(57)【要約】【課題】組み付け作業性を向上させるのに適したステアリングコラムのハウジング構造を提供する。【解決手段】トルクセンサ４を収容するセンサハウジング部２１と、ステアリングシャフト１に設けられてアシスト力を伝達するウォームホイール３、を収容するギアハウジング部２２と、軸方向ｘにおいてトルクセンサ４とウォームホイール３との間に位置し、且つステアリングシャフト１に設けられた軸受２４、に外嵌されたスペーサ部２３と、を備え、ステアリングシャフト１を回転可能に支持するステアリングコラム２のハウジング構造であって、ギアハウジング部２２の内周面とセンサハウジング部２１の外周面との間にステアリングシャフト１の径方向において互いに押圧力が作用することにより、センサハウジング部２１、ギアハウジング部２２およびスペーサ部２３は、ステアリングシャフト１の径方向視において互いに重なって一体的に組み付けられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トルクセンサを収容する筒状のセンサハウジング部と、ステアリングシャフトに設けられて当該ステアリングシャフトにアシスト力を伝達するウォームホイール、を収容する筒状のギアハウジング部と、上記ステアリングシャフトの軸方向において上記トルクセンサと上記ウォームホイールとの間に位置し、且つ上記ステアリングシャフトに設けられた軸受、に外嵌されたスペーサ部と、を備え、上記ステアリングシャフトを回転可能に支持するステアリングコラムのハウジング構造であって、
上記ギアハウジング部の内周面と上記センサハウジング部の外周面との間に上記ステアリングシャフトの径方向において互いに押圧力が作用することにより、上記センサハウジング部、上記ギアハウジング部、および上記スペーサ部は、上記ステアリングシャフトの径方向視において互いに重なって一体的に組み付けられている、ステアリングコラムのハウジング構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車のステアリングコラムのハウジング構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ステアリングホイールの操舵力を軽減するためのパワーステアリング装置として、モータを駆動源とした電動パワーステアリング装置が使用されている。電動パワーステアリング装置は、一般に、ステアリングシャフトの操舵トルクをトルクセンサによって検出し、当該検出トルクに基づいて駆動制御されるモータの回転をウォームギアおよびウォームホイールからなる減速機構により増力してステアリングシャフトに付与し、運転者のステアリング操作をアシストするものである。
【０００３】
一方、ステアリングシャフトは、車体に固定されたステアリングコラムによって回転可能に支持されている。ステアリングコラムは、例えば、トルクセンサを収容する筒状のセンサハウジング部と、ウォームホイールを収容する筒状のギアハウジング部とを備え、これらセンサハウジング部およびギアハウジング部が一体化された構成とされる（例えば、特許文献１を参照）。特許文献１において、同文献の図２、図３等に表れているように、ステアリングコラム（２８）は、トルクセンサ（２０）を収容するセンサハウジング（３４）と、ウォームホイール（２７）を収容する下ハウジング（３７：ギアハウジング部）と、上ハウジング（３６：スペーサ部）とを備える。上ハウジング（スペーサ部）は、ステアリングシャフト（３）に外嵌された軸受（４０）に対して外嵌され、且つセンサハウジングに内嵌される内筒（６７）と、下ハウジングに内嵌される外筒（６８）と、内筒および外筒をつなぐ環状の連結壁（６９）とを有する。センサハウジング、下ハウジング、および上ハウジングは、ステアリングシャフトの径方向視において互いに重なって一体的に組み付けられている。
【０００４】
ステアリングコラムの組み付け時には、例えば、まず、下ハウジングの内側に上ハウジングの外筒を圧入する。次いで、センサハウジングに対してトルクセンサを装着したうえで、センサハウジングの端部内側に上ハウジングの内筒を圧入する。センサハウジングにトルクセンサを装着する際、上ハウジングの端部開口を通じてセンサハウジングを傾斜姿勢でセンサハウジングの内側に進入させ、センサハウジングにおける径方向外方への膨出部分を、センサハウジングに形成された挿通孔（９２）から外側に出す。
