JP2000038145A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 減速ギヤボックスからのグリース油成分の漏
洩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】 ギヤボックスカバー３３の中間穴５３に
は、後部軸受４３に隣接するかたちで潤滑油吸収材７１
が嵌挿されている。潤滑油吸収材７１は、鋼製あるいは
合成樹脂製の外輪と、この外輪の内周面に植設された合
成樹脂製のブラシとからなっており、ブラシの先端がア
ウトプットシャフト１７の外周面に摺接している。後部
軸受４３に付着した潤滑油は、外輪４５と内輪６１との
間の空間や内輪６１とアウトプットシャフト１７との間
隙から重力によって前方に移動し、中間穴５３内に流入
することになる。ところが、中間穴５３に潤滑油吸収材
７１が嵌挿されているため、流入したグリース油成分は
潤滑油吸収材７１のブラシに表面張力作用によって補足
され、前部軸受４１側に流出しなくなる

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等に用いら
れる電動パワーステアリング装置に係り、詳しくは、減
速ギヤボックスからのグリース油成分の漏洩を防止する
技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車用の操舵系では、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
が一般に用いられており、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、比較的大排気量の小型自動車等でも
走行燃費が無視し得ないないほど低下することが避けら
れなかった。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（以下、ＥＰＳ：Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ
Ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ と記す）の開発が進
められている。ＥＰＳでは、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、かつ、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（オルタネータに係るエンジ
ンの駆動損失）も抑えられる。

【０００３】ＥＰＳは、電動モータの装着部位によって
コラムアシスト型やピニオンアシスト型等に分類され、
その型式に応じてステアリングシャフトやステアリング
ギヤピニオン等に対してアシストが行われる。コラムア
シスト型のＥＰＳでは、ステアリングコラムの一部が減
速ギヤボックスにより形成され、この減速ギヤボックス
に電動モータが取り付けられている。電動モータの回転
は、減速ギヤボックスに収納されたウォーム減速機構に
より減速された後、ステアリングシャフトの一部を形成
するアウトプットシャフトに伝達される。通常、減速ギ
ヤボックスはギヤボックス本体とギヤボックスカバーと
に分割され、ギヤボックス本体側にはウォームピニオン
やウォームホイール、トルクセンサ等が配設される一
方、ギヤボックスカバー側にはアウトプットシャフトを
回転自在に支持する軸受（一般には、玉軸受）が保持さ
れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した電動パワース
テアリング装置には、減速ギヤボックス内のグリース油
成分がアウトプットシャフトを伝って漏洩する問題があ
った。通常、減速ギヤボックス内では、ウォーム減速機
構やトルクセンサの潤滑を行わせるべく、これらの構成
部材に比較的多量のグリースが塗布されている。そのた
め、長期間に亘る運転が行われると、ウォーム減速機構
やトルクセンサから減速ギヤボックス内にグリース油成
分が飛散し、ステアリングシャフトが垂直あるいは前傾
配置されていることから、飛散したグリース油成分が減
速ギヤボックス内でギヤボックスカバー側に流れること
になる。一般に、ギヤボックス本体とギヤボックスカバ
ーとの間にはＯリングやパッキン等のシール部材が介装
される一方、ギヤボックスカバー側の軸受には外部から
の塵埃の侵入を防止するべく防塵シールが装着されてい
る。ところが、比較的粘度の低いグリース油成分は、防
塵シールと軸受内輪との間隙や軸受内輪とアウトプット
シャフトとの間隙を介して漏洩し、アウトプットシャフ
トからロアステアリングシャフトを伝って車室内に滴り
落ちることになる。この場合、フロアカーペット等が潤
滑油により汚損される他、ユニバーサルジョイント等に
塵埃が付着し、摺動部等の摩耗が促進される虞があっ
た。本発明は、上記状況に鑑みなされたもので、減速ギ
ヤボックスからのグリース油成分の漏洩を防止した電動
パワーステアリング装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そこで、上記課題を解決
するべく、請求項１の発明においては、ステアリングコ
ラムの一部を形成する減速ギヤボックスと、この減速ギ
ヤボックスに取り付けられた電動モータと、前記減速ギ
ヤボックスを貫通すると共に、ステアリングシャフトの
一部を形成するアウトプットシャフトと、前記減速ギヤ
ボックス内に収納され、前記電動モータに結合されたウ
ォームピニオンと、前記アウトプットシャフトに結合さ
れたウォームホイールとからなる減速機構と、前記減速
ギヤボックスに保持され、前記アウトプットシャフトを
回転自在に支持する軸受と有する電動パワーステアリン
グ装置において、前記減速ギヤボックスにおける前記軸
受より外側の部位に潤滑油吸収材を設けたものを提案す
る。この発明では、防塵シールと軸受内輪との間隙や軸
受内輪とアウトプットシャフトとの間隙から漏洩したグ
リース油成分は、潤滑油吸収材に含浸・保持され、減速
ギヤボックス外に流出しなくなる。

