JP2015168306A - 電動式パワーステアリング装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】トーションバー14aの出力側連結軸35aの先端面から軸方向に延出する状態で延出部43を設けると共に、この延出部43の基端部にくびれ部44を設ける。この延出部43のうち出力軸13aから突出した部分を、この出力軸13aに対して引っ張る事により、前記出力側連結軸部35aを、この出力軸13aの出力側連結孔部19aに圧入する。その後、前記くびれ部44を破断させて、前記延出部43を除去する。
【選択図】図3
Description
尚、本明細書で、前後方向は、特に断らない限り、車両の前後方向を言う。
但し、この場合には、前記トーションバー14の後端部を前記入力軸12の連結孔部17に圧入する際に、このトーションバー14の軸方向中間部であるばね軸部に、大きな軸方向圧縮力が加わる。この為、この大きな軸方向圧縮力によって前記ばね軸部が座屈するのを防止すべく、このばね軸部の剛性を高くしておく必要がある。ところが、この様にばね軸部の剛性を高くすると、その分、このばね軸部を通じて、操舵輪側からステアリングホイール4側へ振動が伝わり易くなると共に、操舵トルクの検出感度が低くなると言った不都合を生じる。
但し、この場合には、前記トーションバー14の両端部を前記2つの連結孔部17、19に対して順番に圧入する事になる為、後から行う圧入の際に、先に圧入した側の端部を後から圧入する側の端部に向けて軸方向に押圧する様な態様で圧入を行うと、前記トーションバー17のばね軸部に大きな軸方向圧縮力が加わる。この為、上述した場合と同様の不都合を生じる。
このうちの第一シャフトは中空状である。
又、前記第二シャフトは、例えば前記第一シャフトとの相対回転を所定角度範囲内に規制された状態で、この第一シャフトと同軸に配置されている。
又、前記トーションバーは、軸方向両端部に第一連結軸部及び第二連結軸部を、これら第一、第二両連結軸部同士の間部分である軸方向中間部にばね軸部を、それぞれ有し、前記第一シャフトの内径側に配置された状態で、前記第一連結軸部をこの第一シャフトに、前記第二連結軸部を前記第二シャフトに、それぞれトルク伝達可能に連結されている。
又、前記第一、第二両シャフトのうちの何れか一方のシャフトにステアリングホイールからの操舵力が付与される。又、ステアリングホイールの動きを操舵輪に伝達する操舵力伝達機構の途中に設けられる他の部材(例えば、前記第一、第二両シャフトのうちの他方のシャフトや、ステアリングギヤユニットを構成するラック軸)に、電動モータを発生源とする補助動力が付与される。
又、前記トーションバーは、前記電動式パワーステアリング装置の完成前の状態で、前記第一連結軸部の先端部から軸方向に延出する状態で設けられた、前記第一連結孔部の内径側を軸方向に通過可能な延出部を有する。
そして、前記第一連結孔部に前記延出部を挿通すると共に、この延出部のうちの少なくとも先端側部分を前記第一シャフトの外部に突出させた状態で、この突出させた部分をこの第一シャフトに対して軸方向に引っ張る事により、前記第一連結軸部を前記第一連結孔部に圧入する事で、これら第一連結軸部の外周面と第一連結孔部の内周面とを、前記凹凸面部により円周方向に凹凸係合させた状態で、前記延出部を除去している。
尚、本発明に関して、前記延出部のうち前記第一シャフトの外部に突出させた部分をこの第一シャフトに対して軸方向に引っ張るとは、これら延出部と第一シャフトとに軸方向に関して互いに逆向きの引っ張り力を加える(この延出部をこの第一シャフトの外部に引き抜く方向の力を加える)事を意味する。
更に、製造時に、前記第二連結軸部を前記第二シャフトに対してトルク伝達可能に連結した後、(前記第一連結孔部に前記延出部を挿通すると共に、この延出部のうち少なくとも先端側部分を前記第一シャフトの外部に突出させた状態で、この突出させた部分をこの第一シャフトに対して軸方向に引っ張る事により)前記第一連結軸部を前記第一連結孔部に圧入する前に、前記第一、第二両ストッパ部の少なくとも一部分同士を円周方向の隙間を介在させた状態で係合させる事が可能な寸法関係を持たせる。
尚、本発明を実施する場合に、前記第二連結軸部を前記第二シャフトに対してトルク伝達可能に連結する為の構成としては、例えば、この第二連結軸部をこの第二シャフトに設けられた第二連結孔部に圧入する事により、これら第二連結軸部の外周面と第二連結孔部の内周面とを、締り嵌めにより嵌合(摩擦係合)させる構成や、これら外周面と内周面とのうちの少なくとも一方の周面に設けられた凹凸面部(例えば、セレーション部やローレット部)により円周方向に凹凸係合させる構成を採用する事ができる。
