JP4952677B2 - 弾性軸継手及び電動式パワーステアリング装置 - Google Patents

Description

本発明の対象となる弾性軸継手及び電動式パワーステアリング装置のうちの電動式パワーステアリング装置は、自動車の操舵装置として利用するもので、電動モータを補助動力源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ものである。又、弾性軸継手は、例えばこの様な電動式パワーステアリング装置を構成する電動モータの出力軸と、減速機のウォーム軸とのトルク伝達部に組み込み、操舵時に運転者に違和感を与える事を防止しつつ、上記出力軸から上記ウォーム軸に上記補助動力を伝達するものである。

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、広く実施されている。この様な電動式パワーステアリング装置の構造は、各種知られているが、何れの構造の場合でも、ステアリングホイールの操作によって回転させられ、回転に伴って操舵輪に舵角を付与する回転軸に電動モータの補助動力を、減速機を介して付与する。この減速機として一般的には、ウォーム減速機が使用されている。ウォーム減速機を使用した電動式パワーステアリング装置の場合、上記電動モータにより回転駆動されるウォームと、上記回転軸と共に回転するウォームホイールとを噛合させて、上記電動モータの補助動力をこの回転軸に伝達自在とする。

この様なウォーム減速機を使用した電動式パワーステアリング装置として従来から、例えば特許文献１には、図１４〜１５に示す様な構造が記載されている。この従来構造の場合、ステアリングホイール１により所定方向に回転させられる、回転軸であるステアリングシャフト２の前端部は、ハウジング３の内側に回転自在に支持しており、この部分にウォームホイール４を固定している。このウォームホイール４と噛合するウォーム歯５をウォーム軸６の軸方向中間部に設けたウォーム７を、電動モータ８の出力軸９により、回転駆動自在としている。この為に、上記ウォーム軸６の基端面（図１５の左端面）中央部に開口したスプライン孔１０と、上記出力軸９の先端部に設けたスプライン軸部１１とをスプライン係合させている。

図示の例では、上記ウォーム７の両端部は、深溝型玉軸受等の１対の転がり軸受１２ａ、１２ｂにより、上記ハウジング３内に回転自在に支持している。更に、上記ウォーム軸６の先端部で上記転がり軸受１２ａよりも突出した部分に押圧駒１３を外嵌し、この押圧駒１３と上記ハウジング３との間に、コイルばね１４等の弾性部材を設けている。そして、このコイルばね１４により、上記押圧駒１３を介して、上記ウォーム軸６に設けたウォーム歯５を、上記ウォームホイール４に向け押圧している。この様な構成により、これらウォーム歯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、ウォーム式減速機１５部分での、歯打ち音の発生を抑えている。

上述の様な従来構造の場合、上記ウォーム歯５と上記ウォームホイール４との噛合部で上記歯打ち音が発生する事を抑えられるが、上記電動モータ８の出力軸９の先端部に設けたスプライン軸部１１と、上記ウォーム軸６の基端部に設けたスプライン孔１０とのスプライン係合部で発生する歯打ち音を抑える事はできない。上記スプライン軸部１１と上記スプライン孔１０とが円周方向の隙間なく（バックラッシュ無しで）スプライン係合していれば、上記出力軸９の先端部と上記ウォーム軸６の基端部との結合部（スプライン係合部）で歯打ち音が発生する事はない。但し、実際の場合には、このスプライン係合部にはバックラッシュが存在する。又、単なるスプライン係合部の場合、上記電動モータ８への通電開始に伴って上記出力軸９から上記ウォーム軸６に、突然大きなトルクが伝達され始める。この為、前記ステアリングホイール１の操作開始直後に、突然このステアリングホイール１を操作する為に要する力が急減する。この様な状況は、運転者に違和感を与える為、好ましくない。

特に、前述の図１５に示した様に、上記ウォーム式減速機１５部分の噛合部に存在するバックラッシュを解消する為、上記コイルばね１４等の弾性部材により、上記ウォーム軸６に設けたウォーム歯５を上記ウォームホイール４に向け押圧する構造の場合には、このウォーム軸６の基端部を上記出力軸９の先端部に対し、揺動可能に結合する事が必須になる。この為、この結合部を単なるスプライン係合により構成する場合には、このスプライン係合部のバックラッシュを大きくせざるを得ず、上記問題が顕著になり易い。

