МЕХАНИЗМ СОЕДИНЕНИЯ ВАЛОВ ДЛЯ УСТРОЙСТВА РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ С ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ПРИВОДОМ
SHAFT LOCKING MECHANISM FOR STEERING CONTROL DEVICE WITH ELECTRIC DRIVE

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к механизму соединения валов, пригодному для соединения вращающегося вала со стороны источника вращения, например электродвигателя в устройстве рулевого управления с электрическим приводом, и вращающегося вала со стороны управления, например, рулевого вала в автомобиле.
Предпосылки создания изобретения
Патентный документ 3: JP-UM-B-3-47971
Устройство рулевого управления с электрическим приводом предлагается для облегчения ручного рулевого управления, осуществляемого с помощью рулевого колеса, путем добавления крутящего момента, создаваемого за счет вращения ведомого вращающегося вала электродвигателя, к крутящему моменту, создаваемому за счет вращения рулевого колеса, которое приводится в действие вручную. В таком устройстве рулевого управления с электрическим приводом, рулевой вал со стороны рулевого колеса и вращающийся вал со стороны ведомого вращающегося вала электродвигателя соединяют с помощью механизма соединения валов (соединительной муфты).
В случае, когда рулевой вал и вращающийся вал соединяют с помощью механизма соединения валов, существует возможность того, что ударное воздействие во время реверсирования ведомого вращающегося вала электродвигателя и вибрация щеток электродвигателя будут передаваться на рулевое колесо через механизм соединения валов и рулевой вал, приводя тем самым к неприятному ощущению управляемости автомобилем у водителя. Чтобы избежать этого, было предложено предусмотреть прокладку, изготавливаемую, например, из каучука или мягкого полимерного материала, для механизма соединения валов.
Раскрытие изобретения
Задачи, которые решает изобретение
Если прокладку изготавливают более мягкой, делая акцент на снижение ударного воздействия и вибрации, так как мягкая прокладка, по-видимому, будет испытывать усталостную деформацию, в механизме соединения валов может возникнуть люфт из-за остаточной деформации прокладки, благодаря тому, что на прокладку оказывается повторное воздействие нагрузки. Существует возможность того, что это также вызовет у водителя неприятное ощущение управляемости автомобилем.
С другой стороны, если прокладку изготавливать более твердой, делая акцент на ее износоустойчивости, ощущение управляемости автомобилем усиливается по сравнению с вышеописанным, так как нет никакого люфта. Однако ощущение управляемости автомобилем становится неудобным из-за ударного воздействия и вибрации, передаваемых на рулевое колесо, как было описано выше.
Настоящее изобретение разработано в связи с вышеописанными обстоятельствами и его целью является предложение механизма соединения валов для устройства рулевого управления с электрическим приводом, при котором люфту в направлении вращения между одним вращающимся валом, например вращающимся валом, соединенным с приводным вращающимся валом электродвигателя, и другим вращающимся валом, например рулевым валом, соединенным с рулевым колесом, трудно появиться в течение продолжительных периодов времени, которое дает возможность снижать передачу на рулевое колесо ударного воздействия во время реверсирования электродвигателя и вибрацию щеток, и которое, следовательно, увеличивает его износоустойчивость и предотвращает от того, чтобы ощущение управляемости автомобилем становилось неудобным.
Средства решения задач
В соответствии с первым аспектом изобретения, представлен механизм соединения валов, располагаемый между двумя вращающимися валами для соединения двух вращающихся валов с помощью пары элементов для передачи вращения одного из вращающихся валов другому из вращающихся валов, причем по отношению к относительному вращению, которое меньше, чем фиксированная величина в направлении вокруг оси двух вращающихся валов между двумя вращающимися валами, пару элементов для передачи вращения приспосабливают таким образом, чтобы они проявляли ответную реакцию в виде сопротивления, по крайней мере, первого из элементов для передачи вращения в направлении вокруг оси, а что касается относительного вращения, которое равно фиксированной величине или больше в направлении вокруг оси между двумя вращающимися валами, пару элементов для передачи вращения приспосабливают таким образом, чтобы они проявляли ответную реакцию в виде сопротивления первого и второго из элементов для передачи вращения в направлении вокруг оси. Второй элемент для передачи вращения имеет жесткость, меньшую, чем жесткость первого элемента для передачи вращения по отношению к относительному вращению, меньшему, чем фиксированная величина в направлении вокруг оси между двумя вращающимися валами, и имеет жесткость, большую, чем жесткость первого элемента для передачи вращения по отношению к относительному вращению, равному фиксированной величине или большему в направлении вокруг оси между двумя вращающимися валами. Что касается относительного вращения, которое меньше, чем фиксированная величина в направлении вокруг оси между двумя вращающимися валами, первый элемент для передачи вращения имеет жесткость, меньшую, чем жесткость второго элемента для передачи вращения по отношению к относительному вращению, равному фиксированной величине или большему в направлении вокруг оси между двумя вращающимися валами.
В соответствии с механизмом соединения валов, согласно первому аспекту изобретения, второй элемент для передачи вращения имеет жесткость, меньшую, чем жесткость первого элемента для передачи вращения по отношению к относительному вращению, меньшему, чем фиксированная величина в направлении вокруг оси между двумя вращающимися валами, и имеет жесткость, большую, чем жесткость первого элемента для передачи вращения по отношению к относительному вращению, равному фиксированной величине или большему в направлении вокруг оси между двумя вращающимися валами. Более того, что касается относительного вращения, которое меньше, чем фиксированная величина в направлении вокруг оси между двумя вращающимися валами, первый элемент для передачи вращения имеет жесткость, меньшую, чем жесткость второго элемента для передачи вращения по отношению к относительному вращению, равному фиксированной величине или большему в направлении вокруг оси между двумя вращающимися валами. В результате, передачу очень малого вращения первого вращающегося вала второму вращающемуся валу можно снижать, в то время как можно фактически осуществлять передачу второму вращающемуся валу большого относительного вращения первого вращающегося вала по отношению ко второму вращающемуся валу. Более того, при деформации, равной фиксированной величине или большей в направлении вокруг оси, значительную деформацию первого элемента для передачи вращения можно предотвратить за счет второго элемента для передачи вращения, имеющего большую жесткость, так что остаточную деформацию первого элемента для передачи вращения, обусловленную постепенным изменением характеристики материала, можно снижать даже при использовании мягкого полимерного материала, который имеет незначительную жесткость, для первого элемента, передающего вращение. Таким образом, существует возможность снижать передачу на рулевое колесо ударного воздействия во время реверсирования электродвигателя и вибрацию щеток, и существует возможность устранять люфт в направлении вращения между двумя вращающимися валами. Следовательно, можно предотвращать от того, чтобы ощущение управляемости автомобилем становилось неудобным, а механизм соединения валов можно изготавливать так, чтобы увеличить его износостойкость.
Механизм соединения валов, в соответствии с изобретением, является достаточным, если он включает пару элементов для передачи вращения, располагаемых между двумя вращающимися валами в виде прокладок в направлении вращения. Однако механизм соединения валов, в соответствии с предпочтительным вторым аспектом изобретения, согласно первому аспекту изобретения, дополнительно включает: первый соединительный основной корпус, соединяемый с первым или вторым вращающимся валом; и второй соединительный основной корпус, соединяемый со вторым или с первым вращающимся валом, который является достаточным в случае, если пара элементов для передачи вращения располагается между соединительными основными корпусами.
В механизме соединения валов, согласно второму аспекту изобретения, в случае, когда первый соединительный основной корпус присоединяют к первому вращающемуся валу, второй соединительный основной корпус присоединяют ко второму вращающемуся валу, а в случае, когда первый соединительный основной корпус присоединяют ко второму вращающемуся валу, второй соединительный основной корпус присоединяют к первому вращающемуся валу. Первый соединительный основной корпус можно присоединять непосредственно и фиксировать к первому или второму вращающемуся валу, но первый соединительный основной корпус можно непрямо присоединять к первому вращающемуся валу через другой механизм передачи вращения, такой как зубчатый механизм, и то же самое применимо для второго соединительного основного корпуса.
