JP2017171071A - 電動パワーステアリング装置の製造方法及びトルク検出センサの調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】トーションバーの捻れ量がより小さい状態でトルクのゼロ点（中点）を調整することができるパワーステアリング装置の製造方法等を提供することができる。
【解決手段】入力軸２１とハンドル側ピニオン軸２３との間にトーションバー２２が接続しトーションバー２２の捩れ角度に基づいてトルクを検出するトルク検出センサ４０を、電動パワーステアリング装置に組み込む組み込み工程と、トルク検出センサ４０の入力軸２１に対しトルクを入力するとともに入力するトルクを徐々に小さくしたときのトルク検出センサ４０からの出力値に基づきトルク検出センサ４０の中点を求める中点調整工程と、を含む電動パワーステアリング装置の製造方法。
【選択図】図２

Description

本発明は、電動パワーステアリング装置の製造方法、トルク検出センサの調整方法に関する。

近年、主に自動車のステアリングの回転トルクの検出等に用いられるトルク検出センサが提案されている。
例えば、特許文献１に記載のトルクセンサは、磁性材料からなる入力軸に形成された大径部に、周方向に間隔を開けて複数の溝を形成するとともに、その大径部を包囲するように、導電性で且つ非磁性の材料からなる肉薄の円筒部材を、出力軸と回転方向に一体とする。そして、円筒部材には、円筒部材及び大径部間の相対回転位置に応じて溝との重なり具合が変化するように、複数の窓を形成し、円筒部材の窓が形成された部分をコイルで包囲し、窓が形成された部分は他のコイルで包囲し、それらコイルの自己誘導起電力を測定し、その結果に基づいてトルクを求めるようにしている。

特開平８−２４０４９１号公報

例えば、電動パワーステアリング装置に備えられたトルク検出センサでは、ステアリングホイールと連動して回転する入力軸とラック軸に接続するピニオンが形成された出力軸との間に接続されたトーションバーの捩れ量を測定し、これによりトルクを検出することができる。
しかしながら入力軸や出力軸に、軸支持のために軸受を使用することがある。またシール性を確保するためにシール部材を使用することがある。このとき入力軸や出力軸とこれらの部品との間に摺動抵抗が生じる。そしてトルク検出センサの中点（ゼロ点、中立点）を調整する中点調整の際には、トーションバーの捻れ量がほぼ生じない状態で行なう必要があるが、この摺動抵抗に起因して、トーションバーの捻れ量が生じた状態で中点を求める場合があった。
本発明は、トーションバーの捻れ量がより小さい状態でトルクのゼロ点（中点）を調整することができるパワーステアリング装置の製造方法等を提供することを目的とする。

かかる目的のもと、本発明は、入力軸と出力軸との間にトーションバーが接続しトーションバーの捩れ角度に基づいてトルクを検出するトルク検出センサを、電動パワーステアリング装置に組み込む組み込み工程と、トルク検出センサの入力軸又は出力軸に対しトルクを入力するとともに入力するトルクを徐々に小さくしたときのトルク検出センサからの出力値に基づきトルク検出センサの電気的な中点を求める中点調整工程と、を含む電動パワーステアリング装置の製造方法である。

また他の観点から捉えると、本発明は、入力軸と出力軸との間にトーションバーが接続し、トーションバーの捩れ角度に基づいてトルクを検出するトルク検出センサを準備し、トルク検出センサの入力軸又は出力軸に対しトルクを入力するとともに入力するトルクを徐々に小さくしたときのトルク検出センサからの出力値に基づきトルク検出センサの電気的な中点を求めるトルク検出センサの調整方法である。

さらに他の観点から捉えると、本発明は、電動パワーステアリング装置に組み込まれ、車両のステアリングホイールと連動して回転する入力軸とラック軸に接続するピニオンが形成された出力軸との間にトーションバーが接続しトーションバーの捩れ角度に基づいてトルクを検出するトルク検出センサを準備し、電動パワーステアリング装置においてアシスト力を発生する電動モータによりトルク検出センサの入力軸又は出力軸に対し正回転方向及び逆回転方向にトルクの入力を交互に繰り返し行なうとともに、入力するトルクを徐々に小さくしていったときに、トルク検出センサからの出力値に基づきトルク検出センサの電気的な中点を求めるトルク検出センサの調整方法である。

