WO2006043669A1 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

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WO2006043669A1
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torsion bar
input shaft
steering
shafts
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Toru Segawa
Hiroshi Eda
Original Assignee
Nsk Ltd.
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    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • B62D6/08—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits responsive only to driver input torque
    • B62D6/10—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits responsive only to driver input torque characterised by means for sensing or determining torque
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering

Definitions

  • the present invention relates to an electric power steering apparatus having an improved coupling structure of an input shaft, a torsion bar, and an output shaft.
  • an electric power steering apparatus Electric Power Steering, hereinafter referred to as EPS
  • EPS uses an in-vehicle battery as the power source of the electric motor, and since the electric motor with no direct engine drive loss is started only at the steering assist, it can suppress the decrease in driving fuel consumption, and also has electronic control. It has the feature that it can be done very easily.
  • auxiliary steering torque is generated from the electric motor, decelerated by the power transmission mechanism (reduction gear), and transmitted to the output shaft of the steering mechanism.
  • FIG. 5 is a longitudinal sectional view of a column assist type electric power steering device according to a conventional example.
  • the output shaft 3 is connected to the front side of the steering shaft 2 (input shaft) mounted on the steering column 1 so as to rotate freely.
  • a rack 'and' pinion type steering device (not shown) or the like is connected to the vehicle front side of the output shaft 3 via a universal joint (not shown) or the like.
  • the base end of the torsion bar 5 is press-fitted and fixed to the front side of the steering shaft 2 (input shaft).
  • the torsion bar 5 extends inside the hollow output shaft 3, and the tip thereof is fixed to the output shaft 3 and through holes 3 a and 5 a at the end of the torsion bar 5 by fixing pins 6.
  • a torque sensor unit TS is provided on the vehicle rear side of the output shaft 3, and the sleeve 8 of the torque sensor unit TS is disposed radially outward of these grooves 7. is there.
  • the sleeve 8 has a vehicle rear side end fixed to a vehicle front side end of the steering shaft 2 (input shaft) by caulking or the like.
  • the sleeve 8 has a window open.
  • the output shaft 3 is attached with a worm wheel 12 that meshes with a worm reduction mechanism worm (not shown) coupled to a drive shaft of an electric motor (not shown).
  • the worm (not shown) and the worm wheel 12 are housed in a rear housing 13 and a front housing 14 (cover). That is, the rear housing 13 and the front housing 14 (cover) are coupled by the bolt 15.
  • the output shaft 3 is rotatably supported by a bearing 16 on the vehicle rear side of the worm wheel 12 and a bearing 17 on the vehicle front side of the worm wheel 12.
  • the input shaft 2 and the output shaft 3 are provided with concave and convex stoppers 18 and 19 for restricting the shafts 2 and 3 to a specified twist angle or less, respectively.
  • the stoppers 18 and 19 are configured to come into contact with each other when relatively twisted by a predetermined angle, and the number of concaves and convexes is, for example, eight.
  • the steering force generated when the driver steers the steering wheel (not shown) is the steering shaft 2 (input shaft), the torsion bar 5, the output shaft 3, and the rack-and-pion-type steering. It is transmitted to a steered wheel (not shown) via the device.
  • the rotational force of the electric motor (not shown) is transmitted to the output shaft 3 via the worm (not shown) and the worm wheel 12, and the electric motor (not shown) Appropriate steering assist torque can be applied to the output shaft 3 by appropriately controlling the rotational force and the rotational direction.
  • the torque detection means of the electric power steering apparatus conventionally connects the input shaft 2 and the output shaft 3 with the torsion bar 5 and detects the relative torsion angle caused by the torsional torque caused by the steering. .
  • the torsion bar 5 has an end on the input shaft side press-fitted and fixed to the input shaft 2, and an end on the output shaft side is fixed to the output shaft 3 by a fixing pin 6.
  • the phase of the input shaft 2 and the output shaft 3 is determined by adjusting the input shaft 2 and the output shaft 3 to an electrically neutral state when the electric power steering apparatus is assembled to the sub-assembled state.
  • this electrically neutral state through holes 3a and 5a are drilled at the ends of the output shaft 3 and the torsion bar 5, and the fixing pin 6 is inserted into the through holes 3a and 5a so that the main shaft 3 is connected to the torsion bar 5 It is fixed against.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 11-310142
  • the phase of the input shaft 2 and the output shaft 3 is adjusted to the electrical neutral state after the electric power steering device is assembled to the sub-assembly state. Determine. After that, while maintaining the phase of both shafts 2 and 3 in this neutral state, the through holes 3a and 5a had to be drilled. Therefore, the processing work is complicated and the manufacturing cost may be high.
