JPH11310141A - パワーステアリング装置における入力軸とトーションバーとの結合構造および結合方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車両のパワーステアリング装置における入力
軸とトーションバーとの結合構造および結合方法におい
て、性能の不安定を解消し、簡単な構造と方法とによ
り、入力軸とトーションバーとを堅固に結合することが
できる結合構造および結合方法を提供する。 【解決手段】 円筒状の入力軸３の内部にトーションバ
ー５が挿通され、トーションバー５の上端部が入力軸３
の上端部に結合され、トーションバー５の下端部が出力
軸４の上端部に結合されて、これら両軸３、４がトーシ
ョンバー５を介して連結されたパワーステアリング装置
１における入力軸３とトーションバー５との結合構造に
おいて、トーションバー５の上端部に、その軸方向に沿
って孔６が穿孔され、該孔６に、圧入部材（スチールボ
ールまたは円柱体）７が、入力軸３の上端面を越える深
さにまで圧入され、孔６の圧入部材７より開口側の部分
が加締められて、圧入部材７の抜け止めがされている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願の発明は、車両のパワー
ステアリング装置における入力軸とトーションバーとの
結合構造および結合方法に関する。

【０００２】

【従来技術】従来、円筒状の入力軸の内部にトーション
バーが挿通され、該トーションバーの上端部が入力軸の
上端部に結合され、該トーションバーの下端部が出力軸
の上端部に結合されて、これら両軸が該トーションバー
を介して連結されたパワーステアリング装置における入
力軸とトーションバーとの結合方法としては、図７に図
示されるように、出力軸（図示されず）の上端部に形成
された孔部にトーションバー05の下端部を圧入固定し、
次いで、トーションバー05に入力軸03を嵌装し、該入力
軸03と出力軸との中立出しを行なった上で、入力軸03と
トーションバー05とに同時に孔03c 、05b の孔開けを行
ない（以上、図７（ロ）参照）、これらの孔03c 、05b
に図７（イ）に図示されるピン016 を圧入して、図７
（ハ）に図示されるように、これら両者をピン結合する
方法が一般的であった。

【０００３】

【解決しようとする課題】しかしながら、この方法によ
ると、入力軸03とトーションバー05とに同時に孔開けを
行なうに際して切り粉が発生して、該切り粉がパワース
テアリング装置のギヤボックスやセンサボックス内に残
ることがあり、これらの内部のシール部に固着したりし
て、性能に支障を生じさせる虞があった。

【０００４】また、入力軸03とトーションバー05とに同
時に開けられた孔03b 、05d にピン016 を圧入するに際
しては、該圧入による横方向荷重の円周方向分力によ
り、入力軸03とトーションバー05との円周方向の相対的
な位置関係にズレが生じて、入力軸03と出力軸との中立
出しが崩れ、性能が不安定になる虞があった。

【０００５】さらに、入力軸とトーションバーとの結合
のためのジョイント部材には、ピン016 の抜け止めのた
めのフェールセーフのための機構が必要とされ、構造が
複雑になっていた。

【０００６】本願の発明は、円筒状の入力軸の内部にト
ーションバーが挿通され、該トーションバーの上端部が
入力軸の上端部に結合され、該トーションバーの下端部
が出力軸の上端部に結合されて、これら両軸が該トーシ
ョンバーを介して連結されたパワーステアリング装置に
おける入力軸とトーションバーとの結合構造および結合
方法において、前記のような問題を解決して、簡単な構
造と方法とにより、入力軸とトーションバーとを堅固に
結合することができるパワーステアリング装置における
入力軸とトーションバーとの結合構造および結合方法を
提供することを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段および効果】本願の発明
は、前記のような課題を解決したパワーステアリング装
置における入力軸とトーションバーとの結合構造および
結合方法に関わり、その請求項１に記載された発明は、
円筒状の入力軸の内部にトーションバーが挿通され、該
トーションバーの上端部が入力軸の上端部に結合され、
該トーションバーの下端部が出力軸の上端部に結合され
て、これら両軸が該トーションバーを介して連結された
パワーステアリング装置における入力軸とトーションバ
ーとの結合構造において、前記トーションバーの上端部
に、該トーションバーの軸方向に沿って孔が穿孔され、
前記孔に、圧入部材が、前記入力軸の上端面を越える深
さにまで圧入され、前記孔壁の前記圧入部材より開口側
の部分が加締められて、前記圧入部材の抜け止めがされ
たことを特徴とするパワーステアリング装置における入
力軸とトーションバーとの結合構造である。

