JP2023022698A - 電動アシスト装置 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数を抑えられ、かつ、ウォームとウォームホイールとの噛合部で歯打ち音が発生することを抑えられる電動アシスト装置を提供する。【解決手段】電動アシスト装置８は、金属により構成され、軸方向一部分に設けられ、かつ、ラック軸１０のラック歯部１２と噛合するピニオン歯部２４を有するピニオン軸１３と、ピニオン軸１３のうちピニオン歯部２４から軸方向に外れた部分に、ピニオン軸１３と同軸に設けられたウォームホイールと、ウォームホイールと噛合するウォーム１５とを備える。ウォームホイールは、金属によりピニオン軸１３と一体に構成され、ピニオン軸１３のうちピニオン歯部２４から軸方向に外れた部分から径方向外側に向けて突出したハブ２７、および、合成樹脂により構成され、ハブ２７の径方向外側の端部を覆うようにハブ２７に結合固定され、ウォーム１５と噛合するギヤ部２８を有する。【選択図】図３

Description

本発明は、電動アシスト装置に関する。

自動車用のステアリング装置では、運転者がステアリングホイールを回転操作すると、ステアリングホイールの回転は、ステアリングシャフト、中間シャフトなどを介して、ステアリングギヤユニットのピニオン軸に伝達される。ピニオン軸の回転は、ピニオン軸と噛合する、ステアリングギヤユニットのラック軸の直線運動に変換される。この結果、左右の操舵輪にステアリングホイールの回転操作量に応じた舵角が付与される。

このようなステアリング装置において、近年、ステアリングホイールの操作に要する力を軽減するための電動アシスト装置を備えた、電動パワーステアリング装置が広く普及している。

電動パワーステアリング装置は、電動アシスト装置が補助動力を付与する箇所により、その構造が大別される。具体的には、ステアリングコラムの内側に配置されるステアリングシャフトに補助動力を付与するコラムアシスト式、ステアリングギヤユニットの入力軸であるピニオン軸に補助動力を付与するピニオンアシスト式、および、ステアリングギヤユニットに、入力軸であるピニオン軸とは別のピニオン軸を組み付け、該別のピニオン軸に補助動力を付与するデュアルピニオン式など、種々の構造が提案されている。

特開２００６－１５９４８号公報（特許文献１）には、ピニオンアシスト式の電動パワーステアリング装置に組み込まれる電動アシスト装置において、動力源である電動モータの補助動力を増大させるための減速機として、ウォーム減速機を使用した構造が記載されている。ウォーム減速機は、電動モータにより回転駆動されるウォームと、ウォームと噛合するウォームホイールとを備える。特開２００６－１５９４８号公報に記載された電動アシスト装置では、ウォームホイールが、ピニオン軸を構成する金属により、該ピニオン軸と一体に構成されている。

特開２００６－１５９４８号公報

特開２００６－１５９４８号公報に記載された電動アシスト装置では、ウォームホイールがピニオン軸と一体に構成されているため、部品点数を削減することができる。しかしながら、ウォームホイールは、金属製のウォームと噛合する部分を含めた全体が、金属により構成されている。このため、ステアリングホイールの操作時や悪路走行時にウォームとウォームホイールとの噛合部で歯打ち音が発生することを抑制する面から、改良の余地がある。

本発明は、部品点数を抑えられ、かつ、ウォームとウォームホイールとの噛合部で歯打ち音が発生することを抑えられる電動アシスト装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様の電動アシスト装置は、金属により構成され、軸方向一部分に設けられ、かつ、ラック軸のラック歯部と噛合するピニオン歯部を有する、ピニオン軸と、前記ピニオン軸のうち前記ピニオン歯部から軸方向に外れた部分に、前記ピニオン軸と同軸に設けられたウォームホイールと、前記ウォームホイールと噛合し、かつ、電動モータにより回転駆動されるウォームとを備える。

前記ウォームホイールは、前記金属により前記ピニオン軸と一体に構成され、前記ピニオン軸のうち前記ピニオン歯部から軸方向に外れた部分から径方向外側に向けて突出したハブ、および、合成樹脂により構成され、前記ハブの径方向外側の端部を覆うように該端部に結合固定された、前記ウォームと噛合するギヤ部を有する。

本発明の一態様の電動アシスト装置では、前記ハブは、前記径方向外側の端部に、円周方向に関して凹部と凸部とを交互に配置してなるハブ側凹凸部を有し、前記ギヤ部は、前記ハブ側凹凸部と凹凸係合するギヤ側凹凸部を有する。

本発明の一態様の電動アシスト装置では、前記ハブ側凹凸部が、前記ハブの外周面に備えられている。

本発明の一態様の電動アシスト装置では、前記ハブ側凹凸部が、前記ハブの径方向外側の端部の軸方向一方側の側面に備えられている。

本発明の一態様の電動アシスト装置では、前記ハブは、径方向外側の端部に、軸方向一方側に向けて突出した円筒状の庇部を有しており、前記ハブ側凹凸部は、前記庇部の軸方向一方側の側面に備えられている。

