CN105612412A - 电动式助力转向装置用力矩测量单元及其组装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电动式助力转向装置所使用的力矩测量单元及其组装方法。在转向柱的前端部结合固定的壳体主体(16a)的内周面中的、将力矩检测用线圈单元(31a)内嵌固定的第二圆筒面部(32a)的前端侧部分，形成有部分圆筒面状的偏心引导面部(48)。偏心引导面部(48)的曲率中心偏移到在径向连接孔(39a)的相反侧，该连接孔(39a)为了将力矩检测用线圈单元(31a)的连接端子(36a)连接于电路基板(40a)而形成于壳体主体(16a)。由此，实现在确保组装作业性良好的同时、实现小型化及轻量化的电动助力转向装置用力矩测量单元。

Description

电动式助力转向装置用力矩测量单元及其组装方法

技术领域

本发明涉及电动式助力转向装置所使用的力矩测量单元及其组装方法的改良，该电动式助力转向装置是用于实现减小驾驶员为了操作方向盘而需要的力。

背景技术

汽车用的转向装置如图9所示那样构成，将方向盘1的旋转传递到转向齿轮单元2的输入轴3，随着输入轴3的旋转而推拉左右1对转向横拉杆4、4，将转向角付与给前车轮。方向盘1被支承固定于转向轴5的后端部，转向轴5以在轴向插通于被支承于车身的圆筒状的转向柱6的状态，被旋转自由地支承于转向柱6。另外，转向轴5的前端部经由万向接头7与中间轴8的后端部连接，中间轴8的前端部经由另一万向接头9与输入轴3连接。另外，图示的例子是将电动马达10作为辅助动力的产生源、来实现减小为了操作方向盘1而需要的力的、电动式助力转向装置。

此外，在本说明书及权利要求书整体中，对于前后方向，如果没有特别说明，就是指车辆的前后方向。

作为电动式助力转向装置的更具体的构造的1个例子，图10～11示出了专利文献1所记载的电动式助力转向装置。转向柱6a是将内柱11和外柱12组合而成的且在二次碰撞时全长能够收缩，并被支承于车身。另外，被旋转自由地支承在转向柱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，能够传递力矩、且在二次碰撞时全长能够收缩。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9)。另外，在内柱11的前端部，结合固定有壳体15，在壳体15的内侧，插入有下转向轴13的前半部。壳体15包括：带台阶的圆筒状的壳体主体16，其结合固定在内柱11的前端部；及大致圆圈状的盖体17，其固定在壳体主体16的前端部。

在壳体15的内侧旋转自由地支承有作为输入轴的下转向轴13及输出轴19，该下转向轴13及输出轴19由扭杆18互相同轴地连结。扭杆18的除了其前端部的大部分被配置在被制造为中空轴状的下转向轴13的内径侧。另外，输出轴19配置在下转向轴13的前侧，由1对球轴承20、21相对于壳体15旋转自由地支承。更具体而言，输出轴19由球轴承20将中间部旋转自由地支承，并且由球轴承21将后端部旋转自由地支承，该球轴承20内嵌固定于盖体17的内周面，该球轴承21内嵌固定于第一圆筒面部22，该第一圆筒面部22形成于壳体主体16的内周面的前端侧部分(相当于轴向一端侧部分)。另外，在输出轴19的靠近后端的部分，外嵌固定有蜗轮23。在蜗轮23上啮合有蜗杆24，该蜗杆24被旋转自由地支承在壳体15内。另外，在壳体15上支承固定有电动马达10(参照图9)，电动马达10的输出轴能够传递力矩地结合在蜗杆24的基端部。

另外，在输出轴19的后端部设置有筒状部26，该筒状部26在内周面形成有圆周方向的凹凸形状的阴止动部25。另一方面，在下转向轴13的外周面的前端部设置有在圆周方向凹凸形状的阳止动部27，该阳止动部27的外径尺寸(外接圆的直径)与靠近前端的部分相比变小。阳止动部27与阴止动部25能够在预定角度范围(以扭杆18未扭曲的中立状态为基准，例如±5度的范围)内相对旋转地凹凸卡合。由此，实现防止扭杆18的过大的扭曲。

另外，下转向轴13是磁性金属的钢制的，在下转向轴13的外周面的靠近前端的部分设置有圆周方向的凹凸形状的力矩检测用凹凸部28。在力矩检测用凹凸部28的外径侧配置有铝合金等具有导电性的非磁性金属制的圆筒状的力矩检测用套筒29。力矩检测用套筒29的基端部外嵌固定于筒状部26。另外，在力矩检测用套筒29中的、位于力矩检测用凹凸部28的外径侧的部分，设置有多个窗孔30、30。另外，在力矩检测用凹凸部28及力矩检测用套筒29的外径侧，配置有内嵌固定于壳体15(壳体主体16)的力矩检测用线圈单元31。

