(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パワーステアリング装置のトルクセンサーにおけるトーションバーの結合構造において、
前記トーションバーの出力軸の圧入孔への圧入部が、ストレート状のセレーション部とされ、
該セレーション部は、その後端部が、出力軸の前記圧入孔の開口部周りの形成面より該圧入孔内に深く位置するように該圧入孔に圧入されており、
前記出力軸の圧入孔の開口部の周囲の材料は、周方向に間隔を置いた複数個所でかしめられて、該かしめられた部分の肉が、前記セレーション部の後端部の上に盛り上がるようにされたことを特徴とするパワーステアリング装置のトルクセンサーにおけるトーションバーの結合構造。
【請求項２】
パワーステアリング装置のトルクセンサーにおけるトーションバーの結合方法において、
前記トーションバーの出力軸の圧入孔への圧入部を、ストレート状のセレーション部とし、
該セレーション部の後端部が、出力軸の前記圧入孔の開口部周りの形成面より該圧入孔内に深く位置するように、前記セレーション部を前記圧入孔に圧入し、
前記出力軸の圧入孔の開口部の周囲の前記形成面に対し、周方向に間隔を置いた複数の爪を先端部に有するかしめ治具の該先端部を作用させて前記形成面を複数の箇所でかしめ、該かしめた部分の肉が、前記セレーション部の後端部の上に盛り上がるようにして、前記トーションバーを前記出力軸に結合することを特徴とするパワーステアリング装置のトルクセンサーにおけるトーションバーの結合方法。
【請求項３】
パワーステアリング装置のトルクセンサーにおけるトーションバーの結合装置であって、前記トーションバーの出力軸の圧入孔への圧入部が、ストレート状のセレーション部とされ、該セレーション部が、前記出力軸の圧入孔に、その後端部が該圧入孔の周囲の形成面より深く位置するようにして、圧入されてなる前記トーションバーと前記出力軸との組立体の結合を行う結合装置において、
前記出力軸の圧入孔の開口部の周囲の形成面に作用する先端部を有し、かつ該先端部に周方向に間隔を置いた複数の爪を備え、前記形成面をかしめて、該かしめた部分の肉が、前記セレーション部の後端部の上に前記複数の爪の作用箇所で盛り上がるようにする円筒状のかしめ治具と、
前記組立体におけるトーションバーを前記かしめ治具の円筒内に通して、前記かしめ治具の先端部を前記組立体における出力軸の圧入孔の開口部周囲の形成面に当接させ、かつ、前記かしめ治具と前記組立体とを同軸にした状態において、前記かしめ治具と前記組立体とを保持する保持手段と、
前記組立体における前記出力軸の前記トーションバーが圧入される側と反対側の端部を加圧するプレス手段とを備えたことを特徴とするパワーステアリング装置のトルクセンサーにおけるトーションバーの結合装置。
【請求項４】
前記かしめ治具は、大径部と小径部とからなる段付き円筒体により構成され、
前記段付き円筒体の小径部の端部は、テーパ状にされ、その先端に前記複数の爪が設けられたことを特徴とする請求項３記載のパワーステアリング装置のトルクセンサーにおけるトーションバーの結合装置。
【請求項５】
前記爪は、その円周方向の両側面の挟む角度が９０°になるように、該角度を２等分する面に関して対称なテーパが付されたことを特徴とする請求項４記載のパワーステアリング装置のトルクセンサーにおけるトーションバーの結合装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、パワーステアリング装置のトルクセンサーにおけるトーションバーの結合構造、結合方法および結合装置に関し、特にトーションバーの引き抜き方向の結合強度を向上させて、センサー感度を保持し、操舵フィーリングの劣化を防止したパワーステアリング装置のトルクセンサーにおけるトーションバーの結合構造、結合方法および結合装置に関する。
【０００２】
【従来技術、解決しようとする課題】
電動式パワーステアリング装置等のパワーステアリング装置のトルクセンサーにおいて、トーションバーが引き抜き方向にずれると、操舵力の入力軸と出力軸との間の相対的な捩り量をセンサーが正確に検知できなくなって、適正な操舵補助力が得られなくなり、操舵フィーリングが劣化して、最悪の場合には、パワーステアリングシステムの機能が失われるため、トーションバーの引き抜き方向の結合強度を上げる必要がある。
【０００３】
