JP5960281B2 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、改良された電動パワーステアリング装置に関する。

多くの車両のステアリング系には、電動パワーステアリング装置が用いられている。電動パワーステアリング装置は、運転者がステアリングホイールを回転操作した際に、運転者の操舵力を軽減し、運転者に対して快適な操舵感を与える装置である。
この種の電動パワーステアリング装置は、回転トルク検出機構を有している。回転トルク検出機構は、運転者がハンドルを回転操作した際に、車両のステアリング系に作用する回転トルク（操舵トルク）の大きさ及び方向を検出する装置である。回転トルク検出機構による検出結果に応じて補助トルクを電動機で発生し、この補助トルクをステアリング系に付加する。
特に、補助トルクをステアリングシャフトに伝える形式の電動パワーステアリング装置を、コラムアシスト式電動パワーステアリング装置という。コラムアシスト式電動パワーステアリング装置については、例えば下記の特許文献１に記載された技術が知られている。

この特許文献１で知られている、コラムアシスト式電動パワーステアリング装置は、ステアリングホイールと、このステアリングホイールに一端が接続されているステアリングシャフトと、このステアリングシャフトを回転自在に支持する２つの軸受と、ステアリングシャフトの操舵トルクを検出するトルクセンサとを有している。トルクセンサは、ステアリングホイール側の軸受とステアリングホイールとの間に配置されている。トルクセンサには、接触式の圧力センサが用いられている。

このような接触式の圧力センサに対して、近年、ステアリングシャフトに接触せずに操舵トルクを計測することのできる非接触式のセンサが多く用いられている。非接触式のセンサとして、磁歪式トルクセンサが知られている。
特許文献１のような電動パワーステアリング装置に磁歪式トルクセンサを採用する場合には、ステアリングシャフトの外周面に磁歪膜を設け、この磁歪膜に対向させて磁歪膜の透磁率変化を検出する検出部を設ける必要がある。検出部は、磁歪膜の透磁率の変化を検出するための１対の検出回路を有する。

しかし、磁歪式トルクセンサを用いた際には、以下のような問題が生じ得る。
例えば、車庫入れ時には、ハンドルをゆっくりと目一杯まで回転させることがある。限界まで回転させた状態からさらに回転させようとすると、ハンドル、及び、このハンドルに連結されているステアリングシャフトに、曲げモーメントが作用し得る。
また、ステアリングシャフトの他端には自在継手を介し、インターミディエイトシャフトが角度を為して連結されている。このため、縁石にタイヤが衝突することにより衝撃が入力されると、自在継手側からも曲げモーメントが作用することがある。
これらの曲げモーメントは、回転軸の軸方向の断面位置で大きさが異なる。具体的には、曲げモーメントの作用点では０（ゼロ）であり、断面位置が作用点から離れるにしたがって曲げモーメントが増大する。このため、断面位置と作用点との位置が異なる磁歪材には、大きさの異なる曲げモーメントが作用する。２つの磁歪材にとっては、回転モーメントも曲げモーメントも、同じ歪として検出される。即ち、曲げモーメントを検出することにより、回転モーメントを検出するための磁歪式トルクセンサの精度が低下してしまう。２つの磁歪材には、大きさの異なる曲げモーメントが作用しているので、それぞれ対応する検出手段から交流抵抗等の出力の差分を取っても、曲げモーメント分はキャンセルできない。このことにより、操舵トルクの検出精度が低下する。トルクの検出精度に、さらなる改良の余地がある。

特開２００６−１０３６３８号公報

本発明は、回転軸に作用する回転トルクの大きさ及び方向を精度良く検出することができる回転トルク検出機構を備えた電動パワーステアリング装置を提供することを課題とする。