  • the present invention has been made in view of the circumstances as described above, and in the sub-assembled state, the final column does not require adjustment of the electrically neutral state of the input shaft and the output shaft. It is an object of the present invention to provide an electric power steering device that can reduce the number of steps and manufacturing costs by finely adjusting the electrical neutral position in the assembled state.
  • an electric power steering device that works on the first aspect of the present invention includes:
  • An input shaft coupled to the steering wheel
  • An output shaft coupled to the steering mechanism
  • a detection unit for detecting at least one of a torsion torque and a rotation angle generated in the torsion bar in accordance with a steering force of the steering wheel;
  • An electric power steering apparatus comprising: a deceleration mechanism that decelerates and transmits the auxiliary steering torque generated in the electric motor to the output shaft;
  • a first positioning portion is formed at each end of the torsion bar
  • Each of the input shaft and the output shaft is formed with a second positioning portion that is connected to the first positioning portion and positions the input shaft and the output shaft with respect to the torsion bar. At least the input shaft and the output shaft At least one of the rattling prevention means and the axial direction prevention means is provided at the connecting portion between the second positioning part formed on one of the shafts and the first positioning part formed on both ends of the torsion bar. It is characterized by that.
  • An electric power steering apparatus includes:
  • the first positioning part is a male spline
  • the second positioning portion is a female spline having the same shape as the male spline fitted to the male spline.
  • An electric power steering apparatus includes:
  • the input shaft and the output shaft each have a concavity and convexity that restricts both the shafts to a specified twist angle or less.
  • Shaped stopper is formed,
  • the number of irregularities on the irregular stopper and the number of irregularities on the male spline formed on the torsion bar are the same,
  • the phase of the female spline of the input shaft and the output shaft is such that the angle at which the two shafts are regulated by the stopper when the two shafts are twisted is substantially the same left and right with respect to the neutral position of the two shafts.
  • the male splines at both ends of the torsion bar are in phase with each other.
  • the male splines formed on both ends of the torsion bar are fitted and fixed to the female splines formed on the input shaft and the output shaft, so it is necessary to drill through holes and fix them with pins. Man-hours can be shortened.
  • the number of projections and depressions of the concavo-convex stopper is the same as the number of projections and depressions of the male spline formed on the torsion bar, and the male splines at both ends of the torsion bar have the same phase. is there. Therefore, no matter what phase the torsion bar and both shafts are assembled, the angle regulated by the stopper when the two shafts are twisted is substantially the same angle to the left and right with respect to the neutral position.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a column assist type electric power steering device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2A is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
  • FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line BB in FIG.
  • FIG. 2C is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG.
  • FIG. 3A is a perspective view of a torsion bar according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3B is a cross-sectional view of the coupled state of the output shaft and the torsion bar according to a modification of the present invention.
  • FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a column assist type electric power steering apparatus according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a longitudinal sectional view of a column assist type electric power steering apparatus according to a conventional example. Explanation of symbols
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a column assist type electric power steering and Jing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2A is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1
  • FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 1
  • FIG. It is sectional drawing along the C line.
  • FIG. 3A is a perspective view of a torsion bar
  • FIG. 3B is a cross-sectional view showing a coupled state of the output shaft and the torsion bar according to a modification of the present invention.
  • the output shaft 3 is connected to the vehicle front side of the steering shaft 2 (input shaft) mounted in the steering column 1 so as to rotate freely.
  • a rack 'and' pinion type steering device (not shown) or the like is connected to the vehicle front side of the output shaft 3 via a universal joint (not shown) or the like.
  • the base end of the torsion bar 5 is press-fitted and fixed to the vehicle front side of the steering shaft 2 (input shaft).
  • the torsion bar 5 extends inside the hollow output shaft 3.
  • the tip of the torsion bar 5 is fixed to the through-holes 3a and 5a at the ends of the output shaft 3 and the torsion bar 5 by a fixing pin 6.
  • a torque sensor unit TS On the vehicle rear side of the output shaft 3, a torque sensor unit TS is provided. That is, on the vehicle rear side of the output shaft 3, a detection groove 7 for the torque sensor unit TS is formed. A sleeve 8 of the torque sensor part TS is arranged on the outer side in the radial direction of these grooves 7.
  • the sleeve 8 has a vehicle rear side end fixed to a vehicle front side end of the steering shaft 2 (input shaft) by caulking or the like.
  • the sleeve 8 has a window open. Input by steering torque
  • the positions of the window of the sleeve 8 and the detection groove 7 of the output shaft 3 change. With this change in position, the impedance is detected by the yoke 9 provided on the outer periphery of the sleeve 8, and a voltage corresponding to the impedance is generated by the sensor circuit 10.
