JP5854261B2 - ウォームホイール - Google Patents

Description

本発明は、ウォームホイールに関する。

電動パワーステアリング装置の電動モータの出力を伝達する減速機構として、ウォーム減速機構が知られている。ウォーム減速機構は、螺旋状の金属歯を有するウォーム軸と、このウォーム軸に噛み合うウォームホイールとを含んでいる。ウォームホイールは、金属製の歯部と、歯部に対して内周側に配置された樹脂部材と、を含む構成（例えば、特許文献１参照）や、合成樹脂製の歯部を含む構成（例えば、特許文献２参照）を有している。

特開２０１０−１１２５５３号公報 特開２００９−１２７６７７号公報

近年の電動パワーステアリング装置の高出力化に伴い、減速機構が大型化している。そのため、車両における減速機構のレイアウトが非常に難しくなってきている。特許文献２に記載されているように、ウォームホイールの歯部を合成樹脂製にした場合、強度を満足するためにウォームホイールがより大型で重くなる傾向にある。また、高出力に耐え得る樹脂は高価であり、製造コストが高くなる。また、歯部を合成樹脂製にすることで、ウォームホイールとウォーム軸との噛み合い時に生じる歯打ち音（ラトル音）を、合成樹脂部分によって抑制する（減衰する）効果があるように思われるけれども、実際には、単に合成樹脂を用いるだけでは、歯打ち音の抑制効果は小さい。

一方、ウォームホイールの歯部を金属材料で成形した場合、ウォームホイールを小型にしつつ、歯部の強度を確保できる。しかしながら、単に歯部を金属材料で形成した場合には、ウォームホイールとウォーム軸との噛み合いによる歯打ち音が大きくなる。
本発明は、かかる背景のもとでなされたもので、高強度、小型且つ軽量であり、また、歯打ち音の減衰効果に優れ、しかもコスト安価なウォームホイールを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、ウォーム軸（７）の歯部（１１）に噛み合うための歯部（４９）が形成された金属製の歯形成部（１５）と、金属製の軸（１４）と、前記歯形成部および前記軸を繋ぐ合成樹脂製の樹脂部（１６）と、を備え、前記樹脂部は、前記軸と接合する接合部（２２）と、前記歯形成部を保持する保持部（２３）と、前記接合部と前記保持部との間に介在する円盤部（４１）と、を含み、前記円盤部は、前記軸の軸方向（Ｘ１）において前記接合部の中間位置に接続されており、前記円盤部の厚みが、前記軸の径方向外方に進むに従い小さくされており、前記軸方向における前記円盤部の両側には、前記軸方向に突出する突出縁をそれぞれ有し、軸方向に対向する各複数のリブ（４３，４４）が設けられ、前記軸方向に対向するリブの突出縁（４３１，４４１）の間の間隔が、前記軸の径方向外方に進むに従い小さくされており、前記歯形成部は、前記歯形成部の内周に配置され前記保持部に噛み合う複数の内歯部を含み、前記軸の周方向（Ｃ１）に関して、隣り合う２つの前記リブの間に少なくとも１つの前記内歯部が配置されていることを特徴とするウォームホイール（８）を提供する（請求項１）。

本発明によれば、主歯部を強度の高い材料としての金属で形成しているので、主歯部の強度を十分に高くしつつ、歯形成部を小型にできる。これにより、ウォームホイールを小型、且つ軽量にできる。また、軸部と歯形成部とを接続するための円盤部を、軸方向に関して接合部の中間部に接続する構成により、円盤部を薄肉にできる。これにより、円盤部の可撓性を高くできる。その結果、ウォーム軸とウォームホイールとの噛み合い時に生じる歯打ち音について、高い振動減衰効果を円盤部に発揮させることができる。その上、金属製の軸および歯形成部に合成樹脂を結合させるという簡易な構成でウォームホイールを形成できる。よって、製造コストが安価である。さらに、円盤部を接合部のうちの軸方向の中間位置に接続している。このため、ウォーム軸とウォームホイールとの噛み合いによって回転方向や径方向を向く応力が樹脂部に生じても、これらの応力が樹脂部の一部に偏り無く生じるようにできる。これにより、樹脂部における局所的な負荷の発生を抑制してウォームホイールの強度をより高くできる。

また、前記円盤部の厚みが、前記軸の径方向外方に進むに従い小さくされており、前記軸方向における前記円盤部の両側には、前記軸方向に突出する突出縁をそれぞれ有し、軸方向に対向する各複数のリブ（４３，４４）が設けられ、前記軸方向に対向するリブの突出縁（４３１，４４１）の間の間隔が、前記軸の径方向外方に進むに従い小さくされているので、下記の利点がある。

