JP5626128B2 - Column unit for electric power steering system - Google Patents

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Description

この発明は、内側にステアリングシャフトを回転自在に支持する為のステアリングコラムと、内部に電動式パワーステアリング装置の構成部品を収納するハウジングとを組み合わせて成る、電動式パワーステアリング装置用コラムユニットの改良に関する。   The present invention is an improvement of a column unit for an electric power steering apparatus, which is a combination of a steering column for rotatably supporting a steering shaft on the inner side and a housing for housing components of the electric power steering apparatus. About.

自動車用ステアリング装置は、図9に示す様に構成して、ステアリングホイール1の回転をステアリングギヤユニット2の入力軸3に伝達し、この入力軸3の回転に伴って左右1対のタイロッド4、4を押し引きして、前車輪に舵角を付与する様にしている。前記ステアリングホイール1は、ステアリングシャフト5の後端部に支持固定されており、このステアリングシャフト5は、円筒状のステアリングコラム6を軸方向に挿通した状態で、このステアリングコラム6に回転自在に支持されている。このステアリングコラム6の前端部は、電動式パワーステアリング装置の構成部品である、ウォーム減速機7やトルク測定器8(後述する図10及び本発明の実施の形態を示す図1参照)等を収納したハウジング9の後端部に連結固定している。このハウジング9には、前記電動式パワーステアリング装置の動力源である電動モータ10を支持固定している。   The automobile steering device is configured as shown in FIG. 9, and transmits the rotation of the steering wheel 1 to the input shaft 3 of the steering gear unit 2, and a pair of left and right tie rods 4 according to the rotation of the input shaft 3, 4 is pushed and pulled to give a steering angle to the front wheels. The steering wheel 1 is supported and fixed to the rear end portion of the steering shaft 5, and the steering shaft 5 is rotatably supported by the steering column 6 with the cylindrical steering column 6 inserted in the axial direction. Has been. The front end portion of the steering column 6 houses a worm speed reducer 7 and a torque measuring device 8 (see FIG. 10 described later and FIG. 1 showing the embodiment of the present invention), which are components of the electric power steering apparatus. The housing 9 is connected and fixed to the rear end portion. The housing 9 supports and fixes an electric motor 10 which is a power source of the electric power steering device.

前記ステアリングホイール1により前記ステアリングシャフト5を回転させると、このステアリングシャフト5に付与されたトルクの方向及び大きさが前記トルク測定器8により測定される。このトルク測定器8は、前記ハウジング9内に回転自在に支持されて、トーションバー11により互いに結合された入力軸12及び出力軸13と、これら両軸12、13同士の回転方向に関する相対変位量を測定する為の変位測定器14(図1、10参照)とから成る。この様なトルク測定器8の構成及び作用は、従来から周知であるから、詳しい説明は省略する。このトルク測定器8の測定結果に基づき、前記電動モータ10が前記出力軸13に対し、前記ステアリングホイール1の操作方向と同じ方向の補助トルクを付与し、この出力軸13を、前記ステアリングシャフト5から前記入力軸12に入力されたトルクよりも大きなトルクで回転させる。   When the steering shaft 5 is rotated by the steering wheel 1, the direction and magnitude of torque applied to the steering shaft 5 is measured by the torque measuring device 8. The torque measuring device 8 is rotatably supported in the housing 9 and is connected to the input shaft 12 and the output shaft 13 by a torsion bar 11, and the relative displacement amount in the rotational direction between the shafts 12 and 13. Displacement measuring instrument 14 (see FIGS. 1 and 10). Since the configuration and operation of such a torque measuring device 8 are conventionally known, detailed description thereof will be omitted. Based on the measurement result of the torque measuring device 8, the electric motor 10 applies an auxiliary torque in the same direction as the operation direction of the steering wheel 1 to the output shaft 13, and the output shaft 13 is applied to the steering shaft 5. To rotate with a torque larger than the torque input to the input shaft 12.

