JPWO2016038928A1 - 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

Abstract

軸方向に関して互いに直列に配置された駆動軸の先端部と被駆動軸の基端部との間でトルクを伝達するトルク伝達用継手であって、内外周面の一方の周面に凹部と凸部とを周方向に関して交互に全周に亙って設けた第一凹凸部を、前記駆動軸の先端部周面に設けられた駆動側凹凸部に、周方向の隙間を介在させた状態で係合させ、前記内外周面の他方の周面に凹部と凸部とを周方向に関して交互に全周に亙って設けた第二凹凸部を、前記被駆動軸の基端部周面に設けられた被駆動側凹凸部に、周方向の隙間を介在させた状態で係合させた、カップリングと、前記駆動軸と前記カップリングとの間にトルクの伝達を可能に掛け渡された、弾性材製の駆動側弾性部材と、前記カップリングと前記被駆動軸との間にトルクの伝達を可能に掛け渡された、弾性材製の被駆動側弾性部材とを備え、前記第一凹凸部の周方向に関する凹凸形状と、前記第二凹凸部の周方向に関する凹凸形状とは互いに異なるトルク伝達用継手を提供する。

Description

本発明は、駆動軸と被駆動軸との間でトルクを伝達するトルク伝達用継手および、電動モータを補助動力源として利用する電動式パワーステアリングに関する。

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。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、電動モータにより回転駆動されるウォームと、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、電動モータの補助動力を、この回転軸に伝達自在とする。このウォーム減速機では、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より、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られる構造として、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て弾性的に押圧する事が従来から考えられている。図８、９は、特許文献１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、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、ハウジング３内に回転自在に支持されている。ウォーム軸６の先端部で転がり軸受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、押圧駒１０を介して、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。この構成により、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、歯打ち音の発生を抑えている。

上述の従来構造では、ウォーム歯５とウォームホイール４との噛合部で歯打ち音が発生する事を抑えられるが、電動モータ７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分で発生する異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９に示す構造の場合、電動モータ７の出力軸１２の先端部とウォーム軸６の基端部とをトルクの伝達を可能に結合する為に、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、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、スプライン軸部１４とスプライン孔１３とをスプライン係合させる事で、出力軸１２とウォーム軸６とをトルクの伝達を可能に結合している。

スプライン軸部１４とスプライン孔１３とが、周方向の隙間なく（バックラッシュなしで）スプライン係合していれば、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、異音が発生する事はない。しかし、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している。特に、図９に示す構造により、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る構造では、ウォーム軸６を揺動変位させる必要があるので、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ず、異音の発生を防止する事は難しい。

特許文献２には、電動モータの出力軸とウォーム軸とを、金属製で円柱状の動力伝達部材を介して結合する事により、ウォーム軸の揺動変位を円滑に行わせる事ができる構造が記載されている。特許文献２に記載された構造の場合にも、ウォーム軸を揺動変位させる為、動力伝達部材の両端部に設けられたスプライン軸部（雄スプライン）と、ウォーム軸及び電動モータの出力軸のそれぞれの端部に設けられたスプライン孔（雌スプライン）とのスプライン係合部には、それぞれバックラッシュが存在している。この為、回転軸の回転方向を変える際に、異音が発生する可能性がある。 又、前記動力伝達部材を設けている分、電動モータの出力軸とウォーム軸との結合部の軸方向寸法が増大し、電動式パワーステアリング装置全体が大型・重量化する可能性がある。

