JP6976195B2

JP6976195B2 - 操舵角センサの組み立て方法

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Publication number: JP6976195B2
Application number: JP2018033141A
Authority: JP
Inventors: 実神谷
Original assignee: Hitachi Astemo Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2018-02-27
Filing date: 2018-02-27
Publication date: 2021-12-08
Anticipated expiration: 2038-02-27
Also published as: JP2019147463A

Description

本発明は、操舵角センサの組み立て方法に関する。

車両用の電動パワーステアリング装置には、ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角センサが備えられている。操舵角センサの一部を構成するメインギヤには、操舵軸が挿入されている。メインギヤと操舵軸との間には、Oリングが配置され、Oリングとメインギヤとのフリクションにより、メインギヤと操舵軸とが一体に回転する。また、メインギヤには、メインギヤと操舵軸との相対回転を規制する回転規制部が設けられている。操舵軸には回転規制部の挿入部が挿入される凹部が設けられている。メインギヤに操舵軸を挿入するにあたっては治具が用いられる。治具には回転規制部の先端と係合する第２テーパが設けられ、回転規制部の先端を第２テーパに係合させてメインギヤの回転規制部と操舵軸の凹部との周方向位置を調整するようにしている。このような技術としては、特許文献１に記載の技術が開示されている。

特開２０１７−１４６１９３号公報

しかしながら、特許文献１では、メインギヤの回転規制部と操舵軸の凹部との周方向位置の調整にあたり、治具とメインギヤの回転規制部が係合するので、回転規制部に負荷がかかり、回転規制部が損傷する恐れがあった。

本発明は従来の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、回転規制部の損傷を抑制することのできる操舵角センサの組み立て方法を提供することにある。

本発明によれば、その１つの態様として、操舵軸を包囲するように環状に形成された第１歯車本体部と、前記第１歯車本体の外周に設けられた複数の第１の歯と、延設部及び係合凸部を有する回転規制部と、治具と係合する治具係合用傾斜部とを備えた第１歯車と、磁性部材を備え前記第１の歯と噛み合う第２の歯と、磁性部材を備え前記第１の歯または前記第２の歯と噛み合う第３の歯を備え、前記治具係合用傾斜部は、前記操舵軸の回転軸線の周方向において前記延設部の一方側に設けられた第１傾斜部と他方側に設けられた第２傾斜部を備え、
前記治具には第１治具当接部と第２治具当接部を有し、前記第１治具当接部と前記第２治具当接部を前記第１傾斜部と前記第２傾斜部の夫々に当接させる治具係合工程と、前記係合凸部が前記操舵軸の前記凹部に挿入される位置まで前記第１歯車を移動させる回転規制部係合工程とを有する。

本発明によれば、回転規制部の損傷を抑制することのできる操舵角センサの組み立て方法を提供することができる。

実施例に係るパワーステアリング装置の全体概略図である。実施例に係る操舵軸の軸方向からみた操舵角センサ付近を示す図である。実施例に係る操舵角センサ付近の斜視図である。実施例に係る操舵角センサ付近の軸方向断面図である。実施例に係る操舵角センサ付近の斜視図である。実施例に係るメインギヤを操舵軸の軸方向と直交する方向から見た側面図である。実施例に係る治具を示す図である。実施例に係る治具の斜視図である。実施例に係る治具と操舵軸の断面図である。実施例に係る治具と操舵軸の断面図である。実施例に係るメインギヤを操舵軸の軸方向と直交する方向から見た状態における治具当接部と治具係合用傾斜部の関係を示す側面図である。実施例に係るメインギヤを操舵軸の軸方向と直交する方向から見た状態における治具当接部と治具係合用傾斜部の関係を示す側面図である。

以下、本発明に係る操舵角センサの実施例を図面に基づいて説明する。本発明は以下の実施例に限定されることなく、本発明の技術的な概念の中で種々の変形例や応用例もその範囲に含むものである。

まず、電動パワーステアリング装置１の構成について説明する。

図１は実施例に係る電動パワーステアリング装置１の全体概略図である。電動パワーステアリング装置１は、運転者による操舵操作力を伝達する操舵機構として、運転者が操舵操作を行うステアリングホイール２と、ステアリングホイール２に接続された中間軸３と、中間軸３と自在継手４を介して接続された操舵軸５と、操舵軸５に接続されたピニオン軸６と、ピニオン軸６と噛み合うラックバー７とを有している。ステアリングホイール２に入力された運転者による操舵操作は、中間軸３、操舵軸５、ピニオン軸６を介して、ラックバー７に伝達される。ピニオン軸６の回転運動がラックバー７の車幅方向の運動へと変換される。

電動パワーステアリング装置１は、運転者による操舵操作力をアシストする操舵アシスト機構として、アシストトルクを発生する電動モータ２０と、電動モータ２０の出力軸２１と一体に回転する第１プーリ２２と、ラックバー７の外周に設けられた第２プーリ２３と、第１プーリ２２と第２プーリ２３との間に巻回されるベルト２４とを有している。ラックバー７と第２プーリ２３との間はボールねじ機構となっている。電動モータ２０の出力は第１プーリ２２と第２プーリ２３との間で減速される。第２プーリ２３の回転運動はボールねじ機構によってラックバー７の車幅方向の運動へと変換される。

ラックバー７の両端には、ボールジョイント８を介してタイロッド９が接続されている。タイロッド９の先端には、ナックルアーム１０を介して転舵輪１１が連結されている。ラックバー７の車幅方向の運動は、ナックルアーム１０により転舵輪１１の転舵方向の運動へと変換される。
操舵軸５およびピニオン軸６を覆うようにセンサハウジング３０が設けられている。センサハウジング３０内には、運転者の操舵操作によるステアリングホイール２の操舵角を検出する操舵角センサ３１と、操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ３２が収容されている。操舵角センサ３１および操舵トルクセンサ３２は、ケーブル３３を介してモータコントローラ３４と接続している。モータコントローラ３４は、操舵角センサ３１が検出した操舵角と、操舵トルクセンサ３２が検出した操舵トルクに基づき電動モータ２０の制御信号を出力している。

