JP2002340017A - ジョイント機構及びそれを用いた操舵補助装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電動モータの駆動軸とこの駆動軸によって回
転駆動される従動軸とを、打音を生じることなくコスト
安価に連結することができるジョイント機構及びそれを
用いた操舵補助装置を提供する。 【解決手段】 電動モータ６の駆動軸６０とウォーム軸
７０とをジョイント機構８を介して連結する。ジョイン
ト機構８は、駆動軸６０及びウォーム軸７０のそれぞれ
に大径部６ａ，７ａと小径部６ｂ，７ｂとを形成してい
る。各軸６０，７０の大径部６ａ，７ａに第１コイルば
ね８１を巻き付け、小径部６ｂ，７ｂに第１コイルばね
８１と逆巻きの第２コイルばね８２を巻き付けている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、駆動軸と従動軸
とをトルク伝達可能に連結するジョイント機構及びそれ
を用いた操舵補助装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車用の操舵補助装置として、
図８に示すように、操舵輪（ハンドル）１０１を取り付
けた第１操舵軸１０２と、この第１操舵軸１０２の下方
に直列に設けられた第２操舵軸１０４とを、トーション
バー１０３を介して互いに連結し、前記第１操舵軸１０
２と第２操舵軸１０４との相対的な回転変位量に基づい
て、トルクセンサ１０５により操舵トルクを検出すると
ともに、このトルクセンサ１０５の検出結果に基づいて
操舵補助用の電動モータ１０６を駆動し、この電動モー
タ１０６の回転を減速機構１０９により減速して前記第
２操舵軸１０４に伝達することにより、操舵輪１０１に
よる手動操舵力を補助するものが提供されている。

【０００３】前記減速機構１０９は、ウォームが設けら
れたウォーム軸１０７と、このウォームに噛み合わせた
状態で前記第２操舵軸１０４に一体回転可能に取り付け
られた合成樹脂製のウォームホイール１０８とによって
構成されており、前記ウォーム軸１０７の一端部は、電
動モータ１０６の駆動軸１０６ａにジョイント１１１を
介して一体回転可能に連結されている（図９参照）。前
記ジョイント１１１は、筒体１１２の一端側の内周にス
プライン１１３を形成したものが一般に使用されてお
り、前記スプライン１１３にウォーム軸１０７の一端部
を噛み合わせ、他端側を電動モータ１０６の駆動軸１０
６ａに一体回転可能に嵌合することにより、当該駆動軸
１０６ａの回転をウォーム軸１０７に伝達することがで
きる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記操舵補
助装置においては、ジョイント１１１に対して、ウォー
ム軸１０７及び電動モータ１０６の駆動軸１０６ａをガ
タツキが生じないように高精度に嵌合させると、ウォー
ム軸１０７と駆動軸１０６ａとの間の僅かな偏芯或いは
傾きによって、両軸１０６ａ，１０７の連結が困難にな
ったり、ウォーム軸１０７の回転抵抗が大きくなったり
する。このため、ある程度のガタツキを許容した状態で
ジョイント１１１に対して各軸１０６ａ，１０７を嵌合
している。しかしこの場合、前記ガタツキに起因して打
音が発生し、これが車内に伝搬してドライバーや同乗者
に不快感を与えることがあった。

【０００５】また、ジョイント１１１及びウォーム軸１
０７にスプラインを形成する必要があるので、その分、
製造コストが高く付くという問題もあった。さらに、電
動モータ１０６が故障してその駆動軸１０６ａの回転抵
抗が異常に増加した場合に、操舵輪１０１の操作がきわ
めて重くなるおそれもあった。この発明は前記問題点に
鑑みてなされたものであり、電動モータの駆動軸とこの
駆動軸によって回転駆動される従動軸とを、打音を生じ
ることなくコスト安価に連結することができるジョイン
ト機構及びそれを用いた操舵補助装置を提供することを
目的とする。またこの発明は、前記駆動軸又は従動軸の
回転抵抗が異常に増加した場合に、両軸間の相対回転を
許容することができるジョイント機構及びそれを用いた
操舵補助装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
のこの発明のジョイント機構は、駆動軸と従動軸とをト
ルク伝達可能に連結するジョイント機構であって、前記
駆動軸及び従動軸のそれぞれに大径部と小径部とを形成
し、各軸の大径部に第１コイルばねを巻き付けていると
ともに、各軸の小径部に前記第１コイルばねと逆巻きの
第２コイルばねを巻き付けていることを特徴としている
（請求項１）。

