JP2016141154A - パワーステアリング機構の組立方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 パワーステアリング機構の構成を簡素化しつつ、適正なバックラッシを得る。【解決手段】 アッパーシャフト12と、ロアーシャフト10及びジョイント11と、ロアーシャフト10に同軸配置されたウォームホイール21と、ウォームホイール21を収容するとともにウォームホイール21に噛合するウォームギアを有するEPSモータ20が固定されるハウジング15及びスペーサ14としてのハウジング部とを有するパワーステアリング機構の組立方法であって、アッパーシャフト12、ロアーシャフト10及びハウジング部を所定位置に位置決めする工程と、アッパーシャフト12、ロアーシャフト10及びハウジング部が位置決めされる状態の前後いずれかにおいて、アッパースリーブ16をアッパーシャフト12に対して位置可変に被せる工程と、位置決めされたハウジング部に、アッパースリーブ16を固定する工程とを備える。【選択図】 図5
Description
本発明は、例えば自動車に用いられるパワーステアリング機構の組立方法に関する。
図7は、自動車のステアリング機構の構成を模式的に示す斜視図である。図に示すように、ステアリング機構においては、運転者が操作するステアリングホイール100の回転はインターミディエイトシャフト200を介してステアリングギア300に伝達され、タイロッド400を軸方向に並進させることにより、タイロッド400に接続された図示しないナックルアームが回動し、ナックルアームに回転自在に接続されたハブ及びタイヤ500の向きが変化する。
ステアリング機構においては、ステアリングホイール100の回転を外力により補助してインターミディエイトシャフト200に伝達するパワーステアリングが汎用されており、図7に示す例においては、電動パワーステアリング機構として、EPSモータ20を補助動力とするステアリングコラム1が組み込まれている。
このような電動パワーステアリング機構においては、ステアリングホイール100の回転を受けるシャフトの同軸上に設けられてEPSモータ20の回転に従動するウォームホイールが内蔵されており、シャフトは、ウォームホイールを前後に挟むように配置された一対のベアリングにて回転自在に位置決め固定されている(例えば特許文献1、図4を参照)。
近年、構成及び製造工程の簡素化、低コスト化の観点から、電動パワーステアリング機構を構成する部品の点数は削減されることが望ましい。
特に、上記従来例のようなウォームホイール近傍のベアリングの点数を削減することは、圧入工程等を削減することに繋がり、生産性の向上が期待される。しかしながら、ベアリングを削減することにより、EPSモータ20とウォームホイールとのバックラッシを適正化するために作業工程が複雑化する恐れがあった。
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、構成を簡素化しつつ、適正なバックラッシを得ることが可能なパワーステアリング機構の組立方法を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明の第1の側面は、ステアリングホイール寄りに位置するアッパーシャフトと、ステアリングギア寄りに位置するロアーシャフトと、前記ロアーシャフトに同軸配置されたウォームホイールと、前記ウォームホイールを収容するとともに前記ウォームホイールに噛合するウォームギアを有するモータが固定されるハウジング部とを有するパワーステアリング機構の組立方法であって、前記アッパーシャフト、前記ロアーシャフト及び前記ハウジング部を所定位置に位置決めする工程と、前記アッパーシャフト、前記ロアーシャフト及び前記ハウジング部が位置決めされる状態の前後いずれかにおいて、アッパースリーブを前記アッパーシャフトに対して位置可変に被せる工程と、前記位置決めされた前記ハウジング部に、前記アッパースリーブを固定する工程とを備えた、パワーステアリング機構の組立方法である。
なお、本発明は、他の側面として、前記ウォームホイールは、前記ハウジング部により形成された空間内にて、単一の前記ベアリングにより支持されているものであってもよい。
以上のような本発明は、パワーステアリング機構の構成を簡素化しつつ、適正なバックラッシを得ることが可能になるという効果を奏する。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の実施の形態に係るステアリングコラムの構成を示す側面図である。なお、図1において後述する一部の構成は断面図として示す。
図1に示すように、ステアリングコラム1は、図示しないステアリングギア300及びインターミディエイトシャフト200側に位置するロアーシャフト10、図示しないステアリングホイール100側に位置するアッパーシャフト12、及びロアーシャフト10及びアッパーシャフト12に嵌合接続されるジョイント11を主な構成として備える。
