(57)【要約】【課題】部品点数の増大を招来することなく、センサーコイルの内径より大きいキーロックカラーを組み付けることができ、ウォームホイールの組み付けの容易化を図り得る電動パワーステアリング装置およびその組立方法を提供する。【解決手段】このコラム式電動パワーステアリング装置は、トルクセンサー機構と、これより車両後方側に配置され、トルクセンサー機構のセンサーヨーク部の内径より大外径のキーロックカラー２をステアリングホイール側シャフト１に備えた盗難防止機構と、トルクセンサー機構よりも車両前方側に設けられた操舵補助伝動機構とを有し、トルクセンサー機構のセンサーハウジング７に固着され、かつセンサー側シャフト１１を囲包したロアコラム２５と、ロアコラム２５に嵌合され、かつステアリングホイール側シャフト１を囲包したアッパーコラム５とを有し、センサー側シャフト１１とステアリングホィール側シャフト１がスプライン係合で連結されている。【選択図】図１
2009280138.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トルクセンサー機構と、これより車両後方側に配置され、かつ前記トルクセンサー機構のセンサーヨーク部の内径より大外径のキーロックカラーをステアリングホイール側シャフトに備えた盗難防止機構と、前記トルクセンサー機構よりも車両前方側に設けられた操舵補助伝動機構と、を有するコラム式電動パワーステアリング装置において、
トーションバーを介して出力軸に連結されるセンサー側シャフトと、前記トルクセンサー機構のセンサーハウジングに固着され、かつ前記センサー側シャフトを囲包したロアーコラムと、前記ロアーコラムに嵌合され、かつ前記ステアリングホイール側シャフトを囲包したアッパーコラムとを有し、前記センサー側シャフトと前記ステアリングホィール側シャフトがスプライン係合で連結されることを特徴とするコラム式電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
前記センサー側シャフトと前記ステアリングホイール側シャフトが樹脂コートスプライン係合で連結されることを特徴とする請求項１に記載のコラム式電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
前記センサー側シャフトまたは前記ステアリングホイール側シャフトの少なくとも一方が、それぞれ対応する前記ロアーコラムまたは前記アッパーコラムの端部より僅かに突出していることを特徴とする請求項１または２に記載のコラム式電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
スプライン係合された前記センサー側シャフトと前記ステアリングホイール側シャフトに周方向嵌合位相を合せる位置合せマークが付されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のコラム式電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
前記ロアーコラムの車両前方側端部近傍にフランジ部が形成され、前記ロアーコラムの前記フランジ部が前記センサーハウジングに接当して締着具で締結されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のコラム式電動パワーステアリング装置。
【請求項６】
トルクセンサー機構と、これより車両後方側に配置され、かつ前記トルクセンサー機構のセンサーヨーク部の内径より大外径のキーロックカラーをステアリングホイール側シャフトに備えた盗難防止機構と、前記トルクセンサー機構よりも車両前方側に設けられた操舵補助伝動機構と、を有するコラム式電動パワーステアリング装置の組立方法において、
トーションバーを介して出力軸にセンサー側シャフトを連結し、
前記センサーヨーク部を組み込んだセンサーハウジングに車両前方側から前記センサー側シャフトを挿入し、かつ、ロアーコラムを前記センサーハウジングに固着して前記操舵補助伝動機構のギヤボックス組立体を形成し、
前記キーロックカラーを装着したステアリングホイール側シャフトをアッパーコラム内に収容してアッパーコラム組立体を形成し、
この状態で前記センサー側シャフトと前記ステアリングホイール側シャフトとをスプライン係合させつつ前記ロアーコラムと前記アッパーコラムとを嵌合させることにより、前記ギヤボックス組立体と前記アッパーコラム組立体とを連結することを特徴とするコラム式電動パワーステアリング装置の組立方法。
【請求項７】
前記センサー側シャフトと前記ステアリングホイール側シャフトとのスプライン係合は、樹脂コートスプライン係合とすることを特徴とする請求項６に記載のコラム式電動パワーステアリング装置の組立方法。
【請求項８】
前記センサー側シャフトまたは前記ステアリングホイール側シャフトの少なくとも一方を、それぞれ対応する前記ロアーコラムまたは前記アッパーコラムの端部より僅かに突出するように形成し、
前記ギヤボックス組立体と前記アッパーコラム組立体の連結に際して、前記ロアーコラムと前記アッパーコラムの圧入嵌合前に、前記両シャフトのスプライン係合の位相合せを行うことを特徴とする請求項６または７に記載のコラム式電動パワーステアリング装置の組立方法。
