JP2017080843A - ステアリング装置におけるサンギヤ及びリングギヤの製造方法、及びサンギヤ及びリングギヤ - Google Patents

Abstract

【課題】ウォームホイールで構成したサンギヤ及びウォームホイールで構成したリングギヤが、ホイール軸に対して傾斜する傾斜面（ホイール軸に対して直交する面を含む）に形成された歯部で遊星ウォームで構成したプラネタリギヤの歯部と噛み合う遊星歯車装置のサンギヤ及びリングギヤの歯部を、プラネタリギヤとほぼ同じ諸元の加工用ウォームにより加工することができる、ステアリング装置におけるサンギヤ及びリングギヤの製造方法を提供する。
【解決手段】ステアリング装置におけるサンギヤ及びリングギヤの製造方法は、プラネタリギヤ１３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やや小さいか同等以上であるウォームの表面に砥粒１１４を電着して成る加工用ウォーム１１３により、サンギヤ１１及びリングギヤ１２のそれぞれの歯部１１ｂ、１２ｂの加工を行う。
【選択図】図８

Description

本発明は、ステアリング装置におけるサンギヤ及びリングギヤの製造方法、及びその製造方法により製造されたサンギヤ及びリングギヤに関する。

自動車のステアリング装置は、一般に、運転者の操舵によるステアリング軸の回転をラックアンドピニオン機構によってラックの左右方向のスライド運動に変換して、転舵輪を転舵する。そして、自動車の車速に応じた走行安定性を確保するために、ステアリング装置は、ステアリング軸の操舵角に対する転舵輪の転舵角の伝達比（減速比）を自動車の車速に応じて変化させる伝達比可変機構を備えている。
そして、この種のステアリング装置として、運転者の操舵により回転するステアリング軸の回転が入力され該回転を減速又は増速して転舵輪に出力する遊星歯車装置と、遊星歯車装置による回転の減速又は増速の比率を変化させる可変機構とを備え、遊星歯車装置を、ウォームホイールで構成したサンギヤと、このサンギヤと同心に配されたウォームホイールで構成したリングギヤと、サンギヤ及びリングギヤに噛み合いサンギヤの回りを公転する遊星ウォームで構成したプラネタリギヤと、サンギヤ及びリングギヤと同心に配されプラネタリギヤを回転自在に支持するキャリヤとを有する構成で構成したステアリング装置が開発されている。ここで、ウォームホイールで構成したサンギヤ及びウォームホイールで構成したリングギヤは、ホイール軸直方向以外、具体的に述べると、ホイール軸に対して傾斜する傾斜面（ホイール軸に対して直交する面を含む）に形成された歯部が遊星ウォームで構成したプラネタリギヤの歯部と噛み合う。

一方、ウォーム減速機構を構成するウォームホイールを製造する場合には、ウォームホイールの歯部の加工は、例えば、特許文献１及び特許文献２等に記載されているように、ホブカッターを使用して行うのが一般的である。ホブカッターを使用してウォームホイールの歯部を加工する場合、噛合い歯面の進み角が設計値になるようにウォームホイールの中間素材（歯部を形成する前のウォームホイール）の中心軸に対しホブカッターの中心軸を傾けた状態で、これら中間素材とホブカッターとを、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、ホブカッターにより中間素材の外周縁部分を切削し、この外周縁部分に歯部を形成する。

このようにして歯部を形成する場合、ホブカッターとしてウォームと同径のものを使用すれば、加工後の歯部とウォーム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することができる。ところが、電動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、逆動作を行わせる（リード角を大きくする）必要があるため、逆動作を行わない（リード角を小さくする）ウォーム減速機の場合に比べて、ウォームの外径寸法が大幅に小さくなっている。このため、外周面に複数スリットを形成したホブカッターの場合、このホブカッターとしてウォームと同径のものを使用すると、このホブカッターの強度を十分に確保できなくなる。このため、実際には、ホブカッターとしてウォームよりも大径のものを使用する。

しかしながら、ホブカッターとしてウォームよりも大径のものを使用して、前述の、ウォームホイールで構成したサンギヤ及びウォームホイールで構成したリングギヤがホイール軸直方向以外で遊星ウォームで構成したプラネタリギヤと噛み合う遊星歯車装置の、ウォームホイールで構成したサンギヤ及びウォームホイールで構成したリングギヤの歯部を加工する場合には、前述のように、噛合い歯面の進み角が設計値になるようにウォームホイールの中間素材の中心軸に対しホブカッターの中心軸を傾けて加工を行う。この場合、噛合い点（ピッチ点）以外の部分でホブカッターとウォームホイールとが干渉してしまい、ウォームホイールにおいて必要な歯面以上削ってしまうという問題があった。

特開２００２−２５４２７８号公報 特開２００３−３３４７２４号公報

従って、本発明は、この従来の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、ウォームホイールで構成したサンギヤ及びウォームホイールで構成したリングギヤが、ホイール軸に対して傾斜する傾斜面（ホイール軸に対して直交する面を含む）に形成された歯部で遊星ウォームで構成したプラネタリギヤの歯部と噛み合う遊星歯車装置のサンギヤ及びリングギヤの歯部を、プラネタリギヤとほぼ同じ諸元の加工用ウォームにより加工することができる、ステアリング装置におけるサンギヤ及びリングギヤの製造方法、及びサンギヤ及びリングギヤを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係るステアリング装置におけるサンギヤ及びリングギヤの製造方法は、運転者の操舵により回転するステアリング軸の回転が入力され該回転を減速又は増速して転舵輪に出力する遊星歯車装置と、該遊星歯車装置による回転の減速又は増速の比率を変化させる可変機構とを備え、前記遊星歯車装置が、ウォームホイールで構成したサンギヤと、該サンギヤと同心に配されたウォームホイールで構成したリングギヤと、前記サンギヤ及び前記リングギヤに噛み合い前記サンギヤの回りを公転する遊星ウォームで構成したプラネタリギヤと、前記サンギヤ及び前記リングギヤと同心に配され前記プラネタリギヤを回転自在に支持するキャリヤとを有し、前記サンギヤ及び前記リングギヤのそれぞれが、ウォームホイール軸に対して傾斜する傾斜面に形成された歯部で前記プラネタリギヤの歯部と噛み合うステアリング装置におけるサンギヤ及びリングギヤの製造方法であって、前記サンギヤ及び前記リングギヤのそれぞれの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と共に、前記プラネタリギヤ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やや小さいか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、前記サンギヤ及び前記リングギヤのそれぞれの歯部の加工を行うことを要旨とする。

