JP6187608B2 - トルク伝達用継手及び電動式パワーステアリング装置 - Google Patents

Description

この発明に係るトルク伝達用継手は、各種機械装置に組み込んで、駆動軸と被駆動軸との間でトルクを伝達する為に利用する。又、本発明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。

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、前記電動モータにより回転駆動されるウォームと、前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、前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、前記ウォームと前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、前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５〜６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の軸方向両端部は、深溝型玉軸受等の１対の転がり軸受９ａ、９ｂにより、前記ハウジング３内に回転自在に支持されている。更に、前記ウォーム軸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１０を外嵌し、この押圧駒１０と前記ハウジング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、前記押圧駒１０を介して、前記ウォーム軸６に設けたウォーム歯５を、前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、前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、前記ウォーム歯５と前記ウォームホイール４との噛合部で前記歯打ち音が発生する事を抑えられるが、前記電動モータ７の出力軸１２の先端部と前記ウォーム軸６の基端部との結合部分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。図示の構造の場合、前記電動モータ７の出力軸１２の先端部と前記ウォーム軸６の基端部とをトルクの伝達を可能に結合する為に、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。一方、前記出力軸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と前記スプライン孔１３とをスプライン係合させる事で、前記出力軸１２と前記ウォーム軸６とをトルクの伝達を可能に結合している。

前記スプライン軸部１４と前記スプライン孔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、前記出力軸１２の先端部と前記ウォーム軸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している。特に、上述の図６に示す様な構造により、前記ウォーム歯５と前記ウォームホイール４との間のバックラッシュを抑える構造の場合には、前記ウォーム軸６を揺動変位させる必要上、前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。この為、このスプライン係合部での歯打ち音の発生を防止する事は難しい。

この様な歯打ち音の発生を防止できる構造として、例えば特許文献４には、駆動軸の端部と被駆動軸の端部とを、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７は、特許文献４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。このトルク伝達用継手１５は、駆動軸である電動モータの出力軸の先端部にこの先端部と同心に支持される、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の基端部にこの基端部と同心に支持される、金属製の被駆動側伝達部材１７と、これら駆動側伝達部材１６と被駆動側伝達部材１７との間に設けられる、緩衝部材１８とを備えている。

このうちの駆動側伝達部材１６は、前記出力軸の先端部に相対回転不能に支持される円板状の駆動側基部１９と、この駆動側基部１９のうちで前記被駆動側伝達部材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本の駆動側歯部２０、２０と、これら駆動側歯部２０、２０の周囲に設けられた円筒部２１とを備える。一方、前記被駆動側伝達部材１７は、前記ウォーム軸の基端部に相対回転不能に支持される円板状の被駆動側基部２２と、この被駆動側基部２２のうちで前記駆動側伝達部材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本の被駆動側歯部２３、２３とを備える。又、前記緩衝部材１８は、それぞれが樽型（軸方向中央部を峰として軸方向両側に向かって外径寸法が減少する形状）に形成された、合計６個のゴム製の緩衝体２４、２４から構成されている。

そして、前記トルク伝達用継手１５の組立状態では、前記各駆動側歯部２０、２０と前記各被駆動側歯部２３、２３とを円周方向に関して交互に配置すると共に、円周方向に隣り合う駆動側歯部２０と被駆動側歯部２３との間部分に、前記各緩衝体２４、２４をそれぞれ介在させている。

以上の様な構成を有する従来構造のトルク伝達用継手１５の場合、円周方向に隣り合う駆動側歯部２０と被駆動側歯部２３との間部分に、ゴム製の緩衝体２４、２４がそれぞれ介在している（挟持されている）。この為、金属製の駆動側歯部２０と被駆動側歯部２３とが直接接触する事を防止できて、前述した様な歯打ち音が発生する事を有効に防止できる。

但し、上述した様な従来構造のトルク伝達用継手１５の場合、次の様な面で、未だ改良の余地がある。
即ち、従来構造のトルク伝達用継手１５の場合には、前記緩衝部材１８を、それぞれ独立した複数個（図示の例では６個）の緩衝体２４、２４から構成している。この為、これら各緩衝体２４、２４を、円周方向に隣り合う駆動側歯部２０と被駆動側歯部２３との間部分に設置する作業は、前記両伝達部材１６、１７のうちの一方の伝達部材１６（１７）を構成する各歯部２０（２３）の円周方向両側部分に、前記各緩衝体２４、２４を１個ずつ配置した後、他方の伝達部材１７（１６）を組み合わせる事により行う必要がある。従って、前記各緩衝体２４、２４を１個ずつ配置する作業が面倒で、トルク伝達用継手１５の組立作業効率が低下し易くなる。又、前記各緩衝体２４、２４がそれぞれ独立しており、部品点数が多くなる為、部品管理コストが嵩み、トルク伝達用継手１５のコストが高くなり易くなる。