【０００７】このような構成のジョイント機構によれ
ば、駆動軸を第１コイルばねの巻き方向と逆方向に回転
駆動すると、各軸の大径部と第１コイルばねとの摩擦に
よって、当該第１コイルばねが巻き方向と逆方向に捻ら
れて、その内外径を収縮させようとする力（縮径力）が
生じる。この結果、第１コイルばねが各軸の大径部を強
く締め付けて、駆動軸の回転トルクを従動軸に伝達す
る。また、前記駆動軸を前記と逆方向に回転駆動する
と、第２コイルばねの巻き方向と駆動軸の回転方向とが
逆方向となるので、各軸の小径部との摩擦によって第２
コイルばねが巻き方向と逆方向に捻られて縮径力が生じ
る。この結果、第２コイルばねが各軸の小径部を強く締
め付けて、駆動軸の回転トルクを従動軸に伝達する。

【０００８】このように、前記ジョイント機構によれ
ば、駆動軸の回転方向に応じて各コイルばねに選択的に
縮径力を生じさせることによって、駆動軸の回転トルク
を従動軸に伝達するので、従来の駆動軸と従動軸との間
のガタツキに起因する打音の発生が防止される。また、
駆動軸と従動軸との間で偏芯或いは傾きが生じても、当
該偏芯或いは傾きをコイルばねによって吸収もしくは許
容することができる。

【０００９】前記ジョイント機構において、前記第１コ
イルばね及び第２コイルばねの少なくとも一方は、所定
値以上のトルクが負荷されると、少なくとも一方の軸に
対してスリップするのが好ましい（請求項２）。この場
合には、駆動軸又は従動軸の回転抵抗が所定値を超えた
場合に、前記スリップにより各軸間の相対回転を許容す
ることができる。したがって、例えば電動モータの故障
により駆動軸の回転抵抗が所定値を超えた場合に、従動
軸が回転し難くなるのを防止することができる。

【００１０】前記ジョイント機構は、小径部を大径部の
先端に形成し、前記第１コイルばねと第２コイルばねと
の間に、トルク伝達時に第１コイルばねの前記小径部に
対応する部分が過剰に縮径するのを防止するカラーを介
在しているのが好ましい（請求項３）。この場合には、
第１コイルばねの前記小径部に対応する部分が過剰に縮
径するのを、前記カラーによって防止することができる
ので、第１コイルばねによるトルク伝達が阻害されるの
を防止することができる。

【００１１】また、この発明のジョイント機構は、前記
駆動軸及び従動軸のそれぞれに、端面に開口するばね孔
を形成し、各軸の外周に第１コイルばねを巻き付けてい
るとともに、各軸のばね孔の内周に前記第１コイルばね
と同じ巻き方向の第２コイルばねを張り詰めているもの
であってもよい（請求項４）。このような構成のジョイ
ント機構によれば、駆動軸を各コイルばねの巻き方向と
逆方向に回転駆動すると、前記と同様に第１コイルばね
に縮径力が生じて当該第１コイルばねが各軸の外周を強
く締め付けるので、駆動軸の回転トルクを第１コイルば
ねを介して従動軸に伝達することができる。また、前記
駆動軸を各コイルばねの巻き方向と逆方向に駆動する
と、第２コイルばねと各ばね孔の内周との摩擦によっ
て、当該第２コイルばねが巻き方向に捻られて、その内
外径を拡径させようとする力（拡径力）が生じる。この
結果、各ばね孔の内周に対する第２コイルばねの接触圧
が増大するので、駆動軸の回転トルクを第２コイルばね
を介して従動軸に伝達することができる。

【００１２】このように、前記ジョイント機構によれ
ば、駆動軸の回転方向に応じて各コイルばねに縮径力と
拡径力とを選択的に生じさせることによって、駆動軸の
回転トルクを従動軸に伝達するので、駆動軸と従動軸と
の嵌合部のガタツキに起因して打音が発生するおそれが
ない。また、駆動軸と従動軸との間で偏芯或いは傾きが
生じていても、両軸を支障なく連結することができると
ともに、当該偏芯或いは傾きをコイルばねによって吸収
もしくは許容することができる。さらに、前記駆動軸及
び従動軸の内部に第２コイルばねを導入しているので、
各軸の軸長を短くすることができる。

【００１３】前記ジョイント機構（請求項４）におい
て、第１コイルばね及び第２コイルばねの少なくとも一
方は、所定値以上のトルクが負荷されると、少なくとも
一方の軸に対してスリップするのが好ましい（請求項
５）。この場合には、駆動軸又は従動軸の回転抵抗が所
定値を超えた場合に、前記スリップにより各軸間の相対
回転を許容することができる。したがって、例えば電動
モータの故障により駆動軸の回転抵抗が所定値を超えた
場合に、従動軸が回転し難くなるのを防止することがで
きる。

【００１４】前記ジョイント機構（請求項４）において
は、前記駆動軸の端面と従動軸の端面とを接近させて配
置しているのが好ましい（請求項６）。この場合には、
ジョイント機構の軸方向長さを極めて短くすることがで
きる。

