(57)【要約】      （修正有）【課題】グリースの油分が外部へ漏れるのを防止した電動パワーステアリング装置を提供する。【解決手段】センサハウジング１１およびギヤハウジング１２にウォームホイール４０およびウォームを回転可能に収容する内部空間１０ａを形成した電動パワーステアリング装置において、内部空間１０ａの開口側にセンサハウジング１１およびギヤハウジング１２の互いに嵌め合わされる嵌合部１１ａ、１２ａを設け、嵌合部１１ａ、１２ａに出力軸３２の軸線回りに螺合するねじ部１１ｂ、１２ｂを形成した。【選択図】図１
2016010998.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングシャフトと、前記ステアリングシャフトの他端に一端が回転連結された入力軸と、前記入力軸に一端が回転連結されたトーションバーと、前記トーションバーの他端に回転連結された出力軸と、前記出力軸に回転連結されたウォームホイールと、前記ウォームホイールに噛合するウォームと、前記ウォームを回転駆動するモータと、前記入力軸および前記出力軸間の相対回転から操舵トルクを検出するトルクセンサと、前記ステアリングシャフトを回転可能に支持するステアリングチューブと、前記ステアリングチューブの他端に固定され、前記入力軸を回転可能に支持するセンサハウジングと、前記センサハウジングに固定され、前記出力軸を回転可能に支持するギヤハウジングとを備え、前記センサハウジングおよび前記ギヤハウジングに前記ウォームホイールおよび前記ウォームを回転可能に収容する内部空間を形成した電動パワーステアリング装置において、前記内部空間の開口側に前記センサハウジングおよび前記ギヤハウジングの互いに嵌め合わされる嵌合部を設け、前記嵌合部に前記出力軸の軸線回りに螺合するねじ部を形成した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】
前記ねじ部に液体シールを塗布してシール膜を形成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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサハウジングおよびギヤハウジングにウォームホイールおよびウォームを回転可能に収容する内部空間を形成した電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動パワーステアリング装置として、例えば特許文献１に示すようなものがあり、センサハウジングに入力軸を回転可能に支持し、ギヤハウジングに出力軸を回転可能に支持し、センサハウジングおよびギヤハウジングにウォームホイールおよびウォームを回転可能に収容する内部空間を形成している。内部空間の開口側にセンサハウジングおよびギヤハウジングの互いに嵌め合わされる嵌合部を設け、嵌合部で互いに嵌合させた後に、ボルトでセンサハウジングおよびギヤハウジングを互いに連結している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−８０９９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ウォームホイールおよびウォームの噛み合い部にグリースが塗布されている。グリースは、高温、経年変化により油分が分離し、油分が嵌合部間の隙間を経て外部へ漏れる問題があった。本発明は、上述した問題点を解決するためになされたもので、本発明の目的は、グリースの油分が外部へ漏れるのを防止した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】
【０００５】