又、従来構造のトルク伝達用継手１５の場合には、前記各緩衝体２４、２４を樽型として、これら各緩衝体２４、２４の弾性特性（圧縮状態）を３段階に変化させる様にしている。この為、前記出力軸１２の回転開始直後に、急に大きなトルクが伝達される事を防止できる。但し、従来構造のトルク伝達用継手１５の場合には、前記各緩衝体２４、２４の形状（外周面形状）にのみ基づいて弾性特性を変化させる事を意図している為、出力軸の回転量と伝達トルクとの関係（以下、本明細書で「トルクの伝達特性」と言い、不感帯を意味するヒステリシスを含む）を調整する事に関して自由度が十分に高いとは言えない。
尚、本発明に関連する先行技術文献として、上述した特許文献１〜４の他に、特許文献５がある。この特許文献５には、緩衝部材を、３つの部材を軸方向に重ね合わせる事により構成する発明が記載されている。但し、この様な特許文献５に記載された発明の場合にも、上述した様な問題を解決する事はできない。

特開２０００−４３７３９号公報 特開２００４−３０６８９８号公報 特表２００６−５１３９０６号公報 特開２００９−１９０５１９号公報 特許第４７７９３５８号公報

本発明は、上述の様な事情に鑑みて、組立作業効率の向上を図れると共に、トルクの伝達特性の調整の自由度を向上できるトルク伝達用継手、及び、このトルク伝達用継手を備えた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。

本発明のトルク伝達用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に記載したトルク伝達用継手の発明は、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端部同士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この駆動軸と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この被駆動軸と同心に支持される被駆動側伝達部材と、これら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を備える。
このうちの駆動側伝達部材は、前記駆動軸の端部に支持される駆動側基部と、この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（例えば２〜４本）の駆動側歯部とを備える。
又、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、この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（例えば２〜４本）の被駆動側歯部とを備える。
そして、前記各駆動側歯部と前記各被駆動側歯部とを円周方向に関して交互に配置すると共に、円周方向に隣り合う駆動側歯部と被駆動側歯部との間部分に、前記緩衝部材を構成する緩衝体をそれぞれ介在させている。

特に、本発明のトルク伝達用継手の場合には、前記緩衝部材を、複数（例えば３つ）の緩衝片を軸方向に積層する事により構成し、４個以上で偶数個（例えば４個或いは６個）の緩衝体を備えたものとする。
又、前記緩衝部材を構成する複数の緩衝片のうち、軸方向両側に配置された１対の緩衝片を、例えば合成樹脂を射出成形する事によりそれぞれ一体に形成する。そして、これら両緩衝片を、軸方向に積層された状態で前記各緩衝体を構成する、円周方向等間隔に配置された、直径よりも軸方向寸法の短い短円柱状の外側緩衝素子と、円周方向に隣り合う前記駆動側歯部同士或いは前記被駆動側歯部同士の間部分に配置され、円周方向に隣り合う外側緩衝素子同士を連結する、例えば円弧板状に構成された外径側連結部と、これら外径側連結部よりも径方向内側に配置されて、これら外径側連結部同士を前記各外側緩衝素子を介する事なく直接連結する内径側連結部とを備えたものとする。
更に、前記緩衝部材を構成する複数の緩衝片のうち、軸方向中間部に配置された１乃至複数の緩衝片を、例えばゴムを射出成形する事により一体に形成する。そして、この緩衝片を、軸方向に積層された状態で前記各緩衝体を構成する、円周方向等間隔に配置された、直径よりも軸方向寸法の短い短円柱状の中間緩衝素子と、これら中間緩衝素子よりも径方向内側に配置されて、これら中間緩衝素子同士を連結する中央連結部とを備えたものとする。
又、本発明の場合には、前記中央連結部を、中央部分に配置されたダンパ部と、該ダンパ部の外面から径方向外方に突出した、前記各中間緩衝素子と同数の連結腕部とを有するものとし、これら連結腕部の先端部を前記中間緩衝素子の内径側端縁に連続させて、これら中間緩衝素子同士を連結している。
尚、本発明の技術的範囲からは外れるが、前記各緩衝体（を構成する外側緩衝素子及び中間緩衝素子）の断面形状として、例えば楕円形、１対の直線部を備えた長円形の他、三角形や四角形（例えば台形や長方形）等の多角形を採用する事もできる。

上述した様な本発明のトルク伝達用継手を実施する場合には、例えば請求項２に記載した発明の様に、前記緩衝部材を構成する複数の緩衝片のうちで、軸方向中間部に配置された緩衝片を、弾性材製（例えばゴム製）とし、この緩衝片を構成する中央連結部のダンパ部に、前記駆動側伝達部材と前記被駆動側伝達部材とに挟持され、前記駆動軸と前記被駆動軸との間に作用するスラスト力の一部を吸収しつつ、残りのスラスト力を伝達するダンパ機能を持たせる。
又、上述した様な請求項２に記載した発明を実施する場合には、例えば請求項３に記載した発明の様に、前記緩衝部材を構成する複数の緩衝片のうちで、軸方向中間部に配置された緩衝片を、エラストマーの一体成形品とする事ができる。

