JP2013249909A - Torque transmission joint, and electric power steering device - Google Patents
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Abstract
【課題】緩衝部材18aの加工性を良好にできると共に製造コストを低減できる、トルク伝達用継手15aを実現する。
【解決手段】トルク伝達用継手15aを、電動モータの出力軸12aに固定する駆動側伝達部材16aと、ウォーム軸6aの基端部に固定する被駆動側伝達部材17aと、これら両伝達部材16a、17a同士の間に配置する緩衝部材18aとから構成する。又、緩衝部材18aを、それぞれが弾性材製で互いに独立した、複数の薄肉筒状の緩衝筒31から構成する。そして、これら緩衝筒31を、駆動側伝達部材16aに設けられた駆動側腕部21aに装着し、これら駆動側腕部21aの外周面をそれぞれ覆う。これにより、駆動側伝達部材16aの駆動側腕部21aと被駆動側伝達部材17aの被駆動側腕部23aとの間部分に、緩衝筒31をそれぞれ介在させる。
【選択図】図2A torque transmission joint 15a that can improve the workability of a buffer member 18a and reduce the manufacturing cost is realized.
A drive-side transmission member 16a that fixes a torque transmission joint 15a to an output shaft 12a of an electric motor, a driven-side transmission member 17a that is fixed to a proximal end portion of a worm shaft 6a, and both the transmission members 16a. , 17a and a buffer member 18a disposed between the two. The buffer member 18a is composed of a plurality of thin-walled cylindrical buffer cylinders 31, each made of an elastic material and independent of each other. Then, these buffer cylinders 31 are mounted on the driving side arm portion 21a provided on the driving side transmission member 16a, and the outer peripheral surfaces of these driving side arm portions 21a are respectively covered. As a result, the buffer cylinders 31 are respectively interposed between the drive side arm portion 21a of the drive side transmission member 16a and the driven side arm portion 23a of the driven side transmission member 17a.
[Selection] Figure 2
Description
この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の軽減を図るものである。 The torque transmission joint according to the present invention is incorporated in various mechanical devices and used to transmit torque between the drive shaft and the driven shaft. The electric power steering device of the present invention is used as a steering device for an automobile. By using an electric motor as an auxiliary power source, the driver can reduce the force required to operate the steering wheel. Is.
操舵輪(フォークリフト等の特殊車両を除き、通常は前輪)に舵角を付与する際に、運転者がステアリングホイールを操作する為に要する力の軽減を図る為の装置として、パワーステアリング装置が広く使用されている。又、この様なパワーステアリング装置で、補助動力源として電動モータを使用する電動式パワーステアリング装置も、近年普及し始めている。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、前記電動モータにより回転駆動されるウォームと、前記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、前記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、前記ウォームと前記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、前記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。 Power steering devices are widely used as devices for reducing 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). It is used. In addition, 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 a speed reducer. In general, a worm reducer is used as the reducer. In the case of an electric power steering device using a worm speed reducer, a worm that is rotationally driven by the electric motor and a worm wheel that rotates together with the rotating shaft are engaged with each other, and auxiliary power of the electric motor is applied to the rotating shaft. Communicate freely. However, in the case of a worm reducer, if no measures are taken, it is called a rattling sound when changing the rotation direction of the rotating shaft based on the backlash existing in the meshing portion of the worm and the worm wheel. Unpleasant noise may occur.
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、特許文献1〜3に記載されている様に、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弾性的に押圧する事が考えられている。図6〜7は、このうちの特許文献2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しており、この部分にウォームホイール4を固定している。このウォームホイール4と噛合するウォーム歯5をウォーム軸6の軸方向中間部に設け、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、前記ハウジング3内に回転自在に支持されている。更に、前記ウォーム軸6の先端部で前記転がり軸受9aよりも突出した部分に押圧駒10を外嵌し、この押圧駒10と前記ハウジング3との間に、コイルばね11等の弾性部材を設けている。そして、このコイルばね11により、前記押圧駒10を介して、前記ウォーム軸6に設けたウォーム歯5を、前記ウォームホイール4に向け押圧している。この様な構成により、これらウォーム歯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、前記歯打ち音の発生を抑えている。
