JP6653874B2 - 電動式パワーステアリング装置用の軸連結機構 - 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を連結するに適した軸連結機構に関する。

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。

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り、これを回避するために軸連結機構にゴム又は軟質樹脂等のスペーサを設けることが提案されている。

特表２００２−５１８２４２号公報 特開２００４−１４８９９０号公報 特開２００４−１４９０７０号公報 特開２００６−１８３６７６号公報

ところで、特許文献４には、電動モータ側の回転軸とステアリング側の回転軸との間に配されていると共に電動モータ側の回転軸の回転をステアリング側の回転軸に伝達する一対の剛性の回転伝達部材とこの一対の回転伝達部材間に配されている弾性の弾性部材とが回転軸に装着された軸連結機構が開示されているが、斯かる軸連結機構では、両回転軸間において軸心変位（心ずれ）が生じて回転軸と回転伝達部材とが径方向において衝突すると、これら回転軸と回転伝達部材とが互いに剛性であるために、異音（衝突音）が生じ、斯かる軸連結機構が自動車の電動式パワーステアリング装置に用いられると、自動車の乗員に不快感、特に、運転者に不快な操舵感覚を与えることになる。

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、回転軸と回転伝達部材との径方向の衝突を回避でき、運転者に不快な操舵感覚を与える異音の発生を抑止できる電動式パワーステアリング装置用の軸連結機構を提供することにある。

第一の回転軸の回転を第二の回転軸に伝達するように、第一及び第二の回転軸の間に配されていると共に第一及び第二の回転軸を連結する本発明による軸連結機構は、回転伝達部材と、この回転伝達部材を軸方向において挟んで当該回転伝達部材に軸方向において重ね合わされた一対の弾性部材とを具備しており、回転伝達部材は、円筒状の第一の内周面及び第一の外周面を有した第一の基部と、軸心周りの方向において互いに離間していると共に第一の外周面から径方向に伸びた少なくとも一対の第一の径方向突部とを有しており、一対の弾性部材の夫々は、軸方向において第一の基部に重ね合わされていると共に円筒状の第二の内周面及び第二の外周面を有した第二の基部と、軸方向において第一の径方向突部に重ね合わされていると共に第二の外周面から径方向に伸びた少なくとも一対の第二の径方向突部とを有しており、第二の基部の夫々は、第一の基部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、各対の第二の径方向突部の夫々は、一対の第一の径方向突部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、当該第二の径方向突部に軸方向において挟まれていると共に当該第二の径方向突部に軸方向において重ね合わされている第一の径方向突部における軸心周りの方向の幅よりも大きな幅を有しており、第一の基部を軸方向において挟んだ第二の基部の夫々の第二の内周面は、第一の内周面の径よりも小さな径を有している。

本発明による軸連結機構によれば、第二の内周面の夫々が第一の内周面の径よりも小さな径を有しているために、第一の内周面で規定される貫通孔に第一及び第二の回転軸のうちの一方の回転軸が挿入された場合に、第一及び第二の回転軸間において軸心ずれが生じても、第一の内周面への一方の回転軸の接触、衝突を一対の弾性部材のうちの少なくとも一方で阻止でき、而して、一方の回転軸と回転伝達部材との径方向の衝突を回避でき、運転者に不快な操舵感覚を与える異音の発生を抑止できる。

加えて、本発明による軸連結機構によれば、各対の第二の径方向突部の夫々は、一対の第一の径方向突部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、当該第二の径方向突部に軸方向において重ね合わされている第一の径方向突部における軸心周りの方向の幅よりも大きな幅を有しているために、一方の回転軸の回転の他方の回転軸への伝達が各対の第二の径方向突部の弾性変形を介して行われる結果、一方の回転軸の微小な回転の他方の回転軸への伝達を各対の第二の径方向突部の弾性変形で低減又は阻止できると共に一方の回転軸の他方の回転軸に対する大きな相対回転の他方の回転軸への伝達を各対の第二の径方向突部よりも大きな剛性を有している一対の第一の径方向突部を介してそのまま行い得、しかも、各対の第二の径方向突部における軸心周りの方向の一定以上の弾性変形では大きい剛性をもった一対の第一の径方向突部で各対の第二の径方向突部の夫々の大きな変形を阻止できるために、各対の第二の径方向突部の大きな変形による機械的疲労を低減でき、各対の第二の径方向突部に対して柔軟性のある剛性の小さい樹脂材料を用いた場合には、樹脂材料のクリープによる各対の第二の径方向突部の永久的な変形をも低減できる上に、各対の第二の径方向突部の弾性変形を介して一方の回転軸の回転の他方の回転軸への伝達を行うので、各対の第二の径方向突部を柔軟性のある剛性の小さい樹脂材料を用いることができると共に一方の一対の第二の径方向突部のへたりによる一方の回転軸の微小な回転の他方の回転軸への伝達の低減又は阻止効果の減退又は消失を他方の一対の第二の径方向突部で補填できるので、長期に亘って当該低減又は阻止効果を維持できる。

