WO2023095279A1 - ギヤ及びステアリング装置 - Google Patents

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WO2023095279A1
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gear
circumferential direction
sleeve
rib
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新 菊地
幸司 奥村
Original Assignee
株式会社ジェイテクト
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/02—Toothed members; Worms
    • F16H55/06—Use of materials; Use of treatments of toothed members or worms to affect their intrinsic material properties

Definitions

  • the present invention relates to gears and steering devices.
  • reduction gears provided in steering devices of automobiles are known to have a worm and a gear serving as a worm wheel that meshes with the worm.
  • a disk-shaped resin sleeve and a resin tooth portion covering the entire outer circumference of the sleeve and having a plurality of gear teeth are integrally formed (for example, Patent Document 1 reference).
  • a sleeve made of a reinforced resin material is molded first, and then, with the sleeve inserted, the teeth are molded using a non-reinforced resin material.
  • the sleeve is heated by the molten resin, the rigidity of the sleeve is lowered, and heat shrinkage may cause slight deformation in a portion of the sleeve. This deformation results in a reduction in gear precision (meshing run-out).
  • the purpose of the present invention is to suppress the deterioration of gear accuracy.
  • a gear according to an aspect of the present invention includes a disk-shaped resin sleeve, and a plurality of gear teeth covering the outer peripheral portion of the sleeve and arranged at equal intervals in the circumferential direction.
  • the sleeve includes: a plurality of protrusions arranged on the outer peripheral surface at even intervals in the circumferential direction; a plurality of ribs arranged at intervals, wherein the number of first installation points in the circumferential direction of the protrusion and the number of second installation points of the rib in the circumferential direction are the same, and the gear teeth is an integral multiple of the number of third installation locations in the circumferential direction.
  • a steering device includes an electric motor driven based on steering of a steering member, and the gear, and the output rotation of the electric motor is reduced by the gear and transmitted to the steering mechanism. and a speed reducer.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a steering device according to an embodiment
  • FIG. It is the perspective view which looked at the gear which concerns on embodiment from the front side. It is a top view of the front side of the gear which concerns on embodiment. It is a top view of the back side of the gear concerning an embodiment.
  • FIG. 4 is a partial front view of a portion of the sleeve according to the embodiment as seen from the front side;
  • FIG. 4 is a partial cross-sectional view of the teeth and a part of the sleeve according to the embodiment, as seen from the X-axis direction;
  • the axial direction of the gear is defined as the Y-axis direction.
  • the X-axis direction is a direction orthogonal to the Y-axis direction
  • the Z-axis direction is a direction orthogonal to both the Y-axis direction and the X-axis direction.
  • the positive direction of the X-axis indicates the arrow direction side of the X-axis
  • the negative direction of the X-axis indicates the side opposite to the positive direction of the X-axis.
  • the Y-axis direction and the Z-axis direction is defined as the Y-axis direction.
  • two straight lines match means not only that the two straight lines match completely, but also that they substantially match, that is, for example, a difference of about several percent It is also meant to include
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a steering device 1 according to an embodiment.
  • the steering device 1 is an electric power steering device, includes a steering mechanism 6 and a steering mechanism 4, and is operated based on steering (steering operation) of a driver's steering wheel 2 (steering member). , steers the steered wheels 3 .
  • the steering mechanism 6 includes an assist mechanism 5 that assists the steering operation of the driver.
  • the steering mechanism 6 has an input shaft 8 , an output shaft 9 , an intermediate shaft 7 and a pinion shaft 15 .
  • the input shaft 8 is connected to the steering wheel 2 .
  • the output shaft 9 is connected to the input shaft 8 via a torsion bar 10 .
  • the intermediate shaft 7 is connected via a universal joint to a pinion shaft 15 having a pinion 15a.
  • the steering mechanism 4 has a rack shaft 16 and tie rods 17 .
  • the rack shaft 16 has a rack 16a meshed with the pinion 15a.
  • the tie rod 17 has one end connected to the rack shaft 16 and the other end connected to the steered wheels 3 .
  • the pinion shaft 15 rotates via the input shaft 8, the output shaft 9 and the intermediate shaft 7.
  • the rotation of the pinion shaft 15 is converted into axial reciprocating motion of the rack shaft 16 by the steering mechanism 4 .
  • the reciprocating motion of the rack shaft 16 in the axial direction changes the steering angle of the steerable wheels 3 .
  • the assist mechanism 5 includes a torque sensor 11 , an ECU (Electronic Control Unit) 12 , an electric motor 19 and a speed reducer 20 .
  • the speed reducer 20 includes a worm 21 , a gear 22 configured as a worm wheel that meshes with the worm 21 , and a housing 23 that houses the worm 21 and gear 22 .
  • the worm 21 is connected to a rotating shaft (not shown) of the electric motor 19 .
  • the gear 22 is connected to the output shaft 9 so as to rotate integrally therewith.
  • the torque sensor 11 detects the twist amount between the input shaft 8 and the output shaft 9 .
  • the ECU 12 determines the assist torque based on the steering torque T obtained from the twist amount detected by the torque sensor 11, the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 13, and the like.
  • the electric motor 19 is driven and controlled by the ECU 12 .
  • the electric motor 19 thus driven based on the steering of the steering wheel 2 transmits output rotation to the worm 21 to rotate the worm 21 .
  • the gear 22 meshing with the worm 21 rotates at a lower speed than the worm 21, and the gear 22 and the output shaft 9 rotate together.