Conventionally, as described in Patent Documents 1 to 3, it is considered that the worm is elastically pressed toward the worm wheel by an elastic member such as a spring as a structure that can suppress the generation of such rattling noise. ing. 6 to 7 show an example of the electric power steering device described in Patent Document 2 among them. 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
上述の様な従来構造の場合、前記ウォーム歯5と前記ウォームホイール4との噛合部で前記歯打ち音が発生する事を抑えられるが、前記電動モータ7の出力軸12の先端部と前記ウォーム軸6の基端部との結合部分で発生する歯打ち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、前記電動モータ7の出力軸12の先端部と前記ウォーム軸6の基端部とをトルクの伝達を可能に結合する為に、このウォーム軸6の基端部にスプライン孔13を、このウォーム軸6の基端面に開口する状態で形成している。一方、前記出力軸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と前記スプライン孔13とをスプライン係合させる事で、前記出力軸12と前記ウォーム軸6とをトルクの伝達を可能に結合している。
In the case of the conventional structure as described above, it is possible to suppress the occurrence of the rattling noise at the meshing portion between the worm tooth 5 and the
前記スプライン軸部14と前記スプライン孔13とが円周方向の隙間なく(バックラッシュ無しで)スプライン係合していれば、前記出力軸12の先端部と前記ウォーム軸6の基端部との結合部(スプライン係合部)で、歯打ち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7に示す様な構造により、前記ウォーム歯5と前記ウォームホイール4との間のバックラッシュを抑える構造の場合には、前記ウォーム軸6を揺動変位させる必要上、前記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ない。この為、このスプライン係合部での歯打ち音の発生を防止する事は難しい。
If the
この様な歯打ち音の発生を防止できる構造として、例えば特許文献4、5には、駆動軸の端部と被駆動軸の端部とを、弾性材製の緩衝部材を備えたトルク伝達用継手(カップリング、軸継手)を介して結合する構造が記載されている。図8〜9は、このうちの特許文献4に記載された、従来構造のトルク伝達用継手15を示している。このトルク伝達用継手15は、駆動軸である電動モータの出力軸12の先端部にこの先端部と同心に支持される、金属製の駆動側伝達部材16と、被駆動軸であるウォーム軸6の基端部にこの基端部と同心に支持される、金属製の被駆動側伝達部材17と、これら駆動側伝達部材16と被駆動側伝達部材17との間に設けられる、ゴム製の緩衝部材18と、鋼球19とを備えている。
As a structure that can prevent the occurrence of such rattling noise, for example, in
このうちの駆動側伝達部材16は、前記出力軸12の先端部に相対回転不能に支持された円板状の駆動側基部20と、この駆動側基部20のうちで前記被駆動側伝達部材17に対向する面に、円周方向に関して間欠的に、それぞれ軸方向に突出する状態で設けられた3本の駆動側腕部21、21とを備える。一方、前記被駆動側伝達部材17は、前記ウォーム軸6の基端部に相対回転不能に支持された円板状の被駆動側基部22と、この被駆動側基部22のうちで前記駆動側伝達部材16に対向する面に、円周方向に関して間欠的に、それぞれ軸方向に突出する状態で設けられた3本の被駆動側腕部23、23とを備える。又、前記緩衝部材18は、全体形状を略平歯車状に構成しており、円筒部24と、この円筒部24の外周面から放射方向(半径方向)にそれぞれ延出した、6本の被挟持部25、25とを備えている。
Of these, the drive-
そして、前記トルク伝達用継手15の組立状態では、前記各駆動側腕部21、21と前記各被駆動側腕部23、23とを円周方向に関して交互に配置すると共に、円周方向に隣り合う駆動側腕部21と被駆動側腕部23との間部分に、前記各被挟持部25、25をそれぞれ介在させる。更に、前記鋼球19を、前記出力軸12の先端面と前記ウォーム軸6の基端面との間で挟持する。
In the assembled state of the
以上の様な構成を有する従来構造のトルク伝達用継手15の場合、円周方向に隣り合う駆動側腕部21と被駆動側腕部23との間部分に、ゴム製の被挟持部25、25がそれぞれ介在している(挟持されている)。この為、金属製の駆動側腕部21と被駆動側腕部23とが直接接触する事を防止できて、前述した様な歯打ち音が発生する事を有効に防止できる。又、運転時に、前記出力軸12と前記ウォーム軸6との間で伝達されるスラスト力を、前記鋼球19を介して伝達する事ができ、このスラスト力が前記緩衝部材18に伝達されずに済む。この為、この緩衝部材18の耐久性を長期間に亙り確保し易くできる。
In the case of the conventional
但し、従来構造のトルク伝達用継手15の場合には、前記緩衝部材18を、上述の様に複雑な形状に構成している。この為、この様な緩衝部材18を射出成形により造る場合、使用する金型の形状が複雑になり製造コストが嵩む原因になると共に、前記緩衝部材18aの加工性が低くなる事も避けられない。
尚、本発明に関連する先行技術文献として、上述した特許文献1〜5の他に、特許文献6がある。この特許文献6には、緩衝部材を、3つの部材を軸方向に重ね合わせる事により構成する発明が記載されている。但し、この様な特許文献6に記載された発明の場合にも、上述した様な問題を解決する事はできない。
However, in the case of the
As prior art documents related to the present invention, there is Patent Document 6 in addition to Patent Documents 1 to 5 described above. Patent Document 6 describes an invention in which a buffer member is configured by superimposing three members in the axial direction. However, even in the case of the invention described in Patent Document 6, such a problem as described above cannot be solved.
本発明は、上述の様な事情に鑑みて、緩衝部材の加工性を良好にできると共に製造コストの低減を図れる、トルク伝達用継手、及び、このトルク伝達用継手を備えた電動式パワーステアリング装置を実現すべく発明したものである。 In view of the circumstances as described above, the present invention provides a torque transmission joint that can improve the workability of the buffer member and reduce the manufacturing cost, and an electric power steering apparatus including the torque transmission joint. Invented to realize the above.
