パワーステアリング装置
【課題】トルクセンサの検出精度が維持されるパワーステアリング装置を提供する。
【解決手段】ステアリングシャフト１０に入力される操舵トルクを磁気を介して検出する非接触式のトルクセンサ４を備えるパワーステアリング装置１であって、ステアリングシャフト１０は、入力シャフト１１と出力シャフト１３の間で操舵トルクを伝達するトーションバー１２を備え、ハウジング３は、入力シャフト１１を回転可能に支持するセンサケース２０と、出力シャフト１３を回転可能に支持するギアケース３０と、センサケース２０とギアケース３０とを互いに傾倒可能に連結する連結手段５と、を備える構成とした。
【解決手段】ステアリングシャフト１０に入力される操舵トルクを磁気を介して検出する非接触式のトルクセンサ４を備えるパワーステアリング装置１であって、ステアリングシャフト１０は、入力シャフト１１と出力シャフト１３の間で操舵トルクを伝達するトーションバー１２を備え、ハウジング３は、入力シャフト１１を回転可能に支持するセンサケース２０と、出力シャフト１３を回転可能に支持するギアケース３０と、センサケース２０とギアケース３０とを互いに傾倒可能に連結する連結手段５と、を備える構成とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のパワーステアリング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の電動パワーステアリング装置は、操舵トルクを転舵機構に伝達するステアリングシャフトと、ステアリングシャフトを収容するハウジングと、ステアリングシャフトに入力される操舵トルクを磁気を介して検出する非接触式のトルクセンサと、を備えるものがある（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２４１３４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような従来のパワーステアリング装置にあっては、ステアリングシャフトに操舵トルクが入力される操舵時に、ステアリングシャフトに付与される偶力によってステアリングシャフトがわずかに屈曲すると、ハウジングとステアリングシャフトの間に設けられる環状の磁気ギャップの開口幅が変化し、トルクセンサの検出精度が悪化するという問題点があった。
【０００５】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、トルクセンサの検出精度が維持されるパワーステアリング装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、操舵トルクを転舵機構に伝達するステアリングシャフトと、ステアリングシャフトを収容するハウジングと、ステアリングシャフトに入力される操舵トルクを磁気を介して検出する非接触式のトルクセンサと、を備えるパワーステアリング装置であって、ステアリングシャフトは、操舵トルクが入力される入力シャフトと、転舵機構に転舵力を出力する出力シャフトと、入力シャフトと出力シャフトの間で操舵トルクを伝達するトーションバーと、を備え、ハウジングは、入力シャフトを回転可能に支持するセンサケースと、出力シャフトを回転可能に支持するギアケースと、センサケースとギアケースとを互いに傾倒可能に連結する連結手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によると、操舵時にステアリングシャフトに付与される力によってセンサケースが入力シャフトと共に傾倒することで、ハウジングに対するステアリングシャフトの同心度が確保され、トルクセンサの磁気回路が正常に保たれ、トルクセンサの検出精度が維持される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態を示すパワーステアリング装置の縦断面図である。
【図２】ギアケースを取り除いた状態におけるパワーステアリング装置の分解斜視図である。
【図３】回転磁気回路部の斜視図である。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）は、操舵時におけるパワーステアリング装置の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図面を参照して、本発明の実施形態による車両用のパワーステアリング装置１を説明する。
【００１０】
図１及び図２に示すように、パワーステアリング装置１は、操舵力によって回転するステアリングシャフト１０と、車輪の転舵機構（図示せず）に連係するラックシャフト２とを備え、ステアリングシャフト１０の回転によってラックシャフト２を軸方向に移動させて車輪を操舵する装置である。
【００１１】
ステアリングシャフト１０を収容するハウジング３は、複数のボルト８（図２参照）によって連結される上部のセンサケース２０及び下部のギアケース３０を備える。ギアケース３０が車体（図示せず）に支持される。センサケース２０及びギアケース３０は非磁性体のアルミ合金等によって形成される。
【００１２】
ステアリングシャフト１０は、ハウジング３によって支持される軸部材である。ステアリングシャフト１０は、伝達ロッド機構（図示せず）から操舵トルクが入力される入力シャフト１１と、トーションバー１２と、車輪の転舵機構に転舵力を出力する出力シャフト１３と、を備える。伝達ロッド機構には、運転者によって操舵されるステアリングホイール（図示せず）から操舵トルクが入力される。
【００１３】
入力シャフト１１は、転がり式の軸受２２を介してセンサケース２０に回転自在に支持される。入力シャフト１１とセンサケース２０との間はダストシール２３によってシールされる。ダストシール２３は、軸受２２の上方に配設されている。
【００１４】
入力シャフト１１には、センサケース２０から突出する部位に鍔状のカバー２９が取り付けられる。カバー２９によってセンサケース２０の開口端部が覆われている。
【００１５】
出力シャフト１３は、その上部に設けられる転がり式の軸受３１と、その下部に設けられる転がり式の軸受３２とによって回転自在に支持される。
【００１６】
出力シャフト１３の上端部には、入力シャフト１１の下端部を収容可能な収容室１３Ａが形成されている。出力シャフト１３の収容室１３Ａの内周面と、入力シャフト１１の下端部の外周面との間には、滑り軸受１４が介装される。これにより、入力シャフト１１及び出力シャフト１３は、同一軸上で相対回転可能となる。
【００１７】
入力シャフト１１は円筒状に形成されており、入力シャフト１１の内部にはトーションバー１２が同一軸上に収められる。トーションバー１２の上端部は、ピン１５を介して、入力シャフト１１の上端部に連結される。
【００１８】
トーションバー１２の下端部は、入力シャフト１１の下端開口部より下方に突出する。トーションバー１２の下端部の外周面には、セレーション１２Ａが形成されている。トーションバー１２の下端部は、セレーション１２Ａを介して、収容室１３Ａの底部に形成された係合孔１３Ｂに連結される。
