JP2017082860A - ギヤおよびステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂部品における寸法不良の発生を抑制できるギヤ、および、このギヤを含むステアリング装置を提供する。【解決手段】ギヤ２２は、円盤状に形成された樹脂製のスリーブ３７と、ギヤ歯が形成された歯部３６とを含む。スリーブ３７は、軸方向Ｘにおける正面側Ｘ１の正面部３７Ａと、軸方向Ｘにおける背面側Ｘ２の背面部３７Ｂとを有する。背面部３７Ｂには、スリーブ３７の周方向Ｙに並ぶ複数の凹部５８が形成されている。歯部３６は、スリーブ３７の外周部を覆う第１部と、正面部３７Ａを覆う第２部４２とを一体的に有する。正面側Ｘ１に突出して第２部４２に係合する正面リブ５５が、正面部３７Ａにおいて周方向Ｙに並んで複数設けられている。背面部３７Ｂにおいて周方向Ｙで正面リブ５５とずれた位置には、隣り合う凹部５８の間で延びる背面リブ５９が設けられている。【選択図】図８

Description

この発明は、ギヤおよびこのギヤを含むステアリング装置に関する。

下記特許文献１に開示されたギヤホイールは、ギヤ歯が外周面に形成された樹脂製の外周部品と、ハブ状に形成された金属製のインサートと、外周部分とインサートとを連結する樹脂製の連結部品という３つの別々の部品によって構成されている。連結部品は、円盤形状であり、外周部品は、連結部品の外周部だけを覆っている。

欧州特許出願公開第１７７７４３９Ａ１号明細書

特許文献１のギヤホイールのように外周部品および連結部品といった樹脂部品を用いる場合には、成形後の樹脂部品に寸法不良が発生する虞がある。
この発明は、かかる背景のもとでなされたものであり、樹脂部品における寸法不良の発生を抑制できるギヤ、および、このギヤを含むステアリング装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、円盤状に形成された樹脂製のスリーブ（３７）であって、軸方向（Ｘ）における一方側（Ｘ１）の正面部（３７Ａ）と、前記軸方向における前記一方側とは反対側（Ｘ２）の背面部（３７Ｂ）と、前記背面部に形成され、前記スリーブの周方向（Ｙ）に並ぶ複数の凹部（５８）と、前記正面部において前記周方向に並んで複数設けられ、前記一方側に突出する正面係合部（５５、９２）と、前記背面部において前記周方向で前記正面係合部とずれた位置に設けられ、隣り合う前記凹部の間で延びる背面リブ（５９）とを有するスリーブと、前記スリーブの外周部（４６）を覆う第１部（４１）と、前記正面部を覆い、前記正面係合部に係合された第２部（４２）とを一体的に有し、ギヤ歯（３１）が形成された歯部（３６）と、を含むことを特徴とする、ギヤ（２２）である。

請求項２記載の発明は、操舵部材（２）の操舵に基づいて駆動される電動モータ（１９）と、請求項１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（６）に伝達する減速機（２０）とを含むことを特徴とする、ステアリング装置（１）である。
なお、上記において、括弧内の数字等は、後述する実施形態における対応構成要素の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。

請求項１および２記載の発明によれば、ギヤは、円盤状の樹脂製のスリーブと、ギヤ歯が形成された歯部とを含む。スリーブは、軸方向における一方側の正面部と、軸方向における一方側とは反対側の背面部とを有する。スリーブの周方向に並ぶ複数の凹部が背面部に形成されているので、スリーブの軽量化を図れる。歯部は、スリーブの外周部を覆う第１部と、スリーブの正面部を覆う第２部とを一体的に有する。

複数の正面係合部が、正面部において周方向に並んで設けられている。正面係合部は、一方側に突出し、第２部に係合している。これにより、スリーブと歯部とが強固に結合される。背面部には、隣り合う凹部の間で延びる背面リブが設けられている。背面リブによって凹部の周辺におけるスリーブの剛性や強度を確保できる。
背面リブは、周方向で正面係合部とずれた位置に設けられている。そのため、背面リブが周方向で正面係合部と同じ位置に設けられる場合と比べて、軸方向におけるスリーブの肉厚が周方向の位置に応じて大きくばらつくことを抑制できる。これにより、溶融した樹脂によってスリーブを成形する場合に、スリーブ全体での樹脂の冷却速度を均一化できるので、樹脂の冷却後におけるスリーブでの寸法不良の発生を抑制できる。

図１は、本発明の一実施形態に係るステアリング装置の概略図である。 図２は、ステアリング装置の減速機に用いられるギヤの正面図である。 図３は、ギヤの背面図である。 図４は、図３のＡ−Ａ矢視断面図である。 図５は、ギヤに含まれるスリーブの側面図である。 図６は、スリーブの正面図である。 図７は、スリーブの背面図である。 図８は、図２のＢ−Ｂ矢視断面図である。 図９は、図４のＣ−Ｃ矢視断面図である。 図１０は、第１変形例のギヤの断面図である。 図１１は、ギヤの製造方法を示す模式的な断面図である。 図１２は、図１１の次の工程を示す模式的な断面図である。 図１３は、図１２の次の工程を示す模式的な断面図である。 図１４は、ギヤの製造方法の変形例を示す模式的な断面図である。 図１５は、第２変形例のギヤのスリーブの正面図である。 図１６は、第３変形例のギヤの断面図である。