【０００５】
上記従来技術の構成において、ステアリングの組み付けに際して、下ハウジングと上ハウジングとの圧入、および、センサハウジングと上ハウジングとの圧入の合計２回の圧入作業が必要となっており、組み付け作業性が悪かった。また、特許文献１の図２等に示されるように、トルクセンサの膨出部分はセンサハウジングの挿通孔を通じて外側に大きく突出するように取り付けられている。このように取り付けるためには、上記膨出部分とセンサハウジングの内面との接触を避けるために、トルクセンサの装着作業時に当該トルクセンサを大きく傾ける必要があるので、作業性が悪かった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−２４７７９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、組み付け作業性を向上させるのに適したステアリングコラムのハウジング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】
上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を採用した。
【０００９】
本発明によると、トルクセンサを収容する筒状のセンサハウジング部と、ステアリングシャフトに設けられて当該ステアリングシャフトにアシスト力を伝達するウォームホイール、を収容する筒状のギアハウジング部と、上記ステアリングシャフトの軸方向において上記トルクセンサと上記ウォームホイールとの間に位置し、且つ上記ステアリングシャフトに設けられた軸受、に外嵌されたスペーサ部と、を備え、上記ステアリングシャフトを回転可能に支持するステアリングコラムのハウジング構造であって、上記ギアハウジング部の内周面と上記センサハウジング部の外周面との間に上記ステアリングシャフトの径方向において互いに押圧力が作用することにより、上記センサハウジング部、上記ギアハウジング部、および上記スペーサ部は、上記ステアリングシャフトの径方向視において互いに重なって一体的に組み付けられている、ステアリングコラムのハウジング構造、が提供される。
【００１０】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係るステアリングコラムのハウジング構造を備えた電動パワーステアリング装置の一実施形態を概略的に示す要部断面図である。
【図２】図１に示す電動パワーステアリング装置の組み付け手順を説明するための図要部断面図である。
【図３】本発明に係るステアリングコラムのハウジング構造を備えた電動パワーステアリング装置の他の実施形態を概略的に示す要部断面図である。
【図４】本発明に係るステアリングコラムのハウジング構造を備えた電動パワーステアリング装置の他の実施形態を概略的に示す要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の好ましい実施形態につき、図面を参照しつつ具体的に説明する。
【００１３】
図１は、自動車に搭載された、本発明に係るステアリングコラムのハウジング構造を備えた電動パワーステアリング装置の一実施形態を概略的に示す要部断面図である。本実施形態の電動パワーステアリング装置Ａ１は、ステアリングシャフト１を回転可能に支持するステアリングコラム２を備えて構成されている。ステアリングコラム２は、車体の適所に固定されている。
【００１４】
ステアリングシャフト１は、ステアリングコラム２の内部に挿通しており、入力軸１１と、出力軸１２とを有する。ステアリングシャフト１（入力軸１１）の端部は、図示しないステアリングホイールに連結されている。ステアリングシャフト１の出力軸１２には、環状のウォームホイール３が外嵌装着されている。ウォームホイール３には、図示しないウォームギアが噛合しており、アシスト用モータ（図示略）の回転駆動力が上記ウォームギアおよびウォームホイール３によるウォーム減速機構を介してステアリングシャフト１（出力軸１２）に伝達されるように構成されている。
【００１５】