一方、特許文献２には、それぞれの断面形状を小判形とした、駆動軸の外周面と被駆動軸の内周面との間に筒状の弾性体を介在させた、弾性軸継手に関する発明が記載されている。但し、上記特許文献２に記載された発明の構造では、駆動軸から被駆動軸に伝達するトルクが小さい場合だけでなく、大きい場合にも、上記弾性体を介してこのトルクを伝達する為、この弾性体がへたりやすく、上記弾性軸継手全体としての耐久性確保が難しい。更に、特許文献３には、弾性が互いに異なる２種類の弾性材を利用する事で、バックラッシュの解消を図る弾性軸継手の構造が記載されている。但し、この様な特許文献３に記載された弾性軸継手の構造は、部品点数が多く、コストが嵩むだけでなく、外径が大きく、重量が嵩む等の不利益がある。

これに対して、特願２００７−９０６８０には、図１６に示す様な、出力軸９ａと一体の（金属製の）第一スプライン軸部１６と、この第一スプライン軸部１６よりも先端側で上記出力軸９ａに外嵌した、弾性材製の第二スプライン軸部１７とを備えた、弾性軸継手の構造が開示されている。この第二スプライン軸部１７の外形は、上記第一スプライン軸部１６の外形よりも、少しだけ大きい。この先発明に係る構造の場合には、上記第二スプライン軸部１７を、前記ウォーム軸６の基端部に形成したスプライン孔１０（図１５参照）に隙間なく、上記第一スプライン軸部１６をこのスプライン孔１０に、回転方向の変位を可能に緩く、それぞれスプライン係合させる。上記出力軸９ａと上記ウォーム軸６との間で伝達するトルクが小さい場合には、上記第二スプライン軸部１７が弾性変形しつつこのトルクを伝達する。これに対して、このトルクが大きくなると、上記第二スプライン軸部１７に加えて、上記第一スプライン軸部１６も、このトルク（第二スプライン軸部１７により伝達し切れないトルク）を伝達する。

この様な先発明に係る弾性軸継手は、少ない部品点数で小型に構成でき、しかも十分な耐久性を確保できるが、設計の自由度が限られる。即ち、上記出力軸９ａの中間部先端寄り部分に上記第一スプライン軸部１６を、この第一スプライン軸部１６よりも先端側に突出した部分に、上記第二スプライン軸部１７の全長に見合う非円形柱部１８を、それぞれ形成する必要上、上記出力軸９ａのうちで電動モータ８（図１４〜１５参照）のケースから突出した部分の軸方向長さを、或る程度以上確保する必要がある。

特開２００４−３０６８９８号公報 特開２００２−２１１４１８号公報 特開２００６−１８３６７６号公報

本発明は、上述の様な事情に鑑み、前述の特許文献３に記載された従来構造に比べ、小型に構成できて、しかも十分な耐久性を確保でき、且つ、設計の自由度が高い、弾性軸継手、及びこの弾性軸継手を組み込んだ電動式パワーステアリング装置を実現すべく発明したものである。

本発明の弾性軸継手及び電動式パワーステアリング装置のうち、請求項１に記載した弾性軸継手の発明は、軸方向に関して互いに直列に配置された１対の回転軸の端部同士の間でトルクを伝達する為のもので、スプライン孔とスプライン軸部とを備える。
このうちのスプライン孔は、上記両回転軸のうちの一方の回転軸の端面に開口する状態で設けられたもので、内周面に雌スプライン部を形成している。
又、上記スプライン軸部は、上記両回転軸のうちの他方の回転軸の端部に設けられたもので、外周面に雄スプライン部を形成している。
そして、上記スプライン孔と上記スプライン軸部とをスプライン係合させる事により、上記両回転軸同士の間でトルクの伝達を可能としている。

特に、本発明の弾性軸継手に於いては、上記スプライン軸部は上記スプライン孔の開口寄り部分に、回転方向の変位を可能に、緩く係合している。
又、外周面に第二雄スプライン部を設けたカラーが上記スプライン孔の奥部に、回転方向のがたつきなくスプライン係合している。
更に、このカラーと上記スプライン軸部との間に、弾性材製でトルクの伝達方向に弾性変形可能なトルク伝達用緩衝部材を設けている。
そして、このトルク伝達用緩衝部材と上記スプライン軸部の先端部分とをトルク伝達可能に係合させると共に、このトルク伝達用緩衝部材と上記カラーとをトルク伝達可能に係合させている。

