JP6468362B2 - 電動式パワーステアリング装置及びその組立方法 - Google Patents

Description

本発明は、自動車の操舵装置として利用するもので、電動モータを補助動力源として利用する事により、ステアリングホイールを操作する為に要する力の軽減を図る電動式パワーステアリング装置（ＥＰＳ）及びその組立方法の改良に関する。

図８〜１０は、特許文献１に記載された電動式パワーステアリング装置の従来構造の１例を示している。この様な電動式パワーステアリング装置は、ステアリングホイール１の回転をステアリングギヤユニット２の入力軸３に伝達し、該入力軸３の回転に伴って左右１対のタイロッド４、４を押し引きして、車輪に舵角を付与する。ステアリングホイール１は、ステアリングシャフト５の後端部に支持固定されている。該ステアリングシャフト５は、車体に支持される円筒状のステアリングコラム６を軸方向に挿通した状態で、該ステアリングコラム６に回転自在に支持されている。又、ステアリングシャフト５の前端部は、自在継手７を介して、中間シャフト８の後端部に接続されており、該中間シャフト８の前端部は、別の自在継手９を介して、入力軸３に接続されている。又、図示の例は、電動モータ１０を補助動力の発生源としてステアリングホイール１を操作する為に要する力を低減する、電動式パワーステアリング装置である。尚、本明細書全体で、前後方向とは、特に断らない限り車両の前後方向を言う。

ステアリングコラム６は、インナコラム１１とアウタコラム１２とを伸縮可能に組み合わせて成る。ステアリングコラム６は車体（図示省略）に支持される。又、ステアリングシャフト５は、特許請求の範囲の入力軸に相当するロアシャフト１３とアッパシャフト１４とを、トルク伝達を可能に且つ伸縮可能に組み合わせて成る。ステアリングシャフト５は、ステアリングコラム６の内径側に回転自在に支持されている。又、アッパシャフト１４のうちで、アウタコラム１２の後端開口から突出した部分には、ステアリングホイール１が固定されている。又、インナコラム１１の前端部にはハウジング１５が結合固定されており、該ハウジング１５の内側にロアシャフト１３の前半部が挿入されている。

ハウジング１５の内側でロアシャフト１３の前側には、出力軸１６が１対の玉軸受１７、１８により回転自在に支持されている。又、出力軸１６のうちで、ハウジング１５の前端開口から突出した部分には、自在継手７が結合されている。上述の様な出力軸１６とロアシャフト１３とは、トーションバー１９を介して、互いに同軸に連結されている。

トーションバー１９は、ばね鋼製で、軸方向両端部に第一連結軸部２０及び第二連結軸部２１を、軸方向中間部にばね軸部２２を、第一連結軸部２０とばね軸部２２との間に、該ばね軸部２２よりも大径のガイド軸部２３を、それぞれ設けている。そして、このトーションバー１９は、後端部を除く大部分を出力軸１６の内径側に配置された状態で、第一連結軸部２０を、ロアシャフト１３の前端寄り部分の径方向中心部に設けられたスプライン孔２４に、相対回転不能にスプライン嵌合させている。又、第二連結軸部２１を、出力軸１６の前端部に設けた嵌合孔２５内に緩く嵌合させた後、ピン２６を係合させる事により、出力軸１６の前端部に相対回転不能に結合している。又、出力軸１６の内周面のうちの後端部には、ブッシュ２７を内嵌固定しており、その内径側にガイド軸部２３を相対回転可能に支持している。

又、ロアシャフト１３の前端部には、円筒状の筒状部２８が設けられている。この筒状部２８の内周面には、その内接円の直径がスプライン孔２４よりも大きくなった、円周方向に関する凹凸形状の雌ストッパ部２９が設けられている。一方、出力軸１６の外周面の後端部には、その外径寸法が後端寄り部分よりも小さくなった、円周方向に関する凹凸形状の雄ストッパ部３０が設けられている。そして、この様な雌ストッパ部２９と雄ストッパ部３０とを、所定角度範囲での相対回転を可能に凹凸係合させている。

又、出力軸１６の外周面のうち、軸方向に関して雄ストッパ部３０の前側に隣接する部分である後端寄り部分には、その外接円の直径が雄ストッパ部３０よりも大きい、円周方向に関する凹凸形状のトルク検出用凹凸部３１が設けられている。又、トルク検出用凹凸部３１の外径側には、非磁性金属製で、円筒状のトルク検出用スリーブ３２が配置されている。トルク検出用スリーブ３２の基端部（後端部）は、筒状部２８に外嵌固定されている。又、トルク検出用スリーブ３２のうち、トルク検出用凹凸部３１の外径側に配置された部分である、前端部乃至中間部には、複数の略矩形の窓孔３３、３３が、軸方向に複列に且つ円周方向に関して等間隔に設けられている。又、トルク検出用凹凸部３１及びトルク検出用スリーブ３２の外径側には、ハウジング１５に内嵌固定されたトルク検出用コイルユニット３４が配置されている。

更に、出力軸１６の軸方向中間部には、ウォームホイール３５が外嵌固定されている。該ウォームホイール３５には、ハウジング１５内に回転自在に支持されたウォーム３６が噛合されている。又、該ハウジング１５には、電動モータ１０が支持固定されており、該電動モータ１０のモータ出力軸３７は、ウォーム３６の基端部に、トルクの伝達を可能に結合されている。

