JP5622637B2 - 電動パワーステアリング装置の製造方法及びその製造に用いられる治具 - Google Patents

Description

本発明は、電動モータによって操舵補助力を付与する電動パワーステアリング装置の製造方法及びその製造に用いられる治具に関するものである。

電動パワーステアリング装置には、ラック軸に形成したボールねじ軸にボールを介して螺合するボールナットと平行に電動モータを配置し、電動モータのモータシャフトに駆動プーリを連結するとともに、ボールナットに従動プーリを取付け、これら駆動プーリと従動プーリとをベルトを介して連動させた回転伝動機構を備えるものがある。

この種の回転伝動機構においては、ベルトの張力が、電動パワーステアリング装置のフリクション、作動音、耐久性等に影響を及ぼすため、例えば、特許文献１に開示されているように、ベルトの張力を調整できるようにしたものがある。

特許文献１に開示された回転伝動機構は、電動モータのモータハウジングをケーシングに締結する際に、各ボルトを締め付けない状態でモータハウジングを締結するボルトをケーシングの長穴に沿って移動させることによってベルトの張力が調整され、その後に各ボルトを締め付けることによってモータハウジングがケーシングに締結されるようになっている。

特開２００６−０２７５７７号公報

しかしながら、このような従来の電動パワーステアリング装置の製造方法にあっては、ベルトの張力が調整される際に、各ボルトを締め付ける直前において、目標のベルト張力に調整した状態でモータハウジングの位置を決めても、各ボルトが締め付けられる前後でモータハウジングの位置が若干変わるため、ベルトの張力が狂い、ベルトの張力を精度よく調整することが難しいという問題点があった。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、ベルトの張力を精度よく調整することができる電動パワーステアリング装置の製造方法及びその製造に用いられる治具を提供することを目的とする。

本発明は、電動モータの出力が、この電動モータのモータシャフトによって回転駆動される駆動プーリと、この駆動プーリと従動プーリに渡って掛け回されるベルトと、この従動プーリの回転を転舵シャフトの軸方向の移動に変換する運動変換機構とを介して転舵シャフトに付与される電動パワーステアリング装置の製造方法であって、運動変換機構を収容するケーシングに電動モータを収容するモータハウジングを組み付ける組み付け工程と、ケーシングに対して前記モータハウジングを支持するガイドホルダをケーシングに取り付けるガイドホルダ取り付け工程と、ガイドホルダに支持されるモータハウジングの位置を変えてベルトの張力を調整する張力調整工程と、ガイドホルダに支持されるモータハウジングをボルトを介してケーシングに締結する締結工程と、ガイドホルダをケーシングから取り外すガイドホルダ取り外し工程と、を行うことを特徴とする。

本発明によると、各ボルトを締め付ける締結工程にて、モータハウジングがケーシングに対してガイドホルダを介して支持されているため、各ボルトが締め付けられる前後でモータハウジングの位置がズレることを抑えられ、ベルトの張力を精度よく調整することができる。

本発明の実施形態を示す電動パワーステアリング装置の模式図。 同じく電動パワーステアリング装置の斜視図。 同じく電動パワーステアリング装置の正面図。 同じく図３のＡ−Ａ線に沿う断面図。 同じく図３のＢ−Ｂ線に沿う断面図。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は、電動パワーステアリング装置１の構成を示す模式図である。電動パワーステアリング装置１は、運転者によって操舵されるハンドル２が連結される操舵シャフト３と、この操舵シャフト３の先端部に設けられるピニオン４と、このピニオン４に噛合うラックギヤ５を有する転舵シャフト６と、ピニオン４および転舵シャフト６を収容するケーシング２０を備える。転舵シャフト６は、ケーシング２０に車両の左右方向について移動可能に支持される。ピニオン４は、ケーシング２０に回動可能に支持される。

