JP5958145B2 - Electric power steering apparatus and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
この発明の対象となる電動式パワーステアリング装置は、自動車の操舵装置として利用するもので、電動モータを補助動力として利用する事により、運転者がステアリングホイールを操作する為に要する力の軽減を図るものである。本発明は、この様な電動式パワーステアリング装置を構成するウォームホイールの構造及びその製造方法を改良して、小型且つ軽量の構造を低コストで実現する事を意図したものである。 The electric power steering apparatus that is the object of the present invention is used as a steering apparatus for an automobile. By using an electric motor as auxiliary power, a driver can reduce the force required to operate the steering wheel. Is. The present invention is intended to improve the structure of the worm wheel constituting such an electric power steering apparatus and the manufacturing method thereof to realize a small and lightweight structure at a low cost.
操舵輪(フォークリフト等の特殊車両を除き、通常は前輪)に舵角を付与する際に、運転者がステアリングホイールを操作する為に要する力の軽減を図る為の装置として、パワーステアリング装置が広く使用されている。又、この様なパワーステアリング装置で、補助動力源として電動モータを使用する電動式パワーステアリング装置も、近年普及し始めている。電動式パワーステアリング装置は、油圧式のパワーステアリング装置に比べて、小型・軽量にでき、補助動力の大きさ(トルク)の制御が容易で、しかもエンジンの動力損失が少ない等の利点がある。 Power steering devices are widely used as devices for reducing the force required for the driver to operate the steering wheel when giving a steering angle to the steered wheels (usually the front wheels except for special vehicles such as forklifts). It is used. In addition, an electric power steering apparatus that uses an electric motor as an auxiliary power source in such a power steering apparatus has begun to spread in recent years. Compared with a hydraulic power steering device, the electric power steering device is advantageous in that it can be made smaller and lighter, can easily control the magnitude (torque) of auxiliary power, and has less engine power loss.
電動式パワーステアリング装置の構造は、各種知られているが、何れの構造の場合でも、ステアリングホイールの操作によって回転させられ、回転に伴って操舵輪に舵角を付与する回転軸に、電動モータの補助動力を、減速機を介して付与する。この減速機として一般的には、ウォーム減速機が使用されている。ウォーム減速機を使用した電動式パワーステアリング装置の場合、前記電動モータにより回転駆動されるウォームと、前記回転軸と共に回転するウォームホイールとを噛合させて、前記電動モータの補助動力をこの回転軸に伝達自在とする。 Various structures of the electric power steering apparatus are known. In any structure, the electric motor is mounted on the rotating shaft that is rotated by the operation of the steering wheel and gives a steering angle to the steered wheels in accordance with the rotation. The auxiliary power is applied through a reduction gear. In general, a worm reducer is used as the reducer. In the case of an electric power steering device using a worm speed reducer, a worm that is rotationally driven by the electric motor and a worm wheel that rotates together with the rotating shaft are engaged with each other, and auxiliary power of the electric motor is applied to the rotating shaft. Communicate freely.
例えば特許文献1には、図13〜14に示す様な、電動式パワーステアリング装置が開示されている。ステアリングホイール1により所定方向に回転させられる、回転軸であるステアリングシャフト2の前端部は、ハウジング3の内側に回転自在に支持しており、この部分にウォームホイール4を固定している。このウォームホイール4と噛合するウォーム歯5をウォーム軸6の軸方向中間部に設け、電動モータ7により回転駆動されるウォーム8の両端部は、深溝型玉軸受等の1対の転がり軸受9a、9bにより、前記ハウジング3内に回転自在に支持されている。そして、この状態で、前記ウォームホイール4と前記ウォーム歯5とを噛合させて、前記電動モータ7の補助動力を、このウォーム4に伝達可能としている。
For example, Patent Literature 1 discloses an electric power steering device as shown in FIGS. A front end portion of a
電動式パワーステアリング装置のより具体的な構造に就いて、図15に示す。ウォームホイール4aは、この電動式パワーステアリング装置の出力部となる回転軸10に、1対の転がり軸受11a、11bの間部分で締り嵌め等により外嵌固定し、この回転軸10と共に回転する様にしている。この回転軸10はハウジング3a内に、前記両転がり軸受11a、11bにより、回転のみ自在に支持した状態で、トーションバー12により、ステアリングシャフト2aの前端部と結合している。電動モータ7(図13〜14参照)は、トルクセンサ13が検出する、前記ステアリングシャフト2aに加えられるトルクの方向及び大きさに応じてウォーム8aを回転駆動し、前記回転軸10の補助トルクを付与する。この回転軸10の回転は、1対の自在継手14a、14b及び中間シャフト15を介して、ステアリングギヤユニット30の入力軸に伝達し、操舵輪に所望の舵角を付与する。
