(57)【要約】【課題】ギヤハウジングの気密性を高めて、操舵フィーリングを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。【解決手段】減速機構８を収容するギヤハウジング９は、第１軸受２５を介してステアリングシャフト３を支持する第１ハウジング３５と、第２ハウジング３６とを備える。第１ハウジング３５は、第２ハウジング３６に圧入された外筒４２と、内筒４３と、両筒４２，４３を連結する連結壁４４とを含む。内筒４３は、コラムチューブ６の端部に圧入された外周嵌合部４５と、第１軸受２５の外輪２７の外周２７ａに嵌合した内周嵌合部４６とを含む。内筒４３の軸方向Ｘの上端４３ｂから径方向内方に突出する環状フランジ４７の端面４７ａと外輪２７の端面２７ｂとの間に介在するシール部材４８によって、外輪２７の外周２７ａと内周嵌合部４６との間の通気を遮断する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向の一端に操舵部材が連結されたステアリングシャフトを回転可能に支持するコラムチューブと、
操舵補助用の電動モータと、
前記ステアリングシャフトの外周に一体回転可能に連結されて少なくとも歯部が樹脂で形成された減速ギヤを含み、前記電動モータの回転を減速して前記ステアリングシャフトに伝達する減速機構と、
前記軸方向に関して前記減速ギヤの上方に配置された密封軸受である第１軸受と、
前記軸方向に関して前記減速ギヤの下方に配置された密封軸受である第２軸受と、
前記第１軸受を介して前記ステアリングシャフトを回転可能に支持する筒状の第１ハウジングと、前記第２軸受を介して前記ステアリングシャフトを回転可能に支持する筒状の第２ハウジングと、を含み、前記減速機構を収容するギヤハウジングと、を備え、
前記第１ハウジングは、
前記第２ハウジングに圧入された外筒と、
前記コラムチューブの端部に圧入された外周嵌合部と、前記第１軸受の外輪の外周に嵌合した内周嵌合部と、を含み、前記外筒よりも小径の内筒と、
前記軸方向に関する前記外筒の下端と前記内筒の下端とを連結する環状の連結壁と、
前記軸方向に関する前記内筒の上端から径方向内方に突出する環状フランジと、を含み、
さらに、前記第１軸受の前記外輪の端面と前記環状フランジの端面との間に介在し、前記第１軸受の前記外輪の外周と前記内周嵌合部との間の通気を遮断する環状のシール部材と、を備える電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
請求項１において、前記第１軸受の前記外輪の外周が、前記第１ハウジングの前記内周嵌合部に、ルーズフィット状態で嵌合されている電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
請求項１または２において、前記第１ハウジングを形成する材料の熱膨張係数が、前記外輪を形成する材料の熱膨張係数よりも大きい電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
請求項３において、前記第１ハウジングは、アルミニウムを含む材料で形成され、前記前記外輪は、鉄を含む材料で形成されている電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
請求項１から３の何れか一項において、前記シール部材は、樹脂製またはゴム製の弾性部材を含む電動パワーステアリング装置。
【請求項６】
請求項１から４の何れか一項において、前記シール部材は、シーリング材を含む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】
本発明は電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１では、電動パワーステアリング装置の組立工程として、ステアリングシャフトのウォームホイールを挟んだ両側に組み付けられた一対の軸受のうち下側の軸受を保持した下ハウジングの上端の内周と、前記一対の軸受のうち上側の軸受の外輪の外周との間に、上ハウジングを挿入して組み付ける工程を用いることが提案されている。上ハウジングと下ハウジングを組み合わせて、ウォームホイールを含む減速機構を収容するギヤハウジングが構成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２４７７９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