  • a worm wheel 12 is attached to the output shaft 3 and meshes with a worm reduction mechanism worm (not shown) connected to a drive shaft of an electric motor (not shown).
  • the worm (not shown) and the worm wheel 12 are housed in a rear housing 13 and a front housing 14 (cover). That is, the rear housing 13 and the front housing 14 (cover) are coupled by the bolt 15.
  • the output shaft 3 is rotatably supported by a bearing 16 on the vehicle rear side of the worm wheel 12 and a bearing 17 on the vehicle front side of the worm wheel 12.
  • the input shaft 2 and the output shaft 3 are respectively provided with concave and convex stoppers 18 and 19 for restricting both shafts 2 and 3 to a specified twist angle or less.
  • the stoppers 18 and 19 are configured to come into contact with each other when relatively twisted by a predetermined angle, and the number of concaves and convexes is, for example, eight.
  • the steering force generated by the driver steering the steering wheel is the steering shaft 2 (input shaft), the torsion bar 5, the output shaft 3, and the rack-and-pion-type steering. It is transmitted to a steered wheel (not shown) via the device.
  • the rotational force of the electric motor (not shown) is transmitted to the output shaft 3 via the worm (not shown) and the worm wheel 12.
  • Appropriate steering assist torque can be applied to the output shaft 3 by appropriately controlling the rotational force and direction of the electric motor (not shown).
  • male splines 21 and 23 are formed at both ends of the torsion bar 5, respectively.
  • the input shaft 2 and the output shaft 3 are formed with female splines 22 and 24 having the same shape and fitted into the male splines 21 and 23, respectively.
  • the male splines 21 and 23 of the torsion bar 5 are in phase.
  • the number of irregularities is the same, for example, eight.
  • the number of projections and depressions of the concave and convex stoppers 18 and 19 and the number of projections and depressions of the male splines 21 and 23 formed on the torsion bar 5 are the same, for example, eight.
  • the phases of the female splines 22 and 24 of the input shaft 2 and the output shaft 3 are substantially equal to the left and right angles with respect to the neutral position when the shafts 2 and 3 are twisted by the stoppers 18 and 19. It is prescribed as follows.
  • the phases of the female splines 22 and 24 of the input shaft 2 and the output shaft 3 are formed such that one is in the same phase as the stopper and the other is shifted by half a mountain.
  • the angle regulated by the stoppers 18 and 19 with respect to the neutral position is substantially the same for left and right steering.
  • a hole 25 is formed at the end of the torsion bar 5.
  • a ball 26 made of steel or the like is press-fitted into the hole 25.
  • the output shaft 3 and the torsion bar 5 are fitted with a gap at the spline fitting portions (23, 24) at the ends thereof.
  • the end of the torsion bar 5 is expanded by striking (press-fitting) a ball 26 into a hole 25 provided in the end surface of the torsion bar 5 to prevent backlash of the spline.
  • the output shaft 3 and the torsion bar 5 are fixed by passing a fixing pin 6 through the through holes 3a and 5a at the ends of the output shaft 3 and the torsion bar 5.
  • the fixing pin may be pressed into the through hole and fixed.
  • the male splines 21 and 23 formed on both ends of the torsion bar 5 are the female splines 22 formed on the input shaft 2 and the output shaft 3. , 24 are fitted and fixed, and the number of projections and depressions on concave and convex stoppers 18 and 19 is the same as the number of projections and depressions on male splines 21 and 23 formed on torsion bar 5. Since the male splines 21 and 23 at both ends of the shaft are in the same phase, no matter which phase the torsion bar 5 and both shafts 2 and 3 are assembled, they are restricted by the stoppers 18 and 19 when the shafts 2 and 3 are twisted.
  • the angle is almost the same angle on the left and right with respect to the neutral position. Therefore, in the sub-assembly state, in the final column assembly state where it is not necessary to adjust the electrical neutral state of the input shaft 2 and the output shaft 3, it is only necessary to finely adjust the electrical neutral position. V, the man-hour can be reduced and the manufacturing cost can be reduced.
  • FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a column assist type electric power steering apparatus according to the second embodiment of the present invention. This embodiment is the same as the first embodiment described above in basic structure, and differences will be described.
  • the input shaft 2 is configured to restrict axial movement relative to the rear housing 13 by a bearing 30 (with a seal). For this reason, the torsion bar 5 only needs to suppress backlash in the rotational direction, and it is not necessary to fix the torsion bar 5 with the fixing pin 6. Therefore, the number of parts and man-hours can be reduced.
  • Reference numeral 31 is a retaining ring
  • reference numeral 32 is a C ring.
