JP2007146984A - 弾性歯付リングとこれを組み込んだ動力伝達機構及び電動式パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回転軸２９とウォーム軸２７とに設けた雄、雌両スプライン部４７ａ、４８ａの間に容易に組み付ける事ができ、しかも、組み付け作業時に損傷が発生する可能性を十分に低く抑える事ができる弾性歯付リング４９ｂを実現する。
【解決手段】この弾性歯付リング４９ｂの外周面の軸方向一端部に、小径段部６３とテーパ面６５とを設ける。この小径段部６３は、この外周面の本体部６４よりも、その周面を含む部分の厚さが小さくなる様に形成する。上記弾性歯付リング４９ｂの内周面の軸方向他端部に、大径段部６６とテーパ面６８とを設ける。この大径段部６６は、この内周面の本体部６７よりも、その周面を含む部分の厚さが小さくなる様に形成する。
【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並びにこ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及び弾性歯付リングの改良に関する。

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１５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。

この電動式パワーステアリング装置は、基端部（図１５の上端部）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と電動モータ３との間に、減速機４を設け、この電動モータ３の動力を、この減速機４を介してステアリングシャフト２に伝達可能としている。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の操作によりステアリングシャフト２を回転させると、トルクセンサ５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、その検出信号を制御器６に送る。この制御器６は、この検出信号に基づいて、上記電動モータ３に通電し、上記減速機４を介して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の操作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１５の下端部）は、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。上記ステアリングシャフト２の先端部は、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、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、上記操舵輪１４に所望の舵角を付与する。この様な説明から明らかな通り、操舵輪１４に舵角を付与する為に運転者がステアリングホイール１を操作する為に要する力は、上記電動モータ３から減速機４を介してステアリングシャフト２に加えられる補助動力分だけ小さくて済む様になる。

この様な電動式パワーステアリング装置の場合、上記ステアリングシャフト２と電動モータ３との間に設ける減速機４として、ウォーム軸とウォームホイールとから成るウォーム減速機が、従来から一般的に使用されている。又、上記電動モータ３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、動力の伝達を可能に連結する事が、一般的に行なわれている。

但し、上記減速機４としてウォーム減速機を使用する場合、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。この様な事情から、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、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し、上記バックラッシを抑え（小さくするか０にし）、上記歯打ち音の発生を抑える事が考えられている。

但し、この様な弾力付与手段を設けた構成により上記歯打ち音の発生を抑える場合には、ウォーム軸を電動モータ３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、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、上記各歯が抉られるのを防止する事はできるが、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ってしまう。この為、電動モータ３の回転軸に対する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、これら両軸に設けた上記両スプライン部同士の間の隙間を厳密に規制し、管理すると言った、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上昇を招く原因となる。

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に設けた雄スプライン部との間に、一部が弾性材製である弾性歯付リングを設け、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１６〜２２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。

この電動式パワーステアリング装置は、後端部（図１６の右端部）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を挿通自在な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（図１６の右側）に設けるアウターシャフト１７と、同じく前端側（図１６の左側）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。又、こ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１７）により連結している。上記ステアリングコラム１５の前端部（図１６の左端部）は、車体１９の一部に支持したギヤハウジング２１の後端面（図１６の右端面）に結合固定している。上記インナーシャフト１８の前端部は、このギヤハウジング２１に挿通させると共に、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とステアリングギヤ９の入力軸１０とを、自在継手７、７、中間シャフト８を介して、動力の伝達を可能に連結している。又、上記入力軸１０にはピニオン１１（図１５参照）を固定しており、このピニオン１１をラック１２（図１５参照）に噛合させている。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１５参照）に所望の舵角が付与される。

前記アシスト装置１６は、図１７〜２２に示す様に、ウォームホイール２６と、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５及び制御器６（図１５参照）とを備える。このうちのウォームホイール２６は、前記インナーシャフト１８の前端側に設ける第二のインナーシャフト２３の中間部に外嵌固定する。又、上記弾力付与手段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。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と上記ウォームホイール２６とを噛合させている。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、上記ウォーム軸２７は、請求項に記載した被駆動軸に対応する。

上記トルクセンサ５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、上記制御器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。

上記電動モータ２８の回転軸２９の先端部（図１７〜１９の右端部）と、上記ウォーム軸２７の基端部（図１７〜１９の左端部）とは、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１７〜１９）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１７〜１９）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、図示しない第三、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、ステータと対向するロータ（図示せず）を設けている。

上記弾性歯付リング４９は、図２１〜２２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、同じく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、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している。そして、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、上記内歯５１を構成している。この構成により、上記弾性歯付リング４９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のうち、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。

一方、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１７〜１９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１７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。

上述の様に構成する、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、一部が合成ゴム製の外歯素子部５４、５４である外歯５０を設けると共に、上記弾性歯付リング４９の内径側に、一部が合成ゴム製の内歯素子部５５、５５である内歯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耳障りな異音を小さくできるか、又はなくせる。又、この耳障りな異音の発生を抑える為に、電動モータ２８の回転軸２９とウォーム軸２７との曲げ剛性を低くする必要がない。

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。

この結果、上述の図１６〜２２に示した特許文献１に記載された従来構造によれば、徒にコストを上昇させたり、上記回転軸２９とウォーム軸２７との曲げ剛性を低くする事なく、耳障りな異音の発生を抑える事ができる。尚、上述の図１６〜２２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。

［先発明の説明］
又、本発明の発明者は、本発明に先立って、図２３〜２５に示す様な、電動式パワーステアリング装置に組み込む先発明の動力伝達機構３０ａを発明した（特願２００５−３１２４９８号）。この動力伝達機構３０ａも、上述の図１６〜２２に示した動力伝達機構３０と同様に、電動モータ２８の回転軸２９とウォーム軸２７とを動力の伝達可能に結合する。尚、図２３〜２５に示す構成に於いて、動力伝達機構３０ａ部分以外の構造は、上述の図１６〜２２に示した特許文献１に記載された従来構造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若しくは簡略にし、以下先発明の特徴部分を中心に説明する。上記動力伝達機構３０ａの場合、上記回転軸２９の先端部（図２３、２４の右端部）に設けた雄スプライン部４７ａと、上記ウォーム軸２７の基端部（図２３、２４の左端部）に設けた雌スプライン部４８ａとの間に、合成ゴム等の弾性材製の弾性歯付リング４９ａを設けている。