日本国特開２００４−３０６８９８号公報 日本国特開２０１２−１３１２４９号公報

本発明は、上述の事情に鑑み、駆動軸の回転方向を変える際に、異音が発生する事を防止できるトルク伝達用継手の構造を実現する事を目的としている。

本発明の実施形態に係る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の先端部と被駆動軸の基端部との間でトルクを伝達するものであって、カップリングと、被駆動側弾性部材と、駆動側弾性部材とを備える。
前記カップリングは、内外周面のうち、一方の周面に凹部と凸部とを周方向に関して交互に全周に亙って設けた第一凹凸部を、前記駆動軸の先端部周面に設けられた駆動側凹凸部に、周方向の隙間を介在させた（バックラッシュを設けた）状態で係合させ、前記内外周面の他方の周面に凹部と凸部とを周方向に関して交互に全周に亙って設けた第二凹凸部を、前記被駆動軸の基端部周面に設けられた被駆動側凹凸部に、周方向の隙間を介在させた状態で係合させている。
前記駆動側弾性部材は、弾性材製で、前記駆動軸と前記カップリングとの間にトルクの伝達を可能に掛け渡されている。
前記被駆動側弾性部材は、弾性材製で、前記カップリングと前記被駆動軸との間にトルクの伝達を可能に掛け渡されている。
そして、前記第一凹凸部の周方向に関する凹凸形状と、前記第二凹凸部の周方向に関する凹凸形状とは互いに異なる。具体的には、例えば、前記第一凹凸部を構成する凸部（凹部）の数と、前記第二凹凸部を構成する凸部（凹部）の数とが互いに異なる。

なお、前記カップリングは、前記駆動側弾性部材及び前記被駆動側弾性部材よりも剛性の高い材料製とし、例えば合成樹脂製とする事もできるし、炭素鋼等の鉄系金属やアルミニウム系合金等の軽合金等の金属製とする事もできる。或いは、前記カップリングは、内径側半部と外径側半部とを異なる材料で造っても良い。この場合、内径側半部と外径側半部との間でクリープが発生する事を防止する為に、キー係合等のクリープ防止機構を設ける事が好ましい。

又、前記駆動側弾性部材は、周面の軸方向片側部分に全周に亙って設けられた駆動側第一係合部を、前記駆動側凹凸部に係合させ、前記周面の軸方向他側部分に全周に亙って設けられた駆動側第二係合部を、前記第二凹凸部に係合させてもよい。
又、前記被駆動側弾性部材は、周面のうち、軸方向片側部分に全周に亙り設けられた被駆動側第一係合部を、前記第一凹凸部に係合させ、前記周面のうち、軸方向他側部分に全周に亙り設けられた被駆動側第二係合部を、前記被駆動側凹凸部に係合させてもよい。
そして、前記第一凹凸部と前記駆動側凹凸部との間の周方向の隙間は、前記駆動側第一係合部と前記駆動側凹凸部との間の周方向の隙間、及び、前記駆動側第二係合部と前記第二凹凸部との間の周方向の隙間よりも大きくしてもよい。前記第二凹凸部と前記被駆動側凹凸部との間の周方向の隙間は、前記被駆動側第一係合部と前記第一凹凸部との間の周方向の隙間、及び、前記被駆動側第二係合部と前記被駆動側凹凸部との間の周方向の隙間よりも大きくしてもよい。

又、前記第一凹凸部と前記駆動側凹凸部との係合部の少なくとも軸方向片端部で、前記第一凹凸部と前記駆動側凹凸部との間の周方向の隙間を軸方向片側に向かう程大きくしてもよい。
具体的には、例えば、前記第一凹凸部を構成する隣接する凹部の互いに対向する周方向両側面を、少なくとも前記軸方向片端部で前記軸方向片側に向かう程互いに離隔する方向に傾斜させてもよい。

又、前記駆動軸と前記被駆動軸との間に前記トルク伝達用継手を組み付けた状態で、前記駆動側弾性部材と前記被駆動側弾性部材とのうちの少なくとも一方は、軸方向の弾力を有してもよい。
例えば、前記駆動側弾性部材は、前記軸方向片側部分に設けられ前記駆動側第一係合部を有する大径部と、前記軸方向他側部分に設けられ前記駆動側第二係合部を有する小径部と、前記大径部と前記小径部の軸方向中間部に設けられた括れ部を備えてもよい。

