電動(dòng)式助力轉(zhuǎn)向裝置用力矩測量單元及其組裝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電動(dòng)式助力轉(zhuǎn)向裝置所使用的力矩測量單元及其組裝方法的改良，該電動(dòng)式助力轉(zhuǎn)向裝置是用于實(shí)現(xiàn)減小駕駛員為了操作方向盤而需要的力。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車用的轉(zhuǎn)向裝置如圖9所示那樣構(gòu)成，將方向盤I的旋轉(zhuǎn)傳遞到轉(zhuǎn)向齒輪單元2的輸入軸3，隨著輸入軸3的旋轉(zhuǎn)而推拉左右I對轉(zhuǎn)向橫拉桿4、4，將轉(zhuǎn)向角付與給前車輪。方向盤I被支承固定于轉(zhuǎn)向軸5的后端部，轉(zhuǎn)向軸5以在軸向插通于被支承于車身的圓筒狀的轉(zhuǎn)向柱6的狀態(tài)，被旋轉(zhuǎn)自由地支承于轉(zhuǎn)向柱6。另外，轉(zhuǎn)向軸5的前端部經(jīng)由萬向接頭7與中間軸8的后端部連接，中間軸8的前端部經(jīng)由另一萬向接頭9與輸入軸3連接。另外，圖示的例子是將電動(dòng)馬達(dá)10作為輔助動(dòng)力的產(chǎn)生源、來實(shí)現(xiàn)減小為了操作方向盤I而需要的力的、電動(dòng)式助力轉(zhuǎn)向裝置。
[0003]此外，在本說明書及權(quán)利要求書整體中，對于前后方向，如果沒有特別說明，就是指車輛的前后方向。
[0004]作為電動(dòng)式助力轉(zhuǎn)向裝置的更具體的構(gòu)造的I個(gè)例子，圖10?11示出了專利文獻(xiàn)I所記載的電動(dòng)式助力轉(zhuǎn)向裝置。轉(zhuǎn)向柱6a是將內(nèi)柱11和外柱12組合而成的且在二次碰撞時(shí)全長能夠收縮，并被支承于車身。另外，被旋轉(zhuǎn)自由地支承在轉(zhuǎn)向柱6a的內(nèi)側(cè)的轉(zhuǎn)向軸5a是將下轉(zhuǎn)向軸13和上轉(zhuǎn)向軸14組合而成的，能夠傳遞力矩、且在二次碰撞時(shí)全長能夠收縮。在從外柱12的后端開口突出的上轉(zhuǎn)向軸14的后端部，固定有方向盤1(參照圖9)。另外，在內(nèi)柱11的前端部，結(jié)合固定有殼體15，在殼體15的內(nèi)側(cè)，插入有下轉(zhuǎn)向軸13的前半部。殼體15包括:帶臺(tái)階的圓筒狀的殼體主體16，其結(jié)合固定在內(nèi)柱11的前端部；及大致圓圈狀的蓋體17，其固定在殼體主體16的前端部。
[0005]在殼體15的內(nèi)側(cè)旋轉(zhuǎn)自由地支承有作為輸入軸的下轉(zhuǎn)向軸13及輸出軸19，該下轉(zhuǎn)向軸13及輸出軸19由扭桿18互相同軸地連結(jié)。扭桿18的除了其前端部的大部分被配置在被制造為中空軸狀的下轉(zhuǎn)向軸13的內(nèi)徑側(cè)。另外，輸出軸19配置在下轉(zhuǎn)向軸13的前側(cè)，由I對球軸承20、21相對于殼體15旋轉(zhuǎn)自由地支承。更具體而言，輸出軸19由球軸承20將中間部旋轉(zhuǎn)自由地支承，并且由球軸承21將后端部旋轉(zhuǎn)自由地支承，該球軸承20內(nèi)嵌固定于蓋體17的內(nèi)周面，該球軸承21內(nèi)嵌固定于第一圓筒面部22，該第一圓筒面部22形成于殼體主體16的內(nèi)周面的前端側(cè)部分(相當(dāng)于軸向一端側(cè)部分)。另外，在輸出軸19的靠近后端的部分，夕卜嵌固定有蝸輪23 ο在蝸輪23上嚙合有蝸桿24，該蝸桿24被旋轉(zhuǎn)自由地支承在殼體15內(nèi)。另夕卜，在殼體15上支承固定有電動(dòng)馬達(dá)10(參照圖9)，電動(dòng)馬達(dá)10的輸出軸能夠傳遞力矩地結(jié)合在蝸桿24的基端部。
