JP2019070399A - 軸連結構造及び電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】組み立てが容易で、かつ第１及び第２回転部材の回転開始時あるいは回転方向の反転時における異音の発生を抑制可能な軸連結構造及び電動パワーステアリング装置を提供する。【解決手段】同心的に配置された第１回転部材と第２回転部材とを連結する軸連結構造は、第１回転部材に固定された第１連結部材６と、第２回転部材に固定された第２連結部材７と、第１連結部材６と第２連結部材との間に介在する弾性体からなる中間部材８とを備える。中間部材８は、第１連結部材６の第１突起６４と第２連結部材７の第２突起７４との間に圧縮して配置された複数の腕部８３を有する。腕部８３は、断面形状が矩形状の基部８３１と、基部８３１から第１突起６４又は第２突起７４に向かって膨出する膨出部８３２とを一体に有し、膨出部８３２における第１突起６４又は第２突起７４との接触面の軸方向の接触長さが腕部８３の基端部から先端部に向けて連続的に長くなる。【選択図】図６

Description

本発明は、軸方向に並んで同心的に配置された第１回転部材と第２回転部材とを連結する軸連結構造、及びその軸連結構造を備えた電動パワーステアリング装置に関する。

従来、電動パワーステアリング装置において操舵機構にアシスト力を付与するアシスト機構は、電動モータとウォームギヤ機構とを備え、電動モータの回転軸とウォームギヤ機構のウォームシャフトとが弾性部材を用いた軸連結構造によって連結されている。ウォームシャフトは、電動モータの回転軸に対して弾性連結されており、電動モータの回転方向が反転されるときの衝撃が、弾性部材の弾性変形によって吸収される。これにより、電動モータの回転方向反転時の衝撃がステアリングホイールに伝達されることが抑制され、操舵フィーリングの向上に寄与している。（例えば特許文献１参照）。

特許文献１に記載の軸連結構造は、電動モータの回転軸に固定された第１部材と、ウォームシャフトに固定された第２部材と、第１部材と第２部材との間に介在するゴム等の弾性体からなる中間部材とを有して構成されている。第１部材には軸方向に突出する複数の連結突起が設けられており、第２部材には第１部材の複数の連結突起の間にそれぞれ配置される複数の第１放射状突起が設けられている。中間部材は、第１部材の複数の連結突起と第２部材の複数の第１放射状突起との間にそれぞれ配置される複数の第２放射状突起を有している。電動モータのトルクは、第１部材の連結突起から中間部材の第２放射状突起を介して第２部材の第１放射状突起に伝達され、さらに第２部材からウォームシャフトに伝達される。

特開２０１７−３６７６７号公報

この特許文献１に記載の軸連結構造において、中間部材の第２放射状突起と、第１部材の連結突起又は第２部材の第１放射状突起との間に隙間があると、電動モータの回転開始時あるいは回転方向の反転時にこの隙間が詰まり、特に弾性体が硬くなる低温時において異音（第２放射状突起の衝突音）が発生してしまう。このため、中間部材の第２放射状突起を連結突起と第１放射状突起との間に圧縮された状態で配置することが必要となる。この組み立て作業は、中間部材を弾性変形させて行うため、作業困難性が高く、製造コスト上昇の要因となっていた。また、この軸連結構造が電動パワーステアリング装置に用いられる場合には、中間部材をハウジングの内部で第１部材又は第２部材に組み合わせなければならず、目視作業が困難であるため、特に作業困難性が高いものとなっていた。

そこで、本発明は、組み立てが容易で、かつ第１及び第２回転部材の回転開始時あるいは回転方向の反転時における異音の発生を抑制可能な軸連結構造及び電動パワーステアリング装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記の目的を達成するために、軸方向に並んで同心的に配置された第１回転部材と第２回転部材とを連結する軸連結構造であって、前記第１回転部材の端部に固定された第１連結部材と、前記第２回転部材の端部に固定された第２連結部材と、前記第１連結部材と前記第２連結部材との間に介在し、前記第１連結部材及び前記第２連結部材よりも柔らかい材料からなる中間部材とを備え、前記第１連結部材は、前記第１回転部材の回転軸線に平行な軸方向に沿って前記第２連結部材側に向かって延び、かつ当該回転軸線周りの周方向に所定の間隔を有して設けられた複数の第１突起を有し、前記第２連結部材は、前記第２回転部材の回転軸線に平行な軸方向に沿って前記第１連結部材側に向かって延び、前記複数の第１突起の間に配置された複数の第２突起を有し、前記中間部材は、中心部から放射状に延びる複数の腕部を有し、前記腕部が前記第１突起の側面と前記第２突起の側面との間で前記周方向に圧縮されて配置されており、前記腕部は、その延在方向に直交する断面形状が矩形状の基部と、前記基部から前記第１突起又は前記第２突起の前記側面に向かって膨出する膨出部とを一体に有し、前記膨出部における前記第１突起又は前記第２突起の前記側面との接触面の前記軸方向の接触長さが前記腕部の基端部から先端部に向けて連続的に長くなる、軸連結構造を提供する。

