JP6547855B2 - ウォーム減速機、及びウォーム減速機の製造方法 - Google Patents

ウォーム減速機、及びウォーム減速機の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、芯材となる内側ホイール素子と歯部を有する合成樹脂製の外側ホイール素子とを備えたウォームホイールを含んで構成されるウォーム減速機と、このウォーム減速機の製造方法とに関する。
図２０〜２５は、特許文献１等に記載されて従来から知られている電動式パワーステアリング装置の１例を示している。後端部にステアリングホイール１が取り付けられたステアリングシャフト２の前端部は、ハウジング３内に回転自在に支持されている。ステアリングシャフト２により回転駆動される部分には、ウォームホイール４が固定されている。一方、電動モータ５の出力軸にはウォーム軸６が連結されている。そして、ウォーム軸６の軸方向中間部外周面に設けられたウォーム歯部１８と、ウォームホイール４の外周面に設けられたウォームホイール歯部１９とを噛合させる事により、電動モータ５からウォームホイール４に対して、所定方向に所定の大きさの補助トルク（補助動力）を付与する事が可能となっている。
ウォームホイール４は、補助トルクの出力部となる出力軸７の軸方向中間部に外嵌固定されており、出力軸７と共に回転する。出力軸７は、ハウジング３内に、軸方向中間部の両端寄り部分を１対の転がり軸受８ａ、８ｂにより回転のみ可能に支持された状態で、トーションバー９を介して、ステアリングシャフト２の前端部に結合されている。電動モータ５は、トルクセンサ１０が検出する、ステアリングホイール１からステアリングシャフト２に加えられる操舵トルクの方向及び大きさに応じてウォーム軸６を回転駆動し、出力軸７に補助トルクを付与する。出力軸７の回転は、１対の自在継手１１ａ、１１ｂ及び中間シャフト１２を介して、ステアリングギヤユニット１３の入力部となるピニオン軸１４に伝達され、操舵輪に所望の舵角が付与される。
又、図示の例の場合、ウォームホイール４は、芯材となる金属製の内側ホイール素子１５と、合成樹脂製の外側ホイール素子１６とを組み合わせて成る。即ち、ウォームホイール４は、出力軸７に外嵌固定される部分を、金属製で円輪状の内側ホイール素子１５とし、ウォームホイール歯部１９を含む部分を、合成樹脂製の外側ホイール素子１６としている。そして、この様に外側ホイール素子１６を合成樹脂製とする事により、ウォームホイール４の外周面にウォームホイール歯部１９を形成する作業の容易化（低コスト化）、及び、ウォーム軸６のウォーム歯部１８とウォームホイール４のウォームホイール歯部１９との噛合部で発生する歯打ち音の低減を図れる様にしている。
又、外側ホイール素子１６は、合成樹脂製であり、射出成形に伴って（インサート成形により）、内側ホイール素子１５の径方向外端部を全周に亙り包埋している。又、内側ホイール素子１５の外周面には、円周方向に関する（歯車状の）凹凸部１７が設けられており、凹凸部１７を構成する複数の凹部に外側ホイール素子１６を構成する合成樹脂の一部を入り込ませる事で、内側ホイール素子１５に対する外側ホイール素子１６の回転方向の保持力を高めている。
上述した様な従来構造の場合には、外側ホイール素子１６が内側ホイール素子１５の径方向外端部のみを包埋する事によって、内側ホイール素子１５に対する外側ホイール素子１６の保持力を確保している。この為、この保持力の向上を図る面から未だ改良の余地がある。
尚、上述した従来構造の場合には、内側ホイール素子１５の外周面に円周方向に関する凹凸部１７を設けると共に、凹凸部１７を構成する複数の凹部に外側ホイール素子１６を構成する合成樹脂の一部を入り込ませている。この為、外側ホイール素子１６のうち、凹凸部１７に対して径方向外側に重畳する部分の径方向の肉厚は、ウォームホイール歯部１９を構成する複数の歯２０、２０が位置する部分ごとに、互いに異なった大きさになる場合がある（図２４〜２５参照）。この様な場合には、複数の歯２０、２０が位置する部分ごとに、射出成形時の成形収縮量が異なる｛径方向の肉厚が大きい部分（例えば図２５のα部）で大きくなり、径方向の肉厚が小さい部分（例えば図２５のβ部）で小さくなる｝為、成形後の複数の歯２０、２０の大きさに差が生じ、この事に起因して、ウォームホイール歯部１９にピッチ誤差等の製造誤差が生じる可能性がある。
特許文献１：日本国特許再公表２０１３−０８４６１３号公報
本発明は、上述の様な事情に鑑み、芯材となる内側ホイール素子に対する合成樹脂製の外側ホイール素子の保持力の向上を図れる構造を実現すべく発明したものである。
本発明のウォーム減速機は、ハウジングと、回転軸と、ウォームホイールと、ウォーム軸とを備える。
回転軸は、前記ハウジングに対し回転自在に支持されている。
又、前記ウォームホイールは、外周面にウォームホイール歯部を有し、前記回転軸に外嵌固定されている。
又、前記ウォーム軸は、外周面の軸方向中間部にウォーム歯部を有し、前記ウォーム歯部を前記ウォームホイール歯部に噛合させた状態で、前記ハウジングに対し回転自在に支持されている。
特に、本発明のウォームホイールは、内側ホイール素子と、外側ホイール素子とを備える。
前記内側ホイール素子は、軸方向片側面に軸方向に凹む状態で設けられた第一環状凹部を有している。
又、前記外側ホイール素子は、合成樹脂製で、外周面にウォームホイール歯部を有し、前記内側ホイール素子の表面のうち、前記第一環状凹部の内面を構成する内径側周面から、前記内側ホイール素子の外周面を経て、前記内側ホイール素子の軸方向他側面の径方向内端寄り部分（径方向中央位置よりも径方向内側に位置する部分）に至るまでの連続した範囲を全周に亙り覆う様に、前記内側ホイール素子を包埋している。
又、前記ウォームホイールを構成する内側ホイール素子の外周面のうちで、前記ウォームホイール歯部と前記ウォーム歯部との噛合部の全体と径方向に重畳する軸方向範囲が円筒面部になっている構成を採用する事ができる。
尚、本発明を実施する場合に、前記内側ホイール素子の材料としては、金属を採用できる他、例えば、前記外側ホイール素子の材料よりも耐熱性に優れ、この外側ホイール素子を射出成形する時の熱影響を受けにくい合成樹脂などを採用する（例えば、前記外側ホイール素子を構成する合成樹脂を熱可塑性樹脂とする一方で、前記内側ホイール素子を構成する合成樹脂を熱硬化性樹脂とする）事もできる。
本発明のウォーム減速機を実施する場合には、例えば、前記内側ホイール素子の軸方向他側面に軸方向に凹む状態で第二環状凹部が設けられており、且つ、前記外側ホイール素子は、前記内側ホイール素子の表面のうち、前記第一環状凹部の内面を構成する内径側周面から、前記内側ホイール素子の外周面を経て、前記第二環状凹部の内面を構成する内径側周面に至るまでの連続した範囲を全周に亙り覆う様に、前記内側ホイール素子を包埋している構成を採用する事ができる。
本発明のウォーム減速機を実施する場合には、例えば、前記第二環状凹部の内面を構成する外径側周面と内径側周面とのうち、少なくとも一方の周面に、前記内側ホイール素子の中心軸に対し、軸方向他側に向かうに従って前記第二環状凹部の径方向に関する幅寸法が大きくなる方向に傾斜した傾斜面部が設けられている構成を採用する事ができる。
本発明のウォーム減速機を実施する場合には、例えば、前記第二環状凹部の内面を構成する外径側周面に、前記傾斜面部と、前記内側ホイール素子の中心軸に対して傾斜しない非傾斜面部と、が設けられている構成を採用する事ができる。
本発明のウォーム減速機を実施する場合には、例えば、前記第二環状凹部の内面を構成する内径側周面に、前記傾斜面部と、前記内側ホイール素子の中心軸に対して傾斜しない非傾斜面部と、が設けられている構成を採用する事ができる。
