(57)【要約】【課題】簡易な構成で安価に、アーム部材を軸方向に位置決めして出力軸に取り付けることが可能な、パワーステアリング装置の出力軸へのアーム部材の取付構造を提供する。【解決手段】パワーステアリング装置の出力軸２２へのステアリングアーム５の取付構造は、電動モータの発生トルクが伝達される出力軸２２と、出力軸２２に接続され、車輪に操舵力を伝達するステアリングアーム５とを備える。そして、ステアリングアーム５は、第１の内面５５と、第１の内面５５よりも内径が小さい第２の内面５６と、第１の内面５５と第２の内面５６との段差部分に形成される環状の当接面５７とを備える略円筒形状の円筒部５１を有する。出力軸２２は、第１の内面５５に嵌合する外面２８と、当接面５７が当接する被当接面２９と、当接面５７を被当接面２９に向けて押圧してステアリングアーム５を出力軸２２に取り付けるナット部材３７が螺合する雄ねじ部３５とを有する。【選択図】図３
2014184872.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクチュエータの発生トルクが伝達される出力軸と、
前記出力軸に接続され、車輪に操舵力を伝達するアーム部材と、を備え、
前記アーム部材は、第１の内面と、前記第１の内面よりも内径が小さい第２の内面と、前記第１の内面と前記第２の内面との段差部分に形成される環状の当接面とを備える略円筒形状の円筒部を有し、
前記出力軸は、前記第１の内面に嵌合する外面と、前記当接面が当接する被当接面と、前記当接面を前記被当接面に向けて押圧して前記アーム部材を前記出力軸に取り付けるねじ部材が螺合するねじ部とを有することを特徴とするパワーステアリング装置の出力軸へのアーム部材の取付構造。
【請求項２】
前記ねじ部は、前記被当接面から前記出力軸の先端側に延伸して形成される雄ねじ部であり、前記ねじ部材は、ナット部材であることを特徴とする請求項１に記載のパワーステアリング装置の出力軸へのアーム部材の取付構造。
【請求項３】
前記ねじ部は、前記被当接面から前記出力軸の内部に延伸して形成される雌ねじ部であり、前記ねじ部材は、ボルト部材であることを特徴とする請求項１に記載のパワーステアリング装置の出力軸へのアーム部材の取付構造。
【請求項４】
前記アーム部材は、前記当接面の外縁に位置する隅部分に逃げ溝が形成された鍛造品から構成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のパワーステアリング装置の出力軸へのアーム部材の取付構造。
【請求項５】
前記アーム部材の前記第１の内面と前記出力軸の外面との嵌合は、スプライン嵌合またはセレーション嵌合であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のパワーステアリング装置の出力軸へのアーム部材の取付構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パワーステアリング装置に関し、より詳しくは、パワーステアリング装置の出力軸へのアーム部材の取付構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
本技術分野の背景技術として、特開２００５−１０４２８５号公報（特許文献１）には、車体フレーム１１で支持したパワーステアリング装置２３を備えるステアリング装置２４で前輪を操舵する不整地走行車両が記載されている（要約参照）。また、バギー車等の鞍乗型車両のための電動舵取補助ユニット（パワーステアリング装置）が、特開２００７−１９６９２７号公報（特許文献２）に記載されている。
【０００３】
特許文献１，２に記載の技術においては、パワーステアリング装置の出力軸に、タイロッドに連結され車輪に操舵力を伝達するアーム部材が接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１０４２８５号公報
【特許文献２】特開２００７−１９６９２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に記載の技術では、パワーステアリング装置２３のアウトプットシャフト（出力軸）１３２の下部に、ステアリングアーム（アーム部材）８２がスプライン結合するとともにナット１４４で取り付けられている（特許文献１の段落「００３４」参照）。そして、ステアリングアーム８２の上部が、ベアリング１６２の内輪等の部材を介してアウトプットシャフト１３２に形成される段差部に突き当てられて固定される構造となっている（特許文献１の図６参照）。しかし、特許文献１に記載の技術では、アーム部材を軸方向に位置決めするために、アウトプットシャフト（出力軸）１３２を太くして段付き軸に加工する必要があり、軸の素材や加工のコストが高くなる。
【０００６】