本発明によれば、トーションバーの捻れ量がより小さい状態でトルクのゼロ点（中点）を調整することができるパワーステアリング装置の製造方法等を提供することができる。

本実施形態が適用される電動パワーステアリング装置の全体構成図である。 本実施形態が適用される電動パワーステアリング装置の伝達機構部を説明する構成図であり、図１に示すII−II断面である。 本実施形態が適用される電動パワーステアリング装置のアシスト部を説明する構成図であり、図１に示すIII−III断面である。 トルク検出センサの構成を示す分解斜視図である。 （ａ）〜（ｂ）は、トルク検出センサの中点調整について説明した図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。
〔パワーステアリング装置の全体構成〕
図１は、本実施形態が適用される電動パワーステアリング装置１の全体構成図である。図２は、本実施形態が適用される電動パワーステアリング装置１の伝達機構部２を説明する構成図であり、図１に示すII−II断面である。図３は、本実施形態が適用される電動パワーステアリング装置１のアシスト部３を説明する構成図であり、図１に示すIII−III断面である。

図１に示すように、本実施形態が適用される電動パワーステアリング装置１は、いわゆるダブルピニオン型のパワーステアリング装置である。電動パワーステアリング装置１は、例えば車体フレーム（不図示）等に固定されるギヤハウジング１０と、ステアリングホイールからの操舵力をラック軸２４に伝達する伝達機構部２と、駆動部３０からの操舵補助力（アシスト力）をラック軸２４に伝達してラック軸２４の移動をアシストするアシスト部３とを備えている。また、電動パワーステアリング装置１は、アシスト部３の電動モータを駆動制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）１００を備えている。

ギヤハウジング１０は、図１に示すように、伝達機構部２を構成するハンドル側ギヤハウジング１０Ａと、アシスト部３を構成するアシスト側ギヤハウジング１０Ｂとを有する。ハンドル側ギヤハウジング１０Ａとアシスト側ギヤハウジング１０Ｂとは、ラック軸２４まわりで連結されてギヤハウジング１０を構成する。
ハンドル側ギヤハウジング１０Ａは、入力軸２１と、出力軸であるハンドル側ピニオン軸２３（図２参照）とを回転可能に支持している。入力軸２１は、ステアリングホイール（不図示）に連結されたアッパーシャフト（不図示）と連結しており、ステアリングホイールの回転に連動して回転する。

一方、アシスト側ギヤハウジング１０Ｂは、アシスト側ピニオン軸３３（図３参照）を回転可能に支持している。ラック軸２４の両端部には左右のタイロッド４８Ａ、４８Ｂが連結されている。このタイロッド４８Ａ、４８Ｂはナックルアーム（不図示）を介して被操舵部である例えばタイヤ（不図示）に連結されている。ラック軸２４はハンドル側ギヤハウジング１０Ａの第１ハウジング１１（図２参照）とアシスト側ギヤハウジング１０Ｂの第１ハウジング１７（図３参照）とに設けられた軸受（不図示）によって、図１の左右方向に摺動性を良好に保った状態で支持されている。

〔伝達機構部２〕
図２に示すように、伝達機構部２のハンドル側ギヤハウジング１０Ａは、第１ハウジング１１、第２ハウジング１２及び第３ハウジング１３に分割され、これらが組み付けられてハウジングを形成している。これら第１ハウジング１１、第２ハウジング１２及び第３ハウジング１３は、それぞれ固定ボルトによって固定されている。

そして、伝達機構部２は、図２に示すように、ステアリングホイール（不図示）に連結される入力軸２１を有している。また、この入力軸２１にトーションバー２２を介して連結されるハンドル側ピニオン軸（出力軸）２３を、入力軸２１と同軸上に有している。
さらに、ハンドル側ピニオン軸２３はピニオン２３Ｐを有しており、このピニオン２３Ｐをラック軸２４のハンドル側ラック２４Ａに噛み合わせている。これにより、ラック軸２４は、ステアリングホイールに加えた操舵トルクに従って直線運動が可能となり、図１に示すギヤハウジング１０の左右方向に移動する。
入力軸２１はハンドル側ギヤハウジング１０Ａの第３ハウジング１３に設けられた軸受２１Ｊにより保持され、ハンドル側ピニオン軸２３はハンドル側ギヤハウジング１０Ａの第１ハウジング１１に設けられた軸受２３Ｊ及び第２ハウジング１２に設けられた軸受２３Ｋにより保持される。また入力軸２１は、シール部材２１Ｓを介して第３ハウジング１３との間の隙間が封止され、シール性が確保されている。

また、ハンドル側ギヤハウジング１０Ａの第１ハウジング１１内には、ラック軸２４のハンドル側ラック２４Ａをハンドル側ピニオン軸２３のピニオン２３Ｐに押付けるとともに、ラック軸２４を摺動自在に支持するラックガイド２５が取り付けられる。このラックガイド２５は、第１ハウジング１１のシリンダ部１４に挿入される。

