(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-11-28
(45)【発行日】2022-12-06
(54)【発明の名称】歯車と回転軸との組立体およびその組立方法
(51)【国際特許分類】
F16H 55/17 20060101AFI20221129BHJP
【ＦＩ】
F16H55/17 A
【請求項の数】
7
(21)【出願番号】P 2022545328
(86)(22)【出願日】2022-03-11
(86)【国際出願番号】 JP2022011026
【審査請求日】2022-07-26
(31)【優先権主張番号】P 2021041404
(32)【優先日】2021-03-15
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】000004204
【氏名又は名称】日本精工株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000811
【氏名又は名称】弁理士法人貴和特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】市田 誠治
【審査官】畔津 圭介
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１３－１１９８９０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－０３６２６６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－０２０３８１（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ１６Ｈ ５５／１７
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
外周面に複数の歯を有し、かつ、中心部に軸方向に貫通する中心孔を有する歯車と、外周面に雄セレーション部を有し、かつ、前記中心孔に圧入されるセレーション軸部と、前記セレーション軸部の軸方向片側に隣接して備えられ、かつ、前記中心孔に隙間嵌で内嵌可能な外径を有するガイド軸部とを有する回転軸と、
を備え、
前記中心孔が、軸方向片側部分に小径部を有し、かつ、軸方向他側部分に、前記小径部の内径よりも内径が大きい大径部を有しており、
前記セレーション軸部が、前記大径部に圧入されており、
前記ガイド軸部が、前記小径部に隙間嵌で内嵌されている、
歯車と回転軸との組立体。
【請求項2】
前記ガイド軸部の外径が、前記小径部の内径よりも０．０１％以上０．５％以下小さい、請求項１に記載の歯車と回転軸との組立体。
【請求項3】
前記回転軸が、前記ガイド軸部の軸方向片側に隣接する部分に、前記ガイド軸部の外径よりも小さい外径を有する補助ガイド軸部を備える、請求項１または２に記載の歯車と回転軸との組立体。
【請求項4】
前記補助ガイド軸部の前記外径が、軸方向片側に向かうほど小さくなっている、請求項３に記載の歯車と回転軸との組立体。
【請求項5】
前記中心孔が、内周面のうち、軸方向他側の端部に、第１面取り部を有し、かつ、前記内周面のうち、前記第１面取り部の軸方向片側に隣接する部分に、前記第１面取り部の面取り角度よりも面取り角度が小さい第２面取り部を有する、請求項１～４のいずれかに記載の歯車と回転軸との組立体。
【請求項6】
前記ガイド軸部が、外周面に雄セレーション部を有する、請求項１～５のいずれかに記載の歯車と回転軸との組立体。
【請求項7】
請求項１～６のいずれかに記載の歯車と回転軸との組立体の組立方法であって、前記回転軸を、軸方向片側の端部を先頭にして、前記歯車の前記中心孔に該中心孔の軸方向他側から挿入し、前記ガイド軸部を前記中心孔に隙間嵌で内嵌することにより、前記歯車に対して前記回転軸を軸合わせした後、前記セレーション軸部を前記中心孔に圧入することにより、前記歯車と前記回転軸とを結合する工程を備える、
歯車と回転軸との組立体の組立方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ウォームホイールとピニオン軸との組立体などの、歯車と回転軸との組立体およびその組立方法に関する。
【背景技術】
【0002】
自動車の操舵輪に舵角を付与する際に、ステアリングホイールの操作に要する力の軽減を図るための装置として、電動モータを補助動力源に使用する電動パワーステアリング装置が広く使用されている。電動パワーステアリング装置は、電動モータの取付位置により、ステアリングコラムの内側に回転自在に支持されたステアリングシャフトに補助動力を付与するコラムアシスト式、ステアリングギヤユニットの入力軸であるピニオン軸に補助動力を付与するピニオンアシスト式、およびステアリングギヤユニットに入力軸であるピニオン軸とは別のピニオン軸を設け、該ピニオン軸に補助動力を付与するデュアルピニオン式などに大別される。いずれの構造においても、ステアリングホイールの操作に伴って回転または直線運動する軸部材に、電動モータの補助動力が減速機を介して付与される。このような減速機としては、ウォーム減速機が広く使用されている。電動パワーステアリング装置を構成するウォーム減速機は、電動モータにより回転駆動されるウォームと、該ウォームと噛合するウォームホイールとを備える。
【0003】
図１５および図１６は、特開２０１３－１１９８９０号公報に記載されたピニオンアシスト式の電動パワーステアリング装置１００を示している。電動パワーステアリング装置１００では、ステアリングホイール１０１の回転は、ステアリングシャフト１０２、中間シャフト１０３および１対の自在継手１０４ａ、１０４ｂを介して、ステアリングギヤユニット１０５のピニオン軸１０６に伝達される。ピニオン軸１０６の回転に伴い、ステアリングギヤユニット１０５のラック軸１０７が軸方向に変位すると、ラック軸１０７の軸方向両側の端部に接続された１対のタイロッド１０８が押し引きされて、１対の操舵輪１０９に舵角が付与される。
【0004】
ピニオンアシスト式の電動パワーステアリング装置１００では、運転者がステアリングホイール１０１を操作するために要する力を低減するため、電動モータ１１０のトルクが、ウォーム減速機１１１を介してピニオン軸１０６に付与される。ウォーム減速機１１１は、ウォーム１１２と、ウォームホイール１１３とを備える。
【0005】
ウォーム１１２は、外周面に、ねじ状のウォーム歯１１４を有し、かつ、電動モータ１１０により回転駆動される。
【0006】
ウォームホイール１１３は、外周面に、ウォーム歯１１４と噛合する複数のホイール歯１１５を有し、かつ、中心部に、軸方向に貫通した、内径が一定の中心孔１１６を有する。ウォームホイール１１３は、中心孔１１６に、ピニオン軸１０６の軸方向中間部を圧入することにより、該ピニオン軸１０６に対し結合固定されている。
【0007】
ピニオン軸１０６は、ウォームホイール１１３の中心孔１１６に圧入される軸方向中間部のうち、軸方向片側部分（図１６の上側部分）に、外周面が、ピニオン軸１０６の中心軸を中心とする円筒面である円筒軸部１１７を備え、かつ、軸方向他側部分（図１６の下側部分）に、外周面に雄セレーション部を有するセレーション軸部１１８を備える。ピニオン軸１０６の軸方向中間部をウォームホイール１１３の中心孔１１６に圧入する以前の状態で、円筒軸部１１７の外径は、中心孔１１６の内径よりも大きく、かつ、セレーション軸部１１８の外径、すなわちセレーション軸部１１８の外周面に備えられた雄セレーション部を構成するセレーション歯の歯先円直径は、円筒軸部１１７の外径よりも大きい。
【0008】