本発明の一態様の電動アシスト装置では、前記ハブ側凹凸部を構成する凹部および凸部のそれぞれが、前記ハブの中心軸を中心とする放射方向に対して傾斜した方向に伸長している。なお、本発明では、該傾斜は、直線的な傾斜と曲線的な傾斜との双方を含む。

本発明の一態様の電動アシスト装置では、前記ハブは、径方向外側の端部に、軸方向一方側に向けて突出した円筒状の庇部を有しており、前記ハブ側凹凸部は、前記庇部の内周面に備えられている。

本発明の一態様の電動アシスト装置では、前記ハブの外周面が、円筒面により構成されている。

本発明の一態様の電動アシスト装置では、前記ハブの径方向外側の端部の軸方向他方側の側面に、径方向外側に向かうにしたがって軸方向一方側に向かう方向に曲線的または直線的に傾斜した断面形状を有する案内部を備える。なお、本発明では、該傾斜は、直線的な傾斜と曲線的な傾斜との双方を含む。

本発明の一態様の電動アシスト装置では、前記軸方向一方側は、軸方向に関して前記ウォームホイールから前記ピニオン歯部に向かう側である。

この場合に、本発明の一態様の電動アシスト装置では、前記ギヤ部のうち、軸方向他方側の端部の径方向内側の端部に、射出成形のゲートの切断部が存在する。

本発明の一態様の電動アシスト装置では、前記ピニオン軸が、円管状の中空軸により構成されている。

本発明の一態様の電動アシスト装置によれば、部品点数を抑えられ、かつ、ウォームとウォームホイールとの噛合部で歯打ち音が発生することを抑えられる。

図１は、本発明の実施の形態の第１例の電動アシスト装置を備えた電動パワーステアリング装置の側面図である。 図２は、図１のＡ－Ａ断面図である。 図３は、図２のＢ－Ｂ断面図である。 図４は、図２のＣ部拡大図。 図５は、第１例のウォームホイールのハブを一体に備えたピニオン軸の斜視図である。 図６は、第１例のウォームホイールのギヤ部を射出成形により造る工程を示す断面図である。 図７は、本発明の実施の形態の第２例のウォームホイールおよびピニオン軸の断面図である。 図８は、第２例のウォームホイールのハブを一体に備えたピニオン軸を軸方向一方側から見た図である。 図９は、第２例に関する、図４に相当する図である。 図１０は、第２例のウォームホイールのハブを一体に備えたピニオン軸の斜視図である。 図１１は、本発明の実施の形態の第３例のウォームホイールおよびピニオン軸の断面図である。 図１２は、第３例のウォームホイールのハブを一体に備えたピニオン軸の斜視図である。 図１３は、第３例のウォームホイールのハブを一体に備えたピニオン軸を軸方向一方側から見た図である。 図１４は、本発明の実施の形態の第４例のウォームホイールおよびピニオン軸の断面図である。 図１５は、本発明の実施の形態の第５例のウォームホイールおよびピニオン軸の断面図である。

［実施の形態の第１例］
本発明の実施の形態の第１例について、図１～図６を用いて説明する。

図１～図３は、本例の電動アシスト装置８を組み込んだ電動パワーステアリング装置１を示している。本例の電動パワーステアリング装置１は、デュアルピニオン式である。本発明の電動アシスト装置は、ピニオンアシスト式の電動パワーステアリング装置に組み込むこともできる。

本例の電動パワーステアリング装置１は、ステアリングホイール２と、ステアリングシャフト３と、ステアリングコラム４と、２つの自在継手５ａ、５ｂと、中間シャフト６と、ステアリングギヤユニット７と、電動アシスト装置８とを備える。

ステアリングホイール２は、ステアリングシャフト３の後端部に取り付けられている。ステアリングシャフト３は、車体に支持されたステアリングコラム４の内側に、回転自在に支持されている。ステアリングシャフト３の前端部は、後側の自在継手５ａと、中間シャフト６と、前側の自在継手５ｂとを介して、ステアリングギヤユニット７のピニオン軸９に接続されている。このため、運転者がステアリングホイール２を回転操作すると、ステアリングホイール２の回転は、ステアリングシャフト３、自在継手５ａ、中間シャフト６、および自在継手５ｂを介して、ピニオン軸９に伝達される。ピニオン軸９の回転は、ピニオン軸９と噛合した、ステアリングギヤユニット７のラック軸１０の直線運動に変換される。この結果、左右の操舵輪にステアリングホイール２の回転操作量に応じた舵角が付与される。電動アシスト装置８は、電動モータを動力源として発生した補助動力をラック軸１０に付与する。この結果、運転者がステアリングホイール２を回転操作するのに要する力が軽減される。

