JP2005069470A - 動力伝達機構とこれを組み込んだ電動式パワーステアリング装置及び弾性歯付リングの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 徒にコストを上昇させたり、電動モータ３０の回転軸４０及びウォーム軸２９の曲げ剛性を低くする事なく、耳障りな異音の発生を抑える。
【解決手段】 上記回転軸４０の先端部の外周面に設けた雄スプライン部４７と、上記ウォーム軸２９の基端部の内周面に設けた雌スプライン部４８との間に、その外周面に外歯５０を、その内周面に内歯５１を、それぞれ有する弾性歯付リング４９を設ける。この弾性歯付リング４９は、合成ゴム製の本体部５２の内部に、複数の円環状の芯線を包埋しており、上記外歯５０を上記雌スプライン部４８に、上記内歯５１を上記雄スプライン部４７に、それぞれスプライン係合させる。
【選択図】 図６

Description

この発明は、自動車の操舵装置に組み込み、電動モータの出力を補助動力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為の電動式パワーステアリング装置等に組み込む動力伝達機構の改良に関する。

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。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。電動式パワーステアリング装置は、油圧式のパワーステアリング装置に比べて小型・軽量にでき、補助動力の大きさ（トルク）の制御が容易で、しかもエンジンの動力損失が少ない等の利点がある。図３３は、この様な電動式パワーステアリング装置の、従来から知られている基本構成の１例を略示している。

ステアリングホイール１の操作に基づいて回転するステアリングシャフト２の中間部には、このステアリングホイール１からこのステアリングシャフト２に加えられるトルクの方向と大きさとを検出するトルクセンサ３と、減速機４とを設けている。この減速機４の出力側は上記ステアリングシャフト２の中間部に結合し、同じく入力側は電動モータ５の回転軸に結合している。又、上記トルクセンサ３の検出信号は、車速を表す信号と共に、上記電動モータ５への通電を制御する為の制御器６に入力している。又、上記減速機４として従来から、大きなリード角を有し、動力の伝達方向に関して可逆性を有するウォーム減速装置を、一般的に使用している。即ち、回転力受取部材であるウォームホイールを上記ステアリングシャフト２の中間部に固定すると共に、回転力付与部材であり上記電動モータ５の回転軸に結合固定したウォーム軸のウォームを、上記ウォームホイールと噛合させている。

操舵輪１４に舵角を付与する為、上記ステアリングホイール１を操作し、上記ステアリングシャフト２が回転すると、上記トルクセンサ３がこのステアリングシャフト２の回転方向とトルクとを検出し、その検出値を表す信号を上記制御器６に送る。するとこの制御器６は、上記電動モータ５に通電して、上記減速機４を介して上記ステアリングシャフト２を、上記ステアリングホイール１に基づく回転方向と同方向に回転させる。この結果、上記ステアリングシャフト２の先端部（図３３の下端部）は、上記ステアリングホイール１から付与された力に基づくトルクよりも大きなトルクで回転する。

この様なステアリングシャフト２の先端部の回転は、自在継手７、７及び中間シャフト８を介してステアリングギヤ９の入力軸１０に伝達される。この入力軸１０は、上記ステアリングギヤ９を構成するピニオン１１を回転させ、ラック１２を介してタイロッド１３を押し引きし、操舵輪１４に所望の舵角を付与する。上述した説明から明らかな通り、上記ステアリングシャフト２の先端部から自在継手７を介して中間シャフト８に伝達されるトルクは、上記ステアリングホイール１から上記ステアリングシャフト２の基端部（図３３の上端部）に加えられるトルクよりも、上記電動モータ５から減速機４を介して加えられる補助動力分だけ大きい。従って、上記操舵輪１４に舵角を付与する為に運転者が上記ステアリングホイール１を操作する為に要する力は、上記補助動力分だけ小さくて済む様になる。

上述した様な従来から一般的に使用されている電動式パワーステアリング装置の場合、電動モータ５とステアリングシャフト２との間に設ける減速機４として、ウォーム減速機を使用している。又、この電動モータ５の出力軸と減速機４を構成する入力軸とを、これら両軸のうちの一方に設けた雄スプライン部と他方に設けた雌スプライン部とをスプライン係合させて成るスプライン係合部により連結する事が、一般的に行なわれている。但し、それぞれが金属製である上記出力軸と入力軸とをこのスプライン係合部により連結する場合で、これら両軸に設けた雄スプライン部と雌スプライン部とを負の隙間で嵌合させる（締り嵌めとする）と、組立作業が相当に面倒になる。この様な事情から、上記雄、雌両スプライン部同士を正の隙間で嵌合させる（隙間嵌めとする）事が従来から行なわれているが、この隙間が大きくなった場合には、使用時に、これら雄、雌両スプライン部を構成する歯面同士が強く衝合して、耳障りな歯打ち音が発生し易くなる。従って、この隙間を正の値でできるだけ小さく規制する必要がある。但し、この為には、各部の寸法を厳密に管理する必要があり、電動式パワーステアリング装置のコストを著しく上昇させる原因となる。

一方、上記ウォーム減速機を構成するウォーム軸のウォームとウォームホイールとの歯面同士の間に存在する不可避なバックラッシュが大きくなると、これら歯面同士が強く衝合して、耳障りな歯打ち音が発生する可能性がある。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、上記バックラッシュの存在により、耳障りな歯打ち音が発生する。この様な事情に鑑みて、近年は、ウォーム減速機を構成するギヤハウジングとウォーム軸との間に弾力付与手段を設けて、この弾力付与手段により、このウォーム軸に、ウォームホイールに向かう方向の弾力を付与する事が考えられている。この構成によれば、ウォーム軸の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を抑える事ができる為、上記歯打ち音の発生を抑える事ができる。

但し、この構成によりこの歯打ち音の発生を抑える場合には、上記ウォーム軸を上記電動モータ５の回転軸に対し傾斜させる為、これら両軸５の間に設けたスプライン係合部を構成する各歯の一部が抉られる可能性がある。これに対して、これら各歯が抉られるのを防止すべく、このスプライン係合部を構成する雄、雌両スプライン部の剛性を高くした場合には、これら両スプライン部の歯面同士の間での歯打ち音が生じ易くなる。この為、上記電動モータ５の回転軸に対する上記ウォーム軸の傾斜を可能にしつつこの歯打ち音の発生を抑える為には、上記雄、雌両スプライン部同士の間の隙間を更に厳密に規制すると言った、困難な作業を行なわなければならず、電動式パワーステアリング装置のコストを更に上昇させる原因となる。

一方、上記ウォーム軸の端部と電動モータ５の回転軸の端部とを、スプライン係合部ではなく、弾性継手により連結する事も考えられているが、この構成を採用する場合には、これら両軸を大きく設計変更する必要があり、コストの上昇が大きくなる事が避けられない。

この様な事情に鑑みて、特許文献１に記載された構造の場合には、上記ウォーム軸と電動モータの回転軸とのうちの一方の端部に設けた雄スプライン部と、他方の端部に設けた雌スプライン部との間に、その断面の直径を円周方向に変化させたＯリングを設けている。この構成によれば、このＯリングのうちの断面の直径が大きい部分により、上記雄、雌両スプライン部の間部分の一部を弾性的に押し広げる事ができ、これら雄、雌両スプライン部の一部同士を強く当接させる事ができる。この為、これら雄、雌両スプライン部の歯面同士が衝合する事による歯打ち音の発生を、比較的安価な構造で抑える事ができる可能性がある。

但し、上記特許文献１に記載された構造で、上記ウォーム軸と電動モータの回転軸との双方を、固定の部分に対し軸受により回転自在に支持する場合には、上記雄、雌両スプライン部の一部同士を強く当接させる為に、上記ウォーム軸と回転軸とのうちの少なくとも一方の軸の曲げ剛性を或る程度低くしなければならない。これに対して、これら両軸の曲げ剛性を低くできない場合には、上記雄、雌両スプライン部の歯面同士が衝合する事による異音の発生を十分に抑える事ができない可能性がある。又、上記ウォーム軸と回転軸とに予め偏心誤差がある場合や、これら両軸が同軸上に位置せず、これら両軸に偏角誤差がある場合等に於いても、上記Ｏリングにより、上記雄、雌両スプライン部の一部同士を強く当接させる事ができず、これら両スプライン部の歯面同士が衝合する事による異音の発生を十分に抑える事ができない可能性がある。

又、近年は、電動モータの回転力をボールねじ機構により軸方向の力に変換して、この力を補助動力としてラックに付与する、所謂ラックアシスト式の電動式パワーステアリング装置が考えられ、実際に使用されている。この様なラックアシスト式の電動式パワーステアリング装置の場合には、減速機の出力軸又は電動モータの回転軸と、ボールねじ機構を構成するボールナットとを、スプライン係合部により連結する。但し、このスプライン係合部を構成する雄スプライン部と雌スプライン部との歯面同士の間に存在する隙間が大きくなり、これら歯面同士が強く衝合する場合には、耳障りな歯打ち音が発生し易くなる。この為、この様なラックアシスト式の電動式パワーステアリング装置の場合も、上述したウォーム減速機を用いた電動式パワーステアリング装置での、電動モータの回転軸とウォーム軸とのスプライン係合部の場合と同様の不都合が生じる。
一方、上述した技術分野とは異なるが、近年は、それぞれを固定の部分に回転自在に支持した、複数個のプーリの間に、その両側面に複数の歯を設けた歯付ベルトを掛け渡して、これら各プーリの間で回転力を伝達自在とする事が、一部で行なわれている。

特開２００３−３４２５６号公報

本発明は、上述の様な事情に鑑みて、その両側面に複数の歯を設けた歯付ベルトの構造を工夫すると共に、この構造を用いる部分を工夫する事により、徒にコストを上昇させたり、駆動軸と被駆動軸との曲げ剛性を低くする事なく、電動式パワーステアリング装置等に組み込まれる動力伝達機構で、耳障りな異音が発生する事を抑えるべく発明したものである。

本発明の動力伝達機構とこれを組み込んだ電動式パワーステアリング装置のうちの請求項１に記載した動力伝達機構は、駆動軸と被駆動軸との間に設けられて、これら両軸の間で動力を伝達する為のものである。この為に、本発明の動力伝達機構は、雌スプライン部と、雄スプライン部と、弾性歯付リングとを備える。
このうちの雌スプライン部は、上記両軸のうちの一方の軸の端部内周面に設けられている。
又、上記雄スプライン部は、上記両軸のうちの他方の軸の端部外周面に設けられている。
又、上記弾性歯付リングは、上記雌スプライン部とスプライン係合する外歯をその外周面に、上記雄スプライン部とスプライン係合する内歯をその内周面に、それぞれ有する。 そして、上記弾性歯付リングは、外径側及び内径側にそれぞれが弾性材製で径方向に突出する複数ずつの外歯素子部と内歯素子部とを一体的に設けると共に、その外周面でこれら各外歯素子部の外径側表面及びこれら各外歯素子部の間部分と、その内周面でこれら各内歯素子部の内径側表面及びこれら各内歯素子部の間部分とに、それぞれ織布を貼着する事により、上記外歯と内歯とを構成したものである。尚、上記弾性歯付リングは、全体を円筒状としているものの他、全体を欠円筒状としているものも含む。
更に、請求項８に記載した本発明の電動式パワーステアリング装置は、電動モータの出力軸と減速機を構成する入力軸とを、上述の様な動力伝達機構により動力の伝達を自在に結合している。

