电动式助力转向装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及构成为将电动马达作为辅助动力的产生源而能够减轻驾驶者为了操作方向盘所需的力的电动式助力转向装置。
【背景技术】
[0002]汽车用的转向装置构成为如图6所示，将方向盘I的旋转传递至转向齿轮单元2的输入轴3，随着输入轴3的旋转推拉左右I对横拉杆4、4，向前车轮赋予转向角。方向盘I被支持固定在转向轴5的后端部。转向轴5被以在轴向插通被支持在车身上的圆筒状的转向柱6的状态自由旋转地支持于转向柱6。转向轴5的前端部经由自由接头7与中间轴8的后端部连接，将中间轴8的前端部经由其他自由接头9与输入轴3连接。图示的例子为如下的电动式助力转向装置:将电动马达10作为辅助动力的产生源来降低为了操作方向盘I所需的力。在本说明书整体中，前后方向只要没有特别说明，指的是车辆的前后方向。
[0003]图7?9示出专利文献I所公开的电动式助力转向装置。转向柱6a是将内柱11与外柱12在二次碰撞时能将全长收缩地组合而构成的，被车身支持。被自由旋转地支持在转向柱6a的内侧的转向轴5a是将下轴13与上轴14能传递力矩地、且在二次碰撞时能将全长收缩地组合而构成的。在从外柱12的后端开口突出的上轴14的后端部固定有方向盘I (参照图6)。在内柱11的前端部结合固定有壳体15，下轴13的前半部插入在壳体15的内侧。在壳体15的内侧，在输入轴即下轴13的前侧利用I对球轴承17、18自由旋转地支持有输出轴16。在从壳体15的前端开口突出的输出轴16的前端部结合有自由接头7(参照图6)。输出轴16与下轴13经由扭杆19连结。扭杆19将除了其前端部的大部分配置在被制成中空轴状的下轴13的内径侧。
[0004]在输出轴16的后端部设置有筒状部20。在筒状部20的内周面上设置有关于圆周方向为凹凸形状的阴止动部21。阴止动部21在筒状部20的内周面上具有多个阴侧齿部22和多个阴侧槽部23。多个阴侧齿部22和多个阴侧槽部23在轴向延伸，关于圆周方向交替且以等间距配置。另一方面，在下轴13的外周面的前端部设置有关于圆周方向为凹凸形状的阳止动部24。阳止动部24在下轴13的外周面的前端部具有多个阳侧齿部25、25和多个阳侧槽部26、26 ;多个阳侧齿部25、25和多个阳侧槽部26、26在轴向延伸，关于圆周方向交替且以等间距配置。阳侧齿部25、25(阳侧槽部26、26)的数量与阴侧槽部23 (阴侧齿部22)的数量相等。阳止动部24与阴止动部21能在预定角度范围(以扭杆19未扭曲的中立状态为基准，例如±5度的范围)相对旋转(松缓的花键配合那样)地凹凸卡合。由此，防止扭杆19过大的扭曲。
[0005]下轴13由作为磁性金属的钢制成。在关于轴向与阳止动部24的后侧相邻的下轴13的外周面的靠前端部分，设置有外接圆的直径比阳止动部24大的关于圆周方向为凹凸形状的力矩检测用凹凸部27。这样的力矩检测用凹凸部27在下轴13的外周面的靠前端部分是关于圆周方向等间隔配置分别在轴向长的多个检测用槽部28、28而构成的。在图示的构造的情况下，这样的力矩检测用凹凸部27的槽底圆的直径、与阳止动部24的槽底圆的直径相等。检测用槽部28、28的数量与阳侧槽部26、26的数量相等，且阳侧槽部26、26与检测用槽部28、28在轴向连续地(以关于圆周方向的相位一致的状态)设置。
[0006]在力矩检测用凹凸部27的外径侧配置有铝合金等具有导电性的非磁性金属制的圆筒状的力矩检测用套筒29。力矩检测用套筒29的基端部外嵌固定在筒状部20。在位于力矩检测用凹凸部27的外径侧的力矩检测用套筒29的部分设置有多个窗孔30、30。在力矩检测用凹凸部27和力矩检测用套筒29的外径侧配置有内嵌固定在壳体15上的力矩检测用线圈单元31。
