JP2014040868A - Shaft connecting mechanism - Google Patents
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Abstract
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を連結するに適した軸連結機構に関する。 The present invention relates to a shaft coupling mechanism suitable for coupling a rotation shaft on a rotation source side such as an electric motor in an electric power steering device and a rotation shaft on an operation side such as a steering shaft of an automobile.
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。 For example, an electric power steering apparatus easily adds a rotational force based on rotation of an output rotation shaft of an electric motor to a rotational force based on rotation of a manually operated steering wheel (handle) to facilitate manual steering of the steering wheel. In such an electric power steering apparatus, the steering shaft on the steering wheel side and the rotating shaft on the output rotating shaft side of the electric motor are connected via a shaft connecting mechanism (coupling). doing.
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り、これを回避するために軸連結機構にゴム又は軟質樹脂等の弾性スペーサを設けることが提案されているが、衝撃、振動の低減を重視してスペーサをより柔軟なものにすると、柔軟なスペーサはクリープ変形が生じ易いために、スペーサへの繰り返し荷重によるスペーサ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、耐久性を重視してスペーサ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。 When the steering shaft and the rotating shaft are connected via the shaft connecting mechanism, the impact when the output rotating shaft of the electric motor is reversed and the brush vibration of the electric motor are transmitted to the steering wheel via the shaft connecting mechanism and the steering shaft. There is a possibility of causing an unpleasant steering feeling to the driver, and in order to avoid this, it has been proposed to provide an elastic spacer such as rubber or soft resin in the shaft coupling mechanism. However, emphasis is placed on reducing impact and vibration. If the spacer is made more flexible, the flexible spacer is likely to be creep-deformed. Therefore, the permanent deformation of the spacer due to the repeated load on the spacer causes a backlash in the shaft coupling mechanism. While the steering feel may become uncomfortable, if the spacer is made hard with an emphasis on durability, the steering feel will be improved in terms of no play, contrary to the above. Shock transmitted as the steering wheel mentioned above, the steering feeling becomes uncomfortable vibration.
そこで、一対の回転伝達部材とこの一対の回転伝達部材間に配されている弾性変形可能な中間の介在連結部材と一方の回転軸に連結される一方の連結基体と他方の回転軸に連結される他方の連結基体とを具備して、長期の使用によっても一方の回転軸である例えば電動モータの出力回転軸に連結された回転軸と他方の回転軸である例えばステアリングホイールに連結されたステアリング軸との間に軸心周りの方向についてのガタが生じ難く、しかも、電動モータの反転時の衝撃、ブラシ振動のステアリングホイールへの伝達を低減でき、而して、耐久性に優れ操舵感覚を不快にさせない電動式パワーステアリング装置用の軸連結機構も提案されている(特許文献4参照)。 Therefore, a pair of rotation transmitting members, an intermediate intermediate connecting connecting member disposed between the pair of rotation transmitting members, one connecting base connected to one rotating shaft, and the other rotating shaft are connected. A steering shaft connected to, for example, a steering wheel, which is a rotating shaft connected to an output rotating shaft of an electric motor, for example. The backlash in the direction around the shaft center is unlikely to occur between the shaft and the impact when the electric motor is reversed, and the transmission of brush vibrations to the steering wheel can be reduced. A shaft coupling mechanism for an electric power steering device that does not make it uncomfortable has also been proposed (see Patent Document 4).
ところで、斯かる提案の軸連結機構では、主として中間の介在連結部材の圧縮弾性変形を利用して上記効果を生じさせているが、斯かる中間の介在連結部材は、ゴム等の可圧縮性の弾性材をもって形成されている結果、繰り返し伸縮によるへたりの問題及び圧縮による軸方向の膨らみの問題を有している。 By the way, in such a proposed shaft coupling mechanism, the above-mentioned effect is produced mainly by utilizing the compression elastic deformation of the intermediate intervening coupling member. However, the intermediate intervening coupling member is made of a compressible material such as rubber. As a result of being formed with an elastic material, there are problems of sag due to repeated expansion and contraction and problems of axial swelling due to compression.
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である例えば電動モータの出力回転軸に連結された回転軸と他方の回転軸である例えばステアリングホイールに連結されたステアリング軸との間に回転方向についてのガタが生じ難く、しかも、電動モータの反転時の衝撃、ブラシ振動のステアリングホイールへの伝達を低減でき、而して、耐久性に優れ操舵感覚を不快にさせない上に、弾性撓み曲げ変形を用いるために、繰り返し伸縮によるへたりの問題及び圧縮による軸方向の膨らみの問題を生じさせない軸連結機構を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned points. The object of the present invention is to provide a rotary shaft connected to an output rotary shaft of an electric motor, for example, the rotary shaft and the other rotary shaft, even after long-term use. A backlash in the rotational direction is unlikely to occur between the rotating shaft and the steering shaft connected to the steering wheel, for example, and it is possible to reduce impact when the electric motor is reversed and transmission of brush vibration to the steering wheel. To provide a shaft coupling mechanism that has excellent durability and does not make the steering feeling uncomfortable, and that does not cause problems of sag due to repeated expansion and contraction and axial bulging due to compression in order to use elastic bending and deformation. It is in.
