(57)【要約】【課題】電動パワーステアリング装置を軽量化しかつトルクセンサの検出精度を向上させる。【解決手段】電動パワーステアリング装置１００は、操舵トルクを入力シャフト１５に伝達する中間シャフト１４と、を備え、入力シャフト１５と中間シャフト１４とは、ユニバーサルジョイント８０ｂを介して、互いの回転中心軸が交差した状態で連結され、ハウジング５０には、入力シャフト１５の回転中心軸と中間シャフト１４の回転中心軸とに直交する第１方向Ｄ１におけるハウジング５０の剛性を、第１方向Ｄ１と入力シャフト１５の回転中心軸とに直交する第２方向Ｄ２におけるハウジング５０の剛性に比して高めるリブ５６及び窓部５３が形成される。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動パワーステアリング装置であって、
操舵トルクが入力される入力シャフトと、
トーションバーを介して前記入力シャフトと連結された出力シャフトと、
前記入力シャフトと前記出力シャフトとに亘って取り付けられ、前記操舵トルクを検出するトルクセンサと、
前記入力シャフト、前記出力シャフト及び前記トルクセンサを収容し、前記入力シャフト及び前記出力シャフトを回転自在に支持するハウジングと、
前記ハウジングの外側に設けられ、前記操舵トルクを前記入力シャフトに伝達する伝達シャフトと、を備え、
前記入力シャフトと前記伝達シャフトとは、ユニバーサルジョイントを介して、互いの回転中心軸が交差した状態で連結され、
前記ハウジングには、前記入力シャフトの回転中心軸と前記伝達シャフトの回転中心軸とに直交する第１方向における前記ハウジングの剛性を、前記第１方向と前記入力シャフトの回転中心軸とに直交する第２方向における前記ハウジングの剛性に比して高める補強部が形成されることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電動パワーステアリング装置であって、
前記ハウジングは、前記出力シャフトを回転自在に支持する第１ハウジング部材と、前記入力シャフトを回転自在に支持する第２ハウジング部材と、を有し、
前記補強部は前記第２ハウジング部材に形成され、
前記第２ハウジング部材は、周方向において前記補強部とは異なる位置に形成され前記第１ハウジング部材に固定される固定部を有することを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
車両であって、
請求項１又は２に記載の電動パワーステアリング装置を備え、
前記第１方向は、前記車両の前後方向とは異なることを特徴とする車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動パワーステアリング装置、及び車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用のステアリング装置として、電動モータによって操舵補助トルクを発生する電動パワーステアリング装置が知られている。電動パワーステアリング装置では、ステアリングホイールから入力シャフトに入力される操舵トルクがトルクセンサを用いて検出され、検出された操舵トルクに基づいて電動モータの駆動が制御される（特許文献１）。
【０００３】
特許文献１に開示される電動パワーステアリング装置のトルクセンサは、入力シャフトに固定される磁気発生部と、所定の面積で磁気発生部に対向する回転磁気回路部と、を備える。回転磁気回路部は、出力シャフトに固定される。出力シャフトは、トーションバーを介して入力シャフトに連結される。入力シャフトへの操舵トルクの入力に伴ってトーションバーがねじれ入力シャフトが出力シャフトに対して相対回転すると、磁気発生部と回転磁気回路部との回転方向の相対位置が変化し、磁気発生部から回転磁気回路部に導かれる磁束密度が変化する。磁束密度の変化に基づいて操舵トルクが検出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１９５２８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示される電動パワーステアリング装置では、入力シャフトは、中間シャフト及びユニバーサルジョイントを介してステアリングホイールに連結される。ユニバーサルジョイントを用いることによって、入力シャフトと中間シャフトとを、互いの回転中心軸が交差した状態で連結させることができる。ステアリングホイールの回転中心軸と入力シャフトの回転中心軸とを一致させなくて良く、電動パワーステアリング装置の搭載性が向上する。
【０００６】
中間シャフトと入力シャフトとを、互いの回転中心軸が交差した状態で連結した場合、中間シャフトから入力シャフトへの操舵トルクの伝達時に入力シャフトに偶力が作用する。この偶力は、入力シャフト及び中間シャフトの回転中心軸に直交する方向に作用し、入力シャフトがこの方向に変形するおそれがある。入力シャフトの変形は、磁気発生部を回転磁気回路部に対して相対移動させ、トルクセンサの検出精度を低下させる。検出精度を高めるために、入力シャフト及び出力シャフトを回転自在に支持するハウジングの剛性を高め、偶力による入力シャフトの変形を防止することが考えられる。
【０００７】
しかしながら、電動パワーステアリング装置では、軽量化も要求される。ハウジングの剛性を高めると、ハウジングの重量が増加し、電動パワーステアリング装置の軽量化が困難になるおそれがある。
【０００８】
