JPWO2011070826A1 - 電動パワーステアリング装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
回転軸(24)へ電動モータ(43)により発生した補助トルクを減速機構(44)を介して回転軸(24)に付加する電動パワーステアリング装置の製造方法が開示される。該製造方法は、回転軸(24)をハウジング51に回転自在に取り付ける軸取付け工程と、該軸取付け工程の後に、減速機構(44)を回転軸(24)に組み付ける減速機構組付け工程とを含む。
Description
本発明は、車両に搭載される電動パワーステアリング装置の製造方法に関する。
電動パワーステアリング装置は、運転者の操舵負担を軽減するものであって、ステアリングホイールから回転軸へ伝わった操舵トルクを操舵トルクセンサによって検出し、この検出された操舵トルクに応じて電動モータが発生した付加トルクを、減速機構を介して回転軸に伝達する。このような電動パワーステアリング装置及びその製造方法は、例えば特許文献1〜3に開示されているように知られている。
特許文献1及び特許文献2で開示されている電動パワーステアリング装置は、ステアリングホイールに連結する入力軸と、ラックアンドピニオン機構に連結する出力軸と、入・出力軸間を連結するトーションバーと、入・出力軸の間の相対ねじれ角に応じた操舵トルクを検出する操舵トルクセンサと、操舵トルクに応じた付加トルクを発生する電動モータと、付加トルクを出力軸に伝達する減速機構とを備えている。減速機構は、電動モータのモータ軸に設けられたウォームと、出力軸に取付けられたウォームホイールとからなる、ウォームギヤ機構である。
特許文献1で知られている電動パワーステアリング装置の、一般的な組立手順は、次のとおりである。なお、出力軸において、ラックアンドピニオン機構に連結する方のことを、「出力軸の下方」と言う。
先ず、ウォームホイール及びこれに隣接した第1軸受を、出力軸に下方から圧入する。
次に、出力軸に対するウォームホイール及び第1軸受の抜け止めをするために、出力軸に下方からカシメリングを挿入して、かしめる。
次に、入力軸、出力軸、トーションバー、操舵トルクセンサ、ウォームホイール等を組立てて「部分組立品」を得る(操舵トルクセンサの中立位置の調整を含む)。
次に、出力軸に対するウォームホイール及び第1軸受の抜け止めをするために、出力軸に下方からカシメリングを挿入して、かしめる。
次に、入力軸、出力軸、トーションバー、操舵トルクセンサ、ウォームホイール等を組立てて「部分組立品」を得る(操舵トルクセンサの中立位置の調整を含む)。
部分組立品を収納するためのハウジングの下端には、第2軸受を予め取付けておく。次に、ハウジングに上端の開口から部分組立品を挿入する。そして、出力軸の下端部を第2軸受に嵌合するとともに、第1軸受をハウジングに嵌合する。
次に、ハウジング下端の開口からハウジングにナットを挿入し、このナットを出力軸の下端のネジにねじ込む。これで、出力軸と第2軸受とをセットすることができる。この結果、ハウジングは、第1・第2軸受を介して出力軸を支持することができる。
次に、ハウジング下端の開口をキャップで塞ぐ。
最後に、ウォーム及び電動モータを組み付け、ハウジングに操舵トルクセンサ及びリッドを組付けて、組立作業を完了する。
次に、ハウジング下端の開口をキャップで塞ぐ。
最後に、ウォーム及び電動モータを組み付け、ハウジングに操舵トルクセンサ及びリッドを組付けて、組立作業を完了する。
しかしながら、特許文献1で知られている電動パワーステアリング装置の製造方法では、部品数が多く組立工数が多いので、生産性を高めるには改良の余地がある。
これに対し、特許文献2で知られている電動パワーステアリング装置は、ハウジングに対して一方から全ての構成部品を収納して、取付けることができる。特許文献2で知られている電動パワーステアリング装置の組立手順は、次のとおりである。
先ず、回転軸にウォームホイール及び第1軸受を予め取り付けておくとともに、ハウジングの下端に第2軸受を予め取付けておく。ウォームホイールには、軸方向に貫通した作業用開口が開けられている。
次に、第1軸受の外輪をハウジングに固定するための止め輪(固定部材)を、ハウジングに上端の開口から挿入し、ウォームホイールを配置する位置近くに仮に配置しておく。
次に、ウォームホイールの作業用開口に挟み状の工具を挿入し、この工具の先端を止め輪の作業孔に引っ掛けて、止め輪の径を縮めておく。
次に、ウォームホイールの作業用開口に挟み状の工具を挿入し、この工具の先端を止め輪の作業孔に引っ掛けて、止め輪の径を縮めておく。
次に、ウォームホイール及び第1軸受が組付けられた回転軸を、ハウジングに上端の開口から挿入する。そして、出力軸の下端部を第2軸受に嵌合するとともに、第1軸受をハウジングに嵌合する。
次に、ハウジングの止め輪嵌合溝の位置に、止め輪の位置を合わせ、その後に、止め輪の作業孔から工具を外す。
このようにすることによって、ハウジングに対する回転軸の組付け作業を完了する。
次に、ハウジングの止め輪嵌合溝の位置に、止め輪の位置を合わせ、その後に、止め輪の作業孔から工具を外す。
このようにすることによって、ハウジングに対する回転軸の組付け作業を完了する。
しかしながら、特許文献2で知られている電動パワーステアリング装置の製造方法では、ハウジングに回転軸、軸受及び止め輪を取付けるときに、これらの部材や取付け位置がウォームホイールに遮られるので、作業者は十分に目視することができない。しかも、ウォームホイールの作業用開口を通して挟み状の工具を操作するので、組付け作業に高度の熟練を要する。このため、生産性を高めるには更なる改良の余地がある。
一方、特許文献3で知られている電動パワーステアリング装置は、操舵トルクセンサが磁歪式トルクセンサによって構成されている。このため、回転軸は、この回転軸に加わる操舵トルクによって磁気特性が変化する、磁歪膜を有している。この特許文献3で知られている電動パワーステアリング装置も、ハウジングに対して一方から全ての構成部品を収納して、取付けることができる。しかし、回転軸及び回転軸に嵌合した軸受を、ハウジングの定位置に配置し、この軸受の外輪をハウジングに固定部材(止め輪など)で固定するときに、これらの部材や取付け位置がウォームホイールに遮られるので、作業者は十分に目視することができない。生産性を高めるには更なる改良の余地がある。
本発明は、電動パワーステアリング装置の生産性を高めることができる技術を、提供することを課題とする。
請求項1による発明によれば、ステアリングホイールを操舵した際に、該ステアリングホイールから回転軸へ伝わった操舵トルクを操舵トルクセンサによって検出し、検出された前記操舵トルクに応じて電動モータが発生した付加トルクを、減速機構を介して前記回転軸に伝達するようにした電動パワーステアリング装置の製造方法であって、上部開口を有するハウジングに前記回転軸を回転自在に取り付ける軸取付け工程と、前記軸取付け工程の後に、前記減速機構を前記回転軸に組付ける減速機構組付け工程と、を含んでいる電動パワーステアリング装置の製造方法が提供される。