本発明のウォーム減速機を実施する場合には、例えば、前記内側ホイール素子では、前記第一環状凹部及び前記第二環状凹部よりも径方向外側に位置する部分と、前記第一環状凹部の底面と前記第二環状凹部の底面との間に挟まれた部分とは、それぞれ、軸方向に関して前記内側ホイール素子の中央位置を挟んだ両側部分の軸方向寸法が互いに等しくなっており、前記外側ホイール素子では、前記内側ホイール素子よりも径方向外側に位置する部分と、前記内側ホイール素子のうちの前記第一環状凹部及び前記第二環状凹部よりも径方向外側に位置する部分に対して軸方向に重畳する部分とは、それぞれ、軸方向に関して前記内側ホイール素子の中央位置を挟んだ両側部分の軸方向寸法が互いに等しくなっている構成を採用する事ができる。
本発明のウォーム減速機を実施する場合には、例えば、前記内側ホイール素子の表面に、円周方向に関する凹凸部が設けられており、前記外側ホイール素子を構成する合成樹脂の一部が前記凹凸部を構成する凹部に入り込んでいる構成を採用する事ができる。
本発明のウォーム減速機を実施する場合には、例えば、前記凹凸部が、前記第一環状凹部や前記第二環状凹部の内面に設けられている構成を採用する事ができる。
この場合には、例えば、前記凹凸部が、前記第一環状凹部や前記第二環状凹部の内面を構成する外径側周面や内径側周面に設けられている構成を採用する事ができる。
この場合には、例えば、前記凹凸部が前記第一環状凹部や前記第二環状凹部の内面を構成する外径側周面や内径側周面の軸方向全長に亙り設けられており、前記外側ホイール素子を構成する合成樹脂の一部が前記凹凸部を構成する凹部の全体に入り込んでいる構成を採用する事ができる。
又、本発明のウォーム減速機を実施する場合で、前記第一環状凹部又は前記第二環状凹部の内面を構成する外径側周面又は内径側周面に前記凹凸部を設ける場合には、例えば、前記凹凸部を構成する複数ずつの凹部及び凸部が、前記ウォームホイールの軸方向と平行に形成されている構成を採用する事ができる。
又は、前記ウォームホイール歯部を構成する複数の歯が、前記ウォームホイールの軸方向に対して所定方向に傾斜した方向に形成されていると共に、前記凹凸部を構成する複数ずつの凹部及び凸部が、前記ウォームホイールの軸方向に対して前記所定方向と反対方向に傾斜した方向に形成されている構成を採用する事ができる。
本発明のウォーム減速機を実施する場合には、例えば、前記第一環状凹部の内面を構成する外径側周面のうちで、前記第一環状凹部の軸方向開口側端縁よりも軸方向奥側に位置する部分に、径方向外方に凹む状態で副凹部が設けられていると共に、前記外側ホイール素子を構成する合成樹脂の一部が前記副凹部に入り込んでいる構成を採用する事ができる。
この場合には、例えば、前記内側ホイール素子の中心軸を含む仮想平面に関する前記副凹部の断面形状が、内径側の開口部から外径側の底部に向かうに従って軸方向に関する幅寸法が小さくなるＶ字形になっている構成を採用する事ができる。
本発明のウォーム減速機を実施する場合で、前記内側ホイール素子の外周面の全体を円筒面部とする場合には、例えば、前記内側ホイール素子の外周面である円筒面部の軸方向両端縁に対して（直接又は面取り部を介して）連続する部分である、前記内側ホイール素子の軸方向両側面の径方向外端部が、それぞれ前記内側ホイール素子の中心軸に対して直交する平面部になっている構成を採用する事ができる。これにより、前記内側ホイール素子の外周面である円筒面部の軸方向両端縁を、それぞれ円周方向に関して軸方向位置が変化しない円形状とする事ができる。
本発明を実施する場合には、例えば、前記内側ホイール素子の表面のうち、前記外側ホイール素子を構成する合成樹脂により覆われる部分のうちの少なくとも一部分（例えば前記円筒面部、前記内側ホイール素子の表面全体）が、ローレット加工、シボ加工（硬質金属の表面に形成された微細な凹凸を成形品の表面に転写する加工）、ショットブラストなどの各種の加工によって形成された、微細な凹凸面になっている構成を採用する事ができる。
この様な構成を採用すれば、前記微細な凹凸面を構成する凹部に前記外側ホイール素子を構成する合成樹脂の一部が入り込む為、前記内側ホイール素子に対する前記外側ホイール素子の保持力（密着性）を高める事ができる。
尚、前記微細な凹凸面を構成する凹部の深さは、前記ウォームホイール歯部を構成する歯の径方向高さの１／１０以下（好ましくは１／２０以下、より好ましくは１／３０以下）として、前記外側ホイール素子を構成する合成樹脂の体積に余り影響を与えない様にするのが好ましい。
本発明のウォーム減速機を実施する場合には、例えば、前記外側ホイール素子の軸方向他側面の径方向内端部（例えば、この外側ホイール素子の軸方向他側面のうち、前記第二環状凹部の径方向内端部と同じ径方向位置）に、径方向外側に隣接する部分よりも軸方向他側に張り出した張出部が設けられている構成を採用する事ができる。
本発明のウォーム減速機を実施する場合には、例えば、前記内側ホイール素子の外周面の全体（この外周面の軸方向端縁部に面取り部が設けられる場合には、この面取り部を除く）が前記円筒面部になっている構成を採用する事ができる。
本発明のウォーム減速機を実施する場合には、例えば、前記ウォームホイールの軸方向他側に隣り合う部分に、内輪と外輪と前記内輪の外周面と前記外輪の内周面との間に設けられた複数個の転動体とを備えた、前記回転軸を前記ハウジングに対して回転可能に支持する為の転がり軸受を設置する事ができる。
又、前記ウォームホイールを構成する前記外側ホイール素子の軸方向他側面を、前記内輪の軸方向片側面及び前記外輪の軸方向片側面と軸方向に対向させる事ができる。
又、前記外側ホイール素子の軸方向他側面と前記内輪の軸方向片側面との間の軸方向距離を、前記外側ホイール素子の軸方向他側面と前記外輪の軸方向片側面との間の軸方向距離よりも小さくする事ができる。
本発明のウォーム減速機を実施する場合には、例えば、前記ウォームホイールを構成する外側ホイール素子の軸方向他側面の径方向内端部に、径方向外側に隣接する部分よりも軸方向他側に張り出した張出部が設けられている構成を採用すると共に、前記張出部の軸方向他側面を、前記内輪の軸方向片側面と軸方向に対向させる事ができる。
別な言い方をすれば、前記外側ホイール素子の軸方向他側面のうち、前記内輪の軸方向片側面と軸方向に対向する部分に、前記外輪の軸方向片側面と軸方向に対向する部分よりも軸方向他側に張り出した張出部を設ける事ができる。
本発明のウォーム減速機の製造方法は、本発明のウォーム減速機を対象とする製造方法である。
この様な本発明のウォーム減速機の製造方法では、前記ウォームホイールは、前記外側ホイール素子を射出成形により造るのと同時に、前記外側ホイール素子を前記内側ホイール素子に対して結合する、インサート成形を実施する際に、前記外側ホイール素子の軸方向他側の径方向内端部に、ディスクゲートの径方向外端部を位置させる事を特徴とする。
上述の様な本発明のウォーム減速機、及びウォーム減速機の製造方法によれば、内側ホイール素子に対する合成樹脂製の外側ホイール素子の保持力の向上を図れる。
本発明の第１実施形態に係る、図２２と同様の断面図。 第１実施形態に係る、ウォームホイールの断面図。 第１実施形態に係る、ウォーム歯部とウォームホイール歯部とが噛合している状態を示す部分断面図。 第１実施形態に係る、一部を切断した状態で示すウォームホイールの半部断面図。 第１実施形態に係る、図２のＡ−Ａ断面図。 第１実施形態に係る、図５のＢ部拡大図。 第１実施形態に係る、外側ホイール素子を射出成形する状態を示す断面図。 本発明の第２実施形態に係る、ウォームホイールの断面図。 本発明の第３実施形態に係る、ウォームホイールの断面図。 本発明の第４実施形態に係る、一部を切断した状態で示すウォームホイールの半部断面図。 本発明の第５実施形態に係る、ウォームホイールの断面図。 本発明の第６実施形態に係る、ウォームホイールの半部断面図。 本発明の第７実施形態に係る、図５と同様の断面図。 （Ａ）、（Ｂ）は、第７実施形態に係る、ウォームホイールの半部を切断した状態で径方向から見た図。 第７実施形態に係る、内側ホイール素子を軸方向片側から見た図。 第７実施形態に係る、図１３のＣ部拡大図。 本発明の第８実施形態に係る、図３と同様の図。 本発明の第９実施形態に係る、ウォームホイールの断面図。 第９実施形態に係る、外側ホイール素子を射出成形する状態を示す断面図。 電動式パワーステアリング装置の従来構造の１例を示す、部分切断側面図。 図２０の拡大Ｄ−Ｄ断面図。 図２０の拡大Ｅ−Ｅ断面図。 ウォームホイールの断面図。 図２３のＦ−Ｆ断面図。 図２４のＧ部拡大図。