ステアリングギヤユニット７は、車体に支持されたハウジング１１と、ハウジング１１の内側に軸方向の移動のみを可能に支持されたラック軸１０と、ハウジング１１の内側でラック軸１０の軸方向一方側部（図１の右側部）の近傍に回転のみを可能に支持されたピニオン軸９とを備える。ピニオン軸９は、ハウジング１１の内側に配置された図示しない軸方向中間部の外周面に、ピニオン歯部を有する。ラック軸１０の軸方向は、車幅方向に一致している。ラック軸１０は、ハウジング１１の内側に配置された軸方向一方側部の外周面の周方向一部に、ピニオン軸９のピニオン歯部と噛合する第１ラック歯部を有する。ラック軸１０は、ハウジング１１の内側に配置された軸方向他方側部（図１の左側部）の外周面の周方向一部に、電動アシスト装置８を構成するピニオン軸１３のピニオン歯部２４と噛合する、第２ラック歯部１２を有する（図３参照）。

電動アシスト装置８は、ピニオン軸１３と、ウォームホイール１４およびウォーム１５を有するウォーム減速機１６とを備える。本例の電動アシスト装置８は、第１軸受１７、第２軸受１８、第３軸受１９、第４軸受２０、押圧ブロック２１、ばね２２、電動モータ２３と、図示しないトルクセンサとを、さらに備える。

ピニオン軸１３は、金属により構成され、軸方向一部分に設けられ、ステアリングギヤユニット７を構成するラック軸１０の第２ラック歯部１２と噛合する、ピニオン歯部２４を有する。

本例における以下の説明中、ピニオン軸１３およびウォームホイール１４に関して、軸方向一方側は、図３、図５、および図６の右側であり、軸方向他方側は、図３、図５、および図６の左側である。

本例のピニオン軸１３は、中実軸より構成されている。本例のピニオン軸１３は、ハウジング１１の内側で、ラック軸１０の軸方向他方側部の近傍に、回転可能に支持されている。具体的には、ピニオン軸１３は、軸方向中間部の外周面にピニオン歯部２４を有し、かつ、ピニオン歯部２４を軸方向両側から挟む軸方向２箇所部分を、ハウジング１１に対し、第１軸受１７および第２軸受１８により回転可能に支持されている。

ピニオン軸１３は、ピニオン歯部２４を、ラック軸１０の第２ラック歯部１２に噛合させている。本例では、ピニオン歯部２４と第２ラック歯部１２との噛合部のバックラッシを解消し、かつ、ピニオン歯部２４と第２ラック歯部１２との噛合部に作用する噛み合い反力にかかわらず、該噛合部の噛合状態を適正に維持するために、ラック軸１０をピニオン軸１３に向け弾性的に付勢している。このために、ハウジング１１の内側で、ラック軸１０を挟んでピニオン軸１３と反対側に位置する箇所に、押圧ブロック２１およびばね２２を保持している。そして、ばね２２の弾力により、押圧ブロック２１をラック軸１０に押し付けることで、ラック軸１０をピニオン軸１３に向け弾性的に付勢している。

ウォームホイール１４は、ピニオン軸１３のうちピニオン歯部２４から軸方向に外れた部分に、ピニオン軸１３と同軸に設けられている。本例では、ウォームホイール１４は、ピニオン軸１３の軸方向一方側の端部に固定されており、外周面にホイール歯部２５を有する。

ウォーム１５は、ウォームホイール１４と噛合し、かつ、電動モータ２３により回転駆動される。本例では、ウォーム１５は、軸方向中間部の外周面に、ウォーム歯部２６を有する。ウォーム１５の中心軸は、ウォーム１５の中心軸に対してねじれの位置に配置されている。ウォーム１５は、ウォーム歯部２６をホイール歯部２５に噛合させた状態で、軸方向両側の端部を、ハウジング１１に対し、第３軸受１９および第４軸受２０により回転可能に支持されている。さらに、この状態で、ウォーム１５の基端部（図２の左端部）に、ハウジング１１に支持された電動モータ２３を構成する図示しない出力軸が、トルク伝達可能に連結されている。

ウォームホイール１４は、ハブ２７と、ギヤ部２８とを備える。

ハブ２７は、図３に示すように、ピニオン軸１３を構成する金属により、ピニオン軸１３と一体に構成され、ピニオン軸１３の軸方向一方側の端部から径方向外側に向けて突出している。

本例では、ハブ２７は、径方向外側の端部に、円周方向に関して凹部と凸部とを交互に配置してなる歯車状のハブ側凹凸部２９を有する。本例では、ハブ側凹凸部２９は、ハブ２７の外周面に全周にわたり備えられている。

より具体的には、本例のハブ２７は、ピニオン軸１３の軸方向一方側の端部から径方向外側に向けて突出した円輪状の側板部３０と、側板部３０の径方向外側の端部から軸方向一方側に向けて伸長した円筒状の庇部３１とを備える。本例では、ハブ側凹凸部２９は、側板部３０の軸方向中間部から庇部３１の軸方向一方側の端部までの連続した軸方向範囲に全周にわたり備えられている。本発明を実施する場合、ハブの外周面におけるハブ側凹凸部の軸方向に関する形成範囲は、任意に決定することができる。側板部３０は、軸方向他方側の側面の径方向中間部に、軸方向一方側に向けて凹んだ環状凹部３２を全周にわたり有する。

