特許 6158448 カップリング

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6158448

(24)【登録日】2017年6月16日

(45)【発行日】2017年7月5日

(54)【発明の名称】カップリング

(51)【国際特許分類】

   F16D 3/74 20060101AFI20170626BHJP

   F16D 1/02 20060101ALI20170626BHJP

   B62D 5/04 20060101ALI20170626BHJP

【ＦＩ】

   F16D3/74 Z

   F16D1/02 110

   B62D5/04

【請求項の数】8

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2016-568981(P2016-568981)

(86)(22)【出願日】2016年7月12日

(86)【国際出願番号】JP2016003295

(87)【国際公開番号】WO2017010087

(87)【国際公開日】20170119

【審査請求日】2016年11月21日

(31)【優先権主張番号】特願2015-140030(P2015-140030)

(32)【優先日】2015年7月13日

(33)【優先権主張国】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000005061

【氏名又は名称】バンドー化学株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001427

【氏名又は名称】特許業務法人前田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】城戸 隆一

(72)【発明者】

【氏名】吉川 元祥

【審査官】 日下部 由泰

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−３５０４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２７０５７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１７３４６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１０５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２６９５１８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｄ ３／７４

Ｂ６２Ｄ ５／０４

Ｆ１６Ｄ １／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

端部が互いに突き合わされた駆動軸と従動軸とを同心状態ないし偏心変位量が変動する偏心状態でトルク伝達のために連結するようにしたカップリングであって、
前記駆動軸および従動軸の端部にそれぞれ設けられ、互いに突き合わされて配置される一対のジョイント部と、
前記一対のジョイント部間に外嵌合され、両ジョイント部を連結する円筒状のスリーブと、
を備え、
前記スリーブの内周面には、該スリーブの中心線に沿った方向に延びる一定の溝幅を有する複数のスプライン溝が周方向に間隔をあけて設けられている一方、
前記一対のジョイント部の外周面には、前記スプライン溝に歯合する複数の歯部が形成されており、
前記歯部は、前記歯部の幅が軸心方向に沿って一定となっている均一幅部と、前記均一幅部の相対する前記ジョイント部側に連続して設けられ前記歯部の幅が相対する前記ジョイント部に向かうにつれて狭くなった先細部とを含み、且つ前記均一幅部及び前記先細部を含む前記歯部の高さが軸心方向に沿って一定であるカップリング。

【請求項2】

請求項１において、
前記先細部は軸心方向に対して傾斜する傾斜面によって、前記歯部の幅が狭くなっているカップリング。

【請求項3】

請求項２において、
前記ジョイント部と前記スリーブの接触長さをＳ、前記一対のジョイント部間の間隙をＧ、前記駆動軸と従動軸との遊びが必要な最大偏心変位量をＤ、並びに前記先細部における歯部側面が駆動軸及び従動軸の軸心方向となす傾斜角をＡとしたときに、
tanＡ≧Ｄ／（Ｓ＋Ｇ）
となるカップリング。

【請求項4】

請求項１〜３のいずれか１つにおいて、
前記ジョイント部と前記スリーブの接触長さをＳ、及び前記先細部の軸心方向の長さをＬとしたときに、
０．８Ｓ＜Ｌ＜０．９９Ｓ
となるカップリング。

【請求項5】

請求項１〜４のいずれか１つにおいて、
従動軸は、自動車用の電動パワーステアリング装置のステアリングシャフトにウォームホイールを介して駆動連結されたウォームであり、
駆動軸は前記ウォームを駆動する制御モータの出力軸であるカップリング。

