CN105128926B - 电动式动力转向装置用柱单元 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够同时确保轻量化和刚性的电动式动力转向装置。收纳电动辅助机构的齿轮壳体(45)、用于将齿轮壳体(45)固定在车身上的下部支承托架(54)、收纳转矩传感器(57)的传感器壳体(56)、构成转向柱(6c)的外柱(30)、和用于将外柱(30)的中间部固定在车身上的上部支承托架(59a)都由含有玻璃纤维的合成树脂一体成形，这些部件的接合部的强度提高，实现轻量的电动式动力转向装置。

Description

电动式动力转向装置用柱单元

本申请是国际申请号为PCT/JP2012/051118、国际申请日为2012年1月19日、于2012年2月23日进入中国国家阶段、申请号为201280000037.3的发明专利申请“电动式动力转向装置用柱单元”的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种电动式动力转向装置用柱单元，具有：转向柱，该转向柱在内侧以能够自由旋转的方式支承转向轴；壳体，该壳体在内部收纳电动式动力转向装置的构成零件。

背景技术

如图45所示，汽车用转向装置构成为，将方向盘1的旋转向转向齿轮单元2的输入轴3传递，随着该输入轴3的旋转，推拉左右一对拉杆4，而对前车轮赋予转向角。方向盘1被支承固定在转向轴5的后端部，该转向轴5在沿轴向插通有圆筒状的转向柱6的状态下，以能够自由旋转的方式支承于该转向柱6。在电动式动力转向装置中，转向柱6的前端部被连结固定在壳体9的后端部，该壳体9收纳有构成电动辅助机构(操向辅助部)的蜗杆减速器7和构成转矩测定装置8的转矩传感器(位移传感器)14(参照图31)等。另外，在该壳体9上，支承固定有电动辅助机构的动力源即电动机10。

通过方向盘1使转向轴5旋转时，施加于该转向轴5的转矩的方向及大小通过转矩测定装置8测定。该转矩测定装置8由以下部件构成：输入轴12及输出轴13，该输入轴12及输出轴13以能够自由旋转的方式被支承在壳体9内，并通过扭杆11相互结合；转矩传感器14，该转矩传感器14用于测定与这些输入轴12及输出轴的旋转方向相关的相对位移量。

基于该转矩测定装置8的测定结果，电动机10经由蜗杆和输出轴13所具有的与该蜗杆啮合的蜗轮，将与方向盘1的操作方向相同的方向的辅助转矩赋予输出轴13，而由比从转向轴5向输入轴12输入的转矩大的转矩使输出轴13旋转。

输出轴13的前端部通过通用联轴器15a与中间轴16的后端部连接，该中间轴16的前端部通过其他的通用联轴器15b与输入轴3连接。此外，图45所示的构造是组装有用于调节方向盘1的上下位置的倾斜机构、和用于调节前后位置的伸缩机构。因此，将转向柱6的中间部以相对于车身17上所支承的上部支承托架18能够调节上下位置及前后位置的方式支承。另外，为构成倾斜机构，经由下部支承托架23，将设置在壳体9的前侧上端部的支承筒19以相对于车身17能够进行以横轴为中心的摆动位移的方式支承。另外，为构成伸缩机构，转向轴5采用以能够进行转矩传递且能够伸缩的方式组合内轴和外轴的结构，转向柱6采用以能够伸缩的方式组合外柱和内柱的结构。

在这样地组合转向柱6和壳体9而构成的电动式动力转向装置用柱单元中，为实现其轻量化以及低成本化，壳体9为合成树脂制，记载在日本特开2009－298246号公报中。图46表示该文献记载的电动式动力转向装置用柱单元的以往构造的一例。在该以往构造的情况下，分别是聚酰胺树脂等的合成树脂制，通过对收纳转矩测定装置8的传感器壳体20和收纳蜗杆减速器7的齿轮壳体21进行焊接，而构成中空的壳体9a。在本例中，转向柱6a以能够伸缩的方式组合外柱和内柱而构成，但在这样的构造中，在壳体9a为合成树脂制的情况下，从确保强度及刚性的观点出发，存在需要由铁系合金等金属形成转向柱6a的情况。在图46所示的以往构造的情况下，通过将金属制且圆筒状的转向柱6a的前端部外嵌于形成在合成树脂制的壳体9a的后端部上的圆筒部22，来结合壳体9a的后端部和转向柱6a的前端部。

但是，在这样地组合合成树脂制的壳体9a和金属制的转向柱6a的以往构造的情况下，难以提高壳体9a的后端部和转向柱6a的前端部的结合强度。即，即使是以过盈配合嵌合固定壳体9a的后端部和转向柱6a的前端部的情况下，基于构成壳体9a的合成树脂和构成转向柱6a的金属之间的线膨胀率之差，该结合固定部的嵌合强度可能逐渐降低。尤其是，当伴随温度上升的圆筒部22的外径的扩大量变得比转向柱6a的前端部的内径的扩大量大时，压付圆筒部22的外周面的力(面压)变得过大，该圆筒部22朝向外径变小的方向发生塑性变形。其结果，该结合固定部的嵌合强度的降低变得明显。

另外，基于金属和合成树脂的过盈配合的、该结合固定部的强度及刚性不一定从初期阶段变大。因此，在方向盘1的高度调节时等，对该结合固定部施加弯曲方向的力的情况下，圆筒部22的外周面也可能发生塑性变形，该结合固定部的嵌合强度可能降低。无论如何，该嵌合强度降低时，可能产生转向柱6a和壳体9a的结合部晃动等问题。此外，在通过铁类合金等具有规定强度和刚性的金属制造转向柱并通过铝合金等质量轻且比铁类合金等软质的金属制造壳体的情况下，也会产生同样的问题。

另一方面，在汽车用转向装置中，发生碰撞事故时，为保护驾驶员，设置有吸收碰撞时的冲击的机构。首先，中间轴8以通过冲击负荷能够收缩全长的方式构成，在汽车与其他汽车等碰撞的一次碰撞时，无论转向齿轮单元2是否发生向后方的位移，都经由转向轴5使方向盘1向后方位移，防止冲撞驾驶员的身体。另外，接着一次碰撞，发生驾驶员的身体与方向盘1碰撞的二次碰撞，对于此时的冲击，通过设置如下的能量吸收机构来实现驾驶员的保护，即，相对于车身，以能够通过伴随二次碰撞的向前方的冲击负荷而向前方脱离的方式对支承方向盘1的转向柱6进行支承，并吸收该冲击负荷。

在这样的冲击吸收式转向柱单元中，从实现轻量化及成本降低的观点出发，尝试谋求转向柱自身的轻量化。图47表示日本特开2010－36677号公报公开的电动式动力转向装置用柱单元的一例。在该构造中，构成转向柱6b的外柱24由金属制的保持筒26和合成树脂制的轴套27构成，在该轴套27的内周面，内嵌有构成转向柱6b的金属制的内柱25。另外，在轴套27的后端部内周面，在通常情况下内柱25没有嵌合的部分，形成有多个突条部28，通过内柱25刮去该突条部28，来吸收冲击能量。在该构造中，外柱24中的轴套27采用合成树脂制，由此实现轻量化，并且，通过在转向柱6b内设置能量吸收机构，能够实现冲击吸收式转向柱单元的小型化及稳定的冲击能量吸收特性。

但是，在该文献的装置中，只不过外柱24的轴套27由合成树脂形成，对于轻量化来说不充分。而且，不仅谋求单元整体的轻量化，在研究其改良时，作为冲击吸收式转向柱还要确保规定的强度及刚性，而且，还要求确保二次碰撞时的转向柱和车身的安装刚性。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2009－298246号公报

专利文献2：日本特开2010－36677号公报

发明内容

本发明鉴于上述情况，其目的是实现同时确保轻量化和强度及刚性的电动式动力转向装置用柱单元的构造。而且，其目的是实现谋求提高向车身的安装刚性且同时确保上述轻量化和强度及刚性的构造。

另外，本发明的目的是实现如下构造，即，在构成柱单元的转向柱和壳体中的一方是树脂制而需要另一方为金属制的方式中，确保所述转向柱的前端部和所述壳体的后端部之间的结合部的强度及刚性，并且同时确保上述的轻量化和强度及刚性。