ハブ２７およびピニオン軸１３を構成する金属としては、鉄鋼、ステンレス鋼などの鉄合金のほか、アルミニウム合金などの各種の金属、たとえば鍛造加工でよく用いられる金属を採用することができる。ハブ２７およびピニオン軸１３を成形するための加工としては、各種の切削加工や塑性加工を採用することができる。ただし、ハブ２７を歩留まり良く低コストに成形するには、多段階で行う鍛造加工を採用するのが好ましい。

ギヤ部２８は、合成樹脂により構成され、ハブ２７の径方向外側の端部を覆うようにハブ２７に結合固定されており、ウォーム１５と噛合する。

本例では、ギヤ部２８は、全体を円環状に構成されており、外周面にホイール歯部２５を有する。ギヤ部２８は、ハブ２７を構成する側板部３０の径方向外側部分および庇部３１を覆うように、ハブ２７に結合固定されている。

本例では、ギヤ部２８は、ハブ側凹凸部２９と凹凸係合する歯車状のギヤ側凹凸部３４を有する。

本例では、ギヤ部２８は、庇部３１の径方向内側に全周にわたり配置された第１抑え部３５を有し、庇部３１の内周面に第１抑え部３５の外周面を係合させている。ギヤ部２８は、側板部３０の環状凹部３２の表面を構成する径方向外側の周面である段部３３の径方向内側に全周にわたり配置された第２抑え部３６を有し、段部３３に第２抑え部３６の外周面を係合させている。

ギヤ部２８を構成する合成樹脂としては、ポリアミド６６（ＰＡ６６）のほか、ポリアミド６（ＰＡ６）、ポリアミド４６（ＰＡ４６）、ポリアミド９Ｔ（ＰＡ９Ｔ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、フェノール樹脂（ＰＦ）などの各種の合成樹脂を採用することができる。これらの合成樹脂には、必要に応じて、ガラス繊維、ポリエチレン繊維、カーボン繊維、アラミド繊維などの各種の強化繊維を混入することができる。

本例の電動パワーステアリング装置１では、電動アシスト装置８を構成する図示しないトルクセンサが、ステアリングホイール２からステアリングシャフト３に加えられたトルクの方向および大きさを検出する。電動モータ２３は、トルクセンサの検出信号や、トランスミッションに組み込んだ車速センサから出力される車速信号などに基づいて、ウォーム１５を回転駆動することにより、ウォームホイール１４およびピニオン軸１３を介して、ラック軸１０に補助動力を付与する。この結果、運転者がステアリングホイール２を回転操作するのに要する力が軽減される。

本例のウォームホイール１４の製造方法は、互いに一体に構成されたハブ２７およびピニオン軸１３を多段階の鍛造加工により造る工程と、ギヤ部２８を射出成形により造るのと同時に、ギヤ部２８をハブ２７に対して結合する工程、すなわちハブ２７の径方向外側の端部にギヤ部２８をインサート成形する工程とを備える。

本例では、ハブ２７の径方向外側の端部にギヤ部２８をインサート成形する工程において、図６に示すような金型装置３７を使用する。金型装置３７は、固定金型３８と、固定金型３８に対する軸方向（図６における左右方向）の遠近動を可能に配置された可動金型３９とを備える。

本例では、固定金型３８は、径方向中央部に、軸方向他方側の側面に開口した保持凹部４０、および、径方向中間部に、軸方向他方側に向けて突出した円環状の凸部４１を備える。固定金型３８は、その内部に、固定金型３８および可動金型３９とハブ２７との間に画成されるキャビティ４２内に、溶融した合成樹脂を送り込むためのランナー４３を備える。ランナー４３は、固定金型３８の径方向の中央部に配置されて軸方向に伸長する通路である第１ランナー部４４と、第１ランナー部４４の軸方向他方側の端部である下流側端部から径方向外側に向けて伸長した円盤状の通路である第２ランナー部４５と、第２ランナー部４５の径方向外側の端部である下流側端部から軸方向他方側に向かうほど径方向外側に向かう方向に伸長した、円すい筒状の通路である第３ランナー部４６とを有する。ランナー４３は、その周囲に図示しないヒータが配置されたホットランナーにより構成されていてもよい。第３ランナー部４６の下流側端部には、円環状のゲート４７が備えられている。ゲート４７は、固定金型３８の軸方向他方側の側面のうち、凸部４１の径方向外側に隣接する部分に開口している。ゲート４７は、開口部の開閉を行うためのバルブを有しないオープンゲートにより構成されている。固定金型３８のうち、第２ランナー部４５および第３ランナー部４６を挟んで軸方向両側に位置する部分は、図示しない連結部により互いに連結されている。

本例では、可動金型３９は、第１金型部品４８および第２金型部品４９から構成されている。

第１金型部品４８は、全体を有底円筒状に構成されており、径方向中央部に、軸方向に伸長し、かつ、軸方向一方側の側面に開口した保持凹部５０、および、保持凹部５０の開口部の周囲に、径方向外側に隣接する部分よりも軸方向一方側に突出した円環状の凸部５１を備える。

