JP5131054B2 - 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、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、近年普及し始めている。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。但し、ウォーム減速機の場合、何らの対策も施さないと、上記ウォームと上記ウォームホイールとの噛合部に存在するバックラッシュに基づき、上記回転軸の回転方向を変える際に、歯打ち音と呼ばれる不快な異音が発生する場合がある。

この様な歯打ち音の発生を抑えられる構造として従来から、特許文献１〜３に記載されている様に、ばね等の弾性部材によりウォームをウォームホイールに向け弾性的に押圧する事が考えられている。図９〜１０は、このうちの特許文献２に記載された電動式パワーステアリング装置の１例を示している。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、電動モータ７により回転駆動されるウォーム８の両端部は、深溝型玉軸受等の１対の転がり軸受９ａ、９ｂにより、上記ハウジング３内に回転自在に支持されている。更に、上記ウォーム軸６の先端部で上記転がり軸受９ａよりも突出した部分に押圧駒１０を外嵌し、この押圧駒１０と上記ハウジング３との間に、コイルばね１１等の弾性部材を設けている。そして、このコイルばね１１により、上記押圧駒１０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、上記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７の出力軸１２の先端部と上記ウォーム軸６の基端部との結合部で発生する歯打ち音を抑える事はできない。この点に就いて、以下に説明する。上記電動モータ７の出力軸１２の先端部と上記ウォーム軸６の基端部とを回転力の伝達を自在に結合する為に、このウォーム軸６の基端部にスプライン孔１３を、このウォーム軸６の基端面に開口する状態で形成している。又、上記出力軸１２の先端部にスプライン軸部１４を形成している。そして、このスプライン軸部１４と上記スプライン孔１３とをスプライン係合させる事で、上記出力軸１２と上記ウォーム軸６とを、回転力の伝達を自在に結合している。

上記スプライン軸部１４と上記スプライン孔１３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１２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。特に、上述の図１０に示す様な構造により、上記ウォーム歯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の場合には、上記ウォーム軸６を揺動変位させる必要上、上記スプライン係合部のバックラッシュを完全になくす事はできない。又、単なるスプライン係合部の場合、上記電動モータ７への通電開始に伴って上記出力軸１２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。

この様な不都合を発生するスプライン係合部に代えて、上記出力軸１２の先端部と上記ウォーム軸６の基端部とのトルク伝達部に、弾性部材を介してトルク伝達を行う弾性軸継手を組み込む事が考えられる。そして、電動式パワーステアリング装置を構成する電動モータ７の出力軸１２の先端部とウォーム軸６の基端部との間に組み込み可能な弾性軸継手として、特許文献４、５に記載されたものが知られている。これら特許文献４、５に記載された弾性軸継手は何れも、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、このトルクの方向に関して弾性変形可能な弾性部材を介して伝達する。

この為に上記従来の弾性軸継手は、第一、第二両伝達部材と弾性部材とを備える。これら両伝達部材はそれぞれ、上記両回転軸の端部に、これら両回転軸と同心に支持される。又、これら両伝達部材のうちの相手側の回転軸に対向する面に、回転方向に関して間欠的に、それぞれこの相手側の回転軸に向け軸方向に突出する、それぞれ複数の第一、第二各突出部を設けている。そして、上記弾性部材を、各第一、第二突出部の円周方向側面同士の間に挟持している。又、特許文献４に記載された従来構造の場合には、上記各第一、第二突出部による上記弾性部材の圧縮状態を２段階に変える事で、この弾性部材の弾性変形状態をチューニングしている。更に、特許文献５に記載された従来構造の場合には、弾性の異なる２種類の弾性部材を設け、比較的弾性の小さい（軟らかい）弾性部材を或る程度押し潰してから、比較的弾性の大きい（硬い）弾性部材によるトルク伝達を行わせる様にしている。

