特開 2018-203206 ステアリング装置およびウォームホイール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2018-203206(P2018-203206A)

(43)【公開日】2018年12月27日

(54)【発明の名称】ステアリング装置およびウォームホイール

(51)【国際特許分類】

   B62D 5/04 20060101AFI20181130BHJP

   F16H 1/16 20060101ALI20181130BHJP

【ＦＩ】

   B62D5/04

   F16H1/16 Z

【審査請求】有

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2017-114417(P2017-114417)

(22)【出願日】2017年6月9日

(11)【特許番号】特許第6247419号(P6247419)

(45)【特許公報発行日】2017年12月13日

(71)【出願人】

【識別番号】000146010

【氏名又は名称】株式会社ショーワ

(74)【代理人】

【識別番号】100104880

【弁理士】

【氏名又は名称】古部 次郎

(74)【代理人】

【識別番号】100125346

【弁理士】

【氏名又は名称】尾形 文雄

(72)【発明者】

【氏名】武藤 寛之

(72)【発明者】

【氏名】吉岡 明香

【テーマコード（参考）】

3D333

3J009

【Ｆターム（参考）】

3D333CB02

3D333CB15

3D333CC14

3D333CD05

3D333CD09

3D333CD12

3D333CD14

3D333CD16

3D333CD21

3D333CD37

3D333CD38

3D333CD46

3D333CE04

3D333CE12

3D333CE15

3J009DA06

3J009DA11

3J009EA19

3J009EA23

3J009EA32

3J009EB06

3J009EB23

3J009FA08

(57)【要約】

【課題】装置の軽量化を図りつつ、ウォームギヤとウォームホイールとを安定して接続する。
【解決手段】ステアリング装置は、電動モータ４１の駆動により回転するウォームギヤ部５０と、ウォームギヤ部５０に接続し、ウォームギヤ部５０の動作に伴って回転するウォームホイール部６０と、ウォームホイール部６０の同軸上に設けられ、ウォームホイール部６０の動作に伴って回転するピニオン軸２２と、ピニオン軸２２の回転に応じて被操舵部を移動させるラック軸２１と、を備える。そして、ウォームホイール部６０は、樹脂材料によって形成されるとともに、外周に歯部６１１が設けられて回転する本体部６３と、本体部６３の温度変化による変形を抑制する抑制部６７とを有する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

動力部の駆動により回転するウォームギヤと、
前記ウォームギヤに接続し、前記ウォームギヤの動作に伴って回転するウォームホイールと、
前記ウォームホイールの同軸上に設けられ、前記ウォームホイールの動作に伴って回転する回転軸と、
前記回転軸の回転に応じて被操舵部を移動させる移動部と、
を備え、
前記ウォームホイールは、
樹脂材料によって形成されるとともに、外周に歯部が設けられて回転する本体部と、
前記本体部の温度変化による変形を抑制する抑制部と、
を有することを特徴とするステアリング装置。

【請求項2】

前記抑制部は、前記本体部よりも線膨張係数が低いことを特徴とする請求項１に記載のステアリング装置。

【請求項3】

前記歯部と前記本体部とは、同一の樹脂材料によって形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のステアリング装置。

【請求項4】

前記本体部は、強化繊維を含み、前記歯部は、強化繊維を含まないことを特徴とする請求項３に記載のステアリング装置。

【請求項5】

前記抑制部は、金属材料によって形成されていることを特徴とする請求項１に記載のステアリング装置。

【請求項6】

前記本体部の中央部に設けられて前記回転軸に接続する環状部材を備え、
前記抑制部は、前記環状部材に接続していることを特徴とする請求項５に記載のステアリング装置。

【請求項7】

樹脂材料によって形成され回転する本体部と、
樹脂材料によって形成されるとともに、前記本体部の外周に設けられてウォームギヤに接続する歯部を有する歯形部と、
前記本体部の外側であって前記歯部よりも内側に設けられる金属部材と、
を有することを特徴とするウォームホイール。

【請求項8】

回転軸方向における前記金属部材の幅は、前記回転軸方向における前記本体部の幅以上であることを特徴とする請求項７に記載のウォームホイール。

【請求項9】

前記本体部と前記歯形部とは一体形成され、前記金属部材は、前記本体部内または前記歯形部内に設けられていることを特徴とする請求項７に記載のウォームホイール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ステアリング装置およびウォームホイールに関する。

【背景技術】

【0002】

例えば特許文献１には、ウォームギヤと、ウォームギヤに接続されるウォームホイールと、ウォームギヤを回転可能に支持する第２軸受と、第２軸受を予圧方向に付勢しウォームギヤをウォームホイール側に押しつけるコイルばねと、第２軸受を支持するとともに第２軸受の予圧方向に沿う移動を案内する軸受ケースと、第２軸受が予圧方向とは反対方向に移動し突き当たる箇所に設けられる緩衝部材とを備えたステアリング装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１５−１８２５９７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、例えば軽量化を図るために、ウォームホイールを樹脂材料によって形成する場合がある。このような構成を採用した場合、樹脂材料により形成されたウォームホイールは、温度変化によって変形するおそれがあった。その結果、例えばウォームギヤに対してウォームホイールが過剰に押し付けられるなど、ウォームギヤとウォームホイールとの接続が不安定になる可能性が高かった。

