JP6019723B2 - 軸連結機構 - Google Patents

Description

本発明は、電動式パワーステアリング装置における電動モータ等の回転源側の回転軸と自動車のステアリング軸等の作動側の回転軸との連結に適した軸連結機構に関する。

例えば、電動式パワーステアリング装置は、手動操作されるステアリングホイール（ハンドル）の回転に基づく回転力に電動モータの出力回転軸の回転に基づく回転力を付加してステアリングホイールの手動による操舵を容易に行い得るようにするものであって、斯かる電動式パワーステアリング装置においては、ステアリングホイール側のステアリング軸と電動モータの出力回転軸側の回転軸とを軸連結機構（カップリング）を介して連結している。

特開２００２−２７４３９５号公報 特開２００３−９５１１８号公報

斯かる電動式パワーステアリング装置において、剛性の軸連結機構を介してステアリング軸と回転軸とを連結する場合、電動モータの出力回転軸の反転時の衝撃、電動モータのブラシ振動が軸連結機構、ウォームギヤ及びステアリング軸を介してステアリングホイールに伝達されて運転者に不快な操舵感を生じさせる虞がある上に、ウォームギヤのバックラッシュに起因する歯打ち等の異音、振動が生じる虞があり、これを回避するために軸連結機構に弾性体を介在させることが提案されているが、衝撃、振動の低減を重視して斯かる弾性体をより柔軟なものにすると、柔軟な弾性体はクリープ変形が生じ易いために、弾性体への繰り返し荷重による弾性体の永久的な変形で軸連結機構にガタが生じて、これによってもまた運転者の操舵感覚が不快なものとなる虞がある一方、耐久性を重視して弾性体を硬質なものにすると、前記と逆にガタのない点で操舵感覚は良くなるが、上述の通りステアリングホイールに伝達された衝撃、振動で操舵感覚が不快なものとなる上に、ウォームギヤのバックラッシュに起因する歯打ち等の異音、振動を低減することができない。

本発明は、前記諸点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、長期の使用によっても一方の回転軸と他方の回転軸との間に軸心周りの方向についてのガタが生じ難く、電動モータの出力回転軸の反転時の衝撃、電動モータのブラシ振動のステアリングホイールへの伝達及びウォームギヤのバックラッシュに起因する歯打ち等の異音、振動を低減でき、運転者の操舵感覚の向上を図り得て、早期の劣化を回避できる軸連結機構を提供することにある。

一方の回転軸の回転を他方の回転軸に伝達するように二つの回転軸の間に配されて二つの回転軸を連結する本発明の軸連結機構は、軸心に対して径方向に離れて軸方向に突出して一方の回転軸に設けられると共に軸心から径方向に向かって夫々伸びていると共に軸心周りの方向において互いに対向している一対の側面を有している一方の軸方向突出体と、軸心に対して径方向に離れて軸方向に突出して他方の回転軸に設けられると共に軸心から径方向に向かって夫々伸びていると共に軸心周りの方向において互いに対向している一対の側面を有している他方の軸方向突出体と、一方及び他方の回転軸間に配されると共に一方の回転軸の回転を一方及び他方の軸方向突出体を介して他方の回転軸に伝達するべく軸心周りの方向において一方及び他方の軸方向突出体の一対の側面の夫々に接触する回転伝達体とを具備しており、回転伝達体は、一方及び他方の回転軸間に配される一対の回転伝達部材と、一対の回転伝達部材間に配されている中間介在部材とを具備しており、一対の回転伝達部材の夫々は、軸心から径方向に伸びていると共に軸心周りの方向において互いに対向している一対の側面を有している第一の扇形部と、軸心から径方向に伸びていると共に軸心周りの方向において互いに対向している一対の側面を有しており、且つ軸心周りの方向において第一の扇形部に対して離間している第二の扇形部と、第一及び第二の扇形部を連結している第一の連結部とを具備しており、中間介在部材は、軸心から径方向に伸びていると共に軸心周りの方向において互いに対向している一対の側面を有している第三の扇形部と、軸心から径方向に伸びていると共に軸心周りの方向において互いに対向している一対の側面を有しており、且つ軸心周りの方向において第三の扇形部に対して離間している第四の扇形部と、第三及び第四の扇形部を連結している第二の連結部とを具備しており、第三の扇形部は、軸方向において一対の回転伝達部材の夫々の第一の扇形部間に配されており、第一の扇形部の夫々の剛性よりも小さな剛性を有すると共に弾性変形可能であり、且つ第一の扇形部の夫々の軸心周りの方向における幅よりも大きな幅を有しており、第四の扇形部は、軸方向において一対の回転伝達部材の夫々の第二の扇形部間に配されており、第二の扇形部の夫々の剛性よりも小さな剛性を有すると共に弾性変形可能であり、且つ第二の扇形部の夫々の軸心周りの方向における幅よりも大きな幅を有しており、第三の扇形部の一対の側面のうちの一方の側面は、一方の軸方向突出体の一対の側面のうちの一方の側面に接触するように配されており、第三の扇形部の一対の側面のうちの他方の側面は、他方の軸方向突出体の一対の側面のうちの一方の側面に接触するように配されており、第四の扇形部の一対の側面のうちの一方の側面は、一方の軸方向突出体の一対の側面のうちの他方の側面に接触するように配されており、第四の扇形部の一対の側面のうちの他方の側面は、他方の軸方向突出体の一対の側面のうちの他方の側面に接触するように配されている。

