JP6384134B2 - 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。

電動式パワーステアリング装置は、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ものであって、斯か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、剛性の回転伝達部材と、この回転伝達部材に軸方向において重ね合わされた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、弾性部材は、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、軸方向において回転伝達部材の第一の径方向突部間に配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、一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おり、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、弾性部材の第二の内周面が剛性の回転伝達部材の第一の内周面の径よりも小さな径を有しているために、第二の内周面で規定される貫通孔に第一の回転軸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、第一の回転軸及び第二の回転軸間において軸心ずれが生じても、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、衝突を弾性部材で阻止でき、而して、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、一対の第二の径方向突部の夫々は、回転伝達部材の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弾性部材の一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弾性部材の一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弾性部材の一対の第二の径方向突部よりも大きな剛性を有している回転伝達部材を介してそのまま行い得、しかも、弾性部材の一対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回転伝達部材で弾性部材の一対の径方向突部の大きな変形を阻止できるために、弾性部材の大きな変形による機械的疲労を低減でき、弾性部材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弾性部材の永久的な変形をも低減できる。

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、弾性部材は、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、弾性部材の第二の基部は、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、弾性部材の一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、斯かる一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、一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一対の第二の径方向突部の夫々が形成されていてもよい。

本発明の軸連結機構の好ましい例では、回転伝達部材は、第一及び第二の回転伝達部材を具備しており、弾性部材は、軸方向において第一及び第二の回転伝達部材間に配されており、第一及び第二の回転伝達部材の夫々は、前記第一の基部及び前記一対の第一の径方向突部を有しており、第二の基部は、軸方向において第一及び第二の回転伝達部材の第一の基部間に配されており、且つ、当該第一及び第二の回転伝達部材の夫々の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、一対の第二の径方向突部は、軸方向において第一及び第二の回転伝達部材の第一の径方向突部間に配されており、第一及び第二の回転伝達部材の夫々の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を軸方向において間に配した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、第二の内周面は、第一及び第二の回転伝達部材の第一の内周面の径よりも小さな径を有している。

斯かる好ましい例では、弾性部材が軸方向において第一及び第二の回転伝達部材に挟まれていると共に弾性部材の第二の内周面が第一及び第二の回転伝達部材の第一の内周面の径よりも小さな径を有しているために、第二の内周面で規定される貫通孔に軸が挿入された場合に、第一の回転軸及び第二の回転軸間において軸心ずれが生じても、第一及び第二の回転伝達部材の第一の内周面への軸の接触、衝突を弾性部材で阻止でき、而して、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上に、第一及び第二の回転伝達部材からなる二つの回転伝達部材で第一の回転軸の回転を第二の回転軸に伝達でき、耐久性を向上し得る。

上記の好ましい例では、第一及び第二の回転伝達部材を相互に結合する結合手段を更に具備していてもよく、この結合手段は、好ましい例では、第一の回転伝達部材の第一の基部の軸方向の一方の端面から第二の回転伝達部材の第一の基部に向かって伸びて第一の回転伝達部材の第一の基部に一体的に設けられていると共に先端で第二の回転伝達部材の第一の基部の軸方向の一方の端面において当該第二の回転伝達部材の第一の基部に引っ掛けられた第一の結合部材と、第二の回転伝達部材の第一の基部の軸方向の他方の端面から第一の回転伝達部材の第一の基部に向かって伸びて第一の回転伝達部材の第一の基部に一体的に設けられていると共に先端で第一の回転伝達部材の第一の基部の軸方向の他方の端面において引っ掛けられた第二の結合部材とを具備しており、この例では、第二の内周面には、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及び第二の結合部材の夫々が嵌合された凹所が設けられていてもよい。

第一及び第二の回転伝達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、第一及び第二の回転伝達部材が結合手段を介して相互に結合されていると、組み付け性を向上できると共に弾性部材の弾性変形による第一及び第二の回転伝達部材の軸方向の相互の離反をなくし得て第一及び第二の回転伝達部材の軸方向の広がりを一定に抑えることができ、しかも、軸心周りの方向において互いに離間して第二の内周面に設けられた凹所に、第一及び第二の結合部材の夫々が嵌合されていると、第一及び第二の結合部材を介して弾性部材が第一及び第二の回転伝達部材に対して位置決めされる結果、第一及び第二の回転軸の相対的な両方向の回転に対して弾性部材による効果を均等に得ることができる。