本発明によれば、ステアリングシャフトに生じるトルクを検出する磁歪式トルクセンサと、
前記ステアリングシャフトを回転自在に支持する軸受と、
前記ステアリングシャフトの一端にステアリングホイールと、を備えている電動パワーステアリング装置において、
前記磁歪式トルクセンサは、前記ステアリングシャフトの外周面に設けられた磁歪膜と、この磁歪膜に対向して設けられ透磁率変化を検出する検出部とからなり、
前記軸受は、前記ステアリングシャフトの軸方向において、前記検出部を挟むようにして、２箇所に取付けられて、運転者が前記ステアリングホイールを回転操作した際に、前記ステアリングシャフトに作用する回転トルクの大きさ及び方向を検出するための前記磁歪式式トルクセンサによって回転トルク検出装置を構成し、補助トルクを発生する補助トルク用モータを備え、前記回転トルク検出装置での検出結果に応じた補助トルクを前記補助トルク用モータで発生し、この補助トルクを前記ステアリングシャフトに付与するように構成され、
前記ステアリングシャフトの他端には、自由継ぎ手をさらに備え、
前記２箇所に取付けられている軸受けのうち、
前記他端側に取り付けられている軸受けの数は、前記一端側に取り付けられた軸受けの数よりも多く、又は、
前記他端側に取り付けられている軸受けの数と、前記一端側に取り付けられた軸受けの数は同じであり、前記他端側には複列式転がり軸受が設けられ、前記一端側には単列式転がり軸受が設けられていることを特徴とする電動パワーステアリング装置が提供される。

本発明では、軸受は、シャフトの軸方向において、検出部を挟むようにして２箇所に取付けられている。即ち、検出部は、２つの軸受の間に配置されている。例えば、ステアリングホイール側の軸受からステアリングホイールまでの距離に比べて、軸受間の距離は長く設定されている。距離が長いことにより、シャフトに加わる曲げモーメントの変化の度合いは、ステアリングホイール側の軸受からステアリングホイールまでの変化の度合いに比べて小さい。曲げモーメントの変化の度合いが小さいことにより、磁歪式トルクセンサが検出する回転トルクの検出精度を高めることができる。

シャフトに設けた磁歪式トルクセンサの検出精度が高いことは、補助トルクがステアリングシャフトに付加されるコラムアシスト式電動パワーステアリング装置において、特に有益である。

さらに、本発明では、回転トルク検出機構の軸受に複列軸受を用いたので、その軸受部でのステアリングシャフトのたわみに加え，撓み角度を規制することができ、軸受より外側からの曲げモーメントを抑えることができる。その結果、運転者がステアリングホイールを回転操作した際に、車両のステアリング系に作用する回転トルクの大きさ及び方向を精度良く検出することができ、運転者の操舵感（操舵フィーリング）を向上させることができる。

さらに、本発明では、回転トルク検出機構の軸受を２つ並べることで、その軸受部でのステアリングシャフトのたわみに加え、撓み角度を規制することができ、軸受より外側からの曲げモーメントを抑えることができる。その結果、運転者がステアリングホイールを回転操作した際に、車両のステアリング系に作用する回転トルクの大きさ及び方向を精度良く検出することができ、運転者の操舵感（操舵フィーリング）を向上させることができる。

本発明の実施例１によるコラムアシスト式の電動パワーステアリング装置の模式図である。 図１に示された電動パワーステアリング装置の要部断面図である。 図２に示されたコラムアシスト式電動パワーステアリング装置と比較例によるコラムアシスト式電動パワーステアリング装置とを比較する図である。 図２に示されたコラムアシスト式電動パワーステアリング装置の効果を説明する図である。 本発明の実施例２によるコラムアシスト式の電動パワーステアリング装置を説明する図である。 本発明の実施例３によるコラムアシスト式の電動パワーステアリング装置を説明する図である。 本発明の実施例４によるコラムアシスト式の電動パワーステアリング装置の要部断面図である。 本発明の実施例５によるコラムアシスト式の電動パワーステアリング装置の要部断面図である。

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。

実施例１による回転トルク検出装置を搭載したコラムアシスト式電動パワーステアリング装置の構造について、図１に基づき説明する。

図１に示されるように、コラムアシスト式電動パワーステアリング装置１０（以下、「電動パワーステアリング装置１０」という。）は、車両のステアリングホイール２１から車両の操舵車輪２９，２９（例えば前輪）に至るステアリング系２０と、このステアリング系２０に補助トルクを加える補助トルク機構４０とからなる。

ステアリング系２０は、ステアリングホイール２１にステアリングシャフト２２（シャフト２２）及び自在軸継手２３，２３を介してピニオン軸２４が連結され、ピニオン軸２４にラックアンドピニオン機構２５を介してラック軸２６が連結され、ラック軸２６の両端に左右のタイロッド２７，２７及びナックル２８，２８を介して左右の操舵車輪２９，２９が連結されているものである。

