(57)【要約】【課題】センサ類を保護するハウジングの内部に、雨水や塩水等が浸入するのを抑制することができる新規なステアリング装置のハウジング構造を提供する。【解決手段】第１センサハウジング５０に第１シール保持部５０Ｂを形成すると共に、第２センサハウジング５１に第２シール保持部５１Ｂを形成し、第１センサハウジング５０と第２センサハウジング５１を組み合せた状態で、第１シール保持部５０Ｂと第２シール保持部５１Ｂの間にシールリング５５を保持し、第２シール保持部５１Ｂのステアリングシャフト４の、回転軸線で見て径方向外側に、水分を貯留する凹状空間部５６Ａ〜５６Ｄを形成する。【選択図】図３
2020040600.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリング装置のハウジング構造であって、
第１ハウジング部材であって、第１ハウジング本体部と、第１ハウジングシール部材保持部を備え、
前記第１ハウジング本体部は、筒形状を有し、内部に第1機器収容空間を備え、
前記第1機器収容空間は、操舵軸の一部を収容しており、
前記第1ハウジングシール部材保持部は、前記第1ハウジング本体部に設けられ、筒形状を有している、
前記第1ハウジング部材と、
第２ハウジング部材であって、樹脂材料で形成され、第２ハウジング本体部と、第２ハウジングシール部材保持部と、凹状空間部を備え、
前記第２ハウジング本体部は、筒形状を有し、内部に第２機器収容空間を備え、
前記第２機器収容空間は、前記操舵軸の一部を収容しており、前記操舵軸は、前記第２機器収容空間の内部で回転可能に設けられており、
前記第２ハウジングシール部材保持部は、筒形状を有し、前記第１ハウジングシール部材保持部が内側に挿入されており、前記操舵軸の回転軸線に関する径方向における前記第１ハウジングシール部材保持部と前記第２ハウジングシール部材保持部の間において、環状のシール部材を保持しており、
前記凹状空間部は、前記操舵軸の回転軸線に関する径方向において、前記第２ハウジングシール部材保持部よりも外側に設けられ、前記操舵軸の回転軸線の方向において、前記第1ハウジング部材の方に向かって開口する形状を有している、
前記第２ハウジング部材と、
を有することを特徴とするステアリング装置のハウジング構造。
【請求項２】
請求項１に記載のステアリング装置のハウジング構造において、
前記第２ハウジング部材は、シール部を備え、
前記シール部は、前記操舵軸の回転軸線に関する径方向において、前記第２ハウジングシール部材保持部と、前記凹状空間部の間に設けられ、前記操舵軸の回転軸線の方向において、前記第１ハウジング部材と当接することで、前記第１ハウジング部材と前記第２ハウジング部材の間をシールする
ことを特徴とするステアリング装置のハウジング構造。
【請求項３】
請求項２に記載のステアリング装置のハウジング構造において、
前記シール部は、前記第２ハウジング部材が前記第１ハウジング部材に組み付けられた状態において、塑性変形している
ことを特徴とするステアリング装置のハウジング構造。
【請求項４】
請求項３に記載のステアリング装置のハウジング構造において、
前記シール部は、前記操舵軸の回転軸線の方向において、前記第1ハウジング部材の方に向かって突出する形状を有する
ことを特徴とするステアリング装置のハウジング構造。
【請求項５】
請求項２に記載のステアリング装置のハウジング構造において、
前記凹状空間部は、少なくとも、第１単位凹状空間部と、第２単位凹状空間部と、第３単位凹状空間部と、第１隔壁部と、第２隔壁部を含み、前記操舵軸の回転軸線に関する周方向において、前記第１単位凹状空間部、前記第１隔壁部、前記第２単位凹状空間部、前記第２隔壁部、前記第３単位凹状空間部の順に設けられ、
前記第１隔壁部は、前記操舵軸の回転軸線の方向において、前記第１ハウジング部材の方向に向かって突出する形状を有し、前記第１単位凹状空間部と前記第２単位凹状空間部とを分割し、
前記第２隔壁部は、前記操舵軸の回転軸線の方向において、前記第１ハウジング部材の方向に向かって突出する形状を有し、前記第２単位凹状空間部と前記第３単位凹状空間部とを分割している
ことを特徴とするステアリング装置のハウジング構造。
【請求項６】
請求項５に記載のステアリング装置のハウジング構造において、
前記シール部は、前記操舵軸の回転軸線の方向において、前記第1隔壁部および前記第２隔壁部よりも、前記第１ハウジング部材の方に突出している
ことを特徴とするステアリング装置のハウジング構造。
【請求項７】
請求項２に記載のステアリング装置のハウジング構造において、
前記凹状空間部は、第１単位凹状空間部と、第２単位凹状空間部と、第３単位凹状空間部と、第１隔壁部と、第２隔壁部と、連通溝を含み、前記操舵軸の回転軸線に関する周方向において、前記第１単位凹状空間部、前記第１隔壁部、前記第２単位凹状空間部、前記第２隔壁部、前記第３単位凹状空間部の順に設けられ、
前記第１隔壁部は、前記操舵軸の回転軸線の方向において、前記第１ハウジング部材の方向に向かって突出する形状を有し、前記第１単位凹状空間部と前記第２単位凹状空間部とを分割し、
前記第２隔壁部は、前記操舵軸の回転軸線の方向において、前記第１ハウジング部材の方向に向かって突出する形状を有し、前記第２単位凹状空間部と前記第３単位凹状空間部とを分割し、
前記連通溝は、前記操舵軸の回転軸線に関する周方向において、前記第１単位凹状空間部と前記第２単位凹状空間部とがつながり、かつ前記第２単位凹状空間部と前記第３単位凹状空間部とがつながる形状を有する
ことを特徴とするステアリング装置のハウジング構造。
【請求項８】
請求項７に記載のステアリング装置のハウジング構造において、