上述の様な本発明の弾性軸継手を実施する場合に、例えば請求項２に記載した発明の様に、上記トルク伝達用緩衝部材を、上記スプライン孔の軸方向中間部で、上記スプライン軸部の先端面と上記カラーの基端面との間に配置する。そして、このスプライン軸部の先端部と上記トルク伝達用緩衝部材の基端部とを、このトルク伝達用緩衝部材の先端部とカラーの基端部とを、それぞれトルクの伝達を可能に凹凸係合させる。
或いは、請求項３に記載した発明の様に、上記トルク伝達用緩衝部材の外周面と上記カラーの内周面とを、トルク伝達可能に凹凸係合させる。又、このトルク伝達用緩衝部材の内周面と上記スプライン軸部の先端面に形成した係合凸部とを、トルク伝達可能に凹凸係合させる。

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、前述した従来から知られている電動式パワーステアリング装置と同様に、ハウジングと、回転軸と、ウォームホイールと、ウォームと、電動モータと、継手装置とを備える。
このうちのハウジングは、固定の部分に支持されて回転する事がない。尚、このハウジングは、前述の図１４に示す様な、コラムタイプの電動式パワーステアリング装置の場合には、ステアリングコラム１９の端部に固定したハウジング３が相当する。これに対して、電動モータをステアリングギヤユニット２０（図１４参照）部分に組み付ける構造の場合には、このステアリングギヤユニット２０のケースが相当する。
又、上記回転軸は、このハウジングに対し回転自在に設けられて、ステアリングホイールの操作により回転させられ、回転に伴って操舵輪に舵角を付与する。尚、この回転軸は、上記図１４に示す様な、コラムタイプの電動式パワーステアリング装置の場合には、ステアリングシャフト２が相当する。これに対して、電動モータをステアリングギヤユニット２０（図１４参照）部分に組み付ける構造の場合には、ピニオン軸が相当する。
又、上記ウォームホイールは、上記ハウジングの内部で上記回転軸の一部に、この回転軸と同心に支持されて、この回転軸と共に回転する。
又、上記ウォームは、ウォーム軸の軸方向中間部にウォーム歯を設けて成り、このウォーム歯を上記ウォームホイールと噛合させた状態で、上記ウォーム軸の軸方向両端部をそれぞれ軸受により上記ハウジングに対し回転自在に支持している。
又、上記電動モータは、上記ウォームを回転駆動する為のものである。
更に、上記継手装置は、上記電動モータの出力軸の先端部と上記ウォーム軸の基端部との間に設けられたもので、これら両軸同士の間でトルクを伝達する。
特に、本発明の電動式パワーステアリング装置に於いては、上記継手装置が、上述した構成を有する、本発明の弾性軸継手である。

上述の様な構成を有する本発明の弾性軸継手の場合、１対の回転軸同士の間でトルクを伝達し始める際、及び、これら両回転軸同士の間で伝達するトルクが小さい場合には、トルク伝達用緩衝部材がこのトルクを伝達する。この際、このトルク伝達用緩衝部材が、このトルクの伝達方向に弾性変形しつつ、このトルクを伝達する。この状態では、一方の回転軸のスプライン孔を構成する雌スプライン歯の円周方向側面と、他方の回転軸に設けたスプライン軸部を構成する雄スプライン歯の円周方向側面との間には、隙間が存在する。従って、上記トルクの伝達開始直後から、急に大きなトルクが伝達される事がなく（過渡特性を良好にして）、電動式パワーステアリング装置に組み込んだ場合に、ステアリングホイールを操作する運転者に違和感を与えない様にできる。又、それぞれが金属等の硬質材製である、上記１対の回転軸同士が衝突する事で、耳障りな異音が発生する事も防止できる。