本发明的第一方式的电动式动力转向装置用柱单元的特征在于，具有：

转向柱，该转向柱具有外柱、和配置在该外柱的车身后方侧且在二次碰撞时能够向车身前方侧塌陷移动地与该外柱嵌合的内柱，在该转向柱内部以能够转动的方式枢轴支承转向轴；

壳体，该壳体具有被安装在所述外柱的车身前方侧且对用于检测作用于所述转向轴的转矩的转矩传感器进行收纳的传感器壳体、和对根据所述转矩传感器的检测值赋予规定的操向辅助力的电动辅助机构的一部分进行收纳的齿轮壳体；

下部支承托架，该下部支承托架能够将所述外柱的车身前方侧或所述壳体固定在车身上；

上部支承托架，该上部支承托架能够将所述外柱的车身后方侧固定在车身上，

所述齿轮壳体和所述外柱由合成树脂一体成形，或者，所述外柱、所述下部支承托架和所述上部支承托架由合成树脂一体成形。

优选地，除了所述齿轮壳体和所述外柱以外，所述下部支承托架及所述传感器壳体也由合成树脂一体成形。或者，优选地，除了所述齿轮壳体和所述外柱以外，所述下部支承托架、所述传感器壳体及所述上部支承托架也由合成树脂一体成形。

所述合成树脂优选是含有玻璃纤维的合成树脂。

在具有用于封闭所述齿轮壳体的车身前方侧的端面的前罩的情况下，该前罩优选螺入所述齿轮壳体的端面，并且通过在对该前罩和所述齿轮壳体之间的接合面加压的同时熔融并焊接，将其固定在所述齿轮壳体上。

优选地，通过过盈配合将所述内柱的外周面嵌合于所述外柱的内周面，并且，在所述外柱和所述内柱之间架设有二次碰撞时能够断裂的断裂销。

优选地，在所述外柱的内周面，沿该外柱的轴线方向伸长的多个突状部形成在周向的多个位置，所述内柱的外周面与该突状部嵌合。

本发明的第二方式的电动式动力转向装置用柱单元的特征在于，具有：

转向柱，该转向柱具有合成树脂制的外柱、和配置在该外柱的车身后方侧且在二次碰撞时能够向车身前方侧塌陷移动地与该外柱嵌合的内柱，在内部以能够转动的方式枢轴支承转向轴；

下部支承托架，该下部支承托架在所述外柱的车身前方侧或与所述外柱的车身前方侧一体形成的部分，以向车身上方侧突出的方式一体形成，具有平行于与所述外柱的中心轴线正交的水平轴线地形成的下部侧安装孔；

上部支承托架，该上部支承托架以向车身上方侧突出的方式一体形成在所述外柱的车身后方侧，具有平行于与所述外柱的中心轴线正交的水平轴线地形成的上部侧安装孔；

金属制的下部侧安装螺栓，该下部侧安装螺栓被穿插在所述下部侧安装孔中，用于将所述下部支承托架固定在车身上所固定的金属制的下部侧车身安装板上；

金属制的上部侧安装螺栓，该上部侧安装螺栓被穿插在所述上部侧安装孔中，用于将所述上部支承托架固定在车身上所固定的金属制的上部侧车身安装板上。

该电动式动力转向装置用柱单元还可以包含所述下部侧车身安装板及所述上部侧安装板。该情况下，优选地，在所述下部侧车身安装板上，形成有车身前方侧闭锁且车身后方侧开放并穿插有所述下部侧安装螺栓的下部侧切槽，并且，在所述上部侧车身安装板上，形成有车身前方侧闭锁且车身后方侧开放并穿插有所述上部侧安装螺栓的上部侧切槽。

优选地，所述下部侧切槽及所述上部侧切槽的车身上下方向的槽宽都形成为车身后方侧比车身前方侧的宽。

优选地，在所述上部侧切槽的车身下方侧的缘部，在与车身前方侧的闭锁端部相比靠车身后方侧的前后方向中间部，形成有向车身上方侧突出的凸部。

优选地，从所述下部侧切槽的车身下方侧的缘部的车身前方侧的闭锁端部到车身后方侧的开放端部的长度，比从所述上部侧切槽的车身下方侧的缘部的车身前方侧的闭锁端部到车身后方侧的开放端部的长度长。

优选地，在所述外柱的车身后方侧，在车身前后方向上分离地设置多个所述上部支承托架。

本发明的第三方式的电动式动力转向装置用柱单元的特征在于，具有：

金属制的转向柱，该转向柱为圆筒状，在内部以能够转动的方式枢轴支承转向轴；

壳体，该壳体被结合固定在该转向柱的前端部，其内部收纳有电动式动力转向装置的构成零件的至少一部分，由比构成所述转向柱的金属软质的金属的铸造品或合成树脂的注塑成型品形成，

在所述转向柱的前端部，形成有将该前端部向径向外侧翘起而形成的翘起部、和连通该转向柱的内外周面之间或两侧面之间的壁部去除部，所述壳体在内部包埋所述翘起部和所述壁部去除部的状态下被铸造或注塑成型。

更具体地，能够采用如下构造，即，所述翘起部形成为局部圆锥筒状，该局部圆锥筒状随着趋向前方而向直径变大的方向倾斜，在所述转向柱的前端部，形成有从该翘起部的大径侧端部向前方弯折的大径圆筒部，所述壁部去除部由形成在所述翘起部及所述大径圆筒部的圆周方向多个位置的多个透孔构成，所述壳体的后端部存在于所述翘起部及所述大径圆筒部的内径侧和外径侧，并且构成该壳体的金属或合成树脂的一部分进入所述透孔内。

或者，还能够采用如下构造，即，所述翘起部形成为朝向径向外侧弯折的外向凸缘状，所述壁部去除部由形成在该翘起部及所述转向柱的前端部的与该翘起部相比更靠后的部分上的多个透孔构成，所述壳体的后端部存在于所述翘起部的前后两侧及所述转向柱的前端部的内径侧和外径侧，并且构成所述壳体的金属或合成树脂的一部分进入所述透孔内。

或者，还能够采用如下构造，即，所述翘起部形成为朝向径向外侧弯折的外向凸缘状，所述壁部去除部由形成在该翘起部的外周缘部分上的多个切口构成，所述壳体的后端部存在于所述翘起部的前后两侧，并且构成该壳体的金属或合成树脂的一部分进入所述切口内。

本发明的第四方式的电动式动力转向装置用柱单元的特征在于，具有：

金属制的转向柱，该转向柱为圆筒状，前端部具有连通内外周面的透孔，在内部以能够转动的方式枢轴支承转向轴；

壳体，该壳体由比构成所述转向柱的金属软质的金属的铸造品或合成树脂的注塑成型品构成，在后端部的内外周面中的任意周面上具有螺纹槽，在内部收纳电动式动力转向装置的构成零件的至少一部分；

螺纹环，该螺纹环以在内部包埋包含所述透孔的部分的状态铸造或注塑成型于所述转向柱的前端部，在内外周面中的、与在所述壳体的后端部具有螺纹槽的周面相对的一侧的周面上，具有螺纹槽，

通过将所述螺纹环的螺纹槽与所述壳体的后端部的螺纹槽螺合进而紧固，将所述壳体结合固定在所述转向柱上。

更具体地，能够采用如下构造，即，所述螺纹环的螺纹槽由形成在该螺纹环的外周面上的外螺纹构成，并且，在所述壳体的后端部的内周面形成有阶梯大径部，并且，所述壳体的后端部的螺纹槽由形成在该阶梯大径部的内周面上的内螺纹构成。

或者，还能够采用如下构造，即，所述螺纹环的螺纹槽由形成在该螺纹环的内周面上的内螺纹构成，并且，所述壳体的后端部的螺纹槽由形成在该壳体的后端部外周面上的外螺纹构成。

发明的效果

在本发明中，关于构成电动式动力转向装置用柱单元的部件中的至少齿轮壳体和外柱，或者，外柱、下部支承托架和上部支承托架，由通过合成树脂一体成形的成形品构成。因此，构成柱单元的部件之间的接合部的强度提高，获得质量轻的电动式动力转向装置。尤其是，在使用由含有玻璃纤维的合成树脂一体成形的成形品的情况下，玻璃纤维不间断地连续，能够进一步提高该成形品的强度。

