JP2007040315A - 動力伝達機構とこれを組み込んだ電動式パワーステアリング装置 - Google Patents

動力伝達機構とこれを組み込んだ電動式パワーステアリング装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 回転軸２９とウォーム軸２７との動力伝達部に設ける弾性歯付リング４９ａの軸方向の変位を規制できるのにも拘らず、この弾性歯付リング４９ａの損傷を有効に防止できる構造を、安価に実現する。
【解決手段】 回転軸２９に形成した雄スプライン部４７とウォーム軸２７に形成した雌スプライン部４８とに、上記弾性歯付リング４９ａをスプライン係合させる。上記雌スプライン部４８のこの弾性歯付リング４９ａから外れた部分に、スペーサリング６１の外歯６７をスプライン係合させる。このスペーサリング６１の内周面は単なる円筒面としており、上記雄スプライン部４７とはスプライン係合しない。上記弾性歯付リング４９ａの軸方向一端面を、上記スペーサリング６１を介して、上記回転軸２９の段差面５９及びこの回転軸２９に固定した内輪６３の端面に、軸方向に対向させる。
【選択図】 図１

Description

この発明は、例えば自動車の操舵装置に組み込み、電動モータの出力を補助動力として利用する事により、運転者がステアリングホイールを操作する為に要する力の軽減を図る為の電動式パワーステアリング装置等に組み込む動力伝達機構の改良に関する。
操舵輪（フォークリフト等の特殊車両を除き、通常は前輪）に舵角を付与する際に運転者がステアリングホイールを操作する為に要する力の軽減を図る為の装置として、パワーステアリング装置が広く使用されている。又、この様なパワーステアリング装置で、補助動力源として電動モータを使用する電動式パワーステアリング装置も、近年普及し始めている。電動式パワーステアリング装置は、油圧式のパワーステアリング装置に比べて小型・軽量にでき、補助動力の大きさ（トルク）の制御が容易で、しかもエンジンの動力損失が少ない等の利点がある。図２６は、この様な電動式パワーステアリング装置の、従来から知られている基本構成の１例を略示している。
ステアリングホイール１の操作に基づいて回転するステアリングシャフト２の中間部には、このステアリングホイール１からこのステアリングシャフト２に加えられるトルクの方向と大きさとを検出するトルクセンサ３と、減速機４とを設けている。この減速機４の出力側は上記ステアリングシャフト２の中間部に結合し、同じく入力側は電動モータ５の回転軸に結合している。又、上記トルクセンサ３の検出信号は、車速を表す信号と共に、上記電動モータ５への通電を制御する為の制御器６に入力している。又、上記減速機４として従来から、大きなリード角を有し、動力の伝達方向に関して可逆性を有するウォーム減速装置を、一般的に使用している。即ち、回転力受取部材であるウォームホイールを上記ステアリングシャフト２の中間部に固定すると共に、回転力付与部材であり上記電動モータ５の回転軸に結合固定したウォーム軸のウォームを、上記ウォームホイールと噛合させている。
操舵輪１４に舵角を付与する為、上記ステアリングホイール１を操作し、上記ステアリングシャフト２が回転すると、上記トルクセンサ３がこのステアリングシャフト２の回転方向とトルクとを検出し、その検出値を表す信号を上記制御器６に送る。するとこの制御器６は、上記電動モータ５に通電して、上記減速機４を介して上記ステアリングシャフト２を、上記ステアリングホイール１に基づく回転方向と同方向に回転させる。この結果、上記ステアリングシャフト２の先端部（図２６の下端部）は、上記ステアリングホイール１から付与された力に基づくトルクよりも大きなトルクで回転する。
この様なステアリングシャフト２の先端部の回転は、自在継手７、７及び中間シャフト８を介してステアリングギヤ９の入力軸１０に伝達される。この入力軸１０は、上記ステアリングギヤ９を構成するピニオン１１を回転させ、ラック１２を介してタイロッド１３を押し引きし、操舵輪１４に所望の舵角を付与する。上述した説明から明らかな通り、上記ステアリングシャフト２の先端部から自在継手７を介して中間シャフト８に伝達されるトルクは、上記ステアリングホイール１から上記ステアリングシャフト２の基端部（図２６の上端部）に加えられるトルクよりも、上記電動モータ５から減速機４を介して加えられる補助動力分だけ大きい。従って、上記操舵輪１４に舵角を付与する為に運転者が上記ステアリングホイール１を操作する為に要する力は、上記補助動力分だけ小さくて済む様になる。
上述した様な従来から一般的に使用されている電動式パワーステアリング装置の場合、電動モータ５とステアリングシャフト２との間に設ける減速機４として、ウォーム減速機を使用している。又、この電動モータ５の回転軸と減速機４を構成する入力軸とを、これら両軸のうちの一方に設けた雄スプライン部と、他方に設けた雌スプライン部とをスプライン係合させて成るスプライン係合部により連結する事が、一般的に行なわれている。但し、それぞれが金属製である上記回転軸と入力軸とをこのスプライン係合部により連結する場合で、これら両軸に設けた雄スプライン部と雌スプライン部とを負の隙間で嵌合させる（締り嵌めとする）場合には、組立作業が相当に面倒になる。この様な事情から、従来から、上記雄、雌両スプライン部同士を正の隙間で嵌合させる（隙間嵌めとする）事が行なわれている。但し、この正の隙間が大きくなった場合には、使用時に、これら雄、雌両スプライン部を構成する歯面同士が強く衝合して、耳障りな歯打ち音が発生し易くなる。従って、この隙間を正の値でできるだけ小さく規制する必要がある。但し、この為には、各部の寸法を厳密に管理する必要があり、電動式パワーステアリング装置のコストを著しく上昇させる原因となる。
一方、上記ウォーム減速機を構成するウォーム軸のウォームとウォームホイールとの歯面同士の間に存在する不可避なバックラッシュが大きくなると、これら歯面同士が強く衝合して、耳障りな歯打ち音が発生する可能性がある。例えば、路面が荒れている等により、車輪側からステアリングシャフト２に振動荷重が加わると、上記バックラッシュの存在により、耳障りな歯打ち音が発生する。この様な事情に鑑みて、近年は、ウォーム減速機を構成するギヤハウジングとウォーム軸との間に弾力付与手段を設けて、この弾力付与手段により、このウォーム軸に、ウォームホイールに向かう方向の弾力を付与する事が考えられている。この構成によれば、ウォーム軸のウォームとウォームホイールとの噛合部に存在するバックラッシュを抑える（小さくするか０にする）事ができる為、上記歯打ち音の発生を抑える事ができる。
但し、この構成によりこの歯打ち音の発生を抑える場合には、上記ウォーム軸を上記電動モータ５の回転軸に対し傾斜させる為、これら両軸の間に設けたスプライン係合部を構成する各歯の一部が抉られる可能性がある。これに対して、これら各歯が抉られるのを防止すべく、このスプライン係合部を構成する雄、雌両スプライン部の剛性を高くした場合には、これら両スプライン部の歯面同士の間での歯打ち音が生じ易くなる。この為、上記電動モータ５の回転軸に対する上記ウォーム軸の傾斜を可能にしつつこの歯打ち音の発生を抑える為には、これら両スプライン部同士の間の隙間を更に厳密に規制すると言った、困難な作業を行なわなければならず、電動式パワーステアリング装置のコストを更に上昇させる原因となる。
一方、上記ウォーム軸の端部と電動モータ５の回転軸の端部とを、スプライン係合部ではなく、弾性継手により連結する事も考えられているが、この構成を採用する場合には、これら両軸を大きく設計変更する必要があり、コストの上昇が大きくなる事が避けられない。
又、近年は、電動モータの回転力をボールねじ機構により軸方向の力に変換して、この力を補助動力としてラックに付与する、所謂ラックアシスト式の電動式パワーステアリング装置が考えられ、実際に使用されている。この様なラックアシスト式の電動式パワーステアリング装置の場合には、減速機の出力軸又は電動モータの回転軸と、ボールねじ機構を構成するボールナットとを、スプライン係合部により連結する。但し、このスプライン係合部を構成する雄スプライン部と雌スプライン部との歯面同士の間に存在する隙間が大きくなり、これら歯面同士が強く衝合する場合には、耳障りな歯打ち音が発生し易くなる。この為、この様なラックアシスト式の電動式パワーステアリング装置の場合も、上述したウォーム減速機を用いた電動式パワーステアリング装置での、電動モータの回転軸とウォーム軸とのスプライン係合部の場合と同様の不都合が生じる。
この様な事情に鑑みて、特許文献１に記載された動力伝達機構とこれを組み込んだ電動式パワーステアリング装置の場合には、ウォーム軸の端部に設けた雌スプライン部と電動モータの回転軸の端部に設けた雄スプライン部との間に、弾性材製で内外両周面に織布を貼着した弾性歯付リングを設けて、この弾性歯付リングを介して上記両軸同士の間での動力の伝達を可能としている。図２７〜３４は、この特許文献１に記載された動力伝達機構を組み込んだ電動式パワーステアリング装置の従来構造を示している。
電動式パワーステアリング装置は、後端部にステアリングホイール１を固定したステアリングシャフト２と、このステアリングシャフト２を挿通するステアリングコラム１５と、このステアリングシャフト２に補助トルクを付与する為のアシスト装置１６とを備える。
上記ステアリングシャフト２は、車両の後端側に設けるアウターシャフト１７と、同じく前端側に設けるインナーシャフト１８とを、回転力の伝達を可能に組み合わせて成る。このうちのインナーシャフト１８は、車両の後端側に設ける第一のインナーシャフト２２と、前端側に設ける第二のインナーシャフト２３とを、トーションバー２４（図２８）により連結している。又、上記ステアリングコラム１５の前端部を、車体１９の一部に支持したギヤハウジング２１の後端面に結合固定している。上記インナーシャフト１８の前端部をこのギヤハウジング２１に挿通させると共に、このこのギヤハウジング２１の前端面から突出させている。そしてこのインナーシャフト１８のこの前端面から突出させた前端部に、自在継手７、７、中間シャフト８を介して、ステアリングギヤ９の入力軸１０を、動力の伝達を可能に結合している。この入力軸１０にはピニオン１１（図２６参照）を固定しており、このピニオン１１をラック１２（図２６参照）と噛合させている。従って、上記ステアリングシャフト２の回転に伴い、上記ラック１２を介してタイロッド１３、１３が押し引きされ、操舵輪１４（図２６参照）に所望の舵角が付与される。
又、前記アシスト装置１６は、図２８〜３１に示す様に、上記第二のインナーシャフト２３の中間部に外嵌固定するウォームホイール２６と、請求項に記載した被駆動軸に対応するウォーム軸２７と、このウォーム軸２７に弾力を付与する弾力付与手段３１と、電動モータ２８と、動力伝達機構３０と、トルクセンサ３（図２６参照）と、制御器６（図２６参照）とを備える。このうちの弾力付与手段３１は、前記ギヤハウジング２１の内側にそれぞれ設けた、段付円筒状の軸受ホルダ３２と、第一、第二の玉軸受３３、３４と、揺動軸３５と、コイルばね３６とを備える。又、上記ウォームホイール２６とウォーム軸２７とは、上記ギヤハウジング２１の内側に設けており、このウォーム軸２７の中間部に設けたウォーム３７に上記ウォームホイール２６を噛合させている。これらウォーム軸２７とウォームホイール２６とが、ウォーム減速機２０を構成する。