ラックアンドピニオン機構２５は、ピニオン軸２４に形成されたピニオン３１と、ラック軸２６に形成されたラック３２と、からなる。

ステアリング系２０によれば、運転者がステアリングホイール２１を操舵することにより、この操舵トルクによってラックアンドピニオン機構２５及び左右のタイロッド２７，２７を介して、左右の操舵車輪２９，２９を操舵することができる。

補助トルク機構４０は、ステアリングホイール２１に加えたステアリング系２０の操舵トルクを磁歪式トルクセンサ８０（回転トルク検出装置８０）で検出し、この磁歪式トルクセンサ８０のトルク検出信号に基づき制御部４２で制御信号を発生し、この制御信号に基づき操舵トルクに応じた補助トルクを補助トルク用モータ４３（以下、「モータ４３」という。）で発生し、この補助トルクをウォームギヤ機構４４を介してステアリングシャフト２２に伝達し、さらに、補助トルクをステアリングシャフト２２からステアリング系２０のラックアンドピニオン機構２５に伝達するようにした機構である。磁歪式トルクセンサ８０は、ステアリングシャフト２２に加えられたトルクを検出し、トルク検出信号として出力するものである。

電動パワーステアリング装置１０によれば、運転者の操舵によって発生する操舵トルクに、モータ４３の補助トルクを加え、これらの複合トルクにより、操舵車輪２９，２９を操舵する。

図２に示されるように、ステアリングホイール２１、ステアリングシャフト２２及びウォームギヤ機構４４は、ステアリングコラム６１によって支持されている。ステアリングコラム６１は、例えば、取付部６２を介して、ステアリングハンガに吊下げられ、支持されている。ステアリングハンガは、車体前部において車幅方向に渡って取付けられているパイプ状の部材である。

ウォームギヤ機構４４を収納しているハウジング６３は、一端がステアリングコラム６１に差込まれている。これにより、ハウジング６３とステアリングコラム６１とは、一体的に形成されている。

ステアリングコラム６１のステアリングホイール２１側の端部には、第１軸受６４（軸受６４）が取付けられている。ハウジング６３の他端部には、第２軸受６５（軸受６５）が取付けられている。第１及び第２軸受６４，６５は、共に単列式の転がり軸受である。ステアリングホイール２１から第１軸受６４までの距離Ｌ１に比べて、第１及び第２軸受６４，６５間の距離Ｌ２は、長く設定されている。詳細は後述するが、Ｌ２を十分に長くすることにより、第１及び第２軸受６４，６５間において発生する曲げモーメントの変化の度合いを緩やかにすることができる。

これらの第１及び第２軸受６４，６５に、ステアリングシャフト２２は、回転可能に支持されている。このステアリングシャフト２２の一端には、ボス６６を介してステアリングホイール２１が取付けられている。第１及び第２軸受６４，６５間には、ステアリングシャフト２２に生じるトルクを検出する磁歪式トルクセンサ８０が取付けられている。

ステアリングシャフト２２は、ステアリングホイール２１に接続されている第１シャフト２２ａと、この第１シャフト２２ａにカップリングにより連結され自在継手（図１、符号２３）に向かって延びている第２シャフト２２ｂとからなる。

ハウジング６３は、一端がステアリングコラム６１に差込まれ他端が開口している基体６３ａと、この基体６３ａの開口を閉じ第２軸受６５が固定されている蓋体６３ｂとからなる。基体６３ａは、ステアリングコラム６１に差込まれている部位の長さが、ステアリングコラム６１に差込まれていない部位の長さよりも長く形成されている。十分な長さを差込むことにより、ハウジング６３を高い強度で支持することができる。

ウォームギヤ機構４４を駆動するためのモータ４３は、モータ軸（図１、符号４３ａ）が延びている。モータ軸は、ウォームギヤ機構４４のウォーム軸を連結した出力軸である。ウォーム軸は、一体に形成されたウォームを備える。

ウォームギヤ機構４４は、駆動側のウォームに従動側のウォームホイール７３を噛合せ、ウォームからウォームホイール７３を介して、第２シャフト２２ｂにトルクを伝達する構成である。ウォームホイール７３は、第２シャフト２２ｂ上に取付けられている。ウォームホイール７３よりも、ステアリングホイール２１から離間した部位に第２軸受６５が取付けられている。

磁歪式トルクセンサ８０は、第２シャフト２２ｂの外周面に設けられトルクに応じて磁歪特性（磁気特性）が変化する磁歪膜８１と、この磁歪膜８１を周方向において囲うように配置され磁歪膜８１に生じた透磁率変化を検出する検出部８３とからなる。磁歪膜８１は、第２シャフト２２ｂの軸長手方向に互いに逆方向の残留歪みが付与された磁歪膜からなる。