[0006]另外，在輸出軸19的后端部設(shè)置有筒狀部26，該筒狀部26在內(nèi)周面形成有圓周方向的凹凸形狀的陰止動(dòng)部25。另一方面，在下轉(zhuǎn)向軸13的外周面的前端部設(shè)置有在圓周方向凹凸形狀的陽止動(dòng)部27，該陽止動(dòng)部27的外徑尺寸(外接圓的直徑)與靠近前端的部分相比變小。陽止動(dòng)部27與陰止動(dòng)部25能夠在預(yù)定角度范圍(以扭桿18未扭曲的中立狀態(tài)為基準(zhǔn)，例如土5度的范圍)內(nèi)相對旋轉(zhuǎn)地凹凸卡合。由此，實(shí)現(xiàn)防止扭桿18的過大的扭曲。
[0007]另外，下轉(zhuǎn)向軸13是磁性金屬的鋼制的，在下轉(zhuǎn)向軸13的外周面的靠近前端的部分設(shè)置有圓周方向的凹凸形狀的力矩檢測用凹凸部28。在力矩檢測用凹凸部28的外徑側(cè)配置有鋁合金等具有導(dǎo)電性的非磁性金屬制的圓筒狀的力矩檢測用套筒29。力矩檢測用套筒29的基端部外嵌固定于筒狀部26。另外，在力矩檢測用套筒29中的、位于力矩檢測用凹凸部28的外徑側(cè)的部分，設(shè)置有多個(gè)窗孔30、30。另外，在力矩檢測用凹凸部28及力矩檢測用套筒29的外徑側(cè)，配置有內(nèi)嵌固定于殼體15(殼體主體16)的力矩檢測用線圈單元31。
[0008]力矩檢測用線圈單元31內(nèi)嵌固定于第二圓筒面部32，該第二圓筒面部32形成在殼體主體16的內(nèi)周面中的、比第一圓筒面部22靠后側(cè)(相當(dāng)于軸向另一側(cè))的位置。力矩檢測用線圈單元31包括:圓筒狀的檢測主體33;底座34，其以從檢測主體33的外周面向徑向外側(cè)突出的狀態(tài)設(shè)置;及連接端子36，其由插設(shè)在底座34上的多根銷35、35構(gòu)成。檢測主體33包括:線圈卷繞成圓筒狀的多個(gè)(在圖示的例子中為2個(gè))線圈骨架37、37;及磁軛部件38，其將各線圈骨架37、37覆蓋。連接端子36以在檢測主體33的圓周方向的一部分向徑向外側(cè)突出的狀態(tài)設(shè)置，并與各線圈骨架37、37連接。此外，第二圓筒面部32與第一圓筒面部22同軸地形成，直徑比第一圓筒面部22的直徑小。因此，內(nèi)嵌固定于第二圓筒面部32的力矩檢測用線圈單元31(檢測主體33)與內(nèi)嵌固定于第一圓筒面部22的球軸承21同軸地配置，力矩檢測用線圈單元31的外徑尺寸比球軸承21的外徑尺寸小。
[0009]連接端子36通過連接孔39與電路基板40連接，該連接孔39是在殼體主體16的圓周方向一部分形成于在前后方向與第二圓筒面部32匹配的部分的貫通孔。電路基板40配置在收納空間41內(nèi)，并由安裝在殼體主體16的外周面的蓋部件42從外部封閉，該收納空間41在殼體主體16的外周面中在與連接孔39在圓周方向匹配的部分以向徑向內(nèi)側(cè)凹陷的狀態(tài)形成。另外，在殼體主體16的內(nèi)周面中，在與連接孔39在圓周方向的相位一致的部分，在前后方向在連接孔39與第一圓筒面部22之間部分，設(shè)置有凹槽43，該凹槽43向徑向外側(cè)凹陷，用于在組裝作業(yè)時(shí)使連接端子36在前后方向通過。
