WO2011058701A1 - ウォームホイール - Google Patents

ウォームホイール Download PDF

Info

Publication number
WO2011058701A1
WO2011058701A1 PCT/JP2010/006210 JP2010006210W WO2011058701A1 WO 2011058701 A1 WO2011058701 A1 WO 2011058701A1 JP 2010006210 W JP2010006210 W JP 2010006210W WO 2011058701 A1 WO2011058701 A1 WO 2011058701A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
worm wheel
resin
cylindrical
worm
gear
Prior art date
Application number
PCT/JP2010/006210
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
田中 陽介
清水 康夫
米田 篤彦
Original Assignee
本田技研工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 本田技研工業株式会社 filed Critical 本田技研工業株式会社
Priority to JP2011540397A priority Critical patent/JP5502891B2/ja
Priority to EP10829669.0A priority patent/EP2500601B1/en
Priority to CN201080050271.8A priority patent/CN102597571B/zh
Priority to US13/505,350 priority patent/US8646352B2/en
Publication of WO2011058701A1 publication Critical patent/WO2011058701A1/ja

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H55/00Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/02Toothed members; Worms
    • F16H55/06Use of materials; Use of treatments of toothed members or worms to affect their intrinsic material properties
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0409Electric motor acting on the steering column
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H55/00Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/02Toothed members; Worms
    • F16H55/06Use of materials; Use of treatments of toothed members or worms to affect their intrinsic material properties
    • F16H2055/065Moulded gears, e.g. inserts therefor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H55/00Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/02Toothed members; Worms
    • F16H55/22Toothed members; Worms for transmissions with crossing shafts, especially worms, worm-gears
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00Machine element or mechanism
    • Y10T74/19Gearing
    • Y10T74/1987Rotary bodies
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00Machine element or mechanism
    • Y10T74/19Gearing
    • Y10T74/1987Rotary bodies
    • Y10T74/19893Sectional
    • Y10T74/19921Separate rim
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00Machine element or mechanism
    • Y10T74/19Gearing
    • Y10T74/1987Rotary bodies
    • Y10T74/19893Sectional
    • Y10T74/19935Sheet metal