二つの回転軸の間に配されると共に一方の回転軸の回転を他方の回転軸に伝達する一対の介在連結部材を介して二つの回転軸を連結する本発明による軸連結機構は、二つの回転軸のその軸心周りの方向の一定以下の相対回転に対しては、一対の介在連結部材のうちの一方の介在連結部材の弾性撓み曲げ変形を伴う軸心周りの方向の抵抗でもって応答する一方、一対の介在連結部材のうちの他方の介在連結部材を不応答にし、二つの回転軸のその軸心周りの方向の一定以上の相対回転に対しては、一方の介在連結部材の撓み曲げ変形に基づく軸心周りの方向の抵抗及び他方の介在連結部材の一方の介在連結部材の弾性撓み曲げ変形自在性よりも小さい弾性撓み曲げ変形自在性からなる不撓性に基づく軸心周りの方向の抵抗でもって応答して、他方の介在連結部材を介して一方の回転軸の回転を他方の回転軸に伝達するようになっている。 The shaft coupling mechanism according to the present invention, which is arranged between two rotating shafts and couples the two rotating shafts via a pair of intervening coupling members that transmit the rotation of one rotating shaft to the other rotating shaft, Responds to the relative rotation of the rotating shaft in the direction around the axis with a resistance in the direction around the axis accompanied by the elastic bending bending deformation of one of the pair of interposed connecting members. On the other hand, the other intervening connecting member of the pair of intervening connecting members is made to be unresponsive, and the bending of one intervening connecting member is not allowed with respect to the relative rotation of the two rotating shafts in a direction around the axis thereof. Direction around the axis based on inflexibility consisting of resistance in the direction around the axis based on bending deformation and elastic bending and bending deformability smaller than the elastic bending and bending deformability of one interposed connecting member of the other interposed connecting member Respond with the resistance of others Through the intervening connecting member is adapted to transmit the rotation of one rotating shaft to the other rotating shaft.
本発明による軸連結機構によれば、二つの回転軸のその軸心周りの方向の一定以下の相対回転に対しては、一方の介在連結部材の弾性撓み曲げ変形を伴う軸心周りの方向の抵抗でもって応答する一方、一対の介在連結部材のうちの他方の介在連結部材を不応答にするために、電動モータの反転時の衝撃、ブラシ振動のステアリングホイールへの伝達を低減でき、二つの回転軸のその軸心周りの方向の一定以上の相対回転に対しては、一方の介在連結部材の撓み曲げ変形に基づく軸心周りの方向の抵抗及び他方の介在連結部材の一方の介在連結部材の弾性撓み曲げ変形自在性よりも小さい弾性撓み曲げ変形自在性からなる不撓性に基づく軸心周りの方向の抵抗でもって応答して、他方の介在連結部材を介して一方の回転軸の回転を他方の回転軸に伝達するようになっているために、一方の介在連結部材の撓み曲げ変形性の劣化を抑制でき、長期の使用によっても一方の回転軸である例えば電動モータの出力回転軸に連結された回転軸と他方の回転軸である例えばステアリングホイールに連結されたステアリング軸との間に回転方向についてのガタが生じ難く、耐久性に優れ操舵感覚を不快にさせない上に、一方の介在連結部材の弾性撓み曲げ変形を用いるために、繰り返し伸縮によるへたりの問題及び軸方向の膨らみによる問題を生じさせない。 According to the shaft coupling mechanism according to the present invention, the relative rotation of the two rotating shafts in the direction around the axial center is less than a certain amount in the direction around the axial center accompanied by the elastic bending bending deformation of one intervening coupling member. While responding with resistance, the other intervening coupling member of the pair of intervening coupling members is made non-responsible, so that the impact at the time of reversal of the electric motor and the transmission of brush vibration to the steering wheel can be reduced. With respect to relative rotation of the rotation shaft in a direction around the axis, the resistance in the direction around the axis based on the bending bending deformation of one interposition connection member and one interposition connection member of the other interposition connection member In response to the resistance in the direction around the axis based on the inflexibility, which is smaller than the elastic bending / deformability, the rotation of one rotating shaft is caused via the other intervening connecting member. The other rotation axis Since it is designed to transmit, it is possible to suppress the deterioration of the bending and bending deformability of one of the intervening connecting members, and the rotating shaft connected to one rotating shaft, for example, the output rotating shaft of an electric motor, even after long-term use And the other rotating shaft, for example, the steering shaft connected to the steering wheel is less likely to cause backlash in the rotational direction, has excellent durability and does not make the steering feeling uncomfortable, and the elastic deflection of one intervening connecting member Since bending deformation is used, the problem of sag due to repeated expansion and contraction and the problem of swelling in the axial direction are not caused.
本発明は、弾性撓み曲げ変形自在性を有する一方の介在連結部材とこの介在連結部材の弾性撓み曲げ変形自在性よりも小さい弾性撓み曲げ変形自在性からなる不撓性の他方の介在連結部材とからなる少なくとも一対の介在連結部材を有していればよく、好ましい例では、撓み曲げ変形自在性を有する一つの介在連結部材と、この介在連結部材を軸方向において挟んで配された一対の不撓性の介在連結部材とを有している。 The present invention includes one intervening connecting member having elastic bending / deformability and the other inflexible intervening connecting member having elastic bending / deformability smaller than the elastic bending / deformability of the intervening connecting member. It is only necessary to have at least a pair of intervening connecting members, and in a preferred example, there is one intervening connecting member having flexibility of bending and deformability, and a pair of inflexibility arranged with the intervening connecting members sandwiched in the axial direction. Interposing connecting members.
