(57)【要約】【課題】ステアリングシャフト及びセンサハウジングの軸方向の組み込み位置不良を検出して正常な位置を保持し、位置不良によるトルクセンサの性能不良の発生を防止するトルクセンサ周辺構造を提供する。【解決手段】ステアリングシャフト１、樹脂部材９を介して磁石８を装着したインプットシャフト２、集磁リングアセンブリー１０及びニードルベアリング１３を装着したセンサハウジング５、磁気ヨークアセンブリー１１を装着したロアーシャフト３、及びインプットシャフト２とロアーシャフト３とを連結するトーションバー４を備えるトルクセンサ周辺構造において、軸方向の組み込み位置不良発生時にステアリングシャフト１或いはインプットシャフト２とセンサハウジング５とが当接することにより、樹脂部材９とニードルベアリング１３の当接による樹脂部材９の破損を防止し、正常な位置を保持することができるようにした。【選択図】図１
2016057115.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トルクセンサに操舵トルクを入力するステアリングシャフトと、
前記ステアリングシャフトの下部に連結され前記トルクセンサの内部で操舵トルクを伝達するインプットシャフトと、
前記インプットシャフトの下方に配置され前記トルクセンサの出力軸であるロアーシャフトと、
前記インプットシャフト及び前記ロアーシャフトの内通空間に挿入され両端を前記インプットシャフトの上部及び前記ロアーシャフトの下部に連結されるトーションバーと、
前記インプットシャフトの軸方向定位置の外周に樹脂部材を介して環状に装着された磁石と、
前記磁石と対向する位置に環状に配置された集磁リングアセンブリーと、
前記集磁リングアセンブリーを内周に装着したセンサハウジングと、
前記集磁リングアセンブリーの装着位置より上方の前記センサハウジングの内周に圧入され前記インプットシャフトの最大外径部を半径方向に支持するニードルベアリングと、
前記磁石と前記集磁リングアセンブリーとの間に挿入されロアーシャフト外周に装着された磁気ヨークアセンブリーと、
を備えたトルクセンサ周辺構造であって、
前記ニードルベアリングの装着部より上方の前記センサハウジングの内周に内径段部が設けられ、前記ステアリングシャフト或いは前記インプットシャフトの外周に、前記内径段部よりも大きい外径を持つ外径段部を前記内径段部より下方に設けて、内径段部及び外径段部の両段面を軸方向に対置させ、相対する両段面の軸方向間隔が前記樹脂部材及び前記ニードルベアリングの軸方向間隔よりも小さく設定され、前記ステアリングシャフト及び前記インプットシャフトの前記センサハウジングに対する相対位置が軸方向上方にずれた場合に、前記樹脂部材及び前記ニードルベアリングが当接する前に、前記ステアリングシャフト或いは前記インプットシャフト及び前記センサハウジングの相対する前記両段面が当接することを特徴とするトルクセンサ周辺構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コラムタイプ電動パワーステアリング装置のトルクセンサ周辺構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コラムタイプ電動パワーステアリング装置は、ステアリングホイールから入力されたステアリングシャフトの操舵力をトルクセンサで検出し、検出した信号に基づきＥＣＵにより算出された必要な操舵補助力を電動機及び電動機に連結された減速機より出力し、前記操舵力及び前記操舵補助力の合力をステアリングシャフトの操舵出力として、中間軸及びラックアンドピニオン式ステアリング装置を経て転舵輪に伝達する装置である。
【０００３】
一般的に、ステアリングシャフトは、操舵トルクをトルクセンサに入力し、トルクセンサハウジング内のインプットシャフトに伝達する。磁石が装着されるインプットシャフト及び磁気ヨークアセンブリーが装着されるロアーシャフトはトーションバーで連結されている。インプットシャフト及びロアーシャフトが、集磁リングアセンブリーが装着されたセンサハウジングに装着される際、磁石及び磁気ヨークアセンブリーの軸方向位置は、集磁リングアセンブリーと対向する位置に合わせられている。
【０００４】
例えば、特許文献１にはトルクセンサ及び減速機を含むコラムタイプ電動パワーステアリング装置のトルクセンサ周辺の一般的な構造が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−８０９９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のようなコラムタイプ電動パワーステアリング装置のトルクセンサ周辺構造においては、インプットシャフトのセンサハウジングへの組込時に、インプットシャフトのセンサハウジングに対する軸方向相対位置が、磁石と集磁リングアセンブリーとが対向する正規の位置から上方にずれる場合がある。この時、磁石をインプットシャフトに固定する樹脂部材とニードルベアリングが当接して樹脂部材が破損し、トルクセンサの性能不良が発生する恐れがある。
