(57)【要約】【課題】ステアリングホイールの突き上げを防止する。【解決手段】電動パワーステアリング装置１００は、入力シャフト１５と、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るトルクセンサ３０と、玉軸受９２を介して入力シャフト１５を回転自在に支持するハウジング５０と、を備え、入力シャフト１５は、玉軸受９２によって支持される支持部１５ｃと、ステアリングホイール１に連結される連結部１５ｂと、支持部１５ｃと連結部１５ｂとの間に形成されるくびれ部１５ｆと、を有する。【選択図】図２
2018131092.tif 000002
【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、
ステアリングホイールから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に連結される出力シャフトと、
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、軸受を介して前記入力シャフトを回転自在に支持するハウジングと、を備え、
前記入力シャフトは、前記軸受によって支持される支持部と、前記ステアリングホイールに連結される連結部と、前記支持部と前記連結部との間に形成されるくびれ部と、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、
前記支持部と前記くびれ部との境の位置は、軸方向において、前記軸受の端面の位置と一致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】
請求項１又は２に記載の電動パワーステアリング装置であって、
前記入力シャフトは、中空形状に形成され、
前記くびれ部の内周には、前記入力シャフトの内径が変化する内径変化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４】
請求項３に記載の電動パワーステアリング装置であって、
前記内径変化部の位置は、軸方向において、前記軸受の端面の位置と一致することを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【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操舵入力軸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では、操舵入力軸と操舵出力軸とがトーションバーを介して連結される。操舵入力軸へ操舵トルクが入力されると、操舵入力軸が操舵出力軸に対して相対回転し、トーションバーがねじれる。トルクセンサは、トーションバーのねじり量に応じて、トーションバーに作用する操舵トルクを検出する。電動モータは、トルクセンサの出力に応じて作動し、操舵出力軸にトルクを付与する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１９７０３６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、操舵入力軸及び操舵出力軸はハウジングに回転自在に支持される。車両の衝突時に衝撃がハウジングを介して操舵入力軸に加えられると、操舵入力軸がステアリングホイールを突き上げるおそれがある。
【０００６】
本発明は、ステアリングホイールの突き上げを防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、入力シャフトと、出力シャフトと、入力シャフトと出力シャフトとに亘って取り付けられるトルクセンサと、軸受を介して入力シャフトを回転自在に支持するハウジングと、を備え、入力シャフトは、軸受によって支持される支持部と、ステアリングホイールに連結される連結部と、支持部と連結部との間に形成されるくびれ部と、を有することを特徴とする。
【０００８】
第１の発明では、入力シャフトのくびれ部が支持部と連結部との間に形成される。衝撃がハウジングに加えられ支持部に作用したときには、入力シャフトのくびれ部が変形し、支持部は連結部に対して相対移動する。したがって、ハウジングの移動に伴う入力シャフトの連結部の移動を防止することができる。
【０００９】
第２の発明は、支持部とくびれ部との境の位置は、軸方向において、軸受の端面の位置と一致することを特徴とする。
【００１０】
第２の発明では、支持部とくびれ部との境の位置が軸受の端面の位置と一致する。支持部とくびれ部との境が曲げ変形の支点となり、この境に曲げ変形の応力が集中する。ハウジングに径方向に衝撃が加えられたときにはくびれ部がより確実に変形し、支持部は連結部に対して相対移動する。したがって、ステアリングホイールの突き上げを防止することができる。
【００１１】
第３の発明は、入力シャフトが中空形状に形成され、くびれ部の内周には、入力シャフトの内径が変化する内径変化部が形成されることを特徴とする。
