動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的扭矩檢測(cè)構(gòu)造及使用其的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種適用于例如機(jī)動(dòng)車的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置并且檢測(cè)出駕駛者的操舵扭矩的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的扭矩檢測(cè)構(gòu)造及使用其的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]作為適用于例如機(jī)動(dòng)車的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的現(xiàn)有的扭矩檢測(cè)構(gòu)造，公知有以下專利文獻(xiàn)I所記載的扭矩檢測(cè)構(gòu)造。
[0003]對(duì)該扭矩檢測(cè)構(gòu)造的概略情況進(jìn)行說(shuō)明，在該扭矩檢測(cè)構(gòu)造中，使用以下所述的扭矩傳感器，該扭矩傳感器具備:磁性部件，其與由經(jīng)由扭桿能夠相對(duì)旋轉(zhuǎn)地連結(jié)的兩個(gè)軸部件構(gòu)成的操舵軸中的一個(gè)軸部件的外周結(jié)合，并且在周向上具有多個(gè)磁極；第一、第二磁軛部件，其為由經(jīng)由規(guī)定的支架與所述兩個(gè)軸中另一個(gè)軸部件的外周連結(jié)的軟磁性體構(gòu)成的一對(duì)環(huán)狀部件，具有分別向徑向內(nèi)側(cè)延伸設(shè)置的多個(gè)爪部，并且在軸向上彼此對(duì)置配置；一對(duì)第一、第二集磁部件，其在這些各磁軛部件的周向一部分的范圍內(nèi)，以在該兩個(gè)磁軛部件之間(在軸向上)彼此對(duì)置的方式設(shè)置，在兩者之間產(chǎn)生磁場(chǎng)；磁傳感器，其收納配置在形成于這些集磁部件之間的空氣間隙內(nèi)，并且檢測(cè)出通過(guò)該集磁部件之間的磁通。該扭矩檢測(cè)構(gòu)造根據(jù)所述磁傳感器所檢測(cè)出的磁通(磁通密度)的變化來(lái)檢測(cè)輸入到操舵軸的扭矩。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:(日本)特開(kāi)2004-309463號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0008]然而，在上述專利文獻(xiàn)中沒(méi)有公開(kāi)以下情況:在動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的操舵軸的支承中，在殼體內(nèi)將軸承配置在操舵軸的中間部(所述兩個(gè)軸部件的連結(jié)部附近)。在這種情況下，需要在所述殼體內(nèi)另外設(shè)置用于固定軸承的外圈的固定部件，但是根據(jù)該固定部件與扭矩傳感器的尺寸關(guān)系、配置關(guān)系，會(huì)帶來(lái)各種不良情況。
[0009]S卩，在相對(duì)于例如所述固定部件的內(nèi)徑較大地設(shè)定扭矩傳感器的外徑的情況下，該扭矩傳感器與固定部件沿軸向串連排列，殼體在軸向上大型化，由此產(chǎn)生裝置整體大型化的問(wèn)題。
[0010]另外，由于所述扭矩傳感器在與操舵軸一體化后插入配置在殼體內(nèi)，所以在上述尺寸關(guān)系中在將軸承配置在扭矩傳感器的插入方向相反側(cè)的情況下，必須在將操舵軸及扭矩傳感器插入配置在殼體內(nèi)后從該插入方向的相反側(cè)插入配置軸承。這樣，不能從軸向一側(cè)插入配置操舵軸、扭矩傳感器、軸承，該組裝作業(yè)變得復(fù)雜。
[0011]本發(fā)明是鑒于上述技術(shù)課題而做出的，提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)裝置的小型化甚至組裝作業(yè)性的提高的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的扭矩檢測(cè)構(gòu)造等。
[0012]用于解決技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案
