(57)【要約】【課題】減速ギヤ室を独立させることで防水処理を簡単すること。【解決手段】ハウジング３１から延在した隔壁部材３１ａにより、減速ギヤ室Ｇとトルクセンサー室Ｓとは、互いに独立してある。また、減速ギヤ室Ｇは、シール部材６０により、外気と遮断してある。このシール部材６０は、隔壁部材３１ａとウォームホイール２０との間に介装してある。さらに、シール部材６０は、隔壁部材３１ａに固定してあり、ウォームホイール２０の芯金２１の側面に対してシールしてある。さらに、シール部材６０は、その断面形状がＶ字型に形成してあり、当該Ｖ字型形状により緊迫力を調整できるようになっている。【選択図】図１
2007091124.tif 000002
【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を、トルクセンサーにより検知し、この検知し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ウォームギヤ機構により減速し、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おいて、
減速ギヤ室とトルクセンサー室とは、互いに独立してあり、
前記減速ギヤ室は、シール手段により、外気と遮断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】
前記減速ギヤ室と前記トルクセンサー室との間に、ハウジングから延在した隔壁部材が介在してあり、
当該隔壁部材と、前記ウォームギヤ機構のウォームホイールとの間に、前記シール手段が介装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】
前記シール手段は、前記隔壁部材に固定してあり、前記ウォームホイールの側面に対してシールしてあることを特徴とする請求項２に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
前記シール手段は、その断面形状がＶ字型に形成してあり、当該Ｖ字型形状により緊迫力を調整できることを特徴とする請求項３に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
前記シール手段は、
前記ウォームホイールと前記隔壁部材との間に介装した軸受、
前記ウォームホイールと前記ハウジングとの間に介装した軸受、及び、
前記ウォームギヤ機構のウォームと前記ハウジングとの間に介装した軸受にも設けてあることを特徴とする請求項２に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項６】
前記減速ギヤ室の潤滑グリースは、高調度のグリースを使用した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７】
グリース調度は、４００以上とし、車両取付け状態において、前記ウォームホイール一部が略完全に浸漬するようにしたことを特徴とする請求項６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、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て、ウォームギヤ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、コラムアシスト式ＥＰＳは、車両の室内に配置してあることから、防水処理に対して比較的有利であることが知られている。この為、防水処理は、軽微な処理しか行われず、構造的に無防備に近い状態であった。
【特許文献１】特開平８−１７５４０３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、搭載車両によっては、車内の洗車等が行われ、その蒸気が減速ギヤ室内に浸入し、樹脂ギヤの膨張を招き、フリクションが増加する等の問題がある。
【０００８】
また、コラムアシスト式ＥＰＳでは、減速ギヤ室とトルクセンサー室とが同じハウジング内に配置されているため、外部との遮断はトルクセンサーの取付け部、及びハーネス部を含めて行う必要があった。
【０００９】
なお、特許文献１では、減速ギヤとトルクセンサーとの間を分離するため、軸受シールを用いている。しかし、これは、減速ギヤ室のグリースを遮断することを目的としており、減速ギヤ室と外気を遮断することとは、課題が異なる。
【００１０】
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、減速ギヤ室を独立させることで防水処理を簡単にできる、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】
【００１１】
