JP6083479B2 - トルク伝達用継手 - Google Patents

Description

本発明は、電動モータを補助動力源として使用し、運転者による自動車の操舵を補助するための機構である電動式パワーステアリング装置、および、この電動式パワーステアリング装置を含む各種機械装置に組み込まれ、駆動軸と被駆動軸との間でトルクを伝達するために利用される、トルク伝達用継手に関する。

操舵輪（フォークリフトなどの特殊車両を除き、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ために要する力の軽減を図るために、パワーステアリング装置が広く使用されている。パワーステアリング装置として、電動モータを補助動力源として使用する電動式パワーステアリング装置も、近年急速に普及しつつある。一般的に、電動式パワーステアリング装置では、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対して、電動モータの補助動力が、減速機を介して付与される。この減速機として、通常、ウォーム減速機が使用されている。具体的には、ウォーム減速機を構成する、電動モータにより回転駆動されるウォームと、回転軸とともに回転するウォームホイールとを噛合させることにより、電動モータの補助動力を、回転軸に伝達可能としている。ただし、ウォーム減速機では、何らの対策も施さないと、ウォームと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、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。

この歯打ち音の発生を抑えるために、ウォームをウォームホイールに向けて弾性的に押圧する構造が、特開２０００−４３７３９号公報、特開２００４−３０６８９８号公報、特表２００６−５１３９０６号公報（国際公開公報第２００４／０７４０７１号）に記載されている。図５２および図５３は、特開２００４−３０６８９８号公報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されており、ウォームホイール４はステアリングシャフト２の前端部に固定されている。一方、電動モータ８により回転駆動されるウォーム５は、ウォーム軸６と、ウォーム軸６の軸方向中間部に設けられ、ウォームホイール４と噛合するウォーム歯７とを備える。ウォーム軸６の軸方向両端部は、深溝型玉軸受などの１対の転がり軸受９ａ、９ｂにより、ハウジング３内に回転自在に支持される。ウォーム軸６の先端部のうち転がり軸受９ａよりも突出した部分に、押圧駒１０が外嵌されており、押圧駒１０とハウジング３との間に、コイルばね１１などの弾性部材が設けられている。コイルばね１１により、押圧駒１０を介して、ウォーム軸６に設けたウォーム歯７が、ウォームホイール４に向け押圧される。このような構成により、ウォーム歯７とウォームホイール４との間のバックラッシュが抑制されて、歯打ち音の発生の低減が図られている。

ただし、この従来構造では、電動モータ８の出力軸１２の先端部とウォーム軸６の基端部との結合部で発生する歯打ち音を抑えることはできない。図示の構造では、ウォーム軸６の基端部に設けられたスプライン孔１３と、電動モータ８の出力軸１２の先端部に設けられたスプライン軸部１４とをスプライン係合させることにより、出力軸１２の先端部とウォーム軸６の基端部との間をトルクの伝達可能に結合している。スプライン孔１３とスプライン軸部１４とが、円周方向の隙間なく（バックラッシュなしで）係合していれば、出力軸１２の先端部とウォーム軸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ことはない。しかしながら、実際には、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、ウォーム歯７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では、ウォーム軸６を揺動変位させる必要があるため、出力軸１２の先端部とウォーム軸６の基端部との結合部のバックラッシュを完全になくすことはできず、この結合部における歯打ち音の発生の防止を図ることが困難となっている。

出力軸１２の先端部とウォーム軸６の基端部との結合部における歯打ち音の発生を防止するための構造として、実開平３−７３７４５号公報、特許第４５２３７２１号公報には、駆動軸の端部と被駆動軸の端部との間を、弾性材製の緩衝部材を備えたトルク伝達用継手（カップリング、軸継手）を介して結合する構造が記載されている。図５４および図５５は、実開平３−７３７４５号公報に記載された、従来構造のトルク伝達用継手１５を示している。トルク伝達用継手１５は、駆動軸である電動モータ８の出力軸１２の先端部に同心に支持された、金属製の駆動側伝達部材１６と、被駆動軸であるウォーム軸６の基端部に同心に支持された、金属製の被駆動側伝達部材１７と、これらの駆動側伝達部材１６と被駆動側伝達部材１７との間に設けられた、ゴム製の緩衝部材１８と、鋼球１９とを備える。

駆動側伝達部材１６は、出力軸１２の先端部に相対回転不能に支持された円板状の駆動側基部２０と、駆動側基部２０のうちで被駆動側伝達部材１７に対向する面に、円周方向に関して間欠的に、それぞれ軸方向に突出する状態で設けられた３本の駆動側腕部２１とを備える。一方、被駆動側伝達部材１７は、ウォーム軸６の基端部に相対回転不能に支持された円板状の被駆動側基部２２と、被駆動側基部２２のうちで駆動側伝達部材１６に対向する面に、円周方向に関して間欠的に、それぞれ軸方向に突出する状態で設けられた３本の被駆動側腕部２３とを備える。緩衝部材１８は、ゴムなどの弾性材料製で、中空筒状の円筒部２４と、円筒部２４の外周面から放射方向（緩衝部材１８の中心軸を通り、半径方向に伸長する仮想線上）にそれぞれ延出した、６本の被挟持部２５とを備える。トルク伝達用継手１５の組立状態では、駆動側腕部２１と被駆動側腕部２３とが、円周方向に関して交互に配置される。また、円周方向に隣り合う駆動側腕部２１と被駆動側腕部２３との円周方向側面同士の間に、被挟持部２５のそれぞれが介在する。さらに、鋼球１９が、出力軸１２の先端面とウォーム軸６の基端面とにより挟持される。このため、金属製の駆動側腕部２１と被駆動側腕部２３とが直接接触することが防止され、この部分での歯打ち音の発生が抑えられる。また、運転時に、出力軸１２とウォーム軸６との間で、スラスト力は鋼球１９を介して伝達され、スラスト力が緩衝部材１８に伝達されることはない。このため、緩衝部材１８の耐久性が長期間にわたって確保される。

ただし、トルク伝達用継手１５では、出力軸１２とウォーム軸６との間で伝達されるスラスト力を鋼球１９で吸収することができず、このスラスト力を低減させることはできない。このため、出力軸１２とウォーム軸６との間で伝達されるスラスト力が過大になる可能性がある。また、電動モータ８の正転時と逆転時とで、ウォーム軸６には軸方向に関して反対向きのスラスト力が作用するため、ウォーム軸６は軸方向に移動してがたつく傾向になるが、鋼球１９によっては、ウォーム軸６のがたつきを抑制することはできない。このため、ウォーム軸６および出力軸１２と鋼球１９とが相互に勢いよく衝突して、異音を発生させる可能性がある。

また、緩衝部材１８を構成する被挟持部２５が、それぞれ放射方向に配置されているため、トルク伝達用継手１５の組立状態で、緩衝部材１８が、円周方向に隣り合う駆動側腕部２１と被駆動側腕部２３との間からしか外部に露出することがない。このため、トルク伝達用継手１５には、緩衝部材１８を目視確認のしにくさに起因して、緩衝部材１８の組み付け忘れを防止するための検査工程の作業効率が低下しやすいという問題もある。

さらに、トルク伝達用継手１５の構造では、電動式パワーステアリング装置の構成部材のそれぞれの寸法誤差や組み付け誤差などの誤差を効果的に吸収することができない。たとえば、出力軸１２の中心軸とウォーム軸６の中心軸との位置関係が不一致になる、いわゆるアライメント誤差が生じた場合に、このアライメント誤差は、緩衝部材１８の円筒部２４および被挟持部２５の一部が弾性変形することにより吸収される。このため、緩衝部材１８（主として円筒部２４）が弾性変形しやすいほど、大きな誤差を吸収できることになる。ただし、トルク伝達用継手１５の構造では、被挟持部２５がそれぞれ放射方向に配置され、かつ、駆動側腕部２１および被駆動側腕部２３も、それぞれの円周方向側面が放射方向に伸長するように、配置されている。すなわち、駆動側腕部２１および被駆動側腕部２３のそれぞれの円周方向側面を含む仮想平面が、駆動側伝達部材１６および被駆動側伝達部材１７の中心軸を含んでいる。このため、出力軸１２が回転駆動され、トルクの伝達が開始されると、駆動側腕部２１のうちの回転方向前方側の円周方向側面と被駆動側腕部２３のうちの回転方向後方側の円周方向側面との間に存在する被挟持部２５に、基端部から先端部にわたり均一に、円周方向に弾性的に収縮させる力が作用する。したがって、円筒部２４には引っ張り方向の力が作用して、円筒部２４が径方向に弾性変形しにくくなるため、緩衝部材１８がアライメント誤差を十分に吸収することが難しくなるとともに、円筒部２４の外周面と駆動側腕部２１および被駆動側腕部２３の内周側面との当接部の一部で面圧が過大になり、この部分での摩擦抵抗が増大することにより、電動式パワーステアリング装置のシステム全体としての伝達効率が低下する可能性がある。