上記出力軸13の先端部は、自在継手15aを介して中間シャフト16の後端部に接続し、この中間シャフト16の前端部を、別の自在継手15bを介して、前記入力軸3に接続している。尚、図9に示した構造は、ステアリングホイール1の上下位置を調節する為のチルト機構と、前後位置を調節する為のテレスコピック機構とを組み込んでいる。この為に、前記ステアリングコラム6の中間部を、車体17に支持した支持ブラケット18に対し、上下位置及び前後位置の調節を可能に支持している。又、前記チルト機構を構成する為に、前記ハウジング9の前上端部に設けた支持筒19を車体17に対し、横軸を中心とする揺動変位を可能に支持している。又、前記テレスコピック機構を構成する為に、前記ステアリングシャフト5を、インナシャフトとアウタシャフトとを、トルク伝達可能に、且つ、伸縮可能に組み合わせたものとし、前記ステアリングコラム6を、アウタコラムとインナコラムとを伸縮可能に組み合わせたものとしている。   The front end portion of the output shaft 13 is connected to the rear end portion of the intermediate shaft 16 via a universal joint 15a, and the front end portion of the intermediate shaft 16 is connected to the input shaft 3 via another universal joint 15b. doing. The structure shown in FIG. 9 incorporates a tilt mechanism for adjusting the vertical position of the steering wheel 1 and a telescopic mechanism for adjusting the front-rear position. For this purpose, the intermediate portion of the steering column 6 is supported on the support bracket 18 supported by the vehicle body 17 so that the vertical position and the front-rear position can be adjusted. Further, in order to constitute the tilt mechanism, a support cylinder 19 provided at the front upper end portion of the housing 9 is supported with respect to the vehicle body 17 so as to be capable of swinging displacement about the horizontal axis. In order to constitute the telescopic mechanism, the steering shaft 5 is a combination of an inner shaft and an outer shaft so that torque can be transmitted and can be extended and contracted, and the steering column 6 is connected to the outer column and the inner shaft. It is a combination of a column and a telescopic combination.

上述の様な、ステアリングコラム6とハウジング9とを組み合わせて成る電動式パワーステアリング装置用コラムユニットで、このハウジング9の軽量化並びにコスト低減を図る為に、このハウジング9を合成樹脂製とする事が、特許文献1に記載されている。図10は、この特許文献1に記載された、電動式パワーステアリング装置用コラムユニットの従来構造の1例を示している。この従来構造の場合、それぞれがポリアミド樹脂等の合成樹脂製のセンサハウジング20とギヤハウジング21とを溶着して、中空のハウジング9aとしている。この様に、ハウジング9aを合成樹脂製とした場合でもステアリングコラム6aは、強度及び剛性を確保すべく、炭素鋼の如き鉄系合金等の金属製とする必要がある。この為に、図10に示した従来構造の場合には、金属製で円筒状ステアリングコラム6aの前端部を、前記ハウジング9aの後端部に形成した円筒部22に外嵌する事で、このハウジング9aの後端部と前記ステアリングコラム6aの前端部とを結合している。 As described above, the column unit for the electric power steering apparatus in which the steering column 6 and the housing 9 are combined. In order to reduce the weight of the housing 9 and reduce the cost, the housing 9 is made of a synthetic resin. Is described in Patent Document 1. FIG. 10 shows an example of a conventional structure of a column unit for an electric power steering apparatus described in Patent Document 1. In the case of this conventional structure, each of the sensor housing 20 and the gear housing 21 made of a synthetic resin such as polyamide resin is welded to form a hollow housing 9a. Thus, even when the housing 9a is made of a synthetic resin, the steering column 6a needs to be made of a metal such as an iron-based alloy such as carbon steel in order to ensure strength and rigidity. For this reason, in the case of the conventional construction shown in FIG. 10, the front end portion of a cylindrical steering column 6a made of metal, by externally fitted to the cylindrical portion 22 formed on the rear end portion of the housing 9a, The rear end portion of the housing 9a and the front end portion of the steering column 6a are coupled.

但し、上述の様な従来構造の場合、これらハウジング9aの後端部とステアリングコラム6aの前端部との結合強度を高くする事が難しい。即ち、これらハウジング9aの後端部とステアリングコラム6aの前端部とを締り嵌めで嵌合固定した場合でも、このハウジング9aを構成する合成樹脂と、前記ステアリングコラム6aを構成する金属との線膨張率の差に基づいて、前記両端部同士の結合固定部の嵌合強度が次第に低下する可能性がある。特に、温度上昇に伴う前記円筒部22の外径の拡大分が、前記ステアリングコラム6aの前端部の内径の拡大分よりも大きくなると、前記円筒部22の外周面を抑え付ける力(面圧)が過大になり、この円筒部22が、外径が小さくなる方向に塑性変形する。この結果、前記結合固定部の嵌合強度の低下が著しくなる。   However, in the case of the conventional structure as described above, it is difficult to increase the coupling strength between the rear end portion of the housing 9a and the front end portion of the steering column 6a. That is, even when the rear end portion of the housing 9a and the front end portion of the steering column 6a are fitted and fixed, the linear expansion between the synthetic resin constituting the housing 9a and the metal constituting the steering column 6a. Based on the difference in rate, there is a possibility that the fitting strength of the joint fixing portion between the both end portions gradually decreases. In particular, when an increase in the outer diameter of the cylindrical portion 22 due to a temperature rise is larger than an increase in the inner diameter of the front end portion of the steering column 6a, the force (surface pressure) that suppresses the outer peripheral surface of the cylindrical portion 22 is increased. Becomes excessive, and the cylindrical portion 22 is plastically deformed in a direction of decreasing the outer diameter. As a result, the fitting strength of the joint fixing portion is significantly reduced.