本発明は、電動パワーステアリング装置を軽量化しかつトルクセンサの検出精度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の発明は、入力シャフトと、出力シャフトと、トルクセンサと、ハウジングと、操舵トルクを入力シャフトに伝達する伝達シャフトと、を備える。入力シャフトと伝達シャフトとは、ユニバーサルジョイントを介して、互いの回転中心軸が交差した状態で連結される。ハウジングには、入力シャフトの回転中心軸と伝達シャフトの回転中心軸とに直交する第１方向におけるハウジングの剛性を、第１方向と入力シャフトの回転中心軸とに直交する第２方向におけるハウジングの剛性に比して高める補強部が形成されることを特徴とする。
【００１０】
第１の発明では、入力シャフトはハウジングに支持され、ハウジングには、第１方向におけるハウジングの剛性を高める補強部が形成される。伝達シャフトから入力シャフトに操舵トルクが伝達する際に偶力が入力シャフトを介してハウジングに作用しても、ハウジングは変形し難い。したがって、入力シャフトの変形を防止することができる。また、補強部は、第１方向の剛性を第２方向の剛性に比して高めるように形成される。そのため、第２方向の剛性と第１方向の剛性とを同等に高める場合と比較して、補強部は狭い領域に形成される。したがって、ハウジングの重量の増加を防止することができる。
【００１１】
第２の発明は、ハウジングが、出力シャフトを回転自在に支持する第１ハウジング部材と、入力シャフトを回転自在に支持する第２ハウジング部材と、を有し、補強部は第２ハウジング部材に形成され、第２ハウジング部材は、入力シャフトを支持する支持部と、周方向において補強部とは異なる位置に形成され第１ハウジング部材に固定される固定部を有することを特徴とする。
【００１２】
第２の発明では、固定部が補強部とは異なる位置に形成される。第２ハウジング部材において、固定部の近傍の部分は、補強部の近傍の部分よりも脆弱に形成される。衝撃が第１ハウジング部材に加えられたときには、固定部の近傍の部分が破壊され、第２ハウジング部材に支持される入力シャフトは、第１ハウジング部材に対して移動可能になる。第１ハウジング部材の移動に伴う入力シャフトの移動を防止することができ、入力シャフトによる伝達シャフトの突き上げを防止することができる。
【００１３】
第３の発明は、第１又は第２の発明に係る電動パワーステアリング装置を備え、第１方向は、車両の前後方向とは異なることを特徴とする。
【００１４】
第３の発明では、第１方向が車両の前後方向と異なるので、車両の前後方向におけるハウジングの剛性は低い。車両が前進中に障害物に衝突したときには、ハウジングが変形又は破損し、入力シャフトはハウジングに対して移動可能になる。ハウジングの移動に伴う入力シャフトの移動を防止することができ、入力シャフトによる伝達シャフトの突き上げを防止することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、電動パワーステアリング装置を軽量化することができるとともに、トルクセンサの検出精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング装置の構成図である。
【図２】図２は、図１に示す電動パワーステアリング装置の一部を示す断面図である。
【図３】図３は、トルクセンサの一部を示す斜視図である。
【図４】図４は、トルクセンサの回転磁気回路部の斜視図である。
【図５】図５は、第２ハウジング部材及びユニバーサルジョイントの斜視図である。
【図６】図６は、第２ハウジング部材及びユニバーサルジョイントの上面図である。
【図７】図７は、第２ハウジング部材の斜視図であり、窓部を主に示す。
【図８】図８は、第２ハウジング部材の斜視図であり、リブを主に示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング装置１００について説明する。
【００１８】
図１は、電動パワーステアリング装置１００を備える車両１０００の概略図である。電動パワーステアリング装置１００は、ドライバによるステアリングホイール１の回転に応じて車輪２を転舵させる転舵機構１０と、車輪２の転舵を補助するアシスト機構２０と、を備える。
【００１９】
転舵機構１０は、ステアリングホイール１の回転に応じて回転するステアリングシャフト１１と、ステアリングシャフト１１の回転に応じて車輪２を転舵させるラックシャフト１２と、を有する。ラックシャフト１２はナックルアーム３を介して車輪２に連結される。
【００２０】
ステアリングシャフト１１は、コラムシャフト１３、中間シャフト１４、入力シャフト１５、及び出力シャフト１６と、を備える。コラムシャフト１３は、ステアリングホイール１に連結される。中間シャフト１４は、ユニバーサルジョイント８０ａを介してコラムシャフト１３に連結される。
【００２１】
入力シャフト１５は、ユニバーサルジョイント８０ｂを介して中間シャフト１４に連結される。ステアリングホイール１からコラムシャフト１３に入力された操舵トルクは、中間シャフト１４を通じて入力シャフト１５に入力される。つまり、中間シャフト１４は、操舵トルクを入力シャフト１５に伝達する。以下において、中間シャフト１４を「伝達シャフト１４」とも称する。
【００２２】
出力シャフト１６は、トーションバー１７を介して入力シャフト１５に連結される。入力シャフト１５に入力された操舵トルクは、トーションバー１７を通じて出力シャフト１６に伝達される。
【００２３】