【００１５】またこの発明の操舵補助装置は、電動モー
タの回転をウォームが設けられた従動軸としてのウォー
ム軸とこのウォーム軸のウォームに噛み合わせたウォー
ムホイールとを介して操舵軸に伝達することにより操舵
補助を行う操舵補助装置において、前記電動モータの駆
動軸とウォーム軸とを、請求項１から請求項６の何れか
に記載のジョイント機構を用いて連結していることを特
徴としている（請求項７）。

【００１６】このような構成の操舵補助装置によれば、
電動モータの駆動軸の回転方向に応じて各コイルばねに
拡径力や縮径力を生じさせることによって、駆動軸の回
転トルクをコイルばねを介してウォーム軸に伝達するこ
とができる。このため、従来の駆動軸とウォーム軸との
間のガタツキに起因する打音の発生を防止することがで
きる。また、駆動軸とウォーム軸との間で偏芯或いは傾
きが生じても、当該偏芯或いは傾きをコイルばねによっ
て吸収もしくは許容することができる。

【００１７】前記操舵補助装置は、前記ウォーム軸をウ
ォームホイールへ向けて偏倚可能に支持し、このウォー
ム軸を付勢手段によってウォームホイール方向へ付勢し
ているのが好ましい（請求項８）。この場合には、ウォ
ーム軸がウォームホイールへ向けて偏倚可能であるの
で、ジョイント機構を構成する各コイルばねの弾性によ
って、電動モータの駆動軸に対するウォーム軸の偏芯及
び傾動を許容している点と相まって、ウォーム軸をウォ
ームホイールへ向けて無理なく移動させることができ
る。このため、前記付勢手段によってウォームをウォー
ムホイールの摩耗に追従させて確実に移動させることが
できる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下この発明の実施の形態につい
て、添付図面を参照しながら説明する。図４はこの発明
の操舵補助装置の一実施形態を示す断面図である。この
操舵補助装置は、上端に操舵輪１を取り付ける第１操舵
軸２と、この第１操舵軸２の下端にトーションバー３を
介して連結された筒状の第２操舵軸４と、前記第１操舵
軸２と第２操舵軸４との相対的な回転変位量により操舵
トルクを検出するトルクセンサ５と、前記トルクセンサ
５の検出結果に基づいて駆動される操舵補助用の電動モ
ータ６と、この電動モータ６の回転を減速して第２操舵
軸４に伝達する減速機構７とを備えている。

【００１９】前記第１操舵軸２は、第１ステアリングコ
ラム９及び第２ステアリングコラム１０に包囲された状
態で支持されており、前記第１ステアリングコラム９は
ブラケット１２を介して車体Ａに取り付けられている。
また、前記トルクセンサ５はセンサハウジングＨ１に収
容されており、前記減速機構７はギヤハウジングＨ２に
収容されており、前記電動モータ６はギヤハウジングＨ
２に取り付けられている。

【００２０】前記第１操舵軸２は、上端部に前記操舵輪
１が取り付けられた筒状の第１軸体２ａと、この第１軸
体２ａの下端部に軸方向への移動が許容された状態で一
体回転可能に嵌合された棒状の第２軸体２ｂと、この第
２軸体２ｂにピン２ｃにより連結された筒状の第３軸体
２ｄとを備えている。前記第１軸体２ａは、その中間部
が軸受１３を介して円筒状の前記第１ステアリングコラ
ム９に回転自在に支持されている。また、前記第１及び
第２軸体２ａ，２ｂ間には、自動車の衝突時等において
ドライバーから前記操舵輪１に作用する衝撃エネルギー
を吸収するための合成樹脂製の緩衝部材２ｅが設けられ
ている。さらに、第３軸体２ｄと第２操舵軸４との間に
は前記トルクセンサ５が配置されている。

【００２１】前記第２ステアリングコラム１０は、その
上端部が前記第１ステアリングコラム９に摺動自在に嵌
合され、下端部が前記センサハウジングＨ１に嵌入され
ており、前記衝撃エネルギーを吸収する際に、第１ステ
アリングコラム９を第２ステアリングコラム１０に対し
て軸方向へ移動させ得るようになっている。前記第２操
舵軸４の内部にはトーションバー３が導入されており、
当該第２操舵軸４の下端部は、ピン４ａにより前記トー
ションバー３に一体回転可能に連結されている。また、
前記第２操舵軸４の軸方向の中間部は、一対の軸受１
４，１５を介して前記ギヤハウジングＨ２に回転可能に
支持されており、これら軸受１４，１５の相互間４ｂに
ウォームホイール７２の内周が一体回転可能に嵌合され
ている。

