JPWO2014077006A1 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

本発明の電動パワーテアリング装置では、少なくとも一つの転がり軸受を支持する軸受支持用ハウジング部材を、好ましくは、−４０℃〜８５℃の温度環境で連続使用可能であり、繊維状充填材を３０〜５５質量％含有する樹脂組成物からなり、２３℃〜８０℃の温度範囲で繊維方向及び繊維直角方向ともに線膨張係数が１．２×１０-５〜５．５×１０-５（１／℃）の範囲であり、２３℃の水中に２４時間放置したときの吸水率が４％以下である樹脂で形成した。

Description

本発明は、電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ：Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ）に関する。

従来、自動車等に搭載される電動パワーステアリング装置として、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。
この電動パワーステアリング装置においては、車両の操舵系の一部に捩れ方向に弾性変形可能なトーションバーを設け、このトーションバーを介して連結される入力軸と出力軸との間に操舵トルクに比例した相対回転を発生させている。そして、その相対回転を測定することにより操舵トルクを検出し、その検出された操舵トルクに応じた操舵補助トルクを発生させることにより運転者の負担を軽減するようにしている。

このような電動パワーステアリング装置において、入力軸、出力軸、及び操舵補助トルクを発生させる操舵アシスト機構は、ハウジング内に内包されている。そして、このハウジングは、アルミニウム等の金属材料で形成されているのが一般的である。操舵補助トルクを発生させる操舵アシスト機構は、入力軸に入力された操舵力を操舵トルクとして検出するトルクセンサを含み、操舵補助トルクはこのトルクセンサで検出した検出値から算出される。そして、この操舵補助トルクは、出力軸にウォーム及びウォームホイールを介して連結されている電動モータから出力軸に付与されるようになっている。

このハウジングを金属材料で形成した従来の電動パワーステアリング装置の一例を図２に示す。
図２に示す電動パワーステアリング装置は、ハウジング１０１内に、入力軸１０２、出力軸１０３、及び入力軸１０２に入力された操舵力を操舵トルクとして検出するトルクセンサ１０８を内包している。入力軸１０２は、図示しない転がり軸受によってハウジング１０１に対して回転可能に支持されている。出力軸１０３は、２つの転がり軸受１０５ａ，１０５ｂによってハウジング１０１に対して回転可能に支持されている。

入力軸１０２及び出力軸１０３には、それぞれ軸中心と同心の筒状孔１０２ａ，１０３ａが形成され、それら筒状孔１０２ａ，１０３ａにトーションバー１０４が挿入され、入力軸１０２及び出力軸１０３は、トーションバー１０４を介して連結されている。トーションバー１０４の一端部と入力軸１０２とは、トーションバー１０４の一端部と入力軸１０２との嵌合部に径方向に連通する連通孔１０６を設け、この連通孔１０６にピン（図示せず）を挿入することにより連結されている。また、トーションバー１０４の他端部と出力軸１０３とは、トーションバー１０４の他端部と出力軸３との嵌合部に径方向に連通する連通孔（図示せず）を設け、この連通孔にピン（図示せず）を挿入することにより連結されている。

入力軸１０２の図示しない右端側には、ステアリングホイールが回転方向に一体に取り付けられており、また、出力軸１０３の左端には、ユニバーサルジョイントを介して、例えば公知のラックアンドピニオン式ステアリング装置を構成するピニオン軸が連結されている。従って、操舵者がステアリングホイールを操舵することによって発生した操舵力は、入力軸１０２、トーションバー１０４、出力軸１０３、ユニバーサルジョイント及びラックアンドピニオン式ステアリング装置を介して転舵輪に伝達される。

出力軸１０３には、出力軸１０３と同軸且つ一体に回転するウォームホイール１０９が外嵌している。このウォームホイール１０９に設けられた樹脂製の噛合部１０９ａと、電動モータ１１０の出力軸（図示せず）の外周面に形成されたウォーム１１０ａとが噛み合っている。従って、電動モータ１１０の回転力は、その出力軸、ウォーム１１０ａ及びウォームホイール１０９を介して出力軸１０３に伝達されるようになっており、電動モータ１１０の回転方向を適宜切り換えることにより、出力軸１０３に任意の方向の操舵補助トルクが付与されるようになっている。この操舵補助トルクは、ステアリングホイールを介して入力軸１０２に伝達された操舵力を操舵トルク（及び／または操舵角）として検出するトルクセンサ１０８による検出値から算出される。トルクセンサ１０８は、電磁誘導式センサであり、永久磁石等の磁性部材を含む第１センサ部材１０８ａと、磁気回路を形成する部材を含む第２センサ部材１０８ｂとからなっている。第１センサ部材１０８ａは出力軸１０３に固定され、その一方、第２センサ部材１０８ｂは入力軸１０２に固定されている。入力軸１０２に操舵力が伝達される際に生じる第１センサ部材１０８ａと第２センサ部材１０８ｂとの相対角度変位により、操舵トルク（及び／または操舵角）が検出される。

操舵補助トルクを付与する操舵アシスト機構は、このようなトルクセンサ１０８を含み、入力軸１０２、出力軸１０３とともに、ハウジング１０１内に内包される。そして、ハウジング１０１は、出力側ハウジング部材１０１ａと、軸受支持用ハウジング部材１０１ｃと、入力側ハウジング部材１０１ｂとで構成されている。
ここで、出力側ハウジング部材１０１ａは、出力軸１０３、ウォームホイール１０９、ウォーム１１０ａを内包すると共に、出力軸１０３を転がり軸受１０５ａを介して回転可能に支持している。また、出力側ハウジング部材１０１ａ内には、電動モータ１１０を取り付けるためのモータ取付部（図示せず）が設けられている。出力側ハウジング部材１０１ａは、アルミニウム等の金属材料で形成される。

また、入力側ハウジング部材１０１ｂは、入力軸１０２及びトルクセンサ１０８を内包している。入力側ハウジング部材１０１ｂも、アルミニウム等の金属材料で形成される。出力側ハウジング部材１０１ａ及び入力側ハウジング部材１０１ｂは、その結合位置において同形状の外周面形状を有し、図示しないボルト等によりお互いに結合される。これにより、ハウジング１０１の内部は密閉される。

更に、軸受支持用ハウジング部材１０１ｃ、転がり軸受１０５ａ，１０５ｂのうちトルクセンサ１０８に最も近い位置にある転がり軸受１０５ｂを支持するものであり、この転がり軸受１０５ｂを介して出力軸１０３を回転可能に支持している。
この軸受支持用ハウジング部材１０１ｃは、出力側ハウジング部材１０１ａの内周面に圧入される第１部分１１１と、転がり軸受１０５ｂを支持する第２部分１１２とを具備している。そして、第１部分１１１及び第２部分１１２は、出力軸３の軸方向に沿った断面において、斜めに直線状に延びる直線状部１１３で連結されている。

そして、軸受支持用ハウジング部材１０１ｃの第１部分１１１の外周には、出力側ハウジング部材１０１ａの内周面と嵌合する大径部１１１ａと、入力側ハウジング部材１０１ｂと嵌合する小径部１１１ｂとが設けられている。軸受支持用ハウジング部材１０１ｃの第１部分１１１は、大径部１１１ａを出力側ハウジング部材１０１ａの内周面に圧入することにより嵌合固定されている。また、出力側ハウジング部材１０１ａの、大径部１１１ａが嵌合される軸方向端面には、段差部１１１ｃが設けられている。軸受支持用ハウジング部材１ｃの大径部１１１ａは、段差部１１１ｃと入力側ハウジング部材１０１ｂの端面とにより挟まれて、その軸方向位置が規制される。

また、軸受支持用ハウジング部材１０１ｃの第２部分１１２の内周面側には、転がり軸受１０５ｂの外周面に嵌合する嵌合部１１２ａと、転がり軸受１０５ｂの軸方向一側面と接触する段差面１１２ｂとが形成されている。転がり軸受１０５ｂは、嵌合部１１２ａに圧入することにより軸受支持用ハウジング部材１０１ｃに支持される。
ここで、軸受支持用ハウジング部材１０１ｃも、出力側ハウジング部材１０１ａ及び入力側ハウジング部材１０１ｂと同様に、アルミニウム等の金属材料で形成されている。