前記凹状空間部は、少なくとも、第１凹状空間部、第２凹状空間部、第３凹状空間部、及び第４凹状空間部の４つの前記凹状空間部を含み、
前記第２ハウジング部材は、第１ボルトボス部と、第２ボルトボス部を含み、
前記第１ボルトボス部と前記第２ボルトボス部は、前記第１ハウジング部材と前記第２ハウジング部材とを固定する第１ボルトと第２ボルトが夫々挿入可能であり、
前記第１ボルトボス部と前記第２ボルトボス部は、前記操舵軸の回転軸線に関する周方向において、互いに離間した位置に設けられ、前記第１ボルトボス部と前記第２ボルトボス部を結ぶ線分は、４つの前記凹状空間部を第１の領域と第２の領域に２分割しており、
前記第１の領域は、前記第２凹状空間部、及び前記第３凹状空間部を含み、
前記第２の領域は、前記第４凹状空間部、及び前記第１凹状空間部を含み、
前記シール部は、第１シール部と、第２シール部と、第３シール部を含み、
前記第１シール部は、円環形状を有し、前記操舵軸の回転軸線に関する径方向において、前記凹状空間部よりも内側に設けられ、
前記第２シール部は、前記操舵軸の回転軸線に関する周方向において、前記第２凹状空間部と前記第３凹状空間部の間に設けられ、
前記第３シール部は、前記操舵軸の回転軸線に関する周方向において、前記第４凹状空間部と前記第１凹状空間部の間に設けられている
ことを特徴とするステアリング装置のハウジング構造。
【請求項９】
請求項２に記載のステアリング装置のハウジング構造において、
前記第1ハウジングシール部材保持部と前記第２ハウジングシール部材保持部は、前記操舵軸の回転軸線に関する径方向において、前記シール部材と当接している
ことを特徴とするステアリング装置のハウジング構造。
【請求項１０】
請求項１に記載のステアリング装置のハウジング構造において、
前記第２ハウジング部材は、スカート部を含み、
前記スカート部は、前記操舵軸の回転軸線に関する径方向において、前記凹状空間部よりも外側に設けられ、前記操舵軸の回転軸線の方向において、前記第１ハウジング部材の方に突出する形状を有する
ことを特徴とするステアリング装置のハウジング構造。
【請求項１１】
請求項１０に記載のステアリング装置のハウジング構造において、
前記第２ハウジング部材は、第1ボルトボス部と、第２ボルトボス部を含み、
前記第１ボルトボス部と前記第２ボルトボス部は、前記第１ハウジング部材と前記第２ハウジング部材とを接続する第１ボルトと第２ボルトが夫々挿入可能であり、
前記スカート部は、前記操舵軸の回転軸線に関する径方向において、前記第1ボルトボス部と前記第２ボルトボス部の外側を包囲する形状を有する
ことを特徴とするステアリング装置のハウジング構造。
【請求項１２】
請求項１０に記載のステアリング装置のハウジング構造において、
前記スカート部は、前記操舵軸の回転軸線を含む平面における断面形状が、前記操舵軸の回転軸線の方向において前記第１ハウジング部材の方に向かうほど細くなる形状を有する
ことを特徴とするステアリング装置のハウジング構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動車に搭載されるステアリング装置に係り、特にステアリングシャフトに設けたトルクセンサや回動角センサ等を収納するステアリング装置のハウジング構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ステアリング装置においては、ステアリングホイールによって回転される操舵軸(以下、ステアリングシャフトと表記する)による転舵軸の駆動とは別に、ステアリングシャフトの回動角、回動方向、及び回動トルクを検出し、これらの検出信号に基づいて電動モータを回転させ、電動モータの回転をナットに伝達してナット内に収納された転舵軸を駆動して操舵力をアシストする、いわゆる電動パワーステアリング装置が知られている。このような電動パワーステアリング装置は、例えば、特開２０１７−１８５９６６号公報(特許文献１)に示されている。
【０００３】
このような、電動パワーステアリング装置においては、ステアリングシャフトの回動トルクや回動角を検出するために、ステアリングシャフトの一部にトルクセンサや回動角センサが設けられている。そして、これらのセンサ類を異物の衝突や、雨水や塩水等の被水から保護するために、センサ類を外側から覆うハウジングが取り付けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−１８５９６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１の図１にあるように、センサ類を保護するハウジングは、ラックバーを収納するラックハウジングの一部に形成されたセンサハウジングと、このセンサハウジングに固定ボルトによって固定されるセンサカバーとで構成されている。
【０００６】
そして、センサハウジングとセンサカバーによって形成される内部空間を挿通するようにステアリングシャフトが配置され、ステアリングシャフトの先端側に設けたピニオンをラックバーに係合させている。更に、センサハウジングとセンサカバーによって形成された内部空間にセンサ類が内蔵されている。尚、特許文献１の図１にあるように、従来のセンサカバーは、所定の厚みを備えた平板から形成され、この平板をセンサハウジングの端面に密着するようにして固定されている。
【０００７】
