JP2013234708A

JP2013234708A - 軸連結機構

Info

Publication number: JP2013234708A
Application number: JP2012107030A
Authority: JP
Inventors: Noboru Nakagawa; 昇中川; Masaya Kinjo; 雅也金城; Toshiya Oda; 俊也織田
Original assignee: Oiles Corp; Oiles Industry Co Ltd
Current assignee: Oiles Corp; Oiles Industry Co Ltd
Priority date: 2012-05-08
Filing date: 2012-05-08
Publication date: 2013-11-21

Abstract

【課題】長期の使用によっても一方の回転軸と他方の回転軸との間に軸心周りの方向についてのガタが生じ難く、電動モータの出力回転軸の反転時の衝撃、電動モータのブラシ振動のステアリングホイールへの伝達及びウォームギヤのバックラッシュに起因する歯打ち等の異音、振動を低減でき、運転者の操舵感覚の向上を図り得て、早期の劣化を回避できる軸連結機構を提供すること。
【解決手段】軸連結機構１は、回転軸２にＡ方向に突出して設けられる軸方向突出体４と、回転軸３にＡ方向に突出して設けられる一対の軸方向突出体７及び８と、軸方向としてのＡ方向において回転軸２及び３間に配されると共に回転軸２の回転を軸方向突出体４並びに軸方向突出体７及び８を介して回転軸３に伝達するべく軸心周りの方向において軸方向突出体４並びに軸方向突出体７及び８の夫々に接触する回転伝達体９とを具備している。
【選択図】図１

Description

本発明は、電動式パワーステアリング装置における電動モータ等の回転源側の回転軸と自動車のステアリング軸等の作動側の回転軸との連結に適した軸連結機構に関する。

例えば、電動式パワーステアリング装置は、手動操作されるステアリングホイール（ハンドル）の回転に基づく回転力に電動モータの出力回転軸の回転に基づく回転力を付加してステアリングホイールの手動による操舵を容易に行い得るようにするものであって、斯かる電動式パワーステアリング装置においては、ステアリングホイール側のステアリング軸と電動モータの出力回転軸側の回転軸とを軸連結機構（カップリング）を介して連結している。

特開２００２−２７４３９５号公報特開２００３−９５１１８号公報

斯かる電動式パワーステアリング装置において、剛性の軸連結機構を介してステアリング軸と回転軸とを連結する場合、電動モータの出力回転軸の反転時の衝撃、電動モータのブラシ振動が軸連結機構、ウォームギヤ、ウォームホイール及びステアリング軸を介してステアリングホイールに伝達されて運転者に不快な操舵感を生じさせる虞がある上に、ウォームギヤのバックラッシュに起因する歯打ち等の異音、振動が生じる虞があり、これを回避するために軸連結機構に弾性体を介在させることが提案されているが、衝撃、振動の低減を重視して斯かる弾性体をより柔軟なものにすると、柔軟な弾性体はクリープ変形が生じ易いために、弾性体への繰り返し荷重による弾性体の永久的な変形で軸連結機構にガタが生じて、これによってもまた運転者の操舵感覚が不快なものとなる虞がある一方、耐久性を重視して弾性体を硬質なものにすると、前記と逆にガタのない点で操舵感覚は良くなるが、上述の通りステアリングホイールに伝達された衝撃、振動で操舵感覚が不快なものとなる上に、ウォームギヤのバックラッシュに起因する歯打ち等の異音、振動を低減することができない。

本発明は、前記諸点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、長期の使用によっても一方の回転軸と他方の回転軸との間に軸心周りの方向についてのガタが生じ難く、電動モータの出力回転軸の反転時の衝撃、電動モータのブラシ振動のステアリングホイールへの伝達及びウォームギヤのバックラッシュに起因する歯打ち等の異音、振動を低減でき、運転者の操舵感覚の向上を図り得て、早期の劣化を回避できる軸連結機構を提供することにある。

