(57)【要約】【課題】外部からの磁気ノイズの影響を抑制できるトルクセンサを、簡単な構成によって、低コストで軽量化にすること。【解決手段】コラムシャフト２２と、該コラムシャフトが複数のベアリング６３，８１を介して回転可能に支持されたコラムパイプ６１と、該コラムシャフトに生じるトルクを磁気を利用して検出するトルクセンサ４１とを有している、車両用パワーステアリング装置１０である。該コラムパイプは、鋼鉄製パイプから成る。該トルクセンサは、該コラムシャフトに有するとともに該コラムシャフトに生じるトルクに応じて変化した磁気を発生する磁気変化発生部７１と、該磁気変化発生部に発生した磁気の変化を検出する磁気変化検出部７２とから成る。該磁気変化検出部は、該コラムパイプの軸方向の開口６１ｃから該軸方向に挿入されることで取り付けられている。【選択図】図２
2015194430.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングホイールと、該ステアリングホイールが連結されたコラムシャフトと、該コラムシャフトが複数のベアリングを介して回転可能に支持されたコラムパイプと、前記コラムシャフトに生じるトルクを磁気を利用して検出するトルクセンサとを有している、車両用パワーステアリング装置において、
前記コラムパイプは、鋼鉄製パイプによって構成され、
前記トルクセンサは、前記コラムシャフトに有するとともに該コラムシャフトに生じるトルクに応じて透磁率が変化する磁気変化発生部と、該磁気変化発生部に発生した磁気の変化を検出する磁気変化検出部とから成り、
該磁気変化検出部は、前記コラムパイプの軸方向の開口から該軸方向に挿入されることで取り付けられていることを特徴とする車両用パワーステアリング装置。
【請求項２】
前記磁気変化検出部は、前記複数のベアリングの少なくとも１つと共に、樹脂によって一体的にモールドされていることを特徴とする請求項１記載の車両用パワーステアリング装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２の車両用パワーステアリング装置の製造方法であって、
前記コラムシャフトと前記磁気変化検出部とは、予め互いに組み付けられた後に、前記コラムパイプに挿入され且つ取り付けられることを特徴とする車両用パワーステアリング装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステアリングホイールが連結されたコラムシャフト（ステアリングシャフト）に作用する、トルクの大きさ及び方向を検出するトルクセンサを備えた車両用パワーステアリング装置及びその製造方法の改良された技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用パワーステアリング装置のなかには、電動パワーステアリング装置がある。該電動パワーステアリング装置は、ステアリングホイールが連結されたコラムシャフト（ステアリングシャフト）に生じる操舵トルクをトルクセンサによって検出し、該操舵トルクに応じた補助トルクを電動モータが発生し、該操舵トルクに補助トルクを付加することによって、運転者の負担を軽減するものである。
【０００３】
近年は、このような電動パワーステアリング装置の構成を簡略化するために、トルクセンサとして磁気を利用した、例えば磁歪式トルクセンサを採用した技術の開発が進められている。特に、補助トルクをコラムシャフトに伝える形式の電動パワーステアリング装置を、コラムアシスト式電動パワーステアリング装置という。このようなコラムアシスト式電動パワーステアリング装置は、特許文献１などが知られている。
【０００４】
特許文献１で知られている技術は、ステアリングホイールと、該ステアリングホイールが連結されたコラムシャフトと、該コラムシャフトが複数のベアリングを介して回転可能に支持されたコラムパイプと、コラムシャフトに生じる操舵トルクを磁気を利用して検出するトルクセンサとを有している。
【０００５】
