(57)【要約】【課題】  ギヤ噛合部の潤滑をオイル潤滑にすることにより、潤滑性を改善し、摩耗を軽減して、耐摩耗性を著しく向上すること。【解決手段】  ラック２１とピニオン１ａが噛合する部位、ラックガイド部２２、及び、ピニオン支持軸受２（下側軸受）は、オイル（潤滑油）に浸して、オイル潤滑してある。そのオイル（潤滑油）の液面が図示してある。またウォームホイール５とウォーム９が噛合する部位は、オイル（潤滑油）に浸して、オイル潤滑してある。そのオイル（潤滑油）の液面が図示してある。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングホイールに印加された操舵トルクに応じて、電動モータから補助操舵トルクを発生し、減速機構により減速して、操舵機構のピニオン軸に伝達するピニオンアシスト式の電動パワーステアリング装置に於いて、
ラックとピニオンが噛合する部位、ラックガイド部、及び、ピニオン支持軸受は、オイルに浸して、オイル潤滑してある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】
ステアリングホイールに印加された操舵トルクに応じて、電動モータから補助操舵トルクを発生し、減速機構により減速して、操舵機構の出力軸に伝達する電動パワーステアリング装置に於いて、
前記減速機構のウォームホイールとウォームが噛合する部位は、オイルに浸して、オイル潤滑してあることを特徴とする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、ステアリングホイールに印加された操舵トルクに応じて、電動モータから補助操舵トルクを発生し、減速機構により減速して、操舵機構の出力軸に伝達する電動パワーステアリング装置に関し、より詳細には、コラムアシスト式或いはピニオンアシスト式電動パワーステアリング装置に於けるギヤ噛合部の耐磨耗性の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の操舵系では、外部動力源を用いて操舵アシストを行わせる、いわゆるパワーステアリング装置が広く採用されている。従来、パワーステアリング装置用の動力源としては、ベーン方式の油圧ポンプが用いられており、この油圧ポンプをエンジンにより駆動するものが多かった。ところが、この種のパワーステアリング装置は、油圧ポンプを常時駆動することによるエンジンの駆動損失が大きい（最大負荷時において、数馬力〜十馬力程度）ため、小排気量の軽自動車等への採用が難しく、比較的大排気量の自動車でも走行燃費が無視できないほど低下することが避けられなかった。
【０００３】
そこで、これらの問題を解決するものとして、電動モータを動力源とする電動パワーステアリング装置（Electric Power Steering、以下ＥＰＳと記す）が近年注目されている。ＥＰＳには、電動モータの電源に車載バッテリを用いるために直接的なエンジンの駆動損失が無く、電動モータが操舵アシスト時にのみに起動されるために走行燃費の低下も抑えられる他、電子制御が極めて容易に行える等の特長がある。
【０００４】
ＥＰＳでは、ステアリングホイールに印加された操舵トルクに対応して、電動モータから補助操舵トルクを発生して、動力伝達機構（減速機）により減速して操舵機構の出力軸に伝達するようになっている。
【０００５】
この動力伝達機構（減速機）として、ウォームギヤ機構を用いたＥＰＳでは、電動モータの駆動軸側のウォームに、ウォームホイールが噛合してあり、このウォームホイールは、操舵機構の出力軸（例えば、ピニオン軸、コラム軸）に嵌合してある。
【０００６】
ところで、特許文献１では、ピニオンアシスト式電動パワーステアリング装置に於いて、減速部の出力軸に一体的なピニオンにラックが噛合してあり、比較的ちょう度の低い柔らかいグリースでも、漏れ出すのを効果的に抑制することができ、ピニオン室内にグリースを留めることで、ギヤ歯面への潤滑を維持し、高面圧下でも、ギヤの耐久性を維持することができるステアリング装置を提供している。
【特許文献１】特開２００４−２９１８４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、グリースのちょう度により、ラックとピニオンの潤滑性を向上することを目的としているが、グリースを使用している以上、その効果は、限定的にならざるを得ないといったことがある。