ステアリングコラム２は、ステアリングシャフト１の軸方向ｘに沿って延びており、ウォームホイール３の装着位置付近（一方端）からステアリングホイールの近傍（他方端）に至る範囲に設けられている。図１においては、ステアリングコラム２の一方端周辺を表している。ステアリングコラム２は、センサハウジング部２１と、ギアハウジング部２２と、スペーサ部２３とを備えている。
【００１６】
センサハウジング部２１は、筒状をなしており、トルクセンサ４を収容している。センサハウジング部２１は、当該センサハウジング部２１に対して図１における右側に位置する部分よりも大径とされた部分によって構成されている。センサハウジング部２１は、金属製であり、例えば鋼材によって構成される。
【００１７】
詳細な図示説明は省略するが、トルクセンサ４は、ステアリングシャフト１の操舵トルクを検出するものであり、ステアリングシャフト１側に設けられた磁気回路形成部の外周を囲んでいる。トルクセンサ４は、全体として円環状をなすとともに、径方向外方に張り出す膨出部４１を有する。膨出部４１は、センサハウジング部２１に形成された開口２１ａから径方向外方に臨んでいる。この膨出部４１を通じて、例えば配線（図示略）が引き出されている。
【００１８】
詳細は後述するが、トルクセンサ４は、組み付け時において、センサハウジング部２１の端部開口２１ｂを通じて当該センサハウジング部２１の内側に進入させられる。本実施形態において、トルクセンサ４は、保持部材５を介してセンサハウジング部２１の内側に保持されている。保持部材５は、膨出部４１に対応する部位に切欠き５１が形成されて軸方向ｘの垂直断面がＣ字状とされており、トルクセンサ４の外周面とセンサハウジング部２１の内周面との間の空間を埋めている。かかる構成によって、トルクセンサ４は、センサハウジング部２１に対して位置決めされている。
【００１９】
ギアハウジング部２２は、筒状をなしており、ウォームホイール３を収容している。ギアハウジング部２２は、ウォームホイール３の外周を囲む第１円筒状部２２１と、この第１円筒状部２２１につながり、当該第１円筒状部２２１よりも大径である第２円筒状部２２２と、を有する。第２円筒状部２２２は、センサハウジング部２１の端部２１１と連結される部分であり、当該端部２１１よりも大径である。なお、端部２１１の外周面には、軸方向ｘにおける端縁に向かうにつれてステアリングシャフト１の中心軸線Ｏｘに近づくように傾斜するガイド面２１１ａが設けられている。ギアハウジング部２２は、例えばアルミニウムまたはアルミニウム合金などの比較的に軟質な金属によって構成される。
【００２０】
スペーサ部２３は、ステアリングシャフト１の径方向視においてギアハウジング部２２およびセンサハウジング部２１と重なっている。スペーサ部２３は、軸受２４に外嵌されている。軸受２４は、ステアリングシャフト１の軸方向ｘにおいて、トルクセンサ４とウォームホイール３との間に位置する。詳細な図示は省略するが、軸受２４は、例えば内輪および外輪を有し、当該内輪はステアリングシャフト１（出力軸１２）に外嵌固定されている。
【００２１】
本実施形態において、スペーサ部２３は、内筒部２３１と、外筒部２３２と、これら内筒部２３１および外筒部２３２につながる円板状部２３３とを有し、例えばアルミニウムまたはアルミニウム合金などの比較的に軟質な金属によって構成される。外筒部２３２の内周面には、センサハウジング部２１の端部２１１が圧入されている。また、外筒部２３２の外周面は、ギアハウジング部２２における第２円筒状部２２２の内周面に圧接している。したがって、外筒部２３２（スペーサ部２３）は、センサハウジング部２１の端部２１１とギアハウジング部２２の第２円筒状部２２２との間に挟圧固定されている。そして、ギアハウジング部２２の内周面とセンサハウジング部２１の外周面とは、外筒部２３２（スペーサ部２３）を介して、ステアリングシャフト１の径方向において互いに押圧力が作用する状態となっている。このような構成により、センサハウジング部２１、ギアハウジング部２２、およびスペーサ部２３は、互いが一体的に組み付けられている。
【００２２】
次に、図１に示したセンサハウジング部２１、ギアハウジング部２２、スペーサ部２３、およびトルクセンサ４の組み付け手順の一例について説明する。
【００２３】
まず、図２に示すように、センサハウジング部２１、保持部材５、およびトルクセンサ４を組み付けた組立中間品Ｂ１（図中右側）と、ステアリングシャフト１、ウォームホイール３、ギアハウジング部２２、およびスペーサ部２３を組み付けた組立中間品Ｂ２（図中左側）とを準備する。