また、本発明は、上記の目的を達成するために、ステアリングホイールの操舵に応じて転舵輪を転舵させる操舵機構と、前記操舵機構にアシスト力を付与するアシスト機構とを備え、前記アシスト機構は、電動モータと、前記電動モータの出力回転軸に連結されたウォームシャフト及び前記ウォームシャフトに噛み合うウォームホイールを有するウォームギヤ機構とを備え、前記出力回転軸と前記ウォームシャフトとが請求項１乃至５の何れか１項に記載された軸連結機構によって連結された、電動パワーステアリング装置を提供する。

本発明によれば、第１及び第２回転部材の回転開始時あるいは回転方向の反転時における異音の発生が抑制された軸連結構造及び電動パワーステアリング装置を、容易に組み立てることが可能となる。

本発明の第１の実施の形態に係る電動パワーステアリング装置の構成例を示す模式図である。 （ａ）は、アシスト機構の一部をハウジングと共に示す断面図である。（ｂ）は、（ａ）の一部を拡大して示す拡大図である。 動力伝達継手を周辺の部材と共に示す斜視図である。 （ａ）及び（ｂ）は、中間部材を示す斜視図である。 中間部材の第２連結部材側の面を第１連結部材及び第２連結部材７の一部の断面と共に示す正面図である。 （ａ）は、中間部材の一部を拡大して示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。 （ａ）は、本発明の第２の実施の形態に係る中間部材の一部を示す斜視図である。（ｂ）は（ａ）に示すＣ−Ｃ線における腕部の先端部の断面形状を、（ｂ）は（ａ）に示すＤ−Ｄ線における腕部の基端部の断面形状を、それぞれ示す。 （ａ）は、本発明の第３の実施の形態に係る中間部材の全体を示す斜視図である。（ｂ）は（ａ）に示すＥ−Ｅ線における腕部の先端部の断面形状を、（ｂ）は（ａ）に示すＦ−Ｆ線における腕部の基端部の断面形状を、それぞれ示す。

［第１の実施の形態］
本発明の第１の実施の形態について、図１乃至図６を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する上での好適な具体例として示すものであり、技術的に好ましい種々の技術的事項を具体的に例示している部分もあるが、本発明の技術的範囲は、この具体的態様に限定されるものではない。

（電動パワーステアリング装置の構成）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る電動パワーステアリング装置の構成例を示す模式図である。

電動パワーステアリング装置１は、操舵機構１０と、操舵機構１０に運転者の操舵操作を補助するアシスト力を付与するアシスト機構２と、アシスト機構２を制御するコントローラ２０とを有している。

操舵機構１０は、運転者が回転操作するステアリングホイール１１と、ステアリングホイール１１に連結されたステアリングシャフト１２と、車両の車幅方向に延在するラックシャフト１３とを有して構成され、ステアリングホイール１１の操舵操作に応じて左右の転舵輪１９を転舵させる。

ステアリングシャフト１２は、ステアリングホイール１１が一端部に固定されるコラムシャフト１２１と、ラックシャフト１３のラック歯１３ａに噛み合うピニオン歯１２３ａを有するピニオンシャフト１２３と、コラムシャフト１２１とピニオンシャフト１２３との間に介在する中間シャフト１２２とを有している。コラムシャフト１２１と中間シャフト１２２とは、自在継手１２４によって連結され、中間シャフト１２２とピニオンシャフト１２３とは、自在継手１２５によって連結されている。

コラムシャフト１２１は、アッパシャフト１２１ａとロアシャフト１２１ｂがトルクセンサ１４のトーションバー１４０によって連結されて構成されている。トルクセンサ１４は、運転者がステアリングホイール１１に付与する操舵トルクをトーションバー１４０の捩じれによって検出する。

ラックシャフト１３は、筒状のラックハウジング１５に軸方向に移動可能に収容されている。ラックシャフト１３には、その軸方向に沿って斜歯からなるラック歯１３ａが形成され、このラック歯１３ａがピニオンシャフト１２３のピニオン歯１２３ａに噛み合っている。ラックシャフト１３の両端部には、それぞれボールジョイントソケット１６が固定され、これらのボールジョイントソケット１６に連結されたタイロッド１７が、図示しないナックルアームを介して左右の転舵輪１９に連結されている。ボールジョイントソケット１６の外周側には、蛇腹状のゴムや樹脂等からなるベローズ１８が配置されている。