【0005】

本発明は、装置の軽量化を図りつつ、ウォームギヤとウォームホイールとを安定して接続することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記の目的を達成する本発明は、動力部の駆動により回転するウォームギヤと、ウォームギヤに接続し、ウォームギヤの動作に伴って回転するウォームホイールと、ウォームホイールの同軸上に設けられ、ウォームホイールの動作に伴って回転する回転軸と、回転軸の回転に応じて被操舵部を移動させる移動部と、を備え、ウォームホイールは、樹脂材料によって形成されるとともに、外周に歯部が設けられて回転する本体部と、本体部の温度変化による変形を抑制する抑制部と、を有することを特徴とするステアリング装置である。
ここで、抑制部は、本体部よりも線膨張係数が低いことを特徴とする。
また、歯部と本体部とは、同一の樹脂材料によって形成されていることを特徴とする。
さらに、本体部は、強化繊維を含み、歯部は、強化繊維を含まないことを特徴とする。
そして、抑制部は、金属材料によって形成されていることを特徴とする。
また、本体部の中央部に設けられて回転軸に接続する環状部材を備え、抑制部は、環状部材に接続していることを特徴とする。
また、上記の目的を達成する本発明は、樹脂材料によって形成され回転する本体部と、樹脂材料によって形成されるとともに、本体部の外周に設けられてウォームギヤに接続する歯部を有する歯形部と、本体部の外側であって歯部よりも内側に設けられる金属部材と、を有することを特徴とするウォームホイールである。
ここで、回転軸方向における金属部材の幅は、回転軸方向における本体部の幅以上であることを特徴とする。
さらに、本体部と歯形部とは一体形成され、金属部材は、本体部内または歯形部内に設けられていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、装置の軽量化を図りつつ、ウォームギヤとウォームホイールとを安定して接続することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】ステアリング装置の全体図である。

【図2】図１に示すステアリング装置のII−II線の断面図である。

【図3】本実施形態のアシスト部の断面図である。

【図4】本実施形態の抑制部の全体斜視図である。

【図5】変形例１のウォームホイール部の説明図である。

【図6】変形例２のウォームホイール部の説明図である。

【図7】（Ａ）〜（Ｄ）は、変形例３のウォームホイール部の説明図である。

【図8】変形例４のウォームホイール部の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。
〔ステアリング装置の全体構成〕
図１は、ステアリング装置１の全体図である。
図２は、図１に示すステアリング装置１のII−II線の断面図である。

【0010】

図１に示すように、ステアリング装置１は、乗り物の進行方向を任意に変えるための舵取り装置である。また、本実施形態のステアリング装置１は、モータなどの補助力を受けてドライバの操舵力を補助する電動パワーステアリング装置である。さらに、本実施形態のステアリング装置１は、図２に示すピニオン軸２２（後述）に対して補助力を与える所謂ピニオンアシストタイプの装置である。

【0011】

なお、本実施形態の説明において、図２に示すピニオン軸２２（後述）の軸方向は、「軸方向」と称する。また、図２に示すピニオン軸２２の下側は、「一方側」と称し、ピニオン軸２２の上側は、「他方側」と称する。さらに、図２に示すピニオン軸２２の左右方向は、「半径方向」と称し、中心軸側は、「半径方向内側」と称し、中心軸に対して離れる側は、「半径方向外側」と称する。

【0012】

図１に示すように、ステアリング装置１は、ドライバが操作するホイール状のステアリングホイール（不図示）からの操舵力が伝達される入力部１０を備える。また、ステアリング装置１は、例えばタイヤ（被操舵部の一例）に連結してタイヤの向きを変更するラック軸２１（移動部の一例）と、入力部１０からトルクを受けてラック軸２１を軸方向に移動させるピニオン軸２２（回転軸の一例、図２参照）とを備える。
また、ステアリング装置１は、各種部材を収容するハウジング３０と、ピニオン軸２２に操舵補助力を与えるアシスト部４０とを備えている。

【0013】

入力部１０は、ドライバが操作するハンドルからの操舵力が伝達される入力軸１１と、入力軸１１の内側に取り付けられるトーションバー（不図示）とを有している。

【0014】

ラック軸２１は、長尺状の円柱形状の部材である。そして、図２に示すように、ラック軸２１は、軸方向に並べられた複数の歯によって構成されるラック２１Ｒを有する。また、ラック軸２１は、ラック２１Ｒがピニオン軸２２の後述するピニオン２２Ｐに噛み合って取り付けられる。そして、ラック軸２１は、ピニオン軸２２の回転を受けて軸方向に移動する。

【0015】

図２に示すように、ピニオン軸２２は、ピニオン２２Ｐが形成された部材である。そして、上述のとおり、ピニオン軸２２は、ピニオン２２Ｐがラック軸２１のラック２１Ｒに接続する。そして、ピニオン軸２２とラック軸２１とは、ピニオン軸２２の回転力をラック軸２１の軸方向の移動に変換する。
ピニオン軸２２は、トーションバー（不図示）を介して入力軸１１（図１参照）から操舵力を受けて回転する。また、本実施形態では、ピニオン軸２２には、アシスト部４０が接続する。従って、ピニオン軸２２は、入力軸１１からの操舵力に加えてアシスト部４０からの補助力も受けて回転可能になっている。

