JP4273296B2

JP4273296B2 - Worm wheel and its mold

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Publication number: JP4273296B2
Application number: JP2002177494A
Authority: JP
Inventors: 修佐野; 喜啓北詰; 明宏西野
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2002-06-18
Filing date: 2002-06-18
Publication date: 2009-06-03
Anticipated expiration: 2022-06-18
Also published as: JP2004019828A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、型成形されるのに適したウォームホイールと、そのウォームホイールの製造用の成形型に関する。
【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。
【０００４】
そこで、ウォームホイールを型成形することが考えられる。しかし、通常のウォームホイールの歯は、歯すじ方向における中央位置では両端位置よりも歯厚が薄く歯丈が大きいため、成形されたウォームホイールを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、ウォームホイールを型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し、また成形精度が低下する。
【０００５】
そこで、図８に示すように、ウォームホイール１００の各歯１０１における回転方向一方側の歯面１０１ａと他方側の歯面１０１ｂを、ハスバ歯車の歯面と同形のヘリカル面部分１０１ａ′、１０１ｂ′と、ウォーム（図示省略）の凸曲面状の歯面に沿う凹曲面部分１０１ａ″、１０１ｂ″とから構成することが提案されている。（特開２００１−２８０４２８号）。この従来例においては、各歯面１０１ａ、１０１ｂにおいて、回転軸方向の一方側にヘリカル面部分１０１ａ′、１０１ｂ′を配置し、他方側に凹曲面部分１０１ａ″、１０１ｂ″を配置している。これにより、各歯面１０１ａ、１０１ｂにおいて、凹曲面部分１０１ａ″、１０１ｂ″ではヘリカル面部分１０１ａ′、１０１ｂ′との境界に向かうに従い歯丈方向寸法と相対向する歯面間の距離が増加する。また、ヘリカル面部分１０１ａ′、１０１ｂ′では歯丈方向寸法と相対向する歯面間の距離が歯すじ方向において一定になる。よって、ウォームホイール１００を型成形した場合に、成形されたウォームホイール１００を成形型からヘリカル面部分１０１ａ′、１０１ｂ′の歯すじ方向（図において矢印方向Ｈ）に型抜きできる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のウォームホイール１００においては、全ての歯面１０１ａ、１０１ｂで回転軸方向の一方側にヘリカル面部分１０１ａ′、１０１ｂ′を配置し、他方側に凹曲面部分１０１ａ″、１０１ｂ″を配置している。また、図８において２点鎖線で示すようにウォームの歯面１０２は凸曲面であるため、ヘリカル面部分１０１ａ′、１０１ｂ′との接触領域よりも凹曲面部分１０１ａ″、１０１ｂ″との接触領域が大きくなる。そのため、ウォームからウォームホイール１００に回転力を伝達する際に、凹曲面部分１０１ａ″、１０１ｂ″が配置された回転軸方向の他方側に偏って力が作用することになる。これにより、円滑な回転伝達が阻害され、ウォームやウォームホイール１００の歯面の偏摩耗や破損により寿命が短くなるという問題がある。
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とその製造用成形型を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のウォームホイールは、ウォームの歯に噛み合う複数の歯を備え、各歯における回転方向一方側の歯面と他方側の歯面は、ハスバ歯車の歯面と同形のヘリカル面部分と、そのウォームの凸曲面状の歯面に沿う凹曲面部分とを有する。各歯面は、ウォームホイールの回転軸方向の一方側にヘリカル面部分が配置されると共に他方側に凹曲面部分が配置される複数の第１歯面と、その回転軸方向の一方側に凹曲面部分が配置されると共に他方側にヘリカル面部分が配置される複数の第２歯面とに分類され、各第１歯面は第１歯面に相対向するように配置され、各第２歯面は第２歯面に相対向するように配置され、各第１、第２歯面における凹曲面部分では歯丈方向寸法はヘリカル面部分との境界に向かうに従い増加すると共に相対向する歯面間の距離はヘリカル面部分との境界に向かうに従い増加し、各第１、第２歯面におけるヘリカル面部分では歯丈方向寸法は歯すじ方向において一定とされると共に相対向する歯面間の距離は歯すじ方向において一定とされていることを特徴とする。
本発明によれば、第１歯面においては回転軸方向の一方側にヘリカル面部分が配置されると共に他方側に凹曲面部分が配置され、第２歯面においては回転軸方向の一方側に凹曲面部分が配置されると共に他方側にヘリカル面部分が配置される。これにより、ウォームの歯面が第１歯面に接する位置と第２歯面に接する位置とで、ウォームからウォームホイールに作用する力の偏り方向が互いに逆になる。よって、ウォームからウォームホイールに作用する力の偏りを抑制できる。しかも、各第１歯面は第１歯面に相対向するように配置され、各第２歯面は第２歯面に相対向するように配置され、凹曲面部分では歯丈方向寸法と相対向する歯面間の距離はヘリカル面部分との境界に向かうに従い増加し、ヘリカル面部分では歯丈方向寸法と相対向する歯面間の距離は歯すじ方向において一定とされているので、型成形されたウォームホイールをヘリカル面部分の歯すじ方向に型抜きできる。