  • the configuration is shown in which the torsion bar 5, the input shaft 2, and the output shaft 3 are positioned with respect to each other by fitting the male splines 21, 23 and the female splines 22, 24.
  • the positioning means of the invention is not limited to the above spline fitting.
  • a straight spline groove parallel to the axial direction is provided.
  • an oblique groove or a curved groove with respect to the axial direction may be provided.
  • a groove having an equal width is provided along the axial direction, but the groove width at the tip end portion of the shaft may be different from the groove width at the intermediate portion side of the shaft.
  • a polygonal selection may be used as the positioning means.
  • the positioning portions having the same shape are formed at both ends of the torsion bar, and an example has been described. However, positioning portions having different shapes may be formed at both ends.

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Abstract

　トーションバー５の両端部に形成した雄スプライン２１、２３が入力軸２と出力軸３に形成した雌スプライン２２，２４に嵌合・固定してあり、また、凹凸状のストッパー１８，１９の凹凸の個数と、トーションバー５に形成した雄スプライン２１，２３の凹凸の個数とが同一であり、トーションバー５の両端部の雄スプライン２１，２３は、同位相であることから、どの位相にトーションバー５と両軸２，３を組みつけても、両軸２，３の捩り時にストッパー１８，１９により規制される角度が中立位置に対して左右ほぼ同一角度となる。

Description

明 細 書
電動パワーステアリング装置
技術分野
[0001] 本発明は、入力軸と、トーシヨンバーと、出力軸との結合構造を改良した電動パワー ステアリング装置に関する。
背景技術
[0002] 自動車の操舵系では、外部動力源を用いて操舵アシストを行わせる、いわゆるパヮ 一ステアリング装置が広く採用されている。従来、パワーステアリング装置用の動力 源としては、ベーン方式の油圧ポンプが用いられており、この油圧ポンプをエンジン により駆動するものが多力つた。ところが、この種のパワーステアリング装置は、油圧 ポンプを常時駆動することによるエンジンの駆動損失が大きい (最大負荷時において 、数馬力〜十馬力程度)ため、小排気量の軽自動車等への採用が難しぐ比較的大 排気量の自動車でも走行燃費が無視できな 、ほど低下することが避けられな力つた
[0003] そこで、これらの問題を解決するものとして、電動モータを動力源とする電動パワー ステアリング装置（Electric Power Steering,以下 EPSと記す）が近年注目されている 。 EPSには、電動モータの電源に車載バッテリを用いるために直接的なエンジンの 駆動損失が無ぐ電動モータが操舵アシスト時にのみに起動されるために走行燃費 の低下も抑えられる他、電子制御が極めて容易に行える等の特長がある。
[0004] EPSでは、ステアリングホイールに印加された操舵トルクに対応して、電動モータか ら補助操舵トルクを発生して、動力伝達機構 (減速機）により減速して操舵機構の出 力軸に伝達するようになって!/、る。
[0005] 図 5は、従来例に係るコラムアシスト式電動パワーステアリング装置の縦断面図であ る。
[0006] コラムアシスト式電動パワーステアリング装置では、ステアリングコラム 1内に回転自 在に装着したステアリングシャフト 2 (入力軸)の車両前方側には、出力軸 3が連結し てある。 [0007] 出力軸 3の車両前方側には、自在継手（図示略)等を介してラック 'アンド'ピユオン 式ステアリング装置（図示略)等が連結してある。
[0008] ステアリングシャフト 2 (入力軸）の車両前方側には、トーシヨンバー 5の基端が圧入 固定している。このトーシヨンバー 5は、中空に形成した出力軸 3の内部を延在して、 その先端が出力軸 3とトーシヨンバー 5の端部の貫通孔 3a, 5aに固定ピン 6により固 定してある。