上述の様に構成する電動式パワーステアリング装置の場合、運転者がステアリングホイール１を操作する事によって、ステアリングシャフト５に操舵力であるトルクが付与されると、該トルクの方向及び大きさに応じた分だけ、トーションバー１９が弾性的に捩れる。これに伴い、トルク検出用凹凸部３１とトルク検出用スリーブ３２との円周方向の位置関係が変化する事で、トルク検出用コイルユニット３４を構成するコイルにインピーダンス変化が生じる。この為、該インピーダンス変化に基づいて、トルクの方向及び大きさを検出できる。電動モータ１０は、トルクの検出結果に応じた補助動力を発生する。該補助動力は、ウォームホイール３５とウォーム３６とを噛合させて成るウォーム式減速機３８により増大された後、出力軸１６に付与される。この結果、運転者がステアリングホイール１を操作する為に要する力が軽減される。

一方、ステアリングホイール１からステアリングシャフト５に大きなトルク（操舵力）が入力される事により、トーションバー１９の捩れ量が、所定角度範囲の片側又は他側の上限値に達すると、雌ストッパ部２９と雄ストッパ部３０との歯部同士が周方向に噛み合う。そして、噛み合いに基づき、ロアシャフト１３から出力軸１６に直接、トルクの一部が伝達される様になる。

又、上述の様な電動式パワーステアリング装置を組み立てるには、先ず、トーションバー１９の後端部に設けた第一連結軸部２０を、ロアシャフト１３の前端寄り部分に設けられたスプライン孔２４に圧入する事により、トーションバー１９とロアシャフト１３とをトルク伝達を可能に連結する。次いで、トーションバー１９の前端部に設けた第二連結軸部２１を、出力軸１６の内側に後端側から挿入し、該第二連結軸部２１を、出力軸１６の前端部に設けられた嵌合孔２５に締め代を持たせる事なく内嵌する。そして、ロアシャフト１３と出力軸１６との回転方向に関する互いの位置関係を、所定角度範囲の中央位置に合わせた状態で、出力軸１６の前端部とトーションバー１９の前端部（第二連結軸部２１）との互いに整合する位置に、ドリル加工で径方向の貫通孔３９を形成する。そして、該貫通孔３９にピン２６を圧入する事により、トーションバー１９の前端部を出力軸１６に対してトルク伝達可能に連結する。或いは、予め貫通孔３９を形成しておき、該貫通孔３９にピン２６を圧入する事もできる。

ところで、従来構造の電動式パワーステアリング装置は、上述した様な組立方法により組み立てる場合に、次の様な問題を生じる可能性がある。
即ち、図１１に示した様に、トーションバー１９の前端部に設けた第二連結軸部２１を、出力軸１６の内側に後端側から挿入し、該出力軸１６とロアシャフト１３とを軸方向に近づける際に、ブッシュ２７の内径側にトーションバー１９のガイド軸部２３が進入するよりも先に、トルク検出用スリーブ３２の前端部がトルク検出用凹凸部３１の外径側に進入してしまう。この為、出力軸１６とロアシャフト１３との同軸度を確保する事が難しく、これら出力軸１６とロアシャフト１３とを軸方向に近づける際に、トルク検出用スリーブ３２とトルク検出用凹凸部３１とが接触しない様に注意を払う必要がある。この為、組立作業性が悪く、改善の余地がある。

日本国特開２０１３−７１５９０号公報

本発明は、上述の様な事情に鑑みて、組立作業時に、トルク検出用スリーブとトルク検出用凹凸部とが接触しない様にする事ができ、組立作業性を向上できる、電動式パワーステアリング装置及びその組立方法を提供する。

一実施形態に係る電動式パワーステアリング装置は、入力軸と、出力軸と、トーションバーと、雌ストッパ部と、雄ストッパ部と、トルク検出用凹凸部と、トルク検出用スリーブと、ブッシュとを備える。
前記入力軸は、ステアリングホイールからの操舵力を付与される。
前記出力軸は、前記入力軸と同軸上に配置されており、電動モータを発生源とする補助動力を付与される。
前記トーションバーは、軸方向両端部に第一連結軸部及び第二連結軸部を、軸方向中間部にばね軸部を、前記第一連結軸部と前記ばね軸部との間に、該ばね軸部よりも大径のガイド軸部を、有している。そして、前記トーションバーは、前記入力軸及び前記出力軸の内径側に配置された状態で、前記第一連結軸部を前記入力軸と前記出力軸とのうちの一方の回転軸に、前記第二連結軸部を前記入力軸と前記出力軸とのうちの他方の回転軸に、それぞれトルク伝達可能に連結されている。
前記雌ストッパ部は、前記一方の回転軸のうち、軸方向に関して前記他方の回転軸側の端部である軸方向片端部に設けられる。前記雌ストッパ部はそれぞれが軸方向に長い複数ずつの雌側歯部と雌側溝部とが円周方向に関して交互に且つ等ピッチで配置されて成るものでもよい。
前記雄ストッパ部は、前記他方の回転軸の外周面のうち、軸方向に関して前記一方の回転軸側の端部である軸方向他端部に設けられ、前記雌ストッパ部に対し所定角度範囲での相対回転を可能に係合（例えば凹凸係合）される。前記雄ストッパ部はそれぞれが軸方向に長い複数ずつの雄側歯部と雄側溝部とが円周方向に関して交互に且つ等ピッチで配置されて成るものでもよい。
前記トルク検出用凹凸部は、前記他方の回転軸の外周面のうち、前記雄ストッパ部の軸方向片側に隣接する部分に設けられている。前記トルク検出用凹凸部は、その外接円の直径が前記雄ストッパ部の外接円の直径よりも大きくてもよい。
前記トルク検出用スリーブは、前記トルク検出用凹凸部の外径側に配置されると共に、その基端部である軸方向他端部を前記一方の回転軸の軸方向片端部に外嵌固定されている。
前記ブッシュは、前記他方の回転軸の内周面のうちの軸方向他端部に内嵌固定（圧入）され、その内径側に前記ガイド軸部を相対回転可能に支持する。

