(57)【要約】【課題】分割されたハウジング同士の嵌合部において、異音やフレッティングの発生を抑制できるパワーステアリング装置におけるハウジングのシール構造を提供する。【解決手段】嵌合内筒部２１を有し、ウォームギヤ機構３を収容する第１ハウジング８と、嵌合内筒部２１が内嵌する嵌合外筒部２２を有し、ラック軸５８を収容する第２ハウジング９と、を備えたパワーステアリング装置におけるハウジング５のシール構造であって、嵌合内筒部２１と嵌合外筒部２２との間において嵌合方向に離間して介装される一対のＯリング３１，３２と、Ｏリング３１，３２同士の間に充填されるグリス等の液状体と、を備えている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
嵌合内筒部を有する第１ハウジングと、前記嵌合内筒部が内嵌する嵌合外筒部を有する第２ハウジングと、を備えたパワーステアリング装置におけるハウジングのシール構造であって、
前記嵌合内筒部と前記嵌合外筒部との間において嵌合方向に離間して介装される一対の環状シール部材と、
前記一対の環状シール部材同士の間に充填される液状体と、
を備えていることを特徴とするパワーステアリング装置におけるハウジングのシール構造。
【請求項２】
前記嵌合内筒部と前記嵌合外筒部との互いの対向隙間寸法に関し、前記一対の環状シール部材同士の間のシール離間範囲が、環状シール部材のシール介装範囲よりも小さく設定されていることを特徴とする請求項１に記載のパワーステアリング装置におけるハウジングのシール構造。
【請求項３】
前記嵌合内筒部および前記嵌合外筒部の内のどちらか一方に、前記一対の環状シール部材を嵌め込む一対のシール溝が形成されていることを特徴とする請求項２に記載のパワーステアリング装置におけるハウジングのシール構造。
【請求項４】
前記嵌合内筒部と前記嵌合外筒部との互いの対向隙間寸法に関し、前記シール離間範囲がシール側方範囲よりも大きく設定されていることを特徴とする請求項３に記載のパワーステアリング装置におけるハウジングのシール構造。
【請求項５】
前記嵌合内筒部の外周面と前記嵌合外筒部の内周面とが互いに平行にテーパ状に形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載のパワーステアリング装置におけるハウジングのシール構造。
【請求項６】
前記第１ハウジングは、アシスト用モータにより駆動するウォームホイールを軸着したアシスト軸の一端を回転自在に支承するハウジングであり、
前記第２ハウジングは、前記アシスト軸の他端を回転自在に支承するハウジングであることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載のパワーステアリング装置におけるハウジングのシール構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パワーステアリング装置におけるハウジングのシール構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動パワーステアリング装置のハウジングのシール構造の従来例として特許文献１に記載のものが挙げられる。特許文献１には、ウォームギヤ機構を収容するとともにアシスト軸の一端を回転自在に支承するギヤケース（第１ハウジング）と、アシスト軸のピニオンギヤに噛合するラック軸を収容するとともにアシスト軸の他端を回転自在に支承するギヤボックス（第２ハウジング）とに分割構成されたハウジングが記載されている。第１ハウジングと第２ハウジングとの嵌合部周りにおいて、第２ハウジング側には嵌合内筒部が形成されており、この嵌合内筒部が第１ハウジングの嵌合外筒部に内嵌されたうえで両ハウジングはボルトにより締結固定されて一体化される。そして、嵌合内筒部と嵌合外筒部との間には、ハウジング内をシールするためのＯリングが介装されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２３６３２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電動パワーステアリング装置においては、前記嵌合内筒部と嵌合外筒部との間に僅かな隙間が存在した場合、アシストモータの駆動による振動や、路面等からの外部入力によりラック軸を通して伝わる振動等により、嵌合内筒部と嵌合外筒部とが互いに衝突し合って、異音が生じたり、嵌合面にフレッティングが発生するおそれがある。前記Ｏリングは振動を吸収して嵌合内筒部と嵌合外筒部との衝突を防ぐ機能を担うものの、経時に伴うへたりにより、振動の吸収機能が損なわれるおそれがある。
