JP6547895B2 - ウォームホイール及びウォーム減速機 - Google Patents
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Description
即ち、上述した従来構造の場合には、内側ホイール素子15全体を金属製としている為、ウォームホイール4の重量が嵩み易い。
内側ホイール素子は、金属製で円環状に構成された金属芯材と、合成樹脂製で円環状に構成されると共に、前記金属芯材の外周部を包埋した樹脂芯材とから成る。
又、前記外側ホイール素子は、合成樹脂製で円環状に構成されると共に、前記樹脂芯材の外周部を包埋しており、且つ、外周面にウォームホイール歯部を有している。
又、この場合には、例えば、前記金属フランジ部の軸方向側面には、少なくとも1つの前記欠肉部に隣接する部分に、軸方向に突出する突出部が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、前記樹脂凹凸部が、前記樹脂芯材の外周面や前記環状凹部の内面{この内面を構成する、外径側周面、内径側周面、及び底面(軸方向側面)のうちの、少なくとも一部}に設けられている構成を採用する事ができる。
本発明のウォームホイールを実施する場合で、前記樹脂凹凸部を、前記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る場合には、例えば、前記樹脂凹凸部を前記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形成すると共に、前記外側ホイール素子を構成する合成樹脂の一部を前記樹脂凹凸部を構成する凹部の全体に入り込ませる構成を採用する事ができる。
又は、例えば、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、前記樹脂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。
この場合には、例えば、前記ウォームホイール歯部のうち、少なくとも前記内側ホイール素子の外周面である円筒面部と径方向に重畳する部分の歯先円の直径及び歯底円の直径が、それぞれ軸方向に関して変化していない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、前記樹脂芯材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。
このうちの回転軸は、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、この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、本発明のウォーム減速機の場合には、前記ウォームホイールが、本発明のウォームホイールである。
この場合には、例えば、前記樹脂芯材の外周面のうちで、前記噛合部の全体と径方向に重畳する軸方向範囲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。
又、これらの場合には、例えば、前記樹脂芯材の外周面の全体(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。
本発明の第1実施形態に就いて、図1〜6により説明する。
尚、本実施形態に関する以下の説明中、軸方向に関して「片側」とは、図1〜3、図5の(b)、図6の左側を言い、軸方向に関して「他側」とは、図1〜3、図5の(b)、図6の右側を言う。
又、前後方向は、自動車の前後方向を意味する。
金属芯材24は、金属により円環状に構成されたもので、短円筒状の金属環状部26と、金属環状部26の外周面のうち、軸方向中間部の他端寄り部分から径方向外方に向け延出する状態で設けられた円輪状(櫛歯円輪状)の金属フランジ部27とを備える。金属環状部26は、径方向中心部(径方向内側、内周面)に、出力軸7の軸方向中間部をトルク伝達可能に内嵌固定する為の嵌合孔28を有している。嵌合孔28としては、例えば、出力軸7の軸方向中間部に対して、締り嵌めにより嵌合する為の単なる円孔、キー係合する為のキー溝を有する円孔、スプライン係合する為のスプライン孔等を採用する事ができる。金属フランジ部27は、円周方向等間隔となる複数箇所に、それぞれが特許請求の範囲に記載した欠肉部に相当するV字形の切り欠き29、29を、放射方向に伸長し且つ外周縁に開口する状態で有している。そして、円周方向に隣り合う切り欠き29、29同士の間部分を、放射方向に伸長する長矩形板状の舌片30、30としている。特に、本実施形態の場合、切り欠き29及び舌片30は、金属フランジ部27の径方向外端縁から径方向内端寄り部分に掛けての広い径方向範囲に設けられている。
又、この状態で、第一抑え部43を構成する合成樹脂の一部は、第一樹脂凹凸部33を構成する複数の凹部35、35の全体に入り込んで、第一樹脂凹凸部33と係合する(第一樹脂凹凸部33と合致する形状を有する)、第一外側回転保持部45を構成している。
更に、この状態で、外側ホイール素子16aを構成する合成樹脂の一部は、第二樹脂凹凸部36を構成する複数の凹部38、38の全体に入り込んで、第二樹脂凹凸部36と係合する(第二樹脂凹凸部36と合致する形状を有する)、第二外側回転保持部46を構成している。
更に、本実施形態の場合、外側ホイール素子16aの内径寸法dは、金属芯材24(金属フランジ部27)の外径寸法Dよりも小さくなっている(d<D)。即ち、径方向に関する各部位の位置関係に関して、金属芯材24を構成する金属フランジ部27の外周部は、外側ホイール素子16aに内包される位置まで径方向外側に伸びている。
又、本実施形態の場合には、金属芯材24を構成する金属フランジ部27の円周方向複数箇所に切り欠き29、29が設けられていると共に、樹脂芯材25を構成する合成樹脂の一部が、各切り欠き29、29に入り込んで、各切り欠き29、29と係合する第一内側回転保持部31を構成している。この為、金属芯材24に対する樹脂芯材25の回転方向の保持力を確保できる。