[0009] 出力軸 3の車両後方側には、トルクセンサー部 TSが設けてある。即ち、出力軸 3の 車両後方側には、トルクセンサー部 TSの検出用溝 7が形成してあり、これらの溝 7の 径方向外方には、トルクセンサー部 TSのスリーブ 8が配置してある。このスリーブ 8は 、その車両後方側端部がステアリングシャフト 2 (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 8には、窓が開けられている。操舵トルクにより入力 軸 2と出力軸 3との間に捩りが生じると、スリーブ 8の窓と出力軸 3の検出用溝 7の位置 が変化する。この位置の変化に伴い、スリーブ 8の外周に設けたヨーク 9によりインピ 一ダンスが検出され、センサ回路 10によってそれに応じた電圧が発生する。
[0010] 出力軸 3には、電動モータ（図示略)の駆動軸に連結したウォーム減速機構のゥォ ーム（図示略）に嚙合したウォームホイール 12が取付けてある。
[0011] これらウォーム（図示略)及びウォームホイール 12は、後方側ハウジング 13と、前方 側ハウジング 14 (カバー）とに収納してある。即ち、後方側ハウジング 13と、前方側ハ ウジング 14 (カバー）とは、ボルト 15により結合してある。
[0012] なお、出力軸 3は、ウォームホイール 12の車両後方側の軸受 16と、ウォームホイ一 ル 12の車両前方側の軸受 17とにより、回転自在に支持してある。
[0013] また、入力軸 2と出力軸 3には、夫々、両軸 2, 3を規定の捩り角度以下に規制する 凹凸状のストッパー 18, 19が形成してある。ストッパー 18, 19は、相対的に所定角 度捩れると、互いに当接するように構成してあり、その凹凸の個数は、例えば、 8個ず つである。
[0014] 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、ステアリングシャフト 2 (入力軸）、トーシヨンバー 5、出力軸 3、及びラック'アンド •ピ-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。 [0015] また、電動モータ（図示略）の回転力は、そのウォーム（図示略)及びウォームホイ一 ル 12を介して出力軸 3に伝達されるようになっており、電動モータ（図示略)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 3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。
[0016] ところで、従来、電動パワーステアリング装置のトルク検出手段は、上述したように、 入力軸 2と出力軸 3をトーシヨンバー 5で連結し、操舵による捩りトルクによって生じる 相対捩り角度を検出している。
[0017] このトーシヨンバー 5は、入力軸側の端部は入力軸 2に圧入固定され、出力軸側の 端部は固定ピン 6により出力軸 3にピン打ちされて固定されている。
[0018] また、入力軸 2と出力軸 3の位相は、電動パワーステアリング装置をサブアッセンブ リ状態まで組み立てた時に、入力軸 2と出力軸 3とを電気的中立状態に調整して決め られる。この電気的中立状態で、出力軸 3とトーシヨンバー 5の端部に、貫通孔 3a, 5a が穿孔され、かつ、この貫通孔 3a, 5aに固定ピン 6が挿入されて主力軸 3はトーショ ンバー 5に対して固定されている。
[0019] なお、最終的なコラムアッセンプリ状態に於いては、電気的中立位置の微調整及び 増幅率の調整が行われて 、る。
特許文献 1：特開平 11— 310142号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0020] し力しながら、入力軸 2と出力軸 3の位相は、電動パワーステアリング装置をサブァ ッセンプリ状態まで組み立てた後、更に、入力軸 2と出力軸 3とを電気的中立状態に 調整して定める。更にその後、この中立状態における両軸 2, 3の位相を維持しなが ら、貫通孔 3a, 5aを穿孔カ卩ェしなければならな力つた。したがってその加工作業が 煩雑であり、製造コストがかかるといったことがある。
[0021] また、サブアッセンプリ後、最終的なコラムアッセンプリ状態に於いて、電気的中立 位置を、再度、調整する必要があることから、その工数力 Sかかるという問題点がある。
[0022] 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、サブアッセンプリ状 態では、入力軸と出力軸の電気的中立状態を調整する必要がなぐ最終的なコラム アッセンプリ状態に於いて、その電気的中立位置を微調整するだけでよぐひいては 、工数を削減して製造コストを低減することができる、電動パワーステアリング装置を 提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0023] 上記の目的を達成するため、本発明の第 1の側面に力か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た入力軸と、
操舵機構に連結された出力軸と、
前記入力軸と前記出力軸とを連結するトーシヨンバーと、
