JP2019052675A - トルク伝達用継手およびその組立方法、電動式パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動軸の回転方向を反転させる際に、異音の発生を抑えることができる構造を提供する。【解決手段】中間伝達部材１７の軸方向両側部に、１対の弾性部材１８を組み付ける。１対の弾性部材１８に対し、１対の端部伝達部材１９を係合させると共に、中間伝達部材１１７に対し、１対の端部伝達部材１９を周方向隙間を介在させた状態で係合させる。中間伝達部材１７は、軸方向両側部の内周面に係止溝２６を有している。弾性部材１８は、円すい筒状に構成され、かつ、径方向内端部が径方向外端部よりも軸方向内側に位置する姿勢で、径方向外端部が係止溝２６に係止されている。【選択図】図２

Description

本発明は、各種機械装置に組み込んで駆動軸と被駆動軸との間でトルクを伝達するためのトルク伝達用継手、および、電動式パワーステアリング装置に関する。

図１８および図１９は、特開２００４−３０６８９８号公報などに記載されて従来から知られている電動式パワーステアリング装置の１例を示している。後端部にステアリングホイール１を取り付けられたステアリングシャフト２の前端部は、ハウジング３内に回転自在に支持されており、このステアリングシャフト２により回転駆動される部分にウォームホイール４が固定されている。ウォームホイール４と噛合するウォーム歯５をウォーム軸６の軸方向中間部に有し、電動モータ７により回転駆動されるウォーム８の軸方向両端部は、深溝型玉軸受などの１対の転がり軸受９ａ、９ｂにより、ハウジング３内に回転自在に支持されている。ウォーム軸６の先端部で転がり軸受９ａよりも突出した部分には、押圧駒１０が外嵌されており、この押圧駒１０とハウジング３との間に、コイルばね１１などの弾性部材が設けられている。コイルばね１１は、押圧駒１０を介して、ウォーム軸６のウォーム歯５を、ウォームホイール４に向け付勢している。このような構成により、ウォーム歯５とウォームホイール４との間のバックラッシュが抑えられ、歯打ち音の発生が抑えられている。

従来の電動式パワーステアリング装置では、ウォーム歯５とウォームホイール４との噛合部で歯打ち音が発生することを抑えられるが、電動モータ７の出力軸１２の先端部とウォーム軸６の基端部との結合部で発生する異音を抑える面から、改良の余地がある。この点について、以下に説明する。

従来の電動式パワーステアリング装置では、電動モータ７の出力軸１２の先端部とウォーム軸６の基端部とをトルクの伝達を可能に結合するために、ウォーム軸６の基端部に設けられたスプライン孔１３と、出力軸１２の先端部に設けられたスプライン軸部１４とをスプライン係合させている。スプライン軸部１４とスプライン孔１３とが、周方向隙間をゼロにした状態、すなわち、バックラッシュが存在しない状態でスプライン係合していれば、出力軸１２の先端部とウォーム軸６の基端部とのスプライン係合部で、異音が発生することはない。しかしながら、実際には、スプライン係合部にはバックラッシュが存在している。特に、ウォーム歯５とウォームホイール４との間のバックラッシュを抑える構造では、ウォーム軸６を揺動変位させる必要上、スプライン係合部のバックラッシュを完全になくすことができない。このため、このようなバックラッシュの存在に基づく異音の発生を抑える面から、改良の余地がある。

一方、特開２０１２−１３１２４９号公報には、電動モータの出力軸とウォーム軸とを、金属製で円柱状の動力伝達部材を介して結合することにより、ウォーム軸の揺動変位を円滑に行わせることができる構造が記載されている。ただし、このような構造でも、ウォーム軸を揺動変位させるために、動力伝達部材の両端部に設けられたスプライン軸部と、ウォーム軸および電動モータの出力軸のそれぞれの端部に設けられたスプライン孔とのスプライン係合部には、それぞれバックラッシュが存在している。このため、このようなバックラッシュの存在に基づく異音の発生を抑える面から、改良の余地がある。

特開２００４−３０６８９８号公報 特開２０１２−１３１２４９号公報

本発明は、上述のような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、駆動軸の回転方向を反転させる際に、異音の発生を抑えることができるトルク伝達用継手を提供することである。