上記の目的を達成するため、本発明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を、トルクセンサーにより検知し、この検知し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ウォームギヤ機構により減速し、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おいて、減速ギヤ室とトルクセンサー室とは、互いに独立してあり、前記減速ギヤ室は、シール手段により、外気と遮断してあることを特徴とする。
【００１２】
好適には、前記減速ギヤ室と前記トルクセンサー室との間に、ハウジングから延在した隔壁部材が介在してあり、当該隔壁部材と、前記ウォームギヤ機構のウォームホイールとの間に、前記シール手段が介装してある。
【００１３】
また、好適には、前記シール手段は、前記隔壁部材に固定してあり、前記ウォームホイールの側面に対してシールしてある。
【００１４】
さらに、好適には、前記シール手段は、その断面形状がＶ字型に形成してあり、当該Ｖ字型形状により緊迫力を調整できる。
【００１５】
さらに、好適には、前記シール手段は、前記ウォームホイールと前記隔壁部材との間に介装した軸受、前記ウォームホイールと前記ハウジングとの間に介装した軸受、及び、前記ウォームギヤ機構のウォームと前記ハウジングとの間に介装した軸受にも設けてある。
【００１６】
さらに、好適には、前記減速ギヤ室の潤滑グリースは、高調度のグリースを使用している。
【００１７】
さらに、好適には、グリース調度は、４００以上とし、車両取付け状態において、前記ウォームホイール一部が略完全に浸漬するようにしてある。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、減速ギヤ室を独立させることで、複雑なハーネス部等の防水処理の必要がなく、簡単な構造で外気を遮断できるため、樹脂ギヤの吸湿を防いて、寸法の経時変化を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
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。
【００２０】
（第１実施の形態）
図１は、本発明の第１実施の形態に係るコラムアシスト式電動パワーステアリング装置の要部を示す縦断面図である。
【００２１】
図２は、図１に示した電動パワーステアリング装置の側面図である。
【００２２】
図１に示すように、入力軸であるロアーシャフト４の車両前方側には、出力軸５が連結してある。この出力軸５の車両前方側には、自在継手（図示略）等を介してステアリングギヤ（図示略）が連結してある。
【００２３】
ロアーシャフト４（入力軸）の車両前方側には、トーションバー６の基端が圧入固定してあり、このトーションバー６は、中空に形成した出力軸５の内部を延在して、その先端が出力軸５の端部に固定してある。
【００２４】
ウォームギヤ機構のウォームホイール２０は、出力軸５に嵌合した芯金２１と、この芯金２１に設けた樹脂ギヤ２２とからなる。
【００２５】
芯金２１は、その基部２１ａが軸方向車両前方に突出して最も小径であり、出力軸５に嵌合してある。芯金２１は、先端側ほど車両後方に斜めに傾斜してあり、略階段状に径が大きくなっている。
【００２６】
この芯金２１は、後述する第１及び第２軸受４１，４２を固定するための最大径の先端段部２１ｃと中間段部２１ｂとを有している。この先端段部２１ｃの外径部に、樹脂ギヤ２２が形成してある。
【００２７】
さらに、芯金２１は、その基部２１ａの内径側に、出力軸５に形成した溝に嵌合する溝２１ｄが形成してあり、これにより、出力軸５と芯金２１との相対回転を防止している。また、出力軸５と芯金２１とは、圧入・嵌合により互いに固定されている。
【００２８】
電動パワーステアリング装置のハウジングは、車両後方側のハウジング３１と、これを前方から被覆するカバー３３と、からなる。
【００２９】
ハウジング３１は、後述する樹脂モールド部５１に隣接して延在する隔壁部材３１ａを有しており、この隔壁部材３１ａの外径側は、後述する第１軸受４１を固定するようになっている。
【００３０】
芯金２１の先端段部２１ｃの内径側と、ハウジング３１の隔壁部材３１ａの外径側との間に、シール付きの第１軸受４１が介装してあり、これにより、芯金２１が回転自在にハウジング３１に支持してある。
【００３１】
芯金２１の中間段部２１ｂの外径側と、カバー３３の内径側との間に、シール付きの第２軸受４２が介装してあり、これにより、芯金２１が回転自在にカバー３３に支持してある。
【００３２】
このように、ウォームホイール２０は、第１及び第２軸受４１，４２を介して、直接、ハウジング３１とカバー３３に回転自在に支持してあることから、ウォームホイール２０とウォーム１７との間で発生した振動により、振動音が発生したとしても、ウォームホイール２０の芯金２１の固有振動による影響を最小限に抑えることが可能であり、結果的に振動音を抑制することができる。また、発生した振動は、主に第１及び第２軸受４１，４２を介して、ハウジング３１やカバー３３に吸収されるため、ステアリングシャフト１，２に伝達される振動が減少し、ステアリングホイール（図示略）からの音を減少することができる。
【００３３】
