JP2006142400A - ウォームホイールの製造方法及びウォーム減速機 - Google Patents

Abstract

【課題】 ウォームとウォームホイールとの噛合部の接触面積を十分に大きくできる、ウォームホイールの製造方法およびウォーム減速機を実現する。
【解決手段】 ウォームホイール５ｂの歯部８ｂを加工する為の工具として、ウォーム３よりも歯先及び歯底の径寸法がそれぞれ少しだけ大きいウォーム３の表面に多数の砥粒を電着して成る加工用ウォームを使用する。これにより、上記ウォームホイール５ｂと上記ウォーム３とを噛合させて成るウォーム減速機の頂げきを正の値として、上記課題を解決する。
【選択図】 図１１

Description

本発明は、例えば、電動式パワーステアリング装置や介護用ベッド等に組み込んで使用されるウォーム減速機と、このウォーム減速機を構成するウォームホイールの製造方法とに関する。

車両の操舵輪（フォークリフト等の特殊車両を除き、通常は前輪）に舵角を付与する際に運転者がステアリングホイールを操作する為に要する力の軽減を図る為の装置として、パワーステアリング装置が広く使用されている。又、この様なパワーステアリング装置で、補助動力源として電動モータを使用する電動式パワーステアリング装置も、近年普及し始めている。電動式パワーステアリング装置は、油圧式パワーステアリング装置に比べて、小型且つ軽量に造れるだけでなく、補助動力の大きさ（アシストトルク）の制御が容易で、しかもエンジンの動力損失が少ないと言った利点がある。又、この様な電動式パワーステアリング装置には減速機を組み込むが、この減速機として従来から、大きなリード角を有し、動力の伝達方向に関して可逆性を有するウォーム減速機が、一般的に使用されている。

図１７〜１８は、この様な電動式パワーステアリング装置に組み込んだウォーム減速機の従来構造の１例を示している。このウォーム減速機は、電動モータ１に固定した、減速機用のハウジング２の内側に設けられており、軸方向中間部にウォーム３を形成したウォーム軸４と、このウォーム３に噛合させたウォームホイール５とを備える。このうちのウォーム軸４は、軸方向両端部に外嵌した１対の玉軸受６、６により、上記ハウジング２の内側に回転自在に支持している。これと共に、上記ウォーム軸４の一端部（図１７の左端部）を上記電動モータ１の出力軸７に接続する事により、このウォーム軸４を回転駆動自在としている。

又、上記ウォームホイール５は、上記ハウジング２の内側に回転自在に設けられており、自身の回転中心軸を、上記ウォーム軸４に対して捩れの位置に配置している。そして、このウォームホイール５の外周縁部分に形成した歯部８を、上記ウォーム３に噛合させる事により、このウォームホイール５と上記ウォーム軸４との間での回転力の伝達を自在としている。尚、図示の例の場合、上記ウォームホイール５は、径方向の内端部及び中間部を金属により造ると共に、上記歯部８を含む径方向の外端部（図１７〜１８に斜格子を付して示した部分）を合成樹脂９により造っている。これにより、運転時に上記噛合部で発生する打音及び摺動音の低減と軽量化とを図っている。又、この様なウォームホイール５は、ステアリングシャフト１０の中間部に外嵌固定している。これにより、上記電動モータ１で発生した回転駆動力を、上記ウォーム軸４と上記ウォームホイール５とから成るウォーム減速機を介して、上記ステアリングシャフト１０に伝達可能としている。

又、上記ウォーム３及び上記ウォームホイール５のリード角θを十分に大きくする事により、ウォーム減速機の逆動作（上記ウォームホイール５から上記ウォーム３への回転伝達）を可能にしている。尚、このウォーム減速機の減速比と上記ウォームホイール５の外径寸法とを一定の大きさに維持したまま、上記リード角θを大きくする為には、図１９の（Ａ）→（Ｂ）に示す様に、上記ウォーム３の外径寸法を小さくする必要がある。従って、図１７〜１８に示したウォーム減速機の場合には、逆動作を行なわせる必要がない（リード角θを小さくした）ウォーム減速機の場合に比べて、上記ウォーム３の外径寸法が大幅に小さくなっている。