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、請求項1に記載したトルク伝達用継手の発明は、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り、前記駆動軸の端部にこの駆動軸と同心に支持される駆動側伝達部材と、前記被駆動軸の端部にこの被駆動軸と同心に支持される被駆動側伝達部材と、これら駆動側伝達部材と被駆動側伝達部材との間に設けられる弾性材製の緩衝部材とを備える。
このうちの駆動側伝達部材は、前記駆動軸の端部に支持される駆動側基部と、この駆動側基部のうちで前記被駆動側伝達部材に対向する面に、円周方向に関して間欠的に、それぞれ軸方向に突出する状態で設けられた複数本(例えば2〜5本)の駆動側腕部とを備える。
又、前記被駆動側伝達部材は、前記被駆動軸の端部に支持される被駆動側基部と、この被駆動側基部のうちで前記駆動側伝達部材に対向する面に、円周方向に関して間欠的に、それぞれ軸方向に突出する状態で設けられた複数本(例えば2〜5本)の被駆動側腕部とを備える。
そして、前記各駆動側腕部と前記各被駆動側腕部とを円周方向に関して交互に配置すると共に、円周方向に隣り合う駆動側腕部と被駆動側腕部との間部分に、前記緩衝部材の一部をそれぞれ介在させている。
Of the torque transmission joint and the electric power steering apparatus according to the present invention, the torque transmission joint according to the first aspect of the present invention is based on the end portions of the drive shaft and the driven shaft that are arranged in series in the axial direction. Torque is transmitted between the drive shaft and the drive side transmission member supported concentrically with the drive shaft at the end of the drive shaft, and supported concentrically with the drive shaft at the end of the driven shaft. A driven-side transmission member, and a buffer member made of an elastic material provided between the driving-side transmission member and the driven-side transmission member.
Of these, the drive-side transmission member is intermittently provided in the circumferential direction on the drive-side base supported by the end of the drive shaft and the surface of the drive-side base that faces the driven-side transmission member. And a plurality of (for example, 2 to 5) drive-side arm portions provided in a state of protruding in the axial direction.
The driven-side transmission member has a driven-side base portion supported by an end portion of the driven shaft and a surface of the driven-side base portion facing the driving-side transmission member in the circumferential direction. Intermittently provided with a plurality (for example, 2 to 5) of driven side arm portions provided in a state of protruding in the axial direction.
And each drive side arm and each driven side arm are alternately arranged in the circumferential direction, and between the driving side arm and the driven side arm adjacent to each other in the circumferential direction, A part of the buffer member is interposed.
特に、本発明のトルク伝達用継手の場合には、前記緩衝部材を、前記各駆動側腕部及び前記各被駆動側腕部と同数の、互いに独立した薄肉筒状の緩衝筒から構成する。そして、これら各緩衝筒を、前記各駆動側腕部と前記各被駆動側腕部とのうちの何れか一方の(総ての)腕部に外嵌(装着)して、これら各腕部の外周面をそれぞれ覆う。
尚、本発明のトルク伝達用継手を実施する場合に、前記各駆動側腕部及び前記各被駆動側腕部の断面形状、並びに、前記各緩衝筒の形状は、それぞれ特に問わない。例えば、前記各駆動側腕部及び前記各被駆動側腕部の断面形状として、台形、長方形、三角形等の多角形の他、円形、1対の直線部を備えた長円形、楕円形等を採用できる。これに対し、前記各緩衝筒は、前記各駆動側腕部と前記各被駆動側腕部とのうちの何れか一方の腕部に外嵌できる(外周面形状と合致する)内周面形状を有していれば足り、外周面形状に関しては、必ずしも外嵌する腕部の外周面形状と一致している(相似形である)必要はない。
In particular, in the case of the torque transmission joint according to the present invention, the buffer member is composed of the same number of independent thin-walled buffer cylinders as the drive arm parts and the driven arm parts. Then, each of these buffer cylinders is externally fitted (attached) to any one (all) of each of the driving side arm parts and each of the driven side arm parts. The outer peripheral surface of each is covered.
When the torque transmission joint according to the present invention is implemented, the cross-sectional shapes of the drive side arm portions and the driven side arm portions and the shape of the buffer cylinders are not particularly limited. For example, as the cross-sectional shape of each driving side arm and each driven side arm, in addition to a polygon such as a trapezoid, a rectangle, a triangle, etc., a circle, an oval with a pair of straight portions, an ellipse, etc. Can be adopted. On the other hand, each buffer cylinder can be externally fitted to any one of the driving side arm parts and the driven side arm parts (matching the outer peripheral surface shape). However, the outer peripheral surface shape does not necessarily need to coincide with the outer peripheral surface shape of the arm portion to be fitted (similar shape).
上述した様な本発明のトルク伝達用継手を実施する場合には、例えば請求項2に記載した発明の様に、前記各駆動側腕部及び前記各被駆動側腕部の円周方向側面をそれぞれ、前記駆動側伝達部材及び前記被駆動側伝達部材の径方向に実質的に存在させる(径方向に完全に一致する場合だけでなく、径方向に対する傾斜角度が±10度以内の場合を含む)。 When implementing the torque transmission joint of the present invention as described above, for example, as in the invention described in claim 2, the circumferential side surfaces of the respective driving side arm portions and the respective driven side arm portions are arranged. Respectively exist substantially in the radial direction of the driving side transmission member and the driven side transmission member (including not only the case where the driving side transmission member and the driven side transmission member completely coincide with the radial direction but also the case where the inclination angle with respect to the radial direction is within ± 10 degrees. ).
又、上述した様な本発明のトルク伝達用継手を実施する場合には、例えば請求項3に記載した発明の様に、前記各緩衝筒を、複数の緩衝筒片を軸方向に積層する事により構成する。 When the torque transmission joint of the present invention as described above is implemented, for example, as in the invention described in claim 3, the buffer cylinders are stacked in a plurality of buffer cylinder pieces in the axial direction. It consists of.