請求項１に記載の発明は、ステアリングシャフトと、前記ステアリングシャフトの他端に一端が回転連結された入力軸と、前記入力軸に一端が回転連結されたトーションバーと、前記トーションバーの他端に回転連結された出力軸と、前記出力軸に回転連結されたウォームホイールと、前記ウォームホイールに噛合するウォームと、前記ウォームを回転駆動するモータと、前記入力軸および前記出力軸間の相対回転から操舵トルクを検出するトルクセンサと、前記ステアリングシャフトを回転可能に支持するステアリングチューブと、前記ステアリングチューブの他端に固定され、前記入力軸を回転可能に支持するセンサハウジングと、前記センサハウジングに固定され、前記出力軸を回転可能に支持するギヤハウジングとを備え、前記センサハウジングおよび前記ギヤハウジングに前記ウォームホイールおよび前記ウォームを回転可能に収容する内部空間を形成した電動パワーステアリング装置において、前記内部空間の開口側に前記センサハウジングおよび前記ギヤハウジングの互いに嵌め合わされる嵌合部を設け、前記嵌合部に前記出力軸の軸線回りに螺合するねじ部を形成したことを特徴とするものである。
【０００６】
請求項１の構成によれば、ねじ部によって嵌合部間の隙間が小さくなり、内部空間から外部までの通路長さが長くなるので、グリースの油分が外部へ漏れるのを防止した電動パワーステアリング装置を提供することができる。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、前記ねじ部に液体シールを塗布してシール膜を形成したことを特徴とするものである。
【０００８】
請求項２の構成によれば、シール膜によってねじ部の隙間が無くなり、グリースの油分が外部へ漏れるのをより一層防止した電動パワーステアリング装置を提供することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ねじ部によって隙間が小さくなり、内部空間から外部までの通路長さが長くなるので、グリースの油分が外部へ漏れるのを防止した電動パワーステアリング装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態における電動パワーステアリング装置の出力軸軸線を含む断面図。
【図２】本発明の一実施形態における図１のＡ−Ａ線断面図。
【図３】本発明の一実施形態における図１のＢ−Ｂ線断面図。
【図４】本発明の一実施形態における図１のＣ−Ｃ線断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の一実施形態を、図１乃至図４にもとづいて説明する。
【００１２】
図１に示すように電動パワーステアリング装置は、ステアリングチューブと、ステアリングチューブに回転可能に支持されたステアリングシャフトと、ステアリングチューブの他端に嵌合固定されたハウジング１０と、ハウジング１０に回転可能に軸承された入力軸３０と、ハウジング１０に回転可能に軸承された出力軸３２と、一端が入力軸３０に回転連結され、他端が出力軸３２に回転連結されたトーションバー３１と、入力軸３０および出力軸３２の相対回転を検出するトルクセンサ５０と、出力軸３２の外周に嵌合固定されたウォームホイール４０と、ウォームホイール４０と噛合するウォーム４３と、ウォーム４３を回転駆動する駆動モータ１５とを有する。
【００１３】
ステアリングシャフトの一端には図略のハンドルが回転連結され、出力軸３２の他端には図略のインターミディエイトシャフトが回転連結されている。電動パワーステアリング装置は、ハンドルの回転をインターミディエイトシャフトに伝える機能を有するとともに、駆動モータ１５でパワーアシストする機能を有する。
【００１４】
ステアリングチューブは、円筒形状のアッパーチューブ２０と、円筒形状のロアチューブ２１と、アッパーチューブ２０の内周に設けられた樹脂シート２２からなっている。アッパーチューブ２０は、ロアチューブ２１より大径で、アッパーチューブ２０は、樹脂シート２２を介してロアチューブ２１に対し軸方向に進退可能に嵌合されている。ロアチューブ２１の他端は、ハウジング１０に嵌合固定されている。アッパーチューブ２０は図略のアッパー側支持機構を介して図略の車両にテレスコ及びチルト可能に支持されている。
【００１５】
アッパー側支持機構は、車両に固定される取り付けブラケット２３と、取り付けブラケット２３に固定された断面コの字形状の上側ブラケット２４と、アッパーチューブ２０に固定された断面コの字形状の下側ブラケット２７と、下側ブラケット２７に回転支持された回転軸２８と、回転軸２８に取り付けられた偏心カム２９とを備えている。回転軸２８は、上側ブラケット２４を下側ブラケット２７に圧接する図略の一対の挟持部材を備えている。上側ブラケット２４に対して下側ブラケット２７をチルトさせた後、一対の挟持部材によってロックすることができるようになっている。ロアチューブ２１に対してアッパーチューブ２０をテレスコさせた後、偏心カム２９によってロックすることができるようになっている。
