WO2017135135A1 - ウォームホイール、ウォーム減速機、及びウォームホイールの製造方法 - Google Patents

ウォームホイール、ウォーム減速機、及びウォームホイールの製造方法 Download PDF

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worm
worm wheel
axial
wheel
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晴彦 清田
山本　武士
要 安田
智浩 新井
純一 高野
和喜 発田
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日本精工株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a worm wheel including an inner wheel element serving as a core and an outer wheel element made of synthetic resin having a tooth portion, a worm speed reducer including the worm wheel, and a method of manufacturing the worm wheel. And about.
  • FIGS. 12 to 17 show an example of an electric power steering apparatus described in Patent Document 1 or the like and conventionally known.
  • a front end portion of the steering shaft 2 having the steering wheel 1 attached to the rear end portion is rotatably supported in the housing 3.
  • a worm wheel 4 is fixed to a portion that is rotationally driven by the steering shaft 2.
  • a worm shaft 6 is connected to the output shaft of the electric motor 5.
  • the worm wheel 18 provided on the outer peripheral surface of the intermediate portion in the axial direction of the worm shaft 6 and the worm wheel tooth portion 19 provided on the outer peripheral surface of the worm wheel 4 are engaged with each other, whereby the worm wheel is turned from the electric motor 5. 4, it is possible to apply auxiliary torque (auxiliary power) having a predetermined magnitude in a predetermined direction.
  • the worm wheel 4 is externally fitted and fixed to an intermediate portion in the axial direction of the output shaft 7 serving as an output portion of the auxiliary torque, and rotates together with the output shaft 7.
  • the output shaft 7 has a front end of the steering shaft 2 through a torsion bar 9 in a state in which both end portions of the intermediate portion in the axial direction are supported by the pair of rolling bearings 8a and 8b in the housing 3 so as to be rotatable only. Connected to the part.
  • the electric motor 5 rotationally drives the worm shaft 6 according to the direction and magnitude of the steering torque applied from the steering wheel 1 to the steering shaft 2 detected by the torque sensor 10, and gives auxiliary torque to the output shaft 7.
  • the rotation of the output shaft 7 is transmitted to the pinion shaft 14 serving as an input portion of the steering gear unit 13 via the pair of universal joints 11a and 11b and the intermediate shaft 12, and a desired steering angle is given to the steered wheels. .
  • the worm wheel 4 is formed by combining a metal inner wheel element 15 and a synthetic resin outer wheel element 16. That is, in the worm wheel 4, a portion that is externally fitted and fixed to the output shaft 7 is made of a metal and annular inner wheel element 15, and a portion including the worm wheel tooth portion 19 is made of a synthetic resin outer wheel element 16. Yes.
  • the outer wheel element 16 is made of a synthetic resin, thereby facilitating the work for forming the worm wheel tooth portion 19 on the outer peripheral surface of the worm wheel 4 (cost reduction) and the worm shaft 6 worm. Reduction of rattling noise generated at the meshing portion between the tooth portion 18 and the worm wheel tooth portion 19 of the worm wheel 4 can be achieved.
  • the outer wheel element 16 is made of a synthetic resin, and the radial outer end portion of the inner wheel element 15 is embedded over the entire circumference along with injection molding (by insert molding). Further, the outer peripheral surface of the inner wheel element 15 is provided with a (gear-like) concavo-convex portion 17 in the circumferential direction, and a plurality of concave portions constituting the concavo-convex portion 17 is made of a synthetic resin constituting the outer wheel element 16. The holding force in the rotational direction of the outer wheel element 16 with respect to the inner wheel element 15 is increased by inserting a part thereof.
  • the radial thickness of the portion that overlaps the outer side in the radial direction with respect to the concavo-convex portion 17 is the portion where the plurality of teeth 20, 20 constituting the worm wheel tooth portion 19 are located.
  • the sizes may be different from each other (see FIGS. 16 to 17).
  • the amount of molding shrinkage at the time of injection molding is different ⁇ in the portion where the thickness in the radial direction is large (for example, ⁇ portion in FIG. 17), Because the thickness in the radial direction is small (for example, the ⁇ portion in FIG. 17) ⁇ , there is a difference in the size of the plurality of teeth 20 and 20 after molding. 19 may cause a manufacturing error such as a pitch error.
  • the present invention can suppress the manufacturing error of the worm wheel tooth portion provided on the outer peripheral surface of the outer wheel element while securing the holding force of the outer wheel element made of synthetic resin to the inner wheel element. Invented to realize the structure and the manufacturing method.
  • the worm wheel of the present invention includes an inner wheel element and an outer wheel element.
  • the inner wheel element includes a first annular recess provided in a state of being recessed in the axial direction in a portion located radially inward of the outer peripheral edge on one side surface in the axial direction, and an outer peripheral edge on the other side surface in the axial direction.
  • a second annular recess provided in a state of being recessed in the axial direction at a portion located on the radially inner side, and a first unevenness in the circumferential direction provided on the outer diameter side peripheral surface constituting the inner surface of the first annular recess And a second concavo-convex portion related to the circumferential direction provided on at least a part of the inner surface ⁇ outer diameter side circumferential surface, inner diameter side circumferential surface, and bottom surface (other side surface in the axial direction) ⁇ of the second annular recess,
  • the outer peripheral surface is a cylindrical surface portion whose diameter does not change in the axial direction.
  • the outer wheel element is made of synthetic resin, has a worm wheel tooth portion on the outer peripheral surface, and of the surface of the inner wheel element, the radial intermediate portion of the bottom surface constituting at least the inner surface of the first annular recess
  • the inner wheel element is embedded so as to cover a continuous range from the outer peripheral surface of the inner wheel element to the inner peripheral surface forming the inner surface of the second annular recess.
  • a part of the synthetic resin enters the concave portion constituting the first concave and convex portion and the concave portion constituting the second concave and convex portion.
  • the diameter of the tip circle and the tooth bottom of the worm wheel tooth portion that overlaps at least the cylindrical surface portion that is the outer peripheral surface of the inner wheel element in the radial direction can be employed.
  • metal can be adopted, for example, it has better heat resistance than the material of the outer wheel element, and when the outer wheel element is injection molded, Use a synthetic resin that is not easily affected by heat (for example, the synthetic resin constituting the outer wheel element is a thermoplastic resin, and the synthetic resin constituting the inner wheel element is a thermosetting resin). You can also.
  • the outer wheel element is formed from the inner peripheral surface of the inner wheel element on the inner surface of the first annular recess. Adopting a configuration in which the inner wheel element is embedded so as to cover the entire circumference from the outer peripheral surface to the inner peripheral surface forming the inner surface of the second annular recess. Can do.
  • At least one of the outer peripheral side peripheral surface and the inner peripheral side peripheral surface constituting the inner surface of the second annular recess is provided with the inner wheel element. It is possible to employ a configuration in which an inclined surface portion that is inclined in a direction in which the width dimension in the radial direction of the second annular recess increases toward the other side in the axial direction with respect to the central axis.