FIG. 15 shows a more specific structure of the electric power steering apparatus. The
上述の様な電動式パワーステアリング装置を構成するウォームホイール4aは、製造コストの低廉化と軽量化とを目的として、金属製のホイール部16の周囲に合成樹脂製の歯部17を結合固定した構造を採用している。この様に、金属製のホイール部と合成樹脂製の歯部とを組み合わせたウォームホイールに関して記載した刊行物として、特許文献2〜5が存在する。このうちの特許文献2、3には、金属製のリム部の周囲に歯部を、合成樹脂を射出成形により結合する事が記載されている。又、特許文献4、5には、金属製のホイール部の周囲に設けた合成樹脂部分に削り加工を施す事により、この合成樹脂部分に歯部を設ける事が記載されている。更に、特許文献6〜8には、電動式パワーステアリング装置用のウォームホイールではないが、金属製のホイール部の周囲に合成樹脂製の歯部を、高周波誘導加熱により溶着する事が記載されている。
In the
図15に示した従来構造の場合、前記回転軸10に前記ホイール部16を外嵌固定する作業が面倒なだけでなく、嵌合強度を確保する為に、このホイール部16の軸方向寸法(厚さ)を、このホイール部16に必要とされる以上に大きくせざるを得ない。この為、前記回転軸10を支持している前記両転がり軸受11a、11b同士のピッチが必要以上に大きくなり、電動式パワーステアリング装置の小型・軽量化を図る面から不利になる。特許文献2、3に記載された構造の場合、ホイール部の内径寄り部分の厚さ寸法を、外周縁部の厚さ寸法よりも小さくしている。但し、前記特許文献2、3に記載された構造の場合には、前記ホイール部と合成樹脂製の歯部とを、この歯部の射出成形時に結合するものである為、製造装置が複雑になる等の不利益がある。又、特許文献4〜8に記載された技術は、上述した小型・軽量化の要求に応えられるものではない。
In the case of the conventional structure shown in FIG. 15, not only is the work of externally fitting and fixing the
本発明は、上述の様な事情に鑑みて、小型且つ軽量の電動式パワーステアリング装置を低コストで実現できる構造及びその製造方法を実現すべく発明したものである。 In view of the above-described circumstances, the present invention has been invented to realize a structure capable of realizing a small and lightweight electric power steering apparatus at a low cost and a manufacturing method thereof.
本発明の電動式パワーステアリング装置及びその製造方法のうち、請求項1に記載した電動式パワーステアリング装置の発明は、ハウジングと、回転軸と、ウォームホイールと、ウォームと、電動モータとを備える。
このうちのハウジングは、固定の部分に支持されて回転しない。
又、前記回転軸は、このハウジングに対し回転自在に設けられて、ステアリングホイールの操作により回転させられ、回転に伴って操舵輪に舵角を付与する。
又、前記ウォームホイールは、前記ハウジングの内部でこの回転軸の一部に、この回転軸と同心に支持されて、この回転軸と共に回転する。
又、前記ウォームは、ウォーム軸の軸方向中間部にウォーム歯を設けて成り、このウォーム歯を前記ウォームホイールと噛合させた状態で、前記ハウジングに対し回転自在に支持されている。
更に、前記電動モータは、前記ウォームを回転駆動する。
Of the electric power steering apparatus and the manufacturing method thereof according to the present invention, the electric power steering apparatus according to claim 1 includes a housing, a rotating shaft, a worm wheel, a worm, and an electric motor.
Of these, the housing is supported by a fixed portion and does not rotate.
The rotating shaft is rotatably provided with respect to the housing, and is rotated by an operation of a steering wheel, and gives a steering angle to the steered wheels as it rotates.
The worm wheel is supported on a part of the rotating shaft inside the housing, concentrically with the rotating shaft, and rotates together with the rotating shaft.
The worm is formed by providing worm teeth at an axially intermediate portion of the worm shaft, and is supported rotatably with respect to the housing in a state where the worm teeth are engaged with the worm wheel.
Further, the electric motor rotationally drives the worm.
特に、本発明の電動式パワーステアリング装置に於いては、前記ウォームホイールを、円輪状のホイール部と、このホイール部の周囲にこのホイール部と同心に設けられて、このホイール部の外周面に溶着された合成樹脂製の歯部とから成るものとしている。又、このホイール部と前記回転軸とを金属材により一体に構成している。
又、前記回転軸を、中空円管状に構成しており、その内周面のうち、軸方向に関して前記ホイール部と整合する部分に、径方向外側に向けて凹んだ凹部を設けている。
更に、前記ホイール部の軸方向に関する厚さ寸法は、前記歯部若しくはこの歯部となるべき中間素材を溶着固定する為、外径側端部に全周に亙って設けられたリム部で大きく、このリム部よりも内径寄り部分で軸方向側面から凹入される状態で形成された肉盗み部に対応する部分で小さくなっている。
In particular, in the electric power steering apparatus according to the present invention, the worm wheel is provided on the outer peripheral surface of the wheel portion, and the wheel portion is provided concentrically with the wheel portion around the wheel portion. It consists of the synthetic resin tooth part welded. Further, the wheel portion and the rotating shaft are integrally formed of a metal material.
