WO2003104065A1 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

　ステアリングホイールに連結される入力軸と、ステアリングギア装置に連結される出力軸と、該入力軸から出力軸にトルクを伝達するトーションバーとを含み、車両後方側と車両前方側とでステアリングコラムに回転自在に支持されたステアリングシャフトと、ステアリングシャフトの外周外側に配置されたトルク検出用のコイルと、検出トルクに応じて駆動されるモータに回転駆動されるウォームに噛合し、前記出力軸に回転に関し固定されたウォームホイールとから成る電動パワーステアリング装置において、ステアリングシャフトは車両前方側でウォームホイールとコラム側部材との間に設けられた軸受を介して回転自在に支持されている。

Description

電動パヮ -

技術分野

本発明は、 軸方向長さの短縮化を図った電動パワー 装置に関する, 明

背景技術 田

図 8に示す従来に係る電動パワーステアリング装置では、 ステアリングコラム のアツパ一コラム 1 0 1の車両前方側に、 ロア一コラム 1 0 2が嵌合してあり、 これらコラム 1 0 1， 1 0 2内に、 スプライン嵌合したステアリングシャフトの アッパーシャフト 1 0 3とロアーシャフト 1 0 4 (入力軸） とが回転自在に支持 してある。

ロアーシャフト 1 0 4 (入力軸） の車両前方側には、 出力軸 1 0 5がストッパ 一部 1 0 6を介して連結してある。 この出力軸 1 0 5の車両前方側には、 自在継 手 （図示略） 等を介してステアリングギヤ （図示略） が連結してある。

出力軸 1 0 5は、 一対の軸受 1 0 7， 1 0 8を介してハウジング 1 0 9 , 1 1 0に支持してある。 ロア一シャフト 1 0 4 (入力軸） の車両前方側には、 トーシ ヨンバ一 1 1 1の基端が圧入固定してあり、 この] ^一シヨンバ一 1 1 1は、 中空 に形成した出力軸 1 0 5の内部を延在して、 その先端が出力軸 1 0 5の端部に固 定ピン 1 1 2により固定してある。

出力軸 1 0 5の車両後方側には、 トルク検出用の溝 1 1 3が形成してあり、 こ れらの溝 1 1 3の径方向外方には、 トルクセンサーのスリーブ 1 1 4が配置して ある。 このスリーブ 1 1 4は、 その車両後方側端部がロアーシャフト 1 0 4 (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 1 1 4の径方 向外方には、 コイル 1 1 5や基板等が設けてある。 出力軸 1 0 5には、 電動モー夕 1 1 6の駆動軸であるウォーム 1 1 7に嚙合し たウォームホイール 1 1 8が取付けてある。

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、 入力軸 1 0 4， ト一シヨンパ一 1 1 1， 出力軸 1 0 5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。 また、 電動モー夕 1 1 6の回転力は、 そのウォーム 1 1 7及びウォームホイール 1 1 8を介して出力軸 1 0 5に伝達されるようになっており、 電動モー夕 1 1 6 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 1 0 5に適切な操舵補 助トルクを付与できるようになつている。

上記のように、 図 8に示した電動パワーステアリング装置では、 スリーブ 1 1 4は、 その車両後方側端部がロアーシャフト 1 0 4 (入力軸） の車両前方側端部 に固定してある構造であるため、 電動パワーステアリングのためのハウジング 1 0 9 , 1 1 0は、 その軸方向の長さが比較的長くなる。

その結果、 このハウジング 1 0 9， 1 1 0の軸方向長さが車両の二次衝突時に おけるアッパーコラム 1 0 1のコラブス ·ストローク量を規定していることから、 このスト口一ク量を増大したいといつた要望があるにも拘わらず、 図 8に示した スト口一ク量以上には、 コラブス ·ストローク量を増大できないといったことが ある。