上述の様なウォーム減速機を含んで構成する電動式パワーステアリング装置は、次の様に動作する。操舵輪に舵角を付与する為、運転者がステアリングホイールを操作し、上記ステアリングシャフト１０が回転すると、トルクセンサ（図示せず）がこのステアリングシャフト１０の回転方向とトルクとを検出し、その検出値を表す信号を制御器（図示せず）に送る。すると、この制御器は、上記電動モータ１に通電し、上記ウォーム減速機を介して上記ステアリングシャフト１０を、上記ステアリングホイールの操作に基づく回転方向と同方向に回転させる。この結果、上記ステアリングシャフト１０は、上記ステアリングホイールの操作に基づいて発生したトルクに加え、通電に基づいて上記電動モータ１が発生したアシストトルク（補助動力）を受けて回転する。従って、この補助動力の分だけ、運転者が上記ステアリングホイールを操作する為に要する力を軽減できる。一方、例えば前記ウォーム軸４を接続した電動モータ１が故障した場合には、上記ステアリングホイールを操作する事に基づいて、上記ウォーム減速機を逆動作させる。これにより、このステアリングホイールの操作が行なえなくなる事を防止する。

ところで、上述した様なウォーム減速機を構成するウォームホイール５を製造する場合、このウォームホイール５の歯部８の加工は、例えば特許文献１、２等に記載されている様に、ホブカッターを使用して行なうのが一般的である。図２０は、この様にホブカッター１１を使用して上記歯部８の加工を行なう状況を示している。この歯部８の加工を行なう場合には、同図に示す様に、上記ウォームホイール５の中間素材１２（歯部を形成する前のウォームホイール５）の中心軸と上記ホブカッター１１の中心軸とを、互いに捩れの位置に配置した状態で、これら中間素材１２とホブカッター１１とを、それぞれウォーム減速機の減速比に応じた速度関係で回転させる。そして、この状態で、上記ホブカッター１１により上記中間素材１２の外周縁部分を切削し、この外周縁部分に上記歯部８を形成する。

この様にして歯部８を形成する場合、上記ホブカッター１１として上記ウォーム３と同径のものを使用すれば、加工後の歯部８と上記ウォーム３との噛合部の接触面積を大きく（当接圧を小さく）でき、ウォーム減速機の耐久性を十分に確保できる。ところが、前述した様に、電動式パワーステアリング装置に組み込むウォーム減速機の場合には、逆動作を行なわせる（リード角θを大きくする）必要がある為、逆動作を行なわせない（リード角θを小さくする）ウォーム減速機の場合に比べて、上記ウォーム３の外径寸法が大幅に小さくなっている。この為、外周面に複数のスリットを形成した上記ホブカッター１１の場合、このホブカッター１１として上記ウォーム３と同径のものを使用すると、このホブカッター１１の強度を十分に確保できなくなる。

この為、実際には、上記ホブカッター１１として上記ウォーム３よりも大径のものを使用する。但し、この様な大径のホブカッター１１を使用するだけでは、加工後の上記歯部８と上記ウォーム３（図１７〜１９）との噛合部の接触面積が小さく（当接圧が大きく）なり、ウォーム減速機の耐久性を確保するのが難しくなる。そこで、実際には、上記ホブカッター１１により上記歯部８の加工を行なった後、この歯部８と上記ウォーム３とを噛合させ、この噛合部に負荷を掛けながらウォーム減速機の運転を行なう（慣らし工程を行なう）。これにより、上記歯部８の歯面を削って、この歯部８と上記ウォーム３との噛合部の接触面積を大きくする。ところが、この様な慣らし工程を行なうと、その分だけ製造コストが高くなる。又、近年、ウォーム減速機の高効率化の為、上記ウォーム３の歯面に鏡面仕上げを施す事が多くなっている。この様な鏡面仕上げを施したウォーム３の場合には、これを使用して上記慣らし工程を行なっても、上記歯部８の歯面を削る事ができず、当該慣らし工程の目的を達成できない可能性がある。

特開２００２−２５４４７８号公報 特開２００３−３３４７２４号公報

本発明は、上述の様な事情に鑑み、ウォームホイールとウォームとの噛合部の接触面積を十分に大きくする事ができる、ウォームホイールの製造方法及びウォーム減速機を、低コストで実現すべく発明したものである。