本発明において、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、一方、一対の弾性部材の夫々は、その全体がウレタンゴム、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が、これに代えて、回転伝達部材と同様の硬質の樹脂から形成された芯部と、この芯部を覆ていると共にウレタンゴム、ポリエステルエラストマー等のゴムからなる被覆部とを有した、所謂、二色成形体からなっていてもよく、例えば、一対の弾性部材の夫々の第二の基部は、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂等の剛性を呈する硬質の樹脂から形成された芯部と、第一の基部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るウレタンゴム、ポリエステルエラストマー等のゴム弾性体からなって、芯部を覆う被覆部とを有していてもよく、斯かる第二の基部の被覆部で、剛性の回転伝達部材の第一の内周面への一方の回転軸の接触、衝突を弾性的に阻止するようにしてもよく、同様に、各対の第二の径方向突部の夫々は、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た芯部と、第一の径方向突部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るウレタンゴム、ポリエステルエラストマー等のゴム弾性体からなって、芯部を覆う被覆部とを有していてもよく、斯かる各対の第二の径方向突部の夫々の被覆部の弾性変形で、一方の回転軸の微小な回転の他方の回転軸への伝達を低減又は阻止するようにしてもよく、また、各対の第二の径方向突部の全体又はその被覆部がウレタンゴム、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必要はなく、例えば、軸心周りの方向で弾性撓み変形できるように、径方向に伸びた隙間をもって各対の第二の径方向突部の夫々が形成されていてもよい。

本発明の好ましい例では、第二の外周面の夫々は、第一の外周面の径よりも大きな径を有している。

本発明による軸連結機構は、軸心周りの方向のスペーサとして二つの回転軸の間に配した回転伝達部材とこの回転伝達部材を軸方向において挟んだ一対の弾性部材とを少なくとも具備していればよいのであるが、好ましい例では、第一の回転軸に連結される第一の連結基体と、第二の回転軸に連結される第二の連結基体とを更に具備しており、第一の連結基体は、第一の連結基部と、この第一の連結基部から軸方向に一体的に突出した第一の軸方向突部とを具備しており、第二の連結基体は、第二の連結基部と、この第二の連結基部から軸方向に一体的に突出した第二の軸方向突部とを具備しており、第一及び第二の連結基体のうちの少なくとも一方は、その軸方向の一方の端面の中央部から軸方向に伸びると共に第一の内周面及び一対の弾性部材のうちの少なくとも一方の弾性部材の第二の内周面で規定される貫通孔に貫通した軸を具備しており、第一の軸方向突部は、軸心周りの方向における一対の第一の径方向突部間のうちの一方の径方向突部間及び軸心周りの方向における各対の第二の径方向突部間のうちの一方の径方向突部間に配されており、第二の軸方向突部は、軸心周りの方向における一対の第一の径方向突部間のうちの他方の径方向突部間及び軸心周りの方向における各対の第二の径方向突部間のうちの他方の径方向突部間に配されており、この場合、一方の回転軸の他方の回転軸に対する相対的な初期回転で遊びが生じないようにするために、第一及び第二の軸方向突部は、軸心周りの方向のその各側面で、第一及び第二の回転軸の一定以下の相対回転では、軸心周りの方向において対面する各対の第二の径方向突部の軸心周りの方向の側面に接触している一方、軸心周りの方向において対面する第一の径方向突部の軸心周りの方向の側面に、第一及び第二の回転軸の一定以下の相対回転では非接触となり、第一及び第二の回転軸の一定以上の相対回転では接触するようになっていてもよい。