【0016】

図１に示すように、ハウジング３０は、主にラック軸２１を収納するラックハウジング３１Ｒと、主にピニオン軸２２（図２参照）を収納するピニオンハウジング３１Ｐとを有する。
ラックハウジング３１Ｒは、軸方向に長く伸びる略円筒状の部材であって、ラック軸２１の軸方向に沿うように構成される。そして、ラックハウジング３１Ｒは、不図示のブッシュを介してラック軸２１を保持し、ラック軸２１を軸方向に移動可能に収納する。

【0017】

ピニオンハウジング３１Ｐは、略円筒状の概形を有している。そして、ピニオンハウジング３１Ｐは、ラックハウジング３１Ｒの軸方向に対して円筒軸方向が交差する方向に設けられる。図２に示すように、ピニオンハウジング３１Ｐは、他方側軸受部３５および一方側軸受部３６を介してピニオン軸２２を回転可能に保持する。

【0018】

アシスト部４０は、電動モータ４１（動力部の一例、図１参照）と、電動モータ４１の駆動を受けて回転するウォームギヤ部５０と、ウォームギヤ部５０の動作に伴って回転するウォームホイール部６０とを備える。
なお、アシスト部４０の各構成部については、後に詳しく説明する。

【0019】

以上のように構成されたステアリング装置１では、ステアリングホイールに加えられた操舵トルクが入力軸１１とピニオン軸２２との相対回転角度として現れる。そこで、ステアリング装置１では、トルク検出装置（不図示）が入力軸１１とピニオン軸２２との相対回転角度に基づいて操舵トルクを把握する。そして、トルク検出装置の出力値に基づいて、電子制御ユニット（不図示）は、操舵トルクを把握する。さらに、電子制御ユニットは、把握した操舵トルクに基づいて電動モータ４１の駆動を制御する。

【0020】

そして、電動モータ４１の補助トルクは、ウォームギヤ部５０およびウォームホイール部６０を介してピニオン軸２２に伝達される。これにより、電動モータ４１の補助トルクが、ステアリングホイールに加えるドライバの操舵力をアシストする。つまり、ピニオン軸２２は、ステアリングホイールの回転によって発生する操舵トルクと電動モータ４１から付与される補助トルクとで回転する。さらに、ラック軸２１は、ピニオン軸２２の回転を受けて軸方向に移動する。その結果として、ドライバの操舵によって、舵が切られる。

【0021】

〔アシスト部４０の機能・構成〕
図３は、本実施形態のアシスト部４０の断面図である。
図４は、本実施形態の抑制部６７の全体斜視図である。

【0022】

図３に示すように、電動モータ４１は、電子制御ユニット（不図示）による制御に基づいて、出力軸４１Ａを回転させる。そして、電動モータ４１は、ウォームギヤ５１を回転させる。また、電動モータ４１の回転方向は、時計回りおよび反時計回りの両方である。なお、本実施形態の電動モータ４１には、例えば３相ブラシレスモータを用いることができる。

【0023】

ウォームギヤ部５０は、ウォームギヤ５１と、ウォームギヤ５１を回転可能に支持する第１軸受部５２と、第２軸受部５３とを有している。
ウォームギヤ５１は、電動モータ４１の出力軸４１Ａに沿って延びるねじ状の歯車である。ウォームギヤ５１は、出力軸４１Ａに連結される。そして、ウォームギヤ５１は、電動モータ４１の動作に伴って回転する。
第１軸受部５２は、ウォームギヤ５１の軸方向における電動モータ４１側に設けられる。そして、第１軸受部５２は、ウォームギヤ５１を回転可能に支持する。また、第１軸受部５２は、ピニオンハウジング３１Ｐに対して位置が固定されている。
第２軸受部５３は、ウォームギヤ５１の軸方向における第１軸受部５２とは逆側に設けられる。そして、第２軸受部５３は、ウォームギヤ５１を回転可能に支持する。また、第２軸受部５３は、ピニオンハウジング３１Ｐに対して位置が固定されている。すなわち、本実施形態において、第２軸受部５３は、第１軸受部５２とともに、ウォームギヤ５１を軸方向および半径方向に移動しないように固定する。

【0024】

図２に示すように、ウォームホイール部６０は、複数の歯が周方向に並べて設けられる歯形部６１と、半径方向外側に少なくとも歯形部６１が設けられて回転する本体部６３とを有する。さらに、ウォームホイール部６０は、ピニオン軸２２が挿入されるカラー部６５（環状部材の一例）と、本体部６３の温度変化による変形を抑制する抑制部６７（抑制部、金属部材の一例）とを有する。