[0010]在上述那樣構(gòu)成的電動(dòng)式助力轉(zhuǎn)向裝置的情況下，當(dāng)通過由駕駛員操作方向盤I，從而將作為轉(zhuǎn)向力的力矩付與給轉(zhuǎn)向軸5a時(shí)，扭桿18以與該力矩的方向及大小相應(yīng)的量(在預(yù)定角度范圍內(nèi))彈性地扭曲。與此同時(shí)，由于力矩檢測用凹凸部28與力矩檢測用套筒29的圓周方向的位置關(guān)系變化，從而在構(gòu)成力矩檢測用線圈單元31的線圈骨架37、37中產(chǎn)生阻抗變化。因此，能夠基于該阻抗變化來檢測力矩的方向及大小。電動(dòng)馬達(dá)10產(chǎn)生與該力矩的檢測結(jié)果相應(yīng)的輔助動(dòng)力。該輔助動(dòng)力在由蝸桿24與蝸輪23嚙合而成的蝸輪式減速機(jī)44增大后，被付與給輸出軸19。其結(jié)果是，減小駕駛員為了操作方向盤I而需要的力。
[0011]另一方面，當(dāng)通過從方向盤I向轉(zhuǎn)向軸5a輸入大的力矩，從而扭桿18的扭曲量達(dá)到預(yù)定角度范圍一側(cè)或另一側(cè)的上限值時(shí)，陰止動(dòng)部25與陽止動(dòng)部27在周向嚙合。并且，基于該嗤合，從下轉(zhuǎn)向軸13向輸出軸19直接傳遞力矩的一部分。
[0012]可是，在組裝具有上述那樣的構(gòu)成的電動(dòng)式助力轉(zhuǎn)向裝置的情況下，在進(jìn)行將力矩檢測用線圈單元31內(nèi)嵌固定于形成在殼體主體16的內(nèi)周面的第二圓筒面部32的作業(yè)時(shí)，有可能產(chǎn)生如下的問題。
[0013]近年來，為了實(shí)現(xiàn)汽車的省燃料化的進(jìn)一步提高，關(guān)于電動(dòng)式助力轉(zhuǎn)向裝置，小型化、輕量化的重要性也增加，進(jìn)行構(gòu)成力矩測量單元的輸出軸19、其周邊零件的小型化、輕量化也在考慮之中。其中，關(guān)于輸出軸19及球軸承20、21，能夠在確保力矩的檢測性能的同時(shí)進(jìn)行小徑化，但是，關(guān)于連接端子36，從需要與電路基板40連接的方面來看，需要充分的端子高度。然而，如圖12、13所示，將力矩檢測用線圈單元31內(nèi)嵌固定到第二圓筒面部32的作業(yè)以往以來以如下的方式進(jìn)行:在使力矩檢測用線圈單元31的中心軸線O31與殼體主體16的中心軸線O16—致的狀態(tài)下，將力矩檢測用線圈單元31從殼體主體16的前端側(cè)(接近第一圓筒面部22的那一側(cè))的開口部插入。因此，當(dāng)從力矩檢測用線圈單元31(檢測主體33)的中心到連接端子36的頂端緣的距離(H)如果比第一圓筒面部22的內(nèi)徑尺寸的l/2(d)大(H>d)，連接端子36會(huì)與殼體主體16干涉，不能進(jìn)行組裝作業(yè)。
[0014]此外，為了消除這樣的問題，也想到將力矩檢測用線圈單元31相對于殼體主體16傾斜地插入。但是，在此情況下，作業(yè)性變差，會(huì)產(chǎn)生自動(dòng)組裝業(yè)變得困難這種新的問題。
[0015]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0016]專利文獻(xiàn)
[0017]專利文獻(xiàn)1:國際公開第2003/104065號

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018]本發(fā)明欲解決的技術(shù)問題
[0019]本發(fā)明鑒于上述那樣的情況，其目的在于提供一種在確保組裝作業(yè)性良好的同時(shí)實(shí)現(xiàn)小型化及輕量化的電動(dòng)式助力轉(zhuǎn)向裝置用力矩測量單元及其組裝方法。
[002