另外，在本发明中，构成柱单元的部件中的至少外柱、下部支承托架和上部支承托架是合成树脂制，并且，将该柱单元经由下部支承托架及上部支承托架固定在车身上，在该构造中，至少将该上部支承托架通过固定在车身上的金属制的上部侧车身安装板及金属制的上部侧安装螺栓固定在车身上。因此，二次碰撞时，当驾驶员与方向盘碰撞时，由于向着车身上方侧的冲击力由金属制的上部侧安装螺栓和上部侧车身安装板承受，所以合成树脂制的外柱及上部支承托架发生的变形变小，能够进行内柱相对于外柱的顺畅的塌陷移动。

而且，在本发明中，由于包含外柱在内的转向柱必须为金属制，所以壳体采用比构成转向柱的金属软质的金属制或合成树脂制而实现轻量化，在该构造中，在转向柱的前端部设置翘起部和壁部去除部，壳体是在包埋这些翘起部和壁部去除部的状态下通过铸造或注塑成型而形成的，或者，在转向柱的前端部设置透孔和螺纹环，该螺纹环是在包埋该前端部中的包含该透孔的部分的状态下铸造或注塑成型而形成的，通过螺合壳体的螺纹槽和该螺纹环的螺纹槽进而紧固，结合固定这些部件。根据该结构，能够确保壳体的后端部和转向柱的前端部之间的结合部的强度及刚性。

附图说明

图1是从车身侧方观察本发明的第一实施方式的第一例的电动式动力转向装置用柱单元的主视图。

图2是图1的俯视图。

图3是图2的A－A剖视图。

图4是表示齿轮壳体、下部支承托架、传感器壳体、外柱和上部支承托架由合成树脂一体地成形的第一实施方式的第一例的树脂成形品单体的主视图。

图5是图4的俯视图。

图6(a)是图5的B－B剖视图，图6(b)是图6(a)的C－C剖视图，图6(c)是图6(a)的D－D剖视图。

图7是表示图3的外柱和内柱的嵌合部的放大纵剖视图。

图8是表示图3的下部转向轴和键锁定圈之间的结合部的放大纵剖视图。

图9(a)是图8的公差环单体的主视图，图9(b)是图9(a)的右侧视图。

图10是表示图3的齿轮壳体和前罩之间的结合部的局部放大剖视图。

图11是从车身侧面观察本发明的第一实施方式的第二例的电动式动力转向装置用柱单元的主视图。

图12是图11的俯视图。

图13是图12的E－E剖视图。

图14是表示齿轮壳体、下部支承托架、传感器壳体和外柱由合成树脂一体地成形的第一实施方式的第二例的树脂成形品单体的主视图。

图15是图14的俯视图。

图16是图15的F－F剖视图。

图17是图12的G－G剖视图。

图18是图12的右视图。

图19是从车身侧面观察本发明的第二实施方式的第一例的电动式动力转向装置用柱单元的主视图。

图20是图19的I－I剖视图。

图21是图20的J－J剖视图。

图22是从车身侧面观察图19的下部侧车身安装板的主视图。

图23是图19的P方向视图。

图24是图19的K－K剖视图。

图25是从车身侧面观察图19的上部侧车身安装板的主视图。

图26是从车身侧面观察本发明的第二实施方式的第二例的电动式动力转向装置用柱单元的主视图。

图27是从车身侧面观察图26的上部侧车身安装板的主视图。

图28是从车身侧面观察本发明的第二实施方式的第三例的电动式动力转向装置用柱单元的主视图。

图29是图28的Q方向视图。

图30是图28的M－M剖视图。

图31是表示本发明的第三实施方式的第一例的关键部位的剖视图。

图32是从图31拆下壳体中的主体部和转向柱示出的剖视图。

图33是以与壳体的主体部组合之前的状态表示第三实施方式的第一例的转向柱的前端部的立体图。

图34是表示本发明的第三实施方式的第二例的与图32的N部相当的图。

图35是表示本发明的第三实施方式的第三例的与图33同样的图。

图36是关于第三实施方式的第三例的与图34同样的图。

图37是表示本发明的第三实施方式的第四例的转向柱的前端部的端面图(a)及剖视图(b)。

图38是表示本发明的参考例的第一例的转向柱的前端部的端面图(a)及侧视图(b)。

图39是表示本发明的参考例的第二例的与图38同样的图。

图40是表示本发明的第四实施方式的第一例的关键部位的剖视图。

图41表示关于第四实施方式的第一例的设置有螺纹环的转向柱的前端部的立体图。

图42是图40的O部放大图。

图43是表示关于第四实施方式的第一例的设置螺纹环之前的转向柱的前端部的立体图。

图44是表示本发明的第四实施方式的第二例的与图42同样的图。

图45是表示电动式动力转向装置的一例的局部剖切侧视图。

图46是表示以往构造的电动式动力转向装置用柱单元的一例的关键部位的剖视图。

图47是表示其他例的以往构造的电动式动力转向装置用柱单元的转向柱的构造的剖视图。

具体实施方式

[第一实施方式的第一例]

图1～图10示出了本发明的第一实施方式的第一例。包含本例在内，本发明的特征在于，在电动式动力转向装置中，电动式动力转向装置用柱单元由以下部分构成：转向柱，在内侧以能够自由旋转的方式支承转向轴；壳体，内部收纳有电动式动力转向装置的构成零件。关于其他部分的结构及作用，由于与以往的电动式动力转向装置及其柱单元相同，所以包含本例在内，以本发明的特征部分为中心进行说明。

本例的电动式动力转向装置用柱单元适用于不具有倾斜机构及伸缩机构的电动式动力转向装置。

本例的柱单元的如下部件都是由含有玻璃纤维的合成树脂一体成形的，即：外柱30；下部支承托架54，用于将外柱30的车身前方侧支承固定在车身上；上部支承托架59a，用于将外柱30的车身后方侧支承固定在车身上；齿轮壳体(减速齿轮箱)45，被固定在外柱30的车身前方侧，并对电动式动力转向装置的构成电动辅助机构(操向辅助部)的零件中的蜗杆减速器7等进行收纳；传感器壳体56，被固定在外柱30的车身前方侧，并对构成电动辅助机构的零件中的构成转矩测定装置8的转矩传感器14等进行收纳。这些构成柱单元的主要部件都不是分别成形并通过焊接组合而成的，而是由合成树脂一体成形的，因此，能够实现它们的接合部的强度的提高，并且能够得到比以往质量轻的柱单元。

另外，由于由含有玻璃纤维的合成树脂一体成形，玻璃纤维不间断地连续，所以成形品的强度提高。在外柱30的内周面31，能够向车身前方塌陷移动地嵌合有内柱38的外周面39。内柱38由铝合金或碳素钢等铁类合金形成。下部支承托架54通过被插入安装孔55的安装螺栓(未图示)被支承固定在车身上。另外，上部支承托架59a通过被插入安装孔60的安装螺栓(未图示)被支承固定在车身上。

由于下部支承托架54和上部支承托架59a与外柱30一体成形，所以下部支承托架54和上部支承托架59a相对于外柱30的安装精度良好。因此，通过下部支承托架54和上部支承托架59a将外柱30固定在车身上时，外柱30所产生的弯曲和扭转变小，所以，内柱38能够进行顺畅的塌陷移动。此外，在这些支承托架54、上部支承托架59a和外柱30由一体成形的成形品构成，其他的构成部件分体地成形并连接固定在该成形品上的情况下，也能够同样地得到该效果。

上部支承托架59a与外柱30一体成形，二次碰撞时，不会从车身脱离，因此，相对于以往的从车身脱离的方式的上部支承托架的安装孔为在车身后方侧开口的长槽，安装孔60能够采用简单的圆孔形状。因此，上部支承托架59a的刚性变大，能够增大上部支承托架59a相对于车身的安装强度。

如图3所示，在内柱38上，以能够旋转的方式枢轴支承有上部转向轴40a，在上部转向轴40a的后端部固定有方向盘1。在上部转向轴40a的车身前方侧形成有内锯齿，与形成在下部转向轴40b的车身后方侧的外锯齿进行锯齿卡合。因此，上部转向轴40a和下部转向轴40b以能够自由传递转矩且能够沿轴向相对位移的方式卡合。因此，在碰撞时，上部转向轴40a和下部转向轴40b的卡合部相对滑动，能够缩短全长。

