する。図１（Ａ）は本発明の第１の実施形態の
ウォームホイールの側面図、図１（Ｂ）は同図（Ａ）の
矢印Ｃ及びＤ断面図、図２は図１のウォームホイールを
示す斜視図、図３は図１のウォームホイールを組み込ん
だＥＰＳを示す断面図、図４は第２の実施形態を示す図
１のウォームホイールをトルクリミッタで組み込んだＥ
ＰＳを示す断面図、図５（Ａ）は第３の実施形態を示す
ウォームホイールの側面図、図５（Ｂ）は同図（Ａ）の
矢印Ｃ及びＤ断面図、図６は図５のウォームホイールを
示す斜視図、図７（Ａ）は第４の実施形態を示すウォー
ムホイールの側面図、図７（Ｂ）は同図（Ａ）の矢印Ｃ
及びＤ断面図、図８（Ａ）は第５の実施形態を示すウォ
ームホイールの側面図、図８（Ｂ）は同図（Ａ）の矢印
Ｃ及びＤ断面図である。
【００１５】図１及び図２において、ウォームホイール
１は、外周面をヘリカルギヤ状に形成した芯金２の歯面
全体に、樹脂３が接合されて形成されている。芯金２歯
面への樹脂３の接合は、金型内接着複合化技術、例えば
東亜電化によるＴＲＩ（トライ）システムによるもの
で、この接合が完了した段階で歯面全体が樹脂３から成
るヘリカルギヤが形成され、その後、ホブカッターにて
機械加工を施し、ウォームホイール１形状に仕上げる。
１は、外周面をヘリカルギヤ状に形成した芯金２の歯面
全体に、樹脂３が接合されて形成されている。芯金２歯
面への樹脂３の接合は、金型内接着複合化技術、例えば
東亜電化によるＴＲＩ（トライ）システムによるもの
で、この接合が完了した段階で歯面全体が樹脂３から成
るヘリカルギヤが形成され、その後、ホブカッターにて
機械加工を施し、ウォームホイール１形状に仕上げる。
【００１６】上記ＴＲＩシステムは、電気化学的特殊金
属表面処理とインサート射出成形を応用して、金型内で
アルミ合金や鋼合金等の金属とプラスチックを化学結合
により接合させる技術であり、結合は強固で接着剤を用
いないので細かな部品も自由に設計できる。
属表面処理とインサート射出成形を応用して、金型内で
アルミ合金や鋼合金等の金属とプラスチックを化学結合
により接合させる技術であり、結合は強固で接着剤を用
いないので細かな部品も自由に設計できる。
【００１７】このＴＲＩシステムによる芯金２と樹脂３
の接合工程は、先ず、芯金２の歯面（外周面全体）を有
機メッキ処理し、歯面直下の内部において化学反応させ
る。次にこの芯金２をインジェクション金型に嵌め込
み、溶融した樹脂を同金型内に射出し、インサート成形
を行うことにより芯金２の歯面に樹脂３が接合される。
の接合工程は、先ず、芯金２の歯面（外周面全体）を有
機メッキ処理し、歯面直下の内部において化学反応させ
る。次にこの芯金２をインジェクション金型に嵌め込
み、溶融した樹脂を同金型内に射出し、インサート成形
を行うことにより芯金２の歯面に樹脂３が接合される。
【００１８】以上のようにＴＲＩシステムにより形成さ
れたウォームホイール１を組み込んだピニオンアシスト
式のＥＰＳを図３に示している。同図において、入力軸
７の図中左端部に図示しないステアリングホイールが連
結され、入力軸７の他端部はトーションバー１１を介し
て出力軸（ピニオン軸）６に連結されている。この出力
軸６の連結部には、ウォームホイール１の芯金２が外嵌
・固定されており、この芯金２にはアルミ合金若しくは
銅合金が用いられている。ウォームホイール１にはウォ
ームギヤ５が噛み合っており、これらはギヤハウジング
１５内に収容されている。出力軸６の他端側にはピニオ
ン６ａが形成されており、ピニオン６ａはラック９と噛
み合い、出力軸６が回転することによりラック９は図中
紙面と直交する方向に移動する。ラック９は、ピニオン
６ａとの噛み合い部において、スプリング８により弾性
的に付勢されたラックガイド１２により抑えられ支持さ
れている。このラック９は、図示しないタイロッドとリ
ンク機構を介して車輪に連結されており、前記ステアリ
ングホイールの操作で、入力軸７が左右方向に回転され
ると、ラック９が左右に移動して、車輪が左右方向に旋
回されるようになっている。入力軸７はボール軸受１３
により、出力軸６はボール軸受１０，１４によりそれぞ
れ位置決めがなされ、回転自在に支持されている。