なお、特許第４７７９３５８号公報に、緩衝部材を、軸方向に重ね合わせた３つの部材から構成する構造が記載されているが、この構造でも、緩衝部材を構成する被挟持部は、放射方向に配置されていることから、アライメント誤差などを十分に吸収することは困難である。

特開２０００−４３７３９号公報 特開２００４−３０６８９８号公報 特表２００６−５１３９０６号公報（国際公開公報第２００４／０７４０７１号） 実開平３−７３７４５号公報 特許第４５２３７２１号公報 特許第４７７９３５８号公報

本発明は、上述のような事情に鑑み、駆動軸と被駆動軸の相対変位に基づく異音の発生を防止することができるとともに、駆動軸と被駆動軸との間で伝達されるスラスト力を吸収することができ、トルクの伝達効率を向上させることができ、かつ、耐久性にも優れたトルク伝達用継手を提供することを目的とする。

本発明のトルク伝達用継手は、軸方向に関して互いに直列に配置された駆動軸と被駆動軸との間でトルクを伝達するものであり、前記駆動軸の端部に同心に支持される駆動側伝達部材と、前記被駆動軸の端部に同心に支持される被駆動側伝達部材と、これらの駆動側伝達部材と被駆動側伝達部材との間に設けられる弾性材製の緩衝部材と、前記駆動軸と前記被駆動軸との端面同士の間に挟持されるダンパ部と、を備える。

前記駆動側伝達部材は、前記駆動軸の端部に支持される駆動側基部と、該駆動側基部のうちで前記被駆動側伝達部材に対向する面に、円周方向に関して間欠的に、それぞれ軸方向に突出する状態で設けられた複数本の駆動側腕部とを備える。また、前記被駆動側伝達部材は、前記被駆動軸の端部に支持される被駆動側基部と、該被駆動側基部のうちで前記駆動側伝達部材に対向する面に、円周方向に関して間欠的に、それぞれ軸方向に突出する状態で設けられた複数本の被駆動側腕部とを備える。
さらに、前記緩衝部材は、それぞれが平板状の複数本の被挟持部と外径側覆い部を備え、非円形の筒状に構成されており、該複数本の被挟持部のうち、円周方向に隣り合い、前記緩衝部材の中心軸を含む仮想平面に関して鏡面対称で、かつ、放射方向に対して径方向外側に向かうほど該仮想平面に近づく方向にそれぞれ傾斜している１対の被挟持部と、該１対の被挟持部の外径側端部同士を連結する前記外径側覆い部とにより、被挟持組み合わせ部を構成し、該被挟持組み合わせ部を、円周方向等間隔に配置するとともに、円周方向に隣り合う被挟持組み合わせ部同士を直接もしくは内径側覆い部を介して連続させている。
又、前記駆動側腕部又は前記被駆動側腕部のうち一方の腕部を構成する１対の円周方向側面のうちで、前記駆動軸の回転方向に関して前方に位置する円周方向側面を、放射方向に対して径方向外側に向かう程回転方向前方に向かう方向に傾斜させている。
そして、前記駆動側腕部と前記被駆動側腕部とを円周方向に関して交互に配置するとともに、円周方向に隣り合う駆動側腕部と被駆動側腕部との円周方向側面同士の間に、前記被挟持部がそれぞれ介在する。また、円周方向に隣り合う前記被挟持組み合わせ部同士の間に、前記駆動側腕部および前記被駆動側腕部のうちの一方の腕部を配置すると共に、前記被挟持組み合わせ部を構成する１対の被挟持部同士の間部分に、前記駆動側腕部又は前記被駆動側腕部のうちの他方の腕部を配置し、この他方の腕部の外周側面を前記外径側覆い部により覆っている。

特に、本発明のトルク伝達用継手では、前記緩衝部材に、前記ダンパ部が一体的に設けられている。
このために、前記ダンパ部を、薄肉の環状連結部を備えたものとし、該環状連結部を前記被挟持部に連結することにより、該ダンパ部を、前記緩衝部材と一体的に設ける構成を採用することができる。より具体的には、前記環状連結部を、前記ダンパ部の軸方向一部の外周面に径方向外方に突出した状態で形成する。そして、前記環状連結部の円周方向複数個所を、前記緩衝部材のうち、円周方向に隣り合う被挟持組み合わせ部同士の連続部に連結することにより、前記ダンパ部を、前記緩衝部材の内側に該緩衝部材と一体的に設ける。
前記ダンパ部に、該ダンパ部の軸方向端面から軸方向に凹入または突出した変形量調整部が設けられていることが好ましい。

なお、前記被挟持組み合わせ部を構成する１対の被挟持部は、上述のような関係を有することで、放射方向に対する傾斜角度の大きさは互いに同じになるが、その傾斜方向は逆向きになる。また、前記被挟持組み合わせ部は、好ましくは円周方向等間隔で３個所あるいは４個所に配置される。特に、前記被挟持組み合わせ部を円周方向等間隔で４個所に設け、前記緩衝部材を十字筒状とすることが好ましい。

前記変形量調整部が、前記ダンパ部の軸方向端面から軸方向に凹入している構造では、前記変形量調整部を、前記ダンパ部の軸方向端面に開口する中空孔により構成することができる。なお、該中空孔の数は１つに限らず、複数の中空孔を設けることもできる。また、該中空孔を、前記ダンパ部の軸方向両端面に開口し、該ダンパ部を軸方向に貫通する貫通孔により構成することも、あるいは、前記ダンパ部の軸方向片端面にのみ開口する有底孔により構成することもできる。さらに、前記貫通孔を前記ダンパ部の中心部に設けて、該ダンパ部を円筒状や角筒状などの中空筒状に形成することもできる。

一方、前記変形量調整部が、前記ダンパ部の軸方向端面から突出している構造では、前記変形量調整部を、前記ダンパ部の軸方向端面から軸方向に突出した凸部により構成することができる。この場合、前記凸部を、前記ダンパ部の軸方向端面全体に設けられた凸曲面部により構成することができる。該凸曲面部の表面は、前記ダンパ部の中心軸上の点を軸方向に関して最も突出させた、球面の一部を構成する面により構成することができる。なお、球面とは、円をその直径を回転軸として回転させて得られるいわゆる球面（円球面）だけでなく、楕円を短軸もしくは長軸を回転軸として回転させて得られる楕円球面（回転楕円面）を含む。特に、前記凸曲面部を、半楕円球状に形成することが好ましい。

前記凸部は、前記ダンパ部の軸方向端面の中央部に設けられた突起部により構成することもできる。なお、該突起部は、ダンパ部の軸方向片端面のうちの残部（突起部から外れた部分）に対して軸方向に突出していれば、その形状は特に限定されず、該突起部の形状としては、半球状や部分球状だけでなく、半楕円球状、部分楕円球状、錐体状、柱状などの各種形状を採用することができる。

又、前記ダンパ部の軸方向端部を、前記駆動軸の端面に設けられた凹部又は前記被駆動軸の端面に設けられた凹部の内側に挿入する事もできる。

前記緩衝部材を、複数の緩衝片を軸方向に重ね合わせて構成し、該複数の緩衝片のうちのいずれかの緩衝片、好ましくは、軸方向中間部に配置された内側緩衝片に、前記ダンパ部を一体的に設けることができる。この場合、前記複数の緩衝片を、弾性の異なる２種以上の複数の緩衝片により構成し、かつ、前記ダンパ部が一体的に設けられている緩衝片が、他の緩衝片に比べて弾性変形しやすい材料により造られていることが好ましい。なお、複数の緩衝片を、それぞれの緩衝片に設けられた係合部と被係合部との係合により互いに結合することができる。

本発明のトルク伝達用継手に関連する別発明である電動式パワーステアリング装置は、ハウジングと、操舵用回転軸と、ウォームホイールと、ウォームと、電動モータと、トルク伝達用継手とを備える。前記ハウジングは、固定の部分に支持されて回転することがない。前記操舵用回転軸は、前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。前記ウォームホイールは、前記ハウジングの内部で前記操舵用回転軸の一部に同心に支持されて、該操舵用回転軸とともに回転する。前記ウォーム歯、ウォーム軸と該ウォーム軸の軸方向中間部に設けられたウォーム歯とを備え、該ウォーム歯を前記ウォームホイールと噛合させた状態で、前記ウォーム軸の軸方向両端部がそれぞれ軸受により前記ハウジングに対して回転自在に支持されている。前記電動モータは、前記ウォームを回転駆動する。そして、前記トルク伝達用継手は、前記電動モータの出力軸と前記ウォーム軸とをトルクの伝達を可能に接続しているが、このトルク伝達用継手として、上述した本発明のトルク伝達用継手を採用できる。