また、本発明の別の態様に係るステアリング装置におけるサンギヤ及びリングギヤの製造方法は、運転者の操舵により回転するステアリング軸の回転が入力され該回転を減速又は増速して転舵輪に出力する遊星歯車装置と、該遊星歯車装置による回転の減速又は増速の比率を変化させる可変機構とを備え、前記遊星歯車装置が、ウォームホイールで構成したサンギヤと、該サンギヤと同心に配されたウォームホイールで構成したリングギヤと、前記サンギヤ及び前記リングギヤに噛み合い前記サンギヤの回りを公転する遊星ウォームで構成したプラネタリギヤと、前記サンギヤ及び前記リングギヤと同心に配され前記プラネタリギヤを回転自在に支持するキャリヤとを有し、前記サンギヤ及び前記リングギヤのそれぞれが、ウォームホイール軸に対して傾斜する傾斜面に形成された歯部で前記プラネタリギヤの歯部と噛み合うステアリング装置におけるサンギヤ及びリングギヤの製造方法であって、前記サンギヤ及び前記リングギヤのそれぞれの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と共に、前記プラネタリギヤ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やや小さいか同等以上で且つ軸方向に関する歯厚が小さいウォームの表面に砥粒を電着することにより、その歯先及び歯底の寸法が、前記プラネタリギヤの歯先及び歯底の径寸法よりも、それぞれ０〜１０％大きくなり、且つ、その軸方向に関する歯厚が、前記プラネタリギヤの軸方向に関する歯厚と等しくなるように構成した加工用ウォームにより、前記サンギヤ及び前記リングギヤのそれぞれの歯部の加工を行うことを要旨とする。

更に、本発明の別の態様に係るサンギヤ及びリングギヤは、前述のステアリング装置におけるサンギヤ及びリングギヤの製造方法により製造されたことを要旨とする。

本発明に係るステアリング装置におけるサンギヤ及びリングギヤの製造方法、及びサンギヤ及びリングギヤによれば、ウォームホイールで構成したサンギヤ及びウォームホイールで構成したリングギヤが、ホイール軸に対して傾斜する面（ホイール軸に対して直交する面を含む）に形成された歯部で遊星ウォームで構成したプラネタリギヤの歯部と噛み合う遊星歯車装置のサンギヤ及びリングギヤの歯部を、プラネタリギヤとほぼ同じ諸元の加工用ウォームにより加工することができる。

本発明に係るステアリング装置におけるサンギヤ及びリングギヤの製造方法が適用されるサンギヤ及びリングギヤを含んだステアリング装置の断面図（軸方向に沿う平面で切断した断面図）である。 図１に示すステアリング装置に用いられるリングギヤの斜視図である。 図１に示すステアリング装置に用いられるサンギヤの斜視図である。 図１に示すステアリング装置に用いられるプラネタリギヤの斜視図である。 本発明に係るステアリング装置におけるサンギヤ及びリングギヤの製造方法の第１実施形態に用いられる加工用ウォームを示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は加工用ウォームの表層部の拡大断面図である。 リングギヤの中間素材を示す正面図である。 サンギヤの中間素材を示す正面図である。 図５に示す加工用ウォームを使用してリングギヤの歯部を加工する方法を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は（Ａ）の８Ｂ−８Ｂ線に沿う断面図である。 図５に示す加工用ウォームを使用してサンギヤの歯部を加工する方法を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は（Ａ）の９Ｂ−９Ｂ線に沿う断面図である。 本発明に係るステアリング装置におけるサンギヤ及びリングギヤの製造方法の第２実施形態に用いられる加工用ウォームを示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は加工用ウォームの表層部の拡大断面図である。 図８に示す加工用ウォームとプラネタリギヤとの寸法関係を説明するための部分断面図である。 ホブカッターを使用してウォームホイールの外周面に歯部を加工する方法を示す図である。

以下、本発明に係るステアリング装置におけるサンギヤ及びリングギヤの製造方法、及びサンギヤ及びリングギヤを図面を参照して説明する。
図１には、本発明に係るステアリング装置におけるサンギヤ及びリングギヤの製造方法が適用されるサンギヤ及びリングギヤを含んだステアリング装置が示されており、ステアリング装置は、運転者の操舵により回転するステアリング軸（図示せず）の回転が入力され該回転を減速又は増速して転舵輪（図示せず）に出力する遊星歯車装置１と、遊星歯車装置１による回転の減速又は増速の比率を変化させる可変機構２とを備えている。

遊星歯車装置１は、ステアリング軸が接続されステアリング軸の回転が入力される入力軸３と、入力軸３に同軸に固定されたリングギヤ１２と、リングギヤ１２と同心に配されたサンギヤ１１と、サンギヤ１１及びリングギヤ１２に噛み合いサンギヤ１１の回りを公転するプラネタリギヤ１３と、サンギヤ１１及びリングギヤ１２と同心に配されプラネタリギヤ１３を公転（自転）自在に支持するキャリヤ１４と、サンギヤ１１が同軸に固定されており且つ転舵輪に接続された出力軸４とを備えている。入力軸３及び出力軸４の中心軸ＣＬ１と、サンギヤ１１の中心軸ＣＬ１１（図３参照）と、リングギヤ１２の中心軸ＣＬ１２（図２参照）とは同軸となっている。