磁歪膜８１は、歪みの変化に対して磁束密度の変化の大きい材料からなる膜である。例えば、第２シャフト２２ｂの外周面に気相メッキ法で形成したＮｉ−Ｆｅ系の合金膜である。この合金膜の厚みは望ましくは３０〜５０μｍ程度である。なお、合金膜の厚みは、これ以下又はこれ以上であってもよい。磁歪膜８１は、第２シャフト２２ｂの外周面に全周にわたって形成された、概ね一定の幅で且つ一定の厚さの膜である。

Ｎｉ−Ｆｅ系の合金膜は、Ｎｉを概ね５０重量％含んだ場合に、磁歪定数が大きくなるので磁歪効果が高まる傾向にあり、このようなＮｉ含有率の材料を使用することが好ましい。例えば、Ｎｉ−Ｆｅ系の合金膜として、Ｎｉを５０〜７０重量％含み、残りがＦｅである材料を使用する。

なお、磁歪膜８１は強磁性体の膜であればよく、Ｎｉ−Ｆｅ系の合金膜に限定されるものではない。例えば、磁歪膜８１は、Ｃｏ−Ｆｅ系の合金膜やＳｍ−Ｆｅ系の合金膜であってもよい。

検出部８３は、磁歪膜８１に生じた磁歪効果を電気的に検出し、その検出信号をトルク検出信号として出力するものである。この検出部８３は、磁歪膜８１の外周において第２シャフト２２ｂに固定されているコイルボビン８４と、このコイルボビン８４にそれぞれ多重巻きされたコイル８５，８５とからなる。コイル８５は、磁歪膜８１に交流電圧を印可する励磁コイルと、磁歪膜８１に生じた透磁率の変化を検出する検出コイルとからなる。即ち、一対のコイル８５，８５には、それぞれに励磁コイル及び検出コイルが巻かれている。

磁歪膜８１とコイルボビン８４との隙間は、０．５〜１ｍｍ程度の範囲で設定される。コイル８５，８５は、１〜１００ｋＨｚの範囲で適当な、例えば１０ｋＨｚ程度の周波数で励磁され、コイル８５，８５と異方性の付与された磁歪膜８１との間の透磁率を検出する。

乗員がステアリングホイール２１を操舵すると、ステアリングホイール２１と共にステアリングシャフト２２が回転する。回転することにより、ステアリングシャフト２２には、操舵トルクが発生する。この操舵トルクを磁歪式トルクセンサ８０によって検出する。検出された操舵トルクに基づいて、制御部（図１、符号４２）は、モータ４３を作動させる。モータ４３が作動することにより、ウォームが回転し、ウォームがウォームホイール７３を回転させる。ウォームホイール７３が回転することにより、補助トルクがステアリングシャフト２２に伝達される。

図３（ａ）には、実施例による電動パワーステアリング装置１０が示されている。図３（ｂ）には、図３（ａ）に示されている電動パワーステアリング装置１０が簡易的に示されている。
図３（ａ）及び図３（ｂ）に示されるように、実施例においては、ステアリングシャフト２２上に２つの軸受６４，６５が配置されている。これらの軸受６４，６５の間に磁歪式トルクセンサ８０が配置されている。ステアリングホイール２１に荷重Ｗが加わることにより、ステアリングシャフト２２には、曲げモーメントが発生する。

図３（ｃ）に示されるのは、図３（ｂ）のステアリングシャフト２２に発生している曲げモーメントの大きさを示す曲げモーメント図である。横軸は、ステアリングシャフト２２の各部位に対応させ、縦軸は、曲げモーメントの大きさが示されている。

図３（ｃ）も合わせて参照する。ステアリングシャフト２２の端部に加わった荷重Ｗによってステアリングシャフト２２内に発生した曲げモーメントＭは、第１軸受６４において最大Ｐ１となる。第１軸受６４において最大となった曲げモーメントＭは、第２軸受６５に向かって徐々に低下し、第２軸受６５において０になる。第１軸受６４に対応する部位から第２軸受６５に対応する部位までを結んだ線Ｓ１と横軸とがなす角の角度をαとする。

図３（ｄ）には、比較例１による電動パワーステアリング装置１００が簡易的に示されている。この電動パワーステアリング装置１００は、第１軸受１６４よりもステアリングホイール（図３（ａ）参照）側の端部に磁歪式トルクセンサ１８０が配置されている。

