JP5181747B2

JP5181747B2 - 電動式パワーステアリング装置

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Publication number: JP5181747B2
Application number: JP2008062582A
Authority: JP
Inventors: 武士山本
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2008-03-12
Filing date: 2008-03-12
Publication date: 2013-04-10
Anticipated expiration: 2028-03-12
Also published as: JP2009214804A

Description

この発明に係る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。本発明は、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スプライン係合部でのがたつきを防止できると共に、アライメント誤差（ミスアライメント）を吸収できる構造を実現すべく発明したものである。

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、近年広く普及している。電動式パワーステアリング装置は、油圧式のパワーステアリング装置に比べて小型・軽量にでき、補助動力の大きさ（トルク）の制御が容易で、しかもエンジンの動力損失が少ない等の利点がある。

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、何れの構造の場合にも、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。図７〜８は、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。

又、上記電動モータ７の出力軸１０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１１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１０の先端部にスプライン軸部１２を形成している。そして、このスプライン軸部１２と上記スプライン孔１１とをスプライン係合させる事で、上記出力軸１０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。尚、本明細書及び特許請求の範囲に於ける「スプライン」には、ピッチの細かい、所謂「セレーション」と呼ばれるものも含む。

ところで、上述の様に構成される電動式パワーステアリング装置の場合、上記スプライン軸部１２の外周面に設けられた雄スプライン歯と、上記スプライン孔１１の内周面に設けられた雌スプライン歯との間には、通常、適度な大きさの隙間（バックラッシュ）が設けられている。この理由は、上記スプライン軸部１２と上記スプライン孔１１とをスプライン係合させる作業を容易に行える様にする為である。又、上記出力軸１０の中心軸と上記ウォーム軸６の中心軸とが僅かにずれた程度では、上記スプライン係合部にコジリが発生しない様にして、上記出力軸１０を回転させる為に要するトルクが上昇する事を防止する為でもある。ところが、上記スプライン係合部にバックラッシュが存在すると、このスプライン係合部ががたつき易くなり、上記電動モータ７が起動する瞬間や、その回転方向が変換される瞬間に、上記雄スプライン歯の円周方向側面と上記雌スプライン歯の円周方向側面とが勢い良く衝突し、歯打ち音と言われる異音を発生させる原因となる。

この様な事情に鑑み、例えば特許文献１には、電動モータの出力軸とウォーム軸の基端部とを、略円筒状の継手部材を介してスプライン係合させ、このスプライン係合部に熱可塑性エラストマー等の合成樹脂を充填する事により、このスプライン係合部でのがたつきを防止する技術が記載されている。又、特許文献２〜４には、何れも電動式パワーステアリング装置に適用可能な、スプライン係合部でのがたつきを防止する技術が記載されている。具体的には、上記特許文献２、３に記載された従来技術の場合、雄スプライン歯と雌スプライン歯との噛合部の全部又は一部に、合成樹脂製の弾性部材を介在させる事により、スプライン係合部でのがたつきを防止する。又、上記特許文献４に記載された従来技術の場合には、雄スプライン歯のうちの複数本をばね鋼製のキーに置き換え、これら各キーをスプライン孔（雌スプライン溝）に押し付ける事により、スプライン係合部でのがたつきを防止する。

上記特許文献１〜４に記載された何れの構造の場合にも、スプライン係合部でのがたつきを抑え、歯打ち音の発生を防止する面では有利になるが、何れもスプライン係合部でのがたつきを防止する事のみを考慮したものであって、アライメント誤差を吸収（補償）する事に就いては考慮されていない。即ち、上記特許文献１〜４に記載された構造の場合、合成樹脂等の弾性材、或いは、ばね鋼製のキーの存在により、スプライン係合部にバックラッシュが存在しないか、存在しても極く小さくなる。この為、スプライン係合する一対の軸同士の間に、芯ずれ等のアライメント誤差を生じた場合にも、このアライメント誤差を吸収する事が難しくなる。この結果、スプライン係合部にコジリが発生し易くなり、トルクの上昇や、スプライン歯の摩耗の増大等の問題を招く恐れがある。一方で、電動式パワーステアリング装置の場合には、組立誤差や形状誤差の積算等に基づき、前記電動モータ７の出力軸１０の中心軸と、前記ウォーム軸６の中心軸との位置関係が不一致になる、アライメント誤差を生じ易い。この為、電動式パワーステアリング装置のスプライン係合部に於いては、がたつきを防止できるだけでなく、アライメント誤差を吸収できる事が望まれる。

