JP2001158368A - Motor-driven power steering device - Google Patents

Motor-driven power steering device

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JP2001158368A
JP2001158368A JP34272899A JP34272899A JP2001158368A JP 2001158368 A JP2001158368 A JP 2001158368A JP 34272899 A JP34272899 A JP 34272899A JP 34272899 A JP34272899 A JP 34272899A JP 2001158368 A JP2001158368 A JP 2001158368A
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JP
Japan
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housing
sensor shaft
shaft
power steering
column tube
Prior art date
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JP34272899A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuo Chikaraishi
一穂 力石
Kenji Someya
賢司 染谷
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NSK Ltd
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NSK Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a motor-driven power steering device having a compact arrangement and capable of securing collapse stroke more. SOLUTION: A sensor shaft 32 is freely rotatably supported by a sealed needle bearing 14 disposed inward of the mutually fitting portions of a housing 10 and a lower column tube 102, so that the inside diameter of the lower column tube 102 and the inside diameter of an axial opening 10b in the housing 10 can be made smaller than when the sensor shaft 32 is supported by use of, e.g. ball bearings, resulting in the compacting of the motor-driven power steering device. Also, the needle bearing 14 is equipped with a seal to eliminate the need for disposing independent seals axially in series and secure the collapse stroke.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は電動式パワーステア
リング装置、特にコンパクトな構成を有する電動式パワ
ーステアリング装置に関する。
The present invention relates to an electric power steering apparatus, and more particularly to an electric power steering apparatus having a compact structure.

【0002】[0002]

【従来の技術】車両の電動式パワーステアリング装置と
して、補助操舵トルクとなる電動モータの回転力を歯車
装置により減速して操舵機構の出力軸に伝達し、ステア
リングホイールに印加された操舵力を補助して、車輪の
操舵を行なうように構成したものが知られている。この
ような電動式パワーステアリング装置においては、ハウ
ジング内に設けられた動力伝達機構を用いて、電動モー
タの回転を減速しつつ出力軸に動力を伝達している。
2. Description of the Related Art As an electric power steering device for a vehicle, the rotational force of an electric motor, which is an auxiliary steering torque, is reduced by a gear device and transmitted to an output shaft of a steering mechanism, and the steering force applied to a steering wheel is assisted. Then, there is known one configured to steer wheels. In such an electric power steering device, a power transmission mechanism provided in a housing is used to transmit power to an output shaft while reducing the rotation of an electric motor.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来技術に
よる電動式パワーステアリング装置の組み付け時には、
ハウジングに対してコラムチューブを嵌合させた上で、
ステアリングホイールに直付けされた入力軸と、トルク
センサユニットから延在するセンサ軸とを結合するよう
にしている。
By the way, when assembling the electric power steering apparatus according to the prior art,
After fitting the column tube to the housing,
An input shaft directly attached to the steering wheel is connected to a sensor shaft extending from the torque sensor unit.

【0004】ここで、センサ軸をどのようにして回転自
在に支持するかが問題となる。すなわち、電動式パワー
ステアリング装置の周囲には、車両関連の部品が配置さ
れるため、ハウジング径などは極力小さく抑える必要が
ある。一方、ハウジング内に、コラムチューブを介して
外部より異物が侵入することを阻止すべくシールを設け
る必要があるが、軸受とシールとを直列に配置すると、
その分だけ、車両の二次衝突時の衝撃を緩和するための
コラプスストロークが短くなるという問題もある。
Here, there is a problem how to rotatably support the sensor shaft. That is, since parts related to the vehicle are arranged around the electric power steering apparatus, it is necessary to keep the housing diameter and the like as small as possible. On the other hand, in the housing, it is necessary to provide a seal to prevent foreign substances from entering through the column tube, but if the bearing and the seal are arranged in series,
There is also a problem that the collapse stroke for reducing the impact at the time of the secondary collision of the vehicle is shortened accordingly.

【0005】そこで本発明は、このような従来技術にか
かる問題点に鑑み、コンパクトな構成を有すると共に、
よりコラプスストロークを確保できる電動式パワーステ
アリング装置を提供することを目的とする。
Accordingly, the present invention has a compact configuration in view of the problems of the prior art, and
It is an object of the present invention to provide an electric power steering device that can secure a more collapsed stroke.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく、
本発明の電動式パワーステアリング装置は、ハウジング
と、操舵力を入力する入力軸と、前記入力軸を支持する
コラムチューブと、回転力を発生する電動モータと、前
記入力軸と、操舵機構とに連結されたセンサ軸と、前記
センサ軸のトルクを検出する検出部と、前記電動モータ
から前記センサ軸へ前記回転力を伝達する、ウォームと
ウォームホイールとを備えたウォームホイール機構と、
を有し、前記センサ軸は、前記ハウジングと前記コラム
チューブとの嵌合部内方に配置された、シール付きのニ
ードル軸受によって回転自在に支持されている。
In order to achieve the above object,
An electric power steering apparatus according to the present invention includes a housing, an input shaft for inputting a steering force, a column tube supporting the input shaft, an electric motor for generating a rotational force, the input shaft, and a steering mechanism. A worm wheel mechanism including a worm and a worm wheel, which transmits the rotational force from the electric motor to the sensor shaft,
And the sensor shaft is rotatably supported by a sealed needle bearing disposed inside a fitting portion between the housing and the column tube.