【請求項6】

請求項１〜５のいずれか１つにおいて、
前記ジョイント部は高弾性体で構成され、前記スリーブは低弾性体で構成されているカップリング。

【請求項7】

端部が互いに突き合わされた駆動軸と従動軸とを同心状態ないし偏心変位量が変動する偏心状態でトルク伝達のために連結するようにしたカップリングであって、
前記駆動軸および従動軸の端部にそれぞれ設けられ、互いに突き合わされて配置される一対のジョイント部と、
前記一対のジョイント部間に外嵌合され、両ジョイント部を連結する円筒状のスリーブと、
を備え、
前記スリーブの内周面には、該スリーブの中心線に沿った方向に延びる一定の溝幅を有する複数のスプライン溝が周方向に間隔をあけて設けられている一方、
前記一対のジョイント部の外周面には、前記スプライン溝に歯合する複数の歯部が形成されており、
前記歯部には、軸心方向に沿って歯部の幅が一定となっている均一幅部と、相対するジョイント部に向かうにつれて歯部の幅が狭くなる先細部とが設けられており、
前記先細部は軸心方向に対して傾斜する傾斜面によって、前記歯部の幅が狭くなっており、
前記ジョイント部と前記スリーブの接触長さをＳ、前記一対のジョイント部間の間隙をＧ、前記駆動軸と従動軸との遊びが必要な最大偏心変位量をＤ、及び前記先細部における歯部側面が駆動軸及び従動軸の軸心方向となす傾斜角をＡとしたときに、
tanＡ≧Ｄ／（Ｓ＋Ｇ）
となるカップリング。

【請求項8】

端部が互いに突き合わされた駆動軸と従動軸とを同心状態ないし偏心変位量が変動する偏心状態でトルク伝達のために連結するようにしたカップリングであって、
前記駆動軸および従動軸の端部にそれぞれ設けられ、互いに突き合わされて配置される一対のジョイント部と、
前記一対のジョイント部間に外嵌合され、両ジョイント部を連結する円筒状のスリーブと、
を備え、
前記スリーブの内周面には、該スリーブの中心線に沿った方向に延びる一定の溝幅を有する複数のスプライン溝が周方向に間隔をあけて設けられている一方、
前記一対のジョイント部の外周面には、前記スプライン溝に歯合する複数の歯部が形成されており、
前記歯部には、軸心方向に沿って歯部の幅が一定となっている均一幅部と、相対するジョイント部に向かうにつれて歯部の幅が狭くなる先細部とが設けられており、
前記ジョイント部と前記スリーブの接触長さをＳ、及び前記先細部の軸心方向の長さをＬとしたときに、
０．８Ｓ＜Ｌ＜０．９９Ｓ
となるカップリング。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、カップリングに関し、特にたわみ継手に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、互いに端部を突き合わされた駆動軸と従動軸とを連結する構造として、カップリングが知られている（特許文献１参照）。このカップリングでは、駆動軸および従動軸の各端部に駆動連結される高弾性体で構成された一対のジョイント部と、該ジョイント部に外嵌合する低弾性体で構成された円筒状のスリーブとが設けられており、該ジョイント部の外周には軸心に沿った方向に延びる複数の歯部が形成されている。それに対し、スリーブの内周面には中心線に平行な複数のスプライン溝が形成されており、これらのスプライン溝にジョイント部の歯部を歯合させることで、駆動軸の回転によるトルクをスリーブを介して従動軸に伝達する構造となっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第３５３９９２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

このようなカップリングにおいては、スリーブの弾力性と、スリーブおよびジョイントの歯部の間に設けた遊びとによって、駆動および従動軸（２つの回転軸）間のミスアライメントを順応させ、両軸間の静かな伝動を実現することができる。この際、ジョイント部の歯部とスプライン溝との間の遊びが少ないほど、高剛性の伝動が可能となって駆動軸から従動軸へ効率よくトルクが伝達されることが知られており、例えば、自動車用の電動パワーステアリング装置におけるウォームと、該ウォームを駆動する電動モータからなる制御モータの出力軸との連結部などに当該技術が利用されている。

【0005】

ところで、前述の自動車用の電動パワーステアリング装置においては、ウォームとウォームホイールとの間のバックラッシをなくすために、ウォームに軸心と垂直な方向へ与圧をかけてウォームホイールに押し付ける技術が知られている。このような場合には、ウォームと制御モータの出力軸とが偏心し、それに伴いカップリングのスリーブ内においてジョイントの歯部とスプライン溝の内壁とが接触することにより反力が生じ、回転によるトルク伝達を阻害してしまう。よって、このような場合には、偏心の初期段階には極めて低い剛性、つまり若干の「遊び」の効果が要求される。しかし、ジョイント部の歯部とスプライン溝との間の遊びを設けると、トルク伝達方向への高剛性を満足できなくなることになる。