上述の様な本発明の動力伝達機構及びこれを組み込んだ電動式パワーステアリング装置の場合には、雌スプライン部と雄スプライン部との間に弾性歯付リングを設けている。この為、これら両スプライン部の歯面同士が直接衝合する事を防止でき、これら歯面同士が衝合する事による異音の発生を防止できる。又、上記弾性歯付リングの外径側に、複数の弾性材製の外歯素子部を備えた外歯を設けると共に、この弾性歯付リングの内径側に、複数の弾性材製の内歯素子部を備えた内歯を設けている。この為、上記雄、雌両スプライン部の歯面と上記弾性歯付リングの内歯及び外歯の歯面とが衝合する事による異音を小さくできるか、又はなくせる。

しかも、本発明の場合には、前述の特許文献１に記載された従来構造の場合と異なり、駆動軸及び被駆動軸の曲げ剛性を低くして、これら両軸の一部同士を強く当接させる必要がない。又、上記各内歯素子部と各外歯素子部とが弾性材製である為、上記雄、雌両スプライン部に存在する不可避な寸法誤差を上記内歯及び外歯により吸収し易くできて、寸法管理及び組立作業を容易に行なえる。この為、本発明の動力伝達機構及びこれを組み込んだ電動式パワーステアリング装置のコストの上昇を抑える事ができる。

更に、上記雄、雌両スプライン部に偏心誤差や偏角誤差が存在する場合でも、これらの誤差を吸収しつつ、上記駆動軸と被駆動軸とを、動力の伝達を自在に連結する事が可能になる。

更に、本発明の場合には、上記弾性歯付リングの外周面で上記各外歯素子部の外径側表面及びこれら各外歯素子部の間部分と、この弾性歯付リングの内周面で上記各内歯素子部及びこれら各内歯素子部の間部分とに、それぞれ織布を貼着している。この為、弾性材製である、これら各外歯素子部及び各内歯素子部の歯元のちぎれや、歯面のむしれを防止できる。しかも、上記弾性歯付リングの外周面と内周面とに、それぞれ織布を、全周に亙り連続する状態で貼着した場合には、上記各外歯素子部及び各内歯素子部を変形しにくくできる。この為、駆動軸と被駆動軸との間で伝達可能な動力を大きくできると共に、耐久性の向上を図れる。

従って、本発明の動力伝達機構及びこれを組み込んだ電動式パワーステアリング装置によれば、徒にコストを上昇させたり、駆動軸と被駆動軸との曲げ剛性を低くする事なく、耳障りな異音の発生を抑える事ができる。

本発明の動力伝達機構及びこれを組み込んだ電動式パワーステアリング装置を実施する場合に好ましくは、請求項２に記載した様に、弾性歯付リングを、各外歯素子部と各内歯素子部とを構成する弾性材よりも高い弾性率を有する材料から成る芯材を備えたものとする。
この好ましい構成によれば、弾性歯付リングの剛性を向上させる事ができ、駆動軸と被駆動軸との間で伝達可能な動力をより大きくできると共に、耐久性をより向上させる事ができる。

又、より好ましくは、請求項３に記載した様に、芯材を、円環状と円筒状と欠円環状と欠円筒状とのうちの何れかの形状に形成されたものとし、この芯材の外径側及び内径側にそれぞれ複数ずつの外歯素子部と内歯素子部とを一体的に設ける。
このより好ましい構成によれば、雄、雌両スプライン部に存在する不可避な寸法誤差を内歯及び外歯により吸収し易くする事と、駆動軸と被駆動軸との間で伝達可能な動力を大きくすると共に耐久性を向上させる事とを、より高次元で両立させ易くできる。
即ち、上記雄、雌各スプライン部から上記内歯及び外歯に作用する力は、これら内歯及び外歯の円周方向に関して逆方向に作用する剪断力となる。これに対して、本発明の場合には、弾性歯付リングが、（欠）円環状又は（欠）円筒状に形成された芯材の外径側及び内径側に複数の外歯素子部及び内歯素子部を設けており、且つ、この芯材を構成する材料の弾性率を、弾性歯付リングを構成する弾性材の弾性率よりも高くしている。この為、この弾性歯付リングのうちの上記外歯及び内歯の間部分の剛性を高くできて、この間部分を弾性材のみから造る場合に比べて、上記各外歯素子部及び内歯素子部が変形するのを抑える事ができる。従って、上記駆動軸と被駆動軸との間で伝達可能な動力を大きくできると共に、耐久性の向上を図れる。しかも、上記各外歯素子部及び各内歯素子部の剛性を過度に高くせずに済む。この為、雄、雌両スプライン部に存在する不可避な寸法誤差を内歯及び外歯により吸収し易くする事と、駆動軸と被駆動軸との間で伝達可能な動力を大きくすると共に耐久性を向上させる事とを、より高次元で両立させ易くできる。

又、より好ましくは、請求項４に記載した様に、芯材を、円環状又は欠円環状に形成された芯線とする。
このより好ましい構成によれば、弾性歯付リングの曲げ剛性を過度に高くせずに済み、被駆動軸を駆動軸に対し傾斜させる場合でも、この傾斜が弾性歯付リングにより妨げられにくくなる。

又、より好ましくは、請求項５に記載した様に、各外歯素子部及び各内歯素子部を構成する弾性材を、合成ゴムとする。
このより好ましい構成によれば、動力伝達機構及びこれを組み込んだ電動式パワーステアリング装置のコストの上昇をより抑える事ができる。

又、より好ましくは、請求項６に記載した様に、雌スプライン部又は雄スプライン部を設けた部材の一部に、弾性歯付リングの軸方向の変位を阻止する為の変位阻止部を設ける。
このより好ましい構成によれば、上記弾性歯付リングが上記雄、雌各スプライン部の間部分から外れる事を防止できる。

又、より好ましくは、請求項７に記載した様に、弾性歯付リングを、両側面に外歯素子部と内歯素子部とを有する、断面が１８０度以下の中心角を有する円弧状又は直線状である板状素子を、円筒状又は欠円筒状に曲げ形成する事により造る。
このより好ましい構成によれば、弾性歯付リングの大量生産時の単品当たりの製造コストを低く抑える事ができる。即ち、この弾性歯付リングは、次の様にして造る事ができる。先ず、外径側に外歯素子部を、内径側に内歯素子部を、それぞれ設けた、得るべき弾性歯付リングの円周方向長さよりも２倍以上に大きな円周方向長さを有する、円筒状素材を造る。この円筒状素材の内周面と外周面とには、それぞれ織布を貼着する。そして、この円筒状素材を造る場合には、成形用の金型のキャビティの内周面と外周面とにこれら織布をセットした状態で、固化前の弾性材をこのキャビティ内に送り込む。次いで、このこのキャビティ内から取り出した円筒状素材を、円周方向１カ所又は複数個所で切断する事により、複数個の板状素子を得る。次いで、これら各板状素子を円筒状又は欠円筒状に曲げ形成する事により、複数個の弾性歯付リングを得る。この様にキャビティ内に固化前の弾性材を送り込んで、得るべき弾性歯付リングよりも大きい１個の円筒状素材を得る成形作業を行なう事により、複数個の弾性歯付リングを得る事ができる。この為、弾性歯付リングの単品当たりの製造作業時間の短縮を図れる。この結果、弾性歯付リングの大量生産時の単品当たりの製造コストを低く抑える事ができる。又、上記円筒状素材の直径を、得るべき弾性歯付リングの直径よりも十分に大きくした場合には、この円筒状素材の軸方向長さを、この弾性歯付リングの軸方向長さの２倍以上に大きくできる。この為、円筒状素材を軸方向１個所又は複数個所で切断する事により、１個の円筒状素材の成形により得られる弾性歯付リングの数を、より多くして、係合リングの単品当たりの製造コストをより低く抑える事ができる。

又、本発明の電動式パワーステアリング装置を実施する場合に、より好ましくは、請求項９に記載した電動式パワーステアリング装置の様に、減速機をウォーム減速機とし、ウォーム軸にウォームホイールに向かう方向の弾力を付与する。
この構成によれば、上記ウォーム軸のウォームとウォームホイールとの噛合部での歯打ち音の発生を抑える事ができる。

又、より好ましくは、請求項１０に記載した電動式パワーステアリング装置の様に、減速機の出力軸又は電動モータの回転軸と、ボールナットとを、上述の様な動力伝達機構により動力の伝達を自在に結合する。

又、更に好ましくは、請求項１１に記載した電動式パワーステアリング装置の様に、電動モータの出力軸と、減速機又はボールナットを介してこの電動モータにより補助力を付与される部材との間の補助力伝達経路を構成する回転伝達部材で、弾性歯付リング以外の回転伝達部材の破壊強度のうちの最小の破壊強度よりも、この弾性歯付リングを構成する弾性材の捩り破壊強度を小さくする。
この更に好ましい構成によれば、ステアリングホイールを最大限回転させた場合に、ステアリングシャフトがステアリングストッパにより回転を阻止される一方、補助力伝達経路を構成する部材に電動モータの慣性力により回転させ続ける方向の力が加わる場合でも、自動車の運転時に操舵不能となる事態の発生をより有効に防止できる。即ち、この場合には、補助力伝達経路の回転伝達部材のうちで、互いに係合する回転伝達部材同士の間に過大なトルク差が発生して、これら各回転伝達部材が大きな衝撃力により破損し易くなる可能性がある。この為、何ら対策を施さない場合には、これら各回転部材が結合する様に噛み合って、運転者の力でステアリングホイールを所望の方向に回転させる事ができなくなる可能性がある。これに対して、上述の更に好ましい構成を採用した場合には、上記補助力伝達経路を構成する回転伝達部材同士の間に過大なトルク差が発生した場合に、これら各回転伝達部材のうちで、弾性歯付リングを最も先に破断させる事ができる。この場合には、電動モータの補助力はステアリングシャフト又はこのステアリングシャフトに連結された部材に伝達不能となる。但し、上記各回転伝達部材のうち、弾性歯付リング以外の回転伝達部材の破損を生じにくくできる。この為、運転者の力により上記ステアリングホイールを所望の方向に回転させ易くでき、自動車の運転時に操舵不能となる事態の発生をより有効に防止できる。

図１〜１０は、請求項１〜６、８、９に対応する、本発明の実施例１を示している。本実施例の電動式パワーステアリング装置は、後端部にステアリングホイール１を固定したステアリングシャフト２と、このステアリングシャフト２を挿通自在なステアリングコラム１５と、このステアリングシャフト２に補助トルクを付与する為のアシスト装置１６と、このステアリングシャフト２の前端側に設けたピニオン１１（図３３参照）と、このピニオン１１又はこのピニオン１１に支持した部材と噛合させたラック１２（図３３参照）とを備える。

このうちのステアリングシャフト２は、アウターシャフト１７とインナーシャフト１８とを、スプライン係合部により、回転力の伝達自在に、且つ軸方向に関する変位を可能に組み合わせて成る。又、本実施例の場合には、上記アウターシャフト１７の前端部とインナーシャフト１８の後端部とをスプライン係合させると共に、合成樹脂を介して結合している。従って、上記アウターシャフト１７とインナーシャフト１８とは、衝突時にはこの合成樹脂を破断させて、全長を縮める事ができる。