キャリヤ１４と出力軸４は同軸に配されているが、キャリヤ１４と出力軸４との間には、転がり軸受３１が介在しているので、キャリヤ１４と出力軸４とは独立して回転することが可能となっている。
そして、プラネタリギヤ１３として遊星ウォームが用いられる。プラネタリギヤ１３は、図４に示すように、円筒状のウォーム軸１３ａの周囲に歯部を配した円筒状ウォームである。プラネタリギヤ１３は、図示はしないが、本実施形態では、３個用いられている。但し、プラネタリギヤ１３の個数は特に限定されるものではなく、遊星歯車装置１が機能するならば１個でもよいし２個でも４個以上でもよい。

また、サンギヤ１１及びリングギヤ１２としてそれぞれウォームホイールが用いられている。
サンギヤ１１は、図１及び図３に示すように、中心軸（ウォームホイール軸）ＣＬ１１に対して傾斜角βで傾斜する傾斜面１１ａを備え、その傾斜面１１ａに周方向において均等な間隔に配された複数の歯部１１ｂを備えている。そして、サンギヤ１１は、その歯部１１ｂでプラネタリギヤ１３の歯部と噛み合うようになっている。傾斜面１１ａは中心軸ＣＬ１１に対して直交する面であってもよい。

リングギヤ１２は、図１及び図２に示すように、中心軸（ウォームホイール軸）ＣＬ１２に対して傾斜角αで傾斜する傾斜面１２ａを備え、その傾斜面１２ａに周方向において均等な間隔に配された複数の歯部１２ｂを備えている。そして、リングギヤ１２は、その歯部１２ｂでプラネタリギヤ１３の歯部と噛み合うようになっている。傾斜面１２ａは中心軸ＣＬ１２に対して直交する面であってもよい。
プラネタリギヤ１３はサンギヤ１１とリングギヤ１２の両方と噛み合っているが、本実施形態においてはサンギヤ１１との噛み合い半径（噛み合い点と遊星歯車装置１の回転中心との間の径方向距離）とリングギヤ１２との噛み合い半径は異なっている。すなわち、図１に示すように、プラネタリギヤ１３は、遊星歯車装置１の径方向内方側の面でサンギヤ１１と噛み合っており、遊星歯車装置１の径方向外方側の面でリングギヤ１２と噛み合っている。したがって、プラネタリギヤ１３とリングギヤ１２との噛み合い半径の方が、プラネタリギヤ１３とサンギヤ１１との噛み合い半径よりも大となる。

また、互いに噛み合うプラネタリギヤ１３とサンギヤ１１は、逆作動可能な進み角を有している。同様に、互いに噛み合うプラネタリギヤ１３とリングギヤ１２も、逆作動可能な進み角を有している。
さらに、可変機構２は、キャリヤ１４に一体的に固定され同心に回転するウォームホイールであるキャリヤ駆動用歯車２１と、キャリヤ駆動用歯車２１と噛み合うキャリヤ駆動用ウォーム２５と、キャリヤ駆動用歯車２１を回転させる回転駆動源２３（例えばモータ）と、を備えている。回転駆動源２３の回転軸にはキャリヤ駆動用ウォーム２５が固定されており、回転駆動源２３の回転軸の回転によってキャリヤ１４をサンギヤ１１と同心に回転させることができるようになっている。その結果、プラネタリギヤ１３がサンギヤ１１と噛み合いつつサンギヤ１１の周りを公転することとなる。
また、回転駆動源２３は、回転軸の回転量及び回転方向を変化させる回転制御機能を有しているので、キャリヤ１４の回転量及び回転方向は任意に変化させることが可能となっている。

次に、図１に示すステアリング装置の動作について説明する。運転者の操舵によってステアリング軸が回転すると、その回転が入力軸３に入力され、リングギヤ１２がステアリング軸と同一方向に回転する。リングギヤ１２の回転はプラネタリギヤ１３を介してサンギヤ１１に伝達され、出力軸４がステアリング軸と同一方向に回転する。そして、出力軸４の回転は転舵輪に伝達され、転舵輪が転舵される。
このとき、プラネタリギヤ１３とサンギヤ１１との噛み合い半径はプラネタリギヤ１３とリングギヤ１２との噛み合い半径とは異なっているので、リングギヤ１２の回転量とサンギヤ１１の回転量は異なるものとなる。すなわち、ステアリング軸の回転が所定の比率に減速又は増速され、運転者の操舵によるステアリング軸の操舵角に対する転舵輪の転舵角の伝達比が所定の値となる。

また、運転者の操舵時には、回転駆動源２３によりキャリヤ１４が回転する。キャリヤ１４の回転によりプラネタリギヤ１３がサンギヤ１１の周りを公転するので、キャリヤ１４の回転量や回転方向に応じて、サンギヤ１１（すなわち出力軸４）の回転量が変化する。これにより、運転者の操舵によるステアリング軸の操舵角に対する転舵輪の転舵角の伝達比が前記所定の値から変化する。
よって、自動車等の車速に応じてキャリヤ１４の回転量及び回転方向の少なくとも一方を変化させれば、運転者の操舵によるステアリング軸の操舵角に対する転舵輪の転舵角の伝達比を、その車速において好適な数値に設定することができる。

