DE102011007576A1

DE102011007576A1 - Servolenkungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102011007576A1
Application number: DE102011007576A
Authority: DE
Inventors: Teruyuki OHNISHI; Hajime Komuro; Kohtaro Shiino
Original assignee: Unisia JKC Steering Systems Co Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2010-09-24
Filing date: 2011-04-18
Publication date: 2012-03-29
Also published as: JP2012066694A; US20120073897A1; JP5364066B2; CN102416977A; US8584790B2; CN102416977B

Abstract

Servolenkungsvorrichtung, enthaltend eine Lenkwelle, eine an einer äußeren Umfangsseite der Lenkwelle angeordnete Sensorspule, die eine Änderung beim Impedanzwert erfasst, um einen Betrag der relativen Drehung einer Antriebswelle und einer Abtriebswelle der Lenkwelle zu bestimmen, ein Lenkgehäuse, enthaltend ein erstes Gehäuse und ein zweites Gehäuse, ein am ersten Gehäuse angeordnetes Sensorsubstrat, eine Neutralpunkt-Einstellschaltung auf dem Sensorsubstrat, die einen mit der Sensorspule verbundenen Widerstand enthält und einen Widerstandswert des Widerstands variabel einstellt, um den Impedanzwert an einem Neutralpunkt einzustellen, an dem der Betrag der relativen Drehung der Antriebswelle und der Abtriebswelle Null ist, und einen Elektromotor, der gemäß einem durch die Neutralpunkt-Einstellschaltung eingestellten Ausgangssignal der Sensorspule angesteuert und gesteuert ist.

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Servolenkungsvorrichtung.
Nach dem Stand der Technik wurde eine Servolenkungsvorrichtung vorgeschlagen, welche die Lenkanstrengung eines Bedieners eines Automobils unterstützt. Die japanische ungeprufte Patentanmeldungsveroffentlichung Nr. 2009-298246 offenbart eine Servolenkungsvorrichtung mit einem Sensor, der eine Sensorspule zum Erfassen eines Drehungsbetrags einer Lenkwelle sowie ein mit der Sensorspule verbundenes Substrat umfasst. Das Substrat ist in einem Sensorgehäuse durch eine Öffnung eingebaut, die so in dem Sensorgehause ausgebildet ist, dass sie sich zu einer äußeren Umfangsfläche des Sensorgehäuses öffnet. Daher kann ein Vorgang des Einstellens des Sensors durch die Offnung ausgefuhrt werden.
Zusammenfassung der Erfindung
Jedoch ist es bei der Servolenkungsvorrichtung nach dem oben beschriebenen Stand der Technik notwendig, die Offnung mit einem Deckel oder dergleichen zu verschließen. Daher besteht ein Problem, dass die Konstruktion der Servolenkungsvorrichtung kompliziert wird.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Servolenkungsvorrichtung mit eine weiter vereinfachten Konstruktion zu schaffen.
In einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Servolenkungsvorrichtung geschaffen, die enthält:
eine Lenkwelle, die eine Antriebswelle, auf die eine Drehkraft von einem Lenkrad zu ubertragen ist, sowie eine Abtriebswelle enthält, die mit der Antriebswelle über eine Torsionsstange verbunden ist und geeignet ist, die Drehkraft auf lenkbare Straßenrader zu übertragen;
eine Sensorspule, die an einer außeren Umfangsseite der Lenkwelle angeordnet ist und eine Änderung beim Impedanzwert zum Bestimmen eines Betrags der relativen Drehung der Antriebswelle und der Abtriebswelle erfasst;
ein Lenkgehause, das ein erstes, die Sensorspule umgebendes Gehause und ein zweites, mit dem ersten Gehäuse verbundenes Gehäuse enthält, wobei das erste Gehause und das zweite Gehause in einem solchen Zustand miteinander verbunden sind, dass eine in dem ersten Gehause ausgebildete erste Offnung und eine in dem zweiten Gehäuse ausgebildete zweite Offnung einander gegenuber stehen, wobei das Lenkgehause die Lenkwelle derart aufnimmt, dass sie sich durch die erste Offnung und die zweite Öffnung erstreckt,
ein Sensorsubstrat, das auf dem ersten Gehäuse angebracht ist und näher an der ersten Öffnung angeordnet ist als die Sensorspule, sodass es zur ersten Offnung frei liegt;
eine Neutralpunkt-Einstellschaltung, die auf dem Sensorsubstrat angeordnet ist und einen mit der Sensorspule verbundenen Widerstand enthält, wobei die Neutralpunkt-Einstellschaltung in der Lage ist, einen Widerstandswert des Widerstands variabel einzustellen, um den Impedanzwert an einem Neutralpunkt einzustellen, an dem der Betrag der relativen Drehung der Antriebswelle und der Abtriebswelle Null ist, und
einen Elektromotor, der angetrieben und gesteuert wird, um fur die lenkbaren Straßenrader eine Lenkunterstützungskraft gemäß einem Ausgangssignal der Sensorspule vorzusehen, die durch die Neutralpunkt-Einstellschaltung eingestellt ist.
In einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Servolenkungsvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt geschaffen, weiter enthaltend ein Magnetwegwiderstands-Veränderungselement, das auf der Lenkwelle angeordnet ist und gestaltet ist, einen Magnetwegwiderstand in dem Magnetfeld zu verändern, das durch die Sensorspule gemäß einer Änderung des Betrags der relativen Drehung der Antriebswelle und der Abtriebswelle erzeugt wird,
wobei die Sensorspule die Änderung des Impedanzwerts erfasst, der sich gemäß einer Anderung des Magnetwegwiderstands andert, um den Betrag der relativen Drehung der Antriebswelle und der Abtriebswelle zu bestimmen, und
die Neutralpunkt-Einstellschaltung den Widerstandswert des Widerstands in einem Zustand einstellt, in dem die Sensorspule und das Magnetwegwiderstands-Veranderungselement an dem ersten Gehause angebaut sind.
In einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Servolenkungsvorrichtung gemaß dem zweiten Aspekt geschaffen, wobei die Neutralpunkt-Einstellschaltung den Widerstandswert des Widerstands einstellt, um den Impedanzwert einzustellen, der sich gemäß einer Veränderung des Betrags der relativen Drehung der Antriebswelle und der Abtriebswelle in einem Zustand ändert, in dem die Abtriebswelle an der Antriebswelle uber die Torsionsstange angebaut ist.
In einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Servolenkungsvorrichtung gemaß dem ersten Aspekt geschaffen, weiter enthaltend ein Untersetzungsgetriebe, das zwischen der Abtriebswelle und dem Elektromotor angeordnet ist und eine Drehkraft des Elektromotors auf die Abtriebswelle ubertragt, sowie ein Lager, das zwischen dem Sensorsubstrat und dem Untersetzungsgetriebe angeordnet ist und die Abtriebswelle stützt, sodass sie drehbar bezuglich des Lenkgehauses ist.
In einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Servolenkungsvorrichtung gemäß dem vierten Aspekt geschaffen, wobei das erste Gehäuse aus einem Kunstharzmaterial und das zweite Gehäuse aus einem Metallmaterial besteht und das Lager auf einem in dem zweiten Gehause ausgebildeten Lagerhalterbereich gehalten wird und die Abtriebswelle so stutzt, dass sie drehbar ist.
In einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Servolenkungsvorrichtung gemäß dem fünften Aspekt geschaffen, wobei die Neutralpunkt-Einstellschaltung einen Anschlusspunkt enthalt, der mit einer externen Einstelleinrichtung zu verbinden ist, die den Widerstandswert des Widerstands einstellt, und der Anschlusspunkt so angeordnet ist, dass er radial nach außen einen Abstand von dem Lager aufweist.
In einem siebenten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Servolenkungsvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt geschaffen, wobei das Sensorsubstrat so angeordnet ist, dass es einen rechten Winkel zwischen dem Sensorsubstrat und der Lenkwelle bildet.
In einem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Servolenkungsvorrichtung gemäß dem siebenten Aspekt geschaffen, wobei die Neutralpunkt-Einstellschaltung einen Anschlusspunkt enthält, der mit einer externen Einstelleinrichtung zu verbinden ist, die den Widerstandswert des Widerstands einstellt, und der Anschlusspunkt auf einer Fläche des Sensorsubstrats an einer Seite der Abtriebswelle angeordnet ist.
In einem neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Servolenkungsvorrichtung gemaß dem achten Aspekt geschaffen, wobei die externe Einstelleinrichtung einen Teil enthalt, der mit dem Anschlusspunkt der Neutralpunkt-Einstellschaltung zu verbinden ist, wobei der Teil zu dem Anschlusspunkt hin in einer axialen Richtung der Lenkwelle vorgespannt ist.
In einem zehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Servolenkungsvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt geschaffen, wobei das erste Gehäuse aus einem Kunstharzmaterial besteht.
In einem elften Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Servolenkungsvorrichtung gemäß dem zehnten Aspekt geschaffen, weiter enthaltend einen Steckverbinder-Montagebereich, der gleichzeitig und einstuckig mit dem ersten Gehäuse geformt ist, einen Steckverbinder, der auf dem Steckverbinder-Montagebereich angeordnet ist und als Anschluss dient, der mit externen elektronischen Vorrichtungen zu verbinden ist, die an einem Automobil zu montieren sind, und eine elektrische Verdrahtung, die den Steckverbinder und das Sensorsubstrat miteinander verbindet.
In einem zwolften Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Servolenkungsvorrichtung gemäß dem zehnten Aspekt geschaffen, wobei das Sensorsubstrat mit mindestens einem Durchgangsloch ausgebildet ist, und das erste Gehäuse aus einem thermoplastischen Kunstharz besteht und mindestens einen Thermoniet-Befestigungsteil enthalt, der aus dem thermoplastischen Kunstharz besteht und einstückig mit dem ersten Gehause ausgebildet ist, wobei sich der Thermoniet-Befestigungsteil durch das Durchgangsloch von einer Seite des Durchgangslochs zu der anderen Seite des Durchgangslochs erstreckt, damit ein Spitzen-Endbereich davon aus der anderen Seite des Durchgangslochs herausragen kann, wobei der Spitzen-Endbereich geschmolzen und verformt wird, sodass der Spitzen-Endbereich einen größeren Außendurchmesser aufweist als ein Durchmesser des Durchgangslochs, und dann abgekühlt und erstarrt wird, um dadurch das Sensorsubstrat über den Thermoniet-Befestigungsteil an dem ersten Gehause zu befestigen.
In einem dreizehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Servolenkungsvorrichtung gemäß dem zehnten Aspekt geschaffen, wobei das Sensorsubstrat zu einer Ringform mit einem Durchgangsloch ausgebildet ist, durch das sich die Lenkwelle erstreckt.
In einem vierzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Servolenkungsvorrichtung gemaß dem ersten Aspekt geschaffen, wobei die Neutralpunkt-Einstellschaltung einen Anschlusspunkt enthält, der mit einer externen Einstelleinrichtung zu verbinden ist, die den Widerstandswert des Widerstands einstellt, der Anschlusspunkt auf einer Fläche des Sensorsubstrats angeordnet ist und die Flache des Sensorsubstrats mit Ausnahme eines durch den Anschlusspunkt eingenommenen Bereichs mit einer Kunstharzbeschichtung bedeckt ist.
In einem fünfzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Servolenkungsvorrichtung geschaffen, die enthalt:
eine Lenkwelle, auf die eine Drehkraft von einem Lenkrad zu übertragen ist;
eine Sensorspule, die an einer äußeren Umfangsseite der Lenkwelle angeordnet ist und eine Änderung des Impedanzwerts zum Bestimmen eines Betrags der Drehung der Lenkwelle erfasst;
ein Lenkgehäuse, das ein erstes, die Sensorspule umgebendes Gehäuse und ein zweites, mit dem ersten Gehäuse verbundenes Gehause enthält, wobei das erste Gehäuse und das zweite Gehäuse in einem solchen Zustand miteinander verbunden sind, dass eine in dem ersten Gehause ausgebildete erste Offnung und eine in dem zweiten Gehäuse ausgebildete zweite Offnung einander gegenuber stehen, wobei das Lenkgehause die Lenkwelle derart aufnimmt, dass sie sich durch die erste Öffnung und die zweite Öffnung erstreckt,
ein Sensorsubstrat, das auf dem ersten Gehäuse angebracht ist und naher an der ersten Öffnung angeordnet ist als die Sensorspule, sodass es zur ersten Öffnung frei liegt;
eine Neutralpunkt-Einstellschaltung, die auf dem Sensorsubstrat angeordnet ist und einen mit der Sensorspule verbundenen Widerstand enthalt, wobei die Neutralpunkt-Einstellschaltung in der Lage ist, einen Widerstandswert des Widerstands variabel einzustellen, um den Impedanzwert an einem Neutralpunkt einzustellen, an dem ein Betrag der Drehung der Lenkwelle im Uhrzeigersinn und entgegen dem Uhrzeigersinn Null ist, und
einen Elektromotor, der angetrieben und gesteuert wird, um für lenkbare Straßenrader eine Lenkunterstützungskraft gemaß einem Ausgangssignal der Sensorspule vorzusehen, die durch die Neutralpunkt-Einstellschaltung eingestellt ist.
In einem sechzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Einstellen eines Neutralpunkts eines Drehmomentsensors in einer Servolenkungsvorrichtung geschaffen, wobei die Servolenkungsvorrichtung enthält:
eine Lenkwelle, die eine Antriebswelle enthalt, auf die eine Drehkraft von einem Lenkrad zu übertragen ist, und eine Abtriebswelle, die mit der Antriebswelle uber eine Torsionsstange verbunden ist und geeignet ist, die Drehkraft auf lenkbare Straßenräder zu übertragen;
eine Sensorspule, die an einer äußeren Umfangsseite der Lenkwelle angeordnet ist und eine Veränderung des Impedanzwerts zum Bestimmen eines Betrags der relativen Drehung der Antriebswelle und der Abtriebswelle erfasst;
ein Lenkgehause, das ein erstes, die Sensorspule umgebendes Gehäuse und ein zweites, mit dem ersten Gehäuse verbundenes Gehäuse enthalt, wobei das erste Gehäuse und das zweite Gehäuse in einem solchen Zustand miteinander verbunden sind, dass eine in dem ersten Gehäuse ausgebildete erste Offnung und eine in dem zweiten Gehause ausgebildete zweite Offnung einander gegenüber stehen, wobei das Lenkgehause die Lenkwelle derart aufnimmt, dass sie sich durch die erste Öffnung und die zweite Öffnung erstreckt,
ein Sensorsubstrat, das auf dem ersten Gehäuse angebracht ist und näher an der ersten Offnung angeordnet ist als die Sensorspule, sodass es zur ersten Offnung frei liegt;
eine Neutralpunkt-Einstellschaltung, die auf dem Sensorsubstrat angeordnet ist und einen mit der Sensorspule verbundenen Widerstand enthält, und
einen Elektromotor, der angetrieben und gesteuert wird, um fur die lenkbaren Straßenräder eine Lenkunterstützungskraft gemäß einem Ausgangssignal der Sensorspule vorzusehen, die durch die Neutralpunkt-Einstellschaltung eingestellt ist;
wobei das Verfahren enthalt:
einen ersten Schritt des Verbindens einer Einstelleinrichtung, die den Widerstandswert des Widerstands mit der Neutralpunkt-Einstellschaltung einstellt, in einem Zustand, in dem die erste Offnung nicht durch das zweite Gehause verschlossen ist,
einen zweiten Schritt des Einstellens des Widerstandswerts des Widerstands durch die Einstelleinrichtung; und
einen dritten Schritt des Verbindens des ersten Gehäuses und des zweiten Gehauses miteinander, sodass die erste Öffnung geschlossen wird.
In einem siebzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird das Verfahren gemaß dem sechzehnten Aspekt geschaffen, wobei die Servolenkungsvorrichtung weiter ein Magnetwegwiderstands-Veranderungselement enthalt, das an der Lenkwelle angeordnet ist und gestaltet ist, einen Magnetwegwiderstand in dem Magnetfeld zu verandern, das durch die Sensorspule gemaß einer Änderung des Betrags der relativen Drehung der Antriebswelle und der Abtriebswelle erzeugt wird,
wobei die Sensorspule die Änderung des Impedanzwerts erfasst, der sich gemaß einer Veränderung des Magnetwegwiderstands ändert, um den Betrag der relativen Drehung der Antriebswelle und der Abtriebswelle zu bestimmen, und
wobei der erste Schritt und der zweite Schritt in einem Zustand ausgefuhrt werden, in dem das Magnetwegwiderstands-Veranderungselement an der Lenkwelle angebaut ist.
In einem achtzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird das Verfahren gemäß dem siebzehnten Aspekt geschaffen, wobei der erste Schritt und der zweite Schritt so ausgeführt werden, dass der Impedanzwert eingestellt wird, der sich gemaß der Änderung des Betrags der relativen Drehung der Antriebswelle und der Abtriebswelle in einem Zustand ändert, in dem die Abtriebswelle uber die Torsionsstange mit der Antriebswelle verbunden ist.
In einem neunzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird das Verfahren gemäß dem sechzehnten Aspekt geschaffen, wobei die Neutralpunkt-Einstellschaltung einen Anschlusspunkt enthalt, der mit der Einstelleinrichtung zu verbinden ist, und die Einstelleinrichtung einen mit dem Anschlusspunkt zu verbindenden Teil enthalt, wobei der Teil der Einstelleinrichtung in einer axialen Richtung der Lenkwelle zum Anschlusspunkt hin vorgespannt ist.