ステアリングホイール１１が回転操作されると、ステアリングホイール１１にコラムシャフト１２１及び中間シャフト１２２を介して連結されたピニオンシャフト１２３が回転し、ピニオン歯１２３ａとラック歯１３ａとの噛み合いによってラックシャフト１３がその軸方向に直線運動する。このラックシャフト１３の直線運動により、タイロッド１７を介して左右の転舵輪１９が転舵される。

アシスト機構２は、電動モータ３と、電動モータ３の回転を減速する減速機としてのウォームギヤ機構４とを有している。ウォームギヤ機構４は、電動モータ３の出力回転軸に連結されたウォームシャフト４１、及びロアシャフト１２１ｂと一体に回転するウォームホイール４２を有し、図略のハウジング内でウォームシャフト４１とウォームホイール４２とが互いに噛み合わされている。コントローラ２０は、車速及びトルクセンサ１４によって検出された操舵トルクに基づいて電動モータ３にモータ電流を供給し、電動モータ３を制御する。

図２（ａ）は、アシスト機構２の一部をハウジング５と共に示す部分断面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）の一部を拡大して示す拡大図である。ウォームギヤ機構４は、ハウジング５に収容されており、電動モータ３の本体部３０がハウジング５に取り付けられている。電動モータ３の出力回転軸３１とウォームシャフト４１とは、軸方向に並んで同心的に配置され、本発明の軸連結構造によって具現化された動力伝達継手９により連結されている。出力回転軸３１は、本発明の第１回転部材の一態様であり、ウォームシャフト４１は、本発明の第２回転部材の一態様である。軸連結構造及び動力伝達継手９の詳細については後述する。

ウォームシャフト４１は、電動モータ３側の第１端部４１１と、電動モータ３とは反対側の第２端部４１２と、第１端部４１１と第２端部４１２との間の歯部４１３とを一体に有している。第１端部４１１は、第１軸受５１によって支持され、第２端部４１２は第２軸受５２によって支持されている。

ウォームホイール４２は、芯金部４２１と、樹脂からなる歯部４２２とを有している。歯部４２２は芯金部４２１の外周に嵌合固定され、芯金部４２１と一体に回転する。芯金部４２１は、その中心部にロアシャフト１２１ｂが挿通されており、ロアシャフト１２１ｂと一体に回転する。

ウォームシャフト４１の回転軸線Ｏ_２は、ロアシャフト１２１ｂの長手方向に対して垂直であり、電動モータ３の出力回転軸３１の回転軸線Ｏ_１と略一致している。電動モータ３のトルクは、出力回転軸３１からウォームシャフト４１に伝達され、歯部４１３，４２２同士の噛み合いにより減速されてウォームホイール４２に伝達される。そして、ウォームホイール４２からアシスト力としてロアシャフト１２１ｂに付与される。

ハウジング５には、第２軸受５２を介してウォームシャフト４１の第２端部４１２をウォームホイール４２側に弾性的に付勢する付勢機構５３が収容されている。ハウジング５において、付勢機構５３を組み付けるための開口５０は蓋部材５４によって閉塞されている。付勢機構５３は、軸受座部５３１ａ及びばね座部５３１ｂを有する軸受ホルダ５３１と、軸受ホルダ５３１のばね座部５３１ｂとハウジング５側のばね座部５ａとの間に圧縮された状態で配置された圧縮コイルばね５３２とを有している。付勢機構５３は、圧縮コイルばね５３２の復元力により、第１軸受５１の中心Ｃを支点として、ウォームシャフト４１の歯部４１３とウォームホイール４２の歯部４２２との噛み合わせが深くなる方向にウォームシャフト４１の第２端部４１２を付勢する。

軸受ホルダ５３１は、第２軸受５２の外輪５２１を軸受座部５３１ａにて保持し、ウォームシャフト４１の回転軸線Ｏ_２に直交する方向に沿って進退移動可能にハウジング５に支持されている。軸受座部５３１ａは円筒状であり、ばね座部５３１ｂは軸受座部５３１ａの周方向の１箇所から回転軸線Ｏ_２と平行に突出している。第２軸受５２の内輪５２２は、ウォームシャフト４１の第２端部４１２に外嵌され、内輪５２２と外輪５２１との間には複数の球状転動体５２３が配置されている。