【0007】[0007]

【作用】本発明の電動式パワーステアリング装置によれ
ば、ハウジングと、操舵力を入力する入力軸と、前記入
力軸を支持するコラムチューブと、回転力を発生する電
動モータと、前記入力軸と、操舵機構とに連結されたセ
ンサ軸と、前記センサ軸のトルクを検出する検出部と、
前記電動モータから前記センサ軸へ前記回転力を伝達す
る、ウォームとウォームホイールとを備えたウォームホ
イール機構と、を有し、前記センサ軸は、前記ハウジン
グと前記コラムチューブとの嵌合部内方に配置された、
シール付きのニードル軸受によって回転自在に支持され
ているので、例えば玉軸受などを用いて前記センサ軸を
支持する場合に比べ、前記コラムチューブ内径及び前記
ハウジングの嵌合内径をより小さく抑えることができ、
それにより電動式パワーステアリング装置のコンパクト
化を図ることができる。又、前記ニードル軸受をシール
付きとすることによって、別個のシールを軸線方向に直
列的に配置する必要がなくなり、コラプスストロークを
確保することができる。
According to the electric power steering apparatus of the present invention, the housing, the input shaft for inputting the steering force, the column tube for supporting the input shaft, the electric motor for generating the rotational force, the input shaft, A sensor shaft connected to a steering mechanism, and a detection unit that detects torque of the sensor shaft,
Transmitting the rotational force from the electric motor to the sensor shaft, a worm wheel mechanism including a worm and a worm wheel, wherein the sensor shaft is provided inside a fitting portion between the housing and the column tube. Placed,
Since it is rotatably supported by a needle bearing with a seal, the inner diameter of the column tube and the inner diameter of the housing of the housing can be suppressed smaller than in a case where the sensor shaft is supported using, for example, a ball bearing. ,
This makes it possible to reduce the size of the electric power steering device. Further, by providing the needle bearing with a seal, it is not necessary to arrange a separate seal in series in the axial direction, and a collapse stroke can be secured.

【0008】更に、前記センサ軸と前記ニードル軸受と
の間にはカラーが設けられていれば、カラーの肉厚分だ
けニードル軸受の内径を増大させることができるので、
前記入力軸の周囲にキーロックカラーを取り付けるため
の大径部が設けられているような場合でも、かかる入力
軸をニードル軸受の内方を通過させて組み込むことが容
易となる。
Further, if a collar is provided between the sensor shaft and the needle bearing, the inner diameter of the needle bearing can be increased by the thickness of the collar.
Even in the case where a large-diameter portion for attaching a key lock collar is provided around the input shaft, it becomes easy to pass the input shaft through the inside of the needle bearing and incorporate the input shaft.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、本発明による実施の形態を
図面を参照して以下に詳細に説明する。図1は、本発明
の第1の実施の形態である電動式パワーステアリング装
置100の一部断面図である。図2は、図1の構成のII
部を拡大して示す図である。図3は、図2の構成を矢印
III方向に見た図である。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a partial cross-sectional view of an electric power steering apparatus 100 according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 shows the configuration II of FIG.
It is a figure which expands and shows a part. FIG. 3 shows the configuration of FIG.
It is the figure seen in the III direction.

【0010】図1において、電動式パワーステアリング
装置100は、不図示の車体に対してブラケット101
aにより支持されるアウタコラムチューブ101と、こ
れに内包されるようにして嵌合し、左方に向かって延在
するインナコラムチューブ102と、インナコラムチュ
ーブ102の左端に連結され、且つブラケット15によ
り不図示の車体に対して支持されたハウジング10とを
有している。図1,2に示す如く、ハウジング10内に
は、トルクセンサユニット30が配置されている。
Referring to FIG. 1, an electric power steering apparatus 100 includes a bracket 101 mounted on a vehicle body (not shown).
(a), an inner column tube (102), which is fitted to and contained in the outer column tube (102) and extends leftward, and an outer column tube (101) connected to the left end of the inner column tube (102). And a housing 10 supported by a vehicle body (not shown). As shown in FIGS. 1 and 2, a torque sensor unit 30 is disposed in the housing 10.

【0011】アウタコラムチューブ101内を、右端に
おいて不図示のステアリングホイールに連結された中空
の入力軸11が右方から延在し、アウタコラムチューブ
101の左端近傍で、トルクセンサユニット30を貫通
して延在するセンサ軸32の右端を嵌合させている。よ
り具体的には、入力軸11の左端内周には雌セレーショ
ン11aが形成され、センサ軸32の右端外周には雄セ
レーション32bが形成され、両セレーション同士11
a、32b同士を係合させることにより、入力軸11と
センサ軸32とは回転方向に一体であるが軸線方向に相
対移動可能なように連結されている。入力軸11は、玉
軸受13により、アウタコラムチューブ101に対して
回転自在に支持されている。
A hollow input shaft 11 connected to a steering wheel (not shown) at the right end extends from the right inside the outer column tube 101, and penetrates the torque sensor unit 30 near the left end of the outer column tube 101. The right end of the extending sensor shaft 32 is fitted. More specifically, a female serration 11 a is formed on the inner periphery of the left end of the input shaft 11, and a male serration 32 b is formed on the outer periphery of the right end of the sensor shaft 32.
The input shaft 11 and the sensor shaft 32 are integrally connected in the rotational direction by being engaged with each other, and are connected so as to be relatively movable in the axial direction. The input shaft 11 is rotatably supported by the outer column tube 101 by a ball bearing 13.

