説明

パワーステアリング用駆動装置

【課題】タイヤの操舵角が左右で等しくなる中立位置を特定して組み付け作業ができるパワーステアリング用駆動装置を提供する。
【解決手段】アシスト力を発揮する装置ユニットaには、相対関係が特定された入力軸3と出力軸4とを備えるとともに、これら入力軸3と出力軸4とのそれぞれには互いに歯数を異にしたセレーション5,6を固定している。そして、入力軸3のセレーション5は、ハンドル1に連係した入力機構Iのセレーション7と組み合わせ、出力軸4のセレーション6は、タイヤ2側に連係した出力機構Oのセレーション8と組み合わせてなるパワーステアリング用駆動装置を前提にする。そして、入力軸あるいは出力軸のいずれか一方のセレーションであって、上記入力軸のセレーションと出力軸のセレーションとの相対関係の中で、最もずれ角が小さい位置にある歯にマーキングを施している。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、入力軸と出力軸との相対関係を特定するとともに、それら両軸に、入力機構あるいは出力機構に連係するためのセレーションを設けたパワーステアリング用駆動装置に関する。
【背景技術】
【0002】
入力軸と出力軸との相対関係を特定するとともに、それら両軸に、入力機構あるいは出力機構を連係するパワーステアリング用駆動装置が特許文献1に記載されている。この従来の装置(トルクジェネレータ)は、その入力軸および出力軸のそれぞれを、入力機構あるいは出力機構に連係するのにピンを用いていた。しかし、ピンを用いた場合には、その強度が十分でないという問題があった。
【0003】
そこで、上記ピンの問題を解決する手段として、上記入力軸および出力軸側にセレーションを用いる装置がすでに提供されている。そして、この種の駆動装置は、モータ等からなる動力機構に、入力軸と出力軸とを設けるとともに、これら両軸は、それらの組み付け段階で相対関係が特定される。このようにして相対関係が特定された入力軸および出力軸のそれぞれには、セレーションを設け、入力軸のセレーションは、ハンドルに連係した入力機構のセレーションに組み付け、出力軸のセレーションは、タイヤに連係した出力機構のセレーションに組み付ける。
【0004】
ただし、上記入力軸側のセレーションと、出力軸側のセレーションとは、それが求められる機能が多少異なる。例えば、入力軸側においては、一般的に歯数を多くして、ハンドルを取り付ける際に生じるハンドルのずれを少なくする。このようにすることによって、トーイン調整の幅を狭める効果が期待できる。一方、出力軸側においては、タイヤからの負荷が大きいので、上記のようなずれの問題よりも、どちらかというと強度が求められる。そのために、出力軸および出力機構側のセレーションは、その歯数を少なくして、強度を保つようにしている。
【0005】
上記のようにしたパワーステアリング用駆動装置は、入力軸のセレーションを入力機構のセレーションに組み付け、出力軸のセレーションを出力機構のセレーションに組み付けるが、これによって、入力機構と出力機構との中立位置が特定されることになる。言い換えると、当該駆動装置を介して、入力機構と出力機構との相対関係が決まることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開平11−99957号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
入力軸と出力軸とのセレーション同士では、それらの円周方向における相対関係が特定されたとき、それらの回転角位置に応じて、両セレーション間で対応する歯と歯との間でのずれ角の異なりかたに法則性が認められる。すなわち、入力軸と出力軸とのセレーションの歯数の比が、整数になるときと、小数になるときとで、そのずれ角の生じかたが異なる。歯数の比が整数になるときには、両セレーション間で対応する歯と歯とのずれ角は、いずれの回転角の場合でも同じになる。
また、歯数の比が小数の場合は、回転角位置に応じて、両セレーション間で対応する歯と歯とのずれ角が異なってくる。例えば、特定の回転角における歯同士では、それらのずれ角は小さいが、他の回転角における上記歯同士では、それらのずれ角が大きくなる。そのため、両セレーションの相対位置を特定したとき、それら両セレーションのずれ角が目標値となるように、いずれか一方のセレーションを基準にして、他方のセレーションを加工しているのが現状である。しかし、上記のようにずれ角を目標値内に抑えようとすると、転造などの方法では十分な精度がでないので、セレーションを切削加工によって製造している。このように、従来は、セレンションを切削加工によって製造しているので、その量産効果を十分に上げられないという問題があった。