特に、上記電動式パワーステアリング装置では、前記ブッシュの軸方向他端部から前記トルク検出用凹凸部の軸方向他端部までの軸方向距離を、前記ガイド軸部の軸方向片端部から前記トルク検出用スリーブの軸方向片端部までの軸方向距離よりも大きくしている。

又、上記電動式パワーステアリング装置では、例えば前記ガイド軸部の軸方向片端部から前記第二連結軸部の軸方向片端部までの軸方向距離（α）を、前記ブッシュの軸方向他端部から前記他方の回転軸の軸方向片端部に設けた嵌合孔の軸方向他端部までの軸方向距離（β）よりも大きくすることが好ましい。

又、本発明の別の実施形態に係る電動式パワーステアリング装置の組立方法は、前記一方の回転軸に前記トーションバーの第一連結軸部を連結すると共に、前記一方の回転軸の軸方向片端部に前記トルク検出用スリーブの軸方向他端部を外嵌固定した状態で、前記トーションバーの第二連結軸部を前記他方の回転軸の内側に軸方向他端側から挿入し、前記一方の回転軸と前記他方の回転軸とを軸方向に関して近づける際に、前記トルク検出用凹凸部の外径側に前記トルク検出用スリーブの軸方向片端部を進入させるよりも先に、前記ブッシュの軸方向他端部の内径側に前記ガイド軸部の軸方向片端部を進入（挿入）させる。
別な言い方をすれば、前記入力軸と前記出力軸とを軸方向に関して近づける際に、前記トルク検出用凹凸部の軸方向他端部と前記トルク検出用スリーブの軸方向片端部との間の軸方向距離を、前記ブッシュの軸方向他端部と前記ガイド軸部の軸方向片端部との軸方向距離よりも大きくしている。

上記組立方法においては、例えば、前記ブッシュの軸方向他端部の内径側に前記ガイド軸部の軸方向片端部を進入させるよりも先に、前記第二連結軸部を前記他方の回転軸の軸方向片端部に設けた嵌合孔に締め代を持たせる事なく内嵌させることが好ましい。

上述の構成によれば、組立作業時に、トルク検出用スリーブとトルク検出用凹凸部とが接触する事を防止でき、組立作業性を向上できる。
即ち、上記電動式パワーステアリング装置では、完成状態（組立完了状態）で、ブッシュの軸方向他端部からトルク検出用凹凸部の軸方向他端部までの軸方向距離が、ガイド軸部の軸方向片端部からトルク検出用スリーブの軸方向片端部までの軸方向距離よりも大きい。
この為、組立作業時に、同軸上に配置された入力軸と出力軸とのうちの一方の回転軸にトーションバーの第一連結軸部を連結すると共に、該一方の回転軸にトルク検出用スリーブの基端部を外嵌固定した状態で、前記トーションバーの第二連結軸部を他方の回転軸の内側に軸方向他端側から挿入し、前記一方の回転軸と前記他方の回転軸とを軸方向に関して近づけた際に、前記トルク検出用凹凸部の外径側に前記トルク検出用スリーブの軸方向片端部が進入するよりも先に、前記ブッシュの軸方向他端部の内径側に前記ガイド軸部の軸方向片端部を進入させる事ができる。
従って、前記トーションバー及び前記ブッシュにより、前記入力軸と前記出力軸との同軸度を確保した状態で、前記トルク検出用凹凸部の外径側に前記トルク検出用スリーブを進入させる事ができる。
この結果、前記トルク検出用スリーブと前記トルク検出用凹凸部とが接触する事を有効に防止できる。これにより、電動式パワーステアリング装置の組立作業性を向上する事ができる。

又、好ましい実施形態によれば前記ブッシュの軸方向他端部の内径側に前記ガイド軸部の軸方向片端部を進入させるよりも先に、前記第二連結軸部を前記他方の回転軸の軸方向片端部に設けた嵌合孔内に締め代を持たせる事なく内嵌させる事ができる。この為、前記第二連結軸部と前記他方の回転軸の嵌合孔との嵌合部により、前記入力軸と前記出力軸との同軸度をある程度は確保できる。従って、前記ブッシュの軸方向他端部の内径側に前記ガイド部の軸方向片端部をスムーズに進入させる事ができる。