従来、パワーステアリング装置において、ステアリングホイールに連動連結された入力軸と車輪に連動連結された出力軸（ピニオン軸）とをトーションバーで連結し、ステアリングホイールが左右に回転されたとき、その入力トルクに対して、入力軸と出力軸との間に相対的な捩りが生じるので、この捩り量をトルクセンサーにより検出し、該捩り量に見合った操舵補助力を出力側に伝達するようにしている。
【０００４】
このとき、トーションバーを出力軸であるピニオン軸に結合するに際しては、図１１に図示されているように、セレーション加工が施されたされたトーションバー05の大径端部05a を、その後端部05b の面がピニオン軸04の一端部に形成された圧入孔07の開口部の周囲の面（圧入孔07の形成面）010 と面一になるまでに、該圧入孔07に圧入することにより、結合していた。
【０００５】
このため、トーションバー05とピニオン軸04との結合強度は、セレーション加工が施されたトーションバー05の大径端部05a のピニオン軸04の圧入孔07への圧入力のみに基づいており、この圧入力のみで設計上は十分であるとしても、前記のようにして入力軸（図示されず）と出力軸（ピニオン軸）04との間に相対的な捩りが生じたときには、トーションバー05が軸方向に圧縮力を受け、この圧縮力により、その大径端部05a がピニオン軸04の圧入孔07から引き抜かれるという異常事態が生ずる虞があり、これに対して、二重のフェイルセイフを講ずることが必要とされていた。
【０００６】
トーションバー05の大径端部05a が、ピニオン軸04の圧入孔07からわずかでも引き抜かれると、トルクセンサーのコアの中立位置が狂うので、トルクセンサーが入力軸と出力軸04との相対的な捩り量を正確に検出することができなくなり、適正な操舵補助力が得られなくなって、操舵フィーリングが悪化し、最悪の場合には、パワーステアリングシステムの機能が失われる虞があった。
【０００７】
セレーション加工が施されたトーションバーの大径端部が、ピニオン軸の圧入孔から引き抜かれるのを防止するために、ピニオン軸の圧入孔の開口部の周縁をかしめたものがある（実公平７−３８１号公報参照）。
【０００８】
しかしながら、このものにおいては、トーションバーのセレーション加工が施された大径端部は、前端面方向に窄まったテーパが付されているため、引き抜き方向の荷重に対して、トーションバーのピニオン軸に対する結合強度が十分とはいえない欠点を有していた。
【０００９】
本発明は、トーションバーの引き抜き方向の結合強度を向上させて、トルクセンサーの感度を正常に保ち、これにより、適正な操舵補助力を得て、操舵フィーリングの劣化、パワーステアリングシステムの機能の喪失の虞を無くすることができるパワーステアリング装置のトルクセンサーにおけるトーションバーの結合構造、結合方法および結合装置を提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段および効果】
本発明は、前記のような課題を解決したパワーステアリング装置におけるトーションバーの結合構造、結合方法および結合装置に係り、その請求項１に記載された発明は、パワーステアリング装置のトルクセンサーにおけるトーションバーの結合構造において、前記トーションバーの出力軸の圧入孔への圧入部が、ストレート状のセレーション部とされ、該セレーション部は、その後端部が、出力軸の前記圧入孔の開口部周りの形成面より該圧入孔内に深く位置するように該圧入孔に圧入されており、前記出力軸の圧入孔の開口部の周囲の材料は、周方向に間隔を置いた複数個所でかしめられて、該かしめられた部分の肉が、前記セレーション部の後端部の上に盛り上がるようにされたことを特徴とするパワーステアリング装置のトルクセンサーにおけるトーションバーの結合構造である。
【００１１】
請求項１に記載された発明は、前記のように構成されているので、トーションバーの出力軸（ピニオン軸）に対する結合は、セレーション部とされたトーションバーの圧入部を出力軸の圧入孔に圧入することによる結合力と、出力軸の圧入孔の開口部の周囲をかしめた部分の肉が、トーションバーのセレーション部の後端部の上に盛り上がるようにされることによる結合力とに基づいて得られることになり、二重のフェイルセイフ結合構造が得られて、トーションバーの出力軸に対する結合強度が向上し、トーションバーの圧入部が出力軸の圧入孔から引き抜かれるようなことがなくなる。これにより、トルクセンサーの感度が正常に保持されて、適正な操舵補助力が得られ、操舵フィーリングの劣化、パワーステアリングシステムの機能の喪失の虞を無くすることができる。そして、圧入孔の開口部周りの形成面の材料が、周方向に間隔を置いた複数個所でかしめられているから、該材料の肉が確実に内側に盛り上がる。
