JP2014227068A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】減速機を収容するハウジングの嵌合部からＯリング等のシール部材をなくしても、潤滑剤がハウジングの外に漏れることを防止することが可能な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は、車両の操舵機構に操舵補助力を付与する電動モータと、電動モータの出力を減速する減速機４８と、内周壁の開口端部の周方向に延在し、径方向内側に向かって立設する突条４１３を有し、減速機４８を収容するウォームハウジング４１と、ウォームハウジング４１の開口部４１４を覆うセンサハウジングを備え、突条４１３には長さＬ１の切り欠き４１５が形成され、センサハウジングには、ウォームハウジング４１の開口部４１４と対向する面の径方向外側端部に、切り欠き４１５から挿入されて回動されたときに突条４１３と嵌合する嵌合溝が長さＬ１よりも短い長さで形成されている。【選択図】図４

Description

本発明は、車両の操舵機構に操舵補助力を付与する電動パワーステアリング装置に関する。

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接続される入力軸と、車輪側に接続される出力軸と、入力軸と出力軸との間に設けられるトーションバーと、トーションバーの捩じれに応じてステアリングホイールの操舵トルクを検出するトルクセンサと、トルクセンサが検出したトルクに応じて駆動される電動モータと、電動モータのモータ軸の回転を減速する減速機とを備えている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の電動パワーステアリング装置は、モータ軸に連結されたウォームギヤ、及びウォームギヤに噛み合うウォームホイールからなる減速機を第１ハウジングに収容している。第１ハウジングは、その開口部に嵌合する第２ハウジングによって閉塞され、第１ハウジングと第２ハウジングの間には、Ｏリングが介装されている。このＯリングは、ウォームギヤ及びウォームホイールの噛み合い部の潤滑のために塗布されたグリスの漏れ出しを防いでいる。

特開２０１２−４０９８１号公報

特許文献１に記載の電動パワーステアリング装置では、Ｏリングを第１ハウジングに嵌合するために第１ハウジングの端面に環状溝を形成する必要がある。また第１ハウジングと第２ハウジングとを嵌合した後に、Ｏリングが環状溝に嵌合されていることを確認する必要があり、組み付けに要する工数が増加する要因となっていた。

そこで、本発明は、減速機を収容するハウジングの嵌合部からＯリング等のシール部材をなくしても、潤滑剤がハウジングの外に漏れることを防止することが可能な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。

本発明は、上記目的を達成するために、車両の操舵機構に操舵補助力を付与する電動モータと、前記電動モータの回転軸に固定されたウォームと、前記ウォームと噛み合うウォームホイールとを備え、前記電動モータの出力を減速する減速機と、円筒状の壁部の開口端部の周方向に延在して径方向内側に向かって突出する突条を有し、前記減速機を収容する第１のハウジングと、前記第１のハウジングの開口部を覆う第２のハウジングとを備え、前記第２のハウジングには、前記第１のハウジングの開口部を覆蓋する蓋部の径方向外側端部に、前記突条と嵌合する嵌合溝が形成されている、電動パワーステアリング装置を提供する。

本発明によれば、Ｏリング等のシール部材を無くしても、潤滑剤がハウジングの外部へ漏れてしまうことを防止することができる。

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の側面図である。 操舵補助装置を示す断面図である。 ウォームハウジングとセンサハウジングとの分解斜視図である。 ウォームハウジングを開口部側から見た平面図である。 ウォームハウジングの開口部に対向する面から見たセンサハウジングの平面図である。 図５のＡ−Ａ線に沿う部分断面図である。 図５のＢ−Ｂ線に沿う部分断面図である。 ウォームハウジングとセンサハウジングとの嵌合部を示す要部拡大図である。

［実施の形態］
本発明の実施の形態について、図１〜図８を参照して説明する。

（電動パワーステアリング装置の全体構成）
図１は、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の側面図である。

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１００が端部に固定されるステアリングシャフト２と、ステアリングシャフト２を回転可能に支持するステアリングコラム３と、ステアリングシャフト２に操舵補助力を付与する操舵補助装置４とを備えている。

ステアリングシャフト２は、アッパシャフト２０と、アッパシャフト２０に対して相対回転不能かつ軸方向移動可能に配置された後述するロアシャフト２１（図２に示す）からなる。ステアリングシャフト２は、ステアリングコラム３内にその軸線周りに回転可能に支持され、例えばラックアンドピニオン機構からなる操舵機構（図示せず）に自在継手（図示せず）等を介して連結されている。ステアリングシャフト２は、ステアリングホイール１００の回転力を操舵力として操舵機構に伝達し、車両の転舵輪（図示せず）を操舵する。