又、金属と合成樹脂との締り嵌めに基づく、前記両端部同士の結合部の強度及び剛性は、初期段階から必ずしも大きくはない。従って、ステアリングホイール1の高さ調節時等に前記結合部に曲げ方向の力が加わった場合にも、前記円筒部22の外周面が塑性変形し、前記結合固定部の嵌合強度が低下する可能性がある。何れにしても、この嵌合強度が低下すると、前記ステアリングコラム6aと前記ハウジング9aとの結合部ががたつく等の問題が発生する可能性がある。尚、この様な問題は、ステアリングコラムを鉄系合金の如き、必要とする強度及び剛性を得易い金属により造り、ハウジングをアルミニウム系合金の如き、軽量ではあるが前記ステアリングコラムを構成する金属に比べて軟質の金属により造る場合にも生じ得る。   Further, the strength and rigidity of the joint between the two ends based on the interference fit between the metal and the synthetic resin are not necessarily large from the initial stage. Therefore, even when a force in the bending direction is applied to the coupling portion when adjusting the height of the steering wheel 1, the outer peripheral surface of the cylindrical portion 22 is plastically deformed, and the fitting strength of the coupling fixing portion is reduced. there is a possibility. In any case, when this fitting strength is reduced, there is a possibility that a problem such as a loose joint between the steering column 6a and the housing 9a may occur. Such a problem is that the steering column is made of a metal that easily obtains the required strength and rigidity, such as an iron-based alloy, and the housing is made of a metal that constitutes the steering column, such as an aluminum-based alloy, although it is lightweight. It can also occur when made of a soft metal.

特開2009−298246号公報JP 2009-298246 A

本発明は、上述の様な事情に鑑みて、ハウジングの後端部とステアリングコラムの前端部との結合部の強度及び剛性を確保できる構造を実現すべく発明したものである。   In view of the circumstances as described above, the present invention has been invented to realize a structure capable of ensuring the strength and rigidity of the connecting portion between the rear end portion of the housing and the front end portion of the steering column.

本発明の電動式パワーステアリング装置用コラムユニットは、ステアリングコラムとハウジングとを備える。
このうちのステアリングコラムは、内部にステアリングシャフトを挿通するもので、金属製で円筒状である。
又、前記ハウジングは、前記ステアリングコラムの前端部に結合固定され、内部に電動式パワーステアリング装置の構成部品の少なくとも一部を収納するもので、前記ステアリングコラムを構成する金属に比べて軟質の金属の鋳造品若しくは合成樹脂の射出成形品である。
The column unit for an electric power steering apparatus of the present invention includes a steering column and a housing.
Of these, the steering column has a steering shaft inserted therein and is made of metal and has a cylindrical shape.
The housing is coupled and fixed to the front end portion of the steering column, and houses at least a part of the components of the electric power steering device, and is softer than the metal constituting the steering column. Cast products or synthetic resin injection molded products.

更に、本発明の電動式パワーステアリング装置用コラムユニットでは、前記ステアリングコラムの前端部に、このステアリングコラムの内外両周面同士を連通させる透孔を形成している。又、このステアリングコラムの前端部でこの透孔を含む部分を内部に包埋する状態で、外周面に雄ねじを形成したねじ環を、鋳造若しくは射出成形している。そして、このねじ環を、前記ハウジングの後端部内周面に形成した段付大径部の内周面に形成した雌ねじに螺合し更に締め付ける事で、このハウジングと前記ステアリングコラムとを結合固定している。 Furthermore, in the column unit for an electric power steering apparatus according to the present invention, a through hole is formed in the front end portion of the steering column so that the inner and outer peripheral surfaces of the steering column communicate with each other. Further, a screw ring having a male screw formed on the outer peripheral surface is cast or injection molded in a state where the portion including the through hole is embedded inside the front end portion of the steering column. The housing is connected to the steering column by screwing the screw ring into a female screw formed on the inner peripheral surface of the stepped large-diameter portion formed on the inner peripheral surface of the rear end portion of the housing. It is fixed.