力矩检测用线圈单元31内嵌固定于第二圆筒面部32，该第二圆筒面部32形成在壳体主体16的内周面中的、比第一圆筒面部22靠后侧(相当于轴向另一侧)的位置。力矩检测用线圈单元31包括：圆筒状的检测主体33；底座34，其以从检测主体33的外周面向径向外侧突出的状态设置；及连接端子36，其由插设在底座34上的多根销35、35构成。检测主体33包括：线圈卷绕成圆筒状的多个(在图示的例子中为2个)线圈骨架37、37；及磁轭部件38，其将各线圈骨架37、37覆盖。连接端子36以在检测主体33的圆周方向的一部分向径向外侧突出的状态设置，并与各线圈骨架37、37连接。此外，第二圆筒面部32与第一圆筒面部22同轴地形成，直径比第一圆筒面部22的直径小。因此，内嵌固定于第二圆筒面部32的力矩检测用线圈单元31(检测主体33)与内嵌固定于第一圆筒面部22的球轴承21同轴地配置，力矩检测用线圈单元31的外径尺寸比球轴承21的外径尺寸小。

连接端子36通过连接孔39与电路基板40连接，该连接孔39是在壳体主体16的圆周方向一部分形成于在前后方向与第二圆筒面部32匹配的部分的贯通孔。电路基板40配置在收纳空间41内，并由安装在壳体主体16的外周面的盖部件42从外部封闭，该收纳空间41在壳体主体16的外周面中在与连接孔39在圆周方向匹配的部分以向径向内侧凹陷的状态形成。另外，在壳体主体16的内周面中，在与连接孔39在圆周方向的相位一致的部分，在前后方向在连接孔39与第一圆筒面部22之间部分，设置有凹槽43，该凹槽43向径向外侧凹陷，用于在组装作业时使连接端子36在前后方向通过。

在上述那样构成的电动式助力转向装置的情况下，当通过由驾驶员操作方向盘1，从而将作为转向力的力矩付与给转向轴5a时，扭杆18以与该力矩的方向及大小相应的量(在预定角度范围内)弹性地扭曲。与此同时，由于力矩检测用凹凸部28与力矩检测用套筒29的圆周方向的位置关系变化，从而在构成力矩检测用线圈单元31的线圈骨架37、37中产生阻抗变化。因此，能够基于该阻抗变化来检测力矩的方向及大小。电动马达10产生与该力矩的检测结果相应的辅助动力。该辅助动力在由蜗杆24与蜗轮23啮合而成的蜗轮式减速机44增大后，被付与给输出轴19。其结果是，减小驾驶员为了操作方向盘1而需要的力。

另一方面，当通过从方向盘1向转向轴5a输入大的力矩，从而扭杆18的扭曲量达到预定角度范围一侧或另一侧的上限值时，阴止动部25与阳止动部27在周向啮合。并且，基于该啮合，从下转向轴13向输出轴19直接传递力矩的一部分。

可是，在组装具有上述那样的构成的电动式助力转向装置的情况下，在进行将力矩检测用线圈单元31内嵌固定于形成在壳体主体16的内周面的第二圆筒面部32的作业时，有可能产生如下的问题。

近年来，为了实现汽车的省燃料化的进一步提高，关于电动式助力转向装置，小型化、轻量化的重要性也增加，进行构成力矩测量单元的输出轴19、其周边零件的小型化、轻量化也在考虑之中。其中，关于输出轴19及球轴承20、21，能够在确保力矩的检测性能的同时进行小径化，但是，关于连接端子36，从需要与电路基板40连接的方面来看，需要充分的端子高度。然而，如图12、13所示，将力矩检测用线圈单元31内嵌固定到第二圆筒面部32的作业以往以来以如下的方式进行：在使力矩检测用线圈单元31的中心轴线O₃₁与壳体主体16的中心轴线O₁₆一致的状态下，将力矩检测用线圈单元31从壳体主体16的前端侧(接近第一圆筒面部22的那一侧)的开口部插入。因此，当从力矩检测用线圈单元31(检测主体33)的中心到连接端子36的顶端缘的距离(H)如果比第一圆筒面部22的内径尺寸的1/2(d)大(H＞d)，连接端子36会与壳体主体16干涉，不能进行组装作业。

此外，为了消除这样的问题，也想到将力矩检测用线圈单元31相对于壳体主体16倾斜地插入。但是，在此情况下，作业性变差，会产生自动组装业变得困难这种新的问题。

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

本发明鉴于上述那样的情况，其目的在于提供一种在确保组装作业性良好的同时实现小型化及轻量化的电动式助力转向装置用力矩测量单元及其组装方法。

用于解决问题的技术方案

本发明的电动式助力转向装置用力矩测量单元包括：

壳体，其具有壳体主体、和固定于壳体主体的盖体；

输入轴及输出轴，其被旋转自由地支承于所述壳体内，并由扭杆相互同轴地连结；

滚动轴承(例如包含球轴承、滚子轴承等)，其内嵌固定于第一圆筒面部，并将所述输出轴相对于所述壳体主体旋转自由地支承，所述第一圆筒面部形成在所述壳体主体的内周面的轴向一端侧部分；以及

力矩检测用线圈单元，其内嵌固定于第二圆筒面部，并对付与给所述输入轴的力矩的方向及大小进行检测，所述第二圆筒面部在所述壳体主体的内周面中的、比所述第一圆筒面部靠轴向另一侧的位置与所述第一圆筒面部同轴地形成，且直径比所述第一圆筒面部的直径小。