好ましい例では、一方の回転軸に連結される一方の連結基体と、他方の回転軸の回転軸に連結される他方の連結基体とを更に具備しており、一対の外側の介在連結部材は両連結基体の間に配されている。 In a preferred example, the apparatus further includes one connection base connected to one rotation shaft and the other connection base connected to the rotation shaft of the other rotation shaft. It arrange | positions between the connection base | substrates.
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であってもよく、この場合、一方の回転軸は、電動モータの出力回転軸及び自動車のステアリング軸のうちの一方に連結されるようになっており、他方の回転軸は、自動車のステアリング軸及び電動モータの出力回転軸のうちの他方に連結されるようになっているとよい。 The shaft coupling mechanism of the present invention may be for an electric power steering apparatus, and in this case, one of the rotating shafts is coupled to one of the output rotating shaft of the electric motor and the steering shaft of the automobile. The other rotating shaft is preferably connected to the other of the steering shaft of the automobile and the output rotating shaft of the electric motor.
電動式パワーステアリング装置用の場合、本発明の軸連結機構を介する電動モータの出力回転軸の回転は、更に、ウォーム軸及びこのウォーム軸に噛み合うウォームホイールからなるウォーム歯車機構を介して自動車のステアリング軸に伝達されるようになっていてもよい。 In the case of an electric power steering device, the rotation of the output rotation shaft of the electric motor via the shaft coupling mechanism of the present invention is further performed by steering the automobile via a worm gear mechanism comprising a worm shaft and a worm wheel meshing with the worm shaft. It may be transmitted to the shaft.
本発明の好ましい例では、一方の介在連結部材は、第一の基部と、この第一の基部に一体的に径方向に突出して設けられている少なくとも一対の弾性撓み曲げ変形自在突部とを具備しており、他方の介在連結部材は、第二の基部と、この第二の基部に一体的に径方向に突出して設けられていると共に一方の介在連結部材の一対の弾性撓み曲げ変形自在突部よりも小さな撓み曲げ変形自在性を、即ち、一方の介在連結部材の一対の弾性撓み曲げ変形自在突部の軸心周りの方向の曲げ剛性よりも大きな軸心周りの方向の曲げ剛性を有する少なくとも一対の不撓性突部とを具備している。 In a preferred example of the present invention, one of the intervening connecting members includes a first base and at least a pair of elastic flexure bending deformable protrusions provided integrally and radially projecting from the first base. The other intervening connecting member is provided with a second base portion and a radially projecting integral one piece on the second base portion, and a pair of elastic flexures of one intervening connecting member are freely deformable. Bending rigidity that is smaller than the protrusion, that is, bending rigidity in the direction around the axis that is larger than the bending rigidity in the direction around the axis of the pair of elastic bending-deformable protrusions of one interposition connecting member And at least a pair of inflexible protrusions.
一対の弾性撓み曲げ変形自在突部の夫々は、好ましい例では、不撓性突部の軸心周りの方向の幅よりも大きい軸心周りの方向の幅を有している。 In a preferred example, each of the pair of elastic bending-deformable protrusions has a width in the direction around the axis that is greater than the width in the direction around the axis of the inflexible protrusion.
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他の軸連結機構は、一対の外側の介在連結部材と、この一対の外側の介在連結部材間に配されている中間の介在連結部材と、一方の回転軸に連結される一方の連結基体と、他方の回転軸に連結される他方の連結基体とを具備しており、一対の外側の介在連結部材の夫々は、軸心周りの方向において互いに離間していると共に径方向に伸びた少なくとも一対の不撓性突部を有しており、中間の介在連結部材は、軸方向において一対の外側の介在連結部材の一対の不撓性突部間に配されていると共に各対の不撓性突部における軸心周りの方向の幅よりも大きな幅をもった一対の弾性撓み曲げ変形自在突部を有しており、一方及び他方の連結基体は、基部と、この基部の軸方向の一方の面から軸方向に一体的に突出した突部とを夫々具備しており、一方の連結基体の突部は、軸心周りの方向における一対の外側の介在連結部材の各対の不撓性突部間のうちの一方の不撓性突部間及び軸心周りの方向における中間の介在連結部材の一対の弾性撓み曲げ変形自在突部間のうちの一方の弾性撓み曲げ変形自在突部間に配されており、他方の連結基体の突部は、軸心周りの方向における一対の外側の介在連結部材の一対の不撓性突部間のうちの他方の不撓性突部間及び軸心周りの方向における中間の介在連結部材の一対の弾性撓み曲げ変形自在突部間のうちの他方の弾性撓み曲げ変形自在突部間に配されている。 Another shaft coupling mechanism of the present invention, which is arranged between two rotating shafts so as to transmit the rotation of one rotating shaft to the other rotating shaft and connects the two rotating shafts, is a pair of outer intervening connecting members. An intermediate intervening connecting member disposed between the pair of outer intervening connecting members, one connecting base connected to one rotating shaft, and the other connecting base connected to the other rotating shaft Each of the pair of outer interposed connecting members has at least a pair of inflexible protrusions that are spaced apart from each other in the direction around the axis and extend in the radial direction. The connecting member is disposed between the pair of inflexible protrusions of the pair of outer intervening connecting members in the axial direction and has a width larger than the width in the direction around the axis of each pair of inflexible protrusions. Has a pair of elastic flexural bendable protrusions, one and the other Each of the connection bases includes a base and a protrusion integrally protruding in the axial direction from one surface of the base in the axial direction. The protrusion of the one connection base is a direction around the axis. Between a pair of inflexible protrusions of each pair of inflexible protrusions of a pair of outer intervening connection members and between a pair of elastically flexible bending deformable protrusions of an intermediate interposition connection member in the direction around the axis Between the pair of inflexible protrusions of the pair of outer intervening connecting members in the direction around the axis. Between the other inflexible protrusions and between the pair of elastic flexible bending deformable protrusions of the intermediate interposing connecting member in the direction around the axis, the other elastic flexible bending deformable protrusions are arranged. .