出力シャフト１６には第１ピニオン１６ａが形成される。ラックシャフト１２には、第１ピニオン１６ａと噛合うラック１２ａが形成される。出力シャフト１６の回転運動は、第１ピニオン１６ａ及びラック１２ａによってラックシャフト１２の直線運動に変換される。ラックシャフト１２の直線運動によって、車輪２が転舵される。
【００２４】
アシスト機構２０は、電動モータ２１と、電動モータ２１の出力シャフトに連結されたウォームシャフト２２と、ウォームシャフト２２と噛合うウォームホイール２３と、ウォームホイール２３に連結されたピニオンシャフト２４と、を備える。ウォームシャフト２２及びウォームホイール２３は、電動モータ２１の回転を減速してピニオンシャフト２４に伝達する。
【００２５】
ピニオンシャフト２４には、ラックシャフト１２のラック１２ａと噛合う第２ピニオン２４ａが形成される。ピニオンシャフト２４の回転運動は、第２ピニオン２４ａ及びラック１２ａによってラックシャフト１２の直線運動に変換される。
【００２６】
このように、電動パワーステアリング装置１００では、転舵機構１０のトルクと、アシスト機構２０のトルクと、は、それぞれ独立してラックシャフト１２に伝達される。このような電動パワーステアリング装置１００は、「デュアルピニオン式電動パワーステアリング装置」とも呼ばれる。
【００２７】
電動パワーステアリング装置１００は、入力シャフト１５に入力される操舵トルクを検出するトルクセンサ３０と、電動モータ２１の駆動を制御するコントローラ４０と、を備える。トルクセンサ３０とコントローラ４０とは、信号線４１を介して電気的に接続される。
【００２８】
トルクセンサ３０は、信号線４１を通じてコントローラ４０から電力を受けるとともに、信号線４１を通じて検出した操舵トルク信号をコントローラ４０へ出力する。コントローラ４０は、操舵トルク信号に基づいて電動モータ２１の駆動を制御する。
【００２９】
図２に示すように、電動パワーステアリング装置１００は、入力シャフト１５、出力シャフト１６及びトルクセンサ３０を収容するハウジング５０を備える。ハウジング５０は、ボルト９６を用いて互いに締結される第１ハウジング部材５１及び第２ハウジング部材５２を有する。
【００３０】
第１ハウジング部材５１は、玉軸受（軸受）９１を介して出力シャフト１６を回転自在に支持し、第２ハウジング部材５２は、玉軸受（軸受）９２を介して入力シャフト１５を回転自在に支持する。入力シャフト１５の下端部１５ａは、出力シャフト１６に形成された穴１６ｂに挿入される。下端部１５ａの外周面と穴１６ｂの内周面との間には滑り軸受９３が設けられる。
【００３１】
入力シャフト１５は円筒状に形成される。トーションバー１７は、入力シャフト１５の内側に挿入される。トーションバー１７の上端部１７ａは、ピン９４を介して入力シャフト１５の上端部１５ｂに連結される。
【００３２】
トーションバー１７の下端部１７ｂは、入力シャフト１５の下端部１５ａから突出し、出力シャフト１６の穴１６ｂに挿入される。穴１６ｂの内周面と下端部１７ｂの外周面とには、互いに噛合うセレーションが形成される。セレーションによって、出力シャフト１６とトーションバー１７とが連結される。
【００３３】
トーションバー１７の回転中心軸は、入力シャフト１５及び出力シャフト１６の回転中心軸と一致する。入力シャフト１５に操舵トルクが入力されると、トーションバー１７は、回転中心軸を中心にねじれるとともに、出力シャフト１６に操舵トルクを伝達する。
【００３４】
トルクセンサ３０は、入力シャフト１５と出力シャフト１６とに亘って取り付けられる。具体的には、トルクセンサ３０は、入力シャフト１５に固定される磁気発生部３１と、出力シャフト１６に固定される磁気回路部３２と、を有する。磁気発生部３１は、入力シャフト１５とともに回転し、磁気回路部３２は、出力シャフト１６とともに回転する。
【００３５】
磁気発生部３１は、入力シャフト１５の外周に嵌合する環状のバックヨーク３１ａと、バックヨーク３１ａの下端面に結合される環状の磁石３１ｂと、を有する。環状の磁石３１ｂは、入力シャフト１５の回転中心軸に沿って磁気を発生する永久磁石である。
【００３６】
以下において、入力シャフト１５の回転中心軸に沿う方向を「軸方向」と称し、入力シャフト１５の回転中心軸を中心とする放射方向を「径方向」と称し、入力シャフト１５の回転中心軸周りの方向を「周方向」と称する。
【００３７】
図３は、トルクセンサ３０の一部を示す斜視図である。図３では、磁気発生部３１のバックヨーク３１ａの図示が省略されている。
【００３８】
図３に示すように、環状の磁石３１ｂは、周方向に等しい幅で形成される１２個の磁極を有する。つまり、環状の磁石３１ｂの各端面には、６個のＮ極と６個のＳ極が周方向に交互に形成される。
【００３９】
環状の磁石３１ｂは、「多極磁石」とも呼ばれ、軸方向に磁場を印加することによって形成される。環状の磁石３１ｂの磁極数は１２に限られず、２以上の範囲で任意に設定される。
【００４０】
環状の磁石３１ｂは、バックヨーク３１ａ（図２参照）の下端面に接着剤を用いて固定される。バックヨーク３１ａは軟磁性材料によって形成され、環状の磁石３１ｂは、環状の磁石３１ｂによる磁力によってもバックヨーク３１ａに保持される。このように、バックヨーク３１ａと環状の磁石３１ｂとは、接着剤の接着力と環状の磁石３１ｂの磁力とによって結合される。
【００４１】
軟磁性材料からなるバックヨーク３１ａは、環状の磁石３１ｂの隣り合う磁極を結び、隣り合う磁極間で磁束を導く。環状の磁石３１ｂの磁力は、バックヨーク３１ａとは反対側に集中する。
【００４２】