В механизме соединения валов, в соответствии с предпочтительным третьим аспектом изобретения, согласно механизму соединения валов во втором аспекте изобретения, первый элемент для передачи вращения включает основной участок и, по крайней мере, одну пару выступов, создаваемых как единое целое с основным участком таким образом, чтобы они выступали в радиальном направлении, и второй элемент для передачи вращения включает основной участок и, по крайней мере, одну пару выступов, которые создаются как единое целое с основным участком таким образом, чтобы они выступали в радиальном направлении, которые имеют жесткость, меньшую, чем жесткость пары выступов первого элемента для передачи вращения по отношению к относительному вращению, меньшему, чем фиксированная величина в направлении вокруг оси между двумя вращающимися валами, и имеют жесткость, большую, чем жесткость пары выступов первого элемента для передачи вращения по отношению к относительному вращению, равному фиксированной величине или бóльшему в направлении вокруг оси между двумя вращающимися валами. Что касается относительного вращения, которое меньше, чем фиксированная величина в направлении вокруг оси между двумя вращающимися валами, пара выступов первого элемента для передачи вращения имеет жесткость, меньшую, чем жесткость пары выступов второго элемента для передачи вращения по отношению к относительному вращению, равному фиксированной величине или бóльшему в направлении вокруг оси между двумя вращающимися валами. Каждый из первого и второго соединительных основных корпусов имеет основной участок и выступы, создаваемые как единое целое с основным участком таким образом, чтобы они выступали в осевом направлении, причем выступы первого соединительного основного корпуса и выступы второго соединительного основного корпуса располагают поочередно в направлении вокруг оси между парой выступов первого элемента для передачи вращения, между парой выступов второго элемента для передачи вращения и между смежными парами выступов первого и второго элементов для передачи вращения, соответственно. В этом случае, в механизме соединения валов, в предпочтительном четвертом аспекте изобретения, каждый из основных участков первого и второго элементов для передачи вращения имеет меньшую толщину, чем толщина по оси соответствующего одного из выступов первого и второго элементов для передачи вращения. Кроме того, в механизме соединения валов, в соответствии с предпочтительным пятым аспектом изобретения, согласно механизму соединения валов в третьем или четвертом аспекте, основные участки первого и второго элементов для передачи вращения налагаются друг на друга в осевом направлении.
В механизме соединения валов, в соответствии с предпочтительным шестым аспектом изобретения, согласно механизму соединения валов в любом от третьего до пятого аспектов изобретения, выступ первого элемента для передачи вращения имеет характеристику линейного сопротивления по отношению к деформации в направлении вокруг оси, а выступ второго элемента для передачи вращения имеет характеристику нелинейного сопротивления, которая, при деформации, меньшей, чем фиксированная величина в направлении вокруг оси, имеет градиент, меньший, чем градиент характеристики линейного сопротивления первого элемента для передачи вращения, и которая, при деформации, равной фиксированной величине или большей в направлении вокруг оси, имеет градиент, больший, чем градиент характеристики линейного сопротивления первого элемента для передачи вращения.
В механизме соединения валов, в соответствии с предпочтительным седьмым аспектом изобретения, согласно механизму соединения валов в любом одном от третьего до шестого аспектов изобретения, выступ первого элемента для передачи вращения имеет ширину в направлении вокруг оси, которая больше, чем ширина выступа второго элемента для передачи вращения в направлении вокруг оси. В этом случае, в механизме соединения валов, в соответствии с предпочтительным восьмым аспектом изобретения, выступ второго элемента для передачи вращения имеет вмещающий паз для помещения компрессионно деформированного участка выступа первого элемента для передачи вращения, причем вмещающий паз формируют совместно с выступом первого элемента для передачи вращения. В механизме соединения валов, в соответствии с предпочтительным девятым аспектом изобретения, согласно механизму соединения валов по любому одному от третьего до восьмого аспектов, выступ второго элемента для передачи вращения имеет прорезь. Кроме того, в механизме соединения валов, в соответствии с предпочтительным десятым аспектом изобретения, согласно механизму соединения валов по любому одному от третьего до девятого аспектов, первый и второй соединительные основные корпуса имеют, соответственно, по крайней мере, одну пару выступов.
Механизм соединения валов, в соответствии с предпочтительным одиннадцатым аспектом изобретения, согласно механизму соединения валов по любому одному от первого до десятого аспектов изобретения, представляет собой механизм соединения валов для устройства рулевого управления с электрическим приводом, и первый вращающийся вал можно приспосабливать для присоединения к одному из ведомых вращающихся валов электродвигателя и рулевому валу автомобиля, и второй вращающийся вал можно приспосабливать для присоединения к другому ведомому вращающемуся валу электродвигателя и рулевому валу автомобиля.
Преимущественный технический результат изобретения
Согласно настоящему изобретению, имеется возможность представить механизм соединения валов для устройства рулевого управления с электрическим приводом, в котором люфт в направлении вращения между первым вращающимся валом, например вращающимся валом, соединяемым с ведомым вращающимся валом электродвигателя, и вторым вращающимся валом, например рулевым валом, соединяемым с рулевым колесом, создается с трудом в течение продолжительных периодов времени, что дает возможность снижать передачу на рулевое колесо ударного воздействия во время реверсирования электродвигателя и вибрацию щеток, и что увеличивает, следовательно, износоустойчивость и предотвращает от того, чтобы ощущение управляемости автомобилем становилось неудобным.
Наилучший способ осуществления изобретения
Ниже будет дано более детальное описание способа осуществления изобретения на основе использования предпочтительного варианта, иллюстрируемого на чертежах. Следует отметить, что изобретение не ограничивается этим вариантом изобретения.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 представляет собой перспективное изображение в разобранном виде предпочтительного варианта осуществления изобретения;
Фиг.2 представляет собой пояснительную диаграмму обоих элементов для передачи вращения согласно варианту осуществления изобретения, показанному на Фиг.1, на которой часть (a) представляет собой изображение вида спереди, а часть (b) - изображение вида части (а) с правой стороны;
Фиг.3 представляет собой пояснительную характеристическую диаграмму, иллюстрирующую взаимосвязь между перемещением и сопротивлением в варианте осуществления изобретения, показанном на Фиг.1;
Фиг.4 представляет собой пояснительную диаграмму первого элемента для передачи вращения согласно варианту осуществления изобретения, показанному на Фиг.1, на которой часть (a) представляет собой изображение вида спереди, а часть (b) - изображение вида части (а) с правой стороны;
Фиг.5 представляет собой пояснительную диаграмму второго элемента для передачи вращения согласно варианту осуществления изобретения, показанному на Фиг.1, на которой часть (a) представляет собой изображение вида спереди, а часть (b) - изображение вида части (а) с правой стороны;
Фиг.6 представляет собой пояснительную диаграмму другого примера обоих элементов для передачи вращения, которые можно использовать в варианте осуществления изобретения, показанном на Фиг.1, на которой часть (a) представляет собой изображение вида спереди, а часть (b) - изображение вида части (a) с правой стороны;
Фиг.7 представляет собой пояснительную диаграмму первого элемента для передачи вращения согласно примеру, показанному на Фиг.6, на которой часть (a) представляет собой изображение вида спереди, а часть (b) - изображение вида части (a) с правой стороны;
Фиг.8 представляет собой пояснительную диаграмму второго элемента для передачи вращения согласно примеру, показанному на Фиг.6, на которой часть (a) представляет собой изображение вида спереди, а часть (b) - изображение вида части (а) с правой стороны;
Фиг.9 представляет собой пояснительную диаграмму еще одного примера обоих элементов для передачи вращения, которые можно использовать в варианте осуществления изобретения, показанном на Фиг.1, на которой часть (a) представляет собой изображение вида спереди, а часть (b) - изображение вида части (a) с правой стороны;
Фиг.10 представляет собой пояснительную диаграмму первого элемента для передачи вращения согласно примеру, показанному на Фиг.9, на которой часть (a) представляет собой изображение вида спереди, а часть (b) - изображение вида части (a) с правой стороны;
Фиг.11 представляет собой пояснительную диаграмму второго элемента для передачи вращения согласно примеру, показанному на Фиг.9, на которой часть (a) представляет собой изображение вида спереди, а часть (b) - изображение вида части (a) с правой стороны;
Фиг.12 представляет собой пояснительную диаграмму дополнительного примера элементов для передачи вращения, которые можно использовать в варианте осуществления изобретения, показанном на Фиг.1, на которой часть (a) представляет собой изображение вида спереди, а часть (b) - изображение вида части (a) с правой стороны;
Фиг.13 представляет собой пояснительную характеристическую диаграмму, иллюстрирующую взаимосвязь между перемещением и сопротивлением в примере осуществления изобретения, показанном на Фиг.12;
Фиг.14 представляет собой пояснительную диаграмму первого элемента для передачи вращения согласно примеру осуществления изобретения, показанному на Фиг.12, на которой часть (a) представляет собой изображение вида спереди, а часть (b) - изображение вида части (a) с правой стороны;
Фиг.15 представляет собой пояснительную диаграмму второго элемента для передачи вращения согласно примеру осуществления изобретения, показанному на Фиг.12, на которой часть (a) представляет собой изображение вида спереди, а часть (b) - изображение вида части (a) с правой стороны;
Фиг.16 представляет собой пояснительную диаграмму еще одного дополнительного примера элементов для передачи вращения, которые можно использовать в варианте осуществления изобретения, показанном на Фиг.1, на которой часть (a) представляет собой изображение вида спереди, а часть (b) - изображение вида части (a) с правой стороны;
Фиг.17 представляет собой изображение в поперечном разрезе, выполненном в направлении стрелок вдоль линии XVII-XVII, показанной на Фиг.16;
Фиг.18 представляет собой диаграмму, объясняющую операцию в примере, показанном на Фигурах 16 и 17; и
Фиг.19 представляет собой пояснительную диаграмму дополнительного примера обоих элементов для передачи вращения, которые можно использовать в варианте осуществления изобретения, показанном на Фиг.1, на которой часть (a) представляет собой изображение вида спереди, а часть (b) - изображение вида части (a) с правой стороны.