すなわち、ウォーム軸との噛み合いによる反力は、ウォームホイールの主歯部を介して先細り形状の円盤部に伝わる。円盤部が可撓性の高い先細り形状に形成されている結果、ウォーム軸との噛み合いによる振動（噛み合い振動）は、円盤部の周方向への弾性的な撓みによって吸収される。さらに、円盤部には、先細り形状であることにより可撓性に優れたリブが設けられている。これにより、円盤部の撓み変位による振動減衰効果を阻害することなく、樹脂部の強度（ラジアル方向およびスラスト方向の剛性）を高くできる。その結果、ウォームホイールの更なる小型化を達成でき、且つ、ウォームホイールの急な回転駆動に起因するウォームホイールの応力の上昇量を緩和できる。
また、前記歯形成部は、前記歯形成部の内周に配置され前記保持部に噛み合う複数の内歯部を含み、前記軸の周方向（Ｃ１）に関して、隣り合う２つの前記リブの間に少なくとも１つの前記内歯部が配置されているので、下記の利点がある。すなわち、歯形成部の内歯部の数を多くしており、これにより、歯形成部と樹脂部との接触面積をより多くできる。その結果、歯形成部と樹脂部との結合強度をより高くできる。

また、本発明は、ウォーム軸（７）の歯部（１１）に噛み合うための歯部（４９）が形成された金属製の歯形成部（１５）と、金属製の軸（１４）と、前記歯形成部および前記軸を繋ぐ合成樹脂製の樹脂部（１６）と、を備え、前記樹脂部は、前記軸と接合する接合部（２２）と、前記歯形成部を保持する保持部（２３）と、前記接合部と前記保持部との間に介在する円盤部（４１）と、を含み、前記円盤部は、前記軸の軸方向（Ｘ１）において前記接合部の中間位置に接続されており、前記歯形成部は、前記歯形成部の内周に配置され前記保持部に噛み合う複数の内歯部（４５Ａ，４５Ｂ）を含み、前記軸の径方向内方に進むに従い前記内歯部間の溝幅が小さくされており、前記内歯部の側面（４５１）および歯面（４５２）の少なくとも一方に、前記樹脂部に結合されたフェーススプラインが形成されているウォームホイール（８）を提供する（請求項２）。
この場合、内歯部間の溝は、内歯部の歯先側ほど幅狭の逆テーパ状に形成されている。これにより、樹脂部の成形の際に、内歯部間の溝に入った合成樹脂が冷却されて収縮しても、溝内の樹脂部分を確実に内歯部に結合させることができる。これにより、歯形成部が樹脂部に対してがたつくことを抑制できる。その結果、樹脂部に微小なクラックが生じることを抑制でき、ウォームホイールの強度が高い状態を長期間に亘って確実に維持できる。
また、前記内歯部の側面（４５１）および歯面（４５２）の少なくとも一方に、前記樹脂部に結合されたフェーススプラインが形成されているので、歯形成部と樹脂部との結合強度をより一層高くできる。

また、本発明において、前記樹脂部は、インサート成形によって形成されている場合がある（請求項３）。この場合、軸と樹脂部との結合強度、および歯形成部と樹脂部との結合強度をより高くできる。その結果、ウォーム軸との噛み合い振動を、歯形成部から樹脂部に確実に伝達できるので、樹脂部で振動減衰効果を確実に発揮できる。
また、本発明において、前記軸は、前記軸と前記樹脂部との相対回転を規制する第１規制部（１９）と、前記軸方向における前記軸と前記樹脂部との相対移動を規制する第２規制部（１９）と、を含む場合がある（請求項４）。この場合、樹脂部と軸とが周方向および軸方向に相対変位することをより確実に抑制できる。

また、本発明において、前記軸の外周に設けられ前記樹脂部に結合する複数の凸部（１９）を含み、前記凸部によって前記第１規制部および前記第２規制部が形成されている場合がある（請求項５）。この場合、軸に凸部を形成し、この凸部に溶融樹脂を射出する簡易な構成で、第１規制部および第２規制部に樹脂部を結合させることができる。

なお、上記において、括弧内の数字等は、後述する実施形態における対応構成要素の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。

本発明の一実施形態にかかるウォームホイールを備える電動パワーステアリング装置の概略構成を示す一部断面図である。 ウォームホイールの一部を破断して示す斜視図である。 ウォームホイールを軸方向から見た一部断面側面図である。 ウォームホイールの主要部の断面図であり、ウォームホイールを周方向から見た状態を示している。 ウォームホイールの主要部の断面図であり、ウォームホイールを軸方向から見た状態を示している。 本発明の別の実施形態のウォームホイールの主要部の一部断面図であり、周方向から見た状態を示している。 図６の第４歯部の周辺を軸方向から見た断面図である。 本発明の別の実施形態のウォームホイールの主要部の一部断面図であり、周方向から見た状態を示している。

本発明の好ましい実施形態を添付図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の一実施形態にかかるウォームホイールを備える電動パワーステアリング装置の概略構成を示す一部断面図である。
電動パワーステアリング装置１は、四輪自動車等の車両に備えられている。電動パワーステアリング装置１は、操舵補助用の電動モータ２と、ギヤハウジング３と、ウォーム減速機構４と、を備えている。

