(57)【要約】【課題】  ステアリングの回転角度を検出するステアリングセンサにおいて、部品点数を削減することができるとともに、作業性を向上させることができ、それぞれを強固に固定することのできる検出軸とウォームギアの圧入固定構造を提供する。【解決手段】  検出軸１に、円柱部２と、ウォームギア１２の内周面１２ａに密に圧入する圧入部１１と、隣接する円柱部２より小径に形成された係合部９とを配設するとともに、ウォームギア１２の内周面１２ａに、この内周面１２ａの内径より小さな内径とされて凸状に形成され検出軸１の係合部９と係合する突起部１４を配設する。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングセンサにおける検出軸とウォームギアの圧入固定構造であって、
前記検出軸に、円柱部と、前記ウォームギアの内周面に密に圧入する圧入部と、隣接する前記円柱部より小径に形成された係合部とを配設するとともに、前記ウォームギアの内周面に、この内周面の内径より小さな内径とされて凸状に形成され前記検出軸の係合部と係合する突起部を配設したことを特徴とする検出軸とウォームギアの圧入固定構造。
【請求項２】
前記係合部の先端側に先細の円錐台形部が形成され、この円錐台形部の先端側に他の円柱部が形成されており、この他の円柱部の先端側に前記圧入部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の検出軸とウォームギアの圧入固定構造。
【請求項３】
ステアリングセンサにおける検出軸とウォームギアの圧入固定構造であって、
前記検出軸に、前記ウォームギアの内周面に圧入する円柱部と、隣接する前記円柱部より小径に形成された凹部と、この凹部の先端側に先細に形成され周縁部が前記ウォームギアの内周面に圧入する円錐台形部と、この円錐台形部の先端側に形成された他の円柱部と、この他の円柱部の先端側に形成され前記ウォームギアの内周面に密に圧入する圧入部とを配設したことを特徴とする検出軸とウォームギアの圧入固定構造。
【請求項４】
前記圧入部が、前記他の円柱部の外周面から張り出す四角形状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の検出軸とウォームギアの圧入固定構造。
【請求項５】
前記圧入部が、前記他の円柱部の外周面から突出する複数の突起が形成されたローレット目に形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の検出軸とウォームギアの圧入固定構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステアリングの回転角度を検出するステアリングセンサに係り、特に、ステアリングセンサの検出軸とウォームギアの圧入固定構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から自動車等の電動式パワーステアリング装置には、ステアリング軸の回転角度を検出するステアリングセンサが配設されている。
【０００３】
従来の電動式パワーステアリング装置の一例としては、ステアリングセンサの被検出体であるステアリング軸の上端にステアリングホイールが固定されている。
【０００４】
前記ステアリング軸の下部にはステアリング出力部が一体に形成されており、このステアリング出力部がベアリング軸受によって回転自在に支持されている。
【０００５】
また、前記ステアリング出力部には、パワーアシスト回転体であるウォームホイールが固定されている。
【０００６】
さらに、前記ステアリング出力部の近傍には電動式のパワーアシストモータが設けられており、このパワーアシストモータの出力軸にはウォームギアが固定されている。そして、前記ウォームギアは、前記ウォームホイールの外周に形成された歯部に噛合している。
【０００７】
また、前記ステアリング軸の一部にはトルク検出装置が設けられており、前記ステアリング軸を回転させる際の負荷トルクが前記トルク検出装置により検出されるようになっており、この検出出力が、マイクロコンピュータに与えられて演算処理が行われ、その演算結果に応じて前記パワーアシストモータの出力が制御されるようになっている。
【０００８】
そして、前記ウォームホイールの歯部が後述するステアリングセンサの入力歯車と噛合され、前記ウォームホイールの回転力がステアリングセンサに入力されて、前記ステアリング軸の回転角度を検出するようになっている。