又、上記トルクセンサ３は、前記トーションバー２４の捩れに基づく前記第一、第二の両インナーシャフト２２、２３の相対回転方向と相対回転量とから、前記ステアリングホイール１からステアリングシャフト２に加えられるトルクの方向と大きさとを検出し、検出値を表す信号（検出信号）を、前記制御器６に送る。そして、この制御器６は、上記検出信号に応じて、上記電動モータ２８に駆動の為の信号を送り、所定の方向に所定の大きさで補助トルクを発生させる。
又、上記電動モータ２８の回転軸２９の先端部（図２８〜３０の右端部）と、上記ウォーム軸２７の基端部（図２８〜３０の左端部）とを、上記動力伝達機構３０により、動力の伝達を可能に連結している。この動力伝達機構３０は、上記回転軸２９の先端部に設けた雄スプライン部４７（図２８〜３０）と、上記ウォーム軸２７の基端部に設けた雌スプライン部４８（図２８〜３０）と、これら両スプライン部４７、４８の間に設けた弾性歯付リング４９とから成る。上記回転軸２９は、請求項に記載した駆動軸に対応するもので、両端寄り部分を上記電動モータ２８を構成するケース３８に、第三の玉軸受６２（後述する本発明の実施例を表す図１、５等参照）及び図示しない第四の玉軸受により、回転自在に支持している。そして上記回転軸２９の中間部に、図示しないステータと対向する、やはり図示しないロータを設けている。
上記弾性歯付リング４９は、図３２〜３４に詳示する様に、外周面に上記雌スプライン部４８とスプライン係合する外歯５０を、内周面に上記雄スプライン部４７とスプライン係合する内歯５１を、それぞれ有する。この様な弾性歯付リング４９は、弾性材である合成ゴムにより円筒状に形成した本体部５２の内部に、それぞれが芯材である、複数本の芯線５３、５３を、軸方向複数個所に包埋している。これら各芯線５３、５３は、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維等の強化繊維により円環状に形成している。これら各芯線５３、５３を構成する強化繊維は、上記本体部５２を構成する合成ゴムよりも高い弾性率を有する。そして、この本体部５２の外周面の円周方向等間隔複数個所に、外径側に突出する外歯素子部５４、５４を、それぞれ軸方向全長に亙り形成している。又、上記本体部５２の内周面の円周方向等間隔複数個所に、内径側に突出する内歯素子部５５、５５を、それぞれ軸方向全長に亙り形成している。
又、上記各外歯素子部５４、５４の外径側表面と、上記本体部５２の外周面でこれら各外歯素子部５４、５４の間部分とにナイロン帆布等の織布５６ａを、この外周面の全周に亙り連続する状態で貼着する事により、これら各外歯素子部５４、５４及び上記本体部５２の外径側部分をこの織布５６ａにより覆っている。そして、これら各外歯素子部５４、５４と、上記織布５６ａでこれら各外歯素子部５４、５４の外径側表面を覆った部分とにより、上記外歯５０を構成している。又、上記各内歯素子部５５、５５の内径側表面と、上記本体部５２の内周面でこれら各内歯素子部５５、５５の間部分とにナイロン帆布等の織布５６ｂを、この内周面の全周に亙り連続する状態で貼着する事により、これら本体部５２及び各内歯素子部５５、５５の内径側部分をこの織布５６ｂにより覆っている。そして、上記各内歯素子部５５、５５と、この織布５６ｂでこれら各内歯素子部５５、５５の内径側表面を覆った部分とにより、上記内歯５１を構成している。この構成により、上記複数の芯線５３、５３の外径側と内径側とに、上記外歯５０と内歯５１とが、それぞれ設けられる。
上述の様に構成する弾性歯付リング４９は、上記外歯５０を前記雌スプライン部４８に、上記内歯５１を前記雄スプライン部４７に、それぞれスプライン係合させる事により、前記電動モータ２８の回転軸２９の先端部とウォーム軸２７の基端部とを、これら両軸２９、２７の相対回転を不能に連結している。この構成により、このウォーム軸２７は、上記回転軸２９と共に回転する。
又、上記回転軸２９の先端寄り部分で、上記雄スプライン部４７をその外周面に形成した円柱部５７（図２９、３０）よりも基端側に外れた部分に、この円柱部５７の基端部の外径よりも直径が小さくなった小径柱部９２と、この小径柱部９２の外径よりも直径が大きくなった大径部５８（図２９、３０）とを設けている。又、この大径部５８の直径を、上記弾性歯付リング４９を構成する内歯５１の歯先円の直径よりも大きくしている。そして、上記大径部５８の外周面と上記小径柱部９２の外周面との連続部である段差面５９（図２９、３０）に、上記弾性歯付リング４９の一端面（図２８〜３０の左端面）を対向させている。又、上記ウォーム軸２７の基端部に設けた雌スプライン部４８の一端部（図２８〜３０の右端部）に、歯底を一端側に向かう程浅くなる方向に傾斜させた不完全部６０（図３０）を設けている。そして、この不完全部６０に、上記弾性歯付リング４９の他端面（図２８〜３０の右端面）を対向させている。この構成により、この弾性歯付リング４９の軸方向の変位は、上記段差面５９と不完全部６０とにより規制される。
更に、前記ギヤハウジング２１の内側に前記軸受ホルダ３２を設けると共に、この軸受ホルダ３２の内側に上記ウォーム軸２７を、回転自在に支持している。この軸受ホルダ３２は、互いに同心の大径筒部３９と小径筒部４０とを段部４１により連結している。そして、この軸受ホルダ３２を、上記ギヤハウジング２１の内側に、このギヤハウジング２１に支持した揺動軸３５により、この揺動軸３５を中心とする揺動変位を自在に支持している。又、上記軸受ホルダ３２の大径筒部３９の内側に上記ウォーム軸２７の基端部（図２８〜３０の左端部）を、前記第一の玉軸受３３により、回転自在に支持している。又、上記ウォーム軸２７の先端部（図２８〜３０の右端部）を、上記軸受ホルダ３２の小径筒部４０の内側に、前記第二の玉軸受３４により、回転自在に支持している。
更に、上記小径筒部４０の先端部外周面と上記ギヤハウジング２１の内面に設けた凹孔４２の内周面との間に、弾性リング４３を設けている。又、上記小径筒部４０の長さ方向中間部の円周方向一部に、内外両周面を貫通する透孔４４を形成しており、この透孔４４を通じて前記ウォームホイール２６と上記ウォーム軸２７のウォーム３７とを噛合させている。
又、上記軸受ホルダ３２を構成する大径筒部３９の外周面の円周方向一部に凹孔４５を形成すると共に、この凹孔４５の底面とギヤハウジング２１の内面との間に、前記コイルばね３６を設けている。そして、このコイルばね３６により、上記ウォーム軸２７の基端部に、上記軸受ホルダ３２及び第一の玉軸受３３を介して、径方向の弾力を付与している。この構成により、上記ウォーム軸２７は、前記揺動軸３５を中心として、上記ウォームホイール２６に向かう方向に弾性的に揺動変位する。そして、このウォームホイール２６を外嵌固定した前記第二のインナーシャフト２３と上記ウォーム軸２７との、中心軸同士の間の距離が弾性的に縮まって、上記ウォーム３７とウォームホイール２６との歯面同士が、予圧を付与された状態で当接する。この構成により、これら両部材３７、２６の噛合部での歯打ち音の発生を抑える事ができる。
上述の様な、特許文献１に記載された動力伝達機構及びこれを組み込んだ電動式パワーステアリング装置の場合には、ウォーム軸２７に設けた雌スプライン部４８と、電動モータ２８の回転軸２９に設けた雄スプライン部４７との間に弾性歯付リング４９を設けている。この為、これら雄、雌両スプライン部４７、４８の歯面同士が直接衝合する事を防止でき、これら歯面同士が衝合する事による異音の発生を防止できる。又、上記弾性歯付リング４９の外径側に、複数の合成ゴム製の外歯素子部５４、５４と織布５６ａの一部とから成る外歯５０を設けると共に、上記弾性歯付リング４９の内径側に、複数の合成ゴム製の内歯素子部５５、５５と織布５６ｂの一部とから成る内歯５１を設けている。この為、上記雄、雌両スプライン部４７、４８の歯面と上記弾性歯付リング４９の内歯５１及び外歯５０の歯面とが衝合する事による異音を小さくできるか、又はなくせる。
しかも、上記各内歯素子部５５、５５と各外歯素子部５４、５４とが弾性材である、合成ゴム製である為、上記雄、雌両スプライン部４７、４８に存在する不可避な寸法誤差を上記内歯５１及び外歯５０により吸収し易くできて、寸法管理及び組立作業を容易に行なえる。この為、動力伝達機構及びこれを組み込んだ電動式パワーステアリング装置のコストの上昇を抑える事ができる。更に、上記雄、雌両スプライン部４７、４８に偏心誤差や偏角誤差が存在する場合でも、これらの誤差を吸収しつつ、電動モータ２８の回転軸２９とウォーム軸２７とを、動力の伝達を可能に連結する事が可能になる。
更に、上記各外歯素子部５４、５４の外径側表面と上記弾性歯付リング４９の本体部５２の外周面でこれら各外歯素子部５４、５４の間部分とに織布５６ａを貼着すると共に、上記各内歯素子部５５、５５の内径側表面と上記本体部５２の内周面でこれら各内歯素子部５５、５５とに織布５６ｂを貼着している。この為、合成ゴム製である、これら各外歯素子部５４、５４及び各内歯素子部５５、５５の歯元のちぎれや、歯面のむしれを防止できる。しかも、弾性歯付リング４９の外周面と内周面とに、それぞれ１枚ずつの織布５６ａ、５６ｂを、全周に亙り連続する状態で貼着している為、これら各外歯素子部５４、５４及び各内歯素子部５５、５５が変形しにくくなる。この為、上記電動モータ２８の回転軸２９とウォーム軸２７との間で伝達可能な動力を大きくできると共に、耐久性の向上を図れる。この結果、上述の図２７〜３４に示した従来構造によれば、徒にコストを上昇させる事なく、耳障りな異音の発生を抑える事ができる。尚、上述の図２７〜３４に示した構造の場合には、上記弾性歯付リング４９の本体部５２を構成する弾性材として、合成ゴムを使用しているが、この合成ゴムの代わりに、合成ゴム以外のエラストマー、合成樹脂等を使用する事もできる。
更に、上記弾性歯付リング４９は、上記本体部５２を構成する合成ゴムよりも高い弾性率を有する材料から成る芯線５３、５３を備えている。この為、弾性歯付リング４９の剛性をより向上させる事ができ、上記電動モータ２８の回転軸２９とウォーム軸２７との間で伝達可能な動力をより大きくできると共に、耐久性をより向上させる事ができる。
上述の図２７〜３４に示した動力伝達機構及び電動式パワーステアリング装置の従来構造によれば、この様な作用・効果を得られるが、この従来構造の場合には、弾性歯付リング４９の損傷を有効に防止する面から改良の余地がある。
即ち、上述の従来構造の場合、駆動軸である、電動モータ２８の回転軸２９に設けた雄スプライン部４７と、被駆動軸である、ウォーム軸２７に設けた雌スプライン部４８との間に、弾性歯付リング４９を設けている。又、この弾性歯付リング４９の軸方向一端面（図２８〜３０の左端面）を、上記回転軸２９の先端寄り部分に設けた段差面５９に直接対向させている。又、上記弾性歯付リング４９の軸方向他端面（図２８〜３０の右端面）を、上記雌スプライン部４８の不完全部６０に対向させている。そして、この構成により、上記弾性歯付リング４９の軸方向の両方向の変位を規制している。この様にして弾性歯付リング４９の軸方向の変位を規制する従来構造の場合には、この弾性歯付リング４９の軸方向の全長が、上記回転軸２９の先端部に設けた雄スプライン部４７の軸方向長さよりもかなり大きくなってしまう。