【請求項９】
前記ギヤボックス組立体のセンサー側シャフトと前記アッパーコラム組立体のステアリングホイール側シャフトに位置合せマークを形成しておき、
前記ギヤボックス組立体と前記アッパーコラム組立体の連結に際しては、前記両シャフトの位置合せマークを目印にして該両シャフトのスプライン係合の位相を合せることを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載のコラム式電動パワーステアリング装置の組立方法。
【請求項１０】
トルクセンサー機構と、これより車両後方側に配置され、かつ前記トルクセンサー機構のセンサーヨーク部の内径より大外径のキーロックカラーをステアリングホィール側シャフトに備えた盗難防止機構と、前記トルクセンサー機構よりも車両前方側に設けられた操舵補助伝動機構と、を有するコラム式電動パワーステアリング装置の組立方法において、
トーションバーを介して出力軸にセンサー側シャフトを連結し、
ロアーコラムの内径を、前記センサー側シャフトおよび前記キーロックカラーを含む前記ステアリングホイール側シャフトを挿通可能な内径に形成するとともに車両前方側のロアーコラム端部にフランジ部を形成し、
別工程で前記ロアーコラムとアッパーコラムを嵌合させてコラム組立体を形成しておき、
前記センサーヨークを組み込んだセンサーハウジングにセンサー側シャフトを挿入し、かつ該センサー側シャフトに、前記キーロックカラーを装着したステアリングホイール側シャフトをスプライン係合で連結した後、前記コラム組立体を車両後方側から前記両シャフトの外側に装入して前記ロアーコラムのフランジ部を前記センサーハウジングの端部に締結することを特徴とするコラム式電動パワーステアリング装置の組立方法。
【請求項１１】
前記センサー側シャフトと前記ステアリングホイール側シャフトとのスプライン係合は、樹脂コートスプライン係合とすることを特徴とする請求項１０に記載のコラム式電動パワーステアリング装置の組立方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロアーコラムとアッパーコラムを有し、かつ、アッパーコラム内のステアリングシャフトに盗難防止装置を備えたコラム式電動パワーステアリング装置およびその組立方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の電動パワーステアリング装置として、補助操舵トルクとなる電動モータの回転出力を歯車装置により減速して操舵機構の出力軸に伝達し、ステアリングホイールに付加された操舵力を補助して、車両の操舵を行うように構成したものが知られている。このような電動パワーステアリング装置においては、ステアリングシャフトの操舵トルクを検出するとともに、ハウジング内に設けた減速機構を用いて、電動モータの回転を減速しつつ、出力軸に動力を伝達している。
【０００３】
このような電動パワーステアリング装置では、ステアリングホイールから操舵力を受ける入力軸と、車輪に操舵力を伝達する出力軸との間がトーションバーにより連結してある。このトーションバーに生じる捩れトルクを検出して、補助操舵力の出力制御に必要な操舵トルクを調整している。
【０００４】
入力軸はコラム部材で囲包され、コラム部材がセンサーハウジングに固定され、更に、前記ハウジング内にセンサー機構のセンサーコイルが組み付けられ、前記センサーハウジングから突出した入力軸がコラム部材内へ挿通された構造となっている。
【０００５】
一方、車両の盗難等を防止するため、車両には、盗難防止装置が設けられており、運転者がキーを抜くと、入力軸がコラム部材に対して固定され、ステアリングホイールが非回転状態に維持されるようになっている。
【０００６】
このような盗難防止装置では、入力軸の外周面に、複数の孔を有するキーロックカラーが圧入等によって固定してあり、運転者がキーを抜くと、コラム部材側から径方向に出退動作する短軸（キーボルト）がキーロックカラーの孔に進入して係合し、これにより、入力軸やステアリングホイールを非回転状態に維持することができるようになっている。
【０００７】
ところで、同じトルクを支えるにしても、小径部で抑えるよりも、大径部で抑えたほうが弱い力で抑えられることは自明であり、キーロックカラーを大径とした方がキーロックカラー自身の強度が弱くてすむ。キーロックカラーの孔に出退動作するキーボルトに加わる力自体が弱くなるため、キーボルトの強度も弱くてすみ、その力を受ける部分（キーボルトが収まるハウジング、ハウジングからの力を受けるコラム部材の孔など）も強度を弱くすることが可能である。
【０００８】
しかし、電動パワーステアリング装置の場合は、ステアリングシャフトがトルクセンサー機構のセンサーコイルを貫通する形態となるため、前記キーロックカラーの外径を大径にすると、前記キーロックカラーの外径は前記センサーコイルの内径より大きくなり、組み付けの際、キーロックカラーを装着したステアリングシャフトを車両前方側からセンサーコイル内に挿通できなくなる。
【０００９】