そして、このようなセンサ類を保護するハウジングは、自動車の底部側に配置されているので、雨水や塩水等を被水することがある。このため、センサカバーとセンサハウジングの接触面の狭い隙間に、毛細管現象によって雨水や塩水が浸入することがある。この雨水や塩水の浸入は回数が少なければさほど問題とならないが、特に塩水の場合は回数が多くなると、前回の残留塩分も再溶解されるので塩分濃度が高くなり、センサカバーとセンサハウジングの接触面の腐食が進み、最終的にはハウジングの内部に塩水や雨水が浸入することになる。したがって、センサ類を保護するハウジングの内部に雨水や塩水等の浸入を抑制する技術が求められている。
【０００８】
本発明の目的は、センサ類を保護するハウジングの内部に、雨水や塩水等の水分が浸入するのを抑制することができる新規なステアリング装置のハウジング構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、
第１ハウジング部材であって、第１ハウジング本体部と、第１ハウジングシール部材保持部を備え、
第１ハウジング本体部は、筒形状を有し、内部に第1機器収容空間を備え、
第1機器収容空間は、ステアリングシャフトの一部を収容しており、
第1ハウジングシール部材保持部は、第1ハウジング本体部に設けられ、筒形状を有している、
第1ハウジング部材と、
第２ハウジング部材であって、樹脂材料で形成され、第２ハウジング本体部と、第２ハウジングシール部材保持部と、凹状空間部を備え、
第２ハウジング本体部は、筒形状を有し、内部に第２機器収容空間を備え、
第２機器収容空間は、ステアリングシャフトの一部を収容しており、ステアリングシャフトは、第２機器収容空間の内部で回転可能に設けられており、
第２ハウジングシール部材保持部は、筒形状を有し、第１ハウジングシール部材保持部が内側に挿入されており、ステアリングシャフトの回転軸線に関する径方向における前記第１ハウジングシール部材保持部と前記第２ハウジングシール部材保持部の間において、環状のシール部材を保持しており、
凹状空間部は、ステアリングシャフトの回転軸線に関する径方向において、第２ハウジングシール部材保持部よりも外側に設けられ、ステアリングシャフトの回転軸線の方向において、第1ハウジング部材の方に向かって開口する形状を有している、
第２ハウジング部材と、
を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、第１ハウジング部材と第２ハウジング部材の間から雨水や塩水等の水分が浸入しようとする場合において、その水分は、一旦、凹状空間部に貯留、保持されることで、水分が毛細管現象によってシール部材まで浸入するのを抑制することができ、液密性の高いハウジング構造とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】電動パワーステアリング装置の外観を示す斜視図である。
【図２】図１に示す電動パワーステアリングの縦断面を示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態になるステアリングシャフトに設けられたセンサハウジングの断面図である。
【図４】図３のＰ部の拡大断面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態で使用される第２センサハウジングを斜めから見た斜視図である。
【図６】図５に示す第２センサハウジングを開口面側から見た正面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態であって、図３のＰ部に対応する部分の拡大断面図である。
【図８】図７に示す第２シール保持部を模式的に示す断面図である。
【図９】図７に示す第２シール保持部の変形例を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されることなく、本発明の技術的な概念の中で種々の変形例や応用例をもその範囲に含むものである。
【００１３】
本発明の実施形態を説明する前に、本発明の前提となる電動パワーステアリング装置の構成について説明する。
【００１４】
図１、図２は、ステアリングホイールによって回転されるステアリングシャフトによる転舵軸の駆動とは別に、ステアリングシャフトの回動角、回動方向、及び回動トルクを検出し、これらの検出信号に基づいて電動モータを回転させ、電動モータの回転をナットに伝達してナット内に収納された転舵軸を駆動して操舵力をアシストする電動パワーステアリング装置を示している。
【００１５】
図１において、操舵機構１は、車両の運転室内に配置されたステアリングホイール(図示せず)に接続されたステアリングシャフト４と、操舵輪に連係された転舵軸としてのラックバー５と、ステアリングシャフト４とラックバー５とを連係させる変換機構６と、を備えている。
【００１６】
変換機構６は、ステアリングシャフト４の先端側に形成されたピニオン歯(図示せず)と、ラックバー５の外周に形成されたラック歯(図示せず)とにより構成される、いわゆるラック・ピニオン機構である。
【００１７】
ここで、ラックバー５は転舵部材を表しているが、転舵部材としては、ラックバー５の他に、ピットマンアームがあり、更にこれらに限らず転舵アクチュエータと操舵輪の間に設けられたリンク機構等を含むことができる。
【００１８】
ステアリングシャフト４は、軸方向一端側がステアリングホイールと一体回転可能に連結された入力軸７と、軸方向一端側がトーションバー(図示せず)を介して入力軸７の軸方向他端側に接続された出力軸８と、を有する。
【００１９】
ラックバー５は、軸方向の両端部がそれぞれタイロッド９、及び一対のナックルアームを介して一対の操舵輪に連係されている。これにより、ラックバー５が軸方向へ移動すると、各タイロッド９を介して各ナックルアームが引っ張られることで、一対の操舵輪の向きが変更される。
【００２０】