この様な従来構造の場合には、上記弾性歯付リング４９の内歯５１の軸方向一部のみが、上記雄スプライン部４７とスプライン係合する。上記内歯５１の軸方向に関して電動モータ２８寄り部分（図２８〜３０の左端寄り部分）は、上記雄スプライン部４７と係合せず、雄スプライン部４７を有する円柱部５７と上記段差面５９との連続部である小径柱部９２の外周面に対向する。これに対して、上記弾性歯付リング４９の外歯５０は、軸方向の総ての部分が、上記雌スプライン部４８とスプライン係合する。この結果、電動モータ２８の動力（トルク）をウォーム軸２７に上記弾性歯付リング４９を介して伝達する場合に、この弾性歯付リング４９の内歯５１のうち、上記雄スプライン部４７とスプライン係合している部分と、スプライン係合していない部分との境界部に、大きな剪断力が加わる可能性がある。この様に上記弾性歯付リング４９の一部に大きな剪断力が加わる場合には、この弾性歯付リング４９の一部に過大な応力が集中して、亀裂等の損傷が生じ、この損傷が生じた部分を起点として、弾性歯付リング４９の全体にまで損傷が及ぶ可能性がある。
又、上述の従来構造の場合、弾性歯付リング４９が上記電動モータ２８の回転軸２９の基端側へ変位するのを規制する為に、この弾性歯付リング４９の全長を、上記回転軸２９に設けた雄スプライン部４７の軸方向長さよりも大きくしている。この様に弾性歯付リング４９の全長を大きくする事は、動力伝達機構及びこれを組み込んだ電動式パワーステアリング装置の製造コストが嵩む原因となる。
この様に弾性歯付リング４９の全長が大きくなる事により製造コストが嵩む理由は、次の通りである。即ち、弾性歯付リング４９を造る方法として、従来から、成形用の軸状の金型（型軸）の外周面と筒状の金型の内周面との間のキャビティ内に固化前の合成ゴム（原料ゴム）を送り込んで、弾性歯付リング４９を造る事が考えられている。又、この場合、上記型軸として、外周面の円周方向複数個所に軸方向の内歯用溝部を形成したものを使用し、上記筒状の金型として、内周面の円周方向複数個所に軸方向の外歯用溝部を形成したものを使用する。そして、上記型軸に織布５６ｂ（図３２〜３４参照）を被せ（セットし）、その上から複数本の芯線５３、５３（図３２〜３４参照）を巻き付け、更にその周囲に、筒状の金型の内側に織布５６ａ（図３２〜３４参照）を嵌め込んだ（セットした）ものを被せた状態で、上記キャビティ内に上記原料ゴムを送り込む。加硫により合成ゴムを固化させた後、上記キャビティ内から上記弾性歯付リング４９の完成品を取り出す。
この様にして弾性歯付リング４９を造る場合、この弾性歯付リング４９の直径に対して、この弾性歯付リング４９の全長が過度に大きくなると、上記金型の材料を工夫したり、この金型の厚さを大きくしない限り、この金型の曲げ剛性が低下する。そしてこの曲げ剛性を十分に高くできない場合には、この金型を製造する際の加工精度を十分に確保する事が難しくなる。これに対して、この金型の材料を工夫したり、厚さを大きくする事は、製造コストが嵩む原因となる。
又、上記金型の全長が大きくなると、上記弾性歯付リング４９の製造時にこの金型が撓み易くなる原因ともなる。この為、金型の材料を工夫したり、この金型の厚さを大きくしない限り、上記弾性歯付リング４９の加工精度も低下してしまう。これに対して、上記金型の材料を工夫したり、この金型の厚さを大きくする事は、製造コストが嵩む原因となる。この様な理由により、上記弾性歯付リング４９の全長が大きくなる事は、製造コストが嵩む原因となる。勿論、内歯５１及び外歯５０を設けた弾性歯付リング４９の全長が大きくなる事も、この弾性歯付リング４９の材料費が嵩み、製造コストが嵩む原因となる。
特開２００５−６９４７０号公報
本発明は、この様な事情に鑑みて、駆動軸と被駆動軸との動力伝達部に設ける弾性歯付リングの軸方向の変位を規制できるのにも拘らず、この弾性歯付リングの損傷を有効に防止できる構造を、安価に実現すべく発明したものである。
本発明の動力伝達機構とこれを組み込んだ電動式パワーステアリング装置のうち、動力伝達機構は、何れも前述の図２７〜３４に示した従来構造と同様に、
駆動軸と被駆動軸との間に設けられて、これら両軸の間で動力を伝達する為のものであって、雌スプライン部と、雄スプライン部と、弾性歯付リングとを備える。
このうちの雌スプライン部は、上記両軸のうちの一方の軸の端部内周面に設けられている。
又、上記雄スプライン部は、上記両軸のうちの他方の軸の端部外周面に設けられている。
又、上記弾性歯付リングは、上記雌スプライン部とスプライン係合する外歯をその外周面に、上記雄スプライン部とスプライン係合する内歯をその内周面に、それぞれ有する。 又、上記弾性歯付リングは、外径側及び内径側にそれぞれが弾性材製で径方向に突出する複数ずつの外歯素子部と内歯素子部とを一体的に設けると共に、その外周面でこれら各外歯素子部の外径側表面及びこれら各外歯素子部の間部分と、その内周面で上記各内歯素子部の内径側表面及びこれら各内歯素子部の間部分とに、それぞれ織布を貼着する事により、上記外歯と内歯とを構成したものである。尚、上記弾性歯付リングは、全体を円筒状としているものの他、全体を欠円筒状としているものも含む。
特に、本発明の動力伝達機構のうち、請求項１に記載した動力伝達機構に於いては、
上記弾性歯付リングを上記雄、雌両スプライン部にスプライン係合させた状態で、上記一方の軸若しくはこの一方の軸に固定の部材、又は上記他方の軸若しくはこの他方の軸に固定の部材に、上記弾性歯付リングの軸方向端面をスペーサリングを介して軸方向に対向させている。
又、このスペーサリングは、上記雄、雌両スプライン部のうちの少なくとも一方のスプライン部とはスプライン係合しないものである。尚、上記スペーサリングは、全体を円筒状又は円環状としているものの他、全体を欠円筒状又は欠円環状としているものも含む。
又、請求項６に記載した動力伝達機構に於いては、
上記弾性歯付リングを上記雄、雌両スプライン部にスプライン係合させた状態で、この雄スプライン部又は雌スプライン部の歯のうち、軸方向に関して上記弾性歯付リングから外れた部分の歯の径方向寸法を他の部分の歯の径方向寸法よりも大きくする事により、上記弾性歯付リングの軸方向の変位を規制している。
更に、請求項９に記載した本発明の電動式パワーステアリング装置は、
電動モータの回転軸と減速機を構成する入力軸とを、上述の様な動力伝達機構により、動力の伝達を可能に結合している。
更に、請求項１０に記載した本発明の電動式パワーステアリング装置は、
減速機の出力軸又は電動モータの回転軸と、ボールナットとを、上述の様な動力伝達機構により、動力の伝達を可能に結合している。
上述の様な本発明の動力伝達機構及びこれを組み込んだ電動式パワーステアリング装置の場合には、雌スプライン部と雄スプライン部との間に弾性歯付リングを設けている。この為、前述の図２７〜３４に示した従来構造と同様に、これら雄、雌両スプライン部の歯面同士が直接衝合する事を防止でき、これら歯面同士が衝合する事による異音の発生を防止できる。又、上記弾性歯付リングの外径側に、複数の弾性材製の外歯素子部を備えた外歯を設けると共に、この弾性歯付リングの内径側に、複数の弾性材製の内歯素子部を備えた内歯を設けている。この為、上記雄、雌両スプライン部の歯面と上記弾性歯付リングの内歯及び外歯の歯面とが衝合する事による異音を小さくできるか、又はなくせる。
しかも、上記各内歯素子部と各外歯素子部とが弾性材製である為、上記雄、雌両スプライン部に存在する不可避な寸法誤差を上記内歯及び外歯により吸収し易くできて、寸法管理及び組立作業を容易に行なえる。この為、動力伝達機構及びこれを組み込んだ電動式パワーステアリング装置のコストの上昇を抑える事ができる。
更に、上記雄、雌両スプライン部に偏心誤差や偏角誤差が存在する場合でも、これらの誤差を吸収しつつ、上記駆動軸と被駆動軸とを、動力の伝達を可能に連結する事が可能になる。更に、上記弾性歯付リングの外周面と内周面とに、それぞれ織布を貼着している為、弾性材製である各外歯素子部及び各内歯素子部の歯元のちぎれや、歯面のむしれを防止できる。しかも、それぞれの織布を全周に亙り連続する状態で貼着した場合には、上記各外歯素子部及び各内歯素子部を変形しにくくできる。この為、駆動軸と被駆動軸との間で伝達可能な動力を大きくできると共に、耐久性の向上を図れる。
特に、本発明の動力伝達機構及びこれを組み込んだ電動式パワーステアリング装置の場合には、駆動軸と被駆動軸との間の動力伝達部に設ける弾性歯付リングの軸方向の変位を規制できるのにも拘らず、この弾性歯付リングの損傷を有効に防止できる構造を、安価に実現できる。
即ち、請求項１に記載した動力伝達機構は、上記弾性歯付リングを雄、雌両スプライン部にスプライン係合させた状態で、駆動軸と被駆動軸とのうちの、一方の軸若しくはこの一方の軸に固定の部材、又は駆動軸と被駆動軸とのうちの、他方の軸若しくはこの他方の軸に固定の部材に、上記弾性歯付リングの軸方向端面を、スペーサリングを介して軸方向に対向させている。又、このスペーサリングは、雄、雌両スプライン部のうちの少なくとも一方のスプライン部とスプライン係合しないものである。
この為、上記弾性歯付リングの軸方向の変位を規制できる構造であるにも拘らず、この弾性歯付リングの内歯及び外歯を、軸方向のほぼ総ての部分で、雄、雌両スプライン部にスプライン係合させる事ができる。従って、上記駆動軸から上記被駆動軸に上記弾性歯付リングを介して動力を伝達する場合に、この弾性歯付リングの一部に過大な剪断力が加わる事を防止でき、一部に過大な応力が集中して生じる事を防止できる。従って、この弾性歯付リングの損傷を有効に防止できる。又、上記スペーサリングは、トルク伝達を行なうものではなく、単に上記弾性歯付リングの軸方向の変位を規制できる機能を有するものであれば良い。この為、スペーサリングは、上記弾性歯付リングの場合と異なり、高強度を持たせる必要がなく、単一の合成ゴムのみ、又は合成樹脂等の、比較的強度が低い安価な材料により安価に造れる。しかも、弾性歯付リングは、それぞれを弾性材と織布とにより構成した、外歯及び内歯を備えるが、この弾性歯付リングの全長を短くできる請求項１に記載した構成によれば、この弾性歯付リングを比較的低コストで造れる。この結果、動力伝達機構及びこれを組み込んだ電動式パワーステアリング装置のコストの低減を図れる。
又、請求項６に記載した動力伝達機構は、雄スプライン部又は雌スプライン部の歯のうち、軸方向に関して弾性歯付リングから外れた部分の歯の径方向寸法を他の部分の歯の径方向寸法よりも大きくする事により、上記弾性歯付リングの軸方向の変位を規制している。この為、この弾性歯付リングの内歯及び外歯を、軸方向のほぼ総ての部分で、雄、雌両スプライン部にスプライン係合させる事ができる。従って、上記弾性歯付リングの軸方向の変位を規制できる構造であるにも拘らず、この弾性歯付リングの一部に過大な剪断力が加わる事を防止でき、この弾性歯付リングの損傷を有効に防止できる。しかも、この弾性歯付リングの軸方向長さを短くできる。又、一部の歯の寸法を他の部分の歯の寸法と異ならせた上記雄スプライン部又は雌スプライン部は、従来から行なわれているプレス加工、転造等により成形する事が可能である。この為、動力伝達機構及びこれを組み込んだ電動式パワーステアリング装置を低コストで得られる。
この様に、本発明の動力伝達機構及びこれを組み込んだ電動式パワーステアリング装置によれば、駆動軸と被駆動軸との間で動力を伝達する為に設ける弾性歯付リングの軸方向の変位を規制できるのにも拘らず、この弾性歯付リングの損傷を有効に防止できる構造を、安価に実現できる。
上述の請求項１に記載した動力伝達機構を実施する場合に好ましくは、請求項２に記載した様に、上記スペーサリングを、上記雄、雌両スプライン部のうちの一方のスプライン部のみとスプライン係合するものとし、上記スペーサリングの外周面に設けられた外歯又は内周面に設けられた内歯を、上記弾性歯付リングに設けられた外歯又は内歯と同形状とする。