図２、図３及び図４に示すように、磁気回路部３２は、第１磁路部材３３と、第２磁路部材３４と、モールド樹脂３２ａを介して第１磁路部材３３及び第２磁路部材３４を保持する保持部材３２ｂと、を有する。第１磁路部材３３及び第２磁路部材３４は、軟磁性材料からなり、環状の磁石３１ｂから発生する磁束の通路を形成する。図３では、モールド樹脂３２ａ及び保持部材３２ｂの図示が省略されている。
【００４３】
第１磁路部材３３は、環状の磁石３１ｂの下端面に対向する６個の第１磁路先端部３３ａと、第１磁路先端部３３ａの外側端部から軸方向に延びる６個の第１磁路柱部３３ｂと、隣り合う第１磁路柱部３３ｂどうしを接続する第１磁路環部３３ｃと、を有する。第１磁路先端部３３ａ、第１磁路柱部３３ｂ及び第１磁路環部３３ｃは、平板状に形成される。このような第１磁路部材３３は、プレス加工によって形成される。プレス加工以外の方法、例えば、鋳造及び焼結等によって第１磁路部材３３を形成してもよい。
【００４４】
第２磁路部材３４は、環状の磁石３１ｂの下端面に対向する６個の第２磁路先端部３４ａと、第２磁路先端部３４ａの外側端部から軸方向に延びる６個の第２磁路柱部３４ｂと、隣り合う第２磁路柱部３４ｂどうしを接続する第２磁路環部３４ｃと、を有する。第２磁路先端部３４ａ、第２磁路柱部３４ｂ及び第２磁路環部３４ｃは、平板状に形成される。第２磁路部材３４は、第１磁路部材３３と同様に、プレス加工によって形成されてもよいし、鋳造及び焼結等によって形成されてもよい。
【００４５】
６個の第１磁路先端部３３ａと６個の第２磁路先端部３４ａとは、軸方向における位置が一致する。具体的には、６個の第１磁路先端部３３ａの対向面と６個の第２磁路先端部３４ａの対向面とは、出力シャフト１６の回転中心軸と直交する１つの仮想平面上に位置する。
【００４６】
６個の第１磁路先端部３３ａは、周方向に間隔を空けて配置され、第２磁路先端部３４ａは、隣り合う第１磁路先端部３３ａどうしの間に間隔を空けて配置される。つまり、第１磁路先端部３３ａと第２磁路先端部３４ａとは、周方向に交互に間隔を空けて配置される。
【００４７】
また、第１磁路先端部３３ａと第２磁路先端部３４ａは、トーションバー１７にトルクが作用していない中立状態では、磁石３１ｂの隣り合うＮ極とＳ極に同一の面積で対向し、隣り合うＮ極とＳ極とを磁気的に短絡する。
【００４８】
第１磁路柱部３３ｂは、環状の磁石３１ｂの外周面に対向するように第１磁路先端部３３ａから延び、周方向に所定の間隙を空けて配置される。第２磁路柱部３４ｂは、第１磁路柱部３３ｂとは反対側に第２磁路先端部３４ａから延び、周方向に所定の間隙を空けて配置される。
【００４９】
第１磁路環部３３ｃは、全周に亘って連続するように形成される。第２磁路環部３４ｃは、第１磁路環部３３ｃと同様に、全周に亘って連続するように形成される。第１磁路環部３３ｃ及び第２磁路環部３４ｃは、全周に亘って連続していなくてもよく、例えばＣ字状に形成されていてもよい。
【００５０】
第１磁路環部３３ｃは環状の磁石３１ｂの下端面より上方に配置され、第２磁路環部３４ｃは環状の磁石３１ｂの下端面より下方に配置される。つまり、環状の磁石３１ｂは、軸方向に第１磁路環部３３ｃと第２磁路環部３４ｃの間に配置される。
【００５１】
図２及び図３に示すように、トルクセンサ３０は、第２ハウジング部材５２に固定される磁気回路部３５と、磁気検出器としての第１磁気センサ３８ａ及び第２磁気センサ３８ｂと、を有する。磁気回路部３５は、第２ハウジング部材５２に対して回転不能である。以下において、磁気回路部３２を「回転磁気回路部３２」とも称し、磁気回路部３５を「固定磁気回路部３５」とも称する。
【００５２】
固定磁気回路部３５は、第１磁路部材３３の第１磁路環部３３ｃの外周に沿って配置される第１集磁リング３６ａと、第２磁路部材３４の第２磁路環部３４ｃの外周に沿って設けられた第２集磁リング３７ａと、を有する。第１集磁リング３６ａは、ブロック状の第１集磁ヨーク３６ｂに接続され、第２集磁リング３７ａは、ブロック状の第２集磁ヨーク３７ｂに接続される。
【００５３】
第１集磁リング３６ａはＣ字状に形成され、第１集磁リング３６ａの内周面は第１磁路部材３３の第１磁路環部３３ｃに対向する。同様に、第２集磁リング３７ａはＣ字状に形成され、第２集磁リング３７ａの内周面は第２磁路部材３４の第２磁路環部３４ｃに対向する。回転磁気回路部３２の外周に配置された第１集磁リング３６ａ及び第２集磁リング３７ａによって、回転磁気回路部３２の回転振れ及び偏心の影響が緩和される。
【００５４】
第１集磁ヨーク３６ｂは、第１集磁リング３６ａの外周面に接する円弧状の面を有する。同様に、第２集磁ヨーク３７ｂは、第２集磁リング３７ａの外周面に接する円弧状の面を有する。
【００５５】
第１集磁ヨーク３６ｂには、第２集磁ヨーク３７ｂに向かって突出する２つの集磁突部３６ｃが形成される。第２集磁ヨーク３７ｂには、第１集磁ヨーク３６ｂに向かって突出する２つの集磁突部３７ｃが形成される。集磁突部３６ｃと集磁突部３７ｃとは、間隔を空けて互いに対向する。つまり、第１集磁ヨーク３６ｂと第２集磁ヨーク３７ｂとの間には、周方向に並ぶ一対の磁気ギャップが形成される。一対の磁気ギャップの一方に第１磁気センサ３８ａが設置され、他方に第２磁気センサ３８ｂが設置される。
【００５６】
第１磁気センサ３８ａ及び第２磁気センサ３８ｂは、磁気ギャップを通過する磁束密度に応じた電圧信号を出力するホール素子である。第１磁気センサ３８ａ及び第２磁気センサ３８ｂから出力された電圧信号は、配線を介してトルクセンサ３０のコントローラ（不図示）に送られる。
