(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵により回転するピニオンと、
そのピニオンに噛み合うラックと、
そのピニオンとラックを覆うハウジングと、
そのラックに一体化されるボールスクリューシャフトと、
そのボールスクリューシャフトにボールを介してねじ合わされるボールナットと、
そのラックの長手方向に沿う操舵補助力を付与できるように、そのボールナットを回転駆動するブラシレスモータとを備え、
そのブラシレスモータは、そのハウジングの内周側に固定されるステータと、そのハウジングの内周側により回転可能に支持される筒状ロータと、そのハウジング内のロータ外周側においてロータの回転位相を検出するセンサとを有し、
そのラックはロータに隙間を介して挿入され、そのロータはボールナットに連結され、
そのハウジングの内周とロータの一端側外周との間をシールするシール手段が設けられ、
前記センサは、そのシール手段とステータとの間に配置され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】
そのシール手段はラビリンスシールにより構成されている請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
そのハウジングから突出するラックの一端側を覆う第１伸縮カバーと、そのハウジングから突出するラックの他端側を覆う第２伸縮カバーとを備え、その第１伸縮カバーの一端側はハウジング側に連結されると共に他端側はラック側に連結され、その第２伸縮カバーの一端側はハウジング側に連結されると共に他端側はラック側に連結され、両伸縮カバーの内部は前記ラックの外周とロータの内周との間の隙間を介して互いに通じている請求項１または２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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ラックに一体化されるボールスクリューシャフトにねじ合わされるボールナットを、ブラシレスモータにより回転駆動することで操舵補助力を付与するラックピニオン式電動パワーステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ラックピニオン式電動パワーステアリング装置として、操舵により回転するピニオンと、そのピニオンに噛み合うラックと、そのピニオンとラックを覆うハウジングと、そのラックに一体化されるボールスクリューシャフトと、そのボールスクリューシャフトにボールを介してねじ合わされるボールナットと、そのラックの長手方向に沿う操舵補助力を付与できるように、そのボールナットを回転駆動するブラシレスモータとを備えるものが従来から用いられている。
【０００３】
そのブラシレスモータは、そのハウジング側に固定されるステータと、そのハウジング側により回転可能に支持されると共にラックが隙間を介して挿入される筒状ロータと、そのロータの回転位相を検出するためのレゾルバ等のセンサとを有し、そのセンサにより検出されたロータの回転位相に応じて回転駆動用交流電流が投入される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そのラックの歯部やボールスクリューシャフトには潤滑剤としてグリースが塗布される。そのグリースは、ピニオンの回転によるラックの移動によって、ラックの外周とロータの内周との間の隙間を移動し、ロータの外周側に配置されるセンサに付着する。そのため、そのセンサの検出精度が低下したり、合成樹脂製部品を使用している場合は劣化するという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記問題を解決することの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。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の電動パワーステアリング装置は、操舵により回転するピニオンと、そのピニオンに噛み合うラックと、そのピニオンとラックを覆うハウジングと、そのラックに一体化されるボールスクリューシャフトと、そのボールスクリューシャフトにボールを介してねじ合わされるボールナットと、そのラックの長手方向に沿う操舵補助力を付与できるように、そのボールナットを回転駆動するブラシレスモータとを備え、そのブラシレスモータは、そのハウジングの内周側に固定されるステータと、そのハウジングの内周側により回転可能に支持される筒状ロータと、そのハウジング内のロータ外周側においてロータの回転位相を検出するセンサとを有し、そのラックはロータに隙間を介して挿入され、そのロータはボールナットに連結され、そのハウジングの内周とロータの一端側外周との間をシールするシール手段が設けられ、前記センサは、そのシール手段とステータとの間に配置されることを特徴とする。
