(57)【要約】ステアリングホイールに印加された操舵トルクを、トルクセンサーにより検知し、この検知した操舵トルクに対応して電動モータから補助操舵トルクを発生してウォームギヤ機構により減速し、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、ウォームギヤ機構のギヤ噛合位置と、トルクセンサーの位置とは、出力軸の軸方向で、実質的に一致してある。又はウォームギヤ機構のウォームホイールは、軸受を介して、直接、ハウジングに回転自在に支持してある。ステアリング軸と動力補助部の入力軸とが塑性変形により密着固定されている。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングホイールに印加された操舵トルクを、トルクセンサーにより検知し、この検知した操舵トルクに対応して電動モータから補助操舵トルクを発生してウォームギヤ機構により減速し、操舵機構の出力軸に伝達する電力パワーステアリング装置において、
前記ウォームギヤ機構のギヤ噛合位置と、前記トルクセンサーの位置とは、前記出力軸の軸方向で、実質的に一致してあることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
ステアリングホイールに印加された操舵トルクを、トルクセンサーにより検知し、この検知した操舵トルクに対応して電動モータから補助操舵トルクを発生してウォームギヤ機構により減速し、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、
前記ウォームギヤ機構のギヤ噛合位置の略径方向内方に、前記トルクセンサーが配置してあることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
ステアリングホイールに印加された操舵トルクを、トルクセンサーにより検知し、この検知した操舵トルクに対応して電動モータから補助操舵トルクを発生してウォームギヤ機構により減速し、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、
前記ウォームギヤ機構のウォームホイールは、軸受を介して、直接、ハウジングに回転自在に支持してあることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
前記ウォームギヤ機構のギヤ噛合位置と、前記軸受の位置とは、前記出力軸の軸方向で、実質的に一致してあることを特徴とする請求項３に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
ステアリングホイールに印加された操舵トルクを、トルクセンサーにより検知し、この検知した操舵トルクに対応して電動モータから補助操舵トルクを発生してウォームギヤ機構により減速し、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、
前記ウォームギヤ機構のギヤ噛合位置と、前記ウォームホイールの前記出力軸への結合位置とは、前記出力軸の軸方向で、位置ずれしてあることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項６】
前記結合位置は前記ウォームギヤ機構を収納するハウジングの外にあることを特徴とする請求項５に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項７】
ステアリングホイールに印加された操舵トルクを、トルクセンサーにより検知し、この検知した操舵トルクに対応して電動モータから補助操舵トルクを発生してウォームギヤ機構により減速し、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、
前記トルクセンサーは、そのコイルと基板を、合成樹脂により、一体的にモールドして、センサー・アッシィとして構成してあることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項８】
前記基板は、ステアリングシャフトの軸方向に対して、略直角になるように配設してあることを特徴とする請求項７に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項９】
前記センサー・アッシィには、コネクターが合成樹脂により一体的にモールドしてあることを特徴とする請求項７又は８に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１０】
前記センサー・アッシィは、そのコイルと基板と共に、ハウジングに、合成樹脂により一体的にモールドしてあることを特徴とする請求項７又は８に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１１】
前記センサー・アッシィは、そのコイルと基板と共に、ハウジングに、合成樹脂により一体的にモールドしてあることを特徴とする請求項９に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１２】
一端でハンドルに接続されるステアリング軸を軸方向にスライド可能かつ回転自在に支持したコラム部と、ステアリング軸の他端に接続される入力軸と該入力軸から入力されるトルクに応じ動力補助されたトルクを出力する出力軸とを備えた動力補助部とが、前記入力軸と前記ステアリング軸とを結合することにより一体化されている電動パワーステアリング装置において、
前記入力軸と前記ステアリング軸は、その一方若しくは両方を塑性変形させて両者を密着させることにより、相対回転不可能、及び軸方向相対移動不可能に結合されていることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項１３】
前記入力軸と前記ステアリング軸は、その一方若しくは両方に、中実円筒形状の少なくとも一部を軸方向に削った形の平面部を有していることを特徴とする請求項１２に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１４】
前記入力軸と前記ステアリング軸には、前記軸方向相対移動不可能にするための移動規制手段が設けられていることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１５】
ステアリングホイールに印加された操舵トルクを、トルクセンサーにより検知し、この検知した操舵トルクに対応して電動モータから補助操舵トルクを発生して、操舵機構の出力軸に伝達するウォームギヤ機構と、該ウォームギヤ機構を覆うハウジングとを備えた電動パワーステアリング装置において、
前記トルクセンサー用のコイル、その電気接続用コネクタおよびこれら間を接続するためのターミナルは鉄板上に一体化したトルクセンサアセンブリィを形成しており、
各ターミナルにはセンサ回路基板がハンダ付けにより接続されていることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項１６】
前記トルクセンサアセンブリは樹脂で一体成形されている請求項１５に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１７】
前記鉄板にはステアリング軸を取巻く円筒部が一体に形成されていて、該円筒部は軸受を介してステアリング軸を支持していることを特徴とする請求項１５又は１６に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１８】
前記センサ回路基板は前記鉄板にボルトで固定されることにより電気的に接続していることを特徴とする請求項１５に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１９】
前記センサ回路基板は、ステアリングシャフトの軸方向に対して、略直角になるように配設してあることを特徴とする請求項１５に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項２０】
前記トルクセンサアセンブリは前記コイル、前記電気接続用コネクタおよび前記ターミナルを前記鉄板上に合成樹脂により一体的にしたモールド成形体である請求項１５に記載の電動パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、ステアリングホイールに印加された操舵トルクに応じて、電動モータから補助操舵トルクを発生して、ウォームギヤ機構により減速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関する。
【背景技術】  自動車の操舵系では、外部動力源を用いて操舵アシストを行わせる、いわゆるパワーステアリング装置が広く採用されている。従来、パワーステアリング装置用の動力源としては、ベーン方式の油圧ポンプが用いられており、この油圧ポンプをエンジンにより駆動するものが多かった。ところが、この種のパワーステアリング装置は、油圧ポンプを常時駆動することによるエンジンの駆動損失が大きい（最大負荷時において、数馬力〜十馬力程度）ため、小排気量の軽自動車等への採用が難しく、比較的大排気量の自動車でも走行燃費が無視できないほど低下することが避けられなかった。
そこで、これらの問題を解決するものとして、電動モータを動力源とする電動パワーステアリング装置（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｐｏｗｅｒ  Ｓｔｅｅｒｉｎｇ、以下ＥＰＳと記す）が近年注目されている。ＥＰＳには、電動モータの電源に車載バッテリを用いるために直接的なエンジンの駆動損失が無く、電動モータが操舵アシスト時にのみに起動されるために走行燃費の低下も抑えられる他、電子制御が極めて容易に行える等の特長がある。
ＥＰＳでは、ステアリングホイールに印加された操舵トルクに対応して、電動モータから補助操舵トルクを発生して、減速機からなる動力伝達機構により減速して操舵機構の出力軸に伝達するようになっている。
この動力伝達機構（減速機）として、ウォームギヤ機構を用いたＥＰＳでは、電動モータの駆動軸側のウォームに、ウォームホイールが噛合してあり、このウォームホイールは、操舵機構の出力軸（例えば、ピニオン軸、コラム軸）に嵌合してある。
ところで、図７は、例えば特開２００２−１７３０３５号公報に開示されるような、従来に係るコラムアシスト式電動パワーステアリング装置の縦断面図である。
電動モータの駆動力を減速して、コラム軸を動力付勢するコラムアシスト式電動パワーステアリング装置では、ステアリングコラムはアッパーコラム１とロアーコラム２とから成り、アッパーコラム１の車両前方側に、ロアーコラム２が嵌合してあり、これらコラム１，２内に、スプライン嵌合したステアリングシャフトのアッパーシャフト３と入力軸となるロアーシャフト４とが回転自在に支持してある。
ロアーシャフト４（入力軸）の車両前方側には、出力軸５が連結してある。この出力軸５の車両前方側には、自在継手（図示略）等を介してステアリングギヤ（図示略）が連結してある。
ロアーシャフト４（入力軸）の車両前方側には、トーションバー６の基端が圧入固定してあり、このトーションバー６は、中空に形成した出力軸５の内部を延在して、その先端が出力軸５の端部に固定ピン７により固定してある。
電動パワーステアリング装置には、車両後方側のハウジング１１と、これの車両前方側を被覆するカバー１２とが設けてある。これらハウジング１１とカバー１２内であって、出力軸５の車両後方側には、トルクセンサー検出用の溝８が形成してあり、これら溝８の径方向外方には、トルクセンサーのスリーブ９が配置してある。このスリーブ９は、その車両後方側端部がロアーシャフト４（入力軸）の車両前方側端部に、加締め等により固定してある。スリーブ９の径方向外方には、コイル１０や基板５３等が設けてある。
入力軸４と出力軸５とは、トーションバー６を介して連結してあり、入力トルクに応じて相対的に捩れが生じる。この捩れによってコイル１０に生じるインピーダンスの変化を基板５３により検出して信号として出力し、それに応じて電動モータ（図示略）によりアシストが行なわれる。
出力軸５には、電動モータ（図示略）の駆動軸であるウォーム（図示略）に噛合するウォームホイール１５が圧入・嵌合により取付けてある。
ハウジング１１の内径側と、出力軸５との間には、第１軸受１３が介装してあり、カバー１２の内径側と、出力軸５との間には、第２軸受１４が介装してある。即ち、従来の構造では、ウォームホイール１５が出力軸５に固定してあり、この出力軸５が一対の軸受１３，１４を介してハウジング１１及びカバー１２に回転自在に支持してある。
従って、運転者がステアリングホイール（図示略）を操舵することにより発生した操舵力は、入力軸４，トーションバー６，出力軸５及びラックアンドピニオン式ステアリング装置を介して、図示しない転舵輪に伝達される。また、電動モータ（図示略）の回転力は、そのウォーム（図示略）及びウォームホイール１５を介して出力軸５に伝達されるようになっており、電動モータ（図示略）の回転力及び回転方向を適宜制御することにより、出力軸５に適切な操舵補助トルクを付与できるようになっている。
従来、トルクセンサーは、コイル１０をハウジング１１にバネによって固定後、基板５３をネジで固定してハンダ付けを行っている。また、この基板５３の部品面は、ステアリングシャフト３，４の軸方向に、平行に組み付けてある。
ところで、二次衝突時のステアリングコラムのコラプス時、アッパーコラム１は、車両前方に向けてコラプス・ストロークするが、図７の従来の構造では、このコラプス・ストロークは、アッパーコラム１の車両前方端と、ハウジング１１の車両後方部に形成したストッパー部との間の距離（Ｓａ）である。
現在の仕様では、このコラプス・ストロークの距離（Ｓａ）は、充分な距離であって、必要なストローク量を充分に確保している。
しかしながら、近年、種々の事情により、このコラプス・ストロークを増大したいといった要望がある。
一方、電動パワーステアリング装置は、大型化することなく、車両の搭載性を充分に確保したいといった要望もあり、また、トルクセンサー等は、そのまま使用したいといったこともある。
このようなことから、電動パワーステアリング装置を大型化することなく、車両の搭載性を維持しながらも、コラプス・ストロークを増大することができるステアリング装置が待望されている。
また、電動パワーステアリング装置を搭載した車両の大型化、それに伴う出力の増大により、減速ギヤを構成するウォームホイールは、大型化する必要がある。
