JP6439392B2 - 気密性試験治具及び気密性試験方法 - Google Patents

Description

本発明は、パワーステアリング装置の製造工程で使用する気密性試験治具に関するものである。

特許文献１には、ステアリング部品であるモータハウジングの気密性試験において、被検査物の一部に外部からカバーを被せることによりその部分の気密性を確保し、それ以外の部分の気密性試験を行う方法が示されている。

パワーステアリング装置には、トーションバーを備えた操舵トルク検出部分が設けられている。トーションバーはインプットシャフトとの間を貫通する穴に圧入されたピンで連結されている。このため、パワーステアリング装置の気密性試験を行う際に、このピン穴からの空気漏れを予め遮断しておく必要がある。

従来は、図３に示すように、略円筒状のケース４１の一方の開口端面にパッキン４３を挟んでカバー４２をボルト４４で固定して開口部を閉じ、ケース４１及びカバー４２の内周にＯリング４５、４６を装着した試験治具をインプットシャフト２１の突出部分に被せる。この時、インプットシャフト２１の外周と試験治具内周との間でＯリング４５、４６の緊迫力が作用して試験治具の内部空間と外部空間との間を密封し、ピン穴２４及びインプットシャフト先端部から外部空間への空気漏れを防止している。

特開２００７−２２０４７８号公報

しかし従来技術では、試験治具の着脱時にＯリングがインプットシャフト外周との間で摺動摩擦作用を受けて摩耗するため、繰り返し使用における耐久性と密封性に問題があった。本発明は、パワーステアリング装置の気密性試験において、繰り返し耐久性に優れ確実な密封性を有し正確な測定が可能な気密性試験治具を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の構成上の特徴は、一方に閉口端を有し他方の開口端の内周に雌ねじが形成され内周に複数の段面を有する略円筒状のケースと、前記ケース内に配置され、外周及び一端面が前記ケースの内周及び段面に当接する略円筒状の弾性密封部材と、前記雌ねじと螺合する雄ねじを外周に形成され前記ケース内に螺入され端面が前記弾性密封部材の他端面に当接する略円筒状のキャップとからなり、半径方向に貫通するピン穴に圧入されたピンで結合されたトーションバーを内通空間に収容するインプットシャフトの一部を、前記ケース、前記弾性密封部材及び前記キャップの軸心空間に挿入することにより、挿入された前記インプットシャフトの一部を外部空間から遮断、密封する気密性試験治具であって、前記弾性密封部材は、その幅の範囲内に前記ピン穴を収める位置にあって、前記ケースに外周及び一端面を拘束され、螺入される前記キャップの端面に他端面を押圧されることにより、軸方向に収縮すると同時に半径方向軸心側に膨張し、インプットシャフトの外径に圧接して前記ピン穴を塞ぎ密封することである。

上記のように構成した請求項１に係る発明によれば、弾性密封部材の密封圧力が試験治具の重量により円周方向で不均一になることなく、インプットシャフトのピン穴両端を均等な圧力で密封してピン穴からの空気漏れを確実に防止することができる。また試験治具の着脱時に、弾性密封部材がインプットシャフトの外周との間で摩擦摺動することがないため、弾性密封部材内周の摩耗発生がなく、繰り返し使用における耐久性が向上する。

上記の課題を解決するため、請求項２に係る発明の構成上の特徴は、前記弾性密封部材が、変形性、復元性が高く、密封性に富むウレタン樹脂からなることである。

上記のように構成した請求項２に係る発明によれば、ウレタン樹脂を使用することにより、高い変形性と復元性により、インプットシャフトのピン穴における密封性を確実にするとともに、密封解除と試験治具のインプットシャフトからの着脱を容易にすることができる。

上記の課題を解決するため、請求項３に係る発明の構成上の特徴は、前記ケースの外周及び前記キャップの外周の一部に、すべりを防止する凹凸加工が施されていることを特徴とすることである。