一方の回転軸の回転を他方の回転軸に伝達するように二つの回転軸の間に配されて二つの回転軸を連結する本発明の軸連結機構は、一方の回転軸に軸方向に突出して設けられると共に軸心周りの方向における一対の側面を有した一方の軸方向突出体と、この一方の軸方向突出体が配される凹所を形成するように軸方向に直交する一の方向において互いに対向していると共に他方の回転軸に軸方向に突出して設けられる一対の他方の軸方向突出体と、軸方向において一方及び他方の回転軸間に配されると共に一方の回転軸の回転を一方の軸方向突出体及び一対の他方の軸方向突出体を介して他方の回転軸に伝達するべく、軸心周りの方向において一方の軸方向突出体及び一対の他方の軸方向突出体の夫々に接触する回転伝達体とを具備しており、回転伝達体は、一方及び他方の回転軸間に配される一対の回転伝達部材と、一対の回転伝達部材間に配されている中間介在部材とを具備しており、一対の他方の軸方向突出体のうちの一方は、一方の軸方向突出体の一対の側面のうちの一方の側面に対して隙間をもって対面すると共に凹所を規定している軸心周りの方向における側面を有しており、一対の他方の軸方向突出体のうちの他方は、前記一の方向において一対の他方の軸方向突出体のうちの一方の側面に間隔をもって対面していると共に一方の軸方向突出体の一対の側面のうちの他方の側面に対して隙間をもって対面し、且つ、凹所を規定している軸心周りの方向における側面を有しており、一対の回転伝達部材の夫々は、凹所に配されていると共に内周面で一方の軸方向突出体が配される貫通孔を規定している第一の環状基部と、一方の軸方向突出体の軸心周りの方向における一対の側面のうちの一方に対して相補的な形状を有していると共に第一の環状基部の内周面に形成されている第一の内側面と、一方の軸方向突出体の軸心周りの方向における一対の側面のうちの他方に対して相補的な形状を有していると共に前記一の方向において第一の内側面に対面して第一の環状基部の内周面に形成されている第二の内側面と、一対の他方の軸方向突出体のうちの一方の軸心周りの方向における側面に対して相補的な形状を有していると共に第一の環状基部の外周面に形成されている第一の外側面と、一対の他方の軸方向突出体のうちの他方の軸心周りの方向における側面に対して相補的な形状を有していると共に第一の環状基部の外周面に形成されている第二の外側面とを具備しており、中間介在部材は、一対の回転伝達部材の第一の環状基部の夫々の剛性よりも小さな剛性を有すると共に弾性変形可能であり、且つ、軸方向において一対の回転伝達部材間に配されると共に一方の軸方向突出体が配される貫通孔を規定した内周面を有している第二の環状基部と、一方の軸方向突出体の軸心周りの方向における一対の側面のうちの一方に対して相補的な形状を有していると共に第二の環状基部の内周面に形成されている第三の内側面と、一方の軸方向突出体の軸心周りの方向における一対の側面のうちの他方に対して相補的な形状を有していると共に前記一の方向において第三の内側面に対面して第二の環状基部の内周面に形成されている第四の内側面と、一対の他方の軸方向突出体のうちの一方の軸心周りの方向における側面に対して相補的な形状を有していると共に第二の環状基部の外周面に形成されている第三の外側面と、一対の他方の軸方向突出体のうちの他方の軸心周りの方向における側面に対して相補的な形状を有していると共に第二の環状基部の外周面に形成されている第四の外側面とを具備しており、第二の環状基部の前記一の方向における第三の内側面及び第三の外側面間の幅及び前記一の方向における第四の内側面及び第四の外側面間の幅は、第一の環状基部の前記一の方向における第一の内側面及び第一の外側面間の幅並びに前記一の方向における第二の内側面及び第二の外側面間の幅よりも大きく、第一及び第二の内側面の夫々は、一方の軸方向突出体の軸心周りの方向における一対の側面の夫々に対して前記一の方向における隙間をもって配されるように形成されている一方、第三及び第四の内側面の夫々は、当該一方の軸方向突出体の一対の側面の夫々に対して接触するように形成されており、第一及び第二の外側面の夫々は、一対の他方の軸方向突出体の軸心周りの方向における側面の夫々に対して前記一の方向における隙間をもって配されるように形成されている一方、第三及び第四の外側面の夫々は、一対の他方の軸方向突出体の軸心周りの方向における側面の夫々に対して接触するように形成されている。

本発明の軸連結機構によれば、電動モータの出力回転軸の反転時の衝撃、電動モータのブラシ振動やウォームギヤのバックラッシュに起因する振動等によって生じる一方及び他方の回転軸のうちの一方の微小回転においては中間介在部材の弾性変形を生じさせることで当該微小回転を一方及び他方の回転軸のうちの他方に伝達させることがない一方、ステアリングの操作及び当該操作に基づく電動モータの出力回転軸の回転によって生じる一方及び他方の回転軸のうちの一方の一定以上の回転においては一方及び他方の一対の軸方向突出体の夫々の軸心周りの方向における側面を一対の回転伝達部材の第一及び第二の内側面並びに第一及び第二の外側面に接触させることで当該一定以上の回転を一方及び他方の回転軸のうちの他方に伝達させることができ、而して、中間介在部材の弾性変形で電動モータの出力回転軸の反転時の衝撃、電動モータのブラシ振動のステアリングホイールへの伝達及びウォームギヤのバックラッシュに起因する歯打ち等の異音、振動を低減でき、運転者の操舵感覚の向上を図り得て、しかも、中間介在部材の大きな繰り返しの弾性変形を回避できて長期の使用によっても一方の回転軸と他方の回転軸との間に軸心周りの方向についてのガタが生じ難く、中間介在部材の早期の劣化を回避できる。

本発明の軸連結機構では、第一の環状基部の第一の内側面、第二の内側面、第一の外側面及び第二の外側面並びに第二の環状基部の第三の内側面、第四の内側面、第三の外側面及び第四の外側面の夫々は、前記一の方向に直交する平坦面からなっていてもよい。

本発明の軸連結機構では、第三の内側面の第一の内側面に対する前記一の方向における突出長さは、第三の外側面の第一の外側面に対する前記一の方向における突出長さと等しく、第四の内側面の第二の内側面に対する前記一の方向における突出長さは、第四の外側面の第二の外側面に対する前記一の方向における突出長さと等しくてもよい。

