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技術 回転軸用結合装置及び回転軸用結合装置用緩衝部材の製造方法

出願人 日本精工株式会社
発明者 梶川敏一
出願日 2006年3月7日 (15年11ヶ月経過) 出願番号 2006-061586
公開日 2007年6月21日 (14年7ヶ月経過) 公開番号 2007-155117
状態 未査定
技術分野 パワーステアリング機構 操向制御装置 パワーステアリング 継手 パワーステアリング装置
主要キーワード 内側面部分 断面凹字状 用緩衝部材 各緩衝部材 高分子材料製 各係止溝 テレスコープ状 各板ばね
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図面 (19)

課題

ステアリングシャフト2と操舵力補助装置を構成する入力軸12との結合を容易に行なえ、しかも、結合部でがたつきが生じる事を防止でき、動力伝達を滑らかに行なえる構造を実現する。

解決手段

上記ステアリングシャフト2の前端部を回転伝達用挿入部25とする。この回転伝達用挿入部25の外周面に、回転伝達用凸部28、28と緩衝用凸部32、32とを設ける。一方、上記入力軸12の後端部を回転伝達用筒部26とする。この回転伝達用筒部26の内周面に、回転伝達用凹部27、27と緩衝用凹部31、31とを設ける。そして、この緩衝用凹部31、31と上記緩衝用凸部32、32との間にそれぞれ緩衝部材36、36を、これら緩衝用凹部31、31と緩衝用凸部32、32との間に構成される凹字状の隙間を塞ぐ状態で組み付ける。

概要

背景

例えば操舵輪フォークリフト等の特殊車両を除き、通常は前輪)に舵角を付与する為のステアリング装置として、運転者ステアリングホイールを操作する為に要する力(操舵力)の軽減を図れるパワーステアリング装置が広く使用されている。この様なパワーステアリング装置として、油圧補助動力源とした油圧式パワーステアリング装置が従来から使用されている。又、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に就いても、例えば特許文献1〜2等に記載されて従来から知られており、実際にも使用されている。この様なパワーステアリング装置のうち、電動式パワーステアリング装置の基本構成に就いて、本発明の実施の形態の第1例を示す図1〜2を用いて説明する。

この図1〜2に示す電動式パワーステアリング装置は、後端部(図1、2の右端部)にステアリングホイール1を固定するステアリングシャフト2と、このステアリングシャフト2を挿通し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に補助トルクを付与する為の操舵力補助装置アシスト装置)4と、上記ステアリングシャフト2の回転に基づきタイロッド5、5を変位させる(押し引きする)為のステアリングギヤ6とを備える。このうちのステアリングシャフト2は、アウターシャフト7とインナーシャフト8とをスプライン係合部により、回転力の伝達自在に、且つ軸方向に関する変位を可能に組み合わせて成る。これらアウターシャフト7とインナーシャフト8とは、衝突時に互いに軸方向に相対変位する事で、上記ステアリングシャフト2の全長縮める

又、このステアリングシャフト2を挿通した筒状のステアリングコラム3は、アウターコラム9とインナーコラム10とをテレスコープ状に組み合わせて成り、軸方向の衝撃が加わった場合に、この衝撃によるエネルギを吸収しつつ全長が縮まる、所謂コラプシブル構造としている。そして、上記インナーコラム10の前端部(図1、2の左端部)を、上記操舵力補助装置4を構成するギヤハウジング11の後端面に結合固定している。又、上記インナーシャフト8をこのギヤハウジング11の内側に挿入し、このインナーシャフト8の前端部を、上記操舵力補助装置4を構成する入力軸12に結合している。又、この入力軸12にトーションバー13を介して連結された、同じく上記操舵補助装置4を構成する出力軸14の前端部を、上記ギヤハウジング11の前端面から突出させている。

又、上記ステアリングコラム3は、その中間部を支持ブラケット15により、ダッシュボードの下面等、車体16の一部に支承している。又、この支持ブラケット15と車体16との間に、図示しない係止部を設けて、この支持ブラケット15に前方に向かう方向の衝撃が加わった場合に、この支持ブラケット15が上記係止部から外れる様にしている。又、チルト機構及びテレスコピック機構を設ける事により、前記ステアリングホイール1の前後位置及び高さ位置の調節を自在としている。この様なチルト機構及びテレスコピック機構は、従来から周知であり、後述する本発明の特徴部分でもない為、詳しい図示並びに説明は省略する。

又、上記操舵力補助装置4を構成する上記出力軸14の前端部は、自在継手17を介して、中間シャフト18の後端部に連結している。又、この中間シャフト18の前端部に、別の自在継手17を介して、前記ステアリングギヤ6の入力軸19を連結している。このステアリングギヤ6は、図示しないラックとピニオンとを備え、このうちのピニオンに上記入力軸19を結合している。又、このピニオンと噛合する上記ラックは、両端部に前記タイロッド5、5を連結しており、上記ラックの変位に基づきこれら各タイロッド5、5を押し引きする事で、図示しない操舵輪に所望の舵角を付与する。

又、上記操舵力補助装置4は、上記入力軸12と、上記出力軸14と、電動モータ20と、ウォーム減速機21と、トルクセンサ22と、図示しない制御器とを備える。このうちのウォーム減速機21は、上記出力軸14の後端部に外嵌固定されたウォームホイール23と、上記電動モータ20により回転駆動されるウォーム24とを、上記ギヤハウジング11の内側で噛合させて成る。又、上記トルクセンサ22は、上記入力軸12の周囲に設けられており、前記ステアリングホイール1から前記ステアリングシャフト2を介して上記入力軸12に加えられるトルクの方向と大きさとを検出し、検出値を表す信号(検出信号)を、上記制御器に出力する。そして、この制御器は、この検出信号と車速等を表す他の信号とに応じて、上記電動モータ20に駆動の為の信号を送り、所定の方向に所定の大きさで補助トルクを発生させる。

この様に構成する電動式パワーステアリング装置の場合、上記操舵力補助装置4の出力軸14から出力されるトルクは、上記ステアリングホイール1から上記ステアリングシャフト2に加えられるトルクよりも大きくできる。即ち、上記出力軸14から出力されるトルクを、上記操舵力補助装置4を構成する上記電動モータ20から上記ウォーム減速機21を介して加えられる補助動力分だけ大きくできる。従って、上記操舵輪に舵角を付与する為に運転者が上記ステアリングホイール1を操作する為に要する力を、上記操舵力補助装置4の補助動力分だけ小さくできる。尚、後述する図17に示す様に、ステアリングギヤ6の周辺部に操舵力補助装置4aを設ける事により、電動式パワーステアリング装置を構成する場合もある。

ところで、上述の様に構成する電動パワーステアリング装置を組み立てる場合、予めユニットとして組み立てられた上記操舵力補助装置4の入力軸12に、上記ステアリングシャフト2を結合する。この様な入力軸12とステアリングシャフト2との結合作業は容易に行なえる事が好ましい。又、これら入力軸12とステアリングシャフト2との結合後は、これら入力軸12とステアリングシャフト2とががたつく事なく、動力伝達を滑らかに行なえる事が、ステアリング操作性を確保する(ステアリングホイールの操作感の向上を図る)面で重要となる。

例えば特許文献2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の回転軸とウォームを固定するウォーム軸との結合部で、これら軸同士の位置ずれ中心軸同士のずれ)を吸収する技術が記載されている。この様な技術を、例えば上記入力軸12とステアリングシャフト2との結合部に採用した場合には、例えば形状誤差の積算等に基づきこれら入力軸12とステアリングシャフト2との位置関係がずれる様な場合でも、これら入力軸12とステアリングシャフト2との間で動力伝達を滑らかに行なえる(ステアリング操作を滑らかに行なえる)と考えられる。但し、上記特許文献2に記載された技術の場合は、上記軸同士の間に動力伝達継手を設ける為、この動力伝達継手分、軸方向寸法が嵩む可能性がある。

又、特許文献3には、例えばステアリングシャフトを構成するインナーシャフトとアウターシャフトとの結合部等、必要に応じて軸同士が軸方向に相対変位する結合部で、これら軸同士を弾性体を介して結合する技術が記載されている。この様な技術によれば、この弾性体により、これら各軸同士の間で動力伝達を滑らかに行なう為に必要な剛性を付与できる。但し、この様な弾性体を、例えば金属板材プレス加工のみを施す事により造る場合には、この弾性体の形状にばらつきを生じ易くなり、寸法精度を高度に維持しにくくなる可能性がある。この様な形状のばらつきに拘らず、上記弾性体により上記必要な剛性を得る為に、上記金属板材製の弾性体の弾性量(予圧量)を予め大きく設定しておく事が考えられる。但し、この様に弾性量を大きく設定すると、上記弾性体を上記両軸同士の間に組み付けた状態で、この弾性体を構成する金属板材に加わる内部応力が徒に大きくなる可能性がある。