На Фигурах 1-5 механизм 1 соединения валов для устройства рулевого управления с электрическим приводом в соответствии с этим вариантом осуществления изобретения состоит из соединительного основного корпуса 3, соединяемого с вращающимся валом 2; соединительного основного корпуса 5, соединяемого с рулевым валом 4, служащим в качестве вращающегося вала; и пары элементов 6 и 7 для передачи вращения, которые располагаются между вращающимся валом 2 и рулевым валом 4 с помощью обоих соединительных основных корпусов 3 и 5 и передают вращение вращающегося вала 2 на рулевой вал 4.
Вращающийся вал 2 является вращающимся валом со стороны электродвигателя устройства рулевого управления с электрическим приводом. Соединительный основной корпус 3 включает кольцеобразный основной участок 11; пару выступов 12, создаваемых как единое целое с основным участком 11 таким образом, чтобы они выступали в осевом направлении, т.е. в направлении А, и располагаемых с угловым интервалом 180° в направлении вокруг оси, т.е. в направлении R; и сквозное отверстие 13, внутри которого пригоняют и закрепляют вращающийся вал 2. Соединительный основной корпус 5 включает кольцеобразный основной участок 16; пару выступов 17, создаваемых как единое целое с основным участком 16 таким образом, чтобы они выступали в направлении А, и располагаемых с угловым интервалом 180° в направлении R; и сквозное отверстие 18, внутри которого пригоняют и закрепляют рулевой вал 4.
Каждый из выступов 12 имеет в направлении R пару боковых поверхностей 21 и 22, служащих в качестве жестких поверхностей, передающих вращение, и каждый из выступов 17 также имеет в направлении R пару боковых поверхностей 23 и 24, служащих в качестве жестких поверхностей, передающих вращение. Боковые поверхности 21 и 22 каждого выступа 12 располагаются между боковой поверхностью 24 и боковой поверхностью 23 выступов 17 в направлении R. Боковые поверхности 23 и 24 каждого выступа 17 располагаются между боковой поверхностью 22 и боковой поверхностью 21 выступов 12 в направлении R. Таким образом, соединительный основной корпус 3 имеет две пары боковых поверхностей 21 и 22, служащих в качестве жестких поверхностей для передачи вращения, и соединительный основной корпус 5 имеет две пары боковых поверхностей 23 и 24, причем каждая пара служит в качестве пары жестких поверхностей для передачи вращения, которые располагаются между боковыми поверхностями 21 и 22, которые представляют собой жесткие поверхности для передачи вращения соответствующей пары.
Элемент 6 для передачи вращения, который изготавливают из мягкого материала, имеющего меньшую жесткость, чем элемент 7 для передачи вращения, имеет кольцеобразный основной участок 31, а также пару выступов 32, служащих в качестве участков для передачи вращения, которые создают как единое целое с основным участком 31 таким образом, чтобы они выступали в радиальном направлении, которые располагают с угловым интервалом 90° (или 270°) в направлении R, и которые обладают характеристикой линейного сопротивления (напряжения), показанной прямой линией а - 0 - b на Фиг.3. Элемент 7 для передачи вращения, который изготавливают из материала, имеющего большую жесткость, чем элемент 6 для передачи вращения, имеет кольцеобразный основной участок 35, располагающийся на основном участке 31 элемента 6 для передачи вращения, а также пару выступов 36, служащих в качестве участков для передачи вращения, которые создают как единое целое с основным участком 35 таким образом, чтобы они выступали в радиальном направлении, которые располагают с угловым интервалом 90° (или 270°) в направлении R, и которые обладают характеристикой нелинейного сопротивления (напряжения), показанной ломаной линией c - d - 0 - e - f на Фиг.3.
В элементе 6 для передачи вращения первый выступ 32 имеет боковую поверхность 41, которая приходит в соприкосновение с боковой поверхностью 22 первого выступа 12, а также боковую поверхность 42, которая приходит в соприкосновение с боковой поверхностью 23 первого выступа 17, и располагается между боковой поверхностью 22 первого выступа 12 и боковой поверхностью 23 первого выступа 17. Второй выступ 32 имеет боковую поверхность 41, которая приходит в соприкосновение с боковой поверхностью 24 первого выступа 17, а также боковую поверхность 42, которая приходит в соприкосновение с боковой поверхностью 21 второго выступа 12, и располагается между боковой поверхностью 24 первого выступа 17 и боковой поверхностью 21 второго выступа 12.
В элементе 7 для передачи вращения, первый выступ 36 имеет боковую поверхность 51, которая приходит в соприкосновение с боковой поверхностью 22 второго выступа 12, а также боковую поверхность 52, которая приходит в соприкосновение с боковой поверхностью 23 второго выступа 17, и располагается между боковой поверхностью 22 второго выступа 12 и боковой поверхностью 23 второго выступа 17. Второй выступ 36 имеет боковую поверхность 51, которая приходит в соприкосновение с боковой поверхностью 24 второго выступа 17, а также боковую поверхность 52, которая приходит в соприкосновение с боковой поверхностью 21 первого выступа 12, и располагается между боковой поверхностью 24 второго выступа 17 и боковой поверхностью 21 первого выступа 12.
Таким образом, пару выступов 12 соединительного основного корпуса 3 и пару выступов 17 соединительного основного корпуса 5 устанавливают поочередно в направлении R между парой выступов 32 элемента 6 для передачи вращения, между парой выступов 36 элемента 7 для передачи вращения и между смежными выступами 32 и 36 элементов 6 и 7 для передачи вращения, соответственно.
Выступ 32 имеет характеристику линейного сопротивления, представленную прямой линией а - 0 - b, показанной на Фиг.3, по отношению к компрессионной деформации в направлении R. Каждый из выступов 36 имеет прорезь 63, которая связывается с кольцеобразным отверстием 61, созданным в основном участке 35, и является открытой в верхней поверхности 62 выступа 36. В случае наличия прорези 63 с некоторой шириной в направлении R, выступ 36 способен упруго деформироваться в направлении R. Между тем, в случае, когда ширина прорези 63 в направлении R становится равной нулю из-за упругой деформации в направлении R, и прорезь 63 исчезает, выступ 36 подвергается компрессионной деформации вместо упругой деформации. Таким образом, выступ 36 имеет характеристику нелинейного сопротивления, которая, при деформации, меньшей, чем фиксированная величина в направлении R, имеет градиент, меньший, чем градиент характеристики линейного сопротивления выступа 32, показанный прямой линией d - 0 - е на Фиг.3, на основе упругой деформации, которая, при деформации, равной фиксированной величине или большей в направлении R, имеет градиент, больший, чем градиент характеристики линейного сопротивления выступа 32, показанный прямыми линиями с - d и е - f на Фиг.3, на основе компрессионной деформации, и который, в целом, показан ломаной линией c - d - 0 - e - f на Фиг.3.