一方、特許文献２には、パワーステアリング装置の出力軸の径方向外側に配置された円筒部材（カラー）が記載されている（特許文献２の図３参照）。この特許文献２の図３によれば、円筒部材と軸方向に隣接してアーム部材を配置し、出力軸の端部の雄ねじ部にナット部材をねじ込むことにより、アーム部材を入力軸側への移動が規制された円筒部材の端面に押圧して出力軸に固定することが可能な構成となっている。しかし、特許文献２に記載の技術では、アーム部材を軸方向に位置決めするために、円筒部材（カラー）を用いる必要があり、部品の増加、およびコスト高を招く。
【０００７】
本発明は、前記した事情に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で安価に、アーム部材を軸方向に位置決めして出力軸に取り付けることが可能な、パワーステアリング装置の出力軸へのアーム部材の取付構造を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、アクチュエータの発生トルクが伝達される出力軸と、前記出力軸に接続され、車輪に操舵力を伝達するアーム部材と、を備え、前記アーム部材は、第１の内面と、前記第１の内面よりも内径が小さい第２の内面と、前記第１の内面と前記第２の内面との段差部分に形成される環状の当接面とを備える略円筒形状の円筒部を有し、前記出力軸は、前記第１の内面に嵌合する外面と、前記当接面が当接する被当接面と、前記当接面を前記被当接面に向けて押圧して前記アーム部材を前記出力軸に取り付けるねじ部材が螺合するねじ部とを有することを特徴とするパワーステアリング装置の出力軸へのアーム部材の取付構造である。
【０００９】
この発明では、アーム部材の円筒部に出力軸を挿入してアーム部材の円筒部の第１の内面に出力軸の外面を嵌合させた後、出力軸のねじ部にねじ部材をねじ込むと、アーム部材の当接面が出力軸の被当接面に向けて押圧されて軸方向に位置決めされた状態で、アーム部材が出力軸に固定される。したがって、アーム部材の突き当て用の段差を形成するために、出力軸を太くして段付き軸に加工したり、円筒部材を用いたりすることなく、アーム部材を軸方向に位置決めして出力軸に取り付けることができる。
すなわち、簡易な構成で安価に、アーム部材を軸方向に位置決めして出力軸に取り付けることが可能な、パワーステアリング装置の出力軸へのアーム部材の取付構造を提供することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のパワーステアリング装置の出力軸へのアーム部材の取付構造であって、前記ねじ部は、前記被当接面から前記出力軸の先端側に延伸して形成される雄ねじ部であり、前記ねじ部材は、ナット部材であることを特徴とする。
【００１１】
このような構成によれば、出力軸の雄ねじ部にナット部材をねじ込むことにより、アーム部材の当接面が出力軸の被当接面に向けて押圧されて軸方向に位置決めされた状態で、アーム部材を出力軸に固定することができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のパワーステアリング装置の出力軸へのアーム部材の取付構造であって、前記ねじ部は、前記被当接面から前記出力軸の内部に延伸して形成される雌ねじ部であり、前記ねじ部材は、ボルト部材であることを特徴とする。
【００１３】
このような構成によれば、出力軸の雌ねじ部にボルト部材をねじ込むことにより、アーム部材の当接面が出力軸の被当接面に向けて押圧されて軸方向に位置決めされた状態で、アーム部材を出力軸に固定することができる。また、出力軸の全長を短くすることができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のパワーステアリング装置の出力軸へのアーム部材の取付構造であって、前記アーム部材は、前記当接面の外縁に位置する隅部分に逃げ溝が形成された鍛造品から構成されていることを特徴とする。
【００１５】
このような構成によれば、切削加工で形成することが困難な隅部分の逃げ溝を鍛造品の状態で形成できるため、後工程での鍛造品の切削加工の負担が軽減されるとともに、製造コストも低減される。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のパワーステアリング装置の出力軸へのアーム部材の取付構造であって、前記アーム部材の前記第１の内面と前記出力軸の外面との嵌合は、スプライン嵌合またはセレーション嵌合であることを特徴とする。
【００１７】
このような構成によれば、より確実にトルク伝達可能に、アーム部材を出力軸に嵌合させることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、簡易な構成で安価に、アーム部材を軸方向に位置決めして出力軸に取り付けることが可能な、パワーステアリング装置の出力軸へのアーム部材の取付構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係るパワーステアリング装置の出力軸へのアーム部材の取付構造が適用された鞍乗型車両を示す模式図である。
