JP2015031346A - 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
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Abstract
【解決手段】出力軸の端部に支持した駆動側伝達部材16aと、ウォーム軸の端部に支持した被駆動側伝達部材17aとの間に、弾性材製で略十字筒状の緩衝部材18aを組み込む。そして、この緩衝部材18aを構成する被挟持部33a、33bを、駆動側腕部21aと被駆動側腕部23aとの間に介在させる。又、出力軸とウォーム軸との端面同士の間に挟持されるダンパ部26を、円周方向に隣り合う被挟持部33a、33b同士の内径側端部同士を連続させる内径側連続部41に、複数の連結片45を介して連結すると共に、これら連結片45の両端部同士を、円周方向に関して位相をずらした状態で配置する。
【選択図】図6
Description
即ち、従来構造のトルク伝達用継手15の場合には、前記鋼球19により、前記出力軸12と前記ウォーム軸6との間でスラスト力を伝達する事ができて、このスラスト力が前記緩衝部材18に伝達されない様にする事はできるが、前記鋼球19によりスラスト力を低減(吸収)する事はできない。この為、前記出力軸12と前記ウォーム軸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。又、前記電動モータ7の正転時と逆転時とで、前記ウォーム軸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為、このウォーム軸6は軸方向に変位する(がたつく)傾向になるが、前記鋼球19によっては、この様なウォーム軸6のがたつきを抑制できない。この為、前記ウォーム軸6及び前記出力軸12と前記鋼球19とが勢いよく衝突して、異音を発生させる可能性がある。
又、必要に応じて、緩衝部材の外部からの視認性を高められる構造を実現するものである。
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の駆動側腕部とを備える。
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の被駆動側腕部とを備える。
更に、前記緩衝部材は、複数本の被挟持部を備える。
そして、前記各駆動側腕部と前記各被駆動側腕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腕部と被駆動側腕部との円周方向側面同士の間部分に、前記各被挟持部をそれぞれ介在させている。
尚、連結片の形状は、直線状、折れ曲がり形状、円弧状等、各種形状を採用できる。
例えば前記各連結片を、直線状とした場合には、これら各連結片は前記緩衝部材の放射方向に対して傾斜した状態となる(連結片の中心線は緩衝部材の中心軸上を通過しない)。
又、上述の様な請求項5に記載した発明を実施する場合には、例えば請求項6に記載した発明の様に、前記緩衝部材を、弾性の異なる2種以上の複数の緩衝片から構成する。そして、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、前記ダンパ部を一体的に設ける。
更には、上述の様な請求項5、6に記載した発明を実施する場合には、例えば請求項7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を、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(例えばスナップフィット)により互いに結合する。
尚、前記被挟持組み合わせ部を構成する1対の被挟持部は、上述の様な関係を有する事で、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、傾斜方向は逆向きになる。
又、上述の様な請求項8に記載した発明を実施する場合には、例えば前記各被挟持組み合わせ部を円周方向等間隔4個所に設け、前記緩衝部材を十字筒状とする事ができる。
このうちのハウジングは、固定の部分に支持されて回転する事がない。
又、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。
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。
即ち、本発明の場合には、弾性材製の緩衝部材に一体的に設けたダンパ部を、駆動軸と被駆動軸との端面同士の間で挟持している為、これら駆動軸と被駆動軸とが相対変位した場合にも、衝突に基づく異音が発生する事を有効に防止できる。又、前記ダンパ部が弾性変形する事で、前記駆動軸と前記被駆動軸との間で伝達されるスラスト力の一部を吸収(低減)できる。又、これら駆動軸と被駆動軸との端面同士の間に、前記ダンパ部を軸方向に弾性変形させた状態で挟持すれば、これら両軸を軸方向に関して反対向きに付勢できる為、これら両軸の相対変位を有効に抑制する事もできる。又、緩衝部材とは別個独立してスラスト力の吸収部材を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、ダンパ部の設置位置を、緩衝部材を介して規制できる為、このダンパ部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事ができる。更に、このダンパ部を連結する複数の連結片の両端部のうち、このダンパ部の外周面に連結した内径側端部を、内径側連続部に連結した外径側端部に対して、円周方向に関する位相をずらした状態で配置している為、前記各被挟持部と前記ダンパ部とが径方向に相対変位する事に対する前記各連結片による抵抗を小さくできて(連結片を弾性変形させ易くできて)、前記各被挟持部と前記ダンパ部とを径方向に相対変位させ易くできる。従って、前記駆動軸と前記被駆動軸との偏心を十分に吸収(許容)する事が可能になる。これにより、各部材の寸法誤差や組み付け誤差等の誤差を効果的に吸収する事が可能になる。又、緩衝部材と駆動側、被駆動側各腕部との当接部の面圧が過大になる事を防止できる為、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れる。
又、請求項3に記載した発明によれば、前記各連結片の弾性変形量を大きくできる為、より大きな偏心を吸収する事が可能になる。
又、請求項4に記載した発明によれば、前記各連結片の損傷を有効に防止しつつ、これら各連結片の弾性変形量を確保できる。
図1〜16は、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17〜18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。