【００２４】
組立中間品Ｂ１の組み付けは、センサハウジング部２１の所定位置に保持部材５およびトルクセンサ４を装着することにより行う。具体的には、例えば、トルクセンサ４については、センサハウジング部２１の端部開口２１ｂを通じてセンサハウジング部２１の内側に進入させ、膨出部４１を、センサハウジング部２１の開口２１ａを通じて外側に臨ませる。保持部材５については、トルクセンサ４の外周面とセンサハウジング部２１の内周面との間に介装させる。なお、詳細な図示説明は省略するが、センサハウジング部２１、保持部材５やトルクセンサ４において、保持部材５およびトルクセンサ４を所定位置に装着するための位置決め機構（例えば凹凸、段部等）が適宜設けられる。
【００２５】
組立中間品Ｂ２の組み付けは、ステアリングシャフト１の外周に軸受２４、ウォームホイール３等を外嵌固定し、ギアハウジング部２２およびスペーサ部２３を、ウォームホイール３および軸受２４を囲むように所定位置にセットする。ここで、ギアハウジング部２２の第２円筒状部２２２の内径寸法はスペーサ部２３の外筒部２３２の外径寸法よりも僅かに大きい。また、外筒部２３２の内径寸法は、センサハウジング部２１の端部２１１の外径寸法より小さい。なお、詳細な図示説明は省略するが、ギアハウジング部２２やスペーサ部２３において、これらギアハウジング部２２やスペーサ部２３を所定位置に装着するための位置決め機構（例えば凹凸、段部等）が適宜設けられる。
【００２６】
次に、組立中間品Ｂ１および組立中間品Ｂ２を互いに組み付ける。組立中間品Ｂ１，Ｂ２の組み付けは、外筒部２３２の内周面に、センサハウジング部２１の端部２１１の外周面を圧入することにより行う。ここで、外筒部２３２（スペーサ部２３）およびセンサハウジング部２１のうち、相対的に軟質である外筒部２３２（スペーサ部２３）が少し拡径される。その結果、ギアハウジング部２２の第２円筒状部２２２の内周面と外筒部２３２の外周面との間の僅かな隙間がなくなり、外筒部２３２の外周面は、第２円筒状部２２２の内周面に圧接する。そして、第２円筒状部２２２（ギアハウジング部２２）の内周面とセンサハウジング部２１の外周面とは、外筒部２３２（スペーサ部２３）を介して、ステアリングシャフト１の径方向において互いに押圧力が作用する状態となる。このようにして、センサハウジング部２１、ギアハウジング部２２、およびスペーサ部２３は、互いが一体的に組み付けられる。
【００２７】
本実施形態において、ステアリングコラム２のハウジング（センサハウジング部２１、ギアハウジング部２２、およびスペーサ部２３）の組み付けは、１回の圧入操作により行うことができる。したがって、２回の圧入操作により組み付けを行う場合と比べて、組み付け作業性が向上するとともに、圧入時のズレ等に起因する相対位置精度の悪化を抑制することができる。
【００２８】
本実施形態のかかる効果は、センサハウジング部２１の寸法をより大径とし、当該センサハウジング部２１の径方向寸法をギアハウジング部２２（第２円筒状部２２２）の径方向寸法に近づけることにより実現可能である。センサハウジング部２１が大径となることによって、トルクセンサ４の選択の自由度が高まるとともにトルクセンサ４の組み付け作業性の向上を図ることができる。即ち、トルクセンサ４の装着時において、膨出部４１がセンサハウジング部２１の開口２１ａから外部に突き出る突出量が小さくなる。このため、トルクセンサ４をセンサハウジング部２１に組み付ける際、トルクセンサ４を大きく傾けることなく、膨出部４１とセンサハウジング部２１の内面との接触を回避することができる。このことは、トルクセンサ４の組み付け作業性の向上に寄与する。
【００２９】
図３および図４は、本発明に係るステアリングコラムのハウジング構造を備えた電動パワーステアリング装置の他の実施形態を示している。図３以降の図においては、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付しており、適宜説明を省略する。
【００３０】
図３に示した電動パワーステアリング装置Ａ２において、センサハウジング部２１の端部２１１は、ギアハウジング部２２の第２円筒状部２２２とスペーサ部２３の外筒部２３２との間に圧入されており、かかる点において上記実施形態と大きく異なる。