【０００８】
そのウォームの歯面に対して何れかの第１歯面と何れかの第２歯面とが同時に接触するように、第１歯面と第２歯面の並列順序が定められているのが好ましい。これにより、ウォームからウォームホイールに作用する力の偏りをより抑制できる。
【０００９】
そのウォームの条数は複数とされているのが好ましい。これにより、ウォームの歯面が同時にウォームホイールの第１歯面と接触する領域と第２歯面と接触する領域との差がより小さくなり、ウォームからウォームホイールに偏った力が作用するのをより確実に防止できる。
【００１０】
本発明のウォームホイールにおける歯数が偶数の場合、互いに対向する第１歯面の対と互いに対向する第２歯面の対とが回転方向において交互に配置されているのが好ましい。本発明のウォームホイールにおける歯数が奇数の場合、互いに対向する第１歯面の対が回転方向における一箇所において連続して配置され、それ以外の箇所においては互いに対向する第１歯面の対と互いに対向する第２歯面の対とが回転方向において交互に配置されているのが好ましい。
互いに対向する第１歯面の対と互いに対向する第２歯面の対とが回転方向において交互に配置されることで、ウォームの歯面が同時にウォームホイールの第１歯面と接触する領域と第２歯面と接触する領域との差がより小さくなり、ウォームからウォームホイールに偏った力が作用するのをより確実に防止できる。
【００１１】
本発明の成形型は、少なくとも前記歯が合成樹脂製とされた本発明のウォームホイールを型成形するために用いられ、ウォームホイールの回転軸方向における一方側を成形する第１型と他方側を成形する第２型とを有し、その第１型と第２型との分割面は、ウォームホイールの径方向視で各歯と重なると共に前記ヘリカル面部分の歯すじ方向に沿う部分と、互いに対向する第２歯面の間の部分よりもウォームホイールの回転軸方向における一方側に位置する部分と、互いに対向する第１歯面の間の部分よりもウォームホイールの回転軸方向における他方側に位置する部分とを有するのが好ましい。
本発明の成形型によれば、型成形された本発明のウォームホイールをヘリカル面部分の歯すじ方向に型抜きできる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１に示す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し、そのコイル７の出力から操舵トルクを検出する。
【００１３】
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が同行回転するように設けられている。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。
【００１４】
図２、図３に示すように、そのウォームホイール１０は円環状のホイールボディ１０Ｂと、このホイールボディ１０Ｂの外周において並列する複数の歯１０Ａとを有し、各歯１０Ａがウォーム１１の歯１１Ａに噛み合う。
【００１５】
図４、図５の（１）〜（４）に示すように、ウォームホイール１０の各歯１０Ａにおける回転方向一方側（図４の下側）の歯面１０ａと他方側（図４の上側）の歯面１０ｂは、ハスバ歯車の歯面と同形のヘリカル面部分１０ａ′、１０ｂ′と、ウォーム１１の歯１１Ａの凸曲面状の歯面に沿う凹曲面部分１０ａ″、１０ｂ″とを有する。
【００１６】
各歯面１０ａ、１０ｂは、ウォームホイール１０の回転軸方向における一方側（図４の左側）にヘリカル面部分１０ａ′、１０ｂ′が配置されると共に他方側（図４の右側）に凹曲面部分１０ａ″、１０ｂ″が配置される複数の第１歯面Ａと、その回転軸方向の一方側に凹曲面部分１０ａ″、１０ｂ″が配置されると共に他方側にヘリカル面部分１０ａ′、１０ｂ′が配置される複数の第２歯面Ｂとに分類される。各第１歯面Ａは第１歯面Ａに相対向するように配置され、各第２歯面Ｂは第２歯面Ｂに相対向するように配置される。
【００１７】
各第１、第２歯面Ａ、Ｂにおける凹曲面部分１０ａ″、１０ｂ″では、歯丈方向寸法Ｈ″と相対向する歯面間の距離Ｄ″はヘリカル面部分１０ａ′、１０ｂ′との境界に向かうに従い増加する。また、ヘリカル面部分１０ａ′、１０ｂ′では、歯丈方向寸法Ｈ′と相対向する歯面間の距離Ｄ′は歯すじ方向において一定とされている。その凹曲面部分１０ａ″、１０ｂ″とヘリカル面部分１０ａ′、１０ｂ′は、歯すじ方向における中央位置の境界において、滑らかに連なるものとされている。その境界の位置は、型成形されたウォームホイール１０を成形型から型抜きできるように定めればよく、本実施形態では各歯面の歯すじ方向における中央位置とされている。円滑に型抜きする上ではヘリカル面部分１０ａ′、１０ｂ′の領域を凹曲面部分１０ａ″、１０ｂ″の領域以上にすればよい。
【００１８】
第１歯面Ａと第２歯面Ｂの並列順序は、ウォーム１１の歯１１Ａの歯面に対して何れかの第１歯面Ａと何れかの第２歯面Ｂとが同時に接触するように定められているのが好ましい。さらに、ウォーム１１の歯１１Ａの歯面に同時に接触する第１歯面Ａの領域と第２歯面Ｂの領域とをより大きくするために、ウォームホイール１０の歯数が偶数である場合は、図４に示すように互いに対向する第１歯面Ａの対と互いに対向する第２歯面Ｂの対とが回転方向において交互に配置されているのが好ましい。また、ウォームホイール１０の歯数が奇数である場合は、図６の変形例に示すように互いに対向する第１歯面Ａの対が回転方向における一箇所において連続して配置され、それ以外の箇所においては互いに対向する第１歯面Ａの対と互いに対向する第２歯面Ｂの対とが回転方向において交互に配置されているのが好ましい。なお、ウォームとウォームホイールとは、諸元によっては２以上の歯が同時に噛み合うものではないが、一般的には２以上の歯が同時に噛み合うことから、本発明を適用する上では同時に２以上の歯が噛み合うようにするのが好ましい。