これに対して、上記両回転軸同士の間で伝達するトルクが大きくなり、上記トルク伝達用緩衝部材の弾性変形量が多くなると、上記雌、雄各スプライン歯の円周方向側面同士が当接する。そして、上記トルク伝達用緩衝部材が伝達し切れないトルクを、上記両回転軸同士の間で（スプライン係合により）直接伝達する。このトルクが上昇する過程で、上記トルク伝達用緩衝部材の作用により、上記両回転軸同士の回転方向に関する相対変位速度が低下する。従って、上記雌、雄各スプライン歯の円周方向側面同士が当接する際には、上記相対変位速度は限られた大きさになり、これら各スプライン歯の円周方向側面同士の衝突により耳障りな異音が発生する事はない。更に、上記トルクが大きい場合にも、上記トルク伝達用緩衝部材が伝達するトルクは限られた値となり、このトルク伝達用緩衝部材の弾性変形量も限られる為、このトルク伝達用緩衝部材の耐久性を十分に確保できる。

前述の様に構成し、上述の様に作用する本発明の弾性軸継手によれば、前述の特許文献３に記載された従来構造に比べ、小型に構成できて、しかも十分な耐久性を確保でき、且つ、設計の自由度が高い弾性軸継手及び電動式パワーステアリング装置を実現できる。
即ち、本発明の弾性軸継手は、１対の回転軸同士を、カラーとトルク伝達用緩衝部材とを介して組み合わせている為、前述の特許文献３に記載された従来構造に比べ、少ない部品点数で構成できる。
又、上記カラー及びトルク伝達用緩衝部材は、一方の回転軸に設けたスプライン孔の内部に組み込む為、上記特許文献３に記載された従来構造の様に直径が大きくなる事はなく、小型に構成できる。
又、大きなトルクを伝達する場合でも、上記トルク伝達用緩衝部材の弾性変形量が過大になる事はないので、このトルク伝達用緩衝部材を組み込んだ弾性軸継手の耐久性を十分に確保できる。
更に、スプライン孔を備えた一方の回転軸と、スプライン軸部を備えた他方の回転軸とを、カラーと上記トルク伝達用緩衝部材とを介して組み合わせている為、この組み合わせ部の構造を設計する場合の自由度が高くなる。又、上記両回転軸の形状を単純化し易く、生産性の向上も図れる。

［実施の形態の第１例］
図１〜７は、請求項１、２、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。尚、本例の電動式パワーステアリング装置の特徴は、電動モータ８の出力軸９ａの先端部と、ウォーム軸６の基端部との結合部に設けた、弾性軸継手２１の構造にある。その他、電動式パワーステアリング装置全体の構造及び作用に就いては、広く実施されている従来構造と同様であるから、この従来構造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。尚、前述の図１４〜１５と図１とで、ハウジング３に対する電動モータ８の取付方向が異なっているが、この点は、設置する自動車に応じ適宜設計的に変更するものであって、本発明の特徴部分とは関係がない。

本例の構造の場合には、図１〜２に示す様に、一方の回転軸である上記ウォーム軸６の基端部に、内周面に雌スプライン部を形成したスプライン孔１０ａを、このウォーム軸６の基端面に開口する状態で、このウォーム軸６と同心に形成している。又、図１、２、５、７に示す様に、上記出力軸９ａの先端部に、外周面に雄スプライン部を形成したスプライン軸部１１ａを、この出力軸９ａと同心に形成している。そして、このスプライン軸部１１ａと上記スプライン孔１０ａとをスプライン係合させる事で、上記出力軸９ａと上記ウォーム軸６とを、回転力の伝達を可能に結合している。

但し、上記スプライン軸部１１ａは上記スプライン孔１０ａの開口寄り（図１、２、７の右寄り）部分に、図５に示す様に、回転方向の変位を可能に、緩く係合している。上記スプライン軸部１１ａを構成する雄スプライン歯の円周方向側面と、上記スプライン孔１０ａを構成する雌スプライン歯の円周方向側面とは、上記両軸６、９ａ同士の間で伝達するトルクが大きい場合にのみ当接する。逆に言えば、上記雄、雌両スプライン歯の円周方向側面同士は、上記両軸６、９ａ同士の間で伝達するトルクが小さい場合には、上記図５に示す様に、互いに離隔したままとなる。これに対して、このトルクが大きくなると、上記雄スプライン歯の何れかの円周方向側面と、上記雌スプライン歯の何れかの円周方向側面とが、互いに当接する。又、上記スプライン軸部１１ａの先端面と上記スプライン孔１０ａの奥面とは、軸方向に互いに離隔している。そして、これらスプライン軸部１１ａの先端面とスプライン孔１０ａの奥面との間に、上記両軸６、９ａ同士の間で伝達するトルクが小さい場合にこのトルクを伝達する為の、トルク伝達用緩衝部材２２とカラー２３とを組み付けている。