図２（ｂ）に示すように、第１軸受５１は、外輪５１１及び内輪５１２と、複数の球状転動体５１３と、外輪５１１と内輪５１２との間の軸受内部空間をシールするシール部材５１４とを有している。ウォームシャフト４１の第１端部４１１は、大径部４１１ａと小径部４１１ｂとを有し、内輪５１２が大径部４１１ａに外嵌されている。外輪５１１は、ハウジング５の内面に螺合するリング状の止定部材５５によって固定されている。

動力伝達継手９は、電動モータ３の出力回転軸３１に固定された第１連結部材６と、ウォームシャフト４１に固定された第２連結部材７と、第１連結部材６と第２連結部材７との間に介在して配置された中間部材８とを備えている。中間部材８は、第１連結部材６及び第２連結部材７よりも柔らかい材料からなり、本実施の形態では、中間部材８がゴム等の弾性体からなる。この弾性体として、より具体的にはＮＢＲ（ニトリルゴム）を好適に用いることができる。中間部材８は、その軸方向に相対移動する上型及び下型を有する金型のキャビティに溶融材料を射出する射出成形によって成形される。

第１連結部材６は、金属環６０と樹脂部６１とを有し、金属環６０が樹脂部６１にインサート成形により一体化されている。金属環６０と出力回転軸３１とは、例えばセレーション嵌合又はスプライン嵌合によって相対回転が規制され、出力回転軸３１の先端部３１１が金属環６０の嵌合孔６００に圧入されている。

第２連結部材７は、金属環７０と樹脂部７１とを有し、金属環７０が樹脂部７１にインサート成形により一体化されている。金属環７０とウォームシャフト４１とは、例えばセレーション嵌合又はスプライン嵌合によって相対回転が規制され、ウォームシャフト４１の小径部４１１ｂが金属環７０の嵌合孔７００に圧入されている。

以下、図３乃至図６を参照して、動力伝達継手９の構成について詳細に説明する。図３は、動力伝達継手９の第１連結部材６、第２連結部材７、及び中間部材８を、ウォームシャフト４１の第１端部４１１、第１軸受５１、及び止定部材５５と共に示す斜視図である。図４（ａ）及び（ｂ）は、中間部材８を示す斜視図である。図５は、中間部材８の第２連結部材７側の面を、第１連結部材６及び第２連結部材７の一部の断面と共に示す正面図である。図６（ａ）は、中間部材８の一部を拡大して示す斜視図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）のＡ−Ａ線断面図、図６（ｃ）は図６（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。

第１連結部材６の樹脂部６１は、金属環６０が中心部に配置された円筒部６２と、円筒部６２から外径側に張り出して設けられた円環板状のベース部６３と、ベース部６３から電動モータ３の出力回転軸３１の回転軸線Ｏ_１と平行な軸方向に沿って第２連結部材７側に向かって延びる複数の第１突起６４とを一体に有している。複数の第１突起６４は、回転軸線Ｏ_１周りの周方向に所定の間隔を有して設けられている。本実施の形態では、樹脂部６１が４つの第１突起６４を有しており、図３ではこのうち３つの第１突起６４を図示している。図５では、第１連結部材６の第１突起６４を軸方向に対して直交する断面で示している。

第２連結部材７の樹脂部７１は、金属環７０が中心部に配置された円筒部７２と、円筒部７２から外径側に張り出して設けられた円環板状のベース部７３と、ベース部７３からウォームシャフト４１の回転軸線Ｏ_２と平行な軸方向に沿って第１連結部材６側に向かって延びる複数の第２突起７４とを一体に有している。複数の第２突起７４は、回転軸線Ｏ_２周りの周方向に所定の間隔を有して設けられており、複数の第１突起６４の間に配置される。本実施の形態では、樹脂部７１が４つの第２突起７４を有している。図５では、第２連結部材７の第２突起７４を軸方向に対して直交する断面で示している。

中間部材８は、第１連結部材６の円筒部６２と第２連結部材７の円筒部７２との間に配置される円筒部８１と、円筒部８１の一側を閉塞する蓋部８２と、円筒部８１の径方向外側に突出して設けられた複数の腕部８３と、複数の腕部８３のうち円筒部８１の周方向に隣り合う一対の腕部８３を軸方向の一側で連結する板状の連結部８４とを一体に有している。

図４（ａ），（ｂ）に示すように、蓋部８２は、連結部８４と連続する円板状の壁部８２０と、壁部８２０の中心部から第１連結部材６側に突出する第１ボス部８２１と、壁部８２０の中心部から第２連結部材７側に突出する第２ボス部８２２とを有している。壁部８２０における第１連結部材６側の面には、第１ボス部８２１を囲む環状溝８２３が形成されている。また、壁部８２０における第２連結部材７側の面には、第２ボス部８２２を囲む環状突起８２４が形成されている。