又、上述した様な本発明のトルク伝達用継手を実施する場合には、例えば請求項４に記載した発明の様に、軸方向に積層された状態で互いに同一の緩衝体を構成する１対の外側緩衝素子のうちの一方の外側緩衝素子に、他方の外側緩衝素子に向けて軸方向に突出した係合ピンを設ける。又、この他方の外側緩衝素子に、この係合ピンと係合可能な係合孔を形成する。更に、軸方向中間部に配置される緩衝片を構成する中間緩衝素子に、前記係合ピンを挿通可能な挿通孔を形成する。
そして、軸方向両側に配置される前記１対の緩衝片により軸方向中間部に配置される緩衝片を挟持した状態で、前記挿通孔を挿通した前記係合ピンと前記係合孔とを係合させる。

一方、本発明のトルク伝達用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、被操舵用回転軸と、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。
このうちのハウジングは、固定の部分に支持されて回転しない。
又、前記被操舵用回転軸は、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。
又、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、この操舵用回転軸と同心に支持されて、この操舵用回転軸と共に回転する。
又、前記ウォームは、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をそれぞれ軸受により前記ハウジングに対し回転自在に支持されている。
又、前記電動モータは、前記ウォームを回転駆動する為のものである。
更に、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、本発明のトルク伝達用継手である。

以上の様な構成を有する本発明のトルク伝達用継手及び電動式パワーステアリング装置によれば、組立作業効率の向上を図れると共に、トルクの伝達特性の調整の自由度を向上できる。
即ち、本発明の場合には、緩衝部材を複数の緩衝片を軸方向に積層する事により構成すると共に、これら各緩衝片をそれぞれ一体に形成して、これら各緩衝片を構成する複数の緩衝素子（外側緩衝素子、中間緩衝素子）同士を、連結部（外径側、内径側各連結部、中央連結部）によりそれぞれ連結している。この為、前記各緩衝片を構成する複数の緩衝素子が互いに相対変位する（バラバラになる）事を防止できて、これら緩衝素子を設置位置となる円周方向等間隔位置に配置した状態に維持できる。従って、例えばこの様な緩衝片を軸方向に積層した状態（緩衝部材を構成した状態）で、駆動側伝達部材と被駆動側伝達部材とのうちの何れか一方の伝達部材に対して軸方向に組み付ければ、前記緩衝部材を構成する全ての緩衝体を、この一方の伝達部材に設けられた各歯部の円周方向両側部分に同時に配置する事が可能になる。この様に本発明によれば、前述した従来構造の場合の様に、緩衝体を１個ずつ設置する場合に比べて、緩衝体の設置作業を容易に行う事が可能になり、トルク伝達用継手の組立作業効率の向上を図れる。
又、本発明の場合には、緩衝部材を構成する複数の緩衝片同士の間で、弾性の大きさを異ならせたり、緩衝素子の大きさや形状等を異ならせる事ができる。この為、トルクの伝達開始時やトルクの変動時に、駆動側歯部と被駆動側歯部との間で緩衝素子が弾性変形させられるタイミングを、複数の緩衝片同士の間で多様にずらす（例えば弾性変形し易い緩衝片の緩衝素子から先に弾性変形させられる様にする）事ができる。従って、本発明によれば、トルクの伝達特性の調整の自由度を向上できる。

又、請求項２に記載した発明によれば、駆動軸と被駆動軸との間で作用するスラスト力を吸収する為の部材を別個独立して設ける場合に比べて、部品点数の削減に伴うコスト低減を図れると共に、製造作業及び組付作業の作業工数の低減に伴うコスト低減を図れる。
又、請求項４に記載した発明によれば、緩衝部材を構成する複数の緩衝片同士が互いに軸方向に離隔したり、円周方向に相対変位等する事を防止できる為、緩衝部材の取り扱い性、並びに、組み付け性をより一層向上できる。

本発明の実施の形態の１例を示す、トルク伝達用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。 同じくトルク伝達用継手を取り出して示す図１のＡ部拡大図。 同じくトルク伝達用継手を取り出して模式的に示す分解斜視図。 同じく緩衝部材を構成する３つの緩衝片のうち、（Ａ）はウォーム軸側の緩衝片を、（Ｂ）は軸方向中央の緩衝片を、（Ｃ）は電動モータ側の緩衝片をそれぞれ示すもので、（ａ）はウォーム軸側から見た端面図であり、（ｂ）は（ａ）の右側面図。 自動車用操舵装置の１例を示す部分縦断側面図。 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５の拡大Ｂ−Ｂ断面図。 従来構造のトルク伝達用継手を示す分解斜視図。

［実施の形態の１例］
図１〜４は、総ての請求項に対応する、本発明の実施の形態の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、本例のトルク伝達用継手１５ａを設けて、前記出力軸１２ａから前記ウォーム軸６ａにトルクを伝達可能としている。このトルク伝達用継手１５ａを除く、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５〜６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、前記トルク伝達用継手１５ａの構成及び作用に就いて説明する。