次に操舵角センサ３１の構成について説明する。

図２は操舵軸５の軸方向から見た操舵角センサ３１付近を示す図である。図３は操舵角センサ３１付近の斜視図である。図３では操舵軸５は記載していない。図４は操舵角センサ３１付近の軸方向断面図である。図５は操舵角センサ３１付近の斜視図である。図６はメインギヤ４０を操舵軸の回転軸方向と直交する方向から見た側面図である。図５はセンサハウジング３０のカバー３０ａが組み付けられており、操舵角センサ３１の内部構造が見えない状態となっている。

操舵角センサ３１は、操舵軸５と一体に回転するメインギヤ４０（第１歯車）と、メインギヤ４０と噛み合うプライマリディテクションギヤ４１（第２歯車）と、プライマリディテクションギヤ４１と噛み合うセカンダリディテクションギヤ４２（第３歯車）とを有している。

メインギヤ４０は、樹脂材料により形成されている。メインギヤ４０は、センサハウジング３０に回転可能に設けられる。メインギヤ４０は、操舵軸５を包囲する環形状のメインギヤ本体部４０ａ（第１歯車本体部）を有する。メインギヤ本体部４０ａは円筒状に形成されている。メインギヤ本体部４０ａの外周側には複数の歯を有する歯部４０ｂ（第１の歯）が形成されている。複数の歯部４０ｂは、メインギヤ本体部４０ａの外周側に設けられており、例えば４０歯有している。

操舵軸５は、操舵軸５の外周を一周する溝が形成されており、この溝はOリング保持部５ａを構成している。Oリング保持部５ａにはOリング１２が保持されている。Oリング１２は弾性材料により形成されている。Oリング１２をOリング保持部５ａに保持された状態で、Oリング１２は、Oリング１２の外径が操舵軸５とメインギヤ４０のメインギヤ本体部４０ａの内径よりも大径となるように形成されている。換言すると、Oリング１２は、Oリング１２を操舵軸５の外周面の接線と直角な面で切ったときの断面のうち、操舵軸５の径方向における寸法が、自然長の状態において、操舵軸５とメインギヤ４０（メインギヤ本体部４０ａ）の内周面との間の隙間の操舵軸５の径方向における寸法よりも大きくなるように形成されている。そのため、メインギヤ４０が操舵軸５に装着された状態で、Oリング１２の断面は圧縮変形する。Oリング１２とメインギヤ本体部４０ａとの間のフリクションにより、メインギヤ４０は操舵軸５と一体に回転する。

メインギヤ４０は、メインギヤ４０と操舵軸５との相対回転を規制する回転規制部４０cを有している。回転規制部４０cは、操舵軸５の回転軸線方向に沿った第１の方向に向かってメインギヤ本体部４０ａから延びる形状を有している延設部４０c１と、延設部４０c１の先端部分において径方向内側に突出する係合凸部４０c２とをから構成される。係合凸部４０c２はメインギヤ本体部４０ａの内周面よりも、内周側に突出している。回転規制部４０cがメインギヤ４０の周方向に対して半周毎（２か所）に設けられている。

回転規制部４０cは、メインギヤ４０が操舵軸５に対して所定の位置に装着された状態で、係合凸部４０c２が操舵軸５の外周面に溝状に形成された凹部５ｂに挿入されるようになっている。凹部５ｂの操舵軸５に対する周方向の幅は、係合凸部４０c２の操舵軸５に対する周方向の幅よりも若干大きく形成されている。

Oリング１２とメインギヤ本体部４０ａとの間のフリクションによりOリング１２がメインギヤ本体部４０ａを周方向に押圧する力よりも、メインギヤ４０の歯部４０ｂに作用する力の方が大きいときにはメインギヤ４０は操舵軸５に対して相対移動しようとする。このとき、係合凸部４０c２の周方向側面が凹部５ｂの周方向側面と当接し、メインギヤ４０が操舵軸５に対する相対回転を規制する。係合凸部４０c２は、環境温度の上昇によりメインギヤ４０が熱膨張したときであっても、係合凸部４０c２が凹部５ｂに挿入された状態で係合凸部４０c２の先端が凹部５ｂの底部に当接しないように形成されている。

メインギヤ４０は、２つの回転規制部４０cの間に壁部４０dを有している。壁部４０dは、本外部から軸方向に沿って延びる。図６に示すように壁部４０dの軸方向高さは、回転規制部４０cの延設部４０c１の軸方向高さよりもαだけ高く形成されている。換言すると、治具係合用傾斜部４５は回転規制部４０ｃよりも第１の方向に突出する形状を有している。回転規制部４０cと壁部４０dとは周方向において接続しないように形成されている。

壁部４０dの周方向端部には、治具係合用傾斜部４５が形成されている。治具係合用傾斜部４５は、メインギヤ本体部４０ａに設けられ、操舵軸５の回転線の方向において延設部４０ｃ１の一方側設けられた第１傾斜部４５ａと、他方側に設けられた第２傾斜部４５ｂを備えている。第１傾斜部は操舵軸５の回転軸線の周方向における延設部４０ｃ１との距離がメインギヤ本体部４０ａから第1の方向（図６において上方向）に進むほど大きくなるように操舵軸５の回転軸線に対し傾斜した第１傾斜面４５ａ１を有している。同様に、第２傾斜部は操舵軸５の回転軸線の周方向における延設部４０ｃ１との距離がメインギヤ本体部４０ａから第1の方向（図６において上方向）に進むほど大きくなるように操舵軸５の回転軸線に対し傾斜した第２傾斜面４５ｂ１を有している。回転規制部４０cは２つの傾斜部４０ｅの間に位置している。