Definitions

  • the present invention relates to a worm wheel, and more particularly to a worm wheel of an electric power steering apparatus mounted on an automobile (hereinafter referred to as a "vehicle").
  • the electric power steering device (hereinafter referred to as "EPS" (Electric Power Steering)) of the vehicle is a device for assisting the steering torque of the occupant, the input shaft is rotated by the steering torque of the steering wheel, and the rotational torque is applied to the output shaft. Is transmitted by the torque detection device, and the steering torque of the output shaft is assisted if necessary.
  • a worm wheel is attached to the output shaft, and the worm wheel meshes with a worm connected with a motor to form a worm gear.
  • the EPS drives the motor in accordance with the detected steering torque, and compensates for the steering torque by transmitting the rotational torque to the output shaft via the worm and the worm wheel.
  • the worm wheel is known to be composed of a metal cored bar portion attached to an output shaft, and a resin gear forming portion provided on the outer periphery of the cored bar portion and engaged with a worm.
  • the metal core portion securely connects the worm wheel to the output shaft, and the resin gear forming portion reduces the rattling noise and sliding noise when the gears mesh (see Patent Document 1).
  • the above-described worm wheel has a cylindrical cored bar as an insert, and a resin is injection molded so as to be placed on the outer periphery of the cylindrical cored bar. Mold shrinkage occurs when the fluidized resin hardens. This molding shrinkage occurs in the direction in which the outer periphery of the cylindrical cored bar portion is tightened, and the shrinkage is blocked by the cored bar portion, so that residual stress is generated in the resin gear forming portion after molding. There has been a problem that the residual stress reduces the allowable stress of the resin gear forming portion.
  • the present invention has been made in view of the above background, and it is an object of the present invention to provide a worm wheel which can reduce the residual stress of a resin gear forming portion and which can be miniaturized.
  • the present invention provides a worm wheel (3) having a metal cored bar portion (30) provided with a pivot portion and a resin geared portion (20) formed on the outer periphery of the cored bar portion (30).
  • the metal core portion (30) includes a boss portion (31) defining the shaft support portion, and an intermediate portion (radially outwardly extending from the outer peripheral surface of the boss portion (31) 32) and a cylindrical cylindrical portion (33) which is connected radially outside the middle portion (32) and which is provided concentrically with the boss portion (31) and in which the gear forming portion is molded .
  • the hole (34, 36) penetrated to radial direction is formed in the cylindrical part (33).
  • the radially penetrating holes may be, for example, a closed (endless) hole wall, or a notch or a slit in which the hole wall is continuous with the end edge of the cylindrical portion.
  • the radially penetrating through hole is formed in the cylindrical portion holding the resin, and the molding shrinkage of the resin is not blocked at the position, so the residual stress is reduced and the strength reduction of the worm wheel is suppressed. be able to.
  • the gear forming portion can be formed by inserting the cylindrical portion into a resin.
  • the cylindrical portion is formed by being wrapped in a resin, and since the resin inserts the cylindrical portion of the cored bar, the adhesion strength between the cored bar and the gear forming portion can be improved. .
  • the holes (34, 36) may be formed at the same positions in the circumferential direction (positions corresponding to each other in the circumferential direction) with the teeth (21) formed on the outer periphery of the gear forming portion (20). According to the above configuration, it is possible to suppress a decrease in tooth strength by matching the position of the tooth receiving the high load with the position of the hole.
  • the gear forming portion (20) may be configured such that resin is formed in a plurality of layers (22, 23). According to the above configuration, by overmolding the resin on the worm wheel which has been once molded, it is possible to relieve the imbalance of the residual stress generated in the resin molding and to improve the tooth profile accuracy.
  • the output shaft (2) of the motorized power steering apparatus of the vehicle is inserted into the boss portion (31), and the metal core portion (30) is fixed to the output shaft (2).
  • the worm gear including the worm wheel and the worm can be miniaturized, and the space efficiency of the electric power steering apparatus can be improved.
  • the present invention it is possible to reduce the residual stress of the resin gear forming portion and to improve the adhesion strength between the metal core portion and the gear forming portion, and to provide a worm wheel which can be miniaturized. Can.
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram of an electric power steering apparatus to which the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the gearbox shown in FIG. 1 taken along line II-II. It is a perspective view showing the appearance of the EPS principal part to which one embodiment of the present invention was applied.
  • BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a whole perspective view of the worm wheel concerning 1st Embodiment of this invention, and the partial cross section is written together. It is a whole perspective view of the metal core part concerning 1st Embodiment of this invention. It is principal part sectional drawing of the worm wheel which shows the modification concerning 1st Embodiment of this invention. It is a whole perspective view of the metal core part concerning 2nd Embodiment of this invention.
  • FIG. 1 is an entire configuration diagram of an electric power steering apparatus to which the present invention is applied.
  • the electric power steering apparatus is provided with a motor 5 for generating an auxiliary steering force for reducing the manual steering force of the steering wheel (manipulator) 101.
  • a pinion 10 rotatably coupled to the steering wheel 101 via the steering shaft 2 and a rack 11 meshing with the pinion 10 are formed.
  • a rack and pinion mechanism 106 is provided which has a rack shaft 12 provided so as to be capable of reciprocating in the vehicle width direction.
  • a joint 118 protected by the cover 13 is disposed at both ends of the rack shaft 12, and both ends of the rack shaft 12 are connected to knuckle arms 109 of front wheels 108 as steering wheels via tie rods 14 There is.
