CN104487316A - 电动式助力转向装置 - Google Patents

Abstract

电动式助力转向装置包括：输入轴，其被付与来自方向盘的转向力；输出轴，其被付与以电动马达作为发生源的辅助动力；以及转矩检测用套筒。所述输入轴及输出轴的一者包括筒状部，该筒状部具有雌限动部和周向槽。所述输入轴及输出轴的所述另一者包括雄限动部，该雄限动部与所述雌限动部凹凸卡合且能够在预定角度范围内相对旋转。所述转矩检测用套筒的基端部的缘部分铆接于所述周向槽。所述周向槽设于所述筒状部的外周面的部分，该筒状部的外周面的部分在径向重叠于所述雌限动部与所述雄限动部相互卡合的限动卡合区域。

Description

电动式助力转向装置

技术领域

本发明涉及构成为以电动马达作为辅助动力的发生源而能够减轻驾驶员为了操作方向盘而需要的力的电动式助力转向装置。

背景技术

汽车用的转向装置如图10所示那样构成，将方向盘1的旋转传递至转向齿轮单元2的输入轴3，随着输入轴3的旋转，推拉左右1对转向横拉杆4、4，对前车轮付与转向角。方向盘1支承固定于转向轴5的后端部，转向轴5以沿轴向插通于被支承在车身上的圆筒状的转向柱6的状态，旋转自如地支承于转向柱6。转向轴5的前端部经由万向接头7连接于中间轴8的后端部，中间轴8的前端部经由另一万向接头9连接于输入轴3。图示的例子为以电动马达10作为辅助动力的发生源来减轻为了操作方向盘1而需要的力的电动式助力转向装置。在整个本说明书及权利要求书中，如果没有特别声明，则前后方向是指车辆的前后方向。

图11～12作为电动式助力转向装置的更具体的构造的1个例子，示出了专利文献1所记载电动式助力转向装置。转向柱6a是将内柱11和外柱12组合而成的，能够在二次碰撞时全长收缩，并被支承于车身。旋转自如地支承于转向柱6a的内侧的转向轴5a是将下转向轴13和上转向轴14组合而成的，能够传递转矩、且在二次碰撞时能够使全长收缩。在从外柱12的后端开口突出的上转向轴14的后端部固定有方向盘1(参照图10)。在内柱11的前端部结合固定有壳体15，下转向轴13的前半部插入于壳体15的内侧。在壳体15的内侧，在作为输入轴的下转向轴13的前侧，输出轴16由1对滚珠轴承17、18旋转自如地支承。输出轴16与下转向轴13经由扭杆19连结。在从壳体15的前 端开口突出的输出轴16的前端部结合有万向接头7(参照图10)。

在输出轴16的后端部设有筒状部20。在筒状部20的外周面上在圆周方向的整周设有周向槽21。对于该周向槽21，在筒状部20的内周面上设有在圆周方向呈凹凸形状的雌限动部22。另一方面，在下转向轴13的外周面的前端部，设有在圆周方向呈凹凸形状的雄限动部23，该雄限动部23的外径尺寸(外接圆的直径)比下转向轴13的靠近前端的部分的外径尺寸小。雄限动部23与雌限动部22凹凸卡合且能够在预定角度范围(以扭杆19未扭转的中立状态为基准，例如±5度的范围)内相对旋转。由此，实现防止扭杆19的过大的扭转。在图示的构造的情况下，设于筒状部20的外周面上的周向槽21被配置得比雌限动部22与雄限动部23互相卡合的限动卡合区域在轴向更靠前侧。

下转向轴13是为磁性金属的钢制，在下转向轴13的外周面的靠近前端的部分，设有在圆周方向呈凹凸形状的转矩检测用凹凸部24。在转矩检测用凹凸部24的外径侧，配置有以铝合金等具有导电性的非磁性金属制的、圆筒状的转矩检测用套筒25。转矩检测用套筒25的基端部外套固定于筒状部20。在该状态下，为了实现转矩检测用套筒25的轴向的定位及防止变位，转矩检测用套筒25的基端部的缘部分铆接于周向槽21。在位于转矩检测用凹凸部24的外径侧的转矩检测用套筒25的部分，设有多个窗孔26、26。在转矩检测用凹凸部24及转矩检测用套筒25的外径侧，配置有内嵌固定于壳体15的转矩检测用线圈单元27。