【0012】一方、センサ軸32は、シール付きのニー
ドル軸受14により、ハウジング10の軸線方向開口1
0bに嵌合したインナコラムチューブ102に対して回
転自在に支持されており、コラプスストロークを確保す
るようになっている。これを具体的に説明する。例え
ば、センサ軸32を、玉軸受で支持しようとすると、ハ
ウジング10の軸線方向開口10bを大径化しなくては
ならないが、電動式パワーステアリング装置の周囲に配
置される部品との兼ね合いで、かかる軸線方向開口10
bの大径化には制限がある。一方、ハウジング10内へ
の異物の侵入を防止すべくシールを設ける必要があるこ
とから、玉軸受とシールとを軸線方向に直列的に配置し
なくてはならない。
On the other hand, the sensor shaft 32 is formed in the axial opening 1 of the housing 10 by the needle bearing 14 having a seal.
It is rotatably supported with respect to the inner column tube 102 fitted to Ob so as to secure a collapse stroke. This will be described specifically. For example, if the sensor shaft 32 is to be supported by a ball bearing, the axial opening 10b of the housing 10 must be increased in diameter. Axial opening 10
There is a limit in increasing the diameter of b. On the other hand, since it is necessary to provide a seal in order to prevent foreign substances from entering the housing 10, the ball bearing and the seal must be arranged in series in the axial direction.

【0013】ところが、玉軸受とシールとを軸線方向に
直列的に配置すると、車両の二次衝突時に、ステアリン
グホイール(不図示)を介して運転者から押された入力
軸11がセンサ軸32の周囲を摺動しつつ最大限入り込
める(コラプス)できる距離、いわゆるコラプスストロ
ークがより短くなってしまう。そこで、本実施の形態に
おいては、センサ軸32を、シール付きのニードル軸受
14により、ハウジング10の軸線方向開口10bに嵌
合したインナコラムチューブ102に対して回転自在に
支持することにより、コラプスストロークを確保するよ
うになっている。
However, when the ball bearing and the seal are arranged in series in the axial direction, the input shaft 11 pushed by the driver via the steering wheel (not shown) during the secondary collision of the vehicle causes the input shaft 11 of the sensor shaft 32 to move. The distance that can be entered (collapsed) as much as possible while sliding around, that is, the so-called collapse stroke, becomes shorter. Therefore, in the present embodiment, the collapse stroke is achieved by rotatably supporting the sensor shaft 32 on the inner column tube 102 fitted in the axial opening 10b of the housing 10 by the needle bearing 14 with a seal. Is to be secured.

【0014】図8は、トルクセンサユニット30の軸線
方向断面図である。図8において、筐体状の本体1内
に、これを貫通するセンサ軸32が配置されている。セ
ンサ軸32は、本体31の両端近傍で、玉軸受34,3
5により回転自在に支持されている。センサ軸32の本
体1内中央外周において、互いに交差する向きに延在す
る一対のヘリカル溝群32c、32dが形成されてい
る。本体1の内周には、ヘリカル溝群32c、32dに
それぞれ対応させるようにして配置されたコイル36
a,36bと、回路基板36cとを含む検出部としての
コイルユニット36が配置されている。回路基板36c
には、配線33が接続されている。
FIG. 8 is an axial sectional view of the torque sensor unit 30. In FIG. 8, a sensor shaft 32 penetrating the main body 1 having a housing shape is disposed. The sensor shaft 32 is provided near the both ends of the main body 31 with ball bearings 34, 3
5 rotatably supported. A pair of helical groove groups 32c and 32d extending in directions intersecting with each other are formed on the center outer periphery of the main body 1 of the sensor shaft 32. On the inner periphery of the main body 1, coils 36 arranged so as to correspond to the helical groove groups 32c and 32d, respectively.
A coil unit 36 as a detection unit including the components a and b and a circuit board 36c is disposed. Circuit board 36c
Is connected to a wiring 33.

【0015】トルクセンサユニット30は、センサ軸3
2が受けたトルクに応じて生じるねじり応力を、ヘリカ
ル溝群32c、32dにかかる磁界変化としてコイル3
6a、36bにより検出し、対応する信号を配線33を
介して外部のCPU(不図示)に対して出力可能となっ
ている。
The torque sensor unit 30 includes a sensor shaft 3
The torsion stress generated according to the torque applied to the helical groove group 32c, 32d
6a and 36b, and a corresponding signal can be output to an external CPU (not shown) via the wiring 33.

【0016】センサ軸32のねじり応力を検出する際
に、センサ軸32に曲げが生じると、ヘリカル溝群32
c、32dと、コイル36a,36bとの間隔が部分的
に変化するため、誤った値を検出する恐れがある。そこ
で、センサ軸32は、ヘリカル溝群32c、32dより
等距離で玉軸受34,35を介して、いわゆるフローテ
ィング支持するようにしており、それによりセンサ軸3
2に曲げが生じても、ヘリカル溝群32c、32dと、
コイル36a,36bとの間隔が変化しないようにして
いる。
When the sensor shaft 32 is bent when detecting the torsional stress of the sensor shaft 32, the helical groove group 32
Since the intervals between c and 32d and the coils 36a and 36b partially change, an erroneous value may be detected. In view of this, the sensor shaft 32 is so-called floating supported at equal distances from the helical groove groups 32c and 32d via the ball bearings 34 and 35.
2, even if bending occurs, helical groove groups 32c and 32d,
The distance between the coils 36a and 36b does not change.

【0017】図2に示すように、配線33は、ハウジン
グ10の側面に形成された孔10aを介して外方に延在
している。かかる孔10aの外方には、ブラケット15
が設けられている。
As shown in FIG. 2, the wiring 33 extends outward through a hole 10a formed in the side surface of the housing 10. Outside the hole 10a, a bracket 15
Is provided.

