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JP2016022794A - Electric power steering device - Google Patents

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JP2016022794A
JP2016022794A JP2014146916A JP2014146916A JP2016022794A JP 2016022794 A JP2016022794 A JP 2016022794A JP 2014146916 A JP2014146916 A JP 2014146916A JP 2014146916 A JP2014146916 A JP 2014146916A JP 2016022794 A JP2016022794 A JP 2016022794A
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JP
Japan
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output shaft
shaft
torsion bar
fitted
steering
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Pending
Application number
JP2014146916A
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Japanese (ja)
Inventor
奥村 悠
Hisashi Okumura
悠 奥村
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JTEKT Corp
Original Assignee
JTEKT Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric power steering device that facilitates insertion of a torsion bar into an output shaft and has little defect in a torque sensor.SOLUTION: The electric power steering device comprises: an input shaft 30; a torsion bar 31 one end of which is rotatably connected to the input shaft 30; an output shaft 32 rotatably connected to the other end of the torsion bar 31; a torque sensor 50 that detects steering torque from relative rotation between the input shaft 30 and the output shaft 32; and a housing 10 that supports rotatably the input shaft 30 and the output shaft 32. To an inner periphery of the output shaft 32 is loosely fitted an outer periphery of the other end of the torsion bar 31, and between the inner periphery of the output shaft 32 and the outer periphery of the torsion bar 31 is inserted a ring-like elastic member 39 in order to fill a gap at a loosely fitted part. The output shaft 32 and the torsion bar 31 are rotatably connected to each other through a connection pin arranged in a radial direction of the output shaft 32.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、入力軸および出力軸をトーションバーを介して回転連結した電動パワーステアリング装置に関する。   The present invention relates to an electric power steering apparatus in which an input shaft and an output shaft are rotationally connected via a torsion bar.

電動パワーステアリング装置として、例えば特許文献1に示すようなものがあり、ステアリングシャフトが回転連結された入力軸と、入力軸に一端が回転連結されたトーションバーと、トーションバーの他端に回転連結された出力軸と、入力軸および出力軸間の相対回転から操舵トルクを検出するトルクセンサと、入力軸および出力軸を回転可能に支持するハウジングとを備え、出力軸の内周にトーションバーの他端外周を嵌合させ、出力軸およびトーションバーは、出力軸の径方向に配置された連結ピンを介して回転連結していた。   As an electric power steering apparatus, for example, there is one as shown in Patent Document 1, an input shaft having a steering shaft rotationally connected thereto, a torsion bar having one end rotationally connected to the input shaft, and a rotational connection to the other end of the torsion bar. An output shaft, a torque sensor for detecting a steering torque from the relative rotation between the input shaft and the output shaft, and a housing for rotatably supporting the input shaft and the output shaft, and a torsion bar on the inner periphery of the output shaft. The outer periphery of the other end was fitted, and the output shaft and the torsion bar were rotationally connected via a connecting pin arranged in the radial direction of the output shaft.

特開2014−80991号公報JP 2014-80991 A

出力軸およびトーションバーを同軸に配置するために、出力軸およびトーションバー間の隙間が余り無く、これによって出力軸にトーションバーを挿入するのに難儀していた。しかも、出力軸に対するトーションバーの軸方向の位置を合わせるのが難しく、トルクセンサの部品間でずれが発生し、トルクセンサ不良が発生しやすかった。本発明は、上述した問題点を解決するためになされたもので、本発明の目的は、出力軸に対するトーションバーの挿入を容易にするとともに、トルクセンサ不良が少ない電動パワーステアリング装置を提供することである。   Since the output shaft and the torsion bar are arranged coaxially, there is not much space between the output shaft and the torsion bar, which makes it difficult to insert the torsion bar into the output shaft. In addition, it is difficult to align the position of the torsion bar in the axial direction with respect to the output shaft, and a deviation occurs between the components of the torque sensor, and a torque sensor failure is likely to occur. The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an electric power steering device that facilitates insertion of a torsion bar into an output shaft and reduces torque sensor defects. It is.

請求項1に記載の発明は、ステアリングシャフトと、前記ステアリングシャフトの他端に一端が回転連結された入力軸と、前記入力軸に一端が回転連結されたトーションバーと、前記トーションバーの他端に回転連結された出力軸と、前記入力軸および前記出力軸間の相対回転から操舵トルクを検出するトルクセンサと、前記ステアリングシャフトを回転可能に支持するステアリングチューブと、前記ステアリングチューブの他端に固定され、前記入力軸および前記出力軸を回転可能に支持する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、前記出力軸の内周に前記トーションバーの他端外周を隙間嵌合させ、前記隙間嵌合した部分の隙間を埋めるべく、前記出力軸の内周および前記トーションバーの外周間にリング状の弾性部材を介挿し、前記出力軸および前記トーションバーは、前記出力軸の径方向に配置された連結ピンを介して回転連結したことを特徴とするものである。   The invention according to claim 1 is a steering shaft, an input shaft whose one end is rotationally connected to the other end of the steering shaft, a torsion bar whose one end is rotationally connected to the input shaft, and the other end of the torsion bar An output shaft that is rotationally coupled to the input shaft, a torque sensor that detects steering torque from relative rotation between the input shaft and the output shaft, a steering tube that rotatably supports the steering shaft, and a second end of the steering tube. In the electric power steering apparatus including a housing that is fixed and rotatably supports the input shaft and the output shaft, the outer periphery of the other end of the torsion bar is fitted into the inner periphery of the output shaft. In order to fill the gap between the joined portions, a ring-like elasticity is provided between the inner periphery of the output shaft and the outer periphery of the torsion bar. Inserted through the wood, the output shaft and the torsion bar, it is characterized in that it has rotatably connected via the arranged connecting pin in a radial direction of the output shaft.