在输出轴16的靠近后端的部分外套固定有蜗轮28。在蜗轮28上，啮合有旋转自如地支承于壳体15内的蜗杆29。在壳体15上，支承固定有电动马达10(参照图10)，电动马达10的输出轴能够传递转矩地结合于蜗杆29的基端部。 

在上述那样构成的电动式助力转向装置的情况下，若通过驾驶员 操作方向盘1而向转向轴5a付与作为转向力的转矩，则扭杆19(在预定角度范围内)弹性地扭转与该转矩的方向及大小相应的量。与此相伴，由于转矩检测用凹凸部24与转矩检测用套筒25的圆周方向的位置关系变化，从而在构成转矩检测用线圈单元27的线圈中产生阻抗变化。因此，基于该阻抗变化，能够检测转矩的方向及大小。电动马达产生与该转矩的检测结果相应的辅助动力。该辅助动力在由使蜗杆29与蜗轮28啮合而成的蜗轮蜗杆式减速机30增大之后，被付与输出轴16。其结果是，减轻驾驶员为了操作方向盘1而需要的力。

另一方面，通过从方向盘1向转向轴5a输入大的转矩，从而扭杆19的扭转量达到预定角度范围的一侧或另一侧的上限值，则雌限动部22与雄限动部23在周向啮合。于是，基于该啮合，变成从下转向轴13直接向输出轴16传递转矩的一部分。此时，筒状部20随着该转矩的传递而成为被扭转的倾向。

筒状部20的扭转刚性在设有周向槽21的轴向位置比其他的轴向位置低。其理由是：筒状部20的壁厚在形成有周向槽21的轴向位置减小了周向槽21的深度的量。相对于此，在上述的转矩传递时，在径向重叠于雌限动部22与雄限动部23互相卡合的限动卡合区域的筒状部20的部分、与形成有雄限动部23的下转向轴13的前端部一体地扭转。因此，此时，由于下转向轴13的前端部发挥作为加强件的作用，从而提高了在径向重叠于雌限动部22与雄限动部23互相卡合的限动卡合区域的筒状部20的部分的扭转刚性。但是，在上述的现有构造的情况下，周向槽21在径向不重叠于雌限动部22与雄限动部23互相卡合的限动卡合区域。因此，在外周面上设有周向槽21的筒状部20的部分的扭转刚性在上述的转矩传递时，也不会特别地提高。因此，在上述的现有构造的情况下，为了确保在外周面上设有周向槽21的筒状部20的部分的扭转刚性，需要一定程度地增大筒状部20的壁厚。其结果是，在实现转矩检测用的各零件等及其周边部分的小径化、轻量化时，难以实现筒状部20的薄壁化。

现有技术文献 

专利文献

专利文献1：国际公开第2003/104065号

发明内容

本发明欲解决的技术问题

本发明的目的在于得到使转矩检测用套筒的基端部外套固定的筒状部的薄壁化容易实现的构造。

用于解决问题的技术方案

根据本发明的一个技术方案，电动式助力转向装置包括：输入轴，其被付与来自方向盘的转向力；输出轴，其被付与以电动马达作为发生源的辅助动力；扭杆，其以将所述输入轴和输出轴同轴地连结的状态设于所述输入轴及输出轴的内径侧；以及转矩检测用套筒。所述输入轴及输出轴的一者具有筒状部，该筒状部设于与所述输入轴及输出轴的另一者连结的、所述输入轴及输出轴的所述一者的端部。所述筒状部具有：雌限动部，其设在该筒状部的内周面上，在圆周方向呈凹凸形状；以及周向槽，其沿圆周方向设在所述筒状部的外周面上。所述输入轴及输出轴的所述另一者具有：雄限动部，其设在与所述输入轴及输出轴的所述一者连结的、所述输入轴及输出轴的所述另一者的端部的外周面上，在圆周方向呈凹凸形状的雄限动部，并且与所述雌限动部凹凸卡合且能够在预定角度范围内相对旋转；以及转矩检测用凹凸部，其设于在轴向与所述雄限动部相邻的、所述输入轴及输出轴的所述另一者的外周面的部分，在圆周方向呈凹凸形状。所述转矩检测用套筒配置在所述转矩检测用凹凸部的外径侧。所述转矩检测用套筒的基端部以该基端部的缘部分铆接于所述周向槽的状态外套固定于所述筒状部。所述周向槽设于所述筒状部的外周面的部分，该筒状部的外周面的部分在径向重叠于所述雌限动部与所述雄限动部互相卡合的限动卡合区域。