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態に就いて、図１〜７により説明する。
図１は、本実施形態のウォーム減速機を組み込んだ電動式パワーステアリング装置を示している。後端部にステアリングホイール１（図２０参照）が取り付けられたステアリングシャフト２の前端部は、ハウジング３内に回転自在に支持されている。ステアリングシャフト２により回転駆動される部分には、ウォームホイール４ａが固定されている。一方、電動モータ５の出力軸にはウォーム軸６（図３及び図２１参照）が連結されている。そして、ウォーム軸６の軸方向中間部外周面に設けられたウォーム歯部１８と、ウォームホイール４ａの外周面に設けられたウォームホイール歯部１９ａとを噛合させる事により、電動モータ５からウォームホイール４ａに対して、所定方向に所定の大きさの補助トルク（補助動力）を付与する事が可能となっている。
ウォームホイール４ａは、特許請求の範囲に記載した回転軸に相当する、補助トルクの出力部となる出力軸７の軸方向中間部に外嵌固定されており、出力軸７と共に回転する。出力軸７は、ハウジング３内に、軸方向中間部の両端寄り部分を１対の転がり軸受８ａ、８ｂにより回転のみ可能に支持された状態で、トーションバー９を介して、ステアリングシャフト２の前端部に結合されている。電動モータ５は、トルクセンサ１０が検出する、ステアリングホイール１からステアリングシャフト２に加えられる操舵トルクの方向及び大きさに応じてウォーム軸６を回転駆動し、出力軸７に補助トルクを付与する。出力軸７の回転は、１対の自在継手１１ａ、１１ｂ及び中間シャフト１２を介して、ステアリングギヤユニット１３の入力部となるピニオン軸１４（図２０参照）に伝達され、操舵輪に所望の舵角が付与される。
尚、図示の例の場合、１対の転がり軸受８ａ、８ｂはそれぞれ、出力軸７に外嵌支持された内輪３３ａ、３３ｂと、ハウジング３に内嵌支持された外輪３４ａ、３４ｂと、内輪３３ａ、３３ｂの外周面に設けられた内輪軌道と外輪３４ａ、３４ｂの内周面に設けられた外輪軌道との間に転動自在に設けられた、それぞれが転動体である複数個の玉３５ａ、３５ｂとを備えた、玉軸受である。但し、本発明を実施する場合には、１対の転がり軸受８ａ、８ｂとして、円筒ころ軸受や円すいころ軸受等の他の種類の転がり軸受を採用する事もできる。
ウォームホイール４ａは、内側ホイール素子１５ａと、外側ホイール素子１６ａとを組み合わせて成る。
内側ホイール素子１５ａは、金属により円環状（略円輪状）に造られたもので、径方向中央部に、出力軸７の軸方向中間部をトルク伝達を可能に内嵌固定する為の嵌合孔２１を有している。
又、内側ホイール素子１５ａの軸方向片側面（図１〜４及び図７に於ける左側面）の径方向中間部には、全周に亙り、軸方向に凹む状態で第一環状凹部２２が設けられている。
第一環状凹部２２の内面を構成する内径側周面と外径側周面と底面（軸方向片側面）とのうち、外径側周面には、この外径側周面の軸方向の全長及び全周に亙り、円周方向に関して凹部２６と凸部２７とを交互に（図示の例では等ピッチに）配置して成る、円周方向に関する（歯車状の）凹凸部２３が設けられている。本実施形態の場合、凹凸部２３を構成する複数ずつの凹部２６及び凸部２７は、図４に於ける上半部に破線（隠れ線）で示す様に、内側ホイール素子１５ａ（ウォームホイール４ａ）の軸方向（図１〜４及び図７に於ける左右方向）に対して平行に形成されている。別な言い方をすれば、凹部２６と凸部２７との境界は、ウォームホイール４ａの軸方向に対して平行になっている。
又、第一環状凹部２２の内面を構成する内径側周面は、単なる円筒面状の円筒面部３６になっている。
又、第一環状凹部２２の内面を構成する底面は、内側ホイール素子１５ａの中心軸に対して直交する円輪状の中間平面部３７ａになっている。
又、内側ホイール素子１５ａの軸方向他側面（図１〜４及び図７に於ける右側面）の径方向中間部には、全周に亙り、軸方向に凹む状態で第二環状凹部３８が設けられている。
第二環状凹部３８の内面を構成する内径側周面と外径側周面と底面（軸方向他側面）とのうち、外径側周面は、軸方向に関して、片側（片端部及び中間部）に設けられた外径側傾斜面部３９と、他側（他端部）に設けられた外径側円筒面部４０との、互いの軸方向端縁同士を連続させて成る。外径側傾斜面部３９は、特許請求の範囲に記載した傾斜面部に相当する部位であり、内側ホイール素子１５ａの中心軸に対し、軸方向他側に向かうに従って第二環状凹部３８の径方向に関する幅寸法が大きくなる方向（径方向外側に向かう方向）に傾斜した、部分円すい面状に形成されている。これに対し、外径側円筒面部４０は、特許請求の範囲に記載した非傾斜面部に相当する部位であり、内側ホイール素子１５ａの中心軸に対して傾斜しない、単なる円筒面状に形成されている。
又、第二環状凹部３８の内面を構成する内径側周面は、内径側傾斜面部４１のみから成る。内径側傾斜面部４１は、特許請求の範囲に記載した傾斜面部に相当する部位であり、内側ホイール素子１５ａの中心軸に対し、軸方向他側に向かうに従って第二環状凹部３８の径方向に関する幅寸法が大きくなる方向（径方向内側に向かう方向）に傾斜した、部分円すい面状に形成されている。
又、第二環状凹部３８の内面を構成する底面は、内側ホイール素子１５ａの中心軸に対して直交する円輪状の中間平面部３７ｂになっている。
又、内側ホイール素子１５ａは、外周面の全体（軸方向両端縁部に面取り部が設けられる場合には、これらの面取り部を除く）が、内側ホイール素子１５ａの中心軸からの径方向距離が全周に亙り実質的に変化しない円筒面部２４になっている。本実施形態の場合、円筒面部２４は、内側ホイール素子１５ａ（ウォームホイール４ａ）の中心軸と平行な母線を有し、軸方向に関して直径が変化しない単一円筒面状に形成されている。又、円筒面部２４の軸方向両端縁に対して（直接又は面取り部を介して）連続する部分である、内側ホイール素子１５ａの軸方向片側面の径方向外端部（第一環状凹部２２よりも径方向外側に位置する部分）、及び、内側ホイール素子１５ａの軸方向他側面の径方向外端部（第二環状凹部３８よりも径方向外側に位置する部分）は、それぞれ内側ホイール素子１５ａの中心軸に対して直交する円輪状の平面部２５ａ、２５ｂになっている。
又、本実施形態の場合、別な言い方をすれば、内側ホイール素子１５ａは、互いに同心に配置された内径側環状部２８及び外径側環状部２９と、内径側環状部２８の外周面と外径側環状部２９の内周面との軸方向中間部同士を連結する円輪状の連結部３０とを備えている。そして、外径側環状部２９の外周面が円筒面部２４になっており、外径側環状部２９の軸方向両側面が平面部２５ａ、２５ｂになっている。又、内径側環状部２８の外周面の軸方向片端部と外径側環状部２９の内周面の軸方向片端部と連結部３０の軸方向片側面とにより三方を囲まれた部分が第一環状凹部２２になっており、内径側環状部２８の外周面の軸方向他端部と外径側環状部２９の内周面の軸方向他端部と連結部３０の軸方向他側面とにより三方を囲まれた部分が第二環状凹部３８になっている。又、外径側環状部２９の内周面のうち、軸方向片端部が凹凸部２３になっており、軸方向他端部が外径側傾斜面部３９及び外径側円筒面部４０になっている。又、内径側環状部２８の外周面のうち、軸方向片端部が円筒面部３６になっており、軸方向他端部が内径側傾斜面部４１になっている。
