(57)【要約】【課題】トルクセンサの組み付けのためにセンサハウジングに設けられた開口からギヤハウジング内への外気の侵入を簡素な構成により確実に防止し、ギヤハウジング内部の歯車減速装置への侵入外気の影響を小さくし、外気の条件に合わせたバックラッシ調整による歯車減速装置の組立コストの増加を防止する。【解決手段】センサハウジング１０とギヤハウジング１１との間にシール部材６を介装し、トルクセンサ２のセンサコイル２０の組み付けのために設けられた開口の一部を局所的に封止して、この開口を経てギヤハウジング１１内に侵入する外気を遮断する構成とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒形をなすセンサハウジングと、該センサハウジングの一側に連結されたギヤハウジングと、これらの内部に支持されたコラム軸とを備え、該コラム軸に加わる操舵トルクを検出するトルクセンサを前記センサハウジングに組み付けるための開口を、前記ギヤハウジングとの連結側端面に備える電動パワーステアリング装置において、
前記センサハウジングと前記ギヤハウジングとの間に介装され、前記開口の一部を局所的に封止するシール部材を備え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】
前記シール部材は、弾性材料製としてある請求項１記載の電動パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、操舵に応じて回転するコラム軸の中途に操舵補助用のモータの回転力を伝えて操舵補助する構成とした電動パワーステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
操舵のための操舵部材（例えば、ステアリングホイール）の操作に応じて操舵補助用の電動モータ（以下単にモータという）を駆動し、該モータの回転力を舵取機構に伝えて、該舵取機構の動作によりなされる操舵を補助する電動パワーステアリング装置においては、操舵補助用のモータの駆動制御に用いるべく、ステアリングホイールに加えられる操舵トルクを検出する必要があり、この検出は、ステアリングホイールと舵取機構とを連絡するコラム軸の中途に構成されたトルクセンサにより行われている。
【０００３】
このトルクセンサは、検出対象となるコラム軸を細径のトーションバーを介して同軸上に連結された第１軸と第２軸とに分割し、例えば、第１，第２軸の連結部近傍に検知リングを夫々外嵌固定する一方、コラム軸を支持する筒形をなすハウジングに、前記検知リングの対向部を囲繞するようにセンサコイルを内嵌保持させ、このセンサコイルを、ハウジングの外側に開口を有して設けた基板室内に固定支持された回路基板に接続してなり、操舵トルクの作用によりトーションバーの捩れを伴って生じる第１，第２軸の相対変位を、前記センサコイルへのコイル電流の通電により前記検知リングの対向部に形成される磁気回路の磁気抵抗の増減に伴うセンサコイルのインピーダンス変化として、前記回路基板を介して取り出す構成となっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、電動パワーステアリング装置の一形式として、操舵補助用のモータの回転を前記コラム軸の中途に伝達し、該コラム軸の回転を補助する構成としたコラムアシスト形の電動パワーステアリング装置があり、この種の電動パワーステアリング装置においては、操舵補助用のモータからコラム軸への伝動のためのウォームギヤ減速機等の歯車減速装置が、前記トルクセンサの一側に並べて構成されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
以上の如くトルクセンサ及び歯車減速装置を並設する場合、一般的には、特許文献２に開示されているように、歯車減速装置のハウジング（ギヤハウジング）と、トルクセンサのハウジング（センサハウジング）とを別体に構成し、ギヤハウジングの内部に両持ち支持されたコラム軸の回りに歯車減速装置を組み付ける一方、センサハウジングの内部に、トルクセンサのハウジング側部品（センサコイル、回路基板等）を、ギヤハウジングの一側へのコラム軸の突出部にトルクセンサの軸側部品（検知リング等）を夫々組み付け、該センサハウジングをギヤハウジングの一側に同軸的に連結するようにしている。