所述力矩检测用线圈单元具有：圆环状(例如包含圆筒状)的检测主体，其被构成为包含线圈(例如卷绕在线圈骨架上的线圈)；及连接端子，其在该检测主体的圆周方向一部以向径向外侧突出的状态设置，从该检测主体的中心到顶端缘的距离比所述滚动轴承的外径尺寸的1/2大。

在所述壳体主体的圆周方向一部分，在轴向与所述第二圆筒面部匹配的部分，设置有用于将所述连接端子连接于电路基板的在径向贯通的连接孔。另外，在所述壳体主体的内周面中，在圆周方向的相位与所述连接孔的圆周方向的相位一致的部分，在轴向在所述连接孔与所述第一圆筒面部之间部分，设置有向径向外侧凹陷的凹槽。

特别是，在本发明的电动式助力转向装置用力矩测量单元的情况下，在所述第二圆筒面部中的轴向一端侧部分，设置有偏心引导面部，所述偏心引导面部的曲率中心在径向偏移到设置有所述连接孔(及凹槽)的那一侧的相反侧，且为部分圆筒面状(例如，不仅包含在整个轴向曲率半径不变化的单一部分圆筒面，还包含越趋向轴向另一侧而曲率半径越小的部分圆锥筒面)。另外，该偏心引导面部与所述第二圆筒面部经由台阶面在轴向连续。

此外，所述偏心引导面部的曲率半径既可以比所述第二圆筒面部的内径尺寸的1/2大，也可以与所述第二圆筒面部的内径尺寸的1/2相同。

在实施所述那样的本发明的电动式助力转向装置用力矩测量单元的情况下，也可以是，使所述偏心引导面部的曲率半径比所述第二圆筒面部的内径尺寸的1/2大，使所述偏心引导面部与所述第二圆筒面部在圆周方向连续的1对连续部在径向位于比所述壳体主体的中心轴线靠近设置有所述连接孔的那一侧。

另外，在实施本发明的电动式助力转向装置用力矩测量单元的情况下，也可以是，将所述台阶面做成为沿着越趋向轴向另一侧而越趋向径向内侧的方向倾斜的倾斜面。

另外，在实施本发明的电动式助力转向装置用力矩测量单元的情况下，也可以是，将所述连接端子插设于以从所述检测主体的外周面向径向外侧突出的状态设置的底座。并且，也可以是，在使所述检测主体的外周面抵接于所述偏心引导面部、并且使所述连接端子进入所述凹槽内的状态下，使所述底座的圆周方向侧面与所述凹槽的圆周方向侧面在圆周方向相面对。

另外，本发明的电动式助力转向装置用力矩测量单元的组装方法是所述的电动式助力转向装置用力矩测量单元的组装方法，具有以下的工序。

首先，使所述力矩检测用线圈单元相对于所述壳体主体在径向偏移地配置，以使得所述力矩检测用线圈单元的中心轴线通过所述偏心引导面部的曲率中心，在该状态下，将所述力矩检测用线圈单元从接近所述第一圆筒面部的轴向一端侧(向车辆的装配状态下的前端侧)的开口部沿轴向(在装配状态下从前侧朝向后侧)插入到所述壳体主体的内侧。由此，使所述连接端子进入所述第一圆筒面部的内侧。

接下来，在所述检测主体的外周面由所述偏心引导面部引导的同时，使所述连接端子依次进入所述凹槽及所述连接孔的内侧，直到所述检测主体抵接于所述台阶面。

然后，在所述检测主体抵接于所述台阶面后，使所述力矩检测用线圈单元在径向移动，直到所述力矩检测用线圈单元的中心轴线与所述壳体主体的中心轴线一致。

接下来，使所述力矩检测用线圈单元在轴向进一步移动，从而内嵌固定于所述第二圆筒面部。

发明效果

根据具有上述那样的构成的本发明的电动式助力转向装置用力矩测量单元及其组装方法，在确保组装作业性良好的同时，实现小型化及轻量化。

即，在本发明的情况下，在壳体主体的内周面中，在将力矩检测用线圈单元内嵌固定的第二圆筒面部的轴向一端侧部分，设置有部分圆筒面状的偏心引导面部，该偏心引导面部的曲率中心在径向偏移到设置有连接孔的那一侧的相反侧。

因此，根据本发明，能够将力矩检测用线圈单元相对于壳体主体以偏向到连接端子的突出方向的径向相反侧(设置有偏心引导面部的那一侧)的状态插入。

因此，在不减小连接端子的高度尺寸而使输出轴、滚动轴承小径化的情况(连接端子的高度尺寸相对而言变大的情况)下，也能够使连接端子不与壳体主体干涉而将力矩检测用线圈单元插入到壳体主体的内侧。另外，在这样的作业时，能够利用偏心引导面部引导检测主体的外周面。