【０００８】
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであって、ギヤ噛合部の潤滑をオイル潤滑にすることにより、潤滑性を改善し、摩耗を軽減して、耐摩耗性を著しく向上することができる、電動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】
【０００９】
上記の目的を達成するため、本発明の請求項１に係る電動パワーステアリング装置は、ステアリングホイールに印加された操舵トルクに応じて、電動モータから補助操舵トルクを発生し、減速機構により減速して、操舵機構のピニオン軸に伝達するピニオンアシスト式の電動パワーステアリング装置に於いて、
ラックとピニオンが噛合する部位、ラックガイド部、及び、ピニオン支持軸受は、オイルに浸して、オイル潤滑してあることを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項２に係る電動パワーステアリング装置は、ステアリングホイールに印加された操舵トルクに応じて、電動モータから補助操舵トルクを発生し、減速機構により減速して、操舵機構の出力軸に伝達する電動パワーステアリング装置に於いて、
前記減速機構のウォームホイールとウォームが噛合する部位は、オイルに浸して、オイル潤滑してあることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ラックとピニオンが噛合する部位、ラックガイド部、及び、ピニオン支持軸受は、オイルに浸して、オイル潤滑してあることから、各摺動面の油膜を形成しやすくすること、及びその部分の冷却効果による各摺動部の材質変化の防止、さらに劣化したオイルが容易に新陳代謝されることになり、潤滑性がグリースと比較して格段に向上する。
【００１２】
また、潤滑性が向上するということは、各摺動部の摩耗が軽減できることになり、ガタの発生による異音と摺動時の摩擦音を防止できる。
【００１３】
さらに、減速機構のウォームホイールとウォームが噛合する部位は、オイルに浸して、オイル潤滑してあることから、ラックとピニオンの噛み合い部位と同様の効果が得られる。  
【００１４】
さらに、オイル潤滑によれば、部品を組み付け完成させた後、給油口から適量注入するのみであるので、グリースを各部品毎に塗布しながら、組み付ける方法と比較して、組立性が著しく向上する。
【００１５】
尚、本発明の為に使用するブーツは、オイルの質量によるブーツの変形による伸縮時の噛み込み等を抑えるために、ブーツに使用する樹脂材料及び形状を工夫し、その剛性を向上させる必要がある。            
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態に係る電動パワーステアリング装置を図面を参照しつつ説明する。
【００１７】
図１は、本発明の実施の形態に係る電動パワーステアリング装置を装着した車両用操舵装置の正面図である。
【００１８】
ステアリングシャフトＳＳには、電動パワーステアリング装置ＥＰＳを介して、ラックアンドピニオンギヤステアリング装置ＲＰが連結してある。ラック２１の端部には、ボールジョイントＢＪを介して、タイロッドＴＲが接続してある。これにより、ドライバーによってステアリングシャフトＳＳが操舵されると、電動パワーステアリング装置ＥＰＳによって操舵力が増幅されて、ラックアンドピニオンギヤステアリング装置ＲＰに伝達され、ラック２１、ボールジョイントＢＪ、及び、タイロッドＴＲを介して、車輪が転舵される。
【００１９】
後述するように、ラック２１が噛合する部位などは、オイル（潤滑油）に浸して、オイル潤滑してある。図１には、そのオイル（潤滑油）の液面が図示してある。
【００２０】
このように、オイルの場合、ブーツＢの内部までオイルが浸る。オイルの質量が樹脂を使用したブーツＢを変形させる為、その伸縮によりブーツＢがギヤケース内に噛み込むようなことがないように、形状や材料を工夫して、その剛性を確保する必要がある。
【００２１】
図２は、本発明の実施の形態に係るピニオンアシスト式電動パワーステアリング装置の断面図であり、ピニオン部の断面であって、又、その傾斜は、実際に車両に搭載されたときの標準的な傾きを示す。