請求項2による発明では、前記軸取付け工程は、軸受の内輪を、前記回転軸の定位置に嵌合する軸受セット工程と、前記回転軸及び前記軸受を前記ハウジングに挿入して内部の定位置に配置する軸セット工程と、前記軸受の外輪を前記ハウジングに固定する軸受固定工程と、からなる。
請求項3による発明では、前記軸受固定工程は、前記ハウジングの前記上部開口方向に向いている前記軸受の外輪の端面に隣接するように配置した軸受固定部材を、前記ハウジングに組み付けることにより、前記軸受の外輪を前記ハウジングに固定する工程である。
請求項4による発明では、前記軸受固定部材は、前記ハウジングに形成されている嵌合部に嵌合することにより、前記ハウジングに組み付けられる部材である。
請求項5による発明では、前記嵌合部は、前記ハウジングに形成されている嵌合溝であり、前記軸受固定部材は、前記嵌合溝に嵌合する止め輪である。
請求項6による発明では、前記軸受固定部材は、前記ハウジングに形成されている雌ねじに、ねじ込むことにより前記ハウジングに組み付けるロックナットである。
請求項7による発明では、前記操舵トルクセンサは、前記回転軸に加わる前記操舵トルクによって磁気特性が変化する磁歪部を有している磁歪式トルクセンサであり、前記磁歪部を前記回転軸に設ける磁歪部設定工程は、前記軸取付け工程の前に実施する。
請求項1に係る発明では、回転軸をハウジングに回転自在に取り付けるときに、回転軸には減速機構が組付けられていない。ハウジングに対する回転軸の取付け位置を、作業者は十分に目視しながら組付け作業を行うことができる。このため、組付け作業を容易に且つ迅速に行うことができるので、作業性を高めることができる。この結果、電動パワーステアリング装置の生産性を高めることができる。
請求項2に係る発明では、軸受の内輪を回転軸の定位置に嵌合し、次に、回転軸及び軸受をハウジングに挿入して内部の定位置に配置し、次に、軸受の外輪をハウジングに固定する。これらの各工程よりも後に、減速機構を回転軸に組付ける。
このため、回転軸及び回転軸に嵌合した軸受を、ハウジングの定位置に配置し、この軸受の外輪をハウジングに軸受固定部材で固定するときに、回転軸には減速機構が組付けられていない。ハウジングに回転軸、軸受及び軸受固定部材を取付けるときに、これらの部材や取付け位置を、作業者は十分に目視しながら組付け作業を行うことができる。従って、組付け作業を容易に且つ迅速に行うことができるので、作業性を高めることができる。この結果、電動パワーステアリング装置の生産性を高めることができる。
このため、回転軸及び回転軸に嵌合した軸受を、ハウジングの定位置に配置し、この軸受の外輪をハウジングに軸受固定部材で固定するときに、回転軸には減速機構が組付けられていない。ハウジングに回転軸、軸受及び軸受固定部材を取付けるときに、これらの部材や取付け位置を、作業者は十分に目視しながら組付け作業を行うことができる。従って、組付け作業を容易に且つ迅速に行うことができるので、作業性を高めることができる。この結果、電動パワーステアリング装置の生産性を高めることができる。
請求項3に係る発明では、軸受固定工程のときに、軸受の外輪においてハウジングの上部開口方向に向いている端面に隣接するように配置した軸受固定部材を、ハウジングに組み付ける。この結果、軸受の外輪はハウジングに固定される。このため、作業者はハウジングの開口側から軸受固定部材を十分に目視しながら、ハウジングに組み付けることができる。従って、ハウジングに対して軸受固定部材による軸受の組付け作業を容易に且つ迅速に行うことができる。
請求項4に係る発明では、ハウジングに形成されている嵌合部に、軸受固定部材を嵌合するだけで、ハウジングに軸受固定部材を容易に組み付けることができる。
請求項5に係る発明では、ハウジングに形成されている嵌合溝に止め輪を嵌合するだけの簡単な組み付け作業ですむ。
請求項6に係る発明では、ハウジングに形成されている雌ねじに、ロックナットをねじ込むだけで、ハウジングにロックナットを容易に組み付けることができる。
請求項7に係る発明では、操舵トルクセンサを磁歪式トルクセンサとし、軸取付け工程を実施する前に、磁歪部を回転軸に設けた。磁歪部の外径は回転軸の径と極めて近似している。このため、回転軸に組み付けられる減速機構の部品の孔径は、回転軸の径よりも若干大きい程度でよい。このため、回転軸において、減速機構の部品が組付けられる部分の径は、他の部分の径に対して若干大きい程度でよい。従って、回転軸を製造する際の材料は細くてすむ。これにより、少ない材料使用量ですむ。生産性が向上する。この構造により軸取付け工程を実施した後に、ハウジングに回転軸を挿入した方向から、ハウジングに減速機構の部品を挿入して、回転軸の定位置に組付けることができる。このように、軸取付け工程と減速機構組付け工程とを、ハウジングの同じ方向から実施することができる。この結果、電動パワーステアリング装置の生産性を、より一層高めることができる。
本発明を実施するための形態を添付図に基づいて以下に説明する。
実施例1に係る電動パワーステアリング装置及びその製造方法について説明する。
図1は、実施例1に係る電動パワーステアリング装置10を模式的に示している。電動パワーステアリング装置10は、車両のステアリングホイール21から車両の操舵車輪(前輪)29,29に至るステアリング系20と、このステアリング系20に補助トルク、つまり付加トルクを加える補助トルク機構40とからなる。
図1は、実施例1に係る電動パワーステアリング装置10を模式的に示している。電動パワーステアリング装置10は、車両のステアリングホイール21から車両の操舵車輪(前輪)29,29に至るステアリング系20と、このステアリング系20に補助トルク、つまり付加トルクを加える補助トルク機構40とからなる。
ステアリング系20は、ステアリングホイール21にステアリングシャフト22及び自在軸継手23,23を介して回転軸24(ピニオン軸、入力軸とも言う。)を連結し、回転軸24にラックアンドピニオン機構25を介してラック軸26を連結し、ラック軸26の両端に左右のタイロッド27,27及びナックル28,28を介して左右の操舵車輪29,29を連結したものである。ラックアンドピニオン機構25は、回転軸24に設けられたピニオン31と、ラック軸26に設けられたラック32とからなる。
ステアリング系20によれば、運転者がステアリングホイール21を操舵することで、その操舵トルクによりラックアンドピニオン機構25を介して、操舵車輪29,29を操舵することができる。
補助トルク機構40は、ステアリングホイール21に加えたステアリング系20の操舵トルクを操舵トルクセンサ41で検出し、この検出信号に基づき制御部42で制御信号を発生し、この制御信号に基づき操舵トルクに応じた補助トルク(付加トルク)を電動モータ43で発生し、補助トルクを減速機構44を介して回転軸24に伝達し、さらに、補助トルクを回転軸24からステアリング系20のラックアンドピニオン機構25に伝達する。
電動モータ43は、例えばブラシレスモータからなり、レゾルバ等の回転センサを内蔵している。この回転センサは、電動モータ43におけるロータの回転角を検出するものである。
