(57)【要約】【課題】  ラックとピニオンの噛み合い部のグリースが減速機構部のグリースに混入するのを防止できる電動パワーステアリング装置を提供すること。【解決手段】  ハウジング１０はラック３ａとピニオン２の噛み合い機構部用の第１ハウジング部とウォーム５とウォームホイール４から成る減速機構部用の第２ハウジング部とで一体的に構成され、第２ハウジング部内に減速機構部を完全密閉している。【選択図】      図１
2006044296.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリング機構の出力軸の回転をラック軸の直線運動に変えて車輪を操舵するために、該出力軸に設けられたピニオンと前記ラック軸に設けられたラックとの噛み合い機構部と、補助動力用電動モータ出力用のウォームと前記出力軸に設けられたウォームホイールとから成る減速機構部とをハウジング内に有するピニオンアシストタイプの電動パワーステアリング装置において、
前記ハウジングは前記噛み合い機構部用の第１ハウジング部と前記減速機構部用の第２ハウジング部とを一体的に有し、
前記第２ハウジング部は前記ウォームホイールの軸方向両側で前記減速機構部用格納空間を画成しかつ前記出力軸の外周を包囲する壁部を一体的に有し、該壁部の一方と前記出力軸との間には該出力軸を支持する軸受が配置され、該壁部の他方と前記出力軸との間には前記ウォームホイール用格納空間を密封するシール部材を設けたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
前記噛み合い機構部を前記減速機構部より車両搭載時で見て上側に配置してあることを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
前記シール部材は、前記第２ハウジング部の前記他方の壁部に内嵌固設され前記出力軸の周囲をシールする弾性シール部材から成ることを特徴とする請求項１又は２に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
前記シール部材は、前記第２ハウジング部の前記他方の壁部に内嵌されかつ前記出力軸に外嵌された密封転がり軸受から成ることを特徴とする請求項１又は２に記載の電動パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の電動パワーステアリング装置に関し、特に、そのウォームホイールの耐磨耗性の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のピニオンアシストタイプの電動パワーステアリング装置は、特許文献１及び本願図３に示すように、電動モータ６からのアシストトルクを減速して出力軸７であるピニオン軸に伝達するウォーム５とウォームホイール４から成る減速機構部と、出力軸７上、この減速機構部の車両搭載時で見て下側に設けられ、回転トルクを操舵力に変換するピニオン２とラック軸３のラック３ａの噛み合い機構部とを備えている。それぞれのギヤ噛み合い部には、伝達効率向上や耐磨耗性向上のために、ギヤ材質に応じて最適な配合成分を含んだ別々のグリースが用いられる。
【０００３】
また、最近は、車両への搭載性の関係から、図４に示すように、上記減速機構部とラック３ａとピニオン２との噛み合い機構部の位置関係を逆にした構造を採用する場合もある。
【０００４】
上述の如き、従来の電動パワーステアリング装置の内、図４に示したもの、即ち、電動モータ６を含む減速機構部を、出力軸上、ラック軸３の下方に配置した装置においては、使用期間が長時間経過すると、ラック３ａとピニオン２との噛み合い部に塗布したグリースが離油して出力軸７を伝わって下方に流れ、これが減速機構部にまで到達して減速機構部に塗布したグリースと混合してしまう。
【０００５】
この減速機構部のウォームホイール４の材質が合成樹脂の場合、この部分に使用するグリースの成分は、合成樹脂に対する攻撃性のない各種成分を組み合わせたもので、耐磨耗性等の向上を図っている。一方、ラック３ａとピニオン２は双方共に鉄系の材料であるため、鉄系同士の噛み合いで最高の性能が発揮できるように各種成分が配合されており、これらの中に合成樹脂の耐磨耗性を低下させる成分も含まれている。
【０００６】
したがって、ラック３ａとピニオン２の噛み合い機構部のグリースが減速機構部のグリースに混入すると、その化学的成分が変化してその化学作用に影響が及び（これをケミカルアタックと言う）、グリースのウォームホイール４に対する耐磨耗性能が低下するようになって、ウォームホイール４の磨耗が促進される。このため、減速機構部のバックラッシュが増加することになる。
【０００７】
減速機構部が上部に設けられた、特許文献２では、ハウジングにグリース溜りを設け、前記減速機構部から前記噛み合い機構部へのグリースの流出を防いでいる。しかし、特許文献２のグリース溜り構造では、グリースの流出を完全には防ぐことはできない。
【０００８】
また、特許文献３では、ラックとピニオンとの噛み合い機構部からウォームホイールを含む減速機構部への泥水の流れを防止するためのシールを設けているが、該減速機構部内の潤滑剤は前記噛み合い機構部とは反対側への流れを阻止する構造ではなく、ウォームホイールの回転伝達方向上流側でステアリング軸の周囲に配置されている電子制御御ユニットＥＣＵに飛散するおそれがある。