【００１２】
第３の発明では、くびれ部の内周に内径変化部が形成されるので、衝撃がハウジングを介して入力シャフトに加えられたときには、くびれ部の内径変化部に応力が集中する。くびれ部がより確実に変形し、ステアリングホイールの突き上げを防止することができる。
【００１３】
第４の発明は、内径変化部の位置が、軸方向において、軸受の端面の位置と一致することを特徴とする。
【００１４】
第４の発明では、内径変化部の位置が軸受の端面の位置と一致する。内径変化部が曲げ変形の支点に近く、内径変化部に曲げ変形の応力が集中しやすい。内径変化部はくびれ部の内周に形成されるので、ハウジングに径方向に衝撃が加えられたときにはくびれ部がより確実に変形し、支持部は連結部に対して相対移動する。したがって、ステアリングホイール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、ステアリングホイールの突き上げを防止することができる。
【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、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。
【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。
【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を回転自在に支持する。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。
【００３１】
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。
【００３２】
入力シャフト１５は中空形状に形成される。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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【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１６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】
大径部５２ｂは、トルクセンサ３０を収容する。トルクセンサ３０に接続される信号線４１（図１参照）は、大径部５２ｂに形成される孔（図示省略）を通じて第２ハウジング部材５２内に引き込まれる。
【００６５】
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は、フランジ部５２ｃにより大径部５２ｂに接続される。固定部５７には、入力シャフト１５の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。
【００６６】
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。
【００６７】
小径部５２ａ内には、玉軸受９２が設けられる。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。
【００６８】
入力シャフト１５には、第２ハウジング部材５２によって支持される支持部１５ｃが形成される。支持部１５ｃは、玉軸受９２の内径と略等しい外径を有し、玉軸受９２の内周に嵌合する。
【００６９】
入力シャフト１５における下端部１５ａと支持部１５ｃとの間には、トルクセンサ３０の磁気発生部３１を保持する保持部１５ｄが形成される。保持部１５ｄは、磁気発生部３１の内径と略等しい外径を有する。磁気発生部３１の内周と保持部１５ｄの外周との嵌合によって磁気発生部３１が保持部１５ｄに保持される。入力シャフト１５の下端部１５ａが出力シャフト１６の穴１６ｂの内周に滑り軸受９３を介して支持されるので、保持部１５ｄの変形を防止することができる。
【００７０】
入力シャフト１５の保持部１５ｄ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。
【００７１】
図１及び図２に示すように、ステアリングホイール１は、コラムシャフト１３、ユニバーサルジョイント８０ａ、中間シャフト１４及びユニバーサルジョイント８０ｂを介して入力シャフト１５の上端部１５ｂに連結される。具体的には、入力シャフト１５の上端部１５ｂがユニバーサルジョイント８０ｂに形成される孔（図示省略）に挿入される。上端部１５ｂの外周面とユニバーサルジョイント８０ｂの孔の内周面とには互いに噛合うセレーションが形成され、セレーションによって、上端部１５ｂとユニバーサルジョイント８０ｂとが連結される。以下において、上端部１５ｂを「連結部１５ｂ」とも称する。
【００７２】
入力シャフト１５には、上端部１５ｂから延在し第２ハウジング部材５２の開口部５２ｄを通じて第２ハウジング部材５２内に達する延在部１５ｅが形成される。延在部１５ｅの外径は支持部１５ｃの外径と略等しい。