この弾性歯付リング４９ａは、図２５に詳示する様に、外径側端部に位置する円周方向等間隔複数個所に設けた断面円弧形の外歯素子部５４ａ、５４ａと、内径側端部に位置する円周方向等間隔複数個所に設けた断面円弧形の内歯素子部５５ａ、５５ａとを、径方向中央部に設けた複数の連結部６１、６１を介して、円周方向に関して交互に連続させている。そして、上記弾性歯付リング４９ａの全体を円筒状に形成している。上記各外歯素子部５４ａ、５４ａと各内歯素子部５５ａ、５５ａと各連結部６１、６１とは、何れも弾性材製であって、一体成形している。又、上記弾性歯付リング４９ａの内周面及び外周面には織布５６ａ、５６ｂ（図２１、２２参照）を貼着していない。そして、上記各外歯素子部５４ａ、５４ａと、上記各連結部６１、６１の外周面寄り部分とにより、上記雌スプライン部４８ａとスプライン係合する、外歯５０ａを構成している。又、上記各内歯素子部５５ａ、５５ａと、上記各連結部６１、６１の内周面寄り部分とにより、上記雄スプライン部４７ａとスプライン係合する、内歯５１ａを構成している。この様に構成する為、弾性歯付リング４９ａの外歯５０ａの頂部と内歯５１ａの頂部とは、円周方向に関して互いにずれており、上記外歯５０ａの頂部は上記内歯５１ａの歯底部に、この内歯５１ａの頂部は上記外歯５０ａの歯底部に、それぞれ径方向に対向している。

又、上記弾性歯付リング４９ａの径方向に関して、上記外歯５０ａの歯底部を、上記内歯５１ａの頂部（歯先面）に近付けている。又、上記径方向に関して、この内歯５１ａの歯底部を、上記外歯５０ａの頂部（歯先面）に近付けている。そして、この内歯５１ａの歯底部を、上記外歯５０ａの歯底部よりも、上記弾性歯付リング４９ａの直径方向外側に位置させている。この様な弾性歯付リング４９ａを、上記雄スプライン部４７ａと雌スプライン部４８ａとの間に設けた状態で、上記雄スプライン部４７ａの各歯と、上記雌スプライン部４８ａの各歯とを、これら雄、雌両スプライン部４７ａ、４８ａの円周方向に重畳させている。例えば、図２５に二点鎖線ａで示す、弾性歯付リング４９ａと同心の仮想円を考えた場合に、この仮想円の円周上に、上記雄スプライン部４７ａの各歯と雌スプライン部４８ａの各歯とが存在する。

上述の図２３〜２５に示した先発明の構造の場合、電動モータ２８の回転軸２９に設けた雄スプライン部４７ａと、ウォーム軸２７に設けた雌スプライン部４８ａとの間に弾性歯付リング４９ａを設けた状態で、上記雄スプライン部４７ａの各歯と、上記雌スプライン部４８ａの各歯とを、これら雄、雌両スプライン部４７ａ、４８ａの円周方向に重畳させている。これに対して、前述の図１６〜２２に示した従来構造の場合には、外歯５０の歯底部を内歯５１の歯底部よりも直径方向外側に位置させている。この様な従来構造で、しかも、内、外両周面に織布５６ｂ、５６ａ（図２１、２２参照）を貼着しない構造の場合には、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際に、弾性歯付リング４９の内径側部分と外径側部分とに、円周方向に関して互いに逆方向の力が加わる事により、上記弾性歯付リング４９に大きな剪断力が加わる可能性がある。これに対して、上記先発明の構造の場合には、上述の様に、雄、雌各スプライン部４７ａ、４８ａの各歯を、これら両スプライン部４７ａ、４８ａの円周方向に重畳させている為、上記両軸２９、２７の間で動力を伝達する場合でも、弾性歯付リング４９ａに大きな剪断力が加わる事を防止できる。又、上記先発明の構造の場合には、上記両軸２９、２７の間で動力を伝達する際に、上記弾性歯付リング４９ａを構成する弾性材が、上記雄、雌両スプライン部４７ａ、４８ａの円周方向に隣り合う歯同士の間で圧縮される様にはなるが、使用時に主に圧縮力が加わる弾性歯付リング４９ａは、使用時に主に剪断力が加わる弾性歯付リングよりも破損しにくい。この為、上記両軸２９、２７の間での伝達可能な動力を大きくできる。しかも、上記先発明の構造の場合には、上記外歯５０ａの頂部と内歯５１ａの頂部とが円周方向にずれており、しかも、この内歯５１ａの歯底部が上記外歯５０ａの歯底部よりも、直径方向外側に位置している。この為、弾性歯付リング４９ａの径方向の寸法を小さくできて、動力伝達機構３０ａの小型化を図れる。

又、上記先発明の構造の場合には、弾性歯付リング４９ａの直径方向中央部で、直径方向に関して各外歯素子部５４ａ、５４ａと各内歯素子部５５ａ、５５ａとの間に存在する、各連結部６１、６１の厚さＴ₁ を、上記弾性歯付リング４９ａの内径側端部及び外径側端部に存在する、各外歯素子部５４ａ、５４ａ及び各内歯素子部５５ａ、５５ａの円周方向中央部の厚さＴ₂ 、Ｔ₃ よりも大きく（厚く）している（Ｔ₁ ＞Ｔ₂ 、且つ、Ｔ₁ ＞Ｔ₃ ）。この為、上記弾性歯付リング４９ａの径方向両端部の厚さＴ₂ 、Ｔ₃ を小さくしつつ、上記両軸２９、２７同士の間で伝達可能な動力を大きくでき、耐久性を高くできる。又、上記雄、雌各スプライン部４７ａ、４８ａの各歯の歯底部に対し径方向に対向する、弾性歯付リング４９ａの径方向両端部の厚さＴ₂ 、Ｔ₃ を小さくできる為、これら雄、雌各スプライン部４７ａ、４８ａの各歯の高さ（歯丈）ｈ₁ 、ｈ₂ を小さくし易くできる。量産性を高くする為には、これら各スプライン部４７ａ、４８ａの各歯を鍛造加工で成形する事が好ましいが、鍛造加工で成形する場合には、加工できる各歯の高さが小さく制限される。上記先発明の構造の場合には、上記各歯の高さを小さくできる為、上記雄、雌各スプライン部４７ａ、４８ａを鍛造加工で成形する事を容易に行なえ、量産性を高くでき、製造コストの低減を図れる。

