(57)【要約】【課題】減速機構の騒音や潤滑剤の臭気が直接的に運転者に伝わることを防止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】電動パワーステアリング装置１は、電動モータ６の出力を増幅するための減速機構７を備えている。減速機構７および減速機構７を収容するギヤハウジング８は、車室Ｓ３内に配置されている。ギヤハウジング８の内部と外部とを連通するための大気開放孔を区画する筒状突起には、ブリーザチューブ２８の一端が連結されている。ブリーザチューブ２８の他端は、ダッシュボード１２を貫通しており大気に通じるエンジンルームＳ２に達している。上記他端には、空気の流通のみを許容するフィルタが取り付けられている。【選択図】図１
2007320416.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータの出力回転を減速する減速機構を収容し車室内に配置されたギヤハウジングと、
ギヤハウジングに設けられた大気開放孔を車室外に連通するためのブリーザチューブとを備えた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、上記ブリーザチューブの一端は、車室の内外を仕切るダッシュボードを貫通してエンジンルームに達してい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３】
請求項２において、上記ブリーザチューブの上記一端に空気の流通のみを許容するフィルタが設けられてい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４】
請求項１〜３において、上記大気開放孔は、ギヤハウジングから突出する筒状突起により区画されており、筒状突起にブリーザチューブの他端が連結されてい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】
この発明は、電動モータにより操舵補助力を発生する電動パワーステアリング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両用の電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ：Electric Power Steering System）には、減速機構を備えるものがある。電動モータの出力は、この減速機構によって増幅されステアリング機構に伝達される。減速機構は、ハウジング内に収容されている。
また、下記特許文献１には、上記ハウジングの内部と外部とを連通するための大気開放孔がハウジングに設けられた電動パワーステアリング装置が開示されている。
【特許文献１】特開平１１−１１３３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１記載の電動パワーステアリング装置では、大気開放孔を通じて減速機構の動作による騒音や減速機構を潤滑するための潤滑剤の臭気がハウジングの外部に漏れてしまう場合がある。したがって、いわゆるコラムアシストタイプ等のように減速機構が車室内に配置されている電動パワーステアリング装置では、これらの騒音や臭気が直接的に運転者に伝わってしまうおそれがある。
【０００４】
この発明は、かかる背景のもとになされたものであり、減速機構の騒音や潤滑剤の臭気が直接的に運転者に伝わること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を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するための本発明は、電動モータ（６）の出力回転を減速する減速機構（７）を収容し車室（Ｓ３）内に配置されたギヤハウジング（８）と、ギヤハウジングに設けられた大気開放孔（２７）を車室外に連通するためのブリーザチューブ（２８）とを備えた電動パワーステアリング装置（１）である。
本発明によれば、ブリーザチューブによって大気開放孔から放射される放射音がぶつかる表面積を大きくでき、これにより、ブリーザチューブ内面にぶつかることによる音の振動エネルギーの吸収を大きくでき、その結果、減速機構の騒音を低減できる。また、ギヤハウジングの内部と車室外とを連通することにより、潤滑剤の臭気を車室外に逃がすことができるので、これらの騒音や臭気が直接的に運転者に伝わることを防止できる。