本発明の軸連結機構によれば、軸心に対して径方向に離れて軸方向に突出して一方の回転軸に設けられると共に軸心から径方向に向かって夫々伸びていると共に軸心周りの方向において互いに対向している一対の側面を有している一方の軸方向突出体と、軸心に対して径方向に離れて軸方向に突出して他方の回転軸に設けられると共に軸心から径方向に向かって夫々伸びていると共に軸心周りの方向において互いに対向している一対の側面を有している他方の軸方向突出体と、一方及び他方の回転軸間に配されると共に一方の回転軸の回転を一方及び他方の軸方向突出体を介して他方の回転軸に伝達するべく軸心周りの方向において一方及び他方の軸方向突出体の一対の側面の夫々に接触する回転伝達体とを具備しており、回転伝達体は、一方及び他方の回転軸間に配される一対の回転伝達部材と、一対の回転伝達部材間に配されている中間介在部材とを具備しており、一対の回転伝達部材の夫々は、軸心から径方向に伸びていると共に軸心周りの方向において互いに対向している一対の側面を有している第一の扇形部と、軸心から径方向に伸びていると共に軸心周りの方向において互いに対向している一対の側面を有しており、且つ軸心周りの方向において第一の扇形部に対して離間している第二の扇形部と、第一及び第二の扇形部を連結している第一の連結部とを具備しており、中間介在部材は、軸心から径方向に伸びていると共に軸心周りの方向において互いに対向している一対の側面を有している第三の扇形部と、軸心から径方向に伸びていると共に軸心周りの方向において互いに対向している一対の側面を有しており、且つ軸心周りの方向において第三の扇形部に対して離間している第四の扇形部と、第三及び第四の扇形部を連結している第二の連結部とを具備しており、第三の扇形部は、軸方向において一対の回転伝達部材の夫々の第一の扇形部間に配されており、第一の扇形部の夫々の剛性よりも小さな剛性を有すると共に弾性変形可能であり、且つ第一の扇形部の夫々の軸心周りの方向における幅よりも大きな幅を有しており、第四の扇形部は、軸方向において一対の回転伝達部材の夫々の第二の扇形部間に配されており、第二の扇形部の夫々の剛性よりも小さな剛性を有すると共に弾性変形可能であり、且つ第二の扇形部の夫々の軸心周りの方向における幅よりも大きな幅を有しており、第三の扇形部の一対の側面のうちの一方の側面は、一方の軸方向突出体の一対の側面のうちの一方の側面に接触するように配されており、第三の扇形部の一対の側面のうちの他方の側面は、他方の軸方向突出体の一対の側面のうちの一方の側面に接触するように配されており、第四の扇形部の一対の側面のうちの一方の側面は、一方の軸方向突出体の一対の側面のうちの他方の側面に接触するように配されており、第四の扇形部の一対の側面のうちの他方の側面は、他方の軸方向突出体の一対の側面のうちの他方の側面に接触するように配されているために、電動モータの出力回転軸の反転時の衝撃、電動モータのブラシ振動やウォームギヤのバックラッシュに起因する振動等によって生じる一方及び他方の回転軸のうちの一方の微小回転においては中間介在部材の弾性変形を生じさせることで当該微小回転を一方及び他方の回転軸のうちの他方に伝達させることがない一方、ステアリングの操作及び当該操作に基づく電動モータの出力回転軸の回転によって生じる一方及び他方の回転軸のうちの一方の一定以上の回転においては一方及び他方の軸方向突出体の夫々の軸心周りの方向における側面を一対の回転伝達部材の夫々の一対の扇形部の軸心周りの方向における側面に接触させることで当該一定以上の回転を一方及び他方の回転軸のうちの他方に伝達させることができ、而して、長期の使用によっても一方の回転軸と他方の回転軸との間に軸心周りの方向についてのガタが生じ難く、電動モータの出力回転軸の反転時の衝撃、電動モータのブラシ振動のステアリングホイールへの伝達及びウォームギヤのバックラッシュに起因する歯打ち等の異音、振動を低減でき、運転者の操舵感覚の向上を図り得て、早期の劣化を回避できる。

本発明の軸連結機構では、第一の扇形部の中心角は、第二の扇形部の中心角と等しくてもよく、第三の扇形部の中心角は、第四の扇形部の中心角と等しくてもよく、第三及び第四の扇形部の中心角は、第一及び第二の扇形部の中心角よりも大きくてもよい。

本発明の軸連結機構では、一方の軸方向突出体は、当該一方の軸方向突出体の一対の側面の夫々の内側縁に連接している内側面を有しており、他方の軸方向突出体は、当該他方の軸方向突出体の一対の側面の夫々の内側縁に連接している内側面を有しており、一方及び他方の軸方向突出体の夫々の内側面は、径方向において互いに対面していると共に第一及び第二の連結部を間にして配されてもよい。

本発明の軸連結機構では、第一の連結部は、第一の扇形部の一対の側面のうちの一方の側面から第二の扇形部の一対の側面のうちの一方の側面まで伸びていると共に一方の軸方向突出体の内側面に対面する一方の側面と、第一の扇形部の一対の側面のうちの他方の側面から第二の扇形部の一対の側面のうちの他方の側面まで伸びていると共に他方の軸方向突出体の内側面に対面する他方の側面とを有しており、第二の連結部は、第三の扇形部の一対の側面のうちの一方の側面から第四の扇形部の一対の側面のうちの一方の側面まで伸びていると共に一方の軸方向突出体の内側面に対面する一方の側面と、第三の扇形部の一対の側面のうちの他方の側面から第四の扇形部の一対の側面のうちの他方の側面まで伸びていると共に他方の軸方向突出体の内側面に対面する他方の側面とを有していてもよい。

本発明の軸連結機構では、一方の軸方向突出体の内側面は、当該一方の軸方向突出体の一対の側面の夫々が第三及び第四の扇形部の夫々の一方の側面に接触した際に第一及び第二の連結部の夫々の一方の側面に対して径方向における隙間をもって配されるように構成されており、他方の軸方向突出体の内側面は、当該他方の軸方向突出体の一対の側面の夫々が第三及び第四の扇形部の夫々の他方の側面に接触した際に第一及び第二の連結部の夫々の他方の側面に対して径方向における隙間をもって配されるように構成されていてもよい。
また、本発明の軸連結機構では、上述の構成に代えて、一方の軸方向突出体の内側面は、当該一方の軸方向突出体の一対の側面の夫々が第三及び第四の扇形部の夫々の一方の側面に接触した際に第一及び第二の連結部の夫々の一方の側面に対して接触するように構成されており、他方の軸方向突出体の内側面は、当該他方の軸方向突出体の一対の側面の夫々が第三及び第四の扇形部の夫々の他方の側面に接触した際に第一及び第二の連結部の夫々の他方の側面に対して接触するように構成されていてもよい。