前記トルク伝達用継手１５ａは、駆動軸である前記出力軸１２ａの先端部にこの先端部と同心に支持される駆動側伝達部材１６ａと、被駆動軸である前記ウォーム軸６ａの基端部にこの基端部と同心に支持される被駆動側伝達部材１７ａと、これら駆動側伝達部材１６ａと被駆動側伝達部材１７ａとの間に設けられる弾性材製の緩衝部材１８ａとを備える。

このうちの駆動側伝達部材１６ａは、金属製で、駆動側基部１９ａと、２本の駆動側歯部２０ａ、２０ａとを備える。この駆動側基部１９ａは、円板状で、その中心部に、前記出力軸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２５が形成されている。又、前記各駆動側歯部２０ａ、２０ａは、径方向外方に向かう程円周方向に関する幅寸法が大きくなった略台形柱状で、前記駆動側基部１９ａのうちで前記被駆動側伝達部材１７ａに対向する面の外径寄り部分に、円周方向に関して間欠的に（位相を１８０度ずらして）、それぞれ軸方向に突出する状態で設けられている。又、前記各駆動側歯部２０ａ、２０ａの円周方向側面は、それぞれ円周方向内側に凹んだ部分円筒面に形成されている。又、前記各駆動側歯部２０ａ、２０ａの軸方向寸法は、後述する被駆動側歯部２３ａ、２３ａの軸方向寸法と等しい。

一方、前記被駆動側伝達部材１７ａは、金属製で、被駆動側基部２２ａと、２本の被駆動側歯部２３ａ、２３ａとを備える。このうちの被駆動側基部２２ａは、円板状で、その中心部に、前記ウォーム軸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２６が形成されている。又、前記各被駆動側歯部２３ａ、２３ａは、径方向外方に向かう程円周方向に関する幅寸法が大きくなった略台形柱状で、前記被駆動側基部２２ａのうちで前記駆動側伝達部材１６ａに対向する面の外径寄り部分に、円周方向に関して間欠的に（位相を１８０度ずらして）、それぞれ軸方向に突出する状態で設けられている。又、前記各被駆動側歯部２３ａ、２３ａの円周方向側面も、それぞれ円周方向内側に凹んだ部分円筒面に形成されている。又、前記被駆動側基部２２ａのうちで前記駆動側伝達部材１６ａに対向する面の内周縁部（被駆動側セレーション孔２６の周囲）に、軸方向に突出した円筒状の位置決め筒部２７を設けている。

前記緩衝部材１８ａは、３つの緩衝片２８、２８ａを軸方向に積層並びに係合する事により構成されており、組み付け状態で、円周方向に隣り合う前記駆動側歯部２０ａと前記被駆動側歯部２３ａとの間部分に配置される、合計４個の略円柱状の緩衝体２４ａ、２４ａを有する。

軸方向両側に配置される前記両緩衝片２８、２８は、合成樹脂を射出成形する事によりそれぞれ一体に形成されており、円周方向等間隔に配置された４個の外側緩衝素子２９、２９と、２個の外径側連結部３０、３０と、１個の内径側連結部３１とを備える。このうちの外側緩衝素子２９、２９は、それぞれ略短円柱状に構成されており、後述する中間緩衝素子４１と共に軸方向に積層された状態で、前記各緩衝体２４ａ、２４ａを構成する。又、前記各外側緩衝素子２９、２９の軸方向寸法は、これら各緩衝体２４ａ、２４ａの軸方向寸法の１／３よりも少しだけ大きい。

又、前記各外径側連結部３０、３０は、それぞれ円弧板状（およそ１／４円弧状）で、円周方向に隣り合う駆動側歯部２０ａ、２０ａ同士の間部分（電動モータ７側に配置される緩衝片２８の場合）或いは円周方向に隣り合う被駆動側歯部２３ａ、２３ａ同士の間部分（ウォーム軸６ａ側に配置される緩衝片２８の場合）に配置され、円周方向に隣り合う外側緩衝素子２９、２９の軸方向端部同士を連結している。この為、前記各緩衝片２８、２８を構成する１対の外径側連結部３０、３０の位相は１８０度ずれている。又、前記緩衝部材１８ａを組み立てた状態で、前記電動モータ７側に配置される緩衝片２８を構成する外径側連結部３０、３０と、前記ウォーム軸６ａ側に配置される緩衝片２８を構成する外径側連結部３０、３０とは、円周方向に関して交互に（位相が９０度ずつずれた状態で）配置される。

又、前記内径側連結部３１は、前記各外径側連結部３０、３０よりも径方向内側に配置されており、円環状のリング部３２と、このリング部３２の直径方向反対側２個所位置から径方向外方に突出した１対の直線部３３、３３とを有する。そして、これら各直線部３３、３３の先端部を、前記各外径側連結部３０、３０の内周縁のうちの円周方向中央部にそれぞれ連続させて、これら両外径側連結部３０、３０同士を連結している。