上述の様に構成する本発明の電動式パワーステアリング装置用コラムユニットによれば、ハウジングの後端部とステアリングコラムの前端部との結合部の強度及び剛性を確保できる。
又、本発明の場合には、前記ステアリングコラムの前端部と前記ハウジングの後端部との結合固定を、このステアリングコラムの前端部に結合固定したねじ環の外周面に形成した雄ねじと、前記ハウジングの後端部内周面に形成した段付大径部の内周面に形成した雌ねじとの螺合及び締め付けにより行っているので、前記ステアリングコラムと前記ハウジングとの着脱を容易に行える。この為、電動式パワーステアリング装置の修理の手間やコストの低減を図れる。
According to the column unit for an electric power steering apparatus of the present invention configured as described above, it is possible to ensure the strength and rigidity of the connecting portion between the rear end portion of the housing and the front end portion of the steering column.
Further, in the case of the present invention, the male thread formed on the outer peripheral surface of the screw ring coupled and fixed to the front end portion of the steering column and the front end portion of the steering column and the rear end portion of the housing; The steering column and the housing can be easily attached and detached because they are screwed and tightened with the female screw formed on the inner peripheral surface of the stepped large diameter portion formed on the inner peripheral surface of the rear end portion of the housing. For this reason, it is possible to reduce the labor and cost of repairing the electric power steering apparatus.

本発明の実施の形態の1例を示す要部断面図。The principal part sectional view showing one example of an embodiment of the invention. ねじ環を設けたステアリングコラムの前端部を示す斜視図。The perspective view which shows the front-end part of the steering column which provided the screw ring. 図1のA部拡大図。The A section enlarged view of FIG. ねじ環を設ける以前のステアリングコラムの前端部を示す斜視図。The perspective view which shows the front-end part of the steering column before providing a screw ring. 本発明に関する参考例の第1例を示す、図3と同様の図。 The figure similar to FIG. 3 which shows the 1st example of the reference example regarding this invention . 同第2例を示す、ステアリングコラムの前端部の端面図(a)及び側面図(b)。 The end view (a) and side view (b) of the front end part of the steering column showing the second example . 第3例を示す、図6と同様の図。The figure similar to FIG. 6 which shows the 3rd example . 第4例を示す、ステアリングコラムの前端部の端面図(a)及び断面図(b)。The end view (a) and sectional drawing (b) of the front-end part of a steering column which show the same 4th example . 電動式パワーステアリング装置の1例を示す、部分切断側面図。The partial cutting side view which shows an example of an electric power steering device. 従来構造の1例を示す要部断面図。Sectional drawing which shows the principal part which shows an example of the conventional structure.

[実施の形態の1例
図1〜4は、本発明の実施の形態の1例を示している。尚、本発明の特徴は、ステアリングコラムの前端部と、電動式パワーステアリング装置用のハウジングの後端部との結合固定部の構造にある。その他の部分の構造及び作用は、前述の図10に示した構造を含めて、従来から知られている電動式パワーステアリング装置用コラムユニットと同様である。そこで、従来から知られている構造部分に関しては、説明を省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分、及び先に説明しなかった部分を中心に説明する。
[ Example of Embodiment]
1 to 4 show an example of an embodiment of the present invention . The feature of the present invention lies in the structure of the connecting and fixing portion between the front end portion of the steering column and the rear end portion of the housing for the electric power steering apparatus. The structure and operation of other parts are the same as those of the conventionally known column unit for an electric power steering apparatus, including the structure shown in FIG. Therefore, the description of the conventionally known structural portion will be omitted or simplified, and hereinafter, the description will focus on the features of this example and the portions that have not been described previously.