【００２２】減速機構７は、図１に示すように、前記電
動モータ６の駆動軸６０にこの発明のジョイント機構８
を介して連結されたウォーム軸７０と、前記第２操舵軸
４に一体回転可能に嵌合された前記ウォームホイール７
２とを備えている。前記ウォーム軸７０の軸方向の中間
部には、ウォーム７１が一体形成されており、このウォ
ーム７１は前記ウォームホイール７２に噛み合わせてあ
る。したがって、前記電動モータ６の駆動軸６０の回転
をウォーム軸７０とウォームホイール７２とによって減
速して第２操舵軸４に伝達することができる。この第２
操舵軸４の回転は、車輪に連結された例えばラックピニ
オン式の舵取機構にユニバーサルジョイントJ（図４参
照）を介して伝達される。

【００２３】前記電動モータ６の駆動軸６０とウォーム
軸７０とを連結するジョイント機構８は、図１及び図２
に示すように、前記駆動軸６０及びウォーム軸７０のそ
れぞれに大径部６ａ，７ａと小径部６ｂ，７ｂとを形成
し、各軸６０，７０の大径部６ａ，７ａに第１コイルば
ね８１を巻き付け、各軸６０，７０の小径部６ｂ，７ｂ
に第１コイルばね８１と逆巻きの第２コイルばね８２を
巻き付けているものである。前記駆動軸６０の小径部６
ｂ及びウォーム軸７０の小径部７ｂは、駆動軸６０の大
径部６ａ及びウォーム軸７０の小径部７ａの先端にそれ
ぞれ突設されており、その先端面どうしは僅かな隙間を
設けて対向させてある。また、駆動軸６０の大径部６ａ
及び小径部６ｂは、当該駆動軸６０の軸線と同芯に形成
されており、ウォーム軸７０の大径部７ａ及び小径部７
ｂは、当該ウォーム軸７０の軸線と同芯に形成されてい
る。さらに、各大径部６ａ，７ａどうし及び各小径部６
ｂ，７ｂどうしは、それぞれ外径が等しくなっている。

【００２４】前記第１コイルばね８１は、図３において
紙面の手前から奥に向かって時計回り方向に巻回されて
おり、第２コイルばね８２は、同図において紙面の手前
から奥に向かって反時計回り方向に巻回されている。ま
た、前記第１コイルばね８１は駆動軸６０を回転駆動さ
せた際に、その内周と各軸６０，７０の大径部６ａ，７
ａとの摩擦によって捻られる程度の接触圧で当該大径部
６ａ，７ａに巻き付けてあり、第２コイルばね８２は、
駆動軸６０を回転駆動させた際に、その内周と各軸６
０，７０の小径部６ｂ，７ｂとの摩擦によって捻られる
程度の接触圧で当該小径部６ｂ，７ｂに巻き付けてあ
る。

【００２５】さらに、前記第１コイルばね８１は、後述
のトルク伝達時において所定値以上のトルクが負荷され
ると、各大径部６ａ，７ａの少なくとも一方に対してス
リップするように、当該大径部６ａ，７ａに対する最大
締め付け力が調整されている。また、第２コイルばね８
２についても、トルク伝達時において所定値以上のトル
クが負荷されると、各小径部６ｂ，７ｂの少なくとも一
方に対してスリップするように、当該小径部６ｂ，７ｂ
に対する最大締め付け力が調整されている。これら最大
締め付け力は、各コイルばね８１，８２の巻き数や線径
等を適宜選択することによって調整可能である。なお、
前記トルクの所定値は、操舵補助に必要なトルクに対し
て十分大きい値である。

【００２６】前記第１コイルばね８１と第２コイルばね
８２との間には、大径部６ａ，７ａと小径部６ｂ，７ｂ
との外径差に対応した空間が構成されており、この空間
には筒状のカラー８３が設けられている。このカラー８
３の内周と第２コイルばね８２の外周との間には、当該
第２コイルばね８２の拡径を許容する僅かな隙間が設け
られている。また、前記カラー８３の外径は各大径部６
ａ，７ａの外径とほぼ等しくなっている。

【００２７】前記の構成のジョイント機構８は、駆動軸
６０を第１コイルばね８１の巻き方向と逆方向（図３に
おいて反時計回り方向）に回転駆動すると、各大径部６
ａ，７ａと第１コイルばね８１との摩擦によって、当該
第１コイルばね８１が巻き方向と逆方向に捻られて、当
該第１コイルばね８１に縮径力が生じる。この結果、第
１コイルばね８１が各大径部６ａ，７ａを強く締め付け
て、両者間でスリップが生じるのが規制され、駆動軸６
０の回転トルクが第１コイルばね８１を介してウォーム
軸７０に伝達される。この際、前記第２コイルばね８２
の外方に設けたカラー８３によって、第１コイルばね８
１の各小径部６ｂ，７ｂに対応する中間部が過剰に縮径
するのを規制することができるので、前記トルク伝達を
スムース且つ確実に行わせることができる。なお、第２
コイルばね８２については、その巻き方向が駆動軸６０
の回転方向と一致しているので、各小径部６ｂ，７ｂと
の摩擦によって巻き方向に捻られて拡径力が作用し、そ
の小径部６ｂ，７ｂに対する巻き付き力が減少すること
になる。

