(57)【要約】【課題】トルクセンサをケースごと出力軸に取り付け可能にし、トルクセンサの調整等のための熟練も要さず、トルクセンサの取り付けを簡単に精度よく行えるようにする。【解決手段】円環状の基部Ｆａと、基部Ｆａの後側面に一体形成された円筒部Ｆｂと、円筒部Ｆｂの後端面が一部切り欠かれて形成された第１切欠部Ｆｃと、第１切欠部Ｆｃの左端縁から後方に突出する段差Ｄをつけて円筒部Ｆｃの後端面に形成された第２切欠部Ｆｄとを備えた取付装置Ｆにより、トルクセンサを操舵機構の出力軸に取り付ける。そして、トルクセンサのケースの本体が円筒部Ｆｂに内嵌されて前方に押し込まれると、ケースの把手が第１切欠部Ｆｃに当接し、把手が第１切欠部Ｆｃに当接した後ケースの押し込みが解除され、取付装置Ｆの段差Ｄの分だけケースが後方に戻されてから左方に少し回転され、第２切欠部Ｆｄにケースの把手が当接し、位置決めされて取り付けが完了する。【選択図】図２
2016011899.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングホイールに加えられる操舵トルクに応じた補助操舵トルクをパワーステアリングモータにより発生して操舵機構の出力軸に伝達する電動パワーステアリング装置に設けられ、前記操作トルクを検出するトルクセンサであって、ケースと、前記ケース内に収容され前記ケースに対し相対的に移動可能に配設されステアリングホイールに連結された入力軸または前記出力軸に外嵌されるステータアッセンブリと、異なる磁極が円周方向に交互に配置された円環状マグネットを有し前記出力軸または前記入力軸に外嵌されて前記ステータアッセンブリに対し相対的に軸方向に移動可能に前記ステータアッセンブリの内側に配設されるロータアッセンブリと、前記ケース内に収容され前記ロータアッセンブリに対する前記ステータアッセンブリの回転差に基づく磁束を検出する磁気センサ部とを備え、両端がそれぞれ前記入力軸および前記出力軸に固定されたトーションバーが前記ステアリングホイールに加えられる操舵力により捻られることによって、前記入力軸と前記出力軸との間に生じる回転差を前記磁気センサ部により前記操舵トルクとして検出するトルクセンサを取り付けるためのトルクセンサの取付装置において、
ベアリングを介して前記出力軸の外側に回転自在に装着され前記ケースが内嵌される円環状の基部と、
前記基部の一側に一体形成された円筒部と、
前記円筒部の端面に一部が切り欠かれて形成され前記ケースを前記円筒部の内側に押し込む際に前記ケースの当接部が当接する第１切欠部と、
前記第１切欠部の端縁から前記ケースの押し込み方向と反対側に突出する段差をつけて前記円筒部の端面の前記一部に形成され前記ケースの前記円筒部への内挿完了後に前記ケースが回転されることにより前記当接部が当接して軸方向への位置決めを行うための第２切欠部とを備え、
前記段差が前記トルクセンサの前記ケースに対する前記ロータアッセンブリまたは前記ステータアッセンブリの移動量に応じて設定されていることを特徴とするトルクセンサの取付装置。
【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に加えられる操舵トルクに応じた補助操舵トルクをパワーステアリングモータにより発生して操舵機構の出力軸に伝達する電動パワーステアリング装置において、トルクセンサを取り付けるためのトルクセンサの取付装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電動パワーステアリング装置は、ステアリングホイールに加えられる操舵トルクをトルクセンサにより検出し、検出した操舵トルクに応じた補助操舵トルクをパワーステアリングモータにより発生して操舵機構の出力軸に伝達するようになっている（特許文献１参照）。
【０００３】
このような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は、通常、ケースと、このケース内に収容されステアリングホイールに連結された入力軸に外嵌されるステータアッセンブリと、異なる磁極が円周方向に交互に配置された円環状マグネットを有し操舵機構の出力軸に外嵌されてステータアッセンブリの内側に配設されるロータアッセンブリと、ケース内に収容されロータアッセンブリに対するステータアッセンブリの回転差に基づく磁束を検出する磁気センサ部とを備えており、両端がそれぞれ入力軸および出力軸に固定されたトーションバーがステアリングホイールに加えられる操舵力により捻られることによって、入力軸と出力軸との間に生じる回転差を磁気センサ部により操舵トルクとして検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＷＯ２００５／０４９４０６号公報（明細書第１頁第２５行〜第３頁第９行および図８）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、従来のトルクセンサは、ロータアッセンブリを内設したステータアッセンブリが１つのケース内に収容され、ロータアッセンブリおよびステータアッセンブリがハウジングに収容されて一体化された状態で入力軸および出力軸それぞれに嵌合されるが、入力軸および出力軸が内部に収納されたチューブにトルクセンサを取り付けてから、チューブを装置ハウジングに取り付けられたスペーサに圧入する際に、入力軸および出力軸それぞれへの嵌合をめくら作業で行わなければならず、作業効率が悪くしかも取り付け精度も悪いという問題がある。
【０００６】
そこで、出力軸を収容した装置ハウジングに、先にスペーサを取り付けておき、その後トルクセンサを出力軸を嵌合してからチューブを取り付けることも考えられるが、トルクセンサを出力軸に嵌合するのに出力軸の軸方向に押し込む際に、トルクセンサの構成上、ロータアッセンブリがステータアッセンブリに嵌合ではなく内側に配設されているだけであり、ロータアッセンブリを出力軸に嵌合するときにステータアッセンブリが軸方向（スラスト方向）に所定のストローク量だけ移動可能な構造であるため、ステータアッセンブリの移動量に応じてトルクセンサとスペーサとの間にスラスト方向に所定の隙間を確保しておく必要があるがこのような隙間を設けておくと、組付け後に隙間によってトルクセンサにがたつきが生じて異音の発生を招くという問題がある。
【０００７】
一方、上記した特許文献１におけるトルクセンサでは、トルクセンサの構成部品が軸側と装置ハウジング側に分離されてそれぞれが先組みされ、その後、軸側と装置ハウジング側の構成部品が合体されるようになっているが、合体時にオイルシールを傷つけないようにすることが非常に困難であり、トルクセンサの調整を合体後に行わなければならず調整に熟練を要するなど制約が多いという問題がある。
【０００８】
本発明は、トルクセンサをケースごと出力軸に取り付けでき、トルクセンサの調整等のための熟練も要さず、トルクセンサの取り付けを簡単に精度よく行えるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記した目的を達成するために、本発明のトルクセンサの取付装置は、ステアリングホイールに加えられる操舵トルクに応じた補助操舵トルクをパワーステアリングモータにより発生して操舵機構の出力軸に伝達する電動パワーステアリング装置に設けられ、前記操作トルクを検出するトルクセンサであって、ケースと、前記ケース内に収容され前記ケースに対し相対的に移動可能に配設されステアリングホイールに連結された入力軸または前記出力軸に外嵌されるステータアッセンブリと、異なる磁極が円周方向に交互に配置された円環状マグネットを有し前記出力軸または前記入力軸に外嵌されて前記ステータアッセンブリに対し相対的に軸方向に移動可能に前記ステータアッセンブリの内側に配設されるロータアッセンブリと、前記ケース内に収容され前記ロータアッセンブリに対する前記ステータアッセンブリの回転差に基づく磁束を検出する磁気センサ部とを備え、両端がそれぞれ前記入力軸および前記出力軸に固定されたトーションバーが前記ステアリングホイールに加えられる操舵力により捻られることによって、前記入力軸と前記出力軸との間に生じる回転差を前記磁気センサ部により前記操舵トルクとして検出するトルクセンサを取り付けるためのトルクセンサの取付装置において、ベアリングを介して前記出力軸の外側に回転自在に装着され前記ケースが内嵌される円環状の基部と、前記基部の一側に一体形成された円筒部と、前記円筒部の端面に一部が切り欠かれて形成され前記ケースを前記円筒部の内側に押し込む際に前記ケースの当接部が当接する第１切欠部と、前記第１切欠部の端縁から前記ケースの押し込み方向と反対側に突出する段差をつけて前記円筒部の端面の前記一部に形成され前記ケースの前記円筒部への内挿完了後に前記ケースが回転されることにより前記当接部が当接して軸方向への位置決めを行うための第２切欠部とを備え、前記段差が前記トルクセンサの前記ケースに対する前記ロータアッセンブリまたは前記ステータアッセンブリの移動量に応じて設定されていることを特徴としている（請求項１）。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に係る発明によれば、ケース内にステータアッセンブリおよびこれに内挿されたロータアッセンブリを収容してトルクセンサを組み立てた状態で取り付け作業を行う場合に、出力軸の外側に回転自在に装着された円環状の基部に一体形成された円筒部の端面の第１切欠部に、トルクセンサのケースの当接部が当接するまでケースが円筒部の内側に押し込まれ、ロータアッセンブリが例えば出力軸の所定位置に固定される。その後、ケースが段差分軸方向に戻され回転されて第２切欠部にケースの当接部が当接されて位置決めされる。