Moreover, the said rotating shaft is comprised by the hollow circular tube, The recessed part dented toward the radial direction outer side is provided in the part which aligns with the said wheel part about the axial direction among the internal peripheral surfaces.
Further, the thickness in the axial direction of the wheel unit, the intermediate material should be the teeth or the teeth for welded and fixed at the rim portion provided over the entire periphery on the outer diameter side end portion Larger than the rim portion, it is smaller at a portion corresponding to the meat stealing portion formed in a state of being recessed from the axial side surface at a portion closer to the inner diameter.
この様な本発明を実施する場合に、例えば請求項2に記載した発明の様に、前記肉盗み部を、前記リム部の軸方向片面にのみ設ける。
この様な請求項2に記載した発明を実施する場合に好ましくは、請求項3に記載した発明の様に、前記肉盗み部を、前記ホイール部の側面に全周に亙って設ける。そして、前記ハウジングに対して前記回転軸を回転自在に支持する転がり軸受の一部を、前記肉盗み部の内部に入り込ませる。
或いは、上述の様な請求項2に記載した発明を実施する場合に、例えば請求項4に記載した発明の様に、前記肉盗み部を、前記ホイール部の軸方向片面の開口部の幅が最も広く、奥部に向かうに従って漸次狭くなる形状(断面V字形)とする事もできる。
又は、本発明を実施する場合に、請求項5に記載した発明の様に、前記肉盗み部を、前記リム部の軸方向両面に設ける事もできる。
When implementing the present invention as described above, the meat stealing portion is provided only on one surface in the axial direction of the rim portion, for example, as in the invention described in
In the case of carrying out the invention described in
Alternatively, when carrying out the invention described in
Or when implementing this invention, like the invention described in Claim 5, the said meat stealing part can also be provided in the axial direction both surfaces of the said rim | limb part.
又、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に関する発明は、前記リム部に前記歯部若しくはこの歯部となるべき中間素材を外嵌し、この歯部若しくはこの歯部となるべき中間素材の周囲に高周波誘導コイルを配置すると共に、前記回転軸を径方向及び軸方向の位置決めを図って保持した状態で、前記高周波誘導コイルに通電して前記リム部を発熱させ、このリム部の外周面と前記歯部若しくはこの歯部となるべき中間素材の内周面とを溶着する。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an electric power steering apparatus manufacturing method, wherein the rim portion is externally fitted with the tooth portion or an intermediate material to be the tooth portion, and the tooth portion or the tooth portion. A high-frequency induction coil is arranged around the intermediate material to be formed, and the rim portion is heated by energizing the high-frequency induction coil in a state where the rotary shaft is positioned in the radial direction and the axial direction. The outer peripheral surface of the rim portion is welded to the tooth portion or the inner peripheral surface of the intermediate material to be the tooth portion.
この様な本発明の電動式パワーステアリング装置の製造方法を実施する場合に、例えば請求項7に記載した発明の様に、前記回転軸の一部で前記ホイール部に隣接する部分に設けられた、この回転軸を前記ハウジング内に回転自在に支持する為の転がり軸受の内輪を外嵌固定する為の内輪嵌合部をチャックにより把持する。そして、前記回転軸の径方向に関する位置決めを図ると共に、このチャックの軸方向端面を前記内輪嵌合部の端部に存在する段差面に突き当てて、前記回転軸の軸方向に関する位置決めを図る。更に、この状態で、前記高周波誘導コイルの内周面と前記リム部の外周面とを、前記歯部若しくはこの歯部となるべき中間素材を介して径方向に対向させる。
When carrying out such a method for manufacturing an electric power steering apparatus according to the present invention, for example, as in the invention described in claim 7, the rotating shaft is provided in a part adjacent to the wheel part. , to grip the inner fitting portion for the rotary shaft fitted to the inner ring of the rolling bearing for rotatably supporting in the housing and fixed by a chuck. Then, positioning in the radial direction of the rotating shaft is attempted, and the axial end surface of the chuck is abutted against a step surface existing at the end of the inner ring fitting portion, thereby positioning in the axial direction of the rotating shaft. Further, in this state, the inner peripheral surface of the high-frequency induction coil and the outer peripheral surface of the rim portion are opposed to each other in the radial direction via the tooth portion or an intermediate material to be the tooth portion.
