(57)【要約】【課題】トルク検出側包囲部材の入力軸側への取り付け時における塑性変形を防止して、トルクセンサの検出精度の悪化を防止する。【解決手段】出力軸とほぼ同軸上に連結されて相対回転可能な入力軸２と、該入力軸の外周面に一体的に取り付けられ、外周側にトルク検出コイルが設けられたほぼ円筒状のトルク検出側包囲部材６とを備え、前記入力軸と出力軸との相対回転による磁界の変化を前記検出センサが検出して前記両軸間に発生するトルクを検出するようになっている。前記入力軸２の外周面に軸方向溝２ｅと該軸方向溝に交差する周方向溝２ｄとを形成し、前記包囲部材の取り付け時に、該包囲部材の内側円筒部６０を入力軸に嵌合すると共に、軸方向溝と周方向溝との交差部の凹部２ｆと周方向溝の一部に内側円筒部をかしめて該かしめ部６０ａとこの一部６０ｂを食い込み状態に結合させた。【選択図】　図１０
2004132516.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸部材の外周に嵌合した円筒部材を、所定の嵌合位置で外周をかしめることにより、前記軸部材に結合固定する結合構造であって、
前記円筒部材を線膨張係数が前記軸部材より大きな材料によって形成する一方、軸部材の外周面に軸方向または円周方向の少なくともいずれか一方に、互いにほぼ平行な対向面を有する横断面矩形状の溝を形成し、
前記軸部材の外周に円筒部材を嵌合した後に、該円筒部材の前記軸部材の溝に対応する部位をかしめることにより、該かしめ部位の変形した内面を前記溝の対向面に圧接するように構成したことを特徴とする軸部材と円筒部材の結合構造。
【請求項２】
前記軸部材の外周面に深さの異なる前記軸方向の溝と円周方向の溝をそれぞれ形成すると共に、該軸方向溝と円周方向溝の交差部と対応する円筒部材の部位をかしめことにより、該かしめ部位の変形した内面を前記交差部の深溝の対向面に圧接するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の軸部材と円筒部材の結合構造。
【請求項３】
前記軸部材を、電動パワーステアリング装置のトルクセンサに用いられる入力軸あるいは該入力軸に相対回転可能な出力軸とする、一方、円筒部材を、前記入力軸あるいは出力軸のいずれか一方の外周面に結合固定されて、外周側に検出コイルが設けられた包囲部材としたことを特徴とする請求項１または２に記載の軸部材と円筒部材の結合構造。
【請求項４】
軸部材の外周に嵌合した円筒部材を、所定の嵌合位置で外周をかしめることにより、前記軸部材に結合固定する結合方法であって、
前記円筒部材を線膨張係数が前記軸部材より大きな材料によって形成する一方、軸部材の外周面に軸方向または円周方向の少なくともいずれか一方に、互いにほぼ平行な対向面を有する横断面矩形状の溝を形成し、
前記軸部材の外周に円筒部材を嵌合して位置決めした後に、該円筒部材の前記軸部材の溝に対応する部位をかしめ加工することにより、該かしめ部位の変形した内面を前記溝の対向面に圧接するように構成したことを特徴とする軸部材と円筒部材の結合方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、電動パワーステアリング装置に用いられるトルクセンサの軸部材である入力軸あるいは出力軸と該いずれかの軸の外周にかしめによって固定される円筒部材である包囲部材などとの結合構造及び結合方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来における軸部材と円筒部材との結合構造としては、例えば、以下の特許文献１に記載したものが知られている。
【０００３】
概略を説明すれば、この結合構造は電動パワーステアリング装置のトルクセンサの出力軸とこの出力軸にかしめ固定される円筒部材に適用されたものであって、このトルクセンサは、出力軸の端部に形成された大径部の外周面に、軸方向に延びる複数の軸方向溝と、周方向に連続した周方向溝とが形成されている。前記軸方向溝は、大径部の両端部間に渡って形成されている一方、周方向溝は、円筒部材を固定した際に、その円筒部材の端部が位置する付近に形成されている。
【０００４】
前記円筒部材の内周面の下端部から若干張り込んだ位置に複数の半球形状の突起が形成されており、この突起の個数及び形成位置は軸方向溝に対応し、その高さは軸方向溝の深さと同程度に設定されている。
【０００５】
そして、前記円筒部材を出力軸の大径部に固定するには、まず、円筒部材の各突起を前記軸方向溝に嵌合させながら、該円筒部材を押し込むと突起の先端部が軸方向溝の底部に圧接しながら移動する。これによって円筒部材の出力軸に対する周方向の位置決めを行う。次いで、円筒部材をさらに押し込み、その端部を周方向溝に近接させ、その状態で円筒部材の端部を内側にかしめて周方向溝に食い込ませ、これによって円筒部材を大径部に固定するようになっている。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−２４８５６２号公報（段落番号００１６，００１７、図２及び図５参照）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来のトルクセンサにあっては、出力軸に対して円筒部材を固定する際に、円筒部材の各突起を軸方向溝に嵌合させてそのまま強く押し込むようになっているため、この押し込み時に円筒部材が変形してしまうおそれがある。
【０００８】
すなわち、円筒部材は、主として導電性の非磁性体である薄肉なアルミ合金材によって形成されていることから、剛性が低く、強度的に弱い構造になっている。このため、前述のように、円筒部材を出力軸に圧入するに際して、例えば円筒部材を把持して押し込むことから外周に縮径方向の荷重が掛かり、円筒部材が塑性変形して歪みが生じてしまうおそれがある。この結果、磁路形状の変化によってトルクセンサのトルク検出精度が低下するおそれがある。
