JP3825947B2 - 舵取り装置のトーションバーと出力軸との固定方法および固定構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
舵取り装置のトーションバーと出力軸との固定方法および固定構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
舵取り装置においては、入力軸および出力軸にそれぞれ一体回転可能にトーションバーの両端部が連結されており、入力軸と出力軸との相対回転に応じて操舵捕助力が発生する。
この種の舵取り装置としては、たとえば実公平７−３８１号公報で開示されているように、トーションバーの端部の外周にセレーション部を設け、このセレーション部を出力軸に形成された嵌合孔に圧入することにより、トーションバーの端部を出力軸に固定する方式が知られている。トーションバーの端部を出力軸に固定することにより、出力軸がステアリングホイールに連結されるようになっている。
【０００３】
具体的には、セレーション部は複数の歯を有しており、歯先のピッチ円外径が嵌合孔の径よりも所定の圧入代だけ大きくされている。セレーション部の圧入によって、歯先に圧入荷重が加わり、歯先と嵌合孔の接触部分とが相互に変形する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のピッチ円外径や嵌合孔の内径の寸法公差のばらつきの影響で、圧入時に各歯に加わる圧力荷重が個体ごとにばらつく。このため、トーションバーと出力軸との連結強度が安定せず、セレーション部の出力軸に対する固定力が小さい場合には、セレーション部が出力軸に対して回転してしまうおそれがあった。
【０００５】
そこで、セレーション部を確実に出力軸に固定するために、セレーション部の圧入代を十分に大きく設定することも考えられるが、この場合には、個体においては圧入による嵌合孔の変形が大きくなってしまい、これに伴って出力軸が外方に膨んでしまうおそれがある。その結果、出力軸に接するシールとの間の締め代がばらつき、シールの寿命に悪影響を与えるおそれもある。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、出力軸に無理な変形を生じさせることなく、トーションバーと出力軸とを確実に固定できる固定方法および固定構造を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記の目的を達成するために、請求項１記載の発明は、舵取り装置のトーションバーと出力軸との固定方法において、上記トーションバーの端部に形成された三角セレーションからなるセレーション部を出力軸の嵌合孔に圧入する工程と、トーションバーと出力軸とに電位差を与えて、セレーション部の歯の少なくとも先端部を含む領域を接触抵抗による発熱によって嵌合孔に溶着する工程とを含むことを特徴とする舵取り装置のトーションバーと出力軸との固定方法である。
【０００７】
また、請求項２記載の発明は、舵取り装置のトーションバーと出力軸との固定構造において、上記トーションバーの端部に形成された三角セレーションからなるセレーション部が出力軸の嵌合孔に圧入されており、セレーション部の歯の少なくとも先端部を含む領域が通電時の接触抵抗による発熱によって嵌合孔に溶着されていることを特徴とする舵取り装置のトーションバーと出力軸との固定構造である。
請求項１および２記載の発明では、溶着を併用するので、セレーション部の圧入代を小さくしても、確実な固定が行える。圧入代を小さくできるので、出力軸が過度に変形することはない。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態について、添付図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明にかかる固定構造が適用された舵取り装置の全体構成を示す模式的断面図である。
図１を参照して、舵取り装置は油圧制御弁１を備えており、この油圧制御弁１は、操舵補助力を発生するパワーシリンダ２への送給油圧を制御するべく、パワーシリンダ２と油圧ポンプ３およびリザーバタンク４との間に介装される。パワーシリンダ２は、車輪に連なるラック軸５の外側を取り囲む筒型のラックハウジング（図示せず）の一部を液密的に封止してシリンダ室６を形成したものからなる。このシリンダ室６には、ラック軸５の途中部に固定したピストン７が摺動自在に嵌め合わされており、このピストン７の両側の油室６ａ，６ｂ間の差圧によってラック軸５に与えられる油圧力が、ラック軸５の軸長方向に沿ってなされる舵取り動作を直接的に補助する。
【０００９】
ステアリングホイールに連なる筒状の入力軸８と、舵取機構に連なる出力軸９とが、トーションバー１０を介して連結されている。トーションバー１０は、入力軸８を貫いて形成された中心孔２０に収容されており、その両端部１５，１６が入力軸８および出力軸９にそれぞれ一体回転可能に連結されている。両軸８，９は共通のハウジング１１の内部に回動自在に保持されている。このハウジング１１は、上ハウジング１１ａと下ハウジング１１ｂとを有している。
【００１０】
また、出力軸９の下端部外周には、ピニオン１２が形成されており、このピニオン１２は、出力軸９と交差する態様にて下ハウジング１１ｂの下部に挿入されたラック軸５に噛み合わされている。
トーションバー１０と連結される側の出力軸９の端部には、上記ハウジング１１の内部に保持された筒形のバルブボディ１３がピン２４によって結合され、このバルブボディ１３の内側に、バルブロータ１４が相対回転自在に嵌め合わされている。このバルブロータ１４は入力軸８の外周に一体的に形成されている。バルブボディ１３とバルブロータ１４との間には、両者１３，１４の相対角変位に応じて相異なる向きに絞り面積が変化する一対の絞り（図示せず）が備えられ、この絞りを形成したバルブボディ１３とバルブロータ１４との間でバルブ機構Ｖが構成されている。