【0006】

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、カップリングの構造に改良を加えることにより、トルク伝達（回転）方向には高剛性を実現しつつ、駆動軸および従動軸が偏心する方向にはその初期において極めて低い剛性を実現するようにすることにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記の目的を達成するために、本発明では、ジョイント部の歯部に先細部を設けることで、駆動軸と従動軸とが偏心した際に先細部がスプライン溝の内壁に接触しないようにして、偏心反力の発生を抑えつつ、トルク伝達方向には歯部の均一幅を有する部分がスプライン溝に直ぐに干渉して、高いトルク伝達を実現できるようにした。

【0008】

具体的には、第１の発明は、端部が互いに突き合わされた駆動軸と従動軸とを同心状態ないし偏心変位量が変動する偏心状態でトルク伝達のために連結するようにしたカップリングであって、前記駆動軸および従動軸の端部にそれぞれ設けられ、互いに突き合わされて配置される一対のジョイント部と、前記一対のジョイント部間に外嵌合され、両ジョイント部を連結する円筒状のスリーブとを備え、前記スリーブの内周面には、該スリーブの中心線に沿った方向に延びる一定の溝幅を有する複数のスプライン溝が周方向に間隔をあけて設けられている一方、前記一対のジョイント部の外周面には、前記スプライン溝に歯合する複数の歯部が形成されており、前記歯部には、軸心方向に沿って歯部の幅が一定となっている均一幅部と、相対するジョイント部に向かうにつれて歯部の幅が狭くなる先細部とが設けられていることを特徴とする。

【0009】

上記構成とすることで、ジョイント部の歯部が先細部において相対するジョイント部に向かうにつれて先細形状になっているため、駆動軸と従動軸とが偏心したときでも、ジョイント部の歯部の先細部とスプライン溝の内壁の接触による反力が発生することがなく、トルク伝達を阻害しない。このことで、駆動軸と従動軸とが偏心する方向にはその初期において極めて低い剛性が実現する。

【0010】

一方、駆動軸と従動軸との間でトルクの伝達をするときには、ジョイント部の歯部の均一幅部とスプライン溝とが直ぐに接触するので、高剛性で効率のよいトルク伝達を行うことができる。

【0011】

第２の発明は、第１の発明において、前記先細部は軸心方向に対して傾斜を持つ傾斜面によって、前記歯部の幅が狭くなっていることを特徴とする。

【0012】

第３の発明は、第２の発明において、前記ジョイント部と前記スリーブの接触長さをＳ、前記一対のジョイント部間の間隙をＧ、前記駆動軸と従動軸との遊びが必要な最大偏心変位量をＤ、前記先細部における歯部側面が駆動軸及び従動軸の軸心方向となす傾斜角をＡとしたときに、tanＡ≧Ｄ／（Ｓ＋Ｇ）となることを特徴とする。

【0013】

これらの発明の構成とすることで、駆動軸と従動軸との偏心変位量が最大となっても、ジョイント部の歯部の先細部がスリーブ内のスプライン溝の内壁と接触することがなく、トルク伝達を阻害する反力の発生を防ぐことができる。

【0014】

第４の発明は、第１〜第３の発明のいずれか１つにおいて、前記ジョイント部と前記スリーブの接触長さをＳ、前記先細部の軸心方向の長さをＬとしたときに、０．８Ｓ＜Ｌ＜０．９９Ｓとなることを特徴とする。

【0015】

上記構成とすることで、製造時のバラツキを考慮しつつ、所定の偏心変位量に対して満足できる偏心反力の抑止を実現することができる。

【0016】

第５の発明は、第１〜第４の発明のいずれか１つにおいて、従動軸は、自動車用の電動パワーステアリング装置のステアリングシャフトにウォームホイールを介して駆動連結されたウォームであり、駆動軸は前記ウォームを駆動する制御モータの出力軸であることを特徴とする。