【０００６】
また、上記ブリーザチューブによって大気開放孔を車室外に連通するためには、ブリーザチューブの一端（３０）が車室の内外を仕切るダッシュボード（１２）を貫通してエンジンルーム（Ｓ２）に到達しており、ブリーザチューブの他端（２９）が大気開放孔に連通されていてもよい。
また、この場合に、上記ブリーザチューブの上記一端に空気の流通のみを許容するフィルタ（３２）を設けてもよい。これにより、ギヤハウジング内の潤滑剤がブリーザチューブを介して車室外に流出することを防止できると共に、ブリーザチューブおよびギヤハウジング内に、雨水や埃等の異物が浸入することを防止できる。
【０００７】
また、本発明において、上記大気開放孔は、ギヤハウジングから突出する筒状突起（２６）により区画されており、筒状突起にブリーザチューブの他端が連結されている場合がある。この場合、ブリーザチューブの他端を筒状突起に連結することにより、ブリーザチューブと大気開放孔とを容易に連通させることができる。
なお、上記において、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下には、図面を参照して、この発明の実施形態について具体的に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る電動パワーステアリング装置１が備えられた自動車Ｃ１を模式的に示す一部断面図であり、図２は、図１の電動パワーステアリング装置１に備えられた減速機構７およびその近傍を模式的に示す拡大断面図である。また、図３は、減速機構７およびその近傍を含む自動車Ｃ１の拡大断面図である。
【０００９】
図１を参照して、電動パワーステアリング装置１は、ステアリングホイール等の操舵部材２と、操舵部材２が一端に連結されたステアリングシャフト３と、中間軸４を介してステアリングシャフト３の他端に連結されたラックアンドピニオン機構等のステアリング機構５とを備える。
ステアリングシャフト３は、車体に支持されたステアリングコラム３４によって回転自在に支持されている。また、ステアリングシャフト３は、鉛直方向に対して傾斜した状態で配置さており、自動車Ｃ１の後方から前方に向けて（図１の右側から左側に向けて）下方に延びている。また、ステアリングシャフト３の周囲には、操舵補助用の電動モータ６と、電動モータ６の出力を増幅してステアリングシャフト３に伝達するための減速機構７とが配置されている。減速機構７は、筒状のギヤハウジング８内に収容されている。
【００１０】
また、自動車Ｃ１の左右方向（図１の紙面に垂直な方向）に関するステアリング機構５の各端部には、ナックルアーム９を介して操向輪１０が連結されている。
一方、自動車Ｃ１は、ボディー１１によって区画された車内空間Ｓ１を含み、この車内空間Ｓ１は、ダッシュボード１２によってエンジンルームＳ２と車室Ｓ３とに仕切られている。エンジンルームＳ２は、自動車Ｃ１の前部に配置されておりエンジン等を収容している。車室Ｓ３は運転者等が乗り込む空間であり、また、車室Ｓ３内にはダッシュボード１２と対向してインストルメントパネル３５が設けられている。
【００１１】
本実施形態では、操舵部材２、ステアリングシャフト３、電動モータ６、減速機構７およびギヤハウジング８が車室Ｓ３内に配置されている。中間軸４は、ダッシュボード１２を貫通してエンジンルームＳ２に達しており、エンジンルームＳ２内でステアリング機構５と連結されている。
次に、減速機構７およびその近傍について詳細に説明する。
【００１２】
図２を参照して、ステアリングシャフト３は、操舵部材２に連結されたアッパーシャフトとしての入力軸１３と、中間軸４に連なるロアシャフトとしての出力軸１４とに分割されている。入力軸１３および出力軸１４は、それぞれ筒状にされており、入力軸１３の一部が出力軸１４の内部に嵌合されている。さらに、入力軸１３および出力軸１４の内部には、トーションバー１５が挿通されており、トーションバー１５の各端部は、ピン３３を介して入力軸１３および出力軸１４とそれぞれ連結されている。これにより、入力軸１３および出力軸１４は、同一軸線上で相対回転可能に連結されている。
【００１３】
また、入力軸１３および出力軸１４の嵌合部の周囲には、運転者から操舵部材２に入力された操舵トルクを検出するためのトルクセンサ１６が設けられている。トルクセンサ１６は、入力軸１３および出力軸１４の相対回転量に基づき操舵トルクを検出するようになっている。