シリンダ部１４は、このラック軸２４を挟んでハンドル側ピニオン軸２３と相対する部分に設けられている。ラックガイド２５は、シリンダ部１４に埋込ネジ形式により固定されるキャップ２５Ａを有し、ラック軸２４をハンドル側ラック２４Ａの反対側から押圧するばね２５Ｂを備えている。キャップ２５Ａが第１ハウジング１１のシリンダ部１４に締め付けられることで、ばね２５Ｂがラック軸２４を押圧し、ハンドル側ラック２４Ａはピニオン２３Ｐと良好な噛み合いを維持している。

さらに、伝達機構部２は、入力軸２１とハンドル側ピニオン軸（出力軸）２３との相対回転角度に基づいて、言い換えればトーションバー２２の捩れ量に基づいて、ステアリングホイールに加えられた操舵トルクを検出するトルク検出センサ４０を有している。トルク検出センサ４０については後で詳述する。

〔アシスト部３〕
アシスト部３は、図３に示すように、アシスト側ギヤハウジング１０Ｂと、アシスト側ピニオン軸３３と、アシスト側ピニオン軸３３に接続するウォームホイール３４と、アシスト側ピニオン軸３３とラック軸２４との接続を案内するラックガイド３８とを有している。さらに、アシスト部３は、図１に示すように、ウォームホイール３４を回転駆動する駆動部３０を備えている。

アシスト側ギヤハウジング１０Ｂは、図３に示すように、第１ハウジング１７と第２ハウジング１８とに分割され、これらが組み付けられてハウジングを形成している。さらに、第２ハウジング１８には、カバー部材１９が組み付けられる。第１ハウジング１７と第２ハウジング１８とは、それぞれ内側に筒状の空間を有する部材である。そして、第１ハウジング１７は、主にアシスト側ピニオン軸３３とラック軸２４との接続部分におけるハウジングを形成する。また、第２ハウジング１８は、主にアシスト側ピニオン軸３３とウォームホイール３４との接続部分におけるハウジングを形成する。

第１ハウジング１７は、第２ハウジング１８との嵌め合い箇所を構成する嵌合い部１７Ｊを有している。また、第２ハウジング１８は、第１ハウジング１７との嵌め合い箇所を構成する嵌合い部１８Ｊを有している。そして、本実施形態では、嵌合い部１８Ｊの外径は、嵌合い部１７Ｊの内径よりも若干大きく形成されている。そして、第１ハウジング１７と第２ハウジング１８とは、シール部材を間に挟んだ状態で、嵌合い部１７Ｊに嵌合い部１８Ｊが挿入されて嵌め合わされる。そして、第１ハウジング１７と第２ハウジング１８とは、固定ボルトによって固定される。
また、カバー部材１９は、図３に示すように、固定ボルト２０によって第２ハウジング１８に固定される。そして、カバー部材１９は、第１ハウジング１７の開口部を覆うように設けられる。

アシスト側ピニオン軸３３は、車両に搭載された状態で、鉛直方向に対して交差配置される。本実施形態では、アシスト側ピニオン軸３３が車両の前後方向に沿うように、概ね水平方向に横置きされる（図１参照）。
アシスト側ピニオン軸３３は、図３に示すように、ピニオン３３Ｐを有している。そして、アシスト側ピニオン軸３３のピニオン３３Ｐがラック軸２４のアシスト側ラック２４Ｂに接続する。なお、本実施形態のアシスト部３では、アシスト側ピニオン軸３３のピニオン３３Ｐとラック軸２４のアシスト側ラック２４Ｂの双方又は少なくとも一方を、それらの歯すじがそれらの中心軸に斜交する斜歯歯車としている。なお、本実施形態のアシスト側ピニオン軸３３は金属製である。
また、アシスト側ピニオン軸３３には、ウォームホイール３４が設けられる。そして、アシスト側ピニオン軸３３は、ウォームホイール３４を介して駆動部３０（図１参照）から回転駆動力を受けて回転する。