本発明において、一対の回転伝達部材は、好ましくは、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂等の硬質の樹脂から形成されるが、その他の剛性を呈する硬質の樹脂から形成されていてもよく、中間介在部材は、ウレタンゴム、ポリエステルエラストマー等のゴム弾性体から形成されているとよい。

本発明の軸連結機構は、電動式パワーステアリング装置用のものであってもよく、この場合、一方の軸方向突出体は、電動モータの出力回転軸に設けられるようになっており、他方の軸方向突出体は、自動車のステアリング軸に設けられるようになっていてもよい。また、本発明の軸連結機構は、車輪のバンプおよびリバウンドに伴うキャンバー角や対地トレッドの変化を抑制して操縦安定性能を高めるべく、車両のサスペンション装置のアッパーリンクおよびロアリンクを伸縮制御する伸縮アクチュエータであって、例えば自動車のサスペンションのナックルと車体とを連結する伸縮アクチュエータとしてのトーコントロールアクチュエータに用いられてもよく、この場合、一方の軸方向突出体は、車体側に位置するトーコントロールアクチュエータのブラシ付きのモータの回転軸に連結された減速機の出力部材である回転軸に設けられるようになっており、他方の軸方向突出体は、ナックル側に位置するトーコントロールアクチュエータの送りねじ機構の入力部材である回転軸に連結されるようになっていてもよい。

本発明によれば、長期の使用によっても一方の回転軸と他方の回転軸との間に軸心周りの方向についてのガタが生じ難く、電動モータの出力回転軸の反転時の衝撃、電動モータのブラシ振動のステアリングホイールへの伝達及びウォームギヤのバックラッシュに起因する歯打ち等の異音、振動を低減でき、運転者の操舵感覚の向上を図り得て、早期の劣化を回避できる軸連結機構を提供し得る。

図１は、本発明の実施の形態の好ましい例の一部省略正面説明図である。 図２は、図１に示す例の正面説明図である。 図３は、図２に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視断面説明図である。 図４は、図１に示す一方の軸方向突出体の説明図である。 図５は、図１に示す他方の軸方向突出体の説明図である。 図６は、図１に示す軸方向突出体の軸方向における端面説明図である。 図７の（ａ）及び（ｂ）は、図１に示す回転伝達体の説明図である。 図８の（ａ）及び（ｂ）は、図１に示す一方の回転伝達部材の説明図である。 図９の（ａ）及び（ｂ）は、図１に示す中間介在部材の説明図である。 図１０の（ａ）及び（ｂ）は、図１に示す他方の回転伝達部材の説明図である。

次に本発明の実施の形態を、図に示す好ましい例に基づいて更に詳細に説明する。なお、本発明はこれら例に何等限定されないのである。

図１から図１０において、電動式パワーステアリング装置の電動モータ側の回転軸２の回転及びウォーム軸側の回転軸３の軸心Ｏの周りのＲ方向の回転を回転軸２及び３に相互に伝達するように回転軸２及び３の間に配されて当該回転軸２及び３を相互に連結する本例の電動式パワーステアリング装置用の軸連結機構１は、軸心Ｏに対して径方向に離れて軸方向としてのＡ方向に突出して回転軸２に設けられると共に軸心Ｏから径方向に向かって夫々伸びていると共にＲ方向において互いに対向している一対の側面４及び５を有した軸方向突出体６と、軸心Ｏに対して径方向に離れてＡ方向に突出して回転軸３に設けられると共に軸心Ｏから径方向に向かって夫々伸びていると共にＲ方向において互いに対向している一対の側面７及び８を有した軸方向突出体９と、回転軸２及び３間に配されると共に回転軸２の回転を軸方向突出体６及び９を介して回転軸３に伝達するべく、Ｒ方向において軸方向突出体６及び９の一対の側面７及び８の夫々に接触する回転伝達体１０とを具備している。

Ａ方向に伸びた回転軸２の端面１１にＡ方向に突出して一体的に形成されている剛性の軸方向突出体６は、特に図４及び図６に示すように、曲率中心が軸心Ｏと同心の円弧面１２と、円弧面１２のＲ方向における両縁に連接しているＲ方向における剛性回転伝達面としての上述の平坦な側面４及び５と、側面４及び５の夫々の径方向における内側縁に連接している平坦な内側面１３と、円弧面１２並びに側面４及び５の夫々のＡ方向における一方縁に連接していると共に回転軸３の端面２１に対して隙間１６をもって対面している先端面１４とを具備している。内側面１３は、軸心Ｏに対して径方向に離れて配されている。側面４に沿って径方向に伸びる線と内側面１３に沿って伸びる線との交差角は、側面５に沿って径方向に伸びる線と内側面１３に沿って伸びる線との交差角と等しい。側面４及び５並びに内側面１３と先端面１４との連接部には面取りが施されていてもよい。軸方向突出体６のＡ方向における回転軸２側の端部１５は、本例では回転軸２に一体形成されているが、キー、ねじ等を介して連結されてもよい。

軸方向突出体６と同様に、Ａ方向に伸びた回転軸３の端面２１にＡ方向に突出して一体的に形成されている剛性の軸方向突出体９は、特に図５及び図６に示すように、曲率中心が軸心Ｏと同心の円弧面２２と、円弧面２２のＲ方向における両縁に連接しているＲ方向における剛性回転伝達面としての上述の平坦な側面７及び８と、側面７及び８の夫々の径方向における内側縁に連接している平坦な内側面２３と、円弧面２２並びに側面７及び８の夫々のＡ方向における一方縁に連接していると共に回転軸２の端面１１に対して隙間２６をもって対面している先端面２４とを具備している。内側面２３は、軸心Ｏに対して径方向に離れて配されている。側面７に沿って径方向に伸びる線と内側面２３に沿って伸びる線との交差角は、側面８に沿って径方向に伸びる線と内側面２３に沿って伸びる線との交差角と等しい。側面７及び８並びに内側面２３と先端面２４との連接部には面取りが施されていてもよい。軸方向突出体９のＡ方向における回転軸３側の端部２５は、本例では回転軸２に一体形成されているが、キー、ねじ等を介して連結されてもよい。軸方向突出体６及び９は、例えば図２及び図３に示すように、軸方向突出体６が径方向であってＡ方向に直交する一の方向としてのｒ１方向において一方側に、軸方向突出体９がｒ１方向において他方側に夫々位置する。側面２３は、側面１３に対してｒ１方向の間隔をもって対面して配され、側面１３及び２３間には連結部４７、６７及び８７が配される。