【0008】
また、上記のようにずれ角を目標値内に抑えるために、例えば、両セレーションのずれ角が目標値以内に収まるように、セレーションとそれに結合させる軸との溶接時に、両者の相対位置を調整する方法もある。しかし、この場合にも、量産性に劣るという問題があった。
【0009】
この発明の目的は、タイヤの操舵角が左右で等しくなる中立位置を特定して組み付け作業ができるパワーステアリング用駆動装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
この発明は、アシスト力を発揮する装置ユニットに、相対関係が特定された入力軸と出力軸とを備えるとともに、これら入力軸および出力軸のそれぞれには、歯数の比が小数を有する数値になるセレーションを固定し、入力軸のセレーションは、ハンドルに連係した入力機構のセレーションと組み合わせ、出力軸のセレーションは、タイヤ側に連係した出力機構のセレーションと組み合わせるパワーステアリング用駆動装置において、入力軸のセレーションあるいは出力軸のセレーションのいずれか一方または双方のセレーションであって、上記入力軸のセレーションと出力軸のセレーションとの円周方向における相対関係の中で、最もずれ角が小さい位置にある歯あるいはその歯に対応する位置にマーキングを施した点に特徴を有する。
【0011】
第2の発明は、上記入力軸および出力軸の両セレーションにおける各歯の見かけ上の進み角を演算するとともに、入力軸におけるセレーションの個々の歯と、出力軸におけるセレーションの個々の歯との間の進み角の差を割り出し、その進み角の差すなわちずれ角の1/2があらかじめ設定した許容限度内にあるセレーションを対にして用いた点に特徴を有する。なお、上記ずれ角とは、入力軸と出力軸とにおけるセレーションの個々の歯同士の進み角の相対差をいい、進み角とは、特定の歯を基準にたとき、その特定の歯に対する他の歯の絶対角度をいう。
【0012】
第3の発明は、入力軸におけるセレーションのピッチ角と、出力軸におけるセレーションのピッチ角との最大公約数を求めるとともに、その最大公約数の1/2の値が、あらかじめ設定した許容限度ずれ角内にあるセレーションを用いた点に特徴を有する。
【0013】
なお、この発明におけるマーキングとは、刻印や印字はもちろん、例えば、ペイントやチョーク等によるものでものよく、特定の歯またはそれに対応する位置に印が付されれば、それはどのようなものであってもよい。要するに、当該装置を、入力機構と出力機構とに組み付ける際に、ずれ角が最小の歯を認識できればよい。また、この発明におけるセレーションは、雄あるいは雌のいずれであってもよいこと当然である。
【発明の効果】
【0014】
第1〜3の発明によれば、歯数の比が小数を有する数値になるセレーション同士で、それらの円周方向における相対関係が特定されたときの回転角位置に応じて、両セレーション間で対応する歯と歯との間での円周方向のずれ角が最小になる歯にマーキングしたので、そのマーキングした位置をポイントにして中立位置を定めれば、ハンドル角に対して、タイヤの切れ角を、常に等しくできるとともに、そのための組み付け作業は、きわめて簡単になる。
【0015】
また、第2,3の発明によれば、入力機構側の中立ポイントと、出力機構側の中立ポイントとが多少ずれたとしても、それは常に許容限度の範囲内にとどめられることになる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】この発明の装置ユニットを組み込んだ車両の概略図である。
【図2】出力軸に設けたセレーションの拡大図である。
【図3】歯数Z1によって形成される各歯に対して最寄りとなる歯数Z2によって形成される歯のずれ角θ2と基準点からのずれ角θ1との関係を示したグラフである。
【図4】ずれ角の1/2が許容限度内であることを説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
図示の実施形態は、パワーステアリング装置を示すもので、装置ユニットaを介して、ハンドル1に連係した入力機構Iと、タイヤ2に連係した出力機構Oとを連係している。そして、装置ユニットaには、モータ等からなる動力源を制御する動力源制御機構Cを設けるとともに、この動力源制御機構Cには、入力軸3と出力軸4とを設けている。
【0018】
また、上記入力軸3には雄セレーション5を設け、出力軸4には雄セレーション6を設けているが、入力軸3に設けた雄セレーション5は、出力軸4に設けた雄セレーション6よりもその歯数を多くしている。ただし、その理由は、前記従来の場合とまったく同様である。そして、このようにした入力軸3と出力軸4とは、それらの円周方向における相対関係を維持して回転自在に保たれる。
【0019】
