JP3849751B2 - 電動式パワーステアリング装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電動式パワーステアリング装置に関し、特に異物の侵入を効果的に阻止することのできる電動式パワーステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両の電動式パワーステアリング装置として、補助操舵トルクとなる電動モータの回転出力を歯車装置により減速して操舵機構の出力軸に伝達し、ステアリングホイールに印加された操舵力を補助して、車輪の操舵を行なうように構成したものが知られている。このような電動式パワーステアリング装置においては、ハウジング内に設けられたウォームギヤ機構を用いて、電動モータの回転を減速しつつ出力軸に動力を伝達し、これに噛合したラック軸を軸線方向いずれかに移動させている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、操舵機構において、ラック軸に連結され、車輪を操舵するために軸線方向に移動するタイロッドと、ラックハウジングとの間から異物が侵入しないように、通常は防塵ブーツが設けられている。ところが、防塵ブーツは車体の下方に露出しているため、飛び石等により破損する恐れがある。かかる場合、タイロッドとラックハウジングとの間から、泥水などがラックハウジング内に侵入し、出力軸の周囲からウォームギヤ室に侵入する恐れがある。騒音低減等から、ウォームギヤ機構のウォームホイールは樹脂製の歯で形成する場合が多く、侵入した泥水により樹脂部が吸湿膨潤するため、減速機構部での作動が円滑に行われなくなる恐れがあり、更に歯面の早期摩耗を招く恐れもある。
【０００４】
これに対し、特開平１０−２５８７４９号公報に開示された電動式パワーステアリング装置においては、ウォームギヤ室の手前にオイルシールを設けて、かかる泥水等がウォームギヤ室に侵入しないようにしている。ところが、かかる従来技術では、オイルシールを設けるために装置構成が軸線方向に長くなってしまうという問題がある。また、オイルシールを組み込むため、組み込み作業に時間がかかるという問題もある。
【０００５】
そこで本発明は、かかる問題点に鑑み、大型化を招くことなく、異物の侵入を効果的に阻止できる電動式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】
上記目的を達成すべく、第１の本発明の電動式パワーステアリング装置は、ハウジングと、前記ハウジングに取り付けられ、補助操舵力を回転軸に発生するモータと、車輪を操舵する為に操舵力を出力する出力軸と、前記ハウジングに対して前記出力軸を回転自在に支持するシール付き軸受と、前記モータの回転軸と、前記出力軸とを動力伝達可能に連結する動力伝達機構とからなり、前記軸受の内輪が前記出力軸に圧入され、且つ前記ハウジングと前記軸受の外輪との間にシール部材が配置されているものである。
更に、第２の本発明の電動式パワーステアリング装置は、ハウジングと、前記ハウジングに取り付けられ、補助操舵力を回転軸に発生するモータと、車輪を操舵する為に操舵力を出力する出力軸と、前記ハウジングに対して前記出力軸を回転自在に支持するシール付き軸受と、前記モータの回転軸と、前記出力軸とを動力伝達可能に連結する動力伝達機構とからなり、前記軸受の外輪が前記ハウジングに圧入され、且つ前記軸受の内輪と前記出力軸との間にシール部材が配置されているものである。
【０００７】
【作用】
本発明の電動式パワーステアリング装置によれば、ハウジングと、前記ハウジングに取り付けられ、補助操舵力を回転軸に発生するモータと、車輪を操舵する為に操舵力を出力する出力軸と、前記ハウジングに対して前記出力軸を回転自在に支持する軸受と、前記モータの回転軸と、前記出力軸とを動力伝達可能に連結する動力伝達機構とからなり、前記ハウジングと前記軸受の外輪との間、又は前記軸受の内輪と前記出力軸との間には、シール部材が配置されているので、装置の軸線方向長を変更することなく、前記軸受の外周側もしくは内周側を通ってウォームギヤ室に至る異物を効果的に阻止することが出来る。
【０００８】
尚、シール部材は、例えば前記軸受の外輪に対向する前記ハウジングの内周面に、もしくは前記軸受の内輪に対向する前記出力軸の外周面に形成された周溝内に配置されたＯ−リングであって良いが、これに限られない。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の実施の形態を、図面を参照して以下に詳細に説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態である電動式パワーステアリング装置を、入力軸の軸線に沿って切断して示す断面図である。
【００１０】