本発明によれば、出力軸の内周およびトーションバーの他端外周間の隙間を大きくし、出力軸の内周に弾性部材のみを接触させたので、出力軸にトーションバーを挿入しやすくなり、トルクセンサの部品間でずれが発生しにくくなったので、トルクセンサ不良の少ない電動パワーステアリング装置を提供することができる。   According to the present invention, since the gap between the inner periphery of the output shaft and the outer periphery of the other end of the torsion bar is increased and only the elastic member is brought into contact with the inner periphery of the output shaft, the torsion bar can be easily inserted into the output shaft. Since it becomes difficult for deviation to occur between the components of the torque sensor, it is possible to provide an electric power steering apparatus with few torque sensor defects.

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出力軸の軸線を含む断面図。Sectional drawing containing the axis line of the output shaft of the electric power steering apparatus in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態における図1の要部拡大断面図。The principal part expanded sectional view of FIG. 1 in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態における図1のA−A線断面図。The AA sectional view taken on the line of FIG. 1 in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態における図1のB−B線断面図。The BB sectional drawing of FIG. 1 in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態における図1のC−C線断面図。The CC sectional view taken on the line of FIG. 1 in one Embodiment of this invention.

本発明の一実施形態を、図1乃至図5にもとづいて説明する。   An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図1に示すように電動パワーステアリング装置は、ステアリングチューブと、ステアリングチューブに回転可能に支持されたステアリングシャフトと、ステアリングチューブの他端に嵌合固定されたハウジング10と、ハウジング10に回転可能に軸承された入力軸30と、ハウジング10に回転可能に軸承された出力軸32と、一端が入力軸30に回転連結され、他端が出力軸32に回転連結されたトーションバー31と、入力軸30および出力軸32の相対回転から操舵トルクを検出するトルクセンサ50と、出力軸32の外周に嵌合固定されたウォームホイール40と、ウォームホイール40と噛合するウォーム43と、ウォーム43を回転駆動する駆動モータ15とを有する。   As shown in FIG. 1, the electric power steering apparatus includes a steering tube, a steering shaft rotatably supported by the steering tube, a housing 10 fitted and fixed to the other end of the steering tube, and a housing 10 that is rotatable. An input shaft 30 that is supported by a bearing, an output shaft 32 that is rotatably supported by the housing 10, a torsion bar 31 having one end rotationally coupled to the input shaft 30 and the other end rotationally coupled to the output shaft 32, and an input shaft 30 and a torque sensor 50 for detecting steering torque from the relative rotation of the output shaft 32, a worm wheel 40 fitted and fixed to the outer periphery of the output shaft 32, a worm 43 meshing with the worm wheel 40, and the worm 43 being driven to rotate. Drive motor 15.

ステアリングシャフトの一端には図略のハンドルが回転連結され、出力軸32の他端には図略のインターミディエイトシャフトが回転連結されている。電動パワーステアリング装置は、ハンドルの回転をインターミディエイトシャフトに伝える機能を有するとともに、駆動モータ15でパワーアシストする機能を有する。   A steering wheel (not shown) is rotationally connected to one end of the steering shaft, and an intermediate shaft (not shown) is rotationally connected to the other end of the output shaft 32. The electric power steering device has a function of transmitting the rotation of the steering wheel to the intermediate shaft, and also has a function of assisting power by the drive motor 15.

ステアリングチューブは、円筒形状のアッパーチューブ20と、円筒形状のロアチューブ21と、アッパーチューブ20の内周に設けられた樹脂シート22からなっている。アッパーチューブ20は、ロアチューブ21より大径で、アッパーチューブ20は、樹脂シート22を介してロアチューブ21に対し軸方向に進退可能に嵌合されている。ロアチューブ21の他端は、ハウジング10に嵌合固定されている。アッパーチューブ20はアッパー側支持機構を介して図略の車両にテレスコ及びチルト可能に支持されている。   The steering tube includes a cylindrical upper tube 20, a cylindrical lower tube 21, and a resin sheet 22 provided on the inner periphery of the upper tube 20. The upper tube 20 is larger in diameter than the lower tube 21, and the upper tube 20 is fitted to the lower tube 21 via the resin sheet 22 so as to be able to advance and retract in the axial direction. The other end of the lower tube 21 is fitted and fixed to the housing 10. The upper tube 20 is supported by a vehicle (not shown) via an upper side support mechanism so as to be telescopic and tiltable.