本発明のトルク伝達用継手は、中間伝達部材と、１対の弾性部材と、１対の端部伝達部材とを備えている。
前記中間伝達部材は、径方向片側部に凹部と凸部とを周方向に関して交互に配置して成る中間凹凸部を有する。
前記１対の弾性部材は、前記中間伝達部材の軸方向両側部に１つずつ組み付けられている。
前記１対の端部伝達部材は、前記中間伝達部材の軸方向両側部に１つずつ配置され、それぞれの径方向他側部に凹部と凸部とを周方向に関して交互に配置して成る端部凹凸部を有し、かつ、それぞれの端部凹凸部を構成する凸部を前記各弾性部材に係合させると共に、それぞれの端部凹凸部を構成する凸部を前記中間凹凸部を構成する凹部に周方向隙間を介在させた状態で係合させている。
また、前記中間伝達部材の軸方向両側部の径方向片側の周面のそれぞれに係止溝が設けられている。
また、前記１対の弾性部材のそれぞれは、円すい筒状に構成されたものであり、径方向片端部が径方向他端部よりも軸方向内側に位置する姿勢で、径方向他端部が前記係止溝に係止されている。

本発明のトルク伝達用継手では、たとえば、前記各弾性部材の内部に金属製の芯材が埋め込まれている構成を採用することができる。

本発明のトルク伝達用継手では、たとえば、前記各弾性部材は、中心軸に直交する仮想平面に対する傾斜角度が変化する態様の弾性変形が生じた状態で、軸方向内側面が前記中間伝達部材の軸方向側面に弾性的に接触している構成を採用することができる。

本発明のトルク伝達用継手では、たとえば、次のような構成を採用することができる。
すなわち、前記各弾性部材は、中心軸に直交する仮想平面に対する傾斜角度が変化する態様の弾性変形を生じさせることに基づいて、自由状態での径方向片端部と径方向他端部との軸方向に関する互いの位置関係を反転させることが可能である。
本発明のトルク伝達用継手の組立方法は、このようなトルク伝達用継手を組み立てるべく、前記中間伝達部材に対して前記弾性部材を組み付ける際に、前記弾性部材の径方向片端部を径方向他端部よりも軸方向外側に位置させた状態で、前記弾性部材を前記中間伝達部材の径方向片側に軸方向外側から押し込むことにより、前記弾性部材の径方向他端部を前記係止溝に係止した後、前記弾性部材を弾性変形させることに基づいて、前記弾性部材の姿勢を、径方向片端部が径方向他端部よりも軸方向内側に位置する姿勢に変化させる。

本発明の電動式パワーステアリング装置は、ハウジングと、ウォームホイールと、ウォームと、電動モータと、トルク伝達用継手とを備えている。
前記ウォームホイールは、前記ハウジングに対し回転可能に支持されている。
前記ウォームは、ウォーム軸と、該ウォーム軸の外周面に設けられたウォーム歯とを有し、該ウォーム歯を前記ウォームホイールに噛合させた状態で、前記ハウジングに対し回転可能に支持されている。
前記電動モータは、前記ウォームを回転駆動するための出力軸を有している。
前記トルク伝達用継手は、前記電動モータの出力軸と前記ウォーム軸とをトルク伝達を可能に接続している。
特に、本発明の電動式パワーステアリング装置では、前記トルク伝達用継手が、本発明のトルク伝達用継手であり、前記１対の端部伝達部材のうちの何れか一方の端部伝達部材が前記電動モータの出力軸の先端部に固定または一体成形され、かつ、前記１対の端部伝達部材のうちの他方の端部伝達部材が前記ウォーム軸の基端部に固定または一体成形されている。

本発明の電動式パワーステアリング装置では、前記ウォームが前記電動モータの出力軸に対して揺動可能であり、かつ、前記ウォーム軸の先端部と前記ハウジングとの間に、前記ウォームを前記ウォームホイールに向けて付勢する付勢機構を有する構成を採用することができる。

