ジョイント構造並びにそれを用いた減速機構及び操舵補助装置
【課題】電動モータの出力軸とこの出力軸によって回転駆動される回転軸とを、少ないスペースで連結することができるとともに、これら出力軸と回転軸との偏芯及び傾動の調整幅を大きくすることができ、よって出力軸と回転軸との連結作業を容易に行えるジョイント構造及びそれを用いた操舵補助装置を提供する。
【解決手段】軸受１６，１７により回転自在に支持された回転軸７０を電動モータ６の出力軸６０に一体回転可能に連結するジョイント構造８。前記回転軸７０の軸方向における前記軸受１６、１７の中心位置に、前記回転軸７０の一端部７０ａと前記出力軸６０との連結部分の中心位置を実質的に一致させた状態で、それらの回転軸７０と出力軸６０とを互いに揺動自在に連結しており、且つ、前記回転軸７０及び前記出力軸６０の一方に凸部８ｂを設けるとともに他方に凹部８ａを設け、当該凸部８ｂと凹部８ａを揺動可能に連結している。
【解決手段】軸受１６，１７により回転自在に支持された回転軸７０を電動モータ６の出力軸６０に一体回転可能に連結するジョイント構造８。前記回転軸７０の軸方向における前記軸受１６、１７の中心位置に、前記回転軸７０の一端部７０ａと前記出力軸６０との連結部分の中心位置を実質的に一致させた状態で、それらの回転軸７０と出力軸６０とを互いに揺動自在に連結しており、且つ、前記回転軸７０及び前記出力軸６０の一方に凸部８ｂを設けるとともに他方に凹部８ａを設け、当該凸部８ｂと凹部８ａを揺動可能に連結している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動モータの出力軸と回転軸とを連結するジョイント構造並びにそれを用いた減速機構及び操舵補助装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車用の操舵補助装置として、図５に示すように、操舵輪（ハンドル）１０１を取り付けた第１操舵軸１０２と、この第１操舵軸１０２の下方に直列に設けられた第２操舵軸１０４とを、トーションバー１０３を介して互いに連結し、第１操舵軸１０２と第２操舵軸１０４との相対的な回転変位量に基づいて、トルクセンサ１０５により操舵トルクを検出するとともに、このトルクセンサ１０５の検出結果に基づいて操舵補助用の電動モータ１０６を駆動し、この電動モータ１０６の回転を減速機構１０９により減速して第２操舵軸１０４に伝達することにより、操舵輪１０１による手動操舵力を補助するものが提供されている。
【０００３】
上記減速機構１０９は、ウォームが設けられたウォーム軸１０７と、このウォームに噛み合わせた状態で第２操舵軸１０４に一体回転可能に取り付けられた合成樹脂製のウォームホイール１０８とによって構成されており、上記ウォーム軸１０７は電動モータ１０６の出力軸にジョイントを介して一体回転可能に連結されている。また、ウォーム軸１０７及び第２操舵軸１０４は、その軸方向の両端部において軸受によりそれぞれ支持されて、径方向及び軸長方向への移動が阻止されている。
【０００４】
上記従来の操舵補助装置においては、ウォーム軸１０７のウォームとウォームホイール１０８との噛み合わせ部分でバックラッシュが生じると、いわゆる歯打ち音が発生し、これが車内に洩れて運転者や同乗者に不快感を与えるおそれがある。このため、装置の製造時にウォーム軸１０７及びウォームホイール１０８の寸法を選別して、上記バックラッシュが生じないように両者を組み合わせることが行われている。しかし、このように装置の製造時にバックラッシュを調整しても、操舵補助装置の使用に伴ってウォーム軸１０７のウォーム及びウォームホイール１０８の歯が摩耗することから、バックラッシュが生じるのを避けることは困難である。また、吸水や熱等によって合成樹脂製のウォームホイール１０８が膨張して、回転トルク（回転抵抗）が大きくなるおそれもある。
【０００５】
そこで、上記ウォーム軸１０７をウォームホイール１０８に向けて偏倚可能に支持し、このウォーム軸１０７をばねによりウォームホイール１０８方向へ付勢することによって、バックラッシュが生じたり回転トルクが大きくなったりするのを防止するようにした操舵補助装置が提案されている。
【０００６】
具体的には、図６において、この従来の操舵補助装置では、ウォーム軸１０７は、第１及び第２軸受１１１、１１２を介してギヤハウジング１１０に回転可能に支持されている。また、このウォーム軸１０７の一端部は、セレーション１１３が筒状のジョイント部材１１４に形成されたセレーション孔１１４ａに圧入されている。このジョイント部材１１４には、電動モータ１０６の出力軸１０６ａが一体回転可能に圧入されており、これらセレーション１１３及びジョイント部材１１４を介在してウォーム軸１０７と出力軸１０６ａとは一体回転可能に連結されている。
【０００７】
上記第１軸受１１１は、ボール軸受によって構成されたものであり、その内輪には、上記ウォーム軸１０７の一端部が圧入されてギヤハウジング１１０の第１軸受孔１１０ａ内に挿入されている。また、第１軸受孔１１０ａ内には、第１軸受１１１の外輪に当接してウォーム軸１０７の軸長方向へのがたつきを防止するための筒状のねじ体１１５が螺着されている。
【０００８】
上記第２軸受１１２は、ボール軸受によって構成されたものであり、ウォームホイール１０８方向へ偏倚できるようにギヤハウジング１１０の第２軸受孔１１０ｂに取り付けられている。つまり、第２軸受孔１１０ｂの内奥部と第２軸受１１２との間には、円弧状の隙間１１０ｃが設けられており、第２軸受１１２は隙間１１０ｃ分だけウォームホイール１０８側への移動ができるようになっている。また、第２軸受１１２がウォームホイール１０８方向へ偏倚されたとき、ウォーム軸１０７の一端部側の偏倚は上記第１軸受１１１のラジアル隙間によるがたつきや出力軸１０６ａとジョイント部材１１４との間の隙間によるがたつきで吸収され、ウォーム軸１０７の出力軸１０６ａに対する偏芯及び傾動が許容されている。
【０００９】
上記第２軸受孔１１０ｂの開孔側には、上記第２軸受１１２をウォームホイール１０８側へ付勢する付勢手段１１６が取り付けられている。この付勢手段１１６は、上記第２軸受孔１１０ｂ内に移動可能に配置され、第２軸受１１２の外輪に当接するサポートヨーク１１６ａと、このサポートヨーク１１６ａに保持され、第２軸受１１２をウォームホイール１０８側に付勢するばね１１６ｂと、第２軸受孔１１０ｂの端部に螺着され、ばね１１６ｂの撓み量を調整するねじ体１１６ｃと、このねじ体１１６ｃに螺合されるロックナット１１６ｄとを備えている。
【００１０】
以上の構成により、この従来の操舵補助装置では、ウォーム軸１０７のウォーム１０７ａ及びウォームホイール１０８の歯が摩耗した場合、ウォーム軸１０７をばね１１６ｂによりウォームホイール１０８方向へ付勢することによって、バックラッシュが生じるのを防止していた。また、吸水や熱等に起因してウォームホイール１０８が膨張した場合、ウォーム軸１０７をウォームホイール１０８の反対側へ逃がして回転トルクが大きくなるのを防止していた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記のような従来の操舵補助装置では、セレーション１１３とジョイント部材１１４とを用いて、ウォーム軸１０７と出力軸１０６ａとを連結する構成としていたので、ウォーム軸１０７の一端部を第１軸受１１１から電動モータ１０６側に突出させる必要があり、その分ウォーム軸１０７の軸方向長さが長くなって装置が大型化するという問題があった。
【００１２】
また、ウォーム軸１０７の一端部を第１軸受１１１から電動モータ１０６側に突出させて出力軸１０６ａに連結していたので、上記一端部が出力軸１０６ａに拘束されて、第１軸受１１１のラジアル隙間によるがたつきを有効に利用することができずに、ウォーム軸１０７の他端部での上記付勢手段１１６による偏倚量の調整幅、つまり出力軸１０６ａとウォーム軸１０７との偏芯及び傾動の調整幅が小さい値に制限された。また、このように出力軸１０６ａとウォーム軸１０７との偏芯及び傾動の調整幅が小さい値に制限されるので、上記ギヤハウジング１１０にウォーム軸１０７や電動モータ１０６を組み付ける際に、出力軸１０６ａとウォーム軸１０７との調芯を高精度に行う必要があり、これらの出力軸１０６ａとウォーム軸１０７との連結作業が困難であった。