実施の形態の１例を示す部分切断側面図。 図１の左端部拡大図。 ロアシャフト、トーションバー及びトルク検出用スリーブが組み立てられて成る入力側半組立体を示す断面図。 出力軸及びウォームホイールが組み立てられて成る出力側半組立体を示す断面図。 入力側半組立体と出力側半組立体との組み合わせ途中状態を示す断面図。 図５の右半部拡大図。 入力側半組立体と出力側半組立体との組み合わせ完了状態を示す断面図。 電動式パワーステアリング装置の１例を示す、部分切断側面図。 図８のＡ−Ａ断面図。 図９の左側から見た状態を示す部分切断図。 従来構造の電動式パワーステアリング装置の組立途中状態を示す断面図。

［実施の形態の１例］
実施の形態の１例に就いて、図１〜７を参照しつつ説明する。本例の電動式パワーステアリング装置は、ステアリングコラム６ａと、ステアリングシャフト５ａと、ハウジング１５ａと、出力軸１６ａと、トーションバー１９ａと、ブッシュ２７ａと、トルク検出用スリーブ３２ａと、トルク検出用コイルユニット３４ａと、基板４９と、電動モータ１０（図８参照）と、ウォーム式減速機３８ａとを備える。

ステアリングコラム６ａは、それぞれが鋼製又はアルミニウム合金等の軽合金製である、前側に配置された円筒状のインナコラム１１ａと、後側に配置された円筒状のアウタコラム１２ａとが、伸縮可能に組み合わせられて成るもので、図示しない支持ブラケットにより車体に支持される。

ステアリングシャフト５ａは、それぞれが鋼製である、前側に配置されたロアシャフト１３ａと、後側に配置された中空軸状のアッパシャフト１４ａとが、トルク伝達を可能に且つ伸縮可能にスプライン嵌合されて成るもので、ステアリングコラム６ａの内径側に回転自在に支持されている。又、アッパシャフト１４ａのうちで、アウタコラム１２ａの後端開口から突出した部分（後端部）には、ステアリングホイール１（図８参照）が固定される。本例の場合、ロアシャフト１３ａが、特許請求の範囲の入力軸に相当する。

ハウジング１５ａは、それぞれがアルミニウム合金等の軽合金製又は合成樹脂製である前側の蓋体４０と後側の本体４１とが、複数本のボルトにより互いに結合されて成るもので、インナコラム１１ａの前端部に結合固定されている。又、ロアシャフト１３ａの前端部は、ハウジング１５ａの内側に挿入されている。

出力軸１６ａは、磁性金属である鋼により中空軸状に造られたもので、ハウジング１５ａ内のロアシャフト１３ａの前側に、１対の玉軸受１７ａ、１８ａにより回転自在に支持されている。ハウジング１５ａの前端開口から突出した、出力軸１６ａの前端部には、自在継手７（図８参照）が結合される。

トーションバー１９ａは、ばね鋼等の鋼製で、後端部を第一連結軸部（入力側連結部）２０ａとし、前端部を第二連結軸部（出力側連結軸部）２１ａとし、軸方向中間部をばね軸部２２ａとし、第一連結軸部２０ａとばね軸部２２ａとの間部分を、該ばね軸部２２ａの外径よりも大きな外径寸法を有するガイド軸部２３ａとしている。又、トーションバー１９ａは、出力軸１６ａよりもその全長が長くなっており、その後端部である第一連結軸部２０ａを除く大部分を、出力軸１６ａの内径側に配置した状態で、該第一連結軸部２０ａが、ロアシャフト１３ａの前端寄り部分の径方向中心部に設けられたスプライン孔２４ａに相対回転不能にスプライン嵌合されている。又、前端部である第二連結軸部２１ａが、出力軸１６ａの前端部に設けた嵌合孔２５ａ内に締め代を持たせる事なく緩く内嵌（円筒面嵌合）された後、ピン２６ａが直径方向に係合される事により、出力軸１６ａの前端部に相対回転不能に結合している。この為、本例の場合には、ロアシャフト１３ａが、特許請求の範囲の一方の回転軸に相当し、出力軸１６ａが、特許請求の範囲の他方の回転軸に相当する。又、前端部が、特許請求の範囲の軸方向片端部に相当し、後端部が、特許請求の範囲の軸方向他端部に相当する。

又、第一、第二両連結軸部２０ａ、２１ａの外径寸法（外接円の直径）は、ばね軸部２２ａ及びガイド軸部２３ａの外径寸法よりも大きくなっており、このうちのガイド軸部２３ａの外径寸法は、ばね軸部２２ａの外径寸法よりも大きくなっている。又、ガイド軸部２３ａは、外周面を軸方向全長に亙り単なる円筒面とされているのに対し、ばね軸部２２ａは、外周面のうちの軸方向中間部を単なる円筒面とされ、軸方向両端部を軸方向両側に向かう程外径寸法が大きくなる方向に傾斜した傾斜面とされている。

ブッシュ２７ａは、合成樹脂製又は金属製で、全体を欠円筒状（断面Ｃ字形状）又は円筒状に構成されており、出力軸１６ａの内周面のうちの後端部に内嵌固定（圧入固定）されている。又、ブッシュ２７ａは、その内径側に、トーションバー１９ａを構成するガイド軸部２３ａを相対回転可能にがたつきなく支持（軸支）している。

又、ロアシャフト１３ａの前端部には、円筒状の筒状部２８ａが設けられている。該筒状部２８ａの内周面には、その内接円の直径がスプライン孔２４ａよりも大きくなった、円周方向に関する凹凸形状（歯車状）の雌ストッパ部２９ａが設けられている。この雌ストッパ部２９ａは、筒状部２８ａの内周面に、それぞれが軸方向に長い複数ずつの雌側歯部４３、４３と雌側溝部４４、４４とが、円周方向に関して交互に且つ等ピッチで配置されて成る。