該トルクセンサは、コラムシャフトの外周面に設けられた磁歪膜と、該磁歪膜の周囲に設けられた励磁コイルと検出コイルとから成る。該磁歪膜は、逆磁歪効果により、コラムシャフトに生じる操舵トルクに応じて透磁率が変化する、磁気変化発生部の一種である。該検出コイルは、磁歪膜に発生した磁気の変化を検出する、磁気変化検出部の一種である。
【０００６】
該検出コイルは、筒状のセンサハウジングの下端部の内部に収納されている。該センサハウジングの上端部は、コラムパイプの下端部に組み付けられている。つまり、該検出コイルは、コラムパイプによって囲まれていない。該コラムシャフトは、コラムパイプの上端部に上部ベアリングによって支持されるとともに、センサハウジングの下端部に下部ベアリングによって支持されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１３−２３３８７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１で知られているトルクセンサは、外部からの磁気ノイズの影響を受けることが考えられる。該トルクセンサの検出精度を高め且つ安定させるには、外部からの磁気ノイズの影響を受けないように、極力抑制することが好ましい。そのためには、該トルクセンサの周囲を磁気シールドによって磁気的に遮蔽することが考えられる。
【０００９】
しかし、単に磁気シールドによって該トルクセンサを磁気的に遮蔽するのでは、部品数が多くなり、構成が複雑化するとともに、コストが嵩み、重量が増すので、更なる改良の余地がある。
【００１０】
本発明は、外部からの磁気ノイズの影響を抑制できるトルクセンサを、簡単な構成によって、低コストで軽量化にすることができる技術を、提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に係る発明によれば、ステアリングホイールと、該ステアリングホイールが連結されたコラムシャフトと、該コラムシャフトが複数のベアリングを介して回転可能に支持されたコラムパイプと、前記コラムシャフトに生じるトルクを磁気を利用して検出するトルクセンサとを有している、車両用パワーステアリング装置において、前記コラムパイプは、鋼鉄製パイプによって構成され、前記トルクセンサは、前記コラムシャフトに有するとともに該コラムシャフトに生じるトルクに応じて透磁率が変化する磁気変化発生部と、該磁気変化発生部に発生した磁気の変化を検出する磁気変化検出部とから成り、該磁気変化検出部は、前記コラムパイプの軸方向の開口から該軸方向に挿入されることで取り付けられていることを特徴とする車両用パワーステアリング装置が提供される。
【００１２】
請求項２に記載のごとく、好ましくは、前記磁気変化検出部は、前記複数のベアリングの少なくとも１つと共に、樹脂によって一体的にモールドされている。
【００１３】
請求項３に係る発明によれば、前記コラムシャフトと前記磁気変化検出部とは、予め互いに組み付けられた後に、前記コラムパイプに挿入され且つ取り付けられることを特徴とする車両用パワーステアリング装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に係る発明では、トルクセンサの磁気変化検出部は、外周部を鋼鉄製のコラムパイプによって囲まれる。つまり、該コラムパイプは、コラムシャフトを支持する役割を果たすだけではなく、磁性材料から成る磁気シールドの役割をも果たす。このため、外部から磁気変化検出部へ与える磁気ノイズを、コラムパイプによって遮断することができる。従って、該磁気変化検出部が外部からの磁気ノイズの影響を受けないように、極力抑制することができる。トルクセンサの検出精度を高め且つ安定させることができる。しかも、磁気変化検出部を、鋼鉄製のコラムパイプの軸方向の開口から該軸方向に挿入することで、該磁気変化検出部を該コラムパイプに取り付けるだけの、簡単な構成ですむ。別部材のヨークによって、磁気変化検出部の周囲を囲む必要もない。外部からの磁気ノイズの影響を抑制できるトルクセンサを、簡単な構成によって、低コストで軽量化にすることができる。
【００１５】