第２金型部品４９は、全体を略円筒状に構成されており、軸方向一方側の半部に、径方向内側に向けて突出する内向フランジ５２を備える。内向フランジ５２は、内周面に、ギヤ部２８のホイール歯部２５を成形するためのホイール歯部成形部５３を有する。第２金型部品４９の軸方向他方側の半部は、第１金型部品４８の軸方向一方側の端部にがたつきなく外嵌される。第２金型部品４９の内向フランジ５２の軸方向他方側の側面は、第１金型部品４８の軸方向一方側の側面の径方向外端部に当接している。

金型装置３７を使用して、ハブ２７の径方向外側の端部にギヤ部２８をインサート成形する際には、図６に示すように、金型装置３７の内側に、ハブ２７およびピニオン軸１３をセットする。具体的には、第１金型部品４８の保持凹部５０に、ピニオン軸１３のうちハブ２７よりも軸方向他方側の部分をがたつきなく内嵌し、第１金型部品４８の凸部５１の先端面である軸方向一方側の端面を、ハブ２７の側板部３０の軸方向他方側の側面の径方向内側部に当接させる。これにより、第２金型部品４９のホイール歯部成形部５３を、ハブ２７の径方向外側に配置する。さらに、固定金型３８の保持凹部４０に、ピニオン軸１３の軸方向一方側の端部をがたつきなく内嵌し、固定金型３８の凸部４１の先端面である軸方向他方側の端面を、ハブ２７の側板部３０の軸方向一方側の側面の径方向中間部に当接させ、固定金型３８の軸方向他方側の側面の径方向外端部を、第２金型部品４９の軸方向一方側の側面に当接させる。

金型装置３７の内側に、ハブ２７およびピニオン軸１３をセットした状態で、固定金型３８の凸部４１の外周面と、固定金型３８の軸方向他方側の側面のうち凸部４１の径方向外側に隣接する部分と、第２金型部品４９のホイール歯部成形部５３と、第１金型部品４８の軸方向一方側の側面のうち凸部５１の径方向外側に隣接する部分と、凸部５１の外周面とにより、ギヤ部２８を成形するためのキャビティ４２が画成される。

この状態で、ランナー４３およびゲート４７を通じて、キャビティ４２内に溶融した合成樹脂を送り込む。キャビティ４２内に送り込まれた合成樹脂は、ハブ２７の径方向外側部分の軸方向一方側に位置する部分から、ハブ２７の径方向外側に位置する部分を経由して、ハブ２７の径方向外側部分の軸方向他方側に位置する部分に向けて流れることで、キャビティ４２内の全体に充填される。

キャビティ４２内に充填された合成樹脂を冷却して固化させた後、可動金型３９を固定金型３８から離れる方向に軸方向に移動させることで金型装置３７を開き、ウォームホイール１４およびピニオン軸１３を取り出す。これと同時に、ランナー４３およびゲート４７内の合成樹脂とギヤ部２８とを分離する。その後、必要に応じて、ギヤ部２８の表面や角部に仕上加工を施して、ウォームホイール１４を得る。

本例の電動アシスト装置８を組み立てる際には、図３において、ハウジング１１の内側に第１軸受１７および第２軸受１８を組み付けた後、これらの第１軸受１７および第２軸受１８の内側に、図３の右側、すなわち軸方向一方側から、ピニオン軸１３を挿入する。

本例の電動アシスト装置８によれば、以下の作用効果を奏することができる。

ウォームホイール１４を構成するハブ２７が、ピニオン軸１３を構成する金属により、ピニオン軸１３と一体に構成されている。このため、部品点数を抑えることができる。

ウォームホイール１４のホイール歯部２５が、合成樹脂製のギヤ部２８の外周面に備えられている。このため、ステアリングホイール２の操作時や悪路走行時に、ホイール歯部２５とウォーム歯部２６との噛合部で歯打ち音が発生することを抑えられる。

ハブ２７の外周面に備えられた歯車状のハブ側凹凸部２９に、ギヤ部２８のギヤ側凹凸部３４を係合させている。このため、ハブ２７に対するギヤ部２８の回転方向の保持力を確保しやすい。

ハブ２７の庇部３１の内周面に、ギヤ部２８の第１抑え部３５の外周面を係合させている。このため、ハブ２７に対するギヤ部２８のモーメント方向の保持力を確保しやすい。ハブ２７の段部３３に、ギヤ部２８の第２抑え部３６の外周面を係合させている。したがって、この面からも、ハブ２７に対するギヤ部２８のモーメント方向の保持力を確保しやすい。

本発明を実施する場合、ハブに対するギヤ部の保持力を十分に確保できる限り、ハブ側凹凸部２９とギヤ側凹凸部３４との係合部、庇部３１の内周面と第１抑え部３５の外周面との係合部、および、段部３３と第２抑え部３６の外周面との係合部のそれぞれを、適宜省略することができる。