【０００６】
なお、ギヤハウジングの内部の歯車減速装置は、車室の内部に位置するため、歯車同士の噛合音を低減する必要があり、歯車間のバックラッシを適正化し、少なくとも歯部を樹脂製とした樹脂歯車を使用する等、噛合音の低減を図る静音化対策が施されている。
【０００７】
【特許文献１】
特公平７−２１４３３号公報
【特許文献２】
特開平１１−２４８５６４号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
さて以上の如く構成された電動パワーステアリング装置において、近年、トルクセンサのセンサコイルと回路基板との接続部の信頼性を高め、また組み付けの容易化を図ることを目的として、外周面の一部に接続用のコネクタ突起が一体に突設されたセンサコイルを用い、該センサコイルをセンサハウジングに組み付けたとき、前記コネクタ突起を回路基板を収容するための基板室内に突出するようにし、この突出端に回路基板を接続するようにした構成が採用されている。
【０００９】
このような組み付けを可能とするため、基板室内に接続用のコネクタ突起を突出させるためのコネクタ孔を、センサハウジングの一側（ギヤハウジングとの連結側）の端面に、センサコイルの嵌め込み用の開口に連続するように設け、センサハウジングの内部にセンサコイルを嵌め込む際に、前記コネクタ突起をコネクタ孔の開口を経て挿入し、基板室内部の所定位置に突出させるようにしている。
【００１０】
ところが、このようなトルクセンサの組み付け構造を採用した場合、前記コネクタ孔の開口の一部が、センサハウジングの同側に連結されるギヤハウジングの内部に連通したまま残り、この連通部を経てギヤハウジングの内部に外気が侵入する結果、前述の如く静音化のために樹脂製とされた歯車が侵入外気の湿気を含んで膨張するという問題がある。この膨張量は、外気の条件に大きく作用されるため、歯車減速装置の歯車間のバックラッシ量を、例えば、車両の仕向地における外気の条件に合わせて調整して出荷する必要が生じ、組立コストの増加要因となっていた。
【００１１】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、トルクセンサの組み付け用の開口からギヤハウジング内への外気の侵入を、簡素な構成により確実に防止することができ、センサハウジングの内部へのトルクセンサの組み付けを容易としながら、ギヤハウジングの内部の歯車減速装置への侵入外気の影響を小さくし、外気の条件に合わせたバックラッシ調整による組立コストの増加を防止し得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。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１発明に係る電動パワーステアリング装置は、筒形をなすセンサハウジングと、該センサハウジングの一側に連結されたギヤハウジングと、これらの内部に支持されたコラム軸とを備え、該コラム軸に加わる操舵トルクを検出するトルクセンサを前記センサハウジングに組み付けるための開口を、前記ギヤハウジングとの連結側端面に備える電動パワーステアリング装置において、前記センサハウジングと前記ギヤハウジングとの間に介装され、前記開口の一部を局所的に封止するシール部材を備えることを特徴とする。
【００１３】
本発明においては、センサハウジングとギヤハウジングとの間に介装されたシール部材が、トルクセンサの組み付けのためにセンサハウジングに設けられた開口の一部、具体的には、回路基板との接続用のコネクタを挿通させるためのコネクタ孔の開口を封止し、この開口を経てギヤハウジング内に侵入する外気を遮断して、ギヤハウジング内に構成された歯車減速装置への影響を小さくし、歯車間のバックラッシ調整の手間を削減して、組立コストの増加を防止する。
【００１４】
また第２発明に係る電動パワーステアリング装置は、第１発明におけるシール部材が、弾性材料製としてあることを特徴とする。
【００１５】
この発明においては、シール部材を弾性材料製とし、前記開口及び開口の周辺に弾接させて封止効果を高め、外気の侵入を有効に防止する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。図１は、本発明に係る電動パワーステアリング装置の要部の縦断面図である。
