JP2017155816A - Manufacturing method of torque limiter unit and upper column shaft - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はトルクリミッタユニット及びアッパコラムシャフトユニットの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a torque limiter unit and an upper column shaft unit.
ボールジョイントの製造方法において、ボールスタッドをスタッド軸の回りに回転させつつ、スタッド軸をボールスタッドの球頭部の中心を支点として揺動させて、球頭部を受ける樹脂シートと球頭部とをなじませる技術が提案されている(例えば特許文献1を参照)。
また、円錐ころ軸受の予圧設定方法において、所定動粘度の防錆油で潤滑しつつ、短時間のなじみ運転を行う技術が提案されている(例えば特許文献2を参照)。
In the ball joint manufacturing method, while rotating the ball stud around the stud shaft, the stud shaft is swung about the center of the ball head of the ball stud, and the resin sheet and the ball head receiving the ball head Has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
In addition, in a preload setting method for a tapered roller bearing, a technique has been proposed in which a familiar operation is performed for a short time while being lubricated with a rust preventive oil having a predetermined kinematic viscosity (see, for example, Patent Document 2).
ところで、ステアリング装置では、アッパコラムシャフトとキーロックカラーとの間にトレランスリングを介在させたアッパコラムシャフトユニットが設けられている。盗難時等で、キーロックカラーとアッパコラムシャフトとの間に規定トルクを超えるトルクが伝達されるときに、トレランスリングが、トルクリミッタとして機能してアッパコラムシャフトとキーロックカラーとの相対回転を許容する。これにより、アッパコラムシャフトの破損が抑制される。 By the way, in the steering apparatus, an upper column shaft unit in which a tolerance ring is interposed between the upper column shaft and the key lock collar is provided. When a torque exceeding the specified torque is transmitted between the key lock collar and the upper column shaft due to theft, etc., the tolerance ring functions as a torque limiter to perform relative rotation between the upper column shaft and the key lock collar. Allow. Thereby, damage to the upper column shaft is suppressed.
前記規定トルクは、アッパコラムシャフトとトレランスリングとの摩擦により決定される。トルクリミッタの規定トルクが安定することが要望されている。
本願発明者は、トルクリミッタの規定トルクを安定化させるために、アッパコラムシャフトに負荷トルクを与えて、なじみ工程を実施することを想定する。
しかしながら、なじみ工程の実施により、負荷トルクが規定トルクの公差範囲内に入っていたとしても、負荷トルクの変化が飽和していない場合がある。その場合、実使用時のトルクリミッタの作動トルクが規定トルクの公差範囲を逸脱するおそれがある。この種の問題は、ステアリング装置におけるアッパコラムシャフトユニットに限らず、トレランスリングを用いる他のトルクリミッタユニットにおいても存在する。
The prescribed torque is determined by the friction between the upper column shaft and the tolerance ring. There is a demand for the specified torque of the torque limiter to be stable.
The inventor of this application assumes that a load torque is applied to the upper column shaft to stabilize the specified torque of the torque limiter, and the conforming process is performed.
However, even if the load torque is within the tolerance range of the specified torque, the change in the load torque may not be saturated. In that case, the operating torque of the torque limiter during actual use may deviate from the tolerance range of the specified torque. This kind of problem exists not only in the upper column shaft unit in the steering apparatus but also in other torque limiter units using a tolerance ring.
そこで、本発明の目的は、安定した作動トルクが得られるトルクリミッタユニットおよびアッパコラムシャフトユニットの製造方法を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a torque limiter unit and an upper column shaft unit that can obtain a stable operating torque.