一方、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、請求項4に記載した電動式パワーステアリング装置の発明は、ハウジングと、被操舵用回転軸と、ウォームホイールと、ウォームと、電動モータと、トルク伝達用継手とを備える。
このうちのハウジングは、固定の部分に支持されて回転しない。
又、前記被操舵用回転軸は、前記ハウジングに対し回転自在に設けられて、ステアリングホイールの操作により回転させられ、回転に伴って操舵輪に舵角を付与する。
又、前記ウォームホイールは、前記ハウジングの内部で前記操舵用回転軸の一部に、この操舵用回転軸と同心に支持されて、この操舵用回転軸と共に回転する。
又、前記ウォームは、ウォーム軸の軸方向中間部にウォーム歯を設けて成り、このウォーム歯を前記ウォームホイールと噛合させた状態で、前記ウォーム軸の軸方向両端部をそれぞれ軸受により前記ハウジングに対し回転自在に支持されている。
又、前記電動モータは、前記ウォームを回転駆動する為のものである。
更に、前記トルク伝達用継手は、前記電動モータの出力軸と前記ウォーム軸との間に設けられて、これら両軸同士の間でトルクを伝達するもので、上述の様な、本発明のトルク伝達用継手である。
On the other hand, among the torque transmission joint and the electric power steering device of the present invention, the invention of the electric power steering device according to
Of these, the housing is supported by a fixed portion and does not rotate.
The rotating shaft for steering is provided so as to be rotatable with respect to the housing, and is rotated by an operation of a steering wheel, and gives a steering angle to the steered wheels in accordance with the rotation.
The worm wheel is supported on a part of the steering rotation shaft inside the housing, concentrically with the steering rotation shaft, and rotates together with the steering rotation shaft.
The worm is formed by providing worm teeth at an axial intermediate portion of the worm shaft. With the worm teeth meshed with the worm wheel, both axial end portions of the worm shaft are respectively attached to the housing by bearings. On the other hand, it is supported rotatably.
The electric motor is for rotating the worm.
Further, the torque transmission joint is provided between the output shaft of the electric motor and the worm shaft, and transmits torque between the two shafts. This is a transmission joint.
以上の様な構成を有す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によれば、緩衝部材の加工性を良好にできると共に製造コストの低減を図れる。
即ち、本発明の場合には、弾性材製の緩衝部材を、駆動側腕部と被駆動側腕部とのうちの何れか一方の腕部にそれぞれ外嵌する、互いに独立した薄肉筒状の緩衝筒から構成している。この為、これら各緩衝筒を小型にできると共にその形状を簡単にできる。しかも、この様な緩衝筒は、押出成形により造る事ができるし、射出成形により造る場合にも、使用する射出成形型を小型化及び単純化できる。従って、本発明によれば、前記緩衝部材の加工性を良好にできると共に製造コストを低減できる。
According to the torque transmission joint and the electric power steering apparatus of the present invention having the above-described configuration, the workability of the buffer member can be improved and the manufacturing cost can be reduced.
That is, in the case of the present invention, the buffer member made of an elastic material is formed into an independent thin-walled cylindrical shape that is fitted around either one of the driving side arm portion and the driven side arm portion, respectively. It consists of a buffer cylinder. For this reason, each of these buffer cylinders can be miniaturized and the shape thereof can be simplified. Moreover, such a buffer cylinder can be manufactured by extrusion molding, and even when it is manufactured by injection molding, the injection mold to be used can be reduced in size and simplified. Therefore, according to the present invention, the workability of the buffer member can be improved and the manufacturing cost can be reduced.
又、請求項2に記載した発明の場合には、駆動側伝達部材を構成する駆動側腕部の円周方向側面と、被駆動側伝達部材を構成する被駆動側腕部の円周方向側面とを係合させる事により、前記駆動側伝達部材及び前記被駆動側伝達部材の中心軸を一致(センタリング)させる効果を得られる。 Further, in the case of the invention described in claim 2, the circumferential side surface of the driving side arm portion constituting the driving side transmission member and the circumferential side surface of the driven side arm portion constituting the driven side transmission member By engaging with each other, the center axis of the driving side transmission member and the driven side transmission member can be aligned (centered).
又、請求項3に記載した発明の場合には、緩衝筒を構成する複数の緩衝筒片同士の間で、弾性の大きさを異ならせたり、大きさや形状等を異ならせる事ができる。この為、トルクの伝達開始時やトルクの変動時に、駆動側腕部と被駆動側腕部との間で緩衝筒片が弾性変形させられるタイミングを、複数の緩衝筒片同士の間で多様にずらす(例えば弾性変形し易い緩衝筒片から先に弾性変形させられる様にする)事ができる。従って、トルクの伝達特性(出力軸の回転量と伝達トルクとの関係)の調整の自由度を向上できる。 Further, in the case of the invention described in claim 3, it is possible to make the magnitude of elasticity different, the size, the shape, etc., between the plurality of buffer cylinder pieces constituting the buffer cylinder. For this reason, the timing at which the buffer cylinder piece is elastically deformed between the driving side arm part and the driven side arm part at the start of torque transmission or at the time of torque variation varies among the plurality of buffer cylinder pieces. It can be shifted (for example, it is made to be elastically deformed first from the buffer cylinder piece which is easily elastically deformed). Therefore, it is possible to improve the degree of freedom in adjusting the torque transmission characteristics (the relationship between the rotation amount of the output shaft and the transmission torque).