【０００９】
本発明は、前記従来の技術的課題に鑑みて案出したもので、入力軸あるいは出力軸に対して円筒部材を組み付けるに際して、該円筒部材に外側から大きな圧力を掛けることなく、かつ雰囲気温度の変化に対しても強固な結合を可能とする結合構造及び結合方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前述の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、とりわけ、前記円筒部材を線膨張係数が前記軸部材より大きな材料によって形成する一方、軸部材の外周面に軸方向または円周方向の少なくともいずれか一方に、互いにほぼ平行な対向面を有する横断面矩形状の溝を形成し、前記軸部材の外周に円筒部材を嵌合した後に、該円筒部材の前記軸部材の溝に対応する部位をかしめることにより、該かしめ部位の変形した内面を前記溝の対向面に圧接するように構成したことを特徴としている。
【００１１】
この請求項１に記載の発明によれば、円筒部材を軸部材に対して組み付けるに際し、該円筒部材を軸部材の外周面に対して圧入ではなく、摺接させながら被嵌状態に嵌合して、そのまま所定長さだけ嵌入し、その後、軸方向溝あるいは周方向溝の形成位置において円筒部材を外部からかしめ加工する。
【００１２】
そして、前記円筒部材は例えば鉄材である軸部材より線膨張係数が大きい例えばアルミ合金材によって構成されていることから、常温下でかしめ加工された状態では、かしめ部位の変形した内面が軸部材の溝の対向面に圧接した状態となることから、大きな摩擦抵抗（締め代）によって強固な結合状態が得られる。
【００１３】
また、周辺の雰囲気温度が低い場合は、円筒部材の収縮変形量が軸部材の収縮変形量よりも大きくなるので、該円筒部材の内周面全体が軸部材の外周に圧接する。しかも、かしめ部位の内面両側と該内面両側に対向する前記溝の対向面との摩擦抵抗が若干小さくなるが、径方向の収縮変形に伴ってかしめ部位の底面と該底面に対向する溝の底面との摩擦抵抗が大きくなって、該かしめ部位での十分な締めつけ力（結合力）が得られる。
【００１４】
一方、周辺の雰囲気温度が高くなった場合は、円筒部材が拡径方向への変形によって軸部材の外周面に対する締めつけ力は低下するものの、かしめ部位の内面両側と溝の対向面との摩擦抵抗が大きくなって強固な結合力が得られる。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、前記軸部材の外周面に深さの異なる前記軸方向の溝と円周方向の溝をそれぞれ形成すると共に、該軸方向溝と円周方向溝の交差部と対応する円筒部材の部位をかしめことにより、該かしめ部位の変形した内面を前記交差部の深溝の対向面に圧接するように構成したことを特徴としている。
【００１６】
この発明によれば、交差部の深溝の位置でかしめることによって、該かしめ部位の内面全体が深溝の周方向の各対向面及び底面形状に馴染んだ状態で嵌合することになる。したがって、特に雰囲気温度が高い場合は、かしめ部位も膨張変形することによって該かしめ部位の内面全体が深溝の各対向面に圧接して大きな摩擦抵抗が発生することから、円筒部材は軸部材に強固に結合する。この結果、円筒部材の軸方向と周方向の自由な回転を確実に防止できる。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、前記軸部材を、電動パワーステアリング装置のトルクセンサに用いられる入力軸あるいは該入力軸に相対回転可能な出力軸とする、一方、円筒部材を、前記入力軸あるいは出力軸のいずれか一方の外周面に結合固定されて、外周側に検出コイルが設けられた包囲部材としたことを特徴としている。
【００１８】
この発明によれば、入力軸あるいは出力軸に対する包囲部材の組み付け時における該包囲部材の塑性変形が防止されると共に、トルクセンサの雰囲気温度の変化によっても、包囲部材を入力軸あるいは出力軸に強固に結合させることができるので、位置ずれを防止することができ結果、トルクセンサによる検出精度の低下を抑制することが可能になる。
【００１９】
請求項４に記載の発明は、軸部材に対する円筒部材の結合方法であって、とりわけ、前記円筒部材を線膨張係数が前記軸部材より大きな材料によって形成する一方、軸部材の外周面に軸方向または円周方向の少なくともいずれか一方に、互いにほぼ平行な対向面を有する横断面矩形状の溝を形成し、前記軸部材の外周に円筒部材を嵌合して位置決めした後に、該円筒部材の前記軸部材の溝に対応する部位をかしめ加工することにより、該かしめ部位の変形した内面を前記溝の対向面に圧接するように構成したことを特徴としている。
【００２０】
この発明によれば、円筒部材を、圧入ではなく、単に軸部材に嵌合した後に、かしめ加工するだけであるから、その組付作業が簡単であり、コストの高騰を抑制できる。
【００２１】
しかも、かしめ部は、例えば軸方向溝あるいは周方向溝の横断面矩形状の溝の対向面にかしめ部位の内面を食い込ませた状態になるから、雰囲気温度の変化によって円筒部材が縮径変形あるいは拡径方向へ変形したとしても、かしめ部位での大きな摩擦抵抗が確保されるため、強固な保持状態が得られる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる軸部材と円筒部材の結合構造及び結合方法を電動パワーステアリング装置のトルクセンサに適用した実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２３】
図１は、本実施形態のトルクセンサＴＳが適用される電動パワーステアリング装置の全体概略図であり、この図に示すように、ステアリングホイールＳＷを手動で回転させると、回転軸Ｓの回転がラックＲ＆ピニオンＰによりラックＲの直線運動に変換され、これにより、左右の前輪ＴＬ、ＴＲの向きを変更（操舵）することができる。また、ピニオンＰを電動モータＭにより減速ギヤＧを介し回転可能に構成することにより、前記手動による操舵力の補助が行われるようになっている。