但し、上記特許文献４、５に記載された従来構造の場合には、比較的小さなトルク伝達を行う状態から大きなトルク伝達を行う状態に移行する過程で、トルク伝達方向に関する弾性軸継手の剛性が急変動する（剛性が急に大きくなる）。即ち、上記特許文献４に記載された構造の場合には、弾性部材のうちで容積が小さい（トルク伝達に供される部分の断面積が狭い）部分が押し潰されてから、容積が大きい（トルク伝達に供される部分の断面積が広い）部分が押し潰され始める瞬間に、上記剛性の急変動が生じる。又、上記特許文献５に記載された構造の場合には、比較的弾性の小さい弾性部材を押し潰してから、比較的弾性の大きい弾性部材を押し潰し始める瞬間に、上記剛性の急変動が生じる。この結果、前述した様に、前記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し、運転者に違和感を与える可能性がある。

特開２０００−４３７３９号公報 特開２００４−３０６８９８号公報 特表２００６−５１３９０６号公報 特開２００４−１４８９９０号公報 特開２００６−１８３６７６号公報

本発明は、上述の様な事情に鑑み、トルク伝達開始時の過渡特性が良好な弾性軸継手及び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、３に記載した弾性軸継手の発明は、例えば特許文献４、５に記載される等により従来から知られている弾性軸継手と同様に、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、このトルクの方向に関して弾性変形可能な弾性部材を介して伝達する為のものである。
この為に本発明の弾性軸継手は、第一、第二両伝達部材と、弾性部材とを備える。
このうちの第一伝達部材は、上記両回転軸のうちの一方の回転軸の端部に、この一方の回転軸と同心に支持されるもので、これら両回転軸のうちの他方の回転軸に対向する面に、回転方向に関して間欠的に、それぞれこの他方の回転軸に向け軸方向に突出する複数の第一突出部を備える。
又、上記第二伝達部材は、上記他方の回転軸の端部に、この他方の回転軸と同心に支持されるもので、上記一方の回転軸に対向する面に、回転方向に関して間欠的に、それぞれこの一方の回転軸に向け軸方向に突出する複数の第二突出部を備える。
更に、上記弾性部材は、これら各第二突出部の円周方向側面と上記各第一突出部の円周方向側面との間に挟持されている。

特に、本発明の弾性軸継手に於いては、上記弾性部材は、第一の弾性材製の芯材を、この第一の弾性材よりも軟らかい第二の弾性材製の被覆部で覆っている。そして、このうちの被覆部と、上記第一、第二各突出部の円周方向側面とを当接させている。

又、請求項１に記載した発明の場合には、上記第一、第二各突出部の円周方向側面同士の間に、それぞれが円柱状の弾性部材を、これら各弾性部材の軸方向端面を上記第一、第二各突出部の円周方向側面に突き合わせた状態で挟持する。そして、上記各弾性部材を、軸方向中央部から両端部に向かうに従って外径が小さくなる方向に傾斜した芯材と、この芯材よりも大きな軸方向寸法を有し、この芯材全体を覆った被覆部とから成るものとする。

この様な請求項１に記載した発明を実施する場合に好ましくは、請求項２に記載した発明の様に、上記第一、第二各突出部の円周方向側面同士の間に存在する、複数の弾性部材を設置すべき空間に合わせて配置した、これら各弾性部材の周囲に、上記第一、第二各突出部の外接円の直径以上の内径を有する連結環を設ける。そして、連結腕部によりこの連結環と上記各弾性部材とを連結する。

更に、請求項３に記載した発明の場合には、上記第一、第二各突出部の円周方向側面同士の間に、それぞれが直方体状の弾性部材を、この円周方向に関するこれら各弾性部材の互いに反対側の２面を、上記第一、第二各突出部の円周方向側面に突き合わせた状態で挟持する。そして、上記各弾性部材を、上記第一、第二両伝達部材の軸方向に関する幅が、上記円周方向の中央部から同じく両端部に向かうに従って小さくなる芯材と、この円周方向に関する幅が上記芯材よりも大きく、この芯材のうちで上記第一、第二各突出部の円周方向側面に対向する部分の全体を覆った被覆部とから成るものとする。