【0018】図2,3に示すように、ブラケット15
は、4本のボルト12a〜12dによってハウジング1
0に対して取り付けられている。ブラケット15はハウ
ジング10に取り付けられた状態で、その外周に対し
て、配線33の外径よりわずかに小さい距離だけ隔置し
た押さえ部15aと、隆起した取り付け部15bとから
なっている。押さえ部15aは、ハウジング10の開口
10を遮蔽する機能と、配線33に当接し、配線33を
ハウジング10の外周に押しつけて所定の摩擦力を付与
することによって、外部から配線33を引っ張られたと
きにも、回路基板36c(図8)から配線が剥がれるこ
とを抑止する機能とを有する。
As shown in FIGS.
The housing 1 has four bolts 12a to 12d.
Attached to 0. The bracket 15 is attached to the housing 10, and includes a holding portion 15 a separated from the outer periphery by a distance slightly smaller than the outer diameter of the wiring 33, and a raised attachment portion 15 b. The pressing portion 15a has a function of blocking the opening 10 of the housing 10 and a contact with the wiring 33, and the wiring 33 is pulled from the outside by applying a predetermined frictional force by pressing the wiring 33 against the outer periphery of the housing 10. Sometimes, it has a function of preventing the wiring from being peeled off from the circuit board 36c (FIG. 8).

【0019】略円筒状であるハウジング10の左端に
は、略円盤状のベアリングホルダ16と、これを内包す
るようにして略円筒状のハウジング蓋17とが取り付け
られている。すなわち、ベアリングホルダ16の外周
は、ハウジング10のフランジ部10cに嵌合し、かつ
フランジ部10cに対向するハウジング蓋17のフラン
ジ部17bに嵌合している。ベアリングホルダ16とハ
ウジング蓋17とは、ハウジング10への取り付けボル
トとは別個のボルト(不図示)で、互いに結合されてい
る。
A substantially disk-shaped bearing holder 16 and a substantially cylindrical housing lid 17 are attached to the left end of the substantially cylindrical housing 10 so as to include the bearing holder 16. That is, the outer periphery of the bearing holder 16 is fitted to the flange portion 10c of the housing 10, and is fitted to the flange portion 17b of the housing lid 17 facing the flange portion 10c. The bearing holder 16 and the housing lid 17 are connected to each other with a bolt (not shown) separate from a bolt for attaching to the housing 10.

【0020】ハウジング蓋17には電動モータ20が取
り付けられている。ベアリングホルダ16の中央開口1
6a内には、シール付きの玉軸受18が嵌合されてお
り、ハウジング蓋17の左端縮径部17a内には、止め
輪21,22により軸線方向変位不能となるようにして
シール付きの玉軸受19が嵌合されている。すなわち操
舵機構に近い方の玉軸受19で、軸線方向位置決めを行
うようにしている。
An electric motor 20 is attached to the housing lid 17. Central opening 1 of bearing holder 16
A ball bearing 18 with a seal is fitted in 6a, and a ball bearing with a seal is provided in the reduced diameter portion 17a on the left end of the housing lid 17 so that it cannot be displaced in the axial direction by retaining rings 21 and 22. The bearing 19 is fitted. In other words, the ball bearing 19 closer to the steering mechanism performs axial positioning.

【0021】玉軸受18、19は、円筒部材23の両端
を回転自在に支持している。円筒部材23の略中央外周
には、芯金24aと樹脂製のリングギヤ部24bとから
なるウォームホイール24が圧入などの態様で取り付け
られている。ウォームホイール24は、電動モータ20
の回転軸20bに形成されたウォーム20aに噛合して
いる。
The ball bearings 18, 19 rotatably support both ends of the cylindrical member 23. A worm wheel 24 composed of a core metal 24a and a ring gear portion 24b made of resin is attached to a substantially central outer periphery of the cylindrical member 23 by press-fitting or the like. The worm wheel 24 is connected to the electric motor 20.
And the worm 20a formed on the rotating shaft 20b.

【0022】円筒部材23の内周において、ウォームホ
イール24の半径方向内方には縮径部23aが設けら
れ、かかる縮径部23aの内周には、雌セレーション2
3bが形成されている。一方、雌セレーション23bに
対向して、円筒部材23を貫通するセンサ軸32の外周
に雄セレーション32aが形成されている。雌セレーシ
ョン23bと雄セレーション32aとを係合させること
によって、円筒部材23とセンサ軸32とは一体的に回
転するようになっている。センサ軸32の左端には、不
図示の操舵機構が連結されている。尚、本実施の形態に
おいては、雄セレーション32aと雌セレーション23
bとで動力伝達手段を構成する。
On the inner periphery of the cylindrical member 23, a radially reduced portion 23a is provided radially inward of the worm wheel 24, and on the inner periphery of the reduced diameter portion 23a, a female serration 2 is provided.
3b is formed. On the other hand, a male serration 32a is formed on the outer periphery of the sensor shaft 32 penetrating the cylindrical member 23 so as to face the female serration 23b. By engaging the female serrations 23b and the male serrations 32a, the cylindrical member 23 and the sensor shaft 32 rotate integrally. A steering mechanism (not shown) is connected to the left end of the sensor shaft 32. In this embodiment, the male serrations 32a and the female serrations 23a are used.
b constitutes a power transmission means.