ピニオン軸１０６とウォームホイール１１３とを結合固定する際には、回転軸であるピニオン軸１０６を、軸方向片側の端部を先頭にして、歯車であるウォームホイール１１３の中心孔１１６に挿入する。そして、円筒軸部１１７を中心孔１１６に圧入した後、さらに、ウォームホイール１１３に対してピニオン軸１０６を軸方向片側に変位させ、セレーション軸部１１８を中心孔１１６に圧入することにより、ピニオン軸１０６とウォームホイール１１３との結合強度を確保する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【文献】特開２０１３－１１９８９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
特開２０１３－１１９８９０号公報に記載の電動パワーステアリング装置１００は、ウォーム１１２のウォーム歯１１４と、ウォームホイール１１３のホイール歯１１５との噛合状態を、確実に適正な状態とする面からは改良の余地がある。
【0011】
特開２０１３－１１９８９０号公報に記載の電動パワーステアリング装置１００では、回転軸であるピニオン軸１０６と歯車であるウォームホイール１１３とを結合固定する際、まず、円筒軸部１１７を中心孔１１６に圧入することにより、ウォームホイール１１３に対してピニオン軸１０６を軸合わせしている。
【0012】
したがって、ウォームホイール１１３に対してピニオン軸１０６を軸合わせするために、中心孔１１６に対して円筒軸部１１７を圧入する作業の初期段階で、ウォームホイール１１３の中心軸に対してピニオン軸１０６の中心軸が傾いたりずれたりすると、その後、ウォームホイール１１３の中心軸に対するピニオン軸１０６の中心軸の傾きおよび／またはずれを補正できなくなる可能性がある。すなわち、ピニオン軸１０６の中心軸がウォームホイール１１３の中心軸に対して傾いたりずれたりしたまま、ピニオン軸１０６とウォームホイール１１３とが結合固定されてしまう可能性がある。
【0013】
ウォームホイール１１３の中心軸に対してピニオン軸１０６の中心軸が傾いたりずれたりすると、ウォーム歯１１４とホイール歯１１５との噛み合い抵抗が大きくなったり、ウォーム歯１１４とホイール歯１１５との噛合部で異音が発生したりするなどの可能性がある。したがって、特開２０１３－１１９８９０号公報に記載の電動パワーステアリング装置１００では、中心孔１１６に対する円筒軸部１１７の圧入作業を開始する以前に、ピニオン軸１０６とウォームホイール１１３との軸合わせを高精度に行っておく必要があり、面倒である。
【0014】
また、特開２０１３－１１９８９０号公報に記載の電動パワーステアリング装置１００では、ウォームホイール１１３の中心孔１１６の寸法公差と、ピニオン軸１０６の円筒軸部１１７およびセレーション軸部１１８の寸法公差とを、精度よく規制する必要がある。この理由は、次のとおりである。
【0015】
特開２０１３－１１９８９０号公報に記載の電動パワーステアリング装置１００では、ウォームホイール１１３との軸合わせを行うための円筒軸部１１７と、ウォームホイール１１３に対する結合強度を確保するためのセレーション軸部１１８とがいずれも、中心孔１１６に圧入される。このため、円筒軸部１１７を中心孔１１６に圧入する以前の状態において、円筒軸部１１７の外径Ｄ１１７は、中心孔１１６の内径ｄ１１６よりもわずかに大きい（Ｄ１１７＞ｄ１１６）。また、セレーション軸部１１８の外周面に備えられた雄セレーション部を構成するセレーション歯の高さ、すなわち歯丈をｔとすると、セレーション軸部１１８の外径、すなわちセレーション歯の歯先円直径Ｄ１１８は、円筒軸部１１７の外径Ｄ１１７と、セレーション歯の高さｔの２倍との和にほぼ等しい（Ｄ１１８≒Ｄ１１７＋２ｔ）。このため、中心孔１１６の内径ｄ１１６が小さすぎると、セレーション軸部１１８を圧入しにくくなる。
【0016】
したがって、ピニオン軸１０６の円筒軸部１１７とセレーション軸部１１８との両方を、中心孔１１６に圧入可能とするためには、中心孔１１６の寸法公差と、円筒軸部１１７およびセレーション軸部１１８の寸法公差とを、精度よく規制する必要があり、コストが増大してしまう。
【0017】
なお、セレーション歯の高さｔを小さくすれば、中心孔１１６の寸法公差と、円筒軸部１１７およびセレーション軸部１１８の寸法公差とを、精度よく規制する必要はなくなるが、ピニオン軸１０６に対するウォームホイール１１３のクリープ防止効果を十分に確保できなくなる可能性がある。
【0018】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、これに限定されないが、ウォームホイールとピニオン軸との組立体などの、歯車と回転軸との組立体において、歯車と回転軸との同軸度を良好に確保することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0019】
本発明の一態様にかかる歯車と回転軸との組立体は、歯車と、回転軸とを備える。
【0020】
前記歯車は、外周面に複数の歯を有し、かつ、中心部に軸方向に貫通する中心孔を有する。
【0021】
前記回転軸は、外周面に雄セレーション部を有し、かつ、前記中心孔に圧入されるセレーション軸部と、前記セレーション軸部の軸方向片側に隣接して備えられ、かつ、前記中心孔に隙間嵌で内嵌可能な外径を有するガイド軸部とを有する。
【0022】
本発明の一態様にかかる歯車と回転軸との組立体では、前記回転軸のうち、前記セレーション軸部のみを、前記歯車の前記中心孔に内嵌することができる。すなわち、前記回転軸のうち、前記ガイド軸部を、前記中心孔よりも軸方向片側に位置させることができる。
【0023】
あるいは、前記セレーション軸部の少なくとも軸方向片側部分と前記ガイド軸部の軸方向他側部分とを、前記歯車の前記中心孔に内嵌することもできる。
【0024】
本発明の一態様にかかる歯車と回転軸との組立体では、前記ガイド軸部の外径を、前記中心孔の内径よりも０．０１％以上０．５％以下小さく、好ましくは０．０１％以上０．２％以下小さくすることができる。
【0025】
本発明の一態様にかかる歯車と回転軸との組立体では、前記回転軸は、前記ガイド軸部の軸方向片側に隣接する部分に、前記ガイド軸部の外径よりも小さい外径を有する補助ガイド軸部を備えることができる。
【0026】
この場合、前記補助ガイド軸部の前記外径を、軸方向片側に向かうほど小さくすることができる。
【0027】
本発明の一態様にかかる歯車と回転軸との組立体では、前記中心孔は、内周面のうち、軸方向他側の端部に、第１面取り部を有し、かつ、前記内周面のうち、前記第１面取り部の軸方向片側に隣接する部分に、前記第１面取り部の面取り角度よりも面取り角度が小さい第２面取り部を有することができる。
【0028】
本発明の一態様にかかる歯車と回転軸との組立体では、前記中心孔は、軸方向片側部分に小径部を有し、かつ、軸方向他側部分に、前記小径部の内径よりも内径が大きい大径部を有することができる。この場合、前記セレーション軸部は、前記大径部に圧入され、かつ、前記ガイド軸部は、前記小径部に隙間嵌で内嵌される。
【0029】
本発明の一態様にかかる歯車と回転軸との組立体では、前記ガイド軸部は、外周面に雄セレーション部を有することができる。
【0030】
本発明の一態様にかかる歯車と回転軸との組立体では、前記歯車は、中心部に前記中心孔を有するハブと、外周面に前記複数の歯を有し、前記ハブの径方向外側の端部を覆うように該ハブに結合固定された合成樹脂製のギヤ部とを備えることができる。
【0031】
本発明の一態様にかかる歯車と回転軸との組立体では、前記歯車を、ウォームホイールにより構成することができる。すなわち、前記複数の歯のそれぞれを、ウォームに備えられたねじ状のウォーム歯と噛合するホイール歯により構成することができる。
【0032】
本発明の一態様にかかる歯車と回転軸との組立体の組立方法は、本発明の一態様にかかる歯車と回転軸との組立体を組み立てるために、