また、ウォームホイールの樹脂ギヤ部分も、強度の高い強化繊維含有の材質に移行しつつある。
それに反して、電動パワーステアリング装置は、小型・軽量化を要望されており、各部品の重量を減少させるため、その肉厚を薄くするといったこと等も採用されている。
しかしながら、上記の強化繊維含有の樹脂ギヤを使用することにより、その表面の繊維と、ウォームとの摩擦に起因して、樹脂ギヤに振動が発生し、その振動音が発生し易いといったことがある。
また、薄肉化されたウォームホイールの芯金部分は、それ自体の固有振動数が低下するため、振動音がより顕著に耳につきやすいといったことがある。
さらに、振動がステアリングシャフトを伝わって、ステアリングホイールに伝わり易く、ステアリングホイールからも音が発生するといったことがある。
また、組立てに際し部品点数が多く、組立ての途中でハンダを行う必要が有り、作業効率が悪い。
さらに、電子部品の扱いを慎重にする必要が有り、工数が多くなるという問題がある。
さらに、図７に示すように、基板５３の部品面がステアリングシャフト３，４軸方向に平行に組み付けてある為、軸方向に基板５３が大きく張り出して、レイアウト上不利になるという問題がある。
さらに、従来の自動車の電動パワーステアリング装置は、一端部がハンドルに連動するステアリング軸、及びステアリング軸を回転可能に収納するハウジングを有するコラム部と、前記ハンドルに加わる操舵トルクに基づいて駆動制御される動力補助用の電動モータ、及びこれに連動する動力補助機構側の出力軸を有する動力補助部とを備えている。
この動力補助部の入力側端部となる入力軸には、樹脂によりコーティングされたスプラインが形成され、これがコラム部のステアリング軸に嵌合している。このスプラインは、ステアリング軸に対して軸方向にスライド可能なテレスコ機能を付与するものである。さらに、動力補助部は、トーションバーの捻れに対応して操舵トルクを検出するトルクセンサと、動力側の出力軸を支持すると共にトルクセンサを収容する動力補助部ハウジングとを備えている。
この動力補助部とコラム部との結合構造については、図１４に示すように、コラム１１１内に結合部が収容されたタイプの電動パワーステアリング装置がある。これは、先ず、動力補助部１１０の入力軸（図示しない）とコラム部１２０のステアリング軸（図示しない）を結合した後、次の工程で、コラム１１１をスライドさせて、ボルト１１２で動力側ハウジング１１３のフランジ部１１３ａに締結させる構成である。
図１５に示すように、動力補助部１１０とコラム部１２０の結合部１１４が露出したタイプの電動パワーステアリング装置もある。この結合部１１４は、入力軸（図示しない）とステアリング軸１２１とをカシメにより結合しているので、作業スペースの確保のためにコラム１１１で覆われていない。
なお、図１４および図１５において、コラム１２０の図中右方にはコラムを上下あるいは軸方向に調節する所謂チルトテレスコ調節可能に車体側強度部材（図示なし）にする支持ブラケット機構部１３０が設けてあるが、この機構は従来周知のもので本発明とは直接関係がないので説明を省略する。
しかしながら、従来の上記電動パワーステアリング装置においては、そのコラム部１２０は車種によって多種多様であり、且つ動力補助部１１０と結合したユニットとして設計する必要があるため、各部品の汎用性が低くて設計の自由度がなく、設計工数や部品点数の増加を招くという問題点があった。
さらに、コラム部１２０と動力補助部１１０が一体化された状態で性能を保証する必要があるため、中間工程時に性能の不良が発生している場合、これらを結合して全体を完成させた後に不良品が判明することがあり、作業時間の無駄が多くなってしまうという問題点もあった。
それに対して、特開２０００−８５５９６号公報においては、コラム部と動力補助部を離脱・再結合可能な構成としているが、この場合、結合部の部品点数の増加や組立工数の増加を招き、結果的にコストの増加を招くことは避けられなかった。
【発明の開示】
本発明の第１の目的は、装置の大型化を招来することなく車両の搭載性を維持しながらも、コラプス・ストロークを増大することができる、電動パワーステアリング装置を提供することにある。
上記第１の目的を達成するため、本発明の第１の態様によるステアリングホイールに印加された操舵トルクを、トルクセンサーにより検知し、この検知した操舵トルクに対応して電動モータから補助操舵トルクを発生してウォームギヤ機構により減速し、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、
前記ウォームギヤ機構のギヤ噛合位置と、前記トルクセンサーの位置とは、前記出力軸の軸方向で、実質的に一致してあることを特徴とする。
上記第１の目的を達成するための、本発明の第２の態様による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印加された操舵トルクを、トルクセンサーにより検知し、この検知した操舵トルクに対応して電動モータから補助操舵トルクを発生してウォームギヤ機構により減速し、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、
前記ウォームギヤ機構のギヤ噛合位置の略径方向内方に、前記トルクセンサーが配置してあることを特徴とする。
以上説明したように、上記第１の目的を達成するための発明によれば、ウォームギヤ機構のギヤ噛合位置と、トルクセンサーの位置とは、出力軸の軸方向で、実質的に一致してあり、従来の構造（図７）に比べて、トルクセンサーの位置が車両前方側にシフトしてある。
そのため、第１の目的を達成するための発明によれば、図４に示すように、ウォームギヤ機構のギヤ噛合位置と、ハウジング３１の車両後方部に形成したストッパー部３１ａとの間の間隔は、従来の（Ｌａ）から、（Ｌｂ）に短縮することができる。
その結果、アッパーコラム１の車両前方端と、ハウジング３１の車両後方部に形成したストッパー部３１ａとの間のコラプス・ストロークは、従来の（Ｓａ）から、（Ｓｂ）に伸長することができ、著しく増大することができる。
従って、電動パワーステアリング装置の大型化を招来することなく、車両の搭載性を維持しながらも、コラプス・ストロークを増大することができる。また、トルクセンサー等は、そのまま使用することができる。
本発明の第２の目的は、ウォームホイールに起因する振動音を抑制し、また、ウォームホイールの出力軸への結合の簡略化を図り、さらに、全体の軸方向長さの短縮化を図ることができる電動パワーステアリング装置を提供することにある。
第２の目的を達成するための発明の第１の態様による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印加された操舵トルクを、トルクセンサーにより検知し、この検知した操舵トルクに対応して電動モータから補助操舵トルクを発生してウォームギヤ機構により減速し、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、
前記ウォームギヤ機構のウォームホイールは、軸受を介して、直接、ハウジングに回転自在に支持してあることを特徴とする。
第２の目的を達成するための発明の電動パワーステアリング装置は、好ましくは、前記ウォームギヤ機構のギヤ噛合位置と、前記軸受の位置とは、前記出力軸の軸方向で、実質的に一致してある。
第２の目的を達成するための発明の電動パワーステアリング装置は、好ましくは、前記ウォームギヤ機構のギヤ噛合位置と、前記ウォームホイールの前記出力軸への結合位置とは、前記出力軸の軸方向で、位置ずれしてある。
第２の目的を達成するための発明の第２の態様による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印加された操舵トルクを、トルクセンサーにより検知し、この検知した操舵トルクに対応して電動モータから補助操舵トルクを発生してウォームギヤ機構により減速し、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、
前記トルクセンサーは、そのコイルと基板を、合成樹脂により、一体的にモールドして、センサー・アッシィとして構成してある。
第２の目的を達成するための発明の第２の態様による電動パワーステアリング装置において、好ましくは、前記基板は、ステアリングシャフトの軸方向に対して、略直角になるように配設してある。
第２の目的を達成するための発明の第２の態様による電動パワーステアリング装置において、好ましくは、前記センサー・アッシィには、コネクターが合成樹脂により一体的にモールドしてある。
第２の目的を達成するための発明の第２の態様による電動パワーステアリング装置において、好ましくは、前記センサー・アッシィは、そのコイルと基板と共に、ハウジングに、合成樹脂により一体的にモールドしてある。
以上説明したように、第２の目的を達成するための発明によれば、ウォームギヤ機構のウォームホイールは、軸受を介して、直接、ハウジングに回転自在に支持してあることから、ウォームホイールとウォームとの間で発生した振動により、振動音が発生したとしても、ウォームホイールの芯金部分の固有振動による影響を最小限に抑えることが可能であり、結果的に振動音を抑制することができる。また、発生した振動は、主に軸受を介してハウジングに吸収されるため、ステアリングシャフトに伝達される振動が減少し、ステアリングホイールからの音を減少することができる。
また、第２の目的を達成するための発明によれば、ウォームギヤ機構のギヤ噛合位置と、軸受の位置とは、出力軸の軸方向で、実質的に一致してあることから、軸受を含めたウォームホイール及び出力軸の軸方向長さを短縮することができる。さらに、噛合いでウォームホイールに発生するラジアル荷重は、この軸受により受け止められるため、出力軸には、このラジアル荷重は、伝達されない。これにより、出力軸には、回転トルクのみが伝達されることから、ウォームホイールの芯金部分と、出力軸との結合方法は、より簡略化が可能になる。
さらに、第２の目的を達成するための発明によれば、ウォームギヤ機構のギヤ噛合位置と、前記ウォームホイールの出力軸への結合位置とは、前記出力軸の軸方向で、位置ずれしてあることから、トルクセンサーのコイルの位置をハウジングの中心付近に移動することができ、電動パワーステアリング装置の軸方向長さを短縮することができる。
さらに、第２の目的を達成するための発明によれば、ウォームギヤ機構のギヤ噛合位置と、前記ウォームホイールの出力軸への結合位置とは、前記出力軸の軸方向で、位置ずれしてあり、従来の構造（図７）に比べて、トルクセンサーの位置が車両前方側にシフトしてある。そのため、図４に示すように、ウォームギヤ機構のギヤ噛合位置と、ハウジング３１の車両後方部に形成したストッパー部３１ａとの間の間隔は、従来の（Ｌａ）から、（Ｌｂ）に短縮することができる。その結果、アッパーコラム１の車両前方端と、ハウジング３１の車両後方部に形成したストッパー部３１ａとの間のコラプス・ストロークは、従来の（Ｓａ）から、（Ｓｂ）に伸長することができ、著しく増大することができる。従って、電動パワーステアリング装置の大型化を招来することなく、車両の搭載性を維持しながらも、コラプス・ストロークを増大することができる。また、トルクセンサー等は、そのまま使用することができる。
また、トルクセンサーは、そのコイルと基板を、合成樹脂により、一体的にモールドして、センサー・アッシィとして構成してあることから、組立て中のハンダ工程をなくすことができ、ひいては、組立工程の簡略化を図ることができる。また、電子部品の扱いを容易にして、工数を少なくすることができる。
さらに、基板は、ステアリングシャフトの軸方向に対して、略直角になるように配設してあることから、軸方向の長さを短縮することが可能となり、レイアウトの自由度を向上することができる。
本発明の第３の目的は、部品点数の増加や組立工数の増加を招かずに、容易に確実に動力補助部とコラム部を結合させることができる、簡単な構成の電動パワーステアリング装置を提供することにある。
第３の目的を達成するための発明によれば、一端でハンドルに接続されたステアリング軸を軸方向にスライド可能かつ回転自在に支持したコラム部と、ステアリング軸の他端に接続される入力軸と該入力軸から入力されるトルクに応じ動力補助されたトルクを出力する出力軸とを備えた動力補助部とが、前記入力軸と前記ステアリング軸とを結合することにより一体化されている電動パワーステアリング装置において、前記入力軸と前記ステアリング軸は、その一方若しくは両方を塑性変形させて両者を密着させることにより、相対回転不可能、及び軸方向相対移動不可能に結合されていることを特徴としている。
第３の目的を達成するための発明の電動パワーステアリング装置において、前記入力軸と前記ステアリング軸は、その一方若しくは両方に、軸の円筒形状の少なくとも一部を軸方向に削った形の平面部を有していることが好ましい。
また、第３の目的を達成するための発明の電動パワーステアリング装置において、前記入力軸と前記ステアリング軸には、前記軸方向相対移動不可能にするための移動規制手段が設けられていることが好ましい。
第３の目的を達成するための発明によれば、入力軸とステアリング軸の一方若しくは両方を塑性変形させるので、取り付けのガタを無くすことができ、部品点数や組立工数を増加させることなく、容易に且つ確実に動力補助部とコラム部を離脱不可能に結合させることができる。したがって、第３の目的を達成するための発明によれば、動力補助部とコラム部を別々のユニットとして組み立て、最後に結合して一体化することができるため、各ユニットの性能保証が容易になる。また、第３の目的を達成するための発明によれば、動力補助部を汎用ユニットとして、コラム部を別に設計することができるので、設計の自由度が増し、コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】  図１は、本発明の第１実施の形態に係るコラムアシスト式電動パワーステアリング装置の要部の縦断面図である。
図２は、本発明の第２実施の形態に係るコラムアシスト式電動パワーステアリング装置の要部の縦断面図である。
図３は、本発明の第３実施の形態に係るコラムアシスト式電動パワーステアリング装置の要部の縦断面図である。
図４は、本発明に係るコラムアシスト式電動パワーステアリング装置の縦断面図である。
図５Ａは、本発明の第４実施の形態に係るコラムアシスト式電動パワーステアリング装置の要部の縦断面図であり、図５Ｂは、センサー・アッシィの断面図である。
図６Ａは、本発明の第５実施の形態に係るコラムアシスト式電動パワーステアリング装置の要部の縦断面図であり、図５Ｂは、センサー・アッシィの断面図である。