【００１２】
また、その請求項２に記載された発明は、パワーステアリング装置のトルクセンサーにおけるトーションバーの結合方法において、前記トーションバーの出力軸の圧入孔への圧入部を、ストレート状のセレーション部とし、該セレーション部の後端部が、出力軸の前記圧入孔の開口部周りの形成面より該圧入孔内に深く位置するように、前記セレーション部を前記圧入孔に圧入し、前記出力軸の圧入孔の開口部の周囲の前記形成面に対し、周方向に間隔を置いた複数の爪を先端部に有するかしめ治具の該先端部を作用させて前記形成面を複数の箇所でかしめ、該かしめた部分の肉が、前記セレーション部の後端部の上に盛り上がるようにして、前記トーションバーを前記出力軸に結合することを特徴とするパワーステアリング装置のトルクセンサーにおけるトーションバーの結合方法である。
【００１３】
請求項２に記載された発明は、前記のように構成されているので、トーションバーの出力軸に対する結合は、セレーション部とされたトーションバーの圧入部を出力軸の圧入孔に圧入することによる結合力と、出力軸の圧入孔の開口部の周囲をかしめた部分の肉が、トーションバーのセレーション部の後端部の上に盛り上がるようにされることによる結合力とに基づいて得られるようにされ、請求項１に記載された発明が奏する前記のような効果と同様の効果を奏することができる。また、かしめ治具の先端部の複数の爪の作用で、圧入孔開口部の周囲の形成面に複数箇所でかしめを施すことができ、これにより、形成面の肉を確実に内側へ盛り上げることができる。
【００１４】
また、その請求項３に記載された発明は、パワーステアリング装置のトルクセンサーにおけるトーションバーの結合装置であって、前記トーションバーの出力軸の圧入孔への圧入部が、ストレート状のセレーション部とされ、該セレーション部が、前記出力軸の圧入孔に、その後端部が該圧入孔の周囲の形成面より深く位置するようにして、圧入されてなる前記トーションバーと前記出力軸との組立体の結合を行う結合装置において、前記出力軸の圧入孔の開口部の周囲の形成面に作用する先端部を有し、かつ該先端部に周方向に間隔を置いた複数の爪を備え、前記形成面をかしめて、該かしめた部分の肉が、前記セレーション部の後端部の上に前記複数の爪の作用箇所で盛り上がるようにする円筒状のかしめ治具と、前記組立体におけるトーションバーを前記かしめ治具の円筒内に通して、前記かしめ治具の先端部を前記組立体における出力軸の圧入孔の開口部周囲の形成面に当接させ、かつ、前記かしめ治具と前記組立体とを同軸にした状態において、前記かしめ治具と前記組立体とを保持する保持手段と、前記組立体における前記出力軸の前記トーションバーが圧入される側と反対側の端部を加圧するプレス手段とを備えたことを特徴とするパワーステアリング装置のトルクセンサーにおけるトーションバーの結合装置である。
【００１５】
請求項３に記載された発明は、前記のように構成されているので、トーションバーと出力軸との組立体と、出力軸の圧入孔の開口部の周囲をかしめて、該かしめた部分の肉が、セレーション部の後端部の上に盛り上がるようにする円筒状のかしめ治具と、かしめ治具と組立体とを同軸の当接関係において保持する保持手段と、出力軸のトーションバーが圧入される側と反対側の端部を加圧するプレス手段とを備え、しかも、前記組立体は、トーションバーの出力軸の圧入孔への圧入部が、ストレート状のセレーション部とされ、該セレーション部が、該圧入孔に、その後端部が該圧入孔の形成面より深く圧入するようにして、圧入されてなるので、プレス手段により、出力軸のトーションバーが圧入される側と反対側の端部を加圧すれば、容易に出力軸の圧入孔の開口部の周囲をかしめて、該かしめた部分の肉がトーションバーのセレーション部の後端部の上に盛り上がるようにすることができる。そして、かしめ治具の先端部の複数の爪の作用で、圧入孔開口部の周囲の形成面に複数箇所でかしめを施すことができ、これにより、形成面の肉を確実に内側へ盛り上げることができる。
【００１６】