另外，下部转向轴40b的前端部与构成电动辅助机构(操向辅助部)的输出轴46的后端部结合。输出轴46从齿轮壳体45的车身前方侧端面突出，并经由通用联轴器15a与中间轴16的后端部连结(参照图45)。

输出轴46通过轴承47a、47b以能够旋转的方式被枢轴支承在齿轮壳体45中，下部转向轴40b和输出轴46通过扭杆48连结。在输出轴46上安装有蜗轮49，蜗杆50与蜗轮49啮合而构成减速机构。电动机51被固定于齿轮壳体45，蜗杆50与该电动机51的未图示的旋转轴结合。

另外，在输出轴46的右侧的周围，设置有构成转矩测定装置且检测扭杆48的扭转的转矩传感器(位移传感器)57。通过该转矩传感器57检测从方向盘1向下部转向轴40b施加的转矩的方向和大小。根据该检测信号，驱动电动机51，通过蜗杆50和蜗轮49，沿规定方向以规定大小使输出轴46产生辅助转矩。转矩传感器57被收纳在与外柱30一体成形的传感器壳体56中，转矩传感器57的电缆从传感器壳体56的开口部58被取出到外部。

如图3、图8及图9所示，在下部转向轴40b的外周面41上，通过公差环42安装有键锁定圈43。另外，在外柱30的下表面的转向锁定装置安装部33固定有转向锁定装置44，将点火钥匙向锁定位置扭转并从钥匙孔拔出点火钥匙时，锁定键(未图示)与键锁定圈43的槽43A卡合，将下部转向轴40b相对于外柱30进行固定，阻止下部转向轴40b的旋转。

图9示出了公差环42单体，图9(b)是图9(a)的右侧视图，并省略了公差环42的右半部分进行表示。公差环42的结构是，以环状形成弹簧钢的薄板，并在环状的外周以等角度间隔形成有波纹形状的凹凸部。公差环42的内周侧的凸部42A与下部转向轴40b的外周面41抵接并向半径方向外侧弹性变形，由此将键锁定圈43固定在下部转向轴40b的外周面41。

公差环42固定键锁定圈43的力是通过内周侧的凸部42A的半径方向的高度、内周侧的凸部42A的圆周方向的间隔(节距)、弹簧钢的板厚、以及公差环42的外周和键锁定圈43的内周之间的摩擦系数求出的。因此，在键锁定状态下，当过大的扭转力矩施加到下部转向轴40b时，以键锁定圈43在公差环42的外周旋转的方式，设定内周侧的凸部42A的半径方向的高度、内周侧的凸部42A的圆周方向的间隔和弹簧钢的板厚。由此，能够减轻施加于由强度上不利的合成树脂一体成形的下部支承托架54、外柱30和上部支承托架59a的过度的负荷，防止损坏，从而防止车辆的失窃。

如图1、图2、图4及图5所示，在外柱30的外周面，在转向锁定装置安装部33的附近，一体成形有多个加强筋32。因此，在键锁定状态下，过大的扭转力矩施加在下部转向轴40b时，防止外柱30的扭转变形。

键锁定圈43及转向锁定装置44配置在下部支承托架54和上部支承托架59a之间。因此，在键锁定状态下，能够通过下部支承托架54和上部支承托架59a双方承受扭转负荷施加在下部转向轴40b时的反力，能够分散负荷。

如图3、图6及图7所示，在外柱30的内周面31，在其轴向全长的范围内，以90°间隔形成有从内周面31向径向内侧突出的突条部34。突条部34的内径尺寸形成得比内柱38的外周面39的外径尺寸稍小，在外柱30上以小的过盈量并以过盈配合地嵌合的方式设定有内柱38。

另外，突条部34的内径尺寸由于成形外柱30时的型芯的起模斜度的影响，车身前方侧(图6(a)的左侧)的内径尺寸D2形成得比车身后方侧(图6(a)的右侧)的内径尺寸D1小。因此，内柱38的车身前方侧与车身后方侧相比过盈量稍大。但是，在型芯的起模斜度的影响下，突条部34的顶部的齿厚在车身前方侧比车身后方侧形成得小，因此，外柱30是在其全长范围内以大致相同的紧固力对内柱38进行紧固并保持。在外柱30和内柱38的嵌合长度短的情况下，突条部34的车身后方侧的内径尺寸D1和车身前方侧的内径尺寸D2也可以形成为相同。

这样，由于通过以等间隔形成在外柱30的内周面31上的突条部34紧固内柱38的外周面39，因此，以规定的过盈量对内柱38的外周面39进行紧固变得容易。所以，获得通常使用时所需的内柱38及方向盘1的保持刚性，并且将内柱38塌陷移动时的塌陷负荷设定成规定值变得容易。在本例中，在外柱30的内周面31上形成突条部34，但也可以代替地，使外柱30的内周面31成为圆筒面，在内柱38的外周面39上形成突条部，以规定的过盈量容易地对内柱38的外周面39进行紧固。

在将内柱38嵌合于外柱30之后，通过沿轴向分离的三个合成树脂制的断裂销35，将内柱38固定于外柱30。在断裂销35上形成有外螺纹，将断裂销35螺入形成于外柱30的内螺纹而固定。另外，将断裂销35的前端插入内柱38的通孔38A(参照图7)。然后，在加热断裂销35的同时进行加压(热铆接)，则断裂销35的紧固变得更可靠。

二次碰撞时，驾驶员碰撞方向盘1，大的冲击力产生作用，此时，断裂销35剪断，内柱38被突条部34引导而向车身前方侧塌陷移动。如图3及图6所示，在外柱30的内周面31，在比内柱38的车身前端更靠车身前方侧的位置，以90°间隔，形成有从内周面31向径向内侧突出的冲击吸收突条部36。冲击吸收突条部36相对于突条部34错开45°相位地形成。

冲击吸收突条部36的内径尺寸D3形成得比突条部34的内径尺寸D1、D2稍小，并且，冲击吸收突条部36的齿厚朝向车身前方侧逐渐变大地形成。因此，内柱38向车身前方侧塌陷移动时，滑动阻力逐渐变大，塌陷移动的后半程的冲击能量吸收量增加，以短的塌陷移动量完成冲击能量的吸收。这样的构造尤其适于塌陷移动量短的柱辅助式的电动式动力转向装置。

如图3及图10所示，在齿轮壳体45的车身前方侧的端面上安装有合成树脂制的前罩52，封闭齿轮壳体45的车身前方侧的端面，并且支承轴承47a的外圈。前罩52的外螺纹52A螺入齿轮壳体45的车身前方侧的内螺纹45A。将前罩52的环状凸部52B插入齿轮壳体45的环状槽45B之后，对环状凸部52B和环状槽45B之间的接合面加压，同时使其熔融并热粘接(超声波热粘结)。若热粘结前罩52，则能够实现前罩52的锁紧，并且能够提高前罩52和齿轮壳体45之间的接合面的密封性能。

在本例中，也可以是只有齿轮壳体45和外柱30由合成树脂一体成形，并对该成形品连接分体地成形的构成柱单元的其他部件。另外，也可以是齿轮壳体45、外柱30、下部支承托架54和传感器壳体56由合成树脂一体成形，并对该成形品连接独立的上部支承托架59a。在本例中，只要至少齿轮壳体45和外柱30由合成树脂一体成形即可，关于其他部件是一体成形还是分体构成，不限于上述组合，是任意的。而且，也可以是外柱30、下部支承托架54和上部支承托架59a由合成树脂一体成形，并对该成形品连接独立的齿轮壳体45和传感器壳体56。另外，下部支承托架54除了直接连接在外柱30的车身前方侧，还能够连接在由齿轮壳体45和传感器壳体56构成的壳体的任意位置，在这样的构造中，也能够使用本发明。

[第一实施方式的第二例]

图11～图18示出了本发明的第一实施方式的第二例。本例的电动式动力转向装置用柱单元适用于不具有伸缩机构而具有倾斜机构的电动式动力转向装置。在本例中，外柱30、下部支承托架54、齿轮壳体(减速齿轮箱)45和传感器壳体56由含有玻璃纤维的合成树脂一体成形。