請求項２に係る発明では、コラムシャフトを支持するための少なくとも１つのベアリングと、磁気変化検出部とは、樹脂によって一体的にモールドされる。該ベアリングの軸心に対する、磁気変化検出部の軸心の位置精度（同軸の精度）を高めることができる。この結果、トルクセンサの検出精度を、より一層高め且つ安定させることができる。
【００１６】
請求項３に係る発明では、トルクセンサの組み立て時において、先にコラムシャフトに磁気変化検出部を組み付けた、いわゆる半完成品に組み立て、その後で該半完成品をコラムパイプに挿入し且つ取り付けるようにした。このため、該半完成品の段階で、該コラムシャフトに有している磁気変化発生部（例えば、該コラムシャフトの表面に施されている磁歪膜）を、該磁気変化検出部によって囲むことができる。従って、トルクセンサの組み立て途中において、磁気変化発生部に傷が付かないように、該磁気変化検出部によって保護することができる。
【００１７】
しかも、上述のように、コラムシャフトに磁気変化検出部を組み付けた状態の半完成品を、コラムパイプに挿入し且つ取り付けている。このため、コラムパイプにベアリングを介してコラムシャフトを組み付けるだけで、該コラムパイプに対する磁気変化検出部の中心が決まる。従って、トルクセンサの組み付け精度を十分に高めることができる。この結果、トルクセンサの検出精度を、より一層高め且つ安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施例１に係るトルクセンサを備えた車両用パワーステアリング装置の模式図である。
【図２】図１に示されたコラムパイプにコラムシャフトが支持された構成の断面図である。
【図３】図２に示されたコラムパイプにトルクセンサが収納された構成の断面図である。
【図４】図２に示されたコラムパイプとコラムシャフトとトルクセンサの分解図である。
【図５】図４に示されたトルクセンサがコラムシャフトに予め組み付けられた状態でコラムパイプに挿入する過程を説明する説明図である。
【図６】図３に示されたコラムパイプの変形例図である。
【図７】本発明の実施例２に係るトルクセンサを備えた車両用パワーステアリング装置の模式図である。
【図８】本発明の実施例３に係るトルクセンサを備えた車両用パワーステアリング装置の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明を実施するための形態を添付図に基づいて以下に説明する。
【実施例１】
【００２０】
実施例１に係る車両用パワーステアリング装置について図面に基づき説明する。
【００２１】
図１に示されるように、実施例１の車両用パワーステアリング装置１０は、電動モータ４３が発生した補助トルクを操舵トルクに付加することによって、運転者の負担を軽減する、いわゆる車両用電動パワーステアリングの構成である。以下、該車両用パワーステアリング装置１０のことを「ステアリング装置１０」と略称する。該電動モータ４３のことを「モータ４３」と略称する。
【００２２】
該ステアリング装置１０は、運転者によって操舵されるステアリングホイール２１と、該ステアリングホイール２１が連結されたコラムシャフト２２と、該コラムシャフト２２が複数のベアリング６３，８１（図２参照）を介して回転可能に支持されたコラムパイプ６１と、コラムシャフト２２に生じるトルク（操舵トルク）を磁気を利用して検出するトルクセンサ４１とを有している。
【００２３】
以下、該ステアリング装置１０について、より詳しく説明する。該ステアリング装置１０は、車両のステアリングホイール２１から操舵車輪２９，２９（例えば前輪）に至るステアリング系２０と、該ステアリング系２０に補助トルクを付加する補助トルク機構４０とから成る。
【００２４】
該ステアリング系２０は、ステアリングホイール２１にコラムシャフト２２及び２つの自在軸継手２３，２３を介して、ピニオン軸２４を連結し、該ピニオン軸２４にラックアンドピニオン機構２５を介してラック軸２６を連結し、該ラック軸２６の両端に左右のタイロッド２７，２７及びナックル２８，２８を介して左右の操舵車輪２９，２９を連結したものである。
【００２５】