アシスト側ピニオン軸３３は、一端側が第１ハウジング１７に設けられる第１軸受３３Ｊに保持され、他端側が第２ハウジング１８に設けられる第２軸受３３Ｋに保持される。
第２軸受３３Ｋの内輪は、アシスト側ピニオン軸３３のハブ３３Ｈとロックナット３６とに挟まれるようにして、アシスト側ピニオン軸３３の外周に取り付けられる。また、第２軸受３３Ｋの外輪は、第２ハウジング１８に形成される保持部１８Ｈとサークリップとの間に挟まれるようにして第２ハウジング１８に固定される。
一方、第１軸受３３Ｊの外輪は第１ハウジング１７に圧入され、アシスト側ピニオン軸３３の一端部は第１軸受３３Ｊの内輪に隙間嵌めされている。

そして、アシスト側ピニオン軸３３は、第１ハウジング１７に圧入される第１軸受３３Ｊに保持されることで、第１ハウジング１７側に向けた方向の移動が制限される。
また、アシスト側ピニオン軸３３は、埋込ネジ形式によりアシスト側ピニオン軸３３に固定されるロックナット３６によって、第２軸受３３Ｋを挟んで第２ハウジング１８の保持部１８Ｈに突き当てられる。これによって、アシスト側ピニオン軸３３は、第２ハウジング１８側に向けた方向の移動が制限される。
以上のようにして、アシスト側ピニオン軸３３は、アシスト側ギヤハウジング１０Ｂにおいて、回転可能に保持されるとともに、軸方向には移動しないように取り付けられる。

ウォームホイール３４は、アシスト側ピニオン軸３３のピニオン３３Ｐが形成される側とは逆側の端部に設けられる。ウォームホイール３４の回転軸は、アシスト側ピニオン軸３３と同軸になるように形成される。そして、ウォームホイール３４は、駆動部３０のウォームギヤ３２（後述）と噛み合う。なお、本実施形態のウォームホイール３４は、この金属製のアシスト側ピニオン軸３３のハブ３３Ｈに一体成形された樹脂成形体で構成される。

ラックガイド３８は、第１ハウジング１７のシリンダ部１７Ａに設けられる。ラックガイド３８は、ラック軸２４を挟んでアシスト側ピニオン軸３３と相対する部分に設けられている。そして、ラックガイド３８は、シリンダ部１７Ａに埋込ネジ形式により固定されるキャップ３８Ａを有し、ラック軸２４をアシスト側ラック２４Ｂの反対側から押圧するばね３８Ｂを備えている。キャップ３８Ａが第１ハウジング１７のシリンダ部１７Ａに締め付けられることで、ばね３８Ｂがラック軸２４を押圧し、アシスト側ラック２４Ｂはピニオン３３Ｐと良好な噛み合いを維持している。
そして、ラックガイド３８は、ラック軸２４のアシスト側ラック２４Ｂをアシスト側ピニオン軸３３のピニオン３３Ｐに押付けるとともに、ラック軸２４を摺動自在に支持する。

駆動部３０は、電動モータ（図示せず）と、電動モータを囲うモータケースと、電動モータの駆動軸に連結するウォームギヤ３２とを有している。モータケースは、第２ハウジング１８に接続されている。電動モータは、ＥＣＵ１００によって駆動制御される。そして、ウォームギヤ３２は、ウォームホイール３４に接続し、電動モータの出力トルクをウォームホイール３４に伝達する。本実施形態に係る電動モータは、電動モータの回転角度を検出するレゾルバを有する３相ブラシレスモータである。

〔トルク検出センサ４０〕
図４は、トルク検出センサ４０の構成を示す分解斜視図である。
トルク検出センサ４０は、図２、図４に示すように、入力軸２１に固定されるマグネットカラー１２１及び永久磁石１２２と、ハンドル側ピニオン軸２３に固定されるステータユニット１３０とを備えている。また、トルク検出センサ４０は、後述する第１ステータ１３１及び第２ステータ１３２で導かれた磁束を集磁して、入力軸２１とハンドル側ピニオン軸２３との間の相対回転角度に応じた電圧信号を出力するセンサユニット１４０を備えている。

永久磁石１２２は、Ｎ極とＳ極とが周方向に交互に並んでリング状に形成され、周方向に着磁されている。本実施形態における永久磁石１２２は、８個ずつのＮ極、Ｓ極が周方向に等間隔で配置されている。
マグネットカラー１２１は、鉄材によって円筒状に形成されていて、外周面１２１ａに永久磁石１２２が嵌め合わされ、例えば接着によって永久磁石１２２はマグネットカラー１２１に固定される。また、図２に示すように、マグネットカラー１２１の内周面１２１ｂに入力軸２１が挿入されて、圧入、溶接、カシメ等により、マグネットカラー１２１は入力軸２１に固定される。これにより、永久磁石１２２は、入力軸２１と一体的に回転可能である。

