WO2016047188A1 - 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 PDFInfo
- Publication number
- WO2016047188A1 WO2016047188A1 PCT/JP2015/062569 JP2015062569W WO2016047188A1 WO 2016047188 A1 WO2016047188 A1 WO 2016047188A1 JP 2015062569 W JP2015062569 W JP 2015062569W WO 2016047188 A1 WO2016047188 A1 WO 2016047188A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- driven
- cup
- uneven
- drive
- uneven portion
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
- B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
- B62D5/0409—Electric motor acting on the steering column
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
- F16D3/50—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive with the coupling parts connected by one or more intermediate members
- F16D3/54—Couplings comprising a chain or strip surrounding two wheels arranged side by side and provided with teeth or the equivalent
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
- F16D3/50—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive with the coupling parts connected by one or more intermediate members
- F16D3/64—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive with the coupling parts connected by one or more intermediate members comprising elastic elements arranged between substantially-radial walls of both coupling parts
- F16D3/68—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive with the coupling parts connected by one or more intermediate members comprising elastic elements arranged between substantially-radial walls of both coupling parts the elements being made of rubber or similar material
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
- F16H55/02—Toothed members; Worms
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
- F16H55/02—Toothed members; Worms
- F16H55/22—Toothed members; Worms for transmissions with crossing shafts, especially worms, worm-gears
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
- F16H55/02—Toothed members; Worms
- F16H55/22—Toothed members; Worms for transmissions with crossing shafts, especially worms, worm-gears
- F16H55/24—Special devices for taking up backlash
Definitions
- the joint for torque transmission according to the present invention is incorporated in various mechanical devices and used for transmitting torque between the drive shaft and the driven shaft.
- the electric power steering device of the present invention is used as a steering device of an automobile, and reduces the force required for the driver to operate the steering wheel by using an electric motor as an auxiliary power source. It is.
- a power steering device is widely used as a device to reduce the force required for the driver to operate the steering wheel when giving a steering angle to the steered wheels (usually the front wheels except for special vehicles such as forklifts) Has been.
- an electric power steering apparatus that uses an electric motor as an auxiliary power source in such a power steering apparatus has begun to spread in recent years.
- Various structures of such an electric power steering apparatus are known, but in any structure, a rotating shaft that is rotated by the operation of the steering wheel and gives a steered angle to the steered wheels as it rotates.
- Auxiliary power of the electric motor is applied through the speed reducer.
- a worm reducer is used as the reducer.
- a worm that is rotationally driven by an electric motor and a worm wheel that rotates together with the rotating shaft are meshed so that auxiliary power of the electric motor can be transmitted to the rotating shaft.
- a worm reducer if no measures are taken, an unpleasant noise called a rattling noise is generated when changing the rotation direction of the rotary shaft based on the backlash that exists in the meshing part of the worm and the worm wheel. Sound may be generated.
- FIG. 16 to 17 show an example of the electric power steering apparatus described in Patent Document 1.
- FIG. A front end portion of the steering shaft 2 that is rotated in a predetermined direction by the steering wheel 1 is rotatably supported inside the housing 3, and the worm wheel 4 is fixed to this portion.
- Worm teeth 5 that mesh with the worm wheel 4 are provided in the axially intermediate portion of the worm shaft 6, and both axial ends of the worm 8 that is rotationally driven by the electric motor 7 are a pair of rolling elements such as deep groove ball bearings.
- a pressing piece 10 is externally fitted to a portion protruding from the rolling bearing 9 a at the tip of the worm shaft 6, and an elastic member such as a coil spring 11 is provided between the pressing piece 10 and the housing 3.
- the worm teeth 5 provided on the worm shaft 6 are pressed toward the worm wheel 4 by the coil spring 11 via the pressing piece 10.
- a spline hole 13 is formed at the base end portion of the worm shaft 6 in order to connect the tip end portion of the output shaft 12 of the electric motor 7 and the base end portion of the worm shaft 6 so that torque can be transmitted.
- the worm shaft 6 is formed so as to open to the base end surface.
- a spline shaft portion 14 is formed at the distal end portion of the output shaft 12. And the spline shaft part 14 and the spline hole 13 are spline-engaged, and the output shaft 12 and the worm shaft 6 are coupled so as to be able to transmit torque.
- the connecting portion (spline) between the distal end portion of the output shaft 12 and the proximal end portion of the worm shaft 6
- No abnormal noise is generated at the engaging portion.
- a backlash exists in the spline engaging portion.
- the worm shaft 6 needs to be oscillated and displaced. Backlash cannot be eliminated completely, and it is difficult to prevent abnormal noise.
- Patent Document 2 has a structure in which the oscillating displacement of the worm shaft can be smoothly performed by connecting the output shaft of the electric motor and the worm shaft via a metal-made cylindrical power transmission member.
- spline shaft portions male splines
- the worm shaft and the electric motor Backlash exists in each spline engaging portion with a spline hole (female spline) provided at each end of the output shaft. For this reason, when changing the rotation direction of the rotating shaft, there is a possibility that abnormal noise is generated.
- an object of the present invention is to realize a structure of a torque transmission joint that can prevent noise from being generated when the rotation direction of a drive shaft is changed.
- the torque transmission joint of the present invention and the torque transmission joint of the electric power steering apparatus transmit torque between the ends of the drive shaft and the driven shaft that are arranged in series with respect to the axial direction.
- a coupling provided with a cup-side uneven portion formed by alternately arranging concave portions and convex portions over the entire circumference on one of the inner and outer peripheral surfaces;
- An elastic member made of an elastic material such as an elastomer such as rubber, having driving side clamping pieces provided at a plurality of circumferential positions and driven side clamping pieces provided at a plurality of circumferential directions; Provided directly or through other members at the end of the drive shaft, and on both the inner and outer peripheral surfaces facing the cup-side uneven portion, the concave portion and the convex portion are alternately arranged over the entire circumference.
- a part in the axial direction of the drive-side uneven portion includes a circumferential gap in the cup-side uneven portion (a convex portion constituting the drive-side uneven portion and a convex portion constituting the cup-side uneven portion.
- a part of the driven-side uneven portion in the axial direction includes a circumferential clearance in the cup-side uneven portion (a convex portion constituting the driven-side uneven portion and a cup-side uneven portion are configured.
- the circumferential side surfaces of the protrusions are engaged with each other in a state in which a gap is provided), and the remaining axial portion of the driven side uneven portions is sandwiched between the driven side uneven portions by the driven side uneven portions.
- a piece is interposed (each driven side clamping piece is sandwiched between circumferential side surfaces of the convex portion constituting the driven side uneven portion and the convex portion constituting the cup side uneven portion) Is engaged.
- the driving side uneven portion (driven side uneven portion) is provided on a member fixed to the end portion of the driving shaft (driven shaft).
- the member is made of a material that is less likely to be elastically deformed (has higher rigidity) than the elastic material constituting the elastic member, such as a metal material such as a synthetic resin or a sintered metal, and the member is connected to the drive shaft. It is an interference fit to the end of the (driven shaft) or a female spline portion (including fine serrations on the pitch) formed on one inner peripheral surface of these members and the driving shaft (driven shaft).
- a male spline formed on the other outer peripheral surface is press-fitted and fitted into the spline, for example, to support it while preventing relative rotation and relative displacement in the axial direction.
- the circumferential dimension (thickness in the circumferential direction) of each driving side clamping piece is a part of the driving side uneven part in the axial direction.
- a gap in the circumferential direction between the concavo-convex portion on the cup side (a distance between the convex portions constituting the drive-side concavo-convex portion and the circumferential side surfaces of the convex portions constituting the cup-side concavo-convex portion facing each other).
- the circumferential dimension of each driven-side clamping piece is made larger than the circumferential gap between a part of the driven-side uneven portion in the axial direction and the cup-side uneven portion.
- the driving side uneven portion is formed on one half of the axial direction (half on the side far from the driven shaft). It is comprised from a 1st uneven
- the driving-side first uneven portion is engaged with one end in the axial direction of the cup-side uneven portion with a circumferential gap interposed therebetween, and the driving-side second uneven portion is connected to the cup-side uneven portion.
- each driving side clamping piece is interposed in a portion near one end in the axial direction (a portion near the driving shaft in the intermediate portion in the axial direction).
- the driven side uneven portion is formed on the other half portion in the axial direction (half portion on the side far from the driving shaft) and the first uneven portion on the driven side (same side on the same side).
- the driven side second concavo-convex part formed in the half part.
- the driven-side first uneven portion is engaged with the other end portion in the axial direction of the cup-side uneven portion with a circumferential gap interposed therebetween
- the driven-side second uneven portion is The cup-side concavo-convex portion is engaged with a portion closer to the other end in the axial direction (a portion closer to the driven shaft in the intermediate portion in the axial direction) with each driven-side clamping piece interposed therebetween.
- the elastic member is connected to each driving side holding piece and each driven side holding piece by a disk-shaped or ring-shaped connecting plate part, The whole is formed integrally.
- at least one end of the coupling in the axial direction both opposite circumferential side surfaces of the convex portions constituting the cup-side concavo-convex portion are used as end edges of the coupling. Inclined in the direction away from each other as it goes.
- each of the driving side clamping pieces is disposed adjacent to the driving side first uneven portion in the axial direction, and each of the driven side holding pieces is connected to the driven side first uneven portion. It is arranged adjacent to the axial direction.
- the cup-side uneven portion is formed on the one axial end portion (the end portion on the drive shaft side), and the cup-side first uneven portion, It comprises a cup-side second uneven portion formed at the other end in the axial direction (end on the driven shaft side) and a cup-side third uneven portion formed at the intermediate portion in the axial direction.
- the cup-side first concavo-convex portion engages with the drive-side nip portion interposed between the axial-side end portion and the intermediate portion of the drive-side concavo-convex portion.
- the cup-side second uneven portion engages with the other end in the axial direction or the intermediate portion of the driven-side uneven portion with the driven-side clamping piece interposed therebetween.
- one end of the cup side third uneven portion is engaged with the other end in the axial direction of the drive side uneven portion with a circumferential gap interposed therebetween, and the cup side third uneven portion The other end in the axial direction engages with one end in the axial direction of the driven-side concavo-convex portion with a circumferential clearance interposed therebetween.
- the elastic member is a driving side elastic body provided with the driving side clamping pieces, and the driven side elastic body provided separately from the driving side elastic body.
- the to-be-driven elastic body provided with a clamping piece.
- at least one of the axial ends of the cup-side third concavo-convex portion, the opposite circumferential side surfaces of the convex portions constituting the cup-side third concavo-convex portion are As it goes to the edge of the cup-side third concavo-convex portion, it is inclined in a direction away from each other.
- the driving side clamping pieces are provided at a plurality of circumferential positions on an axial side surface of the annular connecting plate portion, and in the driven side elastic body, the driven side elastic bodies Side clamping pieces are provided at a plurality of locations in the circumferential direction on the side surface in the axial direction of the annular connecting plate portion.
- the connecting plate portion of the driving side elastic body is disposed between the axial side surface of the driving side transmission portion and one axial end surface of the coupling, and the connecting plate portion of the driven side elastic body is: It arrange
- the electric power steering apparatus of the present invention is A housing that is supported by a fixed part and does not rotate;
- a steering rotation shaft that is rotatably provided with respect to the housing, is rotated by an operation of a steering wheel, and gives a steering angle to the steered wheels in accordance with the rotation;
- a worm wheel that is supported concentrically with the steering rotary shaft and rotates together with the steering rotary shaft inside a part of the steering rotary shaft inside the housing;
- a worm tooth is provided at an axial intermediate portion of the worm shaft, and both end portions in the axial direction of the worm shaft are rotatably supported by the bearings by bearings in a state where the worm tooth is engaged with the worm wheel.
- the output shaft of the electric motor and the worm shaft are connected to each other by a torque transmission joint so that torque can be transmitted.
- the torque transmission joint is the above-described torque transmission joint of the present invention.
- the output shaft of the electric motor corresponds to the drive shaft
- the worm shaft corresponds to the driven shaft.
- the tip of the worm shaft (the end opposite to the side coupled to the output shaft of the electric motor via the torque transmission joint) is preferable.
- a preload applying mechanism that elastically presses the worm toward the worm wheel.
- the drive-side uneven portion and the driven-side uneven portion are engaged with each other in the axial direction with a circumferential clearance interposed between the cup-side uneven portion and the drive-side uneven portion.
- the driven side concavo-convex part with the driving side nip part and the driven side nip part constituting an elastic member made of an elastic material such as rubber, etc. interposed between the cup side concavo-convex part and the cup side uneven part. Is engaged. Therefore, in the case of the present invention, when the torque transmitted between the drive shaft and the driven shaft is relatively small, the rotational torque of the drive shaft is transmitted to the driven shaft via the elastic member.