又、上記ステアリングシャフト２を挿通した筒状のステアリングコラム１５は、アウターコラム１９とインナーコラム２０とをテレスコープ状に組み合わせて成り、軸方向の衝撃が加わった場合に、この衝撃によるエネルギを吸収しつつ全長が縮まる、所謂コラプシブル構造としている。そして、上記インナーコラム２０の前端部を、ギヤハウジング２１を構成する本体部７０とカバー７１とのうち、本体部７０の後端面に結合固定している。このギヤハウジング２１は、この本体部７０の前端部に上記カバー７１を、図示しないボルト等により結合して成る。又、上記インナーシャフト１８を上記ギヤハウジング２１の内側に挿通し、このインナーシャフト１８の前端部を、上記カバー７１の前端面から突出させている。この様なインナーシャフト１８は、後端側に設けた第一のインナーシャフト２２と、前端側に設けた第二のインナーシャフト２３とを同軸上に配置すると共に、これら両シャフト２２、２３の前端部同士を、トーションバー２４（図３）により連結している。

又、上記ステアリングコラム１５は、その中間部を支持ブラケット２５により、ダッシュボードの下面等、車体２６の一部に支承している。又、この支持ブラケット２５と車体２６との間に、図示しない係止部を設けて、この支持ブラケット２５に前方に向かう方向の衝撃が加わった場合に、この支持ブラケット２５が上記係止部から外れる様にしている。又、上記ギヤハウジング２１の上端部も、上記車体２６の一部に支承している。更に、チルト機構及びテレスコピック機構を設ける事により、前記ステアリングホイール１の前後位置及び高さ位置の調節を自在としている。この様なチルト機構及びテレスコピック機構は、従来から周知であり、本発明の特徴部分でもない為、詳しい説明は省略する。

又、上記第二のインナーシャフト２３の前端部で、上記ギヤハウジング２１の前端面から突出した部分は、自在継手７を介して、中間シャフト８（図１）の後端部に連結している。又、この中間シャフト８の前端部に、別の自在継手７を介して、ステアリングギヤ９の入力軸１０（図１）を連結している。前記ピニオン１１は、この入力軸１０に結合している。又、前記ラック１２は、このピニオン１１に噛合させている。尚、地面から車輪を介して中間シャフト８に加わった振動が上記ステアリングホイール１に迄伝達されるのを防止する為、上記各自在継手７、７に振動吸収装置を設ける事もできる。

又、前記アシスト装置１６は、図２〜７に示す様に、上記第二のインナーシャフト２３の中間部に外嵌固定自在なウォームホイール２８と、請求項に記載した被駆動軸であるウォーム軸２９と、弾力付与手段２７と、電動モータ３０と、動力伝達機構３１と、トルクセンサ３（図３３参照）と、制御器６（図３３参照）とを備える。又、このうちの弾力付与手段２７は、上記ギヤハウジング２１の内側にそれぞれ設けた、段付円筒状の軸受ホルダ３２と、第一、第二の玉軸受３３、３４と、揺動軸３５と、コイルばね３６とを備える。又、上記ウォームホイール２８とウォーム軸２９とにより、ウォーム減速機９２を構成している。

上記トルクセンサ３は、前記トーションバー２４の捩れに基づく上記インナーシャフト１８を構成する第一、第二の両インナーシャフト２２、２３の相対回転方向と相対回転量とから、前記ステアリングホイール１からこのステアリングシャフト１８に加えられるトルクの方向と大きさとを検出し、検出値を表す信号（検出信号）を、上記制御器６に送る。そして、この制御器６は、この検出信号に応じて、上記電動モータ３０に駆動の為の信号を送り、所定の方向に所定の大きさで補助トルクを発生させる。

又、上記ウォームホイール２８とウォーム軸２９とは、前記ギヤハウジング２１の内側に設けており、このウォーム軸２９の中間部に設けたウォーム３７に、このウォームホイール２８を噛合させている。又、上記電動モータ３０は、上記ギヤハウジング２１に結合固定したケース３８と、このケース３８の内周面に設けた、永久磁石製のステータ３９（図４）と、このケース３８の内側に設けた、請求項に記載した駆動軸である回転軸４０と、この回転軸４０の中間部にこのステータ３９と対向させる状態で設けたロータ４１（図４）とを備える。

又、上記ケース３８を構成する底板部４２の中心部に設けた凹孔４３の内周面と、上記回転軸４０の基端部（図４の左端部）外周面との間に、第三の玉軸受４４を設けて、上記ケース３８に対しこの回転軸４０の基端部を、回転自在に支持している。又、上記ケース３８の中間部内周縁に設けた隔壁部４５の内周縁と、上記回転軸４０の中間部外周面との間に、第四の玉軸受４６を設けて、この隔壁部４５に対しこの回転軸４０の中間部を回転自在に支持している。

更に、前記動力伝達機構３１は、上記電動モータ３０の回転軸４０の先端部（図２、５、６の右端部）と上記ウォーム軸２９の基端部（図２、５、６の左端部）との間に設けて、これら両軸４０、２９の間で動力を伝達する。この為に、この動力伝達機構３１は、上記回転軸４０の先端部に設けた雄スプライン部４７と、上記ウォーム軸２９の基端部に設けた雌スプライン部４８と、これら両スプライン部４７、４８の間に設けた弾性歯付リング４９とから成る。このうちの弾性歯付リング４９は、図８〜１０に詳示する様に、その外周面に上記雌スプライン部４８（図２、５、６）とスプライン係合する外歯５０を、その内周面に上記雄スプライン部４７（図２、５、６）とスプライン係合する内歯５１を、それぞれ有する。

この様な弾性歯付リング４９は、弾性材である合成ゴムにより円筒状に形成した本体部５２の内部に、複数本の芯線５３、５３を、軸方向複数個所に包埋している。これら各芯線５３、５３は、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維等の強化繊維により円環状に形成している。これら各芯線５３、５３を構成する強化繊維は、上記本体部５２を構成する合成ゴムよりも高い弾性率を有する。そして、この本体部５２の外周面の円周方向等間隔複数個所に、外径側に突出する外歯素子部５４、５４を、それぞれ軸方向全長に亙り形成している。又、上記本体部５２の内周面の円周方向等間隔複数個所に、内径側に突出する内歯素子部５５、５５を、それぞれ軸方向全長に亙り形成している。上記各外歯素子部５４、５４及び各内歯素子部５５、５５の、上記本体部５２の中心軸に対し直交する方向に関するそれぞれの断面形状は、単一の円弧である。尚、この断面形状を、複数の円弧を連続させて成る形状とする事もできる。

又、上記各外歯素子部５４、５４の外径側表面と、上記本体部５２の外周面でこれら各外歯素子部５４、５４の間部分とにナイロン帆布等の織布５６ａを、この外周面の全周に亙り連続する状態で貼着する事により、これら各外歯素子部５４、５４及び上記本体部５２の外径側部分をこの織布５６ａにより覆っている。そして、これら各外歯素子部５４、５４と、上記織布５６ａでこれら各外歯素子部５４、５４の外径側表面を覆った部分とにより、上記外歯５０を構成している。又、上記各内歯素子部５５、５５の内径側表面と、上記本体部５２の内周面でこれら各内歯素子部５５、５５の間部分とにナイロン帆布等の織布５６ｂを、この内周面の全周に亙り連続する状態で貼着する事により、これら本体部５２及び各内歯素子部５５、５５の内径側部分をこの織布５６ｂにより覆っている。そして、上記各内歯素子部５５、５５と、この織布５６ｂでこれら各内歯素子部５５、５５の内径側表面を覆った部分とにより、上記内歯５１を構成している。この構成により、上記複数の芯線５３、５３の外径側と内径側とに、上記外歯５０と内歯５１とが、それぞれ設けられる。又、上記各外歯素子部５４、５４と各内歯素子部５５、５５との円周方向に関する位置及び数を、これら各外歯素子部５４、５４及び各内歯素子部５５、５５同士で一致させている。この為、これら各外歯素子部５４、５４の頂部と内歯素子部５５、５５の頂部との円周方向に関する位置は、互いに一致している。

上述の様に構成する弾性歯付リング４９は、上記外歯５０を上記雌スプライン部４８に、上記内歯５１を上記雄スプライン部４７に、それぞれスプライン係合させる事により、前記電動モータ３０の回転軸４０の先端部とウォーム軸２９の基端部とを、これら両軸４０、２９の相対回転を不能に連結している。この構成により、このウォーム軸２９は、上記回転軸４０と共に回転する。

又、本実施例の場合には、上記電動モータ３０の回転軸４０の先端寄り部分で、上記雄スプライン部４７をその外周面に形成した円柱部５７（図５、６）よりも基端側に外れた部分に、この円柱部５７の基端部の外径よりも直径が大きくなった大径部５８（図５、６）を設けている。又、この大径部５８の直径を、上記弾性歯付リング４９を構成する内歯５１の歯先円の直径よりも大きくしている。そして、この大径部５８の外周面と上記円柱部５７の外周面との連続部である段差面５９（図５、６）に、上記弾性歯付リング４９の一端面（図２、５、６の左端面）を対向させている。又、上記ウォーム軸２９の基端部に設けた雌スプライン部４８の一端部（図２、５、６の右端部）に、歯底を一端側に向かう程浅くなる方向に傾斜させた不完全部６０を設けている。そして、この不完全部６０に、上記弾性歯付リング４９の他端面（図２、５、６の右端面）を対向させている。この構成により、この弾性歯付リング４９の軸方向の変位が、上記段差面５９と不完全部６０とにより規制される。本実施例の場合には、これら段差面５９と不完全部６０とが、請求項６に記載した変位阻止部に相当する。

又、前記軸受ホルダ３２を、前記ギヤハウジング２１の内側に設けると共に、この軸受ホルダ３２の内側に、上記ウォーム軸２９を回転自在に支持している。この軸受ホルダ３２は、基端部に設けた大径筒部６１と先半部に設けた小径筒部６２とを段部６４により連続させた、段付の円筒状に造っている。そして、上記大径筒部６１の内側に、前記第一の玉軸受３３を構成する外輪６３を内嵌固定している。又、この外輪６３の軸方向一端面（図２、５の右端面）を上記段部６４の片面（図２、５の左側面）に突き当てると共に、この外輪６３の軸方向他端面（図２、５の左端面）を、上記大径筒部６１の内周面に係止した係止リング６５により抑え付けている。又、上記ウォーム軸２９の基端寄り部分外周面で、軸方向に関して上記弾性歯付リング４９と一致する部分に、上記第一の玉軸受３３を構成する内輪６６を外嵌固定している。更に、この内輪６６の軸方向一端面（図２、５、６の右端面）を、上記ウォーム軸２９の基端寄り部分外周面に設けた鍔部６７の側面に突き当てると共に、上記内輪６６の軸方向他端面（図２、５、６の左端面）を、上記ウォーム軸２９の基端部外周面に係止した係止リング６８により抑え付けている。尚、上記第一の玉軸受３３として、好ましくは、４点接触型の玉軸受を使用する。