【０００６】また、請求項２の発明においては、前記潤
滑油吸収材が、金属または合成樹脂からなる環状体の内
周面に前記アウトプットシャフトに摺接するブラシ状ま
たはスポンジ状の吸収材本体を固着させてなるものを提
案する。この発明では、漏洩したグリース油成分は、表
面張力によりブラシ状の吸収材本体に保持されたり、ス
ポンジ状の吸収材本体に吸収される。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。図１は、第１実施形態に係るステア
リング装置の車室側部分を示す側面図であり、同図中の
符号１は傾斜配置されたステアリングコラムを示す。ス
テアリングコラム１は、鋼板製のアッパブラケット３を
介して車体側メンバ５に固定された鋼管製のアッパステ
アリングコラム（以下、アッパコラムと略称する）７
と、鋼板製のロアブラケット９を介して車体側メンバ５
に固定されたアルミ合金鋳造品の減速ギヤボックス１１
とから構成されている。本実施形態のステアリング装置
には衝撃吸収機構（コラプシブル機構）が組み込まれて
おり、二次衝突時等に図示しない図示しない樹脂ピンが
破断してアッパコラム７が脱落するが、煩雑になるため
その詳細は省略する。図中、符号１３で示した部材は、
アッパコラム７と減速ギヤボックス１１との間に介装さ
れた衝撃エネルギー吸収用の鋼板製ベローズである。

【０００８】アッパコラム７にはアッパステアリングシ
ャフト１５が回動自在に支持されており、減速ギヤボッ
クス１１にはアウトプットシャフト１７が回動自在に支
持されている。また、アッパステアリングシャフト１５
の後端にはステアリングホイール１９が装着される一
方、アウトプットシャフト１７の前端にはユニバーサル
ジョイント２１を介してロアステアリングシャフト２３
が連結されている。減速ギヤボックス１１は、鋼板製ベ
ローズ１３が上端に固着されたギヤボックス本体３１
と、ロアブラケット９とともにギヤボックス本体３１に
ボルト締めされたギヤボックスカバー３３とからなって
いる。ギヤボックスカバー３３には、電動モータ３５が
その側面に取り付けられる他、ウォームピ３７とウォー
ムホイール３９とからなるウォーム減速機構やトルクセ
ンサ（図示せず）が内蔵されている。また、ギヤボック
スカバー３３には、アウトプットシャフト１７を回動自
在に支持するべく、前後一対の深溝玉軸受（以下、単に
軸受と記す）４１，４３が保持されている。

【０００９】図２（図１中の部分拡大図）に示したよう
に、ギヤボックスカバー３３には、その軸心に前後一対
で比較的大径の軸受保持穴４９，５１が形成されると共
に、両軸受保持穴４９，５１間が比較的小径の中間穴５
３となっている。前後軸受４１，４３は、それぞれの外
輪４５，４７が前後軸受保持穴４９，５１に前後から嵌
挿されている。そして、アウトプットシャフト１７の先
端に形成されたねじ部５５に螺合する前後一対のロック
ナット５７，５９によりそれぞれの内輪６１，６３が締
め付けられ、これにより、両軸受４１，４３に予圧が与
えられると共に、アウトプットシャフト１７およびウォ
ームホイール３９の位置決めがなされている。図２中、
符号６５で示した部材は、トルクセンサを構成するトー
ションバーである。

【００１０】第１実施形態の場合、ギヤボックスカバー
３３の中間穴５３には、後部軸受４３に隣接するかたち
で潤滑油吸収材７１が嵌挿されている。潤滑油吸収材７
１は、図３（正面図）および図４（図３中のＢ−Ｂ断面
図）に示したように、鋼製あるいは合成樹脂製の外輪
（環状体）７３と、この外輪７３の内周面に植設された
合成樹脂製のブラシ７５とからなっており、ブラシ７５
の先端がアウトプットシャフト１７の外周面に摺接して
いる。図２中、符号７７で示した部材は、ギヤボックス
本体３１とギヤボックスカバー３３との接合面に介装さ
れたＯリングであり、符号７９で示した部材は後部軸受
保持穴５１の内周面に保持されたＯリングである。尚、
前部軸受４１は防塵型であり、その前面には防塵シール
８１が取り付けられている。