本発明の軸連結機構では、第三の内側面の第一の内側面に対する前記一の方向における突出長さは、第四の内側面の第二の内側面に対する前記一の方向における突出長さと等しく、第三の外側面の第一の外側面に対する前記一の方向における突出長さは、第四の外側面の第二の外側面に対する前記一の方向における突出長さと等しくてもよい。

本発明において、一対の回転伝達部材は、好ましくは、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂等の硬質の樹脂から形成されるが、その他の剛性を呈する硬質の樹脂から形成されていてもよく、中間介在部材は、ウレタンゴム、ポリエステルエラストマー等のゴム弾性体から形成されているとよい。

本発明の軸連結機構は、電動式パワーステアリング装置用のものであってもよく、この場合、一方の軸方向突出体は、電動モータの出力回転軸に連結されるようになっており、一対の他方の軸方向突出体は、ウォームギヤ及びウォームホイールを介して自動車のステアリング軸に連結されるようになっていてもよい。また、本発明の軸連結機構は、車輪のバンプおよびリバウンドに伴うキャンバー角や対地トレッドの変化を抑制して操縦安定性能を高めるべく、車両のサスペンション装置のアッパーリンクおよびロアリンクを伸縮制御する伸縮アクチュエータであって、例えば自動車のサスペンションのナックルと車体とを連結する伸縮アクチュエータとしてのトーコントロールアクチュエータに用いられてもよく、この場合、一方の軸方向突出体は、車体側に位置するトーコントロールアクチュエータのブラシ付きのモータの回転軸に連結された減速機の出力部材である回転軸に設けられるようになっており、一対の他方の軸方向突出体は、ナックル側に位置するトーコントロールアクチュエータの送りねじ機構の入力部材である回転軸に連結されるようになっていてもよい。

本発明によれば、電動モータの出力回転軸の反転時の衝撃、電動モータのブラシ振動のステアリングホイールへの伝達及びウォームギヤのバックラッシュに起因する歯打ち等の異音、振動を低減でき、運転者の操舵感覚の向上を図り得て、長期の使用によっても一方の回転軸と他方の回転軸との間に軸心周りの方向についてのガタが生じ難く、早期の劣化を回避できる軸連結機構を提供し得る。

図１は、本発明の実施の形態の好ましい例の一部省略正面説明図である。図２は、図１に示す例の一部省略正面説明図である。図３は、図１に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視断面説明図である。図４は、図１に示す例の主に一方の軸方向突出体の軸方向における端面説明図である。図５は、図１に示す例の主に一対の他方の軸方向突出体の軸方向における端面説明図である。図６の（ａ）及び（ｂ）は、図１に示す例の回転伝達体の説明図である。図７の（ａ）及び（ｂ）は、図１に示す例の一方の回転伝達部材の説明図である。図８の（ａ）及び（ｂ）は、図１に示す例の中間介在部材の説明図である。図９の（ａ）及び（ｂ）は、図１に示す例の他方の回転伝達部材の説明図である。

次に本発明の実施の形態を、図に示す好ましい例に基づいて更に詳細に説明する。なお、本発明はこれら例に何等限定されないのである。

図１から図９において、電動式パワーステアリング装置の電動モータ側の回転軸２の回転を、及びウォーム軸側の回転軸３の軸心Ｏの周りのＲ方向の回転を相互に伝達するように回転軸２及び３の間に配されて当該回転軸２及び３を相互に連結する本例の電動式パワーステアリング装置用の軸連結機構１は、回転軸２に軸方向としてのＡ方向に突出して設けられる軸方向突出体４と、軸方向突出体４が配される凹所６を形成するようにＡ方向に直交するｒ１方向において互いに対向していると共に回転軸３にＡ方向に突出して設けられる一対の軸方向突出体７及び８と、Ａ方向において回転軸２及び３間に配されると共に回転軸２の回転を軸方向突出体４並びに軸方向突出体７及び８を介して回転軸３に伝達するべく、Ｒ方向において軸方向突出体４並びに軸方向突出体７及び８の夫々に接触する回転伝達体９とを具備している。

回転軸２のＡ方向の端面１１の中央にＡ方向に突出して且つＡ方向及びｒ１方向に直交するｒ２方向に伸びて一体的に形成されていると共に軸心Ｏ上に配されている重心を有した矩形状の軸方向突出体４は、特に図４に示すように、ｒ１方向において軸心Ｏを間にして互いに対向して配されていると共にｒ１方向に対して直交する平坦面からなるＲ方向における剛性回転伝達面としての一対の側面１２及び１３と、側面１２及び１３の夫々のｒ２方向における両縁に連接していると共にｒ２方向において軸心Ｏを間にして互いに対向して配されており、且つ、ｒ２方向に直交する平坦面からなる一対の面１４及び１５と、側面１２及び１３並びに面１４及び１５の夫々のＡ方向における一方縁に連接していると共に回転軸３のＡ方向の端面２１に対してＡ方向の隙間１８をもって対面している先端面１６とを具備している。