図７は、従来に係るコラムアシスト式電動パワーステアリング装置の縦断面図である。
図８は、本発明の第６の実施形態を示すＥＳＰの動力補助部とコラム部の結合部の分解図である。
図９Ａ、図９Ｂはそれぞれ、本発明の第６の実施形態の入力軸の正面図、ステアリング軸の正面図である。
図１０Ａ−図１０Ｃは、それぞれ、入力軸とステアリング軸の結合構造を示す組み込み時、カシメによる塑性変形時とカシメによる塑性変形後の断面図である。
図１１は、本発明の第７の実施形態を示すＥＰＳの動力補助部とコラム部の結合部の分解図である。
図１２Ａ、図１２Ｂは、それぞれ、本発明の第７の実施形態の入力軸の正面図とステアリング軸の正面図である。
図１３Ａ、図１３Ｂ、図１３Ｃは、それぞれ、入力軸とコラム軸の結合構造を示すカシメによる塑性変形前とカシメによる塑性変形後とリベット固定の断面図である。
図１４は、従来のＥＰＳの動力補助部とコラム部の結合部（コラム内収容タイプ）を示す側面図である。
図１５は、従来のＥＰＳの動力補助部とコラム部の結合部（露出タイプ）を示す側面図である。
図１６は、本発明の第８実施の形態に係わるコラムアシスタント式電動パワーステアリング装置の動力補助部とコラム部の結合部の中央断面図である。
図１７は図１６に示す結合部の右側面である。
図１８はセンサー・アッシィの中央縦断面図である。
図１９は図１８に示すセンサー・アッシィの左側面図である。
図２０は図１８に示すセンサー・アッシィの右側面である。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、本発明の実施の形態に係る電動パワーステアリング装置を図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の第１実施の形態に係るコラムアシスト式電動パワーステアリング装置の要部を示す縦断面図である。
図１に示すように、入力軸であるロアーシャフト４の車両前方側には、出力軸５が連結してある。この出力軸５の車両前方側には、自在継手（図示略）等を介してステアリングギヤ（図示略）が連結してある。ロアーシャフト４（入力軸）の車両前方側には、トーションバー６の基端が圧入固定してあり、このトーションバー６は、中空に形成した出力軸５の内部を延在して、その先端が出力軸５の端部に固定ピン７により固定してある。
本実施の形態では、ギヤ減速機構のウォームホイール２０は、出力軸５に嵌合した芯金２１と、この芯金２１に設けた樹脂ギヤ２２とからなる。
芯金２１は、その基部２１ａが軸方向車両前方に突出して最も小径であり出力軸５に嵌合している。芯金２１は先端側ほど車両後方に斜めに傾斜してあり、階段状に径が大きくなり後述する第１及び第２軸受４１，４２を固定するための、最大径の先端段部２１ｃと、中間段部２１ｂとを有していて、先端段部２１ｃの外径部に樹脂ギヤ２２を形成している。
芯金２１は、その基部２１ａの内径側に、出力軸５に形成したトルク検出用の溝８に嵌合する溝２１ｄが形成してあり、これにより、出力軸５と芯金２１との相対回転を防止している。
出力軸５と芯金２１とは、圧入・嵌合により互いに固定されている。芯金２１の溝２１ｄの小径は、入力軸４の最大径よりも、大径に形成してあり、これにより、コラプス時、入力軸４は、干渉せずに車両前方に移動できるようになっている。
電動パワーステアリング装置のハウジングは、車両後方側のハウジング要素３１と、これの車両前側の中間ハウジング要素３２と、これを前方から被覆するカバー３３と、からなる。
車両後方側のハウジング３１には、その車両後方端に、コラプス時にアッパーコラム１の先端部が当接するストッパー部３１ａが形成してある。本実施の形態では、入力軸４をシールするシール部材３４は、ハウジング３１のストッパー部３１ａの略内方側に配置してある。
中間ハウジング３２には、後述する樹脂カラー、もしくは樹脂モールド部５１の径方向外方にまで延在する延在部３２ａを有しており、この延在部３２ａの外径側は、後述する第１軸受４１を固定するようになっている。
芯金２１の先端段部２１ｃの内径側と、中間ハウジング３２の延在部３２ａの外径側との間に、シール付きの第１軸受４１が介装してあり、これにより、芯金２１が回転自在に中間ハウジング３２に支持してある。
芯金２１の中間段部２１ｂの外径側と、カバー３３の内径側との間に、シール付きの第２軸受４２が介装してあり、これにより、芯金２１が回転自在にカバー３３に支持してある。この構成により、芯金２１の基部２１ａはカバー３３、中間ハウジング要素３１およびカバー３３とから成るハウジングの外で出力軸５に嵌合固定されており、そしてウォームホイール２０の樹脂ギヤ２２と動力補助用電動モータの出力軸であるウォーム１７との噛み合い位置はウォームホイール２０の芯金２１と出力軸５との嵌合固定位置とは軸方向にずれている。
このように、ウォームホイール２０は、第１及び第２軸受４１，４２を介して、直接、中間ハウジング３２とカバー３３に回転自在に支持してあることから、ウォームホイール２０とウォーム１７との間で発生した振動により、振動音が発生したとしても、ウォームホイール２０の芯金２１の固有振動による影響を最小限に抑えることが可能であり、結果的に振動音を抑制することができる。また、発生した振動は、主に第１及び第２軸受４１，４２を介して、中間ハウジング３２やカバー３３に吸収されるため、ステアリングシャフト１，２に伝達される振動が減少し、ステアリングホイール（図示略）からの音を減少することができる。
ウォーム１７とウォームホイール２０のギヤ噛合位置と、第１及び第２軸受４１，４２の位置とは、出力軸５の軸方向で、実質的に一致してあることから、第１及び第２軸受４１を含めたウォームホイール２０及び出力軸５の軸方向長さを短縮することができる。さらに、噛合いでウォームホイール２０に発生するラジアル荷重は、この第１及び第２軸受４１，４２により受け止められるため、出力軸には、このラジアル荷重は、伝達されない。これにより、出力軸５には、回転トルクのみが伝達されることから、ウォームホイール２０の芯金２１と、出力軸５との結合方法は、上述した溝・嵌合と圧入・嵌合のように、簡略化が可能になる。
出力軸５の車両後方側には、トルクセンサー検出用の溝８が形成してあり、これら溝８の径方向外方には、トルクセンサーのスリーブ９が配置してある。このスリーブ９は、その車両後方側端部がロアーシャフト４（入力軸）の車両前方側端部に、加締めによる塑性変形等により固定してある。
スリーブ９の径方向外方には、コイル１０が設けてある。このコイル１０は、中間ハウジング３２の延在部３２ａの内径側に設けた樹脂モールド部５１に圧入してあり、その反対側より固定用カバー５２が溶着してある。この樹脂モールド部５１は、コイル１０と一体的に成形してあってもよい。
樹脂モールド部５１には、環状の基板５３が設けてあると共に、その外周部には、コネクター５４（ハーネス）が設けてある。なお、この樹脂モールド部５１には、ホイール上に設けられた被検出手段によりホイール角度を検出するセンサーを設けることも可能である。
ウォーム１７とウォームホイール２０のギヤ噛合位置と、トルクセンサーの位置とは、出力軸５の軸方向で、実質的に一致してある（ギヤ噛合位置の略径方向内方に、トルクセンサーが配置してある）。
即ち、ウォーム１７とウォームホイール２０のギヤ噛合位置と、ウォームホイール２０と出力軸５との嵌合位置（芯金２１の基部２１ａ）とは、出力軸５の軸方向で、位置ずれしてある。これにより、トルクセンサーのコイル１０の位置を中間ハウジング３２の中心付近に移動することができ、電動パワーステアリング装置の軸方向長さを短縮することができる。
したがって、従来の構造（図７）に比べて、トルクセンサーの位置が車両前方側にシフトしてある。そのため、図４に示すように、本実施形態ではウォームギヤ機構のギヤ噛合位置と、ハウジング３１の車両後方部に形成したストッパー部３１ａとの間の間隔は、従来の（Ｌａ）から、（Ｌｂ）に短縮することができる。その結果、アッパーコラム１の車両前方端と、ハウジング３１の車両後方部に形成したストッパー部３１ａとの間のコラプス・ストロークは、従来の（Ｓａ）から、（Ｓｂ）に伸長することができ、著しく増大することができる。従って、電動パワーステアリング装置の大型化を招来することなく、車両の搭載性を維持しながらも、コラプス・ストロークを増大することができる。また、トルクセンサー等は、そのまま使用することができる。
図２は、本発明の第２実施の形態に係るコラムアシスト式電動パワーステアリング装置の縦断面図である。
本実施の形態は、その基本的構造が上述した第１実施の形態と同様であり、相違する点についてのみ説明する。
本実施の形態では、第１軸受４１は、止め輪６１により、中間ハウジング３２の延在部３２ａに固定してあり、芯金２１の先端段部２１ｃには、その先端を加締めることにより塑性変形して固定してある。
第１軸受４１は、内部隙間が小さいことが望ましく、４点接触軸受を使用してもよい。
カバー３３と、芯金２１の中間段部２１ｂとの間には、シール部材６２が介装してある。これにより、潤滑剤の流出を防止している。さらに、第２軸受４２を廃止したことにより、減速部のサイズの小型化が可能になる。
図３は、本発明の第３実施の形態に係るコラムアシスト式電動パワーステアリング装置の縦断面図である。なお、図３では、ウォームと電動モータは省略してある。
本実施の形態は、その基本的構造が上述した第１又は第２実施の形態と同様であり、相違する点についてのみ説明する。
本実施の形態では、中間ハウジング３２が廃止してあり、ウォームホイール２０やトルクセンサー等は、ハウジング３１とカバーハウジング３３とを合体した内部に収納してある。
芯金２１の中間段部２１ｂと、カバーハウジング３３の内径側との間に、シール付きの第１軸受７１が介装してあり、これにより、芯金２１が回転自在にカバーハウジング３３に支持してある。なお、第１軸受７１は、止め輪７１ａにより芯金２１に固定してある。
第３実施の形態には、第１又は第２実施の形態のシール部材３４に代えて、シール付きの第２軸受７２が設けてある。このシール付きの第２軸受７２は、ハウジング３１のストッパー部３１ａの略内方側と、ロアーシャフト４（入力軸）の車両前方部との間に介装してある。
図５Ａは、本発明の第４実施の形態に係るコラムアシスト式電動パワーステアリング装置の縦断面図であり、図５Ｂは、センサー・アッシィの断面図である。
本実施の形態は、その基本的構造が上述した第１乃至第３実施の形態と同様であり、相違する点についてのみ説明する。なお、本実施の形態は、特に、第３実施の形態に類似している。
本実施の形態では、図５Ｂに示すように、トルクセンサーは、コイル１０と、基板５３と、コネクター５４とを、合成樹脂により一体的にモールドして、樹脂モールド部５１を形成し、センサー・アッシィＳＡとして構成してある。なお、センサー・アッシィＳＡは、ネジ５５によって、ギヤカバー３１（すなわち、ハウジング）に固定してある。
従って、組立て中のハンダ工程をなくすことができ、ひいては、組立工程の簡略化を図ることができる。また、電子部品の扱いを容易にして、工数を少なくすることができる。即ち、基板５３の部品面が表面に露出することがないため、静電気の対策が不要になり、取り扱いも簡素化できる。
さらに、基板５３は、ステアリングシャフト３，４の軸方向に対して、略直角になるように配設してあることから、軸方向の長さを短縮することが可能となり、レイアウトの自由度を向上することができる。
コイル１０は、基板５３と接続された状態で、一体的にモールドしてある。
センサー・アッシィＳＡは、ＥＣＵ（図示略）と接続するコネクター５４も同時に成形することができる。さらに、コネクター５４の代わりに、ハーネスをモールドしても良い。
図６Ａは、本発明の第５実施の形態に係るコラムアシスト式電動パワーステアリング装置の縦断面図であり、図６Ｂは、センサー・アッシィの断面図である。
本実施の形態は、その基本的構造が上述した第１乃至第４実施の形態と同様であり、相違する点についてのみ説明する。なお、本実施の形態は、特に、第１及び第４実施の形態に類似している。
本実施の形態では、図６Ｂに示すように、トルクセンサーは、コイル１０と、基板５３と、コネクター５４とを、合成樹脂により一体的にモールドし、樹脂モールド部５１を形成してセンサー・アッシィＳＡとして構成してある。
センサー・アッシィＳＡは、そのコイル１０や基板５３等と共に、ハウジング３１（ギヤカバー）に、合成樹脂により一体的にモールドしてある
従って、組立て中のハンダ工程をなくすことができ、ひいては、組立工程の簡略化を図ることができる。また、電子部品の扱いを容易にして、工数を少なくすることができる。即ち、基板５３の部品面が表面に露出することがないため、静電気の対策が不要になり、取り扱いも簡素化できる。
基板５３は、ステアリングシャフト３，４の軸方向に対して、略直角になるように配設してあることから、軸方向の長さを短縮することが可能となり、レイアウトの自由度を向上することができる。
コイル１０は、基板５３と接続された状態で、一体的にモールドしてある。センサー・アッシィＳＡは、ＥＣＵ（図示略）と接続するコネクター５４も同時に成形することができる。コネクター５４の代わりに、ハーネスをモールドしても良い。
本実施の形態では、入力軸４の車両前方側には、トルクセンサー検出用の溝８が形成してあり、これら溝８の径方向外方には、トルクセンサーのスリーブ９が配置してある。このスリーブ９は、その車両前方側端部が出力軸５の車両後方側端部に、加締めによる塑性変形等により固定してある。
ウォームホイール２０（２１，２２）は、第１及び第２軸受４１，４２を介して、直接、ハウジング３１（ギヤカバー）やハウジング３３に回転自在に支持してあることに加えて、入力軸４は、ハウジング３１（ギヤカバー）に、第３の軸受８１により回転自在に支持してある。
図８は本発明の第６の実施形態を示す電動パワーステアリング装置（以下ＥＰＳと書くこともある）の動力補助部とコラム部の結合部の分解図、図９Ａ、図９Ｂはそれぞれ第１の実施形態の入力軸の正面図とコラム軸の正面図である。
本発明の第６の実施形態について図８及び図９Ａ、図９Ｂを参照して説明する。電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）の動力補助部１１０のハウジング１０１に回転自在に支持された入力軸１０２は、軸の回転トルクを検知するトルクセンサー（図示しない）を備えている。ハウジング１０１内には、動力補助用の電動モータ、このモータの軸に取り付けられたウォーム、ウォームと噛み合うウォームホイール等の周知の動力補助減速機構が組み込まれている。動力補助減速機構自体は周知の構造でよく本発明に直接関係がないので図示を省略してある。動力補助減速機構のウォームホイールが外嵌・固定されハウジング１０１に回転自在に支持された出力軸１０３は、トルクセンサーの検知したトルクに応じて駆動される電動モータの駆動力を車両下部に設けられたステアリングギヤボックス内のギヤ機構（図示なし）に伝達する。