- each driving-side clamping piece and each driven-side clamping piece are elastically deformed in the circumferential direction (elastically pressed). Crushed). Then, the circumferential side surface of the convex portion constituting a part in the axial direction of the driving side uneven portion of the drive shaft and the circumferential side surface of the convex portion constituting the cup side uneven portion of the coupling directly abut (contact). In addition, the circumferential side surface of the convex portion constituting the cup side uneven portion and the circumferential side surface of the convex portion constituting a part of the driven side uneven portion of the driven shaft are in direct contact (abutting).
- the momentum of these collisions is weakened by the elastic member, it is possible to prevent the generation of unusual noises such as harsh rattling noises at the abutting portions between the concave and convex portions due to the collision.
- most of the rotational torque of the drive shaft is transmitted to the coupling by the engagement of a part of the drive side uneven portion in the axial direction and the cup side uneven portion, and most of the torque transmitted to the coupling.
- the torque transmission characteristics between the drive shaft and the driven shaft can be divided into at least two stages according to the magnitude of the torque to be transmitted.
- FIG. 4A is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. 3
- FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line IV′-IV ′ in FIG.
- A) is an end view showing a drive-side transmission member taken out
- B) is a VV cross-sectional view of (A).
- A) is an end view showing the driven transmission member taken out
- B) is a sectional view taken along the line VI-VI of (A).
- (A) is an end view showing the coupling taken out
- (B) is a sectional view taken along the line VII-VII of (A)
- (C) is a view taken along the arrow VII ′ of (A).
- (A) is an end view showing an elastic member taken out
- (B) is a sectional view taken along line VIII-VIII of (A).
- FIG. 3 shows 2nd Embodiment of this invention.
- (A) is a sectional view showing a joint for torque transmission
- (B) is a sectional view taken along line XX in (A)
- (C) is a sectional view taken along line X′-X ′ in (A).
- FIG. 17 is an enlarged XVII-XVII sectional view of FIG. 16 showing an example of a conventional structure of an electric power steering device.
- First Embodiment 1 to 8 show a first embodiment of the present invention.
- the features of the present invention realize a structure that can prevent the occurrence of abnormal noise such as rattling noise when changing the rotation direction of the output shaft of the electric motor that is the drive shaft.
- the front end portion of the steering shaft 2 that is rotated in a predetermined direction by the steering wheel 1 is rotated inside the housing 3 in the same manner as the conventional structure shown in FIGS.
- the worm wheel 4 is fixed to this portion.
- the worm teeth 5 that mesh with the worm wheel 4 are provided at an intermediate portion in the axial direction of the worm shaft 6a.
- Both ends in the axial direction of the worm 8 that is rotationally driven by the electric motor 7 are rotatably supported in the housing 3 by a pair of rolling bearings 9a and 9b. Further, a preload applying mechanism 15 is provided between the rolling bearing 9a fitted on the tip of the worm shaft 6a and the housing 3, and the worm teeth 5 provided on the worm shaft 6a are pressed against the worm wheel 4. is doing. With such a configuration, the backlash between the worm tooth 5 and the worm wheel 4 is suppressed, and the occurrence of rattling noise is suppressed.
- the distal end portion of the output shaft 12a of the electric motor 7 and the proximal end portion of the worm shaft 6a are coupled via a torque transmission joint 16 so as to be able to transmit torque.
- the torque transmission joint 16 includes a driving side transmission unit 20, a driven side transmission unit 26, a coupling 30, and an elastic member 18.
- the drive-side transmission unit 20 is provided with a drive-side transmission member 19 that is provided separately from the output shaft main body 17 of the output shaft 12a, at the distal end portion of the output shaft main body 17, by relative rotation and relative rotation in the axial direction. In a state in which the torque is blocked (to allow transmission of torque), it is provided at the distal end of the output shaft 12a.
- the drive-side transmission unit 20 replaces a female spline (including fine serrations) formed on the inner peripheral surface of the drive-side transmission member 19 with a male spline unit formed at the tip of the output shaft body 17. By press-fitting, spline fitting is performed in a state where relative rotation and relative displacement in the axial direction are prevented.
- the drive-side transmission member 19 is made of a material such as a synthetic resin or a sintered metal that is less likely to be elastically deformed (has higher rigidity) than an elastic material such as an elastomer such as rubber that constitutes the elastic member 18.
- the drive-side uneven portion 39 is a drive-side first uneven portion provided in an axial half portion (the right half portion in FIGS. 1 to 3) that is a half portion far from the worm shaft 6a.
- a drive-side second uneven portion 22 provided in the other half portion in the axial direction (the left half portion in FIGS. 1 to 3), which is also a half portion on the near side.
- corrugated part 22 mutually opposes is the circumferential direction which the convex part which comprises the drive side 1st uneven part 21 mutually opposes.
- grooved part 22 is made smaller than the outer diameter dimension of the bottom face of the recessed part which comprises the drive side 1st uneven
- a driving side flange 23 is provided on the outer peripheral surface of one end portion (right end portion in FIGS. 1 to 3) of the driving side transmission member 19 over the entire circumference, and the driving side first uneven portion 21 ( The opening on one side in the axial direction of the recessed portion) is closed.
- the driven-side transmission portion 26 is configured such that the driven-side transmission member 25 provided separately from the worm shaft main body 24 of the worm shaft 6a is fitted into the base end portion of the worm shaft main body 24, or is fitted with a spline. For example, it is provided at the base end portion of the worm shaft 6a by being fitted and fixed in a state where relative rotation and relative displacement in the axial direction are prevented.
- the driven-side transmission member 25 is made of a material that is less likely to be elastically deformed than the elastic material constituting the elastic member 18.
- a driven-side concavo-convex portion 40 is provided, in which concave portions and convex portions are alternately arranged over the entire circumference.
- the driven-side uneven portion 40 is on the same side as the driven-side first uneven portion 27 provided on the other half portion in the axial direction, which is a half portion far from the output shaft 12a. It is comprised from the driven side 2nd uneven
- corrugated part 28 mutually opposes The space
- the outer diameter of the bottom surface of the concave portion constituting the driven-side second uneven portion 28 is made smaller than the outer diameter size of the bottom surface of the concave portion constituting the driven-side first uneven portion 27. .
- a driven-side flange 29 is provided over the entire circumference, and the driven-side first uneven portion 27 (a concave portion constituting the driven-side first concave-convex portion 27).
- the opening on the other side in the axial direction is blocked.
- a female spline groove is formed on the inner peripheral surface of the driven transmission member 25.
- the coupling 30 is formed in a cylindrical shape as a whole, and is configured such that concave portions and convex portions are alternately arranged over the entire circumference on the inner circumferential surface.
- a cup side uneven portion 31 is provided.
- One end in the axial direction of the cup-side concavo-convex portion 31 has a drive-side first concavo-convex portion 21 of the drive-side concavo-convex portion 39 with a circumferential gap (backlash) interposed therebetween.
- the protrusions are engaged in a state where a gap t is provided between the circumferential side surfaces of the protrusions and the protrusions constituting the cup-side uneven portion 31 (see FIG. 4A).
- the other end in the axial direction of the cup-side concavo-convex portion 31 has a circumferential gap in the driven-side first concavo-convex portion 27 of the driven-side concavo-convex portion 40 (constitutes the driven-side first concavo-convex portion 27.
- the protrusions are engaged with each other in a state in which a gap is provided between the circumferential side surfaces of the protrusions and the protrusions constituting the cup-side uneven portion 31.
- the circumferential gap between the cup-side uneven portion 31 and the driving-side first uneven portion 21 and the circumferential gap between the cup-side uneven portion 31 and the driven-side first uneven portion 27 are: Each can be set to any size (can be equal to each other or different).
- the cup-side uneven portion of the cup-side uneven portion 31 is an end portion in the axial direction that is an engaging portion with the driving-side first uneven portion 21.
- the opposite circumferential side surfaces of the convex portions 32 and 32 constituting the portion 31 are inclined so as to be separated from each other toward the one axial side (the width dimension between the two circumferential side surfaces is set to one axial side. To be larger)
- the circumferential opposite side surfaces of the convex portions constituting the drive-side first concave / convex portion 21 that engages with the cup-side concave / convex portion 31 are flat surfaces having a constant rolling interval in the axial direction.
- Coupling 30 is less likely to be elastically deformed (high rigidity) than elastomers such as rubber, synthetic resin such as polyacetal resin and polyamide resin, or light alloy such as iron-based metal such as carbon steel, aluminum-based alloy, etc. Made of material.
- elastomers such as rubber, synthetic resin such as polyacetal resin and polyamide resin, or light alloy such as iron-based metal such as carbon steel, aluminum-based alloy, etc. Made of material.
- Such a coupling 30 is assembled between the drive-side transmission portion 20 and the driven-side transmission portion 26, and the inner side surfaces of the drive-side flange portion 23 and the driven-side flange portion 29 that face each other. Is sandwiched between.
- the elastic member 18 is integrally formed as a whole by an elastic material such as an elastomer such as rubber, and the circumference of the outer peripheral surface of the disk-shaped connecting plate portion 33 extending in the radial direction.
- Engagement pieces 34 and 34 having a concave (U-shaped) end surface shape are supported at a plurality of locations in the direction.
- grooved part 36 is provided in the part which remove
- the outer diameter side uneven portion 35 has a recessed portion as a portion recessed inward in the radial direction of the outer peripheral surface of each engagement piece 34, 34, and a circumferential wall portion 37 of the adjacent engagement pieces 34, 34. , 37 (a portion including a pair of circumferential wall portions 37, 37) between the inner side surfaces is configured as a convex portion.
- the inner diameter side uneven portion 36 a portion between adjacent engagement pieces 34, 34 is a concave portion, and an inner diameter side portion of each engagement piece 34, 34 is a convex portion.
- the circumferential direction dimension T 37 of each circumferential wall portion 37 , 37 is set in the circumferential direction between the cup side uneven portion 31 and the drive side first uneven portion 21.
- the clearance t is larger than the circumferential clearance between the cup-side uneven portion 31 and the driven-side first uneven portion 27 (T 37 > t).
- the elastic member 18 engages the outer diameter-side uneven portion 35 with the axially intermediate portion of the cup-side uneven portion 31 of the coupling 30 without any gap, and the axial end portion of the inner-diameter uneven portion 36 is connected to the drive side first.
- the other concavo-convex portion 22 is engaged with the other end portion in the axial direction on the driven-side second concavo-convex portion 28 without any gap.
- the driving-side second uneven portion 22 and the driven-side second uneven portion 28 are engaged with the cup-side uneven portion 31 with the circumferential wall portions 37 and 37 interposed therebetween.
- the axial direction half half of each circumferential direction wall part 37 and 37 is arrange
- the other half portion in the axial direction of the portions 37 and 37 is disposed adjacent to the driven-side first uneven portion 27 of the driven-side transmission member 25 in the axial direction.
- the driving side second uneven part 22, and the driven side second uneven part 28 respectively in the circumferential direction. It is also possible to provide a gap. In this case, the circumferential clearance between the outer diameter side uneven portion 35 and the cup side uneven portion 31, and the inner diameter side uneven portion 36 and the driving side second uneven portion 22 (driven side second uneven portion 28), The gap in the circumferential direction is made smaller than the gap in the circumferential direction between the cup-side uneven portion 31 and the driving-side first uneven portion 21 (driven-side first uneven portion 27).
- the outer diameter side uneven portion 35 is engaged with the cup side uneven portion 31 and the inner diameter side uneven portion 36 is connected to the driving side second uneven portion 22 and the driven side second uneven portion.
- the axial half of each of the circumferential wall portions 37, 37 is formed on the cup side and the convex portion constituting the drive-side concavo-convex portion 39 (drive-side second concavo-convex portion 22).
- the other half portion in the axial direction is also the convex portion constituting the driven side concave and convex portion 40 (driven side second concave and convex portion 28). And the side surfaces in the circumferential direction of the convex portions constituting the cup-side uneven portion 31 are sandwiched. That is, in the case of this embodiment, the axial half piece of each of the circumferential wall portions 37, 37 corresponds to the driving side clamping piece of the present invention, and the other axial half portion of the circumferential wall portion 37, 37 is the same as that of the present invention. It corresponds to the driven side clamping piece.
- a through hole 38 or a thin wall portion is provided in the central portion of the connecting plate portion 33 to reduce the material constituting the elastic member 18. it can.
- the driving-side first uneven portion 21 and the driven-side first uneven portion 27 are in a state where a circumferential clearance is interposed in the cup-side uneven portion 31.