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更に他の軸連結機構であって、一対の外側の介在連結部材と、この一対の外側の介在連結部材間に配されている中間の介在連結部材と、一方の回転軸に連結される一方の連結基体と、他方の回転軸に連結される他方の連結基体とを具備しており、一対の外側の介在連結部材の夫々は、軸心周りの方向において互いに離間していると共に径方向に伸びた少なくとも一対の弾性撓み曲げ変形自在突部を有しており、中間の介在連結部材は、軸方向において一対の外側の介在連結部材の一対の弾性撓み曲げ変形自在突部間に配されていると共に各対の弾性撓み曲げ変形自在突部における軸心周りの方向の幅よりも小さい幅をもった一対の不撓性突部を有しており、一方及び他方の連結基体は、基部と、この基部の軸方向の一方の面から軸方向に一体的に突出した突部とを夫々具備しており、一方の連結基体の突部は、軸心周りの方向における一対の外側の介在連結部材の各対の弾性撓み曲げ変形自在突部間のうちの一方の弾性撓み曲げ変形自在突部及び軸心周りの方向における中間の介在連結部材の一対の不撓性突部間のうちの一方の不撓性突部間に配されており、他方の連結基体の突部は、軸心周りの方向における一対の外側の介在連結部材の一対の弾性撓み曲げ変形自在突部間のうちの他方の弾性撓み曲げ変形自在突部間及び軸心周りの方向における中間の介在連結部材の一対の不撓性突部間のうちの他方の不撓性突部間に配されている。 Still another shaft coupling mechanism according to the present invention, which is arranged between two rotary shafts so as to transmit the rotation of one rotary shaft to the other rotary shaft and connects the two rotary shafts, An intermediate connecting member disposed between the pair of outer intermediate connecting members, one connecting base connected to one rotating shaft, and the other connected to the other rotating shaft. Each of the pair of outer intervening coupling members has at least a pair of elastic bending-deformable protrusions that are spaced apart from each other in the direction around the axis and extend in the radial direction. The intermediate interposition connecting member is disposed between the pair of elastic flexible bending deformable protrusions of the pair of outer intermediate connecting members in the axial direction, and the shaft center of each pair of elastic flexible bending deformable protrusions One with a width smaller than the width in the surrounding direction The one and the other connecting bases each include a base and a protrusion integrally protruding in the axial direction from one surface of the base in the axial direction. The protrusion of one of the connection bases is one elastic bending-deformable protrusion between each pair of elastic bending-deformable protrusions of the pair of outer intervening connecting members in the direction around the axis and around the axis. Between the inflexible protrusions of the pair of inflexible protrusions of the intermediate intervening connecting member in the direction of the direction, and the protrusions of the other connecting base are a pair of outer sides in the direction around the axis Among the pair of elastic flexible bending deformable protrusions of the intervening connecting member, between the other elastic flexible bending deformable protrusions and between the pair of inflexible protrusions of the intermediate intermediate connecting member in the direction around the axis. Between the other inflexible protrusions.