【０００５】
この問題に対し、Ｏリングの介装位置よりもハウジング内部側における嵌合内筒部と嵌合外筒部との嵌合部に、緩衝用のグリスを塗布することが考えられる。しかしながら、ハウジング内はギヤの発熱により高温となるため、グリスが溶融してハウジング内に流入するおそれがある。
【０００６】
本発明はこのような課題を解決するために創作されたものであり、分割されたハウジング同士の嵌合部において、異音やフレッティングの発生を抑制できるパワーステアリング装置におけるハウジングのシール構造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】
【０００７】
前記課題を解決するため、本発明は、嵌合内筒部を有する第１ハウジングと、前記嵌合内筒部が内嵌する嵌合外筒部を有する第２ハウジングと、を備えたパワーステアリング装置におけるハウジングのシール構造であって、前記嵌合内筒部と前記嵌合外筒部との間において嵌合方向に離間して介装される一対の環状シール部材と、前記一対の環状シール部材同士の間に充填される液状体と、を備えていることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、第１ハウジングおよび第２ハウジングに振動が加わったとしても、一対の環状シール部材と液状体の介在により、嵌合内筒部と嵌合外筒部との互いの衝突が回避される。環状シール部材に経時によるへたり等が生じ、環状シール部材の緩衝機能が低下したとしても、液状体は一対の環状シール部材により封止され続けて環状シール部材間で充填状態が保持される。したがって、液状体による緩衝機能は低下することなく当初のまま維持されることとなり、嵌合内筒部と嵌合外筒部とが衝突することによる異音やフレッティングの発生が抑制される。
【０００９】
また、本発明は、前記嵌合内筒部と前記嵌合外筒部との互いの対向隙間寸法に関し、前記一対の環状シール部材同士の間のシール離間範囲が、環状シール部材のシール介装範囲よりも小さく設定されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、環状シール部材を収容するためのシール溝を形成することなく一対の環状シール部材を離間させて位置させることができる。
【００１１】
また、本発明は、前記嵌合内筒部および前記嵌合外筒部の内のどちらか一方に、前記一対の環状シール部材を嵌め込む一対のシール溝が形成されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、環状シール部材がシール溝によって位置決めされるため、環状シール部材のずれを抑制できる。
【００１３】
また、本発明は、前記嵌合内筒部と前記嵌合外筒部との互いの対向隙間寸法に関し、前記シール離間範囲がシール側方範囲よりも大きく設定されていることを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、シール溝を形成した場合において、シール離間範囲での液状体の充填量をかせぐことができるので、液状体による緩衝機能を一層発揮できる。
【００１５】
また、本発明は、前記嵌合内筒部の外周面と前記嵌合外筒部の内周面とが互いに平行にテーパ状に形成されていることを特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、テーパ形状による摺り合わせ作用により、嵌合内筒部と嵌合外筒部との軸ずれを抑制できる。
【００１７】
また、本発明は、前記第１ハウジングは、アシスト用モータにより駆動するウォームホイールを軸着したアシスト軸の一端を回転自在に支承するハウジングであり、前記第２ハウジングは、前記アシスト軸の他端を回転自在に支承するハウジングであることを特徴とする。
【００１８】
本発明によれば、補助トルク機構のハウジングにおいて異音やフレッティングの発生を抑制できる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ハウジングにおける異音やフレッティングの発生を抑制でき、高品位なパワーステアリング装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】電動パワーステアリング装置の概略構成図である。