日本国特開２００５−３０６０５０号公報

しかしながら、この従来の電動パワーステリング装置にあっては、以下の問題点があった。
即ち、従来の電動パワーステリング装置にあっては、ハウジングを構成する複数のハウジング部材全てがアルミニウム等の金属材料で形成されている。図に示す例においては、出力側ハウジング部材１０１ａ、入力側ハウジング部材１０１ｂ、及び軸受支持用ハウジング部材１０１ｃの全てが金属材料で形成されていた。このため、ハウジング自体の重量が重いという問題があった。また、金属材料でハウジングを形成しているので、ダイキャストや塑性加工等による成形の後に切削加工による仕上げが必要となる。この結果、製造工程が複雑であった。

また、トルクセンサとして電磁誘導式センサを用いた場合には、電磁誘導式センサの検出性能は周辺に配置された金属により影響を受ける。ここで、トルクセンサに最も近い位置にある転がり軸受を支持する軸受支持用ハウジング部材も金属材料で形成されていると、電磁誘導式センサと転がり軸受のうち電磁誘導式センサに最も近い位置にある転がり軸受を支持する金属製の軸受支持用ハウジング部材との間には、センサの検出性能に影響を及ぼさない程度の空間を設ける必要があった。例えば、図２に示す例においては、軸受支持用ハウジング部材１０１ｃを金属材料で形成してあるので、トルクセンサ１０８を構成する電磁誘導式センサに、軸方向において、最も近い金属部材である軸受支持用ハウジング部材１０１ｃと電磁誘導式センサ（トルクセンサ）１０８との間の軸方向距離Ａは、電磁誘導式センサの検出性能に影響を与えない比較的長い距離であった。このため、転がり軸受１０５ｂと電磁誘導式センサとの間の軸方向距離Ｂは、電磁誘導式センサの検出性能に影響を与えない比較的長い距離であった。この結果、トルクセンサ周辺のレイアウトが制限される。このため、入力軸及び出力軸の軸方向の小型化にも限界が生じるため、ステアリングコラムに所定のコラプスストロークを確保することが困難であった。

従って、本発明はこの課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ハウジングが、該ハウジングに対して出力軸を回転可能に支持する少なくとも一つの転がり軸受を支持する軸受支持用ハウジング部材を少なくとも一つ備える他、複数のハウジング部材で構成された電動パワーステアリング装置において、ハウジング自体の軽量化を図れるとともに、加工を簡単にできる電動パワーステアリング装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、トルクセンサとして電磁誘導式センサを用いた場合にも、レイアウトの自由度を確保でき、十分なコラプスストロークを確保できる電動パワーステアリング装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明のうちある態様に係る電動パワーステアリング装置は、入力軸と、トーションバーを介して前記入力軸に連結された出力軸と、前記入力軸に入力された操舵力を操舵トルクとして検出するトルクセンサと、前記入力軸、出力軸、及びトルクセンサを内包するハウジングと、該ハウジングに対して前記出力軸を回転可能に支持する少なくとも一つの転がり軸受とを備え、前記ハウジングが、前記少なくとも一つの転がり軸受を支持する軸受支持用ハウジング部材を少なくとも一つ備える他、複数のハウジング部材で構成された電動パワーステアリング装置において、前記少なくとも一つの転がり軸受を支持する軸受支持用ハウジング部材を樹脂で形成したことを特徴とする。
尚、この樹脂は、−４０℃〜８５℃の温度環境で連続使用可能であり、繊維状充填材を３０〜５５質量％含有する樹脂組成物かならなることが好ましく、更に２３℃〜８０℃の温度範囲で繊維方向及び繊維直角方向ともに線膨張係数が１．２×１０^-５〜５．５×１０^-５（１／℃）の範囲であり、２３℃の水中に２４時間放置したときの吸水率が４％以下であることが好ましく、特に８５℃、８５％ＲＨの環境下に５００時間放置した後の引張強度保持率が７０％以上であることが好ましい。

この電動パワーステアリング装置において、前記少なくとも一つの転がり軸受を支持する軸受支持用ハウジング部材のうち、前記転がり軸受のうち前記トルクセンサに最も近い位置にある転がり軸受を支持する前記軸受支持用ハウジング部材を、前記樹脂で形成するとともに、前記トルクセンサが電磁誘導式センサであることが好ましい。

また、この電動パワーステアリング装置において、前記転がり軸受のうち前記トルクセンサに最も近い位置にある転がり軸受を支持する前記軸受支持用ハウジング部材は、他のハウジング部材の内周面に圧入される第１部分と、前記転がり軸受のうち前記トルクセンサに最も近い位置にある転がり軸受を支持する第２部分とを具備し、前記第１部分及び前記第２部分は、前記出力軸の軸方向に沿った断面において、互いになす角度が所定の鋭角あるいは鈍角で屈曲した屈曲部、又は、前記出力軸の軸方向に沿った断面において、曲線を有する湾曲部で連結されており、かつ、前記転がり軸受のうち前記トルクセンサに最も近い位置にある転がり軸受は、前記軸受支持用ハウジング部材に圧入により嵌合固定されることにより支持されていることが好ましい。

更に、この電動パワーステアリング装置において、前記転がり軸受のうち前記トルクセンサに最も近い位置にある転がり軸受を支持する前記軸受支持用ハウジング部材は、前記トルクセンサに対する保持機能を有していても良い。

更に、本発明に係る電動パワーステアリング装置における樹脂製の軸受支持用ハウジング部材は、転がり軸受の圧入部分、並びに、他のハウジング部材への圧入部分の樹脂の経時的変形（クリープ現象）による影響を最小限に抑えるために、各々の圧入部分に補強環（金属製カラー）を、インサート成形法により、配してもよい。補強環がない場合でも、車室内での長期使用は可能であるが、補強環を配した場合には、更に、エンジンルーム内、即ち、より過酷な温度領域（〜１２０℃）で長期に渡って安定的に使用することが可能になる。

上記補強環は、インサート成形により配されるが、当該補強環には、変形抑制効果を最大限に高める目的で、インサート成形に供する前に、全体に熱硬化型の接着剤を塗布してもよい。具体的には、当該補強環全体に、予め接着剤を塗布し、半硬化状態になるまで加熱、乾燥させ、その後、同接着剤塗布済補強環を金型にセットし、樹脂のインサート成形を行っても良い。

ところで補強環の材質としては、例えば、Ｓ５３Ｃのような機械構造用炭素鋼、所謂、軸受鋼であるＳＵＪ２や冷間圧延鋼板、即ち、ＳＰＣＣ、あるいは、ＳＵＳ４３０やＳＵＳ４１０等のステンレス鋼を使用することができるが、特に、軽量化の面を考慮すると、アルミ合金やマグネシウム合金等の軽金属が好適に選択される。

更に、高い密着力を得るため、具体的には、密着面積を増大させるために、上記補強環には、その表面をショットブラスト法や化学エッチング法等の手法によって適当な面粗にしておくことが好ましい。

尚、上記補強環に塗布される接着剤としては、プライマーとして、フェノール樹脂とエポキシ樹脂を含有する下塗り接着剤、あるいは、シラン系、クロム系、チタン系、もしくは、アルミネート系のカップリング剤系プライマーが、一方、上塗り接着剤としては、フェノール樹脂系の接着剤が好適に選択される。

また、上記フェノール樹脂とエポキシ樹脂を含有する下塗り接着剤は、イソプロピルアルコール、メチルエチルケトン、もしくはメチルイソブチルケトンの単独溶媒、または混合溶媒に、約０．５〜２０質量％の成分濃度になるように溶解させた有機溶媒溶液として用いられる。一方、プライマーとして用いられるカップリング剤は、その成分濃度が、０．１〜２．０質量％になるよう、水、アルコール、あるいは水、アルコール混合溶剤で希釈したうえで用いられる。

ここで、上記の下塗り接着剤、及びプライマーは、本発明に係る補強環に浸漬塗布、スプレー塗布、はけ塗り塗付等の方法によって約０．５〜５μｍの膜厚で塗付され、室温下で乾燥した後、約１５０〜２５０℃、約５〜３０分間程度の乾燥・硬化条件で焼き付けられる。