回転伝達体１０は、特に図７の（ａ）及び（ｂ）に示すように、Ａ方向において回転軸２及び３間に配される一対の回転伝達部材３１及び３２と、Ａ方向において回転伝達部材３１及び３２間に配されている中間介在部材３３とを具備している。

ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂等から一体に形成されている剛性の回転伝達部材３１は、特に図８の（ａ）及び（ｂ）に示すように、軸心Ｏから径方向に伸びていると共にＲ方向において互いに対向している一対の側面４１及び４２を有した扇形部４３と、軸心Ｏから径方向に伸びていると共にＲ方向において互いに対向している一対の側面４４及び４５を有しており、且つＲ方向において扇形部４３に対して離間している扇形部４６と、扇形部４３及び４６を連結している連結部４７とを具備している。

扇形部４３は、曲率中心が軸心Ｏと同心の円弧面５１と、円弧面５１のＲ方向における両縁に夫々連接しているＲ方向における剛性回転伝達面としての上述の平坦な側面４１及び４２と、円弧面５１並びに側面４１及び４２の夫々のＡ方向における回転軸２側の縁部に連接していると共に回転軸２の端面１１に対してＡ方向の隙間をもって対面している端面５２と、円弧面５１並びに側面４１及び４２の夫々のＡ方向における回転軸３側の縁部に連接していると共に中間介在部材３３にぴったりと接触している端面５３とを具備している。扇形部４３の頂点は軸心Ｏ上に配されている。側面４１は、軸方向突出体６の側面４に対して相補的な形状を有しており、側面４２は、軸方向突出体９の側面７に対して相補的な形状を有している。

扇形部４６は、曲率中心が軸心Ｏと同心の円弧面５４と、円弧面５４のＲ方向における両縁に夫々連接しているＲ方向における剛性回転伝達面としての上述の平坦な側面４４及び４５と、円弧面５４並びに側面４４及び４５の夫々のＡ方向における回転軸３側の縁部に連接していると共に回転軸３の端面２１に対してＡ方向の隙間をもって対面している端面５５と、円弧面５４並びに側面４４及び４５の夫々のＡ方向における回転軸２側の縁部に連接していると共に中間介在部材３３にぴったりと接触している端面５６とを具備している。扇形部４６の頂点は軸心Ｏ上に配されている。側面４４は、軸方向突出体６の側面５に対して相補的な形状を有しており、側面４５は、軸方向突出体９の側面８に対して相補的な形状を有している。

扇形部４３及び４６は夫々互いに同様に形成されており、径方向であってＡ方向及びｒ１方向に直交するｒ２方向において互いに対向して配されている。扇形部４３の中心角θ１は、扇形部４６の中心角θ２と等しい。側面４１は、側面４４に対してＲ方向の間隔をもって対面して配されている。側面４２は、側面４５に対してＲ方向の間隔をもって対面して配されている。

連結部４７は、扇形部４３及び４６の夫々の頂点及びその近傍に一体的に形成されており、扇形部４３の側面４１から扇形部４６の側面４４まで伸びていると共に軸方向突出体６の内側面１３に対面する側面５７と、側面５７と平行であり、扇形部４３の側面４２から扇形部４６の側面４５まで伸びていると共に軸方向突出体９の内側面２３に対面する側面５８と、側面５７及び５８の夫々のＡ方向における回転軸２側の縁部に連接していると共に回転軸２の端面１１に対してＡ方向の隙間をもって対面している端面５９と、側面５７及び５８の夫々のＡ方向における回転軸３側の縁部に連接していると共に中間介在部材３３にぴったりと接触している端面６０とを具備している。端面５２、５５及び５９は夫々互いに面一な平坦面からなる。側面５３、５６及び６０は夫々互いに面一な平坦面からなる。

回転伝達部材３１と同様にポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂等から一体に形成されている剛性の回転伝達部材３２は、特に図１０の（ａ）及び（ｂ）に示すように、軸心Ｏから径方向に伸びていると共にＲ方向において互いに対向している一対の側面６１及び６２を有している扇形部６３と、軸心Ｏから径方向に伸びていると共にＲ方向において互いに対向している一対の側面６４及び６５を有しており、且つＲ方向において扇形部６３に対して離間している扇形部６６と、扇形部６３及び６６を連結している連結部６７とを具備している。

扇形部６３は、曲率中心が軸心Ｏと同心の円弧面７１と、円弧面７１のＲ方向における両縁に夫々連接しているＲ方向における剛性回転伝達面としての上述の平坦な側面６１及び６２と、円弧面７１並びに側面６１及び６２の夫々のＡ方向における回転軸３側の縁部に連接していると共に回転軸３の端面２１に対してＡ方向の隙間をもって対面している端面７２と、円弧面７１並びに側面６１及び６２の夫々のＡ方向における回転軸２側の縁部に連接していると共に中間介在部材３３にぴったりと接触している端面７３とを具備している。扇形部６３の頂点は軸心Ｏ上に配されている。側面６１は、軸方向突出体６の側面４に対して相補的な形状を有しており、側面６２は、軸方向突出体９の側面７に対して相補的な形状を有している。

扇形部６６は、曲率中心が軸心Ｏと同心の円弧面７４と、円弧面７４のＲ方向における両縁に夫々連接しているＲ方向における剛性回転伝達面としての上述の平坦な側面６４及び６５と、円弧面７４並びに側面６４及び６５の夫々のＡ方向における回転軸３側の縁部に連接していると共に回転軸３の端面２１に対してＡ方向の隙間をもって対面している端面７５と、円弧面７４並びに側面６４及び６５の夫々のＡ方向における回転軸２側の縁部に連接していると共に中間介在部材３３にぴったりと接触している端面７６とを具備している。扇形部６６の頂点は軸心Ｏ上に配されている。側面６４は、軸方向突出体６の側面５に対して相補的な形状を有しており、側面６５は、軸方向突出体９の側面８に対して相補的な形状を有している。