減速機構７は、電動モータ６により回転駆動される駆動ギヤとしてのウォーム軸１７と、このウォーム軸１７に噛み合う従動ギヤとしてのウォームホイール１８とを備えている。
【００１４】
ウォーム軸１７は、図示はしないが、電動モータ６の回転軸に継手を介して連結されており、ウォーム軸１７の軸方向に関する中間部にウォームが形成されている。
ウォームホイール１８は、出力軸１４に一体回転可能に連結された環状の芯金１９と、芯金１９の周囲を取り囲み上記ウォームと噛み合う歯が形成された合成樹脂部材２０とを有する。芯金１９は、例えば圧入により出力軸１４に固定されている。また、芯金１９は、例えば合成樹脂部材２０の樹脂成形時に金型内にインサートされて合成樹脂部材２０と一体に結合されている。これにより、ウォームホイール１８は、出力軸１４に対して一体回転可能に且つ軸方向移動不能に連結されている。
【００１５】
また、ギヤハウジング８内において、少なくともウォーム軸１７およびウォームホイール１８の噛み合い部には、潤滑剤が充填されている。潤滑剤としては、例えば特開２００３−２１４５２９号公報に示すような緩衝材粒子を含む潤滑剤が挙げられる。この潤滑剤を用いることによって、ウォーム軸１７およびウォームホイール１８の歯面間の衝突を緩衝することができる。これにより、バックラッシに起因する歯打ち音を低減することができる。
【００１６】
この潤滑剤は、液体潤滑剤としての潤滑油であってもよいし、半固体潤滑剤としてのグリースであってもよいが、潤滑剤には、緩衝材粒子としての平均粒径０．１〜５０μｍの弾性材の微粉末（丸型ブロック状でもよいし、スティック状でもよい）が含まれる。この微少な緩衝材粒子がウォーム軸１７とウォームホイール１８との噛み合い部に介在することで、歯打ち音を格段に低減することができる。
【００１７】
潤滑剤に用いる潤滑油としては、例えば動粘度が１０〜５００ｍｍ2／ｓ（４０℃）の範囲の潤滑油を用いることができ、合成炭化水素油（例えばポリαオレフィン油）が好ましく使用されるが、その他、鉱油、シリコーン油、フッ素系合成油等を用いることができる。必要に応じて、固体潤滑剤（二硫化モリブデン、グラファイト、ＰＴＦＥ）、リン系や硫黄系の化合物等の極圧添加剤、トリブチルフェノール、トリメチルフェノール等の酸化防止剤等を添加剤として添加してもよい。
【００１８】
潤滑剤に用いるグリースとしては、例えば、ちょう度がＮＧＬ１番号０００〜２のグリースが好ましく用いられる。グリースにおける基油としては、合成炭化水素油（例えばポリαオレフィン油）が好ましく使用されるが、その他、鉱油、シリコーン油、フッ素系合成油等を用いることができる。また、増ちょう剤として、従来公知の種々の増ちょう剤（石けん系、非石けん系）が使用可能であり、固体潤滑剤（二硫化モリブデン、グラファイト、ＰＴＦＥ）、リン系や硫黄系の化合物等の極圧添加剤、トリブチルフェノール、トリメチルフェノール等の酸化防止剤等を添加剤として添加してもよい。
【００１９】
特に、潤滑剤に緩衝材粒子を添加するのみで、各部材の設計変更を伴わずにコスト安価に騒音を低減することができるので、非常に好ましい。
さらに、減速機構７の使用時間の経過と共に、噛み合い部で圧縮された緩衝材粒子がギヤ歯の表面に固着して薄い被膜を形成していくものと考えられ、したがって、長期にわたって高い騒音低減効果を維持することが可能となる。
【００２０】
緩衝材粒子の平均粒径を０．１〜５０μｍの範囲に設定するのは、緩衝材粒子の平均粒径が０．１μｍ未満では騒音低減の効果が小さく、また、緩衝材粒子の平均粒径が５０μｍを超えると、バックラッシが詰まりすぎて回転抵抗が大きくなるおそれがあるからである。
また、上記潤滑剤に占める緩衝材粒子の充填割合が０．１〜３０重量％であれば好ましい。というのは、０．１重量％未満では騒音低減効果がほとんど期待できず、また、３０重量％を超えると、基油に緩衝材粒子を混合して潤滑剤を生成するときに均一に混合することが困難になるおそれがあるからである。
【００２１】
特に、上記潤滑剤に占める緩衝材粒子の充填割合が３〜１０重量％であれば好ましい。というのは、３重量％以上であれば、例えば３デシベル以上の騒音低減効果が期待できる一方で、１０重量％を超えて緩衝材粒子の充填割合を増加しても、騒音レベルのさらなる低下は見込めないからである。その中でコストパフォーマンスを考慮すると、３〜５重量％が最も好ましい。