このようなステアリング装置は、プラネタリギヤ１３として遊星ウォームを用い、ウォームホイールであるサンギヤ１１及びリングギヤ１２に噛み合わせたので、入力軸３の回転方向と出力軸４の回転方向が逆方向とならず同一方向となる。よって、入力軸３の回転方向と出力軸４の回転方向を同一方向とするための機構（例えば、一対の歯車）を別途設ける必要がないので、ステアリング装置は小型、軽量、安価である。
また、一般的に噛み合い率の高いウォームをプラネタリギヤ１３として用いたので、平歯車、斜歯歯車、傘歯車を用いた場合と異なり、バックラッシ等に起因する歯打ち音が発生しにくい。よって、このステアリング装置は、低騒音である。
このようなステアリング装置は、自動車等のステアリング装置として使用することができる。

なお、このステアリング装置においては、入力軸３にリングギヤ１２を固定し、出力軸４にサンギヤ１１を固定したが、これとは逆に、入力軸３にサンギヤ１１を固定し、出力軸４にリングギヤ１２を固定してもよい。
このステアリング装置においては、可変機構２の回転駆動源２３によりキャリヤ１４を回転させたが、サンギヤ１１又はリングギヤ１２を回転させてもよい。可変機構２の回転駆動源２３によりサンギヤ１１を回転させる場合には、入力軸３にリングギヤ１２及びキャリヤ１４のうち一方を固定し、出力軸４にリングギヤ１２及びキャリヤ１４のうち他方を固定する。また、可変機構２の回転駆動源２３によりリングギヤ１２を回転させる場合には、入力軸３にサンギヤ１１及びキャリヤ１４のうち一方を固定し、出力軸４にサンギヤ１１及びキャリヤ１４のうち他方を固定する。

互いに噛み合うプラネタリギヤ１３とサンギヤ１１は、逆作動可能な進み角を有しており、また、互いに噛み合うプラネタリギヤ１３とリングギヤ１２も、逆作動可能な進み角を有しているので、ステアリング軸の回転や回転駆動源２３の回転がサンギヤ１１、リングギヤ１２、及びキャリヤ１４のいずれに入力されても遊星歯車装置１が回転し、ステアリング軸の回転の減速又は増速が達成される。
このように構成されたステアリング装置において、サンギヤ１１及びリングギヤ１２は、次のように製造される。

（第１実施形態）
本発明に係るステアリング装置におけるサンギヤ及びリングギヤの製造方法の第１実施形態を先に説明した図１乃至図４及び図５乃至図９を参照して説明する。
第１実施形態では、図３に示したサンギヤ１１の歯部１１ｂ及び図２に示したリングギヤ１２の歯部１２ｂの加工を行うための工具として、図５（Ａ），（Ｂ）に示すような加工用ウォーム１１３を使用する。この加工用ウォーム１１３は、円筒状のウォーム軸１１３ａの外周面に歯部を形成してあり、図４に示したプラネタリギヤ１３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やや小さいか同等以上であるウォームの表面に、多数の砥粒１１４（図５（Ｂ）参照）を電着してなる。

また、第１実施形態の場合、サンギヤ１１を造るための中間素材１１１ａとして、図７に示すような、外周面を円筒形状に形成したものを用い、その中間素材１１１ａの径方向外端部（表層部）は合成樹脂１１１ｂによって構成されている。そして、その合成樹脂１１１ｂには、ガラス繊維が含まれている。また、合成樹脂１１１ｂには、中間素材１１１ａの中心軸ＣＬ１１１に対し傾斜角β（図９（Ｂ）参照）で傾斜する傾斜面１１１ｃが形成されている。
また、リングギヤ１２を造るための中間素材１１２ａとして、図６に示すような、外周面を円筒形状に形成したものを用い、その中間素材１１２ａの径方向外端部（表層部）は合成樹脂１１２ｂによって構成されている。そして、その合成樹脂１１２ｂには、ガラス繊維が含まれている。また、合成樹脂１１２ｂには、中間素材１１２ａの中心軸ＣＬ１１２に対し傾斜角α（図８（Ｂ）参照）で傾斜する傾斜面１１２ｃが形成されている。

そして、前述した加工用ウォーム１１３を使用して、サンギヤ１１の歯部１１ｂの加工を行う場合には、図９（Ａ），（Ｂ）に示すように、噛合い歯面の進み角が設計値になるようにウォームホイールの中間素材１１１ａの中心軸ＣＬ１１１に対し加工用ウォーム１１３の中心軸ＣＬ１１３を傾けた状態で、これら中間素材１１１ａと加工用ウォーム１１３とを、それぞれ所定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、加工用ウォーム１１３を中間素材１１１ａの合成樹脂１１１ｂの傾斜面１１１ｃに押し付けることにより、中間素材１１１ａの傾斜面１１１ｃを研削（若しくは切削）する。この研削（若しくは切削）作業は、中間素材１１１ａの中心軸ＣＬ１１１と加工用ウォーム１１３の中心軸ＣＬ１１３との間の中心軸間距離が所定の大きさ（例えば、完成後のサンギヤ１１の中心軸ＣＬ１１とプラネタリギヤ１３の中心軸ＣＬ２との間の中心軸間距離）になるまで行う。そして、このような加工を行うことにより、中間素材１１１ａの傾斜面１１１ｃに歯部１１ｂ（図３参照）を形成する。