本例の場合、第一の連結基体は、一方の回転軸に直接的に連結されて固着されていてもよいが、歯車機構等の他の回転伝達機構を介して一方の回転軸に間接的に連結されていてもよく、第二の連結基体の他方の連結基体も同様である。

上記の例で、軸は、第一及び第二の連結基体のうちの少なくとも一方の軸方向の端面の中央部に一体的に設けられた軸部からなっていても、第一及び第二の回転軸のうちの少なくとも一方の軸方向の軸端部からなっていてもよく、この場合、第二の外周面の夫々が、第一の外周面の径よりも大きな径を有していると、第一及び第二の回転軸間において軸心ずれが生じても、第一及び第二の軸方向突部の夫々の径方向の内面の第一の外周面への接触を回避でき、而して、これによっても運転者に不快な操舵感覚を与える異音の発生を抑止できる。

本発明による軸連結機構は、好ましい例では、一対の弾性部材の軸方向の相互の離反を禁止するように当該一対の弾性部材を相互に結合する結合手段を更に具備しており、この結合手段は、好ましい例では、第一の径方向突部の軸方向の一方の端面から軸方向に突出して当該一方の端面に一体的に設けられた第一の鉤部と、第一の径方向突部の軸方向の他方の端面から軸方向に突出して当該他方の端面に一体的に設けられた第二の鉤部と、第一の径方向突部の軸方向の一方の端面に軸方向において対面する第二の径方向突部に設けられていると共に第一の鉤部を受容する第一の貫通孔と、この第一の貫通孔において第二の径方向突部に設けられていると共に第一の鉤部が引っかけられる第一の段部と、第一の径方向突部の軸方向の他方の端面に軸方向において対面する第二の径方向突部に設けられていると共に第二の鉤部を受容する第二の貫通孔と、この第二の貫通孔において第二の径方向突部に設けられていると共に第二の鉤部が引っかけられる第二の段部とを具備している。

回転伝達部材及び一対の弾性部材を具備した本発明の軸連結機構の好ましい例において、上記のように、一対の弾性部材が結合手段を介して相互に且つ回転伝達部材に結合されていると、組み付け性を向上できると共に一対の弾性部材の軸方向の相互の離反をなくし得て一対の弾性部材の軸方向の広がりを一定に抑えることができる。

本発明では、第一及び第二の軸方向突部の夫々は、第二の外周面の夫々に接触する径方向の内面を有していてもよい。

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、第一の回転軸は、電動モータの出力回転軸に連結されるようになっており、第二の回転軸は、自動車のステアリング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、回転軸と回転伝達部材との径方向の衝突を回避でき、運転者に不快な操舵感覚を与える異音の発生を抑止できる電動式パワーステアリング装置用の軸連結機構を提供することができる。

図１は、図２に示す例の分解斜視図である。 図２は、本発明の実施の形態の好ましい例の正面説明図である。 図３は、図２の正面断面説明図である。 図４は、図２の回転伝達部材と弾性部材との正面断面説明図である。 図５は、図２のＶ−Ｖ線矢視断面説明図である。 図６は、図４のＶＩ−ＶＩ線矢視断面説明図である。 図７は、図２の電動モータ側の連結基体の右側面説明図である。 図８は、図２のステアリング軸側の連結基体の左側面説明図である。 図９は、図２の回転伝達部材の側面説明図である。 図１０は、図９のＸ―Ｘ線矢視断面説明図である。 図１１は、図２の一方の弾性部材の側面説明図である。 図１２は、図１１のＸＩＩ―ＸＩＩ線矢視断面説明図である。 図１３は、図２の他方の弾性部材の側面説明図である。 図１４は、図１３のＸＩＶ―ＸＩＶ線矢視断面説明図である。

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１４において、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、回転軸２に連結された連結基体３と、回転軸４に連結された連結基体５と、両連結基体３及び５を介して回転軸２と回転軸４との間に配されていると共に回転軸２の軸心線Ｏを中心とした軸心周りの方向Ｒの回転を回転軸４に伝達する剛性の回転伝達部材６と、回転伝達部材６を軸方向Ｘにおいて挟んで当該回転伝達部材６に軸方向Ｘにおいて重ね合わされた一対の弾性部材７及び８と、弾性部材７及び８の軸方向Ｘの相互の離反を禁止するように、弾性部材７及び８を相互に結合する結合手段９とを具備している。

