JP2002257211A - 歯車の製造方法及び歯車のなじみ運転装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 バックラッシュ量を比較的小さくするための
なじみ運転時間を大幅に短縮することができるようにす
る。 【解決手段】 外側に複数の歯を有する合成樹脂製のウ
ォームホイール素体１ａを回転させつつ前記歯に負荷を
加えるなじみ運転工程を経てウォームホイールを製造す
る方法において、前記ウォームホイール素体１ａの周方
向の複数位置に配置されたなじみ歯体３１，３２，３
３，３４を用いてなじみ運転を行うことにより、バック
ラッシュ量を比較的小さくするためのなじみ運転時間を
大幅に短縮することができ、ウォームホイールのコスト
の低減化を図ることができるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は合成樹脂製の歯車の
製造方法、及び製造された歯車の歯と噛合して該歯に負
荷を加えるなじみ運転装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車の電動パワーステアリング装置で
は、操舵補助用のモータの出力軸に繋がる駆動歯車とし
てウォームを用い、従動歯車として合成樹脂製のウォー
ムホイールを用いることにより、該ウォームホイールと
ウォームとの噛合による騒音を小さくするようにしたも
のが知られている。

【０００３】このウォームホイールは外側に歯が形成さ
れた合成樹脂製の歯部と、該歯部を保持した金属製の保
持部とを備える。ウォームホイールの製造は前記保持部
の周囲にインジェクション等で合成樹脂のウォームホイ
ール素体を形成、又は、ＭＣナイロン等あらゆる樹脂か
ら形成されるウォームホイール素体の外側をホブカッタ
により歯切り加工して複数の歯を形成する。

【０００４】このように製造された合成樹脂製のウォー
ムホイールはウォームとの噛合部にバックラッシュが発
生し易く、このバックラッシュによる歯打ち音が自動車
の室内に洩れることになるため、前記歯切り加工工程の
後、前記歯に比較的高い負荷を加えるなじみ運転がなさ
れる。

【０００５】このなじみ運転は、前記ウォームホイール
素体を適宜の負荷で回転自在に支持し、該ウォームホイ
ール素体に前記ウォームと等しい歯形の１個のなじみ歯
体を噛合させ、該なじみ歯体を正回転／逆回転させるこ
とにより前記ウォームホイール素体を従動回転させ、該
ウォームホイール素体の歯に負荷を加え、該歯をクリー
プ（変形）させて、該歯をなじみ歯体になじませるよう
にしてある。また、なじみ歯体は前記ウォームホイール
素体が１回転する都度、逆回転となるように駆動され
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、以上の如く
従来のなじみ運転は１個のなじみ歯体を用い、該なじみ
歯体をウォームホイール素体が１回転する都度、逆回転
させることにより行われているため、バックラッシュ量
を比較的小さくするには１個のウォームホイール素体に
対して約１２０秒のなじみ運転時間が必要であり、改善
策が要望されていた。

【０００７】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、歯車素体の周方向の複数位置に配置されたなじ
み歯体を用いてなじみ運転を行うことにより、バックラ
ッシュ量を比較的小さくするためのなじみ運転時間を大
幅に短縮することができる歯車の製造方法を提供するこ
とを目的とする。

【０００８】また、ウォームホイール素体にウォームを
噛合させてなじみ運転を行うことにより、１個のウォー
ムホイール素体に対して２個以上のウォームを噛合させ
ることができる歯車の製造方法を提供することを目的と
する。また、なじみ歯体の一つに繋がる駆動手段と、な
じみ歯体を同期回転させる同期回転手段とを用いてなじ
み運転を行うことにより、全ての歯に負荷を均等に加え
ることができる歯車の製造方法を提供することを目的と
する。また、歯車の回転域を臨む位置に配置された複数
のなじみ歯体と、該なじみ歯体を同期回転させる同期回
転手段とを備えることにより、バックラッシュ量を比較
的小さくするためのなじみ運転時間を大幅に短縮するこ
とができるなじみ運転装置を提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】第１発明に係る歯車の製
造方法は、外側に複数の歯を有する合成樹脂製の歯車素
体を回転させつつ前記歯に負荷を加えるなじみ運転工程
を経て歯車を製造する方法において、前記なじみ運転工
程は、前記歯車素体の周方向の複数位置に配置されたな
じみ歯体を用いて行うことを特徴とする。

【００１０】第１発明にあっては、歯車素体の周方向の
複数位置でなじみ歯体が歯車素体と噛合するため、前記
した従来の方法に比べてバックラッシュ量を比較的小さ
くするためのなじみ運転時間を大幅に短縮することがで
き、歯車のコストの低減化を図ることができる。