なお、このような加工を施す前の中間素材１１１ａの外径寸法は、任意に決定できる。例えば、この外径寸法を、完成後のサンギヤ１１の歯先とプラネタリギヤ１３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こともできる。
また、前述した加工用ウォーム１１３を使用して、リングギヤ１２の歯部１２ｂの加工を行う場合には、図８（Ａ），（Ｂ）に示すように、噛合い歯面の進み角が設計値になるようにウォームホイールの中間素材１１２ａの中心軸ＣＬ１１２に対し加工用ウォーム１１３の中心軸ＣＬ１１３を傾けた状態で、これら中間素材１１２ａと加工用ウォーム１１３とを、それぞれ所定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、加工用ウォーム１１３を中間素材１１２ａの合成樹脂１１２ｂの傾斜面１１２ｃに押し付けることにより、中間素材１１２ａの傾斜面１１２ｃを研削（若しくは切削）する。この研削（若しくは切削）作業は、中間素材１１２ａの中心軸ＣＬ１１２と加工用ウォーム１１３の中心軸ＣＬ１１３との間の中心軸間距離が所定の大きさ（例えば、完成後のリングギヤ１２の中心軸ＣＬ１２とプラネタリギヤ１３の中心軸ＣＬ２との間の中心軸間距離）になるまで行う。そして、このような加工を行うことにより、中間素材１１２ａの傾斜面１１２ｃに歯部１２ｂ（図２参照）を形成する。

なお、このような加工を施す前の中間素材１１２ａの外径寸法は、任意に決定できる。例えば、この外径寸法を、完成後のリングギヤ１２の歯先とプラネタリギヤ１３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こともできる。
また、このような加工用ウォーム１１３を使用して、サンギヤ１１の歯部１１ｂ及びリングギヤ１２の歯部１２ｂの加工を行う際、加工用ウォーム１１３の中間素材１１１ａ及び中間素材１１２ａに向けての送り速度は、加工用ウォーム１１３の１回転当たり、各砥粒１１４の外径の約２分の１以下とすることが好ましい。このため、加工効率を落とさないようにすべく、加工用ウォーム１１３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とが好ましい。この際に、中間素材１１１ａ及び中間素材１１２ａの回転速度も、加工用ウォーム１１３の回転速度と同じ割合で大きくすることが好ましい。

また、第１実施形態において、完成後のサンギヤ１１及びリングギヤ１２に噛み合わせるプラネタリギヤ１３の歯面の表面粗さを、Ｒａ０．１以下とすることが好ましい。
この第１実施形態のステアリング装置におけるサンギヤ及びリングギヤの製造方法によれば、サンギヤ１１の歯部１１ｂ及びリングギヤ１２の歯部１２ｂを、プラネタリギヤ１３とほぼ同形・同大の加工用ウォーム１１３により加工する。このため、ウォームホイールで構成したサンギヤ１１及びウォームホイールで構成したリングギヤ１２が、ホイール軸に対して傾斜する傾斜面１１ａ，１２ａ（ホイール軸に対して直交する面を含む）に形成された歯部１１ｂ，１２ｂで遊星ウォームで構成したプラネタリギヤ１３の歯部と噛み合う遊星歯車装置のサンギヤ１１及びリングギヤ１２の歯部１１ｂ，１２ｂを、プラネタリギヤ１３とほぼ同じ諸元の加工用ウォーム１１３により加工することができる。また、プラネタリギヤ１３とほぼ同形・同大の加工用ウォーム１１３は、ホブカッターと異なり、加工用ウォーム１１３の外周面に形成された歯部が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。このため、プラネタリギヤ１３とほぼ同形・同大の加工用ウォーム１１３を使用しても（外形寸法の小さい加工用ウォームを使用しても）、加工用ウォームの強度を十分に確保することができる。

一方、図１２に示すように、使用時のウォームよりも大径のホブカッター１３０を使用して、中間素材１２１ａの合成樹脂１２１ｂの外周面に歯部１２１ｃを加工する場合には、噛合い点（ピッチ点）以外の部分でホブカッター１３０とウォームホイールとが干渉してしまい、ウォームホイールにおいて必要な歯面以上削ってしまうという問題はない。しかし、使用時のウォームよりも大径のホブカッター１３０を使用して、ウォームホイールで構成したサンギヤ１１及びウォームホイールで構成したリングギヤ１２が、ホイール軸に対して傾斜する傾斜面１１ａ，１２ａ（ホイール軸に対して直交する面を含む）に形成された歯部１１ｂ，１２ｂで遊星ウォームで構成したプラネタリギヤ１３の歯部と噛み合う遊星歯車装置のサンギヤ１１及びリングギヤ１２の歯部１１ｂ，１２ｂを加工する場合には、噛合い歯面の進み角が設計値になるようにウォームホイールの中間素材の中心軸に対しホブカッターの中心軸を傾けて加工を行う。この場合、噛合い点（ピッチ点）以外の部分でホブカッター１３０とウォームホイールとが干渉してしまい、ウォームホイールにおいて必要な歯面以上削ってしまうという問題があった。
そして、第１実施形態のステアリング装置におけるサンギヤ及びリングギヤの製造方法によれば、当該サンギヤ１１及びリングギヤ１２の歯部１１ｂ，１２ｂを、プラネタリギヤ１３とほぼ同じ諸元の加工用ウォーム１１３により加工することができるので、サンギヤ１１及びリングギヤ１２の歯部１１ｂ，１２ｂとプラネタリギヤ１３との噛合部の接触面積を大きくすることができる。

また、第１実施形態ステアリング装置におけるサンギヤ及びリングギヤの製造方法において、製造対象となるサンギヤ１１及びリングギヤ１２のそれぞれを構成する合成樹脂（中間素材１１１ａの径方向外端部（表層部）を構成する合成樹脂１１１ｂ及び中間素材１１２ａの径方向外端部（表層部）を構成する合成樹脂１１２ｂ）には、ガラス繊維が含まれている。このため、強度及び剛性を向上させて、合成樹脂により構成する歯部の耐久性を向上させることができる。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）が大きいため、小径のホブカッターを使用して加工を行うと、このホブカッターの耐久性を十分に確保することが難しくなる。これに対して、第１実施形態における加工用ウォーム１１３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ため、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することができる。従って、第１実施形態のステアリング装置におけるサンギヤ及びリングギヤの製造方法によれば、合成樹脂にガラス繊維を含んだ、十分な耐久性を有するサンギヤ１１及びリングギヤ１２を低コストで製造することができる。
また、第１実施形態ステアリング装置におけるサンギヤ及びリングギヤの製造方法において、プラネタリギヤ１３の歯面の表面粗さを、Ｒａ０．１以下とすると、サンギヤ１１及びリングギヤ１２とプラネタリギヤ１３との噛合部の摺動抵抗を小さくすることができるため、ウォーム減速機の効率化を図れる。