一方、出力軸１６ａの外周面の後端部には、その外径寸法（外接円の直径）が後端寄り部分（軸方向に関して前側に隣接する部分である、後述するトルク検出用凹凸部３１ａ）よりも小さくなった、円周方向に関する凹凸形状（歯車状）の雄ストッパ部３０ａが設けられている。この雄ストッパ部３０ａは、出力軸１６ａの外周面の後端部に、それぞれが軸方向に長い複数ずつの雄側歯部４５、４５と雄側溝部４６、４６とが、円周方向に関して交互に且つ等ピッチで配置されて成る。これら各雄側歯部４５、４５（各雄側溝部４６、４６）の個数と各雌側歯部４３、４３（各雌側溝部４４、４４）の個数とは、互いに等しくなっている。

上述の雌ストッパ部２９ａと雄ストッパ部３０ａとは、所定角度範囲（トーションバー１９ａが捩れていない中立状態を基準として例えば±５度の範囲）での相対回転を可能に（緩いスプライン係合の如く）凹凸係合している。即ち、各雌側歯部４３、４３（各雄側歯部４５、４５）が各雄側溝部４６、４６（各雌側溝部４４、４４）に、それぞれ円周方向の隙間を有する状態で緩く係合する事により、ロアシャフト１３ａと出力軸１６ａとの相対回転が所定角度範囲に規制されている。これにより、トーションバー１９ａの過大な捩れ防止が図られている。

又、出力軸１６ａの外周面のうち、軸方向に関して雄ストッパ部３０ａの前端側に隣接する部分である、後端寄り部分には、その外接円の直径が雄ストッパ部３０ａよりも大きい、円周方向に関する凹凸形状（歯車状）のトルク検出用凹凸部３１ａが設けられている。このトルク検出用凹凸部３１ａは、出力軸１６ａの外周面の後端寄り部分に、それぞれが軸方向に長い複数の検出用溝部４７、４７が、円周方向に関して等間隔に設けられて成る。本例の場合には、これら各検出用溝部４７、４７の個数と、各雄側溝部４４、４４の個数とが、互いに等しくなっている。これと共に、これら各検出用溝部４７、４７と各雄側溝部４４、４４とが軸方向に連続して設けられている。つまり、これら各検出用溝部４７、４７と各雄側溝部４４、４４との円周方向に関する配置の位相が互いに等しい。

又、トルク検出用スリーブ３２ａは、アルミニウム合金等の導電性を有する非磁性金属により円筒状に造られたもので、トルク検出用凹凸部３１ａの外径側に同心に配置されている。このトルク検出用スリーブ３２ａの基端部（後端部）は、筒状部２８ａに外嵌固定されている。トルク検出用スリーブ３２ａのうち、トルク検出用凹凸部３１ａの外径側に配置された部分である、前端部（先端部）乃至中間部には、複数の略矩形の窓孔３３ａ、３３ａが、軸方向に複列に、且つ、円周方向に関して等間隔に設けられている。これら両列の窓孔３３ａ、３３ａの周方向位相は、互いに半ピッチずれている。又、トルク検出用スリーブ３２ａのうち、トルク検出用凹凸部３１ａの外径側に配置される部分の内径寸法は、該トルク検出用凹凸部３１ａの外接円の直径（外径寸法）よりも、０．５ｍｍ程度大きい。

特に本例の場合には、出力軸１６ａの後端部（後端縁部）を基準とするブッシュ２７ａの取付位置（圧入位置）及びトルク検出用凹凸部３１ａの形成位置をそれぞれ規制すると共に、トーションバー１９ａを構成するガイド軸部２３ａの全長（軸方向長さ）、並びに、トルク検出用スリーブ３２ａの全長（及び取付位置）をそれぞれ規制する事で、ブッシュ２７ａの後端部からトルク検出用凹凸部３１ａの後端部までの軸方向距離Ｘを、ガイド軸部２３ａの前端部からトルク検出用スリーブ３２ａの前端部までの軸方向距離Ｙよりも大きくしている（Ｘ＞Ｙ）。

又、トルク検出用コイルユニット３４ａは、円筒状に構成されたもので、トルク検出用凹凸部３１ａ及びトルク検出用スリーブ３２ａの外径側に同心に配置されている。又、トルク検出用コイルユニット３４ａは、ハウジング１５ａに内嵌固定されており、１対のコイル４８、４８を備えている。これら両コイル４８、４８は、トルク検出用スリーブ３２ａのうち、両列の窓孔３３ａ、３３ａを設けた部分に対し、径方向に重畳して配置されている。

又、基板４９は、ハウジング１５ａ内のトルク検出用コイルユニット３４ａの下方に設置されている。基板４９上には、モータ制御回路が構成されている。又、該モータ制御回路には、両コイル４８、４８の端部が接続されている。

又、ウォーム式減速機３８ａは、ウォームホイール３５ａと、図示しないウォームとが組み合わせられて成る。ウォームホイール３５ａは、出力軸１６ａのうち、両玉軸受１７ａ、１８ａ同士の間部分である軸方向間部に外嵌固定されている。又、ウォームは、ウォームホイール３５ａに噛合した状態で、ハウジング１５ａ内に回転自在に支持されている。