前記電動式パワーステアリング装置では、前記トルク伝達用継手を構成する前記緩衝部材に設けられた前記ダンパ部の軸方向端部が、前記電動モータの前記出力軸の先端面に設けられた凹部または前記ウォーム軸の基端面に設けられた凹部の内側に挿入されている構造を採用することが好ましい。

本発明のトルク伝達用継手では、弾性材製の緩衝部材に一体的に設けたダンパ部を、弾性変形させた状態で、駆動軸と被駆動軸との端面同士の間で挟持しているため、駆動軸と被駆動軸との相対変位が抑制され、駆動軸と被駆動軸が相対変位してしまった場合でも、衝突に基づく異音の発生が有効に防止される。また、ダンパ部の弾性変形により、スラスト力の一部を吸収することができるため、駆動軸と被駆動軸との間で伝達されるスラスト力が過大となることが防止される。さらに、スラスト力を吸収する部材を別個独立して設ける必要がなく、コスト低減も図ることができる。加えて、ダンパ部の設置位置を、緩衝部材を介して規制できるため、ダンパ部のスラスト力の吸収機能を安定して得ることができる。

また、本発明では、前記緩衝部材を構成する被挟持組み合わせ部の外径側覆い部が、駆動側腕部と被駆動側腕部のうち、円周方向側面を放射方向に対して径方向外側に向かう程回転方向前方に向かう方向に傾斜させた一方の腕部とは別の、他方の腕部の外周側面を覆うため、トルク伝達用継手の組立状態で、緩衝部材の外部に露出している部分の面積を大きくでき、その視認性の向上を図ることができる。よって、緩衝部材の組み付け忘れを防止するための検査工程の作業効率の向上を図ることができる。
また、本発明によれば、ダンパ部が軸方向に弾性変形するとともに、環状連結部が軸方向に変形ないしは撓むことで、緩衝部材のうちのダンパ部以外の部分にスラスト力が伝達されてしまうことが効果的に防止されるため、緩衝部材の耐久性を長期間にわたって確保することもできる。

さらに、本発明においては、被挟持部を全体として円周方向の厚さが半径方向にわたって変化しない略平板状に構成し、かつ、駆動側腕部および被駆動側腕部のうちの一方の腕部を構成する１対の円周方向側面のうちで、駆動軸の回転方向に関して前方に位置する円周方向側面が、放射方向に対して径方向外側に向かうほど回転方向前方に向かう方向に傾斜するように、駆動側腕部および被駆動側腕部を設けているため、駆動軸を回転駆動させて、トルクの伝達を開始すると、前記一方の腕部の回転方向前方側の円周方向側面と、駆動側腕部および被駆動側腕部のうちの他方の腕部の回転方向後方側の円周方向側面との間で挟持された被挟持部に対して、緩衝部材の径方向内方に向いた力を作用させられる。このため、前記緩衝部材を径方向に弾性変形させやすい状態にできるので、駆動軸と被駆動軸との間に生じるアライメント誤差や、トルク伝達用継手およびこのトルク伝達用継手が組み込まれる各種機械装置を構成する構成部材の寸法誤差や組み付け誤差などを十分に吸収できるとともに、電動式パワーステアリング装置、その他の各種機械装置のシステム全体としての伝達効率の向上も図ることができる。

さらに、本発明において、前記ダンパ部が一体的に設けられている緩衝片を弾性変形しやすい材料から造ったり、および／または、前記ダンパ部に、該ダンパ部の軸方向端面から軸方向に凹入または突出した変形量調整部を設けたりすることにより、該変形量調整部の寸法や形状などを変更するのみで、ダンパ部の弾性係数（弾性変形量）を変更可能であり、したがって、前記ダンパ部の緩衝部材のスラスト力の吸収量や付勢力の大きさが容易に調整可能となる。

図１は、本発明の実施の形態の第１例のトルク伝達用継手が組み込まれた電動式パワーステアリング装置の要部断面図である。 図２は、図１の電動式パワーステアリング装置から取り出したトルク伝達用継手を示す斜視図である。 図３は、図２に示したトルク伝達用継手を別の方向から見た状態で示す斜視図である。 図４は、図２に示したトルク伝達用継手の分解斜視図である。 図５は、図２に示したトルク伝達用継手を別の方向から見た状態で示す分解斜視図である。 図６は、図２に示したトルク伝達用継手についての図１の拡大Ａ−Ａ断面図である。 図７は、図２に示したトルク伝達用継手を構成する駆動側伝達部材についての、駆動側腕部の先端側から見た図である。 図８は、図２に示したトルク伝達用継手を構成する被駆動側伝達部材についての、被駆動側腕部の先端側から見た図である。 図９は、図２に示したトルク伝達用継手を構成する緩衝部材の端面図である。 図１０は、図９に示した緩衝部材の斜視図である。 図１１は、図９に示した緩衝部材を別の方向から見た状態で示す斜視図である。 図１２は、図９のＢ−Ｂ断面図である。 図１３は、図９に示した緩衝部材の分解斜視図である。 図１４は、図９に示した緩衝部材について別の方向から見た状態で示す分解斜視図である。 図１５は、図９に示した緩衝部材を構成する内側緩衝片の端面図である。 図１６は、図９に示した緩衝部材を構成する外側緩衝片の端面図である。 図１７は、本発明の実施の形態の第２例を示す、図１に相当する図である。 図１７は、本発明の実施の形態の第２例のトルク伝達用継手についての分解斜視図である。 図１９は、図１８に示したトルク伝達用継手についての別の方向から見た状態で示す分解斜視図である。 図２０は、図１８に示したトルク伝達用継手を構成する緩衝部材の端面図である。 図２１は、図２０に示した緩衝部材の斜視図である。 図２２は、図２０に示した緩衝部材を別の方向から見た状態で示す斜視図である。 図２３は、図２０のＣ−Ｃ断面図である。 図２４は、図２０に示した緩衝部材の分解斜視図である。 図２５は、図２０に示した緩衝部材について別の方向から見た状態で示す分解斜視図である。 図２６は、図２０に示した緩衝部材を構成する内側緩衝片の端面図である。 図２７は、図２０に示した緩衝部材を構成するダンパ部の中空孔の形状に関して、代替可能な３例を示す断面図である。 図２８は、本発明の実施の形態の第３例のトルク伝達用継手が組み込まれた電動式パワーステアリング装置の要部断面図である。 図２９は、図２８に示した電動式パワーステアリング装置を構成するトルク伝達用継手の分解斜視図である。 図３０は、図２８に示したトルク伝達用継手を別の方向から見た状態で示す分解斜視図である。 図３１は、図２８に示したトルク伝達用継手を構成する緩衝部材の端面図である。 図３２は、図３１に示した緩衝部材の斜視図である。 図３３は、図３１に示した緩衝部材を別の方向から見た状態で示す斜視図である。 図３４は、図３１のＤ−Ｄ断面図である。 図３５は、図３１に示した緩衝部材の分解斜視図である。 図３６は、図３１に示した緩衝部材について別の方向から見た状態で示す分解斜視図である。 図３７は、図３１に示した緩衝部材を構成する内側緩衝片の端面図である。 図３８は、図３４に示した緩衝部材を構成するダンパ部の軸方向片端面の形状に関する代替可能な２例を示す断面図である。 図３９は、本発明の実施の形態の第３例のトルク伝達用継手が組み込まれた電動式パワーステアリング装置の要部断面図である。 図４０は、図３９の電動式パワーステアリング装置を構成するトルク伝達用継手の分解斜視図である。 図４１は、図４０に示したトルク伝達用継手を別の方向から見た状態で示す分解斜視図である。 図４２は、図４０に示したトルク伝達用継手を構成する緩衝部材の端面図である。 図４３は、図４２に示した緩衝部材の斜視図である。 図４４は、図４２に示した緩衝部材を別の方向から見た状態で示す斜視図である。 図４５は、図４２のＥ−Ｅ断面図である。 図４６は、図４２に示した緩衝部材の分解斜視図である。 図４７は、図４２に示した緩衝部材について別の方向から見た状態で示す分解斜視図である。 図４８は、図４２に示した緩衝部材を構成する内側緩衝片の端面図である。 図４９は、図４５に示した緩衝部材を構成するダンパ部の突起部の形状に関する代替可能な３例を示す断面図である。 図５０は、図９に示した緩衝部材の膨出部の形状に関する代替可能な２例を示す端面図である。 図５１は、図１に示したダンパ部の設置位置に関する代替可能な２例を示す断面図である。 図５２は、自動車用操舵装置の１例を示す部分縦断側面図である。 図５３は、電動式パワーステアリング装置の従来構造の１例を示す、図５２の拡大Ｆ−Ｆ断面図である。 図５４は、従来構造のトルク伝達用継手を示す分解斜視図である。 図５５は、図５４に示したトルク伝達用継手についての軸方向中央部の断面図である。