また、メインギヤ４０は、底面４６を備えている。底面４６は、第１底面４６ａと、第２底面４６ｂを有している。第１底面４６ａは、操舵軸５の回転軸線の周方向において、第１傾斜面４５ａ１と回転規制部４０ｃの間に設けられており、操舵軸５の回転軸線に対し直角な面を形成している。第２底面４６ｂは、操舵軸５の回転軸線の周方向において、第２傾斜面４５ｂ１と回転規制部４０ｃの間に設けられており、操舵軸５の回転軸線に対し直角な面を形成している。第１底面４６ａ、第２底面４６ｂの周方向の長さは、第１傾斜面４５ａ１、第２傾斜面４５ｂ１の傾斜角の設定に合わせ適宜調整すれば良い。

プライマリディテクションギヤ４１は、センサハウジング３０に回転可能に設けられ、N極およびS極を１組有する磁性部材４１ａ（第２歯車用磁性部材）が装着されている。磁性部材４１ａはN極およびS極を２組以上有しても良く、所定間隔をもってN極およびS極が着磁されていれば良い。プライマリディテクションギヤ４１の外周には複数の歯を有する歯部４１ｂ（第２の歯）が形成されている。歯部４１ｂは例えば２０歯有している。歯部４１ｂはメインギヤ４０の歯部４０ｂと噛み合っており、メインギヤ４０の回転に伴い回転する。

セカンダリディテクションギヤ４２は、センサハウジング３０に回転可能に設けられ、N極およびS極を１組有する磁性部材４２ａ（第３歯車用磁性部材）が装着されている。磁性部材４２ａはN極およびS極を２組以上有しても良く、所定間隔をもってN極およびS極が着磁されていれば良い。セカンダリディテクションギヤ４２の外周には複数の歯を有する歯部４２ｂ（第３の歯）が形成されている。歯部４２ｂは、プライマリディテクションギヤ４１の歯部４１ｂの歯数とは割り切れない数の歯数を有し、例えば１９歯有している。歯部４２ｂはプライマリディテクションギヤ４１の歯部４１ｂと噛み合っており、プライマリディテクションギヤ４１の回転に伴って回転する。磁性部材４１ａ,４２ａと対向する位置には磁性部材４１ａ,４２ａのN極およびS極の間に発生する磁界の変化を抵抗素子の抵抗値の変化として検出し、プライマリディテクションギヤ４１，セカンダリディテクションギヤ４２のそれぞれの回転角を検出する磁気抵抗効果素子４１c（第２歯車用検出部材）, 磁気抵抗効果素子４２c（第３歯車用検出部材）が設けられている。磁気抵抗効果素子４１c,４２cは、基盤４３に装着されている。操舵角センサ３１の各要素は、センサハウジング３０に収容されている。センサハウジング３０は一方が開口し、操舵角センサ３１の各要素を収容した後に、センサハウジング３０の開口する側に基盤４３が収容され、カバー３０ａにより閉塞されている。

次に操舵軸５の構成について説明する。

操舵軸５は金属製である。操舵軸５の一端側（自在継手４と接続する側）から操舵軸５の軸方向の中間部にかけて小径部５cが形成されている。操舵軸５の他端側（ピニオン軸６に接続する側）から軸方向の中間部にかけて大径部５dが形成されている。小径部５cの外径は、大径部５dの外径よりも小さく形成されている（図５参照）。操舵軸５の軸方向の中間部であって、小径部５cと大径部５dの境目には段部５eが形成されている。段部５eは、操舵軸５が自在継手４に接続するときに自在継手４に形成された当接面と当接する。これにより、操舵軸５に対する自在継手４の軸方向における位置決めが行われる。

操舵軸５の一端部には操舵軸係合部５fが形成されている。操舵軸係合部５fは、円柱状の小径部５cの側面の一部を切り欠いて形成される（図５参照）。操舵軸係合部５fは、２面形成される。操舵軸５を軸方向から見たときに、２面の操舵軸係合部５fの延長線は角度を有するように形成されている。操舵軸係合部５fは、操舵軸５を自在継手４に接続するときに自在継手４の自在継手係合部と係合する。これにより操舵軸５に対する自在継手４の回転方向における位置決めが行われる。操舵軸５には軸方向に穿設された軸方向孔５gが形成されている。軸方向孔５gは、操舵軸５の他端側に開口している（図４参照）。軸方向孔５gには、トーションバー１３が挿入されている。トーションバー１３は一端側が操舵軸５に固定され、他端側がピニオン軸６に固定されている。操舵トルクセンサ３２は、運転者がステアリングホイール２を操舵操作したときのトーションバー１３の捩じれによる操舵軸５とピニオン軸６の相対回転量から操舵トルクを検出する。

次に治具５０の構成について説明する。

メインギヤ４０は治具５０を用いて、操舵軸５に組み付けられる。図７は治具５０を示す図である。図８は治具５０の斜視図である。図９は治具５０と操舵軸５の断面図である。図１０は治具５０と操舵軸５の断面図である。図１１及び図１２はメインギヤ４０を操舵軸の軸方向と直交する方向から見た状態における治具当接部５５と治具係合用傾斜部４５の関係を示す側面図である。

治具５０は円筒状に形成された筒状本体部５３を有する。筒状本体部５３の外周面であって、一端側の一部にはローレット５１が施されている。治具５０は操舵軸５の軸方向に貫通する貫通孔５２が形成されている。メインギヤ４０を操舵軸５に組み付けるときには、まずメインギヤ４０のメインギヤ本体部４０ａの内周に操舵軸５を挿入した状態で、メインギヤ４０を操舵軸５に仮組み付けを行う。その後、治具５０の貫通孔５２に操舵軸５を挿入した状態で、治具５０を操舵軸５に対して他端側に移動させることにより、治具５０がメインギヤ４０を押圧し、メインギヤ４０を操舵軸５に対して所定の位置に組み付ける。なお、治具５０の貫通孔５２に操舵軸５を挿入した状態では、治具５０の中心軸と操舵軸５の中心軸（回転軸）は、ほぼ一致する。以下、治具５０について一端側と記載した場合には、治具５０の貫通孔５２に操舵軸５を挿入した状態で、操舵軸５の一端側（自在継手４と接続する側）と一致する側を示す。また治具５０について他端側と記載した場合には、治具５０の貫通孔５２に操舵軸５を挿入した状態で、操舵軸５の他端側（ピニオン軸６に接続する側）と一致する側を示す。