【図２】本発明が適用される補助トルク機構周りの断面図である。
【図３】第１実施形態に係るシール構造周りの断面図である。
【図４】第２実施形態に係るシール構造周りの断面図である。
【図５】第３実施形態に係るシール構造周りの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１において、電動パワーステアリング装置１は、左右方向に延びるラック軸５８を有するステアリング機構５１と、ラック軸５８の一端側に配置された補助トルク機構５２とを備えたラックアシスト式の装置である。
【００２２】
ステアリング機構５１は、運転者が操作するステアリングホイール５３と、ステアリングホイール５３の操作により回転するステアリング軸５４と、ステアリング軸５４の下部側に図示しないトーションバーを介して設けられるピニオン軸５５と、ピニオン軸５５のピニオンに噛合するラック５８Ａが形成され、両端にタイロッド５６を介して左右の車輪５７が連結されるラック軸５８と、を備えている。運転者がステアリングホイール５３を回転させると、ラック軸５８が左方又は右方へ移動して車輪５７が操舵される。
【００２３】
補助トルク機構５２は、ラック軸５８と、アシスト用モータ２と、ウォームギヤ機構３と、ラック軸５８のラック５８Ａに噛合するピニオン４Ａが形成されたアシスト軸４と、ラック軸５８とウォームギヤ機構３とアシスト軸４とを覆うハウジング５と、を備えて構成されている。ウォームギヤ機構３は、アシスト用モータ２に軸着されたウォーム６と、ウォーム６に噛合するウォームホイール７と、を備えている。ウォームホイール７はアシスト軸４に軸着されている。補助トルク機構５２は、ステアリングホイール５３に加えられたトルクが図示しないトルクセンサで検出され、その検出したトルクに応じて図示しない制御装置によりアシスト用モータ５９が駆動制御される。これにより、アシスト用モータ５９の発生トルクは、ウォームギヤ機構３およびアシスト軸４を介して、ラック軸５８に、ステアリングホイール５３に加えられた運転者の操作力に対する補助力として伝達される。
【００２４】
以下では、本発明を前記ハウジング５に適用した形態について説明する。
「第１実施形態」
図２において、ハウジング５は、第１ハウジング８と第２ハウジング９とに分割構成されている。第１ハウジング８は、ウォームギヤ機構３を収容するとともに、ウォームギヤ機構３のウォームホイール７が軸着されたアシスト軸４の一端（上端）寄りを回転自在に支承するハウジングである。第２ハウジング９は、ラック軸５８を収容するとともに、アシスト軸４の他端（下端）寄りを回転自在に支承するハウジングである。
【００２５】
アシスト軸４は、一端側にウォームホイール７が軸着されている。なお、ウォームホイール７は、アシスト軸４の一端側に圧入等により固定される環状軸部７Ａと、環状軸部７Ａの外周に一体に取り付けられたギヤ部７Ｂとから構成されている。そして、アシスト軸４にはその軸心Ｏ方向中程から他端寄りにかけてピニオン４Ａが形成されている。
【００２６】
第１ハウジング８は、概ねアシスト軸４の軸心Ｏを筒軸方向としてウォームホイール７の収容空間を有する略円筒形状を呈している。第１ハウジング８の一部は、ウォーム６を収容するため径方向に膨出形成されている。第１ハウジング８の筒軸方向両端には開口部が形成されている。下方の開口部は筒状の嵌合内筒部２１として形成されており、アシスト軸４を挿通させるための開口部である。上方の開口部は、Ｏリング１１を介装したうえで取り付けたエンドキャップ１０により塞がれる。エンドキャップ１０はボルト１２により第１ハウジング８に締結される。
【００２７】
アシスト軸４は軸受１３を介して第１ハウジング８に支承されている。軸受１３の内輪は、その一側面がウォームホイール７の環状軸部７Ａに当接し、他側面が内輪ストッパ１４に当接することで軸心Ｏ方向の位置決めがなされる。内輪ストッパ１４は例えばアシスト軸４の外周に螺合により軸着されている。軸受１３の外輪は、その一側面が第１ハウジング８に形成された位置決め壁部１５に当接し、他側面が外輪ストッパ１６に当接することで軸心Ｏ方向の位置決めがなされる。外輪ストッパ１６は、嵌合内筒部２１の内周に螺合により取り付けられている。
【００２８】