該ラックアンドピニオン機構２５は、ピニオン軸２４に形成されたピニオン３１と、ラック軸２６に形成されたラック３２とから成る。
【００２６】
ステアリング系２０のなかのピニオン軸２４、ラックアンドピニオン機構２５及びラック軸２６は、ギヤボックス１１に収納されている。
【００２７】
ステアリング系２０によれば、運転者がステアリングホイール２１を操舵することによって、該操舵トルクによりラックアンドピニオン機構２５及び左右のタイロッド２７，２７を介して、左右の操舵車輪２９，２９を操舵することができる。
【００２８】
補助トルク機構４０は、ステアリングホイール２１に加えたステアリング系２０の操舵トルクをトルクセンサ４１で検出し、該トルクセンサ４１のトルク検出信号に基づき制御部４２で制御信号を発生し、該制御信号に基づき操舵トルクに応じた補助トルクをモータ４３で発生し、該補助トルクをウォームギヤ機構４４を介してピニオン軸２４に伝達し、さらに、補助トルクをピニオン軸２４からラックアンドピニオン機構２５に伝達するようにした機構である。
【００２９】
該ウォームギヤ機構４４は、モータ４３のモータ軸４３ａに連結されたウォームと、ピニオン軸２４に連結されたウォームホイールとから成る、トルク伝達機構である。
【００３０】
補助トルク機構４０のなかの、モータ４３はギヤボックス１１に組み付けられ、ウォームギヤ機構４４はギヤボックス１１に収納されている。
【００３１】
該ステアリング装置１０によれば、運転者の操舵トルクにモータ４３の補助トルクを加えた複合トルクにより、ラック軸２６で操舵車輪２９，２９を操舵することができる。該ステアリング装置１０は、モータ４３が発生した補助トルクをピニオン軸２４に伝達する方式を採用しているので、「ピニオン軸アシスト式電動パワーステアリング」と言われる。
【００３２】
コラムシャフト２２は、ステアリングシャフト２２とも言われている。図２及び図３に示されるように、該コラムシャフト２２は、例えば丸パイプ状の第１軸５１と中実状の第２軸５２との、２軸によって構成される。該第１軸５１の軸線と該第２軸５２の軸線とは、コラムシャフト２２の軸線ＣＬ（中心線ＣＬ）に対して同軸上に位置している。
【００３３】
該第１軸５１の一端部５１ａには、ステアリングホイール２１（図１参照）が相対回転を規制されて連結される。該第１軸５１の他端部５１ｂには、第２軸５２の一端部５２ａが相対回転を規制されて連結される。詳しくは、該第１軸５１に対して該第２軸５２がセレーション結合することにより、互いに一体化されている。該第２軸５２の一端部５２ａは、該第１軸５１の他端部５１ｂの端面に突き合わされるフランジ５３を有する。該フランジ５３は、第１軸５１に対する第２軸５２の軸長手方向の位置決めをなす。該第２軸５２の他端部５２ｂには、自在継手２３が連結されている。
【００３４】
なお、該コラムシャフト２２は、該第１軸５１と該第２軸５２との２軸の構成に限定されるものではなく、１軸によって構成してもよい。
【００３５】
該コラムシャフト２２は、丸パイプ状のコラムパイプ６１に収納され且つ支持されている。より詳しくは、該コラムシャフト２２は、ステアリングホイール２１を連結する部位（第１軸５１の一端部５１ａ）と、自在継手２３を連結する部位（第２軸５２の他端部５２ｂ）とを残し、つまり軸方向の両端部５１ａ，５２ｂを残し、全範囲にわたってコラムパイプ６１に囲まれている。該コラムパイプ６１は、鋼鉄製パイプによって構成されている。
【００３６】
該コラムパイプ６１は、ステアリングコラム６１とも言われており、例えば取付部６２を介して、図示せぬ車体のステアリングハンガに吊下げられ且つ支持されている。該ステアリングハンガは、車体の前部において車幅方向に延びて両端が該車体に取り付けられている。
【００３７】
該コラムパイプ６１の軸線は、コラムシャフト２２の軸線ＣＬに合致している。該コラムパイプ６１の一端部６１ａ（ステアリングホイール２１側の部位６１ａ）の内部には、第１のベアリング６３が取り付けられている。コラムシャフト２２のなかの第１軸５１は、第１のベアリング６３によってコラムパイプ６１に回転可能に支持されている。該コラムパイプ６１の他端部６１ｂ（自在継手２３側の部位６１ｂ）には、外周にフランジ６４が一体に形成されている。
