JP6464719B2 - Torque transmission joint and electric assist device - Google Patents
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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、本発明の電動アシスト装置は、自動車の操舵装置に組み込まれ、電動モータを補助動力源として利用し、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 assist device of the present invention is incorporated in a steering device of an automobile and uses an electric motor as an auxiliary power source to reduce the force required for the driver to operate the steering wheel.
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は、ステアリングホイールの操作によって回転させられるステアリングシャフト又はこのステアリングシャフトの回転に伴って変位する部材(ステアリングギヤユニットを構成するピニオン軸若しくはラック軸)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、前記ウォーム減速機の出力部である回転軸と共に回転するウォームホイールとが噛合されて、前記電動モータの補助動力が、この回転軸に伝達可能になっている。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. Such an electric power steering apparatus has a steering shaft rotated by an operation of a steering wheel or a member (pinion shaft or rack shaft constituting a steering gear unit) displaced with the rotation of the steering shaft. Auxiliary power is applied through a speed reducer. In general, a worm reducer is used as the reducer. In the case of an electric power steering apparatus using a worm speed reducer, a worm that is rotationally driven by the electric motor and a worm wheel that rotates together with a rotating shaft that is an output portion of the worm speed reducer are meshed, and the electric motor The auxiliary power can be transmitted to the rotating shaft. 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、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9〜11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例である。この電動式パワーステアリング装置は、後端部にステアリングホイール1が支持固定されたステアリングシャフト2と、このステアリングシャフト2がその内径側に回転可能に支持されたステアリングコラム3と、このステアリングシャフト2に補助動力を付与する為の電動アシスト装置4とを備える。このうちの電動アシスト装置4は、電動モータ5と、ハウジング6と、ウォーム減速機7とを備える。このウォーム減速機7は、このハウジング6内に収納されて、前記電動モータ5の出力軸8のトルクを増大させつつ、前記ステアリングシャフト2に付与する為のもので、ウォームホイール9と、ウォーム10とを有する。このウォームホイール9は、前記ハウジング6内に回転可能に支持された前記ステアリングシャフト2の前端部に、このステアリングシャフト2と同心に支持固定されている。前記ウォーム10は、軸方向中間部に前記ウォームホイール9と噛合するウォーム歯11が設けられ、軸方向両端部を、深溝型玉軸受等の1対の転がり軸受12a、12bにより、前記ハウジング6に対し回転可能に支持固定されている。更に、前記ウォーム10の先端部で前記両転がり軸受12a、12bのうちの一方(図10の右方)の転がり軸受12aよりも突出した部分に押圧駒13が外嵌され、この押圧駒13と前記ハウジング6との間に、弾性部材であるコイルばね14が設けられている。そして、前記ウォーム10に設けられたウォーム歯11が、このコイルばね14の弾力により、前記押圧駒13を介して前記ウォームホイール9に向けて押圧される。この様な構成により、前記ウォーム歯11とこのウォームホイール9との間のバックラッシュが抑えられ、前記歯打ち音の発生が抑えられる。
Conventionally, it has been considered to elastically press the worm toward the worm wheel by an elastic member such as a spring as a structure capable of suppressing the generation of such rattling noise. 9 to 11 show an example of the electric power steering device described in
上述の様な従来構造の場合、前記ウォーム歯11と前記ウォームホイール9との噛合部での前記歯打ち音の発生を抑える事はできるが、前記電動モータ5の出力軸8の先端部(図10の右端部)と前記ウォーム10の基端部(図10の左端部)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、前記電動モータ5の出力軸8の先端部と前記ウォーム10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10の基端部にスプライン孔15が、このウォーム10の基端面に開口する状態で形成されている。一方、前記出力軸8の先端部に、スプライン軸部16が形成されている。そして、このスプライン軸部16と前記スプライン孔15とがスプライン係合される事により、前記出力軸8と前記ウォーム10とがトルクの伝達を可能に結合されている。
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
ところで、前記スプライン軸部16と前記スプライン孔15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、前記出力軸8の先端部と前記ウォーム10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10に示す様に、前記ウォーム歯11を前記ウォームホイール9に向けて弾性的に押圧する事により、前記ウォーム歯11と前記ウォームホイール9との間のバックラッシュが抑えられる構造の場合には、前記ウォーム10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ず、異音の発生を防止する事は難しい。