また、ステアリングシャフトの出力軸側には、センサーコイルの内径より大きい減速機構のウォームホイールが嵌合されており、この状態ではステアリングシャフトを車両後方側からもセンサーコイル内に挿通することができない。
このように、ステアリングシャフトはその両端部側（入力側、出力側）に、センサーコイルの内径よりも大きいウォームホイールとキーロックカラーとが固着されており、この状態ではステアリングシャフトをトルクセンサー機構を内蔵したセンサーハウジングにいずれの側からも組み付けることができない。
【００１０】
この問題を解決すべく、キーロックカラーをセンサーコイルの内径より大径にして組み付ける方法として、後述する特許文献１〜４に示すものがある。
【００１１】
特許文献１では、ステアリングシャフト全体をアッパーシャフトと、トーションバーで連結した入出力シャフトとで構成し、前記入出力シャフトをセンサーハウジング内のセンサーコイルに挿通するとともに、前記入出力シャフトの入力シャフトとアッパーシャフトとの間に中間シャフトを設け、この中間シャフトの一端部を入力シャフトに固定ピンで連結し、他端部をアッパーシャフトにスプライン係合で軸方向相対移動可能に連結している。この場合、スプライン係合の中途部にセレーションのない部分を形成し、その部分に板ばねを介在させて両シャフトのスプラインの周方向ガタを排除している。
【００１２】
特許文献２は、ステアリングシャフトの入力側を、大径のキーロックカラーを備えたインプットシャフトと、トルクセンサーに挿通されるセンサーシャフトに２分割し、両シャフトをスプライン係合で連結している。この場合、スプライン係合を容易にするために、雌側のスプラインに軸方向のすり割りを形成するとともに、外周にリテーナリングを後付けしてスプライン係合の摺動抵抗を調整するようにしている。
【００１３】
また、特許文献３，４は、ステアリングシャフトをセンサーコイルに挿通してセンサーハウジングに組み付けた後、コラムを装着する前の段階で大径のキーロックカラーを後付けする構造（文献３）、あるいは大径のキーロックカラーを装着したステアリングシャフトを車両後方側からセンサーコイルに挿通してセンサーハウジングに組み付けた後に、車両前方側からウォームホイールを後付けする構造（文献４）を開示している。
【特許文献１】特開２００３−７２５６６号公報
【特許文献２】特開２０００−３１８６２６号公報
【特許文献３】特開２００６−１４２３号公報
【特許文献３】特開２００６−１４２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
特許文献１の方法では、コラムとアッパーシャフトを連結した後、アッパーシャフトと中間シャフトをスプライン係合させようとすると、同時にコラムをセンサーハウジングに圧入嵌合させる形態となるため、両シャフトのスプラインの位相合せがきわめて困難となる。コラムとアッパーシャフトの連結を後で行う場合も、アッパーシャフトと中間シャフトのスプライン係合は板ばねの介在によって圧入挿入に近い形態となり、同様に組み立てが容易でない。
【００１５】
さらに文献１の場合は、スプラインのガタの排除を、スプライン中央の板ばねで雌雄のスプライン溝の芯ずれを強制的に発生させて行い、しかもトルクの伝達はスプライン溝の全周でなく部分で行われるため、正逆のトルク振幅によりスプライン溝に微動磨耗が発生し、ガタが大きくなる懸念がある。
【００１６】
特許文献２では、雌側のスプラインに複数個のすり割りを加工する工程が必要となり、また、すり割りで拡がった雌側のスプラインを締め付けるリテーナリングも必要とする等、コスト高となりがちである。
また、特許文献３，４は、特別な構成部品を付加する必要がなく、その点では有効な方法であるものの、最終のキーロックカラーあるいはウォームホイールの組み付けに際し、シャフト全体を軸方向に固定する治具が必要となり、また、そのための治具を係合させる段部をシャフトの中途部に形成しなければならないといった問題が指摘される。
【００１７】
なお、このような問題に対して、単純にセンサーコイルの内径を大きくすれば良いとも考えられるが、コイルを新設計するとなると、それに応じてその周囲の部材仕様も変更する必要がある等、相当の手間がかかり、製造コストの高騰を招くといったことがある一方、センサーコイルの内径は、標準化が進んでおり、これに対応して、ステアリングシャフトの外径等も制限されているといった背景がある。
【００１８】
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであって、部品点数の増大を招来することなく、センサーコイルの内径より大きいキーロックカラーを容易に組み付けることができ、また、キーロックカラーの径寸法を自由に設定することもできる、電動パワーステアリング装置およびその組立方法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】
【００１９】