【００５７】
トーションバー１７にトルクが作用しない中立状態では、第１磁路部材３３の第１磁路先端部３３ａ及び第２磁路部材３４の第２磁路先端部３４ａの各々は、環状の磁石３１ｂの隣り合うＮ極及びＳ極に同一の面積で対向する。隣り合うＮ極及びＳ極は、第１磁路先端部３３ａ又は第２磁路先端部３４ａによって磁気的に短絡され、磁束は回転磁気回路部３２の第１磁路環部３３ｃ及び第２磁路環部３４ｃ、並びに固定磁気回路部３５に導かれない。
【００５８】
入力シャフト１５にトルクが作用すると、トーションバー１７がそのトルクに応じてねじれ、入力シャフト１５は出力シャフト１６に対して相対回転する。磁気発生部３１が入力シャフト１５に固定され回転磁気回路部３２が出力シャフトに固定されるので、磁気発生部３１は回転磁気回路部３２に対して相対回転する。
【００５９】
磁気発生部３１と回転磁気回路部３２との相対回転に伴って第１磁路先端部３３ａにおけるＮ極と対向する面積がＳ極と対向する面積よりも大きくなると、第２磁路先端部３４ａにおけるＮ極と対向する面積はＳ極と対向する面積よりも小さくなる。環状の磁石３１ｂのＮ極から発せられる磁束は第１磁路部材３３、第１集磁リング３６ａ、第１集磁ヨーク３６ｂ、第２集磁ヨーク３７ｂ、第２集磁リング３７ａ、第２磁路部材３４を経由してＳ極に達する。第１磁気センサ３８ａ及び第２磁気センサ３８ｂは、集磁突部３６ｃと集磁突部３７ｃの間の磁気ギャップにおける磁束の大きさ及び方向に応じた電圧値を出力する。
【００６０】
磁気発生部３１が回転磁気回路部３２に対して逆方向に相対回転すると、第１磁路先端部３３ａではＳ極と対向する面積がＮ極と対向する面積よりも大きくなる一方で、第２磁路先端部３４ａではＳ極と対向する面積はＮ極と対向する面積よりも小さくなる。環状の磁石３１ｂのＮ極から発せられる磁束は第２磁路部材３４、第２集磁リング３７ａ、第２集磁ヨーク３７ｂ、第１集磁ヨーク３６ｂ、第１集磁リング３６ａ、第１磁路部材３３を経由してＳ極に達する。第１磁気センサ３８ａ及び第２磁気センサ３８ｂは、集磁突部３６ｃと集磁突部３７ｃの間の磁気ギャップにおける磁束の大きさ及び方向に応じた電圧値を出力する。
【００６１】
第１磁路先端部３３ａが環状の磁石３１ｂのＮ極とＳ極に対向する面積差、及び第２磁路先端部３４ａが環状の磁石３１ｂのＮ極とＳ極に対向する面積差が大きいほど磁気ギャップに誘導される磁束が大きくなり、第１磁気センサ３８ａ及び第２磁気センサ３８ｂの出力電圧も増大する。
【００６２】
このように、第１磁気センサ３８ａ及び第２磁気センサ３８ｂは、トーションバー１７のねじれに伴って磁気発生部３１から回転磁気回路部３２を通じて固定磁気回路部３５に導かれる磁束密度を検出する。トルクセンサ３０は、第１磁気センサ３８ａ及び第２磁気センサ３８ｂの出力に基づいて、トーションバー１７に作用する操舵トルクを検出する。
【００６３】
図２、図５及び図６に示すように、第２ハウジング部材５２は、小径部５２ａと、小径部５２ａと比較して大きい内径を有する大径部５２ｂと、大径部５２ｂの開口縁に形成される環状のフランジ部５２ｃと、を有する。小径部５２ａ及び大径部５２ｂは、入力シャフト１５を取り囲むように略筒状に形成される。フランジ部５２ｃは、大径部５２ｂから径方向外側に突出する。
【００６４】
小径部５２ａは、玉軸受９２を保持する。図２、図７及び図８に示すように、小径部５２ａの端面には、入力シャフト１５が挿通する開口部５２ｄが形成される。小径部５２ａ内には、開口部５２ｄを通じて第２ハウジング部材５２の内部へ異物が流入するのを防ぐシール部材９５が、玉軸受９２と並んで設けられる。
【００６５】
図２に示すように、大径部５２ｂは、トルクセンサ３０を収容する。図７及び図８に示すように、第２ハウジング部材５２には、大径部５２ｂの外周面から径方向外側に突出する窓部５３が形成される。トルクセンサ３０に接続される信号線４１（図１参照）は、窓部５３の孔５３ａを通じて第２ハウジング部材５２内に引き込まれる。
【００６６】
窓部５３には、信号線４１を保持するホルダ５４がボルト５５を用いて締結される（図６参照）。ホルダ５４の一部は窓部５３の孔５３ａに嵌合される。窓部５３の強度は、孔５３ａに嵌合されるホルダ５４によって保たれる。
【００６７】
図５、図６、図７及び図８に示すように、第２ハウジング部材５２には、大径部５２ｂの外周面から径方向外側に突出するリブ（補強部）５６が形成される。リブ５６は、フランジ部５２ｃから軸方向に延びる。
【００６８】
リブ５６は、入力シャフト１５の回転中心軸と中間シャフト１４の回転中心軸とに直交する第１方向Ｄ１における大径部５２ｂの剛性を高めるように形成される。具体的には、リブ５６は、入力シャフト１５の回転中心軸を中心に、入力シャフト１５の回転中心軸を通り第１方向Ｄ１に沿って延びる仮想軸Ｘ１から両側に４５度の範囲内の第１領域Ｃ１に形成される。
【００６９】
窓部５３は、入力シャフト１５に対してリブ５６とは反対側に形成される。具体的には、窓部５３の大部分は、入力シャフト１５の回転中心軸に対して第１領域Ｃ１とは反対側の第２領域Ｃ２に形成される。窓部５３は、リブ５６と同様に、第１方向Ｄ１における大径部５２ｂの剛性を高める補強部として機能する。
【００７０】
リブ５６及び窓部５３が大径部５２ｂの剛性を高めるので、大径部５２ｂは第１方向Ｄ１に変形し難い。したがって、入力シャフト１５が第１方向Ｄ１に変形するのを防ぐことができる。
【００７１】