このうちのカラー２３は、高機能樹脂等の硬質の合成樹脂、或いは、アルミニウム系合金、銅系合金の如き金属材料等、上記ウォーム軸６を構成する鉄系合金よりも軟質ではあるが、上記小さなトルクを伝達する面からは十分な剛性及び強度を確保できる材料により、一体に形成している。この様な上記カラー２３は、外周面に第二雄スプライン部を設けたもので、この第二雄スプライン部を上記スプライン孔１０ａの雌スプライン部に締り嵌めでスプライン係合させつつ、このスプライン孔１０ａに圧入する事により、このスプライン孔１０ａの奥部に、図３に示す様に、回転方向のがたつきなく固定している。又、上記カラー２３の軸方向両端面のうち、上記スプライン孔１０ａの開口側の端面に、十字形の被駆動側凸部２４を、上記カラー２３と同心に、突出形成している。

一方、上記トルク伝達用緩衝部材２２は、上記被駆動側凸部２４と、上記スプライン軸部１１ａの先端面に突設した駆動側凸部２５との間に、これら 被駆動側凸部２４と駆動側凸部２５との間でのトルクの伝達を可能に掛け渡している。この駆動側凸部２５は、上記スプライン軸１１ａと同心の円柱部の円周方向の一部に平坦面を形成した如きもので、端面形状が略Ｄ字形である。又、本例の場合、上記トルク伝達用緩衝部材２２は、鉄系合金等の硬質金属製のブッシュ２６と、ニトリルゴム、シリコンゴム、ウレタンゴム等のゴム、ポリウレタン、ビニルの如きエラストマー、合成樹脂等、弾性を有する高分子材料製の弾性部材２７とを組み合わせ結合して成る。

このうちのブッシュ２６の軸方向寸法は、この弾性部材２７の軸方向寸法よりも短く（１／２程度で）、上記トルク伝達用緩衝部材２２のうちの前記出力軸９ａ側の半部で、上記弾性部材２７の内径側に包埋固定されている。この弾性部材２７と上記ブッシュ２６との結合強度を確保する為に、このブッシュ２６の外周面には、ローレット加工等により細かい凹凸を形成している。この様なブッシュ２６は、外周面にプライマを塗布した状態で金型のキャビティ内にセットし、このキャビティ内に上記高分子材料を送り込む事で、上記弾性部材２７を射出成形する。又、上記ブッシュ２６の中心部には、図６に示す様に、上記駆動側凸部２５を圧入可能な、端面形状が略Ｄ字形である、入力側係合孔２８を設けている。更に、上記弾性部材２７のうちで上記ブッシュ２６から外れた部分に、図４に示す様に、上記被駆動側凸部２４と係合自在な出力側係合孔２９を形成している。この様なトルク伝達用緩衝部材２２は、上記駆動側凸部２５と上記ブッシュ２６の入力側係合孔２８とを、上記出力側係合孔２９と上記被駆動側凸部２４とを、それぞれ嵌合させる事により、上記出力軸９ａの先端部分と上記カラー２３との間に、トルク伝達可能に組み付ける。

上述の様な構成を有する本例の構造の場合、前記電動モータ８への通電開始直後、上記出力軸９ａから前記ウォーム軸６にトルクを伝達し始める際、及び、この出力軸９ａからこのウォーム軸６に伝達するトルクが小さい場合には、上記トルク伝達用緩衝部材２２がこのトルクを伝達する。即ち、上記出力軸９ａの回転が、上記駆動側凸部２５と上記入力側係合孔２８との係合に基づいて上記ブッシュ２６に伝わり、更に、上記弾性部材２７に伝わる。そして、この弾性部材２７が捩り方向に弾性変形しつつ、上記出力側係合孔２９と上記被駆動側凸部２４との係合に基づき、上記カラー２３にトルクを伝達する。この結果、このカラー２３を内嵌固定した上記ウォーム軸６に、上記トルクが伝達される。