本発明のウォームホイールの製造方法及びウォーム減速機のうち、請求項１に記載したウォームホイールの製造方法は、少なくとも歯部｛の歯面（ウォームと接触する面）｝の表層部が合成樹脂により造られているウォームホイールの製造方法に関する。
この様な本発明のウォームホイールの製造方法は、使用時に上記ウォームホイールに噛合させるウォーム（使用時のウォーム）と比較して軸方向に関する歯のピッチが同等で且つ歯先及び歯底の径寸法がそれぞれ同等以上であるウォームの表面に砥粒を電着して成る加工用ウォームにより、上記ウォームホイールの歯部の加工を行なう。
尚、上記使用時のウォームと比較して軸方向に関する歯のピッチが同等で且つ歯先及び歯底の径寸法がそれぞれ同等であるウォームとは、上記使用時のウォームと同形・同大のウォームの事である。

又、請求項７に記載したウォーム減速機は、ウォームとウォームホイールとを互いに噛合させて成る。
特に、請求項７に記載したウォーム減速機に於いては、上記ウォームホイールが、上述した請求項１（又は後述する請求項２〜６の何れか）に記載した製造方法により造られたものである。

上述の様に本発明のウォームホイールの製造方法の場合、ウォームホイールの歯部の加工を行なう為の工具として、使用時のウォームとほぼ同形・同大の加工用ウォームを使用する。この為、この加工用ウォームによる加工を行なった後に、前述した様な慣らし工程を行なわなくても、加工後のウォームホイールと使用時のウォームとの接触面積を広く（当接圧を小さく）できる。又、ホブカッターの場合と異なり、上記加工用ウォームの外周面に形成された歯部は、螺旋状に連続しており、途中にスリットが設けられていない。この為、この加工用ウォームとして、使用時のウォームとほぼ同形・同大のもの（外径寸法が小さいもの）を使用しても、この加工用ウォームの強度を十分に確保できる。

又、上述した様な本発明のウォーム減速機の場合には、ウォームホイールとして、本発明の製造方法により造られたものを使用する為、このウォームホイールとウォームとの噛合部の接触面積を広くできる。従って、ウォーム減速機の耐久性を十分に確保できる。

本発明のウォームホイールの製造方法を実施する場合に、好ましくは、請求項２に記載した様に、加工用ウォームを構成するウォームの歯先及び歯底の径寸法を、使用時にウォームホイールに噛合させるウォームの歯先及び歯底の径寸法と比較して、それぞれ少しだけ（例えば、使用時のウォームに対して１〜１０％程度、より好ましくは１〜３％程度）大きくする。
この様にすれば、加工後のウォームホイールと使用時のウォームとを噛合させて成るウォーム減速機の頂げき（このウォームホイールの歯底円とこのウォームの歯先円との間の、又は、このウォームホイールの歯先円とこのウォームの歯底円との間の、これら両部材の中心軸共通垂線に沿った距離）を、正（＞０）にする事ができる。又、一般に、ウォーム減速機の使用時、このウォーム減速機の頂げきがゼロである場合よりも、正（＞０）である場合の方が、ウォームの歯先（歯底）とウォームホイール歯底（歯先）とが干渉する事を防止でき、この結果、これらウォームとウォームホイールとの噛合部がロックする事を回避できる。
従って、上述の請求項２に記載した発明によれば、加工後のウォームホイールの歯先（歯底）と使用時のウォームの歯底（歯先）とが干渉する事を防止でき、この結果、これらウォームホイールとウォームとの噛合部がロックする事を回避できる。更には、上記ウォームホイールと上記ウォームとの噛合部の全体で、これらウォームホイールの歯先（歯底）とウォームの歯底（歯先）との間に常に隙間を生じさせる事ができる為、これら各間部分に潤滑剤を進入させ易くして、噛合部の潤滑状態を良好にできる。従って、ウォーム減速機の耐久性をより十分に確保する事ができる。