請求項1の発明は、第1回転部材(10)の外周面(10a)と第2回転部材(20)の内周面(20a)との間にトルクリミッタとしてのトレランスリング(30)が介在するトルクリミッタユニットの製造方法であって、前記第2回転部材の回転を規制した状態で前記第1回転部材を一方向に一定の回転角速度で回転摺動させるなじみ工程を含み、前記なじみ工程では、前記第1回転部材の負荷トルク(T)が検出され、前記なじみ工程で良品と認定される条件が、前記負荷トルクの検出値(Td)が規定トルク(TR)の公差範囲(A)内の所定値(TRmax)以下になった後に前記検出値の変化が飽和することを含むトルクリミッタユニット(U)の製造方法を提供する。 According to the first aspect of the present invention, a tolerance ring (30) as a torque limiter is interposed between the outer peripheral surface (10a) of the first rotating member (10) and the inner peripheral surface (20a) of the second rotating member (20). A torque limiter unit manufacturing method including a conforming step of rotating and sliding the first rotating member in one direction at a constant rotational angular speed in a state in which the rotation of the second rotating member is restricted. The condition that the load torque (T) of the first rotating member is detected and is recognized as a non-defective product in the conforming process is that the detected value (Td) of the load torque is within the tolerance range (A) of the specified torque (TR). There is provided a method for manufacturing a torque limiter unit (U) including saturation of a change in the detected value after a predetermined value (TRmax) or less.
前記なじみ工程では、前記第1回転部材の負荷トルクが検出され、前記負荷トルクの検 なお、括弧内の英数字は、後述する実施形態における対応構成要素等を表すが、このことは、むろん、本発明がそれらの実施形態に限定されるべきことを意味するものではない。以下、この項において同じ。
請求項2のように、前記検出値の変化の飽和は、前記1回転部材の所定の回転角度幅における前記検出値の変動量(ΔTd)が所定量(e)以下になることであってもよい。
In the familiarization step, the load torque of the first rotating member is detected, and the load torque is detected. Alphanumeric characters in parentheses indicate corresponding components in the embodiments described later. Of course, It is not meant that the invention be limited to those embodiments. The same applies hereinafter.
As in claim 2, the saturation of the change in the detection value is that the fluctuation amount (ΔTd) of the detection value in the predetermined rotation angle width of the one rotating member is equal to or less than the predetermined amount (e). Good.
請求項3のように、前記なじみ工程の前に、前記第2回転部材の回転を規制した状態で前記第1回転部材を正逆回転させて、前記トレランスリングと前記第1回転部材との間に介在するグリース(G)を延展させるグリース延展工程を含んでいてもよい。
請求項4の発明は、前記第1回転部材がアッパコラムシャフト(10)であり、前記第2回転部材がキーロックカラー(20)である、請求項1〜3の何れか一項に記載のトルクリミッタユニットとしてのアッパコラムシャフトユニット(U)の製造方法を提供する。
According to a third aspect of the present invention, before the conforming step, the first rotating member is rotated forward and backward in a state in which the rotation of the second rotating member is restricted, and the gap between the tolerance ring and the first rotating member is determined. A grease extending step of extending the grease (G) intervening in the substrate may be included.
According to a fourth aspect of the present invention, the first rotating member is an upper column shaft (10), and the second rotating member is a key lock collar (20). A method for manufacturing an upper column shaft unit (U) as a torque limiter unit is provided.
請求項1の発明では、なじみ工程において良品と認定される条件が、負荷トルクの検出値が公差範囲内の所定値以下になった後に前記検出値の変化が飽和することを含む。このため、実使用時に、トルクリミッタとして機能するときのトレランスリングの作動トルクが安定する。
請求項2の発明では、第1回転部材の所定の回転角度幅における負荷トルクの検出値の変動量が、所定量以下になることで、検出値の変化が飽和したと判断される。
In the first aspect of the present invention, the condition that is recognized as a non-defective product in the familiarization step includes that the change in the detected value is saturated after the detected value of the load torque falls below a predetermined value within a tolerance range. For this reason, the operating torque of the tolerance ring when functioning as a torque limiter during actual use is stabilized.
According to the second aspect of the present invention, it is determined that the change in the detected value is saturated when the amount of change in the detected value of the load torque in the predetermined rotation angle width of the first rotating member is equal to or less than the predetermined amount.
請求項3の発明では、なじみ工程の前のグリース延展工程で、トレランスリングと第1回転部材との間にグリースを行き渡らせる。このため、なじみ工程において、安定したトルク管理が可能となる。
請求項4の発明では、実使用時において、アッパコラムシャフトに対してキーロックカラーが回転するときの作動トルクが安定する。
In the invention of claim 3, the grease is spread between the tolerance ring and the first rotating member in the grease extending step before the conforming step. Therefore, stable torque management is possible in the familiarization process.