[0013]本發(fā)明是在搭載于車輛的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中檢測(cè)出駕駛者的操舵扭矩的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的扭矩檢測(cè)構(gòu)造，該動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的扭矩檢測(cè)構(gòu)造具備:操舵軸，其由伴隨轉(zhuǎn)向盤的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)的輸入軸和經(jīng)由扭桿與所述輸入軸連接并將該輸入軸的旋轉(zhuǎn)傳遞給轉(zhuǎn)向輪的輸出軸構(gòu)成；殼體，其在所述操舵軸的旋轉(zhuǎn)軸的軸向一側(cè)形成開(kāi)口，并且在內(nèi)部收納所述輸出軸；滾珠軸承，其由內(nèi)圈、滾珠及外圈構(gòu)成，從所述一側(cè)開(kāi)口部插入而收納配置在所述殼體內(nèi)，從而在該殼體內(nèi)旋轉(zhuǎn)自如地支承所述輸出軸；固定部件，其呈圓弧狀或圓環(huán)狀，從所述一側(cè)開(kāi)口部向所述殼體內(nèi)插入配置，在其一端與所述外圈抵接的狀態(tài)下固定于所述殼體從而將所述外圈固定于所述殼體；扭矩傳感器，其被設(shè)定為比所述固定部件小的外徑，并且輸出根據(jù)所述扭桿的扭曲量而變化的電信號(hào)。
[0014]發(fā)明的效果
[0015]根據(jù)本發(fā)明，能夠避免固定部件與扭矩傳感器的徑向上的相互干涉。由此，例如通過(guò)使固定部件與扭矩傳感器在徑向上重合地配置，能夠?qū)崿F(xiàn)裝置的小型化，另外，通過(guò)以穿過(guò)扭矩傳感器的外周側(cè)的方式來(lái)組裝固定部件，能夠?qū)崿F(xiàn)裝置的組裝作業(yè)性的提高。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是表示本發(fā)明的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的結(jié)構(gòu)的概略圖。
[0017]圖2是表示本發(fā)明的扭矩檢測(cè)構(gòu)造的第一實(shí)施方式的圖，是圖1所示的操舵系統(tǒng)(第一齒條.齒輪機(jī)構(gòu)附近)的縱剖面圖。
[0018]圖3是圖2所示的扭矩傳感器一帶的分解立體圖。
[0019]圖4是圖3所示的扭矩傳感器的分解立體圖。
[0020]圖5是圖2所示的扭矩傳感器附近的局部放大圖。
[0021]圖6是圖4所示的環(huán)組件單體的立體圖。
[0022]圖7是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的與圖2相當(dāng)?shù)牟俣嫦到y(tǒng)的縱剖面圖。
[0023]圖8是表示本發(fā)明的第三實(shí)施方式的與圖2相當(dāng)?shù)牟俣嫦到y(tǒng)的縱剖面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]以下，基于附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的扭矩檢測(cè)構(gòu)造及使用其的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的各實(shí)施方式。此外，在以下所述的各實(shí)施方式中，對(duì)將該扭矩檢測(cè)構(gòu)造等適用于機(jī)動(dòng)車的齒條.齒輪式電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的例子進(jìn)行說(shuō)明。
[0025]圖1?圖6表示本發(fā)明的扭矩檢測(cè)構(gòu)造等的第一實(shí)施方式，作為該扭矩檢測(cè)構(gòu)造的適用對(duì)象的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置，如圖1所示，操舵軸由一端側(cè)與轉(zhuǎn)向盤SW關(guān)聯(lián)的輸入軸I和一端側(cè)經(jīng)由扭桿2與所述輸入軸I能夠相對(duì)旋轉(zhuǎn)地連結(jié)的第一輸出軸3 (相當(dāng)于本發(fā)明的輸出軸)構(gòu)成，該操舵軸經(jīng)由設(shè)置在車體寬度方向一側(cè)的第一齒條.齒輪機(jī)構(gòu)RPl與轉(zhuǎn)向輪WR、WL關(guān)聯(lián)，并且，經(jīng)由蝸輪等規(guī)定的減速機(jī)構(gòu)5與電動(dòng)馬達(dá)M關(guān)聯(lián)的第二輸出軸6構(gòu)成為，經(jīng)由設(shè)置在車體寬度方向另一側(cè)的第二齒條?齒輪機(jī)構(gòu)RP2與轉(zhuǎn)向輪WR、WL聯(lián)接，所述電動(dòng)馬達(dá)M基于配設(shè)在所述操舵軸的外周的扭矩傳感器TS的輸出信號(hào)被ECU4驅(qū)動(dòng)控制。
[0026]在這里，所述第一齒條.齒輪機(jī)構(gòu)RPl由設(shè)置在第一輸出軸3的另一端側(cè)的齒輪齒3a和第一齒條齒8a構(gòu)成，第一齒條齒8a設(shè)置在各端經(jīng)由轉(zhuǎn)向橫拉桿7、7分別與轉(zhuǎn)向輪WR,WL關(guān)聯(lián)的齒桿8的一端側(cè)的規(guī)定范圍，第二齒條?齒輪機(jī)構(gòu)RP2由設(shè)置在第二輸出軸6的前端側(cè)的第二齒輪齒6a和設(shè)置在所述齒桿8的另一端側(cè)的規(guī)定范圍的第二齒條齒8b構(gòu)成。