れたウォームホイール１を組み込んだピニオンアシスト
式のＥＰＳを図３に示している。同図において、入力軸
７の図中左端部に図示しないステアリングホイールが連
結され、入力軸７の他端部はトーションバー１１を介し
て出力軸（ピニオン軸）６に連結されている。この出力
軸６の連結部には、ウォームホイール１の芯金２が外嵌
・固定されており、この芯金２にはアルミ合金若しくは
銅合金が用いられている。ウォームホイール１にはウォ
ームギヤ５が噛み合っており、これらはギヤハウジング
１５内に収容されている。出力軸６の他端側にはピニオ
ン６ａが形成されており、ピニオン６ａはラック９と噛
み合い、出力軸６が回転することによりラック９は図中
紙面と直交する方向に移動する。ラック９は、ピニオン
６ａとの噛み合い部において、スプリング８により弾性
的に付勢されたラックガイド１２により抑えられ支持さ
れている。このラック９は、図示しないタイロッドとリ
ンク機構を介して車輪に連結されており、前記ステアリ
ングホイールの操作で、入力軸７が左右方向に回転され
ると、ラック９が左右に移動して、車輪が左右方向に旋
回されるようになっている。入力軸７はボール軸受１３
により、出力軸６はボール軸受１０，１４によりそれぞ
れ位置決めがなされ、回転自在に支持されている。
【００１９】上記のように、ウォームホイール１は芯金
２の歯面にのみ樹脂３が化学結合して形成されているの
で、樹脂３層が薄くてもギヤの噛み合いによる力は結合
面のせん断応力として負担するので、破断の恐れが少な
い。又、インジェクション成形した場合、高温の樹脂が
冷えて収縮する際に残留引っ張り応力が生じるが、一個
所の破断によっても破断面が広がることはないため、結
合力を喪失することはない。
２の歯面にのみ樹脂３が化学結合して形成されているの
で、樹脂３層が薄くてもギヤの噛み合いによる力は結合
面のせん断応力として負担するので、破断の恐れが少な
い。又、インジェクション成形した場合、高温の樹脂が
冷えて収縮する際に残留引っ張り応力が生じるが、一個
所の破断によっても破断面が広がることはないため、結
合力を喪失することはない。
【００２０】また、芯金２には熱伝導率の大きいアルミ
合金若しくは銅合金を用いているので、ギヤの噛み合い
によって生じる熱を拡散し易くしているため、エンジン
ルーム等の比較的高い温度環境での使用が可能となる。
特に、アルミ合金を使用した場合、アルミダイキャスト
製のギヤハウジング１５（図３参照）と熱膨張係数が同
じであるため、熱膨張によるギヤバックラッシュの変化
が極めて小さくなり、ギヤの良好な作動性を確保でき
る。また、リング状樹脂にギヤ歯を成形したものと比較
して、使用樹脂量を最小限に抑えることができるので、
吸水による寸法変化を極めて小さくすることができ、円
滑なギヤの作動を維持することができる。さらに、ウォ
ームホイール１の全容積の大部分を芯金２が占める構成
としたので、ギヤの強度を芯金２によって得ることがで
きるため、ギヤモジュールを小さくすることができ、装
置の小型化、低コスト化が可能である。
合金若しくは銅合金を用いているので、ギヤの噛み合い
によって生じる熱を拡散し易くしているため、エンジン
ルーム等の比較的高い温度環境での使用が可能となる。
特に、アルミ合金を使用した場合、アルミダイキャスト
製のギヤハウジング１５（図３参照）と熱膨張係数が同
じであるため、熱膨張によるギヤバックラッシュの変化
が極めて小さくなり、ギヤの良好な作動性を確保でき
る。また、リング状樹脂にギヤ歯を成形したものと比較
して、使用樹脂量を最小限に抑えることができるので、
吸水による寸法変化を極めて小さくすることができ、円
滑なギヤの作動を維持することができる。さらに、ウォ
ームホイール１の全容積の大部分を芯金２が占める構成
としたので、ギヤの強度を芯金２によって得ることがで
きるため、ギヤモジュールを小さくすることができ、装
置の小型化、低コスト化が可能である。
【００２１】尚、この第１の実施形態では、芯金２と樹
脂３の接合はＴＲＩシステムによる化学結合としたが、
これに限らず、高接着力で耐熱性の良い適当な接着剤を
用いて接着しても同様の効果を期待することができる。