【０００８】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、入力軸とトーションバーとの結
合構造が、トーションバーの上端部に、該トーションバ
ーの軸方向に沿って孔が穿孔され、該孔に圧入部材が入
力軸の上端面を越える深さにまで圧入され、該孔の壁
（孔壁）の圧入部材より開口側の部分が加締められて、
圧入部材の抜け止めがされることにより構成される。

【０００９】この結果、入力軸とトーションバーとを結
合するに際して、連結用ピンの使用がなくなり、入力軸
とトーションバーとに連結用ピンのための孔開けをする
必要がなくなるので、切り粉の発生に起因する性能不良
が解消される。

【００１０】また、連結用ピンの使用がなくなるので、
入力軸と出力軸との中立出しが崩れる虞がなくなり、中
立出しを維持しつつ、入力軸とトーションバーとを堅固
に結合することが容易になり、中立出しが崩れることに
起因する性能の不安定の虞が解消される。

【００１１】また、入力軸とトーションバーとの結合構
造が、トーションバーの上端部に形成される孔と、該孔
に圧入される圧入部材と、該圧入部材の抜け止めのため
の加締めとにより構成されるのみであり、フェールセー
フのための機構も不要にされるので、その構造がきわめ
て簡単になる。

【００１２】さらに、孔の圧入部材より開口側の部分が
加締められ、圧入部材の孔からの抜け止めがされるの
で、入力軸とトーションバーとの結合を確実に堅固に維
持することができる。

【００１３】また、請求項２記載のように請求項１記載
の発明を構成することにより、圧入部材はスチールボー
ルにより構成されるので、圧入と加締め作業を容易に行
なうことができる。

【００１４】また、請求項３記載のように請求項１記載
の発明を構成することにより、圧入部材は円柱体により
構成されるので、該円柱体の圧入により、トーションバ
ーの上端部の外周面と入力軸の上端部の内周面との接触
面積を広く取ることができ、入力軸とトーションバーと
を十分堅固に結合することができる。

【００１５】さらに、請求項４記載のように請求項１な
いし請求項３のいずれかに記載の発明を構成することに
より、加締め加工は、トーションバーの上端面側から施
されるので、トーションバーの上端部のわずかの肉厚部
分を変形させるだけですみ、その加工が容易である。

【００１６】また、請求項５記載のように請求項１ない
し請求項３のいずれかに記載の発明を構成することによ
り、加締め加工は、トーションバーの上端部外周面側か
ら施されるので、比較的精度を要さずに行なうことがで
き、その作業が容易である。

【００１７】また、その請求項６に記載された発明は、
円筒状の入力軸の内部にトーションバーが挿通され、該
トーションバーの上端部が入力軸の上端部に結合され、
該トーションバーの下端部が出力軸の上端部に結合され
て、これら両軸が該トーションバーを介して連結された
パワーステアリング装置における入力軸とトーションバ
ーとの結合方法において、予めトーションバーの上端部
に、該トーションバーの軸方向に沿って孔を穿孔してお
き、前記入力軸と前記出力軸との中立出しを行なった
後、前記トーションバーの前記孔に、圧入部材を、前記
入力軸の上端面を越える深さにまで圧入し、次いで、前
記孔壁の前記圧入部材より開口側の部分を加締めて、前
記圧入部材の抜け止めをするようにしたことを特徴とす
るパワーステアリング装置における入力軸とトーション
バーとの結合方法である。

【００１８】請求項６に記載された発明は、前記のよう
に構成されているので、入力軸とトーションバーとの結
合方法が、予めトーションバーの上端部に、該トーショ
ンバーの軸方向に沿って孔を穿孔しておき、入力軸と出
力軸との中立出しを行なった後、トーションバーの孔に
圧入部材を入力軸の上端面を越える深さにまで圧入し、
次いで、孔の壁（孔壁）の圧入部材より開口側の部分を
加締めて、圧入部材の抜け止めをすることにより行なわ
れる。