本例の電動式パワーステアリング装置用コラムユニットは、ステアリングコラム6bの前端部と、ハウジング9bを構成する主部23の後端部とを、このステアリングコラム6bの前端部に結合固定したねじ環24を介して結合固定している。前記ハウジング9bは、それぞれが同種の合成樹脂を射出成形して成る、前記主部23と蓋部25とを、ねじ止め、溶着等の適宜の方法により結合固定して、中空状に構成している。そして、入力軸12の前端部(図1の左端部)、出力軸13の後端部(図1の右端部)乃至中間部、トーションバー11、トルク測定器8等を、収納している。又、前記出力軸13の中間部で軸方向に離隔した2箇所位置を前記ハウジング9bの内側に、1対の転がり軸受26a、26bにより、回転自在に支持している。そして、これら両転がり軸受26a、26bの間部分で前記出力軸13に、ウォームホイール27を、セレーション係合等により外嵌固定している。そして、このウォームホイール27と、電動モータ10(図9参照)により回転駆動されるウォーム28とを噛合させて、前記出力軸13に補助トルクを付加する様にしている。   The column unit for the electric power steering apparatus of this example is a screw ring 24 in which the front end portion of the steering column 6b and the rear end portion of the main portion 23 constituting the housing 9b are coupled and fixed to the front end portion of the steering column 6b. The joint is fixed through. The housing 9b is formed by hollow molding by bonding and fixing the main portion 23 and the lid portion 25, each of which is formed by injection molding the same type of synthetic resin, by an appropriate method such as screwing or welding. Yes. A front end portion (left end portion in FIG. 1) of the input shaft 12, a rear end portion (right end portion in FIG. 1) to an intermediate portion of the output shaft 13, a torsion bar 11, a torque measuring device 8, and the like are housed. Further, two positions separated in the axial direction at the intermediate portion of the output shaft 13 are rotatably supported by a pair of rolling bearings 26a and 26b inside the housing 9b. A worm wheel 27 is externally fixed to the output shaft 13 by serration engagement or the like between the two rolling bearings 26a and 26b. The worm wheel 27 and a worm 28 that is rotationally driven by the electric motor 10 (see FIG. 9) are engaged with each other so that auxiliary torque is applied to the output shaft 13.

一方、前記ステアリングコラム6bは、炭素鋼等の鉄系合金、或いはアルミニウム合金製の金属管(引き抜き管乃至は電縫管)で、前端部に複数の透孔29、29を形成している。この様なステアリングコラム6bと前記ねじ環24とは、このねじ環24を合成樹脂により射出成形する際に、一体的に結合固定している。即ち、このねじ環24を射出成形する為の金型のキャビティ内の所定位置に前記ステアリングコラム6bの前端部を位置させた状態で、このキャビティ内に前記合成樹脂を、加熱溶融させた状態で送り込む。このキャビティ内に送り込まれた溶融樹脂は、前記ステアリングコラム6bの前端部を包埋しつつ、このキャビティ内で冷却固化して前記ねじ環24を構成する。この際、前記溶融樹脂の一部は、前記各透孔29、29内に入り込んで、これら各透孔29、29内で固化する。この結果、前記ねじ環24を構成する合成樹脂のうち、前記ステアリングコラム6bの前端部よりも外径側に存在する部分と内径側に存在する部分とが一体に結合される。同時に、前記ねじ環24と前記ステアリングコラム6bとが、強固に結合される。又、前記ねじ環24の外周面に、ねじ溝である雄ねじ30を形成する。又、このねじ環24の先端面は、中心軸に対し直角方向に存在する平坦面としている。尚、前記合成樹脂の種類は、必要とする強度、剛性、耐久性を確保できるものであれば、特に問わない。例えば、ガラス繊維や炭素繊維等の補強材を混入した、ポリアミド樹脂(PA)やポリエチレンテレフタレート(PET)等が、好ましく使用できる。   On the other hand, the steering column 6b is a metal tube (drawer tube or electric sewn tube) made of an iron alloy such as carbon steel or an aluminum alloy, and has a plurality of through holes 29, 29 at the front end. Such a steering column 6b and the screw ring 24 are integrally coupled and fixed when the screw ring 24 is injection-molded with synthetic resin. That is, in a state where the front end portion of the steering column 6b is positioned at a predetermined position in a cavity of a mold for injection molding the screw ring 24, the synthetic resin is heated and melted in the cavity. Send it in. The molten resin fed into the cavity is cooled and solidified in the cavity while embedding the front end portion of the steering column 6b to constitute the screw ring 24. At this time, a part of the molten resin enters the through holes 29 and 29 and solidifies in the through holes 29 and 29. As a result, a portion of the synthetic resin constituting the screw ring 24 that is present on the outer diameter side of the front end portion of the steering column 6b and a portion that is present on the inner diameter side are integrally coupled. At the same time, the screw ring 24 and the steering column 6b are firmly coupled. A male screw 30 that is a thread groove is formed on the outer peripheral surface of the screw ring 24. The tip surface of the screw ring 24 is a flat surface that exists in a direction perpendicular to the central axis. The type of the synthetic resin is not particularly limited as long as the required strength, rigidity, and durability can be secured. For example, polyamide resin (PA), polyethylene terephthalate (PET) or the like in which a reinforcing material such as glass fiber or carbon fiber is mixed can be preferably used.