【００１７】
本発明に係る電動パワーステアリング装置は、筒形をなすセンサハウジング１０と、該センサハウジング１０の一側に同軸的に連結されたギヤハウジング１１と、同じく他側に同軸的に連結された円管状のコラムハウジング１２と、これらの内部に回転自在に支持されたコラム軸１とを備えている。ギヤハウジング１１の外部に突出するコラム軸１の下端部（図における左端部）は、図示しない舵取機構に連結され、コラムハウジング１２の外部に突出するコラム軸１の上端部（図における右端部）には、図示しないステアリングホイールが嵌着固定されており、コラム軸１は、操舵のためのステアリングホイールの回転操作に応じて回転し、この回転が舵取機構に伝えられ、該舵取機構の動作により操舵がなされる構成となっている。
【００１８】
コラム軸１は、センサハウジング１０の内部において、トーションバー１３を介して同軸上に連結された上部軸１４と下部軸１５とに分割されている。下部軸１５は、センサハウジング１０の下部及びギヤハウジング１１の下部に夫々内嵌固定された軸受１６，１７により両持ち支持させてある。また上部軸１４は、センサハウジング１０の上部に内嵌固定された軸受１８により中途部を支持させ、また、センサハウジング１０の内部に延長された下端部を、下部軸１５の上端部に形成された支持孔にブッシュを介して支持させてあり、両軸１４，１５の回転が、良好な同心性を保って生じるようになしてある。
【００１９】
以上の構成により上部軸１４と下部軸１５とは、舵取りのためのステアリングホイールの操作によりコラム軸１に加えられる操舵トルクの作用により一体に回転することができ、このとき両軸１４，１５を連結するトーションバー１３が前記操舵トルクの作用により捩れ、上部軸１４と下部軸１５との間には、トーションバー１３の捩れに応じた相対角変位が発生する。この相対角変位の方向及び大きさは、前記操舵トルクの方向及び大きさに対応するから、両軸１４，１５の相対角変位を媒介として操舵トルクを検出することができる。
【００２０】
上部軸１４及び下部軸１５の連結部近傍には、円筒形をなす検知リング２１，２２が夫々外嵌固定されており、略一定のエアギャップを隔てて対向するこれらの検知リング２１，２２の対向端面には、周方向に夫々の半部が対向するように各複数の歯部が並設されている。このような検知リング２１，２２の外側には、センサハウジング１０に内嵌保持されたセンサコイル２０が、両者の対向部を囲繞するように配してあり、これらの検知リング２１，２２とセンサコイル２０とによりトルクセンサ２が構成されている。
【００２１】
このトルクセンサ２は、特許文献１（特公平７−２１４３３号公報）等に開示されているように、センサコイル２０へのコイル電流の通電により検知リング２１，２２の対向端面に形成された前記歯部を通る磁気回路を形成し、操舵トルクの作用による上部軸１４と下部軸１５との相対角変位を、これらと一体回転する検知リング２１，２２の歯部の対向関係の変化に応じて生じる前記磁気回路の磁気抵抗の増減を利用して検出するものであり、前記センサコイル２０のインピーダンス変化を出力として取り出す構成となっている。
【００２２】
センサハウジング１０の外側には、センサコイル２０の保持位置に整合するように基板室３０が一体形成されており、該基板室３０の内部には、センサコイル２０への給電及び出力取り出し用の回路基板３が、後述の如くに固定されている。センサコイル２０は、周方向の一か所に突設された接続用のコネクタ突起２３を備えており、センサコイル２０と回路基板３とは、センサハウジング１０の周壁に後述の如く形成されたコネクタ孔３１に嵌合保持されたコネクタ突起２３を介して接続され、センサコイル２０へのコイル電流の給電と、センサコイル２０のインピーダンスの取り出しとは、前記回路基板３を介して行わせるようにしてある。
【００２３】
以上の如く構成されたトルクセンサ２による操舵トルクの検出結果は、ギヤハウジング１１の外側に取付けられた操舵補助用のモータ４の駆動制御に用いられている。ギヤハウジング１１の内部には、下部軸１５の中途に、軸受１６，１７による支持部間に位置して外嵌固定されたウォームホイール５０と、該ウォームホイール５０の外周の歯に接線方向から噛合するウォーム５１とを備えるウォームギヤ減速装置５が構成されている。操舵補助用のモータ４は、コラム軸１と略直交する軸心を有してギヤハウジング１１の外側に取付けられており、ギヤハウジング１１の内部に延設されたモータ４の出力端は、ウォームギヤ減速装置５のウォーム５１に同軸的に連結されている。