この様な請求項３に記載した発明を実施する場合に好ましくは、請求項４に記載した発明の様に、上記第一、第二両伝達部材の径方向に関して、上記第一、第二各突出部の円周方向側面同士の間に存在する、複数の弾性部材を設置すべき空間に合わせて配置したこれら各弾性部材の内側に、外径が上記第一、第二各突出部の内接円の直径以下である連結部を設ける。そして、上記径方向に関して上記各弾性部材の内端部をこの連結部の外周面に連結して、放射状に配列する。

一方、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５に記載した電動式パワーステアリング装置の発明は、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。
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。
又、上記ウォームホイールは、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。
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されている。
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て、これら両軸同士の間でトルクを伝達するもので、上述の様な、本発明の弾性軸継手である。

上述の様に構成す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によれば、トルク伝達開始時からトルク変動時（上昇時及び低下時）の過渡特性を良好にできる。この様に、トルク伝達開始時の過渡特性が良好になる事は、弾性部材を、比較的硬い第一の弾性材と、比較的軟らかい第二の弾性材との、二重構造とする事により図れる。
即ち、本発明の弾性軸継手の場合には、上記第一の弾性材製の芯材を上記第二の弾性材製の被覆部で覆っている為、上記トルク伝達の開始時に、第一、第二各突出部の円周方向側面同士の間で上記弾性部材を押圧した場合、先ず、被覆部を構成する上記第二の弾性材が圧縮方向に弾性変形する。この為、トルク伝達開始の瞬間に急に大きなトルクが伝達され始める事を防止できる。そして、上記第二の弾性材が或る程度圧縮方向に弾性変形した後に、上記芯材を構成する上記第一の弾性材が圧縮方向に弾性変形し始める。これら第一、第二の弾性材は、上記トルクの伝達方向でもある、圧縮方向に関して互いに直列に配置されている為、上記第二の弾性材の圧縮変形が進んだ状態から上記第一の弾性材の圧縮変形が開始される過程で、上記弾性部材全体としての、圧縮方向に関する剛性が急変動する事はない。この為、伝達すべきトルクが上昇する過程でも、伝達されるトルクが急変動する事を防止できる。
これらにより、過渡特性を全体として良好にできて、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。

［実施の形態の第１例］
図１〜４は、請求項１、２、５に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。本例の場合には、電動式パワーステアリング装置を構成する電動モータ７の出力軸１２ａの先端部と、ウォーム式減速機を構成するウォーム軸６ａの基端部との間に、本例の特徴である弾性軸継手１５を設けている。そして、上記出力軸１２ａから上記ウォーム軸６ａにトルクを、起動時及びトルク変動時に緩衝作用を持たせた状態で（上記電動モータ７の起動時にトルク伝達が急激に開始されない様に、トルク変動時にウォーム軸６ａに伝達されるトルクが急変動しない様に、過渡特性を良好にした状態で）、伝達自在としている。上記弾性軸継手１５を設ける為に、上記出力軸１２ａの先端部に駆動側セレーション部１６を、上記ウォーム軸６ａの基端部に被駆動側セレーション部１７を、それぞれ設けている。上記弾性軸継手１５を除く、上記電動式パワーステアリング装置の構成及び作用は、前述の図９〜１０に示した構造を含め、従来から広く知られている電動式パワーステアリング装置と同様であるから説明を省略し、以下、上記弾性軸継手１５の構成及び作用に就いて説明する。又、以下の説明で、径方向、周方向、軸方向とはこの弾性軸継手１５（の構成各部材）の径方向、周方向、軸方向を指す。