【0017】

第６の発明は、第１〜第５の発明のいずれか１つにおいて、前記ジョイント部は高弾性体で構成され、前記スリーブは低弾性体で構成されていることを特徴とする。

【0018】

これらの発明の構成とすることで、偏心の発生しうる電動パワーステアリング装置のウォームと該ウォームを駆動する制御モータの出力軸との間に、本発明のカップリングを適用することができる。

【発明の効果】

【0019】

以上説明したように、本発明によれば、ジョイント部とスリーブとを組み合わせたカップリングによって駆動軸および従動軸間のトルク伝達を行う場合に、ジョイント外周の歯部に先細部を設けたことにより、駆動軸と従動軸とが偏心した際に、ジョイント部の歯部の先細部がスリーブのスプライン溝の内壁と接触してトルク伝達を阻害する偏心反力が発生するのを抑止しつつ、均一幅部とスプライン溝との接触により効率の良いトルク伝達を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】実施形態に係る自動車用の電動パワーステアリング装置の概要を示す斜視図である。

【図2】図１における制御モータおよび減速ギア部を一部破断して示す拡大図である。

【図3】実施形態に係るカップリングのジョイント部の斜視図である。

【図4】実施形態に係るカップリングのジョイント部およびスリーブの連結構造を示す斜視図である。

【図5】実施形態に係る駆動軸と従動軸とが同心状態のときのジョイント部の歯部とスプライン溝との連結状態を表す模式図である。

【図6】実施形態に係る駆動軸と従動軸とが最大偏心状態のときの図５相当図である。

【図7】実施例においてねじり角度と伝達トルクとの関係の測定結果を示す図である。

【図8】実施例において偏心変位と偏心反力との関係の測定結果を示す図である。

【図9】比較例１に係る測定結果を示す図７相当図である。

【図10】比較例１に係る測定結果を示す図８相当図である。

【図11】比較例２に係る測定結果を示す図７相当図である。

【図12】比較例２に係る測定結果を示す図８相当図である。

【図13】比較例１に係るカップリングの側面図である。

【図14】比較例２に係る図１３相当図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態の説明は本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

【0022】

図１は、実施形態に係る自動車用の電動パワーステアリング装置１０の概要を示す。運転手が操舵するステアリングホイール１はその中心部でコラムシャフト２の後端部に回転一体に取り付けられている。コラムシャフト２の前端部は、減速ギア部３を介してインタミディエットシャフト６（中間シャフト）の上端部と連結されている。インタミディエットシャフト６の下端部はピニオン軸７に連結されている。このピニオン軸７にはピニオン（図示せず）が設けられ、このピニオンは車幅方向に延びるラックハウジング８内のラック（図示せず）に噛合されている。ラックはラックハウジング８内を摺動可能で、その両端部はタイロッド９を介して左右の前輪（図示せず）と連結されており、これにより運転手によるステアリングホイール１の操舵力が前輪に伝わって前輪が転舵される構成となっている。減速ギア部３にはトルクセンサ５が設けられており、トルクセンサ５によって運転手によるステアリングホイール１の操舵トルクを検出し、制御モータ４を制御する構成となっている。

【0023】

図２に拡大して示すように、減速ギア部３内部には、ウォームホイール３３がコラムシャフト２に回転一体に取付固定されて配置され、このウォームホイール３３はウォーム３１と歯合されており、ウォーム３１の回転に伴いウォームホイール３３が回転するように構成されている。ウォーム３１は、本発明の従動軸を構成しており、その一端側には、電動モータからなる制御モータ４の出力軸４１がその端部をウォーム３１の一端部に同心状態で突き合わせた状態で配置されている。この制御モータ４の出力軸４１は駆動軸を構成しており、その出力軸４１（駆動軸）とウォーム３１（従動軸）とを連結するために本発明の実施形態に係るカップリング５０が設けられている。そして、制御モータは図外のコントローラからの制御信号を受けて作動制御され、コントローラには前記トルクセンサ５の出力信号が入力されるようになっており、これにより、トルクセンサ５で検出したトルクに基づいて制御モータ４が作動し、その出力軸４１の回転によるトルクがカップリング５０を介してウォーム３１に伝達されて、ウォーム３１と歯合したウォームホイール３３を回転させ、この回転がコラムシャフト２に伝わることにより、ステアリング操舵で発生したトルクに応じたステアリングホイール１の操舵補助（アシスト）を行い、電動パワーステアリング装置１０としての機能を実現する。