  • the speed reducer 20 reduces the output rotation of the electric motor 19 by the gear 22 and transmits it to the output shaft 9 of the steering mechanism 6 as assist torque. This assists the steering operation of the steering wheel 2 by the driver.
  • FIG. 2 is a front perspective view of the gear 22 according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a plan view of the front side of the gear 22 according to the embodiment.
  • FIG. 4 is a plan view of the back side of the gear 22 according to the embodiment.
  • the outline of the sleeve 26 provided on the gear 22 is indicated by broken lines.
  • the gear 22 is formed in a disc shape.
  • the Y-axis direction is the axial direction of the gear 22 and can also be said to be the thickness direction of the gear 22 .
  • a central axis C of the gear 22 passes through the center of the circle of the gear 22 and extends in the Y-axis direction.
  • the negative Y-axis direction is the front side of the gear 22
  • the positive Y-axis direction is the rear side of the gear 22 .
  • the gear 22 has a circular through hole 221 penetrating in the Y-axis direction at the center of the circle. By press-fitting the output shaft 9 into the through hole 221 , the gear 22 is connected to the output shaft 9 so as to rotate integrally therewith.
  • a plurality of gear teeth 31 meshing with the worm 21 are formed along the entire outer peripheral surface of the gear 22 at equal intervals in the circumferential direction of the gear 22 .
  • the location where each gear tooth 31 is installed in the circumferential direction is referred to as a third installation location.
  • the third installation locations are arranged at regular intervals in the circumferential direction. In the present embodiment, the case where the total number of third installation locations (the number of third installation locations N) is 41 is exemplified. Only one gear tooth 31 is required at each third location. However, two or more gear teeth 31 may be aligned in the axial direction (Y-axis direction) at one third installation location.
  • a gap between adjacent gear teeth 31 is formed in a groove-like shape by notching the outer peripheral portion of the gear 22 in the Y-axis direction.
  • the gear 22 has a collar 24 , teeth 25 and a sleeve 26 .
  • the collar 24 is a cylindrical metal member having a central axis coinciding with the central axis C. As shown in FIG. A through hole 221 of the gear 22 is defined by the inner peripheral surface of the collar 24 .
  • the tooth portion 25 is a resin member made of, for example, non-reinforced resin that constitutes the plurality of gear teeth 31 .
  • the tooth portion 25 is formed in an annular shape and continuously covers the outer peripheral portion 262 of the sleeve 26 over the entire circumference.
  • a plurality of gear teeth 31 are formed on the outer peripheral surface of the tooth portion 25 .
  • the sleeve 26 is a member coaxially fitted onto the collar 24 .
  • the sleeve 26 is formed in a disk shape and is a resin member made entirely of resin. More specifically, the sleeve 26 is made of reinforced resin mixed with glass fibers, for example.
  • the sleeve 26 is arranged between an inner peripheral portion 261 located on the innermost side in the radial direction, an outer peripheral portion 262 located on the outermost side in the radial direction, and between the inner peripheral portion 261 and the outer peripheral portion 262. 261 and a connecting portion 263 that connects the outer peripheral portion 262 are integrally provided.
  • the inner peripheral portion 261 is formed in an annular shape having a central axis coinciding with the central axis C.
  • the inner peripheral surface of the inner peripheral portion 261 is fitted with the collar 24 .
  • the outer peripheral portion 262 is formed in an annular shape and arranged coaxially with the inner peripheral portion 261 .
  • a plurality of protrusions 264 protruding radially outward are formed on the outer peripheral surface of the outer peripheral portion 262 so as to be arranged at equal intervals in the circumferential direction of the outer peripheral portion 262 . 3 and 4, the plurality of protrusions 264 are illustrated with dashed lines.
  • the space between a pair of adjacent protrusions 264 is called a recess 265 . Therefore, a plurality of recesses 265 are provided on the outer peripheral surface of the outer peripheral portion 262 .
  • the plurality of recesses 265 are arranged side by side at regular intervals in the circumferential direction of the outer peripheral portion 262 .
  • a location where each protrusion 264 is installed in the circumferential direction is referred to as a first installation location.
  • the first installation locations are arranged at regular intervals in the circumferential direction.
  • the total number of first installation locations (the number of first installation locations L) is 41 as an example.
  • One projection 264 is sufficient for each first installation location.
  • two or more protrusions 264 may be aligned in the axial direction (Y-axis direction) at one first installation location.
  • the connecting portion 263 is an annular portion arranged between the inner peripheral portion 261 and the outer peripheral portion 262 so as to continuously connect the inner peripheral portion 261 and the outer peripheral portion 262 over the entire circumference.
  • a plurality of rib portions 270 are arranged in the connecting portion 263 at equal intervals in the circumferential direction. Since the connecting portion 263 is located radially inward of the outer peripheral portion 262 , the plurality of rib portions 270 are arranged radially inward of the plurality of convex portions 264 .
  • a first hole portion 281 is provided between the plurality of first rib portions 271 in the circumferential direction. That is, the plurality of first rib portions 271 and the plurality of first hole portions 281 are arranged alternately in the circumferential direction.
  • Each first hole portion 281 has the same shape in plan view (viewed in the Y-axis direction) and is an elongated hole elongated in the radial direction.
  • a second hole portion 282 is provided between the plurality of second rib portions 272 in the circumferential direction. That is, the plurality of second rib portions 272 and the plurality of second hole portions 282 are arranged alternately in the circumferential direction.