【００１３】
上記のような従来の問題点に鑑み、本発明は、電動モータの出力軸とこの出力軸によって回転駆動される回転軸とを、少ないスペースで連結することができるとともに、これら出力軸と回転軸との偏芯及び傾動の調整幅を大きくすることができ、よって出力軸と回転軸との連結作業を容易に行えるジョイント構造並びにそれを用いた減速機構及び操舵補助装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明のジョイント構造は、軸受により回転自在に支持された回転軸を電動モータの出力軸に一体回転可能に連結するジョイント構造であって、
前記回転軸の軸方向における前記軸受の中心位置に、前記回転軸の一端部と前記出力軸との連結部分の中心位置を実質的に一致させた状態で、それらの回転軸と出力軸とを互いに揺動自在に連結しており、且つ、
前記回転軸及び前記出力軸の一方に凸部を設けるとともに他方に凹部を設け、当該凸部と凹部を揺動可能に連結したことを特徴としている（請求項１）。
【００１５】
上記のように構成されたジョイント構造によれば、回転軸の一端部と電動モータの出力軸との連結部分の中心位置を軸受の上記の中心位置に実質的に一致させた状態で、その軸受により回転軸を回転自在に支持することにより、当該軸受のラジアル隙間によるがたつきを極めて有効に利用して回転軸の他端部を出力軸に対して大きく偏倚させることができる。したがって、出力軸と回転軸との偏芯及び傾動の調整幅を大きくすることができ、よって出力軸と回転軸との連結作業を容易に行うことができる。しかも、ジョイント構造が簡素であり、その軸方向の長さを短くすることができる。
【００１６】
また、上記ジョイント構造（請求項１）において、前記回転軸と前記出力軸とを互いに揺動自在に連結しているので、出力軸と回転軸との偏芯及び傾動の調整幅をより大きくすることができ、よって出力軸と回転軸との連結作業をさらに容易に行うことができる。
【００１７】
また、本発明の減速機構は、電動モータの回転を減速して伝達するための減速機構であって、
前記電動モータの出力軸に、請求項１記載のジョイント構造を用いて連結されたウォーム軸と、
このウォーム軸の中間部に一体形成されたウォームと噛合可能なウォームホイールと
を備えており、
前記ウォーム軸をウォームホイールへ向けて偏倚可能に支持し、このウォーム軸を付勢手段によってウォームホイール方向へ付勢していることを特徴としている（請求項２）。
【００１８】
さらに、本発明の操舵補助装置は、電動モータの回転をウォームが設けられた回転軸としてのウォーム軸とこのウォーム軸のウォームに噛み合わせたウォームホイールとを介して操舵軸に伝達することにより操舵補助を行う操舵補助装置において、
前記ウォーム軸の一端部側に取付けられ、そのウォーム軸を回転可能に支持する軸受を備え、
前記ウォーム軸の一端部側及び前記電動モータの出力軸側の一方に設けられた凹部と、他方に設けられ、前記凹部に係合する凸部とを有するジョイント構造をウォーム軸と出力軸との連結部分に設けているとともに、
前記ウォーム軸の軸方向における前記軸受の中心位置に、前記連結部分の中心位置を実質的に一致させた状態で、それらのウォーム軸と出力軸とを連結しており、
前記ウォーム軸をウォームホイールへ向けて偏倚可能に支持し、このウォーム軸を付勢手段によってウォームホイール方向へ付勢しており、且つ、
前記凸部と凹部を揺動可能に連結したことを特徴としている（請求項３）。
【００１９】
また、本発明の操舵補助装置は、電動モータの回転をウォームが設けられた回転軸としてのウォーム軸とこのウォーム軸のウォームに噛み合わせたウォームホイールとを介して操舵軸に伝達することにより操舵補助を行う操舵補助装置において、
前記ウォーム軸の一端部側に取付けられ、そのウォーム軸を回転可能に支持する軸受を備え、
前記ウォーム軸の一端部側及び前記電動モータの出力軸側の一方に設けられた凹部と、他方に設けられ、前記凹部に係合する凸部とを有するジョイント構造をウォーム軸と出力軸との連結部分に設けているとともに、
前記ウォーム軸の軸方向における前記軸受の中心位置に、前記連結部分の中心位置を実質的に一致させた状態で、それらのウォーム軸と出力軸とを連結しており、
前記ウォーム軸をウォームホイールへ向けて偏倚可能に支持し、このウォーム軸を付勢手段によってウォームホイール方向へ付勢しており、且つ、
前記凹部と凸部の連結が、スプライン孔及びスプライン軸からなるスプライン結合であることを特徴としている（請求項４）。
【００２０】
上記ように構成された減速機構及び操舵補助装置によれば、上記ジョイント構造を介して電動モータの出力軸の回転をウォーム軸に伝達することができる。また、上記軸受のラジアル隙間によるがたつきを極めて有効に利用してウォーム軸の他端部を出力軸に対して大きく偏倚させることができるので、出力軸とウォーム軸との偏芯及び傾動の調整幅を大きくすることができ、出力軸とウォーム軸との連結作業を容易に行うことができる。しかも、ジョイント構造が簡素であり、その軸方向の長さを短くすることができるので、出力軸とウォーム軸とを少ないスペースで連結することができる。
【００２１】
また、前記ウォーム軸をウォームホイールへ向けて偏倚可能に支持し、このウォーム軸を付勢手段によってウォームホイール方向へ付勢している。
この場合、ウォーム軸がウォームホイールへ向けて偏倚可能であるので、出力軸とウォーム軸との偏芯及び傾動の調整幅を大きくしている点と相まって、ウォーム軸をウォームホイールへ向けて無理なく移動させることができる。このため、上記付勢手段によってウォーム軸をウォームホイールの摩耗に追従させて確実に移動させることができる。
【００２２】
また、上記の操舵補助装置（請求項３）において、前記凸部が、断面正多角形で軸方向中央部が膨出する太鼓状に形成された前記出力軸の先端部により構成されているとともに、
前記凹部が、前記ウォーム軸の一端部を軸方向に断面正多角形に切り欠くことにより形成されて前記先端部が揺動可能に連結されている（請求項５）。
この場合、上記凸部及び凹部をそれぞれ構成する専用のジョイント部材を設けることなく、上記出力軸とウォーム軸とを直接的に連結することができ、当該装置の構成を簡略化することができる。しかも、凹部には先端部が揺動可能に連結されているので、出力軸とウォーム軸との偏芯及び傾動の調整幅をより大きくすることができ、よって出力軸とウォーム軸との連結作業をさらに容易に行うことができる。
【発明の効果】
【００２３】
以上のように、請求項１記載のジョイント構造によれば、軸受のラジアル隙間によるがたつきを極めて有効に利用して回転軸の他端部を電動モータの出力軸に対して大きく偏倚させることができるので、出力軸と回転軸との偏芯及び傾動の調整幅を大きくすることができる。その結果、出力軸と回転軸とを高精度に調芯させる必要がなく、その分、両者の連結作業を容易に行える。しかも、ジョイント構造は簡素にて小型のものであるので、出力軸と回転軸とを少ないスペースで連結することができる。このため、電動モータと回転軸とを備える各種装置の小型化を図ることができる。
また、回転軸と前記出力軸とを互いに揺動自在に連結するので、出力軸と回転軸との偏芯及び傾動の調整幅をより大きくすることができ、よって出力軸と回転軸との連結作業をさらに容易に行うことができる。
【００２４】
請求項２記載の減速機構及び請求項３〜４記載の操舵補助装置によれば、電動モータの出力軸とウォーム軸とを、構造が簡素で軸方向の長さの短いジョイント構造を用いて連結しているので、装置の小型化を図ることができる。また、上記軸受のラジアル隙間によるがたつきを極めて有効に利用してウォーム軸の他端部を出力軸に対して大きく偏倚させることができるので、出力軸とウォーム軸との偏芯及び傾動の調整幅を大きくすることができる。その結果、出力軸とウォーム軸とを高精度に調芯させる必要がなく、その分、両者の連結作業を容易に行える。