又、本発明のウォームホイールの製造方法を実施する場合に、好ましくは、請求項３に記載した様に、加工用ウォームによりウォームホイールの歯部の加工を行なうのに先立ち、この加工用ウォームによる加工以外の手段（例えば、合成樹脂の射出成形や、上記加工用ウォームよりも大径のホブカッターによる切削加工等）により、上記ウォームホイールを造る為の中間素材の外周面の形状を、円筒面に比べて完成後の上記歯部の形状に近い形状に成形する。
この様にすれば、加工用ウォームによる加工代を少なくできる為、この加工用ウォームの寿命を長くできると共に、全体の加工時間を短くできる。従って、製造コストを低減できる。特に、上記加工用ウォームによる加工以外の手段として、合成樹脂の射出成形を採用すれば、材料（合成樹脂）の歩留まりを向上させられる為、更なる製造コストの低減を図れる。

又、本発明のウォームホイールの製造方法は、請求項４に記載した様に、製造対象となるウォームホイールを構成する合成樹脂にガラス繊維が含まれている場合にも、好ましく実施できる。
即ち、ウォームホイールを構成する合成樹脂にガラス繊維を含ませれば、強度及び剛性を向上させて、この合成樹脂により構成する歯部の耐久性を向上させる事ができる。ところが、ガラス繊維を含んだ合成樹脂は、ガラス繊維を含んでいない合成樹脂に比べて切削抵抗（及び研削抵抗）が大きい為、小径のホブカッターを使用して加工を行なうと、このホブカッターの耐久性を十分に確保するのが難しくなる。これに対し、本発明で使用する加工用ウォームは、同サイズのホブカッターに比べて強度が十分に大きい為、ガラス繊維を含んだ合成樹脂を研削（若しくは切削）する場合にも、十分な耐久性を確保できる。従って、本発明によれば、合成樹脂にガラス繊維を含んだ、十分な耐久性を有するウォームホイールを低コストで造る事ができる。

又、本発明のウォームホイールの製造方法は、請求項５に記載した様に、使用時にウォームホイールに噛合させるウォームが、円筒状ウォームであっても、或は鼓状ウォームであっても、実施する事ができる。尚、このうちの鼓状ウォームとは、図２１（Ａ）、（Ｂ）に模式的に示す様に、歯先の母線形状（実線α）に拘らず、歯底の母線形状（破線β）が鼓状であるウォームを言う。
この場合、加工用ウォームも、使用時にウォームホイールに噛合させるウォームに合わせて、円筒状ウォーム又は鼓状ウォームとする。

又、本発明のウォームホイールの製造方法を実施する場合に、好ましくは、請求項６に記載した様に、加工用ウォームによる加工を、切削油を使用する事なく（ドライ加工で）、且つ、加工部位を空気冷却（エアクーリング）しながら行なう。
この様にすれば、加工用ウォームによる歯部の加工を効率良く行なえる。即ち、この加工用ウォームの表面に電着した各砥粒は、これら各砥粒の外径の約２分の１の部分が、この加工用ウォームの表面に埋め込まれている。この為、上記歯部の加工時には、上記加工用ウォームの上記ウォームホイール（の中間素材）に向けての送り速度を、この加工用ウォームの１回転当たり、上記砥粒の外径の約２分の１以下と小さくしなければならない。従って、加工効率を落とさない様にする為、上記加工用ウォームの回転速度は、従来のホブカッターの回転速度に比べて、５〜１０倍程度大きくする必要がある。この際に、勿論、上記中間素材の回転速度も、上記加工用ウォームの回転速度と同じ割合で大きくする。ところが、この様な高速回転による加工を行なうと加工部の発熱量が多くなる為、被加工物である合成樹脂が溶ける事によって上記加工用ウォームが目詰まりを起こし、その後の加工を効率良く行なえなくなる可能性がある。そこで、上述の様に加工用ウォームによる加工を、ドライ加工で、しかも加工部位をエアクーリングしながら行なえば、この加工部位で溶融した合成樹脂を急冷によりフィルム状にして吹き飛ばす事ができる。この為、上記加工用ウォームが目詰まりを起こす事を防止して、上記歯部の加工を効率良く行なう事ができる。

又、本発明のウォーム減速機を実施する場合に、好ましくは、請求項８に記載した様に、ウォームの歯面の表面粗さをＲａ０．１（μｍ）以下とする。
この様な構成を採用すれば、ウォームホイールとウォームとの噛合部の摺動抵抗を小さくする事ができる為、ウォーム減速機の高効率化を図れる。