其结果是，根据本发明，在确保组装作业性良好的同时，实现小型化及轻量化。

附图说明

图1是示出本发明的第1实施方式的电动式助力转向装置的局部剖视侧视图。

图2是图1的左端部放大图。

图3是图2的III部放大图。

图4是构成配置在壳体内的力矩测量单元的各种部件的分解立体图。

图5(A)是将壳体主体取出而示出的剖面图，(B)是(A)的V－V剖视图。

图6(A)是将力矩检测用线圈单元取出而示出的主视图，(B)是右视图。

图7(A)～(D)是以工序顺序示出将力矩检测用线圈单元装配到壳体主体的作业的剖视图。

图8是示出本发明的第2实施方式的、相当于图12的图。

图9是示出以往已知的转向装置的1个例子的局部剖视侧视图。

图10是示出电动式助力转向装置的现有构造的1个例子的剖视图。

图11是图10的靠近左端的上半部的放大图。

图12是为了说明现有构造的问题点而示出的剖面图。

图13是图12的XIII－XIII剖视图。

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壳体主体

17、17a盖体

18、18a扭杆

19、19a输出轴

20、20a球轴承

21、21a球轴承

22第一圆筒面部

23、23a蜗轮

24蜗杆

25、25a阴止动部

26、26a筒状部

27、27a阳止动部

28、28a力矩检测用凹凸部

29、29a力矩检测用套筒

30、30a窗孔

31、31a力矩检测用线圈单元

32、32a第二圆筒面部

33、33a检测主体

34、34a底座

35、35a销

36、36a连接端子

37、37a线圈骨架

38、38a磁轭部件

39、39a连接孔

40、40a电路基板

41、41a收纳空间

42盖部件

43、43a凹槽

44、44a蜗轮式减速机

45支承托架

46螺栓

47结合凸缘

48、48a偏心引导面部

49台阶面

50间隙

51连结销

52花键孔

53齿部

54槽部

55槽部

56轴向槽

57周向槽

58突起

59密封圈

60连续部

具体实施方式

[第1实施方式]

参照图1～7说明本发明的第1实施方式。本实施方式的电动式助力转向装置包括：转向柱6b、转向轴5b、壳体15a、扭杆18a、输出轴19a、1对球轴承20a、21a、力矩检测用套筒29a、力矩检测用线圈单元31a、电路基板40a、电动马达10(参照图9)、及蜗轮式减速机44a。这些各部件之中，由配置在电动式助力转向装置的前端侧的壳体15a、和配置在该壳体15a的内侧的部件构成力矩测量单元。

转向柱6b是将配置在前侧的圆筒状的内柱11a、和配置在后侧的外柱12a能够伸缩地组合而成的，由支承托架45支承于车身。内柱11a、外柱12a是钢制或铝合金等轻合金制的。

转向轴5b是使配置在后侧的中空轴状的上转向轴14a花键嵌合于配置在前侧的下转向轴13a而成的，能够传递力矩、且能够进行轴向的相对变位，并被旋转自由地支承在转向柱6b的内侧。这些下转向轴13a、上转向轴14a是钢制的。另外，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9)。

壳体15a是利用多根螺栓46将分别为铝合金等轻合金制或合成树脂制的、带台阶的圆筒状的壳体主体16a、和大致圆环状的盖体17a相互结合而成的。壳体主体16a结合固定在内柱11a的前端部，盖体17a以将壳体主体16a的前端侧的开口部封闭的方式固定在壳体主体16a的前端侧。

如图5所示，壳体主体16a在外周面的前端部设置有用于与盖体17a结合的结合凸缘47。另外，壳体主体15a的内周面中，在前端侧部分形成有用于将球轴承21a内嵌固定的第一圆筒面部22a，在比第一圆筒面部22a靠后侧的位置形成有用于将力矩检测用线圈单元31a内嵌固定的第二圆筒面部32a。第一圆筒面部22a与第二圆筒面部32a互相同轴，第二圆筒面部32a的内径尺寸比第一圆筒面部22a的内径尺寸小。

另外，在壳体主体16a的外周面的圆周方向一部分(上侧部分)，在前后方向与第二圆筒面部32a局部(前侧半部)匹配的部分，形成有朝向径向内侧凹陷的收纳空间41a。另外，在壳体主体16a的圆周方向一部分(上侧部分)，在前后方向与第二圆筒面部32a匹配的部分、即收纳空间41a的底部的前侧半部，形成有在径向贯通的连接孔39a，该连接孔39a用于将后述的连接端子36a连接到电路基板40a。另外，在壳体主体16a的内周面中，在与该连接孔39a在圆周方向的相位一致的部分，在前后方向该连接孔39a与第一圆筒面部22a之间部分，形成有向径向外侧凹陷的凹槽43a，该凹槽43a用于在组装作业时使连接端子36a在前后方向通过。在本实施方式的情况下，使该凹槽43a与连接孔39a的圆周方向的宽度方向相同，并且，比连接端子36a的圆周方向的宽度尺寸(配置在圆周方向两侧的销35a、35a彼此的间隔)略大。

特别是在本实施方式的情况下，在第二圆筒面部32a中的从前端部至中间部靠后的部分的整个范围，形成有部分圆筒面状的偏心引导面部48，该偏心引导面部48的曲率中心O₄₈在径向偏移到设置有连接孔36a的那一侧的相反侧(下侧)。另外，该偏心引导面部48的曲率半径比第二圆筒面部32a的内径尺寸的1/2大，在整个前后方向恒定。因此，该第二圆筒面部32a的从前端部至中间部靠后的部分中，在除上端部之外的中间部至下端部分，形成有偏心引导面部48，在其他部分按原样形成有第二圆筒面部32a。即，在被形成为单一圆筒面状的第二圆筒面部32a的一部分形成有偏心引导面部48，其结果是，该第二圆筒面部32a成为局部缺失的状态。另外，在本实施方式的情况下，使偏心引导面部48的曲率半径比第二圆筒面部32a的内径尺寸的1/2大，使这些偏心引导面部48与第二圆筒面部32a在圆周方向连续的1对连续部60、60在径向位于与壳体主体16a的中心轴线O_16a相比靠近设置有连接孔39a的那一侧(图5的上侧)。