【００２５】
また、ウォーム軸がウォームホイールへ向けて偏倚可能であるので、出力軸とウォーム軸との偏芯及び傾動の調整幅を大きくしている点と相まって、ウォーム軸をウォームホイールへ向けて無理なく移動させることができる。このため、上記付勢手段によってウォームをウォームホイールの摩耗に追従させて容易に移動させることができ、ひいてはバックラッシュが生じるのを容易且つ確実に防止することができる。
【００２６】
請求項５記載の操舵補助装置によれば、上記凸部及び凹部をそれぞれ構成する専用のジョイント部材を設けることなく、上記出力軸とウォーム軸とを直接的に連結することができ、当該装置の構成を簡略化することができる。しかも、凹部には凸部が揺動可能に連結されているので、出力軸とウォーム軸との偏芯及び傾動の調整幅をより大きくすることができ、よって出力軸とウォーム軸との連結作業をさらに容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態に係る操舵補助装置の電動モータ及び減速機構部分を示す断面図である。
【図２】（ａ）は図１に示した電動モータの出力軸の先端部に設けた凸部を示す斜視図であり、（ｂ）は図１のIIｂ−IIｂ線断面図である。
【図３】本発明の操舵補助装置の全体構造を示す断面図である。
【図４】図１のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】従来の操舵補助装置全体構造を示す断面図である。
【図６】別の従来の操舵補助装置における電動モータ及び減速機構部分を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明のジョイント構造及びそれを用いた操舵補助装置を示す好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図３は、本発明の操舵補助装置の全体構造を示す断面図である。この操舵補助装置は、上端に操舵輪１を取り付ける第１操舵軸２と、この第１操舵軸２の下端にトーションバー３を介して連結された筒状の第２操舵軸４と、上記第１操舵軸２と第２操舵軸４との相対的な回転変位量により操舵トルクを検出するトルクセンサ５と、このトルクセンサ５の検出結果に基づいて駆動される操舵補助用の電動モータ６と、この電動モータ６の回転を減速して第２操舵軸４に伝達する減速機構７とを備えている。
【００２９】
上記第１操舵軸２は、第１ステアリングコラム９及び第２ステアリングコラム１０に包囲された状態で支持されており、第１ステアリングコラム９はブラケット１２を介して車体Ａに取り付けられている。また、上記トルクセンサ５はセンサハウジングＨ１に収容されており、上記減速機構７はギヤハウジングＨ２に収容されており、上記電動モータ６はギヤハウジングＨ２に取り付けられている。
【００３０】
上記第１操舵軸２は、上端部に前記操舵輪１が取り付けられた筒状の第１軸体２ａと、この第１軸体２ａの下端部に軸方向への移動が許容された状態で一体回転可能に嵌合された棒状の第２軸体２ｂと、この第２軸体２ｂにピン２ｃにより連結された筒状の第３軸体２ｄとを備えている。上記第１軸体２ａは、その中間部が軸受１３を介して円筒状の第１ステアリングコラム９に回転自在に支持されている。また、上記第１及び第２軸体２ａ，２ｂ間には、自動車の衝突時等において運転者から操舵輪１に作用する衝撃エネルギーを吸収するための合成樹脂製の緩衝部材２ｅが設けられている。さらに、第３軸体２ｄと第２操舵軸４との間には上記トルクセンサ５が配置されている。
【００３１】
上記第２ステアリングコラム１０は、その上端部が第１ステアリングコラム９に摺動自在に嵌合され、下端部が前記センサハウジングＨ１に嵌入されており、上記衝撃エネルギーを吸収する際に、第１ステアリングコラム９を第２ステアリングコラム１０に対して軸方向へ移動させ得るようになっている。
【００３２】
上記第２操舵軸４の内部にはトーションバー３が導入されており、当該第２操舵軸４の下端部は、ピン４ａにより前記トーションバー３に一体回転可能に連結されている。また、この第２操舵軸４の軸方向の中間部は、一対の軸受１４，１５を介して上記ギヤハウジングＨ２に回転可能に支持されており、これら軸受１４，１５の相互間４ｂにウォームホイール７２の内周が一体回転可能に嵌合されている。
【００３３】
減速機構７は、図１に示すように、上記電動モータ６の出力軸６０にこの発明のジョイント構造８を用いて連結されたウォーム軸７０と、上記第２操舵軸４に一体回転可能に嵌合された上記ウォームホイール７２とを備えている。ウォーム軸７０の軸方向の中間部には、ウォーム７１が一体形成されており、このウォーム７１はウォームホイール７２に噛み合わせてある。したがって、電動モータ６の出力軸６０の回転をウォーム軸７０とウォームホイール７２とによって減速して第２操舵軸４に伝達することができる。この第２操舵軸４の回転は、車輪に連結された例えばラックピニオン式の舵取機構にユニバーサルジョイントJ（図３参照）を介して伝達される。
【００３４】
上記ウォーム軸７０は、第２操舵軸４の軸線と直交させた状態で配置されており、その一端部７０ａ及び他端部７０ｂがそれぞれ第１及び第２軸受１６，１７を介して上記ギヤハウジングＨ２の第１及び第２軸受孔９１，９２に回転可能に支持されている（図１参照）。
【００３５】
上記第１軸受１６は、ボール軸受によって構成されたものであり、ウォーム軸７０の一端部７０ａが内輪１６ａに圧入され、上記第１軸受孔９１に外輪１６ｂが挿入されている。また、この第１軸受孔９１内には、第１軸受１６の外輪１６ｂに当接してウォーム軸７０の軸長方向へのがたつきを防止するための筒状のねじ体１８が螺着されている。
【００３６】
上記第２軸受１７は、メタル軸受によって構成されたものであり、ウォームホイール７２方向に偏倚できるように第２軸受孔９２に取り付けられている。すなわち、図４にも示すように、この第２軸受孔９２の内奥部と第２軸受１７との間には、隙間９２ａが設けられており、第２軸受１７は上記隙間９２ａ分だけウォームホイール７２側へ移動できるようになっている。
【００３７】
上記第２軸受孔９２の開孔側にはプラグ３４がねじ込まれており、このプラグ３４と第２軸受１７との間には、当該第２軸受１７をウォームホイール７２方向へ常時付勢する付勢手段としての圧縮コイルばね３２を、弾性収縮させた状態で介在してある。図の場合、圧縮コイルばね３２は、第２軸受１７の外輪１７ａの外周に突設された有底筒状の突部１７ｂの内部に収容されている。この圧縮コイルばね３２の付勢力は、第２軸受孔９２へのプラグ３４のねじ込み量を調整することによって最適な値に調整されている。上記プラグ３４は、ロックナット３５によって固定されている。
【００３８】
尚、上記の構成以外に、例えば図６に示した場合と同様に、ボール軸受により第２軸受１７を構成し、第２軸受孔９２内に移動可能に配置されたサポートヨークをばねで付勢することによって当該第２軸受１７をウォームホイール７２方向へ付勢する構成でもよい。
【００３９】
上記ジョイント構造８は、図１に示すように、ウォーム軸７０の一端部７０ａ側に設けられた凹部８ａと、出力軸６０側に設けられ、上記凹部８ａに互いに係合する凸部８ｂとを有するものであり、それらの凹部８ａ及び凸部８ｂで構成される連結部分の中心位置を、ウォーム軸７０の軸方向における上記第１軸受１６の中心位置に実質的に一致させた状態で、ウォーム軸７０と出力軸６０とを連結している。
【００４０】