［実施の形態の第２例］
本発明の実施の形態の第２例について、図７～図１０を用いて説明する。

本例では、ウォームホイール１４ａを構成するハブ２７ａのハブ側凹凸部２９ａが、ハブ２７ａの径方向外側の端部の軸方向一方側の側面に備えられている。より具体的には、ハブ側凹凸部２９ａが、庇部３１ａの先端面である軸方向一方側の側面に備えられている。

本例では、ハブ側凹凸部２９ａを構成する凹部および凸部のそれぞれが、ハブ２７ａの中心軸を中心とする放射方向に対して曲線的に傾斜した方向に伸長している。より具体的には、ハブ側凹凸部２９ａを構成する凹部および凸部のそれぞれが、径方向外側に向かうほど円周方向に関して一方側（本例では図８の反時計方向側）に向かう方向に曲線的に伸長している。本発明を実施する場合、ハブ側凹凸部を構成する凹部および凸部のそれぞれは、ハブの中心軸を中心とする放射方向、または、該放射方向に対して直線的に傾斜した方向に伸長していてもよい。

本例では、ハブ２７ａの外周面、すなわち、互いに連続する側板部３０ａの外周面および庇部３１ａの外周面が、円筒面５４により構成されている。

本例では、ハブ２７ａの径方向外側の端部の軸方向他方側の側面、すなわち、側板部３０ａの径方向外側の端部の軸方向他方側の側面に、径方向外側に向かうにしたがって軸方向一方側に向かう方向に曲線的に傾斜した断面形状を有する案内部５５を備える。本発明を実施する場合には、案内部５５の寸法を確保する観点から、案内部５５の径方向に関する幅寸法Ｗａ（図７）は、庇部３１ａの先端面の径方向に関する幅寸法Ｗｂ（図７）の０．５倍以上であることが好ましく、該幅寸法Ｗｂの１．０倍以上であることがより好ましい。本例では、案内部５５の径方向に関する幅寸法Ｗａは、庇部３１ａの先端面の径方向に関する幅寸法Ｗｂの０．５倍よりも大きく、１．０倍よりも小さくしている。本発明を実施する場合、案内部の断面形状は、直線的に傾斜していてもよいし、あるいは、直線的に傾斜した部分と曲線的に傾斜した部分との双方を備えていてもよい。

本発明を実施する場合、図７に示すように、ハブ２７ａの径方向外側の端部の軸方向に関する幅寸法、具体的には、庇部３１ａの軸方向一方側の端縁から案内部５５の軸方向他方側の端縁までの軸方向に関する幅寸法をＬとした場合に、円筒面５４のうち、軸方向に関して案内部５５とハブ側凹凸部２９ａとの間に位置する部分、すなわち、全周にわたり連続した円筒面により構成された部分の軸方向に関する幅寸法Ｌｃは、該部分の径方向外側に位置するホイール歯部２５（ウォーム歯との噛み合い部）の射出成形による形状精度を確保する観点から、Ｌ／３以上とすることが好ましい。このために、案内部５５の軸方向に関する幅寸法Ｌａは、Ｌ／３以下とすることが好ましい。ただし、案内部５５の寸法を確保する観点から、案内部５５の軸方向に関する幅寸法Ｌａは、Ｌ／４以上とすること、すなわち、Ｌ／４～Ｌ／３とすることが好ましい。ハブ側凹凸部２９ａの軸方向に関する幅寸法Ｌｂは、ＬからＬａおよびＬｃを差し引いた有限の値となる。

本例では、ギヤ部２８ａは、ハブ側凹凸部２９ａと凹凸係合する歯車状のギヤ側凹凸部３４ａを有する。ギヤ部２８ａは、軸方向他方側部分の径方向内側部分により、ハブ２７ａの案内部５５を覆っている。

本発明を実施する場合、庇部３１ａの先端面の径方向に関する幅寸法Ｗｂ、すなわち、ハブ側凹凸部２９ａの径方向に関する幅寸法Ｗｂは、ギヤ側凹凸部３４ａとの係合幅を確保して、ハブ２７ａに対するギヤ部２８ａの回転を十分に防止する観点から、Ｌ／３以上とすることが好ましい。

本例の構造では、以下のような作用効果を奏することができる。

ハブ側凹凸部２９ａを構成する凹部および凸部のそれぞれが、ハブ２７ａの中心軸を中心とする放射方向に対して曲線的に傾斜した方向に伸長している。このため、ハブ側凹凸部を構成する凹部および凸部のそれぞれが放射方向または放射方向に対して傾斜した方向に直線的に伸長している場合に比べて、ハブ側凹凸部２９ａとギヤ側凹凸部３４ａとの係合面積を単位歯当たりで大きくすることができる。したがって、ハブ側凹凸部２９ａとギヤ側凹凸部３４ａとの係合に基づく、ハブ２７ａに対するギヤ部２８の回転方向の保持力を大きくすることができる。