又、本例の場合、軸方向に積層された状態で同一の緩衝体２４ａ、２４ａを構成する（軸方向両側部分に配置される）１対の外側緩衝素子２９、２９のうち、一方の外側緩衝素子２９に、他方の外側緩衝素子２９に向けて軸方向に突出した係合ピン３４を設けており、他方の外側緩衝素子２９に、軸方向に貫通する状態で、この係合ピン３４と係合可能な段付き形状の係合孔３５を形成している。又、前記各緩衝片２８、２８を構成する４個の外側緩衝素子２９、２９のうち、直径方向反対側に設けられた（外径側連結部３０、３０により互いに連結されていない）１対の外側緩衝素子２９、２９に前記各係合ピン３４、３４を設けると共に、残りの１対の外側緩衝素子２９、２９に前記各係合孔３５、３５を形成している。従って、図３に示す様に、本例の場合には、前記電動モータ７側に配置された緩衝片２８の係合ピン３４、３４と、前記ウォーム軸６ａ側に配置された緩衝片２８の係合ピン３４、３４とが、円周方向に関して交互に配置されている。

前記各係合ピン３４は、基端部乃至中間部に設けられた円柱状の軸部３６と、先端部に設けられたこの軸部３６よりも大径の係合片３７とを有している。又、前記各係合ピン３４の先端部乃至中間部には、直径方向にスリット３８が形成されている。この為、本例の場合には、このスリット３８の隙間を小さくする事により、前記係合片３７の外径寸法を自由状態での外径寸法よりも小さくできる。又、前記各係合ピン３４の全長は、後述する中間緩衝素子４１の軸方向寸法よりも大きく、中間緩衝素子４１と外側緩衝素子２９との軸方向寸法の和よりも小さい。この様な係合ピン３４は、前記両緩衝片２８、２８を造る際に、その他の部分（外側緩衝素子２９、外径側連結部３０及び内径側連結部３１）と同時に形成する。

前記各係合孔３５は、軸方向中央に配置される前記緩衝片２８に対向した開口側半部を小径部３９とし、奥部側半部を大径部４０としている。そして、このうちの小径部３９の内径寸法を、前記係合片３７の自由状態での外径寸法よりも小さく、且つ、前記スリット３８の隙間を小さくした状態での前記係合片３７の外径寸法、及び、前記軸部３６の外径寸法よりも僅かに大きくしている。これに対し、前記大径部４０の内径寸法を、前記係合片３７の自由状態での外径寸法よりも僅かに大きくしている。この様な係合孔３５は、前記両緩衝片２８、２８を造る際に、その他の部分（外側緩衝素子２９、外径側連結部３０及び内径側連結部３１）と同時に形成する。
尚、軸方向両側に配置される１対の緩衝片２８、２８の形状は、前記各係合ピン３４、３４及び係合孔３５、３５を除けば同一形状である。この為、この様な係合ピン３４、３４及び係合孔３５、３５を設けない構造を採用する場合には、１対の緩衝片２８、２８で同じものを使用できる（部品を共通化できる）。

一方、軸方向中央に配置された前記緩衝片２８ａは、ゴム或いはビニルの如きエラストマーを射出成形する事により一体に形成されており、全体形状が略十字形で、円周方向等間隔に配置された４個の中間緩衝素子４１、４１と、１個の中央連結部４２とを備える。このうちの中間緩衝素子４１、４１は、それぞれ略短円柱状に構成されており、前記各外側緩衝素子２９、２９と共に軸方向に積層された状態で、前記各緩衝体２４ａ、２４ａを構成する。又、前記各中間緩衝素子４１、４１の軸方向寸法は、これら各緩衝体２４ａ、２４ａの軸方向寸法の１／３よりも少しだけ小さい。又、本例の場合には、前記各中間緩衝素子４１、４１の外径寸法を、前記各外側緩衝素子２９、２９の外径寸法よりも僅かに大きくしている。

又、前記中央連結部４２は、前記各中間緩衝素子４１、４１よりも径方向内側に配置されており、中央部分に配置された段付円柱状のダンパ部４３と、このダンパ部４３の軸方向中間部外周面の円周方向等間隔４個所位置からそれぞれ径方向外方に突出した、合計４個の連結腕部４４、４４とを有する。そして、これら各連結腕部４４、４４の先端部を、前記各中間緩衝素子４１、４１の内径側端縁にそれぞれ連続させて、これら中間緩衝素子４１、４１同士を連結している。又、前記ダンパ部４３は、外径側半部に設けられたダンパ部本体４５と、内径側半部に設けられた軸状部４６とから成る。このうちのダンパ部本体４５は、前記駆動側基部１９ａの内径側部分と前記被駆動側基部２２ａに設けられた位置決め筒部２７との間で軸方向に挟持される。又、前記軸状部４６の各端部は、駆動側、被駆動側各セレーション孔２５、２６内に遊嵌されており、この軸状部４６の両端面と、前記出力軸１２ａの先端面及び前記ウォーム軸６ａの基端面との間には、前記ダンパ部本体４５が軸方向に或る程度弾性変形した場合に消滅する程度の大きさの隙間を設けている。