【００１１】第２発明に係る歯車の製造方法は、前記歯
車素体はウォームホイール素体であり、前記なじみ歯体
はウォームであることを特徴とする。

【００１２】第２発明にあっては、ウォームに対するウ
ォームホイール素体のピッチ円が比較的大きいため、１
個のウォームホイール素体に対して２個以上のウォーム
を噛合させることができ、なじみ運転時間をより一層短
縮することができる。

【００１３】第３発明に係る歯車の製造方法は、前記な
じみ運転工程は前記なじみ歯体の一つに繋がる駆動手段
と、前記なじみ歯体を同期回転させる同期回転手段とを
用いてあることを特徴とする。

【００１４】第３発明にあっては、一つのなじみ歯体を
駆動させることにより、全てのなじみ歯体を同期回転さ
せることができるため、全ての歯に負荷を均等に加える
ことができる。

【００１５】第４発明に係るなじみ運転装置は、駆動手
段に繋がるなじみ歯体を有し、該なじみ歯体が歯車の歯
と噛合して該歯に負荷を加えるなじみ運転装置におい
て、前記なじみ歯体は前記歯車の回転域を臨む位置に配
置された複数を有し、該なじみ歯体を同期回転させる同
期回転手段を備えていることを特徴とする。

【００１６】第４発明にあっては、歯車の周方向の複数
位置でなじみ歯体を歯車と噛合させることができるた
め、前記した従来の装置に比べてバックラッシュ量を比
較的小さくするためのなじみ運転時間を大幅に短縮する
ことができ、歯車のコストの低減化を図ることができ
る。

【００１７】

【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。 実施の形態１ 図１は歯車の断面図である。実施の形態１の歯車はウォ
ームと噛合するウォームホイールである。このウォーム
ホイール１は、外側に歯が形成された合成樹脂製で環状
の歯部１１と、該歯部１１を保持した金属製で円板形の
保持部１２とを備える。ウォームホイール１の製造は、
中心部に貫通孔を有する前記保持部１２を射出成形型に
インサートとして収容配置し、溶融された合成樹脂を射
出成形型に射出することにより前記保持部１２が結合さ
れた合成樹脂製のウォームホイール素体１ａ（図２参
照）を成形した後、該ウォームホイール素体１ａの外側
をホブカッタにより歯切り加工して複数の歯１３を形成
する。次に、なじみ運転装置を用いてウォームホイール
素体１ａの歯１３に負荷を加えるなじみ運転がなされ
る。

【００１８】図２はなじみ運転装置の実施の形態１の構
成を示す模式的正面図である。なじみ運転装置Ａは、前
記ウォームホイール素体１ａの回転域を臨む複数の位置
にその軸心が互いに直交するように一対の軸受２，２を
介して回転自在に配置され、前記ウォーム１と等しい歯
形の第１乃至第４のなじみ歯体３１，３２，３３，３４
と、第１のなじみ歯体３１の一端に繋がるモータ等の駆
動手段４と、第１のなじみ歯体３１の他端と第２のなじ
み歯体３２の一端、第２のなじみ歯体３２の他端と第３
のなじみ歯体３３の一端、第３のなじみ歯体３３の他端
と第４のなじみ歯体３４の一端とを夫々同期用の一対の
傘歯車５，５を介して連動させ、前記駆動手段４を駆動
することにより、第１のなじみ歯車３１を駆動し、傘歯
車５，５を介して第２乃至第４のなじみ歯車３２，３
３，３４を同期回転させるように構成してある。

【００１９】このように構成されたなじみ運転装置Ａ
は、適宜の負荷で回転自在に支持したウォームホイール
素体１ａに９０度の位相差で夫々のなじみ歯車３１乃至
３４を噛合させ、該なじみ歯車３１乃至３４を同期して
正回転／逆回転させつつウォームホイール素体１ａを１
／４回転ずつ従動回転させ、該ウォームホイール素体１
ａの歯１３に負荷を加える。

【００２０】図３はなじみ運転時間とバックラッシュ量
との関係を示す図である。実施の形態１においては、ウ
ォームホイール素体１ａの周方向位置に４個のなじみ歯
体３１乃至３４が噛合しているため、なじみ歯体が１個
の場合に比べてバックラッシュ量を比較的小さくするた
めのなじみ運転時間を約１／４に短縮することができ、
図３の(a) で示す如くバックラッシュ量を小さくするこ
とができる。

【００２１】実施の形態２ 図４はなじみ運転装置の実施の形態２の構成を示す模式
的正面図、図５はなじみ歯体の端部の形状を示す斜視図
である。実施の形態２では、前記ウォームと等しい歯形
のなじみ歯車３１乃至３４の同期回転手段として傘歯車
５，５を用いる代わりに、第２乃至第４のなじみ歯車３
２，３３，３４の一端に平歯車５１を設け、第１乃至第
３のなじみ歯車３１，３２，３３の一端縁に前記平歯車
５１と噛合する平歯５２を周設したものである。