電動モータ２のモータハウジング５は、ギヤハウジング３に固定されている。ギヤハウジング３は、アルミニウム合金製である。ギヤハウジング３内には、電動モータ２の出力軸６が延びている。ギヤハウジング３内には、減速機構４が収容されている。
減速機構４は、金属製のウォーム軸７と、ウォームホイール８と、を含んでいる。ウォーム軸７は、一対の支軸９，１０と、一対の支軸９，１０間に配置された螺旋状のウォーム歯部１１と、を含んでいる。一対の支軸９，１０は、一対の軸受１２，１３を介してギヤハウジング３に回転可能に支持されている。一方の支軸１０は、電動モータ２の出力軸６に連結されている。

ウォームホイール８は、ウォーム軸７に噛み合っている。ウォームホイール８は、ステアリングホイール（図示せず）と、転舵機構のラックアンドピニオン機構（図示せず）との間の動力伝達経路上に配置されている。電動モータ２の出力は、ウォーム軸７およびウォームホイール８を介して転舵機構に伝わるように構成されている。これにより、運転者によるステアリングホイールの操舵が補助される。

次に、ウォームホイール８について説明する。図２は、ウォームホイール８の一部を破断して示す斜視図である。なお、以下では、ウォームホイール８の軸方向Ｘ１、周方向Ｃ１および径方向Ｒ１を、単に、軸方向Ｘ１、周方向Ｃ１および径方向Ｒ１という。
ウォームホイール８は、金属製の軸１４と、金属製の歯形成部１５と、これら軸１４と歯形成部１５とを繋ぐ合成樹脂製の樹脂部１６と、を含んでいる。ウォームホイール８の歯形成部１５および樹脂部１６は、軸方向Ｘ１に略対称な形状に形成されている。

軸１４は、金属材料に切削加工や鍛造加工等を施して形成された一体成形品である。軸部は、軸本体１７と、軸本体１７の外周に形成された第１環状部１８とを含んでいる。
軸本体１７は、中空の棒状に形成されている。軸本体１７の一端部は、例えば、トーションバー等を介して操舵部材（図示せず）に連結されている。軸本体１７の他端部は、例えば、自在継手および中間軸を介して、転舵機構のピニオン軸（図示せず）に連結されている。

第１環状部１８は、軸方向Ｘ１における軸１４の中間部に配置されている。第１環状部１８は、１または複数（本実施形態において、２つ）設けられている。２つの第１環状部１８は、軸方向Ｘ１に間隔をあけて並んでいる。各第１環状部１８は、外歯としての複数の第１歯部１９と、第１歯部１９，１９間に配置された第１歯溝部２０とを有している。 図３は、ウォームホイール８を軸方向Ｘ１から見た一部断面側面図である。図２および図３を参照して、第１歯部１９は、軸本体１７の外周に設けられ樹脂部１６に結合する凸部であり、第１規制部および第２規制部を構成している。第１歯部１９は、周方向Ｃ１に等間隔に複数（本実施形態において、８つ）設けられている。第１歯部１９は、軸方向Ｘ１に一様な形状を有している。

第１歯部１９は、一対の歯面２１，２１を有している。一対の歯面２１，２１は、逆テーパ状に形成されており、径方向Ｒ１の外方に進むに従い、互いの間隔が広くなっている。すなわち、第１歯部１９の歯厚は、径方向外方に進むに従い大きくなっている。周方向Ｃ１に並ぶ２つの第１歯部１９，１９と、軸１４とによって、第１歯溝部２０が形成されている。第１歯溝部２０の溝幅（周方向Ｃ１に関する第１歯溝部２０の長さ）は、径方向Ｒ１の外方に進むに従い狭くされている。第１歯溝部２０の溝幅は、第１歯部１９の歯厚よりも大きくされている。

樹脂部１６は、インサート成形によって形成された一体成形品である。より具体的には、樹脂部１６は、軸１４および歯形成部１５を金型にインサートし、この金型のキャビティに溶融した合成樹脂を射出することにより形成されている。樹脂部１６は、軸１４の第１環状部１８を取り囲む第２環状部２２と、第２環状部２２を取り囲む第３環状部２３と、第２環状部２２と第３環状部２３とを連結する連結部２４と、を含んでいる。

図４は、ウォームホイール８の主要部の断面図であり、ウォームホイール８を周方向Ｃ１から見た状態を示している。図２および図４に示すように、第２環状部２２は、軸１４と接合する接合部として設けられている。第２環状部２２は、２つの第１環状部１８，１８双方を取り囲んでいる。第２環状部２２は、内歯としての第２歯部２５と、第２歯部２５，２５間に配置された第２歯溝部２６と、を有している。