【００２２】
また、上記緩衝材粒子として平均分子量１０００〜２００００の合成樹脂を用いることができる。平均分子量が１０００未満では緩衝材粒子が柔らくなり過ぎ、平均分子量が２００００を超えると緩衝材粒子が硬くなり過ぎ、何れの場合にも、騒音防止効果が低下するおそれがあるので、平均分子量を上記の範囲に設定してある。合成樹脂としては、ポリオレフィン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリイミド系樹脂、フッ素樹脂等や上記樹脂の混合物（共析物を含む）を例示することができる。
【００２３】
また、上記緩衝材粒子として合成ゴムを用いることができる。合成ゴムとして、ＥＰＭ（エチレンプロピレンジエン共重合体）やＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエン三元共重合体）等のエチレン・フロピレンゴムを例示することができる。
また、上記緩衝材粒子が自己潤滑性を持つ場合には、摺動抵抗や摩耗量の低減を図ることができる点で好ましい。自己潤滑性を持つ緩衝材粒子としては、ポリオレフィン樹脂、ポリアミド樹脂や、それらにフッ素樹脂を添加した混合物（共析物を含む）等の合成樹脂や、フッ素樹脂等を添加した合成ゴムを例示することができる。
【００２４】
本実施形態では、基油としてエステル油が用いられたグリースが潤滑剤として用いられている。
図１および図２を参照して、ステアリングコラム３４の下部には、トルクセンサ１６を収容したセンサハウジング２２が連結されており、このセンサハウジング２２の下部には、ギヤハウジング８が連結されている。センサハウジング２２の端部は、図２に示すように、ギヤハウジング８の端部に嵌め合わされている。ギヤハウジング８の端部とセンサハウジング２２の端部との間は、センサハウジング２２の端部に形成された環状溝に収容された例えばＯリング等のシール部材２３によって封止されている。
【００２５】
ステアリングシャフト３は、筒状のギヤハウジング８およびセンサハウジング２２に挿通しており、複数の軸受を介してギヤハウジング８およびセンサハウジング２２に回転自在に支持されている。具体的には、出力軸１４は、ステアリングシャフト３の軸方向に関してウォームホイール１８を挟んだ両側に配置された一対の軸受２４，２５を介してギヤハウジング８およびセンサハウジング２２に回転自在に保持されている。
【００２６】
一対の軸受２４，２５としては、例えば転がり玉軸受が挙げられる。本実施形態では、両シール玉軸受が用いられている。一方の軸受２４は、ステアリングシャフト３の軸方向に関してギヤハウジング８の下端部に配置されている。一方の軸受２４の内輪は、例えば圧入によって出力軸１４に固定されている。また、一方の軸受２４の外輪は、例えば圧入によってギヤハウジング８に固定されている。すなわち、ギヤハウジング８の下端部と出力軸１４との間は、一方の軸受２４によって封止されている。
【００２７】
他方の軸受２５は、ステアリングシャフト３の軸方向に関してセンサハウジング２２の下端部に配置されている。他方の軸受２５の内輪は、例えば圧入によって出力軸１４に固定されている。また、他方の軸受２５の外輪は、例えば圧入によってセンサハウジング２２に固定されている。すなわち、センサハウジング２２の下端部と出力軸１４との間は、他方の軸受２５によって封止されている。
【００２８】
したがって、出力軸１４、ギヤハウジング８、センサハウジング２２および一対の軸受２４，２５によって区画された空間Ｓ４は、一部（後述の大気開放孔２７）を除いて密閉された空間となっている。ウォーム軸１７およびウォームホイール１８は、上記空間Ｓ４内に配置されている。したがって、ウォーム軸１７およびウォームホイール１８に充填された潤滑剤も上記空間Ｓ４内に配置されているので、潤滑剤がギヤハウジング８外に流出することを防止できる。
【００２９】
なお、一対の軸受２４，２５は、片シール玉軸受であってもよい。この場合、各軸受２４，２５のシールをウォームホイール１８側に配置することが好ましい。
続いて、本実施形態の特徴であるギヤハウジング８の内部（空間Ｓ４）を大気に連通するための構成について説明する。