另外，偏心引导面部48的偏移量(M＝│O_16a－O₄₈│)比从后述的力矩检测用线圈单元31a的中心到连接端子36a的顶端缘的距离(H1)、与第一圆筒面部22a的内径尺寸的1/2(d1)之差(X＝H1－d1)大(M＞X)。另外，经由正面观察为大致月牙状的台阶面49而使这些偏心引导面部48与第二圆筒面部32a在前后方向连续。该台阶面49是沿着越趋向后方越趋向径向内侧的方向倾斜的倾斜面。在本实施方式的情况下，在力矩检测用线圈单元31a(检测主体33a)内嵌固定于第二圆筒面部32a的状态下，在该力矩检测用线圈单元31a的外周面与偏心引导面部48之间，设置有间隙50。

在接端子36a进入连接孔39a内的状态下，台阶面49形成在检测用线圈单元31a的检测主体33a所抵接的轴向位置。

在体15a的内侧，旋转自由地支承有由扭杆18a相互同轴地连结的、作为输入轴的下转向轴13a及输出轴19a。扭杆18a由弹簧钢制造，在将除了其后端部之外的大部分配置在输出轴19a的内径侧的状态下，利用连结销51将其前端部不能相对旋转地结合在该输出轴19a的前端部，并且，将其后端部不能相对旋转地花键嵌合于花键孔52，该花键孔52设置在下转向轴13a的靠近前端的部分的径向中心部。

另外，输出轴19a由磁性金属的钢制造成中空轴状，由1对球轴承20a、21a旋转自由地支承在壳体15a内的下转向轴13a的前侧。更具体而言，输出轴19a由球轴承20a将中间部靠前的部分旋转自由地支承，并且，由球轴承21a将中间部靠后的部分旋转自由地支承，该球轴承20a内嵌固定于盖体17a的内周面，该球轴承21a内嵌固定于第一圆筒面部22a，该第一圆筒面部22a形成在壳体主体16a的内周面的前端侧部分。在从壳体15a的前端开口突出的、输出轴19a的前端部，结合有万向接头7(参照图9)。

另外，在下转向轴13a的前端部设置有圆筒状的筒状部26a，该筒状部26a在内周面形成有圆周方向的凹凸形状(齿轮状)的阴止动部25a。该阴止动部25a是在圆周方向等间隔地设置分别在轴向长的多个齿部53、53而成的。另一方面，在输出轴19a的外周面的后端部设置有在圆周方向凹凸形状(齿轮状)的阳止动部27a，该阳止动部27a的外径尺寸(外接圆的直径)比靠近后端的部分小。阳止动部27a是在输出轴19a的外周面的后端部在圆周方向等间隔地设置各自在轴向长的多个(与齿部53、53相同数量)的槽部54、54而成的。这样的阴止动部25a与阳止动部27a凹凸卡合且能够在预定角度范围(以扭杆18a未扭曲的中立状态为基准，例如±5度的范围)内相对旋转。即，通过使构成阴止动部25a的各齿部53、53与构成阳止动部27a的各槽部54、54以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19a的相对旋转限制在预定角度范围。由此，实现防止扭杆18a的过大的扭曲。

另外，在输出轴19a的外周面中的、与阳止动部27a在轴向相邻的靠近后端的部分，设置有在圆周方向凹凸形状的力矩检测用凹凸部28a。该力矩检测用凹凸部28a具有比阳止动部25a大的外径尺寸(外接圆的直径)。这样的力矩检测用凹凸部28a是在输出轴19a的外周面的靠近后端的部分在圆周方向等间隔地设置分别在轴向长的多个槽部55、55而成的。在图示的构造的情况下，这些各槽部55、55与构成阳止动部27a的各槽部54、54的个数及周向相位互相一致。即，各槽部55、55与这些各槽部54、54在轴向相连成一列地连续地设置。

另外，力矩检测用套筒29a由铝合金等具有导电性的非磁性金属制造为圆筒状，同轴地配置在力矩检测用凹凸部28a的外径侧。力矩检测用套筒29a的基端部(后端部)外嵌固定于筒状部26a。因此，在筒状部26a的外周面，在圆周方向等间隔地设置有分别在轴向长的多个轴向槽56、56。与此同时，在筒状部26a的外周面的靠近后端的部分，在圆周方向遍及全周(除了设置有轴向槽56、56的部分。)地设置有周向槽57。特别是在图示的构造的情况下，该周向槽57配置在与阴止动部25a、阳止动部27a彼此的卡合部的靠近后端的部分在径向重叠的位置。另一方面，在力矩检测用套筒29a的基端部内周面，在圆周方向等间隔地设置有多个(与轴向槽56、56相同数量)半球状的突起58、58。