特開2000−313340号公報
特開2001−80529号公報
特開2004−130928号公報

概要

ステアリングシャフト2と操舵力補助装置を構成する入力軸12との結合を容易に行なえ、しかも、結合部でがたつきが生じる事を防止でき、動力伝達を滑らかに行なえる構造を実現する。上記ステアリングシャフト2の前端部を回転伝達用挿入部25とする。この回転伝達用挿入部25の外周面に、回転伝達用凸部28、28と緩衝用凸部32、32とを設ける。一方、上記入力軸12の後端部を回転伝達用筒部26とする。この回転伝達用筒部26の内周面に、回転伝達用凹部27、27と緩衝用凹部31、31とを設ける。そして、この緩衝用凹部31、31と上記緩衝用凸部32、32との間にそれぞれ緩衝部材36、36を、これら緩衝用凹部31、31と緩衝用凸部32、32との間に構成される凹字状の隙間を塞ぐ状態で組み付ける。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
3件

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請求項1

互いに同心に配置された第一、第二の回転軸と、このうちの第一の回転軸の端部に設けられた回転伝達用筒部と、同じく第二の回転軸の端部に設けられた、この回転伝達用筒部に挿入可能な大きさ及び形状を有する回転伝達用挿入部と、これら回転伝達用筒部の内周面と回転伝達用挿入部の外周面とのうちの一方の周面である第一の周面に、この第一の周面から径方向に凹入する状態で設けられた、少なくとも1個の回転伝達用凹部と、同じく上記一方の周面とは異なる周面である第二の周面に、この第二の周面から径方向に突出する状態で設けられた、上記回転伝達用凹部と同数でこの回転伝達用凹部に緩く挿入できる大きさ及び形状を有する回転伝達用凸部と、上記第一、第二の各周面のうちの片方の周面で、上記回転伝達用凹部或いは回転伝達用凸部から円周方向に外れた部分に、この周面から径方向に凹入する状態で設けられた、少なくとも1個の緩衝用凹部と、同じく上記片方の周面とは異なる周面の一部で、この緩衝用凹部と対向する部分に設けられた、この緩衝用凹部に緩く挿入できる大きさ及び形状を有する緩衝用凸部と、上記緩衝用凹部と上記緩衝用凸部との間に装着された緩衝部材とを備え、この緩衝部材は、それぞれが弾性板製で上記両回転軸の回転方向に関して互いに離隔した状態で設けられた凹部側緩衝用抑え板並びに凸部側緩衝用抑え板と、これら凹部側緩衝用抑え板と凸部側緩衝用抑え板との間に挟持された弾性材とから成るものであり、上記緩衝部材を上記緩衝用凹部と上記緩衝用凸部との間に装着した状態で、上記凹部側緩衝用抑え板は、上記緩衝用凹部の内面のうちの円周方向に互いに対向する各内側面の少なくとも何れかの内側面に弾性的に当接すると共に、上記凸部側緩衝用抑え板は、上記緩衝用凹部の当該内側面に対向する、上記緩衝用凸部の側面に弾性的に当接し、更に、上記弾性材は、上記凹部側緩衝用抑え板と凸部側緩衝用抑え板との間に、上記両回転軸の回転方向に互いに離隔する方向の弾力を付与した状態で、この両回転軸の回転方向だけでなく径方向にも圧縮される回転軸用結合装置

請求項2

凹部側緩衝用抑え板と凸部側緩衝用抑え板とを、連結部を介して一体に連結した板ばねとした、請求項1に記載した回転軸用結合装置。

請求項3

弾性材を、緩衝用凹部の底面を含むこの緩衝用凹部を設けた部材の周面と、緩衝用凸部の先端面を含むこの緩衝用凸部を設けた部材の周面とのうちの、少なくとも何れかの面の一部に直接当接させた、請求項1〜2のうちの何れか1項に記載した回転軸用結合装置。

請求項4

互いに軸方向の相対変位を阻止された状態で、互いに同心に配置された第一、第二の回転軸と、このうちの第一の回転軸の端部に設けられた回転伝達用筒部と、同じく第二の回転軸の端部に設けられた、この回転伝達用筒部に挿入可能な大きさ及び形状を有する回転伝達用挿入部と、これら回転伝達用筒部の内周面と回転伝達用挿入部の外周面とのうちの一方の周面に、この周面から径方向に凹入する状態で設けられた、少なくとも1個の回転伝達用凹部と、同じく上記一方の周面とは異なる周面に、この周面から径方向に突出する状態で設けられた、この回転伝達用凹部と同数でこの回転伝達用凹部に緩く挿入できる大きさ及び形状を有する回転伝達用凸部と、上記回転伝達用筒部の内周面で、上記回転伝達用凹部或いは回転伝達用凸部から円周方向に外れた部分に設けられた、少なくとも1個の外径側緩衝用係合部と、上記回転伝達用挿入部の外周面の一部でこの外径側緩衝用係合部と対向する部分に設けられた内径側緩衝用係合部と、上記外径側緩衝用係合部と上記内径側緩衝用係合部との間に装着された緩衝部材とを備え、この緩衝部材は、それぞれが弾性板製で上記両回転軸の回転方向に関して互いに離隔した状態で設けられた少なくとも1対の緩衝用抑え板と、これら各緩衝用抑え板同士の間に挟持された弾性材とから成るものである、回転軸用結合装置の緩衝部材を造る為に、金属製の板材プレス加工を施す事により造られた上記各緩衝用抑え板を、射出成形機金型キャビティ内にセットした状態で、このキャビティ内に、硬度がHs80以上の上記弾性材を射出成形する、回転軸用結合装置用緩衝部材の製造方法。

請求項5

各緩衝用抑え板が連結部を介して一体に連結された板ばねである、請求項4に記載した回転軸用結合装置用緩衝部材の製造方法。

技術分野

0001

この発明の回転軸用結合装置は、例えば自動車ステアリング装置を構成する回転軸同士を結合する為のものである。より具体的には、例えばステアリングホイールを固定するステアリングシャフト操舵力補助装置を構成する入力軸との結合を、或いは、ステアリングギヤを構成するピニオン軸と操舵力補助装置を構成する出力軸との結合を、容易に行なえ、しかも、結合部でがたつきが生じる事を防止でき、動力伝達を滑らかに行なえる(ステアリング操作を良好に行なえる)構造を実現するものである。又、回転軸用結合装置用緩衝部材の製造方法の発明は、上述の様な回転軸用結合装置を構成する緩衝部材の寸法精度の向上を図るものである。

背景技術

0002

例えば操舵輪フォークリフト等の特殊車両を除き、通常は前輪)に舵角を付与する為のステアリング装置として、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(操舵力)の軽減を図れるパワーステアリング装置が広く使用されている。この様なパワーステアリング装置として、油圧補助動力源とした油圧式パワーステアリング装置が従来から使用されている。又、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に就いても、例えば特許文献1〜2等に記載されて従来から知られており、実際にも使用されている。この様なパワーステアリング装置のうち、電動式パワーステアリング装置の基本構成に就いて、本発明の実施の形態の第1例を示す図1〜2を用いて説明する。

0003

この図1〜2に示す電動式パワーステアリング装置は、後端部(図1、2の右端部)にステアリングホイール1を固定するステアリングシャフト2と、このステアリングシャフト2を挿通し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に補助トルクを付与する為の操舵力補助装置(アシスト装置)4と、上記ステアリングシャフト2の回転に基づきタイロッド5、5を変位させる(押し引きする)為のステアリングギヤ6とを備える。このうちのステアリングシャフト2は、アウターシャフト7とインナーシャフト8とをスプライン係合部により、回転力の伝達自在に、且つ軸方向に関する変位を可能に組み合わせて成る。これらアウターシャフト7とインナーシャフト8とは、衝突時に互いに軸方向に相対変位する事で、上記ステアリングシャフト2の全長縮める

0004

又、このステアリングシャフト2を挿通した筒状のステアリングコラム3は、アウターコラム9とインナーコラム10とをテレスコープ状に組み合わせて成り、軸方向の衝撃が加わった場合に、この衝撃によるエネルギを吸収しつつ全長が縮まる、所謂コラプシブル構造としている。そして、上記インナーコラム10の前端部(図1、2の左端部)を、上記操舵力補助装置4を構成するギヤハウジング11の後端面に結合固定している。又、上記インナーシャフト8をこのギヤハウジング11の内側に挿入し、このインナーシャフト8の前端部を、上記操舵力補助装置4を構成する入力軸12に結合している。又、この入力軸12にトーションバー13を介して連結された、同じく上記操舵補助装置4を構成する出力軸14の前端部を、上記ギヤハウジング11の前端面から突出させている。