【０００７】
従来は後工程のトルクセンサ性能確認時にトルクセンサの性能不良を検出していたが、この時点の検出では修正が困難である。本発明は、センサハウジングへの組込時におけるインプットシャフトの位置不良を直ちに検出してインプットシャフトを正常な位置に保持することにより、磁石を固定する樹脂部材とニードルベアリングが当接して樹脂部材が破損し性能不良が発生することを防止できるトルクセンサ周辺構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の構成上の特徴は、トルクセンサに操舵トルクを入力するステアリングシャフトと、前記ステアリングシャフトの下部に連結され前記トルクセンサの内部で操舵トルクを伝達するインプットシャフトと、前記インプットシャフトの下方に配置され前記トルクセンサの出力軸であるロアーシャフトと、前記インプットシャフト及び前記ロアーシャフトの内通空間に挿入され両端を前記インプットシャフトの上部及び前記ロアーシャフトの下部に連結されるトーションバーと、前記インプットシャフトの軸方向定位置の外周に樹脂部材を介して環状に装着された磁石と、前記磁石と対向する位置に環状に配置された集磁リングアセンブリーと、前記集磁リングアセンブリーを内周に装着したセンサハウジングと、前記集磁リングアセンブリーの装着位置より上方の前記センサハウジングの内周に圧入され前記インプットシャフトの最大外径部を半径方向に支持するニードルベアリングと、前記磁石と前記集磁リングアセンブリーとの間に挿入されロアーシャフト外周に装着された磁気ヨークアセンブリーと、を備えたトルクセンサ周辺構造であって、前記ニードルベアリングの装着部より上方の前記センサハウジングの内周に内径段部が設けられ、前記ステアリングシャフト或いは前記インプットシャフトの外周に、前記内径段部よりも大きい外径を持つ外径段部を前記内径段部より下方に設けて、内径段部及び外径段部の両段面を軸方向に対置させ、相対する両段面の軸方向間隔が前記樹脂部材及び前記ニードルベアリングの軸方向間隔よりも小さく設定され、前記ステアリングシャフト及び前記インプットシャフトの前記センサハウジングに対する相対位置が軸方向上方にずれた場合に、前記樹脂部材及び前記ニードルベアリングが当接する前に、前記ステアリングシャフト或いは前記インプットシャフト及び前記センサハウジングの相対する前記両段面が当接することである。
【０００９】
上述の構成によれば、前記ステアリングシャフト及び前記インプットシャフトと前記センサハウジングとの組立時において、前記ステアリングシャフト及び前記インプットシャフトの軸方向位置が前記センサハウジングに対する正常な軸方向位置から上方にずれた場合に、前記ステアリングシャフト或いは前記インプットシャフトと前記センサハウジングに設けた前記両段面が当接することにより、前記樹脂部材及び前記ニードルベアリングが当接して前記樹脂部材の一部が破損することなく、前記ステアリングシャフト及び前記インプットシャフトと前記センサハウジングとを正常な軸方向相対位置に保持することができる。
【発明の効果】
【００１０】
上記のように構成した本発明によれば、センサハウジングへの組込時におけるステアリングシャフト及びインプットシャフトの位置不良を直ちに検出してステアリングシャフト及びインプットシャフトを正常な位置に保持することにより、磁石を固定する樹脂部材とニードルベアリングが当接して樹脂部材が破損して性能不良が発生することを防止するトルクセンサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施形態における、正常な位置関係にあるトルクセンサ及びトルクセンサ周辺構造の軸方向断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における、不正常な位置関係にあるトルクセンサ及びトルクセンサ周辺構造の軸方向断面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態における、正常な位置関係にあるトルクセンサの及びトルクセンサ周辺構造の軸方向断面図である。
【図４】従来技術におけるトルクセンサ及びトルクセンサ周辺構造の軸方向断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の第１の実施形態を、以下図面を参照して説明する。
【００１３】