上記凸部８ｂは、図２（ａ）及び（ｂ）にも示すように、例えば断面正六角形で出力軸６０の先端部を軸方向中央部が膨出する太鼓状に加工することにより構成されたものである。また、凹部８ａは、ウォーム軸７０の一端部７０ａを軸方向に切り欠くことにより形成されたものであり、上記の凸部（先端部）８ｂが揺動可能に連結されている。このように、連結対象のウォーム軸７０の一端部７０ａ及び出力軸６０の先端部をそれぞれ凹部８ａ及び凸部８ｂに加工することにより、専用のジョイント部材を設けることなく、出力軸６０とウォーム軸７０とを直接的に連結することができる。さらに、凸部８ｂを凹部８ａに揺動可能に連結しているので、出力軸６０に対してウォーム軸７０の他端部７０ｂをより大きく偏倚させることができる。
【００４１】
尚、凹部８ａ及び凸部８ｂは、出力軸６０の回転をウォーム軸７０に伝達できるものであればよく、断面正六角形に限定されるものではないが、出力軸６０からウォーム軸７０へのトルク伝達のロスが少ない断面正四〜八角形のものが好ましい。
【００４２】
以上のように、本実施形態の操舵補助装置では、ウォーム軸７０と出力軸６０とをジョイント構造８により連結するとともに、その連結部分の中心位置を上記第１軸受１６のウォーム軸７０の軸方向における中心位置に実質的に一致させた状態としているので、第１軸受１６を中心としてウォーム軸７０の他端部７０ｂを出力軸６０に対して偏倚させることができ、その第１軸受１６のラジアル隙間によるがたつきと上記連結部分での隙間によるがたつきとを極めて有効に利用して、ウォーム軸７０の他端部７０ｂを出力軸６０に対して大きく偏倚させることができる。したがって、出力軸６０とウォーム軸７０との偏芯及び傾動の調整幅を大きくすることができ、よってウォーム軸７０と出力軸６０との連結精度を特段上げる必要がなく、その連結作業を容易に行える。しかも、ジョイント構造８は簡素であり、セレーション及びジョイント部材を用いた上述の従来例と異なり、軸方向長さを極めて短くすることができ、その分、減速機構７の小型化を図ることができる。
【００４３】
また、本実施形態では、ウォーム軸７０をウォームホイール７２へ向けて偏倚可能に支持するとともに、圧縮コイルばね３２によりウォーム軸７０をウォームホイール７２方向に付勢しているので、ウォーム軸７０のウォーム７１をウォームホイール７２に弾性的に押し付けておくことができる。さらに、出力軸６０とウォーム軸７０との偏芯及び傾動の調整幅を大きくしている点と相まって、ウォーム軸７０をウォームホイール７２へ向けて無理なく移動させることができる。したがって、長期間の使用によってウォーム７１及びウォームホイール７２の歯面が摩耗した場合でも、この摩耗にウォーム７１を追従させてバックラッシュが生じるのを防止することができる。また、吸水や熱等によって合成樹脂製のウォームホイール７２が膨張した場合には、ウォーム軸７０をウォームホイール７２の反対側へ逃がして回転トルクが大きくなるのを防止することができる。また、上記のようにウォーム軸７０のウォーム７１をウォームホイール７２に弾性的に押し付けることができるので、両者を組み付ける際に、両者を含む部品の寸法誤差に影響されることなくバックラッシュを調整することができる。
【００４４】
また、上記ジョイント構造８の凹部８ａ及び凸部８ｂは、連結対象のウォーム軸７０の一端部７０ａ及び出力軸６０の先端部をそれぞれ加工することで構成されているので、それらの凹部８ａ及び凸部８ｂをそれぞれ構成する専用のジョイント部材を設けることなく、出力軸６０とウォーム軸７０とを直接的に連結することができ、当該装置の構成を簡略化することができる。さらに、凹部８ａには凸部８ｂが揺動可能に連結されているので、出力軸６０とウォーム軸７０との偏芯及び傾動の調整幅をより大きくすることができ、よって出力軸６０とウォーム軸７０との連結作業をさらに容易に行うことができる。
【００４５】
尚、上記の説明では、電動モータ６の出力軸６０とウォーム軸７０とを連結する構成について説明したが、本発明のジョイント構造はこれに限定されるものではなく、回転軸の軸方向における軸受の中心位置に、回転軸の一端部と出力軸との連結部分の中心位置を実質的に一致させた状態で、それらの回転軸と出力軸とを連結するものであれば、出力軸６０とこの出力軸６０によって回転駆動される各種回転軸とを連結するジョイント構造としても好適に使用することができる。例えばウォーム軸７０の一端部７０ａ及び出力軸６０の先端部にそれぞれスプライン孔及びスプライン軸を設けて、このスプライン結合の中心位置を第１軸受１６の上記の中心位置に実質的に一致させたものでもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１ 操舵輪
３２ 圧縮コイルばね（付勢手段）
６ 電動モータ
６０ 出力軸
７ 減速機構
７０ ウォーム軸（回転軸）
７０ａ 一端部
７１ ウォーム
７２ ウォームホイール
８ ジョイント構造
８ａ 凹部
８ｂ 凸部
１６ 第１軸受（軸受）
１７ 第２軸受
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動モータの出力軸と回転軸とを連結するジョイント構造並びにそれを用いた減速機構及び操舵補助装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車用の操舵補助装置として、図５に示すように、操舵輪（ハンドル）１０１を取り付けた第１操舵軸１０２と、この第１操舵軸１０２の下方に直列に設けられた第２操舵軸１０４とを、トーションバー１０３を介して互いに連結し、第１操舵軸１０２と第２操舵軸１０４との相対的な回転変位量に基づいて、トルクセンサ１０５により操舵トルクを検出するとともに、このトルクセンサ１０５の検出結果に基づいて操舵補助用の電動モータ１０６を駆動し、この電動モータ１０６の回転を減速機構１０９により減速して第２操舵軸１０４に伝達することにより、操舵輪１０１による手動操舵力を補助するものが提供されている。
【０００３】
上記減速機構１０９は、ウォームが設けられたウォーム軸１０７と、このウォームに噛み合わせた状態で第２操舵軸１０４に一体回転可能に取り付けられた合成樹脂製のウォームホイール１０８とによって構成されており、上記ウォーム軸１０７は電動モータ１０６の出力軸にジョイントを介して一体回転可能に連結されている。また、ウォーム軸１０７及び第２操舵軸１０４は、その軸方向の両端部において軸受によりそれぞれ支持されて、径方向及び軸長方向への移動が阻止されている。
【０００４】
上記従来の操舵補助装置においては、ウォーム軸１０７のウォームとウォームホイール１０８との噛み合わせ部分でバックラッシュが生じると、いわゆる歯打ち音が発生し、これが車内に洩れて運転者や同乗者に不快感を与えるおそれがある。このため、装置の製造時にウォーム軸１０７及びウォームホイール１０８の寸法を選別して、上記バックラッシュが生じないように両者を組み合わせることが行われている。しかし、このように装置の製造時にバックラッシュを調整しても、操舵補助装置の使用に伴ってウォーム軸１０７のウォーム及びウォームホイール１０８の歯が摩耗することから、バックラッシュが生じるのを避けることは困難である。また、吸水や熱等によって合成樹脂製のウォームホイール１０８が膨張して、回転トルク（回転抵抗）が大きくなるおそれもある。
【０００５】
そこで、上記ウォーム軸１０７をウォームホイール１０８に向けて偏倚可能に支持し、このウォーム軸１０７をばねによりウォームホイール１０８方向へ付勢することによって、バックラッシュが生じたり回転トルクが大きくなったりするのを防止するようにした操舵補助装置が提案されている。
【０００６】
具体的には、図６において、この従来の操舵補助装置では、ウォーム軸１０７は、第１及び第２軸受１１１、１１２を介してギヤハウジング１１０に回転可能に支持されている。また、このウォーム軸１０７の一端部は、セレーション１１３が筒状のジョイント部材１１４に形成されたセレーション孔１１４ａに圧入されている。このジョイント部材１１４には、電動モータ１０６の出力軸１０６ａが一体回転可能に圧入されており、これらセレーション１１３及びジョイント部材１１４を介在してウォーム軸１０７と出力軸１０６ａとは一体回転可能に連結されている。