この際、このウォーム軸６側に設けたスプライン孔１０ａを構成する雌スプライン歯の円周方向側面と、上記出力軸９ａ側のスプライン軸部１１ａを構成する雄スプライン歯の円周方向側面との間には、隙間が存在したままとなる。従って、上記トルクの伝達開始直後から、急に大きなトルクが伝達される事がなく（過渡特性を良好にして）、電動式パワーステアリング装置に組み込んだ場合に、ステアリングホイール１（図１４参照）を操作する運転者に違和感を与えない様にできる。又、それぞれが鉄系合金等の硬質材製である、上記両軸６、９ａに設けた上記雄、雌各スプライン歯の円周方向側面同士が衝突する事で、耳障りな異音が発生する事も防止できる。

これに対して、上記出力軸９ａから上記ウォーム軸６に伝達するトルクが大きくなり、上記トルク伝達用緩衝部材２２を構成する上記弾性部材２７の捩り方向の弾性変形量が多くなると、上記雄、雌各スプライン歯の円周方向側面同士が当接する。そして、上記トルク伝達用緩衝部材２２が伝達し切れないトルクを、上記出力軸９ａと上記ウォーム軸６との間で、上記スプライン軸部１１ａと上記スプライン孔１０ａとのスプライン係合に基づき、直接伝達する。上記出力軸９ａから上記ウォーム軸６に伝達するトルクが上昇する過程で、上記トルク伝達用緩衝部材２２の作用により、上記両軸９ａ、６同士の回転方向に関する相対変位速度が低下する。従って、上記雄、雌各スプライン歯の円周方向側面同士が当接する際には、上記相対変位速度は限られた大きさになり、これら各スプライン歯の円周方向側面同士の衝突により耳障りな異音が発生する事はない。更に、上記トルクが大きい場合にも、上記トルク伝達用緩衝部材２２を構成する上記弾性部材２７が伝達するトルクは限られた値となり、この弾性部材２７の弾性変形量も限られる為、この弾性部材２７を含む、上記トルク伝達用緩衝部材２２の耐久性を十分に確保できる。

［実施の形態の第２例］
図８は、請求項１、２、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、トルク伝達用緩衝部材２２ａを、端面形状が十字形である、弾性部材２７ａのみで構成している。又、出力軸９ｂの先端面に、端面形状が十字形の駆動側凹部（図示省略）を、カラー２３ａの基端面に端面形状が十字形の被駆動側凹部３０を、それぞれ形成している。そして、弾性軸継手２１ａの組立状態では、上記トルク伝達用緩衝部材２２ａの軸方向両端部を、上記駆動側凹部と上記被駆動側凹部３０とに、それぞれトルク伝達可能に内嵌する。
上記トルク伝達部材２２ａの構造の相違、並びに、この相違に伴って上記出力軸９ｂ及び上記カラー２３ａの構造を変えた点以外は、上述した実施の形態の第１例と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は省略する。

［実施の形態の第３例］
図９は、請求項１、２、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。本例の場合には、トルク伝達用緩衝部材２２ｂを、端面形状が十字形である係合孔３１を中心部に設けた、筒状の弾性部材２７ｂのみで構成している。又、出力軸９ｃの先端面に、端面形状が十字形の駆動側凸部２５ａを、カラー２３ｂの基端面に端面形状が十字形の被駆動側凸部２４ａを、それぞれ形成している。そして、弾性軸継手２１ｂの組立状態では、上記トルク伝達用緩衝部材２２ｂの軸方向両端部を、上記駆動側凸部２５ａと上記被駆動側凸部２４ａとに、それぞれトルク伝達可能に外嵌する。
上記トルク伝達部材２２ｂの構造の相違、並びに、この相違に伴って上記出力軸９ｃ及び上記カラー２３ｂの構造を変えた点以外は、前述した実施の形態の第１例と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は省略する。