先ず、本例の場合には、ゴムやエラストマー等の弾性変形し易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、前記出力軸12aの先端面と前記ウォーム軸6aの基端面との間で挟持している為、前記電動モータ7の運転に伴い、このウォーム軸6aが前記出力軸12aに対して軸方向に変位した場合にも、衝突に基づく異音が発生する事を有効に防止できる。特に本例の場合には、前記出力軸12aの先端面と前記ウォーム軸6aの基端面との間で前記ダンパ部26を軸方向に弾性変形させた状態で挟持している為、前記ウォーム軸6aと前記出力軸12aとを軸方向に関して反対向きに付勢できる(予圧を付与できる)。従って、前記電動モータ7の正転時と逆転時とで、前記ウォーム軸6aに軸方向に関して反対向きのスラスト力が作用する場合にも、このウォーム軸6aの軸方向への変位(がたつき)を有効に抑制できる。又、前記ダンパ部26が弾性変形する事で、前記ウォーム軸6aと前記出力軸12aとの間で伝達されるスラスト力の一部を吸収(低減)する事ができ、残りのスラスト力を伝達できる。この為、前記ウォーム軸6aと前記出力軸12aとの間で伝達されるスラスト力が過大になる事を防止できる。又、前記ダンパ部26が軸方向に弾性変形すると共に、前記各連結片45、45が軸方向に弾性変形する事で、前記緩衝部材18a(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る事を有効に防止できる為、この緩衝部材18aの耐久性を長期間に亙り確保する事もできる。更に、緩衝部材18aとは別個独立してスラスト力の吸収部材を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、前記ダンパ部26の設置位置を、前記緩衝部材18a(内側緩衝片31)を介して規制できる為、このダンパ部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事ができる。
初めに、前記出力軸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する場合を考える。この場合、前記各駆動側腕部21a、21aのうちの回転方向前方側の円周方向側面29a、29aと、前記各被駆動側腕部23a、23aのうちの回転方向後方側の円周方向側面30b、30bとの間で、前記緩衝部材18aを構成する4本の被挟持部33a、33aが挟持される。そしてこの場合に、前記各駆動側腕部21a、21aを構成する円周方向側面29a、29a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いる事に起因して、前記各被挟持部33a、33a(膨出部40a、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る(押し潰される)。そして、前記各被挟持部33a、33aには、前記緩衝部材18aの径方向内方に向いた力が作用する。
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。
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 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 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 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、40b 膨出部
41 内径側連続部
42 内側連続部
43 外側連続部
44 貫通孔
45 連結片
46 係止爪片
47 係合凹部
48 凹溝
Claims (10)
- 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腕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腕部とを備えたものであり、
前記緩衝部材は、複数本の被挟持部を備えたものであり、
前記各駆動側腕部と前記各被駆動側腕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腕部と被駆動側腕部との円周方向側面同士の間部分に、前記各被挟持部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が、円周方向に隣り合う前記各被挟持部の内径側端部同士を連続させる内径側連続部に、円周方向に互いに離隔した複数の連結片を介して連結された状態で、前記緩衝部材と一体的に設けられており、これら各連結片の両端部のうち、前記ダンパ部の外周面に連結された内径側端部が、前記各内径側連続部に連結された外径側端部に対して、円周方向に関する位相がずれた状態で配置されている事を特徴とするトルク伝達用継手。 - 前記各連結片が、前記緩衝部材の中心軸回りに、回転対称に配置されている、請求項1に記載したトルク伝達用継手。
- 前記緩衝部材の軸方向に関する前記各連結片の厚さ寸法が、同方向に関する前記各被挟持部の厚さ寸法よりも小さい、請求項1〜2のうちの何れか1項に記載したトルク伝達用継手。
- 前記緩衝部材の円周方向に関する前記各連結片の幅寸法が、中間部に比べて内径側端部及び外径側端部で大きい、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。
- 前記緩衝部材が、複数の緩衝片を軸方向に重ね合わせて構成されており、このうちの何れかの緩衝片に、前記ダンパ部が一体的に設けられている、請求項1〜4のうちの何れか1項に記載したトルク伝達用継手。
- 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5に記載したトルク伝達用継手。
- 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5〜6のうちの何れか1項に記載したトルク伝達用継手。
- 前記緩衝部材が、この緩衝部材の中心軸を含む仮想平面に関して鏡面対称で、且つ、放射方向に対して径方向外側に向かう程この仮想平面に近づく方向にそれぞれ傾斜したそれぞれが平板状である1対の被挟持部より成る被挟持組み合わせ部を、円周方向等間隔複数個所に配置し、円周方向に隣り合う被挟持部同士の間で、それぞれの外径側端部同士を外径側覆い部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内径側連続部を介して連続させた部分とを、円周方向に関して交互に配置して成る、非円形の筒状に構成されたものである、請求項1〜7のうちの何れか1項に記載したトルク伝達用継手。
- 前記各駆動側腕部又は前記各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、
前記各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、前記各駆動側腕部又は前記各被駆動側腕部のうち他方の腕部を配置すると共に、円周方向に隣り合う被挟持組み合わせ部同士の間部分に、前記各駆動側腕部又は前記各被駆動側腕部のうち一方の腕部を配置して、これら各駆動側腕部とこれら各被駆動側腕部とのうちの何れか片方の腕部の外周側面を前記各外径側覆い部によりそれぞれ覆っている、請求項8に記載したトルク伝達用継手。 - 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1〜9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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