JP6781164B2 - 第1部品を第2部品に固定して組み立てる方法およびパワーステアリング装置 - Google Patents

第1部品を第2部品に固定して組み立てる方法およびパワーステアリング装置 Download PDF

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Description

本発明は、固定アセンブリを作り出すために一方の部品の他方の部品に対する塑性変形および弾性変形の両方を用いる締まり嵌めタイプの組立方法に関する。
より詳細に、本発明は、自動車分野において、より具体的にはパワーステアリング装置の製造において使用可能な組立方法に関する。
また、より具体的に、本発明は、ステアリングケースへのステアリング補助モータの組付けに関する。
ステアリング装置では、一般にアルミ合金またはマグネシウム合金などの軽金属合金で作られるステアリングケース内で、補助モータ(一般には電気モータ)を固定する必要がある。
通常、そのような補助モータは、概ね筒形状で鋼製の外側被覆体を備える。当該外側被覆体は、例えば、モータの固定子に付加された鋼製ケーシングによって、より広くは、固定子金属シートの積層物、すなわち積層型固定子を形成するべくモータシャフトの回転軸方向に沿って互いに同軸状に積層された薄肉鋼板でできたディスク形アセンブリによって形成されていてもよい。
ここで、ステアリングケースへの補助モータの組付作業では、主に2つの困難を乗り越える必要がある。
一つ目の困難は、モータの被覆体の外径に対する製造寸法誤差が比較的大きく、そのために、不可能ではないにせよ、一のアセンブリから他のアセンブリへの調節、およびしたがって完全に予測可能かつ再現可能なクランプ力を得るのが難しいことである。
二つ目の困難は、被覆体を構成する材料(典型的には鋼)の熱膨張係数と、ステアリングケースを構成する材料(典型的にはアルミ合金)のそれとが互いに大きく異なることである。ここで、ステアリング装置は、比較的広範囲(典型的には−40〜120℃)にわたって変化する動作温度にさらされることが多い。そのため、アセンブリは、当該アセンブリを弱めるおそれのあるクランプの解放を、または対照的に例えば亀裂による部品の損傷もしくは破壊を生じさせるおそれのある内部応力の増大を誘発し得る特異な膨張現象にさらされる。
これらの困難に鑑みて、様々なアセンブリ解決策が考えられてきた。
公知の第1の解決策は、アルミ合金ケースにモータ(モータの被覆体)を直接的に焼き嵌めすることである。組み立て中の加熱による寸法変化、より具体的にケースの膨張によって、当該ケース内にモータを差し込む際に、製造誤差に関連する寸法偏差を補償すること、およびよって冷却後に一方の部品の他方の部品に対する効果的なクランプを確保することができる。
しかしながら、焼き嵌めによって得られたアセンブリは、ケース内に大きな残留応力を生じる傾向がある。
したがって、ケースの応力による破壊を回避するために、モータとケースとを対にすること、および/または特に高い機械的破壊強度を有する特定のアルミ合金を用いることが必要である。
したがって、この第1のアセンブリ解決策は、とりわけ高コストで、場合によっては実施するには冗長である。
公知の第2の解決策は、圧入作業においてモータとケースとの間に「公差リング」と呼ばれるリングを挿入することである。当該リングは、その表面が連続した波形状を有するスリット入りの環状体である。
上記波形状が公差リングに与える径方向の弾性により、当該リングはモータとケースとの間において径方向に圧縮されて挟まれ、それにより当該モータと当該ケースとの間のクリアランスを補償し、かつ摩擦によってこれら2つの部品を連結する。
この第2の解決策は第1の解決策よりも経済的であるが、それでも欠点がない訳ではない。
すなわち、この第2の解決策の第1の欠点は、公差リング、より具体的にその波形状の振幅が、モータおよびケースとリングとが十分に干渉するように寸法決めされる必要があり、そのため、アセンブリが、上述した動作温度範囲にわたって、緩まることなく堅固なままであり得ることである。
この強い干渉のために、ケースへのモータおよびリングの強制的な挿入の間に、当該波形状が特にケースの摩損を引き起こし、よってモータまたはその電子制御部における短絡リスクの原因となる金属片が生じる。
また、波形状によってケースに局所的に作用する高い圧力により、当該ケースの局所的な塑性変形またはひび割れが生じるおそれがある。
次に、公差リングを使用することの別の欠点は、当該公差リングの構造が複雑でリング毎に寸法が変動し、そのためにリングの計量的なコントロール、さらにはアセンブリの再現性および同質性を確保することが困難であるという事実に起因するものであり、それにより量産において不都合が生じるおそれがある。
したがって、本発明の目的は、上述した欠点を克服すること、および複数部品を互いにクランプによって強制的に組み立てるための新しい組立方法を提示することである。当該方法は、部品に対する堅固でありつつ過度に拘束的でない固定を保証するような均一で効果的なクランプを得ることを可能とするものである。さらに、当該方法は、シンプル、迅速、かつ廉価に実施可能である。
本発明の目的は、第1部品を第2部品に固定して組み立てる方法であって、第1部品と第2部品との間に、中心軸(XX’)と径方向内側面および径方向外側面とを有する筒状の組立リングを挿入することと、第1部品に組立リングの径方向内側面を強制的に係合させ、第1部品とリングとの間に、リングの径方向内側面において全体接触面である第1干渉領域を占めて第1部品とリングとを固定する第1クランプ接触を作り出すことと、第2部品に組立リングの径方向外側面を強制的に係合させ、第2部品とリングとの間に、リングの径方向外側面において全体接触面である第2干渉領域を占めて第2部品とリングとを固定する第2クランプ接触を作り出すことと、中心軸(XX’)に対して垂直な断面において互いに対して軸方向に段差がありかつ互いに異なる寸法を有する第1筒状リング部分および第2筒状リング部分を有する組立リングであって、第1干渉領域と第2干渉領域とが軸方向において互いに重なり合わないように、第1干渉領域を第1リング部分に対応させかつ第2干渉領域を第2リング部分に対応させた組立リングを使用することとを含み、少なくとも組立リングが第1部品に係合する前において、第1部品を受けるための第1リング部分の径方向内側面は、第2リング部分とは反対側に向かうにつれて、0.5〜4°の接近角度にしたがって中心軸に向かって集束する円錐台形状を有することを特徴とする方法によって達成される。
有利には、組み立てられる第1および第2部品に対する組立リングの適切な構成のおかげで、本発明に係る方法によると、組立リングの機能領域、すなわち当該リングが第1部品および第2部品と接触して径方向締付けによって協働するための第1および第2干渉領域を互いに分離することができる。
この目的のために、本発明によると、リング内に、一方では、第1干渉領域を(完全に)含むように構成されて第1部品を受けるための第1リング部分と、他方では、第1リング部分と空間的に分けられかつ離間していて、第2干渉領域を(完全に)含むように構成されて第2部品を受けるための第2リング部分とを形成することが提示される。
有利には、2つのリング部分の空間的分離は、軸方向および径方向の両方におけるものである。
軸方向の分離は、第1筒状リング部分の軸方向の広がり(または「軸方向高さ」)、すなわち当該第1部分によってカバーされる軸方向の横座標範囲が、第2筒状リング部分の軸方向の広がり、すなわち当該第2部分によってカバーされる軸方向の横座標範囲と異なるように、第1リング部分と第2リング部分との間に、軸方向にオーバーラップしないように軸方向段差を設けることによって実現される。
径方向の分離は、中心軸(XX’)に垂直な断面において、第1部分を、その軸方向高さの少なくとも一部(好ましくはその軸方向高さの大半または全体)において、外側および/または内側の径方向範囲が、それぞれ対応する第2部分の外側および/または内側の径方向範囲と異なるように構成することによって、より具体的には第1部分の径方向範囲が第2部分のそれよりも径方向において中心軸(XX’)に近くなることで、第1部分が径方向において第2部分に比べて当該軸に対してきつく締め付けられるように構成することによって実現される。
具体的に、各リング部分、およびしたがって各干渉領域を空間的に分離することによると、第1リング部分、およびしたがって第1干渉領域を、特に第1部品をクランプ(適当な場合には締まり嵌め)によって固定することに、また第2リング部分、およびしたがって第2干渉領域を、特に第2部品をクランプ(適当な場合には締まり嵌め)によって固定することに、それぞれ別個に役立てることが可能となる。