制御部42の概要を説明すると、次の通りである。
制御部42は、電源回路、モータ電流を検出する電流センサ、入力インターフェース回路、マイクロプロセッサ、出力インターフェース回路、FETブリッジ回路などによって構成される。入力インターフェース回路は、外部からトルク信号や車速信号やモータ回転信号などを取り込む。マイクロプロセッサは、入力インターフェース回路によって取り込んだトルク信号や車速信号などに基づいて、電動モータ43をベクトル制御する。出力インターフェース回路は、マイクロプロセッサの出力信号をFETブリッジ回路への駆動信号に変換する。FETブリッジ回路は、電動モータ43(ブラシレスモータ)に3相交流電流を供給するスイッチング素子である。
制御部42は、電源回路、モータ電流を検出する電流センサ、入力インターフェース回路、マイクロプロセッサ、出力インターフェース回路、FETブリッジ回路などによって構成される。入力インターフェース回路は、外部からトルク信号や車速信号やモータ回転信号などを取り込む。マイクロプロセッサは、入力インターフェース回路によって取り込んだトルク信号や車速信号などに基づいて、電動モータ43をベクトル制御する。出力インターフェース回路は、マイクロプロセッサの出力信号をFETブリッジ回路への駆動信号に変換する。FETブリッジ回路は、電動モータ43(ブラシレスモータ)に3相交流電流を供給するスイッチング素子である。
このような制御部42は、回転センサによって検出された電動モータ43のロータの回転信号と、モータ電流センサ(制御部42に内蔵)によって検出された電流信号とに基づいて、ベクトル制御する。このベクトル制御はd−q制御であり、電動モータ43のトルクを制御するq軸電流と、界磁を制御するd軸電流とを、直流制御する。
つまり、制御部42は、操舵トルクセンサ41によって検出された操舵トルク信号と、図示せぬ車速センサによって検出された車速信号と、回転センサによって検出されたロータの回転信号などに基づいて、目標q軸電流及び目標d軸電流を設定する。
そして、制御部42は、回転センサによって検出された回転信号と、モータ電流センサによって検出された電流信号とに基づいて、d−q変換された、実q軸電流及び実d軸電流を、前記目標q軸電流及び目標d軸電流に一致させるように、PI制御をする。
そして、制御部42は、回転センサによって検出された回転信号と、モータ電流センサによって検出された電流信号とに基づいて、d−q変換された、実q軸電流及び実d軸電流を、前記目標q軸電流及び目標d軸電流に一致させるように、PI制御をする。
電動パワーステアリング装置10によれば、運転者の操舵トルクに電動モータ43の補助トルク(付加トルク)を加えた複合トルクにより、ラック軸26で操舵車輪29,29を操舵することができる。
減速機構44は、例えばウォームギヤ機構によって構成される。以下、減速機構44のことを、適宜「ウォームギヤ機構44」と言い換えることにする。
減速機構44は、例えばウォームギヤ機構によって構成される。以下、減速機構44のことを、適宜「ウォームギヤ機構44」と言い換えることにする。
図2は、実施例1に係る電動パワーステアリング装置の全体構成を示し、左端部及び右端部を破断して表したものである。図2に示すように、ラック軸26は、車幅方向(図2の左右方向)に延びるハウジング51に、軸方向にスライド可能に収容されている。ラック軸26には、ハウジング51から突出した長手方向両端に、ボールジョイント52,52を介してタイロッド27,27が連結されている。ラック軸26の両端部は、ダストシール用ブーツ53,53によって覆われている。
図2及び図3に示すように、ハウジング51は回転軸24の下半分、ラックアンドピニオン機構25及びウォームギヤ機構44を収納するとともに、上端に形成されている上部開口51aに、中間固定部材54を介してセンサハウジング55を取付けたものである。このようなハウジング51は、上部開口51aに対して反対側、つまり底部が塞がれている。
さらに詳しく述べると、図3に示すように、回転軸24はハウジング51の内部で起立するように位置しており、一端24a(下端面)から他端24b(上端面)へ向かって、第1の軸受61、ピニオン31、第2の軸受62、磁歪式トルクセンサ41における2つの磁歪部81,82が、この順に設けられている。
回転軸24は、ハウジング51の内部に取り付けられた状態において、上半分が上部開口51aからセンサハウジング55を貫通して上方へ延びる。2つの磁歪部81,82はセンサハウジング55内に位置している。
図3に示すように、ハウジング51は内周面に、回転軸24を第1の軸受61及び第2の軸受62を介して回転可能に支持している。第1の軸受61は、例えばニードルベアリング等の転がり軸受からなる。第2の軸受62は、例えばボールベアリング等の転がり軸受からなる。つまり、回転軸24の下端部分は、第1の軸受61を介して、ハウジング51で回転可能に支持されている。回転軸24の中間部分において、ピニオン31とウォームホイール47との間の位置は、第2の軸受62を介して、ハウジング51で回転可能に支持されている。なお、回転軸24は、ハウジング51に収納された第1の軸受61に対して、軸方向への移動が可能である。図3において、CLは回転軸24の中心線(軸心)である。
中間固定部材54は、ハウジング51に対するセンサハウジング55の位置決めをするための、中空平板状の部材である。センサハウジング55は、操舵トルクセンサ41を収納するものであり、回転軸24が上下貫通する筒状の本体55aと、この本体55aの下端に形成された平板状のフランジ55bとからなる。本体55aの上部には、回転軸24のシールをするためのオイルシール56が設けられている。
中間固定部材54は、ハウジング51の上部開口51aにおけるフランジ51bに重ね合わせて、ボルト57により取り付けられている。ハウジング51に対して、中間固定部材54は径方向への移動が規制されている。
センサハウジング55のフランジ55bは、中間固定部材54の上端面に重ね合わされて、ボルト58により取り付けられている。中間固定部材54に対して、センサハウジング55は径方向への移動が規制されている。
センサハウジング55のフランジ55bは、中間固定部材54の上端面に重ね合わされて、ボルト58により取り付けられている。中間固定部材54に対して、センサハウジング55は径方向への移動が規制されている。
図3において、想像線によって示されている電動モータ43は、図示せぬモータ軸が、紙面の表面側から裏面側へ向けてハウジング51内を水平に延びている。モータ軸は、ウォームギヤ機構44のウォーム軸45を連結した出力軸である。ウォーム軸45は、一体に形成されたウォーム46を備える。ウォーム軸45の両端部は、軸受を介してハウジング51によって回転可能に支持されている。
ウォームギヤ機構44は、駆動側のウォーム46に従動側のウォームホイール47を噛合わせることで、ウォーム46からウォームホイール47を介して、負荷側にトルクを伝達するようにした構成である。