【0023】次に、本実施の形態の動作につき以下に説
明する。車両が直進状態にあり、図示しないステアリン
グホイールを介して、入力軸11及びセンサ軸32に操
舵力が入力されていないとすると、センサ軸32にネジ
レは生じないことから、トルクセンサユニット30は実
質的に操舵トルクを検出せず、従って電動モータ21は
補助操舵力を発生しない。
Next, the operation of this embodiment will be described below. If the vehicle is in a straight running state and no steering force is input to the input shaft 11 and the sensor shaft 32 via a steering wheel (not shown), since the sensor shaft 32 does not twist, the torque sensor unit 30 is substantially Therefore, the electric motor 21 does not generate an auxiliary steering force.

【0024】車両がカーブを曲がろうとするときに運転
者が不図示のステアリングホイールを操舵すると、入力
軸11とセンサ軸32とを介して伝達される操舵トルク
が、センサ軸32をネジレさせることから、トルクセン
サユニット30は、公知の態様でその回転の方向および
量に応じた検出信号を、配線33を介してCPU(不図
示)に出力する。この信号に基づきCPUに駆動制御さ
れた電動モータ20は、回転軸20bを回転させて補助
操舵力(回転力)を発生する。かかる電動モータ20の
回転は、ウォーム20a及びウォームホイール24を介
して円筒部材23に伝達され、更にセンサ軸32に伝達
される。
When the driver steers a steering wheel (not shown) when the vehicle is going to make a curve, the steering torque transmitted via the input shaft 11 and the sensor shaft 32 causes the sensor shaft 32 to twist. Thus, the torque sensor unit 30 outputs a detection signal corresponding to the direction and amount of rotation of the torque sensor unit 30 to the CPU (not shown) via the wiring 33 in a known manner. The electric motor 20 driven and controlled by the CPU based on this signal rotates the rotating shaft 20b to generate an auxiliary steering force (rotational force). The rotation of the electric motor 20 is transmitted to the cylindrical member 23 via the worm 20a and the worm wheel 24, and further transmitted to the sensor shaft 32.

【0025】本実施の形態によれば、円筒部材23の縮
径部23aに雌セレーション23bを形成する場合で
も、工具を軸線方向に貫通させることができるため、ブ
ローチ加工など、より効率的な加工を行うことができ、
それにより生産性を向上させることができる。また、セ
ンサ軸32を、電動式パワーステアリング装置の出力軸
と兼用することによって、電動式パワーステアリング装
置のコンパクト化を図っている。従って、車両の二次衝
突時に、入力軸11がセンサ軸32に沿って摺動可能な
量であるコラプスストロークを確保できる。
According to the present embodiment, even when the female serration 23b is formed in the reduced diameter portion 23a of the cylindrical member 23, the tool can be penetrated in the axial direction, so that more efficient processing such as broaching can be performed. Can do
Thereby, productivity can be improved. In addition, by using the sensor shaft 32 also as an output shaft of the electric power steering device, the electric power steering device is downsized. Therefore, at the time of a secondary collision of the vehicle, it is possible to secure a collapse stroke that is an amount by which the input shaft 11 can slide along the sensor shaft 32.

【0026】更に、センサ軸32は、ハウジング蓋17
に取り付けられた玉軸受19と、ベアリングホルダ16
に取り付けられた玉軸受18とにより支持されているの
で、ハウジング10側を取り外してもセンサ軸32は支
持された状態に維持されるため、組立やメンテナンスが
容易となる。
Further, the sensor shaft 32 is connected to the housing lid 17.
Ball bearing 19 mounted on the
Since the sensor shaft 32 is supported by the ball bearings 18 attached to the sensor shaft 32, the sensor shaft 32 is maintained in a supported state even when the housing 10 is removed, thereby facilitating assembly and maintenance.

【0027】更に、ブラケット15は、ハウジング10
の開口10aを遮蔽する機能と、配線33に当接して所
定の摩擦力を付与する機能とを有するので、かかるブラ
ケット15を例えば開口10aを遮蔽するカバー部材と
兼用でき、それによりカバー部材を省略できることから
コスト低減が図れ、一方かかるブラケット15を配線3
3に当接させて所定の摩擦力を付与することにより、例
えば配線33の留め具を省略できることからコスト低減
が図れる。
Further, the bracket 15 is connected to the housing 10.
Has a function of blocking the opening 10a and a function of applying a predetermined frictional force by contacting the wiring 33, so that the bracket 15 can also be used as a cover member that blocks the opening 10a, for example, thereby omitting the cover member. The bracket 15 can be connected to the wiring 3
By applying a predetermined frictional force by contacting the wire 3, for example, a fastener for the wiring 33 can be omitted, so that cost can be reduced.

【0028】又、本実施の形態によれば、ベアリングホ
ルダ16と、ハウジング蓋17と、玉軸受18,19を
介して支持される円筒部材23とをサブ組立体とするこ
とができる。すなわち、かかるサブ組立体を、ハウジン
グ10側の組立体と別工程で予め組み立てておき、ベア
リングホルダ16の外周をインローとしてハウジング1
0に組み込めば、電動式パワーステアリング装置の組立
をより短時間で行うことができる。
According to the present embodiment, the bearing holder 16, the housing lid 17, and the cylindrical member 23 supported via the ball bearings 18 and 19 can be a sub-assembly. That is, such a sub-assembly is pre-assembled in a separate process from the assembly on the housing 10 side, and the outer periphery of the bearing holder 16 is used as
If it is set to 0, the electric power steering apparatus can be assembled in a shorter time.