本発明によれば、１対の端部伝達部材のうち、駆動側の端部伝達部材の回転方向を反転させる際に、異音の発生を抑えることができる。

図１は、本発明の実施の形態の第１例に関する、図１９と同様の図である。 図２は、一部を省略して示す、図１のＡ部拡大図である。 図３は、本発明の実施の形態の第１例に関する、トルク伝達用継手の斜視図である。 図４は、本発明の実施の形態の第１例に関する、トルク伝達用継手を部分的に分解して示す斜視図である。 図５は、本発明の実施の形態の第１例に関する、トルク伝達用継手の全体を分解して示す斜視図である。 図６は、本発明の実施の形態の第１例に関する、トルク伝達用継手を径方向外側から見た図である。 図７は、図６の右方から見た図である。 図８は、図７のＢ−Ｂ断面図である。 図９は、図８のＣ−Ｃ断面図またはＤ−Ｄ断面図である。 図１０は、図８のＥ−Ｅ断面図またはＦ−Ｆ断面図である。 図１１は、中間伝達部材および端部伝達部材のみを取り出して示す、図７のＢ−Ｂ断面図である。 図１２は、中間伝達部材に対して弾性部材を組み付ける作業を工程順に示す断面図である。具体的には、図１２（ａ）は、組み付けの直前状態を示しており、図１２（ｂ）は、組み付けの途中状態を示しており、図１２（ｃ）は、組み付けの完了状態を示している。 図１３は、中間伝達部材に対して弾性部材を組み付ける作業を工程順に示す斜視図である。具体的には、図１３（ａ）は、組み付けの途中状態を示しており、図１３（ｂ）は、組み付けの完了状態を示している。 図１４は、本発明の実施の形態の第１例に関する、中間伝達部材を示す図である。具体的には、図１４（ａ）は、図１４（ｂ）のＧ−Ｇ断面図であり、図１４（ｂ）は、図１４（ａ）の右方から見た図である。 図１５は、本発明の実施の形態の第１例に関する、弾性部材を示す図である。具体的には、図１５（ａ）は、図１５（ｂ）のＨ−Ｈ断面図であり、図１５（ｂ）は、図１５（ａ）の右方から見た図である。 図１６（ａ）および図１６（ｂ）は、スナップアクションによって相互に反転可能な、弾性部材の自由状態での姿勢を示す断面図である。 図１７は、本発明の実施の形態の第１例に関する、端部伝達部材を示す図である。具体的には、図１７（ａ）は、図１７（ｂ）の左方から見た図であり、図１７（ｂ）は、図１７（ａ）のＩ−Ｉ断面図である。 図１８は、電動式パワーステアリング装置の従来構造の１例を示す部分切断側面図である。 図１９は、図１８の拡大Ｊ−Ｊ断面図である。

［実施の形態の第１例］
実施の形態の第１例について、図１〜図１７を用いて説明する。
本例の電動式パワーステアリング装置は、前述の図１８および図１９に示した従来構造と同様、後端部にステアリングホイール１を取り付けられたステアリングシャフト２の前端部が、ハウジング３内に回転可能に支持されており、このステアリングシャフト２により回転駆動される部分にウォームホイール４が固定されている。ウォームホイール４と噛合するウォーム歯５をウォーム軸６ａの軸方向中間部に有し、電動モータ７により回転駆動されるウォーム８の軸方向両端部は、深溝玉軸受などの１対の転がり軸受９ａ、９ｂにより、ハウジング３内に回転可能に支持されている。

ウォーム軸６ａの先端部に外嵌された転がり軸受９ａと、ハウジング３との間には、コイルばね、板ばねなどの弾性体を含んで構成される付勢機構１５が設けられている。付勢機構１５により、ウォーム軸６ａのウォーム歯５を、ウォームホイール４に向け、弾性体の弾力に基づいて押圧、すなわち、付勢している。このような構成により、ウォーム歯５とウォームホイール４との間のバックラッシュが抑えられ、歯打ち音の発生が抑えられている。

本例では、軸方向に関して互いに直列に配置された、駆動軸となる電動モータ７の出力軸１２ａの先端部と、被駆動軸となるウォーム軸６ａの基端部とが、トルク伝達用継手１６を介してトルクの伝達を可能に結合されている。

トルク伝達用継手１６は、中間伝達部材１７と、１対の弾性部材１８と、１対の端部伝達部材１９とを備える。なお、以下の説明において、トルク伝達用継手１６を構成する各部材の軸方向の内外は、トルク伝達用継手１６を組み立てた状態での、トルク伝達用継手１６の軸方向中央部を基準とする。すなわち、トルク伝達用継手１６の軸方向中央側が軸方向内側であり、トルク伝達用継手１６の軸方向両側が軸方向外側となる。

中間伝達部材１７は、図１４に示すように、たとえば、布でゴムを強化したベルト材料や、必要に応じて強化繊維を混入した合成樹脂（ＰＰＳ、ＰＥＥＫ、ポリアミドなど）や、鉄合金、銅合金、アルミニウム合金などの金属により、射出成形、鋳造、鍛造、焼結、切削などの方法によって、全体を円環状に造られている。