  • the outer peripheral side peripheral surface constituting the inner surface of the second annular recess is not inclined with respect to the inclined surface portion and the central axis of the inner wheel element. It is possible to adopt a configuration provided with a surface portion.
  • the inclined surface portion and the non-inclined surface portion that does not incline with respect to the central axis of the inner wheel element on the inner peripheral surface constituting the inner surface of the second annular recess. And a configuration provided with can be adopted.
  • the radially inner end portion of the other side surface in the axial direction of the outer wheel element for example, the second annular recess portion of the other side surface in the axial direction of the outer wheel element. It is possible to employ a configuration in which an overhanging portion is provided on the other side in the axial direction from the portion adjacent to the outside in the radial direction at the same radial position as the radially inner end portion.
  • the first concavo-convex portion is formed over the entire axial length of the outer peripheral side peripheral surface constituting the inner surface of the first annular recess, and the synthetic resin It is possible to adopt a configuration in which a part of the concave portion constituting the first concave-convex portion enters the entire concave portion.
  • the second uneven portion is formed over the entire axial length of the outer peripheral side surface constituting the inner surface of the second annular recess, and a part of the synthetic resin forms the second uneven portion. It is possible to adopt a configuration that penetrates into the entire recess.
  • the inner side which is a continuous part (directly or via a chamfered part) with respect to both axial end edges of the cylindrical surface part which is the outer peripheral surface of the inner wheel element. It is possible to adopt a configuration in which the radially outer end portions of both side surfaces in the axial direction of the wheel element are respectively flat portions perpendicular to the central axis of the inner wheel element. As a result, both axial end edges of the cylindrical surface portion, which is the outer peripheral surface of the inner wheel element, can be formed in a circular shape whose axial position does not change with respect to the circumferential direction.
  • grooved part are formed in parallel with the axial direction of the said worm wheel, for example can be employ
  • the second concavo-convex part is provided on the outer peripheral side peripheral surface constituting the inner surface of the second annular concave part, the plurality of concave parts and convex parts constituting the second concavo-convex part are provided on the worm.
  • the structure formed in parallel with the axial direction of the wheel can be employed.
  • the plurality of teeth constituting the worm wheel tooth portion are formed in a direction inclined in a predetermined direction with respect to the axial direction of the worm wheel, and a plurality of recesses constituting the first uneven portion and It is possible to adopt a configuration in which the convex portion is formed in a direction inclined in a direction opposite to the predetermined direction with respect to the axial direction of the worm wheel.
  • the second concavo-convex part is provided on the outer peripheral side peripheral surface constituting the inner surface of the second annular concave part, the plurality of concave parts and convex parts constituting the second concavo-convex part are provided on the worm.
  • the structure formed in the direction inclined in the direction opposite to the predetermined direction with respect to the axial direction of the wheel can be employed.
  • a sub-recess is provided in a state of being recessed radially outward in a portion located on the side, and a part of the synthetic resin constituting the outer wheel element enters the sub-recess. it can.
  • the cross-sectional shape of the sub-recessed portion with respect to a virtual plane including the central axis of the inner wheel element is such that the width dimension in the axial direction becomes smaller from the opening on the inner diameter side toward the bottom on the outer diameter side. It is possible to adopt a configuration that is shaped like a letter.
  • the worm speed reducer of the present invention includes a housing, a rotating shaft, a worm wheel, and a worm shaft.
  • the rotating shaft is supported rotatably with respect to the housing.
  • the worm wheel has a worm wheel tooth portion on an outer peripheral surface and is externally fixed to the rotating shaft.
  • the worm shaft has a worm tooth portion at an axially intermediate portion of the outer peripheral surface, and is rotatably supported with respect to the housing in a state where the worm tooth portion is engaged with the worm wheel tooth portion.
  • the worm wheel is the worm wheel of the present invention.
  • a portion adjacent to the other side in the axial direction of the worm wheel is provided between the inner ring, the outer ring, the outer peripheral surface of the inner ring, and the inner peripheral surface of the outer ring.
  • a rolling bearing for supporting the rotating shaft rotatably with respect to the housing can be provided.
  • the other side surface in the axial direction of the outer wheel element constituting the worm wheel can be opposed to one side surface in the axial direction of the inner ring and one side surface in the axial direction of the outer ring in the axial direction.
  • the axial distance between the other axial side surface of the outer wheel element and the one axial side surface of the inner ring is the axis distance between the other axial side surface of the outer wheel element and the one axial side surface of the outer ring. It can be made smaller than the direction distance.
  • the radially inner end of the other wheel side surface of the outer wheel element constituting the worm wheel is axially other than the portion adjacent to the radially outer side.
  • the portion facing the axial one side surface of the inner ring in the axial direction is more than the portion facing the axial one side surface of the outer ring in the axial direction. It is also possible to provide a projecting portion that projects to the other side in the axial direction.
  • the method for manufacturing a worm wheel according to the present invention is a method for manufacturing the worm wheel according to the present invention.
  • the outer wheel element when the outer wheel element is manufactured by injection molding, the outer wheel element is coupled to the inner wheel element, and insert molding is performed.
  • a radially outer end of the disk gate is positioned at a radially inner end on the other axial side of the outer wheel element.
  • the outer wheel element is secured to the outer peripheral surface of the outer wheel element while securing the holding force of the outer wheel element made of synthetic resin to the inner wheel element.
  • the manufacturing error of the worm wheel tooth part provided can be suppressed.
  • Sectional drawing similar to FIG. 14 based on 1st Embodiment of this invention Sectional drawing of the worm wheel based on 1st Embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 2 according to the first embodiment.
  • the BB sectional view of Drawing 2 concerning a 1st embodiment.
  • Sectional drawing of the worm wheel based on 2nd Embodiment of this invention Sectional drawing which shows the state which carries out the injection molding of the outer side wheel element based on 2nd Embodiment.
  • FIG. 13 is an enlarged DD cross-sectional view of FIG. 12.
  • FIG. 13 is an enlarged EE sectional view of FIG. 12.
  • FIG. 1 shows an electric power steering apparatus incorporating the worm reduction gear of the present embodiment.
  • a front end portion of the steering shaft 2 to which the steering wheel 1 (see FIG. 12) is attached at the rear end portion is rotatably supported in the housing 3.
  • a worm wheel 4 a is fixed to a portion that is rotationally driven by the steering shaft 2.
  • a worm shaft 6 (see FIG. 13) is connected to the output shaft of the electric motor 5.
  • the worm wheel 4a is externally fitted and fixed to the intermediate portion in the axial direction of the output shaft 7 serving as the output portion of the auxiliary torque, which corresponds to the rotary shaft described in the claims, and rotates together with the output shaft 7.
  • the output shaft 7 has a front end of the steering shaft 2 through a torsion bar 9 in a state in which both end portions of the intermediate portion in the axial direction are supported by the pair of rolling bearings 8a and 8b in the housing 3 so as to be rotatable only. Connected to the part.
  • the electric motor 5 rotationally drives the worm shaft 6 according to the direction and magnitude of the steering torque applied from the steering wheel 1 to the steering shaft 2 detected by the torque sensor 10, and gives auxiliary torque to the output shaft 7.