ハウジング51はラックガイド70を備える。このラックガイド70は、ラック32の反対側からラック軸26に当てるガイド部71と、ガイド部71を圧縮ばね72を介して押す調整ボルト73と、ラック軸26の背面を滑らせる当て部材74と、調整ボルト73の位置決めをするロックナット75とからなる。
操舵トルクセンサ41は、回転軸24と、該回転軸24の表面に設けられてトルクに応じて磁歪特性(磁気特性)が変化する上下一対の磁歪部81,82と、磁歪部81,82の近傍に配置されて磁歪部81,82に生じた磁歪効果を検出するコイル85,85とからなる、磁歪式トルクセンサである。
言い換えると、操舵トルクセンサ41は、回転軸24に設けた一対の磁歪部81,82と、磁歪部81,82の周囲に設けた検出部83とからなる。
言い換えると、操舵トルクセンサ41は、回転軸24に設けた一対の磁歪部81,82と、磁歪部81,82の周囲に設けた検出部83とからなる。
磁歪部81,82は、例えば回転軸24の軸長手方向に互いに逆方向の残留歪みが付与された磁歪膜からなる。以下、磁歪部81,82のことを、適宜「磁歪膜81,82」と言い換える。
磁歪膜81,82は、歪みの変化に対して磁束密度の変化の大きい材料からなる膜であり、例えば、回転軸24の外周面に気相メッキ法で形成したNi−Fe系の合金膜である。この合金膜の厚みは望ましくは30〜50μm程度である。なお、合金膜の厚みは、これ以下又はこれ以上であってもよい。第1磁歪膜81の磁歪方向に対して、第2磁歪膜82の磁歪方向は異なっている(磁歪異方性を有する)。このように、2つの磁歪膜81,82は、回転軸24の外周面に全周にわたって形成された、概ね一定の幅で且つ一定の厚さの膜である。なお、2つの磁歪膜81,82は、軸長手方向に所定の間隔を有して配列したものである。
Ni−Fe系の合金膜は、Niを概ね50重量%含んだ場合に、磁歪定数が大きくなるので磁歪効果が高まる傾向にあり、このようなNi含有率の材料を使用することが好ましい。例えば、Ni−Fe系の合金膜として、Niを50〜70重量%含み、残りがFeである材料を使用する。
なお、磁歪膜81,82は強磁性体の膜であればよく、Ni−Fe系の合金膜に限定されるものではない。例えば、磁歪膜81,82は、Co−Fe系の合金膜やSm−Fe系の合金膜であってもよい。
検出部83は、磁歪膜81,82に生じた磁歪効果を電気的に検出し、その検出信号をトルク検出信号として出力するものであり、センサハウジング55内に収納されている。この検出部83は、回転軸24が貫通した上下一対の筒状のコイルボビン84,84と、コイルボビン84,84にそれぞれ多重巻きされたコイル85,85と、コイルボビン84,84及びコイル85,85を収納する磁性を有したヨーク86とからなる。
コイル85、85は、回転軸24を包囲するように配置されている。コイルボビン84,84及びコイル85,85は、ヨーク86によって囲われている。ヨーク86は、一対のコイル85,85の周囲を囲う磁気シールド用バックヨーク(磁路を形成するコイルヨーク)であり、磁性材料からなる。
磁歪膜81,82とコイルボビン84,84との隙間は、0.5〜1mm程度の範囲で設定される。コイル85,85は、1〜100kHzの範囲で適当な、例えば10kHz程度の周波数で励磁され、コイル85,85と異方性の付与された磁歪部81,82との間の透磁率を検出する。
次に、回転軸24を詳細に説明する。図4(a)は、図3に示した回転軸24を示している。図4(b)は、回転軸24に第1の軸受61、第2の軸受62及びウォームホイール47を取付けた状態を示している。
図4(b)に示すように、ハウジング51の内周面には、第1の軸受61を嵌合するために最下部に位置する下部軸受孔51cと、第2の軸受62を嵌合するために中間部に位置する中間部軸受孔51dと、第2の止め輪64を嵌合するために中間部軸受孔51dの軸方向上端(第2の軸受62の近傍の上端)に隣接する止め輪嵌合溝51eとが、形成されている。中間部軸受孔51dの軸方向下端には、段差面51duを有している。
図4(a)に示すように、回転軸24は中実軸であり、軸長手方向の一端24a(下端面)から他端24b(上端面)へ向かって、下側被支持部24c、ピニオン31、下部止め輪嵌合溝24d、中間被支持部24e、ホイール装着部24f、上部止め輪嵌合溝24g、磁歪膜配置部24h、連結部24iを、この順に配列するとともに、軸線CLを中心として配列したものである。
下側被支持部24c、ピニオン31、下部止め輪嵌合溝24d、中間被支持部24e、ホイール装着部24f、上部止め輪嵌合溝24g、磁歪膜配置部24h、連結部24iは、全て回転軸24に一体に形成されている。
下側被支持部24c、ピニオン31、下部止め輪嵌合溝24d、中間被支持部24e、ホイール装着部24f、上部止め輪嵌合溝24g、磁歪膜配置部24h、連結部24iは、全て回転軸24に一体に形成されている。
下側被支持部24cは、ハウジング51の下側に配置された第1の軸受61によって、回転可能に支持される部分である。下側被支持部24cは第1の軸受61の内輪に嵌合され、第1の軸受61の外輪はハウジング51の下部軸受孔51cに嵌合される。
中間被支持部24eは、ハウジング51の上下方向中間位置に配置された第2の軸受62によって、回転可能に支持される部分である。中間被支持部24eは、第2の軸受62の内輪に嵌合される。この第2の軸受62の外輪は、ハウジング51の中間部軸受孔51dに嵌合される。第2の軸受62の外輪における下端面は、中間部軸受孔51dの下端の段差面51duによって位置決めされる。
下部止め輪嵌合溝24dは、中間被支持部24eに嵌合された第2の軸受62の内輪における、下端面を位置決めするための、第1の止め輪63を取付ける部分である。第2の軸受62の外輪における上端面は、ハウジング51の止め輪嵌合溝51e(嵌合部51e、嵌合溝51e)に嵌合された、第2の止め輪64(軸受固定部材64)によって位置決めされる。このように、第2の軸受62の外輪の両端は、段差面51duと第1の止め輪63とによって挟み込まれることにより、ハウジング51に位置決めされ且つ組み付けられる。第2の軸受62の外輪の一端(上部開口51a側の一端)に、隣接するように配置した第2の止め輪64を、ハウジング51に組み付けることにより、第2の軸受62の外輪をハウジング51に固定することができる。
ホイール装着部24fは、ウォームホイール47を相対的な回転を規制して、嵌合により取付ける部分であり、一部に回り止め用のセレーション24jを有している。上部止め輪嵌合溝24gは、ホイール装着部24fに嵌合されたウォームホイール47の、上端面を位置決めするための、第3の止め輪65を取付ける部分である。ウォームホイール47は、第2の軸受62の内輪における上端面と、第3の止め輪65とによって挟まれることにより、回転軸24に対して軸長手方向への相対的な移動が規制される。
このように、回転軸24は第2の軸受62、第1・第2・第3の止め輪63,64,65及びウォームホイール47によって、ハウジング51に対する軸長手方向への移動が規制されている。