前記ステアリングホイールの操舵力に応じて前記トーシヨンバーに生じる捩りトルクと 回転角度の少なくとも一方を検出する検出部と、
前記検出部カゝら検出された検出結果に基づいて補助操舵トルクを発生させる電動 モータと、
前記電動モータにおいて発生された前記補助操舵トルクを減速して前記出力軸へ 伝達する減速機構とを備えた電動パワーステアリング装置において、
前記トーシヨンバーの両端部に、夫々、第 1位置決め部が形成され、
前記入力軸と出力軸には、夫々、前記第 1位置決め部に夫々接続されて前記入力 軸と出力軸とを前記トーシヨンバーに対して位置決めする第 2位置決め部が形成され 少なくとも前記入力軸と前記出力軸の一方に形成された第 2位置決め部と、前記ト ーシヨンバーの両端部に形成された第 1位置決め部との接続部に、少なくともガタ防 止手段と軸方向の抜け防止手段の一方が設けられることを特徴とする。
[0024] 本発明の第 2の側面に係る電動パワーステアリング装置は、
前記第 1位置決め部は雄スプラインであり、
前記第 2位置決め部は前記雄スプラインに嵌合する前記雄スプラインと同形状の雌 スプラインであることを特徴とする。
[0025] 本発明の第 3の側面に係る電動パワーステアリング装置は、
前記入力軸と出力軸には、夫々、前記両軸を規定の捩り角度以下に規制する凹凸 状のストッパーが形成され、
前記凹凸状のストッパーの凹凸の個数と、前記トーシヨンバーに形成した雄スプライ ンの凹凸の個数とが同一であり、
前記入力軸と出力軸の雌スプラインの位相は、前記両軸の捩り時に前記両軸が前 記ストッパーにより規制される角度を、前記両軸の中立位置に対して左右ほぼ同一 角度となるように、規定してあり、
前記トーシヨンバーの両端部の雄スプラインは、互いに同位相であることを特徴とす る。
発明の効果
[0026] 本発明によれば、トーシヨンバーの両端部に形成した雄スプラインを、入力軸と出力 軸に形成した雌スプラインに嵌合'固定するので、貫通孔の穿孔加工及びピンで固 定する必要がなぐ工数を短縮できる。
[0027] また、本発明によれば、凹凸状のストッパーの凹凸の個数と、トーシヨンバーに形成 した雄スプラインの凹凸の個数とが同一であり、トーシヨンバーの両端部の雄スプライ ンは、同位相である。したがって、どの位相にトーシヨンバーと両軸を組みつけても、 両軸の捩り時にストッパーにより規制される角度が中立位置に対して左右ほぼ同一 角度となる。
[0028] よって、サブアッセンプリ状態では、入力軸と出力軸の電気的中立状態を調整する 必要がない。したがって、最終的なコラムアッセンプリ状態に於いて、その電気的中 立位置を微調整するだけでよぐひいては、工数を削減して製造コストを低減すること ができる。
図面の簡単な説明
[0029] [図 1]本発明の第 1実施の形態に係るコラムアシスト式電動パワーステアリング装置の 縦断面図である。
[図 2A]図 1の A— A線に沿った断面図である。
[図 2B]図 1の B— B線に沿った断面図である。
[図 2C]図 1の C— C線に沿った断面図である。
[図 3A]本発明の第 1実施例に係るトーシヨンバーの斜視図である。 [図 3B]本発明の変形例に係り、出力軸とトーシヨンバーの結合状態の断面図である。
[図 4]本発明の第 2実施の形態に係るコラムアシスト式電動パワーステアリング装置の 縦断面図である。
[図 5]従来例に係るコラムアシスト式電動パワーステアリング装置の縦断面図である。 符号の説明
1 ステアリングコラム
2 ステアリングシャフト（入力軸）
3 出力軸
3a 貫通扎
5 トーシヨンバー
5a 貫通孑し
6 固定ピン
7 検出用溝
8 スリーブ
9 ヨーク
10 センサ回路
TS トルクセンサー部
12 ウォームホイ一ノレ
13 後方側ハウジング
14 前方側ハウジング (カノベー)
15 ボルト
16, 17 軸受
18, 19 ストッパー
21 雄スプライン
22 雌スプライン
23 雄スプライン
24 雌スプライン
25 孔 26 ボール
30 軸受
31 止め輪
32 Cリング
発明を実施するための最良の形態
[0031] 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。
[0032] (第 1実施の形態）
図 1は、本発明の第 1実施の形態に係るコラムアシスト式電動パヮーステア、 Jング装 置の縦断面図である。
[0033] 図 2Aは、図 1の A— A線に沿った断面図であり、図 2Bは、図 1の B— B線に沿った 断面図であり、図 2Cは、図 1の C— C線に沿った断面図である。
[0034] 図 3Aは、トーシヨンバーの斜視図であり、図 3Bは、本発明の変形例に係り、出力軸 とトーシヨンバーの結合状態を示す断面図である。
[0035] コラムアシスト式電動パワーステアリング装置では、ステアリングコラム 1内に回転自 在に装着したステアリングシャフト 2 (入力軸)の車両前方側には、出力軸 3が連結し てある。
[0036] 出力軸 3の車両前方側には、自在継手（図示略)等を介してラック 'アンド'ピユオン 式ステアリング装置（図示略)等が連結してある。