【００１９】
ウォームホイール１０は型成形され、例えば射出成形される。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、ウォームホイール１０とスリーブ９を一体化させることができる。図７において２点鎖線で示すように、その成形型３０はウォームホイール１０の回転軸方向における一方側を成形する第１型３１と他方側を成形する第２型３２とを有する。その第１型３１と第２型３２との分割面ＰＬは、ウォームホイール１０の径方向視で各歯１０Ａと重なると共にヘリカル面部分１０ａ′、１０ｂ′の歯すじ方向に沿う部分ＰＬ１と、互いに対向する第２歯面Ｂの間の部分よりもウォームホイール１０の回転軸方向における一方側に位置する部分ＰＬ２と、互いに対向する第１歯面Ａの間の部分よりもウォームホイール１０の回転軸方向における他方側に位置する部分ＰＬ３とを有する。これにより、第１型３１により第１歯面Ａを成形し、第２型３２により第２歯面Ｂを成形し、第１型３１と第２型３２とをヘリカル面部分１０ａ′、１０ｂ′の歯すじ方向（図において矢印方向Ｈ）に沿って相対移動させることで分離することにより、成形されたウォームホイール１０を成形型３０から型抜きできる。
【００２０】
上記ウォームホイール１０によれば、第１歯面Ａにおいては回転軸方向の一方側にヘリカル面部分１０ａ′、１０ｂ′が配置されると共に他方側に凹曲面部分１０ａ″、１０ｂ″が配置され、第２歯面Ｂにおいては回転軸方向の一方側に凹曲面部分１０ａ″、１０ｂ″が配置されると共に他方側にヘリカル面部分１０ａ′、１０ｂ′が配置されている。これにより、ウォーム１１の歯面１１Ａが第１歯面Ａに接する位置と第２歯面Ｂに接する位置とで、ウォーム１１からウォームホイール１０に作用する力の偏り方向が互いに逆になる。よって、ウォーム１１からウォームホイール１０に作用する力の偏りを抑制できる。しかも、各第１歯面Ａは第１歯面Ａに相対向するように配置され、各第２歯面Ｂは第２歯面Ｂに相対向するように配置され、凹曲面部分１０ａ″、１０ｂ″では歯丈方向寸法と相対向する歯面間の距離はヘリカル面部分１０ａ′、１０ｂ′との境界に向かうに従い増加し、ヘリカル面部分１０ａ′、１０ｂ′では歯丈方向寸法と相対向する歯面間の距離は歯すじ方向において一定とされているので、型成形されたウォームホイール１０をヘリカル面部分１０ａ′、１０ｂ′の歯すじ方向に型抜きできる。その型成形には上記実施形態の成形型３０を用いるのが適している。
また、ウォーム１１の歯１１Ａの歯面に対して何れかの第１歯面Ａと何れかの第２歯面Ｂとが同時に接触することでウォーム１１からウォームホイール１０に作用する力の偏りをより抑制できる。さらに、ウォームホイール１０の歯数が偶数の場合は回転方向の全域で、歯数が奇数とされる場合は回転方向における一箇所を除いて、互いに対向する第１歯面Ａの対と互いに対向する第２歯面Ｂの対とが回転方向において交互に配置されることで、ウォーム１１の歯面１１Ａが同時に第１歯面Ａと接触する領域と第２歯面Ｂと接触する領域との差がより小さくなり、ウォーム１１からウォームホイール１０に偏った力が作用するのをより確実に防止できる。さらに、ウォーム１１の条数は複数であるのが好ましく、例えば２条あるいは３条とされる。これにより、ウォーム１１の歯１１Ａの歯面に同時に接触する第１歯面Ａの領域と第２歯面Ｂの領域との差を小さくし、ウォーム１１からウォームホイール１０に偏った力が作用するのをより確実に防止できる。
【００２１】
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い。また、ウォームホイールを焼結成形してもよい。さらに、互いに対向する第１歯面の対あるいは互いに対向する第２歯面の対が、回転方向における複数箇所で連続して配置されてもよい。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、複雑な成形型を要することなく低コストで型成形でき、しかも長寿命で円滑な回転伝達ができるウォームホイールと、その製造用成形型を提供できる。
【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】本発明の実施形態のウォームホイールの部分斜視図
【図３】本発明の実施形態のウォームホイールとウォームの側面図
【図４】本発明の実施形態のウォームホイールの部分展開図
【図５】本発明の実施形態のウォームホイールにおける（１）は回転方向一方側の第１歯面を示す図、（２）は回転方向他方側の第１歯面を示す図、（３）は回転方向一方側の第２歯面を示す図、（４）は回転方向他方側の第２歯面を示す図
【図６】本発明の変形例のウォームホイールの部分展開図
【図７】本発明の実施形態の成形型の構成説明図
【図８】従来例のウォームホイールの部分展開図
【符号の説明】
１０ウォームホイール
１０Ａ歯
１０ａ、１０ｂ歯面
１０ａ′、１０ｂ′ ヘリカル面部分
１０ａ″、１０ｂ″ 凹曲面部分
Ａ第１歯面
Ｂ第２歯面
１１ウォーム
１１Ａ歯
３０成形型
ＰＬ分割面[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a worm wheel suitable for being molded and a mold for manufacturing the worm wheel.
[0002]
[Prior art]