【００２４】
また、前記電動モータＭは、手動による操舵力を検出する前記トルクセンサＴＳからの信号に基づいて、車載のコントロールユニットＥＣＵに組み込まれたマイコンによりその駆動制御が行われ、これにより、手動による操舵力の補助制御が行われる。なお、同図において、Ｒｙはフェールセーフ用のリレー、Ｂは車載のバッテリである。
【００２５】
前記トルクセンサＴＳは、図２〜図１０に示すように構成され、図２は車両用電動パワーステアリング装置のトルクセンサＴＳを示す縦断面図、図３は同分解斜視図であり、図２及び図３において、１はハウジング、２は軸部材である入力軸、３は出力軸、４は弾性体であるトーションバー、５は被包囲部材、６は磁路遮断部として機能する円筒部材であるトルク検出側包囲部材、７は磁路遮断部として機能する温度補償側包囲部材、８は検出コイルであるトルク検出用コイル、９は別異の検出コイルである温度補償用コイル、１０はスペーサ、１１はベース部材、１２は皿ばね、１３は出力軸側ウォームホイール、１４はモータ軸側ウォームシャフトを示している。
【００２６】
前記ハウジング１は、前記トルクセンサＴＣ部分が主に収容される上部ハウジング１１０と、前記減速ギヤＧ部分が主に収容される中央ハウジング１２０と、ラックＲ＆ピニオンＰ部分が主に収容される下部ハウジング１３０とに分割形成されて、それぞれ軸方向に組み付けることにより１つのハウジング１が構成されるようになっている。
【００２７】
すなわち、中央ハウジング１２０の上部に備えた大径部１２０ａ内に上部ハウジング１１０の下端開口縁部１２１ａを挿入すると共に、フランジ部１２１ｂを中央ハウジング１２０の開口部上端面に当接係止させた状態とし、この状態で、ボルト等により上部ハウジング１１０と中央ハウジング１２０とが締結固定される。
【００２８】
また、下部ハウジング１３０の上端部に備えた大径部１３０ａ内に中央ハウジング１２０の下部に備えた小径部１２０ｂを装着すると共に、大径部１３０ａの上端面を中央ハウジング１２０における環状段差面１２０ｃに当接係止させた状態とし、この状態で、ボルト等により中央ハウジング１２０と下部ハウジング１３０とが締結固定されるようになっている。
【００２９】
前記入力軸２および出力軸３は、前記各ハウジング１１０、１２０、１３０内に軸受けベアリング１ａ、１ｂ、１ｃを介してそれぞれ回転自在に支持された状態で、同軸上に配置されている。
【００３０】
前記トーションバー４は、前記入力軸２の軸心穴２ａ内に回転可能に挿入され、その一端が軸心穴２ａの奥側で入力軸２に対しピン２ｂで固定される一方、もう一端側は出力軸３の軸心穴３ａに圧入されている。
【００３１】
また、前記入力軸２には、ステアリングホイールＳＷが連結されていて、このステアリングホイールＳＷの操舵力が、入力軸２、トーションバー４、および、出力軸３を経由し、出力軸３の下端に設けられたラックＲ＆ピニオンＰによりラックＲの直線運動に変換され、左右の前輪ＴＬ、ＴＲに伝達されるようになっている。
【００３２】
前記被包囲部材５は、前記トルク検出用コイル８および温度補償用コイル９で発生する磁界の磁路を構成するものであり、このためステンレス等の磁性材料で焼結加工により形成され、上部ハウジング１１０内において出力軸３の上端部（入力軸２側端部）に本体部３１とは環状段差面３２を形成して設けられた小径部３３の外周に圧入結合されている。（図５参照）
この被包囲部材５は、図４にその詳細斜視図を示すように、その中心部に前記小径部３３に圧入結合するための結合穴５０を有する環状基部の外周側には非切欠部（磁路形成部）５２を残し、円周方向所定間隔のもとに軸方向に貫通する切欠部５１が複数（この実施の形態では８個）形成されている。そして、前記結合穴５０の内周面には被包囲部材５の焼結加工時にセレーション５０ａが一体に形成されている。
【００３３】
前記トルク検出用コイル８は、インピーダンス変化に基づいて入力軸２と出力軸３との間に作用するトルクを検出するためのもので、図２及び図３に示すように、被包囲部材５の入力軸２側の面と軸方向に対面する状態で、その下面以外を包囲するヨーク部材８０を介して上部ハウジング１１０側に固定され、被包囲部材５およびヨーク部材８０を磁路とする磁界を発生させる。
【００３４】
前記ヨーク部材８０は、図５に示すように、前記被包囲部材５と対向する下面以外を包囲する断面門型の本体部を構成する上面包囲部８０ａと、内周包囲部８０ｂと、外周包囲部８０ｃおよび、該外周包囲部８０ｃの下端開口端縁部から外向きに突出された固定フランジ部８０ｄとによって構成されている。そして、固定フランジ部８０ｄが突出される外周包囲部８０ｃは、固定フランジ部８０ｄ方向への磁束の漏れを防止するためにその肉厚が上面包囲部８０ａおよび内周包囲部８０ｂの肉厚より厚めに形成されている。
【００３５】
前記温度補償用コイル９は、前記トルク検出用コイル８でトルクを検出する際に温度変化に基づく検出値の変動を修正するためのもので、被包囲部材５の出力軸３側の面と軸方向に対面する状態で、その上面以外を包囲するヨーク部材９０を介して上部ハウジング１１０側に固定され、被包囲部材５およびヨーク部材９０を磁路とする磁界を発生させる。
【００３６】
前記ヨーク部材９０は、図５に示すように、前記被包囲部材５と対向する上面以外を包囲する断面門型の本体部を構成する下面包囲部９０ａと、内周包囲部９０ｂと、外周包囲部９０ｃおよび該外周包囲部９０ｃの上端開口端縁部から外向きに突出された固定フランジ部９０ｄとによって構成されている。そして、固定フランジ部９０ｄが突出される外周包囲部９０ｃは、固定フランジ部９０ｄ方向への磁束の漏れを防止するためにその肉厚が上面包囲部９０ａおよび内周包囲部９０ｂの肉厚より厚めに形成されている。
【００３７】
