JP2003334724A - ウォームホイールの製造方法 - Google Patents

ウォームホイールの製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】バリ発生を低減すると共に複雑な構成の成形型
を必要としないので工数およびコストを低減できるウォ
ームホイールの製造方法を提供する。 【解決手段】少なくとも歯部10aが合成樹脂材製であ
るウォームホイール10を製造する。ハスバ歯車と同歯
形の歯部を有する予備成形体を型成形する工程と、その
予備成形体を、そのハスバ歯車の歯すじ方向に型抜きす
る工程と、その予備成形体の各歯部を、歯すじ方向にお
ける中央部位では両端部位よりも歯丈が大きく且つ歯厚
が薄い歯形になるようにホブ加工することで、ウォーム
ホイール10の歯部10aにする工程とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、少なくとも歯部が
合成樹脂材製であるウォームホイールの製造方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】例えば、操舵補助力発生用モータの回転
を、ウォームと、このウォームに噛み合うウォームホイ
ールとを介して舵角が変化するように車輪に伝達する電
動パワーステアリング装置において、そのウォームホイ
ールを合成樹脂材製とすることで軽量化と騒音低減とが
図られている。
【0003】従来、そのウォームホイールは合成樹脂材
をホブ加工することで成形されていた。しかし、ホブ加
工を行うと多量のバリが発生するため、そのバリの除去
作業に膨大な工数が必要とされていた。そこで、成形型
を用いてウォームホイールの歯形をあらまし成形した後
に、ホブ加工や研磨により歯形の仕上げを行うことが提
案されている(特開2000−84747号)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ウォームホイ
ールは歯すじ方向における中央部位の歯厚が両端部位の
歯厚よりも薄い歯形を有するため、成形型から歯すじ方
向に型抜きすることができない。そのため、成形型を用
いてウォームホイールの歯形をあらまし成形しようとし
た場合、成形型をウォームホイールの回転周方向におい
て並列する多数の部材から構成し、ウォームホイールの
径方向に沿った型抜きが必要になる。そうすると成形型
の構造が非常に複雑になって製造コストが増大する。本
発明は、上記課題を解決することのできるウォームホイ
ールの製造方法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも歯
部が合成樹脂材製であるウォームホイールを製造する方
法において、ハスバ歯車と同歯形の歯部を有する予備成
形体を型成形する工程と、その予備成形体を、そのハス
バ歯車の歯すじ方向に型抜きする工程と、その予備成形
体の各歯部を、歯すじ方向における中央部位では両端部
位よりも歯丈が大きく且つ歯厚が薄い歯形になるように
ホブ加工することで、ウォームホイールの歯部にする工
程とを有することを特徴とする。本発明によれば、ハス
バ歯車と同歯形の歯部を有する予備成形体を型成形し、
しかる後に、その予備成形体の歯部を、歯すじ方向にお
ける中央部位が両端部位よりも歯丈が大きく且つ歯厚が
薄い歯形のウォームホイールの歯部にホブ加工するの
で、ホブ加工量を少なくしてバリの発生量を低減するこ
とができる。しかも、型成形された予備成形体をそのハ
スバ歯車の歯すじ方向に型抜きできるので、ウォームホ
イールの回転周方向において並列する多数の部材から成
形型を構成するような必要はなく、成形型の構造の複雑
化を防止できる。
【0006】その予備成形体の各歯部において、ホブカ
ッターの回転方向前方部位では回転方向後方部位よりも
歯丈が小さくなり、且つ、ホブカッターの回転方向前方
部位では回転方向前方に向かうに従い歯丈が小さくなる
ように、その予備成形体と一体的に加工代部を型成形
し、その加工代部を、その予備成形体の各歯部と共にホ
ブ加工し、そのホブ加工完了時のウォームホイールとホ