下ハウジングの上端の内周と上側の軸受の外輪の外周との間に、上ハウジングを挿入して組み付ける工程において、組付性を良好にするために、上ハウジングと上側の軸受の外輪との嵌め合いをルーズフィットとする場合を想定する。その場合、高湿度環境下では、外部からの湿気が、上ハウジングと上側の軸受の外輪との間の微小な嵌合隙間を介して、ギヤハウジング内に侵入し、ウォームホイールの樹脂部が吸湿により膨張する。このため、ウォームホイールとウォームとのバックラッシが減少し、操舵部材の操作トルクが重くなって操舵フィーリングが悪化するおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、ギヤハウジングの気密性を高めて、操舵フィーリングを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である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するため、請求項１の発明は、軸方向（Ｘ）の一端に操舵部材（２）が連結されたステアリングシャフト（３）を回転可能に支持するコラムチューブ（６）と、操舵補助用の電動モータ（７）と、前記ステアリングシャフトの外周に一体回転可能に連結されて少なくとも歯部（２４ａ）が樹脂で形成された減速ギヤ（２２）を含み、前記電動モータの回転を減速して前記ステアリングシャフトに伝達する減速機構（８）と、前記軸方向に関して前記減速ギヤの上方に配置された密封軸受である第１軸受（２５）と、前記軸方向に関して前記減速ギヤの下方に配置された密封軸受である第２軸受（２６）と、前記第１軸受を介して前記ステアリングシャフトを回転可能に支持する筒状の第１ハウジング（３５）と、前記第２軸受を介して前記ステアリングシャフトを回転可能に支持する筒状の第２ハウジング（３６）と、を含み、前記減速機構を収容するギヤハウジング（９）と、を備え、前記第１ハウジングは、前記第２ハウジングに圧入された外筒（４２）と、前記コラムチューブの端部（１０ａ）に圧入された外周嵌合部（４５）と、前記第１軸受の外輪（２７）の外周（２７ａ）に嵌合した内周嵌合部（４６）と、を含み、前記外筒よりも小径の内筒（４３）と、前記軸方向に関する前記外筒の下端（４２ａ）と前記内筒の下端（４３ａ）とを連結する環状の連結壁（４４）と、前記軸方向に関する前記内筒の上端から径方向内方に突出する環状フランジ（４７）と、を含み、さらに、前記第１軸受の前記外輪の端面（２７ｂ）と前記環状フランジの端面（４７ａ）との間に介在し、前記第１軸受の前記外輪の外周と前記内周嵌合部との間の通気を遮断する環状のシール部材（４８）と、を備える電動パワーステアリング装置（１）を提供する。
【０００７】
なお、括弧内の英数字は、後述する実施形態における対応構成要素等を表すが、このことは、むろん、本発明がそれらの実施形態に限定されるべきことを意味するものではない。以下、この項において同じ。
請求項２のように、前記第１軸受の前記外輪の外周が、前記第１ハウジングの前記内周嵌合部に、ルーズフィット状態で嵌合されていてもよい。
【０００８】
請求項３のように、前記第１ハウジングを形成する材料の熱膨張係数が、前記外輪を形成する材料の熱膨張係数よりも大きくてもよい。
請求項４のように、前記第１ハウジングは、アルミニウムを含む材料で形成され、前記前記外輪は、鉄を含む材料で形成されていてもよい。
請求項５のように、前記シール部材は、樹脂製またはゴム製の弾性部材を含んでいてもよい。
【０００９】
請求項６のように、前記シール部材は、シーリング材を含んでいてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明によれば、環状のシール部材によって、密封軸受である第１軸受の外輪の外周と第１ハウジングの内筒の内周嵌合部との間の通気を遮断することができる。したがって、ギヤハウジング内への湿気の侵入を防止することができる。これにより、減速ギヤの樹脂の吸湿、膨張を抑制して、操舵部材の操作トルクを安定させることができる。