以下では、本発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るステアリング装置１の概略図である。図１を参照して、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および転舵機構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およ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およびタイロッド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およ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および減速機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およびギヤ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および出力シャフト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。

次に、ギヤ２２について詳しく説明する。図２は、ギヤ２２の正面図である。図３は、ギヤ２２の背面図である。図４は、図３のＡ−Ａ矢視断面図である。
図２を参照して、ギヤ２２は、円盤状に形成されている。図２の紙面に垂直な方向が、ギヤ２２の軸方向Ｘである。軸方向Ｘは、ギヤ２２の厚さ方向でもある。ギヤ２２の中心軸Ｊは、ギヤ２２の円中心を通って軸方向Ｘに延びている。軸方向Ｘにおいて、図２における手前側をギヤ２２の正面側Ｘ１と呼び、図２における奥側をギヤ２２の背面側Ｘ２と呼ぶことにする。正面側Ｘ１は、軸方向Ｘにおける一方側であり、背面側Ｘ２は、軸方向Ｘにおける一方側とは反対側である。

ギヤ２２の円中心には、軸方向Ｘに沿ってギヤ２２を貫通する円形状の貫通穴３０が形成されている。出力シャフト９が貫通穴３０に圧入されることによって、ギヤ２２は、出力シャフト９に一体回転可能に連結される。ギヤ２２の外周部の全域には、ウォーム２１と噛み合う多数のギヤ歯３１が、ギヤ２２の周方向Ｙに等間隔で並んで形成されている。隣り合うギヤ歯３１の隙間は、ギヤ２２の外周部を軸方向Ｘ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Ｙに回転する。

ギヤ２２は、カラー３５と、歯部３６と、スリーブ３７とを含む。以下では、軸方向Ｘ、正面側Ｘ１、背面側Ｘ２、周方向Ｙおよびギヤ２２の径方向Ｚを用いて、カラー３５、歯部３６およびスリーブ３７のそれぞれについて説明する。径方向Ｚにおいて、中心軸Ｊから離れてギヤ２２の外周部に向かう方向を径方向外側Ｚ１と呼び、中心軸Ｊに向かう方向を径方向内側Ｚ２と呼ぶことにする。

カラー３５は、中心軸Ｊと一致した中心軸を有する金属製の円環状に形成されている。ギヤ２２の貫通穴３０は、カラー３５の内周面３５Ａによって区画されている。カラー３５の外周面３５Ｂにおいて軸方向Ｘにおける略中央には、径方向外側Ｚ１へ突出しつつ周方向Ｙに延びるフランジ３８が一体的に設けられている（図４参照）。フランジ３８は、外周面３５Ｂにおいて、周方向Ｙにおける全域に亘って設けられているが、周方向Ｙにおける一部の領域だけに設けられてもよい。外周面３５Ｂにおいてフランジ３８よりも背面側Ｘ２の領域には、径方向外側Ｚ１へ突出する複数の凸部３９が一体的に設けられている（図３参照）。これらの凸部３９は、軸方向Ｘから見て径方向外側Ｚ１へ向けて細くなる略三角形状であり、周方向Ｙに等間隔で並んでいる。凸部３９は、軸方向Ｘに延びるリブ状である。凸部３９は、フランジ３８に連結してもよい。

歯部３６は、樹脂製である。歯部３６は、第１部４１および第２部４２を一体的に有する。
第１部４１は、円環状に形成されており、その軸方向は、軸方向Ｘと一致し、その周方向は、周方向Ｙと一致し、その径方向は、径方向Ｚと一致している。図４を参照して、第１部４１は、軸方向Ｘに厚みを有する。第１部４１の外周面４１Ａは、周方向Ｙに沿って湾曲している。第１部４１において、正面側Ｘ１に位置する正面４１Ｂと、背面側Ｘ２に位置する背面４１Ｃとは、径方向Ｚに沿って平坦である。外周面４１Ａと背面４１Ｃとの境界には、周方向Ｙの全域に亘って面取り４１Ｄが形成されている。外周面４１Ａと、正面４１Ｂおよび背面４１Ｃのそれぞれにおいて外周面４１Ａにつながった部分とは、第１部４１の外周部を構成している。前述したギヤ歯３１は、第１部４１の外周部に形成されている。第１部４１の内周面４１Ｅにおいて背面側Ｘ２に偏った領域には、径方向外側Ｚ１へ窪みつつ周方向Ｙに延びる溝４１Ｆが形成されている。溝４１Ｆは、内周面４１Ｅにおいて、周方向Ｙにおける全域に亘って設けられているが、周方向Ｙにおける一部の領域だけに設けられてもよい。

第２部４２は、第１部４１における正面側Ｘ１の端部から径方向内側Ｚ２に張り出している。第２部４２は、周方向Ｙに延びる円環状に形成されている（図２参照）。第２部４２は、完全な円環状でなくてもよく、周方向Ｙにおける途中で途切れていてもよい。第２部４２における正面側Ｘ１の表面部分を正面部４２Ａと呼ぶことにする。正面部４２Ａは、径方向Ｚに沿って平坦で周方向Ｙに延びる円環状の第１正面部４２Ｂと、第１正面部４２Ｂから連続して拡径しながら背面側Ｘ２に延びて第１部４１の正面４１Ｂに接続されるテーパー状の第２正面部４２Ｃとを有する。つまり、正面部４２Ａの一部である第２正面部４２Ｃは、径方向外側Ｚ１へ向かうのに従って背面側Ｘ２へ向かうテーパー状に形成されている。