まず、トルクセンサ及びトルクセンサ周辺構造について説明する。図１は、正常な位置関係にあるトルクセンサ周辺構造の軸方向断面図である。トルクセンサ７は、インプットシャフト２、ロアーシャフト３、トーションバー４、磁石８、樹脂部材９、集磁リングアセンブリー１０、磁気ヨークアセンブリー１１、センサハウジング５を備えている。
【００１４】
インプットシャフト２は、ニードルベアリング１３でセンサハウジング５に回転可能に支持されている。インプットシャフト２の上端は、ステアリングシャフト１に連結されており、更に上側に配置されるステアリングホイール（図略）に繋がっている。
【００１５】
またインプットシャフト２は、下部をロアーシャフト３の内径側に挿入され、ブッシュ１４によりロアーシャフト３と回転可能に支持されている。インプットシャフト２の上端及びロアーシャフト３の下端は、両者の中心を貫通する内通空間に挿入されたトーションバー４の両端とそれぞれ連結されている。
【００１６】
ロアーシャフト３は、軸受１５、１６によりセンサハウジング５及びウォームハウジング６に回転可能に支持されている。ロアーシャフト３には減速機のウォームホイール１２が嵌合しており、ロアーシャフト３は下側の中間軸（図略）に連結され、更に下側のラックアンドピニオン式ステアリング装置（図略）に繋がっている。
【００１７】
磁石８は、樹脂部材９を介してインプットシャフト２の外周に装着されている。集磁リングアセンブリー１０は、センサハウジング５の内周に装着されている。磁気ヨークアセンブリー１１は、ロアーシャフト３の外周に装着され、ロアーシャフト３のセンサハウジング５への組込時に、集磁リングアセンブリー１０の内側に挿入される。磁石８は、インプットシャフト２のセンサハウジング５への組込時に、磁気ヨークアセンブリー１１の内側で集磁リングアセンブリー１０に対向する位置に位置決めされる。
【００１８】
インプットシャフト２の最大外径部２ａは、ニードルベアリング１３により半径方向に支持されおり、ニードルベアリング１３との間で軸方向の相対移動が可能である。ロアーシャフト３は、ウォームホイール１２が嵌合されている部分の両側に配置された軸受１５、１６により、半径方向、軸方向共に位置決めされ、センサハウジング５及びウォームハウジング６に回転可能に支持されている。
【００１９】
インプットシャフト２の最大外径部２ａの外径寸法は、センサハウジング５の最小内径部５ａの内径寸法よりも大きく設定されている。インプットシャフト２の最大外径部２ａの上端段面とセンサハウジング最小内径部５ａの下端段面との間には、すきま１８が設けられている。インプットシャフト２がセンサハウジング５に対して正常な位置より上方にずれてすきま１８がなくなった場合には、インプットシャフト２の最大外径部２ａの上端段面とセンサハウジング最小内径部５ａの下端段面が当接する。このすきま１８は、樹脂部材９の上端とニードルベアリング１３の下端との間のすきま１７より小さく設定されている。
【００２０】
次に、トルクセンサ組立時のトルクセンサ及びトルクセンサ周辺構造の作用について説明する。トルクセンサの組立は、以下のようにして行われる。まずインプットシャフト２に樹脂部材９を介して磁石８を装着し、トーションバー４及びステアリングシャフト１を圧入により、インプットシャフト２に一体化して、シャフトアセンブリーを作製する。次にセンサハウジング５の内周上部にニードルベアリング１３を圧入し、集磁リングアセンブリー１０をセンサハウジング５の内周に装着してセンサハウジングアセンブリーとする。ウォームハウジング６にウォーム（図略）、ウォームホイール１２及びロアーシャフト３を組み込み、軸受１５、１６を装着した後、最後に磁気ヨークアセンブリー１１をロアーシャフト３に圧入してウォームハウジングアセンブリーを製作する。
【００２１】
次に、個別に製作したシャフトアセンブリー、センサハウジングアセンブリー及びウォームハウジングアセンブリーを順次挿入して組立て、センサハウジング５及びウォームハウジング６をボルトで固定する。トルクセンサ７のセンター出しを行った後、ロアーシャフト３とトーションバー４とを貫通するドリル穴を開けピンで両者を固定して、トルクセンサ７の組立が完了する。
【００２２】
この時、磁石８及び集磁リングアセンブリー１０が対向する位置になるようインプットシャフト２及びセンサハウジング５が位置決めされるが、図２のように、稀にインプットシャフト２がセンサハウジングに対して上方にずれる場合がある。この時、すきま１７が減少して磁石８を固定する樹脂部材９の上端とニードルベアリング１３の下端が当接する前に、インプットシャフト２に設けた最大外径部２ａ及びセンサハウジング５に設けた最小内径部５ａの両段面間のすきま１８がなくなり、インプットシャフト２の最大外径部２ａの上端がセンサハウジング最小内径部５ａの下端に当接する。