第一及び第二の結合部材の夫々の好ましい例は、軸方向に伸びて第一及び第二の回転伝達部材の第一の基部のうちの対応の基部に一体的に設けられていると共に対応の凹所に嵌合された結合基体と、この結合基体の径方向外側の面に一体的に設けられていると共に第一及び第二の回転伝達部材の第一の基部のうちの対応の基部の軸方向の他方の端面において引っ掛けられた鉤とを有しており、各結合基体は、凹所の深さより小さい径方向の厚みを有しており、凹所の夫々は、第二の内周面で開口した第一の凹所と、この第一の凹所に連通すると共に対応の結合基体が嵌合された第二の凹所とを有しており、各結合基体は、第一の凹所の深さと第二の凹所の深さとの和より小さい径方向の厚み又は第二の凹所の深さと同一の若しくは第二の凹所より小さい径方向の厚みを有しており、このように各結合基体が凹所の深さより小さい径方向の厚み、好ましくは、第一の凹所の深さと第二の凹所の深さとの和より小さい径方向の厚み、より好ましくは、第二の凹所の深さと同一の若しくは第二の凹所より小さい径方向の厚みを有していると、各結合基体の凹所からの径方向内方への突出をなくし得、結合基体の一方の回転軸への接触、衝突を回避できる。

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弾性部材とを少なくとも一個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、第一の連結基体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回転伝達部材及び弾性部材の第一の内周面及び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各対の第一の径方向突部間のうちの一方の第一の径方向突部間及び軸心周りの方向における一対の第二の径方向突部間のうちの一方の第二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各対の第一の径方向突部間のうちの他方の第一の径方向突部間及び軸心周りの方向における一対の第二の径方向突部間のうちの他方の第二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とよく、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、第一の連結基体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、第一の回転軸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、第二の外周面は、第一の外周面の径よりも大きな径を有していてもよく、斯かる径を第二の外周面が有していると、第一の回転軸及び第二の回転軸間において軸心ずれが生じても、第一の軸方向突部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、衝突を弾性部材で阻止でき、而して、第一の軸方向突部及び第二の軸方向突部と第一の基部との径方向の衝突を回避でき、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。

本発明では、第一の軸方向突部及び第二の軸方向突部の夫々は、第二の外周面に接触する径方向の内面を有していてもよい。

好ましい例では、軸方向において弾性部材の突部に対面する回転伝達部材の突部の夫々は、軸心周りの方向のその中央部では、対面する弾性部材の突部と接触する一方、軸心周りの方向のその縁部では、対面する弾性部材の突部との間で空所を形成するように、軸心周りの方向において中高になっており、斯かる空所が形成されていると、弾性変形での弾性部材の一対の突部における軸心周りの方向の縁部の膨らみを空所で吸収できる結果、回転伝達部材の軸方向において互いに対面する突部の相互離反を避けることができ、而して、安定した回転力の伝達を行い得る。

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、本発明の実施の形態の好ましい例の分解斜視図である。 図２は、図１に示す例の正面図である。 図３は、図１に示す例の図２の一部破断正面図である。 図４は、図２に示すＩＶ−ＩＶ線矢視断面図である。 図５は、図１に示す例の回転伝達部材と弾性部材との組み合わせ右側面説明図である。 図６は、図５に示すＶＩ−ＶＩ線矢視断面説明図である。 図７は、図１に示す例の電動モータ側の連結基体の左側面説明図である。 図８は、図７に示すＶＩＩＩ―ＶＩＩＩ線矢視断面説明図である。 図９は、図１に示す例のステアリング軸側の連結基体の右側面説明図である。 図１０は、図９に示すＸ―Ｘ線矢視断面説明図である。 図１１は、図１に示す例の電動モータ側の回転伝達部材の右側面説明図である。 図１２は、図１１に示すＸＩＩ―ＸＩＩ線矢視断面説明図である。 図１３は、図１に示す例のステアリング軸側の回転伝達部材の右側面説明図である。 図１４は、図１３に示すＸＩＶ―ＸＩＶ線矢視断面説明図である。 図１５は、図１に示す例の弾性部材の右側面説明図である。 図１６は、図１５に示すＸＶＩ―ＸＶＩ線矢視断面説明図である。 図１７は、図１に示す例の弾性部材の一部拡大右側面説明図である。