也可以是，所述雌限动部与所述雄限动部在径向的重叠量(雌限动部与雄限动部互相沿周向啮合时的、在径向的啮合高度、啮合量)从所述筒状部的前端侧朝向基端侧越来越小。例如，在所述限动卡合区域中，所述雌限动部的内切圆的直径在轴向恒定，所述雄限动部的外接圆的直径在轴向从所述筒状部的前端侧朝向基端侧(从雄限动部的基端侧越朝向前端侧)越来越小。

也可以是，在与所述限动卡合区域在径向重叠的所述筒状部的外周面的部分、并且在所述周向槽与所述筒状部的前端之间的位置，沿圆周方向设有副周向槽，所述转矩检测用套筒的基端部的一部分铆接于所述副周向槽。副周向槽也能够在轴向设有多个。

也可以是，电动式助力转向装置包括转向柱、转向轴、以及壳体。所述转向柱具有内柱和外柱，所述外柱的前部能够轴向相对变位地外套于所述内柱的后部。所述转向轴具有所述输入轴和上转向轴，上转向轴的前部能够传递转矩并且能够轴向相对变位地嵌合于所述输入轴(下转向轴)的后部。所述转向轴旋转自如地支承于所述转向柱的内侧，所述方向盘固定于从转向柱的后端开口突出的所述上转向轴的后端部。所述壳体将所述输出轴以结合固定于所述内柱的前端部的状态旋转自如地支承于该壳体的内侧。所述输入轴的所述端部和所述输出轴的所述端部及中间部配置于所述壳体的内侧。所述输入轴及输出轴的所述一者是所述输入轴，所述输入轴及输出轴的所述另一者是所述输出轴。

在采用这样的构成的情况下，例如，也可以是，在所述转矩检测用套筒的基端部即后端部外套固定有密封环(用于防止所述壳体内的润滑剂流出到所述转向柱的内径侧的空间的密封环)，并且，使密封环的前端缘同与密封环的后端部在轴向对置的所述壳体的内表面的阶梯面滑动接触。

发明效果

在如上述那样构成的本发明的电动式助力转向装置的情况下，在外周面上设有周向槽的筒状部的部分在径向重叠于雌限动部与雄限动部互相卡合的限动卡合区域。因此，在经由雌限动部与雄限动部互相卡合的限动卡合区域将转矩的一部分在输入轴与输出轴之间直接传递时，通过设有雄限动部的另一个旋转轴(输入轴或输出轴)的一端部发挥作为加强件的作用，从而能够提高在所述外周面上设有周向槽的筒状部的部分的扭转刚性。因此，与此相应地，在实现使转矩检测用的各零件等及其周边部分的小径化、轻量化时，能够易于实现所述筒状部的薄壁化。

在使所述雌限动部与所述雄限动部在径向的重叠量从所述筒状部的前端侧朝向基端侧越来越小的情况下，在经由所述限动卡合区域将转矩的一部分在输入轴与输出轴之间直接传递时，将在外周面上设有周向槽的筒状部的部分的应力分布抑制得比更接近前端缘的部分的应力分布更低。因此，与此相应地，在实现转矩检测用的各零件等及其周边部分的小径化、轻量化时，能够更容易地实现所述筒状部的薄壁化。