或いは、請求項8に記載した発明の様に、前記回転軸を中空円管状とする。そして、この回転軸の両端開口部に、互いに対向する先端部を円すい状の凸面としたセンタリング治具の先端部を挿入して、前記回転軸の径方向及び軸方向の位置決めを図る。更に、この状態で、前記高周波誘導コイルの内周面と前記リム部の外周面とを、前記歯部若しくはこの歯部となるべき中間素材を介して径方向に対向させる。 Or like the invention described in Claim 8, the said rotating shaft is made into a hollow circular tube. And the front-end | tip part of the centering jig which made the front-end | tip part which mutually opposes into a conical convex surface is inserted in the both-ends opening part of this rotating shaft, and the radial direction and axial direction positioning of the said rotating shaft are aimed at. Further, in this state, the inner peripheral surface of the high-frequency induction coil and the outer peripheral surface of the rim portion are opposed to each other in the radial direction via the tooth portion or an intermediate material to be the tooth portion.
更には、請求項9に記載した発明の様に、前記リム部の外周面と前記歯部若しくはこの歯部となるべき中間素材の内周面とを溶着する為にこのリム部を前記高周波誘導コイルへの通電に基づいて発熱させる際に、前記回転軸の一部に別の高周波誘導コイルにより高周波焼き入れ処理を施す事もできる。この高周波焼き入れ処理を施す部分としては、例えば、前記回転軸と別の回転軸とをトルク伝達可能に結合する自在継手のヨークの基部を外嵌固定する為に前記回転軸の端部に設けたセレーション部がある。 Furthermore, as in the invention described in claim 9, the rim portion is used for the high frequency induction in order to weld the outer peripheral surface of the rim portion and the tooth portion or the inner peripheral surface of the intermediate material to be the tooth portion. When heat is generated based on energization of the coil, high-frequency quenching can be performed on a part of the rotating shaft by another high-frequency induction coil. As the part to be subjected to the induction hardening process, for example, it is provided at the end of the rotary shaft in order to externally fix and fix the base of the universal joint that couples the rotary shaft and another rotary shaft so as to transmit torque. There is a serration section.
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及びその製造方法は、小型且つ軽量の構造を低コストで実現できる。
即ち、回転軸とホイール部とを一体とし、しかもこのホイール部の軸方向に関する厚さ寸法を、径方向外端部で大きく、内径寄り部分で小さくしているので、歯部若しくはこの歯部となるべき中間素材の軸方向に関する幅寸法、並びに、前記回転軸とウォームホイールとの結合強度を確保しつつ、このウォームホイールの肉厚の低減による軽量化を図れる。又、前記ホイール部の内径寄り部分に設けた肉盗み部に、電動式パワーステアリングホイールを構成する他の部分を配置できる為、この分の小型化も図れる。更に、前記ホイール部と前記歯部若しくはこの歯部となるべき中間素材とを高周波誘導加熱により溶着する為、歯部若しくはこの歯部となるべき中間素材を、射出成形と同時にホイール部に結合固定する場合の様に、複雑な設備が不要になり、製造コストを抑える事もできる。
The electric power steering device and the manufacturing method thereof according to the present invention configured as described above can realize a small and lightweight structure at low cost.
That is, since the rotating shaft and the wheel portion are integrated, and the thickness dimension in the axial direction of the wheel portion is large at the radially outer end portion and small at the inner diameter side portion, the tooth portion or the tooth portion It is possible to reduce the weight of the worm wheel by reducing the thickness of the worm wheel while ensuring the width dimension of the intermediate material in the axial direction and the coupling strength between the rotating shaft and the worm wheel. Moreover, since the other part which comprises an electrically driven power steering wheel can be arrange | positioned in the meat stealing part provided in the inner diameter side part of the said wheel part, the size reduction of this part can also be achieved. Furthermore, in order to weld the wheel part and the tooth part or the intermediate material to be the tooth part by high frequency induction heating, the tooth part or the intermediate material to be the tooth part is bonded and fixed to the wheel part simultaneously with the injection molding. This eliminates the need for complicated equipment and reduces manufacturing costs.