斯かる本発明の軸連結機構でも、軸心周りの方向において互いに離間していると共に径方向に伸びた少なくとも一対の不撓性突部又は弾性撓み曲げ変形自在突部を有する一対の外側の介在連結部材の夫々に対して、中間の介在連結部材は、軸方向において一対の外側の介在連結部材の一対の不撓性突部又は弾性撓み曲げ変形自在突部間に配されていると共に各対の不撓性突部又は弾性撓み曲げ変形自在突部における軸心周りの方向の幅よりも大きな又は小さな幅をもった一対の弾性撓み曲げ変形自在突部又は不撓性突部を有しているために、長期の使用によっても一方の回転軸である例えば電動モータの出力回転軸に連結された回転軸と他方の回転軸である例えばステアリングホイールに連結されたステアリング軸との間に回転方向についてのガタが生じ難く、耐久性に優れ操舵感覚を不快にさせない上に、一方の介在連結部材の弾性撓み曲げ変形を用いるために、繰り返し伸縮によるへたりの問題及び軸方向の膨らみによる問題を生じさせない。 Even in such a shaft coupling mechanism of the present invention, a pair of outer intervening couplings having at least a pair of inflexible protrusions or elastically flexible bending deformable protrusions that are separated from each other in the direction around the axis and extend in the radial direction. For each of the members, the intermediate interposition connecting member is disposed between the pair of inflexible protrusions or the elastically flexible bending deformable protrusions of the pair of outer intervening connection members in the axial direction and each pair of inflexibility. In order to have a pair of elastic flexible bending deformable protrusions or inflexible protrusions having a width larger or smaller than the width in the direction around the axis of the elastic protrusion or elastic bending bending deformable protrusion, Even in long-term use, the rotational direction between one rotating shaft, for example, the rotating shaft connected to the output rotating shaft of the electric motor and the other rotating shaft, for example, the steering shaft connected to the steering wheel The backlash is less likely to occur, the durability is excellent, and the steering feeling is not made uncomfortable, and the elastic bending and deformation of one of the interposing connecting members is used, so that the problem of sag due to repeated expansion and contraction and the problem of swelling in the axial direction do not occur. .
本発明のいずれの軸連結機構でも、好ましい弾性撓み曲げ変形自在性を得るべく、一対の弾性撓み曲げ変形自在突部の夫々は、径方向に伸びたスリットを有していてもよく、この場合、スリットは、一対の弾性撓み曲げ変形自在突部の夫々の径方向の先端面で開口されていても、一対の弾性撓み曲げ変形自在突部の夫々の径方向の先端部で閉塞されていてもよく、また、弾性撓み曲げ変形自在突部の根元部から弾性撓み曲げ変形自在突部の先端面に向かうに連れて徐々に大きくなる軸心周りの方向の幅を有していてもよい。 In any of the shaft coupling mechanisms of the present invention, each of the pair of elastic flexible bending deformable protrusions may have a slit extending in the radial direction in order to obtain preferable elastic flexible bending deformability. The slit is opened at the respective radial front ends of the pair of elastic bending / deformable protrusions, but is closed at the respective radial front ends of the pair of elastic bending / deformable protrusions. Moreover, you may have the width | variety of the direction of the surroundings of an axial center which becomes large gradually as it goes to the front end surface of an elastic bending bending deformable protrusion from the base part of an elastic bending bending deformable protrusion.
本発明によれば、長期の使用によっても一方の回転軸である例えば電動モータの出力回転軸に連結された回転軸と他方の回転軸である例えばステアリングホイールに連結されたステアリング軸との間に回転方向についてのガタが生じ難く、しかも、電動モータの反転時の衝撃、ブラシ振動のステアリングホイールへの伝達を低減でき、而して、耐久性に優れ操舵感覚を不快にさせない上に、弾性撓み曲げ変形を用いるために、繰り返し伸縮によるへたりの問題及び圧縮による軸方向の膨らみの問題を生じさせない軸連結機構を提供することができる。 According to the present invention, even when used for a long time, between one rotating shaft, for example, the rotating shaft connected to the output rotating shaft of the electric motor, and the other rotating shaft, for example, the steering shaft connected to the steering wheel. The backlash in the rotation direction is not likely to occur, and the impact when the electric motor is reversed and the transmission of brush vibrations to the steering wheel can be reduced. Since the bending deformation is used, it is possible to provide a shaft coupling mechanism that does not cause the problem of sag due to repeated expansion and contraction and the problem of axial swelling due to compression.
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。 Next, embodiments of the present invention will be described in more detail based on preferred examples shown in the drawings. The present invention is not limited to these examples.