在设有所述副周向槽的情况下，能够提高所述转矩检测用套筒的基端部对于所述筒状部的结合强度。

附图说明

图1是本发明的第1实施方式的电动式助力转向装置的局部剖切侧视图。

图2是图1的电动式助力转向装置的左端部的放大图。

图3是省略一部分来示出的、图2的A部的放大图。

图4是从外径侧观察转矩检测用套筒及其周边部分的图。

图5是转矩检测部的分解立体图。

图6是下转向轴(输入轴的例子)的前端部的放大剖视图。

图7是示出周向槽的轴向位置(横轴)与筒状部的从基端缘到前端缘的扭转角(纵轴)的关系的线图。

图8是本发明的第2实施方式的构造的放大图。

图9是本发明的第3实施方式的构造的放大图。

图10是现有例的转向装置的局部剖切侧视图。

图11是现有例的电动式助力转向装置的剖视图。

图12是图11的靠近左端的上半部的放大图。

附图标记说明 

1   方向盘

2   转向齿轮单元

3   输入轴

4   转向横拉杆

5、5a、5b   转向轴

6、6a、6b   转向柱

7   万向接头

8   中间轴

9   万向接头

10  电动马达

11、11a   内柱

12、12a   外柱

13、13a   下转向轴

14、14a   上转向轴

15、15a   壳体

16、16a、16b   输出轴

17、17a   滚珠轴承

18、18a   滚珠轴承

19、19a   扭杆

20、20a、20b   筒状部

21、21a   周向槽

22、22a   雌限动部

23、23a、23b   雄限动部

24、24a   转矩检测用凹凸部

25、25a、25b   转矩检测用套筒

26、26a   窗孔

27、27a   转矩检测用线圈单元

28、28a   蜗轮

29   蜗杆

30、30a   蜗轮蜗杆式减速机

31   支承托架

32   盖体

33   主体

34   螺栓

35   销

36   花键孔

37   齿部

38   槽部

39   槽部

40   轴向槽

41   突起

42、42a   铆接部

43   线圈

44   基板

45   密封环

46   内周面

47   阶梯面

48   柱支承面

49   副周向槽

具体实施方式

参照图1～7说明本发明的第1实施方式。本例的电动式助力转向装置包括转向柱6b、转向轴5b、壳体15a、输出轴16a、扭杆19a、转矩检测用套筒25a、转矩检测用线圈单元27a、基板44、电动马达10(参照图10)、以及蜗轮蜗杆式减速机30a。

转向柱6b包括配置于前侧的圆筒状的内柱11a、和配置于后侧的外柱12a。内柱11a与外柱12a组合为能够伸缩，并由支承托架31支承于车身。内、外柱11a、12a是刚制或者铝合金等轻合金制。

转向轴5b是将配置于后侧的中空轴状的上转向轴14a花键嵌合在配置于前侧的下转向轴13a上而成的，能够传递转矩、并且能够进行轴向相对变位，并被旋转自如地支承于转向柱6b的内侧。下、上转向轴13a、14a是钢制。在从外柱12a的后端开口突出的、上转向轴14a的后端部固定有方向盘1(参照图10)。

壳体15a是利用多根螺栓34将分别是铝合金等轻合金制或者合成树脂制的、前侧的盖体32和后侧的主体33互相结合而成的，被结合固定于内柱11a的前端部。下转向轴13a的前端部插入于壳体15a的内侧。

输出轴16a由为磁性金属的钢制造成中空轴状，并由1对滚珠轴承17a、18a旋转自如地支承于壳体15a内的下转向轴13a的前侧。在从壳体15a的前端开口突出的、输出轴16a的前端部，结合有万向接头7(参照图10)。

扭杆19a由弹簧钢制造。扭杆19a将下转向轴13a(是旋转轴，是被付与来自方向盘的转向力的输入轴的例子)、和输出轴16a(是旋转轴，是被付与以电动马达作为发生源的辅助动力的输出轴的例子)互相同轴地连结。这样的扭杆19a以将除了其后端部之外的大部分配置于 输出轴16a的内径侧的状态，利用销35将其前端部不能相对旋转地结合于输出轴16a的前端部，并且，将其后端部不能相对旋转地花键嵌合于设于下转向轴13a的靠近前端的部分的径向中心部的花键孔36。

在下转向轴13a的前端部设有圆筒状的筒状部20a。在筒状部20a的内周面上设有雌限动部22a，该雌限动部22a的内径尺寸(内切圆的直径)比花键孔36的内径尺寸大，且在圆周方向呈凹凸形状(齿轮状)。雌限动部22a是在筒状部20a的内周面上在圆周方向等间隔地设有分别在轴向上长的多个齿部37、37而成的。