有利には、このようにクランプ領域を分布させることによって、本発明に係る組立リングは、概してアセンブリユニットを保証しつつ、(1つの)部品が対応付けられる各部分において個別にかつ様々にクランプを維持すること、およびしたがって組み立てられる各部品のためのクランプを個別に維持することができる。
具体的に、リング部分の空間的分布によると、第2部品の特性および挙動から比較的独立した機械的特性および挙動を第1部品が有すること、およびその逆のことが可能となり、それによりリングは、各部品の連結部に特有の寸法公差、熱膨張効果、および応力状態に特に適応し得る。
よって、例えば、熱膨張係数は比較的小さいが、大きな寸法製造ばらつき(誤差幅)を有する鋼製被覆体モータによって構成される第1部品を、当該モータの鋼製被覆体よりもずっと大きな熱膨張係数を有するが、寸法製造ばらつきは小さい機械加工されたアルミ合金製ケース(機械加工が制限された誤差幅を保証する)によって構成される第2部品に組み付けることが考えられる。
その場合、鋼でできた組立リングを使用することができる。そのような組立リングの破断前の大きな変形能によると、第1部分をその初期変形の大きさに概ね適応させてモータの被覆体の寸法(直径)を、予想される広い誤差範囲の中で当該寸法によって取られる値がどのようなものであれ、収容することが可能となるだろう。しかしながら、いったんモータの被覆体にクランプされると、第1リング部分は、当該モータの被覆体の熱膨張挙動に近いかあるいは同等の熱膨張挙動を示し、そのため、第1部分内におけるモータのクランプは動作温度の変化によってほとんどあるいは全く影響されない。
逆に、精密に機械加工されたケースを収容するための第2部分の初期変形は、アセンブリ毎に実質的に変化しないだろうし、当該第2部分がいくらかの変形の「余裕度」を保持することを許容するだろう。そのため、今度は、当該余裕度を当該第2部分の熱膨張よりもずっと大きな当該ケースの熱膨張を吸収するために活用することができる。
また、本発明に係る組立リングをクランプまたは締まり嵌めによって第1部品や第2部品に取り付ける場合、当該リング、より具体的には対応するリング部分は、リングを部品に対して強制的に嵌めるために作用する応力が当該リングの弾性限界を超えるとすぐに、可塑化する、すなわち各部品の寸法を収容するために永久的に(不可逆的に)塑性変形するだろう。
したがって、犠牲となって、取付けによって生じる全てでなくても本質的な塑性変形に耐えるのは組立リングである。
これにより、部品(この例では、補助モータの被覆体および特にステアリングケース)に作用する組立ストレスは、当該部品の各々の弾性限界に実質的に対応する所定の閾値を超えないだろう。よって、当該部品の劣化を回避することができる。
したがって、本発明によると、組立て時およびその後の動作時の両方において、部品、特に第2部品のひび割れや破裂のリスクを著しく低減することができる。
アセンブリの耐用年数が大幅に改善されるだろう。
また、留意されたいこととして、リングの永久的な塑性変形が部品の寸法を収容するのに十分な程度に達した後は、対応する部品との結合(クランプ)を摩擦によって維持するのは、当該リングの可逆的な弾性変形(特に温度変化やリングに対して部品から作用するストレスによって変化する弾性変形)による当該リングの弾性張力である。
最後に、本発明によると、有利には、第1部品の第2部品への固定を実行するために、とりわけシンプルな形状、特に軸対称な形状を有する組立リングを使用することが可能となる。当該組立リングは、シンプルな計量的パラメータ(典型的には、各部分に固有の直径やリング本体の径方向厚み)を用いて規定することができるため、製造するのみでなくコントロールするのも容易かつ廉価である。
本発明の他の主題、特徴、および利点は、純粋に非限定的な例示のために与えられる以下の説明や添付の図面を参照することによって、より詳しく明らかになるだろう。
図1は、第1変形例の組立リングによるケース内におけるモータの本発明に係るアセンブリの例を示す縦断面図である。 図2は、図1のアセンブリに用いられる組立リングの全体斜視図である。 図3は、図1および図2の組立リングの一部を示す縦断面図である。 図4は、カラーを有する第2変形例の組立リングによるケース内におけるモータの本発明に係るアセンブリの例を示す縦断面図である。 図5は、図4のアセンブリの一部を示す細部拡大図である。 図6は、図4および図5のアセンブリに用いられるカラー組立リングの一部を示す縦断面図である。 図7は、打抜き加工によって本発明に係る組立リングを製造するための方法を概略的に示す縦断面図である。
本発明は、第1部品1を第2部品2に固定することを可能とする組立方法に関する。
適用の好ましい変形例によると、第1部品1はモータによって、より正確には当該モータの被覆体によって構成されるだろう。
上記モータ被覆体は、好ましくは金属、例えば鋼でできていて、実質的に筒形状、好ましくは円筒形状を有するだろう。
好ましくは、モータは電気モータ、より具体的には物品や人を輸送するよう設計された自動車のパワーステアリング装置に備えられる(電気)ステアリング補助モータである。
好ましくは、第2部品2はケース、典型的には車両のフレームに固定されるステアリングケースを構成するだろう。
上記ステアリングケース2は、製造および組立ての利便性に応じて、一体形成されていてもよいし、あるいは複数部分から構成されていてもよい。
上記ステアリングケース2は、補助モータ1に加えてステアリング機構を収容するように設計されるだろう。
上記ステアリング機構は、ステアリングコラムに担持されてラックと噛み合う駆動ピニオンを有することが好ましい。当該ラックは、ステアリングケース内を並進的に案内されてステアリングタイロッドの操縦を制御し、それにより車両の操舵輪の向きを変える。
説明および番号付けの便宜のために、以下では第1部品1をモータの被覆対、あるいはよりシンプルにモータと同等に扱うことがあり、また第2部品2をケースと同等に扱うことがある。
好ましくは、本発明に係る方法によって得られるアセンブリは、0〜100℃、好ましくは−40〜120℃、さらには−50〜150℃の範囲を少なくとも含む動作温度に耐えるように設計されるだろう。したがって、構成材料、特に部品1,2および組立リング3の選択および寸法設定は、それに応じてなされる。
組立方法では、組立リング3(以下、「リング」とも言う)が第1部品1と第2部品2との間に挿入される。
したがって、当該方法は、予め、組立リング3を提供するステップ(a)を含む。
組立リング3は、好ましくは直線状の中心軸(XX’)を有する筒形状である。
上記リング3は、径方向において中心軸(XX’)の方を向いた径方向内側面3Iと、この径方向内側面3Iに対して径方向において中心軸(XX’)と逆側を向いた径方向外側面3Eとを有する。
径方向内側面3Iと径方向外側面3Eとの間に位置するリング3の本体を構成する材料は、したがってリングの側壁を構成しており、当該側壁は、中心軸(XX’)周りを延びている。
好ましくは、上記側壁の厚みE3、すなわち径方向内側面3Iを外側面3Eから隔てる距離は、リング3の軸方向の全体にわたって、および中心軸(XX’)周りにおいて上記リングによって(ヨー角で)カバーされる角度領域の全体にわたって実質的に一定である。
説明の便宜上、「軸方向」は、中心軸(XX’)の方向にしたがって考えられる方向もしくは寸法、または中心軸(XX’)に平行な方向もしくは寸法を指す。
中心軸(XX’)に対応付けられて当該中心軸(XX’)に沿った軸方向位置を指定することを可能とする座標は、「横座標」として言及されるだろう。
同様に、「径方向」は、中心軸(XX’)と交差して考えられる方向もしくは寸法、または当該中心軸(XX’)に対して実質的に垂直な方向を指す。
本発明に係る方法では、より具体的に組立リング3を第1部品1と固定するステップ(b)では、組立リング3の径方向内側面3Iが第1部品1に強制的に係合され(ここでは、第1部品1の径方向外側面、すなわちモータ被覆体の径方向外側面に対しておよびその周りにおいて)、それにより第1部品1とリング3との間に当該第1部品1と当該リング3とを固定する「第1クランプ接触」と呼ばれるクランプ接触が作り出される。図1、図4、および図5に見られるように、当該第1クランプ接触は、リングの径方向内側面3Iにおいて、「第1干渉領域」Z1と呼ばれる全体接触面を占める。
本発明に係る方法では、より具体的に組立リング3を第2部品2に固定するステップ(c)では、組立リング3の径方向外側面3Eが第2部品2に強制的に係合され(ここでは、第2部品1の径方向内側面、すなわちケースの径方向内側面に対しておよびその内側において)、それにより第2部品2とリング3との間に当該第2部品2と当該リング3とを固定する「第2クランプ接触」と呼ばれるクランプ接触が作り出される。図1、図4、および図5に見られるように、当該第2クランプ接触は、リングの径方向外側面3Eにおいて、「第2干渉領域」Z2と呼ばれる全体接触面を占める。