前述の図１６〜２２に示した従来構造及び上述の図２３〜２５に示した先発明の構造の何れの場合も、弾性歯付リング４９、４９ａの、中心軸に対し直交する仮想平面に関する断面形状を、軸方向全長に亙り同じとしている（図２１、２４参照）。この為、この弾性歯付リング４９、４９ａを、雄、雌両スプライン部４７、４７ａ、４８、４８ａの間に組み付ける場合に、この雌スプライン部４８、４８ａの開口端部（図１７〜１９、２３〜２４の左端部）に、上記弾性歯付リング４９、４９ａの外歯５０、５０ａの軸方向一端部（図１９、２４の右端部）を内嵌する作業が困難になる。又、上記雄スプライン部４７、４７ａの先端部（図１７、２４の右端部）を、上記弾性歯付リング４９、４９ａの内歯５１、５１ａの軸方向一端部（図１９、２４の左端部）に内嵌する作業が困難になる。又、上記雄、雌両スプライン部４７、４７ａ、４８、４８ａの端部に弾性歯付リング４９、４９ａを無理に嵌合しようとすると、所定の組み付け状態を得られないだけでなく、弾性歯付リング４９、４９ａを損傷させ、性能低下を招く可能性もある。

又、本発明者は、弾性歯付リングの製造コスト低減の為に、長さ方向に山部と谷部とを交互に連続させた長尺な弾性材製の板状素材を、円筒状に丸め成形する事により弾性歯付リングとし、この弾性歯付リングを、雄、雌両スプライン部４７、４７ａ、４８、４８ａ同士の間に組み付ける（セットする）事も考えた。但し、この場合には、板状素材を円筒状に丸め成形する事により弾性歯付リングを構成した後、この弾性歯付リングを雌スプライン部４８、４８ａに内嵌したり、この弾性歯付リングに雄スプライン部を内嵌する為、この弾性歯付リングの円周方向一部の不連続部を介して両側に存在する、円周方向両端縁が互いに径方向にずれ易くなり、この弾性歯付リングの形状が崩れ易い。この為、前述の従来構造及び上述の先発明の場合と同様に、弾性歯付リングの、中心軸に対し直交する仮想平面に関する断面形状を、軸方向全長に亙り同じとしている場合には、上記弾性歯付リングを雄、雌両スプライン部４７、４７ａ、４８、４８ａの間に組み付ける作業が更に困難になってしまう。又、この弾性歯付リングを雄、雌両スプライン部４７、４７ａ、４８、４８ａの間に無理に組み付けようとすると、この弾性歯付リングが大きく捻じれてしまう。

尚、前述の従来構造や上述の先発明の構造で、雄スプライン部４７、４７ａ又は雌スプライン部４８、４８ａの軸方向端部に面取りや曲面部を形成する事により、これら雄、雌両スプライン部４７、４７ａ、４８、４８ａに対する弾性歯付リング４９、４９ａの組み付け性の向上を図る事も考えられる。但し、この様な手段を採用した場合でも、上記雄、雌両スプライン部４７、４７ａ、４８、４８ａの間に弾性歯付リング４９、４９ａを組み付ける作業の容易化を図れると言った効果を、未だ十分に得られるとは言い難い。
尚、本発明に関連する先行技術文献として、特許文献１の他に特許文献２がある。

特開２００５−６９４７０号公報 特開２００２−２１１４１８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に設けた雄、雌両スプライン部の間に容易に組み付ける事ができ、しかも、組み付け作業時に損傷が発生する可能性を十分に低く抑える事ができる弾性歯付リング、及び、これを組み付けた動力伝達機構と電動式パワーステアリング装置とを実現すべく発明したものである。

本発明の弾性歯付リングとこれを組み込んだ動力伝達機構及び電動式パワーステアリング装置のうち、請求項１に記載した弾性歯付リングは、前述の図１６〜２２に示した従来構造及び図２３〜２５に示した先発明の弾性歯付リングと同様に、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動力伝達機構に組み込む弾性歯付リングである。
この動力伝達機構は、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、上記雄、雌両スプライン部の間に組み付けている。
又、上記弾性歯付リングは、外周面に上記雌スプライン部とスプライン係合する外歯を、内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、それぞれ有する。又、上記弾性歯付リングは、外径側と内径側とに、それぞれが弾性材製であ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ている。
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。又、弾性歯付リングは、全体を弾性材製としたものの他、弾性材製の本体部の内、外両周面のうちの少なくとも一方の周面に織布を貼着して成るものも含む。

特に、請求項１に記載した弾性歯付リングに於いては、内、外両周面のうち、少なくとも一方の周面の軸方向端部に、この一方の周面の軸方向の他の部分よりもその周面を含む部分の厚さが小さくなる様に形成された段部、又は軸方向端面に向かう程その周面を含む部分の厚さが小さくなる方向に中心軸に対し傾斜したテーパ面を設けている。

又、好ましくは、請求項２に記載した様に、少なくとも一部が弾性材製で、長さ方向に山部と谷部とが交互に連続している板状素子を円筒状に曲げる事により構成する。

又、請求項３に記載した動力伝達機構は、前述の図１６〜２２に示した従来構造及び図２３〜２５に示した先発明の動力伝達機構と同様に、
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り、
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、これら雄、雌両スプライン部の間に組み付けた弾性歯付リングとを備える。
特に、請求項３に記載した動力伝達機構は、上記弾性歯付リングが上述の請求項１又は請求項２に記載した弾性歯付リングである。

又、上述の請求項３に記載した構成に於いて好ましくは、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の軸方向端部に、この一方のスプライン部の軸方向の他の部分よりも、この一方のスプライン部と嵌合する内歯又は外歯から離れる様に形成された段部、又は、軸方向端面に向かう程この内歯又は外歯から離れる方向に中心軸に対し傾斜したテーパ面を設ける。

又、請求項４に記載した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５に記載した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弾性歯付リングを組み込んだ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１６〜２５に示した従来構造及び先発明の構造と同様に、上記雄、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、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、それぞれ設けている。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耳障りな異音を小さくできるか、又はなくせる。又、この耳障りな異音の発生を抑える為に、駆動軸及び被駆動軸の曲げ剛性を低くする必要がない。

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弾性歯付リング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。従って、徒にコストを上昇させたり、上記駆動軸及び被駆動軸の曲げ剛性を低くする事なく、耳障りな異音の発生を抑える事ができる。又、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た場合には、弾性材のちぎれや、歯面のむしれを有効に防止できる。

特に、本発明の弾性歯付リングの場合には、内、外両周面のうち、少なくとも一方の周面の軸方向端部に、この一方の周面の軸方向の他の部分よりもその周面を含む部分の厚さが小さくなる様に形成された段部、又は軸方向端面に向かう程その周面を含む部分の厚さが小さくなる方向に中心軸に対し傾斜したテーパ面を設けている。この為、上記雄、雌両スプライン部の間に上記弾性歯付リングを容易に組み付ける事ができ、しかも、組み付け作業時にこの弾性歯付リングに損傷が発生する可能性を十分に低く抑える事ができる為、歩留りの向上を図れる。例えば、弾性歯付リングの軸方向端部内周面に上記段部を設けた場合には、上記雄スプライン部をこの弾性歯付リングに内嵌する作業を容易に行なえる。