【００３８】
上述のように、該トルクセンサ４１は、コラムシャフト２２に加えられた操舵トルクを検出し、トルク検出信号として出力する。該トルクセンサ４１は、該コラムシャフト２２に生じるトルクに応じて透磁率が変化する磁気変化発生部７１と、該磁気変化発生部７１に発生した磁気の変化を検出する磁気変化検出部７２と、から成る磁歪式トルクセンサである。
【００３９】
該磁気変化発生部７１は、コラムシャフト２２に有している。例えば、該磁気変化発生部７１は、コラムシャフト２２のなかの第２軸５２の外周面に設けられて、トルクに応じて磁気特性が変化する磁歪膜によって構成される。以下、該磁気変化発生部７１のことを、適宜「磁歪膜７１」と言い換える。
【００４０】
該磁歪膜７１は、第２軸５２の軸長手方向に互いに逆方向の残留歪みが付与された構成である。詳しく述べると、該磁歪膜７１は、歪みの変化に対して磁束密度の変化の大きい材料からなる膜であり、例えば、第２軸５２の外周面に気相メッキ法で形成したＮｉ−Ｆｅ系の合金膜である。該合金膜の厚みは望ましくは３０〜５０μｍ程度である。なお、合金膜の厚みは、これ以下又はこれ以上であってもよい。該磁歪膜７１は、第２軸５２のなかの、コラムパイプ６１によって囲まれている範囲で、外周面に全周にわたって形成された、概ね一定の幅で且つ一定の厚さの膜である。
【００４１】
Ｎｉ−Ｆｅ系の合金膜は、Ｎｉを概ね５０重量％含んだ場合に、磁歪定数が大きくなるので磁歪効果が高まる傾向にあり、このようなＮｉ含有率の材料を使用することが好ましい。例えば、Ｎｉ−Ｆｅ系の合金膜として、Ｎｉを５０〜７０重量％含み、残りがＦｅである材料を使用する。
【００４２】
なお、磁歪膜７１は強磁性体の膜であればよく、Ｎｉ−Ｆｅ系の合金膜に限定されるものではない。例えば、磁歪膜７１は、Ｃｏ−Ｆｅ系の合金膜やＳｍ−Ｆｅ系の合金膜であってもよい。
【００４３】
該磁気変化検出部７２は、例えば、磁歪膜７１を周方向において囲うように配置され磁歪膜７１に生じた透磁率変化を検出する。つまり、該磁気変化検出部７２は、磁歪膜７１に生じた磁歪効果を電気的に検出し、その検出信号をトルク検出信号として出力するものである。
【００４４】
該磁気変化検出部７２の軸線は、コラムシャフト２２の軸線ＣＬに合致している。該磁気変化検出部７２は、磁歪膜７１の外周に位置するコイルボビン７３と、該コイルボビン７３に多重巻きされた４つのコイル７４，７４，７５，７５と、該コイルボビン７３及び該コイル７４，７４，７５，７５を収納したハウジング７６とから成る。磁歪膜７１とコイルボビン７３との隙間は、０．５〜１ｍｍ程度の範囲で設定される。
【００４５】
該４つのコイル７４，７４，７５，７５のなかの、２つのコイル７４，７４は磁歪膜７１に交流電圧を印可する励磁コイルであり、他の２つのコイル７５，７５は磁歪膜７１に生じた透磁率の変化を検出する検出コイルである。該励磁コイル７４，７４は、１〜１００ｋＨｚの範囲で適当な、例えば１０ｋＨｚ程度の周波数で励磁される。該検出コイル７５，７５は、異方性の付与された磁歪膜７１の透磁率の変化を検出する。
【００４６】
図１に示されるように、乗員がステアリングホイール２１を操舵すると、ステアリングホイール２１と共にコラムシャフト２２が回転する。回転することにより、コラムシャフト２２には、操舵トルクが発生する。この操舵トルクをトルクセンサ４１によって検出する。検出された操舵トルクに基づいて、制御部４２（図１参照）は、モータ４３を作動させる。モータ４３が作動することにより、ウォームギヤ機構４４を介してコラムシャフト２２に補助トルクが伝達される。
【００４７】
図２及び図３に示されるように、該ハウジング７６は、樹脂製の筒状の部材であり、一端部７６ａ（自在継手２３側の部位７６ａ）の外周に、フランジ７７が一体に形成されている。該ハウジング７６は、コラムパイプ６１の他端部６１ｂに有する軸方向の開口６１ｃから、該軸方向に挿入されることによって、嵌合されている。この結果、該ハウジング７６の軸線は、コラムシャフト２２及びコラムパイプ６１の軸線ＣＬに合致する。ハウジング７６のフランジ７７は、コラムパイプ６１のフランジ６４に重ね合わされ、且つボルト７８によって締結される。このように、磁気変化検出部７２は、コラムパイプ６１の軸方向の開口６１ｃから、該軸方向に挿入されることで、取り付けられている。