0005

又、上記ステアリングコラム3は、その中間部を支持ブラケット15により、ダッシュボードの下面等、車体16の一部に支承している。又、この支持ブラケット15と車体16との間に、図示しない係止部を設けて、この支持ブラケット15に前方に向かう方向の衝撃が加わった場合に、この支持ブラケット15が上記係止部から外れる様にしている。又、チルト機構及びテレスコピック機構を設ける事により、前記ステアリングホイール1の前後位置及び高さ位置の調節を自在としている。この様なチルト機構及びテレスコピック機構は、従来から周知であり、後述する本発明の特徴部分でもない為、詳しい図示並びに説明は省略する。

0006

又、上記操舵力補助装置4を構成する上記出力軸14の前端部は、自在継手17を介して、中間シャフト18の後端部に連結している。又、この中間シャフト18の前端部に、別の自在継手17を介して、前記ステアリングギヤ6の入力軸19を連結している。このステアリングギヤ6は、図示しないラックとピニオンとを備え、このうちのピニオンに上記入力軸19を結合している。又、このピニオンと噛合する上記ラックは、両端部に前記タイロッド5、5を連結しており、上記ラックの変位に基づきこれら各タイロッド5、5を押し引きする事で、図示しない操舵輪に所望の舵角を付与する。

0007

又、上記操舵力補助装置4は、上記入力軸12と、上記出力軸14と、電動モータ20と、ウォーム減速機21と、トルクセンサ22と、図示しない制御器とを備える。このうちのウォーム減速機21は、上記出力軸14の後端部に外嵌固定されたウォームホイール23と、上記電動モータ20により回転駆動されるウォーム24とを、上記ギヤハウジング11の内側で噛合させて成る。又、上記トルクセンサ22は、上記入力軸12の周囲に設けられており、前記ステアリングホイール1から前記ステアリングシャフト2を介して上記入力軸12に加えられるトルクの方向と大きさとを検出し、検出値を表す信号(検出信号)を、上記制御器に出力する。そして、この制御器は、この検出信号と車速等を表す他の信号とに応じて、上記電動モータ20に駆動の為の信号を送り、所定の方向に所定の大きさで補助トルクを発生させる。

0008

この様に構成する電動式パワーステアリング装置の場合、上記操舵力補助装置4の出力軸14から出力されるトルクは、上記ステアリングホイール1から上記ステアリングシャフト2に加えられるトルクよりも大きくできる。即ち、上記出力軸14から出力されるトルクを、上記操舵力補助装置4を構成する上記電動モータ20から上記ウォーム減速機21を介して加えられる補助動力分だけ大きくできる。従って、上記操舵輪に舵角を付与する為に運転者が上記ステアリングホイール1を操作する為に要する力を、上記操舵力補助装置4の補助動力分だけ小さくできる。尚、後述する図17に示す様に、ステアリングギヤ6の周辺部に操舵力補助装置4aを設ける事により、電動式パワーステアリング装置を構成する場合もある。

0009

ところで、上述の様に構成する電動パワーステアリング装置を組み立てる場合、予めユニットとして組み立てられた上記操舵力補助装置4の入力軸12に、上記ステアリングシャフト2を結合する。この様な入力軸12とステアリングシャフト2との結合作業は容易に行なえる事が好ましい。又、これら入力軸12とステアリングシャフト2との結合後は、これら入力軸12とステアリングシャフト2とががたつく事なく、動力伝達を滑らかに行なえる事が、ステアリング操作性を確保する(ステアリングホイールの操作感の向上を図る)面で重要となる。

0010

例えば特許文献2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の回転軸とウォームを固定するウォーム軸との結合部で、これら軸同士の位置ずれ中心軸同士のずれ)を吸収する技術が記載されている。この様な技術を、例えば上記入力軸12とステアリングシャフト2との結合部に採用した場合には、例えば形状誤差の積算等に基づきこれら入力軸12とステアリングシャフト2との位置関係がずれる様な場合でも、これら入力軸12とステアリングシャフト2との間で動力伝達を滑らかに行なえる(ステアリング操作を滑らかに行なえる)と考えられる。但し、上記特許文献2に記載された技術の場合は、上記軸同士の間に動力伝達継手を設ける為、この動力伝達継手分、軸方向寸法が嵩む可能性がある。

0011

又、特許文献3には、例えばステアリングシャフトを構成するインナーシャフトとアウターシャフトとの結合部等、必要に応じて軸同士が軸方向に相対変位する結合部で、これら軸同士を弾性体を介して結合する技術が記載されている。この様な技術によれば、この弾性体により、これら各軸同士の間で動力伝達を滑らかに行なう為に必要な剛性を付与できる。但し、この様な弾性体を、例えば金属板材プレス加工のみを施す事により造る場合には、この弾性体の形状にばらつきを生じ易くなり、寸法精度を高度に維持しにくくなる可能性がある。この様な形状のばらつきに拘らず、上記弾性体により上記必要な剛性を得る為に、上記金属板材製の弾性体の弾性量(予圧量)を予め大きく設定しておく事が考えられる。但し、この様に弾性量を大きく設定すると、上記弾性体を上記両軸同士の間に組み付けた状態で、この弾性体を構成する金属板材に加わる内部応力が徒に大きくなる可能性がある。

0012

特開2000−313340号公報
特開2001−80529号公報
特開2004−130928号公報

発明が解決しようとする課題

0013

本発明の回転軸用結合装置は、上述の様な事情に鑑みて、互いに同心に設けられた1対の軸同士の結合を容易に行なえ、しかも、結合部でがたつきが生じる事を防止でき、動力伝達を滑らかに行なえる(ステアリングホイールの操作感の向上を図れる)構造を実現すべく発明したものである。又、本発明の回転軸用結合装置用緩衝部材の製造方法は、上述の様な回転軸用結合装置を構成する緩衝部材の寸法精度の向上を図るべく発明したものである。

課題を解決するための手段

0014

本発明の回転軸用結合装置及び回転軸用結合装置用緩衝部材の製造方法のうち、請求項1に記載した回転軸用結合装置は、第一、第二の回転軸と、回転伝達用筒部と、回転伝達用挿入部と、少なくとも1個の回転伝達用凹部と、この回転伝達用凹部と同数の回転伝達用凸部と、少なくとも1個の緩衝用凹部と、緩衝用凸部と、緩衝部材とを備える。
このうちの第一、第二の回転軸は、互いに同心に配置されている。この様な第一、第二の回転軸としては、例えばステアリングホイールを固定するステアリングシャフトと操舵力補助装置(アシスト装置)を構成する入力軸(例えば図2に示す様な構造の場合)、或いは、操舵力補助装置を構成する出力軸とステアリングギヤを構成するピニオン軸(例えば図17に示す様な構造の場合)等が、それぞれ相当する。
又、上記回転伝達用筒部は、上記第一の回転軸(例えば操舵力補助装置の入力軸、或いは、出力軸)の端部に設けられている。
又、上記回転伝達用挿入部は、上記第二の回転軸(例えばステアリングシャフト、或いは、ピニオン軸)の端部に設けられており、上記回転伝達用筒部に挿入可能な大きさ及び形状を有するものである。

0015

又、上記回転伝達用凹部は、上記回転伝達用筒部の内周面と回転伝達用挿入部の外周面とのうちの一方の周面である第一の周面(例えば回転伝達用筒部の内周面)に、この第一の周面から径方向(例えば径方向外方)に凹入する状態で設けられている。
又、上記回転伝達用凸部は、同じく上記一方の周面とは異なる周面である第二の周面(例えば回転伝達用挿入部の外周面)に、この第二の周面から径方向(例えば径方向外方)に突出する状態で設けられており、上記回転伝達用凹部に緩く挿入できる大きさ及び形状を有するものである。
又、上記緩衝用凹部は、上記第一、第二の各周面のうちの片方の周面(例えば回転伝達用筒部の内周面)で、上記回転伝達用凹部或いは回転伝達用凸部から円周方向に外れた部分に、この周面から径方向(例えば径方向外方)に凹入する状態で設けられている。
又、上記緩衝用凸部は、同じく上記片方の周面とは異なる周面(例えば回転伝達用挿入部の外周面)の一部で、上記緩衝用凹部と対向する部分に設けられており、この緩衝用凹部に緩く挿入できる大きさ及び形状を有するものである。
更に、上記緩衝部材は、上記緩衝用凹部と上記緩衝用凸部との間に装着されている(組み付けられている)。
尚、上記回転伝達用筒部に上記回転伝達用挿入部を挿入した状態で、上記緩衝用凹部と緩衝用凸部との間の円周方向に関する隙間は、上記回転伝達用凹部と回転伝達用凸部と間の円周方向に関する微小隙間よりも大きくなる。

0016

そして、上記緩衝部材は、それぞれが弾性板(例えば炭素鋼板ステンレス鋼板等の金属製の板材)製の凹部側緩衝用抑え板並びに凸部側緩衝用抑え板と、これら凹部側緩衝用抑え板と凸部側緩衝用抑え板との間に挟持された弾性材ゴムの如きエラストマー合成樹脂等の高分子材料製の弾性材で、例えばアクリルゴムアクリルエチレンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)等}とから成るものとしている。
そして、上記緩衝部材を上記緩衝用凹部と上記緩衝用凸部との間に装着した状態で、上記凹部側緩衝用抑え板は、上記緩衝用凹部の内面のうちの円周方向に互いに対向する各内側面の少なくとも何れかの内側面に弾性的に当接する。又、これと共に、上記凸部側緩衝用抑え板は、上記緩衝用凹部の当該内側面に対向する、上記緩衝用凸部の各側面に弾性的に当接する。更に、上記弾性材は、上記凹部側緩衝用抑え板と凸部側緩衝用抑え板との間に互いに離隔する方向の弾力を付与した状態で、上記両回転軸の円周方向だけでなく径方向にも圧縮される。

0017

又、この様な請求項1に記載した回転軸用結合装置を実施する場合に好ましくは、請求項2に記載した様に、凹部側緩衝用抑え板と凸部側緩衝用抑え板とを、連結部を介して一体に連結した板ばねとする。
又、請求項3に記載した様に、弾性材を、緩衝用凹部の底面を含むこの緩衝用凹部を設けた部材の周面(例えば回転伝達用筒部の内周面)と、緩衝用凸部の先端面を含むこの緩衝用凸部を設けた部材の周面(例えば回転伝達用挿入部の外周面)とのうちの、少なくとも何れかの面の一部に、直接当接させる。

0018

又、請求項4に記載した製造方法の発明の対象となる緩衝部材を装着する回転軸用結合装置は、第一、第二の回転軸と、回転伝達用筒部と、回転伝達用挿入部と、少なくとも1個の回転伝達用凹部と、この回転伝達用凹部と同数の回転伝達用凸部と、少なくとも1個の外径側緩衝用係合部と、内径側緩衝用係合部と、緩衝部材とを備える。
このうちの第一、第二の回転軸は、互いに軸方向の相対変位を阻止された状態で、互いに同心に配置されている。この様な第一、第二の回転軸に相当する部材に就いては、上述の請求項1に記載した回転軸用結合装置と同様である。
又、上記回転伝達用筒部は、上記第一の回転軸の端部に設けられている。
又、上記回転伝達用挿入部は、上記第二の回転軸の端部に設けられており、上記回転伝達用筒部に挿入可能な大きさ及び形状を有する。
又、上記回転伝達用凹部は、上記回転伝達用筒部の内周面と回転伝達用挿入部の外周面とのうちの一方の周面(例えば回転伝達用筒部の内周面)に、この周面から径方向(例えば径方向外方)に凹入する状態で設けられている。
又、上記回転伝達用凸部は、同じく上記一方の周面とは異なる周面(例えば回転伝達用挿入部の外周面)に、この周面から径方向(例えば径方向外方)に突出する状態で設けられており、上記回転伝達用凹部に緩く挿入できる大きさ及び形状を有する。

0019

又、上記外径側緩衝用係合部は、上記回転伝達用筒部の内周面で、上記回転伝達用凹部或いは回転伝達用凸部から円周方向に外れた部分に設けられており、例えば上述の請求項1に記載した回転軸用結合装置を構成する緩衝用凹部或いは緩衝用凸部に相当する。
又、上記内径側緩衝用係合部は、上記回転伝達用挿入部の外周面の一部で上記外径側緩衝用係合部と対向する部分に設けられており、例えば上述の請求項1に記載した回転軸用結合装置を構成する緩衝用凸部或いは緩衝用凹部に相当する。
又、上記緩衝部材は、上記外径側緩衝用係合部と上記内径側緩衝用係合部との間に装着されている。
又、この緩衝部材は、それぞれが弾性板(例えば炭素鋼板、ステンレス鋼板等の金属製の板材)製で上記両回転軸の回転方向に関して互いに離隔した状態で設けられた少なくとも1対の緩衝用抑え板と、これら各緩衝用抑え板同士の間に挟持された弾性材{ゴムの如きエラストマー、合成樹脂等の高分子材料製の弾性材で、例えばアクリルゴム、アクリルエチレンゴム、アクリロニトリル・ブタジエンゴム(NBR)等}とから成る。
尚、上記内径側、外径側両緩衝用係合部をそれぞれ凹部とすると共に、これら各凹部同士の間に上記緩衝部材を掛け渡す状態で設ける事もできる。

0020

そして、上記請求項4に記載した本発明の回転軸用結合装置用緩衝部材の製造方法は、この様な回転軸用結合装置の緩衝部材を造る為に、金属製の板材にプレス加工を施す事により造られた上記各緩衝用抑え板を、射出成形機金型キャビティ内にセットした状態で、このキャビティ内に、硬度がHs80(ショア硬さで80)以上(より好ましくはHs85〜95程度、更に好ましくはHs88〜92程度)の上記弾性材を射出成形する。
又、この様な請求項4に記載した回転軸用結合装置の緩衝部材の製造方法を実施する場合に好ましくは、請求項5に記載した様に、各緩衝用抑え板が連結部を介して一体に連結された板ばねとする。

発明の効果

0021

請求項1に記載した本発明の回転軸用結合装置によれば、緩衝部材の弾性(剛性)に基づき、第一、第二両回転軸同士ががたつく事を防止できる。即ち、これら第一、第二両回転軸同士の位置関係のずれを吸収する為に、或いは、これら第一、第二両回転軸同士の結合を容易に行なえる様にする為に、回転伝達用凸部の大きさ及び形状を回転伝達用凹部に緩く挿入できるもの(回転方向に隙間ができるもの)としても、上記緩衝部材の弾性に基づき、上記第一、第二両回転軸同士の間で動力伝達を滑らかに行なえる(ステアリング操作を良好に行なえる)。又、トルク伝達時には、上記回転伝達用凹部と回転伝達用凸部とが、円周方向側面同士で当接し、トルク伝達を確実に行なわせる。この為、この様なトルク伝達時に、この伝達トルクの大きさに拘らず、上記緩衝部材に加わる力が過度に大きくなる事を防止できる。又、上記緩衝部材は、緩衝用凹部と緩衝用凸部との間に径方向に挟持された状態で装着される為、上記緩衝部材の存在により、結合部の軸方向寸法が嵩む事はない。

0022

又、上記回転伝達用各凹凸部並びに上記緩衝用各凹凸部を、それぞれ複数個づつ設ける場合に、これら回転伝達用各凹凸部並びに緩衝用各凹凸部を円周方向等間隔に交互に(互い違いに)設ける事で、これら各凹凸部並びに各緩衝部材にそれぞれ加わる力の低減化並びに均等化を図れる。又、上述の様に回転伝達用凹部と回転伝達用凸部との側面同士を直接当接させた状態でトルク伝達を行なう場合、これら側面同士の間に加工精度に応じた隙間を生じ、この隙間に基づき上記両回転軸同士の間でがたつきを生じる可能性がある。この様ながたつきを防止しつつ、動力伝達を滑らかに行なう為に必要な剛性(弾性力)を、上記両回転軸同士の間に付与する為には、上記緩衝部材の弾性力(反力)を大きくする事が好ましい。但し、この様に緩衝部材の弾性力を大きくする場合、この弾性力を得る為にこの緩衝部材の内部に生じる応力が大きくなる。

0023

これに対して、本発明の様に、上記緩衝部材を、金属製の板材等により造られた弾性板製の各緩衝用抑え板と、ゴムの如きエラストマー等の弾性材とにより構成すれば、上記弾性板の変形に基づく弾性力だけでなく、上記弾性材の変形に基づく弾性力も得られる。この様に弾性材に基づく弾性力も得られれば、上記各緩衝用抑え板を構成する弾性板の負担、即ち、内部応力の増大を伴う事なく、必要な弾性力を確保できる。又、上記弾性材の変形に基づく弾性力は、この弾性材の硬度や体積を変化させる事で、容易に調節できる。又、上記緩衝部材を装着した状態で、上記弾性材が径方向にも圧縮される事により、この弾性材の弾性力を大きくでき、その分、上記各緩衝用抑え板の負担(内部応力が増大する事)を低減できる。

0024

又、請求項2に記載した構成を採用した場合には、必要な剛性(弾性)を有する緩衝部材を安価に得られる。
又、請求項3に記載した構成を採用した場合には、弾性材と周面との当接(接触)に基づく摩擦抵抗滑り抵抗)、並びに、この当接に伴う弾性材の変形抵抗も得られる。特に上記弾性材を径方向にも圧縮し、この弾性材の径方向の反力を増大させる事で、上記摩擦抵抗の増大を図れる。この為、上記緩衝部材を構成する各緩衝用抑え板の負担の更なる低減化を図りつつ、上記両回転軸同士の間で動力伝達を滑らかに行なう為に必要な剛性を確保できる。