図1から図9において、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に連結された連結基体3と、回転軸としてのステアリング軸4に連結された連結基体5と、両連結基体3及び5を介して回転軸2及びステアリング軸4の軸方向、即ちA方向において回転軸2とステアリング軸4との間に配されていると共に回転軸2の軸心周りの方向、即ちR方向の回転をステアリング軸4に伝達する一対の外側の介在連結部材6及び7と、一対の外側の介在連結部材6及び7間に配されている中間の介在連結部材8とを具備している。
1 to 9, a
回転軸2は、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であり、剛性の連結基体3は、特に図1及び図2に示すように、円環状の基部11と、基部11のA方向の一方の環状の面12からA方向であって連結基体5に向かって一体的に突出していると共にR方向に90°の等角度間隔で配された二対の突部13と、回転軸2が嵌着された貫通孔14とを具備しており、剛性の連結基体5は、特に図1及び図3に示すように、円環状の基部16と、基部16のA方向の一方の環状の面17にA方向であって連結基体3に向かって一体的に突出していると共にR方向に90°の等角度間隔で配された二対の突部18と、ステアリング軸4が嵌着された貫通孔19とを具備している。
The
突部13の夫々は、R方向において一対の剛性回転伝達面としての平坦な側面21及び22を有しており、突部18の夫々もまた、R方向において一対の剛性回転伝達面としての平坦な側面23及び24を有している。
Each of the
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介在連結部材6は、特に図7に示すように、基部11及び16と同心に配された円環状の基部31と、基部31の円筒状の外周縁32から径方向に伸びて基部31に一体的に設けられていると共にR方向において45°の等角度間隔で互いに離間して配された四対の不撓性突部33とを具備している。
As shown in FIG. 7, the rigid
各不撓性突部33は、R方向において一対の剛性回転伝達面としての側面41及び42を有している。
Each
両連結基体3及び5の間に配されている介在連結部材6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と共に両連結基体3及び5の間に配されている剛性の介在連結部材7は、基部11及び基部16と同心に配された円環状の基部51と、基部51の円筒状の外周縁52から径方向に伸びて基部51に一体的に設けられていると共にR方向において45°の等角度間隔で互いに離間して配された四対の不撓性突部53とを具備して介在連結部材6と同一に構成されている。
Similar to the
各不撓性突部53は、R方向において一対の剛性回転伝達面としての側面61及び62を有している。
Each
介在連結部材6と介在連結部材7とは、A方向において中間の介在連結部材8を間にして当該中間の介在連結部材8をA方向において挟んで、基部31と基部51とが、そして、不撓性突部33の夫々と不撓性突部53の夫々とが夫々A方向において互いに対面するようにして同心に配されている。
The
介在連結部材6及び7よりもR方向において小さな弾性撓み剛性を有してR方向において弾性撓み曲げ変形自在であって両連結基体3及び5の間に配されている中間の介在連結部材8は、特に図8に示すように、基部31及び51と同心に配された円環状の基部71と、基部71の円筒状の外周縁72から径方向に伸びて基部71に一体的に設けられていると共にR方向において45°の等角度間隔で互いに離間して配された四対の弾性撓み曲げ変形自在突部73とを具備しており、A方向において一対の外側の介在連結部材6及び7に挟まれてしかもこれらにR方向において滑り移動自在に接触して配されている。
An intermediate
中間の介在連結部材8の各弾性撓み曲げ変形自在突部73は、介在連結部材6及び7の不撓性突部33及び53の夫々のR方向における撓み剛性よりも小さな撓み剛性を有する、言い換えると、介在連結部材6及び7の不撓性突部33及び53の夫々のR方向における弾性撓み曲げ変形性よりも大きな弾性撓み曲げ変形性を有しており、各弾性撓み曲げ変形自在突部73は、A方向において介在連結部材6及び7の対応の不撓性突部33及び53間の夫々に当該対応の不撓性突部33及び53の夫々にR方向において滑り移動自在に接触して配されていると共に不撓性突部33及び53の夫々のR方向の幅D1よりも大きな幅D2をもって形成されている。
Each elastic bending-
弾性撓み曲げ変形自在突部73の夫々は、当該弾性撓み曲げ変形自在突部73の夫々の径方向の先端面74で開口されている径方向に伸びたスリット75を有しており、各スリット75は、基部71から先端面74に向かうに連れて徐々に大きくなるR方向の幅dを有している楔状のスリット部76と、スリット部76に連接されていると共に弾性撓み曲げ変形自在突部73の根元部80の曲げ応力分散用の円形スリット部77とを有している。
Each of the elastic bending and bending
各弾性撓み曲げ変形自在突部73は、R方向において突部13の側面22に接触する側面78と、R方向において突部18の側面23に接触する側面79とを有している。
Each elastic bending-
介在連結部材6及び7と介在連結部材6及び7間に挟まれた中間の介在連結部材8とは、基部31及び51と基部71とが、そして、不撓性突部33及び53の夫々と弾性撓み曲げ変形自在突部73の夫々とが夫々A方向において互いに滑り移動自在に接触して対面するようにして同心に配されている。
The
連結基体3の突部13は、R方向における介在連結部材6及び7の一対の不撓性突部33及び53間のうちの一方の不撓性突部33及び53間及びR方向における中間の介在連結部材8の一対の弾性撓み曲げ変形自在突部73間のうちの一方の弾性撓み曲げ変形自在突部73間に配されていると共に介在連結部材7のA方向の一端面を越えてA方向の先端面81で連結基体5の基部16の面17に隙間をもって対面している。
The
連結基体5の突部18は、R方向における介在連結部材6及び7の一対の不撓性突部33及び53間のうちの他方の不撓性突部33及び53間及びR方向における中間の介在連結部材8の一対の弾性撓み曲げ変形自在突部73間のうちの他方の弾性撓み曲げ変形自在突部73間に配されていると共に介在連結部材6のA方向の一端面を越えてA方向の先端面85で連結基体3の基部11の面12に隙間をもって対面している
The