上記の目的を達成するため、本発明の請求項１に係るコラム式電動パワーステアリング装置は、トルクセンサー機構と、これより車両後方側に配置され、かつ前記トルクセンサー機構のセンサーヨーク部の内径より大外径のキーロックカラーをステアリングホイール側シャフトに備えた盗難防止機構と、前記トルクセンサー機構よりも車両前方側に設けられた操舵補助伝動機構と、を有するコラム式電動パワーステアリング装置において、トーションバーを介して出力軸に連結されるセンサー側シャフトと、前記トルクセンサー機構のセンサーハウジングに固着され、かつ前記センサー側シャフトを囲包したロアーコラムと、前記ロアーコラムに嵌合され、かつ前記ステアリングホイール側シャフトを囲包したアッパーコラムとを有し、前記センサー側シャフトと前記ステアリングホィール側シャフトがスプライン係合で連結されることを特徴とする。
【００２０】
請求項２に係るコラム式電動パワーステアリング装置は、請求項１に記載したコラム式電動パワーステアリング装置において、前記センサー側シャフトと前記ステアリングホイール側シャフトが樹脂コートスプライン係合で連結されることを特徴とする。
樹脂コートスプライン係合とすることにより、スプライン溝の周方向のガタを排除してスムーズに両シャフトを係合させることができる。
【００２１】
請求項３に係るコラム式電動パワーステアリング装置は、請求項１または２に記載のコラム式電動パワーステアリング装置において、前記センサー側シャフトまたは前記ステアリングホイール側シャフトの少なくとも一方が、それぞれ対応する前記ロアーコラムまたは前記アッパーコラムの端部より僅かに突出していることを特徴とする。
これによって両シャフトのスプライン位相合せをロアーコラムとアッパーの圧入開始前に行うことができ、両シャフトのスプライン係合が容易となる。
【００２２】
請求項４に係るコラム式電動パワーステアリング装置は、請求項１〜３のいずれかに記載のコラム式電動パワーステアリング装置において、スプライン係合された前記センサー側シャフトと前記ステアリングホイール側シャフトに周方向嵌合位相を合せる位置合せマークが付されていることを特徴とする。
両シャフトのスプライン係合に際し、この位置合せマークを目印にしてスプラインの位相合せが一層容易に行える。
【００２３】
請求項５に係るコラム式電動パワーステアリング装置は、請求項１〜４のいずれかに記載のコラム式電動パワーステアリング装置において、前記ロアーコラムの車両前方側端部にフランジ部が形成され、前記ロアーコラムの前記フランジ部が前記センサーハウジングに接当して締着具で締結されることを特徴とする。
これによって予めロアーコラムとアッパーコラムを組み付けておき、両シャフトをスプライン係合させた状態で後からコラム全体をセンサーハウジングに固定することができ、組み立てがさらに容易となる。
【００２４】
請求項６に係るコラム式電動パワーステアリング装置の組立方法は、トルクセンサー機構と、これより車両後方側に配置され、かつ前記トルクセンサー機構のセンサーヨーク部の内径より大外径のキーロックカラーをステアリングホイール側シャフトに備えた盗難防止機構と、前記トルクセンサー機構よりも車両前方側に設けられた操舵補助伝動機構と、を有するコラム式電動パワーステアリング装置の組立方法において、トーションバーを介して出力軸にセンサー側シャフトを連結し、前記センサーヨーク部を組み込んだセンサーハウジングに車両前方側から前記センサー側シャフトを挿入し、かつ、ロアーコラムを前記センサーハウジングに固着して前記操舵補助伝動機構のギヤボックス組立体を形成し、前記キーロックカラーを装着したステアリングホイール側シャフトをアッパーコラム内に収容してアッパーコラム組立体を形成し、この状態で前記センサー側シャフトと前記ステアリングホイール側シャフトとをスプライン係合させつつ前記ロアーコラムと前記アッパーコラムとを嵌合させることにより、前記ギヤボックス組立体と前記アッパーコラム組立体とを連結することを特徴とする。
【００２５】
請求項７に係るコラム式電動パワーステアリング装置の組立方法は、請求項６に記載のコラム式電動パワーステアリング装置の組立方法において、前記センサー側シャフトと前記ステアリングホイール側シャフトとのスプライン係合は、樹脂コートスプライン係合とすることを特徴とする。
樹脂コートスプライン係合とすることにより、スプライン溝の周方向のガタを排除してスムーズに両シャフトを係合させることができる。
【００２６】
請求項８に係るコラム式電動パワーステアリング装置の組立方法は、請求項６または７に記載のコラム式電動パワーステアリング装置の組立方法において、前記センサー側シャフトまたは前記ステアリングホイール側シャフトの少なくとも一方を、それぞれ対応する前記ロアーコラムまたは前記アッパーコラムの端部より僅かに突出するように形成し、前記ギヤボックス組立体と前記アッパーコラム組立体の連結に際して、前記ロアーコラムと前記アッパーコラムの圧入嵌合前に、前記両シャフトのスプライン係合の位相合せを行うことを特徴とする。
これによって両シャフトの端部がコラムより突出しているので、スプライン位相合せをロアーコラムとアッパーの圧入開始に先立って行うことができ、両シャフトのスプライン係合が容易となる。
【００２７】
請求項９に係るコラム式電動パワーステアリング装置の組立方法は、請求項６〜８のいずれかに記載のコラム式電動パワーステアリング装置の組立方法において、前記ギヤボックス組立体のセンサー側シャフトと前記アッパーコラム組立体のステアリングホイール側シャフトに位置合せマークを形成しておき、前記ギヤボックス組立体と前記アッパーコラム組立体の連結に際しては、前記両シャフトの位置合せマークを目印にして該両シャフトのスプライン係合の位相を合せることを特徴とする。