【０００９】
前記ステアリングセンサは、箱型形状のケースに検出軸が回転自在に支持されており、この検出軸の一部が前記ケースから外部に突出され、その先端に入力歯車が固定されている。
【００１０】
前記ケースの内部には、前記検出軸の回転を減速させる減速機構が設けられており、この減速機構は、ウォームギアと、このウォームギアに噛合するピニオンギアとから構成されている。なお、前記ウォームギアは、前記検出軸に固定されている。また、前記ピニオンギアは、前記検出軸と直角に交叉して配置された軸に回転自在に支持されている。
【００１１】
前記ピニオンギアには検出回転部材が一体に形成されており、さらに、この検出回転部材にリング状のマグネットが固設されている。
【００１２】
また、前記ケースの内部には、前記検出回転部材と平面どうしが対向するように基板が固定されており、この基板には、検出部材が前記検出回転部材の回転中心部分と対向するように固定されている。
【００１３】
前記マグネットは、１８０度の範囲の２つの半リングマグネットが合わされたものであり、一方の半リングマグネットは、前記基板に対向する表面がＮ極に着磁されており、他方の半リングマグネットは、前記基板に対向する表面がＳ極に着磁されている。
【００１４】
前記検出部材には、４つの磁気検出素子が平面的に配列して取り付けられており、第１群の２つの磁気検出素子および第２群の２つの磁気検出素子がブリッジ回路を構成するように接続されている。
【００１５】
前記第１群の２つの磁気検出素子は、磁界の方向が右方向（Ｘ方向）のときに検知出力がプラス側の最大値となり、その逆向きの左方向への磁界が与えられたときにマイナス側の最小値となるように組み合わされている。また、前記第２群の２つの磁気検出素子は、磁界の方向が上方向（Ｙ方向）のときに検知出力がプラス側の最大値となり、その逆向きの下方向への磁界が与えられたときにマイナス側の最小値となるように組み合わされている。なお、前記各磁気検出素子には、磁気抵抗効果素子あるいは巨大磁気抵抗効果素子等の小型の磁気センサーが使用されている。
【００１６】
前記基板には制御部が搭載されており、この制御部に接続された配線ケーブルが、前記ケースの外部まで延出されている。
【００１７】
このような構成によれば、前記検出部材からは、前記マグネットが３６０度回転するときに１周期となる三角関数曲線に近似した波形出力と、この波形出力と位相が９０度ずれた同じく三角関数曲線に近似した波形出力とが得られ、この２つの波形出力が前記制御部に与えられることにより、前記マグネットの３６０度の回転角度を検出することができる。
【００１８】
したがって、前記マグネットの回転を検出することにより、ウォームホイール、入力歯車およびピニオンギアを介して回転されている前記ステアリング軸の回転角度を検出することができる（例えば、特許文献１参照）。
【００１９】
そして、前述したような電動式パワーステアリング装置において、ステアリングセンサの検出軸とウォームギアは、一般的に検出軸をウォームギアに挿入し、スピードナットを使用して固定されていた。
【００２０】
さらに、ウォームギアに圧入された検出軸がスリップして位置ずれが生じることを防止するために、検出軸にＤカットを施すとともに、ウォームギアにこのＤカットに応じた開口を形成していた。
【００２１】
【特許文献１】特開２００３−３２９４３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
しかしながら、前述したようなステアリングセンサにおける検出軸とウォームギアの固定方法は、部品点数が増加してしまうとともに、Ｄカットが施された検出軸とウォームギアの位置合わせが困難であり作業性が悪かった。
【００２３】
そこで、本発明は、ステアリングの回転角度を検出するステアリングセンサにおいて、部品点数を削減することができるとともに、作業性を向上させることができ、それぞれを強固に固定することのできる検出軸とウォームギアの圧入固定構造を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
前述した目的を達成するため本発明に係る検出軸とウォームギアの圧入固定構造の特徴は、検出軸に、円柱部と、ウォームギアの内周面に密に圧入する圧入部と、隣接する前記円柱部より小径に形成された係合部とを配設するとともに、前記ウォームギアの内周面に、この内周面の内径より小さな内径とされて凸状に形成され前記検出軸の係合部と係合する突起部を配設した点にある。