しかし、この場合、化学結合に比較すれば結合力は劣る
と考えられる。
脂３の接合はＴＲＩシステムによる化学結合としたが、
これに限らず、高接着力で耐熱性の良い適当な接着剤を
用いて接着しても同様の効果を期待することができる。
しかし、この場合、化学結合に比較すれば結合力は劣る
と考えられる。
【００２２】また、芯金２の材料をアルミ合金若しくは
銅合金としているので、鉄から成る出力軸６とは熱膨張
係数が異なり、従来の圧入では保持力が不十分なので、
図３に示すように、芯金２の嵌合部（軸孔）１６には出
力軸６をセレーション圧入する。
銅合金としているので、鉄から成る出力軸６とは熱膨張
係数が異なり、従来の圧入では保持力が不十分なので、
図３に示すように、芯金２の嵌合部（軸孔）１６には出
力軸６をセレーション圧入する。
【００２３】図４は第２の実施形態を示している。本実
施形態はＥＰＳのウォームホイール１と出力軸６との間
にトルクリミッタを備えたもので、この部分以外は第１
の実施形態のＥＰＳと同様である。ウォームホイール１
の芯金２の軸孔と出力軸６の外周との間に装着する該ト
ルクリミッタには、径方向に弾性力を付与する公知のト
レランスリング１７を用いることにより、過大トルク発
生時にウォームホイール１と出力軸６との間にすべりを
発生させ、この過大トルクの伝達を防止することができ
る。またトルクリミッタの規制トルクは、上述のように
鉄材から成る出力軸６に対して芯金２は比重が小さく熱
膨張係数の大きい部材、例えば好ましくはアルミ合金
（もしくは銅合金）から構成することにより、高温では
低く、低温では高く設定し、使用温度の変化に応じた規
制のすべりトルクを発揮するようにできる。以上のよう
に、本発明のウォームホイールとトルクリミッタを組み
合せた構造とすることもでき、これにより本実施形態の
ＥＰＳは第１の実施形態で述べた効果に加え、過大トル
クの伝達防止を可能にする。
施形態はＥＰＳのウォームホイール１と出力軸６との間
にトルクリミッタを備えたもので、この部分以外は第１
の実施形態のＥＰＳと同様である。ウォームホイール１
の芯金２の軸孔と出力軸６の外周との間に装着する該ト
ルクリミッタには、径方向に弾性力を付与する公知のト
レランスリング１７を用いることにより、過大トルク発
生時にウォームホイール１と出力軸６との間にすべりを
発生させ、この過大トルクの伝達を防止することができ
る。またトルクリミッタの規制トルクは、上述のように
鉄材から成る出力軸６に対して芯金２は比重が小さく熱
膨張係数の大きい部材、例えば好ましくはアルミ合金
（もしくは銅合金）から構成することにより、高温では
低く、低温では高く設定し、使用温度の変化に応じた規
制のすべりトルクを発揮するようにできる。以上のよう
に、本発明のウォームホイールとトルクリミッタを組み
合せた構造とすることもでき、これにより本実施形態の
ＥＰＳは第１の実施形態で述べた効果に加え、過大トル
クの伝達防止を可能にする。
【００２４】次に、第３の実施形態を図５及び図６を参
照して説明する。この実施形態のウォームホイール３０
は第１の実施形態と略同様であり、同一部材には同一番
号を付している。異なっているのは、芯金２の歯面全体
ではなく、その一部に樹脂４をＴＲＩ接合させている点
である。このウォームホイール３０の作成工程について
は第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。こ
の場合、樹脂４の容積が上記樹脂３より小さくなるの
で、吸水による寸法変化をより小さくすることができ
る。
照して説明する。この実施形態のウォームホイール３０
は第１の実施形態と略同様であり、同一部材には同一番
号を付している。異なっているのは、芯金２の歯面全体
ではなく、その一部に樹脂４をＴＲＩ接合させている点
である。このウォームホイール３０の作成工程について
は第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。こ
の場合、樹脂４の容積が上記樹脂３より小さくなるの
で、吸水による寸法変化をより小さくすることができ
る。
【００２５】また、第４の実施形態を図７に示してい