[0007]在输出轴16的靠后端部分外嵌固定有蜗轮32。在蜗轮32上啮合有被自由旋转地支持在壳体15内的蜗杆33。电动马达10被支持固定在壳体15上(参照图6)。电动马达10的输出轴能传递力矩地结合在蜗杆33的基端部。
[0008]在上述那样构成的电动式助力转向装置的情况下，在驾驶者操作方向盘1，从而对转向轴5a赋予转向力即力矩时，扭杆19 (在预定角度范围)弹性地扭曲与该力矩的方向及大小相应的量。随此，力矩检测用凹凸部27与力矩检测用套筒29的圆周方向的位置关系变化，从而在力矩检测用线圈单元31的线圈中产生阻抗变化。基于该阻抗变化，能够检测力矩的方向和大小。电动马达产生与力矩的检测结果相应的辅助动力。辅助动力在由使蜗杆33与蜗轮32啮合而构成的蜗杆式减速器34增大后，被赋予给输出轴16。其结果是，减轻驾驶者为了操作方向盘I所需的力。
[0009]另一方面，在从方向盘I向转向轴5a输入大的力矩，从而扭杆19的扭曲量到达预定角度范围的一侧或者另一侧的上限值时，阴止动部21与阳止动部24的齿部22、25彼此在周向嗤合。于是，基于该嗤合，变为从下轴13向输出轴16直接传递力矩的一部分。
[0010]在上述这样的电动式助力转向装置的情况下，筒状部20中阴止动部21的比槽底圆靠外径侧的部分的径向的壁厚、和各阴侧齿部22的径向高度被确保为能够充分确保筒状部20的机械强度的大小，即在基于上述这样的阴止动部21与阳止动部24的齿部22、25彼此的啮合进行力矩传递时，在筒状部20不产生塑性扭曲变形的程度的大小。
[0011]关于这样的电动式助力转向装置，在为了实现力矩检测用的各部件及其周边部分的小直径化，而减小力矩检测用凹凸部27的外接圆的直径的情况下，需要将力矩检测用套筒29的内径尺寸也与力矩检测用凹凸部27的外接圆的直径相对应地减小。还需要与力矩检测用套筒29的内径尺寸相对应地减小外嵌固定有力矩检测用套筒29的基端部的筒状部20的外径尺寸。在该情况下，在为了维持该筒状部20的机械强度，而不使该筒状部20中比阴止动部21的槽底圆靠外径侧的部分的径向的壁厚、和各阴侧齿部22的径向高度变化，就减小筒状部20的外径尺寸的情况下，为了避免阴止动部21与阳止动部24的相互的齿顶与槽底的干扰，需要将阳止动部24的外接圆的直径和槽底圆的直径也与筒状部20的径尺寸一致地减小。
[0012]然而，在上述的以往构造的情况下，采用的构成是阳止动部24的槽底圆的直径、与力矩检测用凹凸部27的槽底圆的直径相等。因此，在上述这样减小阳止动部24的槽底圆的直径时，与此相应地，力矩检测用凹凸部27的槽底圆的直径也减小。随此，下轴13的靠前端部分中、力矩检测用凹凸部27的比槽底圆靠内径侧的部分的径向的壁厚减小。其结果是，在基于阴止动部21与阳止动部24的齿部22、25彼此的啮合进行力矩传递时，在力矩检测用凹凸部27不塑性扭曲变形的范围能够传递的力矩减小。
[0013]现有技术文献
[0014]专利文献
[0015]专利文献1:国际公开第2003/104065号
【发明内容】
[0016]发明欲解决的问题
[0017]本发明的目的在于实现一种在确保力矩检测用凹凸部的机械强度的同时容易实现力矩检测用的各部件及其周边部分的小直径化的构造。
[0018]用于解决问题的方案
[0019]根据本发明的一个形态，电动式助力转向装置包括:输入轴，所述输入轴被赋予来自方向盘的转向力；输出轴，所述输出轴被赋予以电动马达作为产生源的辅助动力；扭杆，所述扭杆以将所述输入轴与输出轴同轴地连结的状态设置在所述输入轴和输出轴的内径侧；及力矩检测用套筒。所述输入轴和输出轴中的一者具有筒状部，所述筒状部设置在与所述输入轴和输出轴中的另一者连结的所述输入轴和输出轴中的所述一者的端部。所述筒状部具有设置在该筒状部的内周