貫通孔５２の内周面は操舵軸５の外周面の形状に沿って形成されている。治具５０の貫通孔５２の一端側から軸方向の中間部にかけて小径部５２ａが形成されている。貫通孔５２の軸方向の中間部から他端側にかけて大径部５２ｂが形成されている。小径部５２ａの内径は、操舵軸５の小径部５cの外径よりも若干大きく形成されている。大径部５２ｂの内径は、操舵軸５の大径部５dの外径よりも若干大きく形成されている。

貫通孔５２軸方向の中間部であって、小径部５２ａと大径部５２ｂとの間には段部５２cが形成されている。治具５０を操舵軸５に対して他端側に移動させたときに、段部５２cと操舵軸５の段部５eとが当接することにより、操舵軸５に対する治具５０の軸方向の移動が規制される。

治具５０の係合溝５２eは、操舵軸５の段部５eと治具５０の段部５２cとが当接した状態で、回転規制部４０cの延設部４０c１の先端が、係合溝５２eの本体部５２e１の側面と当接しないように形成されている。治具５０の他端側の面は、段部５eと段部５２cとが当接した状態で、メインギヤ４０のメインギヤ本体部４０ａおよび操舵角センサ３１のメインギヤ４０以外の部材に接触しないように形成されている。

治具５０の貫通孔５２の一端側には、操舵軸５の操舵軸係合部５fに沿って形成された治具係合部５２dを有する。治具５０の貫通孔５２内に操舵軸５を挿入したときに、操舵軸係合部５fと治具係合部５２dとが係合する。これにより、操舵軸５に対する治具５０の回転位置を合わせることができる。

治具５０の貫通孔５２の他端側開口部には、軸方向に伸びる溝状に形成された係合溝５２eが形成されている。係合溝５２eは、治具５０の治具係合部５２dと操舵軸５の操舵軸係合部５fとが係合した状態で、操舵軸５の凹部５ｂと係合溝５２eとの周方向位置が一致するように形成されている。係合溝５２eには回転規制部４０cの延設部４０c１が挿入される。係合溝５２eは本体部５２e１を有している。また、治具５０の貫通孔５２の他端側開口部には、治具５０の周方向に帯状に伸びる挿入部５２fが形成されている。治具５０に操舵軸５を挿入したときに、メインギヤ４０の壁部４０dが挿入される。挿入部５２ｆの端部には、治具当接部５５が形成されている。治具当接部５５は、第１傾斜部４５ａと当接する第１治具当接部５５ａと、第２傾斜部４５ｂと当接する第２治具当接部５５ｂとを有している。係合溝５２eは、周方向において第１治具当接部５５ａと第２治具当接部５５ｂの間に位置している。また、係合溝５２e、第１治具当接部５５ａ、第２治具当接部５５ｂは周方向において、それぞれ２つ備えている。

治具５０によりメインギヤ４０を操舵軸５に装着をする作業中において、係合溝５２eの本体部５２e１の治具５０の径方向における深さは、回転規制部４０cの延設部４０c１に対して次に関係を有するように形成されている。

本体部５２e１の深さは、回転規制部４０cの係合凸部４０c２が操舵軸５の凹部５ｂに挿入されている状態（係合凸部４０c２が操舵軸５に当接していない状態）のときに、延設部４０c１の径方向外側の面に対して、本体部５２e１の径方向外側の面（底面）が径方向外側となるように形成されている。

また本体部５２e１の深さは、回転規制部４０cの係合凸部４０c２が操舵軸５の凹部５ｂに挿入されていない状態（係合凸部４０c２が操舵軸５の外周に当接している状態）のときに、回転規制部４０cの延設部４０c１の径方向外側の面に対して、本体部５２e１の径方向外側の面（底面）が径方向内側となるように形成されている。

係合溝５２eの本体部５２e１の治具５０における周方向の幅は、次に関係を有するように形成されている。本体部５２e１の幅は、回転規制部４０cの延設部４０c１が係合可能なように延設部４０c１の周方向における幅に対して広く形成されている。

本体部５２e１の一端側側面は、操舵軸５の段部５eと治具５０の段部５２cとが当接した状態で、回転規制部４０cの延設部４０c１の一端側側面と当接しないように形成されている。治具５０の貫通孔５２の他端側開口部には、治具５０の周方向に帯状に伸びる挿入部５２fが形成されている。治具５０に操舵軸５を挿入したときに、メインギヤ４０の壁部４０dが挿入される。

次にメインギヤ４０の組み付け方法について説明する。

メインギヤ４０を操舵軸５に組み付ける作業は、作業者の手作業によって行われる。操舵軸５のOリング保持部５ａにOリング１２を装着し、メインギヤ４０のメインギヤ本体部４０ａの内周に操舵軸５を挿入して仮組み付けを行う（メインギヤ本体部４０ａに操舵軸５を挿入する挿入工程）。このとき、メインギヤ４０の回転規制部４０cの周方向位置と、操舵軸５の凹部５ｂの周方向位置とがある程度一致するように組み付ける。その後、操舵軸５の操舵軸係合部５fと治具５０の治具係合部５２dとが係合するようにして、操舵軸５を治具５０の貫通孔５２に挿入する。

操舵軸５に対して治具５０を他端側に移動させる際（治具５０でメインギヤ４０を付勢する）、図１１に示すように、治具５０の第１治具当接部５５ａは第１傾斜部４５ａと当接する。この工程において、治具係合用傾斜部４５の軸方向高さは、回転規制部４０cの延設部４０c１の軸方向高さよりもαだけ高く形成されている（図６）ので、回転規制部４０ｃの先端は治具５０に接触しない。換言すると、治具係合用傾斜部４５は回転規制部４０ｃよりも第１の方向に突出する形状を有しているので、回転規制部４０ｃの先端は治具５０に接触しない。