一方、上記の上塗り接着剤は、レゾール型フェノール樹脂を主成分とする接着剤組成物を約５〜４０質量％の固形分濃度で溶解させた有機溶媒溶液として調整されたものである。また、乾燥・硬化条件としては、例えば１００℃〜１５０℃、数分〜３０分程度の条件で乾燥処理され、インサート成形時の高温高圧の溶融樹脂によって流失されない程度の半硬化状態で補強環に焼き付けられる。そして、インサート成形時の溶融樹脂からの熱、更には、それに引き続く二次加熱(例えば、１５０℃、２時間程度)によって完全に硬化するものである。

本発明に係る電動パワーステアリング装置によれば、少なくとも一つの転がり軸受を支持する軸受支持用ハウジング部材を樹脂で形成したので、当該軸受支持用ハウジング部材を金属材料で形成する場合よりも当該軸受支持用ハウジング部材を軽量化できる。
この結果、ハウジングが、該ハウジングに対して出力軸を回転可能に支持する少なくとも一つの転がり軸受を支持する軸受支持用ハウジング部材を少なくとも一つ備える他、複数のハウジング部材で構成された電動パワーステアリング装置において、ハウジング自体の軽量化を図ることができる。また、当該軸受支持用ハウジング部材を樹脂で形成すると、射出成形等による成形のみで高精度に加工することが可能となり、該軸受支持用ハウジング部材の加工を簡単なものとすることができる。

また、前記樹脂は、−４０℃〜８５℃の温度環境で連続使用可能で、繊維状充填材を３０〜５５質量％含有する樹脂組成物製とし、２３℃〜８０℃の温度範囲で繊維方向及び繊維直角方向ともに線膨張係数が１．２×１０^-５〜５．５×１０^-５（１／℃）の範囲であり、２３℃の水中に２４時間放置したときの吸水率が４％以下であることが好ましいが、これにより、例えば、自動車等で想定される高温環境下で繰り返し曝された場合に、このような樹脂組成物で形成された軸受支持用ハウジング部材の高温環境下での機械物性の低下による樹脂部分の破損を防止することができる。また、高温または高湿環境下で樹脂が膨張することによる軸受支持用ハウジング部材に支持されている転がり軸受及びハウジングへの圧迫により、樹脂部分が破損することを防止することができる。更に、低温環境下においては、金属材料と樹脂材料の線膨張係数の違いにより、軸受支持用ハウジング部材とハウジングとの嵌合部に隙間ができることを解消することができる。

更に、上記樹脂は、８５℃、８５％ＲＨの環境下に５００時間放置した後の引張強度保持率が７０％以上であることが好ましいが、これにより、輸送時などに高温高湿環境下に長時間曝された場合に、上記樹脂で形成された軸受支持用ハウジング部材の吸湿劣化に基づく機械物性の低下による樹脂部分の破損を防止することができる。

また、この電動パワーステアリング装置において、前記少なくとも一つの転がり軸受を支持する軸受支持用ハウジング部材のうち、前記転がり軸受のうち前記トルクセンサに最も近い位置にある転がり軸受を支持する前記軸受支持用ハウジング部材を上記樹脂で形成するとともに、前記トルクセンサが電磁誘導式センサである場合には、電磁誘導式センサの検出性能は軸受支持用ハウジング部材の影響を受けない。このため、電磁誘導式センサと軸受支持用ハウジング部材とを近づけて配置することができる。この結果、ハウジング内の空間容積が同じ場合、金属材料で当該軸受支持用ハウジング部材を形成する場合と比較してハウジング内部の自由度を向上させることができる。また、電磁誘導式センサと軸受支持用ハウジング部材に支持される転がり軸受とを近づけて配置することができるので、ハウジング及び出力軸の軸方向寸法を小さくでき、ハウジングの外部のレイアウトの自由度も向上させることができ、例えば、ステアリングコラムのコラプスストロークを伸ばすことができる。

更に、この電動パワーステアリング装置において、転がり軸受のうち前記トルクセンサに最も近い位置にある転がり軸受を支持する前記軸受支持用ハウジング部材は、前記他のハウジング部材の内周面に圧入される第１部分と、前記転がり軸受のうち前記トルクセンサに最も近い位置にある転がり軸受を支持する第２部分とを具備し、前記第１部分及び前記第２部分は、前記出力軸の軸方向に沿った断面において、互いになす角度が所定の鋭角あるいは鈍角で屈曲した屈曲部又は、前記出力軸の軸方向に沿った断面において、曲線を有する湾曲部で連結されている場合には、軸受支持用ハウジング部材の膨張を屈曲部又は湾曲部で吸収することで軸受支持用ハウジング部材の破損を防止することができる。

また、本発明に係る電動パワーステアリング装置における樹脂製の軸受支持用ハウジング部材は、転がり軸受の圧入部分、並びに、他のハウジング部材への圧入部分の樹脂の経時的変形による影響を最小限に抑えるために、各々の圧入部分に補強環を、インサート成形法により、配してもよく、この場合、補強環が無しの場合（車室内での使用を想定）と比較し、より過酷な温度領域（エンジンルーム内、〜１２０℃）での長期使用も可能となる。

本発明に係る電動パワーステアリング装置の実施形態の主要部を示す断面図である。 ハウジングを金属材料で形成した従来の電動パワーステアリング装置の一例の断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１に示す電動パワーステアリング装置は、ハウジング１内に、入力軸２、出力軸３、及び入力軸に入力された操舵力を操舵トルクとして検出するトルクセンサ８を内包している。入力軸２は、図示しない転がり軸受によってハウジング１に対して回転可能に支持されている。出力軸３は、２つの転がり軸受５ａ，５ｂによってハウジング１に対して回転可能に支持されている。

入力軸２及び出力軸３には、それぞれ軸中心と同心の筒状孔２ａ，３ａが形成され、それら筒状孔２ａ，３ａにトーションバー４が挿入され、入力軸２及び出力軸３は、トーションバー４を介して連結されている。トーションバー４の一端部と入力軸２とは、トーションバー４の一端部と入力軸２との嵌合部に径方向に連通する連通孔６を設け、この連通孔６にピン７を挿入することにより連結されている。また、トーションバー４の他端部と出力軸３とは、トーションバー４の他端部と出力軸３との嵌合部に径方向に連通する連通孔（図示せず）を設け、この連通孔にピン（図示せず）を挿入することにより連結されている。なお、トーションバー４の両端部にセレーションを形成して、それぞれ入力軸２の筒状孔２ａまたは出力軸３の筒状孔３ａに圧入することによってトーションバー４の両端部を入力軸２または出力軸３に連結するようにしても良い。更に、トーションバー４の一端部をピンにより入力軸２又は出力軸３に結合し、トーションバー４の他端部をセレーション圧入により出力軸３又は入力軸２に結合するようにしてもよい。

入力軸２の図示しない右端側には、ステアリングホイールが回転方向に一体に取り付けられており、また、出力軸３の左端には、ユニバーサルジョイントを介して、例えば公知のラックアンドピニオン式ステアリング装置を構成するピニオン軸が連結されている。従って、操舵者がステアリングホイールを操舵することによって発生した操舵力は、入力軸２、トーションバー４、出力軸３、ユニバーサルジョイント及びラックアンドピニオン式ステアリング装置を介して転舵輪に伝達される。

出力軸３には、出力軸３と同軸且つ一体に回転するウォームホイール９が外嵌している。このウォームホイール９に設けられた樹脂製の噛合部９ａと、電動モータ１０の出力軸（図示せず）の外周面に形成されたウォーム１０ａとが噛み合っている。従って、電動モータ１０の回転力は、その出力軸、ウォーム１０ａ及びウォームホイール９を介して出力軸３に伝達されるようになっており、電動モータ１０の回転方向を適宜切り換えることにより、出力軸３に任意の方向の操舵補助トルクが付与されるようになっている。この操舵補助トルクは、ステアリングホイールを介して入力軸２に伝達された操舵力を操舵トルク（及び／または操舵角）として検出するトルクセンサ８による検出値から算出される。トルクセンサ８は、電磁誘導式センサであり、永久磁石等の磁性部材を含む第１センサ部材８ａと、磁気回路を形成する部材を含む第２センサ部材８ｂとからなっている。第１センサ部材８ａは出力軸３に固定され、その一方、第２センサ部材８ｂは入力軸２に固定されている。入力軸２に操舵力が伝達される際に生じる第１センサ部材８ａと第２センサ部材８ｂとの相対角度変位により、操舵トルク（及び／または操舵角）が検出される。