下部支承托架54经由插入于安装孔55的枢轴销(未图示)，以能够倾斜的方式被支承在车身上。在本例中，由与外柱30不同的零件成形的铁制的上部支承托架59b被支承固定在车身上。上部支承托架59b具有上板61、和从该上板61向车身下方侧延伸的一对侧板62。在上板61上形成有长孔状的安装孔63，通过插入该安装孔63的安装螺栓(未图示)，将上板61的车身上方侧的安装面61A支承固定在车身上。

如图13～图18所示，在外柱30的车身后端，向车身上方侧突出地一体形成有定距托架37。定距托架37的外侧面以能够滑动的方式与上部支承托架59b的侧板62的各个内侧面接触。

在各个侧板62上，形成有倾斜调整用长槽64。倾斜调整用长槽64形成为以设置在下部支承托架54上的枢轴销为中心的圆弧状。在定距托架37上，形成有沿与图14及图16的纸面正交的方向延伸的圆孔37A。在圆孔37A中压入有中空圆筒状的铁制的轴套37B，轴套37B的外侧面与定距托架37的外侧面相比稍突出地形成。

圆棒状的紧固杆65通过倾斜调整用长槽64及圆孔37A，从图17的左侧插入。在紧固杆65的左端形成有圆盘状的头部65A。固定凸轮66、可动凸轮67、操作杆68和螺母69以该顺序外嵌在紧固杆65的右端外周，形成于螺母69的内径部上的内螺纹(未图示)螺入形成在紧固杆65的右端上的外螺纹65B。

在固定凸轮66和可动凸轮67的相对的端面上，形成有互补的倾斜凸轮面，并相互啮合。当用手操作与可动凸轮67的右侧面连结的操作杆68时，可动凸轮67相对于固定凸轮66转动。

使操作杆68向夹紧方向转动时，可动凸轮67的倾斜凸轮面的峰部跨过固定凸轮66的倾斜凸轮面的峰部，在将紧固杆65向图17的右侧牵引的同时，将固定凸轮66向图17的左侧推压。左侧的侧板62被紧固杆65的头部65A的右端面向右侧推压，使侧板62向内侧变形，强力地将侧板62的内侧面压抵在轴套37B的外侧面上。

同时，右侧的侧板62被固定凸轮66的左端面向左侧推压，使侧板62向内侧变形，强力地将侧板62的内侧面压抵在轴套37B的外侧面上。这样，能够牢固地将外柱30的轴套37B强力地紧固在上部支承托架59b上。由于将铁制的轴套37B的外侧面用于紧固，所以树脂制的外柱30的耐久性提高。因此，外柱30相对于上部支承托架59b被固定，阻止外柱30的倾斜方向的位移。定距托架37形成在外柱30的车身上方侧，轴套37B的轴心和安装面61A之间的距离设定得短，因此，外柱30向车身的安装刚性大。

接着，当驾驶员使操作杆68向紧固解除方向转动时，自由状态下的间隔设定得比轴套37B的外侧面的车宽方向的尺寸大的上部支承托架59b的侧板62分别向夹持方向的相反方向弹性回复。

因此，由于外柱30相对于上部支承托架59b的侧板62成为自由状态，所以紧固杆65被倾斜调整用长槽64引导的同时，沿倾斜方向位移，能够任意地进行方向盘1的倾斜方向的调整。

在本例中，如图11～图13所示，在齿轮壳体45的车身前方侧的端面上，安装有铝合金制或合成树脂制的前罩53，封闭齿轮壳体45的车身前方侧的端面，并且支承轴承47a的外圈。前罩53通过螺栓53A固定在齿轮壳体45上。为实现轻量化，螺栓53A优选是铝合金制或合成树脂制。其他的结构及作用与第一实施方式的第一例相同。

关于第一实施方式，对于将本发明的柱单元用于不具有倾斜机构及伸缩机构的电动式动力转向装置、以及仅具有倾斜机构的电动式动力转向装置的例子进行了说明，但本发明也能够用于同时具有倾斜机构和伸缩机构的倾斜·伸缩式的电动式动力转向装置。

[第二实施方式的第一例]

图19～图25示出了本发明的第二实施方式的第一例。本例的电动式动力转向装置用柱单元与第一实施方式的第一例同样地被用于不具有倾斜机构和伸缩机构的电动式动力转向装置。

在本例的柱单元中，外柱30、下部支承托架54、上部支承托架59a、齿轮壳体(减速齿轮箱)45和传感器壳体(转矩传感器壳体)56由含有玻璃纤维的合成树脂一体成形。在本例的柱单元中，其特征在于，向车身的安装构造。

下部支承托架54从外柱30向车身上方侧(图19的上方)突出地一体形成在外柱30的车身前方侧。下部支承托架54通过穿插在形成于该下部支承托架54上的下部侧安装孔(螺栓孔)55(参照图21)中的下部侧安装螺栓72，被固定在下部侧车身安装板73上。下部侧安装螺栓72为铁等的金属制。

下部侧安装孔55平行于与外柱30的中心轴线70正交的水平轴线(与图19的纸面正交的轴线)地形成在下部支承托架54上。下部侧车身安装板73为铁等的金属制，其上端被固定在车身71上，从车身71向车身下方侧延伸的下部侧车身安装板73的一对侧板73A夹着下部支承托架54的车宽方向的两侧。

在下部侧安装螺栓72的轴部72A上，外嵌有铁等的金属制的中空圆筒状的轴套74，在下部侧安装孔55中，内嵌有轴套74的外周面。如图21及图22所示，在下部侧车身安装板73的侧板73A上形成有下部侧切槽75，在下部侧切槽75中穿插有下部侧安装螺栓72的轴部72A。下部侧切槽75的车身前方侧闭锁且车身后方侧开放地形成。另外，关于下部侧切槽75的车身上下方向的槽宽，车身后方侧的槽宽W2比车身前方侧的槽宽W1宽，从车身前方侧向车身后方侧逐渐变宽地形成。

螺母76螺入下部侧安装螺栓72的轴部72A的右端的外螺纹72B，将侧板73A夹持在轴部72A的左端的头部72C和垫圈77之间，强力地将侧板73A的内侧面压抵在轴套74的外侧面上。这样，通过牢固地将金属制的轴套74紧固在下部侧车身安装板43上，能够将下部支承托架54支承固定在车身侧。这样，由于将金属制的轴套74的外侧面用于紧固，所以树脂制的下部支承托架54的耐久性提高。

同样，上部支承托架59a从外柱30向车身上方侧(图19的上方)突出地一体形成在外柱30的车身后方侧。上部支承托架59a通过穿插在形成于上部支承托架59a上的上部侧安装孔(螺栓孔)60(参照图24)中的上部侧安装螺栓78，被固定在上部侧车身安装板79上。上部侧安装螺栓78为铁等金属制。

上部侧安装孔78平行于与外柱30的中心轴线70正交的水平轴线(与图19的纸面正交的轴线)地形成在上部支承托架59a上。上部侧车身安装板84为铁等金属制，其上端被固定在车身71上，从车身71向车身下方侧延伸的上部侧车身安装板79的一对侧板79A夹着上部支承托架59a的车宽方向的两侧。

在上部侧安装螺栓78的轴部78A上外嵌有铁等金属制的中空圆筒状的轴套80，在上部侧安装孔78中内嵌有轴套80的外周面。如图24及图25所示，在上部侧车身安装板79的侧板79A上形成有上部侧切槽81，在上部侧切槽81中穿插有上部侧安装螺栓78的轴部78A。上部侧切槽81以车身前方侧闭锁且车身后方侧开放的方式形成。

另外，关于上部侧切槽81的车身上下方向的槽宽，车身后方侧的槽宽W4比车身前方侧的槽宽W3宽，从车身前方侧向车身后方侧逐渐变宽地形成。另外，在上部侧切槽81的车身下方侧(图25的下方)的缘部81B，在车身前方侧的闭锁端部81A的车身后方侧，形成有向车身上方侧突出的凸部81C。凸部81C从车身下方侧的缘部81B以高度H突出。

另外，图22所示的下部侧切槽72的车身下方侧的缘部75B的从车身前方侧的闭锁端部75A到车身后方侧的开放端部的长度L1形成得比长度L2长，长度L2是图25所示的上部侧切槽81的车身下方侧的缘部81B的、从车身前方侧的闭锁端部81A到车身后方侧的开放端部的长度。