Таким образом, что касается относительного вращения, меньшего, чем фиксированная величина в направлении R между вращающимся валом 2 и рулевым валом 4, т.е. что касается такого относительного вращения, при котором ширина прорези 63 в направлении R не становится равной нулю и прорезь 63 не исчезает, выступ 32 элемента 6 для передачи вращения имеет жесткость, градиент которой представлен прямой линией а - 0 - b, и которая меньше, чем жесткость выступа 36 элемента 7 для передачи вращения по отношению к относительному вращению, равному фиксированной величине или большему в направлении R между вращающимся валом 2 и рулевым валом 4, т.е. по отношению к такому относительному вращению, при котором прорезь 63 исчезает, т.е. жесткость имеет градиент в виде прямых линий с - d и е - f. Что касается относительного вращения, которое меньше, чем фиксированная величина в направлении R между вращающимся валом 2 и рулевым валом 4, т.е. что касается относительного вращения, при котором прорезь 63 не исчезает, выступ 36 элемента 7 для передачи вращения имеет жесткость, градиент которой представлен прямой линией d - 0 - е, т.е. жесткость, меньшую, чем жесткость в направлении R выступа 32 элемента 6 для передачи вращения, т.е. чем жесткость, имеющую градиент в виде прямой линии а - 0 - b. Между тем, что касается относительного вращения, равного фиксированной величине или большего в направлении R между вращающимся валом 2 и рулевым валом 4, т.е. что касается такого относительного вращения, при котором прорезь 63 исчезает, выступ 36 элемента 7 для передачи вращения имеет жесткость, которая представлена градиентами в виде прямых линий с - d и е - f, т.е. имеет жесткость, бóльшую, чем жесткость в направлении R выступа 32 элемента 6 для передачи вращения, т.е. чем жесткость, имеющую градиент в виде прямой линии а - 0 - b. Таким образом, что касается такого относительного вращения, которое меньше, чем фиксированная величина в направлении R между вращающимся валом 2 и рулевым валом 4, при котором прорезь 63 не исчезает, пару элементов 6 и 7 для передачи вращения приспосабливают для создания ответной реакции в виде сопротивления в направлении R, имеющего характер прямой линии h - 0 - i на Фиг.3, которое объединяет сопротивление элемента 6 для передачи вращения в направлении R и сопротивление элемента 7 для передачи вращения в направлении R. Между тем, что касается такого относительного вращения, которое равно фиксированной величине в направлении R или больше между вращающимся валом 2 и рулевым валом 4, при котором прорезь 63 исчезает, пару элементов 6 и 7 для передачи вращения приспосабливают для создания ответной реакции в виде сопротивления, имеющего характер прямых линий g - h и i - j нa Фиг.3, которое объединяет сопротивление элемента 6 для передачи вращения в направлении R и сопротивление элемента 7 для передачи вращения в направлении R. Более того, что касается такого относительного вращения, которое меньше, чем фиксированная величина в направлении R между вращающимся валом 2 и рулевым валом 4, при котором ширина прорези 63 в направлении R не становится равной нулю, элемент 6 для передачи вращения имеет жесткость, меньшую, чем жесткость элемента 7 для передачи вращения по отношению к такому относительному вращению, равному фиксированной величине или большему в направлении R между вращающимся валом 2 и рулевым валом 4, при котором ширина прорези 63 в направлении R становится равной нулю. Что касается такого относительного вращения, которое меньше, чем фиксированная величина в направлении R между вращающимся валом 2 и рулевым валом 4, при котором ширина прорези 63 в направлении R не становится равной нулю, элемент 7 для передачи вращения имеет жесткость, меньшую, чем жесткость элемента 6 для передачи вращения, в то же время, что касается такого относительного вращения, которое равно фиксированной величине или бóльшему в направлении R между вращающимся валом 2 и рулевым валом 4, при котором ширина прорези 63 в направлении R становится равной нулю, элемент 7 для передачи вращения имеет жесткость, большую, чем жесткость элемента 6 для передачи вращения.
Основной участок 31 имеет толщину, меньшую, чем толщина каждого выступа 32 в направлении А, и основной участок 35 также имеет толщину, меньшую, чем толщина каждого выступа 36 в направлении А. Элементы 6 и 7 для передачи вращения располагают таким образом, что их основные участки 31 и 35 накладываются друг на друга в направлении А. Таким образом, механизм 1 соединения валов помещают между двумя вращающимися валами, состоящими из вращающегося вала 2, соединенного с ведомым вращающимся валом электродвигателя, и рулевым валом 4 автомобиля, и его приспосабливают для соединения вращающегося вала 2 и рулевого вала 4 с помощью соединительных основных корпусов 3 и 5 и пары элементов 6 и 7 для передачи вращения в направлении R вращающегося вала 2 на рулевой вал 4.
В случае устройства рулевого управления с электрическим приводом, оборудованного вышеописанным механизмом 1 соединения валов, когда рулевое колесо вручную приводится в действие водителем, рулевой вал вращается в направлении R, и вращение рулевого вала 4 в направлении R передается на продольную рулевую тягу и прочие механизмы, такие как создающие возвратно-поступательные движения посредством неиллюстрируемого трансмиссионного механизма, например зубчатая передача, тем самым передавая рулевое усилие на рулевые колеса. При ручном управлении рулевым колесом, осуществляемом водителем, когда применяется электродвигатель, который контролируется сигналом обнаружения от датчика крутящего момента для детектирования крутящего момента, прикладываемого к рулевому колесу, вращающийся вал 2 вращается в направлении R. Вращение соединительного основного корпуса 3 в направлении R передается затем на выступы 17 соединительного основного корпуса 5, что сопровождается деформацией выступов 32 в направлении R и деформацией выступов 36 в направлении R, которая сужает ширину раскрытия прорези 63, благодаря выступам 12. В результате, крутящий момент вращающегося вала 2 в направлении R добавляется к крутящему моменту рулевого вала 4 в направлении R, помогая тем самым выполнению ручной операции посредством рулевого колеса, осуществляемой водителем.
В этой связи, в случае использования механизма 1 соединения валов, как в положении, при котором рулевое колесо не приводится в действие водителем, а рулевой вал 4 не вращается в направлении R, так и в положении, при котором рулевое колесо приводится в действие водителем, а рулевой вал 4 вращается в направлении R, в случае, когда вращающийся вал 2 относительно вращается по отношению к рулевому валу 4 в направлении R на такую малую величину, что ширина прорези 63 в направлении R не становится равной нулю и прорезь 63 не исчезает, т.е. при относительном вращении, меньшем, чем фиксированная величина в направлении R между вращающимся валом 2 и рулевым валом 4, выступы 32 легко деформируются, проявляя ответную реакцию на такое относительное вращение в виде незначительной жесткости, представляемой прямой линией a - 0 - b. Также, выступы 36, каждый из которых имеет прорезь 63, легко деформируются таким образом, что делают прорезь 63 в направлении R незначительной, проявляя ответную реакцию на относительное вращение в виде незначительной жесткости, представляемой прямой линией d - 0 - e. В результате, такое малое относительное вращение вращающегося вала 2 в направлении R трудно передать на рулевой вал 4. Таким образом, имеется возможность снижать передачу на рулевое колесо ударного воздействия во время реверсирования электродвигателя и вибрацию щеток через механизм 1 соединения валов и рулевой вал 4, тем самым делая возможным предохранять от того, чтобы ощущение управляемости автомобилем становилось неудобным. Кроме того, когда ширина прорези 63 становится равной нулю при компрессионной деформации выступов 32 в направлении R и упругой деформации выступов 36 в направлении R, легкая деформируемость выступов 36 в направлении R устраняется, и деформация каждого из выступов 36 в направлении R происходит с трудом, так что значительная деформация каждого из выступов 32 в направлении R может подавляться каждым из выступов 36. Следовательно, остаточная деформация каждого из выступов 32, связанная с постепенным изменением характеристики материала, может предотвращаться, и обоюдный контакт в направлении R между каждым из выступов 32 и 36 и каждым из выступов 12 и 17 можно поддерживать в течение продолжительных периодов времени, в результате чего люфт между рулевым валом 4 и вращающимся валом 2 в направлении R будет создаваться с трудом. Затем, когда рулевой вал 4 вращается в направлении R за счет ручной операции посредством рулевого колеса, осуществляемой водителем, и вращающийся вал 2 вращается в направлении R за счет действия электродвигателя, так что вращающийся вал 2 имеет тенденцию к относительному вращению в направлении R по отношению к рулевому валу 4 на величину вращения, равную фиксированной величине или большую, при которой ширина прорези 63 в направлении R становится равной нулю, элементы 6 и 7 для передачи вращения передают вращение вращающегося вала 2 в направлении R на рулевой вал 4, проявляя ответную реакцию на такое относительное вращение, равное фиксированной величине или большее, в виде значительной жесткости выступов 36 в направлении R, представляемой прямыми линиями с - d и е - f в результате исчезновения прорезей 63 и сжатия в направлении R, а также жесткости выступов 32 в направлении R в результате сжатия в направлении R, тем самым помогая вращению рулевого вала 4.