又、より好ましくは、請求項３に記載した様に、上記スペーサリングを、上記雄、雌両スプライン部のうちの一方のスプライン部のみとスプライン係合するものとし、上記スペーサリングの外周面に設けられた外歯又は内周面に設けられた内歯の歯数を、上記弾性歯付リングに設けられた外歯又は内歯の歯数よりも少なくする。
このより好ましい構成によれば、スペーサリングのコストをより低減できる。
更に、上述の請求項１に記載した構成を実施する場合に好ましくは、請求項４に記載した様に、上記スペーサリングを、円環状又は欠円環状に形成したリング状部材とすると共に、このリング状部材を、駆動軸と被駆動軸とのうちの一方の軸又は他方の軸の周面に形成した周方向の溝部に係止する。
この好ましい構成の場合には、リング状部材を低コストで造れるのにも拘らず、弾性歯付リングの軸方向の変位を規制できると共に、この弾性歯付リングの損傷を有効に防止できる。
又、上述の請求項１〜４に記載した構成を実施する場合により好ましくは、請求項５に記載した様に、スペーサリング又はリング状部材を、単一のゴムのみにより、又は、弾性歯付リングを構成する弾性材とは異なる材料により構成する。
又、上述の請求項６に記載した動力伝達機構を実施する場合に好ましくは、請求項７に記載した様に、上記弾性歯付リングを上記雄、雌両スプライン部にスプライン係合させた状態で、この雄スプライン部又は雌スプライン部の歯のうち、軸方向に関して上記弾性歯付リングから外れた部分の歯の周方向の幅を他の部分の歯の周方向の幅よりも大きくする。
この好ましい構成によれば、弾性歯付リングの軸方向の変位を、より有効に規制できる。更に、この好ましい構成を採用しないと仮定した場合に上記弾性歯付リングに永久変形歪みが発生する様な、過大なトルクがこの弾性歯付リングに入力された場合に、上記雄スプライン部又は雌スプライン部の周方向の幅を大きくした一部の歯と、相手スプライン部の歯とを、直接金属接触させる事ができる。この為、弾性歯付リングの永久変形歪みの発生と、破損等の損傷の発生とをより有効に防止できる。
又、上述の請求項１〜７の構成を実施する場合により好ましくは、請求項８に記載した様に、上記被駆動軸を上記駆動軸に対し軸方向に変位可能とすると共に、この被駆動軸とこの駆動軸とが軸方向に相対変位可能な総ての範囲で、上記弾性歯付リングの径方向両側が上記雄、雌両スプライン部とスプライン係合している部分の軸方向長さである、有効歯部長さが変化しない様に、上記被駆動軸の上記駆動軸に対する軸方向変位を規制する規制手段を設ける。
図１〜３は、請求項１、２、５、９に対応する、本発明の実施例１を示している。本実施例の動力伝達機構及びこれを組み込んだ電動式パワーステアリング装置の特徴は、駆動軸である、電動モータ２８の回転軸２９と、被駆動軸であるウォーム軸２７との動力伝達部の構造を工夫した点にある。本実施例に於いて、動力伝達機構３０ａを除く、電動式パワーステアリング装置の構造及び作用は、前述の図２７〜３４に示した従来構造と同様である。この為、この従来構造と同等部分に関する図示並びに説明は省略若しくは簡略にし、以下、本実施例の特徴部分を中心に説明する。
本実施例の場合、駆動軸である、電動モータ２８の回転軸２９の先端部外周面に設けた雄スプライン部４７と、被駆動軸である、ウォーム軸２７の基端部内周面に設けた雌スプライン部４８と、これら雄、雌両スプライン部４７、４８同士の間に設けた弾性歯付リング４９ａと、スペーサリング６１とにより、動力伝達機構３０ａを構成している。このうちの回転軸２９は、電動モータ２８のケース３８の内側にそれぞれ支持した第三の玉軸受６２及び第四の玉軸受（図示せず）により、両端寄り部分を回転自在に支持している。又、上記弾性歯付リング４９ａは、その外周面に上記雌スプライン部４８とスプライン係合する外歯５０ａを、その内周面に上記雄スプライン部４７とスプライン係合する内歯５１ａを、それぞれ有する。
この様な弾性歯付リング４９ａは、前述の図３２〜３４に示した従来構造の場合と同様に、弾性材である合成ゴムにより円筒状に形成した本体部５２の内部に、複数本の円環状の芯線５３を、軸方向（図１、２の左右方向、図３の表裏方向）複数個所に包埋している。又、この本体部５２の外周面の円周方向等間隔複数個所に、外径側に突出する外歯素子部５４、５４を、それぞれ軸方向全長に亙り形成している。又、上記本体部５２の内周面の円周方向等間隔複数個所に、内径側に突出する内歯素子部５５、５５を、それぞれ軸方向全長に亙り形成している。上記各外歯素子部５４、５４及び各内歯素子部５５、５５の、上記本体部５２の中心軸に対し直交する方向に関するそれぞれの断面形状を、略矩形としている。尚、図示の例の場合には、上記各外歯素子部５４、５４及び各内歯素子部５５、５５の数を、前述した従来構造の場合（図３２〜３３参照）よりも少なくしている。そして、各外歯素子部５４、５４同士及び各内歯素子部５５、５５同士の円周方向の間隔（ピッチ）を、前述の図３２〜３３に示した従来構造の場合よりも大きくしている。
又、上記各外歯素子部５４、５４の外径側表面及び上記本体部５２の外周面と、上記各内歯素子部５５、５５の内径側表面及びこの本体部５２の内周面とに、それぞれナイロン帆布等の織布５６ａ、５６ｂを、それぞれこの外周面及び内周面の全周に亙り連続する状態で貼着している。そして、上記各外歯素子部５４、５４と、上記織布５６ａでこれら各外歯素子部５４、５４の外径側表面を覆った部分とにより外歯５０ａを、上記各内歯素子部５５、５５と、上記織布５６ｂでこれら各内歯素子部５５、５５の内径側表面を覆った部分とにより内歯５１ａを、それぞれ構成している。又、上記各外歯素子部５４、５４と各内歯素子部５５、５５との円周方向に関する位置を、これら各外歯素子部５４、５４及び各内歯素子部５５、５５同士で互いに１／２ピッチ分ずつずらせている。この為、これら各外歯素子部５４、５４の頂部は各内歯素子部５５、５５の歯底部に、各内歯素子部５５、５５の頂部は各外歯素子部５４、５４の歯底部に、それぞれ径方向に対向している。
更に、上記外歯５０ａの歯厚（円周方向両側の織布５６ａの厚みも含むもの）Ｔ1 を、前記雌スプライン部４８の歯厚ｔ1 よりも大きくしている（Ｔ1 ＞ｔ1 ）。又、上記内歯５１ａの歯厚（円周方向両側の織布５６ｂの厚みも含むもの）Ｔ2 を、前記雄スプライン部４７の歯厚ｔ2 よりも大きくしている（Ｔ2 ＞ｔ2 ）。
この様な弾性歯付リング４９ａは、上記外歯５０ａを上記雌スプライン部４８の先端寄り（図１の右端寄り）から中央寄りに亙る部分に、上記内歯５１ａを上記雄スプライン部４７の軸方向のほぼ総ての部分に、それぞれスプライン係合させている。上記外歯５０ａと内歯５１ａとは、それぞれ軸方向の総ての部分で、上記雌スプライン部４８と雄スプライン部４７とにスプライン係合している。そして、前記電動モータ２８の回転軸２９の先端部とウォーム軸２７の基端部とを、上記弾性歯付リング４９ａにより、これら両軸２９、２７の相対回転を不能に連結している。この為、このウォーム軸２７は、上記回転軸２９と共に回転する。
特に、本実施例の場合には、上記弾性歯付リング４９ａの軸方向の全長を、前述の図２８〜３４に示した従来構造の場合よりも小さく（短く）している。又、上記弾性歯付リング４９ａを上記雄、雌両スプライン部４７、４８にスプライン係合させた状態で、上記回転軸２９の先端寄り部分で円柱部５７よりも基端側に外れた部分に設けた大径部５８の段差面５９、及び、この大径部５９に外嵌固定した第三の玉軸受６２を構成する内輪６３の端面に、上記弾性歯付リング４９ａの軸方向一端面（図１、２の左端面）を、前記スペーサリング６１を介して軸方向に対向させている。
このスペーサリング６１は、図２に詳示する様に、上記弾性歯付リング４９ａを構成する合成ゴムとは異なる材料である、合成樹脂等の安価な材料により円筒状に形成した本体部６４を備える。又、この本体部６４の外周面で、弾性歯付リング４９ａの各外歯素子部５４、５４と軸方向に対向する、円周方向等間隔位置に、外径側に突出する外歯素子部６５、６５を、それぞれ軸方向全長に亙り形成している。これら各外歯素子部６５、６５は、上記本体部６４と同じ材料により、この本体部６４と一体成形している。又、上記各外歯素子部６５、６５の外径側表面と、上記本体部６４の外周面でこれら各外歯素子部６５、６５の間部分とにナイロン帆布等の織布６６ａを、この外周面の全周に亙り連続する状態で貼着する事により、上記各外歯素子部６５、６５及び上記本体部６４の外径側部分を上記織布６６ａにより覆っている。そして、これら各外歯素子部６５、６５と、上記織布６６ａでこれら各外歯素子部６５、６５の外径側表面を覆った部分とにより、外歯６７を構成している。本実施例の場合、この外歯６７の歯数を、前記弾性歯付リング４９ａに設けた外歯５０ａの歯数と同数とし、上記外歯６７の形状をこの外歯５０ａと同形状としている。又、上記本体部６４の内周面にナイロン帆布等の織布６６ｂを、この内周面の全周に亙り、円筒状に貼着している。又、上記スペーサリング６１の内径は、前記雄スプライン部４７の歯先円の直径とほぼ同じか、又はこれよりも少し大きくしている。
そして、上記弾性歯付リング４９ａを上記雄、雌両スプライン部４７、４８にスプライン係合させた状態で、上記スペーサリング６１の外歯６７の一端寄り部分（図１、２の右端寄り部分）を、上記雌スプライン部４８の開口端寄り（図１の左端寄り）にスプライン係合させている。又、上記スペーサリング６１の内周面は円筒面としており、上記雄スプライン部４７とはスプライン係合しない。そして、このスペーサリング６１の軸方向一端面（図１、２の右端面）を、上記弾性歯付リング４９ａの軸方向一端面（図１、２の左端面）の外径寄り部分に突き当てると共に、上記スペーサリング６１の軸方向他端面（図１、２の左端面）を、前記回転軸２９の段差面５９及び第三の玉軸受６２の内輪６３の端面に、小さな隙間６８を介して軸方向に対向させている。一方、上記弾性歯付リング４９ａの外歯５０ａの頂部で軸方向他端縁（図１、２の右端縁）は、上記雌スプライン部４８の歯底を一端側に向かう程浅くなる方向に傾斜させた不完全部６０の端縁に突き当てている。この構成により、上記弾性歯付リング４９ａがウォーム軸２７の先端側へ変位する事を阻止している。
上述の様に構成する本実施例の動力伝達機構３０ａと、この動力伝達機構３０ａを組み込んだ電動式パワーステアリング装置の場合には、前述の図２７〜３４に示した従来構造の場合と同様に、徒にコストを上昇させる事なく、耳障りな異音の発生を抑える事ができる。
特に、本実施例の場合には、上記回転軸２９とウォーム軸２７との間で動力を伝達する為の弾性歯付リング４９ａを、雄、雌両スプライン部４７、４８にスプライン係合させた状態で、上記弾性歯付リング４９ａの軸方向一端面を、上記回転軸２９の段差面５９及びこの回転軸２９に外嵌固定した内輪６３の端面に、スペーサリング６１を介して軸方向に対向させている。又、このスペーサリング６１は、上記雄、雌両スプライン部４７、４８のうちの雌スプライン部４８のみとスプライン係合し、雄スプライン部４７とはスプライン係合しない。この様な本実施例の場合には、前述の図２７〜３４に示した従来構造の場合と異なり、弾性歯付リング４９ａの軸方向の変位を規制する為に、この弾性歯付リング４９ａの軸方向一端面を、回転軸２９又はこの回転軸２９に固定の内輪６３に、（スペーサリング６１等、他の部材を介さずに）直接小さな隙間を介して対向させる必要がない。この為、弾性歯付リング４９ａの軸方向の変位を規制できる構造であるにも拘らず、この弾性歯付リング４９ａの全長を小さくでき、内歯５１ａ及び外歯５０ａを、軸方向の総ての部分で、上記雄、雌両スプライン部４７、４８とスプライン係合させる事ができる。