  • the rotation of the output shaft 7 is transmitted to the pinion shaft 14 (see FIG. 12) serving as an input portion of the steering gear unit 13 via the pair of universal joints 11a and 11b and the intermediate shaft 12, and a desired rudder is transmitted to the steered wheels. A corner is given.
  • the pair of rolling bearings 8a and 8b includes inner rings 33a and 33b that are externally supported by the output shaft 7, outer rings 34a and 34b that are internally supported by the housing 3, and an inner ring 33a.
  • a plurality of balls 35a each of which is a rolling element, is provided between the inner ring raceway provided on the outer peripheral surface of 33b and the outer ring raceway provided on the inner peripheral surface of the outer ring 34a, 34b. And 35b.
  • other types of rolling bearings such as cylindrical roller bearings and tapered roller bearings may be employed as the pair of rolling bearings 8a and 8b.
  • the worm wheel 4a is formed by combining an inner wheel element 15a and an outer wheel element 16a.
  • the inner wheel element 15a is made of metal in an annular shape (substantially annular shape), and is fitted to the radially central portion so that the axial intermediate portion of the output shaft 7 can be torque-fitted and fixed.
  • a hole 21 is provided.
  • a first annular recess 22 is formed in a radially intermediate portion on one axial side surface (the left side surface in FIGS. 1 to 3 and 6) of the inner wheel element 15a so as to be recessed in the axial direction over the entire circumference. Is provided.
  • the outer diameter side peripheral surface has an axial direction of the outer diameter side peripheral surface.
  • a first concavo-convex portion in the circumferential direction (in the form of an internal gear) formed by alternately arranging the concave portions 26 and the convex portions 27 in the circumferential direction over the entire length and the entire circumference (at the same pitch in the illustrated example). 23 is provided.
  • the plurality of concave portions 26 and convex portions 27 (in other words, the boundary between the concave portions 26 and the convex portions 27) constituting the first concave and convex portion 23 are the upper half in FIG. As indicated by a broken line (hidden line) in the portion, it is formed parallel to the axial direction (the left-right direction in FIGS. 1 to 3) of the inner wheel element 15a (worm wheel 4a).
  • the first concavo-convex portion 23 has a plurality of axially extending full lengths and entire circumferences of the outer peripheral side peripheral surface constituting the inner surface of the first annular recess 22, each extending in the axial direction.
  • the protrusions 27 and 27 are respectively recessed 26. , 26.
  • the inner peripheral side peripheral surface constituting the inner surface of the first annular recess 22 is a simple cylindrical surface portion 36.
  • the bottom surface constituting the inner surface of the first annular recess 22 is an annular plane portion 37 that is orthogonal to the central axis of the inner wheel element 15a.
  • the other axial ends of the plurality of convex portions 27, 27 constituting the first uneven portion 23 are connected to the flat portion 37.
  • a second annular recess 38 is provided in a radially intermediate portion of the inner wheel element 15a on the other axial side surface (the right side surface in FIGS. 1 to 3) so as to be recessed in the axial direction over the entire circumference.
  • a second concavo-convex portion 49 in the form of a face spline in the circumferential direction is provided on the bottom surface (other side surface in the axial direction) constituting the inner surface of the second annular recess 38.
  • Such a second concavo-convex portion 49 extends across the entire length and the entire circumference in the radial direction of the bottom surface constituting the second annular concave portion 38, and separates the plurality of convex portions 50, 50 extending radially in the circumferential direction. By arranging them at equal intervals with respect to the circumferential direction in the illustrated example, the portions between the convex portions 50 adjacent to each other in the circumferential direction are formed as concave portions 51, 51, respectively.
  • the outer diameter side peripheral surface is a simple cylindrical outer diameter side cylindrical surface portion 40
  • the inner diameter side peripheral surface is a simple cylindrical surface inner diameter side cylindrical surface portion. 48. Both ends in the radial direction of the plurality of convex portions 50, 50 constituting the second concavo-convex portion 49 are connected to the outer diameter side cylindrical surface portion 40 and the inner diameter side cylindrical surface portion 48, respectively.
  • the outer peripheral surface of the inner wheel element 15a (when chamfered portions are provided at both end edges in the axial direction, the portion excluding these chamfered portions) is parallel to the central axis of the inner wheel element 15a (worm wheel 4a).
  • the cylindrical surface portion 24 has a single bus surface and has a diameter that does not change in the axial direction.
  • a radially outer end (from the first annular recess 22) on one axial side surface of the inner wheel element 15a which is a portion that is continuous (directly or via a chamfered portion) with respect to both axial edges of the cylindrical surface portion 24.
  • a radially outer end portion (a portion located radially outside the second annular recess 38) on the other side surface in the axial direction of the inner wheel element 15a, respectively, on the inner wheel element 15a.
  • the ring-shaped flat portions 25a and 25b are orthogonal to the central axis.
  • the inner wheel element 15 a includes an inner diameter side annular portion 28 and an outer diameter side annular portion 29 that are arranged concentrically with each other, and an outer peripheral surface of the inner diameter side annular portion 28 and an inner diameter of the outer diameter side annular portion 29.
  • An annular connecting portion 30 that connects axially intermediate portions with the peripheral surface is provided.
  • the outer peripheral surface of the outer diameter side annular portion 29 is a cylindrical surface portion 24, and both axial side surfaces of the outer diameter side annular portion 29 are flat portions 25a and 25b.
  • a portion surrounded on three sides by one axial end portion of the outer peripheral surface of the inner diameter side annular portion 28, one axial end portion of the inner peripheral surface of the outer diameter side annular portion 29, and one axial side surface of the connecting portion 30 is first.
  • a circular recess 22 is formed.
  • a portion surrounded on three sides by the other axial end portion of the outer peripheral surface of the inner diameter side annular portion 28, the other axial end portion of the inner peripheral surface of the outer diameter side annular portion 29, and the other axial direction side surface of the connecting portion 30. Is the second annular recess 38.
  • one end portion in the axial direction is the first uneven portion 23, and the other end portion in the axial direction is the outer diameter side cylindrical surface portion 40.
  • one axial end portion is a cylindrical surface portion 36, and the other axial end portion is an inner diameter side cylindrical surface portion 48.
  • one side surface in the axial direction is a flat portion 37, and the other side surface in the axial direction is a second uneven portion 49.
  • various metals such as copper alloys, aluminum alloys, magnesium alloys other than iron alloys, such as steel, can be employ
  • various cutting processes and plastic processes can be employed as a process for forming the inner wheel element 15a. However, it is preferable to employ plastic working (forging, pressing, flow forming, etc.) in order to form with good yield and low cost.
  • the outer wheel element 16a is made by injection molding of a synthetic resin. Along with this injection molding (by insert molding), a part of the inner wheel element 15a is embedded over the entire circumference. Yes. Specifically, the outer wheel element 16a has an outer peripheral surface of the inner wheel element 16a from a radial intermediate portion of a bottom surface (planar portion 37) constituting the inner surface of the first annular recess 22 in the surface of the inner wheel element 15a. The inner wheel element 15a is covered so as to cover the entire circumference extending from the cylindrical surface portion 24 to the inner peripheral surface (inner cylindrical surface portion 48) constituting the inner surface of the second annular recess 38. A part (a radially outer end portion and an intermediate portion) is embedded.