前記スペーサ１０は、トルク検出用コイル８側のヨーク部材８０と温度補償用コイル９側のヨーク部材９０との軸方向間隔を決定するために介装されるもので、内外二重の内外輪２０，２１によって構成されている。
【００３８】
すなわち、このスペーサ１０は、図６及び図７にも示すように、円筒状の外輪２０と該外輪２０の内周面に圧入される内輪２１との二重の円筒状の非磁性体金属材であるアルミ合金材料によって形成され、外輪２０は、肉厚が内輪２１よりも薄肉に形成されていると共に、上下幅Ｗが内輪２１の上下幅Ｗ１よりも大きく形成されている。一方、内輪２１は、単純な円筒状に形成されて、外輪２０の内周面２０ａの底部付近まで圧入されている。また、内輪２１の上面には、ヨーク部材８０における固定フランジ部８０ｄを軸方向において位置決め係止する環状段差面２１ａが形成され、下面には、ヨーク部材９０における固定フランジ部９０ｄを軸方向において位置決め係止する環状段差面２１ｂが形成されている。
【００３９】
すなわち、両環状段差面２１ａ、２１ｂ相互間の軸方向長さでトルク検出用コイル８と温度補償用コイル９との軸方向位置関係が決定されるようになっている。
【００４０】
また、前記外輪２０の内周面２０ａの上端側と下端側には、前記ヨーク部材８０およびヨーク部材９０を周方向において位置決め係合する係合部である軸方向突部２２、２３が内方へのプレスかしめ加工によって形成されている一方、両固定フランジ部８０ｄ、９０ｄの外周面には軸方向突部２２、２３が係合する切欠部８０ｅ、９０ｅが形成されている。なお、この両切欠部８０ｅ、９０ｅは、両各コイルハーネス８ａ、９ａの突出方向を周方向において一致させた状態で周方向に一致する位置に形成される一方、前記両軸方向突部２２、２３も周方向において一致する位置に形成されている。すなわち、前記軸方向突部２２、２３と切欠部８０ｅ、９０ｅとで請求の範囲の相対回転阻止手段が構成されている。
【００４１】
前記ベース部材１１は、その下端フランジ部１１ａを中央ハウジング１２０における大径部１２０ａの内側に形成された係止段部１２０ｄ上に係止させた状態で組み込まれるもので、その上端小径円筒部１１ｂの内側にヨーク部材９０における本体部を収容する環状凹部１１ｃが形成されている。そして、前記小径円筒部１１ｂが前記スペーサ１０の下端開口部から挿入され、その上端面にヨーク部材９０の固定フランジ部９０ｄを当接係止させた状態で組み付けられる。すなわち、このベース部材１１の軸方向長さにより、中央ハウジング１２０（ハウジング１）とトルク検出用コイル８および温度補償用コイル９との軸方向位置関係が決定されることになる。
【００４２】
そして、前記小径円筒部１１ｂの外周面には、スペーサ１０の軸方向突部２３が係合する切欠部１１ｄが形成されている。なお、この切欠部１１ｄに軸方向突部２３が係合した状態で、コイルハーネス９ａの突出位置とベース部材１１に形成されたハーネス引き出し溝１１ｅとが周方向において一致するようになっている。
【００４３】
また、前記スペーサ１０の外輪２０の上端部には、図６及び図７に示すように、円周方向の１８０°の位置にそれぞれ一対の位置決め用突起２４ａ、２４ｂが一体に形成されている。この両位置決め用突起２４ａ、２４ｂは、外輪２０の上端部の一部をプレスによって外方へ切り起こしたもので、平面ほぼコ字形状に形成されている。一方、この各位置決め用突起２４ａ、２４ｂと径方向に対向する上部ハウジング１１０の内周面には、前記位置決め用突起２４ａ、２４ｂが係合する軸方向係合溝１２２が形成されている。そして、この軸方向係合溝１２２に位置決め用突起２４ａ、２４ｂを係合させた状態において、前記コイルハーネス８ａ、９ａの突出方向と上部ハウジング１１０の一側に形成された配線引き出し溝１１０ｅとが一致するようになっている。つまり、前記各位置決め用突起２４ａ、２４ｂと軸方向係合溝１２２とによって上部ハウジング１１０とスペーサ１０との相対回転が阻止されるようになっている。
【００４４】
前記固定フランジ部８０ｄと上部ハウジング１１０の内部の軸方向中間部に形成された環状段部１１０ｂとの間に皿ばね１２を介装させた状態で中央ハウジング１２０に対する上部ハウジング１１０の組み付けおよびボルト等による締結固定が行われることにより、皿ばね１２の付勢力により両ヨーク部材８０、９０（トルク検出用コイル８、温度補償用コイル９）の位置ずれを防止し、軸方向位置関係を維持させた状態でハウジング１への組み付けが行われる。
【００４５】
前記トルク検出側包囲部材６は、導通性のある非磁性金属材であるアルミ合金材によって一体に形成され、後述する内周側円筒部６０を、該包囲部材６より線膨張係数の低い鉄系金属材によって形成された入力軸２の外周にかしめることにより、入力軸２に対して組み付け固定がなされている。
【００４６】
すなわち、入力軸２は、図８を示すように、下端部寄りの位置に形成された最大外径部２ｃの外周面に横断面ほぼ矩形状の周方向溝２ｄが形成されていると共に、最大外径部２ｃの軸方向に横断面ほぼ矩形状の複数の軸方向溝２ｅがそれぞれ形成されている。前記周方向溝２ｄは、最大外径部２ｃの長手方向のほぼ中央位置に一条形成されている一方、前記軸方向溝２ｅは、図１０にも示すように、最大外径部２ｃの円周方向の１２０度の角度位置に３つ形成されている。また、この３つの軸方向溝２ｅは、図１０及び図１１に示すように、その深さが周方向溝２ｄよりも深く設定されており、両溝２ｄ、２ｅの交差部位に凹部２ｆが形成されている。さらに、前記周方向溝２ｄ及び軸方向溝２ｅは、横断面ほぼ矩形状に形成されることによって、長手方向に沿って互いに平行な対向面２ｈ，２ｈ、２ｉ，２ｉがそれぞれ形成されている。
【００４７】