本発明の別の実施例に係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事がない（回転不能に支持されている）。
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この操舵用回転軸の一部に、前記操舵用回転軸と同心に支持されて、前記操舵用回転軸と共に回転する。
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、前記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。
前記電動モータは、前記ウォームを回転駆動する。
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。
ここで、前記トルク伝達用継手を、上述のトルク伝達用継手とする。この場合、前記電動モータの出力軸が前記駆動軸に相当し、前記ウォーム軸が前記被駆動軸に相当する。
なお、前記ウォーム軸の先端部（トルク伝達用継手を介して電動モータの出力軸に結合された側とは反対側の端部）と前記ハウジングとの間に、前記ウォームを前記ウォームホイールに向けて弾性的に押圧する予圧付与機構を設けてもよい。
また、前記出力軸の先端部とウォーム軸の基端部とは径方向に重畳して配置されていてもよい。

上述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、駆動軸の回転方向を変える際に、異音が発生する事を防止できる。
即ち、駆動軸と被駆動軸との間で伝達されるトルクが比較的小さい場合には、この駆動軸の回転トルクは、弾性材製の駆動側弾性部材を介してカップリングに伝達する事ができる。そして、このカップリングに伝達されたトルクは、弾性材製の被駆動側弾性部材を介して前記被駆動軸に伝達する事ができる。
これに対して、前記駆動軸とこの被駆動軸との間で伝達されるトルクが大きくなると、前記駆動側弾性部材及び前記被駆動側弾性部材が周方向に弾性変形させられる（弾性的に押し潰される）。そして、前記駆動軸の駆動側凹凸部を構成する凸部の周方向側面と、前記カップリングの第一凹凸部を構成する凸部の周方向側面とが衝合（当接）すると共に、このカップリングの第二凹凸部を構成する凸部の周方向側面と、前記被駆動軸の被駆動側凹凸部を構成する凸部の周方向側面とが衝合（当接）する。これらの衝合の勢いは、前記駆動側弾性部材及び前記被駆動側弾性部材により弱められている為、衝合に伴って前記各凹凸部同士の係合部で耳障りな歯打ち音等の異音が発生する事を防止できる。この状態では、前記駆動軸の回転トルクの大部分は、前記駆動側凹凸部と前記第一凹凸部との係合部により前記カップリングに伝達され、このカップリングに伝達されたトルクの大部分は、前記第二凹凸部と前記被駆動側凹凸部との係合部により前記被駆動軸に伝達される。この様に上述の構成によれば、前記駆動軸とこの被駆動軸との間のトルクの伝達特性を伝達するトルクの大きさに応じて２段階に分ける事ができる。
又、上述の構成の場合、前記カップリングの内外周面のうち、一方の周面に設けられた第一凹凸部に、前記駆動軸の先端部に設けられた駆動側凹凸部を係合させると共に、他方の周面に設けられた第二凹凸部に、前記被駆動軸の基端部に設けられた被駆動側凹凸部を係合させている。この為、例えば、前記駆動軸の先端部と前記被駆動軸の基端部とを径方向に重畳させて配置する事が可能となり、これら駆動軸と被駆動軸との間のトルク伝達部の軸方向寸法が徒に増大する事を防止できる。

本発明の実施の形態の１例を示す、部分切断側面図。 図１のＡ部拡大図。 図２の右部拡大図 カップリングを示す正面図（Ａ）と、右側面図（Ｂ）。 駆動側弾性部材を示す正面図（Ａ）と、左側面図（Ｂ）。 被駆動側弾性部材を示す正面図（Ａ）と、（Ａ）のＢ−Ｂ断面図（Ｂ）。 カップリングの別形状を示す、図４の（Ｂ）と同様の図。 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８の拡大Ｃ−Ｃ断面図。 本発明の実施の形態の変形例を示す、図３と同様の図。 図１０の拡大Ｄ−Ｄ断面図。

図１〜６は、本発明の実施の形態の第１例を示している。本例は、駆動軸である電動モータの出力軸の回転方向を変える際に、歯打ち音等の異音が発生する事を防止できる構造を実現する。本例の電動式パワーステアリング装置は、図８〜９に示した従来構造と同様に、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の前端部を、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６ａ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、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ている。ウォーム軸６ａの先端部に外嵌した転がり軸受９ａと、ハウジング３との間に予圧付与機構３３を設けて、ウォーム軸６ａ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、歯打ち音の発生を抑えている。