【0029】更に、本実施の形態においては、センサ軸
32を、シール付きのニードル軸受14により、ハウジ
ング10の軸線方向開口10bに嵌合したインナコラム
チューブ102に対して回転自在に支持することによ
り、コラプスストロークを確保するようになっている。
Further, in this embodiment, the sensor shaft 32 is rotatably supported by the inner column tube 102 fitted in the axial opening 10b of the housing 10 by the needle bearing 14 with the seal. , To ensure a collapse stroke.

【0030】図3は、第2の実施の形態を示す図2と同
様な図である。図3に示す実施の形態が、第1の実施の
形態と異なるのは、円筒部材とセンサ軸との結合の態様
である。その他の共通する点については説明を省略す
る。より具体的に異なる点を説明すると、円筒部材12
3の内周と、センサ軸132の外周との間には、トレラ
ンスリング133が介在している。トレランスリング1
33は、周方向に波うった板材をリング状に形成したも
のであって、円筒部材123の内周と、センサ軸132
の外周との間に組み込まれることによって弾性変形し、
円筒部材123及びセンサ軸132に所定の摩擦力を付
与するものである。尚、本実施の形態においては、トレ
ランスリング133が動力伝達手段を構成する。
FIG. 3 is a view similar to FIG. 2 showing the second embodiment. The embodiment shown in FIG. 3 differs from the first embodiment in the mode of coupling between the cylindrical member and the sensor shaft. Description of other common points is omitted. The difference will be described more specifically.
A tolerance ring 133 is interposed between the inner circumference of the sensor shaft 3 and the outer circumference of the sensor shaft 132. Tolerance ring 1
Numeral 33 denotes a ring-shaped plate material wavy in the circumferential direction.
Elastically deformed by being incorporated between the outer circumference of
A predetermined frictional force is applied to the cylindrical member 123 and the sensor shaft 132. In the present embodiment, tolerance ring 133 constitutes a power transmission unit.

【0031】通常の動作時には、ウォームホイール24
を介して電動モータ20からの補助操舵力が円筒部材1
23に伝達されたとき、かかる摩擦力により、センサ軸
132は円筒部材123と一体的に回転するようになっ
ており、それにより補助操舵力がセンサ軸132に伝達
されることとなる。一方、センサ軸132が回転端まで
勢い良く回転し、不図示のストッパに衝接してそれ以上
の回転を阻止されたような場合、電動モータ20の補助
操舵力により円筒部材123は回転しようとしているか
ら、センサ軸132と円筒部材123との間で大きな相
対回転力が生じることになる。従って、第1の実施の形
態のように、円筒部材とセンサ軸とをセレーション結合
させていると、各部に大きな応力が生じる恐れがあるの
で、かかる応力を緩和すべく部材の断面積を大きくした
り、素材を高級なものにするなどの対処が必要となる。
During normal operation, the worm wheel 24
The auxiliary steering force from the electric motor 20 through the cylindrical member 1
When transmitted to the sensor 23, the frictional force causes the sensor shaft 132 to rotate integrally with the cylindrical member 123, whereby the auxiliary steering force is transmitted to the sensor shaft 132. On the other hand, when the sensor shaft 132 rotates vigorously to the rotation end and abuts against a stopper (not shown) to prevent further rotation, the cylindrical member 123 is about to rotate due to the auxiliary steering force of the electric motor 20. Therefore, a large relative rotational force is generated between the sensor shaft 132 and the cylindrical member 123. Therefore, when the cylindrical member and the sensor shaft are serrated and connected as in the first embodiment, a large stress may be generated in each part. Therefore, the cross-sectional area of the member is increased to reduce the stress. It is necessary to take measures such as making the materials high-grade.

【0032】これに対し、本実施の形態によれば、スト
ッパとの衝接により生じた大きな相対回転力が、トレラ
ンスリング133とセンサ軸132又は円筒軸123と
の間の摩擦力(すなわち所定値)を超えるので、トレラ
ンスリング133が、円筒部材123の内周もしくはセ
ンサ軸132の外周に対して摺動し、円筒部材123と
センサ軸132との相対回動を許容するため、それによ
り各部に与える応力を緩和できるようになっている。す
なわち、トレランスリング133は、円筒部材123と
センサ軸132との間で伝達されるトルクを制限する、
いわゆるトルクリミッタとして機能することとなる。
On the other hand, according to the present embodiment, the large relative rotational force generated by the contact with the stopper causes the frictional force between the tolerance ring 133 and the sensor shaft 132 or the cylindrical shaft 123 (that is, the predetermined value). ), The tolerance ring 133 slides with respect to the inner circumference of the cylindrical member 123 or the outer circumference of the sensor shaft 132 to allow the relative rotation between the cylindrical member 123 and the sensor shaft 132. The applied stress can be reduced. That is, tolerance ring 133 limits the torque transmitted between cylindrical member 123 and sensor shaft 132,
It will function as a so-called torque limiter.

【0033】図5は、第3の実施の形態を示す図2と同
様な図である。図5に示す実施の形態が、第1の実施の
形態と異なるのは、円筒部材とセンサ軸との結合の態様
である。その他の共通する点については説明を省略す
る。より具体的に異なる点を説明すると、円筒部材22
3内にセンサ軸232の大径部232aが圧入され、互
いに結合されている。本実施の形態において動力伝達手
段を構成する圧入による結合によれば、セレーションな
どを形成する必要がないため、より低コストな構成を供
することができる。
FIG. 5 is a view similar to FIG. 2 showing the third embodiment. The embodiment shown in FIG. 5 differs from the first embodiment in the mode of coupling between the cylindrical member and the sensor shaft. Description of other common points is omitted. The difference will be described more specifically.
The large-diameter portion 232a of the sensor shaft 232 is press-fitted into 3 and connected to each other. In the present embodiment, according to the coupling by press-fitting constituting the power transmission means, it is not necessary to form serrations and the like, so that a lower cost configuration can be provided.