一方、トルク検出側包囲部材６は、図９にも示すように、ほぼ円盤状の本体６ａと、該本体６ａの中央に一体に有する内周側円筒部６０とからなり、該内周側円筒部６０が前記入力軸２の最大外径部２ｃの外周面に被嵌状態で嵌合していると共に、図１０〜図１５に示すように、ポンチ等のかしめ具８１によって前記内周側円筒部６０の前記両溝２ｄ、２ｅの交差部位に対応する位置、つまり凹部２ｆと、その回りの周方向溝２ｄの一部内に打ち込むことによって、かかるかしめ部６０ａとその一部６０ｂが前記周方向溝２ｄの一部と凹部２ｆに食い込み状態で嵌合固定することにより、入力軸２に対しトルク検出側包囲部材６が周方向および軸方向において位置決めされた状態で組み付け固定されている。前記かしめ具８１は、図１４及び図１５Ａ、Ｂに示すように、先端部８１ａが周方向溝２ｄに沿うような形でほぼ平坦状に形成されていると共に、先端縁８１ｂが周方向溝２ｄの円弧形状に合わせて円弧状に形成されており、前記内周側円筒部６０の円周方向の約１２０°位置の３個所をかしめるようになっている。
【００４８】
また、前記トルク検出側包囲部材６は、以上のようにその内周側円筒部６０を入力軸２に固定することにより、前記被包囲部材５とトルク検出用コイル８との間に所定のクリアランスをもって介装されている。そして、このトルク検出側包囲部材６には、図１６〜図１８にその詳細を示すように、前記被包囲部材５における切欠部５１および非切欠部５２の数に対応し軸方向に貫通する窓部（切欠部）６１が円周方向所定間隔のもとに複数（この実施の形態では８個）形成されている。なお、各窓部６１の周方向幅が被包囲部材５の非切欠部５２と同一幅に形成されている。
【００４９】
すなわち、トルク検出側包囲部材６の窓部６１および非切欠部６２と前記被包囲部材５の切欠部５１および非切欠部５２との重なり具合の変化をインピーダンス変化に基づいて検出することにより入力軸２と出力軸３との間に発生するトルクを検出するためのものである。
【００５０】
前記温度補償用包囲部材７は、前記被包囲部材５と温度補償用コイル９との間に介装されるもので、その内周側は出力軸３側には固定されないフリーの状態で温度補償用包囲部材７の外周に形成される外筒部（接続部）７３とトルク検出側包囲部材６の外筒部（接続部）６３とが互いに軸方向に延長され一体に連結することにより、トルク検出側包囲部材６と一体に回動するように構成されている。
【００５１】
そして、図１６に示すように、トルク検出側包囲部材６の窓部６１と温度補償側包囲部材７の窓部７１とが回動角で２２２度ずれた状態に配置されると共に、入力軸２側に回転力が加わっていないトルク値０の状態で、トルク検出側包囲部材６の各窓部６１と温度補償側包囲部材７の各窓部７１との間における各非切欠部６２、７２の幅が被包囲部材５の各非切欠部５２の周方向幅と同一幅に形成された状態となっており、この幅部分に被包囲部材５の各非切欠部５２が丁度軸方向に重なる状態に配置されている。
【００５２】
また、温度補償側包囲部材７は、図１８に示すように、各窓部７１の軸心側がそれぞれ軸心穴（挿通穴）７４と連通する切り欠き状に形成されることにより、前記被包囲部材５における環状基部および被切欠部（磁路形成部）５２が温度補償側包囲部材７を軸方向に通過可能となっている。
【００５３】
そして、前記入力軸２におけるの最大外径部２ｃが、前記トルク検出用包囲部材６における内周側円筒部６０の内径はもちろん、前記被包囲部材５における結合穴５０の内径、トルク検出用コイル８および温度補償用コイル９を収容するヨーク部材８０、９０の内径よりも小径に形成されて、これら全てのセンサ部材が入力軸２側から組み付けられるようになっている。
【００５４】
以下、各部材の組み付け手順について説明する。
（イ）ベアリング１ｂが圧入固定された出力軸３を中央ハウジング１２０の下方から挿通させ、ベアリング１ｂを小径部１２０ｂ内面に圧入することにより、中央ハウジング１２０に対し出力軸３の中間部を回転自在に軸支した状態に組付ける。なお、出力軸３にはその軸心穴３ａに対しトーションバー４の下端をスプライン結合すると共に、トーションバー４の上端部を入力軸２の軸心穴２ａ内に挿入した状態で、トーションバー４および入力軸２を直径方向に貫通するピン装着穴２ｇを穿設し、この装着穴２ｇにピン２ｃを圧入装着することによりトーションバー４の上端部側を入力軸２に固定する。なお、ピン装着穴２ｇの穿設加工時に発生する切削油や切粉の除去処理をした後、次の工程に進む。
（ロ）中央ハウジング１２０の小径部１２０ｂを下部ハウジング１３０の大径部１３０ａ内に挿入させると同時に、出力軸３を回転させながらピニオンＰをラックＲに噛み合わせて行き、最後に、下部ハウジング１３０内に圧入固定されたベアリング１ｃ内に出力軸３の下端を圧入させることにより、下部ハウジング１３０に対し出力軸３の下端部を回転自在に軸支した状態に組み付ける。
（ハ）中央ハウジング１２０内において、出力軸３にウォームホイール１３を圧入固定する。
（ニ）ベース部材１１の下端フランジ部１１ａを中央ハウジング１２０における大径部１２０ａ内に形成された環状段差面１２０ｄ上に係止させた状態で組み付ける。
（ホ）ベース部材１１の環状凹部１１ｃ内にヨーク部材９０の本体部を収容し、かつ、固定フランジ部９０ｄをベース部材１１の上端小径円筒部１１ｂの上端面に当接係止させた状態でヨーク部材９０（温度補償用コイル９）を組み付ける。
（ヘ）出力軸３の上端小径部３３に被包囲部材５の結合穴５０を圧入して組み付ける。その際、温度補償用コイル９と被包囲部材５相互間のクリアランスをセンサなどで計測しながら被包囲部材５の軸方向位置決めが行われる。
（ト）外筒部７３、６３を介して温度検出側包囲部材７が一体化されたトルク検出側包囲部材６は、前述のように、内周側円筒部６０を介して入力軸２の最大外径部２ｃにかしめによって組み付け固定されるわけであるが、この際、前記内周側円筒部６０と入力軸２の最大外径部２ｃとの間に微少クリアランスがあり、該最大外径部２ｃの外周に遊嵌状態で嵌合させる。
【００５５】