In einem zwanzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird das Verfahren gemaß dem sechzehnten Aspekt geschaffen, wobei das Sensorsubstrat mit mindestens einem Durchgangsloch ausgebildet ist, und das erste Gehäuse aus einem thermoplastischen Kunstharz besteht und mindestens einen Thermoniet-Befestigungsteil enthält, der aus dem thermoplastischen Kunstharz besteht und einstückig mit dem ersten Gehäuse ausgebildet ist,
wobei das Verfahren weiter einen Schritt des Befestigens des Sensorsubstrats an dem ersten Gehause enthalt, wobei der Befestigungsschritt enthält:
einen Schritt des sich erstrecken Lassens des Thermoniet-Befestigungsteils derart durch das Durchgangsloch des Sensorsubstrats von einer Seite des Durchgangslochs zur anderen Seite des Durchgangslochs, dass ein Spitzen-Endbereich des Thermoniet-Befestigungsteils aus der anderen Seite des Durchgangslochs herausragt;
einen Schritt des Schmelzens und Verformens des herausragenden Spitzen-Endbereichs des Thermoniet-Befestigungsteils, sodass der herausragende Spitzen-Endbereich einen größeren Außendurchmesser aufweist als ein Durchmesser des Durchgangslochs, und
einen Schritt des Abkuhlens und Erstarrens des geschmolzenen und verformten Spitzen-Endbereichs des Thermoniet-Befestigungsteils.
Die anderen Aufgaben und Merkmale dieser Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung mit Bezug auf die begleitende Zeichnung zu verstehen.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
1 ist eine Schnittansicht einer Servolenkungsvorrichtung gemaß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer axialen Richtung der Servolenkungsvorrichtung.
2 ist eine Seitenansicht eines Sensorgehauses der Servolenkungsvorrichtung, wie sie in 1 gezeigt ist.
3 ist eine teilweise Schnittansicht entlang der Linie I-I, wie sie in 4 gezeigt ist, des Sensorgehäuses der Servolenkungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform, an dem ein Sensorsubstrat angebaut ist.
4 ist eine Ansicht des Sensorgehäuses, wie es in 3 gezeigt ist, an dem das Sensorsubstrat angebaut ist, gesehen von der Seite einer Offnung des Sensorgehäuses.
5 ist eine Schnittansicht einer externen Einstelleinrichtung zum Einstellen eines Sensors, geschnitten in einer axialen Richtung der Einstelleinrichtung.
6 ist eine Schnittansicht des Sensorgehäuses der Servolenkungsvorrichtung gemaß der ersten Ausführungsform, das auf die in 5 gezeigte Einstelleinrichtung gesetzt ist.
7 ist eine Schnittansicht entlang der Linie II-II, wie sie in 9 gezeigt ist, des Sensorgehauses der Servolenkungsvorrichtung gemaß einer zweiten Ausführungsform, an dem ein Sensorsubstrat angebaut ist.
8 ist eine vergrößerte Ansicht des eingekreisten Teils A, wie er in 7 gezeigt ist.
9 ist eine Ansicht des Sensorgehäuses der Servolenkungsvorrichtung gemaß der zweiten Ausführungsform, an dem das Sensorsubstrat angebaut ist, gesehen von der Seite einer Öffnung des Sensorgehauses.
10 ist eine Ansicht eines Sensorsubstrats der Servolenkungsvorrichtung gemaß einer dritten Ausführungsform.
11 ist eine teilweise weggebrochene Schnittansicht des Sensorgehauses der Servolenkungsvorrichtung gemaß einer vierten Ausführungsform, das auf die in 5 gezeigte Einstelleinrichtung gesetzt ist.
12 ist eine schematische Skizze, welche die Servolenkungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Genaue Beschreibung der Erfindung
Eine Servolenkungsvorrichtung gemaß jeweiligen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die begleitende Zeichnung erläutert.
[Erste Ausführungsform]
[Konstruktion]
Mit Bezug auf die 1 bis 6 und 12 wird eine Servolenkungsvorrichtung gemaß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. Die Servolenkungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform ist in einem Automobil benutzbar und wirkt als Lenkanstrengung unterstutzende Vorrichtung, die eine Lenkanstrengung eines Bedieners des Automobils unterstützt. 1 ist eine Schnittansicht einer Servolenkungsvorrichtung 1 (nachstehend nur als Vorrichtung 1 bezeichnet) in einer axialen Richtung der Vorrichtung 1 (das heißt, eine Schnittansicht in einer Ebene, in der eine Achse der Lenkwelle 2 liegt). Wie in 1 gezeigt, enthält die Vorrichtung 1 eine Lenkwelle 2, einen mit der Lenkwelle 2 verbundenen Zahnstange-Ritzel-Mechanismus 3, einen Sensor 4 als Lenkzustandserfasser, der einen durch den Bediener gegebenen Lenkzustand erfasst, einen Elektromotor 5 als Antriebsquelle, die eine Lenkunterstützungskraft zum Unterstützen der Lenkanstrengung des Bedieners erzeugt, und eine elektronische Steuereinheit ECU als Lenkunterstutzungskraft-Steuerung, die den Elektromotor 5 auf Grundlage des vom Sensor 4 ausgegebenen Erfassungssignals ansteuert und steuert. Die Lenkwelle 2 enthalt eine Antriebswelle 20 und eine Abtriebswelle 21. Die Antriebswelle 20 ist mit einem Lenkrad (d. h. einem Lenkanstrengungs-Eingabeelement) verbunden, auf das die Lenkanstrengung des Bedieners als Drehmoment ausgeübt wird. Die Abtriebswelle 21 ist mit der Antriebswelle 20 uber eine Torsionsstange 22 verbunden und mit lenkbaren Straßenrädern über den Zahnstange-Ritzel-Mechanismus 3 verbunden, wodurch sie das Drehmoment auf die lenkbaren Straßenräder uberträgt. Der Zahnstange-Ritzel-Mechanismus 3 ist ein Untersetzungsgetriebe (ein Untersetzungsgetriebemechanismus), der das Drehmoment erhöht und in eine Lenkkraft umwandelt, die auf die lenkbaren Straßenrader zu übertragen ist.
In dieser Ausführungsform ist der Sensor 4 ein Drehmomentsensor, der ein durch den Bediener eingegebenes Lenkdrehmoment erfasst, um einen Betrag der Drehung der Lenkwelle 2 zu erfassen, insbesondere einen Betrag relativer Drehung der Antriebswelle 20 und der Abtriebswelle 21 (d. h. einen Betrag relativer Drehbewegung oder einen Betrag an Torsion). Der Sensor 4 enthält eine Sensorspule 40, ein Magnetwegwiderstands-Veranderungselement 41 und ein Sensorsubstrat 42. Der Sensor 4 ist nicht auf den Drehmomentsensor in dieser Ausführungsform beschränkt und kann ein Lenkwinkelsensor sein. Das heißt, die Vorrichtung 1 bestimmt einen Betrag an Lenkunterstützung auf Grundlage des durch den Drehmomentsensor erfassten Lenkdrehmoments, aber die Vorrichtung 1 kann einen Betrag an Lenkunterstützung auf Grundlage des durch den Lenkwinkelsensor erfassten Lenkwinkels bestimmen. Der Elektromotor 5 wird auf Grundlage des Ausgangssignals des Sensors 4 angesteuert und gesteuert und sieht die Lenkunterstützungskraft für die lenkbaren Straßenrader vor. Der Elektromotor 5 kann ein bürstenloser Motor sein.
Wie in 12 gezeigt, enthält die Vorrichtung 1 einen mit dem Zahnstange-Ritzel-Mechanismus 3 verbundenen Leistungszylinder 33 und eine Olpumpe OP, die uber ein Paar von Rohren 39 dem Leistungszylinder 33 einen hydraulischen Druck zufuhrt und den hydraulischen Druck von dem Leistungszylinder 33 ableitet. Der Leistungszylinder 33 enthalt ein Zylinderrohr 35, das einen Zahnstangenschaft 31 aufnimmt, der mit dem Zahnstange-Ritzel-Mechanismus 3 verbunden ist. Ein ringformiger Kolben 37 ist mit dem Zahnstangenschaft 31 verbunden und gleitend innerhalb des Zylinderrohrs 35 beweglich. Die Ölpumpe OP ist eine umkehrbare Olpumpe, die durch den Elektromotor 5 angetrieben ist, um eine hydraulische Kraft zu erzeugen, die als Unterstützungskraft dient. Die Vorrichtung 1 ist nicht auf den in dieser Ausführungsform benutzten so genannten elektrohydraulischen Typ beschrankt und kann auch ein so genannter Direktantriebstyp sein, bei dem ein Elektromotor ein Lenkgetriebe direkt antreibt, um eine Unterstützungskraft zu erzeugen. Im Falle der Vorrichtung des Zahnstangen-Unterstutzungstyps ist ein Untersetzungsgetriebe (ein Untersetzungsgetriebemechanismus) zwischen dem Elektromotor 5 und dem Zahnstangenschaft 31 angeordnet. Das Untersetzungsgetriebe wandelt die Drehkraft des Elektromotors 5 um, erhoht sie und ubertragt dann die erhöhte Drehkraft auf den Zahnstangenschaft 31.
(Lenkwelle)
In der folgenden Beschreibung ist eine axiale Richtung der Lenkwelle 2 durch die X-Achse bezeichnet, und die Seite des Lenkrads ist als positive Richtung der X-Achse bezeichnet. Die Antriebswelle 20 weist ein Durchgangsloch 200 auf, das sich durch die Antriebswelle 20 in Richtung der X-Achse erstreckt. Die Antriebswelle 20 weist ein Stifteinsatzloch 201 an ihrem einen Endbereich auf, der sich an der Seite der positiven Richtung der X-Achse befindet. Das Durchgangsloch 201 erstreckt sich in einer radialen Richtung der Antriebswelle 20, in die der Stift PIN eingesetzt ist. An einem mittleren Bereich der Antriebswelle 20 in der axialen Richtung ist ein innerer Ringhalterbereich 202 angeordnet, der einen etwas größeren Außendurchmesser aufweist als derjenige anderer Bereiche. Ein gestutzter Bereich 203 mit einem kleineren Außendurchmesser als der mittlere Bereich ist an dem anderen Endbereich der Antriebswelle 20 angeordnet, der sich an der Seite einer negativen Richtung der X-Achse befindet. Der gestützte Bereich 203 ist drehbar durch das Nadellager 61 gelagert, wie spater erläutert.
Die Abtriebswelle 21 weist einen Endbereich in der positiven Richtung der X-Achse auf, bei dem der äußere Ringhalterbereich 210, der erste Lagerhalterbereich 211 und der erste gestützte Bereich 212 nacheinander in dieser Reihenfolge zur Seite der negativen Richtung der X-Achse angeordnet sind. Der äußere Ringhalterbereich 210 ist ein zylindrischer Bereich mit einem größeren Innendurchmesser als der Außendurchmesser des anderen Endbereichs der Antriebswelle 20, außer dem gestutzten Bereich 203, der sich an der Seite der negativen Richtung der X-Achse befindet. Der erste Lagerhalterbereich 211 ist ein zylindrischer Bereich, der einen kleineren Außendurchmesser aufweist als der Außendurchmesser des äußeren Ringhalterbereichs 210 und einen großeren Innendurchmesser als der Außendurchmesser des gestützten Bereichs 203 der Antriebswelle 20. Das Nadellager (Nadel-Walzlager) 61 als erstes Lager ist an einer inneren Umfangsseite des ersten Lagerhalterbereichs 211 angeordnet und gehalten. Der erste gestutzte Bereich 212 ist ein zylindrischer Bereich, der einen kleineren Außendurchmesser aufweist als der Außendurchmesser des ersten Lagerhalterbereichs 211 und weist ein Passloch 213 an einer radialen Seite davon auf. Das Passloch 213 erstreckt sich von einem radialen inneren Bereich einer Bodenflache des ersten Lagerhalterbereichs 211 in der negativen Richtung der X-Achse uber eine vorgegebene Tiefe und weist einen kleineren Durchmesser auf als ein Innendurchmesser des Nadellagers 61. Die Abtriebswelle 21 weist einen an der Seite der negativen Richtung der X-Achse befindlichen Bereich auf, der mit Zähnen an einer außeren Umfangsfläche davon ausgebildet ist und die Ritzelwelle 30 des Zahnstange-Ritzel-Mechanismus 3 bildet. Mit anderen Worten, Abtriebswelle 21 und Ritzelwelle 30 sind miteinander verbunden und bilden einen vereinten Körper. Am anderen Endbereich der Abtriebswelle 21 in der negativen Richtung der X-Achse ist ein zweiter gestützter Bereich 214 angeordnet, der einen kleineren Außendurchmesser aufweist als andere Bereiche der Abtriebswelle 21.
Die Torsionsstange 22 erstreckt sich durch das Durchgangsloch 200 der Antriebswelle 20. Die Torsionsstange 22 weist einen Endbereich 221 auf, der sich an der Seite der positiven Richtung der X-Achse befindet. Ein Endbereich 221 weist im Wesentlichen denselben Durchmesser wie ein Durchmesser des Durchgangslochs 200 auf und weist ein Stifteinsatzloch 223 auf, das einen Endbereich 221 in einer radialen Richtung der Torsionsstange 22 durchdringt. Der Stift PIN erstreckt sich durch die Stifteinsatzlocher 201 und 223, wodurch die Torsionsstange 22 an einem Endbereich 221 der Antriebswelle 20 befestigt ist. Die Torsionsstange 22 weist einen größeren Bereich 220 mit einem relativ kleinen Durchmesser auf. Der andere Endbereich 222 der Torsionsstange 22 ragt aus dem Durchgangsloch 200 der Antriebswelle 20 in das Passloch 213 der Abtriebswelle 21 und ist durch Kerbverzahnungen in das Passloch 213 eingepasst. Die Torsionsstange 22 ist so durch Kerbverzahnungspassung mit der Abtriebswelle 21 verbunden. Der Zahnstangenschaft 31 weist einen Zahneingriff mit den Zähnen der Ritzelwelle 30 auf und wirkt so mit der Ritzelwelle 30 zusammen, um einen Zahnstange-Ritzel-Mechanismus 3 zu bilden. Der Getriebemechanismus ist nicht auf den Zahnstange-Ritzel-Mechanismus 3 beschrankt und kann ein anderer Mechanismus sein, zum Beispiel ein Getriebemechanismus mit veranderlicher Ubersetzung.
(Gehause)
Die Vorrichtung 1 enthalt ein Lenkgehause 7 als Gehäuseelement, in dem Teile, wie etwa die Lenkwelle 2, untergebracht sind. Das Lenkgehause 7 enthält ein Sensorgehäuse 70 als erstes Gehause und ein Getriebegehäuse 71 als zweites Gehäuse. Im Sensorgehause 70 ist die Antriebswelle 20 und der Sensor 4 untergebracht. Das Getriebegehäuse 71 nimmt die Abtriebswelle 21 (Ritzelwelle 30) und den Zahnstange-Ritzel-Mechanismus 3 auf. Das Sensorgehäuse 70 und das Getriebegehäuse 71 sind miteinander gekoppelt, um das Lenkgehause 7 zu bilden. Das Sensorgehäuse 70 besteht aus einem Kunstharzmaterial und enthalt einen im Allgemeinen zylindrischen Hauptkörper 70a, der sich in der Richtung der X-Achse erstreckt, und einen flanschartigen Verbindungsbereich 70b, der sich vom Hauptkörper 70a in der negativen Richtung der X-Achse erstreckt und einstuckig mit dem Hauptkörper 70a ausgebildet ist. Der flanschartige Verbindungsbereich 70b weist einen großeren Außendurchmesser auf als derjenige des Hauptkorpers 70a und ist mit dem Getriebegehäuse 71 verbunden. 2 ist eine Seitenansicht des Sensorgehäuses 70, gesehen aus einer radialen Richtung davon. Das Sensorgehause 70 enthalt einen Steckverbinder-Montagebereich 708, der einstuckig mit dem Sensorgehäuse 70 ausgebildet ist. Der Steckverbinder-Montagebereich 708 ist gleichzeitig und einstückig mit dem Sensorgehäuse 70 geformt.
Wie in 1 gezeigt, weist der Hauptkörper 70a des Sensorgehäuses 70 ein offenes Ende auf, das sich an der Seite der positiven Richtung der X-Achse befindet. Die im Sensorgehäuse 70 angeordnete Antriebswelle 20 ragt aus der Offnung 700 am offenen Ende des Hauptkörpers 70a zur Seite der positiven Richtung der X-Achse hin heraus. Der flanschartige Verbindungsbereich 70b weist ein offenes Ende auf, das sich an der Seite der negativen Richtung der X-Achse befindet. Die Antriebswelle 20 ragt aus der Öffnung (einer ersten Öffnung) 701 in der negativen Richtung der X-Achse heraus. Das Sensorgehause 70 enthält einen zweiten Lagerhalterbereich 702, einen Spulenhalterbereich 703 und einen Substrathalterbereich 704, die innerhalb (an einer inneren Umfangsseite) des Sensorgehäuses 70 in dieser Reihenfolge zur Seite der negativen Richtung der X-Achse angeordnet sind. Der zweite Lagerhalterbereich 702 ist nahe der Öffnung 700 des Hauptkorpers 70a angeordnet und zu einer im Allgemeinen zylindrischen Form mit einem relativ kleinen Durchmesser ausgebildet. Das Nadellager 62 als zweites Lager ist an einer inneren Umfangsseite des zweiten Lagerhalterbereichs 702 angeordnet und gehalten. Ein Bereich der Antriebswelle 20, der zwischen dem einen Endbereich der Antriebswelle 20 und dem inneren Ringhalterbereich 202 angeordnet ist, ist drehbar durch das Nadellager 62 gestützt. Das Sensorgehäuse 70 enthalt weiter einen Staubdichtungshalterbereich 705, der an der Seite der positiven Richtung der X-Achse des zweiten Lagerhalterbereichs 702 angeordnet ist. Die Staubdichtung 65 wird auf dem Staubdichtungshalterbereich 705 gehalten und verschließt die Offnung 700 des Hauptkörpers 70a. Der Spulenhalterbereich 703 ist an einer inneren Umfangsseite des Sensorgehauses 70 (d. h. des Hauptkorpers 70a und des Verbindungsbereichs 70b) angeordnet und zu einer im Allgemeinen zylindrischen Form mit einem großeren Durchmesser als der des zweiten Lagerhalterbereichs 702 ausgebildet. Die Sensorspule 40 (d. h. die Spuleneinheiten 40a, 40b) des Sensors 4 ist an einer inneren Umfangsseite des Spulenhalterbereichs 703 angeordnet und gehalten. Der Substrathalterbereich 704 ist an einer inneren Umfangsseite des Sensorgehauses 70 (d. h. des Verbindungsbereichs 70b) angeordnet und zu einer im Allgemeinen zylindrischen Form mit einem größeren Durchmesser als der Spulenhalterbereich 703 ausgebildet. Das Sensorsubstrat 42 des Sensors 4 ist an einer inneren Umfangsseite des Substrathalterbereichs 704 angeordnet und gehalten. Der Verbindungsbereich 70b weist eine ringförmige Dichtungsfläche 706 und einen Passvorsprung 707 an einem Endbereich davon auf, der sich an der Seite der negativen Richtung der X-Achse befindet. Der Passvorsprung 707 erstreckt sich von der inneren Umfangsseite der Dichtungsflache 706 in der negativen Richtung der X-Achse und weist eine im Allgemeinen zylindrische Form auf. Der Passvorsprung 707 weist einen kleineren Außendurchmesser als derjenige eines größeren Bereichs des Verbindungsbereichs 70b und im Wesentlichen denselben Innendurchmesser wie derjenige des Substrathalterbereichs 704 auf. Der Passvorsprung 707 bildet einen Teil des Substrathalterbereichs 704. Das Sensorsubstrat 42 ist an der Seite der negativen Richtung der X-Achse der Dichtungsfläche 706 so angeordnet, dass es einen geringen Abstand von der Dichtungsfläche 706 aufweist, und ist an einer inneren Umfangsfläche des Passvorsprungs 707 gehalten.