【００１１】
操舵操作がなされると、入力軸８が軸心周りに回動し、この回動がトーションバー１０、出力軸９およびピニオン１２を介してラック軸５に伝達され、このラック軸５が軸長方向に摺動して舵取りがなされる。このとき、入力軸８と出力軸９とを連結するトーションバー１０には、ステアリングホイールに加わる操舵トルクに応じた捩じれが生じる。この捩じれに応じてバルブボディ１３とバルブロータ１４とが相対角変位を生じ、油圧ポンプ３からの圧油がパワーシリンダ２の所要の油室６ａ又は６ｂに供給されるようになっている。
【００１２】
トーションバー１０は、相対向する上端部１５と下端部１６との間に、所望の捩じれ特性を得るべく外形および長さを所定量に定められた本体部１７を有している。上端部１５は、入力軸８の中心孔２０に嵌め合わされて、入力軸８およびトーションバー１０を径方向に貫通するノックピンからなる係合ピン２５によって、入力軸８に固定されている。
トーションバー１０の下端部１６の周面には、三角セレーションからなるセレーション部１８が形成されている。セレーション部１８が出力軸９に形成された嵌合孔２１に圧入され、かつ、溶着されることにより、トーションバー１０の下端部１６の出力軸９への固定が達成されている。
【００１３】
図２は、トーションバーを出力軸に固定する様子を模式的に示す側面図である。図２（ａ）は、嵌合孔にセレーション部を圧入する工程を示し、図２（ｂ）は、セレーション部を嵌合孔に溶着する工程を示している。
セレーション部１８は、複数の山型の歯２６［図３（ａ）参照。］を有している。一方、嵌合孔２１はリーマによる円孔からなっており、入力軸８側に開くように形成されている。
【００１４】
まず、図２（ａ）に示すように、セレーション部１８を嵌合孔２１に圧入する。これにより、図３（ａ）に示すように、歯２６の先端部２６ａと嵌合孔２１の内周面２１ａの一部とが相互に変形する。このとき、従来のように圧入のみでセレーション部を出力軸に固定する場合の圧入代よりも小さい圧入代で圧入する。また、この圧入代は、多少な寸法精度のばらつきがあっても、圧入後においてセレーション部１８の歯２６の先端部２６ａが嵌合孔２１の内周面２１ａに確実に接触する状態を達成できる程度のものである。
【００１５】
圧入後に、図２（ｂ）に示すように、トーションバー１０と出力軸９との間に電位差を与えると、嵌合孔２１の内周面２１ａと歯２６の先端部２６ａとの接触部分に、接触抵抗による発熱が生じる。この発熱により、歯２６の先端部２６ａが嵌合孔２１に溶着される。これにより、トーションバー１０が出力軸９に確実に固定される。
通電後は、図３（ｂ）に示すように歯２６の先端部２６ａだけがほぼ線状に嵌合孔２１に溶着された状態となるが、通電の条件を変えることにより、その溶着の程度を調整することができる。つまり、たとえば通電時間を長めに設定することにより、また、トーョンバー１０と出力軸９との間に加わる電位差を大きく設定することにより、図３（ｃ）に示すように歯２６の先端部２６ａだけでなくその周囲の領域も嵌合孔２１に溶着することができる。
【００１６】
いずれにしても、上記通電は、通常のスポット溶接よりもゆるい条件で行われることが好ましい。なぜなら、通常トーションバー１０や出力軸９には、その強度を向上させるために予め焼入れが施されており、通電を通常のスポット溶接と同様の条件で行うとすると、発熱により焼入れ部分が焼き戻されてしまうおそれがあるからである。なお、トーションバー１０の焼入れ時において下端部１６に焼入れを行わないようにしておいてもよい。
【００１７】
以上、この実施形態によれば、トーションバー１０と出力軸９とを固定する場合に圧入と溶着とを併用するので、セレーション部１８の圧入代を出力軸９が過度に変形することはない程度に小さくしても、確実な固定が行える。
その他、本発明の特許請求の範囲内で種々の変更が可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる固定構造が適用された舵取り装置の全体構成を示す模式的断面図である。
【図２】トーションバーを出力軸に固定する様子を模式的に示す側面図である。（ａ）は、嵌合孔にセレーション部を圧入する工程を示し、（ｂ）は、セレーション部を嵌合孔に溶着する工程を示している。
【図３】セレーション部の嵌合孔への圧入・溶着の様子を図２（ｂ）の矢印Ａ方向から見た図であり、（ａ）は、セレーション部を圧入した状態を示し、（ｂ），（ｃ）は、セレーション部の歯が嵌合孔に溶着された状態を示している。
【符号の説明】
８ 出力軸
１０ トーションバー
１６ 下端部（端部）
１７ 本体部
１８ セレーション部
２１ 嵌合孔
２６ 複数の歯
２６ａ 先端部

Claims (2)

1. 舵取り装置のトーションバーと出力軸との固定方法において、
   上記トーションバーの端部に形成された三角セレーションからなるセレーション部を出力軸の嵌合孔に圧入する工程と、
   トーションバーと出力軸とに電位差を与えて、セレーション部の歯の少なくとも先端部を含む領域を接触抵抗による発熱によって嵌合孔に溶着する工程とを含むことを特徴とする舵取り装置のトーションバーと出力軸との固定方法。
2. 舵取り装置のトーションバーと出力軸との固定構造において、
   上記トーションバーの端部に形成された三角セレーションからなるセレーション部が出力軸の嵌合孔に圧入されており、
   セレーション部の歯の少なくとも先端部を含む領域が通電時の接触抵抗による発熱によって嵌合孔に溶着されていることを特徴とする舵取り装置のトーションバーと出力軸との固定構造。

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