  • the left and right front wheels 108 are steered according to the rotation operation of the steering wheel 101, and the driving force of the motor 5 is transmitted via the worm gear mechanism 15 housed together with the pinion 10 in the gearbox 110.
  • the steering shaft 2 is input.
  • the motor 5 is controlled by a steering control unit (EPS-ECU) 113.
  • the steering control device 113 includes output signals such as a steering angle sensor 114 detecting a steering angle of the steering wheel 101, a steering torque sensor 115 detecting a manual steering torque acting on the pinion 10, and a vehicle speed sensor 116 detecting a vehicle speed. Is input, and based on these signals, the motor 5 is controlled to generate a required assist steering force.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II of the gearbox 110 shown in FIG.
  • a worm gear mechanism 15 for decelerating the driving force of the electric motor 5 and transmitting it to the steering shaft 2 in the housing 119, and a rack for converting the rotational movement of the steering shaft 2 into linear movement of the rack shaft 12.
  • An and pinion mechanism 106 and a steering torque sensor 115 for detecting a steering torque acting on the steering shaft 2 are accommodated.
  • the worm gear mechanism 15 includes a worm 4 coaxially connected to the output shaft of the motor 5 and a worm wheel 3 coaxially fixed in a manner of being externally mounted on the steering shaft 2, and drives the motor 5.
  • the force is input to the worm 4 as a drive gear to rotate the worm wheel 3 as a driven gear.
  • the worm 4 has one row of teeth 134 around the core portion 133 and is formed of a metal material (for example, carbon steel or the like).
  • a metal material for example, carbon steel or the like.
  • the worm wheel 3 includes a metal cored bar portion 30 made of metal and a gear forming portion 20 made of resin formed on the outer periphery of the cored bar portion 30.
  • a steel material can be applied to the cored bar portion 30.
  • a polyamide resin can be applied to the gear forming portion 20, and the gear forming portion 20 can be molded by injection molding.
  • the cored bar portion 30 is joined with the cylindrical boss portion 31, the intermediate portion 32 extending radially outward from the outer peripheral surface of the boss portion 31, and the radial outer side of the intermediate portion 32.
  • a cylindrical cylindrical portion 33 having the same mechanical axis (Z axis) as the boss portion 31.
  • a plurality of radial through holes 34 and convex selvages 35 extending in the machine axis (Z-axis) direction are alternately formed on the outer periphery of the cylindrical portion 33 at regular intervals.
  • the output shaft 2 of the motorized power steering apparatus of the vehicle is inserted into the central axial hole 37 of the boss 31 formed in the cylindrical body, and the cored bar 30 is fixed to the output shaft 2 (see also FIG. 3). See also).
  • the axial hole 37 is provided as an axial support part in this embodiment, it can also be considered as a form provided with an axis
  • the intermediate portion 32 connects the boss portion 31 and the cylindrical portion 33, and according to the strength required of the worm wheel 3, the number of intermediate portions 32 as appropriate, the thickness in the machine axis (Z-axis) direction, the circumferential direction
  • the width or the like of the light source can be set, for example, a disk shape.
  • the cylindrical portion 33 is wider in the machine axis (Z-axis) direction than the intermediate portion 32.
  • the resin is insert-molded so as to wrap the entire cylindrical portion 33 and the outer peripheral side of the intermediate portion 32. By this, it is possible to prevent the resin from moving in the radial direction, and to improve the adhesion strength between the metal core portion 30 and the gear forming portion 20.
  • the through holes 34 are formed at the same positions in the circumferential direction (positions corresponding to the circumferential direction) as the teeth 21 formed in the gear forming portion 20, as shown in the cross-sectional view on the right side of FIG.
  • the gear forming portion 20 tends to shrink in the radial direction of the worm wheel 3. Since the through hole 34 can release this molding shrinkage, the residual stress of the gear forming portion 20 corresponding to the circumferential position where the through hole 34 is drilled is reduced.
  • the through holes 34 at the same position in the circumferential direction as the teeth 21 requiring high strength, it is possible to suppress the strength reduction of the teeth 21.
  • the width in the Z direction of the cylindrical portion 33 inserted into the above-described resin can be made narrower than in the prior art, and the weight reduction of the worm wheel is achieved along with the reduction of residual stress. Contributes to miniaturization. Further, the reduction of the residual stress contributes to the improvement of the accuracy of the tooth shape after the resin molding.
  • the selection 35 is a convex piece extending in the machine axis (Z-axis) direction formed in a convex shape from the outer periphery of the cylindrical portion 33, and the gear forming portion 20 made of resin is cylindrical portion 33 (core metal portion 30). And the contact area can be increased to improve the adhesion strength between the metal core portion 30 and the gear forming portion 20.
  • a second resin layer 23 is formed by further over-molding a resin on the first resin layer 22 of the gear forming portion 20 once resin-molded. According to such a configuration, it is possible to relieve the imbalance of the residual stress generated in the resin molding and to improve the tooth profile accuracy.
  • the thickness of the second resin layer 23 is appropriately set so as not to generate new residual stress.
  • a notch which penetrates in the radial direction at the same position as the position where the through hole 34 is bored in the first embodiment described above and is continuous with the lower end edge of the circular head 33 36 are formed. Since the notches 36 can release the molding shrinkage of the resin in the radial direction of the worm wheel 3 similarly to the through holes 34, the residual of the gear forming portion 20 corresponding to the circumferential position where the notches 36 are formed. Stress is reduced. Further, similarly to the through hole 34, the notch 36 can be formed at the same position in the circumferential direction as the tooth 21 that requires high strength, so that the strength reduction of the tooth 21 can be suppressed.