図２および図３を参照して、第２歯部２５は、複数設けられている。第２歯部２５は、各第１歯溝部２０に隙間無く配置されている。第２歯部２５は、第１歯部１９に結合されている。第２歯部２５の歯厚は、径方向Ｒ１の外方に進むに従い小さくされている。上記の構成により、第２歯部２５は、第１歯溝部２０から径方向Ｒ１の外方に抜けることが抑制されている。

また、第１歯部１９と第２歯部２５との結合により、軸１４と樹脂部１６との相対回転が規制されている。すなわち、第１歯部１９によって、樹脂部１６と軸１４の相対回転を規制する第１規制部が構成されている。第１歯部１９は、第２歯溝部２６に結合されている。
図２および図４を参照して、第２環状部２２は、２つの第１環状部１８，１８間に介在する介在部２７を含む。介在部２７は、環状に形成されており、２つの第１環状部１８，１８のそれぞれの第１歯部１９，１９によって軸方向Ｘ１に挟まれている。これにより、軸１４に対する樹脂部１６の軸方向Ｘ１に関する変位が規制されている。すなわち、第１歯部１９によって、軸方向Ｘ１における軸１４と樹脂部１６との相対移動を規制する第２規制部が構成されている。

第３環状部２３は、第２環状部２２と同軸の円環状に形成されている。第３環状部２３は、歯形成部１５を保持する保持部として設けられている。第３環状部２３は、環状凹部３１と、環状凹部３１内に配置された外歯としての第３歯部３２と、を含んでいる。
環状凹部３１は、第３環状部２３の外周面２３ａから径方向Ｒ１の内方に延びており、断面Ｔ字形形状に形成されている。環状凹部３１は、軸方向Ｘ１の幅が短い幅狭部３３と、軸方向Ｘ１の幅が幅狭部３３の幅よりも広い幅広部３４とを含んでいる。幅狭部３３は、外周面２３ａに開放されており、径方向Ｒ１の何れの箇所でも、溝幅が一定とされている。また、幅広部３４は、径方向Ｒ１の何れの箇所でも、溝幅が一定とされている。

第３歯部３２は、例えばセレーション歯であり、環状凹部３１の底部３１ａに多数形成されている。第３歯部３２は、周方向Ｃ１における環状凹部３１の全域に形成されている。第３歯部３２は、幅広部３４内に配置されている。
連結部２４は、径方向Ｒ１に関して第２環状部２２と第３環状部２３との間に配置されている。連結部２４は、円盤部４１と、円盤部４１の両側方へ突出するように円盤部４１の一対の側面にそれぞれ設けられた各複数のリブ４３，４４とを含んでいる。円盤部４１は、第２環状部２２の外周面２２ａと第３環状部２３の内周面２３ｂの双方に連続している。円盤部４１は、周方向Ｃ１の全域に亘って配置されており、第２環状部２２と第３環状部２３との間を塞いでいる。円盤部４１は、軸方向Ｘ１において第２環状部２２の中間位置に接続されている。軸方向Ｘ１に関する円盤部４１の中心４１ａは、第２環状部２２の中間位置（中央位置）に配置されており、且つ、第３環状部２３の中間位置（中央位置）に配置されている。

円盤部４１の厚み（軸方向Ｘ１の長さ）は、径方向Ｒ１の外方に進むに従い連続的に小さくされており、円盤部４１が先細り形状を有している。円盤部４１の基端部４１ｂの厚みは、軸方向Ｘ１に関する介在部２７の長さと略同じとされている。円盤部４１の先端部４１ｃの厚みは、環状凹部３１の幅狭部３３の幅と略同じとされている。
上記の構成により、円盤部４１は、径方向Ｒ１の外側部分ほど、周方向Ｃ１に弾性変形し易くされている。これにより、ウォーム軸７からの反力がウォームホイール８の周方向Ｃ１に沿って作用したときに、円盤部４１の弾性変形を促すことができる。その結果、ウォーム軸７とウォームホイール８とが噛み合うときの歯打ち音を減衰できる。

リブ４３，４４は、軸方向Ｘ１に関する樹脂部１６の剛性（ラジアル荷重に対する剛性）を高めるために設けられている。各リブ４３，４４は、周方向Ｃ１に等間隔に多数設けられた薄板状部分であり、軸方向Ｘ１に対向するリブ４３，４４同士が、円盤部４１から軸方向Ｘ１の反対側に延びている。リブ４３およびリブ４４は、軸方向Ｘ１に関する円盤部４１の中心４１ａ（中心面）に対して対称な形状を有している。

リブ４３は軸方向Ｘ１の一側に突出する突出縁４３１を有し、リブ４４は、軸方向Ｘ１の他側に突出する突出縁４４１を有している。軸方向Ｘ１に対向するリブ４３，４４の突出縁４３１，４４１間の間隔（軸方向Ｘ１に関する間隔）は、径方向Ｒ１の外方に進むに従い小さくなっている。また、軸方向Ｘ１に関して、突出縁４３１，４４１間の間隔は、リブ４３，４４の径方向Ｒ１の内端部において、第２環状部２２の長さと略同じとされている。また、軸方向Ｘ１に関して、突出縁４３１，４４１間の間隔は、リブ４３，４４の径方向Ｒ１の外端部において、第３環状部２３の長さと略同じとされている。上記の構成により、リブ４３，４４を含めた円盤部４１の可撓性は、径方向Ｒ１の外方に進むほど高くされている。