これに対し、特許文献５には、電動式パワーステアリング装置を構成するインナーシャフト（回転軸）と、ウォームホイールとの結合部に関して、この結合部でのがたつきを防止すると共に、アライメント誤差の吸収を行える技術が記載されている。但し、上記特許文献５に記載された技術の場合には、上記インナーシャフトと上記ウォームホイールとを、カップリング装置（軸継手）を介して結合する為、部品点数が多く、構造が複雑になり、組立作業が面倒になる等、製造コストの上昇を招く。

更に、上記特許文献１〜３、５に記載された従来技術の場合、スプライン係合部（或いはインナーシャフトとウォームホイールとの結合部）でのがたつきを防止する為に、合成樹脂等の弾性材を介してトルク伝達を行う。この為、過大なトルクが入力された場合に、金属等の剛体製の相手部材により強く押圧される上記弾性材がへたり易くなり、上記スプライン係合部の強度低下が問題となる。

特開２００５−２４０９５９号公報特開平９−１０５４２０号公報特開２０００−３９０２７号公報特開平６−５８３４１号公報特表２００４−５１３０２１号公報

本発明は、上述の様な事情に鑑み、電動モータの出力軸とウォーム軸とのスプライン係合部でのがたつきを防止できると共に、アライメント誤差を吸収でき、しかも十分な強度を確保できる電動式パワーステアリング装置を、安価に構成すべく発明したものである。

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、回転軸と、ウォームホイールと、ウォームと、電動モータとを備える。
このうちのハウジングは、ステアリングコラム、ステアリングギヤユニットのケース等の固定の部分に支持されて、回転する事はない。
又、上記回転軸は、上記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。この様な回転軸としては、上記固定の部分が上記ステアリングコラムの場合には、ステアリングシャフト若しくはこのステアリングシャフトと同軸に設けられたシャフトが、上記固定の部分がステアリングギヤユニットのケースである場合にはピニオン軸が、それぞれ相当する。
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に噛合させた状態で、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、本発明の対象となる電動式パワーステアリング装置は、上記電動モータの出力軸と上記ウォーム軸とを、回転力の伝達を可能に結合している。
この為に、これら出力軸の先端部とウォーム軸の基端部とのうちの一方の端部に、当該軸の端面に開口する状態でスプライン孔を形成している。
又、上記出力軸の先端部と上記ウォーム軸の基端部とのうちの他方の端部に、スプライン軸部を形成している。
そして、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ている。

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、上記スプライン軸部を、金属等の剛体（使用状態での弾性変形が無視できる程度に小さい材料）製で、上記他方の端部を備えた軸と同期して回転する第一スプライン軸部と、同じく金属等の剛体製の第二スプライン軸部とを、弾性変形可能な連結部材を介して、軸方向に関して互いに直列に、且つ、上記他方の端部を備えた軸の中心軸回りの揺動変位を可能に連結して成るものとしている。上記連結部材は、外周面の断面形状が非円形で、上記第一スプライン軸部と上記第二スプライン軸部とのそれぞれの端面に形成した凹部に嵌合固定されて、これら第一スプライン軸部と第二スプライン軸部とを連結している。この様な連結部材としては、例えばゴムの如きエラストマー、合成樹脂等の弾性材料から作製したものを使用できる他、トーションスプリング（捩りばね）等の金属製ばねを使用する事もできる。
そして、上記スプライン軸部と上記スプライン孔とを、上記連結部材を上記他方の端部を備えた軸の中心軸回りに弾性的に捩り変形させた状態で、スプライン係合させる。これにより、上記第一雄スプライン軸部の外周面に設けられた第一雄スプライン歯の円周方向側面と、上記第二雄スプライン軸部の外周面に設けられた第二雄スプライン歯の円周方向側面とを、上記連結部材の弾性力（復元力）により、上記スプライン孔の内周面に設けられた雌スプライン歯の円周方向反対側面に、それぞれ押し付けている。
又、上記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た状態で、上記第一雄スプライン歯及び上記第二雄スプライン歯と、上記雌スプライン歯との間に、バックラッシュを設けている。
更に、上記ウォーム軸の先端側に設けた弾性部材により、このウォーム軸を上記出力軸に対し揺動変位させて、上記ウォーム歯を上記ウォームホイールに向けて押圧している。