前記回転軸を、軸方向片側の端部を先頭にして、前記歯車の前記中心孔に該中心孔の軸方向他側から挿入し、前記ガイド軸部を前記中心孔に隙間嵌で内嵌することにより、前記歯車に対して前記回転軸を軸合わせした後、前記セレーション軸部を前記中心孔に圧入することにより、前記歯車と前記回転体とを結合する工程を備える。
前記回転軸を、軸方向片側の端部を先頭にして、前記歯車の前記中心孔に該中心孔の軸方向他側から挿入し、前記ガイド軸部を前記中心孔に隙間嵌で内嵌することにより、前記歯車に対して前記回転軸を軸合わせした後、前記セレーション軸部を前記中心孔に圧入することにより、前記歯車と前記回転体とを結合する工程を備える。
【発明の効果】
【0033】
本発明の一態様にかかる歯車と回転軸との組立体によれば、歯車と回転軸との同軸度を良好に確保しやすい構造を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【0034】
【発明を実施するための形態】
【0035】
［第１例］
図１～図６は、本発明の実施の形態の第１例を示している。本例は、本発明の一態様にかかる歯車と回転軸との組立体およびその組立方法を、ピニオンアシスト式の電動パワーステアリング装置１のステアリングギヤユニット６を構成するピニオン軸８と、ウォーム減速機１９を構成するウォームホイール２９との組立体５０およびその組立方法に適用した例である。
図１～図６は、本発明の実施の形態の第１例を示している。本例は、本発明の一態様にかかる歯車と回転軸との組立体およびその組立方法を、ピニオンアシスト式の電動パワーステアリング装置１のステアリングギヤユニット６を構成するピニオン軸８と、ウォーム減速機１９を構成するウォームホイール２９との組立体５０およびその組立方法に適用した例である。
【0036】
以下の説明において、前後方向は、車両の前後方向を意味し、上下方向は、車両の上下方向を意味し、および左右方向は、車両の幅方向を意味する。左右方向は、後述するラック軸１０の軸方向およびラック収容部１４の軸方向に一致する。ラック軸１０の軸方向およびラック収容部１４の軸方向に関して一方側とは、図１の左側を指し、ラック軸１０の軸方向およびラック収容部１４の軸方向に関して他方側とは、図１の右側を指す。本例では、上下方向は、ラック軸１０の幅方向に一致する。
【0037】
本例の電動パワーステアリング装置１は、ステアリングホイール２と、ステアリングシャフト３と、２つの自在継手４ａ、４ｂと、中間シャフト５と、ステアリングギヤユニット６と、電動アシスト装置７とを備える。
【0038】
ステアリングシャフト３は、車体に支持された、図示しないステアリングコラムの内側に、回転自在に支持されている。ステアリングシャフト３の後側の端部には、運転者が操舵操作するステアリングホイール２が取り付けられている。ステアリングシャフト３の前側の端部は、自在継手４ａ、中間シャフト５、および別の自在継手４ｂ、並びに、後述する中空軸３３およびトーションバー３４を介して、ステアリングギヤユニット６を構成するピニオン軸８に接続されている。このため、ピニオン軸８には、ステアリングホイール２の回転運動が伝達される。
【0039】
ステアリングギヤユニット６は、ハウジング９と、ピニオン軸８と、ラック軸１０と、ラックガイド１１とを備える。ピニオン軸８の回転運動は、ステアリングギヤユニット６により、ラック軸１０の軸方向の直線運動に変換される。これにより、ラック軸１０の軸方向両側の端部に接続された１対のタイロッド１２が押し引きされて、左右１対の操舵輪１３に舵角が付与される。
【0040】
ハウジング９は、ラック収容部１４と、ピニオン収容部１５と、ガイド収容部１６と、ギヤハウジング部１７とを備える。
【0041】
ラック収容部１４は、軸方向両側の端部が開口した円筒形状を有し、かつ、前側面（図１の手前側面）のうちで軸方向に離隔した２箇所位置に取付部１８をそれぞれ有する。ラック収容部１４は、取付部１８のそれぞれを挿通したボルトやスタッドなどの固定部材により、軸方向を左右方向に向け、かつ、路面に対し略平行、好ましくは平行な状態で、車体に固定される。
【0042】
ピニオン収容部１５は、円筒形状を有しており、ラック収容部１４の前側で、かつ、ラック収容部１４の軸方向一方側部分に、上下方向に伸長するように備えられている。ピニオン収容部１５の中心軸とラック収容部１４の中心軸とは、ねじれの位置関係にある。なお、本例では、前後方向から見て、ピニオン収容部１５の中心軸とラック収容部１４の中心軸とは斜交している。換言すれば、ピニオン収容部１５の中心軸とラック収容部１４の中心軸とは鋭角をなす。ピニオン収容部１５の内部空間は、ラック収容部１４の内部空間に連通している。
【0043】
ガイド収容部１６は、円筒形状を有し、ラック収容部１４の後側で、かつ、ラック収容部１４の軸方向に関して、ピニオン収容部１５と同じ位置である軸方向一方側部分に、軸方向を前後方向に向けた状態で備えられている。ガイド収容部１６の内部空間は、ラック収容部１４の内部空間に連通している。
【0044】
ギヤハウジング部１７は、後述する電動アシスト装置７のウォーム減速機１９を収容する部分であり、ホイール収容部２０とウォーム収容部２１とを備える。
【0045】
ホイール収容部２０は、円筒形状を有し、ピニオン収容部１５の下側に、かつ、該ピニオン収容部１５と同軸に備えられている。
【0046】
ウォーム収容部２１は、円筒形状を有しており、ホイール収容部２０の後側に、左右方向に伸長するように備えられている。ウォーム収容部２１の中心軸とホイール収容部２０の中心軸とは、ねじれの位置関係にある。ウォーム収容部２１の内部空間は、ホイール収容部２０の内部空間に連通している。
【0047】
ピニオン軸８は、軸方向中間部外周面に、複数のピニオン歯２２を有し、かつ、ピニオン歯２２が備えられた部分を挟んだ軸方向両側部分の外周面に円筒面部２３ａ、２３ｂをそれぞれ有する。ピニオン軸８は、２つの軸受２４ａ、２４ｂにより、ピニオン収容部１５の内側に該ピニオン収容部１５と同軸に、回転自在に支持されている。すなわち、２つの軸受２４ａ、２４ｂのそれぞれの内輪を、ピニオン軸８の円筒面部２３ａ、２３ｂに外嵌固定し、かつ、それぞれの外輪を、ピニオン収容部１５の内周面に内嵌固定することにより、ピニオン軸８をピニオン収容部１５の内側に回転自在に支持している。
【0048】
ピニオン軸８の軸方向は、図２～図６の上下方向に一致する。本例では、ピニオン軸８および該ピニオン軸８に結合固定されるウォームホイール２９に関して、軸方向片側は、ピニオン軸８の先端側である図２～図６の下側をいい、軸方向他側は、ピニオン軸８の基端側である図２～図６の上側をいう。
【0049】
ピニオン軸８は、それぞれの円筒面部２３ａ、２３ｂのうち、軸方向片側の円筒面部２３ａよりも軸方向片側部分に、軸方向他側から順に、セレーション軸部２５と、ガイド軸部２６と、補助ガイド軸部２７とを有する。すなわち、ピニオン軸８は、セレーション軸部２５と、該セレーション軸部２５の軸方向片側に隣接して備えられたガイド軸部２６を有する。さらに、本例では、ピニオン軸８は、ガイド軸部２６の軸方向片側に隣接する部分に補助ガイド軸部２７を有する。
【0050】
セレーション軸部２５は、外周面に、雄セレーション部２８を有する。セレーション軸部２５には、後述するように、ウォーム減速機１９を構成するウォームホイール２９の中心孔３０が締り嵌めにより外嵌固定される。すなわち、セレーション軸部２５が中心孔３０に圧入される。したがって、図５に示すような、セレーション軸部２５をウォームホイール２９の中心孔３０に圧入する以前の状態において、セレーション軸部２５は、中心孔３０の内径ｄ３０よりもわずかに大きい外径、すなわち雄セレーション部２８を構成するセレーション歯の歯先円直径Ｄ２５を有する。具体的には、セレーション軸部２５の外径Ｄ２５は、ウォームホイール２９の中心孔３０の内径ｄ３０よりも０．５％以上１．５％以下大きく、好ましくは０．７％以上１．０％以下大きい。