又、上記弾性歯付リングの内歯のうち、雄スプライン部とスプライン係合する部分と、上記内歯に設けた段部との間部分に、軸方向に関してこの段部に向かうに従って上記雄スプライン部から離れる方向に傾斜するテーパ面を設けた場合には、上記内歯の内側に雄スプライン部を挿入する際に、このテーパ面に雄スプライン部の端部を係合させつつ、上記弾性歯付リングの内径が小さくなった部分の内側に上記雄スプライン部を挿入できる。この為、上記弾性歯付リング内にこの雄スプライン部を挿入する以前に、これら弾性歯付リングと雄スプライン部との中心軸同士を厳密に一致させる必要がなくなり、この雄スプライン部の弾性歯付リング内への挿入作業をより容易に行なえる。又、上記弾性歯付リングの外歯のうち、雌スプライン部とスプライン係合する部分と、上記外歯に設けた段部との間部分に、軸方向に関してこの段部に向かうに従って上記雌スプライン部から離れる方向に傾斜するテーパ面を設けた場合には、上記雌スプライン部の内側に上記弾性歯付リングを挿入する際に、このテーパ面に上記雌スプライン部の端部を係合させつつ、この雌スプライン部の内側に上記弾性歯付リングの直径が大きくなった部分を挿入できる。この為、この弾性歯付リングを上記雌スプライン部内に挿入する以前に、これら弾性歯付リングと雌スプライン部との中心軸同士を厳密に一致させる必要がなくなり、この弾性歯付リングの上記雌スプライン部内への挿入作業をより容易に行なえる。

又、弾性歯付リングの内、外両周面のうち、少なくとも一方の周面の軸方向端部にテーパ面を設けた場合も、上記内歯のうち、テーパ面から軸方向にずれた本体部の内側に雄スプライン部を挿入する作業、又は、上記外歯のうち、テーパ面から軸方向にずれた本体部を雌スプライン部の内側に挿入する作業を、より容易に行なえる。

又、請求項２に記載した構成によれば、板状素子を造る為に使用する金型の形状を変更するだけで、軸方向端部に段部又はテーパ面を設けた、板状素子製の弾性歯付リングを造る事ができる。この為、段部又はテーパ面を持たない、板状素子製の弾性歯付リングを造る場合に比べて、製造コストが大幅に上昇する事がない。

［本発明の実施の形態の第１例］
図１〜４は、請求項１、３、４に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。本例の弾性歯付リング及びこれを組み込んだ動力伝達機構と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との間での動力伝達を可能とする動力伝達機構３０ａの構造を工夫した点にある。本例に於いて、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１６〜２２に示した従来構造、及び、図２３〜２５に示した先発明の場合と同様である。この為、これら従来構造及び先発明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、本例の特徴部分を中心に説明する。

本例の場合、駆動軸である、電動モータ２８の回転軸２９の先端部（図１〜４の右端部）外周面に設けた雄スプライン部４７ａと、被駆動軸である、ウォーム軸２７の基端部（図１〜４の左端部）内周面に設けた雌スプライン部４８ａと、これら雄、雌両スプライン部４７ａ、４８ａ同士の間に設けた弾性歯付リング４９ｂとにより、動力伝達機構３０ａを構成している。本例の場合、上記弾性歯付リング４９ｂの構造以外は、前述の図２３〜２５に示した先発明の場合と同様である。

本例の場合、上記弾性歯付リング４９ｂは、前述の図２３〜２５に示した先発明の場合と同様に、合成ゴムの如きエラストマー、合成樹脂等の弾性材により全体を筒状に一体成形した本体部６２と、この本体部６２の外周面及び内周面にそれぞれ全周に亙り貼着した１対の織布５６ａ、５６ｂ（図２１、２２参照）とを備える。尚、図１〜４では、簡略化の為に織布５６ａ、５６ｂの図示を省略するが、本発明の実施の形態の第１例では実際には、本体部６２の外周面及び内周面に１対の織布５６ａ、５６ｂを設けている（後述する図５〜１２で表す本発明の実施の形態の第２〜４例で同様とする。）。これら各織布５６ａ、５６ｂのうち、外径側の織布５６ａの実際の外周面の断面形状の外形は、図１〜４に表す弾性歯付リング４９ｂの外周面の断面形状の外形と一致している。又、内径側の織布５６ｂの実際の内周面の断面形状の外形は、図１〜４に表す弾性歯付リング４９ｂの内周面の断面形状の外形と一致している。

上記本体部６２は、前述の図２３〜２５に示した先発明の場合と同様に、外径側端部に位置する円周方向等間隔複数個所（図示の例の場合は６個所）に軸方向全長に亙る状態で設けた、断面円弧形の外歯素子部５４ａ、５４ａと、内径側端部に位置する円周方向等間隔複数個所（図示の例の場合は６個所）に軸方向全長に亙る状態で設けた、断面円弧形の内歯素子部５５ａ、５５ａとを備える。そして、上記各外歯素子部５４ａ、５４ａと、各内歯素子部５５ａ、５５ａとを、径方向中央部に設けた複数の連結部６１、６１を介して、円周方向に関して交互に連続する状態で一体成形している。又、上記外径側の織布５６ａと、この織布５６ａを貼着した、各外歯素子部５４ａ、５４ａと、各連結部６１、６１の外周面寄り部分とにより、外歯５０ａを構成している。又、上記内径側の織布５６ｂと、この織布５６ｂを貼着した、各内歯素子部５５ａ、５５ａと、各連結部６１、６１の内周面寄り部分とにより、内歯５１ａを構成している。

又、上記弾性歯付リング４９ｂの径方向に関して、上記外歯５０ａの歯底部を上記内歯５１ａの頂部（歯先面）に、この内歯５１ａの歯底部を上記外歯５０ａの頂部（歯先面）に、それぞれ近付けている。そして、上記内歯５１ａの歯底部を、上記外歯５０ａの歯底部よりも、上記弾性歯付リング４９ｂの直径方向外側に位置させている。従って、上記内歯５１ａの各歯底部を通るピッチ円の直径は、上記外歯５０ａの各歯底部を通るピッチ円の直径よりも大きくなる。