また、その際、温度検出側包囲部材７は、前述のように、前記被包囲部材５における環状基部および被切欠部（磁路形成部）５２が温度補償側包囲部材７を軸方向に通過可能となっているため、この温度検出側包囲部材７を被包囲部材５と温度補償用コイル９との間に所定のクリアランスが形成されるように軸方向に配置させると共に、トルク検出用コイル８および温度補償用コイル９で検出されるインピーダンスの差が０になる位置、すなわち、トルク検出側包囲部材６および温度補償側包囲部材７の非切欠部６２、７２で、それぞれ磁界が完全に遮断される位置となるように周方向配置させた状態とする。
【００５６】
この状態で、前記かしめ具８１によって前記内周側円筒部６０の一部を、図９〜図１４に示すように、凹部２ｆ内に打ち込んでかしめ部６０ａ及びその一部６０ｂを周方向溝２ｄと凹部２ｆに食い込み状態にかしめる。つまり、かしめ部６０ａが周方向溝２ｄの対向面２ｈ、２ｈに食い込み状態に塑性変形し、かつその一部６０ｂが凹部２ｆの四方の対向面に食い込み状態に塑性変形する。これによって、入力軸２に対しトルク検出側包囲部材６および温度補償側包囲部材７を軸方向および周方向において位置決め調整した状態で強固に組み付け固定することができる。
（チ）スペーサ１０における下向きの環状段差面２１ｂを温度補償用コイル９側のヨーク部材９０における固定フランジ部９０ｄの上面に当接係止させた状態で、スペーサ１０を組み付ける。その際、スペーサ１０側に形成された軸方向突部２３を固定フランジ部９０ｄ側に形成された切欠部９０ｅおよびベース部材１１側に形成された切欠部１１ｄに係合させることにより、周方向に位置決めした状態で組み付ける。これにより、温度補償用コイル９におけるコイルハーネス９ａとベース部材１１におけるハーネス引き出し溝１１ｅの周方向位置を一致させることができる。
（リ）固定フランジ部８０ｄをスペーサ１０における上向きの環状段差面２１ａに当接係止させた状態でヨーク部材８０（トルク検出用コイル８）を組み付ける。その際、スペーサ１０側に形成された軸方向突部２２を固定フランジ部８０ｄ側に形成された切欠部８０ｅに係合させることにより、周方向に位置決めした状態で組み付ける。これにより、予め設定された両環状段差面２１ａ、２１ｂの相互間隔により、トルク検出側包囲部材６を被包囲部材５とトルク検出用コイル８との間に所定のクリアランスのもとに配置させた状態とすることができると共に、トルク検出用コイル８と温度補償用コイル９における両コイルハーネス８ａ、９ａの突出位置を周方向において一致させることができる。
（ヌ）ヨーク部材８０における固定フランジ部８０ｄ上に皿ばね１２を載置した状態で、中央ハウジング１２０に対し上部ハウジング１１０の組み付を行う。
【００５７】
すなわち、入力軸２を上部ハウジング１１０の軸心穴内に圧入固定されたベアリング１ａ内に圧入することにより、上部ハウジング１１０に対し入力軸２を回転自在に軸支状態とし、中央ハウジング１２０の上部に備えた大径部１２０ａ内に上部ハウジング１１０の下端開口縁部１２１ａを挿入すると共に、フランジ部１２１ｂを中央ハウジング１２０の開口部上端面に当接係止させた状態とし、この状態で、ボルト等により上部ハウジング１１０と中央ハウジング１２０とを軸方向に締結固定することにより、固定フランジ部８０ｄと環状段部１１０ｄとの間で皿ばね１２が押圧圧縮され、その強い反発力により、ヨーク部材８０と、スペーサ１０、ヨーク部材９０およびベース部材１１が、皿ばね１２と環状段部１１０ｄとの間に軸方向に挟持された状態で固定される。そして、上部ハウジング１１０の組み付けの際に、上部ハウジング１１０の内周面に形成された軸方向係合溝１２２にスペーサ１０の外周に形成された位置決め用突起２４ａ、２４ｂを係合させた状態で組み付けることにより、コイルハーネス８ａ、９ａの突出方向と上部ハウジング１１０の一側に形成された配線ボックス１１０ｅとを周方向において一致させることができる。
【００５８】
次に、このトルクセンサＴＳの作用・効果を説明する。
【００５９】
この実施の形態のトルクセンサＴＳは、前述のように構成されるため、トルク０の状態では、トルク検出側包囲部材６および温度補償側包囲部材７の非切欠部６２、７２により、それぞれ磁界が完全に遮断された状態となっており、このため、トルク検出用コイル８および温度補償用コイル９で検出されるインピーダンス値の差は略０（トルク値０）となっている。
【００６０】
次に、トルク値０の状態から、入力軸２側に回転力が作用すると、入力軸２の回転力がトーションバー４を介して出力軸３側に伝達される際に、トルク量に応じてトーションバー４が捻じれることで、被包囲部材５とトルク検出側包囲部材６とが相対回動し、これにより、被包囲部材５の各非切欠部がトルク検出側包囲部材６の各窓部６１側と重なる方向に相対回動するため、相対回動量に応じトルク検出用コイル８で検出されるインピーダンス値が変化する一方、これとは逆に、被包囲部材５の各非切欠部が温度補償側包囲部材７の各非切欠部７２と重なる方向に相対回動するため、インピーダンス値の差が略０を中心としてインピーダンス値が互いにプラスとマイナスの逆方向に変化することになる。
【００６１】
そこで、トルク検出用コイル８で検出されるプラス方向のインピーダンス値と、温度補償用コイル９で検出されたマイナス方向のインピーダンス値との差分値を検出することにより、常に温度補償された状態のトルク値を検出することができると共に、トルク検出用コイル８と温度補償用コイル９でそれぞれ検出される両インピーダンス値の差分値として大きな値が得られるため、トルク検出精度を高めることができる。
【００６２】
また、この実施の形態にあっては、前記入力軸２における最大外径部２ｃをが、トルク検出側包囲部材６における内周側円筒部６０の内径はもちろん、出力軸３側に固定される被包囲部材５における結合穴５０の内径、トルク検出用コイル８および温度補償用コイル９を収容するヨーク部材８０、９０の内径よりも小径に形成したことにより、入力軸２と出力軸３とをトーションバー４を介して接続した後からでも、入力軸２側に固定される両包囲部材６、７はもちろん、出力軸３側に固定される被包囲部材５の他、ハウジング１側に固定されるトルク検出用コイル８および温度補償用コイル９をも全て入力軸２側から装着することができるようになる。従って、組み付け作業性を向上させることができるようになるという効果が得られる。