【0051】
セレーション軸部２５の軸方向長さＬ２５は、ウォームホイール２９に対するピニオン軸８の結合強度を確保できる限り、特に限定されるものではないが、セレーション軸部２５の軸方向長さＬ２５は、ウォームホイール２９の中心孔３０のうち、軸方向両側の端部に備えられた面取り部、具体的には軸方向他側の端部に備えられた第１面取り部４３および第２面取り部４４、並びに、軸方向片側の端部に備えられた面取り部を除く軸方向中間部の軸方向長さと同等またはそれ以上とすることが好ましい。ただし、ウォームホイール２９に対するピニオン軸８の結合強度を確保できる限り、セレーション軸部２５の軸方向長さＬ２５は、中心孔３０の軸方向中間部の軸方向長さよりも短くすることもできる。図示の例では、セレーション軸部２５の軸方向長さＬ２５は、中心孔３０のうち、軸方向両側の端部に備えられた面取り部を含む軸方向の全長Ｌ３０の約０．８倍である。なお、セレーション軸部２５の軸方向長さＬ２５の上限値は、ピニオン軸８の軸方向長さが徒に長くなることを防止する面から規制される。以上の理由から、セレーション軸部２５の軸方向長さＬ２５は、中心孔３０の軸方向の全長Ｌ３０の１．２倍以下とすることが好ましく、１倍以下とすることがより好ましい。
【0052】
ガイド軸部２６は、後述するように、ピニオン軸８を、軸方向片側を先頭にして、ウォームホイール２９の中心孔３０に挿入する際に、ウォームホイール２９に対するピニオン軸８の軸合わせをするためのガイドとして機能する。
【0053】
ガイド軸部２６は、外周面に雄セレーション部３１を有し、かつ、ウォームホイール２９の中心孔３０に隙間嵌で内嵌可能な外径、すなわち雄セレーション部３１を構成するセレーション歯の歯先円直径Ｄ２６を有する。換言すれば、ガイド軸部２６は、ウォームホイール２９の中心孔３０に、軸方向の相対変位を可能に、かつ、径方向のがたつきを可能な限り抑えたインロー嵌合により内嵌可能な外径Ｄ２６を有する。具体的には、ガイド軸部２６の外径Ｄ２６は、ウォームホイール２９の中心孔３０の内径ｄ３０よりも０．０１％以上０．５％以下小さく、好ましくは０．０１％以上０．２％以下小さい。
【0054】
ガイド軸部２６の軸方向長さＬ２６は、ウォームホイール２９の中心孔３０にピニオン軸８を挿入する際に、ウォームホイール２９に対するピニオン軸８の軸合わせをすることができる限り、特に限定されるものではないが、ウォームホイール２９の中心孔３０の軸方向長さＬ３０の０．３倍以上とすることが好ましく、０．５倍以上とすることがより好ましい。図示の例では、ガイド軸部２６の軸方向長さＬ２６は、ウォームホイール２９の中心孔３０の軸方向長さＬ３０の約０．４倍である。なお、ガイド軸部２６の軸方向長さＬ２６の上限値も、ピニオン軸８の軸方向長さが徒に長くなることを防止する面から規制される。具体的には、例えば、ガイド軸部２６の軸方向長さＬ２６は、中心孔３０の軸方向長さＬ３０の１．０倍以下とすることが好ましく、０．８倍以下とすることがより好ましい。
【0055】
補助ガイド軸部２７は、後述するように、ピニオン軸８を、軸方向片側を先頭にして、ウォームホイール２９の中心孔３０に挿入する際に、ウォームホイール２９に対するピニオン軸８のおおよその軸合わせをするための補助ガイドとして機能する。補助ガイド軸部２７の外周面は、軸方向片側の端部に備えられた面取り部を除き、軸方向に関して外径Ｄ２７が変化しない円筒面により構成されている。
【0056】
補助ガイド軸部２７は、ピニオン軸８の中心軸を中心とする円筒状の外周面を有し、かつ、ガイド軸部２６の外径Ｄ２６よりも小さい外径Ｄ２７を有する。具体的には、補助ガイド軸部２７の外径Ｄ２７は、ガイド軸部２６の外径Ｄ２６よりも２．０％以上１０．０％以下小さく、好ましくは４．０％以上７．０％以下小さい。補助ガイド軸部２７は、軸方向片側の端部外周面に、面取り部３２を有する。本例では、面取り部３２を、直線状の母線形状を有するＣ面取りにより構成している。
【0057】
補助ガイド軸部２７の軸方向長さＬ２７は、ウォームホイール２９の中心孔３０にピニオン軸８を挿入する際に、ウォームホイール２９に対するピニオン軸８のおおよその軸合わせをすることができる限り、特に限定されるものではないが、ウォームホイール２９の中心孔３０の軸方向長さＬ３０の０．５倍以上とすることが好ましく、１．０倍以上とすることがより好ましい。図示の例では、補助ガイド軸部２７の軸方向長さＬ２７は、ウォームホイール２９の中心孔３０の軸方向長さＬ３０の約０．６倍である。なお、補助ガイド軸部２７の軸方向長さＬ２７の上限値も、ピニオン軸８の軸方向長さが徒に長くなることを防止する面から規制される。具体的には、例えば、補助ガイド軸部２７の軸方向長さＬ２７は、中心孔３０の軸方向長さＬ３０の２．０倍以下とすることが好ましく、１．５倍以下とすることがより好ましい。
【0058】
なお、セレーション軸部２５の外周面、すなわち雄セレーション部２８を構成するセレーション歯の歯先面と、ガイド軸部２６の外周面、すなわち雄セレーション部３１を構成するセレーション歯の歯先面とは、軸方向片側に向かうほど外径が小さくなる傾斜面により接続されている。また、ガイド軸部２６の外周面と補助ガイド軸部２７の外周面とは、軸方向片側に向かうほど外径が小さくなる傾斜面により接続されている。
【0059】
ピニオン軸８を製造する場合に、雄セレーション部２８を備えるセレーション軸部２５と、雄セレーション部３１を備えるガイド軸部２６とは、例えば次のようにして形成することができる。
【0060】
まず、ピニオン軸８の素材のうち、セレーション軸部２５およびガイド軸部２６を形成すべき部分の外周面に、外径、すなわち歯先円直径が軸方向に関して変化しない素雄セレーションを、転造やブローチ加工などにより形成する。
【0061】
次いで、前記素雄セレーションの歯先を研磨する。このとき、前記素雄セレーションのうちで軸方向片側部分の歯先の研磨量を、軸方向他側部分の歯先の研磨量よりも多くすることで、前記素雄セレーションを、セレーション軸部２５の雄セレーション部２８とガイド軸部２６の雄セレーション部３１とに加工する。例えば、軸方向片側部分の外径が軸方向他側部分の外径よりも大きい段付円筒面状の外周面を有する総型の砥石により、前記素雄セレーションを研磨する。このように雄セレーション部２８と雄セレーション部３１とを加工した場合、雄セレーション部２８と雄セレーション部３１とは、歯先円直径のみが異なっており、歯底円直径、歯幅および位相は互いに同じである。
【0062】
ピニオン軸８の軸方向他側の端部は、トーションバー３４を介して、中空軸３３の軸方向片側の端部に連結されている。中空軸３３の軸方向他側の端部は、ステアリングシャフト３の前側の端部に、自在継手４ａ、中間シャフト５および別の自在継手４ｂを介して接続されている。したがって、ピニオン軸８は、ステアリングホイール２の操作に伴って回転する。
【0063】
ラック軸１０は、円柱状に構成され、かつ、外周面の一部に、ピニオン軸８のピニオン歯２２と噛合する複数のラック歯３５を有する。本例では、ラック軸１０は、軸方向中間部の前側面に、複数のラック歯３５を有する。
【0064】
ラック軸１０は、軸方向を左右方向に向け、かつ、軸方向両側の端部を、ラック収容部１４の左右方向両側の開口から突出させた状態で、ラック収容部１４の内側に該ラック収容部１４と同軸に、図示しないラックブッシュ、すなわち滑り軸受などにより、軸方向に関する往復移動を可能に支持されている。ラック軸１０の軸方向両側の端部は、球面継手を介してタイロッド１２に接続されている。