上記弾性軸継手１５は、特許請求の範囲に記載した第一伝達部材に相当する駆動側伝達部材１８と、同じく第二伝達部材に相当する被駆動側伝達部材１９とを備える。このうちの駆動側伝達部材１８は、上記出力軸１２ａの先端部に外嵌固定自在な円板状の駆動側基板部２０の軸方向片面の径方向外寄り部分の円周方向複数個所（図示の例では円周方向等間隔４箇所）から、それぞれが特許請求の範囲に記載した第一突出部である駆動側突出部２１、２１を、軸方向に突出形成している。周方向に関する、これら各駆動側突出部２１、２１の幅寸法は、径方向内方で小さく、径方向外方で大きくしている。即ち、軸方向から見た、上記各駆動側突出部２１、２１の端面形状を、径方向内側程幅が狭くなる扇形としている。又、上記駆動側基板部２０の中心部には、上記駆動側セレーション部１６とセレーション係合する、駆動側セレーション孔２２を形成している。

一方、上記被駆動側伝達部材１９は、上記駆動側伝達部材１８と同形状の部材を、軸方向に関して反転させた状態で使用する。即ち、上記被駆動側伝達部材１９は、上記駆動側基板部２０と同形状の被駆動側基板部２３と、上記各駆動側突出部２１、２１と同形状であり、特許請求の範囲に記載した第二突出部に相当する被駆動側突出部２４、２４とを備える。そして、上記被駆動側基板部２３の中心部に、前記被駆動側セレーション部１７とセレーション係合する、被駆動側セレーション孔２５を形成している。

それぞれが上述の様な構成を有する、上記駆動側伝達部材１８と上記被駆動側伝達部材１９とは、上記各駆動側突出部２１、２１と上記各被駆動側突出部２４、２４とを合計した数（図示の例では８個）の弾性部材２６、２６を介して組み合わせている。これら各弾性部材２６、２６は、第一の弾性材製の芯材２７を、第二の弾性材製の被覆部２８により全体を覆う事で、外面形状を円柱状としている。上記芯材２７の形状は、軸対称の略卵形状で、軸方向中央部から両端部に向かうに従って外径が小さくなる方向に傾斜している。又、軸方向両端面は、部分球面状の凸面としている。又、上記被覆部２８は、上記芯材２７よりも大きな軸方向寸法を有し、この芯材２７全体を覆っている。この被覆部２８を構成する第二の弾性材は、この芯材２７を構成する第一の弾性材よりも軟らかい（弾性係数が低い）。

上記第一、第二の弾性材の組み合わせは、前記弾性軸継手１５の大きさ（直径を含むサイズ）、この弾性軸継手１５により伝達すべきトルクの最大値等に応じて適宜選択する。例えば、伝達すべきトルクが大きい場合には、第一の弾性材として、弾性係数が高い弾性材である合成樹脂を、第二の弾性材として、この合成樹脂に比べれば弾性係数が低い弾性材である硬質ゴムを、それぞれ使用できる。これに対して、伝達すべきトルクが小さい場合には、第一の弾性材として硬質ゴムを、第二の弾性材として軟質ゴムを、それぞれ使用できる。その他、ビニル等、ゴム以外のエラストマーを、何れかの弾性材として使用する事もできる。又、上記芯材２７の軸方向長さと上記被覆部２８の軸方向長さとの差に関しても、適宜設定可能である。この差を小さくすれば、図４の（Ａ）に示す様に、上記被覆部２８の両端部で上記芯材２７からはみ出した部分の厚さｔが小さくなり、上記差を大きくすれば、図４の（Ｂ）に示す様に、このはみ出した部分の厚さＴが大きくなる。このはみ出した部分の厚さｔ、Ｔの大きさは、上記第一、第二の弾性材の硬度や、上記弾性軸継手１５に要求する緩衝性能に応じて、設計的に定める。

それぞれが上述の様な芯材２７と被覆部２８とから成る弾性部材２６、２６は、単一円弧上に、それぞれの中心軸をこの単一円弧の接線方向に一致させた状態で、円周方向に関して等間隔に配置している。更に、上記各弾性部材２６、２６は、これら各弾性部材２６、２６の周囲に配置された連結環２９により、互いに連結している。この連結環２９の内径は、前記駆動側、被駆動側各突出部２１、２４の外接円の直径以上であり、上記各弾性部材２６、２６は、それぞれの軸方向中間部と上記連結環２９の内周面との間に設けた連結腕部３０、３０により、この連結環２９に連結されている。