又、電動モータ１０（図８参照）は、ハウジング１５ａに支持固定されている。該電動モータ１０のモータ出力軸は、ウォームの基端部に対し、トルクの伝達を可能に結合されている。

又、図示の構造の場合、ロアシャフト１３ａの外周面のうちの後端寄り部分と、ハウジング１５ａの内面との間部分には、該ハウジング１５ａ内の潤滑剤がステアリングコラム６ａの内径側の空間に流出するのを防止する為のシールリング５０が設置されている。

上述の様に構成する本例の電動式パワーステアリング装置では、運転者がステアリングホイール１を操作する事によって、ステアリングシャフト５ａに操舵力であるトルクが付与されると、該トルクの方向及び大きさに応じた分だけ、トーションバー１９ａが（所定角度範囲で）弾性的に捩れる。これに伴い、トルク検出用凹凸部３１ａとトルク検出用スリーブ３２ａとの円周方向の位置関係が変化する事により、トルク検出用コイルユニット３４ａを構成するコイル４８、４８にインピーダンス変化が生じる。このインピーダンス変化に基づいて、トルクの方向及び大きさを検出できる。基板４９上のモータ制御回路は、該トルクの検出結果を利用して、電動モータ１０の通電制御を行う事により、該電動モータ１０で、トルクの方向及び大きさに応じた補助動力を発生させる。該補助動力は、ウォーム式減速機３８ａにより増大された後、出力軸１６ａに付与される。この結果、運転者がステアリングホイール１を操作する為に要する力が軽減される。

一方、ステアリングホイール１からステアリングシャフト５ａに大きなトルクが入力される事により、トーションバー１９ａの捩れ量が、所定角度範囲の片側又は他側の上限値に達すると、雌ストッパ部２９ａと雄ストッパ部３０ａとが周方向に噛み合う。そして、噛み合いに基づき、ロアシャフト１３ａから出力軸１６ａに直接、トルクの一部が伝達される様になる。

次に、上述の構成を有する本例の電動式パワーステアリング装置の組立手順に就いて説明する。
先ず、図３に示す様に、ロアシャフト１３ａの前端寄り部分に設けたスプライン孔２４ａ内に、トーションバー１９ａの後端部に設けられた第一連結軸部２０ａを圧入し、ロアシャフト１３ａとトーションバー１９ａとをトルク伝達を可能に連結する。又、これに前後して、ロアシャフト１３ａの前端部に設けた筒状部２８ａに、トルク検出用スリーブ３２ａの基端部を外嵌固定する。これにより、図３に示した様な入力側半組立体５１を得る。又、図４に示した様に、出力軸１６ａの軸方向中間部外周面に、ウォームホイール３５ａを外嵌固定して、出力側半組立体５２を得る。

次に、図５〜７に示す様に、入力側半組立体５１と出力側半組立体５２とを組み合わせる。即ち、入力側半組立体５１を構成するトーションバー１９ａの第二連結軸部２１ａを、出力側半組立体５２を構成する出力軸１６ａの内側に後端側から挿入し、入力側半組立体５１（ロアシャフト１３ａ）と出力側半組立体５２（出力軸１６ａ）とを軸方向に関して近づけていく。そして、本例の場合には先ず、第二連結軸部２１ａを、出力軸１６ａの前端部に設けた嵌合孔２５ａに締め代を持たせる事なく緩く内嵌（円筒面嵌合）させる。つまり、後述する様に、ガイド軸部２３ａの前端部をブッシュ２７ａの後端部の内径側に進入させるよりも先に、第二連結軸部２１ａを嵌合孔２５ａに緩く内嵌させる。この為に、本例の場合には、ブッシュ２７ａの設置位置（圧入位置）、及び、嵌合孔２５ａの形成位置を規制すると共に、第二連結軸部２１ａ及びガイド軸部２３ａの全長をそれぞれ規制している。具体的には、ガイド軸部２３ａの前端部から第二連結軸部２１ａの前端部までの軸方向距離α（図３参照）を、ブッシュ２７ａの後端部から嵌合孔２５ａの後端部までの軸方向距離β（図４参照）よりも大きくしている（α＞β）。

次いで、第二連結軸部２１ａを嵌合孔２５ａ内に緩く内嵌させた状態のまま、入力側半組立体５１と出力側半組立体５２とを更に近づけていく。すると、本例の場合には、ブッシュ２７ａの後端部からトルク検出用凹凸部３１ａの後端部までの軸方向距離Ｘを、ガイド軸部２３ａの前端部からトルク検出用スリーブ３２ａの前端部までの軸方向距離Ｙよりも大きくしている為、図５、６に示す様に、ガイド軸部２３ａの前端部とブッシュ２７ａの後端部との軸方向距離がゼロになった（ガイド軸部２３ａの前端部とブッシュ２７ａの後端部とが接触した）際に、トルク検出用スリーブ３２ａの前端部とトルク検出用凹凸部３１ａの後端部との間に十分に大きい軸方向隙間Ｚが存在する状態となる。従って、本例の場合には、トルク検出用凹凸部３１ａの外径側にトルク検出用スリーブ３２ａの前端部を進入させるよりも先に、ブッシュ２７の後端部の内径側にガイド軸部２３ａの前端部が進入する。これにより、トーションバー１９ａ及びブッシュ２７ａにより、ロアシャフト１３ａと出力軸１６ａとの同軸度を確保した状態で、入力側半組立体５１と出力側半組立体５２とを軸方向に近づける事ができる。