【0065】
ラックガイド１１は、ラック軸１０をピニオン軸８に向けて押圧する機能を有する。ラックガイド１１は、パッド３６と、弾性部材３７とを備える。
【0066】
パッド３６は、略円柱形状を有しており、ガイド収容部１６の内側に、ラック軸１０に対する遠近移動を可能に配置されている。パッド３６は、ラック軸１０の後側面に対向する面に、ラック軸１０の後側面を、該ラック軸１０の軸方向に案内可能な形状を有する凹円筒面状の押圧面３６ａを有する。押圧面３６ａは、滑り性に優れた合成樹脂などから構成されている。弾性部材３７は、パッド３６と、ガイド収容部１６の開口部を蓋したキャップ３８との間に、弾性的に圧縮された状態で挟持されている。これにより、弾性部材３７は、パッド３６をラック軸１０に向けて押圧する。なお、図示の例では、弾性部材３７は、ねじりコイルばねにより構成されているが、皿ばねなどにより構成することもできる。
【0067】
ラックガイド１１は、ラック軸１０をピニオン軸８に向けて押圧することで、ピニオン歯２２とラック歯３５との噛合部のバックラッシュを低減して、ピニオン歯２２とラック歯３５との噛合部での異音の発生を防止している。
【0068】
電動アシスト装置７は、ピニオン軸８に補助動力を付与し、運転者によるステアリングホイール２の操作に必要な操舵力を軽減する。電動アシスト装置７は、ウォーム減速機１９と、電動モータ３９と、トルクセンサ４０とを備える。すなわち、電動アシスト装置７は、電動モータ３９の出力軸のトルクを増大して、換言すれば該出力軸の回転を減速して、ピニオン軸８に伝達する。
【0069】
ウォーム減速機１９は、ウォームホイール２９と、ウォーム４１とを備える。
【0070】
歯車に相当するウォームホイール２９は、外周面に、複数の歯に相当する複数のホイール歯４２を有し、かつ、中心部に軸方向に貫通する中心孔３０を有する。中心孔３０は、軸方向他側の端部内周面に、第１面取り部４３を有し、かつ、内周面のうちで第１面取り部４３の軸方向片側に隣接する部分に、第２面取り部４４を有する。第１面取り部４３および第２面取り部４４はいずれも、直線状の母線形状を有するＣ面取りにより構成されており、第２面取り部４４の面取り角度θ２を、第１面取り部４３の面取り角度θ１よりも小さくしている。なお、第１面取り部４３の面取り角度θ１は、ウォームホイール２９の中心軸に対する第１面取り部４３の母線の傾斜角度をいい、第２面取り部４４の面取り角度θ２は、ウォームホイール２９の中心軸に対する第２面取り部４４の母線の傾斜角度をいう。
【0071】
第１面取り部４３の面取り角度θ１は、１０．０度以上２０．０度以下であることが好ましく、１４．０度以上１６．０度以下であることがより好ましい。第２面取り部４４の面取り角度θ２は、第１面取り部４３の面取り角度θ１よりも小さく、かつ、２．５度以上７．５度以下であることが好ましく、４．０度以上６．０度以下であることがより好ましい。
【0072】
本例では、中心孔３０の内周面は、軸方向他側の端部に備えられた第１面取り部４３および第２面取り部４４と、軸方向片側の端部に備えられた面取り部とを除き、軸方向に関して内径が変化しない円筒面により構成されている。
【0073】
ウォームホイール２９は、中心孔３０に、ピニオン軸８のセレーション軸部２５を圧入することで、ピニオン軸８に対し結合固定されており、かつ、ギヤハウジング部１７のホイール収容部２０の内側に配置されている。本例では、ピニオン軸８とウォームホイール２９とを結合して組立体５０を構成した状態で、ピニオン軸８のうち、ガイド軸部２６の軸方向中間部からセレーション軸部２５の軸方向他側の端部にかけての部分が、ウォームホイール２９の中心孔３０と嵌合している。すなわち、ガイド軸部２６の軸方向他側部分と中心孔３０の軸方向片側の端部とががたつきのない隙間嵌で嵌合し、かつ、セレーション軸部２５が中心孔３０の軸方向他側部分に圧入されている。なお、ガイド軸部２６の軸方向片側部分は、中心孔３０の軸方向片側の開口よりも軸方向片側に位置している。セレーション軸部２５は、中心孔３０の内周面に食い込んでいる。
【0074】
本例では、ウォームホイール２９は、金属製のハブ４５と、合成樹脂製のギヤ部４６とを備える。
【0075】
ハブ４５は、中心部に中心孔３０を有する内径側筒部４７と、内径側筒部４７の周囲に該内径側筒部４７と同軸に配置された外径側筒部４８と、内径側筒部４７と外径側筒部４８とを接続する中空円形板状の接続部４９とを備える。
【0076】
ギヤ部４６は、径方向外側の端部に複数のホイール歯４２を有し、ハブ４５の径方向外側の端部を覆うように該ハブ４５に結合固定されている。すなわち、ギヤ部４６は、射出成形、具体的にはインサート成形により形成され、ハブ４５の外径側筒部４８と接続部４９の径方向外側の端部とを包埋している。
【0077】
ウォーム４１は、外周面に、ウォームホイール２９のホイール歯４２と噛合するねじ状のウォーム歯を有し、ウォーム収容部２１の内側に、基端部を中心とする若干の揺動変位を可能に支持されている。
【0078】
電動モータ３９は、出力軸を、ウォーム４１の基端部にトルクの伝達を可能に接続し、かつ、ウォーム収容部２１に対して支持固定されている。
【0079】
トルクセンサ４０は、中空軸３３およびピニオン軸８の周囲に配置されており、中空軸３３およびピニオン軸８の回転方向、並びに、中空軸３３とピニオン軸８との間で伝達されるトルクを検知する。トルクセンサ４０は、中空軸３３およびピニオン軸８の回転方向、並びに、中空軸３３とピニオン軸８との間で伝達されるトルクに対応した信号を、電動モータ３９の電子制御ユニットへ出力する。本例では、トルクセンサ４０として、エンコーダを利用して位相差を検出することによりトルクを検出するセンサを使用している。ただし、トルクセンサ４０としては、例えば、磁歪効果を利用した非接触式トルクセンサを使用することもできる。この場合、中空軸３３およびトーションバー３４を省略して、ピニオン軸８の基端部を、自在継手４ｂに直接接続することもできる。
【0080】
電動アシスト装置７は、トルクセンサ４０の出力信号に基づいて、電動モータ３９を駆動制御する。これにより、電動モータ３９が発生する駆動トルクを、ウォーム減速機１９を介し、ピニオン軸８に対して操舵補助力として伝達する。この結果、運転者によるステアリングホイール２の操作に必要な操舵力を軽減する。
【0081】
本例によれば、ピニオン軸８とウォームホイール２９との同軸度を良好に確保することができる。この理由について、以下に説明する。
【0082】
ピニオン軸８とウォームホイール２９とを結合する際には、図５に矢印で示すように、ピニオン軸８を、軸方向片側を先頭にして、ウォームホイール２９の中心孔３０に挿入する。中心孔３０へのピニオン軸８の挿入作業の初期段階では、ピニオン軸８の補助ガイド軸部２７を、中心孔３０の軸方向他側部分に、がたつきの小さい隙間嵌で内嵌する。これにより、ピニオン軸８の中心軸とウォームホイール２９の中心軸とをほぼ一致させ、ピニオン軸８とウォームホイール２９とのおおよその軸合わせを行う。
【0083】
補助ガイド軸部２７と中心孔３０とを嵌合した状態から、さらにウォームホイール２９に対してピニオン軸８を軸方向片側に向けて変位させ、中心孔３０に対するピニオン軸８の挿入量を増大させる。これにより、ピニオン軸８のガイド軸部２６を、中心孔３０の軸方向他側部分に、がたつきのない、すなわち補助ガイド軸部２７と中心孔３０との嵌合部よりもがたつきの小さい隙間嵌で内嵌する。これにより、ピニオン軸８の中心軸とウォームホイール２９の中心軸とを高い精度で一致させ、ピニオン軸８とウォームホイール２９との軸合わせを高精度に行う。
【0084】