アッパー側支持機構は、車両に固定される取り付けブラケット23と、取り付けブラケット23に固定された断面コの字形状の上側ブラケット24と、アッパーチューブ20に固定された断面コの字形状の下側ブラケット27と、下側ブラケット27に回転支持された回転軸28と、回転軸28に取り付けられた偏心カム29とを備えている。回転軸28は、上側ブラケット24を下側ブラケット27に圧接する図略の一対の挟持部材を備えている。上側ブラケット24に対して下側ブラケット27をチルトさせた後、一対の挟持部材によってロックすることができるようになっている。ロアチューブ21に対してアッパーチューブ20をテレスコさせた後、偏心カム29によってロックすることができるようになっている。   The upper side support mechanism includes a mounting bracket 23 fixed to the vehicle, a U-shaped upper bracket 24 fixed to the mounting bracket 23, and a lower bracket having a U-shaped cross section fixed to the upper tube 20. 27, a rotary shaft 28 rotatably supported by the lower bracket 27, and an eccentric cam 29 attached to the rotary shaft 28. The rotating shaft 28 includes a pair of clamping members (not shown) that press-contact the upper bracket 24 to the lower bracket 27. After the lower bracket 27 is tilted with respect to the upper bracket 24, it can be locked by a pair of clamping members. After telescoping the upper tube 20 with respect to the lower tube 21, it can be locked by an eccentric cam 29.

ステアリングチューブには、図略の第1転がり軸受およびニードル軸受65を介してステアリングシャフトが回転可能に軸承されている。ステアリングシャフトは、アッパーチューブ20に第1転がり軸受を介して回転可能に軸承されるアッパーシャフト25と、ロアチューブ21に遊嵌されるロアシャフト26とからなっている。ロアシャフト26の一端外周はアッパーシャフト25の他端内周にスプライン嵌合され、ロアシャフト26は、アッパーシャフト25に対し軸方向に進退可能にかつ回転伝達可能になっている。アッパーシャフト25の一端には運転手が操作する図略のハンドルが連結され、ロアシャフト26の他端は入力軸30に嵌合固定されている。   A steering shaft is rotatably supported by the steering tube via a first rolling bearing (not shown) and a needle bearing 65. The steering shaft includes an upper shaft 25 that is rotatably supported by the upper tube 20 via a first rolling bearing, and a lower shaft 26 that is loosely fitted to the lower tube 21. The outer periphery of one end of the lower shaft 26 is spline-fitted to the inner periphery of the other end of the upper shaft 25, and the lower shaft 26 is capable of moving forward and backward in the axial direction with respect to the upper shaft 25 and transmitting rotation. A handle (not shown) operated by the driver is connected to one end of the upper shaft 25, and the other end of the lower shaft 26 is fitted and fixed to the input shaft 30.

ハウジング10は、鋳物で作られ、センサハウジング11と、センサハウジング11にねじ部品17を介して連結されたギヤハウジング12とからなっている。ギヤハウジング12は、二股形状の支持ブラケット13と、円盤形状のモータブラケット14と、円周2箇所で外径方向に突出した第1取り付けブラケットとを有する。支持ブラケット13は図略のロア側支持機構を介して図略の車両に旋回可能に支持される。モータブラケット14には、取り付けボルト16を介して駆動モータ15が取り付けられ、円周2箇所で外径方向に突出した第2取り付けブラケットを有する(図3)。ねじ部品17を第1取り付けブラケットに挿通し、第2取り付けブラケットのねじ穴にねじ部品17を螺合させることによってギヤハウジング12にセンサハウジング11が固定されている。   The housing 10 is made of a casting, and includes a sensor housing 11 and a gear housing 12 connected to the sensor housing 11 via a screw part 17. The gear housing 12 includes a bifurcated support bracket 13, a disk-shaped motor bracket 14, and a first mounting bracket that protrudes in the outer diameter direction at two locations around the circumference. The support bracket 13 is rotatably supported by a vehicle (not shown) via a lower side support mechanism (not shown). A drive motor 15 is attached to the motor bracket 14 via attachment bolts 16 and has a second attachment bracket that protrudes in the outer diameter direction at two locations around the circumference (FIG. 3). The sensor housing 11 is fixed to the gear housing 12 by inserting the screw component 17 through the first mounting bracket and screwing the screw component 17 into the screw hole of the second mounting bracket.

ハウジング10には、ウォームホイール40およびウォーム43を回転可能に収容する内部空間10aが形成されている。   The housing 10 is formed with an internal space 10a in which the worm wheel 40 and the worm 43 are rotatably accommodated.

ハウジング10に入力軸30と出力軸32が、互いに軸方向にずらして同軸回りに回転可能に軸承されている。入力軸30は、ニードル軸受65を介してセンサハウジング11に回転可能に軸承され、樹脂製滑り軸受36を介して出力軸32に回転可能に軸承されている。出力軸32は、第2転がり軸受70を介してセンサハウジング11に回転可能に軸承され、第3転がり軸受75を介してギヤハウジング12に回転可能に軸承されている。   An input shaft 30 and an output shaft 32 are supported on the housing 10 so as to be axially displaced from each other so as to be rotatable about the same axis. The input shaft 30 is rotatably supported by the sensor housing 11 via a needle bearing 65, and is rotatably supported by the output shaft 32 via a resin sliding bearing 36. The output shaft 32 is rotatably supported by the sensor housing 11 via the second rolling bearing 70 and is rotatably supported by the gear housing 12 via the third rolling bearing 75.