- the driving side second uneven portion 22 and the driven side second uneven portion 28 interpose the circumferential wall portions 37 and 37 constituting the elastic member 18 in the cup side uneven portion 31, respectively.
- the circumferential direction dimension of each circumferential direction wall part 37 and 37 is the circumferential direction clearance gap between the cup side uneven part 31 and the drive side 1st uneven part 21, and the cup side uneven part 31 and the driven side 1st. It is larger than the circumferential clearance between the concave and convex portions 27.
- the rotational torque of the output shaft 12a is the drive side second uneven portion 22. Is transmitted to the elastic member 18 from the engagement portion between the inner and outer side uneven portions 36. The torque transmitted to the elastic member 18 is transmitted to the worm shaft 6a from the engagement portion between the inner diameter side uneven portion 36 and the driven side second uneven portion 28.
- the elastic member 18 is elastically deformed in the circumferential direction. That is, the circumferential wall portions 37 and 37 constituting the engagement pieces 34 and 34 of the elastic member 18 are elastically crushed in the circumferential direction (the circumferential width dimension is reduced). And the circumferential direction side surface of the convex part which comprises the cup side uneven
- the torque transmission joint 16 is formed by combining the elastic member 18 and the coupling 30 for torque transmission between the output shaft 12a and the worm shaft 6a.
- the torque transmission characteristic can be divided into two stages according to the magnitude of the torque to be transmitted, and the operational feeling of the steering wheel 1 (see FIG. 16) can be improved. That is, generally, in the electric power steering apparatus, when a vibration load is applied to the steering shaft 2 from the wheel side due to, for example, a rough road surface, torque is applied to the worm wheel 4 fixed to the steering shaft 2.
- a controller (not shown) causes the electric motor 7 to generate a torque in a direction to cancel the torque.
- the operational feeling of the steering wheel 1 can be improved.
- the worm shaft 6a having the worm teeth 5 meshing with the worm wheel 4 tends to rotate due to the reaction force of the torque applied to the worm wheel 4, but the worm shaft 6a and the output shaft 12a of the electric motor 7 are relatively
- the resistance to rotation torsional rigidity
- the resistance to rotation of the worm shaft 6a increases. Since the torque applied to the worm wheel 4 based on the vibration load applied to the steering shaft 2 is relatively small, the operational feeling of the steering wheel 1 may be impaired if the rotational resistance of the worm shaft 6a is large.
- the circumferential clearance between the cup-side uneven portion 31 and the driving-side first uneven portion 21 and the circumferential clearance between the cup-side uneven portion 31 and the driven-side first uneven portion 27 are mutually equal. Or different between the outer diameter side uneven portion 35 and the cup side uneven portion 31, and between the inner diameter side uneven portion 36, the driving side second uneven portion 22 and the driven side second uneven portion 28, respectively.
- the torque transmission characteristics between the output shaft 12a and the worm shaft 6a can be increased more than two stages.
- the coupling 30 can also be connected to the worm shaft 6a when the worm shaft 6a is displaced by oscillating or the center axis of the worm shaft 6a and the center axis of the output shaft 12a are not aligned.
- torque transmission between the output shaft 12a and the worm shaft 6a can be performed smoothly.
- the one axial end portions of the opposite circumferential side surfaces of the convex portions 32, 32 constituting the cup-side concavo-convex portion 31 are inclined toward each other toward the one axial side.
- the cup-side uneven portion 31 and the drive-side first uneven portion 21 can be prevented from coming into contact with each other (biased).
- the circumferential side surfaces of the convex portions constituting the side uneven portion 31 and the driving side first uneven portion 21 can be brought into surface contact with each other). Therefore, the torque transmission joint 16, extending the stress concentration at the engaging portion between the cup-side uneven portion 31 and the drive-side first uneven portion 21, or the occurrence of wear, The durability of the entire electric power steering device can be secured.
- the drive side second uneven portion 22 (driven side second portion) that engages with the inner diameter side uneven portion 36 of the elastic member 18 in the drive side transmission portion 20 (driven side transmission portion 26).
- the circumferential width dimension of the convex portion of the concave-convex portion 28) is made larger than the circumferential width dimension of the convex portion of the driving-side first concave-convex portion 21 (driven-side first concave-convex portion 27), and the driving-side second concave-convex portion
- the outer diameter of the bottom surface of the concave portion constituting the portion 22 (driven side second uneven portion 28) is larger than the outer diameter of the bottom surface of the concave portion constituting the driving side first uneven portion 21 (driven side first uneven portion 27). Is also small. For this reason, the volume of the elastic member 18 can be ensured, and the strength and durability of the elastic member 18 can be sufficiently ensured.
- the output shaft 12a is sandwiched between the driving side flange 23 of the driving side transmission unit 20 and the driven side flange 29 of the driven side transmission unit 26.
- the distance between the distal end surface of the worm shaft and the proximal end surface of the worm shaft 6a is regulated. For this reason, it is possible to prevent the elastic member 18 from being strongly clamped (crushed) in the axial direction between the distal end surface of the output shaft 12a and the proximal end surface of the worm shaft 6a.
- the elastic member 18 may be provided in the axial direction via a clearance with the driving-side transmission member 19 and the driven-side transmission member 25, or the axial direction by the driving-side transmission member 19 and the driven-side transmission member 25. May be compressed.
- the drive side transmission part 20 (driven side transmission part 26) does not go through the drive side transmission member 19 (driven side transmission member 25), but the tip part of the output shaft of the electric motor ( You may form directly in the base end part of a worm shaft.
- a drive-side concavo-convex portion is formed on the inner peripheral surface of the concave portion provided at the distal end portion of the output shaft of the electric motor
- a driven-side concavo-convex portion is formed on the inner peripheral surface of the concave portion provided at the base end portion of the worm shaft.
- it can also comprise so that the coupling side uneven part provided in the outer peripheral surface of the coupling may be engaged with a drive side uneven part and a driven side uneven part.
- the torque transmission joint 16a of the present embodiment includes a drive side transmission portion 20a, a driven side transmission portion 26a, a coupling 30a, and an elastic member 18a.
- the drive-side transmission portion 20a is configured such that the drive-side transmission member 19a provided separately from the output shaft main body 17 is tightened or spline-fitted at the distal end portion of the output shaft main body 17 of the output shaft 12a. It is provided by supporting in a state in which rotation in synchronization with the output shaft 12a is possible and axial displacement with respect to the output shaft 12a is prevented.
- a drive-side uneven portion 39 a is formed on the outer peripheral surface of the drive-side transmission member 19 a, and in the case of this embodiment, the shape of the drive-side uneven portion 39 a (the circumferential width dimension of the protrusion and the recess) The outer diameter dimension of the bottom surface is constant over the axial direction.
- the circumferential width dimension of the convex portion constituting the drive-side uneven portion 39a may be configured to become smaller toward the other side in the axial direction (the tip side of the drive-side uneven portion 39a, the left side in FIG. 8). (You may incline in the direction which mutually separates the circumferential direction both sides
- a drive side flange 23a is provided over the entire circumference on the outer peripheral surface of one end of the drive side transmission member 19a in the axial direction.
- the driven-side transmission portion 26a is an interference fit or spline fitting of a driven-side transmission member 25a provided separately from the worm shaft main body 24 at the base end portion of the worm shaft main body 24 of the worm shaft 6a. For example, it is possible to rotate in synchronization with the worm shaft 6a and to support the worm shaft 6a in a state in which axial displacement with respect to the worm shaft 6a is prevented.
- a driven-side uneven portion 40a is formed on the outer peripheral surface of the driven-side transmission member 25a.
- a driven side flange 29a is provided over the entire circumference.
- the shape of the driven side uneven portion 40a is the same as the shape of the drive side uneven portion 39a.
- the shape of the driven side uneven portion 40a and the shape of the drive side uneven portion 39a can be different from each other.
- the coupling 30 a has a cup-side first uneven portion 41 at one end in the axial direction and a cup-side second uneven portion 42 at the other end in the axial direction.
- the cup side third uneven part 43 is provided in each part. That is, the coupling 30a forms the cup-side third uneven portion 43 at the axially intermediate portion of the inner peripheral surface of the cylindrical portion 44 that is formed in a cylindrical shape as a whole, and the circumferential direction of both axial ends of the cylindrical portion 44 Projecting portions 45 and 45, which form the cup-side first uneven portion 41 (cup-side second uneven portion 42) and have a sector shape when viewed from the axial direction, are projected in the axial direction at a plurality of equally spaced locations. Each is provided.
- the cup side 1st uneven part 41 makes each protrusion part 45,45 a convex part, and comprises the part between each protrusion part 45,45 adjacent to the circumferential direction as a recessed part.
- grooved part 43 comprises the convex part 32a and the recessed part alternately arrange
- the circumferentially opposite side surfaces of the convex portions 32a and 32a constituting the cup-side third uneven portion 43 are in the width direction at both axial ends of the cup-side third uneven portion 43.
- the elastic member 18a is composed of a pair of elastic bodies 46a and 46b. As shown in FIG. 14, each elastic body 46a (46b) has a concave (U-shaped) end surface shape (inner circumferential surface) at a plurality of circumferential positions on the axial side surface of the annular coupling plate portion 33a. Are provided with engaging pieces 34a, 34a recessed outward in the radial direction, and provided with an outer diameter side uneven portion 35a on the outer peripheral surface and an inner diameter side uneven portion 36a on the inner peripheral surface. That is, the outer diameter side uneven portion 35a has the outer diameter side portion of each engaging piece 34a, 34a as a convex portion, and the portion between adjacent engaging pieces 34a, 34a as a concave portion.
- the inner diameter side uneven portion 36a is a portion between the inner side surfaces of the circumferential wall portions 37a, 37a of the adjacent engagement pieces 34a, 34a (a portion including a pair of circumferential wall portions 37a, 37a). ) Is a convex portion, and the concave portion is a portion recessed radially outward of the inner peripheral surface of each engagement piece 34a, 34a.
- the circumferential dimension T 37a of the circumferential wall portions 37a, 37a constituting the engaging pieces 34a, 34a is the cup side third uneven portion 43 and the drive side uneven portion.
- the circumferential dimension D 35a of the convex portion of the outer diameter side concave and convex portion 35a is the circumference of the concave portion constituting the cup side first concave and convex portion 41 and the cup side second concave and convex portion 42.
- the outer diameter side uneven portion 35a of one elastic body 46a corresponding to the drive side elastic body (the right side in FIG. 9) is engaged with the cup-side first uneven portion 41.
- the inner diameter side uneven portion 36a is engaged with one axial end portion of the drive side uneven portion 39a.
- the circumferential wall portions 37a and 37a (corresponding to the driving side clamping piece of the present invention) constituting one elastic body 46a are connected to the circumferential side surface of the convex portion constituting the driving side uneven portion 39a and the coupling 30a. Between the projecting portions 45, 45 provided at one end in the axial direction.
- the connecting plate portion 33a of one elastic body 46a is sandwiched between the other axial side surface of the driving side flange 23a and one axial end surface of the coupling 30a. Further, of the elastic bodies 46a and 46b, the outer diameter side uneven portion 35a of the other elastic body 46b corresponding to the driven side elastic body (left side in FIG. 9) is engaged with the cup side second uneven portion 42. At the same time, the inner diameter side uneven portion 36a is engaged with the other axial end of the driven side uneven portion 40a.
- the circumferential wall portions 37a and 37a (corresponding to the driven side clamping piece of the present invention) constituting the other elastic body 46b, the circumferential side surface of the convex portion constituting the driven side uneven portion 40a, and the cup
- the protrusions 45 are provided at the other end in the axial direction of the ring 30a and are sandwiched between the side surfaces in the circumferential direction.
- the connecting plate portion 33a of the other elastic body 46b is sandwiched between one axial side surface of the driven side flange portion 29a and the other axial end surface of the coupling 30a.
- the circumferential clearance between the inner diameter side uneven portion 36a and the drive side uneven portion 39a (driven side uneven portion 40a) is the same as that of the cup side third uneven portion 43 and the drive side uneven portion 39a (driven side uneven portion 40a).
- Each of the gaps in the circumferential direction is made smaller.
- the connecting plate portion 33a of one elastic body 46a is sandwiched between the one axial side surface of the driving side flange 23a of the driving side transmission member 19a and the other axial end surface of the coupling 30a in the axial direction, It may be compressed in the axial direction, or may be provided via a gap between the other axial side surface of the driving side flange 23a of the driving side transmission member 19a and one axial end surface of the coupling 30a. .
- the connecting plate portion 33a of the other elastic body 46b is also between the one axial side surface of the driven side flange 29a of the driven side transmission member 25a and the other axial end surface of the coupling 30a in the axial direction. It may be sandwiched and compressed in the axial direction, or through a gap between one axial side surface of the driven side flange 29a of the driven side transmission member 25a and the other axial end surface of the coupling 30a. It may be provided.