（第２実施形態）
次に、本発明に係るステアリング装置におけるサンギヤ及びリングギヤの製造方法の第２実施形態を先に説明した図１乃至図４、図６、図７、図８、図９及び図１０、図１１を参照して説明する。
第２実施形態では、図３に示したサンギヤ１１の歯部１１ｂ及び図２に示したリングギヤ１２の歯部１２ｂの加工を行うための工具として、図１０（Ａ），（Ｂ）に示すような加工用ウォーム１１５を使用する。この加工用ウォーム１１５は、円筒状のウォーム軸１１５ａの外周面に歯部を形成してあり、図４に示したプラネタリギヤ１３と同形・同大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やや小さいか同等以上で且つ軸方向に関する歯厚が小さいウォームの表面に、多数の砥粒１１６（図１０（Ｂ）参照）を電着してなる。これにより、加工用ウォーム１１５のうち、電着した部分の一部分を、プラネタリギヤ１３の対応する部分と同等以上の大きさにしている。具体的には、加工用ウォーム１１５の電着した部分の一部分は、プラネタリギヤ１３の対応する部分に対して、軸方向に関する歯のピッチＰ及び歯厚Ｗは等しいが、歯先の径寸法Ｄ１１５及び歯底の径寸法ｄ１１５を、プラネタリギヤ１３の歯先の径寸法Ｄ１３及び歯底の径寸法ｄ１３と同等以上の大きさにしている（例えば、プラネタリギヤ１３に対して０〜１０％程度大きく（Ｄ１１５≧Ｄ１３、ｄ１１５≧ｄ１３）している。図１１においては、実線で示した加工用ウォーム１１５と、同じく二点鎖線で示したプラネタリギヤ１３とで、軸方向に関するピッチＰ及び歯厚Ｗは互いに等しいが、同図に実線で示した加工用ウォーム１１５の歯先の径寸法Ｄ１１５及び歯底の径寸法ｄ１１５は、同じく二点鎖線で示したプラネタリギヤ１３の歯先の径寸法Ｄ１３及び歯底の径寸法ｄ１３よりも少しだけ大きい（Ｄ１１５＞Ｄ１３、ｄ１１５＞ｄ１３）。

また、第２実施形態の場合も、サンギヤ１１を造るための中間素材１１１ａとして、図７に示すような、外周面を円筒形状に形成したものを用い、その中間素材１１１ａの径方向外端部（表層部）は合成樹脂１１１ｂによって構成されている。そして、その合成樹脂１１１ｂには、ガラス繊維が含まれている。また、合成樹脂１１１ｂには、中間素材１１１ａの中心軸ＣＬ１１１に対し傾斜角β（図９（Ｂ）参照）で傾斜する傾斜面１１１ｃが形成されている。
また、リングギヤ１２を造るための中間素材１１２ａとして、図６に示すような、外周面を円筒形状に形成したものを用い、その中間素材１１２ａの径方向外端部（表層部）は合成樹脂１１２ｂによって構成されている。そして、その合成樹脂１１２ｂには、ガラス繊維が含まれている。また、合成樹脂１１２ｂには、中間素材１１２ａの中心軸ＣＬ１１２に対し傾斜角α（図８（Ｂ）参照）で傾斜する傾斜面１１２ｃが形成されている。

そして、前述した加工用ウォーム１１５を使用して、サンギヤ１１の歯部１１ｂの加工を行う場合には、図９（Ａ），（Ｂ）に示す場合と同様に、噛合い歯面の進み角が設計値になるようにウォームホイールの中間素材１１１ａの中心軸ＣＬ１１１に対し加工用ウォーム１１５の中心軸ＣＬ１１５を傾けた状態で、これら中間素材１１１ａと加工用ウォーム１１５とを、それぞれ所定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、加工用ウォーム１１５を中間素材１１１ａの合成樹脂１１１ｂの傾斜面１１１ｃに押し付けることにより、中間素材１１１ａの傾斜面１１１ｃを研削（若しくは切削）する。この研削（若しくは切削）作業は、中間素材１１１ａの中心軸ＣＬ１１１と加工用ウォーム１１５の中心軸ＣＬ１１５との間の中心軸間距離が所定の大きさ（例えば、完成後のサンギヤ１１の中心軸ＣＬ１１とプラネタリギヤ１３の中心軸ＣＬ２との間の中心軸間距離）になるまで行う。そして、このような加工を行うことにより、中間素材１１１ａの傾斜面１１１ｃに歯部１１ｂ（図３参照）を形成する。

なお、このような加工を施す前の中間素材１１１ａの外径寸法は、任意に決定できる。例えば、この外径寸法を、完成後のサンギヤ１１の歯先とプラネタリギヤ１３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こともできる。
また、前述した加工用ウォーム１１５を使用して、リングギヤ１２の歯部１２ｂの加工を行う場合には、図８（Ａ），（Ｂ）に示す場合と同様に、噛合い歯面の進み角が設計値になるようにウォームホイールの中間素材１１２ａの中心軸ＣＬ１１２に対し加工用ウォーム１１５の中心軸ＣＬ１１５を傾けた状態で、これら中間素材１１２ａと加工用ウォーム１１５とを、それぞれ所定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、加工用ウォーム１１３を中間素材１１２ａの合成樹脂１１２ｂの傾斜面１１２ｃに押し付けることにより、中間素材１１２ａの傾斜面１１２ｃを研削（若しくは切削）する。この研削（若しくは切削）作業は、中間素材１１２ａの中心軸ＣＬ１１２と加工用ウォーム１１５の中心軸ＣＬ１１５との間の中心軸間距離が所定の大きさ（例えば、完成後のリングギヤ１２の中心軸ＣＬ１２とプラネタリギヤ１３の中心軸ＣＬ２との間の中心軸間距離）になるまで行う。そして、このような加工を行うことにより、中間素材１１２ａの傾斜面１１２ｃに歯部１２ｂ（図２参照）を形成する。