第2転がり軸受70は、転動体として玉を用いた玉軸受である。センサハウジング11の内周には、第2転がり軸受70の第2外輪が隙間嵌めで嵌合されている。出力軸32の一端外周には、第2転がり軸受70の第2内輪が締まり嵌めで嵌合されている。出力軸32の第1段面には、第2内輪72の他端面が当接している。   The second rolling bearing 70 is a ball bearing using balls as rolling elements. A second outer ring of the second rolling bearing 70 is fitted to the inner periphery of the sensor housing 11 with a clearance fit. A second inner ring of the second rolling bearing 70 is fitted on the outer periphery of one end of the output shaft 32 with an interference fit. The other end surface of the second inner ring 72 is in contact with the first step surface of the output shaft 32.

第3転がり軸受75は、転動体として玉を用いた玉軸受である。ギヤハウジング12の内周には、円筒形状の第3嵌合面が形成され、第3嵌合面の他端側で内径方向に延びる第2段面が形成されている。第3嵌合面には、第3転がり軸受75の第3外輪が締まり嵌めで嵌合されている。第2段面には、第3外輪の他端面が当接している。第3外輪の一端面に当接する止め輪37は、ギヤハウジング12に形成された環状溝に嵌め込まれている。第2段面および止め輪37によって、ギヤハウジング12に対する第3外輪の軸方向の抜けを防止できる。   The third rolling bearing 75 is a ball bearing using balls as rolling elements. A cylindrical third fitting surface is formed on the inner periphery of the gear housing 12, and a second step surface extending in the inner diameter direction is formed on the other end side of the third fitting surface. The third outer ring of the third rolling bearing 75 is fitted to the third fitting surface with an interference fit. The other end surface of the third outer ring is in contact with the second step surface. A retaining ring 37 that abuts one end surface of the third outer ring is fitted in an annular groove formed in the gear housing 12. The second step surface and the retaining ring 37 can prevent the third outer ring from coming off from the gear housing 12 in the axial direction.

出力軸32の中央外周には、円筒形状の第4嵌合面が形成され、第4嵌合面の一端側で外径方向に延びる第3段面が形成されている。第4嵌合面には、第3内輪77が締まり嵌めで嵌合されている。第4段面には、第3内輪の一端面が当接している。第3内輪の他端面に当接する止めナット38は、出力軸32の外周に螺合されている。第4段面および止めナット38によって、出力軸32に対する第3内輪の軸方向の抜けを防止できる。   A cylindrical fourth fitting surface is formed on the center outer periphery of the output shaft 32, and a third step surface extending in the outer diameter direction is formed on one end side of the fourth fitting surface. The third inner ring 77 is fitted to the fourth fitting surface with an interference fit. One end surface of the third inner ring is in contact with the fourth step surface. A locking nut 38 that contacts the other end surface of the third inner ring is screwed onto the outer periphery of the output shaft 32. The fourth step surface and the lock nut 38 can prevent the third inner ring from coming off from the output shaft 32 in the axial direction.

トーションバー31は、一端に大径の第1大径部31eが形成され、他端に大径の第2大径部31cが形成され、中間に小径の小径部31dが形成されている。第1大径部31eは、第2大径部31cと比べて数百ミクロン程度外径が大きい(図2)。小径部31dは、第1大径部31eおよび第2大径部31cに比べて外径が小さい。第2大径部31cの外周には、断面四角形状の環状溝31bが形成され、環状溝31bにOリング39が嵌め込まれている。環状溝31bにOリング39が嵌め込まれた状態では、Oリング39の最大外径は第2嵌合面32bより数百ミクロン程度大きい。Oリング39は、ゴムからなり、内径方向に圧縮変形可能な弾性部材である。   The torsion bar 31 has a first large diameter portion 31e having a large diameter at one end, a second large diameter portion 31c having a large diameter at the other end, and a small diameter portion 31d having a small diameter in the middle. The first large diameter portion 31e has an outer diameter that is approximately several hundred microns larger than that of the second large diameter portion 31c (FIG. 2). The small diameter part 31d has a smaller outer diameter than the first large diameter part 31e and the second large diameter part 31c. An annular groove 31b having a quadrangular cross section is formed on the outer periphery of the second large diameter portion 31c, and an O-ring 39 is fitted in the annular groove 31b. In a state where the O-ring 39 is fitted in the annular groove 31b, the maximum outer diameter of the O-ring 39 is approximately several hundred microns larger than the second fitting surface 32b. The O-ring 39 is an elastic member made of rubber and capable of compressive deformation in the inner diameter direction.

入力軸30の一端内周には、トーションバー31の第1大径部31eに比べて約100ミクロン小径の第1嵌合面30aが形成されている。よって、第1嵌合面30aには第1大径部31eが約50ミクロンのシメシロでもって圧入嵌合されている。   A first fitting surface 30 a having a diameter of about 100 microns smaller than the first large diameter portion 31 e of the torsion bar 31 is formed on the inner periphery of one end of the input shaft 30. Therefore, the first large-diameter portion 31e is press-fitted and fitted to the first fitting surface 30a with a squeeze of about 50 microns.