【００１９】この結果、前記のような種々の効果を奏す
る請求項１記載の発明のパワーステアリング装置におけ
る入力軸とトーションバーとの結合構造を、きわめて簡
単な方法により得ることができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図１ないし図４に図示され
る本願の請求項１、請求項２、請求項４および請求項６
に記載された発明の一実施形態（実施形態１）について
説明する。図１は、本実施形態１における入力軸とトー
ションバーとの結合構造および結合方法が適用されたパ
ワーステアリング装置の部分縦断側面図、図２および図
３は、図１の実施形態１において、入力軸とトーション
バーとを結合させる作業の各一工程を示す図、図４は、
入力軸とトーションバーとの結合状態を示す図である。

【００２１】図１において、本実施形態１における入力
軸３とトーションバー５との結合構造および結合方法が
適用されたパワーステアリング装置１は、電動式パワー
ステアリング装置であって、図示されないステアリング
ホイールが入力軸３の図１において上方の一端部（上端
部）に連結されている。

【００２２】入力軸３は、細長い円筒状の中空軸であっ
て、その内部にトーションバー５が挿通されており、該
トーションバー５は、後述するように、その上端部に軸
方向に穿孔された孔６にスチールボール７が圧入される
ことにより、その上端部が入力軸３の上端部に結合さ
れ、その下端部が、出力軸であるピニオン軸４の上端部
に形成された圧入孔８に圧入されて、そこに結合されて
いる。そして、このようにして、これら両軸３、４が、
トーションバー５を介して連結されている。

【００２３】入力軸３の下端部は、ピニオン軸４の上端
部に形成された嵌合孔９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10により回転自在に支持されている。嵌
合孔９の底面11は、圧入孔８の形成面をなしている。

【００２４】ピニオン軸４の上端部は、センサボックス
２の内部の図において下方に、軸受12により回転自在に
軸方向に位置決めされて支持され、そのピニオン４a
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。

【００２５】入力軸３とピニオン軸４との間には、コア
13が介装されており、該コア13により、入力軸３とピニ
オン軸４とに作用するトルクに基づくこれら両軸間の相
対的な回転量差（捩れ量）がその軸方向移動量として検
出されて、この検出値に基づき、この相対的な回転量差
を解消するように必要な操舵補助力がピニオン軸４以降
の出力軸側に投入されて、該操舵補助力に対応する車輪
の転舵がなされ、操舵の軽快感が得られるようになって
いる。14は、コア13の軸方向移動量を電気信号として、
その移動の方向とともに検出するコイルである。

【００２６】次に、本実施形態１における入力軸３とト
ーションバー５との結合構造および結合方法について説
明する。図１ないし図３に図示されるように、トーショ
ンバー５の上端部には、その端面側から軸方向に、所定
深さの孔６が予め穿孔されている。

【００２７】そして、この孔６にスチールボール７が圧
入される前においては、入力軸３とピニオン軸４とは、
相対的に自由に回動できる状態にある。そこで、この状
態において、入力軸３とピニオン軸４との中立出しを行
ない、仮組立てを行なう。

【００２８】次いで、図２に図示されるように、トーシ
ョンバー５の上端部の孔６にスチールボール７を圧入し
て、孔６の孔壁５a を拡径させて、孔壁５a の外周面、
特にスチールボール７の球面により膨出された部分の外
周面を入力軸３の上端部の内周面に圧接させる。これに
より、入力軸３の上端部とトーションバー５の上端部と
は堅固に結合されて、入力軸３がトーションバー５から
抜け出すことはない（図３参照）。

【００２９】次いで、図３の状態において、孔６の孔壁
５a の端面５b 側から工具を当てがい、矢印方向に打刻
して、孔６の開口部（スチールボール７の入口部）を加
締めて、図４に図示されるように、開口部の肉の一部５
c を孔６内に張り出させる。このような加締め加工は、
孔壁５a の端面５b の円周方向数個所においてなされれ
ばよい。これにより、スチールボール７の孔６からの抜
け止めがなされる。

【００３０】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。入力
軸３とトーションバー５との結合構造が、トーションバ
ー５の上端部に、該トーションバー５の軸方向に沿って
孔６が穿孔され、該孔６にスチールボール７が圧入さ
れ、該孔６の開口部が加締められて、スチールボール７
の抜け止めがされることにより構成される。