なお、このような加工を施す前の中間素材１１２ａの外径寸法は、任意に決定できる。例えば、この外径寸法を、完成後のリングギヤ１２の歯先とプラネタリギヤ１３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こともできる。
また、このような加工用ウォーム１１５を使用して、サンギヤ１１の歯部１１ｂ及びリングギヤ１２の歯部１２ｂの加工を行う際、加工用ウォーム１１５の中間素材１１１ａ及び中間素材１１２ａに向けての送り速度は、加工用ウォーム１１５の１回転当たり、各砥粒１１４の外径の約２分の１以下とすることが好ましい。このため、加工効率を落とさないようにすべく、加工用ウォーム１１５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とが好ましい。この際に、中間素材１１１ａ及び中間素材１１２ａの回転速度も、加工用ウォーム１１５の回転速度と同じ割合で大きくすることが好ましい。

また、第２実施形態においても、完成後のサンギヤ１１及びリングギヤ１２に噛み合わせるプラネタリギヤ１３の歯面の表面粗さを、Ｒａ０．１以下とすることが好ましい。
この第２実施形態のステアリング装置におけるサンギヤ及びリングギヤの製造方法によれば、サンギヤ１１の歯部１１ｂ及びリングギヤ１２の歯部１２ｂを、プラネタリギヤ１３とほぼ同形・同大の加工用ウォーム１１５により加工する。このため、ウォームホイールで構成したサンギヤ１１及びウォームホイールで構成したリングギヤ１２が、ホイール軸に対して傾斜する傾斜面１１ａ，１２ａ（ホイール軸に対して直交する面を含む）に形成された歯部１１ｂ，１２ｂで遊星ウォームで構成したプラネタリギヤ１３の歯部と噛み合う遊星歯車装置のサンギヤ１１及びリングギヤ１２の歯部１１ｂ，１２ｂを、プラネタリギヤ１３とほぼ同じ諸元の加工用ウォーム１１５により加工することができる。また、プラネタリギヤ１３とほぼ同形・同大の加工用ウォーム１１５は、ホブカッターと異なり、加工用ウォーム１１５の外周面に形成された歯部が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。このため、プラネタリギヤ１３とほぼ同形・同大の加工用ウォーム１１５を使用しても（外形寸法の小さい加工用ウォームを使用しても）、加工用ウォームの強度を十分に確保することができる。

そして、第２実施形態のステアリング装置におけるサンギヤ及びリングギヤの製造方法によれば、当該サンギヤ１１及びリングギヤ１２の歯部１１ｂ，１２ｂを、プラネタリギヤ１３とほぼ同じ諸元の加工用ウォーム１１３により加工することができるので、サンギヤ１１及びリングギヤ１２の歯部１１ｂ，１２ｂとプラネタリギヤ１３との噛合部の接触面積を大きくすることができる。
特に、第２実施形態のステアリング装置におけるサンギヤ及びリングギヤの製造方法の場合には、加工後のサンギヤ１１及びリングギヤ１２と使用時のプラネタリギヤ１３とを噛み合わせてなるウォーム減速機の頂げき（サンギヤ１１及びリングギヤ１２の歯底円とプラネタリギヤ１３の歯先円との間の、又は、サンギヤ１１及びリングギヤ１２の歯先円とプラネタリギヤ１３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）にすることができる。また、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セロである場合よりも、正（＞０）である場合の方が、ウォームを構成するプラネタリギヤ１３の歯先（歯底）とウォームホイールを構成するサンギヤ１１及びリングギヤ１２の歯底（歯先）とが干渉することを防止でき、この結果、これらウォームを構成するプラネタリギヤ１３とウォームホイールを構成するサンギヤ１１及びリングギヤ１２との噛合部がロックすることを回避することができる。

従って、第２実施形態のステアリング装置におけるサンギヤ及びリングギヤの製造方法によれば、使用時のウォームを構成するプラネタリギヤ１３の歯先（歯底）と加工後のウォームホイールを構成するサンギヤ１１及びリングギヤ１２の歯底（歯先）とが干渉することを防止でき、この結果、これらウォームを構成するプラネタリギヤ１３とウォームホイールを構成するサンギヤ１１及びリングギヤ１２との噛合部がロックすることを回避することができる。更には、ウォームを構成するプラネタリギヤ１３とウォームホイールを構成するサンギヤ１１及びリングギヤ１２との噛合部の全体で、ウォームを構成するプラネタリギヤ１３の歯先（歯底）とウォームホイールを構成するサンギヤ１１及びリングギヤ１２の歯底（歯先）との間に常に隙間を生じさせることができるため、これら各間部分に潤滑剤を進入させ易くして、噛合部のい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ことができる。

以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されずに種々の変更、改良を行うことができる。
例えば、加工用ウォーム１１３，１１５によりサンギヤ１１及びリングギヤ１２のそれぞれの歯部１１ｂ、１２ｂの加工を行うのに先立ち、加工用ウォーム１１３，１１５による加工以外の手段により、サンギヤ１１及びリングギヤ１２のそれぞれを造るための中間素材１１１ａ、１１２ａの外周面の形状を、円筒面に比べて完成後の前記歯部１１ｂ、１２ｂの形状に近い形状に形成してもよい。