歯形成部１５は、金属粉末を焼結してなる焼結金属製の一体成形品である。歯形成部１５は、第４環状部４７と、第４環状部４７から径方向Ｒ１の内方に延びる突出部としての環状凸部４８と、を含んでいる。
第４環状部４７は、軸１４と同軸の円環状に形成されている。第４環状部４７の外周には、ウォーム歯部１１と噛み合うための主歯部（ウォームホイール歯部）４９が形成されている。主歯部４９の歯厚は、歯すじ方向の中央が、歯すじ方向の両端と比べて小さくされている。主歯部４９のうち、少なくとも一対の歯面４９ａ，４９ａには、鍛造加工が施されている。これにより、主歯部４９は、ウォーム軸７との噛み合いに関する耐摩耗性が向上されている。

一方で、歯形成部１５のうち、樹脂部１６と接触する部分（内周面）には、鍛造加工が施されていない。これにより、歯形成部１５の内周面では、空孔部分の開口面積が大きくされており、樹脂部１６を射出成形した際の溶融樹脂の一部が、この空孔部分に入っている。これにより、樹脂部１６と歯形成部１５との結合強度が高くされ、且つ、樹脂部１６と歯形成部１５との結合による振動減衰効果（音圧減衰効果）が高められている。

環状凸部４８は、第４環状部４７の内周面から径方向Ｒ１の内方に延びており、断面Ｔ字形形状に形成されている。環状凸部４８は、連結部２４の第３環状部２３の環状凹部３１に隙間無く嵌合している。環状凸部４８の断面形状をＴ字形形状とすることにより、樹脂部１６と歯形成部１５との接触面積をより大きくしている。環状凸部４８は、環状凹部３１の幅狭部３３に配置された幅狭部５１と、環状凹部３１の幅広部３４に配置された幅広部５２とを含んでいる。

環状凸部４８の幅広部５２と、第４環状部４７との間には、第３環状部２３の外周部２３ｃが嵌め込まれている。これにより、樹脂部１６を射出成形により形成したときの樹脂の収縮に伴い、樹脂部１６の外周部２３ｃと歯形成部１５の環状凸部４８との結合力を、より大きくできる。
幅広部５２の内周には、内歯部としての第４歯部４５が形成されている。第４歯部４５は、樹脂部１６の第３歯部３２と噛み合っている。これにより、樹脂部１６と歯形成部１５との相対回転が規制されている。また、樹脂部１６の環状凹部３１には、歯形成部１５の環状凸部４８が嵌め込まれている。これにより、樹脂部１６に対する歯形成部１５の軸方向Ｘ１への変位が規制されている。

図５は、ウォームホイール８の主要部の断面図であり、ウォームホイール８を軸方向Ｘ１から見た状態を示している。図５に示すように、リブ４３（４４）の数は、第４歯部４５の数よりも少なくされている。また、周方向Ｃ１に関して、隣接する２つのリブ４３，４３（４４，４４）間に、第４歯部４５が１つ以上配置されている。本実施形態では、リブ４３，４３（４４，４４）間に、第４歯部４５が２つ配置されている。

また、図２を参照して、円盤部４１と、周方向Ｃ１に隣接するリブ４３，４３とによって、保持溝５３が区画されている。図示してないが、反対側のリブ４４，４４間にも保持溝が区画されている。保持溝５３は、グリース等の潤滑剤を保持可能に構成されている。保持溝５３のグリースがウォームホイール８とウォーム軸７との噛み合い部分に供給されることで、この噛み合い部分の摩耗を抑制できる。さらに、歯打ち音を潤滑剤によって減衰できる。なお、保持溝５３内の潤滑剤を主歯部４９に導く切欠部を、ウォームホイール８の外形部に設けてもよい。

以上説明したように、本実施形態によれば、主歯部４９を、強度の高い材料としての金属で形成しているので、主歯部４９の強度を十分に高くしつつ、歯形成部１５を小型にできる。これにより、ウォームホイール８を小型、且つ軽量にできる。また、軸１４と歯形成部１５とを接続するための円盤部４１を、軸方向Ｘ１に関して第２の環状部２２の中間部に接続する構成により、円盤部４１を薄肉にできる。これにより、円盤部４１の可撓性を高くできる。その結果、ウォーム軸７とウォームホイール８との噛み合い時に生じる歯打ち音について、高い振動減衰効果を円盤部４１に発揮させることができる。その上、金属製の軸１４および歯形成部に合成樹脂を結合させるという簡易な構成でウォームホイール８を形成できる。よって、製造コストが安価である。