0025

又、請求項4に記載した本発明の回転軸用結合装置用緩衝部材の製造方法によれば、緩衝部材の寸法精度の向上を図れる。即ち、プレス加工により造られた各緩衝用抑え板を射出成形機の金型のキャビティ内にセットした状態で、硬度の高い(Hs80以上の硬い)ゴムをこのキャビティ内に射出成形する事により、上記各緩衝用抑え板の外面の形状を金型の内面に沿った形状に矯正補正)する事ができる。この為、上記プレス加工後の状態で上記緩衝部材を構成する各緩衝用抑え板の寸法誤差が大きくても(寸法精度を高度に維持しなくても)、上記ゴムを射出成形した後に、高精度の緩衝部材を得られる。この為、この緩衝部材の寸法並びに形状がばらつく事を防止できる。そして、この様に緩衝部材の寸法精度を確保できれば、この緩衝部材を装着した状態でのこの緩衝部材の予圧量(弾性量)を徒に大きくしなくて済み、その分、この緩衝部材を構成する金属板材製の各緩衝抑え板に加わる内部応力の低減を図れる。

0026

又、請求項5に記載した構成を採用した場合には、緩衝部材の寸法精度の向上の効果を、より有効に得られる。即ち、緩衝部材を板ばねにより構成する場合、この板ばねの形状に応じて(形状が複雑になる程)、この板ばねに施すプレス加工の工程数が多くなり、その分、形状のばらつきの程度が大きくなる可能性がある。これに対して、上記板ばねを射出成形機の金型のキャビティ内にセットした状態で、硬度の高い(硬めの)ゴムをこのキャビティ内に射出成形する事により、この板ばねの形状を金型の内面に沿った形状に矯正(補正)できる。この為、上記緩衝部材を構成する板ばねの寸法精度の向上を図れ、上述の効果をより有効に得られる。

発明を実施するための最良の形態

0027

[実施の形態の第1例]
図1〜12は、請求項1〜5に対応する、本発明の実施の形態の第1例を示している。尚、本例の特徴は、操舵力補助装置4を構成する入力軸12とステアリングシャフト2(を構成するインナーシャフト8)との結合部分の構造を工夫した点にある。ステアリング装置の一部である、電動式パワーステアリング装置全体の構造に就いては、前述の背景技術の欄で本例の図1、2を用いて説明した通りであるから、重複する説明を省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分並びに上記背景技術の欄で説明しなかった部分を中心に説明する。

0028

本例の場合は、特許請求の範囲に記載した第一の回転軸に相当する上記入力軸12と、同じく第二の回転軸に相当する上記ステアリングシャフト2とを、互いに同心に配置している。このうちの入力軸12は、全体を筒状に形成しており、後端部(図2、3、5の右端部)を、次述する回転伝達用挿入部25を挿入する為の回転伝達用筒部26としている。又、上記ステアリングシャフト2の前端部(図2、3、5の左端部)を、この回転伝達用筒部26に挿入可能な大きさ及び形状を有する、上記回転伝達用挿入部25としている。又、上記回転伝達用筒部26の前半部(図2、3、5の左半部)内周面に、少なくとも1個の回転伝達用凹部27、27を、この内周面から径方向外方に凹入する状態で設けている。本例の場合は、3個の回転伝達用凹部27、27を、円周方向に関して等間隔に設けている。

0029

又、上記回転伝達用挿入部25の外周面に、上記回転伝達用凹部27、27と同数(3個)の回転伝達用凸部28、28を、この外周面から径方向外方に突出する状態で設けている。これら各回転伝達用凸部28、28は、上記各回転伝達用凹部27、27に緩く挿入できる大きさ及び形状を有する。本例の場合は、これら回転伝達用凸部28、28と各回転伝達用凹部27、27との回転方向に関する位相を合わせた状態(中立位置)で、これら回転伝達用凹部27、27の内面のうちの互いに円周方向に対向する内側面29、29と上記回転伝達用凸部28、28の両側面30、30との間に、図4誇張して示す様な、微小な隙間(回転方向に関する隙間)が形成される。上記回転伝達用挿入部25と回転伝達用筒26との間で動力の伝達が行なわれる際には、この動力の伝達方向に関する上記両側面29、30同士が、対向する部分の全体に亙って当接する。尚、本例の場合は、上記回転伝達用筒部26の内周面が、請求項1に記載した第一の周面に相当し、この内周面に上記各回転伝達用凹部27、27を設けている。又、これと共に、上記回転伝達用挿入部25の外周面が、同じく第二の周面に相当し、この外周面に上記各回転伝達用凸部28、28を設けている。但し、これら第一、第二の周面を逆にする事もできる。即ち、後述する図18に示す様に、回転伝達用筒部26aの内周面を第二の周面とし、この内周面に径方向内方に突出する状態で回転伝達用凸部28a、28aを設けると共に、回転伝達用挿入部25aの外周面を第一の周面とし、この外周面に径方向内方に凹入する状態で回転伝達用凹部27a、27aを設ける事もできる。

0030

又、上記回転伝達用筒部26の前半部内周面で、上記各回転伝達用凹部27、27から円周方向に外れた部分に、少なくとも1個の緩衝用凹部31、31を、上記内周面から径方向外方に凹入する状態で設けている。本例の場合は、これら緩衝用凹部31、31を3個、円周方向に関して等間隔に、且つ、上記各回転伝達用凹部27、27の間部分に、それぞれ設けている。又、これと共に、上記回転伝達用挿入部25の外周面の一部で、上記各緩衝用凹部31、31と対向する部分に、これら各緩衝用凹部31、31と同数(3個)の緩衝用凸部32、32を、この外周面から径方向外方に突出する状態で設けている。これら各緩衝用凸部32、32は、上記各緩衝用凹部31、31に緩く挿入できる大きさ及び形状を有する。尚、これら各緩衝用凸部32、32並びに各緩衝用凹部31、31が、それぞれ請求項4に記載した内径側、外径側各緩衝用係合部に相当する。又、本例の場合は、上記回転伝達用筒部26の内周面(第一の周面)に上記各緩衝用凹部27、27を設けると共に、上記回転伝達用挿入部25の外周面(第二の周面)に上記各緩衝用凸部32、32を設けているが、これら緩衝用凹部27、27と緩衝用凸部32、32との径方向に関する位置関係を逆にする事もできる。即ち、図示は省略するが、第一の周面に緩衝用凸部を設けると共に、第二の周面に緩衝用凸部を設ける事もできる。

0031

又、本例の場合は、上記各緩衝用凸部32、32と各緩衝用凹部31、31との回転方向に関する位相を合わせた状態(中立位置)で、これら各緩衝用凹部31、31の内面のうちの互いに円周方向に対向する内側面と上記緩衝用凸部32、32の両側面との間に、隙間(回転方向に関する隙間)が形成される。この隙間の回転方向に関する大きさは、上記回転伝達用凹部27、27の各内側面29、29と上記回転伝達用凸部28、28の両側面30、30との間に形成される微小隙間に比べて、十分に大きい。又、本例の場合は、上記回転伝達用挿入部25と回転伝達用筒26との間で動力の伝達が行なわれる際でも、上記各緩衝用凹部31、31の各内側面と上記緩衝用凸部32、32の各側面とが、この動力の伝達方向に関して直接当接する事はない。

0032

尚、本例の場合は、上記各緩衝用凹部31、31の形状と上記各回転伝達用凹部27、27の形状とを、互いに同じにしている。言い換えれば、上記回転伝達用筒部25の前半部内周面には、同形状の凹部が6個、円周方向に関して等間隔に設けられている。本例の場合は、上記回転伝達用挿入部25を上記回転伝達用筒部26に挿入した状態で、上記回転伝達用凸部28、28と係合した凹部が上記回転伝達用凹部27、27となり、同じく上記緩衝用凸部32、32と径方向に対向する凹部が上記緩衝用凹部31、31となる。

0033

又、上記回転伝達用挿入部25の外周面のうちで、上記各回転伝達用凸部28、28並びに各緩衝用凸部32、32を設けた部分から軸方向後端側(図2、3、5の右側)に外れた部分と、上記回転伝達用筒部26の後半部(図2、3、5の右半部)内周面との互いに整合する位置に、内径側、外径側各係止溝33、34を、それぞれ全周に亙り設けている。前記ステアリングシャフト2と入力軸12とを結合した状態では、図3に示す様に、上記内径側、外径側各係止溝33、34同士の間に、Oリング或いは欠円環状の止め輪35が掛け渡される。従って、これら止め輪35と内径側、外径側各係止溝33、34との係合により、上記ステアリングシャフト2と入力軸12とが互いに軸方向に相対変位するのを阻止される。