上述の様に構成する弾性歯付リング４９ｂは、上記外歯５０ａを前記雌スプライン部４８ａに、上記内歯５１ａを前記雄スプライン部４７ａに、それぞれスプライン係合させる事で、上記雄、雌両スプライン部４７ａ、４８ａの間に設けている。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４９ｂ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、上記ウォーム軸２７は、上記回転軸２９と共に回転する。又、上記雄スプライン部４７ａと雌スプライン部４８ａとの間に上記弾性歯付リング４９ｂを設けた状態で、上記雄スプライン部４７ａの各歯と上記雌スプライン部４８ａの各歯とを、これら雄、雌両スプライン部４７ａ、４８ａの円周方向に重畳させている（オーバーラップさせている）。

特に、本例の場合には、上記弾性歯付リング４９ｂの外歯５０ａの外周面で、上記雌スプライン部４８ａの奥端部に対応する、軸方向一端部（図１〜２の右端部）に、上記外歯５０ａの外周面の軸方向の他の部分よりも、その周面を含む部分の厚さが小さくなる様に全周に亙り形成された小径段部６３を設けている。又、上記弾性歯付リング４９ｂの外歯５０ａのうち、上記雌スプライン部４８ａとスプライン係合する本体部６４と上記小径段部６３との間部分に、テーパ面６５を全周に亙り設けている。このテーパ面６５は、全周に亙り、軸方向に関して上記小径段部６３に向かうに従って上記雌スプライン部４８ａから離れる方向に、中心軸に対し傾斜している。

更に、上記弾性歯付リング４９ｂの内歯５１ａの内周面で、上記雄スプライン部４７ａの基端部に対応する、軸方向他端部（図１〜４の左端部）に、上記内歯５１ａの内周面の軸方向の他の部分よりも、その周面を含む部分の厚さが小さくなる様に全周に亙り形成された大径段部６６を設けている。又、上記弾性歯付リング４９ｂの内歯５１ａのうち、上記雄スプライン部４７ａとスプライン係合する本体部６７と上記大径段部６６との間部分に、テーパ面６８を全周に亙り設けている。このテーパ面６８は、全周に亙り、軸方向に関して上記大径段部６６に向かうに従って上記雄スプライン部４７ａから離れる方向に、中心軸に対し傾斜している。尚、図１に於いて、上記弾性歯付リング４９ｂの外歯５０ａに設けた本体部６４の軸方向一端縁（図１の右端縁）と、内歯５１ａに設けた本体部６７の軸方向他端縁（図１の左端縁）との間の軸方向寸法Ａが、スプライン係合部の有効長さとなる。

上述の様に構成する本例の弾性歯付リングと、これを組み込んだ動力伝達機構及び電動式パワーステアリング装置の場合には、前述の図１６〜２５に示した従来構造及び先発明の場合と同様に、徒にコストを上昇させたり、電動モータ２８の回転軸２９とウォーム軸２７との曲げ剛性を低くする事なく、耳障りな異音の発生を抑える事ができる。又、上記弾性歯付リング４９ｂの外周面と内周面とに、それぞれ織布５６ａ、５６ｂ（図２１、２２参照）を貼着している為、弾性材のちぎれや、歯面のむしれを有効に防止できる。

更に、本例の場合には、上記ウォーム軸２７に設けた雌スプライン部４８ａの各歯と、上記回転軸２９に設けた雄スプライン部４７ａの各歯とを、これら雄、雌両スプライン部４７ａ、４８ａの円周方向に重畳させている（オーバーラップさせている）。この為、動力伝達部の直径方向の寸法を小さくでき、動力伝達機構３０ａの小型化を図れる。又、上記回転軸２９とウォーム軸２７との間で動力を伝達する際に、弾性歯付リング４９ｂに大きな剪断力が加わる事を防止できる。上記両軸２９、２７の間で動力を伝達する際には、雄、雌両スプライン部４７ａ、４８ａの円周方向に隣り合う歯同士の間に存在する、弾性歯付リング４９ｂの円周方向複数個所に圧縮力が加わる様にはなるが、主に圧縮力が加わる弾性歯付リング４９ｂは、主に剪断力が加わる弾性歯付リングに比べて破損しにくい（耐久性を確保し易い）。この為、上記回転軸２９とウォーム軸２７との間で伝達可能な動力（許容伝達動力）を大きくできる。又、この為に構造を大型化せずに済む。

特に、本例の弾性歯付リング４９ｂの場合には、外歯５０ａの外周面の軸方向一端部（図１、２の右端部）に、この外周面の軸方向の他の部分よりもその周面を含む部分の厚さが小さくなる様に形成された小径段部６３を設けている。又、内歯５１ａの内周面の軸方向他端部に、この内周面の軸方向の他の部分よりもその周面を含む部分の厚さが小さくなる様に形成された大径段部６６を設けている。この為、図２に示す状態から、図３、４に示す状態に、上記雄、雌両スプライン部４７ａ、４８ａの間に上記弾性歯付リング４９ｂを組み付ける際に、上記雌スプライン部４８ａの内側に上記弾性歯付リング４９ｂの軸方向一端部（図１、２の右端部）を容易に挿入する事ができる。更に、上記弾性歯付リング４９ｂの軸方向他端部（図１、２の左端部）の内側に、上記雄スプライン部４７ａの先端部を容易に挿入する事ができる。従って、上記雄、雌両スプライン部４７ａ、４８ａの間に上記弾性歯付リング４９ｂを容易に組み付ける事ができ、しかも、この組み付け作業時にこの弾性歯付リング４９ｂに損傷が発生する可能性を十分に低く抑える事ができる為、歩留りの向上を図れる。又、図１に示す様に、上記雄スプライン部４７ａの外周面の先端部（図１の右端部）にテーパ面６９を、上記雌スプライン部４８ａの内周面の先端部（図１の左端部）にテーパ面７０を、それぞれ全周に亙り設けた場合には、上記雄、雌両スプライン部４７ａ、４８ａへの上記弾性歯付リング４９ｂの組み付け作業をより容易に行なえる。

又、本例の場合には、上記弾性歯付リング４９ｂの外歯５０ａのうち、上記雌スプライン部４８ａとスプライン係合する本体部６４と、上記外歯５０ａに設けた小径段部６３との間部分に、テーパ面６５を全周に亙り設けている。このテーパ面６５は、全周に亙り、軸方向に関して上記小径段部６３に向かうに従って上記雌スプライン部４８ａから離れる方向に、中心軸に対し傾斜している。この為、上記雌スプライン部４８ａの内側に上記弾性歯付リング４９ｂを挿入する際に、上記テーパ面６５に上記雌スプライン部４８ａの端部を係合させつつ、上記雌スプライン部４８ａの内側に上記弾性歯付リング４９ｂの外径が大きくなった部分を挿入できる。この為、この弾性歯付リング４９ｂを雌スプライン部４８ａ内に挿入する以前に、これら弾性歯付リング４９ｂと雌スプライン部４８ａとの中心軸同士を厳密に一致させる必要がなくなり、上記弾性歯付リング４９ｂの上記雌スプライン部４８ａ内への挿入作業を、より容易に行なえる。