[実施の形態の第1例]
図1〜4は、請求項1、2、6に対応する、本発明の実施の形態の第1例を示している。尚、本例を含めて本発明の特徴は、電動式パワーステアリング装置を構成するウォーム減速機のウォームホイール4b及びこのウォームホイール4bと共に回転する回転軸10aの構造及びその製造方法にある。その他の部分に関しては、前述の図15に示した構造を含め、前述の特許文献1〜5に記載される等により従来から知られている構造及びその製造方法と同様であるから、説明を省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分を中心に説明する。
[First example of embodiment]
1 to 4 show a first example of an embodiment of the present invention corresponding to
前記ウォームホイール4bは、炭素鋼等の、高周波誘導加熱が可能な金属製で円輪状のホイール部16aと、合成樹脂製で円環状の歯部17aとから構成している。このうちのホイール部16aは前記回転軸10aの中間部外周面に、この回転軸10aと一体に形成している。この為に、金属製の素材に、熱間鍛造等の塑性加工を施す事により、前記回転軸10aと前記ホイール部16aとを一体に、且つ、互いに同心に形成している。又、この回転軸10aの内周面のうち、軸方向に関して前記ホイール部16aと整合する部分には、径方向外側に向けて凹んだ凹部31を設けている。
The
本例の場合、このホイール部16aの軸方向に関する厚さ寸法は、前記歯部17aを溶着固定する為、外径側端部に全周に亙って設けられたリム部18で大きく、このリム部18よりも内径寄り部分に設けた肉盗み部19で小さくなっている。この肉盗み部19は、前記リム部18の軸方向両側面のうち、転がり軸受11bに対向する片側面から凹入した状態で、全周に亙って形成されている。又、前記肉盗み部19を、前記リム部18の径方向内端部(内周縁)まで形成して、この肉盗み部19の内径側端部を、前記回転軸10aの外周面に一致させている。又、前記リム部18の外周面の中心軸と前記回転軸10aの回転中心とは、互いに一致している。
In the case of this example, the thickness dimension in the axial direction of the
更に、前記歯部17aは前記リム部18の外周面に、高周波誘導加熱により溶着し、結合固定している。この為に、予め押し出し成形及び切断により、或いは射出成形により、円環状に形成した環状中間素材20を前記リム部18に、締り嵌めにより外嵌する。次いで、これら環状中間素材20及びリム部18の周囲に円環状の高周波誘導コイル21を、これら環状中間素材20及びリム部18と同心に配置した状態で、この高周波誘導コイル21に通電する。
Further, the
そして、前記リム部18を含む前記ホイール部16aを発熱させて、前記環状中間部材20の内周面部分を溶融させ、この環状中間部材20の内周面と前記リム部18の外周面とを溶着させる。この際、前記高周波誘導コイル21と前記回転軸10aとの、径方向及び軸方向に関する位置決めを図り、この高周波誘導コイル21により前記リム部18を、均一に発熱させる。この結果、前記環状中間部材20がこのリム部18の周囲に結合固定される。尚、これら環状中間部材20の内周面とリム部18の外周面との結合強度を高くする為に、予めこのリム部18の外周面に、セレーション状の凹凸、若しくはローレット目の如き、微小な凹凸を形成しておく。
Then, the
前記環状中間部材20を前記リム部18の周囲に結合固定したならば、その後、前述の特許文献4、5に記載される等により従来から知られている方法により、前記環状中間素材20の外周面に歯を形成し、この環状中間素材20を前記歯部17aとする。更にその後、前記ウォームホイール4bを前記回転軸10aと共にハウジング3a内に組み込んで、図1に示す様な電動式パワーステアリング装置とする。
If the annular
上述の様な本例の電動式パワーステアリング装置及びその製造方法によれば、小型且つ軽量の構造を、低コストで実現できる。この理由は、以下の通りである。
先ず、前記回転軸10aと前記ウォームホイール4bのホイール部16aとを一体とし、しかもこのホイール部16aに肉盗み部19を設けて、このホイール部16aの軸方向に関する厚さ寸法を、径方向外端部で大きく、内径寄り部分で小さくしている。前記回転軸10aと前記ホイール部16aとを一体とした事で、これら回転軸10aとホイール部16aとの嵌合強度確保の為、このホイール部16aの内径側端部の軸方向厚さを確保する必要がない。前記歯部17aの軸方向に関する幅寸法を確保する為には、前記ホイール部16aの外径側端部に設けた、前記リム部18の幅寸法さえ確保すれば足りる。この為、前記回転軸10aと前記ウォームホイール4bとの結合強度を確保しつつ、前記ホイール部16aの内径側部分の軸方向厚さを小さく抑えて、前記ウォームホイール4bの軽量化を図れる。
According to the electric power steering apparatus of the present example and the manufacturing method thereof as described above, a small and lightweight structure can be realized at low cost. The reason for this is as follows.