さらに、円盤部４１を第２環状部２２のうちの軸方向Ｘ１の中間位置に接続している。このため、ウォーム軸７とウォームホイール８との噛み合いによって回転方向（周方向Ｃ１）や径方向Ｒ１を向く応力が樹脂部１６に生じても、これらの応力が樹脂部１６の一部に偏り無く生じるようにできる。これにより、樹脂部１６における局所的な負荷の発生を抑制してウォームホイール８の強度をより高くできる。

また、ウォーム軸７との噛み合いによる反力は、ウォームホイール８の主歯部４９を介して先細り形状の円盤部４１に伝わる。円盤部４１が可撓性の高い先細り形状に形成されている結果、ウォーム軸７との噛み合いによる振動（噛み合い振動）は、円盤部４１の周方向Ｃ１への弾性的な撓みによって吸収される。さらに、リブ４３，４４を含めた円盤部４１は、全体として先細り形状であることにより可撓性に優れている。これにより、円盤部４１の撓み変位による振動減衰効果を阻害することなく、樹脂部１６の強度（スラスト方向およびラジアル方向の剛性）を高くできる。その結果、ウォームホイール８の更なる小型化を達成でき、且つ、ウォームホイール８の急な回転駆動に起因するウォームホイール８の応力の上昇量を緩和できる。

また、歯形成部１５の内周に配置され径方向Ｒ１の内方に突出するＴ字形状の突出部としての環状凸部４８が設けられ、さらに、環状凸部４８の内周に、第３歯部３２に噛み合う第４歯部４５が設けられている。これにより、歯形成部１５と樹脂部１６との結合強度をより高くできる。具体的には、歯形成部１５の第４歯部４５と第３環状部２３の第３歯部３２との結合により、樹脂部１６と歯形成部１５との相対回転をより確実に規制できる。さらに、第３環状部２３が、Ｔ字形状の環状凸部４８を抱きかかえるように環状凸部４８と結合しているので、樹脂部１６と歯形成部１５とが軸方向Ｘ１に相対移動することを、より確実に規制できる。

また、本実施形態において、歯形成部１５を焼結金属製としている。これにより、歯形成部１５をより軽量化できる。また、歯打ち音を、燒結金属の空孔領域で減衰することでより小さくできる。
また、樹脂部１６は、インサート成形によって形成されている。これにより、軸１４と樹脂部１６との結合強度、および歯形成部１５と樹脂部１６との結合強度をより高くできる。その結果、ウォーム軸７とウォームホイール８との噛み合いの振動を、歯形成部１５から樹脂部１６に確実に伝達できるので、樹脂部１６で振動減衰効果を確実に発揮できる。

また、第１規制部および第２規制部としての第１歯部１９を軸１４に設けている。これにより、樹脂部１６と軸１４とが周方向Ｃ１および軸方向Ｘ１に相対変位することを、より確実に抑制できる。
このように、軸１４に凸部としての第１歯部１９を形成し、この第１歯部１９に溶融樹脂を射出する簡易な構成で、樹脂部１６と軸１４とが周方向Ｃ１および軸方向Ｘ１に相対変位することを、より確実に抑制できる。

また、周方向Ｃ１に関して、隣り合う２つのリブ４３，４３（４４，４４）の間に少なくとも１つの第４歯部４５が配置されている。このように、歯形成部１５の第４歯部４５の数を多くしており、これにより、歯形成部１５と樹脂部１６との接触面積をより多くできる。その結果、歯形成部１５と樹脂部１６との結合強度をより高くできる。
図６は、本発明の別の実施形態のウォームホイール８Ａの主要部の一部断面図であり、周方向から見た状態を示している。図７は、図６の第４歯部４５Ａの周辺を軸方向Ｘ１から見た断面図である。なお、以下では、図１〜図５に示す実施形態と異なる点について説明し、同様の構成には図に同一の符号を付してその説明を省略する。

図６および図７に示すように、本実施形態では、第４歯部４５Ａが、第４環状部４７から直接径方向Ｒ１の内方に突出している。また、周方向Ｃ１から第４歯部４５Ａを見たとき、径方向Ｒ１に関する第４歯部４５Ａの中間部がくびれた形状に形成されており、これにより、溶融樹脂を第４歯部４５Ａ間の第４溝部４６に入り込ませ易くされている。また、軸方向Ｘ１から第４歯部４５Ａを見たとき、周方向Ｃ１に関する第４歯部４５Ａ間の溝としての第４溝部４６間の幅が、径方向内方に進むに従い小さくされている。すなわち、第４溝部４６は、径方向内方に進むに従い周方向Ｃ１の幅が小さくなる逆テーパ状とされている。