この実施形態では、動力補助部１１０とコラム部（図１４及び図１５参照）とは各々別ユニットとして組み立てられ、最後に結合される構成であり、結合された後動力補助部１１０とコラム部１２０との外観状態は図１４または図１５と基本的に同じであるので、結合された後の状態について本実施形態の図示は省略してある。
動力補助部１１０の入力軸１０２は、図９Ａに示すように、中実の円筒形状軸を、周方向に等間隔で軸方向に削った形の平面部１０２ｂを４つ有する形状で、各平面部１０２ｂには中央に断面が逆円弧形状の軸溝１０２ｃが軸方向に形成されている。この入力軸１０２の断面形状は、軸心に対して同一半径の円弧Ｒ部１０２ａが４つ周方向に等間隔で設けられ、この各円弧Ｒ部１０２ａ間の部分は直線状であって、この直線状の中央部は軸心に向かって凹の逆円弧形状となっている、即ち、正四角形の角部が円弧Ｒ部１０２ａで、四角形の各辺の中央に逆円弧形状を設けた形状となっている。この軸溝１０２ｃは軸方向に所定長さ形成されており、この軸溝１０２ｃの出力軸１０３側（図８参照）の端部位置の円弧Ｒ部１０２ａの部分には、周方向に円弧Ｒの径より小さい最小径を有する掛止溝１０２ｄが周方向に形成されている。軸溝１０２ｃは、鍛造にて容易に成形することが可能である。
一方、コラム部側のステアリング軸１０４の結合部１０４ａは、入力軸１０２に外嵌するものであって、その内径は入力軸１０２の外径と同じである。この結合部１０４ａには、入力軸１０２の平面部１０２ｂの軸溝１０２ｃに対応する位置に、切り欠き１０４ｂが軸方向に所定長さ（例えば、円弧Ｒ部１０２ａと略同じ長さ）設けられている。そして、図９Ｂに示すように、結合部１０４ａの切り欠き１０４ｂの無い部分である嵌合部１０４ｃの軸方向先端は内径側に折り返して形成した第１掛止部１０４ｄとなっており、嵌合部１０４ｃの周方向一端側の側辺も内径側に折り曲げて形成した第２掛止部１０４ｅとなっている。この第１掛止部１０４ｄと入力軸１０２の掛止溝１０２ｄにより移動規制手段が構成されている。この第１掛止部１０４ｄは結合部１０４ａを入力軸１０２に対して軸方向の位置決めをする機能を、第２掛止部１０４ｅは結合部１０４ａの回転方向の位置決めをする機能をそれぞれ有している。
図１０Ａ−図１０Ｃは、それぞれ入力軸１０２とコラム軸１０４の結合構造を示す組み込み時とカシメによる塑性変形時とカシメによる塑性変形後の断面図である。
上記の構成において、動力補助部１１０とコラム部を結合する際には、図８に示すように、ステアリング軸１０４の結合部１０４ａに円筒状のカラー１０５を装着し、図１０Ａに示すように、結合部１０４ａの切り欠き１０４ｂと入力軸１０２の円弧Ｒ部１０２ａの位相を合わせて結合部１０４ａを入力軸１０２に外嵌させ、結合部１０４ａの第１掛止部１０４ｄが、入力軸１０２の掛止溝１０２ｄ位置に来るまで結合部１０４ａを押し込む。
次に、図１０Ｂに示すように、結合部１０４ａの第１掛止部１０４ｄが入力軸１０２の掛止溝１０２ｄに嵌合するように、入力軸１０２と結合部１０４ａを相対回転させるが、この実施形態では、結合部１０４ａを矢印方向（すなわち、本実施形態において反時計回り）に回転させる。このように、結合部１０４ａの第１掛止部１０４ｄを入力軸１０２の掛止溝１０２ｄに嵌合させて所定量回転させると、入力軸１０２の円弧Ｒ部１０２ａの軸方向の側辺が結合部１０４ａの第２掛止部１０４ｅに掛止されて回転が規制される。この時点で、入力軸１０２の円弧Ｒ部１０２ａ外径と結合部１０４ａの嵌合部１０４ｃ内径は一致しているので、互いの軸ずれが生じることはない。
この状態で、図１０Ｂに示すように、入力軸１０２の４つの軸溝１０２ｃ位置に、外側から軸心方向に向かって荷重を与える工程を実施する。この際、外側の２方向から挟むように軸心方向（矢印方向）に向かって荷重を与える工程を、角度を９０度変えた場合を含めて計２回実施し、図１０Ｃに示すように、結合部１０４ａの嵌合部１０４ｃの他方の側辺部１０４ｆをカシメて塑性変形させる。
これにより、結合部１０４ａの嵌合部１０４ｃは、入力軸１０２の４つの円弧Ｒ部１０２ａに外嵌・密着するようになり、カラー１０５の、切り欠き１０４ａに対応する部分は、入力軸１０２の４つの軸溝１０２ｃの凹に追従した内径側に凹んだ形になる。この構成により、ステアリング軸１０４の結合部１０４ａは、入力軸１０２に対して回転方向に相対回転不可能に、及び軸方向に軸方向相対移動不可能となる、即ち、入力軸１０２とステアリング１０４とは離脱不可能とされ、軸ズレ等が発生することもない。
このカシメによる塑性変形時に与える荷重は、向かい合った切り欠き１０４ａに同時に荷重を与えることが望ましい。結合部１０４ａの周囲には、この荷重を与える手段を導入するためのスペースを確保する必要がある。また、この荷重を与えるパンチは、カラー１０５を軸溝１０２ｃの凹の位置まで大きく塑性変形させて、より強固に固定するために、その先端がＲ若しくは球形にする必要がある。
このように、入力軸１０２とステアリング軸１０４の一方、若しくは両方を塑性変形させて両者を密着させることによって相対回転不可能及び軸方向相対移動不可能（離脱不可能）に結合するので、取り付けのガタを無くすことができ、部品点数を増加させることなく、容易に動力補助部１１０とコラム部を結合させることができる。
また、入力軸１０２とステアリング軸１０４の双方は、同心の円筒（円弧）形状を有しているので、回転において軸ズレ等が発生することはない。且つ、円筒形状を軸方向に削った形の平面部１０２ｂを有しているので、回転方向のトルクを伝達する際、発生するトルクに対して十分な強度を有している。さらに、軸方向の移動規制手段を有しているので、入力軸１０２とステアリング軸１０４の軸方向の相対変位は発生しない。
以上のように、動力補助部１１０とコラム部を別々のユニットとして組み立て、最後に結合して一体化することができるので、各ユニットの性能保証を実施するのが容易になる。また、動力補助部を汎用ユニットとして、コラム部を別に設計することができるので、設計の自由度が増し、コストを低減することができる。
通常、動力補助部１１０とコラム部は各々異なる機能を有するため、各ユニットで性能保証を実施した後、全体の組み立てを行っても性能が損なわれる可能性は低く、コラム部と動力補助部１１０を離脱不可能に結合しても問題は生じない。
尚、この第６の実施形態における軸方向の移動規制手段は、塑性変形によって作られる構成であっても良い。
次に、第７の実施形態について図１１及び図１２を参照して説明する。
図１１は本発明の第７の実施形態を示すＥＰＳの動力補助部とコラム部の結合部の分解図、図１２Ａ、図１２Ｂはそれぞれ第７の実施形態の入力軸の正面図とステアリング軸の正面図である。
第７の実施形態は、上記第６の実施形態と同様の部分もあり、同一部材には同一番号を付している。この第７の実施形態の入力軸１０２は、軸本体径より若干小さい径の２つの円弧Ｒ部１０２ｆを同心で有し、周方向において２つの円弧Ｒ部１０２ｆ間は、軸心を挟んで互いに平行な２つの平面部１０２ｇとされている。この入力軸１０２の円弧Ｒ部１０２ｆと平面部１０２ｇは、軸端から軸方向に所定長さ設けられている。この平面部１０２ｇの中央位置には反対側の平面部１０２ｇに貫通する貫通孔１０２ｈが設けられている。
一方、ステアリング軸１０４の結合部１０４ａには、入力軸１０２の円弧Ｒ部１０２ｆ、平面部１０２ｇ、及び貫通孔１０２ｈに対応する位置に、各々円弧Ｒ部１０４ｇ、平面部１０４ｈ、及びカシメ孔１０４ｉが設けられている。
図１３Ａ−図１３Ｃ、それぞれは入力軸とコラム軸の結合構造を示すカシメ前とカシメ後とリベット固定時の断面図である。
上記の構成において、動力補助部１１０とコラム部を結合する際には、図１３Ａに示すように、ステアリング軸１０４の結合部１０４ａを入力軸１０２に外嵌させた後、ピン状のパンチを、カシメ孔１０４ｉ部分の両側から矢印方向に打ち込むことによりカシメて平面部１０４ｈの先端を塑性変形させる。これにより、図１３Ｂに示すように、ステアリング軸１０４の平面部１０４ｈが塑性変形して入力軸１０２の貫通孔１０２ｈ内に圧入・内嵌した形になる。この状態で、図１３Ｃに示すように、塑性変形により形成された孔内にリベット（あるいはボルト）１０６を貫通させて、貫通したリベット１０６端部を潰すことにより、ステアリング軸１０４の結合部１０４ａを入力軸１０２に強固に固定することができる。
このように、第７の実施形態は、上記第６の実施形態よりも簡単な構成でありながら、ステアリング軸１０４の結合部１０４ａは、動力補助部１１０の入力軸１０２に対して、容易に且つ確実に回転方向及び軸方向の変位不可能に結合されるので、第６の実施形態と同様、若しくはそれ以上の効果を期待できることは言うまでもない。
図１６は、本発明の第８実施の形態に係るコラムアシスト式電動パワーステアリング装置の動力補助部とコラム部の結合部の中央縦断面図であり、図１７はその右側面である。図１８はセンサー・アッシィの中央縦断面図であり、図１９はその左側面図および図２０はその右側面である。
本第８実施の形態は、その基本的構造が上述した第１乃至第３実施の形態と同様であり、相違する点を主として説明する。
図１６に示すように、入力軸であるロアーシャフト２０４の車両前方側には、出力軸２０５が連結してある。この出力軸２０５の車両前方側には、自在継手（図示略）等を介してステアリングギヤ（図示略）が連結してある。ロアーシャフト２０４（入力軸）の車両前方側には、トーションバー２０６の基端が圧入固定してあり、このトーションバー２０６は、中空に形成した入力軸２０４と出力軸２０５の内部を延在して、その先端が出力軸２０５の端部に固定してある。
本実施の形態では、ギヤ減速機構のウォームホイール２２０は、出力軸２０５に嵌合した芯金２２１と、この芯金２２１に設けた樹脂ギヤ２２２とからなる。
芯金２２１は、車両前方に突出する基部２２１ａが出力軸２０５に嵌合してあり、車両後方に斜めに傾斜して延び車両後方に先端大径部２２１ｃを形成している。先端大径部２２１ｃの外径部に樹脂ギヤ２２２を固設している。先端大径部２２１ｃの内径側および基部２２１ａの外径側にはそれぞれ後述する第１及び第２軸受２４１，２４２が固定されている。
芯金２２１は、その基部２２１ａの内径側で出力軸５に固定されており、出力軸５と芯金２１との相対回転はない。
電動パワーステアリング装置のハウジングは、ギヤ減速機構を外径側から覆うハウジング要素２３２と、これを前方から被覆するカバー２３３と、車両後方側でボルト２４０によりハウジング要素２３２に固設されたトルクセンサーアッシィＳＡとから構成されている。
ハウジング要素２３２は車両後方側で、芯金２２１の大径部２２１ｃの形成する空間内に延び大径部２２１ａの内周面に径方向に対向する外周部を有する軸受支持部２３２ａを形成している。芯金２２０の大径部２２１の内周面とこの軸支持部２２０ａの外周面との間に第１軸受２４１が介装されている。
他方、ハウジングのカバー２３３の内径面と芯金２２０の基部２２１ａの外周面との間には第２軸受２４２が介装されている。
トルクセンサアッシィＳＡは鉄板フランジ２５０にコイル２１０、センサー電子回路基板２５３および外部接続用コネクター２５４を主な構成部品としてそれらを合成樹脂により一体的にしたモールド成形体２５１である。
トルクセンサアッシィＳＡの鉄板フランジ２５０の内径側は車両後方に突出する円筒部２５０ａを一体に形成していて、この円筒部２５０ａの内周と入力軸２０４の外周との間に軸受２６０が圧入固定されていて、入力軸２０４の振れを抑制できるようになっている。
図１８−図２０を参照して、より詳述すれば、トルクセンサアッシィＡＳを形成するモールド成形体２５１は、入力軸２０４の外周を取巻き、かつハウジング要素２３２の軸受支持部２３２ａの径方向内側の空間にまで軸方向に延びる円筒部２５１ａを一体に備えている。一方、入力軸２０４の外周にはトルク検出用の溝２０８が形成されていて、これら溝２０８の径方向外側にはトルクセンサーのスリーブ２０９が出力軸２０５の後端外周に固設されている。
このスリーブ２０９を取巻きかつ径方向に対向して、トルクセンサ用コイル２１０が円筒部２５１ａ内周側に設けられている。
モールド成形体２５１は円筒部２５１ａに一体に円筒部２５１ａ上方に延びる大むね四角形状の回路基板支持板部２５１ｂとを一体に有している。基板支持板部２５１ｂには、ハウジング内側に向かう面にセンサ回路基板２５３がステアリングシャフトの軸方向に対して略直角になるように配設され、該センサ回路基板２５３はボルト２５３ｃによって鉄板フランジ２５０に固設されている。センサ回路基板２５３は各ターミナル２５３ｅにハンダ付けにより接続されており、各ターミナル２５３ｅはモールド成形体２５１内に埋込まれた導線２５５を介してコイル２１０およびコネクタ２５４に接続されている。
トルクセンサＡＳは鉄板フランジ２５０の３ヵ所でボルト２６５ａ、２６５ｂ、２６５ｃによりハウジング要素２３２の対向面に締付け固定されている。
このような構成で、センサ回路基板２５３と鉄板フランジ２５０とはボルト２５３ｃで締結され、センサ回路基板２５３上の回路パターンと鉄板フランジ２５０とは接地されているので、電磁ノイズによる不具合を抑制することができる。鉄板フランジ２５０はハウジング要素２３２にボルト２４０で固定されているので、結果的にセンサ回路基板２５３とハウジングが接地されるので、より効果的である。
さらに、センサ回路基板２５３はハウジングおよび鉄板で周囲を覆われているので、電磁ノイズによる不具合を抑制することができる。
さらには、本実施形態によれば、トルクセンサ組立て時にハンダ付けをする必要がなくなるので、組立工程を簡略化できる。基板の部品面が表面に露出することがないため、静電気の対策が不要になる。トルクセンサアセンブリィＡＳの形状ほぼ全域にわたり、鉄板が延在しているので、アセンブリィＡＳの強度は向上し、かつ取扱いも簡素化できる。
本実施形態においても、出力軸２０５と入力軸２０４とはトーションバー２０６を介して接続されており、入力トルクに応じて生じるトーションバー２０６の捩れによってコイルにインピーダンスの変化が生じる。このインピーダンスの変化を信号として、トルクセンサアッシィＡＳを介して電動モーター（図示なし）が制御され、該電動モータの出力がウォーム２１７、ウォームホイール２２０を介して出力軸２０５に伝達されて動力補助がなされる。