図１〜６は、請求項１、４、５、６、７、８に対応する、本発明の実施例１を示している。尚、本実施例の特徴は、ウォームホイール５ａの製造方法、及び、このウォームホイール５ａを含んで構成するウォーム減速機の構造にある。その他の部分の構造及び作用は、前述の図１７に示した従来構造の場合と同様である為、重複する図示及び説明は省略若しくは簡略にし、以下、本実施例の特徴部分を中心に説明する。

本実施例では、上記ウォームホイール５ａの歯部８ａの加工を行なう為の工具として、図１（Ｂ）に示す様な加工用ウォーム１３を使用する。この加工用ウォーム１３は、同図（Ａ）及び図６に示した、使用時に上記歯部８ａに噛合させるウォーム３と同形・同大であるウォームの表面に、多数の砥粒１４、１４（図２にのみ図示）を電着して成る。尚、上記図１（Ｂ）及び図４に細かい斜格子を付して示した部分（黒く塗り潰した様に見える部分）が、上記多数の砥粒１４、１４を電着した部分である。又、本実施例の場合、上記ウォームホイール５ａを造る為の中間素材１２ａとして、図３に示す様な、外周面を円筒面状に形成したものを用いる。但し、本実施例の場合、この中間素材１２ａの径方向外端部を構成する合成樹脂９ａには、ガラス繊維が含まれている。

本実施例の場合、上述の様な加工用ウォーム１３を使用して、上記ウォームホイール５ａの歯部８ａの加工を行なう場合には、図４に示す様に、上記中間素材１２ａの中心軸と上記加工用ウォーム１３の中心軸とを、互いに捩れの位置に配置した状態で、これら中間素材１２ａと加工用ウォーム１３とを、それぞれウォーム減速機の減速比に応じた速度関係で回転させる。そして、この状態で、上記加工用ウォーム１３を上記中間素材１２ａの外周面に押し付ける事により、この中間素材１２ａの外周面を研削（若しくは切削）する。この研削（若しくは切削）作業は、上記加工用ウォーム１３と上記中間素材１２ａとの中心軸間距離が所定の大きさ（例えば、完成後のウォームホイールとウォームとの中心軸間距離）になるまで行なう。そして、この様な加工を行なう事により、上記中間素材１２ａの外周面に上記歯部８ａ（図５〜６）を形成する。
尚、この様な加工を施す前の上記中間素材１２ａの外径寸法は、任意に決定できる。例えば、この外径寸法を、完成後のウォームホイールの歯先とウォームの歯底との間に十分な頂げきが生じる大きさにしておく事もできる。

尚、前述した様に、この様な加工を行なう際、上記加工用ウォーム１３の上記中間素材１２ａに向けての送り速度は、この加工用ウォーム１３の１回転当たり、上記各砥粒１４、１４の外径の約２分の１以下と小さくする必要がある。この為、加工効率を落とさない様にすべく、上記加工用ウォーム１３の回転速度は、従来のホブカッターの回転速度に比べて、５〜１０倍程度大きくする。この際に、勿論、上記中間素材１２ａの回転速度も、上記加工用ウォーム１３の回転速度と同じ割合で大きくする。又、上記加工用ウォーム１３による加工は、ドライ加工で、しかも加工部位をエアクーリングしながら行なう。

又、本実施例の場合には、図６に示す様に、完成後のウォームホイール５ａに噛合させるウォーム３の歯面の表面粗さを、Ｒａ０．１以下としている。

上述の様な本実施例のウォームホイールの製造方法及びウォーム減速機の場合には、ウォームホイール５ａの歯部８ａを、使用時のウォーム３と同形・同大の加工用ウォーム１３により加工する。この為、この加工用ウォーム１３による加工を行なった後に、前述した慣らし工程を行なわなくても、図６に示す様に、上記ウォームホイール５ａの歯部８ａと使用時のウォーム３との噛合部の接触面積を大きく（当接圧を小さく）できる。更に、本実施例の場合には、上記ウォームホイール５ａを構成する合成樹脂１２ａに、ガラス繊維が含まれている。この為、ウォーム減速機の耐久性を十分に確保できる。