尚、内側ホイール素子１５ａを構成する金属としては、鉄鋼等の鉄合金の他、銅合金、アルミニウム合金、マグネシウム合金等の各種の金属を採用する事ができる。又、内側ホイール素子１５ａを成形する為の加工としては、各種の切削加工や塑性加工を採用する事ができる。但し、歩留まり良く低コストに成形するには、塑性加工（鍛造、プレス、フローフォーミング等）を採用するのが好ましい。
一方、外側ホイール素子１６ａは、合成樹脂を射出成形する事により造られたもので、この射出成形に伴って（インサート成形により）、内側ホイール素子１５ａの一部分を、全周に亙り包埋している。具体的には、外側ホイール素子１６ａは、内側ホイール素子１５ａの表面のうち、第一環状凹部２２の内面を構成する内径側周面（円筒面部３６）から、内側ホイール素子１５ａの外周面（円筒面部２４）を経て、第二環状凹部３８の内面を構成する内径側周面（内径側傾斜面部４１）に至るまでの連続した範囲を全周に亙り覆う様に、内側ホイール素子１５ａの一部分（径方向外端部及び中間部）を包埋している。この状態で、合成樹脂の一部は、第一環状凹部２２と第二環状凹部３８とのそれぞれに入り込んで、第一環状凹部２２に入り込んだ部分が円環状の第一抑え部３１を構成すると共に、第二環状凹部３８に入り込んだ部分が円環状の第二抑え部４２を構成している。又、この状態で、第一抑え部３１を構成する合成樹脂の一部は、凹凸部２３を構成する複数の凹部２６、２６（円周方向に隣り合う凸部２７、２７同士の間部分）の全体に入り込んで、凹凸部２３の表面全体を覆う事により、凹凸部２３と係合する（凹凸部２３と合致する形状を有する）、回転保持部３２を構成している。又、第一抑え部３１の肉厚（複数の凹部２６、２６に入り込んだ部分の肉厚を除く）は、全体的にほぼ等しくなっており、第二抑え部４２の肉厚も、全体的にほぼ等しくなっている。又、外側ホイール素子１６ａの軸方向他側面のうち、第二環状凹部３８の径方向内端部と同じ径方向位置に、全周に亙り、第二環状凹部３８の内側（第二抑え部４２の軸方向他側面）から軸方向他側に張り出す状態で、張出部４３が設けられている。
又、外側ホイール素子１６ａの外周面には、ウォームホイール歯部１９ａが形成されている。ウォームホイール歯部１９ａの軸方向中間部は、円筒面部２４と径方向に重畳している。又、図４の上半部に示す様に、ウォームホイール歯部１９ａを構成する複数の歯の形成方向は、ウォームホイール４ａの軸方向に対して傾斜している。又、本実施形態の場合、ウォームホイール歯部１９ａの歯先円の直径及び歯底円の直径は、それぞれ軸方向に関して変化していない。
本実施形態の場合、外側ホイール素子１６ａを射出成形により造るのと同時に、外側ホイール素子１６ａを内側ホイール素子１５ａに対して結合する、インサート成形を実施する際には、図７に示す様に、内側ホイール素子１５ａを複数の金型を組み合わせて成る金型装置４４にセットした状態で、内側ホイール素子１５ａと金型装置４４との間に画成される円環状のキャビティ４５内に、内側ホイール素子１５ａの軸方向他側面側に設けられた、ランナー４６及びディスクゲート４７から、溶融樹脂を送り込む。ディスクゲート４７の径方向外端部（外周部）は、キャビティ４５のうち、外側ホイール素子１６ａの軸方向他側の径方向内端部（張出部４３）が形成される部分に位置しており、又、ランナー４６は、ディスクゲート４７の中心部から軸方向他側に伸長する状態で設けられている。この様なランナー４６及びディスクゲート４７からキャビティ４５内に送り込まれた溶融樹脂は、内側ホイール素子１５ａの軸方向他側面に沿って内径側から外径側に流れ、その一部が第二環状凹部３８内に入り込む。この際に、本実施形態の場合には、第二環状凹部３８の内面を構成する内径側周面及び外径側周面に、内径側傾斜面部４１及び外径側傾斜面部３９を設けている為、溶融樹脂は、流れを大きく乱す事なく、キャビティ４５のうちで外側ホイール素子１６ａの径方向外端部が形成される部分に入り込む。又、キャビティ４５内に送り込まれた溶融樹脂は、第一抑え部３１に対応する部分に達して停止する。当該部分で、他の方向から流れてきた溶融樹脂と突き当たる事はない。この結果、射出成形により得られる外側ホイール素子１６ａに、強度的に弱い、ウェルド等が生じる事を防止できる。キャビティ４５内で冷却及び固化された合成樹脂は、金型装置４４を開いて、複数の金型同士を分離してから、外側ホイール素子１６ａの軸方向他側の径方向内端部に対応する部分で全周に亙って切断し、必要に応じて仕上げ加工を施す事により、ウォームホイール４ａが得られる。尚、この際に、本実施形態の場合には、ディスクゲート４７の径方向外端部に位置する合成樹脂の一部（本来切除すべき部分）を切除せずに残す事で、張出部４３を形成する。これにより、歩留まりを良くし、張出部４３を低コストで形成できる様にしている。
尚、外側ホイール素子１６ａを構成する合成樹脂としては、ポリアミド６６（ＰＡ６６）の他、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）等の各種の合成樹脂を採用する事ができる。又、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、アラミド繊維等の各種の強化繊維を混入する事ができる。
又、本実施形態の電動式パワーステアリング装置を組み立てた状態で、ウォーム歯部１８とウォームホイール歯部１９ａとの噛合部５０（図３に斜格子を付した部分）のうちの少なくとも軸方向一部分が、内側ホイール素子１５ａの外周面に存在する円筒面部２４と径方向に重畳する構成を採用している。
特に、本実施形態の場合には、噛合部５０の全体が、円筒面部２４と径方向に重畳する構成を採用している。この為に、噛合部５０の軸方向幅寸法Ｓを、円筒面部２４の軸方向幅寸法Ｔ以下｛Ｓ≦Ｔ（図３に示した例ではＳ＜Ｔ）｝にすると共に、噛合部５０の位置する軸方向範囲を、円筒面部２４の位置する軸方向範囲内に収めている。
但し、本発明を実施する場合には、例えば、噛合部５０の軸方向幅寸法Ｓを、円筒面部２４の軸方向幅寸法Ｔよりも大きくする（Ｓ＞Ｔにする）と共に、円筒面部２４の位置する軸方向範囲を、噛合部５０の位置する軸方向範囲内に収める構成を採用する事もできる。
又、本実施形態の電動式パワーステアリング装置を組み立てた状態で、外側ホイール素子１６ａの軸方向他側面は、ウォームホイール４ａの軸方向他側に隣り合う部分に設置された、転がり軸受８ａを構成する内輪３３ａの軸方向片側面と外輪３４ａの軸方向片側面とに対し、それぞれ隙間を介して軸方向に対向している。具体的には、外側ホイール素子１６ａの軸方向他側面のうち、張出部４３に対応する部分が、内輪３３ａの軸方向片側面と軸方向に対向し、第二抑え部４２の径方向中間部に対応する部分が、外輪３４ａの軸方向片側面と軸方向に対向している。ここで、本実施形態の場合、内輪３３ａの軸方向片側面と外輪３４ａの軸方向片側面とは、軸方向に関してほぼ同位置に存在しているのに対し、外側ホイール素子１６ａの軸方向他側面のうち、張出部４３に対応する部分（張出部４３の軸方向他側面）は、第二抑え部４２の径方向中間部に対応する部分（第二抑え部４２の径方向中間部の軸方向他側面）よりも、（少なくとも張出部４３の軸方向寸法分だけ、）軸方向他側に位置している。この為、外側ホイール素子１６ａの軸方向他側面（張出部４３の軸方向他側面）と内輪３３ａの軸方向片側面との間の軸方向距離Ｘは、外側ホイール素子１６ａの軸方向他側面（第二抑え部４２の径方向中間部の軸方向他側面）と外輪３４ａの軸方向片側面との間の軸方向距離Ｙよりも小さくなっている（Ｘ＜Ｙ）。
上述の様に構成する本実施形態のウォームホイール４ａ及びウォーム減速機によれば、金属製の内側ホイール素子１５ａに対する合成樹脂製の外側ホイール素子１６ａの保持力を確保しつつ、外側ホイール素子１６ａの外周面に設けられるウォームホイール歯部１９ａの製造誤差を抑えられる。この点に就いて、以下に説明する。