従って、本実施例の場合には、上記回転軸２９から上記ウォーム軸２７に上記弾性歯付リング４９ａを介して動力を伝達する場合に、弾性歯付リング４９ａの一部に過大な剪断力が加わる事を防止でき、一部に過大な応力が集中する事を防止できる。この為、この弾性歯付リング４９ａの損傷を有効に防止できる。又、上記スペーサリング６１は、トルク伝達を行なうものではなく、単に上記弾性歯付リング４９ａの軸方向の変位を規制できる機能を有するものであれば良い。この為、上記スペーサリング６１の内周面に内歯を設ける必要がない。従って、上記スペーサリング６１を、比較的強度が低い安価な材料である、合成樹脂等により、安価に造れる。しかも、弾性歯付リング４９ａは、それぞれを弾性材と織布５６ａ、５６ｂとにより構成した、外歯５０ａ及び内歯５１ａを備えるが、この弾性歯付リング４９ａの全長を短くできる本実施例の場合には、この弾性歯付リング４９ａを比較的低コストで造れる。この結果、電動モータ２８の回転軸２９とウォーム軸２７との間で動力を伝達する為に設ける、弾性歯付リング４９ａの軸方向の変位を規制できるのにも拘らず、この弾性歯付リング４９ａの損傷を有効に防止できる構造を、安価に実現できる。
又、本実施例の場合には、弾性歯付リング４９ａに設けた外歯５０ａの歯厚Ｔ1 を前記雌スプライン部４８の歯厚ｔ1 よりも大きくする（Ｔ1 ＞ｔ1 ）と共に、この弾性歯付リング４９ａに設けた内歯５１ａの歯厚Ｔ2 を前記雄スプライン部４７の歯厚ｔ2 よりも大きくしている（Ｔ2 ＞ｔ2 ）。この為、上記弾性歯付リング４９ａの各歯５０ａ、５１ａの剪断強度を高くし易くできる。従って、使用時に、上記雄、雌各スプライン部４７、４８から上記弾性歯付リング４９ａに繰り返し負荷が加わる事に伴い、この弾性歯付リング４９ａの各歯５０ａ、５１ａの剪断が生じ易くなる傾向となるのにも拘らず、この剪断を生じにくくできる。又、この様に構成するのに伴い、上記雄、雌各スプライン部４７、４８の歯厚ｔ2 、ｔ1 が小さくはなるが、これら各スプライン部４７、４８を強度の高い材料により構成する事により、これら各スプライン部４７、４８の剪断強度を十分に確保できる構造は容易に実現できる。尚、前記スペーサリング６１は、合成樹脂により構成する以外に、単一の合成ゴムのみにより構成しても良い。即ち、スペーサリング６１は、内、外両周面に織布を貼着したものでなくても良い。又、このスペーサリング６１を、合成樹脂により構成する場合でも、織布６６ａ、６６ｂの少なくとも何れかを省略した構造としても良い。
次に、図４は、請求項１、３、５、９に対応する、本発明の実施例２を示している。本実施例の場合には、上述した実施例１の場合と異なり、スペーサリング６１ａの外歯６７ａの歯数を弾性歯付リング４９ａの外歯５０ａの歯数の１／２と少なくしている。そして、上記スペーサリング６１ａの各外歯素子部６５、６５を、弾性歯付リング４９ａの各外歯素子部５４、５４のうち、１つ置きの外歯素子部５４、５４に軸方向に対向させている。又、上記弾性歯付リング４９ａを、ウォーム軸２７の雌スプライン部４８と電動モータ２８の回転軸２９の雄スプライン部４７（図１参照）とにスプライン係合させた状態で、この回転軸２９の先端寄り部分に設けた大径部５８の段差面５９と、この大径部５８に外嵌固定した内輪６３（図１参照）とのうちの少なくとも一方に、上記弾性歯付リング４９ａの軸方向端面を、上記スペーサリング６１ａを介して軸方向に対向させている。
本実施の構造によれば、スペーサリング６１ａのコストをより低減できる為、動力伝達機構及びこれを組み込んだ電動式パワーステアリング装置の更なるコスト低減を図れる。
その他の構成及び作用に就いては、上述の実施例１の場合と同様である為、同等部分には同一符号を付して重複する説明並びに図示は省略する。
次に、図５〜６は、請求項１、２、５、９に対応する、本発明の実施例３を示している。本実施例の場合には、上述した各実施例の場合と異なり、スペーサリング６１ｂの内径側に内歯６９を設ける代わりに、外径側の外歯をなくしている。即ち、上記スペーサリング６１ｂは、図６に詳示する様に、弾性歯付リング４９ａを構成する合成ゴムとは異なる材料である、合成樹脂等の安価な材料により、円筒状に形成した本体部６４を備え、この本体部６４の内周面で、弾性歯付リング４９ａの各内歯素子部５５、５５と軸方向に対向する、円周方向等間隔位置に、内径側に突出する内歯素子部７０、７０を、それぞれ軸方向全長に亙り形成している。これら各内歯素子部７０、７０は、上記本体部６４と同じ材料により、この本体部６４と一体成形している。又、上記各内歯素子部７０、７０の内径側表面と、上記本体部６４の内周面でこれら各内歯素子部７０、７０の間部分とにナイロン帆布等の織布６６ａを、この内周面の全周に亙り連続する状態で貼着する事により、上記各内歯素子部７０、７０及び上記本体部６４の内径側部分を上記織布６６ａにより覆っている。そして、これら各内歯素子部７０、７０と、上記織布６６ａでこれら各内歯素子部７０、７０の内径側表面を覆った部分とにより、上記内歯６９を構成している。本実施例の場合、この内歯６９の歯数を、前記弾性歯付リング４９ａに設けた内歯５１ａの歯数と同数とし、上記内歯６９の形状をこの内歯５１ａと同形状としている。又、上記本体部６４の外周面にナイロン帆布等の織布６６ｂを、この外周面の全周に亙り、円筒状に貼着している。又、上記スペーサリング６１ｂの外径を、ウォーム軸２７に設けた雌スプライン部４８の歯先円の直径とほぼ同じか、又はこれよりも少し小さくしている。
そして、上記弾性歯付リング４９ａを雄、雌両スプライン部４７、４８にスプライン係合させた状態で、上記スペーサリング６１ｂの内歯６９の一端寄り部分（図５、６の右端寄り部分）を、上記雄スプライン部４７の基端側（図５の左端側）にスプライン係合させている。又、上記スペーサリング６１ｂの外周面は円筒面としており、上記雌スプライン部４８とはスプライン係合しない。そして、このスペーサリング６１ｂの軸方向一端面（図５、６の右端面）を、上記弾性歯付リング４９ａの軸方向一端面（図５、６の左端面）の内径寄り部分に突き当てると共に、上記スペーサリング６１ｂの軸方向他端面（図５、６の左端面）を、回転軸２９の段差面５９に、小さな隙間６８を介して軸方向に対向させている。
上述の様に構成する本実施例の場合も、電動モータ２８の回転軸２９とウォーム軸２７との間で動力を伝達する為に設ける、弾性歯付リング４９ａの軸方向の変位を規制できるのにも拘らず、この弾性歯付リング４９ａの損傷を有効に防止できる構造を、安価に実現できる。
その他の構成及び作用に就いては、前述の図１〜３に示した実施例１の場合と同様である為、同等部分には同一符号を付して重複する説明並びに図示は省略する。
次に、図７は、請求項１、３、５、９に対応する、本発明の実施例４を示している。本実施例の場合には、上述の図５〜６に示した実施例３の構造で、スペーサリング６１ｃの内歯６９ａの歯数を弾性歯付リング４９ａの内歯５１ａの歯数の１／２と少なくしている。そして、上記スペーサリング６１ｃの各内歯素子部７０、７０を、弾性歯付リング４９ａの各内歯素子部５５、５５のうち、１つ置きの内歯素子部５５、５５に軸方向に対向させている。そして、上記弾性歯付リング４９ａを、ウォーム軸２７の雌スプライン部４８と電動モータ２８の回転軸２９の雄スプライン部４７（図５参照）とにスプライン係合させた状態で、この回転軸２９の先端寄り部分に設けた大径部５８の段差面５９（図５参照）に、上記弾性歯付リング４９ａの軸方向端面を、上記スペーサリング６１ｃを介して、軸方向に対向させている。
本実施の構成によれば、スペーサリング６１ｃのコストをより低減できる為、動力伝達機構及びこれを組み込んだ電動式パワーステアリング装置の更なるコスト低減を図れる。
その他の構成及び作用に就いては、上述の図５〜６に示した実施例３の場合と同様である為、同等部分には同一符号を付して重複する説明並びに図示は省略する。
次に、図８〜９は、請求項１、５、９に対応する、本発明の実施例５を示している。本実施例の場合には、上述の各実施例の場合と異なり、スペーサリング６１ｄの内径側及び外径側の両側に、内歯及び外歯の何れも設けていない。即ち、このスペーサリング６１ｄは、合成樹脂等の安価な材料により単なる円筒状に形成している。この様なスペーサリング６１ｄは、電動モータ２８の回転軸２９に形成した雄スプライン部４７の基端寄り部分と、ウォーム軸２７に形成した雌スプライン部４８の開口端寄り部分との間に挟み込む様にして配置している。そして、上記雄、雌両スプライン部４７、４８に弾性歯付リング４９ａをスプライン係合させた状態で、上記回転軸２９の先端寄り部分に設けた段差面５９に、上記弾性歯付リング４９ａの軸方向一端面（図８、９の左端面）を、上記スペーサリング６１ｄを介して、軸方向に対向させている。このスペーサリング６１ｄの端面と、上記段差面５９とは、小さな隙間６８を介して軸方向に対向させている。
この様な本実施例の場合には、スペーサリング６１ｄのコストを更に低減できる為、動力伝達機構及びこれを組み込んだ電動式パワーステアリング装置の更なるコスト低減を図れる。
その他の構成及び作用に就いては、前述の図１〜３に示した実施例１の場合と同様である為、同等部分には同一符号を付して重複する説明並びに図示は省略する。
次に、図１０は、請求項１、４、５、９に対応する、本発明の実施例６を示している。本実施例の場合には、上述した各実施例の場合と異なり、スペーサリング６１、６１ａ〜６１ｄ（図１等参照）の代わりに、合成ゴムにより全体を円環状に形成したリング状部材である、Ｏリング７１を使用している。即ち、本実施例の場合には、電動モータ２８の回転軸２９の円柱部５７の外周面で、雄スプライン部４７の基端寄り部分（図１０の左端寄り部分）に凹溝７２を、全周に亙り形成すると共に、この凹溝７２に上記Ｏリング７１を係止している。そして、ウォーム軸２７に形成した雌スプライン部４８と回転軸２９に形成した雄スプライン部４７とに、弾性歯付リング４９ａをスプライン係合させた状態で、この弾性歯付リング４９ａの軸方向一端面（図１０の左端面）の内径寄り部分を、上記凹溝７１の基端側（図１０の左端側）壁面に、上記Ｏリング７１を介して軸方向に対向させている。又、上記弾性歯付リング４９ａの軸方向一端面を、上記凹溝７２の先端側（図１０の右端側）壁面と軸方向に関してほぼ同位置に位置させている。又、上記Ｏリング７１の自由状態での軸方向寸法を、上記凹溝７２の１対の壁面同士の幅Ｗ72とほぼ同じ大きさとしている。この構成により、上記弾性歯付リング４９ａが上記回転軸２９の基端側（図１０の左側）に変位する事が規制される。
又、上記Ｏリング７１は、自由状態での内径を、上記凹溝７２の底面の直径ｄ72よりも小さくしている。上記Ｏリング７１を組み付ける際には、ウォーム軸２７に設けた雌スプライン部４８の内側に回転軸２９の先端部を挿入する以前に、上記凹溝７２に上記Ｏリング７１を係止しておく。そして、上記弾性歯付リング４９ａの内歯５１ａ及び外歯５０ａを上記雄スプライン部４７と雌スプライン部４８とにスプライン係合させつつ、この雌スプライン部４８の内側に上記回転軸２９の先端部を挿入する。