上述した様な本発明の電動式パワーステアリング装置によれば、電動モータの出力軸とウォーム軸とのスプライン係合部でのがたつきを防止できると共に、アライメント誤差を吸収でき、しかも十分な強度を確保できる電動式パワーステアリング装置を、安価に構成できる。
先ず、本発明の場合には、スプライン軸部とスプライン孔とをスプライン係合させた状態で、第一雄スプライン歯の円周方向側面と、第二雄スプライン歯の円周方向側面とを、連結部材の弾性力により、雌スプライン歯の円周方向反対側面にそれぞれ押し付けた状態にできる。言い換えれば、円周方向に隣り合う雌スプライン歯同士の間で、上記第一雄スプライン歯と上記第二雄スプライン歯とを突っ張らせる事ができる。この為、上記スプライン軸部と上記スプライン孔とのスプライン係合部で、回転方向のがたつきが生じる事を有効に防止できる。従って、電動モータが起動する瞬間や、その回転方向が変換される瞬間に、歯打ち音が発生する事を防止できる。

しかも、本発明の場合には、上記スプライン係合部のがたつきを防止する為に、上記第一スプライン歯及び上記第二スプライン歯と、上記雌スプライン歯との間のバックラッシュを小さくする必要がなく、適度な大きさのバックラッシュを設けたままの状態にできる。加えて、本発明の場合には、上記スプライン軸部を構成する、第一スプライン軸部と第二スプライン軸部とを、弾性変形可能な連結部材を介して連結している為、この連結部材の弾性変形に基づいて、上記スプライン係合部に存在するバックラッシュの分だけ、上記第一、第二両スプライン軸部同士を相対変位させる（例えばスプライン軸部を撓ませる）事ができる。この結果、電動モータの出力軸の中心軸とウォーム軸の中心軸との位置関係が不一致になる、アライメント誤差が生じた場合にも、上述の様な相対変位に基づいて、このアライメント誤差を効果的に吸収（補償）できる。従って、上記出力軸と上記ウォーム軸とのスプライン係合部にコジリが発生する事を防止できて、このコジリに基づくトルクの上昇を防止できると共に、各スプライン歯の摩耗を抑える事もできる。
更に、本発明の場合には、第一スプライン軸部と第二スプライン軸部とを相対変位させる事で、出力軸とウォーム軸とのスプライン係合部での揺動変位を許容できる為、弾性部材を用いて、ウォーム歯をウォームホイールに向けて押圧する事により、スプライン係合部での動力損失の増大や摩耗の増大を抑えつつ、ウォーム歯とウォームホイールとの間で生じる歯打ち音の発生を抑える事ができる。

又、金属等の剛体製の第一、第二雄スプライン歯を、弾性材を介さずに、雌スプライン歯に直接噛合させる為、過大なトルクの入力に拘わらず、スプライン係合部の強度を十分に確保できる。
しかも、本発明の場合には、上記スプライン軸部を、上記第一スプライン軸部と上記第二スプライン軸部とを上記連結部材を介して連結する事により構成する為、部品点数が少なく、組立作業が面倒になる事もない。従って、本発明の場合には、上述した様な所期の性能を得られる構造を、安価に構成できる。

［実施の形態の第１例］
図１〜４は、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７の出力軸１０の先端部（図１の左端部）に設けたスプライン軸部１２ａと、ウォーム軸６の基端部（図１の右端部）に設けたスプライン孔１１との結合部の構造にある。その他の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、従来から広く実施されている構造（例えば図７、８参照）とほぼ同様であるから、これら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８と図１とで、ハウジングに対する電動モータ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て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ない。

本例の構造の場合には、上記ウォーム軸６の基端部に上記スプライン孔１１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、上記出力軸１０の先端部に上記スプライン軸部１２ａを、この出力軸１０と同心に形成している。そして、このスプライン軸部１２ａと上記スプライン孔１１とをスプライン係合させる事で、上記出力軸１０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。