このようにすることにより、加工用ウォーム１１３，１１５による加工代を少なくできるため、加工用ウォーム１１３、１１５の寿命を長くできるとともに、全体の加工時間を短くすることができる。従って、製造コストを低減できる。特に、加工用ウォーム１１３，１１５による加工手段以外の手段として、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ため、更なる製造コストの低減を図れる。
また、製造対象となるサンギヤ１１及びリングギヤ１２のそれぞれを構成する合成樹脂には、必ずしもガラス繊維が含まれていなくてもよい。

また、プラネタリギヤ１３は、円筒状ウォームである場合に限らず、鼓状ウォームであってもよい。ここで、「鼓状ウォーム」とは、歯先の母線形状に拘らず、歯底の母線形状が鼓状であるウォームをいう。この場合、加工用ウォーム１１３、１１５も、鼓状ウォームに合わせて、鼓状ウォームとする。
更に、完成後のサンギヤ１１及びリングギヤ１２に噛み合わせるプラネタリギヤ１３の表面粗さを、Ｒａ０．１以下とする必要は必ずしもない。

１ 遊星歯車装置
２ 可変機構
１１ サンギヤ（ウォームホイール）
１１ａ 傾斜面
１１ｂ 歯部
１２ リングギヤ（ウォームホイール）
１２ａ 傾斜面
１２ｂ 歯部
１３ プラネタリギヤ（遊星ウォーム）
１３ａ ウォーム軸
１４ キャリヤ
２３ 回転駆動源
１１１ａ 中間素材
１１１ｂ 合成樹脂
１１１ｃ 傾斜面
１１２ａ 中間素材
１１２ｂ 合成樹脂
１１２ｃ 傾斜面
１１３ 加工用ウォーム
１１３ａ ウォーム軸
１１４ 砥粒
１１５ 加工用ウォーム
１１５ａ ウォーム軸
１１６ 砥粒

Claims (6)

1. 運転者の操舵により回転するステアリング軸の回転が入力され該回転を減速又は増速して転舵輪に出力する遊星歯車装置と、該遊星歯車装置による回転の減速又は増速の比率を変化させる可変機構とを備え、前記遊星歯車装置が、ウォームホイールで構成したサンギヤと、該サンギヤと同心に配されたウォームホイールで構成したリングギヤと、前記サンギヤ及び前記リングギヤに噛み合い前記サンギヤの回りを公転する遊星ウォームで構成したプラネタリギヤと、前記サンギヤ及び前記リングギヤと同心に配され前記プラネタリギヤを回転自在に支持するキャリヤとを有し、前記サンギヤ及び前記リングギヤのそれぞれが、ウォームホイール軸に対して傾斜する傾斜面に形成された歯部で前記プラネタリギヤの歯部と噛み合うステアリング装置におけるサンギヤ及びリングギヤの製造方法であって、
   前記サンギヤ及び前記リングギヤのそれぞれの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と共に、前記プラネタリギヤ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やや小さいか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、前記サンギヤ及び前記リングギヤのそれぞれの歯部の加工を行うステアリング装置におけるサンギヤ及びリングギヤの製造方法。
2. 運転者の操舵により回転するステアリング軸の回転が入力され該回転を減速又は増速して転舵輪に出力する遊星歯車装置と、該遊星歯車装置による回転の減速又は増速の比率を変化させる可変機構とを備え、前記遊星歯車装置が、ウォームホイールで構成したサンギヤと、該サンギヤと同心に配されたウォームホイールで構成したリングギヤと、前記サンギヤ及び前記リングギヤに噛み合い前記サンギヤの回りを公転する遊星ウォームで構成したプラネタリギヤと、前記サンギヤ及び前記リングギヤと同心に配され前記プラネタリギヤを回転自在に支持するキャリヤとを有し、前記サンギヤ及び前記リングギヤのそれぞれが、ウォームホイール軸に対して傾斜する面に形成された歯部で前記プラネタリギヤの歯部と噛み合うステアリング装置におけるサンギヤ及びリングギヤの製造方法であって、
   前記サンギヤ及び前記リングギヤのそれぞれの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と共に、前記プラネタリギヤ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やや小さいか同等以上で且つ軸方向に関する歯厚が小さいウォームの表面に砥粒を電着することにより、その歯先及び歯底の寸法が、前記プラネタリギヤの歯先及び歯底の径寸法よりも、それぞれ０〜１０％大きくなり、且つ、その軸方向に関する歯厚が、前記プラネタリギヤの軸方向に関する歯厚と等しくなるように構成した加工用ウォームにより、前記サンギヤ及び前記リングギヤのそれぞれの歯部の加工を行うステアリング装置におけるサンギヤ及びリングギヤの製造方法。
3. 前記加工用ウォームにより前記サンギヤ及び前記リングギヤのそれぞれの歯部の加工を行うのに先立ち、前記加工用ウォームによる加工以外の手段により、前記サンギヤ及び前記リングギヤのそれぞれを造るための中間素材の外周面の形状を、円筒面に比べて完成後の前記歯部の形状に近い形状に形成する請求項１又は２に記載のステアリング装置におけるサンギヤ及びリングギヤの製造方法。
4. 製造対象となる前記サンギヤ及び前記リングギヤのそれぞれ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乃至３のうちいずれか一項に記載のステアリング装置におけるサンギヤ及びリングギヤの製造方法。
5. 前記プラネタリギヤが、円筒状ウォーム又は鼓状ウォームである請求項１乃至４のうちいずれか一項に記載のステアリング装置におけるサンギヤ及びリングギヤの製造方法。
6. 請求項１乃至５のうちいずれか一項に記載のステアリング装置におけるサンギヤ及びリングギヤの製造方法により製造されたサンギヤ及びリングギヤ。

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