図３（ｄ）に示されるように、ステアリングシャフト１２２の端部に荷重Ｗが加わることにより、ステアリングシャフト１２２には、曲げモーメントが発生する。

図３（ｅ）に示されるのは、図３（ｄ）の状態における曲げモーメント図である。横軸は、ステアリングシャフト１２２に対応させ、縦軸は、曲げモーメントの大きさが示されている。

図３（ｅ）も合わせて参照し、ステアリングシャフト１２２の端部に加わった荷重Ｗによってステアリングシャフト１２２内に発生した曲げモーメントＭは、第１軸受１６４の位置において最大Ｐ１となる。第１軸受１６４の位置において最大となった曲げモーメントＭは、第２軸受１６５に向かって徐々に低下し、第２軸受１６５において０になる。ステアリングシャフト１２２の端部に対応する部位から第１軸受１６４に対応する部位までを結んだ線Ｓ２と横軸とがなす角の角度をβとする。

図３（ｆ）には、比較例２による電動パワーステアリング装置２００が簡易的に示されている。この電動パワーステアリング装置２００は、第１軸受２６４と第２軸受２６５との間に第３軸受２６６が配置され、第１軸受２６４と第３軸受２６６との間に磁歪式トルクセンサ２８０が配置されている。この場合においても、ステアリングシャフト２２２の端部に荷重Ｗが加わることにより、ステアリングシャフト２２２には、曲げモーメントが発生する。

図３（ｇ）に示されるのは、図３（ｆ）の状態における曲げモーメント図である。横軸は、ステアリングシャフト２２２に対応させ、縦軸は、曲げモーメントの大きさが示されている。

ステアリングシャフト２２２の端部に加わった荷重Ｗによってステアリングシャフト２２２内に発生した曲げモーメントＭは、第１軸受２６４の位置において最大Ｐ１となる。第１軸受２６４の位置において最大となった曲げモーメントＭは、第３軸受２６６において、第１軸受２６４に加わるのとは逆方向の曲げモーメントのピークに達する。第３軸受２６６からは、第２軸受２６５に向かって徐々に低下し、第２軸受２６５において０になる。第１軸受２６４に対応する部位から第３軸受２６６に対応する部位までを結んだ線Ｓ３と横軸とがなす角の角度をγとする。

図４も参照して、実施例、比較例１及び比較例２について比較する。
図４（ａ）及び図４（ｂ）の実施例に示されるように、それぞれの検出部８３，８３に加わっている曲げモーメントの差は、ｔ１である。

図４（ｃ）及び図４（ｄ）の比較例１に示されるように、それぞれの検出部１８３，１８３に加わっている曲げモーメントの差は、ｔ２である。同様に、図４（ｅ）及び図４（ｆ）の比較例２に示されるように、それぞれの検出部２８３，２８３に加わっている曲げモーメントの差は、ｔ３である。

実施例及び比較例１，２における曲げモーメントの差を比較すると、ｔ１＜ｔ３＜ｔ２である。実施例においては、曲げモーメントの変化の度合いが小さい部位、即ち、軸受６４，６５間に磁歪式トルクセンサ８０を設けた。実施例においては、各検出部８３，８３間における曲げモーメントの差ｔ１が小さかった。各検出部８３，８３間に加わっている曲げモーメントの差が小さいため、磁歪式トルクセンサ８０が検出する操舵トルクの検出精度を高めることができる。

比較例１の角度βは、実施例の角度αに比べて大きい（α＜β）。即ち、比較例１においては、実施例の場合に比べて、曲げモーメントの変化の度合いの大きい部位に磁歪式トルクセンサ１８０を設けている。このことにより、それぞれの検出部１８３，１８３に加わっている曲げモーメントの差ｔ２が、実施例の場合（ｔ１）に比べて大きい。それぞれの検出部１８３，１８３に加わっている曲げーモーメントの差が大きいことにより、操舵トルクの検出精度が低下する。比較例２の角度γも、実施例の角度αに比して大きく、同様のことがいえる。