在将力矩检测用套筒29a的基端部外嵌固定于筒状部26a的情况下，随着将力矩检测用套筒29a的基端部外嵌于筒状部26a，使各突起58、58卡合于各轴向槽56、56。与此同时，将力矩检测用套筒29a的基端缘部分凿紧于周向槽57。即，使该基端缘部分向内径侧塑性变形，在形成凿紧部的同时，使该凿紧部卡合于周向槽57。其结果是，基于各轴向槽56、56与各突起58、58的卡合，实现防止力矩检测用套筒29a相对于筒状部26a的旋转。与此同时，基于周向槽57与凿紧部的卡合，实现力矩检测用套筒29a相对于筒状部26a的轴向的定位并防止变位。

另外，在力矩检测用套筒29a中的、配置在力矩检测用凹凸部28a的外径侧的部分、即顶端部(前端部)至中间部，在轴向多列地、且在圆周方向等间隔地设置有多个大致矩形的窗孔30a、30a。这两列窗孔30a、30a的周向相位互相错开半个间距。

力矩检测用线圈单元31a内嵌固定于第二圆筒面部32a，并同轴地配置在力矩检测用凹凸部28a及力矩检测用套筒29a的外径侧，该第二圆筒面部32a形成在壳体主体16a的内周面中的、比第一圆筒面部22a靠后侧的位置。另外，如图6所示，力矩检测用线圈单元31a包括：圆筒状的检测主体33a；树脂制的底座34a，其以从该检测主体33a的外周面向径向外侧突出的状态设置；及连接端子36a，其由插设在该底座34a上的多根(在图示的例子中是4根)金属制的销35a、35a构成。检测主体33a包括：线圈卷绕成圆筒状的多个(在图示的例子中是2个)线圈骨架37a、37a；及金属制的磁轭部件38a，其将这些各线圈骨架37a、37a覆盖。连接端子36a在检测主体33a的圆周方向的一部分以向径向外侧突出的状态设置，并与各线圈骨架37a、37a连接。另外，从力矩检测用线圈单元31a(检测主体33a)的中心到连接端子36a的顶端缘的距离(H1，到销35a、35a的顶端缘中的距检测主体33a的中心最远的顶端缘的距离)比第一圆筒面部22a的内径尺寸的1/2(d1)大(H1＞d1)。另外，在距离(H1)上加上检测主体33a的外径尺寸的1/2后的值(＝在检测主体33a的外径尺寸上加上连接端子36a从该检测主体33a的突出量后的值)比第一圆筒面部22a的内径尺寸(2d1)小。另外，在力矩检测用线圈单元31a的装配状态下，相对于力矩检测用套筒29a中的、设置有两列窗孔30a、30a的部分，两线圈骨架37a、37a在径向重叠地配置。此外，力矩检测用线圈单元31a与球轴承21a同轴地配置，该力矩检测用线圈单元31a(检测主体33a)的外径尺寸比该球轴承21a的外径尺寸小。

连接端子36a通过形成于壳体主体16a的连接孔39a与电路基板40a连接。该电路基板40a构成有电动机控制电路，被配置于在壳体主体16a的外周面形成的收纳空间41a内，由未图示的盖部件从外部封盖。

另外，蜗轮式减速机44a是将蜗轮23a和未图示的蜗杆组合而成的。蜗轮23a外嵌固定于输出轴19a中的、两球轴承20a、21a彼此之间部分、即轴向中央部。另外，未图示的蜗杆以与蜗轮23a啮合的状态被旋转自由地支承在壳体15a内。

另外，电动马达10(参照图9)被支承固定于壳体15a。该电动马达10的输出轴对于未图示的蜗杆的基端部能够传递力矩地结合。

另外，在筒状部26a的中间部外周面、与壳体15a的内表面之间部分设置有弹性材料制的密封圈59，该密封圈59用于防止该壳体15a内的润滑剂流出到转向柱6b的内径侧的空间。

在组装具有以上那样的构成的本实施方式的电动式助力转向装置的情况下，如图7所示那样进行将力矩检测用线圈单元31a内嵌固定于在壳体主体16a的内周面形成的第二圆筒面部32a的作业。

首先，将该力矩检测用线圈单元31a相对于壳体主体16a向径向下方偏移地配置，使得力矩检测用线圈单元31a的中心轴线O_31a通过偏心引导面部48的曲率中心O₄₈。然后，在该状态下，将力矩检测用线圈单元31a从接近第一圆筒面部22a的那一侧的开口部沿轴向(在装配状态下从前侧朝向后侧)插入到壳体主体16a的内侧。由此，使连接端子36a进入第一圆筒面部22a的内侧。接下来，如图7(A)→图7(B)所示，在检测主体33a的外周面由偏心引导面部48引导的同时，使连接端子36a依次进入凹槽43a及连接孔39a的内侧，直到检测主体33a抵接于台阶面49。

然后，在检测主体33a抵接于台阶面49后，如图7(C)所示，沿着该台阶面49，使该力矩检测用线圈单元31a在向径向上方移动的同时，在轴向移动，直到力矩检测用线圈单元31a的中心轴线O_31a、与壳体主体16a的中心轴线O_16a一致。在该状态下，连接端子36a成为充分进入收纳空间41a的内侧的状态。接下来，如图7(D)所示，使力矩检测用线圈单元31a在轴向进一步移动，并内嵌固定于第二圆筒面部32a。在本实施方式的情况下，经过这样的工序，将力矩检测用线圈单元31a内嵌固定于第二圆筒面部32a。