電動パワーステアリング装置１は、転舵シャフト６の両端部に連結されるタイロッド７を備え、各タイロッド７は、それぞれ左右車輪８のナックルアーム（図示せず）に連結される。これにより、ハンドル２が操作されて操舵シャフト３が回転すると、この回転がピニオン４およびラックギヤ５を介して転舵シャフト６の移動に変換され、タイロッド７を介して左右車輪８が転舵される。

電動パワーステアリング装置１は、操舵補助力を付与する構成要素として、電動モータ１０と、回転運動を転舵シャフト６の軸方向の運動に変換する運動変換機構３０と、電動モータ１０の回転を運動変換機構３０に伝達する回転伝達機構４０とを備える。

運動変換機構３０は、転舵シャフト６に設けられるボールねじ９と、このボールねじ９にボール（図示せず）を介して螺合されるボールナット３１とを備える。これにより、ボールナット３１が回転されると、転舵シャフト６が軸方向に移動するようになっている。

回転伝達機構４０は、電動モータ１０によって回転駆動される駆動プーリ４１と、ボールナット３１の外周に連結される従動プーリ４２と、駆動プーリ４１と従動プーリ４２に渡って掛け回されるベルト４３とを備える。これにより、電動モータ１０によって駆動される駆動プーリ４１の回転は、ベルト４３を介して従動プーリ４２に減速して伝達される。

ベルト４３は、歯付きベルト（タイミングベルト）が用いられ、これに噛み合う駆動プーリ４１の回転が従動プーリ４２に滑りなく伝達される。

なお、電動モータ１０の回転を運動変換機構３０に伝達する循環部材として、ベルト４３に代えて、スプロケットに噛み合うチェーンを用いてもよい。

図２は、電動パワーステアリング装置１の斜視図である。図３は、電動パワーステアリング装置１の正面図である。これらに示すように、ケーシング２０は、転舵シャフト６を収容し支持する筒状のハウジング部２１と、このハウジング部２１の中程に形成されピニオン４を収容し支持するハウジング部２２と、ハウジング部２１の一端に形成され運動変換機構３０を収容するハウジング部２３とを有する。

ケーシング２５にはハウジング部２３に連接してフランジ部２４が形成される。このフランジ部２４にはケーシング２５が複数のボルト２６を介して締結される。フランジ部２４とケーシング２５の間に回転伝達機構４０が収容される。

電動モータ１０は、転舵シャフト６を収容するハウジング部２１と平行に並んで設けられる。電動モータ１０は、モータハウジング１１、５０を備え、一方のモータハウジング５０の一端がケーシング２０のフランジ部２４に複数のボルト１７を介して締結される。なお、これに限らず、電動モータ１０は、モータハウジング１１、５０を一体形成する構成としてもよい。

図４は、図３のＡ−Ａ線に沿う断面図である。有底筒状のモータハウジング１１は、転舵シャフト６を収容するハウジング部２１に間隙をもって配置される。電動モータ１０は、モータハウジング１１の後部から突出されるコネクタ１９を備え、このコネクタ１９を介して取り出されるケーブル（図示せず）によって電力が供給される。

図５は、図３のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。筒状のモータハウジング５０の内側には、電動モータ１０の出力を取り出すモータシャフト（図示せず）と、このモータシャフトを駆動プーリ４１に連結する中継シャフト１５が設けられる。これにより、モータシャフトと中継シャフト１５と駆動プーリ４１は、互いに一体となって回転する。図５において、１６は、中継シャフト１５を支持するベアリングである。

図５において、Ｏ１５は、モータシャフトと中継シャフト１５と駆動プーリ４１の回転中心軸である。Ｏ６は、転舵シャフト６の回転中心軸である。

モータハウジング５０には複数の空洞部５８が形成され、軽量化がはかられる。

前述したように、モータハウジング５０は複数（４本）のボルト１７を介してケーシング２０のフランジ部２４に締結される。フランジ部２４には各ボルト１７を挿通させる複数（４個）長穴２７が形成される。モータハウジング５０には各ボルト１７が螺合する複数（４個）のネジ孔１８が形成される。ケーシング２０のフランジ部２４にモータハウジング５０を締結する際に、モータハウジング５０を各ボルト１７と共に長穴２７に沿って移動させることによって、モータハウジング５０の固定位置が変えられ、ベルト４３の張力が調整されるようになっている。