【００１６】
ステアリングチューブには、図略の第１転がり軸受およびニードル軸受６５を介してステアリングシャフトが回転可能に軸承されている。ステアリングシャフトは、アッパーチューブ２０に第１転がり軸受を介して回転可能に軸承されるアッパーシャフト２５と、ロアチューブ２１に遊嵌されるロアシャフト２６とからなっている。ロアシャフト２６の一端外周はアッパーシャフト２５の他端内周にスプライン嵌合され、ロアシャフト２６は、アッパーシャフト２５に対し軸方向に進退可能にかつ回転伝達可能になっている。アッパーシャフト２５の一端には運転手が操作する図略のハンドルが連結され、ロアシャフト２６の他端は入力軸３０に嵌合固定されている。
【００１７】
ハウジング１０は、鋳物で作られ、センサハウジング１１と、センサハウジング１１にねじ部を介して連結されたギヤハウジング１２とからなっている。ギヤハウジング１２は、二股形状の支持ブラケット１３と、円盤形状のモータブラケット１４と、入力軸３０の軸線回りに９０度毎に形成された複数のリブ１１ｃとを有する。支持ブラケット１３は図略のロア側支持機構を介して図略の車両に旋回可能に支持されている。モータブラケット１４には、取り付けボルト１６を介して駆動モータ１５が取り付けられている（図２）。リブ１１ｃは、入力軸３０の軸線を含む平面と平行な壁を有し、この壁と直交する方向から見ると三角形状を有し、入力軸３０の軸線方向から見ると半径方向に延びている（図２）。
【００１８】
ハウジング１０には、ウォームホイール４０およびウォーム４３を回転可能に収容する内部空間１０ａが形成されている。ギヤハウジング１２の内部空間１０ａの開口側で、センサハウジング１１およびギヤハウジング１２に互いに嵌め合わされる嵌合部１１ａ、１２ａを設け、嵌合部１１ａ、１２ａに出力軸３２の軸線回りに螺合するねじ部を形成した。ねじ部は、嵌合部１１ａの外周に形成されたおねじ部１１ｂ（図３）と、嵌合部１２ａの内周に形成されためねじ部１２ｂとからなる。おねじ部１１ｂおよびめねじ部１２ｂ間の隙間は、円筒状の内周に円筒状の外周を隙間嵌合させた従来のものに比べて小さい。おねじ部１１ｂおよびめねじ部１２ｂ間の隙間を埋めるような形で図略のシール膜が形成されている。このシール膜は、おねじ部１２ｂに液体シールを塗布し、おねじ部１１ｂをめねじ部１２ｂに螺合させ、固化したものである。
【００１９】
ハウジング１０に入力軸３０と出力軸３２が、互いに軸方向にずらして同軸回りに回転可能に軸承されている。入力軸３０は、ニードル軸受６５を介してセンサハウジング１１に回転可能に軸承され、樹脂製滑り軸受３６を介して出力軸３２に回転可能に軸承されている。出力軸３２は、第２転がり軸受７０を介してセンサハウジング１１に回転可能に軸承され、第３転がり軸受７５を介してギヤハウジング１２に回転可能に軸承されている。
【００２０】
第２転がり軸受７０は、転動体として玉を用いた玉軸受である。センサハウジング１１の内周には、第２転がり軸受７０の第２外輪が隙間嵌めで嵌合されている。出力軸３２の一端外周には、第２転がり軸受７０の第２内輪が締まり嵌めで嵌合されている。出力軸３２の第１段面には、第２内輪７２の他端面が当接している。
【００２１】
第３転がり軸受７５は、転動体として玉を用いた玉軸受である。ギヤハウジング１２の内周には、円筒形状の第３嵌合面が形成され、第３嵌合面の他端側で内径方向に延びる第２段面が形成されている。第３嵌合面には、第３転がり軸受７５の第３外輪が締まり嵌めで嵌合されている。第２段面には、第３外輪の他端面が当接している。第３外輪の一端面に当接する止め輪３７は、ギヤハウジング１２に形成された環状溝に嵌め込まれている。第２段面および止め輪３７によって、ギヤハウジング１２に対する第３外輪の軸方向の抜けを防止できる。
【００２２】
出力軸３２の中央外周には、円筒形状の第４嵌合面が形成され、第４嵌合面の一端側で外径方向に延びる第３段面が形成されている。第４嵌合面には、第３内輪７７が締まり嵌めで嵌合されている。第４段面には、第３内輪の一端面が当接している。第３内輪の他端面に当接する止めナット３８は、出力軸３２の外周に螺合されている。第４段面および止めナット３８によって、出力軸３２に対する第３内輪の軸方向の抜けを防止できる。