図１において、本体１ａと蓋部材１ｂとからなるハウジング１内を、入力軸２および出力軸３が延在している。中空の入力軸２は、上端を図示しないステアリングシャフトに連結されており、更にステアリングシャフトは図示しないステアリングホイールに連結されている。入力軸２は、軸受４によりハウジング１に対して回転自在に支持されている。上端を入力軸２にピン結合し、下端を出力軸３に圧入により連結したトーションバー５が、入力軸２内を延在している。尚、入力軸２とハウジング１の蓋部材１ｂとの間は、軸受４の上方でシール７により密封されている。
【００１１】
入力軸２の下端周囲において、受けたトルクに比例して弾性変形部材であるトーションバー５がねじれることに基づき、操舵トルクを検出する検出装置すなわちトルクセンサ６が設けられている。このトルクセンサ６は、ロータリー式非接触トルクセンサであって、トーションバー５のねじれに基づく入力軸２と出力軸３との相対角度変位を、所定の磁気回路におけるインピーダンスの変化としてコイルにより検出し、電気信号として不図示の制御回路へ出力するものである。
【００１２】
出力軸３の中央部にはピニオン歯車３ａが形成されており、紙面垂直方向に延在するラック軸１１のラック歯１１ａと噛合している。ラック軸１１は、ラックガイド１２ａ、スプリング１２ｂ、ロック部材１２ｃからなる公知のラックサポート装置１２により背面から支持され、ピニオン歯車３ａに向かって押圧されている。
【００１３】
出力軸３の上方端外周には、ウォームホイール１３が圧入等により固定的に取り付けられている。樹脂製の歯を有するウォームホイール１３は、不図示の電動モータの回転軸３０に連結されたウォーム３０ａと噛合している。この電動モータは、不図示の制御回路に連結されているが、かかる制御回路は、トルクセンサ６の出力や車速等の情報を入力し、所定の電力を電動モータに供給して適切な補助トルクを発生させるものである。ウォームホイール１３とウォーム３０ａとで動力伝達機構を構成する。
【００１４】
出力軸３は、軸受１４，１５により回転自在に支持されている。より具体的には、出力軸３の上方端におけるウォームホイール１３の近傍に、上方軸受１４が嵌合している。更に、出力軸３の下方端には下方軸受１５が嵌合している。下方軸受１５の外輪は、ねじカバー９をハウジング１に対してねじ込むことにより、ハウジング１の段部１ｅに対して固定されるようになっている。一方、下方軸受１５の内輪は、ナット１７を出力軸３に対してねじ込むことにより、出力軸３に対して取り付けられるようになっている。なお軸受１５は、アキシャルガタの少ないアンギュラコンタクトタイプであるので、かかる軸受１５を用いることにより、出力軸３の軸線方向の位置決めができる。
【００１５】
図２は、図１の構成のII部を拡大して示す図である。図１に示すように、シール付き軸受である上方軸受１４の外輪１４ａは、ハウジング１の本体１ａに形成された段部１ｃに圧入により取り付けられている。一方、上方軸受１４の内輪１４ｂは、出力軸３の外周面に対してルーズフィットの関係となっているが、図２に示すように、内輪１４ｂに対向する出力軸３の外周面には、周溝３ｂが形成されており、周溝３ｂ内にはＯ−リング１８が配置されている。シール部材として機能するＯ−リング１８は、上方軸受１４の内輪１４ｂと出力軸３との間を密封している。尚、上方軸受１４の上方側がウォームギヤ室Ａとなっている（図１参照）。
【００１６】
次に、本発明による実施の形態の動作につき以下に説明する。
車両が直進状態にあり、図示しないステアリングホイールおよびステアリングシャフトを介して、入力軸２に操舵力が入力されていないとすると、トルクセンサ６は出力信号を発生せず、従って電動モータは補助操舵力を発生しない。
【００１７】
車両がカーブを曲がろうとするときに運転者が不図示のステアリングホイールを操舵すると、操舵力に応じてトーションバー５がねじれ、入力軸２と出力軸３との間で相対回動が発生する。トルクセンサ６は、この相対回動の方向および量に応じて信号を出力する。この信号に基づき、電動モータは回転して補助操舵力を発生する。かかる電動モータの回転は、ウォームギヤ機構（１３，３０ａ）により減速されて出力軸３に伝達され、ラック軸１１の移動を支援することとなる。
【００１８】
本実施の形態によれば、上方軸受１４の内輪１４ｂと出力軸３との間には、Ｏ−リング１８が配置されているので、防塵ブーツ（不図示）が破損してラック軸１１側から泥水等の異物が浸入してきた場合でも、それが上方軸受１４の内周側を通って、ウォームギヤ室Ａに至ることを効果的に阻止することが出来る。上方軸受１４は、潤滑油が内部から漏れ出ることを防止するシール付き軸受であるため、上方軸受１４内を異物が通過することも阻止される。更に、上方軸受１４の外輪１４ａと段部１ｃとは圧入により緊密な関係となっているので、その間を異物が通過することも阻止される。従って、ウォームギヤ室Ａへの出力軸３側からの異物の侵入は阻止されることとなる。加えて、Ｏ−リング１８を設けるに当たっても、装置の軸線方向長及び軸受周囲の寸法を拡大することはなく、コンパクトな構成を維持することが出来る。さらに、Ｏ−リング１８は、上方軸受１４と出力軸３との間で振動が生じた場合でも、これを抑制する機能も有する。