治具５０をさらに他端側に移動させると、第１治具当接部５５ａは第１傾斜部４５ａの第１傾斜面４５ｂ１に沿って他端側に移動し、治具５０の第２治具当接部５５ｂと第２傾斜部４５ｂが当接する。本実施例は、第１治具当接部５５ａと第２治具当接部５５ｂを第１傾斜部４５ａと第２傾斜部４５ｂの夫々に当接させ、メインギヤ４０に対し治具５０を係合させる治具係合工程を有する。

メインギヤ４０は、第１治具当接部５５ａが第１傾斜面４５ａ１と当接するとき、操舵軸５の回転軸線の周方向において、回転規制部４０ｃと第２治具当接部５５ｂの間に隙間βができる形状を有している。このような構成を採用することにより、第１治具当接部５５ａ、第２治具当接部５５ｂが誤って回転規制部４０ｃと接触することが抑制され、回転規制部４０ｃの損傷を抑制することができる。

図１１に示す工程では、最初に治具５０の第１治具当接部５５ａと第１傾斜部４５ａが当接する例で説明したが、最初に治具５０の第２治具当接部５５ｂと第２傾斜部４５ｂが当接するようにしても良い。

本実施例ではメインギヤ４０に対し治具５０を係合させる治具係合工程において、メインギヤ４０の回転規制部４０cの周方向位置と、操舵軸５の凹部５ｂの周方向位置が若干ずれていたとしても、治具当接部５５と治具係合用傾斜部４５とを当接させることにより、メインギヤ４０が回転しメインギヤ４０の回転方向位置を調整することができる。

回転規制部４０cの係合凸部４０c２が操舵軸５の凹部５ｂに挿入されていない状態では、係合凸部４０c２は操舵軸５の大径部５dの外周面に当接している。そのため、延設部４０c１は根元（メインギヤ本体部４０ａ側）から先端部にかけて径方向外側に反った形状となっている。このとき、延設部４０c１の先端が第１テーパ部５２e２に軸方向において当接する。また第１テーパ部５２e２の治具５０の周方向における幅は、延設部４０c１の周方向における幅より広く形成されている。そのため、延設部４０c１が第１テーパ部５２e２と接触している状態で、治具５０でメインギヤ４０を付勢すると、メインギヤ４０が治具５０とともに回転する。治具５０を治具係合部５２dが操舵軸５の操舵軸係合部５fと係合するように付勢して回転させれば、メインギヤ４０も治具５０とともに回転し、回転規制部４０cと操舵軸５の凹部５ｂとの周方向位置を一致させることができる。治具５０が操舵軸５の他端側へ移動すると、メインギヤ４０も移動する。治具５０を介してメインギヤ４０を付勢し、メインギヤ４０が所定の位置まで移動すると、回転規制部４０cの係合凸部４０c２が操舵軸５の凹部５ｂに挿入される。このとき、係合凸部４０c２は操舵軸５には当接していないため、延設部４０c１は軽方向外側に反った状態が解消される。そして、メインギヤ４０は所定の位置に留まったまま、治具５０のみが操舵軸５に対して他端側に移動し、延設部４０c１は治具５０の係合溝５２eの本体部５２e１と係合する（回転規制部係合工程）。治具５０は、治具５０の貫通孔５２内の段部５２cと操舵軸５の段部５eとが当接するまで、操舵軸５の他端側に向かって移動することができる。

以下、本実施例に作用について説明する。

本実施例では、操舵軸５のOリング保持部５ａにOリング１２を設け、操舵軸５とメインギヤ４０のメインギヤ本体部４０ａの内周面との間で、Oリング１２が圧縮変形した状態とするようにした。Oリング１２とメインギヤ本体部４０ａの内周面との間のフリクションにより、メインギヤ４０を操舵軸５と一体に回転させることができる。しかし、メインギヤ４０の歯部４０ｂに入力される力が、Oリング１２とメインギヤ本体部４０ａの内周面との間のフリクションによる周方向の力以上となると、メインギヤ４０は操舵軸５に対して相対回転しようとする。そのため、メインギヤ４０の歯部４０ｂに入力される力が過大になったときに備えて、別にメインギヤ４０の操舵軸５に対する相対回転を規制する機構が必要となる。その機構として、メインギヤ４０を操舵軸５に対して所定の位置に組み付けた状態で、メインギヤ４０に設けた回転規制部４０cの係合凸部４０c２が操舵軸５の凹部５ｂに挿入するようにした。メインギヤ４０の歯部４０ｂに入力される力が、Oリング１２とメインギヤ本体部４０ａの内周面との間のフリクションによる周方向の力以上となると、メインギヤ４０は操舵軸５に対して相対回転しようとする。このとき、係合凸部４０c２の周方向側面が凹部５ｂの周方向側面と当接し、メインギヤ４０の操舵軸５に対する相対回転を規制する。

メインギヤ４０は、作業員によって手作業で、Oリング１２を圧縮変形させながら操舵軸５に装着される。メインギヤ４０を操舵軸５に装着するにあたっては、治具５０を用いる。治具５０を用いてメインギヤ４０を操舵軸５に装着させる際、治具５０が回転規制部４０ｃと当接し、回転規制部４０ｃが損傷する恐れがある。

そこで本実施例では、治具５０を用いてメインギヤ４０を操舵軸５に装着する際、メインギヤ４０に治具５０と係合する治具係合用傾斜部４５を形成した。

治具５０でメインギヤ４０（第１歯車）を付勢する際、治具５０は、治具係合用傾斜部４５と当接する。本実施例によれば、治具係合用傾斜部４５は、テーパ形状を有するため、治具５０とメインギヤ４０の相対回転位置を固定することができ、係合凸部４０ｃ２が操舵軸５の凹部５ｂに挿入されるようにメインギヤ４０の回転方向位置を調整しながらメインギヤ４０を付勢することができる。また、本実施例によれば、治具５０は、回転規制部４０ｃではなく、治具係合用傾斜部４５と当接するため、メインギヤ４０の組付け作業時における回転規制部４０ｃの負荷が抑制され、回転規制部４０ｃの損傷を抑制することができる。