【００２８】また、前記駆動軸６０を前記と逆方向（図
３において時計回り方向）に回転駆動させると、第２コ
イルばね８２の巻き方向と駆動軸６０の回転方向とが逆
方向となるので、各小径部６ｂ，７ｂとの摩擦によって
当該第２コイルばね８２が巻き方向と逆方向に捻られ
て、当該第２コイルばね８２に縮径力が生じる。この結
果、第２コイルばね８２が各小径部６ｂ，７ｂを強く締
め付けて、両者間でスリップが生じるのが規制され、駆
動軸６０の回転トルクが第２コイルばね８２を介してウ
ォーム軸７０に伝達される。この際、第１コイルばね８
１は、その巻き方向が駆動軸６０の回転方向と一致して
いるので、各大径部６ａ，７ａとの摩擦によって巻き方
向に捻られて拡径力が作用し、その大径部６ａ，７ａに
対する巻き付き力が減少することになる。

【００２９】前記ウォーム軸７０は、第２操舵軸４の軸
線と直交させた状態で配置されており、その軸方向両端
部が第１及び第２軸受１６，１７を介して前記ギヤハウ
ジングＨ２の第１及び第２軸受孔９１，９２に回転可能
に支持されている（図１参照）。ウォーム軸７０の基端
部側（電動モータ６側）に配置された第１軸受１６はボ
ール軸受によって構成されており、先端部側に配置され
た第２軸受１７はメタル軸受によって構成されている。
前記ウォーム軸７０の先端側に配置された第２軸受１７
は、ウォームホイール７２方向に偏倚できるように前記
第２軸受孔９２に取り付けられている。すなわち、図５
にも示すように、前記第２軸受孔９２の内奥部と第２軸
受１７との間には、隙間９２ａが設けられており、第２
軸受１７は前記隙間９２ａ分だけウォームホイール７２
側への移動できるようになっている。

【００３０】前記第２軸受孔９２の開孔側にはプラグ３
４がねじ込まれており、このプラグ３４と第２軸受１７
との間には、当該第２軸受１７をウォームホイール７２
方向へ常時付勢する付勢手段としての圧縮コイルばね３
２を、弾性収縮させた状態で介在してある。図の場合、
前記圧縮コイルばね３２は、第２軸受１７の外輪１７ａ
の外周に突設された有底筒状の突部１７ｂの内部に収容
されている。この圧縮コイルばね３２の付勢力は、第２
軸受孔９２へのプラグ３４のねじ込み量を調整すること
によって最適な値に調整されている。

【００３１】以上の構成により、ウォーム軸７０がジョ
イント機構８側を中心としてウォームホイール７２側へ
傾動可能となる。このため、圧縮コイルばね３２の付勢
力によりウォーム軸７０のウォーム７１をウォームホイ
ール７２に弾性的に押し付けておくことができる。した
がって、長期間の使用によってウォーム７１及びウォー
ムホイール７２の歯面が摩耗した場合でも、この摩耗に
ウォーム７１を追従させてバックラッシュが生じるのを
防止することができる。特にこの実施の形態において
は、ジョイント機構８の各コイルばね８１，８２によっ
て電動モータ６の駆動軸６０に対するウォーム軸７０の
偏芯及び傾動が許容されるので、圧縮コイルばね３２の
付勢力により当該ウォーム軸７０を無理なくウォームホ
イール７２側へ移動させることができるとともに、吸水
や熱等によって合成樹脂製のウォームホイール７２が膨
張した場合には、ウォーム軸７０をウォームホイール７
２の反対側へ逃がして回転トルクが大きくなるのを防止
することができる。

【００３２】また、前記のようにウォーム軸７０が移動
すると、駆動軸６０に対してウォーム軸７０が偏芯及び
傾動するので、ウォーム軸７０の振動が大きくなるが、
この振動については各コイルばね８１，８２の弾性によ
って効果的に減衰させることができる。さらに、前記の
ようにウォーム軸７０のウォーム７１をウォームホイー
ル７２に弾性的に押し付けることができるので、両者を
組み付ける際に、両者を含む部品の寸法誤差に影響され
ることなくバックラッシュを調整することができる。な
お、前記ウォーム軸７０は各軸受１６，１７によって拘
束されているが、各軸受１６，１７自体のラジアル隙間
や各軸受１６，１７とウォーム軸７０との隙間によっ
て、ウォーム軸７０の傾動には支障がない。