軸方向突出体４が貫通孔５２、７２及び９２に配されている軸方向突出体４において、側面１２は、環状基部９３の内側面９４に、側面１３は、環状基部９３の内側面９５に夫々接触しており、面１４は、環状基部５３、７３及び９３の面５９、７９及び９９に対してｒ２方向の隙間６７をもって、面１５は、環状基部５３、７３及び９３の面６０、８０及び１００に対してｒ２方向の隙間６８をもって夫々対面している。

側面１２及び１３と面１４及び１５との連接部の夫々には面取りが施されていてもよく、軸方向突出体４のＡ方向における回転軸２側の端部１７は、本例では回転軸２に一体形成されているが、キー、ねじ等を介して連結されてもよい。

Ａ方向に伸びた回転軸３の端面２１にＡ方向に突出し且つ軸心Ｏからｒ１方向の一方側に離れて一体的に形成された軸方向突出体７は、特に図５に示すように、ｒ１方向に直交する平坦面からなると共に軸心Ｏからｒ１方向に離れて配されおり、且つ、軸方向突出体４の側面１２に対してｒ１方向の隙間２７をもって対面するＲ方向における剛性回転伝達面としての側面２２と、側面のｒ２方向における両縁に連接していると共に回転軸３の軸心Ｏと同心の曲率中心をもった円弧面２３と、側面２２及び円弧面２３の夫々のＡ方向における一方縁に連接していると共に回転軸２の端面１１に対してＡ方向の隙間２４をもって対面している先端面２５と、側面２２の中央にＡ方向に伸びて形成された円弧面２６とを具備している。

軸方向突出体７のＡ方向における回転軸３側の端部２８は、本例では回転軸３に一体形成されているが、キー、ねじ等を介して連結されてもよい。

Ａ方向に伸びた回転軸３の端面２１にＡ方向に突出し且つ軸心Ｏからｒ１方向の他方側に離れて一体的に形成された軸方向突出体８は、特に図５に示すように、ｒ１方向に直交する平坦面からなると共に軸心Ｏからｒ１方向に離れて配されており、且つ、軸方向突出体４の側面１３に対してｒ１方向の隙間３７をもって対面すると共にｒ１方向において側面２２に対して間隔３９をもって対面したＲ方向における剛性回転伝達面としての側面３２と、側面３２のｒ２方向における両縁に連接していると共に回転軸３の軸心Ｏと同心の曲率中心をもった円弧面３３と、側面３２及び円弧面３３の夫々のＡ方向における一方縁に連接していると共に回転軸２の端面１１に対してＡ方向の隙間２４をもって対面している先端面３５と、側面３２の中央にＡ方向に伸びて形成された円弧面３６とを具備している。

軸方向突出体８のＡ方向における回転軸３側の端部３８は、本例では回転軸３に一体形成されているが、キー、ねじ等を介して連結されてもよい。

夫々互いに同様に形成された軸方向突出体７及び８は、ｒ１方向において間隔３９をもって互いに対向して配されており、側面２２及び３２並びに端面２１によって規定された凹所６には、軸方向突出体４及び回転伝達体９が配されており、軸方向突出体７及び８は、側面２２が環状基部９３の外側面９７に、側面３２が環状基部９３の外側面９８に夫々接触して回転伝達体６に嵌合するようになっている。

回転伝達体９は、Ａ方向において回転軸２及び３間に配される一対の回転伝達部材４１及び４２と、Ａ方向において回転伝達部材４１及び４２間に配されている中間介在部材４３とを具備している

ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂等から一体に形成されている剛性の回転伝達部材４１は、特に図７の（ａ）及び（ｂ）に示すように、Ａ方向において回転軸２及び３間に配されると共に凹所６に配されており、且つ、軸方向突出体４が貫通する貫通孔５２を規定した内周面５１を有している環状基部５３と、軸方向突出体４の側面１２に対して相補的な形状を有していると共に環状基部５３の内周面５１に形成されている剛性回転伝達面としての内側面５４と、軸方向突出体４の側面１３に対して相補的な形状を有していると共にｒ１方向において内側面５４に対面して環状基部５３の内周面５１に形成されている剛性回転伝達面としての内側面５５と、軸方向突出体７の側面２２に対して相補的な形状を有していると共に環状基部５３の外周面５６に形成されている剛性回転伝達面としての外側面５７と、軸方向突出体８の側面３２に対して相補的な形状を有していると共に環状基部５３の外周面５６に形成されている剛性回転伝達面としての外側面５８とを具備している。

内周面５１は、ｒ１方向に直交する平坦面からなる内側面５４及び５５と、内側面５４及び５５の夫々のｒ２方向における両縁に連接していると共にｒ２方向に直交する平坦面からなる面５９及び６０とを具備しており、内側面５４及び５５並びに面５９及び６０によって規定された矩形状の貫通孔５２は、軸方向突出体４のｒ１方向の幅よりも大きな幅と、ｒ２方向において軸方向突出体４よりも長い長さとを有している。