0034

更に、本例の場合は、上記各緩衝用凹部31、31と緩衝用凸部32、32との間にそれぞれ緩衝部材36、36を、これら各緩衝用凹部31、31と各緩衝用凸部32、32との間の断面凹字状の隙間を塞ぐ状態で装着している(組み付けている)。この様な各緩衝部材36、36は、金属板(例えば炭素鋼板、ステンレス鋼板等の金属製の板材)等の弾性板により造られた板ばね37と、ゴムの如きエラストマー{例えばアクリルゴム、アクリルエチレンゴム、アクリロニトリル・ブタジエンゴム(NBR)}等の弾性材38とから成る。このうちの板ばね37は、1対の凹部側緩衝用抑え板39、39と、1対の凸部側緩衝用抑え板40、40とを有する。又、上記弾性材38は、これら各凹部側緩衝用抑え板39、39と各凸部側緩衝用抑え板40、40との間に挟持されている。

0035

本例の場合は、上記各凹部側緩衝用抑え板39、39と各凸部側緩衝用抑え板40、40とを、それぞれ連結部41、41を介して連結している。又、上記各凸部側緩衝用抑え板40、40同士も、上記緩衝用凸部32の先端面を跨ぐ様に、別の連結部42を介して連結している。要するに、本例の場合は、上記各緩衝用抑え板39、40を、1枚の板ばね37により構成している。更に本例の場合は、後述する図12(B)に示す様に、上記別の連結部42、42同士を円輪状連結板46を介して連結する事により、上記複数(3個)の緩衝部材36、36を一体構造としている。

0036

この様な緩衝部材36、36は、図9〜12に示す様な工程で造られる。即ち、例えば炭素鋼板、ステンレス鋼板等の金属製の板材(例えばSUS301)に打ち抜き加工を施す事により、図9に示す様な第一の中間素材43を形成する。次いで、この第一の中間素材43の円周方向3個所位置で、上述した各板ばね39、39となる部分に、折り曲げ加工等のプレス加工を施して、図10に示す様な第二の中間素材44を得る。次いで、この第二の中間素材44のうちの上記各板ばね37、37を形成した部分を、射出成形機の金型にセットする。そして、この金型のキャビティで、上記弾性材38、38を構成するゴム(例えばアクリルエチレンゴム)を射出成形する事により、図11に示す様な第三の中間素材45を得る。尚、この射出成形を行なう前に、上記各板ばね37、37の内面にプライマ接着剤)を塗布する事により、これら各板ばね37、37と上記弾性材(ゴム)38、38とを不離に結合(接着)する。又、本例の場合は、上記金型のキャビティ内に射出する上記弾性材38、38を構成する上記ゴムの硬度を、Hs80以上(より具体的にはHs90)としている。そして、上述の図11に示す様な第三の中間素材45を得たならば、上記各緩衝部材36、36となる部分を上記連結板46に対し90度折り曲げて、図12に示す様な、一体構造の緩衝部材36、36を得る。

0037

この様にして造られる各緩衝部材36、36を、上記緩衝用凹部31と上記緩衝用凸部32と間に装着した(組み付けた)状態で、上記1対ずつの凹部側緩衝用抑え板39、39は、上記緩衝用凹部31の内面のうちの円周方向に互いに対向する各内側面に、それぞれ弾性的に当接する。又、上記1対ずつの凸部側緩衝用抑え板40、40は、上記緩衝用凹部31の各内側面に対向する、上記緩衝用凸部32の各側面に、それぞれ弾性的に当接する。又、上記弾性材38は、上記各凹部側緩衝用抑え板39、39と各凸部側緩衝用抑え板40、40との間に互いに離隔する方向の弾力を付与した状態で、前記回転伝達用挿入部25及び回転伝達用筒部26の回転方向(円周方向)だけでなく、径方向にも圧縮される。本例の場合は、上記弾性材38のうちの上記板ばね37から露出した部分が、上記緩衝用凹部31の内面(底部)に、直接当接(接触)する。そして、この様に当接した状態で、上記弾性材38の上記径方向に関する厚さが、図8(A)に示す自由状態(厚さT)から、同図(8)に示す状態(厚さt)にまで小さくなる。本例の場合は、この様に緩衝部材36、36が上記緩衝用凹部31と上記緩衝用凸部32と間に装着された状態で、上記回転伝達用挿入部25と回転伝達用筒部26との間に、動力伝達を滑らかに行なう為に必要とされる剛性(弾性)が付与される。

0038

上述の様に構成する本例の場合は、ステアリングシャフト2と操舵力補助装置4を構成する入力軸12との結合を、次の様に行なう。
先ず、上記ステアリングシャフト2の回転伝達用挿入部25に設けた内径側係止溝33に、止め輪35を外嵌する。又、これと共に、この回転伝達用挿入部25に設けた各緩衝用凸部32、32に緩衝部材36、36を取り付ける。そして、この状態で、これら各緩衝部材36、36の円周方向の幅を弾性的に縮めつつ、上記回転伝達用筒部26に上記回転伝達用挿入部25を押し込む。又、この押し込み作業に伴って、上記止め輪35を、上記回転伝達用筒部26の内側に挿入できる外径にまで縮径させる。

0039

尚、上記押し込み作業に先立って行なう、上記各回転伝達用凸部28、28と上記回転伝達用凹部27、27とを整合させる作業は、容易に行なえる。即ち、上記回転伝達用筒部26の内側面に設けた6個の凹部は何れも形状が同じであり、これら各凹部に上記各回転伝達用凸部27、27と各緩衝部材36、36との何れをも係合(挿入)させられる。この為、上記各回転伝達用凸部28、28と上記回転伝達用凹部27、27との位相合わせの自由度を大きくできる。尚、好ましくは、上記各凹部の軸方向端部(図5の右端部)の円周方向両内側面部分に、開口縁に向かう程幅が広くなる方向に傾斜したガイド面を設けておく。上記回転伝達用挿入部25を奥まで挿入すると、上記止め輪35が上記回転伝達用筒部26に設けた外径側係止溝34に対向すると共に、この止め輪35が自身の弾性に基づき拡径する。そして、この止め輪35が、上記内径側、外径側両係止溝33、34同士の間に掛け渡され、上記ステアリングシャフト2と上記入力軸12とが互いに軸方向の相対変位を阻止される。又、この状態で、これらステアリングシャフト2と上記入力軸12との間に、上記各緩衝部材36、36に基づく弾力が付与される。

0040

上述の様に本例の場合は、上記各緩衝部材36、36の弾性(剛性)に基づき、上記ステアリングシャフト2と上記入力軸12とががたつく事を防止できる。即ち、これらステアリングシャフト2と入力軸12との位置関係のずれを吸収する為に、或いは、これらステアリングシャフト2と入力軸12との結合を容易に行なえる様にする為に、上記各回転伝達用凸部28、28の大きさ及び形状を、上記各回転伝達用凹部27、27に緩く挿入できるもの(回転方向に隙間ができるもの)としても、上記各緩衝部材36、36の弾性に基づき、上記ステアリングシャフト2と入力軸12との間で動力伝達を滑らかに行なえる(ステアリング操作を良好に行なえる)。又、トルク伝達時には、上記回転伝達用凹部27、27と回転伝達用凸部28、28とが、円周方向側面同士で当接し、トルク伝達を確実に行なわせる。この為、この様なトルク伝達時に、この伝達トルクの大きさに拘らず、上記緩衝部材36、36に加わる力が過度に大きくなる事を防止できる。

0041

又、上記各緩衝部材36、36を、径方向に配置した状態で、上記各緩衝用凹部31、31と各緩衝用凸部32、32との間に装着している(組み付けている)為、結合部の軸方向寸法が嵩む事を防止できる。又、上述の様に各回転伝達用凹部27、27と緩衝用凹部31、31との形状を同じにしている為(同じ形状となる様に各部の寸法を規制している)為、結合時の回転方向に関する位置合わせ作業も容易になり、この面からも結合作業の容易化を図れる。又、本例の場合は、上記各回転伝達用各凹凸部27、28並びに上記各緩衝用各凹凸部31、32を、円周方向に関して等間隔に、交互に(互い違いに)設けている為、これら各凹凸部27、28、31、32並びに各緩衝部材36、36にそれぞれ加わる力の低減化並びに均等化を図れる。

0042

又、本例の様に、上記回転伝達用凹部27、27と回転伝達用凸部28、28との側面29、30同士を直接当接させた状態でトルク伝達を行なう場合には、これら側面29、30同士の間に加工精度に応じた隙間を生じ、この隙間に基づき、上記ステアリングシャフト2と上記入力軸12とががたつく可能性がある。この様ながたつきを防止しつつ、動力伝達を滑らかに行なう為に必要な剛性(弾性力)を、上記ステアリングシャフト2と入力軸12との間に付与する為には、上記緩衝部材36、36の弾性力(反力)を大きくする事が好ましい。但し、この様に緩衝部材36、36の弾性力を大きくする場合、この弾性力を得る為にこの緩衝部材36、36の内部に生じる応力が大きくなる。