First, the
又、図示の例の場合には、前記肉盗み部19内に、転がり軸受11bの外輪を保持する為、ハウジング3a内に設けた保持部22の端部を進入させている。この為に本例の場合には、前述した図15に示した従来構造に比べて、1対の転がり軸受11a、11b同士のピッチを短くでき、その分、電動式パワーステアリングホイールの小型・軽量化も図れる。
In the case of the illustrated example, in order to hold the outer ring of the rolling
更に、前記ホイール部16aと前記歯部17aとを高周波誘導加熱により溶着する為、前述の特許文献2、3に記載された如く、歯部若しくはこの歯部となるべき中間素材を射出成形と同時にホイール部に結合固定する場合の様に、複雑な設備が不要になり、製造コストを抑える事もできる。即ち、前記歯部17aの元となる、前記環状中間部材20は、一体押し出し成形した円筒状の前素材を所定長さに切断するか、仮に1個ずつ射出成形する場合でも、簡単な射出成形型により造れる。又、前記ホイール部16aと前記歯部17aと溶着する為の前記高周波誘導加熱コイル21は、単純な円環状のもので足りる為、設備コストは低く抑えられる。この為、上述の様に製造コストを抑えられる。
Further, in order to weld the
[実施の形態の第2例]
図5は、請求項1〜3に対応する、本発明の実施の形態の第2例を示している。本例の場合には、ハウジング3aに対して回転軸10aを回転自在に支持する転がり軸受11bの一部を、肉盗み部19の内部に入り込ませている。即ち、上述した実施の形態の第1例の場合、保持部22の先端部のみを肉盗み部19内に進入させ、転がり軸受11bに関してはこの肉盗み部19外に位置させていたのに対して、本例の場合には、保持部22aを前記肉盗み部19内に、より深く進入させて、この保持部22a内に保持された前記転がり軸受11bの軸方向の一部を、前記肉盗み部19内に配置している。
この様な本例の構造によれば、1対の転がり軸受11a、11b同士のピッチをより短くできて、電動式パワーステアリングホイールをより小型・軽量化できる。
その他の部分に関しては、上述した実施の形態の第1例の場合と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は省略する。
[Second Example of Embodiment]
FIG. 5 shows a second example of an embodiment of the present invention corresponding to claims 1 to 3. In the case of this example, a part of the rolling
According to the structure of this example, the pitch between the pair of rolling
The other parts are the same as in the case of the first example of the embodiment described above, and therefore illustrations and explanations regarding the equivalent parts are omitted.
[実施の形態の第3例]
図6〜8は、請求項1、5に対応する、本発明の実施の形態の第3例を示している。
本例の場合には、ホイール部16bの軸方向両側面に肉盗み部19a、19aを設けて、このホイール部16bの径方向外径寄り部分の形状を、軸方向に関して対称にしている。
この様な形状を採用する事により本例の場合には、図8に示す様に、高周波誘導コイル21により前記ホイール部16bを加熱する際に、このホイール部16bの外周縁部に存在するリム部18aを、軸方向全幅に亙り均一に発熱させる事ができる。この結果、このリム部18aの外周面と環状中間素材20の内周面との結合部の品質を良好にし易い。
その他の部分に関しては、前述した実施の形態の第1例の場合と同様であるから、同等部分に関する説明は省略する。
[Third example of embodiment]
6 to 8 show a third example of the embodiment of the invention corresponding to claims 1 and 5.
In the case of this example, the
In the case of this example by adopting such a shape, as shown in FIG. 8, when the
The other parts are the same as in the case of the first example of the above-described embodiment, and thus the description of the equivalent parts is omitted.
[実施の形態の第4例]
図9は、請求項1、2、4に対応する、本発明の実施の形態の第4例を示している。本例の場合には、ホイール部16cの軸方向片面の径方向中間部に、このホイール部16cの軸方向片面の開口部の幅が最も広く、奥部に向かうに従って漸次狭くなる、断面V字形の肉盗み部19bを形成している。
この様な形状を有する肉盗み部19bは、鍛造加工により容易に形成できる為、前記ホイール部16cを含む部材の生産性を向上できる。但し、本例の構造は、保持部22(図1参照)を内部に進入させる事は難しいので、1対の転がり軸受11a、11b(図1参照)同士のピッチを短くして小型・軽量化を図る面からは不利である。
その他の部分に関しては、前述した実施の形態の第1例の場合と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は省略する。
[Fourth Example of Embodiment]
FIG. 9 shows a fourth example of an embodiment of the present invention corresponding to
Since the
The other parts are the same as in the case of the first example of the embodiment described above, and therefore illustrations and explanations regarding the equivalent parts are omitted.