外周面５６は、ｒ１方向に直交する平坦面からなる外側面５７及び５８と、外側面５７及び５８の夫々のｒ２方向における両縁に連接していると共に軸心Ｏと同心の曲率中心を有した円弧面６１及び６２と、外側面５７のｒ２方向における中央にＡ方向に伸びて形成されていると共に円弧面２６の曲率中心と同心の曲率中心を有した円弧面６３と、外側面５８のｒ２方向における中央にＡ方向に伸びて形成されていると共に円弧面３６の曲率中心と同心の曲率中心を有した円弧面６４と具備している。

貫通孔５２に配された軸方向突出体４において、内側面５４は、側面１２に対してｒ１方向の隙間６５をもって配され、内側面５５は、側面１３に対してｒ１方向の隙間６６をもって配され、面５９は、面１４に対してｒ２方向の隙間６７をもって配され、面６０は、面１５に対してｒ２方向の隙間６８をもって配されており、凹所６に配された環状基部５３において、外側面５７は、側面２２に対してｒ１方向の隙間６９をもって配され、外側面５８は、側面３２に対してｒ１方向の隙間７０をもって配される。隙間６５及び６６並びに隙間６９及び７０は、互いに等しいｒ１方向の幅を有しており、隙間６７及び６８は互いに等しいｒ２方向の幅を有している。

尚、内側面５４及び５５並びに面５９及び６０の夫々の連接部には面取りが施されていてもよく、円弧面６１の曲率半径は円弧面２３の曲率半径と等しくてもよく、また、円弧面２３の曲率半径よりも小さくてもよく、円弧面６２の曲率半径は円弧面３３の曲率半径と等しくてもよく、また、円弧面３３の曲率半径よりも小さくてもよく、更に、本例では、面５９及び６０は、面１４及び１５に対して隙間６７及び６８をもって配されるように形成されているが、例えば面１４及び１５に対して接触するように形成されてもよい。

回転伝達部材４１と同様にポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂等から一体に形成されている剛性の回転伝達部材４２は、特に図９の（ａ）及び（ｂ）に示すように、Ａ方向において回転軸２及び３間に配されると共に凹所６に配されており、且つ、軸方向突出体４が貫通する貫通孔７２を規定した内周面７１を有している環状基部７３と、軸方向突出体４の側面１２に対して相補的な形状を有していると共に環状基部７３の内周面７１に形成されている剛性回転伝達面としての内側面７４と、軸方向突出体４の側面１３に対して相補的な形状を有していると共にｒ１方向において内側面７４に対面して環状基部７３の内周面７１に形成されている剛性回転伝達面としての内側面７５と、軸方向突出体７の側面２２に対して相補的な形状を有していると共に環状基部７３の外周面７６に形成されている剛性回転伝達面としての外側面７７と、軸方向突出体８の側面３２に対して相補的な形状を有していると共に環状基部７３の外周面７６に形成されている剛性回転伝達面としての外側面７８とを具備している。

内周面７１は、ｒ１方向に直交する平坦面からなる内側面７４及び７５と、内側面７４及び７５の夫々のｒ２方向における両縁に連接していると共にｒ２方向に直交する平坦面からなる面７９及び８０とを具備しており、内側面７４及び７５並びに面７９及び８０によって規定された矩形状の貫通孔７２は、軸方向突出体４のｒ１方向の幅よりも大きな幅と、ｒ２方向において軸方向突出体４よりも長い長さとを有している。

外周面７６は、ｒ１方向に直交する平坦面からなる外側面７７及び７８と、外側面７７及び７８の夫々のｒ２方向における両縁に連接していると共に軸心Ｏと同心の曲率中心を有した円弧面８１及び８２と、外側面７７のｒ２方向における中央にＡ方向に伸びて形成されていると共に円弧面２６の曲率中心と同心の曲率中心を有した円弧面８３と。外側面７８のｒ２方向における中央にＡ方向に伸びて形成されていると共に円弧面３６の曲率中心と同心の曲率中心を有した円弧面８４を具備している。

貫通孔７２に配された軸方向突出体４において、内側面７４は、側面１２に対してｒ１方向の隙間６５をもって配され、内側面７５は、側面１３に対してｒ１方向の隙間６６をもって配され、面７９は、面１４に対してｒ２方向の隙間６７をもって配され、隙間７０は、面１５に対してｒ２方向の隙間６８をもって配されており、凹所６に配された環状基部７３において、外側面７７は、側面２２に対してｒ１方向の隙間６９をもって配され、外側面７８は、側面３２に対してｒ１方向の隙間７０をもって配される。

尚、内側面７４及び７５並びに面７９及び８０の夫々の連接部には面取りが施されていてもよく、円弧面８１の曲率半径は、円弧面２３の曲率半径と等しくてもよく、また、円弧面２３の曲率半径よりも小さくてもよい。円弧面８２の曲率半径は、円弧面３３の曲率半径と等しくてもよく、また、円弧面３３の曲率半径よりも小さくてもよく、更に、本例では、面７９及び８０は、面１４及び１５に対して隙間６７及び６８をもって配されるように形成されているが、例えば面１４及び１５に対して接触するように形成されてもよい。