【０００７】
上記第１軸受１１１は、ボール軸受によって構成されたものであり、その内輪には、上記ウォーム軸１０７の一端部が圧入されてギヤハウジング１１０の第１軸受孔１１０ａ内に挿入されている。また、第１軸受孔１１０ａ内には、第１軸受１１１の外輪に当接してウォーム軸１０７の軸長方向へのがたつきを防止するための筒状のねじ体１１５が螺着されている。
【０００８】
上記第２軸受１１２は、ボール軸受によって構成されたものであり、ウォームホイール１０８方向へ偏倚できるようにギヤハウジング１１０の第２軸受孔１１０ｂに取り付けられている。つまり、第２軸受孔１１０ｂの内奥部と第２軸受１１２との間には、円弧状の隙間１１０ｃが設けられており、第２軸受１１２は隙間１１０ｃ分だけウォームホイール１０８側への移動ができるようになっている。また、第２軸受１１２がウォームホイール１０８方向へ偏倚されたとき、ウォーム軸１０７の一端部側の偏倚は上記第１軸受１１１のラジアル隙間によるがたつきや出力軸１０６ａとジョイント部材１１４との間の隙間によるがたつきで吸収され、ウォーム軸１０７の出力軸１０６ａに対する偏芯及び傾動が許容されている。
【０００９】
上記第２軸受孔１１０ｂの開孔側には、上記第２軸受１１２をウォームホイール１０８側へ付勢する付勢手段１１６が取り付けられている。この付勢手段１１６は、上記第２軸受孔１１０ｂ内に移動可能に配置され、第２軸受１１２の外輪に当接するサポートヨーク１１６ａと、このサポートヨーク１１６ａに保持され、第２軸受１１２をウォームホイール１０８側に付勢するばね１１６ｂと、第２軸受孔１１０ｂの端部に螺着され、ばね１１６ｂの撓み量を調整するねじ体１１６ｃと、このねじ体１１６ｃに螺合されるロックナット１１６ｄとを備えている。
【００１０】
以上の構成により、この従来の操舵補助装置では、ウォーム軸１０７のウォーム１０７ａ及びウォームホイール１０８の歯が摩耗した場合、ウォーム軸１０７をばね１１６ｂによりウォームホイール１０８方向へ付勢することによって、バックラッシュが生じるのを防止していた。また、吸水や熱等に起因してウォームホイール１０８が膨張した場合、ウォーム軸１０７をウォームホイール１０８の反対側へ逃がして回転トルクが大きくなるのを防止していた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記のような従来の操舵補助装置では、セレーション１１３とジョイント部材１１４とを用いて、ウォーム軸１０７と出力軸１０６ａとを連結する構成としていたので、ウォーム軸１０７の一端部を第１軸受１１１から電動モータ１０６側に突出させる必要があり、その分ウォーム軸１０７の軸方向長さが長くなって装置が大型化するという問題があった。
【００１２】
また、ウォーム軸１０７の一端部を第１軸受１１１から電動モータ１０６側に突出させて出力軸１０６ａに連結していたので、上記一端部が出力軸１０６ａに拘束されて、第１軸受１１１のラジアル隙間によるがたつきを有効に利用することができずに、ウォーム軸１０７の他端部での上記付勢手段１１６による偏倚量の調整幅、つまり出力軸１０６ａとウォーム軸１０７との偏芯及び傾動の調整幅が小さい値に制限された。また、このように出力軸１０６ａとウォーム軸１０７との偏芯及び傾動の調整幅が小さい値に制限されるので、上記ギヤハウジング１１０にウォーム軸１０７や電動モータ１０６を組み付ける際に、出力軸１０６ａとウォーム軸１０７との調芯を高精度に行う必要があり、これらの出力軸１０６ａとウォーム軸１０７との連結作業が困難であった。
【００１３】
上記のような従来の問題点に鑑み、本発明は、電動モータの出力軸とこの出力軸によって回転駆動される回転軸とを、少ないスペースで連結することができるとともに、これら出力軸と回転軸との偏芯及び傾動の調整幅を大きくすることができ、よって出力軸と回転軸との連結作業を容易に行えるジョイント構造並びにそれを用いた減速機構及び操舵補助装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明のジョイント構造は、軸受により回転自在に支持された回転軸を電動モータの出力軸に一体回転可能に連結するジョイント構造であって、
前記回転軸の軸方向における前記軸受の中心位置に、前記回転軸の一端部と前記出力軸との連結部分の中心位置を実質的に一致させた状態で、それらの回転軸と出力軸とを互いに揺動自在に連結しており、且つ、
前記回転軸及び前記出力軸の一方に凸部を設けるとともに他方に凹部を設け、当該凸部と凹部を揺動可能に連結したことを特徴としている（請求項１）。
【００１５】
上記のように構成されたジョイント構造によれば、回転軸の一端部と電動モータの出力軸との連結部分の中心位置を軸受の上記の中心位置に実質的に一致させた状態で、その軸受により回転軸を回転自在に支持することにより、当該軸受のラジアル隙間によるがたつきを極めて有効に利用して回転軸の他端部を出力軸に対して大きく偏倚させることができる。したがって、出力軸と回転軸との偏芯及び傾動の調整幅を大きくすることができ、よって出力軸と回転軸との連結作業を容易に行うことができる。しかも、ジョイント構造が簡素であり、その軸方向の長さを短くすることができる。
【００１６】
また、上記ジョイント構造（請求項１）において、前記回転軸と前記出力軸とを互いに揺動自在に連結しているので、出力軸と回転軸との偏芯及び傾動の調整幅をより大きくすることができ、よって出力軸と回転軸との連結作業をさらに容易に行うことができる。
【００１７】
また、本発明の減速機構は、電動モータの回転を減速して伝達するための減速機構であって、
前記電動モータの出力軸に、請求項１記載のジョイント構造を用いて連結されたウォーム軸と、
このウォーム軸の中間部に一体形成されたウォームと噛合可能なウォームホイールと
を備えており、
前記ウォーム軸をウォームホイールへ向けて偏倚可能に支持し、このウォーム軸を付勢手段によってウォームホイール方向へ付勢していることを特徴としている（請求項２）。
【００１８】
さらに、本発明の操舵補助装置は、電動モータの回転をウォームが設けられた回転軸としてのウォーム軸とこのウォーム軸のウォームに噛み合わせたウォームホイールとを介して操舵軸に伝達することにより操舵補助を行う操舵補助装置において、
前記ウォーム軸の一端部側に取付けられ、そのウォーム軸を回転可能に支持する軸受を備え、
前記ウォーム軸の一端部側及び前記電動モータの出力軸側の一方に設けられた凹部と、他方に設けられ、前記凹部に係合する凸部とを有するジョイント構造をウォーム軸と出力軸との連結部分に設けているとともに、
前記ウォーム軸の軸方向における前記軸受の中心位置に、前記連結部分の中心位置を実質的に一致させた状態で、それらのウォーム軸と出力軸とを連結しており、
前記ウォーム軸をウォームホイールへ向けて偏倚可能に支持し、このウォーム軸を付勢手段によってウォームホイール方向へ付勢しており、且つ、
前記凸部と凹部を揺動可能に連結したことを特徴としている（請求項３）。
【００１９】
また、本発明の操舵補助装置は、電動モータの回転をウォームが設けられた回転軸としてのウォーム軸とこのウォーム軸のウォームに噛み合わせたウォームホイールとを介して操舵軸に伝達することにより操舵補助を行う操舵補助装置において、
前記ウォーム軸の一端部側に取付けられ、そのウォーム軸を回転可能に支持する軸受を備え、
前記ウォーム軸の一端部側及び前記電動モータの出力軸側の一方に設けられた凹部と、他方に設けられ、前記凹部に係合する凸部とを有するジョイント構造をウォーム軸と出力軸との連結部分に設けているとともに、
前記ウォーム軸の軸方向における前記軸受の中心位置に、前記連結部分の中心位置を実質的に一致させた状態で、それらのウォーム軸と出力軸とを連結しており、
前記ウォーム軸をウォームホイールへ向けて偏倚可能に支持し、このウォーム軸を付勢手段によってウォームホイール方向へ付勢しており、且つ、