上記のように構成した請求項３に係る発明によれば、試験治具をインプットシャフトに装着後キャップをケースにねじ込む際に、キャップ外周或いはケース外周を掴んだ指が凹凸加工により滑ることなく、軽い力でキャップ及びケースを相対回転させて容易にねじ込む、或いは緩めることができる。

上述のように本発明の実施形態によれば、パワーステアリング装置の気密性試験において、繰り返し耐久性に優れ確実な密封性を有し正確な測定が可能な気密性試験治具を提供することができる。

本発明の実施形態における気密性試験治具を電動パワーステアリング装置のインプットシャフトに装着した状態の断面図である。 図１の拡大断面図である。 従来の気密性試験治具インプットシャフトに装着した状態の断面図である。

この発明の実施形態を、以下、図面を参照して説明する。

まず、図１を参照して、本発明の実施形態における気密性試験治具にインプットシャフトを装着した状態における主要構成を説明する。

気密性試験治具は、それぞれ略円筒状のケース１、キャップ２及び弾性密封部材３が同一軸線上に組み合わされている。インプットシャフト２１は、外周にトルクセンサ３１を配置され、軸受３３で支持されてハウジング３２に収容されている。軸受３３の外側のインプットシャフト２１とハウジング３２の間にはシール３４が設置され、ハウジング３２の内部空間と外部空間とを遮断し密封している。

インプットシャフト２１のシール３４から突出した部分には全体を覆うように気密性試験治具が被せられている。インプットシャフト外周２６、２７、２８は、キャップ２、弾性密封部材３及びケース１の内周との間ですきまを有しており、気密性試験治具は、インプットシャフト２１に対して容易に着脱可能である。

次に、図２を参照して、本発明の実施形態における気密性試験治具の詳細構造について説明する。

ケース１は、一端を閉じた略円筒状の部材であり、内部にインプットシャフト２１の突出部を収容する空間を有し、内周にケース段面４及びケース段面８が設けられている。開口端の内周には、雌ねじ９が設けられている。また、ケース１の閉口端の外周にはローレット１６が施されている。

ケース段面４は、弾性密封部材３がケース1に装着される際に弾性密封部材端面１７が当接して、弾性密封部材３の軸方向位置が定まる。ケース段面８は、インプットシャフト２１の挿入時にインプットシャフト段面２５が当接して、インプットシャフト２１とケース１の相対位置が定まる。

キャップ２は、軸心にインプットシャフト２１が挿入可能な貫通穴を有する略円筒状の部材であり、大部分がケース１内に収容される。キャップ端面５は、ケース１内で弾性密封部材端面１８と当接する。キャップ２の外周には雄ねじ１０が形成されており、ケース１の内周に形成された雌ねじ９と螺合する。ケース１に収容されないキャップ２の端部にフランジ１４が設けられており、フランジ１４の外周にローレット１５が施されている。

弾性密封部材３は、変形性、復元性及び密封性に優れたウレタン樹脂で形成された略円筒状の部材で、ケース１内に設置されている。弾性密封部材外周１９は、ケース内周６に当接して外周方向に拘束され、弾性密封部材端面１７、１８は、ケース段面４及びキャップ端面５に当接され軸方向に拘束されている。弾性密封部材内周７は相対するインプットシャフト外周２７との間にすきまを有している。弾性密封部材３の軸方向幅は、ピン穴２４の内径よりも大きく、ピン穴２４は弾性密封部材３の軸方向幅の範囲内に位置している。

インプットシャフト２１は、軸心を内通する空間に挿入され先端部分を圧入されたトーションバー２２との間で、インプットシャフト外周２７から半径方向に貫通するピン穴２４圧入されたピン２３により結合され、軸方向及び円周方向に固定されている。インプットシャフト２１の先端付近に、試験治具装着時にケース段面８に当接するインプットシャフト段面２５を有している。

次に、本発明の実施形態における気密性試験治具の作用について、説明する。
電動パワーステアリング装置の製造工程における気密性試験において、予めハウジング３２から突出したインプットシャフト２１からの空気漏れを防いでおく必要がある。そのため試験治具をインプットシャフト２１の突出部分に被せて挿入するが、その際インプットシャフト段面２５がケース段面８に当接するまでインプットシャフト２１を挿入する。