（ステータユニット１３０）
ステータユニット１３０は、第１ステータ１３１と、第２ステータ１３２と、ステータホルダ１３３と、ヨーク１３４とを備えている。
第１ステータ１３１及び第２ステータ１３２は、例えばパーマロイ等の軟磁性材料で形成されている。第１ステータ１３１は、図４に示すように、円環状に形成された円環部１３１ｂと、円環部１３１ｂの内周縁から入力軸２１の軸方向に突出して延び、周方向に等間隔に形成された８個のステータ爪１３１ａとを有している。

また、第１ステータ１３１は、円環部１３１ｂの外周縁から入力軸２１の軸方向に突出して延びた３個の突片１３１ｃを有している。これら３個の突片１３１ｃは周方向に等間隔で形成されている。各突片１３１ｃは、工具等によって半径方向内方に押されて塑性変形し、ステータホルダ１３３の位置決め部１３３ｊにカシメられ、第１ステータ１３１はステータホルダ１３３に結合される。

第２ステータ１３２は、第１ステータ１３１を図示の上下を逆にして配置したものと同じであり、円環部１３２ｂ、ステータ爪１３２ａ及び突片１３２ｃは、それぞれ第１ステータ１３１の円環部１３１ｂ、ステータ爪１３１ａ及び突片１３１ｃに対応する。
第２ステータ１３２も第１ステータ１３１と同様に、ステータホルダ１３３の位置決め部１３３ｊに位置決めされてカシメられ、第２ステータ１３２はステータホルダ１３３に結合される。
ステータホルダ１３３に位置決めして固定された第１ステータ１３１のステータ爪１３１ａと第２ステータ１３２のステータ爪１３２ａとは、周方向に等間隔に交互に並ぶ。

ステータホルダ１３３は、非磁性材料によって概略円筒状に形成されている。
ヨーク１３４は、例えば鉄材によって円筒状に形成されていて、インサート成形により、ステータホルダ１３３と一体的に形成されている。
以上のように構成されたステータユニット１３０は、図２に示すように、ヨーク１３４の内周面１３４ｂに、ハンドル側ピニオン軸２３が挿入されて、圧入、溶接、カシメ等によりハンドル側ピニオン軸２３に固定される。

（センサユニット１４０）
センサユニット１４０は、第１コレクタ１４１及び第２コレクタ１４２と、磁気センサ１４３と、基板１４４と、端子１４５と、センサハウジング１４６とを備える。

センサハウジング１４６は、例えばポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂材又はポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂材で形成されている。センサハウジング１４６は、図２、図４に示すように、基部１４６ｐと、基部１４６ｐから立ち上がった周壁１４６ｑと、基部１４６ｐを挟んで周壁１４６ｑと反対側に形成された接続部１４６ｒとを有している。

第１コレクタ１４１、第２コレクタ１４２、基板１４４及び端子１４５は、センサハウジング１４６の基部１４６ｐと周壁１４６ｑとにより囲まれた内部に収容され、センサハウジング１４６に保持されている。
センサユニット１４０は、図２に示すように、周壁１４６ｑが第３ハウジング１３に形成された孔に挿入され、基部１４６ｐが、締付部材（不図示）により第３ハウジング１３に固定される。

第１コレクタ１４１は、平板の円弧状に形成された円弧部１４１ａと、円弧部１４１ａの外周縁からそれぞれ外方に延びて形成された複数の突出部１４１ｂとを有する。
円弧部１４１ａは、第１ステータ１３１の円環部１３１ｂの一部である円弧に対応する形状である。円弧部１４１ａは、センサハウジング１４６が第３ハウジング１３に固定された状態で、第１ステータ１３１の円環部１３１ｂとの間に空隙を介して対向して配置され、第１ステータ１３１で導かれた磁束を集磁する。
複数の突出部１４１ｂの内の少なくとも一の突出部１４１ｂは、磁気センサ１４３に接し、円弧部で集磁された磁束を磁気センサ１４３に導く。

第２コレクタ１４２は、平板の円弧状に形成された円弧部１４２ａと、円弧部１４２ａの外周縁からそれぞれ外方に延びて形成された複数の突出部１４２ｂとを有する。
円弧部１４２ａは、第２ステータ１３２の円環部１３２ｂの一部である円弧に対応する形状である。円弧部１４２ａは、センサハウジング１４６が第３ハウジング１３に固定された状態で、第２ステータ１３２の円環部１３２ｂとの間に空隙を介して対向して配置され、第２ステータ１３２で導かれた磁束を集磁する。
複数の突出部１４２ｂの内の少なくとも一の突出部１４２ｂは、磁気センサ１４３に接し、円弧部１４２ａで集磁された磁束を磁気センサ１４３に導く。

