JP2006143186A

JP2006143186A - Electric power steering device

Info

Publication number: JP2006143186A
Application number: JP2005308841A
Authority: JP
Inventors: Toru Segawa; 徹瀬川; Hiroshi Eda; 広恵田
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2004-10-22
Filing date: 2005-10-24
Publication date: 2006-06-08

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To shorten the man-hours of regulating the electrically neutral position in assembling a torque sensor for the electric steering using a torsion bar. <P>SOLUTION: In the electric power steering device, male splines 21 and 23 formed at both ends of a torsion bar 5 are fixedly fitted to female splines 22, 24 formed in an input shaft 2 and an output shaft 3. The number of recesses and protrusions of recessed and protruded stoppers 18, 19 formed in the input shaft 2 and the output shaft 3 is equal to the number of the recesses and protrusions of the male splines 21, 22 formed on the torsion bar 5. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、入力軸と、トーションバーと、出力軸との結合構造を改良した電動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 having an improved coupling structure of an input shaft, a torsion bar, and an output shaft.

自動車の操舵系では、外部動力源を用いて操舵アシストを行わせる、いわゆるパワーステアリング装置が広く採用されている。従来、パワーステアリング装置用の動力源としては、ベーン方式の油圧ポンプが用いられており、この油圧ポンプをエンジンにより駆動するものが多かった。ところが、この種のパワーステアリング装置は、油圧ポンプを常時駆動することによるエンジンの駆動損失が大きい（最大負荷時において、数馬力〜十馬力程度）ため、小排気量の軽自動車等への採用が難しく、比較的大排気量の自動車でも走行燃費が無視できないほど低下することが避けられなかった。 In a steering system of an automobile, a so-called power steering device that performs steering assist using an external power source is widely adopted. Conventionally, vane type hydraulic pumps have been used as power sources for power steering devices, and many of these hydraulic pumps are driven by an engine. However, this type of power steering device has a large engine drive loss due to the constant drive of the hydraulic pump (several horsepower to about 10 horsepower at the maximum load), so it can be used in light vehicles with small displacement. It was difficult, and it was unavoidable that the fuel consumption of a car with a relatively large displacement was reduced to a level that could not be ignored.

そこで、これらの問題を解決するものとして、電動モータを動力源とする電動パワーステアリング装置（Electric Power Steering、以下ＥＰＳと記す）が近年注目されている。ＥＰＳには、電動モータの電源に車載バッテリを用いるために直接的なエンジンの駆動損失が無く、電動モータが操舵アシスト時にのみに起動されるために走行燃費の低下も抑えられる他、電子制御が極めて容易に行える等の特長がある。 Therefore, in order to solve these problems, an electric power steering device (Electric Power Steering, hereinafter referred to as EPS) using an electric motor as a power source has attracted attention in recent years. The EPS uses an in-vehicle battery as a power source for the electric motor, so there is no direct engine drive loss, and since the electric motor is started only at the steering assist time, a decrease in driving fuel consumption is suppressed, and electronic control is performed. It has the feature that it can be done very easily.

ＥＰＳでは、ステアリングホイールに印加された操舵トルクに対応して、電動モータから補助操舵トルクを発生して、動力伝達機構（減速機）により減速して操舵機構の出力軸に伝達するようになっている。 In EPS, auxiliary steering torque is generated from the electric motor in response to the steering torque applied to the steering wheel, and is decelerated by the power transmission mechanism (reduction gear) and transmitted to the output shaft of the steering mechanism. Yes.

図５は、従来例に係るコラムアシスト式電動パワーステアリング装置の縦断面図である。 FIG. 5 is a longitudinal sectional view of a column assist type electric power steering apparatus according to a conventional example.

コラムアシスト式電動パワーステアリング装置では、ステアリングコラム１内に回転自在に装着したステアリングシャフト２（入力軸）の車両前方側には、出力軸３が連結してある。 In the column assist type electric power steering apparatus, an output shaft 3 is connected to a vehicle front side of a steering shaft 2 (input shaft) rotatably mounted in the steering column 1.

出力軸３の車両前方側には、自在継手（図示略）等を介してラック・アンド・ピニオン式ステアリング装置（図示略）等が連結してある。 A rack-and-pinion type steering device (not shown) or the like is connected to the front side of the output shaft 3 via a universal joint (not shown) or the like.