図５及び図６に示すように、ユニバーサルジョイント８０ｂは、一対のヨーク８１，８２と、一対のヨーク８１，８２を連結する十字軸８３と、を備える。十字軸８３は、本体部８３ａと、本体部８３ａから十字状に延在する４つの軸部８３ｂ，８３ｃ，８３ｄ，８３ｅと、を有する。軸部８３ｂ，８３ｃが同軸上に位置し、軸部８３ｄ、８３ｅが同軸上に位置する。
【００７２】
ヨーク８１は、基部８１ａと、基部８１ａの両端から延在する一対の腕部８１ｂ，８１ｃと、を有する。同様に、ヨーク８２は、基部８２ａと、基部８２ａの両端から延在する一対の腕部８２ｂ，８２ｃと、を有する。
【００７３】
ヨーク８１の基部８１ａには、入力シャフト１５の上端部１５ｂ（図２参照）が挿入される孔（図示省略）が形成される。基部８１ａの孔の内周面と上端部１５ｂの外周面とには、互いに噛合うセレーションが形成される。セレーションによって、ヨーク８１と入力シャフト１５とが結合される。
【００７４】
ヨーク８１の腕部８１ｂの先端には、十字軸８３の軸部８３ｂが挿入される孔８１ｄが形成される。軸部８３ｂの外周面と孔８１ｄの内周面との間にはニードル軸受（図示省略）が設けられ、腕部８１ｂは軸部８３ｂを回転自在に支持する。同様に、腕部８１ｃは、軸部８３ｃを回転自在に支持する。軸部８３ｂ及び軸部８３ｃの回転中心軸は、入力シャフト１５（図２参照）の回転中心軸に直交する。
【００７５】
ヨーク８２の基部８２ａには、中間シャフト１４（図１参照）が挿入される孔８２ｆが形成される。孔８２ｆの内周面と中間シャフト１４の外周面とには、互いに噛合うセレーションが形成される。セレーションによって、ヨーク８２と中間シャフト１４とが結合される。
【００７６】
ヨーク８２の腕部８２ｂの先端には、十字軸８３の軸部８３ｄが挿入される孔８２ｄが形成される。軸部８３ｄの外周面と孔８２ｄの内周面との間にはニードル軸受（図示省略）が設けられ、腕部８２ｂは軸部８３ｄを回転自在に支持する。同様に、腕部８２ｃは、孔８２ｅを有し、軸部８３ｅを回転自在に支持する。軸部８３ｄ及び軸部８３ｅの回転中心軸は、中間シャフト１４（図１参照）の回転中心軸に直交する。
【００７７】
中間シャフト１４が回転すると、ヨーク８２及び十字軸８３は中間シャフト１４の回転中心軸周りに回転する。中間シャフト１４の回転中心軸と入力シャフト１５の回転中心軸とは交差している状態では、十字軸８３は、軸部８３ｄ及び軸部８３ｅの回転中心軸周りに揺動しながら、ヨーク８１とともに入力シャフト１５の回転中心軸周りに回転する。その結果、入力シャフト１５が回転する。
【００７８】
このように、ユニバーサルジョイント８０ｂは、入力シャフト１５と中間シャフト１４とを、互いの回転中心軸が交差した状態で連結するとともに、中間シャフト１４の回転を入力シャフト１５に伝達する。ユニバーサルジョイント８０ｂを用いることによって、中間シャフト１４の回転中心軸と入力シャフト１５の回転中心軸とを一致させる必要がなくなり、電動パワーステアリング装置１００の搭載性が向上する。
【００７９】
電動パワーステアリング装置１００では、図１に示すように、中間シャフト１４と入力シャフト１５とは、ユニバーサルジョイント８０ｂを介して、互いの回転中心軸が交差した状態で連結される。同様に、コラムシャフト１３と中間シャフト１４とは、ユニバーサルジョイント８０ａを介して、互いの回転中心軸が交差した状態で連結される。ユニバーサルジョイント８０ａの構造は、ユニバーサルジョイント８０ｂの構造と略同じであるため、ここではその説明を省略する。
【００８０】
中間シャフト１４と入力シャフト１５とが、互いの回転中心軸が交差した状態で連結されていると、中間シャフト１４から入力シャフト１５への操舵トルクの伝達時に入力シャフト１５に偶力が作用する。この偶力は、十字軸８３の軸部８３ｂ及び軸部８３ｃの回転中心軸が中間シャフト１４の回転中心軸と直交している状態（図５及び図６に示す状態）から中間シャフト１４が回転するときに最も大きくなる。最大偶力は、入力シャフト１５に第１方向Ｄ１に作用し、玉軸受９２（図２参照）を通じて第２ハウジング部材５２に作用する。
【００８１】
電動パワーステアリング装置１００では、図２、図５及び図６に示すように、第１方向Ｄ１における第２ハウジング部材５２の大径部５２ｂの剛性がリブ５６及び窓部５３によって高められている。中間シャフト１４から入力シャフト１５に操舵トルクが伝達する際に偶力が入力シャフト１５を介して第２ハウジング部材５２に作用しても、第２ハウジング部材５２の大径部５２ｂは第１方向Ｄ１に変形しない。入力シャフト１５は第２ハウジング部材５２に支持されているので、入力シャフト１５の変形を防止することができる。
【００８２】
入力シャフト１５の変形を防止することにより、トルクセンサ３０の磁気発生部３１と回転磁気回路部３２との相対移動を防止することができる。したがって、磁気発生部３１の磁石３１ｂと第１磁路先端部３３ａ（図３参照）との間、及び磁気発生部３１の磁石３１ｂと第２磁路先端部３４ａ（図３参照）との間に意図しないギャップが形成されるのを防ぐことができる。磁石３１ｂから第１磁路先端部３３ａ又は第２磁路先端部３４ａに導かれる磁束が安定し、トルクセンサ３０の検出精度を向上させることができる。
【００８３】
第２ハウジング部材５２の大径部５２ｂにおける第１領域Ｃ１及び第２領域Ｃ２以外の第３領域Ｃ３及び第４領域Ｃ４には、リブ５６は形成されていない。第３領域Ｃ３及び第４領域Ｃ４は、入力シャフト１５の回転中心軸を中心に、入力シャフト１５の回転中心軸と仮想軸Ｘ１とに直交する仮想軸Ｘ２から両側に４５度の範囲内の領域であり、第１領域Ｃ１と第２領域Ｃ２との間に位置する。