上述の様に構成する本実施例の場合も、電動モータ２８の回転軸２９とウォーム軸２７との間で動力を伝達する為に設ける、弾性歯付リング４９ａの軸方向の変位を規制できるのにも拘らず、この弾性歯付リング４９ａの損傷を有効に防止できる構造を、安価に実現できる。しかも本実施例の場合には、上述した各実施例で組み込んでいたスペーサリング６１、６１ａ〜６１ｄ（図１等参照）の代わりに単なるＯリング７１を使用している為、動力伝達機構及びこれを組み込んだ電動式パワーステアリング装置の低コスト化を図り易くなる。
尚、上記弾性歯付リング４９ａの軸方向一端面は、必ずしも上記凹溝７２の先端側壁面と軸方向に関して完全に一致した位置に設ける必要はない。この軸方向一端面は、この凹溝７２の先端側壁面よりも少し回転軸２９の先端側（図１０の右端側）に位置させる事も、逆に、僅かに基端側（図１０の左側）に位置させる、即ち上記凹溝７２内に僅かに入り込んだ状態とする事もできる。この様に上記弾性歯付リング４９ａの軸方向一端面を上記凹溝７２内に入り込ませた場合、この弾性歯付リング４９ａの内歯５１ａの一部が雄スプライン部４７とスプライン係合しない可能性があるが、この場合でも、この内歯５１ａのほぼ総ての部分を上記雄スプライン部４７とスプライン係合させる事ができる。この為、弾性歯付リング４９ａの損傷を有効に防止できる。
その他の構成及び作用に就いては、前述の図１〜３に示した実施例１の場合と同様である為、同等部分には同一符号を付して重複する説明並びに図示は省略する。
尚、図示は省略するが、上述の図１０に示した実施例６の構造で、合成ゴム製のＯリング７１の代わりに、鋼等の金属により全体を欠円環状（Ｃ字形状も含む。）に形成したリング状部材（Ｃリング）を使用する事もできる。この欠円環状のリング状部材によっても、弾性歯付リング４９ａの軸方向の変位を規制できるのにも拘らず、この弾性歯付リング４９ａの損傷を有効に防止できる構造を、安価に実現できる。
次に、図１１は、やはり請求項１、４、５、９に対応する、本発明の実施例７を示している。本実施例の場合には、上述の図１０に示した実施例６の場合と異なり、雄、雌両スプライン部４７、４８のうち、雌スプライン部４８の側にＯリング７１を設けている。即ち、ウォーム軸２７に形成した雌スプライン部４８の、このウォーム軸２７の基端寄り部分（図１１の左端寄り部分）に凹溝７３を、全周に亙り形成すると共に、この凹溝７３に上記Ｏリング７１を係止している。そして、上記雌スプライン部４８と回転軸２９に形成した雄スプライン部４７とに弾性歯付リング４９ａをスプライン係合させた状態で、この弾性歯付リング４９ａの軸方向一端面（図１１の左端面）の外径寄り部分を、上記凹溝７３の基端側（図１１の左端側）壁面に、上記Ｏリング７１を介して軸方向に対向させている。又、上記弾性歯付リング４９ａの軸方向一端面を、上記凹溝７３の先端側（図１１の右端側）壁面と軸方向に関してほぼ同位置に位置させている。又、上記Ｏリング７１の自由状態での軸方向寸法を、上記凹溝７３の１対の壁面同士の幅とほぼ同じ大きさとしている。この構成により、上記弾性歯付リング４９ａが上記回転軸２９の基端側（図１１の左側）に変位する事が規制される。
又、上記Ｏリング７１は、自由状態での外径を、上記凹溝７３の底面の直径ｄ73よりも大きくしている。上記Ｏリング７１を組み付ける際には、ウォーム軸２７に設けた雌スプライン部４８に弾性歯付リング４９ａの外歯５０ａをスプライン係合させた状態で、上記凹溝７３に上記Ｏリング７１を係止する。この状態で、上記弾性歯付リング４９ａの内歯５１ａに回転軸２９の雄スプライン部４７をスプライン係合させつつ、上記弾性歯付リング４９ａの内側に上記回転軸２９を挿入する。
その他の構成及び作用に就いては、上述の図１０に示した実施例６の場合と同様である為、重複する説明は省略する。
次に、図１２〜１３は、請求項６、９に対応する、本発明の実施例８を示している。本実施例の場合には、上述した各実施例の場合と異なり、動力伝達機構３０ａにスペーサリング６１、６１ａ〜６１ｄ（図１等参照）とＯリング７１（図１０、１１参照）との何れも設けていない。即ち、本実施例の場合には、図１３に詳示する様に、回転軸２９に設けた雄スプライン部４７ａの各歯の、基端寄り部分（図１３の左端寄り部分）に径方向外方に突出する突部７４、７４を設け、上記各歯のこれら各突部７４、７４部分の径方向寸法（高さ）ｈ1 を、これら各突部７４、７４から外れた他の部分の歯の径方向寸法（高さ）ｈ2 よりも大きくしている（ｈ1 ＞ｈ2 ）。
又、上記各歯の上記各突部７４、７４部分での歯先円の直径ｄ1 （図１２）を、上記雄スプライン部４７ａとスプライン係合させる、弾性歯付リング４９ａの内歯５１ａの歯底円の直径ｄ2 （図１２）よりも大きくしている（ｄ1 ＞ｄ2 ）。そして、ウォーム軸２７に形成した雌スプライン部４８と、上記雄スプライン部４７ａの軸方向に関して上記各突部７４、７４から外れた部分とに弾性歯付リング４９ａをスプライン係合させた状態で、この弾性歯付リング４９ａの軸方向一端面（図１２の左端面）の径方向中央部を、上記突部７４、７４の側面に直接突き当てるか、軸方向の僅かな隙間を介して対向させている。この構成により、上記弾性歯付リング４９ａが上記突部７４、７４よりも回転軸２９の基端側（図１２〜１３の左側）に変位する事は阻止される。
上述の様に構成する本実施例の場合も、弾性歯付リング４９ａの内歯５１ａ及び外歯５０ａを軸方向に関して総ての部分で、雄、雌両スプライン部４７ａ、４８に、それぞれスプライン係合させる事ができる。この為、上記弾性歯付リング４９ａの軸方向の変位を規制できるのにも拘らず、この弾性歯付リング４９ａの一部に過大な剪断力が加わる事を防止でき、この弾性歯付リング４９ａの損傷を有効に防止できる。しかも、この弾性歯付リング４９ａの軸方向長さを短くできる。又、上述した各実施例の場合と異なり、動力伝達機構３０ａにスペーサリング６１、６１ａ〜６１ｄとＯリング７１との何れも使用せずに済み、部品点数の削減によるコスト低減を図れる。又、本実施例の様に一部の歯の寸法を他の部分の歯の寸法と異ならせた雄スプライン部４７ａは、従来から行なわれているプレス加工及び転造等により、成形する事が可能である。この為、動力伝達機構３０ａ及びこれを組み込んだ電動式パワーステアリング装置を低コストで得られる。
その他の構成及び作用に就いては、前述の図１〜３に示した実施例１の場合と同様である為、同等部分には同一符号を付して重複する説明並びに図示は省略する。
次に、図１４は、請求項６、８、９に対応する、本発明の実施例９を示している。本実施例の場合には、上述の図１２〜１３に示した実施例８の構造で、ウォーム軸２７を電動モータ２８の回転軸２９に対し、軸方向に所定の範囲で変位可能としている。この為に、例えば、ウォーム軸２７の基端部（図１４の左端部）外周面と第一の玉軸受３３を構成する内輪７５（図１２等参照）の内周面との間、及び、上記ウォーム軸２７の先端部外周面と第二の玉軸受３４（図２８参照）の内輪の内周面との間に、それぞれ径方向の僅かな隙間を設ける。そして、上記ウォーム軸２７の基端寄り部分外周面に設けた鍔部７６の片側面（図１４の左側面）と、上記内輪７５の変位を規制すべく上記ウォーム軸２７の基端部外周面に固定した止め輪、ナット部材等の固定部材の側面との間隔を、上記第一の玉軸受３３の内輪７５の軸方向の寸法よりも所定の長さだけ大きくする。又、この場合に、ウォーム軸２７の鍔部７６の片側面と上記第一の玉軸受３３の内輪７５の軸方向一端面（図１２の右端面）との間、及び、上記固定部材の側面と上記第一の玉軸受３３の内輪７５の軸方向他端面（図１２の左端面）との間の、少なくとも一方に皿ばね等の弾性部材を設ける事もできる。そして、これにより、上記ウォーム軸２７をギヤハウジング２１（図２８、２９参照）に対し軸方向の所定の範囲で弾性的に変位可能とする事ができる。
更に、電動モータ２８の回転軸２９の両端寄り部分をケース３８（図１２等参照）に対し回転自在に支持している、第三の玉軸受６２の内輪６３及び第四の玉軸受の内輪（図示せず）の内周面と、上記回転軸２９の両端寄り部分外周面との間に、それぞれ径方向の僅かな隙間を設けると共に、この回転軸２９に設けた軸方向に向いた段差面と上記第三、第四の玉軸受６２の内輪６３の軸方向端面との間に、軸方向の隙間を設ける事により、上記回転軸２９を上記ケース３８に対し軸方向の所定の範囲で変位可能とする事もできる。この様に構成する場合、上記鍔部７６及び固定部材と第一の玉軸受３３、及び、上記第三、第四の玉軸受６２と回転軸２９に設けた段差面とが、請求項８に記載した規制手段を構成する。
又、上記回転軸２９とウォーム軸２７とが軸方向に相対変位可能な総ての範囲で、弾性歯付リング４９ａの径方向両側が雄、雌両スプライン部４７ａ、４８の双方とスプライン係合している部分の軸方向長さである、有効歯部長さＬ1 を変化させない（一定とする）。例えば、図１４（ａ）は、回転軸２９とウォーム軸２７とを、互いに最も遠ざかる方向に相対変位させた場合、即ち、回転軸２９の大径部５８の段差面５９とウォーム軸２７の基端面（図１４の左端面）との間の軸方向長さＬa が最も大きくなった場合を示している。又、図１４（ｂ）は、回転軸２９とウォーム軸２７とを、互いに最も近付く方向に相対変位させた場合、即ち、回転軸２９の大径部５８の段差面５９とウォーム軸２７の基端面との間の軸方向長さＬa ´が最も小さくなった場合を示している。この様な図１４（ａ）（ｂ）に示す何れの場合も、弾性歯付リング４９ａの内歯５１ａ及び外歯５０ａを、軸方向の総ての部分で、雄、雌両スプライン部４７ａ、４８にスプライン係合させている。この為、上記図１４（ａ）（ｂ）に示す両方の場合も含めた、上記回転軸２９とウォーム軸２７とが軸方向に相対変位可能な総ての範囲で、上記有効歯部長さＬ1 が変化しない。
上述の様に構成する本実施例によれば、回転軸２９とウォーム軸２７とが軸方向の所定の範囲で相対変位可能な構造であるにも拘らず、弾性歯付リング４９ａの損傷をより有効に防止できる。
その他の構成及び作用に就いては、上述の図１２〜１３に示した実施例８の場合と同様である為、同等部分には同一符号を付して重複する説明は省略する。
次に、図１５〜１６は、請求項６、９に対応する、本発明の実施例１０を示している。本実施例の場合には、前述の図１２〜１３に示した実施例８の構造で、回転軸２９に形成した雄スプライン部４７ｂの各歯の突部７４、７４部分での径方向の寸法（高さ）を大きくするだけでなく、ウォーム軸２７に形成した雌スプライン部４８ａの奥端寄り部分（図１５の右端寄り部分）に、弾性歯付リング４９ｂの軸方向の変位を規制する為の第二の突部７７、７７を設けている。又、本実施例の場合には、図１６に詳示する様に、上記弾性歯付リング４９ｂの内部に芯線５３（図２、３等参照）を設けていない。即ち、本実施例の場合、この弾性歯付リング４９ｂは、単なる（内部に芯線５３を包埋しない）合成ゴム製の本体部５２の外周面及び内周面の円周方向等間隔複数個所に、それぞれ外歯素子部５４ａ、５４ａと内歯素子部５５ａ、５５ａとを設け、内、外両周面に織布５６ａ、５６ｂを設けている。又、外歯５０ｂの歯底部を、内歯５１ｂの頂部（歯先面）に近付けている。又、この内歯５１ｂの歯底部を、上記外歯５０ｂの頂部（歯先面）に近付けている。そして、この内歯５１ｂの歯底部を、上記外歯５０ｂの歯底部よりも、上記弾性歯付リング４９ｂの外径側に位置させている。又、電動モータ２８の回転軸２９に形成した雄スプライン部４７ｂと、ウォーム軸２７に形成した雌スプライン部４８ａとに上記弾性歯付リング４９ｂをスプライン係合させた状態で、上記雄スプライン部４７ｂの各歯の一部と上記雌スプライン部４８ａの各歯の一部とを、これら雄、雌両スプライン部４７ｂ、４８ａの円周方向に重畳させている。