請求項２の発明によれば、第２ハウジングと第１軸受の外輪の外周との間に、第１ハウジングを挿入して組み付けるときの組付性を向上することができる。換言すると、組付性の向上のために、第１軸受の外輪の外周と第１ハウジングの内筒の内周嵌合部との間に嵌合隙間が生じていても、環状のシール部材によって、ギヤハウジング内への湿気の侵入を防止することができる。すなわち、組付性と気密性を両立することができる。
【００１１】
請求項３の発明によれば、高温時に、第１ハウジングの内筒と第１軸受の外輪との両者の熱膨張の差により、両者間の嵌合隙間が拡大したとしても、両者間の気密性を確保することができる。
請求項４の発明によれば、高温時においても、アルミニウムを含む材料で形成された第１ハウジングの内筒と、鉄を含む材料で形成された第１軸受の外輪との間の気密性を確保することができる。
【００１２】
請求項５の発明によれば、樹脂製またはゴム製の弾性部材を用いた簡単な構造で密封性を向上することができる。
請求項６の発明によれば、シーリング材を配置する簡単な構造で密封性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態の電動パワーステアリング装置の模式的断面図である。
【図２】電動パワーステアリング装置の要部の拡大断面図であり、図１の一部を拡大した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図１は本発明の第１実施形態の電動パワーステアリング装置の要部の断面図である。図１を参照して、電動パワーステアリング装置１は、操舵部材２が軸方向Ｘの一端に連結されたステアリングシャフト３と、インターミディエイトシャフト４等を介してステアリングシャフト３と連結されたステアリング機構５とを備える。
【００１５】
ステアリング機構５は、操舵部材２の操舵に連動して転舵輪（図示せず）転舵する例えばラックアンドピニオン機構である。操舵部材２の回転は、ステアリングシャフト３およびインターミディエイトシャフト４を介してステアリング機構５に伝達される。ステアリング機構５に伝達された回転は、図示しないラック軸の軸方向移動に変換される。これにより、転舵輪が転舵される。
【００１６】
また、電動パワーステアリング装置１は、ステアリングシャフト３を回転可能に支持するコラムチューブ６と、操舵補助用の電動モータ７と、電動モータ７の回転を減速してステアリングシャフト３に伝達する減速機構８と、コラムチューブ６と連結され減速機構８を収容したギヤハウジング９とを備える。
コラムチューブ６は、ギヤハウジング９に連結された端部としての第１拡径部１０ａと、第１拡径部１０ａ（端部）にテーパ部を介して接続された第２拡径部１０ｂとを含む拡径部１０を備える。コラムチューブ６の端部としての第１拡径部１０ａの内径は、第２拡径部１０ｂの径よりも大きくされている。
【００１７】
また、電動パワーステアリング装置１は、コラムチューブ６の第２拡径部１０ｂ内に保持され、ステアリングシャフト３に負荷される操舵トルクを検出するトルクセンサ１１と、トルクセンサ１１により検出された操舵トルクや車速センサ１２により検出された車速に基づいて電動モータ７を駆動制御（操舵補助制御）するＥＣＵ（Electronic control untit）１３とを備える。
【００１８】
コラムチューブ６の一部（第２拡径部１０ｂ）が、トルクセンサ１１を収容、保持するセンサハウジングを一体に形成している。コラムチューブ６は、ブラケット１４ａを介して車体１５に取り付けられる。
ステアリングシャフト３は、操舵部材２と一体回転可能に連結される入力軸としてのアッパーシャフト１８と、出力軸としてのロアーシャフト１９と、アッパーシャフト１８およびロアーシャフト１９を同軸上に相対回転可能に連結するトーションバー２０とを含む。
【００１９】
減速機構８は、電動モータ７の回転軸（図示せず）と一体回転可能に連結された例えばウォームである駆動ギヤ２１と、駆動ギヤ２１と噛合しロアーシャフト１９の外周と一体回転可能に連結された例えばウォームホイールである被動ギヤとしての減速ギヤ２２とを含む。
