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JP6547899B2 - 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

トルク伝達用継手及び電動式パワーステアリング装置 Download PDF

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JP6547899B2
JP6547899B2 JP2018504495A JP2018504495A JP6547899B2 JP 6547899 B2 JP6547899 B2 JP 6547899B2 JP 2018504495 A JP2018504495 A JP 2018504495A JP 2018504495 A JP2018504495 A JP 2018504495A JP 6547899 B2 JP6547899 B2 JP 6547899B2
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Description

例えば、本発明に係るトルク伝達用継手は、各種機械装置に組み込んで、駆動軸と被駆動軸との間でトルクを伝達する為に利用する。例えば、本発明の電動式パワーステアリング装置は、自動車の操舵装置として利用するもので、電動モータを補助動力源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。
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を軽減する為の装置として、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として、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。この様な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、何れの構造の場合でも、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。但し、ウォーム減速機の場合、何らの対策も施さないと、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基づき、回転軸の回転方向を反転させる際に、歯打ち音と呼ばれる不快な異音が発生する場合がある。
この様な歯打ち音の発生を抑えられる構造として、従来から、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考えられている。図23〜24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。ステアリングシャフト2の後端部には、ステアリングホイール1が取り付けられる。ステアリングシャフト2の前端部は、ハウジング3内に回転自在に支持されている。ステアリングシャフト2により回転駆動される部分に、ウォームホイール4が固定されている。ウォームホイール4と噛合するウォーム歯5は、ウォーム軸6の軸方向中間部に設けられる。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の先端部において転がり軸受9aよりも突出した部分には、押圧駒10が外嵌される。押圧駒10とハウジング3との間には、コイルばね11等の弾性部材が設けられる。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に向けて押圧している。この様な構成により、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。
上述の様な従来構造の場合、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。図示の構造の場合、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の基端部には、開口する状態でスプライン孔13が形成される。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、このスプライン軸部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。但し、実際の場合には、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、上述の図24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の場合には、ウォーム軸6を揺動変位させる必要上、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、このウォーム軸の揺動変位を円滑にすることを目的とした構造が記載されている。この様な特許文献2に記載された発明の場合にも、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反転させる際に、異音が発生する可能性がある。
日本国特開2004−306898号公報 日本国特開2012−131249号公報
本発明は、上述の様な事情に鑑み、駆動軸の回転方向を反転させる際に、異音の発生を抑える事が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。
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あって、駆動側伝達部材と、被駆動側伝達部材と、カップリングとを備える。
前記駆動側伝達部材は、前記駆動軸の端部に、支持、外周面に凹部と凸部とを配置して成る駆動側凹凸部を有する。
又、前記被駆動側伝達部材は、前記被駆動軸の端部に、支持、外周面に凹部と凸部とを配置して成る被駆動側凹凸部を有する。
又、前記カップリングは、高剛性体と、この高剛性体よりも剛性が低い、低剛性体とを組み合わせて成り、内周面の軸方向片端部に凹部と凸部とを配置して成るカップ側第一凹凸部と、内周面の軸方向他端部に凹部と凸部とを配置して成るカップ側第二凹凸部と、内周面の軸方向中間部に凹部と凸部とを交互に配置して成るカップ側第三凹凸部と、このカップ側第三凹凸部の軸方向中間部に結合された隔壁部とを有し、且つ、少なくとも前記カップ側第三凹凸部が前記高剛性体に形成されていると共に前記カップ側第一凹凸部及び前記カップ側第二凹凸部を構成する凹部が前記低剛性体に形成されている。尚、前記隔壁部は、前記高剛性体と前記低剛性体とのうちの、何れの側に形成されていても良い。
又、前記駆動側凹凸部が前記カップ側第一凹凸部に係合していると共に、
前記駆動側凹凸部が前記カップ側第三凹凸部のうち前記隔壁部よりも軸方向片側に位置する部分に、前記駆動側凹凸部と前記カップ側第一凹凸部との係合部に付与される(前記駆動側凹凸部を構成する凸部と前記カップ側第一凹凸部を構成する凸部との周方向側面同士の間に設けられる)周方向隙間(ゼロの場合を含む。)よりも大きい周方向隙間を介在させた状態(前記駆動側凹凸部を構成する凸部と前記軸方向片側のカップ側第三凹凸部を構成する凸部との周方向側面同士の間に、当該周方向隙間を設けた状態)で係合している。