この様な連結環２９により互いに連結された、上記各弾性部材２６、２６は、図２→図３に示す様に、前記駆動側、被駆動側両伝達部材１８、１９と組み合わせて、前記弾性軸継手１５とする。即ち、上記各駆動側突出部２１、２１と上記各被駆動側突出部２４、２４とを、互いの円周方向側面同士の間に上記各弾性部材２６、２６を挟持しつつ円周方向に関して互いに重畳させる。この状態でこれら各弾性部材２６、２６の軸方向両端面（上記両伝達部材１８、１９の円周方向に関する両端面）を、上記各突出部２１、２４の円周方向両側面に当接させる。この様にして上記駆動側、被駆動側両伝達部材１８、１９と上記各弾性部材２６、２６とを組み合わせて成る上記弾性軸継手１５は、前記駆動側セレーション孔２２を前記駆動側セレーション部１６と、前記被駆動側セレーション孔２５を前記被駆動側セレーション部１７と、それぞれセレーション係合させる事で、前記出力軸１２ａの先端部と前記ウォーム軸６ａの基端部との間に組み付ける。尚、上記弾性軸継手１５の中立状態で、上記各突出部２１、２４の互いに対向する円周方向側面同士は、互いに平行である。

上記出力軸１２ａと上記ウォーム軸６ａとの間でトルクを伝達する際には、上記各弾性部材２６、２６が弾性変形しつつ、このトルクを伝達する。この為、トルク伝達開始時からトルク変動時（上昇時及び低下時）の過渡特性を良好にできる。特に、上記各弾性部材２６、２６は、比較的硬い第一の弾性材製の芯材２７を、比較的軟らかい第二の弾性材製の被覆部２８により覆った二重構造とし、このうちの被覆部２８を上記各突出部２１、２４の円周方向両側面に当接させている事により図れる。この理由に就いて、以下に説明する。

上記出力軸１２ａと上記ウォーム軸６ａとの間でトルクを伝達する際には、上記各弾性部材２６、２６のうち、上記各駆動側突出部２１、２１の回転方向前側面と上記各被駆動側各突出部２４、２４の回転方向後側面との間に挟持された（全弾性部材２６、２６のうちの半分の）弾性部材２６、２６を、それぞれの軸方向に圧縮する。この様に、これら各弾性部材２６、２６を圧縮し始める際には、先ず、軟らかい上記被覆部２８が圧縮方向に弾性変形する。この為、トルク伝達開始の瞬間に急に大きなトルクが伝達され始める事を防止できる。そして、上記被覆部２８が或る程度圧縮方向に弾性変形するに伴って、硬い上記芯材２７も、圧縮方向に徐々に弾性変形し始める。これら芯材２７と被覆部２８とは、上記トルクの伝達方向でもある、圧縮方向に関して互いに直列に配置されている為、上記被覆部２８の圧縮変形が進んだ状態から上記芯材２７の圧縮変形が開始される過程で、上記各弾性部材２６、２６全体としての、圧縮方向に関する剛性が急変動する事はない。この為、伝達すべきトルクが上昇する過程でも、伝達されるトルクが急変動する事を防止できる。伝達すべきトルクが低下する過程では、逆の動作により、伝達されるトルクが急変動する事を防止できる。
これらにより、過渡特性を全体として良好にできて、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。