又、本実施例の場合、前記ホブカッター１１（図２０参照）の場合と異なり、上記加工用ウォーム１３の外周面に形成された歯部は、螺旋状に連続しており、途中にスリットが設けられていない。この為、上述した様に加工用ウォーム１３として、使用時のウォーム３と同形・同大のもの（外径寸法が小さいもの）を使用しても、この加工用ウォーム１３の強度を十分に確保できる。従って、本実施例の様に、上記ウォームホイール５ａを構成する合成樹脂１２ａにガラス繊維が含まれており、この合成樹脂１２ａの切削抵抗（及び研削抵抗）が大きくなっている様な場合でも、上記加工用ウォーム１３の耐久性を十分に確保できる。

又、本実施例の場合には、上記加工用ウォーム１３による加工を、ドライ加工で、しかも加工部位をエアクーリングしながら行なう。この為、高速回転による加工を行なう事により加工部位で溶融した合成樹脂１２ａを、急冷によりフィルム状にして吹き飛ばす事ができる。この為、上記加工用ウォーム１３が目詰まりを起こす事を防止して、上記歯部８ｂの加工を効率良くに行なえる。

更に、本実施例の場合には、完成後のウォームホイール５ａの歯部８ａに噛合させるウォーム３の歯面の表面粗さＲａ０．１以下としている為、これらウォームホイール５ａとウォーム３との噛合部の摺動抵抗を小さくする事ができ、ウォーム減速機の高効率化を図れる。

次に、図７〜１１は、請求項１、２、４、５、６、７、８に対応する、本発明の実施例２を示している。本実施例では、ウォームホイール５ｂの歯部８ｂの加工を行なう為の工具として、図７（Ｂ）に示す様な加工用ウォーム１３ａを使用する。この加工用ウォーム１３ａは、同図（Ａ）及び図１１に示した、使用時に上記歯部８ｂに噛合させるウォーム３と同形・同大のウォームの表面に、多数の砥粒１４、１４（図２参照）を電着して成る。尚、上記図７（Ｂ）に細かい斜格子を付して示した部分（黒く塗り潰した様に見える部分）が、上記多数の砥粒１４、１４を電着した部分である。これにより、上記加工用ウォーム１３ａのうち、上記電着した部分を、上記ウォーム３の対応する部分よりも、少しだけ大きくしている。具体的には、軸方向に関する歯のピッチＰは等しいが、歯先の径寸法Ｄ_13a 及び歯底の径寸法ｄ_13a を、上記ウォーム３の歯先の径寸法Ｄ₃ 及び歯底の径寸法_d3よりもそれぞれ少しだけ（例えば、このウォーム３に対して１〜１０％程度、好ましくは１〜３％程度、実寸法では０．１〜１．０mm程度、好ましくは０．１〜０．３mm程度）大きく（Ｄ_13a ＞Ｄ₃ 、ｄ_13a ＞ｄ₃ ）している。従って、図８に詳示する様に、同図に実線で示した上記加工用ウォーム１３ａの歯先の径寸法Ｄ_13a 及び歯底の径寸法ｄ_13a は、同じく二点鎖線で示した上記ウォーム３の歯先の径寸法Ｄ₃ 及び歯底の径寸法ｄ₃ よりも、それぞれ少しだけ大きい（Ｄ_13a ＞Ｄ₃ 、ｄ_13a ＞ｄ₃ ）。

又、本実施例の場合も、上述した実施例１の場合と同様、上記ウォームホイール５ｂを造る為の中間素材１２ａとして、図９に示す様な、外周面を円筒面状に形成し、且つ、径方向外端部を構成する合成樹脂９ａにガラス繊維が含まれているものを用いる。

本実施例の場合、上記ウォームホイール５ｂの歯部８ｂの加工を行なう場合には、上記加工用ウォーム１３ａを使用して、上述した実施例１の場合と同様の加工方法（図４参照）により、上記中間素材１２ａの外周面を研削（若しくは切削）する。

上述の様な本実施例のウォームホイールの製造方法及びウォーム減速機の場合も、上述した実施例１の場合と同様、ウォームホイール５ｂの歯部８ｂの加工を行なう為の工具として、使用時のウォーム３とほぼ同形・同大の加工用ウォーム１３ａを使用する。この為、この加工用ウォーム１３ａによる加工を行なった後に、前述した様な慣らし工程を行なわなくても、加工後のウォームホイール５ｂと上記ウォーム３との接触面積を広く（当接圧を小さく）できる。