【００１１】以下、第１実施形態の作用を述べる。運転
者がステアリングホイール１９を回転させると、アッパ
ステアリングシャフト１５およびセンサアウトプットシ
ャフト１７，ロアステアリングシャフト２３を介して、
その回転力が図示しないステアリングギヤに伝達され
る。ステアリングギヤ内には、回転入力を直線運動に変
換するラックアンドピニオン機構等が内蔵されており、
タイロッドを介して車輪の舵角が変動して操舵が行われ
る。この際、減速ギヤボックス１１内のトルクセンサの
検出信号や車速等に基づき電動モータ３５が正逆いずれ
かの方向に所定の回転トルクをもって回転し、その回転
が減速ギヤを介してセンサアウトプットシャフト１７に
伝達され、これにより操舵アシストが実現される。

【００１２】さて、このようにして操舵が行われると、
ウォームピニオン３７やウォームホイール３９、トルク
センサ等に塗布されていた多量の潤滑油が周囲に飛散
し、ギヤボックス本体３１やギヤボックスカバー３３の
内面に潤滑油が付着することになる。そして、後部軸受
４３に付着した潤滑油は、外輪４５と内輪６１との間の
空間や内輪６１とアウトプットシャフト１７との間隙か
ら重力によって前方に移動し、中間穴５３内に流入する
ことになる。ところが、本実施形態の場合、中間穴５３
に潤滑油吸収材７１が嵌挿されているため、流入した潤
滑油は潤滑油吸収材７１のブラシ７５に表面張力作用に
よって補足され、前部軸受４１側に流出しなくなるので
ある。尚、潤滑油は、後部軸受４３の外輪４７と後部軸
受保持穴５１との間隙にも流入するが、これは後部軸受
保持穴５１の内周面に保持されたＯリング７９により前
方への流出が阻止される。

【００１３】このように、第１実施形態では、比較的簡
便な構造を採りながら、ギヤボックス１１外への潤滑油
の漏出が効果的に防止され、フロアカーペット等の汚損
やユニバーサルジョイントへの塵埃の付着等が防止され
るようになった。

【００１４】図５は、第２実施形態に係るステアリング
装置の要部を示す縦断面図である。本実施形態では、ウ
ォームホイール３９の前後に（すなわち、ギヤボックス
カバー３３とギヤボックス本体３１とに）それぞれ軸受
４１，４３が配置され、両軸受４１，４３の予圧やウォ
ームホイール３９の位置決めが筒状のアジャストスクリ
ュー８３により行われる。第２本実施形態の場合、潤滑
油吸収材７１はアジャストスクリュー８３の内周面に嵌
挿されており、前部軸受４１から流出した潤滑油が第１
実施形態と同様に潤滑油吸収材７１のブラシ７５により
補足される。尚、本実施形態では、前部軸受４１の外輪
４５と前部軸受保持穴４９との間隙からの潤滑油の流出
を阻止するべく、前部軸受保持穴４９の内周面にＯリン
グ７９を保持させるようにしたが、図６に要部拡大図を
示したように、アジャストスクリュー８３の後部外周面
にＯリング７９を保持させるようにしてもよい。

【００１５】図７は、第３実施形態に係るステアリング
装置の要部を示す縦断面図である。本実施形態でも、第
１実施形態と略同様の構成が採られているが、潤滑油吸
収材７１の装着位置が異なる。すなわち、本実施形態で
は、ギヤボックスカバー３３が若干前方に延設されてお
り、前部軸受４１の前面に隣接するかたちで、前部軸受
保持穴４９の内周面に潤滑油吸収材７１が嵌挿されてい
る。潤滑油吸収材７１のブラシ７５は後部ロックナット
５９の外周面に摺接しており、第１実施形態と同様に前
部軸受４１から流出した潤滑油がブラシ７５により補足
される。

【００１６】図８は、潤滑油吸収材の変形例を示す正面
図であり、図９は図８中のＣ−Ｃ断面図である。これら
の図に示したように、この変形例の潤滑油吸収材７１
は、鋼製あるいは合成樹脂製の外輪７３と、この外輪７
３の内周面に固着された合成樹脂製のスポンジ８５とか
らなっている。この潤滑油吸収材７１では、流出した潤
滑油がスポンジ８５に吸収・保持されるため、前述した
ブラシ７５を用いたものと略同様の効果が得られる。