回転軸２は、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であり、例えば、電動モータの出力回転軸に連結されるようになっており、回転軸４は、自動車のステアリング軸側の回転軸であり、例えば、自動車のステアリング軸に連結されるようになっている。

剛性の連結基体３は、円板状の連結基部１１と、連結基部１１の円筒状の外周面１２及び連結基部１１の軸方向Ｘの一方の円形の端面１３に、外周面１２から径方向Ａの外方に且つ端面１３から軸方向Ｘに夫々一体的に突出していると共に方向Ｒにおいて９０°の等角度間隔をもって一体的に設けられた二対の軸方向突部１４と、端面１３の中央部に当該端面１３の中央部から軸方向Ｘに突出して一体的に設けられていると共に径ｒ１の円筒状の外周面１５ａを有した軸としての円柱状の軸部１５と、連結基部１１の軸方向Ｘの他方の円形の端面１６の中央部に、当該端面１６の中央部から軸方向Ｘに突出して一体的に設けられている円筒状の突部１７と、連結基部１１及び突部１７に設けられていると共に回転軸２の一端部がキー及びキー溝を介して嵌着された凹所１８とを具備している。

軸方向突部１４の夫々は、方向Ｒにおいて互いに対向する一対の剛性回転伝達面としての側面２１及び２２と、側面２１及び２２の夫々に連接されていると共に径方向Ａにおいて互いに対向する円弧凸状の外周面２３及び径ｒ１よりも大きい径ｒ２を有した円弧凹状の内周面２４と、側面２１及び２２並びに外周面２３及び内周面２４に連接されている一方の軸方向端面２５と、側面２１及び２２並びに外周面２３及び端面１６に連接されていると共に端面１６に面一の他方の軸方向端面２６とを有している。

剛性の連結基体５は、円筒状の外周面３０を有した円環状の連結基部３１と、連結基部３１の軸方向Ｘの一方の円環状面３２に、当該円環状面３２から軸方向Ｘに一体的に突出していると共に方向Ｒに９０°の等角度間隔をもって一体的に設けられた二対の軸方向突部３３と、回転軸４の一端部がキー及びキー溝を介して嵌着された貫通孔３４とを具備している。

軸方向突部３３の夫々もまた、方向Ｒにおいて互いに対面する一対の剛性回転伝達面としての側面４１及び４２と、外周面３０並びに側面４１及び４２の夫々に連接されている円弧凸状の外周面４３と、径方向Ａにおいて外周面４３と対向すると共に内周面２４の径ｒ２と同じ径ｒ２を有した円弧凹状の内周面４４と、側面４１及び４２並びに外周面４３及び内周面４４に連接されている軸方向端面４５とを有している。

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６は、軸心線Ｏに関して連結基部１１及び３１と同心に配されていると共に径ｒ１よりも大きく径ｒ２よりも小さい径ｒ３を有した円筒状の内周面５１及び内周面５１の径ｒ３よりも大きく内周面２４及び４４の径ｒ２よりも小さい径ｒ４を有した円筒状の外周面５２並びに内周面５１及び外周面５２に連接した軸方向Ｘの一方及び他方の円環状の端面５３及び５４を有した円環状の基部５５と、外周面５２から径方向Ａの外方に伸びて基部５５に一体的に設けられていると共に方向Ｒにおいて４５°の等角度間隔で互いに離間して配されていると共に方向Ｒにおいて幅ｄを有した四対の径方向突部５６とを具備している。

径方向突部５６の夫々は、端面５３に面一の軸方向Ｘの一方の端面５７及び端面５４に面一の軸方向Ｘの他方の端面５８に加えて、外周面５２並びに端面５７及び５８に連接されていると共に方向Ｒにおいて一対の剛性回転伝達面としての側面６１及び６２を有している。

互いに同様に形成されている弾性部材７及び８の夫々は、連結基体３及び５並びに回転伝達部材６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。