［実施の形態の第４例］
図１０は、請求項１、２、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。本例の場合には、トルク伝達用緩衝部材２２ｃを、基端面に端面形状が十字形である入力側凹部３２を、先端面に端面形状が十字形である出力側凸部３３を、それぞれ同心に設けた、弾性部材２７ｃのみで構成している。又、出力軸９ｃの先端面に、端面形状が十字形の駆動側凸部２５ａを、カラー２３ｂの基端面に端面形状が十字形の被駆動側凹部３０を、それぞれ形成している。そして、弾性軸継手２１ｃの組立状態では、上記駆動側凸部２５ａと上記入力側凹部３２とを、上記出力側凸部３３と上記被駆動側凹部３０とを、それぞれ嵌合させる。要するに本例の構造は、前述した実施の形態の第２例と上述した実施の形態の第３例とを組み合わせた如き構造を有する。凹凸の組み合わせを、入力側と出力側とで逆に（上記トルク伝達用緩衝部材２２ｃの軸方向を反転させて使用する構造を採用）しても良い。
上記トルク伝達部材２２ｃの構造の相違、並びに、この相違に伴って上記出力軸９ｃ及び上記カラー２３ｂの構造を変えた点以外は、前述した実施の形態の第１例と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は省略する。

［実施の形態の第５例］
図１１〜１３は、請求項１、３、４に対応する、本発明の実施の形態の第５例を示している。本例の場合には、トルク伝達用緩衝部材２２ｄを筒状に、カラー２３ｃを有底筒状に、それぞれ構成している。このうちのトルク伝達用緩衝部材２２ｄは、弾性材を射出成形して成る弾性部材２７ｄのみで構成したもので、内外両周面の端面形状を、何れも十字形乃至略十字形としている。又、上記カラー２３ｃの内周面は、上記トルク伝達用緩衝部材２２ｄを回転方向のがたつきなく内嵌できる様に、端面形状を略十字形としている。そして、弾性軸継手２１ｄの組立状態では、上記トルク伝達用緩衝部材２２ｄを上記カラー２３ｃのうちの筒部に内嵌すると共に、このトルク伝達用緩衝部材２２ｄに出力軸９ｃの先端面に設けた駆動側凸部２５ａを内嵌する。

この様な本例の構造は、先に述べた実施の形態の第１〜３例の構造に比べて、軸方向寸法の短縮を図り易い。尚、本例の構造は、前述の図１６に示した先発明に係る構造と類似するが、第二スプライン軸部１７（図１６参照）に代えて上記トルク伝達用緩衝部材２２ｄと上記カラー２３ｃとを使用する分、これら各部材２２ｄ、２３ｃの小型化、これら各部材２２ｄ、２３ｃの加工の容易化を図り易くなる。又、各部材２２ｄ、２３ｃの材質、性状を適切に組み合わせて最良の性能を発揮させる事が容易になる等、設計の自由度が向上する。
上記トルク伝達部材２２ｄの構造の相違、並びに、この相違に伴って上記出力軸９ｃ及び上記カラー２３ｃの構造を変えた点以外は、前述した実施の形態の第１例と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は省略する。

図示の各例では、ウォーム軸６の側にスプライン孔１０ａを、出力軸９の側にスプライン軸部１１ａを、それぞれ形成した構造に就いて示した。これに対して、本発明を実施する場合に、ウォーム軸６の側にスプライン軸部１１ａを、出力軸９の側にスプライン孔１０ａを、それぞれ形成する事もできる。
又、本発明の弾性軸継手は、１対の回転軸同士の間で両方向のトルクを伝達する部分であれば、電動式パワーステアリング装置に限らず、他の回転機械装置に組み込んで実施する事もできる。
更に、各実施の形態の構造を得る為に、カラーと弾性部材とは、必ずしも別体としておく必要はない。これらカラーと弾性部材とを、溶着、接着等により、入力軸とスプライン軸との間での組み付け前に予め結合固定したり、それぞれの射出成形時に、二色成形により一体に造っても良い。

本発明の実施の形態の第１例を示す部分断面図。 図１のＡ部拡大図。 一部を省略して示す、図２の拡大Ｂ−Ｂ断面図。 同拡大Ｃ−Ｃ断面図。 同拡大Ｄ−Ｄ断面図。 同拡大Ｅ−Ｅ断面図。 弾性軸継手部分の分解斜視図。 本発明の実施の形態の第２例を示す、図７と同様の図。 同第３例を示す、図７と同様の図。 同第４例を示す、図７と同様の図。 同第５例を示す、図２と同様の図。 一部を省略して示す、図１１の拡大Ｆ−Ｆ断面図。 同じく、図７と同様の図。 弾性軸継手が組み込まれる電動式パワーステアリング装置を備えた操舵装置の１例を示す、部分切断側面図。 図１４の拡大Ｇ−Ｇ断面図。 先発明に係る弾性軸継手を構成するスプライン軸とトルク伝達用緩衝部材との分解斜視図（ａ）及び組み立てた状態の斜視図（ｂ）。