【００１９】
トーションバー１２は、入力シャフト１１に入力される操舵トルクを出力シャフト１３に伝達すると共に、そのトルクに応じて回転軸Ｏを中心にねじれ変形する。
【００２０】
出力シャフト１３は、下端寄りの外周面にギア１３Ｃを備える。出力シャフト１３のギア１３Ｃは、ラックシャフト２に形成されたラックギア２Ａと噛合する。入力シャフト１１の回転に伴って出力シャフト１３が回転することで、ラックシャフト２が軸方向（略水平方向）に移動し、車輪が操舵される。
【００２１】
ギアケース３０には、ラックシャフト２の外周面に摺接するプレッシャパッド４５と、このプレッシャパッド４５を付勢するスプリング４６が設けられる。スプリング４６のバネ力によってプレッシャパッド４５がラックシャフト２の外周面に押し付けられ、ラックギア２Ａが出力シャフト１３のギア１３Ｃに押し付けられ、ギア１３Ｃに対するラックギア２Ａのバックラッシュが零に保たれる。
【００２２】
パワーステアリング装置１は、操舵トルクを補助的に出力するアシスト機構として、トーションバー１２に入力される操舵トルクを磁気を介して検出する非接触式のトルクセンサ４と、検出された操舵トルクに応じて操舵補助トルクを出力する電動モータ（図示せず）とを有している。
【００２３】
出力シャフト１３の下端部にはウォームホイール４０が連結される。このウォームホイール４０に噛合するウォーム４１が設けられ、このウォーム４１が電動モータによって回転駆動される。電動モータの出力が、ウォーム４１、ウォームホイール４０を介して出力シャフト１３に減速して伝達され、操舵補助トルクとして出力される。
【００２４】
ウォームホイール４０及びウォーム４１は、ウォームケース４２に収容される。ウォームケース４２とギアケース３０は、複数のボルト（図示せず）を介して締結され、両者の間に軸受３２が挟持される。
【００２５】
図１、図２に示すように、トルクセンサ４は、入力シャフト１１と共に回転する磁気発生部５０と、出力シャフト１３と共に回転する回転磁気回路部６０と、センサケース２０に固定される固定磁気回路部７０と、回転磁気回路部６０と固定磁気回路部７０の間に設けられる環状の磁気ギャップ（間隙）６５、６６と、固定磁気回路部７０に導かれる磁束密度を検出する磁気センサ（図示せず）とを備える。トルクセンサ４は、トーションバー１２に入力される操舵トルクを磁気センサの出力に基づいて検出する。
【００２６】
なお、トルクセンサ４は、出力シャフト１３に磁気発生部５０を設け、入力シャフト１１に回転磁気回路部６０を設ける構成としてもよい。
【００２７】
磁気発生部５０は、入力シャフト１１に圧入されるバックヨーク５１と、接着剤を介してバックヨーク５１の下端面に固定されるリング磁石５２と、を備える。
【００２８】
環状部材のリング磁石５２は、ステアリングシャフト１０の回転軸Ｏ方向へ向けて硬磁性体を着磁することによって形成される多極磁石である。リング磁石５２には、例えば１２個の磁極が周方向にわたって等間隔に形成される。つまり、リング磁石５２の上端面及び下端面には、６個のＮ極と６個のＳ極が周方向に交互に配設される。リング磁石５２に設けられる磁極数は、１２個に限られず、必要に応じて任意に設定される。
【００２９】
バックヨーク５１は、リング磁石５２の隣り合う磁極を結んで磁束を導く継鉄としての機能を有しており、リング磁石５２の下端面である下部磁極面に磁力を集中させる。
【００３０】
回転磁気回路部６０は、リング磁石５２から出される磁束を導く第一軟磁性リング６１及び第二軟磁性リング６２と、出力シャフト１３に取り付けられる取付部材６３（図１参照）と、取付部材６３に第一軟磁性リング６１及び第二軟磁性リング６２を固定する樹脂モールド６４と、を備える。
【００３１】
図３に示すように、第一軟磁性リング６１は、環状の第一磁路環部６１Ｃと、第一磁路環部６１Ｃから下向きに突出する６個の第一磁路柱部６１Ｂと、各第一磁路柱部６１Ｂの下端からそれぞれ内向きに屈折してリング磁石５２の下端面に対峙する第一磁路端部６１Ａと、を備える。また、第二軟磁性リング６２は、環状の第二磁路環部６２Ｃと、第二磁路環部６２Ｃから上向きに突出する６個の第二磁路柱部６２Ｂと、各第二磁路柱部６２Ｂの上端からそれぞれ内向きに屈折して、リング磁石５２の下端面に対峙する第二磁路端部６２Ａと、を備える。
【００３２】
第一磁路環部６１Ｃ及び第二磁路環部６２Ｃは、それぞれ全周がつながった環状部材であり、回転軸Ｏ方向に間隔をあけて配置される。第一磁路環部６１Ｃは、リング磁石５２の上方に設けられる。第二磁路環部６２Ｃは、リング磁石５２の下方に設けられる。
【００３３】
第一磁路端部６１Ａと第二磁路端部６２Ａは、同一面上において交互に等しい角度間隔で並ぶように配置される。トーションバー１２に操舵トルクが作用していない中立状態では、第一磁路端部６１Ａ及び第二磁路端部６２Ａの各中心線は、リング磁石５２のＮ極とＳ極の境界を指すように設定されている。
【００３４】
図１、図２に示すように、固定磁気回路部７０は、第一軟磁性リング６１の第一磁路環部６１Ｃの外周に沿って設けられる第一集磁リング７１と、第二軟磁性リング６２の第二磁路環部６２Ｃの外周に沿って設けられる第二集磁リング７２と、第一集磁リング７１に接続される第一集磁ヨーク（図示せず）と、第二集磁リング７２に接続される第二集磁ヨーク（図示せず）と、を備える。
【００３５】
第一集磁リング７１及び第二集磁リング７２は、回転磁気回路部６０を取り囲むように配置される。第一集磁リング７１の内周面は第一軟磁性リング６１の第一磁路環部６１Ｃに環状の磁気ギャップ６５を介して対峙し、第二集磁リング７２の内周面は第二軟磁性リング６２の第二磁路環部６２Ｃに環状の磁気ギャップ６６を介して対峙する。
【００３６】
図示しない第一集磁ヨーク及び第二集磁ヨークは、ブロック状の部材である。第一集磁ヨークは第一集磁リング７１の外周面に当接するように設けられ、第二集磁ヨークは第二集磁リング７２の外周面に当接するように設けられる。第一集磁ヨークと第二集磁ヨークとの間には、周方向に並ぶ一対の磁気ギャップ（図示せず）が形成される。各磁気ギャップ内には、磁気センサが一つずつ配置される。
【００３７】
第一集磁ヨーク、第二集磁ヨーク、磁気センサ、及び磁気センサと接続する基板（図示せず）は、センサホルダ８３に設置される。樹脂製のセンサホルダ８３は、一対のボルト８４を介して、金属製のセンサケース２０に固定される。
【００３８】
磁気センサは、ホール素子を通過する磁束密度に応じた電圧を信号としてコントローラ（図示せず）出力する。なお、磁気センサには、ホール素子の信号を増幅する回路、温度補償を行う回路、又はノイズフィルタの回路等を設けてもよい。
【００３９】
次に、非接触式のトルクセンサ４がトーションバー１２に入力される操舵トルクを磁気を介して検出する検出する機能について説明する。
【００４０】