【0034】図6は、第4の実施の形態を示す図1と同
様な図である。図6に示す実施の形態が、第1の実施の
形態と異なるのは、ロア入力軸の支持態様である。その
他の共通する点については説明を省略する。より具体的
に異なる点を説明すると、センサ軸32の左端外周に
は、カラー401が圧入などにより嵌合され、かかるカ
ラー401がニードル軸受14により、インナコラムチ
ューブ102に対して回転自在に支持されている。
FIG. 6 is a view similar to FIG. 1 showing a fourth embodiment. The embodiment shown in FIG. 6 differs from the first embodiment in the manner of supporting the lower input shaft. Description of other common points is omitted. More specifically, the collar 401 is fitted to the outer periphery of the left end of the sensor shaft 32 by press fitting or the like, and the collar 401 is rotatably supported by the needle bearing 14 with respect to the inner column tube 102. ing.

【0035】電動式パワーステアリング装置を組み立て
る際に、センサ軸32と連結した入力軸11を、アウタ
コラムチューブ101とインナコラムチューブ102の
組立体内に挿入しなくてはならないが、これをインナコ
ラムチューブ102の開放端(左端)側から挿入できる
と都合がよい。ところが、図1の実施の形態に示す如
く、センサ軸32の端部外径に合わせてインナコラムチ
ューブ102の開放端が絞られていると、挿入時に入力
軸12における、キーロックカラー(不図示)取り付け
部などの最大径Aの部分が通過できない恐れがある。
When assembling the electric power steering device, the input shaft 11 connected to the sensor shaft 32 must be inserted into the assembly of the outer column tube 101 and the inner column tube 102. It is convenient to insert from the open end (left end) side of 102. However, as shown in the embodiment of FIG. 1, if the open end of the inner column tube 102 is narrowed according to the outer diameter of the end of the sensor shaft 32, the key lock collar (not shown) on the input shaft 12 at the time of insertion. ) There is a possibility that the portion having the maximum diameter A such as the mounting portion cannot pass.

【0036】これに対し、本実施の形態によれば、セン
サ軸32の左端にカラー401を嵌合させているため、
その肉厚分だけインナコラムチューブ102の開放端を
広げることができる。すなわち、図6において、ニード
ル軸受14の内径Bと、入力軸11の最大径Aとの間
に、B>Aの関係を成立させることができ、それにより
インナコラムチューブ102の開放端にニードル軸受1
4を組み込んだ状態でも、ニードル軸受14内を通過さ
せ入力軸11を組み込むことができる。
On the other hand, according to the present embodiment, since the collar 401 is fitted to the left end of the sensor shaft 32,
The open end of the inner column tube 102 can be widened by the thickness. That is, in FIG. 6, a relationship of B> A can be established between the inner diameter B of the needle bearing 14 and the maximum diameter A of the input shaft 11, whereby the needle bearing is provided at the open end of the inner column tube 102. 1
4 can be passed through the needle bearing 14 and the input shaft 11 can be incorporated.

【0037】図7は、第5の実施の形態を示す図1と同
様な図である。図7に示す実施の形態が、第1の実施の
形態と異なるのは、ロア入力軸の支持態様である。その
他の共通する点については説明を省略する。より具体的
に異なる点を説明すると、ハウジング蓋517は、ハウ
ジング10の左方端部に取り付けられる大径円筒部51
7bと、玉軸受18,19を内周に取り付けた小径円筒
部517aと、それらを半径方向に連結するフランジ部
517cとから形成されている。
FIG. 7 is a view similar to FIG. 1 showing a fifth embodiment. The embodiment shown in FIG. 7 differs from the first embodiment in the manner of supporting the lower input shaft. Description of other common points is omitted. Explaining the different point more specifically, the housing lid 517 is a large-diameter cylindrical portion 51 attached to the left end of the housing 10.
7b, a small-diameter cylindrical portion 517a having ball bearings 18 and 19 mounted on the inner periphery thereof, and a flange portion 517c connecting them in the radial direction.

【0038】ハウジング蓋517の大径円筒部517b
内に、ウォームホイール24が配置されている。右端外
周の近傍にウォームホイール24を取り付けた円筒部材
523は、中央外周で玉軸受(シール付きでなくて良
い)18により支持され、かつ左端近傍外周でシール付
きの玉軸受19により支持されている。尚、円筒部材5
23の右端とハウジング10との間はシール507によ
り密封されており、円筒部材523の左端に螺合された
ナット部材501により、玉軸受18,19には予圧が
付与できるようになっている。
Large-diameter cylindrical portion 517b of housing lid 517
Inside, a worm wheel 24 is arranged. The cylindrical member 523 to which the worm wheel 24 is attached near the outer periphery on the right end is supported by a ball bearing (not necessarily a seal) 18 on the outer periphery of the center and supported by a ball bearing 19 with a seal on the outer periphery near the left end. . The cylindrical member 5
A space between the right end of the housing 23 and the housing 10 is sealed by a seal 507, and a preload can be applied to the ball bearings 18 and 19 by a nut member 501 screwed to the left end of the cylindrical member 523.