ウォームホイール４ａを通じて出力軸７に補助トルクを付与する際には、ウォームホイール４ａのウォームホイール歯部１９ａとウォーム軸６のウォーム歯部１８との噛合部に作用する噛み合い反力の軸方向成分に基づいて、ウォームホイール４ａに対し、図２に矢印で示す様に、倒れ方向のモーメントＭが加わる。
これに対して、本実施形態の場合、内側ホイール素子１５ａの軸方向両側面には、それぞれ全周に亙り、第一環状凹部２２及び第二環状凹部３８が設けられている。そして、外側ホイール素子１６ａは、内側ホイール素子１５ａの表面のうち、第一環状凹部２２の内面を構成する内径側周面（円筒面部３６）から、内側ホイール素子１５ａの外周面（円筒面部２４）を経て、第二環状凹部３８の内面を構成する内径側周面（内径側傾斜面部４１）に至るまでの連続した範囲を全周に亙り覆う様に、内側ホイール素子１５ａの一部分を包埋している。即ち、本実施形態の場合には、外側ホイール素子１６ａが、内側ホイール素子１５ａのうち、径方向外端部だけでなく、径方向中間部をも包埋している。この為、径方向外端部のみを包埋している場合に比べて、内側ホイール素子１５ａに対する外側ホイール素子１６ａのモーメントＭ方向の保持力を大きくできる。
又、本実施形態の場合には、外側ホイール素子１６ａを構成する合成樹脂の一部が、第一環状凹部２２に入り込んで円環状の第一抑え部３１を構成すると共に、第二環状凹部３８に入り込んで円環状の第二抑え部４２を構成している。この為、第一環状凹部２２と第一抑え部３１との係合、及び、第二環状凹部３８と第二抑え部４２との係合に基づいて、内側ホイール素子１５ａに対する外側ホイール素子１６ａのモーメントＭ方向の保持力を大きくできる。
更に、本実施形態の場合には、第二環状凹部３８の内面を構成する外径側周面の軸方向他端部に、外径側円筒面部４０が設けられている。この為、当該外径側周面の全体が外径側傾斜面部３９になっている（外径側円筒面部４０が設けられていない）場合に比べて、モーメントＭに対する、第二環状凹部３８と第二抑え部４２との係合力を大きくできる。この結果、内側ホイール素子１５ａに対する外側ホイール素子１６ａのモーメントＭ方向の保持力を大きくできる。
又、本実施形態の場合には、第一環状凹部２２の内面を構成する外径側周面に円周方向に関する凹凸部２３が設けられていると共に、第一抑え部３１を構成する合成樹脂の一部が、凹凸部２３を構成する複数の凹部２６、２６の全体に入り込んで、凹凸部２３の表面全体を覆う事により、凹凸部２３と係合する（凹凸部２３と合致する形状を有する）、回転保持部３２を構成している。この為、本実施形態の場合には、内側ホイール素子１５ａに対する外側ホイール素子１６ａの回転方向の保持力を確保できる。特に、本実施形態の場合には、凹凸部２３が、第一環状凹部２２の内面を構成する外径側周面の軸方向の全長に亙り設けられている為、当該回転方向の保持力を大きくできる。
又、内側ホイール素子１５ａの外周面は、軸方向に関して直径が変化しない円筒面部２４になっている。この為、外側ホイール素子１６ａのうち、内側ホイール素子１５ａの外周面である円筒面部２４に対して径方向外側に重畳する部分の径方向の肉厚は、ウォームホイール歯部１９ａを構成する複数の歯２０ａ、２０ａが位置する部分で、互いにほぼ（実質的に）等しくなっている。
更に、外側ホイール素子１６ａの外周面に設けられたウォームホイール歯部１９ａの歯先円の直径及び歯底円の直径は、それぞれ軸方向に関して変化していない。これと共に、内側ホイール素子１５ａの外周面である円筒面部２４の軸方向両端縁に対して連続する部分である、内側ホイール素子１５ａの軸方向両側面の径方向外端部は、それぞれ内側ホイール素子１５ａの中心軸に対して直交する円輪状の平面部２５ａ、２５ｂになっている。換言すれば、内側ホイール素子１５ａの外周面である円筒面部２４の軸方向両端縁は、それぞれ円周方向に関して軸方向位置が変化しない円形状になっている。この為、本実施形態の場合には、外側ホイール素子１６ａのうち、内側ホイール素子１５ａの外周面に対して径方向外側に重畳する部分の径方向の肉厚は、軸方向両端縁部を含めた軸方向の全長に亙り、ウォームホイール歯部１９ａを構成する複数の歯２０ａ、２０ａが位置する部分で、互いにほぼ等しくなっている。
従って、外側ホイール素子１６ａのうち、少なくとも内側ホイール素子１５ａの外周面に対して径方向外側に重畳する部分に関しては、図６に示す様に、複数の歯２０ａ、２０ａが位置する部分の射出成形時の成形収縮量を互いにほぼ等しくする事ができる。この結果、成形後の複数の歯２０ａ、２０ａの大きさ（径方向の厚さ）をほぼ等しくする事ができ、この事に起因して、ウォームホイール歯部１９ａに関するピッチ誤差等の製造誤差を抑えられる。
又、凹凸部２３を構成する複数ずつの凹部２６及び凸部２７は、軸方向に対して平行に形成されている。この為、凹凸部２３が存在する事によって生じる、合成樹脂の成形収縮に伴う外側ホイール素子１６ａの変形を抑えられ、外側ホイール素子１６ａを精度良く成形する事ができる。
又、ウォーム減速機を組み立てた状態で、ウォーム歯部１８とウォームホイール歯部１９ａとの噛合部５０の全体を、円筒面部２４と径方向に重畳させている。言い換えれば、ウォームホイール歯部１９ａのうちで、上述の様にピッチ誤差等の製造誤差を抑えられた部分に対して、ウォーム歯部１８を噛合させている。この為、噛合部５０の噛合状態を良好にする事ができる。尚、本発明を実施する場合に、噛合部５０の軸方向一部分のみを円筒面部２４と径方向に重畳させる場合には、重畳させる割合（軸方向範囲）が大きくなる程、噛合部の噛合状態がより良好になる。
又、噛合部５０の全体を、円筒面部２４と径方向に重畳させる為に、噛合部５０の軸方向幅寸法Ｓを、円筒面部２４の軸方向幅寸法Ｔ以下（Ｓ≦Ｔ）としているが、この条件下で、これらの寸法Ｓ、Ｔ同士を実質的に等しくすれば、内側ホイール素子１５ａの軸方向寸法を最小限に抑えた状態で、噛合部５０の噛合状態を良好にする事ができる。尚、この点に関しては、Ｓ＞Ｔの条件を採用する場合に就いても同様である。
又、外側ホイール素子１６ａの軸方向他側面（張出部４３の軸方向他側面）と内輪３３ａの軸方向片側面との間の軸方向距離Ｘが、外側ホイール素子１６ａの軸方向他側面（第二抑え部４２の径方向中間部の軸方向他側面）と外輪３４ａの軸方向片側面との間の軸方向距離Ｙよりも小さくなっている（Ｘ＜Ｙ）。この為、例えば、万が一、ハウジング３に対する出力軸７の軸方向位置を規制する部位が破損し、出力軸７と共にウォームホイール４ａが軸方向他側に変位したとしても、外側ホイール素子１６ａの軸方向他側面は、内輪３３ａの軸方向片側面及び外輪３４ａの軸方向片側面のうち、内輪３３ａの軸方向片側面のみと（張出部４３の軸方向他側面が）接触し、外輪３４ａの軸方向片側面には（第二抑え部４２の径方向中間部の軸方向他側面が）接触しない為、ウォームホイール４ａの回転がロックされる事を防止できる。
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態に就いて、図８により説明する。
本実施形態の場合には、ウォームホイール４ｂを構成する内側ホイール素子１５ｂの軸方向他側面（図８に於ける右側面）に設けられた第二環状凹部３８ａの構成が、上述した第１実施形態の場合と異なる。本実施形態の場合、第二環状凹部３８ａの内面を構成する内径側周面は、軸方向片側（図８に於ける左側）の半部に設けられた、特許請求の範囲に記載した非傾斜面部に対応する内径側円筒面部４８と、軸方向他側の半部に設けられた内径側傾斜面部４１との、互いの軸方向端縁同士を連続させて成る。
この様な構成を有する本実施形態の場合には、第二環状凹部３８ａの内面を構成する内径側周面の軸方向片半部に、内径側円筒面部４８が設けられている為、当該内径側周面の全体が内径側傾斜面部４１になっている（内径側円筒面部４８が設けられていない）場合に比べて、モーメントＭに対する、第二環状凹部３８ａと、外側ホイール素子１６ｂを構成する第二抑え部４２ａとの係合力を大きくできる。この結果、内側ホイール素子１５ｂに対する外側ホイール素子１６ｂのモーメントＭ方向の保持力を大きくできる。