又、上記雄スプライン部４７ｂの各歯の基端部（図１５の左端部）で、軸方向に関して各突部７４、７４を形成した部分の歯先円の直径ｄ1 ´を、上記弾性歯付リング４９ｂの内歯の歯底円の直径ｄ2 ´よりも大きくしている（ｄ1 ´＞ｄ2 ´）。更に、本実施例の場合には、ウォーム軸２７に設けた雌スプライン部４８ａの各歯の奥端寄り部分に径方向内方に突出する第二の突部７７、７７を設け、これら各歯のうち、これら各第二の突部７７、７７部分の径方向寸法（高さ）ｈ1 ´を、これら各第二の突部７７、７７から外れた他の部分の歯の径方向寸法（高さ）ｈ2 ´よりも大きくしている（ｈ1 ´＞ｈ2 ´）。又、上記雌スプライン部４８ａの、上記各第二の突部７７、７７を形成した奥端寄り部分の歯先円の直径ｄ3 を、上記弾性歯付リング４９ｂの外歯５０ｂの歯底円の直径ｄ4 よりも小さくしている（ｄ3 ＜ｄ4 ）。そして、上記雌スプライン部４８ａと雄スプライン部４７ｂとに弾性歯付リング４９ｂをスプライン係合させた状態で、この弾性歯付リング４９ｂの軸方向一端面（図１５の左端面）を、上記雄スプライン部４７ｂに設けた突部７４、７４の側面に突き当てるか、若しくは軸方向の僅かな隙間を介して対向させている。又、上記弾性歯付リング４９ｂの軸方向他端面（図１５の右端面）を、上記雌スプライン部４８ａに設けた第二の突部７７、７７の側面に突き当てるか、若しくは軸方向の僅かな隙間を介して対向させている。この構成により、上記弾性歯付リング４９ｂの軸方向両側への変位が規制される。
その他の構成及び作用に就いては、前述の図１２〜１３に示した実施例８の場合と同様である為、重複する説明は省略する。
次に、図１７は、請求項６、８、９に対応する、本発明の実施例１１を示している。本実施例は、前述の図１４に示した実施例９の構造と、上述の図１５〜１６に示した実施例１０の構造とを組合せた如き構成を有する。即ち、本実施例の場合には、上述の実施例１０の構造で、ウォーム軸２７を回転軸２９に対し、軸方向に所定の範囲で変位可能としている。又、回転軸２９とウォーム軸２７とが軸方向に相対変位可能な総ての範囲で、弾性歯付リング４９ｂの径方向両側が雄、雌両スプライン部４７ｂ、４８ａの双方とスプライン係合している部分の軸方向長さである、有効歯部長さＬ1 が変化しない様に、上記回転軸２９の上記ウォーム軸２７に対する軸方向変位を規制する規制手段を設けている。この規制手段は、前述の図１４に示した実施例９の場合と同様である。
その他の構成及び作用に就いては、前述の図１４に示した実施例９及び上述の図１５〜１６に示した実施例１０の場合と同様である為、同等部分には同一符号を付して重複する図示並びに説明は省略する。
次に、図１８〜１９は、請求項６、９に対応する、本発明の実施例１２を示している。本実施例の場合には、前述の図１５〜１６に示した実施例１０の構造で、雌スプライン部４８の奥端寄り部分（図１８の右端寄り部分）に突部７７（図１５、１６参照）を設けず、その代わりに、回転軸２９に形成した雄スプライン部４７ｃの各歯の先端寄り部分（図１８、１９の右端寄り部分）に径方向外方に突出する第三の突部７８、７８を設けている。そして、上記雄スプライン部４７ｃの各歯のうち、第三の突部７８、７８部分での径方向の寸法（高さ）ｈ3 と、突部７４、７４を設けた基端寄り部分（図１８、１９の左端寄り部分）の径方向の寸法ｈ1 とを、上記突部７４、７４及び第三の突部７８、７８から外れた他の部分である、各歯の中間部の径方向の寸法ｈ2 よりも大きくしている（ｈ3 、ｈ1 ＞ｈ2 ）。又、上記雄スプライン部４７ｃの、突部７４、７４及び第三の突部７８、７８を形成した両端寄りの歯先円の直径ｄ1 ´、ｄ3 ´を、上記弾性歯付リング４９ｂの内歯５１ｂの歯底円の直径ｄ2 ´よりも大きくしている（ｄ1 ´、ｄ3 ´＞ｄ2 ´）。そして、上記雄スプライン部４７ｃの軸方向中間部に上記弾性歯付リング４９ｂの内歯５１ｂをスプライン係合させると共に、この弾性歯付リング４９ｂの軸方向両端面の外径寄り部分を、上記各突部７４、７４及び各第三の突部７８、７８の側面に、軸方向に対向させている。この状態で、上記弾性歯付リング４９ｂの上記雄スプライン部４７ｃに対する軸方向両側への変位が規制される。
その他の構成及び作用に就いては、前述の図１５〜１６に示した実施例１０の場合と同様である為、同等部分には同一符号を付して重複する図示並びに説明は省略する。
次に、図２０は、請求項６、８、９に対応する、本発明の実施例１３を示している。本実施例の場合には、前述の図１４に示した実施例９の構造と、上述の図１８〜１９に示した実施例１２の構造とを組合せた如き構成を有する。即ち、本実施例の場合には、上述の実施例１２の構造で、ウォーム軸２７を電動モータ２８の回転軸２９に対し、軸方向に所定の範囲で変位可能としている。又、回転軸２９とウォーム軸２７とが軸方向に相対変位可能な総ての範囲で、弾性歯付リング４９ｂの径方向両側が雄、雌両スプライン部４７ｃ、４８の双方とスプライン係合している部分の軸方向長さである、有効歯部長さＬ1 が変化しない様に、上記回転軸２９の上記ウォーム軸２７に対する軸方向変位を規制する規制手段を設けている。この規制手段は、前述の図１４に示した実施例９の場合と同様である。
その他の構成及び作用に就いては、前述の図１４に示した実施例９及び上述の図１８〜１９に示した実施例１２の場合と同様である為、同等部分には同一符号を付して重複する図示並びに説明は省略する。
次に、図２１は、請求項６、９に対応する、本発明の実施例１４を示している。本実施例の場合には、前述の図１８〜１９に示した実施例１２の構造で、雄スプライン部４７ｄの各歯で、基端寄りに突部７４、７４を設けた歯と、先端寄りに第三の突部７８、７８を設けた歯とを、円周方向に関して交互に配置している。この様な構成の場合も、雄スプライン部４７ｄの軸方向中間部にスプライン係合させた弾性歯付リング４９ｂ（図１８参照）の軸方向両側への変位を規制できる。しかも、本実施例の場合には、前述の実施例１２の場合と異なり、上記各歯には、突部７４及び第三の突部７８のうち、一方の突部７４（又は７８）のみを設ければ済む。
その他の構成及び作用に就いては、前述の図１８〜１９に示した実施例１２の場合と同様である為、同等部分には同一符号を付して重複する説明は省略する。
次に、図２２〜２３は、請求項６、７、９に対応する、本発明の実施例１５を示している。本実施例の場合には、前述の図１８〜１９に示した実施例１２の構造で、雄スプライン部４７ｅの各歯の基端寄り部分（図２２の左端寄り部分）に、径方向外方に突出する突部７４ａ、７４ａを設けている。又、上記各歯のこれら各突部７４ａ、７４ａを設けた基端寄り部分の、周方向の幅（厚さ）Ｗ1 を、上記各歯のうち、これら各突部７４ａ、７４ａから外れた他の部分の周方向の幅（厚さ）Ｗ2 よりも大きくし（Ｗ1 ＞Ｗ2 ）、上記各歯の上記各突部７４ａ、７４ａを設けた基端寄り部分を幅広部７９、７９としている。但し、これら各幅広部７９、７９の周方向の幅Ｗ1 は、ウォーム軸２７に設けた雌スプライン部４８の円周方向に隣り合う各歯の側面同士の間隔よりも小さくしている。
又、上記各幅広部７９、７９の径方向の寸法（高さ）ｈ1 を、上記各歯の軸方向中間部の径方向の寸法ｈ2 よりも大きくしている（ｈ1 ＞ｈ2 ）。又、上記雄スプライン部４７ｅの、各突部７４ａ、７４ａ及び各第三の突部７８、７８を設けた、両端寄りの歯先円の直径ｄ1 ´、ｄ3 ´を、弾性歯付リング４９ｂの内歯５１ｂの歯底円の直径ｄ2 ´（図１８参照）よりも大きくしている（ｄ1 ´、ｄ3 ´＞ｄ2 ´）。そして、上記雄スプライン部４７ｅの軸方向中間部に上記弾性歯付リング４９ｂの内歯５１ｂをスプライン係合させると共に、この弾性歯付リング４９ｂの軸方向両端面の外径寄り部分を、上記突部７４ａ、７４ａの側面及び第三の突部７８、７８の側面に、軸方向に対向させている。又、上記各幅広部７９、７９の周方向両側面と、ウォーム軸２７に形成した雌スプライン部４８のうち、上記弾性歯付リング４９ｂよりも開口端側（図２３の裏側）に外れた部分の各歯の周方向両側面とを、それぞれ小さな周方向寸法ｄ5 （図２３）を有する隙間を介して、周方向に対向させている。
この様な本実施例によれば、弾性歯付リング４９ｂの軸方向の変位を、より有効に規制できる。しかも、各幅広部７９が存在しない、前述の図１８〜１９に示した実施例１２の構造で弾性歯付リング４９ｂに永久変形歪みが発生する様な、過大なトルクがこの弾性歯付リング４９ｂに入力された場合でも、この弾性歯付リング４９ｂの永久変形歪み及び破損等の損傷の発生を、有効に防止できる。即ち、上記過大なトルクが入力され、図２３（Ｂ）に示す様に、回転軸２９がウォーム軸２７に対し所定の角度だけ相対回転した場合には、上記各幅広部７９、７９の周方向片側面が上記雌スプライン部４８の各歯の開口端寄り部分の周方向片側面に、直接衝合する（金属同士が直接接触する）。この為、上記回転軸２９が上記ウォーム軸２７に対しそれ以上に回転する事が阻止されて、弾性歯付リング４９ｃのそれ以上の変形を防止できる。この結果、弾性歯付リング４９ｂの永久変形歪み及び破損等の損傷の発生を、有効に防止できる。
その他の構成及び作用に就いては、前述の図１８〜１９に示した実施例１２の場合と同様である為、同等部分には同一符号を付して重複する図示並びに説明は省略する。
次に、図２４〜２５は、請求項１、２、５、９、１０に対応する、本発明の実施例１６を示している。本実施例の電動式パワーステアリング装置の場合には、上述した各実施例の場合と異なり、電動モータ２８の補助トルクを、ウォーム減速機を介してステアリングシャフト２（図２６〜２８参照）に付与していない。本実施例の場合には、電動モータ２８の補助トルクを、はすば歯車型の減速機８０とボールねじ機構８１とを介してラック１２に付与する、所謂ラックアシスト式の電動式パワーステアリング装置に本発明を適用している。即ち、本実施例の場合には、上記ラック１２の側方に電動モータ２８を設けている。又、この電動モータ２８の回転軸２９とはすば歯車型の減速機８０の入力軸８２とを連結すると共に、この減速機８０の出力軸となる出力歯車８３とボールナット８４とを連結している。これら出力歯車８３とボールナット８４とは、上記ラック１２の周囲に外嵌する状態で設けている。そして、このラック１２の一部外周面に設けた内径側ボールスクリュー溝８５と、上記ボールナット８４の内周面に設けた外径側ボールスクリュー溝８６との間に複数のボール８７、８７を転動自在に設けている。上記ボールナット８４は、ハウジング８８に対し回転のみ自在に支持している。又、上記ラック１２は、このハウジング８８に対し軸方向の変位のみを自在に支持している。
この様なラックアシスト式の電動式パワーステアリング装置で、ステアリングホイール１（図２６、２７参照）を操作すると、ステアリングシャフト２又はピニオン１１の周囲に設けられたトルクセンサ（図示せず）がこのステアリングシャフト２又はピニオン１１に加えられるトルクの方向と大きさとを検出する。すると、制御器６（図２６参照）がこのトルクセンサから入力された信号に基づき電動モータ２８に通電し、上記減速機８０を介して上記ボールナット８４を回転させる。そして、このボールナット８４の回転により、上記ラック１２が軸方向に変位する。
特に、本実施例の場合には、上記電動モータ２８の回転軸２９の先端部内周面に設けた雌スプライン部４８と、上記減速機８０の入力軸８２の一端部（図２４〜２５の左端部）外周面に設けた雄スプライン部４７との間に、前述の図１〜３に示した実施例１の場合と同様の弾性歯付リング４９ａを設けて、この弾性歯付リング４９ａにより、上記回転軸２９と入力軸８２とを、動力の伝達可能に結合している。又、この入力軸８２の外周面と上記回転軸２９の先端部（図２４〜２５の右端部）内周面との間に、上記実施例１の場合と同様のスペーサリング６１を設けて、上記弾性歯付リング４９ａの軸方向一端面を、このスペーサリング６１を介して、上記入力軸８２に設けた軸方向に向いた段差面８９に対向させている。