【0024】

図３および図４は前記カップリング５０を拡大して示しており、このカップリング５０は、一対のジョイント部５１，５１と、それら一対のジョイント部５１，５１間に外嵌合された円筒状のスリーブ５６とを備えている。図３においては、ジョイント部５１に外嵌合するスリーブ５６は仮想線で示している。また、図４は、カップリング５０のジョイント部５１およびスリーブ５６の連結構造を示しており、構造を判り易くするため、スリーブ５６の半分および一方（紙面手前）のジョイント部５１の半分を省略している。

【0025】

前記一対のジョイント部５１，５１はいずれも径が均一な円筒状のもので、例えば鉄などの高弾性体（弾性率：２０６ＧＰａ）で構成されている。両ジョイント部５１，５１は互いに対向して突き合わされて配置され、一方のジョイント部５１には、前記ウォーム３１の一端部（制御モータ４側の端部）が、また他方のジョイント部５１には、制御モータ４の出力軸４１がそれぞれ回転一体に嵌入されるようになっている。このことで、一対のジョイント部５１，５１は、それぞれ駆動軸としての制御モータ４の出力軸４１の端部と、従動軸としてのウォーム３１の端部とに駆動連結されている。

【0026】

各ジョイント部５１の外周面には、その相対するジョイント部５１側に、ジョイント部５１の軸心と平行に延びる複数（例えば１０本乃至１５本程度）の歯部５２，５２，…が周方向に等ピッチで間隔を空けて並んだ状態で突設されている。歯部５２，５２，…の高さは軸心に沿って一定となっている。

【0027】

一方、円筒状のスリーブ５６は、両ジョイント部５１，５１に外嵌合されて両ジョイント部５１，５１を連結するものであり、ゴムや樹脂などの低弾性体（弾性率：１００ＭＰａ以上１０００ＭＰａ以下）からなっている。スリーブ５６の内周面には、そのスリーブ５６の長さ方向の両端間に亘ってスリーブ５６の中心線に沿った方向に延びる複数のスプライン溝５７，５７，…が周方向に等ピッチで間隔を空けて設けられている。この各スプライン溝５７は、その全長（スリーブ５６の長さ方向の両端間）に亘って一定の溝幅および溝深さを有しており、このスリーブ５６のスプライン溝５７に前記ジョイント部５１の歯部５２が歯合するように構成されている。

【0028】

そして、本発明の特徴として、前記各ジョイント部５１の外周面の各歯部５２は一定の幅を有している均一幅部５３ａと、相対するジョイント部５１に向かうにつれて歯部５２の幅が狭くなる先細部５３ｂとが設けられている。この先細部５３ｂは、図示の例では軸心方向に対して傾斜する傾斜面を有しており、歯部５２の幅がテーパ状に細くなっている。

【0029】

ここで、図４に示すように、ジョイント部５１とスリーブ５６の接触長さをＳ、先細部５３ｂの軸心方向の長さをＬ、一対のジョイント部５１，５１間の間隙をＧ、出力軸４１（駆動軸）とウォーム３１（従動軸）との遊びが必要な最大偏心変位量をＤ、先細部５３ｂにおける歯部側面が出力軸４１およびウォーム３１の軸心方向となす傾斜角をＡとしたとき、ジョイント部５１とスリーブ５６との幾何学的関係を考慮すると、tanＡ≧Ｄ／（Ｓ＋Ｇ）の関係を満たす傾斜角Ａをジョイント部５１の歯部５２の先細部５３ｂにつけることが好ましく、さらには０．８Ｓ＜Ｌ＜０．９９Ｓの関係を満たすことが好ましい。ここで、「遊びが必要な最大偏心変位量」とは、出力軸４１（駆動軸）とウォーム３１（従動軸）とが偏心した場合において、偏心反力を抑制する必要がある偏心変位量の最大値を意味する。