将螺母82螺入上部侧安装螺栓78的轴部78A的右端的外螺纹78B，将侧板79A夹持在轴部78A的左端的头部78C和垫圈83之间，强力地将侧板79A的内侧面压抵在轴套80的外侧面上。这样，通过将金属制的轴套80牢固地紧固在上部侧车身安装板79上，能够将上部支承托架59a支承固定在车身侧。这样，由于金属制的轴套80的外侧面用于紧固，所以树脂制的上部支承托架59a的耐久性提高。

将本发明的电动式动力转向装置用柱单元安装到车身71的顺序如下所述。即，最初，使下部支承托架54侧的螺母76和上部支承托架59a侧的螺母82松缓，在头部72C和侧板73A、垫圈77和侧板73A、头部78C和侧板79A、垫圈83和侧板79A的各自之间形成间隙β1、β2、β3、β4(参照图20及图23)。

然后，将重量大的下部支承托架54侧的下部侧安装螺栓72的轴部72A载置于下部侧切槽75的车身下方侧的缘部75B。接着，将上部支承托架59a侧的上部侧安装螺栓78的轴部78A插入上部侧切槽81。如上所述，下部侧切槽72的车身下方侧的缘部75B的长度L1形成得比上部侧切槽81的车身下方侧的缘部81B的长度L2长。因此，将上部侧安装螺栓78的轴部78A插入上部侧切槽81时，下部侧安装螺栓72的轴部72A难以从下部侧切槽75的车身下方侧的缘部75B脱落，因此，组装作业变得容易。

另外，由于下部侧切槽75及上部侧切槽81的车身上下方向的槽宽从车身前方侧向车身后方侧逐渐变宽地形成，所以，容易将下部侧安装螺栓72的轴部72A及上部侧安装螺栓78的轴部78A分别插入下部侧切槽75及上部侧切槽81，能够缩短组装作业时间。

当将上部侧安装螺栓78的轴部78A插入上部侧切槽81时，轴部78A跨过凸部81C，到达上部侧切槽81的闭锁端部81A。同时，下部侧安装螺栓72的轴部72A到达下部侧切槽75的闭锁端部75A。由于凸部81C从车身下方侧的缘部81B突出高度H，所以轴部78A一旦到达闭锁端部(正确的组装位置)81A，就难以从上部侧切槽81脱落。

最后，紧固下部支承托架54侧的螺母76，将侧板73A夹持在头部72C和垫圈77之间，并将下部支承托架54固定在下部侧车身安装板73上，并且紧固上部支承托架59a侧的螺母82，将侧板79A夹持在头部78C和垫圈83之间，将上部支承托架59a固定在上部侧车身安装板79上。

二次碰撞时，当驾驶员与方向盘1碰撞时，向车身上方侧的冲击力F(参照图19及图24)作用于内柱38、外柱30。向车身上方侧的冲击力F主要由铁制的上部侧安装螺栓78和上部侧车身安装板79承受，因此，合成树脂制的外柱30和上部支承托架59a发生的变形变小，能够进行内柱38的顺畅的塌陷移动。

另外，由于下部支承托架54和上部支承托架59a与外柱30一体成形，所以，下部支承托架54和上部支承托架59a相对于外柱30的安装精度良好。因此，通过下部支承托架54和上部支承托架59a将外柱30固定在车身上时，外柱30发生的弯曲和扭转变小，因此，能够进行内柱38的顺畅的塌陷移动。此外，本例中的其他的结构及作用与第一实施方式的第一例或第二例相同。

[第二实施方式的第二例]

图26及图27示出了本发明的第二实施方式的第二例。本例的电动式动力转向装置用柱单元，通过设置两个上部支承托架59c，使合成树脂制的外柱30和上部支承托架59c发生的变形进一步减小。

上部支承托架59c在外柱30的车身后方侧从外柱30向车身上方侧(图26的上方)突出，并且与合成树脂制的外柱30一体地沿车身前后方向分离地形成两个。上部支承托架59c都具有与第一实施方式的第一例及第二实施方式的第一例的上部支承托架59a相同的构造，通过穿插在形成于上部支承托架59c上的上部侧安装孔60中的铁制的上部侧安装螺栓78，被固定在上部侧车身安装板84上。

上部侧车身安装板84为铁等金属制，其上端被固定在车身71上，从车身71向车身下方侧延伸的上部侧车身安装板84的一对侧板84A夹着上部支承托架59c的车宽方向的两侧。在上部侧车身安装板84的侧板84A上，形成有与第二实施方式的第一例的上部侧切槽81相同构造的两个上部侧切槽85，上部侧安装螺栓78的轴部78A分别穿插在上部侧切槽85中。两个上部侧切槽85沿车身前后方向分离地形成。这些上部侧切槽85的间隔与两个上部支承托架59c的间隔相同。

上部侧切槽85以车身前方侧闭锁且车身后方侧开放的方式形成。另外，上部侧切槽85以车身上下方向的槽宽从车身前方侧向车身后方侧逐渐变宽的方式形成。另外，在上部侧切槽85的车身下方侧(图26及图27的下方)的缘部85B，在车身前方侧的闭锁端部85A的车身后方侧，形成有向车身上方侧突出的凸部85C。本例的柱单元安装到车身71的顺序与第二实施方式的第一例相同。

二次碰撞时，当驾驶员与方向盘1碰撞时，向车身上方侧的冲击力作用于内柱38、外柱30。向车身上方侧的冲击力作为冲击力F1、F2分散地作用于两个上部支承托架59c的铁制的上部侧安装螺栓78的轴部78A。因此，合成树脂制的外柱30、两个上部支承托架59c发生的变形比第二实施方式的第一例小，从而能够进行内柱38的更顺畅的塌陷移动。其他的结构及作用与第二实施方式的第一例相同。

[第二实施方式的第三例]

图28～图30示出了本发明的第二实施方式的第三例。本例的电动式动力转向装置用柱单元适用于不具有伸缩机构但具有倾斜机构的电动式动力转向装置。

因此，在本例的上部侧车身安装板86的一对侧板86A上，与第一实施方式的第二例同样地，形成有倾斜调整用长槽64。倾斜调整用长槽64形成为圆弧状，该圆弧状以穿插在下部支承托架54上的下部侧安装螺栓72为中心。上部侧安装螺栓78的轴部78A通过倾斜调整用长槽64及上部侧安装孔60从图29及图30的左侧插入。

在上部侧安装螺栓78的左端形成有头部78C。固定凸轮66、可动凸轮67、操作杆68和螺母69以该顺序外嵌在轴部78A的右端外周，形成于螺母69的内径部的内螺纹(未图示)螺入形成在轴部78A的右端的外螺纹78B。倾斜机构的其他的结构及作用与第一实施方式的第二例相同。

二次碰撞时，当驾驶员与方向盘1碰撞时，向车身上方侧的冲击力F(参照图28及图30)作用于内柱38、外柱30。向着车身上方侧的冲击力F主要被铁制的上部侧安装螺栓78、上部侧车身安装板86承受，因此，合成树脂制的外柱30、上部支承托架59a发生的变形变小，能够进行内柱38的顺畅的塌陷移动。其他的结构及作用与第二实施方式的第一例相同。

[第三实施方式的第一例]

图31～33示出了本发明的第三实施方式的第一例。此外，包含本例在内，本发明的第三实施方式的特征在于，转向柱的前端部和电动式动力转向装置用的壳体的后端部之间的结合固定部的构造。其他部分的结构及作用与以往公知的电动式动力转向装置用柱单元相同。

本例的电动式动力转向装置用柱单元，在通过合成树脂注塑成型主体部29时，将金属制的转向柱6d的前端部和构成合成树脂制的壳体9b的该主体部29的后端部一体地结合固定。此外，本发明的第三实施方式不限于壳体采用合成树脂制的构造，也可以采用铝合金制的构造实施。

壳体9b通过螺纹固定、焊接等将主体部29和盖部87结合固定而构成为中空状，上述主体部29和盖部87分别通过对同种的合成树脂注塑成型而形成。而且，收纳有输入轴12的前端部(图31的左端部)、输出轴13的后端部(图31的右端部)至中间部、扭杆11和转矩测定装置8等。另外，在输出轴13的中间部，将沿轴向分离的两个位置通过一对滚动轴承47a、47b以能够自由旋转的方式支承在壳体9b的内侧。而且，在这些滚动轴承47a、47b之间的部分，通过锯齿卡合等将蜗轮49外嵌固定在输出轴13上。而且，使该蜗轮49与通过电动机10(参照图45)被旋转驱动的蜗杆50啮合，对输出轴13施加辅助转矩。