0043

これに対して本例の場合には、上記緩衝部材36、36を、金属製の板材等により造られた弾性板製の板ばね37と、ゴムの如きエラストマー等の弾性材(ゴム)38とにより構成している為、上記板ばね37の変形に基づく弾性力だけでなく、上記弾性材38の変形に基づく弾性力も得られる。この様に弾性材38に基づく弾性力も得られれば、上記板ばね37の負担、即ち、この板ばね37の内部応力の増大を伴う事なく、必要な弾性力を確保できる。又、上記弾性材38の変形に基づく弾性力は、この弾性材38を構成するゴムの硬度や体積、前記図8(A)に示す自由状態の厚さTの大きさ等を変化させる事で、容易に調節する事ができる。又、上記各緩衝部材36、36を装着した状態で、上記弾性材38が径方向に圧縮される為、この圧縮に基づきこの弾性材38の弾性力を大きくでき、その分、上記板ばね37の負担(内部応力が増大する事)を、より一層低減できる。

0044

又、本例の場合は、1対の凹部側緩衝用抑え板39、39と1対の凸部側緩衝用抑え板40、40とを、1個の板ばね37で構成している為、必要な剛性(弾性)を有する上記緩衝部材36、36を安価に得られる。又、上記弾性材38のうちの上記板ばね37から露出した部分を、上記緩衝用凹部31の内面(底面)に直接当接(接触)させている。この為、この当接(接触)に基づく摩擦抵抗、並びに、この当接(接触)に伴う上記弾性材38の変形抵抗も得られる。又、これら摩擦抵抗や変形抵抗は、上記ゴムの種類、硬度、変形量(例えば図8に示す厚さTから厚さtへの変形量)等を調節する事で、容易に設定できる。この為、上記各緩衝部材36、36を構成する各板ばね37の負担の更なる低減化を図りつつ、上記ステアリングシャフト2と上記入力軸12との間で動力伝達を滑らかに行なう為に必要な剛性を確保できる。

0045

又、上記弾性材38を構成するゴムの硬度をHs90と硬くしている為、上記緩衝部材36、36の寸法精度の向上を図れる。即ち、この様にゴムの硬度を硬くすれば、前述の様にプレス加工を施した板ばね37を射出成形機の金型にセットした状態で、上記ゴム(弾性材38)を射出成形する事により、この板ばね37の形状をこの金型の内面の形状に沿う様に矯正(補正)できる。即ち、上記金型のキャビティ内に、圧力を加えつつ注入した上記弾性材38により、上記板ばね37をこのキャビティの内面に押し付けて、この板ばね37の形状を、このキャビティの内面形状に合致させられる。この為、上記プレス加工後の板ばね37のみの状態(図10の状態)で、この板ばね37の寸法誤差が大きくても(寸法精度を高度に維持しなくても)、上記弾性材38を構成するゴムを射出成形した後に(図11の状態で)、高精度の緩衝部材36、36を得られる。この為、この緩衝部材36、36の寸法並びに形状がばらつく事を防止できる。そして、この様に緩衝部材36、36の寸法精度を確保できれば、この緩衝部材36、36を装着した状態での、この緩衝部材36、36の予圧量(弾力)が、部分的に徒に大きくなる事を防止できて、その分、この緩衝部材36、36を構成する、金属板材製の上記板ばね37に加わる内部応力の低減を図れる。

0046

尚、上述の様な射出成形をしなくても、上記各緩衝部材36、36の寸法精度並びに必要な剛性(弾性)を得られる場合には、上記弾性部材38を構成するゴムを省略(板ばね37のみと)する事も考えられる。但し、上記板ばね37を形成する為には(断面を略W状とした板ばね37を得る為には)、金属板材にプレス加工を複数工程施す事により徐々に所望の形状に形成する必要がある。この様なプレス加工を複数工程施した後の板ばね37のみの状態では、形状にばらつきを生じ易く、寸法精度を高度に維持しにくくなる可能性がある。尚、この様な形状のばらつきに拘らず、この様な板ばね37のみで動力伝達を滑らかに行なう様にする為に、この板ばね37の弾力(予圧量)を予め大きく設定しておく事も考えられる。

0047

例えば、上記ステアリングシャフト2と上記入力軸12との、回転方向に関するがたつき量(ずれ量)は、寸法精度にもよるが約0.5度程度になり、このステアリングシャフト2の外径が20mm程度であれば、これらステアリングシャフト2と入力軸12との回転方向(円周方向)に関する相対変位量(がたつき量)は0.09mm程度になる。これに対して、プレス加工のみにより形成された板ばね36の寸法公差は、約0.5度程度になり、回転方向に関する変位量で0.1mm程度になるのが一般的である。この様な寸法公差に拘らず、この板ばね37のみの弾性に基づき上記がたつきを抑える(動力伝達を滑らかに行なう)為には、上述の様に、この板ばね37の組み付け状態での弾力(予圧量)を大きく設定しておく事が考えられる。

0048

但し、この様に弾力を大きく設定すると、組み付け状態での上記板ばね37の変形量(ひずみ量)が過大になり、その分、この板ばね37に加わる内部応力も過大になる可能性がある。特に、この板ばね37の寸法を確保できない場合(この板ばね37の大きさが小さい場合)には、上記変形量に対する応力の増大量も大きくなり、この応力が徒に大きくなる可能性がある。これに対して、上述した様に射出成形により上記板ばね37の形状を矯正(補正)すれば、上記緩衝部材36の寸法精度を高度に維持できる。例えば、プレス加工後の状態で、最終的に必要とする形状よりも曲げの程度を不足気味とし、上記射出成形に伴ない上記金型のキャビティの内面の形状に矯正する事で、上記最終的に必要とされる形状を高精度に得る事もできる。この様に寸法精度を高度に維持できる為、上記緩衝部材36の弾力(予圧量)を徒に大きく設定しなくて済み、その分、この緩衝部材36に大きな応力が加わる事を防止できる。

0049

尚、図示は省略するが、回転伝達用凹部の内面のうちの互いに対向する内側面同士の間隔と、これら各内側面に対向する、回転伝達用凸部の両側面同士の間隔とを、回転伝達用筒部及び回転伝達用挿入部の径方向内方に向かう程狭くする事もできる。この場合に、これら回転伝達用凹部の各内側面、並びに、回転伝達用凸部の両側面の延長線が、上記回転伝達用筒部及び回転伝達用挿入部の中心で交差する様に規制しても良い。この様に構成すれば、回転伝達時に上記各側面を互いに広い面積で当接させて、当接部の摩耗をより抑える事ができる。

0050

[実施の形態の第2例]
図13は、請求項1、3に対応する、本発明の実施の形態の第2例を示している。本例の場合は、1対の凹部側緩衝用抑え板39、39と1対の凸部側緩衝用抑え板40、40とを、それぞれ別体の弾性板により構成している。そして、これら各凹部側緩衝用抑え板39、39と各凸部側緩衝用抑え板40、40との間に弾性材38を挟持すると共に、これら弾性材38と各凹部側緩衝用抑え板39、39及び各凸部側緩衝用抑え板40、40とを、不離に結合している。又、本例の場合は、上記弾性材38と緩衝用凹部31の底面とを直接当接(接触)させる他、緩衝用凸部32の先端面、並びに、回転伝達用挿入部25の外周面のうちでこの緩衝用凸部32から周方向に外れた部分も、上記弾性材38と直接当接させている。又、前述した第1例の場合は、各緩衝部材36、36同士を連結板46(図3、12等参照)を介して連結する事で、複数(3個)の緩衝部材36、36を一体構造としているのに対して、本例の場合は、各緩衝部材36を連結してはいない。但し、必要に応じて各緩衝部材36同士を連結しても良い。
その他の構成及び作用は、上述した第1例と同様であるから、重複する図示並びに説明は省略する。

0051

[実施の形態の第3例]
図14は、請求項1〜3に対応する、本発明の実施の形態の第3例を示している。本例の場合は、各凹部側緩衝用抑え板39、39と各凸部側緩衝用抑え板40、40とを、それぞれ連結部41、41を介して連結している。一方、上記各凸部側緩衝用抑え板40、40同士の間は、前述の第1例の様な弾性板製の連結部42(図4、8等参照)により連結してはいない。即ち、本例の場合は、回転伝達用挿入部25並びに回転伝達用筒部26の円周方向(回転方向)に関し、一方(図14の左方)の凹部側、凸部側各緩衝用抑え板39、40を構成する板ばね37aと、同じく他方(図14右方)の凹部側、凸部側各緩衝用抑え板39、40を構成する板ばね17bとを、弾性材38を介して連結している。これに伴って、この弾性材38と緩衝用凸部32の先端面とが直接当接している。
その他の構成及び作用は、前述した第1例及び第2例と同様であるから、重複する図示並びに説明は省略する。