3 ist eine Seitenansicht des Sensorgehäuses 70, an dem das Sensorsubstrat 42 angebaut ist, gesehen in der radialen Richtung davon, in der ein Bereich nahe der Öffnung 701 im Schnitt in der axialen Richtung gezeigt ist. 4 ist eine Ansicht des Sensorgehauses 70, an dem das Sensorsubstrat 42 angebaut ist, gesehen von der Seite der Öffnung 701 (d. h. von der Seite der negativen Richtung der X-Achse). 3 ist eine Schnittansicht entlang der Linie I-I, wie sie in 4 gezeigt ist. Der Verbindungsbereich 70b weist drei in einer Umfangsrichtung des Verbindungsbereichs 70b im Wesentlichen in gleichen Abständen angeordnete Bolzenlöcher 70c, 70d, 70e auf. Die Bolzenlöcher 70c, 70d, 70e durchdringen den Verbindungsbereich 70b in Richtung der X-Achse und dienen zum Verbinden des Getriebegehäuses 71 und des Sensorgehäuses 70 uber Bolzen.
Wie in 1 gezeigt, ist am Steckverbinder-Montagebereich 708 ein Steckverbinder 43c vorgesehen. Der Steckverbinder 43c ist ein Anschluss, der über ein Kabel mit externen elektronischen Vorrichtungen (d. h. ECU, Batterie) zu verbinden ist, die an einem Automobil zu montieren sind. Das Sensorgehause 70 enthält weiter eine elektrische Verdrahtung 43b, die das Sensorsubstrat 42 und den Steckverbinder 43c verbindet. Die elektrische Verdrahtung 43b ist durch Umspritzen gleichzeitig und einstuckig mit dem Sensorgehause 70 vorgesehen. Die elektrische Verdrahtung 43b erstreckt sich von der Innenseite des Sensorgehäuses 70 (d. h. einer Endfläche des Spulenhalterbereichs 703 an der Seite der negativen Richtung der X-Achse) zur ersten Öffnung 701 und weist ein Ende auf, das als Anschluss dient, der mit dem Sensorsubstrat 42 verbunden ist. Die elektrische Verdrahtung 43b erstreckt sich auch von der Innenseite des Sensorgehäuses 70 zur inneren Umfangsseite des Steckverbinder-Montagebereichs 708 und weist das andere Ende auf, das als Anschluss dient, der mit einem Gegenstück des Steckverbinders 43c (d. h. einem Kabel) verbunden ist.
Das Getriebegehäuse 71 besteht aus einem Metallmaterial und enthalt einen Abtriebswellen-Halterbereich 71a, der sich in der Richtung der X-Achse erstreckt, und weist eine im Allgemeinen zylindrische Form mit einem geschlossenen Ende auf, sowie einen Zahnstangenschaft-Halterbereich 71b, der an der Seite der negativen X-Achsenrichtung des Abtriebswellen-Halterbereichs 71a angeordnet ist und einstückig mit dem Abtriebswellen-Halterbereich 71a ausgebildet ist. Der Abtriebswellen-Halterbereich 71a weist eine Öffnung (zweite Öffnung) 711 auf, die zu einer Endfläche des Abtriebswellen-Halterbereichs 71a in der positiven Richtung der X-Achse geöffnet ist. Die Abtriebswelle 21 ragt aus der Offnung 711 in der positiven Richtung der X-Achse heraus. Am äußeren Umfang der Öffnung 711 ist der Verbindungsbereich 71c angeordnet, der mit dem Sensorgehause 70 verbunden ist. Der Verbindungsbereich 71c weist eine ringförmige Fugeflache 712 und eine im Allgemeinen zylindrische Passvertiefung 714 an einem Endbereich davon in der positiven Richtung der X-Achse auf. An der Fügefläche 712 ist eine Dichtungsnut 713 an einer inneren Umfangsseite davon ausgebildet, in der ein O-Ring 66 als Dichtungselement angeordnet ist. Die Passvertiefung 714 erstreckt sich von einer inneren Umfangsseite der Dichtungsnut 713 in der negativen Richtung der X-Achse und weist einen etwas großeren Innendurchmesser auf als ein Außendurchmesser des Passvorsprungs 707 des Sensorgehauses 70. Der Zahnstangenschaft-Halterbereich 71b enthalt ein Zahnstangenschaft-Aufnahmeloch, das sich in einer im Wesentlichen senkrechten Richtung zur X-Achse erstreckt und den Zahnstangenschaft 31 aufnimmt, sowie ein Fuhrungs-Aufnahmeloch 710, das sich durch den Zahnstangenschaft-Halterbereich 71b in einer im Wesentlichen senkrecht zur X-Achse und zum Zahnstangenschaft-Aufnahmeloch stehenden Richtung erstreckt und die Zahnstangenfuhrung 310 und die Feder 311 aufnimmt. Ein offenes Ende des Führungs-Aufnahmeloches 710, das zu einer Außenseite frei liegt, ist durch den Deckel 312 abgedeckt, der als Halterung für die Feder 311 dient.
An einer Innenseite (d. h. einer inneren Umfangsseite) des Abtriebswellen-Halterbereichs 71a sind ein dritter Lagerhalterbereich 715, ein Abtriebswellen-Aufnahmeloch 718 und ein vierter Lagerhalterbereich 719 in dieser Reihenfolge zur Seite der negativen Richtung der X-Achse angeordnet. Der dritte Lagerhalterbereich 715 ist nahe der Offnung auf der Seite der positiven Richtung der X-Achse (d. h. der zweiten Offnung 711) des Abtriebswellen-Halterbereichs 71a angeordnet. Der dritte Lagerhalterbereich 715 erstreckt sich von einer Bodenfläche der Passvertiefung 714 in der negativen Richtung der X-Achse und bildet eine im Allgemeinen zylindrische Form mit einem relativ großen Durchmesser. Das Kugellager 63 als drittes Lager ist in dem dritten Lagerhalterbereich 715 angeordnet und gehalten, sodass die Abtriebswelle 21 darin drehbar gestützt wird. Der dritte Lagerhalterbereich 715 enthält ein Loch 716 mit größerem Durchmesser, das an der Seite der positiven Richtung der X-Achse ausgebildet ist, und ein Loch 717 mit kleinerem Durchmesser, das an der Seite der negativen Richtung der X-Achse ausgebildet ist. Der Außenring 631 des Kugellagers 63 ist in eine innere Umfangsflache eines Bereichs des dritten Lagerhalterbereichs 715 eingepasst, der das Loch 717 mit kleinerem Durchmesser umschreibt. Die Bezugsnummer 630 bezeichnet einen Innenring des Kugellagers 63. Eine Halterung 632 zum Befestigen des Außenrings 631 in Richtung der X-Achse ist in eine innere Umfangsflache eines Bereichs des dritten Lagerhalterbereichs 715 eingepasst, der das Loch 716 mit großerem Durchmesser umschreibt. Das Abtriebswellen-Aufnahmeloch 718 weist eine im Allgemeinen zylindrische Form mit einem kleineren Durchmesser auf als der dritte Lagerhalterbereich 715 (das Loch 717 mit kleinerem Durchmesser). Das Fuhrungs-Aufnahmeloch 710 weist das andere offene Ende auf, das zu einem Bereich des Abtriebswellen-Aufnahmelochs 718 geöffnet ist, das sich an der Seite der negativen Richtung der X-Achse befindet. Die Zähne des Zahnstangenschafts 31 liegen zum Bereich des Abtriebswellen-Aufnahmeloches 718 über das andere offene Ende des Führungs-Aufnahmeloches 710 frei. Der vierte Lagerhalterbereich 719 weist eine im Allgemeinen zylindrische Form mit einem geschlossenen Ende und einem kleineren Durchmesser auf als das Abtriebswellen-Aufnahmeloch 718. Das Nadellager 64 als viertes Lager ist an einer inneren Umfangsseite des vierten Lagerhalterbereichs 719 angeordnet und gehalten, sodass die Abtriebswelle 21 darin drehbar gestutzt wird.
(Zusammengebauter Zustand)
Das Sensorgehause 70 und das Getriebegehäuse 71 sind miteinander verbunden, indem das Sensorgehause 70 und das Getriebegehäuse 71 so angeordnet sind, dass die erste Öffnung 701 und die zweite Offnung 711 einander in Richtung der X-Achse gegenüber stehen. Genauer sind der Verbindungsbereich 70b des Sensorgehäuses 70 und der Verbindungsbereich 71c des Getriebegehäuses 71 in einer gegenüberstehenden Beziehung so verbunden, dass der Passvorsprung 707 des Verbindungsbereichs 70b in die Passvertiefung 714 des Verbindungsbereichs 71c eingepasst ist. Dabei stößt die Dichtungsfläche 706 des Verbindungsbereichs 70b an den O-Ring 66 am Verbindungsbereich 71c und drückt den O-Ring 66 zusammen, um dadurch einen Zwischenraum zwischen den Verbindungsbereichen 70b, 71c abzudichten. So ist das Lenkgehause 7 durch das Sensorgehause 70 und das Getriebegehäuse 71 gebildet, die miteinander verbunden sind. Die Lenkwelle 2 ist innerhalb des Lenkgehauses 7 so untergebracht, dass die Lenkwelle 2 durch die erste Offnung 701 und die zweite Öffnung 711 dringt. Der Bereich der Lenkwelle 2 auf der Seite der positiven Richtung der X-Achse (d. h. der Bereich der Antriebswelle 20 auf der Seite der positiven Richtung der X-Achse) ist drehbar im Sensorgehäuse 70 durch das Nadellager (das zweite Lager) 62 gestutzt. Der mittlere Bereich der Lenkwelle 2 in Richtung der X-Achse (d. h. der Seite der Abtriebswelle 21 in der positiven Richtung der X-Achse) ist drehbar durch das Kugellager (das dritte Lager) 63 gestützt, das durch den dritten Lagerhalterbereich 715 des Getriebegehauses 71 gehalten ist. Das Kugellager 63 ist zwischen dem Sensorsubstrat 42 und dem Zahnstange-Ritzel-Mechanismus 3 angeordnet und stutzt die Abtriebswelle 21 so, dass sie bezüglich des Lenkgehäuses 7 drehbar ist. Der Endbereich der Lenkwelle 2 auf der Seite der negativen Richtung der X-Achse (d. h. der Bereich der Abtriebswelle 21 auf der Seite der negativen Richtung der X-Achse) ist drehbar im Getriebegehäuse 71 durch das Nadellager (das vierte Lager) 64 gestutzt. Der Zahnstangenschaft 31 ist durch die Zahnstangenfuhrung 310 gestutzt und durch die Feder 311 gegen die Ritzelwelle 30 gedrückt.
(Sensor)
Die Sensorspule 40 ist zwischen der Lenkwelle 2 und dem Spulenhalterbereich 703 des Sensorgehäuses 70 angeordnet. Genauer ist die Sensorspule 40 so angeordnet, dass sie eine außere Umfangsflache der Lenkwelle 2 (der Antriebswelle 20) umgibt, und so durch den Spulenhalterbereich 703 gehalten, dass sie darin eingeschlossen ist. Die Sensorspule 40 enthält zwei Spuleneinheiten 40a, 40b, die an einer inneren Umfangsseite der zylindrischen Halterung 400 so gehalten sind, dass sie einen vereinten Körper bilden. Die Halterung 400 mit den Spuleneinheiten 40a, 40b ist in eine innere Umfangsfläche des Spulenhalterbereichs 703 von der Seite der negativen Richtung der X-Achse her eingepresst. Mit dieser Konstruktion ist es moglich, das Auftreten von Spiel zu unterdrücken und eine Positionierung der Sensorspule 40 in der axialen Richtung vorzunehmen. Die Sensorspule 40 ist so ausgelegt, dass sie durch Erregen einen magnetischen Fluss erzeugt. Die Antriebswelle 20 besteht aus einem magnetischen Material und bildet durch den magnetischen Fluss, der durch die erregte Sensorspule 40 erzeugt wird, ein Magnetfeld.
Der Sensor 4 ist vom so genannten Magnetostriktionstyp und enthält ein Magnetwegwiderstands-Veränderungselement 41, das an der Lenkwelle 2 angeordnet ist. Das Magnetwegwiderstands-Veränderungselement 41 ist gestaltet, einen Magnetwegwiderstand in dem Magnetfeld zu verändern, das durch die erregte Sensorspule 40 gemäß einer Änderung des Betrags einer relativen Drehung der Antriebswelle 20 und der Abtriebswelle 21 erzeugt wird. Genauer besteht das Magnetwegwiderstands-Veranderungselement 41 aus einem elektrisch leitfahigen und nichtmagnetischen Material, wie etwa Aluminiumoxid, und enthalt einen inneren Ring 411 als ein erstes zylindrisches Element und einen äußeren Ring 412 als ein zweites zylindrisches Element. Der innere Ring 411 und der äußere Ring 412 weisen jeweils eine Vielzahl von Fenstern (hohlen Bereichen) auf, die in der Richtung der X-Achse angeordnet sind. Der innere Ring 411 ist am inneren Ringhalterbereich 202 der Antriebswelle 20 befestigt und kann eine einheitliche Drehung mit der Antriebswelle 20 ausfuhren. Genauer ist der innere Ring 411 zwischen der Antriebswelle 20 und der Sensorspule 40 so angeordnet, dass er einer äußeren Umfangsflache des inneren Ringhalterbereichs 202 gegenubersteht. Der außere Ring 412 ist an einem äußeren Ringhalterbereich 210 der Abtriebswelle 21 gehalten und kann eine einheitliche Drehung mit der Abtriebswelle 21 ausfuhren. Genauer ist der äußere Ring 412 zwischen der Antriebswelle 20 und der Sensorspule 40 so angeordnet, dass ein an der Seite der negativen Richtung der X-Achse befindlicher Endbereich des äußeren Rings 412 am außeren Ringhalterbereich 210 befestigt ist, eine innere Umfangsfläche des äußeren Rings 412 einer außeren Umfangsfläche des inneren Rings 411 gegenübersteht und eine äußere Umfangsfläche eines Hauptbereichs des außeren Rings 412 einer inneren Umfangsfläche der Sensorspule 40 gegenübersteht.
Wie in 4 gezeigt, ist das Sensorsubstrat 42 zu einer Ringform (Donutform) in der Draufsicht mit einem zentralen Durchgangsloch 420 ausgebildet, durch das sich die Lenkwelle 2 erstreckt. Das Sensorsubstrat 42 ist am Sensorgehäuse 70 in einem solchen Zustand gehalten, dass eine äußere Umfangsfläche des Sensorsubstrats 42 so an eine innere Umfangsflache des Substrathalterbereichs 704 angepasst ist, dass gegenüberliegende Flachen des Sensorsubstrats 42 (d. h. die Flache 421 an der Seite der positiven Richtung der X-Achse und die Fläche 422 an der Seite der negativen Richtung der X-Achse) im Wesentlichen senkrecht zur X-Achse (d. h. zur Lenkwelle 2) stehen. Das Sensorsubstrat 42 ist an der Seite der negativen Richtung der X-Achse der Sensorspule 40 (d. h. an der Seite der ersten Offnung 701) angeordnet, sodass die Flache 422 an der Seite der negativen Richtung der X-Achse zur ersten Offnung 701 des Sensorgehäuses 70 frei liegt. Die Sensorspule 40 und das Sensorsubstrat 42 sind miteinander über die elektrische Verdrahtung 43a verbunden, wie in 6 gezeigt.
Die Sensorspule 40 ist so ausgelegt, dass sie ein elektrisches Signal (d. h. eine Änderung des Impedanzwertes) erfasst, um einen Betrag der Drehung der Lenkwelle 2 im Uhrzeigersinn und entgegen dem Uhrzeigersinn zu bestimmen (d. h. einen Betrag der relativen Drehung der Antriebswelle 20 und der Abtriebswelle 21). Genauer gesagt, wenn ein Lenkvorgang durch den Bediener ausgefuhrt wird, erleidet die zwischen Antriebswelle 20 und Abtriebswelle 21 befestigte Torsionsstange 22 eine Torsion, sodass ein Ausmaß der Uberlappung der Fenster des inneren Rings 411 und der Fenster des äußeren Rings 412 verändert wird, um dadurch eine Änderung des Betrags eines durch die Fenster verlaufenden magnetischen Flusses zu bewirken. Die Anderung des Betrags eines magnetischen Flusses erscheint als Änderung des Impedanzwertes. Die in der Sensorspule 40 bewirkte Änderung des Impedanzwertes wird über die elektrische Verdrahtung 43a in das Sensorsubstrat 42 eingegeben. Das Sensorsubstrat 42 berechnet einen Betrag der relativen Drehung der Antriebswelle 20 und der Abtriebswelle 21 (d. h. ein Lenkdrehmoment) auf Grundlage der eingegebenen Änderung des Impedanzwertes. Daher erfasst die Sensorspule 40 die Änderung des Impedanzwerts, die gemaß der durch das Magnetwegwiderstands-Veranderungselement 41 bewirkte Änderung des Magnetwegwiderstands auftritt, und bestimmt einen Betrag der relativen Drehung der Antriebswelle 20 und der Abtriebswelle 21.