そして、図７に示した様に、入力側半組立体５１と出力側半組立体５２とを軸方向に組み合わせる。その後、ロアシャフト１３ａと出力軸１６ａとの回転方向に関する互いの位置関係を、所定角度範囲の中央位置に合わせた状態で、出力軸１６ａの前端部と第二連結軸部２１ａとの互いに整合する位置に、ドリル加工で径方向の貫通孔３９ａ（図１、２参照）を形成する。そして、該貫通孔３９ａにピン２６ａを圧入する事により、出力軸１６ａの前端部に第二連結軸部２１ａをトルク伝達可能に連結する。最後に、得られた組立体を、ステアリングコラム６ａ及びハウジング１５ａの内側に回転自在に組み込んで、本例の電動式パワーステアリング装置を得る。

前述した構成を有し、上述した組立方法により組み立てられる、本例の電動式パワーステアリング装置によれば、組立作業時に、トルク検出用スリーブ３２ａとトルク検出用凹凸部３１ａとが接触する事を防止でき、組立作業性を向上できる。
即ち、本例の電動式パワーステアリング装置の場合には、完成状態（組立完了状態）で、ブッシュ２７ａの後端部からトルク検出用凹凸部３１ａの後端部までの軸方向距離Ｘを、ガイド軸部２３ａの前端部からトルク検出用スリーブ３１ａの前端部までの軸方向距離Ｙよりも大きくしている（Ｘ＞Ｙ）。この為、組立作業時に、図５、６に示した様に、ロアシャフト１３ａのスプライン孔２４ａにトーションバー１９ａの第一連結部２１ａを連結すると共に、該ロアシャフト１３ａに設けた筒状部２８ａにトルク検出用スリーブ３２ａの基端部を外嵌固定した状態で、トーションバー１９ａの第二連結軸部２２ａを、出力軸１６ａの内側に後端側から挿入し、ロアシャフト１３ａと出力軸１６ａとを軸方向に関して近づけた際に、トルク検出用凹凸部３１ａの外径側にトルク検出用スリーブ３２ａの前端部が進入するよりも先に、ブッシュ２７ａの後端部の内径側にガイド軸部２３ａの前端部を進入させる事ができる。従って、本例の場合には、トーションバー１９ａとブッシュ２７ａとにより、ロアシャフト１３ａと出力軸１６ａとの同軸度を確保した状態で、トルク検出用凹凸部３１ａの外径側にトルク検出用スリーブ３２ａを進入させる事ができる。この結果、本例の電動式パワーステアリング装置によれば、トルク検出用スリーブ３２ａとトルク検出用凹凸部３１ａとが接触する事を有効に防止できる。これにより、電動式パワーステアリング装置の組立作業性を向上する事ができる。

更に本例の場合には、ブッシュ２７ａの後端部の内径側にガイド軸部２３ａの前端部を進入させるよりも先に、第二連結軸部２１ａを出力軸１６ａの前端部に設けた嵌合孔２５ａに締め代を持たせる事なく内嵌させる事ができる。この為、第二連結軸部２１ａと嵌合孔２５ａとの嵌合部により、ロアシャフト１３ａと出力軸１６ａとの同軸度をある程度は確保できる（一方の部材が他方の部材に対して傾く事を抑制できる）。従って、ブッシュ２７ａの後端部の内径側にガイド軸部２３ａの前端部をスムーズに進入させる事もできる。

本発明は、上述した実施の形態の場合とは反対に、出力軸を一方の回転軸とし、入力軸を他方の回転軸とする構造に適用する事もできる。又、本発明を実施する場合に、トーションバーの両端部に設けた第一、第二両連結軸部と入力軸及び出力軸との連結構造に就いては、実施の形態の構造に限らず、従来から知られている各種構造を採用できる。
本出願は、２０１５年１１月１３日出願の日本特許出願２０１５−２２２６１６に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

１ ステアリングホイール
２ ステアリングギヤユニット
３ 入力軸
４ タイロッド
５、５ａ ステアリングシャフト
６、６ａ ステアリングコラム
７ 自在継手
８ 中間シャフト
９ 自在継手
１０ 電動モータ
１１、１１ａ インナコラム
１２、１２ａ アウタコラム
１３、１３ａ ロアシャフト
１４、１４ａ アッパシャフト
１５、１５ａ ハウジング
１６、１６ａ 出力軸
１７、１７ａ 玉軸受
１８、１８ａ 玉軸受
１９、１９ａ トーションバー
２０、２０ａ 第一連結部
２１、２１ａ 第二連結部
２２、２２ａ ばね軸部
２３、２３ａ ガイド軸部
２４、２４ａ スプライン孔
２５、２５ａ 嵌合孔
２６、２６ａ ピン
２７、２７ａ ブッシュ
２８、２８ａ 筒状部
２９、２９ａ 雌ストッパ部
３０、３０ａ 雄ストッパ部
３１、３１ａ トルク検出用凹凸部
３２、３２ａ トルク検出用スリーブ
３３、３３ａ 窓孔
３４、３４ａ トルク検出用コイルユニット
３５、３５ａ ウォームホイール
３６ ウォーム
３７ モータ出力軸
３８、３８ａ ウォーム式減速機
３９ 貫通孔
４０ 蓋体
４１ 本体
４３ 雌側歯部
４４ 雌側溝部
４５ 雄側歯部
４６ 雄側溝部
４７ 検出用溝部
４８ コイル
４９ 基板
５０ シールリング
５１ 入力側半組立体
５２ 出力側半組立体