また、この実施形態において、上記両雄セレーション5,6は、次の条件を満たすものを対として用いているが、その条件を導き出す方法は、次の二つがある。第1の方法は、両雄セレーション5,6における見かけ上の各歯の進み角を演算するとともに、入力軸3における雄セレーション5の個々の歯と、出力軸4における雄セレーション6の個々の歯との間の進み角のずれを割り出し、そのずれ角の1/2があらかじめ設定した許容限度内にある雄セレーション同士を選択する。なお、上記ずれ角の許容限度は、上記した入力機構Iと出力機構Oとの間での中立のずれに対する許容限度によってあらかじめ定められるものである。
【0020】
第2の方法は、両雄セレーション5,6の対の条件を特定するのに、両雄セレーション5,6のピッチ角からその最大公約数を求め、その最大公約数の値の1/2が、あらかじめ設定した許容限度内にある雄セレーション同士を選択する方法である。なお、最大公約数とは、歯数Z1のピッチ角と歯数Z2のピッチ角との個々の倍数の最小差をいうことになるので、この最大公約数1/2が、あらかじめ設定した上記許容限度内にあれば、それら両雄セレーション5,6は、当該装置に使用できる対のものとしている。
【0021】
なお、第2の方法は、両セレーションのピッチ角の一方または双方が小数になったときは使用できないが、第1の方法は、最大公約数に関係なく利用することができる。したがって、両セレーションのピッチ角の一方または双方が小数になったときは、第1の方法を用いればよいことになる。
【0022】
また、上記のようにずれ角の1/2があらかじめ設定した許容限度内にしたのは、次の理由からである。例えば、最大公約数が1の雄セレーション同士であって、しかも、一つの歯同士の相対位置を完全に一致させて、それらのずれ角をゼロに設定した場合を、図3に基づいて説明する。なお、この図3においてX軸は、上記ゼロ点から両雄セレーションを相対回転させたことを想定したずれ角θ1を示し、Y軸は、歯数Z1によって形成される各歯に対して最寄りとなる歯数Z2に対して形成される歯のずれ角θ2を示している。
【0023】
そして、上記のように相対位置を完全に一致させた歯同士は、そのずれ角θ1が大きくなるにしたがって、互いに離れていく(点線で示した特性)。これに対して、最大公約数であるずれ角θ2が1度のポイントにいた歯は、ずれ角θ1が大きくなるにしたがって、ずれ角θ2を小さくしていき、そのずれ角θ2をゼロ点にまで到達させ、再び両者は離れていく(二点鎖線で示した特性)。これら点線および二点鎖線が交わる点Aに注目すれば、上記ずれ角θ2が最大公約数の1/2であることが明らかである。したがって、上記許容限度がこの最大公約数の1/2内にあれば、両雄セレーションは対のものとして用いることができる。
【0024】
上記の説明を、図4を用いてさらに説明する。この図4において、線10は、両セレーションの特定の歯Z1aと歯Z2aとが完全に一致して重なり合った状態の中心線を示す。また、線11と12とは、ずれ角が1度の歯Z1bと歯Z2bとの中心線を示す。今、Z1が矢印13方向に回転したとすると、Z1aとZ2aとが離れて、歯Z1aは一転鎖線14で示す位置まで移動する。このとき、ずれ角が1度の歯Z1bと歯Z2bとは徐々に接近していくが、上記歯Z1aが上記線14に達した位置が0.5度とすれば、上記歯Z1bと歯Z2bは0.5度接近したことになる。したがって、両雄セレーション5,6間で、最小のずれ角を保つ範囲は、上記最大公約数の1/2ということになり、この1/2の値が、上記許容限度内にあれば、両雄セレーション5,6は、対として使用できることになる。
【0025】
上記のような関係を保った雄セレーション5は、入力機構Iに設けた雌セレーション7に組み付け、出力軸4に設けた雄セレーション6は、出力機構Oに設けた雌セレーション8に組み付ける。そして、この実施形態では、出力軸4の雄セレーション6の歯であって、出力機構Oに対する中立ポイントとすべき歯6aに、図2に示すようにマーキング9を施しているが、このマーキング9を施すべき歯は、次のようにして決めている。
【0026】
すなわち、雄セレーション5,6を固定した入力軸3および出力軸4のそれぞれを、装置ユニットaに組み付けることによって、入力軸3および出力軸4は、それらに荷重が作用しない限り一体回転する状態に保たれる。言い換えると、この状態では、雄セレーション5,6の円周方向における相対関係が固定化されることになる。このように相対関係が固定化された雄セレーション5,6における個々の歯のずれ角を計測し、そのずれ角が最も小さい歯を選択するとともに、その歯のうち、出力軸4に設けた雄セレーション6の歯6aあるいは入力軸3に設けた雄セレーションの歯5aのいずれか一方あるいは双方に、図2に示すようにマーキング9を施す。ただし、入力軸3側のマーキングは図示していない。