【００６３】
また、両包囲部材６、７が入力軸２側に固定されるため、両包囲部材６、７を固定した後に入力軸２側のトルク検出用コイル８を挿入することができるため、両包囲部材６、７を容易に入力軸２に固定することができるようになる。
【００６４】
さらに、前記温度補償側包囲部材７には、その中心部に入力軸２および被包囲部材５における環状基部を貫通可能な軸心穴７４が形成されていると共に、被包囲部材５の各非切欠部５２と対向する部分には軸心穴７４と連通し非切欠部５２を貫通可能な状態で各窓部７１が放射状に形成された構成としたことで、被包囲部材５が温度補償側包囲部材７を軸方向に貫通可能であり、このため、出力軸３に被包囲部材５を装着固定した後に、トルク検出側包囲部材６と温度補償側包囲部材７とが外筒部６３、７３介して一体に形成された構造の包囲部材を入力軸２側から挿入し、被包囲部材５の軸方向両面から挟む状態でトルク検出側包囲部材６と温度補償側包囲部材７を組み付け配置することができるようになり、従って、組み付け作業性をさらに向上させることができるようになる。
【００６５】
また、前記トルク検出側包囲部材６の内周側円筒部６０を入力軸２における最大外径部２ｃの外周面に予め形成された周方向溝２ｄ及び凹部２ｆ内にかしめることにより入力軸２に対し固定するようにしたことで、被包囲部材５とトルク検出用コイル８および温度補償用コイル９との位置関係の調整によるセンサ出力の微調整が可能となるもので、このセンサ出力の微調整後に上記かしめを行うことにより、入力軸２と両包囲部材６、７との相対回転および軸方向移動を防止することができる。
【００６６】
また、入力軸２に対する包囲部材６のかしめ前においては、内周側円筒部６０を入力軸２の外周に遊嵌状態に嵌合させるだけで、圧入作業がないことから、内周側円筒部６０の塑性変形などが確実に防止され、トルクセンサによる検出精度の低下を抑制することが可能になる。
【００６７】
しかも、トルクセンサの雰囲気温度が変化した場合は、図１９及び図２０に示すように、かしめ部６０ａの発生応力によって周方向溝２ｄや凹部２ｆに対する十分な結合力を得ることができる。
【００６８】
すなわち、前記かしめ加工は約２０°Ｃの常温下において行われるが、この状態では、かしめ部６ａの塑性変形した突状の内面が周方向溝２ｄの対向面２ｈ、２ｈに圧接した状態となることから、大きな摩擦抵抗（締め代）によって強固な結合状態が得られる。
【００６９】
トルクセンサの雰囲気温度（外気温）が、例えば極寒の−４０°Ｃや低温の０°Ｃなどには、内周側円筒部６０の収縮変形量が入力軸２の収縮変形量よりも大きくなるので、該内周側円筒部６０の内周面全体が入力軸２の外周面に圧接する。特に、かしめ部６０ａは、円筒部６０の縮径変形によって、対向面２ｈ、２ｈとの摩擦抵抗が若干小さくなるが、図１９のＡ点（約−４０°Ｃ）及びＢ点（約０°Ｃ）での径方向の発生応力が図２０Ａ、Ｂの三角斜線部で示すように、前記周方向溝２ｄの底面２ｇ側に大きくなる。このため、かしめ部６０ａの底面と周方向溝２ｄの底面２ｇとの摩擦抵抗が大きくなって、該かしめ部６０ａでの十分な締めつけ力（結合力）が得られる。
【００７０】
一方、周辺の雰囲気温度が常温よりも高くなり、約３０°Ｃや４０°Ｃになると、内周側円筒部６０ａが拡径方向への膨張変形によって、内周側円筒部６０の入力軸２の外周面に対する締めつけ力は低下するものの、図１９に示すように、今度はかしめ部６０ａの軸方向の発生応力が大きくなり、図１９のＣ点及びＤ点では、図２０Ｃ及びＤの三角斜線部に示すように、かしめ部６０ａの突状内面の両側と周方向溝２ｄの対向面２ｈ、２ｈとの摩擦抵抗が大きくなって強固な結合力が得られる。
【００７１】
つまり、各かしめ部６０ａ及びその一部６０ｂの膨張量が周方向溝２ｄ及び凹部２ｆの拡径量よりも大きくなることから、軸方向に締め代をもつことになる。これによって、各かしめ部６０ａの一部６０ｂが凹部２ｆ内に強く食い込み状態で密着結合するので、強固な結合状態が得られるのである。この結果、円筒部６０の軸方向と周方向の自由な回転を確実に防止することができる結果、トルクセンサによる検出精度の低下を抑制することが可能になる。
【００７２】
また、前記両ヨーク部材８０、９０相互間にトルク検出用コイル８と温度補償用コイル９の軸方向間隔を決定する環状のスペーサ１０を介装したため、トルク検出用コイル８と温度補償用コイル９との相互間の位置関係を維持した状態での組み付けが可能となり、これにより、両ヨーク部材８０、９０（両コイル８、９）相互間のクリアランス管理を容易に行うことができるようになる。
【００７３】
また、以上のようなトルクセンサＴＳを組み立てる際には、前述のように、まず、入力軸２と出力軸３とをトーションバ４を介して接続した後に、トルク検出用コイル８等のセンサ部材を入力軸２および出力軸３に挿入して組み付けるようにすることが好ましい。すなわち、入力軸２と出力軸３とを接続する際には、トーションバー４の上端部をピン２ｃで入力軸２側に固定するために、ピン装着穴２ｇを穿設加工する必要があり、このため、切削粉などのコンタミや切削油等が発生するため、トルク検出用コイル８等のセンサ部材を挿入した後、入力軸２および出力軸３の接続を行った場合は、トルク検出用コイル８等のセンサ部材にコンタミや油等が付着する恐れがあるからである。
【００７４】
そこで、この実施の形態では、前述のように、トルク検出用コイル８等の全てのセンサ部材を入力軸２側から組み付け固定する前に、トーションバー４の上端部をピン２ｃで入力軸２側に固定するためのピン装着穴２ｇの穿設加工およびピン２ｃの嵌入固定を行うようにしたことで、トルク検出用コイル８等のセンサ部材にコンタミや油等が付着することを防止できるようになる。