前記凹部と凸部の連結が、スプライン孔及びスプライン軸からなるスプライン結合であることを特徴としている（請求項４）。
【００２０】
上記ように構成された減速機構及び操舵補助装置によれば、上記ジョイント構造を介して電動モータの出力軸の回転をウォーム軸に伝達することができる。また、上記軸受のラジアル隙間によるがたつきを極めて有効に利用してウォーム軸の他端部を出力軸に対して大きく偏倚させることができるので、出力軸とウォーム軸との偏芯及び傾動の調整幅を大きくすることができ、出力軸とウォーム軸との連結作業を容易に行うことができる。しかも、ジョイント構造が簡素であり、その軸方向の長さを短くすることができるので、出力軸とウォーム軸とを少ないスペースで連結することができる。
【００２１】
また、前記ウォーム軸をウォームホイールへ向けて偏倚可能に支持し、このウォーム軸を付勢手段によってウォームホイール方向へ付勢している。
この場合、ウォーム軸がウォームホイールへ向けて偏倚可能であるので、出力軸とウォーム軸との偏芯及び傾動の調整幅を大きくしている点と相まって、ウォーム軸をウォームホイールへ向けて無理なく移動させることができる。このため、上記付勢手段によってウォーム軸をウォームホイールの摩耗に追従させて確実に移動させることができる。
【００２２】
また、上記の操舵補助装置（請求項３）において、前記凸部が、断面正多角形で軸方向中央部が膨出する太鼓状に形成された前記出力軸の先端部により構成されているとともに、
前記凹部が、前記ウォーム軸の一端部を軸方向に断面正多角形に切り欠くことにより形成されて前記先端部が揺動可能に連結されている（請求項５）。
この場合、上記凸部及び凹部をそれぞれ構成する専用のジョイント部材を設けることなく、上記出力軸とウォーム軸とを直接的に連結することができ、当該装置の構成を簡略化することができる。しかも、凹部には先端部が揺動可能に連結されているので、出力軸とウォーム軸との偏芯及び傾動の調整幅をより大きくすることができ、よって出力軸とウォーム軸との連結作業をさらに容易に行うことができる。
【発明の効果】
【００２３】
以上のように、請求項１記載のジョイント構造によれば、軸受のラジアル隙間によるがたつきを極めて有効に利用して回転軸の他端部を電動モータの出力軸に対して大きく偏倚させることができるので、出力軸と回転軸との偏芯及び傾動の調整幅を大きくすることができる。その結果、出力軸と回転軸とを高精度に調芯させる必要がなく、その分、両者の連結作業を容易に行える。しかも、ジョイント構造は簡素にて小型のものであるので、出力軸と回転軸とを少ないスペースで連結することができる。このため、電動モータと回転軸とを備える各種装置の小型化を図ることができる。
また、回転軸と前記出力軸とを互いに揺動自在に連結するので、出力軸と回転軸との偏芯及び傾動の調整幅をより大きくすることができ、よって出力軸と回転軸との連結作業をさらに容易に行うことができる。
【００２４】
請求項２記載の減速機構及び請求項３〜４記載の操舵補助装置によれば、電動モータの出力軸とウォーム軸とを、構造が簡素で軸方向の長さの短いジョイント構造を用いて連結しているので、装置の小型化を図ることができる。また、上記軸受のラジアル隙間によるがたつきを極めて有効に利用してウォーム軸の他端部を出力軸に対して大きく偏倚させることができるので、出力軸とウォーム軸との偏芯及び傾動の調整幅を大きくすることができる。その結果、出力軸とウォーム軸とを高精度に調芯させる必要がなく、その分、両者の連結作業を容易に行える。
【００２５】
また、ウォーム軸がウォームホイールへ向けて偏倚可能であるので、出力軸とウォーム軸との偏芯及び傾動の調整幅を大きくしている点と相まって、ウォーム軸をウォームホイールへ向けて無理なく移動させることができる。このため、上記付勢手段によってウォームをウォームホイールの摩耗に追従させて容易に移動させることができ、ひいてはバックラッシュが生じるのを容易且つ確実に防止することができる。
【００２６】
請求項５記載の操舵補助装置によれば、上記凸部及び凹部をそれぞれ構成する専用のジョイント部材を設けることなく、上記出力軸とウォーム軸とを直接的に連結することができ、当該装置の構成を簡略化することができる。しかも、凹部には凸部が揺動可能に連結されているので、出力軸とウォーム軸との偏芯及び傾動の調整幅をより大きくすることができ、よって出力軸とウォーム軸との連結作業をさらに容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態に係る操舵補助装置の電動モータ及び減速機構部分を示す断面図である。
【図２】（ａ）は図１に示した電動モータの出力軸の先端部に設けた凸部を示す斜視図であり、（ｂ）は図１のIIｂ−IIｂ線断面図である。
【図３】本発明の操舵補助装置の全体構造を示す断面図である。
【図４】図１のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】従来の操舵補助装置全体構造を示す断面図である。
【図６】別の従来の操舵補助装置における電動モータ及び減速機構部分を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明のジョイント構造及びそれを用いた操舵補助装置を示す好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図３は、本発明の操舵補助装置の全体構造を示す断面図である。この操舵補助装置は、上端に操舵輪１を取り付ける第１操舵軸２と、この第１操舵軸２の下端にトーションバー３を介して連結された筒状の第２操舵軸４と、上記第１操舵軸２と第２操舵軸４との相対的な回転変位量により操舵トルクを検出するトルクセンサ５と、このトルクセンサ５の検出結果に基づいて駆動される操舵補助用の電動モータ６と、この電動モータ６の回転を減速して第２操舵軸４に伝達する減速機構７とを備えている。
【００２９】
上記第１操舵軸２は、第１ステアリングコラム９及び第２ステアリングコラム１０に包囲された状態で支持されており、第１ステアリングコラム９はブラケット１２を介して車体Ａに取り付けられている。また、上記トルクセンサ５はセンサハウジングＨ１に収容されており、上記減速機構７はギヤハウジングＨ２に収容されており、上記電動モータ６はギヤハウジングＨ２に取り付けられている。
【００３０】
上記第１操舵軸２は、上端部に前記操舵輪１が取り付けられた筒状の第１軸体２ａと、この第１軸体２ａの下端部に軸方向への移動が許容された状態で一体回転可能に嵌合された棒状の第２軸体２ｂと、この第２軸体２ｂにピン２ｃにより連結された筒状の第３軸体２ｄとを備えている。上記第１軸体２ａは、その中間部が軸受１３を介して円筒状の第１ステアリングコラム９に回転自在に支持されている。また、上記第１及び第２軸体２ａ，２ｂ間には、自動車の衝突時等において運転者から操舵輪１に作用する衝撃エネルギーを吸収するための合成樹脂製の緩衝部材２ｅが設けられている。さらに、第３軸体２ｄと第２操舵軸４との間には上記トルクセンサ５が配置されている。
【００３１】
上記第２ステアリングコラム１０は、その上端部が第１ステアリングコラム９に摺動自在に嵌合され、下端部が前記センサハウジングＨ１に嵌入されており、上記衝撃エネルギーを吸収する際に、第１ステアリングコラム９を第２ステアリングコラム１０に対して軸方向へ移動させ得るようになっている。
【００３２】
上記第２操舵軸４の内部にはトーションバー３が導入されており、当該第２操舵軸４の下端部は、ピン４ａにより前記トーションバー３に一体回転可能に連結されている。また、この第２操舵軸４の軸方向の中間部は、一対の軸受１４，１５を介して上記ギヤハウジングＨ２に回転可能に支持されており、これら軸受１４，１５の相互間４ｂにウォームホイール７２の内周が一体回転可能に嵌合されている。
【００３３】