アッパシャフト２０は、ステアリングシャフト２のステアリングホイール１００側に配置され、ステアリングコラム３の外部に露出した端部２０ａにステアリングホイール１００が固定される。アッパシャフト２０は、後述するロアシャフトの一部を収容する円筒状の部材である。

ステアリングコラム３は、それぞれが軸方向に沿って相対移動可能なアウタチューブ３０及びインナチューブ３１を有している。インナチューブ３１は、アウタチューブ３０にその軸線方向に沿って相対移動可能に配置されている。アウタチューブ３０は、車体（図示せず）にアッパブラケット５を介して支持されている。アッパブラケット５は、操作レバー５１の操作によって、アウタチューブ３０をロック（固定）するロック状態と、アンロック状態とを切り替え可能である。

操舵補助装置４は、駆動源である電動モータ４０と、電動モータ４０を制御するコントローラ４００と、電動モータ４０の出力を減速するための後述する減速機と、車両の運転者によってステアリングホイール１００に付与された操舵トルクを検出するための後述するトルクセンサとを有している。

本実施の形態では、減速機がウォームギヤ及びウォームホイールからなり、第１のハウジングとしてのウォームハウジング４１に収容されている。ウォームハウジング４１は、電動モータ４０及びコントローラ４００を支持している。トルクセンサは、第２のハウジングとしてのセンサハウジング４２に収容されている。ウォームハウジング４１及びセンサハウジング４２は、一体に固定されてハウジング４３を構成する。

操舵補助装置４は、トルクセンサによって検出された操舵トルクに応じたモータ電流をコントローラ４００から電動モータ４０へ供給し、運転者のステアリングホイール１００の操作を補助する。

（操舵補助装置の構成）
図２は、操舵補助装置４における減速機、及びその周辺部を示す断面図である。なお、図２では、図面の下方が、電動パワーステアリング装置１が車両に搭載された状態における鉛直方向の下方にあたる。

ロアシャフト２１は、ステアリングシャフト２の操舵機構側に配置され、操舵機構側の一端部が操舵補助装置４に連結されている。なお、図示はしないが、ロアシャフト２１は、アッパシャフト２０にその軸線に沿って相対移動可能に連結されている。

インナチューブ３１の操舵補助装置４側の端部は、センサハウジング４２に形成された筒部４２０に嵌合されている。ロアシャフト２１の操舵補助装置４側の端部は、筒状の連結部材４４を介してトーションバー４５の一端部に相対回転不能に連結されている。トーションバー４５の他端部は、操舵補助装置４の出力軸４６に相対回転不能に連結されている。出力軸４６は、上述した自在継手に連結されている。連結部材４４は、軸受４４１によってセンサハウジング４２に支持されている。出力軸４６は、軸受４６１によってセンサハウジング４２に、またシール軸受４６２によってウォームハウジング４１に、それぞれ支持されている。シール軸受４６２は、後述する潤滑剤がハウジング４３の外へ漏れ出してしまうことを防止している。

トルクセンサ４７は、連結部材４４の外周に配置され、運転者によるステアリングホイール１００の操舵トルクに応じて捩れるトーションバー４５の捩れ量を検出するものである。トルクセンサ４７の出力信号はコントローラ４００へ入力され、コントローラ４００は操舵トルクに応じたモータ電流を電動モータ４０に供給する。

減速機４８は、電動モータ４０の回転軸に取り付けられる後述するウォーム４８１（図４に示す）と、出力軸４６の外周に相対回転不能に固定され、ウォーム４８１と噛合うウォームホイール４８２とを有している。ウォームホイール４８２は、円板状の基部４８３の外周にウォーム４８１と噛合う歯部４８４が設けられている。ウォーム４８１とウォームホイール４８２との噛合いによって、トルクセンサ４７が検出するトルクに応じて駆動される電動モータ４０の回転が減速されて出力軸４６へ伝達される。ウォームホイール４８２の歯部４８４には、グリース等の潤滑剤が塗布される。この潤滑剤はハウジング４３の収容空間内で滴下又は飛散してしまうことがあるため、ハウジング４３の収容空間から外部に潤滑剤が漏れ出してしまうことを防止する必要がある。

ハウジング４３の鉛直方向下側では、ウォームハウジング４１の端部に形成された突条４１３と、センサハウジング４２の端部に形成された嵌合溝４２３とが嵌合している。ハウジング４３の鉛直方向上側では、ウォームハウジング４１の端部に形成された突条４１３と、センサハウジング４２の端部に形成された環状突起４２２とが嵌合している。ウォームハウジング４１とセンサハウジング４２とは、締結部材であるボルト４９によって締結されている。ハウジング４３の構成について、詳しくは以下に説明する。