另一方面，在输出轴16a的外周面的后端部设有雄限动部23a，该雄限动部23a的外径尺寸(外接圆的直径)比输出轴16a的靠近后端的部分的外径尺寸小，且在圆周方向呈凹凸形状(齿轮状)。雄限动部23a是在输出轴16a的外周面的后端部在圆周方向等间隔地设有分别在轴向上长的多个(与各齿部37、37相同数量)的槽部38、38而成的。

上述那样的雌限动部22a与雄限动部23a凹凸卡合且能够在预定角度范围(以扭杆19a未扭转的中立状态为基准，例如±5度的范围)内相对旋转。即，通过使构成雌限动部22a的各齿部37、37以与构成雄限动部23a的各槽部38、38分别具有圆周方向的间隙的状态松弛地卡合，从而将下转向轴13a与输出轴16a的相对旋转限制在预定角度范围。由此，实现防止扭杆19a的过大的扭转。

在与雄限动部23a在轴向相邻的输出轴16a的外周面的靠近后端的部分，设有在圆周方向呈凹凸形状的转矩检测用凹凸部24a。根据上述的说明也可知，转矩检测用凹凸部24a具有比雄限动部23a的外径尺寸大的外径尺寸(外接圆的直径)。这样的转矩检测用凹凸部24a是在输出轴16a的外周面的靠近后端的部分在圆周方向等间隔地设有分别在轴向上长的多个槽部39、39而成的。在图示的构造的情况下，各槽部39、39与构成雄限动部23a的各槽部38、38的个数及周向相位互相 一致。即，各槽部39、39与各槽部38、38在轴向相连地连续地设置。

转矩检测用套筒25a由铝合金等具有导电性的非磁性金属制造为圆筒状，与转矩检测用凹凸部24a同轴地配置在该转矩检测用凹凸部24a的外径侧。转矩检测用套筒25a的基端部(后端部)外套固定于筒状部20a。因此，在筒状部20a的外周面上，在圆周方向等间隔地设有分别在轴向上长的多个轴向槽40、40。并且，在筒状部20a的外周面的靠近后端的部分，在圆周方向整周(除了设有各轴向槽40、40的部分之外。)地设有周向槽21a。特别是，在图示的构造的情况下，周向槽21a配置在如下位置：在径向重叠于雌限动部22a与雄限动部23a互相卡合的限动卡合区域的靠近后端的部分。另一方面，在转矩检测用套筒25a的基端部内周面上，在圆周方向等间隔地设有多个(与各轴向槽40、40相同数量)半球状的突起41、41。

在将转矩检测用套筒25a的基端部外套固定于筒状部20a的情况下，随着将转矩检测用套筒25a的基端部外套于筒状部20a，使各突起41、41卡合于各轴向槽40、40。与此同时，将转矩检测用套筒25a的基端部的缘部分铆接于周向槽21a。即，在使该基端部的缘部分向内径侧塑性变形而形成铆接部42的同时，使铆接部42卡合于周向槽21a。其结果是，基于各轴向槽40、40与各突起41、41的卡合，实现防止转矩检测用套筒25a相对于筒状部20a的旋转。与此同时，基于周向槽21a与铆接部42的卡合，实现转矩检测用套筒25a相对于筒状部20a的轴向的定位及防止变位。

在作为配置于转矩检测用凹凸部24a的外径侧的部分的、转矩检测用套筒25a的前端部(前端部)至中间部，在轴向多列、并且在圆周方向等间隔地设有多个大致矩形的窗孔26a、26a。两列窗孔26a、26a的周向相位互相偏移一半间距。

转矩检测用线圈单元27a构成为圆筒状，与转矩检测用凹凸部24a 及转矩检测用套筒25a同轴地配置在外径侧。转矩检测用线圈单元27a内嵌固定于壳体15a，并具有1对线圈43、43。线圈43、43对于设有两列窗孔26a、26a的转矩检测用套筒25a的部分在径向重叠地配置。

基板44设置于壳体15a内的转矩检测用线圈单元27a的下方。在基板44上构成有电动机控制电路。线圈43、43的端部连接于该电动机控制电路。

蜗轮蜗杆式减速机30a是将蜗轮28a和未图示的蜗杆组合而成的。蜗轮28a外套固定于滚珠轴承17a、18a之间的输出轴16a的轴向中央部。未图示的蜗杆以与蜗轮28a啮合的状态旋转自如地支承于壳体15a内。