第２ハウジング９は、概ねアシスト軸４の軸心Ｏ方向中程から他端までを収容する略円筒形状のアシスト軸収容部９Ａと、アシスト軸収容部９Ａの一部から径方向に膨出形成されたラック軸収容部９Ｂと、を備えた形状からなる。第２ハウジング９においてアシスト軸４が挿通される開口部は、第１ハウジング８の嵌合内筒部２１が内嵌される嵌合外筒部２２として形成されている。
【００２９】
アシスト軸４は、ピニオン４Ａの形成範囲よりも他端寄りがニードルベアリング１７を介してアシスト軸収容部９Ａに支承されている。ラック軸５８は背面をプレッシャパッド１８を介してコイルばね１９によりアシスト軸４に向けて常時付勢されている。これにより、ピニオン４Ａとラック５８Ａとの適正な噛合が保持される。なお、コイルばね１９は一端がプレッシャパッド１８に当接し、他端がラック軸収容部９Ｂに取り付けたキャップ２０に当接している。プレッシャパッド１８およびコイルばね１９はラック軸収容部９Ｂに収容される。
【００３０】
第１ハウジング８と第２ハウジング９とは、嵌合内筒部２１が嵌合外筒部２２に内嵌したうえで、第１ハウジング８のボルト締結部２３と第２ハウジング９のボルト締結部２４の各合わせ面が接面されてボルト２５により締結固定されている。嵌合内筒部２１と嵌合外筒部２２とによる筒部の重ね合わせの嵌合方式を用いている理由は、両ハウジングにわたって支承されるアシスト軸４の軸ずれを防止するためである。なお、ボルト締結部２３，２４の各合わせ面においてボルト２５の通し孔は座ぐり穴として形成されており、両座ぐり穴に収まるようにしてボルト２５にはカラー２６が外嵌されている。このカラー２６の介在によっても、第１ハウジング８側のボルト通し穴と第２ハウジング側のボルト通し孔との軸ずれが抑制され、アシスト軸４の軸ずれも一層防止される。
【００３１】
図３に示すように、嵌合内筒部２１と嵌合外筒部２２との間には、一対のＯリング（環状シール部材）３１，３２が軸心Ｏ方向（嵌合方向）に離間して介装されるとともに、Ｏリング３１，３２同士の間にグリス３３等の油脂類（液状体）が充填されている。本実施形態は、嵌合内筒部２１に、断面矩形状の一対のシール溝３４，３５を軸心Ｏ方向に離間して形成し、これらシール溝３４，３５にＯリング３１，３２を嵌め込んでいる。シール溝３４，３５間の嵌合内筒部２１は、シール溝３４，３５を隔てる仕切り壁部３６として形成される。この仕切り壁部３６の存在により、嵌合内筒部２１と嵌合外筒部２２との互いの対向隙間寸法に関して、Ｏリング３１，３２同士の間のシール離間範囲Ｓ１における対向隙間寸法ｔ１は、Ｏリング３１，３２のシール介装範囲Ｓ３における対向隙間寸法ｔ３よりも小さく設定されることとなる。グリス３３は、第１ハウジング８と第２ハウジング９との組み付け前のときに例えば仕切り壁部３６の外周面に予め塗布されている。
【００３２】
さらに本実施形態では、シール離間範囲Ｓ１における対向隙間寸法ｔ１は、シール側方範囲Ｓ２における対向隙間寸法ｔ２よりも大きく設定されている。シール側方範囲Ｓ２とは、シール溝３４，３５を挟んで仕切り壁部３６と対向する側壁部３７，３８の形成範囲である。このように対向隙間寸法ｔ１を対向隙間寸法ｔ２よりも大きく設定することにより、グリス３３の充填量をかせぐことができる。なお、対向隙間寸法ｔ１，ｔ２は便宜上誇張した隙間として図示してある。
【００３３】
嵌合内筒部２１の外周面（仕切り壁部３６、側壁部３７，３８の外周面）は、その先端側の外径寸法Ｄ１が基端側の外径寸法Ｄ２よりも若干小径となるテーパ形状を呈している。これと平行となるように、嵌合外筒部２２の内周面もテーパ形状を呈している。このように嵌合内筒部２１および嵌合外筒部２２をテーパ形状とすることにより、両者の摺り合わせ作用により、嵌合内筒部２１と嵌合外筒部２２との軸ずれを抑制できる。
【００３４】
「作用」
アシスト用モータ２によりウォーム６が回転すると、ウォームホイール７にはその径方向に押される力が作用するので、この力はアシスト軸４および軸受１３を介して第１ハウジング８を軸心Ｏの径方向に押す力として作用する。また、ラック軸５８が移動すると、ピニオン４Ａにはその径方向に押される力が作用するので、この力はアシスト軸４およびニードルベアリング１７を介して第２ハウジング９を軸心Ｏの径方向に押す力として作用する。これらの力や他の外的な力が加わることにより、嵌合内筒部２１と嵌合外筒部２２とが互いに別々に径方向に移動しようとしても、一対のＯリング３１，３２とグリス３３の介在により、嵌合内筒部２１と嵌合外筒部２２との互いの衝突が回避される。Ｏリング３１，３２に経時によるへたり等が生じ、Ｏリング３１，３２の緩衝機能が低下したとしても、グリス３３はＯリング３１，３２により封止され続けてＯリング３１，３２間で充填状態が保持される。したがって、グリス３３による緩衝機能は低下することなく当初のまま維持され、嵌合内筒部２１と嵌合外筒部２２とが衝突することによる異音やフレッティングの発生が抑制される。