【００１７】以上で具体的実施形態の説明を終えるが、
本発明の態様は上記実施形態に限られるものではない。
例えば、上記各実施形態は、本発明を軸受を保持したギ
ヤボックスカバーが減速ギヤボックスの前部に配置され
たものに適用したものであるが、ギヤボックスカバーが
減速ギヤボックスの後部に配置され、軸受がギヤボック
ス本体側に保持されたものに適用してもよく、その場合
にはギヤボックス本体に潤滑油吸収材が設けられる。ま
た、潤滑油吸収材の素材として、グラスウールに代表さ
れる繊維状のもの等を用いるようにしてもよいし、軸受
として、アンギュラ玉軸受や円錐ころ軸受等を用いるよ
うにしてもよい。更に、減速ギヤボックスの具体的形状
等や潤滑油吸収材の装着部位等についても、本発明の主
旨を逸脱しない範囲であれば、適宜変更可能である。

【００１８】

【発明の効果】以上述べたように、本発明に係る電動パ
ワーステアリング装置によれば、ステアリングコラムの
一部を形成する減速ギヤボックスと、この減速ギヤボッ
クスに取り付けられた電動モータと、前記減速ギヤボッ
クスを貫通すると共に、ステアリングシャフトの一部を
形成するアウトプットシャフトと、前記減速ギヤボック
ス内に収納され、前記電動モータに結合されたウォーム
ピニオンと、前記アウトプットシャフトに結合されたウ
ォームホイールとからなる減速機構と、前記減速ギヤボ
ックスに保持され、前記アウトプットシャフトを回転自
在に支持する軸受と有する電動パワーステアリング装置
において、前記減速ギヤボックスにおける前記軸受より
外側の部位に潤滑油吸収材を設けるようにしたため、防
塵シールと軸受内輪との間隙や軸受内輪とアウトプット
シャフトとの間隙から漏洩した潤滑油は、潤滑油吸収材
に含浸・保持され、減速ギヤボックス外に流出しなくな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態に係るステアリング装置の車室側
部分を示す側面図である。

【図２】図１中のＡ部拡大断面図である。

【図３】潤滑油吸収材の正面図である。

【図４】図３中のＢ−Ｂ断面図である。

【図５】第２実施形態に係るステアリング装置の要部を
示す縦断面図である。

【図６】第２実施形態の一部変形例を示した要部拡大図
である。

【図７】第３実施形態に係るステアリング装置の要部を
示す縦断面図である。

【図８】潤滑油吸収材の変形例を示す正面図である。

【図９】図８中のＣ−Ｃ断面図である。

【符号の説明】

１１‥‥減速ギヤボックス １７‥‥アウトプットシャフト ３１‥‥ギヤボックス本体 ３３‥‥ギヤボックスカバー ３５‥‥電動モータ ３７‥‥ウォーム ３９‥‥ウォームホイール ４１，４３‥‥深溝玉軸受 ４９，５１‥‥軸受保持穴 ５３‥‥中間穴 ７１‥‥潤滑油吸収材 ７３‥‥外輪 ７５‥‥ブラシ ７９‥‥Ｏリング ８３‥‥アジャストスクリュー ８５‥‥スポンジ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステアリングコラムの一部を形成する減
   速ギヤボックスと、 この減速ギヤボックスに取り付けられた電動モータと、 前記減速ギヤボックスを貫通すると共に、ステアリング
   シャフトの一部を形成するアウトプットシャフトと、 前記減速ギヤボックス内に収納され、前記電動モータに
   結合されたウォームピニオンと、前記アウトプットシャ
   フトに結合されたウォームホイールとからなる減速機構
   と、 前記減速ギヤボックスに保持され、前記アウトプットシ
   ャフトを回転自在に支持する軸受とを有する電動パワー
   ステアリング装置において、 前記減速ギヤボックスにおける前記軸受より外側の部位
   に潤滑油吸収材を設けたことを特徴とする電動パワース
   テアリング装置。
2. 【請求項２】 前記潤滑油吸収材が、金属または合成樹
   脂からなる環状体の内周面に前記アウトプットシャフト
   に摺接するブラシ状またはスポンジ状の吸収材本体を固
   着させてなることを特徴とする、請求項１記載の電動パ
   ワーステアリング装置。