本例の場合、電動モータ７の出力軸１２ａの先端部とウォーム軸６ａの基端部とを、トルク伝達用継手１５を介してトルクの伝達を可能に結合している。即ち、出力軸１２ａの先端部に、この先端部と同心且つ相対回転不能に支持された駆動側伝達部材１６と、ウォーム軸６ａの基端部に設けられたスプライン軸部１７との間に、トルク伝達用継手１５を設けている。このトルク伝達用継手１５は、カップリング１８と、駆動側弾性部材１９と、被駆動側弾性部材２０とから構成されている。カップリング１８は、全体を円筒状に形成されており、外周面に凹部と凸部とを周方向に関して交互に全周に亙って設けた外径側凹凸部２１の軸方向片半部（図１〜３の右半部）を、駆動側伝達部材１６の内周面に全周に亙って設けられた駆動側凹凸部２２に、周方向の隙間（バックラッシュ）を介在させた状態で係合させている。カップリング１８は、内周面に凹部と凸部とを周方向に関して交互に全周に亙って設けた、雌スプライン状の内径側凹凸部２３の軸方向他半部（図１〜３の左半部）を、スプライン軸部１７に周方向の隙間を介在させた状態で係合させている。外径側凹凸部２１と駆動側凹凸部２２との間の周方向の隙間、及び、内径側凹凸部２３とスプライン軸部１７との間の周方向の隙間は、それぞれ任意の大きさに設定する事ができる（互いに等しくする事もできるし、異ならせる事もできる）。外径側凹凸部２１を構成する隣接する凹部３４、３４の互いに対向する周方向両側面は、図４の（Ｂ）に示す様に、軸方向片側｛図４の（Ｂ）の右側｝に向かう程互いに離隔する方向に傾斜している（凹部３４、３４の周方向に関する幅を、軸方向片側に向かう程広くしている）。尚、図７に示す様に、外径側凹凸部２１を構成する隣接する凹部３４ａ、３４ａの互いに対向する周方向両側面のうちの軸方向片端部のみを、軸方向片側に向かう程互いに離隔する方向に傾斜させでもよい。外径側凹凸部２１の軸方向片半部と係合する駆動側凹凸部２２は、この駆動側凹凸部２２を構成する凹部の互いに対向する周方向両側面を、軸方向に亙り互いに平行な平坦面としている。又、外径側凹凸部２１の周方向に関する凹凸形状と、内径側凹凸部２３の周方向に関する凹凸形状とを互いに異ならせている。具体的には、外径側凹凸部２１を構成する凸部（凹部）の数（又は、周方向の幅寸法、周方向側面の傾斜態様等）と、内径側凹凸部２３を構成する凸部（凹部）の数（又は、周方向の幅寸法、周方向側面の傾斜態様等）とを互いに異ならせている。このカップリング１８は、ゴムの如きエラストマーに比べて弾性変形し難い（剛性が高い）、ポリアセタール樹脂やポリアミド樹脂等の合成樹脂、又は、炭素鋼等の鉄系金属やアルミニウム系合金等の軽合金等の金属材料により造られている。或いは、カップリング１８は、内径側半部と外径側半部とで異なる材料により造る事もできる。具体的には、例えば、比較的ピッチが小さい内径側凹凸部２３を内周面に形成した内径側半部を金属材料により、ピッチが大きい外径側凹凸部２１を外周面に形成した外径側半部を合成樹脂により、それぞれ造る。この様に、カップリング１８の内径側半部と外径側半部とを異なる材料により造れば、軽量化を図りつつ、ピッチの小さな内径側凹凸部２３の強度を確保し易くできる。尚、カップリング１８の内径側半部と外径側半部とを異なる材料により造る場合、これら内径側半部と外径側半部との間でクリープが発生する事を防止する為に、両半部同士の間にキー係合等のクリープ防止機構を設ける事が好ましい。