また、各リブ４３Ａ，４４Ａの数と、第４溝部４６の数は、同じとされている。さらに、周方向Ｃ１に関して、第４溝部４６と各リブ４３Ａ，４４Ａの位置（中心位置）が揃えられている。なお、各リブ４３Ａ，４４Ａの数を、第４溝部４６の数の整数倍としてもよい。また、第４溝部４６の数を、各リブ４３Ａ，４４Ａの数の整数倍としてもよい。
また、各円盤部４１Ａの外側縁部を、周方向Ｃ１から見たときに湾曲状をなす滑らかな形状（くびれ形状）としている。これにより、第４溝部４６への溶融樹脂の流動性を高くしている。

本実施形態によれば、第４歯部４５Ａ間の第４溝部４６は、第４歯部４５Ａの歯先側ほど幅狭の逆テーパ状に形成されている。これにより、樹脂部１６の成形の際に、第４溝部４６に入った合成樹脂が冷却されて収縮しても、第４溝部４６内の樹脂部分を確実に第４歯部４５Ａに結合させることができる。これにより、歯形成部１５が樹脂部１６に対してがたつくことを抑制できる。その結果、樹脂部１６に微小なクラックが生じることを抑制でき、ウォームホイール８の強度が高い状態を長期間に亘って確実に維持できる。

また、周方向Ｃ１に関して、第４溝部４６と各リブ４３Ａ，４４Ａの位置が揃えられている。これにより、リブ４３Ａ，４４Ａを構成する樹脂が冷えて収縮したときに、収縮した樹脂のうち、第４歯部４５Ａ間に位置する樹脂を、より確実に第４歯部４５Ａに結合できる。
図６において、第４歯部４５Ａの側面４５１（軸方向Ｘ１に対向する面）に、樹脂部１６に結合する公知のフェーススプラインを設けて、歯形成部１５と樹脂部１６との結合をより強固にしてもよい。特に、フェーススプラインの延びる方向とは直交する方向に関して、歯形成部１５と樹脂部１６との相対移動を抑制して、両者間のガタの発生を抑制することができる。

また、図７において、第３歯部４５Ａの歯面４５２（周方向Ｃ１に対向する面）に、樹脂部１６に結合する公知のフェーススプラインを設けて、歯形成部１５と樹脂部１６との結合をより強固にしてもよい。この場合、フェーススプラインの延びる方向とは直交する方向に関して、歯形成部１５と樹脂部１６との相対移動を抑制して、両者間のガタの発生を抑制することができ、ひいては、樹脂部１６の微小クラック等の発生を未然に防止することができる。例えば、フェーススプラインの延びる方向を、例えば軸方向Ｘ１と直交する方向とすることにより、特に、歯形成部１５と樹脂部１６の軸方向Ｘ１の相対移動を抑制する効果がある。

上記のフェーススプラインは、第４歯部４５Ａ（内歯部）の側面４５１または歯面４５２の少なくとも一方に設けられていればよい。
また、上記のフェーススプラインを、図４の実施形態の第４歯部４５（内歯部）の側面および歯面の少なくとも一方に設けてもよい。また、上記のフェーススプラインを、図４の実施形態の環状凸部４８（突出部）の側面（幅狭部５１の側面または幅広部５２の側面）に設けてもよい。

また、各リブ４３Ａ，４４Ａ（４３，４４）の数と上記のフェーススプラインの数は、同一かまたは整数倍であることが好ましい。また、リブとフェーススプラインの溝との位相が一致していることが好ましい。
次いで、図８は、本発明のさらに別の実施形態のウォームホイール８Ｂの主要部の一部断面図であり、周方向から見た状態を示している。図８を参照して、本実施の形態が、図４ないし図６の実施の形態と主に異なるのは、下記である。

すなわち、図６の実施の形態では、径方向Ｒ１に関する第４歯部４５Ａ（内歯部）の中間部がくびれた形状を呈していた。これに対して、本実施の形態では、径方向Ｒ１の内方に向かうに従い、軸方向Ｘ１の幅が次第に拡がる逆テーパ状の第４歯部４５Ｂ（内歯部）を設けている。具体的には、第４歯部４５Ｂの側面４５３がテーパ面となっている。これにより、インサート成形後の樹脂部１６の収縮によって、歯形成部１５の第４歯部４５Ｂが樹脂部１６に径方向Ｒ１に強固に食い込むので、歯形成部１５と樹脂部１６との結合強度を高くすることができる。

また、第４歯図４５Ｂの側面４５３および歯面（図示せず）の少なくとも一方に、公知のフェーススプライン（図示せず）を設けて、樹脂部１６と係合させている。これにより、歯形成部１５と樹脂部１６の結合強度をより高くすることができる。
このように、歯形成部１５と樹脂部１６との結合強度を高くすることがきるので、両者間のガタの発生を抑制でき、ひいては、樹脂部１６に微小なクラックが生じることを抑制でき、ウォームホイール８Ｂの強度が高い状態を長期間に亘って確実に維持できる。