[実施の形態の第5例]
図10は、請求項6、7に対応する、本発明の実施の形態の第5例を示している。本例の場合には、内径を拡縮自在としたチャック23により、回転軸10aの一部でホイール部16aに隣接する部分に設けられた、内輪嵌合部24を把持する。この内輪嵌合部24は、転がり軸受11bの内輪(図1参照)を外嵌固定する為の円筒面で、前記回転軸10aと、高精度で同心に加工されている。従って、前記チャック23により前記内輪嵌合部24を把持する事により、前記回転軸10aの径方向に関する位置決めを、高精度で図れる。同時に、前記チャック23の軸方向端面を、前記内輪嵌合部24の端部に存在する段差面25に突き当てて、前記回転軸10aの軸方向に関する位置決めを図る。更に、この状態で、高周波誘導コイル21の内周面とリム部18の外周面とを、環状中間素材20を介して径方向に対向させる。
[Fifth Example of Embodiment]
FIG. 10 shows a fifth example of an embodiment of the present invention corresponding to claims 6 and 7. In the case of this example, the inner
この様な本例の製造方法によれば、前記高周波誘導コイル21の内周面と前記リム部18の外周面とを、径方向及び軸方向に関して、高精度に位置決めした状態で対向させられる。この為、前記高周波誘導コイル21として、例えば軸方向に関する幅寸法が大きめのものを使用する必要がなくなり、設備の小型化と共に消費電力の低減を図れる等、製造コストの低廉化を図り易くできる。
その他の部分に関しては、前述した実施の形態の第1例の場合と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は省略する。
According to such a manufacturing method of this example, the inner peripheral surface of the high-
The other parts are the same as in the case of the first example of the embodiment described above, and therefore illustrations and explanations regarding the equivalent parts are omitted.
[実施の形態の第6例]
図11は、請求項6〜8に対応する、本発明の実施の形態の第6例を示している。本例の場合には、中空円管状の回転軸10aの両端開口部に、互いに対向する先端部を円すい状の凸面としたセンタリング治具26a、26bの先端部を挿入して、前記回転軸10aの径方向及び軸方向の位置決めを図っている。
この様な本例の製造方法によれば、前記回転軸10aの位置決めを、より高精度に行える。特に、この回転軸10aの倒れ方向の変位を、より十分に抑えられる。尚、図示の例では、前記センタリング治具26a、26bに加えてチャック23も設けているが、このチャック23は省略しても良い。
その他の部分に関しては、上述した実施の形態の第5例の場合と同様であるから、同等部分に関する説明は省略する。
[Sixth Example of Embodiment]
FIG. 11 shows a sixth example of an embodiment of the present invention corresponding to claims 6-8. In the case of this example, the end portions of the centering
According to such a manufacturing method of this example, the
The other parts are the same as in the case of the fifth example of the above-described embodiment, and thus the description of the equivalent parts is omitted.
[実施の形態の第7例]
図12は、請求項6、7、9に対応する、本発明の実施の形態の第7例を示している。本例の場合には、高周波誘導コイル21への通電に基づいて、ホイール部16aのリム部18と環状中間素材20とを溶着するのと同じ(同一のチャッキング)工程で、回転軸10aの端部に設けたセレーション部27に、別の高周波誘導コイル28により、高周波焼き入れ処理を施す。このセレーション部27は、前記回転軸10aの端部と中間シャフト15の端部とをトルク伝達可能に接続する為の自在継手14a(図13参照)のヨークを結合する為に設けている。
[Seventh example of embodiment]
FIG. 12 shows a seventh example of the embodiment of the invention corresponding to claims 6, 7, and 9. In the case of this example, on the basis of the energization to the high
本例の場合には、それぞれが高周波誘導コイル21、28により行う工程を集約する事で、設備の簡略化と共に作業時間の短縮化を可能にして、製造コストの低廉化を可能にしている。
尚、前記回転軸10aの反対側端部には、ステアリングシャフト2a(図14参照)の先端部と、回転方向に関する所定角度の相対変位を可能に、且つ、この所定角度相対変位した場合にトルク伝達可能にする為の、歯車状の凹凸部29を設けている。この凹凸部29に関しても、耐摩耗性向上の為に高周波焼き入れする必要があれば、更に第三の高周波誘導コイルにより、同時に焼き入れ処理する事もできる。但し、この場合には、この第三の高周波誘導コイルに関しては、径方向に関して退避可能な分割型として、前記回転軸10aの出し入れを可能にする必要がある。
その他の部分に関しては、前述した実施の形態の第5例の場合と同様であるから、同等部分に関する説明は省略する。
又、前述した実施の形態の各例の場合、肉盗み部をホイール部の側面に全周に亙って設けているが、このホイール部の側面の円周方向複数箇所に等間隔に設ける事もできる。但し、この場合には、回転軸を回転自在に支持する転がり軸受の外輪を保持する為の保持部を、前記肉盗み部の内部に進入させる事はできない。
In the case of this example, the steps performed by the high-frequency induction coils 21 and 28 are consolidated, thereby simplifying the facility and shortening the working time, thereby reducing the manufacturing cost.