スリーブ３７は、円盤状に形成されており、その軸方向は、軸方向Ｘと一致し、その周方向は、周方向Ｙと一致し、その径方向は、径方向Ｚと一致している。スリーブ３７の全体は、樹脂製である。歯部３６だけでなく、スリーブ３７も樹脂製であるので、ギヤ２２全体での軽量化を図れる。スリーブ３７を構成する樹脂として、ＰＡ６６等のナイロンにガラス繊維（ＧＦ）等が混合された樹脂が挙げられる。ガラス繊維は、スリーブ３７の寸法変化の抑制に寄与している。この樹脂に占めるガラス繊維の割合は、たとえば５０％程度である。

スリーブ３７は、径方向Ｚにおける最も内側に位置する内周部４５と、径方向Ｚにおける最も外側に位置する外周部４６と、径方向Ｚに延びて内周部４５と外周部４６とを連結する連結部４７とを一体的に含む。
内周部４５は、中心軸Ｊと一致した中心軸を有する円環状に形成されている。軸方向Ｘにおいて、内周部４５は、カラー３５と同じ寸法を有する。径方向Ｚにおける内周部４５の厚さは、軸方向Ｘにおける全域においてほぼ同じである。内周部４５の内周面４５Ａの直径は、カラー３５の外周面３５Ｂの外周面の直径と同じである。内周面４５Ａにおいて軸方向Ｘにおける略中央には、径方向外側Ｚ１へ窪みつつ周方向Ｙに延びる溝４５Ｂが形成されている。溝４５Ｂは、内周面４５Ａにおいて、周方向Ｙにおける全域に亘って設けられているが、周方向Ｙにおける一部の領域だけに設けられてもよい。内周面４５Ａにおいて溝４５Ｂよりも背面側Ｘ２の領域には、径方向外側Ｚ１へ窪む複数の凹部４５Ｃが形成されている（図３参照）。これらの凹部４５Ｃは、軸方向Ｘから見て径方向外側Ｚ１へ向けて細くなる略三角形状であり、周方向Ｙに等間隔で並んでいる。凹部４５Ｃは、軸方向Ｘに延びる溝状であって、溝４５Ｂにつながってもよい。

外周部４６は、円環状に形成され、内周部４５と同軸状に配置されている。径方向Ｚにおける外周部４６の厚さは、軸方向Ｘにおける全域においてほぼ同じである。軸方向Ｘにおいて、外周部４６の正面側Ｘ１の端部４６Ａは、内周部４５の略中央部とほぼ同じ位置にあり、外周部４６の背面側Ｘ２の端部４６Ｂは、内周部４５の背面側Ｘ２の端部よりも背面側Ｘ２にはみ出ている。外周部４６の外周面４６Ｃの直径は、歯部３６の第１部４１の内周面４１Ｅの直径とほぼ同じである。外周面４６Ｃにおいて背面側Ｘ２に偏った領域には、径方向外側Ｚ１へ突出しつつ周方向Ｙに延びる外周フランジ４８が一体的に設けられている。

スリーブ３７の側面図である図５や、スリーブ３７の正面図である図６を参照して、外周フランジ４８は、外周面４６Ｃにおいて、周方向Ｙにおける全域に亘って設けられているが、周方向Ｙにおける一部の領域だけに設けられてもよい。外周フランジ４８と外周面４６Ｃとの境界部分４９は、円弧状に丸められている。
図５を参照して、外周面４６Ｃにおいて外周フランジ４８よりも正面側Ｘ１の領域における周方向Ｙの全域には、複数の外周リブ５０が、周方向Ｙに等間隔で並んで設けられている。それぞれの外周リブ５０は、径方向外側Ｚ１へ突出しつつ軸方向Ｘに延びるリブ状に形成されている。それぞれの外周リブ５０の背面側Ｘ２の端部は、外周フランジ４８と連結している。外周面４６Ｃを基準とした場合において、外周リブ５０の径方向Ｚの高さＴ１は、外周フランジ４８の径方向Ｚの高さＴ２と同じか、高さＴ２よりも僅かに低い（図６参照）。周方向Ｙに隣り合う外周リブ５０の間には、径方向内側Ｚ２へ窪みつつ軸方向Ｘに延びる外周溝５１が１つずつ形成されている。外周溝５１の溝底は、外周面４６Ｃによって構成されている。外周リブ５０および外周溝５１は、外周部４６に設けられた外周係合部５２を構成している。

図４を参照して、連結部４７は、軸方向Ｘに薄い円環状に形成され、内周部４５および外周部４６のそれぞれと同軸状に配置されている。連結部４７は、内周部４５において軸方向Ｘにおける略中央部と、外周部４６の正面側Ｘ１の端部４６Ａとの間に架設されている。連結部４７と内周部４５の外周面４５Ｄとの境界部分５３は、円弧状に丸められている。内周部４５において連結部４７よりも正面側Ｘ１の環状部分を、正面フランジ４５Ｅと呼び、内周部４５において連結部４７よりも背面側Ｘ２の環状部分を、背面フランジ４５Ｆと呼ぶことにする。正面フランジ４５Ｅは、スリーブ３７における正面側Ｘ１の表面部分を構成する正面部３７Ａの一部であり、連結部４７よりも正面側Ｘ１へ突出しつつ周方向Ｙに延びている（図５および図６参照）。背面フランジ４５Ｆは、スリーブ３７における背面側Ｘ２の表面部分を構成する背面部３７Ｂの一部であり、連結部４７よりも背面側Ｘ２へ突出しつつ周方向Ｙに延びている（後述する図７も参照）。