In the invention of claim 4, during actual use, the operating torque when the key lock collar rotates with respect to the upper column shaft is stabilized.
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に従って説明する。
図1は、本発明の一実施形態のトルクリミッタユニットとしてのアッパコラムシャフトユニットの製造方法の流れを示す工程図である。図2はアッパコラムシャフトユニットの概略断面図である。
図2に示すように、アッパコラムシャフトユニットUは、第1回転部材としてのアッパコラムシャフト10と、第2回転部材としてのキーロックカラー20と、アッパコラムシャフト10の外周面10aとキーロックカラー20の内周面20aとの間に介在するトレランスリング30とを備えている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments embodying the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a process diagram showing a flow of a manufacturing method of an upper column shaft unit as a torque limiter unit according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic sectional view of the upper column shaft unit.
As shown in FIG. 2, the upper column shaft unit U includes an
キーロックカラー20には、図示しないステアリングロック装置のロックキーが挿入されるキーロック孔21が形成されている。
図3(a)はトレランスリングの正面図であり、図3(b)はトレランスリングの側面図である。図3(a),(b)に示すように、トレランスリング30は、中心軸線C1の回りにC字状に連続する金属板で形成されたリング状の本体31と、本体31の周方向において間隔を隔てて並設され、本体31の径方向外方へ突出する複数の凸部32とを備えている。
The
FIG. 3A is a front view of the tolerance ring, and FIG. 3B is a side view of the tolerance ring. As shown in FIGS. 3A and 3B, the
図2を参照して、トレランスリング30は、その内周面30aとアッパコラムシャフト10の外周面10aとの摩擦抵抗に基づいて、アッパコラムシャフト10とキーロックカラー20との相対回転を規制する。
一方、トレランスリング30は、規定トルクTRを超えるトルク入力がある場合には、内周面30aが滑り面となることにより、アッパコラムシャフト10とキーロックカラー20との相対回転を許容する。すなわち、トレランスリング30は、トルクリミッタとしての機能を果たす。
Referring to FIG. 2, the
On the other hand, the
図1に示すように、本製造方法は、グリース塗布工程(ステップS1)と、トレランスリング外嵌工程(ステップS2)と、キーロックカラー外嵌工程(ステップS3)と、グリース延展工程(ステップS4)と、なじみ工程(ステップS5)とを順次に含む。
まず、ステップS1のグリース塗布工程では、図4(a)に示すように、アッパコラムシャフト10の外周面10aにグリースGが塗布される。
As shown in FIG. 1, the manufacturing method includes a grease application step (step S1), a tolerance ring external fitting step (step S2), a key lock collar external fitting step (step S3), and a grease extending step (step S4). ) And the familiar process (step S5).
First, in the grease application process in step S1, grease G is applied to the outer
次いで、ステップS2のトレランスリング外嵌工程では、図4(b)に示すように、アッパコラムシャフト10の外周面10aに、トレランスリング30が外嵌される。
次いで、ステップS3のキーロックカラー外嵌工程では、アッパコラムシャフト10に外嵌されたトレランスリング30の外周面30bに、図4(c)に示すように、キーロックカラー20が外嵌される。これにより、アッパコラムシャフトユニットUの製造用中間体U1が形成される。
Next, in the tolerance ring external fitting step in step S2, the
Next, in the key lock collar external fitting step of step S3, as shown in FIG. 4C, the
次いで、ステップS4のグリース延展工程およびステップS5のなじみ工程は、図4(d)に示すように、製造用中間体U1が試験装置50に装着された状態で行われる。
試験装置50は、フレーム51と、一対の軸受部52と、回転規制部53と、駆動源54と、伝達機構55と、コントローラ56とを備えている。
一対の軸受部52は、フレーム51により支持され、アッパコラムシャフト10を回転可能に支持する。回転規制部53は、フレーム51により支持され、キーロックカラー20を外周側から保持してキーロックカラー20の回転を規制する。