ハブ２７ａの外周面が、円筒面５４により構成されている。このため、ギヤ部２８ａのうち、円筒面５４よりも径方向外側に位置する部分の径方向の肉厚は、ホイール歯部２５を構成する複数の歯５６が位置する円周方向箇所において、互いに等しくなっている。したがって、ハブ２７ａのうち、円筒面５４よりも径方向外側に位置する部分に関しては、図９に示す様に、複数の歯５６が位置する円周方向箇所の射出成形時の成形収縮量を互いに等しくすることができる。この結果、ホイール歯部２５の形状精度を確保しやすい。

ハブ２７ａの径方向外側の端部の軸方向他方側の側面に、径方向外側に向かうにしたがって軸方向一方側に向かう方向に曲線的に傾斜した断面形状を有する案内部５５を備え、案内部５５が、ギヤ部２８ａの軸方向他方側部分の径方向内側部分により覆われている。このため、ギヤ部２８ａを射出成形する際に、溶融した合成樹脂を案内部５５に沿って円滑に流すことができる。したがって、ギヤ部２８ａの形状精度を確保しやすい。その他の構成および作用効果は、第１例と同様である。

［実施の形態の第３例］
本発明の実施の形態の第３例について、図１１～図１３を用いて説明する。

本例では、ウォームホイール１４ｂを構成するハブ２７ｂのハブ側凹凸部２９ｂが、庇部３１ｂの内周面に備えられている。本例では、第２例と同様、ハブ２７ｂの外周面が円筒面５４により構成されており、ハブ２７ｂの径方向外側の端部の軸方向他方側の側面に、径方向外側に向かうにしたがって軸方向一方側に向かう方向に曲線的に傾斜した断面形状を有する案内部５５ａを備える。

本例では、ギヤ部２８ｂは、ハブ側凹凸部２９ｂと凹凸係合する歯車状のギヤ側凹凸部３４ｂを有する。本例では、第２例と同様、ギヤ部２８ｂは、軸方向他方側部分の径方向内側部分により、ハブ２７ｂの案内部５５ａを覆っている。その他の構成および作用効果は、第１例または第２例と同様である。

［実施の形態の第４例］
本発明の実施の形態の第４例について、図１４を用いて説明する。

本例では、ピニオン軸１３に対するウォームホイール１４ｃの軸方向の向きが、第２例と逆になっている。すなわち、本例では、ピニオン軸１３およびウォームホイール１４ｃに関して、軸方向一方側は、軸方向に関してウォームホイール１４ｃからピニオン歯部２４に向かう側である、図１４の左側であり、軸方向他方側は、図１４の右側である。本例では、ウォームホイール１４ｃを構成するハブ２７ａおよびギヤ部２８ａについては、軸方向の向きが第２例と逆になっているだけであるため、第２例と同じ符号を用いる。

本例の場合も、ハブ２７ａの径方向外側の端部にギヤ部２８ａをインサート成形する際には、ランナーおよびゲートを通じて、ギヤ部２８ａの成形空間であるキャビティのうち、軸方向に関してピニオン歯部２４と反対側である軸方向他方側の端部の径方向内側の端部（図１４のα部に対応する部分）から、溶融した合成樹脂を送り込む。そして、キャビティ内に送り込まれた合成樹脂は、ハブ２７ａの径方向外側部分の軸方向他方側に位置する部分から、ハブ２７ａの径方向外側に位置する部分を経由して、ハブ２７ａの径方向外側部分の軸方向一方側に位置する部分に向けて流れることで、キャビティ内の全体に充填される。

この際に、本例では、キャビティのうち、ハブ２７ａの径方向外側部分の軸方向他方側に位置する部分に、ハブ側凹凸部が存在しないため、当該部分において合成樹脂の分流が発生しない。したがって、キャビティ内での合成樹脂の流れを円滑にすることができる。この結果、ギヤ部２８ａの形状精度を確保しやすい。

本例では、キャビティのうち、ハブ２７ａの径方向外側部分の軸方向他方側に位置する部分に、ハブ２７ａの案内部５５が存在する。このため、当該部分において、溶融した合成樹脂を案内部５５に沿って円滑に流すことができる。したがって、この面からも、キャビティ内での合成樹脂の流れを円滑にすることができる。

本例では、キャビティのうち、ハブ２７ａの径方向外側部分の軸方向一方側に位置する部分に、ハブ側凹凸部２９ａが存在する。このため、当該部分において、合成樹脂の分流が発生するが、当該部分の合成樹脂の勢いは小さいため、キャビティ内での合成樹脂の流れに与える影響を小さく抑えられる。

本例では、上述のようにギヤ部２８ａの射出成形を行うため、ギヤ部２８ａのうち、軸方向他方側の端部の径方向内側の端部（図１４のα部）に、射出成形のゲートの切断部が存在する。その他の構成および作用効果は、第２例と同様である。