更に、上記減速機８０の出力歯車８３に設けた雌スプライン部４８と、上記ボールナット８４の一端部（図２４〜２５の左端部）に設けた小径筒部９０に形成した雄スプライン部４７との間に、やはり前述の図１〜３に示した実施例１の場合と同様の弾性歯付リング４９ａを設けている。そして、この弾性歯付リング４９ａにより、上記出力歯車８３とボールナット８４とを、動力の伝達可能に結合している。又、上記小径筒部９０の基端部外周面と上記出力歯車８３の一端部（図２４〜２５の右端部）内周面との間に、上記実施例１の場合と同様のスペーサリング６１を設けて、上記弾性歯付リング４９ａの軸方向一端面を、このスペーサリング６１を介して、上記ボールナット８４に設けた軸方向に向いた段差面９１に対向させている。この様な本実施例の場合も、一部の動力伝達部に弾性歯付リング４９ａ、４９ａとスペーサリング６１、６１とを設けている為、これら各動力伝達部での異音の発生を安価に抑える事ができると共に、弾性歯付リング４９ａ、４９ａの軸方向の変位を規制でき、しかもこれら弾性歯付リング４９ａ、４９ａの損傷を有効に防止できる。尚、本発明の範囲で、上記スペーサリング６１、６１の代わりに、上述した実施例２〜５で使用したスペーサリング６１ａ〜６１ｄ、実施例６〜７で使用したＯリング７１等を使用したり、実施例８〜１５と同様に、雌スプライン部４８や雄スプライン部４７の一部の歯の径方向寸法を大きくした構造を採用する事ができるのは勿論である。
又、図示は省略するが、ラックアシスト式の電動式パワーステアリング装置で、上述の図２４〜２５に示した構造以外に、電動モータを、この電動モータの回転軸とボールナットの回転軸とが同軸上に位置する様にラックの周囲に設けると共に、この電動モータの回転軸とこのボールナットとを、減速機を介さず直接連結する場合もある。この様な構造の電動式パワーステアリング装置でも、上記電動モータの回転軸とボールナットとの間の動力伝達部に、上述した各実施例を構成する動力伝達機構と同様の構造を採用できる。
本発明の実施例１の動力伝達機構を示す、図２９のＡ部拡大断面相当図。 図１からスペーサリングと弾性歯付リングとを取り出して示す拡大斜視図。 図１のＢ−Ｂ拡大断面図。 本発明の実施例２に使用するスペーサリングと弾性歯付リングとを示す斜視図。 同実施例３の動力伝達機構を示す、図１と同様の図。 図５からスペーサリングと弾性歯付リングとを取り出して示す拡大斜視図。 本発明の実施例４に使用するスペーサリングと弾性歯付リングとを示す斜視図。 同実施例５の動力伝達機構を示す、図１と同様の図。 図８からスペーサリングと弾性歯付リングとを取り出して示す拡大斜視図。 本発明の実施例６の動力伝達機構を示す、図１と同様の図。 同実施例７の動力伝達機構を示す、図１と同様の図。 同実施例８の動力伝達機構を示す、図１と同様の図。 実施例８に使用する回転軸の端部拡大斜視図。 本発明の実施例９の動力伝達機構を示す、図１から一部を省略したものに相当する図。 同実施例１０の動力伝達機構を示す、図１と同様の図。 図１５のＣ−Ｃ拡大断面図。 本発明の実施例１１の動力伝達機構を示す、図１から一部を省略したものに相当する図。 同実施例１２の動力伝達機構を示す、図１と同様の図。 実施例１２に使用する回転軸の端部拡大斜視図。 本発明の実施例１３の動力伝達機構を示す、図１から一部を省略したものに相当する図。 同実施例１４に使用する回転軸の端部拡大斜視図。 同実施例１５に使用する回転軸の端部拡大斜視図。 図２２の回転軸を使用した実施例１５の動力伝達機構を、（Ａ）は回転軸からウォーム軸への伝達トルクが０の状態で、（Ｂ）はこの伝達トルクが過大になった状態で、それぞれ示す、図１８のＤ−Ｄ拡大断面相当図。 本発明の実施例１６のラックアシスト式の電動式パワーステアリング装置を示す部分切断面図。 図２４のＥ部拡大断面図。 本発明の対象となる電動式パワーステアリング装置の１例の全体構造を示す略図。 電動式パワーステアリング装置の従来構造の１例を、一部を切断して示す図。 図２７のＦ−Ｆ部分の部分切断面図。 図２８の部分拡大図。 図２９のＧ部拡大図。 同Ｈ−Ｈ断面図。 図３０の動力伝達機構に使用する弾性歯付リングの拡大斜視図。 図３２のＩ−Ｉ断面図。 図２９のＪ−Ｊ断面を拡大して示す図。
符号の説明
１ ステアリングホイール
２ ステアリングシャフト
３ トルクセンサ
４ 減速機
５ 電動モータ
６ 制御器
７ 自在継手
８ 中間シャフト
９ ステアリングギヤ
１０ 入力軸
１１ ピニオン
１２ ラック
１３ タイロッド
１４ 操舵輪
１５ ステアリングコラム
１６ アシスト装置
１７ アウターシャフト
１８ インナーシャフト
１９ 車体
２０ ウォーム減速機
２１ ギヤハウジング
２２ 第一のインナーシャフト
２３ 第二のインナーシャフト
２４ トーションバー
２６ ウォームホイール
２７ ウォーム軸
２８ 電動モータ
２９ 回転軸
３０、３０ａ 動力伝達機構
３１ 弾力付与手段
３２ 軸受ホルダ
３３ 第一の玉軸受
３４ 第二の玉軸受
３５ 揺動軸
３６ コイルばね
３７ ウォーム
３８ ケース
３９ 大径筒部
４０ 小径筒部
４１ 段部
４２ 凹孔
４３ 弾性リング
４４ 透孔
４５ 凹孔
４７、４７ａ〜４７ｅ 雄スプライン部
４８、４８ａ 雌スプライン部
４９、４９ａ、４９ｂ 弾性歯付リング
５０、５０ａ、５０ｂ 外歯
５１、５１ａ、５１ｂ 内歯
５２ 本体部
５３ 芯線
５４、５４ａ 外歯素子部
５５、５５ａ 内歯素子部
５６ａ、５６ｂ 織布
５７ 円柱部
５８ 大径部
５９ 段差面
６０ 不完全部
６１、６１ａ〜６１ｄ スペーサリング
６２ 第三の玉軸受
６３ 内輪
６４ 本体部
６５ 外歯素子部
６６ａ、６６ｂ 織布
６７、６７ａ 外歯
６８ 隙間
６９、６９ａ 内歯
７０ 内歯素子部
７１ Ｏリング
７２ 凹溝
７３ 凹溝
７４、７４ａ 突部
７５ 内輪
７６ 鍔部
７７ 第二の突部
７８ 第三の突部
７９ 幅広部
８０ 減速機
８１ ボールねじ機構
８２ 入力軸
８３ 出力歯車
８４ ボールナット
８５ 内径側ボールスクリュー溝
８６ 外径側ボールスクリュー溝
８７ ボール
８８ ハウジング
８９ 段差面
９０ 小径筒部
９１ 段差面
９２ 小径柱部

Claims (10)

  1. 駆動軸と被駆動軸との間に設けられて、これら両軸の間で動力を伝達する為の動力伝達機構であって、
    これら両軸のうちの一方の軸の端部内周面に設けられた雌スプライン部と、他方の軸の端部外周面に設けられた雄スプライン部と、この雌スプライン部とスプライン係合する外歯をその外周面に、この雄スプライン部とスプライン係合する内歯をその内周面に、それぞれ有する弾性歯付リングとを備え、この弾性歯付リングは、外径側及び内径側にそれぞれが弾性材製で径方向に突出する複数ずつの外歯素子部と内歯素子部とを一体的に設けると共に、その外周面でこれら各外歯素子部の外径側表面及びこれら各外歯素子部の間部分と、その内周面で上記各内歯素子部の内径側表面及びこれら各内歯素子部の間部分とに、それぞれ織布を貼着する事により、上記外歯と内歯とを構成したものである動力伝達機構に於いて、
    上記弾性歯付リングを上記雄、雌両スプライン部にスプライン係合させた状態で、上記一方の軸若しくはこの一方の軸に固定の部材、又は上記他方の軸若しくはこの他方の軸に固定の部材に、上記弾性歯付リングの軸方向端面をスペーサリングを介して軸方向に対向させており、このスペーサリングは、上記雄、雌両スプライン部のうちの少なくとも一方のスプライン部とはスプライン係合しないものである事を特徴とする動力伝達機構。
  2. スペーサリングが、雄、雌両スプライン部のうちの一方のスプライン部のみとスプライン係合するものであり、上記スペーサリングの外周面に設けられた外歯又は内周面に設けられた内歯を、弾性歯付リングに設けられた外歯又は内歯と同形状としている、請求項１に記載した動力伝達機構。
  3. スペーサリングが、雄、雌両スプライン部のうちの一方のスプライン部のみとスプライン係合するものであり、上記スペーサリングの外周面に設けられた外歯又は内周面に設けられた内歯の歯数を、弾性歯付リングに設けられた外歯又は内歯の歯数よりも少なくした、請求項１に記載した動力伝達機構。
  4. スペーサリングが、円環状又は欠円環状に形成したリング状部材であり、このリング状部材を、駆動軸と被駆動軸とのうちの一方の軸又は他方の軸の周面に形成した周方向の溝部に係止している、請求項１に記載した動力伝達機構。
  5. スペーサリング又はリング状部材を、単一のゴムのみにより、又は、弾性歯付リングを構成する弾性材とは異なる材料により構成している、請求項１〜４のうち、何れか１項に記載した動力伝達機構。
  6. 駆動軸と被駆動軸との間に設けられて、これら両軸の間で動力を伝達する為の動力伝達機構であって、
    これら両軸のうちの一方の軸の端部内周面に設けられた雌スプライン部と、他方の軸の端部外周面に設けられた雄スプライン部と、この雌スプライン部とスプライン係合する外歯をその外周面に、この雄スプライン部とスプライン係合する内歯をその内周面に、それぞれ有する弾性歯付リングとを備え、この弾性歯付リングは、外径側及び内径側にそれぞれが弾性材製で径方向に突出する複数ずつの外歯素子部と内歯素子部とを一体的に設けると共に、その外周面でこれら各外歯素子部の外径側表面及びこれら各外歯素子部の間部分と、その内周面で上記各内歯素子部の内径側表面及びこれら各内歯素子部の間部分とに、それぞれ織布を貼着する事により、上記外歯と内歯とを構成したものである動力伝達機構に於いて、
    上記弾性歯付リングを上記雄、雌両スプライン部にスプライン係合させた状態で、この雄スプライン部又は雌スプライン部の歯のうち、軸方向に関して上記弾性歯付リングから外れた部分の歯の径方向寸法を他の部分の歯の径方向寸法よりも大きくする事により、上記弾性歯付リングの軸方向の変位を規制している事を特徴とする動力伝達機構。
  7. 弾性歯付リングを雄、雌両スプライン部にスプライン係合させた状態で、この雄スプライン部又は雌スプライン部の歯のうち、軸方向に関して上記弾性歯付リングから外れた部分の歯の周方向の幅を他の部分の歯の周方向の幅よりも大きくした、請求項６に記載した動力伝達機構。
  8. 被駆動軸を駆動軸に対し軸方向に変位可能としており、この被駆動軸とこの駆動軸とが軸方向に相対変位可能な総ての範囲で、弾性歯付リングの径方向両側が雄、雌両スプライン部とスプライン係合している部分の軸方向長さである、有効歯部長さが変化しない様に、上記被駆動軸の上記駆動軸に対する軸方向変位を規制する規制手段を設けた、請求項１〜７のうち、何れか１項に記載した動力伝達機構。
  9. 電動モータの回転軸と減速機を構成する入力軸とを、請求項１〜８のうち、何れか１項に記載した動力伝達機構により、動力の伝達を可能に結合した電動式パワーステアリング装置。
  10. 減速機の出力軸又は電動モータの回転軸と、ボールナットとを、請求項１〜８のうち、何れか１項に記載した動力伝達機構により、動力の伝達を可能に結合した電動式パワーステアリング装置。
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