更に、上記弾性歯付リング４９ｂの内歯５１ａのうち、上記雄スプライン部４７ａとスプライン係合する本体部６７と、上記内歯５１ａに設けた大径段部６６との間部分に、テーパ面６８を全周に亙り設けている。このテーパ面６８は、全周に亙り、軸方向に関して上記大径段部６６に向かうに従って上記雄スプライン部４７ａから離れる方向に、中心軸に対し傾斜している。この為、上記内歯５１ａの内側に上記雄スプライン部４７ａを挿入する際に、上記テーパ面６８に上記雄スプライン部４７ａの端部を係合させつつ、上記弾性歯付リング４９ｂの内径が小さくなった部分の内側に上記雄スプライン部４７ａを挿入できる。この為、上記弾性歯付リング４９ｂ内に雄スプライン部４７ａを挿入する以前に、これら弾性歯付リング４９ｂと雄スプライン部４７ａとの中心軸同士を厳密に一致させる必要がなくなり、上記雄スプライン部４７ａの上記弾性歯付リング４９ｂ内への挿入作業を、より容易に行なえる。

［本発明の実施の形態の第２例］
次に、図５〜６は、やはり請求項１、３、４に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合には、上述の図１〜４に示した第１例の場合と異なり、弾性歯付リング４９ｃの外歯５０ａの外周面で、雌スプライン部４８ａの奥端部に対応する軸方向一端部（図５〜６の右端部）に、全周に亙り、上記弾性歯付リング４９ｃの軸方向一端面に向かう程その周面を含む部分の厚さが小さくなる方向に、中心軸に対し傾斜したテーパ面７１を設けている。又、上記弾性歯付リング４９ｃの内歯５１ａの内周面で、上記雄スプライン部４７ａの基端部に対応する軸方向他端部（図５〜６の左端部）に、全周に亙り、上記弾性歯付リング４９ｃの軸方向他端面に向かう程その周面を含む部分の厚さが小さくなる方向に、中心軸に対し傾斜したテーパ面７２を設けている。

この様に構成する本例の場合も、上述の図１〜４に示した第１例の場合と同様に、上記雄、雌両スプライン部４７ａ、４８ａの間に上記弾性歯付リング４９ｃを容易に組み付ける事ができ、しかも、この組み付け作業時にこの弾性歯付リング４９ｃに損傷が発生する可能性を十分に低く抑える事ができる為、歩留りの向上を図れる。即ち、上記雌スプライン部４８ａの内側に上記弾性歯付リング４９ｃを挿入する際に、外歯５０ａの軸方向一端部に設けたテーパ面７１に上記雌スプライン部４８ａの端部を係合させつつ、この雌スプライン部４８ａの内側に上記弾性歯付リング４９ｃの外径が大きくなった部分を挿入できる。この為、この弾性歯付リング４９ｃの雌スプライン部４８ａ内への挿入作業を、より容易に行なえる。

又、上記弾性歯付リング４９ｃの内側に雄スプライン部４７ａを挿入する際に、内歯５１ａの軸方向他端部に設けたテーパ面７２にこの雄スプライン部４７ａの端部を係合させつつ、上記弾性歯付リング４９ｃの内径が小さくなった部分に上記雄スプライン部４７ａを挿入できる。この為、この雄スプライン部４７ａの上記弾性歯付リング４９ｃ内への挿入作業を、より容易に行なえる。
その他の構成及び作用に就いては、上述の図１〜４に示した第１例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を省略する。

［本発明の実施の形態の第３例］
次に、図７〜９は、請求項１〜４に対応する、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例の弾性歯付リング４９ｄの場合には、前述の図１〜４に示した第１例の弾性歯付リング４９ｂと同様の構造で、円周方向一部に、軸方向全長に亙る不連続部７３（図９）を設けている。この弾性歯付リング４９ｂを造る為に、本例の場合には、図８に示す様な、幅方向寸法（図８のｙ方向）に対して長さ方向（図８のｘ方向）寸法がかなり大きい、長尺な板状素子７４を造る。

この板状素子７４は、弾性材製の本体部６２の表、裏両側面にそれぞれ織布５６ａ、５６ｂ（図２１、２２参照）を貼着している。この板状素子７４は、長さ方向（図８のｘ方向）に山部７５、７５と谷部７６、７６とが交互に連続している。又、この板状素子７４の片面（図８の表側面）の幅方向一端部（図８のｙ方向下端部）に他面側（図８の裏側）に向け凹んだ段部７７を、長さ方向全長に亙り設けている。これと共に、この段部７７と上記板状素子７４の片面の本体部との間に、幅方向（図８のｙ方向）に関して上記段部７７に向かう程他面に近づく方向に傾斜したテーパ面７９を、長さ方向全長に亙り設けている。尚、本例の構造を表す図８〜９の場合も、上述した各例を表す図１〜７の場合と同様に、簡略化の為に織布５６ａ、５６ｂの図示を省略する。又、これら各織布５６ａ、５６ｂのうち、板状素子７４の片面（図８の表側面）に設ける実際の織布５６ｂの片面の形状も、幅方向一端部に段部７７及びテーパ面７９を設けた形状としている。

この様な板状素子７４は、長さ方向両端縁同士を突き合わせる、又は微小隙間を介して対向させる様に、各山部７５、７５の頂部を内側にした状態で円筒状に曲げる事により、図７、９に示す様な弾性歯付リング４９ｄを造る。これにより、この弾性歯付リング４９ｄの軸方向一端部（図７、９の左端部）内周面に、前述の図１〜４に示した第１例の場合と同様に、大径段部６６とテーパ面６８とが設けられる。又、複数の外歯素子部５４ａ、５４ａと複数の連結部６１、６１の外周面寄り部分とにより外歯５０ａを構成し、複数の内歯素子部５５ａ、５５ａと複数の連結部６１、６１の内周面寄り部分とにより内歯５１ａを構成する事も、上記第１例の場合と同様である。そして、上記板状素子７４を円筒状に曲げる事により上記弾性歯付リング４９ｄを構成した状態で、図９に示す様に、この弾性歯付リング４９ｄをウォーム軸２７の基端部に設けた雌スプライン部４８ａにスプライン係合させつつ内嵌する。この場合、上記弾性歯付リング４９ｄは、大径段部６６及びテーパ面６８と反対側の端部を先にして、上記雌スプライン部４８ａに内嵌する。次いで、上記弾性歯付リング４９ｄの内側に、電動モータ２８の回転軸２９の先端部に設けた雄スプライン部４７ａをスプライン係合させつつ内嵌し、図７に示す様に動力伝達機構３０ａを構成する。