Das Lenkdrehmoment wird mit Bezug auf einen Impedanzwert an einem Neutralpunkt der Lenkwelle 2 berechnet. Der Neutralpunkt bezeichnet einen Zustand, bei dem ein Betrag der Drehung der Lenkwelle 2 im Uhrzeigersinn und entgegen dem Uhrzeigersinn, das heißt, ein Betrag einer relativen Drehung der Antriebswelle 20 und der Abtriebswelle 21, ein Bezugswert oder weniger ist (ungefahr 0). Der Impedanzwert beim Neutralpunkt ist zuvor durch die Neutralpunkt-Einstellschaltung 44 bei der Herstellung der Vorrichtung 1 eingestellt. Das berechnete Lenkdrehmoment wird in die ECU uber die elektrische Verdrahtung 43a und den Steckverbinder 43c eingegeben. Die ECU berechnet das Lenkunterstützungsdrehmoment, das zum Verringern der Lenkanstrengung dient, zum Erzeugen des Lenkdrehmoments auf Grundlage der Eingabe des berechneten Lenkdrehmoments. Die ECU fuhrt dann dem Elektromotor 5 einen Steuerstrom zu, der notwendig ist, um das berechnete Lenkunterstützungsdrehmoment zu erzeugen. Der Elektromotor 5 wird angetrieben und gesteuert, um für die lenkbaren Straßenrader eine Lenkunterstutzungskraft gemäß einem Ausgangssignal vom Sensor 4 vorzusehen (d. h. einem Ausgangssignal von der Sensorspule 40, die durch die Neutralpunkt-Einstellschaltung 44 eingestellt ist).
Die Neutralpunkt-Einstellschaltung 44 ist auf dem Sensorsubstrat 42 angeordnet. Die Neutralpunkt-Einstellschaltung 44 enthält einen Widerstand (einen veranderlichen Widerstand), der in der Lage ist, einen Widerstandswert variabel einzustellen, und mit der Sensorspule 40 verbunden ist. Die Neutralpunkt-Einstellschaltung 44 ist in der Lage, einen Widerstandswert des Widerstands variabel einzustellen, um den Impedanzwert in der Sensorspule 40 an dem Neutralpunkt einzustellen (zu kalibrieren). In dieser Ausfuhrungsform wird ein Element, das in der Lage ist, einen Widerstandswert durch Anlegen eines elektrischen Signals (d. h. eines Spannungswerts) an das Element einzustellen, als der Widerstand benutzt. Wie in 3 und 4 gezeigt, enthält die Neutralpunkt-Einstellschaltung 44 einen Anschlusspunkt 441 als Anschluss, an den das elektrische Signal zum Einstellen eines Widerstandswerts des Widerstands angelegt wird. Der Anschlusspunkt 441 ist an der Seitenfläche 422 des Sensorsubstrats 42 in negativer Richtung der X-Achse angeordnet. Eine externe Einstelleinrichtung 8 zum Einstellen eines Widerstandswerts des Widerstands der Neutralpunkt-Einstellschaltung 44 ist an den Anschlusspunkt 441 angeschlossen.
5 zeigt einen Schnitt einer Einstelleinrichtung 8 in einer axialen Richtung davon. 6 zeigt die mit dem Sensorgehäuse 70 gekoppelte Einstelleinrichtung 8, an dem die Lenkwelle 2 und der Sensor 4 angebaut sind, in einer axialen Richtung davon. Die Einstelleinrichtung 8 enthalt die mit dem Sensorsubstrat 42 (d. h. dem Widerstand der Neutralpunkt-Einstellschaltung 44) verbundene elektrische Verdrahtung 9 und eine Konstruktion (einen Einstellgestell-Aufbau) ähnlich demjenigen des Getriebegehauses 71 der Vorrichtung 1. Genauer enthalt die Einstelleinrichtung 8 eine Öffnung 81, eine Fügeflache 82, eine Dichtungsnut 83, eine Passvertiefung 84, einen Lagerhalterbereich 85 (ein Loch 86 mit größerem Durchmesser, ein Loch 87 mit kleinerem Durchmesser), ein Abtriebswellen-Aufnahmeloch 88 und einen Lagerhalterbereich 89, die der zweiten Öffnung 711 entsprechen, bzw. eine Fügefläche 712, eine Dichtungsnut 713, eine Passvertiefung 714, einen dritten Lagerhalterbereich 715 (ein Loch 716 mit großeren Durchmesser, ein Loch 717 mit kleinerem Durchmesser), ein Abtriebswellen-Aufnahmeloch 718 und einen vierten Lagerhalterbereich 719 des Getriebegehäuses 71. Ähnlich wie beim Getriebegehäuse 71 ist das Kugellager 63 auf dem Lagerhalterbereich 85 angeordnet. Die Einstelleinrichtung 8 enthalt eine Aufnahme (oder einen Sockel) 80, die auf einen Arbeitsboden zu setzen ist. Die Aufnahme 80 ist zu einer gestuften zylindrischen Form in der Schnittansicht entlang ihrer Mittelachse ausgebildet. Die Einstelleinrichtung 8 ist so auf den Arbeitsboden gesetzt, dass die Offnung 81 in einer vertikalen Richtung nach oben gerichtet ist.
Die Einstelleinrichtung 8 dient als Einstellgestell zum Einstellen des Sensors 4 in einem Zustand der Vorrichtung 1 ähnlich einem fertigen Produkt, das heißt, in einem solchen Zustand, dass das Sensorgehäuse 70 am Getriebegehäuse 71 angebaut ist. Das heißt, beim Einstellen des Neutralpunkts der Lenkwelle 2 ist das Sensorgehäuse 70, an dem die Lenkwelle 2 und der Sensor 4 angebaut sind, auf dieselbe Weise an der Einstelleinrichtung 8 montiert wie beim Anbau an das Getriebegehause 71. Genauer sind das Sensorgehäuse 70 und die Einstelleinrichtung 8 so angeordnet, dass die Öffnung 701 und die Öffnung 81 einander in Richtung der X-Achse gegenüber stehen, und dann miteinander verbunden, indem der Passvorsprung 707 in die Passvertiefung 84 gekoppelt ist. Dabei ist die Abtriebswelle 21 der Lenkwelle 2 in der Einstelleinrichtung 8 (im Abtriebswellen-Aufnahmeloch 88) aufgenommen und an ihren beiden Enden über das Kugellager 63 am Lagerhalterbereich 85 und das Nadellager 64 am Lagerhalterbereich 89 drehbar gestutzt. In diesem Zustand liegt die Fläche 422 des Sensorsubstrats 42 auf der Seite der negativen Richtung der X-Achse zur ersten Offnung 701 des Sensorgehauses 70 frei. Mit anderen Worten, die Fläche 422 liegt zur Öffnung 81 der Einstelleinrichtung 8 frei.
Wie in 6 gezeigt, ist der Anschlusspunkt 441 des Sensorsubstrats 42 so angeordnet, dass er radial nach außen einen Abstand vom Außenring 631 des Kugellagers 63 aufweist (das heißt, in einer Position mit Abstand von einer Mittelachse der Lenkwelle 2). Ein Endbereich der elektrischen Verdrahtung 9 erstreckt sich innerhalb der Einstelleinrichtung 8 in Richtung der X-Achse und ist zum Anschlusspunkt 441 ausgerichtet angeordnet, gesehen in der Richtung der X-Achse. Genauer erstreckt sich der eine Endbereich der elektrischen Verdrahtung 9 in der Richtung der X-Achse durch einen Bereich, der einen Abstand radial nach außen vom Außenring 631 des Kugellagers 63 aufweist, das heißt, durch den Lagerhalterbereich 85, und ragt aus einem Bereich einer Bodenfläche der Passvertiefung 84, der sich in einem Abstand radial nach außen von der Halterung 632 befindet. Das herausragende Spitzenende des einen Endbereichs der elektrischen Verdrahtung 9 weist einen Anschluss 90 zum Einstellen des Sensors 4 auf, der mit dem Anschlusspunkt 441 verbunden ist. Der Anschluss 90 ist in einer Position angeordnet, die zum Anschlusspunkt 441 ausgerichtet ist, gesehen in der Richtung der X-Achse (d. h. im Wesentlichen in derselben radialen Position wie der Anschlusspunkt 441 bezuglich der Mittelachse der Vorrichtung 1). In dem in 6 gezeigten Montagezustand erstreckt sich der Anschluss 90 von der Seite der Bodenflache der Passvertiefung 84 in der positiven Richtung der X-Achse und ist mit dem Anschlusspunkt 441 verbunden. Der Anschluss 90 enthält ein vorspannendes Element, genauer eine Schraubenfeder als elastisches Element, und ist zum Anschlusspunkt 441 hin in der Richtung der X-Achse durch die Schraubenfeder vorgespannt. Der andere Endbereich der elektrischen Verdrahtung 9 erstreckt sich von einem Inneren der Einstelleinrichtung 8 in einer radialen Richtung der Einstelleinrichtung 8 und ragt aus einer Seitenflache der Einstelleinrichtung 8. Der andere Endbereich der elektrischen Verdrahtung 9 ist dann an der Seite des Bedieners zum Einstellen des Neutralpunkts zum Beispiel mit einem Personal Computer als nahe dem Bediener aufgestellte Eingabevorrichtung verbunden. Wenn ein Impedanzwert (oder ein dem Impedanzwert entsprechender Spannungswert) durch den Bediener eingegeben wird, wird ein dem Impedanzwert entsprechendes elektrisches Signal (eine Spannung) an den Widerstand der Neutralpunkt-Einstellschaltung 44 uber die elektrische Verdrahtung 9 angelegt, sodass der Widerstandswert (der Impedanzwert) variabel auf einen gewunschten Wert eingestellt werden kann. Das heißt, die Einstelleinrichtung 8 ist eine elektronische Einstellvorrichtung, die den Widerstandswert (den Impedanzwert) elektronisch einstellt.
[Verfahren zum Einstellen eines Neutralpunkts des Sensors]
Ein Verfahren zum Einstellen des Impedanzwerts in der Sensorspule 40 an einem Neutralpunkt der Lenkwelle 2 (nachstehend als Verfahren zum Einstellen eines Neutralpunkts des Sensors 4 bezeichnet) der Vorrichtung 1 enthalt einen ersten bis zu einem dritten Schritt. Der erste Schritt ist ein Vorbereitungsschritt vor dem Einstellen des Neutralpunkts. Im ersten Schritt wird durch Anbauen der Lenkwelle 2 und des Sensors 4 (d. h. der jeweiligen Teile, wie etwa des Sensorsubstrats 42) am Sensorgehäuse 70 eine Einheit ausgebildet, und die Einheit wird an der Einstelleinrichtung 8 montiert, die als Einstellgestell dient (siehe 6). Diese Einheit enthält die uber die Torsionsstange 22 mit der Antriebswelle 20 verbundene Abtriebswelle 21 sowie die Sensorspule 40 und das Magnetwegwiderstands-Veranderungselement 41, die an der Lenkwelle 2 angebaut sind. Beim Montieren der Einheit an der Einstelleinrichtung 8 wird die elektrische Verdrahtung 9 der Einstelleinrichtung 8 mit der Neutralpunkt-Einstellschaltung 44 (d. h. dem Anschlusspunkt 441) der Einheit verbunden. Der zweite Schritt ist ein Schritt des Einstellens eines Widerstandswerts des Widerstands der Neutralpunkt-Einstellschaltung 44 unter Verwendung der Einstelleinrichtung 8 als elektronischer Einsteller nach Abschluss des ersten Schritts. Das heißt, im zweiten Schritt wird der Widerstandswert des Widerstands durch die Einstelleinrichtung 8 eingestellt, um einen Impedanzwert in der Sensorspule 40 einzustellen, der sich gemäß einer Anderung des Betrags der relativen Drehung der Antriebswelle 20 und der Abtriebswelle 21 ändert. In dem Montagezustand wie in 6 gezeigt, in dem die Einheit mit der Einstelleinrichtung 8 gekoppelt ist, wird ein Impedanzwert in der Sensorspule 40 in einem Lenkungs-Neutralzustand (das heißt, in einem Zustand, in dem ein Betrag der Drehung der Lenkwelle 2 im Uhrzeigersinn und entgegen dem Uhrzeigersinn gleich Null ist) erfasst und eingestellt. Indes ist es nicht unbedingt notwendig, den Impedanzwert in der Sensorspule 40 im Lenkungs-Neutralzustand zu erfassen und einzustellen. Ein Mittelwert des Betrags der Drehung der Lenkwelle 2 im Uhrzeigersinn und entgegen dem Uhrzeigersinn kann erfasst und eingestellt werden. Der dritte Schritt ist ein Schritt des Zusammenbaus der Vorrichtung 1 nach Abschluss des zweiten Schritts des Einstellens des Impedanzwerts in der Sensorspule 40 am Neutralpunkt. Im dritten Schritt wird die Einheit von der Einstelleinrichtung 8 abgenommen und so mit dem Getriebegehause 71 verbunden, dass die erste Öffnung 701 verschlossen wird.
[Funktionen der ersten Ausführungsform)
Funktionen der Vorrichtung 1 gemäß der ersten Ausfuhrungsform werden nachstehend beschrieben.
(Vereinfachung der Vorrichtung)
Die Servolenkungsvorrichtung nach der japanischen ungeprüften Patentanmeldungsveroffentlichung Nr. 2009-298246 enthalt ein mit einem Sensor, der einen Lenk-Betriebszustand erfasst, verbundenes Steuersubstrat. Das Steuersubstrat ist nicht an einem Verbindungsbereich des Sensorgehauses und einem Getriebegehäuse in einer axialen Richtung davon angebaut, sondern an dem Sensorgehäuse uber eine derart ausgebildete Offnung, dass sie zu einer äußeren Umfangsfläche des Sensorgehauses offen ist (das heißt, zu einer radialen Seitenflache des Sensorgehäuses). Daher kann ein Vorgang des Einstellens des Sensors durch die Öffnung ausgefuhrt werden. Jedoch muss die Öffnung durch einen Deckel oder dergleichen verschlossen werden. Weiter muss in einem Fall, in dem die Servolenkungsvorrichtung einen wasserdichten Aufbau erfordert, der Deckel ebenfalls wasserdichte Eigenschaften aufweisen, was zu einer komplizierten Konstruktion der Vorrichtung fuhrt. Daher weist der Stand der Technik das Problem wie oben beschrieben auf. Dagegen ist in der Vorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform das Sensorsubstrat 42, auf dem die Neutralpunkt-Einstellschaltung 44 untergebracht ist, so angeordnet, dass es zur ersten Offnung 701 des Sensorgehäuses 70 frei liegt, die so angeordnet ist, dass sie der zweiten Öffnung 711 des Getriebegehauses 71 gegenüber liegt. Mit dieser Anordnung kann der Vorgang des Einstellens des Impedanzwertes in der Sensorspule 40 am Neutralpunkt (nachstehend als Neutralpunkt-Einstellvorgang bezeichnet) durch die erste Öffnung 701 ausgeführt werden. Das heißt, bevor das Sensorgehause 70 mit dem Getriebegehäuse 71 verbunden ist, kann der Neutralpunkt-Einstellvorgang durch die erste Öffnung 701 des Sensorgehäuses 70 durchgeführt werden. Die erste Öffnung 701 wird durch Verbinden des Sensorgehäuses 70 mit dem Getriebegehause 71 verschlossen, und daher ist es nicht notwendig, eine zusatzliche Öffnung im Lenkgehäuse 7 (Sensorgehause 70) auszubilden, um den Neutralpunkt-Einstellvorgang auszufuhren. Als Ergebnis kann der Aufbau der Vorrichtung 1 vereinfacht sein. Außerdem ist der Sensor 4 nicht auf den in der ersten Ausführungsform benutzten Drehmomentsensor beschrankt, und ein Lenkwinkelfühler kann als Sensor 4 benutzt werden. In einem solchen Fall können dieselben Funktionen wie oben beschrieben erreicht werden.
Weiter wird beim Herstellen der Vorrichtung 1 durch Anbauen der Lenkwelle 2 und des Sensors 4 (der Bauteile, wie etwa des Sensorsubstrats 42) am Sensorgehäuse 70 eine Einheit gebildet, und der Neutralpunkt-Einstellvorgang kann durch die Offnung 701 der Einheit vor dem Verbinden der Einheit mit dem Getriebegehause 71 ausgefuhrt werden. Daher wird beim Herstellprozess der Neutralpunkt-Einstellvorgang durch die Offnung 701 der Einheit ausgefuhrt, und nach Abschluss des Einstellvorgangs wird die Einheit am Getriebegehäuse 71 angebaut, sodass die Vorrichtung 1 als Endprodukt vorgesehen sein kann. Demgemäß kann die Anzahl der Schritte zur Herstellung der Vorrichtung 1 verringert werden. Indes wird beim erneuten Ausführen des Neutralpunkt-Einstellvorgangs in der Vorrichtung 1 als Endprodukt das Getriebegehäuse 71 von der Vorrichtung 1 abgenommen, und in diesem Zustand kann der Neutralpunkt-Einstellvorgang durch die Öffnung 701 des Sensorgehäuses 70 ausgeführt werden.