磁気センサ１４３は、第１コレクタ１４１で導かれた磁束と第２コレクタ１４２で導かれた磁束とに基づいて第１コレクタ１４１と第２コレクタ１４２との間の磁束密度に対応した電圧信号に変換する。磁気センサ１４３は、制御装置１０から電流が供給されることにより作動して、第１コレクタ１４１と第２コレクタ１４２との間の磁束密度を検出し、検出した磁束密度を電圧信号に変換して出力するセンサであり、磁気抵抗素子、ホールＩＣ、ホール素子などを例示することができる。

基板１４４は処理回路を備えていて、磁気センサ１４３から出力された電圧信号に対して処理回路で処理を施す。
端子１４５は基板１４４から基部１４６ｐを貫通して接続部１４６ｒまで延び、基板１４４の処理回路で処理が施された電圧信号を接続部１４６ｒの側まで導く。
接続部１４６ｒには図示しない電線のコネクタが接続され、基板１４４の処理回路で処理が施された電圧信号は、端子１４５から電線を通じてＥＣＵ１００（図１参照）に入力される。

ここでステアリングホイールの安定な操作性を確保するため、トルク検出センサ４０の中点（ゼロ点、中立点）をより正確に調整することが重要となる。またトルク検出センサ４０の処理回路等の精度のばらつきを補償する上でも、トルク検出センサ４０の中点調整を製品毎に行なう必要がある。なお中点とは、ステアリングホイールに加えられた操舵トルクがゼロのときのトルク検出センサ４０から出力される電圧である。この場合中点は、トルク検出センサ４０の電気的な中点である。

従来、トルク検出センサ４０の中点を調整するためには、電圧がある規定の値を示すように、入力軸２１や出力軸であるハンドル側ピニオン軸２３を位置調整するか、予め部品に設けられた基準部位を基に治具などで精度良く組み付け、その後、微調整として電気的なオフセット調整を行い、トルク検出センサ４０の中点調整を行っている。

しかしながら上述したように、入力軸２１やハンドル側ピニオン軸２３には、軸支持のための軸受２１Ｊ、２３Ｊ、２３Ｋや、シール性確保のためのシール部材２１Ｓなどが備えられる。そして入力軸２１やハンドル側ピニオン軸２３とこれらの部品との間には、摺動抵抗が生じる。その結果、従来の方法では、トーションバー２２の捩れがゼロとならない状態で、中点調整を行なっており、調整精度が低いといった問題があった。

そこで本実施形態では、以下に説明する方法でトルク検出センサ４０の中点調整を行なっている。
図５（ａ）〜（ｂ）は、トルク検出センサ４０の中点調整について説明した図である。図５（ａ）〜（ｂ）において、横軸は、入力軸２１に加えられる入力トルクを表す。なおこのとき入力トルクが正の領域では、入力軸２１を正回転方向に回転させた場合に発生する入力トルクの大きさを示す。対して入力トルクが負の領域では、入力軸２１を逆回転方向に回転させた場合に発生する入力トルクの大きさを示す。正回転方向は、入力軸２１の右回り方向と左回り方向の何れの方向としてもよいが、ここでは例えば、右回り方向を正回転方向とする。このとき逆回転方向は、左回り方向となる。縦軸は、トルク検出センサ４０から出力された電圧（以後、「出力電圧」と言うことがある）である。

図５（ａ）は、従来方法によるトルク検出センサ４０の中点調整について説明した図である。
例えば、ａ１点では、入力軸２１に加えられた入力トルクは、Ａ１である。しかし上述した軸受２１Ｊ、２３Ｊ、２３Ｋやシール部材２１Ｓによる摺動抵抗のため、トーションバー２２に捩れが生じず、出力電圧はゼロとなる。

この状態から、入力軸２１を正回転方向に回転させ入力トルクを加えた場合、トーションバー２２に正回転方向の捩れが生じ、その捻れ量は徐々に大きくなる。そしてそれに応じて出力電圧は増加する。ここでは、入力トルクを正回転方向にＡ２まで増大させた場合を示す。このとき出力電圧がＶ２であったとすると、図５（ａ）上では、ａ１点からａ２点に変化したことに対応する。

またａ２点の状態から入力軸２１を逆回転方向に回転させ入力トルクを加えた場合、上記摺動抵抗のため入力トルクがＡ３になるまでトーションバー２２の捻れは変化しない。そのため出力電圧は変化せずＶ２のままである。このとき図５（ａ）上では、ａ２点からａ３点に変化したことに対応する。