［実施の形態の第１例］
図１〜図１６は、本発明の実施の形態の第１例を示している。本例の電動式パワーステアリング装置も、基本的には、車両の固定の部分（車体または車体に固定された部分）に支持されて回転することのないハウジング３と、ハウジング３対して回転自在に設けられて、ステアリングホイール１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操舵用回転軸であるステアリングシャフト２と、ハウジング３の内部でステアリングシャフト２の一部に同心に支持されて、ステアリングシャフト２とともに回転するウォームホイール４と、ウォーム軸６ａとウォーム軸６ａの軸方向中間部に設けられたウォーム歯７とを備え、ウォーム歯７をウォームホイール４と噛合させた状態で、ウォーム軸６ａの軸方向両端部がそれぞれ軸受９ａ、９ｂによりハウジング３に対して回転自在に支持されているウォーム５と、ウォーム５を回転駆動するための電動モータ８とを備え、電動モータ８の出力軸１２ａとウォーム軸６ａとをトルク伝達用継手１５ａにより、トルクの伝達を可能に接続している。本例の構造は、このトルク伝達用継手１５ａを除いて、基本的には、従来構造と同様であるから、その説明を省略して、以下、トルク伝達用継手１５ａの構成および作用について説明する。

トルク伝達用継手１５ａは、軸方向に関して互いに直列に配置された駆動軸である出力軸１２と被駆動軸であるウォーム軸６ａとの間でトルクを伝達するものである。トルク伝達用継手１５ａは、出力軸１２ａの先端部に同心かつ相対回転不能に支持された駆動側伝達部材１６ａと、ウォーム軸６ａの基端部に同心かつ相対回転不能に支持された被駆動側伝達部材１７ａと、これらの駆動側伝達部材１６ａと被駆動側伝達部材１７ａとの間に設けられた弾性材製の緩衝部材１８ａとを備える。

駆動側伝達部材１６ａは、金属製で、出力軸１２ａの先端部に支持される駆動側基部２０ａと、駆動側基部２０ａのうちで被駆動側伝達部材１７ａに対向する面の外径より部分に、円周方向に関して間欠的に、それぞれ軸方向に突出する状態で設けられた、４本の駆動側腕部２１ａとを備える。駆動側基部２０ａの中心部には、出力軸１２ａの先端部外周面に形成された雄セレーションとセレーション係合する、駆動側セレーション孔２７が形成されている。なお、本例では、駆動側腕部２１ａは、隣接する駆動側腕部２１ａ同士の間を開放した状態で、かつ、位相を９０度ずつずらして、等間隔に配置されている。ただし、駆動側腕部２１ａの数は複数であれば任意であり、好ましくは３本または４本である。

被駆動側伝達部材１７ａは、金属製で、ウォーム軸６ａの基端部に支持される被駆動側基部２２ａと、被駆動側基部２２ａのうちで駆動側伝達部材１６ａに対向する面に、円周方向に関して間欠的に、それぞれ軸方向に突出した状態で設けられた、４本の被駆動側腕部２３ａとを備える。被駆動側基部２２ａの中心部には、ウォーム軸６ａの基端部外周面に形成された雄セレーションとセレーション係合する、被駆動側セレーション孔２８が形成されている。なお、被駆動側腕部２３ａも、位相を９０度ずつずらして、等間隔に配置されている。ただし、被駆動側腕部２３ａの数も複数であれば任意であり、好ましくは、３本または４本で、駆動側腕部２１ａの数と同数である。また、被駆動側腕部２３ａの軸方向寸法は、駆動側腕部２１ａの軸方向寸法と等しくなっている。駆動側伝達部材１６ａと被駆動側伝達部材１７ａは、駆動側腕部２１ａが設けられた面と被駆動側腕部２３ａが設けられた面とを対向させた状態で、駆動側腕部２１ａと被駆動側腕部２３ａとが円周方向に関して交互に配置されるように、組み合わされる。

本例の場合、駆動側腕部２１ａと被駆動側腕部２３ａのうちの一方の腕部に相当する、駆動側腕部２１ａを構成する１対の円周方向側面２９ａ、２９ｂを、従来構造のように放射方向には配置せず、放射方向に対してそれぞれ傾斜させている。具体的には、出力軸１２ａの回転方向が図６で時計回りである場合に回転方向前方側（一方側）にある円周方向側面２９ａを、放射方向に対して径方向外側に向かうほど回転方向前方に向かう方向（径方向内側に向かうほど回転方向後方に向かう方向）に傾斜させている。これに対し、出力軸１２ａの回転方向が図６で反時計回りである場合に回転方向前方側（他方側）にある円周方向側面２９ｂを、放射方向に対して径方向外側に向かうほど回転方向前方に向かう方向（径方向内側に向かうほど回転方向後方に向かう方向）に傾斜させている。また、駆動側腕部２１ａを構成する１対の円周方向側面２９ａ、２９ｂがなす角度を９０度以上（図示の例では約１１０度）としている。

駆動側腕部２１ａと被駆動側腕部２３ａのうちの他方の腕部に相当する、被駆動側腕部２３ａを構成する１対の円周方向側面３０ａ、３０ｂに関しても、従来構造のように放射方向には配置せず、放射方向に対してそれぞれ傾斜させている。具体的には、出力軸１２ａの回転方向が図６で時計回りである場合に回転方向前方側（一方側）にある円周方向側面３０ａを、放射方向に対して径方向外側に向かうほど、回転方向後方に向かう方向に傾斜させている。これに対し、出力軸１２ａの回転方向が図６で反時計回りである場合に回転方向前方側（他方側）にある円周方向側面３０ｂを、放射方向に対して径方向外側に向かうほど、回転方向後方に向かう方向に傾斜させている。したがって、被駆動側腕部２３ａを構成する１対の円周方向側面３０ａ、３０ｂの円周方向に関する間隔は、径方向外側に向かうほど小さく（先細に）なっている。

緩衝部材１８ａは、それぞれが略十字筒状である３つの緩衝片３１、３２（１つの内側緩衝片３１と２つの外側緩衝片３２）を軸方向に重ね合わせることにより構成されており、合計８つの被挟持部３３ａ、３３ｂと、４つの外径側覆い部３４とを備えている。

被挟持部３３ａ、３３ｂのそれぞれは、全体として円周方向厚さが半径方向にわたって実質的に変化しない略平板状であり、円周方向に隣り合う駆動側腕部２１ａと被駆動側腕部２３ａとの円周方向側面同士の間に介在するようになっている。特に本例では、円周方向に隣り合う１対の被挟持部３３ａ、３３ｂが、緩衝部材１８ａの中心軸を含む仮想平面（図９中の鎖線α、β、γ、δ上の平面）に関して鏡面対称で、かつ、径方向外側に向かうほど、互いに近づいて、放射方向に対してこの仮想平面に近づく方向に傾斜している。すなわち、被挟持部３３ａ、３３ｂは、従来構造の場合のように放射方向に配置されておらず、放射方向に対してそれぞれ傾斜している。そして、１対の被挟持部３３ａ、３３ｂ同士の間では、傾斜方向が逆向きで、傾斜角度が等しくなっている。本例では、このような構成の１対の被挟持部３３ａ、３３ｂを一組として被挟持組み合わせ部３５が構成され、４つの被挟持組み合わせ部３５が、円周方向に等間隔で配置される。

それぞれの被挟持組み合わせ部３５は、１対の被挟持部３３ａ、３３ｂに加えて、それぞれ外径側覆い部３４を備える。具体的には、外径側覆い部３４は、それぞれの外周面形状が部分円筒面状であり、円周方向に隣り合う被挟持部３３ａ、３３ｂのうちで、円周方向に隣り合い、対となって被挟持組み合わせ部３５を構成する被挟持部３３ａ、３３ｂの外径側端部同士を連結している。これに対し、円周方向に隣り合う被挟持部３３ａ、３３ｂのうちで、円周方向に隣り合うが、それぞれが異なる被挟持組み合わせ部３５を構成して、対とならない被挟持部３３ａ、３３ｂの内径側端部同士を直接接続させている。これにより、円周方向に隣り合う被挟持部３３ａ、３３ｂ同士の間で、それぞれの外径側端部同士を外径側覆い部３４を介して連続させた部分と、それぞれの内径側端部同士を直接連続させた部分とが、円周方向に関して交互に配置される。このような構成により、緩衝部材１８ａは非円形である略十字筒状に構成される。なお、隣接する被挟持組み合わせ部３５同士の間は、隣接する被挟持組み合わせ部３５の隣接し合う被挟持部３３ａ、３３ｂであって、被挟持組み合わせ部３５を構成する対を形成しない被挟持部３３ａ、３３ｂの内径側端部同士を内径側覆い部により連結することも可能である。また、被挟持組み合わせ部３５を構成する１対の被挟持部３３ａ、３３ｂは、放射方向に対する傾斜角度の大きさは互いに同じであるが、その傾斜方向は逆向きになる。さらに、被挟持組み合わせ部３５の数も任意であるが、駆動側腕部２１ａおよび被駆動側腕部２３ａに合わせて、好ましくは円周方向に等間隔で３個所あるいは４個所に配置される。特に、本例のように、被挟持組み合わせ部３５を円周方向に等間隔で４個所に設け、緩衝部材１８ａを略十字筒状とすることが好ましい。