【００２３】
このため、インプットシャフト２がセンサハウジング５に対して上方にずれることがあっても、すきま１７がなくなって磁石８を固定する樹脂部材９の上端とニードルベアリング１３の下端が当接して、樹脂部材９の一部が破損し磁石８の位置及び固定が不安定になるという不具合が発生することはない。従って、その不具合が原因でトルクセンサ７の性能不良が発生することを防止できる。
【００２４】
次に、第２の実施形態について、以下に説明する。第１の実施形態がセンサハウジング５に設ける係合段面に対する入力軸側の係合段面をインプットシャフト２に設けたものであるのに対し、第２の実施形態は入力軸側の係合段面をステアリングシャフト１に設けたものである。
【００２５】
図３は、正常な位置関係にあるトルクセンサ周辺構造の軸方向断面図である。センサハウジング５の最小内径部５ａは、従来技術である図４と同様、ニードルベアリング１３が支えるインプットシャフト２の最大外径部２ａよりも大きい寸法を有している。センサハウジング５は、最上部に内周から軸心方向に伸びるフランジ２１を有している。
【００２６】
フランジ２１の内周及び相対する位置にあるステアリングシャフト１の外周の間にすきまがあり、ステアリングシャフト１はフランジ２１に接触することなく回転可能である。ステアリングシャフト１は、外径寸法がフランジ２１の内径よりも大きい外径の部分を有し、その段面２３はフランジ２１の下面２２とすきま２４を挟んで相対している。すきま２４は、樹脂部材９の上端とニードルベアリング１３の下端との間のすきま１７よりも小さく設定されている。第１の実施形態と同一部分については、同一番号を付与して説明を省略する。
【００２７】
次に、第２の実施形態におけるトルクセンサ組立時のトルクセンサ及びトルクセンサ周辺構造の作用について説明する。前述のように、トルクセンサ７の組立時に磁石８が集磁リングアセンブリー１０及び磁気ヨークアセンブリー１１と対向する位置になるようインプットシャフト２及びセンサハウジング５が位置決めされるが、稀にインプットシャフト２がセンサハウジング５に対して上方にずれる場合がある。
【００２８】
この時、すきま１７が減少して磁石８を固定する樹脂部材９の上端及びニードルベアリング１３の下端が当接する前に、センサハウジング５の最上部のフランジ２１の下面２２とステアリングシャフト１の段面２３との間に設けたすきま２４がなくなり、相対していたフランジ２１の下面２２及びステアリングシャフト１の段面２３が当接して、ステアリングシャフト１及びインプットシャフト２の軸方向の動きが制止される。このため、インプットシャフト２とセンサハウジング５との位置ずれはそれ以上拡大しない。
【００２９】
このため、インプットシャフト２がセンサハウジング５に対して上方にずれ場合でも、磁石８を固定する樹脂部材９の上端とニードルベアリング１３の下端が当接して樹脂部材９の一部が破損し、磁石８の位置及び固定が不安定になるという不具合の発生することはなく、その不具合が原因でトルクセンサ７の性能不良が発生することが防止される。
【００３０】
上述のように、本発明の第１または第２の実施形態によれば、センサハウジングへの組込時におけるステアリングシャフト及びインプットシャフトの位置不良を直ちに検出し、ステアリングシャフト及びインプットシャフトを正常な位置に保持することにより、磁石を固定する樹脂部材とニードルベアリングが当接し樹脂部材が破損してトルクセンサの性能不良が発生することを防止するトルクセンサ周辺構造を提供することができる。
【００３１】
本発明は、上述の実施形態に何等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いて、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００３２】
１：ステアリングシャフト、  ２：インプットシャフト、  ２a：最大外径部、
３：ロアーシャフト、  ４：トーションバー、  ５：センサハウジング、  
５ａ：最小内径部、  ６：ウォームハウジング、  ７：トルクセンサ、  ８：磁石、  
９：樹脂部材、  １０：集磁リングアセンブリー、  １１：磁気ヨークアセンブリー、  
１２：ウォームホイール、  １３：ニードルベアリング、  １４：ブッシュ
１５、１６：軸受、  １７：すきま、  １８：すきま、  ２１：フランジ、  
２２：フランジ下面、  ２３：段面、  ２４：すきま
【図１】
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【図２】
2016057115.tif 000004
【図３】
2016057115.tif 000005
【図４】
2016057115.tif 000006