又、前記被駆動側凹凸部が前記カップ側第二凹凸部に係合していると共に、前記被駆動側凹凸部が前記カップ側第三凹凸部のうち前記隔壁部よりも軸方向他側に位置する部分に、前記被駆動側凹凸部と前記カップ側第二凹凸部との係合部に付与される(前記被駆動側凹凸部を構成する凸部と前記カップ側第二凹凸部を構成する凸部との周方向側面同士の間に設けられる)周方向隙間(ゼロの場合を含む。)よりも大きい周方向隙間を介在させた状態(前記被駆動側凹凸部を構成する凸部と前記軸方向他側のカップ側第三凹凸部を構成する凸部との周方向側面同士の間に、当該周方向隙間を設けた状態)で係合している。
又、前記隔壁部の少なくとも一部分が、前記駆動側伝達部材と前記被駆動側伝達部材との軸方向端面同士の間に配置されている。
又、トルク伝達用継手を実施する場合には、前記隔壁部の径方向内側に支持孔が設けられ、前記支持孔に、使用状態で前記被駆動軸に軸方向の予圧を付与する為の弾性材製の予圧部材が内嵌支持されている。
トルク伝達用継手を実施する場合には、例えば、前記高剛性体は、内周面に前記カップ側第三凹凸部及び前記隔壁部を有する主部と、前記主部を軸方向両側から挟む位置に設けられた1対の副部とを備えてもよい。又、前記低剛性体は、駆動側低剛性体と、被駆動側低剛性体と、を備えてもよい。駆動側低剛性体は、内周面の周方向複数箇所に前記カップ側第一凹凸部を構成する凹部を有すると共に、前記1対の副部のうちの軸方向片側の副部に結合されてもよい。被駆動側低剛性体は、内周面の周方向複数箇所に前記カップ側第二凹凸部を構成する凹部を有すると共に、前記1対の副部のうちの軸方向他側の副部に結合された被駆動側低剛性体とを備えてもよい。
トルク伝達用継手を実施する場合には、例えば、前記駆動側凹凸部と前記カップ側第一凹凸部及び前記カップ側第三凹凸部のうち前記隔壁部よりも軸方向片側に位置する部分との係合部と、前記被駆動側凹凸部と前記カップ側第二凹凸部及び前記カップ側第三凹凸部のうち前記隔壁部よりも軸方向他側に位置する部分との係合部とのうち、少なくとも何れか一方の係合部に、径方向隙間が介在してもよい(互いに係合する1対の凹凸部のうち、径方向内側の凹凸部を構成する凸部の径方向外端面と径方向外側の凹凸部を構成する凹部の底面との間部分、及び、径方向内側の凹凸部を構成する凹部の底面と径方向外側の凹凸部を構成する凸部の径方向内端面との間部分に、それぞれ径方向隙間が設けられてもよい)。
トルク伝達用継手を実施する場合には、例えば、前記隔壁部が、前記カップ側第三凹凸部の内周面の軸方向中間部から径方向内方に延出する状態で設けられており、前記カップ側第三凹凸部を構成する凹部のうち、前記隔壁部を挟んで軸方向両側に位置する部分が、前記隔壁部の周方向複数箇所に形成された貫通孔を通じて、互いに一つながりに形成されており、前記各貫通孔の内接円の直径が、前記カップ側第三凹凸部を構成する凸部の内接円(歯先円)の直径よりも小さくてもよい。
トルク伝達用継手を実施する場合には、例えば、前記カップリングの軸方向片側面の周方向複数箇所で、それぞれが前記カップ側第一凹凸部を構成する凹部の軸方向片端開口周縁部に対応する部分と、前記カップリングの軸方向他側面の周方向複数箇所で、それぞれが前記カップ側第二凹凸部を構成する凹部の軸方向他端開口周縁部に対応する部分とのうち、少なくとも何れか一方の部分に、軸方向に凹入する案内凹部が設けられてもよい。
トルク伝達用継手を実施する場合には、例えば、前記駆動側凹凸部と前記被駆動側凹凸部とのうち、少なくとも何れか一方の凹凸部を構成する凸部の周方向幅寸法が、軸方向に関して(一定になっておらず)変化してもよい。
この場合には、例えば、前記凸部の周方向幅寸法が、軸方向に関して前記隔壁部側に向かう程小さくなっている構成を採用してもよい。
又、例えば、前記凸部の周方向幅寸法が、軸方向に関して中間部から両端縁部に向かう程小さくてもよい。
電動式パワーステアリング装置は、ハウジングと、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。
前記回転軸は、前記ハウジングに対し回転自在に支持されている。
又、前記ウォームホイールは、前記回転軸に対し、この回転軸と同軸に支持されて、この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、例えば前記ハウジングに支持された状態で、前記ウォームを回転駆動する。
そして、駆動軸となる前記電動モータの出力軸と、被駆動軸となる前記ウォーム軸とが、トルク伝達用継手により、トルクの伝達を可能に接続されている。
このような電動式パワーステアリング装置に於いては、上述のトルク伝達用継手を適用してもよい。
上述の様な電動式パワーステアリング装置を実施する場合には、例えば、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る事ができる。
上述の様な構成を有する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反転させる際に、異音の発生を抑える事ができる。
即ち、駆動軸と被駆動軸との間で伝達されるトルクが小さく、低剛性体の周方向の弾性変形量が小さい場合には、駆動側凹凸部及び被駆動側凹凸部を構成する凸部の周方向側面と、1対のカップ側第三凹凸部(高剛性体)を構成する凸部の周方向側面とは当接しない。従って、駆動軸の回転方向を反転させる際にも、異音の発生を抑える事ができる。尚、この状態では、前記トルクは、駆動側伝達部材から、駆動側凹凸部とカップ側第一凹凸部(低剛性体)との係合部を通じて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は、カップ側第二凹凸部(低剛性体)と被駆動側凹凸部との係合部を通じて、被駆動側伝達部材に伝達される。
又、駆動軸と被駆動軸との間で伝達されるトルクが大きい場合には、低剛性体の周方向の弾性変形量が増大し、駆動側凹凸部及び被駆動側凹凸部を構成する凸部の周方向側面と、1対のカップ側第三凹凸部(高剛性体)を構成する凸部の周方向側面とが当接する。これらの当接の勢いは、低剛性体の周方向の弾性変形に伴って弱められている為、当接に伴う異音の発生を抑える事ができる。従って、駆動軸の回転方向を反転させる際に、前記トルクが大きくなる場合でも、異音の発生を抑える事ができる。尚、この状態では、前記トルクの大部分は、駆動側伝達部材から、駆動側凹凸部と軸方向片側のカップ側第三凹凸部との係合部を通じて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、軸方向他側のカップ側第三凹凸部(高剛性体)と被駆動側凹凸部との係合部を通じて、被駆動側伝達部材に伝達される。
又、隔壁部の存在に基づいて、駆動側伝達部材及び被駆動側伝達部材に対するカップリングの軸方向に関する位置規制を行える。