  • the second hole portion 282 and the first hole portion 281 are lightening holes for reducing the weight of the sleeve 26 .
  • Each second hole 282 has the same shape as each first hole 281 in plan view (viewed in the Y-axis direction). Each second hole 282 is arranged at a position corresponding to each first hole 281 . Therefore, it can be said that each second rib portion 272 also has the same shape as each first rib portion 271 and is arranged at a position corresponding to each first rib portion 271 . That is, the corresponding first rib portion 271 and second rib portion 272 are installed at the same position.
  • This installation location is called a second installation location.
  • the second installation locations are arranged at regular intervals in the circumferential direction.
  • a pair of the first rib portion 271 and the second rib portion 272 may be provided at each second installation location.
  • the total number of second installation locations (the number of second installation locations M) is 41 as an example. That is, the first number L of installation locations, the number M of second installation locations, and the number N of third installation locations are the same.
  • the mold is filled with molten resin that will become the teeth 25 while the previously molded sleeve 26 is placed in the mold.
  • the rigidity of the sleeve 26 is lowered, and a portion may be slightly deformed.
  • each convex portion 264 and each rib portion In 270 it is possible to generate locations where minute deformation is synchronized in the circumferential direction.
  • each location of the sleeve 26 is slightly deformed.
  • the gear teeth 31 are synchronized with each other in the circumferential direction. Therefore, even if each gear tooth 31 is also slightly deformed due to each portion of the sleeve 26 that is slightly deformed, the deformed portion of each gear tooth 31 is also generated at approximately the same position. If different parts of each gear tooth 31 are deformed, a variation different from the meshing period may occur, or a undulation may occur in the rotation period. are substantially at the same position, these problems can be suppressed.
  • each concave portion 265 and each rib portion 270 (each first rib portion 271 and each second rib portion 272) in the sleeve 26 will be described.
  • each first rib portion 271 and each second rib portion 272 have the same shape and are arranged at positions corresponding to each other.
  • the second rib portion 272 is omitted.
  • the positional relationship between one recessed portion 265 and one first rib portion 271 will be described as an example, but the same applies to the positional relationship between other recessed portions 265 and other first rib portions 271 .
  • FIG. 5 is a partial front view of part of the sleeve 26 according to the embodiment, viewed from the front side.
  • the circumferential centerline C1 (illustrated by the dashed line) of the recess 265 coincides with the circumferential centerline C2 (illustrated by the two-dot chain line) of the first rib portion 271 .
  • the center line C1 is a straight line that bisects the circumferential width H1 of the recess 265 and passes through the central axis C.
  • the center line C2 is a straight line that bisects the circumferential width H2 of the first rib portion 271 and passes through the central axis C.
  • FIG. thereby, it is possible to make the radial rigidity of each first rib portion 271 uniform as much as possible. This is the same for each second rib portion 272 as well.
  • the circumferential width H2 of the first rib portion 271 is preferably larger than the circumferential width H1 of the recess 265 . In this case, it is possible to increase the rigidity of the first rib portion 271 in the circumferential direction. This is the same for each second rib portion 272 as well.
  • FIG. 6 is a partial cross-sectional view of part of the tooth portion 25 and the sleeve 26 according to the embodiment as seen from the X-axis direction.
  • FIG. 6 shows the positional relationship between a pair of first hole portions 281 and second hole portions 282 and one gear tooth 31 corresponding to the pair, but the other pair of first hole portions 281 The same applies to the positional relationship between the second hole portion 282 and other gear teeth 31 corresponding to other sets. As shown in FIG.
  • a center line C3 (illustrated by a two-dot chain line) between the paired first hole portion 281 and the second hole portion 282 in the axial direction (Y-axis direction) It coincides with the center line C4 (indicated by a dashed line) in the axial direction.
  • the center line C3 is the bisector of the length H3 in the Y-axis direction between the bottom of the first hole 281 and the bottom of the second hole 282, and is parallel to the Z-axis direction. is a straight line.
  • the center line C4 is the bisector of the length H4 of the gear tooth 31 in the Y-axis direction and is a straight line parallel to the Z-axis direction.
  • the center line C3 between the first hole portion 281 and the second hole portion 282 in the axial direction coincides with the axial center line C4 of the gear tooth 31, the first rib portion 271 and the second rib It is possible to suppress tilting of the portion 272 in the axial direction as much as possible. As a result, it is possible to suppress undulations with respect to the rotation cycle, and to further suppress deterioration of the accuracy of the gear 22 .
  • the number L of first installation locations and the number M of second installation locations match the number N of third installation locations.
  • the first number L of installation locations and the second number M of installation locations should be the same number and be an integral multiple of the third number N of installation locations.
  • the sleeve 26 is slightly deformed. The deformed portions of the gear teeth 31 caused by the respective portions can be generated at positions approximated to some extent. That is, even in this case, it is possible to suppress the deterioration of gear accuracy.
  • the center line C1 of the recess 265 is aligned with the center line C2 of the rib portion 270 is exemplified.
  • the center line C1 of the concave portion 265 only needs to be contained within the circumferential width of the rib portion 270 . Even in this case, it is possible to make the radial rigidity of each rib portion 270 uniform to some extent.
  • the center line C3 between the first hole portion 281 and the second hole portion 282 in the axial direction coincides with the center line C4 of the gear teeth 31 is exemplified.