  • a part of the synthetic resin enters each of the first annular recess 22 and the second annular recess 38, and the part that enters the first annular recess 22 constitutes the annular first holding portion 31.
  • the portion that has entered the second annular recess 38 constitutes an annular second holding portion 42.
  • a part of the synthetic resin constituting the first restraining portion 31 is composed of a plurality of concave portions 26, 26 (between the convex portions 27, 27 adjacent to each other in the circumferential direction).
  • the first rotation holding portion 32 that engages with the first uneven portion 23 has a shape that matches the first uneven portion 23) by entering the entire portion and covering the entire surface of the first uneven portion 23. Is configured.
  • a part of the synthetic resin constituting the second holding portion 42 is formed by the plurality of concave portions 51 and 51 (a portion between the convex portions 50 and 50 adjacent to each other in the circumferential direction) constituting the second concave and convex portion 49.
  • the second rotation holding portion 52 is configured to engage the second uneven portion 49 (having a shape that matches the second uneven portion 49) by entering the entire surface and covering the entire surface of the second uneven portion 49. ing.
  • a worm wheel tooth portion 19a is formed on the outer peripheral surface of the outer wheel element 16a.
  • the intermediate portion in the axial direction of the worm wheel tooth portion 19a overlaps the cylindrical surface portion 24 in the radial direction.
  • the forming direction of the plurality of teeth 20a, 20a constituting the worm wheel tooth portion 19a is inclined with respect to the axial direction of the worm wheel 4a.
  • the diameter of the tip circle and the diameter of the root circle of the worm wheel tooth portion 19a are not changed with respect to the axial direction.
  • the outer wheel element 16a when the outer wheel element 16a is manufactured by injection molding, the outer wheel element 16a is coupled to the inner wheel element 15a.
  • Molten resin is fed into an annular cavity 45 (see FIG. 8) from a runner 46 and a disk gate 47 (see FIG. 8) provided on the other side surface in the axial direction of the inner wheel element 15a.
  • the radially outer end portion (outer peripheral portion) of the disk gate 47 is located in the radially inner end portion of the cavity 45 on the other axial side of the outer wheel element 16a.
  • the runner 46 is provided so as to extend from the center of the disk gate 47 to the other side in the axial direction.
  • the molten resin fed into the cavity 45 from the runner 46 and the disk gate 47 as described above flows from the inner diameter side to the outer diameter side along the other axial side surface of the inner wheel element 15a, and a part thereof is the second annular recess. 38. Further, the molten resin fed into the cavity 45 enters a portion of the cavity 45 where the outer end portion in the radial direction of the outer wheel element 16a is formed, and then reaches a portion corresponding to the first restraining portion 31. Stop. In this part, there is no contact with the molten resin flowing from the other direction.
  • the synthetic resin cooled and solidified in the cavity 45 corresponds to the radially inner end on the other axial side of the outer wheel element 16a after the mold device 44 is opened and the molds are separated from each other.
  • the worm wheel 4a can be obtained by cutting along the entire circumference at a portion and finishing as necessary.
  • Synthetic resins constituting the outer wheel element 16a include polyamide 66 (PA66), polyamide 46 (PA46), polyamide 9T (PA9T), polyphenylene sulfide (PPS), polyethylene terephthalate (PET), polyacetal (POM).
  • PA66 polyamide 66
  • PA46 polyamide 46
  • PA9T polyamide 9T
  • PPS polyphenylene sulfide
  • PET polyethylene terephthalate
  • POM polyacetal
  • Various synthetic resins such as can be employed. These synthetic resins can be mixed with various reinforcing fibers such as glass fibers, polyethylene fibers, carbon fibers, and aramid fibers, if necessary.
  • the entire meshing portion of the worm tooth portion 18 and the worm wheel tooth portion 19a is the cylindrical surface portion 24 existing on the outer peripheral surface of the inner wheel element 15a. And are superimposed in the radial direction.
  • the outer wheel element 16a of the outer wheel element 16a is secured while securing the holding force of the outer wheel element 16a made of synthetic resin to the metal inner wheel element 15a. Manufacturing errors of the worm wheel tooth portion 19a provided on the outer peripheral surface can be suppressed. This point will be described below.
  • the first annular recess 22 and the second annular recess 38 are provided on both sides in the axial direction of the inner wheel element 15a over the entire circumference.
  • the outer side wheel element 16a is the outer peripheral surface (cylindrical surface part) of the inner side wheel element 16a from the radial direction intermediate part of the bottom face (plane part 37) which comprises the inner surface of the 1st annular recessed part 22 among the surfaces of the inner side wheel element 15a. 24), a part of the inner wheel element 15a is wrapped so as to cover a continuous range extending to the inner diameter side circumferential surface (inner diameter side cylindrical surface portion 48) constituting the inner surface of the second annular recess 38 over the entire circumference.
  • the outer wheel element 16a embeds not only the radially outer end portion but also the radially intermediate portion of the inner wheel element 15a. For this reason, the holding force in the moment M direction of the outer wheel element 16a with respect to the inner wheel element 15a can be increased as compared with the case where only the radially outer end portion is embedded.
  • a part of the synthetic resin constituting the outer wheel element 16a enters the first annular recess 22 to form the annular first holding portion 31 and the second annular recess 38.
  • An annular second holding portion 42 is formed by entering. For this reason, based on the engagement between the first annular recess 22 and the first restraining portion 31 and the engagement between the second annular recess 38 and the second restraining portion 42, the outer wheel element 16a with respect to the inner wheel element 15a.
  • the holding force in the moment M direction can be increased.
  • the first concave and convex portion 23 in the circumferential direction is provided on the outer peripheral side circumferential surface constituting the inner surface of the first annular recess 22, and the first restraining portion 31 is configured.
  • a part of the synthetic resin enters the whole of the plurality of concave portions 26 and 26 constituting the first uneven portion 23 to constitute the first rotation holding portion 32 that engages with the first uneven portion 23.
  • a second concavo-convex portion 49 in the circumferential direction is provided on the bottom surface constituting the inner surface of the second annular concave portion 38, and a part of the synthetic resin constituting the second restraining portion 42 is formed by the second concavo-convex portion.
  • a second rotation holding portion 52 that engages with the second concavo-convex portion 49 is formed by entering into the entirety of the plurality of concave portions 51, 51 constituting 49.
  • the holding force of the rotation direction of the outer wheel element 16a with respect to the inner wheel element 15a is securable.
  • the first uneven portion 23 is provided over the entire length in the axial direction of the outer peripheral side peripheral surface constituting the inner surface of the first annular recess 22, and the second uneven portion Since 49 is provided over the entire length in the radial direction of the bottom surface constituting the inner surface of the second annular recess 38, the holding force in the rotational direction can be increased.