第1部品1および第2部品2に対するリング3の強制係合は、圧入によって、および/または締まり嵌め(関連する部品1,2の、または必要に応じてリング3の加熱膨張および/または冷却収縮を伴う)によって得られるものであって、少なくとも局所的な、特に第1および第2干渉領域Z1,Z2におけるリング3の弾性変形のみならず永久的な塑性変形を生じさせるのに十分大きな力を伴う。
よって、本発明に係る組立てでは、リング3の、より具体的に第1部分T1の塑性(不可逆)変形が第1部品1のために強制され、それによりリング3が当該第1部品1の寸法に塑性的に適合すると共に、リング3の、より具体的に第2部分T2の塑性(不可逆)変形が第2部品2のために強制され、それによりリング3が当該第2部品2の寸法に塑性的に適合する。
換言すれば、リング3と部品1,2との間の接触は、当該リング3の塑性変形によって作り出される(一方で、部品1,2の弾性限界Rp0.2の下にある。すなわち、当該部品1,2の塑性変形、少なくとも当該部品1,2の0.2%を上回る塑性変形を生じさせることがない)。
そして、部品1,2に対するリング3の残留弾性変形に関連する弾性張力によって、第1部品1に対する第1部分T1の、および第2部品2に対する第2部分T2のクランプが確保されるだろう。
実際、リング3の弾性変形のみならず塑性変形をも伴うそのようなクランプ調節によって得られるアセンブリは、そのため原則として、リング3を損傷することなく分解することはできない。
有利には、クランプ接触によって、組立リング3と関連部品1,2との間のいかなる自由度をも排除する固定(ここでは締付けによる)が可能となる。
特に、モータ1をケース2に組み付ける場合において、クランプ接触、すなわちリング3の張力および当該部品1の(あるいは逆に第2部品2に対する)圧縮に起因してリング3と関連部品1,2との間に誘発される摩擦は、当該アセンブリが、部品1,2のリング3内での回転を伴うことなく、ここでは中心軸(XX’)回りを向くモータ1によって伝達される最大トルク以上であるか、さらにはモータ1によって伝達される当該最大トルクの5倍以上であるねじりトルクに耐え得るのに十分であるだろう。
特にアセンブリにパワーステアリングモータ1を適用する場合における指標として、クランプ(および、部品1,2に対するリング3の寸法設定や、各部品1,2に対するリング3の接触面の形状および大きさによって選択される調節の度合い)は、5Nm以上、さらには25Nm以上のねじりトルクに耐えられるように決定されてもよい。
特に好ましい態様では、クランプは、主にリング3の変形によって機械的にのみなされ、追加的な他のブロック手段、特に追加的な接着、ねじ込み、補強くさび、または溶接を伴わない。
好ましくは、図1、図4、および図5に示すように、第2部品2(ケース)は、第1部品1(モータ)の少なくとも一部を収容するためのハウジング4を有する。
上記ハウジング4は、好ましくは、第1部品の大半(すなわち、全容積の半分以上)を、さらには当該第1部品1のほぼ全て(容積の少なくとも90%、あるいは100%)を収容するのに十分な大きさを有する。
また、ハウジング4は、好ましくは、リング3の大半(すなわち、リングがその全軸方向高さH3の50%以上にわたって当該ハウジング4内に挿入され得る)を、さらには当該リング3のほぼ全て(すなわち、リングがその全軸方向高さH3の90%以上、あるいは100%にわたって当該ハウジング4内に挿入され得る)を収容することができるように構成されている。
組立リング3および第1部品1(モータ)は、よって有利には、係合してそれぞれが第2部品2(ケース)の内部、この例ではハウジング4の内部にほとんどまたは完全に収容され得る。
そのような第2部品2、リング3、および第1部品1の入れ子式の構成、ここでは中心軸(XX’)に向かって径方向に集束する同軸状の入れ子式の構成、すなわち第2部品2、リング3、および第1部品1が径方向において互いの内部に配置されて(この記載順に)中心軸(XX’)に対して連続的に近づく入れ子式の構成によると、アセンブリが小型化されると共に、当該アセンブリの置かれる環境に対して第1部品1およびリング3、ならびに干渉領域Z1,Z2が良好に保護されるだろう。なぜなら、第2部品2によって、組み立てられた状態でリング3および第1部品1を包み込む保護バリアが形成されるためである。
そして、留意されたいこととして、モータ2の鋼製被覆体の耐腐食処理を回避することが可能となるだろう。なぜなら、当該被覆体は、ハウジング4内に安全に収容され、リング3によって液密状かつ塵密状にシールされるためである。
図1、図4、および図5に示すように、ハウジング4は、特に中心軸(XX’)を中心とするボア5であって、リングの径方向外側面3Eが当該ボア5の壁部に対して径方向圧力の下で当接するような態様で当該リング3が(強制的に)押し入れられるボア5を有していてもよい。
ボア5は、好ましくは、所定の比較的シビアな公差、典型的には(直径に対して)0.05mm以下の公差にしたがって機械加工されかつ調整され、それによりクランプ調節の再現性および低ばらつきが確保される。
部品を固定する順番に関して、好ましくは、まず第2部品2、ここではハウジング4に対してリング3を加えて固定し、より具体的には中心軸(XX’)と実質的に平行な挿入方向にしたがって当該ハウジング4に近づけることによって当該リング3をボア5に強制的に通し、そして、第1部品1によって保持されるリング3を通しておよび当該リング3に対して、ハウジング4内に第1部品1(モータ)を加えて固定してもよい。
しかしながら、本発明の範囲を逸脱することなく、まず第2部品2に向けて移動させる前に、より具体的にはハウジング4内に挿入する前に、第1部品1(ここでは、モータ)に対して(より具体歴には第1部品1周りに)リング3を加えて固定し、それに対応してリング3と第1部品1とからなるサブアセンブリを予め構成するという逆の順番を考えることも大いに可能であろう。
組立順序がどうであれ、留意されたいこととして、部品1,2を組み立てるために締まり嵌めリング式の組立リング3を使用することによって、特に当該リング3と各部品1,2との間の大きな接触面(直径、およびよって周囲長、ならびに軸方向高さに関する)に起因する、良好な設置を伴う特に安定した固定を得ることができる。
本発明によると、中心軸(XX’)に対して垂直な断面において、互いに対して軸方向に段差がありかつ互いに異なる(径方向)寸法を有する第1筒状リング部分T1(「第1部分」とも言う)および第2筒状リング部分T2(「第2部分」とも言う)を備えた組立リング3が使用される。ここで、第1リング部分T1は、第1干渉領域Z1に対応し、第2リング部分T2は、第2干渉領域Z2に対応し、そのため、第1干渉領域Z1と第2干渉領域Z2とは、軸方向において互いに重なり合わない。
好ましくは、リング3の部分T1,T2は、組み立てられる部品1,2に関連して、一方では、リング3と第1部品1との間で生じる干渉(クランプ)の全現象が軸方向において区画されるように、すなわち、より具体的には第1干渉領域Z1の広がりが、第1部分T1が占める横座標範囲HT1に含まれるかまたは一致する(図1および図5を参照)第1横座標範囲(または「軸方向高さ」)HZ1内で区画されるように構成され、また他方では、リング3と第2部品との間で生じる干渉(クランプ)現象の全てが軸方向において同様に区画されるように、すなわち、より具体的には第2干渉領域Z2の広がりが、第2部分T2が占める横座標範囲HT2に含まれるかまたは一致する(図1および図5を参照)第2横座標範囲HZ2内で区画されるように構成されている。ここで、第2横座標範囲HZ2は、特に、第1横座標範囲HZ1と軸方向において全く重なり合わず、第1横座標範囲HZ1を全く含まず、かつ当該第1横座標範囲HZ1と(軸方向において)共通する範囲を全く有さない(逆もまた同様である)。
ここで、留意されたいこととして、リング「部分」T1,T2は、この語の通常の意味において、当該リング3を構成する筒体の「一部分」を指しており、当該一部分は、中心軸(XX’)に対して垂直であって互いに軸方向に離間した2つの仮想ベース面の間に含まれている。
有利には、第1および第2リング部分T1,T2の軸方向(軸に沿ったそれらの段付き)および径方向(軸と垂直な断面におけるそれらの差異)における分布によると、軸方向および径方向の両方において、2つの干渉領域Z1,Z2を、各干渉領域Z1またはZ2がそれぞれに固有の部分T1またはT2に含まれる(制限される)ようにすることで、分離することが可能となる。
より具体的に、中心軸(XX’)に沿って、当該中心軸(XX’)に対して垂直な少なくとも1つの仮想ゲージ面P0を規定することが可能である(すなわち、当該仮想ケージ面P0が存在する)。この仮想ゲージ面P0は、リング3を、当該ゲージ面P0の一方側に位置する下流部3A(図1、図2、図4、および図6における下側部)と、当該ゲージ面P0の他方側に位置する上流部3Bとに細分する。そのため、ゲージ面P0によって形成される境界に軸方向において交差することなく、第1干渉領域Z1(および構造的に第1部分T1)は、リング3の下流部3Aに含まれかつ制限され、第2干渉領域Z2(および構造的に第2部分T2)は、上流部3Bに含まれかつ制限される。