[実施の形態の第1例]
図1〜4は、請求項1、2、4に対応する、本発明の実施の形態の第1例を示している。本例の場合には、電動式パワーステアリング装置を構成する電動モータ7の出力軸12aの先端部と、ウォーム式減速機を構成するウォーム軸6aの基端部との間に、本例のトルク伝達用継手15aを設けて、前記出力軸12aから前記ウォーム軸6aにトルクを伝達可能としている。このトルク伝達用継手15aを除く、電動式パワーステアリング装置の構成及び作用は、前述の図6〜7に示した構造を含め、従来から広く知られている電動式パワーステアリング装置と同様であるから説明を省略し、以下、前記トルク伝達用継手15aの構成及び作用に就いて説明する。
[First example of embodiment]
1-4 show a first example of an embodiment of the present invention corresponding to
前記トルク伝達用継手15aは、駆動軸である前記出力軸12aの先端部にこの先端部と同心に支持される駆動側伝達部材16aと、被駆動軸である前記ウォーム軸6aの基端部にこの基端部と同心に支持される被駆動側伝達部材17aと、これら駆動側伝達部材16aと被駆動側伝達部材17aとの間に設けられる弾性材製の緩衝部材18aと、ダンパ部材26とを備える。
The torque transmission joint 15a is provided at a distal end portion of the
このうちの駆動側伝達部材16aは、金属製で、駆動側基部20aと、4本の駆動側腕部21a、21aとを備える。この駆動側基部20aは、円板状で、その中心部に、前記出力軸12aの先端部外周面に形成された雄セレーションとセレーション係合する、駆動側セレーション孔27が形成されている。又、前記各駆動側腕部21a、21aは、径方向外方に向かう程円周方向に関する幅寸法が大きくなった台形柱状(断面等脚台形状)で、前記駆動側基部20aのうちで前記被駆動側伝達部材17aに対向する面の外径寄り部分に、円周方向に関して間欠的に(位相を90度ずつずらして)、それぞれ軸方向に突出する状態で設けられている。又、前記各駆動側腕部21a、21aの円周方向側面28、28は、前記駆動側伝達部材16aの径方向(中心軸を含む仮想平面上)にそれぞれ実質的に存在している(径方向に完全に一致している場合だけでなく、径方向に対する傾斜角度が±10度以内の場合を含む)。又、前記各駆動側腕部21a、21aの軸方向寸法は、後述する被駆動側腕部23a、23aの軸方向寸法と等しい。
Of these, the drive-
一方、前記被駆動側伝達部材17aは、金属製で、被駆動側基部22aと、4本の被駆動側腕部23a、23aとを備える。このうちの被駆動側基部22aは、円板状で、その中心部に、前記ウォーム軸6aの基端部外周面に形成された雄セレーションとセレーション係合する、被駆動側セレーション孔29が形成されている。又、前記各被駆動側腕部23a、23aは、径方向外方に向かう程円周方向に関する幅寸法が大きくなった台形柱状(断面等脚台形状)で、前記被駆動側基部22aのうちで前記駆動側伝達部材16aに対向する面の外径寄り部分に、円周方向に関して間欠的に(位相を90度ずつずらして)、それぞれ軸方向に突出する状態で設けられている。又、前記各被駆動側腕部23a、23aの円周方向側面30、30も、前記被駆動側伝達部材17aの径方向に実質的に存在している(径方向に完全に一致する場合だけでなく、径方向に対する傾斜角度が±10度以内の場合を含む)。尚、図示の構造の場合には、前記各駆動側腕部21a、21aの径方向に関する幅寸法を、前記各被駆動側腕部23a、23aの径方向に関する幅寸法よりも少しだけ小さくすると共に、前記各駆動側腕部21a、21aの円周方向に関する幅寸法を、前記各被駆動側腕部23a、23aの円周方向に関する幅寸法のおよそ1/2としている。
On the other hand, the driven-
前記緩衝部材18aは、前記各駆動側腕部21a、21a及び前記各被駆動側腕部23a、23aと同数で合計4個の、互いに独立した薄肉筒状の緩衝筒31、31から構成されている。これら各緩衝筒31、31は、ゴム、ビニルの如きエラストマー、或いは、合成樹脂等の弾性材により一体に形成されており、全体形状を台形筒状に構成している。又、前記各緩衝筒31、31は、全周に亙り肉厚が一定であり、それぞれの軸方向寸法は、前記各駆動側腕部21a、21a(及び被駆動側腕部23a、23a)の軸方向寸法と等しい。本例の場合、この様な構成を有する前記各緩衝体31、31を、総ての駆動側腕部21a、21aにがたつきなく外嵌(圧嵌)して、これら各駆動側腕部21a、21aの外周面をそれぞれ覆っている。又、前記各緩衝筒31、31のうちで、これら各駆動側腕部21a、21aへの組み付け状態で円周方向両側に存在する部分が、トルクの伝達時に、前記各駆動側腕部21a、21aと前記各被駆動側腕部23a、23aとの間で弾性的に挟持される(弾性変形させられる)、被挟持部25a、25aとなる。
The
本例の場合、エラストマーや合成樹脂等の弾性材を押出成形する事で、長尺な台形筒状の中間素材を造った後、この中間素材を所定長さ(駆動側腕部21a、21aと同寸法)に切断して、上述の様な構成を有する緩衝筒31、31を得ている。但し、本例の緩衝筒31、31は、この様な押出成形以外に、これら各緩衝筒31、31の外面形状に合致する内面形状を有する外型と、これら各緩衝筒31、31の内面形状に合致する外面形状を有する内型とを使用して、射出成形により造る事もできる。
In the case of this example, an elastic material such as elastomer or synthetic resin is extruded to form a long trapezoidal cylindrical intermediate material, and then the intermediate material has a predetermined length (driving