また、ラックバー５は、ハウジング３の一部を構成するほぼ円筒状のラックハウジング１０のラックバー収容部１１内に、軸方向両端部が外部に露出した状態で軸方向へ移動可能に収容されている。ラックハウジング１０は、鋳造により軸方向に２分割されて形成されており、ラックバー５の軸方向一端側を収容する第１ハウジング１２と、ラックバー５の軸方向他端側を収容する第２ハウジング１３と、を複数のボルト(図示せず)で締結することによって一体化されている。
【００２１】
尚、ラックバー収容部１１は、第１ハウジング１２の内部を軸方向に貫通する第１ラックバー収容部１４と、第２ハウジング１３の内部を軸方向に貫通する第２ラックバー収容部１５と、により構成される。
【００２２】
また、ラックハウジング１０の軸方向両端部には、それぞれ蛇腹状に形成されたブーツ１６がタイロッド９に跨って装着されている。これらブーツ１６は、合成ゴム材料等の弾性材料により所定の可撓性を確保するように形成されており、ハウジング３内部への水や塵芥等の侵入を抑制する。
【００２３】
操舵アシスト機構２は、操舵アシスト力を生成する駆動部である電動モータ１７と、電動モータ１７の駆動力をラックバー５に伝達する伝達機構１８と、パワーステアリング装置の各種状態量を検出する各種センサと、各種センサが出力する信号等に基づき電動モータ１７を駆動制御するコントローラ１９と、を備えている。ここで、電動モータ１７、伝達機構１８は、転舵アクチュエータを構成するものである。
【００２４】
各種センサのうち、ステアリングホイールの中立舵角からの回動量である舵角を検出する舵角センサと、ステアリングシャフト４に入力されたトルクを検出するトルクセンサは、共にステアリングシャフト４の外周を取り囲むように形成されたハウジング３の一部であるハウジング２２内に収容されている。
【００２５】
センサ類を保護するハウジング２２は、ラックバーを収納するラックハウジング１０の一部に形成されたセンサハウジング２１と、このセンサハウジング２１に固定ボルトによって固定されるセンサカバー２０とで構成されている。センサカバー２０は、所定厚さの平板から作られた円板状に形成されている。
【００２６】
ハウジング２２に収納された舵角センサは、ステアリングシャフト４の入力軸７の外周に取り付けられ、入力軸７の回動角に基づいて舵角を検出する。また、舵角センサは、メイン、サブの二重系の舵角検出部を有しており、その各々が舵角を検出する。
【００２７】
トルクセンサもハウジング２２に収納され、このトルクセンサは、入力軸７と出力軸８との間に跨るようにして設けられ、入力軸７と出力軸８との相対回転の変位量に基づいてトルクを検出する。
【００２８】
また、トルクセンサは、メイン、サブの二重系のトルク検出部を有しており、その各々が操舵トルクを検出する。尚、舵角センサとトルクセンサは、ラックハウジング１０の外周に沿って設けられるハーネス(図示せず)を介してコントローラ１９と電気的に接続されている。
【００２９】
図２において、電動モータ１７は、３相交流電力に基づき駆動される、いわゆる３相交流モータであって、ハウジング３の一部を構成するモータハウジング２３と、モータハウジング２３内に設けられたモータ要素と、を備えている。モータハウジング２３は、モータ要素を内部に収容する円筒状の筒状部２３ａと、それぞれ筒状部２３ａの開口部を閉塞する第１、第２端壁部２３ｂ、２３ｃと、を有している。
【００３０】
モータ要素は、筒状部２３ａの内周面に焼き嵌め等によって固定された筒状のステータ２６と、ステータ２６の内周側に所定の径方向隙間を介して配置される筒状のロータ２７と、ロータ２７の内周側に一体回転可能に固定され、ロータ２７の回転を出力するモータ軸２８と、を有する。
【００３１】
ステータ２６は、複数の薄板を積層してなるステータコア(図示せず)にＵ相、Ｖ相、Ｗ相コイルが巻き付けられることにより構成されている。尚、本実施形態では、各コイルをいわゆるＹ結線（スター結線）によって接続しているが、これらをデルタ結線により接続してもよい。
【００３２】
モータ軸２８は、その両端部２８ａ、２８ｂが第１、第２端壁部２３ｂ、２３ｃのそれぞれに貫通して形成された貫通孔を介してモータハウジング２３から露出している。このうち、コントローラ１９と反対側の一端部２８ａについては、伝達機構１８を収容する後述の伝達機構収容部３１内に臨んでいる。一方、他端部２８ｂについては、コントローラ１９を収容する後述の収容部４３内に臨んでいる。
【００３３】
また、モータ軸２８は、一端部２８ａ側の外周面と第１端壁部２３ｂの貫通孔の内周面との間に設けられた第１ボールベアリング２９と、他端部２８ｂ側の外周面と第２端壁部２３ｃの貫通孔内周面との間に設けられた第２ボールベアリング３０と、によって回転可能に支持されている。
【００３４】
伝達機構１８は、ハウジング３の伝達機構収容部３１内に収容されるもので、入力側プーリ３２及び出力側プーリ３３と、両プーリ３２、３３間に巻き掛けられたベルト３４と、出力側プーリ３３の回転を減速しながらラックバー５の軸方向運動へと変換するボールねじ機構３５と、を有する。
【００３５】
伝達機構収容部３１は、第１ラックバー収容部１４の第２ハウジング１３側の端部に設けられた第１伝達機構収容部３６と、第２ラックバー収容部１５の第１ハウジング１２側の端部に設けられた第２伝達機構収容部３７と、が接合されることにより形成されている。
【００３６】
入力側プーリ３２は、出力側プーリ３３に対して比較的小径な円筒状に形成され、内周側に貫通形成された貫通孔を介して電動モータ１７のモータ軸２８の一端部２８ａに圧入固定されている。
【００３７】