さらに、治具係合用傾斜部４５は、回転規制部４０ｃよりも第1の方向に突出する形状を有する。本実施例によれば、治具係合用傾斜部４５が回転規制部４０ｃよりも突出しているため、回転規制部４０ｃが誤って他の部材等と接触することが抑制され、回転規制部４０ｃの損傷を抑制することができる。

また本実施例では、治具５０の貫通孔５２の他端側開口部に、回転規制部４０cの延設部４０c１と係合する係合溝５２eを形成した。よって、係合溝５２eに延設部４０c１が係合した状態で、メインギヤ４０を治具５０とともに回転させることができ、操舵軸５に対するメインギヤ４０の回転位置調整が容易となる。

また本実施例では、治具５０を治具係合部５２dが操舵軸係合部５fと係合した状態において、係合溝５２eと操舵軸５の凹部５ｂとの回転位置が一致するようにした。よって、治具係合部５２dと操舵軸係合部５fとが係合するように操舵軸５に対する治具５０の回転位置を調整することにより、係合凸部４０c２と凹部５ｂとの回転位置を合わせることができる。これによりメインギヤ４０の操舵軸５に対する回転位置調整を容易にすることができる。また本実施例では、操舵軸係合部５fを、操舵軸５と自在継手４との回転位置調整に用いるとともに、操舵軸５と治具５０との回転位置調整にも用いるようにした。よって、操舵軸５の構成を簡略化することができる。

また本実施例では、治具５０の係合溝５２eの本体部５２e１の径方向の深さを、回転規制部４０cの係合凸部４０c２が操舵軸５の凹部５ｂに挿入された状態で、延設部４０c１の径方向外側の面が、本体部５２e１の底面よりも径方向内側となるように形成した。また本体部５２e１の径方向の深さを、係合凸部４０c２が操舵軸５の凹部５ｂに挿入されていない状態（係合凸部４０c２が操舵軸５の外周面に当接している状態）のときに、延設部４０c１の径方向外側の面が、本体部５２e１の底面よりも径方向外側となるように形成した。よって、係合凸部４０c２が凹部５ｂに挿入されていない状態では、延設部４０c１の先端部が第１テーパ部５２e２に当接し、治具５０の操舵軸５の軸方向他端側に向う移動に対してメインギヤ４０は一体に移動する。一方、係合凸部４０c２が凹部５ｂに挿入された状態では、延設部４０c１が本体部５２e１に挿入され、治具５０の軸方向他端側に向かう移動に対してメインギヤ４０は移動しない。これにより、係合凸部４０c２を確実に凹部５ｂに挿入させることができる。

また本実施例では、治具５０は、操舵軸５の段部５eと治具５０の段部５２cとが当接する位置まで操舵軸５を治具５０に挿入した状態で、回転規制部４０cの延設部４０c１の先端が、係合溝５２eの本体部５２e１の側面と当接しないように形成されている。また治具５０は、段部５eと段部５２cとが当接する位置まで操舵軸５を治具５０に挿入した状態で、治具５０の他端側端面が操舵角センサ３１のメインギヤ４０以外の部材およびメインギヤ４０のメインギヤ本体部４０ａに接触しないように形成されている。よって、操舵軸５に対する治具５０の移動が規制されるため、治具５０からメインギヤ４０に対して過剰な力を作用させることがない。これによりメインギヤ４０の破損を抑制することができる。

さらに、本実施例では、メインギヤ４０は、第１底面４６ａと、第２底面４６ｂを有している。第１底面４６ａは、操舵軸５の回転軸線の周方向において、第１傾斜面４５ａ１と回転規制部４０ｃの間に設けられており、操舵軸５の回転軸線に対し直角な面を形成している。第２底面４６ｂは、操舵軸５の回転軸線の周方向において、第２傾斜面４５ｂ１と回転規制部４０ｃの間に設けられており、操舵軸５の回転軸線に対し直角な面を形成している。本実施例によれば、第１底面４６ａ、第２底面４６ｂを設けることで、回転規制部４０ｃと第１傾斜面４５ａ１、第２傾斜面４５ｂ１との距離を離すことができ、治具５０と回転規制部４０ｃとの接触による回転規制部４０ｃの損傷を抑制することができる。また、第１底面４６ａ、第２底面４６ｂの周方向長さを適宜調整することで、第１傾斜面４５ａ１、第２傾斜面４５ｂ１の傾斜角の設定時における制約を減らすことができる。

さらにまた、本実施例では、メインギヤ４０は、第１治具当接部５５ａが第１傾斜面４５ａ１と当接するとき、操舵軸５の回転軸線の周方向において、回転規制部４０ｃと第２治具当接部５５ｂの間に隙間βができる形状を有している。このような構成を採用することにより、第１治具当接部５５ａ、第２治具当接部５５ｂが誤って回転規制部４０ｃと接触することが抑制され、回転規制部４０ｃの損傷を抑制することができる。