【００４８】
該ハウジング７６の一端部７６ａの内部には、第２のベアリング８１が取り付けられている。コラムシャフト２２のなかの第２軸５２は、第２のベアリング８１により、ハウジング７６を介してコラムパイプ６１に回転可能に支持される。上述のように、第１軸５１は、第１のベアリング６３によってコラムパイプ６１に回転可能に支持されている。従って、コラムパイプ６１は、コラムシャフト２２の軸方向の２ヶ所を、複数のベアリング６３，８１を介して回転可能に支持している。
【００４９】
磁歪膜７１とコイルボビン７３とコイル７４，７４，７５，７５とは、２つのベアリング６３，８１間に位置している。つまり、トルクセンサ４１は、基本的に（実質的に）各ベアリング６３，８１間に位置している。該複数のベアリング６３，８１は、例えばボールベアリングやアンギュラベアリングによって構成される。
【００５０】
コイルボビン７３の軸方向両端部とコラムシャフト２２との間は、オイルシール８２，８３によってシールされている。該オイルシール８２，８３は、ハウジング７６の両端部に取り付けられている。
【００５１】
上記磁気変化検出部７２は、複数のベアリング６３，８１の少なくとも１つ（第２のベアリング８１）と共に、樹脂によって一体的にモールドされている。詳しく述べると、図３及び図４に示されるように、コイルボビン７３とコイル７４，７４，７５，７５と第２のベアリング８１とは、ハウジング７６を樹脂成形するときに、インサートされる。この結果、コイルボビン７３とコイル７４，７４，７５，７５と第２のベアリング８１とは、樹脂製のハウジング７６に一体的にモールドされる。
【００５２】
実施例１の説明をまとめると、次の通りである。図１に示されるように、該モータ４３が発生する補助トルクは、ステアリング系２０のなかの左右の操舵車輪２９，２９の近くに付加する方が、トルク伝達損失を低減できるので、好ましい。一方、トルクセンサ４１は、ステアリング系２０のなかの自在軸継手２３，２３よりも操舵トルク上流に配置する方が、該自在軸継手２３，２３固有の特性（例えば、トルク伝達の応答性）の影響を受けないので、トルクを検出する精度を高める上で、好ましい。
【００５３】
そこで、実施例１では、ステアリング装置１０は、トルクセンサ４１が鋼鉄製のコラムパイプ６１（ステアリングコラム側）に配置されるとともに、モータ４３がギヤボックス１１（操舵車輪２９，２９側）に組み付けられた構成にしている。
【００５４】
図２及び図３に示されるように、トルクセンサ４１の磁気変化検出部７２は、外周部を鋼鉄製のコラムパイプ６１によって囲まれている。つまり、該コラムパイプ６１は、コラムシャフト２２を支持する役割を果たすだけではなく、磁性材料から成る磁気シールドの役割をも果たす。このため、外部から磁気変化検出部７２へ与える磁気ノイズを、コラムパイプ６１によって遮断することができる。従って、該磁気変化検出部７２が外部からの磁気ノイズの影響を受けないように、極力抑制することができる。トルクセンサ４１の検出精度を高め且つ安定させることができる。
【００５５】
しかも、磁気変化検出部７２を、鋼鉄製のコラムパイプ６１の軸方向の開口６１ｃから該軸方向に挿入することで、該磁気変化検出部７２を該コラムパイプ６１に取り付けるだけの、簡単な構成ですむ。別部材のヨークによって、磁気変化検出部７２の周囲を囲む必要もない。外部からの磁気ノイズの影響を抑制できるトルクセンサ４１を、簡単な構成によって、低コストで軽量化にすることができる。
【００５６】
さらには、コラムシャフト２２を支持するための少なくとも１つのベアリング８１と、磁気変化検出部７２とは、樹脂によって一体的にモールドされる。該ベアリング８１の軸心に対する、磁気変化検出部７２の軸心の位置精度（同軸の精度）を高めることができる。この結果、トルクセンサ４１の検出精度を、より一層高め且つ安定させることができる。