出力側プーリ３３は、ラックバー５の外周側に配置され、ボールねじ機構３５を介してラックバー５に連係されている。より詳しくは、出力側プーリ３３は、入力側プーリ３２に対して比較的大径な有底円筒状を呈し、ボールねじ機構３５の後述するナット３８の外周に固定され、ナット３８と一体回転するようになっている。
【００３８】
ベルト３４は、内部にガラス繊維や鋼線等が芯材として埋設された無端状のベルトであり、入力側プーリ３２と出力側プーリ３３とを同期回転させることで、入力側プーリ３２の回転力を出力側プーリ３３に伝達する。
【００３９】
ボールねじ機構３５は、ラックバー５の外周側に配置された筒状のナット３８と、ナット３８とラックバー５との間に形成されたボール循環溝３９と、ボール循環溝３９内に転動可能に設けられた複数のボール４０と、各ボール４０をボール循環溝３９の一端側から他端側へ循環させる循環機構(図示せず)と、を備えている。
【００４０】
ナット３８は、第１伝達機構収容部３６内に収容されたボールベアリング４１を介して回転可能に支持されている。ボールベアリング４１は、ナット３８と一体に形成されたインナレース部４１ａと、第１伝達機構収容部３６の内周面に固定されたアウタレース部４１ｂと、インナレース部４１ａとアウタレース部４１ｂとの間に転動可能に収容された複数のボール４１ｃと、を有する。なお、本実施形態では、インナレース部４１ａをナット３８と一体に形成したものを例示しているが、インナレース部４１ａとナット３８とを別体とすることも可能である。
【００４１】
ボール循環溝３９は、ラックバー５の外周側に設けられた螺旋状の溝形状を有する軸側ボールねじ溝３９ａと、ナット３８の内周側に設けられた螺旋状の溝形状を有するナット側ボールねじ溝３９ｂと、から構成される。
【００４２】
コントローラ１９は、ハウジング３の一部を構成する制御ハウジング４２と、制御ハウジング４２の収容部４３内に収容される制御基板４４と、を備えている。
【００４３】
制御ハウジング４２は、電動モータ１７側の一端部がモータハウジング２３の外周に被さる筒状のボディ４５と、ボディ４５の他端部側の開口部を閉塞するカバー４６と、を有している。
【００４４】
制御基板４４は、ガラスエポキシ樹脂に代表されるような非導電性樹脂材料からなる基板の表裏両面にそれぞれ導体パターンを形成し、この導体パターン上に多数の電子部品や電気部品が搭載されることにより構成されている。
【００４５】
また、図２に図示はしていないが、制御基板４４上には、各種センサの１つであって、電動モータ１７のロータ２７の回転角であるモータ回転角を検出するモータ回転角センサが設けられている。
【００４６】
このモータ回転角センサは、モータ軸２８の他端部２８ｂに取り付けられる磁石(図示せず)が発する磁界の変化に基づきモータ軸２８（ロータ２７）の回転角を検出する。また、モータ回転角センサは、メイン、サブの二重系のモータ回転角検出部を有しており、その各々がモータ軸２８の回転角を検出するようになっている。
【００４７】
以上のような電動パワーステアリング装置においては、図１に示しているように、従来のセンサカバー２０は所定の厚みを備えた平板から形成され、この平板をセンサハウジング２１の端面に密着するようにして固定されている。
【００４８】
そして、このようなセンサ類を保護するハウジング２２は、自動車の底部側に配置されているので、雨水や塩水等を被水することがある。このため、センサカバー２０とセンサハウジング２１の接触面の狭い隙間に、毛細管現象によって雨水や塩水が浸入することがある。この雨水や塩水の浸入は回数が少なければさほど問題とならないが、特に塩水の場合は回数が多くなると、センサカバーとセンサハウジングの接触面の腐食が進み、最終的にはハウジングの内部に塩水や雨水が浸入することになる。
【実施例１】
【００４９】
本発明は、このような課題を解決できる新規なステアリング装置のハウジング構造を提案するものである。以下、図３〜図６に基づき本発明の第１の実施形態を説明する。
【００５０】
図３、図４において、センサ類を保護するハウジングは、第１センサハウジング（第１ハウジング部材）５０と、第２センサハウジング（第２ハウジング部材）５１から構成されている。第１センサハウジング５０は、アルミ合金から作られ、ラックハウジング１０と一体的に鋳込みによって形成されている。
【００５１】
また、第２センサハウジング５１はエンジニアリングプラスチックのような合成樹脂で形成されている。この第２センサハウジング５１は、射出成型によって型成形されている。
【００５２】
第１センサハウジング５０は、第１センサハウジング本体５０Ａと、後述するシール部材を保持する円環状の第１シール保持部(第1ハウジングシール部材保持部)５０Ｂとからなり、第１センサハウジング本体５０Ａは、筒形状に形成され、内部に形成された第１収納空間(第１機器収容空間)５２にトルクセンサ(図示せず)が収納されている。
【００５３】
同様に、第２センサハウジング５１は、第２センサハウジング本体５１Ａと、後述するシール部材を保持する円環状の第２シール保持部(第２ハウジングシール部材保持部)５１Ｂとからなり、第２センサハウジング本体５１Ａは、筒形状に形成され、内部に形成された第２収納空間(第２機器収容空間)５３に回動角センサ５４が収納されている。
【００５４】
第１収納空間５２と第２収納空間５３には、ステアリングシャフト４が回転可能な状態で貫通しており、ステアリングシャフト４の先端にはピニオンが設けられている。ステアリングシャフト４の周囲には回動角センサ５４が配置され、図示してはいないが、ステアリングシャフト５の入力軸７と出力軸８の間にはトルクセンサが設けられている。
【００５５】