磁歪膜配置部24hは、断面真円状(円柱状)に形成されており、外周面に第1及び第2の磁歪膜81,82が施されている。つまり、回転軸24は、表面に第1及び第2の磁歪膜81,82を有している。
連結部24iは、図1に示す自在軸継手23,23及びステアリングシャフト22を介してステアリングホイール21に連結される軸端部分である。連結部24iは、例えば、自在軸継手23を連結するためのセレーションからなる。
第1・第2・第3の止め輪63,64,65は、例えばサークリップ、Cリング、カシメリングからなる。
ピニオン31の外径D1に対して、下側被支持部24cの径D2は小径である。中間被支持部24eの径D3に対して、ホイール装着部24fの径D4は小径である。セレーション24jの外径D5は、中間被支持部24eの径D3よりも小径であり、ホイール装着部24fの径D4よりも大径である。ホイール装着部24fの径D4に対して、磁歪膜配置部24h及び磁歪膜81,82の外径D6は小径である。磁歪膜81,82の径D6に対して、連結部24iの径D7は小径である。
このように、各々の径は「D3>D5>D4>D6>D7」の関係に設定されている。このため、第2の軸受62、ウォームホイール47、第1の止め輪63及び第3の止め輪65を、回転軸24に対し、他端24bから一端24aへ向かって嵌合することができる。また、「D3>D1>D2」の関係に設定されている。
なお、中間被支持部24eとセレーション24jとの間、つまり、中間被支持部24eにおいて、回転軸24の他端24b側の端に、径D3よりも大きい径大部(径方向凸部)を設けてもよい。その場合には、第2の軸受62を、回転軸24の一端24a側から中間被支持部24eに組み付ける。
次に、電動パワーステアリング装置10の製造方法について、図5及び図6に基づいて説明する。
先ず、図5(a)に示すように回転軸24を準備し、この回転軸24にメッキ法、溶射法、スパッタ法、蒸着法、接着法等によって磁歪膜81,82を施す(磁歪膜施行工程)。これにより、回転軸24の外周面には、磁歪膜81,82がほぼ均一な膜厚で密着良く設けられる。もちろん、回転軸24において、磁歪膜81,82が形成される磁歪膜配置部24hには、機械加工後にアルカリ洗浄や水洗いや酸洗浄などを適宜施すことにより、回転軸24に対する磁歪膜81,82の密着性を向上させている。
次に、磁歪膜81,82に異方性を付与する(異方性付与工程)。すなわち、磁歪膜81,82に50〜100Nm程度(要求によってはこれ以上でもこれ以下でも良い)の外部トルクを印加しながら、例えば高周波誘導加熱のような熱処理法によって、約300°C程度で数秒から数十秒加熱する。その後に、常温まで冷却する。そして、印加していた外部トルクを開放すると異方性が付与される。つまり、磁歪膜81,82に入力トルクと反対方向の外部トルクが回転軸24から作用される。
このようにして、磁歪膜81,82における磁歪の方向を、外部トルクを加えた方向と反対方向に正確に且つ容易に傾けることができる。つまり、第1の磁歪膜81と第2の磁歪膜82との、磁歪異方性を設定することができる。
前記磁歪膜施行工程と前記異方性付与工程とを組み合わせた工程のことを、「磁歪部設定工程」と言う。磁歪部設定工程を実施することにより、回転軸24に磁歪膜81,82(磁歪部81,82)を設けることになる。
次に、図5(a)に示すように、回転軸24の下部止め輪嵌合溝24dに第1の止め輪63を嵌め込んで取付ける(第1止め輪装着工程)。
次に、図5(a)に示すように、第2の軸受62を回転軸24に他端24bから第1の止め輪63の位置まで挿入する。そして、中間被支持部24eに第2の軸受62を圧入によって取付ける(第2軸受装着工程、軸受セット工程)。この結果、回転軸24の定位置に第2の軸受62を嵌合してセットする(組み付ける)ことができる。
次に、図5(b)に示すように、ハウジング51の下部軸受孔51cに第1の軸受61を嵌合によって取付ける(第1軸受装着工程)。この結果、第1軸受61はハウジング51の定位置に配置される。なお、第1軸受装着工程は、第1止め輪装着工程や第2軸受装着工程よりも前に実施することは任意である。
次に、図5(b)に示すように、上部開口51aからハウジング51の中へ、回転軸24を一端24a側から挿入する。そして、第1の軸受61の内輪に回転軸24の下側被支持部24cを嵌め込むとともに、ハウジング51の中間部軸受孔51dに第2の軸受62を嵌め込む(軸装着工程)。なお、この軸装着工程を実施する前に、ラック軸26がハウジング51に組み付けられている(ラック組付け工程)。このため、ラック26にピニオン31を噛み合わせながら、軸装着工程を実施する。
ここで、軸装着工程のうち、回転軸24及び第2の軸受62を、ハウジング51に挿入して内部の定位置に配置する工程のことを、「軸セット工程」と言うことにする。
ここで、軸装着工程のうち、回転軸24及び第2の軸受62を、ハウジング51に挿入して内部の定位置に配置する工程のことを、「軸セット工程」と言うことにする。
次に、図5(b)に示すように、上部開口51aからハウジング51の中へ第2の止め輪64を挿入する。そして、ハウジング51の止め輪嵌合溝51eに第2の止め輪64を嵌め込んで取付ける(第2止め輪装着工程、軸受固定工程)。この結果、ハウジング51に対して第2の軸受62が位置決めされる。この組付け状態を図5(c)に示す。つまり、第2の軸受62の外輪の両端は、段差面51duと第2の止め輪64とによって挟み込まれることにより、ハウジング51に位置決めされ且つ組み付けられる。このように、第2の軸受62の外輪の一端側に配置した第2の止め輪64を、ハウジング51に組み付けることにより、第2の軸受62の外輪をハウジング51に固定する。
ここで、上記軸受セット工程と上記軸セット工程と上記軸受固定工程とを組み合わせた工程のことを、「軸取付け工程」と言うことにする。つまり、この軸取付け工程は、回転軸24をハウジング51に回転自在に取り付ける工程である。
次に、図5(c)に示すように、回転軸24に他端24bからウォームホイール47を挿入し、ホイール装着部24fにウォームホイール47の嵌合孔を嵌め込むことで、ホイール装着部24fとウォームホイール47との中心を合わせるとともに、セレーション24jに連結する(ホイール装着工程、減速機構組付け工程)。つまり、減速機構44(図3)の少なくとも一部47を回転軸24に組付ける。この結果、回転軸24に対するウォームホイール47の相対回転が規制されるので、ウォームホイール47から回転軸24へのトルク伝達が可能である。このように、減速機構組付け工程によれば、図3に示す減速機構44の少なくとも一部(ウォームホイール47)を、ハウジング51に挿入して、回転軸24の定位置24f、24jに組付けることができる。
次に、図5(c)に示すように、回転軸24の上部止め輪嵌合溝24gに第3の止め輪65を嵌め込んで取付ける(第3止め輪装着工程)。この結果、回転軸24の定位置24f、24jにウォームホイール47が位置決めされて、組付けられる。この組付け状態を図6(a)に示す。