その他の構成及び作用は、上述した第１実施形態の場合と同様である。
［第３実施形態］
本発明の第３実施形態に就いて、図９により説明する。
本実施形態の場合には、ウォームホイール４ｃを構成する内側ホイール素子１５ｃの軸方向他側面（図９に於ける右側面）に設けられた第二環状凹部３８ｂの構成が、上述した第１実施形態の場合と異なる。本実施形態の場合、第二環状凹部３８ｂの内面を構成する内径側周面は、軸方向片側（図９に於ける左側）の半部に設けられた内径側傾斜面部４１と、軸方向他側の半部に設けられた、特許請求の範囲に記載した非傾斜面部に対応する内径側円筒面部４８ａとを、軸方向他側を向いた円輪状の段差面４９により連続させて成る。
この様な構成を有する本実施形態の場合には、第二環状凹部３８ｂの内面を構成する内径側周面の軸方向他半部に、内径側円筒面部４８ａが設けられている為、当該内径側周面の全体が内径側傾斜面部４１になっている（内径側円筒面部４８ａが設けられていない）場合に比べて、モーメントＭに対する、第二環状凹部３８ｂと、外側ホイール素子１６ｃを構成する第二抑え部４２ｂとの係合力を大きくできる。この結果、内側ホイール素子１５ｃに対する外側ホイール素子１６ｃのモーメントＭ方向の保持力を大きくできる。
その他の構成及び作用は、上述した第１実施形態の場合と同様である。
［第４実施形態］
本発明の第４実施形態に就いて、図１０により説明する。
本実施形態の場合には、ウォームホイール４ｄを構成する内側ホイール素子１５ｄの軸方向片側面（図１０に於ける左側面）に設けられた第一環状凹部２２ａの構成が、上述した第１実施形態の場合と異なる。本実施形態の場合、第一環状凹部２２ａの内面のうち、外径側周面に設けられた凹凸部２３ａを構成する複数ずつの凹部２６ａ及び凸部２７ａは、ウォームホイール４ｄの中心軸に対し、外側ホイール素子１６ｄの外周面に設けられたウォームホイール歯部１９ａを構成する複数の歯２０ａ、２０ａの傾斜方向と逆方向に傾斜した状態で形成されている。
この様に本実施形態の場合には、ウォームホイール４ｄの中心軸に対する、ウォームホイール歯部１９ａを構成する複数の歯２０ａ、２０ａの傾斜方向と、凹凸部２３ａを構成する複数ずつの凹部２６ａ及び凸部２７ａの傾斜方向とを、互いに逆方向とする事により、ウォーム軸６（図３及び図２１参照）からウォームホイール４ｄにトルクを伝達する際に、凹凸部２３ａを構成する複数の凹部２６ａ、２６ａから外側ホイール素子１６ｄを構成する合成樹脂が軸方向片側に向けて抜け出ない方向に力が加わる様にしている。
その他の構成及び作用は、上述した第１実施形態の場合と同様である。
［第５実施形態］
本発明の第５実施形態に就いて、図１１により説明する。本実施形態の場合は、上述の図８に示した第２実施形態の変形例である。
本実施形態の場合には、ウォームホイール４ｅを構成する内側ホイール素子１５ｅの軸方向片側面（図１１に於ける左側面）に設けられた第一環状凹部２２ｂを構成する内径側周面に、円周方向に関して凹部５２と凸部５３とを交互に配置して成る、円周方向に関する（歯車状の）凹凸部５１を設けている。又、内側ホイール素子１５ｅの軸方向他側面（図１１に於ける右側面）に設けられた第二環状凹部３８ｃの内面を構成する内径側周面に、円周方向に関して凹部５５と凸部５６とを交互に配置して成る、円周方向に関する（歯車状の）凹凸部５４を設けている。そして、凹凸部５１を構成する凹部５２、５２と、凹凸部５４を構成する凹部５５、５５とのそれぞれに、外側ホイール素子１６ｅを構成する合成樹脂を入り込ませている。そして、両凹凸部５１、５４と合成樹脂との係合に基づいて、内側ホイール素子１５ｅに対する外側ホイール素子１６ｅの回転方向の保持力を高めている。
その他の構成及び作用は、上述した第２実施形態の場合と同様である。
［第６実施形態］
本発明の第６実施形態に就いて、図１２により説明する。本実施形態の場合は、上述の図１〜７に示した第１実施形態の変形例である。
本実施形態の場合、ウォームホイール４ｆを構成する内側ホイール素子１５ｆのうちで第一、第二両環状凹部２２、３８よりも径方向外側に位置する部分（外径側環状部２９）と、内側ホイール素子１５ｆのうちで第一、第二両環状凹部２２、３８の内面を構成する底面（中間平面部３７ａ、３７ｂ）同士の間に挟まれた部分（連結部３０）とは、それぞれ、軸方向に関して内側ホイール素子１５ｆの中央位置Ｃaを挟んだ両側部分の軸方向寸法が互いに等しく（ＬA又はＬBに）なっている。
又、ウォームホイール４ｆを構成する外側ホイール素子１６ｆのうちで内側ホイール素子１５ｆよりも径方向外側に位置する部分（ウォームホイール歯部１９ａを含む）と、外側ホイール素子１６ｆのうちで、内側ホイール素子１５ｆの第一、第二両環状凹部２２、３８よりも径方向外側に位置する部分（外径側環状部２９）に対して軸方向に重畳する部分（外径側環状部２９の軸方向両側に存在する部分）とは、それぞれ、軸方向に関して中央位置Ｃaを挟んだ両側部分の軸方向寸法が互いに等しく（ＬC又はＬDに）なっている。
上述の様な構成を有する本実施形態の場合、ウォームホイール４ｆを構成する内側ホイール素子１５ｆ及び外側ホイール素子１６ｆが温度変化に基づいて熱膨張（熱収縮）する際には、上述した各部分に於いて、軸方向に関して中央位置Ｃaを挟んだ両側部分の軸方向寸法ＬA又はＬB又はＬC又はＬDが、それぞれ均等に変化する。この為、温度変化に伴って、ウォームホイール歯部１９ａとウォーム歯部１８（図３参照）との噛み合いずれが起こる事を有効に防止できる。
その他の構成及び作用は、上述した第１実施形態の場合と同様である。
［第７実施形態］
本発明の第７実施形態に就いて、図１３〜１６により説明する。本実施形態は、上述の図１〜７に示した第１実施形態の変形例である。
本実施形態の場合、ウォームホイール４ｇを構成する内側ホイール素子１５ｇの外周面に設けられた円筒面部２４ａの表面は、ローレット加工により形成された、微細な凹凸面であるローレット面５７になっている。本実施形態の場合には、ローレット面５７として、図１４（Ａ）の上半部に示す様な、凹凸の形成方向が軸方向に対して平行になった平目のものを採用しているが、本発明を実施する場合には、例えば図１４（Ｂ）の上半部に示す様な、凹凸の形成方向が軸方向に対して傾斜し且つ交差した綾目のものを採用する事もできる。
何れにしても、本実施形態の場合、ローレット面５７を構成する各微小凹部５８ａ、５８ｂの径方向深さ寸法Ｗ58a、Ｗ58bは、外側ホイール素子１６ｇの外周面に設けられたウォームホイール歯部１９ａを構成する各歯２０ａの径方向高さ寸法（歯丈）Ｈ20aの１／１０以下（Ｗ58a≦Ｈ20a／１０、Ｗ58b≦Ｈ20a／１０）になっている。
そして、本実施形態の場合には、外側ホイール素子１６ｇを構成する合成樹脂の一部を、ローレット面５７を構成する各微小凹部５８ａ、５８ｂに入り込ませている。
上述の様な構成を有する本実施形態の場合には、外側ホイール素子１６ｇを構成する合成樹脂の一部とローレット面５７を構成する各微小凹部５８ａ、５８ｂとの係合に基づいて、内側ホイール素子１５ｇに対する外側ホイール素子１６ｇの、回転方向の保持力を高める事ができる。尚、ローレット面５７として綾目のものを採用すれば、外側ホイール素子１６ｇを構成する合成樹脂の一部とローレット面５７を構成する各微小凹部５８ａ、５８ｂとの係合に基づいて、内側ホイール素子１５ｇに対する外側ホイール素子１６ｇの、回転方向の保持力だけでなく、モーメントＭ方向の保持力も高める事ができる。