駆動側弾性部材１９は、ゴムの如きエラストマー等の弾性材製で、軸方向片端部（図１〜３の右端部）に設けられた大径部２４と、軸方向他端部（図１〜３の左端部）に設けられた小径部２５と、軸方向中間部に設けられた括れ部２８を備える、段付円柱状としている。駆動側弾性部材１９は、大径部２４の外周面に全周に亙って設けられた凹凸部である駆動側第一係合部２６を、駆動側凹凸部２２の軸方向片端部に周方向の隙間なく係合させると共に、小径部２５の外周面に全周に亙って設けられた凹凸部（雄スプライン）である駆動側第二係合部２７を、内径側凹凸部２３の周方向片端部に周方向の隙間なく係合させている。但し、駆動側第一係合部２６と駆動側凹凸部２２との間、及び、駆動側第二係合部２７と内径側凹凸部２３との間に、それぞれ周方向の隙間を設ける事もできる。この場合、駆動側第一係合部２６と駆動側凹凸部２２との間の周方向の隙間、及び、駆動側第二係合部２７と内径側凹凸部２３との間の周方向の隙間は、外径側凹凸部２１と駆動側凹凸部２２との間の周方向の隙間よりも小さくする。駆動側弾性部材１９は、括れ部２８を設ける事により、トルク伝達用継手１５を出力軸１２ａのウォーム軸６ａとの間に組み付けた状態で、軸方向の弾力を付与し（軸方向に弾性的に圧縮し）、カップリング１８及びウォーム軸６ａを出力軸１２ａから離れる方向に弾性的に押圧している。

被駆動側弾性部材２０は、ゴムの如きエラストマー等の弾性材製で、周方向に等間隔に配置された複数の係合凹部２９、２９と、これら各係合凹部２９、２９の軸方向他端縁同士を連結する円輪部３０とから構成されている。被駆動側弾性部材２０は、各係合凹部２９、２９から構成され、この被駆動側弾性部材２０の軸方向片側部分に設けられた被駆動側第一係合部３１を、外径側凹凸部２１の軸方向他端部に周方向の隙間なく係合させる（各係合凹部２９、２９をこの外径側凹凸部２１を構成する凸部に周方向の隙間なく係合させる）と共に、円輪部３０の内周面に全周に亙って設けられ、被駆動側弾性部材２０の軸方向他側部分に設けられた凹凸部である被駆動側第二係合部３２を、スプライン軸部１７の軸方向他端部に隙間なく係合させている。但し、被駆動側第一係合部３１と外径側凹凸部２１との間、及び、被駆動側第二係合部３２とスプライン軸部１７との間に、それぞれ周方向の隙間を設ける事もできる。この場合には、被駆動側第一係合部３１と外径側凹凸部２１との間、及び、被駆動側第二係合部３２とスプライン軸部１７との間は、内径側凹凸部２３とスプライン軸部１７との間の周方向の隙間よりも小さくする。

本例の場合、トルク伝達用継手１５を、出力軸１２ａとウォーム軸６ａとの間に組み付けた状態で、駆動側伝達部材１６の軸方向他端部とスプライン軸部１７の軸方向片端部とを径方向に重畳させた状態で配置している。

上述の本例の電動式パワーステアリング装置の場合、電動モータ７の出力軸１２ａとウォーム軸６ａとの間で伝達されるトルクが比較的小さい場合には、出力軸１２ａの回転トルクは、駆動側凹凸部２２と駆動側第一係合部２６との係合部から駆動側弾性部材１９に伝達され、更に、駆動側第二係合部２７と内径側凹凸部２３との係合部からカップリング１８に伝達される。そして、カップリング１８に伝達されたトルクは、外径側凹凸部２１と被駆動側第一係合部３１との係合部から被駆動側弾性部材２０に伝達され、更に、被駆動側第二係合部３２とスプライン軸部１７との係合部からウォーム軸６ａに伝達される。