It should be noted that the opposite end of the
The other parts are the same as in the case of the fifth example of the above-described embodiment, and thus the description of the equivalent parts is omitted.
Further, in each example of the above-described embodiment, the meat stealing portion is provided on the side surface of the wheel portion over the entire circumference, but it is provided at equal intervals in a plurality of circumferential directions on the side surface of the wheel portion. You can also. However, in this case, the holding portion for holding the outer ring of the rolling bearing that rotatably supports the rotating shaft cannot enter the inside of the meat stealing portion.
図10〜12に示した、ホイール部と環状中間素材の溶着方法は、このホイール部に肉盗み部が存在する構造に限らず、このホイール部の軸方向に関する厚さ寸法が内径側から外径側まで均一な構造に関しても適用できる。
又、前述した実施の形態の各例の場合、肉盗み部をホイール部の側面に全周に亙って設けているが、このホイール部の側面の円周方向複数箇所に等間隔に設ける事もできる。但し、この場合には、回転軸を回転自在に支持する転がり軸受の外輪を保持する為の保持部を、前記肉盗み部の内部に進入させる事はできない。
The method of welding the wheel portion and the annular intermediate material shown in FIGS. 10 to 12 is not limited to the structure in which the meat stealing portion exists in the wheel portion, and the thickness dimension in the axial direction of the wheel portion is the outer diameter from the inner diameter side. It can also be applied to a uniform structure up to the side.
Further, in each example of the above-described embodiment, the meat stealing portion is provided on the side surface of the wheel portion over the entire circumference, but it is provided at equal intervals in a plurality of circumferential directions on the side surface of the wheel portion. You can also. However, in this case, the holding portion for holding the outer ring of the rolling bearing that rotatably supports the rotating shaft cannot enter the inside of the meat stealing portion.
1 ステアリングホイール
2、2a ステアリングシャフト
3、3a ハウジング
4、4a、4b ウォームホイール
5 ウォーム歯
6 ウォーム軸
7 電動モータ
8、8a ウォーム
9a、9b 転がり軸受
10、10a 回転軸
11a、11b 転がり軸受
12 トーションバー
13 トルクセンサ
14a、14b 自在継手
15 中間シャフト
16、16a、16b、16c ホイール部
17、17a 歯部
18、18a リム部
19、19a、19b 肉盗み部
20 環状中間素材
21 高周波誘導コイル
22、22a 保持部
23 チャック
24 内輪嵌合部
25 段差面
26a、26b センタリング治具
27 セレーション部
28 高周波誘導コイル
29 凹凸部
30 ステアリングギヤユニット
31 凹部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
31 recesses
Claims (9)
前記ウォームホイールが、円輪状のホイール部と、このホイール部の周囲にこのホイール部と同心に設けられて、このホイール部の外周面に溶着された合成樹脂製の歯部とから成るものであり、
このホイール部と前記回転軸とが金属材により一体に構成されており、
この回転軸は、中空円管状に構成されており、その内周面のうち、軸方向に関して前記ホイール部と整合する部分に、径方向外側に向けて凹んだ凹部が設けられており、
前記ホイール部の軸方向に関する厚さ寸法は、前記歯部を溶着固定する為、外径側端部に全周に亙って設けられたリム部で大きく、このリム部よりも内径寄り部分で軸方向側面から凹入される状態で形成された肉盗み部に対応する部分で小さくなっている
事を特徴とする電動式パワーステアリング装置。
A housing that is supported by a fixed portion and does not rotate, a rotary shaft that is rotatably provided to the housing, is rotated by an operation of a steering wheel, and gives a steering angle to a steered wheel as it rotates, and the housing A worm wheel that is supported concentrically with the rotary shaft and rotates together with the rotary shaft, and a worm tooth at the axial intermediate portion of the worm shaft. In an electric power steering apparatus including a worm rotatably supported inside the housing in an engaged state with the worm wheel, and an electric motor that rotationally drives the worm.
The worm wheel is composed of an annular wheel portion and a synthetic resin tooth portion provided around the wheel portion and concentrically with the wheel portion and welded to the outer peripheral surface of the wheel portion. ,
The wheel portion and the rotating shaft are integrally formed of a metal material,
The rotating shaft is configured in a hollow circular tube, and a recess that is recessed toward the outside in the radial direction is provided in a portion of the inner peripheral surface that matches the wheel portion in the axial direction.
The thickness dimension in the axial direction of the wheel portion is larger at the rim portion provided on the outer diameter side end portion over the entire circumference in order to weld and fix the tooth portion, and at the portion closer to the inner diameter than this rim portion. An electric power steering device characterized in that it is reduced in a portion corresponding to a meat stealing portion formed in a state of being recessed from an axial side surface.
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