トーションバー１２に操舵トルクが作用しない中立状態では、第一軟磁性リング６１の第一磁路端部６１Ａ及び第二軟磁性リング６２の第二磁路端部６２Ａは、それぞれリング磁石５２のＮ極及びＳ極に同一の面積で対峙して両極を磁気短絡する。そのため、磁束は回転磁気回路部６０及び固定磁気回路部７０に導かれない。
【００４１】
ステアリングホイールが操作され、トーションバー１２に操舵トルクが一方向に入力される操舵時に、操舵トルクの方向に応じてトーションバー１２が一方向にねじれ変形する。トーションバー１２がねじれ変形すると、第一磁路端部６１ＡがＳ極よりＮ極に大きな面積を持って対峙する一方、第二磁路端部６２ＡがＮ極よりＳ極に大きな面積を持って対峙する。リング磁石５２からの磁束は回転磁気回路部６０と固定磁気回路部７０に導かれ、磁気センサは磁場の大きさ及び方向に応じた信号を出力する。この場合における磁気経路は、Ｎ極から第一軟磁性リング６１、第一集磁リング７１、第一集磁ヨーク、磁気センサ、第二集磁ヨーク、第二集磁リング７２、第二軟磁性リング６２を経由してＳ極に向かう経路である。
【００４２】
一方、ステアリングホイールが操作され、トーションバー１２に上記とは逆方向の操舵トルクが入力される操舵時に、トーションバー１２が逆方向にねじれ変形する。トーションバー１２がねじれ変形すると、第一磁路端部６１ＡがＮ極よりＳ極に大きな面積を持って対峙する一方、第二磁路端部６２ＡがＳ極よりＮ極に大きな面積を持って対峙する。リング磁石５２からの磁束は、上記の磁気経路と逆の磁気経路にて導かれる。磁気センサは、磁場の強さ及び方向に応じた信号を出力する。この場合における磁気経路は、Ｎ極から第二軟磁性リング６２、第二集磁リング７２、第二集磁ヨーク、磁気センサ、第一集磁ヨーク、第一集磁リング７１、第一軟磁性リング６１を経由してＳ極に向かう経路である。
【００４３】
第一磁路端部６１Ａがリング磁石５２のＮ極とＳ極に対峙する面積差、及び第二磁路端部６２Ａがリング磁石５２のＮ極とＳ極に対峙する面積差が大きいほど、磁気ギャップの磁場は強くなる。磁気ギャップにおける磁場が強くなると、磁気センサの出力信号も増大する。
【００４４】
トーションバー１２に入力される操舵トルクは、磁気センサから出力された信号に基づいて検出される。
【００４５】
ところで、従来のパワーステアリング装置は、ステアリングシャフトに操舵トルクが入力される操舵時に、ステアリングシャフトに付与される偶力によって軸受ガタ変位、または出力シャフトに曲げ弾性変形が生じてステアリングシャフトが屈曲すると、第一軟磁性リング、第二軟磁性リングが第一集磁リング、第二集磁リングに近づいて、環状の磁気ギャップ（６５、６６）の開口幅の変化し、トルクセンサ４の検出精度が悪化する可能性があった。
【００４６】
本発明は、これに対処して、ハウジング３は、入力シャフト１１を支持するセンサケース２０を、出力シャフト１３を支持するギアケース３０に対して傾倒可能に連結する連結手段５を備え、伝達ロッド機構からステアリングシャフト１０に付与される力によってセンサケース２０がステアリングシャフト１０と共に屈曲し、環状の磁気ギャップ６５、６６の開口幅が所定値に保たれる構成とする。
【００４７】
連結手段５は、センサケース２０とギアケース３０を締結するボルト８（締結部材）と、センサケース２０とギアケース３０の間に介装されるガスケット７（弾性部材）と、を備える。
【００４８】
ガスケット７は、耐熱性ゴム材を主体として形成され、センサケース２０の端面２０Ａとギアケース３０の端面３０Ａの間に圧縮して介装される。ガスケット７は、センサケース２０とギアケース３０の間で弾性変形する弾性部材として設けられる。
【００４９】
環状のガスケット７は、センサケース２０の端面２０Ａとギアケース３０の端面３０Ａの全面に対峙するように介装される。これにより、センサケース２０とギアケース３０は、互いに当接する部位を持たない。
【００５０】
ガスケット７の内周部にはＯリング１８が介装され、密封性が確保される。なお、これに限らず、Ｏリング１８を廃止し、ガスケット７のみで密封性が確保される構成としてもよい。
【００５１】
ハウジング３に出力シャフト１３を支持する軸受３１が介装される。軸受３１は、ハウジング３に嵌合されるアウタレース３１Ａと、出力シャフト１３に嵌合されるインナレース３１Ｃと、アウタレース３１Ａとインナレース３１Ｃの間に介装される複数のボール３１Ｂと、を備える。
【００５２】
軸受３１は、センサケース２０とギアケース３０の間に介装される。センサケース２０とギアケース３０には、軸受３１のアウタレース３１Ａに嵌合する環状凹部２０Ｂ、３０Ｂがそれぞれ形成される。環状凹部２０Ｂ、３０Ｂは、センサケース２０の端面２０Ａとギアケース３０の端面３０Ａにそれぞれ開口する。
【００５３】
軸受３１とガスケット７は、ステアリングシャフト１０の径方向に並ぶように配置される。ガスケット７は、その軸方向中央部が軸受３１の各ボール３１Ｂの中心が配置される軸受中心面ＢＣに近接するように配置される。これにより、センサケース２０がギアケース３０に対して傾倒するハウジング３の傾倒支点と、入力シャフト１１と出力シャフト１３が互いに屈曲するステアリングシャフト１０の屈曲支点とが、ステアリングシャフト１０の中心軸Ｏ方向について同位置になるように配置される。
【００５４】
図４の（Ａ）は、ステアリングシャフト１０が回転する操舵時におけるパワーステアリング装置１の作動状態を示す縦断面図である。なお、この図４の（Ａ）に示す各部の変位量は、便宜上、実際の寸法よりより大きくしている。これに示すように、伝達ロッド機構と共にステアリングシャフト１０が回転する操舵時に、ステアリングシャフト１０に付与される偶力によって軸受２２、３１、３２のガタ変位、または出力シャフト１３に曲がり弾性変形が生じると、入力シャフト１１及び出力シャフト１３の上部が軸受３１を屈曲支点として屈曲し、センサケース２０が入力シャフト１１と共にガスケット７を弾性変形させてギアケース３０の端面３０Ａに対して傾倒する。これにより、センサケース２０に対する入力シャフト１１の同心度が確保され、第一軟磁性リング６１、第二軟磁性リング６２と第一集磁リング７１、第二集磁リング７２の間に設けられる環状の磁気ギャップ６５、６６の開口幅の変化が抑えられ、トルクセンサ４の検出精度が維持される。
【００５５】
これについて詳述すると、上記の操舵時に、伝達ロッド機構から加わる力によって、軸受３１、３２のガタ変位、または出力シャフト１３に曲がり弾性変形が生じ、入力シャフト１１が出力シャフト１３の下部に対して軸受３１を屈曲支点として屈曲するため、ステアリングシャフト１０の屈曲支点は、出力シャフト１３が軸受３１に支持される部位となる。
【００５６】
このとき、センサケース２０が入力シャフト１１と共にガスケット７を弾性変形させてギアケース３０の端面３０Ａに対して傾倒するため、ハウジング３の傾倒支点は、ガスケット７が介在する部位となる。
【００５７】