前記ダンパ部材26は、前記駆動側伝達部材16aと前記被駆動側伝達部材17aとの間で、前記各緩衝筒31、31(緩衝部材18a)よりも径方向内側に設けられており、円柱状の支柱部32と、この支柱部32の軸方向中間部周囲に外嵌(軸方向の変位を可能に外嵌)されたダンパ部本体33とから成る。このうちの支柱部32は、金属製で、それぞれの端部を前記駆動側、被駆動側各セレーション孔27、29内に遊嵌している。又、前記ダンパ部本体33は、ゴム或いは合成樹脂等の弾性材製で、その軸方向寸法は、前記緩衝部材18a(緩衝筒31、31)及び前記駆動側、被駆動側各腕部21a、23aの軸方向寸法よりも大きい。この様なダンパ部本体33は、前記各緩衝筒31、31よりも径方向内側に、全周に亙り隙間を介した状態で挿入され、前記駆動側基部20aと前記被駆動側基部22aとの互いに対向する面同士の間で軸方向に挟持されている。又、本例の場合、前記支柱部32の両端面と、前記出力軸12aの先端面及び前記ウォーム軸6aの基端面との間には、前記ダンパ部本体33が軸方向に或る程度弾性変形した場合に消滅する程度の大きさの隙間を設けている。
The
本例のトルク伝達用継手15aを組み立てる際には、先ず、前記各駆動側腕部21a、21aに、前記各緩衝筒31、31をこれら各駆動側腕部21a、21aの先端側からそれぞれがたつきなく装着する。その後、前記駆動側伝達部材16aと前記被駆動側伝達部材17aとを、前記ダンパ部材26を挟持する様に軸方向に組み合わせて、前記各駆動側腕部21a、21aと前記各被駆動側腕部23a、23aとを円周方向に関して交互に配置する。そして、この状態で、円周方向に隣り合う駆動側腕部21aと被駆動側腕部23aとの間部分に、前記各緩衝筒31、31を構成する被挟持部25a、25aをそれぞれ位置させる。
When assembling the torque transmission joint 15a of this example, first, the
以上の様な構成を有する本例のトルク伝達用継手15a及び電動式パワーステアリング装置の場合には、前記緩衝部材18aの加工性を良好にできると共に製造コストを低減できる。
即ち、本例の場合には、弾性材製の緩衝部材18aを、前記各駆動側腕部21a、21aにそれぞれ外嵌する、互いに独立した薄肉筒状の緩衝筒31、31から構成している。この為、これら各緩衝筒31、31を小型化できると共にその形状を簡単にできる。しかも、この様な緩衝筒31、31は、上述した様に、押出成形及び切断加工により容易に造る事ができるだけでなく、射出成形により造る場合にも、前述した従来構造の緩衝部材18(図8、9参照)を造る場合に比べて、使用する射出成形型を小型化及び単純化できる。従って、本例の構造によれば、前記緩衝部材18aの加工性を良好にできると共に製造コストを低減できる。
In the case of the torque transmission joint 15a and the electric power steering device of the present example having the above-described configuration, the workability of the
That is, in the case of this example, the
又、本例の場合には、前記各駆動側腕部21a、21aの円周方向側面28、28、及び、前記各被駆動側腕部23a、23aの円周方向側面30、30を、それぞれ前記駆動側伝達部材16a及び前記被駆動側伝達部材17aの径方向に実質的に存在させている。この為、これら駆動側伝達部材16aと被駆動側伝達部材17aとが互いに径方向に相対変位しようとした場合にも、前記各駆動側腕部21a、21aの円周方向側面28、28と、前記各被駆動側腕部23a、23aの円周方向側面30、30とを、前記各緩衝筒31、31(被挟持部25a、25a)を介して係合させる事により、前記駆動側伝達部材16a及び前記被駆動側伝達部材17aの中心軸を一致(センタリング)させる効果を得られる。具体的には、例えば図3に示した状態から、前記駆動側伝達部材16aが前記被駆動側伝達部材17aに対して下方に相対変位しようとした場合、この駆動側伝達部材16aのうちの上方の1本の駆動側腕部21aの円周方向側面28、28が、この駆動側腕部21aの円周方向両側に設けられた1対の被駆動側腕部23a、23aの円周方向側面30、30にそれぞれ係合(当接)する。これにより、前記駆動側伝達部材16aがそれ以上変位する事が阻止される。
In the case of this example, the circumferential side surfaces 28 and 28 of the respective driving
又、本例の場合にも、従来構造の場合と同様に、円周方向に隣り合う駆動側腕部21aと被駆動側腕部23aとの間部分に、弾性材製の前記各被挟持部25a、25aをそれぞれ介在させている為、歯打ち音の発生を有効に防止できる。更に、前記出力軸12aと前記ウォーム軸6aとの間でスラスト力が作用した場合に、前記駆動側基部20aと前記被駆動側基部22aとの互いに対向する面同士の間で、前記ダンパ部材26を構成するダンパ部本体33が軸方向に弾性変形(収縮)し、前記スラスト力の一部を吸収しつつ、残りのスラスト力を伝達する。従って、前記出力軸12aと前記ウォーム軸6aとの間で伝達されるスラスト力を小さくできる。又、このスラスト力が、前記緩衝部材18a(緩衝筒31、31)に伝達される事を有効に防止できる為、この緩衝部材18aの耐久性を長期間に亙り確保する事もできる。
その他の構成及び作用・効果に就いては、前述した従来構造のトルク伝達用継手、及び、電動式パワーステアリング装置の場合と同様である。
Also in the case of this example, as in the case of the conventional structure, each sandwiched portion made of an elastic material is provided between the drive
Other configurations, operations, and effects are the same as those of the conventional torque transmission joint and the electric power steering apparatus described above.