【図１】
2005097577.tif 000002
【図２】
2005097577.tif 000003
【図３】
2005097577.tif 000004
【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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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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【手続補正書】
【提出日】平成18年10月25日(2006.10.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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印加された操舵トルクに応じて、電動モータから補助操舵トルクを発生して、ウォームギヤ機構により減速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関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の操舵系では、外部動力源を用いて操舵アシストを行わせる、いわゆるパワーステアリング装置が広く採用されている。従来、パワーステアリング装置用の動力源としては、ベーン方式の油圧ポンプが用いられており、この油圧ポンプをエンジンにより駆動するものが多かった。ところが、この種のパワーステアリング装置は、油圧ポンプを常時駆動することによるエンジンの駆動損失が大きい（最大負荷時において、数馬力〜十馬力程度）ため、小排気量の軽自動車等への採用が難しく、比較的大排気量の自動車でも走行燃費が無視できないほど低下することが避けられなかった。
【０００３】
そこで、これらの問題を解決するものとして、電動モータを動力源とする電動パワーステアリング装置（Electric Power Steering、以下ＥＰＳと記す）が近年注目されている。ＥＰＳには、電動モータの電源に車載バッテリを用いるために直接的なエンジンの駆動損失が無く、電動モータが操舵アシスト時にのみに起動されるために走行燃費の低下も抑えられる他、電子制御が極めて容易に行える等の特長がある。
【０００４】
ＥＰＳでは、ステアリングホイールに印加された操舵トルクに対応して、電動モータから補助操舵トルクを発生して、減速機からなる動力伝達機構により減速して操舵機構の出力軸に伝達するようになっている。
【０００５】
この動力伝達機構（減速機）として、ウォームギヤ機構を用いたＥＰＳでは、電動モータの駆動軸側のウォームに、ウォームホイールが噛合してあり、このウォームホイールは、操舵機構の出力軸（例えば、ピニオン軸、コラム軸）に嵌合してある。
【０００６】
ところで、図７は、例えば特開２００２−１７３０３５号公報に開示されるような、従来に係るコラムアシスト式電動パワーステアリング装置の縦断面図である。
【０００７】
電動モータの駆動力を減速して、コラム軸を動力付勢するコラムアシスト式電動パワーステアリング装置では、ステアリングコラムはアッパーコラム１とロアーコラム２とから成り、アッパーコラム１の車両前方側に、ロアーコラム２が嵌合してあり、これらコラム１，２内に、スプライン嵌合したステアリングシャフトのアッパーシャフト３と入力軸となるロアーシャフト４とが回転自在に支持してある。
【０００８】
ロアーシャフト４（入力軸）の車両前方側には、出力軸５が連結してある。この出力軸５の車両前方側には、自在継手（図示略）等を介してステアリングギヤ（図示略）が連結してある。
【０００９】
ロアーシャフト４（入力軸）の車両前方側には、トーションバー６の基端が圧入固定してあり、このトーションバー６は、中空に形成した出力軸５の内部を延在して、その先端が出力軸５の端部に固定ピン７により固定してある。
【００１０】
電動パワーステアリング装置には、車両後方側のハウジング１１と、これの車両前方側を被覆するカバー１２とが設けてある。これらハウジング１１とカバー１２内であって、出力軸５の車両後方側には、トルクセンサー検出用の溝８が形成してあり、これら溝８の径方向外方には、トルクセンサーのスリーブ９が配置してある。このスリーブ９は、その車両後方側端部がロアーシャフト４（入力軸）の車両前方側端部に、加締め等により固定してある。スリーブ９の径方向外方には、コイル１０や基板５３等が設けてある。
【００１１】
入力軸４と出力軸５とは、トーションバー６を介して連結してあり、入力トルクに応じて相対的に捩れが生じる。この捩れによってコイル１０に生じるインピーダンスの変化を基板５３により検出して信号として出力し、それに応じて電動モータ（図示略）によりアシストが行なわれる。
【００１２】
出力軸５には、電動モータ（図示略）の駆動軸であるウォーム（図示略）に噛合するウォームホイール１５が圧入・嵌合により取付けてある。
【００１３】
ハウジング１１の内径側と、出力軸５との間には、第１軸受１３が介装してあり、カバー１２の内径側と、出力軸５との間には、第２軸受１４が介装してある。即ち、従来の構造では、ウォームホイール１５が出力軸５に固定してあり、この出力軸５が一対の軸受１３，１４を介してハウジング１１及びカバー１２に回転自在に支持してある。
【００１４】
従って、運転者がステアリングホイール（図示略）を操舵することにより発生した操舵力は、入力軸４，トーションバー６，出力軸５及びラックアンドピニオン式ステアリング装置を介して、図示しない転舵輪に伝達される。また、電動モータ（図示略）の回転力は、そのウォーム（図示略）及びウォームホイール１５を介して出力軸５に伝達されるようになっており、電動モータ（図示略）の回転力及び回転方向を適宜制御することにより、出力軸５に適切な操舵補助トルクを付与できるようになっている。
【００１５】
従来、トルクセンサーは、コイル１０をハウジング１１にバネによって固定後、基板５３をネジで固定してハンダ付けを行っている。また、この基板５３の部品面は、ステアリングシャフト３，４の軸方向に、平行に組み付けてある。
【００１６】
ところで、二次衝突時のステアリングコラムのコラプス時、アッパーコラム１は、車両前方に向けてコラプス・ストロークするが、図７の従来の構造では、このコラプス・ストロークは、アッパーコラム１の車両前方端と、ハウジング１１の車両後方部に形成したストッパー部との間の距離（Ｓａ）である。
【００１７】
現在の仕様では、このコラプス・ストロークの距離（Ｓａ）は、充分な距離であって、必要なストローク量を充分に確保している。
【００１８】
しかしながら、近年、種々の事情により、このコラプス・ストロークを増大したいといった要望がある。
【００１９】
一方、電動パワーステアリング装置は、大型化することなく、車両の搭載性を充分に確保したいといった要望もあり、また、トルクセンサー等は、そのまま使用したいといったこともある。
【００２０】
このようなことから、電動パワーステアリング装置を大型化することなく、車両の搭載性を維持しながらも、コラプス・ストロークを増大することができるステアリング装置が待望されている。
【００２１】
また、電動パワーステアリング装置を搭載した車両の大型化、それに伴う出力の増大により、減速ギヤを構成するウォームホイールは、大型化する必要がある。
【００２２】
また、ウォームホイールの樹脂ギヤ部分も、強度の高い強化繊維含有の材質に移行しつつある。
【００２３】
それに反して、電動パワーステアリング装置は、小型・軽量化を要望されており、各部品の重量を減少させるため、その肉厚を薄くするといったこと等も採用されている。
【００２４】
しかしながら、上記の強化繊維含有の樹脂ギヤを使用することにより、その表面の繊維と、ウォームとの摩擦に起因して、樹脂ギヤに振動が発生し、その振動音が発生し易いといったことがある。
【００２５】
また、薄肉化されたウォームホイールの芯金部分は、それ自体の固有振動数が低下するため、振動音がより顕著に耳につきやすいといったことがある。
【００２６】
さらに、振動がステアリングシャフトを伝わって、ステアリングホイールに伝わり易く、ステアリングホイールからも音が発生するといったことがある。
【００２７】
また、組立てに際し部品点数が多く、組立ての途中でハンダを行う必要が有り、作業効率が悪い。
【００２８】
さらに、電子部品の扱いを慎重にする必要が有り、工数が多くなるという問題がある。
【００２９】
さらに、図７に示すように、基板５３の部品面がステアリングシャフト３，４軸方向に平行に組み付けてある為、軸方向に基板５３が大きく張り出して、レイアウト上不利になるという問題がある。
【００３０】
さらに、従来の自動車の電動パワーステアリング装置は、一端部がハンドルに連動するステアリング軸、及びステアリング軸を回転可能に収納するハウジングを有するコラム部と、前記ハンドルに加わる操舵トルクに基づいて駆動制御される動力補助用の電動モータ、及びこれに連動する動力補助機構側の出力軸を有する動力補助部とを備えている。
【００３１】
この動力補助部の入力側端部となる入力軸には、樹脂によりコーティングされたスプラインが形成され、これがコラム部のステアリング軸に嵌合している。このスプラインは、ステアリング軸に対して軸方向にスライド可能なテレスコ機能を付与するものである。さらに、動力補助部は、トーションバーの捻れに対応して操舵トルクを検出するトルクセンサと、動力側の出力軸を支持すると共にトルクセンサを収容する動力補助部ハウジングとを備えている。
【００３２】
この動力補助部とコラム部との結合構造については、図１４に示すように、コラム１１１内に結合部が収容されたタイプの電動パワーステアリング装置がある。これは、先ず、動力補助部１１０の入力軸(図示しない)とコラム部１２０のステアリング軸(図示しない)を結合した後、次の工程で、コラム１１１をスライドさせて、ボルト１１２で動力側ハウジング１１３のフランジ部１１３ａに締結させる構成である。
【００３３】
図１５に示すように、動力補助部１１０とコラム部１２０の結合部１１４が露出したタイプの電動パワーステアリング装置もある。この結合部１１４は、入力軸(図示しない)とステアリング軸１２１とをカシメにより結合しているので、作業スペースの確保のためにコラム１１１で覆われていない。
【００３４】
なお、図１４および図１５において、コラム１２０の図中右方にはコラムを上下あるいは軸方向に調節する所謂チルトテレスコ調節可能に車体側強度部材(図示なし)にする支持ブラケット機構部１３０が設けてあるが、この機構は従来周知のもので本発明とは直接関係がないので説明を省略する。
【００３５】
しかしながら、従来の上記電動パワーステアリング装置においては、そのコラム部１２０は車種によって多種多様であり、且つ動力補助部１１０と結合したユニットとして設計する必要があるため、各部品の汎用性が低くて設計の自由度がなく、設計工数や部品点数の増加を招くという問題点があった。
【００３６】
さらに、コラム部１２０と動力補助部１１０が一体化された状態で性能を保証する必要があるため、中間工程時に性能の不良が発生している場合、これらを結合して全体を完成させた後に不良品が判明することがあり、作業時間の無駄が多くなってしまうという問題点もあった。
【００３７】
それに対して、特開２０００−８５５９６号公報においては、コラム部と動力補助部を離脱・再結合可能な構成としているが、この場合、結合部の部品点数の増加や組立工数の増加を招き、結果的にコストの増加を招くことは避けられなかった。
【発明の開示】
【００３８】
本発明の第１の目的は、装置の大型化を招来することなく車両の搭載性を維持しながらも、コラプス・ストロークを増大することができる、電動パワーステアリング装置を提供することにある。
【００３９】
上記第１の目的を達成するため、本発明の第１の態様によるステアリングホイールに印加された操舵トルクを、トルクセンサーにより検知し、この検知した操舵トルクに対応して電動モータから補助操舵トルクを発生してウォームギヤ機構により減速し、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、
前記ウォームギヤ機構のギヤ噛合位置と、前記トルクセンサーの位置とは、前記出力軸の軸方向で、実質的に一致してあることを特徴とする。
【００４０】
上記第１の目的を達成するための、本発明の第２の態様による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印加された操舵トルクを、トルクセンサーにより検知し、この検知した操舵トルクに対応して電動モータから補助操舵トルクを発生してウォームギヤ機構により減速し、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、
前記ウォームギヤ機構のギヤ噛合位置の略径方向内方に、前記トルクセンサーが配置してあることを特徴とする。
【００４１】
以上説明したように、上記第１の目的を達成するための発明によれば、ウォームギヤ機構のギヤ噛合位置と、トルクセンサーの位置とは、出力軸の軸方向で、実質的に一致してあり、従来の構造（図７）に比べて、トルクセンサーの位置が車両前方側にシフトしてある。
【００４２】
そのため、第１の目的を達成するための発明によれば、図４に示すように、ウォームギヤ機構のギヤ噛合位置と、ハウジング３１の車両後方部に形成したストッパー部３１ａとの間の間隔は、従来の（Ｌａ）から、（Ｌｂ）に短縮することができる。
【００４３】
その結果、アッパーコラム１の車両前方端と、ハウジング３１の車両後方部に形成したストッパー部３１ａとの間のコラプス・ストロークは、従来の（Ｓａ）から、（Ｓｂ）に伸長することができ、著しく増大することができる。
【００４４】
従って、電動パワーステアリング装置の大型化を招来することなく、車両の搭載性を維持しながらも、コラプス・ストロークを増大することができる。また、トルクセンサー等は、そのまま使用することができる。
【００４５】
本発明の第２の目的は、ウォームホイールに起因する振動音を抑制し、また、ウォームホイールの出力軸への結合の簡略化を図り、さらに、全体の軸方向長さの短縮化を図ることができる電動パワーステアリング装置を提供することにある。
【００４６】
第２の目的を達成するための発明の第１の態様による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印加された操舵トルクを、トルクセンサーにより検知し、この検知した操舵トルクに対応して電動モータから補助操舵トルクを発生してウォームギヤ機構により減速し、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、