軸受３１とガスケット７は、ステアリングシャフト１０の径方向に並ぶように配置される構成としたため、センサケース２０がギアケース３０に対して傾倒するハウジング３の傾倒支点が、入力シャフト１１と出力シャフト１３が互いに屈曲するステアリングシャフト１０の屈曲支点と略同位置にあり、センサケース２０に対する入力シャフト１１の同心度が確保され、環状の磁気ギャップ６５、６６の開口幅の変化が抑えられる。
【００５８】
図４の（Ｂ）は、比較例の作動状態を示す縦断面図である。このパワーステアリング装置は、センサケース２０の端面２０Ａとギアケース３０の端面３０Ａとが互いに当接して締結され、両者の間にシールリング３９が介装されるものである。このハウジングは、センサケース２０とギアケース３０が互いに固定されている。この場合に、伝達ロッド機構と共にステアリングシャフト１０が回転する操舵時に、ステアリングシャフト１０に付与される偶力によって軸受３１、３２のガタ変位、または出力シャフト１３に撓みが生じると、入力シャフト１１が出力シャフト１３の下部に対して軸受３１を屈曲支点として屈曲するが、センサケース２０がギアケース３０に対して傾倒することができず、環状の磁気ギャップ６５、６６の開口幅が変化し、トルクセンサ４の検出精度が悪化する。図４の（Ｂ）は、第一軟磁性リング６１及び第二軟磁性リング６２の一部が、第一集磁リング７１及び第二集磁リング７２に接した作動状態を示している。
【００５９】
なお、連結手段５は、ガスケット７に限らず、他の構成としてもよい。例えば、連結手段５は、センサケース２０またはギアケース３０には、両者の当接部の近傍にスリットを形成し、このスリットが形成された部位を撓み変形させる構成としてもよい。また、連結手段５は、センサケース２０とギアケース３０の間に撓み変形するカップリングを介装する構成としてもよい。
【００６０】
本発明のパワーステアリング装置１によれば、以下の効果が得られる。
【００６１】
（ア）操舵トルクを転舵機構に伝達するステアリングシャフト１０と、ステアリングシャフト１０を収容するハウジング３と、ステアリングシャフト１０に入力される操舵トルクを磁気を介して検出する非接触式のトルクセンサ４と、を備えるパワーステアリング装置１であって、ステアリングシャフト１０は、操舵トルクが入力される入力シャフト１１と、転舵機構に転舵力を出力する出力シャフト１３と、入力シャフト１１と出力シャフト１３の間で操舵トルクを伝達するトーションバー１２と、を備え、ハウジング３は、入力シャフト１１を回転可能に支持するセンサケース２０と、出力シャフト１３を回転可能に支持するギアケース３０と、センサケース２０とギアケース３０とを互いに傾倒可能に連結する連結手段５と、を備える構成としたため、操舵時にステアリングシャフト１０に付与される力によってセンサケース２０が入力シャフト１１と共に傾倒する。これにより、操舵時にハウジング３に対するステアリングシャフト１０の同心度が確保され、トルクセンサ４の磁気回路が正常に保たれ、トルクセンサ４の検出精度が維持される。
【００６２】
（イ）連結手段５は、センサケース２０とギアケース３０を締結する締結部材（ボルト８）と、センサケース２０とギアケース３０の間に介装される弾性部材（ガスケット７）と、を備える構成としたため、操舵時にステアリングシャフト１０に付与される力によってセンサケース２０が弾性部材（ガスケット７）を弾性変形させて入力シャフト１１と共に傾倒する。これにより、操舵時にハウジング３に対するステアリングシャフト１０の同心度が確保され、トルクセンサ４の磁気回路が正常に保たれ、トルクセンサ４の検出精度が維持される。
【００６３】
（ウ）センサケース２０とギアケース３０の間に出力シャフト１３を支持する軸受３１が介装され、軸受３１と弾性部材（ガスケット７）とが互いにステアリングシャフト１０の径方向に並ぶように配置される構成としたため、ハウジング３が弾性部材（ガスケット７）を介して傾倒する傾倒支点とステアリングシャフト１０が軸受３１を介して屈曲する屈曲支点とがステアリングシャフト１０の中心軸Ｏ方向について同位置に配置され、操舵時にハウジング３に対するステアリングシャフト１０の同心度が確保され、トルクセンサ４の磁気回路が正常に保たれ、トルクセンサ４の検出精度が維持される。
【００６４】
（エ）ハウジング３が連結手段５を介して傾倒する傾倒支点とステアリングシャフト１０が屈曲する屈曲支点とがステアリングシャフト１０の中心軸Ｏ方向について同位置に配置されるため、操舵時にハウジング３に対するステアリングシャフト１０の同心度が確保され、トルクセンサ４の磁気回路が正常に保たれ、トルクセンサ４の検出精度が維持される。
【００６５】
本発明は上記の実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【００６６】
例えば、トルクセンサの磁気発生部は、ステアリングシャフトの径方向へ向けて硬磁性体を着磁することによって形成される多極磁石を用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明は、車両または他の機械、設備のパワーステアリング装置に用いられる。
【符号の説明】
【００６８】
１ パワーステアリング装置
３ ハウジング
４ トルクセンサ
５ 連結手段
７ ガスケット（弾性部材）
８ ボルト（締結部材）
１０ ステアリングシャフト
１１ 入力シャフト
１２ トーションバー
１３ 出力シャフト
２０ センサケース
３０ ギアケース
３１ 軸受
６１ 第一軟磁性リング
６２ 第二軟磁性リング
６５ 磁気ギャップ
６６ 磁気ギャップ
７１ 第一集磁リング
７２ 第二集磁リング
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のパワーステアリング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の電動パワーステアリング装置は、操舵トルクを転舵機構に伝達するステアリングシャフトと、ステアリングシャフトを収容するハウジングと、ステアリングシャフトに入力される操舵トルクを磁気を介して検出する非接触式のトルクセンサと、を備えるものがある（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２４１３４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような従来のパワーステアリング装置にあっては、ステアリングシャフトに操舵トルクが入力される操舵時に、ステアリングシャフトに付与される偶力によってステアリングシャフトがわずかに屈曲すると、ハウジングとステアリングシャフトの間に設けられる環状の磁気ギャップの開口幅が変化し、トルクセンサの検出精度が悪化するという問題点があった。