更に、本実施例の場合には、上記軸受ホルダ３２を、上記ギヤハウジング２１の内側に、揺動変位を自在に支持している。この為に、この軸受ホルダ３２を構成する小径筒部６２の基端部で前記ウォームホイール２８側（図２、５の上側）の径方向反対側２個所位置に、１対の第一の通孔６９、６９を形成している。そして、図７に示す様に、前記揺動軸３５を、これら各第一の通孔６９、６９を通じて、上記軸受ホルダ３２の内側に上記ウォーム軸２９を避けつつ挿入すると共に、これら各第一の通孔６９、６９に上記揺動軸３５の両端寄り部分を、隙間嵌めにより内嵌している。又、この揺動軸３５の両端部で、上記各第一の通孔６９、６９から上記軸受ホルダ３２の外側に突出させた部分を、上記ギヤハウジング２１を構成する本体部７０に設けた凹孔７２と第二の通孔７３とに、それぞれ隙間嵌めにより内嵌している。この構成により、上記軸受ホルダ３２は、上記ギヤハウジング２１に対し、上記揺動軸３５を中心とする揺動変位を自在に支持される。

尚、本実施例の場合には、上記本体部７０のうちで上記第二の通孔７３を設けた部分の外周面に、上記ギヤハウジング２１のカバー７１を構成する壁部７４を重ね合わせて、上記第二の通孔７３からの上記揺動軸３５の端部の抜け止めを図っている。又、本実施例の場合と異なり、上記各第一の通孔６９、６９と、上記凹孔７２及び第二の通孔７３とのうちの一方に、上記揺動軸３５の両端寄り部分を締り嵌めにより内嵌固定する事もできる。

又、前記ウォーム軸２９の中心軸ｏ₁ （図２、３、５〜７）上から前記ウォームホイール２８側にずれた位置である、このウォーム軸２９のウォーム３７とこのウォームホイール２８とのピッチ円Ｐ₁ 、Ｐ₂ の交点ｘ（図２、３）を含み、上記ウォーム軸２９の中心軸ｏ₁ と平行な直線Ｌ上の１点Ｑ（図２、５）を定義している。そして、この様に定義した場合に、この点Ｑを通り、且つ、上記ウォームホイール２８の中心軸ｏ₂ （図２、３）と平行な軸を、上記揺動軸３５の中心軸としている。

更に、上記ウォーム軸２９の先端部（図２の右端部）を、前記軸受ホルダ３２を構成する小径筒部６２の内側に、前記第二の玉軸受３４により、回転自在に支持している。又、この小径筒部６２の先端部の外周面と、前記ギヤハウジング２１に設けた凹孔７５の内周面との間に、ゴムの如きエラストマー等の弾性材により造った弾性リング７６を設けている。又、上記小径筒部６２の軸方向中間部で円周方向一部に透孔９０を形成すると共に、上記ウォーム軸２９のウォーム３７の一部で、この透孔９０から上記小径筒部６２外に露出させた部分を、上記ウォームホイール２８と噛合させている。

更に、上記軸受ホルダ３２を構成する大径筒部６１の外周面の円周方向一部に凹孔７７を形成すると共に、この凹孔７７の底面と前記ギヤハウジング２１の内面との間に、前記コイルばね３６を設けている。そして、このコイルばね３６により、上記軸受ホルダ３２及び前記第一の玉軸受３３を介して、上記ウォーム軸２９の基端部に径方向の弾力を付与している。この構成により、このウォーム軸２９は、上記揺動軸３５を中心として、前記ウォームホイール２８に向かう方向に弾性的に揺動変位する。そして、このウォームホイール２８を外嵌固定した前記第二のインナーシャフト２３と上記ウォーム軸２９との、中心軸同士の間の距離が弾性的に縮まって、上記ウォーム３７とウォームホイール２８との歯面同士が、予圧を付与された状態で当接する。

上述の様に、本実施例の動力伝達機構及びこれを組み込んだ電動式パワーステアリング装置の場合には、ウォーム軸２９に設けた雌スプライン部４８と、電動モータ３０の回転軸４０に設けた雄スプライン部４７との間に弾性歯付リング４９を設けている。この為、これら雄、雌両スプライン部４７、４８の歯面同士が直接衝合する事を防止でき、これら歯面同士が衝合する事による異音の発生を防止できる。又、上記弾性歯付リング４９の外径側に、複数の合成ゴム製の外歯素子部５４、５４と織布５６ａの一部とから成る外歯５０を設けると共に、この弾性歯付リング４９の内径側に、複数の合成ゴム製の内歯素子部５５、５５と織布５６ｂの一部とから成る内歯５１を設けている。この為、上記雄、雌両スプライン部４７、４８の歯面と上記弾性歯付リング４９の内歯５１及び外歯５０の歯面とが衝合する事による異音を小さくできるか、又はなくせる。

しかも、本実施例の場合には、前述の特許文献１に記載された従来構造の場合と異なり、上記ウォーム軸２９及び回転軸４０の曲げ剛性を低くして、これら両軸２９、４０の一部同士を強く当接させる必要がない。又、上記各内歯素子部５５、５５と各外歯素子部５４、５４とが弾性材である、合成ゴム製である為、上記雄、雌両スプライン部４７、４８に存在する不可避な寸法誤差を上記内歯５１及び外歯５０により吸収し易くできて、寸法管理及び組立作業を容易に行なえる。この為、本実施例の動力伝達機構及びこれを組み込んだ電動式パワーステアリング装置のコストの上昇を抑える事ができる。

更に、上記雄、雌両スプライン部４７、４８に偏心誤差や偏角誤差が存在する場合でも、これらの誤差を吸収しつつ、電動モータ３０の回転軸とウォーム軸２９とを、動力の伝達を自在に連結する事が可能になる。

更に、本実施例の場合には、上記各外歯素子部５４、５４の外径側表面と上記本体部５２の外周面でこれら各外歯素子部５４、５４の間部分とに織布５６ａを貼着すると共に、上記各内歯素子部５５、５５の内径側表面と上記本体部５２の内周面でこれら各内歯素子部５５、５５とに織布５６ｂを貼着している。この為、合成ゴム製である、これら各外歯素子部５４、５４及び各内歯素子部５５、５５の歯元のちぎれや、歯面のむしれを防止できる。しかも、本実施例の様に、弾性歯付リング４９の外周面と内周面とに、それぞれ１枚ずつの織布５６ａ、５６ｂを、全周に亙り連続する状態で貼着した場合には、これら各外歯素子部５４、５４及び各内歯素子部５５、５５を変形しにくくできる。この為、上記電動モータ３０の回転軸４０とウォーム軸２９との間で伝達可能な動力を大きくできると共に、耐久性の向上を図れる。この結果、本実施例の動力伝達機構及びこれを組み込んだ電動式パワーステアリング装置によれば、徒にコストを上昇させたり、上記電動モータ３０の回転軸４０とウォーム軸２９との曲げ剛性を低くする事なく、耳障りな異音の発生を抑える事ができる。

又、本実施例の場合には、上記各外歯素子部５４、５４及び各内歯素子部５５、５５を合成ゴムにより構成している為、安価な上記弾性歯付リング４９で、弾性変形量を比較的大きくできる。この為、動力伝達機構及びこれを組み込んだ電動式パワーステアリング装置のコスト上昇をより抑える事ができる。尚、本実施例の場合には、上記弾性歯付リング４９の本体部５２を構成する弾性材として、合成ゴムを使用しているが、この合成ゴムの代わりに、合成ゴム以外のエラストマー、合成樹脂等を使用する事もできる。又、本実施例の場合には、上記弾性歯付リング４９の軸方向の変位を、電動モータ３０の回転軸４０に設けた段差面５９と、雌スプライン部４８に設けた不完全部６０とにより規制している。この為、上記回転軸４０に設けた雄スプライン部４７と上記ウォーム軸２９に設けた雌スプライン部４８との間部分から、上記弾性歯付リング４９が外れる事を防止できる。

更に、本実施例の場合には、上記弾性歯付リング４９を、上記本体部５２を構成する合成ゴムよりも高い弾性率を有する材料から成る芯線５３、５３を備えたものとしている。この為、弾性歯付リング４９の剛性をより向上させる事ができ、上記電動モータ３０の回転軸４０とウォーム軸２９との間で伝達可能な動力をより大きくできると共に、耐久性をより向上させる事ができる。

又、本実施例の場合には、上記各芯線５３、５３を、円環状に形成したものとすると共に、これら各芯線５３、５３の外径側及び内径側にそれぞれ複数ずつの外歯素子部５４、５４及び内歯素子部５５、５５とを一体的に設けている。この様な本実施例の場合には、前記各雄、雌両スプライン部４７、４８に存在する不可避な寸法誤差を、弾性歯付リング４９に設けた内歯５１及び外歯５０により吸収し易くする事と、回転軸４０とウォーム軸２９との間で伝達可能な動力を大きくすると共に耐久性を向上させる事とを、より高次元で両立させ易くできる。
即ち、上記雄、雌各スプライン部４７、４８から上記内歯５１及び外歯５０に作用する力は、これら内歯５１及び外歯５０の円周方向に関して逆方向に作用する剪断力となる。これに対して、本実施例の場合には、上記弾性歯付リング４９が、円環状に形成された各芯線５３、５３の外径側及び内径側に上記複数の外歯素子部５４、５４及び内歯素子部５５、５５を設けており、且つ、これら各芯線５３、５３を構成する強化繊維の弾性率を、合成ゴムの弾性率よりも高くしている。この為、上記弾性歯付リング４９のうちの上記外歯５０及び内歯５１の間部分である、本体部５２の剛性を高くできて、この本体部５２を弾性材のみから造る場合に比べて、上記各外歯素子部５４、５４及び内歯素子部５５、５５が変形するのを抑える事ができる。従って、上記回転軸４０とウォーム軸２９との間で伝達可能な動力を大きくできると共に、耐久性の向上を図れる。

即ち、本実施例の場合には、図１０に詳示する様に、上記弾性歯付リング４９を構成する本体部５２の内部に円環状の芯線５３、５３を設けている為、この本体部５２の径方向中間部の剛性を高くできる。この為、電動モータ３０の回転駆動時にこの電動モータ３０の回転軸４０が上記ウォーム軸２９に対し回転する傾向となるのにも拘らず、上記内歯５１及び外歯５０が変形するのを抑える事ができる。これに対して、本実施例の場合と異なり、図１１に示す様に、弾性歯付リング４９の本体部５２ａを、芯線を設けない単なる合成ゴム製とした場合で、この合成ゴムの弾性率を低くした場合には、この本体部５２ａの径方向中間部の剛性が低くなる。この為、上記弾性歯付リング４９の径方向中間部が弾性変形し易くなると共に、各外歯素子部５４、５４及び内歯素子部５５、５５も弾性変形し易くなる。従って、上記電動モータ３０の回転駆動時に、上記回転軸４０が上記ウォーム軸２９に対し回転し易くなり、上記雄、雌各スプライン部４７、４８と内歯５１及び外歯５０とのスプライン係合が外れ易くなる。この結果、図１１に示した構造の場合には、上記回転軸４０とウォーム軸２９との間で伝達可能な動力が小さくなり、耐久性が低下する。本実施例の場合には、上述の様に、本体部５２の内部に芯線５３、５３を設けている為、この様な不都合を生じにくくでき、回転軸４０とウォーム軸２９との間で伝達可能な動力を大きくできると共に、耐久性の向上を図れる。しかも上記各外歯素子部５４、５４及び各内歯素子部５５、５５の剛性を過度に高くせずに済む。この為、雄、雌両スプライン部４７、４８に存在する不可避な寸法誤差を内歯５１及び外歯５０により吸収し易くする事と、上記回転軸４０とウォーム軸２９との間で伝達可能な動力を大きくすると共に耐久性を向上させる事とを、より高次元で両立させ易くできる。