【0025】

（歯形部６１）
図３に示すように、歯形部６１は、周方向において複数の歯が並べられる歯部６１１と、歯部６１１の半径方向内側に設けられる環状部６１２とを有している。歯部６１１は、ウォームギヤ５１の歯と噛み合うことができれば、形状などは特に限定されない。また、環状部６１２は、歯部６１１を支持することが出来れば良く、半径方向における厚みなどに関しても特に限定されない。
そして、歯形部６１は、ウォームギヤ５１に接続する。また、本実施形態の歯形部６１は、樹脂材料によって形成されている。なお、歯形部６１の材料には、例えばポリアミド（ＰＡ）樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）樹脂、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）樹脂、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）樹脂、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂、ポリアセタール（ＰＯＭ）樹脂などを用いることができる。

【0026】

なお、本実施形態では、歯形部６１を樹脂材料によって形成することで、軽量化を図るとともに、ウォームギヤ５１との接触に伴う音の発生を抑制している。

【0027】

（本体部６３）
本体部６３は、半径方向内側にてカラー部６５に対向し、半径方向外側にて抑制部６７に対向する。なお、本実施形態の本体部６３は、例えば回転止めを有するなどカラー部６５が回転した際にカラー部６５と一体的に回転可能な構成となっている。

【0028】

そして、本実施形態の本体部６３は、樹脂材料によって形成されている。例えば、本体部６３の材料には、例えばポリアミド（ＰＡ）樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）樹脂、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）樹脂、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）樹脂、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂、ポリアセタール（ＰＯＭ）樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、ポリプロピレン（ＰＰ）樹脂などを用いることができる。
なお、本実施形態の本体部６３では、歯形部６１と同一の樹脂材料を用いている。

【0029】

本体部６３は、半径方向内側に設けられてカラー部６５が挿入される内側環状部６３１と、半径方向外側に設けられて抑制部６７に対向する外側環状部６３２とを有している。さらに、本体部６３は、内側環状部６３１および外側環状部６３２に接続する円盤部６３３と、同様に内側環状部６３１および外側環状部６３２に接続するスポーク部６３４とを有する。
なお、これら内側環状部６３１、外側環状部６３２、円盤部６３３およびスポーク部６３４は、一体成形されている。

【0030】

内側環状部６３１の内径は、カラー部６５の外径と略同じに形成される。従って、内側環状部６３１には、カラー部６５が圧入される。これによって、本体部６３とカラー部６５とは互いに固定される。さらに、内側環状部６３１の軸方向における幅は、外側環状部６３２の軸方向における幅よりも大きくなっている（図２参照）。本実施形態では、内側環状部６３１の軸方向における幅は、カラー部６５の軸方向における幅と略同じになっている。

【0031】

外側環状部６３２の外径は、抑制部６７の内径と略同じに形成されている。これによって、本体部６３と抑制部６７とは互いに固定される。なお、外側環状部６３２の軸方向における幅は、歯形部６１の軸方向における幅と略同じになっている。

【0032】

円盤部６３３は、半径方向内側にて内側環状部６３１に接続し、半径方向外側にて外側環状部６３２に接続している。
スポーク部６３４は、放射状に延びる板状部６３４ｔを複数備えて構成されている。板状部６３４ｔは、半径方向内側にて内側環状部６３１に接続し、半径方向外側にて外側環状部６３２に接続している。そして、板状部６３４ｔは、半径方向内側の軸方向における幅が、半径方向外側の軸方向における幅よりも大きくなっている。
また、スポーク部６３４は、軸方向において円盤部６３３の一方側および他方側にそれぞれ設けられる。

【0033】

なお、例えば、内側環状部６３１と外側環状部６３２との間を接続するにあたって、スポーク部６３４に代えて中実構造を採用する場合、本体部６３が重量化する。これに対して、本実施形態では、スポーク部６３４を設けることによって、一定の強度を維持しながら、軽量化を図っている。

【0034】

（カラー部６５）
カラー部６５は、略円筒状の部材である。また、カラー部６５は、金属材料によって形成される。そして、カラー部６５は、ピニオン軸２２が圧入されることで、ピニオン軸２２に対して相互に固定される。
なお、カラー部６５は、上述のとおり金属材料によって形成されることで、樹脂材料により形成される本体部６３よりも線膨張係数が低い。そのため、カラー部６５は、本体部６３の半径方向内側にて本体部６３の熱膨張変形（温度変化による変形）を抑制する。

【0035】

（抑制部６７）
図４に示すように、抑制部６７は、略円筒状の部材である。そして、図３に示すように、抑制部６７は、本体部６３の半径方向外側であって、歯部６１１の半径方向内側に設けられる。すなわち、抑制部６７は、半径方向において、本体部６３と歯部６１１との間に配置されている。
なお、抑制部６７は、例えば歯部６１１以外であれば、歯形部６１における何れの箇所に設けられていても良い。また、抑制部６７は、歯形部６１ではなく本体部６３に設けられていても良い。この場合に、抑制部６７は、本体部６３において、より外側に設けられることで、本体部６３の温度変化による変形をより抑制し易くなる。

【0036】

そして、抑制部６７には、本体部６３よりも線膨張係数が低い材料を用いている。従って、抑制部６７は、本体部６３と比較して、温度変化によって変形し難くなっている。そのため、抑制部６７は、例えば温度が上昇し本体部６３が熱膨張して半径方向外側に大きくなるように変形しようとする場合に、その変形を抑制する。
また、本実施形態の抑制部６７は、金属材料によって形成している。なお、抑制部６７の材料には、例えば金属材料として、鉄鋼材料（炭素鋼、合金鋼、ステンレス鋼）や非鉄材料（アルミニウム、マグネシウム、チタンやそれらの合金、それらの焼結）などを用いることができる。