弾性部材７は、基部５５と同心をもって軸方向Ｘの一方の端面７１で端面５３に重ね合わされていると共に内周面５１の径ｒ３よりも小さく軸部１５の径ｒ１と同じ径ｒ１をもった円筒状の内周面７２並びに内周面２４及び４４の径ｒ２と同じであって外周面５２の径ｒ４よりも大きな径ｒ２をもった円筒状の外周面７３を有した円環状の基部７４と、基部５５の剛性よりも小さな剛性を有して弾性変形可能である基部７４の外周面７３から径方向Ａに伸びて基部７４に一体的に設けられていると共に方向Ｒにおいて４５°の等角度間隔で互いに離間して配されており、且つ、径方向突部５６の剛性よりも小さな剛性を有して弾性変形可能であり、しかも、軸方向Ｘにおいて重ね合わされる径方向突部５６における方向Ｒの幅ｄよりも大きな幅Ｄを有した四対の径方向突部７５とを具備している。

四対の径方向突部７５の夫々は、端面７１と面一な軸方向Ｘの一方の端面７６と、基部７４の軸方向Ｘの他方の端面７７と面一な軸方向Ｘの他方の端面７８と、外周面７３並びに端面７６及び７８に連接していると共に方向Ｒにおいて側面７９及び８０とを具備している。

弾性部材８は、基部５５と同心であって軸方向Ｘの一方の端面８１で端面５４に重ね合わされていると共に内周面７２の径ｒ１と同じ径ｒ１をもった円筒状の内周面８２並びに外周面７３の径ｒ２と同じ径ｒ２をもった円筒状の外周面８３を有した円環状の基部８４と、基部５５の剛性よりも小さな剛性を有して弾性変形可能である基部８４の円筒状の外周面８３から径方向Ａに伸びて基部８４に一体的に設けられていると共に方向Ｒにおいて４５°の等角度間隔で互いに離間して配されており、且つ、径方向突部５６の剛性よりも小さな剛性を有して弾性変形可能であり、しかも、軸方向Ｘにおいて重ね合わされる径方向突部５６における方向Ｒの幅ｄよりも大きく径方向突部７５の幅Ｄと同じ幅Ｄを有した四対の径方向突部８５とを具備している。

四対の径方向突部８５の夫々は、端面８１と面一な軸方向Ｘの一方の端面８６と、基部８４の軸方向Ｘの他方の端面８７と面一な軸方向Ｘの他方の端面８８と、外周面８３並びに端面８６及び８８に連接していると共に方向Ｒにおいて側面８９及び９０とを具備している。

基部７４及び８４は、基部５５を、そして、径方向突部７５及び８５は、径方向突部５６を夫々軸方向Ｘにおいて挟んでおり、径方向突部５６、７５及び８５の夫々は、夫々同一の外周面１２、３０及び４３の径と同径の円弧凸状の外周面９５、９６及び９７を夫々有している。

内周面５１によって規定される貫通孔９８には、外周面１５ａと内周面５１との間に{（ｒ３−ｒ１）／２}の隙間をもって軸部１５が貫通されており、そして、内周面７２によって規定される貫通孔９９には、内周面７２に対して挿入隙間を残して軸部１５が貫通されており、内周面８２によって規定される貫通孔９９には、内周面８２に対して挿入隙間を残して軸部１５の一部が挿入されている。

弾性部材７及び８と、軸方向Ｘにおいて弾性部材７及び８間に挟まれた回転伝達部材６とは、基部７４及び８４と基部５５とが同心に配されて、しかも、これら基部７４及び８４と基部５５とが、そして、径方向突部７５及び８５の夫々と径方向突部５６の夫々とが夫々軸方向Ｘにおいて互いに対向して軸方向Ｘに一列に配列されるようにして、結合手段９を介して互いに連結されている。

結合手段９は、各端面５７に、各端面５７から軸方向Ｘに突出して一体的に設けられた一方の鉤部１０１と、各端面５８に、端面５８から軸方向Ｘであって鉤部１０１と反対方向に突出して一体的に設けられた他方の鉤部１０２と、鉤部１０１の夫々に対応して径方向突部７５の夫々に設けられた貫通孔１０３と、貫通孔１０３の夫々において径方向突部７５に設けられた段部１０４と、鉤部１０２の夫々に対応して径方向突部８５の夫々に設けられた貫通孔１０５と、貫通孔１０５の夫々において径方向突部８５に設けられた段部１０６とを具備している。