Claims (4)

1. ステアリングホイールからの操舵力を付与される入力軸と、
   該入力軸と同軸上に配置され、電動モータを発生源とする補助動力を付与される出力軸と、
   軸方向両端部に第一連結軸部及び第二連結軸部を、軸方向中間部にばね軸部を、前記第一連結軸部と前記ばね軸部との間に、該ばね軸部よりも大径のガイド軸部を、有し、前記入力軸及び前記出力軸の内径側に配置された状態で、前記第一連結軸部を前記入力軸と前記出力軸とのうちの一方の回転軸に、前記第二連結軸部を前記入力軸と前記出力軸とのうちの他方の回転軸に、それぞれトルク伝達可能に連結されたトーションバーと、
   前記一方の回転軸のうち、軸方向に関して前記他方の回転軸側の端部である軸方向片端部に設けられた雌ストッパ部と、
   前記他方の回転軸の外周面のうち、軸方向に関して前記一方の回転軸側の端部である軸方向他端部に設けられ、前記雌ストッパ部に対し所定角度範囲での相対回転を可能に係合される雄ストッパ部と、
   前記他方の回転軸の外周面のうち、前記雄ストッパ部の軸方向片側に隣接する部分に設けられたトルク検出用凹凸部と、
   前記トルク検出用凹凸部の外径側に配置されると共に、その基端部である軸方向他端部を前記一方の回転軸の軸方向片端部に外嵌固定されたトルク検出用スリーブと、
   前記他方の回転軸の内周面のうちの軸方向他端部に内嵌固定され、その内径側に前記ガイド軸部を相対回転可能に支持するブッシュと、を備え、
   前記ブッシュの軸方向他端部から前記トルク検出用凹凸部の軸方向他端部までの軸方向距離が、前記ガイド軸部の軸方向片端部から前記トルク検出用スリーブの軸方向片端部までの軸方向距離よりも大きい、電動式パワーステアリング装置。
2. 前記ガイド軸部の軸方向片端部から前記第二連結軸部の軸方向片端部までの軸方向距離が、前記ブッシュの軸方向他端部から前記他方の回転軸の軸方向片端部に設けた嵌合孔の軸方向他端部までの軸方向距離よりも大きい、請求項１に記載した電動式パワーステアリング装置。
3. ステアリングホイールからの操舵力を付与される入力軸と、
   該入力軸と同軸上に配置され、電動モータを発生源とする補助動力を付与される出力軸と、
   軸方向両端部に第一連結軸部及び第二連結軸部を、軸方向中間部にばね軸部を、前記第一連結軸部と前記ばね軸部との間に、該ばね軸部よりも大径のガイド軸部を、有し、前記入力軸及び前記出力軸の内径側に配置された状態で、前記第一連結軸部を前記入力軸と前記出力軸とのうちの一方の回転軸に、前記第二連結軸部を前記入力軸と前記出力軸とのうちの他方の回転軸に、それぞれトルク伝達可能に連結されたトーションバーと、
   前記一方の回転軸のうち、軸方向に関して前記他方の回転軸側の端部である軸方向片端部に設けられた雌ストッパ部と、
   前記他方の回転軸の外周面のうち、軸方向に関して前記一方の回転軸側の端部である軸方向他端部に設けられ、前記雌ストッパ部に対し所定角度範囲での相対回転を可能に係合される雄ストッパ部と、
   前記他方の回転軸の外周面のうち、前記雄ストッパ部の軸方向片側に隣接する部分に設けられたトルク検出用凹凸部と、
   前記トルク検出用凹凸部の外径側に配置されると共に、基端部である軸方向他端部を前記一方の回転軸の軸方向片端部に外嵌固定されたトルク検出用スリーブと、
   前記他方の回転軸の内周面のうちの軸方向他端部に内嵌固定され、その内径側に前記ガイド軸部を相対回転可能に支持するブッシュと、
   を備えた、電動式パワーステアリング装置の組立方法であって、
   前記一方の回転軸に前記トーションバーの前記第一連結軸部を連結すると共に、前記一方の回転軸の軸方向片端部に前記トルク検出用スリーブの軸方向他端部を外嵌固定した状態で、前記トーションバーの前記第二連結軸部を前記他方の回転軸の内側に軸方向他端側から挿入し、前記一方の回転軸と前記他方の回転軸とを軸方向に関して近づける際に、前記トルク検出用凹凸部の外径側に前記トルク検出用スリーブの軸方向片端部を進入させるよりも先に、前記ブッシュの軸方向他端部の内径側に前記ガイド軸部の軸方向片端部を進入させる、電動式パワーステアリング装置の組立方法。
4. 前記ブッシュの軸方向他端部の内径側に前記ガイド軸部の軸方向片端部を進入させるよりも先に、前記第二連結軸部を前記他方の回転軸の軸方向片端部に設けた嵌合孔に締め代を持たせる事なく内嵌する、請求項３に記載した電動式パワーステアリング装置の組立方法。

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