【００１９】
図３は、第２の実施の形態の電動式パワーステアリング装置を示す、図１と同様な断面図である。第２の実施の形態は、第１の実施の形態に対し、上方軸受１４の周囲の構成のみが異なるので、その他の構成については説明を省略する。
【００２０】
シール付き軸受である上方軸受１４の内輪１４ｂは、出力軸３の外周面に圧入により取り付けられている。一方、上方軸受１４の外輪１４ａは、ハウジング１の本体１ａに形成された段部１ｃの内周面に対してルーズフィットの関係となっているが、図３に示すように、段部１ｃの内周面には、周溝１ｄが形成されており、周溝１ｄ内にはＯ−リング１８’が配置されている。シール部材として機能するＯ−リング１８’は、上方軸受１４の外輪１４ａと本体１ａとの間を密封している。尚、上方軸受１４の上方側がウォームギヤ室Ａとなっている。
【００２１】
本実施の形態によれば、上方軸受１４の外輪１４ａと本体１ａとの間には、シール部材としてのＯ−リング１８’が配置されているので、防塵ブーツ（不図示）が破損してラック軸１１側から泥水等の異物が浸入してきた場合でも、それが上方軸受１４の外周側を通って、ウォームギヤ室Ａに至ることを効果的に阻止することが出来る。上方軸受１４は、潤滑油が内部から漏れ出ることを防止するシール付き軸受であるため、上方軸受１４内を異物が通過することも阻止される。更に、上方軸受１４の内輪１４ｂと出力軸３とは圧入により緊密な関係となっているので、その間を異物が通過することも阻止される。従って、ウォームギヤ室Ａへの出力軸３側からの異物の侵入は阻止されることとなる。加えて、Ｏ−リング１８’を設けるに当たっても、装置の軸線方向長及び軸受周囲の寸法を拡大することはなく、コンパクトな構成を維持することが出来る。さらに、Ｏ−リング１８’は、上方軸受１４と本体１ａとの間で振動が生じた場合でも、これを抑制する機能も有する。
【００２２】
以上、実施の形態を参照して本願発明を詳細に説明してきたが、本願発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきでなく、その趣旨を損ねない範囲で適宜変更、改良可能であることはもちろんである。たとえば、Ｏ−リングに限らず、例えば固化することにより密封性を発揮する液状パッキンのようなものを周溝内に充填することでシール部材を形成しても良い。
【００２３】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の電動式パワーステアリング装置によれば、ハウジングと、前記ハウジングに取り付けられ、補助操舵力を回転軸に発生するモータと、車輪を操舵する為に操舵力を出力する出力軸と、前記ハウジングに対して前記出力軸を回転自在に支持する軸受と、前記モータの回転軸と、前記出力軸とを動力伝達可能に連結する動力伝達機構とからなり、前記ハウジングと前記軸受の外輪との間、又は前記軸受の内輪と前記出力軸との間には、シール部材が配置されているので、装置の軸線方向長を変更することなく、前記軸受の外周側もしくは内周側を通ってウォームギヤ室に至る異物を効果的に阻止することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態の電動式パワーステアリング装置を、入力軸の軸線方向に切断して示す断面図である。
【図２】図１のパワーステアリング装置におけるII部を拡大して示す図である。
【図３】第２の実施の形態の電動式パワーステアリング装置を示す、図１と同様な断面図である。
【符号の説明】
１ ハウジング
２ 入力軸
２ｂ 凸部
３ 出力軸
５ トーションバー
５ｅ 下方周溝
６ トルクセンサ
１８、１８’ Ｏ−リング

Claims (2)

1. ハウジングと、
   前記ハウジングに取り付けられ、補助操舵力を回転軸に発生するモータと、
   車輪を操舵する為に操舵力を出力する出力軸と、
   前記ハウジングに対して前記出力軸を回転自在に支持するシール付き軸受と、
   前記モータの回転軸と、前記出力軸とを動力伝達可能に連結する動力伝達機構とからなり、
   前記軸受の内輪が前記出力軸に圧入され、且つ前記ハウジングと前記軸受の外輪との間にシール部材が配置されている電動式パワーステアリング装置。
2. ハウジングと、
   前記ハウジングに取り付けられ、補助操舵力を回転軸に発生するモータと、
   車輪を操舵する為に操舵力を出力する出力軸と、
   前記ハウジングに対して前記出力軸を回転自在に支持するシール付き軸受と、
   前記モータの回転軸と、前記出力軸とを動力伝達可能に連結する動力伝達機構とからなり、
   前記軸受の外輪が前記ハウジングに圧入され、且つ前記軸受の内輪と前記出力軸との間にシール部材が配置されている電動式パワーステアリング装置。

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