另一方面，转向柱6d为碳素钢等铁类合金制或者铝合金制的金属管(拉制管或者电焊管)，整体呈圆管状，并且前端部扩径成大致喇叭形。即，在转向柱6d的前端部形成有翘起部88、大径圆筒部89和分别为壁部去除部的多个透孔90a、90b。其中的翘起部88为向随着朝向前方而直径变大的方向倾斜的局部圆锥形的筒状。另外，大径圆筒部89是与转向柱6d的主体部分(与翘起部88相比靠后的部分)同心的圆筒状。而且，透孔90a、90b分别在翘起部88和大径圆筒部89上各形成有多个。此外，在图示的例子中，形成在这些翘起部88和大径圆筒部89上的透孔90a、90b的各自的数量彼此相同，并且使与圆周方向相关的相位相互一致。但是，这些透孔90a、90b的数量能够根据所需的强度等自由设定，在翘起部88和大径圆筒部89之间，不一定必须使相位一致。但是，优选地，分别形成三处所以上，合计六处以上。

在其前端部形成翘起部88、大径圆筒部89和多个透孔90a、90b的转向柱6d和壳体9b的主体部29，在通过热可塑性的合成树脂注塑成型壳体9b时结合固定。即，在使转向柱6d的前端部位于用于注塑成型该主体部29的模具的腔内的规定位置的状态下，向该腔内以加热熔融的状态送入合成树脂。送入该腔内的熔融树脂包埋转向柱6d的前端部，并且在该腔内冷却固化，构成主体部29。此时，熔融树脂的一部分进入各个透孔90a、90b内，并在这些透孔90a、90b内固化。其结果，构成主体部29的合成树脂中的存在于与转向柱6d的前端部相比更靠外径侧的部分和存在于更靠内径侧的部分被一体地结合。同时，主体部29和转向柱6d被牢固地结合。此外，只要能够确保所需的强度、刚性和耐久性，合成树脂的种类没有特别限定。例如，优选使用混入了玻璃纤维或碳纤维等加强材料的聚酰胺树脂(PA)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等。

在本例的电动式动力转向装置用柱单元中，将形成了多个透孔90a、90b的铁类合金制的转向柱6d的前端部包埋地固定在合成树脂制的壳体9b的主体部29的后端部，因此，能够充分地提高这些转向柱6d和主体部29的结合部的强度及刚性。所以，即使经过伴随有温度变化的长期使用，也不会发生转向柱6d和壳体9b之间的结合部晃动等问题。

[第三实施方式的第二例]

图34示出了本发明的第三实施方式的第二例。在本例的情况下，构成壳体的主体部29a的后端部的壁厚比第三实施方式的第一例的情况薄。作为代替，在该主体部29a的外表面的圆周方向多个位置形成有加强筋91。其他部分的结构及作用与第三实施方式的第一例相同。

[第三实施方式的第三例]

图35及图36示出了本发明的第三实施方式的第三例。在本例的情况下，通过将转向柱6e的前端缘部朝向径向外侧弯折成大致直角，形成外向凸缘状的翘起部88a。而且，在该翘起部88a及转向柱6e的前端部，在与该翘起部88a相比靠后的部分，分别各形成有多个透孔90c，90d。而且，对构成壳体的主体部29b注塑成型时，将包含翘起部88a在内的转向柱6e的前端部包埋在主体部29b的后端部，结合固定转向柱6e和主体部29b。其他部分的结构及作用与第三实施方式的第二例相同。

[第三实施方式的第四例]

图37示出了本发明的第三实施方式的第四例。在本例的情况下，也将转向柱6f的前端缘部朝向径向外侧以大致直角弯折，由此形成外向凸缘状的翘起部88a。尤其是在本例的情况下，在该翘起部88a的外周缘部分形成有多个切口92。而且，注塑成型壳体时，在使构成该壳体的合成树脂的一部分进入这些切口92内的状态下，结合固定该壳体和转向柱6f。其他部分的结构及作用与第三实施方式的第三例相同。

[第三实施方式的参考例]

此外，在将转向柱的前端部包埋支承在壳体的后端部的构造中，作为用于使转向柱和壳体的结合强度提高的构造，还考虑图38及图39所示的构造。其中的图38所示的构造是使设置在转向柱6g的前端部上的大径圆筒部89a的形状形成为与圆周方向相关的波形。另外，图39所示的构造为，在转向柱6h的前端部不形成翘起部，而在该转向柱6h的前端部形成压花型的突起93。在任意一种构造的情况下，都能够提高转向柱和壳体的结合强度，但在转向柱的前端部，包埋在壳体的后端部中的部分的外观上的厚度(与截面形状相关的外切圆和内接圆的直径差的1/2)变大。其结果，该壳体的后端部的厚度尺寸局部地(与波形的顶部或突起93的顶部相对应的部分)变小，可能难以同时实现薄壁、轻量化以及该部分的耐久性确保。与之相对，在本发明的情况下，同时实现这两方面是容易的。

[第四实施方式的第一例]

图40～图43示出了本发明的第四实施方式的第一例。此外，包含本例在内，本发明的第四实施方式的特征在于，转向柱的前端部和电动式动力转向装置用的壳体的后端部之间的结合固定部的构造。其他部分的结构及作用与以往公知的电动式动力转向装置用柱单元相同。

本例的电动式动力转向装置用柱单元将转向柱6i的前端部和构成壳体9c的主体部29c的后端部，经由结合固定于该转向柱6i的前端部的螺纹环94进行结合固定。与第三实施方式的壳体9b同样地，壳体9c通过螺纹固定、焊接等将主体部29c和盖部87结合固定而构成中空状，上述主体部29c和盖部87分别通过将同种的合成树脂注塑成型而形成。

另一方面，转向柱6i是碳素钢等铁类合金制或者铝合金制的金属管(拉制管或者电焊管)，在其前端部形成有多个透孔95。这样的转向柱6i和螺纹环94在通过合成树脂注塑成型该螺纹环94时一体地结合固定。即，在使转向柱6i的前端部位于用于注塑成型该螺纹环94的模具的腔内的规定位置的状态下，向该腔内以加热熔融状态送入合成树脂。送入该腔内的熔融树脂包埋转向柱6i的前端部，并在该腔内冷却固化，构成螺纹环94。此时，熔融树脂的一部分进入透孔95的各自的内侧，并在这些透孔95内固化。其结果，构成螺纹环94的合成树脂中的存在于比转向柱6i的前端部更靠外径侧的部分和存在于更靠内径侧的部分一体地结合。同时，螺纹环94和转向柱6i被牢固地结合。另外，在螺纹环94的外周面，形成有螺纹槽即外螺纹96。该螺纹环94的前端面成为相对于中心轴存在于直角方向的平坦面。

为将结合固定有螺纹环94的转向柱6i的前端部与壳体9c结合固定，在设置于壳体9c的主体部29c的后端部上的圆筒部97的后端开口部内周面，形成有与靠前的部分相比内径变大的阶梯大径部98。在该阶梯大径部98的内周面上，形成有其他的螺纹槽即内螺纹99。另外，阶梯大径部98的内端部成为相对于圆筒部97的中心轴存在于直角方向的台阶面100。

设置在壳体9c的主体部29c的后端部上的圆筒部97和转向柱6i的前端部通过螺纹环94相互同心地结合固定。因此，螺合该螺纹环94的外周面的外螺纹96与阶梯大径部98的内周面的内螺纹99，并进一步紧固，强力地将螺纹环94的前端面压抵于台阶面100。其结果，该螺纹环94和主体部29c被牢固地结合固定，与该螺纹环94结合固定的转向柱6i和主体部290被牢固地结合固定。此外，为了能够以充分大的转矩容易地进行螺纹环94的紧固，还可以在该螺纹环94的一部分上形成用于卡定紧固工具的卡定部。

本例的电动式动力转向装置用柱单元，将形成有多个透孔95的铁类合金制的转向柱6i的前端部包埋固定于合成树脂制的螺纹环94，并螺合该螺纹环94和主体部29c，因此，能够充分地提高转向柱6i和主体部29c之间的结合部的强度及刚性。因此，即使经过伴随有温度变化的长期使用，也不会发生转向柱6i和壳体9c的结合部晃动等问题。