ウォーム１７とウォームホイール２０のギヤ噛合位置と、第１及び第２軸受４１，４２の位置とは、出力軸５の軸方向で、実質的に一致してあることから、第１及び第２軸受４１，４２を含めたウォームホイール２０及び出力軸５の軸方向長さを短縮することができる。さらに、噛合いでウォームホイール２０に発生するラジアル荷重は、この第１及び第２軸受４１，４２により受け止められるため、出力軸５には、このラジアル荷重は、伝達されない。これにより、出力軸５には、回転トルクのみが伝達されることから、ウォームホイール２０の芯金２１と、出力軸５との結合方法は、上述した溝・嵌合と圧入・嵌合のように、簡略化が可能になる。
【００３４】
なお、後述するトルクセンサー機構７の内径側と、ロアーシャフト４（入力軸）との間には、シール付きの第３軸受４３が介装してある。
【００３５】
ハウジング３１の車両後方側には、モジュール化したトルクセンサー機構７が設けてある。
【００３６】
このトルクセンサー機構７では、出力軸５の車両後方側に、トルクセンサー検出用の溝８が形成してあり、これら溝８の径方向外方には、トルクセンサーのスリーブ９が配置してある。このスリーブ９は、その車両前方側端部が出力軸５の車両後方側端部に、加締めによる塑性変形等により固定してある。
【００３７】
スリーブ９の径方向外方には、コイル１０が設けてある。このコイル１０は、ハウジング３１の隔壁部材３１ａの内径側に設けた樹脂モールド部５１に圧入してある。樹脂モールド部５１には、基板５３が設けてあると共に、その外径側には、コネクター５４（ハーネス）が設けてある。なお、この樹脂モールド部５１には、ホイール上に設けられた被検出手段によりホイール角度を検出するセンサーを設けることも可能である。
【００３８】
ウォーム１７とウォームホイール２０のギヤ噛合位置と、トルクセンサー機構７の位置とは、出力軸５の軸方向で、実質的に一致してある（ギヤ噛合位置の略径方向内方に、トルクセンサー機構７が配置してある）。即ち、ウォーム１７とウォームホイール２０のギヤ噛合位置と、ウォームホイール２０と出力軸５との嵌合位置（芯金２１の基部２１ａ）とは、出力軸５の軸方向で、位置ずれしてある。これにより、トルクセンサーのコイル１０の位置をハウジング３１の中心付近に移動することができ、電動パワーステアリング装置の軸方向長さを短縮することができる。
【００３９】
さて、本実施の形態では、上述したように、ハウジング３１から延在した隔壁部材３１ａにより、減速ギヤ室Ｇとトルクセンサー室Ｓとは、互いに独立してある。
【００４０】
また、減速ギヤ室Ｇは、シール部材６０により、外気と遮断してある。このシール部材６０は、隔壁部材３１ａとウォームホイール２０との間に介装してある。
【００４１】
さらに、シール部材６０は、隔壁部材３１ａに固定してあり、ウォームホイール２０の芯金２１の側面に対してシールしてある。
【００４２】
さらに、シール部材６０は、その断面形状がＶ字型に形成してあり、当該Ｖ字型形状により緊迫力を調整できるようになっている。
【００４３】
従って、本実施の形態によれば、減速ギヤ室Ｇを独立させることで、複雑なコネクター５４（ハーネス）等の防水処理の必要がなく、簡単な構造で外気を遮断できるため、樹脂ギヤ２２の吸湿を防いて、寸法の経時変化を抑えることができる。
【００４４】
以上のように、本実施の形態は、トルクセンサー機構７をモジュール化して別体化し、後付け構造にしたことで、ハウジング３１内の減速ギヤ室Ｇを独立した構造になっている。このため、シールによる遮断部は、入力軸４回り、出力軸５回り、及びモータ軸（図示略）回りに限定される。
【００４５】
従来からも、モータ軸と出力軸５の軸受には、シール付軸受を採用し、入力軸４回りには、低フィリクションのシールを採用していた。しかし、トルクセンサー機構７回りのシール構造は、複雑であり、効果を出す為には、シール材を塗布する等の工夫が必要であった。
【００４６】
本実施の形態では、トルクセンサー機構７の防水処理は必要ないため、上述した第１及び第２軸受４１，４２及びウォーム１７を支持する軸受（即ち、ウォームギヤ機構のウォーム１７とハウジングとの間に介装した軸受（図示略））の全てがシール付きにしてあってもよい。
【００４７】
或いは、比較的簡単な構造である上記のＶ型のシール部材６０を、隔壁部材３１ａとウォームホイール２０との間に設ければ、外気との遮断は容易に行える。
【００４８】
（第２実施の形態）
図３は、本発明の第２実施の形態に係るコラムアシスト式電動パワーステアリング装置の要部を示す縦断面図である。
【００４９】
先ず、第２実施の形態の技術的背景から説明する。ウォームギヤ機構の減速ギヤに使用する潤滑グリースは、その取り扱い性から、調度２７５（Ｎｏ．２）程度のものを使用するのが一般的であった。しかし、調度２７５程度のグリースでは、ギヤが一度噛み合うと、余分なグリースは、はじかれてしまい二度と歯面に戻らないといったことがある。
【００５０】
このため、歯面には、最小限のグリースしか残らず、長期使用においては、潤滑切れを起したり、或いはギヤの高負荷による発熱で、潤滑切れが起こり、摩耗を促進する原因となっていた。
【００５１】