さらにａ３点の状態から入力軸２１を逆回転方向に回転させ入力トルクを加えた場合、トーションバー２２の捻れが戻り、その捻れ量は徐々に小さくなる。そしてそれに応じて出力電圧は減少する。ここでは、入力トルクがＡ５となるまで入力軸２１を逆回転方向に回転させた場合を示す。このとき図５（ａ）上では、ａ３点からａ４点を通りａ５点に変化したことに対応する。ａ５点では、入力軸２１に加えられた入力トルクは、Ａ５である。しかし上記摺動抵抗のため、トーションバー２２に捩れが生じず、出力電圧はゼロとなる。

そしてさらにａ５点の状態から入力軸２１を逆回転方向に回転させ入力トルクを加えた場合、トーションバー２２に逆回転方向の捩れが生じ、その捻れ量は徐々に大きくなる。そしてそれに応じて出力電圧は減少する。ここでは、入力トルクを逆回転方向にＡ６まで増大させた場合を示す。このとき出力電圧がＶ６であったとすると、図５（ａ）上では、ａ５点からａ６点に変化したことに対応する。

またａ６点の状態から入力軸２１を正回転方向に回転させ入力トルクを加えた場合、上記摺動抵抗のため入力トルクがＡ７になるまでトーションバー２２の捻れは変化しない。そのため出力電圧は変化せずＶ６のままである。このとき図５（ａ）上では、ａ６点からａ７点に変化したことに対応する。

さらにａ７点の状態から入力軸２１を正回転方向に回転させ入力トルクを加えた場合、トーションバー２２の捻れが戻り、その捻れ量は徐々に小さくなる。そしてそれに応じて出力電圧は増加する。ここでは、入力トルクがＡ１となるまで入力軸２１を正回転方向に回転させた場合を示す。このとき図５（ａ）上では、ａ７点からａ８点を通りａ１点に変化したことに対応する。即ち、最初の状態に戻る。

つまり上記摺動抵抗に起因して、入力トルクと出力電圧との関係はヒステリシスを有することになる。この場合、入力トルクがゼロの状態で中点調整を行なった場合、トーションバ−２２には捻れが発生しており、そのとき出力電圧は、例えば、ａ４点におけるＶ４やａ８点におけるＶ８である。つまり中点が大きくばらつく。

一方、図５（ｂ）は、本実施形態によるトルク検出センサ４０の中点調整について説明した図である。
本実施形態では、トルク検出センサ４０の入力軸２１に対しトルクを入力するとともに入力するトルクを徐々に小さくしたときのトルク検出センサ４０からの出力値（この場合、出力電圧）に基づきトルク検出センサ４０の中点を求める。
さらに具体的には、トルク検出センサ４０の入力軸２１に対し正回転方向及び逆回転方向にトルクの入力を交互に繰り返し行なうとともに、入力するトルクを徐々に小さくしていったときに、トルク検出センサ４０からの出力値（この場合、出力電圧）が予め定められた値となるときをトルク検出センサ４０の中点とする。

これを図５（ｂ）で説明すると、最初はトルク検出センサ４０の入力軸２１に対し正回転方向及び逆回転方向により大きな入力トルクを加える。そして入力トルクの大きさを段階的に小さくしていく。このとき入力トルクと出力電圧との関係は、例えば、図５（ｂ）に示すように左回りの渦巻き状の軌跡を描く。そして徐々に渦巻きの中心に向け収束していく。

即ち、図５（ａ）と同様に入力トルクと出力電圧との関係はヒステリシスを有するが、その大きさは徐々に小さくなる。この場合、入力トルクの大きさを徐々に小さくしていくことで、上記摺動抵抗もそれに応じて小さくなり、ヒステリシスも小さくなっていくことを意味する。その結果、入力トルクの大きさが十分に小さくなった状態では、ヒステリシスも非常に小さくなる。その結果、トーションバー２２の捻れ量がより小さい状態で中点を調整することができ、中点のばらつきが抑制される。

図５（ａ）〜（ｂ）では、入力軸２１に入力トルクを加えていたが、出力軸であるハンドル側ピニオン軸２３に入力してもよい。そして入力トルクを加えるのに、電動パワーステアリング装置１においてアシスト力を発生する電動モータにより行なうことができる。