上述の様なねじ環24を結合固定した、前記ステアリングコラム6bの前端部を結合固定すべく、前記ハウジング9bの主部23の後端部に設けた円筒部31の後端開口部内周面に、前寄り部分よりも内径が大きくなった段付大径部32を形成している。この段付大径部32の内周面には、別のねじ溝である雌ねじ33を形成している。又、前記段付大径部32の奥端部は、前記円筒部31の中心軸に対し直角方向に存在する段差面34としている。   In the inner peripheral surface of the rear end opening portion of the cylindrical portion 31 provided at the rear end portion of the main portion 23 of the housing 9b in order to couple and fix the front end portion of the steering column 6b to which the screw ring 24 as described above is coupled and fixed. A stepped large diameter portion 32 having an inner diameter larger than that of the front portion is formed. On the inner peripheral surface of the stepped large diameter portion 32, a female screw 33, which is another screw groove, is formed. Further, the rear end portion of the stepped large diameter portion 32 is a step surface 34 that exists in a direction perpendicular to the central axis of the cylindrical portion 31.

前記ハウジング9bの主部23の後端部に設けた円筒部31と、前記ステアリングコラム6bの前端部とは、前記ねじ環24を介して互いに同心に結合固定している。この為に、このねじ環24の外周面の雄ねじ30と、前記段付大径部32の内周面の雌ねじ33とを螺合し、更に締め付けて、前記ねじ環24の先端面を前記段差面34に、強く押し付ける。この結果、このねじ環24と前記主部23とが強固に結合固定され、このねじ環24に結合固定された前記ステアリングコラム6bと前記主部23とが強固に結合固定される。尚、前記ねじ環24の締め付けを十分に大きなトルクで行い易くする為に、このねじ環24の一部に、締め付け工具を係止する為の係止部を形成する事もできる。   The cylindrical portion 31 provided at the rear end portion of the main portion 23 of the housing 9b and the front end portion of the steering column 6b are coupled and fixed concentrically with each other via the screw ring 24. For this purpose, the male screw 30 on the outer peripheral surface of the screw ring 24 and the female screw 33 on the inner peripheral surface of the stepped large diameter portion 32 are screwed together and further tightened, and the tip surface of the screw ring 24 is moved to the step. Press strongly against surface 34. As a result, the screw ring 24 and the main portion 23 are firmly coupled and fixed, and the steering column 6b coupled and fixed to the screw ring 24 and the main portion 23 are firmly coupled and fixed. In order to facilitate the tightening of the screw ring 24 with a sufficiently large torque, a locking portion for locking the tightening tool can be formed on a part of the screw ring 24.

本例の電動式パワーステアリング装置用コラムユニットは、上述の様に、複数の透孔29、29を形成した、鉄系合金製のステアリングコラム6bの前端部を合成樹脂製のねじ環24に包埋固定し、このねじ環24と前記主部23とを螺着しているので、これらステアリングコラム6bと主部23との結合部の強度及び剛性を十分に高くできる。この為、温度変化を伴う、長期間に亙る使用によっても、前記ステアリングコラム6bと前記ハウジング9bとの結合部ががたつく等の問題が発生する事はない。   As described above, the column unit for the electric power steering apparatus of this example wraps the front end portion of the iron-based alloy steering column 6b, in which the plurality of through holes 29, 29 are formed, in the screw ring 24 made of synthetic resin. Since the screw ring 24 and the main portion 23 are screwed together, the strength and rigidity of the coupling portion between the steering column 6b and the main portion 23 can be sufficiently increased. For this reason, even if it is used for a long period of time accompanied by a temperature change, there is no problem that the coupling portion between the steering column 6b and the housing 9b is rattled.

又、本例の場合には、前記ステアリングコラム6bと前記ハウジング9bとの着脱を容易に行える。即ち、これらステアリングコラム6bとハウジング9bとを相対回転させて、前記雄ねじ30と前記雌ねじ33とを係脱させる事により、これらステアリングコラム6bとハウジング9bとの着脱を行える。そして、この着脱に伴って、何れの部分も損傷せずに済む。この為、電動式パワーステアリング装置の修理の手間やコストの低減を図れる。   In the case of this example, the steering column 6b and the housing 9b can be easily attached and detached. That is, the steering column 6b and the housing 9b can be attached to and detached from each other by rotating the steering column 6b and the housing 9b relative to each other to engage and disengage the male screw 30 and the female screw 33. And with this attachment and detachment, it is not necessary to damage any part. For this reason, it is possible to reduce the labor and cost of repairing the electric power steering apparatus.