[0037] ステアリングシャフト 2 (入力軸）の車両前方側には、トーシヨンバー 5の基端が圧入 固定してある。このトーシヨンバー 5は、中空に形成した出力軸 3の内部を延在してい る。また、トーシヨンバー 5の先端は、出力軸 3とトーシヨンバー 5の端部の貫通孔 3a, 5aにお!/、て固定ピン 6により固定してある。
[0038] 出力軸 3の車両後方側には、トルクセンサー部 TSが設けてある。即ち、出力軸 3の 車両後方側には、トルクセンサー部 TSの検出用溝 7が形成してある。これらの溝 7の 径方向外方には、トルクセンサー部 TSのスリーブ 8が配置してある。このスリーブ 8は 、その車両後方側端部がステアリングシャフト 2 (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 8には、窓が開けられている。操舵トルクにより入力 軸 2と出力軸 3との間に捩りが生じると、スリーブ 8の窓と出力軸 3の検出用溝 7の位置 が変化する。この位置の変化に伴い、スリーブ 8の外周に設けたヨーク 9によりインピ 一ダンスが検出され、センサ回路 10によってそれに応じた電圧が発生する。
[0039] 出力軸 3には、電動モータ（図示略)の駆動軸に連結したウォーム減速機構のゥォ ーム（図示略）に嚙合したウォームホイール 12が取付けてある。
[0040] これらウォーム（図示略)及びウォームホイール 12は、後方側ハウジング 13と、前方 側ハウジング 14 (カバー）とに収納してある。即ち、後方側ハウジング 13と、前方側ハ ウジング 14 (カバー）とは、ボルト 15により結合してある。
[0041] なお、出力軸 3は、ウォームホイール 12の車両後方側の軸受 16と、ウォームホイ一 ル 12の車両前方側の軸受 17とにより、回転自在に支持してある。
[0042] また、入力軸 2と出力軸 3には、夫々、両軸 2, 3を規定の捩り角度以下に規制する 凹凸状のストッパー 18, 19が形成してある。ストッパー 18, 19は、相対的に所定角 度捩れると、互いに当接するように構成してあり、その凹凸の個数は、例えば、 8個ず つである。
[0043] 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、ステアリングシャフト 2 (入力軸）、トーシヨンバー 5、出力軸 3、及びラック'アンド •ピ-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。
[0044] また、電動モータ（図示略）の回転力は、そのウォーム（図示略)及びウォームホイ一 ル 12を介して出力軸 3に伝達されるようになって 、る。電動モータ（図示略)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 3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。
[0045] さて、本実施の形態では、トーシヨンバー 5の両端部に、夫々、雄スプライン 21, 23 が形成してある。また、入力軸 2と出力軸 3には、夫々、雄スプライン 21, 23に夫々嵌 合する同形状の雌スプライン 22, 24が形成してある。
[0046] トーシヨンバー 5の雄スプライン 21, 23は、同位相である。その凹凸の個数は、同一 であり、例えば 8個である。
[0047] 上述した凹凸状のストッパー 18, 19の凹凸の個数と、このトーシヨンバー 5に形成し た雄スプライン 21, 23の凹凸の個数とは同一であり、例えば 8個である。 [0048] 入力軸 2と出力軸 3の雌スプライン 22, 24の位相は、両軸 2, 3の捩り時にストッパ 一 18, 19により規制される角度が中立位置に対して左右ほぼ同一角度となるように 、規定してある。
[0049] すなわち、入力軸 2と出力軸 3の雌スプライン 22, 24の位相は、一方がストッパーと 同じ位相に、他方が半山ずれた角度に成形されている。このことによって、中立位置 に対してストッパー 18, 19により規制される角度は、左右転舵でほぼ同一になる。
[0050] さらに、トーシヨンバー 5の端部には、孔 25が形成してある。この孔 25には、後述す るように、鋼鉄製等のボール 26が圧入されるようになって 、る。
[0051] 以上から、出力軸 3とトーシヨンバー 5は、その端部のスプライン嵌合部（23, 24)で 、隙間をもって嵌合される。嵌合後、トージョンバー 5の端面に設けた孔 25に、ボール 26を打ち込む (圧入する）ことによって、トーシヨンバー 5の端部拡径し、スプラインの ガタを防止する。
[0052] なお、変形例として、図 3Bに示すように、出力軸 3とトーシヨンバー 5の端部の貫通 孔 3a, 5aに、固定ピン 6を揷通して出力軸 3とトーシヨンバー 5とを固定しても良ぐま たは、固定ピンを前記貫通孔へ圧入して固定しても良い。
