[发明专利]电动式动力转向装置用柱单元

说明书

技术领域

本发明涉及一种电动式动力转向装置用柱单元，具有：转向柱，该转向柱在内侧以能够自由旋转的方式支承转向轴；壳体，该壳体在内部收纳电动式动力转向装置的构成零件。

背景技术

如图45所示，汽车用转向装置构成为，将方向盘1的旋转向转向齿轮单元2的输入轴3传递，随着该输入轴3的旋转，推拉左右一对拉杆4，而对前车轮赋予转向角。方向盘1被支承固定在转向轴5的后端部，该转向轴5在沿轴向插通有圆筒状的转向柱6的状态下，以能够自由旋转的方式支承于该转向柱6。在电动式动力转向装置中，转向柱6的前端部被连结固定在壳体9的后端部，该壳体9收纳有构成电动辅助机构(操向辅助部)的蜗杆减速器7和构成转矩测定装置8的转矩传感器(位移传感器)14(参照图31)等。另外，在该壳体9上，支承固定有电动辅助机构的动力源即电动机10。

通过方向盘1使转向轴5旋转时，施加于该转向轴5的转矩的方向及大小通过转矩测定装置8测定。该转矩测定装置8由以下部件构成：输入轴12及输出轴13，该输入轴12及输出轴13以能够自由旋转的方式被支承在壳体9内，并通过扭杆11相互结合；转矩传感器14，该转矩传感器14用于测定与这些输入轴12及输出轴的旋转方向相关的相对位移量。

基于该转矩测定装置8的测定结果，电动机10经由蜗杆和输出轴13所具有的与该蜗杆啮合的蜗轮，将与方向盘1的操作方向相同的方向的辅助转矩赋予输出轴13，而由比从转向轴5向输入轴12输入的转矩大的转矩使输出轴13旋转。

输出轴13的前端部通过通用联轴器15a与中间轴16的后端部连接，该中间轴16的前端部通过其他的通用联轴器15b与输入轴3连接。此外，图45所示的构造是组装有用于调节方向盘1的上下位置的倾斜机构、和用于调节前后位置的伸缩机构。因此，将转向柱6的中间部以相对于车身17上所支承的上部支承托架18能够调节上下位置及前后位置的方式支承。另外，为构成倾斜机构，经由下部支承托架23，将设置在壳体9的前侧上端部的支承筒19以相对于车身17能够进行以横轴为中心的摆动位移的方式支承。另外，为构成伸缩机构，转向轴5采用以能够进行转矩传递且能够伸缩的方式组合内轴和外轴的结构，转向柱6采用以能够伸缩的方式组合外柱和内柱的结构。

在这样地组合转向柱6和壳体9而构成的电动式动力转向装置用柱单元中，为实现其轻量化以及低成本化，壳体9为合成树脂制，记载在日本特开2009-298246号公报中。图46表示该文献记载的电动式动力转向装置用柱单元的以往构造的一例。在该以往构造的情况下，分别是聚酰胺树脂等的合成树脂制，通过对收纳转矩测定装置8的传感器壳体20和收纳蜗杆减速器7的齿轮壳体21进行焊接，而构成中空的壳体9a。在本例中，转向柱6a以能够伸缩的方式组合外柱和内柱而构成，但在这样的构造中，在壳体9a为合成树脂制的情况下，从确保强度及刚性的观点出发，存在需要由铁系合金等金属形成转向柱6a的情况。在图46所示的以往构造的情况下，通过将金属制且圆筒状的转向柱6a的前端部外嵌于形成在合成树脂制的壳体9a的后端部上的圆筒部22，来结合壳体9a的后端部和转向柱6a的前端部。

但是，在这样地组合合成树脂制的壳体9a和金属制的转向柱6a的以往构造的情况下，难以提高壳体9a的后端部和转向柱6a的前端部的结合强度。即，即使是以过盈配合嵌合固定壳体9a的后端部和转向柱6a的前端部的情况下，基于构成壳体9a的合成树脂和构成转向柱6a的金属之间的线膨胀率之差，该结合固定部的嵌合强度可能逐渐降低。尤其是，当伴随温度上升的圆筒部22的外径的扩大量变得比转向柱6a的前端部的内径的扩大量大时，压付圆筒部22的外周面的力(面压)变得过大，该圆筒部22朝向外径变小的方向发生塑性变形。其结果，该结合固定部的嵌合强度的降低变得明显。

另外，基于金属和合成树脂的过盈配合的、该结合固定部的强度及刚性不一定从初期阶段变大。因此，在方向盘1的高度调节时等，对该结合固定部施加弯曲方向的力的情况下，圆筒部22的外周面也可能发生塑性变形，该结合固定部的嵌合强度可能降低。无论如何，该嵌合强度降低时，可能产生转向柱6a和壳体9a的结合部晃动等问题。此外，在通过铁类合金等具有规定强度和刚性的金属制造转向柱并通过铝合金等质量轻且比铁类合金等软质的金属制造壳体的情况下，也会产生同样的问题。