【００３１】この結果、入力軸３とトーションバー５と
を結合するに際して、従来のように、連結用ピンの使用
がなくなり、入力軸３とトーションバー５とに連結用ピ
ンのための孔開けをする必要がなくなるので、切り粉の
発生に起因する性能不良が解消される。

【００３２】また、連結用ピンの使用がなくなるので、
入力軸３と出力軸（ピニオン軸）４との中立出しが崩れ
る虞がなくなり、中立出しを維持しつつ、入力軸３とト
ーションバー５とを堅固に結合することが容易になり、
中立出しが崩れることに起因する性能の不安定の虞が解
消される。

【００３３】また、入力軸３とトーションバー５との結
合構造が、トーションバー５の上端部に形成される孔６
と、該孔６に圧入されるスチールボール７と、該スチー
ルボール７の抜け止めのための加締めとにより構成され
るのみであり、フェールセーフのための機構も不要にさ
れるので、その構造がきわめて簡単になる。

【００３４】さらに、孔６の開口部が加締められ、スチ
ールボール７の孔６からの抜け止めがなされているの
で、入力軸３とトーションバー５との結合を確実に堅固
に維持することができる。

【００３５】また、スチールボール７が圧入されるの
で、その圧入と加締め作業はきわめて容易である。特に
加締め作業は、トーションバー５の上端面（孔壁５a の
端面）５b 側からなされるので、トーションバー５の上
端部のわずかの肉厚部分５c を変形させるだけですみ、
加締め加工が容易である。

【００３６】また、入力軸３とトーションバー５との結
合方法が、予めトーションバー５の上端部に、軸方向に
沿って孔６を穿孔しておき、入力軸３と出力軸４との中
立出しを行なった後、トーションバー５の孔６にスチー
ルボール７を圧入し、次いで、孔６の開口部を加締め
て、スチールボール７の抜け止めをすることにより行な
われている。この結果、前記のような種々の効果を奏す
る入力軸３とトーションバー５との結合構造を、きわめ
て簡単な方法により得ることができる。

【００３７】次に、図５に図示される本願の請求項３に
記載された発明の一実施形態（実施形態２）について説
明する。本実施形態２は、実施形態１と比較して、圧入
部材の構成のみが異なる。すなわち、実施形態１におい
ては、圧入部材として、スチールボール７が使用された
が、本実施形態２においては、図５に図示されるよう
に、円柱体15が使用されている。

【００３８】この円柱体15は、トーションバー５の孔６
の深さよりやや短い長さを有し、また、その径よりわず
かに大きい径を有していて、孔６に圧入されることによ
り、孔６の孔壁５a を拡径させて、孔壁５a の外周面を
入力軸３の上端部の内周面に圧接させる。

【００３９】孔６の孔壁５a の端面５b 側から工具を当
てがい、孔６の開口部（円柱体15の入口部）を加締め
て、円柱体15の孔６からの抜け止めがなされることは、
実施形態１と同様である。

【００４０】本実施形態２は、前記のように構成されて
いるので、円柱体の圧入により、トーションバー５の上
端部の外周面と入力軸３の上端部の内周面との接触面積
を広く取ることができ、入力軸３とトーションバー５と
を十分堅固に結合することができる。

【００４１】次に、図６に図示される本願の請求項５に
記載された発明の一実施形態（実施形態３）について説
明する。本実施形態３は、実施形態１および実施形態２
と比較して、加締め加工の仕方のみが異なる。すなわ
ち、実施形態１および実施形態２においては、加締め加
工の仕方として、トーションバーの上端面側から加工が
施されたのに対して、本実施形態３においては、図６に
図示されるように、トーションバー５の上端部外周面側
から加工が施されている。

【００４２】そのため、本実施形態３においては、トー
ションバー５の上端部の孔６の孔壁５a が、入力軸３の
上端よりわずかに突出させられている。そして、この突
出部の円周方向数個所が半径方向内方にわずかに陥没さ
せられて、スチールボール７の孔６からの抜け止めがな
されている。

【００４３】なお、スチールボール７の孔６への圧入深
さは、本実施形態３においては、入力軸３の上端面３a
を越える深さにまで圧入されなければならない。また、
このスチールボール７に代えて、図５に図示されるよう
な円柱体が使用されてもよい。