（ハウジングの構成）
図３は、ウォームハウジング４１とセンサハウジング４２との分解斜視図である。図４は、ウォームハウジング４１及び減速機４８をウォームハウジング４１の開口部側から見た平面図である。図５は、ウォームハウジング４１の開口部と対向する面のセンサハウジング４２の平面図である。図６は、図６のＡ−Ａ線に沿う部分断面図である。図７は、図５のＢ−Ｂ線に沿う部分断面図である。図８は、ウォームハウジング４１とセンサハウジング４２との嵌合部を示す要部拡大図である。

ウォームハウジング４１は、外周の鉛直方向上側と下側とに、螺子孔４１ａが形成されている。センサハウジング４２の外周には、ウォームハウジング４１に形成されている螺子孔４１ａに対応する位置に貫通孔４２ａが形成されている。ボルト４９は、センサハウジング４２に形成された貫通孔４２ａを挿通してウォームハウジング４１の螺子孔４１ａに螺合する。

ウォームハウジング４１には、ウォームホイール４８２が収容される収容室４１１を構成する円筒状の壁部４１２の内面４１２ａに、周方向に延在する突条４１３が形成されている。突条４１３は、壁部４１２の径方向内側に向かって突出し、内面４１２ａに立設されている。突条４１３は、図４に示すように、周方向の長さＬ_１の切り欠き４１５が形成され、この切り欠き４１５を除く部分が略Ｃ字を呈する円弧状である。切り欠き４１５は、収容室４１１における鉛直方向の最下部を除く範囲に形成されている。

センサハウジング４２には、ウォームハウジング４１の開口部４１４を覆蓋する蓋部４２１の径方向外側端部に、ウォームハウジング４１に形成された突条４１３と嵌合する環状突起４２２が周方向に延在して立設されている。環状突起４２２は、センサハウジング４２の径方向外側端部に全周に亘って環状に形成され、ステアリングシャフト２の回転軸Ｏに対して平行な方向に突出している。

センサハウジング４２には、ウォームハウジング４１の突条４１３に形成された切り欠き４１５の周方向の長さＬ_１より短い周方向長さＬ_２を有する嵌合溝４２３が、径方向外側に開口して形成されている。嵌合溝４２３の周方向の長さＬ_２は、ウォームハウジング４１の突条４１３と嵌合溝４２３とが嵌合して形成される嵌合部の一端から他端を結ぶ直線から嵌合溝４２３の端部までの深さＤ_１が、ハウジング４３の収容室４１１の最下部付近に貯留される潤滑剤を十分に保持できる深さを得られる長さであればよい。

図７（ｂ）に拡大して示すように、センサハウジング４２の嵌合溝４２３は、ウォームハウジング４１の開口部４１４と対向する蓋部４２１から立設する環状突起４２２を底壁とし、環状突起４２２の先端から径方向外側に突き出た側壁４２４を設けることによって形成されている。つまり、嵌合溝４２３は、蓋部４２１と、蓋部４２１に立設された環状突起４２２と、環状突起４２２の周方向一部において環状突起４２２からその径方向外側に延出された鍔部としての側壁４２４とによって形成されている。

嵌合溝４２３の深さＤ_２は、ウォームハウジング４１に形成されている突条４１３の高さＨと略等しい。センサハウジング４２に形成された嵌合溝４２３は、ウォームハウジング４１に形成されている切り欠き４１５から挿入され、突条４１３と嵌合するように図５に示す矢印Ｃの方向へセンサハウジング４２を回動させることによって、突条４１３と嵌合する。つまり、嵌合溝４２３は、側壁４２４が切り欠き４１５からウォームハウジング４１における突条４１３よりも内側に挿入されて、ウォームハウジング４１とセンサハウジング４２とが相対回転することにより、突条４１３と嵌合する。これにより、嵌合溝４２３は、図３に示したように、ハウジング４３の収容室４１１の最下部を含む範囲に延在して、突条４１３と嵌合した状態となる。

図８に示すように、ウォームハウジング４１の突条４１３とセンサハウジング４２の嵌合溝４２３とが嵌合することによって、突条４１３と嵌合溝４２３との間にラビリンス構造４２５が形成される。ラビリンス構造４２５が形成されることによって、ウォームハウジング４１の突条４１３とセンサハウジング４２の嵌合溝４２３との嵌合部が封止される。ラビリンス構造４２５は、例えば、突条４１３の開口部側側面４１３ａと嵌合溝４２３の側面４２３ａとの間の幅ｄ_１が０〜０．１ｍｍ、突条４１３の上面４１３ｂと嵌合溝４２３の底面４２３ｂとの間の幅ｄ_２が０．１〜０．２ｍｍ、突条４１３の収容室側側面４１３ｃと嵌合溝４２３の側面４２３ｃとの間の幅ｄ_３が０．１〜０．２ｍｍで構成されている。なお、幅ｄ_１〜ｄ_３に示した幅は、ウォームハウジング４１とセンサハウジング４２とをボルト４９で締結した後の幅である。