連結部４７における正面側Ｘ１の表面部分は、スリーブ３７の正面部３７Ａの一部である。この表面部分は、径方向Ｚに沿って平坦で周方向Ｙに延びる円環状の第１正面部４７Ａと、第１正面部４７Ａから連続して拡径しながら背面側Ｘ２に延びて外周部４６の外周面４６Ｃに接続されるテーパー状の第２正面部４７Ｂとを有する。つまり、正面部３７Ａの一部である第２正面部４７Ｂは、径方向外側Ｚ１へ向かうのに従って背面側Ｘ２へ向かうテーパー状に形成されている。第２正面部４７Ｂと外周面４６Ｃとの境界部分５４は、円弧状に丸められている。

図５および図６を参照して、スリーブ３７の正面部３７Ａにおいて正面フランジ４５Ｅよりも径方向外側Ｚ１の領域、つまり、第１正面部４７Ａおよび第２正面部４７Ｂには、複数の正面リブ５５が、周方向Ｙに等間隔で並んで設けられている。それぞれの正面リブ５５は、正面側Ｘ１へ突出しつつ径方向Ｚに延びるリブ状に形成されている。それぞれの正面リブ５５の径方向内側Ｚ２の端部は、正面フランジ４５Ｅと連結しており、これらの正面リブ５５は、正面側Ｘ１から見て、正面フランジ４５Ｅから放射状に延びている（図６参照）。第１正面部４７Ａを基準とした場合において、正面フランジ４５Ｅの軸方向Ｘの高さＴ３は、正面リブ５５の軸方向Ｘの高さＴ４よりも高い。正面部３７Ａにおいて、周方向Ｙに隣り合う正面リブ５５の間には、背面側Ｘ２へ窪みつつ径方向Ｚに延びる正面溝５６が１つずつ形成されている。正面溝５６の溝底は、第１正面部４７Ａおよび第２正面部４７Ｂによって構成されている。正面リブ５５および正面溝５６は、正面部３７Ａに設けられた正面係合部５７を構成している。

正面リブ５５は、外周リブ５０と同数設けられ、それぞれの正面リブ５５は、いずれか１つの外周リブ５０と、周方向Ｙで同じ位置にある。周方向Ｙで同じ位置にある正面リブ５５および外周リブ５０は、連結して一体化されていて、１本のリブを構成している。正面リブ５５と外周リブ５０との連結部分は、第２正面部４７Ｂと外周部４６の外周面４６Ｃとの境界部分５４に沿って湾曲している。

正面リブ５５および外周リブ５０の場合と同様に、正面溝５６は、外周溝５１と同数設けられ、それぞれの正面溝５６は、いずれか１つの外周溝５１と周方向Ｙで同じ位置にある。周方向Ｙで同じ位置にある外周溝５１および正面溝５６は、連結して一体化されて、１本の溝を構成している。
図７は、スリーブ３７の背面図である。図７では、スリーブ３７の背面部３７Ｂが図示されている。背面部３７Ｂには、正面側Ｘ１へ窪む複数の凹部５８が、周方向Ｙに等間隔で並んで形成されている。これにより、スリーブ３７の軽量化を図れる。

背面部３７Ｂには、隣り合う凹部５８の境界としてこれらの凹部５８の間で径方向Ｚに延びる背面リブ５９が一体的に設けられている。背面リブ５９は、内周部４５の背面フランジ４５Ｆと外周部４６との間に架設され、連結部４７に対して背面側Ｘ２から接続されている。それぞれの凹部５８は、隣り合う背面リブ５９によって周方向Ｙから挟まれ、且つ、背面フランジ４５Ｆと外周部４６とによって径方向Ｚから挟まれた空間であって、連結部４７によって正面側Ｘ１から塞がれているものの、背面側Ｘ２に開放されている（図４も参照）。背面リブ５９によって凹部５８の周辺におけるスリーブ３７の剛性や強度を確保できる。

図２のＢ−Ｂ矢視断面図である図８を参照して、それぞれの背面リブ５９は、周方向Ｙで正面リブ５５とずれた位置に設けられている。図４のＣ−Ｃ矢視断面図である図９を参照して、それぞれの背面リブ５９は、周方向Ｙで外周リブ５０とずれた位置に設けられている。このように背面リブ５９が正面リブ５５および外周リブ５０のそれぞれと周方向Ｙにずれて配置される場合には、周方向Ｙで同じ位置に配置される場合と比べて、周方向Ｙの位置によってスリーブ３７の剛性や強度が大きくばらつくことを抑制できる。

次に、図４、図８および図９を参照して、カラー３５および歯部３６のそれぞれとスリーブ３７との結合構造について説明する。
スリーブ３７は、カラー３５に対して同軸状で外嵌され、カラー３５のフランジ３８が、スリーブ３７の内周部４５の溝４５Ｂに径方向内側Ｚ２から嵌まり込んでいる（図４参照）。これにより、カラー３５とスリーブ３７とは、軸方向Ｘにおいて相対移動できないように結合している。また、カラー３５の凸部３９が、内周部４５の凹部４５Ｃに径方向内側Ｚ２から１つずつ嵌まり込んでいる（図９参照）。これにより、カラー３５とスリーブ３７とは、周方向Ｙにおいて相対移動できないように結合している。