図３を参照して、ギヤハウジング８には、ステアリングシャフト３の径方向外方に突出する筒状突起２６が形成されている。この筒状突起２６の内周面によって、ギヤハウジング８内の空間Ｓ４を大気に連通するための大気開放孔２７が区画されている。
【００３０】
なお、筒状突起２６は、鉛直方向に関するギヤハウジング８の上部に形成されていることが好ましく、鉛直方向に関するギヤハウジング８の上部であり且つステアリングシャフト３の軸方向に関するギヤハウジング８の上部に形成されていることがさらに好ましい。これにより、空間Ｓ４内の潤滑剤が外部に流出することを抑制できる。
また、筒状突起２６には、大気開放孔２７を通じて空間Ｓ４内に出入りする空気を導くためのブリーザチューブ２８が連結されている。具体的には、ブリーザチューブ２８の一方の端部２９が筒状突起２６の外周に嵌め合わされている。ブリーザチューブ２８は、例えば、内径が２０〜３０ｍｍ程度の合成樹脂製のチューブが用いられている。
【００３１】
一方、ブリーザチューブ２８の他方の端部３０は、車室Ｓ３とエンジンルームＳ２とを仕切るダッシュボード１２に形成された貫通孔３１を貫通しており、エンジンルームＳ２に達している。ダッシュボード１２に形成された貫通孔３１は、鉛直方向に関して大気開放孔２７よりも上方に配置されている。
また、ブリーザチューブ２８の他方の端部３０に設けられた開口には、空気の流通のみを許容するフィルタ３２が取り付けられている。フィルタ３２としては、例えば、発泡樹脂やポリウレタン等の多孔質体、多数の微細孔を有する薄膜等が挙げられる。本実施形態では、フィルタ３２としてゴアテックス（登録商標、ジャパンゴアテックス株式会社）が用いられている。
【００３２】
このようにして、空間Ｓ４は、大気に通じるエンジンルームＳ２と連通されている。したがって、空間Ｓ４内の温度の変化に伴って空気が収縮し空間Ｓ４内の圧力が変化することを防止できる。その結果、例えば軸受２４，２５のシールが転動体や可動輪等に張り付いて出力軸１４の回転抵抗が増加する等の空間Ｓ４内の圧力の変化に伴う不具合を防止することができる。
【００３３】
また、貫通孔３１を大気開放孔２７よりも上方に配置することにより、空間Ｓ４からブリーザチューブ２８に流出した潤滑剤がエンジンルームＳ２に流出することを抑制することができる。さらに、ブリーザチューブ２８の他方の端部３０に取り付けられたフィルタ３２によって、潤滑剤がエンジンルームＳ２に流出することを防止できる。また、フィルタ３２によって雨水や埃等の異物がブリーザチューブ２８内に侵入することを防止できる。
【００３４】
以上のように本実施形態では、ギヤハウジング８に大気開放孔２７を設けることにより、空間Ｓ４内の圧力が変化することを防止できる。また、ブリーザチューブ２８によって大気開放孔２７を車室Ｓ３外であるエンジンルームＳ２に連通することにより、大気開放孔２７から放射される放射音がぶつかる表面積を大きくでき、これにより、ブリーザチューブ２８内面にぶつかることによる音の振動エネルギーの吸収を大きくでき、その結果、減速機構７の騒音を低減できる。また、潤滑剤の臭気を車室Ｓ３外に逃がすことができる。これにより、減速機構７が車室Ｓ３内に配置された構成であっても、減速機構７の騒音や潤滑剤の臭気が車室Ｓ３内の運転者等に直接的に伝わることを防止できる。
【００３５】
この発明は、以上の実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】、本発明の一実施形態に係る電動パワーステアリング装置が備えられた自動車を模式的に示す一部断面図である。
【図２】図１の電動パワーステアリング装置に備えられた減速機構およびその近傍を模式的に示す拡大断面図である。
【図３】減速機構およびその近傍を含む自動車の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１・・・電動パワーステアリング装置、６・・・電動モータ、７・・・減速機構、８・・・ギヤハウジング、１２・・・ダッシュボード、２６・・・筒状突起、２７・・・大気開放孔、２８・・・ブリーザチューブ、２９・・・端部（ブリーザチューブの他端）、３０・・・端部（ブリーザチューブの一端）、３２・・・フィルタ、Ｓ２・・・エンジンルーム、Ｓ３・・・車室
【図１】
2007320416.tif 000003
【図２】
2007320416.tif 000004
【図３】
2007320416.tif 000005