［実施の形態の効果］
以上説明した実施の形態によれば、次に示す効果が得られる。

（１）ウォームハウジング４１の突条４１３とセンサハウジング４２の嵌合溝４２３とが嵌合する嵌合部はラビリンス構造４２５をなしており、このラビリンス構造４２５によってハウジング４３の収容空間が封止される。これにより、ウォームホイール４８２に塗布される潤滑剤がハウジング４３内に滴下又は飛散して収容室４１１の最下部付近に溜まっても、Ｏリング等のシール部材を配設することなく、ハウジング４３の外へ潤滑剤が漏れ出してしまうことを防止することができる。また、シール部材を必要としないので、部品点数を削減することができると共に、組み付けに要する工数を削減することができる。

（２）センサハウジング４２の嵌合溝４２３は、側壁４２４が突条４１３に形成された切り欠き４１５からウォームハウジング４１の内側に挿入され、センサハウジング４２をウォームハウジング４１に対して回転させることで突条４１３に嵌合する。これにより、簡潔な組み付け手順により確実に嵌合溝４２３と突条４１３とを嵌合させることができる。

（３）ウォームハウジング４１に形成されている突条４１３と、センサハウジング４２に形成されている嵌合溝４２３とは、ハウジング４３の鉛直方向下側で嵌合しているので、重力によって収容室４１１の最下部付近に溜まった潤滑剤がハウジング４３の外へ漏れ出してしまうことを適切に防止することができる。

以上、本発明の電動パワーステアリング装置を実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。

例えば、上記実施の形態ではラビリンス構造４２５が形成されるのは鉛直方向下側として説明したが、これに限らず、潤滑剤が漏れ出してしまう可能性のある箇所にラビリンス構造４２５が形成されるようにしてもよい。

１…電動パワーステアリング装置、２…ステアリングシャフト、３…ステアリングコラム、４…操舵補助装置、５…アッパブラケット、２０…アッパシャフト、２０ａ…端部、２１…ロアシャフト、３０…アウタチューブ、３１…インナチューブ、４０…電動モータ、４１…ウォームハウジング、４１ａ…螺子孔、４２…センサハウジング、４２ａ…貫通孔、４３…ハウジング、４４…連結部材、４５…トーションバー、４６…出力軸、４７…トルクセンサ、４８…減速機、４９…ボルト、５１…操作レバー、１００…ステアリングホイール、４００…コントローラ、４１１…収容室、４１２…壁部、４１２ａ…内面、４１３…突条、４１３ａ…開口部側側面、４１３ｂ…上面、４１３ｃ…収容室側側面、４１４…開口部、４１５…切り欠き、４２０…筒部、４２１…蓋部、４２２…環状突起、４２３…嵌合溝、４２３ａ，４２３ｃ…側面、４２３ｂ…底面、４２４…側壁、４２５…ラビリンス構造、４４１，４６１…軸受、４６２…シール軸受、４８１…ウォーム、４８２…ウォームホイール、４８３…基部、４８４…歯部

Claims (3)

1. 車両の操舵機構に操舵補助力を付与する電動モータと、
   前記電動モータの回転軸に固定されたウォーム、及び前記ウォームと噛み合うウォームホイールを有し、前記電動モータの出力を減速する減速機と、
   円筒状の壁部の開口端部の周方向に延在して径方向内側に向かって突出する突条を有し、前記減速機を収容する第１のハウジングと、
   前記第１のハウジングの開口部を覆う第２のハウジングとを備え、
   前記第２のハウジングには、前記第１のハウジングの開口部を覆蓋する蓋部の径方向外側端部に、前記突条と嵌合する嵌合溝が形成されている、
   電動パワーステアリング装置。
2. 前記第１ハウジングにおける前記突条には、所定の長さの切り欠きが形成され、
   前記第２ハウジングにおける前記嵌合溝は、前記蓋部と、前記蓋部に立設された環状突起と、前記環状突起の周方向一部において前記環状突起からその径方向外側に延出された鍔部とによって形成され、
   前記嵌合溝は、前記鍔部が前記切り欠きから前記第１ハウジングにおける前記突条よりも内側に挿入されて前記第1ハウジングと前記第２ハウジングとが相対回転することにより前記突条と嵌合する、
   請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
3. 前記嵌合溝は、前記第１のハウジングの鉛直方向下側で前記突条と嵌合する、
   請求項１又は２に記載の電動パワーステアリング装置。

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