スリーブ３７の外周部４６の外周フランジ４８が、歯部３６の第１部４１の内周面４１Ｅの溝４１Ｆに径方向内側Ｚ２から嵌まり込むことによって、歯部３６に係合している（図４参照）。これにより、歯部３６とスリーブ３７とは、軸方向Ｘにおいて相対移動できないように結合している。そのため、ギヤ２２での動力伝達時に、この動力の軸方向Ｘの分力が歯部３６に作用しても、軸方向Ｘにおける歯部３６の抜け止めを図れる。

歯部３６では、第１部４１が、スリーブ３７の外周部４６を径方向外側Ｚ１から覆い、第２部４２が、スリーブ３７の正面部３７Ａにおいて正面フランジ４５Ｅよりも径方向外側Ｚ１の領域の全てを正面側Ｘ１から覆っている（図４参照）。第１部４１は、外周部４６において隣り合う外周リブ５０の間の外周溝５１に、隙間なく入り込み（図９参照）、第２部４２は、正面部３７Ａにおいて隣り合う正面リブ５５の間の正面溝５６に、隙間なく入り込んでいる（図８参照）。これにより、外周リブ５０および外周溝５１によって構成された外周係合部５２は、第１部４１に係合し、正面リブ５５および正面溝５６によって構成された正面係合部５７は、第２部４２に係合している。そのため、歯部３６とスリーブ３７とは、周方向Ｙにおいて相対移動できないように結合している。そのため、ギヤ２２での動力伝達時に、この動力の周方向Ｙの分力が歯部３６に作用しても、周方向Ｙにおける歯部３６の抜け止めを図れる。

このように外周フランジ４８、外周係合部５２および正面係合部５７の全てが歯部３６に係合する場合、ギヤ２２による動力の伝達に伴ってスリーブ３７と歯部３６との境界付近に作用する力が、外周フランジ４８、外周係合部５２および正面係合部５７のそれぞれに分散される。これにより、ギヤ２２による動力の伝達の際に外周フランジ４８、外周係合部５２および正面係合部５７のそれぞれが受ける負担が小さくなる。そのため、外周フランジ４８、外周係合部５２および正面係合部５７は、変形しにくくなるので、歯部３６に強固に係合できる。また、スリーブ３７において歯部３６に係合する領域は、外周フランジ４８、外周係合部５２および正面係合部５７によって構成されることにより、外周部４６および正面部３７Ａに亘って比較的広く確保される。

また、外周リブ５０および外周フランジ４８は、連結していることによって互いに補強し合っている。このように剛性および強度が向上した外周リブ５０および外周フランジ４８は、頑丈で変形しにくいので、歯部３６に強固に係合できる。この効果は、歯部３６において第２部４２を省略し、スリーブ３７において正面係合部５７を省略した第１変形例のギヤ２２（図１０参照）でも得られる。

以上の結果、スリーブ３７と歯部３６との間の結合力の向上も図れる。そして、スリーブ３７と歯部３６との間の結合力が向上することによって、ギヤ２２の剛性、特に、動力が伝達されるギヤ歯３１の周辺の剛性が向上する。これにより、樹脂製のスリーブ３７を用いる場合でも、動力の伝達の際におけるギヤ２２のギヤ歯３１とウォーム２１との噛み合いを安定させることができる。

また、外周係合部５２の外周リブ５０と正面係合部５７の正面リブ５５とは、連結していることによって互いに補強し合っている（図５参照）。このように剛性および強度が向上した外周リブ５０および正面リブ５５は、頑丈で変形しにくいので、歯部３６に強固に係合できる。そのため、スリーブ３７と歯部３６との間の結合力の一層の向上を図れる。
スリーブ３７の正面フランジ４５Ｅは、周方向Ｙにおける全域に亘って歯部３６の第２部４２に径方向内側Ｚ２から接触している（図２も参照）。そのため、正面側Ｘ１に歯部３６を倒そうとする曲げモーメント等の力が歯部３６に作用しても、第２部４２が正面フランジ４５Ｅによって支えられて踏ん張るので、歯部３６がスリーブ３７から外れることを抑制できる。これにより、正面側Ｘ１への曲げモーメントに対する歯部３６およびスリーブ３７の両方の剛性や強度が向上する。そのため、ギヤ２２での動力伝達時における歯部３６のギヤ歯３１とウォーム２１との噛み合いを安定させることができる。

また、スリーブ３７では、正面部３７Ａに設けられて正面側Ｘ１に突出する正面リブ５５が第２部４２に係合している。これにより、スリーブ３７の正面部３７Ａが第２部４２に強固に結合するので、歯部３６がスリーブ３７から外れることを確実に抑制できる。
また、正面リブ５５が、正面フランジ４５Ｅに連結することによって補強されるので、正面リブ５５の剛性や強度の向上を図ることができる。これにより、正面リブ５５は、頑丈で変形しにくくなるので、歯部３６の第２部４２に強固に係合できる。そのため、スリーブ３７の正面部３７Ａが第２部４２に一層強固に結合するので、歯部３６がスリーブ３７から外れることをより確実に抑制できる。