これにより、トーションバーの出力軸に対する結合が、セレーション部とされたトーションバーの圧入部を出力軸の圧入孔に圧入することによる結合力と、出力軸の圧入孔の開口部の周囲をかしめた部分の肉が、トーションバーのセレーション部の後端部の上に盛り上がるようにされることによる結合力とに基づいて得られる結合構造を容易に得ることができ、請求項１に記載された発明が奏する前記のような効果と同様の効果を奏することができる。
【００１７】
また、保持手段は、組立体のトーションバーをかしめ治具の円筒内に通して、かしめ治具の先端部を出力軸の圧入孔の開口部の周囲に当接させ、かつ、かしめ治具と組立体とを同軸にした状態において、これらかしめ治具と組立体とを保持することができるので、プレス加工を安全かつ正確に行なうことができる。
【００１８】
また、請求項４記載のように請求項３記載の発明を構成することにより、かしめ治具は、大径部と小径部とからなる段付き円筒体により構成され、該段付き円筒体の小径部の端部は、テーパ状にされ、その先端に円周方向に複数の爪が設けられたので、トーションバーの出力軸への結合に必要な数のかしめ部を、出力軸の圧入孔の開口部の周囲に効果的に、容易に形成することができる。また、かしめ加工後のかしめ治具の引き抜きを容易に行なうことができる。
【００１９】
さらに、請求項５記載のように請求項４記載の発明を構成することにより、爪は、その円周方向の両側面の挟む角度が９０°になるように、該角度を２等分する面に関して対称なテーパが付されたので、加工面への食い込み性が良好で、出力軸の圧入孔の開口部の周囲に、容易にかしめ加工を施すことができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図１ないし図１０に図示される本発明の一実施形態について説明する。
図１は、本実施形態におけるトーションバーの結合構造が適用された電動式パワーステアリング装置のトルクセンサーを中心とする部分の部分縦断側面図、図２は、同部分の縦断側面図、図３は、図２の部分拡大図、図４は、図３の部分拡大図、図５は、本実施形態におけるトーションバーの結合構造を製造する結合装置の概略全体構成図、図６は、図５におけるワークとかしめ治具の保持部の概略縦断側面図、図７は、かしめ治具の縦断側面図、図８は、図７の右側面図、図９は、図７の部分拡大図に被加工面側の断面の一部を合わせて示した図、図１０は、図９の部分拡大図である。
【００２１】
図１および図２において、電動式パワーステアリング装置のトルクセンサー１は、図示されないステアリングホイールが入力軸３の図において上方の一端部に連結され、該入力軸３は、トーションバー５を介して出力軸であるピニオン軸４に連結されている。
【００２２】
トーションバー５は、その一端部が入力軸３の一端部にピン６により連結され、その他端部がピニオン軸４の一端部に形成された圧入孔７に圧入されて、そこに結合されている。ピニオン軸４のピニオンは、図示されないラックと噛み合い、そこからさらにリンク機構を介して車輪に連動連結されている。
【００２３】
入力軸３の他端部は、ピニオン軸４の一端部に形成された嵌合孔８内に挿通され、そこに回転自在に保持され、その中央部よりやや下方の部分は、上下２分割体よりなるセンサーハウジング２の内部の図において上方に、軸受９により回転自在に支持されている。嵌合孔８の底面10は、圧入孔７の形成面をなしている。
【００２４】
ピニオン軸４の一端部は、センサーハウジング２の内部の図において下方に、軸受11により回転自在に軸方向に位置決めされて支持されている。なお、軸受11は、ホルダー12により押さえられており、該ホルダー12は、インターナルサークリップ13により押さえられて固定されている。
【００２５】
ピニオン軸４の一端部には、また、図２において左右一対のピン14が嵌合孔８の壁（筒壁）４a を貫通して挿通されており、該ピン14の外方端は、トルクセンサー１のコア15の下方部分に形成された左右一対の縦溝16内に嵌入されており、これにより、コア15は、ピニオン軸４と一体に回転するとともに、該ピニオン軸４の軸方向に移動自在にされている。
【００２６】
コア15は、センサーハウジング２の内部において、その上方部が入力軸３に嵌合され、その下方部がピニオン軸４に嵌合され、前記のとおり、縦溝16、ピン14を介してピニオン軸４と一体に回転するとともに、該ピニオン軸４の軸方向に移動自在にされている。