【０００９】
また、上記とは逆に、ラック３ａとピニオン２の噛み合い部で生じた磨耗粉がウォームホイールを含む減速機構部に混入した場合も同様に、ウォームホイール４の磨耗が促進されてしまうおそれがある。
【特許文献１】特開２０００‐９５１２０号公報
【特許文献２】特開２００１‐３０１６３１号公報
【特許文献３】特開平１０‐２５８７４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上述した従来例の有する不都合を改善し、ラックとピニオンの噛み合い部のグリースやその磨耗粉が減速機構部のグリースに混入してウォームホイールの磨耗が促進されるのを完全に防止することができる、簡単な構成の電動パワーステアリング装置を提供することを課題としている。
【００１１】
本発明によれば、ステアリング機構の出力軸の回転をラック軸の直線運動に変えて車輪を操舵するために、該出力軸に設けられたピニオンと前記ラック軸に設けられたラックとの噛み合い機構部と、補助動力用電動モータ出力用のウォームと前記出力軸に設けられたウォームホイールとから成る減速機構部とをハウジング内に有するピニオンアシストタイプの電動パワーステアリング装置において、
前記ハウジングは前記噛み合い機構部を格納する第１ハウジング部と前記減速機構部を格納する第２ハウジング部とを一体的に有し、
前記第２ハウジング部は前記ウォームホイールの軸方向両側で前記減速機構部用格納空間を画成しかつ前記出力軸の外周を包囲する壁部を一体的に有し、該壁部の一方と前記出力軸との間には該出力軸を支持する軸受が配置され、該壁部の他方と前記出力軸との間には前記減速機構部用格納空間を密封するシール部材を設けたことを特徴とする。
【００１２】
本発明の電動パワーステアリング装置において、前記噛み合い機構部を前記減速機構部より車両搭載時で見て上側に配置してあることが好ましい。
本発明の電動パワーステアリング装置において、前記シール部材は、前記第２ハウジング部の前記他方の壁部に内嵌固設され前記出力軸の周囲をシールする弾性シール部材から構成することが好ましい。
【００１３】
本発明の電動パワーステアリング装置において、前記シール部材は前記第２ハウジング部の前記他方の壁部に内嵌され前記出力軸に外嵌された密封転がり軸受から成ることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ラックギヤとピニオンギヤの噛み合い機構部に塗布されたグリースが減速機構部内のグリースと混じりあうことがなく、したがって、減速機構部内の潤滑剤に、ラックギヤとピニオンギヤの噛み合い機構部内のグリースがウォームホイールに塗布されたグリースに侵入したりグリースが混入して化学的成分が変化したり、ウォームホイールの耐磨耗性が低下するのを防止することができ、ひいてはラトル音の発生をも防止することができる。
【００１５】
また、ラックとピニオンの噛み合いで発生する磨耗粉が減速機構部側へ混入するのもシール部材により阻止されるので、磨耗粉の影響によってウォームホイールの磨耗が促進されるのを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１は、本発明の第１の実施形態を示す電動パワーステアリング装置の軸方向部分断面図である。
【００１８】
本発明の第１の実施形態の電動パワーステアリング装置の構成について説明する。図１において、ハウジング１０はステアリングコラム１００に一体的に連なり後述する噛み合い機構部用の第１ハウジング部１１２と、この第１ハウジング部に連続する後述する減速機構部用の第２ハウジング部１１４とから成る。
【００１９】
ステアリングコラム１００および第１と第２ハウジング部１１２，１１４内に入力軸８及び出力軸７がそれぞれ回転自在に支持されている。入力軸８は中空で、車両後方端(図中上端)を図示しないステアリングシャフトに連結され、ステアリングシャフトは図示しないステアリングホイールに連結されている。入力軸８と出力軸７とはコラム１００の内部で入力トルク検出用のトーションバー(図示なし)を介して接続されていて、入力軸８に入力される舵取りトルクを検出するようになっている。
【００２０】
第１ハウジング部１１２の内部で出力軸７にはピニオン（ギヤ）２が形成されており、このピニオン２に、ラック軸３に形成されたラック（ギヤ）３ａが噛み合っている。
【００２１】
ラック軸３は、プレッシャパッド１３ａ、コイルスプリング等の弾性部材１３ｂ、プラグ１３ｃ等から成るラックサポート装置１３により背面から支持され、ピニオン２に対して弾性的に押圧するようになっている。プラグ１３ｃはナット１４により第１ハウジング部１１２に固定されている。ラック軸３の両端は、タイロッド、ナックル(ともに図示なし)を介して車輪に接続されていて操舵を行う。
【００２２】
出力軸７のピニオン２の車両搭載時で見て下方には、ウォームホイール４が圧入等により外嵌・固定されている。ウォームホイール４は樹脂製のギヤ歯４ａを有しており、動力補助用の電動モータ６の出力軸に固定されたウォーム５と噛み合っている。このウォームホイール４とウォーム５により減速機構部が構成されている。