电动马达10(参照图10)支承固定于壳体15a。电动马达10的输出轴能够传递转矩地结合于未图示的蜗杆的基端部。

在转矩检测用套筒25a的基端部外周面、与壳体15a的内表面之间部分，设置有用于防止壳体15a内的润滑剂流出到转向柱6b的内径侧的空间的密封环45。密封环45以外套固定于转矩检测用套筒25a的基端部的状态，使其两岔的前端缘与圆筒状的内周面46及朝向前方的(与密封环45的后端部在轴向对置的)阶梯面47在整周互相滑动接触，其中，该内周面46及阶梯面47是壳体15a的内表面的以与靠近后端的部分互相相邻的状态设置的部分。

在如上述那样构成的电动式助力转向装置的情况下，通过驾驶员操作方向盘1而对转向轴5b付与作为转向力的转矩，则扭杆19a(在预定角度范围内)弹性地扭转与该转矩的方向及大小相应的量。与此相伴，由于转矩检测用凹凸部24a与转矩检测用套筒25a的圆周方向的位置关系变化，从而在构成转矩检测用线圈单元27的线圈43、43中产生阻抗变化。因此，基于该阻抗变化，能够检测转矩的方向及大小。 基板44上的电动机控制电路利用该转矩的检测结果，通过进行电动马达10的通电控制，从而用电动马达10产生与转矩的方向及大小相应的辅助动力。该辅助动力在由蜗轮蜗杆式减速机30a增大后，别付与给输出轴16a。其结果是，减轻驾驶员为了操作方向盘1而需要的力。

另一方面，由于从方向盘1向转向轴5b输入大的转矩而使扭杆19a的扭转量达到预定角度范围的一侧或另一侧的上限值，则雌限动部22a与雄限动部23a在周向啮合。于是，基于该啮合，转矩的一部分从下转向轴13a直接传递到输出轴16a。此时，筒状部20a随着该转矩的传递而成为被扭转的倾向。

在如上述那样构成的本例的电动式助力转向装置的情况下，扭转刚性比其他轴向部分的扭转刚性低的、在外周面上设有周向槽21a的筒状部20a的部分成为在径向重叠于雌限动部22a与雄限动部23a互相卡合的限动卡合区域的部分。因此，在经由雌限动部22a与雄限动部23a互相卡合的限动卡合区域将转矩的一部分在下转向轴13a与输出轴16a之间直接传递时，由于设有雄限动部23a的输出轴的后端部发挥作为加强件的作用，从而能够提高在外周面上设有周向槽21a的筒状部20a的部分的扭转刚性。

图7的线图示出了在使设于筒状部20a的外周面的周向槽21a的轴向位置(横轴)变化的情况下，传递相同的转矩的情况下的、筒状部20a的从基端缘到前端缘的扭转角(纵轴)如何变化。在该线图中，从左起第1个数据(点)是与本例的构造相关的数据。如该数据所示，在本例的情况下，由于能够使在外周面上设有周向槽21a的筒状部20a的部分与设有雄限动部23a的输出轴的后端部相比扭转刚性提高，因此，充分地抑制了从筒状部20a的基端缘到前端缘的扭转角。因此，与此相应，在实现转矩检测用的各零件等及其周边部分的小径化、轻量化时，能够容易实现筒状部20a的薄壁化。

在图7的线图中，从右起第1个数据是与在筒状部20a的外周面的基端部的缘部分设有周向槽21a的构造相关的数据。在该构造的情况下，扭转角变小的理由是：在筒状部20a的接近基端缘的部分，筒状部20a的内径尺寸朝向基端侧变得越来越小，与此相伴，筒状部20a的径向的壁厚朝向基端侧变得越来越大。在图7的线图中，在与从右起第2个数据相关的构造(在筒状部20a的外周面的接近基端缘的部分设有周向槽21a的构造)的情况下，扭转角变得比较小的理由也同样。