在具有以上那样的构成的在本实施方式的情况下，在确保组装作业性良好的同时，实现小型化及轻量化。

即，在本实施方式的情况下，在壳体主体16a的内周面中，在将力矩检测用线圈单元31a内嵌固定的第二圆筒面部32a的前端部至中间部靠后的部分，设置有部分圆筒面状的偏心引导面部48，该偏心引导面部48的曲率中心在径向偏移到设置有连接孔39a的那一侧的相反侧。因此，能够将力矩检测用线圈单元31a相对于壳体主体16a不像图13所示的现有构造的情况下那样配置在同心轴线上，而在偏心到连接端子36a的突出方向的径向相反侧(设置有偏心引导面部48的那一侧)的状态下插入。因此，在不使连接端子36a的高度尺寸减小而使输出轴19a、球轴承21a小径化的情况(连接端子36a的高度尺寸相对而言变大的情况)下，也能够使该连接端子36a与壳体主体16a不干涉而将力矩检测用线圈单元31a插入到该壳体主体16a的内侧。另外，在这样的作业时，还能够利用偏心引导面部48来引导检测主体33a的外周面。

其结果是，根据本实施方式的构造及组装方法，在确保组装作业性良好的同时，实现力矩测量单元的小型化及轻量化(进而是电动式助力转向装置的小型化及轻量化)。因此，还能够由机器人进行自动组装。

另外，由于使各连续部60、60在径向位于比壳体主体16a的中心轴线O_16a靠近设置有连接孔39a的那一侧，因此，能够使各连续部60、60平滑地连续(做成为不存在台阶的状态)。因此，在将力矩检测用线圈单元31a插入到壳体主体16a的内侧时，能够防止力矩检测用线圈单元31挂卡在各连续部60、60，能够提高插入作业的作业性。即，与本实施方式的构造相反,在将偏心引导面部48与第二圆筒面部32a的连续部在径向设置在夹着中心轴线O_16a与连接孔39a相反的相反侧的情况下，该连续部不是平滑地连续(成为存在台阶的状态)，在将力矩检测用线圈单元31a插入时，有可能挂卡在该连续部，但是，在本实施方式的情况下，能够防止发生这样的不良状况。

另外，在本实施方式的情况下，通过使台阶面49为倾斜面，从而能够使力矩检测用线圈单元31a在向径向内侧移动的同时在轴向移动。因此，实现该力矩检测用线圈单元31a的组装作业时间的缩短。

另外，在本实施方式的情况下，当通过驾驶员操作方向盘1(参照图9)而将转向力即力矩付与给转向轴5b时，扭杆19a也以与该力矩的方向及大小相应的量(在预定角度范围内)弹性地扭曲。与此同时，由于力矩检测用凹凸部28a与力矩检测用套筒29a的圆周方向的位置关系变化，从而在构成力矩检测用线圈单元31a的线圈骨架37a、37a中产生阻抗变化。因此，基于该阻抗变化，能够检测力矩的方向及大小。电路基板40a上的电动机控制电路通过利用该力矩的检测结果进行电动马达10(参照图9)的通电控制，从而用该电动马达10产生与力矩的方向及大小相应的辅助动力。该辅助动力在由蜗轮式减速机44a增大后，被付与给输出轴19a。其结果是，减小驾驶员为了操作方向盘1而需要的力。

另一方面，当通过从方向盘1将大的力矩输入到转向轴5b，从而扭杆18a的扭曲量达到预定角度范围的一侧或另一侧的上限值时，阴止动部25a与阳止动部27a在周向啮合。并且，基于该啮合，从下转向轴13a直接将力矩的一部分传递到输出轴19a。此时，筒状部26a成为随着该力矩的传递而扭曲的倾向。但是，在本实施方式的情况下，该筒状部26a中的、扭曲刚性比其他轴向部分低的、在外周面设置有周向槽57的部分为与阴止动部25a、阳止动部27a彼此的卡合部在径向重叠的部分。因此，在经由这些阴止动部25a、阳止动部27a彼此的卡合部在下转向轴13a与输出轴19a之间直接传递力矩的一部分时，由于设置有阳止动部27a的输出轴19a的后端部发挥作为加强件的作用，从而能够提高筒状部26a中的在外周面设置有周向槽57的部分的扭曲刚性。

[第2实施方式]

图8示出本发明的第2实施方式。本实施方式的特征在于，通过适当限制在壳体主体16b的内周面形成的偏心引导面部48a的偏移量，从而进一步提高组装作业的作业性。即，在本实施方式的情况下，以如下方式限制偏心引导面部48a的偏移量：将力矩检测用线圈单元31a插入到壳体主体16b的内侧，使检测主体33a的外周面抵接于偏心引导面部48a，并且使连接端子36a进入凹槽43a内，在该状态下，底座34a的圆周方向两侧面与该凹槽43a的圆周方向两侧面分别在圆周方向相面对(在径向重叠)。

在以上那样的在本实施方式的情况下，在将力矩检测用线圈单元31a插入到壳体主体16b时，由于能够利用凹槽43a的圆周方向侧面引导底座34a的圆周方向侧面，因此，实现力矩检测用线圈单元31a相对于壳体主体16b的圆周方向的定位。因此，能够使组装作业性更良好。