又、前記第一連結軸部の先端部から軸方向に延出する状態で、前記第一連結孔部の内径側を軸方向に通過可能な延出部を設ける。
そして、前記第二連結軸部を前記第二シャフトに対してトルク伝達可能に連結する。その後、前記第一連結孔部に前記延出部を挿通すると共に、この延出部のうちの少なくとも先端側部分を前記第一シャフトの外部に突出させた状態で、この突出させた部分をこの第一シャフトに対して軸方向に引っ張る事により、前記第一連結軸部を前記第一連結孔部に圧入する事で、これら第一連結軸部の外周面と第一連結孔部の内周面とを、前記凹凸面部により円周方向に凹凸係合させる。そして、この状態で、前記延出部を除去する。
この場合に、好ましくは、請求項7に記載した発明の様に、前記くびれ部を、折り曲げる、捩る、のうちの少なくとも一方の手段により破断させる。この際に、折り曲げたり、捩ったりする方向や回数は、特に問わない。
即ち、本発明の場合、前記第一連結軸部を前記第一連結孔部に圧入する作業は、前記トーションバーの延出部のうち前記第一シャフトの外部に突出させた部分を、この第一シャフトに対して軸方向に引っ張る事により行う。この為、当該圧入に起因して、前記ばね軸部に軸方向圧縮力が作用する事はない。従って、当該圧入に伴って、このばね軸部が座屈する事を防止できる。
又、本発明の場合には、この様にして、ばね軸部の座屈を防止できる為、操舵輪からステアリングホイールへ伝達される振動を低減する事や、操舵トルクの検出感度を向上させる事を目的として、前記トーションバーの低剛性化(ばね軸部の小径化等)を図り易い。
又、請求項3、6に記載した発明の様に、前記延出部を、基端部にくびれ部を有するものとし、且つ、このくびれ部を破断させる事により除去する様にすれば、この延出部の除去作業を容易に行える。
更に、この場合、請求項7に記載した発明の様に、前記くびれ部を、折り曲げる、捩る、のうちの少なくとも一方の手段により破断させる様にすれば、破断エネルギを小さくできる為、除去作業が一層容易になる。
本発明の実施の形態の第1例に就いて、図1〜9を参照しつつ説明する。尚、図1〜9では、図7を除く各図の左側が前側となり、同じく右側が後側となる。本例の電動式パワーステアリング装置は、ステアリングコラム2aと、ステアリングシャフト3aと、ハウジング11aと、出力軸13aと、トーションバー14aと、トルク検出用スリーブ22と、トルク検出用コイルユニット23と、電動モータ10(図13参照)と、ウォーム式減速機24とを備える。
尚、本例の構造を実施する場合、図3〜5に示した各構成部材に対する、残りの各構成部材の組み立ては、適宜の順序で行えば良く、具体的な組立順序は特に問わない。
しかしながら、本例の対象となる電動式パワーステアリング装置の場合、トルクセンサは、光、超音波、磁気、CCD、レーザー筒を用いたものが多くあり、該当する構成部品の軸方向位置精度は、非常に高精度となる。例えば、本例の構造に組み込まれた磁気タイプのトルクセンサでは、具体的な要求精度が、0.02±0.005mm程度と非常に高くなる場合がある。
この為、本例の構造に於いて、図8で説明した様な、比較的大きな軸方向位置のずれが生じると、トルク検出の精度を十分に確保できなくなると言った問題が生じる。
本発明の実施の形態の第2例に就いて、図10を参照しつつ説明する。尚、図10では、左側が前側となり、右側が後側となる。
本例の場合には、図示の様に、トーションバー14aの出力側連結軸部35aを、出力軸13cの出力側連結孔部19cに圧入する作業を完了した状態で、延出部43の基端部に存在するくびれ部44を、この出力側連結孔部19cの内径側に配置している。
但し、前記延出部43の外径寸法は、この出力側連結孔部19cの内径寸法に比べて十分に小さくなっている為、これら延出部43の外周面と出力側連結孔部19cの内周面との間には、大きな隙間が存在している。
従って、本例の場合も、前記延出部43を除去する際には、前記くびれ部43を折り曲げる事ができ、この折り曲げによって、このくびれ部43を破断させる事ができる。
又、本例の場合も、このくびれ部43を捩る事によって、このくびれ部43を破断させる事ができる。
その他の構成及び作用は、上述した実施の形態の第1例の場合と同様であるから、重複する図示並びに説明は省略する。
本発明の実施の形態の第3例に就いて、図11を参照しつつ説明する。尚、図11では、左側が前側となり、右側が後側となる。