参考例の第1例
図5は、本発明に関する参考例の第1例を示している。本参考例の場合には、ねじ環24aを袋ナットとしている。即ち、このねじ環24aを、内周面のうちの後端部に内向フランジ状の鍔部35を、同じく中間部乃至前端部に雌ねじ33aを、それぞれ形成した袋ナットとしている。又、ハウジング9cに形成した円筒部31aの後端部外周面に、前寄り部分よりも外径が小さくなった段付小径部36を形成している。この段付小径部36の外周面には、別のねじ溝である雄ねじ30aを形成している。又、前記段付小径部36の奥端部は、前記円筒部31aの中心軸に対し直角方向に存在する段差面34aとしている。ステアリングコラム6cの前端部には、傾斜段部37を介して大径部38を設け、この大径部38に複数の透孔29を形成している。そして、前記ねじ環24aを合成樹脂により射出成形する際に、前記大径部38をこのねじ環24a内に包埋している。前記ねじ環24aと前記円筒部31aとの径方向位置が逆になった点以外の構成及び作用は、上述した実施の形態の第1例と同様であるから、重複する図示並びに説明は省略する。
[ First example of reference example ]
FIG. 5 shows a first example of a reference example relating to the present invention . In the case of this reference example , the screw ring 24a is a cap nut. That is, the screw ring 24a is a cap nut formed with an inward flange-shaped flange portion 35 at the rear end portion of the inner peripheral surface and a female screw 33a at the intermediate portion or the front end portion. Further, a stepped small diameter portion 36 having an outer diameter smaller than that of the front portion is formed on the outer peripheral surface of the rear end portion of the cylindrical portion 31a formed in the housing 9c. A male screw 30a, which is another screw groove, is formed on the outer peripheral surface of the stepped small diameter portion 36. Further, the rear end portion of the stepped small diameter portion 36 is a step surface 34a that exists in a direction perpendicular to the central axis of the cylindrical portion 31a. A large diameter portion 38 is provided on the front end portion of the steering column 6 c via an inclined step portion 37, and a plurality of through holes 29 are formed in the large diameter portion 38. And when the said screw ring 24a is injection-molded with a synthetic resin, the said large diameter part 38 is embedded in this screw ring 24a. Since the configuration and operation other than the point where the radial direction positions of the screw ring 24a and the cylindrical portion 31a are reversed are the same as those in the first example of the above-described embodiment, overlapping illustration and description are omitted. .

本発明は、ハウジング及びねじ環を合成樹脂製とする構造に限らず、アルミニウム合金製とする構造でも実施可能である。
尚、ステアリングコラムの前端部をねじ環に包埋支持する構造で、これらステアリングコラムとねじ環との結合強度を向上させる為の構造としては、図6〜8に示す様な構造も考えられる。このうちの図6に示した参考例の第2例の構造は、ステアリングコラム6dの前端部に設けた大径部38aの形状を円周方向に関する波形としたものである。又、図7に示した参考例の第3例の構造は、ステアリングコラム6eの前端部にエンボス状の突起39、39を形成したものである。更に、図8に示した参考例の第4例の構造は、ステアリングコラム6fの前端縁部を径方向外方に向け、ほぼ直角に折り曲げる事により形成した曲げ起こし部40の外周縁部分に、複数の切り欠き41、41を形成したものである。これら図6〜8に示した例では、前記大径部38a、突起39、39、曲げ起こし部40を、ねじ環中に包埋する。
The present invention is not limited to a structure in which the housing and the screw ring are made of a synthetic resin, but can be implemented in a structure made of an aluminum alloy.
In addition, as a structure for embedding and supporting the front end portion of the steering column in the screw ring and improving the coupling strength between the steering column and the screw ring, structures as shown in FIGS. Among these, the structure of the 2nd example of the reference example shown in FIG. 6 makes the shape of the large diameter part 38a provided in the front-end part of the steering column 6d into the waveform regarding the circumferential direction. The structure of the third example of the reference example shown in FIG. 7 is such that embossed projections 39 are formed on the front end portion of the steering column 6e. Furthermore, the structure of the fourth example of the reference example shown in FIG. 8 is formed on the outer peripheral edge portion of the bent raising portion 40 formed by bending the front end edge portion of the steering column 6f outward in the radial direction and bending substantially at a right angle. A plurality of cutouts 41, 41 are formed. In the examples shown in FIGS. 6 to 8, the large-diameter portion 38a, the protrusions 39 and 39, and the bending raised portion 40 are embedded in a screw ring.