【図２】図１に示されるパワーステアリング装置の一部を断面で示す概略構成図である。
【図３】パワーステアリング装置の出力軸へのステアリングアームの取付構造を示す概略拡大断面図である。
【図４】比較例として示すパワーステアリング装置の出力軸へのステアリングアームの取付構造を示す概略拡大断面図である。
【図５】他の実施形態に係るパワーステアリング装置の出力軸へのステアリングアームの取付構造を示す概略拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
なお、以下に示す図面において、同一の部材または相当する部材には同一の参照符号を付し、重複した説明を適宜省略する。また、部材のサイズおよび形状は、説明の便宜のため、変形または誇張して模式的に表す場合がある。
【００２１】
図１は、本発明の一実施形態に係るパワーステアリング装置の出力軸へのアーム部材の取付構造が適用された鞍乗型車両を示す模式図である。図２は、図１に示されるパワーステアリング装置の一部を断面で示す概略構成図である。
【００２２】
図１に示すように、鞍乗型車両１００は、バギー車やスノーモービル等の不整地走行用車両として用いられるものであり、ステアリング装置１を有している。ステアリング装置１においては、舵取用のハンドルであるバーハンドル２が設けられるハンドルステー３が、操舵軸４に固定されている。操舵軸４は、車体側の支持部材（不図示）に回転可能に支持されている。そして、操舵軸４と、左右のタイロッド８に連結され左右の車輪９に操舵力を伝達するステアリングアーム（アーム部材）５との間に、パワーステアリング装置（ここでは電動式パワーステアリング装置）１０が介装されている。
【００２３】
図２に示すように、パワーステアリング装置１０は、第１ハウジング１１、第２ハウジング１２および第３ハウジング１３に被包された単一のユニット体として構成されており、ハウジング１１，１２，１３内に、入力軸２１、出力軸２２、トルクセンサ２３、電動モータ（アクチュエータ）２４、ウォームギヤ２５、およびウォームホイール２６を内蔵している。
【００２４】
操舵軸４に接続される入力軸２１の上部は、軸受３１により第１ハウジング１１に支持されている。ステアリングアーム５が接続される出力軸２２の上下部は、上下の軸受３２Ａ，３２Ｂにより第２ハウジング１２と第３ハウジング１３とに支持されている。
【００２５】
入力軸２１の上端外周部には、操舵軸４との接続用の軸側セレーション２１Ａが形成されており、出力軸２２の下端外周部には、ステアリングアーム５との接続用の軸側セレーション２８Ａが形成されている。
【００２６】
入力軸２１の中空部にはトーションバー２７の上部が挿入されており、トーションバー２７の上端部が入力軸２１の中空部内面とセレーション結合されている。一方、出力軸２２の中空部にはトーションバー２７の下部が挿入されており、トーションバー２７の下端部が出力軸２２と連結ピン２７Ａにより連結されている。
【００２７】
パワーステアリング装置１０では、操舵軸４に接続される入力軸２１と、ステアリングアーム５に接続される出力軸２２とが、トーションバー２７を介して連結されて、同一中心軸ＣＬ上に配置されている。
【００２８】
パワーステアリング装置１０は、操舵トルクを検出するトルクセンサ２３を備えている。トルクセンサ２３は、バーハンドル２（図１参照）に操舵トルクが加えられた際に、トーションバー２７がねじれることにより生じる入力軸２１と出力軸２２との回転方向の変位に基づいて操舵トルクを検出するものである。
【００２９】
また、パワーステアリング装置１０は、出力軸２２に伝達されるトルクを発生する電動モータ２４を備えている。電動モータ２４は、第２ハウジング１２に取り付けられており、コントローラ（不図示）により、トルクセンサ２３の検出トルクに応じて駆動されるように構成されている。
【００３０】
電動モータ２４の回転軸には、継手（不図示）を介してウォームギヤ２５が結合されており、ウォームギヤ２５に噛合するウォームホイール２６が出力軸２２に固定されている。ウォームギヤ２５は、軸受（不図示）により第２ハウジング１２に両端部が支持されている。ウォームホイール２６は、第２ハウジング１２の内部において、出力軸２２を受ける軸受３２Ａの直下にて該出力軸２２に固定されており、外周に歯部が形成された合成樹脂製の円板状の本体３８と、本体３８に埋設された芯金３９とを有している。
【００３１】