【０００５】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、トルクセンサの検出精度が維持されるパワーステアリング装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、操舵トルクを転舵機構に伝達するステアリングシャフトと、ステアリングシャフトを収容するハウジングと、ステアリングシャフトに入力される操舵トルクを磁気を介して検出する非接触式のトルクセンサと、を備えるパワーステアリング装置であって、ステアリングシャフトは、操舵トルクが入力される入力シャフトと、転舵機構に転舵力を出力する出力シャフトと、入力シャフトと出力シャフトの間で操舵トルクを伝達するトーションバーと、を備え、ハウジングは、入力シャフトを回転可能に支持するセンサケースと、出力シャフトを回転可能に支持するギアケースと、センサケースとギアケースとを互いに傾倒可能に連結する連結手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によると、操舵時にステアリングシャフトに付与される力によってセンサケースが入力シャフトと共に傾倒することで、ハウジングに対するステアリングシャフトの同心度が確保され、トルクセンサの磁気回路が正常に保たれ、トルクセンサの検出精度が維持される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態を示すパワーステアリング装置の縦断面図である。
【図２】ギアケースを取り除いた状態におけるパワーステアリング装置の分解斜視図である。
【図３】回転磁気回路部の斜視図である。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）は、操舵時におけるパワーステアリング装置の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図面を参照して、本発明の実施形態による車両用のパワーステアリング装置１を説明する。
【００１０】
図１及び図２に示すように、パワーステアリング装置１は、操舵力によって回転するステアリングシャフト１０と、車輪の転舵機構（図示せず）に連係するラックシャフト２とを備え、ステアリングシャフト１０の回転によってラックシャフト２を軸方向に移動させて車輪を操舵する装置である。
【００１１】
ステアリングシャフト１０を収容するハウジング３は、複数のボルト８（図２参照）によって連結される上部のセンサケース２０及び下部のギアケース３０を備える。ギアケース３０が車体（図示せず）に支持される。センサケース２０及びギアケース３０は非磁性体のアルミ合金等によって形成される。
【００１２】
ステアリングシャフト１０は、ハウジング３によって支持される軸部材である。ステアリングシャフト１０は、伝達ロッド機構（図示せず）から操舵トルクが入力される入力シャフト１１と、トーションバー１２と、車輪の転舵機構に転舵力を出力する出力シャフト１３と、を備える。伝達ロッド機構には、運転者によって操舵されるステアリングホイール（図示せず）から操舵トルクが入力される。
【００１３】
入力シャフト１１は、転がり式の軸受２２を介してセンサケース２０に回転自在に支持される。入力シャフト１１とセンサケース２０との間はダストシール２３によってシールされる。ダストシール２３は、軸受２２の上方に配設されている。
【００１４】
入力シャフト１１には、センサケース２０から突出する部位に鍔状のカバー２９が取り付けられる。カバー２９によってセンサケース２０の開口端部が覆われている。
【００１５】
出力シャフト１３は、その上部に設けられる転がり式の軸受３１と、その下部に設けられる転がり式の軸受３２とによって回転自在に支持される。
【００１６】
出力シャフト１３の上端部には、入力シャフト１１の下端部を収容可能な収容室１３Ａが形成されている。出力シャフト１３の収容室１３Ａの内周面と、入力シャフト１１の下端部の外周面との間には、滑り軸受１４が介装される。これにより、入力シャフト１１及び出力シャフト１３は、同一軸上で相対回転可能となる。
【００１７】
入力シャフト１１は円筒状に形成されており、入力シャフト１１の内部にはトーションバー１２が同一軸上に収められる。トーションバー１２の上端部は、ピン１５を介して、入力シャフト１１の上端部に連結される。
【００１８】
トーションバー１２の下端部は、入力シャフト１１の下端開口部より下方に突出する。トーションバー１２の下端部の外周面には、セレーション１２Ａが形成されている。トーションバー１２の下端部は、セレーション１２Ａを介して、収容室１３Ａの底部に形成された係合孔１３Ｂに連結される。
【００１９】
トーションバー１２は、入力シャフト１１に入力される操舵トルクを出力シャフト１３に伝達すると共に、そのトルクに応じて回転軸Ｏを中心にねじれ変形する。
【００２０】
出力シャフト１３は、下端寄りの外周面にギア１３Ｃを備える。出力シャフト１３のギア１３Ｃは、ラックシャフト２に形成されたラックギア２Ａと噛合する。入力シャフト１１の回転に伴って出力シャフト１３が回転することで、ラックシャフト２が軸方向（略水平方向）に移動し、車輪が操舵される。
【００２１】
ギアケース３０には、ラックシャフト２の外周面に摺接するプレッシャパッド４５と、このプレッシャパッド４５を付勢するスプリング４６が設けられる。スプリング４６のバネ力によってプレッシャパッド４５がラックシャフト２の外周面に押し付けられ、ラックギア２Ａが出力シャフト１３のギア１３Ｃに押し付けられ、ギア１３Ｃに対するラックギア２Ａのバックラッシュが零に保たれる。
【００２２】
パワーステアリング装置１は、操舵トルクを補助的に出力するアシスト機構として、トーションバー１２に入力される操舵トルクを磁気を介して検出する非接触式のトルクセンサ４と、検出された操舵トルクに応じて操舵補助トルクを出力する電動モータ（図示せず）とを有している。
【００２３】
出力シャフト１３の下端部にはウォームホイール４０が連結される。このウォームホイール４０に噛合するウォーム４１が設けられ、このウォーム４１が電動モータによって回転駆動される。電動モータの出力が、ウォーム４１、ウォームホイール４０を介して出力シャフト１３に減速して伝達され、操舵補助トルクとして出力される。
【００２４】
ウォームホイール４０及びウォーム４１は、ウォームケース４２に収容される。ウォームケース４２とギアケース３０は、複数のボルト（図示せず）を介して締結され、両者の間に軸受３２が挟持される。
【００２５】
図１、図２に示すように、トルクセンサ４は、入力シャフト１１と共に回転する磁気発生部５０と、出力シャフト１３と共に回転する回転磁気回路部６０と、センサケース２０に固定される固定磁気回路部７０と、回転磁気回路部６０と固定磁気回路部７０の間に設けられる環状の磁気ギャップ（間隙）６５、６６と、固定磁気回路部７０に導かれる磁束密度を検出する磁気センサ（図示せず）とを備える。トルクセンサ４は、トーションバー１２に入力される操舵トルクを磁気センサの出力に基づいて検出する。
【００２６】
なお、トルクセンサ４は、出力シャフト１３に磁気発生部５０を設け、入力シャフト１１に回転磁気回路部６０を設ける構成としてもよい。
【００２７】
磁気発生部５０は、入力シャフト１１に圧入されるバックヨーク５１と、接着剤を介してバックヨーク５１の下端面に固定されるリング磁石５２と、を備える。