中間伝達部材１７は、軸方向中間部に円環状の本体部２０を有する。本体部２０の内周面には、凹部２４と凸部２５とを周方向に関して交互に配置して成る中間凹凸部２３が設けられている。

また、中間伝達部材１７は、本体部２０の軸方向両側面の径方向外端部から軸方向に突出するように設けられた１対の筒部２１を有している。筒部２１の内周面には、全周に亙る係止溝２６が設けられている。また、筒部２１のうちで、係止溝２６の軸方向外側に隣接する部分は、内向フランジ状の鉤部２８になっている。鉤部２８の軸方向外側面は、径方向内側に向かう程軸方向内側に向かう方向に傾斜した案内面部２８ａになっている。また、本体部２０の軸方向両側面のうちで筒部２１よりも径方向内側に位置する部分は、径方向内側に向かう程軸方向内側に向かう方向に傾斜した傾斜側面部２７になっている。

また、中間伝達部材１７は、本体部２０の軸方向両側面（傾斜側面部２７）のうち、中間凹凸部２３を構成する凸部２５の周方向中央部に対応する部分から軸方向に突出するように設けられた歯部２２を有している。これらの歯部２２は、軸方向から見た形状が、本体部２０の放射方向に伸長する略矩形である。なお、図示の例では、歯部２２は、本体部２０の軸方向両側面の径方向反対側となる２箇所に設けられている。ただし、本発明を実施する場合、本体部２０の軸方向両側面に設ける歯部２２の個数および円周方向に関する配置の位相は、特に問わない。

１対の弾性部材１８は、中間伝達部材１７の軸方向両側部に１つずつ組み付けられている。これらの弾性部材１８は、図１５に示すように、中間伝達部材１７よりも剛性が低い、ゴム（ＮＢＲ、ＨＮＢＲなど）、エラストマー（ポリウレタン、シリコンなど）などの弾性材により、頂角が大きい円すい筒状に造られている。なお、本例では、１対の弾性部材１８は、互いに同形および同大に造られている。

弾性部材１８は、周方向に関して中間凹凸部２３を構成する凹部２４と同位相となる複数箇所に、弾性スリット２９を有している。弾性スリット２９は、弾性部材１８の放射方向に伸長し、かつ、弾性部材１８の内周縁に開口している。また、弾性部材１８は、周方向に関して中間伝達部材１７の歯部２２と同位相となる複数箇所に、スリット状の除肉部３０を有している。除肉部３０も、弾性部材１８の放射方向に伸長し、かつ、弾性部材１８の内周縁に開口している。

弾性部材１８の内部には、金属製の芯材３１が埋め込まれている。芯材３１は、弾性部材１８と同方向に同角度だけ傾斜した、頂角が大きい円すい筒状に造られている。芯材３１は、弾性部材１８の弾性スリット２９および除肉部３０と整合する周方向複数箇所に、弾性スリット２９および除肉部３０よりも一回り大きく、かつ、内周縁に開口した、大型スリット３２ａ、３２ｂを有している。

このような弾性部材１８（芯材３１）は、中心軸に直交する仮想平面に対する傾斜角度を変化させる態様の弾性変形、すなわち、径方向内端部と径方向外端部とを軸方向に相対変位させる態様の弾性変形を生じさせることに基づいて、自由状態での姿勢を、図１６（ａ）に示した姿勢と図１６（ｂ）に示した姿勢とのうち、何れか一方の姿勢から他方の姿勢に反転させる機能（スナップアクション機能）を有する。

すなわち、弾性部材１８（芯材３１）は、上述のような態様の弾性変形を生じさせることに基づいて、径方向内端部と径方向外端部との軸方向に関する互いの位置関係を反転させること、すなわち、中心軸に直交する仮想平面に対する傾斜方向を反転させることが可能である。そして、弾性部材１８（芯材３１）は、このような反転動作に基づいて、自由状態での姿勢を、図１６（ａ）に示すように、径方向内端部が径方向外端部よりも軸方向片側に位置する姿勢と、図１６（ｂ）に示すように、径方向内端部が径方向外端部よりも軸方向他側に位置する姿勢とに、適宜切り換えることが可能である。また、弾性部材１８（芯材３１）は、上述のような態様の弾性変形が生じている状態で、径方向内端部が径方向外端部よりも軸方向片側に位置している場合には、径方向内端部が径方向外端部に対して軸方向片側に変位する方向、すなわち、図１６（ａ）に示す自由状態での姿勢に復元する方向の弾性復元力を発生し、また、径方向内端部が径方向外端部よりも軸方向他側に位置している場合には、径方向内端部が径方向外端部に対して軸方向他側に変位する方向、すなわち、図１６（ｂ）に示す自由状態での姿勢に復元する方向の弾性復元力を発生する。