  • the outer peripheral surface of the inner wheel element 15a is a cylindrical surface portion 24 whose diameter does not change in the axial direction.
  • the radial thickness of the portion of the outer wheel element 16a that overlaps the radially outer side with respect to the cylindrical surface portion 24, which is the outer peripheral surface of the inner wheel element 15a is a plurality of the worm wheel tooth portions 19a.
  • the portions where the teeth 20a, 20a are located are substantially (substantially) equal to each other.
  • the diameter of the tip circle and the diameter of the root circle of the worm wheel tooth portion 19a provided on the outer peripheral surface of the outer wheel element 16a are not changed with respect to the axial direction.
  • the radially outer end portions on both side surfaces in the axial direction of the inner wheel element 15a which are continuous portions with respect to both end edges in the axial direction of the cylindrical surface portion 24 that is the outer peripheral surface of the inner wheel element 15a, It is an annular flat portion 25a, 25b orthogonal to the central axis of 15a.
  • both end edges in the axial direction of the cylindrical surface portion 24 that is the outer peripheral surface of the inner wheel element 15a have a circular shape in which the axial position does not change with respect to the circumferential direction.
  • the radial thickness of the portion of the outer wheel element 16a that overlaps the outer peripheral surface of the inner wheel element 15a in the radial direction includes the edges at both ends in the axial direction.
  • the portions where the plurality of teeth 20a, 20a constituting the worm wheel tooth portion 19a are located are substantially equal to each other.
  • a plurality of teeth 20a, 20a are provided on the outer wheel element 16a that overlaps at least the outer peripheral surface of the inner wheel element 15a in the radial direction.
  • the amount of molding shrinkage at the time of injection molding of the positioned portion can be made substantially equal to each other.
  • the size (diameter thickness) of the plurality of teeth 20a, 20a after molding can be made substantially equal, and as a result, manufacturing errors such as pitch errors related to the worm wheel tooth portion 19a can be reduced. It can be suppressed.
  • grooved part 23 are formed in parallel with respect to the axial direction. For this reason, deformation of the outer wheel element 16a due to molding shrinkage of the synthetic resin caused by the presence of the first uneven portion 23 can be suppressed, and the outer wheel element 16a can be molded with high accuracy.
  • the entire meshing portion of the worm tooth portion 18 and the worm wheel tooth portion 19a is overlapped with the cylindrical surface portion 24 in the radial direction in a state where the worm speed reducer is assembled.
  • the worm tooth portion 18 is meshed with the portion of the worm wheel tooth portion 19a in which the manufacturing error such as the pitch error is suppressed as described above. For this reason, the meshing state of a meshing part can be made favorable.
  • the outer diameter side inclined surface portion 39 is a portion corresponding to the inclined surface portion described in the claims, and relates to the radial direction of the second annular recess 38a toward the other side in the axial direction with respect to the central axis of the inner wheel element 15b. It is formed in the shape of a partial conical surface inclined in the direction in which the width dimension increases (the direction toward the radially outer side).
  • the outer diameter side cylindrical surface portion 40 is a portion corresponding to the non-inclined surface portion described in the claims, and is formed in a simple cylindrical surface shape that does not incline with respect to the central axis of the inner wheel element 15b. Yes.
  • the inner diameter side peripheral surface constituting the inner surface of the second annular recess 38 a is composed of only the inner diameter side inclined surface portion 41.
  • the inner diameter side inclined surface portion 41 is a portion corresponding to the inclined surface portion described in the claims, and the width of the second annular recess 38a in the radial direction toward the other side in the axial direction with respect to the central axis of the inner wheel element 15b. It is formed in the shape of a partial conical surface inclined in the direction in which the dimension increases (the direction toward the radially inner side).
  • the outer wheel element 16b constituting the worm wheel 4b from the inner diameter side peripheral surface (cylindrical surface part 36) constituting the inner surface of the first annular recess 22 in the surface of the inner wheel element 15b, A continuous range from the outer peripheral surface (cylindrical surface portion 24) of the inner wheel element 15b to the inner diameter side peripheral surface (inner diameter side inclined surface portion 41) constituting the inner surface of the second annular recess 38a is covered over the entire circumference. Further, the inner wheel element 15a is embedded.
  • the overhanging portion 43 is provided in a state of overhanging from the other axial side surface of the second holding portion 42a.
  • insert molding is performed in which the outer wheel element 16b is coupled to the inner wheel element 15b at the same time as the outer wheel element 16b is manufactured by injection molding.
  • the radially outer end (outer peripheral part) of the disk gate 47 is connected to the other side in the axial direction of the outer wheel element 16 a in the cavity 45. It is located in the part in which the radial direction inner end part (overhang
  • the molten resin fed into the cavity 45 from the runner 46 and the disk gate 47 flows from the inner diameter side to the outer diameter side along the other axial side surface of the inner wheel element 15b.
  • the part enters the second annular recess 38a.
  • the inner diameter side inclined surface portion 41 and the outer diameter side inclined surface portion 39 are provided on the inner diameter side peripheral surface and the outer diameter side peripheral surface constituting the inner surface of the second annular recess 38a. Therefore, the molten resin enters the portion of the cavity 45 where the radially outer end of the outer wheel element 16b is formed without greatly disturbing the flow. As a result, the outer wheel element 16b can be manufactured with higher quality.
  • the synthetic resin cooled and solidified in the cavity 45 after the molten resin is fed into the entire cavity 45 opens the mold device 44 and connects the plurality of molds to each other.
  • the worm wheel 4b is obtained by cutting along the entire circumference at a portion corresponding to the radially inner end of the outer side wheel element 16b on the other side in the axial direction, and finishing as necessary. It is done. At this time, in the case of the present embodiment, a part of the synthetic resin located at the radially outer end of the disk gate 47 (the part that should be excised) is left without being cut, so that the overhanging portion 43 is formed. Form. As a result, the yield is improved and the overhanging portion 43 can be formed at a low cost.
  • the other axial side surface of the outer wheel element 16b is installed in a portion adjacent to the other axial side of the worm wheel 4b.
  • the portion corresponding to the protruding portion 43 is opposed to one axial side surface of the inner ring 33a in the axial direction, and the diameter of the second restraining portion 42a.
  • a portion corresponding to the middle portion in the direction faces the one side surface of the outer ring 34a in the axial direction.
  • the one axial side surface of the inner ring 33a and the one axial side surface of the outer ring 34a exist at substantially the same position in the axial direction.
  • the portion corresponding to the overhanging portion 43 corresponds to the radial intermediate portion of the second restraining portion 42a ( It is located on the other side in the axial direction (at least by the axial dimension of the overhanging portion 43) relative to the other axial side surface of the second intermediate portion 42a in the radial direction.
  • the axial distance X between the other axial side surface of the outer wheel element 16a (the other axial side surface of the overhang portion 43) and the one axial side surface of the inner ring 33a is the other axial side surface of the outer wheel element 16a. It is smaller than the axial distance Y between (the other axial side surface of the second intermediate portion 42a in the radial direction) and one axial side surface of the outer ring 34a (X ⁇ Y).