【００２８】
環状部材のリング磁石５２は、ステアリングシャフト１０の回転軸Ｏ方向へ向けて硬磁性体を着磁することによって形成される多極磁石である。リング磁石５２には、例えば１２個の磁極が周方向にわたって等間隔に形成される。つまり、リング磁石５２の上端面及び下端面には、６個のＮ極と６個のＳ極が周方向に交互に配設される。リング磁石５２に設けられる磁極数は、１２個に限られず、必要に応じて任意に設定される。
【００２９】
バックヨーク５１は、リング磁石５２の隣り合う磁極を結んで磁束を導く継鉄としての機能を有しており、リング磁石５２の下端面である下部磁極面に磁力を集中させる。
【００３０】
回転磁気回路部６０は、リング磁石５２から出される磁束を導く第一軟磁性リング６１及び第二軟磁性リング６２と、出力シャフト１３に取り付けられる取付部材６３（図１参照）と、取付部材６３に第一軟磁性リング６１及び第二軟磁性リング６２を固定する樹脂モールド６４と、を備える。
【００３１】
図３に示すように、第一軟磁性リング６１は、環状の第一磁路環部６１Ｃと、第一磁路環部６１Ｃから下向きに突出する６個の第一磁路柱部６１Ｂと、各第一磁路柱部６１Ｂの下端からそれぞれ内向きに屈折してリング磁石５２の下端面に対峙する第一磁路端部６１Ａと、を備える。また、第二軟磁性リング６２は、環状の第二磁路環部６２Ｃと、第二磁路環部６２Ｃから上向きに突出する６個の第二磁路柱部６２Ｂと、各第二磁路柱部６２Ｂの上端からそれぞれ内向きに屈折して、リング磁石５２の下端面に対峙する第二磁路端部６２Ａと、を備える。
【００３２】
第一磁路環部６１Ｃ及び第二磁路環部６２Ｃは、それぞれ全周がつながった環状部材であり、回転軸Ｏ方向に間隔をあけて配置される。第一磁路環部６１Ｃは、リング磁石５２の上方に設けられる。第二磁路環部６２Ｃは、リング磁石５２の下方に設けられる。
【００３３】
第一磁路端部６１Ａと第二磁路端部６２Ａは、同一面上において交互に等しい角度間隔で並ぶように配置される。トーションバー１２に操舵トルクが作用していない中立状態では、第一磁路端部６１Ａ及び第二磁路端部６２Ａの各中心線は、リング磁石５２のＮ極とＳ極の境界を指すように設定されている。
【００３４】
図１、図２に示すように、固定磁気回路部７０は、第一軟磁性リング６１の第一磁路環部６１Ｃの外周に沿って設けられる第一集磁リング７１と、第二軟磁性リング６２の第二磁路環部６２Ｃの外周に沿って設けられる第二集磁リング７２と、第一集磁リング７１に接続される第一集磁ヨーク（図示せず）と、第二集磁リング７２に接続される第二集磁ヨーク（図示せず）と、を備える。
【００３５】
第一集磁リング７１及び第二集磁リング７２は、回転磁気回路部６０を取り囲むように配置される。第一集磁リング７１の内周面は第一軟磁性リング６１の第一磁路環部６１Ｃに環状の磁気ギャップ６５を介して対峙し、第二集磁リング７２の内周面は第二軟磁性リング６２の第二磁路環部６２Ｃに環状の磁気ギャップ６６を介して対峙する。
【００３６】
図示しない第一集磁ヨーク及び第二集磁ヨークは、ブロック状の部材である。第一集磁ヨークは第一集磁リング７１の外周面に当接するように設けられ、第二集磁ヨークは第二集磁リング７２の外周面に当接するように設けられる。第一集磁ヨークと第二集磁ヨークとの間には、周方向に並ぶ一対の磁気ギャップ（図示せず）が形成される。各磁気ギャップ内には、磁気センサが一つずつ配置される。
【００３７】
第一集磁ヨーク、第二集磁ヨーク、磁気センサ、及び磁気センサと接続する基板（図示せず）は、センサホルダ８３に設置される。樹脂製のセンサホルダ８３は、一対のボルト８４を介して、金属製のセンサケース２０に固定される。
【００３８】
磁気センサは、ホール素子を通過する磁束密度に応じた電圧を信号としてコントローラ（図示せず）出力する。なお、磁気センサには、ホール素子の信号を増幅する回路、温度補償を行う回路、又はノイズフィルタの回路等を設けてもよい。
【００３９】
次に、非接触式のトルクセンサ４がトーションバー１２に入力される操舵トルクを磁気を介して検出する検出する機能について説明する。
【００４０】
トーションバー１２に操舵トルクが作用しない中立状態では、第一軟磁性リング６１の第一磁路端部６１Ａ及び第二軟磁性リング６２の第二磁路端部６２Ａは、それぞれリング磁石５２のＮ極及びＳ極に同一の面積で対峙して両極を磁気短絡する。そのため、磁束は回転磁気回路部６０及び固定磁気回路部７０に導かれない。
【００４１】
ステアリングホイールが操作され、トーションバー１２に操舵トルクが一方向に入力される操舵時に、操舵トルクの方向に応じてトーションバー１２が一方向にねじれ変形する。トーションバー１２がねじれ変形すると、第一磁路端部６１ＡがＳ極よりＮ極に大きな面積を持って対峙する一方、第二磁路端部６２ＡがＮ極よりＳ極に大きな面積を持って対峙する。リング磁石５２からの磁束は回転磁気回路部６０と固定磁気回路部７０に導かれ、磁気センサは磁場の大きさ及び方向に応じた信号を出力する。この場合における磁気経路は、Ｎ極から第一軟磁性リング６１、第一集磁リング７１、第一集磁ヨーク、磁気センサ、第二集磁ヨーク、第二集磁リング７２、第二軟磁性リング６２を経由してＳ極に向かう経路である。
【００４２】
一方、ステアリングホイールが操作され、トーションバー１２に上記とは逆方向の操舵トルクが入力される操舵時に、トーションバー１２が逆方向にねじれ変形する。トーションバー１２がねじれ変形すると、第一磁路端部６１ＡがＮ極よりＳ極に大きな面積を持って対峙する一方、第二磁路端部６２ＡがＳ極よりＮ極に大きな面積を持って対峙する。リング磁石５２からの磁束は、上記の磁気経路と逆の磁気経路にて導かれる。磁気センサは、磁場の強さ及び方向に応じた信号を出力する。この場合における磁気経路は、Ｎ極から第二軟磁性リング６２、第二集磁リング７２、第二集磁ヨーク、磁気センサ、第一集磁ヨーク、第一集磁リング７１、第一軟磁性リング６１を経由してＳ極に向かう経路である。
【００４３】
第一磁路端部６１Ａがリング磁石５２のＮ極とＳ極に対峙する面積差、及び第二磁路端部６２Ａがリング磁石５２のＮ極とＳ極に対峙する面積差が大きいほど、磁気ギャップの磁場は強くなる。磁気ギャップにおける磁場が強くなると、磁気センサの出力信号も増大する。
【００４４】
トーションバー１２に入力される操舵トルクは、磁気センサから出力された信号に基づいて検出される。
【００４５】
ところで、従来のパワーステアリング装置は、ステアリングシャフトに操舵トルクが入力される操舵時に、ステアリングシャフトに付与される偶力によって軸受ガタ変位、または出力シャフトに曲げ弾性変形が生じてステアリングシャフトが屈曲すると、第一軟磁性リング、第二軟磁性リングが第一集磁リング、第二集磁リングに近づいて、環状の磁気ギャップ（６５、６６）の開口幅の変化し、トルクセンサ４の検出精度が悪化する可能性があった。
【００４６】