換言すれば、本発明によると、組立リング3において、当該リング3の中心軸(XX’)に対して垂直な(少なくとも1つの)ゲージ面P0を定義することが好ましく、当該ゲージ面P0によると、リング3と第1部品1(モータ)との間で生じる(径方向の締付けによる)クランプ干渉現象の全てに対応しかつこれをカバーする第1干渉領域Z1は、リングの下流部3Aに対応するゲージ面P0の一方側に含まれかつ制限され、リング3と第2部品2(ケース)との間で生じる(径方向の締付けによる)クランプ干渉現象の全てに対応しかつこれをカバーする第2干渉領域Z2は、リングの上流部3Bに対応するゲージ面P0の他方側に含まれかつ制限される。
好ましくは、リング3にその全軸方向高さH3の半分において交差しかつ中心軸(XX’)に垂直な中間面がゲージ面P0として考えられてもよい。その場合、第1干渉領域Z1は、リング3の第1半部(ここでは、図1および図6におけるリング3の下側半部)を形成する下流部3A内に軸方向において含まれ、第2干渉領域Z2は、中間面P0の他方側に位置するリング3の他方の半部(ここでは、当該リングの上側半部)を形成する上流部3B内に含まれる。
同様にして、中心軸(XX’)を中心としかつ当該中心軸(XX’)と平行な少なくとも1つの筒状ゲージ包み面C1,C2を定義することもできる。当該筒状ゲージ包み面C1,C2は、一方では、中心軸(XX’)を含みかつ一方の干渉領域、好ましくは第1干渉領域Z1が含まれる(径方向に閉じた)内側筒状空間を区画し、他方では、当該ゲージ面C1,C2の径方向外側に位置しかつ他方の干渉領域、ここでは第2干渉領域Z2が含まれる(径方向外側に開いた)外側筒状空間を区画する。
よって、第1干渉領域Z1を、中心軸(XX’)から第1径方向距離(距離範囲)に位置する第1クラウン内に径方向において含めること、および第2干渉領域Z2を、中心軸(XX’)から第2径方向距離に位置する第2クラウン内に径方向において含めることが可能であるだろう。ここで、第2径方向距離は、第1径方向距離とは異なっていて、図1、図4、および図5に示す変形例においては第1クラウンよりも中心軸(XX’)から遠いことが好ましい。
特に好ましい変形例によると、図3および図6に示すように、リング3の下流部3A(ここでは、ゲージ面P0の下側)の内側面3Iの全体、特に第1部分T1の内側面3IT1が第1ゲージ包み面C1の径方向内側に全体的に含まれるように、かつリング3の上流部3Bの内側面3Iの全体、特に第2部分T2の内側面3IT2が当該第1ゲージ包み面C1の径方向外側に全体的に位置するように、すなわちリングの下流部3Aの内側面よりも中心軸(XX’)から遠く位置するように、少なくとも1つの第1筒状ゲージ包み面C1を規定することが可能である。
また、それに代えてまたは好ましくは加えて、図3および図6に示すように、リング3の上流部3B(ここでは、ゲージ面P0の上側)の外側面3Eの全体、特に第2部分T2の外側面3ET2が第2ゲージ包み面C2の径方向外側に全体的に位置するように、かつリング3の下流部3Aの外側面3Eの全体、特に第1部分T1の外側面3ET1が当該第2ゲージ包み面C2の径方向内側に全体的に含まれるように、すなわち上流部3Bの外側面よりも中心軸(XX’)に近く位置するように、第2筒状ゲージ包み面C2を規定することが好ましい。
有利には、干渉領域Z1,Z2を統制的に空間分離することにより次のことを実現できる。すなわち、リング3によってカバーされる全軸方向高さH3において軸(XX’)に沿って考慮される横座標に関わらず、また当該考慮される横座標で、当該中心軸(XX’)周りにリングによってカバーされる角度範囲の大半および好ましくは全体において軸(XX’)周りに(ヨー角で)考慮される方位方向に関わらず、リング3がその内側および外側面3I,3Eにおいて同じ横座標で同時にブロックされる箇所、すなわちリング3が第1部品1と第2部品2との間で同じ横座標において厳密に径方向に挟まれる箇所が存在しないことを実現できる。
換言すれば、干渉領域Z1,Z2を分離することによって、有利には、特に堅牢かつ安定した構成によりながらもリング3を完全に挟み込むことなく、当該リング3を径方向において第1部品1と第2部品2との間に入れることが可能となる。
よって、本発明によると、特に図5に示すように、第1部分T1の第1干渉領域Z1とは(径方向)反対側に(すなわち、当該第1干渉領域Z1の「裏側」に)、かつよって第1部品1が当接する当該第1部分T1の内側面3IT1とは反対側に位置するリングの径方向外側面3ET1を露出したままにすることができる。
よって、空いたままとなって第1部分T1のためのいくらかの径方向移動ゆとりを維持する第1クリアランス空間7(ここでは、第1部分T1の外側面3ET1とボア5との間の間隙)が形成される。当該径方向移動ゆとりによると、径方向に変形する機能、より具体的には第2部品2によって妨げられることなく(この場合、ボア5に当接することなく)径方向に拡張する機能(ここでは比較的自由に中心軸(XX’)から外方へ離れるように動くことによる)が維持される。
同様に、本発明によると、特に図4に示すように、第2部分T2の第2干渉領域Z2とは(径方向)反対側に(すなわち、当該第2干渉領域Z2の「裏側」に)、かつよって当該第1部分T1の外側面3ET2とは反対側に位置するリングの径方向内側面3IT2を露出したままにすることができる。
ここでまた、第2部分T2に径方向変形能、より具体的には内側に膨張する機能(ここでは、第1部品1によって妨げられることなく中心軸(XX’)に近づくように動くことによる)を与える第2クリアランス空間8を形成することが可能である。
有利には、これらのクリアランス空間7,8によると、特に組立作業の間や構築アセンブリが動作時の温度変化にさらされる場合における第1および第2部品1,2の有用な軸方向移動に抵抗し得る望ましくない障害を回避することができる。
よって、第1クリアランス空間7によると、第1部分T1がボア5と干渉することなく当該ボア5にまずリング3の第1部分T1を、次いで第2部分T2を挿入することによって、第2部品のハウジング4内へリング3を容易に導入することができる。
動作時には、第1クリアランス空間7のおかげで、アセンブリは、リング3と第2部品2(ケース)との間の膨張差の軸方向成分を吸収することができ、ボア5の壁部は、リング3の径方向外側面3Eに対して、より具体的には第2部分の径方向外側面3ET2に対してストレス下で軸方向に「スライド」し得る。
同様に、第2クリアランス空間8によると、適当な場合にはリング3が予めハウジング4に固定された状態で、特に第2部分T2による干渉なくして第1部品1が当該第2部分T2を通過するのを許容することにより、当該リング3内への第1部品1(モータ)の導入が促進され、それにより第1部品1はそれが固定される第1部分T1に安全に到達することができる。
留意されたいこととして、組立リング3の「筒」形状は、広い意味に理解され得るものであり、筒は、例えば、中心軸(XX’)に厳密に平行ではなく、および/または円形でなく例えば楕円形または多角形の(中心軸に垂直な)ベースを描く生成ラインによって作り出されるものであってもよい。
いかなる場合でも、第1部分T1、より具体的には当該第1部分の内側面3IT1は、当該第1部分が係合するべき第1部品1の形状および寸法に実質的に適合する形状および寸法を有するだろう。
同様のことが第2部分T2、より具体的には当該第2部分の外側面3ET2についても言えるだろう。当該第2部分T2は、それが係合するべき第2部品2の形状および寸法に実質的に適合する形状および寸法を有するだろう。
もちろん、第1部分T1や第2部分T2の、より具体的には各部品1,2が当接する(すなわち、径方向圧力を作用させる)当該部分T1,T2の「機能」面の上記寸法は、それぞれに対応する部品1,2への強制的な取付けの間に所望のクランプ調節を作り出すために、より具体的には第1部分T1および第2部分T2の少なくとも局所的な塑性変形を生じさせるために適合されるだろう。
この場合、第1部分T1の(組立前の静止状態における名目上の)寸法は、したがって第1部品1の名目上の寸法に比べて小さいだろう。また、第2部分T2の名目上の寸法は、第2部品2の名目上の寸法に比べて大きいだろう。
特に好ましい変形例によると、特に図2、図3、および図6に示すように、組立リング3は中心軸(XX’)に関して軸対称の形状を有する。
上記軸対称形状は、特に図3および図6に示すように、中心軸(XX’)回りに、当該中心軸(XX’)を含む縦断面平面PLにおいて考えられる「プロファイル断面」と呼ばれる断面を走査することによって生成されるだろう。