For example, in an electric power steering device that transmits the rotation of a steering assist force generation motor to a wheel through a worm and a worm wheel meshing with the worm so that the steering angle changes, the worm wheel is made of a synthetic resin material. Therefore, weight reduction and noise reduction are achieved.
[0003]
Conventionally, the worm wheel has been formed by hobbing a synthetic resin material. However, since a large amount of burrs are generated when the hobbing is performed, a huge amount of man-hours are required for removing the burrs.
[0004]
Therefore, it is conceivable to mold the worm wheel. However, the teeth of a normal worm wheel have a thinner tooth thickness and a longer tooth length at the center position in the tooth trace direction than at both end positions, so the molded worm wheel cannot be punched from the mold in the tooth trace direction. . Therefore, when trying to mold the worm wheel, it is necessary to form the mold from a large number of members arranged in parallel in the rotational circumferential direction of the worm wheel, and to perform die cutting along the radial direction of the worm wheel. If it does so, the structure of a shaping | molding die will become very complicated, manufacturing cost will increase, and a shaping | molding precision will fall.
[0005]
Therefore, as shown in FIG. 8, the tooth surface 101a on one side and the tooth surface 101b on the other side in the rotational direction of each tooth 101 of the worm wheel 100 are replaced with helical surface portions 101a 'and 101b' having the same shape as the tooth surface of the helical gear. And a concave curved surface portion 101a ″, 101b ″ along a convex curved tooth surface of a worm (not shown). (Japanese Patent Laid-Open No. 2001-280428). In this conventional example, on each tooth surface 101a, 101b, helical surface portions 101a ', 101b' are arranged on one side in the rotation axis direction, and concave curved surface portions 101a ", 101b" are arranged on the other side. As a result, in each of the tooth surfaces 101a and 101b, the distance between the tooth surfaces in the concave curved surface portions 101a ″ and 101b ″ opposite to the tooth height direction dimension increases toward the boundary with the helical surface portions 101a ′ and 101b ′. . In the helical surface portions 101a 'and 101b', the distance between the tooth surfaces opposite to the tooth height direction dimension is constant in the tooth line direction. Therefore, when the worm wheel 100 is molded, the molded worm wheel 100 can be punched from the molding die in the direction of the helical surface portions 101a ′ and 101b ′ (arrow direction H in the drawing).