また、弾性部材１８（芯材３１）は、図１６（ａ）および図１６（ｂ）に示す自由状態において、自身の中心軸に直交する仮想平面に対する傾斜角度θ_Aが、中間伝達部材１７の中心軸に直交する仮想平面に対する傾斜側面部２７の傾斜角度θ_B（図１４参照）よりも大きくなっている（θ_A＞θ_B）。

１対の弾性部材１８は、たとえば図４、図９、図１１に示すように、中間伝達部材１７の軸方向両側部に１つずつ組み付けられている。この状態で、これらの弾性部材１８の除肉部３０の内側に、中間伝達部材１７の歯部２２が係合している。これにより、中間伝達部材１７に対する弾性部材１８の周方向の位置決めが図られている。また、弾性部材１８は、径方向内端部が径方向外端部よりも軸方向内側に位置する姿勢で、径方向外端部が中間伝達部材１７の係止溝２６に係止され、かつ、軸方向内側面が中間伝達部材１７の傾斜側面部２７に弾性的に接触している。これにより、中間伝達部材１７に対する弾性部材１８の軸方向の位置決めが図られている。

このように本例では、弾性部材１８が中間伝達部材１７に組み付けられた状態で、弾性部材１８の径方向内端部が径方向外端部よりも軸方向内側に位置している。このため、たとえば中間伝達部材１７と弾性部材１８との結合体３７の搬送時に、弾性部材１８の径方向内端部を周囲の物体などに引っ掛かりにくくすることができる。したがって、このような引っ掛かりによって弾性部材１８が中間伝達部材１７から脱落するといった不都合を、生じにくくすることができる。

また、弾性部材１８が中間伝達部材１７に組み付けられた状態で、弾性部材１８の軸方向内側面は、中間伝達部材１７の傾斜側面部２７に弾性的に接触している。すなわち、この状態で、弾性部材１８の傾斜角度は、傾斜側面部２７の傾斜角度θ_Bと等しくなっている。言い換えれば、弾性部材１８は、自身の自由状態での傾斜角度θ_Aと傾斜側面部２７の傾斜角度θ_Bとの差（θ_A−θ_B）の分だけ、弾性変形している。したがって、弾性部材１８は、このような弾性変形によって生じる弾力を、係止溝２６の内面（鉤部２８の軸方向内側面）と傾斜側面部２７とにより支承されることによって、中間伝達部材１７に強固に組み付けられている。したがって、弾性部材１８が中間伝達部材１７から脱落するといった不都合を生じにくくすることができる。

また、本例では、たとえば、次のような手順で、中間伝達部材１７に対して弾性部材１８を容易に組み付けることができる。まず、図１２（ａ）→図１２（ｂ）に示すように、弾性部材１８の径方向内端部を径方向外端部よりも軸方向外側に位置させた状態で、この弾性部材１８を、中間伝達部材１７の筒部２１の径方向内側に軸方向外側から押し込む。これにより、弾性部材１８の径方向外端部を係止溝２６に係止すると共に、弾性部材１８の除肉部３０の内側に歯部２２を係合させる。なお、ここでの押し込み作業は、弾性部材１８の径方向外端部が、案内面部２８ａに案内されながら弾性的に縮径するため、容易に行うことができる。その後、図１２（ｂ）→図１２（ｃ）、および、図１３（ａ）→図１３（ｂ）に示すように、弾性部材１８の軸方向外側面を押圧することにより、弾性部材１８を弾性変形させる（スナップアクションさせる）ことに基づいて、弾性部材１８の姿勢を、径方向内端部が径方向外端部よりも軸方向内側に位置する姿勢に変化させる。これにより、弾性部材１８の軸方向内側面を傾斜側面部２７に弾性的に接触させる。