【0039】以上、本発明を実施の形態を参照して説明
してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈さ
れるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることは
もちろんである。本実施の形態においては、センサ軸の
ねじり応力を直接検出することによりトルクを求めるト
ルクセンサを用いているが、機械式又は他の形式でトル
クを検出するトルクセンサを用いても良い。
Although the present invention has been described with reference to the embodiments, it should be understood that the present invention should not be construed as being limited to the above-described embodiments, and that modifications and improvements can be made as appropriate. is there. In the present embodiment, a torque sensor that obtains torque by directly detecting the torsional stress of the sensor shaft is used, but a torque sensor that detects torque by a mechanical or other method may be used.

【0040】[0040]

【発明の効果】本発明の電動式パワーステアリング装置
によれば、ハウジングと、操舵力を入力する入力軸と、
前記入力軸を支持するコラムチューブと、回転力を発生
する電動モータと、前記入力軸と、操舵機構とに連結さ
れたセンサ軸と、前記センサ軸のトルクを検出する検出
部と、前記電動モータから前記センサ軸へ前記回転力を
伝達する、ウォームとウォームホイールとを備えたウォ
ームホイール機構と、を有し、前記センサ軸は、前記ハ
ウジングと前記コラムチューブとの嵌合部内方に配置さ
れた、シール付きのニードル軸受によって回転自在に支
持されているので、例えば玉軸受などを用いて前記セン
サ軸を支持する場合に比べ、前記コラムチューブ内径及
び前記ハウジングの嵌合内径をより小さく抑えることが
でき、それにより電動式パワーステアリング装置のコン
パクト化を図ることができる。又、前記ニードル軸受を
シール付きとすることによって、別個のシールを軸線方
向に直列的に配置する必要がなくなり、コラプスストロ
ークを確保することができる。
According to the electric power steering apparatus of the present invention, the housing, the input shaft for inputting the steering force,
A column tube that supports the input shaft, an electric motor that generates rotational force, a sensor shaft connected to the input shaft, a steering mechanism, a detection unit that detects torque of the sensor shaft, and the electric motor A worm wheel mechanism including a worm and a worm wheel, which transmits the rotational force from the sensor shaft to the sensor shaft, wherein the sensor shaft is disposed inside a fitting portion between the housing and the column tube. Since it is rotatably supported by a needle bearing with a seal, the inner diameter of the column tube and the inner diameter of the housing of the housing can be suppressed to be smaller than when the sensor shaft is supported using, for example, a ball bearing. Accordingly, the electric power steering device can be made more compact. Further, by providing the needle bearing with a seal, it is not necessary to arrange a separate seal in series in the axial direction, and a collapse stroke can be secured.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態である電動式パワー
ステアリング装置100の軸線方向一部断面図である。
FIG. 1 is an axial partial cross-sectional view of an electric power steering device 100 according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の構成のII部を拡大して示す図である。FIG. 2 is an enlarged view showing a part II of the configuration of FIG. 1;

【図3】図2の構成を矢印III方向に見た図である。FIG. 3 is a view of the configuration of FIG. 2 as viewed in the direction of arrow III.

【図4】第2の実施の形態を示す図2と同様な図であ
る。
FIG. 4 is a view similar to FIG. 2, showing a second embodiment.

【図5】第3の実施の形態を示す図2と同様な図であ
る。
FIG. 5 is a view similar to FIG. 2, showing a third embodiment.

【図6】第4の実施の形態を示す図1と同様な図であ
る。
FIG. 6 is a view similar to FIG. 1, showing a fourth embodiment.

【図7】第5の実施の形態を示す図1と同様な図であ
る。
FIG. 7 is a view similar to FIG. 1, showing a fifth embodiment.

【図8】トルクセンサユニット30の軸線方向断面図で
ある。
8 is an axial sectional view of the torque sensor unit 30. FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 ハウジング 11 入力軸 14 シール付きニードル軸受 20 電動モータ 23、123,223、523 円筒部材 24 ウォームホイール 30 トルクセンサユニット 32、132,232,532 センサ軸 Reference Signs List 10 Housing 11 Input shaft 14 Needle bearing with seal 20 Electric motor 23, 123, 223, 523 Cylindrical member 24 Worm wheel 30 Torque sensor unit 32, 132, 232, 532 Sensor shaft

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ハウジングと、 操舵力を入力する入力軸と、 前記入力軸を支持するコラムチューブと、 回転力を発生する電動モータと、 前記入力軸と、操舵機構とに連結されたセンサ軸と、 前記センサ軸のトルクを検出する検出部と、 前記電動モータから前記センサ軸へ前記回転力を伝達す
る、ウォームとウォームホイールとを備えたウォームホ
イール機構と、を有し、 前記センサ軸は、前記ハウジングと前記コラムチューブ
との嵌合部内方に配置された、シール付きのニードル軸
受によって回転自在に支持されている電動式パワーステ
アリング装置。
1. A housing, an input shaft for inputting a steering force, a column tube supporting the input shaft, an electric motor for generating a rotational force, a sensor shaft connected to the input shaft, and a steering mechanism. And a worm wheel mechanism that includes a worm and a worm wheel that transmits the rotational force from the electric motor to the sensor shaft. An electric power steering apparatus rotatably supported by a needle bearing with a seal disposed inside a fitting portion between the housing and the column tube.
【請求項2】 前記センサ軸と前記ニードル軸受との間
にはカラーが設けられている請求項1に記載の電動式パ
ワーステアリング装置。
2. The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein a collar is provided between the sensor shaft and the needle bearing.
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