第１シール保持部５０Ｂは、第１センサハウジング本体５０Ａからステアリングシャフト４の回転軸線Ｓの方向に沿って、第２センサハウジング５１側に向かって延びている。同様に、第２シール保持部５１Ｂは、第２センサハウジング本体５１Ａからステアリングシャフト４の回転軸線Ｓの方向に沿って、第１センサハウジング５０側に向かって延びている。
【００５６】
第１シール保持部５０Ｂ、及び第２シール保持部５１Ｂは円環状の筒形状に形成され、ステアリングシャフト４の径方向で見て、第１シール保持部５０Ｂの外側に第２シール保持部５１Ｂが位置している。したがって、第１シール保持部５０Ｂの外周壁と、第２シール保持部５１Ｂの内周壁は、互いに円環状の所定の隙間を介して対向する形態となる。
【００５７】
この円環状の隙間には円環状のシールリング(シール部材)５５が配置されている。シールリング５５は、両シール保持部５０Ｂ、５１Ｂの壁面によって圧縮されて配置され、これによって、液密機能が確保されている。つまり、第１シール保持部５０Ｂと第２シール保持部５１Ｂの夫々の壁面が、シールリング５５と径方向で当接してシールする構造とされている。
【００５８】
これによって、シールリング５５の圧縮力による第２センサハウジング５１に対する反力が、シール部のシール性に影響を与えることを抑制することができる。シールリング５５としては、シリコンゴム等の耐薬品性の高い材料を使用することができる。
【００５９】
図３は、第１センサハウジング５０の端面と、第２センサハウジング５１の端面を突き合せて、図示しない固定ボルトによって固定した状態を示しており、この状態で、第２シール保持部５１Ｂの先端シール部(第１シール部)５１Ｂ-Ｓは、第１センサハウジング５０の端面に形成したシール部５０Ｂ-Ｓと強固に接触される。ここで、第２シール保持部５１Ｂの先端シール部５１Ｂ-Ｓと、第１センサハウジング５０の端面に形成したシール部５０Ｂ-Ｓが共同してシール部を形成する。
【００６０】
このように先端シール部５１Ｂ-Ｓは、ステアリングシャフト４の回転軸線Ｓに関する径方向において、シールリング５５と、後述する凹状空間部５６の間に設けられ、ステアリングシャフト４の回転軸線Ｓの方向において、第1センサハウジング５０のシール部５０Ｂ-Ｓと当接することで、第１センサハウジング本体５０Ａと第２センサハウジング本体５１Ａの間をシールする。
【００６１】
この時、第２シール保持部５１Ｂの先端シール部５１Ｂ-Ｓは合成樹脂で作られているため、第１センサハウジング５０の端面に形成したシール部５０Ｂ-Ｓと強固に接触されるとき、合成樹脂の先端面は塑性変形して潰れ、この接触部分でシール性を確保できる。
【００６２】
更に、先端シール部５１Ｂ-Ｓは、ステアリングシャフト４の回転軸線Ｓの方向において、第1センサハウジング本体５０Ａのシール部５０Ｂ-Ｓの方に向かって突出する形状を有する。このように、上述したシールリング５５に加え、先端シール部５１Ｂ-Ｓ、及びシール部５０Ｂ-Ｓを設けることにより、更に液密性の高いハウジング構造とすることができる。
【００６３】
更に、ステアリングシャフト４の径方向で見て、環状の第２シール保持部５１Ｂの径方向外側の第２センサハウジング５１の端面には、凹状空間部５６が形成されている。この凹状空間部５６は、第１センサハウジング５０の端面に形成したシール部５０Ｂ-Ｓの径方向外側の面に向かって開口する形状を有している。
【００６４】
このように、凹状空間部５６が形成されていることによって、第１センサハウジング５０のシール部５０Ｂ-Ｓと第２センサハウジング５１のシール部５１Ｂ-Ｓの接触部分から水分が浸入しようとする場合において、その水分は、一旦、凹状空間部５６に貯留、保持されることで、水分がシールリング５５まで浸入することを抑制することができ、液密性の高いハウジング構造とすることができる。
【００６５】
更に、ステアリングシャフト４の径方向で見て、凹状空間部５６の外側の第２センサハウジング５１の端面には、環状のスカート部５７が形成されている。このスカート部５７は、ステアリングシャフト４の回転軸線Ｓの方向に沿って、第１センサハウジング５１のシール部５０Ｂ-Ｓを超えて延びている。
【００６６】
これによって、外側から水分が直接的に、第１センサハウジング５０のシール部５０Ｂ-Ｓと第２センサハウジング５１のシール部５１Ｂ-Ｓの間に到達することが抑制される。図３は、自動車に搭載されている状態に近いものであり、第２センサハウジング５１の方が「天側」で、第１センサハウジング５０の方が「地側」である。このため、「天側」から浸入してくる水分を効果的に遮断することができる。更には、スカート部５７と第１センサハウジング５０の外側壁面の隙間(Ｇ)を小さくすれば、「地側」から浸入してくる水分も効果的に遮断することができる。
【００６７】
また、スカート部５７は、ステアリングシャフト４の回転軸線Ｓを含む平面における断面形状が、回転軸線Ｓの方向において第1センサハウジング５０の方に近づくほど細くなる形状を有している。これによって、合成樹脂製の第２センサハウジング５１を型成形する際のスカート部５７の冷却収縮の影響を抑制することができる。
【００６８】
次に凹状空間部５６の具体的な構成について、図４〜図６に基づいて説明する。図４は、図３のＰ部を拡大したものであり、図５は第２センサハウジング５１を斜めから見た状態を示し、図６は第２センサハウジング５１の開口端側から見た状態を示している。
【００６９】
図５、図６において、第２センサハウジング５１は内部に第２収容空間５３が形成されており、第２収容空間５３の径方向外側の端面には、第２シール保持部５１Ｂの先端に形成された円環状の先端シール部５１Ｂ-Ｓが形成されている。
【００７０】