【００２４】
以上の構成により操舵補助用のモータ４の回転は、ギヤハウジング１１内部のウォームギヤ減速装置５による減速を経てコラム軸１（出力軸１５）に伝達され、該コラム軸１の回転が舵取機構に伝達され、該舵取機構の動作により前述の如くなされる操舵が補助される。ここで、ウォーム５１と噛合する歯が形成されたウォームホイール５０の外周部分（図１中に破線のハッチングを施して示す部分）は、樹脂材料製とし、前述した伝動に伴うウォーム５１との噛合音の低下を図るようにしてある。
【００２５】
図２は、ギヤハウジング１１との連結側から見たセンサハウジング１０の外観斜視図である。本図に示す如くセンサハウジング１０は、トルクセンサ２のセンサコイル２０が内嵌可能な円筒形状を有し、外周の一か所には、回路基板３を収容可能な矩形凹形をなす基板室３０が形成されており、この基板室３０の略中央には、ギヤハウジング１１の周壁を貫通するコネクタ孔３１が形成されている。これらの基板室３０及びコネクタ孔３１は、ギヤハウジング１１との連結側に向けて延長され、同側の端面に開設された矩形の開口３２に連通させてある。
【００２６】
センサハウジング１０の端面には、下部軸１５を支持する軸受１６を内嵌保持させるための軸受座１９が、前記基板室３０及びコネクタ孔３１に連なる開口３２により一部を切欠かれた円環状をなして周設されている。なお図２中には、ギヤハウジング１１に内嵌保持されるセンサコイル２０と軸受座１９に内嵌保持される軸受１６とが併せて図示されている。
【００２７】
図３は、以上の如く構成されたセンサハウジング１０にトルクセンサ２のセンサコイル２０を組み付ける手順の説明図である。この組み付けは、まず、対象となるセンサコイル２０を、図３（ａ）中に２点鎖線により示す如くセンサハウジング１０の一側に位置決めし、次いで図３（ａ）中に矢符により示す如く、センサハウジング１０に内嵌させると共に、該センサコイル２０の外周に突設されたコネクタ突起２３を、前記開口３２を通してコネクタ孔３１に嵌め込み、図３（ｂ）に示す如く、センサハウジング１０の内周面の内奥側に設けた段部２４にセンサコイル２０の一側端面を当接させ、またコネクタ突起２４の先端を基板室３０の略中央部に突出させ、最後に、センサコイル２０の他側端面に、センサハウジング１０内周面に係着された止め輪２５を板ばね２６を介して当接させ、該センサコイル２０を軸長方向への移動不可に拘束すると共に、基板室３０内に突出するコネクタ突起２４の先端に回路基板３を接続し、該回路基板３を、ねじ止め等の固定手段により基板室３０内部の所定位置に固定せしめて完了する。
【００２８】
本発明に係る電動パワーステアリング装置は、以上の如くセンサコイル２０及び回路基板３が組み付けられたセンサハウジング１０の一側を、下部軸１５及びウォームギヤ減速装置５が組み付けられたギヤハウジング１１の一側に嵌め込み、両者の端面に周設された連結フランジの締め付けにより同軸的に連結して、図１に示す如く構成される。以上の如き連結は、センサハウジング１０の一側端面に周設された軸受座１９に軸受１６を内嵌保持させた状態でなされ、この軸受１６によりギヤハウジング１１の同側に突出する下部軸１５を支持させてある。
【００２９】
ここで、軸受１６を保持する軸受座１９の一部は、前述の如く、基板室３０及びコネクタ孔３１に連なる開口３２により切欠かれており、ギヤハウジング１１の内部は、前記開口３２を介してセンサハウジング１０の内部に連通した状態にある。本発明においては、以上の如き開口３２による連通部を局所的に塞ぐべく、センサハウジング１０とギヤハウジング１１との間にシール部材６が介装されている。
【００３０】