ロアーシャフト10は鋼製の中空の部材であって、インターミディエイトシャフト200とはユニバーサルジョイント24を介して連結されており、内部にトーションバー13を同軸配置している。更に、ロアーシャフト10は外周上にウォームホイール21を同軸配置しており、ウォームホイール21はハウジング15を介して位置決め固定されたEPSモータ20のウォームギア20aと噛合することにより、EPSモータ20からの動力を受けて回転する。更にロアーシャフト10はベアリング23を介して軸周りに回転自在に位置決め固定されている。
また、トーションバー13とロアーシャフト10とは、同軸の半径方向に沿った貫通孔が設けられており、貫通孔に結合ピン19が圧入されることにより結合されている。
ロアーシャフト10の外周上にはハウジング15に隣接してスペーサ14が配置されている。スペーサ14の内部は中空となっていて、ロアーシャフト10の表面に配置されたトルクセンサ26を収容している。トルクセンサ26は、ロアーシャフト10に設けられたマグネット及びジョイント11に設けられた磁気ヨークの相対運動により生ずる誘導起電力をトルクとして検出する。
次に、アッパーシャフト12は鋼製の筒状又は柱状の部材であって、ロアーシャフト10及びジョイント11と同軸に接続され、ステアリングホイール100の回転をこれらに直接伝達する。なお、図中には例示としてアッパーシャフト12は中空の筒状の態様を有するものとして示したが、上記のように中実の態様を有するとしてもよい。アッパーシャフト12の周囲には、鋼製の筒状のアッパースリーブ16が設けられている。アッパースリーブ16の端部がアングル17を介してボルト18によりスペーサ14に締結されるとともに、アッパースリーブ16の内周面に固定されたベアリング22に回転自在に固定されることにより、アッパーシャフト12はハウジング15並びにロアーシャフト10及びジョイント11に対して位置決め固定され、アッパーシャフト12、ロアーシャフト10及びジョイント11は一体として回転し、ステアリングホイール100の回転をステアリングギア300側へ伝達する。
なお、ハウジング15にはステアリングコラム1を車体内部に固定するためのブラケット25も併せて装着されている。
以上の構成において、ステアリングコラム1は本発明のパワーステアリング機構に相当し、ロアーシャフト10及びジョイント11の組合せは本発明のロアーシャフトに相当する。また、アッパーシャフト12は本発明のアッパーシャフトに相当し、アッパースリーブ16は本発明のアッパースリーブ16に相当し、スペーサ14及びハウジング15の組合せは本発明のハウジング部に相当し、ウォームホイール21は本発明のウォームホイールに相当する。
このような構成を有する本実施の形態によるステアリングコラム1としてのパワーステアリング機構の組立方法は、ウォームホイール21に隣接するベアリングとして単一のベアリング23を備えた構成において、簡易にバックラッシを適正化した組立を行うことを特徴とする。
以下、図2〜図6を参照して、説明を行う。
はじめに、図2に示すように、ハウジング15内に、ウォームホイール21及びベアリング23が圧入固定されたロアーシャフト10を配置し、ベアリング23をハウジング内に位置決め固定する。更にハウジング15にウォームギア20aとウォームホイール21とを噛合させて、治具10x及び10yにより所定の位置にて保持した状態で、ウォームギア20aを回転させることによりロアーシャフト10を従動させて、慣らし運転を行い、ウォームギア20aとウォームホイール21とをなじませる。
慣らし運転が完了すると、スペーサ14をハウジング15に接合し、トルクセンサ26をロアーシャフト10に挿入する。そして、予め一体化させたアッパーシャフト12、ジョイント11及びトーションバー13をロアーシャフト10と接続する。具体的には、ロアーシャフト10の先端の開口部分に、アッパーシャフト12及びジョイント11に固定されたトーションバー13を挿入し、ロアーシャフト10及びトーションバー13に設けられた貫通孔に結合ピン19を圧入して、図3に示す状態を完成する。
そして、図4に示すように、アッパーシャフト12の他方の先端からアッパースリーブ16を被せ、アッパースリーブ16の内周面とアッパーシャフト12の外周面とが干渉しないように保持する。このとき、図4に示す状態において、アッパースリーブ16は、スペーサ14に設けた取付穴14aに貫通孔17aを有するアングル17を重ね、ステアリングコラム1の他の部材に対して微動自在な状態で固定する。このときアングル17の貫通孔17aは取付穴14aよりも外径を大きくとり、アッパースリーブ16の微動時の任意の位置においても取付穴14a全体が貫通孔17aを介して露出するようにする。更に、アッパーシャフト12はアッパースリーブ16の内周面に固定されたベアリング22に対しても軸方向に移動可能な状態におく。
そして、図5に示すように、アッパースリーブ16が被せられ、組立途中状態にあるステアリングコラム1を治具30上に載置する。治具30は、平板状の台座30a上に、ロアーシャフト10の先端の位置に対応する位置にて固定された受け部30b、ハウジング15、スペーサ14の位置にて固定された受け部30c、及びアッパーシャフト12の先端の位置に対応する位置にて固定された受け部30d、並びにベアリング22越しにアッパースリーブ16をアッパーシャフト12に位置決め固定する固定部30eを備える。