【００２２】
本実施の形態では、ハウジングは、車両下方側のラック・ギヤハウジング１０と、車両上方側のアッパーハウジング１１と、からなる。
【００２３】
ラック・ギヤハウジング１０内では、ピニオン軸１は、その下部が下側軸受２により回転自在に支持してあり、その上部が上側軸受３により回転自在に支持してある。
【００２４】
ラック・ギヤハウジング１０の上方部には、ウォーム減速機が収納してある。そのウォームホイール５は、ギヤ歯６と、芯金７とからなる。なお、ギヤ歯６は、電動モータ８（図１）に連結したウォーム９により駆動されるようになっている。
【００２５】
ピニオン軸１のピニオン１ａには、ラック２１が噛合してある。ラックガイド部２２は、ラック２１の背面に対して、バネ２３とアジヤストカバー２４によって常時弾性的に押し付けてある。即ち、ラック２１は、その円弧凸状の背面を、ラックガイド部２２の円弧凹状部によって弾性的に常時押圧されながら、軸方向に摺動するようになっている。これによって、ピニオン２０とラック２１との噛み合い部のバックラッシュを無くし、ラック２１が円滑に摺動できるようにしてある。
【００２６】
アッパーハウジング１１内には、軸受３１を介して、入力軸３０が回転自在に支持してある。
【００２７】
入力軸３０は、ステアリングシャフトＳＳを介してステアリングホイールに連結されている。入力軸３０にその上端がピン３２によって連結されたトーションバー３３は、出力軸（ピニオン軸１）の上端部に圧入により連結されている。
【００２８】
トーションバー３３に作用するトルクを検出するトルクセンサー３４は、センサーシャフト部３５、検出コイル３６及び３７、円筒部材３８から構成されている。センサーシャフト部３５は、入力軸３０の下端に形成され、センサーボックスの内側に圧入されたヨーク３９に、検出コイル３６及び３７が配置されている。円筒部材３８は、センサーシャフト部３５と検出コイル３６及び３７の間に配置されている。
【００２９】
円筒部材３８は出力軸（ピニオン軸１）に固定され、センサーシャフト部３５には、軸方向に延びた複数の凸条が円周方向に等間隔に形成されている。円筒部材３８には、検出コイル３６及び３７に対向する位置に、円周方向に等間隔に複数の長方形の窓が形成されている。
【００３０】
ステアリングホイールを操作して入力軸３０が回転すると、その回転力がトーションバー３３を介して出力軸（ピニオン軸１）に伝達される。この時、舵輪側の抵抗によって、入力軸３０と出力軸（ピニオン軸１）を連結するトーションバー３３に捩れが生じ、センサーシャフト部３５の表面の凸条と円筒部材３８の窓との間に相対回転が生じる。この相対回転で、センサーシャフト部３５に発生する磁束が増減し、この磁束の増減を検出コイル３６及び３７がインダククンスの変化として検出する。この検出結果から、ト−ションバー３３に作用するトルクを検出し、電動モータ８を駆動してウォーム９を所要の操舵補助力で回転させる。ウォーム９の回転は、ウォームホイール５、出力軸（ピニオン軸１）のピニオン１ａを介してラック２１に伝達され、ラック２１に連結されたタイロッドＴＲを介して舵輪の向きを変更する。
【００３１】
さて、本実施の形態では、ラック２１とピニオン１ａが噛合する部位、ラックガイド部２２、及び、ピニオン支持軸受２（下側軸受）は、オイル（潤滑油）に浸して、オイル潤滑してある。図２には、そのオイル（潤滑油）の液面が図示してある。これにより、図２に示すように、ラックピニオンの噛み合い部、ラックガイド摺動部などがオイル（潤滑油）により潤滑してある。
【００３２】
また、ウォームホイール５とウォーム９が噛合する部位は、オイル（潤滑油）に浸して、オイル潤滑してある。図２には、そのオイル（潤滑油）の液面が図示してある。これにより、ウォームの噛み合い部などがオイル（潤滑油）により潤滑してある。
【００３３】
ラック・ギヤハウジング１０の下端部には、カバー１２が着脱自在に設けてあり、ラック・ギヤハウジング１０の側方部位には、オイル（潤滑油）を供給するためのプラグ１３，１４が着脱自在に設けてある。
【００３４】
また、上側軸受３は、シール付軸受であり、この上側軸受３の内輪とピニオン軸１との間には、Ｏリング１５が介装してあり、この上側軸受３の外輪は、ラック・ギヤハウジング１０の内側に圧入により固定してある。
【００３５】