［実施の形態の第２例］
図５〜８は、請求項３〜５に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の弾性軸継手１５ａは、弾性部材２６ａの構造が、上述した第１例と異なる。駆動側、被駆動側両伝達部材１８、１９の構造に関しては、基本的には、この第１例と同様である。本例の弾性軸継手１５ａの場合には、上記両伝達部材１８、１９に設けた、駆動側、被駆動側各突出部２１、２４の円周方向側面同士の間に、それぞれが直方体状の弾性部材２６ａ、２６ａを挟持している。上記弾性軸継手１５ａの構成各部材１８、１９、２６ａを組み立てた後の上記両伝達部材１８、１９の中立状態で、上記駆動側、被駆動側各突出部２１、２４の円周方向側面同士は互いに平行になる。そして、これら駆動側、被駆動側各突出部２１、２４の円周方向側面に、上記各弾性部材２６ａ、２６ａの互いに反対側の２面を突き合わせている。

上記各弾性部材２６ａ、２６ａはそれぞれ、芯材２７ａと被覆部２８ａとを組み合わせて成る。このうちの芯材２７ａは、比較的硬い弾性材製で、上記第一、第二両伝達部材１８、１９の軸方向に関する幅が、上記円周方向の中央部から同じく両端部に向かうに従って小さくなる。この為に本例の場合には、上記第一、第二両伝達部材１８、１９の径方向から見た、上記芯材２７ａの端面（断面）形状を、上記軸方向を短径とし、上記円周方向を長径とした、楕円形としている。又、上記被覆部２８ａは、この円周方向に関する幅が上記芯材２７ａよりも大きく、この芯材２７ａのうちで上記各突出部２１、２４の円周方向側面に対向する部分の全体を覆っている。更に本例の場合には、上記各弾性部材２６ａ、２６ａを円盤状の連結部３１の外周面に、放射状に設けている。この連結部３１の外径は、上記各突出部２１、２４の内接円の直径以下である。上記被覆部２８ａは、インサート成形により、この様な連結部３１及び上記各芯材２７ａ、２７ａのほぼ全体を（これら各芯材２７ａ、２７ａの先端部を除き）包埋している。

この様な本例の構造の場合も、出力軸１２ａとウォーム軸６ａとの間（図１参照）でトルクを伝達する際には、上記各弾性部材２６ａ、２６ａが弾性変形しつつ、このトルクを伝達する。そして、これら各弾性部材２６ａ、２６ａを圧縮し始める際には、先ず、軟らかい上記被覆部２８ａを或る程度圧縮方向に弾性変形した後に、硬い上記芯材２７ａを圧縮方向に弾性変形し始める。この為、前述した実施の形態の第１例の場合と同様に、伝達すべきトルクが上昇、低下する過程でも、伝達されるトルクが急変動する事を防止できて、過渡特性を全体として良好にでき、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。

以上の説明は、本発明の弾性軸継手を、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の先端部とウォーム軸の基端部との間に装着した場合に就いて述べたが、本発明の弾性軸継手は、この様な部分に限らず、１対の回転軸同士の間でトルクを伝達する、各種機械装置に適用できる。

本発明の実施の形態の第１例を示す、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の要部断面図。 弾性軸継手のみを取り出して示す分解斜視図。 組み立ててから図２のイ−イ線で切断した状態で示す斜視図。 第二の弾性材の厚さが互いに異なる、弾性部材の２例を示す、部分切断斜視図。 本発明の実施の形態の第２例を示す、図２と同様の図。 組み立ててから図５のロ−ロ線で切断した状態で示す斜視図。 弾性部材を取り出して示す斜視図。 この弾性材のうちの芯材のみを示す斜視図。 自動車用操舵装置の１例を示す部分縦断側面図。 従来構造の１例を示す、図９の拡大ハ−ハ断面図。

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、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、１５ａ 弾性軸継手
１６ 駆動側セレーション部
１７ 被駆動側セレーション部
１８ 駆動側伝達部材
１９ 被駆動側伝達部材
２０ 駆動側基板部
２１ 駆動側突出部
２２ 駆動側セレーション孔
２３ 被駆動側基板部
２４ 被駆動側突出部
２５ 被駆動側セレーション孔
２６、２６ａ 弾性部材
２７、２７ａ 芯材
２８、２８ａ 被覆部
２９ 連結環
３０ 連結腕部
３１ 連結部

Claims (5)