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１７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Ｏを中心としたＲ方向の回転を回転軸４に伝達する一対の剛性の回転伝達部材６及び７からなる回転伝達部材８と、回転伝達部材６及び７間に配されていると共に回転伝達部材６及び７に軸方向において重ね合わされて当該回転伝達部材６及び７に結合された弾性部材９と、一対の回転伝達部材６及び７を相互に結合する結合手段１０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、円環状の連結基部１１と、連結基部１１の一方の環状面１２に当該環状面１２から軸方向、即ち、Ａ方向に突出して一体的に形成されていると共に軸心Ｏ周りの方向、即ち、Ｒ方向に９０°の等角度間隔で配された二対の軸方向突部１３と、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貫通孔１４とを具備しており、剛性の連結基体５は、円形の連結基部１６と、連結基部１６のＡ方向の一方の円形の端面１７に当該端面１７からＡ方向に突出して一体的に形成されていると共にＲ方向に９０°の等角度間隔で配された二対の軸方向突部１８と、連結基部１６の端面１７の中央部に当該端面１７の中央部からＡ方向に伸びて突出して一体的に設けられた軸としての軸部１９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凹所２０とを具備している。

軸方向突部１３の夫々は、Ｒ方向において一対の剛性回転伝達面としての側面２１及び２２を有しており、軸方向突部１８の夫々もまた、Ｒ方向において一対の剛性回転伝達面としての側面２３及び２４を有しており、軸方向突部１３及び１８の夫々は、径方向、即ち、Ｂ方向に伸びた内面２５及び２６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、連結基部１１と同心に配されていると共に円筒状の内周面３１及び外周面３２を有した円環状の基部３３と、基部３３の円筒状の外周面３２からＢ方向に伸びて基部３３に一体的に設けられていると共にＲ方向において４５°の等角度間隔で互いに離間して配された四対の径方向突部３４と、基部３３の円筒状の内周面３１にＡ方向に伸びると共にＲ方向において９０°の等角度間隔で互いに離間して設けられた四個の同一の深さを有した溝３５と、各溝３５の一端に連接されていると共に基部３３の内周面３１であって環状面１２に対面する基部３３のＡ方向の一方の円環状の端面３６に設けられた四個の係止溝３７とを具備している。

各径方向突部３４は、Ｒ方向において一対の剛性回転伝達面としての側面３８及び３９を有しており、各径方向突部３４のＡ方向における弾性部材９に対面する面４０は、Ｒ方向において中高になっている。

回転伝達部材６と同様に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と共に回転伝達部材６と同様に形成された剛性の回転伝達部材７は、連結基部１６と同心に配されていると共に円筒状の内周面５１及び外周面５２を有した円環状の基部５３と、基部５３の円筒状の外周面５２からＢ方向に伸びて基部５３に一体的に設けられていると共にＲ方向において４５°の等角度間隔で互いに離間して配された四対の径方向突部５４と、基部５３の円筒状の内周面５１にＡ方向に伸びると共にＲ方向において９０°の等角度間隔で互いに離間して設けられた四個の同一の深さを有した溝５５と、各溝５５の一端に連接されていると共に基部５３の内周面５１であって端面１７に対面する基部５３のＡ方向の一方の端面５６に設けられた四個の係止溝５７とを具備して回転伝達部材６と同一に構成されている。

各径方向突部５４は、Ｒ方向において一対の剛性回転伝達面としての側面５８及び５９を有しており、各径方向突部５４のＡ方向において弾性部材９に対面する面６０は、Ｒ方向において中高になっている。

回転伝達部材６と回転伝達部材７とは、弾性部材９を間にして、基部３３と基部５３とが、径方向突部３４の夫々と径方向突部５４の夫々とが夫々Ａ方向において互いに対面するようにして同心に配されている。