上述の様に構成する本例の場合も、前述の図１〜４に示した第１例の場合と同様に、上記雄、雌両スプライン部４７ａ、４８ａの間に上記弾性歯付リング４９ｄを容易に組み付ける事ができ、しかも、この組み付け作業時にこの弾性歯付リング４９ｄに損傷が発生する可能性を十分に低く抑える事ができる為、歩留りの向上を図れる。更に、上記板状素子７４を造る為に使用する金型の形状を変更するだけで、軸方向端部に大径段部６６及びテーパ面６８を設けた、板状素子７４製の弾性歯付リング４９ｄを造る事ができる。この為、大径段部６６及びテーパ面６８を持たない、板状素子製の弾性歯付リングを造る場合に比べて、コストが大幅に上昇する事がない。
その他の構成及び作用に就いては、前述の図１〜４に示した第１例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を省略する。尚、本例の場合で、板状素子７４の他面（図８の裏側面）の幅方向他端部（図８のｙ方向上端部）に段部を設ける事により、上記第１例の場合と同様に、弾性歯付リング４９ｄの端部外周面に、小径段部６３（図１、２参照）を設ける事もできる。

［本発明の実施の形態の第４例］
次に、図１０〜１２は、やはり請求項１〜４に対応する、本発明の実施の形態の第４例を示している。本例の弾性歯付リング４９ｅの場合には、前述の図５〜６に示した第２例の弾性歯付リング４９ｃと同様の構造で、円周方向一部に、軸方向全長に亙る不連続部８０（図１２）を設けている。この弾性歯付リング４９ｅを造る為に、本例の場合には、図１１に示す様な、幅方向（図１１のｙ方向）寸法に対して長さ方向（図１１のｘ方向）寸法がかなり大きい、長尺な板状素子７４ａを造る。

この板状素子７４ａは、上述の図７〜９に示した第３例を構成する板状素子７４と同様の構造で、片面（図１１の表側面）の幅方向一端部（図１１のｙ方向下端部）に幅方向一端に向かうに従って、他面（図１１の裏面）に近づく方向に傾斜したテーパ面８１を、長さ方向全長に亙り設けている。

この様な板状素子７４ａは、長さ方向両端縁同士を突き合わせる、又は微小隙間を介して対向させる様に、各山部７５、７５の頂部を内側にした状態で円筒状に曲げる事により、図１０、１２に示す様な弾性歯付リング４９ｅを造る。これにより、この弾性歯付リング４９ｅの軸方向一端部（図１０、１２の左端部）内周面に、前述の図５〜６に示した第２例の場合と同様に、テーパ面７２が設けられる。又、複数の外歯素子部５４ａ、５４ａと複数の連結部６１、６１の外周面寄り部分とにより外歯５０ａを構成し、複数の内歯素子部５５ａ、５５ａと複数の連結部６１、６１の内周面寄り部分とにより内歯５１ａを構成する事も、上記第２例の場合と同様である。そして、上記板状素子７４ａを円筒状に曲げる事により上記弾性歯付リング４９ｅを構成した状態で、図１２に示す様に、この弾性歯付リング４９ｅをウォーム軸２７の基端部に設けた雌スプライン部４８ａにスプライン係合させつつ内嵌する。この場合、上記弾性歯付リング４９ｅは、上記テーパ面７２と反対側の端部を先にして、上記雌スプライン部４８ａに内嵌する。次いで、上記弾性歯付リング４９ｅの内側に、電動モータ２８の回転軸２９の先端部に設けた雄スプライン部４７ａをスプライン係合させつつ内嵌し、図１０に示す様に動力伝達機構３０ａを構成する。

上述の様に構成する本例の場合も、前述の図５〜６に示した第２例の場合と同様に、上記雄、雌両スプライン部４７ａ、４８ａの間に上記弾性歯付リング４９ｅを容易に組み付ける事ができ、しかも、この組み付け作業時にこの弾性歯付リング４９ｅに損傷が発生する可能性を十分に低く抑える事ができる為、歩留りの向上を図れる。更に、上記板状素子７４ａを造る為に使用する金型の形状を変更するだけで、軸方向端部にテーパ面７２を設けた、板状素子７４ａ製の弾性歯付リング４９ｅを造る事ができる。この為、テーパ面７２を持たない、板状素子製の弾性歯付リングを造る場合に比べて、製造コストが大幅に上昇する事がない。
その他の構成及び作用に就いては、前述の図５〜６に示した第２例又は上述の図７〜９に示した第３例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を省略する。尚、本例の場合で、板状素子７４の他面（図１１の裏側面）の幅方向他端部（図１１のｙ方向上端部）にテーパ面を設ける事により、上記第２例の場合と同様に、上記弾性歯付リング４９ｅの端部外周面にテーパ面７１（図５〜６参照）を設ける事もできる。

［本発明の実施の形態の第５例］
次に、図１３〜１４は、請求項１、３〜５に対応する、本発明の実施の形態の第５例を示している。本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１５〜１７参照）に付与していない。本例の場合には、電動モータ２８の補助トルクを、はすば歯車型の減速機８２とボールねじ機構８３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８２の入力軸８４とを連結すると共に、この減速機８２の出力軸となる出力歯車８５とボールナット８６とを連結している。これら出力歯車８５とボールナット８６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８７と、上記ボールナット８６の内周面に設けた外径側ボールスクリュー溝８８との間に複数のボール８９、８９を転動自在に設けている。上記ボールナット８６は、ハウジング９０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９０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１５、１６参照）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１５参照）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８２を介して上記ボールナット８６を回転させる。そして、このボールナット８６の回転により、上記ラック１２が軸方向に変位する。

特に、本例の場合には、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４８ｂと、上記減速機８２の入力軸８４の一端部（図１３〜１４の左端部）外周面に設けた雄スプライン部４７ｂとの間に、前述の図１〜４に示した実施の形態の第１例の場合と同様の弾性歯付リング４９ｂを設けて、この弾性歯付リング４９ｂにより、上記回転軸２９と入力軸８４とを、動力の伝達可能に結合している。上記雄スプライン部４７ｂと雌スプライン部４８ｂとの各歯は、これら両スプライン部４７ｂ、４８ｂの円周方向に重畳させている。