  • the range in which the one side surface in the axial direction of the inner wheel element 15b is covered with the synthetic resin constituting the outer wheel element 16b is larger than that in the first embodiment described above.
  • it extends to the inner diameter side circumferential surface (cylindrical surface portion 36) constituting the inner surface of the first annular recess 22 (the radial length of the first restraining portion 31a is increased).
  • the holding force in the moment M direction of the outer wheel element 16b relative to the inner wheel element 15b can be increased accordingly.
  • not only the outer diameter side inclined surface portion 39 but also the outer diameter side cylindrical surface portion 40 is provided on the outer diameter side peripheral surface constituting the inner surface of the second annular recess 38a.
  • the engagement force between the second annular recess 38a and the second restraining portion 42a with respect to the moment M can be increased.
  • the holding force in the moment M direction of the outer wheel element 16b with respect to the inner wheel element 15b can be increased.
  • the inner diameter side inclined surface portion 41 and the non-inclined surface portion such as the inner diameter side cylindrical surface portion are also provided for the inner diameter side peripheral surface constituting the inner surface of the second annular recess 38a.
  • the holding force in the moment M direction of the outer wheel element 16b with respect to the inner wheel element 15b can be increased by the amount provided with the non-inclined surface portion.
  • the axial distance X between the other axial side surface of the outer wheel element 16b (the other axial side surface of the overhanging portion 43) and the one axial side surface of the inner ring 33a is the outer wheel. It is smaller than the axial distance Y between the other axial side surface of the element 16b (the other axial side surface of the intermediate portion in the radial direction of the second holding portion 42a) and one axial side surface of the outer ring 34a (X ⁇ Y ). For this reason, for example, even if the part that regulates the axial position of the output shaft 7 with respect to the housing 3 (see FIG.
  • FIG. 1 A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
  • the configuration of the first annular recess 22a provided on one side surface in the axial direction of the inner wheel element 15c constituting the worm wheel 4c is different from that in the first embodiment described above.
  • the plurality of recesses 26a and protrusions 27a constituting the first uneven portion 23a provided on the outer peripheral side surface are the central axis of the worm wheel 4c.
  • a sub-concave portion 53 is provided in a state of being recessed outward in the radial direction over the entire circumference at the rear end portion in the axial direction (the other end portion in the axial direction, the right end portion in FIGS. 10 to 11).
  • the cross-sectional shape of the sub-recess 53 with respect to the virtual plane including the central axis of the inner wheel element 15d is a V-shape whose width in the axial direction decreases from the opening on the inner diameter side toward the bottom on the outer diameter side. .
  • the first uneven portion 23 is provided on the entire portion of the outer peripheral side peripheral surface constituting the inner surface of the first annular recessed portion 22 that is separated from the sub recessed portion 53. And the axial direction back end part of each recessed part 26 which comprises the 1st uneven
  • the radial depth of the sub-concave portion 53 is slightly larger than the radial depth of each concave portion 26 constituting the first uneven portion 23.
  • a configuration in which the radial depth of the sub-recess 53 is equal to the radial depth of each recess 26 or a configuration in which the depth is smaller than the radial depth of each recess 26 may be employed.
  • a part of the synthetic resin constituting the outer wheel element 16 d that has entered the first annular recess 22 (the annular first restraining portion 31 a)
  • a sub-holding portion 54 that engages with the sub-recess 53 (having a shape that matches the sub-recess 53) is formed.
  • the holding force in the moment M direction of the outer wheel element 16d with respect to the inner wheel element 15d is improved based on the engagement between the sub recessed part 53 and the sub holding part 54. Can do.
  • the cross-sectional shape of the sub-recess 53 is a V-shape that decreases in width in the axial direction from the opening on the inner diameter side toward the bottom on the outer diameter side. The molten resin can smoothly enter from the opening 53 to the bottom. Therefore, the flow of the molten resin in the cavity 45 can be prevented from being obstructed, and the moldability of the sub-pressing portion 54 can be improved.
  • the first concave and convex portion 53 is formed after the sub concave portion 53 is formed on the outer peripheral side peripheral surface constituting the inner surface of the first annular concave portion 22.
  • 23 is formed by plastic working such as cold forging, the sub-recess 53 is formed by a metal deformed with the molding of the first uneven portion 23 and the first uneven portion 23. It can be used as a material escape.
  • the molding load of the first concavo-convex portion 23 can be reduced, the molding equipment capacity of the first concavo-convex portion 23 can be reduced, and the life of the molding die can be improved.
  • the sub concave portion 53 can be formed by cutting or the like. Other configurations and operations are the same as those of the second embodiment described above.
  • the inner wheel element is made of metal.
  • the inner wheel element is synthesized with better heat resistance than the synthetic resin constituting the outer wheel element. It can also be made of resin. Even in this case, the same effects as those in the above-described embodiments can be obtained.
  • At least a portion (for example, a cylindrical surface portion) of the surface of the inner wheel element covered with the synthetic resin constituting the outer wheel element is knurled or wrinkled.
  • the surface is a fine concavo-convex surface formed by various processes such as shot blasting, a portion of the synthetic resin that constitutes the outer wheel element enters the concave portion constituting the fine concavo-convex surface.
  • the holding power (adhesion) of the outer wheel element can be increased.
  • the depth of the concave portion constituting the fine uneven surface is set to 1/10 or less (for example, 1/20 or less) of the radial height of the teeth constituting the worm wheel tooth portion. 1/30 or less)
  • the volume of the synthetic resin constituting the outer wheel element is not significantly affected, the manufacturing error of the portion of the worm wheel tooth portion that meshes with the worm tooth portion can be suppressed.
  • the worm wheel and the worm speed reducer of the present invention can be used by being incorporated in various mechanical devices such as a wiper device as well as an electric power steering device.