又、本実施形態の場合、ローレット面５７は、微細な凹凸形状（Ｗ58a≦Ｈ20a／１０、Ｗ58b≦Ｈ20a／１０）である為、ローレット面５７を構成する各微小凹部５８ａ、５８ｂに、外側ホイール素子１６ｇを構成する合成樹脂の一部が入り込んでも、この合成樹脂全体の体積に殆ど影響を与えない。この為、本実施形態の場合も、外側ホイール素子１６ｇのうち、ローレット面５７に対して径方向外側に重畳する部分の径方向の肉厚を、ウォームホイール歯部１９ａを構成する複数の歯２０ａ、２０ａが位置する部分で、互いにほぼ（実質的に）等しくする事ができる。従って、本実施形態の場合も、外側ホイール素子１６ｇを射出成形する際の各歯２０ａ、２０ａの成形収縮量を互いにほぼ等しくする事ができ、この事に起因して、ウォームホイール歯部１９ａに関するピッチ誤差等の製造誤差を抑えられる。
その他の構成及び作用は、上述した第１実施形態の場合と同様である。
［第８実施形態］
本発明の第８実施形態に就いて、図１７により説明する。本実施形態は、上述の図１〜７に示した第１実施形態の変形例である。
本実施形態のウォーム減速機の場合には、ウォームホイール４ｈを構成する内側ホイール素子１５ｈの外周面の軸方向中間部にのみ円筒面部２４を設け、且つ、ウォーム歯部１８とウォームホイール歯部１９ａとの噛合部５０の全体が、円筒面部２４と径方向に重畳する構成を採用している。
又、本実施形態の場合、内側ホイール素子１５ｈの軸方向両側面の径方向外端部（第一、第二環状凹部２２、３８よりも径方向外側に位置する部分）に、凹部２６ｂと凸部２７ｂとを円周方向に関して交互に配置して成る凹凸部２３ｂを、それぞれ設けている。凹凸部２３ｂは、円筒面部２４の軸方向両側に隣接する軸方向範囲に設けられている。そして、本実施形態の場合には、凹凸部２３ｂ、２３ｂを構成する各凹部２６ｂの内側に、外側ホイール素子１６ｈを構成する合成樹脂の一部を入り込ませる事で、内側ホイール素子１５ｈに対する外側ホイール素子１６ｈの、回転方向の保持力を高めている。
上述の様に構成する本実施形態の場合も、噛合部５０の全体が、円筒面部２４と径方向に重畳している為、噛合部５０が位置する軸方向範囲（円筒面部２４が位置する軸方向範囲）で、ウォームホイール歯部１９ａに関するピッチ誤差等の製造誤差を抑える事ができる。従って、噛合部５０の噛合状態を良好にする事ができる。
尚、図示の例では、第一環状凹部２２の内面を構成する外径側周面に凹凸部２３（図２〜３参照）を設けていないが、本発明を実施する場合には、凹凸部２３を（例えば、軸方向片側の凹凸部２３ｂと連続する状態で）設ける事もできる。
その他の構成及び作用は、上述した第１実施形態の場合と同様である。
［第９実施形態］
本発明の第９実施形態に就いて、図１８〜１９により説明する。本実施形態は、上述の図１〜７に示した第１実施形態の変形例である。
本実施形態の場合には、ウォームホイール４ｉを構成する内側ホイール素子１５ｉの軸方向片側面に設けた第一環状凹部２２の内面を構成する外径側周面のうちで、第一環状凹部２２の軸方向奥端部（軸方向他端部である、図１８〜１９に於ける右端部）に、全周に亙り径方向外方に凹む状態で副凹部５９が設けられている。又、内側ホイール素子１５ｉの中心軸を含む仮想平面に関する副凹部５９の断面形状は、内径側の開口部から外径側の底部に向かうに従って軸方向に関する幅寸法が小さくなるＶ字形となっている。
又、本実施形態の場合、凹凸部２３は、第一環状凹部２２の内面を構成する外径側周面のうち、副凹部５９から外れた部分の全体に設けられている。そして、凹凸部２３を構成する各凹部２６の軸方向奥端部を、それぞれ副凹部５９の内面に開口させている。尚、本実施形態の場合、副凹部５９の径方向深さは、凹凸部２３を構成する各凹部２６の径方向深さよりも少しだけ大きくなっている。但し、本発明を実施する場合、副凹部５９の径方向深さは、各凹部２６の径方向深さと等しくする構成や、各凹部２６の径方向深さよりも小さくする構成を採用する事もできる。
又、本実施形態の場合には、外側ホイール素子１６ｉを構成する合成樹脂のうち、第一環状凹部２２に入り込んだ部分（円環状の抑え部３１）の一部は、副凹部５９の全体に入り込んで、副凹部５９の内面全体を覆う事により、副凹部５９と係合する（副凹部５９と合致する形状を有する）副抑え部６０を構成している。
上述の様に構成する本実施形態の場合には、副凹部５９と副抑え部６０との係合に基づいて、内側ホイール素子１５ｉに対する外側ホイール素子１６ｉのモーメントＭ方向の保持力を向上させる事ができる。
又、本実施形態の場合、図１９に示す様に、外側ホイール素子１６ｉを射出成形する際に、ランナー４６及びディスクゲート４７を通じてキャビティ４５内に送り込まれた溶融樹脂は、抑え部３１（副抑え部６０）に対応する部分に達して停止する。この為、副抑え部６０（副凹部５９）の存在によってキャビティ４５内での溶融樹脂の流れが阻害される事を防止できる。特に、本実施形態の場合には、副凹部５９の断面形状が、内径側の開口部から外径側の底部に向かうに従って軸方向に関する幅寸法が小さくなるＶ字形となっている為、副凹部５９の開口部から底部に向けて溶融樹脂を円滑に進入させる事ができる。従って、キャビティ４５内での溶融樹脂の流れが阻害される事を防止できると共に、副抑え部６０の成形性を良好にできる。
又、本実施形態の場合、内側ホイール素子１５ｉを造る際に、第一環状凹部２２の内面を構成する外径側周面に対して、副凹部５９の成形を行った後に、凹凸部２３の成形を冷間鍛造等の塑性加工により行う場合には、副凹部５９を、凹凸部２３の成形用金型の逃げ部や、凹凸部２３の成形に伴って変形した金属素材の逃げ部として利用できる。この結果、凹凸部２３の成形荷重を低く抑えて、凹凸部２３の成形設備能力の低減と成形用金型の寿命向上とを図れる。但し、本発明を実施する場合には、凹凸部２３の成形を行った後に、副凹部５９の成形を切削加工等により行う事もできる。
その他の構成及び作用は、上述した第１実施形態の場合と同様である。
尚、本発明を実施する場合には、上述した各実施形態の構成を適宜組み合わせて実施する事ができる。
又、上述した各実施形態では、内側ホイール素子を金属製としたが、本発明を実施する場合には、例えば内側ホイール素子を、外側ホイール素子を構成する合成樹脂よりも耐熱性の優れた合成樹脂製とする事もできる。この場合でも、上述した各実施形態の場合と同様の効果を得られる。
又、上述した各実施形態の構造に於いて、内側ホイール素子の表面のうち、外側ホイール素子を構成する合成樹脂により覆われる部分のうちの少なくとも一部分（例えば円筒面部、内側ホイール素子の表面全体。上述した第７実施形態の場合には、ローレット面５７から外れた部分）を、ローレット加工、シボ加工、ショットブラストなどの各種の加工によって形成された、微細な凹凸面とすれば、この微細な凹凸面を構成する凹部に外側ホイール素子を構成する合成樹脂の一部が入り込む為、内側ホイール素子に対する外側ホイール素子の保持力（密着性）を高める事ができる。尚、この様な構成を採用する場合でも、微細な凹凸面を構成する凹部の深さを、ウォームホイール歯部を構成する歯の径方向高さの１／１０以下（例えば１／２０以下や１／３０以下）として、外側ホイール素子を構成する合成樹脂の体積に余り影響を与えなければ、ウォームホイール歯部のうちウォーム歯部と噛合する部分の製造誤差を抑えられる。
本発明のウォームホイール及びウォーム減速機は、電動式パワーステアリング装置に限らず、ワイパー装置等の各種の機械装置に組み込んで使用する事ができる。
本出願は、２０１６年２月２日出願の日本特許出願２０１６−０１８２３３、２０１６年１０月１８日出願の日本特許出願２０１６−２０４２００及び２０１６年１２月２２日出願の日本特許出願２０１６−２４９６１４に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
１ ステアリングホイール
２ ステアリングシャフト
３ ハウジング
４、４ａ〜４ｉ ウォームホイール
５ 電動モータ
６ ウォーム軸
７ 出力軸
８ａ、８ｂ 転がり軸受
９ トーションバー
１０ トルクセンサ
１１ａ、１１ｂ 自在継手
１２ 中間シャフト
１３ ステアリングギヤユニット
１４ ピニオン軸
１５、１５ａ〜１５ｉ 内側ホイール素子