又、本実施例の場合には、上記本体部５２の内部に円環状に形成した複数の芯線５３、５３を設けている。この為、弾性歯付リング４９の曲げ剛性を過度に高くせずに済み、上記ウォーム軸２９を上記回転軸４０に対し傾斜させる場合でも、この傾斜が上記弾性歯付リング４９により妨げられにくくなる。

更に、本実施例の場合には、コイルばね３６と軸受ホルダ３２及び第一、第二の玉軸受３３、３４とを備えた弾力付与手段２７により、上記ウォーム軸２９の先端部に、ウォームホイール２８に向かう方向の弾力を付与している。この為、これらウォームホイール２８とウォーム軸２９のウォーム３７との噛合部に予圧を付与する事ができ、この噛合部での歯打ち音の発生を抑える事ができる。尚、本実施例の場合には、上記ウォーム軸２９のウォーム３７を上記ウォームホイール２８に押し付ける為、このウォーム軸２９を、電動モータ３０の回転軸４０に対し傾斜できる様にしている。この為、本実施例の場合と異なり、これらウォーム軸２９と回転軸４０とを、弾性歯付リング４９を介する事なく直接連結した場合には、このうちの回転軸４０に設けた雄スプライン部４７と、このウォーム軸２９に設けた雌スプライン部４８との間の隙間が大きくなり、これら両スプライン部４７、４８の歯面同士が強く衝合して異音が発生し易くなる。これに対して、本実施例の場合には、上述の様に、電動モータ３０の回転軸４０に設けた雄スプライン部４７と、ウォーム軸２９に設けた雌スプライン部４８との間に弾性歯付リング４９を設けて、これら回転軸４０とウォーム軸２９とを、この弾性歯付リング４９を介して連結している。この為、本実施例の場合には、上記雄、雌両スプライン部４７、４８同士が衝合する事による異音の発生を防止しつつ、上記ウォーム軸２９を大きく傾斜させる事ができ、上記ウォームホイール２８とウォーム３７との噛合部に、所定の予圧を付与し易くできる。

又、上記ウォーム軸２９のウォーム３７とウォームホイール２８との歯面は、これらウォーム軸２９とウォームホイール２８との中心軸に対し捻じれている。この為、本実施例の場合と異なり、このウォーム軸２９の揺動中心軸を、ギヤハウジング２１に対し回転のみ自在に支持した第一の玉軸受３３の中心軸に対し直角に交わる様に設けた場合で、上記ウォーム軸２９に上記ウォームホイール２８に向かう方向の弾力を付与する弾力付与手段を設けた場合には、ステアリングホイール１の両回転方向での戻りに差が生じると言った問題が生じる。又、運転者がこのステアリングホイール１を操作するのに要する力の両回転方向での差が大きくなると言った問題も生じる。この理由に就いて、図１２、１３を用いて、以下に説明する。

図１２、１３に示す様に、ウォーム軸２９の基端部を第一の玉軸受３３により、図示しないギヤハウジングに、回転及びこの第一の玉軸受３３の中心ｏをその中心とする若干の揺動変位を自在に支持する場合を考える。又、上記ウォーム軸２９を、図１２に示す場合と図１３に示す場合とで、互いに逆方向に同じ大きさで回転駆動する。この様な状態では、このウォーム軸２９のウォームとウォームホイール２８との噛合部で、このウォーム軸２９の軸方向に関して、図１２に示す場合と図１３に示す場合とで互いに逆方向の反力Ｆ_a が、このウォームホイール２８からこのウォーム軸２９に加わる。又、上記噛合部で、このウォーム軸２９の径方向に関して、図１２に示す場合と図１３に示す場合とで同じ大きさの反力Ｆ_r が、上記ウォームホイール２８から上記ウォーム軸２９に加わる。

又、上記噛合部と上記ウォーム軸２９の揺動中心ｏとの、このウォーム軸２９の径方向に関する距離をｄとした場合に、ｄ・Ｆ_a なる大きさを有するモーメントＭが、上記ウォーム軸２９に作用する。このモーメントＭの方向は、図１２に示す場合と図１３に示す場合とで、互いに逆になる。そして、上記噛合部と上記ウォーム軸２９の揺動中心ｏとの、このウォーム軸２９の軸方向に関する距離をＬとした場合に、Ｍ／Ｌの大きさの力Ｆ_m が、上記噛合部でこのウォーム軸２９の径方向に作用する。又、この力Ｆ_m の作用方向は、図１２に示す場合と図１３に示す場合とで、互いに逆になる。この為、上記噛合部で上記ウォームホイール２８から上記ウォーム軸２９に径方向に作用する、上記モーメントＭを考慮した実際の力Ｆ_r ´の大きさは、上記ウォームホイール２８が、図１２に示す、一方向に回転する場合に小さくなり（Ｆ_r ´＝Ｆ_r −Ｆ_m ）、図１３に示す、他方向に回転する場合に大きくなる（Ｆ_r ´＝Ｆ_r ＋Ｆ_m ）。

この様に、上記噛合部で上記ウォーム軸２９に径方向に作用する実際の力Ｆ_r ´が大きくなる、上記ウォームホイール２８が他方向に回転する場合（図１３に示す場合）には、上記ウォーム軸２９のウォームの歯面が上記ウォームホイール２８の歯面から離隔し易くなる。この為、図示しない弾力付与手段により上記ウォーム軸２９に、上記ウォームホイール２８に向かう方向に付与する弾力は、このウォームホイール２８が他方向に回転する場合を考慮して大きく設定する必要がある。但し、この様に弾力を大きく設定した場合には、上記ウォームホイール２８が一方向に回転する場合（図１２に示す場合）に、上記各歯面同士が押し付け合う力が過大になる。この為、自動車を旋回走行から直進走行に戻す際の、ステアリングホイール１が中立状態に戻る、戻り性能が一方向で悪化したり、運転者がこのステアリングホイール１を回転させるのに要する力が一方向で過大になり、これら戻り性能や力の、このステアリングホイール１の両回転方向での差が大きくなると言った問題がある。

これに対して、本実施例の場合には、上記ウォーム軸２９の揺動中心軸となる、揺動軸３５を、このウォーム軸２９の中心軸ｏ₁ 上から上記ウォームホイール２８側にずれた位置に、このウォームホイール２８の中心軸ｏ₂ と平行に設けている。この為、上記ウォーム軸２９からこのウォームホイール２８に、電動モータ３０の駆動力を伝達する際に、このウォームホイール２８からこのウォーム軸２９にこのウォーム軸２９の軸方向に反力が加わるのにも拘らず、この軸方向の反力に基づきこのウォーム軸２９に発生するモーメントを小さく若しくは０にできる。この為、上記ウォームホイール２８から上記ウォーム軸２９に加わる径方向の反力が、上記モーメントの影響により変動するのを抑える事ができる。従って、ステアリングホイール１を回転させるのに要する力やこのステアリングホイール１の戻り性能の、両回転方向での差を抑える事ができる。

特に、本実施例の場合には、上記ウォーム軸２９の中心軸ｏ₁ 上から上記ウォームホイール２８側にずれた位置である、このウォーム軸２９のウォーム２０とこのウォームホイール２８とのピッチ円Ｐ₁ 、Ｐ₂ の交点ｘを含み、このウォーム軸２９の中心軸ｏ₁ と平行な直線Ｌ上の１点Ｑを通り、且つ、このウォームホイール２８の中心軸ｏ₂ と平行な軸を、上記揺動軸３５の中心軸としている。この為、上記ウォームホイール２８から上記ウォーム軸２９に、このウォーム軸２９の軸方向に反力が加わるのにも拘らず、この軸方向の反力に基づきこのウォーム軸２９にモーメントが発生する事をなくす（０にする）事ができる。従って、上記ステアリングホイール１を回転させるのに要する力やこのステアリングホイール１の戻り性能の、両回転方向での差をなくす事ができる。

尚、本実施例の場合には、電動モータ３０の回転軸４０に設けた段差面５９と、雌スプライン部４８に設けた不完全部６０とにより構成する変位阻止部により、前記弾性歯付リング４９の軸方向の変位を規制している。但し、請求項６に係る本発明の動力伝達機構は、この様な構造に限定するものではない。例えば、上述した本実施例の動力伝達機構で、弾性歯付リング４９の軸方向の変位を阻止する為の変位阻止部を、雌スプライン部の不完全部や、雄スプライン部を有する部材に設けた段差面以外に、この雌スプライン部を有する部材に設けたスプライン孔のテーパ面若しくは底部、又は段差面等とする事もできる。

又、本実施例の構造で、電動モータ３０の回転軸４０と、ウォーム減速機９２を介してこの電動モータ３０により補助力を付与されるステアリングシャフト２との間の補助力伝達経路を構成する、第二のインナーシャフト２３と、ウォームホイール２８と、ウォーム軸２９と、弾性歯付リング４９と、回転軸４０との各回転伝達部材で、この弾性歯付リング４９以外の部材２３、２８、２９、４０の破壊強度のうち、最小の破壊強度よりも、この弾性歯付リング４９を構成する合成ゴムの捩り破壊強度を小さくする事もできる。
そして、この様に構成した場合には、自動車の運転時に操舵不能となる事態の発生をより有効に防止できる。即ち、自動車の旋回走行時にステアリングホイール１を最大限回転させた場合には、このステアリングホイール１及びステアリングシャフト２が、図示しないステアリングストッパにより回転を阻止される。これに対して、上記補助力伝達経路を構成する回転伝達部材２３、２８、２９、４９、４０には、電動モータ３０の慣性力により回転させ続ける方向の力が加わる。この場合には、上記補助力伝達経路の回転伝達部材２３、２８、２９、４９、４０のうちで互いに係合する回転伝達部材同士の間に過大なトルク差が発生して、これら回転伝達部材２３、２８、２９、４９、４０が大きな衝撃力により破損し易くなる可能性がある。例えば、これら回転伝達部材２３、２８、２９、４９、４０のうち、ウォームホイール２８又はウォーム軸２９が破損し易くなる可能性がある。そして、何ら対策を施さない場合には、この破損により、これら両部材２８、２９同士が結合する様に噛み合って、運転者の力によりステアリングホイール１を回転させようとした場合でも、このステアリングホイール１を所望の方向に回転させる事ができなくなる可能性がある。