扇形部６３及び６６は夫々互いに同様に形成されており、ｒ２方向において互いに対向して配されている。扇形部４３及び６３は互いに等しい中心角θ１を有しており、扇形部４６及び６６は互いに等しい中心角θ２を有しており、扇形部６３の中心角θ１は、扇形部６６の中心角θ２と等しい。側面６１は、側面６４に対してＲ方向の間隔をもって対面して配されている。側面６２は、側面６５に対してＲ方向の間隔をもって対面して配されている。

連結部６７は、扇形部６３及び６６の夫々の頂点及びその近傍に一体的に形成されており、扇形部６３の側面６１から扇形部６６の側面６４まで伸びていると共に軸方向突出体６の内側面１３に対面する側面７７と、側面７７と平行であって、扇形部６３の側面６２から扇形部６６の側面６５まで伸びていると共に軸方向突出体９の内側面２３に対面する側面７８と、側面７７及び７８の夫々のＡ方向における回転軸３側の縁部に連接していると共に回転軸３の端面２１に対してＡ方向の隙間をもって対面している端面７９と、側面７７及び７８の夫々のＡ方向における回転軸２側の縁部に連接していると共に中間介在部材３３にぴったりと接触している端面８０とを具備している。端面７２、７５及び７９は夫々互いに面一な平坦面からなる。端面７３、７６及び８０は夫々互いに面一な平坦面からなる。

扇形部４３及び６３の側面４１及び６１は、軸方向突出体６の側面４に対してＲ方向の隙間３５をもって配され、扇形部４３及び６３の側面４２及び６２は、軸方向突出体９の側面７に対してＲ方向の隙間３６をもって配され、扇形部４６及び６６の側面４４及び６４は、軸方向突出体６の側面５に対してＲ方向の隙間３７をもって配され、扇形部４６及び６６の側面４５及び６５は、軸方向突出体９の側面８に対してＲ方向の隙間３８をもって配される。隙間３５、３６、３７及び３８のＲ方向における幅は夫々互いに等しい。

夫々互いに同様に形成されている斯かる回転伝達部材３１及び３２は、中間介在部材３３を間にして、扇形部４３と扇形部６３とが、扇形部４６と扇形部６６とが、そして連結部４７と連結部６７とが夫々Ａ方向において互いに対面するようにして同心に配されている。

回転伝達部材３１及び３２よりも小さな剛性を有すると共に弾性変形可能であってウレタンゴム、ポリエステルエラストマー等のゴム弾性体から一体形成されている中間介在部材３３は、特に図９の（ａ）及び（ｂ）に示すように、軸心Ｏから径方向に伸びていると共にＲ方向において互いに対向している一対の側面８１及び８２を有している扇形部８３と、軸心Ｏから径方向に伸びていると共にＲ方向において互いに対向している一対の側面８４及び８５を有しており、且つＲ方向において扇形部８３に対して離間している扇形部８６と、扇形部８３及び８６を連結している連結部８７とを具備している。

扇形部８３は、曲率中心が軸心Ｏと同心の円弧面９１と、円弧面９１のＲ方向における両縁に夫々連接しているＲ方向における弾性回転伝達面としての上述の平坦な側面８１及び８２と、円弧面９１並びに側面８１及び８２の夫々のＡ方向における回転軸２側の縁部に連接していると共に回転伝達部材３１の端面５３にぴったりと接触している端面９２と、円弧面９１並びに側面８１及び８２の夫々のＡ方向における回転軸３側の縁部に連接していると共に回転伝達部材３２の端面７３にぴったりと接触している端面９３とを具備している。扇形部８３の頂点は軸心Ｏ上に配されている。側面８１は、軸方向突出体６の側面４に対して相補的な形状を有しており、側面８２は、軸方向突出体９の側面７に対して相補的な形状を有している。

扇形部８６は、曲率中心が軸心Ｏと同心の円弧面９４と、円弧面９４のＲ方向における両縁に夫々連接しているＲ方向における弾性回転伝達面としての上述の平坦な側面８４及び８５と、円弧面９４並びに側面８４及び８５の夫々のＡ方向における回転軸２側の縁部に連接していると共に回転伝達部材３１の端面５６にぴったりと接触している端面９５と、円弧面９４並びに側面８４及び８５の夫々のＡ方向における回転軸３側の縁部に連接していると共に回転伝達部材３２の端面７６にぴったりと接触している端面９６とを具備している。扇形部８６の頂点は軸心Ｏ上に配されている。側面８４は、軸方向突出体６の側面５に対して相補的な形状を有しており、側面８５は、軸方向突出体９の側面８に対して相補的な形状を有している。

扇形部８３及び８６は夫々互いに同様に形成されており、ｒ２方向において互いに対向して配されている。扇形部８３の中心角θ３は、扇形部８６の中心角θ４と等しい。中心角θ３及びθ４は、中心角θ１及びθ２よりも大きい。側面８１は、側面８４に対してＲ方向の間隔をもって対面して配されている。側面８２は、側面８５に対してＲ方向の間隔をもって対面して配されている。

連結部８７は、扇形部８３及び８６の夫々の頂点及びその近傍に一体的に形成されており、扇形部８３の側面８１から扇形部８６の側面８４まで伸びていると共に軸方向突出体６の内側面１３に対面する側面９７と、側面９７と平行であり、扇形部８３の側面８２から扇形部８６の側面８５まで伸びていると共に軸方向突出体９の内側面２３に対面する側面９８と、側面９７及び９８の夫々のＡ方向における回転軸２側の縁部に連接していると共に回転伝達部材３１の端面６０にぴったりと接触している端面９９と、側面９７及び９８の夫々のＡ方向における回転軸３側の縁部に連接していると共に回転伝達部材３２の端面７９にぴったりと接触している端面１００とを具備している。端面９２、９５及び９９は夫々互いに面一な平坦面からなる。端面９３、９６及び１００は夫々互いに面一な平坦面からなる。