By the way, if the
特許文献2には、電動モータの出力軸の先端部とウォームの基端部とを、ゴム等の弾性材を備えたトルク伝達用継手(軸継手)を介して結合する事で、金属製の前記出力軸とウォームとが直接接触する事を防止し、前述の様な異音の発生を有効に防止できる構造が記載されている。この様な特許文献2に記載された構造の場合、電動アシスト装置の応答性(前記出力軸と前記ウォームとの回転同期性)を良好にする為には、前記弾性材の弾性係数を高くして、この弾性材の弾力を大きくする必要があるが、この弾性材の弾力が大きくなると、前記ウォームが揺動変位し難くなる。
In
これに対し、特許文献3には、ウォームと電動モータの出力軸とが、ばね鋼等の板材製で、平板状の基部(ベース)と、この基部から延出されてウォームの基端部に連結される1対の被駆動側腕部(第1のアーム)と、前記基部からこれら両被駆動側腕部と反対側に延出されて前記出力軸に連結される1対の駆動側腕部(第2のアーム)とから成るトルク伝達用継手(連結部材)を介して結合された構造が記載されている。この様な特許文献3に記載された構造の場合、前記ウォーム及び前記電動モータの出力軸の回転方向に関する前記トルク伝達用継手の剛性を高くする事ができて、電動アシスト装置の応答性を良好にできる。一方、前記ウォーム及び前記電動モータの出力軸の径方向に関する前記トルク伝達用継手の剛性を低くする事により、前記ウォームの揺動変位を可能としている。但し、前記特許文献3に記載された構造の場合、軸方向に関して互いに反対側に延出した、それぞれ1対ずつの被駆動側腕部と駆動側腕部とにより、前記ウォームと前記電動モータの出力軸とが連結されている為、これらウォームと電動モータの出力軸との連結部の軸方向寸法が長くなる。この結果、ウォーム減速機全体が大型化したり、前記ウォームの揺動変位に伴うこのウォームの中心軸と前記電動モータの出力軸の中心軸とのずれ(拗れ)が大きくなり過ぎる可能性がある。又、前記特許文献3に記載された構造の場合、前記両被駆動側腕部と前記両駆動側腕部とは、互いの位相を90度ずらした状態で設けられている為、前記ウォームの揺動変位に伴って前記トルク伝達用継手に加わる力の方向に関する剛性が、このトルク伝達用継手(ウォーム)の回転方向に関する位置(位相)により異なる。この為、このトルク伝達用継手からこのウォームに加わる反力が、このトルク伝達用継手(ウォーム)の回転方向に関する位置(位相)によって変化する可能性がある。
On the other hand, in
本発明は、上述の様な事情に鑑み、駆動軸と被駆動軸との間でのトルクの伝達を円滑に行う事ができて、これら駆動軸と被駆動軸との回転同期性を確保でき、更に、この被駆動軸の回転方向に関する位置にかかわらず、この被駆動軸に加わる反力をほぼ一定にする事ができるトルク伝達用継手の構造を、軸方向寸法の増大を抑えつつ実現する事を目的としている。 In view of the circumstances as described above, the present invention can smoothly transmit torque between the drive shaft and the driven shaft, and can ensure rotational synchronization between the drive shaft and the driven shaft. Furthermore, a torque transmission joint structure capable of making the reaction force applied to the driven shaft almost constant regardless of the position of the driven shaft in the rotational direction is realized while suppressing an increase in axial dimension. It is aimed at things.
本発明のトルク伝達用継手及び電動アシスト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、この駆動軸の端部にこの駆動軸と同心に支持される、ばね鋼等の弾性を有する金属板により略円板状に造られた駆動側伝達部材と、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、ばね鋼等の弾性を有する金属板により略円板状に造られた被駆動側伝達部材とを備える。
前記駆動側伝達部材とこの被駆動側伝達部材とのうちの少なくとも一方の伝達部材の径方向中間部に、全周に亙って、軸方向及び径方向に弾性変形可能な(中央部及び外周縁部よりも軸方向及び径方向に関する剛性が低い)弾性変形部が設けられている。
前記駆動側伝達部材の外周縁部の円周方向複数箇所に駆動側係合片が設けられている。
前記被駆動側伝達部材の外周縁部の円周方向複数箇所に被駆動側係合片が設けられている。
そして、前記各駆動側係合片とこれら各被駆動側係合片とが、円周方向に関して交互に配置される(駆動側係合片が、隣り合う被駆動側係合片同士の間部分に存在する被駆動側切り欠き部に係合されると共に、被駆動側係合片が、隣り合う駆動側係合片同士の間に存在する駆動側切り欠き部に係合される)事で、前記駆動側伝達部材と前記被駆動側伝達部材との間でのトルクの伝達が可能になっている。
更に、前記弾性変形部が、前記駆動軸と前記被駆動軸との間に組み込まれた状態で、これら駆動軸と被駆動軸とに、軸方向に関して互いに離れる方向の弾力を付与している。
Torque transmitting joint of the torque-transmitting joint and electric assist device of the present invention is to transmit torque between the ends of the drive shaft and a driven shaft arranged in series with each other in the axial direction A drive-side transmission member that is supported on the end of the drive shaft concentrically with the drive shaft and is formed in a substantially disc shape by a metal plate having elasticity, such as spring steel, and an end of the driven shaft. And a driven-side transmission member formed in a substantially disc shape by a metal plate having elasticity such as spring steel, which is supported concentrically with the driven shaft.