また、 電動パワーステアリング装置においては、 電動モータ 1 1 6の操舵補助 トルクがウォームホイール 1 1 8を介して出力軸 1 0 5に付勢されているため、 この出力軸 1 0 5には、 車両後方側の入力軸 1 0 4に比べて、 定常時に大きな捩 りトルクが発生している。

さらに、 ステアリングギヤ側から、 逆入力、 例えば、 タイヤを縁石にぶっけた とかにより、 衝撃的な力が出力軸 1 0 5に作用した場合、 ウォームホイール 1 1 8は、 ギヤ比の 2乗で大きくなるモ一夕慣性を有しているため、 出力軸 1 0 5に は、 非常に大きな衝撃捩りトルクが発生する。 図 8に示す従来に係る電動パワーステアリング装置では、 出力軸 1 0 5にト一 シヨンバ一 1 1 1が貫通した中空構造であり、 出力軸 1 0 5の端部に、 トーショ ンバ一 1 1 1が圧入して固定してあることから、 ステアリングギヤの自在継手に 結合する出力軸 1 0 5の小径部 1 0 5 aは、 上述した捩りトルクにより弾性限界 を超えて極微少に捩れてしまうと、 その捩り （回転） は、 トルクセンサ一により 検出されて、 トルクセンサーの出力ズレとなって現れ、 セルフステアを生起する ことがある。 そのため、 出力軸 1 0 5の小径部 1 0 5 aには、 熱処理を施して、 その強度を向上させておく必要がある。 発明の開示

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、 軸方向の長さ の短縮化を図ることにより、 車両の二次衝突時におけるコラブス 'ストローク量 を増大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にある。 上記の目的を達成するため、 本発明に係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る入力軸と、 ステアリングギア装置に連結さ れる出力軸と、 該入力軸から出力軸にトルクを伝達するトーシヨンバーとを含み、 車両後方側と車両前方側とでそれぞれ軸受を介してステアリングコラムに回転 自在に支持されたステアリングシャフトと、

ステアリングシャフトの径方向外側に隔置されたトルク検出用のコイルと、 検出トルクに応じて駆動されるモータに回転駆動されるウォームに嚙合し、 前 記出力軸に回転に関し固定されたウォームホイールとから成る電動パワーステ ァリング装置において、

車両前方側の前記軸受は前記ウォームホイールの車両後方側とコラム側部材 との間に設けられた第 1軸受と、 当該ウォームホイールより車両前方側で前記ス テアリングシャフトを支持する第 2軸受とからなることを特徴とする。

本発明の電動パワーステアリング装置において、 前記ウォームホイールには車 両後方に向かって突出するボスが設けてあり、 前記軸受は該ボスの外周上に支持 されており、 前記出力軸には該ボスの径方向内側において前記ステアリングシャ フト外周を囲んで軸方向に延びるスリーブの車両前方側端部が固設されており、 前記トルク検出用のコイルは当該スリーブ上に支持されていることが好ましレ^ このような構成の本発明によれば、 電動パワーステアリングのハウジングの軸 方向長さの短縮化を図ることができ、 これにより、 車両の二次衝突時におけるコ ラプス ·ストローク量を増大することができる。

また、 本発明の電動パワーステアリング装置において、 好ましくは、 前記入力 軸は車両前方に開き前記ウォームホイールの前記ボスの径方向内側に前端を有 して軸方向に延びる中空部を形成しており、 前記トーシヨンバ一は当該中空部内 に軸方向に延在している。

また、 本発明の電動パワーステアリング装置において、 好ましくは、 前記出力 軸の車両後方側端部に前記トーションバーの車両前方側端部が固定されており、 前記トーションバーの車両後方側端部は前記入力軸にピンにより固定されてい る。

さらにまた、 本発明の電動パワーステアリング装置において、 好ましくは、 前 記入力軸は 前記入力軸の外周にはトルクセンサー検出用のコイルに対向して 溝が形成されている。