另外，在本例的情况下，能够容易地进行转向柱6i和壳体9c的拆装。即，使转向柱6i和壳体9c相对旋转，使外螺纹96和内螺纹99结合或脱离，由此，能够进行转向柱6i和壳体9c的拆装。因此，伴随该拆装，任何部分都不会损伤。因此，能够实现电动式动力转向装置的修理时间和成本的减少。其他的结构及作用与第三实施方式的第一例相同。

[第四实施方式的第二例]

图44示出了本发明的第四实施方式的第二例。在本例的情况下，螺纹环94a采用盖型螺母。即，使该螺纹环94a成为分别在内周面中的后端部形成内向凸缘状的法兰部10且同样地在中间部至前端部形成内螺纹99a的盖型螺母。另外，在形成于壳体9d的圆筒部97a的后端部外周面，形成有与靠前部分相比外径变小的阶梯小径部102。在该阶梯小径部102的外周面，形成有其他的螺纹槽即外螺纹96a。另外，阶梯小径部102的内端部部成为相对于圆筒部97a的中心轴存在于直角方向上的台阶面100a。在转向柱6j的前端部，经由倾斜阶梯部103设置有大径部104，在该大径部104形成有多个透孔95。而且，在通过合成树脂注塑成型螺纹环94a时，将大径部104包埋在该螺纹环94a内。除了螺纹环94a和圆筒部97a的径向位置相反以外，其他的结构及作用与第四实施方式的第一例相同。

工业实用性

本发明的柱单元能够广泛地适用于电动式动力转向装置。只有不是特别明示的限定，无论有无倾斜机构和伸缩机构、以及无论有无用于吸收二次碰撞时的冲击的能量吸收机构，本发明的柱单元能够适用于各种各样的电动式动力转向装置。此外，在任何方式中，下部支承托架都能够连接固定在外柱的车身前方侧端部或由齿轮壳体和传感器壳体构成的壳体的一部分。

第一实施方式、第三及第四实施方式根据所适用的电动式动力转向装置的条件，有选择地适用，但也能够将第二实施方式的构造适用于第一实施方式、第三及第四实施方式。另外，在第一实施方式中，在将独立的金属制的构成零件(例如，齿轮壳体和传感器壳体的一体成形品)连接在由合成树脂一体成型地形成的成形品(例如，外柱、下部支承托架和上部支承托架)的情况下，也能够采用第三及第四实施方式的结构。

附图标记的说明

1 方向盘

2 转向齿轮单元

3 输入轴

4 拉杆

5 转向轴

6、6a～6j 转向柱

7 蜗杆减速器

8 转矩测定装置

9、9a～9d 壳体

10 电动机

11 扭杆

12 输入轴

13 输出轴

14 位移传感器

15a、15b 通用联轴器

16 中间轴

17 车身

18 上部支承托架

19 支承筒

20 传感器壳体

21 齿轮壳体

22 圆筒部

23 下部支承托架

24 外柱

25 内柱

26 保持筒

27 轴套

28 突条部

29、29a、29b、29c 主体部

30 外柱

31 内周面

32 加强筋

33 转向锁定装置安装部

34 突条部

35 断裂销

36 冲击吸收突条部

37 定距托架

37A 圆孔

37B 轴套

38 内柱

38A 通孔

39 外周面

40a 上部转向轴

40b 下部转向轴

41 外周面

42 公差环

42A 内周侧的凸部

43 键锁定圈

43A 槽

44 转向锁定装置

45 齿轮壳体

45A 内螺纹

45B 环状槽

46 输出轴

47a、47b 轴承

48 扭杆

49 蜗轮

50 蜗杆

51 电动机

52 前罩

52A 外螺纹

52B 环状凸部

53 前罩

53A 螺栓

54 下部支承托架

55 安装孔

56 传感器壳体

57 转矩传感器(位移传感器)

58 开口部

59a、59b、59c 上部支承托架

60 安装孔

61 上板

61A 安装面

62 侧板

63 安装孔

64 倾斜调整用长槽

65 紧固杆

65A 头部

65B 外螺纹

66 固定凸轮

67 可动凸轮

68 操作杆

69 螺母

70 中心轴线

71 车身

72 下部侧安装螺栓

72A 轴部

72B 外螺纹

72C 头部

73 下部侧车身安装板

73A 侧板

74 轴套

75 下部侧切槽

75A 闭锁端部

75B 车身下方侧的缘部

76 螺母

77 垫圈

78 上部侧安装螺栓

78A 轴部

78B 外螺纹

78C 头部

79 上部侧车身安装板

79A 侧板

80 轴套

81 上部侧切槽

81A 闭锁端部

81B 车身下方侧的缘部

81C 凸部

82 螺母

83 垫圈

84 上部侧车身安装板

84A 侧板

85 上部侧切槽

85A 闭锁端部

85B 车身下方侧的缘部

85C 凸部

86 上部侧车身安装板

86A 侧板

87 盖部

88、88a 翘起部

89、89a 大径圆筒部

90a、90b、90c、90d 透孔

91 加强筋

92 切口

93 突起

94、94a 螺纹环

95 透孔

96、96a 外螺纹

97、97a 圆筒部

98 阶梯大径部

99、99a 内螺纹

100、100a 台阶面

101 法兰部

102 阶梯小径部

103 倾斜阶梯部

104 大径部。

Claims (5)

1.一种电动式动力转向装置用柱单元，其特征在于，具有：

转向柱，该转向柱具有合成树脂制的外柱、和配置在该外柱的车身后方侧且以在二次碰撞时能够向车身前方侧塌陷移动的方式与该外柱嵌合的内柱，该转向柱在内部以能够转动的方式枢轴支承转向轴；

下部支承托架，该下部支承托架以向车身上方侧突出的方式一体形成于所述外柱的车身前方侧或者与所述外柱的车身前方侧一体形成的部分，具有以平行于与所述外柱的中心轴线正交的水平轴线的方式形成的下部侧安装孔；

上部支承托架，该上部支承托架以向车身上方侧突出的方式一体形成在所述外柱的车身后方侧，具有以平行于与所述外柱的中心轴线正交的水平轴线的方式形成的上部侧安装孔；

金属制的下部侧安装螺栓，该下部侧安装螺栓被穿插在所述下部侧安装孔中，用于将所述下部支承托架固定在被固定于车身的金属制的下部侧车身安装板上；和

金属制的上部侧安装螺栓，该上部侧安装螺栓被穿插在所述上部侧安装孔中，用于将所述上部支承托架固定在被固定于车身的金属制的上部侧车身安装板上，

在所述下部侧安装螺栓的轴部上，外嵌有金属制的中空圆筒状的第一轴套，在所述下部侧安装孔中，内嵌有第一轴套的外周面，并且，在所述上部侧安装螺栓的轴部上，外嵌有金属制的中空圆筒状的第二轴套，在所述上部侧安装孔中内嵌有轴套的外周面，

在所述下部侧车身安装板上形成有下部侧切槽，该下部侧切槽的车身前方侧闭锁且车身后方侧开放，并穿插有所述下部侧安装螺栓，

在所述上部侧车身安装板上形成有上部侧切槽，该上部侧切槽的车身前方侧闭锁且车身后方侧开放，并穿插有所述上部侧安装螺栓。

2.如权利要求1所述的电动式动力转向装置用柱单元，其特征在于，所述下部侧切槽及所述上部侧切槽的车身上下方向的槽宽都形成为在车身后方侧比在车身前方侧宽。

3.如权利要求1所述的电动式动力转向装置用柱单元，其特征在于，在所述上部侧切槽的车身下方侧的缘部，在与车身前方侧的闭锁端部相比靠车身后方侧的前后方向中间部，形成有向车身上方侧突出的凸部。

4.如权利要求1所述的电动式动力转向装置用柱单元，其特征在于，从所述下部侧切槽的车身下方侧的缘部的车身前方侧的闭锁端部到车身后方侧的开放端部的长度，比从所述上部侧切槽的车身下方侧的缘部的车身前方侧的闭锁端部到车身后方侧的开放端部的长度长。

5.如权利要求1所述的电动式动力转向装置用柱单元，其特征在于，在所述外柱的车身后方侧，在车身前后方向上分离地设置多个所述上部支承托架。