(57)【要約】      （修正有）【課題】出力軸を軸支する軸受を軸受孔に精度良く圧入して、軸受の異音の発生を防止し、運転者に不快感を与えないようにした電動式パワーステアリング装置を提供する。【解決手段】カバー２２の治具当接面２２２は、環状に機械加工が施されていて、軸受孔２２１に対する直角度が０．０５以下の精度に加工されている。従って、治具当接面２２２に圧入負荷支持治具７１を当接し、軸受圧入治具７２で軸受を軸受孔２２１に圧入すれば、軸受孔２２１に精度良く軸受を圧入することができる。従って、出力軸の回転によるＸ軸方向の荷重が出力軸に負荷されない。そのため、出力軸が軸受の内輪に対してスティックスリップを起こさないため、異音の発生を防止して、運転者に不快感を与えない。【選択図】図４
2012040979.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ギヤハウジング、
上記ギヤハウジングに挿通されステアリングホイールの回転が伝達される入力軸、
上記入力軸に連結され入力軸の回転を車輪側に伝達する出力軸、
上記入力軸に作用するトルクを検出するトルクセンサーの検出値に応じて所定の操舵補助力を上記出力軸に付与する電動モータ、
上記ギヤハウジングに形成された軸受孔に圧入されて、上記出力軸を回転可能に軸支する軸受を備えた電動式パワーステアリング装置において、
上記ギヤハウジングの軸受孔に軸受を圧入する時に、圧入時の負荷を支持する圧入負荷支持治具が当接するギヤハウジングの治具当接面に機械加工したこと
を特徴とする電動式パワーステアリング装置。
【請求項２】
請求項１に記載された電動式パワーステアリング装置において、
上記治具当接面は、
上記軸受孔に対する直角度が０．０５以下の精度に加工されていること
を特徴とする電動式パワーステアリング装置。
【請求項３】
請求項２に記載された電動式パワーステアリング装置において、
上記治具当接面は、
上記ギヤハウジングに着脱可能に取り付けられたカバーの治具当接面に機械加工されていること
を特徴とする電動式パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はステアリング装置、特に、電動モータを駆動して所要の操舵補助力をステアリングギヤに付与する電動式パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動式パワーステアリング装置は、特許文献１に示すように、電動モータを駆動してウォームに噛み合うウォームホイールを所要の操舵補助力で回転させ、ウォームホイールを有する出力軸を回転させて、ステアリングギヤに連結されたタイロッドを移動させて、舵輪の向きを変更している。
【０００３】
図５、図６に、このような従来の電動式パワーステアリング装置を示す。図５は、従来の電動式パワーステアリング装置の要部の縦断面図、図６は図５のＰ矢視図である。図５及び図６に示すように、電動式パワーステアリング装置のアシスト装置２０のギヤハウジング２１には、インナーシャフト（入力軸）１２Ｂと出力軸２３が同一中心軸線上に配置され、出力軸２３が軸受（深みぞ形ラジアル玉軸受）４１によって、カバー２２に回転可能に軸支されている。
【０００４】
カバー２２はギヤハウジング２１の左側端面にボルト２２３によって取り付けられ、ギヤハウジング２１の左側開放端を覆っている。インナーシャフト１２Ｂと出力軸２３は、トーションバー２４によって連結されている。出力軸２３の回転は、自在継手１５、中間シャフト１６を介して図示しないステアリングギヤに伝達され、ステアリングギヤに連結されたタイロッドを介して舵輪の向きを変更する。
【０００５】
出力軸２３の中間部には円盤状の芯金５２が圧入され、芯金５２の外周には、ウォーム５３と噛み合うウォームホイール５１が圧入されている。ウォーム５３は、電動モータ２５（図６参照）によって駆動される。芯金５２の右端面５２１は出力軸２３の段部２３１に当接して、出力軸２３に対して芯金５２が右側（車体後方側）に移動しないように規制している。出力軸２３は、芯金５２の左端面５２２に当接する軸受４１により、ギヤハウジング２１のカバー２２に回転可能に軸支されている。
【０００６】