(Erhohung der Einstellgenauigkeit)
Bei der Vorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform kann, da der Neutralpunkt-Einstellvorgang durch die Offnung 701 der im Schritt des Herstellens der Vorrichtung 1 gebildeten Einheit durchgeführt wird, eine Einstellgenauigkeit verbessert werden. Zum Beispiel wird in dieser Ausfuhrungsform im Wesentlichen in demselben Zustand, wie er tatsächlich in der Vorrichtung 1 benutzt wird, in dem die Sensorspule 40 und das Magnetwegwiderstands-Veränderungselement 41 am Sensorgehäuse 70 angebaut sind, der Neutralpunkt-Einstellvorgang ausgeführt, um den Widerstandswert der Neutralpunkt-Einstellschaltung 44 einzustellen, um den Impedanzwert in der Sensorspule 40 einzustellen. Als Ergebnis ist es möglich, den Widerstandswert gemaß Eigenschaften der tatsächlich benutzten Teile einzustellen und daher eine Einstellgenauigkeit zu erhohen. Weiter wird in dieser Ausfuhrungsform im Wesentlichen in demselben Zustand, wie er tatsachlich in der Vorrichtung 1 benutzt wird, in dem die Torsionsstange 22 und die Abtriebswelle 21 am Sensorgehäuse 70 angebaut sind, der Neutralpunkt-Einstellvorgang ausgeführt, um den Widerstandswert einzustellen. Daher kann die Einstellgenauigkeit erhöht werden. Genauer ist das Lenkmoment gleichwertig zu einem Produkt eines Betrags der relativen Drehung der Antriebswelle 20 gegenüber der Abtriebswelle 21 und einer Federkonstanten der Torsionsstange 22. Die Federkonstante der Torsionsstange 22 ist leicht unterschiedlich, abhangig von einem Einzelunterschied zwischen den Torsionsstangen selbst als Werkstucken sowie dem angebauten Zustand der Torsionsstange 22 bezüglich der Antriebswelle 20 und der Abtriebswelle 21. Wenn die Federkonstante variiert, tritt eine Veränderung der Beziehung zwischen einem Betrag der relativen Drehung der Antriebswelle 20 gegenuber der Abtriebswelle 21 und einem Lenkmoment auf. Demgemäß wird vorgezogen, den Widerstandswert des Widerstands der Neutralpunkt-Einstellschaltung 44 auf Grundlage der Federkonstanten der Torsionsstange 22 als tatsächliches Teil einzustellen. In der ersten Ausführungsform kann, da der Neutralpunkt-Einstellvorgang im Wesentlichen in demselben Zustand ausgeführt wird, wie er tatsächlich in der Vorrichtung 1 benutzt wird, in dem die Torsionsstange 22, die Antriebswelle 20 und die Abtriebswelle 21 am Sensorgehäuse 70 angebaut sind, der Widerstandswert so eingestellt werden, dass er die Eigenschaften der tatsächlichen Teile getreuer wiedergibt, sodass die Einstellgenauigkeit erhöht werden kann.
In der Vorrichtung 1 gemäß der ersten Ausfuhrungsform wird der Widerstandswert des Widerstands der Neutralpunkt-Einstellschaltung 44 elektronisch und automatisch unter Verwendung einer externen Einstelleinrichtung 8 eingestellt. Jedoch kann die Einstellung des Widerstandswerts manuell, ohne Verwendung einer Einstelleinrichtung 8, ausgefuhrt werden. Zum Beispiel wird die Einstellung des Widerstandswerts durch manuelles Bewegen eines beweglichen Abgriffs (Knopfes) des Widerstands ausgeführt. In der ersten Ausführungsform kann, da der Widerstandswert unter Verwendung einer externen Einstelleinrichtung 8 als elektronischer Einsteller elektronisch und automatisch eingestellt wird, eine Einstellgenauigkeit und Zuverlässigkeit des Sensors 4 erhoht werden. Weiter kann der Neutralpunkt-Einstellvorgang über eine Fernbedienung automatisch ausgeführt werden, sodass die Anzahl der Schritte des Verfahrens verringert werden kann, um dadurch eine Betriebseffizienz zu erhöhen. Weiter weist die Einstelleinrichtung 8 als Einstellgestell eine ähnliche Konstruktion wie diejenige des Getriebegehäuses 71 auf (d. h. Lagerhalterbereich 85, Kugellager 63 und dergleichen), und der Neutralpunkt-Einstellvorgang wird in demselben Zustand ausgefuhrt, wie er in der Vorrichtung 1 als Endprodukt benutzt wird. Daher kann der Widerstandswert des Widerstands der Neutralpunkt-Einstellschaltung 44 so eingestellt werden, dass die Eigenschaften der Vorrichtung 1 als tatsächliches Produkt getreuer wiedergegeben werden und dadurch eine Einstellgenauigkeit erhoht wird. Daher kann der Neutralpunkt-Einstellvorgang effizient mit hoher Genauigkeit durch bloßes Setzen der im Produktionsprozess zusammengebauten Einheit des Sensorgehauses 71 auf die Einstelleinrichtung 8 ausgeführt werden. Weiter kann die Vorrichtung 1 durch Anbauen der Einheit des Sensorgehäuses 71 an das Getriebegehäuse 71 vollendet werden, nachdem der Neutralpunkt-Einstellvorgang abgeschlossen ist. Demgemaß kann die Vorrichtung 1 mit der betrachtlich verringerten Anzahl von Schritten hergestellt werden.
Das Sensorsubstrat 42 kann in einem leicht geneigten Zustand zu einer Ebene senkrecht zur Lenkwelle 2 angeordnet sein. In der ersten Ausfuhrungsform ist das Sensorsubstrat 42 so angeordnet, dass es im Wesentlichen einen rechten Winkel zwischen dem Sensorsubstrat 42 und der Lenkwelle 2 bildet. Mit dieser Anordnung des Sensorsubstrats 42 kann eine axiale Länge (d. h. ein Maß in der Richtung der X-Achse, in der sich die Lenkwelle 2 erstreckt) des Lenkgehauses 7 verringert werden. Außerdem ist die Form des Sensorsubstrats 42 nicht auf eine Ringform (Donutform) in der ersten Ausführungsform beschränkt und kann andere Formen aufweisen, zum Beispiel eine allgemein ringförmige (Donut-)Gestalt mit einem teilweisen Ausschnitt in einer Umfangsrichtung davon. In der ersten Ausfuhrungsform ist das Sensorsubstrat 42 zu einer Ringform (Donutform) mit einem Durchgangsloch 420 ausgebildet, durch das sich die Lenkwelle 2 erstreckt. Mit dieser Gestaltung ist es möglich, nicht nur ein Maß der Vorrichtung 1 in einer radialen Richtung der Lenkwelle 2 (d. h. in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zur Lenkwelle 2) zu verringern, sondern auch für einen Montagebereich zu sorgen, an den das Sensorsubstrat 42 montiert wird. Das heißt, da das Sensorsubstrat 42 zu der ringförmigen (Donut-)Form ohne Ausschnitt in einer gesamten Flache in der Umfangsrichtung ausgebildet ist, kann eine notwendige Flache des Sensorsubstrats 42 (d. h. ein Bereich des Sensorsubstrats 42, der notwendig ist, um ein elektronisches Bauteil zu montieren) sogar in einem Fall gewahrleistet werden, in dem das radiale Maß des Sensorsubstrats 42 verringert ist. Da das Sensorsubstrat 42 eine kreisförmige Ringform aufweist, ist es weiter möglich, nicht nur Platz zu sparen, sondern auch für die Montagefläche zu sorgen, verglichen mit einem Fall, in dem das Sensorsubstrat 42 eine rechteckige Form aufweist.
(Vorteile beim Verbinden)
Bei der Vorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform ist das Sensorsubstrat 42 so angeordnet, dass es im Wesentlichen einen rechten Winkel zwischen dem Sensorsubstrat 42 und der Lenkwelle 2 bildet, und der Anschlusspunkt 441 der Neutralpunkt-Einstellschaltung 44 ist auf der Fläche 422 des Sensorsubstrats 42 angeordnet, die sich an der Seite der negativen Richtung der X-Achse befindet. Bei dieser Anordnung liegt der Anschlusspunkt 441 zur Seite der Abtriebswelle 21 (d. h. der Seite der ersten Öffnung 701) frei, sodass ein Vorgang des Verbindens des Anschlusspunktes 441 mit der externen Einstelleinrichtung 8 weiter erleichtert werden kann. Wenn zum Beispiel der Anschluss 90 der Einstelleinrichtung 8 in der Position angeordnet ist, in welcher der Anschluss 90 zum Anschlusspunkt 441 ausgerichtet ist, gesehen in der Richtung der X-Achse (das heißt, in derselben radialen Position wie diejenige des Anschlusspunktes 441 bezüglich der Mittelachse der Vorrichtung 1), kann sich der Anschluss 90 gegenüber dem Anschlusspunkt 441 befinden, wahrend sich der Passvorsprung 707 des Sensorgehäuses 70 in die Passvertiefung 84 der Einstelleinrichtung 8 koppelt, wenn das Sensorgehäuse 70 von der Seite der positiven Richtung der X-Achse auf die Einstelleinrichtung 8 gesetzt wird. Demgemaß kann ein Vorgang das Verbindens des Anschlusses 90 mit dem Anschlusspunkt 441 erleichtert werden. Indes kann der Anschlusspunkt 441 auf der Flache 421 des Sensorsubstrats 42 an der Seite der positiven Richtung der X-Achse (d. h. an der Seite der Antriebswelle 20) angeordnet sein. In einem solchen Fall ist es auch möglich, den Neutralpunkt-Einstellvorgang durch Verbinden der Einstelleinrichtung 8 mit dem Anschlusspunkt 441 durch die erste Öffnung 701 durchzuführen. Weiter ist der Anschlusspunkt 441 nicht notwendigerweise auf dem Sensorsubstrat 42 angeordnet, solange der Anschlusspunkt 441 zur Seite der Abtriebswelle 21 frei liegt. Zum Beispiel kann, wie später bei einer vierten Ausführungsform erläutert, der Anschlusspunkt 441 an einer Endflache des Substrathalterbereichs 704 (Passvorsprung 707) des Sensorgehauses 70 angeordnet sein, die sich an der Seite der negativen Richtung der X-Achse befindet. Da in der ersten Ausfuhrungsform der Anschlusspunkt 441 auf der Sensorflache 42 angeordnet ist, kann eine Erhöhung des radialen Maßes des Substrathalterbereichs 704 (Passvorsprung 707) des Sensorgehäuses 70 vermieden werden, um dadurch ein radiales Maß der Vorrichtung 1 im Vergleich zur vierten Ausführungsform zu verringern.
Bei der Vorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform ist der Anschlusspunkt 441 der Neutralpunkt-Einstellschaltung 44 auf der Flache 422 des Sensorsubstrats 42 auf der Seite der negativen Richtung der X-Achse angeordnet, und der Anschluss 90 der Einstelleinrichtung 8 ist zum Anschlusspunkt 441 hin vorgespannt. Mit dieser Konstruktion kann ein Vorgang des Verbindens von Einstelleinrichtung 8 und Anschlusspunkt 441 miteinander weiter erleichtert werden. Genauer wird, wenn das Sensorgehäuse 70 von der Seite der positiven Richtung der X-Achse her auf die Einstelleinrichtung 8 gesetzt wird, um den Passvorsprung 707 des Sensorgehäuses 70 in die Passvertiefung 84 der Einstelleinrichtung 8 zu koppeln, der Anschluss 90 in Kontakt mit dem Anschlusspunkt 441 gebracht und dadurch zusammengedrückt. Daher konnen, da der Anschluss 90 durch die vorspannende Kraft des vorspannenden Elements gedrangt wird, in Druckkontakt mit dem Anschlusspunkt 441 zu sein, die Einstelleinrichtung 8 und der Anschlusspunkt 441 miteinander verbunden werden, sodass eine elektrische Verbindung dazwischen allein durch das Setzen des Sensorgehauses 70 auf die Einstelleinrichtung 8 ermoglicht wird. Deshalb wird ein Vorgang des elektrischen Verbindens der Einstelleinrichtung 8 und des Anschlusspunkts 441 unnötig, um dadurch Zeit und Aufwand beim Anschlussvorgang zu sparen. Weiter kann, selbst wenn der Anschluss 90 bezüglich des Anschlusspunkts 441 in der radialen Richtung oder in der axialen Richtung versetzt ist, der aus dem elastischen Element (d. h. der Schraubenfeder) bestehende Anschluss 90 elastisch verformt werden, um den Versatz zu kompensieren und weiter die Verbindung mit dem Anschlusspunkt 441 sicherzustellen.
In der Vorrichtung 1 ist ein Kugellager (drittes Lager) 63 zwischen dem Zahnstange-Ritzel-Mechanismus 3 und dem Sensorsubstrat 42 angeordnet. Mit dieser Anordnung kann, sogar wenn ein Schmiermittel (Fett usw.) im Zahnstange-Ritzel-Mechanismus 3 verspritzt ist, das Kugellager als Sperre wirken, um zu verhindern, dass das Schmiermittel in die Seite des Sensorsubstrats 42 eindringt. Daher ist es möglich, das Auftreten eines solchen Problems zu unterdrucken, dass das Schmiermittel von der negativen Richtung der X-Achse her in die Seite des Sensorsubstrats 42 eindringt und am Sensorsubstrat 42 anhaftet, um dadurch einen ungunstigen Einfluss auf die Funktion des Sensors 4 auszuüben. Weiter ist der Anschlusspunkt 441 so angeordnet, dass er radial nach außen einen Abstand zum Kugellager 63 aufweist. Mit dieser Anordnung konnen, sogar wenn der Widerstandswert des Widerstands durch die externe Einstelleinrichtung 8 im zusammengebauten Zustand eingestellt wird, in dem Abtriebswelle 21 und Kugellager 63 an das Sensorgehäuse 70 angebaut sind, Einstelleinrichtung 8 und Anschlusspunkt 441 miteinander verbunden werden, ohne mit dem Kugellager 63 in Konflikt zu geraten. Das heißt, wie in 6 gezeigt, kann, da die elektrische Verdrahtung 9 der Einstelleinrichtung 8 angeordnet ist, ohne sich durch das radiale Innere des Kugellagers 63 zu erstrecken, der Vorgang des Verbindens der Einstelleinrichtung 8 mit dem Anschlusspunkt 441 leichter ausgeführt werden.
(Vorteile beim Formen)
In der Vorrichtung 1 besteht das Sensorgehäuse 70 aus einem Kunstharzmaterial, was dazu dient, die Produktivität des Sensorgehauses 70 zu erhöhen und ein Gewicht der Vorrichtung 1 und ihre Kosten zu verringern. Weiter kann, da der Steckverbinder-Montagebereich 708 (Steckverbinder 43c) einstückig mit dem Sensorgehause 70 geformt ist, die Anzahl der Teile und die Anzahl der Schritte beim Zusammenbau verringert werden, und es ist nicht notwendig, eine wasserdichte Struktur zwischen Sensorgehäuse 70 und Steckverbinder-Montagebereich 708 (Steckverbinder 43c) vorzusehen. Weiter ist es, da die elektrische Verdrahtung 43b, die Sensorsubstrat 42 und Steckverbinder 43c verbindet, durch Umspritzen einstückig mit dem Sensorgehause 70 ausgebildet ist, nicht notwendig, eine zusätzliche wasserdichte Struktur vorzusehen. Als Ergebnis ist es möglich, die Konstruktion der Vorrichtung 1 zu vereinfachen und ihre Produktivität zu erhohen. In der ersten Ausführungsform besteht das Getriebegehause 71 aus einem Metallmaterial, und daran ist ein dritter Lagerhalterbereich 715 (Loch 717 mit kleinerem Durchmesser) für das Kugellager 63 (drittes Lager) ausgebildet. Andererseits besteht das Sensorgehause 70 aus einem Kunstharzmaterial und ist mit keinem Lagerhalterbereich für das Kugellager 63 ausgebildet. Mit anderen Worten, das Kugellager 63 wird nicht durch das aus dem Kunstharzmaterial bestehende Sensorgehäuse 70 gehalten, sondern durch das aus dem Metallmaterial bestehende Getriebegehause 71. Demgemäß ist es moglich, leicht eine für den Lagerhalterbereich 715 (Loch 717 mit kleinerem Durchmesser) für das Kugellager 63 notwendige Festigkeit sicherzustellen. Außerdem ist es möglich, einen komplizierten Aufbau des Sensorgehäuses 70 zu vermeiden, seine Formbarkeit zu erhöhen und eine Maßvergrößerung des Sensorgehauses 70 zu vermeiden.
[Wirkungen der ersten Ausfuhrungsform]
Die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die folgenden Wirkungen erreichen.

(1) Die Vorrichtung 1 enthalt eine Lenkwelle 2, auf die von einem Lenkrad eine Drehkraft zu übertragen ist, eine Sensorspule 40, die an einer außeren Umfangsseite der Lenkwelle 2 angeordnet ist und eine Anderung des Impedanzwerts zum Bestimmen eines Betrags der Drehung der Lenkwelle 2 erfasst, ein Lenkgehause 7, das ein erstes, die Sensorspule 40 umgebendes Gehause (Sensorgehäuse 70) und ein zweites, mit dem ersten Gehause verbundenes Gehause (Getriebegehäuse 71) enthält, wobei das erste Gehause und das zweite Gehäuse in einem solchen Zustand miteinander verbunden sind, dass eine in dem ersten Gehäuse ausgebildete erste Öffnung 701 und eine in dem zweiten Gehäuse ausgebildete zweite Offnung 711 einander gegenuber stehen, wobei das Lenkgehause 7 die Lenkwelle 2 derart aufnimmt, dass sie sich durch die erste Öffnung 701 und die zweite Offnung 711 erstreckt, ein Sensorsubstrat 42, das auf dem ersten Gehause angebracht ist und näher an der ersten Öffnung 701 angeordnet ist als die Sensorspule 40, sodass es zur ersten Öffnung 701 frei liegt, eine Neutralpunkt-Einstellschaltung 44, die auf dem Sensorsubstrat 42 angeordnet ist und einen mit der Sensorspule 40 verbundenen Widerstand enthalt, wobei die Neutralpunkt-Einstellschaltung 44 in der Lage ist, einen Widerstandswert variabel einzustellen, um den Impedanzwert an einem Neutralpunkt einzustellen, an dem ein Betrag der Drehung der Lenkwelle 2 im Uhrzeigersinn und entgegen dem Uhrzeigersinn Null ist, und einen Elektromotor 5, der gemaß einem Ausgangssignal der Sensorspule 40 angetrieben und gesteuert wird, das durch die Neutralpunkt-Einstellschaltung 44 eingestellt ist, um für lenkbare Straßenrader eine Lenkunterstützungskraft vorzusehen. In der Vorrichtung 1 kann, da das Sensorsubstrat 42 mit der Neutralpunkt-Einstellschaltung 44 so angeordnet ist, dass es an der ersten Offnung 701 frei liegt, der Neutralpunkt-Einstellvorgang durch die erste Offnung 701 ausgeführt werden. Weiter ist es, da die erste Öffnung 701 nicht verschlossen wird, bevor das erste Gehäuse 70 und das zweite Gehäuse 71 verbunden sind, nicht notwendig, eine zusatzliche Öffnung im Lenkgehäuse 7 zum Ausführen des Neutralpunkt-Einstellvorgangs auszubilden. Als Ergebnis kann die Konstruktion der Vorrichtung 1 vereinfacht und dabei die Einstellung des Impedanzwerts in der Sensorspule 40 am Neutralpunkt ermöglicht sein.