更に、前記減速機８２の出力歯車８５に設けた雌スプライン部４８ｃと、前記ボールナット８６の一端部（図１３〜１４の左端部）に設けた小径筒部９１に形成した雄スプライン部４７ｃとの間に、やはり前述の図１〜４に示した実施の形態の第１例の場合と同様の弾性歯付リング４９ｂを設けている。そして、この弾性歯付リング４９ｂにより、上記出力歯車８５とボールナット８６とを、動力の伝達可能に結合している。又、上記雄スプライン部４７ｃと雌スプライン部４８ｃとの各歯を、これら両スプライン部４７ｃ、４８ｃの円周方向に重畳させている。

この様な本例の場合も、一部の動力伝達部に弾性歯付リング４９ｂ、４９ｂを設けており、これら弾性歯付リング４９ｂ、４９ｂの軸方向一端部外周面に小径段部６３及びテーパ面６５（図１、２参照）を、同じく軸方向他端部内周面に大径段部６６及びテーパ面６８（図１、２参照）を、それぞれ設けている。この為、上記雄、雌両スプライン部４７ｂ、４７ｃ、４８ｂ、４８ｃの間に上記弾性歯付リング４９ｂ、４９ｂを容易に組み付ける事ができ、しかも、この組み付け作業時にこれら弾性歯付リング４９ｂ、４９ｂに損傷が発生する可能性を十分に低く抑える事ができる為、歩留りの向上を図れる。尚、本発明の範囲で、上記弾性歯付リング４９ｂの代わりに、前述の図５〜１２に示した実施の形態の第２〜４例で使用した弾性歯付リング４９ｂ〜４９ｅ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１３〜１４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、上述した第１〜４例の動力伝達機構３０ａと同様の構造を採用できる。

尚、上述した各例の場合には、弾性歯付リング４９ｂ〜４９ｅを、弾性材製の本体部６２の内、外両周面に１対の織布５６ａ、５６ｂ（図２１、２２参照）を貼着して成るものとしている。但し、本発明の動力伝達機構は、これら織布５６ａ、５６ｂを設けた弾性歯付リング４９ｂ〜４９ｅを使用した構造に限定するものではない。例えば、本発明は、弾性歯付リングとして、１対の織布５６ａ、５６ｂのうち、一方の織布５６ａ（又は５６ｂ）、又は両方の織布５６ａ、５６ｂを省略したものを使用した構造でも実施できる。例えば、弾性歯付リングは、合成ゴムの如きエラストマー、合成樹脂等の弾性材のみにより構成しても良い。

本発明の実施の形態の第１例の動力伝達機構を示す、図２４と同様の図。 同第１例の動力伝達機構の分解斜視図。 同第１例の動力伝達機構を構成すべく、ウォーム軸と弾性歯付リングと電動モータの回転軸とを組み合わせる途中の状態を示す斜視図。 同じく組み合わせた状態を示す斜視図。 本発明の実施の形態の第２例の動力伝達機構を示す、図１と同様の図。 同第２例の動力伝達機構の分解斜視図。 本発明の実施の形態の第３例の動力伝達機構を示す、図１と同様の図。 同第３例の動力伝達機構の分解斜視図。 同第３例の動力伝達機構を構成すべく、ウォーム軸と弾性歯付リングと電動モータの回転軸とを組み合わせる途中の状態を示す斜視図。 本発明の実施の形態の第４例の動力伝達機構を示す、図１と同様の図。 同第４例の動力伝達機構の分解斜視図。 同第４例の動力伝達機構を構成すべく、ウォーム軸と弾性歯付リングと電動モータの回転軸とを組み合わせる途中の状態を示す斜視図。 本発明の実施の形態の第５例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１３のＡ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１６のＢ−Ｂ部分の部分切断面図。 図１７の部分拡大図。 図１８のＣ部拡大図。 同Ｄ−Ｄ断面図。 図１９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１８のＥ−Ｅ断面を拡大して示す図。 本発明に先立って発明した先発明の動力伝達機構を、一部を切断して示す斜視図。 図２３の動力伝達機構を仮想平面Ｆで切断して示す図。 図２４のＧ−Ｇ断面図。

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 電動モータ
４ 減速機
５ トルクセンサ
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〜４７ｃ 雄スプライン部
４８、４８ａ〜４８ｃ 雌スプライン部
４９、４９ａ〜４９ｅ 弾性歯付リング
５０、５０ａ 外歯
５１、５１ａ 内歯
５２ 本体部
５４、５４ａ 外歯素子部
５５、５５ａ 内歯素子部
５６ａ、５６ｂ 織布
６１ 連結部
６２ 本体部
６３ 小径段部
６４ 本体部
６５ テーパ面
６６ 大径段部
６７ 本体部
６８ テーパ面
６９ テーパ面
７０ テーパ面
７１ テーパ面
７２ テーパ面
７３ 不連続部
７４、７４ａ 板状素子
７５ 山部
７６ 谷部
７７ 段部
７８ 本体部
７９ テーパ面
８０ 不連続部
８１ テーパ面
８２ 減速機
８３ ボールねじ機構
８４ 入力軸
８５ 出力歯車
８６ ボールナット
８７ 内径側ボールスクリュー溝
８８ 外径側ボールスクリュー溝
８９ ボール
９０ ハウジング
９１ 小径筒部

Claims (5)

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、これら雄、雌両スプライン部の間に組み付けた弾性歯付リングとを備えた動力伝達機構に組み込む弾性歯付リングであって、
   外周面に上記雌スプライン部とスプライン係合する外歯を、内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、それぞれ有し、外径側と内径側とに、それぞれが弾性材製であ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ている弾性歯付リングに於いて、
   内、外両周面のうち、少なくとも一方の周面の軸方向端部に、この一方の周面の軸方向の他の部分よりもその周面を含む部分の厚さが小さくなる様に形成された段部、又は軸方向端面に向かう程その周面を含む部分の厚さが小さくなる方向に中心軸に対し傾斜したテーパ面を設けている事を特徴とする弾性歯付リング。
2. 少なくとも一部が弾性材製で、長さ方向に山部と谷部とが交互に連続している板状素子を円筒状に曲げて成る、請求項１に記載した弾性歯付リング。
3. 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、これら雄、雌両スプライン部の間に組み付けた弾性歯付リングとを備えた動力伝達機構に於いて、
   上記弾性歯付リングが請求項１又は請求項２に記載した弾性歯付リングである事を特徴とする動力伝達機構。
4. 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３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。
5. 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３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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