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 ハウジング
４ ウォームホイール
５ ウォーム歯
６ ウォーム軸
７ ウォーム
８ 電動モータ
９、９ａ、９ｂ、９ｃ 出力軸
１０、１０ａ スプライン孔
１１、１１ａ スプライン軸部
１２ａ、１２ｂ 転がり軸受
１３ 押圧駒
１４ コイルばね
１５ ウォーム式減速機
１６ 第一スプライン軸部
１７ 第二スプライン軸部
１８ 非円形柱部
１９ ステアリングコラム
２０ ステアリングギヤユニット
２１、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ 弾性軸継手
２２、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ トルク伝達用緩衝部材
２３、２３ａ、２３ｂ、２３ｃ カラー
２４、２４ａ 被駆動側凸部
２５、２５ａ 駆動側凸部
２６ ブッシュ
２７、２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ 弾性部材
２８ 入力側係合孔
２９ 出力側係合孔
３０ 被駆動側凹部
３１ 係合孔
３２ 入力側凹部
３３ 出力側凸部

Claims (4)

1. 軸方向に関して互いに直列に配置された１対の回転軸の端部同士の間でトルクを伝達する為、これら両回転軸のうちの一方の回転軸の端面に開口する状態で設けられた、内周面に雌スプライン部を形成したスプライン孔と、上記両回転軸のうちの他方の回転軸の端部に設けられた、外周面に雄スプライン部を形成したスプライン軸部とを備え、このスプライン軸部と上記スプライン孔とをスプライン係合させる事により、上記両回転軸同士の間でトルクの伝達を可能とした弾性軸継手に於いて、上記スプライン軸部は上記スプライン孔の開口寄り部分に、回転方向の変位を可能に、緩く係合しており、外周面に第二雄スプライン部を設けたカラーが上記スプライン孔の奥部に、回転方向のがたつきなくスプライン係合しており、このカラーと上記スプライン軸部との間に、弾性材製でトルクの伝達方向に弾性変形可能なトルク伝達用緩衝部材が設けられており、このトルク伝達用緩衝部材と上記スプライン軸部の先端部分とをトルク伝達可能に係合させると共に、このトルク伝達用緩衝部材と上記カラーとをトルク伝達可能に係合させた事を特徴とする弾性軸継手。
2. トルク伝達用緩衝部材が、スプライン孔の軸方向中間部でスプライン軸部の先端面とカラーの基端面との間に配置されており、このスプライン軸部の先端部と上記トルク伝達用緩衝部材の基端部とが、このトルク伝達用緩衝部材の先端部とカラーの基端部とが、それぞれトルクの伝達を可能に凹凸係合している、請求項１に記載した弾性軸継手。
3. トルク伝達用緩衝部材の外周面とカラーの内周面とが、トルク伝達可能に凹凸係合しており、このトルク伝達用緩衝部材の内周面とスプライン軸部の先端面に形成した係合凸部とがトルク伝達可能に凹凸係合している、請求項１に記載した弾性軸継手。
4. 固定の部分に支持されて回転する事のないハウジングと、このハウジングに対し回転自在に設けられて、ステアリングホイールの操作により回転させられ、回転に伴って操舵輪に舵角を付与する回転軸と、上記ハウジングの内部でこの回転軸の一部に、この回転軸と同心に支持されて、この回転軸と共に回転するウォームホイールと、ウォーム軸の軸方向中間部にウォーム歯を設けて成り、このウォーム歯を上記ウォームホイールと噛合させた状態で、上記ウォーム軸の軸方向両端部をそれぞれ軸受により上記ハウジングに対し回転自在に支持されたウォームと、このウォームを回転駆動する為の電動モータと、この電動モータの出力軸の先端部と上記ウォーム軸の基端部との間に設けられた、これら両軸同士の間でトルクを伝達する継手装置とを備えた電動式パワーステアリング装置に於いて、この継手装置が、請求項１〜３のうちの何れか１項に記載された弾性軸継手である事を特徴とする電動式パワーステアリング装置。

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