以上をまとめると、以下のことがいえる。
図２も参照して、軸受６４，６５は、ステアリングシャフト２２の軸方向において、検出部８３，８３を挟むようにして２箇所に取付けられている。即ち、検出部８３，８３は、２つの軸受６４，６５の間に配置されている。一般的に、ステアリングホイール２１側の軸受６４からステアリングホイール２１までの距離Ｌ１に比べて、軸受６４，６５間の距離Ｌ２は長く設定されている。距離Ｌ２が長いことにより、ステアリングシャフト２２に加わる曲げモーメントの変化の度合いは、ステアリングホイール２１側の軸受６４，６５からステアリングホイール２１までの変化の度合いに比べて小さい。曲げモーメントの変化の度合いが小さいことにより、磁歪式トルクセンサ８０が検出する操舵トルクの検出精度を高めることができる。

ステアリングシャフト２２に設けた磁歪式トルクセンサ８０の検出精度が高いことは、補助トルクがステアリングシャフト２２に付加されるコラムアシスト式電動パワーステアリング装置１０において、特に有益である。

なお、曲げモーメントの変化の度合いとは、ステアリングシャフト２２に加わっている曲げモーメントの単位長さ当たりの変化の量が示されている。より簡便には、図３及び図４に示された曲げモーメント図の線の傾き（α〜γ参照。）をいう。

次に、本発明の実施例２を図面に基づいて説明する。
図５（ａ）は実施例２の回転トルク検出装置を搭載した電動パワーステアリング装置の断面構成を示し、上記図２に対応させて表している。実施例１による電動パワーステアリング装置に対して、１箇所に配置される軸受の数を変更した。

図５（ａ）に示されるように、実施例２による電動パワーステアリング装置１０Ａにおいて、第１軸受６４Ａ，６４Ａは、ステアリングシャフト２２に沿って連続して取付けられた複数個の単列式転がり軸受からなる。このように形成された電動パワーステアリング装置１０Ｂにおいても、本発明所定の効果を得ることができる。

図５（ｂ）も参照して、第１軸受６４Ａ，６４Ａが複数個配列されている。このことにより、ステアリングシャフト２２は、外力Ｗに対して撓み量が小さくなる。撓み量が小さいことによっても、曲げモーメントの変化の度合いを小さくすることができる。曲げモーメントの変化の度合いが小さいことにより、磁歪式トルクセンサ８０が検出する操舵トルクの検出精度をさらに高めることができる。

次に、本発明の実施例３を図面に基づいて説明する。
図６（ａ）は実施例３の回転トルク検出装置を搭載した電動パワーステアリング装置の断面構成を示し、上記図２に対応させて表している。実施例１による電動パワーステアリング装置に対して、１箇所に配置される軸受の数を変更した。

図６（ａ）に示されるように、実施例３による電動パワーステアリング装置１０Ｂにおいて、第２軸受６５Ｂ，６５Ｂは、ステアリングシャフト２２に沿って連続して取付けられた複数個の単列式転がり軸受からなる。このように形成された電動パワーステアリング装置１０Ｂにおいても、本発明所定の効果を得ることができる。

図６（ｂ）も参照して、第２軸受６５Ｂ，６５Ｂが複数個配列されている。このことにより、ステアリングシャフト２２は、外力Ｗに対して撓み量が小さくなる。撓み量が小さいことによっても、曲げモーメントの変化の度合いを小さくすることができる。曲げモーメントの変化の度合いが小さいことにより、磁歪式トルクセンサ８０が検出する操舵トルクの検出精度をさらに高めることができる。

特に、自在継手側に第２軸受６５Ｂ，６５Ｂを複数個配列することにより、自在継手側からの外力に対しても、検出精度を高めることができる。

単列式転がり軸受を２つ並べることで、第２軸受６５Ｂ，６５Ｂでのステアリングシャフト２２のたわみに加え，撓み角度を規制することができ，第２軸受６５Ｂ，６５Ｂより外側からの曲げモーメントを抑えることができる．その結果，運転者がステアリングホイール２１を回転操作した際に、車両のステアリング系２０に作用する回転トルクの大きさ及び方向を精度良く検出することができ，運転者の操舵感（操舵フィーリング）を向上させることができる。

なお、第２軸受６５Ｂ，６５Ｂは、３個以上設けてもよい。また、第１軸受６４を複数個の単列式転がり軸受から構成してもよい。

次に、本発明の実施例４を図面に基づいて説明する。
図７は実施例４の回転トルク検出装置を搭載した電動パワーステアリング装置の断面構成を示し、上記図２に対応させて表している。実施例１による電動パワーステアリング装置に対して、軸受の種類を変更した。