実施形態の第1例に関する、図24と同様の図。 トルク伝達用継手の斜視図。 トルク伝達用継手の分解斜視図。 図1のA部拡大図。 図4のB−B断面図(D−D断面図)。 図4のC−C断面図(E−E断面図)。 (a)及び(b)は駆動側伝達部材を示し、(a)は(b)のF−F断面図、(b)は(a)の右方から見た図。 (a)及び(b)は被駆動側伝達部材を示し、(a)は(b)の左方から見た図、(b)は(a)のG−G断面図。 (a)〜(c)は駆動側凹凸部(被駆動側凹凸部)を構成する凸部の3例を径方向外側から見た図。 高剛性体の軸方向から見た図。 (a)は図10のH−H断面図、(b)は図10のI−I断面図。 駆動側低剛性体(被駆動側低剛性体)の軸方向から見た図。 (a)は図12のJ−J断面図、(b)は図12のK−K断面図。 (a)は予圧部材を軸方向から見た図、(b)は(a)の右方から見た図。 実施形態の第2例を示す、トルク伝達用継手の斜視図。 トルク伝達用継手の分解斜視図。 図1のA部に相当する拡大図。 トルク伝達用継手を軸方向片側から見た図。 (a)及び(b)は駆動側部材を示し、(a)は(b)の左方から見た図、(b)は(a)のL−L断面図。 (a)及び(b)は被駆動側伝達部材を示し、(a)は(b)のM−M断面図、(b)は(a)の右方から見た図。 実施形態の第3例を示す、高剛性体の軸方向から見た図。 (a)は図21のN−N断面図、(b)は図21のO−O断面図。 電動式パワーステアリング装置の従来構造の1例を示す部分切断側面図。 図23の拡大P−P断面図。
[実施形態の第1例]
本発明の実施形態の第1例に就いて、図1〜14により説明する。
本例の電動式パワーステアリング装置は、前述の図23〜24に示した従来構造と同様、ステアリングシャフト2の後端部にはステアリングホイール1が取り付けられ、ステアリングシャフト2の前端部はハウジング3内に回転自在に支持され、ステアリングシャフト2により回転駆動される部分にウォームホイール4を固定している。ウォームホイール4と噛合するウォーム歯5は、ウォーム軸6aの軸方向中間部に設けられる。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(図示の例では玉軸受)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。更に、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15を設けることで、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。この様な構成により、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。
本例の場合、特許請求の範囲に記載した駆動軸に相当する、電動モータ7の出力軸12aの先端部と、特許請求の範囲に記載した被駆動軸に相当する、ウォーム軸6aの基端部とを、トルク伝達用継手16を介してトルクの伝達を可能に結合している。
このトルク伝達用継手16は、駆動側伝達部材17と、被駆動側伝達部材18と、カップリング19と、予圧部材20と、を備える。
尚、本明細書及び特許請求の範囲の全体で、トルク伝達用継手16に就いて、軸方向に関して「片側」とは、図2〜4に於ける右側を言い、軸方向に関して「他側」とは、図2〜4に於ける左側を言う。
駆動側伝達部材17は、全体を円環状に構成されたもので、出力軸12aの先端部に、締り嵌め、スプライン嵌合、かしめ等により、相対回転及び軸方向の相対変位を阻止した状態で外嵌固定(トルク伝達を可能に支持)されている。駆動側伝達部材17の外周面には、凹部41と凸部42とを周方向に関して交互に配置して成る、駆動側凹凸部21が設けられている。本例の場合、凸部42の周方向に関する幅寸法WA(図7(b)参照)は、径方向に関して変化させておらず、又、図9の(a)に示す様に、軸方向に関しても変化させていない。この様な駆動側伝達部材17は、例えば、必要に応じて強化繊維を混入した合成樹脂製、又は、鉄合金、銅合金、アルミニウム合金等の金属製(鋳造品、鍛造品、焼結金属品等)である。
被駆動側伝達部材18は、全体を円環状に構成されたもので、ウォーム軸6aの基端部に、締り嵌め、スプライン嵌合、かしめ等により、相対回転及び軸方向の相対変位を阻止した状態で外嵌固定(トルク伝達を可能に支持)されている。被駆動側伝達部材18の外周面には、凹部43と凸部44とを周方向に関して交互に配置して成る、被駆動側凹凸部22が設けられている。本例の場合、凸部44の周方向に関する幅寸法WB(図9(a)参照)は、径方向に関して変化させておらず、又、図9の(a)に示す様に、軸方向に関しても変化させていない。この様な被駆動側伝達部材18は、例えば、必要に応じて強化繊維を混入した合成樹脂製、又は、鉄合金、銅合金、アルミニウム合金等の金属製(鋳造品、鍛造品、焼結金属品等)である。
尚、本例の場合、駆動側伝達部材17と被駆動側伝達部材18とは、互いに同形・同大に造られており、図4に示す組立状態での軸方向の向きが、互いに逆向きになっている。この為、本例の場合には、駆動側伝達部材17と被駆動側伝達部材18とで、部品の共用化が可能である。
カップリング19は、高剛性体23と、低剛性体である駆動側低剛性体24と、低剛性体である被駆動側低剛性体25と、を組み合わせる事により、円筒状に構成されている。具体的には、高剛性体23の軸方向片端部には、駆動側低剛性体24が結合され(外嵌され)、高剛性体23の軸方向他端部には、被駆動側低剛性体25が結合される(外嵌される)。
カップリング19は、カップ側第一凹凸部27と、カップ側第二凹凸部28と、カップ側第三凹凸部29と、隔壁部26と、を有する。カップ側第一凹凸部27は、カップリング19の内周面の軸方向片端部に、凹部45と凸部46とを周方向に関して交互に配置して成る。カップ側第二凹凸部28は、カップリング19の内周面の軸方向他端部に、凹部47と凸部48とを周方向に関して交互に配置して成る。カップ側第三凹凸部29は、カップリング19の内周面の軸方向中間部に、凹部49と凸部50とを周方向に関して交互に配置して成る。隔壁部26は、カップ側第三凹凸部29の軸方向中央部に結合される。
高剛性体23は、全体が円環状に構成されると共に、軸方向両半部が軸方向に関して対称な形状である。高剛性体23は、主部30と、複数の芯部31、31と、カップ側第三凹凸部29と、隔壁部26と、を備える。主部30は、円筒状である。芯部31、31は、主部30の軸方向両側面の周方向等間隔となる複数箇所から、それぞれ軸方向に突出する状態で設けられ、軸方向から見た形状が扇形である。カップ側第三凹凸部29は、主部30の内周面に凹部49と凸部50とを周方向に関して交互に配置して成る。隔壁部26は、カップ側第三凹凸部29の内周面の軸方向中央部から径方向内方に延出する状態で設けられる。尚、本例の場合には、主部30の軸方向片側に設けられた各芯部31、31の集合体と、主部30の軸方向他側に設けられた各芯部31、31の集合体とが、それぞれ特許請求の範囲に記載した副部に相当する。又、隔壁部26は、円輪状であり、径方向内側(径方向中央部)に円形の支持孔32が設けられている。又、隔壁部26の径方向外半部のうち、周方向に関してカップ側第三凹凸部29を構成する各凹部49、49と整合する複数箇所には、それぞれ放射方向に長い略矩形(長円形)状の貫通孔33、33が設けられている。各凹部49、49のうち、隔壁部26を挟んで軸方向両側に位置する部分は、各貫通孔33、33を通じて、互いに一つながりに形成されている。即ち、各凹部49、49は、長さ方向(軸方向)の中央部を隔壁部26により仕切られる事なく、全長に亙り連続して設けられている。又、各貫通孔33、33の内接円の直径dAは、凸部50、50の内接円(=芯部31、31の内接円)の直径dBよりも小さくい(dA<dB、図10参照)。この様な高剛性体23は、駆動側低剛性体24及び被駆動側低剛性体25を構成するゴムの如きエラストマー等の弾性材よりも弾性変形しにくい(剛性が高い)材料により造られている。高剛性体23の材料としては、例えば、上記の様な条件を満たすゴムの如きエラストマー等の弾性材、必要に応じて強化繊維を混入した合成樹脂、鉄合金、銅合金、アルミニウム合金、焼結金属等の金属が挙げられる。尚、本発明を実施する場合には、各貫通孔33、33の形成を省略して(これら各貫通孔33、33を塞いで)、各凹部49、49の長さ方向(軸方向)の中央部を、隔壁部26によって仕切る事もできる。