特に、本実施例の場合には、上述の様に構成する加工用ウォーム１３ａを使用する為、図１１に示す様に、加工後のウォームホイール５ｂとウォーム３とを噛合させて成るウォーム減速機の頂げきを、正にする事ができる。従って、本実施例の製造方法により製造したウォームホイール５ｂを含んで構成するウォーム減速機の場合には、上記ウォームホイール５ｂの歯先（歯底）と上記ウォーム３の歯底（歯先）とが干渉する事を防止でき、この結果、これらウォームホイール５ｂとウォーム３との噛合部がロックする事を回避できる。更には、上記ウォームホイール５ｂと上記ウォーム３との噛合部の全体で、これらウォームホイール５ｂの歯先（歯底）とウォーム３の歯底（歯先）との間に常に隙間を生じさせる事ができる為、これら各間部分に潤滑剤を進入させ易くして、噛合部の潤滑状態を良好にできる。従って、ウォーム減速機の耐久性をより十分に確保する事ができる。その他の構成及び作用は、上述した実施例１の場合と同様である。

次に、図１２〜１３は、請求項１、４、５、６、７、８に対応する、本発明の実施例３を示している。前述した実施例１の場合には、図６に示した様な、円筒状のウォーム３を噛合させて使用するウォームホイール５ａを製造対象とした。これに対し、本実施例の場合には、図１３に示す様な、鼓状のウォーム３ａを噛合させて使用するウォームホイール５ｃを製造対象としている。本実施例の場合も、前述した実施例１の場合と同様、図１２（Ｂ）に示す加工用ウォーム１３ｂは、同図（Ａ）及び図１３に示した使用時のウォーム３ａと同形・同大の鼓状のウォームの表面に多数の砥粒１４、１４（図２参照）を電着して成る。尚、上記図１２（Ｂ）に細かい斜格子を付して示した部分（黒く塗り潰した様に見える部分）が、上記多数の砥粒１４、１４を電着した部分である。その他の部分の構造及び作用は、前述した実施例１の場合と同様である。

次に、図１４〜１５は、請求項１、２、４、５、６、７、８に対応する、本発明の実施例４を示している。前述した実施例２の場合には、図１１に示した様な、円筒状のウォーム３を噛合させて使用するウォームホイール５ｂを製造対象とした。これに対し、本実施例の場合には、図１５に示す様な、鼓状のウォーム３ａを噛合させて使用するウォームホイール５ｄを製造対象としている。本実施例の場合も、前述した実施例２の場合と同様、図１４（Ｂ）に示す加工用ウォーム１３ｃは、同図（Ａ）及び図１５に示した使用時のウォーム３ａと比較して、軸方向に関する歯のピッチＰが等しく且つ歯先及び歯底の径寸法がそれぞれ少しだけ大きい鼓状のウォームの表面に多数の砥粒１４、１４（図２参照）を電着して成る。尚、上記図１４（Ｂ）に細かい斜格子を付して示した部分（黒く塗り潰した様に見える部分）が、上記多数の砥粒１４、１４を電着した部分である。その他の部分の構造及び作用は、前述した実施例２の場合と同様である。

次に、図１６は、請求項１〜８に対応する、本発明の実施例５を示している。本実施例の場合には、この図１６に示す様に、加工用ウォームによりウォームホイールの歯部の加工を行なうのに先立ち、この加工用ウォームによる加工以外の手段（例えば、合成樹脂の射出成形や、上記加工用ウォームよりも大径のホブカッターによる切削加工等）により、上記ウォームホイールを造る為の中間素材１２ｂの外周面の形状を、円筒面に比べて完成後の歯部の形状に近い形状に成形する。

この様な本実施例の場合には、上記加工用ウォームによる加工代を少なくできる為、この加工用ウォームの寿命を長くできると共に、全体の加工時間を短くできる。従って、製造コストを低減できる。特に、上記加工用ウォームによる加工以外の手段として、合成樹脂の射出成形を採用すれば、歩留まりを良くできる為、製造コストの低減を十分に図れる。その他の構成及び作用は、上述した実施例１〜４の場合と同様である。