【００７３】
入力シャフト１５における支持部１５ｃと延在部１５ｅとの間には、支持部１５ｃ及び延在部１５ｅの外径よりも小さい外径を有するくびれ部１５ｆが形成される。くびれ部１５ｆの剛性は、支持部１５ｃ及び延在部１５ｅの剛性よりも低く、くびれ部１５ｆは支持部１５ｃ及び延在部１５ｅと比較して変形し易い。
【００７４】
車両１０００が障害物に衝突し第１ハウジング部材５１に衝撃が加えられたときには、衝撃は第２ハウジング部材５２及び玉軸受９２を通じて入力シャフト１５の支持部１５ｃに作用する。入力シャフト１５の連結部１５ｂは中間シャフト１４に連結されるので、入力シャフト１５の連結部１５ｂは中間シャフト１４から反力を受ける。支持部１５ｃと連結部１５ｂとの間にくびれ部１５ｆが形成されるので、くびれ部１５ｆが変形し、入力シャフト１５はくびれ部１５ｆを支点として屈曲する。
【００７５】
入力シャフト１５の屈曲により、第１ハウジング部材５１、第２ハウジング部材５２、並びに入力シャフト１５の支持部１５ｃ、保持部１５ｄ及び下端部１５ａが一体となって入力シャフト１５の連結部１５ｂに対して相対移動する。したがって、第１ハウジング部材５１及び第２ハウジング部材５２の移動に伴う入力シャフト１５の連結部１５ｂの移動を防止することができ、中間シャフト１４及びステアリングホイール１の突き上げを防止することができる。
【００７６】
くびれ部１５ｆは、支持部１５ｃから連続して形成される。くびれ部１５ｆと支持部１５ｃとの境１５ｇは、玉軸受９２の端面９２ａを延長した仮想面上に位置する。言い換えれば、くびれ部１５ｆと支持部１５ｃとの境１５ｇの位置は、軸方向において、玉軸受９２の端面９２ａの位置と一致する。
【００７７】
第１ハウジング部材５１に径方向に衝撃が加えられたときには、衝撃は第２ハウジング部材５２及び玉軸受９２を通じて入力シャフト１５の支持部１５ｃに作用する。くびれ部１５ｆと支持部１５ｃとの境１５ｇが玉軸受９２の端面９２ａの仮想延長面上に位置するので、境１５ｇが曲げ変形の支点となり、境１５ｇに応力が集中する。くびれ部１５ｆがより確実に変形し、支持部１５ｃは連結部１５ｂに対して相対移動する。したがって、中間シャフト１４及びステアリングホイール１の突き上げを防止することができる。
【００７８】
入力シャフト１５は、連結部１５ｂの内径φ１と支持部１５ｃとの内径φ２とが異なるように中空形状に形成される。具体的には、連結部１５ｂの内径φ１は、支持部１５ｃの内径φ２よりも小さい。
【００７９】
延在部１５ｅは、連結部１５ｂの内径φ１と略等しい内径で形成される。つまり、入力シャフト１５は、連結部１５ｂ及び延在部１５ｅの全体に亘って一定の内径φ１で形成される。
【００８０】
保持部１５ｄは、支持部１５ｃの内径φ２と略等しい内径で形成される。つまり、入力シャフト１５は、支持部１５ｃ及び保持部１５ｄの全体に亘って一定の内径φ２で形成される。
【００８１】
くびれ部１５ｆの内周にはテーパ（内径変化部）１５ｈが形成される。テーパ１５ｈの上端の内径は、連結部１５ｂの内径φ１と略等しく、テーパ１５ｈの下端の内径は、支持部１５ｃの内径φ２と略等しい。つまり、入力シャフト１５は、連結部１５ｂからテーパ１５ｈの上端まで一定の内径φ１で形成され、支持部１５ｃからテーパ１５ｈの下端まで一定の内径φ２で形成される。
【００８２】
くびれ部１５ｆのテーパ１５ｈによって、くびれ部１５ｆの内周には角部が形成される。衝撃が第２ハウジング部材５２及び玉軸受９２を介して入力シャフト１５に加えられたときには、くびれ部１５ｆのテーパ１５ｈ（具体的には、テーパ１５ｈによって形成される角部）に応力が集中する。応力の集中によってくびれ部１５ｆが確実に変形し、支持部１５ｃは連結部１５ｂに対して相対移動する。したがって、中間シャフト１４及びステアリングホイール１の突き上げを防止することができる。
【００８３】
電動パワーステアリング装置１００では、テーパ１５ｈは、入力シャフト１５の内径が連結部１５ｂから支持部１５ｃに向かって拡大するように形成されるが、テーパ１５ｈは逆の形態で形成されていてもよい。つまり、連結部１５ｂの内径φ１が支持部１５ｃの内径φ２よりも大きく、入力シャフト１５の内径が連結部１５ｂから支持部１５ｃに向かって縮小するように形成されるようにテーパ１５ｈが形成されていてもよい。
【００８４】
また、テーパ１５ｈに代えて、くびれ部１５ｆの内周に段部を形成することによって入力シャフト１５の内径を変化させてもよい。
【００８５】
テーパ１５ｈの下端は、玉軸受９２の端面９２ａを延長した仮想面上に位置する。言い換えれば、テーパ１５ｈの下端の位置は、軸方向において、玉軸受９２の端面９２ａの位置と一致する。
【００８６】