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional worm wheel 100, the helical surface portions 101a 'and 101b' are arranged on one side in the rotation axis direction on all the tooth surfaces 101a and 101b, and the concave curved surface portions 101a "and 101b" are arranged on the other side. ing. Further, as indicated by a two-dot chain line in FIG. 8, since the tooth surface 102 of the worm is a convex curved surface, the contact region with the concave curved surface portions 101a ″ and 101b ″ rather than the contact region with the helical surface portions 101a ′ and 101b ′. Becomes larger. Therefore, when the rotational force is transmitted from the worm to the worm wheel 100, the force is biased to the other side in the rotational axis direction where the concave curved surface portions 101a "and 101b" are arranged. As a result, smooth rotation transmission is hindered, and there is a problem that the life is shortened due to uneven wear and breakage of the tooth surfaces of the worm and the worm wheel 100.
An object of this invention is to provide the worm wheel which can solve the said subject, and the shaping | molding die for its manufacture.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The worm wheel of the present invention includes a plurality of teeth that mesh with the teeth of the worm, and a tooth surface on one side and a tooth surface on the other side in the rotational direction of each tooth include a helical surface portion having the same shape as the tooth surface of the helical gear. And a concave curved surface portion along the convex curved tooth surface of the worm. Each tooth surface includes a plurality of first tooth surfaces in which a helical surface portion is disposed on one side in the rotational axis direction of the worm wheel and a concave curved surface portion is disposed on the other side, and concave in one side in the rotational axis direction. It is classified into a plurality of second tooth surfaces in which the curved surface portion is disposed and the helical surface portion is disposed on the other side, and each first tooth surface is disposed so as to face the first tooth surface, and each second tooth surface is disposed. The tooth surface is arranged so as to face the second tooth surface, and in the concave curved surface portion of each of the first and second tooth surfaces, the tooth height direction dimension increases toward the boundary with the helical surface portion, and the teeth facing each other. The distance between the surfaces increases as it goes to the boundary with the helical surface portion. In the helical surface portions of the first and second tooth surfaces, the tooth height direction dimension is constant in the tooth trace direction and the distance between the tooth surfaces facing each other. The distance is constant in the tooth trace direction. To.
According to the present invention, on the first tooth surface, the helical surface portion is disposed on one side in the rotation axis direction and the concave curved surface portion is disposed on the other side, and on the second tooth surface, the helical surface portion is disposed on one side in the rotation axis direction. A concave curved surface portion is disposed and a helical surface portion is disposed on the other side. Thereby, the bias direction of the force acting on the worm wheel from the worm is reversed between the position where the tooth surface of the worm contacts the first tooth surface and the position where the tooth surface contacts the second tooth surface. Therefore, it is possible to suppress the bias of the force acting on the worm wheel from the worm. In addition, each first tooth surface is disposed so as to face the first tooth surface, each second tooth surface is disposed so as to face the second tooth surface, and the concave curved surface portion is relative to the tooth height direction dimension. The distance between the facing tooth surfaces increases as it goes toward the boundary with the helical surface portion. In the helical surface portion, the distance between the tooth height direction dimensions and the opposite tooth surface is constant in the tooth line direction. The molded worm wheel can be punched in the direction of the teeth on the helical surface.
[0008]
The parallel order of the first tooth surface and the second tooth surface is determined so that any first tooth surface and any second tooth surface simultaneously contact the tooth surface of the worm. preferable. Thereby, the bias | biasing of the force which acts on a worm wheel from a worm | warm can be suppressed more.
[0009]
The number of worms is preferably plural. As a result, the difference between the area where the tooth surface of the worm simultaneously contacts the first tooth surface of the worm wheel and the area where the tooth surface contacts the second tooth surface becomes smaller, and a biased force is applied to the worm wheel from the worm. It can be prevented more reliably.
[0010]
When the number of teeth in the worm wheel of the present invention is an even number, it is preferable that pairs of first tooth surfaces facing each other and pairs of second tooth surfaces facing each other are alternately arranged in the rotation direction. When the number of teeth in the worm wheel of the present invention is an odd number, a pair of first tooth faces facing each other is continuously arranged at one place in the rotational direction, and a pair of first tooth faces facing each other at other places. And pairs of second tooth surfaces facing each other are preferably alternately arranged in the rotation direction.