[0027]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，扭桿2由于從轉(zhuǎn)向盤SW向輸入軸I輸入的操舵扭矩而扭曲變形，由于伴隨該扭曲變形在該扭桿2的復(fù)原時(shí)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)扭矩而旋轉(zhuǎn)的第一輸出軸3的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)經(jīng)由所述第一齒條?齒輪機(jī)構(gòu)RPl轉(zhuǎn)換為齒桿8的直線運(yùn)動(dòng)，并且由于所述操舵扭矩而在電動(dòng)馬達(dá)M產(chǎn)生的操舵輔助扭矩而旋轉(zhuǎn)的第二輸出軸6的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)經(jīng)由所述第二齒條?齒輪機(jī)構(gòu)RP2轉(zhuǎn)換為齒桿8的直線運(yùn)動(dòng)，從而得到所述電動(dòng)馬達(dá)M產(chǎn)生的操舵輔助并且能夠改變轉(zhuǎn)向輪WR、WL的朝向。
[0028]特別是，如圖2所示，所述操舵軸的輸入軸I的另一端側(cè)和第一輸出軸3整體收納在構(gòu)成為上下分割為兩部分的殼體10內(nèi)。在這里，所述殼體10構(gòu)成為，收納所述第一齒條?齒輪機(jī)構(gòu)RPl的殼體主體11與設(shè)置為封閉該殼體主體11的上端開(kāi)口部并且用于輸入軸I的支承的罩部件12被配置在其周向的多個(gè)螺栓13緊固。
[0029]所述操舵軸通過(guò)收納在殼體主體11內(nèi)的第一輸出軸3的另一端部是公知的滾針軸承即輸出側(cè)軸承BI和收納在罩部件12內(nèi)的公知的滾針軸承即輸入側(cè)軸承B2而被支承，并且該操舵軸的中間部即所述入輸出軸1、3的連結(jié)部附近、即第一輸出軸3的一端部附近通過(guò)構(gòu)成為直徑相對(duì)于所述兩個(gè)軸承B1、B2較大的滾珠軸承14而被旋轉(zhuǎn)自如地支承。
[0030]所述輸入軸I的一端側(cè)經(jīng)由規(guī)定的連桿部件(未圖示)與轉(zhuǎn)向盤SW聯(lián)接，而其另一端側(cè)沿軸向貫穿設(shè)置有扭桿收納部la，在該扭桿收納部Ia內(nèi)收納有大致整個(gè)扭桿2。該輸入軸I的另一端部構(gòu)成為，嵌插于第一輸出軸3的后述軸向孔3e內(nèi)的較小徑的嵌插部lb，該嵌插部Ib和比該嵌插部Ib更突出的所述扭桿2的下端部都收納在后述第一輸出軸3的軸向孔3e內(nèi)，并且經(jīng)由扭桿2將輸入軸I和第一輸出軸3連結(jié)。另外，在該嵌插部Ib的上部，用于扭矩傳感器TS(后述的第一、第二磁軛部件31、32)的安裝的較大徑的磁軛安裝部Ic相對(duì)于該嵌插部Ib階梯擴(kuò)徑狀地相鄰設(shè)置。
[0031]所述第一輸出軸3具有:外徑最大的大徑部3b，其設(shè)置在第一輸出軸3的一端部，被設(shè)定為比所述磁軛安裝部Ic的外徑Xl大的外徑X2，并且用于后述磁性部件20的固定；中徑部3c，其從該大徑部3b朝向另一端側(cè)階梯縮徑狀地形成，并且用于所述滾珠軸承14的軸支承；外徑最小的小徑部3d，其設(shè)置在第一輸出軸3的另一端部，并且用于所述輸出側(cè)軸承BI的軸支承；所述齒輪齒3a，其設(shè)置在該小徑部3d與所述中徑部3c之間。另外，在該第一輸出軸3的一端面穿設(shè)有容納輸入軸I的插入部和扭桿2的下端部的軸向孔3e，在該軸向孔3e，能夠相對(duì)旋轉(zhuǎn)地收納有輸入軸I的另一端部，并且能夠一體旋轉(zhuǎn)地固定有扭桿2的下端部。
[0032]如圖2、圖3所示，所述殼體主體11由鋁類材料構(gòu)成，包括:齒輪收納部15，其為大致圓筒狀，從所述開(kāi)口部側(cè)朝向下方形成為階梯縮徑狀，并且收納第一齒條.齒輪機(jī)構(gòu)RPl中的齒輪側(cè)(第一輸出軸3);筒狀的齒條收納部11b，其在該齒輪收納部Ila的下端部以與該齒輪收納部Ila大致正交的方式設(shè)置，并且收納第一齒條.齒輪機(jī)構(gòu)RPl中的齒條側(cè)(齒條軸8)。在所述齒輪收納部11a，在所述開(kāi)口部側(cè)的大徑部15內(nèi)，收納配置有所述扭矩傳感器TS及滾珠軸承14，并且在開(kāi)口部相反側(cè)的小徑部16內(nèi)，收納配置有第一輸出軸3的另一端部。
[0033]所述大徑部15具有:軸承收納部15a，其設(shè)置在大徑部15的內(nèi)端部(所述開(kāi)口部的相反側(cè))，并且收納滾珠軸承14 ;內(nèi)螺紋部15b，其從該軸承收納部15a向所述開(kāi)口部側(cè)構(gòu)成為稍微擴(kuò)徑狀，并且用于后述防松螺母18的螺紋安裝；環(huán)嵌合部15c，其從該