【００３１】
本実施形態において、センサハウジング部２１、ギアハウジング部２２、およびスペーサ部２３を相互に組み付ける前において、第２円筒状部２２２の内周面と外筒部２３２との隙間は、センサハウジング部２１の端部２１１の厚みよりも小さくされている。より具体的には、第２円筒状部２２２の内径寸法は、端部２１１の外径寸法よりも小さく、また、外筒部２３２の外径寸法は、端部２１１の内径寸法よりも大きい。
【００３２】
本実施形態において、センサハウジング部２１、ギアハウジング部２２、およびスペーサ部２３を組み付ける際には、第２円筒状部２２２（ギアハウジング部２２）と外筒部２３２（スペーサ部２３）との間にセンサハウジング部２１の端部２１１を圧入することにより行う。第２円筒状部２２２、外筒部２３２、および端部２１１が上記した寸法関係にあることにより、第２円筒状部２２２（ギアハウジング部２２）の内周面とセンサハウジング部２１の外周面とは、ステアリングシャフト１の径方向において互いに押圧力が作用する状態となる。また、外筒部２３２の外周面およびセンサハウジング部２１の内周面についても、ステアリングシャフト１の径方向において互いに押圧力が作用する状態となる。したがって、端部２１１（センサハウジング部２１）は、第２円筒状部２２２（ギアハウジング部２２）と外筒部２３２（スペーサ部２３）との間に挟圧固定される。このようにして、センサハウジング部２１、ギアハウジング部２２、およびスペーサ部２３は、互いが一体的に組み付けられる。
【００３３】
本実施形態の電動パワーステアリング装置Ａ２において、ステアリングコラム２のハウジング（センサハウジング部２１、ギアハウジング部２２、およびスペーサ部２３）の組み付けは、１回の圧入操作により行うことができる。したがって、２回の圧入操作により組み付けを行う場合と比べて、組み付け作業性が向上するとともに、圧入時のズレ等に起因する相対位置精度の悪化を抑制することができる。
【００３４】
本実施形態のかかる効果は、センサハウジング部２１の寸法をより大径とし、当該センサハウジング部２１の径方向寸法をギアハウジング部２２（第２円筒状部２２２）の径方向寸法に近づけることにより実現可能である。センサハウジング部２１が大径となることによって、トルクセンサ４の選択の自由度が高まるとともにトルクセンサ４の組み付け作業性の向上を図ることができる。即ち、トルクセンサ４の装着時において、膨出部４１がセンサハウジング部２１の開口２１ａから外部に突き出る突出量が小さくなる。このため、トルクセンサ４をセンサハウジング部２１に組み付ける際、トルクセンサ４を大きく傾けることなく、膨出部４１とセンサハウジング部２１の内面との接触を回避することができる。このことは、トルクセンサ４の組み付け作業性の向上に寄与する。
【００３５】
なお、本実施形態の変形例として、センサハウジング部２１の内周面とスペーサ部２３の外周面とを溶接等により予め一体にしておき、当該一体化された後の端部２１１の外周面を第２円筒状部２２２（ギアハウジング部２２）の内周面に圧入するように構成してもよい。この場合においても、ステアリングコラム２のハウジング（センサハウジング部２１、ギアハウジング部２２、およびスペーサ部２３）の組み付けは１回の圧入操作により行うことができ、電動パワーステアリング装置Ａ２に関して上述したのと同様の効果を奏することができる。
【００３６】
図４に示した電動パワーステアリング装置Ａ３において、センサハウジング部２１およびスペーサ部２３は同一材料によって一体形成されており、かかる点において上記実施形態と大きく異なる。センサハウジング部２１およびスペーサ部２３は、例えば鋼材によって構成される。
【００３７】
本実施形態において、スペーサ部２３は、センサハウジング部２１を構成する円筒状部材の一方端に折り曲げ加工を施すことによって形成される。スペーサ部２３は、センサハウジング部２１の端部２１１から折れ曲がって径方向内方に延びる円板状部２３３と、この円板状部２３３の径方向内方端から折れ曲がって軸方向ｘに沿って延びる内筒部２３１と、を備えて構成される。
【００３８】