出力軸２３にねじ込まれたナット２６は、軸受４１の内輪を、芯金５２の左端面５２２との間で挟み込んでいる。また、軸受４１の外輪は、カバー２２に形成された軸受孔２２１にしまりばめで圧入され、この軸受孔２２１のリング溝に挿入された止め輪２７によって、カバー２２に固定されている。
【０００７】
出力軸２３は、段部２３１の右側の外周が、軸受（深みぞ形ラジアル玉軸受）４２によって、ギヤハウジング２１に回転可能に軸支されている。軸受４２の外輪は、ギヤハウジング２１に形成された軸受孔２１１に圧入され、軸受４２の内輪は、その左端面が芯金５２の右端面５２１に当接している。
【０００８】
インナーシャフト１２Ｂにその右端（車体後方側端部）が圧入されたトーションバー２４は、その左端（車体前方側端部）が、図示しないピンによって出力軸２３の左端に連結されている。また、トーションバー２４の中間部が、出力軸２３の右端にブッシュ２９によって外周を軸支されている。
【０００９】
トーションバー２４に作用するトルクを検出するトルクセンサー６１は、センサーシャフト部６２、検出コイル６３及び６４、円筒部材６５から構成されている。センサーシャフト部６２は、出力軸２３の右端（車体後方側端部）に一体的に形成され、ギヤハウジング２１の内側に圧入されたヨーク６６に、検出コイル６３及び６４が配置されている。円筒部材６５は、センサーシャフト部６２の外周と、検出コイル６３及び６４の内周との間の隙間に配置されている。
【００１０】
円筒部材６５はインナーシャフト１２Ｂの左端（車体前方側端部）に固定され、センサーシャフト部６２には、軸方向に延びた複数の凸条が円周方向に等間隔に形成されている。円筒部材６５には、検出コイル６３及び６４に対向する位置に、円周方向に等間隔に複数の長方形の窓が形成されている。
【００１１】
図示しないステアリングホイールを操作してインナーシャフト１２Ｂが回転すると、その回転力がトーションバー２４を介して出力軸２３に伝達される。この時、舵輪側の抵抗によって、インナーシャフト１２Ｂと出力軸２３を連結するトーションバー２４に捩れが生じ、センサーシャフト部６２の表面の凸条と円筒部材６５の窓との間に相対回転が生じる。
【００１２】
この相対回転で、センサーシャフト部６２に発生する磁束が増減し、この磁束の増減を検出コイル６３及び６４がインダクタンスの変化として検出する。この検出結果から、トーションバー２４に作用するトルクを検出し、電動モータ２５を駆動してウォーム５３を所要の操舵補助力で回転させる。ウォーム５３の回転は、ウォームホイール５１、出力軸２３、自在継手１５、中間シャフト１６を介してステアリングギヤに伝達され、ステアリングギヤに連結されたタイロッドを介して舵輪の向きを変更する。
【００１３】
このように構成された従来の電動式パワーステアリング装置を駆動すると、出力軸２３には下記のような荷重が負荷される。すなわち、自在継手１５に作用するモーメント荷重Ｍ、中間シャフト１６が伸縮する時に作用するスライド荷重Ｆ２、ウォーム５３の回転がウォームホイール５１に伝達される時に作用する噛み合い反力Ｆ１である。これら３つの荷重には、全て図５のＸ軸方向の荷重が含まれているため、出力軸２３にはＸ軸方向の荷重が負荷される。
【００１４】
カバー２２の軸受孔２２１に軸受４１を圧入する時に、圧入時の負荷を支持する圧入負荷支持治具（図示せず）を、カバー２２の治具当接面（図５の左端面）２２２に当接させる。従来の電動式パワーステアリング装置では、この治具当接面２２２が鋳抜きの状態であるため、軸受孔２２１に対する治具当接面２２２の直角度を高精度に形成することが困難である。従って、鋳抜きの状態の治具当接面２２２に圧入負荷支持治具を当接させて、軸受孔２２１に軸受４１を圧入すると、軸受孔２２１に対して軸受４１が傾いて圧入されてしまう。
【００１５】
その結果、出力軸２３の回転時の振れが大きくなるため、出力軸２３の回転によりＸ軸方向の荷重が出力軸２３に負荷され、上記したＸ軸方向の荷重に加算される。出力軸２３は軸受４１の内輪に対してすきまばめであり、わずかな隙間が形成されているため、出力軸２３が軸受４１の内輪に対してスティックスリップを起こし、異音が生じて、運転者に不快感を与える恐れがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２０００−１９３５４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明は、出力軸を軸支する軸受を軸受孔に精度良く圧入して、軸受の異音の発生を防止し、運転者に不快感を与えないようにした電動式パワーステアリング装置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】