両シャフトのスプライン係合に際し、この位置合せマークを目印にしてスプラインの位相合せが一層容易に行える。
【００２８】
請求項１０に係るコラム式電動パワーステアリング装置の組立方法は、トルクセンサー機構と、これより車両後方側に配置され、かつ前記トルクセンサー機構のセンサーヨーク部の内径より大外径のキーロックカラーをステアリングホィール側シャフトに備えた盗難防止機構と、前記トルクセンサー機構よりも車両前方側に設けられた操舵補助伝動機構と、を有するコラム式電動パワーステアリング装置の組立方法において、トーションバーを介して出力軸にセンサー側シャフトを連結し、ロアーコラムの内径を、前記センサー側シャフトおよび前記キーロックカラーを含む前記ステアリングホイール側シャフトを挿通可能な内径に形成するとともに車両前方側のロアーコラム端部にフランジ部を形成し、別工程で前記ロアーコラムとアッパーコラムを嵌合させてコラム組立体を形成しておき、前記センサーヨークを組み込んだセンサーハウジングにセンサー側シャフトを挿入し、かつ該センサー側シャフトに、前記キーロックカラーを装着したステアリングホイール側シャフトをスプライン係合で連結した後、前記コラム組立体を車両後方側から前記両シャフトの外側に装入して前記ロアーコラムのフランジ部を前記センサーハウジングの端部に締結することを特徴とする。
このように予めロアーコラムとアッパーコラムを組み付けておき、両シャフトをスプライン係合させた状態で後からコラム全体をセンサーハウジングに固定することができ、組み立てがさらに容易となる。
【００２９】
請求項１１に係るコラム式電動パワーステアリング装置の組立方法は、請求項１０に記載のコラム式電動パワーステアリング装置の組立方法において、前記センサー側シャフトと前記ステアリングホイール側シャフトとのスプライン係合は、樹脂コートスプライン係合とすることを特徴とする。
樹脂コートスプライン係合とすることにより、スプライン溝の周方向のガタを排除してスムーズに両シャフトを係合させることができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、センサー機構の内径より大外径のキーロックカラーをステアリングシャフトに設けたコラム式電動パワーステアリング装置において、前記ステアリングシャフトの入力側をセンサー側シャフトとキーロックカラーを備えたホイール側シャフトとで構成し、両シャフトの係合をスプライン係合とすることで、軸方向相対移動力を低減させ、しかもロアーコラムとアッパーコラムの圧入嵌合の際にも前記両シャフトのスプライン位相合せを容易に行うことができ、特別な部品を付加することなく、組立性の向上と両シャフト間のガタ発生の防止を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の実施の形態に係るコラム式電動パワーステアリング装置およびその組立方法を図面を参照しつつ説明する。
【００３２】
（第１実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態に係るコラム式電動パワーステアリング装置の縦断面図であり、図２は本発明による組立方法を説明するために図１に示すコラム式電動パワーステアリング装置を分解した状態で示した縦断面図である。本実施形態のコラム式電動パワーステアリング装置は、ステアリングシャフトを囲包するコラムがロアーコラム（車両前方側）とアッパーコラム（車両後方側）とで構成し、これに対応してステアリングシャフトもセンサー側シャフトとステアリングホイール側シャフトとで構成して、これによってコラプスタイプのステアリング装置に構成されている。なお、このセンサー側およびステアリングホイール側の両シャフトは、ここではステアリングシャフト全体の入力軸に相当するものである。
【００３３】
まず、ステアリングホイール側シャフト（以下、ホイール側シャフトと称する）１は中空部材で構成され、その車両後方側の端部に、図示しないステアリングホイールが装着され、中途部位置には盗難防止機構のキーロックカラー２がスリップリング１４を介して圧入されている。ホイール側シャフト１の車両前方側部分の内周には、樹脂コートスプライン３が形成されている。なお、この樹脂コートスプライン３についてはセンサー側シャフトと関連してさらに後述する。ホイール側シャフト１はキーロックカラー２よりも車両後方側の部位でアッパーコラム５に軸受４を介して回転可能に軸支され、かつ、組立後の状態では、止め輪６によって正常運転時には軸方向移動不能となっている。
【００３４】
キーロックカラー２はその外周部に溝２ａが周方向に複数個開けられており、このうちの１つの溝２ａに対応してアッパーコラム５にも径方向の貫通孔５ａが形成されている。運転者がキーを抜くと、アッパーコラム５の孔５ａを通して径方向に出入動作する短軸（図示省略）がキーロックカラー２の溝２ａに進入して該溝２ａと係合し、これによってアッパーコラム５に対しホイール側シャフト１の回転ロックがなされ、車両の盗難防止機能がもたらされる。