鉤部１０１及び１０２の夫々は、一端で端面５７及び５８の夫々に一体的に設けられた板状の鉤本体１１１と、鉤本体１１１の夫々に鉤本体１１１から径方向Ａの外方に突出して一体的に設けられた爪１１２とを有している。

結合手段９は、鉤部１０１の夫々の鉤本体１１１が対応の貫通孔１０３の夫々に挿入されて、その爪１１２の夫々が対応の段部１０４に引っ掛けられ、鉤部１０２の夫々の鉤本体１１１が対応の貫通孔１０５の夫々に挿入されて、その爪１１２の夫々が対応の段部１０６に引っ掛けられ、回転伝達部材６に弾性部材７及び８を、そして、弾性部材７及び８の相互を夫々結合していると共に回転伝達部材６に対して弾性部材７及び８を位置決めしている。

軸方向突部１４の夫々は、方向Ｒにおいて、径方向突部５６間、径方向突部７５間及び径方向突部８５間のうちの一つおきの径方向突部５６間、径方向突部７５間及び径方向突部８５間に配されており、軸方向突部３３の夫々は、方向Ｒにおいて、径方向突部５６間、径方向突部７５間及び径方向突部８５間のうちの残る一つおきの径方向突部５６間、径方向突部７５間及び径方向突部８５間に配されており、回転軸２及び４の一定以下の方向Ｒの相対回転（捩じり）、即ち、{（Ｄ−ｄ）／２｝以下の方向Ｒの相対回転（捩じり）では、各軸方向突部１４は、その各側面２１及び２２で、方向Ｒにおいて対面する側面８０及び７９並びに９０及び８９に夫々接触している一方、方向Ｒにおいて対面する側面６２及び６１に夫々非接触となっており、各軸方向突部３３は、方向Ｒのその各側面４１及び４２で、方向Ｒにおいて対面する側面８０及び７９並びに９０及び８９に夫々接触している一方、方向Ｒにおいて対面する側面６２及び６１に夫々非接触となっている。

以上の回転軸２の方向Ｒの回転を回転軸４に伝達するように、回転軸２及び４の間に配されていると共に回転軸２及び４を相互に連結する軸連結機構１を具備した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が運転者により手動操作されると、回転軸４が方向Ｒに回転されて、回転軸４の方向Ｒの回転は、図示しない歯車等の伝達機構を介してドラッグ・リンク等に往復動として伝達されて操向輪（車輪）に対する操舵力を与える。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が方向Ｒに回転されて、回転軸４に対して回転軸２が一定以上、すなわち幅Ｄと幅ｄとの差の半分程度以上に方向Ｒに相対回転されようとする場合には、軸方向突部１４による径方向突部７５及び８５の方向Ｒの変形後における側面６１への側面２２の接触及び側面４１への側面６２の接触又は側面６２への側面２１の接触及び側面４２への側面６１の接触に基づく軸方向突部１４による径方向突部５６の方向Ｒへの押圧を介して連結基体３の方向Ｒの回転が軸方向突部３３に伝達されて、軸方向突部３３の方向Ｒの回転による連結基体５の方向Ｒの回転で、回転軸４の方向Ｒの回転力に対して回転軸２の方向Ｒの回転力を付加して運転者による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。

このように、軸連結機構１を具備した電動式パワーステアリング装置では、回転軸４に対して回転軸２が一定以上、すなわち幅Ｄと幅ｄとの差の半分程度以上に方向Ｒに相対回転されようとする場合には、軸方向突部１４による径方向突部５６の方向Ｒへの押圧でもって斯かる一定以上の方向Ｒの相対回転に応答して回転軸２の方向Ｒの回転を回転軸４に伝達して回転軸４の回転を補助するようになる。

斯かる軸連結機構１によれば、内周面７２及び８２の夫々が内周面５１の径ｒ３よりも小さな径ｒ１を有しているために、貫通孔９８に軸部１５が挿入された場合に、回転軸２及び４間において軸心ずれが生じても、内周面５１への軸部１５の接触、衝突を弾性部材７及び８のうちの少なくとも一方で阻止でき、而して、回転軸２と回転伝達部材６との径方向Ａの衝突を回避でき、運転者に不快な操舵感覚を与える異音の発生を抑止できる。