Abstract

【課題】 樹脂製のギア形成部の残留応力を低減でき、小型化も可能なウォームホイールを提供する。 【解決手段】 本発明は、軸支部を備えた金属製の芯金部(30)と、該芯金部(30)の外周に形成された樹脂製のギア形成部(20)とを有するウォームホイール(3)の発明である。このウォームホイール(3)において、芯金部(30)は、前記軸支部を画定するボス部(31)と、該ボス部(31)の外周面から半径方向外側へ延設された中間部(32)と、該中間部(32)の半径方向外側で結合され、ボス部(31)と同心に設けられ前記ギア形成部がモールド成形される筒状の円筒部(33)とを備えている。そして、円筒部(33)には径方向に貫通する貫通穴(34)もしくは切り欠き(36)が形成されている。

Description

ウォームホイール
 本発明は、ウォームホイールにかかり、特に自動車(以下「車両」という)に搭載される電動式パワーステアリング装置のウォームホイールに関する。
 車両の電動式パワーステアリング装置(以下、「EPS」(Electric Power Steering)という)は、乗員の操舵トルクを補助する装置であり、ステアリングホイールの操舵トルクによって入力軸が回転し、出力軸に回転トルクが伝達されたときに、トルク検出装置によってこの回転トルクを検出し、必要に応じて出力軸の操舵トルクを補助する。出力軸にはウォームホイールが取り付けられており、ウォームホイールは電動機が連結されたウォームと噛合してウォームギアを形成している。EPSは、検出された操舵トルクに応じて電動機を駆動させ、ウォーム、ウォームホイールを介して、出力軸に回転トルクを伝達することによって操舵トルクを補っている。
 このウォームホイールは、出力軸に取り付けられる金属製の芯金部と、芯金部の外周に設けられウォームと噛合する樹脂製のギア形成部とからなる構成が知られている。金属製の芯金部はウォームホイールを出力軸に確実に結合させ、樹脂製のギア形成部は歯車の噛み合う際の歯打ち音、摺動音を低減させている(特許文献1参照)。
特開平11-301501号公報
 前記したウォームホイールは、円筒状の芯金部をインサートとし、円筒状の芯金部の外周に載置するように樹脂を射出成形していた。流動化した樹脂が硬化するときには成形収縮が生じる。この成形収縮は円筒状の芯金部の外周を締め付ける方向に生じ、芯金部によって収縮がブロックされるため、成形後の樹脂製のギア形成部に残留応力を生じさせていた。この残留応力によって樹脂製のギア形成部の許容応力を低下させるという課題があった。
 かかる課題を解決するために、2条、3条のような多条のウォームギアとしてウォームホイールのギア形成部への負荷を軽減しようとすると、ウォームホイールを大型化する必要があり、スペース効率の悪化につながっていた。
 本発明は前記背景を鑑みてなされたもので、樹脂製のギア形成部の残留応力を低減でき、小型化も可能なウォームホイールを提供することを目的とする。
 本発明は、軸支部を備えた金属製の芯金部(30)と、該芯金部(30)の外周に形成された樹脂製のギア形成部(20)とを有するウォームホイール(3)の発明である。このウォームホイール(3)において、芯金部(30)は、前記軸支部を画定するボス部(31)と、該ボス部(31)の外周面から半径方向外側へ延設された中間部(32)と、該中間部(32)の半径方向外側で結合され、ボス部(31)と同心に設けられ前記ギア形成部がモールド成形される筒状の円筒部(33)とを備えている。そして、円筒部(33)には径方向に貫通する孔(34、36)が形成されている。径方向に貫通する孔は、例えば孔壁が閉じたもの(無端状となった)や、孔壁が円筒部の端縁に連続した切り欠きやスリットであってよい。
 前記構成は、樹脂を保持する円筒部に径方向に貫通する孔が形成されることで、当該位置において樹脂の成型収縮がブロックされないため、残留応力が低減されてウォームホイールの強度低下を抑制することができる。
 前記構成において、前記ギア形成部は、前記円筒部が樹脂にインサートされることにより形成することができる。この構成は、円筒部が樹脂にくるまれることにより形成されることで、樹脂が芯金部の円筒部をインサートするために、芯金部とギア形成部との密着強度を向上させることができる。
 前記構成において、孔(34、36)は、ギア形成部(20)の外周に形成される歯(21)と周方向同位置(周方向において互いに対応する位置)に形成されるとよい。前記構成によれば、高い負荷を受ける歯の位置と、孔の位置とを合わせることで、歯の強度低下を抑制することができる。
 前記構成において、ギア形成部(20)は、樹脂が複数層(22,23)に形成される構成とすることができる。前記構成は、一旦樹脂成形がされたウォームホイールに樹脂をオーバーモールドすることで、樹脂成形において生じた残留応力の不均衡を緩和するとともに、歯形精度を向上させることができる。