出力軸32の内周には、一端から順に、挿通面32e、摺動面32d、段面、第2嵌合面32bが形成され、挿通面32e、摺動面32d、第2嵌合面32bの順に内径が小さくなっている(図4)。第2嵌合面32bは、トーションバー31の第2大径部31cと比べて約100ミクロン内径が大きい。よって、第2嵌合面32bには第2大径部31cが約50ミクロンの隙間でもって隙間嵌合され、第2嵌合面32bにはOリング39が数百ミクロンの半分程度のシメシロでもって圧入嵌合されている。Oリング39を数百ミクロンの半分程度のシメシロでもって圧縮すると、Oリング39は剛体に近い状態となり、数ミクロン程度弾性変形しない。段面の挿通面32e側で内径側に面取り32cが形成され、面取り32cの最大径は、Oリング39の最大外径より大きい。   An insertion surface 32e, a sliding surface 32d, a step surface, and a second fitting surface 32b are formed in order from one end on the inner periphery of the output shaft 32. The insertion surface 32e, the sliding surface 32d, and the second fitting surface 32b are formed. The inner diameter becomes smaller in this order (FIG. 4). The second fitting surface 32 b has a larger inner diameter of about 100 microns than the second large diameter portion 31 c of the torsion bar 31. Therefore, the second large-diameter portion 31c is fitted into the second fitting surface 32b with a gap of about 50 microns, and the O-ring 39 is about half of several hundred microns on the second fitting surface 32b. It is press-fitted and fitted. When the O-ring 39 is compressed with a half of several hundred microns, the O-ring 39 is in a state close to a rigid body and does not elastically deform by several microns. A chamfer 32c is formed on the inner diameter side on the insertion surface 32e side of the step surface, and the maximum diameter of the chamfer 32c is larger than the maximum outer diameter of the O-ring 39.

図1に示すように出力軸32の他端およびトーションバー31の他端には、出力軸32にトーションバー31を嵌合させた状態で第1嵌合穴32aおよび第2嵌合穴31aが共穴加工され、第1嵌合穴32aおよび第2嵌合穴31aに連結ピン33が圧入嵌合され、出力軸32およびトーションバー31は、連結ピン33を介して回転連結されている。   As shown in FIG. 1, the other end of the output shaft 32 and the other end of the torsion bar 31 have a first fitting hole 32a and a second fitting hole 31a in a state where the output shaft 32 is fitted to the torsion bar 31. The joint pin 33 is press-fitted into the first fitting hole 32 a and the second fitting hole 31 a, and the output shaft 32 and the torsion bar 31 are rotationally connected via the connection pin 33.

トルクセンサ50は、入力軸30の外周に圧入嵌合された樹脂製のカラー55と、カラー55に保持されたマグネット54と、出力軸32の外周に圧入嵌合された鉄製のカラー53と、カラー53に圧入嵌合された樹脂製の中継部材52と、センサハウジング11に設けられた集中部材51とからなっている。中継部材52には、一対のコアが埋設され、集中部材51には、一対の集中リングが埋設されている。入力軸30および出力軸32間の相対回転量を、マグネット54の磁力が一対のコアを介して一対の集中リングで捉えられることによって検出している。入力軸30および出力軸32間の相対回転量の増加につれて、トーションバー31の捩れトルクが増加するので、トルクセンサ50によって操舵トルクを検出することができる。   The torque sensor 50 includes a resin collar 55 press fitted to the outer periphery of the input shaft 30, a magnet 54 held by the collar 55, an iron collar 53 press fitted to the outer periphery of the output shaft 32, and A resin-made relay member 52 press-fitted into the collar 53 and a concentration member 51 provided on the sensor housing 11 are included. A pair of cores are embedded in the relay member 52, and a pair of concentration rings are embedded in the concentration member 51. The amount of relative rotation between the input shaft 30 and the output shaft 32 is detected by capturing the magnetic force of the magnet 54 with a pair of concentrated rings via a pair of cores. As the relative rotation amount between the input shaft 30 and the output shaft 32 increases, the torsional torque of the torsion bar 31 increases, so that the steering torque can be detected by the torque sensor 50.

図1および図5に示すように出力軸32にはウォームホイール40が嵌合固定され、このウォームホイール40にウォーム43が噛合している。ウォーム43は、一対の転がり軸受44、45を介してギヤハウジング12に回転可能に軸承されている。ウォーム43は、駆動モータ15の駆動軸が回転連結され、駆動モータ15の回転がウォーム43、ウォームホイール40を介して出力軸32に伝えられるようになっている。ウォーム43および駆動軸間にカップリング46が設けられている。駆動モータ15の回転力は、トルクセンサ50で検出された操舵トルクの増加に応じて増加するようになっている。   As shown in FIGS. 1 and 5, a worm wheel 40 is fitted and fixed to the output shaft 32, and a worm 43 is engaged with the worm wheel 40. The worm 43 is rotatably supported by the gear housing 12 via a pair of rolling bearings 44 and 45. The drive shaft of the drive motor 15 is rotationally connected to the worm 43, and the rotation of the drive motor 15 is transmitted to the output shaft 32 via the worm 43 and the worm wheel 40. A coupling 46 is provided between the worm 43 and the drive shaft. The rotational force of the drive motor 15 increases as the steering torque detected by the torque sensor 50 increases.