【００３５】
この実施形態では、ホイール側シャフト１の車両前方側端部はアッパーコラム５の車両前方側端部よりも若干（図示ｓの長さ）前方側へ突出するように形成されている。
【００３６】
アッパーコラム５の車両前方側にはセンサーハウジング７が配置され、このセンサーハウジング７内に出力軸８、センサーヨーク９およびコイル１０からなるトルクセンサー機構、センサー側シャフト１１、ウォーム１２およびウォームホイール１３からなる減速機構等が収容されている。なお、後述するように、出力軸８およびセンサー側シャフト１１はセンサーハウジング７からそれぞれ一端部が軸方向外側へ伸長している。
【００３７】
センサー側シャフト１１は、その車両前方側基端部がセンサーハウジング７に回転可能に挿入され、かつ基端部の端面は凹状に形成され、さらに車両後方側端部の外周には所定の長さにわたって樹脂コートスプライン１５が形成されている。センサー側シャフト１１はホイール側シャフト１にこのスプライン係合によって緊密に挿入される。
センサーハウジング７内でセンサー側シャフト１１の基端部の凹部には中空の出力軸８が僅かの公差を有して挿入されている。つまり、この公差によってセンサー側シャフト１１と出力軸８は相対回転が可能となっている。
【００３８】
出力軸８の中空部にはトーションバー１６が挿入されている。トーションバー１６の一端部はセンサー側シャフト１１の基端部にスプライン圧入により固着され、また他端部は出力軸８の車両前方側端部に固定ピン１７によって固定されている。出力軸８はセンサーハウジング７を蓋閉するカバー１８に軸受１９によって回転自在に軸支されている。
【００３９】
出力軸８には、前記トルクセンサー機構の検出用溝８ａが形成され、この溝位置に対峙して、センサーハウジング７の内周部に前記トルクセンサー機構のセンサーヨーク９およびセンサーコイル１０、センサー基板、その他出力軸８の検出用溝８ａを囲包しかつ検出用溝８ａに対向する窓を有するスリーブ等が設けられている。ここで、前記トルクセンサー機構は通常規格化された寸法で形成され、また、ホイール側シャフト１に装着されるキーロックカラー２の外径は、センサー機構のセンサーヨーク９およびセンサーコイル１０の内径よりも大径に形成されている。
【００４０】
センサーハウジング７には電動モータ２１が取り付けられ、そのモータ軸に設けられたウォーム１２およびこれと噛合する出力軸８の外周部に固着されたウォームホイール１３がセンサーハウジング７内に収容されている。また、センサーハウジング７の車両後方側端部にはセンサー側シャフト１１が突出する開口が形成され、この開口の内径部にロアーコラム２５の車両前方側基端部が圧入、嵌合されている。ロアーコラム２５の車両後方側端部はアッパーコラム５内に圧入される。
【００４１】
前述のホイール側シャフト１と同様に、センサー側シャフト１１の車両後方側端部はロアーコラム２５の車両後方側端部よりも若干（図示ｔの長さ）後方側へ突出するように形成されている。なお、前述のホイール側シャフト１の突出量ｓとセンサー側シャフト１１の突出量ｔは、両者異なる突出量、あるいは同じ突出量いずれでもよい。
【００４２】
上述の構成で、運転者がステアリングホイールを操舵することにより発生した操舵力は、ホイール側シャフト１およびセンサー側シャフト１１からトーションバー１６を介して出力軸８に伝達され、さらに、図示しない転舵装置に伝達される。このとき、トーションバー１６の捩り変位に基づいて前記トルクセンサー機構により操舵トルクが検出され、これに基づいて電動モータ２１の回転力および回転方向が制御され、ウォーム１２およびウォームホイール１３を介して出力軸８に適切な操舵補助力が付与される。
【００４３】
車両の走行時に不慮の衝突事故に遭い、転舵装置側あるいは車両前部から過大な衝撃荷重を受けた場合、センサー側シャフト１１とホイール側シャフト１とのスプライン係合、およびロアーコラム２５とアッパーコラム５との圧入係合の破壊によって軸方向衝撃力は吸収され、運転者の保護が図られる。
【００４４】
次に、第１の実施形態に係るコラム式電動ステアリング装置の組立手順を図２を参照して説明する。前述した如く、キーロックカラー２の外径は前記トルクセンサー機構のセンサーヨーク９およびセンサーコイル１０の内径よりも大で、しかも出力軸８には大径のウォームホイール１３が装着されているため、出力軸８、センサー側シャフト１１、およびホイール側シャフト１を連結した状態では、この連結軸体を車両前方側あるいは車両後方側からハウジング７内のセンサーヨーク９およびコイル１０に挿通させることはできない。
【００４５】
そこで本発明では、図２に示すように、ホイール側シャフト１にキーロックカラー２を装着した後、アッパーコラム５に組み込んでアッパーコラム組立体２６とし、また、ウォームホイール１３を装着した出力軸８にトーションバー１６を介してセンサー側シャフト１１を連結して車両前方側からハウジング７内のセンサーヨーク９およびセンサーコイル１０に挿通し、かつロアーコラム２５をハウジング７の車両後方側開口部に圧入してギヤボックス組立体２７とし、このように２分割した状態に前記アッパーコラム組立体２６と前記ギヤボックス組立体２７を予め組み立てておき、この状態で両組立体２６，２７を結合する。