  • the center line C4 of the gear tooth 31 may be arranged at a position between the first hole portion 281 and the second hole portion 282 in the axial direction. Even in this case, it is possible to suppress tilting of the first rib portion 271 and the second rib portion 272 in the axial direction to some extent.
  • first hole portion 281 and the second hole portion 282 that form a pair are each bottomed.
  • the bottom portions of the first hole portion 281 and the second hole portion 282 that form a pair may penetrate through each other in the axial direction. This makes it possible to make the gear 22 lighter.
  • a case where a plurality of first rib portions 271 are provided on the first main surface 263a of the connecting portion 263 and a plurality of second rib portions 272 are provided on the second main surface 263b of the connecting portion 263 is illustrated. bottom.
  • a plurality of rib portions may be provided on only one of the first main surface and the second main surface in the connecting portion.
  • the case where the output shaft 9 is press-fitted into the through hole 221 of the collar 24 of the gear 22 in order to connect the gear 22 to the output shaft 9 so as to be able to rotate integrally is exemplified.
  • serrations may be provided on the inner peripheral surface of the collar and the outer peripheral surface of the output shaft, and the collar and the output shaft may be serrated-fitted.
  • the collar may be omitted. In this case the sleeve is directly connected to the output shaft.
  • the present invention is applicable to gears used in reduction gears.

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Abstract

ギヤ（２２）は、円盤状に形成された樹脂製のスリーブ（２６）と、スリーブ（２６）の外周部（２６２）を覆い、周方向に均等な間隔で並ぶ複数のギヤ歯（３１）を有する樹脂製の歯部（２５）と、を備えている。スリーブ（２６）は、周方向に均等な間隔で外周面に並ぶ複数の凸部（２６４）と、凸部（２６４）よりも径方向内側の位置で、周方向に均等な間隔で並ぶ複数のリブ部（２７０）とを備えている。凸部（２６４）における周方向での第一設置箇所数Ｌと、リブ部（２７０）における周方向での第二設置箇所数Ｍとは、同数であり、かつギヤ歯（３１）における周方向での第三設置箇所数Ｎの整数倍である。

Description

ギヤ及びステアリング装置
　本発明は、ギヤ及びステアリング装置に関する。
　例えば、自動車のステアリング装置に備わる減速機においては、ウォームと、ウォームと噛み合うウォームホイールとしてのギヤとを有したものが知られている。このようなギヤにおいては、円盤状の樹脂製のスリーブと、そのスリーブの外周部を全周にわたって覆い、複数のギヤ歯を有する樹脂製の歯部とが一体成形されている（例えば特許文献１参照）。
特開２０１７－８２８６０号公報
　ここで、ギヤを製造する際には、強化樹脂材料からなるスリーブを先に成形し、その後、当該スリーブをインサートした状態で、非強化樹脂材料で歯部を成形する。このとき、ギヤ歯の精度を高めるために、金型内の保圧を高くする必要がある。しかしながら、保圧を高くしようとすると、溶融樹脂によってスリーブが加熱されてしまい、スリーブの剛性が低下し、熱収縮でスリーブの一部に微小変形が生じる場合がある。この変形は、結果的にギヤの精度（噛合振れ）を低下させてしまう。
　本発明の目的は、ギヤの精度の低下を抑制することである。