上記スプライン軸部１２ａは、第一スプライン軸部１３と第二スプライン軸部１４とを、連結部材１５を介して、軸方向に関して互いに直列に連結して成る。このうちの第一スプライン軸部１３は、上記出力軸１０の先端部に、この出力軸１０と一体に設けている。従って、この第一スプライン軸部１３は、剛体である金属製（一般的には、炭素鋼、ステンレス鋼等の鉄系合金製）であり、上記出力軸１０と同期して回転する。

これに対して、上記第二スプライン軸部１４は、上記出力軸１０と一体に形成された上記第一スプライン軸部１３の先端部に、上記連結部材１５を介して連結している。この為、上記第二スプライン軸部１４も、上記出力軸１０の回転に伴って回転する。又、この第二スプライン軸部１４に就いても、上記第一スプライン軸部１３（及び出力軸１０）と同様に、剛体である金属製とし、本例の場合には、上記第二スプライン軸部１４と上記第一スプライン軸部１３とを、同じ金属材料から造っている。

又、上記第一スプライン軸部１３の外周面には第一雄スプライン歯１６を、上記第二スプライン軸部１４の外周面には第二雄スプライン歯１７を、それぞれ形成している。又、これら第一雄スプライン歯１６と第二雄スプライン歯１７とで、各諸元（歯数、歯厚、ピッチ円直径、モジュール、圧力角、ピッチ等）を互いに同じとしている。特に、本例の場合、図３の（Ｂ）に示す様に、上記第一雄スプライン歯１６及び上記第二雄スプライン歯１７の円周方向に関する厚さ（歯厚）Ｔを、前記スプライン孔１１の内周面に形成した、雌スプライン歯１８同士の幅（溝幅）Ｗよりも十分に小さく（例えば８０％以下、５０％以上に）している（図示の例ではＴ≒０．７Ｗ）。尚、上記第一、第二雄スプライン歯１６、１７の歯厚と、上記雌スプライン歯１８同士の幅との関係は、上記連結部材１５の弾力の大きさや後述する位相のずれ量等を考慮して、設計的に定める。

又、上記連結部材１５は、ゴムの如きエラストマー、合成樹脂等の弾性材製で、図４の（Ａ）及び（Ｂ）に示す様に、全体を直方体状とし、外周面の断面形状を正方形としている。この様な連結部材１５を用いて、上記第一スプライン軸部１３と上記第二スプライン軸部１４とを連結する為に、この第一スプライン軸部１３の先端部に第一係合凹部１９を、この第一スプライン軸部１３の先端面に開口する状態で形成している。又、上記第二スプライン軸部１４の基端部に第二係合凹部２０を、この第二スプライン軸部１４の基端面に開口する状態で形成している。これら第一、第二各係合凹部１９、２０の内周面の形状は、上記連結部材１５の外周面に対応する形状（正方形）としている。

更に、上記第一係合凹部１９の深さ寸法（奥行き寸法）Ｈ₁₉と、上記第二係合凹部２０の深さ寸法Ｈ₂₀との和（Ｈ₁₉＋Ｈ₂₀）を、上記連結部材１５の長さ寸法Ｌよりも小さく、例えばこの長さ寸法Ｌの３分の２倍程度（Ｈ₁₉＋Ｈ₂₀≒２Ｌ／３）としている。又、本例の場合には、上記第一、第二スプライン軸部１３、１４を上記連結部材１５により連結し、上記スプライン孔１１内に挿入する以前の状態で、上記第一雄スプライン歯１６と上記第二雄スプライン歯１７との円周方向に関する位相を、半ピッチ分程度ずらすべく、上記第一、第二各係合凹部１９、２０の形成位置（円周方向に関する位相）を、上記第一、第二各雄スプライン歯１６、１７（の円周方向に関する位相）との関係で規制している。尚、上記第一雄スプライン歯１６と上記第二雄スプライン歯１７との間に設ける、円周方向に関する位相差に就いても、上記連結部材１５の弾力の大きさにより設計的に定める。