る。この実施形態のウォームホイール４０は第１の実施
形態と略同様であり、同一部材には同一番号を付してい
る。異なっているのは、芯金２の軸方向の一方の側面
を、ＴＲＩ接合させた一定厚さの樹脂３で覆っている点
である。これにより、前記ホブカッターによる歯切り加
工時に生じるバリを旋盤によって削り取る場合、バリ取
りを容易にすることができる。
る。この実施形態のウォームホイール４０は第１の実施
形態と略同様であり、同一部材には同一番号を付してい
る。異なっているのは、芯金２の軸方向の一方の側面
を、ＴＲＩ接合させた一定厚さの樹脂３で覆っている点
である。これにより、前記ホブカッターによる歯切り加
工時に生じるバリを旋盤によって削り取る場合、バリ取
りを容易にすることができる。
【００２６】第５の実施形態を図８に示している。この
実施形態のウォームホイール５０は第１の実施形態と略
同様であり、同一部材には同一番号を付している。異な
っているのは、芯金１８の軸受部１８ａ以外の部分を薄
肉形状としている点である。これにより、放熱性をより
一層向上させ、且つ軽量化を図っている。
実施形態のウォームホイール５０は第１の実施形態と略
同様であり、同一部材には同一番号を付している。異な
っているのは、芯金１８の軸受部１８ａ以外の部分を薄
肉形状としている点である。これにより、放熱性をより
一層向上させ、且つ軽量化を図っている。
【００２７】以上、第１，３，４および５の実施形態は
ＥＰＳに組み込まれるウォームホイールとしての樹脂歯
車の構造および作成工程を説明しているが、これらの構
造および作成工程はウォームホイールに限るものでな
く、広く樹脂歯車に適用できるものである。
ＥＰＳに組み込まれるウォームホイールとしての樹脂歯
車の構造および作成工程を説明しているが、これらの構
造および作成工程はウォームホイールに限るものでな
く、広く樹脂歯車に適用できるものである。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように歯車形状の芯金の、
歯部の外周面全体に薄肉の樹脂を接合させた樹脂歯車で
あって、この接合は、金型内接着複合化技術による化学
結合、又は接着剤による接着であるので、ギヤの噛み合
いにより作用する力は接合部のせん断応力として受ける
ので樹脂層が薄くても破断するのを極力防止することが
できる。また、インジェクション成形した場合、高温の
樹脂が冷えて収縮する際に残留引っ張り応力が生じる
が、一個所の破断によって破断面が広がるということが
なく、結合力が保持されて安全性を向上させることがで
きる。
歯部の外周面全体に薄肉の樹脂を接合させた樹脂歯車で
あって、この接合は、金型内接着複合化技術による化学
結合、又は接着剤による接着であるので、ギヤの噛み合
いにより作用する力は接合部のせん断応力として受ける
ので樹脂層が薄くても破断するのを極力防止することが
できる。また、インジェクション成形した場合、高温の
樹脂が冷えて収縮する際に残留引っ張り応力が生じる
が、一個所の破断によって破断面が広がるということが
なく、結合力が保持されて安全性を向上させることがで
きる。
【００２９】また、芯金にはアルミ合金若しくは銅合金
を用いているので、ギヤの噛み合いによって生じる熱が
拡散し易いため、比較的高い温度環境での使用が可能と
なる。特に、芯金にアルミ合金を使用してＥＰＳにウォ
ームホイールとして組み込んだ場合、アルミダイキャス
ト製のギヤハウジングと熱膨張係数が同じであるため、
熱膨張によるギヤのバックラッシュの変化が極めて小さ
くなるため、ギヤの良好な作動性を常に維持することが
できる。
を用いているので、ギヤの噛み合いによって生じる熱が
拡散し易いため、比較的高い温度環境での使用が可能と
なる。特に、芯金にアルミ合金を使用してＥＰＳにウォ
ームホイールとして組み込んだ場合、アルミダイキャス
ト製のギヤハウジングと熱膨張係数が同じであるため、
熱膨張によるギヤのバックラッシュの変化が極めて小さ
くなるため、ギヤの良好な作動性を常に維持することが
できる。
【００３０】また、リング状樹脂にギヤを成形したもの
と比較して、使用樹脂量を最小限に抑えることができる