支持ブラケット13は図略のロア側支持機構を介して図略の車両に旋回可能に支持される。アッパーチューブ20はアッパー側支持機構を介して図略の車両にテレスコ及びチルト可能に支持されている。   The support bracket 13 is rotatably supported by a vehicle (not shown) via a lower side support mechanism (not shown). The upper tube 20 is supported by a vehicle (not shown) via an upper side support mechanism so as to be telescopic and tiltable.

次に上述した構成にもとづいて、入力軸30および出力軸32の組付け動作を説明する。   Next, the assembling operation of the input shaft 30 and the output shaft 32 will be described based on the above-described configuration.

図1に示すように出力軸32の外周に、ウォームホイール40が締まり嵌めで嵌合される。出力軸32の第2嵌合面に第2転がり軸受70の第2内輪が締まり嵌めで嵌合され、第1段面には第2内輪の他端面が当接する。さらに、出力軸32の第2嵌合面に、樹脂製の中継部材52を保持したカラー53が圧入嵌合される。出力軸32の一端内周に、樹脂製滑り軸受36の外周が嵌め込まれる。こうして、ウォームホイール40、第2転がり軸受70、中継部材52、樹脂製滑り軸受36を取り付けた出力軸32の組付け品が作られる。   As shown in FIG. 1, the worm wheel 40 is fitted to the outer periphery of the output shaft 32 by an interference fit. The second inner ring of the second rolling bearing 70 is fitted to the second fitting surface of the output shaft 32 with an interference fit, and the other end surface of the second inner ring is in contact with the first step surface. Furthermore, a collar 53 holding a resin-made relay member 52 is press-fitted onto the second fitting surface of the output shaft 32. The outer periphery of the resin sliding bearing 36 is fitted into the inner periphery of one end of the output shaft 32. Thus, an assembly of the output shaft 32 to which the worm wheel 40, the second rolling bearing 70, the relay member 52, and the resin sliding bearing 36 are attached is produced.

ギヤハウジング12の第3嵌合面に第3転がり軸受75の第3外輪が締まり嵌めで嵌合され、第2段面に第3外輪の他端面が当接する。ギヤハウジング12の環状溝に止め輪37が嵌め込まれ、止め輪37に第3外輪の一端面が当接する。第2段面および止め輪37によって、ギヤハウジング12に対する第3外輪の軸方向の抜けを防止できる。ギヤハウジング12にウォーム43を挿入し、ギヤハウジング12の内周およびウォーム43の両端外周間に一対の転がり軸受44、45を挿入し、転がり軸受44を押さえリング47によってギヤハウジング12に固定する。こうして、ウォーム43および第3転がり軸受75を取り付けたギヤハウジング12の組付け品が作られる。   The third outer ring of the third rolling bearing 75 is fitted into the third fitting surface of the gear housing 12 with an interference fit, and the other end surface of the third outer ring is in contact with the second step surface. A retaining ring 37 is fitted into the annular groove of the gear housing 12, and one end surface of the third outer ring abuts on the retaining ring 37. The second step surface and the retaining ring 37 can prevent the third outer ring from coming off from the gear housing 12 in the axial direction. A worm 43 is inserted into the gear housing 12, and a pair of rolling bearings 44 and 45 are inserted between the inner periphery of the gear housing 12 and the outer periphery of both ends of the worm 43, and the rolling bearing 44 is fixed to the gear housing 12 by a pressing ring 47. Thus, an assembly of the gear housing 12 to which the worm 43 and the third rolling bearing 75 are attached is produced.

ギヤハウジング12の組付け品に、出力軸32の組付け品を組付ける。ウォーム43にウォームホイール40を噛合させながら、出力軸32の第4嵌合面に、第3転がり軸受75の第3内輪が締まり嵌めで嵌合され、第4段面に第3内輪の一端面が当接する。出力軸32の外周に止めナット38が螺合され、止めナット38に第3内輪の他端面が当接する。第4段面および止めナット38によって、出力軸32に対する第3内輪77の軸方向の抜けを防止できる。こうして、出力軸32の組付け品を取り付けたギヤハウジング12の大組付け品が作られる。   The assembly of the output shaft 32 is assembled to the assembly of the gear housing 12. While the worm wheel 40 is engaged with the worm 43, the third inner ring of the third rolling bearing 75 is fitted into the fourth fitting surface of the output shaft 32 with an interference fit, and one end surface of the third inner ring is fitted into the fourth step surface. Abut. A lock nut 38 is screwed onto the outer periphery of the output shaft 32, and the other end surface of the third inner ring contacts the lock nut 38. The fourth step surface and the lock nut 38 can prevent the third inner ring 77 from coming off from the output shaft 32 in the axial direction. In this way, a large assembly of the gear housing 12 to which the assembly of the output shaft 32 is attached is produced.

入力軸30の外周にマグネット54を保持したカラー55が圧入嵌合される。入力軸30の一端よりトーションバー31の他端を挿入し、入力軸30の第1嵌合面30aにトーションバー31の第1大径部31eが約50ミクロンのシメシロでもって圧入嵌合される。こうして、トーションバー31、マグネット54を取り付けた入力軸30の組付け品が作られる。   A collar 55 holding a magnet 54 is press fitted into the outer periphery of the input shaft 30. The other end of the torsion bar 31 is inserted from one end of the input shaft 30, and the first large-diameter portion 31e of the torsion bar 31 is press-fitted to the first fitting surface 30a of the input shaft 30 with a squeeze of about 50 microns. . Thus, an assembly of the input shaft 30 to which the torsion bar 31 and the magnet 54 are attached is produced.