(1-1) In der Vorrichtung 1 enthalt die Lenkwelle 2 eine Antriebswelle 20, auf die eine Drehkraft von dem Lenkrad zu ubertragen ist, und eine Abtriebswelle 21, die mit der Antriebswelle 20 uber eine Torsionsstange 22 verbunden ist und geeignet ist, die Drehkraft auf lenkbare Straßenräder zu ubertragen. Die Sensorspule 40 erfasst eine Änderung des Impedanzwerts, um einen Betrag einer relativen Drehung der Antriebswelle 20 und der Abtriebswelle 21 zu bestimmen. Die Neutralpunkt-Einstellschaltung 44 ist in der Lage, einen Widerstandswert des Widerstands variabel einzustellen, um den Impedanzwert an einem Neutralpunkt einzustellen, an dem der Betrag der relativen Drehung der Antriebswelle 20 und der Abtriebswelle 21 Null ist. In einem Fall, in dem der Sensor 4 ein Drehmomentsensor ist, wie oben beschrieben, der die Anderung des Impedanzwerts in der Sensorspule 40 erfasst, um einen Betrag der relativen Drehung der Antriebswelle 20 und der Abtriebswelle 21 zu bestimmen, können dieselben Wirkungen wie im obigen Punkt (1) beschrieben erhalten werden.
(2) Die Vorrichtung 1 enthält weiter ein Magnetwegwiderstands-Veranderungselement 41, das auf der Lenkwelle 2 angeordnet ist und gestaltet ist, einen Magnetwegwiderstand in dem Magnetfeld zu verändern, das durch die Sensorspule 40 gemäß einer Änderung des Betrags der relativen Drehung der Antriebswelle 20 und der Abtriebswelle 21 erzeugt wird. Die Sensorspule 40 erfasst die Anderung des Impedanzwerts, der sich gemaß einer Änderung des Magnetwegwiderstands verandert, um den Betrag der relativen Drehung der Antriebswelle 20 und der Abtriebswelle 21 zu bestimmen. Der Widerstandswert des Widerstands der Neutralpunkt-Einstellschaltung 44 wird in einem Zustand eingestellt, in dem die Sensorspule 40 und das Magnetwegwiderstands-Veranderungselement 41 an dem ersten Gehause (Sensorgehause 70) angebaut sind. Da der Widerstandswert zum Einstellen des Impedanzwerts im Wesentlichen in demselben Zustand eingestellt wird, wie er tatsächlich in der Vorrichtung 1 benutzt wird, in dem die Sensorspule 40 und das Magnetwegwiderstands-Veranderungselement 41 am Sensorgehause 70 angebaut sind, ist es moglich, den Neutralpunkt-Einstellvorgang gemäß Eigenschaften der tatsachlich benutzten Teile auszuführen und daher eine Einstellgenauigkeit zu erhöhen.
(3) Die Neutralpunkt-Einstellschaltung 44 stellt den Widerstandswert des Widerstands ein, um den Impedanzwert einzustellen, der sich gemäß einer Änderung des Betrags der relativen Drehung der Antriebswelle 20 und der Abtriebswelle 21 in einem Zustand ändert, in dem die Abtriebswelle 21 über die Torsionsstange 22 an der Antriebswelle 20 angebaut ist. Da im Wesentlichen derselbe Zustand vorliegt, wie er tatsachlich in der Vorrichtung 1 benutzt wird, in dem die Torsionsstange 22 und die Abtriebswelle 21 am Sensorgehause 70 angebaut sind, ist es möglich, den Einstellvorgang so auszuführen, dass er die Eigenschaften der tatsachlich benutzten Teile getreuer wiedergibt, und daher eine Einstellgenauigkeit zu erhöhen.
(4) Die Vorrichtung 1 enthält weiter ein Untersetzungsgetriebe (Zahnstange-Ritzel-Mechanismus 3), das zwischen der Abtriebswelle 21 und dem Elektromotor 5 angeordnet ist und eine Drehkraft des Elektromotors 5 auf die Abtriebswelle 21 überträgt, und ein Lager (Kugellager 63), das zwischen dem Sensorsubstrat 42 und dem Untersetzungsgetriebe angeordnet ist und die Abtriebswelle 21 so stützt, dass sie drehbar bezuglich des Lenkgehäuses 7 ist. Mit dieser Anordnung des Kugellagers 63 zwischen dem Sensorsubstrat 42 und dem Untersetzungsgetriebe ist es möglich zu verhindern, dass ein Schmiermittel im Untersetzungsgetriebe in die Seite des Sensorsubstrats 42 eindringt, und dadurch eine Funktionsverschlechterung des Sensors 4 zu vermeiden.
(5) In der Vorrichtung 1 besteht das erste Gehäuse (Sensorgehäuse 70) aus einem Kunstharzmaterial, und das zweite Gehause (Getriebegehäuse 71) besteht aus einem Metallmaterial, und das Lager (Kugellager 63) wird auf einem in dem zweiten Gehause ausgebildeten Lagerhalterbereich 715 gehalten und stutzt die Abtriebswelle 21 so, dass sie bezüglich des Lenkgehauses 7 drehbar ist. Mit dieser Anordnung ist es möglich, die notwendige Festigkeit des Lagerhalterbereichs 715 fur das Kugellager 63 sicherzustellen und die Formbarkeit des ersten Gehauses zu erhohen. Als Ergebnis ist es möglich, eine notwendige Festigkeit des Lenkgehäuses 7 sicherzustellen und die Produktivität zu erhöhen.
(6) In der Vorrichtung 1 enthält die Neutralpunkt-Einstellschaltung 44 einen Anschlusspunkt 441, der mit einer externen Einstelleinrichtung 8 zu verbinden ist, die den Widerstandswert des Widerstands einstellt. Der Anschlusspunkt 441 ist so angeordnet, dass er radial nach außen einen Abstand zum Lager (Kugellager 63) aufweist. Mit dieser Anordnung konnen in einem Fall, in dem der Widerstandswert des Widerstands durch die externe Einstelleinrichtung 8 in einem Zustand eingestellt wird, in dem Abtriebswelle 21 und Kugellager 63 an die externe Einstelleinrichtung 8 angebaut sind, die externe Einstelleinrichtung 8 und der Anschlusspunkt 441 miteinander verbunden werden, ohne mit dem Kugellager 63 in Konflikt zu geraten. Als Ergebnis ist es möglich, eine Einstellgenauigkeit zu erhohen und den Vorgang des Verbindens der externen Einstelleinrichtung 8 und des Anschlusspunkts 441 miteinander zu erleichtern.
(7) In der Vorrichtung 1 ist das Sensorsubstrat 42 so angeordnet, dass es einen rechten Winkel zwischen dem Sensorsubstrat 42 und der Lenkwelle 2 bildet. Mit dieser Anordnung kann eine axiale Lange des Lenkgehäuses 7 verringert werden, und daher kann die Größe der Vorrichtung 1 verringert werden.
(8) In der Vorrichtung 1 enthalt die Neutralpunkt-Einstellschaltung 44 einen Anschlusspunkt 441, der mit einer externen Einstelleinrichtung 8 zu verbinden ist, die den Widerstandswert des Widerstands einstellt. Der Anschlusspunkt 44 ist auf der Fläche 422 des Sensorsubstrats 42 angeordnet, die sich an der Seite der Abtriebswelle 21 befindet. Mit dieser Anordnung liegt der Anschlusspunkt 441 zur Seite der Abtriebswelle 21 frei, sodass der Vorgang des Verbindens der externen Einstelleinrichtung 8 und des Anschlusspunktes 441 miteinander erleichtert werden kann.
(9) In der Vorrichtung 1 ist ein Teil (Anschluss 90) der externen Einstelleinrichtung 8, der mit dem Anschlusspunkt 441 der Neutralpunkt-Einstellschaltung 44 verbunden ist, zum Anschlusspunkt 441 hin in einer axialen Richtung der Lenkwelle 2 vorgespannt. Mit dieser Konstruktion kann ein Vorgang des Verbindens von Einstelleinrichtung 8 und Anschlusspunkt 441 miteinander erleichtert werden.
(10) In der Vorrichtung 1 besteht das erste Gehäuse (Sensorgehause 70) aus einem Kunstharzmaterial. Mit dieser Konstruktion ist es moglich, ein Gewicht der Vorrichtung 1 zu verringern und die Produktivitat des ersten Gehäuses zu erhohen.
(11) Die Vorrichtung 1 enthält einen Steckverbinder-Montagebereich 708 (Steckverbinder 43c), der gleichzeitig und einstuckig mit dem ersten Gehause (Sensorgehäuse 70) geformt ist, einen Steckverbinder 43c, der auf dem Steckverbinder-Montagebereich 708 angeordnet ist und als Anschluss dient, der mit externen elektronischen Vorrichtungen (d. h. ECU, Batterie) zu verbinden ist, die an einem Automobil zu montieren sind, und eine elektrische Verdrahtung 43b, die das Sensorsubstrat 42 und den Steckverbinder 43c miteinander verbindet. Da der Steckverbinder-Montagebereich 708 einstückig mit dem ersten Gehäuse geformt ist, ist es nicht notwendig, eine wasserdichte Struktur zwischen dem ersten Gehäuse und dem Steckverbinder-Montagebereich 708 vorzusehen. Als Ergebnis ist es moglich, die Konstruktion der Vorrichtung 1 zu vereinfachen und ihre Produktivität zu erhohen.
(12) In der Vorrichtung 1 ist das Sensorsubstrat 42 zu einer Ringform mit einem Durchgangsloch 420 ausgebildet, durch das sich die Lenkwelle 2 erstreckt. Mit dieser Konstruktion ist es möglich, ein Maß der Vorrichtung 1 in einer radialen Richtung der Lenkwelle 2 zu verringern und für einen Montagebereich zu sorgen, in dem das Sensorsubstrat 42 montiert wird.
(13) Es wird ein Verfahren zum Einstellen eines Neutralpunkts des Drehmomentsensors 4 in der Vorrichtung 1 geschaffen, wobei die Vorrichtung 1 enthält: eine Lenkwelle 2, die eine Antriebswelle 20, auf die eine Drehkraft von dem Lenkrad zu übertragen ist, und eine Abtriebswelle 21 enthält, die über eine Torsionsstange 22 mit der Antriebswelle 20 verbunden ist und geeignet ist, die Drehkraft auf lenkbare Straßenrader zu ubertragen, eine Sensorspule 40, die an einer außeren Umfangsseite der Lenkwelle 2 angeordnet ist und eine Veranderung des Impedanzwerts zum Bestimmen eines Betrags der relativen Drehung der Antriebswelle 20 und der Abtriebswelle 21 erfasst, ein Lenkgehäuse 7, das ein erstes, die Sensorspule 40 umgebendes Gehause (Sensorgehäuse 70) und ein zweites, mit dem ersten Gehäuse verbundenes Gehäuse (Getriebegehäuse 71) enthalt, wobei das erste Gehause und das zweite Gehäuse in einem solchen Zustand miteinander verbunden sind, dass eine in dem ersten Gehause ausgebildete erste Öffnung 701 und eine in dem zweiten Gehause ausgebildete zweite Öffnung 711 einander gegenüber stehen, wobei das Lenkgehäuse 7 die Lenkwelle 2 derart aufnimmt, dass sie sich durch die erste Öffnung 701 und die zweite Öffnung 711 erstreckt, ein Sensorsubstrat 42, das auf dem ersten Gehäuse angebracht ist und näher an der ersten Offnung 701 angeordnet ist als die Sensorspule 40, sodass es zur ersten Offnung 701 frei liegt, eine Neutralpunkt-Einstellschaltung 44, die auf dem Sensorsubstrat 42 angeordnet ist und einen mit der Sensorspule 40 verbundenen Widerstand enthält, und einen Elektromotor 5, der gemäß einem Ausgangssignal der Sensorspule 40 angetrieben und gesteuert wird, die durch die Neutralpunkt-Einstellschaltung 44 eingestellt wird, um für die lenkbaren Straßenräder eine Lenkunterstützungskraft vorzusehen. Das Verfahren enthält einen ersten Schritt des Verbindens einer Einstelleinrichtung 8, die mit der Neutralpunkt-Einstellschaltung 44 einen Widerstandswert des Widerstands einstellt, in einem Zustand, in dem die erste Offnung 701 nicht durch das zweite Gehäuse verschlossen ist, einen zweiten Schritt des Einstellens des Widerstandswerts des Widerstands durch die Einstelleinrichtung 8, und einen dritten Schritt des Verbindens des ersten Gehäuses und des zweiten Gehauses miteinander, sodass die erste Offnung 701 geschlossen wird. Da das Sensorsubstrat 42 zur ersten Öffnung 701 frei liegt, kann der Neutralpunkt-Einstellvorgang durch die erste Öffnung 701 ausgeführt werden. Weiter ist es, da die erste Offnung 701 nicht verschlossen wird, bevor das erste Gehause 70 und das zweite Gehäuse 71 miteinander verbunden sind, nicht notwendig, eine zusätzliche Offnung im Lenkgehäuse 7 fur den Neutralpunkt-Einstellvorgang auszubilden. Als Ergebnis kann die Konstruktion der Vorrichtung 1 vereinfacht sein.
(14) Die Vorrichtung 1 enthält weiter ein Magnetwegwiderstands-Veranderungselement 41, das auf der Lenkwelle 2 angeordnet ist und gestaltet ist, einen Magnetwegwiderstand in dem Magnetfeld zu verändern, das durch die Sensorspule 40 gemaß einer Änderung des Betrags der relativen Drehung der Antriebswelle 20 und der Abtriebswelle 21 erzeugt wird. Die Sensorspule 40 erfasst die Änderung des Impedanzwerts, der sich gemaß einer Änderung des Magnetwegwiderstands ändert, um den Betrag der relativen Drehung der Antriebswelle 20 und der Abtriebswelle 21 zu bestimmen. Der erste Schritt und der zweite Schritt werden in einem Zustand ausgeführt, in dem das Magnetwegwiderstands-Veränderungselement 41 an der Lenkwelle 2 angebaut ist. Da der Widerstandswert zum Einstellen des Impedanzwerts im Wesentlichen in demselben Zustand eingestellt wird, wie er tatsachlich in der Servolenkungsvorrichtung benutzt wird, in dem die Sensorspule 40 und das Magnetwegwiderstands-Veränderungselement 41 am Sensorgehäuse 70 angebaut sind, kann der Neutralpunkt-Einstellvorgang gemaß Eigenschaften der tatsächlich benutzten Teile ausgeführt werden, und daher kann eine Einstellgenauigkeit erhöht werden.
(15) Der erste Schritt und der zweite Schritt werden so ausgeführt, dass der Impedanzwert eingestellt wird, der sich gemaß einer Anderung des Betrags der relativen Drehung der Antriebswelle 20 und der Abtriebswelle 21 in einem Zustand andert, in dem die Abtriebswelle 21 über die Torsionsstange 22 mit der Antriebswelle 20 verbunden ist. Da der Einstellvorgang im Wesentlichen in demselben Zustand ausgeführt wird, wie er tatsachlich in der Vorrichtung 1 benutzt wird, in dem die Torsionsstange 22 und die Abtriebswelle 21 an der Antriebswelle 20 angebaut sind, kann der Einstellvorgang so ausgeführt werden, dass er die Eigenschaften der tatsächlich benutzten Teile wiedergibt, und daher kann die Einstellgenauigkeit erhöht werden.
(16) Die Neutralpunkt-Einstellschaltung 44 enthalt den mit der Einstelleinrichtung 8 zu verbindenden Anschlusspunkt 441. Die Einstelleinrichtung 8 enthält einen mit dem Anschlusspunkt 441 zu verbindenden Teil (Anschluss 90). Der Teil (Anschluss 90) ist zum Anschlusspunkt 441 hin in einer axialen Richtung der Lenkwelle 2 vorgespannt. Mit dieser Konstruktion kann ein Vorgang des Verbindens von externer Einstelleinrichtung 8 und Anschlusspunkt 441 miteinander erleichtert werden.

[Zweite Ausführungsform]
Mit Bezug auf die 7 bis 9 wird eine Servolenkungsvorrichtung gemaß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausfuhrungsform darin, dass das Sensorsubstrat 42 durch so genanntes Thermonieten am Sensorgehause 70 befestigt ist. Gleiche Bezugsnummern bezeichnen gleiche Teile, und daher sind genaue Erlauterungen dazu weggelassen. 7 ist eine Schnittansicht entlang einer Ebene, auf der die Mittelachse des Sensorgehäuses 70 mit dem Sensorsubstrat 42 gemäß der zweiten Ausfuhrungsform liegt. 8 ist eine vergrößerte Ansicht eines eingekreisten Teils A, wie er in 7 gezeigt ist. 9 ist eine Ansicht des Sensorgehauses 70 mit dem Sensorsubstrat 42 gemäß der zweiten Ausführungsform, gesehen von der Seite der negativen Richtung der X-Achse. 7 entspricht im Wesentlichen einer Schnittansicht entlang der Linie II-II, wie sie in 9 gezeigt ist.