本発明の構成によれば、ハウジングの内周とロータの一端側外周との間をシール手段によりシールし、そのシール手段とステータとの間にロータの回転位相検出用センサを配置するので、ラックの歯部やボールスクリューシャフトに塗布されるグリース等の潤滑剤が、そのセンサにまで至ることはない。
【０００７】
そのシール手段はラビリンスシールにより構成されているのが好ましい。これにより、そのハウジングとロータとを接触させることなくシールできるので、摩耗によるシール機能の低下が生じることはない。
【０００８】
そのハウジングから突出するラックの一端側を覆う第１伸縮カバーと、そのハウジングから突出するラックの他端側を覆う第２伸縮カバーとを備え、その第１伸縮カバーの一端側はハウジング側に連結されると共に他端側はラック側に連結され、その第２伸縮カバーの一端側はハウジング側に連結されると共に他端側はラック側に連結され、両伸縮カバーの内部は前記ラックの外周とロータの内周との間の隙間を介して互いに通じているのが好ましい。
両伸縮カバーによりハウジング内に異物が侵入するのを防止できる。両伸縮カバーの内部が互いに通じることで、ラックの移動による両伸縮カバーの伸縮時に両伸縮カバーの内圧が変化することはないので、そのラックの移動が阻害されるのを防止できる。この際、シール手段をロータとラックとの間ではなく、ハウジングとロータとの間に設けているので、ラックに貫通孔を設けることなく、両伸縮カバーの内部をラックの外周とロータの内周との間の隙間を介して互いに通じさせることができる。これにより、ラック強度の低下を防止できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図１に示すラックピニオン式電動パワーステアリング装置１は、入力シャフト２に連結されるステアリングホイール（図示省略）の操舵により回転するピニオン３と、そのピニオン３に噛み合うラック４とを備え、そのラック４の両端に車輪（図示省略）が連結される。そのピニオン３の回転によりラック４が車両幅方向に沿う長手方向に移動することで、車両の舵角が変化する。
【００１０】
そのピニオン３とラック４を覆うハウジングとして、ピニオンハウジング３０と、このピニオンハウジング３０に一体化されるラックハウジング３１とを備える。そのピニオンハウジング３０内に、ステアリングホイールの操舵によりピニオン３に伝達される操舵トルクを検出するトルクセンサ７が設けられ、制御装置（図示省略）に接続される。そのトルクセンサ７は公知のものを採用できる。
【００１１】
そのラックハウジング３１内において、そのラック４の外周にボールスクリューシャフト６１が一体化され、そのボールスクリューシャフト６１にボール６２を介してボールナット６３がねじ合わされる。
【００１２】
そのラック４の長手方向に沿う操舵補助力を付与できるように、そのボールナット６３を回転駆動するブラシレスモータ８が設けられている。そのブラシレスモータ８は、そのラックハウジング３１の内周側に固定されるステータ８ａと、そのラックハウジング３１の内周側によりベアリング３２ａ、３２ｂを介して回転可能に支持される筒状のロータ８ｂと、そのロータ８ｂの回転位相検出用センサとしてレゾルバ８ｃと、このロータ８ｂの外周側に一体化されるマグネット８ｄとを有する。そのロータ８ｂに上記ラック４が隙間を介して挿入される。そのロータ８ｂの図中左端側が上記ボールナット６３に連結される。この連結は、例えばスプライン、セレーション、トルクリミッター等を介して行うことができる。これにより、そのボールナット６３をブラシレスモータ８により回転駆動することができ、そのボールナット６３の回転駆動によりラック４の長手方向に沿う操舵補助力が付与される。
【００１３】
図２に示すように、そのレゾルバ８ｃは、ラックハウジング３１内のロータ８ｂ外周側に配置され、ロータ８ｂの一端外周に固定される回転子８ｃ′と、ラックハウジング３１側に固定される固定子８ｃ″とを有し、配線４６を介して制御装置に接続される。本実施形態では、その回転子８ｃ′は、ロータ８ｂの外周に形成された段差部とロータ８ｂの外周に嵌め合わされた止め輪３３とにより、ブッシュ３４を介して挟み込まれる。そのピニオンハウジング３０とラックハウジング３１は筒状のスペーサ３５を介して連結される。そのスペーサ３５の内周に固定子８ｃ″が嵌め合わされる。そのスペーサ３５の内周は、ピニオンハウジング３０から突出する環状部３０ａの外周にシールリング３６を介して嵌め合わされる。その環状部３０ａとスペーサ３５とにより固定子８ｃ″はリング部材３７、３８を介して挟み込まれる。そのスペーサ３５の外周は、ラックハウジング３１の内周にシールリング３９を介して嵌め合わされる。このスペーサ３５の内周とロータ８ｂの外周との間に上記ベアリング３２ａが嵌め合わされ、そのベアリング３２ａは、ロータ８ｂの外周の段差とスペーサ３５の内周の段差との間に板バネ４５を介して挟まれる。