操舵補助トルクを付与する操舵アシスト機構は、このようなトルクセンサ８を含み、入力軸２、出力軸３とともに、ハウジング１内に内包される。そして、ハウジング１は、出力側ハウジング部材１ａと、軸受支持用ハウジング部材１ｃと、入力側ハウジング部材１ｂで構成されている。
ここで、出力側ハウジング部材１ａは、出力軸３、ウォームホイール９、ウォーム１０ａを内包すると共に、出力軸３を転がり軸受５ａを介して回転可能に支持している。また、出力側ハウジング部材１ａ内には、電動モータ１０を取り付けるためのモータ取付部（図示せず）が設けられている。出力側ハウジング部材１ａは、アルミニウム等の金属材料で形成される。

一方、入力側ハウジング部材１ｂは、入力軸２及びトルクセンサ８を内包している。入力側ハウジング部材１ｂも、アルミニウム等の金属材料で形成される。出力側ハウジング部材１ａ及び入力側ハウジング部材１ｂは、その結合位置において同形状の外周面形状を有し、図示しないボルト等によりお互いに結合される。これにより、ハウジング１の内部は密閉される。
また、軸受支持用ハウジング部材１ｃは、転がり軸受５ａ，５ｂのうちトルクセンサ８に最も近い位置にある転がり軸受５ｂを支持するものであり、この転がり軸受５ｂを介して出力軸３を回転可能に支持している。

この軸受支持用ハウジング部材１ｃは、出力側ハウジング部材１ａの内周面に圧入される第１部分１１と、転がり軸受５ｂを支持する第２部分１２とを具備している。そして、第１部分１１及び第２部分１２は、出力軸３の軸方向に沿った断面において、互いになす角度θが所定の鈍角又は鋭角で屈曲した屈曲部１３で連結されている。なお、第１部分１１及び第２部分１２は、図示はしないが、屈曲部１３ではなく、出力軸３の軸方向に沿った断面において、曲線を有する湾曲部で連結されていてもよい。

そして、軸受支持用ハウジング部材１ｃの第１部分１１の外周には、出力側ハウジング部材１ａの内周面と嵌合する大径部１１ａと、入力側ハウジング部材１ｂと嵌合する小径部１１ｂとが設けられている。軸受支持用ハウジング部材１ｃの第１部分１１は、大径部１１ａを出力側ハウジング部材１ａの内周面に圧入することにより嵌合固定されている。
また、出力側ハウジング部材１ａの、大径部１１ａが嵌合される軸方向端面には、段差部１１ｃが設けられている。軸受支持用ハウジング部材１ｃの大径部１１ａは、段差部１１ｃと入力側ハウジング部材１ｂの端面とにより挟まれて、その軸方向位置が規制される。

また、軸受支持用ハウジング部材１ｃの第２部分１２の内周面側には、転がり軸受５ｂの外周面に嵌合する嵌合部１２ａと、転がり軸受５ｂの軸方向一側面と接触する段差面１２ｂとが形成されている。転がり軸受５ｂは、嵌合部１２ａに圧入することにより軸受支持用ハウジング部材１ｃに支持される。
ここで、軸受支持用ハウジング部材１ｃは、樹脂で形成されている。
軸受支持用ハウジング部材１ｃを従来の金属材料から樹脂材料に変更することにより、樹脂材料特有の問題が発生することが考えられる。

例えば、自動車等で想定される高温環境、低温環境、及び高湿環境に繰り返し曝された場合、高温環境下での樹脂材料の機械物性の低下による樹脂部分の破損の問題がある。また、軸受支持用ハウジング部材１ｃの内径側に転がり軸受５ｂを圧入し、外径側に出力側ハウジング部材１ａに圧入しているため、高温あるいは高湿環境下で樹脂材料が膨張すると、樹脂材料は金属材料よりも線膨張係数が大きいため、転がり軸受５ｂ及び出力側ハウジング部材１ａを圧迫してしまう。これにより、樹脂部分が破損してしまうおそれがある。また、低温環境下では、金属材料と樹脂材料の線膨張係数の違いにより部材間に隙間ができ、振動による打音の発生やセンサ精度の低下の問題がある。

本発明においては、このような問題を解決するために、軸受支持用ハウジング部材１ｃを次の特性を有する樹脂製とすることが好ましい。
即ち、この樹脂としては、電動パワーステアリング装置のコラム部分での使用環境温度である−４０℃〜８５℃の温度環境でも機械的物性の低下が少なく連続使用可能な樹脂組成物からなり、かつ部材間の隙間、膨張による圧迫を抑えるため、寸法安定性の高い、具体的には、２３℃〜８０℃の温度範囲で繊維方向及び繊維直角方向ともに線膨張係数が１．２×１０^-５〜５．５×１０^-５（１／℃）の範囲であり、２３℃の水中に２４時間放置したときの吸水率が４％以下であることが好ましい。

また、輸送時などに高温高湿環境下に長時間曝された場合に、樹脂で形成された軸受支持用ハウジング部材の吸湿劣化に基づく機械物性の低下により樹脂部分が破損してしまうおそれがある。
そこで、樹脂は、８５℃、８５％ＲＨの環境下に５００時間放置した後の引張強度保持率が７０％以上であることが好ましい。

但し、上記特性を樹脂材料のみで実現するのは困難であるため、前記樹脂材料に繊維状充填材を含有させたものが使用される。

ここで、−４０℃〜８５℃の温度環境でも連続使用可能な樹脂組成物としては、特に限定されないが、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリアミド（ＰＡ）６、ポリアミド１１、ポリアミド１２、ポリアミド６６、ポリアミド６１０、ポリアミド６１２、ポリアミド４６、ポリアミド４１０、変性ポリアミド６Ｔ、ポリアミド９Ｔ等のいわゆるエンジニアリングプラスチックや、フッ素樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、熱可塑性ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）等のいわゆるスーパーエンジニアリングプラスチック樹脂を例示することができ、単独でも組み合わせて使用してもよい。中でも、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリアミド６６、ポリアミド４６、ポリフェニレンサルファイドは、コストと性能のバランスがよく、好適に使用することができる。更に、耐熱性、寸法安定性を要する用途には、フェノール樹脂、ユリア樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂などの熱硬化性樹脂も好適に使用することができる。

また、この樹脂において、２３℃〜８０℃の温度範囲で繊維方向向及び繊維直角方向ともに線膨張係数が１．２×１０^-５〜５．５×１０^-５（１／℃）の範囲とするのが好ましい。前記線膨張係数が１．２×１０^-５（１／℃）よりも小さいと、軸受支持用ハウジング部材１ｃの内径側に圧入する転がり軸受５ｂの線膨張係数が１．２×１０^-５（１／℃）であるため、軸受支持用ハウジング部材１ｃの線膨張係数と転がり軸受５ｂの線膨張係数との間に差異が生じ、嵌合部１２ａと転がり軸受５ｂの外径面との間に隙間が発生する可能性があるからである。一方、当該線膨張係数が５．５×１０^-５（１／℃）よりも大きいと、膨張した際に出力側ハウジング部材１ａを圧迫し、過大な負荷応力が発生し、軸受支持用ハウジング部材１ｃが破損してしまうという問題がある。

また、この樹脂において、前記繊維状充填材は、特に限定されないが、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、金属繊維、アラミド繊維、芳香族ポリイミド繊維、液晶ポリエステル繊維、炭化ケイ素繊維、アルミナ繊維、ボロン繊維等を例示できる。中でも、ガラス繊維、炭素繊維は補強性が良好であり、好ましい。ガラス繊維としては、トルクセンサ８の電磁誘導に与える影響の少ない絶縁体のガラス繊維がより好ましい。