センサハウジング11の内周に、ニードル軸受65の外周が締まり嵌めで嵌合される。こうして、ニードル軸受65を取り付けたセンサハウジング11の組付け品が作られる。   The outer periphery of the needle bearing 65 is fitted into the inner periphery of the sensor housing 11 with an interference fit. Thus, an assembly of the sensor housing 11 to which the needle bearing 65 is attached is made.

ギヤハウジング12の大組付け品に、入力軸30の組付け品を組付ける。出力軸32の一端よりトーションバー31の他端を挿入する。この過程で、トーションバー31の第2大径部31cは、挿通面32e、摺動面32dに何も抵抗なく挿通され、さらに第2大径部31cの一部が出力軸32の第2嵌合面32bに約50ミクロンの隙間でもって隙間嵌合される。約50ミクロンの隙間をもった隙間嵌合であるので、第2大径部31cを第2嵌合面32bにスムーズに嵌合させることができる。出力軸32にトーションバー31をさらに挿入すると、面取り32cにOリング39が当接し、Oリング39が内径方向に圧縮され、第2大径部31cにOリング39が数百ミクロンの半分程度のシメシロでもって圧入嵌合される。Oリング39のみが第2嵌合面32bに当接するので、傾きによるコジリが発生しにくい。出力軸32にトーションバー31を挿入する過程で、入力軸30の他端外周が、樹脂製滑り軸受36の内周に嵌合される。   The assembly of the input shaft 30 is assembled to the large assembly of the gear housing 12. The other end of the torsion bar 31 is inserted from one end of the output shaft 32. In this process, the second large diameter portion 31c of the torsion bar 31 is inserted through the insertion surface 32e and the sliding surface 32d without any resistance, and a part of the second large diameter portion 31c is the second fitting of the output shaft 32. A gap is fitted into the mating surface 32b with a gap of about 50 microns. Since the gap fitting has a gap of about 50 microns, the second large diameter portion 31c can be smoothly fitted to the second fitting surface 32b. When the torsion bar 31 is further inserted into the output shaft 32, the O-ring 39 comes into contact with the chamfer 32c, the O-ring 39 is compressed in the inner diameter direction, and the O-ring 39 is about half of several hundred microns in the second large diameter portion 31c. It is press-fitted with a shimeshiro. Since only the O-ring 39 is in contact with the second fitting surface 32b, the twist due to the inclination hardly occurs. In the process of inserting the torsion bar 31 into the output shaft 32, the outer periphery of the other end of the input shaft 30 is fitted to the inner periphery of the resin sliding bearing 36.

出力軸32の他端およびトーションバー31の他端には、出力軸32にトーションバー31を嵌合させた状態で第1嵌合穴32aおよび第2嵌合穴31aが共穴加工される。第1嵌合穴32aおよび第2嵌合穴31aに連結ピン33が圧入嵌合され、出力軸32およびトーションバー31は、連結ピン33を介して回転連結される。第2大径部31cにOリング39が数百ミクロンの半分程度のシメシロでもって圧入嵌合され、数百ミクロンの半分程度のシメシロによってOリング39は剛体に近い状態となるため、第2嵌合穴31aに連結ピン33を圧入してもOリング39の数ミクロン程度弾性変形範囲でしか出力軸32に対しトーションバー31は径方向に変位しない。トーションバー31の捩じりの特性を損なうことが無い。こうして、入力軸30の組付け品を取り付けたギヤハウジング12の大々組付け品が作られる。   The other end of the output shaft 32 and the other end of the torsion bar 31 are formed with a first fitting hole 32a and a second fitting hole 31a in a state where the torsion bar 31 is fitted to the output shaft 32. The connecting pin 33 is press-fitted into the first fitting hole 32 a and the second fitting hole 31 a, and the output shaft 32 and the torsion bar 31 are rotationally connected via the connecting pin 33. The O-ring 39 is press-fitted into the second large-diameter portion 31c with a half of several hundred microns, so that the O-ring 39 is close to a rigid body by the half of a few hundred microns. Even if the connecting pin 33 is press-fitted into the joint hole 31a, the torsion bar 31 is displaced in the radial direction with respect to the output shaft 32 only within an elastic deformation range of the O-ring 39 about several microns. The torsional characteristics of the torsion bar 31 are not impaired. Thus, a large assembly of the gear housing 12 to which the assembly of the input shaft 30 is attached is produced.

ギヤハウジング12の大々組付け品に、センサハウジング11の組付け品を取付ける。第2転がり軸受70の第2外輪の外周がセンサハウジング11の内周に隙間嵌めで嵌合され、入力軸30の外周がニードル軸受65のニードルに隙間嵌めで嵌合され、ギヤハウジング12の一部にセンサハウジング11が隙間嵌めで嵌合された状態で、ねじ部品17をセンサハウジング11に挿通するとともにギヤハウジング12のねじ穴に螺合させる。こうして、図1に示すように中継部材52の内周側にマグネット54が配置されるとともに、センサハウジング11およびギヤハウジング12が一体化され、ハウジング10が構成される。   The assembly of the sensor housing 11 is attached to a large assembly of the gear housing 12. The outer circumference of the second outer ring of the second rolling bearing 70 is fitted to the inner circumference of the sensor housing 11 with a gap fit, and the outer circumference of the input shaft 30 is fitted to the needle of the needle bearing 65 with a gap fit. In a state where the sensor housing 11 is fitted with a gap fit, the screw component 17 is inserted into the sensor housing 11 and screwed into the screw hole of the gear housing 12. Thus, as shown in FIG. 1, the magnet 54 is arranged on the inner peripheral side of the relay member 52, and the sensor housing 11 and the gear housing 12 are integrated to constitute the housing 10.