前記ウォームギヤ機構のウォームホイールは、軸受を介して、直接、ハウジングに回転自在に支持してあることを特徴とする。
【００４７】
第２の目的を達成するための発明の電動パワーステアリング装置は、好ましくは、前記ウォームギヤ機構のギヤ噛合位置と、前記軸受の位置とは、前記出力軸の軸方向で、実質的に一致してある。
【００４８】
第２の目的を達成するための発明の電動パワーステアリング装置は、好ましくは、前記ウォームギヤ機構のギヤ噛合位置と、前記ウォームホイールの前記出力軸への結合位置とは、前記出力軸の軸方向で、位置ずれしてある。
【００４９】
第２の目的を達成するための発明の第２の態様による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印加された操舵トルクを、トルクセンサーにより検知し、この検知した操舵トルクに対応して電動モータから補助操舵トルクを発生してウォームギヤ機構により減速し、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、
前記トルクセンサーは、そのコイルと基板を、合成樹脂により、一体的にモールドして、センサー・アッシィとして構成してある。
【００５０】
第２の目的を達成するための発明の第２の態様による電動パワーステアリング装置において、好ましくは、前記基板は、ステアリングシャフトの軸方向に対して、略直角になるように配設してある。
【００５１】
第２の目的を達成するための発明の第２の態様による電動パワーステアリング装置において、好ましくは、前記センサー・アッシィには、コネクターが合成樹脂により一体的にモールドしてある。
【００５２】
第２の目的を達成するための発明の第２の態様による電動パワーステアリング装置において、好ましくは、前記センサー・アッシィは、そのコイルと基板と共に、ハウジングに、合成樹脂により一体的にモールドしてある。
【００５３】
以上説明したように、第２の目的を達成するための発明によれば、ウォームギヤ機構のウォームホイールは、軸受を介して、直接、ハウジングに回転自在に支持してあることから、ウォームホイールとウォームとの間で発生した振動により、振動音が発生したとしても、ウォームホイールの芯金部分の固有振動による影響を最小限に抑えることが可能であり、結果的に振動音を抑制することができる。また、発生した振動は、主に軸受を介してハウジングに吸収されるため、ステアリングシャフトに伝達される振動が減少し、ステアリングホイールからの音を減少することができる。
【００５４】
また、第２の目的を達成するための発明によれば、ウォームギヤ機構のギヤ噛合位置と、軸受の位置とは、出力軸の軸方向で、実質的に一致してあることから、軸受を含めたウォームホイール及び出力軸の軸方向長さを短縮することができる。さらに、噛合いでウォームホイールに発生するラジアル荷重は、この軸受により受け止められるため、出力軸には、このラジアル荷重は、伝達されない。これにより、出力軸には、回転トルクのみが伝達されることから、ウォームホイールの芯金部分と、出力軸との結合方法は、より簡略化が可能になる。
【００５５】
さらに、第２の目的を達成するための発明によれば、ウォームギヤ機構のギヤ噛合位置と、前記ウォームホイールの出力軸への結合位置とは、前記出力軸の軸方向で、位置ずれしてあることから、トルクセンサーのコイルの位置をハウジングの中心付近に移動することができ、電動パワーステアリング装置の軸方向長さを短縮することができる。
【００５６】
さらに、第２の目的を達成するための発明によれば、ウォームギヤ機構のギヤ噛合位置と、前記ウォームホイールの出力軸への結合位置とは、前記出力軸の軸方向で、位置ずれしてあり、従来の構造（図７）に比べて、トルクセンサーの位置が車両前方側にシフトしてある。そのため、図４に示すように、ウォームギヤ機構のギヤ噛合位置と、ハウジング３１の車両後方部に形成したストッパー部３１ａとの間の間隔は、従来の（Ｌａ）から、（Ｌｂ）に短縮することができる。その結果、アッパーコラム１の車両前方端と、ハウジング３１の車両後方部に形成したストッパー部３１ａとの間のコラプス・ストロークは、従来の（Ｓａ）から、（Ｓｂ）に伸長することができ、著しく増大することができる。従って、電動パワーステアリング装置の大型化を招来することなく、車両の搭載性を維持しながらも、コラプス・ストロークを増大することができる。また、トルクセンサー等は、そのまま使用することができる。
【００５７】
また、トルクセンサーは、そのコイルと基板を、合成樹脂により、一体的にモールドして、センサー・アッシィとして構成してあることから、組立て中のハンダ工程をなくすことができ、ひいては、組立工程の簡略化を図ることができる。また、電子部品の扱いを容易にして、工数を少なくすることができる。
【００５８】
さらに、基板は、ステアリングシャフトの軸方向に対して、略直角になるように配設してあることから、軸方向の長さを短縮することが可能となり、レイアウトの自由度を向上することができる。
【００５９】
本発明の第３の目的は、部品点数の増加や組立工数の増加を招かずに、容易に確実に動力補助部とコラム部を結合させることができる、簡単な構成の電動パワーステアリング装置を提供することにある。
【００６０】
第３の目的を達成するための発明によれば、一端でハンドルに接続されたステアリング軸を軸方向にスライド可能かつ回転自在に支持したコラム部と、ステアリング軸の他端に接続される入力軸と該入力軸から入力されるトルクに応じ動力補助されたトルクを出力する出力軸とを備えた動力補助部とが、前記入力軸と前記ステアリング軸とを結合することにより一体化されている電動パワーステアリング装置において、前記入力軸と前記ステアリング軸は、その一方若しくは両方を塑性変形させて両者を密着させることにより、相対回転不可能、及び軸方向相対移動不可能に結合されていることを特徴としている。
【００６１】
第３の目的を達成するための発明の電動パワーステアリング装置において、前記入力軸と前記ステアリング軸は、その一方若しくは両方に、軸の円筒形状の少なくとも一部を軸方向に削った形の平面部を有していることが好ましい。
【００６２】
また、第３の目的を達成するための発明の電動パワーステアリング装置において、前記入力軸と前記ステアリング軸には、前記軸方向相対移動不可能にするための移動規制手段が設けられていることが好ましい。
【００６３】
第３の目的を達成するための発明によれば、入力軸とステアリング軸の一方若しくは両方を塑性変形させるので、取り付けのガタを無くすことができ、部品点数や組立工数を増加させることなく、容易に且つ確実に動力補助部とコラム部を離脱不可能に結合させることができる。したがって、第３の目的を達成するための発明によれば、動力補助部とコラム部を別々のユニットとして組み立て、最後に結合して一体化することができるため、各ユニットの性能保証が容易になる。また、第３の目的を達成するための発明によれば、動力補助部を汎用ユニットとして、コラム部を別に設計することができるので、設計の自由度が増し、コストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６４】
以下、本発明の実施の形態に係る電動パワーステアリング装置を図面を参照しつつ説明する。
【００６５】
図１は、本発明の第１実施の形態に係るコラムアシスト式電動パワーステアリング装置の要部を示す縦断面図である。
【００６６】
図１に示すように、入力軸であるロアーシャフト４の車両前方側には、出力軸５が連結してある。この出力軸５の車両前方側には、自在継手（図示略）等を介してステアリングギヤ（図示略）が連結してある。ロアーシャフト４（入力軸）の車両前方側には、トーションバー６の基端が圧入固定してあり、このトーションバー６は、中空に形成した出力軸５の内部を延在して、その先端が出力軸５の端部に固定ピン７により固定してある。
【００６７】
本実施の形態では、ギヤ減速機構のウォームホイール２０は、出力軸５に嵌合した芯金２１と、この芯金２１に設けた樹脂ギヤ２２とからなる。
【００６８】
芯金２１は、その基部２１ａが軸方向車両前方に突出して最も小径であり出力軸５に嵌合している。芯金２１は先端側ほど車両後方に斜めに傾斜してあり、階段状に径が大きくなり後述する第１及び第２軸受４１，４２を固定するための、最大径の先端段部２１ｃと、中間段部２１ｂとを有していて、先端段部２１ｃの外径部に樹脂ギヤ２２を形成している。
【００６９】
芯金２１は、その基部２１ａの内径側に、出力軸５に形成したトルク検出用の溝８に嵌合する溝２１ｄが形成してあり、これにより、出力軸５と芯金２１との相対回転を防止している。
【００７０】
出力軸５と芯金２１とは、圧入・嵌合により互いに固定されている。芯金２１の溝２１ｄの小径は、入力軸４の最大径よりも、大径に形成してあり、これにより、コラプス時、入力軸４は、干渉せずに車両前方に移動できるようになっている。
【００７１】
電動パワーステアリング装置のハウジングは、車両後方側のハウジング要素３１と、これの車両前側の中間ハウジング要素３２と、これを前方から被覆するカバー３３と、からなる。
【００７２】
車両後方側のハウジング３１には、その車両後方端に、コラプス時にアッパーコラム１の先端部が当接するストッパー部３１ａが形成してある。本実施の形態では、入力軸４をシールするシール部材３４は、ハウジング３１のストッパー部３１ａの略内方側に配置してある。
【００７３】
中間ハウジング３２には、後述する樹脂カラー、もしくは樹脂モールド部５１の径方向外方にまで延在する延在部３２ａを有しており、この延在部３２ａの外径側は、後述する第１軸受４１を固定するようになっている。
【００７４】
芯金２１の先端段部２１ｃの内径側と、中間ハウジング３２の延在部３２ａの外径側との間に、シール付きの第１軸受４１が介装してあり、これにより、芯金２１が回転自在に中間ハウジング３２に支持してある。
【００７５】
芯金２１の中間段部２１ｂの外径側と、カバー３３の内径側との間に、シール付きの第２軸受４２が介装してあり、これにより、芯金２１が回転自在にカバー３３に支持してある。この構成により、芯金２１の基部２１ａはカバー３３、中間ハウジング要素３１およびカバー３３とから成るハウジングの外で出力軸５に嵌合固定されており、そしてウォームホイール２０の樹脂ギヤ２２と動力補助用電動モータの出力軸であるウォーム１７との噛み合い位置はウォームホイール２０の芯金２１と出力軸５との嵌合固定位置とは軸方向にずれている。
【００７６】
このように、ウォームホイール２０は、第１及び第２軸受４１，４２を介して、直接、中間ハウジング３２とカバー３３に回転自在に支持してあることから、ウォームホイール２０とウォーム１７との間で発生した振動により、振動音が発生したとしても、ウォームホイール２０の芯金２１の固有振動による影響を最小限に抑えることが可能であり、結果的に振動音を抑制することができる。また、発生した振動は、主に第１及び第２軸受４１，４２を介して、中間ハウジング３２やカバー３３に吸収されるため、ステアリングシャフト１，２に伝達される振動が減少し、ステアリングホイール（図示略）からの音を減少することができる。
【００７７】
ウォーム１７とウォームホイール２０のギヤ噛合位置と、第１及び第２軸受４１，４２の位置とは、出力軸５の軸方向で、実質的に一致してあることから、第１及び第２軸受４１を含めたウォームホイール２０及び出力軸５の軸方向長さを短縮することができる。さらに、噛合いでウォームホイール２０に発生するラジアル荷重は、この第１及び第２軸受４１，４２により受け止められるため、出力軸には、このラジアル荷重は、伝達されない。これにより、出力軸５には、回転トルクのみが伝達されることから、ウォームホイール２０の芯金２１と、出力軸５との結合方法は、上述した溝・嵌合と圧入・嵌合のように、簡略化が可能になる。
【００７８】
出力軸５の車両後方側には、トルクセンサー検出用の溝８が形成してあり、これら溝８の径方向外方には、トルクセンサーのスリーブ９が配置してある。このスリーブ９は、その車両後方側端部がロアーシャフト４（入力軸）の車両前方側端部に、加締めによる塑性変形等により固定してある。
【００７９】
スリーブ９の径方向外方には、コイル１０が設けてある。このコイル１０は、中間ハウジング３２の延在部３２ａの内径側に設けた樹脂モールド部５１に圧入してあり、その反対側より固定用カバー５２が溶着してある。この樹脂モールド部５１は、コイル１０と一体的に成形してあってもよい。
【００８０】
樹脂モールド部５１には、環状の基板５３が設けてあると共に、その外周部には、コネクター５４（ハーネス）が設けてある。なお、この樹脂モールド部５１には、ホイール上に設けられた被検出手段によりホイール角度を検出するセンサーを設けることも可能である。
【００８１】
ウォーム１７とウォームホイール２０のギヤ噛合位置と、トルクセンサーの位置とは、出力軸５の軸方向で、実質的に一致してある（ギヤ噛合位置の略径方向内方に、トルクセンサーが配置してある）。
【００８２】
即ち、ウォーム１７とウォームホイール２０のギヤ噛合位置と、ウォームホイール２０と出力軸５との嵌合位置（芯金２１の基部２１ａ）とは、出力軸５の軸方向で、位置ずれしてある。これにより、トルクセンサーのコイル１０の位置を中間ハウジング３２の中心付近に移動することができ、電動パワーステアリング装置の軸方向長さを短縮することができる。
【００８３】
したがって、従来の構造（図７）に比べて、トルクセンサーの位置が車両前方側にシフトしてある。そのため、図４に示すように、本実施形態ではウォームギヤ機構のギヤ噛合位置と、ハウジング３１の車両後方部に形成したストッパー部３１ａとの間の間隔は、従来の（Ｌａ）から、（Ｌｂ）に短縮することができる。その結果、アッパーコラム１の車両前方端と、ハウジング３１の車両後方部に形成したストッパー部３１ａとの間のコラプス・ストロークは、従来の（Ｓａ）から、（Ｓｂ）に伸長することができ、著しく増大することができる。従って、電動パワーステアリング装置の大型化を招来することなく、車両の搭載性を維持しながらも、コラプス・ストロークを増大することができる。また、トルクセンサー等は、そのまま使用することができる。
【００８４】
図２は、本発明の第２実施の形態に係るコラムアシスト式電動パワーステアリング装置の縦断面図である。
【００８５】
本実施の形態は、その基本的構造が上述した第１実施の形態と同様であり、相違する点についてのみ説明する。