そして、前記繊維状充填物の全組成物中の含有率は、３０〜５５質量％好ましくは３５〜５５質量％である。５５質量％を超えて繊維状充填材を配合しても、樹脂組成物の溶融流動性が著しく低下して成形性が悪くなるばかりでなく、更なる機械的特性や寸法安定性の向上が期待できず、逆に材料の変形能が極めて小さくなるため、軸受支持用ハウジング部材１ｃの成形時や組立時に軸受支持用ハウジング部材１ｃが破損するおそれがある。逆に、当該繊維状充填材の全組成物中の含有率が３０質量％よりも小さいと、機械的特性の補強効果が小さく、また寸法安定性も不足する。この寸法安定性とは、具体的には、２３℃〜８０℃の温度範囲で繊維方向及び繊維直角方向ともに線膨張係数が１．２×１０^-５〜５．５×１０^-５（１／℃）の範囲であり、２３℃の水中に２４時間放置したときの吸水率が４％以下の範囲であることを意味する。

また、軸受支持用ハウジング部材１ｃをなす樹脂は、樹脂と繊維状充填材との親和性を持たせて樹脂と繊維状充填材との密着性及び分散性を向上させるために、繊維状充填材をシラン系カップリング剤やチタネート系カップリング剤等のカップリング剤や、その他目的に応じた表面処理剤で処理することができるが、これらに限定されるものではない。

なお、本発明の目的を損なわない範囲内で、各種添加剤を配合してもよく、例えば、黒鉛、六方晶窒化ホウ素、フッ素雲母、四フッ化エチレン樹脂粉末、二硫化タングステン、二硫化モリブデン等の固体潤滑剤、無機粉末、有機粉末、潤滑油、可塑剤、ゴム、樹脂、酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、光保護剤、難燃剤、帯電防止剤、離型剤、流動性改良剤、熱伝導性改良剤、非粘着性付与剤、結晶化促進剤、増核剤、顔料、染料等を例示することができる。
特に、本発明にかかる軸受支持用ハウジング部材のベース樹脂として、ＰＥＴやＰＢＴといったポリエステル系樹脂を適用した場合には、吸湿劣化、具体的には、加水分解劣化の懸念があるため、加水分解抑制剤を添加し、その耐性を高めておくことが好ましい。
本発明にかかる軸受支持用ハウジング部材に適用されるポリエステル系のベース樹脂に添加される加水分解抑制剤には特に制限はなく、例えば、分子中に１個以上のカルボジイミド基を有するカルボジイミド化合物や高級脂肪酸、高級脂肪酸非水溶性塩、高級脂肪族アルコール、及び疎水性シリカといった疎水剤、または、分子内にグリシジル基を一つ含有した芳香族単官能エポキシ化合物、並びに、分子内にグリシジル基を二つ以上含有した芳香族多官能エポキシ化合物、あるいは、ピペリジン誘導体、ピペラジノン誘導体等が好適に使用可能である。
尚、上記の加水分解抑制剤は、ポリエステル系樹脂に対して０．０１〜５質量％、好ましくは、０．０５〜２質量％添加すればよい。
本発明にかかるベース樹脂と上記の繊維状充填材、及び上記添加剤との混合方法としては、繊維状充填材の連続繊維束を繊維状充填材以外の各種添加剤が配合された溶融樹脂に含浸した後、冷却・ペレット化する方法が挙げられる。溶融含浸する際の温度は特に限定されないが、母材となる樹脂の溶融が十分進行し、かつ劣化しない温度の範囲内で適宜選定すればよい。

また、軸受支持用ハウジング部材１ｃの製造方法は特に限定されない。例えば、軸受支持用ハウジング部材１ｃは、射出成形、圧縮成形、トランスファー成形等の通常の方法で成形することができる。中でも、射出成形法は、生産性に優れ、安価な軸受支持用ハウジング部材１ｃを提供できるため好ましい。なお、射出成形時の繊維状充填材の折損を抑制するために射出成形機のノズル径や金型のゲート径を大きくしたり、成形時の背圧を低く抑えることが好ましい。

更に、本発明に係る電動パワーステアリング装置における樹脂製の軸受支持用ハウジング部材は、転がり軸受の圧入部分、並びに、他のハウジング部材への圧入部分の樹脂の経時的変形（クリープ現象）の軽減策として、各々の圧入部分に補強環（金属製カラー）を、インサート成形法により、配してもよい。また、この場合、補強環にはその表面をショットブラスト法や化学エッチング法等の手法によって適当な面粗にしておくことが好ましい。更に、この補強環には、予め接着剤を塗布し、それを半硬化状態になるまで加熱、乾燥させた後、同接着剤塗布済補強環を金型にセットし、樹脂のインサート成形を行ってもよい。

軸受支持用ハウジング部材１ｃを上記に例示したような樹脂で形成することにより、当該軸受支持用ハウジング部材１ｃを金属材料で形成する場合よりも軽量化できる。
この結果、電動パワーステアリング装置において、ハウジング１自体の軽量化を図ることができる。また、当該軸受支持用ハウジング部材１ｃを金属材料で形成する場合には、ダイキャストや塑性加工等による成形の後に切削加工による仕上げが必要となり、加工工程が煩雑になる。これに対し、本実施形態に係る軸受支持用ハウジング部材１ｃは寸法安定性に優れる樹脂で形成されるため、射出成形等による成形のみで高精度に製造することが可能となる。このため、該軸受支持用ハウジング部材１ｃの成形の後に切削加工による仕上げを不要とすることができる。即ち、軸受支持用ハウジング部材１ｃの製造を簡単にできる。この結果、製造工程を少なくでき、歩留まりもよくなるため、製造コストを低減することができる。

また、この電動パワーステアリング装置において、転がり軸受５ａ，５ｂを支持するハウジング部材１ａ，１ｃのうち、トルクセンサ８に最も近い位置にある転がり軸受５ｂを支持する軸受支持用ハウジング部材１ｃを上記樹脂で形成する。そして、トルクセンサ８を電磁誘導式センサで構成する。この結果、電磁誘導式センサの検出性能は軸受支持用ハウジング部材１ｃの影響を受けない。このため、トルクセンサ８を構成する電磁誘導式センサと軸受支持用ハウジング部材１ｃとを近づけて配置することができる。即ち、図２に示す従来のように軸受支持用ハウジング部材１ｃを金属材料で形成する場合には、軸受支持用ハウジング部材１ｃと電磁誘導式センサとの間の軸方向距離Ａを、電磁誘導式センサの検出性能に影響を与えない比較的長い距離とすることが必要であった。本実施形態では、軸受支持用ハウジング部材１ｃを上記樹脂で形成したため、トルクセンサ８を構成する電磁誘導式センサに、軸方向において、最も近い金属部材である転がり軸受５ｂと電磁誘導式センサとの間の軸方向距離Ｂを、電磁誘導式センサの検出性能に影響を与えない距離とすればよい。

この結果、ハウジング１内の空間容積が同じ場合、金属材料で当該軸受支持用ハウジング部材１ｃを形成する場合と比較してハウジング内部の自由度を向上させることができる。一方、ハウジング１内の空間容積が可変の場合、前記距離ＡとＢの差分だけ電磁誘導式センサと転がり軸受５ｂとを近づけて配置することができるので、ハウジング１及び出力軸３の軸方向寸法を小さくできる。この結果、ハウジング外部のレイアウト自由度も向上させることができ、例えば、ステアリングコラムのコラプスストロークを伸ばすことができる。

また、軸受支持用ハウジング部材１ｃを上記樹脂で形成したことで、軸受支持用ハウジング部材１ｃとトルクセンサ８を構成する電磁誘導式センサとを接触させることも可能となる。即ち、従来のように軸受支持用ハウジング部材１ｃを金属材料で形成する場合には、軸受支持用ハウジング部材１ｃと電磁誘導式センサとの間の距離Ａを、電磁誘導式センサの検出性能に影響を与えない距離とすることが必要であった。そのため、センサ検出部自身を保持するためにセンサ本体と軸受支持用ハウジング部材１ｃ（金属）との間に非金属部材、主に樹脂部材を用いる必要があり、その結果、センサ周りのレイアウトが制限されていた。これに対して、本実施形態によれば、軸受支持用ハウジング部材１ｃが上記樹脂で形成されているので、軸受支持用ハウジング部材１ｃがセンサ自身を直接保持することもしくは非金属部材の縮小が可能となり、その結果、センサ周りのレイアウトの自由度を確保できる。この場合、例えば、軸受支持用ハウジング１ｃにトルクセンサ８を構成する電磁誘導式センサを保持する機能として、電磁誘導式センサに凸部を設け、軸受支持用ハウジング部材１ｃにこの凸部と係合する凹部を設けても良い。この凸部と凹部を係合させることにより、電磁誘導式センサを回り止めすることができる。