回転伝達部材６及び７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９は、Ａ方向において基部３３及び５３に重ね合わされて当該基部３３及び５３と同心であってＡ方向において当該基部３３及び５３間に配されていると共に内周面３１及び５１の径Ｒ１よりも小さな径ｒ１を有している円筒状の内周面７１並びに外周面３２及び５２の径ｒ２よりも大きな径Ｒ３を有している円筒状の外周面７２を有した円環状の基部７３と、基部３３及び５３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７３の円筒状の外周面７２からＢ方向に伸びて基部７３に一体的に設けられていると共にＲ方向において４５°の等角度間隔で互いに離間してＡ方向において径方向突部３４及び５４間に配されており、且つ、これら径方向突部３４及び５４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、重ね合わされている径方向突部３４及び５４におけるＲ方向の幅ｄよりも大きな幅Ｄを有した四対の径方向突部７４と、Ｒ方向において４５°の等角度間隔で互いに離間していると共に内周面７１で開口した凹所７５及び凹所７５に連通する凹所７６を有して内周面７１に設けられた八個の凹所７７とを具備しており、一対の回転伝達部材６及び７に挟まれて、しかも、これらにＡ方向の面で互いに接触して配されており、外周面７２は、軸方向突部１３及び１８の内面２５及び２６に接触している。

弾性部材９は、Ａ方向において回転伝達部材６に対面する面７８及び回転伝達部材７に対面する面７９で平坦になっており、各径方向突部７４をＡ方向において間に配した径方向突部３４及び５４におけるＲ方向の幅ｄよりも大きな幅Ｄを有した当該各径方向突部７４は、Ｒ方向において側面８１及び８２を有している。

回転伝達部材６及び７と回転伝達部材６及び７間に挟まれた弾性部材９とは、基部３３及び５３と基部７３とが、径方向突部３４及び５４の夫々と径方向突部７４の夫々とが夫々Ａ方向において互いに対面してＡ方向に一列に配列されるようにして、しかも、溝３５及び凹所７６と溝５５及び凹所７６との夫々がＡ方向に一列に配列されるようにして、同心に配されている。

軸部１９は、挿入隙間を残して内周面７１の径ｒ１と同一の径をもっており、内周面７１に接して内周面３１及び５１並びに内周面７１で規定される貫通孔８３を貫通して貫通孔８３に挿入されている。

結合手段１０は、基部３３のＡ方向の他方の端面９１から凹所７６を通って基部５３に向かって伸びてＲ方向において９０°の等角度間隔で互いに離間して基部３３に一体的に設けられていると共に先端で基部５３のＡ方向の端面５６の係止溝５７において当該基部５３に引っ掛けられた四個の結合部材９２と、基部５３のＡ方向の他方の端面９３から凹所７６を通って基部３３に向かって伸びてＲ方向において９０°の等角度間隔で互いに離間して基部５３に一体的に設けられていると共に先端で基部３３のＡ方向の端面３６の係止溝３７において当該基部３３に引っ掛けられた四個の結合部材９４とを具備している。

結合部材９２の夫々は、Ａ方向に伸びて基部３３に一体的に設けられていると共に対応の凹所７６及び溝５５にぴったりと嵌合された結合基体９５と、結合基体９５の径方向外側の面９６に一体的に設けられていると共に対応の係止溝５７において基部５３の端面５６に引っ掛けられた鉤９７とを有しており、結合基体９５は、凹所７６及び溝５５の深さと同一の径方向の厚みを有していると共に内周面３１及び５１と面一の内周面９８を有しており、結合部材９４の夫々は、Ａ方向に伸びて基部５３に一体的に設けられていると共に対応の凹所７６及び溝３５にぴったりと嵌合された結合基体９９と、結合基体９９の径方向外側の面１００に一体的に設けられていると共に対応の係止溝３７において基部３３の端面３６に引っ掛けられた鉤１０１とを有しており、結合基体９９は、凹所７６及び溝３５の深さと同一の径方向の厚みを有していると共に内周面５１及び３１と面一の内周面１０２を有しており、これら溝３５及び５５並びに凹所７６は、互いに同一の深さを有している。

このように内周面７１には、Ｒ方向において４５°の等角度間隔で互いに離間していると共に結合部材９２及び９４の結合基体９５及び９９の夫々が嵌合されていると共に同一の深さをもった凹所７６が設けられており、結合基体９５及び９９の夫々は、凹所７６の深さより小さい径方向の厚みを有している。