[0053] 以上のように構成してあることから、本実施の形態によれば、トーシヨンバー 5の両 端部に形成した雄スプライン 21、 23が入力軸 2と出力軸 3に形成した雌スプライン 22 , 24に嵌合 '固定してあり、また、凹凸状のストッパー 18, 19の凹凸の個数と、トーシ ヨンバー 5に形成した雄スプライン 21, 23の凹凸の個数とが同一であり、トーシヨンバ 一 5の両端部の雄スプライン 21, 23は、同位相であることから、どの位相にトーシヨン バー 5と両軸 2, 3を組みつけても、両軸 2, 3の捩り時にストッパー 18, 19により規制 される角度が中立位置に対して左右ほぼ同一角度となる。よって、サブアッセンプリ 状態では、入力軸 2と出力軸 3の電気的中立状態を調整する必要がなぐ最終的な コラムアッセンプリ状態に於いて、その電気的中立位置を微調整するだけでよぐひ V、ては、工数を削減して製造コストを低減することができる。
[0054] (第 2実施の形態）
図 4は、本発明の第 2実施の形態に係るコラムアシスト式電動パワーステアリング装 置の縦断面図である。 [0055] 本実施の形態は、その基本的構造が上述した第 1の実施の形態と同様であり、相 違する点について説明する。
[0056] 本実施の形態では、入力軸 2は、軸受 30 (シール付き）により、後方側ハウジング 1 3に対して軸方向の動きを規制するように構成されている。そのため、トーシヨンバー 5は、回転方向のガタのみを抑制すればよくなり、固定ピン 6により固定する必要が無 くなる為、部品点数 ·工数を削減することができる。なお、符号 31は、止め輪であり、 符号 32は、 Cリングである。
[0057] 以上から、両軸 2, 3の加工にぉ 、て、各々の溝 (雌スプライン 22, 24)を冷間鍛造 にて成形することにより、工程が少なぐ且つ溝の位相誤差を小さくすることができ、 製造コストを低減することができる。
[0058] その他の構成、作用、及び効果は、上述した第 1実施の形態と同様である。
[0059] 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。
[0060] 例えば、上述した実施例では、雄スプライン 21, 23と雌スプライン 22, 24との嵌合 によってトーシヨンバー 5と入力軸 2と出力軸 3とが互いに位置決めされる構成を示し たが、本発明の位置決め手段は上述のスプライン嵌合に限定されない。例えば、上 述の実施例では軸方向に平行で直線のスプライン溝が設けられて 、るが、軸方向に 対して斜めの溝、あるいは湾曲した溝が設けられていても良い。あるいは、上述の実 施例では軸方向に沿って等幅の溝が設けられているが、軸の先端部の溝幅と軸の 中間部側の溝幅とが異なっていても良い。さらには、スプライン嵌合による位置決め に代えて、多角形ゃセレーシヨンを位置決め手段に用いてもよい。
[0061] なお、上述した実施例では、トーシヨンバーの両端に同一の形状の位置決め部が 形成されて 、る例を挙げて説明したが、両端で異なる形状の位置決め部が形成され ていてもよい。
[0062] 本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲 を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明ら かである。
[0063] 本出願は、 2004年 10月 21日出願の日本特許出願（特願 2004— 308569)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。

Claims

請求の範囲
[1] ステアリングホイールに連結された入力軸と、
操舵機構に連結された出力軸と、
前記入力軸と前記出力軸とを連結するトーシヨンバーと、
前記ステアリングホイールの操舵力に応じて前記トーシヨンバーに生じる捩りトルクと 回転角度の少なくとも一方を検出する検出部と、
前記検出部カゝら検出された検出結果に基づいて補助操舵トルクを発生させる電動 モータと、
前記電動モータにおいて発生された前記補助操舵トルクを減速して前記出力軸へ 伝達する減速機構とを備えた電動パワーステアリング装置において、
前記トーシヨンバーの両端部に、夫々、第 1位置決め部が形成され、
前記入力軸と出力軸には、夫々、前記第 1位置決め部に夫々接続されて前記入力 軸と出力軸とを前記トーシヨンバーに対して位置決めする第 2位置決め部が形成され 少なくとも前記入力軸と前記出力軸の一方に形成された第 2位置決め部と、前記ト ーシヨンバーの両端部に形成された第 1位置決め部との接続部に、少なくともガタ防 止手段と軸方向の抜け防止手段の一方が設けられる。
[2] 前記第 1位置決め部は雄スプラインであり、
前記第 2位置決め部は前記雄スプラインに嵌合する前記雄スプラインと同形状の雌 スプラインであ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装置。
[3] 前記入力軸と出力軸には、夫々、前記両軸を規定の捩り角度以下に規制する凹凸 状のストッパーが形成され、
前記凹凸状のストッパーの凹凸の個数と、前記トーシヨンバーに形成した雄スプライ ンの凹凸の個数とが同一であり、
前記入力軸と出力軸の雌スプラインの位相は、前記両軸の捩り時に前記両軸が前 記ストッパーにより規制される角度を、前記両軸の中立位置に対して左右ほぼ同一 角度となるように、規定してあり、
前記トーシヨンバーの両端部の雄スプラインは、互いに同位相であることを特徴とす る請求項 2に記載の電動パワーステアリング装置。
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