Хотя в вышеописанном механизме 1 соединения валов выступы 12, 17, 32 и 62 создают в виде одной пары, соответственно, выступы можно альтернативно создавать в виде двух пар, соответственно, как показано на Фигурах 6-8. То есть в механизме 1 соединения валов, показанном на Фигурах 6-8, соединительный основной корпус 3 имеет дополнительно к жесткому основному участку 11 и сквозному отверстию 13, две пары жестких выступов 12а и 12b, которые создают как единое целое с основным участком 11 таким образом, чтобы они выступали в осевом направлении, т.е. в направлении А, и располагались с угловыми интервалами 180° в направлении вокруг оси, т.е. в направлении R. Соединительный основной корпус 5 имеет, дополнительно к жесткому основному участку 16 и сквозному отверстию 18, две пары жестких выступов 17а и 17b, которые создают как единое целое с основным участком 16 таким образом, чтобы они выступали в направлении А, и располагались с угловыми интервалами 180° в направлении R. Элемент 6 для передачи вращения имеет, дополнительно к основному участку 31, две пары выступов 32а и 32b, служащих в качестве участков для передачи вращения, которые создают как единое целое с основным участком 31 таким образом, чтобы они выступали в радиальном направлении, располагались с угловыми интервалами 45° (или 315°) в направлении R, и чтобы они имели характеристику линейного сопротивления. Элемент 7 для передачи вращения имеет, дополнительно к основному участку 35, две пары выступов 36а и 36b, служащих в качестве участков для передачи вращения, которые создают как единое целое с основным участком 35 таким образом, чтобы они выступали в радиальном направлении, и которые имеют характеристику нелинейного сопротивления. Четыре выступа 12а и 12b соединительного основного корпуса 3 и четыре выступа 17а и 17b соединительного основного корпуса 5 располагают поочередно в направлении R вокруг оси в положении контакта с и между двумя парами выступов 32а и 32b элемента 6 для передачи вращения, между двумя парами выступов 36а и 36b элемента 7 для передачи вращения, и между смежными выступами 32а и 32b, а также выступами 36а и 36b элементов 6 и 7 для передачи вращения, соответственно.
Также в случае механизма 1 соединения валов, показанного на Фигурах 6-8, выступы 32а и 32b имеют характеристику линейного сопротивления, представляемую прямой линией а - 0 - b на Фиг.3, по отношению к деформации в направлении R. Каждый из выступов 36а и 36b имеет прорезь 63, которая связывается с кольцеобразным отверстием 61, созданным в основном участке 35 и открытым в верхней поверхности 62 каждого из выступов 36а и 36b. В случае наличия прорези 63 с некоторой шириной в направлении R, выступы 36а и 36b способны деформироваться в направлении R. Между тем, в случае, когда ширина прорези 63 в направлении R становится равной нулю из-за упругой деформации в направлении R, и прорезь 63 исчезает, каждый из выступов 36а и 36b подвергается компрессионной деформации вместо упругой деформации. Таким образом, выступы 36а и 36b имеют характеристику нелинейного сопротивления, которая, при деформации, меньшей, чем фиксированная величина в направлении R, имеет градиент, меньший, чем градиент характеристики линейного сопротивления выступов 32а и 32b, показанный прямой линией d - 0 - е на Фиг.3, на основе упругой деформации, которая при деформации, равной фиксированной величине или большей в направлении R, имеет градиент, больший, чем градиент характеристики линейного сопротивления выступов 32а и 32b, показанный прямыми линиями с - d и е - f нa Фиг.3, на основе компрессионной деформации, и который, в целом, показан ломаной линией c - d - 0 - e - f на Фиг.3.
В случае использования устройства рулевого управления с электрическим приводом, оборудованного механизмом 1 соединения валов, показанным на Фигурах 6-8, таким же образом, как устройство оборудовано механизмом 1 соединения валов, показанным на Фигурах 1-5, в обоих положениях: как в положении, при котором рулевое колесо не приводится в действие водителем, а рулевой вал 4 не вращается в направлении R, так и в положении, при котором рулевое колесо приводится в действие водителем, а рулевой вал 4 вращается в направлении R, в случае, когда вращающийся вал 2 относительно вращается по отношению к рулевому валу 4 в направлении R на очень малую величину, т.е. при относительном вращении, меньшем, чем фиксированная величина в направлении R между вращающимся валом 2 и рулевым валом 4, выступы 32а и 32b легко деформируются, проявляя ответную реакцию на такое относительное вращение в виде незначительной жесткости, представляемой прямой линией а - 0 - b. Также, выступы 36а и 36b, каждый из которых имеет прорезь 63, легко деформируются таким образом, что делают ширину прорези 63 в направлении R небольшой, проявляя ответную реакцию на относительное вращение в виде незначительной жесткости, представляемой прямой линией d - 0 - е. В результате, такое малое относительное вращение вращающегося вала 2 в направлении R трудно передать на рулевой вал 4. Таким образом, имеется возможность снижать передачу на рулевое колесо ударного воздействия во время реверсирования электродвигателя и вибрацию щеток через механизм 1 соединения валов и рулевой вал 4, тем самым делая возможным предохранять от того, чтобы ощущение управляемости автомобилем становилось неудобным. Кроме того, когда ширина прорези 63 становится равной нулю при компрессионной деформации выступов 32а и 32b в направлении R и упругой деформации выступов 36а и 36b в направлении R, легкая деформируемость выступов 36а и 36b в направлении R устраняется, и деформация каждого из выступов 36а и 36b в направлении R происходит с трудом, так что значительная деформация каждого из выступов 32а и 32b в направлении R может подавляться каждым из выступов 36а и 36b. Следовательно, остаточная деформация выступов 32а и 32b, связанная с постепенным изменением характеристики материала, может предотвращаться, и обоюдный контакт в направлении R между каждым из выступов 32а и 32b и выступов 36а и 36b, с одной стороны, и каждым из выступов 12а и 12b и выступов 17а и 17b, с другой стороны, можно поддерживать в течение продолжительных периодов времени, в результате чего люфт между рулевым валом 4 и вращающимся валом 2 в направлении R будет создаваться с трудом. Затем, когда рулевой вал 4 вращается в направлении R за счет ручной операции посредством рулевого колеса, осуществляемой водителем, и вращающийся вал 2 вращается в направлении R за счет действия электродвигателя, так что вращающийся вал 2 имеет тенденцию к относительному вращению в направлении R по отношению к рулевому валу 4 на величину вращения, равную фиксированной величине или бóльшую, элементы 6 и 7 для передачи вращения передают вращение вращающегося вала 2 в направлении R на рулевой вал 4, проявляя ответную реакцию на такое относительное вращение в направлении R, равное фиксированной величине или большее, в виде значительной жесткости выступов 36а и 36b в направлении R, представляемой прямыми линиями c - d и e - f в результате исчезновения прорезей 63, а также жесткости выступов 32а и 32b в направлении R в результате сжатия в направлении R, тем самым помогая вращению рулевого вала 4.
Кроме того, в случае каждого из вышеописанных механизмов 1 соединения валов, выступы 32 или 32а и 32b элемента 6 для передачи вращения и выступы 36 или 36а и 36b элемента 7 для передачи вращения располагаются таким образом, чтобы они не перекрывали друг друга в направлении А. Альтернативно, однако, как показано на Фигурах 9-11, выступы элемента 6 для передачи вращения и элемента 7 для передачи вращения можно располагать таким образом, чтобы они перекрывали друг друга в направлении А. На Фигурах 9-11 соединительный основной корпус 3 имеет, дополнительно к жесткому основному участку 11 и сквозному отверстию 13, три жестких выступа 12, которые создают как единое целое с основным участком 11 таким образом, чтобы они выступали в осевом направлении, т.е. в направлении А, и которые располагают с равноугольными интервалами 120° в направлении вокруг оси, т.е. в направлении R. Соединительный основной корпус 5 имеет, дополнительно к жесткому основному участку 16 и сквозному отверстию 18, три жестких выступа 17, которые создают как единое целое с основным участком 16 таким образом, чтобы они выступали в направлении А, и которые располагают с равноугольными интервалами 120° в направлении R. Элемент 6 для передачи вращения, который изготавливают из материала, имеющего меньшую жесткость, чем элемент 7 для передачи вращения, имеет кольцеобразный основной участок 31, а также шесть выступов 32, служащих в качестве участков для передачи вращения, которые изготавливают как единое целое с основным участком 32 таким образом, чтобы они выступали в радиальном направлении, и которые располагают с равноугольными интервалами в направлении R. Элемент 7 для передачи вращения, который изготавливают из материала, имеющего бóльшую жесткость, чем элемент 6 для передачи вращения, имеет две пластины 72 и 73 для передачи вращения. Каждая из пластин 72 и 73 для передачи вращения имеет кольцеобразный основной участок 35, а также шесть выступов 36, служащих в качестве участков для передачи вращения, которые изготавливают как единое целое с основным участком 35 таким образом, чтобы они выступали в радиальном направлении, и которые располагают с равноугольными интервалами в направлении R.