減速ギヤの耐久性においては、潤滑不足により発熱や摩耗促進に大きく影響し、その対策として、グリースの油膜強度の向上や最適な離油度を設定する必要があった。
【００５２】
しかし、常時安定して潤滑油が供給できる環境化であれば、ギヤ発熱、耐磨耗性は、格段に改善されることは解っていた。そこで、第２の実施の形態では、ギヤの潤滑状態を安定した環境化にすることを目的としている。
【００５３】
コラムアシスト式ＥＰＳでは、車両の室内に搭載されるため、外部との遮断は比較的簡単に行っており、減速ギヤ室Ｇとトルクセンサー室Ｓが同じハウジング１内に配置されているのが一般的である。
【００５４】
このため、減速ギヤ室Ｇの潤滑状態を向上させるための高調度グリースやオイル潤滑は使用出来ない。仮に使用する場合は、トルクセンサー室Ｓとの遮断や外部との遮断を完全に行う必要があった。
【００５５】
本実施の形態は、トルクセンサー機構７をモジュール化して別体構造とし、減速ギヤ室Ｇを独立させることで、高調度グリースを採用できる構造を提案する。
【００５６】
高調度グリースを採用することで、ギヤの噛合い部は、常に潤滑が供給され、耐摩耗性が向上し、尚且つ、安定した潤滑により伝達効率も向上する。  
【００５７】
更に、樹脂ギヤ２２全体にグリースが付着することで、吸水による防水効果が発生して、経時変化による寸法変化が抑えられる。又、耐摩耗性が向上すれば、減速ギヤの小型化も可能となり、低コストな減速ギヤを提供できる。
【００５８】
本実施の形態は、トルクセンサー機構７をモジュール化して別体化し、後付け構造にしたことで、ハウジング３１内の減速ギヤ室Ｇを独立した構造になっている。このため、シールによる遮断部は、入力軸４回り、出力軸５回り、及びモータ軸（図示略）回りに限定される。
【００５９】
従来からも、モータ軸と出力軸５の軸受には、シール付軸受を採用し、入力軸４回りには、低フィリクションのシールを採用していた。しかし、トルクセンサー室Ｓとのシール構造は、複雑であり、無防備であった。本実施の形態では、出力軸５、モータ軸（図示略）は、従来のシール構造を採用し、入力軸４回りに低フリクションで比較的簡単な構造であるＶ型のシール部材６０を入力軸側のハウジング３１の隔壁部材３１ａとウォームホイール２０の芯金２１との間に設けている。或いは、上述した第１及び第２軸受４１，４２及びウォーム１７を支持する軸受（即ち、ウォームギヤ機構のウォーム１７とハウジングとの間に介装した軸受（図示略））の全てがシール付きにしてあってもよい。また、減速ギヤ室Ｇに充填するグリースは、満杯にする必要はなく、車両搭載状態において、ウォームホイール２０の一部を満たす程度でよい。
【００６０】
さて、本実施の形態では、図３に示すように、上述した第１実施の形態の構造に加えて、ハウジング３１とカバー３３との略外周縁の間に、Ｏリング６１が介装してある。
【００６１】
また、減速ギヤ室Ｇの潤滑グリースは、高調度のグリースを使用している。グリース調度は、４００以上とし、車両取付け状態において、ウォームホイール２０の一部が略完全に浸漬するようにしてある。即ち、浸漬状態は、図３のライン（Ｌ）で示すように、樹脂ギヤ２２の一部が浸漬するようにしてあればよい。
【００６２】
従って、本実施の形態では、高調度グリースを採用することで、ウォームホイール２０とウォーム１７との噛合い部は、常に潤滑が供給され、耐摩耗性が向上し、尚且つ、安定した潤滑により伝達効率も向上する。更に、樹脂ギヤ２２全体にグリースが付着することで、吸水による防水効果が発生して、経時変化による寸法変化が抑えられる。又、耐摩耗性が向上すれば、減速ギヤの小型化も可能となり、低コストな減速ギヤを提供できる。
【００６３】
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】
【００６４】
【図１】本発明の第１実施の形態に係るコラムアシスト式電動パワーステアリング装置の要部を示す縦断面図である。
【図２】図１に示した電動パワーステアリング装置の側面図である。
【図３】本発明の第２実施の形態に係るコラムアシスト式電動パワーステアリング装置の要部を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００６５】
４  ロアーシャフト（入力軸）
５  出力軸
６  トーションバー
７  （モジュール化した）トルクセンサー機構
８  トルクセンサー検出用の溝
９  スリーブ
１０  コイル
１７  ウォーム
２０  ウォームホイール
２１  芯金
２１ａ  基部
２１ｂ  中間段部
２１ｃ  先端段部
２１ｄ  溝
２２  樹脂ギヤ
３１  ハウジング
３１ａ  隔壁部材
３３  カバー
４１  第１軸受
４２  第２軸受
４３  第３軸受
５１  樹脂モールド部
５３  検出基板
５４  コネクター
６０  シール部材（シール手段）
６１  Ｏリング
Ｇ  減速ギヤ室
Ｓ  トルクセンサー室
【図１】
2007091124.tif 000003
【図２】
2007091124.tif 000004
【図３】
2007091124.tif 000005