扇形部８３の側面８１は、扇形部４３及び６３の側面４１及び６１よりも軸方向突出体６の側面４に向かってＲ方向に突出していると共に図３に示すように側面４に接触するように形成されている。扇形部８３の側面８２は、扇形部４３及び６３の側面４２及び６２よりも軸方向突出体９の側面７に向かってＲ方向に突出していると共に図３に示すように側面７に接触するように形成されている。扇形部８６の側面８４は、扇形部４３及び６３の側面４４及び６４よりも軸方向突出体６の側面５に向かってＲ方向に突出していると共に図３に示すように側面５に接触するように形成されている。扇形部８６の側面８５は、扇形部４３及び６３の側面４５及び６５よりも軸方向突出体９の側面８に向かってＲ方向に突出していると共に図３に示すように側面８に接触するように形成されている。

中間介在部材３３は、扇形部８３が扇形部４３及び６３に、扇形部８６が扇形部４６及び６６に、そして、連結部８７が連結部４７及び６７に夫々Ａ方向において挟まれるようにして同心に配されている。扇形部８３は、扇形部４３及び６３の夫々の剛性よりも小さな剛性を有すると共に弾性変形可能であり、且つ扇形部４３及び６３の夫々のＲ方向における幅Ｄ１よりも大きな幅Ｄ２を有している。扇形部８６は、扇形部４６及び６６の夫々の剛性よりも小さな剛性を有すると共に弾性変形可能であり、且つ扇形部４６及び６６の夫々のＲ方向における幅Ｄ３よりも大きな幅Ｄ４を有している。

軸方向突出体６の内側面１３は、側面４及び５の夫々が図３に示すように扇形部８３及び８６の夫々の側面８１及び８４に接触した際に連結部４７、６７及び８７の夫々の側面５７、７７及び９７に対してｒ１方向における隙間１０１をもって配されるように構成されており、軸方向突出体９の内側面２３は、側面７及び８の夫々が図３に示すように扇形部８３及び８６の夫々の側面８２及び８５に接触した際に連結部４７、６７及び８７の夫々の側面５８、７８及び９８に対してｒ１方向における隙間１０２をもって配されるように構成されている。

回転軸２及び３の一定以下のＲ方向の相対回転では、軸方向突出体６のＲ方向の側面４は、Ｒ方向において対面する中間介在部材３３のＲ方向の側面８１に接触している一方、Ｒ方向において対面する回転伝達部材３１及び３２の側面４１及び６１に夫々非接触となっており、軸方向突出体９のＲ方向の側面７は、Ｒ方向において対面する中間介在部材３３の側面８２に接触している一方、Ｒ方向において対面する回転伝達部材３１及び３２の側面４２及び６２に夫々非接触となっており、軸方向突出体６のＲ方向の側面５は、Ｒ方向において対面する中間介在部材３３のＲ方向の側面８４に接触している一方、Ｒ方向において対面する回転伝達部材３１及び３２の側面４４及び６４に夫々非接触となっており、軸方向突出体９のＲ方向の側面８は、Ｒ方向において対面する中間介在部材３３の側面８５に接触している一方、Ｒ方向において対面する回転伝達部材３１及び３２の側面４５及び６５に夫々非接触となっている。

以上の軸連結機構１では、運転者によるステアリングホイールの手動操作において、ステアリングホイールに加えられるトルクを検出するトルク検出器からの検出信号により制御される電動モータが作動されると、回転軸２がＲ方向に回転されて軸方向突出体６が同方向に回転され、この回転により、軸方向突出体６の側面４が扇形部８３の側面８１を押圧して変形させ、当該扇形部８３のＲ方向の弾性変形後における側面８１並びに側面４１及び６１に接触すると共に扇形部８３の側面８２が軸方向突出体９の側面７を押圧して当該押圧に伴うＲ方向の反力によって変形し、当該扇形部８３のＲ方向の弾性変形後における側面８２並びに側面４２及び６２が軸方向突出体９の側面７に接触し、当該接触に基づいて軸方向突出体６のＲ方向の回転が軸方向突出体９に剛性的に伝達され、また、回転軸２がＲ方向に逆回転されて軸方向突出体６が同方向に逆回転され、この逆回転により、軸方向突出体６の側面５が扇形部８６の側面８４を押圧して変形させ、当該扇形部８６のＲ方向の弾性変形後における側面８４並びに側面４４及び６４に接触すると共に扇形部８６の側面８５が軸方向突出体９の側面８を押圧して当該押圧に伴うＲ方向の反力によって変形し、当該扇形部８６のＲ方向の弾性変形後における側面８５並びに側面４５及び６５が軸方向突出体９の側面８に接触し、当該接触に基づいて軸方向突出体６のＲ方向の回転が軸方向突出体９に剛性的に伝達され、これにより、ステアリングホイールの手動操作を補助するようになっている。

軸連結機構１では、ステアリングホイールが運転者により手動操作されないで回転軸２がＲ方向に回転されない状態又はステアリングホイールが運転者により手動操作されて回転軸２がＲ方向に回転される状態のいずれの状態においても、回転軸２に対する回転軸３のＲ方向の相対回転が微小なものである場合には、側面８１、８２、８４及び８５が容易に圧縮変形する結果、斯かる回転軸２の微小なＲ方向の回転は、回転軸３には伝達されず、而して、回転軸２に連結された電動モータの出力回転軸の反転時の衝撃、電動モータのブラシ振動の回転軸３を介してのステアリングホイールへの伝達を低減できる上に、回転軸３に連結されたウォームギヤ（ウォーム軸）と当該ウォームギヤに噛み合うと共にステアリング軸に連結されたウォームホイールとの間のバックラッシュに起因する振動を中間介在部材３３の弾性圧縮変形で吸収できてウォームギヤとウォームホイールとにおける歯打ち等の異音の発生をなくし得、運転者の操舵感覚の向上を図り得る。また、軸連結機構１では、扇形部８３又は８６の一定以上の圧縮変形後、側面４１及び６１への側面４の接触並びに側面４２及び６２への側面７の接触又は側面４４及び６４への側面５の接触及び側面４５及び６５への側面８の接触が生じて、扇形部８３又は８６のそれ以上の弾性圧縮変形を抑止できる結果、扇形部８３及び８６のクリープによるへたりを防止でき、而して、回転軸２及び３間にＲ方向についてのガタが生じ難いことになる。