关于其他构成及作用效果，与上述的第1实施方式的情况同样。

工业上的实用性

在实施本发明的情况下，在壳体主体的内周面形成的台阶面不限定于倾斜面，也能够做成为在与壳体主体的中心轴线正交的假想平面上存在的平坦面，还能够做成为截面圆弧状的曲面。另外，在实施方式中，对于构成力矩检测用线圈单元的销，以在轴向仅设置有1列的构造为例进行了说明，但是，如图11所示的现有构造那样具有2列销的构造、及具有多列销的构造也是本发明的对象。

此外，本发明不限定于上述的实施方式，能够适当进行变形、改良等。

例如，在本实施方式中，偏心引导面部的曲率半径比第二圆筒面部的内径尺寸的1/2大，但是，也可以与第二圆筒面部的内径尺寸的1/2相同。在此情况下，第二圆筒面部与偏心引导面部形成由平行的2条直线连结的长圆形。

另外，本发明也能够应用于如图10～图11所示的构造那样，在输出轴上设置有阴止动部、并在下转向轴上设置有阳止动部的构成。另外，本发明也能够应用于如图10～图11所示的构造那样将力矩检测用套筒固定于下转向轴的构成。

本申请基于2013年11月21日申请的日本专利申请2013－240505号，将其内容作为参照援引于此。

Claims (5)

1.一种电动式助力转向装置用力矩测量单元，包括：

壳体，其具有壳体主体、和固定于该壳体主体的盖体；

输入轴及输出轴，其被旋转自由地支承于所述壳体内，并由扭杆相互同轴地连结；

滚动轴承，其内嵌固定于第一圆筒面部，并将所述输出轴相对于所述壳体主体旋转自由地支承，所述第一圆筒面部形成在所述壳体主体的内周面的轴向一端侧部分；以及

力矩检测用线圈单元，其内嵌固定于第二圆筒面部，并对付与给所述输入轴的力矩的方向及大小进行检测，所述第二圆筒面部在所述壳体主体的内周面中在比所述第一圆筒面部靠轴向另一侧的位置与所述第一圆筒面部同轴地形成，且直径比所述第一圆筒面部的直径小，

所述力矩检测用线圈单元具有：圆环状的检测主体，其具有线圈；及连接端子，其在该检测主体的圆周方向一部分以向径向外侧突出的状态设置，从该检测主体的中心到顶端缘的距离比所述滚动轴承的外径尺寸的1/2大，

在所述壳体主体的圆周方向一部分，在轴向与所述第二圆筒面部匹配的部分，设置有在径向贯通的连接孔，在所述壳体主体的内周面中，在圆周方向的相位与所述连接孔的圆周方向的相位一致的部分，在轴向在所述连接孔与所述第一圆筒面部之间部分，设置有向径向外侧凹陷的凹槽，

所述电动式助力转向装置用力矩测量单元的特征在于，

在所述第二圆筒面部中的轴向一端侧部分设置有部分圆筒面状的偏心引导面部，所述偏心引导面部与所述第二圆筒面部经由台阶面在轴向连续，其中，所述偏心引导面部的曲率中心在径向偏移到设置有所述连接孔的那一侧的相反侧。

2.如权利要求1所述的电动式助力转向装置用力矩测量单元，其中，

所述偏心引导面部的曲率半径比所述第二圆筒面部的内径尺寸的1/2大，使所述偏心引导面部与所述第二圆筒面部在圆周方向连续的1对连续部在径向位于比所述壳体主体的中心轴线靠近设置有所述连接孔的那一侧。

3.如权利要求1或2所述的电动式助力转向装置用力矩测量单元，其中，

所述台阶面是沿着越趋向轴向另一侧而越趋向径向内侧的方向倾斜的倾斜面。

4.如权利要求1～3的任一项所述的电动式助力转向装置用力矩测量单元，其中，

所述连接端子插设于以从所述检测主体的外周面向径向外侧突出的状态设置的底座，在使所述检测主体的外周面抵接于所述偏心引导面部、并且使所述连接端子进入所述凹槽内的状态下，所述底座的圆周方向侧面与所述凹槽的圆周方向侧面在圆周方向相面对。

5.一种电动式助力转向装置用力矩测量单元的组装方法，是权利要求1～4的任一项所述的电动式助力转向装置用力矩测量单元的组装方法，其中，

使所述力矩检测用线圈单元相对于所述壳体主体在径向偏移地配置，以使得所述力矩检测用线圈单元的中心轴线通过所述偏心引导面部的曲率中心，在该状态下，将所述力矩检测用线圈单元从接近所述第一圆筒面部的轴向一端侧的开口部沿轴向插入到所述壳体主体的内侧，使所述连接端子进入所述第一圆筒面部的内侧，

在所述检测主体的外周面由所述偏心引导面部引导同时，使所述连接端子依次进入所述凹槽及所述连接孔的内侧，直到所述检测主体抵接于所述台阶面，

在所述检测主体抵接于所述台阶面后，使所述力矩检测用线圈单元在径向移动，直到所述力矩检测用线圈单元的中心轴线与所述壳体主体的中心轴线一致，

使所述力矩检测用线圈单元在轴向进一步移动，从而内嵌固定于所述第二圆筒面部。