ガイド軸部２６と中心孔３０とを嵌合することで、ウォームホイール２９に対してピニオン軸８を軸合わせした状態から、さらにウォームホイール２９に対してピニオン軸８を軸方向片側に向けて変位させ、中心孔３０に対するピニオン軸８の挿入量を増大させる。これにより、ピニオン軸８のセレーション軸部２５を、中心孔３０に圧入することで、ピニオン軸８とウォームホイール２９とを結合し、図３に示すような組立体５０を得る。
【0085】
上述のように、ピニオン軸８のガイド軸部２６とウォームホイール２９の中心孔３０とをがたつきのない隙間嵌で嵌合することにより、ウォームホイール２９とピニオン軸８との軸合わせを高精度に行っている。このように、ウォームホイール２９とピニオン軸８との軸合わせを高精度に行ってから、中心孔３０に対するセレーション軸部２５の圧入を開始することができる。また、中心孔３０に対してガイド軸部２６を内嵌した状態で、ウォームホイール２９の中心軸に対してピニオン軸８の中心軸がわずかに傾いたりずれたりした場合でも、中心孔３０の内周面とガイド軸部２６の外周面（雄セレーション部３１の歯先面）との間の微小隙間の存在に基づいて、ウォームホイール２９の中心軸に対するピニオン軸８の中心軸の傾きおよび／またはずれを補正することができる。したがって、ピニオン軸８の中心軸がウォームホイール２９の中心軸に対して傾いたりずれたりしたまま、ピニオン軸８とウォームホイール２９とが結合固定されることを防止できる。このため、ピニオン軸８とウォームホイール２９との同軸度を確保しやすい。
【0086】
本例では、ピニオン軸８のうち、ウォームホイール２９との軸合わせを行うためのガイド軸部２６は、ウォームホイール２９の中心孔３０に対し隙間嵌で内嵌される。したがって、中心孔３０の寸法公差と、セレーション軸部２５の寸法公差およびガイド軸部２６の寸法公差とを、図１６に示すような、ウォームホイール１１３との軸合わせを行うための円筒軸部１１７と、ウォームホイール１１３に対する結合強度を確保するためのセレーション軸部１１８とをいずれもウォームホイール１１３の中心孔１１６に圧入する従来構造ほど厳しく規制する必要がない。このため、ピニオン軸８とウォームホイール２９との組立体５０の製造コストの増大を抑えることができる。
【0087】
本例では、セレーション軸部２５およびガイド軸部２６を形成すべき部分の外周面に、外径が軸方向に関して変化しない素雄セレーションを形成し、その後、段付円筒面状の外周面を有する総型の砥石により研磨することで、セレーション軸部２５の外周面およびガイド軸部２６の外周面を同時に仕上げている。このため、セレーション軸部２５の外径Ｄ２５と、ガイド軸部２６の外径Ｄ２６との差を、精度よく規制することができ、ガイド軸部２６と中心孔３０とを隙間嵌で嵌合させることによる高精度の軸合わせと、セレーション軸部２５を中心孔３０に圧入させることによる結合強度の確保とを、高いレベルで両立させることができる。
【0088】
ただし、セレーション軸部２５およびガイド軸部２６を形成すべき部分の外周面に、外径が軸方向に関して変化しない素雄セレーションを形成した後、前記素雄セレーションのうちで軸方向片側部分の歯先と、軸方向他側部分の歯先とのそれぞれを、別々の砥石で研磨したり異時に研磨したりすることもできる。この場合、ガイド軸部２６が形成される軸方向片側部分の歯先を研磨する砥石の送り量を、セレーション軸部２５が形成される軸方向他側部分の歯先を研磨する砥石の送り量よりも多くする。なお、セレーション軸部２５が形成される軸方向他側部分に研磨加工を施さないようにすることもできる。
【0089】
本例では、中心孔３０の軸方向他側の端部内周面に、第１面取り部４３を有し、かつ、内周面のうちで第１面取り部４３の軸方向片側に隣接する部分に、第１面取り部４３の面取り角度θ１よりも面取り角度θ２が小さい第２面取り部４４を有する。このため、ガイド軸部２６と中心孔３０とを隙間嵌で嵌合した状態で、ウォームホイール２９の中心軸に対してピニオン軸８の中心軸がわずかに傾いたりずれたりしている場合であっても、中心孔３０に対するセレーション軸部２５の圧入時に、ウォームホイール２９の中心軸に対するピニオン軸８の中心軸の傾きおよび／またはずれを補正することができる。すなわち、ガイド軸部２６と中心孔３０とを隙間嵌で嵌合した状態から、さらにウォームホイール２９に対してピニオン軸８を軸方向片側に向けて変位させることに伴い、セレーション軸部２５の軸方向片側の端部外周面が、第１面取り部４３および第２面取り部４４により案内され、ウォームホイール２９の中心軸に対するピニオン軸８の中心軸の傾きおよび／またはずれが補正される。この面からも、ピニオン軸８とウォームホイール２９との同軸度を確保しやすい。
【0090】
本例では、ガイド軸部２６の軸方向片側に隣接する部分に、ガイド軸部２６の外径Ｄ２６よりも小さな外径Ｄ２７を有する補助ガイド軸部２７を有する。ピニオン軸８とウォームホイール２９との結合作業の初期段階、すなわちガイド軸部２６と中心孔３０とを隙間嵌で嵌合して、ウォームホイール２９とピニオン軸８との軸合わせを高精度に行う以前に、補助ガイド軸部２７と中心孔３０とをがたつきの小さい隙間嵌で嵌合することにより、ウォームホイール２９とピニオン軸８とのおおよその軸合わせを行うことができる。このため、ピニオン軸８とウォームホイール２９との結合作業を容易化できる。
【0091】
すなわち、ガイド軸部２６の外周面と中心孔３０の内周面との間の径方向隙間は極めて小さい。このため、補助ガイド軸部を備えていない構造では、ピニオン軸とウォームホイールとの結合作業を開始する以前に、ピニオン軸の中心軸とウォームホイールの中心軸とを高い精度で一致させてからでなければ、中心孔に対してガイド軸部を挿入することができない。これに対し、本例では、補助ガイド軸部２７と中心孔３０とをがたつきの小さい隙間嵌で嵌合することにより、ウォームホイール２９とピニオン軸８とのおおよその軸合わせを行ってから、中心孔３０に対するガイド軸部２６の挿入作業を開始することができる。要するに、ピニオン軸８とウォームホイール２９との結合作業を開始する以前に、ピニオン軸８の中心軸とウォームホイール２９の中心軸とをそれほど高い精度で一致させる必要がない。このため、ピニオン軸８とウォームホイール２９との結合作業を容易化することができる。
【0092】
なお、本例では、補助ガイド軸部２７の外周面は、軸方向片側の端部に備えられた面取り部３２を除き、軸方向に関して外径Ｄ２７が変化しない円筒面により構成されている。ただし、補助ガイド軸部の外周面を、軸方向他側に向かうほど外径が大きくなる円すい台面により構成することもできる。この場合、補助ガイド軸部の軸方向他側の端部の外径を、ガイド軸部の外径よりも小さくする。
【0093】
あるいは、ピニオン軸とウォームホイールとの結合作業を開始する以前に、ピニオン軸の中心軸とウォームホイールの中心軸とを高い精度で一致させることができる場合には、補助ガイド軸部を省略することもできる。
【0094】
本例では、ピニオン軸８のうち、ウォームホイール２９との軸合わせを行うためのガイド軸部２６の軸方向片側部分を、中心孔３０よりも軸方向片側に位置させている。換言すれば、ガイド軸部２６の軸方向片側部分を、中心孔３０の軸方向片側の開口から軸方向片側に突出させている。このため、ウォームホイール２９に対する結合強度を確保するためのセレーション軸部２５と、中心孔３０との嵌合長さを確保しやすい。したがって、ピニオン軸８とウォームホイール２９との結合強度を十分に確保することができる。
【0095】
これに対し、図１５および図１６に示した従来構造では、ピニオン軸１０６のうち、ウォームホイール１１３に対する結合強度を確保するためのセレーション軸部１１８だけでなく、ウォームホイール１１３との軸合わせを行うための円筒軸部１１７も、その軸方向全長が、ウォームホイール１１３の中心孔１１６と嵌合している。このため、セレーション軸部１１８と中心孔１１６との嵌合長さが確保しにくく、ピニオン軸１０６とウォームホイール１１３との結合強度を十分に確保できなくなる可能性がある。