さらにまた、 本発明の電動パワーステアリング装置において、 好ましくは前記 スリーブには前記コィルに対向して窓が形成されている。 図面の簡単な説明

図 1は、 本発明の第 1実施の形態に係る電動パワーステアリング装置の縦断面 図である。

図 2は、 図 1に示した電動パワーステアリング装置の要部の拡大断面図である。 図 3は、 トルクセンサ一の部分切欠き斜視図である。 図 4は、 トルクセンサーの分解斜視図である。 - 図 5 Aは、 トルクセンサ一の断面図であり、 図 5 Bは、 図 5 Aの b— b線に沿 つた断面図である。

図 6は、 本発明の第 2実施の形態に係る電動パワーステアリング装置の縦断面 図である。

図 7は、 図 6に示した電動パワーステアリング装置の要部の拡大断面図である。 図 8は、 従来に係る電動パワーステアリング装置の縦断面図である。 発明の実施の形態

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。

(第 1実施の形態）

図 1は、 本発明の第 1実施の形態に係る電動パヮ 装置の縦断面 図である。

図 2は、 図 1に示した電動パワーステアリング装置の要部の拡大断面図である _c 図 3は、 トルクセンサーの部分切欠き斜視図である。

図 4は、 トルクセンサーの分解斜視図である。

図 5 Aは、 トルクセンサーの断面図であり、 図 5 Bは、 図 5 Aの b— b線に沿 つた断面図である。

図 1に示すように、 本実施の形態に係る電動パワーステアリング装置では、 ス テアリングコラムのアツパ一コラム 1の車両前方側に、 ロア一コラム 2が嵌合し てあり、 これらコラム 1， 2内に、 ステアリングシャフトが車両後方側で軸受 1 0 0を介して、 車両前方側で後述の如く軸受 7 , 8を介して回転自在に支持して ある。 ステアリングシャフトはスプライン嵌合したアッパーシャフト 3とロア一 シャフト 4 (入力軸） と、 後述する出力軸 5およびロア一シャフト 4 (入力軸） と出力軸 5との間に接続されたトーションパー 1 1等とからなる。 ロアーシャフト 4 (入力軸） の車両前方側には、 出力軸 5の車両後方側が後述 の如くストッパー部 6を介して連結してある。 この出力軸 5の車両前方側には、 自在継手 （図示略） 等を介してステアリングギヤ (図示略） が連結してある。 な お、 入力軸 4は、 鉄等の磁性材料から形成してある。

ハウジングはコラム 1 , 2と一体的であり、 コラム側部材を構成している。 出 力軸 5の車両後方側には、 ト一ションバー 1 1の基端が圧入固定してあり、 この トーシヨンバー 1 1は、 中空に形成したロアーシャフト 4 (入力軸） の内部を延 在して、 車両後方側端部である先端がロア一シャフト 4 (入力軸） の端部に固定 ピン 1 2により固定してある。 固定ピン 1 2は、 中空に形成したアツパ一シャフ ト 3内に配置してあり、 これにより、 固定ピン 1 2の抜け防止を図ることができ る。 なお、 ト一シヨンバー 1 1は、 ウォームホイール 1 8の位置より車両後方側 に配置してある。

ロアーシャフト 4 (入力軸） の車両前方側には、 トルク検出用の溝 1 3が形成 してあり、 これらの溝 1 3の径方向外方には、 トルクセンサ一のスリーブ 1 4が 配置してある。 このスリーブ 1 4は、 その車両前方側端部 1 4 aが出力軸 5の車 両後方側端部に加締め等により固定してある。 スリーブ 1 4の径方向外方には、 トルク検出用のコイル 1 5や基板等が設けてある。