【００２５】
また、前記係合部の先端側に先細の円錐台形部が形成され、この円錐台形部の先端側に他の円柱部が形成されており、この他の円柱部の先端側に前記圧入部が形成されている点にある。
【００２６】
また、本発明に係る検出軸とウォームギアの圧入固定構造の他の特徴は、検出軸に、ウォームギアの内周面に圧入する円柱部と、隣接する前記円柱部より小径に形成された凹部と、この凹部の先端側に先細に形成され周縁部が前記ウォームギアの内周面に圧入する円錐台形部と、この円錐台形部の先端側に形成された他の円柱部と、この他の円柱部の先端側に形成され前記ウォームギアの内周面に密に圧入する圧入部とを配設した点にある。
【００２７】
さらに、前記圧入部が、前記検出軸の周面から張り出す四角形状、あるいは、前記検出軸の周面から突出する複数の突起が形成されたローレット目に形成されている点にある。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の検出軸とウォームギアの圧入固定構造によれば、検出軸がウォームギアに密に圧入され、検出軸とウォームギアが強固に固定されて検出軸とウォームギアの位置ズレを防止することができるとともに、円錐台形部の周縁部がウォームギアに引っ掛かり、検出軸がウォームギアから抜けてしまうことを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、図面を用いて本発明の検出軸とウォームギアの圧入固定構造の実施形態について説明する。
【００３０】
図１は本発明に係る検出軸の第１実施形態を示す断面図、図２は本発明に係るウォームギアの第１実施形態を示す断面図、図３は図１の検出軸と図２のウォームギアの圧入固定構造を示す要部断面図である。
【００３１】
本第１実施形態の検出軸１は黄銅等から形成されており、図１に示すように、検出軸１の基端側から先端側にかけてそれぞれ直径の異なる円柱部２，３，４，５が一体に連結されたほぼ円柱形状に形成されている。なお、前記円柱部３は前記円柱部２よりも直径が小さく、前記円柱部４は前記円柱部３よりも直径が小さく、前記円柱部５は前記円柱部４よりも直径が小さく形成されている。
【００３２】
前記円柱部２の長手方向における基端部には、ステアリング（図示せず）の回転を前記検出軸１に入力するための入力ギア（図示せず）が係合される入力ギア係合部６と、この入力ギア係合部６に係合された前記入力ギアを係止するための外方に突出したフランジ７が一体に形成されている。
【００３３】
また、前記円柱部２の軸方向におけるほぼ中央部には、ステアリングセンサの軸受（共に図示せず）の上面に当接して前記検出軸１の位置を規定する円周方向外方に突出したフランジ８が一体に形成されている。
【００３４】
さらに、前記円柱部２の先端側には、この円柱部２の直径よりも小さい直径を有し後述するウォームギア１２の突起部１４に係合する係合部９が形成されるとともに、前記円柱部２から前記円柱部３方向に徐々に直径が小さくなるように形成された円錐台形部１０が形成されている。
【００３５】
前記円柱部３の先端部には、前記円柱部３の外周面から張り出して形成された圧入部１１が形成されている。なお、本第１実施形態において前記圧入部１１は断面四角形状に形成されている。また、前記圧入部１１の前記検出軸１の軸心からの最大寸法は、前記円柱部２の半径よりも小さく形成されている。
【００３６】
つぎに、本第１実施形態のウォームギア１２はポリアセチレン等の樹脂材料から形成されており、図２に示すように、図示上方に示す大径の開口１２ｂから図示下方に示す小径の開口１２ｃへ連通した挿通孔１２ａが形成されたほぼ円筒形状に形成されている。
【００３７】
前記ウォームギア１２の外周面には、ほぼ軸方向の全域にステアリングセンサのウォームホイール（図示せず）と噛合するギア部１３が形成されている。なお、前記開口１２ｂおよび前記挿通孔１２ａの長手方向におけるほぼ全域における内径は、前記検出軸１の円柱部２の直径よりも若干小さく形成されるとともに、前記開口１２ｃの内径は、前記検出軸１の円柱部４よりも若干小さく形成されており、前記開口１２ｃの周面に前記検出軸１の円柱部４の端部が密に圧入するようになっている。
【００３８】