続いて、電動パワーステアリング装置の使用状況を説明する。   Next, the usage status of the electric power steering apparatus will be described.

図略のハンドルが操作されると、図1に示すようにアッパーシャフト25が回転し、アッパーシャフト25の回転は、ロアシャフト26、入力軸30、トーションバー31、出力軸32を介して図略のインターミディエイトシャフトに伝えられる。路面抵抗は、インターミディエイトシャフトを介して出力軸32に伝えられる。ハンドルの操作と路面抵抗によって、トーションバー31が捩られ、入力軸30および出力軸32間に相対回転が発生し、相対回転量、すなわち操舵トルクがトルクセンサ50によって検出される。   When the handle (not shown) is operated, the upper shaft 25 rotates as shown in FIG. 1, and the rotation of the upper shaft 25 is omitted via the lower shaft 26, the input shaft 30, the torsion bar 31, and the output shaft 32. Is transmitted to the intermediate shaft. The road surface resistance is transmitted to the output shaft 32 through the intermediate shaft. The torsion bar 31 is twisted by the operation of the steering wheel and the road surface resistance, relative rotation occurs between the input shaft 30 and the output shaft 32, and the relative rotation amount, that is, the steering torque is detected by the torque sensor 50.

トルクセンサ50の信号は図略の制御装置に入力され、操舵トルクに応じた出力信号が制御装置から駆動モータ15に印加される。駆動モータ15の回転は、ウォーム43、ウォームホイール40を介して出力軸32に伝えられる。駆動モータ15は、操舵トルクに応じた回転力を発生し、ハンドル操作をパワーアシストする。   A signal from the torque sensor 50 is input to a control device (not shown), and an output signal corresponding to the steering torque is applied to the drive motor 15 from the control device. The rotation of the drive motor 15 is transmitted to the output shaft 32 via the worm 43 and the worm wheel 40. The drive motor 15 generates a rotational force corresponding to the steering torque and power assists the steering wheel operation.

本発明はこうした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。   The present invention is not limited to these embodiments, and can of course be implemented in various modes without departing from the gist of the present invention.

10:ハウジング、25:アッパーシャフト(ステアリングシャフト)、26:ロアシャフト(ステアリングシャフト)、30:入力軸、31:トーションバー、31b:環状溝、31c:第2大径部、32:出力軸、32b:第2嵌合面、33:連結ピン、39:Oリング(弾性部材)、50:トルクセンサ   10: housing, 25: upper shaft (steering shaft), 26: lower shaft (steering shaft), 30: input shaft, 31: torsion bar, 31b: annular groove, 31c: second large diameter portion, 32: output shaft, 32b: second fitting surface, 33: connecting pin, 39: O-ring (elastic member), 50: torque sensor

Claims (1)

ステアリングシャフトと、前記ステアリングシャフトの他端に一端が回転連結された入力軸と、前記入力軸に一端が回転連結されたトーションバーと、前記トーションバーの他端に回転連結された出力軸と、前記入力軸および前記出力軸間の相対回転から操舵トルクを検出するトルクセンサと、前記ステアリングシャフトを回転可能に支持するステアリングチューブと、前記ステアリングチューブの他端に固定され、前記入力軸および前記出力軸を回転可能に支持する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、前記出力軸の内周に前記トーションバーの他端外周を隙間嵌合させ、前記隙間嵌合した部分の隙間を埋めるべく、前記出力軸の内周および前記トーションバーの外周間にリング状の弾性部材を介挿し、前記出力軸および前記トーションバーは、前記出力軸の径方向に配置された連結ピンを介して回転連結したことを特徴とする電動パワーステアリング装置。 A steering shaft, an input shaft whose one end is rotationally connected to the other end of the steering shaft, a torsion bar whose one end is rotationally connected to the input shaft, and an output shaft which is rotationally connected to the other end of the torsion bar; A torque sensor for detecting steering torque from relative rotation between the input shaft and the output shaft; a steering tube for rotatably supporting the steering shaft; and the other end of the steering tube fixed to the input shaft and the output In the electric power steering apparatus comprising a housing that rotatably supports the shaft, the outer periphery of the output shaft is fitted to the outer periphery of the other end of the torsion bar, and the gap of the gap-fitted portion is filled. A ring-shaped elastic member is inserted between the inner periphery of the output shaft and the outer periphery of the torsion bar, and the output shaft Preliminary the torsion bar, the electric power steering apparatus characterized by the rotating coupled through a coupling pin disposed in a radial direction of the output shaft.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11345386B2 (en) * 2020-04-15 2022-05-31 Jtekt Corporation Steering column device
WO2025109740A1 (en) * 2023-11-24 2025-05-30 株式会社ジェイテクト Steering shaft

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