また、各リブ４３Ａ，４４Ａ（４３，４４）の数と上記のフェーススプラインの数は、同一かまたは整数倍であることが好ましい。また、リブとフェーススプラインの溝との位相が一致していることが好ましい。
また、図４の実施の形態では、円盤部４１が径方向Ｒ１の外方に向かって先細り状とされており、円盤部４１の先端部４１ｃの厚み（軸方向Ｘ１の幅に相当）が最も小さくなっていた。これに対して、本実施の形態では、円盤部４１の途中部から先端部４１ｃに向かうに従って、円盤部４１の厚み（軸方向Ｘ１の幅に相当）が次第に大きくなっている。これにより、円盤部４１から径方向Ｒ１外方の第３環状部２３への接続部において、インサート成形時の溶融樹脂の流動性を良くすることができる。当該部分の強度を強くすることができる。

図８の実施形態の構成要素において、図６の実施形態と同じ構成要素には、図６の実施形態と同じ参照符号を付してある。
本発明は、以上の実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。
例えば、図１〜図５に示す実施形態において、環状凸部４８を軸方向Ｘ１に貫通する貫通孔を設け、この貫通孔に樹脂部１６の一部を配置してもよい。これにより、樹脂部１６と歯形成部１５との結合の強度をより高くできる。この貫通孔は、周方向Ｃ１に等間隔に複数設けられていることが好ましい。

また、本発明のウォームホイールを、電動パワーステアリング装置以外の他の装置に備えられるウォームホイールに適用してもよい。特に、車両のうち、静粛性を要求される減速機構に本発明を適用することが好ましい。
また、ウォームホイールの大ききは、特に限定されない。ウォームホイールの大きさに応じて適宜樹脂部を設計することにより、強度と音の減衰効果とを高次元でバランスさせることができる。

７…ウォーム軸、８，８Ａ，８Ｂ…ウォームホイール、１１…ウォーム歯部（ウォーム軸の歯部）、１４…軸、１５…歯形成部、１６…樹脂部、１９…第１歯部（第１規制部、第２規制部、凸部）、２２…第２環状部（接合部）、２３…第３環状部（保持部）、４１…円盤部、４３，４４；４３Ａ，４４Ａ…リブ、４３１，４４１…突出縁、４５，４５Ａ，４５Ｂ…第４歯部（内歯部）、４５１，４５３…側面、４５２…歯面、４８…環状凸部（突出部）、４９…主歯部、Ｃ１…周方向、Ｘ１…軸方向。

Claims (5)

1. ウォーム軸の歯部に噛み合うための主歯部が形成された金属製の歯形成部と、
   金属製の軸と、
   前記歯形成部および前記軸を繋ぐ合成樹脂製の樹脂部と、を備え、
   前記樹脂部は、前記軸と接合する接合部と、前記歯形成部を保持する保持部と、前記接合部と前記保持部との間に介在する円盤部と、を含み、
   前記円盤部は、前記軸の軸方向において前記接合部の中間位置に接続されており、
   前記円盤部の厚みが、前記軸の径方向外方に進むに従い小さくされており、
   前記軸方向における前記円盤部の両側には、前記軸方向に突出する突出縁をそれぞれ有し、軸方向に対向する各複数のリブが設けられ、
   前記軸方向に対向するリブの突出縁の間の間隔が、前記軸の径方向外方に進むに従い小さくされており、
   前記歯形成部は、前記歯形成部の内周に配置され前記保持部に噛み合う複数の内歯部を含み、
   前記軸の周方向に関して、隣り合う２つの前記リブの間に少なくとも１つの前記内歯部が配置されていることを特徴とするウォームホイール。
2. ウォーム軸の歯部に噛み合うための主歯部が形成された金属製の歯形成部と、
   金属製の軸と、
   前記歯形成部および前記軸を繋ぐ合成樹脂製の樹脂部と、を備え、
   前記樹脂部は、前記軸と接合する接合部と、前記歯形成部を保持する保持部と、前記接合部と前記保持部との間に介在する円盤部と、を含み、
   前記円盤部は、前記軸の軸方向において前記接合部の中間位置に接続されており、
   前記歯形成部は、前記歯形成部の内周に配置され前記保持部に噛み合う複数の内歯部を含み、
   前記軸の径方向内方に進むに従い前記内歯部間の溝幅が小さくされており、
   前記内歯部の側面および歯面の少なくとも一方に、前記樹脂部に結合されたフェーススプラインが形成されていることを特徴とするウォームホイール。
3. 請求項１または２において、前記樹脂部は、インサート成形によって形成されていることを特徴とするウォームホイール。
4. 請求項１〜３の何れか１項において、前記軸は、前記軸と前記樹脂部との相対回転を規制する第１規制部と、前記軸方向における前記軸と前記樹脂部との相対移動を規制する第２規制部と、を含むことを特徴とするウォームホイール。
5. 請求項４において、前記軸の外周に設けられ前記樹脂部に結合する複数の凸部を含み、 前記凸部によって前記第１規制部および前記第２規制部が形成されていることを特徴とするウォームホイール。

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