また、本実施形態においては、トルクセンサ８に最も近い位置にある転がり軸受５ｂを支持する軸受支持用ハウジング部材１ｃは、他のハウジング部材１ａの内周面に圧入される第１部分１１と、トルクセンサ８に最も近い位置にある転がり軸受５ｂを支持する第２部分１２とを具備し、第１部分１１及び第２部分１２は、出力軸３の軸方向に沿った断面において、互いになす角度θが所定の鋭角あるいは鈍角で屈曲した屈曲部１３、又は、出力軸３の軸方向に沿った断面において、曲線を有する湾曲部で連結されている。このため、軸受支持用ハウジング部材１ｃの膨張を屈曲部１３又は湾曲部で吸収することで軸受支持用ハウジング部材１ｃの破損を防止することができる。

図２に示す軸受支持用ハウジング部材１０１ｃにおける第１部分１１１及び第２部分１１２は、出力軸３の軸方向に沿った断面において、斜めに直線状に延びる直線状部１１３で連結されている。この様な構成で、軸受支持用ハウジング部材１０１ｃの材質を、上記樹脂とした場合、軸受支持用ハウジング部材１０１ｃが膨張した際に、直線状部１１３でその膨張を円滑に吸収することができず、軸受支持用ハウジング部材１０１ｃが破損してしまうおそれがある。

以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明はこれに限定さされずに種々の変更、改良を行うことができる。
例えば、少なくとも一つの転がり軸受５ａ，５ｂを支持するハウジング部材１ａ，１ｃのうち、転がり軸受５ａ，５ｂのうちトルクセンサ８に最も近い位置にある転がり軸受５ｂを支持する軸受支持用ハウジング部材１ｃを、上記樹脂で形成してあるが、これに加えて、転がり軸受５ａを支持する出力側ハウジング部材１ａを上記樹脂で形成したり、あるいは出力側ハウジング部材１ａのみを上記樹脂で形成してもよい。

また、トルクセンサ８は必ずしも電磁誘導式センサで構成する必要はないが、トルクセンサ８を電磁誘導式センサで構成する場合にはトルクセンサ８に最も近い位置にある転がり軸受５ｂを支持する軸受支持用ハウジング部材１ｃを、上記樹脂で形成する必要がある。一方、トルクセンサ８を電磁誘導式センサで構成しない場合には、転がり軸受５ａ，５ｂを支持するハウジング部材１ａ，１ｃのうち、出力側ハウジング部材１ａのみ、軸受支持用ハウジング部材１ｃのみ、あるいはハウジング部材１ａ、１ｃの双方を上記樹脂で形成してよい。

更に、転がり軸受５ａ，５ｂのうちトルクセンサ８に最も近い位置にある転がり軸受５ｂを支持する軸受支持用ハウジング部材１ｃは、他のハウジング部材（出力側ハウジング部材１ａ）の内周面に圧入により嵌合固定されていることが好ましい。
また、転がり軸受５ａ，５ｂのうちトルクセンサ８に最も近い位置にある転がり軸受５ｂは、当該転がり軸受５ｂを支持する軸受支持用ハウジング部材１ｃに圧入により嵌合固定されることにより支持されていなくても良い。

以下、本発明の効果を検証するための実施例を説明する。
（１）試験片の製作
実施例及び比較例に使用した試験片の原材料を一括して示すと以下の通りである。
［実施例］
実施例１：ガラス繊維５０質量％強化ＰＥＴ樹脂（ＤＳＭ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｐｌａｓｔｉｃｓ製：Ａｒｎｉｔｅ（登録商標）ＡＶ２ ３７０ ＸＴ）
実施例２：ガラス繊維５０質量％強化ＰＥＴ樹脂；加水分解抑制仕様（ＤＳＭ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｐｌａｓｔｉｃｓ製：Ａｒｎｉｔｅ（登録商標）Ａ−Ｘ０７４５５）
実施例３：ガラス繊維５０質量％強化ポリアミド６６樹脂（ＢＡＳＦ製：Ｕｌｔｒａｍｉｄ（登録商標）Ａ３ＥＧ１０）
実施例４：ガラス繊維３０質量％強化ＰＰＳ樹脂（ポリプラスチック社製：フォートロン １１３０Ａ１）
実施例５：炭素繊維３０質量％強化ＰＰＳ樹脂（ポリプラスチック社製：フォートロン ２１３０Ａ１）
実施例６：ガラス繊維５５質量％強化フェノール樹脂（住友ベークライト製：ＲＦ−ＧＦ５５）

［比較例］
比較例１：ＰＥＴ樹脂（ＤＳＭ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｐｌａｓｔｉｃｓ製：Ａｒｎｉｔｅ（登録商標）Ａ０４ ９００）、充填繊維なし
比較例２：ポリアミド６６樹脂（ＢＡＳＦ製：Ｕｌｔｒａｍｉｄ（登録商標）Ａ３Ｗ）、充填繊維なし
比較例３：ガラス繊維２５質量％強化ポリアミド６６樹脂（ＢＡＳＦ製：Ｕｌｔｒａｍｉｄ（登録商標）Ａ３ＨＧ５）
比較例４：ＰＰＳ樹脂（ポリプラスチック社製：フォートロン ０２２０Ａ９）、充填繊維なし
比較例５：ガラス繊維+無機フィラー６５質量％強化ＰＰＳ樹脂（ポリプラスチック社製：フォートロン ６１６５Ａ４）
この実施例１〜６及び比較例１〜５の樹脂材料の各種配合割合（質量％）、線膨張係数（１／℃）、及び吸水率（％）を表１に示す。

（２）評価試験
前記実施例１〜６及び比較例１〜５の樹脂材料を、内径３０ｍｍ、外径１００ｍｍ、厚さ３ｍｍのドーナツ型円盤試験片に成形した。この時、内径及び外径は、前記寸法となるよう切削加工を行い、後述するアルミニウム製リングとの締め代が２３℃において０．０５ｍｍになるように調節した。この試験片の内径部分に、内径が２０ｍｍ、外径が３０．０５ｍｍ、厚さ３ｍｍのアルミニウム製のリングを圧入し、試験片の外径部分に、内径が９９．９５ｍｍ、外径が１１０ｍｍ、厚さが３ｍｍのアルミニウム製のリングを圧入した。このように、試験片の内径及び外径にアルミニウム製のリングを圧入した状態で、低温放置試験、高温放置試験、及び吸水試験を行い、その後、リングの抜け具合及び試験片（樹脂の部分）が破損していないかを確認した。リングの抜けが無かった試験片のみ以後の試験を行った。また、低温試験後の評価品のみ、衝撃試験を行った。

以下に各試験の条件を示す
（ａ）低温放置試験：恒温槽内を−４０℃に設定し、試験片を槽内に入れてから２４時間放置した。
（ｂ）高温放置試験：恒温槽内を８５℃に設定し、試験片を恒温槽内に入れてから１０００時間放置した。
（ｃ）吸水試験：水温２３℃の水中に、試験片を入れてから７２時間放置した。
（ｄ）高温高湿試験：８５℃、８５％ＲＨの環境下に５００時間放置した後の引張強度保持率を評価した。

（ｅ）リング抜けの確認：上記核試験の試験終了後、各試験と同様の温度に設定した槽あるいは装置内で、リングに２０Ｎの荷重を負荷し、リングが試験片から抜けるかどうかを確認した。また、同時に目視で、試験片（樹脂）の表面に該管不良がないか否かを確認した。
（ｆ）衝撃試験：低温試験終了後の評価品のみ、リング抜けの確認を行った後、リング抜けの無かった試験片について再度、低温試験を行い１ｍの高さから落下させ、衝撃による樹脂部分の破損を確認した。
これらの結果を表２に示す。

表２から明らかなように、比較例１（ＰＥＴ樹脂、充填繊維なし）では、低温試験において内径側及び外径側のリング抜けが確認された。また、高温試験において樹脂にクラックが確認された。更に、高温高湿試験において明確な強度低下が認められた。
また、比較例２（ポリアミド６６樹脂、充填繊維なし）では、低温試験において内径側及び外径側のリング抜けが確認されるとともに、吸水試験において樹脂にクラックが確認された。更に、高温高湿試験において明確な強度低下が認められた。