出力軸 5には、 電動モ一夕 1 6の駆動軸であるウォーム 1 7に嚙合したウォー ムホイール 1 8が嵌合固定してある。

従って、 運転者がアッパーシャフト 3の後端に取付けられたステアリングホイ —ル （図示略） を操舵することにより発生した操舵力は、 入力軸 4 , ト一シヨン バ一 1 1 , 出力軸 5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。 また、 電動モ一夕 1 6の回転力は、 そのウォーム 1 7及びそれに嚙み合ったウォームホイール 1 8を介して出力軸 5に伝達され るようになっており、 電動モータ 1 6の回転力及びそれに嚙み合った回転方向を 適宜制御することにより、 出力軸 5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。

さらに、 図 2に示すように、 本実施の形態では、 ウォームホイール 1 8は車両 後方側に突出する同心の筒状のボス部 1 8 aを一体に形成している。 ウォームホ ィール 1 8の車両後方側と車両前方側とに、 軸受 7 , 8を配置してある。 車両後 方側の軸受 7は、 ウォームホイール 1 8のボス部 1 8 a外周上に支持されており、 ボス部外周とハウジング部材 9との間に配置されている。 ウォームホイール 1 8 のボス部 1 8 aの径方向内方において、 スリ一ブ 1 4の車両前方端部 1 4 aが出 力軸 5の車両後方端部に外嵌固定してある。 そのため、 ハウジング部材 9 , 1 0 からなるハウジングの軸方向の長さの短縮化を図ることができ、 これにより、 車 両の二次衝突時におけるコラプス ·ストローク量を増大することができる。 ゥォ ームホイ一ル 1 8の車両前方側の軸受 8はウォームホイール 1 8に隣接して出 力軸 5とハウジング部材 1 0との間に設けてある。

トーシヨンバー 1 1は、 ウォームホイール 1 8の車両後方側に配置してあり、 そこでは定常時にも、 逆入力時にも、 大きな捩りトルクが発生しないので、 トル クセンサ一の出力ズレを生起する虞れがなく、 安全性を向上させ、 また、 熱処理 も不要となるので、 コスト低減を図ることが出来る。

次に、 図 4に示すように、 入力軸 4の車両前方側の外周面には、 入力軸 4と同 軸の大径部 4 Aが形成されていて、 この大径部 4 Aの外周面に近接してこれを包 囲するように、 上述した肉薄のスリーブ 1 4が配設されている。

スリーブ 1 4は、 導電性で且つ非磁性の材料 （例えば、 アルミニウム） から形 成され、 その車両前方側端部が、 出力軸 5の車両後方側端部に固定されている。 具体的には、 図 4及び図 5 A、 図 5 Bに示すように、 出力軸 5の車両後方側端 部には、 大径部 5 Aが形成されていて、 その大径部 5 Aの外周面には、 軸方向に 延びる複数 （この例では、 4本） の軸方向溝 2 1と、 周方向に連続した周方向溝 2 2とが形成されている。

各軸方向溝 2 1は、 互いに周方向に等間隔 （9 0度） 離れて、 大径部 5 Aの全 長に渡って形成されており、 また、 周方向溝 2 2は、 スリーブ 1 4を固定した際 にそのスリーブ 1 4の端部 1 4 aが位置する付近に形成されている。

スリーブ 1 4の内周面には、 その端部から若千張り込んだ位置に、 複数 （この 例では、 4つ） の半球状の半径方向内向き突起 2 3が形成されている。 これら突 起 2 3の個数及び形成位置は出力軸 5の軸方向溝 2 1に対応していて、 従って、 突起 2 3は、 互いに周方向に等間隔 （9 0度） 離れている。 また、 突起 2 3の高 さは、 軸方向溝 2 1の深さと同程度である。

スリーブ 1 4を出力軸 5の大径部 5 Aに固定する際には、 その突起 2 3を軸方 向溝 2 1に嵌合させることにより、 スリーブ 1 4の出力軸に対する周方向の位置 決めを行い、 それからスリーブ 1 4を軸方向に押し込み、 その端部を周方向溝 2 2に近接させ、 その状態でスリーブ 1 4端部を内側にかしめて周方向溝 2 2に食 い込ませる。 つまり、 出力軸 5に対するスリーブ 1 4の周方向位置は、 軸方向溝 2 1に突起 2 3が嵌合することにより固定され、 出力軸 5に対するスリーブ 1 4 の軸方向位置は、 その端部 1 4 aが周方向溝 2 2に食い込むことにより固定され ている。