【００２７】
また、コア15の上方部は、そこの縮径筒部に形成された前後一対のスパイラル溝17（後部スパイラル溝17は図示されず）に、入力軸３の筒壁を貫通して取り付けられた前後一対のスライダピン18（後部スライダピン18は図示されず）が係合しており、これにより、ピニオン軸４が固定され、コア15がピニオン軸４の軸方向にのみ移動自在にされているとき、入力軸３が回転すると、スライダピン18がスパイラル溝17の斜壁を押し上げもしくは押し下げするので、入力軸３の回転量に応じて、コア15が、その軸方向に移動できるようにされている。
【００２８】
前記の場合において、ピニオン軸４が固定されて、入力軸３が回転する量は、入力軸３のピニオン軸４に対する相対的な回転量に相当するから、前記コア15の軸方向移動量は、ステアリングホイールにより入力軸３が回転させられたとき、トーションバー５を介して入力軸３に連結されたピニオン軸４が、車輪側の転舵抵抗により、入力軸３の回転に追随できず、これより回転が遅れて、トーションバー５が捩れる量に応じた量となる。
【００２９】
このようにして、コア15の軸方向移動量により、トーションバー５の捩れ量、すなわち、入力軸３とピニオン軸４との間に作用するトルクに基づくこれら両者間の相対的な回転量差を検出できるので、該軸方向移動量に応じた操舵補助力をピニオン軸４以降の出力側に投入することにより、トーションバー５の捩れ量を解消して、車輪を転舵させることが可能になり、操舵の軽快感が得られるようになっている。
【００３０】
前記コア15の軸方向移動量は、コア15のコア本体15a （硬質プラスチック材料からなる）に取り付けられた非磁性金属リング19が、センサーハウジング２の内部に埋め込まれた図２において上下のコイル20a 、20b が作る磁束を過ることにより生ずる、これらコイル20a 、20b のインダクタンス変化を検出することにより、その移動の方向とともに得ることができる。
【００３１】
コア15は、その中立状態において、その軸方向中央部が、コイル20a とコイル20b の境界位置にあるようにされている。21は、コイルスプリングであって、リング状のスプリングスペーサ22の下面に当接して、該スプリングスペーサ22を介してコア15を常時上方に付勢して、その中立位置が変動しないように、また、入力軸３とピニオン軸４との間に作用するトルクの変化に常時追随して変位できるように、支持している。
【００３２】
トーションバー５は、入力軸３とピニオン軸４との相対的な回転量差により捩れるとき、その軸方向に圧縮力を受ける。この圧縮力により、その一端がピン６により入力軸３の一端部に連結されたトーションバー５は、その他端の、ピニオン軸４の圧入孔７に圧入された圧入部５a が、その圧入孔７から引き抜かれる方向に力を受ける。
【００３３】
この力により、トーションバー５の圧入部５a が圧入孔７からわずかでも引き抜かれると、トーションバー５と一体に入力軸３がわずかに上方に変位するので、入力軸３とスライダピン18、スパイラル溝17を介して係合関係にあるコア15の中立位置がずれて、トーションバー５の捩れ量、すなわち、入力軸３とピニオン軸４との相対的な回転量差を正確に検出できなくなる。この結果、操舵トルクに応じた適正な操舵補助力を得ることができなくなるので、操舵のフィーリングが悪化する。
【００３４】
本実施形態においては、トーションバー５の他端の圧入部５a がピニオン軸４の圧入孔７から引き抜かれるのを防止するために、次のような構造を採用している。
図２および図３に図示されているように、トーションバー５の他端の圧入部５a は、その中央部に比して大径にされ、かつ、テーパ無しのストレート状に形成されている。そして、この大径部は、セレーション部とされていて、その両端のわずかな長さを残して、セレーション加工が施されている。
【００３５】
このようにして得られたトーションバー５の他端のセレーション部（圧入部）５a をピニオン軸４の圧入孔７に圧入すると、セレーションが潰れて、トーションバー５とピニオン軸４との堅固な結合が得られる。これにより、トーションバー５の他端のセレーション部５a がピニオン軸４の圧入孔７から引き抜かれるのを、ある程度防止することができる。
【００３６】