因此，也可以想到在采用本例的构造之外，而通过采用在筒状部20a的外周面的基端部的缘部分、接近基端缘的部分设有周向槽21a的构造，从而使扭转刚性提高。但是，若采用这样的构造，则由于转矩检测用套筒25a的基端部对于筒状部20a的嵌合长度变大，因此，与此相应，转矩检测用套筒25a的轴向尺寸变大。其结果是，转矩检测用套筒25a的材料费增多。

对此，在本例的情况下，周向槽21a设于筒状部20a的外周面的部分，该筒状部20a的外周面的部分在径向重叠于雌限动部22a与雄限动部23a互相卡合的限动卡合区域。因此，与周向槽21a设于不重叠于该卡合区域的部分(在轴向比该卡合区域靠后侧的部分)的情况相比，能够减小转矩检测用套筒25a的基端部对于筒状部20a的嵌合长度。因此，与此相应，能够减小转矩检测用套筒25a的轴向尺寸。其结果是，抑制转矩检测用套筒25a的材料费。

而且，在本例的情况下，与周向槽21a设于不重叠于卡合区域的部分的情况相比，能够将与外套固定于转矩检测用套筒25a的基端部的密封环45滑动接触的阶梯面47的轴向位置配置在前侧。而且，与此相应，能够将存在于阶梯面47的后方的、壳体15a的柱支承面48配置在前侧。柱支承面48是在二次碰撞时，沿着内柱11a移动到前方的外柱12a的前端缘(在图示的构造的情况下，经由内柱11a的前端部)所碰撞的面，该面位于越靠前侧，外柱12a向前方的移动量(二次碰撞时 的冲击吸收行程)就变得越长，从而能够实现充分保护驾驶员。因此，在本例的情况下，如上述那样能够将柱支承面48配置在前侧的状况，实现了加长冲击吸收行程来充分保护驾驶员。

而且，在实施本例的构造的情况下，还能够使在轴向从基端缘到周向槽21a的附近部分的筒状部20a的外周面的外径尺寸比图示的情况小。如果采用这样的构成，由于壳体15a的后端部的形状的自由度增加，因此用于将上述的冲击吸收行程加长的设计变得易于进行。

图8示出了本发明的第2实施方式。在本例的情况下，使雌限动部22a的内切圆的直径在轴向恒定，并且，使雄限动部23b的外接圆的直径在轴向从筒状部20a的前端侧朝向基端侧(从雄限动部23b的基端侧越朝向前端侧)越来越小。由此，使得雌限动部22a与雄限动部23b在径向的重叠量(雌、雄限动部22a、23b彼此在周向啮合时的、在径向的啮合高度、啮合量)从筒状部20a的前端侧朝向基端侧越来越小。

在采用这样的构成的本例的电动式助力转向装置的情况下，在经由雌限动部22a与雄限动部23b互相卡合的限动卡合区域将转矩的一部分在下转向轴13a与输出轴16b之间直接传递时，将在外周面上设有周向槽21a的筒状部20a的部分的应力分布抑制得比更接近前端缘的部分的应力分布低。因此，与此相应，在实现转矩检测用的各零件等及其周边部分的小径化、轻量化时，能够更容易地实现筒状部20a的薄壁化。其他的构成及作用与上述的第1例的情况相同，因此，省略重复的图示及说明。

图9示出了本发明的第3实施方式。在本例的情况下，是筒状部20b的外周面的部分在径向重叠于雌限动部22a与雄限动部23a的卡合区域、并且是周向槽21a与筒状部20b的前端之间的位置，在整个圆周方向设有副周向槽49。并且，转矩检测用套筒25b的基端部的轴向一部分铆接于副周向槽49。即，在使该轴向一部分向内径侧塑性变形而 形成铆接部42a的同时，使铆接部42a卡合于副周向槽49。由此，提高了转矩检测用套筒25b的基端部相对于筒状部20b的结合强度。其他的构成及作用与上述的第1例的情况相同，因此，省略重复的图示及说明。副周向槽49及铆接部42a也能够设于上述的第2例的构造。