本例の場合、緩衝部材１８ａを構成する３つの緩衝片３１、３２のうちで、軸方向中央に配置された内側緩衝片３１は、軸方向両側に配置された外側緩衝片３２に比べて、弾性変形しやすい材料から造られている。具体的には、内側緩衝片３１を、ゴムやエラストマーなどの弾性変形しやすい材料から造り、外側緩衝片３２を、ゴムやエラストマーに比べて弾性変形しにくい、ポリアセタール樹脂やポリアミド樹脂などの合成樹脂から造っている。

内側緩衝片３１は、緩衝部材１８ａの組立状態で、それぞれが被挟持部３３ａ、３３ｂを構成する内側被挟持片３６ａ、３６ｂと、それぞれが外径側覆い部３４を構成する内側覆い片３７とを有する。外側緩衝片３２も、緩衝部材１８ａの組立状態で、それぞれが被挟持部３３ａ、３３ｂを構成する外側被挟持片３８ａ、３８ｂと、それぞれが外径側覆い部３４を構成する外側覆い片３９とを有している。したがって、緩衝部材１８ａのうちの被挟持部３３ａ、３３ｂは、内側被挟持片３６ａ、３６ｂと外側被挟持片３８ａ、３８ｂとを軸方向にそれぞれ積層することにより構成されており、外径側覆い部３４は、内側覆い片３７と外側覆い片３９とを軸方向にそれぞれ積層することにより構成される。

内側緩衝片３１を構成する内側被挟持片３６ａ、３６ｂの幅寸法（円周方向に関する幅寸法）を、外側緩衝片３２を構成する外側被挟持片３８ａ、３８ｂの幅寸法（円周方向に関する幅寸法）よりもそれぞれ大きくしている。これにより、緩衝部材１８ａの組立状態で、内側被挟持片３６ａ、３６ｂの円周方向両側面を、外側被挟持片３８ａ、３８ｂの円周方向両側面よりも円周方向に向け突出させて、この内側被挟持片３６ａ、３６ｂが突出した部分に膨出部４０ａ、４０ｂを形成している。そして、緩衝部材１８ａと、駆動側腕部２１ａおよび被駆動側腕部２３ａとの組立状態で、膨出部４０ａ、４０ｂを、駆動側腕部２１ａの円周方向側面２９ａ、２９ｂと被駆動側腕部２３ａの円周方向側面３０ａ、３０ｂとの間で、弾性的に僅かに押し潰すようにしている。本例の場合、膨出部４０ａ、４０ｂの幅寸法（突出量）を、被挟持部３３ａ、３３ｂの長さ方向にわたって一定としている。

特に本例では、内側緩衝片３１に、ダンパ部２６が一体的に設けられている。ダンパ部２６は、円柱状の中実体であり、その軸方向他端寄り部分の外周面に形成された薄肉の環状連結部４１の円周方向等間隔４個所位置を、内側被挟持片３６ａ、３６ｂの内径側端部同士の連続部にそれぞれ連結することで、内側緩衝片３１の内側に一体的に設けられている。ダンパ部２６は、その軸方向片端部が、内側緩衝片３１の軸方向側面から突出し、かつ、緩衝部材１８ａの組立状態で、緩衝部材１８ａの軸方向側面よりも軸方向外側に大きく突出するように、形成されている。このような一体構造の内側緩衝片３１とダンパ部２６とは、射出成形により同時に形成される。なお、本例の場合、ダンパ部２６の軸方向両端面を平坦面としている。

上述のように、３つの緩衝片３１、３２から構成される緩衝部材１８ａの組立性並びに取り扱い性を高めるために、内側緩衝片３１と外側緩衝片３２とを、スナップフィット式の結合構造により着脱可能に結合している。具体的には、外側緩衝片３２を構成する４つの外側覆い片３９に、係合部に相当する、フック状ないしは鉤形状の係止爪片４２と、被係合部に相当する、係合凹部４３とを円周方向に関して交互に形成している。

係止爪片４２は、外側覆い片３９の軸方向片側面のうちの内径側端部に、軸方向に突出する状態で形成されている。また、係止爪片４２の先端部は、それぞれ径方向外側に向けて折れ曲がっている。これに対し、係合凹部４３は、外側覆い片３９の軸方向他側面に、軸方向に凹んだ状態で、直径方向にわたり形成されている。これらの外側覆い片３９のうち、その軸方向他側面に係合凹部４３が形成された外側覆い片３９の内周面には、係止爪片４２を通過させるための凹溝４４が形成されている。

内側緩衝片３１と外側緩衝片３２とを結合するには、これらの外側緩衝片３２を、内側緩衝片３１の軸方向両側に、軸方向片側面同士を対向させ、かつ、外側緩衝片３２同士の位相を９０度ずらした状態で配置する。これにより、円周方向４個所位置で、係止爪片４２と係合凹部４３（凹溝４４）とが、同一仮想線上に配置される。そして、外側緩衝片３２同士を互いに近づけることにより、係止爪片４２を、径方向内方に弾性変形させつつ、内側緩衝片３１を構成する内側覆い片３７の径方向内側および凹溝４４の内側を順次通過させる。そして、内側緩衝片３１を軸方向に僅かに弾性変形させた状態で、係止爪片４２を径方向外方に弾性復帰させて、これらの係止爪片４２の先端部を係合凹部４３に弾性的に係合させる。本例では、このようなスナップフィット式の結合構造により、内側緩衝片３１と外側緩衝片３２とを互いに結合することにより、緩衝部材１８ａを形成している。

なお、本例では、緩衝部材を３つの緩衝片３１、３２から構成しているが、本発明はこのような構造に限定されず、２つの緩衝片、あるいは、３つ以上の任意の数の緩衝片により構成することもできる。また、緩衝部材を構成するすべての緩衝片を同じ材料から造ることもできるし、すべての緩衝片を異なる材料から造ることもできる。さらには、本発明では、緩衝部材を複数の緩衝片から構成せずに、１つの部材で一体的に構成することも可能である。

上述のように組み立てられた緩衝部材１８ａと、駆動側腕部２１ａと、被駆動側腕部２３ａとは、次のように組み立てられる。すなわち、図６に示すように、被挟持組み合わせ部３５を構成する１対の被挟持部３３ａ、３３ｂ同士の間で、環状連結部４１の径方向外側部分に、他方の腕部に相当する被駆動側腕部２３ａを配置する。また、円周方向に隣り合う被挟持組み合わせ部３５同士（円周方向に隣り合う１対の被挟持部３３ａ、３３ｂのうちで、それぞれが異なる被挟持組み合わせ部３５を構成する被挟持部３３ａ、３３ｂ同士）の間に、一方の腕部に相当する駆動側腕部２１ａを配置する。これにより、被駆動側腕部２３ａの外周側面は、緩衝部材１８ａを構成する外径側覆い部３４により覆われる。また、この状態で、駆動側腕部２１ａを構成する１対の円周方向側面２９ａ、２９ｂ、および、被駆動側腕部２３ａを構成する１対の円周方向側面３０ａ、３０ｂは、円周方向に関してそれぞれ対向する被挟持部３３ａ、３３ｂの円周方向側面に対し、全面にわたり当接する。これにより、膨出部４０ａ、４０ｂが、弾性的に僅かに押し潰される。

図１に示すように、本例のトルク伝達用継手１５ａを用いて、電動モータ８の出力軸１２ａとウォーム軸６ａとを接続した状態で、出力軸１２ａの先端面とウォーム軸６ａの基端面との間で、ダンパ部２６は、弾性変形した状態、より具体的には、弾性的に圧縮された状態で、軸方向両側から挟持される。