ステアリングシャフト２（入力軸）の車両前方側には、トーションバー５の基端が圧入固定している。このトーションバー５は、中空に形成した出力軸３の内部を延在して、その先端が出力軸３とトーションバー５の端部の貫通孔３ａ，５ａに固定ピン６により固定してある。 The base end of the torsion bar 5 is press-fitted and fixed to the vehicle front side of the steering shaft 2 (input shaft). The torsion bar 5 extends inside the hollow output shaft 3, and its tip is fixed to the output shaft 3 and the through holes 3 a and 5 a at the ends of the torsion bar 5 by fixing pins 6.

出力軸３の車両後方側には、トルクセンサー部ＴＳが設けてある。即ち、出力軸３の車両後方側には、トルクセンサー部ＴＳの検出用溝７が形成してあり、これらの溝７の径方向外方には、トルクセンサー部ＴＳのスリーブ８が配置してある。このスリーブ８は、その車両後方側端部がステアリングシャフト２（入力軸）の車両前方側端部に加締め等により固定してある。スリーブ８には、窓が開けられている。操舵トルクにより入力軸２と出力軸３との間に捩りが生じると、スリーブ８の窓と出力軸３の検出用溝７の位置が変化する。この位置の変化に伴い、スリーブ８の外周に設けたヨーク９によりインピーダンスが検出され、センサ回路１０によってそれに応じた電圧が発生する。 A torque sensor part TS is provided on the vehicle rear side of the output shaft 3. That is, a detection groove 7 of the torque sensor unit TS is formed on the vehicle rear side of the output shaft 3, and a sleeve 8 of the torque sensor unit TS is disposed outside the groove 7 in the radial direction. is there. The sleeve 8 has a vehicle rear side end fixed to a vehicle front side end of the steering shaft 2 (input shaft) by caulking or the like. A window is opened in the sleeve 8. When a twist occurs between the input shaft 2 and the output shaft 3 due to the steering torque, the positions of the window of the sleeve 8 and the detection groove 7 of the output shaft 3 change. With this change in position, the impedance is detected by the yoke 9 provided on the outer periphery of the sleeve 8, and a voltage corresponding to the impedance is generated by the sensor circuit 10.

出力軸３には、電動モータ（図示略）の駆動軸に連結したウォーム減速機構のウォーム（図示略）に噛合したウォームホイール１２が取付けてある。 A worm wheel 12 meshing with a worm (not shown) of a worm reduction mechanism connected to a drive shaft of an electric motor (not shown) is attached to the output shaft 3.

これらウォーム（図示略）及びウォームホイール１２は、後方側ハウジング１３と、前方側ハウジング１４（カバー）とに収納してある。即ち、後方側ハウジング１３と、前方側ハウジング１４（カバー）とは、ボルト１５により結合してある。 The worm (not shown) and the worm wheel 12 are housed in a rear housing 13 and a front housing 14 (cover). That is, the rear housing 13 and the front housing 14 (cover) are coupled by the bolt 15.

なお、出力軸３は、ウォームホイール１２の車両後方側の軸受１６と、ウォームホイール１２の車両前方側の軸受１７とにより、回転自在に支持してある。 The output shaft 3 is rotatably supported by a bearing 16 on the vehicle rear side of the worm wheel 12 and a bearing 17 on the vehicle front side of the worm wheel 12.

また、入力軸２と出力軸３には、夫々、両軸２，３を規定の捩り角度以下に規制する凹凸状のストッパー１８，１９が形成してある。ストッパー１８，１９は、相対的に所定角度捩れると、互いに当接するように構成してあり、その凹凸の個数は、例えば、８個ずつである。 The input shaft 2 and the output shaft 3 are provided with concave and convex stoppers 18 and 19 for restricting both shafts 2 and 3 to a specified twist angle or less, respectively. The stoppers 18 and 19 are configured to come into contact with each other when relatively twisted by a predetermined angle, and the number of concaves and convexes is, for example, eight.

従って、運転者がステアリングホイール（図示略）を操舵することにより発生した操舵力は、ステアリングシャフト２（入力軸）、トーションバー５、出力軸３、及びラック・アンド・ピニオン式ステアリング装置を介して、図示しない転舵輪に伝達される。 Therefore, the steering force generated when the driver steers the steering wheel (not shown) is transmitted via the steering shaft 2 (input shaft), the torsion bar 5, the output shaft 3, and the rack and pinion type steering device. , Transmitted to steered wheels (not shown).

また、電動モータ（図示略）の回転力は、そのウォーム（図示略）及びウォームホイール１２を介して出力軸３に伝達されるようになっており、電動モータ（図示略）の回転力及び回転方向を適宜制御することにより、出力軸３に適切な操舵補助トルクを付与できるようになっている。 Further, the rotational force of the electric motor (not shown) is transmitted to the output shaft 3 via the worm (not shown) and the worm wheel 12, and the rotational force and the rotation of the electric motor (not shown). By appropriately controlling the direction, an appropriate steering assist torque can be applied to the output shaft 3.

ところで、従来、電動パワーステアリング装置のトルク検出手段は、上述したように、入力軸２と出力軸３をトーションバー５で連結し、操舵による捩りトルクによって生じる相対捩り角度を検出している。 By the way, conventionally, as described above, the torque detection means of the electric power steering apparatus connects the input shaft 2 and the output shaft 3 with the torsion bar 5, and detects the relative torsion angle caused by the torsion torque by steering.

このトーションバー５は、入力軸側の端部は入力軸２に圧入固定され、出力軸側の端部は固定ピン６により出力軸３にピン打ちされて固定されている。 The end of the torsion bar 5 is press-fitted and fixed to the input shaft 2 at the end of the input shaft, and the end of the output shaft is fixed to the output shaft 3 by a fixing pin 6.

また、入力軸２と出力軸３の位相は、電動パワーステアリング装置をサブアッセンブリ状態まで組み立てた時に、入力軸２と出力軸３とを電気的中立状態に調整して決められる。この電気的中立状態で、出力軸３とトーションバー５の端部に、貫通孔３ａ，５ａが穿孔され、かつ、この貫通孔３ａ，５ａに固定ピン６が挿入されて主力軸３はトーションバー５に対して固定されている。 The phase of the input shaft 2 and the output shaft 3 is determined by adjusting the input shaft 2 and the output shaft 3 to an electrically neutral state when the electric power steering device is assembled to the sub-assembly state. In this electrically neutral state, through holes 3a and 5a are perforated at the ends of the output shaft 3 and the torsion bar 5, and the fixing pin 6 is inserted into the through holes 3a and 5a so that the main shaft 3 is connected to the torsion bar. 5 is fixed.

なお、最終的なコラムアッセンブリ状態に於いては、電気的中立位置の微調整及び増幅率の調整が行われている。
特開平１１−３１０１４２号公報 In the final column assembly state, fine adjustment of the electrical neutral position and adjustment of the amplification factor are performed.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-310142

しかしながら、入力軸２と出力軸３の位相は、電動パワーステアリング装置をサブアッセンブリ状態まで組み立てた後、更に、入力軸２と出力軸３とを電気的中立状態に調整して定める。更にその後、この中立状態における両軸２，３の位相を維持しながら、貫通孔３ａ，５ａを穿孔加工しなければならなかった。したがってその加工作業が煩雑であり、製造コストがかかるといったことがある。 However, the phase of the input shaft 2 and the output shaft 3 is determined by further adjusting the input shaft 2 and the output shaft 3 to an electrically neutral state after the electric power steering apparatus is assembled to the sub-assembly state. Further thereafter, the through holes 3a and 5a had to be drilled while maintaining the phases of the shafts 2 and 3 in the neutral state. Therefore, the processing operation is complicated and the manufacturing cost may be high.

また、サブアッセンブリ後、最終的なコラムアッセンブリ状態に於いて、電気的中立位置を、再度、調整する必要があることから、その工数がかかるという問題点がある。 In addition, after the sub-assembly, it is necessary to adjust the electrical neutral position again in the final column assembly state.

本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであって、サブアッセンブリ状態では、入力軸と出力軸の電気的中立状態を調整する必要がなく、最終的なコラムアッセンブリ状態に於いて、その電気的中立位置を微調整するだけでよく、ひいては、工数を削減して製造コストを低減することができる、電動パワーステアリング装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances. In the sub-assembled state, it is not necessary to adjust the electrical neutral state of the input shaft and the output shaft, and in the final column assembly state. It is an object of the present invention to provide an electric power steering apparatus that only needs to finely adjust the electrical neutral position, and thus can reduce the number of steps and the manufacturing cost.

上記の目的を達成するため、本発明の第１の側面にかかる電動パワーステアリング装置は、
ステアリングホイールに連結された入力軸と、
操舵機構に連結された出力軸と、
前記入力軸と前記出力軸とを連結するトーションバーと、
前記ステアリングホイールの操舵力に応じて前記トーションバーに生じる捩りトルクと回転角度の少なくとも一方を検出する検出部と、
前記検出部から検出された検出結果に基づいて補助操舵トルクを発生させる電動モータと、
前記電動モータにおいて発生された前記補助操舵トルクを減速して前記出力軸へ伝達する減速機構とを備えた電動パワーステアリング装置において、
前記トーションバーの両端部に、夫々、第１位置決め部が形成され、
前記入力軸と出力軸には、夫々、前記第１位置決め部に夫々接続されて前記入力軸と出力軸とを前記トーションバーに対して位置決めする第２位置決め部が形成され、
少なくとも前記入力軸と前記出力軸の一方に形成された第２位置決め部と、前記トーションバーの両端部に形成された第１位置決め部との接続部に、少なくともガタ防止手段と軸方向の抜け防止手段の一方が設けられることを特徴とする。 In order to achieve the above object, an electric power steering apparatus according to the first aspect of the present invention includes:
An input shaft coupled to the steering wheel;
An output shaft coupled to the steering mechanism;
A torsion bar connecting the input shaft and the output shaft;
A detection unit for detecting at least one of a torsion torque and a rotation angle generated in the torsion bar in accordance with a steering force of the steering wheel;
An electric motor for generating an auxiliary steering torque based on a detection result detected from the detection unit;
An electric power steering apparatus comprising: a reduction mechanism that decelerates and transmits the auxiliary steering torque generated in the electric motor to the output shaft;
First positioning portions are formed on both ends of the torsion bar,
The input shaft and the output shaft are respectively connected to the first positioning portion, and a second positioning portion for positioning the input shaft and the output shaft with respect to the torsion bar is formed.
At least a backlash prevention means and an axial slip prevention are provided at a connection portion between at least a second positioning portion formed on one of the input shaft and the output shaft and a first positioning portion formed at both ends of the torsion bar. One of the means is provided.

本発明の第２の側面に係る電動パワーステアリング装置は、
前記第１位置決め部は雄スプラインであり、
前記第２位置決め部は前記雄スプラインに嵌合する前記雄スプラインと同形状の雌スプラインであることを特徴とする。
本発明の第３の側面に係る電動パワーステアリング装置は、
前記入力軸と出力軸には、夫々、前記両軸を規定の捩り角度以下に規制する凹凸状のストッパーが形成され、
前記凹凸状のストッパーの凹凸の個数と、前記トーションバーに形成した雄スプラインの凹凸の個数とが同一であり、
前記入力軸と出力軸の雌スプラインの位相は、前記両軸の捩り時に前記両軸が前記ストッパーにより規制される角度を、前記両軸の中立位置に対して左右ほぼ同一角度となるように、規定してあり、
前記トーションバーの両端部の雄スプラインは、互いに同位相であることを特徴とする。 The electric power steering apparatus according to the second aspect of the present invention is:
The first positioning part is a male spline;
The second positioning portion may be a female spline having the same shape as the male spline fitted to the male spline.
The electric power steering apparatus according to the third aspect of the present invention is:
Each of the input shaft and the output shaft is formed with an uneven stopper that restricts both the shafts to a prescribed twist angle or less,
The number of unevenness of the uneven stopper and the number of unevenness of the male spline formed on the torsion bar are the same,
The phase of the female spline of the input shaft and the output shaft is such that the angle at which the two shafts are regulated by the stopper when the two shafts are twisted is substantially the same left and right with respect to the neutral position of the two shafts. It is prescribed,
The male splines at both ends of the torsion bar are in phase with each other.

本発明によれば、トーションバーの両端部に形成した雄スプラインを、入力軸と出力軸に形成した雌スプラインに嵌合・固定するので、貫通孔の穿孔加工及びピンで固定する必要がなく、工数を短縮できる。 According to the present invention, the male splines formed on both ends of the torsion bar are fitted and fixed to the female splines formed on the input shaft and the output shaft, so there is no need to drill through holes and fix with pins. Man-hours can be shortened.

また、本発明によれば、凹凸状のストッパーの凹凸の個数と、トーションバーに形成した雄スプラインの凹凸の個数とが同一であり、トーションバーの両端部の雄スプラインは、同位相である。したがって、どの位相にトーションバーと両軸を組みつけても、両軸の捩り時にストッパーにより規制される角度が中立位置に対して左右ほぼ同一角度となる。 According to the present invention, the number of projections and depressions of the concavo-convex stopper is the same as the number of projections and depressions of the male spline formed on the torsion bar, and the male splines at both ends of the torsion bar are in phase. Therefore, no matter what phase the torsion bar and the two shafts are assembled, the angle regulated by the stopper when the two shafts are twisted is substantially the same as the left and right angles with respect to the neutral position.

よって、サブアッセンブリ状態では、入力軸と出力軸の電気的中立状態を調整する必要がない。したがって、最終的なコラムアッセンブリ状態に於いて、その電気的中立位置を微調整するだけでよく、ひいては、工数を削減して製造コストを低減することができる。 Therefore, in the sub-assembly state, it is not necessary to adjust the electrical neutral state of the input shaft and the output shaft. Therefore, in the final column assembly state, it is only necessary to finely adjust the electrical neutral position. As a result, the number of steps can be reduced and the manufacturing cost can be reduced.

以下、本発明の実施の形態に係る電動パワーステアリング装置を図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, an electric power steering apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

（第１実施の形態）
図１は、本発明の第１実施の形態に係るコラムアシスト式電動パワーステアリング装置の縦断面図である。 (First embodiment)
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a column assist type electric power steering apparatus according to a first embodiment of the present invention.

図２Ａは、図１のＡ−Ａ線に沿った断面図であり、図２Ｂは、図１のＢ−Ｂ線に沿った断面図であり、図２Ｃは、図１のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。 2A is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1, FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 1, and FIG. 2C is taken along line CC in FIG. FIG.

図３Ａは、トーションバーの斜視図であり、図３Ｂは、本発明の変形例に係り、出力軸とトーションバーの結合状態を示す断面図である。 FIG. 3A is a perspective view of a torsion bar, and FIG. 3B is a cross-sectional view showing a coupled state of an output shaft and a torsion bar according to a modification of the present invention.

ステアリングシャフト２（入力軸）の車両前方側には、トーションバー５の基端が圧入固定してある。このトーションバー５は、中空に形成した出力軸３の内部を延在している。また、トーションバー５の先端は、出力軸３とトーションバー５の端部の貫通孔３ａ，５ａにおいて固定ピン６により固定してある。 The base end of the torsion bar 5 is press-fitted and fixed to the front side of the steering shaft 2 (input shaft). The torsion bar 5 extends inside the hollow output shaft 3. The tip of the torsion bar 5 is fixed by a fixing pin 6 in the output shaft 3 and through holes 3 a and 5 a at the end of the torsion bar 5.

出力軸３の車両後方側には、トルクセンサー部ＴＳが設けてある。即ち、出力軸３の車両後方側には、トルクセンサー部ＴＳの検出用溝７が形成してある。これらの溝７の径方向外方には、トルクセンサー部ＴＳのスリーブ８が配置してある。このスリーブ８は、その車両後方側端部がステアリングシャフト２（入力軸）の車両前方側端部に加締め等により固定してある。スリーブ８には、窓が開けられている。操舵トルクにより入力軸２と出力軸３との間に捩りが生じると、スリーブ８の窓と出力軸３の検出用溝７の位置が変化する。この位置の変化に伴い、スリーブ８の外周に設けたヨーク９によりインピーダンスが検出され、センサ回路１０によってそれに応じた電圧が発生する。 A torque sensor part TS is provided on the vehicle rear side of the output shaft 3. That is, a detection groove 7 of the torque sensor unit TS is formed on the vehicle rear side of the output shaft 3. A sleeve 8 of the torque sensor unit TS is disposed outside the grooves 7 in the radial direction. The sleeve 8 has a vehicle rear side end fixed to a vehicle front side end of the steering shaft 2 (input shaft) by caulking or the like. A window is opened in the sleeve 8. When a twist occurs between the input shaft 2 and the output shaft 3 due to the steering torque, the positions of the window of the sleeve 8 and the detection groove 7 of the output shaft 3 change. With this change in position, the impedance is detected by the yoke 9 provided on the outer periphery of the sleeve 8, and a voltage corresponding to the impedance is generated by the sensor circuit 10.

また、電動モータ（図示略）の回転力は、そのウォーム（図示略）及びウォームホイール１２を介して出力軸３に伝達されるようになっている。電動モータ（図示略）の回転力及び回転方向を適宜制御することにより、出力軸３に適切な操舵補助トルクを付与できるようになっている。 The rotational force of the electric motor (not shown) is transmitted to the output shaft 3 via the worm (not shown) and the worm wheel 12. An appropriate steering assist torque can be applied to the output shaft 3 by appropriately controlling the rotational force and the rotational direction of an electric motor (not shown).

さて、本実施の形態では、トーションバー５の両端部に、夫々、雄スプライン２１，２３が形成してある。また、入力軸２と出力軸３には、夫々、雄スプライン２１，２３に夫々嵌合する同形状の雌スプライン２２，２４が形成してある。 In the present embodiment, male splines 21 and 23 are formed at both ends of the torsion bar 5, respectively. In addition, the input shaft 2 and the output shaft 3 are formed with female splines 22 and 24 having the same shape that are respectively fitted to the male splines 21 and 23.

トーションバー５の雄スプライン２１，２３は、同位相である。その凹凸の個数は、同一であり、例えば８個である。 The male splines 21 and 23 of the torsion bar 5 are in phase. The number of the irregularities is the same, for example, eight.

上述した凹凸状のストッパー１８，１９の凹凸の個数と、このトーションバー５に形成した雄スプライン２１，２３の凹凸の個数とは同一であり、例えば８個である。 The number of projections and depressions of the concave and convex stoppers 18 and 19 and the number of projections and depressions of the male splines 21 and 23 formed on the torsion bar 5 are the same, for example, eight.

入力軸２と出力軸３の雌スプライン２２，２４の位相は、両軸２，３の捩り時にストッパー１８，１９により規制される角度が中立位置に対して左右ほぼ同一角度となるように、規定してある。 The phases of the female splines 22 and 24 of the input shaft 2 and the output shaft 3 are defined so that the angle regulated by the stoppers 18 and 19 when the shafts 2 and 3 are twisted is substantially the same left and right with respect to the neutral position. It is.

すなわち、入力軸２と出力軸３の雌スプライン２２，２４の位相は、一方がストッパーと同じ位相に、他方が半山ずれた角度に成形されている。このことによって、中立位置に対してストッパー１８，１９により規制される角度は、左右転舵でほぼ同一になる。 That is, the phases of the female splines 22 and 24 of the input shaft 2 and the output shaft 3 are formed such that one is in the same phase as the stopper and the other is shifted by a half mountain. As a result, the angle regulated by the stoppers 18 and 19 with respect to the neutral position is substantially the same for left and right steering.

さらに、トーションバー５の端部には、孔２５が形成してある。この孔２５には、後述するように、鋼鉄製等のボール２６が圧入されるようになっている。 Further, a hole 25 is formed at the end of the torsion bar 5. As will be described later, a ball 26 made of steel or the like is press-fitted into the hole 25.

以上から、出力軸３とトーションバー５は、その端部のスプライン嵌合部（２３，２４）で、隙間をもって嵌合される。嵌合後、トージョンバー５の端面に設けた孔２５に、ボール２６を打ち込む（圧入する）ことによって、トーションバー５の端部拡径し、スプラインのガタを防止する。 From the above, the output shaft 3 and the torsion bar 5 are fitted with a gap at the spline fitting portions (23, 24) at the ends thereof. After fitting, a ball 26 is driven (press-fitted) into a hole 25 provided on the end surface of the torsion bar 5 to increase the diameter of the end of the torsion bar 5 and prevent backlash of the spline.

なお、変形例として、図３Ｂに示すように、出力軸３とトーションバー５の端部の貫通孔３ａ，５ａに、固定ピン６を挿通して出力軸３とトーションバー５とを固定しても良く、または、固定ピンを前記貫通孔へ圧入して固定しても良い。 As a modification, as shown in FIG. 3B, the output shaft 3 and the torsion bar 5 are fixed by inserting the fixing pin 6 into the through holes 3a and 5a at the ends of the output shaft 3 and the torsion bar 5. Alternatively, a fixing pin may be press-fitted into the through hole and fixed.

以上のように構成してあることから、本実施の形態によれば、トーションバー５の両端部に形成した雄スプライン２１、２３が入力軸２と出力軸３に形成した雌スプライン２２，２４に嵌合・固定してあり、また、凹凸状のストッパー１８，１９の凹凸の個数と、トーションバー５に形成した雄スプライン２１，２３の凹凸の個数とが同一であり、トーションバー５の両端部の雄スプライン２１，２３は、同位相であることから、どの位相にトーションバー５と両軸２，３を組みつけても、両軸２，３の捩り時にストッパー１８，１９により規制される角度が中立位置に対して左右ほぼ同一角度となる。よって、サブアッセンブリ状態では、入力軸２と出力軸３の電気的中立状態を調整する必要がなく、最終的なコラムアッセンブリ状態に於いて、その電気的中立位置を微調整するだけでよく、ひいては、工数を削減して製造コストを低減することができる。 With the configuration as described above, according to the present embodiment, the male splines 21 and 23 formed at both ends of the torsion bar 5 are replaced with the female splines 22 and 24 formed at the input shaft 2 and the output shaft 3. The number of concave and convex portions of the concave and convex stoppers 18 and 19 and the number of concave and convex portions of the male splines 21 and 23 formed on the torsion bar 5 are the same. Since the male splines 21 and 23 are of the same phase, the angle regulated by the stoppers 18 and 19 when the shafts 2 and 3 are twisted no matter which phase the torsion bar 5 and the shafts 2 and 3 are assembled to. Are substantially the same angle on the left and right with respect to the neutral position. Therefore, it is not necessary to adjust the electrical neutral state of the input shaft 2 and the output shaft 3 in the sub-assembly state, and it is only necessary to finely adjust the electrical neutral position in the final column assembly state. Man-hours can be reduced and manufacturing costs can be reduced.

（第２実施の形態）
図４は、本発明の第２実施の形態に係るコラムアシスト式電動パワーステアリング装置の縦断面図である。 (Second Embodiment)
FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a column assist type electric power steering apparatus according to the second embodiment of the present invention.

本実施の形態は、その基本的構造が上述した第１の実施の形態と同様であり、相違する点について説明する。 In the present embodiment, the basic structure is the same as that of the first embodiment described above, and differences will be described.

本実施の形態では、入力軸２は、軸受３０（シール付き）により、後方側ハウジング１３に対して軸方向の動きを規制するように構成されている。そのため、トーションバー５は、回転方向のガタのみを抑制すればよくなり、固定ピン６により固定する必要が無くなる為、部品点数・工数を削減することができる。なお、符号３１は、止め輪であり、符号３２は、Ｃリングである。 In the present embodiment, the input shaft 2 is configured to restrict axial movement with respect to the rear housing 13 by a bearing 30 (with a seal). For this reason, the torsion bar 5 only needs to suppress backlash in the rotational direction, and it is not necessary to fix the torsion bar 5 with the fixing pin 6. Therefore, the number of parts and man-hours can be reduced. In addition, the code | symbol 31 is a retaining ring and the code | symbol 32 is a C ring.

以上から、両軸２，３の加工において、各々の溝（雌スプライン２２，２４）を冷間鍛造にて成形することにより、工程が少なく、且つ溝の位相誤差を小さくすることができ、製造コストを低減することができる。 From the above, in the processing of both shafts 2 and 3, by forming each groove (female spline 22, 24) by cold forging, the number of steps can be reduced and the phase error of the groove can be reduced. Cost can be reduced.

その他の構成、作用、及び効果は、上述した第１実施の形態と同様である。 Other configurations, operations, and effects are the same as those in the first embodiment described above.

なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されず、種々変形可能である。
例えば、上述した実施例では、雄スプライン２１，２３と雌スプライン２２，２４との嵌合によってトーションバー５と入力軸２と出力軸３とが互いに位置決めされる構成を示したが、本発明の位置決め手段は上述のスプライン嵌合に限定されない。例えば、上述の実施例では軸方向に平行で直線のスプライン溝が設けられているが、軸方向に対して斜めの溝、あるいは湾曲した溝が設けられていても良い。あるいは、上述の実施例では軸方向に沿って等幅の溝が設けられているが、軸の先端部の溝幅と軸の中間部側の溝幅とが異なっていても良い。さらには、スプライン嵌合による位置決めに代えて、多角形やセレーションを位置決め手段に用いてもよい。
なお、上述した実施例では、トーションバーの両端に同一の形状の位置決め部が形成されている例を挙げて説明したが、両端で異なる形状の位置決め部が形成されていてもよい。
本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。 In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A various deformation | transformation is possible.
For example, in the above-described embodiment, the configuration in which the torsion bar 5, the input shaft 2, and the output shaft 3 are positioned with respect to each other by fitting the male splines 21, 23 and the female splines 22, 24 is shown. The positioning means is not limited to the above spline fitting. For example, although the straight spline grooves parallel to the axial direction are provided in the above-described embodiments, oblique grooves or curved grooves may be provided with respect to the axial direction. Alternatively, in the above-described embodiment, a groove having a uniform width is provided along the axial direction. However, the groove width at the tip portion of the shaft may be different from the groove width on the intermediate portion side of the shaft. Furthermore, instead of positioning by spline fitting, polygons or serrations may be used as positioning means.
In the above-described embodiment, an example in which positioning portions having the same shape are formed at both ends of the torsion bar has been described. However, positioning portions having different shapes may be formed at both ends.
Although the present invention has been described in detail and with reference to specific embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the invention.

本発明の第１実施の形態に係るコラムアシスト式電動パワーステアリング装置の縦断面図である。1 is a longitudinal sectional view of a column assist type electric power steering device according to a first embodiment of the present invention. 図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the AA line of FIG. 図１のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the BB line of FIG. 図１のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the CC line of FIG. 本発明の第１実施例に係るトーションバーの斜視図である。It is a perspective view of the torsion bar concerning the 1st example of the present invention. トーションバーの変形例に係り、出力軸とトーションバーの結合状態の断面図である。It is sectional drawing of the coupling state of an output shaft and a torsion bar concerning the modification of a torsion bar. 本発明の第２実施の形態に係るコラムアシスト式電動パワーステアリング装置の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the column-assist type electric power steering device concerning a 2nd embodiment of the present invention. 従来例に係るコラムアシスト式電動パワーステアリング装置の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the column assist type electric power steering device according to the conventional example.

Explanation of symbols

１ステアリングコラム
２ステアリングシャフト（入力軸）
３出力軸
３ａ貫通孔
５トーションバー
５ａ貫通孔
６固定ピン
７検出用溝
８スリーブ
９ヨーク
１０センサ回路
ＴＳトルクセンサー部
１２ウォームホイール
１３後方側ハウジング
１４前方側ハウジング（カバー）
１５ボルト
１６，１７軸受
１８，１９ストッパー
２１雄スプライン
２２雌スプライン
２３雄スプライン
２４雌スプライン
２５孔
２６ボール
３０軸受
３１止め輪
３２Ｃリング 1 Steering column 2 Steering shaft (input shaft)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 Output shaft 3a Through-hole 5 Torsion bar 5a Through-hole 6 Fixing pin 7 Detection groove 8 Sleeve 9 Yoke 10 Sensor circuit TS Torque sensor part 12 Warm wheel 13 Rear side housing 14 Front side housing (cover)
15 Bolt 16, 17 Bearing 18, 19 Stopper 21 Male spline 22 Female spline 23 Male spline 24 Female spline 25 Hole 26 Ball 30 Bearing 31 Retaining ring 32 C ring

Claims

An input shaft coupled to the steering wheel;
An output shaft coupled to the steering mechanism;
A torsion bar connecting the input shaft and the output shaft;
A detection unit for detecting at least one of a torsion torque and a rotation angle generated in the torsion bar in accordance with a steering force of the steering wheel;
An electric motor for generating an auxiliary steering torque based on a detection result detected from the detection unit;
An electric power steering apparatus comprising: a reduction mechanism that decelerates and transmits the auxiliary steering torque generated in the electric motor to the output shaft;
A first positioning portion is formed at each end of the torsion bar,
The input shaft and the output shaft are respectively connected to the first positioning portion, and a second positioning portion for positioning the input shaft and the output shaft with respect to the torsion bar is formed.
At least a backlash preventing means and an axial slip prevention are provided at a connection portion between at least a second positioning portion formed on one of the input shaft and the output shaft and a first positioning portion formed at both ends of the torsion bar. One of means is provided, The electric power steering apparatus characterized by the above-mentioned.

The first positioning part is a male spline;
2. The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the second positioning portion is a female spline having the same shape as the male spline fitted to the male spline.

Each of the input shaft and the output shaft is formed with an uneven stopper that restricts both the shafts to a prescribed twist angle or less,
The number of unevenness of the uneven stopper and the number of unevenness of the male spline formed on the torsion bar are the same,
The phase of the female spline of the input shaft and the output shaft is such that the angle at which the two shafts are regulated by the stopper when the two shafts are twisted is substantially the same left and right with respect to the neutral position of the two shafts. It is prescribed,
The electric power steering apparatus according to claim 2, wherein the male splines at both ends of the torsion bar are in phase with each other.