At least one of the drive-side transmission member and the driven-side transmission member is elastically deformable in the axial direction and the radial direction over the entire circumference (at the central portion and the outer portion). An elastically deformable portion is provided that has lower rigidity in the axial direction and the radial direction than the peripheral portion.
Drive-side engagement pieces are provided at a plurality of locations in the circumferential direction of the outer peripheral edge of the drive-side transmission member.
Driven side engagement pieces are provided at a plurality of locations in the circumferential direction of the outer peripheral edge of the driven side transmission member.
The drive-side engagement pieces and the driven-side engagement pieces are alternately arranged in the circumferential direction (the drive-side engagement pieces are located between adjacent driven-side engagement pieces. And the driven side engaging piece is engaged with the driving side notched part existing between adjacent driving side engaging pieces). The torque can be transmitted between the drive side transmission member and the driven side transmission member.
Further, in a state where the elastic deformation portion is incorporated between the drive shaft and the driven shaft, the drive shaft and the driven shaft are given elasticity in directions away from each other in the axial direction.
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、前記各駆動側係合片と前記各被駆動側係合片とが円周方向に隙間なく(バックラッシュなしで)係合されている事が好ましい。換言すれば、前記各駆動側係合片と前記各被駆動側切り欠き部とが円周方向に関する隙間なく(バックラッシュなしで)係合されると共に、前記各被駆動側係合片と前記各駆動側切り欠き部とが円周方向に関する隙間なく係合されている事が好ましい。 When the torque transmission joint of the present invention as described above is implemented, the drive-side engagement pieces and the driven-side engagement pieces are engaged with no gap (without backlash) in the circumferential direction. It is preferable that In other words, each driving side engaging piece and each driven side notch are engaged without a gap in the circumferential direction (without backlash), and each driven side engaging piece and It is preferable that each drive-side notch is engaged with no gap in the circumferential direction.
又、上述の様な本発明のトルク伝達用継手を実施する場合、例えば、前記弾性変形部を、径方向に山部と谷部とを交互に連続させた蛇腹部とする事ができる。 Further, when performing the torque-transmitting joint such present invention described above, for example, the pre-Symbol elastically deformable portion, can be a radially peaks and troughs bellows portion is continuously alternately.
又、本発明の電動アシスト装置は、電動モータと、ハウジングと、ウォーム減速機とを備える。
このうちのハウジングは、固定の部分に支持されて回転する事がない。
前記ウォーム減速機は、前記ハウジング内に収納されて、前記電動モータの出力軸のトルクを増大させつつ、後端部に支持固定されたステアリングホイールにより回転されるステアリングシャフト又はこのステアリングシャフトの回転に伴って変位する部材に対して伝達する。この様なウォーム減速機は、前記ハウジング内に回転可能に支持されたウォームホイールと、軸方向中間部にウォーム歯が設けられ、このウォーム歯をこのウォームホイールと噛合させた状態で、前記ハウジング内に回転自在に支持されたウォームとを有する。
そして、前記電動モータの出力軸とこのウォームとがトルク伝達用継手により、トルクの伝達を可能に接続されている。
特に本発明の電動アシスト装置に於いては、前記トルク伝達用継手が、上述の様な本発明のトルク伝達用継手である。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、前記ウォームが前記被駆動軸に相当する。
上述の様な本発明の電動式アシスト装置を実施する場合に好ましくは、前記ウォームの先端部(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、前記ウォーム歯を前記ウォームホイールに向けて弾性的に押圧する予圧付与機構を設ける事ができる。
The electric assist device of the present invention includes an electric motor, a housing, and a worm reduction gear.
Of these, the housing is supported by a fixed portion and does not rotate.
The worm speed reducer is housed in the housing and increases the torque of the output shaft of the electric motor while rotating the steering shaft supported by the rear end portion of the steering shaft or rotating the steering shaft. It transmits to the member which moves with it. Such a worm speed reducer is provided with a worm wheel rotatably supported in the housing and a worm tooth at an axially intermediate portion, and the worm gear meshes with the worm wheel in the housing. And a worm supported rotatably.