何れの構造の場合でも、ステアリングコラムとねじ環との結合強度を向上させる事はできるが、このステアリングコラムの前端部でこのねじ環に包埋される部分の見掛け上の厚さ(断面形状に関する外接円と内接円との直径の差の1/2)が大きくなる。この結果、このねじ環の厚さ寸法が部分的に(波形の頂部や突起39、39の頂部、或いは曲げ起こし部40の外周縁に対応する部分で)小さくなり、薄肉・軽量化と、当該部分の耐久性確保との両立が難しくなる可能性がある。これに対して、本発明の場合には、これらの両立が容易である。   In any structure, the coupling strength between the steering column and the screw ring can be improved, but the apparent thickness of the portion embedded in the screw ring at the front end of the steering column (related to the cross-sectional shape) 1/2) of the difference in diameter between the circumscribed circle and the inscribed circle is increased. As a result, the thickness dimension of the screw ring is partially reduced (at the top of the corrugation, the top of the protrusions 39 and 39, or the portion corresponding to the outer peripheral edge of the bent raised portion 40), and the thickness and weight are reduced. It may be difficult to achieve both durability and durability. On the other hand, in the case of the present invention, it is easy to achieve both.

1 ステアリングホイール
2 ステアリングギヤユニット
3 入力軸
4 タイロッド
5 ステアリングシャフト
6、6a、6b、6c、6d、6e、6f ステアリングコラム
7 ウォーム減速機
8 トルク測定器
9、9a、9b、9c ハウジング
10 電動モータ
11 トーションバー
12 入力軸
13 出力軸
14 変位測定器
15a、15b 自在継手
16 中間シャフト
17 車体
18 支持ブラケット
19 支持筒
20 センサハウジング
21 ギヤハウジング
22 円筒部
23 主部
24、24a ねじ環
25 蓋部
26a、26b 転がり軸受
27 ウォームホイール
28 ウォーム
29 透孔
30、30a 雄ねじ
31、31a 円筒部
32 段付大径部
33、33a 雌ねじ
34、34a 段差面
35 鍔部
36 段付小径部
37 傾斜段部
38、38a 大径部
39 突起
40 曲げ起し部
41 切り欠き
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Steering wheel 2 Steering gear unit 3 Input shaft 4 Tie rod 5 Steering shaft 6, 6a, 6b, 6c, 6d, 6e, 6f Steering column 7 Worm reduction gear 8 Torque measuring device 9, 9a, 9b, 9c Housing 10 Electric motor 11 Torsion bar 12 Input shaft 13 Output shaft 14 Displacement measuring instrument 15a, 15b Universal joint 16 Intermediate shaft 17 Car body 18 Support bracket 19 Support cylinder 20 Sensor housing 21 Gear housing 22 Cylindrical part 23 Main part 24, 24a Screw ring 25 Cover part 26a, 26b Rolling bearing 27 Worm wheel 28 Worm 29 Through hole 30, 30a Male thread 31, 31a Cylindrical part 32 Stepped large diameter part 33, 33a Female thread 34, 34a Stepped surface 35 Gutter part 36 Stepped small diameter part 37 Inclined step part 38 Outs 38a large diameter portion 39 projection 40 bent-up portion 41 cut

Claims (1)

内部にステアリングシャフトを挿通する円筒状のステアリングコラムと、このステアリングコラムの前端部に結合固定され、内部に電動式パワーステアリング装置の構成部品の少なくとも一部を収納するハウジングとを備え、前記ステアリングコラムは金属製であり、このハウジングは、このステアリングコラムを構成する金属に比べて軟質の金属の鋳造品若しくは合成樹脂の射出成形品である電動式パワーステアリング装置用コラムユニットであって、
前記ステアリングコラムの前端部に、このステアリングコラムの内外両周面同士を連通させる透孔が形成されており、このステアリングコラムの前端部でこの透孔を含む部分を内部に包埋する状態で、外周面に雄ねじを形成したねじ環が鋳造若しくは射出成形されており、このねじ環を、前記ハウジングの後端部内周面に形成した段付大径部の内周面に形成した雌ねじに螺合し更に締め付ける事で、このハウジングと前記ステアリングコラムとを結合固定している電動式パワーステアリング装置用コラムユニット。
The steering column includes: a cylindrical steering column through which a steering shaft is inserted; and a housing which is coupled and fixed to a front end portion of the steering column and accommodates at least a part of components of the electric power steering device. Is made of metal, and this housing is a column unit for an electric power steering device which is a cast product made of a soft metal or an injection molded product of a synthetic resin compared to the metal constituting the steering column,
In the front end portion of the steering column, a through hole is formed to connect the inner and outer peripheral surfaces of the steering column, and the portion including the through hole is embedded inside the front end portion of the steering column. A screw ring having a male screw formed on the outer peripheral surface is cast or injection-molded, and this screw ring is screwed onto a female screw formed on the inner peripheral surface of the stepped large diameter portion formed on the inner peripheral surface of the rear end portion of the housing. A column unit for an electric power steering apparatus in which the housing and the steering column are coupled and fixed by further tightening.
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