Next, the grease extending process in step S4 and the conforming process in step S5 are performed in a state where the production intermediate U1 is mounted on the
The
The pair of bearing
駆動源54は、フレーム51によって支持された電動モータである。伝達機構55は、駆動源54の動力回転を減速する減速機構55aと、減速機構55aの出力をアッパコラムシャフト10の一端11に伝達する伝達部55bとを含む。
伝達部55bには、アッパコラムシャフト10に伝達される負荷トルクTを検出するトルクセンサ57と、アッパコラムシャフト10の回転角度を検出するエンコーダ58とが配置されている。エンコーダ58に代えて、駆動源54としての電動モータに配置されたレゾルバが用いられてもよい。
The
A
コントローラ56は、駆動源54を駆動制御することにより、グリース延展工程となじみ工程とを実施する。トルクセンサ57により検出された負荷トルクTおよびエンコーダ58により検出された回転速度は、コントローラ56に入力される。
図6は、グリース延展工程およびなじみ工程において、アッパコラムシャフト10の回転角度θと負荷トルクの検出値Tdとの関係を示すグラフ図である。図6では、第1回転方向R1(反時計回り)を負の方向で表し、第2回転方向R2(時計回り方向)を正の方向で表してある。
The
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the rotation angle θ of the
ステップS4のグリース延展工程では、駆動源54の回転が伝達機構55を介して伝達されて、アッパコラムシャフト10が回転駆動される。
具体的には、図6に示すように、アッパコラムシャフト10を、ニュートラル位置(回転角度θ=0)から第1回転方向R1(例えば反時計回り)に、180°回転させた後、第1回転方向R1の反対方向である第2回転方向R2(例えば時計回り)に、180°回転させる。これにより、アッパコラムシャフト10はニュートラル位置に戻されて、グリース延展工程が終了する。
In the grease extending step of step S4, the rotation of the
Specifically, as shown in FIG. 6, after the
グリース延展工程で、アッパコラムシャフト10を正逆回転させることで、アッパコラムシャフト10の外周面10aの全周に、グリースGを行き渡らせることができる。
次いで、ステップS5のなじみ工程は、製造用中間体U1を試験装置50に装着した状態で、グリース延展工程に連続して行われる。なじみ工程は、図5に示されるなじみ工程フローに基づいて行われる。
By rotating the
Next, the conforming process of step S5 is performed continuously with the grease extending process in a state where the production intermediate U1 is mounted on the
なじみ工程では、まず、アッパコラムシャフト10を第2回転方向R2に一定の回転角速度V(例えばV=90°/秒)で回転させ(ステップQ1)。トルクセンサ57によって、アッパコラムシャフト10に伝達される負荷トルクTが検出値Tdとして検出される(ステップQ2)。
次いで、ステップQ3において、トルクセンサ57による検出値Tdが、規定トルクTRの公差範囲A(下限値TRmin≦TR≦上限値TRmax)の上限値TRmax以下になるか否かが判定される。
In the familiarizing process, first, the
Next, at step Q3, it is determined whether or not the detected value Td by the
ステップQ3において、検出値Tdが上限値TRmaxを上回っている場合(ステップQ3でNOの場合)には、ステップQ2に戻り、ステップQ2およびステップQ3の処理を繰り返して検出値Tdを監視する。
一方、ステップQ3において、検出値Tdが上限値TRmax以下になった場合(ステップQ3でYESの場合)には、ステップQ4に進む。ステップQ4では、図6に示すように、所定の回転角度幅Δθ(例えばΔθ=30°の区間)における検出値Tdの変動量ΔTdをサンプリングする。
In step Q3, if the detected value Td exceeds the upper limit value TRmax (NO in step Q3), the process returns to step Q2, and the processing of steps Q2 and Q3 is repeated to monitor the detected value Td.
On the other hand, if the detected value Td is equal to or lower than the upper limit value TRmax in step Q3 (YES in step Q3), the process proceeds to step Q4. In step Q4, as shown in FIG. 6, the fluctuation amount ΔTd of the detection value Td in a predetermined rotation angle width Δθ (for example, a section where Δθ = 30 °) is sampled.