以上のような構成を有する本例のトルク伝達用継手１５ａおよび電動式パワーステアリング装置の場合、出力軸１２ａとウォーム軸６ａとの間で伝達されるスラスト力を吸収することができて、しかも、ウォーム軸６ａと出力軸１２ａとの相対変位に基づく異音の発生を防止することができる。また、本例の構造により、緩衝部材１８ａの外部からの視認性を高められるとともに、電動式パワーステアリング装置およびトルク伝達用継手１５ａの構成部材の寸法誤差や組み付け誤差などの誤差が効果的に吸収される。

より具体的には、弾性変形しやすい材料製の内側緩衝片３１に一体的に設けたダンパ部２６を、出力軸１２ａの先端面とウォーム軸６ａの基端面との間で挟持しているため、電動モータ８の運転に伴い、ウォーム軸６ａが出力軸１２ａに対して軸方向に移動した場合にも、衝突に基づく異音が発生することが有効に防止される。特に本例の場合には、出力軸１２ａの先端面とウォーム軸６ａの基端面との間で、ダンパ部２６を軸方向に弾性変形させた状態で挟持しているため、ウォーム軸６ａを出力軸１２ａとは軸方向に関して反対向きに付勢して、予圧を付与できる。したがって、電動モータ８の正転時と逆転時とで、ウォーム軸６ａに軸方向に関して反対向きのスラスト力が作用した場合にも、ウォーム軸６ａの軸方向への移動あるいはがたつきを有効に抑制できる。また、ダンパ部２６が弾性変形することで、ウォーム軸６ａと出力軸１２ａとの間で伝達されるスラスト力の一部を吸収ないしは低減し、かつ、残りのスラスト力を伝達することができる。このため、ウォーム軸６ａと出力軸１２ａとの間で伝達されるスラスト力が過大になってしまうことが防止される。さらに、ダンパ部２６が軸方向に弾性変形するとともに、環状連結部４１が軸方向に変形ないしは撓むことで、緩衝部材１８ａを構成する内側緩衝片３１のうちのダンパ部２６以外の部分にスラスト力が伝達されてしまうことが効果的に防止されるため、緩衝部材１８ａの耐久性を長期間にわたって確保することもできる。加えて、緩衝部材１８ａとは別個独立してスラスト力を吸収する部材を設ける場合に比べて、部品点数の低減ないしは製造作業および組付作業の低減によるコスト削減を図ることができる。さらには、ダンパ部２６の設置位置を、緩衝部材１８ａ（内側緩衝片３１）を介して規制できるため、ダンパ部２６により発揮されるスラスト力の吸収機能を安定して得ることができる。

本例の場合、緩衝部材１８ａを構成する被挟持組み合わせ部３５の外径側覆い部３４が、被駆動側腕部２３ａの外周側面を覆うため、トルク伝達用継手１５ａの組立状態で、緩衝部材１８ａのうちの外部に露出している部分の面積が十分に大きくなり、緩衝部材１８ａの外部からの視認性を高くすることができる。これにより、緩衝部材１８ａを目視確認しやすくなるので、緩衝部材１８ａの組み付け忘れを防止するための検査工程の作業効率の向上を図ることができる。また、駆動軸である出力軸１２ａと被駆動軸であるウォーム軸６ａとを調心させやすくなる。さらに、緩衝部材１８ａの外径側覆い部３４が、外部に露出していることにより、駆動軸である出力軸１２ａと被駆動軸であるウォーム軸６ａとの軸心のずれなどの組み付け誤差が吸収されやすくなる。

本例の場合、電動モータ８の出力軸１２ａを回転駆動させて、トルクの伝達を開始すると、駆動側腕部２１ａの円周方向側面２９ａ、２９ｂと被駆動側腕部２３ａの円周方向側面３０ａ、３０ｂとの間で挟持される、緩衝部材１８ａの被挟持部３３ａ、３３ｂに対し、衝撃部材１８ａの径方向内方に向いた力を作用させることができる。すなわち、出力軸１２ａを図６の時計回りに回転駆動させて、トルクの伝達を開始した場合、駆動側腕部２１ａのうちの回転方向前方側の円周方向側面２９ａと、被駆動側腕部２３ａのうちの回転方向後方側の円周方向側面３０ｂとの間で、緩衝部材１８ａを構成する４本の被挟持部３３ａが挟持される。この際、駆動側腕部２１ａを構成する円周方向側面２９ａが、放射方向に対して径方向外側に向かうほど回転方向前方に向かう方向に傾斜していることに起因して、被挟持部３３ａの膨出部４０ａは、外径側部分から内径側部分へと徐々に円周方向に弾性変形させられ、押し潰される。そして、被挟持部３３ａには、緩衝部材１８ａの径方向内方に向いた力が作用する。

一方、出力軸１２ａを図６の反時計回りに回転駆動させて、トルクの伝達を開始した場合、駆動側腕部２１ａのうちの回転方向前方側の円周方向側面２９ｂと、被駆動側腕部２３ａのうちの回転方向後方側の円周方向側面３０ａとの間で、緩衝部材１８ａを構成する４本の被挟持部３３ｂが挟持される。この際、駆動側腕部２１ａを構成する円周方向側面２９ｂが、放射方向に対して径方向外側に向かうほど回転方向前方に向かう方向に傾斜していることに起因して、被挟持部３３ｂの膨出部４０ｂは、外径側部分から内径側部分へと徐々に円周方向に弾性変形させられ、押し潰される。そして、被挟持部３３ｂには、緩衝部材１８ａの径方向内方に向いた力が作用する。

このため、出力軸１２ａを図６の時計回りに回転駆動させた場合には、被挟持部３３ａの内径側端部の近傍部分を径方向内方に撓ませて、拘束力の弱い状態にすることができ、一方、出力軸１２ａを図６の反時計回りに回転駆動させた場合には、被挟持部３３ｂの内径側端部の近傍部分を径方向内方に撓ませて、拘束力の弱い状態にすることができる。いずれの場合でも、緩衝部材１８ａを、従来構造の場合に比べて、径方向に弾性変形させやすい状態にできる。このため、本例の構造では、出力軸１２ａとウォーム軸６ａとの間に生じるアライメント誤差、さらには電動式パワーステアリング装置の構成部材のそれぞれの寸法誤差や組み付け誤差などの誤差を十分かつ効果的に吸収することが可能となる。この結果、電動式パワーステアリング装置のシステム全体としての伝達効率の向上を図ることができる。

本例の場合、トルクの伝達開始時に、まず、駆動側腕部２１ｂの円周方向側面２９ａ、２９ｂと被駆動側腕部２３ａ、２３ｂの円周方向側面３０ａ、３０ｂとの間で、軸方向中央に配置された弾性変形しやすい材料から造られた内側緩衝片３１を構成する内側被挟持片３６ａ、３６ｂが挟持される。そして、内側被挟持片３６ａ、３６ｂの膨出部４０ａ、４０ｂを所定量だけ弾性変形させた後、軸方向両側に配置された外側緩衝片３２を構成する外側被挟持片３８ａ、３８ｂが挟持される。このように、本例の場合には、内側緩衝片３１および外側緩衝片３２を構成する被挟持片３６ａ、３６ｂ、３８ａ、３８ｂが挟持されるタイミングを意図的にずらし、弾性変形しやすい内側緩衝片３１の被挟持片３６ａ、３６ｂから先に挟持されるようにしている。これにより、トルク伝達開始の瞬間から、過大なトルクが伝達されることを防止でき、緩やかに伝達トルクを大きくすることが可能となっている。

さらに、トルク伝達用継手１５ａの組立状態で、膨出部４０ａ、４０ｂを円周方向に僅かに弾性変形させることにより、緩衝部材１８ａを、駆動側伝達部材１６ａおよび被駆動側伝達部材１７ａに対して締め代を持たせた状態で取り付けることができる。したがって、緩衝部材１８ａが、駆動側伝達部材１６ａおよび被駆動側伝達部材１７ａに対してがたつくことが有効に防止され、運転開始時や回転方向の変換時にも、トルクの伝達を安定して行うことが可能になる。

また、内側緩衝片３１と外側緩衝片３２とを、係止爪片４２と係合凹部４３とを用いたスナップフィット式の結合構造により結合しているため、緩衝部材１８ａを容易に組み立てることができるとともに、緩衝部材１８ａの取り扱い性を良好にすることができる。

［実施の形態の第２例］
図１７〜図２７は、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の特徴は、緩衝部材１８ｂを構成する内側緩衝片３１ａに一体的に設けられたダンパ部２６ａに、ダンパ部２６ａの軸方向端面から軸方向に凹入した、変形量調整部として機能する中空孔４５を形成した点にある。その他の部分の構成および作用効果については、実施の形態の第１例の場合と同様である。