【００８６】
本実施の形態では、第１軸受４１は、止め輪６１により、中間ハウジング３２の延在部３２ａに固定してあり、芯金２１の先端段部２１ｃには、その先端を加締めることにより塑性変形して固定してある。
【００８７】
第１軸受４１は、内部隙間が小さいことが望ましく、４点接触軸受を使用してもよい。
【００８８】
カバー３３と、芯金２１の中間段部２１ｂとの間には、シール部材６２が介装してある。これにより、潤滑剤の流出を防止している。さらに、第２軸受４２を廃止したことにより、減速部のサイズの小型化が可能になる。
【００８９】
図３は、本発明の第３実施の形態に係るコラムアシスト式電動パワーステアリング装置の縦断面図である。なお、図３では、ウォームと電動モータは省略してある。
【００９０】
本実施の形態は、その基本的構造が上述した第１又は第２実施の形態と同様であり、相違する点についてのみ説明する。
【００９１】
本実施の形態では、中間ハウジング３２が廃止してあり、ウォームホイール２０やトルクセンサー等は、ハウジング３１とカバーハウジング３３とを合体した内部に収納してある。
【００９２】
芯金２１の中間段部２１ｂと、カバーハウジング３３の内径側との間に、シール付きの第１軸受７１が介装してあり、これにより、芯金２１が回転自在にカバーハウジング３３に支持してある。なお、第１軸受７１は、止め輪７１ａにより芯金２１に固定してある。
【００９３】
第３実施の形態には、第１又は第２実施の形態のシール部材３４に代えて、シール付きの第２軸受７２が設けてある。このシール付きの第２軸受７２は、ハウジング３１のストッパー部３１ａの略内方側と、ロアーシャフト４（入力軸）の車両前方部との間に介装してある。
【００９４】
図５Ａは、本発明の第４実施の形態に係るコラムアシスト式電動パワーステアリング装置の縦断面図であり、図５Ｂは、センサー・アッシィの断面図である。
【００９５】
本実施の形態は、その基本的構造が上述した第１乃至第３実施の形態と同様であり、相違する点についてのみ説明する。なお、本実施の形態は、特に、第３実施の形態に類似している。
【００９６】
本実施の形態では、図５Ｂに示すように、トルクセンサーは、コイル１０と、基板５３と、コネクター５４とを、合成樹脂により一体的にモールドして、樹脂モールド部５１を形成し、センサー・アッシィＳＡとして構成してある。なお、センサー・アッシィＳＡは、ネジ５５によって、ギヤカバー３１（すなわち、ハウジング）に固定してある。
【００９７】
従って、組立て中のハンダ工程をなくすことができ、ひいては、組立工程の簡略化を図ることができる。また、電子部品の扱いを容易にして、工数を少なくすることができる。即ち、基板５３の部品面が表面に露出することがないため、静電気の対策が不要になり、取り扱いも簡素化できる。
【００９８】
さらに、基板５３は、ステアリングシャフト３，４の軸方向に対して、略直角になるように配設してあることから、軸方向の長さを短縮することが可能となり、レイアウトの自由度を向上することができる。
【００９９】
コイル１０は、基板５３と接続された状態で、一体的にモールドしてある。
【０１００】
センサー・アッシィＳＡは、ＥＣＵ（図示略）と接続するコネクター５４も同時に成形することができる。さらに、コネクター５４の代わりに、ハーネスをモールドしても良い。
【０１０１】
図６Ａは、本発明の第５実施の形態に係るコラムアシスト式電動パワーステアリング装置の縦断面図であり、図６Ｂは、センサー・アッシィの断面図である。
【０１０２】
本実施の形態は、その基本的構造が上述した第１乃至第４実施の形態と同様であり、相違する点についてのみ説明する。なお、本実施の形態は、特に、第１及び第４実施の形態に類似している。
【０１０３】
本実施の形態では、図６Ｂに示すように、トルクセンサーは、コイル１０と、基板５３と、コネクター５４とを、合成樹脂により一体的にモールドし、樹脂モールド部５１を形成してセンサー・アッシィＳＡとして構成してある。
【０１０４】
センサー・アッシィＳＡは、そのコイル１０や基板５３等と共に、ハウジング３１（ギヤカバー）に、合成樹脂により一体的にモールドしてある。
【０１０５】
従って、組立て中のハンダ工程をなくすことができ、ひいては、組立工程の簡略化を図ることができる。また、電子部品の扱いを容易にして、工数を少なくすることができる。即ち、基板５３の部品面が表面に露出することがないため、静電気の対策が不要になり、取り扱いも簡素化できる。
【０１０６】
基板５３は、ステアリングシャフト３，４の軸方向に対して、略直角になるように配設してあることから、軸方向の長さを短縮することが可能となり、レイアウトの自由度を向上することができる。
【０１０７】
コイル１０は、基板５３と接続された状態で、一体的にモールドしてある。センサー・アッシィＳＡは、ＥＣＵ（図示略）と接続するコネクター５４も同時に成形することができる。コネクター５４の代わりに、ハーネスをモールドしても良い。
【０１０８】
本実施の形態では、入力軸４の車両前方側には、トルクセンサー検出用の溝８が形成してあり、これら溝８の径方向外方には、トルクセンサーのスリーブ９が配置してある。このスリーブ９は、その車両前方側端部が出力軸５の車両後方側端部に、加締めによる塑性変形等により固定してある。
【０１０９】
ウォームホイール２０（２１，２２）は、第１及び第２軸受４１，４２を介して、直接、ハウジング３１（ギヤカバー）やハウジング３３に回転自在に支持してあることに加えて、入力軸４は、ハウジング３１（ギヤカバー）に、第３の軸受８１により回転自在に支持してある。
【０１１０】
図８は本発明の第６の実施形態を示す電動パワーステアリング装置（以下ＥＰＳと書くこともある）の動力補助部とコラム部の結合部の分解図、図９Ａ、図９Ｂはそれぞれ第１の実施形態の入力軸の正面図とコラム軸の正面図である。
【０１１１】
本発明の第６の実施形態について図８及び図９Ａ、図９Ｂを参照して説明する。電動パワーステアリング装置(ＥＰＳ)の動力補助部１１０のハウジング１０１に回転自在に支持された入力軸１０２は、軸の回転トルクを検知するトルクセンサー(図示しない)を備えている。ハウジング１０１内には、動力補助用の電動モータ、このモータの軸に取り付けられたウォーム、ウォームと噛み合うウォームホイール等の周知の動力補助減速機構が組み込まれている。動力補助減速機構自体は周知の構造でよく本発明に直接関係がないので図示を省略してある。動力補助減速機構のウォームホイールが外嵌・固定されハウジング１０１に回転自在に支持された出力軸１０３は、トルクセンサーの検知したトルクに応じて駆動される電動モータの駆動力を車両下部に設けられたステアリングギヤボックス内のギヤ機構（図示なし）に伝達する。
【０１１２】
この実施形態では、動力補助部１１０とコラム部(図１４及び図１５参照)とは各々別ユニットとして組み立てられ、最後に結合される構成であり、結合された後動力補助部１１０とコラム部１２０との外観状態は図１４または図１５と基本的に同じであるので、結合された後の状態について本実施形態の図示は省略してある。
【０１１３】
動力補助部１１０の入力軸１０２は、図９Ａに示すように、中実の円筒形状軸を、周方向に等間隔で軸方向に削った形の平面部１０２ｂを４つ有する形状で、各平面部１０２ｂには中央に断面が逆円弧形状の軸溝１０２ｃが軸方向に形成されている。この入力軸１０２の断面形状は、軸心に対して同一半径の円弧Ｒ部１０２ａが４つ周方向に等間隔で設けられ、この各円弧Ｒ部１０２ａ間の部分は直線状であって、この直線状の中央部は軸心に向かって凹の逆円弧形状となっている、即ち、正四角形の角部が円弧Ｒ部１０２ａで、四角形の各辺の中央に逆円弧形状を設けた形状となっている。この軸溝１０２ｃは軸方向に所定長さ形成されており、この軸溝１０２ｃの出力軸１０３側(図８参照)の端部位置の円弧Ｒ部１０２ａの部分には、周方向に円弧Ｒの径より小さい最小径を有する掛止溝１０２ｄが周方向に形成されている。軸溝１０２ｃは、鍛造にて容易に成形することが可能である。
【０１１４】
一方、コラム部側のステアリング軸１０４の結合部１０４ａは、入力軸１０２に外嵌するものであって、その内径は入力軸１０２の外径と同じである。この結合部１０４ａには、入力軸１０２の平面部１０２ｂの軸溝１０２ｃに対応する位置に、切り欠き１０４ｂが軸方向に所定長さ(例えば、円弧Ｒ部１０２ａと略同じ長さ)設けられている。そして、図９Ｂに示すように、結合部１０４ａの切り欠き１０４ｂの無い部分である嵌合部１０４ｃの軸方向先端は内径側に折り返して形成した第１掛止部１０４ｄとなっており、嵌合部１０４ｃの周方向一端側の側辺も内径側に折り曲げて形成した第２掛止部１０４ｅとなっている。この第１掛止部１０４ｄと入力軸１０２の掛止溝１０２ｄにより移動規制手段が構成されている。この第１掛止部１０４ｄは結合部１０４ａを入力軸１０２に対して軸方向の位置決めをする機能を、第２掛止部１０４ｅは結合部１０４ａの回転方向の位置決めをする機能をそれぞれ有している。
【０１１５】
図１０Ａ−図１０Ｃは、それぞれ入力軸１０２とコラム軸１０４の結合構造を示す組み込み時とカシメによる塑性変形時とカシメによる塑性変形後の断面図である。
【０１１６】
上記の構成において、動力補助部１１０とコラム部を結合する際には、図８に示すように、ステアリング軸１０４の結合部１０４ａに円筒状のカラー１０５を装着し、図１０Ａに示すように、結合部１０４ａの切り欠き１０４ｂと入力軸１０２の円弧Ｒ部１０２ａの位相を合わせて結合部１０４ａを入力軸１０２に外嵌させ、結合部１０４ａの第１掛止部１０４ｄが、入力軸１０２の掛止溝１０２ｄ位置に来るまで結合部１０４ａを押し込む。
【０１１７】
次に、図１０Ｂに示すように、結合部１０４ａの第１掛止部１０４ｄが入力軸１０２の掛止溝１０２ｄに嵌合するように、入力軸１０２と結合部１０４ａを相対回転させるが、この実施形態では、結合部１０４ａを矢印方向(すなわち、本実施形態において反時計回り)に回転させる。このように、結合部１０４ａの第１掛止部１０４ｄを入力軸１０２の掛止溝１０２ｄに嵌合させて所定量回転させると、入力軸１０２の円弧Ｒ部１０２ａの軸方向の側辺が結合部１０４ａの第２掛止部１０４ｅに掛止されて回転が規制される。この時点で、入力軸１０２の円弧Ｒ部１０２ａ外径と結合部１０４ａの嵌合部１０４ｃ内径は一致しているので、互いの軸ずれが生じることはない。      
【０１１８】
この状態で、図１０Ｂに示すように、入力軸１０２の４つの軸溝１０２ｃ位置に、外側から軸心方向に向かって荷重を与える工程を実施する。この際、外側の２方向から挟むように軸心方向(矢印方向)に向かって荷重を与える工程を、角度を９０度変えた場合を含めて計２回実施し、図１０Ｃに示すように、結合部１０４ａの嵌合部１０４ｃの他方の側辺部１０４ｆをカシメて塑性変形させる。
【０１１９】
これにより、結合部１０４ａの嵌合部１０４ｃは、入力軸１０２の４つの円弧Ｒ部１０２ａに外嵌・密着するようになり、カラー１０５の、切り欠き１０４ａに対応する部分は、入力軸１０２の４つの軸溝１０２ｃの凹に追従した内径側に凹んだ形になる。この構成により、ステアリング軸１０４の結合部１０４ａは、入力軸１０２に対して回転方向に相対回転不可能に、及び軸方向に軸方向相対移動不可能となる、即ち、入力軸１０２とステアリング１０４とは離脱不可能とされ、軸ズレ等が発生することもない。
【０１２０】
このカシメによる塑性変形時に与える荷重は、向かい合った切り欠き１０４ａに同時に荷重を与えることが望ましい。結合部１０４ａの周囲には、この荷重を与える手段を導入するためのスペースを確保する必要がある。また、この荷重を与えるパンチは、カラー１０５を軸溝１０２ｃの凹の位置まで大きく塑性変形させて、より強固に固定するために、その先端がＲ若しくは球形にする必要がある。
【０１２１】
このように、入力軸１０２とステアリング軸１０４の一方、若しくは両方を塑性変形させて両者を密着させることによって相対回転不可能及び軸方向相対移動不可能(離脱不可能)に結合するので、取り付けのガタを無くすことができ、部品点数を増加させることなく、容易に動力補助部１１０とコラム部を結合させることができる。
【０１２２】
また、入力軸１０２とステアリング軸１０４の双方は、同心の円筒(円弧)形状を有しているので、回転において軸ズレ等が発生することはない。且つ、円筒形状を軸方向に削った形の平面部１０２ｂを有しているので、回転方向のトルクを伝達する際、発生するトルクに対して十分な強度を有している。さらに、軸方向の移動規制手段を有しているので、入力軸１０２とステアリング軸１０４の軸方向の相対変位は発生しない。
【０１２３】
以上のように、動力補助部１１０とコラム部を別々のユニットとして組み立て、最後に結合して一体化することができるので、各ユニットの性能保証を実施するのが容易になる。また、動力補助部を汎用ユニットとして、コラム部を別に設計することができるので、設計の自由度が増し、コストを低減することができる。
【０１２４】
通常、動力補助部１１０とコラム部は各々異なる機能を有するため、各ユニットで性能保証を実施した後、全体の組み立てを行っても性能が損なわれる可能性は低く、コラム部と動力補助部１１０を離脱不可能に結合しても問題は生じない。
【０１２５】
尚、この第６の実施形態における軸方向の移動規制手段は、塑性変形によって作られる構成であっても良い。
【０１２６】
次に、第７の実施形態について図１１及び図１２を参照して説明する。
【０１２７】
図１１は本発明の第７の実施形態を示すＥＰＳの動力補助部とコラム部の結合部の分解図、図１２Ａ、図１２Ｂはそれぞれ第７の実施形態の入力軸の正面図とステアリング軸の正面図である。
【０１２８】
第７の実施形態は、上記第６の実施形態と同様の部分もあり、同一部材には同一番号を付している。この第７の実施形態の入力軸１０２は、軸本体径より若干小さい径の２つの円弧Ｒ部１０２ｆを同心で有し、周方向において２つの円弧Ｒ部１０２ｆ間は、軸心を挟んで互いに平行な２つの平面部１０２ｇとされている。この入力軸１０２の円弧Ｒ部１０２ｆと平面部１０２ｇは、軸端から軸方向に所定長さ設けられている。この平面部１０２ｇの中央位置には反対側の平面部１０２ｇに貫通する貫通孔１０２ｈが設けられている。
【０１２９】
一方、ステアリング軸１０４の結合部１０４ａには、入力軸１０２の円弧Ｒ部１０２ｆ、平面部１０２ｇ、及び貫通孔１０２ｈに対応する位置に、各々円弧Ｒ部１０４ｇ、平面部１０４ｈ、及びカシメ孔１０４ｉが設けられている。
【０１３０】
図１３Ａ−図１３Ｃ、それぞれは入力軸とコラム軸の結合構造を示すカシメ前とカシメ後とリベット固定時の断面図である。
【０１３１】