そして、それぞれの正面リブ５５にはアンダーカットが設けられているので、周方向Ｙに沿う切断面で切断したときのそれぞれの正面リブ５５の断面形状は、図８に示すように、正面側Ｘ１へ向けて太くなっている。この場合、正面リブ５５が第２部４２に正面側Ｘ１から係合しているので、第２部４２をスリーブ３７の正面部３７Ａから正面側Ｘ１へ外すことが困難である。そのため、正面側Ｘ１に歯部３６を倒そうとする曲げモーメント等の力が歯部３６に作用しても、歯部３６がスリーブ３７から外れることを確実に抑制できる。同様の効果を得るために、径方向Ｚに沿う切断面で切断したときの外周リブ５０の断面形状（図９参照）が、径方向外側Ｚ１へ向けて太くなっていてもよい。

以上のように、ギヤ２２では、樹脂製のスリーブ３７に、外周フランジ４８、外周リブ５０、正面フランジ４５Ｅおよび正面リブ５５が設けられ、外周フランジ４８と外周リブ５０とが連結し、外周リブ５０と正面リブ５５とが連結し、正面フランジ４５Ｅと正面リブ５５とが連結している。これにより、スリーブ３７の軽量化や、歯部３６とスリーブ３７との結合力の向上を図るとともに、スリーブ３７全体の剛性や強度の向上も図ることができる。

なお、スリーブ３７の背面部３７Ｂでは、それぞれの背面リブ５９が内周部４５の背面フランジ４５Ｆと連結することによって補強されるので（図３参照）、背面リブ５９およびスリーブ３７全体の剛性や強度の向上を図ることができる。
次に、ギヤ２２の製造方法について説明する。図１１〜図１３は、ギヤ２２の製造方法を示す模式的な断面図である。以下では、説明の便宜上、図１１〜図１３の上下方向に基づいて説明するが、図１１〜図１３の上下方向は、実際の垂直方向でなくてもよい。

図１１を参照して、第１金型６５が用意される。第１金型６５は、第１分割型６６と、第２分割型６７とに上下に分割可能である。第１分割型６６には、上側へ突出する円柱状の支持部６６Ａと、上側へ突出し、支持部６６Ａを取り囲むように並んで設けられる複数の凸部６６Ｂとが設けられている。凸部６６Ｂは、スリーブ３７の背面部３７Ｂの凹部５８に一致する形状を有する。第１分割型６６の上面において支持部６６Ａの周囲の部分は、背面部３７Ｂの輪郭に一致している。第２分割型６７の下面には、スリーブ３７の正面部３７Ａの輪郭および外周部４６の外周面４６Ｃに一致した窪み６７Ａが形成されている。第２分割型６７には、窪み６７Ａに上側から連続する円形状のディスクゲート６７Ｂと、ディスクゲート６７Ｂに上側から連続するスプルー６７Ｃとが形成されている。第２分割型６７は、窪み６７Ａが形成された部分と、ディスクゲート６７Ｂおよびスプルー６７Ｃが形成された部分とに分割可能であってもよい。スプルー６７Ｃは、射出成形機（図示せず）のノズルにつながっている。

図１１に示すように、第１分割型６６の支持部６６Ａに対してカラー３５が外嵌された状態で、第２分割型６７を下降させて、第１金型６５を閉じる。すると、第１金型６５内には、完成後のスリーブ３７に一致する環状のキャビティ６８が、カラー３５の周囲に形成される。ディスクゲート６７Ｂは、キャビティ６８と同軸状に配置され、上側からキャビティ６８に対向している。射出成形機のノズルから供給された溶融した樹脂が、スプルー６７Ｃを通ってディスクゲート６７Ｂに到達し、太線矢印で示すように、ディスクゲート６７Ｂから放射状に広がりながら第１金型６５内のキャビティ６８に注入される。キャビティ６８に行き渡った樹脂が冷却されて固まると、スリーブ３７のインサート成形が完了する。成形後のスリーブ３７は、カラー３５に結合している。

スリーブ３７では、背面リブ５９は、周方向Ｙで正面リブ５５とずれた位置に設けられるように定められていて、具体的には、周方向Ｙで正面溝５６と同じ位置に設けられている（図８参照）。そのため、背面リブ５９が周方向Ｙで正面リブ５５と同じ位置に設けられる場合と比べて、成形後のスリーブ３７の軸方向Ｘにおける肉厚が周方向Ｙの位置に応じて大きくばらつくことを抑制できる。これにより、溶融した樹脂によってスリーブ３７を成形する場合に、スリーブ３７全体での樹脂の冷却速度を均一化できるので、樹脂の冷却後におけるスリーブ３７での寸法不良や成形不良の発生を抑制できる。また、このようなスリーブ３７では、全体における軸方向Ｘの肉厚が低減されるので、温度変化による寸法変化量の抑制も図れる。

スリーブ３７の成形後には、図１２に示す第２金型７０が用意される。第２金型７０は、第１分割型７１と、第２分割型７２とに上下に分割可能である。第１分割型７１には、上側へ突出する円柱状の支持部７１Ａが設けられている。スリーブ３７が結合されたカラー３５が、支持部７１Ａに対して外嵌される。第１分割型７１の上面においてスリーブ３７の周囲の部分は、歯部３６の背面側Ｘ２の輪郭に一致している。第２分割型７２の下面には、スリーブ３７の正面側Ｘ１の輪郭に一致した窪み７２Ａが形成されている。第２分割型７２には、窪み７２Ａに上側から連続する円形状のディスクゲート７２Ｂと、ディスクゲート７２Ｂに上側から連続するスプルー７２Ｃとが形成されている。第２分割型７２は、窪み７２Ａが形成された部分と、ディスクゲート７２Ｂおよびスプルー７２Ｃが形成された部分とに分割可能であってもよい。スプルー７２Ｃは、射出成形機（図示せず）のノズルにつながっている。