【００３５】
また、対向隙間寸法ｔ１を対向隙間寸法ｔ２よりも大きく設定すれば、グリス３３の充填量をかせぐことができるので、グリス３３による緩衝機能を一層発揮できる。
【００３６】
「第２実施形態」
図４を参照して本発明の第２実施形態を説明する。なお、第１実施形態と同一の構成要素については同一の符号を付し、その説明は省略する。第１実施形態は嵌合内筒部２１に断面矩形状のシール溝３４，３５を形成してこれらシール溝３４，３５にＯリング３１，３２を嵌め込んだ形態であったが、第２実施形態は、シール溝３４，３５を形成することなく、単に仕切り壁部３６によってＯリング３１，３２を離間させて配置した形態である。この第２実施形態も、仕切り壁部３６の存在により、嵌合内筒部２１と嵌合外筒部２２との互いの対向隙間寸法に関して、Ｏリング３１，３２同士の間のシール離間範囲Ｓ１における対向隙間寸法ｔ１が、Ｏリング３１，３２のシール介装範囲Ｓ３における対向隙間寸法ｔ３よりも小さく設定されることとなる。
【００３７】
このようにシール溝３４，３５を形成しない場合であっても、第１実施形態と同様に、Ｏリング３１，３２によるグリス３３の封止機能が発揮される。したがって、グリス３３による緩衝機能は低下することなく当初のまま維持され、嵌合内筒部２１と嵌合外筒部２２とが衝突することによる異音やフレッティングの発生が抑制される。
【００３８】
「第３実施形態」
図５を参照して本発明の第３実施形態を説明する。なお、第１実施形態と同一の構成要素については同一の符号を付し、その説明は省略する。第１実施形態および第２実施形態はＯリング３１，３２を嵌合内筒部２１に外嵌する形態であったのに対し、第３実施形態は、Ｏリング３１，３２を嵌合外筒部２２に内嵌する形態である。第３実施形態では、嵌合外筒部２２の内周面に断面矩形状のシール溝３４，３５を形成してこれらシール溝３４，３５にＯリング３１，３２を嵌め込んでいる。Ｏリング３１，３２を隔てる仕切り壁部３６は嵌合外筒部２２に形成される。グリス３３は、第１ハウジング８と第２ハウジング９との組み付け前のときに例えば仕切り壁部３６の外周面に予め塗布されている。
【００３９】
この第３実施形態によっても、グリス３３はＯリング３１，３２により封止され続けてＯリング３１，３２間で充填状態が保持される。したがって、グリス３３による緩衝機能は低下することなく当初のまま維持され、嵌合内筒部２１と嵌合外筒部２２とが衝突することによる異音やフレッティングの発生が抑制される。
【００４０】
以上、本発明の好適な実施形態を説明した。説明した実施形態は、ウォームギヤ機構３を収容するハウジング側に嵌合内筒部２１を形成し、ラック軸５８を収容するハウジング側に嵌合外筒部２２を形成したが、逆に、ラック軸５８を収容するハウジング側に嵌合内筒部２１を形成し、ウォームギヤ機構３を収容するハウジング側に嵌合外筒部２２を形成してもよい。また、ピニオン軸５５に補助トルク機構５２を設けた場合であっても、その補助トルク機構５２のハウジングに対し本発明は適用可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１      電動パワーステアリング装置
２      アシスト用モータ
３      ウォームギヤ機構
４      アシスト軸
５      ハウジング
８      第１ハウジング
９      第２ハウジング
２１      嵌合内筒部
２２      嵌合外筒部
３１，３２      Ｏリング（環状シール部材）
３３      グリス（油脂類）
３４，３５  シール溝
５１      ステアリング機構
５２      補助トルク機構
５８      ラック軸
Ｓ１      シール離間範囲
Ｓ２      シール側方範囲
Ｓ３      シール介装範囲
ｔ１，ｔ２  対向隙間寸法
【図１】
2016107943.tif 000003
【図２】
2016107943.tif 000004
【図３】
2016107943.tif 000005
【図４】
2016107943.tif 000006
【図５】
2016107943.tif 000007