【００５７】
次に、パワーステアリング装置１０の製造方法について説明する。該パワーステアリング装置１０の製造方法のなかの、コラムシャフト２２とトルクセンサ４１とコラムパイプ６１との組立工程は、次の通りである。
【００５８】
先ず、図４に示されるように、コラムシャフト２２と磁気変化検出部７２とコラムパイプ６１とを準備する。より詳しく述べると、先ず、第２軸５２の外周面に磁歪膜７１を施す。次に、第１軸５１に第２軸５２を組み付けることによって、コラムシャフト２２を完成させる。一方、ハウジング７６を樹脂成形するときに、コイルボビン７３とコイル７４，７４，７５，７５と第２のベアリング８１とを、一体的にモールドすることによって、磁気変化検出部７２を完成させる。
【００５９】
次に、コラムシャフト２２に磁気変化検出部７２を予め組み付けて、図５に示される半完成品９１とする（半完成工程）。該半完成品９１の段階で、トルクセンサ４１も完成する。
【００６０】
次に、該半完成品９１をコラムパイプ６１の軸方向の開口６１ｃから該軸方向に挿入し、ボルト７８によって締結することで、図２に示されるように、コラムパイプ６１に半完成品９１を取り付ける（完成工程）。
【００６１】
以上で、該パワーステアリング装置１０の製造方法のなかの、コラムシャフト２２とトルクセンサ４１とコラムパイプ６１との組立が完了する。つまり、コラムシャフト２２と磁気変化検出部７２とは、予め互いに組み付けられた後に、コラムパイプ６１に挿入され且つ取り付けられる。
【００６２】
このように、トルクセンサ４１の組み立て時において、先にコラムシャフト２２に磁気変化検出部７２を組み付けた、いわゆる半完成品９１に組み立て、その後で該半完成品９１をコラムパイプ６１に挿入且つ取り付けるようにした。このため、該半完成品９１の段階で、該コラムシャフト２２に有している磁気変化発生部７１（例えば、該コラムシャフト２２の表面に施されている磁歪膜７１）を、該磁気変化検出部７２によって囲むことができる。従って、トルクセンサ４１の組み立て途中において、磁気変化発生部７１に傷が付かないように、該磁気変化検出部７２によって保護することができる。
【００６３】
しかも、上述のように、コラムシャフト２２に磁気変化検出部７２を組み付けた状態の半完成品９１を、コラムパイプ６１に挿入且つ取り付けている。このため、コラムパイプ６１にベアリング６３，８１を介してコラムシャフト２２を組み付けるだけで、該コラムパイプ６１に対する磁気変化検出部７２の中心が決まる。従って、トルクセンサ４１の組み付け精度を十分に高めることができる。この結果、トルクセンサ４１の検出精度を、より一層高め且つ安定させることができる。
【００６４】
図６は、上記図３に示されたコラムパイプ６１の変形例を表している。上述のように、図３に示された該コラムパイプ６１の他端部６１ｂには、フランジ６４が溶接等によって一体に設けられていた。これに対して変形例では、該フランジ６４を、図６に示されるフランジ６４Ｘに変更した。詳しく述べると、図６に示される該フランジ６４Ｘは、鋼鉄製又はアルミニウム製（アルミニウムダイカスト等の、アルミニウム合金を含む）である。該フランジ６４Ｘは、鋼鉄製パイプによって構成された該コラムパイプ６１の他端部６１ｂの外周に、圧入によって一体に設けられている。
【実施例２】
【００６５】
実施例２に係る車両用パワーステアリング装置について図７に基づき説明する。図７は実施例１の図１に対応して表している。実施例２の車両用パワーステアリング装置１０Ａは、上記図１に示される補助トルク機構４０を、図７に示される補助トルク機構４０Ａに変更したことを特徴とし、他の構成については実施例１と同じ構成なので、同一符号を付し、その説明を省略する。
【００６６】
該補助トルク機構４０Ａは、モータ４３が発生した補助トルクを、ラック軸２６に直接に伝達する方式を採用している。実施例２では、ステアリング系２０のピニオン軸２４のことを「第１ピニオン軸２４」と言い換え、ラックアンドピニオン機構２５のことを「第１ラックアンドピニオン機構２５」と言い換える。
【００６７】