- the cup-side third uneven portion 43 is provided around the other axial end of the drive-side uneven portion 39a and one axial end of the driven-side uneven portion 40a. Each is engaged with a directional gap interposed.
- the cup-side first uneven portion 41 engages with one end of the drive-side uneven portion 39a in the axial direction with the circumferential wall portions 37a and 37a constituting one elastic body 46a interposed therebetween, and the cup-side uneven portion 41a.
- the second side uneven portion 42 is engaged with the other end portion in the axial direction of the driven-side uneven portion 40a with the circumferential wall portions 37a and 37a constituting the other elastic body 46b interposed. Furthermore, the dimensions of each part are regulated as described above.
- the rotational torque of the output shaft 12a is reduced to one of the driving side uneven portion 39a and the other side.
- the elastic body 46a is transmitted to the one elastic body 46a from the engaging portion with the inner diameter side uneven portion 36a, and further, the outer diameter side uneven portion 35a of the one elastic body 46a and the cup side first uneven portion 41 are engaged. Is transmitted to the coupling 30a.
- the torque transmitted to the coupling 30a is transmitted from the engagement portion between the cup-side second uneven portion 42 and the outer-diameter-side uneven portion 35a of the other elastic body 46b to the other elastic body 46b.
- the elastic body 46b is transmitted to the worm shaft 6a from the engagement portion between the inner-side uneven portion 36a and the driven-side uneven portion 40a.
- torque transmission between the output shaft 12a and the worm shaft 6a is performed according to the magnitude of torque to be transmitted, as in the case of the first embodiment described above.
- the characteristics can be divided into two stages, and the operational feeling of the steering wheel 1 (see FIG. 9) can be improved.
- the coupling 30a is connected to the worm shaft 6a. By tilting with respect to the center axis of 6a and the center axis of the output shaft 12a, torque transmission between the output shaft 12a and the worm shaft 6a can be performed smoothly.
- the elastic member 18a is composed of a pair of elastic bodies 46a and 46b.
- the connecting plate part 33a which comprises one elastic body 46a of both elastic bodies 46a and 46b is elastic between the axial direction other side surface of the drive side collar part 23a, and the axial direction one end surface of the coupling 30a.
- the connecting plate portion 33a constituting the other elastic body 46b is elastically sandwiched between one axial side surface of the driven side flange 29a and the other axial end surface of the coupling 30a.
- the elastic body 46a constituting the elastic member 18a ( 46b) can be prevented from inclining with respect to a virtual plane orthogonal to the axial direction.
- the configuration and operation of other parts are the same as those in the first embodiment described above.
- FIG. 15 is a modification of the above-described embodiment.
- reference numeral 54 denotes a transmission portion coupling member, and six pins 53 are provided on the same circumference and at equal intervals on the outer edge portions of both sides of the disk-like plate portion.
- Six driven-side pin insertion holes 52 are provided on the motor-side end surface of the driven-side transmission member 25 at positions facing the pins 53, and the pin 53 and the end surface of the driving-side transmission member 19 on the worm shaft side are provided.
- Six drive-side pin insertion holes 51 are provided at opposing positions.
- Tubular elastic members 50 are fitted in the driven-side pin insertion holes 52 and the driving-side pin insertion holes 51, respectively, and the pins 53 of the transmission portion coupling member 54 are fitted in the through holes of the elastic members 50, respectively. ing. Also by the configuration of this modified example, the same operation and effect as the above-described embodiment can be obtained.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Power Steering Mechanism (AREA)
Abstract
電動モータの出力軸(12a)の駆動側伝達部(20)と、ウォーム軸(6a)の被駆動側伝達部(26)とを、弾性部材(18)とカップリング(30)とを備えたトルク伝達用継手(16)を介してトルクの伝達を可能に結合する。カップリング(30)のカップ側凹凸部(31)の軸方向片端部を駆動側伝達部(20)の駆動側第一凹凸部(21)に、軸方向他端部を被駆動側伝達部(26)の被駆動側第一凹凸部(27)に、それぞれ周方向の隙間を介在させた状態で係合させる。弾性部材(18)を、カップ側凹凸部(31)の軸方向中間部と、駆動側伝達部(20)の駆動側第二凹凸部(22)及び被駆動側伝達部(26)の被駆動側第二凹凸部(28)との間に、それぞれトルクの伝達を可能に掛け渡した状態で設ける。これにより、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、歯打ち音が発生する事を防止できる構造を実現する。
Description
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。又、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を軽減するものである。
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が、減速機を介して付与される。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、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。
この様な歯打ち音の発生を抑える構造として、従来、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16~17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、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。更に、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が外嵌され、押圧駒10とハウジング3との間に、コイルばね11等の弾性部材が設けられている。そして、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が、ウォームホイール4に向け押圧されている。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は抑えられるが、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の基端部にスプライン孔13が、ウォーム軸6の基端面に開口する状態で形成されている。一方、出力軸12の先端部には、スプライン軸部14が形成されている。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とがトルクの伝達を可能に結合されている。
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17に示す様な構造により、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、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。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変える際に、異音が発生する可能性がある。
本発明は、上述の様な事情に鑑み、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うちの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、
内外両周面のうちの一方の周面に、凹部と凸部とを全周に亙って交互に配置して成る、カップ側凹凸部を設けたカップリングと、
周方向複数箇所に設けられた駆動側挟持片と、周方向複数箇所に設けられた被駆動側挟持片とを有する、ゴムの如きエラストマー等の弾性材製の弾性部材と、
前記駆動軸の端部に直接又は他の部材を介して設けられ、内外両周面のうち、前記カップ側凹凸部に対向する周面に、凹部と凸部とを全周に亙って交互に配置して成る駆動側凹凸部を設けた駆動側伝達部と、
前記被駆動軸の端部に直接又は他の部材を介して設けられ、内外両周面のうち、前記カップ側凹凸部に対向する周面に、凹部と凸部とを全周に亙って交互に配置して成る被駆動側凹凸部を設けた被駆動側伝達部と
を備える。
そして、前記駆動側凹凸部のうちの軸方向一部は、前記カップ側凹凸部に、周方向隙間を介在させた(駆動側凹凸部を構成する凸部とカップ側凹凸部を構成する凸部との周方向側面同士の間に、隙間を設けた)状態で係合し、前記駆動側凹凸部のうちの軸方向残部は、前記カップ側凹凸部に、前記各駆動側挟持片を介在させた(各駆動側挟持片を、前記駆動側凹凸部を構成する凸部と前記カップ側凹凸部を構成する凸部との周方向側面同士の間に挟持した)状態で係合している。
又、前記被駆動側凹凸部のうちの軸方向一部は、前記カップ側凹凸部に、周方向隙間を介在させた(被駆動側凹凸部を構成する凸部とカップ側凹凸部を構成する凸部との周方向側面同士の間に、隙間を設けた)状態で係合し、前記被駆動側凹凸部のうちの軸方向残部は、前記カップ側凹凸部に、前記各被駆動側挟持片を介在させた(各被駆動側挟持片を、前記被駆動側凹凸部を構成する凸部と前記カップ側凹凸部を構成する凸部との周方向側面同士の間に挟持した)状態で係合している。
内外両周面のうちの一方の周面に、凹部と凸部とを全周に亙って交互に配置して成る、カップ側凹凸部を設けたカップリングと、
周方向複数箇所に設けられた駆動側挟持片と、周方向複数箇所に設けられた被駆動側挟持片とを有する、ゴムの如きエラストマー等の弾性材製の弾性部材と、
前記駆動軸の端部に直接又は他の部材を介して設けられ、内外両周面のうち、前記カップ側凹凸部に対向する周面に、凹部と凸部とを全周に亙って交互に配置して成る駆動側凹凸部を設けた駆動側伝達部と、