【００２２】実施の形態２において、第１のなじみ歯車
３１の一端にはモータ等の駆動手段４が繋がっている。

【００２３】実施の形態２にあっては、適宜の負荷で回
転自在に支持したウォームホイール素体１ａに９０度の
位相差でなじみ歯車３１乃至３４を噛合させ、該なじみ
歯車３１乃至３４を同期して正回転／逆回転させつつウ
ォームホイール素体１ａを１／４回転ずつ従動回転さ
せ、該ウォームホイール素体１ａの歯に負荷を加えるた
め、なじみ歯体が１個の場合に比べてバックラッシュ量
を比較的小さくするためのなじみ運転時間を１／４に短
縮することができ、図３の(a) で示す如くバックラッシ
ュ量を小さくすることができる。

【００２４】その他の構成及び作用は実施の形態１と同
様であるため、同様の部品については同じ符号を付し、
その詳細な説明及び作用の説明を省略する。

【００２５】実施の形態３ 図６はなじみ運転装置の実施の形態３の構成を示す模式
的正面図である。実施の形態３では、前記ウォームと等
しい歯形のなじみ歯車３１，３２を一対とし、該なじみ
歯車の同期回転手段として一対の平歯車５３，５３を設
け該平歯車５３，５３同士を噛合させる。

【００２６】実施の形態３において、第１及び第２のな
じみ歯体３１，３２はウォームホイール素体１ａの回転
域を臨む二つの位置にその軸心が互いに平行となるよう
に一対の軸受２，２を介して回転自在に配置されてお
り、該なじみ歯体３１，３２の一端に前記平歯車５３，
５３を設け、該平歯車５３，５３の間に前記中間歯車５
４を介在させてある。また、一方のなじみ歯体３１の他
端、又は、一方の平歯車５３が前記駆動手段に繋がり、
一対の平歯車５３，５３及び中間歯車５４を介してなじ
み歯車３１，３２を同期回転させるように構成してあ
る。

【００２７】実施の形態３にあっては、適宜の負荷で回
転自在に支持したウォームホイール素体１ａに１８０度
の位相差で夫々のなじみ歯車３１，３２を噛合させ、該
なじみ歯車３１，３２を同期して正回転／逆回転させつ
つウォームホイール素体１ａを１／２回転ずつ従動回転
させ、該ウォームホイール素体１ａの歯１３に負荷を加
えるため、なじみ歯体が１個の場合に比べてバックラッ
シュ量を比較的小さくするためのなじみ運転時間を１／
２に短縮することができ、図３の(b) で示す如くバック
ラッシュ量を小さくすることができる。

【００２８】その他の構成及び作用は実施の形態１と同
様であるため、同様の部品については同じ符号を付し、
その詳細な説明及び作用の説明を省略する。

【００２９】実施の形態４ 図７はなじみ運転装置の実施の形態４の構成を示す模式
的正面図である。実施の形態４では、前記ウォームと等
しい歯形のなじみ歯車３１，３２を一対とし、該なじみ
歯車３１，３２の同期回転手段としてベルト、チェン等
の無端帯５５を用い、クロスに張架したものである。

【００３０】実施の形態４において、第１及び第２のな
じみ歯体３１，３２はウォームホイール素体１ａの回転
域を臨む二つの位置にその軸心が互いに平行となるよう
に一対の軸受２，２を介して回転自在に配置されてお
り、該なじみ歯体３１，３２の一端にプーリ、スプロケ
ット等の伝動輪５６，５６を設け、該伝動輪５６，５６
の間に前記無端帯５５を掛設してある。また、一方のな
じみ歯体３１の他端が前記駆動手段４に繋がり、無端帯
５５を介してなじみ歯車３１，３２を同期回転させるよ
うに構成してある。

【００３１】実施の形態４にあっては、適宜の負荷で回
転自在に支持したウォームホイール素体１ａに１８０度
の位相差でなじみ歯車３１，３２を噛合させ、該なじみ
歯車３１，３２を同期して正回転／逆回転させつつウォ
ームホイール素体１ａを１／２回転ずつ従動回転させ、
該ウォームホイール素体１ａの歯１３に負荷を加えるた
め、なじみ歯体が１個の場合に比べてバックラッシュ量
を比較的小さくするためのなじみ運転時間を１／２に短
縮することができ、図３の(b) で示す如くバックラッシ
ュ量を小さくすることができる。

【００３２】その他の構成及び作用は実施の形態１と同
様であるため、同様の部品については同じ符号を付し、
その詳細な説明及び作用の説明を省略する。

【００３３】尚、以上説明した実施の形態のウォームホ
イール１は歯部１１を合成樹脂製とし、該歯部１１を保
持した保持部１２を有する形態としたが、その他、この
ウォームホイール１は全体が合成樹脂製であってもよ
い。