ウォームホイール 1 8の内径側で、 図 5 Aに示すように、 出力軸 5の車両後方 側端部には、 スプライン孔 5 Bが同軸に形成されていて、 トーシヨンバー 1 1の 車両後方側端部をスプライン結合により固定保持している。 そのスプライン孔 5 Bよりも端面側の筒状大径部 5 Aの内周面には、 メスストッパ 2 4 (ストッパー 部 6 ) が形成されている。 メスストッパ 2 4は、 内周面が径方向外側に凹んだ 8 つの凹部 2 4 Aを有する孔である。

図 4に示すように、 メスストッパ 2 4に対応して、 入力軸 4の端部には、 ォス ストッパ 2 5 (ストッパー部 6 ) が形成されている。 ォスストツバ 2 5は、 外周 面が径方向外側に突出した 8つの凸部 2 5 Aを有する軸であって、 各凸部 2 5 A の周方向の幅は、 凹部 2 4 Aの周方向の幅よりも若千小さくなつていて、 これに より、 入力軸 4及び出力軸 5間の相対回転を所定角度範囲 （± 5度程度） に規制 するようになつている。 こうして、 入力軸 4と出力軸 5との間で伝達されるトル クが所定値を超えるとき、 ォスストッパ 25とメスストッパ 24とが衝接してト ルクはストッパー部 6を介して直接伝達される。

一方、 スリーブ 14の組立後に入力軸 4の大径部 4 Aを包囲するスリーブ 14 の部分には、 突起 23から遠い側に、 周方向に等間隔離隔した長方形の複数の窓 30 aが形成され、 突起 23に近い側に、 窓 30 a , …， 30 aと位相が 180 度ずれるように（実角で言うと、 n個の窓 30 aに対して（360ΖηΧ 1/2) 度ずれるように）、 周方向に等間隔離隔した長方形の複数の窓 3 O bが形成され ている。

これに対し、 入力軸 4の大径部 4Aには、 軸方向に延びる複数の溝 13が等間 隔に形成されている。 但し、 溝 13の本数は、 窓 30 a， 30 bのそれぞれの個 数と同じである。

入力軸 4と出力軸 5との間に相対回転が生じていないとき （操舵トルクが零の とき） に、 各溝 13の幅方向中心と、 窓 30 aの幅方向中心との位相が 90度と なるように位置し、 各溝 13の幅方向中心と、 窓 30 bの幅方向中心との位相が 逆方向に 90度となるように （実角で言うと、 n個の溝 13の幅方向中心に対し て （360ZnX l/4) 度となるように） 位置するようになっている。

つまり、 入力軸 4, 出力軸 5， ト一シヨンバー 11及びスリーブ 14を組み立 てる際に、溝 13と窓 30 a, 30 bとの重なり具合が上述のようになるように、 入力軸 4とスリーブ 14との位相合わせを行うことが必要なのであるが、 スリ一 ブ 14は出力軸 5に固定されるものであり、 入力軸 4及び出力軸 5はトーション バ一 1 1を介して結合されるものであるため、 各部の位相関係を以下のように決 定する。

先ず、 操舵トルクが零の際には、 入力軸 4に形成されたォスストッパ 25と、 出力軸 5に形成されたメスストツバ 24とが中立位置で組み合わされる、 つまり 凹部 24Aの中央部に凸部 25 Aが位置すればよいのであるから、 ォスストッパ 25の各凸部 25 Aの周方向位置を入力軸 4の各部位の位相を考える際の基準 とし、 メスストツバ 24の各凹部 24 Aの周方向位置を出力軸 5の各部位の位相 を考える際の基準とする。