【００３３】以上の構成の操舵補助装置によれば、前記
ジョイント機構８が、駆動軸６０の回転方向に応じて各
コイルばね８１，８２に縮径力を選択的に生じさせるこ
とによって、駆動軸６０の回転トルクをウォーム軸７０
に伝達するので、駆動軸６０とウォーム軸７０との間で
ガタツキが生じるおそれがなく、当該ガタツキに起因す
る打音の発生が防止される。また、駆動軸６０とウォー
ム軸７０との間で偏芯或いは傾きが生じていても、当該
偏芯或いは傾きを各コイルばね８１，８２の弾性によっ
て吸収もしくは許容することができるので、ウォーム軸
７０と駆動軸６０との連結精度を特段上げる必要がな
く、その連結が容易である。

【００３４】さらに、電動モータ６が故障して駆動軸６
０の回転抵抗が異常に増加した場合には、前記第１コイ
ルばね８１が各大径部６ａ，７ａの少なくとも一方に対
してスリップして、駆動軸６０とウォーム軸７０との相
対回転を許容することができるので、操舵輪１の操作が
異常に重くなるおそれがない。しかも、構造が簡素であ
り、その全長をきわめて短くすることができ、その分、
減速機構７の小型化を図ることができる。

【００３５】図６はジョイント機構８の他の実施の形態
を示す断面図である。この実施の形態においては、前記
駆動軸６０及びウォーム軸７０のそれぞれに、端面に開
口するばね孔６ｃ，７ｃを形成し、各軸６０，７０の先
端側の外周６ｄ，７ｄに第１コイルばね８１を巻き付
け、各軸６０，７０のばね孔６ｃ，７ｃの内周に、第１
コイルばね８１と同じ巻き方向の第２コイルばね８２を
張り詰めている。前記駆動軸６０とウォーム軸７０と
は、少なくとも前記外周６ｄ，７ｄ部分の外径が等しく
なっており、その先端面どうしを僅かな隙間を設けて対
向させてある。また、駆動軸６０のばね孔６ｃ及びウォ
ーム軸７０のばね孔７ｃは、駆動軸６０の軸線及びウォ
ーム軸７０の軸線とそれぞれ同芯に形成されており、こ
れら各ばね孔６ｃ，７ｃの内径は互いに等しくなってい
る。また、各軸６０，７０の軸長は、図１に示す小径部
６ｂ，７ｂの分だけ短くなっており、各軸６０，７０ど
うしを互いに接近させている点と相まって、各軸６０，
７０を連結するための長さを極めて短くしている。

【００３６】前記第１コイルばね８１及び第２コイルば
ね８２は、図７において紙面の手前から奥に向かって時
計回り方向に巻回されている。また、前記第１コイルば
ね８１は駆動軸６０を回転駆動させた際に、その内周と
各軸６０，７０の外周６ｄ，７ｄとの摩擦によって捻ら
れる程度の接触圧で当該外周６ｄ，７ｄに巻き付けてあ
り、第２コイルばね８２は、駆動軸６０を回転駆動させ
た際に、その外周と各軸６０，７０のばね孔６ｃ，７ｃ
との摩擦によって捻られる程度の接触圧で当該ばね孔６
ｃ，７ｃの内周に張り詰めてある。

【００３７】さらに、前記第１コイルばね８１は、所定
値以上のトルクが負荷されると、各軸６０，７０の外周
６ｄ，７ｄの少なくとも一方に対してスリップするよう
に、当該外周６ｄ，７ｄに対する最大締め付け力が調整
されている。また、第２コイルばね８２についても、所
定値以上のトルクが負荷されると、各ばね孔６ｃ，７ｃ
の内周の少なくとも一方に対してスリップするように、
当該ばね孔６ｃ，７ｃに対する最大拡径力が調整されて
いる。なお、前記トルクの所定値は、操舵補助に必要な
トルクに対して十分大きい値である。

【００３８】この実施の形態においては、駆動軸６０を
第１コイルばね８１の巻き方向と逆方向（図７において
反時計回り方向）に回転駆動すると、各軸６０，７０の
外周６ｄ，７ｄと第１コイルばね８１との摩擦によっ
て、当該第１コイルばね８１が巻き方向と逆方向に捻ら
れて、当該第１コイルばね８１に縮径力が生じる。この
結果、第１コイルばね８１が各大径部６ａ，７ａを強く
締め付けて、両者間でスリップが生じるのが規制され、
駆動軸６０の回転トルクが第１コイルばね８１を介して
ウォーム軸７０に伝達される。この際、前記第１コイル
ばね８１のほぼ全長に亘って各軸６０，７０の外周６
ｄ，７ｄを沿わせているので、その中間部が過剰に縮径
するおそれがない。このため、図１に示すカラー８３が
不要であり、その分ジョイント機構８の構造を簡素にす
ることができる。なお、第２コイルばね８２について
は、各ばね孔６ｃ，７ｃの内周との摩擦によって巻き方
向と逆方向に捻られて縮径するので、当該ばね孔６ｃ，
７ｃの内周との接触圧が減少することになる。