夫々互いに同様に形成されている斯かる回転伝達部材７及び８において、環状基部５３のＡ方向における一方の端面８５は、回転軸２の端面１１に対してＡ方向の隙間８６をもって対面しており、環状基部５３のＡ方向における他方の端面８７は、中間介在部材４３にぴったりと接触しており、環状基部７３のＡ方向における一方の端面８８は、回転軸３の端面２１に対してＡ方向の隙間８９をもって対面しており、環状基部５３のＡ方向における他方の端面９０は、中間介在部材４３にぴったりと接触している。

回転伝達部材４１及び４２よりも小さな剛性を有すると共に弾性変形可能であってウレタンゴム、ポリエステルエラストマー等のゴム弾性体から一体形成されている中間介在部材４３は、特に図８の（ａ）及び（ｂ）に示すように、Ａ方向において回転伝達部材４１及び４２間に配されると共に凹所６に配され、且つ内周面９１で軸方向突出体４が貫通する貫通孔９２を規定していると共に回転伝達部材４１及び４２の環状基部５３及び７３の夫々の剛性よりも小さな剛性を有すると共に弾性変形可能である環状基部９３と、軸方向突出体４の側面１２に対して相補的な形状を有していると共に環状基部９３の内周面９１に形成されている弾性回転伝達面としての内側面９４と、軸方向突出体４の側面１３に対して相補的な形状を有していると共にｒ１方向において内側面９４に対面して環状基部９３の内周面９１に形成されている弾性回転伝達面としての内側面９５と、軸方向突出体７の側面２２に対して相補的な形状を有していると共に環状基部９３の外周面９６に形成されている弾性回転伝達面としての外側面９７と、軸方向突出体８の側面３２に対して相補的な形状を有していると共に環状基部９３の内周面９１に形成されている弾性回転伝達面としての外側面９８とを具備している。

内周面９１は、ｒ１方向に直交する平坦面からなる内側面９４及び９５と、内側面９４及び９５の夫々のｒ２方向における両縁に連接していると共にｒ２方向に直交する平坦面からなる面９９及び１００とを具備しており、内側面９４及び９５並びに面９９及び１００によって規定されている矩形状の貫通孔９２は、軸方向突出体４のｒ１方向の幅と同等の幅と、ｒ２方向において軸方向突出体４よりも長い長さとを有している。

外周面９６は、ｒ１方向に直交する平坦面からなる外側面９７及び９８と、外側面９７及び９８の夫々のｒ２方向における両縁に連接していると共に軸心Ｏと同心の曲率中心を有した円弧面１０１及び１０２と、外側面９７のｒ２方向における中央にＡ方向に伸びて形成されていると共に円弧面２６の曲率中心と同心の曲率中心を有した円弧面１０３と、。外側面９８のｒ２方向における中央にＡ方向に伸びて形成されていると共に円弧面３６の曲率中心と同心の曲率中心を有した円弧面１０４とを具備している。円弧面１０１の曲率半径は、円弧面６１及び８１の曲率半径と等しく、軸円弧面１０２の曲率半径は、円弧面６２及び８２の曲率半径と等しい。

環状基部９３のｒ１方向における内側面９４及び外側面９７間の幅Ｄ１は、環状基部５３のｒ１方向における内側面５４及び外側面５７間の幅Ｄ２並びに環状基部７３のｒ１方向における内側面７４及び外側面７７間の幅Ｄ２よりも大きく、環状基部９３のｒ１方向における内側面９５及び外側面９８間の幅Ｄ３は、環状基部５３のｒ１方向における内側面５５及び外側面５８間の幅Ｄ４並びに環状基部７３のｒ１方向における内側面７５及び外側面７８間の幅Ｄ４よりも大きく、内側面９４の内側面５４及び７４に対するｒ１方向における突出長さは、外側面９７の外側面５７及び７７に対するｒ１方向における突出長さと等しく、内側面９５の内側面５５及び７５に対するｒ１方向における突出長さは、外側面９８の外側面５８及び７８に対するｒ１方向における突出長さと等しく、内側面９４の内側面５４及び７４に対するｒ１方向における突出長さは、内側面９５の内側面５５及び７５に対するｒ１方向における突出長さと等しく、外側面９７の外側面５７及び７７に対するｒ１方向における突出長さは、外側面９８の外側面５８及び７８に対するｒ１方向における突出長さと等しい。

貫通孔９２に配された軸方向突出体４において、貫通孔９２に内側面９４は、側面１２に接触し、内側面５５は、側面１３に接触し、面９９は、面１４に対してｒ２方向の隙間６７をもって配され、面１００は、面１５に対してｒ２方向の隙間６８をもって配されており、凹所６に配された環状基部９３において、内側面９４は、側面２２に接触し、内側面９５は、側面３２に接触する。

尚、内側面９４及び９５並びに面９９及び１００の夫々の連接部には面取りが施されていてもよく、円弧面１０１の曲率半径は、円弧面２３の曲率半径と等しくてもよく、また、円弧面２３の曲率半径よりも小さくてもよく、円弧面１０２の曲率半径は、円弧面３３の曲率半径と等しくてもよく、また、円弧面３３の曲率半径よりも小さくてもよく、更に、本例では、面９９及び１００は、面１４及び１５に対して隙間６７及び６８をもって配されるように形成されているが、例えば面１４及び１５に対して接触するように形成されてもよい。