【００２３】
第２ハウジング部１１４はウォームホイール４を外径側で包囲する筒状部１１４ａと、回転伝達方向で見て該筒状部１１４ａの出力側に固設され筒状部１１４ａから径方向内向きに延び出力軸７を取巻き壁を形成する出力側壁部１１４ｂと、回転伝達方向で見て該筒状部１１４ａの入力側に固設され筒状部１１４ａから径方向内向きに延び出力軸７を取巻き壁を形成する入力側壁部１１４ｃとを一体的に有している。本実施形態において出力側壁部１１４ｂは蓋部材としてハウジング本体にはめ込み固設されている。第２ハウジング部１１４は電動モータ６のハウジングと一体的に成っている。
【００２４】
出力軸７は転がり軸受９により第２ハウジング部１１４の出力側壁部１１４ｂに回転自在に支持されている。転がり軸受９の外輪９ａは、出力側壁部１１４ｂの段部１０ｂに、ねじカバー１１をハウジング１０に対してねじ込むことによりに固定されている。ねじカバー１１のネジ部にはシール材が塗布してあり、第２ハウジング部内を気密に保持している。一方、転がり軸受９の内輪９ｂはナット１２を出力軸７に対してねじ込むことにより出力軸７に取り付けられている。
【００２５】
出力軸７上の、ピニオン２とウォームホイール４の中間位置において、オイルシール等に用いる弾性体から成るリング状のシール部材２０が、第２ハウジング部１１４の入力側壁部１１４ｃに設けた段部１０ａに圧入等で内嵌・固定されると共に、出力軸７に外嵌した形で配設されている。このシール部材２０の内径は、出力軸７の外径より微小量大きく設定されており、出力軸７はシール部材２０に対して回転自在とされている。シール部材２０はグリースの侵入を封じる機能を有している。
【００２６】
この構成において、減速機構部は第２ハウジング部１１４と、転がり軸受９と、シール部材２０とにより完全に密閉されているので、ラック３ａとピニオン２の噛み合い部に塗布されたグリースに離油が生じて出力軸７の車両搭載時で見て下側へ流れて来ても、シール部材２０により阻止され、減速機構部側へ侵入することはないので、ウォームホイール４に塗布されたグリースに侵入してきたグリースが混入することにより、化学的成分に変化が生じてその化学作用に影響が及び（ケミカルアタック）、ウォームホイール４の耐磨耗性が低下するのを防止することができる。ひいては、ウォームホイール４の磨耗が促進されて、減速機構部のバックラッシュが増加することよるギヤ打音（ラトル音）の発生をも防止することができる。
【００２７】
また、ラック３ａとピニオン２の噛み合いによる磨耗粉が減速機構部側へ混入するのもシール部材２０により阻止されるので、磨耗粉の影響によってウォームホイール４の磨耗が促進されるのを防止することができる。
【００２８】
尚、本実施形態では、出力軸上、ラック噛み合い部と減速機構部との間にシール部材２０のみが配置されているが、この間に、シール部材２０の他に軸受等の他の部品が配置されていても、同様の効果を期待することができる。
【００２９】
図２は、本発明の第２の実施形態を示す電動パワーステアリング装置の軸方向部分断面図である。
【００３０】
次に、第２の実施形態について図２を参照して説明する。この実施形態は、上記第１の実施形態と略同様であって、同一部材には同一番号を付しており重複する説明は省略する。異なっているのは、シール部材としてシールドあるいはシールを備えた密封転がり軸受３０を配置した点である。
【００３１】
この密封転がり軸受３０は、外輪３０ａ、内輪３０ｂ、これらに回転自在に挟持された転動体３１、及び外輪２０ａと内輪２０ｂの両側面に配置されたシール２２から成っている。この内輪３０ｂを出力軸７に外嵌・固定し、外輪３０ａをハウジング１０の段部１０ａに内嵌・固定して配設している。
【００３２】
この構成においては、出力軸７は、第１の実施形態に比べて、シール部材（軸受）３０に対して抵抗なく回転することができるのは言うまでもなく、且つ、シール３２によりオイルシール性もさらに向上させることができるので、さらなる効果を期待することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す電動パワーステアリング装置の軸方向部分断面図である。
【図２】第２の実施形態を示す電動パワーステアリング装置の軸方向部分断面図である。
【図３】従来の電動パワーステアリング装置を示す軸方向部分断面図である。
【図４】従来の電動パワーステアリング装置（減速機構部をラック軸の下側に配置）を示す軸方向部分断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
２：ピニオン
３：ラック軸
３ａ：ラック
４：ウォームホイール
４ａ：ギヤ歯
５：ウォーム
６：電動モータ
７：出力軸
８：入力軸
９：密封転がり軸受
１０：ハウジング
２０：シール部材
３０：密封転がり軸受  
１１２：第１ハウジング部    
１１４：第２ハウジング部    
１１４ａ：筒状部
１１４ｂ：出力側壁部  
１１４ｃ：入力側壁部
【図１】
2006044296.tif 000003
【図２】
2006044296.tif 000004
【図３】
2006044296.tif 000005
【図４】
2006044296.tif 000006