駆動側低剛性体24は、高剛性体23よりも剛性が低い、ゴムの如きエラストマー等の弾性材製で、全体が円環状に構成されると共に、軸方向両半部が軸方向に関して対称な形状とされる。この様な駆動側低剛性体24は、短円筒状の連結筒部34aと、この連結筒部34aの内周面の周方向等間隔となる複数箇所から径方向内方に且つ互いに平行に延出する状態で設けられた1対ずつの平板状の被挟持片35a、35aと、を備える。本例の場合には、これら各1対の被挟持片35a、35aと連結筒部34aとにより三方を囲まれた部分が、それぞれカップ側第一凹凸部27を構成する凹部45となる。即ち、駆動側低剛性体24は、内周面の周方向複数箇所に、それぞれ凹部45を有している。又、駆動側低剛性体24の軸方向両端面の周方向複数箇所で、凹部45の軸方向両端開口周縁部に対応する部分には、軸方向に凹入する案内凹部36a、36aが設けられている。各案内凹部36a、36aの内面形状は、図示の様な、放射方向に伸長する部分円筒状の凹面に限らず、例えば放射方向に伸長する断面矩形(径方向から見た形状が矩形)の凹面とする事もできる。
この様な駆動側低剛性体24は、周方向に隣り合い且つ径方向内方に向かう程互いの周方向間隔が小さくなる2つの被挟持片35a、35aと連結筒部34aとにより三方を囲まれた部分の内側に、それぞれ高剛性体23の軸方向片端部に設けられた各芯部31、31が、1つずつ、周方向及び径方向のがたつきなく挿入される。そして、駆動側低剛性体24の連結筒部34aの軸方向他端面を、高剛性体23の主部30の軸方向片端面に当接させる。このような状態で、駆動側低剛性体24は高剛性体23に接着等により結合固定される。本例の場合には、この状態で、高剛性体23の軸方向片端部に設けられた各芯部31、31と、これら各芯部31、31の周方向両側に隣接する1対の被挟持片35a、35aと、の組み合わせが、それぞれカップ側第一凹凸部27を構成する凸部46となる。なお、周方向に隣り合う芯部31、31同士の間の周方向に関する距離X(図10参照)は、周方向に隣接する1対の被挟持片35a、35aの周方向外側面同士の間の周方向に関する距離Y(図12参照)以下であればよい(X≦Y)。
被駆動側低剛性体25は、高剛性体23よりも剛性が低い、ゴムの如きエラストマー等の弾性材製で、全体が円環状に構成されると共に、軸方向両半部が軸方向に関して対称な形状とされる。この様な被駆動側低剛性体25は、短円筒状の連結筒部34bと、この連結筒部34bの内周面の周方向等間隔となる複数箇所から径方向内方に且つ互いに平行に延出する状態で設けられた1対ずつの平板状の被挟持片35b、35bと、を備える。本例の場合には、これら各1対の被挟持片35b、35bと連結筒部34bとにより三方を囲まれた部分が、それぞれカップ側第二凹凸部28を構成する凹部47となる。即ち、被駆動側低剛性体25は、内周面の周方向複数箇所に、それぞれ凹部47を有している。又、被駆動側低剛性体25の軸方向両端面の周方向複数箇所で、凹部47の軸方向両端開口周縁部に対応する部分には、軸方向に凹入する案内凹部36b、36bが設けられている。各案内凹部36b、36bの内面形状は、図示の様な、放射方向に伸長する部分円筒状の凹面に限らず、例えば放射方向に伸長する断面矩形(径方向から見た形状が矩形)の凹面とする事もできる。
この様な被駆動側低剛性体25は、周方向に隣り合い且つ径方向内方に向かう程互いの周方向間隔が小さくなる2つの被挟持片35b、35bと連結筒部34bとにより三方を囲まれた部分の内側に、それぞれ高剛性体23の軸方向他端部に設けられた各芯部31、31を1つずつ、周方向及び径方向のがたつきなく挿入される。そして、被駆動側低剛性体25の連結筒部34bの軸方向片端面を、高剛性体23の主部30の軸方向他端面に当接させる。このような状態で、被駆動側低剛性体25は高剛性体23に接着等により結合固定される。本例の場合には、この状態で、高剛性体23の軸方向他端部に設けられた各芯部31、31と、これら各芯部31、31の周方向両側に隣接する1対の被挟持片35b、35bと、の組み合わせが、それぞれカップ側第二凹凸部28を構成する凸部48となる。なお、周方向に隣り合う芯部31、31同士の間の周方向に関する距離X(図10参照)は、周方向に隣接する1対の被挟持片35b、35bの周方向外側面同士の間の周方向に関する距離Y(図12参照)以下であればよい(X≦Y)。
尚、本例の場合、駆動側低剛性体24と被駆動側低剛性体25とは、互いに同形・同大に造られている。この為、本例の場合には、駆動側低剛性体24と被駆動側低剛性体25とで、部品の共用化を図れる。
以上の説明から明らかな様に、本例の場合には、カップ側第三凹凸部29及び隔壁部26は、カップリング19のうち高剛性体23に形成されており、カップ側第一凹凸部27を構成する凹部45は、カップリング19のうち駆動側低剛性体24に形成されており、カップ側第二凹凸部28を構成する凹部47は、カップリング19のうち被駆動側低剛性体25に形成されている。又、カップリング19の軸方向片側面の周方向複数箇所で、それぞれがカップ側第一凹凸部27を構成する凹部45の軸方向片端開口周縁部に対応する部分に、案内凹部36a、36aが設けられている。カップリング19の軸方向他側面の周方向複数箇所で、それぞれがカップ側第二凹凸部28を構成する凹部47の軸方向他端開口周縁部に対応する部分に、案内凹部36b、36bが設けられている。駆動側低剛性体24の軸方向両側面に、それぞれ各案内凹部36a、36aが設けられており、又、被駆動側低剛性体25の軸方向両側面に、それぞれ各案内凹部36b、36bが設けられている。この為、高剛性体23に対する駆動側低剛性体24及び被駆動側低剛性体25の軸方向に関する組み付けの方向性がなくなり、その分、カップリング19の組み立てを容易に行える様になっている。
予圧部材20は、ゴムの如きエラストマー等の弾性材により、円板状に構成されている。予圧部材20の外周面の軸方向中央部には、係止溝37が全周に亙り設けられている。予圧部材20の外周面と軸方向両側面との連続部には、それぞれ面取り部38、38が設けられている。各面取り部38、38は、図示の様なC面取り部に限らず、R面取り部とする事もできる。予圧部材20は、係止溝37に、カップリング19の隔壁部26の内周縁部を係合させた状態で、この隔壁部26の径方向内側に設けられた支持孔32に内嵌支持されている。尚、予圧部材20を支持孔32の内側に組み付けるべく、予圧部材20を支持孔32の内側に軸方向片側(又は軸方向他側)から押し込む際には、面取り部38が支持孔32の内周縁部に案内される事によって、予圧部材20を弾性的に効率良く縮径させる事ができる為、当該押し込み作業を容易に行える。