また、この円環状の先端シール部５１Ｂ-Ｓの径方向外側には、第１凹状空間部５６Ａ、第２凹状空間部５６Ｂ、第３凹状空間部５６Ｃ、第４凹状空間部５６Ｄが、９０°間隔で同一の円周面上に配置されている。つまり、円環状の先端シール部５１Ｂ-Ｓを４等分して得られる４領域(Ａ領域〜Ｄ領域)の領域毎に夫々の凹状空間部５６Ａ〜５６Ｄが配置されている。
【００７１】
夫々の領域に配置された凹状空間部５６Ａ〜５６Ｄは、複数個の単位凹状空間部５８Ａ〜５８Ｄから構成されている。例えば、Ａ領域の第１凹状空間部５６Ａは、８個の単位凹状空間部５８Ａからなり、夫々の単位凹状空間部５８Ａは所定の角度間隔毎に、円環状の先端シール部５１Ｂ-Ｓに沿って配置されている。したがって、隣り合う単位凹状空間部５８Ａの間には隔壁部５９Ａが存在している。この隔壁部５９Ａは第１凹状空間部５６Ａの強度(剛性)を確保するのに寄与している。もちろん、他の凹状空間部５６Ｂ〜５６Ｄも、夫々に単位凹状空間部５８Ｂ〜５８Ｄと、隔壁部５９Ｂ〜５９Ｄが形成されていることはいうまでもない。
【００７２】
尚、夫々の凹状空間部５６Ａ〜５６Ｄは、少なくとも、第1の単位凹状空間部５８Ａ〜５８Ｄと、第２の単位凹状空間部５８Ａ〜５８Ｄと、第３の単位凹状空間部５８Ａ〜５８Ｄと、第１の隔壁部５９Ａ〜５９Ｄと、第２の隔壁部５９Ａ〜５９Ｄを含み、ステアリングシャフト４の回転軸線Ｓに関する周方向において、第１の単位凹状空間部５８Ａ〜５８Ｄ⇒第１の隔壁部５９Ａ〜５９Ｄ⇒第２の単位凹状空間部５８Ａ〜５８Ｄ⇒第２の隔壁部５９Ａ〜５９Ｄ⇒第３の単位凹状空間部５８Ａ〜５８Ｄの順に設けられている。
【００７３】
もちろん、３個以上の単位凹状空間部を設けて良いことはいうまでもなく、本実施形態では図５に示しているように、夫々の凹状空間部５６Ａ〜５６Ｄには、８個の単位凹状空間部を形成している。
【００７４】
更に、第１の隔壁部５９Ａ〜５９Ｄは、ステアリングシャフト４の回転軸線Ｓの方向において、第１センサハウジング本体５０Ａの方向に向かって突出する形状を有し、第１の単位凹状空間部５８Ａ〜５８Ｄと、第２の単位凹状空間部５８Ａ〜５８Ｄとを分割し、第２の隔壁部５９Ａ〜５９Ｄは、ステアリングシャフト４の回転軸線Ｓの方向において、第１センサハウジング本体５０Ａの方向に向かって突出する形状を有し、第２の単位凹状空間部５８Ａ〜５８Ｄと、第３の単位凹状空間部５８Ａ〜５８Ｄとを分割している。
【００７５】
このような構成によって、少なくとも、第１、第２隔壁部５９Ａ〜５９Ｄを設けることでで、凹状空間部５６Ａ〜５６Ｄの剛性を向上させることができる。
【００７６】
また、図４にあるように、ステアリングシャフト４の回転軸線Ｓの方向で、円環状の先端シール部５１Ｂ-Ｓのシール面と、凹状空間部５６の開口面との間には長さ(Ｌ)の段差があり、先端シール部５１Ｂ-Ｓの方が、凹状空間部５６の開口面に比べて第１センサハウジング５０のシール部５０Ｂ-Ｓに距離的に近い形状とされている。
【００７７】
つまり、先端シール部５１Ｂ-Ｓは、ステアリングシャフト４の回転軸線Ｓの方向において、第１、第２隔壁部５９Ａ〜５９Ｄよりも、第１センサハウジング５０のシール部５０Ｂ-Ｓの方に突出している。これによって、第１、第２隔壁部５９Ａ〜５９Ｄが、先端シール部５１Ｂ-Ｓよりも第２センサハウジング５１側に後退していることにより、先端シール部５１Ｂ-Ｓとシール部５０Ｂ-Ｓとの当接が阻害されず、シール性を維持することができる。
【００７８】
また、先端シール部５１Ｂ-Ｓの塑性変形が進行した場合、第１、第２隔壁部５９Ａ〜５９Ｄが第１センサハウジング５０のシール部５０Ｂ-Ｓと当接することで、第２センサハウジング５１の形状の維持を図ることができる。
【００７９】
図４、図６に戻り、凹状空間部５６Ａ〜５６Ｄを形成する単位凹状空間部５８Ａ〜５８Ｄの夫々は、連通溝６０Ａ〜６０Ｄによって接続されている。連通溝６０Ａ〜６０Ｄは、隣り合う単位凹状空間部５８Ａ〜５８Ｄを区画する隔壁部５９Ａ〜５９Ｄに円弧状に形成されており、ステアリングシャフト４の、回転軸線Ｓ側に寄せて形成されている。これによって、連通溝６０Ａ〜６０Ｄにより、夫々の単位凹状空間部５８Ａ〜５８Ｄを繋げることで、夫々の凹状空間部５６Ａ〜５６Ｄに浸入した水分の排出性を向上させることができる。
【００８０】
また、第１凹状空間部５６Ａと第２凹状空間部５６Ｂの間、及び第３凹状空間部５６Ｃと第４凹状空間部５６Ｄの間には、径方向外側に拡大した第１ボルトボス部６１、第２ボルトボス部６２が形成されている。これらのボルトボス部６１、６２は図示しない固定ボルトが挿通されて、第１センサハウジング本体５０Ａに設けられたねじ部(図示せず)に螺合されることで、第１センサハウジング５０と、第２センサハウジング５１が強固に固定される。
【００８１】
スカート部５７は、ステアリングシャフトの回転軸線Ｓに関する径方向において、第１ボルトボス部６１と第２ボルトボス部６２の外側を含めて、スカート部５７が全周に形成されている。これによって、第１、第２ボルトボス部６１、６２の座面に水分が浸入し、第１、第２ボルトの締付軸力が低下することを抑制することができる。
【００８２】
更に、第２凹状空間部５６Ｂと第３凹状空間部５６Ｃの間、及び第４凹状空間部５６Ｄと第１凹状空間部５６Ａの間には、径方向外側に拡大した第１拡大シール部(第２シール部)６３、第２拡大シール部(第３シール部)６４が形成されている。これらの拡大シール部６３、６４は、円環状の先端シール部５１Ｂ-Ｓの外周側に隣接して形成されており、拡大シール部６３、６４と円環状の先端シール部５１Ｂ-Ｓは、第２シール保持部５１Ｂの先端面に、一体的に形成されている。
【００８３】