また、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４が方向Ｒ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４が方向Ｒに回転される状態のいずれの状態においても、回転軸４に対する回転軸２の方向Ｒの相対回転が幅Ｄと幅ｄとの差の半分程度以内の微小なものである場合には、径方向突部７５及び８５が容易に圧縮変形する結果、斯かる回転軸４に対する回転軸２の微小な方向Ｒの相対回転は回転軸４には殆ど伝達されず、而して、軸連結機構１及び回転軸４を介する電動モータの反転時の衝撃、ブラシ振動のステアリングホイールへの伝達を低減でき操舵感覚を不快にさせないようにできる上に、径方向突部７５及び８５の一定以上の圧縮変形後、側面６１への側面２２の接触及び側面４１への側面６２の接触又は側面６２への側面２１の接触及び側面４２への側面６１の接触が生じて径方向突部７５及び８５のそれ以上の圧縮変形を抑止できる結果、径方向突部７５及び８５の夫々のクリープによるへたりを防止でき、軸方向突部１４及び３３と径方向突部７５及び８５との方向Ｒにおける側面２１及び２２並びに４１及び４２と側面８０及び９０並び７９及び８９との互いの接触を長期に亘って維持でき、回転軸４と回転軸２との間に方向Ｒについてのガタの発生をなくし得、而して、操舵感覚を不快にさせないと共に耐久性に優れ特性の安定したものとし得る。

即ち、軸連結機構１では、径方向突部７５及び８５の夫々は、径方向突部５６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、当該径方向突部７５及び８５に軸方向Ｘにおいて重ね合わされている径方向突部５６における方向Ｒの幅ｄよりも大きな幅Ｄを有しているために、回転軸２の方向Ｒの回転の回転軸４への伝達が径方向突部７５及び８５の弾性変形を介して行われる結果、回転軸２の微小な方向Ｒの回転の回転軸４への伝達を径方向突部７５及び８５の弾性変形で低減又は阻止できると共に回転軸２の回転軸４に対する大きな方向Ｒの相対回転の回転軸４への伝達を径方向突部７５及び８５よりも大きな剛性を有している径方向突部５６を介してそのまま行い得、しかも、径方向突部７５及び８５における方向Ｒの一定以上の弾性変形では大きい剛性をもった径方向突部５６で径方向突部７５及び８５の夫々の大きな変形を阻止できるために、径方向突部７５及び８５の大きな変形による機械的疲労を低減でき、径方向突部７５及び８５に対して柔軟性のある剛性の小さい樹脂材料を用いた場合には、樹脂材料のクリープによる径方向突部７５及び８５の永久的な変形をも低減できる上に、径方向突部７５及び８５の弾性変形を介して回転軸２の方向Ｒの回転の回転軸４への伝達を行うので、径方向突部７５及び８５を柔軟性のある剛性の小さい樹脂材料を用いることができると共に径方向突部７５及び８５のうちの一方のへたりによる回転軸２の微小な方向Ｒの回転の回転軸４への伝達の低減又は阻止効果の減退又は消失を径方向突部７５及び８５のうちの他方で補填できるので、長期に亘って当該低減又は阻止効果を維持でき、その上、弾性部材７及び８が結合手段９を介して相互に連結されているために、組み付け性を向上できる。

また、軸連結機構１によれば、弾性部材７及び８が結合手段９を介して回転伝達部材６に対して方向Ｒ及び径方向Ａに関して位置決めされているために、回転軸２及び４の相対的な方向Ｒの両方の回転に対して弾性部材７及び８による効果を均等に得ることができる。

加えて、軸連結機構１においては、内周面２４及び４４に接触する外周面７３及び８３が外周面５２の径ｒ４よりも大きな径ｒ２を有しているために、内周面２４及び４４と外周面５２との衝突をも回避でき、斯かる衝突による運転者に不快な操舵感覚を与える異音の発生をも抑止できる。