有利には、循環リング3の実施によって、特に第1および第2部分T1,T2において、しわがなく(考慮される1つあるいはそれぞれの横座標において)一定半径を有する滑らかな環状帯の形態における径方向内側面3Iおよび径方向外側面3Eを得ることができる。当該径方向内側および径方向外側面3I,3Eは、各部品1,2との接触、およびしたがってリング3の(全)周囲における特に均一で安定しかつ中心軸(XX’)周りに良好に分散された当該部品1,2のクランプを提供する。
また、軸対称形状によると、特にブランクの打抜き加工による、(例えばハイドロホーミング法による)管の塑性変形による、または旋削によるリング3の迅速、経済的かつ精確な製造が可能となり、また計量的コントロールの定義が容易化される。
可能な実施例によると、リング3は、全長にわたって曲がった開きリボンの形態を有するように、その全軸方向高さH3にわたって分割されていてもよい。
しかしながら、特に好ましい変形例によると、組立リング3は、特に図2に示すように、中心軸(XX’)周りを全周にわたって連続的に延びる材料を有する閉じた環状体を形成する。
換言すれば、上記リング3は、その全軸方向長さにわたって当該リングを軸方向に切断するようなスロットを有さないことが好ましい。
そのような非分割構成によると、確かに寸法的により安定する。
したがって、非分割構成によると、向上した精度および再現性を伴って第1部品1(モータ)の良好な芯出しが可能となる。
また、そのような非分割構成によると、中心軸(XX’)周りの360°にわたって、リング3の全周に等しく分散された、より統制されたより均一なクランプ調節を伴うより精確なクランプがもたらされる。
それにより連続リングによって得られるクランプは、分割リングによって得られるクランプよりも堅牢である。分割リングによるクランプは、確かに、不適切な解放に、およびしたがって第1部品1がリング3や第2部品2に対して滑る(特にねじれる)リスクにさらされやすい。
概して、リング3の側壁は、孔が開いておらず中実であることが好ましい。
特に、第1部分T1および第2部分T2には、スロット、貫通孔または切込み、特にリングの一方の軸方向端部に開口してクランプを弱め得る軸方向スロットがないことが好ましい。
好ましくは、図1および図3〜図6にはっきり示すように、第1リング部分T1は、リング3が各部品1,2に強制的に係合される前の特に静止状態において、第2リング部分T2よりも中心軸(XX’)に近く、そのため、当該第1リング部分T1の径方向内側面3IT1は、第2リング部分T2の径方向内側面3IT2よりも径方向において中心軸(XX’)に近く、かつ第1リング部分T1の径方向外側面3ET1は、第2リング部分T2の径方向外側面3ET2よりも径方向において中心軸(XX’)に近い。
そのような配置とすることにより、特に干渉領域Z1,Z2を互いに対して(径方向に)オフセットさせることと、第2部品2(ケース)のハウジング4への、およびその後の第1部品1(モータ)のリング3への、またはその逆の挿入および連続入れ子を促す(径方向)クリアランス空間7,8を作り出すこととが可能となる。
さらに、第2部分T2に比べて第1部分T1を引き締めることは、中心軸(XX’)周りにおけるリング3の外周部の大半、好ましくは全体にわたって、すなわち、当該中心軸(XX’)周りにおける(ヨー角で)180°もしくは270°以上、または好ましくは360°の角度領域に含まれる全方位角において好ましい。
換言すれば、第1部分T1の内側面3IT1(第1部品1と接触する)は、第2部分の内側面3IT2から全体的に引っ込んで位置している、すなわち当該内側面3IT2よりも中心軸(XX’)に近いことが好ましく、また第2部分T2の外側面3ET2(第2部品2と接触する)は、第1部分T1の外側面3ET1から全体的に径方向外側にオフセットして位置していることが好ましい。
よって、第1部分T1は、(わずかに)「より広い」部分を形成する第2部分T2よりも中心軸(XX’)に近い「狭い」部分を形成するだろう。
一例として、特にステアリング補助モータ1をケース2に固定するために方法を適用するという文脈において、リング3の内径(特に最小径)、より具体的には第1筒状ゲージ面C1の直径、さらに具体的には第1部分の径方向内側面3IT1の直径は、実質的に50〜100mmまたは80〜90mmに含まれ、例えば実質的に82mmである。
同様に、リング3の外径、より具体的には第2ゲージ面C2の直径、さらに具体的には第2部分の径方向外側面3ET2の直径は、第1部分の径方向内側面3IT1の直径よりも大きく、かつこの例では当該第1部分T1の径方向外側面3ET1の直径よりも大きくて、70〜100mmまたは80〜90mmに含まれることが好ましく、例えば実質的84.5mmである。
図3および図6に示すように、dEは、第1部分の径方向外側面3ET1と第2部分の径方向外側面3ET2との間における外側(微小)径方向クリアランスに対応する外側(遠心)径方向オフセットを示している。
同様に、dIは、第2部分の径方向内側面3IT2と第1部分の径方向内側面3IT1との間における内側(微小)径方向クリアランスに対応する内側(求心)径方向オフセットを示している。
外側径方向オフセットdEの値や内側径方向オフセットdIの値は、各部品1,2とリング3との望ましくない接触を避けるための機能的クリアランスを作り出すのに、特に(径方向において)上述したクリアランス空間7,8を作り出すのに十分に大きく選択されるだろう。
しかしながら、外側径方向オフセットdEの上記値や内側径方向オフセットdIの上記値は、アセンブリにおける応力を低減するために可能な限り小さい必要がある。
よって、外側径方向オフセットdEの値や内側径方向オフセットdIの値は、0.5〜2mmに含まれていてもよく、好ましくは実質的に1mmであってもよい。
これらのオフセット値dE,dIは、リング3の平均直径、より具体的には第1部分の径方向内側面3IT1の直径の0.5〜2.5%、より具体的には1〜1.5%であることが好ましくは、このことは特に当該直径が上述したように80〜85mmに含まれ、例えば82mmである場合に関連する。
特に一定厚みE3を有するリング3によく適合する実現可能な構成によると、径方向における2つの外側および内側オフセット値は互いに等しい、すなわちdE=dIである。
また、リング3の厚みE3は、もちろん、当該リングが、組立ストレスおよび特に裂けることによる破壊に抗し得るための良好な堅牢性を有するのに十分に分厚く、それでいて強制取付けの実現可能性およびクランプの品質を確保するための良好な変形能(塑性変形および弾性変形の両方)を有するのに十分に薄くなるように選択されるだろう。
そして、当該リング3の(径方向)厚みE3は、0.5mm以上、好ましくは1mm以上でありかつ2.5mm以下、または2mm以下であることが好ましい。
好ましくは、当該厚みE3は、実質的に1.5mmであるだろう。
さらに、組み立てられた部品1,2における応力を制限するために、第1部品1および第2部品2を受けるリングの「機能」面の間の全径方向オフセットdRを制限しかつ最小化すること、すなわち、この例では図3および図6に示すように、第2部分の径方向外側面3ET2と第1部分の径方向内側面3IT1との間の全径方向オフセットdRを最小化することが試みられるだろう。
この目的のために、リング3は、全径方向オフセットdRが4mm以下、好ましくは3mm以下、例えば実質的に2.5mmとなるように寸法設定されることが好ましい。
本ケースでは、当該全オフセットdR=dE+E3=E3+dIが成り立ち、上述した好ましい例に関しては、dR=1.5mm(E3)+1mm(dE,dI)=2.5mmである。
好ましくは、図1〜図6に示すように、第1リング部分T1がリング3の第1軸方向端部、この例では当該図面における下側端部を形成し、および/または第2リング部分T2がリング3の第1軸方向端部と反対側の第2軸方向端部、ここでは上側端部を形成する。
有利には、リング3の端部におけるそのような部分T1,T2の配置によると、優れたコンパクト性を有する一方で、干渉領域Z1,Z2を互いに分離し得る当該干渉領域の十分な軸方向オフセットを提供するリングを使用することが可能となる。
また、部分T1,T2のそのような端部配置によると、部品1の各固定部分T1,T2へのシンプルかつ迅速なアクセスが可能となり、それにより組立てが簡易化される。
好ましくは、図1〜図7に示すように、第1リング部分T1と第2リング部分T2とは、軸方向高さHT3を有する(第3)筒状中間リング部分T3によって互いに直接的に接続されており、この筒状中間リング部分T3は、軸方向において当該第1および第2部分T1,T2の間に設けられていて、中心軸(XX’)に対して、第1リング部分T1よりも広い第2リング部分T2から当該第2リング部分T2よりも中心軸(XX’)に近い第1リング部分T1への移行を確保する絞り部10を形成している。
有利には、中間部分T3は、軸方向および径方向の両方において、第2部分T2に対する第1部分T1のオフセット、およびしたがって第1および第2干渉領域Z1,Z2の分離を物理的に保証している。