本例のトルク伝達用継手１５ｂの場合、ダンパ部２６ａの中心部に、ダンパ部２６ａを軸方向に貫通する中空孔４５を形成し、ダンパ部２６ａを中空円筒状としている。中空孔４５の内径寸法は、軸方向にわたり一定としており、たとえば、ダンパ部２６ａの外径寸法の１／６〜１／４程度（図示の例では約１／５）としている。

本例の場合、ダンパ部２６ａの弾性係数を低くできるため、ダンパ部２６ａによるスラスト力の吸収量を大きくすることができる。また、中空孔４５の内径寸法や形状などを変更するだけで、ダンパ部２６ａの弾性係数を容易に変更することもできる。したがって、スラスト力の吸収量や付勢力の大きさを容易に調整することが可能となる。

なお、ダンパ部２６ａに形成する中空孔の形状は、上述した形状の貫通孔には限定されず、図２７（Ａ）に示す、ダンパ部２６ａの軸方向中央に向かうほど、内径寸法が小さくなるテーパ孔により構成される中空孔４５ａ、図２７（Ｂ）に示す、ダンパ部２６ａの軸方向中央側の小径部と軸方向外側の大径部とを連続させた段付孔により構成される中空孔４５ｂ、図２７（Ｃ）に示す、軸方向片端面にのみ開口した有底孔により構成される中空孔４５ｃなども採用することができる。さらに、これらを組み合わせた構造や複数の中空孔を設けた構造など、種々の構造の中空孔から構成される変形量調整部を採用することが可能である。

［実施の形態の第３例］
図２８〜図３８は、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例の特徴は、緩衝部材１８ｃの内側緩衝片３１ｂに一体的に設けられたダンパ部２６ｂの軸方向片端部に、変形量調整部としての凸部に相当する、ダンパ部２６ｂの軸方向片端面の全面から軸方向に突出するように形成された凸曲面部４６を設けた点にある。その他の部分の構成および作用効果については、実施の形態の第１例の場合と同様である。

本例のトルク伝達用継手１５ｃの場合、凸曲面部４６を半楕円球状としている。凸曲面部４６は、緩衝部材１８ｃおよびダンパ部２６ｂの中心軸上の点が、軸方向に関して最も突出している。なお、ダンパ部２６ｂの軸方向他端面は、単なる平坦面としている。

本例の場合、図２８に示すように、出力軸１２ａの先端面に、奥部に向かうほど内径寸法が小さくなったテーパ凹部４７が形成されており、出力軸１２ａの先端面とウォーム軸６ａの基端面との間でダンパ部２６ｂを軸方向両側から挟持した状態で、出力軸１２ａのテーパ凹部４７の内側に、ダンパ部２６ｂの凸曲面部４６をがたつきなく挿入して、凸曲面部４６の表面をテーパ凹部４７の内面に押し付けている。

本例の場合、凸曲面部４６の弾性係数を、他の部分に比べて低くすることができるため、ダンパ部２６ｂによるスラスト力の吸収量を大きくすることができる。また、凸曲面部４６の曲率半径の大きさ（断面積の増減率）を変更するだけで、ダンパ部２６ｂの弾性係数を容易に変更することができるので、スラスト力の吸収量や付勢力の大きさを容易に調整することも可能である。さらに、組立状態で、出力軸１２ａのテーパ凹部４７の内側に、ダンパ部２６ｂの凸曲面部４６を挿入しているため、トルク伝達用継手１５ｃを介して接続される出力軸１２ａとウォーム軸６ａとを調心させやすくなる。

なお、ダンパ部２６ｂの軸方向片端面に形成する凸曲面部の形状は、半楕円球状に限定されず、図３８（Ａ）に示す、半球状の凸曲面部４６ａ、図３８（Ｂ）に示す、断面積の変化率が小さい、長軸を回転軸とする先細の半楕円球状を有する凸曲面部４６ｂなども採用することができる。さらに、部分球状や部分楕円球状の凸曲面部も採用可能である。一方、電動モータ８の出力軸１２ａの先端面に形成する凹部の形状に関しても、テーパ凹部に限定されず、凸曲面部の表面形状に整合ないしは合致する、凹曲面を採用することができる。さらには、ダンパ部２６ｂの軸方向他端部に凸曲面部を設けるとともに、ウォーム軸６ａの基端面に凹部を形成し、ウォーム軸６ａの凹部の内側に、ダンパ部２５ｂの軸方向他端部の凸曲面部を挿入する構成も採用可能である。

［実施の形態の第４例］
図３９〜図４９は、本発明の実施の形態の第４例を示している。本例の特徴は、緩衝部材１８ｄの内側緩衝片３１ｃに一体的に設けられたダンパ部２６ｃの軸方向片端部に、変形調整部としての凸部に相当する、ダンパ部２６ｃの軸方向片端面の中央部のみから軸方向に突出するように形成された突起部４８を設けた点にある。その他の部分の構成および作用効果については、実施の形態の第１例の場合と同様である。

本例のトルク伝達用継手１５ｄの場合には、突起部４８を半球状としている。突起部４８の外径寸法は、ダンパ部２６ｃの外径寸法の１／５〜１／２程度（図示の例では約１／４）であり、軸方向に関する突出量（軸方向片端面のうちで突起部４８から外れた部分に対する突出量）は、ダンパ部２６ｃの軸方向寸法（突起部４８を除いた部分の寸法）の１／１０〜１／４程度（図示の例では約１／８）である。なお、ダンパ部２６ｃの軸方向他端面は、単なる平坦面としている。

本例の場合、図３９に示すように、出力軸１２ａの先端面の中央部に形成した、奥部に向かうほど内径寸法が小さくなったテーパ凹部４７ａが形成されており、出力軸１２ａの先端面とウォーム軸６ａの基端面との間でダンパ部２６ｃを軸方向両側から挟持した状態で、出力軸１２ａのテーパ凹部４７ａの内側に、ダンパ部２６ｃの突起部４８をがたつきなく挿入して、突起部４８をテーパ凹部４７ａの内面に押し付けている。

本例の場合、突起部４８の弾性係数を、他の部分に比べて低くすることができるため、ダンパ部２６ｃによるスラスト力の吸収量を大きくすることができる。また、突起部４８の外径寸法や突出量を変更するだけで、ダンパ部２６ｃの弾性係数を容易に変更できるので、スラスト力の吸収量や付勢力の大きさを容易に調整することも可能である。さらに、組立状態で、出力軸１２ａのテーパ凹部４７ａの内側に突起部４８を挿入しているため、トルク伝達用継手１５ｄを介して接続される出力軸１２ａとウォーム軸６ａとを調心させやすくなる。

なお、ダンパ部２６ｃの軸方向片端面の中央部に形成する突起部の形状は、半球状に限定されず、図４９（Ａ）に示す、外径寸法および軸方向への突出量がより小さい、部分球状の突起部４８ａ、図４９（Ｂ）に示す、半楕円球状の突起部４８ｂ、図４９（Ｃ）に示す、円すい台状の突起部４８ｃなども採用することができる。一方、電動モータ８の出力軸１２ａの先端面に形成する凹部の形状に関しても、テーパ凹部に限定されず、ダンパ部の突起部に整合する、凹曲面などの形状を採用することができる。さらには、ダンパ部２６ｃの軸方向他端部にも突起部を設けるとともに、ウォーム軸６ａの基端面に凹部を形成し、ウォーム軸６ａの凹部の内側に、ダンパ部２６ｃの軸方向他端部の突起部を挿入する構成も採用可能である。

［その他の変形例］
本発明の実施の形態の各例においては、緩衝部材の膨出部として、幅寸法（突出量）が、被挟持部３３ａ、３３ｂの長さ方向にわたって一定である、膨出部４０ａ、４０ｂが備えられている。しかしながら、膨出部の形状に関しても、このような被挟持部の長さ方向にわたり幅寸法が変化しない構造には限定されず、図５０（Ａ）に示す、幅寸法が、被挟持部３３ａ、３３ｂの外径側に向かうほど大きく、軸方向側面の形状が略三角形状である膨出部４０ｃ、４０ｄ、図５０（Ｂ）に示す、幅寸法が、被挟持部３３ａ、３３ｂの長さ方向中央に向かうほど大きく、軸方向側面の形状が略凸円弧形である膨出部４０ｅ、４０ｆなども採用することができる。このような構造の膨出部は、これらの膨出部が発揮する弾力を次第に大きくすることができるため、伝達トルクをより緩やかに変化させることが可能である。