更に、比較例３（ポリアミド６６樹脂、ガラス繊維２５質量％強化）では、低温試験において外径側のリング抜けが確認されるとともに、高温試験において樹脂にクラックが確認された。また、吸水試験においても、樹脂にクラックが確認された。
また、比較例４（ＰＰＳ樹脂、充填繊維なし）では、衝撃による樹脂部分の破損が確認されるとともに、高温試験において樹脂にクラックが確認された。

また、比較例５（ＰＰＳ樹脂、ガラス繊維＋無機フィラー６５質量％強化）では、リング圧入時に樹脂が破損してしまい、試験を行うことができなかった。
これらの結果から、ベースになる樹脂組成物によって線膨張係数及び吸水率は異なるが、繊維状充填材を３０〜５５質量％の範囲で充填することで、十分な寸法安定性を得ることができる。

本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
本出願は、２０１２年１１月１５日出願の日本特許出願（特願２０１２−２５１３２８）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

本発明の電動パワーステアリング装置は、ハウジングが特定強度の樹脂組成物からなり、軽量で加工も容易であり、更には電磁誘導式のトルクセンサを用いてもレイアウトの自由度を確保でき、十分なコラプスストロークを確保できる。

１ ハウジング
１ａ 出力側ハウジング部材
１ｂ 入力側ハウジング部材
１ｃ 軸受支持用ハウジング部材
２ 入力軸
２ａ 筒状孔
３ 出力軸
３ａ 筒状孔
４ トーションバー
５ａ，５ｂ 転がり軸受
６ 連通孔
７ ピン
８ トルクセンサ
８ａ 第１センサ部材
８ｂ 第２センサ部材
９ ウォームホイール
９ａ 噛合部
１０ 電動モータ
１０ａ ウォーム
１１ 第１部分
１１ａ 大径部
１１ｂ 小径部
１１ｃ 段差部
１２ 第２部分
１２ａ 嵌合部
１２ｂ 段差面
１３ 屈曲部

更に、軸受支持用ハウジング部材１０１ｃは、転がり軸受１０５ａ，１０５ｂのうちトルクセンサ１０８に最も近い位置にある転がり軸受１０５ｂを支持するものであり、この転がり軸受１０５ｂを介して出力軸１０３を回転可能に支持している。
この軸受支持用ハウジング部材１０１ｃは、出力側ハウジング部材１０１ａの内周面に圧入される第１部分１１１と、転がり軸受１０５ｂを支持する第２部分１１２とを具備している。そして、第１部分１１１及び第２部分１１２は、出力軸３の軸方向に沿った断面において、斜めに直線状に延びる直線状部１１３で連結されている。

そして、軸受支持用ハウジング部材１０１ｃの第１部分１１１の外周には、出力側ハウジング部材１０１ａの内周面と嵌合する大径部１１１ａと、入力側ハウジング部材１０１ｂと嵌合する小径部１１１ｂとが設けられている。軸受支持用ハウジング部材１０１ｃの第１部分１１１は、大径部１１１ａを出力側ハウジング部材１０１ａの内周面に圧入することにより嵌合固定されている。また、出力側ハウジング部材１０１ａの、大径部１１１ａが嵌合される軸方向端面には、段差部１１１ｃが設けられている。軸受支持用ハウジング部材１０１ｃの大径部１１１ａは、段差部１１１ｃと入力側ハウジング部材１０１ｂの端面とにより挟まれて、その軸方向位置が規制される。

上記課題を解決するため、本発明のうちある態様に係る電動パワーステアリング装置は、入力軸と、トーションバーを介して前記入力軸に連結された出力軸と、前記入力軸に入力された操舵力を操舵トルクとして検出するトルクセンサと、前記入力軸、出力軸、及びトルクセンサを内包するハウジングと、該ハウジングに対して前記出力軸を回転可能に支持する少なくとも一つの転がり軸受とを備え、前記ハウジングが、前記少なくとも一つの転がり軸受を支持する軸受支持用ハウジング部材を少なくとも一つ備える他、複数のハウジング部材で構成された電動パワーステアリング装置において、少なくとも、前記トルクセンサに最も近い位置にある転がり軸受を支持する前記軸受支持用ハウジング部材を樹脂で形成するとともに、前記トルクセンサが、磁性部材を含み、前記出力軸に固定される第１センサ部材と、磁気回路を形成する部材を含み、前記入力軸に固定される第２センサ部材とで構成される電磁誘導式センサであり、かつ、前記第１センサ部材は前記出力軸に嵌合する円筒部と、前記円筒部に連続して径方向外側に屈曲して前記第２センサ部材と対向する鍔部とからなり、前記第１センサ部材が、前記電磁誘導式センサに最も近い位置にある転がり軸受に近接して配置されることを特徴とする。
尚、この樹脂は、−４０℃〜８５℃の温度環境で連続使用可能であり、繊維状充填材を３０〜５５質量％含有する樹脂組成物からなることが好ましく、更に２３℃〜８０℃の温度範囲で繊維方向及び繊維直角方向ともに線膨張係数が１．２×１０^−５〜５．５×１０^−５（１／℃）の範囲であり、２３℃の水中に２４時間放置したときの吸水率が４％以下であることが好ましく、特に８５℃、８５％ＲＨの環境下に５００時間放置した後の引張強度保持率が７０％以上であることが好ましい。

また、この電動パワーステアリング装置において、前記ハウジングは、前記転がり軸受支持用ハウジング部材の他に、金属材料からなり、前記出力軸を内包する出力側ハウジング部材と、金属材料からなり、前記入力軸を内包する入力側ハウジング部材とを備え、前記電磁誘導式センサに最も近い位置にある転がり軸受を支持する前記軸受支持用ハウジング部材は、前記出力側ハウジング部材の内周面に圧入される大径部を有する第１部分と、前記電磁誘導式センサに最も近い位置にある転がり軸受を支持する第２部分とを具備し、前記第１部分及び前記第２部分は、前記出力軸の軸方向に沿った断面において、互いになす角度が所定の鋭角あるいは鈍角で屈曲した屈曲部、又は、前記出力軸の軸方向に沿った断面において、曲線を有する湾曲部で連結されており、前記第１部分の前記大径部が前記出力側ハウジング部材と前記入力側ハウジング部材とで挟まれることにより軸方向位置が規制され、かつ、前記電磁誘導式センサに最も近い位置にある転がり軸受は、前記軸受支持用ハウジング部材に圧入により嵌合固定されることにより支持されていることが好ましい。

更に、この電動パワーステアリング装置において、前記転がり軸受のうち前記電磁誘導式センサに最も近い位置にある転がり軸受を支持する前記軸受支持用ハウジング部材は、前記トルクセンサに対する保持機能を有していても良い。

本発明に係る電動パワーステアリング装置によれば、少なくとも電磁誘導式センサに最も近い位置にある転がり軸受を支持する軸受支持用ハウジング部材を樹脂で形成したので、当該軸受支持用ハウジング部材を金属材料で形成する場合よりも当該軸受支持用ハウジング部材を軽量化できる。
この結果、ハウジングが、該ハウジングに対して出力軸を回転可能に支持する少なくとも一つの転がり軸受を支持する軸受支持用ハウジング部材を少なくとも一つ備える他、複数のハウジング部材で構成された電動パワーステアリング装置において、ハウジング自体の軽量化を図ることができる。また、当該軸受支持用ハウジング部材を樹脂で形成すると、射出成形等による成形のみで高精度に加工することが可能となり、該軸受支持用ハウジング部材の加工を簡単なものとすることができる。

また、この電動パワーステアリング装置において、前記トルクセンサが電磁誘導式センサであるため、電磁誘導式センサの検出性能は軸受支持用ハウジング部材の影響を受けない。このため、電磁誘導式センサと軸受支持用ハウジング部材とを近づけて配置することができる。この結果、ハウジング内の空間容積が同じ場合、金属材料で当該軸受支持用ハウジング部材を形成する場合と比較してハウジング内部の自由度を向上させることができる。また、電磁誘導式センサと軸受支持用ハウジング部材に支持される転がり軸受とを近づけて配置することができるので、ハウジング及び出力軸の軸方向寸法を小さくでき、ハウジングの外部のレイアウトの自由度も向上させることができ、例えば、ステアリングコラムのコラプスストロークを伸ばすことができる。