しかし、上記のベルト４３の張力が調整される際に、各ボルト１７を締め付ける直前の状態でモータハウジング５０の位置を決めても、各ボルト１７を締め付ける過程でモータハウジング５０の位置が若干変わるため、ベルト４３の張力が狂い、ベルト４３の張力を精度よく調整することが難しいという問題点があった。

とくに、ベルト４３が伸びにくい仕様のものが用いられる場合に、駆動プーリ４１と従動プーリ４２間の軸間距離に微少な変化が生じることによってベルト４３の張力が狂い、ベルト４３の張力を精度よく調整することが難しい。

これに対処して、作業者がベルト４３の張力を調整する際に、モータハウジング５０を保持するガイドホルダ６１、６２を用いることとした。リング状のガイドホルダ６１、６２は、ケーシング２０に対してモータハウジング５０を保持する位置を可変とするカム機構を構成する治具であり、モータハウジング５０を組み付ける工程でケーシング２０のフランジ部２４に取り付けられ、モータハウジング５０がフランジ部２４に締結された後にフランジ部２４から取り外される。

ガイドホルダ６１、６２は、それぞれＣ字状（半割りリング状）のブロックであり、互いに合体してモータハウジング５０を取り囲むリング状に延びるようになっている。

ガイドホルダ６１、６２は、それぞれの端面から突出する複数（２本）のピン６５、６６を有し、このピン６５、６６がフランジ部２４に形成された穴２８、２９にそれぞれ挿入されることによって、ケーシング２０の所定位置に取り付けられる。

モータハウジング５０は、円筒面状の外周面５１を有する。一方、ガイドホルダ６１、６２は、それぞれモータハウジング５０の外周面５１に沿って延びる円筒面状の内周面６３、６４を有する。ガイドホルダ６１、６２は、それぞれの内周面６３、６４がモータハウジング５０の外周面５１に摺動可能に嵌合し、モータハウジング５０を回動可能に支持するようになっている。

図５において、モータハウジング５０の外周面５１の中心線をモータ回動中心軸Ｏ５１とし、モータシャフト１５の回転中心線を電動モータ１０の回転中心軸Ｏ１５とすると、このモータ回動中心軸Ｏ５１は、電動モータ１０の回転中心軸Ｏ１５に対して所定距離だけオフセットされる。これにより、ケーシング２０に対してガイドホルダ６１、６２を介して支持されるモータハウジング５０がモータ回動中心軸Ｏ５１を中心として回動することによって、モータシャフト１５がモータ回動中心軸Ｏ５１を中心として回動（旋回）する。こうして、モータシャフト１５がケーシング２０に対して変位すると、駆動プーリ４１と従動プーリ４２間の距離が増減することによって、ベルト４３の張力が調整される。

電動パワーステアリング装置１は、以下の各工程を経て製造される。

まず、ケーシング２０にモータハウジング５０を組み付ける組み付け工程が行われる。

この組み付け工程では、モータハウジング５０は、各ボルト１７を介してケーシング２０のフランジ部２４に締結されるが、各ボルト１７が締め付けられることなく、長穴２７に沿って変位可能に組み付けられる。

なお、この組み付け工程は、ケーシング２０に転舵シャフト６、ピニオン４、運動変換機構３０、回転伝達機構４０を組み付けた後に行われる。

次に、ガイドホルダ６１、６２をケーシング２０に取り付けるガイドホルダ取り付け工程が行われる。

このガイドホルダ取り付け工程では、作業者がガイドホルダ６１、６２をモータハウジング５０を囲むように合わせ、ガイドホルダ６１、６２をモータシャフト１５の軸方向（図３にて左方向）に移動することにより、各ピン６５、６６をフランジ部２４の穴２８、２９に挿入して、ガイドホルダ６１、６２をケーシング２０の所定位置に取り付ける。