【００１４】
そのピニオンハウジング３０の一端内周はロータ８ｂの一端外周に対向するものとされ、そのピニオンハウジング３０の一端内周とロータ８ｂの一端外周との間をシールするシール手段として、オイルシール４０が設けられている。上記レゾルバ８ｃは、そのオイルシール４０とステータ８ａとの間に配置される。
【００１５】
図１に示すように、そのピニオンハウジング３０から突出するラック４の一端側を覆う第１伸縮カバー７１と、そのラックハウジング３１から突出するラック４の他端側を覆う第２伸縮カバー７２とが設けられている。その第１伸縮カバー７１の一端側はピニオンハウジング３０の外周側に嵌め合わされることで連結され、他端側はラック４に連結されたタイロッド７３の外周側に嵌め合わされることで連結されている。その第２伸縮カバー７２の一端側は、ラックハウジング３１の外周側に嵌め合わされることで連結され、他端側はラック４に連結されたタイロッド７４の外周側に嵌め合わされることで連結されている。両伸縮カバー７１、７２の内部は前記ラック４の外周とロータ８ｂの内周との間の空間を介して互いに通じている。
【００１６】
上記トルクセンサ７とレゾルバ８ｃが接続される制御装置が、トルクセンサ７により検出される操舵トルクと、レゾルバ８ｃにより検出されるロータ８ｂの回転位相に応じて、回転駆動用交流電流をブラシレスモータ８に投入することで、その操舵トルクに応じた操舵補助力が付与される。その制御装置は公知のものを用いることができる。
【００１７】
上記構成によれば、ピニオンハウジング３０の内周とロータ８ｂの一端外周との間をオイルシール４０によりシールし、そのオイルシール４０とステータ８ａとの間にレゾルバ８ｃを配置するので、ラック４の歯部やボールスクリューシャフト６１に塗布されるグリース等の潤滑剤が、そのレゾルバ８ｃにまで至るのを防止できる。また、両伸縮カバー７１、７２の内部が互いに通じることで、ラック４の移動による両伸縮カバー７１、７２の伸縮時に、両伸縮カバー７１、７２の内圧が変化することはないので、そのラック４の移動が阻害されるのを防止できる。この際、オイルシール４０をロータ８ｂとラック４との間ではなく、ピニオンハウジング３０とロータ８ｂとの間に設けているので、ラック４に貫通孔を設けることなく、両伸縮カバー７１、７２の内部をラック４の外周とロータ８ｂの内周との間の隙間を介して互いに通じさせることができ、ラック４の強度の低下を防止できる。
【００１８】
図３は本発明の変形例を示す。上記実施形態との相違点は、シール手段としてオイルシール４０に代えてラビリンスシール５０が設けられている点にある。そのラビリンスシール５０は、ピニオンハウジング３０の内周に軸方向に沿って並列するように一体化された複数の環状突部５０ａと、ロータ８ｂの外周に軸方向に沿って並列するように一体化された複数の環状突部８ｂ′とを、ロータ８ｂの軸方向に交互に並列すると共に、その軸方向から視て重なるように配置することで構成されている。他は上記実施形態と同様とされる。これにより、そのピニオンハウジング３０とロータ８ｂとを接触させることなくシールできるので、摩耗によるシール機能の低下が生じることはない。なお、ラビリンスシールの形態は特に限定されない。
【００１９】
本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、ロータの回転位相検出用センサはレゾルバに限定されない。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば、ラックに一体化されるボールスクリューシャフトにねじ合わされるボールナットを駆動する操舵補助力発生用ブラシレスモータを備える電動パワーステアリング装置において、ロータ回転位相検出用センサの検出精度の低下や合成樹脂製部品の劣化を防止でき、さらにラックの強度低下を防止することのできる電動パワーステアリング装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の電動パワーステアリング装置の断面図
【図２】本発明の実施形態の電動パワーステアリング装置の要部の断面図
【図３】本発明の変形例の電動パワーステアリング装置の要部の断面図
【符号の説明】
３  ピニオン
４  ラック
８  ブラシレスモータ
８ａ  ステータ
８ｂ  ロータ
８ｃ  レゾルバ
３０  ピニオンハウジング
３１  ラックハウジング
４０  オイルシール
５０  ラビリンスシール
６１  ボールスクリューシャフト
６２  ボール
６３  ボールナット
７１、７２  伸縮カバー
【図１】
0003769133.tif 000002
【図２】
0003769133.tif 000003
【図３】
0003769133.tif 000004