また、セレーション部５a は、ピニオン軸４の圧入孔７に圧入されたとき、その後端部５b が、圧入孔７の形成面（嵌合孔８の底面）10より深くなるようにされている。そして、図４に詳細に図示されているように、圧入孔７の開口部の周囲には、圧入孔７の形成面10にかしめ加工が施されて、かしめられた部分の肉23が、前記のようにして深く圧入されたセレーション部５a の後端部５b の上に、わずかの幅ａにわたって盛り上がるようにされている。
【００３７】
なお、この盛り上げ部は、全周にわたって設けられる必要はなく、円周方向に適宜間隔を置いて、複数個所設けられる。本実施形態においては、４個所、各々の円周方向幅が数mm〜１０mm程度の盛り上げ部が形成されている。24は、後述するかしめ治具25の爪25d が残した、かしめ加工後の陥没跡である。
【００３８】
前記のようにして、セレーション部５a の後端部５b の上に、圧入孔７の開口部の周囲のかしめられた部分の肉23が盛り上げられることにより、トーションバー５とピニオン軸４とのさらに堅固な結合が得られる。これにより、トーションバー５の他端のセレーション部５a がピニオン軸４の圧入孔７から引き抜かれるのを確実に防止することができる。
【００３９】
次に、ピニオン軸４の圧入孔７の開口部の周囲をかしめて、該かしめた部分の肉23を、トーションバー５の他端のセレーション部５a の後端部５b の上に盛り上げるようにする方法と装置について、図５ないし図１０を参照しつつ、説明する。
【００４０】
先ず、トーションバー５の他端のセレーション部５a をピニオン軸４の圧入孔７に、セレーション部５a の後端部５b が圧入孔７の形成面（嵌合孔８の底面）10より深く位置するようにして、圧入して組み付ける（図３、図６参照）。なお、ピニオン軸４には、軸受11が予め嵌着されている。
【００４１】
次いで、プレス機械30において、そのワーク保持台31に上下シャンク32a 、32b により保持されたワーク・治具保持筒33の内部の大径段部33a 内に、かしめ治具25を、その大径部25a の側から嵌入させて固定する（図６、図７参照）。ワーク・治具保持筒33の大径段部33a の軸方向長さは、かしめ治具25の大径部25a の軸方向長さと同じにされている。
【００４２】
ワーク・治具保持筒33は、下側シャンク32b との間にコイルスプリング34が介装されており、該コイルスプリング34により、常時上側シャンク32a 側に付勢されて、これらにより把持されており、このようにして、これら上下シャンク32a 、32b を介してワーク保持台31に保持されている。
【００４３】
次いで、キャップ兼ガイド筒体35をワーク・治具保持筒33の上端部に嵌装して、そこに螺着せしめる。
該キャップ兼ガイド筒体35は、その軸方向略中央部に、かしめ治具25の小径部25b （図６、図７参照）を通すことができる孔35d を有する仕切壁35c を備えており、該仕切壁35c で仕切られた一方側は、ワーク・治具保持筒33の上端部を覆うことができるキャップ部35a とされ、他方側は、前記した、トーションバー５の他端のセレーション部５a をピニオン軸４の圧入孔７に圧入して組み付けた組立体におけるピニオン軸４の端部筒壁４a を受容して、その外周面をガイドすることができるガイド部35b とされている。
【００４４】
そこで、該キャップ兼ガイド筒体35の仕切壁35c の孔35d にかしめ治具25の小径部25bを通して、そのキャップ部35a を、前記のとおり、ワーク・治具保持筒33の一端部に嵌装して、そこに螺着せしめる。これにより、かしめ治具25の大径部25a から小径部25b に移行する段部の面をワーク・治具保持筒33の上端面と面一にして保持することができる。このようにして、かしめ治具25がワーク・治具保持筒33にセットされる。
【００４５】
次いで、前記した、トーションバー５とピニオン軸４との組立体におけるトーションバー５の一端をかしめ治具25の円筒内に通して、ワーク・治具保持筒33の小径段部33b 内に嵌入させつつ、ピニオン軸４の端部筒壁４a の内周面をかしめ治具25の小径部25b の外周面に沿わせ、かつ、該筒壁４a の外周面をキャップ兼ガイド部材35のガイド部35b の内周面に沿わせて、かしめ治具25の先端の爪部25d （図７参照）がピニオン軸４の圧入孔７の形成面10に当接するまで押し込む。
【００４６】