中間の介在連結部材8と介在連結部材6及び7とに対して、連結基体3の突部13の夫々は、R方向において、介在連結部材6及び7の各対の不撓性突部33及び53間のうちの一方の不撓性突部33及び53間、すなわち一つおきの不撓性突部33及び53間及び中間の介在連結部材8の各対の弾性撓み曲げ変形自在突部73間のうちの一方の弾性撓み曲げ変形自在突部73間、すなわち一つおきの弾性撓み曲げ変形自在突部73間に配されており、連結基体5の突部18の夫々は、R方向において、介在連結部材6及び7の各対の不撓性突部33及び53間のうちの他方の不撓性突部33及び53間、すなわち残る一つおきの不撓性突部33及び53間及び中間の介在連結部材8の各対の弾性撓み曲げ変形自在突部73間のうちの他方の弾性撓み曲げ変形自在突部73間、すなわち残る一つおきの弾性撓み曲げ変形自在突部73間に配されており、回転軸2及びステアリング軸4の一定以下のR方向の相対回転では、連結基体3の各突部13は、R方向のその各側面21及び22で、R方向において対面する中間の介在連結部材8の各弾性撓み曲げ変形自在突部73のR方向の側面79及び78に夫々接触している一方、R方向において対面する介在連結部材6及び7の不撓性突部33及び53の側面42及び41並びに62及び61に夫々非接触となっており、連結基体5の各突部18は、R方向のその各側面23及び24で、R方向において対面する中間の介在連結部材8の各弾性撓み曲げ変形自在突部73のR方向の側面79及び78に夫々接触している一方、R方向において対面する介在連結部材6及び7の不撓性突部33及び53の側面42及び41並びに62及び61に夫々非接触となっており、而して、軸連結機構1は、回転軸2及びステアリング軸4の一定以下のR方向の相対回転では、介在連結部材8の弾性撓み曲げ変形を伴うR方向の抵抗でもって応答する一方、介在連結部材6及び7を不応答にするようになっている。
With respect to the intermediate
以上の二つの回転軸である回転軸2及びステアリング軸4を相互に連結する軸連結機構1を具備した電動式パワーステアリング装置では、ステアリングホイールが運転者により手動操作されると、ステアリング軸4がR方向に回転されて、ステアリング軸4のR方向の回転は、図示しない歯車等の伝達機構を介してドラッグ・リンク等に往復動として伝達されて操向輪(車輪)に対する操舵力を与える。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が作動されると、回転軸2がR方向に回転されて、突部13によるスリット部76の幅dを少なくする弾性撓み曲げ変形自在突部73のR方向の弾性撓み曲げ変形後における側面41、61及び78への側面22の接触又は側面42、62及び79への側面21の接触に基づく突部13による不撓性突部33及び53のR方向への押圧を介して連結基体3のR方向の回転が連結基体5の突部18に伝達されて、これによりステアリング軸4のR方向の回転力に対して回転軸2のR方向の回転力を付加して運転者による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おり、而して、回転軸2及びステアリング軸4の一定以上のR方向の相対回転では、軸連結機構1は、介在連結部材8の弾性撓み曲げ変形自在突部73の撓み曲げ変形に基づくR方向の抵抗及び介在連結部材6及び7の不撓性突部33及び53の介在連結部材8の弾性撓み曲げ変形自在性よりも小さい弾性撓み曲げ変形自在性からなる不撓性に基づくR方向の抵抗でもって応答して、介在連結部材6及び7を介して回転軸2のR方向の回転をステアリング軸4に伝達するようになっている。
In the electric power steering apparatus provided with the
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ないでステアリング軸4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ステアリング軸4がR方向に回転される状態のいずれの状態においても、ステアリング軸4に対する回転軸2のR方向の相対回転が幅D2と幅D1との差の半分程度以内の微小なものである場合、即ち、一定以下の相対回転の場合には、弾性撓み曲げ変形自在突部73がスリット部76の幅dを少なくするように容易に弾性撓み曲げ変形する結果、斯かる回転軸2の微小なR方向の相対回転はステアリング軸4には殆ど伝達されず、而して、軸連結機構1及びステアリング軸4を介する電動モータの反転時の衝撃、ブラシ振動のステアリングホイールへの伝達を低減できて操舵感覚を不快にさせないようにできる上に、スリット部76の幅dを零とする弾性撓み曲げ変形自在突部73の一定以上の弾性撓み曲げ変形後、即ち、一定以上の相対回転後、側面41及び61への側面22の接触又は側面42及び62への側面21の接触が生じて弾性撓み曲げ変形自在突部73のそれ以上の弾性撓み曲げ変形を抑止できる結果、弾性撓み曲げ変形自在突部73の夫々の根元部80の弾性撓み曲げ変形に関する機械的疲労を防止でき、回転軸2及びステアリング軸4の一定以下のR方向の相対回転における突部13及び18と弾性撓み曲げ変形自在突部73とのR方向における側面21及び22並びに23及び24と側面78及び79との互いの接触を長期に亘って維持でき、ステアリング軸4と回転軸2との間にR方向についてのガタが生じ難いことになる。そして、介在連結部材6及び7は、ステアリングホイールの運転者による手動操作でステアリング軸4がR方向に回転されると共に電動モータの作動で回転軸2がR方向に回転されてステアリング軸4に対して回転軸2が一定以上、すなわち幅D2と幅D1との差の半分程度以上にR方向に相対回転される場合には、側面41及び61への接触を伴う側面78への側面22の接触又は側面42及び62への接触を伴う側面79への側面21の接触に基づく突部13による不撓性突部33及び53のR方向への押圧でもって斯かる一定以上のR方向の相対回転に応答して回転軸2のR方向の回転をステアリング軸4に伝達してステアリング軸4の回転を補助するようになる。
In the
そしてまた、回転軸2及びステアリング軸4の二つの回転軸のR方向の一定以下の相対回転である幅D2と幅D1との差の半分以内の相対回転に対しては、一対の介在連結部材のうちの一方の介在連結部材である介在連結部材8の弾性撓み曲げ変形を伴うR方向の抵抗でもって応答する一方、一対の介在連結部材のうちの他方の介在連結部材である介在連結部材6又は7、本例では介在連結部材6及び7の両方を不応答にし、回転軸2及びステアリング軸4の二つの回転軸のR方向の一定以上の相対回転である幅D2と幅D1との差の半分以上の相対回転に対しては、介在連結部材8のR方向の撓み曲げ変形に基づくR方向の抵抗及び介在連結部材8の弾性撓み曲げ変形自在性よりも小さい弾性撓み曲げ変形自在性からなる介在連結部材6及び7の不撓性に基づくR方向の抵抗でもって応答して、介在連結部材6及び7を介して回転軸2の回転をステアリング軸4に伝達するようになっている軸連結機構1によれば、回転軸2のR方向の回転のステアリング軸4への伝達が中間の介在連結部材8の弾性撓み曲げ変形自在突部73の弾性変形を介して行われるために、回転軸2のR方向の微小な回転のステアリング軸4への伝達を中間の介在連結部材8の弾性撓み曲げ変形自在突部73の弾性撓み曲げ変形で低減又は阻止できると共に回転軸2のステアリング軸4に対する大きなR方向の相対回転のステアリング軸4への伝達を中間の介在連結部材8の弾性撓み曲げ変形自在突部73よりも小さな弾性撓み曲げ変形性を有している介在連結部材6及び7を介してそのまま行い得、しかも、ステアリング軸4に対する回転軸2のR方向の一定以上の相対回転では大きい剛性をもった介在連結部材6及び7で中間の介在連結部材8の弾性撓み曲げ変形自在突部73の大きな弾性撓み曲げ変形を阻止できるために、弾性撓み曲げ変形自在突部73の夫々の特に根元部80の弾性撓み曲げ変形に関する機械的疲労を防止できる。