入力軸 4に関しては、大径部 4 Aに形成される溝 13,...13の周方向位置を、 凸部 25 Aを基準に決定する。 これに対し、 出力軸 5に関しては、 大径部 5Aの 外周面に形成される軸方向溝 21， ...， 21の周方向位置を、 凹部 24Aを基準 に決定する。

さらに、 スリーブ 14に関しては、 各窓 30 a, 30 a、 30 b, ..., 3 O bの周方向位置を、 突起 23を基準に決定する。 このように各部位の周方向位 置を決定すれば、 組み立てる際には特にスリーブ 14の位相合わせをしなくても、 各溝 13， ...， 13と、 各窓 30 a, 30 a、 30 b, ..., 3 O bとの位相 関係は、 ストツパの中立合わせを行うことで上記のようになる。

そのような位相関係を確実に得るためには、 各部の加工精度が極めて重要であ る。 そこで、 本実施の形態では、 入力軸 4に関しては、 溝 13ゃォスストツバ 2 5を冷間鍛造により入力軸 4と一体に形成するとともに、 出力軸 5に関しては、 溝 21を冷間鍛造により出力軸 5と一体に形成することとしている。

また、 図 3に示すように、 ハウジング部材 9の内側には、 スリーブ 14を包囲 するように、 同一規格のコイル 15A， 15 Bが卷き付けられたポビンを内周側 に支持する磁性材料からなるヨーク 15 C， 15Dが固定されている。 但し、 コ ィル 15A， 15 Bはスリーブ 14と同軸になっていて、一方のコイル 15 Aは、 スリープ 14の窓 30 a, 30 aが形成された部分を包囲し、 他方のコイル 15Bは、 スリーブ 14の窓 30 b， 30 bが形成された部分を包囲してい る。

各コイル 15A， 15Bの端部は、 ハウジング内に収容された基板に接続され ていて、 基板上には、 図示しないモータ制御回路が構成されている。 モータ制御 回路の具体的な構成は本発明の要旨ではないため、 詳細には説明しないが、 例え ば上記特開平 8— 2 4 0 4 9 1号公報に開示されるように、 所定周波数の交流電 流をコイル 1 5 A, 1 5 Bに供給する発振部と、 コイル 1 5 Aの自己誘導起電力 を整流及び平滑して出力する第 1整流平滑回路と、 コイル 1 5 Bの自己誘導起電 力を整流及び平滑して出力する第 2整流平滑回路と、 第 1， 第 2整流平滑回路の 出力の差を増幅して出力する差動アンプと、 差動アンプの出力から高周波ノイズ を除去するノィズ除去フィルタと、 ノィズ除去フィルタの出力に基づいて入力軸 4及びスリ一ブ 1 4の相対回転変位の方向及び大きさを演算しその結果に例え ば所定の比例定数を乗じて操舵系に発生している操舵トルクを求めるトルク演 算部と、 トルク演算部の演算結果に基づいて操舵トルクを軽減する操舵補助トル クが発生するような駆動電流を電動モー夕 1 6に供給するモ一夕駆動部と、 を備 えて構成することができる。

次に、 本実施の形態の動作を説明する。 操舵系が直進状態にあり、 操舵トルク が零であるものとすると、 入力軸 4及び出力軸 5間には相対回転は生じない。 従 つて、 入力軸 4とスリーブ 1 4との間にも相対回転は生じない。

これに対し、 ステアリングホイールを操舵して入力軸 4に回転力が生じると、 その回転力は、 トーシヨンバー 1 1を介して出力軸 5に伝達される。 このとき、 出力軸 5には、 転舵輪及び路面間の摩擦力やラックアンドピニオン式ステアリン グ装置のギアの嚙み合い等の摩擦力に応じた抵抗力が生じるため、 入力軸 4及び 出力軸 5間には、 トーシヨンバ一 1 1が捩じれることによって出力軸 5が遅れる 相対回転が発生し、入力軸 4及びスリーブ 1 4間にも相対回転が生じる。そして、 その相対回転の方向及び量は、 ステアリングホイールの操舵方向や発生している 操舵トルクに応じて決まってくる。