パワーステアリング装置１０では、第１ハウジング１１に、入力軸２１の上部、およびトルクセンサ２３が支持され、第２ハウジング１２に、出力軸２２の上部、電動モータ２４、ウォームギヤ２５、およびウォームホイール２６が支持され、第３ハウジング１３に、出力軸２２の下部が支持されている。第１ハウジング１１と第２ハウジング１２とは取付ボルト１４により締結され、第２ハウジング１２と第３ハウジング１３とは取付ボルト１５により締結されている。また、第１ハウジング１１に設置された軸受３１の上部開口部にはオイルシール３３が封着され、第３ハウジング１３に設置された軸受３２Ｂの下部開口部にはオイルシール３４が封着されている。そして、パワーステアリング装置１０は、第２ハウジング１２に設けられた取付ボス（不図示）を用いて車体側に取付け可能となっている。
【００３２】
ステアリング装置１（図１参照）は、バーハンドル２（図１参照）に加えられた操舵トルクをトルクセンサ２３により検出し、その検出トルクにより電動モータ２４を駆動し、電動モータ２４の発生トルクをウォームギヤ２５、ウォームホイール２６を介して出力軸２２に伝達する。したがって、パワーステアリング装置１０は、電動モータ２４の発生トルクを、運転者がバーハンドル２に加える操舵力に対するアシスト力として用いることができるように構成されている。
【００３３】
図３は、パワーステアリング装置の出力軸へのステアリングアームの取付構造を示す概略拡大断面図である。
図３に示すように、ステアリングアーム５は、略円筒形状を呈する円筒部５１と、円筒部５１の外周面から径方向外方に延伸するアーム部５２とを有している。アーム部５２の先端側には、左右のタイロッド８（図１参照）をそれぞれ連結するための一対の孔５３が形成されている。
【００３４】
本実施形態では、ステアリングアーム５の円筒部５１は、第１の内面５５と、第１の内面５５よりも内径が小さい第２の内面５６と、第１の内面５５と第２の内面５６との段差部分に形成される環状の当接面５７とを備えている。一方、出力軸２２は、ステアリングアーム５の第１の内面５５に嵌合する外面２８と、ステアリングアーム５の当接面５７が当接する被当接面２９と、当接面５７を被当接面２９に向けて押圧してステアリングアーム５を出力軸２２に取り付けるナット部材（ねじ部材）３７が螺合する雄ねじ部（ねじ部）３５とを有している。雄ねじ部３５は、出力軸２２の被当接面２９から出力軸２２の先端側に延伸して形成されている。
【００３５】
出力軸２２の外面２８には、軸側セレーション２８Ａが形成されており、円筒部５１の第１の内面５５には、出力軸２２の外面２８に形成された軸側セレーション２８Ａと嵌合して接続される穴側セレーション５５Ａが形成されている。
【００３６】
ステアリングアーム５は、円筒部５１の当接面５７の外縁に位置する隅部分に逃げ溝５８が形成された鍛造品から構成されており、該鍛造品に、必要な切削加工を施すことによって製造される。
【００３７】
次に、出力軸２２へのステアリングアーム５の取付方法について説明する。
まず、ステアリングアーム５の円筒部５１に出力軸２２が挿入されて、ステアリングアーム５の第１の内面５５に出力軸２２の外面２８が嵌合させられる。そして、出力軸２２の雄ねじ部３５に座金３６を介装してナット部材３７がねじ込まれる。
【００３８】
これにより、ステアリングアーム５の当接面５７が出力軸２２の被当接面２９に向けて押圧されて軸方向に位置決めされた状態で、ステアリングアーム５が出力軸２２に固定されて取り付けられる。
【００３９】
図４は、比較例として示すパワーステアリング装置の出力軸へのステアリングアームの取付構造を示す概略拡大断面図である。
図４に示す比較例では、予めＯリング７がカラー６の内面に形成された溝に装着されており、カラー６が出力軸２２に挿入されて、出力軸２２の径方向外側にカラー６が配置される。そして、ステアリングアーム１０５の円筒部１５１に出力軸２２を挿入して、ステアリングアーム１０５をカラー６に隣接させた後、出力軸２２の雄ねじ部３５に座金３６を介装してナット部材３７をねじ込む。これにより、ステアリングアーム１０５は、ウォームホイール２６（図２参照）の芯金３９に当接することによって入力軸２１側への移動が規制されたカラー６の端面に押圧されて、出力軸２２に固定される。しかし、この比較例では、ステアリングアーム１０５を軸方向に位置決めするために、カラー６を用いる必要があり、部品の増加、およびコスト高を招く。
【００４０】
これに対し、本実施形態によれば、ステアリングアーム５の突き当て用の段差を形成するために、出力軸２２を太くして段付き軸に加工したり、図４の比較例に示すようにカラー（円筒部材）６を用いたりすることなく、ステアリングアーム５を軸方向に位置決めして出力軸２２に取り付けることができる。また、図４の比較例に示すようなパワーステアリング装置１０の内部の気密性・防水性を確保するためのＯリング（シール部材）７も不要となる。さらに、カラー６が不要となるため、カラー６の外周面上に設置され第３ハウジング１１３に支持される軸受１３２Ｂ、オイルシール１３４が出力軸２２の外周面上に直接設置されることになり、これらのサイズも縮小化される。