The output shaft of the electric motor and the worm are connected to each other by a torque transmission joint so that torque can be transmitted.
Particularly in the electric assist device of the present invention, the torque transmission joint is the torque transmission joint of the present invention as described above. In this case, the output shaft of the electric motor corresponds to the drive shaft, and the worm corresponds to the driven shaft.
When implementing the electric assist device of the present invention as described above, preferably, the tip of the worm (the end opposite to the side coupled to the output shaft of the electric motor via a torque transmission joint) A preload applying mechanism that elastically presses the worm teeth toward the worm wheel can be provided between the housing and the housing.
上述の様な本発明のトルク伝達用継手によれば、駆動軸と被駆動軸との間でのトルクの伝達を円滑に行う事ができ、これら駆動軸と被駆動軸との回転同期性を確保でき、更に、この被駆動軸の回転方向に関する位置にかかわらず、この被駆動軸に加わる反力をほぼ一定にする事ができる構造を、軸方向寸法の増大を抑えつつ実現する事ができる。
即ち、前記被駆動軸が前記駆動軸に対して揺動変位したり、前記駆動軸の中心軸と前記被駆動軸の中心軸とが偏心する等により不一致になる傾向となった場合には、駆動側伝達部材と被駆動側伝達部材とのうちの少なくとも一方の伝達部材に設けられた弾性変形部が、軸方向又は径方向に弾性変形する事により、この揺動変位や前記駆動軸と前記被駆動軸との中心軸同士のずれ(拗れ)が許容される。更に、本発明の場合、前記弾性変形部が、前記少なくとも一方の伝達部材の径方向中間部に全周に亙って設けられている。従って、前記被駆動軸の揺動変位の方向に関する前記トルク伝達用継手の剛性を、このトルク伝達用継手(被駆動軸)の回転方向の位置(位相)にかかわらず、略均一(所定の範囲内)にする事ができる。この為、前記トルク伝達用継手から前記被駆動軸に加わる反力を、これら被駆動軸及びトルク伝達用継手の回転方向の位置(位相)にかかわらず一定(又はほぼ一定)にする事ができる。この結果、前記駆動軸と前記被駆動軸との間でのトルク伝達を円滑に(伝達ロスを抑えた状態で)行う事ができる。
又、前記駆動軸の回転トルクは、前記駆動側伝達部材の外周縁部に設けられた駆動側係合片の円周方向側縁と、前記被駆動側伝達部材の外周縁部に設けられた被駆動側係合片の円周方向側縁との当接部を通じて前記被駆動軸に伝達される。前記各駆動側係合片とこれら各被駆動側係合片との円周方向に関する剛性を十分に高くすれば、前記駆動軸と前記被駆動軸との回転同期性を良好にできる。
又、本発明のトルク伝達用継手は、略円板状の駆動側伝達部材と被駆動側伝達部材とを組み合わせて構成されている為、前述の特許文献3に記載された構造と比較して、これら駆動軸と被駆動軸との結合部の軸方向寸法を短く抑え易い。この結果、ウォーム減速機全体の小型化を図れる。
According to the torque transmission joint of the present invention as described above, torque can be smoothly transmitted between the drive shaft and the driven shaft, and the rotational synchronization between the drive shaft and the driven shaft can be improved. Furthermore, it is possible to realize a structure capable of making the reaction force applied to the driven shaft substantially constant regardless of the position of the driven shaft in the rotational direction, while suppressing an increase in axial dimension. .
That is, when the driven shaft tends to become inconsistent due to rocking displacement with respect to the driving shaft, or due to the eccentricity of the central axis of the driving shaft and the central axis of the driven shaft, An elastic deformation portion provided on at least one of the driving side transmission member and the driven side transmission member is elastically deformed in the axial direction or the radial direction, so that the oscillating displacement and the driving shaft Deviation (bending) between the central axes of the driven shafts is allowed. Further, in the case of the present invention, the elastically deforming portion is provided over the entire circumference in the radial intermediate portion of the at least one transmission member. Accordingly, the rigidity of the torque transmission joint with respect to the direction of swinging displacement of the driven shaft is substantially uniform (predetermined range) regardless of the rotational position (phase) of the torque transmission joint (driven shaft). Inside). Therefore, the reaction force applied to the driven shaft from the torque transmission joint can be made constant (or almost constant) regardless of the position (phase) in the rotational direction of the driven shaft and the torque transmission joint. . As a result, torque transmission between the drive shaft and the driven shaft can be performed smoothly (with transmission loss suppressed).