【００３９】また、前記駆動軸６０を前記と逆方向（図
７において時計回り方向）に回転駆動させると、各ばね
孔６ｃ，７ｃとの摩擦によって第２コイルばね８２が巻
き方向に捻られて、当該第２コイルばね８２に拡径力が
生じる。この結果、第２コイルばね８２と各ばね孔６
ｃ，７ｃの内周との接触圧が増大して、両者間でスリッ
プが生じるのが規制され、駆動軸６０の回転トルクが第
２コイルばね８２を介してウォーム軸７０に伝達され
る。この際、第１コイルばね８１については、各軸６
０，７０の外周６ｄ，７ｄとの摩擦によって巻き方向に
捻られて拡径力が作用し、前記外周６ｄ，７ｄに対する
巻き付き力が減少することになる。

【００４０】この発明のジョイント機構８は、電動モー
タ６の駆動軸６０とウォーム軸７０との連結だけでな
く、駆動軸とこの駆動軸によって回転駆動される各種従
動軸とを連結するジョイント機構としても好適に使用す
ることができる。

【００４１】

【発明の効果】以上のように、請求項１記載のジョイン
ト機構によれば、駆動軸の回転方向に応じて各コイルば
ねに縮径力を選択的に生じさせることによって、駆動軸
の回転トルクを従動軸に伝達するので、駆動軸と従動軸
との間のガタツキに起因する打音の発生が防止される。
また、駆動軸と従動軸との間で偏芯或いは傾きが生じて
も、当該偏芯或いは傾きをコイルばねの弾性によって吸
収もしくは許容することができるので、駆動軸と従動軸
とを高精度に調心させる必要がなく、その分、両者の連
結が容易となる。さらに、従動軸が振動した場合でも、
この振動をコイルばねによって減衰させて、騒音が生じ
るのを抑制することができる。しかも、構造簡素にて小
型のものであるので、駆動軸と従動軸とを少ないスペー
スで連結することができる。このため、駆動軸と従動軸
とを備える各種装置の小型化及びコストダウンを図るこ
とができる。

【００４２】請求項２記載のジョイント機構によれば、
駆動軸又は従動軸の回転抵抗が所定値を超えた場合に、
各軸間の相対回転を許容することができるので、駆動軸
と従動軸の何れか一方の回転抵抗が異常に増加した場合
でも、駆動軸や従動軸に接続された部品等に過負荷が作
用するのを防止することができ、ひいては当該部品等が
損傷するのを防止することができる。

【００４３】請求項３記載のジョイント機構によれば、
トルク伝達時に第１コイルばねが過剰に縮径するのをカ
ラーによって防止することができるので、トルク伝達を
確実に行うことができる。

【００４４】請求項４記載のジョイント機構によれば、
駆動軸の回転方向に応じて各コイルばねに縮径力と拡径
力とを選択的に生じさせることによって、駆動軸の回転
トルクを従動軸に伝達するので、駆動軸と従動軸との間
のガタツキに起因する打音の発生が防止される。また、
駆動軸と従動軸との間で偏芯或いは傾きが生じても、当
該偏芯或いは傾きをコイルばねの弾性によって吸収もし
くは許容することができるので、駆動軸と従動軸とを高
精度に調心させる必要がなく、その分、両者の連結が容
易となる。さらに、従動軸が振動した場合でも、この振
動をコイルばねによって減衰させて、騒音が生じるのを
抑制することができる。しかも、構造簡素にて小型のも
のであり、前記駆動軸及び従動軸の軸長を短くすること
ができる点と相まって、駆動軸と従動軸とを少ないスペ
ースで連結することができる。このため、駆動軸と従動
軸とを備える各種装置の小型化及びコストダウンを図る
ことができる。

【００４５】請求項５記載のジョイント機構によれば、
駆動軸又は従動軸の回転抵抗が所定値を超えた場合に各
軸間の相対回転を許容することができるので、駆動軸と
従動軸の何れか一方の回転抵抗が異常に増加した場合で
も、駆動軸や従動軸に接続された部品等に過負荷が作用
するのを防止することができ、ひいては当該部品等が損
傷するのを防止することができる。

【００４６】請求項６記載のジョイント機構によれば、
駆動軸と従動軸とを接近させているので、その軸長を短
くすることができる点と相まって、連結のためのスペー
スを極めて少なくすることができる。

【００４７】請求項７記載の操舵補助装置によれば、電
動モータの駆動軸の回転方向に応じて各コイルばねに拡
径力や縮径力を生じさせることによって、駆動軸の回転
トルクをコイルばねを介してウォーム軸に伝達するの
で、駆動軸とウォーム軸との間のガタツキに起因する打
音の発生を防止することができる。このため、ドライバ
ーや同乗者に不快感を与えるおそれがない。また、駆動
軸とウォーム軸との間で偏芯或いは傾きが生じても、当
該偏芯或いは傾きをコイルばねの弾性によって吸収もし
くは許容することができるので、駆動軸とウォーム軸と
を高精度に調心させる必要がなく、その分、両者の連結
が容易となる。さらに、ウォーム軸が振動した場合で
も、この振動をコイルばねによって減衰させて、騒音が
生じるのを抑制することができる。しかも、構造簡素に
て小型のものであるので、駆動軸とウォーム軸とを少な
いスペースで連結することができる。このため、車両の
小型化及びコストダウンを図ることができる。