本発明の実施例１を示しており、（Ａ）は使用時のウォームを、（Ｂ）は加工用ウォームを、それぞれ示す正面図。 加工用ウォームの表層部の拡大断面図。 ウォームホイールの中間素材を示す正面図。 加工用ウォームを使用してウォームホイールの歯部を加工する方法を示しており、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は（Ａ）のＸ−Ｘ断面図。 ウォームホイールの正面図。 加工後のウォームホイールと使用時のウォームとを噛合させた状態を示す、図１７のＡ部に相当する拡大図。 本発明の実施例２を示しており、（Ａ）は使用時のウォームを、（Ｂ）は加工用ウォームを、それぞれ示す正面図。 加工用ウォームと使用時のウォームとの寸法関係を詳示する為の部分断面図。 ウォームホイールの中間素材を示す正面図。 ウォームホイールの正面図。 加工後のウォームホイールと使用時のウォームとを噛合させた状態を示す、図１７のＡ部に相当する拡大図。 本発明の実施例３を示しており、（Ａ）は使用時のウォームを、（Ｂ）は加工用ウォームを、それぞれ示す正面図。 加工後のウォームホイールと使用時のウォームとを噛合させた状態を示す、図１７のＡ部に相当する拡大図。 本発明の実施例４を示しており、（Ａ）は使用時のウォームを、（Ｂ）は加工用ウォームを、それぞれ示す正面図。 加工後のウォームホイールと使用時のウォームとを噛合させた状態を示す、図１７のＡ部に相当する拡大図。 本発明の実施例５を示す、ウォームホイールの中間素材の正面図。 パワーステアリング装置のうち、ウォーム減速機を組み込んだ部分の断面図。 図１７のＡ部拡大図。 ウォームの外径寸法とリード角θとの関係を説明する為の部分断面図。 従来方法の１例である、ホブカッターによりウォームホイールの歯部を加工する方法を示す部分正面図。 鼓状ウォームの形態を説明する為の略図。

符号の説明

１ 電動モータ
２ ハウジング
３、３ａ ウォーム
４ ウォーム軸
５、５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ ウォームホイール
６ 玉軸受
７ 出力軸
８、８ａ、８ｂ 歯部
９、９ａ 合成樹脂
１０ ステアリングシャフト
１１ ホブカッター
１２、１２a 、１２ｂ 中間素材
１３、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ 加工用ウォーム
１４ 砥粒

Claims (8)

1. 少なくとも歯部の表層部が合成樹脂により造られているウォームホイールの製造方法であって、使用時にこのウォームホイールに噛合させるウォームと比較して軸方向に関する歯のピッチが同等で且つ歯先及び歯底の径寸法がそれぞれ同等以上であるウォームの表面に砥粒を電着して成る加工用ウォームにより、上記ウォームホイールの歯部の加工を行なう、ウォームホイールの製造方法。
2. 加工用ウォームを構成するウォームの歯先及び歯底の径寸法を、使用時にウォームホイールに噛合させるウォームの歯先及び歯底の径寸法と比較して、それぞれ少しだけ大きくした、請求項１に記載したウォームホイールの製造方法。
3. 加工用ウォームによりウォームホイールの歯部の加工を行なうのに先立ち、この加工用ウォームによる加工以外の手段により、上記ウォームホイールを造る為の中間素材の外周面の形状を、円筒面に比べて完成後の上記歯部の形状に近い形状に成形する、請求項１〜２の何れかに記載したウォームホイールの製造方法。
4. 製造対象となるウォームホイールを構成する合成樹脂にガラス繊維が含まれている、請求項１〜３の何れかに記載したウォームホイールの製造方法。
5. 使用時にウォームホイールに噛合させるウォームが、円筒状ウォーム又は鼓状ウォームである、請求項１〜４の何れかに記載したウォームホイールの製造方法。
6. 加工用ウォームによる加工を、切削油を使用する事なく、且つ、加工部位を空気冷却しながら行なう、請求項１〜５の何れかに記載したウォームホイールの製造方法。
7. ウォームとウォームホイールとを互いに噛合させて成るウォーム減速機に於いて、このウォームホイールが請求項１〜６の何れかに記載したウォームホイールの製造方法により造られたものである事を特徴とするウォーム減速機。
8. ウォームの歯面の表面粗さをＲａ０．１以下とした、請求項７に記載したウォーム減速機。
   

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