【００４６】
具体的には、ギヤボックス組立体２７のセンサー側シャフト１１とアッパーコラム組立体２６のホイール側シャフト１のスプラインの位相合せを行って両シャフト１１，１を互いに挿入しつつ、ロアーコラム２５にアッパーコラム５を所定位置まで、例えば紐だし嵌合等で圧入して組み立てを完了する。この場合、前述のようにセンサー側およびホイール側の両シャフト１１，１はそれぞれロアーコラム２５の端部およびアッパーコラム５の端部から、図１，図２に示すｔ，ｓの寸法だけ、例えば数ｍｍ程度の寸法で突出しているので、ロアーコラム２５とアッパーコラム５の圧入嵌合の開始前に雌雄スプラインの位相合せが容易に行える。また、樹脂コートスプラインとしているので、ガタの少ない隙間で結合し、かつ軸方向の挿入もスムーズに行える。
【００４７】
（第１実施形態の変形例１）
上述の第１の実施形態では、センサー側シャフト１１およびホイール側シャフト１の両シャフトが、それぞれ対応するロアーコラム２５およびアッパーコラム５の端部から突出している形態としたが、いずれか一方のシャフトのみ、例えばホイール側シャフト１のみがアッパーコラム５の端部から突出するような形態、あるいはセンサー側シャフト１１のみがロアーコラム２５の端部から突出するような形態としてもよい。
【００４８】
（第１実施形態の変形例２）
また、図２に示すように、センサー側、ホイール側両シャフト１１，１のスプライン係合において、両シャフト１１，１の端部あるいはその近傍にスプライン位相合せのための位置合せマーク２８，２９を付けておいてもよい。なお、この位置合せマーク２８，２９が最も有効に働く形態としては、スプライン係合状態におけるガタを排除しつつスプライン係合時のフリクションの値を適切な範囲に入るように管理する場合が挙げられる。具体的には、加熱したスプライン軸を樹脂コート用の樹脂粉体にどぶ付けして焼付け、その後シェーピングしてスプラインを成形する。そして相手側の雌スプラインと嵌合させ、フリクションの上下限を検査し、合格となれば、この時点で位置合せマークを両シャフトに塗布し、このようにしてスプライン係合のガタとフリクションを管理する。マーク塗布後、一度引き抜いてそれぞれギヤボックス組立体２７およびアッパーコラム組立体２６に組み込んだ後、両シャフト１１，１の再係合に際し、位置合せマーク２８，２９により同位相にしてから係合、挿入する。
等ピッチ、等歯厚のスプライン諸元の場合であっても、再係合時に噛み合せが例えば１歯変わるだけでガタとフリクションが変化し、再調整要となる場合があるが、上記のように位置合せマークを付しておくことにより、このような不都合は防がれる。
【００４９】
（第１実施形態の変形例３）
上述の実施形態では、ホイール側シャフト１をアッパーコラム５の端部から車両前方側へ若干突出させた状態に組み込んでアッパーコラム組立体２６を構成した形態であるが、第１実施形態の変形例３では、必ずしもホイール側シャフト１がアッパーコラム５の端部から突出させておく必要はない。この変形例３について説明すれば、ギヤボックス組立体２７側は上述した第１実施形態あるいはその変形例１，２と同様に構成してセンサー側シャフト１１をロアーコラム２５の端部から若干突出させた状態とし、アッパーコラム組立体２６はホイール側シャフト１をアッパーコラム５に挿入して軸受４で仮支持し、止め輪６で固定しない状態としておく。この状態では、ホイール側シャフト１はアッパーコラム５に対して軸方向前方側へ移動可能である。
【００５０】
したがって、この状態でホイール側シャフト１を車両前方側へ移動させながらセンサー側シャフト１１にスプライン係合で差し込み（この場合、若干深めに差し込む）、その後、アッパーコラム５を所定の位置までロアーコラム２５に圧入する。そして、ホイール側シャフト１をアッパーコラム５に対して車両後方側へ引き戻した後、規定位置で止め輪６によってホイール側シャフト１をアッパーコラム５に固定する。センサー側シャフト１１とホイール側シャフト１との係合はスプライン係合（または樹脂コートスプライン係合）であって、圧入嵌合ではないので、ホイール側シャフト１の挿入、引き戻しは容易である。
【００５１】
第１実施形態によれば、ホイール側シャフト１に装着するキーロックカラー２の外径が前記トルクセンサー機構のセンサーヨーク９あるいはセンサーコイル１０の内径より大きくても、容易に組み付けが可能であり、これに伴う特別なコストアップも生じない。なお、第１実施形態ではセンサー側およびホイール側のシャフト係合を樹脂コートスプライン係合としたが、樹脂コートを行わず、回転方向のガタを小さくしたスプライン係合でもよい。
【００５２】
また、ロアーコラム２５をアッパーコラム５内に圧入する形態としたが、逆にアッパーコラムをロアーコラム内に圧入する形態としてもよい。同様に、センサー側シャフト１１のスプラインを雄スプラインとし、ホイール側シャフト１のスプラインを雌スプラインとしたが、これを逆にしてセンサー側シャフトの端部を中空にしてその内周にスプラインを形成し、ホイール側シャフトの外周にスプラインを形成して、ホイール側シャフトをセンサー側シャフト内に挿入するようにしてもよい。
【００５３】