 本発明は、ボス部(31)には車両の電動式パワーステアリング装置の出力軸(2)が挿入されて、芯金部(30)が該出力軸(2)に固定される構成とすることができる。前記構成によれば、ウォームホイールとウォームからなるウォームギアを小型化することができ、電動式パワーステアリング装置のスペース効率を向上させることができる。
 本発明によれば、樹脂製のギア形成部の残留応力を低減するとともに、芯金部とギア形成部との密着強度を向上させることができることから、小型化が可能なウォームホイールを提供することができる。
本発明が適用される電動パワーステアリング装置の全体構成図である。 図1に示したギアボックスをII-II線で切断して示す断面図である。 本発明の一実施形態が適用されたEPS要部の外観を示す斜視図である。 本発明の第1実施形態にかかるウォームホイールの全体斜視図であり、部分断面図を併記している。 本発明の第1実施形態にかかる芯金部の全体斜視図である。 本発明の第1実施形態にかかる変形例を示すウォームホイールの要部断面図である。 本発明の第2実施形態にかかる芯金部の全体斜視図である。
 [第1実施形態]
 EPSに適用された本発明の第1実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
 図1は、本発明が適用される電動パワーステアリング装置の全体構成図である。この電動パワーステアリング装置には、ステアリングホイール(操作子)101の手動操舵力を軽減するための補助操舵力を発生する電動機5が設けられている。
 図3も併せて参照すると、この電動パワーステアリング装置は、ステアリングホイール101にステアリング軸2を介して一体的に回転可能に連結されたピニオン10と、このピニオン10に噛合するラック11が形成され、車幅方向に往復動可能に設けられたラック軸12とを有するラックアンドピニオン機構106を備えている。ラック軸12の両端にはカバー13に保護されたジョイント118が配設されており、ラック軸12の両端がタイロッド14を介して操向車輪としての左右の前輪108のナックルアーム109に連結されている。そして、ステアリングホイール101の回転操作に応じて左右の前輪108が転舵されるようになっており、電動機5の駆動力は、ギアボックス110内にピニオン10と共に収容されたウォームギア機構15を介してステアリング軸2に入力される。
 電動機5は、ステアリング制御装置(EPS-ECU)113により制御される。このステアリング制御装置113には、ステアリングホイール101の操舵角を検出する操舵角センサ114、ピニオン10に作用する手動操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ115、及び車速を検出する車速センサ116などの出力信号が入力されており、これらの信号に基づいて所要の補助操舵力が発生するように電動機5が制御される。
 図2は、図1に示したギアボックス110をII-II線で切断して示す断面図である。このギアボックス110においては、ハウジング119内に、電動機5の駆動力を減速してステアリング軸2に伝達するウォームギア機構15と、ステアリング軸2の回転運動をラック軸12の直動運動に変換するラックアンドピニオン機構106と、ステアリング軸2に作用する操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ115とが収納されている。
 ウォームギア機構15は、電動機5の出力軸と同軸的に連結されたウォーム4と、ステアリング軸2に外装された態様で同軸的に固定されたウォームホイール3とを有しており、電動機5の駆動力を駆動歯車としてのウォーム4に入力して被動歯車としてのウォームホイール3を回転させるようになっている。
 図3を参照すると、ウォーム4は、芯部133の周囲に1条の歯134を備え、金属材料(例えば炭素鋼など)にて形成されている。このように1条の歯134を用いることによりウォームホイール3の歯数がそのまま減速比となるので、大きな減速比が得られ、トルクの小さい電動機5でも大きな倍力トルクが得られる。
 図1に示すように、ステアリングホイール101を大きく操作した際に、ラック軸12の端部のジョイント118がハウジング119に衝止されることでラック軸12の移動が停止し、このとき、電動機5の回転が急激に停止するため、ウォームギア機構15に大きな衝撃トルクが発生する。この衝撃トルクは、概ね急激に停止する直前の電動機5の回転運動エネルギが、電動機5の出力軸と同軸に設けられたウォーム4の中心軸上の捩り剛性により定まる捩り弾性エネルギと釣り合うことで発生し、後記するようにウォームホイール3のギア形成部20が合成樹脂材で形成されていることから、ステアリング系の剛性はウォームホイール3の歯21の剛性が支配的となっている。