Further, the rotational torque of the drive shaft is provided at the circumferential side edge of the drive side engaging piece provided at the outer peripheral edge portion of the drive side transmission member and at the outer peripheral edge portion of the driven side transmission member. It is transmitted to the driven shaft through a contact portion with the circumferential side edge of the driven side engaging piece. If the rigidity in the circumferential direction between each of the driving side engaging pieces and each of the driven side engaging pieces is sufficiently increased, the rotational synchronization between the driving shaft and the driven shaft can be improved.
In addition, the torque transmission joint of the present invention is configured by combining a substantially disk-shaped drive side transmission member and a driven side transmission member, and therefore, compared with the structure described in
図1〜6は、本発明の実施の形態の1例を示している。本例の電動アシスト装置4aは、例えば、前述の図9の様な、コラムアシスト型の電動式パワーステアリング装置に組み込まれて使用されるものであり、電動モータ5aと、ハウジング6aと、ウォーム減速機7aと、トルク伝達用継手17とを備える。このうちのウォーム減速機7aは、前記ハウジング6a内に収納されて、前記電動モータ5aの出力軸8aのトルクを増大させつつ、ステアリングシャフト2(図9参照)に付与する為のもので、ウォームホイール9と、ウォーム10aとを有する。このウォームホイール9は、前記ハウジング6a内に回転可能に支持された前記ステアリングシャフト2の前端部に、このステアリングシャフト2と同心に支持固定されている。前記ウォーム10aは、軸方向中間部に前記ウォームホイール9と噛合するウォーム歯11が設けられ、軸方向両端部を1対の転がり軸受12a、12bにより、前記ハウジング6aに対し回転可能に支持固定されている。更に、前記ウォーム10aの先端部で前記両転がり軸受12a、12bのうちの一方(図1の左方)の転がり軸受12aよりも突出した部分に押圧駒13が外嵌され、この押圧駒13と前記ハウジング6aとの間にコイルばね14が設けられている。そして、前記ウォーム10aに設けられたウォーム歯11が、このコイルばね14の弾力により、前記押圧駒13を介して前記ウォームホイール9に向けて押圧される。この様な構成により、前記ウォーム歯11とこのウォームホイール9との間のバックラッシュが抑えられ、前記歯打ち音の発生が抑えられる。
1 to 6 show an example of an embodiment of the present invention. The
本例の場合、前記電動モータ5aの出力軸8aの先端部(図1の左端部)と前記ウォーム10aの基端部(図1の右端部)とが、前記トルク伝達用継手17を介してトルクの伝達を可能に結合されている。このトルク伝達用継手17は、特許請求の範囲に記載した駆動側伝達部材である伝達部材18aと、被駆動側伝達部材である伝達部材18bとを備える。これら両伝達部材18a、18bは、互いに同じ形状及び寸法を有し、軸方向に関する向きを逆にして、円周方向に関する位相を僅かに(後述する係合片24a、24bのピッチ分だけ)ずらした状態で組み合わされている。この様な伝達部材18a、18bはそれぞれ、ばね鋼板等の弾性を有する金属板に、プレス加工による打ち抜き加工及び曲げ加工を施す事により全体を略円板状に造られている。前記両伝達部材18a、18bの径方向中央部には、これら両伝達部材18a、18bを前記出力軸8aの先端部及び前記ウォーム10aの基端部に支持固定する為のボルト19a、19bを挿通する為の通孔20a、20bが、それぞれ設けられている。即ち、前記両伝達部材18a、18bは、これら両通孔20a、20bに挿通されたボルト19a、19bを、前記出力軸8aの先端面及び前記ウォーム10aの基端面に形成されたねじ孔21a、21bに螺合し更に締め付ける事で、前記出力軸8a及び前記ウォーム10aに対してそれぞれ支持固定されている。又、前記両伝達部材18a、18bの互いに反対側の側面のうち、前記両通孔20a、20bを囲む部分の円周方向等間隔複数箇所(図示の例の場合には4箇所)に、前記出力軸8aの先端面及び前記ウォーム10aの基端面に向けて突出する突起22a、22bが、径方向に伸長する状態でそれぞれ形成されている。一方、前記出力軸8aの先端面及び前記ウォーム10aの基端面の円周方向等間隔複数箇所(本例の場合には4箇所)に、径方向に伸長する状態で係止溝31a、31bが形成されている。そして、前記両伝達部材18a、18bが、前記出力軸8a及び前記ウォーム10aに対し支持固定された状態では、前記各突起22a、22bと、前記出力軸8aの先端面及び前記ウォーム10aの基端面に形成された前記各係止溝31a、31bとが凹凸係合されている。