そして、駆動側伝達部材17の駆動側凹凸部21の軸方向片半部を、カップリング19のカップ側第一凹凸部27に、周方向隙間を介在させる事なく(駆動側凹凸部21を構成する凸部42とカップ側第一凹凸部27を構成する凸部46との周方向側面同士の間に、周方向隙間を設ける事なく)係合させる。又、駆動側凹凸部21の軸方向他半部を、カップリング19のカップ側第三凹凸部29の軸方向片半部(隔壁部26よりも軸方向片側に位置する部分)に、周方向隙間を介在させた状態(駆動側凹凸部21を構成する凸部42とカップ側第三凹凸部29を構成する凸部50との周方向側面同士の間に、周方向隙間α、αを設けた状態)で係合させる。
従って、初期の組み付け状態(トルクの非伝達状態)で、駆動側凹凸部21を構成する凸部42の軸方向片半部の周方向両側面は、それぞれ周方向に対向する、カップ側第一凹凸部27を構成する凸部46の周方向側面と当接した状態となっている。これに対し、初期の組み付け状態で、駆動側凹凸部21を構成する凸部42の軸方向他半部の周方向両側面は、それぞれ周方向に対向する、カップ側第三凹凸部29を構成する凸部50の周方向側面とは当接していない。即ち、図6に示すように、駆動側凹凸部21を構成する凸部42の周方向に関する幅寸法W(図7(b)参照)は、カップ側第三凹凸部29を構成する凹部49の周方向に関する幅寸法Wよりも小さい(W<W)。
更に、この状態で、駆動側凹凸部21とカップ側第一凹凸部27及びカップ側第三凹凸部29の軸方向片半部との係合部に、それぞれ径方向隙間を介在させている。即ち、駆動側凹凸部21を構成する凸部42の径方向外端面と、カップ側第一凹凸部27を構成する凹部45及びカップ側第三凹凸部29を構成する凹部49の底面との間部分、及び、駆動側凹凸部21を構成する凹部41の底面と、カップ側第一凹凸部27を構成する凸部46及びカップ側第三凹凸部29を構成する凸部50の径方向内端面との間部分に、それぞれ径方向隙間β、γを設けている。このような径方向隙間β、γを形成するために、径方向に対向する凹部49の底面同士の距離φSは、径方向に対向する凸部42の径方向外側面同士の距離φTよりも大きく設定され(φS>φT)、径方向に対向する凸部50同士の距離φUは、径方向に対向する凹部41の底面同士の距離φVよりも大きく設定される(φU>φV)。
又、被駆動側伝達部材18の被駆動側凹凸部22の軸方向他半部を、カップリング19のカップ側第二凹凸部28に、周方向隙間を介在させる事なく(被駆動側凹凸部22を構成する凸部44とカップ側第二凹凸部28を構成する凸部48との周方向側面同士の間に、周方向隙間を設ける事なく)係合させる。又、被駆動側凹凸部22の軸方向片半部を、カップリング19のカップ側第三凹凸部29の軸方向他半部(隔壁部26よりも軸方向他側に位置する部分)に、周方向隙間を介在させた状態で(被駆動側凹凸部22を構成する凸部44とカップ側第三凹凸部29を構成する凸部50との周方向側面同士の間に、周方向隙間α、αを設けた状態)で係合させる。
従って、初期の組み付け状態(トルクの非伝達状態)で、被駆動側凹凸部22を構成する凸部44の軸方向他半部の周方向両側面は、それぞれ周方向に対向する、カップ側第二凹凸部28を構成する凸部48の周方向側面と当接した状態となっている。これに対し、初期の組み付け状態で、被駆動側凹凸部22を構成する凸部44の軸方向片半部の周方向両側面は、それぞれ周方向に対向する、カップ側第三凹凸部29を構成する凸部50の周方向側面とは当接していない。即ち、図6に示すように、被駆動側凹凸部22を構成する凸部44の周方向に関する幅寸法W(図8(a)参照)は、カップ側第三凹凸部29を構成する凹部49の周方向に関する幅寸法Wよりも小さい(W<W)。
更に、この状態で、被駆動側凹凸部22とカップ側第二凹凸部28及びカップ側第三凹凸部29の軸方向他半部との係合部に、それぞれ径方向隙間を介在させている。即ち、被駆動側凹凸部22を構成する凸部44の径方向外端面と、カップ側第二凹凸部28を構成する凹部47及びカップ側第三凹凸部29を構成する凹部49の底面との間部分、及び、被駆動側凹凸部22を構成する凹部43の底面と、カップ側第二凹凸部28を構成する凸部48及びカップ側第三凹凸部29を構成する凸部50の径方向内端面との間部分に、それぞれ径方向隙間β、γを設けている。このような径方向隙間β、γを形成するため、径方向に対向する凹部49の底面同士の距離φSは、径方向に対向する凸部44の径方向外側面同士の距離φTよりも大きく設定され(φS>φT)、径方向に対向する凸部50同士の距離φUは、径方向に対向する凹部43の底面同士の距離φVよりも大きく設定される(φU>φV)。
更に、この状態で、カップリング19の隔壁部26が、軸方向に関して互いに対向する、駆動側伝達部材17の軸方向他端面と被駆動側伝達部材18の軸方向片端面との間に配置される。これと共に、予圧部材20は、軸方向に関して互いに対向する、電動モータ7の出力軸12aの先端面とウォーム軸6aの基端面との間に、弾性的に圧縮挟持される。これにより、予圧部材20の弾力に基づいて、ウォーム軸6aを軸方向他側に向け付勢する事により、このウォーム軸6aをハウジング3に対して回転自在に支持する転がり軸受9bに軸方向の予圧を付与している。なお、予圧部材20は、被駆動側伝達部材18の端面と駆動側伝達部材17の端面との間に、弾性的に圧縮挟持されてもよい。
上述の様な構成を有する本例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、電動モータ7の出力軸12aの回転方向を反転させる際に、異音の発生を抑える事ができる。
即ち、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小さく、駆動側低剛性体24及び被駆動側低剛性体25を構成する各被挟持片35a、35bの周方向の弾性的な圧縮量が少ない場合には、駆動側凹凸部21を構成する凸部42及び被駆動側凹凸部22を構成する凸部44の周方向側面と、カップ側第三凹凸部29を構成する凸部50の周方向側面と、は当接しない(周方向隙間αが消滅しない)。従って、電動モータ7の出力軸12aの回転方向を反転させる際にも、異音の発生を抑える事ができる。尚、この状態では、トルクは、駆動側伝達部材17から、駆動側凹凸部21とカップ側第一凹凸部27との係合部を通じてカップリング19に伝達され、このカップリング19に伝達されたトルクは、カップ側第二凹凸部28と被駆動側凹凸部22との係合部を通じて、被駆動側伝達部材18に伝達される。
