(57)【要約】【課題】  電動パワーステアリング装置等に用いられるトルク検出装置において、スライダ機構の作動性を向上するとともに、その組立性を向上すること。【解決手段】  トルク検出装置３０において、操作子４１、５１が、入力軸１３又は出力軸１４に設けた孔１３Ａ、１４Ａに挿通されて固定される軸受４２、５２と、この軸受４２、５２に枢支される支軸４３、５３と、この支軸４３、５３の軸受４２、５２から突出する先端部に固定されてコア３４の係合溝３３Ａ、３３Ｂに係合するローラ４４、５４とからなるもの。【選択図】  図３
2013205240.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力軸と出力軸をトーションバーで連結するとともに、入力軸と出力軸のそれぞれにスライダ機構を介して係合するコアを設け、入力軸と出力軸との間のトルクによるコアの変位を検出コイルにより検出するものであり、
スライダ機構が、入力軸と出力軸のそれぞれに支持される操作子と、コアに設けられて該操作子が係合する係合溝とを有してなるトルク検出装置において、
操作子が、入力軸又は出力軸に設けた孔に挿通されて固定される軸受と、この軸受に枢支される支軸と、この支軸の軸受から突出する先端部に固定されてコアの係合溝に係合するローラとからなることを特徴とするトルク検出装置。
【請求項２】
入力軸と出力軸をトーションバーで連結するとともに、入力軸と出力軸のそれぞれにスライダ機構を介して係合するコアを設け、入力軸と出力軸との間のトルクによるコアの変位を検出コイルにより検出するものであり、
スライダ機構が、
入力軸に支持される入力側操作子と、コアに設けられて該入力側操作子が係合するスパイラル溝とを有するとともに、
出力軸に支持される出力側操作子と、コアに設けられて該出力側操作子が係合する縦溝とを有してなる電動パワーステアリング装置のトルク検出装置において、
入力側操作子が、入力軸に設けた孔に挿通されて固定される軸受と、この軸受に枢支される支軸と、この支軸の軸受から突出する先端部に固定されてコアのスパイラル溝に係合するローラとからなり、
出力側操作子が、出力軸に設けた孔に挿通されて固定される軸受と、この軸受に枢支される支軸と、この支軸の軸受から突出する先端部に固定されてコアの縦溝に係合するローラとからなることを特徴とする電動パワーステアリング装置のトルク検出装置。
【請求項３】
前記操作子の軸受がボールベアリングからなる請求項１又は２に記載のトルク検出装置。
【請求項４】
前記操作子の支軸が頭付シャフトからなり、頭付シャフトのシャフト部がボールベアリングの内輪に挿通され、頭付シャフトのシャフト部の先端部にローラが固定されてなる請求項３に記載のトルク検出装置。
【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等に用いて好適なトルク検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動パワーステアリング装置等に用いられるトルク検出装置として、特許文献１に記載の如く、入力軸と出力軸をトーションバーで連結するとともに、入力軸と出力軸のそれぞれにスライダ機構を介して係合するコアを設け、入力軸と出力軸との間のトルクによるコアの変位を検出コイルにより検出するものがある。そして、スライダ機構は、入力軸と出力軸のそれぞれに支持される操作子と、コアに設けられて該操作子が係合する係合溝とを有するものとされている。
【０００３】
ここで、特許文献１に記載のトルク検出装置で採用しているスライダ機構の操作子は、入力軸又は出力軸に設けた孔に圧入されるピンと、このピンに回動自在に支承されるローラ軸受とからなる。これにより、スライダ機構における操作子と係合溝の摩擦抵抗を低減し、実車フィーリングで操舵切り始めの滑らかさの改善を図ろうとするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭62-3632
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載のトルク検出装置では、トルク検出装置そのもの、或いは電動パワーステアリング装置のコンパクト化のためにスライダ機構の操作子を小型化しようとして、ローラ軸受を小型化すると、これを支承するピンが細径になる。このため、入力軸又は出力軸に設けた孔に圧入されるピンが、その細径の故に圧入荷重によって曲げ変形したり、折損するおそれがあり、組立性が悪い。
【０００６】