１６、１６ａ〜１６ｉ 外側ホイール素子
１７ 凹凸部
１８ ウォーム歯部
１９、１９ａ ウォームホイール歯部
２０、２０ａ 歯
２１ 嵌合孔
２２、２２ａ、２２ｂ 第一環状凹部
２３、２３ａ、２３ｂ 凹凸部
２４、２４ａ 円筒面部
２５ａ、２５ｂ 平面部
２６、２６ａ 凹部
２７、２７ａ 凸部
２８ 内径側環状部
２９ 外径側環状部
３０ 連結部
３１ 第一抑え部
３２ 回転保持部
３３ａ、３３ｂ 内輪
３４ａ、３４ｂ 外輪
３５ａ、３５ｂ 玉
３６ 円筒面部
３７ａ、３７ｂ 中間平面部
３８、３８ａ〜３８ｃ 第二環状凹部
３９ 外径側傾斜面部
４０ 外径側円筒面部
４１ 内径側傾斜面部
４２、４２ａ、４２ｂ 第二抑え部
４３ 張出部
４４ 金型装置
４５ キャビティ
４６ ランナー
４７ ディスクゲート
４８、４８ａ 内径側円筒面部
４９ 段差面
５０ 噛合部
５１ 凹凸部
５２ 凹部
５３ 凸部
５４ 凹凸部
５５ 凹部
５６ 凸部
５７ ローレット面
５８ａ、５８ｂ 微小凹部
５９ 副凹部
６０ 副抑え部

Claims (17)

  1. ハウジングと、
    前記ハウジングに対し回転自在に支持された回転軸と、
    外周面にウォームホイール歯部を有し、前記回転軸に外嵌固定されたウォームホイールと、
    外周面の軸方向中間部にウォーム歯部を有し、前記ウォーム歯部を前記ウォームホイール歯部に噛合させた状態で、前記ハウジングに対し回転自在に支持されたウォーム軸と、を備えたウォーム減速機であって、
    前記ウォームホイールが、内側ホイール素子と、外側ホイール素子とを備え、
    前記内側ホイール素子は、軸方向片側面に軸方向に凹む状態で設けられた第一環状凹部を有しており、
    前記外側ホイール素子は、合成樹脂製で、外周面にウォームホイール歯部を有し、前記内側ホイール素子の表面のうち、前記第一環状凹部の内面を構成する内径側周面から、前記内側ホイール素子の外周面を経て、前記内側ホイール素子の軸方向他側面の径方向内端寄り部分に至るまでの連続した範囲を全周に亙り覆う様に、前記内側ホイール素子を包埋しており、
    前記ウォームホイールを構成する内側ホイール素子の外周面のうちで、前記ウォームホイール歯部と前記ウォーム歯部との噛合部の全体と径方向に重畳する軸方向範囲が円筒面部になっている
    ウォーム減速機。
  2. 前記内側ホイール素子の軸方向他側面に軸方向に凹む状態で第二環状凹部が設けられており、
    前記外側ホイール素子は、前記内側ホイール素子の表面のうち、前記第一環状凹部の内面を構成する内径側周面から、前記内側ホイール素子の外周面を経て、前記第二環状凹部の内面を構成する内径側周面に至るまでの連続した範囲を全周に亙り覆う様に、前記内側ホイール素子を包埋している
    請求項１に記載したウォーム減速機。
  3. 前記第二環状凹部の内面を構成する外径側周面と内径側周面とのうち、少なくとも一方の周面に、前記内側ホイール素子の中心軸に対し、軸方向他側に向かうに従って前記第二環状凹部の径方向に関する幅寸法が大きくなる方向に傾斜した傾斜面部が設けられている
    請求項２に記載したウォーム減速機。
  4. 前記第二環状凹部の内面を構成する外径側周面には、前記傾斜面部と、前記内側ホイール素子の中心軸に対して傾斜しない非傾斜面部と、が設けられている
    請求項３に記載したウォーム減速機。
  5. 前記第二環状凹部の内面を構成する内径側周面には、前記傾斜面部と、前記内側ホイール素子の中心軸に対して傾斜しない非傾斜面部と、が設けられている
    請求項３〜４のうちの何れか１項に記載したウォーム減速機。
  6. 前記内側ホイール素子では、前記第一環状凹部及び前記第二環状凹部よりも径方向外側に位置する部分と、前記第一環状凹部の底面と前記第二環状凹部の底面との間に挟まれた部分とは、それぞれ、軸方向に関して前記内側ホイール素子の中央位置を挟んだ両側部分の軸方向寸法が互いに等しくなっており、
    前記外側ホイール素子では、前記内側ホイール素子よりも径方向外側に位置する部分と、前記内側ホイール素子のうちの前記第一環状凹部及び前記第二環状凹部よりも径方向外側に位置する部分に対して軸方向に重畳する部分とは、それぞれ、軸方向に関して前記内側ホイール素子の中央位置を挟んだ両側部分の軸方向寸法が互いに等しくなっている
    請求項２〜５のうちの何れか１項に記載したウォーム減速機。
  7. 前記内側ホイール素子の表面に、円周方向に関する凹凸部が設けられており、
    前記外側ホイール素子を構成する合成樹脂の一部が前記凹凸部を構成する凹部に入り込んでいる
    請求項１〜６のうちの何れか１項に記載したウォーム減速機。
  8. 前記凹凸部が、前記第一環状凹部の内面に設けられている
    請求項７に記載したウォーム減速機。
  9. 前記内側ホイール素子の軸方向他側面に全周に亙り軸方向に凹む状態で第二環状凹部が設けられており、
    前記凹凸部が、前記第二環状凹部の内面に設けられている
    請求項７又は８に記載したウォーム減速機。
  10. 前記第一環状凹部の内面を構成する外径側周面のうちで、前記第一環状凹部の軸方向開口側端縁よりも軸方向奥側に位置する部分に、径方向外方に凹む状態で副凹部が設けられており、
    前記外側ホイール素子を構成する合成樹脂の一部が前記副凹部に入り込んでいる
    請求項１〜９のうちの何れか１項に記載したウォーム減速機。
  11. 前記内側ホイール素子の中心軸を含む仮想平面に関する前記副凹部の断面形状が、内径側の開口部から外径側の底部に向かうに従って軸方向に関する幅寸法が小さくなるＶ字形になっている
    請求項１０に記載したウォーム減速機。
  12. 前記内側ホイール素子の表面のうち、前記外側ホイール素子を構成する合成樹脂により覆われる部分のうちの少なくとも一部分が、微細な凹凸面になっている
    請求項１に記載したウォーム減速機。
  13. 前記外側ホイール素子の軸方向他側面の径方向内端部に、径方向外側に隣接する部分よりも軸方向他側に張り出した張出部が設けられている
    請求項１〜１２のうちの何れか１項に記載したウォーム減速機。
  14. 前記内側ホイール素子の外周面の全体が前記円筒面部になっている
    請求項１に記載したウォーム減速機。
  15. 前記ウォームホイールの軸方向他側に隣り合う部分に、内輪と外輪と前記内輪の外周面と前記外輪の内周面との間に設けられた複数個の転動体とを備えた、前記回転軸を前記ハウジングに対して回転可能に支持する為の転がり軸受が設置されており、
    前記ウォームホイールを構成する前記外側ホイール素子の軸方向他側面は、前記内輪の軸方向片側面及び前記外輪の軸方向片側面と軸方向に対向しており、
    前記外側ホイール素子の軸方向他側面と前記内輪の軸方向片側面との間の軸方向距離が、前記外側ホイール素子の軸方向他側面と前記外輪の軸方向片側面との間の軸方向距離よりも小さくなっている
    請求項１〜１４のうちの何れか１項に記載したウォーム減速機。
  16. 前記外側ホイール素子の軸方向他側面の径方向内端部に、径方向外側に隣接する部分よりも軸方向他側に張り出した張出部が設けられており、
    前記張出部の軸方向他側面が、前記内輪の軸方向片側面と軸方向に対向している
    請求項１５に記載したウォーム減速機。
  17. 請求項１〜１６のうちの何れか１項に記載したウォーム減速機の製造方法であって、
    前記ウォームホイールは、前記外側ホイール素子を射出成形により造るのと同時に、前記外側ホイール素子を前記内側ホイール素子に対して結合する、インサート成形を実施する際に、前記外側ホイール素子の軸方向他側の径方向内端部にディスクゲートの径方向外端部を位置させる事を特徴とする
    ウォーム減速機の製造方法。
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