弾性部材９と、弾性部材９を間にしてしかも結合手段１０により相互に結合された回転伝達部材６及び７とにおいて、連結基体３の軸方向突部１３の夫々は、Ｒ方向において、回転伝達部材６及び７の各対の径方向突部３４及び５４間のうちの一方の径方向突部３４及び５４間、すなわち一つおきの径方向突部３４及び５４間及び弾性部材９の各対の径方向突部７４間のうちの一方の径方向突部７４間、すなわち一つおきの径方向突部７４間に配されており、連結基体５の軸方向突部１８の夫々は、Ｒ方向において、回転伝達部材６及び７の各対の径方向突部３４及び５４間のうちの他方の径方向突部３４及び５４間、すなわち残る一つおきの径方向突部３４及び５４間及び弾性部材９の各対の径方向突部７４間のうちの他方の径方向突部７４間、すなわち残る一つおきの径方向突部７４間に配されており、回転軸２及び４の一定以下のＲ方向の相対回転（捩じり）では、連結基体３の各軸方向突部１３は、Ｒ方向のその各側面２１及び２２で、Ｒ方向において対面する弾性部材９の各径方向突部７４のＲ方向の側面８１及び８２に夫々接触している一方、Ｒ方向において対面する回転伝達部材６及び７の径方向突部３４及び５４の側面３８及び５８並びに３９及び５９に夫々非接触となっており、連結基体５の各軸方向突部１８は、Ｒ方向のその各側面２３及び２４で、Ｒ方向において対面する弾性部材９の各径方向突部７４のＲ方向の側面８１及び８２に夫々接触している一方、Ｒ方向において対面する回転伝達部材６及び７の径方向突部３４及び５４の側面３８及び５８並びに３９及び５９に夫々非接触となっている。

Ａ方向において弾性部材９の径方向突部７４に対面すると共にＲ方向において中高になっている回転伝達部材６及び７の径方向突部３４及び５４の夫々は、Ｒ方向のその中央部では、対面する弾性部材９において対応の径方向突部７４の面７８及び７９の夫々と接触する一方、Ｒ方向のその縁部では、対面する弾性部材９において対応の径方向突部７４の面７８及び７９の夫々との間で空所１１１を形成している。

以上の回転軸２のＲ方向の回転を回転軸４に伝達するように回転軸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Ｒ方向に回転されて、回転軸４のＲ方向の回転は、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Ｒ方向に回転されて、軸方向突部１３による径方向突部７４のＲ方向の変形後における側面３８及び５８への側面２１の接触又は側面３９及び５９への側面２２の接触に基づく軸方向突部１３による径方向突部３４及び５４のＲ方向への押圧を介して連結基体３のＲ方向の回転が連結基体５の軸方向突部１８に伝達されて、これにより回転軸４のＲ方向の回転力に対して回転軸２のＲ方向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。

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Ｒ方向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Ｒ方向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Ｒ方向の相対回転が幅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７４が容易に圧縮変形する結果、斯かる回転軸２の微小なＲ方向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７４の一定以上の圧縮変形後、側面３８及び５８への側面２１の接触又は側面３９及び５９への側面２２の接触が生じて径方向突部７４のそれ以上の圧縮変形を抑止できる結果、径方向突部７４の夫々のクリープによるへたりを防止でき、軸方向突部１３及び１８と径方向突部７４とのＲ方向における側面２１及び２２並びに２３及び２４と側面８１及び８２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Ｒ方向についてのガタが生じ難いことになり、回転伝達部材６及び７は、ステアリングホイールの運転者による手動操作で回転軸４がＲ方向に回転されると共に電動モータの作動で回転軸２がＲ方向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Ｒ方向に相対回転されようとする場合には、側面３８及び５８への側面２１の接触又は側面３９及び５９への側面２２の接触に基づく軸方向突部１３による径方向突部３４及び５４のＲ方向への押圧でもって斯かる一定以上のＲ方向の相対回転に応答して回転軸２のＲ方向の回転を回転軸４に伝達して回転軸４の回転を補助するようになる。