前記被駆動軸の端部に直接又は他の部材を介して設けられ、内外両周面のうち、前記カップ側凹凸部に対向する周面に、凹部と凸部とを全周に亙って交互に配置して成る被駆動側凹凸部を設けた被駆動側伝達部と
を備える。
そして、前記駆動側凹凸部のうちの軸方向一部は、前記カップ側凹凸部に、周方向隙間を介在させた(駆動側凹凸部を構成する凸部とカップ側凹凸部を構成する凸部との周方向側面同士の間に、隙間を設けた)状態で係合し、前記駆動側凹凸部のうちの軸方向残部は、前記カップ側凹凸部に、前記各駆動側挟持片を介在させた(各駆動側挟持片を、前記駆動側凹凸部を構成する凸部と前記カップ側凹凸部を構成する凸部との周方向側面同士の間に挟持した)状態で係合している。
又、前記被駆動側凹凸部のうちの軸方向一部は、前記カップ側凹凸部に、周方向隙間を介在させた(被駆動側凹凸部を構成する凸部とカップ側凹凸部を構成する凸部との周方向側面同士の間に、隙間を設けた)状態で係合し、前記被駆動側凹凸部のうちの軸方向残部は、前記カップ側凹凸部に、前記各被駆動側挟持片を介在させた(各被駆動側挟持片を、前記被駆動側凹凸部を構成する凸部と前記カップ側凹凸部を構成する凸部との周方向側面同士の間に挟持した)状態で係合している。
尚、上述の様な本発明のトルク伝達用継手を実施する場合で、前記駆動側凹凸部(被駆動側凹凸部)を、前記駆動軸(被駆動軸)の端部に固定した部材に設ける場合には、この部材を、合成樹脂或いは焼結金属等の金属材料等、前記弾性部材を構成する弾性材よりも弾性変形し難い(剛性が高い)材料製とし、前記部材を、前記駆動軸(被駆動軸)の端部に、締り嵌め、或いは、これら部材と駆動軸(被駆動軸)とのうちの一方の内周面に形成された雌スプライン部(ピッチの細かいセレーションを含む)に他方の外周面に形成された雄スプラインを圧入してスプライン嵌合させる等して、相対回転及び軸方向の相対変位を阻止した状態で支持する事により設ける。
上述の様な本発明のトルク伝達用継手を実施する場合に好ましくは、前記各駆動側挟持片の周方向寸法(周方向に関する厚さ)は、前記駆動側凹凸部のうちの軸方向一部と前記カップ側凹凸部との間の周方向隙間(互いに対向する、駆動側凹凸部を構成する凸部及びカップ側凹凸部を構成する凸部の周方向側面同士の間隔)よりも大きくする。これと共に、前記各被駆動側挟持片の周方向寸法は、前記被駆動側凹凸部のうちの軸方向一部と前記カップ側凹凸部との間の周方向隙間よりも大きくする。
上述の様な本発明を実施する場合、具体的には、例えば、前記駆動側凹凸部が、軸方向片半部(前記被駆動軸に対して遠い側の半部)に形成された駆動側第一凹凸部と、軸方向他半部(同じく近い側の半部)に形成された駆動側第二凹凸部とから構成される。このうちの駆動側第一凹凸部は、前記カップ側凹凸部の軸方向片端部に、周方向隙間を介在させた状態で係合し、前記駆動側第二凹凸部を前記カップ側凹凸部の軸方向片端寄り部分(軸方向中間部のうちの駆動軸寄り部分)に、前記各駆動側挟持片を介在させた状態で係合する。又、前記被駆動側凹凸部が、軸方向他半部(前記駆動軸に対して遠い側の半部)に形成された被駆動側第一凹凸部と、軸方向片半部(同じく近い側の半部)に形成された被駆動側第二凹凸部とから構成される。そして、このうちの被駆動側第一凹凸部は、前記カップ側凹凸部の軸方向他端部に、周方向の隙間を介在させた状態で係合し、前記被駆動側第二凹凸部を前記カップ側凹凸部の軸方向他端寄り部分(軸方向中間部のうちの被駆動軸寄り部分)に、前記各被駆動側挟持片を介在させた状態で係合する。
この様な発明を実施する場合に好ましくは、前記弾性部材を、前記各駆動側挟持片と前記各被駆動側挟持片とを、円板状又は円輪状の連結板部により連結する事で、全体を一体に形成する。
又、好ましくは、前記カップリングの軸方向両端部のうちの少なくとも一方の端部で、前記カップ側凹凸部を構成する凸部の互いに対向する周方向両側面を、前記カップリングの端縁に向かう程互いに離隔する方向に傾斜させる。
さらに、好ましくは、前記各駆動側挟持片は、前記駆動側第一凹凸部と軸方向に隣接して配置されており、前記各被駆動側挟持片は、前記被駆動側第一凹凸部と軸方向に隣接して配置されている。
又、好ましくは、前記カップリングの軸方向両端部のうちの少なくとも一方の端部で、前記カップ側凹凸部を構成する凸部の互いに対向する周方向両側面を、前記カップリングの端縁に向かう程互いに離隔する方向に傾斜させる。
さらに、好ましくは、前記各駆動側挟持片は、前記駆動側第一凹凸部と軸方向に隣接して配置されており、前記各被駆動側挟持片は、前記被駆動側第一凹凸部と軸方向に隣接して配置されている。
或いは、上述の様な本発明を実施する場合、具体的には、前記カップ側凹凸部が、軸方向片端部(前記駆動軸側の端部)に形成されたカップ側第一凹凸部と、軸方向他端部(前記被駆動軸側の端部)に形成されたカップ側第二凹凸部と、軸方向中間部に形成されたカップ側第三凹凸部とから構成される。このうちのカップ側第一凹凸部は、前記駆動側凹凸部の軸方向片端部乃至中間部に、前記駆動側挟持片を介在させた状態で係合する。又、前記カップ側第二凹凸部は、前記被駆動側凹凸部の軸方向他端部乃至中間部に、前記被駆動側挟持片を介在させた状態で係合する。又、前記カップ側第三凹凸部の軸方向片端部は、前記駆動側凹凸部の軸方向他端部に、周方向隙間を介在させた状態で係合すると共に、前記カップ側第三凹凸部の軸方向他端部は、前記被駆動側凹凸部の軸方向片端部に、周方向隙間を介在させた状態で係合する。
この様な発明を実施する場合に好ましくは、前記弾性部材が、前記各駆動側挟持片を備える駆動側弾性体と、この駆動側弾性体とは別体に設けられた、前記各被駆動側挟持片を備える被駆動側弾性体とから構成される。
又、好ましくは、前記カップ側第三凹凸部の軸方向両端部のうちの少なくとも一方の端部で、このカップ側第三凹凸部を構成する凸部の互いに対向する周方向両側面は、このカップ側第三凹凸部の端縁に向かう程互いに離隔する方向に傾斜している。
さらに、好ましくは、前記駆動側弾性体では、前記各駆動側挟持片が円輪状の連結板部の軸方向側面の周方向複数箇所に設けられ、前記被駆動側弾性体では、前記各被駆動側挟持片が円輪状の連結板部の軸方向側面の周方向複数箇所に設けられる。そして、前記駆動側弾性体の連結板部は、前記駆動側伝達部の軸方向側面と前記カップリングの軸方向片端面との間に配置され、前記被駆動側弾性体の連結板部は、前記被駆動側伝達部の軸方向側面と前記カップリングの軸方向他端面との間に配置される。
この様な発明を実施する場合に好ましくは、前記弾性部材が、前記各駆動側挟持片を備える駆動側弾性体と、この駆動側弾性体とは別体に設けられた、前記各被駆動側挟持片を備える被駆動側弾性体とから構成される。
又、好ましくは、前記カップ側第三凹凸部の軸方向両端部のうちの少なくとも一方の端部で、このカップ側第三凹凸部を構成する凸部の互いに対向する周方向両側面は、このカップ側第三凹凸部の端縁に向かう程互いに離隔する方向に傾斜している。
さらに、好ましくは、前記駆動側弾性体では、前記各駆動側挟持片が円輪状の連結板部の軸方向側面の周方向複数箇所に設けられ、前記被駆動側弾性体では、前記各被駆動側挟持片が円輪状の連結板部の軸方向側面の周方向複数箇所に設けられる。そして、前記駆動側弾性体の連結板部は、前記駆動側伝達部の軸方向側面と前記カップリングの軸方向片端面との間に配置され、前記被駆動側弾性体の連結板部は、前記被駆動側伝達部の軸方向側面と前記カップリングの軸方向他端面との間に配置される。
又、本発明の電動式パワーステアリング装置は、
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、
該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、該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、
該ウォームを回転駆動する為の電動モータと、
を備え、該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。
特に本発明の電動式パワーステアリング装置に於いては、前記トルク伝達用継手を、上述の様な本発明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。
上述の様な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好ましくは、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。
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、
該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、該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、
該ウォームを回転駆動する為の電動モータと、
を備え、該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。
特に本発明の電動式パワーステアリング装置に於いては、前記トルク伝達用継手を、上述の様な本発明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。
上述の様な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好ましくは、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。
上述の様な本発明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、本発明の場合、駆動側凹凸部及び被駆動側凹凸部のそれぞれの軸方向一部を、カップ側凹凸部に周方向隙間を介在させた状態で係合すると共に、これら駆動側凹凸部及び被駆動側凹凸部のそれぞれの軸方向残部を、カップ側凹凸部に、ゴムの如きエラストマー等の弾性材製の弾性部材を構成する駆動側挟持片及び被駆動側挟持片を介在させた状態で係合している。従って、本発明の場合、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、弾性部材を介して被駆動軸に伝達される。
即ち、本発明の場合、駆動側凹凸部及び被駆動側凹凸部のそれぞれの軸方向一部を、カップ側凹凸部に周方向隙間を介在させた状態で係合すると共に、これら駆動側凹凸部及び被駆動側凹凸部のそれぞれの軸方向残部を、カップ側凹凸部に、ゴムの如きエラストマー等の弾性材製の弾性部材を構成する駆動側挟持片及び被駆動側挟持片を介在させた状態で係合している。従って、本発明の場合、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、弾性部材を介して被駆動軸に伝達される。
これに対して、駆動軸と被駆動軸との間で伝達されるトルクが大きくなると、各駆動側挟持片及び各被駆動側挟持片が周方向に、それぞれ弾性変形させられる(弾性的に押し潰される)。そして、駆動軸の駆動側凹凸部の軸方向一部を構成する凸部の周方向側面と、カップリングのカップ側凹凸部を構成する凸部の周方向側面とが直接衝合(当接)すると共に、このカップ側凹凸部を構成する凸部の周方向側面と、被駆動軸の被駆動側凹凸部の軸方向一部を構成する凸部の周方向側面とが直接当接(衝合)する。これらの衝合の勢いは、弾性部材により弱められている為、衝合に伴って各凹凸部同士の当接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、駆動軸の回転トルクの大部分は、駆動側凹凸部の軸方向一部とカップ側凹凸部との係合により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、カップ側凹凸部と被駆動側凹凸部の軸方向一部との係合部により被駆動軸に伝達される。この様に本発明によれば、駆動軸と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少なくとも2段階に分ける事ができる。
[第1実施形態]
図1~8は、本発明の第1実施形態を示している。尚、本実施形態を含めて、本発明の特徴は、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点にある。本実施形態の電動式パワーステアリング装置は、前述の図16~17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の前端部が、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との間には、予圧付与機構15が設けられ、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。
図1~8は、本発明の第1実施形態を示している。尚、本実施形態を含めて、本発明の特徴は、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点にある。本実施形態の電動式パワーステアリング装置は、前述の図16~17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の前端部が、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との間には、予圧付与機構15が設けられ、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。
本実施形態の場合、電動モータ7の出力軸12aの先端部とウォーム軸6aの基端部とが、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されている。トルク伝達用継手16は、駆動側伝達部20と、被駆動側伝達部26と、カップリング30と、弾性部材18とを備える。
駆動側伝達部20は、出力軸12aの出力軸本体17とは別体に設けられた駆動側伝達部材19を、出力軸本体17の先端部に、締り嵌めにより相対回転及び軸方向の相対回転を阻止した状態で(トルクの伝達を可能に)外嵌固定する事により、出力軸12aの先端部に設けられている。或いは、駆動側伝達部20は、駆動側伝達部材19の内周面に形成された雌スプライン(ピッチの細かいセレーションを含む)部を、出力軸本体17の先端部に形成された雄スプライン部に圧入する事で、相対回転及び軸方向の相対変位を阻止した状態でスプライン嵌合させる事により設けられる。駆動側伝達部材19は、弾性部材18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難い(剛性が高い)合成樹脂や焼結金属等の材料製である。
図5に示すように、駆動側伝達部材19の外周面には、凹部と凸部とを全周に亙って交互に配置して成る、駆動側凹凸部39が設けられている。本実施形態の場合、駆動側凹凸部39は、ウォーム軸6aに対して遠い側の半部である軸方向片半部(図1~3の右半部)に設けられた駆動側第一凹凸部21と、同じく近い側の半部である軸方向他半部(図1~3の左半部)に設けられた駆動側第二凹凸部22とから構成されている。そして、駆動側第二凹凸部22を構成する凸部の互いに対向する周方向側面同士の間隔(周方向幅寸法)を、駆動側第一凹凸部21を構成する凸部の互いに対向する周方向側面同士の間隔よりも大きくすると共に、駆動側第二凹凸部22を構成する凹部の底面の外径寸法を、駆動側第一凹凸部21を構成する凹部の底面の外径寸法よりも小さくしている。又、駆動側伝達部材19の軸方向片端部(図1~3の右端部)外周面には、駆動側鍔部23が全周に亙って設けられ、駆動側第一凹凸部21(を構成する凹部)の軸方向片側開口を塞いでいる。