A pair of first tooth surfaces facing each other and a pair of second tooth surfaces facing each other are alternately arranged in the rotational direction, so that the region where the tooth surface of the worm simultaneously contacts the first tooth surface of the worm wheel; The difference from the region in contact with the second tooth surface becomes smaller, and it is possible to more reliably prevent the biased force from acting on the worm wheel from the worm.
[0011]
The molding die of the present invention is used for molding the worm wheel of the present invention in which at least the teeth are made of a synthetic resin, and the first mold and the other side for molding one side in the rotational axis direction of the worm wheel. And a split surface between the first mold and the second mold overlaps each tooth when viewed in the radial direction of the worm wheel, and a portion of the helical surface portion along the tooth trace direction is mutually connected. A portion located on one side in the rotational axis direction of the worm wheel with respect to the portion between the second tooth surfaces facing each other, and on the other side in the rotational axis direction of the worm wheel with respect to a portion between the first tooth surfaces facing each other. It is preferable to have the part located.
According to the molding die of the present invention, the molded worm wheel of the present invention can be punched in the direction of the tooth trace of the helical surface portion.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The electric power steering device P shown in FIG. 1 transmits the rotation of the steering shaft S due to the steering of the steering wheel H to the wheels so as to change the steering angle via a steering gear outside the figure. The type of the steering gear is not limited as long as the rotation of the steering shaft S can be transmitted to the wheels so that the steering angle changes. Rack and pinion type steering gear that transmits to the wheels can be adopted. A torque sensor 1 for detecting a steering torque transmitted by the steering shaft S is provided. The torque sensor 1 has a known configuration in this embodiment, and is connected to the sensor housing 2, the input shaft 3, and the input shaft 3 via a torsion bar 8 so as to be coaxially and elastically relatively rotatable. An output shaft 4 and a magnetic flux generating coil 7 constituting a magnetic circuit are provided, and the magnetic resistance in the magnetic circuit changes according to the elastic relative rotational amount of the shafts 3 and 4 by the steering torque. The steering torque is detected from the output.
[0013]
Both shafts 3 and 4 constitute part of the steering shaft S and are supported by the sensor housing 2 via bearings 6a and 6b. A steering assist force generating motor M is attached to the sensor housing 2. A worm wheel 10 made of a synthetic resin material is provided on the output shaft 4 via a metal sleeve 9 so as to rotate together. A worm 11 meshing with the worm wheel 10 is driven by a steering assist force generating motor M. The motor M is controlled by a non-illustrated control device in accordance with the steering torque detected by the torque sensor 1. The rotation of the motor M is transmitted to the wheels via the worm 11, the worm wheel 10, and the steering shaft S so that the steering angle changes, whereby a steering assist force according to the steering torque is applied.
[0014]
As shown in FIGS. 2 and 3, the worm wheel 10 has an annular wheel body 10B and a plurality of teeth 10A arranged in parallel on the outer periphery of the wheel body 10B. Each tooth 10A is a tooth 11A of the worm 11. Engage with.
[0015]
As shown in FIGS. 4 and 5 (1) to (4), the tooth surface 10a on one side (lower side in FIG. 4) and the other side (upper side in FIG. 4) of each tooth 10A of the worm wheel 10 in the rotational direction. The tooth surface 10b has helical surface portions 10a 'and 10b' having the same shape as the tooth surface of the helical gear, and concave curved surface portions 10a "and 10b" along the convex curved tooth surfaces of the teeth 11A of the worm 11.
[0016]
Each of the tooth surfaces 10a and 10b has helical surface portions 10a 'and 10b' arranged on one side (left side in FIG. 4) in the rotational axis direction of the worm wheel 10 and a concave curved surface portion on the other side (right side in FIG. 4). A plurality of first tooth surfaces A on which 10a ″ and 10b ″ are arranged, concave curved surface portions 10a ″ and 10b ″ are arranged on one side in the rotational axis direction, and helical surface portions 10a ′ and 10b ′ are arranged on the other side. Are classified into a plurality of second tooth surfaces B in which are arranged. Each first tooth surface A is disposed so as to face the first tooth surface A, and each second tooth surface B is disposed so as to face the second tooth surface B.
[0017]
In the concave curved surface portions 10a "and 10b" in the first and second tooth surfaces A and B, the distance D "between the tooth surfaces opposite to the tooth height direction dimension H" is equal to the helical surface portions 10a 'and 10b'. Increases toward the boundary. In the helical surface portions 10a ′ and 10b ′, the distance D ′ between the tooth surfaces facing the tooth height direction dimension H ′ is constant in the tooth line direction. The concave curved surface portions 10a ″ and 10b ″ and the helical surface portions 10a ′ and 10b ′ are connected smoothly at the boundary of the central position in the tooth line direction. The boundary position may be determined so that the molded worm wheel 10 can be removed from the mold, and in the present embodiment, the center position of each tooth surface in the streak direction is set. For smooth die cutting, the area of the helical surface portions 10a ′ and 10b ′ may be made larger than the area of the concave curved surface portions 10a ″ and 10b ″.