【0030】

以下において、電動パワーステアリング装置１０の作動について説明する。運転手によるステアリングホイール１の操舵による回転トルクがトルクセンサ５で検出され、その大きさに応じてコントローラにより制御モータ４が作動制御され、この制御モータ４の出力軸４１が回転する。ここで、出力軸４１と減速ギア部３内部のウォーム３１とがカップリング５０を介して連結されているため、出力軸４１の回転がウォーム３１に伝達され、それによってウォーム３１と、ウォーム３１に歯合されたウォームホイール３３とが回転されることになる。

【0031】

このとき、ウォーム３１とウォームホイール３３との歯合面とのバックラッシをなくすために、ウォーム３１はその軸心と垂直な方向（ウォームホイール３３に押し付ける方向）に与圧が加えられる。この予圧は、ウォーム３１の制御モータ４と反対側の端部に備えられた与圧部３２によって制御されるが、この予圧により、ウォーム３１の軸心は制御モータ４の出力軸４１の軸心と偏心した状態となる。

【0032】

図６は、制御モータ４の出力軸４１（駆動軸）とウォーム３１（従動軸）とが最大偏心状態となった場合のジョイント部５１とスリーブ５６との連結状態を模式的に示しており、スリーブ５６の構成は仮想線で描かれている。ここでは、ウォーム３１に連結された図６下側のジョイント部５１が、制御モータ４の出力軸４１に連結された図６上側のジョイント部５１に対し、図で右側へ遊びが必要な最大偏心変位量Ｄだけ偏心している状態である。このとき、ウォーム３１と連結されたジョイント部５１の偏心によりスリーブ５６が傾き、それに伴いスリーブ５６の内周面に設けられたスプライン溝５７も傾くこととなる。しかし、その際、ジョイント部５１の歯部５２には、相対するジョイント部５１に向かうにつれて歯部５２の幅が狭くなる先細部５３ｂが設けられているため、この先細部５３ｂがスリーブ５６内のスプライン溝５７の内壁と接触せず、トルク伝達を妨げる偏心反力が発生しない。このことで、制御モータ４の出力軸４１（駆動軸）とウォーム３１（従動軸）とが偏心する方向の初期において極めて低い剛性が実現する。

【0033】

これに対し、トルク伝達方向にはスプライン溝５７と歯部５２の均一幅部５３ａとが直ぐに干渉するため、高いトルク伝達を実現することができる。

【0034】

これらにより、制御モータ４の出力軸４１とウォーム３１の偏心に伴い、連結されたジョイント部５１，５１同士が偏心しても、トルク伝達（回転）方向には高剛性を実現しつつ、出力軸４１とウォーム３１とが偏心する方向にはその初期において極めて低い剛性を実現できる。

【0035】

また、この実施形態では、ジョイント部５１とスリーブ５６の接触長さＳ、先細部５３ｂの軸心方向の長さＬ、一対のジョイント部５１，５１間の間隙Ｇ、出力軸４１（駆動軸）とウォーム３１（従動軸）との遊びが必要な最大偏心変位量をＤ、先細部５３ｂにおける歯部側面が出力軸４１およびウォーム３１の軸心方向となす傾斜角Ａの関係が、tanＡ≧Ｄ／（Ｓ＋Ｇ）であるので、出力軸４１とウォーム３１との偏心変位量が最大となっても、ジョイント部５１の歯部５２の先細部５３ｂがスリーブ５６内のスプライン溝５７の内壁と接触することがなく、トルク伝達を阻害する反力の発生をより確実に防ぐことができる。

【0036】

さらに、このとき、０．８Ｓ＜Ｌの関係を満たすことで、偏心変位量に対して偏心反力を十分に抑えることができる。また、Ｌ＜０．９９Ｓであるので、先細部５３ｂが接触長さＳの範囲内に収まり、ジョイント部５１とスリーブ５６との間隔が０となる区間が必ず存在するため、トルク伝達のときに直ぐに干渉する。