回転軸24は第2の軸受62、第1・第2・第3の止め輪63,64,65及びウォームホイール47により、ハウジング51に対して位置決めされ、この結果、ハウジング51に対する軸長手方向の移動が規制される。このように、回転軸24は、第1・第2の軸受61,62を介してハウジング51の定位置に固定される。
次に、図6(a)に示すように、ハウジング51の中へウォーム46を挿入して、ウォームホイール47に組み合わせ、且つハウジング51に回転可能に取付ける。そして、ハウジング51に電動モータ43を組付けるとともに、モータ軸をウォーム軸45に連結する(減速機構・モータ組立工程)。
次に、図6(a)に示すように、ハウジング51のフランジ51bに、中間固定部材54を重ね合わせて、ボルト57により取付ける(中間固定部材組付け工程)。この結果を図6(b)に示すと、回転軸24の上半分は、上部開口51aから上方へ突出している。
次に、図6(b)に示すように、予めコイル85,85(図3に示す検出部83)が組付けられているセンサハウジング55を、回転軸24に他端24bから挿入し、中間固定部材54に重ね合わせて、ボルト58により取付ける(トルクセンサ組立工程)。この結果を図3に示す。
次に、図3に示すように、ハウジング51にラックガイド70を組付ける(ラックガイド組付け工程)。最後に、図2に示すように、ラック軸26の両端にタイロッド27,27を組付けるとともに、その周囲をダストシール用ブーツ53,53によって覆い、組立作業を完了する(ラック軸端末処理工程)。
なお、中間固定部材組付け工程、トルクセンサ組立工程、ラックガイド組付け工程及びラック軸端末処理工程は、第3止め輪装着工程を実施した後であれば、どの段階で実施してもよい。なぜなら、第3止め輪装着工程を実施することによって、回転軸24は、第1・第2軸受61,62を介してハウジング51の定位置に取り付けられるからである。また、第3止め輪装着工程を実施した後に、ラック組付け工程を実施してもよい。
以上の実施例1の説明をまとめると、次の通りである。
実施例1では、回転軸24をハウジング51に回転自在に取り付けるとき、つまり軸取付け工程を実施するときに、回転軸51には減速機構44が組付けられていない。ハウジング51に対する回転軸24の取付け位置を、作業者は十分に目視しながら組付け作業を行うことができる。このため、組付け作業を容易に且つ迅速に行うことができるので、作業性を高めることができる。この結果、電動パワーステアリング装置10の生産性を高めることができる。
実施例1では、回転軸24をハウジング51に回転自在に取り付けるとき、つまり軸取付け工程を実施するときに、回転軸51には減速機構44が組付けられていない。ハウジング51に対する回転軸24の取付け位置を、作業者は十分に目視しながら組付け作業を行うことができる。このため、組付け作業を容易に且つ迅速に行うことができるので、作業性を高めることができる。この結果、電動パワーステアリング装置10の生産性を高めることができる。
また、実施例1では、第2の軸受62の内輪を回転軸24の定位置に嵌合し(軸受セット工程)、次に、回転軸24及び第2の軸受62をハウジング51に挿入して内部の定位置に配置し(軸セット工程)、次に、第2の軸受62の外輪をハウジング51に固定する(軸受固定工程)。これらの各工程よりも後に、減速機構44を回転軸24に組付ける(減速機構組付け工程)。
このように、回転軸24及び回転軸24に嵌合した第2の軸受62を、ハウジング51の定位置に配置し、第2の軸受62の外輪をハウジング51に軸受固定部材64(第2の止め輪64)で固定するときに、回転軸24には減速機構44が組付けられていない。ハウジング51に回転軸24、第2の軸受62及び軸受固定部材64を取付けるときに、これらの部材や取付け位置を、作業者は十分に目視しながら組付け作業を行うことができる。このため、組付け作業を容易に且つ迅速に行うことができるので、作業性を高めることができる。この結果、電動パワーステアリング装置10の生産性を高めることができる。
また、実施例1では、軸受固定工程のときに、第2の軸受62の外輪において、ハウジング51の開口51a(上部開口51a)方向に向いている端面(上端面)に隣接するように配置した軸受固定部材64を、ハウジング51に組み付ける。この結果、第2の軸受62の外輪はハウジング51に固定される。このため、作業者はハウジング51の開口51a側から軸受固定部材64を十分に目視しながら、ハウジング51に組み付けることができる。従って、ハウジング51に対して軸受固定部材64による第2の軸受62の組付け作業を容易に且つ迅速に行うことができる。
また、実施例1では、ハウジング51に形成されている嵌合部51eに、軸受固定部材64を嵌合するだけで、ハウジング51に軸受固定部材64を容易に組み付けることができる。
また、実施例1では、軸受固定部材64は止め輪によって構成される。ハウジング51に形成されている嵌合溝51eに止め輪64を嵌合するだけの簡単な組み付け作業ですむ。
また、実施例1では、操舵トルクセンサ41を磁歪式トルクセンサとし、軸受セット工程を実施する前に、磁歪部81,82を回転軸24に設けた。図4(a)に示すように、磁歪部81,82の外径D6は回転軸24の径D1〜D5,D7と極めて近似している。このため、回転軸24に挿入して組付けられる減速機構44の部品47(ウォームホイール47)の孔径は、ホイール装着部24fの径D4やセレーション24jの外径D5に対応しており、回転軸24の径D1,D2,D6,D7よりも若干大きい程度でよい。このため、回転軸24において、減速機構44の部品47が組付けられる部分の径D4,D5(ホイール装着部24fの径D4及びセレーション24jの外径D5)は、他の部分の径D1,D2,D6,D7に対して若干大きい程度でよい。従って、回転軸24を製造する際の材料は細くてすむ。これにより、少ない材料使用量ですむ。生産性が向上する。
上記回転軸24の構造でもって軸受固定工程を実施した後に、ハウジング51に回転軸24及び第2軸受62を挿入した方向(他端24b側)から、ハウジング51に減速機構44の部品47を挿入して、回転軸24の定位置24f、24j(ホイール装着部24f及びセレーション24j)に組付けることができる。このように、軸受固定工程と減速機構組付け工程とを、ハウジング51の同じ方向から実施することができる。この結果、電動パワーステアリング装置10の生産性を、より一層高めることができる。
次に、実施例2に係る電動パワーステアリング装置100及びその製造方法について、説明する。図7(a)は回転軸24を示している。図7(b)は、回転軸24に第1の軸受61、第2の軸受62及びウォームホイール47を取付けた状態を示している。
実施例2による車両用ステアリング装置100は、図3及び図4(b)に示されている第2の止め輪64を、図7(b)に示すロックナット164に変更したことを特徴とし、他の構成については上記図1〜図4に示す構成と同じなので、説明を省略する。
図7(b)に示すように、ハウジング51の内周面には、中間部軸受孔51dの軸方向上部に隣接して雌ねじ151eが形成されている。この雌ねじ151eは、上記図4(b)に示されている止め輪嵌合溝51eの代わりに設けられており、ロックナット164がねじ込まれる。雌ねじ151eの内径は、中間部軸受孔51dの径よりも大きい。