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Abstract

内側ホイール素子（１５ａ）の軸方向片側面に設けられた第一環状凹部（２２）の外径側周面に第一凹凸部（２３）を設けると共に、内側ホイール素子（１５ａ）の軸方向他側面に設けられた第二環状凹部（３８）の底面に第二凹凸部（４９）を設ける。内側ホイール素子（１５ａ）の外周面を円筒面部（２４）として、内側ホイール素子（１５ａ）の外周部を外側ホイール素子（１６ａ）に包埋すると共に、外側ホイール素子（１６ａ）を構成する合成樹脂の一部を、第一凹凸部（２３）及び第二凹凸部（４９）を構成する複数の凹部に入り込ませる。これにより、金属製の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を確保しつつ、外側ホイールの外周面に設けられるウォームホイール歯部の製造誤差を抑えられる構造を実現する。

Description

ウォームホイール、ウォーム減速機、及びウォームホイールの製造方法
　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と、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、このウォームホイールの製造方法とに関する。
　図１２～１７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、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の外周面に設けられたウォームホイール歯部１９の製造誤差を低減する面から、改良の余地がある。
　即ち、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１６～１７参照）。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１７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１７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。
日本国特表２０１３－０８４６１３号公報
　本発明は、上述の様な事情に鑑み、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を確保しつつ、外側ホイール素子の外周面に設けられるウォームホイール歯部の製造誤差を抑えられる構造及び製造方法を実現すべく発明したものである。
　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、軸方向片側面のうちで外周縁よりも径方向内側に位置する部分に軸方向に凹む状態で設けられた第一環状凹部と、軸方向他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軸方向に凹む状態で設けられた第二環状凹部と、前記第一環状凹部の内面を構成する外径側周面に設けられた円周方向に関する第一凹凸部と、前記第二環状凹部の内面｛外径側周面、内径側周面、及び底面（軸方向他側面）｝のうちの少なくとも一部に設けられた円周方向に関する第二凹凸部とを備えると共に、外周面が軸方向に関して直径が変化しない円筒面部になっている。
　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、少なくとも前記第一環状凹部の内面を構成する底面の径方向中間部から、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と共に、前記合成樹脂の一部が前記第一凹凸部を構成する凹部及び前記第二凹凸部を構成する凹部に入り込んでいる。
　尚、本発明のウォームホイールを実施する場合には、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。
　又、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。
　本発明のウォームホイールを実施する場合には、例えば、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。
　本発明のウォームホイール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。
　本発明のウォームホイール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。
　本発明のウォームホイール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。
　本発明のウォームホイール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。
　本発明のウォームホイールを実施する場合には、例えば、前記第一凹凸部が前記第一環状凹部の内面を構成する外径側周面の軸方向全長に亙り形成されており、前記合成樹脂の一部が前記第一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、例えば、前記第二凹凸部が前記第二環状凹部の内面を構成する外径側周面の軸方向全長に亙り形成されており、前記合成樹脂の一部が前記第二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。
　本発明のウォームホイール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。
　又、本発明を実施する場合には、例えば、前記第一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。
　なお、前記第二凹凸部が、前記第二環状凹部の内面を構成する外径側周面に設けられる場合には、前記第二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、前記第一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。
　なお、前記第二凹凸部が、前記第二環状凹部の内面を構成する外径側周面に設けられる場合には、前記第二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。
　本発明のウォームホイール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。
　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、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。
　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。
　本発明のウォームホイールの製造方法は、本発明のウォームホイール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ホイールの製造方法は、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ホイール、ウォーム減速機、及びウォームホイール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を確保しつつ、外側ホイール素子の外周面に設けられるウォームホイール歯部の製造誤差を抑えられる。
本発明の第１実施形態に係る、図１４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、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２のＢ－Ｂ断面図。 第１実施形態に係る、図４のＣ部拡大図。 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。 第２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３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４実施形態に係る、ウォームホイールの断面図。 第４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１２の拡大Ｄ－Ｄ断面図。 図１２の拡大Ｅ－Ｅ断面図。 ウォームホイールの断面図。 図１５のＦ－Ｆ断面図。 図１６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１～６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１２参照）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１３参照）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１２参照）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１～３及び図６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（内歯歯車状の）第一凹凸部２３が設けられている。本実施形態の場合、第一凹凸部２３を構成する複数ずつの凹部２６及び凸部２７（別な言い方をすれば、凹部２６と凸部２７との境界）は、図３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１～３に於ける左右方向）に対して平行に形成されている。更に別な言い方をすれば、第一凹凸部２３は、第一環状凹部２２の内面を構成する外径側周面の軸方向の全長且つ全周に亙り、それぞれが軸方向に伸長する複数の凸部２７、２７を円周方向に離隔して（図示の例では円周方向に関して等間隔に）配置する事により、円周方向に隣り合う凸部２７、２７同士の間部分をそれぞれ凹部２６、２６とする事で構成されている。
　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平面部３７になっている。第一凹凸部２３を構成する複数の凸部２７、２７の軸方向他端部は、平面部３７に連結されている。
　又、内側ホイール素子１５ａの軸方向他側面（図１～３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の内面を構成する底面（軸方向他側面）には、円周方向に関する（フェイススプライン状の）第二凹凸部４９が設けられている。この様な第二凹凸部４９は、第二環状凹部３８を構成する底面の径方向の全長及び全周に亙り、それぞれが放射方向に伸長する複数の凸部５０、５０を円周方向に離隔して（図示の例では円周方向に関して等間隔に）配置する事により、円周方向に隣り合う凸部５０、５０同士の間部分をそれぞれ凹部５１、５１とする事で構成されている。
　又、第二環状凹部３８の内面のうち、外径側周面は、単なる円筒面状の外径側円筒面部４０になっており、内径側周面は、単なる円筒面状の内径側円筒面部４８になっている。第二凹凸部４９を構成する複数の凸部５０、５０の径方向両端部は、それぞれ外径側円筒面部４０及び内径側円筒面部４８に連結されている。
　又、内側ホイール素子１５ａの外周面（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いた部分）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の円筒面部２４になっている。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。
　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になっている。さらに、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、軸方向片端部が第一凹凸部２３になっており、軸方向他端部が外径側円筒面部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円筒面部４８になっている。又、連結部３０のうち、軸方向片側面が平面部３７になっており、軸方向他側面が第二凹凸部４９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の内面を構成する底面（平面部３７）の径方向中間部から、内側ホイール素子１６ａ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（内径側円筒面部４８）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、第一凹凸部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、第一凹凸部２３の表面全体を覆う事により、第一凹凸部２３と係合する（第一凹凸部２３と合致する形状を有する）、第一回転保持部３２を構成している。これと共に、第二抑え部４２を構成する合成樹脂の一部は、第二凹凸部４９を構成する複数の凹部５１、５１（円周方向に隣り合う凸部５０、５０同士の間部分）の全体に入り込んで、第二凹凸部４９の表面全体を覆う事により、第二凹凸部４９と係合する（第二凹凸部４９と合致する形状を有する）、第二回転保持部５２を構成している。
　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３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２０ａ、２０ａ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、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（後で説明する、第２実施形態に関する図８参照）にセットした状態で、これら内側ホイール素子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（図８参照）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（図８参照）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に位置している。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。更に、キャビティ４５内に送り込まれた溶融樹脂は、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んだ後、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、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、本実施形態の場合、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との噛合部の全体が、内側ホイール素子１５ａの外周面に存在する円筒面部２４と径方向に重畳している。
　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の内面を構成する底面（平面部３７）の径方向中間部から、内側ホイール素子１６ａ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（内径側円筒面部４８）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。
　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第一凹凸部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、第一凹凸部２３を構成する複数の凹部２６、２６の全体に入り込んで、第一凹凸部２３と係合する第一回転保持部３２を構成している。これと共に、第二環状凹部３８の内面を構成する底面に円周方向に関する第二凹凸部４９が設けられていると共に、第二抑え部４２を構成する合成樹脂の一部が、第二凹凸部４９を構成する複数の凹部５１、５１の全体に入り込んで、第二凹凸部４９と係合する第二回転保持部５２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、第一凹凸部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おり、又、第二凹凸部４９が、第二環状凹部３８の内面を構成する底面の径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、本実施形態の場合、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、本実施形態の場合、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、本実施形態の場合、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、本実施形態の場合には、第一凹凸部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、第一凹凸部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、本実施形態の場合には、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、噛合部の噛合状態を良好にする事ができる。