複数の腕部８３は、中間部材８の中心部から放射状に延びるように形成されている。本実施の形態では、中間部材８に８つの腕部８３が設けられている。それぞれの腕部８３は、第１連結部材６の第１突起６４の側面６４ａに対向する第１対向面８３ａと、第２連結部材７の第２突起７４の側面７４ａに対向する第２対向面８３ｂとを有し、第１突起６４の側面６４ａと第２突起７４の側面７４ａとの間で周方向に圧縮されて配置されている。第１突起６４の側面６４ａは、第１連結部材６の軸方向と平行な平面であり、第２突起７４の側面７４ａは、第２連結部材７の軸方向と平行な平面である。

第２連結部材７の第２突起７４を挟む２つの腕部８３は対をなし、この一対の腕部８３同士は、中間部材８の軸方向における第１連結部材６側の端部にて、連結部８４により周方向に連結されている。これにより、中間部材８の強度が増している。連結部８４は、中間部材８の軸方向から見た形状が扇形であり、第２突起７４の先端面７４ｂに対向するように配置される。これにより、中間部材８の表裏を逆にして組み付ける誤組み付けを防ぐことができる。

図６（ａ）は、中間部材８の各腕部８３が圧縮されない自然状態において、連結部８４で連結された腕部８３のうちの一方の腕部８３の第１対向面８３ａ側を示す斜視図である。図６（ｂ）及び（ｃ）は、腕部８３の延在方向（中間部材８の径方向）に直交する断面における腕部８３の断面形状を示し、図６（ｂ）は図６（ａ）に示すＡ−Ａ線における腕部８３の先端部近傍の断面形状を、図６（ｃ）は図６（ａ）に示すＢ−Ｂ線における腕部８３の基端部近傍の断面形状を、それぞれ示す。

腕部８３は、上記の断面における断面形状が矩形状の基部８３１と、基部８３１から周方向に膨出する膨出部８３２とを一体に有している。腕部８３における基部８３１の形状は直方体状である。図６（ｂ）及び（ｃ）では、基部８３１と膨出部８３２との仮想的な境界線を破線で示している。本実施の形態では、膨出部８３２が基部８３１の一側のみに設けられているが、膨出部８３２を基部８３１の両側に設けてもよい。ただし、膨出部８３２を連結部８４とは反対側の第１突起６４側のみに設けることにより、射出成型時に無理抜き（成形体の一部を弾性変形させながら金型から取り出すこと）をしなくとも中間部材８を成形することが可能となる。つまり、膨出部８３２を第２突起７４側に設けた場合には、腕部８３の第２対向面８３ｂを成形する上型又は下型を連結部８４側に抜くことができず、連結部８４とは反対側に無理抜きする必要があるが、本実施の形態では第２対向面８３ｂが軸方向に平行な平坦面であり、このような無理抜きをする必要がないので、成形時における成形体の変形を防いで中間部材８を高精度に成形することができる。

本実施の形態では、膨出部８３２が基部８３１から第１突起６４の側面６４ａに向かって膨出している。この膨出部８３２において、第１突起６４の側面６４ａに接触する頂面（膨出部８３２の膨出方向における頂点を含む平坦な面）８３２ａは、腕部８３の先端部側ほど中間部材８の軸方向の幅が広くなる台形状である。図６（ｂ）及び（ｃ）に示すように、腕部８３の先端部における頂面８３２ａの軸方向長さをＬ_１とし、腕部８３の基端部における頂面８３２ａの軸方向長さをＬ_２とすると、Ｌ_１は腕部８３の第１対向面８３ａの全体の軸方向長さよりも短く、Ｌ_２はＬ_１よりも短い。Ｌ_２の好ましい長さは、Ｌ_１の４分の１から３分の２である。

また、図６（ｂ）及び（ｃ）に示すように、腕部８３の先端部における膨出部８３２の基部８３１（前記境界線）からの膨出高さをＨ_１とし、腕部８３の基端部における膨出部８３２の基部８３１からの膨出高さをＨ_２とすると、Ｈ_１はＨ_２と等しい。

腕部８３の第１対向面８３ａは、頂面８３２ａよりも連結部８４側の第１傾斜面８３２ｂ、及び頂面８３２ａよりも連結部８４と反対側の第２傾斜面８３２ｃを含んでいる。第１傾斜面８３２ｂ及び第２傾斜面８３２ｃは、中間部材８の外周面にあたる腕部８３の基端部側から先端面８３ｃに至る範囲に形成され、中間部材８の軸方向及び周方向に対して互いに反対方向に傾斜している。頂面８３２ａと第１傾斜面８３２ｂとの境界線８３２ｄは、腕部８３の先端部側ほど連結部８４に近づくように、中間部材８の径方向に対して傾斜している。頂面８３２ａと第２傾斜面８３２ｃとの境界線８３２ｅは、腕部８３の先端部側ほど連結部８４から遠ざかるように、中間部材８の径方向に対して傾斜している。