回転軸２及び３の一定以下のＲ方向の相対回転では、軸方向突出体４の側面１２及び１３は、Ｒ方向において対面する中間介在部材４３の内側面９４及び９５に夫々接触している一方、Ｒ方向において対面する回転伝達部材４１及び４２の内側面５４及び７４並びに内側面５５及び７５に夫々非接触となっており、軸方向突出体７及び８の側面２２及び３２は、Ｒ方向において対面する中間介在部材４３の外側面９７及び９８に夫々接触している一方、Ｒ方向において対面する回転伝達部材４１及び４２の外側面５７及び７７並びに外側面５８及び７８に夫々非接触となっている。

以上の軸連結機構１では、運転者によるステアリングホイールの手動操作において、ステアリングホイールに加えられるトルクを検出するトルク検出器からの検出信号により制御される電動モータの作動で回転軸２がＲ方向に回転され、回転軸２のＲ方向の回転で軸方向突出体４が同方向に回転されて、軸方向突出体４による環状基部９３のＲ方向の弾性変形後における内側面９４並びに内側面５４及び７４への側面１２の接触に基づく軸方向突出体４による環状基部５３、７３及び９３のＲ方向への押圧を介して軸方向突出体４のＲ方向の回転が軸方向突出体７及び８の側面２２及び３２に剛性的に伝達されて、これにより、ステアリングホイールの手動操作を補助するようになっている。

軸連結機構１では、ステアリングホイールが運転者により手動操作されずに回転軸２がＲ方向に回転されない状態又はステアリングホイールが運転者により手動操作されて回転軸２がＲ方向に回転される状態のいずれの状態においても、回転軸２に対する回転軸３のＲ方向の相対回転が微小なものである場合には、内側面９４及び９５並びに外側面９７及び９８が容易に圧縮変形する結果、斯かる回転軸２の微小なＲ方向の回転は、回転軸３には殆ど伝達されず、而して、回転軸２に連結された電動モータの出力回転軸の反転時の衝撃、電動モータのブラシ振動の回転軸３を介してのステアリングホイールへの伝達を低減できる上に、回転軸３に連結されたウォームギヤ（ウォーム軸）と当該ウォームギヤに噛み合うと共にステアリング軸に連結されたウォームホイールとの間のバックラッシュに起因する振動を中間介在部材４３の弾性圧縮変形で吸収できてウォームギヤとウォームホイールとにおける歯打ち等の異音の発生をなくし得、運転者の操舵感覚の向上を図り得る。また、軸連結機構１では、環状基部９３の一定以上の圧縮変形後、内側面５４及び７４への側面１２の接触並びに内側面５５及び７５への側面１３の接触が生じると共に外側面５７及び５８への側面２２の接触並びに外側面７７及び７８への側面３２の接触が生じて、環状基部９３のそれ以上の弾性圧縮変形を抑止できる結果、環状基部９３のクリープによるへたりを防止でき、而して、回転軸２及び３間にＲ方向についてのガタが生じ難いことになる。

本例の軸連結機構１によれば、電動モータの出力回転軸の反転時の衝撃、電動モータのブラシ振動やウォームギヤのバックラッシュに起因する振動等によって生じる回転軸２及び３のうちの一方のＲ方向の微小回転においては中間介在部材４３の弾性変形を生じさせることで当該微小回転を回転軸２及び３のうちの他方に伝達させることがない一方、ステアリングの操作及び当該操作に基づく電動モータの出力回転軸の回転によって生じる回転軸２及び３のうちの一方の一定以上の回転においては軸方向突出体４並びに軸方向突出体７及び８の夫々のＲ方向における側面１２及び１３並びに側面２２及び３２を一対の回転伝達部材４１及び４２の環状基部５３及び７３の内側面５４、５５、７４及び７５並びに外側面５７、５８、７７及び７８に接触させることで当該一定以上の回転を回転軸２及び３のうちの他方に伝達させることができ、而して、長期の使用によっても回転軸２と回転軸３との間にＲ方向についてのガタが生じ難く、電動モータの出力回転軸の反転時の衝撃、電動モータのブラシ振動のステアリングホイールへの伝達及びウォームギヤのバックラッシュに起因する歯打ち等の異音、振動を低減でき、運転者の操舵感覚の向上を図り得て、早期の劣化を回避できる。