図１２に示すように、第１分割型７１の支持部７１Ａに対してカラー３５およびスリーブ３７を外嵌する。このとき、スリーブ３７では、正面部３７Ａが上側を向き、背面部３７Ｂが下側を向いている。そのため、図１２の上側が正面側Ｘ１であり、図１２の下側が背面側Ｘ２である。
次に、第２分割型７２を下降させて、第２金型７０を閉じる。すると、第２金型７０内には、完成後の歯部３６に一致する環状のキャビティ７３が、スリーブ３７の周囲に形成される。キャビティ７３は、第２金型７０内にセットされたスリーブ３７と第２金型７０との隙間である。ディスクゲート７２Ｂは、キャビティ７３と同軸状に配置され、上側からキャビティ７３に対向している。射出成形機のノズルから供給された溶融した樹脂が、スプルー７２Ｃを通ってディスクゲート７２Ｂに到達し、太線矢印で示すように、ディスクゲート７２Ｂから放射状に広がりながら第２金型７０内のキャビティ７３に注入される。

スリーブ３７では、正面リブ５５および正面溝５６によって構成された正面係合部５７が径方向Ｚに延びている。そのため、溶融した樹脂をキャビティ７３内でスリーブ３７の正面部３７Ａに流して歯部３６を成形する際に、樹脂は、正面係合部５７にガイドされることによって径方向外側Ｚ１へ円滑に流れることができる。また、スリーブ３７の正面部３７Ａの第２正面部４７Ｂは、径方向外側Ｚ１へ向かうのに従って背面側Ｘ２へ向かうテーパー状に形成されている。そのため、溶融した樹脂を正面部３７Ａに流して歯部３６を成形する際に、樹脂は、テーパー状の第２正面部４７Ｂにガイドされることによって径方向外側Ｚ１へ円滑に流れることができる。

また、前述したように、完成した歯部３６の第２部４２における正面側Ｘ１の正面部４２Ａの第２正面部４２Ｃは、径方向外側Ｚ１へ向かうのに従って背面側Ｘ２へ向かうテーパー状に形成されている（図４参照）。この場合、第２分割型７２において第２正面部４２Ｃに一致する領域７２Ｄも、第２正面部４２Ｃに沿ったテーパー状となる。そのため、溶融した樹脂を第２金型７０内に流して歯部３６を成形する際に、樹脂は、第２分割型７２におけるテーパー状の領域７２Ｄにガイドされることによって径方向外側Ｚ１へ円滑に流れることができる。

また、樹脂が、テーパー状の領域７２Ｄと、スリーブ３７の正面部３７Ａにおけるテーパー状の第２正面部４７Ｂとの隙間８３に流れると、隙間８３に流れ込んだ樹脂によって、軸方向Ｘの厚みが径方向Ｚに亘ってほぼ一定となった第２部４２を成形することができる。このように厚みがほぼ一定となった第２部４２では、成形時の樹脂の冷却速度を均一にし、ボイドや寸法不良等の成形不良の発生を抑制できる。

以上の結果、スリーブ３７との間の結合力の向上を図るための目標形状を有する歯部３６を成形することができる。
また、ディスクゲート６７Ｂおよび７２Ｂを用いて樹脂を放射状に広げながらキャビティ６８や７３に注入することによって、成形後のスリーブ３７および歯部３６においてウェルドマーク等の成形不良が発生することを抑制できる。これにより、スリーブ３７と歯部３６との間の結合力の向上を図れるギヤ２２を製造できる。

そして、キャビティ７３に行き渡った樹脂が冷却されて固まると、図１３に示すように、歯部３６の半製品８０が完成する。半製品８０は、スリーブ３７に結合している。なお、ディスクゲート７２Ｂに残った樹脂が固まって余り部分８１となり、半製品８０の一部としてカラー３５の内部空間を正面側Ｘ１から塞いでいる。そこで、余り部分８１を削って除去すると、歯部３６の成形が完了する。なお、カラー３５の内部空間を正面側Ｘ１から塞ぐ別の分割型（図示せず）を用いて成形することにより、余り部分８１が存在しない半製品８０を成形することができる。

最後に、切削加工によって歯部３６にギヤ歯３１を形成すると、ギヤ２２が完成する（図４参照）。
図１４は、ギヤ２２の製造方法の変形例を示す模式的な断面図である。図１１〜図１３では、スリーブ３７を成形した後に歯部３６を成形する製造方法について説明したが、図１４に示すように、歯部３６を成形した後にスリーブ３７をインサート成形してもよい。

図１４では、第３金型８５が用意される。第３金型８５には、上側へ突出する円柱状の支持部８５Ａと、上側へ突出し、支持部８５Ａを取り囲むように並んで設けられる複数の凸部８５Ｂとが設けられている。凸部８５Ｂは、スリーブ３７の背面部３７Ｂの凹部５８に一致する形状を有する。第３金型８５の上面において支持部８５Ａの周囲の部分は、背面部３７Ｂの輪郭に一致している。