【００１１】
このとき、第１切欠部と第２切欠部との段差が、ケースに対するロータアッセンブリの軸方向（スラスト方向）への移動量（ストローク量）に応じて設定されているため、第１切欠部にケースの当接部が当接するまでケースが円筒部の内側に押し込み、押し込み解除後に段差分だけケースを押し込み方向と逆方向に戻してから回転して第２切欠部にケースの当接部が当接すると、ロータアッセンブリが、ケースおよびステータアッセンブリと適切な隙間を確保した状態でトルクセンサが出力軸に取り付けられる。なお、ステータアッセンブリを出力軸に外嵌するようにしてもよく、この場合も、ステータアッセンブリが、ケースおよびロータアッセンブリと適切な隙間を確保した状態でトルクセンサが出力軸に取り付けられる。
【００１２】
したがって、見えない状態でのめくら作業ではなく、トルクセンサを組み立てた状態でケースごと出力軸に簡単に取り付けることができて、トルクセンサのロータアッセンブリがケースおよびステータアッセンブリと適切な隙間を確保した状態でトルクセンサを出力軸に取り付けることが可能になり、しかもトルクセンサの調整が不要であることから、作業者は従来のような調整のための熟練を要することもなく、トルクセンサの取り付けを簡単に精度よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態における電動パワーステアリング装置の断面図である。
【図２】図１におけるトルクセンサの斜視図である。
【図３】図１における取付装置の斜視図である。
【図４】図２の取付装置の正面図である。
【図５】図４のＸ−Ｘ線における断面図である。
【図６】図４のＹ−Ｙ線における断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の一実施形態について、図１ないし図６を参照して詳細に説明する。なお、本実施形態において、前、後、左、右とは車両進行方向に向かって前、後、左、右を意味する。
【００１５】
本実施形態における電動パワーステアリング装置は、図１に示すように構成されている。すなわち、ステアリングコラムチューブ１内に、ステアリングホイール（図示せず）に連結された中実の入力軸２がベアリング３を介して回転自在に収容され、チューブ１の前端が嵌合されたハウジング４内にベアリング５を介して回転自在に収容された操舵機構（図示せず）の中空の出力軸６の後端が入力軸２の前端面の凹部２ａ内に挿入され、出力軸６内に収容されたトーションバー７の両端が、それぞれ入力軸２の前端および出力軸６の前端に固定されている。
【００１６】
そして、トルクセンサ１０が取付装置Ｆにより出力軸６の前端部の外周に取り付けられ、ドライバの操作によってステアリングホイールに加えられる操舵トルクがトルクセンサ１０により検出され、検出された操舵トルクに応じた補助操舵トルクが、ハウジング４に組み付けられたパワーステアリングモータ１１により発生され、モータ軸に連結されたウォームギヤ１２および出力軸６のほぼ中央部に外嵌されてウォームギヤ１２に噛合されたギヤ１３を介して、パワーステアリングモータ１１により発生した補助操舵トルクが出力軸６に伝達されるようになっている。
【００１７】
ところで、トルクセンサ１０は図６に示すように構成され、円筒の内周を除去した形状を有する本体１０ａに把手１０ｂが取り付けられた形状のケース１０ｃと、このケース１０ｃ内に収容されケース１０ｃに対して相対的に移動可能に配設されステアリングホイールに連結された入力軸２に外嵌される円環状を成すステータアッセンブリと、異なる磁極が円周方向に交互に配置された円環状マグネットを有し操舵機構の出力軸６に外嵌されてステータアッセンブリに対し相対的に軸方向に移動可能にステータアッセンブリの内側に配設される円環状を成すロータアッセンブリと、ケース１０ｃ内に収容されロータアッセンブリに対するステータアッセンブリの回転差に基づく磁束を検出するホール素子等の磁気センサ部とを備えている。ここで、トルクセンサ１０のロータアッセンブリは、ステータアッセンブリの内側に移動可能に内設されているだけであって嵌入されているわけではなく、ロータアッセンブリを出力軸６に嵌合するときにロータアッセンブリが軸方向（スラスト方向）に所定のストローク量だけ移動可能な構造になっている。
【００１８】