減速ギヤ２２（被動ギヤ）は、ロアーシャフト１９の外周に一体回転可能に連結された環状の金属部材２３（芯金に相当）と、外周に歯部２４ａを形成し金属部材２３に固定された環状の樹脂部材２４とを含む。
【００２０】
また、電動パワーステアリング装置１は、ステアリングシャフト３の軸方向Ｘに関して減速ギヤ２２の上方に配置された第１軸受２５と、軸方向Ｘに関して減速ギヤ２２の下方に配置され第２軸受２６とを備える。第１軸受２５および第２軸受２６は、ステアリングシャフト３を回転可能に支持する密封軸受である。
拡大断面図である図２に示すように、第１軸受２５は、外輪２７と、ロアーシャフト１９の外周に一体回転可能に嵌合した内輪２８と、外輪２７と内輪２８との間に介在するボール等の転動体２９と、外輪２７の内周または内輪２８の外周の何れか一方に保持され他方に摺接するオイルシール３０とを含む。内輪２８は、ロアーシャフト１９の外周に圧入によりプレスフィット状態で隙間なく嵌合している。
【００２１】
第２軸受２６は、外輪３１と、ロアーシャフト１９の外周に一体回転可能に嵌合した内輪３２と、外輪３１と内輪３２との間に介在するボール等の転動体３３と、外輪３１の内周または内輪３２の外周の何れか一方に保持され他方に摺接するオイルシール３４とを含む。内輪３２は、ロアーシャフト１９の外周にルーズフィット状態で嵌合している。
図１および図２に示すように、減速機構８を収容するギヤハウジング９は、第１軸受２５を介してステアリングシャフト３を回転可能に支持する筒状の第１ハウジング３５と、第２軸受２６を介してステアリングシャフト３を回転可能に支持する筒状の第２ハウジング３６とを含む。第２ハウジング３６は、ブラケット１４ｂを介して車体１５に固定されている。
【００２２】
第２ハウジング３６は、第２軸受２６を保持する軸受保持部３７を内周に形成した環状の第１部分３８と、第１部分３８よりも大径の環状の第２部分３９と、第１部分３８および第２部分３９の対向端部間を連結する環状の連結壁４０とを含む。第２ハウジング３６の第２部分３９の内周は、第１ハウジング３５が圧入される被圧入部４１を含む。第２ハウジング３６の軸受保持部３７には、第２軸受２６の外輪３１が、圧入によりプレスフィット状態で隙間なく嵌合している。
【００２３】
拡大断面図である図２に示すように、第１ハウジング３５は、第２ハウジング３６に圧入によりプレスフィット状態で隙間なく嵌合された外筒４２と、外筒４２よりも小径の内筒４３と、軸方向Ｘに関する外筒４２の下端４２ａと内筒４３の下端４３ａとを連結する環状の連結壁４４とを含み、二重筒構造を形成している。
内筒４３は、コラムチューブ６の端部（第１拡径部１０ａ）の内周に圧入された外周嵌合部４５と、第１軸受２５の外輪２７の外周２７ａに嵌合した軸受保持部としての内周嵌合部４６とを含む。また、第１ハウジング３５は、軸方向Ｘに関する内筒４３の上端４３ｂから径方向内方に突出する環状フランジ４７を含む。
【００２４】
電動パワーステアリング装置１の組立工程では、ロアーシャフト１９に組み付けられた第１軸受２５の外輪２７の外周２７ａと、第２ハウジング３６の第２部分３９の被圧入部４１との間に、第１ハウジング３５が、挿入されて組み付けられる。その第１ハウジング３５を組み付けるときの組付性を良好にするために、第１軸受２５の外輪２７と、第１ハウジング３５の内筒４３の内周嵌合部４６との嵌合は、ルーズフィットとされている。
【００２５】
また、第１ハウジング３５は、第１軸受２５の外輪２７を形成する材料（例えば鉄を含む材料）よりも熱膨張係数の大きい材料（例えばアミニウムを含む材料）により形成されている。このため、高温時に、内筒４３と第１軸受２５の外輪２７の熱膨張の差により、第１ハウジング３５の内筒４３の内周嵌合部４６と第１軸受２５の外輪２７の外周２７ａとの嵌め合いが、ルーズになる傾向にある。これに対して、本実施形態では、仮に、高温時に、内周嵌合部４６と第１軸受２５の外輪２７の外周２７ａとの両者の嵌め合いが、ルーズになったとしても、両者間を通して、ギヤハウジング９内に外気が侵入することが防止される。
【００２６】