本発明は、これに対処して、ハウジング３は、入力シャフト１１を支持するセンサケース２０を、出力シャフト１３を支持するギアケース３０に対して傾倒可能に連結する連結手段５を備え、伝達ロッド機構からステアリングシャフト１０に付与される力によってセンサケース２０がステアリングシャフト１０と共に屈曲し、環状の磁気ギャップ６５、６６の開口幅が所定値に保たれる構成とする。
【００４７】
連結手段５は、センサケース２０とギアケース３０を締結するボルト８（締結部材）と、センサケース２０とギアケース３０の間に介装されるガスケット７（弾性部材）と、を備える。
【００４８】
ガスケット７は、耐熱性ゴム材を主体として形成され、センサケース２０の端面２０Ａとギアケース３０の端面３０Ａの間に圧縮して介装される。ガスケット７は、センサケース２０とギアケース３０の間で弾性変形する弾性部材として設けられる。
【００４９】
環状のガスケット７は、センサケース２０の端面２０Ａとギアケース３０の端面３０Ａの全面に対峙するように介装される。これにより、センサケース２０とギアケース３０は、互いに当接する部位を持たない。
【００５０】
ガスケット７の内周部にはＯリング１８が介装され、密封性が確保される。なお、これに限らず、Ｏリング１８を廃止し、ガスケット７のみで密封性が確保される構成としてもよい。
【００５１】
ハウジング３に出力シャフト１３を支持する軸受３１が介装される。軸受３１は、ハウジング３に嵌合されるアウタレース３１Ａと、出力シャフト１３に嵌合されるインナレース３１Ｃと、アウタレース３１Ａとインナレース３１Ｃの間に介装される複数のボール３１Ｂと、を備える。
【００５２】
軸受３１は、センサケース２０とギアケース３０の間に介装される。センサケース２０とギアケース３０には、軸受３１のアウタレース３１Ａに嵌合する環状凹部２０Ｂ、３０Ｂがそれぞれ形成される。環状凹部２０Ｂ、３０Ｂは、センサケース２０の端面２０Ａとギアケース３０の端面３０Ａにそれぞれ開口する。
【００５３】
軸受３１とガスケット７は、ステアリングシャフト１０の径方向に並ぶように配置される。ガスケット７は、その軸方向中央部が軸受３１の各ボール３１Ｂの中心が配置される軸受中心面ＢＣに近接するように配置される。これにより、センサケース２０がギアケース３０に対して傾倒するハウジング３の傾倒支点と、入力シャフト１１と出力シャフト１３が互いに屈曲するステアリングシャフト１０の屈曲支点とが、ステアリングシャフト１０の中心軸Ｏ方向について同位置になるように配置される。
【００５４】
図４の（Ａ）は、ステアリングシャフト１０が回転する操舵時におけるパワーステアリング装置１の作動状態を示す縦断面図である。なお、この図４の（Ａ）に示す各部の変位量は、便宜上、実際の寸法よりより大きくしている。これに示すように、伝達ロッド機構と共にステアリングシャフト１０が回転する操舵時に、ステアリングシャフト１０に付与される偶力によって軸受２２、３１、３２のガタ変位、または出力シャフト１３に曲がり弾性変形が生じると、入力シャフト１１及び出力シャフト１３の上部が軸受３１を屈曲支点として屈曲し、センサケース２０が入力シャフト１１と共にガスケット７を弾性変形させてギアケース３０の端面３０Ａに対して傾倒する。これにより、センサケース２０に対する入力シャフト１１の同心度が確保され、第一軟磁性リング６１、第二軟磁性リング６２と第一集磁リング７１、第二集磁リング７２の間に設けられる環状の磁気ギャップ６５、６６の開口幅の変化が抑えられ、トルクセンサ４の検出精度が維持される。
【００５５】
これについて詳述すると、上記の操舵時に、伝達ロッド機構から加わる力によって、軸受３１、３２のガタ変位、または出力シャフト１３に曲がり弾性変形が生じ、入力シャフト１１が出力シャフト１３の下部に対して軸受３１を屈曲支点として屈曲するため、ステアリングシャフト１０の屈曲支点は、出力シャフト１３が軸受３１に支持される部位となる。
【００５６】
このとき、センサケース２０が入力シャフト１１と共にガスケット７を弾性変形させてギアケース３０の端面３０Ａに対して傾倒するため、ハウジング３の傾倒支点は、ガスケット７が介在する部位となる。
【００５７】
軸受３１とガスケット７は、ステアリングシャフト１０の径方向に並ぶように配置される構成としたため、センサケース２０がギアケース３０に対して傾倒するハウジング３の傾倒支点が、入力シャフト１１と出力シャフト１３が互いに屈曲するステアリングシャフト１０の屈曲支点と略同位置にあり、センサケース２０に対する入力シャフト１１の同心度が確保され、環状の磁気ギャップ６５、６６の開口幅の変化が抑えられる。
【００５８】
図４の（Ｂ）は、比較例の作動状態を示す縦断面図である。このパワーステアリング装置は、センサケース２０の端面２０Ａとギアケース３０の端面３０Ａとが互いに当接して締結され、両者の間にシールリング３９が介装されるものである。このハウジングは、センサケース２０とギアケース３０が互いに固定されている。この場合に、伝達ロッド機構と共にステアリングシャフト１０が回転する操舵時に、ステアリングシャフト１０に付与される偶力によって軸受３１、３２のガタ変位、または出力シャフト１３に撓みが生じると、入力シャフト１１が出力シャフト１３の下部に対して軸受３１を屈曲支点として屈曲するが、センサケース２０がギアケース３０に対して傾倒することができず、環状の磁気ギャップ６５、６６の開口幅が変化し、トルクセンサ４の検出精度が悪化する。図４の（Ｂ）は、第一軟磁性リング６１及び第二軟磁性リング６２の一部が、第一集磁リング７１及び第二集磁リング７２に接した作動状態を示している。
【００５９】
なお、連結手段５は、ガスケット７に限らず、他の構成としてもよい。例えば、連結手段５は、センサケース２０またはギアケース３０には、両者の当接部の近傍にスリットを形成し、このスリットが形成された部位を撓み変形させる構成としてもよい。また、連結手段５は、センサケース２０とギアケース３０の間に撓み変形するカップリングを介装する構成としてもよい。
【００６０】
本発明のパワーステアリング装置１によれば、以下の効果が得られる。
【００６１】
（ア）操舵トルクを転舵機構に伝達するステアリングシャフト１０と、ステアリングシャフト１０を収容するハウジング３と、ステアリングシャフト１０に入力される操舵トルクを磁気を介して検出する非接触式のトルクセンサ４と、を備えるパワーステアリング装置１であって、ステアリングシャフト１０は、操舵トルクが入力される入力シャフト１１と、転舵機構に転舵力を出力する出力シャフト１３と、入力シャフト１１と出力シャフト１３の間で操舵トルクを伝達するトーションバー１２と、を備え、ハウジング３は、入力シャフト１１を回転可能に支持するセンサケース２０と、出力シャフト１３を回転可能に支持するギアケース３０と、センサケース２０とギアケース３０とを互いに傾倒可能に連結する連結手段５と、を備える構成としたため、操舵時にステアリングシャフト１０に付与される力によってセンサケース２０が入力シャフト１１と共に傾倒する。これにより、操舵時にハウジング３に対するステアリングシャフト１０の同心度が確保され、トルクセンサ４の磁気回路が正常に保たれ、トルクセンサ４の検出精度が維持される。