次に、ベルト４３の張力を調整する張力調整工程が行われる。

この張力調整工程では、ガイドホルダ６１、６２を介して支持されるモータハウジング５０を回動させることによって駆動プーリ４１を変位させてベルト４３の張力を所定値に調整する。

次に、ケーシング２０に電動モータ１０のモータハウジング５０を締結する締結工程が行われる。

モータハウジング５０がケーシング２０に対してガイドホルダ６１、６２を介して支持された状態で、作業者が各ボルト１７を締め付け、モータハウジング５０をケーシング２０のフランジ部２４に固定する。

上記の各ボルト１７を締め付ける過程で、モータハウジング５０がケーシング２０に対してガイドホルダ６１、６２を介して支持されていることにより、モータハウジング５０の位置が変わることなく一定に保たれ、ベルト４３の張力が所定値に調整された状態が維持されるため、ベルト４３の張力を精度よく調整することができる。

次に、ガイドホルダ６１、６２をケーシング２０から取り外すガイドホルダ取り外し工程が行われる。

このガイドホルダ取り外し工程では、作業者がガイドホルダ６１、６２をモータシャフト１５の軸方向（図３にて左方向）に移動することにより、各ピン６５、６６がフランジ部２４の穴２８、２９から外れ、ガイドホルダ６１、６２がケーシング２０から取り外される。

なお、図２〜５は、ガイドホルダ６１、６２がケーシング２０に取り付けられた状態を示しているが、電動パワーステアリング装置１は、ガイドホルダ６１、６２が取り外された状態で出荷される。

以下、本実施形態の要旨と作用、効果を説明する。

本実施形態では、電動モータ１０の出力が、この電動モータ１０のモータシャフトによって回転駆動される駆動プーリ４１と、駆動プーリ４１と従動プーリ４２に渡って掛け回されるベルト４３と、従動プーリ４２の回転を転舵シャフト６の軸方向の移動に変換する運動変換機構３０とを介して転舵シャフト６に付与される電動パワーステアリング装置１の製造方法であって、運動変換機構３０を収容するケーシング２０に電動モータ１０を収容するモータハウジング５０を組み付ける組み付け工程と、ケーシング２０に対してモータハウジング５０を支持するガイドホルダ６１、６２をケーシング２０に取り付けるガイドホルダ取り付け工程と、ガイドホルダ６１、６２に支持されるモータハウジング５０の位置を変えてベルト４３の張力を調整する張力調整工程と、ガイドホルダ６１、６２に支持されるモータハウジング５０をボルト１７を介してケーシング２０に締結する締結工程と、ガイドホルダ６１、６２をケーシング２０から取り外すガイドホルダ取り外し工程と、を行う構成とした。

上記構成に基づき、各ボルト１７を締め付ける締結工程にて、モータハウジング５０がケーシング２０に対してガイドホルダ６１、６２を介して支持されているため、各ボルト１７が締め付けられる前後でモータハウジング５０の位置がズレることを抑えられ、ベルト４３の張力を精度よく調整することができる。

本実施形態では、ケーシング２０に対するモータハウジング５０の締結位置を変えることによりベルト４３の張力を調整することが可能な電動パワーステアリング装置１の製造に用いられる治具として、ガイドホルダ６１、６２は、モータシャフトの回転中心である電動モータ１０の回転中心軸Ｏ１５に対して電動モータ１０の回動中心であるモータ回動中心軸Ｏ５１をオフセットさせながら、モータ回動中心軸Ｏ５１についてモータハウジング５０を回動可能に支持するガイドホルダ６１、６２を用い、張力調整工程では、ガイドホルダ６１、６２を介して支持されるモータハウジング５０を回動させることによって、電動モータ１０の回転中心軸Ｏ１５を変位させる構成とした。