本発明の第2実施形態に就いて、図7〜12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のうち、金属芯材24aを構成する金属環状部26の外周面の軸方向片半部(金属フランジ部27よりも軸方向片側に位置する部分)に、全周に亙り、円周方向に関する金属凹凸部51が設けられている。この状態で、樹脂芯材25aを構成する合成樹脂の一部は、金属凹凸部51を構成する複数の凹部に入り込んで、金属凹凸部51と係合する、第二内側回転保持部52を構成している。これにより、金属芯材24aに対する樹脂芯材25aの回転方向の保持力を向上させている。
特に、本実施形態の場合には、噛合部64の全体が、円筒面部53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64の軸方向幅寸法Sを、円筒面部53の軸方向幅寸法T以下{S≦T(図8に示した例ではS<T)}にすると共に、噛合部64の位置する軸方向範囲を、円筒面部53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64の軸方向幅寸法Sを、円筒面部53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53の位置する軸方向範囲を、噛合部64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。
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。
本発明の第3実施形態に就いて、図13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のうち、金属芯材24bを構成する金属環状部26の外周面の軸方向他半部(金属フランジ部27よりも軸方向他側に位置する部分)にも、全周に亙り、円周方向に関する金属凹凸部51aが設けられている。この状態で、樹脂芯材25bを構成する合成樹脂の一部は、金属凹凸部51aを構成する複数の凹部に入り込んで、金属凹凸部51aと係合する、第三内側回転保持部55を構成している。これにより、金属芯材24bに対する樹脂芯材25bの回転方向の保持力を向上させている。
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。
本発明の第4実施形態に就いて、図14〜15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のうち、金属芯材24cを構成する金属フランジ部27aの軸方向片側面のうちで、複数の切り欠き29、29の円周方向両側縁に隣接する部分に、これら円周方向両側縁の全長に亙り、それぞれ軸方向片側に突出する突出部60、60が設けられている。換言すれば、金属フランジ部27aには、複数の舌片30、30の円周方向両側縁の全長に亙る範囲から、それぞれ軸方向片側に折れ曲がる状態で突出部60、60が設けられている。そして、各突出部60、60と、樹脂芯材25cを構成する合成樹脂との係合に基づいて、金属芯材24cに対する樹脂芯材25cの回転方向の保持力を向上させている。
尚、本発明を実施する場合には、各切り欠き29、29(各舌片30、30)の円周方向両側縁のうちの何れか一方の円周方向側縁にのみ突出部60を設ける構成や、各切り欠き29、29(各舌片30、30)のうちの一部の切り欠き29(舌片30)に隣接する部分にのみ突出部60を設ける構成を採用する事もできる。
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。
本発明の第5実施形態に就いて、図16〜17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4eを構成する内側ホイール素子15eのうち、金属芯材24dを構成する金属フランジ部27bの円周方向等間隔となる複数箇所に、それぞれが特許請求の範囲に記載した欠肉部に相当する、放射方向に伸長する矩形の透孔61、61が形成されている。この状態で、樹脂芯材25dを構成する合成樹脂の一部は、各透孔61、61に入り込んで、各透孔61、61と係合する、第一内側回転保持部31aを構成している。これにより、金属芯材24dに対する樹脂芯材25dの回転方向の保持力を向上させている。更に、本実施形態の場合には、金属フランジ部27bの軸方向片側面のうち、各透孔61、61の周囲(全周)に隣接する部分に、それぞれ軸方向片側に突出する矩形環状の突出部60a、60aが設けられている。換言すれば、金属フランジ部27bには、各透孔61、61の周縁の全周に亙る範囲から、それぞれ軸方向片側に折れ曲がる状態で矩形環状の突出部60a、60aが設けられている。そして、各突出部60a、60aと、樹脂芯材25dを構成する合成樹脂との係合に基づいて、金属芯材24dに対する樹脂芯材25dの回転方向の保持力が更に高められている。
尚、本発明を実施する場合には、各透孔61、61のうちの一部の透孔61に隣接する部分(一部の透孔61の周囲部分)にのみ突出部60aを設ける構成を採用する事もできる。
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。
本発明の第6実施形態に就いて、図18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4fを構成する内側ホイール素子15fのうち、樹脂芯材25eの軸方向片側面に設けられた第一環状凹部32aの構成が、上述した第2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32aの内面のうち、外径側周面に設けられた第一樹脂凹凸部33aを構成する複数ずつの凹部35a及び凸部34aは、ウォームホイール4f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4f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、第一樹脂凹凸部33aを構成する複数ずつの凹部35a及び凸部34a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23参照)からウォームホイール4fにトルクを伝達する際に、第一樹脂凹凸部33aを構成する複数の凹部35a、35a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2実施形態の場合と同様である。
本発明の第7実施形態に就いて、図19〜20により説明する。