　上記課題を解決するために、本発明の一態様に係るギヤは、円盤状に形成された樹脂製のスリーブと、前記スリーブの外周部を覆い、周方向に均等な間隔で並ぶ複数のギヤ歯を有する樹脂製の歯部と、を備え、前記スリーブは、周方向に均等な間隔で外周面に並ぶ複数の凸部と、前記凸部よりも径方向内側の位置で、周方向に均等な間隔で並ぶ複数のリブ部とを備え、前記凸部における周方向での第一設置箇所数と、前記リブ部における周方向での第二設置箇所数とは、同数であり、かつ前記ギヤ歯における周方向での第三設置箇所数の整数倍である。
　また、本発明の一態様に係るステアリング装置は、操舵部材の操舵に基づいて駆動される電動モータと、上記ギヤを含み、前記電動モータの出力回転を前記ギヤによって減速して操舵機構に伝達する減速機とを備える。
　本発明によれば、ギヤの精度の低下を抑制することができる。
実施の形態に係るステアリング装置の概略図である。 実施の形態に係るギヤを正面側から見た斜視図である。 実施の形態に係るギヤの正面側の平面図である。 実施の形態に係るギヤの背面側の平面図である。 実施の形態に係るスリーブの一部を正面側から見た部分正面図である。 実施の形態に係る歯部及びスリーブの一部をＸ軸方向から見た部分断面図である。
　以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
　図面は、本発明を示すために適宜強調や省略、比率の調整を行った模式的な図となっており、実際の形状や位置関係、比率とは異なる場合がある。
　また、以下の説明及び図面中において、ギヤの軸方向をＹ軸方向と定義する。Ｘ軸方向はＹ軸方向に直交する方向であり、Ｚ軸方向はＹ軸方向及びＸ軸方向の双方に直交する方向である。また、以下の説明において、例えば、Ｘ軸プラス方向とは、Ｘ軸の矢印方向側を示し、Ｘ軸マイナス方向とは、Ｘ軸プラス方向とは反対側を示す。Ｙ軸方向及びＺ軸方向についても同様である。さらに、平行、直交及び一致などの、相対的な方向、姿勢または位置を示す表現は、厳密には、その方向、姿勢または位置ではない場合も含む。例えば、２つの直線が一致している、とは、当該２つの直線が完全に一致していることを意味するだけでなく、実質的に一致していること、すなわち、例えば数％程度の差異を含むことも意味する。
　［ステアリング装置］
　図１は、実施の形態に係るステアリング装置１の概略図である。図１に示すように、ステアリング装置１は、電動式パワーステアリング装置であって、操舵機構６及び転舵機構４を含み、運転者のステアリングホイール２（操舵部材）の操舵（ステアリング操作）に基づき、転舵輪３を転舵させる。操舵機構６は、運転者のステアリング操作を補助するアシスト機構５を備えている。
　操舵機構６は、入力シャフト８、出力シャフト９、インターミディエイトシャフト７及びピニオンシャフト１５を有している。入力シャフト８は、ステアリングホイール２に連結されている。出力シャフト９は、トーションバー１０を介して入力シャフト８に連結されている。インターミディエイトシャフト７は、自在継手を介して、ピニオン１５ａを有するピニオンシャフト１５に連結されている。
　転舵機構４は、ラックシャフト１６及びタイロッド１７を有している。ラックシャフト１６は、ピニオン１５ａに噛み合ったラック１６ａを有している。タイロッド１７は、一端がラックシャフト１６に連結されて、他端が転舵輪３に連結されている。
　運転者のステアリングホイール２の操作に応じて、ステアリングホイール２が回転すると、入力シャフト８、出力シャフト９及びインターミディエイトシャフト７を介して、ピニオンシャフト１５が回転する。ピニオンシャフト１５の回転は、転舵機構４により、ラックシャフト１６の軸方向の往復運動に変換される。ラックシャフト１６の軸方向の往復運動により、転舵輪３の転舵角が変化する。
　アシスト機構５は、トルクセンサ１１と、ＥＣＵ(Electronic Control Unit)１２、電動モータ１９及び減速機２０を含む。減速機２０は、ウォーム２１と、ウォーム２１と噛み合うウォームホイールとして構成されたギヤ２２と、ウォーム２１及びギヤ２２を収容するハウジング２３とを含む。ウォーム２１は、電動モータ１９の回転軸（図示せず）に連結されている。ギヤ２２は、出力シャフト９に一体回転可能に連結されている。
　運転者の操舵に伴ってステアリングホイール２が回転すると、トルクセンサ１１は、入力シャフト８と出力シャフト９との間の捩れ量を検出する。ＥＣＵ１２は、トルクセンサ１１により検出された捩れ量から得られる操舵トルクＴや、車速センサ１３によって検出された車速Ｖ等に基づいてアシストトルクを決定する。電動モータ１９は、ＥＣＵ１２により駆動制御される。このようにステアリングホイール２の操舵に基づいて駆動された電動モータ１９は、ウォーム２１に出力回転を伝達してウォーム２１を回転させる。すると、ウォーム２１と噛み合ったギヤ２２がウォーム２１よりも低速で回転し、ギヤ２２及び出力シャフト９が一体回転する。このように、減速機２０は、電動モータ１９の出力回転をギヤ２２によって減速し、アシストトルクとして操舵機構６の出力シャフト９に伝達する。これにより、運転者によるステアリングホイール２のステアリング操作が補助される。
　［ギヤ］
　次にギヤ２２について詳細に説明する。図２は実施の形態に係るギヤ２２を正面側から見た斜視図である。図３は実施の形態に係るギヤ２２の正面側の平面図である。図４は実施の形態に係るギヤ２２の背面側の平面図である。図３及び図４では、ギヤ２２に備わるスリーブ２６の外形線は破線で示している。