【0037】

図２に示すように、抑制部６７の軸方向における幅Ｂ１は、本体部６３の軸方向における幅Ｂ２以上に設定している。なお、本実施形態では、抑制部６７の幅Ｂ１は、本体部６３の幅Ｂ２と同じになっている。これによって、本実施形態では、抑制部６７は、本体部６３と歯形部６１との間にて、本体部６３と歯形部６１とが直接接触しないように両者を隔てている。

【0038】

なお、抑制部６７は、上述の構成に限定されない。抑制部６７は、歯形部６１の内側、または、本体部６３の内側に設けられていても良い。すなわち、抑制部６７は、本体部６３または歯形部６１に対して外側に露出していなくても良い。

【0039】

さらに、図４に示すように、抑制部６７は、半径方向内側にて、本体部６３との間における相対的な回転を防止する内側回転止部６７１を有する。また、抑制部６７は、半径方向外側にて、歯形部６１との間における相対的な回転を防止する外側回転止部６７２を有する。

【0040】

内側回転止部６７１は、抑制部６７の半径方向内側に形成される複数の溝６７１ｔを有している。各々の溝６７１ｔが、軸方向に沿って延びて形成される。そして、複数の溝６７１ｔは、周方向において複数設けられる。さらに、複数の溝６７１ｔには、本体部６３の半径方向外側における一部が入り込むようになっている。これによって、抑制部６７と本体部６３とが掛かり合い、抑制部６７と本体部６３との周方向（回転方向）における滑りが防止される。

【0041】

また、溝６７１ｔの深さは、本体部６３が例えば低温となって収縮した場合でも引っ掛かりが維持されるように設定されている。そして、本体部６３が最も収縮した場合であっても、本体部６３と抑制部６７との回転方向における回転力の伝達が維持されるようになっている。

【0042】

外側回転止部６７２は、抑制部６７の半径方向外側に形成される複数の溝６７２ｔを有している。各々の溝６７２ｔが、軸方向に沿って延びて形成される。そして、複数の溝６７２ｔは、周方向において複数設けられる。さらに、複数の溝６７２ｔには、歯形部６１の半径方向内側における一部が入り込むようになっている。これによって、抑制部６７と歯形部６１とが掛かり合い、抑制部６７と歯形部６１との周方向（回転方向）における滑りが防止される。

【0043】

ここで、本実施形態のウォームホイール部６０の製造方法について説明する。
ウォームホイール部６０の製造に際しては、まず、本実施形態の歯形部６１および本体部６３の形状に対応する金型を準備する。そして、金型において、歯形部６１を形成する形状部と本体部６３を形成する形状部との間に、抑制部６７を設置する。さらに、歯形部６１および本体部６３を形成するための樹脂材を金型内に充填する。本実施形態では、歯形部６１と本体部６３とを同一の樹脂材料によって形成している。そこで、硬化前の同一の樹脂材料を金型における歯形部６１を形成する形状部と本体部６３を形成する形状部に流し込む。これによって、本体部６３、抑制部６７および歯形部６１が形成される。

【0044】

〔アシスト部４０の作用〕
続いて、上記のとおり構成されるアシスト部４０の作用について具体的に説明する。
例えばステアリング装置１の外気温の上昇、動作に伴う温度の上昇などによって、本体部６３が熱膨張に伴って変形する可能性がある。この場合であっても、本体部６３が熱膨張して半径方向外側に拡がろうとしても、抑制部６７が本体部６３の変形を押さえ込むように抑制する。
ここで、仮に抑制部６７を有していない場合に、本体部６３が熱膨張によって半径方向外側に変形した場合に、歯形部６１を半径方向外側に押出し、その結果、歯形部６１とウォームギヤ５１との噛み合いが過剰になることが想定される（図３参照）。
これに対して、本実施形態では、抑制部６７が本体部６３の変形そのものを抑制する。その結果、本実施形態では、ウォームギヤ５１とウォームホイール部６０の歯形部６１とが安定して接続される。
また、本実施形態では、本体部６３を例えば金属材料よりも軽量である樹脂材料としている。そのため、本実施形態のステアリング装置１では、装置の軽量化が図られる。

【0045】

なお、歯形部６１の歯部６１１がウォームギヤ５１に押し込まれることを抑制するという点では、抑制部６７は、歯形部６１に設けられていても良い。また、歯形部６１の構造によっては、例えば歯形部６１の環状部６１２が実質的に設けられていない場合もある。そして、これらの場合において、抑制部６７は、歯部６１１（歯底）よりも半径方向内側に設けられていれば良い。また、この内容は、後述する変形例においても同様である。