上記の構成において、動力補助部１１０とコラム部を結合する際には、図１３Ａに示すように、ステアリング軸１０４の結合部１０４ａを入力軸１０２に外嵌させた後、ピン状のパンチを、カシメ孔１０４ｉ部分の両側から矢印方向に打ち込むことによりカシメて平面部１０４ｈの先端を塑性変形させる。これにより、図１３Ｂに示すように、ステアリング軸１０４の平面部１０４ｈが塑性変形して入力軸１０２の貫通孔１０２ｈ内に圧入・内嵌した形になる。この状態で、図１３Ｃに示すように、塑性変形により形成された孔内にリベット(あるいはボルト)１０６を貫通させて、貫通したリベット１０６端部を潰すことにより、ステアリング軸１０４の結合部１０４ａを入力軸１０２に強固に固定することができる。
【０１３２】
このように、第７の実施形態は、上記第６の実施形態よりも簡単な構成でありながら、ステアリング軸１０４の結合部１０４ａは、動力補助部１１０の入力軸１０２に対して、容易に且つ確実に回転方向及び軸方向の変位不可能に結合されるので、第６の実施形態と同様、若しくはそれ以上の効果を期待できることは言うまでもない。
【０１３３】
図１６は、本発明の第８実施の形態に係るコラムアシスト式電動パワーステアリング装置の動力補助部とコラム部の結合部の中央縦断面図であり、図１７はその右側面である。図１８はセンサー・アッシィの中央縦断面図であり、図１９はその左側面図および図２０はその右側面である。
【０１３４】
本第８実施の形態は、その基本的構造が上述した第１乃至第３実施の形態と同様であり、相違する点を主として説明する。
【０１３５】
図１６に示すように、入力軸であるロア−シャフト２０４の車両前方側には、出力軸２０５が連結してある。この出力軸２０５の車両前方側には、自在継手（図示略）等を介してステアリングギヤ（図示略）が連結してある。ロア−シャフト２０４（入力軸）の車両前方側には、トーションバー２０６の基端が圧入固定してあり、このトーションバー２０６は、中空に形成した入力軸２０４と出力軸２０５の内部を延在して、その先端が出力軸２０５の端部に固定してある。
【０１３６】
本実施の形態では、ギヤ減速機構のウォームホイール２２０は、出力軸２０５に嵌合した芯金２２１と、この芯金２２１に設けた樹脂ギヤ２２２とからなる。
【０１３７】
芯金２２１は、車両前方に突出する基部２２１ａが出力軸２０５に嵌合してあり、車両後方に斜めに傾斜して延び車両後方に先端大径部２２１ｃを形成している。先端大径部２２１ｃの外径部に樹脂ギヤ２２２を固設している。先端大径部２２１ｃの内径側および基部２２１ａの外径側にはそれぞれ後述する第１及び第２軸受２４１，２４２が固定されている。
【０１３８】
芯金２２１は、その基部２２１ａの内径側で出力軸５に固定されており、出力軸５と芯金２１との相対回転はない。
【０１３９】
電動パワーステアリング装置のハウジングは、ギヤ減速機構を外径側から覆うハウジング要素２３２と、これを前方から被覆するカバー２３３と、車両後方側でボルト２４０によりハウジング要素２３２に固設されたトルクセンサーアッシィＳＡとから構成されている。
【０１４０】
ハウジング要素２３２は車両後方側で、芯金２２１の大径部２２１ｃの形成する空間内に延び大径部２２１ａの内周面に径方向に対向する外周部を有する軸受支持部２３２ａを形成している。芯金２２０の大径部２２１の内周面とこの軸支持部２２０ａの外周面との間に第１軸受２４１が介装されている。
【０１４１】
他方、ハウジングのカバー２３３の内径面と芯金２２０の基部２２１ａの外周面との間には第２軸受２４２が介装されている。
【０１４２】
トルクセンサアッシィＳＡは鉄板フランジ２５０にコイル２１０、センサー電子回路基板２５３および外部接続用コネクター２５４を主な構成部品としてそれらを合成樹脂により一体的にしたモールド成形体２５１である。
【０１４３】
トルクセンサアッシィＳＡの鉄板フランジ２５０の内径側は車両後方に突出する円筒部２５０ａを一体に形成していて、この円筒部２５０ａの内周と入力軸２０４の外周との間に軸受２６０が圧入固定されていて、入力軸２０４の振れを抑制できるようになっている。
【０１４４】
図１８−図２０を参照して、より詳述すれば、トルクセンサアッシィＳＡを形成するモールド成形体２５１は、入力軸２０４の外周を取巻き、かつハウジング要素２３２の軸受支持部２３２ａの径方向内側の空間にまで軸方向に延びる円筒部２５１ａを一体に備えている。一方、入力軸２０４の外周にはトルク検出用の溝２０８が形成されていて、これら溝２０８の径方向外側にはトルクセンサーのスリーブ２０９が出力軸２０５の後端外周に固設されている。
【０１４５】
このスリーブ２０９を取巻きかつ径方向に対向して、トルクセンサ用コイル２１０が円筒部２５１ａ内周側に設けられている。
【０１４６】
モールド成形体２５１は円筒部２５１ａに一体に円筒部２５１ａ上方に延びる大むね四角形状の回路基板支持板部２５１ｂとを一体に有している。基板支持板部２５１ｂには、ハウジング内側に向かう面にセンサ回路基板２５３がステアリングシャフトの軸方向に対して略直角になるように配設され、該センサ回路基板２５３はボルト２５３ｃによって鉄板フランジ２５０に固設されている。センサ回路基板２５３は各ターミナル２５３ｅにハンダ付けにより接続されており、各ターミナル２５３ｅはモールド成形体２５１内に埋込まれた導線２５５を介してコイル２１０およびコネクタ２５４に接続されている。
【０１４７】
トルクセンサＳＡは鉄板フランジ２５０の３ヵ所でボルト２６５ａ、２６５ｂ、２６５ｃによりハウジング要素２３２の対向面に締付け固定されている。
【０１４８】
このような構成で、センサ回路基板２５３と鉄板フランジ２５０とはボルト２５３ｃで締結され、センサ回路基板２５３上の回路パターンと鉄板フランジ２５０とは接地されているので、電磁ノイズによる不具合を抑制することができる。鉄板フランジ２５０はハウジング要素２３２にボルト２４０で固定されているので、結果的にセンサ回路基板２５３とハウジングが接地されるので、より効果的である。
【０１４９】
さらに、センサ回路基板２５３はハウジングおよび鉄板で周囲を覆われているので、電磁ノイズによる不具合を抑制することができる。
【０１５０】
さらには、本実施形態によれば、トルクセンサ組立て時にハンダ付けをする必要がなくなるので、組立工程を簡略化できる。基板の部品面が表面に露出することがないため、静電気の対策が不要になる。トルクセンサアセンブリィＳＡの形状ほぼ全域にわたり、鉄板が延在しているので、アセンブリィＳＡの強度は向上し、かつ取扱いも簡素化できる。
【０１５１】
本実施形態においても、出力軸２０５と入力軸２０４とはトーションバー２０６を介して接続されており、入力トルクに応じて生じるトーションバー２０６の捩れによってコイルにインピーダンスの変化が生じる。このインピーダンスの変化を信号として、トルクセンサアッシィＳＡを介して電動モーター（図示なし）が制御され、該電動モータの出力がウォーム２１７、ウォームホイール２２０を介して出力軸２０５に伝達されて動力補助がなされる。
【図面の簡単な説明】
【０１５２】
図１は、本発明の第１実施の形態に係るコラムアシスト式電動パワーステアリング装置の要部の縦断面図である。
図２は、本発明の第２実施の形態に係るコラムアシスト式電動パワーステアリング装置の要部の縦断面図である。
図３は、本発明の第３実施の形態に係るコラムアシスト式電動パワーステアリング装置の要部の縦断面図である。
図４は、本発明に係るコラムアシスト式電動パワーステアリング装置の縦断面図である。
図５Ａは、本発明の第４実施の形態に係るコラムアシスト式電動パワーステアリング装置の要部の縦断面図であり、図５Ｂは、センサー・アッシィの断面図である。
図６Ａは、本発明の第５実施の形態に係るコラムアシスト式電動パワーステアリング装置の要部の縦断面図であり、図５Ｂは、センサー・アッシィの断面図である。
図７は、従来に係るコラムアシスト式電動パワーステアリング装置の縦断面図である。
図８は、本発明の第６の実施形態を示すＥＳＰの動力補助部とコラム部の結合部の分解図である。
図９Ａ、図９Ｂはそれぞれ、本発明の第６の実施形態の入力軸の正面図、ステアリング軸の正面図である。
図１０Ａ−図１０Ｃは、それぞれ、入力軸とステアリング軸の結合構造を示す組み込み時、カシメによる塑性変形時とカシメによる塑性変形後の断面図である。
図１１は、本発明の第７の実施形態を示すＥＰＳの動力補助部とコラム部の結合部の分解図である。
図１２Ａ、図１２Ｂは、それぞれ、本発明の第７の実施形態の入力軸の正面図とステアリング軸の正面図である。
図１３Ａ、図１３Ｂ、図１３Ｃは、それぞれ、入力軸とコラム軸の結合構造を示すカシメによる塑性変形前とカシメによる塑性変形後とリベット固定の断面図である。
図１４は、従来のＥＰＳの動力補助部とコラム部の結合部(コラム内収容タイプ)を示す側面図である。
図１５は、従来のＥＰＳの動力補助部とコラム部の結合部(露出タイプ)を示す側面図である。
図１６は、本発明の第８実施の形態に係わるコラムアシスタント式電動パワーステアリング装置の動力補助部とコラム部の結合部の中央断面図である。
図１７は図１６に示す結合部の右側面である。
図１８はセンサー・アッシィの中央縦断面図である。
図１９は図１８に示すセンサー・アッシィの左側面図である。
図２０は図１８に示すセンサー・アッシィの右側面である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１８】
2005097577.tif 000030
【手続補正書】
【提出日】平成18年12月4日(2006.12.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１５】
図１０Ａ−図１０Ｃは、それぞれ入力軸１０２とステアリング軸１０４の結合構造を示す組み込み時とカシメによる塑性変形時とカシメによる塑性変形後の断面図である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１９】
これにより、結合部１０４ａの嵌合部１０４ｃは、入力軸１０２の４つの円弧Ｒ部１０２ａに外嵌・密着するようになり、カラー１０５の、切り欠き１０４ｂに対応する部分は、入力軸１０２の４つの軸溝１０２ｃの凹に追従した内径側に凹んだ形になる。この構成により、ステアリング軸１０４の結合部１０４ａは、入力軸１０２に対して回転方向に相対回転不可能に、及び軸方向に軸方向相対移動不可能となる、即ち、入力軸１０２とステアリング１０４とは離脱不可能とされ、軸ズレ等が発生することもない。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２０】
このカシメによる塑性変形時に与える荷重は、向かい合った切り欠き１０４ｂに同時に荷重を与えることが望ましい。結合部１０４ａの周囲には、この荷重を与える手段を導入するためのスペースを確保する必要がある。また、この荷重を与えるパンチは、カラー１０５を軸溝１０２ｃの凹の位置まで大きく塑性変形させて、より強固に固定するために、その先端がＲ若しくは球形にする必要がある。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３８】
芯金２２１は、その基部２２１ａの内径側で出力軸２０５に固定されており、出力軸２０５と芯金２２１との相対回転はない。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４０】
ハウジング要素２３２は車両後方側で、芯金２２１の大径部２２１ｃの形成する空間内に延び大径部２２１ｃの内周面に径方向に対向する外周部を有する軸受支持部２３２ａを形成している。芯金２２１の大径部２２１ｃの内周面とこの軸支持部２３２ａの外周面との間に第１軸受２４１が介装されている。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４１】
他方、ハウジングのカバー２３３の内径面と芯金２２１の基部２２１ａの外周面との間には第２軸受２４２が介装されている。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１５２】
図１は、本発明の第１実施の形態に係るコラムアシスト式電動パワーステアリング装置の要部の縦断面図である。
図２は、本発明の第２実施の形態に係るコラムアシスト式電動パワーステアリング装置の要部の縦断面図である。
図３は、本発明の第３実施の形態に係るコラムアシスト式電動パワーステアリング装置の要部の縦断面図である。
図４は、本発明に係るコラムアシスト式電動パワーステアリング装置の縦断面図である。
図５Ａは、本発明の第４実施の形態に係るコラムアシスト式電動パワーステアリング装置の要部の縦断面図であり、図５Ｂは、センサー・アッシィの断面図である。
図６Ａは、本発明の第５実施の形態に係るコラムアシスト式電動パワーステアリング装置の要部の縦断面図であり、図５Ｂは、センサー・アッシィの断面図である。
図７は、従来に係るコラムアシスト式電動パワーステアリング装置の縦断面図である。
図８は、本発明の第６の実施形態を示すＥＰＳの動力補助部とコラム部の結合部の分解図である。
図９Ａ、図９Ｂはそれぞれ、本発明の第６の実施形態の入力軸の正面図、ステアリング軸の正面図である。
図１０Ａ−図１０Ｃは、それぞれ、入力軸とステアリング軸の結合構造を示す組み込み時、カシメによる塑性変形時とカシメによる塑性変形後の断面図である。
図１１は、本発明の第７の実施形態を示すＥＰＳの動力補助部とコラム部の結合部の分解図である。
図１２Ａ、図１２Ｂは、それぞれ、本発明の第７の実施形態の入力軸の正面図とステアリング軸の正面図である。
図１３Ａ、図１３Ｂ、図１３Ｃは、それぞれ、入力軸とコラム軸の結合構造を示すカシメによる塑性変形前とカシメによる塑性変形後とリベット固定の断面図である。
図１４は、従来のＥＰＳの動力補助部とコラム部の結合部(コラム内収容タイプ)を示す側面図である。
図１５は、従来のＥＰＳの動力補助部とコラム部の結合部(露出タイプ)を示す側面図である。
図１６は、本発明の第８実施の形態に係わるコラムアシスタント式電動パワーステアリング装置の動力補助部とコラム部の結合部の中央断面図である。
図１７は図１６に示す結合部の右側面である。
図１８はセンサー・アッシィの中央縦断面図である。
図１９は図１８に示すセンサー・アッシィの左側面図である。
図２０は図１８に示すセンサー・アッシィの右側面である。
【国際調査報告】
2005097577.tif 000031
2005097577.tif 000032
2005097577.tif 000033
2005097577.tif 000034