　図２～図４に示すように、ギヤ２２は、円盤状に形成されている。上述したように、Ｙ軸方向がギヤ２２の軸方向であり、ギヤ２２の厚さ方向とも言える。ギヤ２２の中心軸Ｃは、ギヤ２２の円中心を通ってＹ軸方向に延びている。Ｙ軸マイナス方向をギヤ２２の正面側とし、Ｙ軸プラス方向をギヤ２２の背面側とする。
　ギヤ２２は、円中心にＹ軸方向に沿って貫通した円形状の貫通孔２２１を有している。この貫通孔２２１に出力シャフト９が圧入されることによって、ギヤ２２は、出力シャフト９に一体回転自在に連結される。ギヤ２２の外周面の全域には、ウォーム２１と噛み合う複数のギヤ歯３１が、ギヤ２２の周方向に等間隔で並んで形成されている。ここで、周方向において各ギヤ歯３１の設置箇所を第三設置箇所と称す。第三設置箇所は、周方向において均等な間隔で並んでいる。本実施の形態では、第三設置箇所の総数（第三設置箇所数Ｎ）が４１個である場合を例示している。各第三設置箇所においては、１つのギヤ歯３１があればよい。しかし、一つの第三設置箇所には、軸方向（Ｙ軸方向）で２つ以上のギヤ歯３１が並んでいてもよい。
　隣り合うギヤ歯３１の隙間は、ギヤ２２の外周部をＹ軸方向に切り欠く溝状に形成されている。ギヤ歯３１がウォーム２１と噛み合った状態でウォーム２１が回転すると、ギヤ２２が周方向に回転する。
　ギヤ２２は、カラー２４と、歯部２５と、スリーブ２６とを有している。カラー２４は、中心軸Ｃと一致した中心軸を有する円筒状の金属部材である。ギヤ２２の貫通孔２２１は、カラー２４の内周面によって区画されている。歯部２５は、複数のギヤ歯３１を構成する、例えば非強化樹脂からなる樹脂部材である。歯部２５は円環状に形成されており、スリーブ２６の外周部２６２を全周にわたって連続的に覆っている。歯部２５の外周面には、複数のギヤ歯３１が形成されている。
　スリーブ２６は、カラー２４に対して同軸状で外嵌された部材である。スリーブ２６は、円盤状に形成されており、全体が樹脂により形成された樹脂部材である。より具体的には、スリーブ２６は、例えばガラス繊維が混合された強化樹脂により形成されている。
　スリーブ２６は、径方向における最も内側に位置する内周部２６１と、径方向における最も外側に位置する外周部２６２と、内周部２６１と外周部２６２との間に配置され、当該内周部２６１と外周部２６２とを連結する連結部２６３とを一体的に備えている。
　内周部２６１は、中心軸Ｃと一致した中心軸を有する円環状に形成されている。内周部２６１の内周面には、カラー２４が嵌合している。外周部２６２は、円環状に形成され、内周部２６１と同軸状に配置されている。外周部２６２の外周面には、径方向外方に向けて突出する複数の凸部２６４が、外周部２６２の周方向に等間隔で並んで形成されている。図３及び図４では、複数の凸部２６４は破線で図示されている。ここで、隣り合う一対の凸部２６４間を凹部２６５と称す。このため、凹部２６５は、外周部２６２の外周面に複数設けられている。複数の凹部２６５は、外周部２６２の周方向に等間隔で並んで配列されている。
　周方向において各凸部２６４の設置箇所を第一設置箇所と称す。第一設置箇所は、周方向において均等な間隔で並んでいる。本実施の形態では、第一設置箇所の総数（第一設置箇所数Ｌ）が４１個である場合を例示している。各第一設置箇所においては、１つの凸部２６４があればよい。しかし、一つの第一設置箇所には、軸方向（Ｙ軸方向）で２つ以上の凸部２６４が並んでいてもよい。
　連結部２６３は、内周部２６１と外周部２６２とを全周にわたって連続的に連結するように、内周部２６１と外周部２６２との間に配置された円環状の部位である。連結部２６３には、複数のリブ部２７０が周方向に均等な間隔で並んでいる。連結部２６３は、外周部２６２よりも径方向内側の部位であるため、複数のリブ部２７０は、複数の凸部２６４よりも径方向内側に配置されている。
　具体的には、図３に示すように、連結部２６３において正面側の第一主面２６３ａには、複数のリブ部２７０の一部である複数の第一リブ部２７１が周方向に均等な間隔で並んでいる。この複数の第一リブ部２７１の周方向の間は第一穴部２８１である。つまり、複数の第一リブ部２７１と複数の第一穴部２８１は、周方向に交互に並んで配置されている。各第一穴部２８１は、平面視（Ｙ軸方向視）において同形状であり、径方向に長尺な長穴である。
　一方、図４に示すように、連結部２６３において背面側の第二主面２６３ｂには、複数のリブ部２７０の一部である複数の第二リブ部２７２が周方向に均等な間隔で並んでいる。この複数の第二リブ部２７２の周方向の間は第二穴部２８２である。つまり、複数の第二リブ部２７２と複数の第二穴部２８２は、周方向に交互に並んで配置されている。第二穴部２８２と第一穴部２８１とはスリーブ２６を軽量化するための肉抜き穴である。
　各第二穴部２８２は、平面視（Ｙ軸方向視）において各第一穴部２８１と同形状である。また、各第二穴部２８２は、各第一穴部２８１に対応する位置に配置されている。このため、各第二リブ部２７２においても、各第一リブ部２７１と同形状であり、各第一リブ部２７１に対応する位置に配置されていると言える。つまり、対応する第一リブ部２７１と第二リブ部２７２との設置箇所は同位置となっている。この設置箇所を第二設置箇所と称す。第二設置箇所は、周方向において均等な間隔で並んでいる。各第二設置箇所においては、第一リブ部２７１と第二リブ部２７２とが一組あればよい。本実施の形態では、第二設置箇所の総数（第二設置箇所数Ｍ）が４１個である場合を例示している。つまり、第一設置箇所数Ｌと、第二設置箇所数Ｍと、第三設置箇所数Ｎとが一致している。