【0046】

また、本実施形態の本体部６３は、繊維強化プラスチックによって形成しても良い。例えば、本体部６３は、ガラス繊維（ＧＦ）、アラミド繊維（ＡＦ）、炭素繊維（ＣＦ）、ウィスカー、ポリエチレン繊維（ＰＥＦ）などの強化繊維を含有させた合成樹脂によって構成された複合材料を用いる。
このように本体部６３を繊維強化プラスチックによって構成することで、本体部６３自体の強度が高まる。さらに、本体部６３を繊維強化プラスチックによって構成することで、本体部６３の線膨張係数を、強化プラスチックによって構成しない場合と比較して高めても良い。

【0047】

ただし、本実施形態において、本体部６３には、強化繊維を含有させる構成とする一方で、歯部６１１には強化繊維を含有させない構成としている。歯部６１１は、ウォームギヤ５１に直接的に接触するため、摩耗によって強化繊維が剥離し、剥離片等が他の箇所に到達する可能性がある。そこで、本実施形態では、ウォームギヤ５１に接触しない本体部６３には、強化繊維を含有させ強度を高め、ウォームギヤ５１に接触する歯部６１１に対しては、強化繊維を含有させないようにしている。

【0048】

なお、本実施形態では、抑制部６７は、周方向において断続していないものであるが、この態様に限定されない。抑制部６７は、一定の剛性を有し本体部６３の熱膨張に伴う変形が抑制されるのであれば、断続部を有していても良い。例えば、抑制部６７は、全体的な形状がＣ字状に形成されていても構わない。

【0049】

続いて、変形例について説明する。なお、変形例の説明において、上述した実施形態と同様な部材については同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。

【0050】

＜変形例１＞
図５は、変形例１のウォームホイール部６０の説明図である。
図５に示すように、変形例１のウォームホイール部６０は、歯形部６１および本体部６３が一体成形されている。すなわち、歯形部６１と本体部６３とは半径方向において分断されていない。さらに、ウォームホイール部６０は、第２抑制部６８を有している。

【0051】

第２抑制部６８は、リング部材６８ｒを複数（この例では２本）有して構成されている。リング部材６８ｒは、本体部６３の半径方向外側であって歯形部６１の歯部６１１よりも半径方向内側に設けられている。なお、変形例１においては、リング部材６８ｒは、外側環状部６３２に設けられている。また、２本のリング部材６８ｒは、軸方向において並べられている。
さらに、第２抑制部６８には、歯形部６１および本体部６３よりも線膨張係数が低い材料を用いている。具体的には、第２抑制部６８は、鉄などの金属材料によって形成している。

【0052】

以上のように構成される変形例１において、第２抑制部６８が本体部６３の変形そのものを抑制する。その結果、変形例１においても、ウォームギヤ５１とウォームホイール部６０の歯形部６１（図３参照）とが安定して接続される。また、本体部６３が樹脂材料によって構成されるため軽量化が図られる。

【0053】

＜変形例２＞
図６は、変形例２のウォームホイール部６０の説明図である。なお、図６において、本体部６３のスポーク部６３４の図示を省略している。
図６に示すように、変形例２のウォームホイール部６０は、第３抑制部６９を有している点で、上述した実施形態とは異なる。
第３抑制部６９は、上述した抑制部６７と同様な形状をしている。ただし、第３抑制部６９は、本体部６３よりも線膨張係数が低い樹脂材料によって形成されている。

【0054】

以上のように構成される変形例２において、第３抑制部６９が本体部６３の変形そのものを抑制する。その結果、変形例２においても、ウォームギヤ５１（図３参照）とウォームホイール部６０の歯形部６１とが安定して接続される。また、本体部６３が樹脂材料によって構成されるため軽量化が図られる。

【0055】

なお、変形例２において、歯形部６１および本体部６３を同一の樹脂材料によって構成する。さらに、第３抑制部６９は、歯形部６１および本体部６３と同一の樹脂材料であって、強化繊維を含有する複合材料によって構成しても良い。この場合、歯形部６１、本体部６３および第３抑制部６９の一体性が高まり、ウォームホイール部６０全体を強固にすることができる。

【0056】

＜変形例３＞
図７は、変形例３のウォームホイール部６０の説明図である。
図７（Ａ）に示すように、変形例３のウォームホイール部６０は、第４抑制部７０を有している点で、上述した実施形態とは異なる。
第４抑制部７０は、略円盤状に形成されている。そして、第４抑制部７０は、本体部６３における半径方向外側であって歯形部６１よりも半径方向内側に設けられる。
さらに、第４抑制部７０には、歯形部６１および本体部６３よりも線膨張係数が低い材料を用いている。具体的には、第４抑制部７０は、鉄などの金属材料によって形成している。

【0057】

具体的には、図７（Ｂ）に示すように、第４抑制部７０は、軸方向を向く環状の面部７１と、半径方向外側に突出する外側突出部７２と、半径方向内側に突出する内側突出部７３とを有する。

【0058】

面部７１は、軸方向を向く面、すなわち半径方向に沿った面として形成される。そして、面部７１は、本体部６３の内部であって、本体部６３における半径方向外側に配置される。
外側突出部７２は、複数（本実施形態では６つ）設けられる。そして、各々の外側突出部７２は、歯形部６１の環状部６１２内に配置される。
内側突出部７３は、複数（本実施形態では６つ）設けられる。そして、各々の内側突出部７３は、本体部６３の内部であって、面部７１よりも半径方向内側に配置される。