すなわち、簡易な構成で安価に、アーム部材を軸方向に位置決めして出力軸に取り付けることが可能な、パワーステアリング装置１０の出力軸２２へのステアリングアーム５の取付構造を提供することができる。
【００４１】
また、本実施形態では、ステアリングアーム５は、円筒部５１の当接面５７の外縁に位置する隅部分に逃げ溝５８が形成された鍛造品から構成されている。このような構成によれば、切削加工で形成することが困難な隅部分の逃げ溝５８を鍛造品の状態で形成できるため、後工程での鍛造品の切削加工の負担が軽減されるとともに、製造コストも低減される。
【００４２】
また、本実施形態では、ステアリングアーム５の第１の内面５５と出力軸２２の外面２８との嵌合は、セレーション嵌合とされている。このような構成によれば、より確実にトルク伝達可能に、ステアリングアーム５を出力軸２２に嵌合させることができる。ただし、ステアリングアーム５の第１の内面５５と出力軸２２の外面２８との嵌合は、セレーション嵌合に限定されるものではなく、例えば角形やインボリュート形の歯を用いたスプライン嵌合であってもよい。さらにはキー嵌合が用いられてもよい。
【００４３】
図５は、他の実施形態に係るパワーステアリング装置の出力軸へのステアリングアームの取付構造を示す概略拡大断面図である。以下、前記した図１から図３に示す実施形態と相違する点を説明する。
【００４４】
図５に示すように、この実施形態では、出力軸２２ａは、ステアリングアーム５の当接面５７を出力軸２２ａの被当接面２９に向けて押圧してステアリングアーム５を出力軸２２ａに取り付けるボルト部材（ねじ部材）３７ａが螺合する雌ねじ部（ねじ部）３５ａを有している点で、前記した実施形態と相違している。雌ねじ部３５ａは、出力軸２２ａの被当接面２９から出力軸２２ａの内部に延伸して形成されている。
【００４５】
この実施形態によれば、出力軸２２ａの雌ねじ部３５ａに座金３６を介装してボルト部材３７ａをねじ込むことにより、ステアリングアーム５の当接面５７が出力軸２２ａの被当接面２９に向けて押圧されて軸方向に位置決めされた状態で、ステアリングアーム５を出力軸２２ａに固定することができる。したがって、この実施形態によっても、前記した図１から図３に示す実施形態と同様の作用効果を奏することができる。また、出力軸２２ａの全長を短くすることができる。
【００４６】
以上、本発明について、実施形態に基づいて説明したが、本発明は、前記実施形態に記載した構成に限定されるものではなく、前記実施形態に記載した構成を適宜組み合わせ乃至選択することを含め、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。また、前記した実施形態の構成の一部について、追加、削除、置換をすることができる。
【００４７】
例えば、前記した実施形態では、出力軸２２，２２ａのねじ部（雄ねじ部３５、雌ねじ部３５ａ）にねじ部材（ナット部材３７、ボルト部材３７ａ）をねじ込む際に、座金３６が介装される場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明では、ねじ部材とステアリングアーム５の接触面を広く確保できるため、座金３６を省略することも可能である。また、座金３６は、平座金、ばね座金、あるいはこれらの組み合わせであってもよい。また、座金３６に代えて、あるいはこれに加えて、円筒部材が介装されてもよい。
【００４８】
また、前記した実施形態では、アクチュエータが電動モータである電動式のパワーステアリング装置について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、アクチュエータが油圧装置である油圧式のパワーステアリング装置にも適用可能である。
【符号の説明】
【００４９】
５      ステアリングアーム
９      車輪
１０    パワーステアリング装置
２１    入力軸
２２，２２ａ  出力軸
２４    電動モータ（アクチュエータ）
２８    外面
２８Ａ  軸側セレーション
２９    被当接面
３５    雄ねじ部（ねじ部）
３５ａ  雌ねじ部（ねじ部）
３７    ナット部材（ねじ部材）
３７ａ  ボルト部材（ねじ部材）
５１    円筒部
５５    第１の内面
５５Ａ  穴側セレーション
５６    第２の内面
５７    当接面
５８    逃げ溝
【図１】
2014184872.tif 000003
【図２】
2014184872.tif 000004
【図３】
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【図４】
2014184872.tif 000006
【図５】
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