そして、トーションバー７がステアリングホイールに加えられる操舵力により捻られることによって、入力軸２と出力軸６との間に生じる回転差が磁気センサ部により操舵トルクとして検出される。
【００１９】
つぎに、本発明に係る取付装置Ｆの特徴的な構成について、図３ないし図６を参照して説明する。取り付け装置Ｆは、外観上、図３に示すように構成され、円環状の基部Ｆａと、基部Ｆａの後側面に一体形成された円筒部Ｆｂと、円筒部Ｆｂの端面に一部が切り欠かれて形成された第１切欠部Ｆｃと、第１切欠部Ｆｃの左端縁から後方に突出する段差Ｄをつけて円筒部Ｆｃの端面の一部に形成された第２切欠部Ｆｄとを備えている。このとき、第１切欠部Ｆｃおよび第２切欠部Ｆｄの円周方向への幅（寸法）Ｗ１，Ｗ２は、トルクセンサ１０の把手１０ｂの本体１０ａの周方向における幅ｗ（図２参照）と同じに設定され、また段差Ｄは、トルクセンサ１０のケース１０ｃに対するロータアッセンブリの軸方向（スラスト方向）へのストローク量と同じ寸法に設定されている。
【００２０】
図１に示すように、ベアリング１５を介して出力軸６の外側に回転自在に基部Ｆａが装着され、円筒部Ｆｂはチューブ１の前端のフランジ部１ａに形成された円筒状嵌合部１ｂに外嵌されてボルト１ｃによりフランジ部１ａに固定され、取付装置Ｆが出力軸６の中央部から後端部にわたる外側に配置される。このとき、トルクセンサ１０のケース１０ｃの円筒部分が円筒部Ｆｂの後端面側から円筒部Ｆｂに内嵌されてさらに前方に押し込まれると、本発明における当接部であるケース１０ｃの把手１０ｂが第１切欠部Ｆｃに当接し、把手１０ｂが第１切欠部Ｆｃに当接した後、ケース１０ｃの押し込みが解除され、取付装置Ｆの段差Ｄの分だけケース１０ｃが押し込み方向と逆の後方（軸方向に平行）に戻されてから左方に少し回転され、第２切欠部Ｆｄにケース１０の把手１０ｂが当接されてフランジ部１ａとの間に挟持されるとトルクセンサ１０の位置決めが行われ、トルクセンサ１０の取付装置Ｆへの取り付けが完了する。
【００２１】
ここで、取付装置Ｆの第１切欠部Ｆｃと第２切欠部Ｆｄとの段差Ｄが、ケース１０ｃに対するトルクセンサ１０のロータアッセンブリの軸方向（スラスト方向）への移動量（ストローク量）に応じて設定されているため、トルクセンサ１０の取り付け完了状態では、トルクセンサ１０のロータアッセンブリがケース１０ｃおよびステータアッセンブリと適切な隙間を確保した状態で、トルクセンサ１０が出力軸６に取り付けられる。
【００２２】
したがって、上記した実施形態によれば、見えない状態でのめくら作業ではなく、トルクセンサ１０を組み立てた状態でケース１０ｃごと出力軸６に簡単に取り付けることができて、トルクセンサ１０のロータアッセンブリがケースおよびステータアッセンブリと適切な隙間を確保した状態でトルクセンサ１０を出力軸６に取り付けることができる。
【００２３】
しかも、トルクセンサを分離した状態で取り付けるのではなくトルクセンサ１０を組み立てた状態で取り付けるため、従来のようにオイルシールを傷つけないための気遣いやトルクセンサの調整等が不要になり、作業者は調整等のための熟練を要することもなく、トルクセンサ１０の取り付けを簡単にかつ精度よく行うことができ、トルクセンサ１０にがたつきが生じず従来のような異音の発生を未然に防止することができる。
【００２４】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行なうことが可能である。
【００２５】
例えば、上記した実施形態では、取付装置Ｆの段差Ｄを、トルクセンサ１０のケース１０ｃに対するロータアッセンブリの軸方向（スラスト方向）へのストローク量と同じ寸法に設定した場合について説明したが、段差Ｄはストローク量以上に設定されていればよい。また、トルクセンサ１０のステータアッセンブリを出力軸６に外嵌し、ロータアッセンブリを入力軸に外嵌するようにしてもよい。
【００２６】
また、第１切欠部Ｆｃおよび第２切欠部Ｆｄの円周方向への幅（寸法）Ｗ１，Ｗ２は、トルクセンサ１０の把手１０ｂの本体１０ａの周方向における幅ｗ（図２参照）以上に設定されていればよい。
【符号の説明】
【００２７】
２      …入力軸
６      …出力軸
７      …トーションバー
１０    …トルクセンサ
１０ｂ  …把手（当接部）
１０ｃ  …ケース
１１    …パワーステアリングモータ
Ｆ      …取付装置
Ｆａ    …基部
Ｆｂ    …円筒部
Ｆｃ    …第１切欠部
Ｆｄ    …第２切欠部
Ｄ      …段差
【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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