【0096】
一方、従来構造において、ピニオン軸１０６とウォームホイール１１３との結合強度を確保すべく、セレーション軸部１１８の軸方向長さを十分に確保した場合、円筒軸部１１７の軸方向長さが短くなり、ピニオン軸１０６とウォームホイール１１３との結合作業時に、ウォームホイール１１３に対するピニオン軸１０６の軸合わせを十分に行えなくなる可能性がある。
【0097】
［第２例］
図７および図８は、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例では、ピニオン軸８ａのセレーション軸部２５と、ウォームホイール２９の中心孔３０とが、軸方向全長にわたり嵌合している。換言すれば、ピニオン軸８ａのうち、セレーション軸部２５のみが、ウォームホイール２９の中心孔３０に圧入されており、ガイド軸部２６ａは、その軸方向全長が、ウォームホイール２９の中心孔３０よりも軸方向片側に位置している。換言すれば、ガイド軸部２６ａの軸方向全長が、中心孔３０の軸方向片側の開口から軸方向片側に突出している。
図７および図８は、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例では、ピニオン軸８ａのセレーション軸部２５と、ウォームホイール２９の中心孔３０とが、軸方向全長にわたり嵌合している。換言すれば、ピニオン軸８ａのうち、セレーション軸部２５のみが、ウォームホイール２９の中心孔３０に圧入されており、ガイド軸部２６ａは、その軸方向全長が、ウォームホイール２９の中心孔３０よりも軸方向片側に位置している。換言すれば、ガイド軸部２６ａの軸方向全長が、中心孔３０の軸方向片側の開口から軸方向片側に突出している。
【0098】
また、本例では、ピニオン軸８ａのガイド軸部２６ａの外周面を、セレーション軸部２５との接続部および補助ガイド軸部２７との接続部である軸方向両側の端部を除き、軸方向に関して外径が変化しない円筒面により構成している。
【0099】
本例では、ピニオン軸８ａのセレーション軸部２５と、ウォームホイール２９の中心孔３０とを、軸方向にわたり嵌合させているため、ピニオン軸８ａとウォームホイール２９との結合強度を、第１例と比較して高くすることができる。その他の構成および作用効果は、第１例と同様である。
【0100】
［第３例］
図９～図１１は、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例では、ウォームホイール２９ａに備えられた中心孔３０ａは、軸方向片側部分に、小径部５１を有し、かつ、軸方向他側部分に、小径部５１の内径ｄ５１よりも大きい内径ｄ５２を有する大径部５２を有する。小径部５１と大径部５２とは、軸方向片側に向かうほど内径が小さくなる方向に傾斜した円すい台面状の傾斜面部５３により接続されている。すなわち、中心孔３０ａは、段付孔により構成されている。小径部５１の内径ｄ５１および大径部５２の内径ｄ５２は、特に限定されるものではなく、それぞれ任意の大きさとすることができる。
図９～図１１は、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例では、ウォームホイール２９ａに備えられた中心孔３０ａは、軸方向片側部分に、小径部５１を有し、かつ、軸方向他側部分に、小径部５１の内径ｄ５１よりも大きい内径ｄ５２を有する大径部５２を有する。小径部５１と大径部５２とは、軸方向片側に向かうほど内径が小さくなる方向に傾斜した円すい台面状の傾斜面部５３により接続されている。すなわち、中心孔３０ａは、段付孔により構成されている。小径部５１の内径ｄ５１および大径部５２の内径ｄ５２は、特に限定されるものではなく、それぞれ任意の大きさとすることができる。
【0101】
小径部５１の軸方向長さＬ５１および大径部５２の軸方向長さＬ５２は、ピニオン軸８ｂとウォームホイール２９との結合強度を確保できる限り、特に限定されるものではないが、小径部５１の軸方向長さＬ
５１
を、大径部５２の軸方向長さＬ
５２
の０．３倍以上１．０倍以下とすることが好ましく、０．５倍以上０．８倍以下とすることがより好ましい。
【0102】
また、ピニオン軸８ｂは、１対の円筒面部２３ａ、２３ｂのうち、軸方向片側の円筒面部２３ａよりも軸方向片側部分に、軸方向他側から順に、セレーション軸部２５と、ガイド軸部２６ｂと、補助ガイド軸部２７とを有する。
【0103】
セレーション軸部２５は、ウォームホイール２９ａの中心孔３０ａのうち、大径部５２の内径ｄ５２よりもわずかに大きい外径Ｄ２５を有する。具体的には、セレーション軸部２５を大径部５２に圧入する以前の状態で、セレーション軸部２５の外径Ｄ２５は、大径部５２の内径ｄ５２よりも０．５％以上１．５％以下大きく、好ましくは０．７％以上１．０％以下大きい。
【0104】
本例では、ガイド軸部２６ｂの外周面は、セレーション軸部２５との接続部および補助ガイド軸部２７との接続部である軸方向両側の端部を除き、軸方向に関して外径が変化しない円筒面により構成されている。
【0105】
ガイド軸部２６ｂは、ウォームホイール２９ａの中心孔３０ａのうち、小径部５１に隙間嵌で内嵌可能な外径を有する。すなわち、ガイド軸部２６ｂは、小径部５１の内径ｄ５１よりもわずかに小さい外径Ｄ２６を有する。具体的には、ガイド軸部２６の外径Ｄ２６は、小径部５１の内径ｄ５１よりも０．０１％以上０．５％以下小さく、好ましくは０．０１％以上０．２％以下小さい。
【0106】
また、ガイド軸部２６ｂの軸方向長さＬ２６は、中心孔３０ａの大径部５２の軸方向長さＬ５２よりも長い。具体的には、ガイド軸部２６ｂの軸方向長さＬ２６を、大径部５２の軸方向長さＬ５２の１．２倍以上２．０倍以下、好ましくは１．２倍以上１．５倍以下としている。これにより、後述するピニオン軸８ｂとウォームホイール２９ａとの結合作業時に、ガイド軸部２６ｂと小径部５１とががたつきのない隙間嵌で嵌合するよりも以前に、セレーション軸部２５が大径部５２に圧入されることを防止している。
【0107】
ピニオン軸８ｂとウォームホイール２９ａとを結合する際には、図１１に白抜き矢印で示すように、ピニオン軸８ｂを、軸方向片側を先頭にして、ウォームホイール２９ａの中心孔３０ａに挿入する。そして、補助ガイド軸部２７と小径部５１とをがたつきの小さい隙間嵌で嵌合する。これにより、ピニオン軸８ｂの中心軸とウォームホイール２９ａの中心軸とをほぼ一致させ、ピニオン軸８ｂとウォームホイール２９ａとのおおよその軸合わせを行う。
【0108】
この状態から、さらにウォームホイール２９ａに対してピニオン軸８ｂを軸方向片側に向けて変位させ、ガイド軸部２６と小径部５１とをがたつきのない隙間嵌で嵌合する。これにより、ピニオン軸８ｂの中心軸とウォームホイール２９ａの中心軸とを高い精度で一致させ、ピニオン軸８ｂとウォームホイール２９ａとの軸合わせを高精度に行う。
【0109】
ガイド軸部２６ｂと小径部５１とを嵌合した状態から、さらにウォームホイール２９ａに対してピニオン軸８ｂを軸方向片側に向けて変位させ、セレーション軸部２５を大径部５２に圧入することで、ピニオン軸８ｂとウォームホイール２９ａとを結合固定する。
【0110】
本例によれば、ウォームホイール２９ａの中心孔３０ａの内径を、ピニオン軸８ｂとの軸合わせを行うための小径部５１と、ピニオン軸８ｂに対する結合強度を確保するための大径部５２とで異ならせることができる。このため、小径部５１の内径Ｄ５１は、セレーション軸部２５の外径Ｄ２５との関係を考慮する必要なく、ガイド軸部２６ｂの外径Ｄ２６との関係のみで寸法公差を規制することができる。また、大径部５２の内径Ｄ５２は、ガイド軸部２６ｂの外径Ｄ２６との関係を考慮する必要なく、セレーション軸部２５の外径Ｄ２５との関係で寸法公差を規制することができる。その他の部分の構成および作用効果は、実施の形態の第１例と同様である。