指標として、特に上述した70〜100mmの直径を有するリングに対して、中間部分T3の軸方向高さHT3は、実質的に2〜10mmであってもよく、一方、第1部分T1の軸方向高さHT1は、実質的に5〜15mmであってもよく、また第2部分T2の軸方向高さHT2は、第1部分の軸方向高さHT1と実質的に等しくてもよく、実質的に5〜15mmであってもよい。
考えられる実施形態によると、第1部分、第2部分、および中間部分の各軸方向高さHT1,HT2,HT3は、実質的に等しくてもよい(HT1=HT2=HT3)。
そして、リング3の全軸方向高さH3は、実質的に15mmまたは20mmと30mmまたは40mmとの間であってもよく、好ましくは実質的に25mmである。
有利には、上述した各軸方向高さは、一方では、リング3の良好な軸方向取付けを提供するように、より具体的には各部品1,2に対するリング3の大きくも広い面積にわたって分散されたクランプ力(および摩擦)を提供し得、それにより部品1,2内の応力を所定の許容応力閾値(典型的には当該部品1,2の弾性限界Rp0.2)以下に制限する軸方向に広い干渉領域Z1,Z2を提供するように、他方では、リング3に軸方向における良好なコンパクト性を与えることでアセンブリの全体寸法を低減するように選択されるだろう。
有利には、中間部分T3によってなされる空間移行は緩やかなものであり、当該中間部分T3は、中心軸(XX’)に対して概して傾斜した構成を有していて、当該中心軸(XX’)に向かって緩やかに近づいており、それにより、第2部分T2から第1部分T1に向かって当該中心軸(XX’)を横切る際のリング3の内側面3Iおよび外側面3Eの両方における緩やかな絞りを作り出す。
好ましくは、図3、図4、および図6にはっきり見られるように、中間部分T3は、中心軸(XX’)を含む縦断面平面PLにおいて、実質的に平坦なS字状を有するプロファイル断面であって、この目的のために、その軸方向中央部T3Cおよびその軸方向端部T3A,T3Bにおいて中心軸(XX’)に対する大きな傾斜、およびしたがってより急速な集束を有するプロファイル断面を有しており、当該軸方向端部T3A,T3Bにおいて第1部分T1および第2部分T2との接続がそれぞれなされる。
第1部分T1と第2部分T2とは、それらに対応する中間部分の軸方向端部T3A,T3Bに対して実質的に正接状に接続していることが好ましい。
また、留意されたいこととして、リング3のプロファイル断面には、「スイベル点」R1,R2と呼ばれる2つの箇所が存在する。
第1スイベル点R1は、リング3の内側面3Iに位置していて、中間部分T3の第1軸方向端部T3Aと第1部分T1との間の接続部に対応している。リング3に挿入される第1部品1のストレス下における中間部分T3に関して、第1部分T1の(取付けの間に径方向に離れるように動くことによる)曲げ変形が生じるのはこの第1スイベル点R1の周辺である。
また有利には、上記第1スイベル点R1は、第1筒状ゲージ面C1の通過点(およびしたがって半径)に対応していてもよい。
第2スイベル点R2は、リング3の外側面3Eに位置していて、中間部分T3の第2軸方向端部T3Bと第2部分T2との間の接続部に対応している。第2部品2のストレス下における中間部分T3に関して、第2部分T2の(取付けの間に径方向に近づくように動くことによる)曲げ変形が生じるのはこの第2スイベル点R2の周辺である。
また有利には、上記第2スイベル点R2は、第2筒状ゲージ面C2の通過点(およびしたがって半径)に対応していてもよい。
実際には、慣例により、上述した全半径オフセットdRは、有利には、第1スイベル点R1を第2スイベル点R2から(およびしたがって第1ゲージ面C1を第2ゲージ面C2から)隔てる径方向距離に対応している。
好ましくは、少なくとも組立リング3と第1部品1との係合の前において、すなわち初期リング3が待機状態にあると考えられ、第1部分T1が第1部品1の形状に順応するように強制的に変形させられる前においては、図3〜図6に示すように、第1部分T1の機能面、ここでは第1部品1を受けるための第1リング部分の径方向内側面3IT1は、第2リング部分T2とは反対側に向かって中心軸(XX’)の方へ集束する実質的な円錐台形状を有する(すなわち、第1リング部分の径方向内側面3IT1によって形成される円錐の好ましくは中心軸(XX’)上に位置する仮想頂点は、リング3によってカバーされる軸方向範囲H3の外側に、かつ第1部分側に、すなわち軸方向において第2部分よりも第1部分の近くに位置する)。
よって、第1リング部分の径方向内側面3IT1は、中心軸(XX’)の方へ折り曲げられることにより、好ましくは実質的に0.5〜2°または4°であって、好ましくは実質的に1°である「接近角度」θ1と呼ばれる角度にしたがって、当該中心軸(XX’)に向かって集束している。
有利には、第1部品1のクランプ力は、接近角度θ1の選択によって調節されてもよい。
実際、上記接近角度θ1が大きくなるほど、すなわち第1部分T1の傾きが大きくなって中心軸(XX’)に対して集束的になるほど、第1部品1のクランプが強くなり、またリング3の、より具体的には第1部分T1の温度変化による寸法変化を補償する機能が強くなる。
逆に、接近角度θ1が小さくなるほど、部品1(およびリング3)に作用するストレスは小さくなる。
留意されたいこととして、第1リング部分の径方向内側面3IT1によって形成される円錐の向き、すなわちここでは、リング3に沿って上流部3Bから下流部3Aへ、第2部分によって形成される上側軸方向端部から第1部分T1によって形成される第2下側軸方向端部へ、軸方向下方に向かうにつれて当該径方向内側面3IT1が中心軸(XX’)に近づいていく集束の向きは、取付けの間において第1部品1がリング3に導入される導入方向F1(ここでは、図1および図4において上方から下方への方向)と一致していることが好ましい。
換言すれば、第1リング部分の内側面3IT1、より広くはリング3全体の内側面3Iは、第1部品1に対して、当該第1部品1の当該リング3への導入における一種のじょうごを形成する。第1部品1は、リング3内へ押し下げられる場合、より具体的には第1部分T1内に軸方向に押し下げられる場合に、コーナー効果によって当該じょうごの壁部を強制的に径方向に(遠心的に)離間させるだろう。
このじょうご形状によると、有利には、第1部品が押し下げられる際に、第1部品1のリング3への挿入および芯出しが促され、中心軸(XX’)周りにおけるストレス分布が均一化され、かつリング3の変形、特に非常に緩やかで比較的均一な塑性変形を得ることが可能とされる。
また、そのような円錐台形状の構成によると、リング3の戻り防止機能、すなわち導入方向F1と反対向きに部品1を引こうとする軸方向の引張力に対して当該部品1を保持するリング3の機能が向上する。
また、好ましくは、第1部分の径方向外側面3ET1は、上記と同じ接近角度θ1にしたがって円錐台形状に集束する。
この「先細状」の外側構造によると、特にリング3の第2部品2への導入および芯出しが促され得る。
また、留意されたいこととして、制限的なものではなく、第1部分T1の径方向内側面3IT1は、わずかに湾曲した、特に外側に向かってドーム状になった円錐台形状を有していて、好ましくは、中心軸(XX’)に対して接近角度θ1に対応して傾斜した線分によって生成される直線状切頭円錐にしたがう。
好ましくは、上記線分は、上述した第1スイベル点R1から第1部分T1の自由軸方向端(ここでは、下側端)まで延びている。
同様の理由から、加えて(または代えて)、第2部分T2の、より広くは第2部分T2全体の機能面に円錐台形状の構成を適用することも可能である。
よって、好ましくは、少なくとも組立リング3と第2部品2との係合の前において、すなわち初期リング3が待機状態にあると考えられ、第2部分T2が第2部品2の形状に順応するように強制的に変形させられる前においては、図3〜図6に示すように、第2部分T2の機能面、ここでは第2部品2を受けるための第2リング部分T2の径方向外側面3ET2は、第1リング部分T1とは反対側に向かうにつれて、好ましくは実質的に0.5〜2°または4°であって、好ましくは実質的に1°である「開放角度」θ2と呼ばれる角度にしたがって中心軸(XX’)から遠ざかる実質的な円錐台形状を有する。
ここでまた、上記開放角度θ2が大きくなるほど、すなわち第2部分T2が中心軸(XX’)に沿って第1部分T1から離れるにしたがって開く程度が大きくなるほど、第2部品2のクランプが強くなり、またリング3の、より具体的には第2部分T2の温度変化による寸法変化を補償する機能が強くなる。
好ましくは、第2部分の径方向外側面3ET2によって形成される円錐台形は、ここでまた、直線状であって、この例では、第2スイベル点R2を起点としてリング3の第2軸方向端(ここでは、上側端)の方を向いた線分によって生成されている。