上記の例の軸連結機構１は、夫々一個の弾性部材７及び８からなっているが、これに代えて、夫々二個以上の弾性部材７及び８からなっていてもよく、回転伝達部材６の夫々もまた二個以上からなっていてもよい。また、連結基体３及び５の軸方向突部１４及び３３、回転伝達部材６の径方向突部５６、弾性部材７及び８の径方向突部７５及び８５は、上記の個数に限らないのであり、また、軸部１５を連結基部３１に設けてもよく、更には、軸部１５は、回転軸２又は４のうちの少なくとも一方の軸方向の軸端部からなっていてもよい。

１ 軸連結機構
２、４ 回転軸
３、５ 連結基体
６ 回転伝達部材
７、８ 弾性部材

Claims (8)

1. 第一の回転軸の回転を第二の回転軸に伝達するように、第一及び第二の回転軸の間に配されていると共に第一及び第二の回転軸を連結する軸連結機構であって、回転伝達部材と、この回転伝達部材を軸方向において挟んで当該回転伝達部材に軸方向において重ね合わされた一対の弾性部材とを具備しており、回転伝達部材は、円筒状の第一の内周面及び第一の外周面を有した第一の基部と、軸心周りの方向において互いに離間していると共に第一の外周面から径方向に伸びた少なくとも一対の第一の径方向突部とを有しており、一対の弾性部材の夫々は、軸方向において第一の基部に重ね合わされていると共に円筒状の第二の内周面及び第二の外周面を有した第二の基部と、軸方向において第一の径方向突部に重ね合わされていると共に第二の外周面から径方向に伸びた少なくとも一対の第二の径方向突部とを有しており、第二の基部の夫々は、第一の基部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、各対の第二の径方向突部の夫々は、一対の第一の径方向突部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、当該第二の径方向突部に軸方向において挟まれていると共に当該第二の径方向突部に軸方向において重ね合わされている第一の径方向突部における軸心周りの方向の幅よりも大きな幅を有しており、第一の基部を軸方向において挟んだ第二の基部の夫々の第二の内周面は、第一の内周面の径よりも小さな径を有している軸連結機構。
2. 第二の外周面の夫々は、第一の外周面の径よりも大きな径を有している請求項１に記載の軸連結機構。
3. 第一の回転軸に連結される第一の連結基体と、第二の回転軸に連結される第二の連結基体とを更に具備しており、第一の連結基体は、第一の連結基部と、この第一の連結基部から軸方向に一体的に突出した第一の軸方向突部とを具備しており、第二の連結基体は、第二の連結基部と、この第二の連結基部から軸方向に一体的に突出した第二の軸方向突部とを具備しており、第一及び第二の連結基体のうちの少なくとも一方は、その軸方向の一方の端面の中央部から軸方向に伸びると共に第一の内周面及び一対の弾性部材のうちの少なくとも一方の弾性部材の第二の内周面で規定される貫通孔に貫通した軸を具備している請求項１又は２に記載の軸連結機構。
4. 第一及び第二の軸方向突部は、軸心周りの方向のその各側面で、第一及び第二の回転軸の一定以下の相対回転では、軸心周りの方向において対面する各対の第二の径方向突部の軸心周りの方向の側面に接触している一方、軸心周りの方向において対面する第一の径方向突部の軸心周りの方向の側面に、第一及び第二の回転軸の一定以下の相対回転では非接触となり、第一及び第二の回転軸の一定以上の相対回転では接触するようになっている請求項３に記載の軸連結機構。
5. 軸は、第一及び第二の連結基体のうちの少なくとも一方の軸方向の端面の中央部に一体的に設けられた軸部からなっている請求項３又は４に記載の軸連結機構。
6. 軸は、第一及び第二の回転軸のうちの少なくとも一方の軸方向の軸端部からなっている請求項３又は４に記載の軸連結機構。
7. 一対の弾性部材の軸方向の相互の離反を禁止するように当該一対の弾性部材を相互に結合する結合手段を更に具備している請求項１から６のいずれか一項に記載の軸連結機構。
8. 電動式パワーステアリング装置用の軸連結機構であって、第一の回転軸は、電動モータの出力回転軸に連結されるようになっており、第二の回転軸は、自動車のステアリング軸に連結されるようになっている請求項１から７のいずれか一項に記載の軸連結機構。

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