回転軸２の回転を回転軸３に伝達するように二つの回転軸２及び３間に配されて当該二つの回転軸２及び３を連結する本例の軸連結機構１によれば、軸心Ｏに対して径方向に離れてＡ方向に突出して回転軸２に設けられると共に軸心Ｏから径方向に向かって夫々伸びていると共に軸心Ｏ周りのＲ方向において互いに対向している一対の側面４及び５を有している軸方向突出体６と、軸心Ｏに対して径方向に離れてＡ方向に突出して回転軸３に設けられると共に軸心Ｏから径方向に向かって夫々伸びていると共にＲ方向において互いに対向している一対の側面７及び８を有している軸方向突出体９と、回転軸２及び３間に配されると共に回転軸２の回転を軸方向突出体６及び９を介して回転軸３に伝達するべくＲ方向において軸方向突出体６及び９の側面４、５、７及び８の夫々に接触する回転伝達体１０とを具備しており、回転伝達体１０は、回転軸２及び３間に配される一対の回転伝達部材３１及び３２と、回転伝達部材３１及び３２間に配されている中間介在部材３３とを具備しており、回転伝達部材３１及び３２の夫々は、軸心Ｏから径方向に伸びていると共にＲ方向において互いに対向している一対の側面４１及び４２並びに６１及び６２を有している第一の扇形部４３及び６３と、軸心Ｏから径方向に伸びていると共にＲ方向において互いに対向している一対の側面４４及び４５並びに６４及び６５を有しており、且つＲ方向において扇形部４３及び６３に対して離間している第二の扇形部４６及び６６と、扇形部４３及び４６並びに６３及び６６を連結している第一の連結部４７及び６７とを具備しており、中間介在部材３３は、軸心Ｏから径方向に伸びていると共にＲ方向において互いに対向している一対の側面８１及び８２を有している第三の扇形部８３と、軸心Ｏから径方向に伸びていると共にＲ方向において互いに対向している一対の側面８４及び８５を有しており、且つＲ方向において扇形部８３に対して離間している第四の扇形部８６と、扇形部８３及び８６を連結している連結部８７とを具備しており、扇形部８３は、Ａ方向において回転伝達部材３１及び３２の夫々の扇形部４３及び６３間に配されており、扇形部４３及び６３の夫々の剛性よりも小さな剛性を有すると共に弾性変形可能であり、且つ扇形部４３及び６３の夫々のＲ方向における幅Ｄ１よりも大きな幅Ｄ２を有しており、扇形部８６は、Ａ方向において回転伝達部材３１及び３２の夫々の扇形部４６及び６６間に配されており、扇形部８６の夫々の剛性よりも小さな剛性を有すると共に弾性変形可能であり、且つ扇形部４６及び６６の夫々のＲ方向における幅Ｄ３よりも大きな幅Ｄ４を有しており、扇形部８３の側面８１は、軸方向突出体６の側面４に接触するように配されており、扇形部８３の側面８２は、軸方向突出体９の側面７に接触するように配されており、扇形部８６の側面８４は、軸方向突出体６の側面５に接触するように配されており、扇形部８６の側面８５は、軸方向突出体９の側面８に接触するように配されているために、電動モータの出力回転軸の反転時の衝撃、電動モータのブラシ振動やウォームギヤのバックラッシュに起因する振動等によって生じる回転軸２及び３のうちの一方のＲ方向の微小回転においては中間介在部材３３の弾性変形を生じさせることで当該微小回転を回転軸２及び３のうちの他方に伝達させることがない一方、ステアリングの操作及び当該操作に基づく電動モータの出力回転軸の回転によって生じる回転軸２及び３のうちの一方の一定以上の回転においては軸方向突出体６及び９の夫々のＲ方向における側面４、５、７及び８を一対の回転伝達部材３１及び３２の扇形部４３、４６、６３及び６６のＲ方向における側面４１、４２、４４、４５、６１、６２、６４及び６５に夫々接触させることで当該一定以上の回転を回転軸２及び３のうちの他方に伝達させることができ、而して、長期の使用によっても回転軸２と回転軸３との間に軸心Ｏ周りのＲ方向についてのガタが生じ難く、電動モータの出力回転軸の反転時の衝撃、電動モータのブラシ振動のステアリングホイールへの伝達及びウォームギヤのバックラッシュに起因する歯打ち等の異音、振動を低減でき、運転者の操舵感覚の向上を図り得て、早期の劣化を回避できる。

尚、本例では、軸方向突出体６の内側面１３は、側面４及び５の夫々が図３に示すように扇形部８３及び８６の夫々の側面８１及び８４に接触した際に連結部４７、６７及び８７の夫々の側面５７、７７及び９７に対してｒ１方向における隙間１０１をもって配されるように構成されており、軸方向突出体９の内側面２３は、側面７及び８の夫々が図３に示すように扇形部８３及び８６の夫々の側面８２及び８５に接触した際に連結部４７、６７及び８７の夫々の側面５８、７８及び９８に対してｒ１方向における隙間１０２をもって配されるように構成されているが、斯かる構成に代えて、例えば、軸方向突出体６の内側面１３は、側面４及び５の夫々が扇形部８３及び８６の夫々の側面８１及び８４に接触した際に連結部４７、６７及び８７の夫々の側面５７、７７及び９７に対して接触するように構成されていてもよく、軸方向突出体９の内側面２３は、側面７及び８の夫々が扇形部８３及び８６の夫々の側面８２及び８５に接触した際に連結部４７、６７及び８７の夫々の側面５８、７８及び９８に対して接触するように構成されていてもよい。

１ 軸連結機構
２、３ 回転軸
６、９ 軸方向突出体
１０ 回転伝達体
３１、３２ 回転伝達部材
３３ 中間介在部材
４３、４６、６３、６６、８３、８６ 扇形部
４７、６７、８７ 連結部