В элементе 6 для передачи вращения, расположенном между пластинами 72 и 73 для передачи вращения в направлении А, каждый из выступов 32 имеет боковую поверхность 41, которая приходит в соприкосновение с односторонними поверхностями 22 и 24 выступа 12 и выступа 17, а также боковую поверхность 42, которая приходит в соприкосновение с другими боковыми поверхностями 21 и 23 выступа 12 и выступа 17, причем каждый из выступов 32 располагается между соответствующими боковыми поверхностями 21 и 22 выступа 12 и боковыми поверхностями 23 и 24 выступа 17 в направлении R. Выступ 32 имеет характеристику линейного сопротивления, представленную прямой линией а - 0 - b на Фиг.3, по отношению к деформации в направлении R.
В каждой из пластин 72 и 73 для передачи вращения, располагаемых таким образом, чтобы элемент 6 для передачи вращения помещался между ними, каждый из выступов 36 имеет боковую поверхность 51, которая приходит в соприкосновение с односторонними поверхностями 22 и 24 выступа 12 и выступа 17, боковую поверхность 52, которая приходит в соприкосновение с другими боковыми поверхностями 21 и 23 выступа 12 и выступа 17, и прорезь 63, которая связывается с кольцеобразным отверстием 61, создаваемым в основном участке 35, и которая открыта в верхней поверхности 62 выступа 36. Каждый из выступов 36 располагается между соответствующими боковыми поверхностями 21 и 22 выступа 12 и боковыми поверхностями 23 и 24 выступа 17 в направлении R. Нелинейная характеристика сопротивления придается выступу 36 в направлении R за счет прорези 63. То есть выступ 36 имеет характеристику нелинейного сопротивления, которая, при деформации, меньшей, чем фиксированная величина в направлении R, имеет градиент меньший, чем градиент характеристики линейного сопротивления каждого из выступов 32, представленный прямой линией d - 0 - е на Фиг.3, и которая, при деформации, равной фиксированной величине или большей в направлении R, имеет градиент, больший, чем градиент характеристики линейного сопротивления каждого из выступов 32, показанный прямыми линиями с - d и е - f на Фиг.3.
В случае примера, показанного на Фигурах 9-11, ширина D1 выступа 32 в направлении R и ширина D2 выступа 36 в направлении R с прорезью 63, полностью открытой, в основном, равны.
В вышеописанных элементах 6 и 7 для передачи вращения, показанных на Фигурах 9-11, каждый второй выступ 32 элемента 6 для передачи вращения располагается между боковой поверхностью 22 в направлении R выступа 12 соединительного основного корпуса 3 и боковой поверхностью 23 в направлении R выступа 17 соединительного основного корпуса 5. Каждый второй дополнительный выступ 32 элемента 6 для передачи вращения располагается между боковой поверхностью 21 в направлении R выступа 12 соединительного основного корпуса 3 и боковой поверхностью 24 в направлении R выступа 17 соединительного основного корпуса 5. Каждый второй выступ 36 элемента 7 для передачи вращения располагается между боковой поверхностью 22 в направлении R выступа 12 соединительного основного корпуса 3 и боковой поверхностью 23 в направлении R выступа 17 соединительного основного корпуса 5. Каждый второй дополнительный выступ 36 элемента 7 для передачи вращения располагается между боковой поверхностью 21 в направлении R выступа 12 соединительного основного корпуса 3 и боковой поверхностью 24 в направлении R выступа 17 соединительного основного корпуса 5. Основные участки 31 и 35 элементов 6 и 7 для передачи вращения накладываются друг на друга в направлении А, и выступы 32 и 36 элементов 6 и 7 для передачи вращения также накладываются друг на друга в направлении А.
Таким образом, что касается такого относительного вращения, которое меньше, чем фиксированная величина в направлении R между вращающимся валом 2 и рулевым валом 4, при котором ширина прорези 63 в направлении R не становится равной нулю, и прорезь 63 не исчезает, выступ 32 элемента 6 для передачи вращения, показанный на Фигурах 9-11, также имеет жесткость, которая представлена градиентом в виде прямой линии а - 0 - b на Фиг.3, и которая меньше, чем жесткость выступа 36 элемента 7 для передачи вращения, представленная градиентами в виде прямых линий с - d и е - f на Фиг.3 по отношению к такому относительному вращению, равному фиксированной величине или большему в направлении R между вращающимся валом 2 и рулевым валом 4, при котором прорезь 63 исчезает. Также, что касается такого относительного вращения, которое меньше, чем фиксированная величина в направлении R между вращающимся валом 2 и рулевым валом 4, при котором прорезь 63 не исчезает, выступ 36 элемента 7 для передачи вращения имеет жесткость, которая представлена градиентом в виде прямой линии d - 0 - е на Фиг.3, и которая меньше, чем жесткость в направлении R выступа 32 элемента 6 для передачи вращения, представленная градиентом в виде прямой линии а - 0 - b на Фиг.3. Между тем, что касается такого относительного вращения, равного фиксированной величине или большего в направлении R между вращающимся валом 2 и рулевым валом 4, при котором прорезь 63 исчезает, выступ 36 элемента 7 для передачи вращения имеет жесткость, которая представлена градиентами в виде прямых линий с - d и е - f на Фиг.3, и которая больше, чем жесткость в направлении R выступа 32 элемента 6 для передачи вращения, представленная градиентом в виде прямой линии а - 0 - b на Фиг.3. Таким образом, что касается такого относительного вращения, которое меньше, чем фиксированная величина в направлении R между вращающимся валом 2 и рулевым валом 4, при котором прорезь 63 не исчезает, пару элементов 6 и 7 для передачи вращения, показанную на Фигурах 9-11, приспосабливают для проявления ответной реакции в виде сопротивления в направлении R, имеющего характер прямой линии h - 0 - i на Фиг.3, которое объединяет сопротивление элемента 6 для передачи вращения в направлении R и сопротивление элемента 7 для передачи вращения в направлении R. Между тем, что касается относительного вращения, равного фиксированной величине или большего в направлении R между вращающимся валом 2 и рулевым валом 4, при котором прорезь 63 исчезает, пару элементов 6 и 7 для передачи вращения приспосабливают для проявления ответной реакции в виде сопротивления в направлении R, имеющего характер прямых линий g - h и i - j на Фиг.3, которые объединяют сопротивление элемента 6 для передачи вращения в направлении R и сопротивление элемента 7 для передачи вращения в направлении R. Более того, что касается такого относительного вращения, которое меньше, чем фиксированная величина в направлении R между вращающимся валом 2 и рулевым валом 4, при котором ширина прорези 63 в направлении R не становится равной нулю, элемент 6 для передачи вращения имеет жесткость, меньшую, чем жесткость элемента 7 для передачи вращения по отношению к такому относительному вращению, равному фиксированной величине или большему в направлении R между вращающимся валом 2 и рулевым валом 4, при котором ширина прорези 63 в направлении R становится равной нулю. Элемент 7 для передачи вращения имеет жесткость, меньшую, чем жесткость элемента 6 для передачи вращения по отношению к такому относительному вращению, которое меньше, чем фиксированная величина в направлении R между вращающимся валом 2 и рулевым валом 4, при котором ширина прорези 63 в направлении R не становится равной нулю, и даже имеет жесткость, бóльшую, чем жесткость элемента 6 для передачи вращения по отношению к такому относительному вращению, которое больше, чем фиксированная величина в направлении R между вращающимся валом 2 и рулевым валом 4, при котором ширина прорези 63 в направлении R становится равной нулю.