ので、吸水による寸法変化を極めて小さくすることがで
き、ギヤの円滑な作動を確保することができると共に、
コスト低減が可能となる。さらに、ウォームホイールの
全容積の大部分を芯金で占める構成としたので、ギヤの
強度が芯金によって得られるため、ギヤモジュールを小
さくすることができ、装置のコンパクト化を図ることが
できる。
と比較して、使用樹脂量を最小限に抑えることができる
ので、吸水による寸法変化を極めて小さくすることがで
き、ギヤの円滑な作動を確保することができると共に、
コスト低減が可能となる。さらに、ウォームホイールの
全容積の大部分を芯金で占める構成としたので、ギヤの
強度が芯金によって得られるため、ギヤモジュールを小
さくすることができ、装置のコンパクト化を図ることが
できる。
【図１】本発明の第１の実施形態のウォームホイールの
側面図（Ａ）と同図（Ａ）の矢印Ｃ断面及びＤ断面図
（Ｂ）。
側面図（Ａ）と同図（Ａ）の矢印Ｃ断面及びＤ断面図
（Ｂ）。
【図２】図１のウォームホイールを示す斜視図。
【図３】図１のウォームホイールを組み込んだＥＰＳを
示す断面図。
示す断面図。
【図４】第２の実施形態を示す図１のウォームホイール
をトルクリミッタにて組み込んだＥＰＳを示す断面図。
をトルクリミッタにて組み込んだＥＰＳを示す断面図。
【図５】第３の実施形態を示すウォームホイールの側面
図（Ａ）と同図（Ａ）の矢印Ｃ断面及びＤ断面図
（Ｂ）。
図（Ａ）と同図（Ａ）の矢印Ｃ断面及びＤ断面図
（Ｂ）。
【図６】図５のウォームホイールを示す斜視図。
【図７】第４の実施形態を示すウォームホイールの側面
図（Ａ）と同図（Ａ）の矢印Ｃ断面及びＤ断面図
（Ｂ）。
図（Ａ）と同図（Ａ）の矢印Ｃ断面及びＤ断面図
（Ｂ）。
【図８】第５の実施形態を示すウォームホイールの側面
図（Ａ）と同図（Ａ）の矢印Ｃ断面及びＤ断面図
（Ｂ）。
図（Ａ）と同図（Ａ）の矢印Ｃ断面及びＤ断面図
（Ｂ）。
【図９】従来のウォームホイールの側面図（Ａ）と同図
（Ａ）の直径方向断面図（Ｂ）。
（Ａ）の直径方向断面図（Ｂ）。
【図１０】図９のウォームホイールを組み込んだＥＰＳ
を示す断面図。
を示す断面図。
【符号の説明】 １ ウォームホイール ２ 芯金 ３ 樹脂 ４ 樹脂 ５ ウォームギヤ ６ 出力軸 ６a ピニオン ７ 入力軸 ８ スプリング ９ ラック １０ ボール軸受 １１ トーションバー １２ ラックガイド １３ ボール軸受 １４ ボール軸受 １５ ギヤハウジング １６ 嵌合部（軸孔） １７ トレランスリング １８ 芯金 １８a 軸受部 １９ 芯金 １９a 凹凸 １９b セレーション １９c 軸方向止め突起 ２０ 樹脂リング
Claims (2)
- 【請求項１】 モータの駆動力をウォームギヤと共に操
舵補助力として伝達するウォームホイールを組み込んだ
電動パワーステアリング装置において、前記ウォームホ
イールは、歯車形状の芯金の歯部の外周面全体に薄肉の
樹脂を金属内接着複合化技術による化学結合、または接
着剤による接着で接合させたものであることを特徴とす
る電動パワーステアリング装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の芯金は、アルミ合金又
は銅合金より成形されていることを特徴とする電動パワ
ーステアリング装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000207156A JP2002021980A (ja) | 2000-07-07 | 2000-07-07 | 電動パワーステアリング装置 |
| DE10192745T DE10192745B4 (de) | 2000-06-19 | 2001-06-15 | Elektrische Hilfskraftvorrichtung |
| US10/049,602 US6805017B2 (en) | 2000-06-19 | 2001-06-15 | Motor-driven power steering device |
| PCT/JP2001/005121 WO2001098678A1 (fr) | 2000-06-19 | 2001-06-15 | Dispositif de direction assistee entraine par moteur |