これに対して、上述の様に、電動モータ３０の回転軸４０と、ウォーム減速機９２を介してこの電動モータ３０により補助力を付与されるステアリングシャフト２との間の補助力伝達経路を構成する各回転伝達部材２３、２８、２９、４９、４０で、弾性歯付リング４９以外の部材２３、２８、２９、４０の破壊強度のうち、最小の破壊強度よりも、この弾性歯付リング４９を構成する合成ゴムの捩り破壊強度を小さくすると言った構成を採用した場合には、この様な不都合を生じにくくできる。即ち、この構成によれば、ステアリングホイール１がステアリングストッパにより回転を阻止される一方、上記補助力伝達経路を構成する回転伝達部材２３、２８、２９、４９、４０に電動モータ３０の慣性力により回転させ続ける方向の力が加わる事により、これら各回転伝達部材２３、２８、２９、４９、４０同士の間に過大なトルク差が発生した場合に、これら各部材２３、２８、２９、４９、４０のうちで、弾性歯付リング４９を、最も先に破断させる事ができる。この為、上記補助力伝達経路を構成する回転伝達部材２３、２８、２９、４９、４０のうち、弾性歯付リング４９以外の部材２３、２８、２９、４０の破損を生じにくくできる。又、弾性歯付リング４９が内径側と外径側とが互いに逆方向に向かう様に破断した場合には、ステアリングホイール２を円滑に回転させる事が阻止されにくくなる。即ち、弾性歯付リング４９がこの様に破断した場合には、電動モータ３０の回転軸４０とウォーム軸２９とが空回りした状態となる。この場合、この電動モータ３０の回転がこのウォーム軸２９に伝達不能とはなる。但し、上記各回転伝達部材２３、２８、２９、４９、４０のうち、弾性リング４９以外の部材の破損を生じにくくできる。この為、運転者の力によりステアリングホイール２を所望の方向に回転させ易くでき、自動車の運転時に操舵不能となる事態の発生をより有効に防止できる。

次に、図１４は、やはり請求項１〜６、８、９に対応する、本発明の実施例２を示している。本実施例の場合には、弾性歯付リング４９ａを構成する外歯５０及び内歯５１の円周方向に関する位置を、互いに１／２ピッチ分だけずらせている。この構成により、上記外歯５０の頂部と上記内歯５１の底部とが、この外歯５０の底部とこの内歯５１の頂部とが、それぞれ径方向に対向する。

この様な本実施例の場合には、ウォーム軸２９に設けた雌スプライン部４８（図２等参照）の各歯の頂部と、電動モータ３０の回転軸４０に設けた雄スプライン部４７（図２等参照）の各歯の頂部とが円周方向にずれた状態で、上記ウォーム軸２９及びこの回転軸４０が上記弾性歯付リング４９ａとスプライン係合する。この為、上記雌スプライン部４８の各歯の頂部と上記雄スプライン部４７の各歯の頂部とが、それぞれ上記弾性歯付リング４９ａのうちで径方向に関する厚さが大きくなった部分に対向する。従って、上記雄、雌両スプライン部４７、４８での寸法誤差や組み付け誤差が生じた場合でも、これらの誤差を、上記弾性歯付リング４９ａのうちで径方向に関する厚さが大きくなった部分により吸収し易くできる。
その他の構成及び作用に就いては、上述した実施例１の場合と同様である為、同等部分には同一符号を付して重複する説明は省略する。

次に、図１５は、やはり請求項１〜６、８、９に対応する、本発明の実施例３を示している。本実施例の場合には、弾性歯付リング４９ｂを構成する外歯５０と内歯５１との断面形状を台形としている。
その他の構成及び作用に就いては、前述の図１〜１０に示した実施例１の場合と同様である為、同等部分には同一符号を付して重複する説明は省略する。

次に、図１６〜１８は、請求項１、５、６、８、９に対応する、本発明の実施例４を示している。本実施例の場合には、上述した各実施例の場合と異なり、弾性歯付リング４９ｃに芯線５３（図８等参照）を設けていない。即ち、本実施例の場合には、この弾性歯付リング４９ｃを、弾性材である、単なる（内部に芯線５３を包埋しない）合成ゴム製の本体部５２ａの外周面及び内周面の円周方向等間隔複数個所に、それぞれ外歯素子部５４、５４と内側素子部５５、５５とを設けている。

又、上記各外歯素子部５４、５４の外径側表面と、上記本体部５２ａの外周面でこれら各外歯素子部５４、５４の間部分とにナイロン帆布等の織布５６ａを貼着する事により、これら各外歯素子部５４、５４及び上記本体部５２ａの外径側部分をこの織布５６ａにより覆っている。そして、これら各外歯素子部５４、５４と、上記織布５６ａでこれら各外歯素子部５４、５４の外径側表面を覆った部分とにより、外歯５０を構成している。又、上記各内歯素子部５５、５５の内径側表面と、上記本体部５２ａの内周面でこれら各内歯素子部５５、５５の間部分とにナイロン帆布等の織布５６ｂを貼着する事により、これら本体部５２ａ及び各内歯素子部５５、５５の内径側部分をこの織布５６ｂにより覆っている。そして、上記各内歯素子部５５、５５と、この織布５６ｂでこれら各内歯素子部５５、５５の内径側表面を覆った部分とにより、内歯５１を構成している。

上述の様に構成する本実施例の場合には、弾性歯付リング４９ｃに芯線５３を設けていない為、上述した各実施例の場合に比べて、この弾性歯付リング４９ｃの径方向中間部の剛性が低くなる可能性はある。この為、本実施例の場合には、上述した各実施例の場合よりも、電動モータ３０の回転軸４０とウォーム軸２９との間で伝達可能な動力が低くなり、耐久性が低下する可能性はある。但し、本実施例の場合も、本体部５２ａの外周面及び内周面に織布５６ａ、５６ｂを、それぞれ全周に亙り連続する状態で貼着している。この為、上記本体部分５２ａを構成する合成ゴムの弾性率を或る大きさ以上に適切に設定する事で、上記回転軸４０とウォーム軸２９（図２、５、６等参照）との間で伝達可能な動力を、実用上問題が生じない程度に大きくできると共に、耐久性を十分に確保できる。
その他の構成及び作用に就いては、前述の図１〜１０に示した実施例１の場合と同様である為、同等部分には同一符号を付して重複する説明は省略する。

次に、図１９は、やはり請求項１、５、６、８、９に対応する、本発明の実施例５を示している。本実施例の場合には、上述の図１６〜１８に示した実施例４の構造で、弾性歯付リング４９ｄを構成する各外歯素子部５４、５４及び各内歯素子部５５、５５の円周方向に関する位置を、互いに１／２ピッチ分だけずらせている。
その他の構成及び作用に就いては、前述の図１４に示した実施例２及び上述の図１６〜１８に示した実施例４の場合と同様である為、同等部分には同一符号を付して重複する説明は省略する。

次に、図２０は、やはり請求項１、５、６、８、９に対応する、本発明の実施例５を示している。本実施例の場合には、弾性歯付リング４９ｅを構成する各外歯素子部５４、５４と各内歯素子部５５、５５との断面形状を台形としている。
その他の構成及び作用に就いては、前述の図１６〜１８に示した実施例４の場合と同様である為、同等部分には同一符号を付して重複する説明は省略する。

次に、図２１〜２２は、請求項１〜６、１０に対応する、本発明の実施例７を示している。本実施例の電動式パワーステアリング装置の場合には、上述した各実施例の場合と異なり、電動モータ３０の補助トルクを、ウォーム減速機を介してステアリングシャフト２（図１等参照）に付与していない。本実施例の場合には、電動モータ３０の補助トルクを、はすば歯車型の減速機７８とボールねじ機構９８とを介してラック１２に付与する、所謂ラックアシスト式の電動式パワーステアリング装置に本発明を適用している。即ち、本実施例の場合には、上記ラック１２の側方に電動モータ３０を設けている。又、この電動モータ３０の回転軸４０ａとはすば歯車型の減速機７８の入力軸９１とを連結すると共に、この減速機７８の出力軸となる出力歯車７９とボールナット８０とを連結している。これら出力歯車７９とボールナット８０とは、上記ラック１２に周囲に外嵌する状態で設けている。そして、このラック１２の一部外周面に設けた内径側ボールスクリュー溝８１と、上記ボールナット８０の内周面に設けた外径側ボールスクリュー溝８２との間に複数のボール８３、８３を転動自在に設けている。又、上記ボールナット８０を、ハウジング８４に対し回転のみ自在に支持している。又、上記ラック１２を、このハウジング８４に対し軸方向の変位のみを自在に支持している。

この様なラックアシスト式の電動式パワーステアリング装置で、ステアリングホイール１（図１参照）を操作すると、ステアリングシャフト２又はピニオン１１の周囲に設けられたトルクセンサ（図示せず）がこのステアリングシャフト２又はピニオン１１に加えられるトルクの方向と大きさとを検出する。すると、制御器６（図３３参照）がこのトルクセンサから入力された信号に基づき電動モータ３０に通電し、上記減速機７８を介して上記ボールナット８０を回転させる。そして、このボールナット８０の回転により、上記ラック１２が軸方向に変位する。

特に、本実施例の場合には、上記電動モータ３０の回転軸４０ａの先端部に設けた雌スプライン部８５と、上記減速機７８の入力軸９１の一端部（図２１〜２２の左端部）に設けた雄スプライン部８７との間に、前述の図１〜１０に示した実施例１の場合と同様の弾性歯付リング４９を設けて、この弾性歯付リング４９により、上記回転軸４０ａと入力軸８６とを、動力の伝達自在に結合している。更に、上記減速機７８の出力歯車７９に設けた雌スプライン部８８と、上記ボールナット８０に設けた雄スプライン部８９との間に、やはり前述の図１〜１０に示した実施例１の場合と同様の弾性歯付リング４９を設けて、この弾性歯付リング４９により、上記出力歯車７９とボールナット８０とを、動力の伝達自在に結合している。この様な本実施例の場合も、一部の動力伝達部に弾性歯付リング４９、４９を設けている為、これら各動力伝達部での異音の発生を安価に抑える事ができる。尚、本発明の範囲で、これら各弾性歯付リング４９、４９の代わりに、上述した実施例２〜６で使用した弾性歯付リング４９ａ〜４９ｅ等、他の形状及び他の構造を有するものを使用できる事は勿論である。

又、図示は省略するが、ラックアシスト式の電動式パワーステアリング装置で、上述の図２１〜２２に示した構造以外に、電動モータを、この電動モータの回転軸とボールナットの回転軸とが同軸上に位置する様にラックの周囲に設けると共に、この電動モータの回転軸とこのボールナットとを、減速機を介さず直接連結する場合もある。この様な構造の電動式パワーステアリング装置でも、上記電動モータの回転軸とボールナットとの間の動力伝達部に、上述した各実施例で使用した弾性歯付リング４９、４９ａ〜４９ｅを使用する事ができる。
更に、電動モータの回転軸と、減速機又はボールナットを介してこの電動モータの補助力を付与される部材である、ラックとの間の補助力伝達経路を構成する回転伝達部材で、弾性歯付リング以外の部材の破壊強度のうちの最小の破壊強度よりも、この弾性歯付リングの捩り破壊強度を小さくする事もできる。そして、この構成を採用した場合には、自動車の運転時に操舵不能となる事態の発生をより有効に防止できる。