　［第２実施形態］
　本発明の第２実施形態に就いて、図７～８により説明する。
　本実施形態の場合、ウォームホイール４ｂを構成する内側ホイール素子１５ｂの軸方向他側面に設けられた第二環状凹部３８ａに関して、第二環状凹部３８ａ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１５ｂ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３８ａ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１５ｂ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３８ａ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１５ｂ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３８ａ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、本実施形態の場合、ウォームホイール４ｂを構成する外側ホイール素子１６ｂは、内側ホイール素子１５ｂ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１５ｂの外周面（円筒面部２４）を経て、第二環状凹部３８ａ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を包埋している。
　又、本実施形態の場合、外側ホイール素子１６ｂの軸方向他側面のうち、第二環状凹部３８ａ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３８ａの内側（第二抑え部４２ａ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、本実施形態の場合、外側ホイール素子１６ｂを射出成形により造るのと同時に、外側ホイール素子１６ｂを内側ホイール素子１５ｂに対して結合する、インサート成形を実施する。その際、上述した第１実施形態の場合と同様、図８に示す様に、ディスクゲート４７の径方向外端部（外周部）を、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させる。そして、本実施形態の場合も、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１５ｂ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３８ａ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３８ａ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１６ｂの径方向外端部が形成される部分に入り込む。この結果、外側ホイール素子１６ｂを、より高品質に造る事ができる。又、本実施形態の場合も、キャビティ４５内の全体に溶融樹脂が送り込まれた後、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１６ｂ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４ｂが得られる。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。この結果、歩留まりが良くなり、張出部４３を低コストで形成できる。
　又、本実施形態の場合、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１６ｂの軸方向他側面は、ウォームホイール４ｂ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１６ｂ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ており、第二抑え部４２ａ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。一方、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４２ａの径方向中間部に対応する部分（第二抑え部４２ａ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４２ａ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１６ｂを構成する合成樹脂により、内側ホイール素子１５ｂの軸方向片側面を覆う範囲が、上述した第１実施形態の場合に比べて、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）まで延長されている（第一抑え部３１ａの径方向長さが増えている）。この為、その分、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。
　又、本実施形態の場合、第二環状凹部３８ａの内面を構成する外径側周面には、外径側傾斜面部３９だけでなく、外径側円筒面部４０も設けられている。この為、当該外径側周面の全体が外径側傾斜面部３９になっている場合に比べて、モーメントＭに対する、第二環状凹部３８ａと第二抑え部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。
　尚、本発明を実施する場合には、第二環状凹部３８ａの内面を構成する内径側周面に関しても、内径側傾斜面部４１と、内径側円筒面部等の非傾斜面部とを、併設する事ができる。この様な構成を採用すれば、この非傾斜面部を設けた分だけ、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。
　又、本実施形態の場合には、外側ホイール素子１６ｂ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１６ｂの軸方向他側面（第二抑え部４２ａ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（図１参照）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４ｂが軸方向他側に変位したとしても、外側ホイール素子１６ｂ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４ｂの回転がロックされる事を防止できる。
　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の軸方向片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第一凹凸部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４ｃの中心軸に対し、外側ホイール素子１６ｃ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４ｃ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１３参照）からウォームホイール４ｃにトルクを伝達する際に、第一凹凸部２３ａを構成する複数の凹部２６ａ、２６ａから外側ホイール素子１６ｃ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４実施形態］
　本発明の第４実施形態に就いて、図１０～１１により説明する。
　本実施形態は、上述の図７～８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４ｄを構成する内側ホイール素子１５ｄ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１０～１１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５３が設けられている。又、内側ホイール素子１５ｄの中心軸を含む仮想平面に関する副凹部５３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、第一凹凸部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５３から外れた部分の全体に設けられている。そして、第一凹凸部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５３の内面に開口させている。尚、本実施形態の場合、副凹部５３の径方向深さは、第一凹凸部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５３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１６ｄ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（円環状の第一抑え部３１ａ）の一部は、副凹部５３の全体に入り込んで、副凹部５３の内面全体を覆う事により、副凹部５３と係合する（副凹部５３と合致する形状を有する）副抑え部５４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５３と副抑え部５４との係合に基づいて、内側ホイール素子１５ｄに対する外側ホイール素子１６ｄ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１１に示す様に、外側ホイール素子１６ｄ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、第一抑え部３１ａ（副抑え部５４）に対応する部分に達して停止する。この為、副抑え部５４（副凹部５３）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５３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５３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５４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１５ｄ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５３の成形を行った後に、第一凹凸部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５３を、第一凹凸部２３の成形用金型の逃げ部や、第一凹凸部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、第一凹凸部２３の成形荷重を低く抑えて、第一凹凸部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、第一凹凸部２３の成形を行った後に、副凹部５３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２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）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２０１６－０１８２３４、及び２０１６年１２月２２日出願の日本特許出願２０１６－２４９６１５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～４ｄ　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～１５ｄ　内側ホイール素子
　１６、１６ａ～１６ｄ　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　第一環状凹部
　２３、２３ａ　第一凹凸部
　２４　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、３１ａ　第一抑え部
　３２　第一回転保持部
　３３ａ、３３ｂ　内輪
　３４ａ、３４ｂ　外輪
　３５ａ、３５ｂ　玉
　３６　円筒面部
　３７　平面部
　３８　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　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　内径側円筒面部
　４９　第二凹凸部
　５０　凸部
　５１　凹部
　５２　第二回転保持部
　５３　副凹部
　５４　副抑え部

Claims (12)

  1. 　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と、軸方向他側面に軸方向に凹む状態で設けられた第二環状凹部と、前記第一環状凹部の内面を構成する外径側周面に設けられた円周方向に関する第一凹凸部と、前記第二環状凹部の内面に設けられた円周方向に関する第二凹凸部とを備えると共に、外周面が軸方向に関して直径が変化しない円筒面部になっており、
    　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、少なくとも前記第一環状凹部の内面を構成する底面の径方向中間部から、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と共に、前記合成樹脂の一部が前記第一凹凸部を構成する凹部及び前記第二凹凸部を構成する凹部に入り込んでいる、
    　ウォームホイール。
  2. 　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１に記載したウォームホイール。
  3. 　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２に記載したウォームホイール。
  4. 　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２又は３に記載したウォームホイール。
  5. 　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１～４のうちの何れか１項に記載したウォームホイール。
  6. 　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１～５のうちの何れか１項に記載したウォームホイール。
  7. 　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６に記載したウォームホイール。
  8. 　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、前記第一凹凸部を構成する複数の凹部及び凸部が、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
    　請求項１～７のうちの何れか１項に記載したウォームホイール。
  9. 　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である事を特徴とするウォーム減速機。
  10. 　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９に記載したウォーム減速機。
  11. 　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１０に記載したウォーム減速機。
  12. 　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の製造方法であって、
    　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
    　ウォームホイールの製造方法。
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