これに対して、出力軸１２ａとウォーム軸６ａとの間で伝達されるトルクが大きくなると、駆動側弾性部材１９及び被駆動側弾性部材２０が周方向に弾性変形させられる。即ち、駆動側弾性部材１９の第一、第二両駆動側係合部２６、２７をそれぞれ構成する凸部が周方向に弾性的に押し潰される（凸部の周方向幅寸法が小さくなる）と共に、被駆動側弾性部材２０の第一、第二両被駆動側係合部３１、３２をそれぞれ構成する凸部が周方向に弾性的に押し潰される（凸部の周方向幅寸法が小さくなる）。
そして、駆動側凹凸部２２を構成する凸部の周方向側面と、外径側凹凸部２１を構成する凸部の周方向側面とが衝合（当接）すると共に、内径側凹凸部２３を構成する凸部の周方向側面と、スプライン軸部１７を構成する凸部の周方向側面とが衝合する。これらの衝合の勢いは、駆動側弾性部材１９及び被駆動側弾性部材２０の弾性変形により弱められている為、衝合に伴って、駆動側凹凸部２２と外径側凹凸部２１との係合部、及び、内径側凹凸部２３とスプライン軸部１７との係合部で耳障りな歯打ち音等の異音が発生する事を防止できる。そして、この状態では、出力軸１２ａの回転トルクの大部分は、駆動側凹凸部２２と外径側凹凸部２１との係合部からカップリング１８に伝達され、カップリング１８に伝達されたトルクの大部分は、内径側凹凸部２３とスプライン軸部１７との係合部からウォーム軸６ａに伝達される。

上述の本例の電動式パワーステアリング装置によれば、出力軸１２ａとウォーム軸６ａとの間でのトルク伝達を、カップリング１８と、駆動側弾性部材１９と、被駆動側弾性部材２０とを組み合わせて構成されるトルク伝達用継手１５を介して行う事により、伝達するトルクの大きさに応じてトルクの伝達特性を２段階に分ける事ができ、ステアリングホイール１（図８参照）の操作感を良好にできる。即ち、一般的に、電動式パワーステアリング装置は、例えば、路面が荒れている等により、車輪側からステアリングシャフト２に振動荷重が加わると、このステアリングシャフト２に固定したウォームホイール４にトルクが加わる。そして、このトルクをトルクセンサが検出すると、図示しない制御器は、このトルクを打ち消す方向のトルクを電動モータ７により発生させる。これにより、ステアリングホイール１の操作感を良好にできる。ここで、ウォームホイール４と噛合するウォーム歯５を有するウォーム軸６ａは、このウォームホイール４に加わるトルクの反力により回転する傾向となるが、このウォーム軸６ａと電動モータ７の出力軸１２ａとを相対回転させる事に対する抵抗（捩り剛性）が高い場合、ウォーム軸６ａが回転する事に対する抵抗が大きくなる。ステアリングシャフト２に加わる振動荷重に基づいてウォームホイール４に加わるトルクは比較的小さい為、ウォーム軸６ａの回転抵抗が大きいと、ステアリングホイール１の操作感が損なわれる可能性がある。本例の場合、出力軸１２ａとウォーム軸６ａとの間でのトルク伝達をトルク伝達用継手１５を介して行う事により、出力軸１２ａとウォーム軸６ａとの間の伝達トルクが小さい場合には捩り剛性を低くし、伝達トルクが大きい場合には捩り剛性を高くできる為、ステアリングホイール１の操作感を良好にできる。

又、本例の場合、ウォーム軸６ａが揺動変位したり、このウォーム軸６ａの中心軸と出力軸１２ａの中心軸とが偏心する等により不一致になった場合にも、カップリング１８がウォーム軸６ａの中心軸及び出力軸１２ａの中心軸に対し傾く事で、出力軸１２ａとウォーム軸６ａとの間でのトルク伝達を円滑に行わせる事ができる。特に本例では、外径側凹凸部２１を構成する隣接する凹部３４、３４の互いに対向する周方向両側面を、軸方向片側に向かう程互いに離隔する方向に傾斜させている為、カップリング１８が、出力軸１２ａの中心軸に対し傾いた場合でも、外径側凹凸部２１と駆動側凹凸部２２とが片当たり（偏当たり）する事を防止できる（これら外径側凹凸部２１及び駆動側凹凸部２２を構成する凸部の周方向側面同士を面接触させられる）。従って、外径側凹凸部２１と駆動側凹凸部２２との係合部で応力の集中が発生したり、摩耗が発生したりする事を抑えて、トルク伝達用継手１５、延いては、電動式パワーステアリング装置全体の耐久性を確保できる。