In the case of this example, the distal end portion (left end portion in FIG. 1) of the
又、前記両伝達部材18a、18bの径方向中間部で、前記各突起22a、22bが形成された部分よりも径方向外側部分に、全周に亙って、径方向に山部と谷部とを交互に連続させた蛇腹部23a、23bが、それぞれ形成されている。これら両蛇腹部23a、23bは、図6に示す様に、前記両伝達部材18a、18bが前記出力軸8aの先端部と前記ウォーム10aの基端部との間に組み付けられる以前の自由状態で、径方向外方に向かう程互いに近付く方向に傾斜している。即ち、前記自由状態に於ける前記蛇腹部23a(23b)の山部と谷部との中央部(中心線)を通る仮想面α0(図6参照)は、部分円すい面状になっている。尚、前記蛇腹部23a(23b)を構成する山部と谷部の数、高さ(深さ)、ピッチ等は、本例の構成に限定されるものではない。更に、前記両伝達部材18a、18bの外周縁部の円周方向複数箇所(図示の例の場合には10箇所)に係合片24a、24bが、それぞれ形成されている。これら各係合片24a、24bは、前記両伝達部材18a、18b同士の間で、径方向外方に向かう程互いに近付く方向に傾斜している。又、円周方向に隣り合う係合片24a、24b同士の間部分に、切り欠き部25a、25bが、それぞれ形成されている。これら各切り欠き部25a、25bの円周方向に関する幅W25は、前記各係合片24a、24bの円周方向に関する幅W24と同じか、この幅W24よりも僅かに小さくなっている(W25≦W24)。この様な構成により、前記各係合片24a、24bの円周方向に関する剛性を確保している。
Further, in the radially intermediate portion of the
本例の場合、前記両伝達部材18a、18bのうち、前記出力軸8aの先端部に支持固定された一方の伝達部材18aに形成された前記各係合片24a、24aが、前記ウォーム10aの基端部に支持固定された他方の伝達部材18bに形成された前記各切り欠き部25b、25bに、円周方向に関する隙間なく(バックラッシュなしで)係合されると共に、前記他方の伝達部材18bに形成された前記各係合片24b、24bが、前記一方の伝達部材18aに形成された前記各切り欠き部25a、25aに、円周方向に関する隙間なく係合されている。又、前記両伝達部材18a、18bは、前記出力軸8aの先端部と前記ウォーム10aの基端部との間に組み込まれた状態で、前記両蛇腹部23a、23bが軸方向及び径方向に弾性変形させられ(押し潰され)、これら両蛇腹部23a、23bの山部と谷部との中央部を通る仮想面α(図2参照)は、前記両伝達部材18a、18bの中心軸に直交する平面に対しほぼ平行になっている。従って、これら両伝達部材18a、18bが前記出力軸8aの先端部と前記ウォーム10aの基端部との間に組み込まれた状態で、これら出力軸8aと前記ウォーム10aとは、前記両伝達部材18a、18bにより軸方向に関して互いに離れる方向に弾性的に押圧される。
In the case of this example, among the
上述の様な本例の電動アシスト装置4aによれば、前記電動モータ5aの出力軸8aと前記ウォーム10aとの間でのトルクの伝達を円滑に行う事ができ、この電動アシスト装置4aの応答性を確保できる構造を、軸方向寸法の増大を抑えつつ実現する事ができる。
即ち、前記ウォーム10aが揺動変位したり、前記出力軸8aの中心軸とこのウォーム10aの中心軸とが偏心する等により不一致になる傾向となった場合には、前記両伝達部材18a、18bの径方向中間部に設けられた蛇腹部23a、23bが、軸方向及び径方向に弾性変形する事で、前記ウォーム10aの揺動変位や前記出力軸8a及びこのウォーム10aの中心軸同士のずれ(拗れ)が許容される。更に、本例の場合、前記両蛇腹部23a、23bが、前記両伝達部材18a、18bの径方向中間部に全周に亙って設けられると共に、前記各係合片24a、24bが円周方向に関して等間隔に設けられている。従って、前記ウォーム10aの揺動変位の方向に関する前記トルク伝達用継手17の剛性を、このトルク伝達用継手17(ウォーム10a)の回転方向の位置(位相)にかかわらず、略均一(所定の範囲内)にする事ができる。この為、前記両伝達部材18a、18bにより構成される前記トルク伝達用継手17から前記ウォーム10aに加わる反力を、これらウォーム10a及びトルク伝達用継手17の回転方向の位置(位相)かかわらず一定(又はほぼ一定)にする事ができる。この結果、前記出力軸8aから前記ウォーム10aに伝達されるトルクの変動を抑えて、これら出力軸8aとウォーム10aとの間でのトルク伝達を円滑に(伝達ロスを抑えた状態で)行う事ができる。
According to the
That is, when the
又、前記出力軸8aの回転トルクは、前記両伝達部材18a、18bの外周縁部にそれぞれ設けられた係合片24a、24bの円周方向側縁同士の当接部を通じて、前記ウォーム10aに伝達される。本例の場合、これら各係合片24a、24bの円周方向に関する剛性を十分に確保しているので、前記出力軸8aと前記ウォーム10aとの回転同期性を良好にでき(この出力軸8aの回転に対するこのウォーム10aの回転の遅延を小さくでき)、前記電動アシスト装置4aの応答性を向上する事ができる。
又、前記各切り欠き部25a、25bの円周方向に関する幅W25が、前記各係合片24a、24bの円周方向に関する幅W24と同じか僅かに小さくなっており(W25≦W24)、これら各係合片24a、24bと前記各切り欠き部25a、25bとが円周方向に関する隙間なく(バックラッシュなしで)係合されている。この為、前記各係合片24a、24bと前記各切り欠き部25a、25bとの係合部で、異音が発生する事を抑えられる。
更に、本例の場合、前記両伝達部材18a、18bに前記各突起22a、22bが設けられ、これら各突起22a、22bと、前記出力軸8aの先端面及び前記ウォーム10aの基端面に形成された前記各係止溝31a、31bとが凹凸係合されている。この為、これらの係合部の係合強度を高くできて、前記両伝達部材18a、18bと、前記出力軸8a及び前記ウォーム10aとの間でトルクの伝達ロスが発生する事を防止できる。