ブカッターの外周との接触領域において、そのホブカッ
ターの回転軸方向から視て、ホブカッターの回転方向前
方に位置する端縁とホブカッターの外周軌跡との接線が
ホブ加工により除去される前の加工代部における表面に
対してなす角度をθa、ホブカッターの回転方向後方に
位置する端縁とホブカッターの外周軌跡との接線がホブ
加工により除去される前の予備成形体の表面に対してな
す角度をθbとして、θa<θbとするのが好ましい。
これにより、ホブ加工の完了直前にホブカッターにより
除去される部位の肉厚は、ホブ加工完了時のウォームホ
イールとホブカッターの外周との接触領域におけるホブ
カッターの回転方向前方に位置する端縁近傍で、ホブカ
ッターの回転方向後方に位置する部分よりも薄くなる。
すなわち、バリの発生し易い位置近傍において、ホブカ
ッターにより除去される部位の肉厚を薄くすることで、
ホブカッターにより予備成形体をあたかも薄皮を剥ぐよ
うに加工できるので、ホブ加工量が少なくなってバリの
発生がより抑制される。
【0007】操舵補助力発生用モータの回転を、ウォー
ムと、このウォームに噛み合うウォームホイールとを介
して舵角が変化するように車輪に伝達するパワーステア
リング装置において、そのウォームホイールとして本発
明のウォームホイールを用いるのが好ましい。
【0008】
【発明の実施の形態】図1に示す第1実施形態の電動パ
ワーステアリング装置Pは、ステアリングホイールHの
操舵によるステアリングシャフトSの回転を、図外ステ
アリングギヤを介して車輪に舵角が変化するように伝達
する。そのステアリングギヤの形式は、ステアリングシ
ャフトSの回転を車輪に舵角が変化するように伝達でき
れば限定されず、例えばステアリングシャフトSに連結
されたピニオンに噛み合うラックの動きをタイロッドや
ナックルアーム等を介して車輪に伝達するラックピニオ
ン式ステアリングギヤを採用できる。そのステアリング
シャフトSにより伝達される操舵トルクを検出するトル
クセンサ1が設けられている。そのトルクセンサ1は、
本実施形態では公知の構成であり、センサハウジング2
と、入力シャフト3と、この入力シャフト3にトーショ
ンバー8を介して同軸心かつ弾性的に相対回転可能に連
結される出力シャフト4と、磁気回路を構成する磁束発
生用コイル7とを備え、操舵トルクによる両シャフト
3、4の弾性的な相対回転量に応じて磁気回路における
磁気抵抗が変化するものとされ、そのコイル7の出力か
ら操舵トルクを検出する。
【0009】両シャフト3、4はステアリングシャフト
Sの一部を構成し、センサハウジング2によりベアリン
グ6a、6bを介して支持される。そのセンサハウジン
グ2に操舵補助力発生用モータMが取り付けられてい
る。その出力シャフト4に金属製スリーブ9を介して合
成樹脂材製のウォームホイール10が一体化されてい
る。そのウォームホイール10に噛み合うウォーム11
が操舵補助力発生用モータMにより駆動される。そのモ
ータMはトルクセンサ1により検出された操舵トルクに
応じて図外制御装置により制御される。モータMの回転
がウォーム11、ウォームホイール10、ステアリング
シャフトSを介して車輪に舵角が変化するように伝達さ
れることで操舵トルクに応じた操舵補助力が付与され
る。
【0010】そのウォームホイール10を製造するに際
しては、先ず、図2の(1)、(2)に示すようにハス
バ歯車と同歯形の歯部13aを有する予備成形体13を
型成形する。この型成形に用いる成形型に上記スリーブ
9をインサートしておくことで、予備成形体13をスリ
ーブ9に一体化させる。その予備成形体13の各歯部1
3aは、歯すじ方向(図2の(1)において矢印A方
向)において歯厚tと歯丈hが均一とされている。この
型成形は例えば射出成形により行う。
【0011】次に、その予備成形体13を成形型からそ
のハスバ歯車の歯すじ方向に型抜きする。しかる後に、
図3の(1)、(2)に示すように、予備成形体13の
各歯部13aを、歯すじ方向における中央部位の歯丈h
aが両端部位の歯丈hbよりも大きく、且つ、中央部位