又、本例の場合、カップリング１８の外周面に設けられた外径側凹凸部２１に、出力軸１２ａの駆動側凹凸部２２を係合させると共に、カップリング１８の内周面に設けられた内径側凹凸部２３に、ウォーム軸６ａのスプライン軸部１７を係合させ、出力軸１２ａの先端部（駆動側伝達部材１６）とウォーム軸６ａの基端部（スプライン軸部１７）とを径方向に重畳させて配置している。この為、出力軸１２ａとウォーム軸６ａとのトルク伝達部の軸方向寸法が徒に増大する事を防止でき、電動式パワーステアリング装置の小型・軽量化を図れる。

又、本例の場合、駆動側弾性部材１９により、カップリング１８及びウォーム軸６ａを出力軸１２ａから離れる方向に弾性的に押圧している為、ウォーム軸６ａの回転方向が変わる際に、ウォーム軸６ａが軸方向に変位する事による１対の転がり軸受９ａ、９ｂ内での打音の発生を抑える事ができる。

尚、本発明を実施する場合、駆動側凹凸部２２は、駆動側伝達部材１６を介さず、電動モータの先端部に設けた凹部内周面に直接形成しても良い。又、カップリングの内径側凹凸部を、電動モータの出力軸の先端部に設けられたスプライン軸部に係合させると共に、カップリングの外径側凹凸部を、ウォーム軸の基端部内周面に設けられた被駆動側凹凸部に係合させる様に構成する事もできる。又、駆動側弾性部材及び被駆動側弾性部材を構成する弾性係数は、互いに同じにする事もできるし、異ならせる事もできる。

図１０及び図１１は、本発明の実施の形態の変形例を示している。
図１０において、符号４０はゴム、エラストマー等の弾性部材であって、直方体形状の８個のトルク伝達部４４と、トルク伝達部４４同士を連結する連結部とから構成される。駆動側伝達部材１６のウォーム軸６ａ側の端面には、トルク伝達部４４の外周側が嵌合される駆動側弾性部材収容凹部４２が８箇所形成されている。
被駆動側伝達部材４１のウォーム軸６ａ側の端面には、トルク伝達部４４の内周側が嵌合される被駆動側弾性部材収容凹部４３が８箇所形成されている。
そして、弾性部材４０のトルク伝達部４４の外周部及び内周部を夫々駆動側弾性部材収容凹部４２と被駆動側弾性部材収容凹部４３に圧入嵌合している。
本変形例の構成によっても、駆動軸とこの被駆動軸との間のトルクの伝達特性を、伝達するトルクの大きさに応じて２段階に分ける事ができ、駆動軸の回転方向を変える際に、異音が発生する事を防止できる。

本出願は、２０１４年９月１０日出願の日本特許出願・出願番号２０１４―１８４１００および２０１５年２月２５日出願の日本特許出願・出願番号２０１５―０３４８０６に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

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 トルク伝達用継手
１６ 駆動側伝達部材
１７ スプライン軸部
１８ カップリング
１９ 駆動側弾性部材
２０ 被駆動側弾性部材
２１ 外径側凹凸部
２２ 駆動側凹凸部
２３ 内径側凹凸部
２４ 大径部
２５ 小径部
２６ 駆動側第一係合部
２７ 駆動側第二係合部
２８ 括れ部
２９ 係合凹部
３０ 円輪部
３１ 被駆動側第一係合部
３２ 被駆動側第二係合部
３３ 予圧付与機構
３４、３４ａ 凹部
４０ 弾性部材
４１ 被駆動側伝達部材
４２ 駆動側弾性部材収容凹部
４３ 被駆動側弾性部材収容凹部
４４ トルク伝達部
４５ 連結部

Claims (9)