又、前記各中間緩衝素子４１には、軸方向に貫通する状態で、挿通孔４７が形成されている。これら各挿通孔４７の内径寸法は、前記各係合孔３５の小径部３９の内径寸法と同じである。

本例の場合、前記緩衝部材１８ａを構成する３つの緩衝片２８、２８ａのうち、軸方向中央に配置された緩衝片２８ａを、軸方向両側に配置された緩衝片２８、２８に比べて、弾性変形し易い材料から造っている。具体的には、軸方向中央の緩衝片２８ａを、ゴムやビニルの如きエラストマー等の弾性変形し易い材料から造り、軸方向両側の緩衝片２８、２８を、エラストマー等に比べて弾性変形し難い、ポリアセタール樹脂やポリアミド樹脂等の合成樹脂から造っている。

本例のトルク伝達用継手１５ａを組み立てる際には、先ず、前記緩衝部材１８ａを組み立てる。即ち、軸方向両側に配置される前記両緩衝片２８、２８により、軸方向中央に配置される前記緩衝片２８ａを挟持した状態で、前記各係合ピン３４、３４と前記各係合孔３５、３５とをそれぞれ係合させる。具体的には、これら各係合ピン３４、３４の先端部に設けられた前記各係合片３７、３７を、前記各中間緩衝素子４１、４１に形成された挿通孔４７、４７の内側に押し込む事により、前記各スリット３８、３８の隙間を小さくし、前記各係合片３７、３７の外径寸法を小さくした状態で、前記各挿通孔４７、４７の内側を通過させる。又、同様に、前記各外側緩衝素子２９、２９に形成された係合孔３５、３５のうちの小径部３９、３９の内側を通過させる。そして、前記各係合片３７、３７が、これら各係合孔３５、３５のうちの大径部４０、４０の内側に迄移動すると、弾性復帰し、前記各係合片３７、３７の外径寸法は大きくなる。この結果、前記各係合片３７、３７と、前記各係合孔３５、３５（大径部４０と小径部３９との間の段差面）とが係合する。又、この状態で、軸方向中央に配置された合計４個の中間緩衝素子４１、４１が軸方向両側の１対の外側緩衝素子２９、２９によりそれぞれ挟持されて、合計４個の緩衝体２４ａ、２４ａが構成される。この様にして、３つの緩衝片２８、２８ａから１つの緩衝部材１８ａが組み立てられる。

次いで、前記駆動側伝達部材１６ａと前記被駆動側伝達部材１７ａとのうち、何れか一方の伝達部材１６ａ（１７ａ）を構成する各歯部２０ａ（２３ａ）の円周方向両側部分に、前記各緩衝体２４ａ、２４ａが配置される様に、前記緩衝部材１８ａを前記一方の伝達部材１６ａ（１７ａ）に対して軸方向に組み込む。この状態で、この一方の伝達部材１６ａ（１７ａ）を構成する各歯部２０ａ（２３ａ）同士の間部分に、この一方の伝達部材１６ａ（１７ａ）側に配置された緩衝片２８を構成する外径側連結部３０、３０が配置され、他方の伝達部材１７ａ（１６ａ）側（軸方向反対側）に配置された緩衝片２８を構成する外径側連結部３０、３０は、前記一方の伝達部材１６ａ（１７ａ）を構成する各歯部２０ａ（２３ａ）を覆う様に配置される。その後、前記他方の伝達部材１７ａ（１６ａ）を、この他方の伝達部材１７ａ（１６ａ）を構成する各歯部２３ａ（２０ａ）同士の間部分に、この他方の伝達部材１７ａ（１６ａ）側に配置された緩衝片２８を構成する外径側連結部３０、３０が位置する様に、軸方向に組み合わせる。これにより、円周方向に隣り合う駆動側歯部２０ａと被駆動側歯部２３ａとの間部分に、前記各緩衝体２４ａ、２４ａがそれぞれ位置した状態となる。