上記構成に基づき、ガイドホルダ６１、６２は、ケーシング２０に対してモータハウジング５０を保持する位置を可変とするカム機構を構成する。ガイドホルダ６１、６２を介して支持されるモータハウジング５０を回動させることによってモータハウジング５０が変位し、駆動プーリ４１と従動プーリ４２間の距離が増減することによって、従来のモータハウジングをベルトの張り方向に移動させる直動式の調整方法に比べて、ベルト４３の張力を精度よく調節することができる。こうして、ベルト４３の張力が調節された状態で、モータハウジング５０はベルト４３の張力によってガイドホルダ６１、６２に押し付けられ、円筒状の接触面に生じる摩擦力によってガイドホルダ６１、６２に対して回動することが抑えられるため、各ボルト１７が締め付けられる前後でモータハウジング５０の位置がズレることを抑えられ、ベルト４３の張力を精度よく調整することができる。

本発明は上記の実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。

１ 電動パワーステアリング装置
６ 転舵シャフト
１０ 電動モータ
１５ 中継シャフト
１７ ボルト
２７ 長穴
３０ 運動変換機構
４０ 回転伝達機構
４１ 駆動プーリ
４２ 従動プーリ
４３ ベルト
５０ モータハウジング
５１ 外周面
６１、６２ ガイドホルダ
６３、６４ 内周面
６５、６６ ピン

Claims (3)

1. 電動モータの出力が、前記電動モータのモータシャフトによって回転駆動される駆動プーリと、前記駆動プーリと前記従動プーリに渡って掛け回されるベルトと、前記従動プーリの回転を転舵シャフトの軸方向の移動に変換する運動変換機構とを介して前記転舵シャフトに付与される電動パワーステアリング装置の製造方法であって、
   前記運動変換機構を収容するケーシングに前記電動モータを収容するモータハウジングを組み付ける組み付け工程と、
   前記ケーシングに対して前記モータハウジングを支持するガイドホルダを前記ケーシングに取り付けるガイドホルダ取り付け工程と、
   前記ガイドホルダに支持される前記モータハウジングの位置を変えて前記ベルトの張力を調整する張力調整工程と、
   前記ガイドホルダに支持される前記モータハウジングをボルトを介して前記ケーシングに締結する締結工程と、
   前記ガイドホルダを前記ケーシングから取り外すガイドホルダ取り外し工程と、を行うことを特徴とする電動パワーステアリング装置の製造方法。
2. 前記ガイドホルダは、前記モータシャフトの回転中心である前記電動モータの回転中心軸に対して前記モータハウジングの回動中心であるモータハウジング回動中心軸をオフセットさせながら、前記モータハウジング回動中心軸について前記モータハウジングを回動可能に支持するものであり、
   前記張力調整工程では、前記ガイドホルダを介して支持される前記モータハウジングを回動させることによって前記電動モータの回転中心軸が変位することを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置の製造方法。
3. 電動モータの出力が、前記電動モータのモータシャフトによって回転駆動される駆動プーリと、前記駆動プーリと前記従動プーリに渡って掛け回されるベルトと、前記従動プーリの回転を転舵シャフトの軸方向の移動に変換する運動変換機構とを介して前記転舵シャフトに付与される電動パワーステアリング装置の製造に用いられる治具であって、
   前記運動変換機構を収容するケーシングに前記電動モータを収容するモータハウジングの締結位置を変える際に前記ケーシングに対して前記モータハウジングの外周面を摺動可能に支持するガイドホルダを備え、
   前記ガイドホルダは、前記モータシャフトの回転中心である前記電動モータの回転中心軸に対して前記モータハウジングの回動中心である前記モータハウジング回動中心軸をオフセットさせながら、前記モータハウジング回動中心軸について前記モータハウジングを回動可能に支持する構成としたことを特徴とする電動パワーステアリング装置の製造に用いられる治具。

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