なお上述したトルク検出センサ４０の調整方法は、入力軸２１とハンドル側ピニオン軸２３との間にトーションバー２２が接続し、トーションバー２２の捩れ角度に基づいてトルクを検出するトルク検出センサ４０を準備し、トルク検出センサ４０の入力軸２１又はハンドル側ピニオン軸２３に対しトルクを入力するとともに入力するトルクを徐々に小さくしたときのトルク検出センサ４０からの出力値（例えば、出力電圧）に基づきトルク検出センサ４０の中点を求めるトルク検出センサの調整方法と捉えることもできる。

さらに電動パワーステアリング装置１に組み込まれ、車両のステアリングホイールと連動して回転する入力軸２１とラック軸２４に接続するピニオンが形成されたハンドル側ピニオン軸２３との間にトーションバー２２が接続しトーションバー２２の捩れ角度に基づいてトルクを検出するトルク検出センサ２４を準備し、電動パワーステアリング装置１においてアシスト力を発生する電動モータによりトルク検出センサ２４の入力軸２１又はハンドル側ピニオン軸２３に対し正回転方向及び逆回転方向にトルクの入力を交互に繰り返し行なうとともに、入力するトルクを徐々に小さくしていったときに、トルク検出センサ４０からの出力値（例えば、出力電圧）に基づきトルク検出センサ４０の中点を求めるトルク検出センサの調整方法と捉えることもできる。

また本実施形態は、電動パワーステアリング装置１の製造方法として捉えることもできる。この場合、本実施形態は、入力軸２１とハンドル側ピニオン軸２３との間にトーションバー２２が接続しトーションバー２２の捩れ角度に基づいてトルクを検出するトルク検出センサ４０を、電動パワーステアリング装置１に組み込む組み込み工程と、トルク検出センサ４０の入力軸２１又はハンドル側ピニオン軸２３に対しトルクを入力するとともに入力するトルクを徐々に小さくしたときのトルク検出センサ４０からの出力値（例えば、出力電圧）に基づきトルク検出センサ４０の中点を求める中点調整工程と、を含む電動パワーステアリング装置の製造方法となる。なおこの場合、組み込み工程と中点調整工程とは何れが先でもよい。

１…電動パワーステアリング装置、２…伝達機構部、３…アシスト部、２１…入力軸、２２…トーションバー、２３…ハンドル側ピニオン軸、２４…ラック軸、４０…トルク検出センサ、１００…ＥＣＵ

Claims (5)

1. 入力軸と出力軸との間にトーションバーが接続し当該トーションバーの捩れ角度に基づいてトルクを検出するトルク検出センサを、電動パワーステアリング装置に組み込む組み込み工程と、
   前記トルク検出センサの前記入力軸又は前記出力軸に対しトルクを入力するとともに入力するトルクを徐々に小さくしたときの当該トルク検出センサからの出力値に基づき当該トルク検出センサの電気的な中点を求める中点調整工程と、
   を含む電動パワーステアリング装置の製造方法。
2. 前記中点調整工程は、前記トルク検出センサの前記入力軸又は前記出力軸に対し正回転方向及び逆回転方向にトルクの入力を交互に繰り返し行なうとともに、入力するトルクを徐々に小さくしていったときに、当該トルク検出センサからの出力値が予め定められた値となるときを当該トルク検出センサの電気的な中点とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置の製造方法。
3. 前記中点調整工程は、前記電動パワーステアリング装置においてアシスト力を発生する電動モータによりトルクの入力を行なう請求項１又は２に記載の電動パワーステアリング装置の製造方法。
4. 入力軸と出力軸との間にトーションバーが接続し、当該トーションバーの捩れ角度に基づいてトルクを検出するトルク検出センサを準備し、
   前記トルク検出センサの前記入力軸又は前記出力軸に対しトルクを入力するとともに入力するトルクを徐々に小さくしたときの当該トルク検出センサからの出力値に基づき当該トルク検出センサの電気的な中点を求めるトルク検出センサの調整方法。
5. 電動パワーステアリング装置に組み込まれ、車両のステアリングホイールと連動して回転する入力軸とラック軸に接続するピニオンが形成された出力軸との間にトーションバーが接続し当該トーションバーの捩れ角度に基づいてトルクを検出するトルク検出センサを準備し、
   前記電動パワーステアリング装置においてアシスト力を発生する電動モータにより前記トルク検出センサの前記入力軸又は前記出力軸に対し正回転方向及び逆回転方向にトルクの入力を交互に繰り返し行なうとともに、入力するトルクを徐々に小さくしていったときに、当該トルク検出センサからの出力値に基づき当該トルク検出センサの電気的な中点を求めるトルク検出センサの調整方法。

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