本発明の課題は、電動パワーステアリング装置等に用いられるトルク検出装置において、スライダ機構の作動性を向上するとともに、その組立性を向上することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係る発明は、入力軸と出力軸をトーションバーで連結するとともに、入力軸と出力軸のそれぞれにスライダ機構を介して係合するコアを設け、入力軸と出力軸との間のトルクによるコアの変位を検出コイルにより検出するものであり、スライダ機構が、入力軸と出力軸のそれぞれに支持される操作子と、コアに設けられて該操作子が係合する係合溝とを有してなるトルク検出装置において、操作子が、入力軸又は出力軸に設けた孔に挿通されて固定される軸受と、この軸受に枢支される支軸と、この支軸の軸受から突出する先端部に固定されてコアの係合溝に係合するローラとからなるようにしたものである。
【０００８】
請求項２に係る発明は、入力軸と出力軸をトーションバーで連結するとともに、入力軸と出力軸のそれぞれにスライダ機構を介して係合するコアを設け、入力軸と出力軸との間のトルクによるコアの変位を検出コイルにより検出するものであり、スライダ機構が、入力軸に支持される入力側操作子と、コアに設けられて該入力側操作子が係合するスパイラル溝とを有するとともに、出力軸に支持される出力側操作子と、コアに設けられて該出力側操作子が係合する縦溝とを有してなる電動パワーステアリング装置のトルク検出装置において、入力側操作子が、入力軸に設けた孔に挿通されて固定される軸受と、この軸受に枢支される支軸と、この支軸の軸受から突出する先端部に固定されてコアのスパイラル溝に係合するローラとからなり、出力側操作子が、出力軸に設けた孔に挿通されて固定される軸受と、この軸受に枢支される支軸と、この支軸の軸受から突出する先端部に固定されてコアの縦溝に係合するローラとからなるようにしたものである。
【０００９】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に係る発明において更に、前記操作子の軸受がボールベアリングからなるようにしたものである。
【００１０】
請求項４に係る発明は、請求項３に係る発明において更に、前記操作子の支軸が頭付シャフトからなり、頭付シャフトのシャフト部がボールベアリングの内輪に挿通され、頭付シャフトのシャフト部の先端部にローラが固定されてなるようにしたものである。
【発明の効果】
【００１１】
（請求項１、２）
(a)スライダ機構の操作子が、入力軸又は出力軸に設けた孔に挿通されて固定される軸受と、この軸受に枢支される支軸と、この支軸の軸受から突出する先端部に固定されてコアの係合溝（スパイラル溝又は縦溝）に係合するローラとからなる。これにより、スライダ機構における操作子と係合溝（スパイラル溝又は縦溝）の摩擦抵抗を低減し、実車フィーリングで操舵切り始めの滑らかさの改善を図ることができる。
【００１２】
(b)入力軸又は出力軸に支持される操作子は、予め軸受と支軸、ローラとが小組され、この小組体の軸受が入力軸又は出力軸の孔に圧入等されて固定される。ここで、小組体の組立てに際しては、支軸に軸受を挿通し、この支軸の軸受から突出する先端部にローラを圧入等して固定するものになるが、これらの組立ては治具を用いてなされ、支軸が圧入荷重等によって曲げ変形したり、折損するおそれがない。また、小組体の軸受を入力軸又は出力軸の孔に圧入等して固定するに際しても、軸受は支軸より大径であって圧入荷重等によって変形するおそれもない。即ち、スライダ機構の組立性を向上することができる。
【００１３】
（請求項３）
(c)前記操作子の軸受がボールベアリングからなるものとすることにより、スライダ機構の上述(a)、(b)による作動性と組立性の向上を安定的に実現できる。
【００１４】
（請求項４）
(d)前記操作子の支軸が頭付シャフトからなり、頭付シャフトのシャフト部がボールベアリングの内輪に挿通され、頭付シャフトのシャフト部の先端部にローラが固定される。これにより、スライダ機構の上述(a)、(b)による作動性と組立性の向上を安定的に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は電動パワーステアリング装置を示す模式断面図である。
【図２】図２は図１のII−II線に沿う断面図である。
【図３】図３はトルク検出装置を示す断面図である。
【図４】図４はトルク検出装置を示す模式図である。
【図５】図５はトルク検出装置の操作子の取付構造を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
電動パワーステアリング装置１０は、図１、図２に示す如く、車体フレーム等に固定されるギヤハウジング１１にセンサハウジング１２をボルト結合する。そして、ステアリングホイールが結合される入力軸１３と、出力軸１４をトーションバー１５を介して同軸結合し、入力軸１３は軸受１６を介してセンサハウジング１２に支持し、出力軸１４はベアリング１７Ａ、１７Ｂを介してギヤハウジング１１に支持する。
【００１７】