【0111】
［第４例］
図１２～図１４は、本発明の実施の形態の第４例を示している。本例では、ウォームホイール２９ａに備えられた中心孔３０ａは、軸方向片側の小径部５１と、軸方向他側の大径部５２とを有する段付孔により構成されている。
図１２～図１４は、本発明の実施の形態の第４例を示している。本例では、ウォームホイール２９ａに備えられた中心孔３０ａは、軸方向片側の小径部５１と、軸方向他側の大径部５２とを有する段付孔により構成されている。
【0112】
また、ピニオン軸８ｃは、１対の円筒面部２３ａ、２３ｂのうち、軸方向片側の円筒面部２３ａよりも軸方向片側部分に、軸方向他側から順に、セレーション軸部２５と、ガイド軸部２６ｂとを有する。すなわち、本例のピニオン軸８ｃは、第３例のピニオン軸８ｂから補助ガイド軸部２７を省略している。このため、ウォームホイール２９ａの中心孔３０ａの軸方向片側の開口からのピニオン軸８ｃの突出量を抑えることができる。その他の部分の構成および作用効果は、第１例および第３例と同様である。
【0113】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、発明の技術思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。また、第１例～第４例は、矛盾を生じない範囲で、適宜組み合わせて実施することができる。
【0114】
第１例～第４例では、ウォームホイール２９を、ピニオン軸８、８ａ、８ｂのうちで複数のピニオン歯２２が備えられた軸方向中間部よりも先端側に位置する部分に支持固定してなる組立体５０について説明した。ただし、本発明は、ウォームホイールを、ピニオン軸のうちで複数のピニオン歯が備えられた軸方向中間部よりも基端側に位置する部分に支持固定してなる組立体に適用することもできる。
【0115】
第１例～第４例では、本発明を、ピニオンアシスト式の電動パワーステアリング装置１のステアリングギヤユニット６を構成するピニオン軸８、８ａ、８ｂと、ウォーム減速機１９を構成するウォームホイール２９、２９ａとの組立体５０およびその組立方法に適用した例について説明した。ただし、本発明は、ピニオンアシスト式以外の電動パワーステアリング装置の回転軸とウォームホイールとの組立体およびその組立方法に適用することもできる。すなわち、コラムアシスト式の電動パワーステアリング装置の場合、ステアリングシャフトと、該ステアリングシャフトに支持固定されるウォームホイールとの組立体およびその組立方法に適用することができる。デュアルピニオン式の電動パワーステアリング装置の場合、ステアリングシャフトにトルク伝達可能に接続されたピニオンシャフトとは別で、かつ、ラック軸に噛合する第２のピニオンシャフトと、該第２のピニオンシャフトに支持固定されるウォームホイールとの組立体およびその組立方法に適用することができる。
【0116】
また、本発明は、電動パワーステアリング装置に限らず、各種機械のウォーム減速機の回転軸とウォームホイールとの組立体およびその組立方法に適用することができる。さらに、本発明は、回転軸とウォームホイールとの組立体およびその組立方法に限らず、回転軸と、平歯車などのウォームホイール以外の歯車との組立体およびその組立方法に適用することもできる。
【符号の説明】
【0117】
１ 電動パワーステアリング装置
２ ステアリングホイール
３ ステアリングシャフト
４ａ、４ｂ 自在継手
５ 中間シャフト
６ ステアリングギヤユニット
７ 電動アシスト装置
８、８ａ、８ｂ ピニオン軸
９ ハウジング
１０ ラック軸
１１ ラックガイド
１２ タイロッド
１３ 操舵輪
１４ ラック収容部
１５ ピニオン収容部
１６ ガイド収容部
１７ ギヤハウジング部
１８ 取付部
１９ ウォーム減速機
２０ ホイール収容部
２１ ウォーム収容部
２２ ピニオン歯
２３ａ、２３ｂ 円筒面部
２４ａ、２４ｂ 軸受
２５ セレーション軸部
２６、２６ａ、２６ｂ ガイド軸部
２７ 補助ガイド軸部
２８ 雄セレーション部
２９、２９ａ ウォームホイール
３０、３０ａ 中心孔
３１ 雄セレーション部
３２ 面取り部
３３ 中空軸
３４ トーションバー
３５ ラック歯
３６ パッド
３６ａ 押圧面
３７ 弾性部材
３８ キャップ
３９ 電動モータ
４０ トルクセンサ
４１ ウォーム
４２ ホイール歯
４３ 第１面取り部
４４ 第２面取り部
４５ ハブ
４６ ギヤ部
４７ 内径側筒部
４８ 外径側筒部
４９ 接続部
５０ 組立体
５１ 小径部
５２ 大径部
５３ 傾斜面部
１００ 電動パワーステアリング装置
１０１ ステアリングホイール
１０２ ステアリングシャフト
１０３ 中間シャフト
１０４ａ、１０４ｂ 自在継手
１０５ ステアリングギヤユニット
１０６ ピニオン軸
１０７ ラック軸
１０８ タイロッド
１０９ 操舵輪
１１０ 電動モータ
１１１ ウォーム減速機
１１２ ウォーム
１１３ ウォームホイール
１１４ ウォーム歯
１１５ ホイール歯
１１６ 中心孔
１１７ 円筒軸部
１１８ セレーション軸部
２ ステアリングホイール
３ ステアリングシャフト
４ａ、４ｂ 自在継手
５ 中間シャフト
６ ステアリングギヤユニット
７ 電動アシスト装置
８、８ａ、８ｂ ピニオン軸
９ ハウジング
１０ ラック軸
１１ ラックガイド
１２ タイロッド
１３ 操舵輪
１４ ラック収容部
１５ ピニオン収容部
１６ ガイド収容部
１７ ギヤハウジング部
１８ 取付部
１９ ウォーム減速機
２０ ホイール収容部
２１ ウォーム収容部
２２ ピニオン歯
２３ａ、２３ｂ 円筒面部
２４ａ、２４ｂ 軸受
２５ セレーション軸部
２６、２６ａ、２６ｂ ガイド軸部
２７ 補助ガイド軸部
２８ 雄セレーション部
２９、２９ａ ウォームホイール
３０、３０ａ 中心孔
３１ 雄セレーション部
３２ 面取り部
３３ 中空軸
３４ トーションバー
３５ ラック歯
３６ パッド
３６ａ 押圧面
３７ 弾性部材
３８ キャップ
３９ 電動モータ
４０ トルクセンサ
４１ ウォーム
４２ ホイール歯
４３ 第１面取り部
４４ 第２面取り部
４５ ハブ
４６ ギヤ部
４７ 内径側筒部
４８ 外径側筒部
４９ 接続部
５０ 組立体
５１ 小径部
５２ 大径部
５３ 傾斜面部
１００ 電動パワーステアリング装置
１０１ ステアリングホイール
１０２ ステアリングシャフト
１０３ 中間シャフト
１０４ａ、１０４ｂ 自在継手
１０５ ステアリングギヤユニット
１０６ ピニオン軸
１０７ ラック軸
１０８ タイロッド
１０９ 操舵輪
１１０ 電動モータ
１１１ ウォーム減速機
１１２ ウォーム
１１３ ウォームホイール
１１４ ウォーム歯
１１５ ホイール歯
１１６ 中心孔
１１７ 円筒軸部
１１８ セレーション軸部
【要約】
【課題】歯車と回転軸との同軸度を良好に確保しやすい構造を実現する。
【解決手段】ピニオン軸８は、外周面に雄セレーション部２８を有し、かつ、ウォームホイール２９の中心孔３０に圧入されるセレーション軸部２５と、セレーション軸部２５の軸方向片側に隣接して備えられ、かつ、中心孔３０に隙間嵌で内嵌可能な外径を有するガイド軸部２６とを有する。
【選択図】図４
【解決手段】ピニオン軸８は、外周面に雄セレーション部２８を有し、かつ、ウォームホイール２９の中心孔３０に圧入されるセレーション軸部２５と、セレーション軸部２５の軸方向片側に隣接して備えられ、かつ、中心孔３０に隙間嵌で内嵌可能な外径を有するガイド軸部２６とを有する。
【選択図】図４
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】