0052

[実施の形態の第4例]
図15は、請求項1〜3に対応する、本発明の実施の形態の第4例を示している。本例の場合も、上述した第3例と同様に、各凹部側緩衝用抑え板39、39と各凸部側緩衝用抑え板40、40とを、それぞれ連結部41、41を介して連結している。但し、これら各連結部41、41の位置を、回転伝達用挿入部25並びに回転伝達用筒部26の径方向に関し、上述した図14の第3例の構造の場合と逆にしている。これに伴って、本例の場合は、回転伝達用挿入部25の外周面のうちで緩衝用凸部32から周方向に外れた部分のみを、弾性材38と直接当接させている。又、上記回転伝達用挿入部25並びに回転伝達用筒部26の円周方向に関し、円周方向一方(図15の左方)の凹部側、凸部側各緩衝用抑え板39、40を構成する板ばね37aと、同じく他方(図15の右方)の凹部側、凸部側各緩衝用抑え板39、40を構成する板ばね37bとを、弾性板や弾性材を介して連結してはいない。但し、必要に応じて、これら板ばね37a、37b同士を弾性板や弾性材を介して連結する事もできる。
その他の構成及び作用は、前述した第1、2例並びに上述した第3例と同様であるから、重複する図示並びに説明は省略する。

0053

[実施の形態の第5例]
図16は、請求項1〜3に対応する、本発明の実施の形態の第5例を示している。前述の第1例の場合が、各凸部側緩衝用抑え板40、40同士を連結部42(図4、8等参照)により連結しているのに対して、本例の場合は、各凹部側緩衝用抑え板39、39同士を、連結部42aを介して連結している。これに伴って、緩衝用凸部32の先端面と弾性材38とが直接当接している。
その他の構成及び作用は、前述した第1例と同様であるから、重複する図示並びに説明は省略する。

0054

[実施の形態の第6例]
図17は、本発明の実施の形態の第6例を示している。前述の第1例は、ステアリングシャフト2に操舵力補助装置4(図2等参照)を設けた電動式パワーステアリング装置に、本発明を適用した場合を示した。これに対して本例は、ステアリングギヤ6に操舵力補助装置4aを設けた電動式パワーステアリング装置に、本発明を適用した場合を示している。即ち、本例の場合は、ステアリングギヤ6と操舵力補助装置4aとを備える。このうちの操舵力補助装置4aは、入力軸12と、出力軸14と、電動モータ20と、ウォーム減速機21と、トルクセンサ22と、図示しない制御器とを備える。この様な操舵力補助装置4aの基本構成に就いては、前述の第1例の操舵力補助装置4と同様である。又、上記ステアリングギヤ6は、ラック47とピニオン48とを備え、このうちのピニオン(ピニオン軸)48を、上記操舵力補助装置4aの出力軸14に結合している。又、このピニオン48と噛合する上記ラック47は、両端部にタイロッド5、5(図1参照)を連結しており、このラック47の変位に基づきこれら各タイロッド5、5を押し引きする事で、図示しない操舵輪に所望の舵角を付与する。この様なステアリングギヤ6に就いても、前述の通りである。

0055

特に、本例の場合は、上記出力軸14が第一の回転軸に相当し、この出力軸14の端部を回転伝達用筒部26としている。又、上記ピニオン(軸)48が第二の回転軸に相当し、このピニオン(軸)48の端部を回転伝達用挿入25としている。この様な本例の場合には、上記操舵力補助装置4aの出力軸14とステアリングギヤ6のピニオン(軸)48との結合を容易に行なえると共に、これら出力軸14とピニオン(軸)48とががたつく事を防止でき、動力伝達を滑らかに行なえる(ステアリング操作を良好に行なえる)。
この様な効果を含む、その他の構成及び作用は、前述した第1〜5例と同様であるから、重複する図示並びに説明は省略する。

0056

[実施の形態の第7例]
図18は、本発明の実施の形態の第7例を示している。前述した第1〜6例の場合が、回転伝達用筒部26の内周面に回転伝達用凹部27、27を、回転伝達用挿入部25の外周面に回転伝達用凸部28、28を、それぞれ設けているのに対して、本例の場合は、回転伝達用筒部26aの内周面に回転伝達用凸部28a、28aを、回転伝達用挿入部25aの外周面に回転伝達用凹部27a、27aを、それぞれ設けている。従って、本例の場合は、上記回転伝達用筒部26aの内周面が、請求項1に記載した第二の周面に、上記回転伝達用挿入部25aの外周面が、同じく第一の周面に、それぞれ相当する。又、前述した第1〜6例の場合が、回転伝達用筒部26の内周面に緩衝用凹部31、31を、回転伝達用挿入部25の外周面に緩衝用凸部32、32を、それぞれ設けているのに対して、本例の場合は、回転伝達用筒部26aの内周面に緩衝用凸部32a、32aを、回転伝達用挿入部25aの外周面に緩衝用凹部31a、31aを、それぞれ設けている。

0057

本例の場合は、上記各緩衝用凸部32a、32aの形状と上記各回転伝達用凸部28a、28aの形状とを、互いに同じにしている。言い換えれば、上記回転伝達用筒部25の内周面には、同形状の凸部が6個、円周方向に関して等間隔に設けられている。従って、上記回転伝達用筒部26aに上記回転伝達用挿入部25aを押し込む際に、回転方向に関する位相合わせの自由度を大きくでき、位置合わせ作業の容易化を図れる。尚、この様な位相合わせの自由度を考慮せずに、上記各緩衝用凸部32a、32aの形状と上記各回転伝達用凸部28a、28aの形状とを異ならせても良い。何れにしても、上記各緩衝用凹部31a、31aと緩衝用凸部32a、32aとの間には、それぞれ緩衝部材36a、36aを装着する(組み付ける)。これら各緩衝部材36a、36aは、組み付け状態での径方向に関する、板ばね37と弾性材38との位置関係が、前述の第1例の各緩衝部材36、36と逆になる以外は、この第1例の各緩衝部材36、36と同様のものである。

0058

上述の様に構成する本例の場合は、回転伝達用筒部26aの内周面に回転伝達用凸部28a、28aを設けている為、この回転伝達用筒部26aの平均肉厚を大きくできる。トルク伝達時には、伝達トルクに応じて各部が弾性変形するが、大きなトルクを伝達する場合に、上記回転伝達用筒部26aが径方向外側に向けて弾性変形し易くなる。本例の場合は、上述の様に回転伝達用筒部26aの平均肉厚を大きくできる為、上述の様な回転伝達用筒部26aの弾性変形を効果的に抑える事ができる。
その他の構成及び作用は、前述した第1例と同様であるから、重複する図示並びに説明は省略する。

図面の簡単な説明

0059

本発明の回転軸用結合装置を組み込む電動式パワーステアリング装置の1例を示す図。
ステアリングシャフト及びステアリングコラムと操舵力補助装置とを取り出して示す断面図。
図2のA部拡大断面図
図3のB−B断面図。
ステアリングシャフトと操舵力補助装置の入力軸とを取り出して、結合前の状態で示す断面図。
図5のC−C断面図。
図5のD−D断面図。
緩衝部材のみを図6〜7と同方向から見た状態で示す図で、(A)は、組み付け前の自由状態を、(B)は組み付け後の状態を、それぞれ示している。
緩衝部材の製造工程の第一工程を示す図で、(A)は側面図、(B)は(A)の下方から見た図。
同じく続く工程を示す、図9と同様の図。
同じく続く工程を示す、図9と同様の図。
同じく続く工程を示す、図9と同様の図。
本発明の実施の形態の第2例を示す、図4のE部に相当する図。
同第3例を示す、図4のE部に相当する図。
同第4例を示す、図4のE部に相当する図。
同第5例を示す、図4のE部に相当する図。
同第6例を、ステアリングギヤと操舵力補助装置とを結合した状態で示す断面図。
同第7例を示す、図4と同様の断面図。

符号の説明

0060

1ステアリングホイール
2ステアリングシャフト
3ステアリングコラム
4、4a操舵力補助装置
5タイロッド
6ステアリングギヤ
7アウターシャフト
8インナーシャフト
9アウターコラム
10インナーコラム
11ギヤハウジング
12入力軸
13トーションバー
14出力軸
15支持ブラケット
16 車体
17自在継手
18中間シャフト
19 入力軸
20電動モータ
21ウォーム減速機
22トルクセンサ
23ウォームホイール
24ウォーム
25、25a回転伝達用挿入部
26、26a 回転伝達用筒部
27、27a 回転伝達用凹部
28、28a 回転伝達用凸部
29 内側面
30 側面
31、31a緩衝用凹部
32、32a 緩衝用凸部
33内径側係止溝
34外径側係止溝
35止め輪
36、36a緩衝部材
37、37a、37b板ばね
38弾性材
39凹部側緩衝用抑え板
40凸部側緩衝用抑え板
41 連結部
42、42a 連結部
43 第一の中間素材
44 第二の中間素材
45 第三の中間素材
46連結板
47 ラック
48 ピニオン

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