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、このトルクの方向に関して弾性変形可能な弾性部材を介して伝達する為、上記両回転軸のうちの一方の回転軸の端部に、この一方の回転軸と同心に支持される、これら両回転軸のうちの他方の回転軸に対向する面に、回転方向に関して間欠的に、それぞれこの他方の回転軸に向け軸方向に突出する複数の第一突出部を備えた第一伝達部材と、この他方の回転軸の端部に、この他方の回転軸と同心に支持される、上記一方の回転軸に対向する面に、回転方向に関して間欠的に、それぞれこの一方の回転軸に向け軸方向に突出する複数の第二突出部を備えた第二伝達部材と、これら各第二突出部の円周方向側面と上記各第一突出部の円周方向側面との間に挟持された、弾性部材とを備えた弾性軸継手に於いて、上記第一、第二各突出部の円周方向側面同士の間に、それぞれが円柱状である上記各弾性部材を、これら各弾性部材の軸方向端面を上記第一、第二各突出部の円周方向側面に突き合わせた状態で挟持しており、これら各弾性部材は、軸方向中央部から両端部に向かうに従って外径が小さくなる方向に傾斜した第一の弾性材製の芯材と、この芯材よりも大きな軸方向寸法を有し、この芯材全体を覆った、この第一の弾性材よりも軟らかい第二の弾性材製の被覆部とから成るものであって、このうちの被覆部と、上記第一、第二各突出部の円周方向側面とを当接させている事を特徴とする弾性軸継手。
2. 第一、第二各突出部の円周方向側面同士の間に存在する、複数の弾性部材を設置すべき空間に合わせて配置した、これら各弾性部材の周囲に、上記第一、第二各突出部の外接円の直径以上の内径を有する連結環が設けられており、連結腕部によりこの連結環と上記各弾性部材とを連結している、請求項１に記載した弾性軸継手。
3. 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、このトルクの方向に関して弾性変形可能な弾性部材を介して伝達する為、上記両回転軸のうちの一方の回転軸の端部に、この一方の回転軸と同心に支持される、これら両回転軸のうちの他方の回転軸に対向する面に、回転方向に関して間欠的に、それぞれこの他方の回転軸に向け軸方向に突出する複数の第一突出部を備えた第一伝達部材と、この他方の回転軸の端部に、この他方の回転軸と同心に支持される、上記一方の回転軸に対向する面に、回転方向に関して間欠的に、それぞれこの一方の回転軸に向け軸方向に突出する複数の第二突出部を備えた第二伝達部材と、これら各第二突出部の円周方向側面と上記各第一突出部の円周方向側面との間に挟持された、弾性部材とを備えた弾性軸継手に於いて、上記第一、第二各突出部の円周方向側面同士の間に、それぞれが直方体状である上記各弾性部材を、この円周方向に関するこれら各弾性部材の互いに反対側の２面を、上記第一、第二各突出部の円周方向側面に突き合わせた状態で挟持しており、上記各弾性部材は、上記第一、第二両伝達部材の軸方向に関する幅が、上記円周方向の中央部から同じく両端部に向かうに従って小さくなる、第一の弾性材製の芯材と、この円周方向に関する幅がこの芯材よりも大きく、この芯材のうちで上記第一、第二各突出部の円周方向側面に対向する部分を覆った、上記第一の弾性材よりも軟らかい第二の弾性材製の被覆部とから成るものであって、このうちの被覆部と、上記第一、第二各突出部の円周方向側面とを当接させている事を特徴とする弾性軸継手。
4. 第一、第二両伝達部材の径方向に関して、第一、第二各突出部の円周方向側面同士の間に存在する、複数の弾性部材を設置すべき空間に合わせて配置したこれら各弾性部材の内側に、外径が上記第一、第二各突出部の内接円の直径以下である連結部が設けられており、上記径方向に関して上記各弾性部材の内端部がこの連結部の外周面に連結されて、放射状に配列されている、請求項３に記載した弾性軸継手。
5. 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１〜４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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