具体的には、電動パワーステアリング装置１は、第１軸受２５の外輪２７の端面２７ｂと環状フランジ４７の端面４７ａとの間に介在し、外輪２７の外周２７ａと内筒４３の内周嵌合部４６との間の通気を遮断する環状のシール部材４８を備える。シール部材４８として、樹脂製またはゴム製の弾性部材を用いてもよいし、また、半固形や固形の公知のシーリング材を用いてもよい。
【００２７】
一方、第２ハウジング３６は、アルミニウムを含む材料により形成され、第２軸受２６の外輪３１は、鉄を含む材料により形成されている。
本実施形態によれば、環状のシール部材４８によって、密封軸受である第１軸受２５の外輪２７の外周２７ａと第１ハウジング３５の内筒４３の内周嵌合部４６との間の通気を遮断することができる。すなわち、ギヤハウジング９の気密性を高めて、ギヤハウジング９内への湿気の侵入を防止することができる。これにより、減速ギヤ２２の樹脂部材２４の吸湿、膨張を抑制して、操舵部材２の操作トルクを安定させることができる。その結果操舵フィーリングを向上することができる
また、第２ハウジング３６の第２部分３９の被圧入部４１と第１軸受２５の外輪２７の外周２７ａとの間に、第１ハウジング３５を挿入して組み付けるときの組付性を向上することができる。換言すると、組付性の向上のために、第１軸受２５の外輪２７の外周２７ａと第１ハウジング３５の内筒４３の内周嵌合部４６との間に嵌合隙間が生じていても、環状のシール部材４８によって、ギヤハウジング９内への湿気の侵入を防止することができる。すなわち、組付性と気密性を両立することができる。
【００２８】
また、第１ハウジング３５の熱膨張係数が、第１軸受２５の外輪２７の熱膨張係数よりも大きい。高温時に、第１ハウジング３５の内筒４３と第１軸受２５の外輪２７との両者の熱膨張の差により、両者４３，２７間の嵌合隙間が拡大したとしても、両者４３，２７間の気密性を確保することができる。具体的には、高温時においても、アルミニウムを含む材料で形成された第１ハウジング３５の内筒４３と、鉄を含む材料で形成された第１軸受２５の外輪２７との間の気密性を確保することができる。
【００２９】
また、第２ハウジング３６の軸受保持部３７と第２軸受２６の外輪３１との両者の間の嵌め合いは、プレスフィットであり、両者３７，３１間の気密性が確保されている。一方、第２軸受２６の内輪３２の内周とロアーシャフト１９の外周との嵌め合いは、ルーズフィットである。しかしながら、内輪３２をロアーシャフト１９の軸方向に固定するナット５０が、内輪３２の端面に隣接してロアーシャフト１９の外周に、ねじ嵌合している。これにより、第２軸受２６の内輪３２とロアーシャフト１９との間の通気は、格段に抑制されている。したがって、第１軸受２５に関連して設けられたシール部材４８と同様の構成のシール部材を、第２ハウジング３６と第２軸受２６の外輪３１とに関連して設ける必要はない。
【００３０】
また、シール部材４８として、樹脂製またはゴム製の弾性部材を用いることで、簡単な構造で密封性を向上することができる。また、シール部材４８として、シーリング材を配置する簡単な構造で密封性を向上するようにしてもよい。
本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲記載の範囲内で種々の変更を施すことができる。
【符号の説明】
【００３１】
１…電動パワーステアリング装置、２…操舵部材、３…ステアリングシャフト、５…ステアリング機構、６…コラムチューブ、７…電動モータ、８…減速機構、９…ギヤハウジング、１０…拡径部、１０ａ…第１拡径部（コラムチューブの端部）、１１…トルクセンサ、１３…ＥＣＵ、１８…アッパーシャフト（入力軸）、１９…ロアーシャフト（出力軸）、２０…トーションバー、２１…駆動ギヤ、２２…減速ギヤ（被動ギヤ）、２３…金属部材、２４…樹脂部材、２４ａ…歯部、２５…第１軸受、２６…第２軸受、２７…外輪、２７ａ…外周、２７ｂ…端面、２８…内輪、２９…転動体、３０…オイルシール、３５…第１ハウジング、３６…第２ハウジング、４２…外筒、４２ａ…下端、４３…内筒、４３ａ…下端、４３ｂ…上端、４４…連結壁、４５…外周嵌合部、４６…内周嵌合部、４７…環状フランジ、４７ａ…端面、４８…シール部材、５０…ナット、Ｘ…軸方向
【図１】
2015150941.tif 000003
【図２】
2015150941.tif 000004