具体的には、実施例２の補助トルク機構４０Ａは、モータ４３が発生した補助トルクを、ウォームギヤ機構４４を介して第２ピニオン軸２４Ａに伝達し、さらに該第２ピニオン軸２４Ａから第２ラックアンドピニオン機構２５Ａに伝達するようにした機構である。該第２ラックアンドピニオン機構２５Ａは、第２ピニオン軸２４Ａに形成されたピニオン３１Ａと、ラック軸２６に形成されたラック３２Ａとから成る。第１ラックアンドピニオン機構２５のラック軸２６は、第２ラックアンドピニオン機構２５Ａのラック軸を兼ねる。
【００６８】
該ステアリング装置１０Ａによれば、運転者の操舵トルクにモータ４３の補助トルクを加えた複合トルクにより、ラック軸２６で操舵車輪２９，２９を操舵することができる。実施例２の車両用パワーステアリング装置１０Ａは、２つのピニオン軸２４，２４Ａを有しているので、「デュアルピニオンアシスト式電動パワーステアリング」と言われる。
【００６９】
実施例２は、上記実施例１と同様の作用、効果を発揮する。
【実施例３】
【００７０】
実施例３に係る車両用パワーステアリング装置について図８に基づき説明する。図８は実施例１の図１に対応して表している。実施例３の車両用パワーステアリング装置１０Ｂは、上記図１に示される補助トルク機構４０を、図８に示される補助トルク機構４０Ｂに変更したことを特徴とし、他の構成については実施例１と同じ構成なので、同一符号を付し、その説明を省略する。
【００７１】
該補助トルク機構４０Ｂは、上記図１に示されるモータ４３を図８に示されるモータ１０１に変更するとともに、上記図１に示されるウォームギヤ機構４４を図８に示されるボールねじ１０２に変更したことを特徴とする。
【００７２】
詳しく述べると、該補助トルク機構４０Ｂは、モータ１０１が発生した補助トルクを、ボールねじ１０２によってラック軸２６に直接に伝達する方式を採用している。モータ１０１のモータ軸１０１ａは、ラック軸２６を囲う中空軸によって構成されている。ボールねじ１０２は、ラック軸２６のなかのラック３２を除いた部分に形成されたねじ部１０３と、該ねじ部１０３に組み付けられたナット１０４と、該ねじ部１０３と該ナット１０４との間に介在した多数のボール１０５とから成る、トルク伝達機構である。該ナット１０４には、モータ軸１０１ａが連結されている。
【００７３】
該ステアリング装置１０Ｂによれば、運転者の操舵トルクにモータ１０１の補助トルクを加えた複合トルクにより、ラック軸２６で操舵車輪２９，２９を操舵することができる。実施例３の車両用パワーステアリング装置１０Ｂは、モータ１０１が発生した補助トルクをラック軸２６に直接に伝達するので、「ラック軸アシスト式電動パワーステアリング」と言われる。
【００７４】
実施例３は、上記実施例１と同様の作用、効果を発揮する。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明の車両用パワーステアリング装置１０，１０Ａ．１０Ｂは、乗用車に採用するのに好適である。
【符号の説明】
【００７６】
１０    車両用パワーステアリング装置
１０Ａ  車両用パワーステアリング装置
１０Ｂ  車両用パワーステアリング装置
２１    ステアリングホイール
２２    コラムシャフト
４１    トルクセンサ
６１    コラムパイプ
６１ｃ  コラムパイプの軸方向の開口
６３    第１のベアリング
７１    磁気変化発生部
７２    磁気変化検出部
８１    第２のベアリング
９１    半完成品
【図１】
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【図２】
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【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】
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【図８】
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