好ましくは、第2部分の径方向外側面3ET2によって形成される切頭円錐の集束方向(ここでは、当該集束は第1部分の方に向かって中心軸(XX’)に向かう)は、リング3が第2部品2に導入される導入方向F2と一致するだろう。それにより、上述したように、リング3を軸方向において第2部品2内に押し下げる場合に、自己芯出し効果、クランプ応力の分散、およびクランプ応力の緩やかな増大を得ることが可能となる。
特に好ましい態様では、リング3が(好ましくは初めに)第2部品2内に導入される導入方向F2と、第1部品1が(好ましくはその後に)(好ましくは予め第2部品2内に配置された)リング3内に導入される導入方向F1とは同じであって、それにより有利には、実行される組立てが常に同一方向(ここでは、上方から下方に向かう)におけるものとなる。
具体的に、このことは、第1部分T1および第2部分T2によって形成される2つの切頭円錐が同じ方向(ここでは、下方)を向いていることを意味する。
このように導入方向F1,F2が一致していることにより、第1部品1の挿入時に、リング3と第2部品2との間で既になされたクランプを変質させないことが特に可能となる。
また、第2部分の径方向内側面3IT2は、当該第2部分の径方向外側面と同じ開放角度θ2にしたがって、第1部分T1の方に向いた円錐台形状に集束することが好ましい。
これにより、有利には、第2部分の内側面3IT2は、第1部品1をリング3内に導入する間において、当該第1部品1が第1部分T1の上流で案内されかつ芯出しされるのを可能とするじょうごを形成している。
この第2部分T2によって形成される「案内および芯出し」じょうごは、軸方向において、中間部分T3の絞り部によって形成されるじょうごによって、次いで第1部分T1によって形成される「クランプ」じょうごによって延長される。
最後に、留意されたいこととして、好ましくは、組立リング3は、上流部3Bから下流部3Aへ向かって全体的なじょうご形状を有しており、リング3の内側面3Iおよび外側面3E(すなわち、より広くはリング3の側壁)は、当該リング3を上流部3Bから下流部3Aまでその全軸方向高さH3にわたって軸方向に横切るにあたって連続的に狭まっており、すなわち中心軸(XX’)に向かって連続的に近づいている。
そのようなじょうご構造によると、リング3への各部品1,2の連続的な係合(より具体的には、リング3周りにおける第2部品2の係合、および続く第1部品1周りにおけるその外側被覆体へのリング3の係合)が促進および改善されるのみでなく、開放角度および接近角度ならびに中間部分T3の絞り部によって作られる逃げ角のおかげで、打抜き加工(または射出成形)によって当該リング3を製造することが可能となる。
特に好ましい態様では、リング3は、全体が一体形成されている。
その場合、第2部分T2は、第1部分T1および中間部分T3と同じ材料で一体形成される。
好ましくは、第1リング部分T1および第2リング部分T2の各々、好ましくは組立リング3全体は、30%以上、好ましくは38%以上の破断伸び率A%を有する延性材料で一体形成されている。
よって、リング3は、優れた塑性変形能を有し、そのことは当該リング3の打抜き加工による製造と、破断を伴わない部品1,2へのリング3のクランプ(適当な場合には締まり嵌め)との両方に対して有用であり得る。
また、リング3を(一体的に)形成するために選択される材料は、140MPa以上の0.2%の弾性限界(すなわち、永久変形の0.2%に相当する)Rp0.2を有することが好ましい。
好ましくは、少なくとも第1リング部分T1、好ましくは組立リング3全体は、第1部品を構成する材料の熱膨張係数の80〜120%、好ましくは90〜110%、さらには95〜105%の熱膨張係数を有する材料で一体形成されている。
換言すれば、リング3を構成する材料は、その熱膨張係数が第1部品1の熱膨張係数、より広くは2つの部品1,2の中で最も小さい熱膨張係数にできるだけ近く(20%未満、10%未満、または5%未満)なるように選択されることが好ましい。
そのような選択をすることにより、有利なことに、リングは、そのクランプをほとんど変質させることなく、第1部品1の熱膨張にひとりでに追従するだろう。したがって、当該部品1にリング1を初めて取り付ける際の許容寸法誤差の範囲に関して大きな自由度が存在するだろう。
好ましくは、組立リング3は、金属材料、好ましくは鋼から一体形成されている。
そのような材料は、確かに、比較的安価で、成形が容易で、また強度品質および所望の延性を有する。
特に、非コーティング帯状タイプで冷間圧延された冷間成形用の軟鋼材料、より具体的にはNFEN10139規格におけるDC04LCグレードを使用することが可能である。
好ましくは、図4〜図6に示すように、組立リング3は、第2部分T2側に位置する自由軸方向端部に、径方向外側に突出するカラー11を有する。
有利には、上記カラー11は、リングの外周部にしたがいかつ実質的に中心軸(XX’)に垂直な平面に沿って延びる径方向外側リム、好ましくは環状リムを形成しており、当該リムは、第2部分T2の径方向外側面3ET2から当該面に対して略垂直に突出している。
有利には、カラー11は、(選択的または累積的に)2つの機能を有していてもよい。
まず、第1の「楕円化防止」機能は、カラー11がリング3を補強するものであって、それにより、特に部品1,2を取り付ける前に生じる操作の間、またはリング3の打抜き加工による製造の間(この場合、当該リングは圧延鋼材のような異方性材料の打抜き加工によって得られる)において、当該(円形)リングが不均一な態様で径方向に変形または潰れること、およびよって楕円化することが防止される。
そして、第2の(軸方向)停止機能は、カラー11が第2部品2、より具体的にはハウジング4に設けられた肩部12と協働するものであって、当該肩部12は、リング3の第2部品2への導入の間、そして第1部品1のリング3への導入の間、リング3の第2部品2への軸方向挿入を再現可能に、正確に、かつ安定的に制限する停止リムを形成する。
好ましくは、図7に示すように、組立リング3は、打抜き方法によって一体的に製造される。当該打抜き方法においては、ブランク13が打ち抜かれ、中心軸(XX’)に対応する軸を有しかつ側壁15が組立リング3の最終形状を有する筒状打抜きブランク14が形成される。
好ましくは、打抜きブランク14の底部16は、図7に示す切断線20にしたがって好ましくは打抜きによって切断され、それにより所望の組立リング3の形状および寸法に対応する打抜きブランクの側壁部15のみが残される。
ケースに応じて、図4〜図6に係るリングを得るためにカラー11を残しておくこと、または図1〜図3に係る「直線状」端部リングを得るためにカラー11を含む打抜きブランク14の上側部を除去することが可能である。
有利には、打抜きブランク14の側壁15、したがってリング3の側壁は、中心軸に向かって概ね集束する起伏構造であって、省略可能なカラー11、第2大径部分T2、中間部分T3、および第1小径部分T1(始めには底部16が取り付けられている)を、中心軸(XX’)に沿ってこの記載順に、放射状かつ同軸状に連続して含む起伏構造を有する。
考えられる実施例によると、方法は、充填ステップ(d)であって、一方では第1リング部分T1の径方向外側面3ET1(すなわち、第1部品1が当接する面とは逆側の面)と、他方では第2部品2のうち第1部分の当該径方向外側面と軸方向において重なり合う部分、典型的にはハウジング4の壁部の一部との間に、組立リング3と第2部品2との間の熱的ブリッジを形成して第1部品1から第2部品2への熱輸送を促進する熱ペースト結合タイプの少なくとも1つの熱放散部材17、および/または第1部品1と第2部品2との間を伝わる振動を減衰させるためのパッド状または環状(例えばOリング)のエラストマーでできた少なくとも1つの減衰部材18を設ける充填ステップ(d)を含む。
図1および図4に示すように、有利には、熱放散部材17および/または減衰部材18は、組立てによって形成される第1クリアランス空間7に配置され、それによりアセンブリのコンパクト性を維持することができるだろう。
もちろん、熱放散部材17および/または減衰部材18は、リング3および第2部品2の変形、特に膨張を妨げることのないように、特に径方向圧縮下でのクリープによって、リング3および第2部品2よりもフレキシブル、かつしたがって容易に変形可能であるだろう。
熱放散部材17および/または減衰部材18は、特に、当該熱放散部材17および/または減衰部材18がリング3と第2部品2との間で直接接触して径方向に圧縮されるような態様でリング3が第2部品2のハウジング4内に導入される前に、第1部分T1の外側面3ET1においてリング3に結合されてもよい。
もちろん、本発明は、ケース2、特にステアリングケース、および本発明に係る組立リング3によって当該ケース2に固定されたモータ1、特にステアリング補助モータを備えたサブアセンブリと、そのようなサブアセンブリを備えたパワーステアリング装置と、そのようなパワーステアリング装置を備えた車両とに関する。