ただし、本発明を実施する場合、中間伝達部材１７に対する弾性部材１８の組み付け方法は、上述した方法に限定されるものではない。たとえば、上述した押し込み作業を行う際の弾性部材１８の姿勢は、径方向内端部が径方向外端部よりも軸方向内側に位置する姿勢とすることもできる。また、図示の例では、中間伝達部材１７に弾性部材１８を組み付けた状態で、歯部２２の先端部が弾性部材１８の軸方向外側面から軸方向に突出しているが、突出しない構成を採用することもできる。

１対の端部伝達部材１９は、中間伝達部材１７と１対の弾性部材１８との結合体３７の軸方向両側部に１つずつ係合している。これらの端部伝達部材１９は、図１７に示すように、必要に応じて強化繊維を混入した合成樹脂や、鉄合金、銅合金、アルミニウム合金などの金属により、射出成形、鋳造、鍛造、焼結、切削などの方法によって、全体を円環状に造られている。本例では、１対の端部伝達部材１９は、互いに同形および同大に造られている。

１対の端部伝達部材１９のうちの一方（図２、図４〜図６、図８における右方）の端部伝達部材１９は、出力軸１２ａの先端部に対して、また、１対の端部伝達部材１９のうちの他方（図２、図４〜図６、図８における左方）の端部伝達部材１９は、ウォーム軸６ａの基端部に対して、それぞれ締り嵌め、スプライン嵌合、かしめなどにより、相対回転および軸方向の相対変位を阻止された状態で外嵌固定されている。ただし、本発明を実施する場合、端部伝達部材１９は、出力軸１２ａの先端部やウォーム軸６ａの基端部に一体に形成することもできる。

端部伝達部材１９は、外周面の軸方向内端部乃至中間部に、凹部３４と凸部３５とを周方向に関して交互に配置して成る端部凹凸部３３を有する。また、端部伝達部材１９は、外周面の軸方向外端部に、円輪状の鍔部３６を有している。端部凹凸部３３を構成する凹部３４の軸方向外端開口は、鍔部３６の軸方向内側面によって塞がれている。なお、本発明を実施する場合には、鍔部３６を省略することもできる。

１対の端部伝達部材１９は、それぞれの軸方向内端部乃至中間部が、結合体３７の軸方向両側部の径方向内側に挿入されている。この状態で、一方の端部伝達部材１９の端部凹凸部３３を構成する凸部３５は、一方（図２、図４、図５、図８における右方）の弾性部材１８の弾性スリット２９に周方向のがたつきなく係合する（たとえば、周方向の締め代を有する状態で係合する）と共に、中間伝達部材１７の中間凹凸部２３を構成する凹部２４に周方向隙間を介在させた状態で係合している。また、他方の端部伝達部材１９の端部凹凸部３３を構成する凸部３５は、他方（図２、図４、図５、図８における左方）の弾性部材１８の弾性スリット２９に周方向のがたつきなく係合する（たとえば、周方向の締め代を有する状態で係合する）と共に、中間伝達部材１７の中間凹凸部２３を構成する凹部２４に周方向隙間を介在させた状態で係合している。すなわち、それぞれの端部凹凸部３３を構成する凸部３５と中間凹凸部２３を構成する凸部２５との周方向側面同士の間に、図１０に示すような、周方向隙間αが存在している。

なお、本発明を実施する場合には、端部凹凸部３３を構成する凸部３５を弾性部材１８の弾性スリット２９に対し、周方向隙間を介在させた状態で係合させることもできる。ただし、この場合には、この周方向隙間よりも、前記周方向隙間αを大きくする。

さらに、本例では、この状態で、図１０に示すように、端部凹凸部３３を構成する凸部３５の径方向外端面と弾性スリット２９の底面との間に径方向隙間βを介在させると共に、端部凹凸部３３を構成する凸部３５の径方向外端面と中間凹凸部２３を構成する凹部２４の底面との間に径方向隙間γを介在させている。径方向隙間βは、径方向隙間γよりも小さくなっている（β＜γ）。また、図１０に示すように、端部凹凸部３３を構成する凹部３４の底面と弾性部材１８の内周面との間に径方向隙間εを介在させると共に、端部凹凸部３３を構成する凹部３４の底面と中間凹凸部２３を構成する凸部２５の先端面である径方向内側面との間に径方向隙間ηを介在させている。径方向隙間εは、径方向隙間ηよりも小さくなっている（ε＜η）。