インプットシャフト段面２５がケース段面８に当接した時点で、雌ねじ９及び雄ねじ１０を相対回転させてケース１に対してキャップ２をねじ込む。この時、ケース１のローレット１６及びキャップ２のローレット１５がそれぞれの外周面におけるすべりを防止し、キャップ２のケース１へのねじ込みを容易にする。

弾性密封部材３は、端面１７、１８をケース段面４及びキャップ端面５により軸方向に圧縮され半径方向に膨張しようとするが、外周１９をケース内周６に拘束されているため、すきまがある内周方向に膨張する。膨張した弾性密封部材内周７がインプットシャフト外周２７に当接し、インプットシャフト外周２７に開口しているピン穴２４を塞ぐ。

弾性密封部材３は、キャップ２の更なるねじ込みによりケース段面４、ケース内周６、キャップ端面５及びインプットシャフト外周２７に圧接し、ピン穴２４を密封する。この時、弾性密封部材３は、全周に亘って圧接しておりかつ一定の軸方向幅による広い面積で試験治具の重量を支持するため、密封部材にＯリングを使用する場合に比べて、試験治具の重量による密封性の円周方向ばらつきは、格段に小さい。

また弾性密封部材３は、ケース段面４、ケース内周６及びインプットシャフト外周２７に圧接するため、ケース１の内部空間の閉口部側と開口部側とを遮断、密封する。従って仮に、ピン穴２４より先端側のインプットシャフト２１の内周に溝２９が形成されている場合など、ピン穴２４より先端側で空気漏れが発生しても、漏れた空気はケース１の内部空間の閉口部側に封じ込められ、外部に漏れることはない。

試験治具を装着した後、電動パワーステアリング装置内に空気を導入し、空気漏れの有無を確認して気密性試験を実施する。試験後、キャップ２を回転させてケース１との螺合を緩める。弾性密封部材３は、両端面１７，１８に対するケース段面４及びキャップ端面５からの押圧を解除され、復元性により軸方向に膨張し半径方向に収縮する。弾性密封部材内周７は、圧接していたインプットシャフト外周２７から離間し、ピン穴２４の密封は解除される。その後試験治具は、インプットシャフト２１から分離離脱される。

弾性密封部材３は、インプットシャフト２１の外周から径方向に離間した状態で、試験治具が軸方向に脱着される。従って、密封部材としてＯリングを使用する場合のように、インプットシャフト２１の外周との間で摺動摩擦作用を受けることがないため、密封作用を担う弾性密封部材内周７が摩耗する恐れがない。また弾性密封部材３は、変形性、復元性に優れたウレタン樹脂で形成されているため、繰り返し使用による耐久性にも優れている。

上記の説明のように、本発明の実施形態によれば、パワーステアリング装置の気密性試験において、繰り返し耐久性に優れ確実な密封性を有し正確な測定が可能な気密性試験治具を提供することができる。

本発明は、上述の実施形態になんら限定されるものではなく。本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる様態で実施し得ることは勿論である。

１：ケース、 ２：キャップ、 ３：弾性密封部材、 ４：ケース段面、
５：キャップ端面、 ６：ケース内周、 ７：弾性密封部材内周、 ８：ケース段面、
９：雌ねじ、 １０：雄ねじ、 １１キャップ外径、 １２：ケース内周、
１３：ケース内周、 １４：フランジ、 １５、１６：ローレット、
１７、１８：弾性密封部材端面、 １９：弾性密封部材外周、
２１：インプットシャフト、 ２２：トーションバー、 ２３：ピン、 ２４：ピン穴、 ２５：インプットシャフト段面、 ２６、２７、２８：インプットシャフト外周、
２９：溝、 ３１：トルクセンサ、 ３２：ハウジング、 ３３：軸受、 ３４：シール

Claims (7)