ロックナット164は、回転軸24を貫通することが可能な環状の部材であって、周知の構成である。ロックナット164の外周面には、雌ねじ151eにねじ込み可能な、雄ねじを有している。
第2の軸受62の外輪における上端面は、ハウジング51の雌ねじ151eにねじ込まれたロックナット164(軸受固定部材164)によって位置決めされる。このように、第2の軸受62の外輪の上下端面は、段差面51duとロックナット164とによって挟み込まれることにより、ハウジング51に位置決めされ且つ組み付けられる。第2の軸受62の外輪の上端面(図3に示した上部開口51a方向に向いている端面)に隣接するように配置したロックナット164を、ハウジング51に組み付けることにより、第2の軸受62の外輪をハウジング51に固定することができる。
次に、実施例2による電動パワーステアリング装置100の製造方法について、図8及び図9に基づいて説明する。
先ず、図8(a)に示すように回転軸24を準備し、この回転軸24に磁歪膜81,82を施す(磁歪膜施行工程)。この磁歪膜施行工程の内容は、上記実施例1で説明した磁歪膜施行工程と実質的に同じである(図5(a)参照)。
次に、磁歪膜81,82に異方性を付与する(異方性付与工程)。この異方性付与工程の内容は、上記実施例1で説明した異方性付与工程と実質的に同じである(図5(a)参照)。
前記磁歪膜施行工程と前記異方性付与工程とを組み合わせた工程のことを、「磁歪部設定工程」と言う。磁歪部設定工程を実施することにより、回転軸24に磁歪膜81,82(磁歪部81,82)が設けられる。
次に、磁歪膜81,82に異方性を付与する(異方性付与工程)。この異方性付与工程の内容は、上記実施例1で説明した異方性付与工程と実質的に同じである(図5(a)参照)。
前記磁歪膜施行工程と前記異方性付与工程とを組み合わせた工程のことを、「磁歪部設定工程」と言う。磁歪部設定工程を実施することにより、回転軸24に磁歪膜81,82(磁歪部81,82)が設けられる。
次に、図8(a)に示すように、回転軸24の下部止め輪嵌合溝24dに第1の止め輪63を嵌め込んで取付ける(第1止め輪装着工程)。
次に、図8(a)に示すように、第2の軸受62を回転軸24の他端24bから第1の止め輪63の位置まで挿入する。そして、中間被支持部24eに第2の軸受62を圧入によって取付ける(第2軸受装着工程、軸受セット工程)。この結果、回転軸24の定位置に第2の軸受62を嵌合してセットする(組み付ける)ことができる。
次に、図8(b)に示すように、ハウジング51の下部軸受孔51cに第1の軸受61を嵌合によって取付ける(第1軸受装着工程)。この結果、第1軸受61はハウジング51の定位置に配置される。なお、第1軸受装着工程は、第1止め輪装着工程や第2軸受装着工程よりも前に実施することは任意である。
次に、図8(b)に示すように、上部開口51aからハウジング51の中へ、回転軸24の一端24a側から挿入する。そして、第1の軸受61の内輪に回転軸24の下側被支持部24cを嵌め込むとともに、ハウジング51の中間部軸受孔51dに第2の軸受62を嵌め込む(軸装着工程)。なお、この軸装着工程を実施する前に、ラック軸26がハウジング51に組み付けられている(ラック組付け工程)。このため、ラック26にピニオン31を噛み合わせながら、軸装着工程を実施する。
ここで、軸装着工程のうち、回転軸24及び第2の軸受62を、ハウジング51に挿入して内部の定位置に配置する工程のことを、「軸セット工程」と言うことにする。
ここで、軸装着工程のうち、回転軸24及び第2の軸受62を、ハウジング51に挿入して内部の定位置に配置する工程のことを、「軸セット工程」と言うことにする。
次に、図8(b)に示すように、上部開口51aからハウジング51の中にロックナット164を挿入する。そして、ハウジング51の雌ねじ151eにロックナット164をねじ込んで取付ける(ロックナット装着工程、軸受固定工程)。この結果、ハウジング51に対して第2の軸受62が位置決めされる。この組付け状態を図8(c)に示す。つまり、第2の軸受62の外輪の上下端面は、段差面51duとロックナット164とによって挟み込まれることにより、ハウジング51に位置決めされ且つ組み付けられる。このように、第2の軸受62の外輪の上端面側に配置したロックナット164を、ハウジング51に組み付けることにより、第2の軸受62の外輪をハウジング51に固定する。
ここで、上記軸受セット工程と上記軸セット工程と上記軸受固定工程とを組み合わせた工程のことを、「軸取付け工程」と言うことにする。つまり、この軸取付け工程は、回転軸24をハウジング51に回転自在に取り付ける工程である。
次に、図8(c)に示すように、回転軸24の他端24bからウォームホイール47を回転軸24に挿入し、ホイール装着部24fにウォームホイール47の嵌合孔を嵌め込むとともに、セレーション24jに連結する(ホイール装着工程、減速機構組付け工程)。このホイール装着工程の内容は、図5(c)に示したホイール装着工程と実質的に同じである。
次に、図8(c)に示すように、回転軸24の上部止め輪嵌合溝24gに第3の止め輪65を嵌め込んで取付ける(第3止め輪装着工程)。この結果、回転軸24の定位置24f、24jにウォームホイール47が位置決めされて、組付けられる。この組付け状態は図9(a)に示されている。
回転軸24は第2の軸受62、第1の止め輪63、ロックナット164、第3の止め輪65及びウォームホイール47により、ハウジング51に対して位置決めされ、この結果、ハウジング51に対する軸長手方向の移動が規制される。このように、回転軸24は、第1・第2の軸受61,62を介してハウジング51の定位置に固定される。
次に、図9(a)に示すように、ハウジング51の中へウォーム46を挿入して、ウォームホイール47に組み合わせ、且つハウジング51に回転可能に取付ける。そして、ハウジング51に電動モータ43を組付けるとともに、モータ軸をウォーム軸45に連結する(減速機構・モータ組立工程)。
次に、図9(a)に示すように、ハウジング51のフランジ51bに、中間固定部材54を重ね合わせて、ボルト57により取付ける(中間固定部材組付け工程)。この結果を図9(b)に示すと、回転軸24の上半分は、上部開口51aから上方へ突出している。
次に、図9(b)に示すように、予めコイル85,85(図3に示す検出部83)が組付けられているセンサハウジング55を、回転軸24の他端24bから回転軸24に挿入し、中間固定部材54に重ね合わせて、ボルト58により取付ける(トルクセンサ組立工程)。この結果を図3に示す。
次に、図3に示すように、ハウジング51にラックガイド70を組付ける(ラックガイド組付け工程)。最後に、図2に示すように、ラック軸26の両端にタイロッド27,27を組付けるとともに、その周囲をダストシール用ブーツ53,53によって覆い、組立作業を完了する(ラック軸端末処理工程)。