[実施の形態の第2例]
図5は、総ての請求項に対応する、本発明の実施の形態の第2例を示している。本例のトルク伝達用継手15bの特徴は、緩衝部材18bを構成する緩衝筒31a、31aを、複数の緩衝筒片34、34aを軸方向に積層する事により構成した点にある。その他の部分の構成及び作用効果に就いては、前述した実施の形態の第1例の場合と同様であるから、重複する部分の説明並びに図示は省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分を中心に説明する。
[Second Example of Embodiment]
FIG. 5 shows a second example of an embodiment of the invention corresponding to all claims. A feature of the torque transmission joint 15b of this example is that the
本例の場合、前記各緩衝筒31a、31aを、前述した実施の形態の第1例で使用した緩衝筒31、31を軸方向に3分割(3つにスライス)した如き形状を有する3つの緩衝筒片34、34aを、軸方向に積層する事により構成している。又、軸方向両側に配置された1対の緩衝筒片34、34に比べて、軸方向中央に配置された緩衝筒片34aを、弾性変形し易い材料から造っている。具体的には、この緩衝筒片34aを、ゴムやビニルの如きエラストマー等の弾性変形し易い材料から造ると共に、軸方向両側に配置された1対の緩衝筒片34、34を、エラストマー等に比べて弾性変形し難い、ポリアセタール樹脂やポリアミド樹脂等の合成樹脂から造っている。又、軸方向中央に配置された緩衝筒片34aの肉厚を、軸方向両側に配置された1対の緩衝筒片34、34の肉厚よりも少しだけ厚くしている。
In the case of this example, each of the
又、前記各緩衝筒片34、34aのうちで、駆動側腕部21a、21aへの組み付け状態で円周方向両側に位置する部分が、トルクの伝達時に、これら各駆動側腕部21a、21aと被駆動側腕部23a、23aとの間で弾性的に挟持される(弾性変形させられる)、軸方向に積層された状態で被挟持部25b、25bを構成する素被挟持部35、35aとなる。
Of the
以上の様な構成を有する本例の場合、トルクの伝達開始時やトルクの変動時に、先ず、駆動側腕部21a、21aと被駆動側腕部23a、23aとの間で、前記各緩衝筒31a、31aのうちの軸方向中央に配置された弾性変形し易い材料から造られた緩衝筒片34aの素被挟持部35a、35aが弾性変形させられる。そして、この緩衝筒片34aが所定量だけ弾性変形した後、軸方向両側に配置された緩衝筒片34、34の素被挟持部35、35が弾性変形させられる。この様に、本例の場合には、前記各緩衝筒片34、34aが弾性変形するタイミングを、これら複数の緩衝筒片34、34a同士の間で多様にずらす事ができる。従って、トルクの伝達特性(出力軸12aの回転量と伝達トルクとの関係)の調整の自由度を向上できる。
その他の構成及び作用効果に就いては、前述した実施の形態の第1例の場合と同様である。
In the case of this example having the above-described configuration, each of the buffer cylinders is first provided between the driving
About another structure and an effect, it is the same as that of the case of the 1st example of embodiment mentioned above.
前述した実施の形態の各例では、駆動側腕部及び被駆動側腕部の断面形状を台形にすると共に、緩衝部材を構成する緩衝筒を台形筒状とした場合のみを示したが、本発明を実施する場合に、駆動側、被駆動側各腕部の断面形状及び緩衝筒の形状は、その様な形状に限定されない。例えば、駆動側、被駆動側各腕部の断面形状を、長方形、三角形等の多角形の他、円形、長円形、楕円形等とし、緩衝体の形状を、矩形筒状、三角筒状等の他、円筒状、長円筒状、楕円筒状等に形成しても良い。又、緩衝筒は、全周に亙り肉厚が一定である必要はなく、例えば緩衝筒のうちで被挟持部となる部分を厚くし、その他の部分を薄くしても良い。 In each example of the embodiment described above, only the case where the cross-sectional shape of the driving side arm portion and the driven side arm portion is trapezoidal and the buffer cylinder constituting the buffering member is trapezoidal cylindrical shape is shown. In carrying out the invention, the cross-sectional shape of each arm portion on the driving side and the driven side and the shape of the buffer cylinder are not limited to such shapes. For example, the cross-sectional shape of each arm on the driving side and the driven side is a polygon such as a rectangle or a triangle, a circle, an oval, an ellipse, etc., and the shape of the buffer is a rectangle cylinder, a triangle cylinder, etc. In addition, it may be formed in a cylindrical shape, a long cylindrical shape, an elliptical cylindrical shape, or the like. Further, the buffer cylinder does not need to have a constant thickness over the entire circumference. For example, a portion of the buffer cylinder that becomes the sandwiched portion may be thickened and the other portions may be thinned.