[0018]
The first tooth surface A and the second tooth surface B are arranged in parallel so that any first tooth surface A and any second tooth surface B are in contact with the tooth surface of the tooth 11A of the worm 11 at the same time. It is preferable that Furthermore, in order to further increase the area of the first tooth surface A and the area of the second tooth surface B that simultaneously contact the tooth surface of the tooth 11A of the worm 11, when the number of teeth of the worm wheel 10 is an even number, As shown in FIG. 4, it is preferable that pairs of first tooth surfaces A facing each other and pairs of second tooth surfaces B facing each other are alternately arranged in the rotation direction. Further, when the number of teeth of the worm wheel 10 is an odd number, the pair of first tooth surfaces A facing each other is continuously arranged at one place in the rotation direction as shown in the modification of FIG. In the place, it is preferable that the pair of first tooth surfaces A facing each other and the pair of second tooth surfaces B facing each other are alternately arranged in the rotation direction. The worm and the worm wheel do not mesh two or more teeth at the same time depending on the specifications, but generally two or more teeth mesh at the same time. Preferably, the teeth are engaged.
[0019]
The worm wheel 10 is molded, for example, injection molded. The worm wheel 10 and the sleeve 9 can be integrated by inserting the sleeve 9 into the mold used for the mold forming. As shown by a two-dot chain line in FIG. 7, the molding die 30 has a first die 31 that molds one side in the rotation axis direction of the worm wheel 10 and a second die 32 that molds the other side. The split surface PL between the first mold 31 and the second mold 32 overlaps with each tooth 10A in the radial direction of the worm wheel 10 and a portion PL1 along the tooth trace direction of the helical surface portions 10a ′ and 10b ′. The portion PL2 located on one side in the rotation axis direction of the worm wheel 10 with respect to the portion between the second tooth surfaces B facing each other, and the rotation shaft of the worm wheel 10 with respect to the portion between the first tooth surfaces A facing each other. And a portion PL3 located on the other side in the direction. Thus, the first tooth surface A is formed by the first mold 31, the second tooth surface B is formed by the second mold 32, and the first mold 31 and the second mold 32 are connected to the helical surface portions 10a ', 10b'. The molded worm wheel 10 can be punched out of the mold 30 by separating it by relative movement along the tooth trace direction (arrow direction H in the figure).
[0020]
According to the worm wheel 10, on the first tooth surface A, the helical surface portions 10a 'and 10b' are disposed on one side in the rotation axis direction, and the concave curved surface portions 10a "and 10b" are disposed on the other side. In the second tooth surface B, concave curved surface portions 10a "and 10b" are arranged on one side in the rotation axis direction, and helical surface portions 10a 'and 10b' are arranged on the other side. Thereby, the bias direction of the force acting on the worm wheel 10 from the worm 11 is reversed between the position where the tooth surface 11A of the worm 11 is in contact with the first tooth surface A and the position where it is in contact with the second tooth surface B. Therefore, the bias of the force acting on the worm wheel 10 from the worm 11 can be suppressed. In addition, each first tooth surface A is disposed so as to face the first tooth surface A, and each second tooth surface B is disposed so as to face the second tooth surface B, and the concave curved surface portion 10a ″, In 10b ″, the distance between the tooth surfaces opposite to the tooth height direction dimension increases toward the boundary with the helical surface portions 10a ′ and 10b ′, and the helical surface portions 10a ′ and 10b ′ face each other in the tooth height direction dimension. Since the distance between the tooth surfaces to be fixed is constant in the tooth trace direction, the molded worm wheel 10 can be punched in the tooth trace direction of the helical surface portions 10a ′ and 10b ′. It is suitable to use the molding die 30 of the above embodiment for the molding.
Also, any of the first tooth surfaces A and any of the second tooth surfaces B are simultaneously in contact with the tooth surfaces of the teeth 11A of the worm 11, so that the bias of the force acting on the worm wheel 10 from the worm 11 is reduced. It can be suppressed more. Further, when the number of teeth of the worm wheel 10 is an even number, the pair of first tooth surfaces A that face each other is opposed to each other except for one place in the direction of rotation when the number of teeth is an odd number. The pair of second tooth surfaces B to be alternately arranged in the rotation direction makes it possible for the tooth surface 11A of the worm 11 to simultaneously contact the first tooth surface A and the region contacting the second tooth surface B. A difference becomes smaller and it can prevent more reliably that the force biased from the worm 11 to the worm wheel 10 acts. Furthermore, it is preferable that the number of the worms 11 is plural, for example, two or three. Thereby, the difference between the region of the first tooth surface A and the region of the second tooth surface B simultaneously contacting the tooth surface of the tooth 11A of the worm 11 is reduced, and a biased force is applied from the worm 11 to the worm wheel 10. Can be more reliably prevented.