【００１８】
第１番目の発明は、ギヤハウジング、上記ギヤハウジングに挿通されステアリングホイールの回転が伝達される入力軸、上記入力軸に連結され入力軸の回転を車輪側に伝達する出力軸、上記入力軸に作用するトルクを検出するトルクセンサーの検出値に応じて所定の操舵補助力を上記出力軸に付与する電動モータ、上記ギヤハウジングに形成された軸受孔に圧入されて、上記出力軸を回転可能に軸支する軸受を備えた電動式パワーステアリング装置において、上記ギヤハウジングの軸受孔に軸受を圧入する時に、圧入時の負荷を支持する圧入負荷支持治具が当接する治具当接面をギヤハウジングに機械加工したことを特徴とする電動式パワーステアリング装置である。
【００１９】
第２番目の発明は、第１番目の発明の電動式パワーステアリング装置において、上記治具当接面は、上記軸受孔に対する直角度が０．０５以下の精度に加工されていることを特徴とする電動式パワーステアリング装置である。
【００２０】
第３番目の発明は、第２番目の発明の電動式パワーステアリング装置において、上記治具当接面は、上記ギヤハウジングに着脱可能に取り付けられたカバーに機械加工されていることを特徴とする電動式パワーステアリング装置である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の電動式パワーステアリング装置では、ギヤハウジングの軸受孔に軸受を圧入する時に、圧入時の負荷を支持する圧入負荷支持治具が当接する治具当接面をギヤハウジングに機械加工している。従って、出力軸を軸支する軸受が軸受孔に精度良く圧入されるため、出力軸の回転時の振れが小さく抑えられて、出力軸の回転によるＸ軸方向の荷重が抑制される。そのため、出力軸が軸受の内輪に対してスティックスリップを起こさないため、異音の発生を防止して、運転者に不快感を与えない。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施例の電動式パワーステアリング装置の全体を示し、一部を切断した全体正面図である。
【図２】図１の要部の縦断面図である。
【図３】図２のＱ矢視図である。
【図４】本発明の実施例のカバー単体を示し、（ａ）はカバーの正面図、（ｂ）は（ａ）の縦断面図である。
【図５】従来の電動式パワーステアリング装置の要部の縦断面図である。
【図６】図５のＰ矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１は本発明の実施例の電動式パワーステアリング装置の全体を示し、一部を切断した全体正面図である。図２は図１の要部の縦断面図、図３は図２のＱ矢視図である。
【００２４】
図１から図３に示すように、本発明の電動式パワーステアリング装置は、車体後方側（図１、図２の右側）にステアリングホイール１１を装着可能なステアリングシャフト１２と、このステアリングシャフト１２を挿通したステアリングコラム１３と、このステアリングシャフト１２に補助トルクを付与する為のアシスト装置２０と、このステアリングシャフト１２の車体前方側（図１、図２の左側）に、図示しないラック／ピニオン機構を介して連結されたステアリングギヤ３０とを備える。
【００２５】
ステアリングシャフト１２は、アウターシャフト１２Ａとインナーシャフト（入力軸）１２Ｂとを、スプライン係合により、回転力を伝達自在に、かつ軸方向に関して相対変位可能に組み合わせている。従って、上記アウターシャフト１２Ａとインナーシャフト１２Ｂとは、衝突時に、このスプライン係合部が相対摺動して、全長を縮めることができる。
【００２６】
また、上記ステアリングシャフト１２を挿通した筒状のステアリングコラム１３は、アウターコラム１３Ａとインナーコラム１３Ｂとをテレスコピック移動可能に組み合わせており、衝突時に軸方向の衝撃が加わった場合に、この衝撃によるエネルギを吸収しつつ全長が縮まる、所謂コラプシブル構造としている。