1. 軸方向に関して互いに直列に配置された駆動軸の先端部と被駆動軸の基端部との間でトルクを伝達するトルク伝達用継手であって、
   内外周面の一方の周面に凹部と凸部とを周方向に関して交互に全周に亙って設けた第一凹凸部を、前記駆動軸の先端部周面に設けられた駆動側凹凸部に、周方向の隙間を介在させた状態で係合させ、前記内外周面の他方の周面に凹部と凸部とを周方向に関して交互に全周に亙って設けた第二凹凸部を、前記被駆動軸の基端部周面に設けられた被駆動側凹凸部に、周方向の隙間を介在させた状態で係合させた、カップリングと、
   前記駆動軸と前記カップリングとの間にトルクの伝達を可能に掛け渡された、弾性材製の駆動側弾性部材と、
   前記カップリングと前記被駆動軸との間にトルクの伝達を可能に掛け渡された、弾性材製の被駆動側弾性部材とを備え、
   前記第一凹凸部の周方向に関する凹凸形状と、前記第二凹凸部の周方向に関する凹凸形状とは互いに異なる、トルク伝達用継手。
2. 前記駆動側弾性部材は、周面の軸方向片側部分に全周に亙って設けられた駆動側第一係合部を前記駆動側凹凸部に係合させ、前記周面の軸方向他側部分に全周に亙って設けられた駆動側第二係合部を前記第二凹凸部に係合させており、
   前記被駆動側弾性部材は、周面のうち、軸方向片側部分に全周に亙って設けられた、被駆動側第一係合部を前記第一凹凸部に係合させ、前記周面の軸方向他側部分に全周に亙り設けられた被駆動側第二係合部を前記被駆動側凹凸部に係合させており、
   前記第一凹凸部と前記駆動側凹凸部との間の周方向の隙間は、前記駆動側第一係合部と前記駆動側凹凸部との間の周方向の隙間、及び、前記駆動側第二係合部と前記第二凹凸部との間の周方向の隙間より大きく、
   前記第二凹凸部と前記被駆動側凹凸部との間の周方向の隙間は、前記被駆動側第一係合部と前記第一凹凸部との間の周方向の隙間、及び、前記被駆動側第二係合部と前記被駆動側凹凸部との間の周方向の隙間よりも大きい、請求項１に記載のトルク伝達用継手。
3. 前記第一凹凸部と前記駆動側凹凸部との係合部の少なくとも軸方向片端部で、前記第一凹凸部と前記駆動側凹凸部との間の周方向の隙間が軸方向片側に向かう程大きくなっている、請求項１または２に記載のトルク伝達用継手。
4. 前記第一凹凸部を構成する隣接する凹部の互いに対向する周方向両側面が、少なくとも前記軸方向片端部で前記軸方向片側に向かう程互いに離隔する方向に傾斜している、請求項３に記載のトルク伝達用継手。
5. 前記駆動軸と前記被駆動軸との間に前記トルク用継手を組み付けた状態で、前記駆動側弾性部材と前記被駆動側弾性部材とのうちの少なくとも一方の弾性部材が、軸方向の弾力を有する、請求項１〜４に記載のトルク伝達用継手。
6. 前記駆動側弾性部材は、前記軸方向片側部分に設けられ前記駆動側第一係合部を有する大径部と、前記軸方向他側部分に設けられ前記駆動側第二係合部を有する小径部と、前記大径部と前記小径部の軸方向中間部に設けられた括れ部を備える、請求項５に記載のトルク伝達用継手。
7. 固定の部分に回転不能に支持されたハウジングと、
   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操舵用回転軸と、
   前記ハウジングの内部で前記操舵用回転軸の一部に、前記操舵用回転軸と同心に支持されて、前記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、前記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、
   前記ウォームを回転駆動する電動モータとを備え、
   前記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、
   前記トルク伝達用継手が、請求項１〜６のうちの何れか１項に記載の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。
8. 前記ウォーム軸の先端部と前記ハウジングとの間に、前記ウォームを前記ウォームホイールに向けて弾性的に押圧する予圧付与機構が設けられた、請求項７に記載した電動式パワーステアリング装置。
9. 前記出力軸の先端部とウォーム軸の基端部とは径方向に重畳して配置されている、請求項７または８に記載した電動式パワーステアリング装置。

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