図１４に示すように、第３金型８５の支持部８５Ａにカラー３５が外嵌された状態で、成形後の歯部３６が、カラー３５を取り囲むように第３金型８５にセットされる。このとき、歯部３６では、第１部４１が第３金型８５の上面に接触し、第２部４２が第３金型８５から浮いた状態にある。また、カラー３５と歯部３６との間に、第３金型８５の凸部８５Ｂが位置している。これにより、完成後のスリーブ３７に一致する環状のキャビティ８６が、カラー３５を取り囲むように、第３金型８５と歯部３６との間に形成される。射出成形機のノズルにつながったディスクゲート（図示せず）が、キャビティ８６と同軸状に配置され、上側からキャビティ８６に対向している。射出成形機のノズルから供給された溶融した樹脂が、このディスクゲートに到達し、太線矢印で示すように、ディスクゲートから放射状に広がりながらキャビティ８６に注入される。キャビティ８６に行き渡った樹脂が固まると、スリーブ３７の成形が完了する。成形後のスリーブ３７は、カラー３５および歯部３６のそれぞれに結合している。これにより、ギヤ２２が完成する（図４参照）。

なお、ディスクゲート（図示せず）の代わりに、ピンゲート（図示せず）を用いてもよい。この場合、複数のピンゲートが、キャビティ８６と同軸状になるように環状に並んで配置され、上側からキャビティ８６に対向している。射出成形機のノズルから供給された溶融した樹脂が、それぞれのピンゲートに到達し、ピンゲートから第３金型８５内のキャビティ８６に注入される。複数のピンゲートが環状に並んで配置されているので、複数のピンゲートを全体で見ると、溶融した樹脂は、放射状に広がりながらキャビティ８６に注入される。

この発明は、以上に説明した実施形態に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。
たとえば、スリーブ３７の正面部３７Ａの正面リブ５５は、正面側Ｘ１から見て、中心軸Ｊを中心として正面フランジ４５Ｅから放射状に延びているが（図６参照）、図１５に示す第２変形例のギヤ２２のスリーブ３７のように、隣り合う２本の正面リブ５５が「Ｘ」を描くように交差していてもよい。

また、前述した実施形態では、スリーブ３７において、外周係合部５２は、軸方向Ｘに延びる外周リブ５０および外周溝５１によって構成され、正面係合部５７は、径方向Ｚに延びる正面リブ５５および正面溝５６によって構成されている。これに代え、図１６に示す第３変形例のギヤ２２のように、外周係合部５２は、径方向外側Ｚ１に延びる突起状の外周凸部９０と、凹状の外周凹部９１とによって構成されてもよい。外周凸部９０は、複数設けられ、離散配置される。隣り合う外周凸部９０は、軸方向Ｘに並んでいてもよい。外周凹部９１は、それぞれの外周凸部９０の周囲に存在する。このような外周係合部５２と同様に、正面係合部５７は、正面側Ｘ１に延びる突起状の複数の正面凸部９２と、それぞれの正面凸部９２の周囲に存在する凹状の正面凹部９３とによって構成されてもよい。複数の正面凸部９２は、離散配置される。隣り合う正面凸部９２は、径方向Ｚに並んでいてもよい。

また、前述した実施形態では、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３５の貫通穴３０に出力シャフト９を圧入する。これに代え、カラー３５の内周面と出力シャフト９の外周面とにセレーションを設けて、カラー３５と出力シャフト９とをセレーション嵌合してもよい。また、ギヤ２２では、カラー３５が省略されてもよい。この場合、スリーブ３７が出力シャフト９に直接連結される。

また、歯部３６において、ギヤ歯３１は、第２部４２だけに形成されてもよいし、第１部４１と第２部４２とに跨って形成されてもよい。また、第１金型６５や第２金型７０を用いて樹脂によって歯部３６を成形しない場合には、歯部３６は、樹脂製でなく、金属製であってもよい。
また、前述した正面側Ｘ１および背面側Ｘ２のそれぞれを逆に捉えてもよい。

また、前述した実施形態では、ギヤ２２は、ステアリング装置１の減速機２０に用いられたが、ステアリング装置１以外の装置にも用いることができる。

１…ステアリング装置、２…操舵部材、６…操舵機構、１９…電動モータ、２０…減速機、２２…ギヤ、３１…ギヤ歯、３６…歯部、３７…スリーブ、３７Ａ…正面部、３７Ｂ…背面部、４１…第１部、４２…第２部、４６…外周部、５５…正面リブ、５８…凹部、５９…背面リブ、９２…正面凸部、Ｘ…軸方向、Ｘ１…正面側、Ｘ２…背面側、Ｙ…周方向

Claims (2)

1. 円盤状に形成された樹脂製のスリーブであって、軸方向における一方側の正面部と、前記軸方向における前記一方側とは反対側の背面部と、前記背面部に形成され、前記スリーブの周方向に並ぶ複数の凹部と、前記正面部において前記周方向に並んで複数設けられ、前記一方側に突出する正面係合部と、前記背面部において前記周方向で前記正面係合部とずれた位置に設けられ、隣り合う前記凹部の間で延びる背面リブとを有するスリーブと、
   前記スリーブの外周部を覆う第１部と、前記正面部を覆い、前記正面係合部に係合された第２部とを一体的に有し、ギヤ歯が形成された歯部と、
   を含むことを特徴とする、ギヤ。
2. 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含むことを特徴とする、ステアリング装置。

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