ピニオン軸４の端部筒壁４a の内周面とかしめ治具25の小径部25b の外周面（後述するテーパ25c が付された外周面部を除く）とは、同径にされているので、前記のようにすることにより、トーションバー５とピニオン軸４との組立体は、かしめ治具25との同心が維持されて、ワーク・治具保持筒33に保持される。このようにして、かしめ加工作業の待機状態になる。
【００４７】
なお、図６において、36はテーブル、37は支持フレーム、38はワーク保持台31が支持フレーム37上を走行するために設けられるレールである。また、上側シャンク32a の上方の段部には、同径の短かい筒体32c が積み重ねられて、キャップ兼ガイド筒体35の下方外周部をガイドするとともに、その回り止めができるようにされている。
【００４８】
かしめ治具25は、前記のとおり、大径部25a と小径部25b とからなる段付き円筒体により構成されており、その小径部25b の端部は、図７ないし図９に詳細に図示されているように、その先端に傾斜角αのテーパ25c が付され、かつ、円周方向に複数（４個）の爪25d が設けられている。
【００４９】
該爪25d は、その円周方向の両側面の挟む角度βが９０°になるように、該角度βを２等分する面に関して対称なテーパ25e 、25e が付され、また、これら両側面の交線が、かしめ治具25の軸心に対して直交する方向を指向するようにして形成されている。さらに、該爪25d には、その内壁面が外方に広がるように、角度γのテーパが付されている。
【００５０】
次いで、前記のようにしてかしめ加工作業の待機状態に置かれたトーションバー５とピニオン軸４との組立体とかしめ治具25とに対して、ピニオン軸４の他端部４b の端面４c から加圧力を加えて、かしめ加工作業を行なう。
【００５１】
図５において、プレス機械30の加圧駆動機構39としては、機械式のものでも、液圧式のものでもよく、その加圧力は、プランジャ40を介してピニオン軸４の他端部４b の端面４c に加えられる。41はプランジャガイドであり、横けた42に取り付けられていて、該横けた42は、左右のコラム43、43に沿って上下移動が可能である。44は、ベッドである。
【００５２】
以上のようにして、かしめ治具25の爪25d により、ピニオン軸４の圧入孔７の開口部の周囲にかしめ加工が施されて、かしめられた部分の肉23が、トーションバー５の他端のセレーション部５a の後端部５b の上に盛り上がった状態が、図４および図１０によりよく図示されている。図４には、かしめ治具25が除去された状態が図示されている。
【００５３】
実験結果によると、所与の寸法のトーションバー５とピニオン軸４との組立体（結合体）において、かしめ品は全て、引き抜き荷重６００kgf で引き抜き変位０．１mm以下の条件を満足していた。かしめ品で、変位０．１mmのときの最小荷重は、１３００kgf であったのに対して、かしめ無し品で、変位０．１mmのときの最小荷重は、１２００kgf であった。このように、本発明によれば、顕著な効果が認められた。
【００５４】
本実施形態１は、前記のように構成されているので、次のような効果を奏することができる。
トーションバー５のピニオン軸４に対する結合は、セレーション部５a とされたトーションバー５の圧入部５a をピニオン軸４の圧入孔７に圧入することによる結合力と、ピニオン軸４の圧入孔７の開口部の周囲をかしめた部分の肉23が、トーションバー５のセレーション部５a の後端部５b の上に盛り上がるようにされることによる結合力とに基づいて得られるので、二重のフェイルセイフ結合構造が得られて、トーションバー５のピニオン軸４に対する結合強度が向上し、トーションバー５の圧入部５a がピニオン軸４の圧入孔７から引き抜かれるようなことがなくなる。これにより、トルクセンサー１の感度が正常に保持されて、適正な操舵補助力が得られ、操舵フィーリングの劣化、パワーステアリングシステムの機能の喪失の虞を無くすることができる。
【００５５】
また、トーションバー５をピニオン軸４に対して結合する結合装置は、トーションバー５とピニオン軸４との組立体と、かしめ治具25と、かしめ治具25と組立体とを同軸の当接関係において保持する保持手段（ワーク保持台31、ワーク・治具保持筒33、キャップ兼ガイド筒体35）と、プレス手段とを備え、しかも、前記組立体は、トーションバー５のピニオン軸４の圧入孔７への圧入部５a がストレート状のセレーション部５a とされ、該セレーション部５a が、圧入孔７に、その後端部５b が圧入孔７の形成面10より深く圧入するようにして、圧入されてなるので、プレス手段により、ピニオン軸４の他端部４b の端面４c を加圧すれば、容易にピニオン軸４の圧入孔７の開口部の周囲をかしめて、該かしめた部分の肉23が、トーションバー５のセレーション部５a の後端部５b の上に盛り上がるようにすることができる。