【００２３】
図１に示すようにトーションバー３１の一端は、入力軸３０の内周に圧入嵌合され、トーションバー３１の他端は、出力軸３２の内周に嵌合されている。出力軸３２の他端およびトーションバー３１の他端に連結ピン３３が打ち込まれ、出力軸３２およびトーションバー３１は、連結ピン３３を介して回転連結されている。
【００２４】
トルクセンサ５０は、入力軸３０の外周に圧入嵌合された樹脂製のカラー５５と、カラー５５に保持されたマグネット５４と、出力軸３２の外周に圧入嵌合された鉄製のカラー５３と、カラー５３に圧入嵌合された樹脂製の中継部材５２と、センサハウジング１１に設けられた集中部材５１とからなっている。中継部材５２には、一対のコアが埋設され、集中部材５１には、一対の集中リングが埋設されている。入力軸３０および出力軸３２間の相対回転量を、マグネット５４の磁力が一対のコアを介して一対の集中リングで捉えられることによって検出している。入力軸３０および出力軸３２間の相対回転量の増加につれて、トーションバー３１の捩れトルクが増加するので、トルクセンサ５０によってトルクを検出することができる。
【００２５】
図１および図４に示すように出力軸３２にはウォームホイール４０が嵌合固定され、このウォームホイール４０にウォーム４３が噛合している。ウォーム４３は、一対の転がり軸受４４、４５を介してギヤハウジング１２に回転可能に軸承されている。ウォーム４３は、駆動モータ１５の駆動軸が回転連結され、駆動モータ１５の回転がウォーム４３、ウォームホイール４０を介して出力軸３２に伝えられるようになっている。ウォーム４３および駆動軸間にカップリング４６が設けられている。駆動モータ１５の回転力は、トルクセンサ５０で検出されたトルクの増加に応じて増加するようになっている。
【００２６】
支持ブラケット１３は図略のロア側支持機構を介して図略の車両に旋回可能に支持される。アッパーチューブ２０はアッパー側支持機構を介して図略の車両にテレスコ及びチルト可能に支持されている。
【００２７】
次に上述した構成にもとづいて、入力軸３０および出力軸３２の組付け動作を説明する。
【００２８】
図１に示すように出力軸３２の外周に、ウォームホイール４０が締まり嵌めで嵌合される。出力軸３２の第２嵌合面に第２転がり軸受７０の第２内輪が締まり嵌めで嵌合され、第１段面には第２内輪の他端面が当接する。さらに、出力軸３２の第２嵌合面に、樹脂製の中継部材５２を保持したカラー５３が圧入嵌合される。出力軸３２の一端内周に、樹脂製滑り軸受３６の外周が嵌め込まれる。こうして、ウォームホイール４０、第２転がり軸受７０、中継部材５２、樹脂製滑り軸受３６を取り付けた出力軸３２の組付け品が作られる。ウォームホイール４０の外周にグリースを塗布する。
【００２９】
ギヤハウジング１２の第３嵌合面に第３転がり軸受７５の第３外輪が締まり嵌めで嵌合され、第２段面に第３外輪の他端面が当接する。ギヤハウジング１２の環状溝に止め輪３７が嵌め込まれ、止め輪３７に第３外輪の一端面が当接する。第２段面および止め輪３７によって、ギヤハウジング１２に対する第３外輪の軸方向の抜けを防止できる。ギヤハウジング１２に外周にグリースを予め塗布したウォーム４３を挿入し、ギヤハウジング１２の内周およびウォーム４３の両端外周間に一対の転がり軸受４４、４５を挿入し、転がり軸受４４を押さえリング４７によってギヤハウジング１２に固定する。こうして、ウォーム４３および第３転がり軸受７５を取り付けたギヤハウジング１２の組付け品が作られる。
【００３０】
ギヤハウジング１２の組付け品に、出力軸３２の組付け品を組付ける。ウォーム４３にウォームホイール４０を噛合させながら、出力軸３２の第４嵌合面に、第３転がり軸受７５の第３内輪が締まり嵌めで嵌合され、第４段面に第３内輪の一端面が当接する。出力軸３２の外周に止めナット３８が螺合され、止めナット３８に第３内輪の他端面が当接する。第４段面および止めナット３８によって、出力軸３２に対する第３内輪７７の軸方向の抜けを防止できる。こうして、出力軸３２の組付け品を取り付けたギヤハウジング１２の大組付け品が作られる。