図４は、シール部材６の外観斜視図である。シール部材６の逆側から見た外観は図２に示され、またシール部材６の側断面形状は、図１及び図３（ｂ）に示されている。これらに図示されているようにシール部材６は、基板室３０及びコネクタ孔３１に連なる開口３２に対応する幅を有する矩形ブロック形のシール部６０と、該シール部６０の一側に連設された保持部６１とを備えてなり、好ましくは、ゴム等の弾性材料により形成されている。保持部６１は、ギヤハウジング１１の内径に対応する外径と、軸受１６の外径に対応する内径とを有する円環の一部を、シール部６０よりも広幅に切り出した形状を有しており、シール部６０は、保持部６１の内径よりも適長内向きに張り出すストッパ縁６２を備えている。
【００３１】
このように構成されたシール部材６は、図２及び図３（ｂ）に示す如く、センサハウジング１０の端面に設けられた開口３２の外側にシール部６０の突設側を向けて位置決めされ、図３（ｂ）中に矢符により示す如く、シール部６０を開口３２に嵌め込み、該シール部６０の外側を拡がる保持部６１の同側の端面をセンサハウジング１０の端面に当接させて取付けられる。
【００３２】
この取付けによりシール部６０の外面は、開口３２の内縁に当接せしめられ、また保持部６１の内面は、軸受座１９の内面に連続し、該軸受座１９に前述の如く内嵌保持される軸受１６の外周面に当接せしめられ、更に保持部６１の外面は、センサハウジング１０に前述の如く連結されるギヤハウジング１１の内周面に当接せしめられて、前記開口３２は、図１に示す如く、シール部材６により塞がれた状態となり、センサハウジング１０とギヤハウジング１１との連通部を確実に封止することができる。
【００３３】
従って、センサハウジング１０を経てギヤハウジング１１の内部に侵入する外気が遮断され、ギヤハウジング１１内部の樹脂製のウォームホイール５０が、外気中の湿気の作用により膨張する虞れが軽減される。これにより、ウォーム５１とウォームホイール５０との間のバックラッシ量を、使用状態での外気の条件を考慮せずに設定することができ、ウォームギヤ減速装置５の組立コストの増加を防止することが可能となる。
【００３４】
更に、前述の如く、ゴム等の弾性材料製のシール部材６を用いた場合、該シール部材６が、センサハウジング１０、ギヤハウジング１１及び軸受１６との当接部において弾性変形し、夫々における封止が強化されて、ギヤハウジング１１内への外気の侵入を一層確実に防止することが可能となる。また、弾性材料製のシール部材６は、下部軸１５を支持する軸受１６に弾接しており、操舵補助用のモータ４からの減速伝動に伴ってウォームホイール５０を介して下部軸１５に伝わる振動を緩衝する作用をなすから、この振動による音の発生を抑えて静粛な動作を行わせることが可能となる。
【００３５】
なお、センサハウジング１０内に構成されるトルクセンサ２は、特公平７−２１４３３号公報等に開示された図示の構成に限らず、公知の各種の構成を採用することができ、またギヤハウジング１１内に構成される歯車減速装置も、実施の形態に示すウォームギヤ減速装置５に限らず、ハイポイドギヤ、平歯車、傘歯車等を用いてなる適宜の歯車減速装置を用いることができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上詳述した如く本発明に係る電動パワーステアリング装置においては、トルクセンサの組み付けのためにセンサハウジングに設けられた開口の一部を、ギヤハウジングとの間に介装されたシール部材により局所的に封止したから、ギヤハウジング内への外気の侵入を、簡素な構成により確実に防止することができ、外気の条件に合わせたバックラッシ調整による組立コストの増加を防止することが可能となる等、本発明は優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電動パワーステアリング装置の要部の縦断面図である。
【図２】ギヤハウジングとの連結側から見たセンサハウジングの外観斜視図である。
【図３】センサハウジングにトルクセンサのセンサコイルを組み付ける手順の説明図である。
【図４】シール部材の外観斜視図である。
【符号の説明】
１    コラム軸
２    トルクセンサ
６    シール部材
１０    センサハウジング
１１    ギヤハウジング
２３    コネクタ突起
３２    開口
【図１】
2004291718.tif 000003
【図２】
2004291718.tif 000004
【図３】
2004291718.tif 000005
【図４】
2004291718.tif 000006