減速機構７は、図１に示すように、上記電動モータ６の出力軸６０にこの発明のジョイント構造８を用いて連結されたウォーム軸７０と、上記第２操舵軸４に一体回転可能に嵌合された上記ウォームホイール７２とを備えている。ウォーム軸７０の軸方向の中間部には、ウォーム７１が一体形成されており、このウォーム７１はウォームホイール７２に噛み合わせてある。したがって、電動モータ６の出力軸６０の回転をウォーム軸７０とウォームホイール７２とによって減速して第２操舵軸４に伝達することができる。この第２操舵軸４の回転は、車輪に連結された例えばラックピニオン式の舵取機構にユニバーサルジョイントJ（図３参照）を介して伝達される。
【００３４】
上記ウォーム軸７０は、第２操舵軸４の軸線と直交させた状態で配置されており、その一端部７０ａ及び他端部７０ｂがそれぞれ第１及び第２軸受１６，１７を介して上記ギヤハウジングＨ２の第１及び第２軸受孔９１，９２に回転可能に支持されている（図１参照）。
【００３５】
上記第１軸受１６は、ボール軸受によって構成されたものであり、ウォーム軸７０の一端部７０ａが内輪１６ａに圧入され、上記第１軸受孔９１に外輪１６ｂが挿入されている。また、この第１軸受孔９１内には、第１軸受１６の外輪１６ｂに当接してウォーム軸７０の軸長方向へのがたつきを防止するための筒状のねじ体１８が螺着されている。
【００３６】
上記第２軸受１７は、メタル軸受によって構成されたものであり、ウォームホイール７２方向に偏倚できるように第２軸受孔９２に取り付けられている。すなわち、図４にも示すように、この第２軸受孔９２の内奥部と第２軸受１７との間には、隙間９２ａが設けられており、第２軸受１７は上記隙間９２ａ分だけウォームホイール７２側へ移動できるようになっている。
【００３７】
上記第２軸受孔９２の開孔側にはプラグ３４がねじ込まれており、このプラグ３４と第２軸受１７との間には、当該第２軸受１７をウォームホイール７２方向へ常時付勢する付勢手段としての圧縮コイルばね３２を、弾性収縮させた状態で介在してある。図の場合、圧縮コイルばね３２は、第２軸受１７の外輪１７ａの外周に突設された有底筒状の突部１７ｂの内部に収容されている。この圧縮コイルばね３２の付勢力は、第２軸受孔９２へのプラグ３４のねじ込み量を調整することによって最適な値に調整されている。上記プラグ３４は、ロックナット３５によって固定されている。
【００３８】
尚、上記の構成以外に、例えば図６に示した場合と同様に、ボール軸受により第２軸受１７を構成し、第２軸受孔９２内に移動可能に配置されたサポートヨークをばねで付勢することによって当該第２軸受１７をウォームホイール７２方向へ付勢する構成でもよい。
【００３９】
上記ジョイント構造８は、図１に示すように、ウォーム軸７０の一端部７０ａ側に設けられた凹部８ａと、出力軸６０側に設けられ、上記凹部８ａに互いに係合する凸部８ｂとを有するものであり、それらの凹部８ａ及び凸部８ｂで構成される連結部分の中心位置を、ウォーム軸７０の軸方向における上記第１軸受１６の中心位置に実質的に一致させた状態で、ウォーム軸７０と出力軸６０とを連結している。
【００４０】
上記凸部８ｂは、図２（ａ）及び（ｂ）にも示すように、例えば断面正六角形で出力軸６０の先端部を軸方向中央部が膨出する太鼓状に加工することにより構成されたものである。また、凹部８ａは、ウォーム軸７０の一端部７０ａを軸方向に切り欠くことにより形成されたものであり、上記の凸部（先端部）８ｂが揺動可能に連結されている。このように、連結対象のウォーム軸７０の一端部７０ａ及び出力軸６０の先端部をそれぞれ凹部８ａ及び凸部８ｂに加工することにより、専用のジョイント部材を設けることなく、出力軸６０とウォーム軸７０とを直接的に連結することができる。さらに、凸部８ｂを凹部８ａに揺動可能に連結しているので、出力軸６０に対してウォーム軸７０の他端部７０ｂをより大きく偏倚させることができる。
【００４１】
尚、凹部８ａ及び凸部８ｂは、出力軸６０の回転をウォーム軸７０に伝達できるものであればよく、断面正六角形に限定されるものではないが、出力軸６０からウォーム軸７０へのトルク伝達のロスが少ない断面正四〜八角形のものが好ましい。
【００４２】
以上のように、本実施形態の操舵補助装置では、ウォーム軸７０と出力軸６０とをジョイント構造８により連結するとともに、その連結部分の中心位置を上記第１軸受１６のウォーム軸７０の軸方向における中心位置に実質的に一致させた状態としているので、第１軸受１６を中心としてウォーム軸７０の他端部７０ｂを出力軸６０に対して偏倚させることができ、その第１軸受１６のラジアル隙間によるがたつきと上記連結部分での隙間によるがたつきとを極めて有効に利用して、ウォーム軸７０の他端部７０ｂを出力軸６０に対して大きく偏倚させることができる。したがって、出力軸６０とウォーム軸７０との偏芯及び傾動の調整幅を大きくすることができ、よってウォーム軸７０と出力軸６０との連結精度を特段上げる必要がなく、その連結作業を容易に行える。しかも、ジョイント構造８は簡素であり、セレーション及びジョイント部材を用いた上述の従来例と異なり、軸方向長さを極めて短くすることができ、その分、減速機構７の小型化を図ることができる。
【００４３】
また、本実施形態では、ウォーム軸７０をウォームホイール７２へ向けて偏倚可能に支持するとともに、圧縮コイルばね３２によりウォーム軸７０をウォームホイール７２方向に付勢しているので、ウォーム軸７０のウォーム７１をウォームホイール７２に弾性的に押し付けておくことができる。さらに、出力軸６０とウォーム軸７０との偏芯及び傾動の調整幅を大きくしている点と相まって、ウォーム軸７０をウォームホイール７２へ向けて無理なく移動させることができる。したがって、長期間の使用によってウォーム７１及びウォームホイール７２の歯面が摩耗した場合でも、この摩耗にウォーム７１を追従させてバックラッシュが生じるのを防止することができる。また、吸水や熱等によって合成樹脂製のウォームホイール７２が膨張した場合には、ウォーム軸７０をウォームホイール７２の反対側へ逃がして回転トルクが大きくなるのを防止することができる。また、上記のようにウォーム軸７０のウォーム７１をウォームホイール７２に弾性的に押し付けることができるので、両者を組み付ける際に、両者を含む部品の寸法誤差に影響されることなくバックラッシュを調整することができる。
【００４４】
また、上記ジョイント構造８の凹部８ａ及び凸部８ｂは、連結対象のウォーム軸７０の一端部７０ａ及び出力軸６０の先端部をそれぞれ加工することで構成されているので、それらの凹部８ａ及び凸部８ｂをそれぞれ構成する専用のジョイント部材を設けることなく、出力軸６０とウォーム軸７０とを直接的に連結することができ、当該装置の構成を簡略化することができる。さらに、凹部８ａには凸部８ｂが揺動可能に連結されているので、出力軸６０とウォーム軸７０との偏芯及び傾動の調整幅をより大きくすることができ、よって出力軸６０とウォーム軸７０との連結作業をさらに容易に行うことができる。
【００４５】
尚、上記の説明では、電動モータ６の出力軸６０とウォーム軸７０とを連結する構成について説明したが、本発明のジョイント構造はこれに限定されるものではなく、回転軸の軸方向における軸受の中心位置に、回転軸の一端部と出力軸との連結部分の中心位置を実質的に一致させた状態で、それらの回転軸と出力軸とを連結するものであれば、出力軸６０とこの出力軸６０によって回転駆動される各種回転軸とを連結するジョイント構造としても好適に使用することができる。例えばウォーム軸７０の一端部７０ａ及び出力軸６０の先端部にそれぞれスプライン孔及びスプライン軸を設けて、このスプライン結合の中心位置を第１軸受１６の上記の中心位置に実質的に一致させたものでもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１ 操舵輪
３２ 圧縮コイルばね（付勢手段）
６ 電動モータ
６０ 出力軸
７ 減速機構
７０ ウォーム軸（回転軸）
７０ａ 一端部
７１ ウォーム
７２ ウォームホイール