又、被駆動側伝達部26は、ウォーム軸6aのウォーム軸本体24とは別体に設けられた被駆動側伝達部材25を、ウォーム軸本体24の基端部に締り嵌め、或いは、スプライン嵌合等により、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する事で、ウォーム軸6aの基端部に設けられている。被駆動側伝達部材25は、弾性部材18を構成する弾性材よりも弾性変形し難い材料製である。
図6に示すように、被駆動側伝達部材25の外周面には、凹部と凸部とを全周に亙って交互に配置して成る、被駆動側凹凸部40が設けられている。本実施形態の場合、被駆動側凹凸部40は、出力軸12aに対して遠い側の半部である軸方向他半部に設けられた被駆動側第一凹凸部27と、同じく近い側の半部である軸方向片半部に設けられた被駆動側第二凹凸部28とから構成されている。そして、被駆動側第二凹凸部28を構成する凸部の互いに対向する周方向側面同士の間隔を、被駆動側第一凹凸部27を構成する凸部の互いに対向する周方向側面同士の間隔よりも大きくすると共に、被駆動側第二凹凸部28を構成する凹部の底面の外径寸法を、被駆動側第一凹凸部27を構成する凹部の底面の外径寸法よりも小さくしている。又、被駆動側伝達部材25の軸方向他端部外周面には、被駆動側鍔部29が全周に亙って設けられ、被駆動側第一凹凸部27(を構成する凹部)の軸方向他側開口を塞いでいる。又、被駆動側伝達部材25の内周面には、雌スプライン溝が形成されている。
又、図7に示すように、カップリング30は、全体を円筒状に形成しており、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配置して成る、カップ側凹凸部31を設けている。カップ側凹凸部31の軸方向片端部は、駆動側凹凸部39の駆動側第一凹凸部21に、周方向の隙間(バックラッシュ)を介在させた(駆動側第一凹凸部21を構成する凸部とカップ側凹凸部31を構成する凸部との周方向側面同士の間に隙間tを設けた(図4(A)参照))状態で係合している。カップ側凹凸部31の軸方向他端部は、被駆動側凹凸部40の被駆動側第一凹凸部27に、周方向の隙間を介在させた(被駆動側第一凹凸部27を構成する凸部とカップ側凹凸部31を構成する凸部との周方向側面同士の間に隙間を設けた)状態で係合している。尚、カップ側凹凸部31と駆動側第一凹凸部21との間の周方向の隙間、及び、カップ側凹凸部31と被駆動側第一凹凸部27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)。
又、本実施形態の場合、図7(C)に示す様に、カップ側凹凸部31のうち、駆動側第一凹凸部21との係合部である軸方向片端部で、カップ側凹凸部31を構成する凸部32、32の互いに対向する周方向両側面は、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(周方向両側面同士の間の幅寸法を、軸方向片側に向かう程大きくしている)。これに対し、カップ側凹凸部31と係合する駆動側第一凹凸部21を構成する凸部の互いに対向する周方向両側面は、軸方向に亙り間隔が一定である平坦面としている。カップリング30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材料により造られている。この様なカップリング30は、駆動側伝達部20と被駆動側伝達部26との間に組み付けられた状態で、互いに対向する駆動側鍔部23と被駆動側鍔部29との内側面同士の間に挟持されている。
又、図8に示すように、弾性部材18は、ゴムの如きエラストマー等の弾性材により全体を一体に形成されており、径方向に伸長する円板状の連結板部33の外周面の周方向複数箇所に、凹字形(U字形)の端面形状を有する(外周面が径方向内方に向けて凹入した)係合片34、34が支持されている。そして、弾性部材18の外周面に外径側凹凸部35を設けると共に、内周面のうち、連結板部33から軸方向に外れた部分に内径側凹凸部36を設けている。即ち、外径側凹凸部35は、各係合片34、34の外周面の径方向内方に向けて凹入した部分を凹部とし、隣り合う係合片34、34の周方向壁部37、37の内側面同士の間部分(1対の周方向壁部37、37を含んで構成される部分)を凸部として構成されている。一方、内径側凹凸部36は、隣り合う係合片34、34の間部分を凹部とし、各係合片34、34の内径側部分を凸部としている。
また、図4に示すように、本実施形態の場合、各周方向壁部37、37の周方向寸法T37を、カップ側凹凸部31と駆動側第一凹凸部21との間の周方向隙間t、及び、カップ側凹凸部31と被駆動側第一凹凸部27との間の周方向隙間よりも大きくしている(T37>t)。 弾性部材18は、外径側凹凸部35をカップリング30のカップ側凹凸部31の軸方向中間部に隙間なく係合させると共に、内径側凹凸部36のうちの軸方向片端部を駆動側第二凹凸部22に、軸方向他端部を被駆動側第二凹凸部28に、それぞれ隙間なく係合させている。換言すれば、駆動側第二凹凸部22及び被駆動側第二凹凸部28をカップ側凹凸部31に、各周方向壁部37、37を介在させた状態で、それぞれ係合している。これにより、各周方向壁部37、37のうちの軸方向片半部は、駆動側伝達部材19の駆動側第一凹凸部21と軸方向に隣接して配置されており、各周方向壁部37、37のうちの軸方向他半部は、被駆動側伝達部材25の被駆動側第一凹凸部27と軸方向に隣接して配置されている。
尚、外径側凹凸部35とカップ側凹凸部31との間、並びに、内径側凹凸部36と駆動側第二凹凸部22及び被駆動側第二凹凸部28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、外径側凹凸部35とカップ側凹凸部31との間の周方向の隙間、及び、内径側凹凸部36と駆動側第二凹凸部22(被駆動側第二凹凸部28)との間の周方向の隙間は、カップ側凹凸部31と駆動側第一凹凸部21(被駆動側第一凹凸部27)との間の周方向の隙間よりもそれぞれ小さくする。何れにしても、本実施形態の場合には、外径側凹凸部35をカップ側凹凸部31に係合させると共に、内径側凹凸部36を駆動側第二凹凸部22及び被駆動側第二凹凸部28に係合させる事で、各周方向壁部37、37のうちの軸方向片半部を、駆動側凹凸部39(駆動側第二凹凸部22)を構成する凸部とカップ側凹凸部31を構成する凸部との周方向側面同士の間に挟持すると共に、同じく軸方向他半部を、被駆動側凹凸部40(被駆動側第二凹凸部28)を構成する凸部とカップ側凹凸部31を構成する凸部との周方向側面同士の間に挟持している。即ち、本実施形態の場合には、各周方向壁部37、37のうちの軸方向片半部が、本発明の駆動側挟持片に相当し、同じく軸方向他半部が、本発明の被駆動側挟持片に相当する。尚、図8(A)に鎖線で示す様に、連結板部33の中央部に透孔38や薄肉部(図示せず)を設けて、弾性部材18を構成する材料の低減を図る事もできる。
上述の様な本実施形態の電動式パワーステアリング装置の場合、駆動側第一凹凸部21と被駆動側第一凹凸部27とは、カップ側凹凸部31に周方向の隙間を介在させた状態で、それぞれ係合すると共に、駆動側第二凹凸部22と被駆動側第二凹凸部28とは、カップ側凹凸部31に、弾性部材18を構成する周方向壁部37、37を介在させた状態で、それぞれ係合している。そして、各周方向壁部37、37の周方向寸法は、カップ側凹凸部31と駆動側第一凹凸部21との間の周方向隙間、及び、カップ側凹凸部31と被駆動側第一凹凸部27との間の周方向隙間よりも大きくしている。従って、本実施形態の場合、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、駆動側第二凹凸部22と内径側凹凸部36との係合部から弾性部材18に伝達される。そして、弾性部材18に伝達されたトルクは、内径側凹凸部36と被駆動側第二凹凸部28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、弾性部材18が周方向に弾性変形させられる。即ち、弾性部材18の係合片34、34を構成する周方向壁部37、37が周方向に弾性的に押し潰される(周方向幅寸法が小さくなる)。そして、カップ側凹凸部31を構成する凸部の周方向側面と、駆動側第一凹凸部21を構成する凸部の周方向側面、及び、被駆動側第一凹凸部27を構成する凸部の周方向側面とが、それぞれ直接衝合(当接)する。これらの衝合の勢いは、弾性部材18の弾性変形により弱められている為、衝合に伴って、駆動側第一凹凸部21とカップ側凹凸部31との当接部、及び、カップ側凹凸部31と被駆動側第一凹凸部27との当接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、駆動側第一凹凸部21とカップ側凹凸部31との係合部からカップリング30に伝達され、カップリング30に伝達されたトルクの大部分は、カップ側凹凸部31と被駆動側第一凹凸部27との係合部からウォーム軸6aに伝達される。
上述の様に本実施形態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、弾性部材18とカップリング30とを組み合わせて成るトルク伝達用継手16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16参照)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、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、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、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、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、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。本実施形態の場合、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16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。
尚、カップ側凹凸部31と駆動側第一凹凸部21との間の周方向の隙間と、カップ側凹凸部31と被駆動側第一凹凸部27との間の周方向の隙間とを互いに異ならせたり、外径側凹凸部35とカップ側凹凸部31との間、並びに、内径側凹凸部36と駆動側第二凹凸部22及び被駆動側第二凹凸部28との間に、それぞれ周方向の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、本実施形態の場合、ウォーム軸6aが揺動変位したり、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30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。特に本実施形態の場合には、カップ側凹凸部31を構成する凸部32、32の互いに対向する周方向両側面の軸方向片端部を、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30が、出力軸12aの中心軸に対し傾いた場合でも、カップ側凹凸部31と駆動側第一凹凸部21とが片当たり(偏当たり)する事を防止できる(カップ側凹凸部31及び駆動側第一凹凸部21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、カップ側凹凸部31と駆動側第一凹凸部21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16、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、本実施形態の場合、駆動側伝達部20(被駆動側伝達部26)のうち、弾性部材18の内径側凹凸部36と係合する駆動側第二凹凸部22(被駆動側第二凹凸部28)の凸部の周方向幅寸法を、駆動側第一凹凸部21(被駆動側第一凹凸部27)の凸部の周方向幅寸法よりも大きくすると共に、駆動側第二凹凸部22(被駆動側第二凹凸部28)を構成する凹部の底面の外径を、駆動側第一凹凸部21(被駆動側第一凹凸部27)を構成する凹部の底面の外径よりも小さくしている。この為、弾性部材18の体積を確保できて、弾性部材18の強度及び耐久性を十分に確保する事ができる。
又、本実施形態の場合、駆動側伝達部20の駆動側鍔部23と、被駆動側伝達部26の被駆動側鍔部29との間でカップリング30を挟持する事により、出力軸12aの先端面とウォーム軸6aの基端面との間の間隔を規制している。この為、出力軸12aの先端面とウォーム軸6aの基端面との間で、弾性部材18が軸方向に強く挟持される(押し潰される)事を防止できる。
なお、弾性部材18は、軸方向において、駆動側伝達部材19及び被駆動側伝達部材25とすきまを介して設けられてもよいし、駆動側伝達部材19及び被駆動側伝達部材25によって軸方向に圧縮されてもよい。
なお、弾性部材18は、軸方向において、駆動側伝達部材19及び被駆動側伝達部材25とすきまを介して設けられてもよいし、駆動側伝達部材19及び被駆動側伝達部材25によって軸方向に圧縮されてもよい。
尚、本発明を実施する場合、駆動側伝達部20(被駆動側伝達部26)は、駆動側伝達部材19(被駆動側伝達部材25)を介さず、電動モータの出力軸の先端部(ウォーム軸の基端部)に直接形成しても良い。又、電動モータの出力軸の先端部に設けた凹部の内周面に駆動側凹凸部を形成すると共に、ウォーム軸の基端部に設けた凹部の内周面に被駆動側凹凸部を形成して、駆動側凹凸部及び被駆動側凹凸部に、カップリングの外周面に設けたカップリング側凹凸部を係合させる様に構成する事もできる。
[第2実施形態]
図9~14は、本発明の第2実施形態を示している。本実施形態のトルク伝達用継手16aは、駆動側伝達部20aと、被駆動側伝達部26aと、カップリング30aと、弾性部材18aとを備える。
図9~14は、本発明の第2実施形態を示している。本実施形態のトルク伝達用継手16aは、駆動側伝達部20aと、被駆動側伝達部26aと、カップリング30aと、弾性部材18aとを備える。
駆動側伝達部20aは、出力軸12aの出力軸本体17の先端部に、出力軸本体17とは別体に設けられた駆動側伝達部材19aを、締り嵌め、或いは、スプライン嵌合等により、出力軸12aと同期した回転を可能に、且つ、出力軸12aに対する軸方向変位を阻止した状態で支持する事により設けられている。図11に示すように、駆動側伝達部材19aの外周面には、駆動側凹凸部39aが形成され、本実施形態の場合、駆動側凹凸部39aの形状(凸部の周方向幅寸法及び凹部の底面の外径寸法)は、軸方向に亙り一定としている。但し、駆動側凹凸部39aを構成する凸部の周方向幅寸法を、軸方向他側(駆動側凹凸部39aの先端側、図8の左側)に向かう程小さくなる様に構成しても良い(各凸部の互いに対向する周方向両側面を、軸方向他側に向かう程互いに離隔する方向に傾斜させても良い)。駆動側伝達部材19aの軸方向片端部外周面には、駆動側鍔部23aが全周に亙り設けられている。
被駆動側伝達部26aは、ウォーム軸6aのウォーム軸本体24の基端部に、ウォーム軸本体24とは別体に設けられた被駆動側伝達部材25aを、締り嵌め、或いは、スプライン嵌合等により、ウォーム軸6aと同期した回転を可能に、且つ、ウォーム軸6aに対する軸方向変位を阻止した状態で支持する事により設けられている。図12に示すように、被駆動側伝達部材25aの外周面には、被駆動側凹凸部40aが形成される。被駆動側伝達部材25aの軸方向他端部外周面には、被駆動側鍔部29aが全周に亙り設けられている。尚、本実施形態の場合、被駆動側凹凸部40aの形状を、駆動側凹凸部39aの形状と同じにしている。但し、被駆動側凹凸部40aの形状と駆動側凹凸部39aの形状とを互いに異ならせる事もできる。