入力軸 4及びスリーブ 1 4間に相対回転が生じると、溝 1 3と、窓 3 0 a , 3 0 a , 3 0 b , ..., 3 0 bとの重なり具合が当初の状態から変化するし、 窓 3 0 a , 3 0 &と窓3 0 13， 3 0 bとの位相関係を上記のように設定して いるため、溝 1 3と窓 3 0 a , ..., 3 0 aとの重なり具合と、溝 1 3と窓 3 0 b，...， 3 0 bとの重なり具合とは、 互いに逆方向に変化する。

その結果、 入力軸 4及びスリーブ 1 4間の相対回転に応じて、 コイル 1 5 Aの 自己インダクタンスと、 コイル 1 5 Bの自己インダク夕ンスとは、 互いに逆方向 に変化するから、 それらコイル 1 5 A, 1 5 Bの自己誘導起電力も互いに逆方向 に変化するようになる。 よって、 コイル 1 5 A, 1 5 Bの自己誘導起電力の差を 求めると、 その差は、 操舵トルクの方向及び大きさに従ってリニアに変化するよ うになる。 その一方で、 温度等による自己インダクタンスの変化は、 モータ制御 回路内の差動アンプにおいてキャンセルされる。

モータ制御回路内のトルク演算部が、 差動アンプの出力に基づいて操舵トルク を求め、 モー夕駆動部が、 その操舵トルクの方向及び大きさに応じた駆動電流を 電動モータ 1 6に供給する。 すると、 電動モー夕 1 6には、 操舵系に発生してい る操舵トルクの方向及び大きさに応じた回転力が発生し、 その回転力がウォーム 1 7及びウォームホイール 1 8を介して出力軸 5に伝達されるから、 出力軸 5に 操舵補助トルクが付与されたことになり、 操舵トルクが減少し、 運転者の負担が 軽減される。

本実施の形態では、 出力軸 5の端部に、 複数の軸方向溝 2 1と、 周方向溝 2 2 とを形成し、 軸方向溝 2 1にスリーブ 1 4の突起 2 3を嵌合させ、 スリーブ 1 4 の端部をかしめて周方向溝 2 2に食い込ませているため、 鉄製の出力軸 5とアル ミニゥム製のスリーブ 1 4という材料の異なる部材間であっても、 熱膨張係数の 違いなどに起因して保持力が低減するようなこともない。 このため、 スリーブ 1 の出力軸 5に対する相対的な周方向位置や軸方向位置が当初の状態からずれ、 それがトルク検出値に含まれてしまう可能性を大幅に低減できるのである。 よつ て、 安全性の点から高い信頼性が必要な電動式パワーステアリング装置用のトル クセンサとして、 極めて好適である。

また、 本実施の形態では、 溝 1 1及びォスストツバ 2 5を冷間鍛造により入力 軸 4と一体に形成するともに、 軸方向溝 2 1を冷間鍛造により出力軸 5と一体に 形成しているため、 組立時の位相合わせが容易であり、 製造コストの低減に寄与 できるという利点もある。

(第 2実施の形態）

図 6は、 本発明の第 2実施の形態に係る電動パワーステアリング装置の縦断面 図である。 図 7は、 図 6に示した電動パワーステアリング装置の要部の拡大断面 図である。

本第 2実施の形態では、 ウォームホイール 1 8のボス部 1 8 aの内径に設け たテ一パ面 1 8 bを使用して、 ウォームホイ一ル 1 8を圧入しながら、 スリーブ 1 4の車両前方端部 1 4 aも加締めてしまうので、 工数を削減でき、 コストダウ ンを図ることができる。 その他の構成'作用は、 上述した実施の形態と同様であ る。