ところで、実施例2においても、上記実施例1と同様に中間固定部材組付け工程、トルクセンサ組立工程、ラックガイド組付け工程及びラック軸端末処理工程は、上記第3止め輪装着工程を実施した後であれば、どの段階で実施してもよい。
以上の実施例2の説明をまとめると、次の通りである。
実施例2では、実施例1と同様に、回転軸24をハウジング51に回転自在に取り付けるとき、つまり軸取付け工程を実施するときに、回転軸51には減速機構44が組付けられていない。ハウジング51に対する回転軸24の取付け位置を、作業者は十分に目視しながら組付け作業を行うことができる。このため、組付け作業を容易に且つ迅速に行うことができるので、作業性を高めることができる。この結果、電動パワーステアリング装置100の生産性を高めることができる。
実施例2では、実施例1と同様に、回転軸24をハウジング51に回転自在に取り付けるとき、つまり軸取付け工程を実施するときに、回転軸51には減速機構44が組付けられていない。ハウジング51に対する回転軸24の取付け位置を、作業者は十分に目視しながら組付け作業を行うことができる。このため、組付け作業を容易に且つ迅速に行うことができるので、作業性を高めることができる。この結果、電動パワーステアリング装置100の生産性を高めることができる。
また、実施例2では、実施例1と同様に、第2の軸受62の内輪を回転軸24の定位置に嵌合し(軸受セット工程)、次に、回転軸24及び第2の軸受62をハウジング51に挿入して内部の定位置に配置し(軸セット工程)、次に、第2の軸受62の外輪をハウジング51に固定する(軸受固定工程)。これらの各工程よりも後に、減速機構44を回転軸24に組付ける(減速機構組付け工程)。
このように、回転軸24及び回転軸24に嵌合した第2の軸受62を、ハウジング51の定位置に配置し、この第2の軸受62の外輪をハウジング51に軸受固定部材164(ロックナット164)で固定するときに、回転軸24には減速機構44が組付けられていない。ハウジング51に回転軸24、第2の軸受62及び軸受固定部材164を取付けるときに、これらの部材や取付け位置を、作業者は十分に目視しながら組付け作業を行うことができる。このため、組付け作業を容易に且つ迅速に行うことができるので、作業性を高めることができる。この結果、電動パワーステアリング装置100の生産性を高めることができる。
また、実施例2では、軸受固定工程のときに、第2の軸受62の外輪においてハウジング51の開口51a(上部開口51a)方向に向いている上端面に隣接するように配置した軸受固定部材164を、ハウジング51に組み付ける。この結果、第2の軸受62の外輪はハウジング51に固定される。このため、作業者はハウジング51の開口51a側から軸受固定部材164を十分に目視しながら、ハウジング51に組み付けることができる。従って、ハウジング51に対して軸受固定部材164による第2の軸受62の組付け作業を容易に且つ迅速に行うことができる。
また、実施例2では、軸受固定部材164はロックナットによって構成される。ハウジング51に形成されている雌ねじ151eにロックナット164を嵌合するだけの簡単な組み付け作業ですむ。
また、実施例2では、軸受セット工程を実施する前に、磁歪部81,82を回転軸24に設ける磁歪部設定工程を有していることによる作用、効果は、実施例1と同様である。
なお、本発明では、回転軸24は、下部止め輪嵌合溝24dに第1の止め輪63を取付ける構成に限定されるものではなく、回転軸24の他端24bから回転軸24に挿入した第2の軸受62が、回転軸24の定位置24e(中間被支持部24e)に位置決めすることが可能な構成であればよい。例えば、第1の止め輪63の代わりに、回転軸24の外周面にフランジを設けた構成にしてもよい。
また、第1の軸受61及び第2の軸受62は、転がり軸受に限定されるものではなく、滑り軸受であってもよい。
また、磁歪部81,82は、回転軸24に加わる前記操舵トルクによって磁気特性が変化するものであればよく、磁歪膜に限定されるものではない。
また、磁歪部81,82は、回転軸24に加わる前記操舵トルクによって磁気特性が変化するものであればよく、磁歪膜に限定されるものではない。
本発明の製造方法によって製造された電動パワーステアリング装置10は、操舵トルクに応じて電動モータ43が補助トルクを発生し、この補助トルクを減速機44を介してステアリング系20に伝えるものに用いるのに好適である。
10…電動パワーステアリング装置、21…ステアリングホイール、24…回転軸、41…操舵トルクセンサ(磁歪式トルクセンサ)、43…電動モータ、44…減速機構、46…ウォーム、47…ウォームホイール、62…軸受(第2の軸受)、51e…嵌合部(止め輪嵌合溝、嵌合溝)、64…軸受固定部材(第2の止め輪)、81,82…磁歪部(磁歪膜)、151e…雌ねじ、164…軸受固定部材(ロックナット)。
Claims (7)
- ステアリングホイールを操舵した際に、該ステアリングホイールから回転軸へ伝わった操舵トルクを操舵トルクセンサによって検出し、検出された前記操舵トルクに応じて電動モータが発生した付加トルクを、減速機構を介して前記回転軸に伝達するようにした電動パワーステアリング装置の製造方法であって、
上部開口を有するハウジングに前記回転軸を回転自在に取り付ける軸取付け工程と、
前記軸取付け工程の後に、前記減速機構を前記回転軸に組付ける減速機構組付け工程と、
を含んでいる電動パワーステアリング装置の製造方法。 - 前記軸取付け工程は、
軸受の内輪を、前記回転軸の定位置に嵌合する軸受セット工程と、
前記回転軸及び前記軸受を、前記ハウジングに挿入して内部の定位置に配置する軸セット工程と、
前記軸受の外輪を前記ハウジングに固定する軸受固定工程と、
からなる請求項1に記載の電動パワーステアリング装置の製造方法。 - 前記軸受固定工程は、前記ハウジングの前記上部開口方向に向いている前記軸受の外輪の端面に隣接するように配置した軸受固定部材を、前記ハウジングに組み付けることにより、前記軸受の外輪を前記ハウジングに固定する工程である請求項2に記載の電動パワーステアリング装置の製造方法。
- 前記軸受固定部材は、前記ハウジングに形成されている嵌合部に嵌合することにより、前記ハウジングに組み付けられる部材である請求項3に記載の電動パワーステアリング装置の製造方法。
- 前記嵌合部は、前記ハウジングに形成されている嵌合溝であり、前記軸受固定部材は、前記嵌合溝に嵌合する止め輪である請求項4に記載の電動パワーステアリング装置の製造方法。
- 前記軸受固定部材は、前記ハウジングに形成されている雌ねじに、ねじ込むことにより前記ハウジングに組み付けるロックナットである請求項3に記載の電動パワーステアリング装置の製造方法。
- 前記操舵トルクセンサは、前記回転軸に加わる前記操舵トルクによって磁気特性が変化する磁歪部を有している磁歪式トルクセンサであり、
前記磁歪部を前記回転軸に設ける磁歪部設定工程は、前記軸取付け工程の前に実施する請求項1に記載の電動パワーステアリング装置の製造方法。
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