又、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大きい場合には、駆動側低剛性体24及び被駆動側低剛性体25を構成する各被挟持片35a、35bの周方向の弾性的な圧縮量が増大し、駆動側凹凸部21を構成する凸部42及び被駆動側凹凸部22を構成する凸部44の周方向側面と、カップ側第三凹凸部29を構成する凸部50の周方向側面とが当接する(周方向隙間αが消滅する)。これらの当接の勢いは、各被挟持片35a、35bの周方向の弾性的な圧縮変形に伴って弱められている為、当接に伴う異音の発生を抑える事ができる。従って、電動モータ7の出力軸12aの回転方向を反転させる際に、トルクが大きくなる場合でも、異音の発生を抑える事ができる。尚、この状態では、トルクの大部分は、駆動側伝達部材17から、駆動側凹凸部21とカップ側第三凹凸部29の軸方向片半部との係合部を通じてカップリング19に伝達され、このカップリング19に伝達されたトルクの大部分は、カップ側第三凹凸部29の軸方向他半部と被駆動側凹凸部22との係合部を通じて、被駆動側伝達部材18に伝達される(残りのトルクは、上述したトルクが小さい場合と同様にして、駆動側伝達部材17から被駆動側伝達部材18に伝達される)。
上述の様に本例の場合には、電動モータ7の出力軸12aとウォーム軸6a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。
尚、本発明を実施する場合、駆動側凹凸部21とカップ側第三凹凸部29の軸方向片半部との間の周方向隙間と、被駆動側凹凸部22とカップ側第三凹凸部29の軸方向他半部との間の周方向隙間とを、互いに異ならせたり、駆動側凹凸部21とカップ側第一凹凸部27との間、及び、被駆動側凹凸部22とカップ側第二凹凸部28との間に、それぞれ周方向隙間を設けたりする事で、出力軸12aとウォーム軸6aとの間でのトルクの伝達特性を2段階よりも多くする事もできる。
又、駆動側凹凸部21とカップ側第一凹凸部27及びカップ側第三凹凸部29の軸方向片半部との係合部に、それぞれ径方向隙間β、γが介在している。この為、これらの径方向隙間β、γの存在に基づいて、駆動側伝達部材17とカップリング19との中心軸同士の傾きを無理なく許容する事ができる。
又、本例の場合には、被駆動側凹凸部22とカップ側第二凹凸部28及びカップ側第三凹凸部29の軸方向他半部との係合部に、それぞれ径方向隙間β、γが介在している。この為、これらの径方向隙間β、γの存在に基づいて、被駆動側伝達部材18とカップリング19との中心軸同士の傾きを無理なく許容する事ができる。
従って、本例の場合には、ミスアライメント(電動モータ7の出力軸12aの軸ずれや偏心、及び、ウォーム軸6aの軸ずれや傾きや偏心)が発生しても、駆動側伝達部材17及び被駆動側伝達部材18の中心軸に対してカップリング19の中心軸が無理なく傾斜する事により、滑らかなトルク伝達を行う事ができる。
又、図4に示す様に、駆動側伝達部材17の軸方向他側面が、カップリング19の軸方向他側面よりも、軸方向寸法δAだけ軸方向他側に位置していると共に、被駆動側伝達部材18の軸方向片側面が、カップリング19の軸方向片側面よりも、軸方向寸法δBだけ軸方向片側に位置している。この為、カップリング19の軸方向両端面と、電動モータ7及び転がり軸受9bと、の間に、それぞれ軸方向寸法δA、δB分の隙間が存在している。従って、本例の場合には、これらの隙間の存在に基づいて、駆動側伝達部材17及び被駆動側伝達部材18とカップリング19との中心軸同士が傾斜する際に、このカップリング19の軸方向両端面が電動モータ7や転がり軸受9bと干渉して当該傾斜が阻害されると言った不都合が生じる事を防止できる。そして、駆動側伝達部材17及び被駆動側伝達部材18に対してカップリング19が傾斜する際には、この傾斜を、駆動側低剛性体24及び被駆動側低剛性体25が吸収するので、カップリング19を容易に傾斜させる事ができる。
又、図5に示す様に、駆動側低剛性体24(被駆動側低剛性体25)を構成する各被挟持片35a、35a(35b、35b)の径方向内端部が、高剛性体23を構成する各芯部31、31の径方向内端部よりも、径方向内側に配置されている。この為、各径方向隙間β、γの存在に基づいて、駆動側伝達部材17(被駆動側伝達部材18)とカップリング19との中心軸同士が傾く際には、各芯部31、31の径方向内端部が駆動側伝達部材17(被駆動側伝達部材18)の外周面に当接するよりも先に、各被挟持片35a、35a(35b、35b)の径方向内端部を駆動側伝達部材17(被駆動側伝達部材18)の外周面に当接させる事ができる。これにより、各芯部31、31の径方向内端部が駆動側伝達部材17(被駆動側伝達部材18)の外周面に当接する勢いを弱めて、異音の発生を抑える事ができる。
又、カップリング19の隔壁部26が、軸方向に関して互いに対向する、駆動側伝達部材17の軸方向他端面と被駆動側伝達部材18の軸方向片端面との間に配置される。これと共に、予圧部材20が、軸方向に関して互いに対向する、電動モータ7の出力軸12aの先端面と、ウォーム軸6aの基端面と、の間で弾性的に圧縮挟持される。この為、これら隔壁部26及び予圧部材20の存在に基づいて、駆動側伝達部材17及び被駆動側伝達部材18に対する、カップリング19の軸方向に関する位置規制を行える。従って、本例の場合、この様なカップリング19の軸方向に関する位置規制を行う為に、別途、駆動側伝達部材17及び被駆動側伝達部材18の外周面に、カップリング19の軸方向両端面と対向する鍔部を設ける必要がない。従って、その分、駆動側伝達部材17及び被駆動側伝達部材18の軸方向寸法を短くして、軸方向の小型化を図れる。尚、本発明を実施する場合には、予圧部材20を、電動モータ7の出力軸12aの先端面とウォーム軸6aの基端面との間に、軸方向の隙間を介して配置する事もできる。
又、隔壁部26は、少なくとも初期の組み付け状態では、駆動側伝達部材17及び被駆動側伝達部材18と、電動モータ7の出力軸12a及びウォーム軸6aと、に対して、それぞれ当接していない。従って、仮に、ミスアライメントの発生時に、これらの部材17、18、12a、6aと当接したとしても、この際の当接の勢いは、予圧部材20の弾性変形に伴って弱められる為、当接に伴う異音の発生を抑える事ができる。
又、予圧部材20の弾力に基づいて、ウォーム軸6aを軸方向他側に向け付勢する事により、ウォーム軸6aをハウジング3に対して回転自在に支持する転がり軸受9bに、軸方向の予圧を付与している。この為、この転がり軸受9bのがたつきに伴う異音の発生を抑える事ができる。
又、カップリング19の軸方向片側面の周方向複数箇所で、それぞれがカップ側第一凹凸部27を構成する凹部の軸方向片端開口周縁部に対応する部分に、案内凹部36a、36aが設けられていると共に、カップリング19の軸方向他側面の周方向複数箇所で、それぞれがカップ側第二凹凸部28を構成する凹部の軸方向他端開口周縁部に対応する部分に、案内凹部36b、36bが設けられている。この為、組み立てを行う際には、各案内凹部36a、36aを案内部として、駆動側凹凸部21を構成する凸部を、カップ側第一凹凸部27を構成する凹部の内側に、これら各凹部の軸方向片端開口から挿入する作業を容易に行える。又、同じく、各案内凹部36b、36bを案内部として、被駆動側凹凸部22を構成する凸部を、カップ側第二凹凸部28を構成する凹部の内側に、これら各凹部の軸方向他端開口から挿入する作業を容易に行える。