【００６２】
（イ）連結手段５は、センサケース２０とギアケース３０を締結する締結部材（ボルト８）と、センサケース２０とギアケース３０の間に介装される弾性部材（ガスケット７）と、を備える構成としたため、操舵時にステアリングシャフト１０に付与される力によってセンサケース２０が弾性部材（ガスケット７）を弾性変形させて入力シャフト１１と共に傾倒する。これにより、操舵時にハウジング３に対するステアリングシャフト１０の同心度が確保され、トルクセンサ４の磁気回路が正常に保たれ、トルクセンサ４の検出精度が維持される。
【００６３】
（ウ）センサケース２０とギアケース３０の間に出力シャフト１３を支持する軸受３１が介装され、軸受３１と弾性部材（ガスケット７）とが互いにステアリングシャフト１０の径方向に並ぶように配置される構成としたため、ハウジング３が弾性部材（ガスケット７）を介して傾倒する傾倒支点とステアリングシャフト１０が軸受３１を介して屈曲する屈曲支点とがステアリングシャフト１０の中心軸Ｏ方向について同位置に配置され、操舵時にハウジング３に対するステアリングシャフト１０の同心度が確保され、トルクセンサ４の磁気回路が正常に保たれ、トルクセンサ４の検出精度が維持される。
【００６４】
（エ）ハウジング３が連結手段５を介して傾倒する傾倒支点とステアリングシャフト１０が屈曲する屈曲支点とがステアリングシャフト１０の中心軸Ｏ方向について同位置に配置されるため、操舵時にハウジング３に対するステアリングシャフト１０の同心度が確保され、トルクセンサ４の磁気回路が正常に保たれ、トルクセンサ４の検出精度が維持される。
【００６５】
本発明は上記の実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【００６６】
例えば、トルクセンサの磁気発生部は、ステアリングシャフトの径方向へ向けて硬磁性体を着磁することによって形成される多極磁石を用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明は、車両または他の機械、設備のパワーステアリング装置に用いられる。
【符号の説明】
【００６８】
１ パワーステアリング装置
３ ハウジング
４ トルクセンサ
５ 連結手段
７ ガスケット（弾性部材）
８ ボルト（締結部材）
１０ ステアリングシャフト
１１ 入力シャフト
１２ トーションバー
１３ 出力シャフト
２０ センサケース
３０ ギアケース
３１ 軸受
６１ 第一軟磁性リング
６２ 第二軟磁性リング
６５ 磁気ギャップ
６６ 磁気ギャップ
７１ 第一集磁リング
７２ 第二集磁リング
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵トルクを転舵機構に伝達するステアリングシャフトと、
前記ステアリングシャフトを収容するハウジングと、
前記ステアリングシャフトに入力される操舵トルクを磁気を介して検出する非接触式のトルクセンサと、を備えるパワーステアリング装置であって、
前記ステアリングシャフトは、
操舵トルクが入力される入力シャフトと、
前記転舵機構に転舵力を出力する出力シャフトと、
前記入力シャフトと前記出力シャフトの間で操舵トルクを伝達するトーションバーと、を備え、
前記ハウジングは、
前記入力シャフトを回転可能に支持するセンサケースと、
前記出力シャフトを回転可能に支持するギアケースと、
前記センサケースと前記ギアケースとを互いに傾倒可能に連結する連結手段と、を備えることを特徴とするパワーステアリング装置。
【請求項２】
前記連結手段は、
前記センサケースと前記ギアケースを締結する締結部材と、
前記センサケースと前記ギアケースの間に介装される弾性部材と、を備えることを特徴とする請求項１に記載のパワーステアリング装置。
【請求項３】
前記センサケースと前記ギアケースの間に前記出力シャフトを支持する軸受が介装され、
前記軸受と前記弾性部材とが前記ステアリングシャフトの径方向に並ぶように配置されることを特徴とする請求項２に記載のパワーステアリング装置。
【請求項４】
前記ハウジングが前記連結手段を介して傾倒する傾倒支点と、前記ステアリングシャフトが屈曲する屈曲支点と、が前記ステアリングシャフトの中心軸方向について同位置に配置されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載のパワーステアリング装置。
【請求項１】
操舵トルクを転舵機構に伝達するステアリングシャフトと、
前記ステアリングシャフトを収容するハウジングと、
前記ステアリングシャフトに入力される操舵トルクを磁気を介して検出する非接触式のトルクセンサと、を備えるパワーステアリング装置であって、
前記ステアリングシャフトは、
操舵トルクが入力される入力シャフトと、
前記転舵機構に転舵力を出力する出力シャフトと、
前記入力シャフトと前記出力シャフトの間で操舵トルクを伝達するトーションバーと、を備え、
前記ハウジングは、
前記入力シャフトを回転可能に支持するセンサケースと、
前記出力シャフトを回転可能に支持するギアケースと、
前記センサケースと前記ギアケースとを互いに傾倒可能に連結する連結手段と、を備えることを特徴とするパワーステアリング装置。
【請求項２】
前記連結手段は、
前記センサケースと前記ギアケースを締結する締結部材と、
前記センサケースと前記ギアケースの間に介装される弾性部材と、を備えることを特徴とする請求項１に記載のパワーステアリング装置。
【請求項３】
前記センサケースと前記ギアケースの間に前記出力シャフトを支持する軸受が介装され、
前記軸受と前記弾性部材とが前記ステアリングシャフトの径方向に並ぶように配置されることを特徴とする請求項２に記載のパワーステアリング装置。
【請求項４】
前記ハウジングが前記連結手段を介して傾倒する傾倒支点と、前記ステアリングシャフトが屈曲する屈曲支点と、が前記ステアリングシャフトの中心軸方向について同位置に配置されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載のパワーステアリング装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−２９３５７（Ｐ２０１３−２９３５７Ａ）
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６４３４８（Ｐ２０１１−１６４３４８）
【出願日】平成２３年７月２７日（２０１１．７．２７）
【出願人】（００００００９２９）カヤバ工業株式会社 (2,151)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２７日（２０１１．７．２７）
【出願人】（００００００９２９）カヤバ工業株式会社 (2,151)
【Ｆターム（参考）】
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