In addition, a pair of intervening connecting members against a relative rotation within a half of the difference between the width D2 and the width D1, which is a relative rotation of the
上記の例の軸連結機構1は、一個の中間の介在連結部材8からなっているが、これに代えて、二個以上の中間の介在連結部材8からなっていてもよく、介在連結部材6及び7の夫々もまた二個以上からなっていてもよい。また、連結基体3及び5の突部13及び18、介在連結部材6及び7の不撓性突部33及び53、中間の介在連結部材8の弾性撓み曲げ変形自在突部73は、上記の個数に限らないのである。
The
また、図10に示すように、連結基体3及び5の突部13及び18の内周面100と外周縁72との間に隙間101が形成されるように、連結基体3及び5の突部13及び18の径方向の長さを短く又は基部71の外周縁72の径を小さくして、弾性撓み曲げ変形自在突部73の弾性撓み曲げ変形を確実に行い得るようにしてもよい。
Further, as shown in FIG. 10, the protrusions of the
1 軸連結機構
2 回転軸
3、5 連結基体
4 ステアリング軸
6、7、8 介在連結部材
DESCRIPTION OF
Claims (11)
載の軸連結機構。 5. The shaft coupling mechanism according to claim 4, wherein each of the elastic flexible bending deformable protrusions has a width in a direction around an axis that is larger than a width in a direction around the axis of the inflexible protrusion.
Mounted shaft coupling mechanism.
弾性撓み曲げ変形自在突部間のうちの他方の弾性撓み曲げ変形自在突部間及び軸心周りの方向における中間の介在連結部材の一対の不撓性突部間のうちの他方の不撓性突部間に配されている軸連結機構。 An axis coupling mechanism that is arranged between two rotary shafts to connect the two rotary shafts so as to transmit the rotation of one rotary shaft to the other rotary shaft, and includes a pair of outer intervening coupling members, An intermediate interposition connection member disposed between the pair of outer interposition connection members, one connection base connected to one rotation shaft, and the other connection base connected to the other rotation shaft. Each of the pair of outer intervening connecting members has at least a pair of elastically flexible bending deformable protrusions spaced apart from each other in the direction around the axis and extending in the radial direction. The connecting member is disposed between the pair of elastically flexible bending deformable protrusions of the pair of outer intervening connecting members in the axial direction and has a width in the direction around the axis of each pair of the elastic bending and bending deformable protrusions. A pair of inflexible protrusions with a small width The one and the other connecting bases each include a base and a protrusion integrally protruding in the axial direction from one surface of the base in the axial direction. Is one elastic bending-deformable projecting protrusion between each pair of elastic bending-deformable projecting protrusions of the pair of outer intervening coupling members in the direction around the axis and an intermediate intervening connection in the direction around the axis One of the inflexible protrusions between the pair of inflexible protrusions of the member is arranged, and the protrusion of the other connecting base is a pair of intervening connecting members on the outer side in the direction around the axis. The other inflexible protrusions between the pair of inflexible protrusions of the intermediate interposition connecting member in the direction between the other elastic bending bendable protrusions and the direction around the shaft center. A shaft coupling mechanism arranged between them.
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