【0027】
なお、入力軸3側の雌セレーション7は、ハンドル1を中立に保持したときの中立ポジションで雌セレーション7の中立位置が決められるようにあらかじめ設定されている。また、出力軸4側の雌セレーション8も、タイヤ2を中立に保持したときの中立ポジションに雌セレーション8の中立位置が特定されるようにあらかじめ設定されている。
【0028】
上記のようにマーキング9を施しておけば、このマーキング9を施した歯6aを、出力機構Oの中立位置に一致させた状態で、その雌セレーション6に組み込むことができる。このようにマーキング9を施した歯6aを基準にして、雄セレーション8を雌セレーション8に組み込むと、雄セレーション5側においては、上記ずれ角の範囲で、中立位置からずれた状態になる。このように雄セレーション5が中立位置をずれた状態で、この雄セレーション5を雌セレーション7に組み込むと、ハンドル1は上記ずれ角の範囲で中立位置がずれることになる。しかし、このずれ角は、上記したように許容限度の範囲内にあるので、大勢に影響がないことになる。
【0029】
したがって、この実施形態によれば、装置ユニットaを組み付ける現場と、その装置ユニットaに、入力機構Iおよび出力機構Oを組み付ける現場とが異なっていても、それら三者、すなわち、装置ユニットa、入力機構Iおよび出力機構Oのそれぞれを、中立位置を基準にして相対関係を、許容限度の範囲内で、特定することができる。
【0030】
なお、上記実施形態において、入力軸3および出力軸4に雄セレーション5,6を設け、入力機構Iおよび出力機構O側に雌セレーション7,8を設けたが、それらを逆にしてもよいこと当然である。すなわち、入力軸3および出力軸4に雌セレーションを設け、入力機構Iおよび出力機構O側に雄セレーションを設けてもよい。また、装置ユニットa側において、入力軸3あるいは出力軸4のいずれか一方を雄セレーションにし、他方を雌セレーションにしてもよい。いずれにしても、装置ユニットa側のセレーションにマーキング9を施すが、そのマーキング9を施す対象が雌セレーションの場合には、歯そのものあるいはそれに対応する部分にマーキング9を施すようにすればよい。
【符号の説明】
【0031】
a 装置ユニット
1 ハンドル
I 入力機構
2 タイヤ
O 出力機構
3 入力軸
4 出力軸
5 入力軸側のセレーション
6 出力軸側のセレーション
7 入力機構側のセレーション
8 出力機構側のセレーション
9 マーキング

【特許請求の範囲】
【請求項1】
アシスト力を発揮する装置ユニットには、相対関係が特定された入力軸と出力軸とを備えるとともに、これら入力軸および出力軸のそれぞれには、歯数の比が小数を有する数値になるセレーションを固定し、入力軸のセレーションは、ハンドルに連係した入力機構のセレーションと組み合わせ、出力軸のセレーションは、タイヤ側に連係した出力機構のセレーションと組み合わせるパワーステアリング用駆動装置において、入力軸のセレーションあるいは出力軸のセレーションのいずれか一方または双方のセレーションであって、上記入力軸のセレーションと出力軸のセレーションとの円周方向における相対関係の中で、最もずれ角が小さい位置にある歯あるいはその歯に対応する位置にマーキングを施してなるパワーステアリング用駆動装置。
【請求項2】
上記入力軸および出力軸の両セレーションにおける各歯の見かけ上の進み角を演算するとともに、入力軸におけるセレーションの個々の歯と、出力軸におけるセレーションの個々の歯との間の進み角の差を割り出し、そのずれ角の1/2があらかじめ設定した許容限度内にあるセレーションを対にして用いた請求項1記載のパワーステアリング用駆動装置。
【請求項3】
入力軸におけるセレーションのピッチ角と、出力軸におけるセレーションのピッチ角との最大公約数を求めるとともに、その最大公約数の1/2の値が、あらかじめ設定した許容限度ずれ角内にあるセレーションを対にして用いた請求項1または2記載のパワーステアリング装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2009−184669(P2009−184669A)
【公開日】平成21年8月20日(2009.8.20)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−92741(P2009−92741)
【出願日】平成21年4月7日(2009.4.7)
【分割の表示】特願2005−292263(P2005−292263)の分割
【原出願日】平成17年10月5日(2005.10.5)
【出願人】(000000929)カヤバ工業株式会社 (2,151)
【Fターム(参考)】