本例の電動式パワーステアリング装置では、電動モータ７の出力軸１２ａとウォーム８との間で伝達されるトルクが比較的小さい場合には、出力軸１２ａの回転トルクは、一方の端部伝達部材１９→一方の弾性部材１８→中間伝達部材１７→他方の弾性部材１８→他方の端部伝達部材１９→ウォーム８の順で伝達される。すなわち、出力軸１２ａの回転トルクは、一方の端部伝達部材１９から一方の弾性部材１８に、端部凹凸部３３を構成する凸部３５と弾性スリット２９との係合部を通じて伝達される。また、一方の弾性部材１８に伝達されたトルクは、中間伝達部材１７に、一方の弾性部材１８と中間伝達部材１７の歯部２２との係合部を通じて伝達される。また、中間伝達部材１７に伝達されたトルクは、他方の弾性部材１８に、中間伝達部材１７の歯部２２と他方の弾性部材１８との係合部を通じて伝達される。また、他方の弾性部材１８に伝達されたトルクは、他方の端部伝達部材１９およびウォーム８に、弾性スリット２９と端部凹凸部３３を構成する凸部３５との係合部を通じて伝達される。

これに対して、出力軸１２ａとウォーム８との間で伝達されるトルクが大きくなると、一方の弾性部材１８の一部が、一方の端部伝達部材１９の凸部３５によって、周方向に弾性的に押し潰され、かつ、他方の弾性部材１８の一部が、他方の端部伝達部材１９の凸部３５によって、周方向に弾性的に押し潰される。そして、一方の端部伝達部材１９の凸部３５および他方の端部伝達部材１９の凸部３５と、中間伝達部材１７の凸部２５との、それぞれの周方向側面同士が当接する。これらの当接の勢いは、一方の弾性部材１８および他方の弾性部材１８の一部の弾性変形により弱められているため、当接に伴う異音の発生を抑えられる。この状態では、出力軸１２ａの回転トルクの大部分は、一方の端部伝達部材１９から中間伝達部材１７に直接伝達され、中間伝達部材１７に伝達されたトルクの大部分は、中間凹凸部２３から他方の端部伝達部材１９に直接伝達される。また、残りのトルクは、上述したトルクが小さい場合と同様にして、出力軸１２ａからウォーム８に伝達される。

また、本例では、電動モータ７の出力軸１２ａの回転方向を反転させる際にも、一方の端部伝達部材１９の凸部３５および他方の端部伝達部材１９の凸部３５と、中間伝達部材１７の凸部２５との、それぞれの周方向側面同士の当接の勢いを、一方の弾性部材１８および他方の弾性部材１８の弾性変形により弱められるため、当接に伴う異音の発生を抑えられる。

以上のように、本例の電動式パワーステアリング装置では、トルク伝達用継手１６の捩り剛性が、伝達するトルクが小さい場合には小さくなり、伝達するトルクが大きい場合には大きくなるといった、２段階特性を有している。ただし、本発明を実施する場合には、たとえば、１対の端部伝達部材１９同士で前記周方向隙間αの大きさを互いに異ならせたり、１対の弾性部材１８同士で弾性係数を互いに異ならせたりすることによって、トルク伝達用継手１６の捩り剛性を２段階よりも多くすることもできる。

また、本例では、１対の端部伝達部材１９のそれぞれに関して、端部凹凸部３３と弾性部材１８との係合部、および、端部凹凸部３３と中間凹凸部２３との係合部に、それぞれ径方向隙間β、γ、ε、ηが介在している。また、これらの径方向隙間β、γ、ε、ηに関して、β＜γ、および、ε＜ηの関係を持たせている。このため、１対の端部伝達部材１９同士の間で、大きな偏心や傾きなどが生じた場合でも、１対の弾性部材１８の存在に基づいて、端部凹凸部３３を構成する凹部３４の底面が、中間凹凸部２３を構成する凸部２５の径方向内側面に当接したり、端部凹凸部３３を構成する凸部３５の径方向外端面が、中間凹凸部２３を構成する凹部２４の底面に当接したりすることを防止できる。この場合、仮に、これらの面同士が当接したとしても、当接の勢いは、弾性部材１８の弾性変形により弱められるため、当接に伴う異音の発生を抑えられる。

本発明を実施する場合には、中間伝達部材の径方向外側部に中間凹凸部が設けれ、端部伝達部材の径方向内側部に端部凹凸部が設けられた構成を採用することもできる。
また、本発明を実施する場合には、弾性部材の内部に金属製の芯材を埋め込んでいない構成を採用することもできる。