本例の場合も、図示の様に、トーションバー14aの出力側連結軸部35aを、出力軸13cの出力側連結孔部19cに圧入する作業を完了した状態で、延出部43aの基端部に存在するくびれ部44を、この出力側連結孔部19cの内径側に配置している。
又、本例の場合には、前記延出部43aのうち前記くびれ部44から外れた部分の外径寸法d43を、前記出力側連結孔部19cの内径寸法D19とほぼ等しく(d43≒D19)している。これにより、前記延出部43aのうち前記くびれ部44から外れた部分を、雄、雌両ストッパ部16a、15a同士の係合状態を中立状態とする際のガイドにできる様にしている。
尚、本例の場合には、前記延出部43aの外周面のうち前記くびれ部44から外れた部分と、前記出力側連結孔部19cの内周面との間に、十分な隙間が存在していない。従って、前記延出部43aを除去する際には、前記くびれ部44を折り曲げる事ができない。
この為、本例の場合には、前記くびれ部43aを捩る事によって、このくびれ部43aを破断させる。
その他の構成及び作用は、前述した実施の形態の第1例の場合と同様であるから、重複する図示並びに説明は省略する。
又、本発明は、第一、第二両シャフトとトーションバーとを含んで構成されるアシスト機構を、ステアリングギヤユニット部分に設置する構造に対して適用する事もできる。
又、本発明を実施する場合には、第一連結軸部の外周面と第一連結孔部の内周面との係合部の構造として、上述した各実施の形態で採用した様な構造、即ち、第一連結軸部の外周面に設けられた、焼き入れ等の硬化処理を施された凹凸面部(セレーション部に限らず、例えばローレット部でも良い。)を、硬化処理が施されていない、第一連結孔部の円筒状の内周面に機械的に食い込ませた構造を採用できる他、第一連結孔部の内周面に設けられた、焼き入れ等の硬化処理を施された凹凸面部(セレーション部に限らず、例えばローレット部でも良い。)を、硬化処理が施されていない、第一連結軸部の円筒状の外周面に機械的に食い込ませた構造を採用する事もできる。或いは、第一連結孔部の内周面に設けられた凹凸面部である雌セレーション部と、第一連結軸部の外周面に設けられた凹凸面部である雄セレーション部とを、締め代を持たせた状態でセレーション係合させた構造を採用する事もできる。
2、2a ステアリングコラム
3、3a ステアリングシャフト
4 ステアリングホイール
5a、5a 自在継手
6 中間シャフト
7 ステアリングギヤユニット
8 入力軸
9 タイロッド
10 電動モータ
11、11a ハウジング
12 入力軸
13、13a、13b、13c 出力軸
14、14a トーションバー
15、15a 雌ストッパ部
16、16a 雄ストッパ部
17、17a (入力側)連結孔部
18、18a 中心孔
19、19a、19b、19c (出力側)連結孔部
20 貫通孔
21 ピン
22 トルク検出用スリーブ
23 トルク検出用コイルユニット
24 ウォーム式減速機
25 インナコラム
26 アウタコラム
27 支持ブラケット
28 ロアシャフト
29 アッパシャフト
30 蓋体
31 本体
32 ボルト
33 玉軸受
34 玉軸受
35a、35b、35c (入力側、出力側)連結軸部
36 ばね軸部
37a、37b 雄セレーション部
38 筒状部
39 トルク検出用凹凸部
40 窓孔
41 コイル
42 ウォームホイール
43、43a 延出部
44 くびれ部
45 大径部
Claims (7)
- 中空状の第一シャフトと、
この第一シャフトと同軸に配置された第二シャフトと、
軸方向両端部に第一連結軸部及び第二連結軸部を、これら第一、第二両連結軸部同士の間部分である軸方向中間部にばね軸部を、それぞれ有し、前記第一シャフトの内径側に配置された状態で、前記第一連結軸部をこの第一シャフトに、前記第二連結軸部を前記第二シャフトに、それぞれトルク伝達可能に連結されたトーションバーとを備え、
前記第一、第二両シャフトのうちの何れか一方のシャフトにステアリングホイールからの操舵力が付与される電動式パワーステアリング装置であって、
前記第一シャフトの内径側に設けられた第一連結孔部に、前記第一連結軸部が圧入される事により、これら第一連結軸部の外周面と第一連結孔部の内周面とが、これら外周面と内周面とのうちの少なくとも一方の周面に設けられた凹凸面部により円周方向に凹凸係合しており、
前記トーションバーは、前記電動式パワーステアリング装置の完成前の状態で、前記第一連結軸部の先端部から軸方向に延出する状態で設けられた、前記第一連結孔部の内径側を軸方向に通過可能な延出部を有するものであり、