【0059】

なお、変形例３では、製造の際に、金型における本体部６３および歯形部６１を形成する形状部に予め第４抑制部７０を設置する。そして、歯形部６１および本体部６３を形成するための樹脂材を金型内に充填する。これによって、図７（Ａ）に示すように、歯形部６１、本体部６３および第４抑制部７０は、各々の間に隙間が形成されることなく成形される。

【0060】

以上のように構成される変形例３において、第４抑制部７０が本体部６３の変形そのものを抑制する。すなわち、円盤状（環状）の第４抑制部７０が本体部６３における半径方向外側にて本体部６３を拘束するように作用する。また、面部７１と本体部６３との半径方向における摩擦力によって、本体部６３の半径方向における変形が抑制される。その結果、変形例３においても、ウォームギヤ５１とウォームホイール部６０の歯形部６１とが安定して接続される。また、本体部６３が樹脂材料によって構成されるため軽量化が図られる。
なお、変形例３において、面部７１の摩擦力は、本体部６３が熱膨張により変形しようとするときのみならず、収縮により変形しようとするときにも本体部６３の変形を抑制するように作用する。

【0061】

さらに、外側突出部７２および内側突出部７３は、それぞれ歯形部６１および本体部６３に入り込む。その結果、外側突出部７２および内側突出部７３は、歯形部６１および本体部６３に対して回転止めとして作用する。

【0062】

また、図７（Ｃ）に示すように、変形例３において、外側突出部７２および内側突出部７３に代えて、面部７１の外周部にて半径方向内側に向けて窪む外側凹部７４と、面部７１の内周部にて半径方向外側に向けて窪む内側凹部７５とを設けても良い。
外側凹部７４および内側凹部７５には、それぞれ歯形部６１および本体部６３の一部が入り込む。その結果、外側突出部７２および内側突出部７３は、歯形部６１および本体部６３に対して回転止めとして作用する。

【0063】

さらに、図７（Ｄ）に示すように、変形例３において、面部７１に周方向に沿って形成される複数の溝７６を設けても良い。なお、溝７６は、面部７１の軸方向における一方側の面と他方側の面の両方に設けられている。そして、溝７６によって、本体部６３が熱膨張や熱収縮によって変形しようとする際に、半径方向における抵抗を大きくする。このようにして、第４抑制部７０は、本体部６３の変形を抑制するようにしても良い。

【0064】

また、変形例３において、面部７１に半径方向に沿って形成される複数の第２溝７７を設けても良い。なお、第２溝７７は、面部７１の軸方向における一方側の面と他方側の面の両方に設けられている。そして、第２溝７７は、歯形部６１および本体部６３に対して回転止めとして作用する。

【0065】

なお、変形例３においては、溝７６および第２溝７７に代えて、表面粗さを例えばカラー部６５よりも粗くしたり、複数の凹凸によって構成されるディンプルや、軸方向に沿って切り立つ壁状の構造部を形成したりしても良い。
また、変形例３において、図７（Ｄ）に示す溝７６や第２溝７７の構成は、図７（Ｂ）や図７（Ｃ）に適用しても良い。

【0066】

＜変形例４＞
図８は、変形例４のウォームホイール部６０の説明図である。なお、図８において、本体部６３のスポーク部６３４の図示を省略している。
変形例４のウォームホイール部６０は、接続部８０を有している点で、上述した実施形態とは異なる。

【0067】

接続部８０は、半径方向に沿って延びる板状の部材である。また、変形例４において、接続部８０は、複数（この例では３枚）設けられる。そして、各々の接続部８０は、半径方向内側にてカラー部６５に接続する。さらに、各々の接続部８０は、半径方向外側にて抑制部６７に接続する。すなわち、接続部８０は、カラー部６５および抑制部６７を直接的に接続する。
なお、本体部６３は、接続部８０を内在するように形成される。

【0068】

以上のように構成される変形例４において、本体部６３が変形しようとしても、抑制部６７、接続部８０およびカラー部６５によって、本体部６３の変形が抑制される。その結果、変形例４においても、ウォームギヤ５１とウォームホイール部６０の歯形部６１とが安定して接続される。また、本体部６３が樹脂材料によって構成されるため軽量化が図られる。

【0069】

なお、例えば変形例４のようにカラー部６５を用いる場合を除いて、本実施形態では、カラー部６５は必須の構成ではない。

【0070】

さらに、本実施形態のステアリング装置１は、ドライバの操舵力が入力されるピニオン軸２２に対して、アシスト部４０が操舵補助力の付与を行うものである。しかしながら、本実施形態のアシスト部４０は、このタイプに適用されることに限定されない。本実施形態のアシスト部４０の構成は、例えばラック軸２１に対して複数のピニオン軸が接続し、ドライバの操舵力が直接入力されない他方のピニオン軸に補助力を付与する態様に適用しても良い。

【0071】

同様に、本実施形態のアシスト部４０は、ピニオン軸２２に操舵補助力を付与する態様に適用することに限定されない。本実施形態のアシスト部４０は、例えば、ステアリングホールに接続するステアリングコラムに対して操舵補助力を付与する態様に適用しても良い。