８ ジョイント構造
８ａ 凹部
８ｂ 凸部
１６ 第１軸受（軸受）
１７ 第２軸受
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受により回転自在に支持された回転軸を電動モータの出力軸に一体回転可能に連結するジョイント構造であって、
前記回転軸の軸方向における前記軸受の中心位置に、前記回転軸の一端部と前記出力軸との連結部分の中心位置を実質的に一致させた状態で、それらの回転軸と出力軸とを互いに揺動自在に連結しており、且つ、
前記回転軸及び前記出力軸の一方に凸部を設けるとともに他方に凹部を設け、当該凸部と凹部を揺動可能に連結したことを特徴とするジョイント構造。
【請求項２】
電動モータの回転を減速して伝達するための減速機構であって、
前記電動モータの出力軸に、請求項１記載のジョイント構造を用いて連結されたウォーム軸と、
このウォーム軸の中間部に一体形成されたウォームと噛合可能なウォームホイールと
を備えており、
前記ウォーム軸をウォームホイールへ向けて偏倚可能に支持し、このウォーム軸を付勢手段によってウォームホイール方向へ付勢していることを特徴とする減速機構。
【請求項３】
電動モータの回転をウォームが設けられた回転軸としてのウォーム軸とこのウォーム軸のウォームに噛み合わせたウォームホイールとを介して操舵軸に伝達することにより操舵補助を行う操舵補助装置において、
前記ウォーム軸の一端部側に取付けられ、そのウォーム軸を回転可能に支持する軸受を備え、
前記ウォーム軸の一端部側及び前記電動モータの出力軸側の一方に設けられた凹部と、他方に設けられ、前記凹部に係合する凸部とを有するジョイント構造をウォーム軸と出力軸との連結部分に設けているとともに、
前記ウォーム軸の軸方向における前記軸受の中心位置に、前記連結部分の中心位置を実質的に一致させた状態で、それらのウォーム軸と出力軸とを連結しており、
前記ウォーム軸をウォームホイールへ向けて偏倚可能に支持し、このウォーム軸を付勢手段によってウォームホイール方向へ付勢しており、且つ、
前記凸部と凹部を揺動可能に連結したことを特徴とする操舵補助装置。
【請求項４】
電動モータの回転をウォームが設けられた回転軸としてのウォーム軸とこのウォーム軸のウォームに噛み合わせたウォームホイールとを介して操舵軸に伝達することにより操舵補助を行う操舵補助装置において、
前記ウォーム軸の一端部側に取付けられ、そのウォーム軸を回転可能に支持する軸受を備え、
前記ウォーム軸の一端部側及び前記電動モータの出力軸側の一方に設けられた凹部と、他方に設けられ、前記凹部に係合する凸部とを有するジョイント構造をウォーム軸と出力軸との連結部分に設けているとともに、
前記ウォーム軸の軸方向における前記軸受の中心位置に、前記連結部分の中心位置を実質的に一致させた状態で、それらのウォーム軸と出力軸とを連結しており、
前記ウォーム軸をウォームホイールへ向けて偏倚可能に支持し、このウォーム軸を付勢手段によってウォームホイール方向へ付勢しており、且つ、
前記凹部と凸部の連結が、スプライン孔及びスプライン軸からなるスプライン結合であることを特徴とする操舵補助装置。
【請求項５】
前記凸部が、断面正多角形で軸方向中央部が膨出する太鼓状に形成された前記出力軸の先端部により構成されているとともに、
前記凹部が、前記ウォーム軸の一端部を軸方向に断面正多角形に切り欠くことにより形成されて前記先端部が揺動可能に連結されていることを特徴とする請求項３記載の操舵補助装置。
【請求項１】
軸受により回転自在に支持された回転軸を電動モータの出力軸に一体回転可能に連結するジョイント構造であって、
前記回転軸の軸方向における前記軸受の中心位置に、前記回転軸の一端部と前記出力軸との連結部分の中心位置を実質的に一致させた状態で、それらの回転軸と出力軸とを互いに揺動自在に連結しており、且つ、
前記回転軸及び前記出力軸の一方に凸部を設けるとともに他方に凹部を設け、当該凸部と凹部を揺動可能に連結したことを特徴とするジョイント構造。
【請求項２】
電動モータの回転を減速して伝達するための減速機構であって、
前記電動モータの出力軸に、請求項１記載のジョイント構造を用いて連結されたウォーム軸と、
このウォーム軸の中間部に一体形成されたウォームと噛合可能なウォームホイールと
を備えており、
前記ウォーム軸をウォームホイールへ向けて偏倚可能に支持し、このウォーム軸を付勢手段によってウォームホイール方向へ付勢していることを特徴とする減速機構。
【請求項３】
電動モータの回転をウォームが設けられた回転軸としてのウォーム軸とこのウォーム軸のウォームに噛み合わせたウォームホイールとを介して操舵軸に伝達することにより操舵補助を行う操舵補助装置において、
前記ウォーム軸の一端部側に取付けられ、そのウォーム軸を回転可能に支持する軸受を備え、
前記ウォーム軸の一端部側及び前記電動モータの出力軸側の一方に設けられた凹部と、他方に設けられ、前記凹部に係合する凸部とを有するジョイント構造をウォーム軸と出力軸との連結部分に設けているとともに、
前記ウォーム軸の軸方向における前記軸受の中心位置に、前記連結部分の中心位置を実質的に一致させた状態で、それらのウォーム軸と出力軸とを連結しており、
前記ウォーム軸をウォームホイールへ向けて偏倚可能に支持し、このウォーム軸を付勢手段によってウォームホイール方向へ付勢しており、且つ、
前記凸部と凹部を揺動可能に連結したことを特徴とする操舵補助装置。
【請求項４】
電動モータの回転をウォームが設けられた回転軸としてのウォーム軸とこのウォーム軸のウォームに噛み合わせたウォームホイールとを介して操舵軸に伝達することにより操舵補助を行う操舵補助装置において、
前記ウォーム軸の一端部側に取付けられ、そのウォーム軸を回転可能に支持する軸受を備え、
前記ウォーム軸の一端部側及び前記電動モータの出力軸側の一方に設けられた凹部と、他方に設けられ、前記凹部に係合する凸部とを有するジョイント構造をウォーム軸と出力軸との連結部分に設けているとともに、
前記ウォーム軸の軸方向における前記軸受の中心位置に、前記連結部分の中心位置を実質的に一致させた状態で、それらのウォーム軸と出力軸とを連結しており、
前記ウォーム軸をウォームホイールへ向けて偏倚可能に支持し、このウォーム軸を付勢手段によってウォームホイール方向へ付勢しており、且つ、
前記凹部と凸部の連結が、スプライン孔及びスプライン軸からなるスプライン結合であることを特徴とする操舵補助装置。
【請求項５】
前記凸部が、断面正多角形で軸方向中央部が膨出する太鼓状に形成された前記出力軸の先端部により構成されているとともに、
前記凹部が、前記ウォーム軸の一端部を軸方向に断面正多角形に切り欠くことにより形成されて前記先端部が揺動可能に連結されていることを特徴とする請求項３記載の操舵補助装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−４３７４４（Ｐ２０１０−４３７４４Ａ）
【公開日】平成２２年２月２５日（２０１０．２．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２３６４６７（Ｐ２００９−２３６４６７）
【出願日】平成２１年１０月１３日（２００９．１０．１３）
【分割の表示】特願２００１−１２７７６７（Ｐ２００１−１２７７６７）の分割
【原出願日】平成１３年４月２５日（２００１．４．２５）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月２５日（２０１０．２．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月１３日（２００９．１０．１３）
【分割の表示】特願２００１−１２７７６７（Ｐ２００１−１２７７６７）の分割
【原出願日】平成１３年４月２５日（２００１．４．２５）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]