［実施の形態の第５例］
本発明の実施の形態の第５例について、図１５を用いて説明する。

本例では、ピニオン軸１３ａが、円管状の中空軸により構成されている。すなわち、ピニオン軸１３ａは、径方向中心部を軸方向に貫通する中心孔５７を有する。このため、本例では、ピニオン軸１３ａを軽量に構成することができる。その他の構成及び作用効果は、第２例と同様である。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、発明の技術思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。また、本発明は、上述した各実施の形態の構造を、矛盾を生じない範囲で、適宜組み合わせて実施することができる。

１ 電動パワーステアリング装置
２ ステアリングホイール
３ ステアリングシャフト
４ ステアリングコラム
５ａ、５ｂ 自在継手
６ 中間シャフト
７ ステアリングギヤユニット
８ 電動アシスト装置
９ ピニオン軸
１０ ラック軸
１１ ハウジング
１２ 第２ラック歯部
１３ ピニオン軸
１４、１４ａ、１４ｂ、１４ｃ ウォームホイール
１５ ウォーム
１６ ウォーム減速機
１７ 第１軸受
１８ 第２軸受
１９ 第３軸受
２０ 第４軸受
２１ 押圧ブロック
２２ ばね
２３ 電動モータ
２４ ピニオン歯部
２５ ホイール歯部
２６ ウォーム歯部
２７、２７ａ、２７ｂ ハブ
２８、２８ａ、２８ｂ ギヤ部
２９、２９ａ、２９ｂ ハブ側凹凸部
３０、３０ａ 側板部
３１、３１ａ、３１ｂ 庇部
３２ 環状凹部
３３ 段部
３４、３４ａ、３４ｂ ギヤ側凹凸部
３５ 第１抑え部
３６ 第２抑え部
３７ 金型装置
３８ 固定金型
３９ 可動金型
４０ 保持凹部
４１ 凸部
４２ キャビティ
４３ ランナー
４４ 第１ランナー部
４５ 第２ランナー部
４６ 第３ランナー部
４７ ゲート
４８ 第１金型部品
４９ 第２金型部品
５０ 保持凹部
５１ 凸部
５２ 内向フランジ
５３ ホイール歯部成形部
５４ 円筒面
５５、５５ａ 案内部
５６ 歯
５７ 中心孔

Claims (12)

1. 金属により構成され、軸方向一部分に設けられ、かつ、ラック軸のラック歯部と噛合するピニオン歯部を有する、ピニオン軸と、
   前記ピニオン軸のうち前記ピニオン歯部から軸方向に外れた部分に、前記ピニオン軸と同軸に設けられたウォームホイールと、
   前記ウォームホイールと噛合するウォームと、を備え、
   前記ウォームホイールは、前記金属により前記ピニオン軸と一体に構成され、前記ピニオン軸から径方向外側に向けて突出したハブ、および、合成樹脂により構成され、前記ハブの径方向外側の端部を覆うように該端部に結合固定された、前記ウォームと噛合するギヤ部を有する、
   電動アシスト装置。
2. 前記ハブは、前記径方向外側の端部に、円周方向に関して凹部と凸部とを交互に配置してなるハブ側凹凸部を有し、
   前記ギヤ部は、前記ハブ側凹凸部と凹凸係合するギヤ側凹凸部を有する、
   請求項１に記載の電動アシスト装置。
3. 前記ハブ側凹凸部が、前記ハブの外周面に備えられている、請求項２に記載の電動アシスト装置。
4. 前記ハブ側凹凸部が、前記ハブの径方向外側の端部の軸方向一方側の側面に備えられている、請求項２に記載の電動アシスト装置。
5. 前記ハブは、径方向外側の端部に、軸方向一方側に向けて突出した円筒状の庇部を有しており、前記ハブ側凹凸部は、前記庇部の軸方向一方側の側面に備えられている、請求項４に記載の電動アシスト装置。
6. 前記ハブ側凹凸部を構成する凹部および凸部のそれぞれが、前記ハブの中心軸を中心とする放射方向に対して傾斜した方向に伸長している、請求項４または５のうちのいずれかに記載の電動アシスト装置。
7. 前記ハブは、径方向外側の端部に、軸方向一方側に向けて突出した円筒状の庇部を有しており、前記ハブ側凹凸部は、前記庇部の内周面に備えられている、請求項２に記載の電動アシスト装置。
8. 前記ハブの外周面が、円筒面により構成されている、請求項４～７のうちのいずれかに記載の電動アシスト装置。
9. 前記ハブの径方向外側の端部の軸方向他方側の側面に、径方向外側に向かうにしたがって軸方向一方側に向かう方向に傾斜した断面形状を有する案内部を備える、請求項４～８のうちのいずれかに記載の電動アシスト装置。
10. 前記軸方向一方側は、軸方向に関して前記ウォームホイールから前記ピニオン歯部に向かう側である、請求項４～９のうちのいずれかに記載の電動アシスト装置。
11. 前記ギヤ部のうち、軸方向他方側の端部の径方向内側の端部に、射出成形のゲートの切断部が存在する、請求項１０に記載の電動アシスト装置。
12. 前記ピニオン軸が、円管状の中空軸により構成されている、請求項１～１１のうちのいずれかに記載の電動アシスト装置。

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