　製造時においては、先に成形されたスリーブ２６が金型内に配置された状態で、歯部２５となる溶融樹脂が金型内に充填される。このとき、溶融樹脂からの熱と金型内の保圧とにより、スリーブ２６の剛性が低下し微小変形する部位が生じうる。ここで、第一設置箇所数Ｌと、第二設置箇所数Ｍとが一致していることと、金型内では一定の保圧が付与されていることから、各凸部２６４と各リブ部２７０とにおいては微小変形する箇所を周方向で同期した位置に発生させることができる。さらに、歯部２５においても各ギヤ歯３１の第三設置箇所数Ｎが、第一設置箇所数Ｌ及び第二設置箇所数Ｍに一致しているために、スリーブ２６の微小変形した各箇所と、各ギヤ歯３１とが周方向に同期した位置となる。このため、スリーブ２６の微小変形した各箇所を起因として、各ギヤ歯３１にも微小な変形が生じたとしても、各ギヤ歯３１の変形箇所も概ね同位置に発生することとなる。各ギヤ歯３１において異なる箇所が変形していると、噛み合い周期と異なる変動を発生させたり、回転周期にうねりを発生させたりしてしまうが、本態様のように、各ギヤ歯３１の変形箇所が概ね同位置であれば、これらの不具合を抑制できる。
　次に、スリーブ２６における各凹部２６５と、各リブ部２７０（各第一リブ部２７１及び各第二リブ部２７２）との位置関係について説明する。前述したように、各第一リブ部２７１と、各第二リブ部２７２とは同形状であり、互いに対応する位置に配置されているため、第一リブ部２７１を例示して説明し、第二リブ部２７２については省略する。また、一つの凹部２６５と、一つの第一リブ部２７１との位置関係を例示して説明するが、他の凹部２６５と、他の第一リブ部２７１との位置関係においても同様である。
　図５は、実施の形態に係るスリーブ２６の一部を正面側から見た部分正面図である。図５に示すように、凹部２６５の周方向における中心線Ｃ１（一点鎖線で図示）は、第一リブ部２７１の周方向での中心線Ｃ２（二点鎖線で図示）に一致している。具体的には、中心線Ｃ１は、凹部２６５の周方向の幅Ｈ１の二等分線であり、中心軸Ｃを通過する直線である。同様に、中心線Ｃ２は、第一リブ部２７１の周方向の幅Ｈ２の二等分線であり、中心軸Ｃを通過する直線である。これにより、各第一リブ部２７１における径方向の剛性を極力均一化することが可能である。これは、各第二リブ部２７２においても同様である。
　また、第一リブ部２７１の周方向の幅Ｈ２は、凹部２６５の周方向の幅Ｈ１よりも大きくすることが好ましい。この場合、第一リブ部２７１の周方向における剛性を高めることが可能である。これは、各第二リブ部２７２においても同様である。
　次に、歯部２５とスリーブ２６との位置関係について説明する。図６は、実施の形態に係る歯部２５及びスリーブ２６の一部をＸ軸方向から見た部分断面図である。図６では、一組の第一穴部２８１及び第二穴部２８２と、当該組に対応する１つのギヤ歯３１との位置関係を図示しているが、他の組の第一穴部２８１及び第二穴部２８２と、その他の組に対応する他のギヤ歯３１との位置関係についても同様である。図６に示すように、組となる第一穴部２８１と、第二穴部２８２との軸方向（Ｙ軸方向）の間の中心線Ｃ３（二点鎖線で図示）は、ギヤ歯３１の軸方向における中心線Ｃ４（一点鎖線で図示）に対して一致している。具体的には、中心線Ｃ３は、第一穴部２８１の底部と、第二穴部２８２の底部との間におけるＹ軸方向の長さＨ３の二等分線であり、Ｚ軸方向に平行な直線である。同様に、中心線Ｃ４は、ギヤ歯３１のＹ軸方向の長さＨ４の二等分線であり、Ｚ軸方向に平行な直線である。これにより、第一リブ部２７１及び第二リブ部２７２の軸方向の傾倒を極力抑制することが可能である。
　［効果等］
　以上のように、本実施の形態に係るギヤによれば、第一設置箇所数Ｌと、第二設置箇所数Ｍと、第三設置箇所数Ｎとが一致しているので、製造時にスリーブ２６の微小変形した各箇所と、各ギヤ歯３１とが周方向に同期した位置となる。このため、スリーブ２６の微小変形した各箇所を起因として各ギヤ歯３１にも微小な変形が生じたとしても、各ギヤ歯３１の変形箇所も概ね同位置に発生させることができる。これにより、噛み合い周期と異なる変動や、回転周期に対するうねりを抑制することができ、結果的にギヤ２２の精度の低下を抑制することができる。
　凹部２６５の周方向での中心線Ｃ１は、リブ部２７０（第一リブ部２７１、第二リブ部２７２）の周方向での中心線Ｃ２に一致しているので、各リブ部２７０における径方向の剛性を極力均一化することが可能である。これにより、スリーブ２６において微小変形する箇所を少なくすることができる。したがって、ギヤ２２の精度の低下をより抑制することが可能である。
　第一穴部２８１と第二穴部２８２との軸方向の間の中心線Ｃ３と、ギヤ歯３１の軸方向の中心線Ｃ４とが一致しているので、第一リブ部２７１及び第二リブ部２７２の軸方向の傾倒を極力抑制することが可能である。これにより、回転周期に対するうねりを抑えることができ、ギヤ２２の精度の低下をより抑制することが可能である。
　ステアリング装置１に用いられるギヤ２２においては、上記したように精度の低下が抑制されているので、ステアリング装置１の動作を安定させることが可能である。
　［その他］
　以上、本発明に係るギヤ及びステアリング装置について、上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。