【００５６】
また、保持手段は、組立体におけるトーションバー５をかしめ治具25の円筒内に通して、かしめ治具25の先端の爪部25d をピニオン軸４の圧入孔７の開口部の周囲に当接させ、かつ、かしめ治具25と組立体とを同軸にした状態において、これらかしめ治具25と組立体とを保持することができるので、プレス加工を安全かつ正確に行なうことができる。加えて、保持手段に対する組立体の脱着は容易であるので、多量の組立体のかしめ加工を迅速かつ容易に行なうことができる。
【００５７】
さらに、かしめ治具25は、大径部25a と小径部25b とからなる段付き円筒体により構成され、該段付き円筒体の小径部25b の端部は、テーパ状25c にされ、その先端に、円周方向に複数の爪25d が設けられたので、トーションバー５のピニオン軸４への結合に必要な数のかしめ部を、ピニオン軸４の圧入孔７の開口部の周囲に効果的に、容易に形成することができ、また、かしめ加工後のかしめ治具25の引き抜きを容易に行なうことができる。
【００５８】
さらにまた、爪25d は、その円周方向の両側面の挟む角度が９０°になるように、該角度を２等分する面に関して対称なテーパ25e 、25e が付されたので、加工面への食い込み性が良好で、ピニオン軸４の圧入孔７の開口部の周囲に、容易にかしめ加工を施すことができる。
【００５９】
本実施形態において、パワーステアリング装置のトルクセンサー１は、電動式パワーステアリング装置のトルクセンサーとされたが、これに限定されず、油圧式パワーステアリング装置のトルクセンサーとされてもよいことはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願の請求項１ないし請求項５に記載された発明の一実施形態におけるトーションバーの結合構造が適用された電動式パワーステアリング装置のトルクセンサーを中心とする部分の部分縦断側面図である。
【図２】同部分の縦断側面図である。
【図３】図２の部分拡大図である。
【図４】図３の部分拡大図である。
【図５】図１の実施形態におけるトーションバーの結合構造を製造する結合装置の概略全体構成図である。
【図６】図５におけるワークとかしめ治具の保持部の概略縦断側面図である。
【図７】図１の実施形態におけるかしめ治具の縦断側面図である。
【図８】図７の右側面図である。
【図９】図７の部分拡大図に被加工面側の断面の一部を合わせて示した図である。
【図１０】図９の部分拡大図である。
【図１１】従来例を示す図である。
【符号の説明】
１…トルクセンサー、２…センサーハウジング、３…入力軸、４…出力軸（ピニオン軸）、４a …壁（筒壁）、４b …他端部、４c …端面、５…トーションバー、５a …圧入部（セレーション部）、５b …後端部、６…ピン、７…圧入孔、８…嵌合孔、９…軸受、10…圧入孔形成面（嵌合孔底面）、11…軸受、12…ホルダー、13…インターナルサークリップ、14…ピン、15…コア、15a …コア本体、16…縦溝、17…スパイラル溝、18…スライダピン、19…非磁性リング、20a 、20b …コイル、21…コイルスプリング、22…スプリングスペーサ、23…肉、24…加工跡、25…かしめ治具、25a …大径部、25b …小径部、25c …テーパ、25d …爪、25e …テーパ、30…プレス機械、31…ワーク保持台、32a 、32b …上下シャンク、32c …短筒体、33…ワーク・治具保持筒、33a …大径段部、33b …小径段部、34…コイルスプリング、35…キャップ兼ガイド筒体、35a …キャップ部、35b …ガイド部、35c …仕切壁、35d …孔、36…テーブル、37…支持フレーム、38…レール、39…加圧駆動機構、40…プランジャ、41…プランジャガイド、42…横けた、43…コラム、44…ベッド。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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