以上のように軸連結機構１によれば、回転伝達部材６及び７間に配されている弾性部材９がＡ方向において回転伝達部材６及び７の径方向突部３４及び５４間の夫々に配されていると共に径方向突部３４及び５４の夫々のＲ方向の幅ｄよりも大きな幅Ｄをもった径方向突部７４を有しており、弾性部材９の各径方向突部７４が回転伝達部材６及び７の径方向突部３４及び５４の夫々の剛性よりも小さな剛性を有している結果、回転軸２のＲ方向の回転の回転軸４への伝達が弾性部材９の径方向突部７４の弾性変形を介して行われるために、回転軸２のＲ方向の微小な回転の回転軸４への伝達を弾性部材９の径方向突部７４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Ｒ方向の相対回転の回転軸４への伝達を弾性部材９の径方向突部７４よりも大きな剛性を有している回転伝達部材６及び７を介してそのまま行い得、しかも、回転軸４に対する回転軸２のＲ方向の一定以上の相対回転では大きい剛性をもった回転伝達部材６及び７で弾性部材９の径方向突部７４の大きな弾性変形を阻止できるために、弾性部材９に対して柔軟性のある剛性の小さい樹脂材料を用いてもクリープによる弾性部材９の永久的な変形を低減でき、その上、一対の回転伝達部材６及び７が結合手段１０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と共に弾性部材９の弾性変形による一対の回転伝達部材６及び７のＡ方向の相互の離反をなくし得て一対の回転伝達部材６及び７のＡ方向の広がりを一定に抑えることができ、而して、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る上に回転軸２及び４間のＲ方向についてのガタをなくし得て、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。

また、軸連結機構１によれば、弾性部材９が結合手段１０の両結合部材９２及び９４を介して一対の回転伝達部材６及び７に対してＲ方向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Ｒ方向の両方の回転に対して弾性部材９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によれば、空所１１１が形成されているために、弾性部材９の各径方向突部７４におけるＲ方向の縁部の圧縮変形されて潰れた膨らみを空所１１１で吸収できる結果、一対の回転伝達部材６及び７のＡ方向において互いに対面する径方向突部３４及び５４の相互離反を避けることができる上に、圧縮変形されて潰れた弾性部材９の径方向突部７４の一部が径方向突部３４及び５４の側面３８及び３９並びに５８及び５９に展延して径方向突部３４及び５４の側面３８及び３９並びに５８及び５９を覆うことがなくなる結果、弾性部材９の各径方向突部７４のクリープによるへたりをより効果的に防止でき、而して、一対の回転伝達部材６及び７のＲ方向の剛性を維持でき、安定した回転力の伝達を行い得る。

加えて、軸連結機構１によれば、弾性部材９の内周面７１が回転伝達部材６及び７の内周面３１及び５１の径Ｒ１よりも小さな径ｒ１を有しているために、回転軸２及び４間において軸心ずれが生じても、剛性の回転伝達部材６及び７の内周面７１への軸部１９の接触、衝突を弾性部材９で阻止でき、而して、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、各結合基体９９が凹所７６及び溝３５の深さと同一の径方向の厚みを有しているため、各結合基体９９の凹所７６及び溝３５からのＢ方向内方への突出をなくし得、結合基体９９の軸部１９への接触、衝突を回避でき、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、外周面７２が外周面３２及び５２の径ｒ２よりも大きな径Ｒ３を有しているために、回転軸２及び４間において軸心ずれが生じても、軸方向突部１３及び１８の内面２５及び２６の外周面３２及び５２への接触、衝突を弾性部材９で阻止でき、而して、軸方向突部１３及び１８と基部３３及び５３とのＢ方向の衝突を回避でき、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。

上記の例の軸連結機構１は、一個の弾性部材９からなっているが、これに代えて、二個以上の弾性部材９からなっていてもよく、回転伝達部材６及び７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１３及び１８、回転伝達部材６及び７の径方向突部３４及び５４、弾性部材９の径方向突部７４、結合手段１０の結合部材９２及び９４並びに弾性部材９の凹所７５は、上記の個数に限らないのであり、また、軸部１９を連結基部１１に設けてもよく、更には、軸部１９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く、一方、各結合基体９９は、凹所７５の深さと凹所７６の深さとの和、即ち、凹所７７の深さより小さいＢ方向の厚みを有していてもよい。

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

Claims (13)