上記の腕部８３の構成により、中間部材８が第１連結部材６と第２連結部材７との間に配置されたとき、膨出部８３２における第１突起６４の側面６４ａとの接触面の軸方向の接触長さが腕部８３の基端部から先端部に向けて連続的に長くなる。これにより、例えば中間部材８によって第１連結部材６と第２連結部材７との間でトルクが伝達される際の頂面８３２ａの面圧が均一である場合、腕部８３の先端部において基端部よりも大きな力が伝達される。

電動パワーステアリング装置１の組み立て時には、動力伝達継手９による軸連結構造により、電動モータ３の出力回転軸３１とウォームシャフト４１とがハウジング５内で連結される。この作業時の作業手順は、特に限定されるものではないが、例えば電動モータ３の出力回転軸３１に第１連結部材６を固定する第１工程と、ハウジング５内に支持されたウォームシャフト４１の第１端部４１１に第２連結部材７を固定し、その第２連結部材７に中間部材８を取り付ける第２工程と、第１工程及び第２工程の後に電動モータ３をハウジング５に取り付ける第３工程とによって行われる。第３工程では、作業者の目視によって中間部材８における複数の腕部８３の第１対向面８３ａ間の隙間と第１連結部材６の第１突起６４との回転方向の位置が合致するように出力回転軸３１を位置合わせし、その状態で電動モータ３の本体部３０をハウジング５に固定する。

（第１の実施の形態の作用及び効果）
以上説明した第１の実施の形態によれば、中間部材８の腕部８３に膨出部８３２が設けられているため、中間部材８と第１連結部材６とを組み合わせる際に回転方向の相対的な位置ずれが発生していても、第１連結部材６の第１突起６４が膨出部８３２の第１傾斜面８３２ｂに当接することによってこの当接部位に作用する作用力及び反作用力により出力回転軸３１及びウォームシャフト４１の少なくとも何れかが回転し、位置ずれが解消されて組み立てを正常に行うことができる。これにより、動力伝達継手９及び電動パワーステアリング装置１の組み立てを容易に行うことができる。また、腕部８３は、第１突起６４の側面６４ａと第２連結部材７の第２突起７４の側面７４ａとの間で周方向に圧縮されて配置されるので、電動モータ３の回転開始時あるいは回転方向の反転時における異音の発生が抑制される。

また、腕部８３に膨出部８３２を設けることにより、腕部８３の第１対向面８３ａが湾曲するので、この第１対向面８３ａにおける第１連結部材６の第１突起６４の側面６４ａとの接触面積が小さくなるが、本実施の形態では、腕部８３の第１対向面８３ａと第１突起６４の側面６４ａとの接触面の軸方向の接触長さが腕部８３の基端部から先端部に向けて連続的に長くなるので、腕部８３の先端部において基端部よりも大きな力が伝達され、Ｔ（トルク）＝Ｆ（力）×ｒ（回転軸線からの半径）の関係からも明らかなように、十分なトルクを伝達することが可能となる。なお、仮に腕部８３の基端部における頂面８３２ａの軸方向長さＬ_２を先端部における軸方向長さＬ_１と同じにすると、中間部材８と第１連結部材６とを組み合わせる際の抵抗力が大きくなってしまい、組み立てが難しくなるが、本実施の形態では、Ｌ_２をＬ_１よりも小さくすることで、組み立てがさらに容易化されている。

また、本実施の形態では、腕部８３の第１対向面８３ａが第２傾斜面８３２ｃを含んでいるので、主として第１突起６４及び第２突起７４のそれぞれの軸方向の中央部の間でトルクが伝達され、第１連結部材６と第２連結部材７との間でのトルクの伝達を樹脂部６１，７１に過大な負担をかけることなく行うことができる。つまり、仮に第１突起６４の突出方向（軸方向）の先端部と第２突起７４の突出方向（軸方向）の基端部との間でトルクが伝達される場合には、第１突起６４の変形が大きくなりやすく、第１連結部材６の樹脂部６１の負担が大きくなるが、本実施の形態によれば、このような問題を抑制することが可能となる。

またさらに、本実施の形態では、膨出部８３２が第１対向面８３ａ側のみに設けられてり、第２突起７４に対向する第２対向面８３ｂ側には膨出部８３２が設けられていないので、中間部材８の成形時に成形体を金型から無理抜きする必要がなく、この無理抜きによって成形体としての中間部材８が変形してしまうことを防ぐことができる。