【００４８】請求項８記載の操舵補助装置によれば、ウ
ォーム軸がウォームホイールへ向けて偏倚可能であるの
で、ジョイント機構を構成する各コイルばねの弾性によ
って、電動モータの駆動軸に対するウォーム軸の偏芯及
び傾動を許容している点と相まって、ウォーム軸をウォ
ームホイールへ向けて無理なく移動させることができ
る。このため、前記付勢手段によってウォームをウォー
ムホイールの摩耗に追従させて確実に移動させることが
でき、ひいてはバックラッシュが生じるのを容易且つ確
実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態に係る操舵補助装置の電
動モータ及び減速機構部分を示す断面図である。

【図２】ジョイント機構を示す断面図である。

【図３】コイルばねの巻き方向を示す断面図である。

【図４】この発明の操舵補助装置の全体構造を示す断面
図である。

【図５】図１のＶ−Ｖ線断面図である。

【図６】ジョイント機構の他の実施の形態を示す断面図
である。

【図７】コイルばねの巻き方向を示す断面図である。

【図８】操舵補助装置の従来例を示す断面図である。

【図９】ジョイントの従来例を示す要部断面図である。

【符号の説明】

３２ 圧縮コイルばね（付勢手段） ６ 電動モータ ６ａ 大径部 ６ｂ 小径部 ６ｃ ばね孔 ６ｄ 外周 ６０ 駆動軸 ７ 減速機構 ７ａ 大径部 ７ｂ 小径部 ７ｃ ばね孔 ７ｄ 外周 ７０ ウォーム軸（従動軸） ７１ ウォーム ７２ ウォームホイール ８ ジョイント機構 ８１ 第１コイルばね ８２ 第２コイルばね ８３ カラー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3D033 CA02 CA04 CA05 CA16 CA21 3J068 AA02 AA07 BA02 BB04 CB03 EE12 GA01 GA02

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】駆動軸と従動軸とをトルク伝達可能に連結
   するジョイント機構であって、 前記駆動軸及び従動軸のそれぞれに大径部と小径部とを
   形成し、各軸の大径部に第１コイルばねを巻き付けてい
   るとともに、各軸の小径部に前記第１コイルばねと逆巻
   きの第２コイルばねを巻き付けていることを特徴とする
   ジョイント機構。
2. 【請求項２】前記第１コイルばね及び第２コイルばねの
   少なくとも一方は、所定値以上のトルクが負荷される
   と、少なくとも一方の軸に対してスリップする請求項１
   記載のジョイント機構。
3. 【請求項３】前記小径部を大径部の先端に形成し、前記
   第１コイルばねと第２コイルばねとの間に、トルク伝達
   時に第１コイルばねの前記小径部に対応する部分が過剰
   に縮径するのを防止するカラーを介在している請求項１
   記載のジョイント機構。
4. 【請求項４】駆動軸と従動軸とをトルク伝達可能に連結
   するジョイント機構であって、 前記駆動軸及び従動軸のそれぞれに、端面に開口するば
   ね孔を形成し、各軸の外周に第１コイルばねを巻き付け
   ているとともに、各軸のばね孔の内周に前記第１コイル
   ばねと同じ巻き方向の第２コイルばねを張り詰めている
   ことを特徴とするジョイント機構。
5. 【請求項５】前記第１コイルばね及び第２コイルばねの
   少なくとも一方は、所定値以上のトルクが負荷される
   と、少なくとも一方の軸に対してスリップする請求項４
   記載のジョイント機構。
6. 【請求項６】前記駆動軸の端面と従動軸の端面とを接近
   させて配置している請求項４記載のジョイント機構。
7. 【請求項７】電動モータの回転をウォームが設けられた
   従動軸としてのウォーム軸とこのウォーム軸のウォーム
   に噛み合わせたウォームホイールとを介して操舵軸に伝
   達することにより操舵補助を行う操舵補助装置におい
   て、 前記電動モータの駆動軸とウォーム軸とを、請求項１か
   ら請求項６の何れかに記載のジョイント機構を用いて連
   結していることを特徴とする操舵補助装置。
8. 【請求項８】前記ウォーム軸をウォームホイールへ向け
   て偏倚可能に支持し、このウォーム軸を付勢手段によっ
   てウォームホイール方向へ付勢している請求項７記載の
   操舵補助装置。