１軸連結機構
２、３回転軸
４、７、８軸方向突出体
６凹所
９回転伝達体
４１、４２回転伝達部材
４３中間介在部材

Claims

一方の回転軸の回転を他方の回転軸に伝達するように二つの回転軸の間に配されて二つの回転軸を連結する軸連結機構であって、一方の回転軸に軸方向に突出して設けられると共に軸心周りの方向における一対の側面を有した一方の軸方向突出体と、この一方の軸方向突出体が配される凹所を形成するように軸方向に直交する一の方向において互いに対向していると共に他方の回転軸に軸方向に突出して設けられる一対の他方の軸方向突出体と、軸方向において一方及び他方の回転軸間に配されると共に一方の回転軸の回転を一方の軸方向突出体及び一対の他方の軸方向突出体を介して他方の回転軸に伝達するべく、軸心周りの方向において一方の軸方向突出体及び一対の他方の軸方向突出体の夫々に接触する回転伝達体とを具備しており、回転伝達体は、一方及び他方の回転軸間に配される一対の回転伝達部材と、一対の回転伝達部材間に配されている中間介在部材とを具備しており、一対の他方の軸方向突出体のうちの一方は、一方の軸方向突出体の一対の側面のうちの一方の側面に対して隙間をもって対面すると共に凹所を規定している軸心周りの方向における側面を有しており、一対の他方の軸方向突出体のうちの他方は、軸方向に直交する一の方向において一対の他方の軸方向突出体のうちの一方の側面に間隔をもって対面していると共に一方の軸方向突出体の一対の側面のうちの他方の側面に対して隙間をもって対面し、且つ凹所を規定している軸心周りの方向における側面を有しており、一対の回転伝達部材の夫々は、凹所に配されていると共に内周面で一方の軸方向突出体が配される貫通孔を規定している第一の環状基部と、一方の軸方向突出体の軸心周りの方向における一対の側面のうちの一方に対して相補的な形状を有していると共に第一の環状基部の内周面に形成されている第一の内側面と、一方の軸方向突出体の軸心周りの方向における一対の側面のうちの他方に対して相補的な形状を有していると共に前記一の方向において第一の内側面に対面して第一の環状基部の内周面に形成されている第二の内側面と、一対の他方の軸方向突出体のうちの一方の軸心周りの方向における側面に対して相補的な形状を有していると共に第一の環状基部の外周面に形成されている第一の外側面と、一対の他方の軸方向突出体のうちの他方の軸心周りの方向における側面に対して相補的な形状を有していると共に第一の環状基部の外周面に形成されている第二の外側面とを具備しており、中間介在部材は、一対の回転伝達部材の第一の環状基部の夫々の剛性よりも小さな剛性を有すると共に弾性変形可能であり、且つ、軸方向において一対の回転伝達部材間に配されると共に一方の軸方向突出体が配される貫通孔を規定した内周面を有している第二の環状基部と、一方の軸方向突出体の軸心周りの方向における一対の側面のうちの一方に対して相補的な形状を有していると共に第二の環状基部の内周面に形成されている第三の内側面と、一方の軸方向突出体の軸心周りの方向における一対の側面のうちの他方に対して相補的な形状を有していると共に前記一の方向において第三の内側面に対面して第二の環状基部の内周面に形成されている第四の内側面と、一対の他方の軸方向突出体のうちの一方の軸心周りの方向における側面に対して相補的な形状を有していると共に第二の環状基部の外周面に形成されている第三の外側面と、一対の他方の軸方向突出体のうちの他方の軸心周りの方向における側面に対して相補的な形状を有していると共に第二の環状基部の外周面に形成されている第四の外側面とを具備しており、第二の環状基部の前記一の方向における第三の内側面及び第三の外側面間の幅及び前記一の方向における第四の内側面及び第四の外側面間の幅は、第一の環状基部の前記一の方向における第一の内側面及び第一の外側面間の幅並びに前記一の方向における第二の内側面及び第二の外側面間の幅よりも大きく、第一及び第二の内側面の夫々は、一方の軸方向突出体の軸心周りの方向における一対の側面の夫々に対して前記一の方向における隙間をもって配されるように形成されている一方、第三及び第四の内側面の夫々は、一方の軸方向突出体の一対の側面の夫々に対して接触するように形成されており、第一及び第二の外側面の夫々は、一対の他方の軸方向突出体の軸心周りの方向における側面の夫々に対して前記一の方向における隙間をもって配されるように形成されている一方、第三及び第四の外側面の夫々は、一対の他方の軸方向突出体の軸心周りの方向における側面の夫々に対して接触するように形成されている軸連結機構。
第一の環状基部の第一の内側面、第二の内側面、第一の外側面及び第二の外側面並びに第二の環状基部の第三の内側面、第四の内側面、第三の外側面及び第四の外側面の夫々は、前記一の方向に直交する平坦面からなっている請求項１に記載の軸連結機構。
第三の内側面の第一の内側面に対する前記一の方向における突出長さは、第三の外側面の第一の外側面に対する前記一の方向における突出長さと等しく、第四の内側面の第二の内側面に対する前記一の方向における突出長さは、第四の外側面の第二の外側面に対する前記一の方向における突出長さと等しい請求項１又は２に記載の軸連結機構。
第三の内側面の第一の内側面に対する前記一の方向における突出長さは、第四の内側面の第二の内側面に対する前記一の方向における突出長さと等しく、第三の外側面の第一の外側面に対する前記一の方向における突出長さは、第四の外側面の第二の外側面に対する前記一の方向における突出長さと等しい請求項１から３のいずれか一項に記載の軸連結機構。
請求項１から４のいずれか一項に記載の軸連結機構に用いられる回転伝達体。