［第２の実施の形態］
次に、図７（ａ）〜（ｃ）を参照して本発明の第２の実施の形態について説明する。本実施の形態では、中間部材８の腕部８３の形状が第１の実施の形態とは異なり、その他は第１の実施の形態と共通であるので、この差異の部分について具体的に説明し、他の部分については詳細な説明を省略する。また、図７（ａ）〜（ｃ）において、第１の実施の形態で説明したものと共通する構成要素については同一の符号を付して重複した説明を省略する。

図７（ａ）は、本実施の形態に係る中間部材８における一対の腕部８３のうちの一方の腕部８３の第１対向面８３ａ側を示す斜視図である。図７（ｂ）及び（ｃ）は、腕部８３の延在方向に直交する断面における腕部８３の断面形状を示し、図７（ｂ）は図７（ａ）に示すＣ−Ｃ線における腕部８３の先端部の断面形状を、図７（ｂ）は図７（ａ）に示すＤ−Ｄ線における腕部８３の基端部の断面形状を、それぞれ示す。

本実施の形態では、中間部材８の腕部８３が圧縮されない自然状態において、膨出部８３２の基部８３１からの膨出高さが腕部８３の基端部から先端部に向けて連続的に高くなる。また、基部８３１における連結部８４とは反対側の端部における第２突起７４側の角部８３３が中間部材８の軸方向に対して傾斜した傾斜面８３ｄにより面取りされている。

図７（ｂ）及び（ｃ）に示すように、腕部８３の先端部における膨出部８３２の基部８３１からの膨出高さをＨ_１とし、腕部８３の基端部における膨出部８３２の基部８３１からの膨出高さをＨ_２とすると、Ｈ_１はＨ_２よりも大きい。このため、第１連結部材６と第２連結部材７との間でトルクが伝達される際、第１の実施の形態に比較して、腕部８３の先端部においてより大きな力が伝達される。

また、腕部８３の角部８３３が中間部材８の軸方向に対して傾斜した傾斜面８３ｄにより面取りされているので、中間部材８と第２連結部材７とを組み合わせる際にも、回転方向の位置合わせを容易に行うことが可能となる。これにより、電動パワーステアリング装置１の組み立て時において、中間部材８を予め第１連結部材６に装着して電動モータ３の本体部３０をハウジング５に取り付ける場合でも、その作業を容易に行うことが可能となる。

［第３の実施の形態］
次に、図８（ａ）〜（ｃ）を参照して本発明の第３の実施の形態について説明する。本実施の形態では、中間部材８に連結部８４が設けられておらず、また腕部８３において基部８３１の両側にそれぞれ膨出部８３２が設けられている。その他の構成は第１の実施の形態と共通であるので、図８（ａ）〜（ｃ）において、第１の実施の形態で説明したものと共通する構成要素については同一の符号を付して重複した説明を省略する。

図８（ａ）は、本実施の形態に係る中間部材８を示す斜視図である。図８（ｂ）及び（ｃ）は、腕部８３の延在方向に直交する断面における腕部８３の断面形状を示し、図８（ｂ）は図８（ａ）に示すＥ−Ｅ線における腕部８３の先端部近傍の断面形状を、図８（ｂ）は図８（ａ）に示すＦ−Ｆ線における腕部８３の基端部近傍の断面形状を、それぞれ示す。

図８（ｂ）及び（ｃ）に示すように、本実施の形態では、それぞれの腕部８３が基部８３１と一対の膨出部８３２とを一体に有している。一対の膨出部８３２のうち、一方の膨出部８３２は第１連結部材６の第１突起６４の側面６４ａに向かって膨出し、他方の膨出部８３２は第２連結部材７の第２突起７４の側面７４ａに向かって膨出する。なお、これら一方又は他方の膨出部８３２のうち何れかを省略することも可能である。

それぞれの膨出部８３２において、頂面８３２ａは、腕部８３の先端部側ほど中間部材８の軸方向の幅が広くなる台形状であり、腕部８３の先端部における頂面８３２ａの軸方向長さＬ_１は、腕部８３の基端部における頂面８３２ａの軸方向長さＬ_２よりも長い。また、腕部８３の先端部における膨出部８３２の基部８３１からの膨出高さをＨ_１とし、腕部８３の基端部における膨出部８３２の基部８３１からの膨出高さをＨ_２とすると、Ｈ_１はＨ_２と等しい。なお、Ｈ_１をＨ_２よりも大きくしてもよい。

本実施の形態によっても、第１の実施の形態と同様に作用及び効果が得られる。また、中間部材８が連結部８４を有していないので、基部８３１の両側に膨出部８３２を設けても、無理抜きをすることなく中間部材８を成形することが可能である。