以上の様な構成を有する本例のトルク伝達用継手１５ａ及び電動式パワーステアリング装置の場合には、組立作業効率の向上を図れると共に、トルクの伝達効率の調整の自由度を向上できる。
即ち、本例の場合には、前記緩衝部材１８ａを、３つの緩衝片２８、２８ａを軸方向に積層（並びに係合）する事により構成すると共に、これら各緩衝片２８、２８ａをそれぞれ一体に形成して、これら各緩衝片２８、２８ａを構成する４つの緩衝素子（外側緩衝素子２９、中間緩衝素子４１）同士を、連結部（外径側、内径側各連結部３０、３１、中央連結部４２）によりそれぞれ連結している。この為、前記各緩衝片２８、２８aを構成する４個の緩衝素子（２９、４１）が互いに相対変位する（バラバラになる）事を防止できて、これら緩衝素子（２９、４１）を設置位置となる円周方向等間隔位置に配置した状態に維持できる。しかも、本例の場合には、前記各係合ピン３４、３４と前記各係合孔３５、３５とをそれぞれ係合させる事により、軸方向に積層された前記各緩衝片２８、２８ａが互いに軸方向に離隔したり、円周方向に相対変位等する事を防止できる。この為、前記各緩衝体２４ａ、２４ａを構成する１対の外側緩衝素子２９、２９と中間緩衝素子４１とが、軸方向に離隔したり、円周方向に相対変位する事も防止できる。従って、前述した様に、前記緩衝部材１８ａを組み立てた状態で、前記駆動側伝達部材１６ａと前記被駆動側伝達部材１７ａとのうちの何れか一方の伝達部材１６ａ（１７ａ）に対して軸方向に組み付ける事で、前記緩衝部材１８ａを構成する全ての緩衝体２４ａ、２４ａを、この一方の伝達部材１６ａ（１７ａ）に設けられた各歯部２０ａ（２３ａ）の円周方向両側部分に同時に配置する事が可能になる。この様に、本例の場合には、前述した従来構造の場合の様に、緩衝体２４、２４（図７参照）を１個ずつ組み込む場合に比べて、前記各緩衝体２４ａ、２４ａの設置作業を容易に行う事が可能になる。又、本例の場合には、前記他方の伝達部材１７ａ（１６ａ）を組み合わせる際に、前記各緩衝体２４ａ、２４ａが傾斜したり、転倒等するも有効に防止できる。更に、前記各係合ピン３４、３４と前記各係合孔３５、３５との係合により、３つの緩衝片２８、２８ａを一体として取り扱える為、前記緩衝部材１８ａの取り扱い性、並びに、組み付け性をより一層向上できる。この結果、本例の構造によれば、トルク伝達用継手１５ａの組立作業効率の向上を図れる。又、本例の場合には、前記各緩衝体２４、２４（図７参照）をそれぞれ独立して設ける場合に比べて、部品点数の低減を図れる。この為、部品管理コストの低減を図れ、前記トルク伝達用継手１５ａのコストの低廉化を図れる。

又、本例の場合には、トルクの伝達開始時やトルクの変動時に、先ず、前記各駆動側歯部２０ａ、２０ａと前記各被駆動側歯部２３ａ、２３ａとの間で、軸方向中央に配置された弾性変形し易い材料から造られた緩衝片２８ａを構成する中間緩衝素子４１、４１が弾性変形する。そして、これら各中間緩衝素子４１、４１が所定量だけ弾性変形した後、軸方向両側に配置された緩衝片２８、２８を構成する外側緩衝素子２９、２９が弾性変形する。この様に、本例の場合には、前記各緩衝片２８、２８ａ（中間緩衝素子４１、外側緩衝素子２９）が弾性変形するタイミングを、これら各緩衝片２８、２８ａ同士の間で多様にずらす事ができる。従って、本例の構造によれば、トルクの伝達効率の調整の自由度を向上できる。

更に、本例の場合には、運転時に、前記出力軸１２ａと前記ウォーム軸６ａとの間でスラスト力が作用した場合に、軸方向中央部に配置された緩衝片２８ａを構成するダンパ部本体４５が軸方向に弾性変形（収縮）し、前記スラスト力の一部を吸収しつつ、残りのスラスト力を伝達する。従って、前記出力軸１２ａと前記ウォーム軸６ａとの間で伝達されるスラスト力を小さくできる。しかも、本例の場合には、このようにスラスト力を吸収する部材を、前記緩衝部材１８ａ（緩衝片２８ａ）と一体に形成している為、この緩衝部材１８ａとは別個独立して設ける場合に比べて、部品点数の削減に伴うコスト低減を図れると共に、製造作業及び組付作業の作業工数の低減に伴うコスト低減を図れる。
その他の構成及び作用・効果に就いては、前述した従来構造のトルク伝達用継手、及び、電動式パワーステアリング装置の場合と同様である。

実施の形態の１例では、緩衝部材を構成する複数の緩衝体の形状を円柱状とした場合に就いて説明したが、これら緩衝体の形状は、円柱状（断面円形）に限定されない。例えば、楕円柱状（断面楕円形）、１対の直線部を備えた長円柱状（断面長円形）の他、三角柱状や四角柱状等の多角柱状（断面多角形）を採用しても良い。又、本発明を実施する場合に、緩衝部材を構成する緩衝体の数は４個に限定されず、４個以上の偶数個であれば良い。例えば緩衝体の数を６個とした場合には、駆動側伝達部材に形成する駆動側歯部の数を３本とすると共に、被駆動側伝達部材に形成する被駆動側歯部の数を３本とする。