本実施形態は、上述の図1〜6に示した第1実施形態の変形例である。
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。
本発明の第8実施形態に就いて、図21により説明する。
本実施形態は、上述の図7〜12に示した第2実施形態の変形例である。
又、樹脂芯材25gの軸方向他側面に設けられた第二環状凹部39bの径方向に関する幅寸法は、第一環状凹部32bの径方向に関する幅寸法とほぼ同じ大きさになっている。これと共に、樹脂芯材25gの第二抑え部44aを構成する合成樹脂が、第二環状凹部39bの内面のうち、外径側周面(円筒面部40)から内径側周面(傾斜面部41)の軸方向片半部に至るまでの連続した範囲を覆っている。
そして、これらの構成を採用する事により、樹脂芯材25gに対する外側ホイール素子16eのモーメントM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。
2 ステアリングシャフト
3 ハウジング
4、4a〜4h 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〜15h 内側ホイール素子
16、16a〜16e 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
21a、21b 内輪
22a、22b 外輪
23a、23b 玉
24、24a〜24e 金属芯材
25、25a〜25g 樹脂芯材
26 金属環状部
27、27a〜27c 金属フランジ部
28 嵌合孔
29、29a 切り欠き
30、30a 舌片
31、31a、31b 第一内側回転保持部
32、32a、32b 第一環状凹部
33、33a 第一樹脂凹凸部
34、34a 凸部
35、35a 凹部
36 第二樹脂凹凸部
37 凸部
38 凹部
39、39a、39b 第二環状凹部
40 円筒面部
41 傾斜面部
42 張出部
43、43a 第一抑え部
44、44a 第二抑え部
45 第一外側回転保持部
46 第二外側回転保持部
47 金型装置
48 キャビティ
49 ランナー
50 ディスクゲート
51、51a 金属凹凸部
52 第二内側回転保持部
53 円筒面部
54a、54b 平面部
55 第三内側回転保持部
56 第三樹脂凹凸部
57 凸部
58 凹部
59 第三外側回転保持部
60、60a 突出部
61 透孔
62 第四樹脂凹凸部
63 第四内側回転保持部
64 噛合部
Claims (14)
- 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、金属製で円環状に構成された金属芯材と、合成樹脂製で円環状に構成されると共に、前記金属芯材の外周部を包埋した樹脂芯材とから成り、
前記外側ホイール素子は、合成樹脂製で円環状に構成され、外周面にウォームホイール歯部を有し、前記樹脂芯材の外周部を包埋しており、
前記外側ホイール素子の内径寸法が、前記金属芯材の外径寸法よりも小さい
ウォームホイール。 - 前記金属芯材は、金属環状部と、前記金属環状部の外周面の軸方向一部分から径方向外側に向け延出する金属フランジ部とを備えており、
前記樹脂芯材は、前記金属フランジ部を包埋している
請求項1に記載したウォームホイール。 - 前記金属フランジ部の円周方向1乃至複数箇所に欠肉部が設けられており、
前記樹脂芯材を構成する合成樹脂の一部が前記欠肉部に入り込んでいる
請求項2に記載したウォームホイール。 - 前記金属フランジ部の軸方向側面には、少なくとも1つの前記欠肉部に隣接する部分に、軸方向に突出する突出部が設けられている
請求項3に記載したウォームホイール。 - 前記金属環状部の外周面に円周方向に関する金属凹凸部が設けられており、
前記樹脂芯材を構成する合成樹脂の一部が前記金属凹凸部を構成する凹部に入り込んでいる
請求項2〜4のうちの何れか1項に記載したウォームホイール。 - 前記樹脂芯材の軸方向側面のうちで外周縁よりも径方向内側に位置する部分に全周に亙り軸方向に凹む状態で環状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、前記環状凹部に入り込んでいる
請求項1〜5のうちの何れか1項に記載したウォームホイール。 - 前記樹脂芯材の表面に円周方向に関する樹脂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、前記樹脂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ホイール。 - 前記樹脂芯材の軸方向側面のうちで外周縁よりも径方向内側に位置する部分に全周に亙り軸方向に凹む状態で環状凹部が設けられており、
前記樹脂凹凸部が、前記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ホイール。 - 前記樹脂芯材の外周面のうちの少なくとも一部の軸方向範囲が円筒面部になっている
請求項1〜8のうちの何れか1項に記載したウォームホイール。 - 前記樹脂芯材の表面のうち、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1〜9のうちの何れか1項に記載したウォームホイール。 - 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、該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請求項1〜10のうちの何れか1項に記載したウォームホイールである事を特徴とするウォーム減速機。 - 前記ウォームホイールを構成する樹脂芯材の外周面のうちで、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うちの少なくとも軸方向一部分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
請求項11に記載したウォーム減速機。 - 前記樹脂芯材の外周面のうちで、前記噛合部の全体と径方向に重畳する軸方向範囲が前記円筒面部になっている
請求項12に記載したウォーム減速機。 - 前記樹脂芯材の外周面の全体が前記円筒面部になっている
請求項12又は13に記載したウォーム減速機。
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