【００８４】
大径部５２ｂにおける第３領域Ｃ３及び第４領域Ｃ４にリブ５６が形成されていないので、第１方向Ｄ１と入力シャフト１５の回転中心軸とに直交する第２方向Ｄ２における大径部５２ｂの剛性は、第１方向Ｄ１における大径部５２ｂの剛性に比して低い。つまり、リブ５６及び窓部５３は、第１方向Ｄ１における大径部５２ｂの剛性を、第２方向Ｄ２における大径部５２ｂの剛性に比して高めるように形成される。
【００８５】
仮に、第２方向Ｄ２における大径部５２ｂの剛性を第１方向Ｄ１における大径部５２ｂの剛性と同等に高める場合には、リブ５６を大径部５２ｂにおける第３領域Ｃ３及び第４領域Ｃ４にも形成する必要がある。リブ５６を大径部５２ｂの広範囲に形成なければならず、第２ハウジング部材５２の重量が増加する。
【００８６】
電動パワーステアリング装置１００では、リブ５６及び窓部５３は、第１方向Ｄ１における大径部５２ｂの剛性を第２方向Ｄ２における大径部５２ｂの剛性に比して高めるだけである。リブ５６及び窓部５３は、第２方向Ｄ２における大径部５２ｂの剛性を第１方向Ｄ１における大径部５２ｂの剛性と同等に高める場合と比較して、狭い領域に形成される。したがって、第２ハウジング部材５２の重量の増加を防止することができ、電動パワーステアリング装置１００を軽量化することができる。
【００８７】
第２ハウジング部材５２は、樹脂からなり、型成形によって形成される。型成形では、リブ５６を所望の形状で形成できないことがあり、リブ５６の数が多いほど第２ハウジング部材５２の形成は難しい。
【００８８】
電動パワーステアリング装置１００では、リブ５６を大径部５２ｂの第１領域Ｃ１に形成すればよく、リブ５６を大径部５２ｂの広範囲に形成しなくてよい。したがって、リブ５６の数を減らすことができ、第２ハウジング部材５２を容易に形成することができる。
【００８９】
第２ハウジング部材５２は、第１ハウジング部材５１に固定される固定部５７を有する。固定部５７には、軸方向に貫通する孔５７ａが形成される。孔５７ａには、ボルト９６が挿通する。
【００９０】
第１ハウジング部材５１には、ボルト９６と螺合する雌ねじ孔５１ａが形成される。ボルト９６が孔５７ａに挿通した状態で雌ねじ孔５１ａと螺合することによって、固定部５７が第１ハウジング部材５１に固定される。
【００９１】
固定部５７は、周方向においてリブ５６及び窓部５３とは異なる位置、具体的には、フランジ部５２ｃにおける第３領域Ｃ３及び第４領域Ｃ４に形成される。フランジ部５２ｃにおける第３領域Ｃ３及び第４領域Ｃ４にはリブ５６が形成されていないので、フランジ部５２ｃにおける第３領域Ｃ３及び第４領域Ｃ４は、フランジ部５２ｃにおける第１領域Ｃ１及び第２領域Ｃ２と比較して脆弱に形成される。
【００９２】
衝撃が第１ハウジング部材５１に加えられたときには、フランジ部５２ｃにおける第３領域Ｃ３及び第４領域Ｃ４が破壊され、第１ハウジング部材５１は第２ハウジング部材５２に対して移動可能になる。入力シャフト１５は第２ハウジング部材５２に支持されるので、第１ハウジング部材５１の移動に伴う入力シャフト１５の移動を防止することができ、入力シャフト１５による中間シャフト１４の突き上げを防止することができる。
【００９３】
電動パワーステアリング装置１００は、第２方向Ｄ２が車両１０００の前後方向と一致するように車両に搭載される。この場合、車両１０００の前後方向は、第１方向Ｄ１と直交する。リブ５６及び窓部５３は、第１方向Ｄ１における第２ハウジング部材５２の大径部５２ｂの剛性を高めるだけであり、車両１０００の前後方向における大径部５２ｂの剛性は低い。
【００９４】
車両１０００が前進中に障害物に衝突したときには、第２ハウジング部材５２が変形又は破損し、入力シャフト１５に対して第１ハウジング部材５１が移動可能になる。したがって、第１ハウジング部材５１が移動しても入力シャフト１５の移動を防止することができ、入力シャフト１５による中間シャフト１４の突き上げを防止することができる。
【００９５】
車両１０００は、電動パワーステアリング装置１００の第２方向Ｄ２が車両１０００の前後方向と一致する形態に限られない。電動パワーステアリング装置１００の第１方向Ｄ１と車両１０００の前後方向とが一致していなければよい。つまり、電動パワーステアリング装置１００の第１方向Ｄ１は、車両１０００の前後方向と異なっていればよい。
【００９６】
以下、本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。
【００９７】
本実施形態では、電動パワーステアリング装置１００は、操舵トルクが入力される入力シャフト１５と、トーションバー１７を介して入力シャフト１５と連結された出力シャフト１６と、入力シャフト１５と出力シャフト１６とに亘って取り付けられ、操舵トルクを検出するトルクセンサ３０と、入力シャフト１５、出力シャフト１６及びトルクセンサ３０を収容し、入力シャフト１５及び出力シャフト１６を回転自在に支持するハウジング５０と、ハウジング５０の外側に設けられ、操舵トルクを入力シャフト１５に伝達する中間シャフト１４と、を備え、入力シャフト１５と中間シャフト１４とは、ユニバーサルジョイント８０ｂを介して、互いの回転中心軸が交差した状態で連結され、ハウジング５０には、入力シャフト１５の回転中心軸と中間シャフト１４の回転中心軸とに直交する第１方向Ｄ１におけるハウジング５０の剛性を、第１方向Ｄ１と入力シャフト１５の回転中心軸とに直交する第２方向Ｄ２におけるハウジング５０の剛性に比して高めるリブ５６及び窓部５３が形成される。