そして、本例の場合には、この様な第一、第二各係合凹部１９、２０内に、上記連結部材１５の各端部を、それぞれ弾性的に圧縮しつつ内嵌する。これにより、上記第一スプライン軸部１３と上記第二スプライン軸部１４とが、前記出力軸１０の中心軸回りの揺動変位を可能に連結される。尚、本例の場合には、上記連結部材１５の軸方向中間部が、上記第一、第二各係合凹部１９、２０の何れにも拘束されない自由状態となる為、上記連結部材１５の弾性変形量が十分に確保される。

上述の様に、上記出力軸１０の先端部を上記スプライン孔１１内に挿入する以前の状態では、上記第一雄スプライン歯１６と上記第二雄スプライン歯１７との円周方向に関する位相は、半ピッチ（Ｐ／２）分程度ずれた状態となる｛図３の（Ａ）参照｝。この為、上記出力軸１０の先端部を上記スプライン孔１１内に挿入する際には、先ず、この出力軸１０の先端寄り部分に設けられた上記第二スプライン軸部１４を、上記スプライン孔１１内に挿入する。次いで、上記連結部材１５を、上記出力軸１０の中心軸回りに、上記第一雄スプライン歯１６と上記第二雄スプライン歯１７との位相差を小さくする方向｛図３の（Ａ）の矢印方向｝に弾性的に捩り変形させつつ、上記出力軸１０の基端寄り部分に設けられた上記第一スプライン軸部１３を、上記スプライン孔１１内に挿入する。

この結果、図３の（Ｂ）に示す様に、上記第一雄スプライン歯１６の円周方向側面と、上記第二雄スプライン歯１７の円周方向側面とが、上記連結部材１５の弾性力（復元力）により、上記スプライン孔１１の内周面に形成された前記雌スプライン歯１８の円周方向反対側面に、それぞれ押し付けられた状態となる。言い換えれば、円周方向に隣り合う雌スプライン歯１８同士の間で、上記第一雄スプライン歯１６と上記第二雄スプライン歯１７とが突っ張った状態となる。

上述の様な構成を有する本例の電動式パワーステアリング装置の場合、上述の様に、上記第一雄スプライン歯１６の円周方向側面と、上記第二雄スプライン歯１７の円周方向側面とが、上記連結部材１５の弾性力により、上記雌スプライン歯１８の円周方向反対側面にそれぞれ押し付けられた状態となる。この為、上記出力軸１０と前記ウォーム軸６とのスプライン係合部で、回転方向のがたつきが生じる事を有効に防止できる。従って、前記電動モータ７を起動する瞬間や、その回転方向を変換する瞬間にも、上記第一、第二雄スプライン歯１６、１７の円周方向側面と、上記雌スプライン歯１８の円周方向側面とが勢い良く衝突した際に発生する歯打ち音を防止できる。

しかも、本例の場合には、上記第一スプライン歯１６及び上記第二スプライン歯１７と、上記雌スプライン歯１８との間に、それぞれ適度な大きさの隙間（バックラッシュ）を設けている。加えて、前記第一スプライン軸部１３と前記第二スプライン軸部１４とを、弾性変形可能な連結部材１５を介して連結している。従って、この連結部材１５の弾性変形に基づいて、上記スプライン係合部に存在するバックラッシュの分だけ、上記第一、第二両スプライン軸部１３、１４同士を相対変位させる（例えばスプライン軸部１２ａを撓ませる）事ができる。この為、組立誤差や形状誤差の積算等に基づき、前記電動モータ７の出力軸１０の中心軸と、上記ウォーム軸６の中心軸との位置関係が不一致になる、アライメント誤差が生じた場合にも、上述の様な相対変位に基づいて、このアライメント誤差を効果的に吸収（補償）できる。この結果、上記出力軸１０と上記ウォーム軸６とのスプライン係合部にコジリが発生する事を防止できて、このコジリに基づくトルクの上昇を防止できると共に、各スプライン歯１６、１７、１８の摩耗の発生を抑えられる。