本実施形態において、センサハウジング部２１（スペーサ部２３）、およびギアハウジング部２２を相互に組み付ける前において、第２円筒状部２２２の内径寸法は、センサハウジング部２１の端部２１１の外径寸法よりも小さい。また、内筒部２３１の内径寸法は、軸受２４の外径寸法よりも小さい。
【００３９】
本実施形態において、センサハウジング部２１（スペーサ部２３）、およびギアハウジング部２２を組み付ける際には、第２円筒状部２２２（ギアハウジング部２２）と軸受２４との間にセンサハウジング部２１の端部２１１およびスペーサ部２３の内筒部２３１を圧入することにより行う。第２円筒状部２２２、端部２１１、内筒部２３１、および軸受２４が上記した寸法関係にあることにより、第２円筒状部２２２（ギアハウジング部２２）の内周面とセンサハウジング部２１の外周面とは、ステアリングシャフト１の径方向において互いに押圧力が作用する状態となる。また、内筒部２３１の内周面および軸受２４の外周面についても、ステアリングシャフト１の径方向において互いに押圧力が作用する状態となる。したがって、端部２１１（センサハウジング部２１）および内筒部２３１（スペーサ部２３）は、第２円筒状部２２２（ギアハウジング部２２）と軸受２４との間に挟圧固定される。このようにして、センサハウジング部２１、ギアハウジング部２２、およびスペーサ部２３は、互いが一体的に組み付けられる。
【００４０】
本実施形態の電動パワーステアリング装置Ａ３において、ステアリングコラム２のハウジング（センサハウジング部２１、ギアハウジング部２２、およびスペーサ部２３）の組み付けは、１回の圧入操作により行うことができる。したがって、２回の圧入操作により組み付けを行う場合と比べて、組み付け作業性が向上するとともに、圧入時のズレ等に起因する相対位置精度の悪化を抑制することができる。
【００４１】
本実施形態のかかる効果は、センサハウジング部２１の寸法をより大径とし、当該センサハウジング部２１の径方向寸法をギアハウジング部２２（第２円筒状部２２２）の径方向寸法に近づけることにより実現可能である。センサハウジング部２１が大径となることによって、トルクセンサ４のサイズ選択の自由度が高まるとともにトルクセンサ４の組み付け作業性の向上を図ることができる。即ち、トルクセンサ４の装着時において、膨出部４１がセンサハウジング部２１の開口２１ａから外部に突き出る突出量が小さくなる。このため、トルクセンサ４をセンサハウジング部２１に組み付ける際、トルクセンサ４を大きく傾けることなく、膨出部４１とセンサハウジング部２１の内面との接触を回避することができる。このことは、トルクセンサ４の組み付け作業性の向上に寄与する。
【００４２】
さらに、本実施形態において、センサハウジング部２１およびスペーサ部２３は同一部材からなる。したがって、本実施形態の構成によれば、ステアリングコラム２のハウジングを構成する部品点数の削減にも寄与する。
【００４３】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明の技術的範囲は上記した実施形態に限定されるものではない。本発明の各部の具体的な構成は、種々に変更が可能である。
【符号の説明】
【００４４】
Ａ１，Ａ２，Ａ３    電動パワーステアリング装置
Ｂ１，Ｂ２    組立中間品
Ｏｘ        （ステアリングシャフトの）中心軸線
ｘ          （ステアリングシャフトの）軸方向
１          ステアリングシャフト
１１        入力軸
１２        出力軸
２          ステアリングコラム
２１        センサハウジング部
２１ａ      開口
２１ｂ      端部開口
２１１      端部
２１１ａ    ガイド面
２２        ギアハウジング部
２２１      第１円筒状部
２２２      第２円筒状部
２３        スペーサ部
２３１      内筒部
２３２      外筒部
２３３      円板状部
２４        軸受
３          ウォームホイール
４          トルクセンサ
４１        膨出部
５          保持部材
５１        切欠き
【図１】
2015189335.tif 000003
【図２】
2015189335.tif 000004
【図３】
2015189335.tif 000005
【図４】
2015189335.tif 000006