又、緩衝部材を構成する緩衝片の数は３つに限定されず、２つでも良いし、３つ以上（例えば４つ若しくは５つ或いはそれ以上）としても良い。又、緩衝部材を構成する全ての緩衝片を同じ材料から造る事もできるし、全ての緩衝片を異なる材料から造っても良い。

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 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 緩衝部材
１９、１９ａ 駆動側基部
２０、２０ａ 駆動側歯部
２１ 円筒部
２２、２２ａ 被駆動側基部
２３、２３ａ 被駆動側歯部
２４、２４ａ 緩衝体
２５ 駆動側セレーション孔
２６ 被駆動側セレーション孔
２７ 位置決め筒部
２８、２８ａ 緩衝片
２９ 外側緩衝素子
３０ 外径側連結部
３１ 内径側連結部
３２ リング部
３３ 直線部
３４ 係合ピン
３５ 係合孔
３６ 軸部
３７ 係合片
３８ スリット
３９ 小径部
４０ 大径部
４１ 中間緩衝素子
４２ 中央連結部
４３ ダンパ部材
４４ 延出腕部
４５ ダンパ部本体
４６ 軸状部
４７ 挿通孔

Claims (5)

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端部同士の間でトルクを伝達するもので、
   前記駆動軸の端部にこの駆動軸と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この被駆動軸と同心に支持される被駆動側伝達部材と、これら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を備え、
   このうちの駆動側伝達部材は、前記駆動軸の端部に支持される駆動側基部と、この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歯部とを備えたものであり、
   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、この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歯部とを備えたものであり、
   前記各駆動側歯部と前記各被駆動側歯部とを円周方向に関して交互に配置すると共に、円周方向に隣り合う駆動側歯部と被駆動側歯部との間部分に、前記緩衝部材を構成する緩衝体をそれぞれ介在させているトルク伝達用継手に於いて、
   前記緩衝部材が、複数の緩衝片を軸方向に積層して成るもので、４個以上で偶数個の緩衝体を有しており、
   前記緩衝部材を構成する複数の緩衝片のうち、軸方向両側に配置された１対の緩衝片は、それぞれ一体に形成されており、軸方向に積層された状態で前記各緩衝体を構成する、円周方向等間隔に配置された短円柱状の外側緩衝素子と、円周方向に隣り合う駆動側歯部同士或いは被駆動側歯部同士の間部分に配置され、円周方向に隣り合う外側緩衝素子同士を連結する外径側連結部と、これら外径側連結部よりも径方向内側に配置されて、これら外径側連結部同士を前記各外側緩衝素子を介する事なく直接連結する内径側連結部とを備えており、同じく軸方向中間部に配置された緩衝片は、一体に形成されており、軸方向に積層された状態で前記各緩衝体を構成する、円周方向等間隔に配置された短円柱状の中間緩衝素子と、これら中間緩衝素子よりも径方向内側に配置されて、これら中間緩衝素子同士を連結する中央連結部とを備えており、該中央連結部は、中央部分に配置されたダンパ部と、該ダンパ部の外面から径方向外方に突出した、前記各中間緩衝素子と同数の連結腕部とを有しており、これら連結腕部の先端部を前記中間緩衝素子の内径側端縁に連続させて、これら中間緩衝素子同士を連結している、
   事を特徴とするトルク伝達用継手。
2. 緩衝部材を構成する複数の緩衝片のうちで、軸方向中間部に配置された緩衝片が、弾性材製であり、この緩衝片を構成する中央連結部のダンパ部が、駆動側伝達部材と被駆動側伝達部材とに挟持され、駆動軸と被駆動軸との間に作用するスラスト力の一部を吸収しつつ、残りのスラスト力を伝達するダンパ機能を有する、請求項１に記載したトルク伝達用継手。
3. 緩衝部材を構成する複数の緩衝片のうちで、軸方向中間部に配置された緩衝片が、エラストマーの一体成形品である、請求項２に記載したトルク伝達用継手。
4. 軸方向に積層された状態で互いに同一の緩衝体を構成する１対の外側緩衝素子のうちの一方の外側緩衝素子に、他方の外側緩衝素子に向けて軸方向に突出した係合ピンが設けられており、この他方の外側緩衝素子にこの係合ピンと係合可能な係合孔が形成されており、軸方向中間部に配置される緩衝片を構成する中間緩衝素子に、前記係合ピンを挿通可能な挿通孔が形成されており、軸方向両側に配置される１対の緩衝片により軸方向中間部に配置される緩衝片を挟持した状態で、前記挿通孔を挿通した前記係合ピンと前記係合孔とを係合させている、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. 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操舵用回転軸と、前記ハウジングの内部でこの操舵用回転軸の一部に、この操舵用回転軸と同心に支持されて、この操舵用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をそれぞれ軸受により前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前記ウォーム軸とをトルク伝達用継手により、トルクの伝達を可能に接続している電動式パワーステアリング装置に於いて、このトルク伝達用継手が、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である、電動式パワーステアリング装置。

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