そして、凹状空間部５６Ａ〜５６Ｄ、ボルトボス部６１、６２、先端シール部５１Ｂ-Ｓ、及び拡大シール部６３、６４の全体的な配置関係は図５に示しているように、以下の通りとなる。
【００８４】
第１ボルトボス部６１と第２ボルトボス部６２は、ステアリングシャフト４の回転軸線Ｓに関する周方向において、互いに離間した位置(例えば、１８０°間隔)に設けられ、凹状空間部５６Ａ〜５６Ｄを第1の領域(Ａ領域、Ｄ領域)と、第２の領域(Ｂ領域、Ｃ領域)に２分割している。
【００８５】
また、第１の領域は、第１凹状空間部５６Ａ、及び第４凹状空間部５６Ｄを含み、また、第２の領域は、第２凹状空間部５６Ｂと第３凹状空間部５６Ｃを含んでいる。
【００８６】
また、シール部は、先端シール部(第１シール部)５１Ｂ-Ｓ、第1拡大シール部(第２シール部)６３、第２拡大シール部(第３シール部)６４を含んでいる。
【００８７】
そして、先端シール部５１Ｂ-Ｓは、円環状を有し、ステアリングシャフト４の回転軸線Ｓに関する径方向において、凹状空間部５６Ａ〜５６Ｄよりも内側に設けられ、
第１拡大シール部６１は、ステアリングシャフト４の回転軸線Ｓに関する周方向において、第１凹状空間部５６Ａと第４凹状空間部５６Ｄの間に設けられ、
第２拡大シール部６２は、ステアリングシャフト４の回転軸線Ｓに関する周方向において、第２凹状空間部５６Ｂと第３凹状空間部５６Ｃの間に設けられている。
【００８８】
このような構成によって、第２センサハウジング５１のうち、第１、第２ボルトの締結による軸力を受ける部分に対し、周方向にバランスのとれた位置に第１、第２拡大シール部６３、６４を設けることで、第１、第２ボルト６１、６２による軸力がかかった場合においても、第２センサハウジング５１の形状を適切に維持することができる。
【００８９】
このように、第１の実施形態によれば、第１センサハウジングと第２センサハウジングの間から雨水や塩水等の水分が浸入しようとする場合において、その水分は、一旦、凹状空間部に貯留、保持されることで、水分が毛細管現象によってシールリングまで浸入するのを抑制することができ、液密性の高いハウジング構造とすることができる。
【実施例２】
【００９０】
次に本発明の第２の実施形態について説明する。第１の実施形態では、第２シール保持部５１Ｂの先端側に先端シール部５１Ｂ-Ｓを形成し、回転軸線Ｓを通る回転軸線Ｓ方向の平面で断面した断面形状をほぼ矩形状に形成している。これに対して、本実施形態では、回転軸線Ｓ方向の平面で断面した断面形状を尖らせた形状に形成している点で異なっている。
【００９１】
図７、図８において、第２シール保持部５１Ｂの先端側の回転軸線Ｓ方向の断面形状を台形状、或いは三角形状に形成している。これによって、固定ボルトで第１センサハウジング５０に第２センサハウジング５１を固定する際に、第２シール保持部５１Ｂの先端側の単位面積当たりの荷重を大きくすることで、台形状或いは三角形状に形成された第２シール保持部５１Ｂの先端側を塑性変形して潰れやすくしている。これによって、シール性能を更に向上することができる。
【００９２】
更に、図９は図８の変形例を示しており、第２シール保持部５１Ｂの先端側の回転軸線Ｓ方向の断面形状を「弧」の形状に形成している。この「弧」形状は、楕円の「弧」の一部を使用しても良いし、真円の「弧」の一部を使用しても良い。このような「弧」の形状を使用することによっても、第２シール保持部５１Ｂの先端側の単位面積当たりの荷重を大きくすることで、「弧」の形状に形成された第２シール保持部５１Ｂの先端側を塑性変形して潰れやすくしている。これによって、シール性能を更に向上することができる。
【００９３】
以上に述べたように、本発明は、第１センサハウジングに第１シール保持部を形成すると共に、第２センサハウジングに第２シール保持部を形成し、第１センサハウジングと第２センサハウジングを組み合せた状態で、第１シール保持部と第２シール保持部の間にシールリングを保持し、第２シール保持部のステアリングシャフトの回転軸線で見て径方向外側に、水分を貯留、保持する凹状空間部を形成する、構成とした。
【００９４】
これによれば、第１ハウジング部材と第２ハウジング部材の間から雨水や塩水等の水分が浸入しようとする場合において、その水分は、一旦、凹状空間部に保持されることで、水分が毛細管現象によってシール部材まで浸入するのを抑制することができ、水密性の高いハウジング構造とすることができる。
【００９５】
尚、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００９６】
５０…第１センサハウジング、５０Ａ…第1センサハウジング本体、５０Ｂ…第１シール保持部、５９Ｂ-Ｓ…シール部、５１…第２センサハウジング、５１Ａ…第２センサハウジング本体、５１Ｂ…第２シール保持部、５１Ｂ-Ｓ…先端シール部、５２…第１収容空間、５３…第２収容空間、５４…回動角センサ、５５…シールリング、５６Ａ〜５６Ｄ…凹状空間部、５７…スカート部、５８Ａ〜５８Ｄ…単位凹状空間部、５９Ａ〜５９Ｄ…隔壁部、６０Ａ〜６０Ｄ…連通溝、６１…第１ボルトボス部、６２…第２ボルトボス部、６３…第１拡大シール部、６４…第２拡大シール部。
【図１】
2020040600.tif 000003
【図２】
2020040600.tif 000004
【図３】
2020040600.tif 000005
【図４】
2020040600.tif 000006
【図５】
2020040600.tif 000007
【図６】
2020040600.tif 000008
【図７】
2020040600.tif 000009
【図８】
2020040600.tif 000010
【図９】
2020040600.tif 000011