治具30に載置された状態で、ロアーシャフト10は受け部30bにより、ハウジング15及びスペーサ14は受け部30cにより、アッパーシャフト12の先端は受け部30dによりそれぞれ固定されることとなり、各受け部30b〜30dは台座30a上に固定されていることにより、ロアーシャフト10、アッパーシャフト12並びに一体化したハウジング15及びスペーサ14は相対位置が固定した状態に置かれる。更に、固定部30eによりベアリング22越しにアッパースリーブ16がアッパーシャフト12に固定されることにより、アッパースリーブ16はベアリング22を中心として揺動可能に固定される。なお、受け部30b〜30eは台座30a上にて位置調節可能に固定されるものとしてもよく、この場合、被載置物である組立途中状態のステアリングコラム1の各部の位置に追従して各々の受け部の固定位置を調整することができる。更に、固定部30eは台座30aに固定されない構成であるとしてもよい。
最後に、図6に示す状態において、受け部30b〜30dにより相対位置が固定されたロアーシャフト10、アッパーシャフト12並びに一体化したハウジング15及びスペーサ14に対して、固定部30eを基準にアッパースリーブ16を動かして位置決めし、図6に示すように、ベアリング22をアッパーシャフト12の表面に固定するとともに、アングル17の貫通孔17aにボルト18を挿入してスペーサ14の取付穴14aに締結固定する。ユニバーサルジョイント24とロアーシャフト10を結合し、ウォームギア20aにEPSモータ20aを接続して、治具30から取り外して、図1に示すステアリングコラム1の組立は完了する。
以上の工程においては、アッパースリーブ16が、ステアリングコラム1の完成直前までロアーシャフト10に接合されたアッパーシャフト12に対して相対的に位置可変な状態におかれる。
これにより、以下の不具合が回避される。すなわち、一例として、ハウジング15におけるEPSモータ20のウォームギア20aとウォームホイール21とのバックラッシが適正化された後に、アッパーシャフト12に対してベアリング22により位置決め固定されたアッパースリーブ16をスペーサ14に装着した場合、アッパースリーブ16の位置決めによってアッパーシャフト12が偏心し、アッパーシャフト12にジョイント11を介して結合されるロアーシャフト10の配置に影響を与え、ウォームギア20aとウォームホイール21とのバックラッシが最適値から変位してしまう恐れがある。この場合、アッパースリーブ16の装着後に再度慣らし運転を行いバックラッシの最適化を行う必要があり、作業工程数の増加、工程自体の複雑化を招くこととなる。
特に、ステアリングコラム1においては、ロアーシャフト10はハウジング15においてはステアリングギア300寄りに位置する単一のベアリング22のみに固定され、ステアリングホイール100寄りにおいてはスペーサ14により直接軸受けされることから、スペーサ14に固定されるアッパースリーブ16の取付精度はバックラッシに大きく影響する。
このように想定される不具合に対し、上述した本実施の形態の組立方法をとることにより、ハウジング15内において単一のベアリング23のみを有する簡素な構成のステアリングコラム1を、バックラッシが適正な状態を保持したまま容易に完成させることが可能となる。
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。上記の説明においては、ステアリングコラム1は、アッパーシャフト12と、トーションバー13を有するロアーシャフト10とがジョイント11を介して結合して一体として回転する構成であるとしたが、本発明は、ステアリングホイール寄りに位置するアッパーシャフトと、ステアリングギア寄りに位置するロアーシャフトと、ロアーシャフトに同軸配置されたウォームホイールと、ウォームホイールを収容するとともに前記ウォームホイールに噛合するウォームギアを有するモータが固定されるハウジング部とを有するパワーステアリング機構において実施されるものであればよく、その他の具体的な構成によって限定されるものではない。
したがって、例えば、アッパーシャフト12とロアーシャフト10とが直接結合した構成であってもよいし、ハウジング部がハウジング15単体又は3つ以上の部材の組合せにより実現される構成であってもよい。更に、ハウジング15内には単一のベアリングが固定される構成であるとしたが、ベアリングがハウジング部の外部から固定されることにより、ハウジング部内にベアリングを有さない構成であるとしてもよい。
更に、上記の説明においては、ステアリングコラム1は電動パワーステアリング機構であるとしたが、本発明は、油圧、電気油圧等により動作するパワーステアリング機構において適用してもよい。
更に、上記の説明においては自動車の電動パワーステアリング機構に用いられるものとしたが、本発明は、パワーステアリング機構により操舵されるものであれば、動力や用途、目的に依存せず、トラクター等の作業機械、電動車いす等の介護用品、船舶その他の任意の装置、機械に対して適用してもよい。