産業上的利用可能性

在上述的各实施方式中，将本发明应用于将被付与辅助动力的输出轴连结于构成转向轴的下转向轴(输入轴)的构造。但是，本发明也能够应用于将被付与辅助动力的输出轴连结于转向齿轮单元的输入轴的构造。本发明也能够应用于例如像上述的现有构造那样，在输出轴上设有具有雌限动部和周向槽的筒状部、并在输入轴上设有具有雄限动部和转矩检测用凹凸部的构造。在使雌限动部与雄限动部在径向的重叠量从筒状部的前端侧越朝向基端侧越小的情况下，也能够采用如下构成：在雌限动部与雄限动部的卡合部，雄限动部的外接圆的直径在轴向恒定，并且，雌限动部的内切圆的直径在轴向从筒状部的前端侧越朝向基端侧越大。在实施本发明的情况下，如上述的各实施方式那样，在筒状部的外周面上设有轴向槽的情况下，周向槽、副周向槽的深度既可以分别与轴向槽的深度相等，也可以比轴向槽的深度小或大。

本发明基于2013年6月10日提出申请的日本专利申请2013－121876号，将其内容作为参照引入与此。

Claims (5)

1.一种电动式助力转向装置，其中，

所述电动式助力转向装置包括：

输入轴，其被付与来自方向盘的转向力；

输出轴，其被付与以电动马达作为发生源的辅助动力；

扭杆，其以将所述输入轴和输出轴同轴地连结的状态设在所述输入轴及输出轴的内径侧；以及

转矩检测用套筒，

所述输入轴及输出轴的一者具有筒状部，该筒状部设于与所述输入轴及输出轴的另一者连结的、所述输入轴及输出轴的所述一者的端部，

所述筒状部具有：雌限动部，其设于该筒状部的内周面，在圆周方向呈凹凸形状；以及周向槽，其沿圆周方向设在所述筒状部的外周面上，

所述输入轴及输出轴的所述另一者具有：雄限动部，其设在与所述输入轴及输出轴的所述一者连结的、所述输入轴及输出轴的所述另一者的端部的外周面上，在圆周方向呈凹凸形状，并且与所述雌限动部凹凸卡合且能够在预定角度范围内相对旋转；以及转矩检测用凹凸部，其设于在轴向与所述雄限动部相邻的所述输入轴及输出轴的所述另一者的外周面的部分，在圆周方向呈凹凸形状，

所述转矩检测用套筒配置在转矩检测用凹凸部的外径侧，

所述转矩检测用套筒的基端部以该基端部的缘部分铆接于所述周向槽的状态外套固定于所述筒状部，

所述周向槽设于所述筒状部的外周面的部分，该所述筒状部的外周面的部分在径向重叠于所述雌限动部与所述雄限动部互相卡合的限动卡合区域。

2.如权利要求1所述的电动式助力转向装置，其中，

所述雌限动部与所述雄限动部在径向的重叠量从所述筒状部的前端侧朝向基端侧越来越小。

3.如权利要求2所述的电动式助力转向装置，其中，

在所述限动卡合区域中，所述雌限动部的内切圆的直径在轴向恒定，所述雄限动部的外接圆的直径在轴向从所述筒状部的前端侧朝向基端侧越来越小。

4.如权利要求1～3的任1项所述的电动式助力转向装置，其中，

在与所述限动卡合区域在径向重叠的所述筒状部的外周面的部分、并且在所述周向槽与所述筒状部的前端之间的位置，沿圆周方向设有副周向槽，

所述转矩检测用套筒的基端部的一部分铆接于所述副周向槽。

5.如权利要求1～4的任1项所述的电动式助力转向装置，其中，

所述电动式助力转向装置包括转向柱、转向轴、以及壳体，

所述转向柱具有内柱和外柱，所述外柱的前部能够相对变位地外套于所述内柱的后部，

所述转向轴具有所述输入轴和上转向轴，上转向轴的前部能够传递转矩地并且能够轴向相对变位地嵌合于所述输入轴的后部，所述转向轴旋转自如地支承于所述转向柱的内侧，所述方向盘固定于从转向柱的后端开口突出的所述上转向轴的后端部，

所述壳体将所述输出轴以结合固定于所述内柱的前端部的状态旋转自如地支承于该壳体的内侧，

所述输入轴的所述端部、和所述输出轴的所述端部及中间部配置在所述壳体的内侧，

所述输入轴及输出轴的所述一者是所述输入轴，所述输入轴及输出轴的所述另一者是所述输出轴。