ウォームホイール５側のオイル（潤滑油）と、ピニオン軸１側のオイル（潤滑油）とは、シール付の上側軸受３やＯリング１５や上記の圧入により、分離してあるが、これらを外して、共通のオイル（潤滑油）で、ピニオン軸１側と、ウォームホイール５側とを潤滑することも可能である。
【００３６】
以上から、本実施の形態によれば、ラックピニオンの噛み合い部、ラックガイド摺動部などがオイル（潤滑油）により潤滑してあることから、各摺動面の油膜を形成しやすくすること、及びその部分の冷却効果による各摺動部の材質変化の防止、さらに劣化したオイル（潤滑油）が容易に新陳代謝されることになり、潤滑性がグリースと比較して格段に向上する。
【００３７】
また、潤滑性が向上するということは、各摺動部の摩耗が軽減できることになり、ガタの発生による異音と摺動時の摩擦音を防止できる。
【００３８】
さらに、減速機構のウォームホイール５とウォーム９が噛合する部位は、オイル（潤滑油）に浸して、オイル潤滑してあることから、ラックとピニオンの噛み合い部位と同様の効果が得られる。  
【００３９】
さらに、オイル潤滑によれば、部品を組み付け完成させた後、給油口から適量注入するのみであるので、グリースを各部品毎に塗布しながら、組み付ける方法と比較して、組立性が著しく向上する。
【００４０】
図３は、本発明の実施の形態の変形例に係るピニオンアシスト式電動パワーステアリング装置の断面図であり、ピニオン部の断面であって、又、その傾斜は、実際に車両に搭載されたときの標準的な傾きを示す。
【００４１】
本変形例では、ラック２１とピニオン１ａが噛合する部位、ラックガイド部２２、及び、ピニオン支持軸受２（下側軸受）は、オイル（潤滑油）に浸して、オイル潤滑してある。
【００４２】
一方、ウォームホイール５とウォーム９が噛合する部位は、従来通り、グリースにより潤滑してある。
【００４３】
なお、ラック２１とピニオン１ａが噛合する部位等がグリースにより潤滑してある一方、ウォームホイール５とウォーム９が噛合する部位等がオイル（潤滑油）により潤滑してあってもよい。
【００４４】
このように、ラック２１とピニオン１ａが噛合する部位等と、ウォームホイール５とウォーム９が噛合する部位等とに分けて、グリースのちょう度や種類、オイル（潤滑油）の特性等を考慮して、各々に、最適な潤滑剤とするのが好ましい。
【００４５】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されず、種々変形可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施の形態に係る電動パワーステアリング装置を装着した車両用操舵装置の正面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るピニオンアシスト式電動パワーステアリング装置の断面図であり、ピニオン部の断面であって、又、その傾斜は、実際に車両に搭載されたときの標準的な傾きを示す。
【図３】本発明の実施の形態の変形例に係るピニオンアシスト式電動パワーステアリング装置の断面図であり、ピニオン部の断面であって、又、その傾斜は、実際に車両に搭載されたときの標準的な傾きを示す。
【符号の説明】
【００４７】
１  ピニオン軸
１ａ  ピニオン
２  下側軸受
３  上側軸受
５  ウォームホイール
６  ギヤ歯
７  芯金
８  電動モータ
９  ウォーム
１０  ラック・ギヤハウジング
１１  アッパーハウジング
１２  カバー
１３  プラグ
１４  プラグ
１５  Ｏリング
２１  ラック
２２  ラックガイド部
２３  バネ
２４  アジャストカバー
３０  入力軸
３１  軸受
３２  ピン
３３  トーションバー
３４  トルクセンサー
３５  センサーシャフト部
３６、３７  検出コイル
３８  円筒部材
３９  ヨーク
ＳＳ  ステアリングシャフト
ＥＰＳ  電動パワーステアリング装置
ＲＰ  ラックアンドピニオンギヤステアリング装置
ＢＪ  ボールジョイント
ＴＲ  タイロッド
Ｂ  ブーツ
【図１】
2006256574.tif 000003
【図２】
2006256574.tif 000004
【図３】
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