 次に、図4と図5を参照して、ウォームホイール3について説明する。なお、以後、図3に示した方向X,Y,Zを基準として説明する。図4を参照すると、ウォームホイール3は、金属製の芯金部30と、芯金部30の外周に形成された樹脂製のギア形成部20を備えている。芯金部30は、例えば鋼材を適用することができる。一方ギア形成部20は、例えばポリアミド系樹脂を適用することができ、射出成形によって成形することができる。
 図5を参照すると、芯金部30は、筒状のボス部31と、ボス部31の外周面から半径方向外側へ延設された中間部32と、中間部32の半径方向外側で結合され、ボス部31と同じ機軸(Z軸)を有する筒状の円筒部33とを備えている。そして、円筒部33の外周には複数の半径方向の貫通穴34と機軸(Z軸)方向に延設された凸状のセレ-ション35が一定の間隔で交互に形成されている。
 筒状体に形成されたボス部31の中央の軸孔37には車両の電動式パワーステアリング装置の出力軸2が挿入されて、芯金部30は出力軸2に固定される(図3も併せて参照)。なお、本実施形態では軸支部として軸孔37を設けているが、軸支部を中実として予め軸を備える形態とすることもできる。中間部32は、ボス部31と円筒部33とを連結するものであり、ウォームホイール3に要求される強度に応じて、適宜中間部32の数、機軸(Z軸)方向の厚み、周方向の幅等を設定することができ、例えば円盤状とすることもできる。円筒部33は、中間部32と比べ機軸(Z軸)方向の幅が広くなっている。図4の左側の断面図に示すように、樹脂はこの円筒部33全体と中間部32の外周側をくるむようにインサート成形される。これによって、樹脂が半径方向に移動することを防止し、芯金部30とギア形成部20との密着強度を向上させることができる。
 貫通穴34は、図4の右側の断面図に示すように、ギア形成部20に形成される歯21と周方向同位置(周方向において対応する位置)に穿設されている。流動化した樹脂が硬化するときには成形収縮が生じ、ギア形成部20は、ウォームホイール3の径方向へ収縮しようとする。貫通穴34はこの成形収縮を逃がすことができるため、貫通穴34が穿設された周方向位置に対応するギア形成部20の残留応力は低減される。特に、貫通穴34は高い強度が要求される歯21と周方向同位置に形成することで、歯21の強度低下を抑制することができる。また、かかる構成によって強度低下が抑制されることで、前記した樹脂にインサートされる円筒部33のZ方向の幅は従来技術と比べ狭くすることができ、残留応力の軽減とともにウォームホイールの軽量化、小型化にも寄与している。また、残留応力の軽減は樹脂成形後の歯形の精度の向上にも貢献している。
 セレ-ション35は、円筒部33の外周から凸状に形成された機軸(Z軸)方向に延設される凸片であり、樹脂製のギア形成部20が円筒部33(芯金部30)に対して周方向に相対回転させないようにするとともに、接触面積を増加させて芯金部30とギア形成部20との密着強度を向上させることができる。
 次に、図6を参照して、本実施形態の変形例について説明する。図6を参照すると、本変形例は、一旦樹脂成形がされたギア形成部20の第1樹脂層22にさらに樹脂をオーバーモールドして第2樹脂層23を形成している。かかる構成によって、樹脂成形において生じた残留応力の不均衡を緩和するとともに、歯形精度を向上させることができる。なお、第2樹脂層23の厚みは新たな残留応力を生じないように適宜設定される。
 [第2実施形態]
 次に、図7を参照して本発明にかかるウォームホイールの第2実施形態について説明する。前記した第1実施形態(図1~3等参照)と同一構成の部分は、同じ参照番号を付して重複する説明は省略し、第1実施形態と異なる部分を中心に説明する。
 図7を参照すると、本実施形態では、前記した第1実施形態において貫通穴34を穿設した位置と同位置に、半径方向に貫通するとともに、円頭部33の下端縁に連続する切り欠き36が形成されている。この切り欠き36は、貫通穴34と同様にウォームホイール3の径方向への樹脂の成形収縮を逃がすことができるため、切り欠き36が形成された周方向位置に対応するギア形成部20の残留応力は低減される。また、切り欠き36は、貫通穴34と同様に、高い強度が要求される歯21と周方向同位置に形成することで歯21の強度低下を抑制することができる。
 以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこのような実施形態に限定されることはなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において改変して用いることができる。
 1   EPS(電動式パワーステアリング装置)
 2   出力軸
 3   ウォームホイール
 4   ウォーム
 5   電動機
 10  ピニオン
 11  ラック
 12  ラック軸
 13  カバー
 14  タイロッド
 15  ウォームギア
 20  ギア形成部
 21  歯
 22  第1樹脂層
 23  第2樹脂層
 30,40  芯金部
 31  ボス部
 32  中間部
 33  円筒部
 34  貫通穴
 36  切り欠き