また、前記挿通孔１２ａの内周面には、内径を前記開口１２ｂより小径に形成され前記検出軸１の係合部９と係合する凸状に形成された突起部１４と、前記検出軸１の圧入部１１よりも内径が若干小さく、前記圧入部１１の端部が密に圧入する圧入部１５とが形成されている。
【００３９】
なお、前記検出軸１は、前記ウォームギア１２に対して前記開口１２ｂから挿入され圧入固定されるようになっている。
【００４０】
つぎに、以上説明した構成からなる本第１実施形態の検出軸１とウォームギア１２による圧入固定構造の作用について説明する。
【００４１】
まず、前記検出軸１を前記ウォームギア１２の開口１２ｂから、図３に示すように挿入する。このとき、前記検出軸１の円柱部５は前記ウォームギア１２の開口１２ｃから外部に突出され、ステアリングセンサ（図示せず）の軸受（図示せず）に回転自在に支持される。
【００４２】
そして、前記検出軸１の円柱部４の端部が前記ウォームギア１２の開口１２ｃ内に圧入されるとともに、前記検出軸１の圧入部１１の端部が前記ウォームギア１２の圧入部１５に圧入されて固定される。このとき、前記圧入部１１が四角形状に形成されているため、円形の圧入部１５に圧入することにより、前記検出軸１と前記ウォームギア１２とが相対回動して位置ずれが生じることを防止することができる。
【００４３】
さらに、前記検出軸１の係合部９と前記ウォームギア１２の突起部１４とが係合することにより前記検出軸１が前記ウォームギア１２から抜けることを防止することができる。また、前記検出軸１の円柱部２の端部が前記ウォームギア１２の挿通孔１２ａの内周面に圧入され、前記検出軸１と前記ウォームギア１２を強固に固定することができる。なお、前記検出軸１を前記ウォームギア１２に挿入した際、前記検出軸１に形成された円錐台形部１０が、前記ウォームギア１２の挿通孔１２ａの周面に形成された突起部１４を拡開するように作用するため、前記突起部１４が損傷してしまうことを防止することができる。
【００４４】
つぎに、本発明に係る検出軸とウォームギアの圧入固定構造の第２実施形態について説明する。
【００４５】
図４は本発明に係る検出軸の第２実施形態を示す断面図、図５は本発明に係るウォームギアの第２実施形態を示す断面図、図６は図４の検出軸と図５のウォームギアの圧入固定構造を示す要部断面図である。
【００４６】
本第２実施形態の検出軸２１は本第１実施形態と同様に黄銅等から形成されており、図４に示すように、検出軸２１の基端側から先端側にかけてそれぞれ直径の異なる円柱部２２，２３，２４，２５が一体に連結されたほぼ円柱形状に形成されている。なお、前記円柱部２３は前記円柱部２２よりも直径が小さく、前記円柱部２４は前記円柱部２３よりも直径が小さく、前記円柱部２５は前記円柱部２４よりも直径が小さく形成されている。さらに、前記円柱部２２の直径は、後述するウォームギア３２の挿通孔３２ａの内径よりも若干大きく形成されている。
【００４７】
前記円柱部２２の長手方向における基端部には、ステアリング（図示せず）の回転を前記検出軸２１に入力するための入力ギア（図示せず）が係合される入力ギア係合部２６と、この入力ギア係合部２６に係合された前記入力ギアを係止するための外方に突出したフランジ２７が一体に形成されている。
【００４８】
また、前記円柱部２２の軸方向におけるほぼ中央部には、ステアリングセンサの軸受（共に図示せず）の上面に当接して前記検出軸２１の位置を規定する円周方向外方に突出したフランジ２８が一体に形成されている。
【００４９】
さらに、前記円柱部２２の先端側には、この円柱部２２の直径よりも小さい直径の凹部２９が形成されるとともに、前記円柱部２２から前記円柱部２３方向に徐々に直径が小さくなるように形成された円錐台形部３０が形成されている。なお、前記円錐台形部３０の周縁部は、ウォームギア３２の挿通孔３２ａの内径よりも若干大きく形成されている。
【００５０】
前記円柱部２３の先端部には、前記円柱部２３の外周面から張り出して形成された圧入部３１が形成されている。なお、本第２実施形態において前記圧入部３１は本第１実施形態と同様に断面四角形状に形成されている。また、前記圧入部３１の前記検出軸２１の軸心からの最大寸法は、前記円柱部２２の半径よりも小さく形成されている。
【００５１】
つぎに、本第２実施形態のウォームギア３２は本第１実施形態と同様にポリアセチレン等の樹脂材料から形成されており、図５に示すように、図示上方に示す大径の開口３２ｂから図示下方に示す小径の開口３２ｃへ連通した挿通孔３２ａが形成されたほぼ円筒形状に形成されている。