特に本例の場合には、ウォーム歯５とウォームホイール４との間で生じる歯打ち音の発生をも抑えるべく、上記ウォーム軸６の先端部で前記転がり軸受９ａよりも突出した部分に押圧駒２１を外嵌し、この押圧駒２１とハウジング３との間にコイルばね２２等の弾性部材を設けている。そして、上記ウォーム軸６に設けたウォーム歯５をウォームホイール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、これらウォーム歯５とウォームホイール４との間で生じる歯打ち音の発生を抑えている。この様な構造の場合、上記電動モータ７の出力軸１０の中心軸と上記ウォーム軸６の中心軸とを一致させたままの状態にする事はできない為、これら出力軸１０とウォーム軸６とのスプライン係合部の揺動変位に関する自由度が低いと、このスプライン係合部で動力損失の増大や摩耗の増大と言った不都合を生じる。これに対して本例の場合には、上記第一スプライン軸部１３と上記第二スプライン軸部１４とを相対変位させる事により、上記出力軸１０と上記ウォーム軸６とのスプライン係合部での揺動変位を許容できる為、上記動力損失や摩耗の増大を抑えられる。

又、本例の場合には、金属製の第一、第二各雄スプライン歯１６、１７を、前述した特許文献１〜３、５に記載された従来構造とは異なり、弾性材を介さずに、前記雌スプライン歯１８に直接噛合させている。この為、過大なトルクの入力に拘わらず、スプライン係合部の強度を十分に確保できる（トルク伝達に伴って弾性材がへたる事がない）。

更に、本例の場合には、前記スプライン軸部１２ａを、上記第一スプライン軸部１３と上記第二スプライン軸部１４とを、上記連結部材１５を介して連結する事により構成する為、部品点数が少なく、上記スプライン軸部１２ａの組立作業が面倒になる事もない。従って、本例の場合には、上述した様な所期の性能を得られる構造を、安価に構成できる（低コストで量産できる）。

［実施の形態の第２例］
図５は、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、第一スプライン軸部１３ａと第二スプライン軸部１４ａとを連結する為に、外周面の断面形状が星形の連結部材１５ａを使用している。これに伴い、本例の場合には、上記第一スプライン軸１３ａの先端面に開口する状態で形成した第一係合凹部１９ａと、上記第二スプライン軸部１４ａの基端面に開口する状態で形成した第二係合凹部との、それぞれの内周面の形状を、星形としている。尚、この様な本例の場合にも、上記第一スプライン軸部１３ａと上記第二スプライン軸部１４ａとを連結する為に、上記第一、第二各係合凹部１９ａ内に、上記連結部材１５ａの各端部をそれぞれ弾性的に圧縮、或いは捩り変形しつつ内嵌する。

この様な本例の場合には、上記連結部材１５ａの外径寄り部分に形成された突起部２３、２３の数（図示の例では５個）、及び、円周方向に関する厚さ寸法（肉厚）、径方向に関する厚さ寸法等を種々変える事により、上記連結部材１５ａの弾性変形量（主として捩り剛性）を細かく設定する事が可能になる。
その他の構成及び作用は、上述した実施の形態の第１例と同様であるから、重複する図示並びに説明は省略する。

尚、上述した各例では、スプライン軸部１２ａとスプライン孔１１とをスプライン係合させる以前の状態で、第一雄スプライン歯１６と第二雄スプライン歯１７との円周方向に関する位相を、予めずらしておく構造に就いて説明したが、本発明はこの様な構造に限定されるものではない。即ち、本発明は、スプライン係合する以前の状態で、第一雄スプライン歯と第二雄スプライン歯との円周方向に関する位相が一致していても良い（この場合には、連結部材を、各雄スプライン歯の１ピッチ分以上捩りつつ組み立てる）。要するに、本発明は、スプライン係合した後に、上記第一雄スプライン歯と上記第二雄スプライン歯との円周方向に関する位相がずれた状態となり、この第一雄スプライン歯の円周方向側面とこの第二雄スプライン歯の円周方向側面とが、雌スプライン歯の円周方向反対側面に押し付けられた状態となれば良い。特に、セレーションの様に、ピッチが細かい場合には、第一、第二各係合凹部の形成位置を規制する作業が面倒になる。この為、上記各雄スプライン歯の位相が一致していても良ければ、上記形成位置を規制する作業を省略できる事によるコスト低減効果は大きくなる。

又、連結部材の形状は、前述した様な形状に限定されず、外周面の断面形状が非円形（欠円状、楕円状、小判形、矩形、多角形等）であるものを採用できる。又、連結部材の軸方向両端部で、それぞれの形状を異ならせる事もできる。更に、本発明は、第一、第二スプライン軸部に対して連結部材を連結する為に、嵌合と接着とを同時に採用できる。