【００３１】
入力軸３０の内周にトーションバー３１の一端が圧入嵌合され、入力軸３０の外周にマグネット５４を保持したカラー５５が圧入嵌合される。こうして、トーションバー３１、マグネット５４を取り付けた入力軸３０の組付け品が作られる。
【００３２】
センサハウジング１１の内周に、ニードル軸受６５の外周が締まり嵌めで嵌合される。こうして、ニードル軸受６５を取り付けたセンサハウジング１１の組付け品が作られる。
【００３３】
ギヤハウジング１２の大組付け品に、入力軸３０の組付け品を組付ける。トーションバー３１の他端外周が出力軸３２の内周に嵌合され、入力軸３０の他端外周が、樹脂製滑り軸受３６の内周に嵌合される。出力軸３２の他端およびトーションバー３１の他端に連結ピン３３が打ち込まれ、出力軸３２およびトーションバー３１は、連結ピン３３を介して回転連結されている。こうして、入力軸３０の組付け品を取り付けたギヤハウジング１２の大々組付け品が作られる。
【００３４】
ギヤハウジング１２の大々組付け品に、センサハウジング１１の組付け品を取付ける。おねじ部１２ｂに液体シールを予め塗布しておく。第２転がり軸受７０の第２外輪の外周の一部がセンサハウジング１１の内周に隙間嵌めで嵌合され、入力軸３０の外周がニードル軸受６５のニードルの一部に隙間嵌めで嵌合された状態で、めねじ部１２ｂにおねじ部１１ｂを螺合させる。この螺合によって、第２転がり軸受７０の第２外輪の外周の全てがセンサハウジング１１の内周に隙間嵌めで嵌合され、入力軸３０の外周がニードル軸受６５のニードルの全てに隙間嵌めで嵌合される。センサハウジング１１を出力軸３２の軸線回りに回すときに、ギヤハウジング１２を図略の治具によって回り止めし、図２のリブ１１ｃに指を引っ掛けてセンサハウジング１１に回転力を与える。こうして、図１に示すように中継部材５２の内周側にマグネット５４が配置されるとともに、センサハウジング１１およびギヤハウジング１２が一体化され、ハウジング１０が構成される。液体シールは、時間とともに固化が進み、おねじ部１１ｂおよびめねじ部１２ｂ間の隙間を埋めるような形で図略のシール膜が形成される。
【００３５】
続いて、電動パワーステアリング装置の使用状況を説明する。
【００３６】
図略のハンドルが操作されると、図１に示すようにアッパーシャフト２５が回転し、アッパーシャフト２５の回転は、ロアシャフト２６、入力軸３０、トーションバー３１、出力軸３２を介して図略のインターミディエイトシャフトに伝えられる。路面抵抗は、インターミディエイトシャフトを介して出力軸３２に伝えられる。ハンドルの操作と路面抵抗によって、トーションバー３１が捩られ、入力軸３０および出力軸３２間に相対回転が発生し、相対回転量、すなわちトルクがトルクセンサ５０によって検出される。
【００３７】
トルクセンサ５０の信号は図略の制御装置に入力され、トルクに応じた出力信号が制御装置から駆動モータ１５に印加される。駆動モータ１５の回転は、ウォーム４３、ウォームホイール４０を介して出力軸３２に伝えられる。駆動モータ１５は、トルクに応じた回転力を発生し、ハンドル操作をパワーアシストする。
【００３８】
高温、経年変化によってグリースの油分が分離し、内部空間１０ａの下のほうに油分が溜まる。ねじ部によって隙間が小さくなり、内部空間１０ａから外部までの通路長さが長くなるので、グリースの油分が外部へ漏れるのを防止できる。さらに、おねじ部１１ｂおよびめねじ部１２ｂ間の隙間を埋めるような形で図略のシール膜が形成されているので、グリースの油分が外部へ漏れるのを一層防止できる。
【００３９】
本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００４０】
１０ａ：内部空間、１１：センサハウジング、１１ａ：嵌合部、１１ｂ：おねじ部（ねじ部）、１２ａ：嵌合部、１２ｂ：めねじ部（ねじ部）、１２：ギヤハウジング、３０：入力軸、３１：トーションバー、３２：出力軸、４０：ウォームホイール、４３：ウォーム、５０：トルクセンサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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