1. 一方に閉口端を有し、他方の開口端の内周に雌ねじが形成され、内周に複数の段面を有する略円筒状のケースと、前記ケース内に配置され、外周及び一端面が前記ケースの内周及び段面に当接する略円筒状の弾性密封部材と、前記雌ねじと螺合する雄ねじが外周に形成され、前記ケース内に螺入され、端面が前記弾性密封部材の他端面に当接する略円筒状のキャップとからなり、
   半径方向に貫通するピン穴に圧入されたピンで結合されたトーションバーを内通空間に収容するインプットシャフトの、前記ピン穴が設けられた部分を含む一部が、前記ケース、前記弾性密封部材及び前記キャップによって形成される軸心空間に挿入されることにより、挿入された前記インプットシャフトの一部を外部空間から遮断、密封する気密性試験治具であって、
   前記インプットシャフトは、パワーステアリング装置に備えられるものであり、
   前記弾性密封部材は、前記インプットシャフトの一部が前記軸心空間に挿入された状態において、その幅の範囲内に前記ピン穴を収める位置にあって、前記ケースに外周及び一端面を拘束され、螺入される前記キャップの端面に他端面を押圧されることにより、軸方向に収縮すると同時に半径方向軸心側に膨張し、前記インプットシャフトの外径に圧接して前記ピン穴を塞ぎ密封することを特徴とする気密性試験治具。
2. 前記弾性密封部材が、変形性、復元性が高く、密封性に富むウレタン樹脂からなることを特徴とする請求項１に記載の気密性試験治具。
3. 前記ケースの外周及び前記キャップの外周の一部に、すべりを防止する凹凸加工が施されていることを特徴とする請求項１または２に記載の気密性試験治具。
4. トーションバーと、前記トーションバーを内通空間に収容し、その一部に径方向に貫通するピン穴が形成されたインプットシャフトと、前記ピン穴に挿入され前記トーションバーと前記インプットシャフトとを連結するピンとを備えた、パワーステアリング装置の気密性試験治具であって、
   一方に閉口端を有し他方に開口端を有する略円筒状のケースと、
   略円筒状の弾性密封部材と、
   前記開口端から挿入されて前記ケースに結合される略円筒状のキャップと、を備え、
   前記ケースと前記弾性密封部材及び前記キャップとにより形成される空間に挿入された、前記インプットシャフトの一部を、外部空間から遮断、密封する気密性試験治具において、
   前記弾性密封部材は、前記インプットシャフトの一部が前記空間に挿入された状態において、前記ケースに結合された前記キャップに軸方向から押圧されることにより、径方向に相対する前記インプットシャフトの被挿入部の外周面に対しすきまを有した状態から径方向に膨張し、前記外周面を径方向に圧接することをと特徴とする気密性試験治具。
5. 前記ケースは、前記インプットシャフトに形成された段面に軸方向に当接することで、挿入された前記インプットシャフトを、前記ピン穴が前記弾性密封部材と径方向に対向する位置に位置決めするケース段面を有している
   請求項４に記載の気密性試験治具。
6. 前記開口端は、内周に雌ねじを有し、
   前記キャップは、外周面に前記雌ねじと螺合する雄ねじを有し、前記開口端から前記ケース内に螺入される
   請求項４または５に記載の気密性試験治具。
7. パワーステアリング装置に備えられる、その一部に径方向に貫通するピン穴が形成されたインプットシャフトの気密性試験方法であって、
   一方に閉口端を有し他方に開口端を有する略円筒状のケースと略円筒状の弾性密封部材とにより形成される空間であって、前記インプットシャフトの被挿入部分の外径よりも大径の空間に、前記インプットシャフトの一部を挿入し、
   前記ケースに結合されるキャップを前記ケースに対して他方側から一方側に相対移動させて、前記キャップを前記弾性密封部材に軸方向から当接させることにより、前記弾性密封部材を径方向に膨張させて前記インプットシャフトの一部の外周面に圧接させ、
   前記インプットシャフトを備えるパワーステアリング装置内に空気を導入し、空気漏れの有無を試験する気密性試験方法。

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