[0021]
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, instead of making the entire worm wheel 10 made of a synthetic resin material as in the above embodiments, the worm wheel may be constituted by a core metal and a synthetic resin material covering the core metal. Further, the worm wheel may be sintered. Further, a pair of first tooth surfaces facing each other or a pair of second tooth surfaces facing each other may be continuously arranged at a plurality of locations in the rotation direction.
[0022]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to provide a worm wheel that can be molded at low cost without requiring a complicated mold, and that can transmit rotation smoothly with a long life, and a mold for manufacturing the worm wheel.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an electric power steering apparatus using a worm wheel according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a partial perspective view of a worm wheel according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a partially developed view of a worm wheel according to an embodiment of the present invention. FIG. 5 shows a first tooth surface on one side in the rotational direction of the worm wheel according to the embodiment of the present invention. (2) is a diagram showing a first tooth surface on the other side in the rotational direction, (3) is a diagram showing a second tooth surface on one side in the rotational direction, and (4) is a second tooth surface on the other side in the rotational direction. FIG. 6 is a partial development view of a worm wheel according to a modification of the present invention. FIG. 7 is an explanatory diagram of a configuration of a mold according to an embodiment of the present invention. FIG. 8 is a partial development view of a conventional worm wheel. Explanation】
10 Worm wheel 10A Tooth 10a, 10b Tooth surface 10a ', 10b' Helical surface portion 10a ", 10b" Concave surface portion A First tooth surface B Second tooth surface 11 Worm 11A Tooth 30 Mold PL Split surface

Claims

It has a plurality of teeth that mesh with the teeth of the worm, and the tooth surface on one side and the tooth surface on the other side in the rotational direction of each tooth are a helical surface portion that is the same shape as the tooth surface of the helical gear, and the convex curved teeth of the worm. In the worm wheel having a concave curved surface portion along the surface,
Each tooth surface includes a plurality of first tooth surfaces in which a helical surface portion is disposed on one side in the rotational axis direction of the worm wheel and a concave curved surface portion is disposed on the other side, and concave in one side in the rotational axis direction. The curved surface portion is arranged and classified into a plurality of second tooth surfaces on which the helical surface portion is arranged on the other side,
Each first tooth surface is disposed to face the first tooth surface,
Each second tooth surface is arranged to face the second tooth surface,
In the concave curved surface portions of the first and second tooth surfaces, the dimension in the tooth height direction increases as it goes toward the boundary with the helical surface portion, and the distance between the tooth surfaces facing each other increases as it goes toward the boundary with the helical surface portion. In the helical surface portions of the first and second tooth surfaces, the tooth height direction dimension is constant in the tooth line direction, and the distance between the tooth surfaces facing each other is constant in the tooth line direction. Worm wheel to be.

The parallel order of a 1st tooth surface and a 2nd tooth surface is defined so that any 1st tooth surface and any 2nd tooth surface may contact simultaneously with the tooth surface of the worm | warm. The worm wheel according to 1.

The number of teeth is even,
The worm wheel according to claim 1 or 2, wherein a pair of first tooth surfaces facing each other and a pair of second tooth surfaces facing each other are alternately arranged in a rotation direction.

The number of teeth is odd,
A pair of first tooth surfaces facing each other is continuously arranged at one place in the rotation direction, and a pair of first tooth faces facing each other and a pair of second tooth faces facing each other are rotated at other positions. The worm wheel according to claim 1, wherein the worm wheel is alternately arranged in a direction.

A molding die used for molding a worm wheel according to claim 1, wherein at least the teeth are made of synthetic resin,
A first mold for molding one side in the rotation axis direction of the worm wheel and a second mold for molding the other side;
The dividing surface of the first mold and the second mold overlaps with each tooth in the radial direction view of the worm wheel and is a portion between the portion along the tooth streak direction of the helical surface portion and the second tooth surface facing each other. And a portion located on one side in the rotational axis direction of the worm wheel, and a portion located on the other side in the rotational axis direction of the worm wheel rather than a portion between the first tooth surfaces facing each other. Molds for manufacturing worm wheels.