次いで、ステップQ5では、検出値Tdの変化が飽和したか否か、具体的には、所定の回転角度幅Δθにおける検出値Tdの変動量ΔTdが所定量e以下になる(ΔTd≦e)か否かが判定される。
ステップQ5において、変動量ΔTdが所定量eを超えている場合(ΔTd>e。ステップQ5においてNOの場合)には、検出値Tdの変化が飽和していないとして、ステップQ6を介してステップQ4に戻り、ステップQ4およびステップQ5の処理を繰り返して変動量ΔTdを監視する。
Next, in step Q5, whether or not the change in the detection value Td is saturated, specifically, whether or not the fluctuation amount ΔTd of the detection value Td in the predetermined rotation angle width Δθ is equal to or less than the predetermined amount e (ΔTd ≦ e). It is determined whether or not.
In step Q5, if the fluctuation amount ΔTd exceeds the predetermined amount e (ΔTd>e; if NO in step Q5), it is determined that the change in the detected value Td is not saturated, and step Q4 is performed via step Q6. Returning to step S4, the processes in steps Q4 and Q5 are repeated to monitor the variation ΔTd.
ステップQ6では、なじみ工程での総回転数が10以下(θ≦3600°)か否かが監視される。すなわち総回転数が10以下であれば(ステップQ6でYESの場合)、ステップQ4に戻る。総回転数が10を超える場合(ステップQ6でNOの場合)には、アッパコラムシャフトユニットUは不良品と認定される(ステップQ9)。
一方、ステップQ5において、変動量ΔTdが所定量e以下になった場合(ΔTd≦e。ステップQ5においてYESの場合)には、検出値Tdの変化が飽和したと判断して、ステップQ7に進み、検出値Tdが下限値TRmin以上の場合(ステップQ7においてYESの場合)に、アッパコラムシャフトユニットUは良品と認定される(ステップQ8)。
In step Q6, it is monitored whether or not the total number of rotations in the conforming process is 10 or less (θ ≦ 3600 °). That is, if the total number of revolutions is 10 or less (YES in step Q6), the process returns to step Q4. If the total number of revolutions exceeds 10 (NO in step Q6), upper column shaft unit U is recognized as a defective product (step Q9).
On the other hand, when the fluctuation amount ΔTd becomes equal to or smaller than the predetermined amount e in step Q5 (ΔTd ≦ e. If YES in step Q5), it is determined that the change in the detection value Td is saturated, and the process proceeds to step Q7. When the detected value Td is equal to or higher than the lower limit value TRmin (YES in step Q7), the upper column shaft unit U is recognized as a non-defective product (step Q8).
ステップQ7において、検出値Tdが下限値TRminを下回っている場合(ステップQ7においてNOの場合)には、アッパコラムシャフトユニットUは不良品と認定される(ステップQ9)
本実施形態では、なじみ工程において、負荷トルクTの検出値Tdが規定トルクTRの公差範囲A(下限値TRmin≦TR≦上限値TRmax)内に入った後も、回転摺動を続けて、検出値Tdの変化をサンプリングする。そして、なじみ工程で良品と認定される条件が、負荷トルクの検出値Tdが規定トルクTRの公差範囲A内の所定値(上限値TRmax)以下になった後に検出値Tdの変化が飽和することを含む。このため、実使用時に、トルクリミッタとして機能するときのトレランスリング30の作動トルクが安定する。すなわち、アッパコラムシャフト10に対してキーロックカラー20が回転するときの作動トルクが安定する。これにより、不良率を低減することができる。
If the detected value Td is below the lower limit value TRmin in step Q7 (NO in step Q7), the upper column shaft unit U is recognized as a defective product (step Q9).