の歯厚taが両端部位の歯厚tbよりも薄い歯形になる
ようにホブカッター15を用いてホブ加工することで、
ウォームホイール10の歯部10aにする。
【0012】図4は、第1実施形態のホブ加工完了時の
ウォームホイール10とホブカッター15の外周軌跡
を、そのホブカッター15の回転軸方向から視た場合の
位置を2点鎖線で示し、ホブ加工完了直前の一点鎖線で
示すホブカッター15により除去される部位を破線で示
す。ホブカッター15は図中矢印B方向に回転すると共
に矢印C方向に送られる。これにより、ウォームホイー
ル10の各歯10aの歯底はホブカッター15の外周軌
跡に沿う凹曲面となる。このようなホブ加工において
は、そのホブ加工完了時のウォームホイール10とホブ
カッター15の外周との接触領域において、そのホブカ
ッター15の回転軸方向から視て、ホブカッター15の
回転方向前方に位置する端縁Ef′にバリが発生し易
い。この第1実施形態においては、ホブカッター15の
回転軸方向から視て、ホブカッター15の回転方向前方
に位置する端縁Ef′とホブカッター15の外周軌跡と
の接線16fがホブ加工により除去される前の予備成形
体13における表面13′に対してなす角度をθa′、
ホブカッター15の回転方向後方に位置する端縁Erと
ホブカッター15の外周軌跡との接線16rがホブ加工
により除去される前の予備成形体13の表面13′に対
してなす角度をθbとして、θa′=θbである。
【0013】上記実施形態によれば、ハスバ歯車と同歯
形の歯部13aを有する予備成形体13を型成形し、し
かる後に、その予備成形体13の歯部13aを、中央部
位が両端部位よりも歯丈が大きく且つ歯厚が薄い歯形の
ウォームホイール10の歯部10aにホブ加工するの
で、ホブ加工量を少なくしてバリの発生量を低減するこ
とができる。しかも、型成形された予備成形体13をそ
のハスバ歯車の歯すじ方向に型抜きできるので、ウォー
ムホイール10の回転周方向において並列する多数の部
材から成形型を構成するような必要はなく、成形型の構
造の複雑化を防止できる。
【0014】図5の(1)、(2)、図6は本発明の第
2実施形態を示す。第1実施形態との相違は、まず、図
5の(1)に示すように加工代部13bが予備成形体1
3と一体的に型成形されている。その加工代部13bに
より、予備成形体13の各歯部13aにおいては、ホブ
カッター15の回転方向前方部位では回転方向後方部位
よりも歯丈が小さくなり、且つ、ホブカッター15の回
転方向前方部位では回転方向前方に向かうに従い歯丈が
小さくなる。本実施形態では、予備成形体13の各歯部
13aの歯底が、ウォームホイール10の回転軸に対し
て、ホブカッター15の回転方向前方部位において一定
角度θmで傾斜するものとされ、回転方向後方部位にお
いて平行とされている。その加工代部13bを、図5の
(2)に示すように、ホブカッター15により予備成形
体13の各歯部13aと共にホブ加工する。
【0015】図6は、ホブ加工完了時のウォームホイー
ル10とホブカッター15の外周軌跡を、そのホブカッ
ター15の回転軸方向から視た場合の位置を2点鎖線で
示し、ホブ加工完了直前の一点鎖線で示すホブカッター
15により除去される部分を破線で示す。ホブカッター
15は図中矢印B方向に回転すると共に矢印C方向に送
られる。そのホブ加工完了時の予備成形体13とホブカ
ッター15の外周との接触領域において、ホブカッター
15の回転軸方向から視て、ホブカッター15の回転方
向前方に位置する端縁Efとホブカッター15の外周軌
跡との接線16fがホブ加工により除去される前の加工
代部13bにおける表面13b′に対してなす角度をθ
a、ホブカッター15の回転方向後方に位置する端縁E
rとホブカッター15の外周軌跡との接線16rがホブ
加工により除去される前の予備成形体13の表面13′
に対してなす角度をθbとして、θa<θbとする。他
は第1実施形態と同様の構成とされている。
【0016】上記第2実施形態によれば、θa<θbと
されているので第1実施形態よりもバリの発生をさらに
低減できる。すなわち第2実施形態によれば、ホブ加工