Wie in 7 bis 9 zu sehen, sind am Sensorsubstrat 42 zwei Durchgangslocher 423 ausgebildet, die sich durch das Sensorsubstrat 42 in Richtung der X-Achse erstrecken. Die Durchgangslocher 423 sind so angeordnet, dass sie im Wesentlichen symmetrisch zueinander bezüglich einer Linie sind, die einen Mittelpunkt des Durchgangslochs 420 mit dem Anschlusspunkt 441 verbindet. Das Sensorgehäuse 70 besteht aus einem thermoplastischen Kunstharz und enthält zwei Thermoniet-Befestigungsteile 709. Wie in 8 gezeigt, ist jeder der Thermoniet-Befestigungsteile 709 ein nadelförmiger Vorsprung, der sich von einer Bodenfläche des Substrathalterbereichs 704 der Verbindungsbereiche 70b, der sich an der Seite der positiven Richtung der X-Achse befindet, zur negativen Richtung der X-Achse hin erstreckt. Der Thermoniet-Befestigungsteil 709 besteht aus einem thermoplastischen Kunstharz und ist einstückig mit dem Sensorgehäuse 70 ausgebildet. Der Thermoniet-Befestigungsteil 709 ist in einer zum jeweiligen der Durchgangslöcher 423 des Sensorsubstrats 42 ausgerichteten Position angeordnet (das heißt, im Wesentlichen in derselben radialen Position wie diejenige des Durchgangslochs 423), gesehen aus der Richtung der X-Achse. Der Thermoniet-Befestigungsteil 709 erstreckt sich von einer Seite des Durchgangslochs 423 zu dessen anderer Seite durch das Durchgangsloch 423 und weist einen Spitzen-Endbereich α auf, der von der anderen Seite des Durchgangslochs 423 herausragt. Der Spitzen-Endbereich α wird einem Thermonieten unterworfen, indem er geschmolzen und verformt wird, sodass er einen großeren Außendurchmesser aufweist als ein Durchmesser des Durchgangslochs 423, sodass das Sensorsubstrat 42 uber die Thermoniet-Befestigungsteile 709 an dem Sensorgehäuse 70 befestigt wird. Genauer enthält der Schritt des Befestigens des Sensorsubstrats 42 am Sensorgehäuse 70 einen Schritt des sich erstrecken Lassens der jeweiligen Thermoniet-Befestigungsteile 709 durch jeweilige Durchgangslocher 423 von einer Seite (d. h. der Seite der positiven Richtung der X-Achse) jeweiliger Durchgangslöcher 423 zu ihrer anderen Seite (d. h. der Seite der negativen Richtung der X-Achse), sodass ein Spitzen-Endbereich α jeweiliger Thermoniet-Befestigungsteile 709 aus der anderen Seite jeweiliger Durchgangslöcher 423 herausragt, einen Schritt des Schmelzens und Verformens (thermischen Verformens) des herausragenden Spitzen-Endbereichs α, sodass der herausragende Spitzen-Endbereich α einen größeren Außendurchmesser aufweist als ein Durchmesser jeweiliger Durchgangslocher 423, und einen Schritt des Abkuhlens und Erstarrens des so geschmolzenen und verformten Spitzen-Endbereichs α. Der Schritt des Befestigens des Sensorsubstrats 42 am Sensorgehäuse 70 wird vor dem ersten Schritt ausgefuhrt, wie bei der ersten Ausführungsform beschrieben. Die ubrigen Merkmale der zweiten Ausführungsform sind dieselben wie diejenigen der ersten Ausfuhrungsform.
In der zweiten Ausführungsform ist, da das Sensorsubstrat 42 durch Thermonieten am Sensorgehäuse 70 befestigt ist, ein Befestigungsteil (wie etwa eine Schraube) als separates Teil nicht notwendig, sodass die Anzahl von Teilen und die Herstellkosten der Vorrichtung 100 verringert werden konnen. Weiter können, da die Thermoniet-Befestigungsteile 709 einstückig mit dem Sensorgehäuse 70 ausgebildet werden, die Thermoniet-Befestigungsteile 709 einfach ausgebildet werden, um dadurch die Produktivität der Vorrichtung 100 zu erhöhen. Indes können die Anzahl der Thermoniet-Befestigungsteile 709 und der entsprechenden Durchgangslöcher 423, ihre Positionierung und ihre Form geeignet verandert werden. Weiter konnen, da sich die Thermoniet-Befestigungsteile 709 jeweils durch die Durchgangslocher 423 des Sensorsubstrats 42 erstrecken durfen, Positionierung und Befestigung des Sensorsubstrats 42 in seiner Umfangsrichtung bezüglich des Sensorgehäuses 70 in demselben Schritt ausgefuhrt werden, um dadurch die Anzahl der Schritte zur Herstellung der Vorrichtung 100 zu verringern.
[Wirkungen der zweiten Ausführungsform]

(17) In der Vorrichtung 100 gemäß der zweiten Ausführungsform sind am Sensorsubstrat 42 Durchgangslocher 423 ausgebildet, und das erste Gehäuse (d. h. das Sensorgehause 70) besteht aus einem thermoplastischen Kunstharz und enthalt Thermoniet-Befestigungsteile 709 zum Befestigen des Sensorsubstrats 42 am ersten Gehause. Jeweilige Thermoniet-Befestigungsteile 709 bestehen aus dem thermoplastischen Kunstharz und sind einstückig mit dem ersten Gehause ausgebildet. Jeweilige Thermoniet-Befestigungsteile 709 dürfen sich durch jeweilige Durchgangslöcher 423 von einer Seite des jeweiligen Durchgangslochs 423 zu dessen anderer Seite erstrecken. Nachdem man jeweilige Thermoniet-Befestigungsteile 709 sich durch jeweilige Durchgangslöcher 423 erstrecken ließ, wird ein Spitzen-Endbereich α, der aus der anderen Seite jeweiliger Durchgangslöcher 423 ragt, geschmolzen und verformt, sodass der Spitzen-Endbereich α einen großeren Außendurchmesser als ein Durchmesser jeweiliger Durchgangslöcher 423 des Sensorsubstrats 42 aufweist. Anschließend wird der so geschmolzene und verformte Spitzen-Endbereich α abgekuhlt und erstarrt. Daher ist das Sensorsubstrat 42 am ersten Gehause durch Thermoniet-Befestigungsteile 709 befestigt. Mit dieser Konstruktion ist es moglich, die Anzahl der Teile und die Produktionskosten der Vorrichtung 100 zu verringern und ihre Produktivität zu erhohen.
(18) Das Verfahren zum Einstellen des Neutralpunkts des Sensors 4 in der Vorrichtung 100 gemaß der zweiten Ausführungsform enthält dieselben Schritte wie bei der ersten Ausfuhrungsform beschrieben, und enthalt weiter einen Schritt des Befestigens des Sensorsubstrats 42 am ersten Gehause, wobei das erste Gehause aus einem thermoplastischen Kunstharz besteht und Thermoniet-Befestigungsteile 709 enthält, die aus dem thermoplastischen Kunstharz bestehen und einstückig mit dem ersten Gehause ausgebildet sind, und am Sensorsubstrat 42 Durchgangslöcher 423 ausgebildet sind. Der Befestigungsschritt enthalt einen Schritt des sich erstrecken Lassens jeweiliger Thermoniet-Befestigungsteile 709 durch jeweilige Durchgangslöcher 423 von einer Seite jeweiliger Durchgangslocher 423 zu ihrer anderen Seite, sodass ein Spitzen-Endbereich α aus der anderen Seite jeweiliger Durchgangslocher 423 herausragt, einen Schritt des Schmelzens und Verformens des herausragenden Spitzen-Endbereichs α, sodass der herausragende Spitzen-Endbereich α einen größeren Außendurchmesser aufweist als ein Durchmesser jeweiliger Durchgangslocher 423, und einen Schritt des Abkühlens und Erstarrens des geschmolzenen und verformten Spitzen-Endbereichs α. In diesem Verfahren ist es möglich, die Anzahl der Teile und die Produktionskosten der Vorrichtung 100 zu verringern und ihre Produktivität zu erhöhen.

[Dritte Ausfuhrungsform]
Mit Bezug auf 10 wird die Servolenkungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erlautert. Die dritte Ausfuhrungsform unterscheidet sich von der ersten Ausfuhrungsform darin, dass das Sensorsubstrat 42 eine Beschichtung 424 enthält. Gleiche Bezugsnummern bezeichnen gleiche Teile, und daher sind genaue Erläuterungen dazu weggelassen. 10 ist eine Draufsicht des Sensorsubstrats 42 der Vorrichtung 300 gemaß der dritten Ausfuhrungsform, gesehen von der Seite der negativen Richtung der X-Achse (das heißt, von der Seite der Fläche 422 des Sensorsubstrats 42, die dem Getriebegehause 71 gegenüber steht und an welcher der Anschlusspunkt 441 ausgebildet ist). Wie in 10 gezeigt, ist die Flache 422 des Sensorsubstrats 42 mit Ausnahme eines durch den Anschlusspunkt 441 der Neutralpunkt-Einstellschaltung 44 eingenommenen Bereichs mit einer Beschichtung (einem Film) 424 aus einem nicht leitfahigen Material bedeckt. Genauer ist die Fläche 422 mit Ausnahme des durch den Anschlusspunkt 441 der Neutralpunkt-Einstellschaltung 44 eingenommenen Bereichs mit einer Beschichtung 424 aus einem Kunstharzmaterial bedeckt.
Mit dieser Konstruktion kann, wenn das Sensorgehause 70, an welches das Sensorsubstrat 42 und andere Teile angebaut sind, auf eine externe Einstelleinrichtung 8 gesetzt wird, verhindert werden, dass elektronische Bauteile außer dem Anschlusspunkt 441, die auf dem Sensorsubstrat 42 angeordnet sind, in Kontakt mit Teilen der externen Einstelleinrichtung 8 oder mit Wasser kommen. Als Ergebnis ist es möglich, das Auftreten ungunstiger Einflüsse auf die elektronischen Bauteile zu verhindern. Weiter kann, sogar in einem Fall, bei dem in der Vorrichtung 300 als Endprodukt ein Schmiermittel (Fett usw.) im Zahnstange-Ritzel-Mechanismus 3 von der Seite des Getriebegehäuses 71 in das Sensorgehause 70 eindringt und sich an die Flache 422 des Sensorsubstrats 42 heftet, verhindert werden, dass die elektronischen Bauteile einen ungunstigen Einfluss darauf erleiden. Demgemäß kann eine Zuverlässigkeit des Sensors 4 erhöht werden. Indes ist die mit der Beschichtung 424 zu bedeckende Fläche 422 nicht auf diese Ausführungsform beschrankt, und jeder beliebige Bereich der Fläche 422, fur den eine Bedeckung notwendig ist, kann mit der Beschichtung 424 bedeckt werden.
[Wirkungen der dritten Ausführungsform]

(19) In der Vorrichtung 300 enthält die Neutralpunkt-Einstellschaltung 44 einen Anschlusspunkt 441, der mit einer externen Einstelleinrichtung 8 zu verbinden ist, die den Widerstandswert des Widerstands einstellt. Der Anschlusspunkt 441 ist auf der Flache 422 des Sensorsubstrats 42 angeordnet. Die Fläche 422 mit Ausnahme eines durch den Anschlusspunkt 441 eingenommenen Bereichs ist mit einer Kunstharzbeschichtung 424 bedeckt. Mit dieser Konstruktion ist es möglich, eine Zuverlässigkeit des Sensors 4 zu erhöhen.

[Vierte Ausführungsform]
Mit Bezug auf 11 wird die Servolenkungsvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erlautert. Die vierte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform darin, dass der Anschlusspunkt 441 der Neutralpunkt-Einstellschaltung 44 auf einer Endflache des Substrathalterbereichs 704 (d. h. einer Endfläche des Passvorsprungs 707) angeordnet ist, die sich an der Seite der negativen Richtung der X-Achse (d. h. der Seite der Abtriebswelle 21) befindet. Weiter unterscheidet sich die vierte Ausführungsform von der ersten Ausführungsform darin, dass die Halterung 632 zum Befestigen des Außenrings 631 des Kugellagers 63 weggelassen ist. Gleiche Bezugsnummern bezeichnen gleiche Teile, und daher sind genaue Erläuterungen dazu weggelassen. 11 ist eine axiale Schnittansicht eines Teils des Sensorgehäuses 70 der Vorrichtung 500 gemäß der vierten Ausführungsform, das auf die Einstelleinrichtung 8 gesetzt ist. 11 zeigt den zusammengebauten Zustand, in dem das Sensorsubstrat 42 am Sensorgehäuse 70 angebaut ist. Wie in 11 gezeigt, weist der Passvorsprung 707 des Sensorgehäuses 70 einen großen Durchmesser auf, der in der Lage ist, den Anschlusspunkt 441 vorzusehen.
Die Neutralpunkt-Einstellschaltung 44 weist einen Anschluss 440 zum Einstellen auf. Der mit der externen Einstelleinrichtung 8 zu verbindende Anschlusspunkt 441 ist auf dem Anschluss 440 angeordnet. Der Anschluss 440 erstreckt sich von der Fläche 421 des Sensorsubstrats 42, die sich an der Seite der positiven Richtung der X-Achse befindet, in der positiven Richtung der X-Achse und biegt sich, um sich in einer Richtung radial nach außen des Sensorsubstrats 42 zu erstrecken. Der Anschluss 440 tritt dann in den Verbindungsbereich 70b des Sensorgehäuses 70 ein, biegt sich innerhalb des Verbindungsbereichs 70b und erstreckt sich weiter in der negativen Richtung der X-Achse. Der Anschluss 440 ragt dann von einer Endfläche des Verbindungsbereichs 70b (d. h. der Endfläche des Passvorsprungs 707) heraus, die sich an der Seite der negativen Richtung der X-Achse befindet, mit anderen Worten, von der Endfläche des Substrathalterbereichs 704, die sich an der Seite der negativen Richtung der X-Achse befindet. Genauer ragt der Anschluss 440 von einem Bereich der Endflache des Verbindungsbereichs 70b heraus, der sich radial nach außen mit Abstand vom Kugellager 63 befindet, und weist ein Spitzenende auf, das zur Passvertiefung 84 der externen Einstelleinrichtung 8 frei liegt. Am Spitzenende des Anschlusses 440 ist ein Anschlusspunkt 441 vorgesehen. Der Anschluss 440 ist gleichzeitig und einstückig mit dem Sensorgehäuse 70 durch Umspritzen ausgebildet. Der Anschluss 90 der elektrischen Verdrahtung 9 ist in der externen Einstelleinrichtung 8 so angeordnet, dass er zum Anschlusspunkt 441 in der Richtung der X-Achse ausgerichtet ist. Genauer erstreckt sich der Anschluss 90 zu der Passvertiefung 84 hin in der positiven Richtung der X-Achse durch die Einstelleinrichtung 8 und ragt von einer Bodenfläche der Passvertiefung 84 weg, um den Anschlusspunkt 441 zu kontaktieren. Ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform ist der Anschluss 90 zum Anschlusspunkt 441 hin in der Richtung der X-Achse vorgespannt.
In der Vorrichtung 500 kann, da der Anschlusspunkt 441 von der Endfläche des Verbindungsbereichs 70b weg ragt und zur Seite der Abtriebswelle 21 frei liegt, ein Vorgang des Verbindens der externen Einstelleinrichtung 8 mit dem Anschlusspunkt 441 weiter erleichtert werden. Außerdem kann, da der Anschluss 90 zum Anschlusspunkt 441 hin vorgespannt ist und der Anschlusspunkt 441 so angeordnet ist, dass er radial nach außen einen Abstand vom Kugellager 63 aufweist, der Vorgang des Verbindens der Einstelleinrichtung 8 mit dem Anschlusspunkt 441 weiter erleichtert werden.
[Wirkungen der vierten Ausführungsform)

(20) In der Vorrichtung 500 enthält die Neutralpunkt-Einstellschaltung 44 einen Anschlusspunkt 441, der mit einer externen Einstelleinrichtung 8 zu verbinden ist, die den Widerstandswert des Widerstands einstellt. Der Anschlusspunkt 441 ist auf einer Fläche des ersten Gehauses (Sensorgehäuse 70) angeordnet, die der zweiten Offnung 711 des zweiten Gehäuses (Getriebegehäuse 71) gegenüber steht. Das heißt, der Anschlusspunkt 441 ist auf der Endfläche des Substrathalterbereichs 704 angeordnet, der sich an der Seite der negativen Richtung der X-Achse befindet. Mit dieser Anordnung kann ein Vorgang des Verbindens der externen Einstelleinrichtung 8 mit dem Anschlusspunkt 441 erleichtert werden.
(21) In der Vorrichtung 500 ist der Anschlusspunkt 441 so angeordnet, dass er radial nach außen einen Abstand zum Lager (Kugellager 63) aufweist. Mit dieser Anordnung können in einem Fall, in dem der Widerstandswert des Widerstands durch die externe Einstelleinrichtung 8 in einem Zustand eingestellt wird, in dem Abtriebswelle 21 und Kugellager 63 angebaut sind, die externe Einstelleinrichtung 8 und der Anschlusspunkt 441 miteinander verbunden werden, ohne mit dem Kugellager 63 in Konflikt zu geraten. Als Ergebnis ist es möglich, eine Einstellgenauigkeit zu erhohen und den Vorgang des Verbindens der externen Einstelleinrichtung 8 und des Anschlusspunkts 441 miteinander zu erleichtern.

[Andere Ausführungsformen]
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die erste bis vierte Ausführungsform wie oben beschrieben beschränkt, und weitere Abwandlungen davon konnen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden. Zum Beispiel können die erste bis vierte Ausführungsform geeignet miteinander kombiniert werden.