本発明の実施の形態の各例においては、ダンパ部として、内側緩衝片３１の軸方向片側面から一方側（電動モータ８の出力軸１２ａ側）に突出し、かつ、緩衝部材１８ａの組立状態で、緩衝部材１８ａの軸方向片側面よりも軸方向一方外側（出力軸１２ａ側）に大きく突出するように、形成された構造のダンパ部２６が備えられている。しかしながら、ダンパ部の設置位置に関しても、ダンパ部２６の構造には限定されず、図５１（Ａ）に示す、内側緩衝片３１の軸方向両側面から両側（電動モータ８の出力軸１２側およびウォーム軸６ａ側）に突出し、かつ、緩衝部材１８ａの組立状態で、緩衝部材１８ａの軸方向片側面よりも軸方向両外側（出力軸１２ａ側）に大きく突出するように、形成された構造のダンパ部２６ｄ、図５１（Ｂ）に示す、内側緩衝片３１の軸方向片側面から他方側（ウォーム軸６ａ側）に突出し、かつ、緩衝部材１８ａの組立状態で、緩衝部材１８ａの軸方向片側面よりも軸方向他方外側（ウォーム軸６ａ側）に大きく突出するように、形成された構造のダンパ部２６ｅなども採用することができる。このように、ダンパ部の設置位置を調整することにより、ダンパ部に発揮されるスラスト力の吸収機能を容易に調整することが可能となる。

その他、複数の緩衝片同士を連結する構造に関しても、上述した構造に限定されることはなく、たとえば、凸部と凹部とを凹凸係合（嵌合）させる形式のスナップフィット式の結合構造など、従来から知られた各種の結合構造が採用可能である。また、本発明の実施の形態の各例では、部品の共通化によるコスト低減を意図して、１対の外側緩衝片同士を同じ形状としているが、たとえば、片側の外側緩衝片に係止爪片を４つ形成し、他側の外側緩衝片に係合凹部を４つ形成するなど、異なる形状の外側緩衝片の組み合わせを用いた構成も採用することが可能である。

さらに、本発明を実施するに際して、実施の形態の各例で示した駆動側伝達部材１６ａと被駆動側伝達部材１７ａとを入れ替えて、被駆動側伝達部材１７ａと同様の形状を有する部材を駆動側伝達部材として、駆動側伝達部材１６ａと同様の形状を有する部材を被駆動側伝達部材として使用することも可能である。なお、上述の実施の形態の各例の構造は、齟齬がない限り、適宜組み合わせて実施できることも可能である。

上述の実施の形態の各例は、本発明のトルク伝達用継手を電装式パワーステアリング装置の電動モータの出力軸とウォーム減速機を構成するウォームのウォーム軸との間でトルクを伝達するためのトルク伝達用継手として利用した例を示したが、本発明は、これに限られず、各種機械装置における、駆動軸と被駆動軸との間でトルクを伝達するために利用される、トルク伝達用継手に広く適用することが可能である。

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
６ ウォーム軸
７ ウォーム歯
８ 電動モータ
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 トルク伝達用継手
１６、１６ａ 駆動側伝達部材
１７、１７ａ 被駆動側伝達部材
１８、１８ａ〜１８ｄ 緩衝部材
１９ 鋼球
２０、２０ａ 駆動側基部
２１、２１ａ 駆動側腕部
２２、２２ａ 被駆動側基部
２３、２３ａ 被駆動側腕部
２４ 円筒部
２５ 被挟持部
２６、２６ａ〜２６ｅ ダンパ部
２７ 駆動側セレーション孔
２８ 被駆動側セレーション孔
２９ａ、２９ｂ 円周方向側面
３０ａ、３０ｂ 円周方向側面
３１、３１ａ〜３１ｃ 内側緩衝片
３２ 外側緩衝片
３３ａ、３３ｂ 被挟持部
３４ 外径側覆い部
３５ 被挟持組み合わせ部
３６ａ、３６ｂ 内側被挟持片
３７ 内側覆い片
３８ａ、３８ｂ 外側被挟持片
３９ 外側覆い片
４０ａ〜４０ｆ 膨出部
４１ 環状連結部
４２ 係止爪片
４３ 係合凹部
４４ 凹溝
４５、４５ａ〜４５ｃ 中空孔
４６、４６ａ、４６ｂ 凸曲面部
４７、４７ａ テーパ凹部
４８、４８ａ〜４８ｃ 突起部

Claims (11)

1. 軸方向に関して互いに直列に配置された駆動軸と被駆動軸との間でトルクを伝達するものであって、前記駆動軸の端部に同心に支持される駆動側伝達部材と、前記被駆動軸の端部に同心に支持される被駆動側伝達部材と、これらの駆動側伝達部材と被駆動側伝達部材との間に設けられる弾性材製の緩衝部材と、前記駆動軸と前記被駆動軸との端面同士の間に挟持されるダンパ部と、を備えるトルク伝達用継手であって、
   前記駆動側伝達部材は、前記駆動軸の端部に支持される駆動側基部と、該駆動側基部のうちで前記被駆動側伝達部材に対向する面に、円周方向に関して間欠的に、それぞれ軸方向に突出する状態で設けられた複数本の駆動側腕部とを備え、
   前記被駆動側伝達部材は、前記被駆動軸の端部に支持される被駆動側基部と、該被駆動側基部のうちで前記駆動側伝達部材に対向する面に、円周方向に関して間欠的に、それぞれ軸方向に突出する状態で設けられた複数本の被駆動側腕部とを備え、
   前記緩衝部材は、それぞれが平板状の複数本の被挟持部と外径側覆い部を備え、非円形の筒状に構成されており、該複数本の被挟持部のうち、円周方向に隣り合い、前記緩衝部材の中心軸を含む仮想平面に関して鏡面対称で、かつ、放射方向に対して径方向外側に向かうほど該仮想平面に近づく方向にそれぞれ傾斜している１対の被挟持部と、該１対の被挟持部の外径側端部同士を連結する前記外径側覆い部とにより、被挟持組み合わせ部を構成し、該被挟持組み合わせ部を、円周方向等間隔に配置するとともに、円周方向に隣り合う被挟持組み合わせ部同士を直接もしくは内径側覆い部を介して連続させており、
   前記駆動側腕部又は前記被駆動側腕部のうち一方の腕部を構成する１対の円周方向側面のうちで、前記駆動軸の回転方向に関して前方に位置する円周方向側面が、放射方向に対して径方向外側に向かう程回転方向前方に向かう方向に傾斜しており、
   前記駆動側腕部と前記被駆動側腕部とを円周方向に関して交互に配置するとともに、円周方向に隣り合う駆動側腕部と被駆動側腕部との円周方向側面同士の間に、前記被挟持部がそれぞれ介在しており、かつ、前記被挟持組み合わせ部を構成する１対の被挟持部同士の間部分に、前記駆動側腕部又は前記被駆動側腕部のうち他方の腕部を配置し、この他方の腕部の外周側面を前記外径側覆い部により覆っており、
   前記ダンパ部は、軸方向一部の外周面に径方向外方に突出した薄肉で円輪状の環状連結部が形成されており、該環状連結部の円周方向複数個所が、前記緩衝部材のうち円周方向に隣り合う被挟持組み合わせ部同士の連続部に連結されることにより、該ダンパ部が、前記緩衝部材の内側に該緩衝部材と一体的に設けられている、
   トルク伝達用継手。
2. 前記緩衝部材が、弾性の異なる２種以上の複数の緩衝片から構成されており、これら複数の緩衝片のうちで他の緩衝片に比べて弾性変形し易い材料から造られた緩衝片に、前記ダンパ部が一体的に設けられている、請求項１に記載したトルク伝達用継手。
3. 前記緩衝部材を構成する複数の緩衝片が、これら緩衝片にそれぞれ設けられた係合部と被係合部との係合により互いに結合されている、請求項２に記載したトルク伝達用継手。
4. 前記被挟持組み合わせ部が円周方向等間隔４個所に設けられており、前記緩衝部材が十字筒状である、請求項１〜３のうちの何れか１項に記載したトルク伝達用継手。
5. 前記ダンパ部の軸方向端部が、前記駆動軸の端面に設けられた凹部又は前記被駆動軸の端面に設けられた凹部の内側に挿入されている、請求項１〜４のうちの何れか１項に記載したトルク伝達用継手。
6. 前記ダンパ部の軸方向端面全体が凸曲面部である、請求項１〜５のうちの何れか１項に記載したトルク伝達用継手。
7. 前記凸曲面部が半楕円球状である、請求項６に記載したトルク伝達用継手。
8. 前記ダンパ部の軸方向端面の中央部に軸方向に突出した突起部が設けられている、請求項１〜５のうちの何れか１項に記載したトルク伝達用継手。
9. 前記突起部が半球状である、請求項８に記載したトルク伝達用継手。
10. 前記ダンパ部に、軸方向に貫通した貫通孔が設けられている、請求項１に記載したトルク伝達用継手。
11. 前記貫通孔が前記ダンパ部の中心部に設けられており、このダンパ部が中空筒状である、請求項１０に記載したトルク伝達用継手。

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