| GB0204326A GB2369872B (en) | 2000-06-19 | 2001-06-15 | Motor-driven power steering device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000207156A JP2002021980A (ja) | 2000-07-07 | 2000-07-07 | 電動パワーステアリング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002021980A true JP2002021980A (ja) | 2002-01-23 |
Family
ID=18703966
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000207156A Withdrawn JP2002021980A (ja) | 2000-06-19 | 2000-07-07 | 電動パワーステアリング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002021980A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004083015A1 (ja) * | 2003-03-19 | 2004-09-30 | Nsk Ltd. | 電動パワーステアリング装置及びそれに使用する樹脂歯車 |
| JP2007125939A (ja) * | 2005-11-01 | 2007-05-24 | Jtekt Corp | 車両用操舵装置 |
| US7284634B2 (en) * | 2001-04-13 | 2007-10-23 | Nsk, Ltd. | Electric power steering apparatus |
| KR101162324B1 (ko) * | 2006-10-02 | 2012-07-04 | 주식회사 만도 | 전동식 조향장치의 웜휠 및 제조 방법 |
| JP2014173631A (ja) * | 2013-03-06 | 2014-09-22 | Honda Motor Co Ltd | 四輪駆動車両のトルク伝達装置 |
-
2000
- 2000-07-07 JP JP2000207156A patent/JP2002021980A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7284634B2 (en) * | 2001-04-13 | 2007-10-23 | Nsk, Ltd. | Electric power steering apparatus |
| WO2004083015A1 (ja) * | 2003-03-19 | 2004-09-30 | Nsk Ltd. | 電動パワーステアリング装置及びそれに使用する樹脂歯車 |
| US7360468B2 (en) | 2003-03-19 | 2008-04-22 | Nsk Ltd. | Electric power steering device and resin gear used for the same |
| JP2007125939A (ja) * | 2005-11-01 | 2007-05-24 | Jtekt Corp | 車両用操舵装置 |
| KR101162324B1 (ko) * | 2006-10-02 | 2012-07-04 | 주식회사 만도 | 전동식 조향장치의 웜휠 및 제조 방법 |
| JP2014173631A (ja) * | 2013-03-06 | 2014-09-22 | Honda Motor Co Ltd | 四輪駆動車両のトルク伝達装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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