Further, the rotational torque of the
Further, the width W 25 in the circumferential direction of the
Further, in the case of this example, the
又、本例の電動アシスト装置4aを構成するトルク伝達用継手17は、径方向中間部に、前記ウォーム10aの揺動変位を許容する為の蛇腹部23a、23bが設けられ、外周縁部に、トルク伝達の為の係合片24a、24b及び切り欠き部25a、25bが設けられて、全体を略円板状に造られた1対の伝達部材18a、18bを組み合わせる事で構成されている。この為、前述の特許文献3に記載された、軸方向に関して互いに反対側に延出した、それぞれ1対ずつの駆動側腕部と被駆動側腕部とにより、駆動軸と被駆動軸とが連結された構造と比較して、前記出力軸8aと前記ウォーム10aとの結合部の軸方向寸法を短く抑える事ができる。従って、前記ウォーム減速機7aを小型化し易く、更に、前記ウォーム10aの揺動変位に伴う前記出力軸8aの中心軸とこのウォーム10aの中心軸とのずれを小さく抑える事ができる。
尚、本例の電動アシスト装置4aを実施する場合に、前記両伝達部材18a、18bのうちの一方の伝達部材にのみ、軸方向及び径方向に弾性変形可能な蛇腹部を設ける様に構成する事もできる。即ち、一方の伝達部材と他方の伝達部材とを互いに異なる形状に構成する事もできる。又、伝達部材に設けられる弾性変形部は、本例の様な蛇腹部に限定されない。
Further, the torque transmission joint 17 constituting the
When the
本例の電動アシスト装置4aは、図9に示す様なコラムアシスト型の電動式パワーステアリング装置に限らず、図7に示す様なラックアシスト型の電動式パワーステアリング装置や図8に示す様なピニオンアシスト型の電動式パワーステアリング装置に組み込む事ができる。
図7に示すラックアシスト型の電動式パワーステアリング装置の場合、ステアリングギヤユニット26を構成するラック27の軸方向一部で、ステアリングシャフト2aの前端部に、自在継手28、28及び中間シャフト29を介して接続されたピニオン軸30から外れた部分に、回転軸(図示省略)が配置されている。そして、この回転軸に、電動アシスト装置4aを構成するウォームホイール9(図1参照)が支持固定される。
又、図8に示すピニオンアシスト型の電動式パワーステアリング装置の場合、ステアリングギヤユニット26aを構成し、ステアリングシャフト2aの前端部に、自在継手28、28及び中間シャフト29を介して接続されたピニオン軸30aに、電動アシスト装置4aを構成するウォームホイール9が支持固定される。
The
In the case of the rack assist type electric power steering apparatus shown in FIG. 7,
Further, in the case of the pinion assist type electric power steering apparatus shown in FIG. 8, a pinion that constitutes a
1 ステアリングホイール
2、2a ステアリングシャフト
3 ステアリングコラム
4、4a 電動アシスト装置
5、5a 電動モータ
6、6a ハウジング
7、7a ウォーム減速機
8、8a 出力軸
9 ウォームホイール
10、10a ウォーム
11 ウォーム歯
12a、12b 転がり軸受
13 押圧駒
14 コイルばね
15 スプライン孔
16 スプライン軸部
17 トルク伝達用継手
18a、18b 伝達部材
19a、19b ボルト
20a、20b 通孔
21a、21b ねじ孔
22a、22b 突起
23a、23b 蛇腹部
24a、24b 係合片
25a、25b 切り欠き部
26、26a ステアリングギヤユニット
27 ラック
28 自在継手
29 中間シャフト
30、30a ピニオン軸
31a、31b 係止溝
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記駆動軸の端部にこの駆動軸と同心に支持される金属板製の駆動側伝達部材と、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金属板製の被駆動側伝達部材とを備え、
前記駆動側伝達部材とこの被駆動側伝達部材とのうちの少なくとも一方の伝達部材の径方向中間部に、全周に亙って、軸方向及び径方向に弾性変形可能な弾性変形部が設けられており、
前記駆動側伝達部材の外周縁部の円周方向複数箇所に駆動側係合片が設けられており、
前記被駆動側伝達部材の外周縁部の円周方向複数箇所に被駆動側係合片が設けられており、
前記各駆動側係合片とこれら各被駆動側係合片とが、円周方向に関して交互に配置される事で、前記駆動側伝達部材と前記被駆動側伝達部材との間でのトルクの伝達が可能になっており、
前記弾性変形部が、前記駆動軸と前記被駆動軸との間に組み込まれた状態で、これら駆動軸と被駆動軸とに、軸方向に関して互いに離れる方向の弾力を付与している、トルク伝達用継手。 A torque transmission joint that transmits torque between ends of a drive shaft and a driven shaft that are arranged in series with each other in the axial direction,