次に、図２３〜２５は、請求項１〜９に対応する、本発明の実施例８を示している。本実施例の場合には、前述の図１〜１０に示した実施例１の構造で、弾性歯付リング４９ｆを、円周方向一部に不連続部９３が存在する欠円筒状に形成している。又、この弾性歯付リング４９ｆの内径側及び外径側の円周方向等間隔複数個所に外歯素子部５４、５４と内歯素子部５５、５５とを、それぞれ軸方向全長に亙って形成している。又、上記弾性歯付リング４９ｆは、表裏両側面の長さ方向等間隔複数個所にそれぞれ幅方向全長に亙って外歯素子部５４、５４と内歯素子部５５、５５とを設けた、断面円弧形の板状素子９４、９４を、欠円筒状に曲げ形成する事により造っている。即ち、上記弾性歯付リング４９ｆは、次の様にして造っている。先ず、図２５（Ａ）に示す様に、全周に亙り連続した、不連続部（切れ目）がない円筒状素材９５を造る。この円筒状素材９５は、合成ゴムにより円筒状に形成した本体部９６と、この本体部９６の軸方向複数個所に離隔する状態で包埋した複数本の芯線５３、５３とを備える。このうちの芯線５３、５３は、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維等の強化繊維により円環状に形成している。又、これら各芯線５３、５３を構成する強化繊維は、上記本体部９６を構成する合成ゴムよりも高い弾性率を有する。

又、この本体部９６の外周面の円周方向等間隔複数個所に軸方向全長に亙って形成した外歯素子部５４、５４と、この外周面に貼着したナイロン帆布等の織布５６ａとにより、外歯５０を構成している。又、上記本体部９６の内周面の円周方向等間隔複数個所に軸方向全長に亙って形成した内歯素子部５５、５５と、この内周面に貼着したナイロン帆布等の織布５６ｂとにより、内歯５１を構成している。又、上記各外歯素子部５４、５４と各内歯素子部５５、５５との円周方向に関する位置及び数を、これら各外歯素子部５４、５４及び各内歯素子部５５、５５同士で一致させている。更に、上記円筒状素材９５の外径Ｄ₁ を、得るべき弾性歯付リング４９ｆの外径Ｄ₂ の２倍以上の整数倍（図示の例の場合には３倍）となる様に、十分に大きくしている。従って、上記円筒状素材９５の円周方向長さは、この弾性歯付リング４９ｆの円周方向長さの２倍以上の整数倍（図示の例の場合には３倍）と大きくなる。

上述の様に構成する円筒状素材９５を造る場合、外周面の円周方向複数個所に軸方向の内歯用溝部を形成した、成形用の軸状の金型（型軸）に織布を被せ（セットし）、その上から複数本の芯線を巻き付け、更にその周囲に、内周面の円周方向複数個所に軸方向の外歯用溝部を形成した筒状の金型に織布を嵌め込んだ（セットした）ものを被せた状態で、上記型軸の外周面と筒状の金型の内周面との間のキャビティ内に固化前の合成ゴム（原料ゴム）を送り込む。そして、加硫により合成ゴムを固化させた後、キャビティ内から円筒状素材９５の完成品を取り出す事により、円筒状素材９５を造る。次いで、この円筒状素材９５を、図２５（Ｂ）に示す様に、軸方向複数個所（図示の例の場合は３個所）で切断すると共に、円周方向複数個所（図示の例の場合は３個所）で切断する事により、複数個の断面円弧形の板状素子９４、９４を得る。尚、図示の例の場合、これら各板状素子９４、９４の断面形状である円弧の中心角は１２０度となる。次いで、図２５（Ｃ）に示す様に、これら各板状素子９４、９４を、直径を小さくした欠円筒状に曲げ形成する事により、複数個の弾性歯付リング４９ｆ、４９ｆを得る。そして、これら複数個の弾性歯付リング４９ｆ、４９ｆのうち、１個の弾性歯付リング４９ｆを、電動モータ３０の回転軸４０に設けた雄スプライン部４７と、ウォーム軸２９に設けた雌スプライン部４８とに係合させる事により、これら両スプライン部４７、４８の回転伝達部を構成する。

上述の様に構成する本実施例の場合には、上述の様にして弾性歯付リング４９ｆを造る為、弾性歯付リング４９ｆの大量生産時の単品当たりの製造コストを低く抑える事ができる。即ち、この弾性歯付リング４９ｆを造る為に、この弾性歯付リング４９ｆの直径よりも大きな直径を有する円筒状素材９５を、キャビティに固化前の合成ゴムを送り込む事により造り、この円筒状素材９５を軸方向複数個所及び円周方向複数個所で切断する事により、複数個の板状素子９４、９４を造っている。そして、これら各板状素子９４、９４を欠円筒状に曲げ形成する事により、複数個の弾性歯付リング４９ｆ、４９ｆを造っている。この様にキャビティに固化前の合成ゴムを送り込んで１個の円筒状素材９５を得る１回の成形作業を行なう事により、複数個の弾性歯付リング４９ｆ、４９ｆを得る事ができる為、弾性歯付リング４９ｆの単品当たりの製造作業に要する時間の短縮を図れる。この結果、この弾性歯付リング４９ｆの大量生産時の単品当たりの製造コストを低く抑える事ができる。

特に、本実施例の様に、円筒状素材９５の外径Ｄ₁ を、得るべき弾性歯付リング４９ｆの外径Ｄ₂ よりも十分に大きくした場合（Ｄ₁ ＞Ｄ₂ ）には、この弾性歯付リング４９ｆの軸方向長さＬ₂ に対するこの円筒状素材９５の軸方向長さＬ₁ の比Ｌ₁ ／Ｌ₂ を十分に大きくできる。図示の例の場合、この比Ｌ₁ ／Ｌ₂ を４と大きくできる。この様に円筒状素材９５の直径を大きくした場合にこの比Ｌ₁ ／Ｌ₂ を大きくできる理由として、次の第一、第二の理由がある。先ず、第一の理由として、上記円筒状素材９５を製造する為の金型の直径を大きくした場合には、この金型の軸方向長さを大きくしても、この金型を製造する際のこの金型の加工精度を良好に確保できる事がある。即ち、上記円筒状素材９５の形状精度は、この金型の加工精度に大きく影響を受ける。そしてこの金型の加工精度を良好に確保する為には、この金型の曲げ剛性を所定の大きさ以上にする必要がある。但し、この金型の厚さ及び材料を同じとした場合で、この金型の直径を小さくした場合には、この金型の軸方向長さを小さくしない限り、上記曲げ剛性を上記所定の大きさ以上にする事はできない。言い換えれば、金型の直径が小さく、且つ、軸方向長さが大きい場合には、この金型の曲げ剛性が低下し易くなり、この曲げ剛性を十分に確保する事が難しくなる。この曲げ剛性を十分に確保できない場合には、この金型の加工精度を十分に確保する事が難しくなる。これに対して、金型の直径を大きくした場合には、この金型の厚さ及び材料を同じにしたままで、この金型の軸方向長さを大きくした場合でも、上記曲げ剛性を上記所定の大きさ以上にする事ができる。この為、上記円筒状素材９５の外径Ｄ₁ を、得るべき弾性歯付リング４９ｆ、４９ｆの外径Ｄ₂ よりも十分に大きくした本実施例の場合には、上記金型の軸方向長さを大きくするのにも拘らず、この金型の加工精度を良好に確保でき、上記円筒状素材９５の軸方向長さＬ₁ の、上記弾性歯付リング４９ｆの軸方向長さＬ₂ に対する比Ｌ₁ ／Ｌ₂ を２以上（図示の例の場合は４）と大きくできる。

更に、上記円筒状素材９５の外径Ｄ₁ を大きくした場合に、得るべき弾性歯付リング４９ｆの軸方向長さＬ₂ に対するこの円筒状素材９５の軸方向長さＬ₁ の比Ｌ₁ ／Ｌ₂ を大きくできる、第二の理由として、この円筒状素材９５の直径を大きくした場合には、この円筒状素材９５の軸方向長さＬ₁ を大きくしても、この円筒状素材９５を金型により製造する場合のこの金型の撓みを小さくできる事がある。即ち、この円筒状素材９５の形状精度を良好に確保する為には、上記金型の加工精度を確保するだけでなく、この円筒状素材９５の製造時のこの金型の撓みを十分に小さく抑える必要もある。これに対して、この円筒状素材９５の直径を大きくした本実施例の場合には、この金型の直径も大きくする事ができ、この金型の軸方向長さを大きくするのにも拘らず、この金型の撓みを小さくできる。この様な第一、第二の理由から、上記円筒状素材９５の直径を大きくした場合には、この円筒状素材９５の形状精度を良好に確保しつつ、得るべき弾性歯付リング４９ｆの軸方向長さＬ₂ に対するこの円筒状素材９５の軸方向長さＬ₁ の比Ｌ₂ ／Ｌ₁ を大きくできる。例えば、図２６に示す様に、全周に亙り連続した、不連続部がない円筒状素材９７から、弾性歯付リング４９ｆを造る場合で、この円筒状素材９７の外径Ｄ₁ ´をこの弾性歯付リング４９ｆの外径Ｄ₂ と同じにした（Ｄ₁ ´＝Ｄ₂ ）場合には、この弾性歯付リング４９ｆの軸方向長さＬ₂ に対する上記円筒状素材９７の軸方向長さＬ₁ ´の比Ｌ₁ ´／Ｌ₂ が２と小さくなる。これに対して、図２５に示す構造の場合には、得るべき弾性歯付リング４９ｆの軸方向長さＬ₂ に対する円筒状素材９５の軸方向長さＬ₁ の比Ｌ₁ ／Ｌ₂ を、４と大きくできる。

この結果、本実施例の場合には、円筒状素材９５の製造後にこの円筒状素材９５を軸方向の途中で切断する個所を多くでき、１個の円筒状素材９５の成形により得られる弾性歯付リング４９ｆの数を多くできる。この為、この弾性歯付リング４９ｆの大量生産時の単品当たりの製造コストをより低く抑える事ができる。又、本実施例の様に、欠円筒状の弾性歯付リング４９ｆを使用する場合でも、この弾性歯付リング４９ｆの直径方向の拡縮は、電動モータ３０の回転軸４０の雄スプライン部４７とウォーム軸２９の雌スプライン部４８（図２、５、６等参照）とにより阻止される。この為、上述した各実施例の場合と同様に、これら両軸４０、２９同士を動力の伝達を自在に連結する事が可能となる。
その他の構成及び作用に就いては、前述の図１〜１０に示した実施例１の場合と同様である為、同等部分には同一符号を付して重複する説明は省略する。

次に、図２７〜２８は、請求項１、５〜９に対応する、本発明の実施例９を示している。本実施例の場合には、前述の図１６〜１８に示した実施例４の構造で、弾性歯付リング４９ｇを、円周方向一部に不連続部９３が存在する欠円筒状に形成している。即ち、本実施例の構造を構成する弾性歯付リング４９ｇの場合、本体部５２ａを、内部に芯線５３（図８〜１０等参照）を包埋しない単なる合成ゴム製としている。そして、この弾性歯付リング４９ｇの円周方向一部に不連続部９３を設けている。