Также, в случае механизма 1 соединения валов, оборудованного элементами 6 и 7 для передачи вращения, показанных на Фигурах 9-11, если соединительный основной корпус 3 вращается в направлении R за счет вращения вращающегося вала 2 при ручном управлении рулевым колесом, осуществляемым водителем, вращение соединительного основного корпуса 3 в направлении R передается на выступы 17 соединительного основного корпуса 5, сопровождаемое деформацией выступов 32 в направлении R и деформацией выступов 36 в направлении R, которая сужает ширину раскрытия прорези 63 из-за воздействия выступов 12. В результате, крутящий момент вращающегося вала 2 в направлении R добавляется к крутящему моменту рулевого вала 4 в направлении R, тем самым помогая ручной операции управления рулем, осуществляемой водителем. В элементах 6 и 7 для передачи вращения, показанных на Фигурах 9-11, в случае, когда вращающийся вал 2 относительно вращается по отношению к рулевому валу 4 в направлении R на очень малую величину, т.е. при таком относительном вращении, которое меньше, чем фиксированная величина в направлении R между вращающимся валом 2 и рулевым валом 4, при котором ширина прорези 63 в направлении R не становится равной нулю, выступы 32 легко деформируются, проявляя ответную реакцию на такое относительное вращение в виде незначительной жесткости, представляемой прямой линией а - 0 -b. Также, выступы 36, каждый из которых имеет прорезь 63, легко деформируются таким образом, что делают ширину прорези 63 в направлении R малой, проявляя ответную реакцию на относительное вращение в виде незначительной жесткости, представляемой прямой линией d - 0 - е. В результате, такое очень малое относительное вращение вращающегося вала 2 в направлении R с трудом передается на рулевой вал 4. Таким образом, имеется возможность снижать передачу на рулевое колесо ударного воздействия во время реверсирования электродвигателя и вибрацию щеток через механизм 1 соединения валов и рулевой вал 4, тем самым предотвращая от того, чтобы ощущение управляемости автомобилем становилось неудобным. Кроме того, когда ширина прорезей 63 становится равной нулю при компрессионной деформации выступов 32 в направлении R и упругой деформации выступов 36 в направлении R, легкая деформируемость выступов 36 в направлении R устраняется, и деформация каждого из выступов 36 в направлении R происходит с трудом, так что значительная деформация каждого из выступов 32 в направлении R может подавляться каждым из выступов 36. Следовательно, можно предотвращать остаточную деформацию каждого из выступов 32, связанную с постепенным изменением характеристики материала, и обоюдный контакт в направлении R между каждым из выступов 32 и 36 и каждым из выступов 12 и 17 можно поддерживать в течение продолжительных периодов времени, в результате чего люфт между рулевым валом 4 и вращающимся валом 2 в направлении R создается с трудом. Затем, когда вращающийся вал 4 вращается в направлении R за счет ручной операции посредством рулевого колеса, осуществляемой водителем, и вращающийся вал 2 вращается в направлении R за счет действия электродвигателя, так что вращающийся вал 2 имеет тенденцию к относительному вращению в направлении R по отношению к рулевому валу 4 на величину вращения, равную фиксированной величине или бóльшую, элементы 6 и 7 для передачи вращения передают вращение вращающегося вала 2 в направлении R на рулевой вал 4, проявляя, в основном, ответную реакцию на такое относительное вращение в направлении R, равное фиксированной величине или большее, в виде значительной жесткости выступов 36 в направлении R, представляемой прямыми линиями с - d и е - f в результате исчезновения прорезей 63, помогая тем самым вращению рулевого вала 4.
В элементах 6 и 7 для передачи вращения, показанных на Фигурах 9-11, прорезь 63 создают в каждом выступе 36, и ширины D1 и D2 выступа 32 и выступа 36 в направлении R изготавливают, в основном, одинакового размера. Альтернативно, как показано на Фигурах 12-15, пластины 72 и 73 для передачи вращения элемента 7 для передачи вращения можно конструировать с выступами 36 без прорезей 63, и элементы 6 и 7 для передачи вращения можно изготавливать таким образом, чтобы ширина D1 выступа 32 в направлении R становилась большей, чем ширина D2 выступа 36 в направлении R. В этом случае, что касается такого относительного вращения, которое меньше, чем фиксированная величина в направлении R между вращающимся валом 2 и рулевым валом 4, при котором ширина D1 выступа 32 в направлении R не становится равной ширине D2 выступа 36 в направлении R благодаря деформации выступа 32, выступ 32 элемента 6 для передачи вращения имеет жесткость, которую представляют посредством прямой линии а - 0 - b на Фиг.13, и которая меньше, чем жесткость выступа 36 элемента 7 для передачи вращения, представляемая градиентами в виде прямых линий с - d и е - f на Фиг.13 по отношению к такому относительному вращению, которое равно фиксированной величине или больше в направлении R между вращающимся валом 2 и рулевым валом 4, при котором ширина D1 выступа 32 в направлении R становится равной ширине D2 выступа 36 в направлении R, благодаря деформации выступа 32. Что касается такого относительного вращения, которое меньше, чем фиксированная величина в направлении R между вращающимся валом 2 и рулевым валом 4, при котором ширина D1 выступа 32 в направлении R не становится равной ширине D2 выступа 36 в направлении R, благодаря деформации выступа 32, выступ 36 элемента 7 для передачи вращения имеет жесткость, которая представлена прямой линией d - 0 - е на Фиг.13 и которая меньше, чем жесткость выступа 32 элемента 6 для передачи вращения в направлении R, представляемая градиентом в виде прямой линии а - 0 - b на Фиг.3, т.е., в этом примере, эквивалентная жесткость, в которой сопротивление (напряжение), обусловленное неконтактностью по отношению к выступам 12 и 17, равно нулю. Между тем, что касается такого относительного вращения, равного фиксированной величине или большего в направлении R между вращающимся валом 2 и рулевым валом 4, при котором ширина D1 выступа 32 в направлении R становится равной ширине D2 выступа 36 в направлении R, благодаря деформации выступа 32, выступ 36 элемента 7 для передачи вращения имеет жесткость, которая представлена прямыми линиями с - d и е - f на Фиг.13 и которая является большей, чем жесткость выступа 32 элемента 6 для передачи вращения в направлении R, представленная градиентом в виде прямой линии а - 0 - b на Фиг.13. Таким образом, что касается такого относительного вращения, которое меньше, чем фиксированная величина в направлении R между вращающимся валом 2 и рулевым валом 4, при котором ширина D1 выступа 32 в направлении R и ширине D2 выступа 36 в направлении R не становятся равными, пару элементов 6 и 7 для передачи вращения, показанную на Фигурах 12-15, приспосабливают для создания ответной реакции в виде сопротивления элемента 6 для передачи вращения в направлении R, представляемого в виде прямой линии h - 0 - i на Фиг.13. Между тем, что касается такого относительного вращения, которое равно фиксированной величине или больше в направлении R между вращающимся валом 2 и рулевым валом 4, при котором ширина D1 выступа 32 в направлении R и ширине D2 выступа 36 в направлении R становятся равными, пару элементов 6 и 7 для передачи вращения приспосабливают для создания ответной реакции в виде сопротивления, представляемого в виде прямых линий g - h и i - j нa Фиг.13, которые объединяют сопротивление элемента 6 для передачи вращения в направлении R и сопротивление элемента 7 для передачи вращения в направлении R. Более того, что касается такого относительного вращения, которое меньше, чем фиксированная величина в направлении R между вращающимся валом 2 и рулевым валом 4, при котором ширина D1 выступа 32 в направлении R и ширине D2 выступа 36 в направлении R не становятся равными, элемент 6 для передачи вращения имеет жесткость, меньшую, чем жесткость элемента 7 для передачи вращения по отношению к такому относительному вращению, равному фиксированной величине или большему в направлении R между вращающимся валом 2 и рулевым валом 4, при котором ширина D1 выступа 32 в направлении R и ширина D2 выступа 36 в направлении R становятся равными. Элемент 7 для передачи вращения имеет жесткость, меньшую, чем жесткость элемента 6 для передачи вращения по отношению к такому относительному вращению, которое меньше, чем фиксированная величина в направлении R между вращающимся валом и рулевым валом 4, при котором ширина D1 выступа 32 в направлении R и ширина D2 выступа 36 в направлении R не становятся равными, и даже имеет жесткость, бóльшую, чем жесткость элемента 6 для передачи вращения по отношению к такому относительному вращению, которое равно фиксированной величине или больше в направлении R, между вращающимся валом 2 и рулевым валом 4, при котором ширина D1 выступа 32 в направлении R и ширина D2 выступа 36 в направлении R становятся равными. Следует отметить, что, как описано в этом примере, при относительном вращении, которое меньше, чем фиксированная величина в направлении R между вращающимся валом 2 и рулевым валом 4, так как выступ 36 не деформируется до тех пор, пока ширина D1 выступа 32 в направлении R не станет равной ширине D2 выступа 36 в направлении R, благодаря деформации выступа 32, выступ 36 проявляет жесткость, равную нулю, которая представлена прямой линией d - е, как соответствующим образом показано на Фиг.13.