Die Direktantriebs-Servolenkungsvorrichtung ist nicht auf den Zahnstangen-Unterstützungstyp in der ersten bis vierten Ausführungsform beschrankt und kann auch vom Ritzel-Unterstutzungstyp oder Saulen-Unterstützungstyp sein, bei dem der Elektromotor 5 an der Abtriebswelle 21 montiert ist und angesteuert wird, um eine Unterstutzungskraft zur Drehung der Abtriebswelle 21 vorzusehen. In einem solchen Fall ist ein Untersetzungsgetriebe (ein Untersetzungsgetriebemechanismus) zwischen dem Elektromotor 5 und der Abtriebswelle 21 angeordnet, um die Drehkraft des Elektromotors 5 umzuwandeln und zu erhohen und dann die Drehkraft auf die Abtriebswelle 21 zu ubertragen. Das Untersetzungsgetriebe ist im Lenkgehäuse 7 (Getriebegehäuse 71) untergebracht. In diesem Fall ist das Kugellager 63, das die Abtriebswelle 21 so stützt, dass sie bezüglich des Lenkgehauses 7 drehbar ist, vorzugsweise zwischen dem Sensorsubstrat 42 und dem Untersetzungsgetriebe angeordnet. Mit dieser Anordnung kann das Kugellager 63 verhindern, dass ein Schmiermittel im Untersetzungsgetriebe in die Seite des Sensorsubstrats 42 eindringt.
Diese Anmeldung beruht auf einer früheren japanischen Patentanmeldung Nr. 2010-213083 , eingereicht am 24. September 2010. Der gesamte Inhalt der japanischen Patentanmeldung Nr. 2010-213083 ist hierdurch durch Verweis mit aufgenommen.
Obwohl die Erfindung oben mit Bezug auf bestimmte Ausführungsformen und Abwandlungen der Erfindung beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt. Weitere Abwandlungen und Veränderungen der oben beschriebenen Ausführungsformen und Abwandlungen werden Fachleuten im Lichte der obigen Lehren einfallen. Der Umfang der Erfindung ist mit Bezug auf die folgenden Ansprüche festgelegt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2009-298246 [0002, 0063]
JP 2010-213083 [0083, 0083]

Claims

Servolenkungsvorrichtung, umfassend: eine Lenkwelle (2), die eine Antriebswelle (20), auf die eine Drehkraft von einem Lenkrad zu übertragen ist, sowie eine Abtriebswelle (21) enthält, die mit der Antriebswelle uber eine Torsionsstange (22) verbunden ist und geeignet ist, die Drehkraft auf lenkbare Straßenräder zu übertragen; eine Sensorspule (40), die an einer äußeren Umfangsseite der Lenkwelle (2) angeordnet ist und eine Änderung beim Impedanzwert zum Bestimmen eines Betrags der relativen Drehung der Antriebswelle (20) und der Abtriebswelle (21) erfasst; ein Lenkgehäuse (7), das ein erstes, die Sensorspule (40) umgebendes Gehause (70) und ein zweites, mit dem ersten Gehause verbundenes Gehause (71) enthält, wobei das erste Gehause und das zweite Gehäuse in einem solchen Zustand miteinander verbunden sind, dass eine in dem ersten Gehäuse (70) ausgebildete erste Offnung (701) und eine in dem zweiten Gehäuse (71) ausgebildete zweite Öffnung (711) einander gegenuber stehen, wobei das Lenkgehause (7) die Lenkwelle (2) derart aufnimmt, dass sie sich durch die erste Öffnung (701) und die zweite Offnung (711) erstreckt, ein Sensorsubstrat (42), das am ersten Gehause (70) angeordnet ist und näher an der ersten Öffnung (701) angeordnet ist als die Sensorspule (40), sodass es zur ersten Offnung (70) frei liegt; eine Neutralpunkt-Einstellschaltung (44), die auf dem Sensorsubstrat (42) angeordnet ist und einen mit der Sensorspule (40) verbundenen Widerstand enthalt, wobei die Neutralpunkt-Einstellschaltung in der Lage ist, einen Widerstandswert des Widerstands variabel einzustellen, um den Impedanzwert an einem Neutralpunkt einzustellen, an dem der Betrag der relativen Drehung der Antriebswelle (20) und der Abtriebswelle (21) Null ist, und einen Elektromotor (5), der angetrieben und gesteuert wird, um für die lenkbaren Straßenräder eine Lenkunterstützungskraft gemäß einem Ausgangssignal der Sensorspule (40) vorzusehen, das durch die Neutralpunkt-Einstellschaltung (44) eingestellt ist.
Servolenkungsvorrichtung nach Anspruch 1, weiter umfassend ein Magnetwegwiderstands-Veränderungselement (41), das auf der Lenkwelle (2) angeordnet ist und gestaltet ist, einen Magnetwegwiderstand in dem Magnetfeld zu verandern, das durch die Sensorspule (40) gemäß einer Änderung des Betrags der relativen Drehung der Antriebswelle (20) und der Abtriebswelle (21) erzeugt wird, wobei die Sensorspule (40) die Änderung des Impedanzwerts erfasst, der sich gemaß einer Änderung des Magnetwegwiderstands andert, um den Betrag der relativen Drehung der Antriebswelle (20) und der Abtriebswelle (21) zu bestimmen, und die Neutralpunkt-Einstellschaltung (44) den Widerstandswert des Widerstands in einem Zustand einstellt, in dem die Sensorspule (40) und das Magnetwegwiderstands-Veranderungselement (41) an dem ersten Gehäuse (70) angebaut sind.
Servolenkungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Neutralpunkt-Einstellschaltung (44) den Widerstandswert des Widerstands einstellt, um den Impedanzwert einzustellen, der sich gemaß einer Änderung des Betrags der relativen Drehung der Antriebswelle (20) und der Abtriebswelle (21) in einem Zustand ändert, in dem die Abtriebswelle (21) über die Torsionsstange (22) an der Antriebswelle (20) angebaut ist.
Servolenkungsvorrichtung nach Anspruch 1, weiter umfassend ein Untersetzungsgetriebe (3), das zwischen der Abtriebswelle (21) und dem Elektromotor (5) angeordnet ist und eine Drehkraft des Elektromotors auf die Abtriebswelle überträgt, sowie ein Lager (63), das zwischen dem Sensorsubstrat (42) und dem Untersetzungsgetriebe (3) angeordnet ist und die Abtriebswelle (21) stutzt, sodass sie drehbar bezuglich des Lenkgehauses (7) ist.
Servolenkungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei das erste Gehause (70) aus einem Kunstharzmaterial und das zweite Gehause (71) aus einem Metallmaterial besteht und das Lager (63) auf einem in dem zweiten Gehäuse (71) ausgebildeten Lagerhalterbereich (715) gehalten wird und die Abtriebswelle (21) so stützt, dass sie drehbar ist.
Servolenkungsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Neutralpunkt-Einstellschaltung (44) einen Anschlusspunkt (441) enthält, der mit einer externen Einstelleinrichtung (8) zu verbinden ist, die den Widerstandswert des Widerstands einstellt, und der Anschlusspunkt so angeordnet ist, dass er radial nach außen einen Abstand von dem Lager (63) aufweist.
Servolenkungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Sensorsubstrat (42) so angeordnet ist, dass es einen rechten Winkel zwischen dem Sensorsubstrat und der Lenkwelle (2) bildet.
Servolenkungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Neutralpunkt-Einstellschaltung (44) einen Anschlusspunkt (441) enthält, der mit einer externen Einstelleinrichtung (8) zu verbinden ist, die den Widerstandswert des Widerstands einstellt, und der Anschlusspunkt (441) auf einer Fläche (422) des Sensorsubstrats (42) an einer Seite der Abtriebswelle (21) angeordnet ist.
Servolenkungsvorrichtung nach Anspruch 8, wobei die externe Einstelleinrichtung (8) einen Bereich (90) enthalt, der mit dem Anschlusspunkt (441) der Neutralpunkt-Einstellschaltung (44) zu verbinden ist, wobei der Bereich (90) der externen Einstelleinrichtung (8) in einer axialen Richtung der Lenkwelle (2) zum Anschlusspunkt (441) hin vorgespannt ist.
Servolenkungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das erste Gehause (70) aus einem Kunstharzmaterial besteht.
Servolenkungsvorrichtung nach Anspruch 10, weiter umfassend: einen Steckverbinder-Montagebereich (708), der gleichzeitig und einstuckig mit dem ersten Gehäuse (70) geformt ist, einen Steckverbinder (43c), der auf dem Steckverbinder-Montagebereich angeordnet ist und als Anschluss dient, der mit externen elektronischen Vorrichtungen zu verbinden ist, die an einem Automobil zu montieren sind, und eine elektrische Verdrahtung (43b), die den Steckverbinder (43c) und das Sensorsubstrat (42) miteinander verbindet.
Servolenkungsvorrichtung nach Anspruch 10, wobei das Sensorsubstrat (42) mit mindestens einem Durchgangsloch (423) ausgebildet ist und das erste Gehäuse (70) aus einem thermoplastischen Kunstharz besteht und mindestens einen Thermoniet-Befestigungsteil (709) enthält, der aus dem thermoplastischen Kunstharz besteht und einstückig mit dem ersten Gehäuse (70) ausgebildet ist, wobei sich der Thermoniet-Befestigungsteil durch das Durchgangsloch (423) von einer Seite des Durchgangslochs zu der anderen Seite des Durchgangslochs erstreckt, damit ein Spitzen-Endbereich (α) davon aus der anderen Seite des Durchgangslochs herausragen kann, der Spitzen-Endbereich (α) geschmolzen und verformt wird, sodass der Spitzen-Endbereich (α) einen größeren Außendurchmesser aufweist als ein Durchmesser des Durchgangslochs, und dann abgekuhlt wird und erstarrt, um dadurch das Sensorsubstrat (42) uber den Thermoniet-Befestigungsteil (709) an dem ersten Gehause (70) zu befestigen.
Servolenkungsvorrichtung nach Anspruch 10, wobei das Sensorsubstrat (42) zu einer Ringform mit einem Durchgangsloch (420) ausgebildet ist, durch das sich die Lenkwelle (2) erstreckt.
Servolenkungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Neutralpunkt-Einstellschaltung (44) einen Anschlusspunkt (441) enthält, der mit einer externen Einstelleinrichtung (8) zu verbinden ist, die den Widerstandswert des Widerstands einstellt, der Anschlusspunkt (441) auf einer Flache (422) des Sensorsubstrats (42) angeordnet ist und die Fläche (422) des Sensorsubstrats (42) mit Ausnahme eines durch den Anschlusspunkt (441) eingenommenen Bereichs mit einer Kunstharzbeschichtung (424) bedeckt ist.
Servolenkungsvorrichtung, umfassend: eine Lenkwelle (2), auf die eine Drehkraft von einem Lenkrad zu übertragen ist; eine Sensorspule (40), die an einer äußeren Umfangsseite der Lenkwelle (2) angeordnet ist und eine Änderung des Impedanzwerts zum Bestimmen eines Betrags der Drehung der Lenkwelle (2) erfasst; ein Lenkgehäuse (7), das ein erstes, die Sensorspule (40) umgebendes Gehause (70) und ein zweites, mit dem ersten Gehause verbundenes Gehäuse (71) enthält, wobei das erste Gehause und das zweite Gehause in einem solchen Zustand miteinander verbunden sind, dass eine in dem ersten Gehäuse (70) ausgebildete erste Öffnung (701) und eine in dem zweiten Gehäuse (71) ausgebildete zweite Öffnung (711) einander gegenüber stehen, wobei das Lenkgehäuse (7) die Lenkwelle (2) derart aufnimmt, dass sie sich durch die erste Öffnung (701) und die zweite Offnung (711) erstreckt, ein Sensorsubstrat (42), das am ersten Gehäuse (70) angeordnet ist und naher an der ersten Offnung (701) angeordnet ist als die Sensorspule (40), sodass es zur ersten Offnung (701) frei liegt; eine Neutralpunkt-Einstellschaltung (44), die auf dem Sensorsubstrat (42) angeordnet ist und einen mit der Sensorspule (40) verbundenen Widerstand enthält, wobei die Neutralpunkt-Einstellschaltung in der Lage ist, einen Widerstandswert des Widerstands variabel einzustellen, um den Impedanzwert an einem Neutralpunkt einzustellen, an dem ein Betrag der Drehung der Lenkwelle (2) im Uhrzeigersinn und entgegen dem Uhrzeigersinn Null ist, und einen Elektromotor (5), der angetrieben und gesteuert wird, um fur lenkbare Straßenräder eine Lenkunterstützungskraft gemaß einem Ausgangssignal der Sensorspule (40) vorzusehen, das durch die Neutralpunkt-Einstellschaltung (44) eingestellt ist.
Verfahren zum Einstellen eines Neutralpunkts eines Drehmomentsensors in einer Servolenkungsvorrichtung, wobei die Servolenkungsvorrichtung umfasst: eine Lenkwelle (2), die eine Antriebswelle (20) enthält, auf die eine Drehkraft von einem Lenkrad zu übertragen ist, und eine Abtriebswelle (21), die über eine Torsionsstange (22) mit der Antriebswelle (20) verbunden ist und geeignet ist, die Drehkraft auf lenkbare Straßenräder zu ubertragen; eine Sensorspule (40), die an einer äußeren Umfangsseite der Lenkwelle (2) angeordnet ist und eine Änderung beim Impedanzwert zum Bestimmen eines Betrags der relativen Drehung der Antriebswelle (20) und der Abtriebswelle (21) erfasst; ein Lenkgehäuse (7), das ein erstes, die Sensorspule (40) umgebendes Gehause (70) und ein zweites, mit dem ersten Gehause verbundenes Gehäuse (71) enthält, wobei das erste Gehause und das zweite Gehäuse in einem solchen Zustand miteinander verbunden sind, dass eine in dem ersten Gehäuse (70) ausgebildete erste Offnung (701) und eine in dem zweiten Gehäuse (71) ausgebildete zweite Öffnung (711) einander gegenuber stehen, wobei das Lenkgehause (7) die Lenkwelle (2) derart aufnimmt, dass sie sich durch die erste Öffnung (701) und die zweite Öffnung (711) erstreckt, ein Sensorsubstrat (42), das am ersten Gehäuse (70) angeordnet ist und naher an der ersten Öffnung (701) angeordnet ist als die Sensorspule (40), sodass es zur ersten Offnung (701) frei liegt; eine Neutralpunkt-Einstellschaltung (44), die auf dem Sensorsubstrat (42) angeordnet ist und einen mit der Sensorspule (40) verbundenen Widerstand enthält, und einen Elektromotor (5), der angetrieben und gesteuert wird, um für die lenkbaren Straßenräder eine Lenkunterstützungskraft gemaß einem Ausgangssignal der Sensorspule (40) vorzusehen, das durch die Neutralpunkt-Einstellschaltung (44) eingestellt ist; wobei das Verfahren umfasst: einen ersten Schritt des Verbindens einer Einstelleinrichtung (8), die den Widerstandswert des Widerstands mit der Neutralpunkt-Einstellschaltung (44) einstellt, in einem Zustand, in dem die erste Öffnung (701) nicht durch das zweite Gehäuse (71) verschlossen ist, einen zweiten Schritt des Einstellens des Widerstandswerts des Widerstands durch die Einstelleinrichtung (8); und einen dritten Schritt des Verbindens des ersten Gehäuses (70) und des zweiten Gehäuses (71) miteinander, sodass die erste Offnung (701) verschlossen wird.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Servolenkungsvorrichtung weiter umfasst: ein Magnetwegwiderstands-Veranderungselement (41), das auf der Lenkwelle (2) angeordnet ist und ausgelegt ist, einen Magnetwegwiderstand in dem Magnetfeld zu verändern, das durch die Sensorspule (40) gemäß einer Änderung des Betrags der relativen Drehung der Antriebswelle (20) und der Abtriebswelle (21) erzeugt wird, wobei die Sensorspule (40) die Änderung des Impedanzwerts erfasst, der sich gemaß einer Änderung des Magnetwegwiderstands andert, um den Betrag der relativen Drehung der Antriebswelle (20) und der Abtriebswelle (21) zu bestimmen, und wobei der erste Schritt und der zweite Schritt in einem Zustand ausgeführt werden, in dem das Magnetwegwiderstands-Veränderungselement (41) an der Lenkwelle (2) angebaut ist.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei der erste Schritt und der zweite Schritt so ausgeführt werden, dass der Impedanzwert eingestellt wird, der sich gemäß der Änderung des Betrags der relativen Drehung der Antriebswelle (20) und der Abtriebswelle (21) in einem Zustand ändert, in dem die Abtriebswelle (21) uber die Torsionsstange (22) mit der Antriebswelle (20) verbunden ist.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Neutralpunkt-Einstellschaltung (44) einen Anschlusspunkt (441) enthalt, der mit der Einstelleinrichtung (8) zu verbinden ist, und die Einstelleinrichtung (8) einen Bereich (90) enthält, der mit dem Anschlusspunkt (441) zu verbinden ist, wobei der Bereich (90) der Einstelleinrichtung (8) in einer axialen Richtung der Lenkwelle (2) zum Anschlusspunkt (441) hin vorgespannt ist.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Sensorsubstrat (42) mit mindestens einem Durchgangsloch (423) ausgebildet ist und das erste Gehäuse (70) aus einem thermoplastischen Kunstharz besteht und mindestens einen Thermoniet-Befestigungsteil (709) enthalt, der aus dem thermoplastischen Kunstharz besteht und einstückig mit dem ersten Gehause (70) ausgebildet ist, wobei das Verfahren weiter einen Schritt des Befestigens des Sensorsubstrats (42) am ersten Gehäuse (70) umfasst, wobei der Befestigungsschritt umfasst: einen Schritt des sich erstrecken Lassens des Thermoniet-Befestigungsteils (709) durch das Durchgangsloch (423) des Sensorsubstrats (42) von einer Seite des Durchgangslochs (423) zur anderen Seite des Durchgangslochs (423), sodass ein Spitzen-Endbereich (α) des Thermoniet-Befestigungsteils aus der anderen Seite des Durchgangslochs (423) ragt; einen Schritt des Schmelzens und Verformens des herausragenden Spitzen-Endbereichs (α) des Thermoniet-Befestigungsteils (709), sodass der herausragende Spitzen-Endbereich (α) einen größeren Außendurchmesser aufweist als ein Durchmesser des Durchgangslochs (423), und einen Schritt des Abkühlens und Erstarrens des geschmolzenen und verformten Spitzen-Endbereichs (α) des Thermoniet-Befestigungsteils (709).