１ ステアリングホイール
２ ステアリングシャフト
３ ハウジング
４ ウォームホイール
５ ウォーム歯
６、６ａ ウォーム軸
７ 電動モータ
８ ウォーム
９ａ、９ｂ 転がり軸受
１０ 押圧駒
１１ コイルばね
１２、１２ａ 出力軸
１３ スプライン孔
１４ スプライン軸部
１５ 付勢機構
１６ トルク伝達用継手
１７ 中間伝達部材
１８ 弾性部材
１９ 端部伝達部材
２０ 本体部
２１ 筒部
２２ 歯部
２３ 中間凹凸部
２４ 凹部
２５ 凸部
２６ 係止溝
２７ 傾斜側面部
２８ 鉤部
２８ａ 案内面部
２９ 弾性スリット
３０ 除肉部
３１ 芯材
３２ａ、３２ｂ 大型スリット
３３ 端部凹凸部
３４ 凹部
３５ 凸部
３６ 鍔部
３７ 結合体

Claims (6)

1. 径方向片側部に凹部と凸部とを周方向に関して交互に配置して成る中間凹凸部を有する中間伝達部材と、
   前記中間伝達部材の軸方向両側部に１つずつ組み付けられた、１対の弾性部材と、
   前記中間伝達部材の軸方向両側部に１つずつ配置され、それぞれの径方向他側部に凹部と凸部とを周方向に関して交互に配置して成る端部凹凸部を有し、かつ、それぞれの端部凹凸部を構成する凸部を前記各弾性部材に係合させると共に、それぞれの端部凹凸部を構成する凸部を前記中間凹凸部を構成する凹部に周方向隙間を介在させた状態で係合させている、１対の端部伝達部材と、を備え、
   前記中間伝達部材の軸方向両側部の径方向片側の周面のそれぞれに係止溝が設けられており、
   前記１対の弾性部材のそれぞれは、円すい筒状に構成されたものであり、径方向片端部が径方向他端部よりも軸方向内側に位置する姿勢で、径方向他端部が前記係止溝に係止されている、
   トルク伝達用継手。
2. 前記各弾性部材の内部に、金属製の芯材が埋め込まれている、
   請求項１に記載のトルク伝達用継手。
3. 前記各弾性部材は、中心軸に直交する仮想平面に対する傾斜角度が変化する態様の弾性変形が生じた状態で、軸方向内側面が前記中間伝達部材の軸方向外側面に弾性的に接触している、
   請求項１または２に記載のトルク伝達用継手。
4. 前記各弾性部材は、中心軸に直交する仮想平面に対する傾斜角度が変化する態様の弾性変形を生じさせることに基づいて、自由状態での径方向片端部と径方向他端部との軸方向に関する互いの位置関係を反転させることが可能である、
   請求項１〜３のうちの何れか１項に記載のトルク伝達用継手。
5. 請求項４に記載のトルク伝達用継手を組み立てるべく、前記中間伝達部材に対して前記弾性部材を組み付ける際に、前記弾性部材の径方向片端部を径方向他端部よりも軸方向外側に位置させた状態で、前記弾性部材を前記中間伝達部材の径方向片側に軸方向外側から押し込むことにより、前記弾性部材の径方向他端部を前記係止溝に係止した後、前記弾性部材を弾性変形させることに基づいて、前記弾性部材の姿勢を、径方向片端部が径方向他端部よりも軸方向内側に位置する姿勢に変化させる、
   トルク伝達用継手の組立方法。
6. ハウジングと、
   前記ハウジングに対し回転可能に支持されたウォームホイールと、
   ウォーム軸と、該ウォーム軸の外周面に設けられたウォーム歯とを有し、該ウォーム歯を前記ウォームホイールに噛合させた状態で、前記ハウジングに対し回転可能に支持されたウォームと、
   前記ウォームを回転駆動するための出力軸を有する電動モータと、
   前記電動モータの出力軸と前記ウォーム軸とをトルク伝達を可能に接続するトルク伝達用継手と、を備えた
   電動式パワーステアリング装置であって、
   前記トルク伝達用継手が、請求項１〜４のうちの何れか１項に記載のトルク伝達用継手であり、前記１対の端部伝達部材のうちの一方の端部伝達部材が前記電動モータの出力軸の先端部に固定または一体成形され、かつ、前記１対の端部伝達部材のうちの他方の端部伝達部材が前記ウォーム軸の基端部に固定または一体成形されている電動式パワーステアリング装置。

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