【００９８】
この構成では、入力シャフト１５はハウジング５０に支持され、ハウジング５０には、第１方向Ｄ１におけるハウジング５０の剛性を高めるリブ５６及び窓部５３が形成される。中間シャフト１４から入力シャフト１５に操舵トルクが伝達する際に偶力が入力シャフト１５を介してハウジング５０に作用しても、ハウジング５０は変形し難い。したがって、入力シャフト１５の変形を防止することができる。また、リブ５６及び窓部５３は、第１方向Ｄ１の剛性を第２方向Ｄ２の剛性に比して高めるように形成される。そのため、第２方向Ｄ２の剛性と第１方向Ｄ１の剛性とを同等に高める場合と比較して、リブ５６及び窓部５３は狭い領域に形成される。したがって、ハウジング５０の重量の増加を防止することができる。電動パワーステアリング装置１００を軽量化することができるとともに、トルクセンサ３０の検出精度を向上させることができる。
【００９９】
また、本実施形態では、ハウジング５０は、出力シャフト１６を回転自在に支持する第１ハウジング部材５１と、入力シャフト１５を回転自在に支持する第２ハウジング部材５２と、を有し、リブ５６及び窓部５３は第２ハウジング部材５２に形成され、第２ハウジング部材５２は、周方向においてリブ５６及び窓部５３とは異なる位置に形成され第１ハウジング部材５１に固定される固定部５７を有する。
【０１００】
この構成では、固定部５７がリブ５６及び窓部５３とは異なる位置に形成される。第２ハウジング部材５２において、固定部５７の近傍の部分は、リブ５６及び窓部５３の近傍の部分よりも脆弱に形成される。衝撃が第１ハウジング部材５１に加えられたときには、固定部５７の近傍の部分が破壊され、第２ハウジング部材５２に支持される入力シャフト１５は、第１ハウジング部材５１に対して移動可能になる。第１ハウジング部材５１の移動に伴う入力シャフト１５の移動を防止することができ、入力シャフト１５による中間シャフト１４の突き上げを防止することができる。
【０１０１】
また、本実施形態では、車両１０００は、電動パワーステアリング装置１００を備え、第１方向Ｄ１は、車両１０００の前後方向とは異なる。
【０１０２】
この構成では、第１方向Ｄ１が車両１０００の前後方向と異なるので、車両１０００の前後方向におけるハウジング５０の剛性は低い。車両１０００が前進中に障害物に衝突したときには、ハウジング５０が変形又は破損し、入力シャフト１５はハウジング５０に対して移動可能になる。ハウジング５０の移動に伴う入力シャフト１５の移動を防止することができ、入力シャフト１５による中間シャフト１４の突き上げを防止することができる。
【０１０３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【０１０４】
（１）上記実施形態では、リブ５６は、第２ハウジング部材５２の大径部５２ｂに形成される。リブ５６は、第２ハウジング部材５２の小径部５２ａに形成されてもよいし、第１ハウジング部材５１に形成されてもよい。つまり、リブ５６は、第１方向Ｄ１におけるハウジング５０の剛性を、第２方向Ｄ２におけるハウジング５０の剛性に比して高めるように形成されていればよい。
【０１０５】
（２）上記実施形態では、第２ハウジング部材５２の剛性は、大径部５２ｂの外周面から突出するリブ５６によって高められる。リブ５６に代えて、大径部５２ｂにおける第１領域Ｃ１及び第２領域Ｃ２の厚みを増加させることによって第２ハウジング部材５２の剛性を高めてもよい。
【０１０６】
（３）第２ハウジング部材５２は、金属からなっていてもよい。
【０１０７】
（４）上記実施形態では、入力シャフト１５は、ユニバーサルジョイント８０ｂを介して、中間シャフト１４に連結される。入力シャフト１５は、コラムシャフト１３に連結されていてもよい。つまり、コラムシャフト１３が伝達シャフトであってもよい。
【０１０８】
（５）上記実施形態では、磁気発生部３１が入力シャフト１５に固定され、回転磁気回路部３２が入力シャフトに固定される。この構成に代えて、磁気発生部３１が出力シャフト１６に固定され、回転磁気回路部３２が入力シャフト１５に固定されてもよい。
【０１０９】
（６）上記実施形態では、デュアルピニオン式の電動パワーステアリング装置１００について説明した。本発明は、ドライバによる操舵トルクと電動モータ２１による操舵補助トルクとが共通のステアリングシャフトを介してラックシャフト１２に入力されるシングルピニオン式の電動パワーステアリング装置にも適用可能である。シングルピニオン式の電動パワーステアリング装置では、アシスト機構２０は、出力シャフト１６に設けられる。
【符号の説明】
【０１１０】
１４・・・中間シャフト（伝達シャフト）、１５・・・入力シャフト、１６・・・出力シャフト、１７・・・トーションバー、３０・・・トルクセンサ、５０・・・ハウジング、５１・・・第１ハウジング部材、５２・・・第２ハウジング部材、５３・・・窓部（補強部）、５６・・・リブ（補強部）、５７・・・固定部、８０ｂ・・・ユニバーサルジョイント、１００・・・電動パワーステアリング装置、１０００・・・車両、Ｄ１・・・第１方向、Ｄ２・・・第２方向
【図１】
2018128387.tif 000003
【図２】
2018128387.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2018128387.tif 000009
【図８】
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