Claims (5)

  1.  軸支部を備えた金属製の芯金部と、該芯金部の外周に形成された樹脂製のギア形成部とを有するウォームホイールであって、
     前記芯金部は、前記軸支部を画定するボス部と、該ボス部の外周面から半径方向外側へ延設された中間部と、該中間部の半径方向外側で結合され、前記ボス部と同心に設けられ前記ギア形成部がモールド成形される筒状の円筒部とを備え、
     前記円筒部には径方向に貫通する孔が形成されることを特徴とするウォームホイール。
  2.  前記ギア形成部は、前記円筒部が樹脂にインサートされることにより形成されることを特徴とする請求項1に記載のウォームホイール。
  3.  前記孔は、前記ギア形成部の外周に形成される歯と周方向同位置に形成されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のウォームホイール。
  4.  前記ギア形成部は、樹脂が複数層に形成されていることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載のウォームホイール。
  5.  前記ボス部には車両の電動式パワーステアリング装置の出力軸が挿入されて、前記芯金部が該出力軸に固定されることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載のウォームホイール。
PCT/JP2010/006210 2009-11-11 2010-10-20 ウォームホイール WO2011058701A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011540397A JP5502891B2 (ja) 2009-11-11 2010-10-20 ウォームホイール
EP10829669.0A EP2500601B1 (en) 2009-11-11 2010-10-20 Worm wheel
CN201080050271.8A CN102597571B (zh) 2009-11-11 2010-10-20 蜗轮
US13/505,350 US8646352B2 (en) 2009-11-11 2010-10-20 Worm wheel

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009257973 2009-11-11
JP2009-257973 2009-11-11

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2011058701A1 true WO2011058701A1 (ja) 2011-05-19

Family

ID=43991375

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2010/006210 WO2011058701A1 (ja) 2009-11-11 2010-10-20 ウォームホイール

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8646352B2 (ja)
EP (1) EP2500601B1 (ja)
JP (1) JP5502891B2 (ja)
CN (1) CN102597571B (ja)
WO (1) WO2011058701A1 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013127267A (ja) * 2011-12-16 2013-06-27 Honda Motor Co Ltd ギヤ、同ギヤを備えたウォームギヤ機構及び同ウォームギヤ機構を備えた電動パワーステアリング装置
CN105945231A (zh) * 2016-06-02 2016-09-21 共享装备股份有限公司 蜗壳类铸件砂芯用防漂芯抗折弯芯骨
JP7483505B2 (ja) 2019-06-27 2024-05-15 キヤノン株式会社 複合歯車、カートリッジ、画像形成装置、成形型、および複合歯車の製造方法

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009046517A1 (de) * 2009-11-09 2011-05-12 Robert Bosch Gmbh Getriebeantriebseinheit
DE102010018079A1 (de) * 2010-04-22 2011-10-27 Ims Gear Gmbh Welle mit einem stirnseitig angegossenen Zahnrad und Verfahren zum Herstellen einer solchen Welle
DE102014106259A1 (de) * 2014-05-06 2015-11-12 Thyssenkrupp Presta Ag Lenkwelle für eine Kraftfahrzeuglenkung
JP2016023698A (ja) * 2014-07-18 2016-02-08 キヤノン株式会社 複合歯車およびその製造方法
US20160091052A1 (en) * 2014-09-25 2016-03-31 Moatech Co., Ltd. Actuator and electronic equipment having the same
US11268605B2 (en) * 2019-06-27 2022-03-08 Canon Kabushiki Kaisha Composite gear, cartridge, image forming apparatus, mold, and manufacturing method for composite gear
US11466766B2 (en) * 2019-10-08 2022-10-11 Ford Global Technologies, Llc Gear device and method for operation of a gear device
US20220228656A1 (en) * 2021-01-15 2022-07-21 Jtekt Corporation Toothed pulley
DE102021213541B3 (de) 2021-11-30 2022-10-27 Zf Friedrichshafen Ag Zahnrad
DE102022203534B3 (de) 2022-04-07 2023-08-31 Zf Friedrichshafen Ag Zahnrad mit einem dreiteiligen Aufbau
DE102022207514B3 (de) 2022-07-22 2023-07-06 Zf Friedrichshafen Ag Zahnrad mit einem äußeren Zahnkranz