又、前述した実施の形態の第2例では、緩衝筒を3つの緩衝筒片から構成する場合に就いて説明したが、緩衝筒を、複数の緩衝筒片を軸方向に積層して構成する場合には、この緩衝筒は、2つの緩衝筒片により構成しても良いし、3つ以上(例えば4つ若しくは5つ或いはそれ以上)の緩衝筒片により構成しても良い。又、緩衝筒を構成する全ての緩衝筒片を同じ材料から造る事もできるし、全ての緩衝筒片を異なる材料から造っても良い。 Further, in the second example of the embodiment described above, the case where the buffer cylinder is constituted by three buffer cylinder pieces has been described, but the buffer cylinder is constituted by laminating a plurality of buffer cylinder pieces in the axial direction. In this case, the buffer cylinder may be constituted by two buffer cylinder pieces, or may be constituted by three or more (for example, four, five, or more) buffer cylinder pieces. Moreover, all the buffer cylinder pieces which comprise a buffer cylinder can also be made from the same material, and all the buffer cylinder pieces may be made from a different material.
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、15a、15b トルク伝達用継手
16、16a 駆動側伝達部材
17、17a 被駆動側伝達部材
18、18a、18b 緩衝部材
19 鋼球
20、20a 駆動側基部
21、21a 駆動側腕部
22、22a 被駆動側基部
23、23a 被駆動側腕部
24 円筒部
25、25a、25b 被挟持部
26 ダンパ部材
27 駆動側セレーション孔
28 円周方向側面
29 被駆動側セレーション孔
30 円周方向側面
31 緩衝筒
32 支柱部
33 ダンパ部本体
34、34a 緩衝筒片
35、35a 素被挟持部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Steering wheel 2 Steering shaft 3
Claims (4)
前記駆動軸の端部にこの駆動軸と同心に支持される駆動側伝達部材と、前記被駆動軸の端部にこの被駆動軸と同心に支持される被駆動側伝達部材と、これら駆動側伝達部材と被駆動側伝達部材との間に設けられる弾性材製の緩衝部材とを備え、
このうちの駆動側伝達部材は、前記駆動軸の端部に支持される駆動側基部と、この駆動側基部のうちで前記被駆動側伝達部材に対向する面に、円周方向に関して間欠的に、それぞれ軸方向に突出する状態で設けられた複数本の駆動側腕部とを備えたものであり、
前記被駆動側伝達部材は、前記被駆動軸の端部に支持される被駆動側基部と、この被駆動側基部のうちで前記駆動側伝達部材に対向する面に、円周方向に関して間欠的に、それぞれ軸方向に突出する状態で設けられた複数本の被駆動側腕部とを備えたものであり、
前記各駆動側腕部と前記各被駆動側腕部とを円周方向に関して交互に配置すると共に、円周方向に隣り合う駆動側腕部と被駆動側腕部との間部分に、前記緩衝部材の一部をそれぞれ介在させているトルク伝達用継手に於いて、
前記緩衝部材が、前記各駆動側腕部及び前記各被駆動側腕部と同数の、互いに独立した薄肉筒状の緩衝筒から構成されており、これら各緩衝筒が、前記各駆動側腕部と前記各被駆動側腕部とのうちの何れか一方の腕部に外嵌されて、これら各腕部の外周面をそれぞれ覆っている、
事を特徴とするトルク伝達用継手。 Torque is transmitted between the ends of the drive shaft and the driven shaft that are arranged in series with each other in the axial direction.
A drive-side transmission member supported concentrically with the drive shaft at an end of the drive shaft, a driven-side transmission member supported concentrically with the driven shaft at an end of the driven shaft, and these drive sides A buffer member made of an elastic material provided between the transmission member and the driven-side transmission member;
Of these, the drive-side transmission member is intermittently provided in the circumferential direction on the drive-side base supported by the end of the drive shaft and the surface of the drive-side base that faces the driven-side transmission member. , Each having a plurality of driving side arm portions provided in a state of protruding in the axial direction,
The driven-side transmission member is intermittently provided in a circumferential direction on a driven-side base supported by an end portion of the driven shaft and a surface of the driven-side base that faces the driving-side transmission member. And a plurality of driven side arms provided in a state of projecting in the axial direction,
The driving side arm portions and the driven side arm portions are alternately arranged in the circumferential direction, and the buffer is provided between the driving side arm portion and the driven side arm portion adjacent to each other in the circumferential direction. In the torque transmission joint that interposes some of the members,
The buffer member is composed of the same number of independent thin-walled buffer cylinders as the drive arm parts and the driven arm parts, and each of the buffer cylinders is provided with the drive arm parts. And the outer arm of each of the driven side arms and covering the outer peripheral surface of each of the arms,
A torque transmission joint characterized by
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