第１ハウジング部材５１に径方向に衝撃が加えられたときには、衝撃は第２ハウジング部材５２及び玉軸受９２を通じて入力シャフト１５の支持部１５ｃに作用する。テーパ１５ｈの下端は、玉軸受９２の端面９２ａの仮想延長面上に位置し、曲げ変形の支点に近い。テーパ１５ｈの下端に曲げ変形の応力が集中しやすく、くびれ部１５ｆがより確実に変形する。支持部１５ｃは連結部１５ｂに対して相対移動し、中間シャフト１４及びステアリングホイール１の突き上げを防止することができる。
【００８７】
テーパ１５ｈの上端が玉軸受９２の端面９２ａの仮想延長面上に位置していてもよいし、テーパ１５ｈの上端と下端との間の部分が玉軸受９２の端面９２ａの仮想延長面上に位置していてもよい。
【００８８】
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。
【００８９】
電動パワーステアリング装置１００は、ステアリングホイール１から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に連結される出力シャフト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、玉軸受９２を介して入力シャフト１５を回転自在に支持するハウジング５０と、を備え、入力シャフト１５は、玉軸受９２によって支持される支持部１５ｃと、ステアリングホイール１に連結される連結部１５ｂと、支持部１５ｃと連結部１５ｂとの間に形成されるくびれ部１５ｆと、を有する。
【００９０】
この構成では、入力シャフト１５のくびれ部１５ｆが支持部１５ｃと連結部１５ｂとの間に形成される。衝撃がハウジング５０に加えられ支持部１５ｃに作用したときには、入力シャフト１５のくびれ部１５ｆが変形し、支持部１５ｃは連結部１５ｂに対して相対移動する。したがって、ハウジング５０の移動に伴う入力シャフト１５の連結部１５ｂの移動を防止することができ、ステアリングホイール１の突き上げを防止することができる。
【００９１】
支持部１５ｃとくびれ部１５ｆとの境１５ｇの位置は、軸方向において、玉軸受９２の端面９２ａの位置と一致する。
【００９２】
この構成では、支持部１５ｃとくびれ部１５ｆとの境１５ｇの位置が玉軸受９２の端面９２ａの位置と一致する。支持部１５ｃとくびれ部１５ｆとの境１５ｇが曲げ変形の支点となり、この境１５ｇに曲げ変形の応力が集中する。ハウジング５０に径方向に衝撃が加えられたときにはくびれ部１５ｆがより確実に変形し、支持部１５ｃは連結部１５ｂに対して相対移動する。したがって、ステアリングホイール１の突き上げを防止することができる。
【００９３】
入力シャフト１５は、中空形状に形成され、くびれ部１５ｆの内周には、入力シャフト１５の内径が変化するテーパ１５ｈが形成される。
【００９４】
この構成では、くびれ部１５ｆの内周にテーパ１５ｈが形成されるので、衝撃がハウジング５０を介して入力シャフト１５に加えられたときには、くびれ部１５ｆのテーパ１５ｈに応力が集中する。くびれ部１５ｆがより確実に変形し、ステアリングホイール１の突き上げを防止することができる。
【００９５】
テーパ１５ｈの位置は、軸方向において、玉軸受９２の端面９２ａの位置と一致する。
【００９６】
この構成では、テーパ１５ｈの位置が玉軸受９２の端面９２ａの位置と一致する。テーパ１５ｈが曲げ変形の支点に近く、テーパ１５ｈに曲げ変形の応力が集中しやすい。テーパ１５ｈはくびれ部１５ｆの内周に形成されるので、ハウジング５０に径方向に衝撃が加えられたときにはくびれ部１５ｆがより確実に変形し、支持部１５ｃは連結部１５ｂに対して相対移動する。したがって、ステアリングホイール１の突き上げを防止することができる。
【００９７】
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。
【００９８】
（１）上記実施形態では、入力シャフト１５は、玉軸受９２を介して第２ハウジング部材５２に回転自在に支持されている。玉軸受９２に代えて、滑り玉軸受といった他の軸受が用いられてもよい。
【００９９】
（２）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。
【０１００】
（３）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。
【０１０１】
（４）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】
【０１０２】
１・・・ステアリングホイール、１５・・・入力シャフト、１５ｂ・・・連結部、１５ｃ・・・支持部、１５ｆ・・・くびれ部、１５ｇ・・・境、１５ｈ・・・テーパ（内径変化部）、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、９２・・・玉軸受（軸受）、９２ａ・・・端面、１００・・・電動パワーステアリング装置
【図１】
2018131092.tif 000003
【図２】
2018131092.tif 000004
【図３】
2018131092.tif 000005
【図４】
2018131092.tif 000006