（第２の実施形態）
図３は本発明の第２の実施形態を示すコラム式電動パワーステアリング装置の縦断面図である。第１の実施形態と構造上の相違は、ロアーコラム２５の形状およびロアーコラム２５とセンサーハウジング７の装着構造が異なるのみで、センサー側シャフト１１とホイール側シャフト１の樹脂コートスプライン係合構造、センサーヨーク９およびセンサーコイル１０の内径より大きい外径のキーロックカラー２がホイール側シャフト１に装着される構造等については第１の実施形態と同様であり、同一構造部分の重複した説明は可能な限り省略する。
【００５４】
第２の実施形態では、ロアーコラム２５は全長にわたってキーロックカラー２の外径より大きい内径に形成され、かつ車両前方側の基端部の近傍にフランジ部３０が溶接等で固着されている。センサーハウジング７の車両後方側端部は、ロアーコラム２５のフランジ部３０との接合面が形成され、さらに、センサー側シャフト１１が突出するハウジング７の開口はロアーコラム２５の基端部外周と接触するインロー部３１が形成されている。
【００５５】
第２実施形態に係るコラム式電動パワーステアリング装置の組立手順を説明すれば、まず、ロアーコラム２５とアッパーコラム５を予め別工程で圧入嵌合により連結してコラム組立体を形成しておく。そして、出力軸８およびトーションバー１６を装着したセンサー側シャフト１１と、キーロックカラー２を装着したホイール側シャフト１とを樹脂コートスプライン係合（図３の符号２２で示す）で連結し、センサーハウジング７内にセンサー機構を組み込み、この状態でセンサーハウジング７の開口に車両後方側からハウジング７内に、連結した出力軸８、センサー側シャフト１１およびホイール側シャフト１を一体で挿入する。
センサーハウジング７の車両前方側で出力軸８にギヤボックスを組み込み、ハウジングカバー１８をハウジング７に装着して軸受１９で出力軸８を回転可能に支持し、かつダブルナット３２で軸方向に固定する。
【００５６】
最後に、予め形成しておいた前記コラム組立体をホイール側シャフト１の端部（車両後方側）から挿入してコラム基端部（車両前方側）をハウジング７の開口部のインロー部３１に挿入するとともに、基端部近傍のフランジ部３０をハウジング端部のフランジ接合面にボルト３３により結合して組み立てを完了する。
【００５７】
この第２の実施形態においても、センサー側シャフト１１とホイール側シャフト１は樹脂コートスプラインによる係合であるため、ガタに起因する異音の発生が無く、また、スプラインの係合域の全周でトルク伝達が行われるので、従来の特許文献１で指摘されたようなスプライン溝の中間部に介在させた板ばねによるスプライン雌雄溝間のガタ除去構造と比べて、ステアリングホイールの正逆回転に基づくトルク振幅による微動磨耗等の発生の懸念を払拭することができる。また、センサー側およびホイール側両シャフト１１，１のスプライン係合も、上述の従来例と比較して、はるかに容易である。
【００５８】
以上説明したように本発明によれば、ステアリングシャフトの入力側をセンサー側シャフトと、トルクセンサー機構のセンサーヨークおよびセンサーコイルの内径より大きな外径のキーロックカラーを備えたホイール側シャフトとで構成し、両シャフトの係合をスプライン係合、とくに樹脂スプライン係合とすることで、軸方向相対移動力を低減させ、しかも、少なくとも一方のシャフトの端部をコラム端部より突出するように形成することにより、ロアーコラムとアッパーコラムの圧入嵌合の際にも前記両シャフトのスプライン位相合せを容易に行うことができ、特別な部品を付加することなく、組立性の向上と両シャフト間のガタ発生の防止を図ることができる。
【００５９】
なお、本発明はプッシュスタートボタンを押すとエンジンスタートになる車種で電磁キーロックを採用した場合に特に有効であり、例えば車両停止時のタイヤの変形による反力を受けた状態で、ステアリングホイールがロックされるトルクをできるだけ小さくするために多溝のキーロックカラーおよびスリップリングを使用したものに対し、大径のキーロックカラーとする場合に効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るコラム式電動パワーステアリング装置の縦断面図である。
【図２】本発明による組立方法を説明するために図１に示すコラム式電動パワーステアリング装置を分解した状態で示した縦断面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係るコラム式電動パワーステアリング装置の縦断面図である。
【符号の説明】
【００６１】
１  ホイール側シャフト
２  キーロックカラー
５  アッパーコラム
６  止め輪
７  センサーハウジング
８  出力軸
９  センサーヨーク
１０  センサーコイル
１１  センサー側シャフト
１３  ウォームホイール
１６  トーションバー
２５  ロアーコラム
２６  アッパーコラム組立体
２７  ギヤボックス組立体
【図１】
2009280138.tif 000003
【図２】
2009280138.tif 000004
【図３】
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