【0037】

（その他の実施形態）
上記実施形態では、自動車用の電動パワーステアリング装置１０の制御モータ４の出力軸４１とウォーム３１との間の連結に本発明のカップリングを用いているが、他の偏心の発生し得る駆動軸と従動軸との連結においても本発明を適用することができ、同様の効果を得ることができる。

【実施例】

【0038】

次に、具体的に実施した実施例について説明する。

【0039】

（実施例）
上記実施形態で説明した構造のカップリング５０である。

【0040】

（比較例１）
図１３に示すように、ジョイント部５１の歯部５２に先細部５３ｂは設けずにスリーブ−ジョイント間の遊びをなくしたものである。

【0041】

（比較例２）
図１４に示すように、ジョイント部５１の歯部５２に先細部５３ｂは設けずにスリーブ−ジョイント間の遊びを設けたものである。

【0042】

これら実施例および比較例について、ねじり角度と伝達トルクとの関係、および偏心変位と偏心反力との関係を有限要素法を用いた数値解析で求め、発明の効果を検証した。その結果を図７〜図１２に示す。

【0043】

図７に示すように、実施例では、ねじり角度と伝達トルクとの関係はほぼ比例関係となっており、高いトルク伝達効率を実現していることを読み取ることができる。

【0044】

図８では、歯部５２の駆動軸および従動軸の軸心に沿った軸心方向の長さＳと、先細部５３ｂの軸心方向の長さＬとの関係を変化させたときの偏心変位と偏心反力との関係が示されている。この図より、Ｌの値を大きくしていくことで、大きな偏心変位量に対しても偏心反力の発生を抑えられることを読み取ることができる。ここで、Ｌ＝０．８５Ｓのときのグラフにおける幅Ｐにおいて、ジョイント部５１の歯部５２に先細部５３ｂを設けたことによる遊びの効果が現れている。

【0045】

図９および図１０は比較例１における伝達トルクと偏心反力との測定結果を示している。図９に示すように、スリーブ−ジョイント間の遊びをなくした場合、ねじり角度に比例した高い伝達トルクを実現することができる。しかし、図１０に示すように、偏心反力についても偏心変位に比例する形で高い比率で増加してしまう。これは、スリーブ−ジョイント間に遊びがないことにより、ジョイントの偏心の影響をまともに受けた結果である。

【0046】

図１１および図１２は比較例２における伝達トルクと偏心反力との測定結果を示している。図１２に示すように、スリーブ−ジョイント間に遊びを設けた場合、偏心反力については偏心変位が所定の値を超えるまでほとんど発生しておらず、図１２における幅Ｐの分だけ遊びの効果が現れている。しかし、図１１に示すように、ねじり角度が所定の値を超えるまで、伝達トルクがほとんど発生していない。これは、スリーブ−ジョイント間に遊びを設けた影響が、図１１における幅Ｐの分だけ現れているためである。

【0047】

以上を検証することにより、実施例において、ねじり角度に対するトルク伝達についてはスリーブ−ジョイント間の遊びをなくした場合において現れるような高いトルク伝達効率を実現できる一方で、偏心変位が発生したときの現れる偏心反力についてはスリーブ−ジョイント間に遊びを設けた場合のおいて現れるような偏心反力を抑えることが実現できている。これにより、本発明のカップリングにおいては、トルク伝達方向には高剛性を実現しつつ、２つの回転軸が偏心する方向にはその初期において極めて低い剛性を実現できていることが判る。

【産業上の利用可能性】

【0048】

以上説明したように、本発明は、例えば自動車の電動パワーステアリング装置に利用されるような、偏心の発生しうる駆動軸と従動軸との連結に用いるカップリングに極めて有用である。

【符号の説明】

【0049】

３ 減速ギア部
４ 制御モータ
１０ 電動パワーステアリング装置
３１ ウォーム（従動軸）
３２ 与圧部
３３ ウォームホイール
４１ 出力軸（駆動軸）
５０ カップリング
５１ ジョイント部
５２ 歯部
５３ａ 均一幅部
５３ｂ 先細部
５６ スリーブ
５７ スプライン溝

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】