図13に示すように、カップリング30aは、内周面のうち、軸方向片端部にカップ側第一凹凸部41を、軸方向他端部にカップ側第二凹凸部42を、軸方向中間部にカップ側第三凹凸部43を、それぞれ設けている。即ち、カップリング30aは、全体を円筒状に形成された筒部44の内周面の軸方向中間部にカップ側第三凹凸部43を形成し、筒部44の軸方向両端部の周方向等間隔複数箇所に、カップ側第一凹凸部41(カップ側第二凹凸部42)を構成する、軸方向から見た形状が扇形である突出部45、45を、軸方向に突出する状態でそれぞれ設けている。
カップ側第一凹凸部41(カップ側第二凹凸部42)は、各突出部45、45を凸部とし、周方向に隣り合う各突出部45、45の間部分を凹部として構成している。これに対し、カップ側第三凹凸部43は、凸部32aと凹部とを周方向に交互に配置して成る。この様なカップリング30aのカップ側第三凹凸部43を、駆動側凹凸部39aの軸方向他端部と被駆動側凹凸部40aの軸方向片端部とに周方向隙間を介在させた状態で、それぞれ係合させている。即ち、カップ側第三凹凸部43を構成する凹部の軸方向中間部(凹部の周方向寸法が最も小さくなった部分)の周方向寸法d43は、駆動側凹凸部39aを構成する凸部の周方向寸法d39aと、被駆動側凹凸部40aを構成する凸部の周方向寸法d40aとのうちの何れよりも大きくしている(d43>d39a=d40a)。尚、本実施形態の場合、カップ側第三凹凸部43の軸方向両端部で、カップ側第三凹凸部43を構成する凸部32a、32aの互いに対向する周方向両側面同士は、幅方向外側に向かう程互いに離隔する方向に傾斜している(周方向両側面同士の間の幅寸法を、幅方向外側に向かう程大きくしている)。これにより、カップ側第三凹凸部43と、駆動側凹凸部39a及び被駆動側凹凸部40aとが片当たりするのを防止している。
弾性部材18aは、1対の弾性体46a、46bから構成されている。図14に示すように、それぞれの弾性体46a(46b)は、円輪状の連結板部33aの軸方向側面の周方向複数箇所に、凹字形(U字形)の端面形状を有する(内周面が径方向外方に向けて凹入した)係合片34a、34aを設けて成り、外周面に外径側凹凸部35aを設けると共に、内周面に内径側凹凸部36aを設けている。即ち、外径側凹凸部35aは、各係合片34a、34aの外径側部分を凸部とし、隣り合う係合片34a、34aの間部分を凹部としている。一方、内径側凹凸部36aは、隣り合う係合片34a、34aの周方向壁部37a、37aの内側面同士の間部分(1対の周方向壁部37a、37aを含んで構成される部分)を凸部とし、各係合片34a、34aの内周面の径方向外方に向けて凹入した部分を凹部としている。本実施形態の場合、図10に示すように、各係合片34a、34aを構成する周方向壁部37a、37aの周方向寸法T37aは、カップ側第三凹凸部43と、駆動側凹凸部39aの軸方向他端部(被駆動側凹凸部40aの軸方向片端部)との間の周方向隙間の大きさtよりも大きくしている(T37a>t)。又、図11~図14を参照して、外径側凹凸部35aの凸部の周方向寸法D35aは、カップ側第一凹凸部41及びカップ側第二凹凸部42を構成する凹部の周方向寸法D30aよりも大きくする(D35a>D30a)と共に、内径側凹凸部36aの凹部の周方向寸法d36aは、駆動側凹凸部39aを構成する凸部の周方向寸法d39aと、被駆動側凹凸部40aを構成する凸部の周方向寸法d40aとのうちの何れよりも小さくしている(d36a<d39a=d40a)。
そして、両弾性体46a、46bのうち、駆動側弾性体に相当する一方(図9の右側)の弾性体46aの外径側凹凸部35aを、カップ側第一凹凸部41に係合させると共に、同じく内径側凹凸部36aを、駆動側凹凸部39aの軸方向片端部に係合させている。これにより、一方の弾性体46aを構成する周方向壁部37a、37a(本発明の駆動側挟持片に相当)を、駆動側凹凸部39aを構成する凸部の周方向側面と、カップリング30aの軸方向片端部に設けられた突出部45、45の周方向側面との間で挟持している。更に、一方の弾性体46aの連結板部33aを、駆動側鍔部23aの軸方向他側面とカップリング30aの軸方向片端面との間で挟持している。又、両弾性体46a、46bのうち、被駆動側弾性体に相当する他方(図9の左側)の弾性体46bの外径側凹凸部35aを、カップ側第二凹凸部42に係合させると共に、同じく内径側凹凸部36aを、被駆動側凹凸部40aの軸方向他端部に係合させている。これにより、他方の弾性体46bを構成する周方向壁部37a、37a(本発明の被駆動側挟持片に相当)を、被駆動側凹凸部40aを構成する凸部の周方向側面と、カップリング30aの軸方向他端部に設けられた突出部45、45の周方向側面との間で挟持している。更に、他方の弾性体46bの連結板部33aを、被駆動側鍔部29aの軸方向片側面とカップリング30aの軸方向他端面との間で挟持している。
尚、一方の弾性体46aの外径側凹凸部35aとカップ側第一凹凸部41との間、及び、同じく内径側凹凸部36aと駆動側凹凸部39aとの間、並びに、他方の弾性体46bの外径側凹凸部35aとカップ側第二凹凸部42との間、及び、同じく内径側凹凸部36aと被駆動側凹凸部40a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、一方の弾性体46a(他方の弾性体46b)の外径側凹凸部35aとカップ側第一凹凸部41(カップ側第二凹凸部42)との間の周方向隙間、及び、同じく内径側凹凸部36aと駆動側凹凸部39a(被駆動側凹凸部40a)との間の周方向隙間は、カップ側第三凹凸部43と駆動側凹凸部39a(被駆動側凹凸部40a)との間の周方向隙間よりもそれぞれ小さくする。
また、一方の弾性体46aの連結板部33aは、軸方向において、駆動側伝達部材19aの駆動側鍔部23aの軸方向片側面とカップリング30aの軸方向他端面との間で挟持され、軸方向に圧縮されていてもよく、或いは、駆動側伝達部材19aの駆動側鍔部23aの軸方向他側面とカップリング30aの軸方向片端面との間ですきまを介して設けられてもよい。
同様に、他方の弾性体46bの連結板部33aも、軸方向において、被駆動側伝達部材25aの被駆動側鍔部29aの軸方向片側面とカップリング30aの軸方向他端面との間で挟持され、軸方向に圧縮されていてもよく、或いは、被駆動側伝達部材25aの被駆動側鍔部29aの軸方向片側面とカップリング30aの軸方向他端面との間ですきまを介して設けられてもよい。
同様に、他方の弾性体46bの連結板部33aも、軸方向において、被駆動側伝達部材25aの被駆動側鍔部29aの軸方向片側面とカップリング30aの軸方向他端面との間で挟持され、軸方向に圧縮されていてもよく、或いは、被駆動側伝達部材25aの被駆動側鍔部29aの軸方向片側面とカップリング30aの軸方向他端面との間ですきまを介して設けられてもよい。
上述の様な本実施形態のトルク伝達用継手16aでは、カップ側第三凹凸部43は、駆動側凹凸部39aの軸方向他端部及び被駆動側凹凸部40aの軸方向片端部に、周方向隙間を介在させた状態で、それぞれ係合している。又、カップ側第一凹凸部41は、駆動側凹凸部39aの軸方向片端部に、一方の弾性体46aを構成する周方向壁部37a、37aを介在させた状態で係合すると共に、カップ側第二凹凸部42は、被駆動側凹凸部40aの軸方向他端部に、他方の弾性体46bを構成する周方向壁部37a、37aを介在させた状態で係合している。更に、各部の寸法を上述の様に規制している。従って、電動モータ7(図1参照)の出力軸とウォーム軸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39aと、一方の弾性体46aの内径側凹凸部36aとの係合部から一方の弾性体46aに伝達され、更に、一方の弾性体46aの外径側凹凸部35aとカップ側第一凹凸部41との係合部からカップリング30aに伝達される。そして、カップリング30aに伝達されたトルクは、カップ側第二凹凸部42と他方の弾性体46bの外径側凹凸部35aとの係合部から他方の弾性体46bに伝達され、更に、他方の弾性体46bの内径側凹凸部36aと被駆動側凹凸部40a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、両弾性体46a、46bを構成する周方向壁部37a、37aが周方向弾性的に押し潰される。そして、カップ側第三凹凸部43を構成する凸部32a、32aの周方向側面と、駆動側凹凸部39aを構成する凸部の周方向側面と、被駆動側凹凸部40aを構成する凸部の周方向側面とが、それぞれ直接衝合(当接)する。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39aとカップ側第三凹凸部43との係合部からカップリング30aに伝達され、カップリング30aに伝達されたトルクの大部分は、カップ側第三凹凸部43と被駆動側凹凸部40aとの係合部からウォーム軸6aに伝達される。
この様な本実施形態によれば、上述した第1実施形態の場合と同様に、出力軸12aとウォーム軸6aとの間でのトルク伝達を、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9参照)の操作感を良好にできる。更に本実施形態の場合、ウォーム軸6aが揺動変位したり、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30a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。
又、本実施形態の場合、弾性部材18aは、1対の弾性体46a、46bにより構成されている。そして、両弾性体46a、46bのうちの一方の弾性体46aを構成する連結板部33aが、駆動側鍔部23aの軸方向他側面とカップリング30aの軸方向片端面との間で弾性的に挟持され、他方の弾性体46bを構成する連結板部33aが、被駆動側鍔部29aの軸方向片側面とカップリング30aの軸方向他端面との間で弾性的に挟持されている。従って、ウォーム軸6aが揺動変位したり、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、弾性部材18a(を構成する弾性体46a、46b)が、軸方向に直交する仮想平面に対し傾斜する事を防止できる。
その他の部分の構成及び作用は、上述した第1実施形態と同様である。
その他の部分の構成及び作用は、上述した第1実施形態と同様である。
[実施の形態の変形例]
図15は上述の実施形態の変形例である。図15において、符号54は伝達部結合部材であって、円盤状の板部両面の外縁部に同一円周上、等配に6個のピン53を設けている。被駆動側伝達部材25のモータ側端面には、ピン53と対向する位置に6個の被駆動側ピン挿入穴52が設けられ、駆動側伝達部材19のウォーム軸側の端面にはピン53と対向する位置に6個の駆動側ピン挿入穴51が設けられている。被駆動側ピン挿入穴52及び駆動側ピン挿入穴51には、夫々管状の弾性部材50が嵌合され、その弾性部材50の貫通孔には、夫々伝達部結合部材54のピン53が嵌入されている。
この変形例の構成によっても上述した実施形態と同様の作用、効果が得られる。
図15は上述の実施形態の変形例である。図15において、符号54は伝達部結合部材であって、円盤状の板部両面の外縁部に同一円周上、等配に6個のピン53を設けている。被駆動側伝達部材25のモータ側端面には、ピン53と対向する位置に6個の被駆動側ピン挿入穴52が設けられ、駆動側伝達部材19のウォーム軸側の端面にはピン53と対向する位置に6個の駆動側ピン挿入穴51が設けられている。被駆動側ピン挿入穴52及び駆動側ピン挿入穴51には、夫々管状の弾性部材50が嵌合され、その弾性部材50の貫通孔には、夫々伝達部結合部材54のピン53が嵌入されている。
この変形例の構成によっても上述した実施形態と同様の作用、効果が得られる。
本出願は、2014年9月26日出願の日本特許出願2014-196240号、2014年12月26日出願の日本特許出願2014-265909号、2015年2月12日出願の日本特許出願2015-24871号に基づき、その内容は参照としてここに取り込まれる。
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 予圧付与機構
16 トルク伝達用継手
17 出力軸本体
18、18a 弾性部材
19、19a 駆動側伝達部材
20、20a 駆動側伝達部
21 駆動側第一凹凸部
22 駆動側第二凹凸部
23、23a 駆動側鍔部
24 ウォーム軸本体
25、25a 被駆動側伝達部材
26、26a 被駆動側伝達部
27 被駆動側第一凹凸部
28 被駆動側第二凹凸部
29、29a 被駆動側鍔部
30、30a カップリング
31 カップ側凹凸部
32、32a 凸部
33、33a 連結板部
34、34a 係合片
35、35a 外径側凹凸部
36、36a 内径側凹凸部
37、37a 周方向壁部
38 透孔
39、39a 駆動側凹凸部
40、40a 被駆動側凹凸部
41 カップ側第一凹凸部
42 カップ側第二凹凸部
43 カップ側第三凹凸部
44 筒部
45 突出部
46a、46b 弾性体
50 弾性部材
51 駆動側ピン挿入穴
52 被駆動側ピン挿入穴
53 ピン
54 伝達部結合部材
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 トルク伝達用継手
17 出力軸本体
18、18a 弾性部材
19、19a 駆動側伝達部材
20、20a 駆動側伝達部
21 駆動側第一凹凸部
22 駆動側第二凹凸部
23、23a 駆動側鍔部
24 ウォーム軸本体
25、25a 被駆動側伝達部材
26、26a 被駆動側伝達部
27 被駆動側第一凹凸部
28 被駆動側第二凹凸部
29、29a 被駆動側鍔部
30、30a カップリング
31 カップ側凹凸部
32、32a 凸部
33、33a 連結板部
34、34a 係合片
35、35a 外径側凹凸部
36、36a 内径側凹凸部
37、37a 周方向壁部
38 透孔
39、39a 駆動側凹凸部
40、40a 被駆動側凹凸部
41 カップ側第一凹凸部
42 カップ側第二凹凸部
43 カップ側第三凹凸部
44 筒部
45 突出部
46a、46b 弾性体
50 弾性部材
51 駆動側ピン挿入穴
52 被駆動側ピン挿入穴
53 ピン
54 伝達部結合部材
Claims (11)
- 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、
内外両周面のうちの一方の周面に、凹部と凸部とを全周に亙って交互に配置して成る、カップ側凹凸部を設けたカップリングと、
周方向複数箇所に設けられた駆動側挟持片と、周方向複数箇所に設けられた被駆動側挟持片とを有する弾性材製の弾性部材と、
前記駆動軸の端部に直接又は他の部材を介して設けられ、内外両周面のうち、前記カップ側凹凸部に対向する周面に、凹部と凸部とを全周に亙って交互に配置して成る駆動側凹凸部を設けた駆動側伝達部と、
前記被駆動軸の端部に直接又は他の部材を介して設けられ、内外両周面のうち、前記カップ側凹凸部に対向する周面に、凹部と凸部とを全周に亙って交互に配置して成る被駆動側凹凸部を設けた被駆動側伝達部と
を備え、
前記駆動側凹凸部のうちの軸方向一部は、前記カップ側凹凸部に、周方向隙間を介在させた状態で係合し、前記駆動側凹凸部のうちの軸方向残部は、前記カップ側凹凸部に、前記各駆動側挟持片を介在させた状態で係合しており、
前記被駆動側凹凸部のうちの軸方向一部は、前記カップ側凹凸部に、周方向隙間を介在させた状態で係合し、前記被駆動側凹凸部のうちの軸方向残部は、前記カップ側凹凸部に、前記各被駆動側挟持片を介在させた状態で係合している、
トルク伝達用継手。 - 前記各駆動側挟持片の周方向寸法は、前記駆動側凹凸部のうちの軸方向一部と前記カップ側凹凸部との間の周方向隙間よりも大きくしており、