【００２７】
そして、上記インナーコラム１３Ｂの車体前方側端部を、アシスト装置２０のギヤハウジング２１の車体後方側端部に圧入嵌合して固定している。また、上記インナーシャフト（入力軸）１２Ｂの車体前方側端部を、このギヤハウジング２１の内側に通し、アシスト装置２０の出力軸（雌シャフト）２３の車体後方側端部に結合している。
【００２８】
ステアリングコラム１３は、その中間部を支持ブラケット１４により、ダッシュボードの下面等、車体１８の一部に支承している。また、この支持ブラケット１４と車体１８との間に、図示しない係止部を設けて、この支持ブラケット１４に車体前方側に向かう方向の衝撃が加わった場合に、この支持ブラケット１４が上記係止部から外れ、車体前方側に移動するようにしている。
【００２９】
また、上記ギヤハウジング２１の上端部も、上記車体１８の一部に枢動可能に支承している。また、本実施例の場合には、チルト機構及びテレスコピック機構を設けることにより、上記ステアリングホイール１１の高さ位置、及び、車体前後方向位置の調節を自在としている。このようなチルト機構及びテレスコピック機構は、従来から周知であり、本発明の特徴部分でもない為、詳しい説明は省略する。
【００３０】
上記ギヤハウジング２１の車体前方側端面から突出した出力軸２３は、自在継手１５を介して、中間シャフト１６の後端部に連結している。また、この中間シャフト１６の前端部に、別の自在継手１７を介して、ステアリングギヤ３０の入力軸３１を連結している。図示しないピニオンが、この入力軸３１の車体前方側端部に形成されている。また、図示しないラックが、このピニオンに噛み合っており、ステアリングホイール１１の回転が、タイロッド３２を移動させて、図示しない車輪を操舵する。
【００３１】
図２及び図３に示すように、アシスト装置２０のギヤハウジング２１には、インナーシャフト（入力軸）１２Ｂと出力軸２３が同一中心軸線上に配置され、出力軸２３が軸受（深みぞ形ラジアル玉軸受）４１によって、カバー２２に回転可能に軸支されている。カバー２２はギヤハウジング２１の左側端面にボルト２２３によって取り付けられ、ギヤハウジング２１の左側開放端を覆っている。インナーシャフト１２Ｂと出力軸２３は、トーションバー２４によって連結されている。
【００３２】
出力軸２３の中間部には円盤状の芯金５２が圧入され、芯金５２の外周には、ウォーム５３と噛み合うウォームホイール５１が圧入されている。図１に示すように、電動モータ２５のケース２５１がギヤハウジング２１に固定され、この電動モータ２５の出力軸にウォーム５３が連結されている。
【００３３】
芯金５２の右端面５２１は出力軸２３の段部２３１に当接して、出力軸２３に対して芯金５２が右側（車体後方側）に移動しないように規制している。出力軸２３は、芯金５２の左端面５２２に当接する軸受（深みぞ形ラジアル玉軸受）４１により、ギヤハウジング２１のカバー２２に回転可能に軸支されている。
【００３４】
出力軸２３にねじ込まれたナット２６は、軸受４１の内輪を、芯金５２の左端面５２２との間で挟み込んでいる。また、軸受４１の外輪は、カバー２２に形成された軸受孔２２１にしまりばめで圧入され、この軸受孔２２１のリング溝に挿入された止め輪２７によって、カバー２２に固定されている。
【００３５】
図２及び図４に示すように、カバー２２の治具当接面２２２は、環状に機械加工が施されていて、軸受孔２２１に対する直角度が０．０５以下の精度に加工されている。従って、治具当接面２２２に圧入負荷支持治具７１を当接し、軸受圧入治具７２で軸受４２を軸受孔２２１に圧入すれば、軸受孔２２１に精度良く軸受４２を圧入することができる。
【００３６】
出力軸２３は、段部２３１の右側の外周が、軸受（深みぞ形ラジアル玉軸受）４２によって、ギヤハウジング２１に回転可能に軸支されている。軸受４２の外輪は、ギヤハウジング２１に形成された軸受孔２１１に圧入され、軸受４２の内輪は、その左端面が芯金５２の右端面５２１に当接している。
【００３７】
インナーシャフト１２Ｂにその右端（車体後方側端部）が圧入されたトーションバー２４は、その左端（車体前方側端部）が、図示しないピンによって出力軸２３の左端に連結されている。また、トーションバー２４の中間部が、出力軸２３の右端にブッシュ２９によって外周を軸支されている。