以上説明した本実施例の実施態様を纏めると以下の通りである。

操舵角センサ３１の組み立て方法であって、操舵角センサ３１は、
回転する操舵軸５を包囲するように設けられたセンサハウジング３０と、
メインギヤ４０（第１歯車）であって、メインギヤ本体部４０ａ（第１歯車本体部）と、複数の歯を有する歯部４０ｂ（第１の歯）と、回転規制部４０ｃと、治具係合用傾斜部４５を備え、センサハウジング３０の中に回転可能に設けられ、
メインギヤ本体部４０ａ（第１歯車本体部）は、操舵軸５を包囲する環形状を有しており、
複数の歯部４０ｂは、メインギヤ本体部４０ａの外周側に設けられており、
回転規制部４０ｃは、延設部４０ｃ１と、係合凸部４０ｃ２を有し、
延設部４０ｃ１は、操舵軸５の回転軸線の方向に沿った第１の方向に向かってメインギヤ本体部４０ａから延びる形状を有しており、
係合凸部４０ｃ２は、操舵軸５の外周側に設けられた凹部５ｂに挿入可能な凸形状を有しており、
治具係合用傾斜部４５は、メインギヤ本体部４０ａに設けられ、操舵軸５の回転軸線の周方向において延設部４０ｃ１の一方側に設けられた第１傾斜部４５ａと他方側に設けられた第２傾斜部４５ｂを備え、
第１傾斜部４５ａは、操舵軸５の回転軸線の周方向における延設部４０ｃ１との距離がメインギヤ本体部４０ａから前記第１の方向に進むほど大きくなるように操舵軸５の回転軸線に対し傾斜した第１傾斜面４５ａ１を有し、
第２傾斜部４５ｂは、操舵軸５の回転軸線の周方向における延設部４０ｃ１との距離がメインギヤ本体部４０ａから前記第１の方向に進むほど大きくなるように操舵軸５の回転軸線に対し傾斜した第２傾斜面４５ｂ１を有する、
メインギヤ４０と、
プライマリディテクションギヤ４１（第２歯車）であって、歯部４０ｂと噛合う複数の歯部４１ｂ（第２の歯）を備え、メインギヤ４０の回転に伴い回転可能にセンサハウジング３０に設けられるプライマリディテクションギヤ４１と、
セカンダリディテクションギヤ４２（第３歯車）であって、歯部４０ｂまたは歯部４１ｂと噛合う複数の歯部４２ｂ（第３の歯）を備え、メインギヤ４０の回転に伴い回転可能にセンサハウジング３０に設けられ、
セカンダリディテクションギヤ４２は、歯部４１ｂの数と互いに割り切れない数設けられている、
セカンダリディテクションギヤ４２と、
プライマリディテクションギヤ４１に設けられ、プライマリディテクションギヤ４１の回転軸線の周りにＮ極とＳ極が並ぶように設けられた磁性部材４１ａ（第２歯車用磁性部材）と、
セカンダリディテクションギヤ４２に設けられ、セカンダリディテクションギヤ４２の回転軸の周りにＮ極とＳ極が並ぶように設けられた磁性部材４２ａ（第３歯車用磁性部材）と、
磁性部材４１ａの磁界の変化に基づきプライマリディテクションギヤ４１の回転角を検出する磁気抵抗効果素子４１c（第２歯車用検出部材）と、
磁性部材４２ａの磁界の変化に基づきセカンダリディテクションギヤ４２の回転角を検出する磁気抵抗効果素子４２c（第３歯車用検出部材）と、
を備えており、
メインギヤ本体部４０ａに操舵軸５を挿入する挿入工程と、
治具係合工程であって、治具５０は、第１傾斜部４５ａと当接する第１治具当接部５５ａと第２傾斜部４５ｂと当接する第２治具当接部５５ｂを有し、第１治具当接部５５ａと第２治具当接部５５ｂを第１傾斜部４５ａと第２傾斜部４５ｂの夫々に当接させ、メインギヤ４０に対し治具５０を係合させる治具係合工程と、
回転規制部係合工程であって、治具５０を介してメインギヤ４０を付勢し、係合凸部４０ｃ２が操舵軸５の凹部５ｂに挿入される位置まで操舵軸５に対しメインギヤ４０を移動させる回転規制部係合工程と、
を有することを特徴とする操舵角センサの組み立て方法。

治具５０でメインギヤ４０（第１歯車）を付勢する際、治具５０は、治具係合用傾斜部４５と当接する。本実施態様によれば、治具係合用傾斜部４５は、テーパ形状を有するため、治具５０とメインギヤ４０の相対回転位置を固定することができ、係合凸部４０ｃ２が操舵軸５の凹部５ｂに挿入されるようにメインギヤ４０の回転方向位置を調整しながらメインギヤ４０を付勢することができる。また、本実施態様によれば、治具５０は、回転規制部４０ｃではなく、治具係合用傾斜部４５と当接するため、メインギヤ４０の組付け作業時における回転規制部４０ｃの負荷が抑制され、回転規制部４０ｃの損傷を抑制することができる。

また、より好ましい態様では、上記態様において、
治具係合用傾斜部４５は、回転規制部４０ｃよりも前記第１の方向に突出する形状を有することを特徴とする操舵角センサの組み立て方法。

本実態様によれば、治具係合用傾斜部４５が回転規制部４０ｃよりも突出しているため、回転規制部４０ｃが誤って他の部材等と接触することが抑制され、回転規制部４０ｃの損傷を抑制することができる。

さらに、より好ましい態様では、上記態様において、
メインギヤ４０は、第１底面４６ａと、第２底面４６ｂを有し、
第１底面４６ａは、操舵軸５の回転軸線の周方向において、第１傾斜面４５ａ１と回転規制部４０ｃの間に設けられ、操舵軸５の回転軸線に対し直角な面であって、
第２底面４６ｂは、操舵軸５の回転軸線の周方向において、第２傾斜面４５ｂ１と回転規制部４０ｃの間に設けられ、操舵軸５の回転軸線に対し直角な面であることを特徴とする操舵角センサの組み立て方法。

本実態様によれば、第１底面４６ａ、第２底面４６ｂを設けることで、回転規制部４０ｃと第１傾斜面４５ａ１、第２傾斜面４５ｂ１との距離を離すことができ、治具５０と回転規制部４０ｃとの接触による回転規制部４０ｃの損傷を抑制することができる。また、第１底面４６ａ、第２底面４６ｂの周方向長さを適宜調整することで、第１傾斜面４５ａ１、第２傾斜面４５ｂ１の傾斜角の設定時における制約を減らすことができる。