電動パワーステアリング装置１０は、出力軸１４にピニオン１４Ａを設け、ピニオン１４Ａに噛み合うラック１８Ａを備えたラック軸１８をギヤハウジング１１に左右動可能に支持する。ラック軸１８の中間部には、左右のタイロッド１９Ａ、１９Ｂが連結される。出力軸１４の回転運動をラック軸１８の直線運動に変換し、車輪を操舵する。
【００１８】
電動パワーステアリング装置１０は、ギヤハウジング１１に電動モータ２０を支持し、電動モータ２０の出力軸にはウォームギヤ２１が結合され、ウォームギヤ２１に噛み合うウォームホイール２２をギヤハウジング１１の中で出力軸１４に固定してある。
【００１９】
電動パワーステアリング装置１０は、入力軸１３と出力軸１４の間にトルク検出装置３０を設けている。ステアリングホイールに加えられた操舵トルクをトルク検出装置３０により検出し、その検出トルクにより電動モータ２０を駆動し、電動モータ２０の発生トルクをウォームギヤ２１、ウォームホイール２２を介して出力軸１４に伝える。これにより、電動モータ２０の発生トルクを運転者がステアリングホイールに加える操舵力に対するアシスト力として用いる。
【００２０】
以下、トルク検出装置３０の構成について説明する。
トルク検出装置３０は、ステアリングホイールから入力軸１３に加えられる操舵トルクに応じて、トーションバー１５がねじれ変形することに伴なう入力軸１３と出力軸１４の相対角度変位量を、操舵トルクに相応する値として検出するものであり、入力軸１３と出力軸１４の相対角度変位発現部（コア３４の変位発現部）の周囲に、ボビン３１に巻装された検出コイル３２Ａ、３２Ｂを配置したものである。
【００２１】
入力軸１３にはトーションバー１５が挿入され、トーションバー１５の一端は、入力軸１３に連結ピン１５Ａで連結される。また、出力軸１４にはトーションバー１５の他端が挿入され、トーションバー１５の他端は出力軸１４にセレーション結合される。
【００２２】
センサハウジング１２には、ボビン３１と、ボビン３１に巻装される第１と第２の検出コイル３２Ａ、３２Ｂが一体に樹脂モールドされる。ボビン３１に囲まれる入力軸１３の周囲には合成樹脂からなる可動体３３が配置され、可動体３３の外周にはリング状コア３４が一体をなすように固定される。
【００２３】
トルク検出装置３０にあっては、コア３４と一体をなす可動体３３が、入力軸１３と出力軸１４のそれぞれにスライダ機構４０を介して係合し、入力軸１３と出力軸１４との間のトルクによるコア３４の変位を検出コイル３２Ａ、３２Ｂより検出する。以下、スライダ機構４０について詳述する。
【００２４】
スライダ機構４０は、図３、図４に示す如く、入力軸１３に支持される入力側操作子４１と、コア３４と一体の可動体３３に設けられて入力側操作子４１が係合するスパイラル溝３３Ａとを有する。スパイラル溝３３Ａは入力軸１３の中心軸まわりで螺旋状をなす。また、スライダ機構４０は、出力軸１４に支持される出力側操作子５１と、コア３４と一体の可動体３３に設けられて出力側操作子５１が係合する縦溝３３Ｂとを有する。縦溝３３Ｂは出力軸１４の中心軸に沿う直線状をなす。尚、可動体３３及びコア３４は、出力軸１４のフランジ１４Ｆに背面支持されたばね３５からなり、出力軸１４の軸方向において該出力軸１４から離隔する方向に付勢されている。
【００２５】
従って、入力軸１３に加えられる操舵トルクに応じたトーションバー１５のねじれ変形により、入力軸１３と出力軸１４の間に相対角度変位が生ずると、この相対角度変位量に応じて、可動体３３及びコア３４が入力軸１３の軸方向に沿う変位を発現するものになる。
【００２６】
トルク検出装置３０は、コア３４の上述の変位による、第１と第２の検出コイル３２Ａ、３２Ｂの周辺に磁気的変化に起因する、両検出コイル３２Ａ、３２Ｂのインダクタンスの変化により操舵トルクを検出するものである。
【００２７】
しかるに、トルク検出装置３０のスライダ機構４０において、入力側操作子４１と出力側操作子５１は以下の如くに構成されている。
【００２８】
即ち、入力側操作子４１は、図３、図５に示す如く、入力軸１３に設けた孔１３Ａに挿通されて固定される軸受４２と、この軸受４２に枢支される支軸４３と、この支軸４３の軸受４２から突出する先端部に固定されて可動体３３のスパイラル溝３３Ａに係合するローラ４４とからなる。
【００２９】
このとき、図５に示す如く、入力側操作子４１の軸受４２はボールベアリングからなり、軸受４２の内輪４２Ａに支軸４３を挿通して枢支し、軸受４２の外輪４２Ｂが入力軸１３の孔１３Ａに圧入されて固定される。入力軸１３の孔１３Ａに圧入された軸受４２に対し、支軸４３とローラ４４が回転自在に枢支されるものになる。
【００３０】
また、図５に示す如く、入力側操作子４１の支軸４３は頭部４３Ａを備えた頭付シャフトからなり、頭付シャフトのシャフト部４３Ｂがボールベアリングからなる軸受４２の内輪４２Ａに挿通され、頭付シャフトのシャフト部４３Ｂの先端部にローラ４４が圧入されて固定される。