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55123043A (en) * 1979-03-15 1980-09-22 Daihatsu Motor Co Ltd Rim construction of resinous gear for engine
JPH0469443A (ja) * 1990-07-09 1992-03-04 Unitta Co Ltd 歯付きプーリ
JPH11301501A (ja) 1998-04-17 1999-11-02 Nippon Seiko Kk 電動式パワーステアリング装置のウォームホィール
JP2001206230A (ja) * 2000-01-26 2001-07-31 Koyo Seiko Co Ltd 電動パワーステアリング装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1212608A (en) * 1916-08-08 1917-01-16 Baush Machine Tool Company Composite gear.
US1771370A (en) * 1926-04-13 1930-07-22 Continental Diamond Fibre Co Mechanical element
US3200665A (en) * 1963-02-14 1965-08-17 Wells Martin Gears
US5852951A (en) * 1994-10-04 1998-12-29 Briggs & Stratton Corporation Composite gear and method of making same
JP4482349B2 (ja) * 2003-04-15 2010-06-16 本田技研工業株式会社 ウォームギヤ機構及びウォームギヤ機構を搭載した電動パワーステアリング装置
JP4482802B2 (ja) * 2004-07-07 2010-06-16 株式会社ジェイテクト ウォームホイールおよび電動パワーステアリング装置
CN101180360B (zh) * 2005-05-25 2010-12-15 旭有机材工业株式会社 电动动力转向装置用树脂齿轮及具有其的电动动力转向装置
JP4793034B2 (ja) * 2006-03-08 2011-10-12 日本精工株式会社 ウォーム減速機および電動パワーステアリング装置
DE102006030097B3 (de) 2006-06-28 2008-02-14 Zf Friedrichshafen Ag Schraubrad

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55123043A (en) * 1979-03-15 1980-09-22 Daihatsu Motor Co Ltd Rim construction of resinous gear for engine
JPH0469443A (ja) * 1990-07-09 1992-03-04 Unitta Co Ltd 歯付きプーリ
JPH11301501A (ja) 1998-04-17 1999-11-02 Nippon Seiko Kk 電動式パワーステアリング装置のウォームホィール
JP2001206230A (ja) * 2000-01-26 2001-07-31 Koyo Seiko Co Ltd 電動パワーステアリング装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013127267A (ja) * 2011-12-16 2013-06-27 Honda Motor Co Ltd ギヤ、同ギヤを備えたウォームギヤ機構及び同ウォームギヤ機構を備えた電動パワーステアリング装置
CN105945231A (zh) * 2016-06-02 2016-09-21 共享装备股份有限公司 蜗壳类铸件砂芯用防漂芯抗折弯芯骨
JP7483505B2 (ja) 2019-06-27 2024-05-15 キヤノン株式会社 複合歯車、カートリッジ、画像形成装置、成形型、および複合歯車の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP2500601A1 (en) 2012-09-19
US20120216645A1 (en) 2012-08-30
EP2500601B1 (en) 2014-02-26
CN102597571B (zh) 2015-09-02
EP2500601A4 (en) 2013-05-15
JPWO2011058701A1 (ja) 2013-03-28
US8646352B2 (en) 2014-02-11
CN102597571A (zh) 2012-07-18
JP5502891B2 (ja) 2014-05-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2011058701A1 (ja) ウォームホイール
US8950543B2 (en) Electric power steering apparatus
JP5418834B2 (ja) 電動パワーステアリング装置
JP4955737B2 (ja) 操舵制御装置
JP6209912B2 (ja) 電動パワーステアリング装置
JP4520804B2 (ja) 電動パワーステアリング装置
JP4622639B2 (ja) 電動パワーステアリング装置
JP4811648B2 (ja) 電動パワーステアリング装置
JP2004082896A (ja) 電動式舵取装置
JP5040474B2 (ja) 電動パワーステアリング装置
JP2006218896A (ja) 電動パワーステアリング装置用減速ギヤ
JP4093022B2 (ja) 電動パワーステアリング装置
JP2009214682A (ja) 電動パワーステアリング装置およびバックラッシ測定方法
JP5397662B2 (ja) 車両用操舵装置
JP4734945B2 (ja) 車両用操舵装置
JP2010023561A (ja) 車両用操舵装置
JP2009222149A (ja) 歯車装置および当該歯車装置を備えた電動パワーステアリング装置
JP4352325B2 (ja) 電動パワーステアリング装置
JP2006205758A (ja) 電動パワーステアリング装置
JP2009228696A (ja) 伝達機構、伝達機構の製造方法および車両用操舵装置
JP2010100143A (ja) 車両用操舵装置
JP2010149574A (ja) 電動パワーステアリング装置
KR20120075780A (ko) 전동식 동력 보조 조향장치
JP4341819B2 (ja) 電動パワーステアリング装置
JP2007050844A (ja) 電動パワーステアリング装置

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201080050271.8

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 10829669

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2011540397

Country of ref document: JP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 13505350

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2010829669

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE