JP2011099831A

JP2011099831A - パワーステアリング装置用のトルク測定装置の固定構造

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Publication number: JP2011099831A
Application number: JP2009256415A
Authority: JP
Inventors: Naoki Murakami; 直樹村上; Hiroyuki Muto; 寛之武藤; Yohei Hama; 洋平濱
Original assignee: Showa Corp
Current assignee: Showa Corp
Priority date: 2009-11-09
Filing date: 2009-11-09
Publication date: 2011-05-19

Abstract

【課題】パワーステアリング装置用のトルク測定装置の固定構造において、入力軸及び／又は出力軸にトルク測定装置を加締固定するためのくぼみを設ける必要がなく、入力軸及び／又は出力軸に対するトルク測定装置の取付位置精度を向上し、製品の小型化を図ること。
【解決手段】パワーステアリング装置用のトルク測定装置２０の固定構造において、トルク測定装置２０の検出体２１を備える環状ハブ３１が入力軸１１と出力軸１２の一方に圧入されて固定され、及び／又は、トルク測定装置２０のセンサ２２を備える環状ハブ３２が入力軸１１と出力軸１２の他方に圧入されて固定されるもの。
【選択図】図１

Description

本発明はパワーステアリング装置用のトルク測定装置の固定構造に関する。

電動パワーステアリング装置では、ステアリングホイールに連結される入力軸と、操舵車輪の操舵系に連結される出力軸とをトーションバーにより結合し、入力軸と出力軸の一方にトルク測定装置の検出体を固定するとともに、入力軸と出力軸の他方にトルク測定装置のセンサを固定し、入力軸と出力軸の間のねじれ角度、ひいては運転者がステアリングホイールに加えた操舵トルクを測定する。測定した操舵トルクに基づき、電子制御回路を介して電動モータを制御し、電動モータの出力トルクを操舵車輪の操舵系に付与し、運転者の操舵トルクをアシストする。

従来のトルク測定装置では、特許文献１に記載の如く、トルク測定装置の検出体であるマグネットリングを配設した薄板リングを入力軸と出力軸の一方に予め設けてあるくぼみに加締工具（ポンチ）を用いて加締固定するとともに、トルク測定装置のセンサを配設した薄板リングを入力軸と出力軸の他方に予め設けてあるくぼみに加締工具を用いて加締固定している。センサと検出体は入力軸と出力軸への取付位置精度（軸方向位置、回転方向位置、傾き）を厳しく管理する必要がある。

特表2004-529365

しかしながら、従来のトルク測定装置には以下の問題点がある。
(1)入力軸及び／又は出力軸にくぼみを設ける必要があるし、かつ加締工具をそのくぼみに正確に位置合せするため、組立設備の厳しい精度管理が必要になる。

(2)検出体とセンサを配設した各薄板リングを入力軸と出力軸に挿入して加締固定するものであるから、それらの薄板リングは入力軸又は出力軸との間にガタを発生し、入力軸又は出力軸に対する検出体とセンサの取付位置精度を確保することに困難がある。

(3)検出体とセンサを配設した各薄板リングを入力軸と出力軸に挿入した状態で、加締装置を導入して加締固定するためのスペースを入力軸と出力軸の外周上に確保する必要があり、製品の小型化が困難になる。

本発明の課題は、パワーステアリング装置用のトルク測定装置の固定構造において、入力軸及び／又は出力軸にトルク測定装置を加締固定するためのくぼみを設ける必要がなく、入力軸及び／又は出力軸に対するトルク測定装置の取付位置精度を向上し、製品の小型化を図ることにある。

請求項１の発明は、パワーステアリング装置の入力軸と出力軸の一方にトルク測定装置の検出体を固定するとともに、入力軸と出力軸の他方にトルク測定装置のセンサを固定し、入力軸と出力軸の間のトルクを測定するためのパワーステアリング装置用のトルク測定装置の固定構造において、トルク測定装置の検出体を備える環状ハブが入力軸と出力軸の一方に圧入されて固定され、及び／又は、トルク測定装置のセンサを備える環状ハブが入力軸と出力軸の他方に圧入されて固定されるようにしたものである。

請求項２の発明は、請求項１の発明において更に、前記環状ハブが圧入される入力軸又は出力軸が、環状ハブの軸方向の固定位置を規定するフランジ部を備えるようにしたものである。

請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において更に、前記環状ハブが圧入される入力軸又は出力軸が、環状ハブの内径部が圧入されるローレット外径部を備えるようにしたものである。

（請求項１）
(a)トルク測定装置の検出体を備えた環状ハブを入力軸と出力軸の一方に圧入して固定し、及び／又はトルク測定装置のセンサを備えた環状ハブを入力軸と出力軸の他方に圧入して固定する。従って、入力軸及び／又は出力軸にトルク測定装置の検出体やセンサを加締固定するためのくぼみを設ける必要がなく、そのための加工工数を削減できるし、そのための組立設備の厳しい精度管理も不要になる。

(b)検出体とセンサを備えた各環状ハブを入力軸と出力軸に圧入するものであるから、それらの環状ハブは入力軸又は出力軸との間にガタを発生せず、入力軸又は出力軸に対する取付位置精度を向上できる。

(c)入力軸と出力軸の外周上に加締工具を導入して加締固定するためのスペースを確保する必要がない。製品の小型化が可能になる。

（請求項２）
(d)検出体とセンサを備えた各環状ハブが圧入される入力軸又は出力軸が、環状ハブの軸方向の固定位置を規定するフランジ部を備える。従って、環状ハブをフランジ部に当たるまで圧入するだけで、入力軸又は出力軸に対する検出体とセンサの軸方向の取付位置精度を容易に確保できる。

（請求項３）
(e)検出体とセンサを備えた各環状ハブが圧入される入力軸又は出力軸が、環状ハブの内径部が圧入されるローレット外径部を備える。従って、環状ハブの入力軸又は出力軸に対する固定強度を確実かつ容易に向上し、圧入の１工程だけで、環状ハブを回転防止するフェイルセーフ構造を確保できる。

即ち、環状ハブが入力軸又は出力軸の非ローレット外径部に圧入される通常圧入固定強度と、環状ハブが入力軸又は出力軸のローレット外径部に圧入されるローレット圧入固定強度を併せ確保し得る２段階固定構造とするものである。入力軸又は出力軸の非ローレット外径部の加工上の不都合、もしくはこれらに圧入される環状ハブの孔径の加工上の不都合により所定の通常圧入固定強度を確保するに足る締め代が取れない場合には、ローレット圧入固定強度を得て通常圧入固定強度を確実に補強できる。他方、入力軸又は出力軸のローレット外径部のローレット加工上の不都合により所定のローレット圧入強度を確保できない場合には、通常圧入固定強度を得てローレット圧入固定強度を確実に補強できる。入力軸又は出力軸に対する環状ハブの固定強度を確実かつ容易に向上できる。

図１は実施例１のトルク測定装置の固定構造を示す断面図である。図２は図１の要部拡大図である。図３は実施例２のトルク測定装置の固定構造を示す断面図である。図４は図２の要部拡大図である。

（実施例１）（図１、図２）
図１、図２は電動パワーステアリング装置１０の要部を示すものであり、ステアリングホイールに連結される入力軸１１を、操舵車輪の操舵系に連結される出力軸１２の中空部に嵌入して互いに滑り回転可能に軸支するとともに、入力軸１１と出力軸１２とをそれらの中心軸上に同軸配置したトーションバー１３により回転トルクを伝達可能に結合している。

そして、入力軸１１にトルク測定装置２０の検出体たるマグネットリング２１を固定するとともに、出力軸１２にトルク測定装置２０のセンサ２２を固定する。センサ２２をマグネットリング２１の外周に対向配置することにより、入力軸１１と出力軸１２の間のねじれ角度、ひいては運転者がステアリングホイールに加えた操舵トルクを特定する。センサ２２は検出した信号を電子制御回路に送信するための転出信号取出しユニット２３を付帯して備える。

トルク測定装置２０はセンサ２２が検出した信号を電子制御回路に送信して操舵トルクを測定し、この測定結果に基づいて電動モータを制御し、電動モータの出力トルクを操舵車輪の操舵系に付与し、運転者の操舵トルクをアシストする。操舵車輪の操舵系は、例えば出力軸１２に設けたピニオンに噛み合うラック軸を有し、ラック軸の左右両端部に左右の操舵車輪を操舵するためのタイロッドを連結して備える。そして、電動モータはウォーム歯車列を介して出力軸１２を回転可能にする。電動モータはボールねじ装置を介してラック軸を直線動可能にするものでも良い。

しかるに、電動パワーステアリング装置１０にあっては、トルク測定装置２０のマグネットリング２１を固定的に備える環状ハブ３１を、入力軸１１の外周に圧入して固定される。環状ハブ３１は入力軸１１に圧入されるハブ本体３１Ａと、ハブ本体３１Ａの外周に形成されるディスク部３１Ｂとからなり、ディスク部３１Ｂの外周にマグネットリング２１を固定してある。マグネットリング２１及び環状ハブ３１は、入力軸１１に取付けられる軸方向位置及び回転方向位置を管理されて入力軸１１に対し傾きなく圧入されて固定される。入力軸１１の外周に、環状ハブ３１の軸方向の固定位置を規定するフランジ部１１Ａ（不図示）を備えることもできる。

尚、ハブ本体３１Ａに圧入される入力軸１１の端部、又は入力軸１１に圧入されるハブ本体３１Ａの端部には、それらの圧入作業を容易にするための面取り部を設けることができる。

また、トルク測定装置２０のセンサ２２を固定的に備える環状ハブ３２を、出力軸１２の外周に圧入して固定される。環状ハブ３２は出力軸１２に圧入されるハブ本体３２Ａと、ハブ本体３２Ａの外周に形成されるディスク部３２Ｂとからなり、ディスク部３２Ｂの外周にセンサ２２を固定してある。センサ２２及び環状ハブ３２は、出力軸１２への軸方向位置及び回転方向位置を管理されて出力軸１２に対し傾きなく圧入されて固定される。出力軸１２の外周には、環状ハブ３２の軸方向の固定位置を規定するフランジ部１２Ａを備える。

尚、ハブ本体３２Ａに圧入される出力軸１２の端部、又は出力軸１２に圧入されるハブ本体３２Ａの端部には、それらの圧入作業を容易にするための面取り部を設けることができる。

本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)トルク測定装置２０のマグネットリング２１を備えた環状ハブ３１を入力軸１１に圧入して固定し、及び／又はトルク測定装置２０のセンサ２２を備えた環状ハブ３２を出力軸１２に圧入して固定する。従って、入力軸１１及び／又は出力軸１２にトルク測定装置２０のマグネットリング２１やセンサ２２を加締固定するためのくぼみを設ける必要がなく、そのための加工工数を削減できるし、そのための組立設備の厳しい精度管理も不要になる。

(b)マグネットリング２１とセンサ２２を備えた各環状ハブ３１、３２を入力軸１１と出力軸１２に圧入するものであるから、それらの環状ハブ３１、３２は入力軸１１又は出力軸１２との間にガタを発生せず、入力軸１１又は出力軸１２に対する取付位置精度を向上できる。