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第一及び第二の回転軸を連結する軸連結機構であって、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、回転伝達部材と、この回転伝達部材に軸方向において重ね合わされた弾性部材とを具備しており、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、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、弾性部材は、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、軸方向において回転伝達部材の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、第一の連結基体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回転伝達部材及び弾性部材の第一の内周面及び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第一の径方向突部間及び軸心周りの方向における一対の第二の径方向突部間のうちの一方の第二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第一の径方向突部間及び軸心周りの方向における一対の第二の径方向突部間のうちの他方の第二の径方向突部間に配されており、第二の基部は、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、一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おり、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. 回転伝達部材は、第一及び第二の回転伝達部材を具備しており、弾性部材は、軸方向において第一及び第二の回転伝達部材間に配されており、第一及び第二の回転伝達部材の夫々は、前記第一の基部及び前記一対の第一の径方向突部を有しており、第二の基部は、軸方向において第一及び第二の回転伝達部材の第一の基部間に配されており、且つ、当該第一及び第二の回転伝達部材の夫々の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、一対の第二の径方向突部は、軸方向において第一及び第二の回転伝達部材の第一の径方向突部間に配されており、第一及び第二の回転伝達部材の夫々の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を軸方向において間に配した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、第二の内周面は、第一及び第二の回転伝達部材の第一の内周面の径よりも小さな径を有している請求項１に記載の軸連結機構。
3. 第一及び第二の回転伝達部材を相互に結合する結合手段を更に具備しており、結合手段は、第一の回転伝達部材の第一の基部の軸方向の一方の端面から第二の回転伝達部材の第一の基部に向かって伸びて第一の回転伝達部材の第一の基部に一体的に設けられていると共に先端で第二の回転伝達部材の第一の基部の軸方向の一方の端面において当該第二の回転伝達部材の第一の基部に引っ掛けられた第一の結合部材と、第二の回転伝達部材の第一の基部の軸方向の他方の端面から第一の回転伝達部材の第一の基部に向かって伸びて第一の回転伝達部材の第一の基部に一体的に設けられていると共に先端で第一の回転伝達部材の第一の基部の軸方向の他方の端面において引っ掛けられた第二の結合部材とを具備しており、第二の内周面には、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及び第二の結合部材の夫々が嵌合された凹所が設けられている請求項２に記載の軸連結機構。
4. 第一及び第二の結合部材の夫々は、軸方向に伸びて第一及び第二の回転伝達部材の第一の基部のうちの対応の基部に一体的に設けられていると共に対応の凹所に嵌合された結合基体と、この結合基体の径方向外側の面に一体的に設けられていると共に第一及び第二の回転伝達部材の第一の基部のうちの対応の基部の軸方向の他方の端面において引っ掛けられた鉤とを有しており、各結合基体は、凹所の深さより小さい径方向の厚みを有している請求項３に記載の軸連結機構。
5. 凹所の夫々は、第二の内周面で開口した第一の凹所と、この第一の凹所に連通すると共に対応の結合基体が嵌合された第二の凹所とを有しており、各結合基体は、第一の凹所の深さと第二の凹所の深さとの和より小さい径方向の厚み又は第二の凹所の深さと同一の若しくは第二の凹所より小さい径方向の厚みを有している請求項４に記載の軸連結機構。
6. 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１から５のいずれか一項に記載の軸連結機構。
7. 軸は、第一の連結基体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１から６のいずれか一項に記載の軸連結機構。
8. 軸は、第一の回転軸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１から６のいずれか一項に記載の軸連結機構。
9. 第二の外周面は、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から８のいずれか一項に記載の軸連結機構。
10. 第一の軸方向突部及び第二の軸方向突部の夫々は、第二の外周面に接触する径方向の内面を有している請求項１から９のいずれか一項に記載の軸連結機構。
11. 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１０のいずれか一項に記載の軸連結機構。
12. 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第一及び第二の回転軸を連結する軸連結機構であって、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、相互に結合されている第一及び第二の回転伝達部材と、この第一及び第二の回転伝達部材間に配されている弾性部材とを具備しており、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、第一及び第二の回転伝達部材の夫々は、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、弾性部材は、軸方向において第一及び第二の回転伝達部材の第一の基部間に配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及び第二の回転伝達部材の第一の径方向突部間に配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、第一の連結基体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及び第二の回転伝達部材の第一の内周面並びに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各対の第一の径方向突部間のうちの一方の第一の径方向突部間及び軸心周りの方向における一対の第二の径方向突部間のうちの一方の第二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各対の第一の径方向突部間のうちの他方の第一の径方向突部間及び軸心周りの方向における一対の第二の径方向突部間のうちの他方の第二の径方向突部間に配されており、第二の基部は、第一及び第二の回転伝達部材の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、一対の第二の径方向突部の夫々は、第一及び第二の回転伝達部材の夫々の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を軸方向において間に配した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、第二の内周面は、第一及び第二の回転伝達部材の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。
13. 第二の外周面は、第一及び第二の回転伝達部材の第一の外周面の径よりも大きな径を有している請求項１２に記載の軸連結機構。

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