【符号の説明】

【0072】

１…ステアリング装置（ステアリング装置の一例）、２２…ピニオン軸（回転軸の一例）、４１…電動モータ（動力部の一例）、５０…ウォームギヤ部（ウォームギヤの一例）、６０…ウォームホイール部（ウォームホイールの一例）、６１…歯形部（歯形部の一例）、６３…本体部（本体部の一例）、６５…カラー部（環状部材の一例）、６７…抑制部（抑制部、金属部材の一例）、６１１…歯部（歯部の一例）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【手続補正書】

【提出日】2017年9月28日

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

動力部の駆動により回転するウォームギヤと、
前記ウォームギヤに接続し、前記ウォームギヤの動作に伴って回転するウォームホイールと、
前記ウォームホイールの同軸上に設けられ、前記ウォームホイールの動作に伴って回転する回転軸と、
前記回転軸の回転に応じて被操舵部を移動させる移動部と、
を備え、
前記ウォームホイールは、
前記回転軸が圧入される圧入部と、
樹脂材料によって形成されるとともに、外周に歯部が設けられて前記圧入部と接続し、前記圧入部を介して前記回転軸を回転させる本体部と、
金属材料によって形成され、前記圧入部とは接続せずに前記本体部における半径方向外側に設けられる環状の金属部材と、
を有することを特徴とするステアリング装置。

【請求項2】

回転軸が圧入される圧入部と、
樹脂材料によって形成されるとともに、外周に歯部が設けられて前記圧入部と接続し、前記圧入部を介して前記回転軸を回転させる本体部と、
金属材料によって形成され、前記圧入部とは接続せずに前記本体部における半径方向外側に設けられる環状の金属部材と、
を備えることを特徴とするウォームホイール。

【請求項3】

動力部の駆動により回転するウォームギヤと、
前記ウォームギヤに接続し、前記ウォームギヤの動作に伴って回転するウォームホイールと、
前記ウォームホイールの同軸上に設けられ、前記ウォームホイールの動作に伴って回転する回転軸と、
前記回転軸の回転に応じて被操舵部を移動させる移動部と、
を備え、
前記ウォームホイールは、
樹脂材料によって形成され回転する本体部と、
樹脂材料によって形成されるとともに、前記本体部の外周に設けられてウォームギヤに接続する歯部を有する歯形部と、
前記本体部の外側であって前記歯部よりも内側に設けられる金属部材と、
を有し、
回転軸方向における前記金属部材の幅は、前記回転軸方向における前記本体部の幅以上であることを特徴とするステアリング装置。

【請求項4】

樹脂材料によって形成され回転する本体部と、
樹脂材料によって形成されるとともに、前記本体部の外周に設けられてウォームギヤに接続する歯部を有する歯形部と、
前記本体部の外側であって前記歯部よりも内側に設けられる金属部材と、
を有し、
回転軸方向における前記金属部材の幅は、前記回転軸方向における前記本体部の幅以上であることを特徴とするウォームホイール。

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００６

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0006】

上記の目的を達成する本発明は、動力部の駆動により回転するウォームギヤと、ウォームギヤに接続し、ウォームギヤの動作に伴って回転するウォームホイールと、ウォームホイールの同軸上に設けられ、ウォームホイールの動作に伴って回転する回転軸と、回転軸の回転に応じて被操舵部を移動させる移動部と、を備え、ウォームホイールは、回転軸が圧入される圧入部と、樹脂材料によって形成されるとともに、外周に歯部が設けられて圧入部と接続し、圧入部を介して回転軸を回転させる本体部と、金属材料によって形成され、圧入部とは接続せずに本体部における半径方向外側に設けられる環状の金属部材と、を有することを特徴とするステアリング装置である。
また、上記の目的を達成する本発明は、回転軸が圧入される圧入部と、樹脂材料によって形成されるとともに、外周に歯部が設けられて圧入部と接続し、圧入部を介して回転軸を回転させる本体部と、金属材料によって形成され、圧入部とは接続せずに本体部における半径方向外側に設けられる環状の金属部材と、を備えることを特徴とするウォームホイールである。
また、上記の目的を達成する本発明は、動力部の駆動により回転するウォームギヤと、ウォームギヤに接続し、ウォームギヤの動作に伴って回転するウォームホイールと、ウォームホイールの同軸上に設けられ、ウォームホイールの動作に伴って回転する回転軸と、回転軸の回転に応じて被操舵部を移動させる移動部と、を備え、ウォームホイールは、樹脂材料によって形成され回転する本体部と、樹脂材料によって形成されるとともに、本体部の外周に設けられてウォームギヤに接続する歯部を有する歯形部と、本体部の外側であって歯部よりも内側に設けられる金属部材と、を有し、回転軸方向における金属部材の幅は、回転軸方向における本体部の幅以上であることを特徴とするステアリング装置である。
また、上記の目的を達成する本発明は、樹脂材料によって形成され回転する本体部と、樹脂材料によって形成されるとともに、本体部の外周に設けられてウォームギヤに接続する歯部を有する歯形部と、本体部の外側であって歯部よりも内側に設けられる金属部材と、を有し、回転軸方向における金属部材の幅は、回転軸方向における本体部の幅以上であることを特徴とするウォームホイールである。