前記第一連結孔部に前記延出部を挿通すると共に、この延出部のうちの少なくとも先端側部分を前記第一シャフトの外部に突出させた状態で、この突出させた部分をこの第一シャフトに対して軸方向に引っ張る事により、前記第一連結軸部を前記第一連結孔部に圧入する事で、これら第一連結軸部の外周面と第一連結孔部の内周面とを、前記凹凸面部により円周方向に凹凸係合させた状態で、前記延出部を除去した事を特徴とする電動式パワーステアリング装置。 - 前記第一シャフトの軸方向一部分に設けられた第一ストッパ部と、前記第二シャフトの軸方向一部分に設けられた第二ストッパ部とが円周方向の隙間を介在させた状態で係合する事により、前記第一、第二両シャフト同士の相対回転が所定角度範囲内に規制されており、
製造時に、前記第二連結軸部を前記第二シャフトに対してトルク伝達可能に連結した後、前記第一連結軸部を前記第一連結孔部に圧入する前に、前記第一、第二両ストッパ部の少なくとも一部分同士を円周方向の隙間を介在させた状態で係合させる事が可能な寸法関係を有している、
請求項1に記載した電動式パワーステアリング装置。 - 前記延出部は、基端部にくびれ部を有するものであり、且つ、このくびれ部を破断させる事により除去されるものである、請求項1〜2のうちの何れか1項に記載した電動式パワーステアリング装置。
- 中空状の第一シャフトと、
この第一シャフトと同軸に配置された第二シャフトと、
軸方向両端部に第一連結軸部及び第二連結軸部を、これら第一、第二両連結軸部同士の間部分である軸方向中間部にばね軸部を、それぞれ有し、前記第一シャフトの内径側に配置された状態で、前記第一連結軸部をこの第一シャフトに、前記第二連結軸部を前記第二シャフトに、それぞれトルク伝達可能に連結されたトーションバーとを備え、
前記第一、第二両シャフトのうちの何れか一方のシャフトにステアリングホイールからの操舵力が付与される電動式パワーステアリング装置の製造方法であって、
前記第一シャフトの内径側に、前記第一連結軸部を圧入可能な第一連結孔部を設けると共に、これら第一連結軸部の外周面と第一連結孔部の内周面とのうちの少なくとも一方の周面に凹凸面部を設け、
前記第一連結軸部の先端部から軸方向に延出する状態で、前記第一連結孔部の内径側を軸方向に通過可能な延出部を設け、
前記第二連結軸部を前記第二シャフトに対してトルク伝達可能に連結した後、前記第一連結孔部に前記延出部を挿通すると共に、この延出部のうちの少なくとも先端側部分を前記第一シャフトの外部に突出させた状態で、この突出させた部分をこの第一シャフトに対して軸方向に引っ張る事により、前記第一連結軸部を前記第一連結孔部に圧入する事で、これら第一連結軸部の外周面と第一連結孔部の内周面とを、前記凹凸面部により円周方向に凹凸係合させた状態で、前記延出部を除去する事を特徴とする電動式パワーステアリング装置の製造方法。 - 製造対象となる電動式パワーステアリング装置が、前記第一シャフトの軸方向一部分に設けられた第一ストッパ部と、前記第二シャフトの軸方向一部分に設けられた第二ストッパ部とを、円周方向の隙間を介在させた状態で係合させる事により、前記第一、第二両シャフト同士の相対回転を所定角度範囲内に規制したものであって、且つ、製造時に、前記第二連結軸部を前記第二シャフトに対してトルク伝達可能に連結した後、前記第一連結軸部を前記第一連結孔部に圧入する前に、前記第一、第二両ストッパ部の少なくとも一部分同士を円周方向の隙間を介在させた状態で係合させる事が可能な寸法関係を有するものであり、
前記延出部のうち前記第一シャフトの外部に突出させた部分をこの第一シャフトに対して軸方向に引っ張る事により、前記第一連結軸部を前記第一連結孔部に圧入する作業を、前記第一、第二両ストッパ部の少なくとも一部分同士を円周方向の隙間を介在させた状態で係合させると共に、前記第一、第二両シャフト同士の回転方向に関する互いの位置関係を前記所定角度範囲の中央位置に合わせた状態で行う、
請求項4に記載した電動式パワーステアリング装置の製造方法。 - 前記延出部を、基端部にくびれ部を有するものとし、且つ、このくびれ部を破断させる事により除去する、請求項4〜5のうちの何れか1項に記載した電動式パワーステアリング装置の製造方法。
- 前記くびれ部を、折り曲げる、捩る、のうちの少なくとも一方の手段により破断させる、請求項6に記載した電動式パワーステアリング装置の製造方法。
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