特に、本発明は、したがって、好ましくは鋼製被覆体を有する少なくとも1つの補助モータ1と、好ましくはアルミ合金またはマグネシウム合金でできていて、補助モータ1が固定される少なくとも1つのハウジング4を有するステアリングケース2とを備えたパワーステアリング装置であって、ステアリングケース2のハウジング4への補助モータ1の固定は、本発明に係る方法にしたがって実現され、上述した変形例のいずれか1つに係る組立リング3によって、好ましくは組立リング3のみによって(なぜなら、1つの本発明に係る組立リング3は、有利には、第1部品を第2部品2に、より具体的にはモータ1をステアリングケース2に堅固かつ安定的に固定するのに十分であり得るためである)、なされるパワーステアリング装置に関する。
また、本発明は、上述した実施形態のいずれか1つに係る組立リング3と、第1部品、特にモータ1を第2部品、特にケース2にクランプすることによって固定するためのそのようなリング3の使用とに関する。
もちろん、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、当業者であれば、上述した特徴を自由に単離したりあるいは組み合わせたりすることや、それらを等価物と置き換えることができるだろう。
特に、組立リング3の構成は、組み立てられる部品1,2に適合するよう様々に変形され得る。
また、組立方法は、パワーステアリング以外の装置におけるケースへのモータの固定にも適用可能である。

Claims (14)

  1. 第1部品(1)を第2部品(2)に固定して組み立てる方法であって、
    上記第1部品(1)と上記第2部品(2)との間に、中心軸(XX’)と径方向内側面(3I)および径方向外側面(3E)とを有する筒状の組立リング(3)を挿入することと、
    上記第1部品(1)に上記組立リングの上記径方向内側面(3I)を強制的に係合させ、上記第1部品(1)と上記リング(3)との間に、該リングの上記径方向内側面(3I)において全体接触面である第1干渉領域(Z1)を占めて上記第1部品(1)と上記リング(3)とを固定する第1クランプ接触を作り出すことと、
    上記第2部品(2)に上記組立リング(3)の上記径方向外側面(3E)を強制的に係合させ、上記第2部品(2)と上記リング(3)との間に、該リングの上記径方向外側面(3E)において全体接触面である第2干渉領域(Z2)を占めて上記第2部品と上記リングとを固定する第2クランプ接触を作り出すことと、
    上記中心軸(XX’)に対して垂直な断面において互いに対して軸方向に段差がありかつ互いに異なる寸法を有する第1筒状リング部分(T1)および第2筒状リング部分(T2)を有する組立リング(3)であって、上記第1干渉領域と上記第2干渉領域とが軸方向において互いに重なり合わないように、上記第1干渉領域(Z1)を上記第1リング部分(T1)に対応させかつ上記第2干渉領域(Z2)を上記第2リング部分(T2)に対応させた組立リング(3)を使用することとを含み、
    少なくとも上記組立リング(3)が上記第1部品(1)に係合する前において、上記第1部品を受けるための上記第1リング部分の径方向内側面(3I T1 )は、上記第2リング部分(T2)とは反対側に向かうにつれて、0.5〜4°の接近角度(θ1)にしたがって上記中心軸(XX’)に向かって集束する円錐台形状を有する
    ことを特徴とする方法。
  2. 請求項1において、
    上記組立リング(3)を、上記第1部品(1)に対しては上記第1干渉領域(Z1)において、上記第2部品(2)に対しては上記第2干渉領域(Z2)において、強制的に塑性変形させることを含む
    ことを特徴とする方法。
  3. 請求項1または2において、
    上記組立リング(3)は、上記中心軸(XX’)に関して軸対称な形状を有するか、および/または上記中心軸(XX’)周りを全周にわたって連続的に延びる材料を有する閉じた環状体を形成している
    ことを特徴とする方法。
  4. 請求項1〜3のいずれか1項において、
    上記第1リング部分(T1)は、上記第2リング部分(T2)よりも上記中心軸(XX’)に近く、そのため、上記第1リング部分(T1)の径方向内側面(3IT1)は、上記第2リング部分(T2)の径方向内側面(3IT2)よりも径方向において上記中心軸(XX’)に近く、かつ上記第1リング部分(T1)の径方向外側面(3ET1)は、上記第2リング部分(T2)の径方向外側面(3ET2)よりも径方向において上記中心軸(XX’)に近い
    ことを特徴とする方法。
  5. 請求項1〜4のいずれか1項において、
    上記第1リング部分(T1)は、上記リング(3)の第1軸方向端部を形成し、
    および/または、
    上記第2リング部分(T2)は、上記リング(3)の上記第1軸方向端部とは反対側の第2軸方向端部を形成している
    ことを特徴とする方法。
  6. 請求項1〜5のいずれか1項において、
    上記第1リング部分(T1)と上記第2リング部分(T2)とは、該第1および第2リング部分の間に設けられた筒状中間リング部分(T3)によって互いに直接的に接続されており、
    上記筒状中間リング部分(T3)は、上記中心軸(XX’)に対して、上記第1リング部分よりも遠い第2リング部分(T2)から該第2リング部分よりも上記中心軸(XX’)に近い第1リング部分(T1)へ移行させる絞り部(10)を形成している
    ことを特徴とする方法。
  7. 請求項1〜のいずれか1項において、
    少なくとも上記組立リング(3)が上記第2部品(2)に係合する前において、上記第2部品(2)を受けるための上記第2リング部分の径方向外側面(3ET2)は、上記第1リング部分(T1)とは反対側に向かうにつれて、0.5〜4°の開放角度(θ2)にしたがって上記中心軸(XX’)から遠ざかる実質的な円錐台形状を有する
    ことを特徴とする方法。
  8. 請求項1〜のいずれか1項において、
    上記第1リング部分(T1)および上記第2リング部分(T2)の各々は、38%以上の破断伸び率(A%)を有する延性材料によって一体形成されている
    ことを特徴とする方法。
  9. 請求項1〜のいずれか1項において、
    少なくとも上記第1リング部分(T1)は、上記第1部品(1)を構成する材料の熱膨張係数の80〜120%の熱膨張係数を有する材料によって一体形成されている
    ことを特徴とする方法。
  10. 請求項1〜のいずれか1項において、
    上記組立リング(3)は、金属材料によって一体形成されている
    ことを特徴とする方法。
  11. 請求項1〜10のいずれか1項において、
    上記組立リング(3)は、上記第2部分(T2)側に位置する自由軸方向端部に、径方向外側に突出するカラー(11)を有する
    ことを特徴とする方法。
  12. 請求項1〜11のいずれか1項において、
    上記組立リング(3)を、ブランク(13)を打ち抜くことで、上記中心軸(XX’)に対応する軸を有して側壁(15)が上記組立リングの最終形状を有する筒状の打抜きブランク(14)を形成し、そして該打抜きブランク(14)の底部(16)を切断して所望の上記組立リング(3)の形状および寸法に対応する上記打抜きブランクの上記側壁(15)のみを残す打抜き方法によって一体的に製造することを含む
    ことを特徴とする方法。
  13. 請求項1〜12のいずれか1項において、
    一方では上記第1リング部分(T1)の径方向外側面(3ET1)と、他方では上記第2部品(2)のうち上記第1部分の上記径方向外側面と軸方向において重なり合う部分との間に、上記組立リング(3)と上記第2部品(2)との間の熱的ブリッジを形成して上記第1部品(1)から上記第2部品(2)への熱輸送を促進する熱ペースト結合タイプの少なくとも1つの熱放散部材(17)、および/または上記第1部品(1)と上記第2部品(2)との間を伝わる振動を減衰させるためのパッド状または環状のエラストマーでできた少なくとも1つの減衰部材(18)を設ける充填ステップ(d)を含む
    ことを特徴とする方法。
  14. 鋼製被覆体を有する少なくとも1つの補助モータ(1)と、
    アルミ合金またはマグネシウム合金でできていて、上記補助モータ(1)が固定される少なくとも1つのハウジング(4)を有するステアリングケース(2)とを備えたパワーステアリング装置であって、
    上記ステアリングケース(2)の上記ハウジング(4)への上記補助モータ(1)の固定は、請求項1〜13のいずれか1項に記載の方法にしたがって実現される組立リング(3)によってなされる
    ことを特徴とするパワーステアリング装置。
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