更に、上述した各例では、第一スプライン軸部１３（１３ａ）を、出力軸１０と一体に設ける構造に就いてのみ説明したが、本発明は、この様な構造に限定されるものではない。即ち、図６に示す様に、出力軸１０の先端部にこの出力軸１０と一体に支持軸部２４を形成し、この支持軸部２４に、剛体である金属製のスリーブ２５を外嵌する事で、第一スプライン軸部１３ｂを構成する事もできる。この様な構成を採用した場合には、出力軸１０の先端部に施す加工が容易になり、加工コストの低減を図れる。

又、図示の各例では、ウォーム軸の側にスプライン孔を、電動モータの出力軸の側にスプライン軸部を、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、ウォーム軸の側にスプライン軸部を、出力軸の側にスプライン孔を、それぞれ形成する事もできる。

本発明の実施の形態の１例を示す、図８と同様の図。同じくスプライン軸部を示す斜視図。同じく、スプライン係合する前後のスプライン軸部の状態を示す、図１のＸ−Ｘ断面に相当する図。同じく第一スプライン軸部と第二スプライン軸部とを、連結部材により連結する以前の状態を互いに逆方向から見た状態で示す斜視図（Ａ）及び（Ｂ）と、連結後の状態で示す斜視図（Ｃ）。本発明の実施の形態の第２例を、第一スプライン軸部と第二スプライン軸部とを、連結部材により連結する以前の状態で示す斜視図（Ａ）と、連結後の状態で示す斜視図（Ｂ）。本発明に適用可能な第一スプライン軸部の構成を説明する為の分解斜視図。従来構造の１例を示す、部分切断側面図。図７の拡大Ｙ−Ｙ断面図。

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電動モータ
８ウォーム
９ａ、９ｂ転がり軸受
１０出力軸
１１スプライン孔
１２、１２ａスプライン軸部
１３、１３ａ第一スプライン軸部
１４、１４ａ第二スプライン軸部
１５、１５ａ連結部材
１６第一雄スプライン歯
１７第二雄スプライン歯
１８雌スプライン歯
１９、１９ａ第一係合凹部
２０第二係合凹部
２１押圧駒
２２コイルばね
２３突起部
２４支持軸部
２５スリーブ

Claims

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を備え、この電動モータの出力軸と上記ウォーム軸とを回転力の伝達を可能に結合すべく、これら出力軸の先端部とウォーム軸の基端部とのうちの一方の端部に、当該端部を備えた軸の端面に開口する状態で形成したスプライン孔と、上記出力軸の先端部とウォーム軸の基端部とのうちの他方の端部に形成したスプライン軸部とをスプライン係合させている電動式パワーステアリング装置に於いて、
上記スプライン軸部が、剛体製で上記他方の端部を備えた軸と同期して回転する第一スプライン軸部と、同じく剛体製の第二スプライン軸部とを、弾性変形可能な連結部材を介して、軸方向に関して互いに直列に、且つ、上記他方の端部を備えた軸の中心軸回りの揺動変位を可能に連結して成るものであり、
上記連結部材は、外周面の断面形状が非円形で、上記第一スプライン軸部と上記第二スプライン軸部とのそれぞれの端面に形成した凹部に嵌合固定されて、これら第一スプライン軸部と第二スプライン軸部とを連結しており、
上記スプライン軸部と上記スプライン孔とを、上記連結部材を上記他方の端部を備えた軸の中心軸回りに弾性的に捩り変形させた状態でスプライン係合させて、上記第一スプライン軸部の外周面に設けられた第一雄スプライン歯の円周方向側面と、上記第二スプライン軸部の外周面に設けられた第二雄スプライン歯の円周方向側面とを、上記連結部材の弾性力により、上記スプライン孔の内周面に設けられた雌スプライン歯の円周方向反対側面にそれぞれ押し付けており、
上記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た状態で、上記第一雄スプライン歯及び上記第二雄スプライン歯と上記雌スプライン歯との間にバックラッシュを設けており、
上記ウォーム軸の先端側に設けた弾性部材により、このウォーム軸を上記出力軸に対し揺動変位させて、上記ウォーム歯を上記ウォームホイールに向けて押圧している事を特徴とする電動式パワーステアリング装置。