図７に示されるように、実施例４による電動パワーステアリング装置１０Ｃは、第２軸受６５Ｃが、複列式転がり軸受からなる。このように形成された電動パワーステアリング装置１０Ｃにおいても、本発明所定の効果を得ることができる。

第２軸受６５Ｃに複列式転がり軸受を用いたので、第２軸受６５Ｃでのステアリングシャフト２２のたわみに加え，撓み角度を規制することができ，第２軸受６５Ｃより外側からの曲げモーメントを抑えることができる．その結果，運転者がステアリングホイール２１を回転操作した際に、車両のステアリング系２０に作用する回転トルクの大きさ及び方向を精度良く検出することができ，運転者の操舵感（操舵フィーリング）を向上させることができる。なお、第１軸受６４を複列式転がり軸受から構成してもよい。

次に、本発明の実施例５を図面に基づいて説明する。
図８は実施例５の回転トルク検出装置を搭載した電動パワーステアリング装置の断面構成を示し、上記図２に対応させて表している。実施例１による電動パワーステアリング装置に対して、軸受の位置を変更した。

図８に示されるように、電動パワーステアリング装置１０Ｆは、第２軸受６５Ｆがウォームホイール７３よりもステアリングホイール２１に近づけて配置されている。この場合においても、ステアリングホイール２１から第１軸受６４までの距離Ｌ１に比べて、第１及び第２軸受６４，６５Ｆ間の距離Ｌ３は長い。このように形成された電動パワーステアリング装置１０Ｆにおいても、本発明所定の効果を得ることができる。

なお、ステアリングホイール２１を基準として、ウォームホイール７３よりも第２軸受を遠くに設けた実施例１による電動パワーステアリング装置の軸受間の距離（図２、Ｌ２）の方が長い。軸受間の距離が長い方がより曲げモーメントの変化の度合いが小さくなるため、実施例５よりも実施例１による電動パワーステアリング装置の方がより望ましい。

尚、軸受の組み合わせや変位規制部材の搭載は、異なる実施例間によっても行うことができる。例えば、一方の部位に連続して単列式転がり軸受を配置し、他方の部位に複列式転がり軸受を配置することもできる。この他にも、実施例間において任意の組み合わせを選択することができる。

本発明の回転トルク検出装置は、コラムアシスト式電動パワーステアリング装置に好適である。

１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｆ…コラムアシスト式電動パワーステアリング装置（回転トルク検出装置）
２１…ステアリングホイール
２２…ステアリングシャフト
４３…補助トルク用モータ
６４，６４Ａ…第１軸受（単列式転がり軸受）
６５，６５Ｂ，６５Ｆ…第２軸受（単列式転がり軸受）
６５Ｃ…第２軸受（複列式転がり軸受）
８０…磁歪式トルクセンサ（回転トルク検出装置）
８１…磁歪膜
８３…検出部

Claims (1)

1. ステアリングシャフトに生じるトルクを検出する磁歪式トルクセンサと、
   前記ステアリングシャフトを回転自在に支持する軸受と、
   前記ステアリングシャフトの一端にステアリングホイールと、を備えている電動パワーステアリング装置において、
   前記磁歪式トルクセンサは、前記ステアリングシャフトの外周面に設けられた磁歪膜と、この磁歪膜に対向して設けられ透磁率変化を検出する検出部とからなり、
   前記軸受は、前記ステアリングシャフトの軸方向において、前記検出部を挟むようにして、２箇所に取付けられて、運転者が前記ステアリングホイールを回転操作した際に、前記ステアリングシャフトに作用する回転トルクの大きさ及び方向を検出するための前記磁歪式式トルクセンサによって回転トルク検出装置を構成し、補助トルクを発生する補助トルク用モータを備え、前記回転トルク検出装置での検出結果に応じた補助トルクを前記補助トルク用モータで発生し、この補助トルクを前記ステアリングシャフトに付与するように構成され、
   前記ステアリングシャフトの他端には、自由継ぎ手をさらに備え、
   前記２箇所に取付けられている軸受けのうち、
   前記他端側に取り付けられている軸受けの数は、前記一端側に取り付けられた軸受けの数よりも多く、又は、
   前記他端側に取り付けられている軸受けの数と、前記一端側に取り付けられた軸受けの数は同じであり、前記他端側には複列式転がり軸受が設けられ、前記一端側には単列式転がり軸受が設けられていることを特徴とする電動パワーステアリング装置。

Images