の完了直前にホブカッター15により除去される部位の
肉厚は、ホブ加工完了時のウォームホイール10とホブ
カッター15の外周との接触領域におけるホブカッター
15の回転方向前方に位置する端縁10Ef近傍で、ホ
ブカッター15の回転方向後方に位置する部分よりも薄
くなる。すなわち、バリの発生し易い位置近傍におい
て、ホブカッター15により除去される部位の肉厚を薄
くすることで、ホブカッター15により予備成形体をあ
たかも薄皮を剥ぐように加工できるので、ホブ加工量が
少なくなってバリの発生がより抑制される。他は第1実
施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【0017】本発明は上記実施形態に限定されない。例
えば、上記各実施形態のようにウォームホイール10の
全体を合成樹脂材製とすることに代えて、芯金と、この
芯金を覆う合成樹脂材とでウォームホイールを構成して
もよく、ウォームホイールは少なくとも歯部が合成樹脂
材製であればよい。また、本発明方法により製造される
ウォームホイールはパワーステアリング装置において使
用されるものに限定されない。
【0018】
【発明の効果】本発明のウォームホイールの製造方法に
よれば、バリ発生を低減すると共に複雑な構成の成形型
を必要としないので工数およびコストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態のウォームホイールを用いた
電動パワーステアリング装置の縦断面図
【図2】本発明の第1実施形態のウォームホイールの製
造工程において成形されるハスバ歯車の(1)は歯すじ
を示す図、(2)は部分縦断面図
【図3】本発明の第1実施形態のウォームホイールのホ
ブ加工完了時の(1)は歯すじを示す図、(2)は部分
縦断面図
【図4】本発明の第1実施形態のウォームホイールの製
造工程を示す図
【図5】本発明の第2実施形態のウォームホイールの製
造工程において成形されるハスバ歯車の(1)は歯すじ
を示す図、(2)は部分縦断面図
【図6】本発明の第2実施形態のウォームホイールの製
造工程を示す図
【符号の説明】
10 ウォームホイール 10a 歯部 13 予備成形体 13a 歯部 13b 加工代部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少なくとも歯部が合成樹脂材製であるウォ
    ームホイールを製造する方法において、ハスバ歯車と同
    歯形の歯部を有する予備成形体を型成形する工程と、そ
    の予備成形体を、そのハスバ歯車の歯すじ方向に型抜き
    する工程と、その予備成形体の各歯部を、歯すじ方向に
    おける中央部位では両端部位よりも歯丈が大きく且つ歯
    厚が薄い歯形になるようにホブ加工することで、ウォー
    ムホイールの歯部にする工程とを有することを特徴とす
    るウォームホイールの製造方法。
  2. 【請求項2】その予備成形体の各歯部において、ホブカ
    ッターの回転方向前方部位では回転方向後方部位よりも
    歯丈が小さくなり、且つ、ホブカッターの回転方向前方
    部位では回転方向前方に向かうに従い歯丈が小さくなる
    ように、その予備成形体と一体的に加工代部を型成形
    し、その加工代部を、その予備成形体の各歯部と共にホ
    ブ加工し、そのホブ加工完了時のウォームホイールとホ
    ブカッターの外周との接触領域において、そのホブカッ
    ターの回転軸方向から視て、ホブカッターの回転方向前
    方に位置する端縁とホブカッターの外周軌跡との接線が
    ホブ加工により除去される前の加工代部における表面に
    対してなす角度をθa、ホブカッターの回転方向後方に
    位置する端縁とホブカッターの外周軌跡との接線がホブ
    加工により除去される前の予備成形体の表面に対してな
    す角度をθbとして、θa<θbとする請求項1に記載
    のウォームホイールの製造方法。
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