Claims (8)

1. 一方の回転軸の回転を他方の回転軸に伝達するように二つの回転軸の間に配されて二つの回転軸を連結する軸連結機構であって、軸心に対して径方向に離れて軸方向に突出して一方の回転軸に設けられると共に、軸心から径方向に向かって夫々伸びていると共に軸心周りの方向において互いに対向している一対の側面を有している一方の軸方向突出体と、軸心に対して径方向に離れて軸方向に突出して他方の回転軸に設けられると共に軸心から径方向に向かって夫々伸びていると共に軸心周りの方向において互いに対向している一対の側面を有している他方の軸方向突出体と、一方及び他方の回転軸間に配されると共に一方の回転軸の回転を一方及び他方の軸方向突出体を介して他方の回転軸に伝達するべく、軸心周りの方向において一方及び他方の軸方向突出体の一対の側面の夫々に接触する回転伝達体とを具備しており、回転伝達体は、一方及び他方の回転軸間に配される一対の回転伝達部材と、一対の回転伝達部材間に配されている中間介在部材とを具備しており、一対の回転伝達部材の夫々は、軸心から径方向に伸びていると共に軸心周りの方向において互いに対向している一対の側面を有している第一の扇形部と、軸心から径方向に伸びていると共に軸心周りの方向において互いに対向している一対の側面を有しており、且つ軸心周りの方向において第一の扇形部に対して離間している第二の扇形部と、第一及び第二の扇形部を連結している第一の連結部とを具備しており、中間介在部材は、軸心から径方向に伸びていると共に軸心周りの方向において互いに対向している一対の側面を有している第三の扇形部と、軸心から径方向に伸びていると共に軸心周りの方向において互いに対向している一対の側面を有しており、且つ軸心周りの方向において第三の扇形部に対して離間している第四の扇形部と、第三及び第四の扇形部を連結している第二の連結部とを具備しており、第三の扇形部は、軸方向において一対の回転伝達部材の夫々の第一の扇形部間に配されており、第一の扇形部の夫々の剛性よりも小さな剛性を有すると共に弾性変形可能であり、且つ第一の扇形部の夫々の軸心周りの方向における幅よりも大きな幅を有しており、第四の扇形部は、軸方向において一対の回転伝達部材の夫々の第二の扇形部間に配されており、第二の扇形部の夫々の剛性よりも小さな剛性を有すると共に弾性変形可能であり、且つ第二の扇形部の夫々の軸心周りの方向における幅よりも大きな幅を有しており、第三の扇形部の一対の側面のうちの一方の側面は、一方の軸方向突出体の一対の側面のうちの一方の側面に接触するように配されており、第三の扇形部の一対の側面のうちの他方の側面は、他方の軸方向突出体の一対の側面のうちの一方の側面に接触するように配されており、第四の扇形部の一対の側面のうちの一方の側面は、一方の軸方向突出体の一対の側面のうちの他方の側面に接触するように配されており、第四の扇形部の一対の側面のうちの他方の側面は、他方の軸方向突出体の一対の側面のうちの他方の側面に接触するように配されており、一方の軸方向突出体は、当該一方の軸方向突出体の一対の側面の夫々の内側縁に連接している内側面を有しており、他方の軸方向突出体は、当該他方の軸方向突出体の一対の側面の夫々の内側縁に連接している内側面を有しており、一方及び他方の軸方向突出体の夫々の内側面は、径方向において互いに対面していると共に第一及び第二の連結部を間にして配されている軸連結機構。
2. 第一の扇形部の中心角は、第二の扇形部の中心角と等しい請求項１に記載の軸連結機構。
3. 第三の扇形部の中心角は、第四の扇形部の中心角と等しい請求項１又は２に記載の軸連結機構。
4. 第三及び第四の扇形部の中心角は、第一及び第二の扇形部の中心角よりも大きい請求項１から３のいずれか一項に記載の軸連結機構。
5. 第一の連結部は、第一の扇形部の一対の側面のうちの一方の側面から第二の扇形部の一対の側面のうちの一方の側面まで伸びていると共に一方の軸方向突出体の内側面に対面する一方の側面と、第一の扇形部の一対の側面のうちの他方の側面から第二の扇形部の一対の側面のうちの他方の側面まで伸びていると共に他方の軸方向突出体の内側面に対面する他方の側面とを有しており、第二の連結部は、第三の扇形部の一対の側面のうちの一方の側面から第四の扇形部の一対の側面のうちの一方の側面まで伸びていると共に一方の軸方向突出体の内側面に対面する一方の側面と、第三の扇形部の一対の側面のうちの他方の側面から第四の扇形部の一対の側面のうちの他方の側面まで伸びていると共に他方の軸方向突出体の内側面に対面する他方の側面とを有している請求項１から４のいずれか一項に記載の軸連結機構。
6. 一方の軸方向突出体の内側面は、当該一方の軸方向突出体の一対の側面の夫々が第三及び第四の扇形部の夫々の一方の側面に接触した際に第一及び第二の連結部の夫々の一方の側面に対して径方向における隙間をもって配されるように構成されており、他方の軸方向突出体の内側面は、当該他方の軸方向突出体の一対の側面の夫々が第三及び第四の扇形部の夫々の他方の側面に接触した際に第一及び第二の連結部の夫々の他方の側面に対して径方向における隙間をもって配されるように構成されている請求項５に記載の軸連結機構。
7. 一方の軸方向突出体の内側面は、当該一方の軸方向突出体の一対の側面の夫々が第三及び第四の扇形部の夫々の一方の側面に接触した際に第一及び第二の連結部の夫々の一方の側面に対して接触するように構成されており、他方の軸方向突出体の内側面は、当該他方の軸方向突出体の一対の側面の夫々が第三及び第四の扇形部の夫々の他方の側面に接触した際に第一及び第二の連結部の夫々の他方の側面に対して接触するように構成されている請求項５に記載の軸連結機構。
8. 請求項１から７のいずれか一項に記載の軸連結機構に用いられる回転伝達体。

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