以上のように、本発明のパワーステアリング機構の組立方法は、ステアリングホイール寄りに位置するアッパーシャフトと、ステアリングギア寄りに位置するロアーシャフトと、前記ロアーシャフトに同軸配置されたウォームホイールと、前記ウォームホイールを収容するとともに前記ウォームホイールに噛合するウォームギアを有するモータが固定されるハウジング部とを有するパワーステアリング機構の組立方法であって、前記アッパーシャフト、前記ロアーシャフト及び前記ハウジング部を所定位置に位置決めする工程と、前記アッパーシャフト、前記ロアーシャフト及び前記ハウジング部が位置決めされた状態において、内周面にベアリングが固定されたアッパースリーブを前記アッパーシャフトに被せるとともに前記ハウジング部に固定する工程とを備えたものであればよく、その他の具体的な目的、用途、構成によって限定されるものではない。
したがって、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲内であれば、以上説明したものを含め、上記実施の形態に種々の変更を加えたものとして実施してもよい。
以上のような本発明は、パワーステアリング機構の構成を簡素化しつつ、適正なバックラッシを得ることが可能になる効果を有し、例えば自動車のパワーステアリング機構の組立において有用である。
1 ステアリングコラム
10 ロアーシャフト
10x、10y 治具
11 ジョイント
12 アッパーシャフト
13 トーションバー
13a 貫通孔
14 スペーサ
15 ハウジング
16 アッパースリーブ
17 アングル
17a 貫通孔
18 ボルト
19 結合ピン
20 EPSモータ
20a ウォームギア
21 ウォームホイール
22、23 ベアリング
24 ユニバーサルジョイント
25 ブラケット
26 トルクセンサ
30 治具
30a 台座
30b〜30d 受け部
30e 固定部
100 ステアリングホイール
200 インターミディエイトシャフト
300 ステアリングギア
400 タイロッド
500 タイヤ
10 ロアーシャフト
10x、10y 治具
11 ジョイント
12 アッパーシャフト
13 トーションバー
13a 貫通孔
14 スペーサ
15 ハウジング
16 アッパースリーブ
17 アングル
17a 貫通孔
18 ボルト
19 結合ピン
20 EPSモータ
20a ウォームギア
21 ウォームホイール
22、23 ベアリング
24 ユニバーサルジョイント
25 ブラケット
26 トルクセンサ
30 治具
30a 台座
30b〜30d 受け部
30e 固定部
100 ステアリングホイール
200 インターミディエイトシャフト
300 ステアリングギア
400 タイロッド
500 タイヤ
Claims (1)
- ステアリングホイール寄りに位置するアッパーシャフトと、ステアリングギア寄りに位置するロアーシャフトと、前記ロアーシャフトに同軸配置されたウォームホイールと、前記ウォームホイールを収容するとともに前記ウォームホイールに噛合するウォームギアを有するモータが固定されるハウジング部とを有するパワーステアリング機構の組立方法であって、
前記アッパーシャフト、前記ロアーシャフト及び前記ハウジング部を所定位置に位置決めする工程と、
前記アッパーシャフト、前記ロアーシャフト及び前記ハウジング部が位置決めされる状態の前後いずれかにおいて、アッパースリーブを前記アッパーシャフトに対して位置可変に被せる工程と、
前記位置決めされた前記ハウジング部に、前記アッパースリーブを固定する工程とを備えた、
パワーステアリング機構の組立方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015015669A JP2016141154A (ja) | 2015-01-29 | 2015-01-29 | パワーステアリング機構の組立方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015015669A JP2016141154A (ja) | 2015-01-29 | 2015-01-29 | パワーステアリング機構の組立方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016141154A true JP2016141154A (ja) | 2016-08-08 |
Family
ID=56569448
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015015669A Pending JP2016141154A (ja) | 2015-01-29 | 2015-01-29 | パワーステアリング機構の組立方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2016141154A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106239204A (zh) * | 2016-10-26 | 2016-12-21 | 昆山勇翔精密机械有限公司 | 转向器壳体卧式夹具 |
-
2015
- 2015-01-29 JP JP2015015669A patent/JP2016141154A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN106239204A (zh) * | 2016-10-26 | 2016-12-21 | 昆山勇翔精密机械有限公司 | 转向器壳体卧式夹具 |
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