【００３１】
また、出力側操作子５１は、図３に示す如く、出力軸１４に設けた孔１４Ａに挿通されて固定される軸受５２と、この軸受５２に枢支される支軸５３と、この支軸５３の軸受５２から突出する先端部に固定されて可動体３３の縦溝３３Ｂに係合するローラ５４とからなる。
【００３２】
このとき、出力側操作子５１の軸受５２は、入力側操作子４１の軸受４２と同様に、ボールベアリングからなる。出力軸１４の孔１４Ａに圧入された軸受５２に対し、支軸５３とローラ５４が回転自在に枢支されるものになる。
【００３３】
また、出力側操作子５１の支軸５３は、入力側操作子４１の支軸４３と同様に、頭付シャフトからなり、頭付シャフトのシャフト部がボールベアリングからなる軸受５２の内輪に挿通され、頭付シャフトのシャフト部の先端部にローラ５４が固定される。
【００３４】
本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)スライダ機構４０の操作子４１、５１が、入力軸１３又は出力軸１４に設けた孔１３Ａ、１４Ａに挿通されて固定される軸受４２、５２と、この軸受４２、５２に枢支される支軸４３、５３と、この支軸４３、５３の軸受４２、５２から突出する先端部に固定されてコア３４と一体の可動体３３の係合溝（スパイラル溝３３Ａ又は縦溝３３Ｂ）に係合するローラ４４、５４とからなる。これにより、スライダ機構４０における操作子４１、５１と係合溝（スパイラル溝３３Ａ又は縦溝３３Ｂ）の摩擦抵抗を低減し、実車フィーリングで操舵切り始めの滑らかさの改善を図ることができる。
【００３５】
(b)入力軸１３又は出力軸１４に支持される操作子４１、５１は、予め軸受４２、５２と支軸４３、５３、ローラ４４、５４とが小組され、この小組体の軸受４２、５２が入力軸１３又は出力軸１４の孔１３Ａ、１４Ａに圧入等されて固定される。ここで、小組体の組立てに際しては、支軸４３、５３に軸受４２、５２を挿通し、この支軸４３、５３の軸受４２、５２から突出する先端部にローラ４４、５４を圧入等して固定するものになるが、これらの組立ては治具を用いてなされ、支軸４３、５３が圧入荷重等によって曲げ変形したり、折損するおそれがない。また、小組体の軸受４２、５２を入力軸１３又は出力軸１４の孔１３Ａ、１４Ａに圧入等して固定するに際しても、軸受４２、５２は支軸４３、５３より大径であって圧入荷重等によって変形するおそれもない。即ち、スライダ機構４０の組立性を向上することができる。
【００３６】
(c)前記操作子４１、５１の軸受４２、５２がボールベアリングからなるものとすることにより、スライダ機構４０の上述(a)、(b)による作動性と組立性の向上を安定的に実現できる。
【００３７】
(d)前記操作子４１、５１の支軸４３、５３が頭付シャフトからなり、頭付シャフトのシャフト部がボールベアリングの内輪に挿通され、頭付シャフトのシャフト部の先端部にローラ４４、５４が固定される。これにより、スライダ機構４０の上述(a)、(b)による作動性と組立性の向上を安定的に実現できる。
【００３８】
以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、入力軸と出力軸をトーションバーで連結するとともに、入力軸と出力軸のそれぞれにスライダ機構を介して係合するコアを設け、入力軸と出力軸との間のトルクによるコアの変位を検出コイルにより検出するものであり、スライダ機構が、入力軸と出力軸のそれぞれに支持される操作子と、コアに設けられて該操作子が係合する係合溝とを有してなるトルク検出装置において、操作子が、入力軸又は出力軸に設けた孔に挿通されて固定される軸受と、この軸受に枢支される支軸と、この支軸の軸受から突出する先端部に固定されてコアの係合溝に係合するローラとからなる。これにより、電動パワーステアリング装置等に用いられるトルク検出装置において、スライダ機構の作動性を向上するとともに、その組立性を向上することができる。
【符号の説明】
【００４０】
１０  電動パワーステアリング装置
１３  入力軸
１３Ａ  孔
１４  出力軸
１４Ａ  孔
１５  トーションバー
３２Ａ、３２Ｂ  検出コイル
３３  可動体
３３Ａ  スパイラル溝
３３Ｂ  縦溝
３４  コア
４０  スライダ機構
４１  入力側操作子
４２  軸受
４２Ａ  内輪
４２Ｂ  外輪
４３  支軸
４３Ａ  頭部
４３Ｂ  シャフト部
４４  ローラ
５１  出力側操作子
５２  軸受
５３  支軸
５４  ローラ
【図１】
2013205240.tif 000003
【図２】
2013205240.tif 000004
【図３】
2013205240.tif 000005
【図４】
2013205240.tif 000006
【図５】
2013205240.tif 000007