In the present embodiment, in the conforming process, even after the detected value Td of the load torque T falls within the tolerance range A of the specified torque TR (lower limit value TRmin ≦ TR ≦ upper limit value TRmax), the rotation sliding is continued and detected. The change of the value Td is sampled. The condition for qualifying as a non-defective product in the familiarization process is that the change in the detected value Td is saturated after the detected value Td of the load torque falls below a predetermined value (upper limit value TRmax) within the tolerance range A of the specified torque TR. including. For this reason, during actual use, the operating torque of the
また、アッパコラムシャフトユニットUの各構成部品を公差のばらつき毎にグループ分けして、相性の良いもの同士を選別して組み立てるような煩雑な作業は不要である。また、構成部品の公差を緩めに設定することも可能となり、その場合、製造コストを安くすることができる。
また、アッパコラムシャフト10の所定の回転角度幅Δθにおける負荷トルクTの検出値Tdの変動量ΔTdが、所定量e以下になる(ΔTd≦e)ことで、検出値Tdの変化が飽和したと判断される。
Further, it is not necessary to perform complicated operations such as grouping the components of the upper column shaft unit U for each tolerance variation, and selecting and assembling those having good compatibility. Further, it becomes possible to set the tolerance of the component parts loosely, and in this case, the manufacturing cost can be reduced.
Further, when the fluctuation amount ΔTd of the detection value Td of the load torque T in the predetermined rotation angle width Δθ of the
また、なじみ工程の前のグリース延展工程で、トレランスリング30とアッパコラムシャフト10との間にグリースGを行き渡らせる。このため、なじみ工程において、グリース切れ等を起こし難く、安定したトルク管理が可能となる。
本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、第1回転方向R1が時計回りであって、第2回転方向R2が反時計回りであってもよい。
Further, the grease G is spread between the
The present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, the first rotation direction R1 may be clockwise and the second rotation direction R2 may be counterclockwise.
また、図5のステップQ3において、右辺の上限値TRmaxに代えて、規定トルクTRの公差範囲A内の中央値[(TRmax+TRmin)/2]を用いてもよい。すなわち、ステップQ3において、検出値Tdが、規定トルクTRの公差範囲A内の中央値[(TRmax+TRmin)/2]以下になるか否かが判定されてもよい。
また、本発明は、第1回転部材と第2回転部材との間にトレランスリングが介在する他のトルクリミッタユニットに適用することができる。その他、本発明は特許請求の範囲記載の範囲内で種々の変更を施すことができる。
Further, in step Q3 in FIG. 5, instead of the upper limit value TRmax on the right side, a median value [(TRmax + TRmin) / 2] within the tolerance range A of the specified torque TR may be used. That is, in step Q3, it may be determined whether or not the detected value Td is equal to or less than the median value [(TRmax + TRmin) / 2] within the tolerance range A of the specified torque TR.
Further, the present invention can be applied to other torque limiter units in which a tolerance ring is interposed between the first rotating member and the second rotating member. In addition, the present invention can be variously modified within the scope of the claims.
10…アッパコラムシャフト(第1回転部材)、10a…外周面、20…キーロックカラー(第2回転部材)、20a…内周面、21…キーロック孔、30…トレランスリング(トルクリミッタ)、30a…内周面、30b…外周面、A…公差範囲、G…グリース、R1…第1回転方向、R2…第2回転方向、T…負荷トルク、Td…検出値、ΔTd…変動量、e…所定量、TR…規定トルク、TRmax…上限値、TRmin…下限値、U…アッパコラムシャフトユニット(トルクリミッタユニット)
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記第2回転部材の回転を規制した状態で前記第1回転部材を一方向に一定の回転角速度で回転摺動させるなじみ工程を含み、
前記なじみ工程では、前記第1回転部材の負荷トルクが検出され、
前記なじみ工程で良品と認定される条件が、前記負荷トルクの検出値が規定トルクの公差範囲内の所定値以下になった後に前記検出値の変化が飽和することを含むトルクリミッタユニットの製造方法。 A manufacturing method of a torque limiter unit in which a tolerance ring as a torque limiter is interposed between an outer peripheral surface of a first rotating member and an inner peripheral surface of a second rotating member,
Including a conforming step of rotating and sliding the first rotating member in one direction at a constant rotational angular speed with the rotation of the second rotating member restricted;
In the conforming step, a load torque of the first rotating member is detected,
A method for manufacturing a torque limiter unit, wherein the condition for qualifying as a non-defective product in the conforming step includes saturation of a change in the detected value after the detected value of the load torque becomes equal to or less than a predetermined value within a tolerance range of a specified torque. .
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