【００５２】
前記ウォームギア３２の外周面には、ほぼ軸方向の全域にステアリングセンサのウォームホイール（図示せず）と噛合するギア部３３が形成されている。なお、前記開口３２ｂおよび前記挿通孔３２ａの長手方向におけるほぼ全域における内径は、前記検出軸２１の円柱部２２の直径よりも若干小さく形成されるとともに、前記開口３２ｃの内径は、前記検出軸２１の円柱部２４よりも若干小さく形成されており、前記開口３２ｃの周面に前記検出軸２１の円柱部２４の端部が密に圧入するようになっている。
【００５３】
また、前記挿通孔３２ａの内周面には、前記検出軸２１の圧入部３１よりも内径が若干小さく、前記圧入部３１の端部が密に圧入する圧入部３５が形成されている。
【００５４】
なお、前記検出軸２１は、前記ウォームギア３２に対して前記開口３２ｂから挿入され圧入固定されるようになっている。
【００５５】
つぎに、以上説明した構成からなる本第２実施形態の検出軸２１とウォームギア３２による圧入固定構造の作用について説明する。
【００５６】
まず、前記検出軸２１を前記ウォームギア３２の開口３２ｂから、図６に示すように挿入する。このとき、本第１実施形態と同様に前記検出軸２１の円柱部２５は前記ウォームギア３２の開口３２ｃから外部に突出され、ステアリングセンサ（図示せず）の軸受（図示せず）に回転自在に支持される。
【００５７】
そして、前記検出軸２１の円柱部２４の端部が前記ウォームギア３２の開口３２ｃ内に圧入されるとともに、前記検出軸２１の圧入部３１の端部が前記ウォームギア３２の圧入部３５に圧入されて固定される。このとき、前記圧入部３１が四角形状に形成されているため、円形の圧入部３５に圧入することにより、前記検出軸２１と前記ウォームギア３２とが相対回動して位置ずれが生じることを防止することができる。
【００５８】
さらに、前記検出軸２１の円柱部２２の下端部と円錐台形部３０の周縁部とが、前記ウォームギア３２の挿通孔３２ａの内周面に圧入され、前記検出軸２１と前記ウォームギア３２を強固に固定されるとともに、前記ウォームギア３２の挿通孔３２ａの内周面に圧入された前記円錐台形部３０の周縁部が、前記ウォームギア３２から前記検出軸２１が抜けてしまうことを防止するように作用する。
【００５９】
以上説明したように、本実施形態の検出軸とウォームギアの圧入固定構造によれば、抜け止めとしてのスピードナットといった部品を使用する必要がなくなりコストを削減することができるとともに、位置ずれ防止のために検出軸にＤカットを施す必要がないので、検出軸をウォームギアに挿通させる工程を容易に行なうことができ、作業性を向上させることができる。
【００６０】
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。例えば、本実施形態において、検出軸の圧入部は四角形状に形成していたが、円柱部の周面から突出するローレット目を形成することにより、検出軸とウォームギアの位置ずれを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明に係る検出軸の第１実施形態を示す断面図
【図２】本発明に係るウォームギアの第１実施形態を示す断面図
【図３】図１の検出軸と図２のウォームギアの圧入固定構造を示す要部断面図
【図４】本発明に係る検出軸の第２実施形態を示す断面図
【図５】本発明に係るウォームギアの第２実施形態を示す断面図
【図６】図４の検出軸と図５のウォームギアの圧入固定構造を示す要部断面図
【符号の説明】
【００６２】
１  検出軸
２，３，４，５  円柱部
６  入力ギア係合部
７  フランジ
８  フランジ
９  係合部
１０  円錐台形部
１１  圧入部
１２  ウォームギア
１３  ギア部
１４  突起部
１５  圧入部
２１  検出軸
２２，２３，２４，２５  円柱部
２６  入力ギア係合部
２７  フランジ
２８  フランジ
２９  凹部
３０  円錐台形部
３１  圧入部
３２  ウォームギア
３３  ギア部
３５  圧入部
【図１】
2005337971.tif 000003
【図２】
2005337971.tif 000004
【図３】
2005337971.tif 000005
【図４】
2005337971.tif 000006
【図５】
2005337971.tif 000007
【図６】
2005337971.tif 000008