A drive-side transmission member made of a metal plate supported concentrically with the drive shaft at the end of the drive shaft, and a driven plate made of metal plate supported concentrically with the driven shaft at the end of the driven shaft. A side transmission member,
An elastically deformable portion that is elastically deformable in the axial direction and the radial direction over the entire circumference is provided at the radial intermediate portion of at least one of the driving side transmission member and the driven side transmission member. And
Drive-side engagement pieces are provided at a plurality of locations in the circumferential direction of the outer peripheral edge of the drive-side transmission member,
Driven side engagement pieces are provided at a plurality of locations in the circumferential direction of the outer peripheral edge of the driven side transmission member,
The drive-side engagement pieces and the driven-side engagement pieces are alternately arranged in the circumferential direction, so that torque between the drive-side transmission member and the driven-side transmission member can be reduced. Communication is possible ,
Torque transmission, in which the elastically deforming portion is incorporated between the drive shaft and the driven shaft, and gives elasticity to the drive shaft and the driven shaft in directions away from each other in the axial direction. Fittings.
固定の部分に支持されて回転する事がないハウジングと、
このハウジング内に収納されて、前記電動モータの出力軸のトルクを増大させつつ、後端部に支持固定されたステアリングホイールにより回転されるステアリングシャフト又はこのステアリングシャフトの回転に伴って変位する部材に対して伝達する為のウォーム減速機とを備え、
前記ウォーム減速機は、前記ハウジング内に回転可能に支持されたウォームホイールと、軸方向中間部にウォーム歯が設けられ、このウォーム歯をこのウォームホイールと噛合させた状態で、前記ハウジング内に回転自在に支持されたウォームとを有するものであり、
前記電動モータの出力軸とこのウォームとがトルク伝達用継手により、トルクの伝達を可能に接続されている電動アシスト装置に於いて、
前記トルク伝達用継手が、請求項1又は2に記載のトルク伝達用継手である、電動アシスト装置。 An electric motor;
A housing that is supported by a fixed part and does not rotate;
A steering shaft that is housed in this housing and increases the torque of the output shaft of the electric motor, and is rotated by a steering wheel supported and fixed at the rear end, or a member that is displaced as the steering shaft rotates. With a worm reducer to transmit to
The worm speed reducer is provided with a worm wheel rotatably supported in the housing and a worm tooth at an intermediate portion in the axial direction, and the worm gear rotates with the worm wheel meshed with the worm wheel. Having a worm supported freely,
In the electric assist device in which the output shaft of the electric motor and the worm are connected to each other by a torque transmission joint so that torque can be transmitted.
Said torque transmitting joint, the torque transmitting coupling according to claim 1 or 2, electric assist device.
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