【００３８】
トーションバー２４に作用するトルクを検出するトルクセンサー６１は、センサーシャフト部６２、検出コイル６３及び６４、円筒部材６５から構成されている。センサーシャフト部６２は、出力軸２３の右端（車体後方側端部）に一体的に形成され、ギヤハウジング２１の内側に圧入されたヨーク６６に、検出コイル６３及び６４が配置されている。円筒部材６５は、センサーシャフト部６２の外周と、検出コイル６３及び６４の内周との間の隙間に配置されている。
【００３９】
円筒部材６５はインナーシャフト１２Ｂの左端（車体前方側端部）に固定され、センサーシャフト部６２には、軸方向に延びた複数の凸条が円周方向に等間隔に形成されている。円筒部材６５には、検出コイル６３及び６４に対向する位置に、円周方向に等間隔に複数の長方形の窓が形成されている。
【００４０】
ステアリングホイール１１を操作してインナーシャフト１２Ｂが回転すると、その回転力がトーションバー２４を介して出力軸２３に伝達される。この時、舵輪側の抵抗によって、インナーシャフト１２Ｂと出力軸２３を連結するトーションバー２４に捩れが生じ、センサーシャフト部６２の表面の凸条と円筒部材６５の窓との間に相対回転が生じる。
【００４１】
この相対回転で、センサーシャフト部６２に発生する磁束が増減し、この磁束の増減を検出コイル６３及び６４がインダクタンスの変化として検出する。この検出結果から、トーションバー２４に作用するトルクを検出し、電動モータ２５を駆動してウォーム５３を所要の操舵補助力で回転させる。ウォーム５３の回転は、ウォームホイール５１、出力軸２３、自在継手１５、中間シャフト１６を介してステアリングギヤ３０に伝達され、ステアリングギヤ３０に連結されたタイロッド３２を介して舵輪の向きを変更する。
【００４２】
本発明の実施例では、自在継手１５に作用するモーメント荷重Ｍ、中間シャフト１６が伸縮する時に作用するスライド荷重Ｆ２、ウォーム５３の回転がウォームホイール５１に伝達される時に作用する噛み合い反力Ｆ１が作用し、これら３つの荷重によって、図２のＸ軸方向の荷重が出力軸２３に負荷される。しかし、軸受孔２２１に軸受４１が精度良く圧入されているため、出力軸２３の回転時の振れが小さく抑えられる。従って、出力軸２３の回転によるＸ軸方向の荷重が抑制される。そのため、出力軸２３が軸受４１の内輪に対してスティックスリップを起こさないため、異音の発生を防止して、運転者に不快感を与えない。
【符号の説明】
【００４３】
１１  ステアリングホイール
１２  ステアリングシャフト
１２Ａ  アウターシャフト
１２Ｂ  インナーシャフト
１３  ステアリングコラム
１３Ａ  アウターコラム
１３Ｂ  インナーコラム
１４  支持ブラケット
１５  自在継手
１６  中間シャフト
１７  自在継手
１８  車体
２０  アシスト装置
２１  ギヤハウジング
２１１  軸受孔
２２  カバー
２２１  軸受孔
２２２  治具当接面
２２３  ボルト
２３  出力軸
２３１  段部
２４  トーションバー
２５  電動モータ
２５１  ケース
２６  ナット
２７  止め輪
２９  ブッシュ
３０  ステアリングギヤ
３１  入力軸
３２  タイロッド
４１  軸受（深みぞ形ラジアル玉軸受）
４２  軸受（深みぞ形ラジアル玉軸受）
５１  ウォームホイール
５２  芯金
５２１  右端面
５２２  左端面
５３  ウォーム
６１  トルクセンサー
６２  センサーシャフト部
６３、６４  検出コイル
６５  円筒部材
６６  ヨーク
７１  圧入負荷支持治具
７２  軸受圧入治具
【図１】
2012040979.tif 000003
【図２】
2012040979.tif 000004
【図３】
2012040979.tif 000005
【図４】
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【図５】
2012040979.tif 000007
【図６】
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