又、駆動側低剛性体24の軸方向両端面に各案内凹部36a、36aが設けられている分(これら各案内凹部36a、36aの軸方向深さ寸法分)だけ、駆動側凹凸部21とカップ側第一凹凸部27との係合部(接触部)の範囲が狭くなる。具体的には、カップ側第一凹凸部27を構成する凹部45と、駆動側凹凸部21を構成する凸部42と、の接触面積が減少する。この為、ミスアライメントの発生時に{駆動側伝達部材17とカップリング19との中心軸同士が傾斜した状態でトルク伝達(回転)が行われる際に}、係合部で発生する回転に対する抵抗力(凹部45と凸部42との間に作用する摩擦力)を抑えられる。又、各案内凹部36a、36aが存在する為、駆動側伝達部材17とカップリング19との中心軸同士の傾斜を吸収し易い。なお、カップ側第一凹凸部27の凹部45の周方向に関する寸法W45(図12参照)は、駆動側凹凸部21の凸部42の周方向に関する幅寸法W(図7(b)参照)以上であればよい(W45≧W)。
又、被駆動側低剛性体25の軸方向両端面に各案内凹部36b、36bが設けられている分(これら各案内凹部36b、36bの軸方向深さ寸法分)だけ、被駆動側凹凸部22とカップ側第二凹凸部28との係合部(接触部)の範囲が狭くなる。具体的には、カップ側第二凹凸部28を構成する凹部47と、被駆動側凹凸部22を構成する凸部44と、の接触面積を減らす事ができる。この為、ミスアライメントの発生時に{被駆動側伝達部材18とカップリング19との中心軸同士が傾斜した状態でトルク伝達(回転)が行われる際に}、係合部で発生する回転に対する抵抗力(凹部47と凸部44との間に作用する摩擦力)を抑えられる。又、各案内凹部36b、36bが存在する為、被駆動側伝達部材18とカップリング19との中心軸同士の傾斜を吸収し易い。なお、カップ側第二凹凸部28の凹部47の周方向に関する寸法W47(図12参照)は、被駆動側凹凸部22の凸部44の周方向に関する幅寸法W(図8(a)参照)以上であればよい(W47≧W)。
又、カップ側第三凹凸部29を構成する各凹部49、49のうち、隔壁部26を挟んで軸方向両側に位置する部分が、隔壁部26の径方向外半部の周方向複数箇所に形成された貫通孔33、33を通じて、互いに一つながりに形成される。これと共に、これら各貫通孔33、33の内接円の直径dAが、カップ側第三凹凸部29を構成する凸部の内接円の直径dBよりも小さい(dA<dB)。そして、この様な構成を採用する事により、高トルクが伝達される際に、高剛性体23の主部30の内周面に過大な応力が作用する事を抑えられる様にして、この高剛性体23の耐久性の向上を図っている。
又、径方向に対向する凹部45の底面同士の距離φF(径方向に対向する凹部47の底面同士の距離φF)(図12参照)は、径方向に対向する凹部49の底面同士の距離φS(図6参照)よりも小さい(φF<φS)。これにより、駆動軸である電動モータ7の出力軸12aと被駆動軸であるウォーム軸6aとの間でミスアライメントが発生した場合であっても、駆動側低剛性体24及び被駆動側低剛性体25は、駆動側凹凸部21を構成する凸部42及び被駆動側凹凸部22を構成する凸部44に当接する。
又、径方向に対向する各被挟持片35a、35b同士の距離d(図12参照)は、カップ側第三凹凸部29を構成する凸部の内接円の直径d(図10参照)よりも小さい(d<d)。これにより、駆動軸である電動モータ7の出力軸12aと被駆動軸であるウォーム軸6aとの間でミスアライメントが発生した場合であっても、駆動側低剛性体24及び被駆動側低剛性体25は、駆動側凹凸部21を構成する凹部41に当接する。
尚、本発明を実施する場合には、駆動側凹凸部21(被駆動側凹凸部22)を構成する凸部42(44)の周方向に関する幅寸法WA(WB)を、例えば図9の(b)(c)に示す様に、軸方向に関して変化させる事ができる。具体的には、図9の(b)に示す様に、凸部42(44)の幅寸法WA(WB)を、軸方向に関して隔壁部26側(同図の左側)に向かう程小さくしたり、或いは、図9の(c)に示す様に、凸部42(44)の幅寸法WA(WB)を、軸方向に関して中間部から両端縁部に向かう程小さくできる。これら図9の(b)(c)に示す様な構成を採用すれば、駆動側凹凸部21と、カップ側第一凹凸部27及びカップ側第三凹凸部29の軸方向片半部と、の係合部(接触部)の範囲{被駆動側凹凸部22とカップ側第二凹凸部28及びカップ側第三凹凸部29の軸方向他半部との係合部(接触部)の範囲}が狭くなる為、ミスアライメントの発生時に、これらの係合部で発生する回転に対する抵抗力を抑えられる。更に、ミスアライメントの発生時に、駆動側凹凸部21(被駆動側凹凸部22)と、カップ側第一凹凸部27及びカップ側第三凹凸部29の軸方向片半部(カップ側第二凹凸部28及びカップ側第三凹凸部29の軸方向他半部)と、が片当たりする事を有効に防止できる。
[実施形態の第2例]
本発明の実施形態の第2例に就いて、図15〜20により説明する。
本例の場合、トルク伝達用継手16aは、駆動側伝達部材17aの軸方向片端部外周面に駆動側鍔部39を全周に亙って設ける事により、駆動側凹凸部21を構成する凹部41の軸方向片側開口を塞いでいる。又、被駆動側伝達部材18aの軸方向他端部外周面に被駆動側鍔部40を全周に亙って設ける事により、被駆動側凹凸部22を構成する凹部43の軸方向他側開口を塞いでいる。そして、駆動側鍔部39の軸方向他側面をカップリング19の軸方向片側面に、被駆動側鍔部40の軸方向片側面をカップリング19の軸方向他側面に、それぞれ軸方向寸法δX、δY分の隙間を介して近接させている。これにより、これら駆動側鍔部39及び被駆動側鍔部40によっても、駆動側伝達部材17a及び被駆動側伝達部材18aに対する、カップリング19の軸方向に関する位置規制を行える。
又、本例の場合も、各軸方向寸法δX、δY分の隙間の存在に基づいて、駆動側伝達部材17a及び被駆動側伝達部材18aとカップリング19との中心軸同士が傾斜する際に、このカップリング19の軸方向両端面が駆動側鍔部39及び被駆動側鍔部40と干渉して当該傾斜が阻害されると言った不都合が生じる事を防止できる。
その他の構成及び作用は、上述した実施形態の第1例の場合と同様である。
[実施形態の第3例]
本発明の実施形態の第3例に就いて、図21〜22により説明する。
本例の場合には、カップリングを構成する高剛性体23aの構造が、上述した実施形態の第1〜2例の場合と異なる。又、本例の場合には、予圧部材の設置を省略している。
即ち、本例の場合には、高剛性体23aを構成する主部30aの内周面に設けられたカップ側第三凹凸部29の軸方向中央部のうち、このカップ側第三凹凸部29を構成する凹部49、49の内側にのみ、隔壁部26a、26aを(周方向に離隔して)設けている。これら各隔壁部26a、26aの内接円の直径dzは、駆動側凹凸部21(被駆動側凹凸部22)を構成する凸部42、42(44、44)(例えば図5〜8及び図18〜19参照)の外接円の直径よりも小さい。そして、本例のトルク伝達用継手を組み立てた状態で、各隔壁部26a、26aのうちの少なくとも径方向内端部を、軸方向に関して互いに対向する、駆動側伝達部材17(各凸部42、42)の軸方向他端面と被駆動側伝達部材18(各凸部44、44)の軸方向片端面との間(例えば図4、7〜8、及び、図17、19〜20参照)に、軸方向の隙間を介する事なく配置(軸方向に挟持)、又は、軸方向の隙間を介した状態で配置している。これにより、各隔壁部26a、26aの存在に基づいて、駆動側伝達部材17及び被駆動側伝達部材18に対する、カップリングの軸方向に関する位置規制を行える。