前記各被駆動側挟持片の周方向寸法は、前記被駆動側凹凸部のうちの軸方向一部と前記カップ側凹凸部との間の周方向隙間よりも大きくしている、請求項1に記載したトルク伝達用継手。 - 前記駆動側凹凸部が、軸方向片半部に形成された駆動側第一凹凸部と、軸方向他半部に形成された駆動側第二凹凸部とから構成されており、前記駆動側第一凹凸部は、前記カップ側凹凸部の軸方向片端部に、周方向隙間を介在させた状態で係合し、前記駆動側第二凹凸部は、前記カップ側凹凸部の軸方向片端寄り部分に、前記各駆動側挟持片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、軸方向他半部に形成された被駆動側第一凹凸部と、軸方向片半部に形成された被駆動側第二凹凸部とから構成されており、前記被駆動側第一凹凸部は、前記カップ側凹凸部の軸方向他端部に、周方向隙間を介在させた状態で係合し、前記被駆動側第二凹凸部は、前記カップ側凹凸部の軸方向他端寄り部分に、前記各被駆動側挟持片を介在させた状態で係合している、請求項1または2に記載したトルク伝達用継手。 - 前記弾性部材は、前記各駆動側挟持片と前記各被駆動側挟持片とを一体に備えている、請求項3に記載したトルク伝達用継手。
- 前記カップリングの軸方向両端部のうちの少なくとも一方の端部で、前記カップ側凹凸部を構成する凸部の互いに対向する周方向両側面は、前記カップリングの端縁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または4に記載したトルク伝達用継手。
- 前記各駆動側挟持片は、前記駆動側第一凹凸部と軸方向に隣接して配置されており、
前記各被駆動側挟持片は、前記被駆動側第一凹凸部と軸方向に隣接して配置されている、請求項3~5の何れか1項に記載したトルク伝達用継手。 - 前記カップ側凹凸部が、軸方向片端部に形成されたカップ側第一凹凸部と、軸方向他端部に形成されたカップ側第二凹凸部と、軸方向中間部に形成されたカップ側第三凹凸部とから構成されており、
前記カップ側第一凹凸部は、前記駆動側凹凸部の軸方向片端部乃至中間部に、前記各駆動側挟持片を介在させた状態で係合しており、
前記カップ側第二凹凸部は、前記被駆動側凹凸部の軸方向他端部乃至中間部に、前記各被駆動側挟持片を介在させた状態で係合しており、
前記カップ側第三凹凸部の軸方向片端部は、前記駆動側凹凸部の軸方向他端部に、周方向隙間を介在させた状態で係合すると共に、前記カップ側第三凹凸部の軸方向他端部は、前記被駆動側凹凸部の軸方向片端部に、周方向隙間を介在させた状態で係合している、請求項1または2に記載したトルク伝達用継手。 - 前記弾性部材が、互いに別体である、前記各駆動側挟持片を備える駆動側弾性体と、前記各被駆動側挟持片を備える被駆動側弾性体とから構成されている、請求項7に記載したトルク伝達用継手。
- 前記カップ側第三凹凸部の軸方向両端部のうちの少なくとも一方の端部で、前記カップ側第三凹凸部を構成する凸部の互いに対向する周方向両側面は、前記カップ側第三凹凸部の端縁に向かう程互いに離隔する方向に傾斜している、請求項7または8に記載したトルク伝達用継手。
- 前記駆動側弾性体では、前記各駆動側挟持片が円輪状の連結板部の軸方向側面の周方向複数箇所に設けられ、
前記被駆動側弾性体では、前記各被駆動側挟持片が円輪状の連結板部の軸方向側面の周方向複数箇所に設けられ、
前記駆動側弾性体の連結板部は、前記駆動側伝達部の軸方向側面と前記カップリングの軸方向片端面との間に配置され、
前記被駆動側弾性体の連結板部は、前記被駆動側伝達部の軸方向側面と前記カップリングの軸方向他端面との間に配置される、請求項7~9の何れか1項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、
該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、該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、
該ウォームを回転駆動する為の電動モータとを備え、
該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1~10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。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2015/076807 WO2016047643A1 (ja) | 2014-09-26 | 2015-09-18 | トルク伝達用継手及び電動式パワーステアリング装置 |
EP15844556.9A EP3176454B1 (en) | 2014-09-26 | 2015-09-18 | Torque transmission joint and electric power steering device |
CN201580046670.XA CN106795921B (zh) | 2014-09-26 | 2015-09-18 | 力矩传递用接头和电动式助力转向装置 |
JP2016550330A JP6332467B2 (ja) | 2014-09-26 | 2015-09-18 | トルク伝達用継手及び電動式パワーステアリング装置 |
US15/327,453 US10288126B2 (en) | 2014-09-26 | 2015-09-18 | Torque transmission joint and electric power steering device |
Applications Claiming Priority (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014196240 | 2014-09-26 | ||
JP2014-196240 | 2014-09-26 | ||
JP2014-265909 | 2014-12-26 | ||
JP2014265909 | 2014-12-26 | ||
JP2015-024871 | 2015-02-12 | ||
JP2015024871 | 2015-02-12 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2016047188A1 true WO2016047188A1 (ja) | 2016-03-31 |
Family
ID=55580729
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/JP2015/062569 WO2016047188A1 (ja) | 2014-09-26 | 2015-04-24 | トルク伝達用継手及び電動式パワーステアリング装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
WO (1) | WO2016047188A1 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018070485A1 (ja) * | 2016-10-13 | 2018-04-19 | 日本精工株式会社 | トルク伝達用継手及び電動式パワーステアリング装置 |
WO2019022015A1 (ja) * | 2017-07-25 | 2019-01-31 | 日本精工株式会社 | トルク伝達用継手および電動式パワーステアリング装置 |
CN109563885A (zh) * | 2016-08-08 | 2019-04-02 | 日本精工株式会社 | 扭矩传递用联轴器和电动式助力转向装置 |
WO2019176872A1 (ja) * | 2018-03-12 | 2019-09-19 | 日本精工株式会社 | トルク伝達用継手および電動式パワーステアリング装置 |
CN114542617A (zh) * | 2022-04-21 | 2022-05-27 | 中钢集团西安重机有限公司 | 一种联轴器及其使用方法 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60150161U (ja) * | 1984-03-17 | 1985-10-05 | トヨタ自動車株式会社 | 電動式パワ−ステアリング装置 |
JPH06341451A (ja) * | 1993-05-31 | 1994-12-13 | Mitsuboshi Belting Ltd | 圧入式弾性体軸継手 |
JP2011007216A (ja) * | 2009-06-23 | 2011-01-13 | Ntn Corp | 等速自在継手用シャフト |
JP2013160241A (ja) * | 2012-02-01 | 2013-08-19 | Honda Motor Co Ltd | 星形弾性軸継手 |
JP2013173440A (ja) * | 2012-02-24 | 2013-09-05 | Kyb Co Ltd | 電動パワーステアリング装置、及びそれに用いられる軸連結器 |
JP2014134286A (ja) * | 2012-12-13 | 2014-07-24 | Nitta Ind Corp | シャフト用構造体、雄型部材、及び、雌型部材 |
WO2014129441A1 (ja) * | 2013-02-22 | 2014-08-28 | 鍋屋バイテック 株式会社 | カップリング |
-
2015
- 2015-04-24 WO PCT/JP2015/062569 patent/WO2016047188A1/ja active Application Filing
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60150161U (ja) * | 1984-03-17 | 1985-10-05 | トヨタ自動車株式会社 | 電動式パワ−ステアリング装置 |
JPH06341451A (ja) * | 1993-05-31 | 1994-12-13 | Mitsuboshi Belting Ltd | 圧入式弾性体軸継手 |
JP2011007216A (ja) * | 2009-06-23 | 2011-01-13 | Ntn Corp | 等速自在継手用シャフト |
JP2013160241A (ja) * | 2012-02-01 | 2013-08-19 | Honda Motor Co Ltd | 星形弾性軸継手 |
JP2013173440A (ja) * | 2012-02-24 | 2013-09-05 | Kyb Co Ltd | 電動パワーステアリング装置、及びそれに用いられる軸連結器 |
JP2014134286A (ja) * | 2012-12-13 | 2014-07-24 | Nitta Ind Corp | シャフト用構造体、雄型部材、及び、雌型部材 |
WO2014129441A1 (ja) * | 2013-02-22 | 2014-08-28 | 鍋屋バイテック 株式会社 | カップリング |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109563885A (zh) * | 2016-08-08 | 2019-04-02 | 日本精工株式会社 | 扭矩传递用联轴器和电动式助力转向装置 |
WO2018070485A1 (ja) * | 2016-10-13 | 2018-04-19 | 日本精工株式会社 | トルク伝達用継手及び電動式パワーステアリング装置 |
JPWO2018070485A1 (ja) * | 2016-10-13 | 2018-10-18 | 日本精工株式会社 | トルク伝達用継手及び電動式パワーステアリング装置 |
US10982721B2 (en) | 2016-10-13 | 2021-04-20 | Nsk Ltd. | Torque transmission joint and electric power steering device |
WO2019022015A1 (ja) * | 2017-07-25 | 2019-01-31 | 日本精工株式会社 | トルク伝達用継手および電動式パワーステアリング装置 |
CN110914561A (zh) * | 2017-07-25 | 2020-03-24 | 日本精工株式会社 | 扭矩传递用接头及电动式助力转向装置 |
CN110914561B (zh) * | 2017-07-25 | 2022-04-15 | 日本精工株式会社 | 扭矩传递用接头及电动式助力转向装置 |
US11518429B2 (en) | 2017-07-25 | 2022-12-06 | Nsk, Ltd. | Torque transmission joint and electric power steering device |
WO2019176872A1 (ja) * | 2018-03-12 | 2019-09-19 | 日本精工株式会社 | トルク伝達用継手および電動式パワーステアリング装置 |
JPWO2019176872A1 (ja) * | 2018-03-12 | 2021-02-12 | 日本精工株式会社 | トルク伝達用継手および電動式パワーステアリング装置 |
CN114542617A (zh) * | 2022-04-21 | 2022-05-27 | 中钢集团西安重机有限公司 | 一种联轴器及其使用方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6332467B2 (ja) | トルク伝達用継手及び電動式パワーステアリング装置 | |
WO2018030358A1 (ja) | トルク伝達用継手及び電動式パワーステアリング装置 | |
JP6439897B2 (ja) | トルク伝達用継手及び電動式パワーステアリング装置 | |
JP6278124B2 (ja) | トルク伝達用継手及び電動式パワーステアリング装置 | |
JP6288302B2 (ja) | トルク伝達用継手及び電動式パワーステアリング装置 | |
JP6485543B2 (ja) | トルク伝達用継手及びウォーム減速機 | |
JP6547899B2 (ja) | トルク伝達用継手及び電動式パワーステアリング装置 | |
JP6911892B2 (ja) | トルク伝達用継手及びウォーム減速機 | |
WO2016047188A1 (ja) | トルク伝達用継手及び電動式パワーステアリング装置 | |
JP5256958B2 (ja) | 電動式パワーステアリング装置 | |
JP5211933B2 (ja) | 弾性軸継手及び電動式パワーステアリング装置 | |
JPWO2019022015A1 (ja) | トルク伝達用継手および電動式パワーステアリング装置 | |
JP5553105B2 (ja) | 電動式パワーステアリング装置 | |
JP5915375B2 (ja) | トルク伝達用継手及び電動式パワーステアリング装置 | |
JP6551522B2 (ja) | トルク伝達用継手及びウォーム減速機 | |
WO2019159842A1 (ja) | トルク伝達用継手および電動式パワーステアリング装置 | |
JP2009061898A (ja) | 電動式パワーステアリング装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 15843362 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 15843362 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: JP |