Также в примере, показанном на Фигурах 12-15, после того как соединительный основной корпус 3 поворачивают в направлении R путем вращения вращающегося вала 2 в направлении R, и выступы 32 деформируются в направлении R за счет действия электродвигателя, когда ширина D1 выступа 32 в направлении R становится равной ширине D2 выступа 36 в направлении R, вращение соединительного основного корпуса 3 в направлении R передается на выступы 17 соединительного основного корпуса 5, в основном, через выступы 36. В результате, крутящий момент вращающегося вала 2 в направлении R добавляется к крутящему моменту рулевого вала 4 в направлении R, помогая тем самым операции управления рулевым колесом, осуществляемой водителем. В элементах 6 и 7 для передачи вращения, показанных на Фигурах 12-15, в случае, когда вращающийся вал 2 относительно вращается по отношению к рулевому валу 4 в направлении R в очень незначительной степени, т.е. при таком относительном вращении, которое меньше, чем фиксированная величина в направлении R между вращающимся валом 2 и рулевым валом 4, при котором ширина D1 выступа 32 в направлении R не становится равной ширине D2 выступа 36 в направлении R, выступы 32 легко деформируются, проявляя ответную реакцию на такое относительное вращение в виде незначительной жесткости, представляемой прямой линией а - 0 - b, как показано на Фиг.13. В результате, очень малое относительное вращение вращающегося вала 2 в направлении R с трудом передается на рулевой вал 4. Таким образом, очень малое относительное вращение вращающегося вала в направлении R по отношению к рулевому валу 4 можно амортизировать, в основном, легкой деформируемостью выступов 32 в направлении R, в результате чего имеется возможность снижать передачу на рулевое колесо ударного воздействия во время реверсирования электродвигателя и вибрацию щеток через механизм 1 соединения валов и рулевой вал 4, тем самым предотвращая от того, чтобы ощущение управляемости автомобилем становилось неудобным. Более того, в случае, когда вращающийся вал 2 имеет тенденцию к относительному вращению в направлении R на величину вращения, равную фиксированной величине или бóльшую по отношению к рулевому валу 4, так что ширина D1 выступа 32 в направлении R становится равной ширине D2 выступа 36 в направлении R, элементы 6 и 7 для передачи вращения передают вращение вращающегося вала 2 в направлении R на рулевой вал 4, в основном, проявляя ответную реакцию на такое относительное вращение в направлении R на величину вращения, равную фиксированной величине или бóльшую в виде значительной жесткости выступов 36 в направлении R, представляемой прямой линией с - d или е - f, как показано на Фиг.13, помогая тем самым вращению рулевого вала 4. Следовательно, значительную деформацию каждого из выступов 32 в направлении R можно подавлять каждым из выступов 36, и остаточная деформация каждого выступа 32, связанная с постепенным изменением характеристики материала, может предотвращаться. Кроме того, обоюдный контакт в направлении R между каждым из выступов 32 и 36 и каждым из выступов 12 соединительного основного корпуса 3 и выступов 17 соединительного основного корпуса 5 можно поддерживать в течение продолжительных периодов времени, в результате чего люфт между рулевым валом 4 и вращающимся валом 2 в направлении R создается с трудом.
В случае, когда используют элементы 6 и 7 для передачи вращения, в которых ширина D1 выступа 32 в направлении R больше, чем ширина D2 выступа 36 в направлении R, как в примере, показанном на Фигурах 12-15, при объединении во время наложения друг на друга элементов 6 и 7 для передачи вращения в направлении R, элемент 6 для передачи вращения и элемент 7 для передачи вращения можно пригонять друг к другу по их выемкам и выступам с тем, чтобы элемент 7 для передачи вращения не перемещался относительно элемента 6 для передачи вращения. В этом случае является достаточным, если элемент 6 для передачи вращения и элемент 7 для передачи вращения пригнаны друг к другу своими выступами и выемками таким образом, что каждый выступ 36 располагается в центре каждого выступа 32 в направлении R, когда выступы 32 не находятся в состоянии компрессионного деформирования. Что касается такой пригонки по выступам и выемкам, она достаточна, если, например, выступы создаются на внутренней периферической стороне кольцеобразного основного участка 31, в то время как выемки, к которым эти выступы пригоняют, создаются на внутренней периферической стороне кольцеобразного основного участка 35, и пригонку осуществляют по таким выступам и выемкам.
В вышеописанных примерах, боковые поверхности 41 и 42 выступа 32 изготавливают слегка более высокими в их центральной части в направлении толщины выступа 32. Альтернативно, боковые поверхности 41 и 42 выступа 32 можно изготавливать в виде плоских поверхностей таким же образом, как и боковые поверхности 51 и 52 выступа 36, как показано на Фиг.16. Кроме того, как показано на Фигурах 16 и 17, можно предусмотреть такое расположение, при котором конические плоскости 81 создают, соответственно, на боковых поверхностях 51 и 52 каждого выступа 36 элементов 72 и 73 для передачи вращения с тем, чтобы вмещающий паз 82 формировать между каждым выступом 36 и элементом 6 для передачи вращения со стороны боковых поверхностей 51 и 52 в случае, когда элемент 6 для передачи вращения и элемент 7 для передачи вращения, состоящий из пластин 72 и 73 для передачи вращения, накладываются сверху друг на друга, давая возможность, чтобы участок каждого выступа 32 элемента 6 для передачи вращения, который подвергся смятию в результате компрессионной деформации, располагался во вмещающем пазу 82, как показано на Фиг.18. Если вмещающие пазы 82, предназначенные для вмещения компрессионно деформированных участков выступов 32, формируют таким образом на соответствующих выступах 36 вместе с выступами 32, участки выступов 32 элемента 6 для передачи вращения, которые были смяты компрессионной деформацией, защищены от того, что они покроют боковые поверхности 51 и 52 выступов 36 путем распластывания в сторону боковых поверхностей 51 и 52 выступов 36. Следовательно, в характеристике сопротивления, представляемой ломаной линией g - h - 0 - i - j, точки ее перегиба h и i можно видеть более отчетливо, и остаточную деформацию выступов 32 элемента 6 для передачи вращения, обусловленную постепенным изменением характеристик материала, можно эффективно предотвращать.
Хотя каждый из элементов 7 для передачи вращения, показанный на Фигурах 9-11, Фигурах 12-15 и Фиг.16, состоит из двух пластин 72 и 73 для передачи вращения, элемент 7 для передачи вращения может состоять альтернативно из одной или трех или большего количества пластин для передачи вращения. Аналогично, элемент 6 для передачи вращения также может состоять из двух или большего количества пластин для передачи вращения. Кроме того, в каждом из элементов 7 для передачи вращения выступы 36, имеющие прорези 63, и выступы 36 без прорезей 63 могут присутствовать смешанным образом. Более того, количество выступов соединительных основных корпусов 5 и 6 и элементов 6 и 7 для передачи вращения не ограничиваются вышеописанными количествами. Также, механизм 1 соединения валов можно воплотить путем расположения элемента 6 для передачи вращения со стороны рулевого вала, а элемент 7 для передачи вращения со стороны вращательного вала 2.
В механизме 1 соединения валов, показанном на Фигурах 12-15 и Фиг.16, пластины 72 и 73 для передачи вращения располагают таким образом, чтобы элемент 6 для передачи вращения помещался между ними, путем использования элемента 7, имеющего две пластины 72 и 73 для передачи вращения. Альтернативно, как показано на Фиг.19, путем использования элемента 6 для передачи вращения, имеющего две пластины 92 и 93 для передачи вращения, изготовленные из мягкого материала, имеющего меньшую жесткость, чем элемент 7 для передачи вращения, пластины 92 и 93 для передачи вращения располагают таким образом, чтобы элемент 7 для передачи вращения помещался между ними. Также, в случае такого примера, как показанный на Фиг.19, каждая из пластин 92 и 93 для передачи вращения имеет кольцеобразный основной участок 31, а также выступы 32, служащие в качестве участков для передачи вращения, которые создают как единое целое с основным участком таким образом, чтобы они выступали в радиальном направлении, и которые располагают с равноугольными интервалами в направлении R. Также, в случае механизма 1 соединения валов, показанного на Фиг.19, очень малое относительное вращение вращающегося вала 2 в направлении R по отношению к рулевому валу 4 может амортизироваться, в основном, незначительной деформируемостью выступов 32 в направлении R, в результате чего имеется возможность снижать передачу на рулевое колесо ударного воздействия во время реверсирования электродвигателя и вибрацию щеток через механизм 1 соединения валов и рулевой вал 4, тем самым предотвращая от того, чтобы ощущение управляемости автомобилем становилось неудобным. Более того, значительная деформация каждого из выступов 32 в направлении R может подавляться каждым из выступов 36, и остаточную деформацию каждого из выступов 32, обусловленную постепенным изменением характеристики материала, можно предотвращать. Также, взаимный контакт в направлении R между каждым из выступов 32 и 36 и каждым из выступов 12 соединительного основного корпуса 3 и выступов 17 соединительного корпуса 5 можно поддерживать в течение продолжительных периодов времени, в результате чего люфт между рулевым валом 4 и вращающимся валом 2 направлении R создается с трудом.