【００７５】
また、前記両ヨーク部材８０、９０とスペーサ１０との間には相対回転をそれぞれ阻止する切欠部８０ｅ、９０ｅと軸方向突部２２、２３を備えたことで、両コイル８、９における両コイルハーネス８ａ、９ａの突出位置を一致させ、かつ、前記スペーサ１０と上部ハウジング１１０との間には両者間の相対回転を阻止する位置決め用位置決め用突起２４ａ、２４ｂと軸方向係合溝１２２とを備えた構成としたことで、両コイル８、９における両コイルハーネス８ａ、９ａの突出位置と上部ハウジング１１０に設けられる配線ボックス１１０ｅの位置とを一致させた状態での組み付けが可能となり、これにより、組み付け作業性を向上させることができるようになる。
【００７６】
また、ハウジング１に対する両ヨーク部材８０、９０の固定が、両包囲部材６、７および被包囲部材５と対向する面以外を包囲する断面門型の本体部における外周包囲部８０ｃ、９０ｃ側の開口端縁部から外向きに突出する固定フランジ部８０ｄ、９０ｄにおいて行われるようにしたため、両ヨーク部材８０、９０における磁界の磁路を構成する本体部の内部応力を変化させることなしにハウジング１への組み付け固定が可能となり、これにより、所望のトルク検出精度を得ることができるようになる。
【００７７】
また、前記両ヨーク部材８０、９０を、スペーサ１０が相互間に介装された両固定フランジ部８０ｄ、９０ｄの部分において皿ばね１２およびベース部材１１を介して軸方向に押圧された状態でハウジング１に対して固定するようにしたことで、皿ばね１２を介装するだけで、両ヨーク部材８０、９０における磁界の磁路を構成する本体部の内部応力を変化させることなしにハウジング１への組み付け固定を容易に行うことができるようになると共に、皿ばね１２の付勢力により両ヨーク部材８０、９０（トルク検出用コイル８、温度補償用コイル９）の位置ずれを防止することができるようになる。
【００７８】
また、前記スペーサ１０が相互間に介装された両固定フランジ部８０ｄ、９０ｄの部分において軸方向に介装されたベース部材１１を介して軸方向に押圧した状態で両ヨーク部材８０、９０をハウジング１に対して固定するようにしたことで、ハウジング１自体を設計変更することなしに、ベース部材１１を変更するだけで、ハウジング１、両包囲部材７、８および被包囲部材５に対する両ヨーク部材８０、９０（トルク検出用コイル８、温度補償用コイル９）の軸方向取り付け位置を容易に変更することができるようになる。
【００７９】
本発明は、前記実施形態の構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても本発明に含まれる。
【００８０】
例えば、発明の実施の形態では、入力軸２側に包囲部材を設け、出力軸３側に被包囲部材を設けたが、逆であってもよい。
【００８１】
また、発明の実施の形態では、ハウジング１を組み付けた後に、ピン装着穴２ｄを穿設加工およびピン２ｃの圧入を行ったが、ハウジング１の組み付け前に行うようにしてもよい。
【００８２】
前記実施形態から把握できる請求項以外の技術的思想について、以下に記載する。
【００８３】
前記凹部に対応する包囲部材のかしめ部を周方向溝内にも延長したことを特徴とする請求項１または２に記載の電動パワーステアリング装置。
【００８４】
この発明によれば、トルクセンサの雰囲気温度が高い場合には、かしめ部が熱膨張により軸方向に加えて周方向溝内の周壁と包囲部材との間の締め代、つまり周方向溝内でも強く結合することから、さらに結合強度が高くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるトルクセンサが適用される電動パワーステアリング装置を示す全体概略図である。
【図２】同電動パワーステアリング装置を示す縦断面図である。
【図３】発明の実施の形態の電動パワーステアリング装置を示す分解斜視図である。
【図４】同電動パワーステアリング装置における被包囲部材を示す斜視図である。
【図５】同電動パワーステアリング装置を示す要部拡大断面図である。
【図６】本実施形態に供されるスペーサを一部切欠して示す平面図である。
【図７】図６のＡ−Ａ線断面図である。
【図８】電動パワーステアリング装置における入力軸を示す正面図である。
【図９】入力軸にトルク検出側包囲部材がかしめ固定された状態を示す縦断面図である。
【図１０】図９のＢ−Ｂ線断面図である。
【図１１】図１０のＣ部拡大図である。
【図１２】図１１のＤ−Ｄ線断面図である。
【図１３】図１１のＥ−Ｅ線断面図である。
【図１４】内周側円筒部をかしめ具によってかしめる状態を示す断面図である。
【図１５】Ａはかしめ具の側面図、Ｂは同かしめ具の正面図である。
【図１６】トルクセンサにおける両包囲部材を示す平面図である。
【図１７】図１４のＦ−Ｆ線断面図である。
【図１８】トルクセンサにおける両包囲部材を示す斜視図である。
【図１９】かしめ部における温度と応力との関係を示す特性図である。
【図２０】Ａ〜Ｄは温度変化に伴う入力軸に対するかしめ部の応力分布の概念図を示し、Ａは極寒時、Ｂは低温時、Ｃは高温時、Ｄは極暑時である。
【符号の説明】
ＳＷ…ステアリングホイール
ＴＳ…電動パワーステアリング装置
１…ハウジング
２…入力軸（軸部材）
２ｄ…周方向溝
２ｅ…軸方向溝
２ｆ…凹部（交差部）
３…出力軸
５…被包囲部材
６…トルク検出側包囲部材（円筒部材）
６ａ…本体
７…温度補償側包囲部材
８…トルク検出用コイル
９…温度補償用コイル
６０…内周側円筒部
６０ａ…かしめ部
６０ｂ…一部
８０・９０…ヨーク部材
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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