【００３４】また、以上説明した実施の形態のウォーム
ホイール１は合成樹脂製のウォームホイール素体１ａを
成形する成形工程と、前記ウォームホイール素体１ａに
歯１３を形成する歯切り加工工程と、なじみ運転工程と
を経てウォームホイール１を製造する方法について説明
したが、その他、前記成形工程で前記歯１３を成形し、
なじみ運転工程を経てウォームホイールを製造するよう
にしてもよい。

【００３５】また、以上説明した実施の形態では駆動手
段を一つとし、複数のなじみ歯体を同期回転手段を介し
て同期回転させるように構成したが、その他、複数のな
じみ歯体の夫々を駆動手段に繋げ、該駆動手段を同期回
転させるようにしてもよい。

【００３６】また、以上説明した実施の形態の歯車は、
ウォームと噛合するウォームホイールとしたが、その
他、本発明に係る歯車はハイポイドホイールであっても
よい。

【００３７】

【発明の効果】以上詳述した如く第１発明によれば、歯
車素体の周方向の複数位置でなじみ歯体が歯車素体と噛
合するため、バックラッシュ量を比較的小さくするため
のなじみ運転時間を大幅に短縮することができ、歯車の
コストの低減化を図ることができる。

【００３８】第２発明によれば、ウォームに対するウォ
ームホイール素体のピッチ円が比較的大きいため、１個
のウォームホイール素体に対して２個以上のウォームを
噛合させることができ、なじみ運転時間をより一層短縮
することができる。

【００３９】第３発明によれば、一つのなじみ歯体を駆
動させることにより、全てのなじみ歯体を同期回転させ
ることができるため、全ての歯に負荷を均等に加えるこ
とができる。

【００４０】第４発明によれば、歯車の周方向の複数位
置でなじみ歯体を歯車と噛合させることができるため、
バックラッシュ量を比較的小さくするためのなじみ運転
時間を大幅に短縮することができ、歯車のコストの低減
化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る歯車の断面図である。

【図２】本発明に係るなじみ運転装置の実施の形態１の
構成を示す模式的正面図である。

【図３】なじみ運転時間とバックラッシュ量との関係を
示す図である。

【図４】本発明に係るなじみ運転装置の実施の形態２の
構成を示す模式的正面図である。

【図５】本発明に係るなじみ運転装置のなじみ歯体の端
部の形状を示す斜視図である。

【図６】 本発明に係るなじみ運転装置の実施の形態３
の構成を示す模式的正面図である。

【図７】本発明に係るなじみ運転装置の実施の形態４の
構成を示す模式的正面図である。

【符号の説明】 １ａ ウォームホイール素体（歯車素体） １３ 歯 ３１，３２，３３，３４ なじみ歯体 ４ 駆動手段 ５ 傘歯車（同期回転手段） ５１ 平歯車 ５２ 平歯 ５３ 平歯車 ５５ 無端帯 Ａ なじみ運転装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 椎名 晶彦 大阪府大阪市中央区南船場三丁目５番８号 光洋精工株式会社内 (72)発明者 松原 英雄 大阪府大阪市中央区南船場三丁目５番８号 光洋精工株式会社内 Ｆターム(参考） 3D033 CA04 3J030 BA03 BC01 BC10 CA10 4F201 AH17 BA08 BC01 BC12 BC15 BS10 4F213 AD03 AH04 WA05 WA12 WA43 WA92 WB01 WB11 WC01 WC06 WE06 WE07 WE16 WF05 WK01 WK03 WW01 WW02 WW06 WW15 WW24 WW26

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外側に複数の歯を有する合成樹脂製の歯
   車素体を回転させつつ前記歯に負荷を加えるなじみ運転
   工程を経て歯車を製造する方法において、前記なじみ運
   転工程は、前記歯車素体の周方向の複数位置に配置され
   たなじみ歯体を用いて行うことを特徴とする歯車の製造
   方法。
2. 【請求項２】 前記歯車素体はウォームホイール素体で
   あり、前記なじみ歯体はウォームである請求項１記載の
   歯車の製造方法。
3. 【請求項３】 前記なじみ運転工程は前記なじみ歯体の
   一つに繋がる駆動手段と、前記なじみ歯体を同期回転さ
   せる同期回転手段とを用いてある請求項２記載の歯車の
   製造方法。
4. 【請求項４】 駆動手段に繋がるなじみ歯体を有し、該
   なじみ歯体が歯車の歯と噛合して該歯に負荷を加えるな
   じみ運転装置において、前記なじみ歯体は前記歯車の回
   転域を臨む位置に配置された複数を有し、該なじみ歯体
   を同期回転させる同期回転手段を備えていることを特徴
   とするなじみ運転装置。