この様に内部に芯線５３を設けていない弾性歯付リング４９ｇを使用する本実施例の場合には、上述の図２３〜２５に示した実施例８の場合に比べて、弾性歯付リング４９ｇの剛性が低くなる可能性はある。但し、本実施例の場合には、この弾性歯付リング４９ｇの外周面及び内周面に織布５６ａ、５６ｂを、それぞれ全周に亙り連続する状態で貼着している。この為、本体部分５２ａを構成する合成ゴムの弾性率を或る大きさ以上に適切に設定する事で、電動モータ３０の回転軸４０とウォーム軸２９との間で伝達可能な動力を、実用上問題が生じない程度に大きくできると共に、耐久性を十分に確保できる。
その他の構成及び作用に就いては、前述の図１６〜１８に示した実施例４、及び上述の図２３〜２５に示した実施例８の場合と同様である為、同等部分には同一符号を付して重複する説明は省略する。

次に、図２９は、請求項１〜９に対応する、本発明の実施例１０を示している。本実施例の場合には、前述の図１４に示した実施例２の構造で、弾性歯付リング４９ｈを、円周方向一部に不連続部９３が存在する欠円筒状に形成している。即ち、本実施例の構造を構成する弾性歯付リング４９ｈの場合、各外歯素子部５４、５４と各内歯素子部５５、５５との円周方向に関する位置を１／２ピッチ分ずつずらせると共に、円周方向一部に不連続部９３を設ける事により、欠円筒状としている。又、本体部５２の内部に、複数の芯線５３を包埋している。
その他の構成及び作用に就いては、前述の図１４に示した実施例２、及び、図２３〜２５に示した実施例８の場合と同様である為、同等部分には同一符号を付して重複する説明は省略する。

次に、図３０は、やはり請求項１〜９に対応する、本発明の実施例１１を示している。本実施例の場合には、前述の図１５に示した実施例３の構造で、弾性歯付リング４９ｉを、円周方向一部に不連続部９３が存在する欠円筒状に形成している。即ち、本実施例の構造を構成する弾性歯付リング４９ｉの場合、各外歯素子部５４、５４及び各内歯素子部５５、５５の断面形状を台形とすると共に、円周方向一部に不連続部９３を設ける事により、欠円筒状としている。又、本体部５２の内部に複数の芯線５３を包埋している。
その他の構成及び作用に就いては、前述の図１５に示した実施例３、及び、図２３〜２５に示した実施例８の場合と同様である為、同等部分には同一符号を付して重複する説明は省略する。

次に、図３１は、請求項１、５〜９に対応する、本発明の実施例１２を示している。本実施例の場合には、前述の図２９に示した実施例１０の構造で、弾性歯付リング４９ｊを構成する本体部５２ａを、芯線５３を包埋しない単なる合成ゴム製としている。
その他の構成及び作用に就いては、前述の図２７〜２８に示した実施例９及び図２９に示した実施例１０の場合と同様である為、同等部分には同一符号を付して重複する説明は省略する。

次に、図３２は、やはり請求項１、５〜９に対応する、本発明の実施例１３を示している。本実施例の場合には、前述の図３０に示した実施例１１の構造で、弾性歯付リング４９ｋを構成する本体部５２ａを、芯線５３を包埋しない単なる合成ゴム製としている。
その他の構成及び作用に就いては、前述の図２７〜２８に示した実施例９及び図３０に示した実施例１１の場合と同様である為、同等部分には同一符号を付して重複する説明は省略する。

本発明の実施例１を、一部を切断して示す図。 図１のＡ−Ａ部分の部分切断面図。 一部を省略して示す、図２のＢ−Ｂ断面図。 電動モータの断面図。 図２の部分拡大図。 図５のＣ部拡大図。 同Ｄ−Ｄ断面図。 弾性歯付リングの斜視図。 図８のＥ−Ｅ断面図。 図５のＦ−Ｆ断面を拡大して示す図。 弾性歯付リングの本体部を弾性材にのみにより造った場合で、この弾性材の弾性係数が低い場合での、改良すべき不都合を説明する為の、図１０と同様の図。 ウォーム軸の揺動中心軸を、ギヤハウジングに対し回転のみ自在に支持した第一の玉軸受の中心軸に対し直角に交差する様に設けた場合で、電動モータの所定方向の回転駆動時にウォームホイールからウォーム軸に加わる反力の方向を説明する為の略断面図。 同じく電動モータの上記所定方向と逆方向の回転駆動時にウォームホイールからウォーム軸に加わる反力の方向を説明する為の略断面図。 本発明の実施例２で使用する弾性歯付リングを示す、図９と同様の図。 同実施例３で使用する弾性歯付リングを示す、図９と同様の図。 同実施例４で使用する弾性歯付リングの斜視図。 図１６のＧ−Ｇ断面図。 本発明の実施例４で弾性歯付リングを構成する弾性材の弾性係数を高くした場合に於ける、図１０と同様の図。 同実施例５で使用する弾性歯付リングを示す、図９と同様の図。 同実施例６で使用する弾性歯付リングを示す、図９と同様の図。 同実施例７のラックアシスト式の電動式パワーステアリング装置を示す部分切断面図。 図２１のＨ部拡大図。 本発明の実施例８で使用する弾性歯付リングの斜視図。 同弾性歯付リングの端面図。 本発明の実施例８で、円柱状素材から複数の弾性歯付リングを造る方法を工程順に示す図。 円柱状素材の直径を弾性歯付リングの直径と同じにした場合に於ける、図２５と同様の図。 本発明の実施例９で使用する弾性歯付リングの斜視図。 同弾性歯付リングの端面図。 同実施例１０で使用する弾性歯付リングの端面図。 同実施例１１で使用する弾性歯付リングの端面図。 同実施例１２で使用する弾性歯付リングの端面図。 同実施例１３で使用する弾性歯付リングの端面図。 本発明の対象となる電動式パワーステアリング装置の１例の全体構造を示す略図。

符号の説明

１ ステアリングホイール
２ ステアリングシャフト
３ トルクセンサ
４ 減速機
５ 電動モータ
６ 制御器
７ 自在継手
８ 中間シャフト
９ ステアリングギヤ
１０ 入力軸
１１ ピニオン
１２ ラック
１３ タイロッド
１４ 操舵輪
１５ ステアリングコラム
１６ アシスト装置
１７ アウターシャフト
１８ インナーシャフト
１９ アウターコラム
２０ インナーコラム
２１ ギヤハウジング
２２ 第一のインナーシャフト
２３ 第二のインナーシャフト
２４ トーションバー
２５ 支持ブラケット
２６ 車体
２７ 弾力付与手段
２８ ウォームホイール
２９ ウォーム軸
３０ 電動モータ
３１ 動力伝達機構
３２ 軸受ホルダ
３３ 第一の玉軸受
３４ 第二の玉軸受
３５ 揺動軸
３６ コイルばね
３７ ウォーム
３８ ケース
３９ ステータ
４０、４０ａ 回転軸
４１ ロータ
４２ 底板部
４３ 凹孔
４４ 第三の玉軸受
４５ 隔壁部
４６ 第四の玉軸受
４７ 雄スプライン部
４８ 雌スプライン部
４９、４９ａ〜４９ｋ 弾性歯付リング
５０ 外歯
５１ 内歯
５２、５２ａ 本体部
５３ 芯線
５４ 外歯素子部
５５ 内歯素子部
５６ａ、５６ｂ 織布
５７ 円柱部
５８ 大径部
５９ 段差面
６０ 不完全部
６１ 大径筒部
６２ 小径筒部
６３ 外輪
６４ 段部
６５ 係止リング
６６ 内輪
６７ 鍔部
６８ 係止リング
６９ 第一の通孔
７０ 本体部
７１ カバー
７２ 凹孔
７３ 第二の通孔
７４ 壁部
７５ 凹孔
７６ 弾性リング
７７ 凹孔
７８ 減速機
７９ 出力歯車
８０ ボールナット
８１ 内径側ボールスクリュー溝
８２ 外径側ボールスクリュー溝
８３ ボール
８４ ハウジング
８５ 雌スプライン部
８６ 入力軸
８７ 雄スプライン部
８８ 雌スプライン部
８９ 雄スプライン部
９０ 透孔
９１ 入力軸
９２ ウォーム減速機
９３ 不連続部
９４ 板状素子
９５ 円筒状素材
９６ 本体部
９７ 円筒状素材
９８ ボールねじ機構

Claims (11)

1. 駆動軸と被駆動軸との間に設けられて、これら両軸の間で動力を伝達する為の動力伝達機構であって、これら両軸のうちの一方の軸の端部内周面に設けられた雌スプライン部と、他方の軸の端部外周面に設けられた雄スプライン部と、この雌スプライン部とスプライン係合する外歯をその外周面に、この雄スプライン部とスプライン係合する内歯をその内周面に、それぞれ有する弾性歯付リングとを備え、この弾性歯付リングは、外径側及び内径側にそれぞれが弾性材製で径方向に突出する複数ずつの外歯素子部と内歯素子部とを一体的に設けると共に、その外周面でこれら各外歯素子部の外径側表面及びこれら各外歯素子部の間部分と、その内周面でこれら各内歯素子部の内径側表面及びこれら各内歯素子部の間部分とに、それぞれ織布を貼着する事により、上記外歯と内歯とを構成したものである動力伝達機構。
2. 弾性歯付リングが、各外歯素子部と各内歯素子部とを構成する弾性材よりも高い弾性率を有する材料から成る芯材を備えたものである、請求項１に記載した動力伝達機構。
3. 芯材が円環状と円筒状と欠円環状と欠円筒状とのうちの何れかの形状に形成されたものであり、この芯材の外径側及び内径側にそれぞれ複数ずつの外歯素子部と内歯素子部とを一体的に設けている、請求項２に記載した動力伝達機構。
4. 芯材が円環状又は欠円環状に形成された芯線である、請求項２又は請求項３に記載した動力伝達機構。
5. 各外歯素子部及び各内歯素子部を構成する弾性材が合成ゴムである、請求項１〜４の何れかに記載した動力伝達機構。
6. 雌スプライン部又は雄スプライン部を設けた部材の一部に、弾性歯付リングの軸方向の変位を阻止する為の変位阻止部を設けた、請求項１〜５の何れかに記載した動力伝達機構。
7. 弾性歯付リングが、両側面に外歯素子部と内歯素子部とを有する、断面が１８０度以下の中心角を有する円弧状又は直線状である板状素子を、円筒状又は欠円筒状に曲げ形成する事により造られたものである、請求項１〜６の何れかに記載した動力伝達機構。
8. 電動モータの出力軸と減速機を構成する入力軸とを、請求項１〜７の何れかに記載した動力伝達機構により動力の伝達を自在に結合した電動式パワーステアリング装置。
9. 減速機がウォーム減速機であり、ウォーム軸にウォームホイールに向かう方向の弾力を付与した、請求項８に記載した電動式パワーステアリング装置。
10. 減速機の出力軸又は電動モータの回転軸と、ボールナットとを、請求項１〜７の何れかに記載した動力伝達機構により動力の伝達を自在に結合した電動式パワーステアリング装置。
11. 電動モータの出力軸と、減速機又はボールナットを介してこの電動モータにより補助力を付与される部材との間の補助力伝達経路を構成する回転伝達部材で、弾性歯付リング以外の回転伝達部材の破壊強度のうちの最小の破壊強度よりも、この弾性歯付リングを構成する弾性材の捩り破壊強度を小さくした、請求項８〜１０の何れかに記載した電動式パワーステアリング装置。

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