さらにまた、より好ましい態様では、上記態様において、
メインギヤ４０は、第１治具当接部５５ａが第１傾斜面４５ａ１と当接するとき、操舵軸５の回転軸線の周方向において、回転規制部４０ｃと第２治具当接部５５ｂの間に隙間βができる形状を有することを特徴とする操舵角センサの組み立て方法。

本実態様によれば、第１治具当接部５５ａ、第２治具当接部５５ｂが誤って回転規制部４０ｃと接触することが抑制され、回転規制部４０ｃの損傷を抑制することができる。

なお、本発明は、上述した実施例に限定するものではなく、様々な変形例が含まれる。上述した実施例は本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定するものではない。

５操舵軸、５ｂ凹部、３０センサハウジング、３１操舵角センサ、４０メインギヤ、４０ａメインギヤ本体部、４０ｂ歯部、４０ｃ回転規制部、４０ｃ１延設部、４０ｃ２係合凸部、４０ｄ壁部、４１プライマリディテクションギヤ、４１ａ磁性部材、４１ｂ歯部、４１ｃ磁気抵抗効果素子、４２セカンダリディテクションギヤ、４２ａ磁性部材、４２ｂ歯部、４２ｃ磁気抵抗効果素子、４５治具係合用傾斜部、４５ａ第１傾斜部、４５ａ１第１傾斜面、４５ｂ第２傾斜部、４５ｂ１第２傾斜面、４６底面、４６ａ第１底面、４６ｂ第２底面、５０治具、５５治具当接部、５５ａ第１治具当接部、５５ｂ第２治具当接部

Claims

操舵角センサの組み立て方法であって、前記操舵角センサは、
回転する操舵軸を包囲するように設けられたセンサハウジングと、
第１歯車であって、第１歯車本体部と、複数の第１の歯と、回転規制部と、治具係合用傾斜部を備え、前記センサハウジングの中に回転可能に設けられ、
前記第１歯車本体部は、前記操舵軸を包囲する環形状を有しており、
複数の前記第１の歯は、前記第１歯車本体部の外周側に設けられており、
前記回転規制部は、延設部と、係合凸部を有し、
前記延設部は、前記操舵軸の回転軸線の方向に沿った第１の方向に向かって前記第１歯車本体部から延びる形状を有しており、
前記係合凸部は、前記操舵軸の外周側に設けられた凹部に挿入可能な凸形状を有しており、
前記治具係合用傾斜部は、前記第１歯車本体部に設けられ、前記操舵軸の回転軸線の周方向において前記延設部の一方側に設けられた第１傾斜部と他方側に設けられた第２傾斜部を備え、
前記第１傾斜部は、前記操舵軸の回転軸線の周方向における前記延設部との距離が前記第１歯車本体部から前記第１の方向に進むほど大きくなるように前記操舵軸の回転軸線に対し傾斜した第１傾斜面を有し、
前記第２傾斜部は、前記操舵軸の回転軸線の周方向における前記延設部との距離が前記第１歯車本体部から前記第１の方向に進むほど大きくなるように前記操舵軸の回転軸線に対し傾斜した第２傾斜面を有する、
前記第１歯車と、
第２歯車であって、前記第１の歯と噛合う複数の第２の歯を備え、前記第１歯車の回転に伴い回転可能に前記センサハウジングに設けられる前記第２歯車と、
第３歯車であって、前記第１の歯または前記第２の歯と噛合う複数の第３の歯を備え、前記第１歯車の回転に伴い回転可能に前記センサハウジングに設けられ、
前記第３の歯は、前記第２の歯の数と互いに割り切れない数設けられている、
前記第３歯車と、
前記第２歯車に設けられ、前記第２歯車の回転軸線の周りにＮ極とＳ極が並ぶように設けられた第２歯車用磁性部材と、
前記第３歯車に設けられ、前記第３歯車の回転軸の周りにＮ極とＳ極が並ぶように設けられた第３歯車用磁性部材と、
前記第２歯車用磁性部材の磁界の変化に基づき前記第２歯車の回転角を検出する第２歯車用回転検出部材と、
前記第３歯車用磁性部材の磁界の変化に基づき前記第３歯車の回転角を検出する第３歯車用回転検出部材と、
を備えており、
前記第１歯車本体部に前記操舵軸を挿入する挿入工程と、
治具係合工程であって、治具は、前記第１傾斜部と当接する第１治具当接部と前記第２傾斜部と当接する第２治具当接部を有し、前記第１治具当接部と前記第２治具当接部を前記第１傾斜部と前記第２傾斜部の夫々に当接させ、前記第１歯車に対し前記治具を係合させる前記治具係合工程と、
回転規制部係合工程であって、前記治具を介して前記第１歯車を付勢し、前記係合凸部が前記操舵軸の前記凹部に挿入される位置まで前記操舵軸に対し前記第１歯車を移動させる前記回転規制部係合工程と、
を有することを特徴とする操舵角センサの組み立て方法。
請求項１に記載の操舵角センサの組み立て方法において、
前記治具係合用傾斜部は、前記回転規制部よりも前記第１の方向に突出する形状を有することを特徴とする操舵角センサの組み立て方法。
請求項１に記載の操舵角センサの組み立て方法において、
前記第１歯車は、第１底面と、第２底面を有し、
前記第１底面は、前記操舵軸の回転軸線の周方向において、前記第１傾斜面と前記回転規制部の間に設けられ、前記操舵軸の回転軸線に対し直角な面であって、
前記第２底面は、前記操舵軸の回転軸線の周方向において、前記第２傾斜面と前記回転規制部の間に設けられ、前記操舵軸の回転軸線に対し直角な面であることを特徴とする操舵角センサの組み立て方法。
請求項１に記載の操舵角センサの組み立て方法において、
前記第１歯車は、前記第１治具当接部が前記第１傾斜面と当接するとき、前記操舵軸の回転軸線の周方向において、前記回転規制部と前記第２治具当接部の間に隙間ができる形状を有することを特徴とする操舵角センサの組み立て方法。