　例えば、上記実施の形態では、第一設置箇所数Ｌと、第二設置箇所数Ｍとは、第三設置箇所数Ｎと一致している場合を例示した。しかしながら、第一設置箇所数Ｌと、第二設置箇所数Ｍとは、同数であり、かつ第三設置箇所数Ｎの整数倍であればよい。例えば、第一設置箇所数Ｌと、第二設置箇所数Ｍとのそれぞれが、第三設置箇所数ＮのＱ倍（ＱはＮの整数）以上であったとしても、スリーブ２６の微小変形した各箇所を起因とした各ギヤ歯３１の変形箇所をある程度近似した位置に発生させることができる。つまり、この場合においても、ギヤの精度の低下を抑制することができる。
　上記実施の形態では、凹部２６５の中心線Ｃ１が、リブ部２７０の中心線Ｃ２に一致している場合を例示した。しかしながら、凹部２６５の中心線Ｃ１は、リブ部２７０において周方向の幅内に収められていればよい。この場合においても、各リブ部２７０における径方向の剛性をある程度均一化することが可能である。
　上記実施の形態では、第一穴部２８１と第二穴部２８２との軸方向の間の中心線Ｃ３と、ギヤ歯３１の中心線Ｃ４とが一致している場合を例示した。しかしながら、ギヤ歯３１の中心線Ｃ４は、第一穴部２８１と第二穴部２８２との軸方向の間の位置に配置されていればよい。この場合においても、第一リブ部２７１及び第二リブ部２７２の軸方向の傾倒をある程度抑制することが可能である。
　また、上記実施の形態では、組となる第一穴部２８１と第二穴部２８２とがそれぞれ有底状である場合を例示した。しかしながら、組となる第一穴部２８１と第二穴部２８２とは互いの底部が軸方向に貫通していてもよい。これによりギヤ２２をより軽量化することが可能である。
　また、上記実施の形態では、連結部２６３の第一主面２６３ａに複数の第一リブ部２７１が設けられ、第二主面２６３ｂに複数の第二リブ部２７２が設けられている場合を例示した。しかしながら、連結部においては第一主面及び第二主面の一方のみに、複数のリブ部が設けられていてもよい。
　また、上記実施の形態では、ギヤ２２を出力シャフト９に一体回転可能に連結するために、ギヤ２２のカラー２４の貫通孔２２１に出力シャフト９を圧入する場合を例示した。しかしながら、カラーの内周面と出力シャフトの外周面とにセレーションを設けて、カラーと出力シャフトとをセレーション嵌合してもよい。また、ギヤでは、カラーが省略されてもよい。この場合、スリーブが出力シャフトに直接連結される。
　その他、実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で実施の形態及び変形例における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。
　本発明は、減速機に用いられるギヤに対して適用可能である。
１…ステアリング装置　２…ステアリングホイール　３…転舵輪　４…転舵機構　５…アシスト機構　６…操舵機構　７…インターミディエイトシャフト　８…入力シャフト　９…出力シャフト　１０…トーションバー　１１…トルクセンサ　１２…ＥＣＵ　１３…車速センサ　１５…ピニオンシャフト　１５ａ…ピニオン　１６…ラックシャフト　１６ａ…ラック　１７…タイロッド　１９…電動モータ　２０…減速機　２１…ウォーム　２２…ギヤ　２３…ハウジング　２４…カラー　２５…歯部　２６…スリーブ　３１…ギヤ歯　２２１…貫通孔　２６１…内周部　２６２…外周部　２６３…連結部　２６３ａ…第一主面　２６３ｂ…第二主面　２６４…凸部　２６５…凹部　２７０…リブ部　２７１…第一リブ部　２７２…第二リブ部　２８１…第一穴部　２８２…第二穴部　Ｃ…中心軸　Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４…中心線　Ｈ１、Ｈ２…幅　Ｈ３、Ｈ４…長さ　Ｔ…操舵トルク　Ｖ…車速

Claims (7)

  1. 　円盤状に形成された樹脂製のスリーブと、
    　前記スリーブの外周部を覆い、周方向に均等な間隔で並ぶ複数のギヤ歯を有する樹脂製の歯部と、を備え、
    　前記スリーブは、
    　周方向に均等な間隔で外周面に並ぶ複数の凸部と、
    　前記凸部よりも径方向内側の位置で、周方向に均等な間隔で並ぶ複数のリブ部とを備え、
    　前記凸部における周方向での第一設置箇所数と、前記リブ部における周方向での第二設置箇所数とは、同数であり、かつ前記ギヤ歯における周方向での第三設置箇所数の整数倍である
    　ギヤ。
  2. 　前記第一設置箇所数と、前記第二設置箇所数とは、前記第三設置箇所数と一致している
    　請求項１に記載のギヤ。
  3. 　前記複数の凸部において周方向の間に存在する凹部の周方向での中心線は、前記リブ部において周方向の幅内に収められている
    　請求項１または２に記載のギヤ。
  4. 　前記凹部の周方向での中心線は、前記リブ部の周方向での中心線に一致している
    　請求項３に記載のギヤ。
  5. 　前記複数のリブ部は、前記スリーブの一方の主面に設けられた複数の第一リブ部と、前記スリーブの他方の主面に設けられた複数の第二リブ部とを含み、
    　前記複数の第一リブの周方向の間に存在する第一穴部と、前記複数の第二リブの周方向の間に存在する第二穴部との軸方向の間の位置に、前記ギヤ歯の軸方向における中心線が配置されている
    　請求項１～４のいずれか一項に記載のギヤ。
  6. 　前記第一穴部と、前記第二穴部との軸方向の間の中心線と、前記ギヤ歯の軸方向における中心線とが一致している
    　請求項５に記載のギヤ。
  7. 　操舵部材の操舵に基づいて駆動される電動モータと、
    　請求項１～６のいずれか一項に記載のギヤを含み、前記電動モータの出力回転を前記ギヤによって減速して操舵機構に伝達する減速機とを備えるステアリング装置。
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