(c)入力軸１１と出力軸１２の外周上に加締工具を導入して加締固定するためのスペースを確保する必要がない。製品の小型化が可能になる。

(d)マグネットリング２１とセンサ２２を備えた各環状ハブ３１、３２が圧入される入力軸１１又は出力軸１２が、環状ハブの軸方向の固定位置を規定するフランジ部１１Ａ、１２Ａを備える。従って、環状ハブをフランジ部に当たるまで圧入するだけで、入力軸１１又は出力軸１２に対するマグネットリング２１とセンサ２２の軸方向の取付位置精度を容易に確保できる。

（実施例２）
図３、図４の実施例２が図１、図２の実施例１と異なる点は、センサ２２を備える環状ハブ３２が圧入される出力軸１２の外周に、環状ハブ３２の内径部が圧入されるローレット外径部１２Ｂを備えるようにしたことにある。

本実施例によれば、実施例１の(a)〜(d)の作用効果に加え、環状ハブ３２の出力軸１２に対する固定強度を確実かつ容易に向上し、圧入の１工程だけで、環状ハブ３２を出力軸１２に対して回転防止するフェイルセーフ構造を確保できる。

即ち、環状ハブ３２が出力軸１２の非ローレット外径部に圧入される通常圧入固定強度と、環状ハブ３２が出力軸１２のローレット外径部１２Ｂに圧入されるローレット圧入固定強度を併せ確保し得る２段階固定構造とするものである。出力軸１２の非ローレット外径部の加工上の不都合、もしくはこれらに圧入される環状ハブ３２の孔径の加工上の不都合により所定の通常圧入固定強度を確保するに足る締め代が取れない場合には、ローレット圧入固定強度を得て通常圧入固定強度を確実に補強できる。他方、出力軸１２のローレット外径部１２Ｂのローレット加工上の不都合により所定のローレット圧入強度を確保できない場合には、通常圧入固定強度を得てローレット圧入固定強度を確実に補強できる。環状ハブ３２の出力軸１２に対する固定強度を確実かつ容易に向上できる。

尚、マグネットリング２１を備える環状ハブ３１が圧入される入力軸１１の外周に、環状ハブ３１の内径部が圧入されるローレット外径部を備えることもできる。

以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。例えば、入力軸１１にトルク測定装置２０のセンサ２２を備えた環状ハブ３２を圧入して固定し、出力軸１２にトルク測定装置２０の検出体たるマグネットリング２１を備えた環状ハブ３１を圧入して固定することもできる。

本発明によれば、パワーステアリング装置用のトルク測定装置の固定構造において、入力軸及び／又は出力軸にトルク測定装置を加締固定するためのくぼみを設ける必要がなく、入力軸及び／又は出力軸に対するトルク測定装置の取付位置精度を向上し、製品の小型化を図ることができる。

１０パワーステアリング装置
１１入力軸
１２出力軸
１２Ａフランジ部
１２Ｂローレット外径部
１３トーションバー
２０トルク測定装置
２１マグネットリング（検出体）
２２センサ
３１、３２環状ハブ

Claims

パワーステアリング装置の入力軸と出力軸の一方にトルク測定装置の検出体を固定するとともに、入力軸と出力軸の他方にトルク測定装置のセンサを固定し、入力軸と出力軸の間のトルクを測定するためのパワーステアリング装置用のトルク測定装置の固定構造において、
トルク測定装置の検出体を備える環状ハブが入力軸と出力軸の一方に圧入されて固定され、及び／又は、トルク測定装置のセンサを備える環状ハブが入力軸と出力軸の他方に圧入されて固定されることを特徴とするパワーステアリング装置用のトルク測定装置の固定構造。
前記環状ハブが圧入される入力軸又は出力軸が、環状ハブの軸方向の固定位置を規定するフランジ部を備える請求項１に記載のパワーステアリング装置用のトルク測定装置の固定構造。
前記環状ハブが圧入される入力軸又は出力軸が、環状ハブの内径部が圧入されるローレット外径部を備える請求項１又は２に記載のパワーステアリング装置用のトルク測定装置の固定構造。