（付記）
以上、本発明を第１乃至第３の実施の形態に基づいて説明したが、これらの実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形することが可能であり、各実施の形態の構成を適宜組み合わせて実施することも可能である。

またさらに、上記の実施の形態では、本発明の軸連結構造を電動パワーステアリング装置１のアシスト機構２に適用した場合について説明したが、本発明の軸連結構造を例えば電動モータを駆動源とする自動車の駆動系や工作機械等の他の用途に適用することも当然に可能である。電動パワーステアリング装置１の構成についても、図１に例示したコラムアシスト式のものに限らず、例えばピニオンシャフト１２３にアシスト力を付与するピニオンアシスト式のものや、ステアリングシャフト１２を構成しない第２のピニオンシャフトをラックシャフト１３に噛み合わせ、この第２のピニオンシャフトをウォームギヤ機構によって減速された電動モータのトルクによって回転させてラックシャフト１３にアシスト力を付与する所謂ダブルピニオン型（デュアルピニオン型）のものに本発明を適用することも可能である。

１…電動パワーステアリング装置 １０…操舵機構
１１…ステアリングホイール １９…転舵輪
２…アシスト機構 ３…電動モータ
３１…出力回転軸（第１回転部材） ４…ウォームギヤ機構
４１…ウォームシャフト（第２回転部材） ６…第１連結部材
６４…第１突起 ６４ａ…側面
７…第２連結部材 ７４…第２突起
７４ａ…側面 ８…中間部材
８３…腕部 ８３１…基部
８３２…膨出部 ８３２ａ…頂面
８３３…角部 ８３ｄ…傾斜面
８４…連結部 Ｏ_１，Ｏ_２…回転軸線

Claims (6)

1. 軸方向に並んで同心的に配置された第１回転部材と第２回転部材とを連結する軸連結構造であって、
   前記第１回転部材の端部に固定された第１連結部材と、
   前記第２回転部材の端部に固定された第２連結部材と、
   前記第１連結部材と前記第２連結部材との間に介在し、前記第１連結部材及び前記第２連結部材よりも柔らかい材料からなる中間部材とを備え、
   前記第１連結部材は、前記第１回転部材の回転軸線に平行な軸方向に沿って前記第２連結部材側に向かって延び、かつ当該回転軸線周りの周方向に所定の間隔を有して設けられた複数の第１突起を有し、
   前記第２連結部材は、前記第２回転部材の回転軸線に平行な軸方向に沿って前記第１連結部材側に向かって延び、前記複数の第１突起の間に配置された複数の第２突起を有し、
   前記中間部材は、中心部から放射状に延在する複数の腕部を有し、前記腕部が前記第１突起の側面と前記第２突起の側面との間で前記周方向に圧縮されて配置されており、
   前記腕部は、その延在方向に直交する断面形状が矩形状の基部と、前記基部から前記第１突起又は前記第２突起の前記側面に向かって膨出する膨出部とを一体に有し、
   前記膨出部における前記第１突起又は前記第２突起の前記側面との接触面の前記軸方向の接触長さが前記腕部の基端部から先端部に向けて連続的に長くなる、
   軸連結構造。
2. 前記中間部材は、前記側面に接触する前記膨出部の頂面が、前記腕部の先端部側ほど前記軸方向の幅が広くなる台形状である、
   請求項１に記載の軸連結構造。
3. 前記中間部材は、前記腕部が圧縮されない自然状態において、前記膨出部の前記基部からの膨出高さが前記腕部の基端部から先端部に向けて連続的に高くなる、
   請求項１又は２に記載の軸連結構造。
4. 前記中間部材は、前記第２突起を挟む一対の前記腕部同士を前記周方向に連結する連結部を有し、前記連結部が前記第２突起の先端面に対向するように配置され、前記膨出部が前記基部の前記第１突起側のみに設けられている、
   請求項１乃至３の何れか１項に記載の軸連結構造。
5. 前記基部における前記連結部とは反対側の端部における前記第１突起側の角部が前記軸方向に対して傾斜した傾斜面により面取りされている、
   請求項４に記載の軸連結構造。
6. ステアリングホイールの操舵に応じて転舵輪を転舵させる操舵機構と、前記操舵機構にアシスト力を付与するアシスト機構とを備え、
   前記アシスト機構は、電動モータと、前記電動モータの出力回転軸に連結されたウォームシャフト及び前記ウォームシャフトに噛み合うウォームホイールを有するウォームギヤ機構とを備え、
   前記出力回転軸と前記ウォームシャフトとが請求項１乃至５の何れか１項に記載された軸連結機構によって連結された、
   電動パワーステアリング装置。

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