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。 以上説明したように、 本発明によれば、 電動パヮ一ステアリングのハウジング の軸方向長さの短縮化を図ることができ、 これにより、 車両の二次衝突時におけ るコラブス ·ストローク量を増大することができる。

Claims

1 . ステアリングホイールに連結される入力軸と、 ステアリングギア装置に連 結される出力軸と、 該入力軸から出力軸にトルクを伝達するトーシヨンバーとを 含み、 車両後方側と車両前方側とでそれぞれ軸受を介してステアリングコラムに 回転自在に支持されたステアリ請ングシャフトと、

ステアリングシャフトの径方向外側に隔置されたトルク検出用のコイルと、 検出トルクに応じて駆動されるモータのに回転駆動されるゥォ一ムに嚙合し、 前 記出力軸に回転に関し固定されたウォームホイールとから成る電動パヮ一ステ ァリング装置において、 囲

車両前方側の前記軸受は前記ウォームホイールの車両後方側とコラム側部材 との間に設けられた第 1軸受と、 当該ウォームホイールより車両前方側で前記ス トを支持する第 2軸受とからなることを特徴とする電動パヮ

2 . 前記ウォームホイールには車両後方に向かって突出するボスが設けてあり、 前記軸受は該ボスの外周上に支持されており、 前記出力軸には該ボスの径方向内 側において前記ステアリングシャフト外周を囲んで軸方向に延びるスリープの 車両前方側端部が固設されており、 前記トルク検出用のコイルは当該スリーブ上 に支持されていることを特徴とする請求項 1に記載の電動パワーステアリング

3 . 前記入力軸は車両前方に開き前記ウォームホイールの前記ボスの径方向内 側に前端を有して軸方向に延びる中空部を形成しており、 前記トーションバ一は 当該中空部内に軸方向に延在していることを特徴とする請求項 2に記載の電動 パワーステアリング装置。

4 . 前記出力軸の車両後方側端部に前記トーションバーの車両前方側端部が固 定されており、 前記トーションバーの車両後方側端部は前記入力軸にピンにより 固定されていることを特徴とする請求項 3に記載の電動パワーステアりング装

5 . 前記入力軸は 前記入力軸の外周にはトルクセンサ一検出用のコイルに対 向して溝が形成されていることを特徴とする請求項 4に記載の電動パワーステ

6 . 前記スリーブには前記コイルに対向して窓が形成されていることを特徴と する請求項 5に記載の電動パワーステアリング装置。

7 . ステアリングホイ一ルに連結される入力軸と、 ステアリングギア装置に連 結される出力軸と、 該入力軸から出力軸にトルクを伝達する 1 ^一ションバーとを 含み、 車両後方側と車両前方側とでそれぞれ軸受を介してステアリングコラムに 回転自在に支持されたステアリングシャフトと、

ステアリングシャフトの径方向外側に隔置されたトルク検出用のコイルと、 検出トルクに応じて駆動されるモー夕に回転駆動されるウォームに嚙合し、 前 記出力軸に回転に関し固定されたウォームホイールとから成る電動パワーステ ァリング装置において、

前記ステアリングシャフトを車両前方側で支持する軸受は前記ウォームホイ ールとコラム側部材との間に設けられた軸受を含むことを特徴とする電動パヮ ーステアリング装置。

8 . 前記ウォームホイールには車両後方に向かって突出する軸受支持部が一体 に設けてあり、 前記ウォームホイールとコラム側部材との間に設けられた前記軸 受は該軸受支持部に支持されており、 前記出力軸には該軸受支持部の径方向内側 において前記ステアリングシャフト外周を囲んで軸方向に延びるスリーブの車 両前方側端部が固設されており、 前記トルク検出用のコイルは当該スリーブ上に 支持されていることを特徴とする請求項 7に記載の電動パワーステアリング装