その他の構成及び作用は、上述した実施形態の第1〜2例の場合と同様である。
本出願は、2016年3月8日出願の日本特許出願2016−044360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。
本発明を実施する場合で、予圧部材の設置を省略する場合には、カップリングを構成する隔壁部の径方向内側の支持孔をなくして、この隔壁部を単なる平板状(円板状)に構成する事もできる。又、この場合に、この隔壁部は、軸方向に関して互いに対向する、駆動側伝達部材と被駆動側伝達部材との軸方向端面同士の間に、軸方向の隙間を介する事なく配置する(軸方向に挟持する)事もできるし、軸方向の隙間を介した状態で配置する事もできる。
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 予圧付与機構
16、16a トルク伝達用継手
17、17a 駆動側伝達部材
18、18a 被駆動側伝達部材
19 カップリング
20 予圧部材
21 駆動側凹凸部
22 被駆動側凹凸部
23、23a 高剛性体
24 駆動側低剛性体
25 被駆動側低剛性体
26 隔壁部
27 カップ側第一凹凸部
28 カップ側第二凹凸部
29 カップ側第三凹凸部
30、30a 主部
31 芯部
32 支持孔
33 貫通孔
34a、34b 連結筒部
35a、35b 被挟持片
36a、36b 案内凹部
37 係止溝
38 面取り部
39 駆動側鍔部
40 被駆動側鍔部
41 凹部
42 凸部
43 凹部
44 凸部
45 凹部
46 凸部
47 凹部
48 凸部
49 凹部
50 凸部

Claims (9)

  1. 軸方向に関して互いに直列に配置された駆動軸と被駆動軸との端部同士の間でトルクを伝達するトルク伝達用継手であって、
    前記駆動軸の端部に、支持され、外周面に凹部と凸部とを配置して成る駆動側凹凸部を有する駆動側伝達部材と、
    前記被駆動軸の端部に、支持され、外周面に凹部と凸部とを配置して成る被駆動側凹凸部を有する被駆動側伝達部材と、
    高剛性体と、前記高剛性体よりも剛性が低い低剛性体とを組み合わせて成り、内周面の軸方向片端部に凹部と凸部とを配置して成るカップ側第一凹凸部と、内周面の軸方向他端部に凹部と凸部とを配置して成るカップ側第二凹凸部と、内周面の軸方向中間部に凹部と凸部とを配置して成るカップ側第三凹凸部と、前記カップ側第三凹凸部の軸方向中間部に結合された隔壁部と、を有し、且つ、少なくとも前記カップ側第三凹凸部が前記高剛性体に形成されていると共に前記カップ側第一凹凸部及び前記カップ側第二凹凸部を構成する凹部が前記低剛性体に形成されているカップリングと
    を備え、
    前記駆動側凹凸部が前記カップ側第一凹凸部に係合していると共に、前記駆動側凹凸部が前記カップ側第三凹凸部のうち前記隔壁部よりも軸方向片側に位置する部分に、前記駆動側凹凸部と前記カップ側第一凹凸部との係合部に付与される周方向隙間よりも大きい周方向隙間を介在させた状態で係合しており、
    前記被駆動側凹凸部が前記カップ側第二凹凸部に係合していると共に、前記被駆動側凹凸部が前記カップ側第三凹凸部のうち前記隔壁部よりも軸方向他側に位置する部分に、前記被駆動側凹凸部と前記カップ側第二凹凸部との係合部に付与される周方向隙間よりも大きい周方向隙間を介在させた状態で係合しており、
    前記隔壁部の少なくとも一部分が、前記駆動側伝達部材と前記被駆動側伝達部材との軸方向端面同士の間に配置されており、
    前記隔壁部の径方向内側に支持孔が設けられ、
    前記支持孔に、使用状態で前記被駆動軸に軸方向の予圧を付与する為の弾性材製の予圧部材が内嵌支持されている
    トルク伝達用継手。
  2. 前記高剛性体は、
    内周面に前記カップ側第三凹凸部及び前記隔壁部を有する主部と、
    前記主部を軸方向両側から挟む位置に設けられた1対の副部と、
    を備え、
    前記低剛性体は、駆動側低剛性体と、被駆動側低剛性体と、を備え、
    前記駆動側低剛性体は、内周面の周方向複数箇所に前記カップ側第一凹凸部を構成する凹部を有すると共に、前記1対の副部のうちの軸方向片側の副部に結合され、
    前記被駆動側低剛性体は、内周面の周方向複数箇所に前記カップ側第二凹凸部を構成する凹部を有すると共に、前記1対の副部のうちの軸方向他側の副部に結合される
    請求項1に記載したトルク伝達用継手。
  3. 前記駆動側凹凸部と、前記カップ側第一凹凸部及び前記カップ側第三凹凸部のうち前記隔壁部よりも軸方向片側に位置する部分と、の係合部と、
    前記被駆動側凹凸部と、前記カップ側第二凹凸部及び前記カップ側第三凹凸部のうち前記隔壁部よりも軸方向他側に位置する部分と、の係合部と、のうち、少なくとも何れか一方の係合部に、径方向隙間が介在している
    請求項1又は2に記載したトルク伝達用継手。
  4. 前記隔壁部が、前記カップ側第三凹凸部の内周面の軸方向中間部から径方向内方に延出する状態で設けられており、
    前記カップ側第三凹凸部を構成する凹部のうち、前記隔壁部を挟んで軸方向両側に位置する部分が、前記隔壁部の周方向複数箇所に形成された貫通孔を通じて、互いに一つながりに形成されており、
    前記各貫通孔の内接円の直径が、前記カップ側第三凹凸部を構成する凸部の内接円の直径よりも小さい
    請求項1〜のうちの何れか1項に記載したトルク伝達用継手。
  5. 前記カップリングの軸方向片側面の周方向複数箇所で、それぞれが前記カップ側第一凹凸部を構成する凹部の軸方向片端開口周縁部に対応する部分と、
    前記カップリングの軸方向他側面の周方向複数箇所で、それぞれが前記カップ側第二凹凸部を構成する凹部の軸方向他端開口周縁部に対応する部分と、
    のうち、少なくとも何れか一方の部分に、軸方向に凹入する案内凹部が設けられている
    請求項1〜のうちの何れか1項に記載したトルク伝達用継手。
  6. 前記駆動側凹凸部と、前記被駆動側凹凸部と、のうち、少なくとも何れか一方の凹凸部を構成する凸部の周方向幅寸法が、軸方向に関して変化している
    請求項1〜のうちの何れか1項に記載したトルク伝達用継手。
  7. 前記凸部の周方向幅寸法が、軸方向に関して前記隔壁部側に向かう程小さい
    請求項に記載したトルク伝達用継手。
  8. 前記凸部の周方向幅寸法が、軸方向に関して中間部から両端縁部に向かう程小さい
    請求項に記載したトルク伝達用継手。
  9. ハウジングと、
    前記ハウジングに対し回転自在に支持された回転軸と、
    前記回転軸に対し、前記回転軸と同軸に支持されて、前記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為の電動モータと
    を備え、
    駆動軸となる前記電動モータの出力軸と、被駆動軸となる前記ウォーム軸とが、トルク伝達用継手により、トルクの伝達を可能に接続され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〜のうちの何れか1項に記載のトルク伝達用継手である事を特徴とする電動式パワーステアリング装置。
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