【００４４】本実施形態３は、前記のように構成されて
いるので、加締め加工は、トーションバー５の上端部の
孔６の孔壁５a の外周面側から、該孔壁５a の円周方向
適数個所を半径方向内方に陥没させるようにして施され
る。したがって、その加工は、比較的精度を要さずに行
なうことができるので、その作業が容易である。

【００４５】以上の実施形態１〜３において、パワース
テアリング装置は、電動式パワーステアリング装置とさ
れたが、これに限定されず、油圧式パワーステアリング
装置とされてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願の請求項１、請求項２、請求項４および請
求項６に記載された発明の一実施形態（実施形態１）に
おける入力軸とトーションバーとの結合構造および結合
方法が適用されたパワーステアリング装置の部分縦断側
面図である。

【図２】図１の実施形態１において、入力軸とトーショ
ンバーとを結合させる作業の一工程を示す図である。

【図３】同他の一工程を示す図である。

【図４】入力軸とトーションバーとの結合状態を示す図
である。

【図５】本願の請求項３に記載された発明の一実施形態
（実施形態２）における入力軸とトーションバーとの結
合構造を得るための作業の一工程を示す、図３に対応す
る図である。

【図６】本願の請求項５に記載された発明の一実施形態
（実施形態３）における入力軸とトーションバーとの結
合構造を得るための作業の一工程を示す、図３に対応す
る図である。

【図７】従来例を示す図である。

【符号の説明】

１…パワーステアリング装置、２…センサボックス、３
…入力軸、３a …上端面、４…ピニオン軸（出力軸）、
４a …ピニオン、５…トーションバー、５a …孔壁、５
b …端面（トーションバー上端面）、５c …肉厚部分、
６…孔、７…スチールボール、８…圧入孔、９…嵌合
孔、10…軸受、11…底面、12…軸受、13…コア、14…コ
イル、15…円柱体。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒状の入力軸の内部にトーションバー
   が挿通され、該トーションバーの上端部が入力軸の上端
   部に結合され、該トーションバーの下端部が出力軸の上
   端部に結合されて、これら両軸が該トーションバーを介
   して連結されたパワーステアリング装置における入力軸
   とトーションバーとの結合構造において、 前記トーションバーの上端部に、該トーションバーの軸
   方向に沿って孔が穿孔され、 前記孔に、圧入部材が、前記入力軸の上端面を越える深
   さにまで圧入され、 前記孔壁の前記圧入部材より開口側の部分が加締められ
   て、前記圧入部材の抜け止めがされたことを特徴とする
   パワーステアリング装置における入力軸とトーションバ
   ーとの結合構造。
2. 【請求項２】 前記圧入部材は、スチールボールである
   ことを特徴とする請求項１記載のパワーステアリング装
   置における入力軸とトーションバーとの結合構造。
3. 【請求項３】 前記圧入部材は、円柱体であることを特
   徴とする請求項１記載のパワーステアリング装置におけ
   る入力軸とトーションバーとの結合構造。
4. 【請求項４】 前記加締め加工は、前記トーションバー
   の上端面側から施されたことを特徴とする請求項１ない
   し請求項３のいずれかに記載のパワーステアリング装置
   における入力軸とトーションバーとの結合構造。
5. 【請求項５】 前記加締め加工は、前記トーションバー
   の上端部外周面側から施されたことを特徴とする請求項
   １ないし請求項３のいずれかに記載のパワーステアリン
   グ装置における入力軸とトーションバーとの結合構造。
6. 【請求項６】 円筒状の入力軸の内部にトーションバー
   が挿通され、該トーションバーの上端部が入力軸の上端
   部に結合され、該トーションバーの下端部が出力軸の上
   端部に結合されて、これら両軸が該トーションバーを介
   して連結されたパワーステアリング装置における入力軸
   とトーションバーとの結合方法において、 予めトーションバーの上端部に、該トーションバーの軸
   方向に沿って孔を穿孔しておき、 前記入力軸と前記出力軸との中立出しを行なった後、前
   記トーションバーの前記孔に、圧入部材を、前記入力軸
   の上端面を越える深さにまで圧入し、 次いで、前記孔壁の前記圧入部材より開口側の部分を加
   締めて、前記圧入部材の抜け止めをするようにしたこと
   を特徴とするパワーステアリング装置における入力軸と
   トーションバーとの結合方法。