更に、この電動パワーステアリング装置において、転がり軸受のうち前記電磁誘導式センサに最も近い位置にある転がり軸受を支持する前記軸受支持用ハウジング部材は、前記他のハウジング部材の内周面に圧入される第１部分と、前記転がり軸受のうち前記電磁誘導式センサに最も近い位置にある転がり軸受を支持する第２部分とを具備し、前記第１部分及び前記第２部分は、前記出力軸の軸方向に沿った断面において、互いになす角度が所定の鋭角あるいは鈍角で屈曲した屈曲部又は、前記出力軸の軸方向に沿った断面において、曲線を有する湾曲部で連結されている場合には、軸受支持用ハウジング部材の膨張を屈曲部又は湾曲部で吸収することで軸受支持用ハウジング部材の破損を防止することができる。

操舵補助トルクを付与する操舵アシスト機構は、このような電磁誘導式センサ８を含み、入力軸２、出力軸３とともに、ハウジング１内に内包される。そして、ハウジング１は、出力側ハウジング部材１ａと、軸受支持用ハウジング部材１ｃと、入力側ハウジング部材１ｂで構成されている。
ここで、出力側ハウジング部材１ａは、出力軸３、ウォームホイール９、ウォーム１０ａを内包すると共に、出力軸３を転がり軸受５ａを介して回転可能に支持している。また、出力側ハウジング部材１ａ内には、電動モータ１０を取り付けるためのモータ取付部（図示せず）が設けられている。出力側ハウジング部材１ａは、アルミニウム等の金属材料で形成される。

一方、入力側ハウジング部材１ｂは、入力軸２及び電磁誘導式センサ８を内包している。入力側ハウジング部材１ｂも、アルミニウム等の金属材料で形成される。出力側ハウジング部材１ａ及び入力側ハウジング部材１ｂは、その結合位置において同形状の外周面形状を有し、図示しないボルト等によりお互いに結合される。これにより、ハウジング１の内部は密閉される。
また、軸受支持用ハウジング部材１ｃは、転がり軸受５ａ，５ｂのうちトルクセンサ８に最も近い位置にある転がり軸受５ｂを支持するものであり、この転がり軸受５ｂを介して出力軸３を回転可能に支持している。

また、この樹脂において、前記繊維状充填材は、特に限定されないが、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、金属繊維、アラミド繊維、芳香族ポリイミド繊維、液晶ポリエステル繊維、炭化ケイ素繊維、アルミナ繊維、ボロン繊維等を例示できる。中でも、ガラス繊維、炭素繊維は補強性が良好であり、好ましい。ガラス繊維としては、電磁誘導式センサ８の電磁誘導に与える影響の少ない絶縁体のガラス繊維がより好ましい。

また、この電動パワーステアリング装置において、転がり軸受５ａ，５ｂを支持するハウジング部材１ａ，１ｃのうち、電磁誘導式センサ８に最も近い位置にある転がり軸受５ｂを支持する軸受支持用ハウジング部材１ｃを上記樹脂で形成する。この結果、電磁誘導式センサ８の検出性能は軸受支持用ハウジング部材１ｃの影響を受けない。このため、電磁誘導式センサ８と軸受支持用ハウジング部材１ｃとを近づけて配置することができる。即ち、図２に示す従来のように軸受支持用ハウジング部材１ｃを金属材料で形成する場合には、軸受支持用ハウジング部材１ｃと電磁誘導式センサ８との間の軸方向距離Ａを、電磁誘導式センサ８の検出性能に影響を与えない比較的長い距離とすることが必要であった。本実施形態では、軸受支持用ハウジング部材１ｃを上記樹脂で形成したため、電磁誘導式センサ８に、軸方向において、最も近い金属部材である転がり軸受５ｂと電磁誘導式センサとの間の軸方向距離Ｂを、電磁誘導式センサ８の検出性能に影響を与えない距離とすればよい。

また、軸受支持用ハウジング部材１ｃを上記樹脂で形成したことで、軸受支持用ハウジング部材１ｃと電磁誘導式センサ８とを接触させることも可能となる。即ち、従来のように軸受支持用ハウジング部材１ｃを金属材料で形成する場合には、軸受支持用ハウジング部材１ｃと電磁誘導式センサ８との間の距離Ａを、電磁誘導式センサ８の検出性能に影響を与えない距離とすることが必要であった。そのため、センサ検出部自身を保持するためにセンサ本体と軸受支持用ハウジング部材１ｃ（金属）との間に非金属部材、主に樹脂部材を用いる必要があり、その結果、センサ周りのレイアウトが制限されていた。これに対して、本実施形態によれば、軸受支持用ハウジング部材１ｃが上記樹脂で形成されているので、軸受支持用ハウジング部材１ｃがセンサ自身を直接保持することもしくは非金属部材の縮小が可能となり、その結果、センサ周りのレイアウトの自由度を確保できる。この場合、例えば、軸受支持用ハウジング１ｃに電磁誘導式センサ８を保持する機能として、電磁誘導式センサ８に凸部を設け、軸受支持用ハウジング部材１ｃにこの凸部と係合する凹部を設けても良い。この凸部と凹部を係合させることにより、電磁誘導式センサ８を回り止めすることができる。

また、本実施形態においては、電磁誘導式センサ８に最も近い位置にある転がり軸受５ｂを支持する軸受支持用ハウジング部材１ｃは、他のハウジング部材１ａの内周面に圧入される第１部分１１と、電磁誘導式センサ８に最も近い位置にある転がり軸受５ｂを支持する第２部分１２とを具備し、第１部分１１及び第２部分１２は、出力軸３の軸方向に沿った断面において、互いになす角度θが所定の鋭角あるいは鈍角で屈曲した屈曲部１３、又は、出力軸３の軸方向に沿った断面において、曲線を有する湾曲部で連結されている。このため、軸受支持用ハウジング部材１ｃの膨張を屈曲部１３又は湾曲部で吸収することで軸受支持用ハウジング部材１ｃの破損を防止することができる。

以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されずに種々の変更、改良を行うことができる。
例えば、少なくとも一つの転がり軸受５ａ，５ｂを支持するハウジング部材１ａ，１ｃのうち、転がり軸受５ａ，５ｂのうち電磁誘導式センサ８に最も近い位置にある転がり軸受５ｂを支持する軸受支持用ハウジング部材１ｃを、上記樹脂で形成してあるが、これに加えて、転がり軸受５ａを支持する出力側ハウジング部材１ａを上記樹脂で形成したり、あるいは出力側ハウジング部材１ａのみを上記樹脂で形成してもよい。

更に、転がり軸受５ａ，５ｂのうち電磁誘導式センサ８に最も近い位置にある転がり軸受５ｂを支持する軸受支持用ハウジング部材１ｃは、他のハウジング部材（出力側ハウジング部材１ａ）の内周面に圧入により嵌合固定されていることが好ましい。
また、転がり軸受５ａ，５ｂのうち電磁誘導式センサ８に最も近い位置にある転がり軸受５ｂは、当該転がり軸受５ｂを支持する軸受支持用ハウジング部材１ｃに圧入により嵌合固定されることにより支持されていなくても良い。

（ｅ）リング抜けの確認：上記各試験の試験終了後、各試験と同様の温度に設定した槽あるいは装置内で、リングに２０Ｎの荷重を負荷し、リングが試験片から抜けるかどうかを確認した。また、同時に目視で、試験片（樹脂）の表面に外観不良がないか否かを確認した。
（ｆ）衝撃試験：低温試験終了後の評価品のみ、リング抜けの確認を行った後、リング抜けの無かった試験片について再度、低温試験を行い１ｍの高さから落下させ、衝撃による樹脂部分の破損を確認した。
これらの結果を表２に示す。

１ ハウジング
１ａ 出力側ハウジング部材
１ｂ 入力側ハウジング部材
１ｃ 軸受支持用ハウジング部材
２ 入力軸
２ａ 筒状孔
３ 出力軸
３ａ 筒状孔
４ トーションバー
５ａ，５ｂ 転がり軸受
６ 連通孔
７ ピン
８ 電磁誘導式センサ
８ａ 第１センサ部材
８ｂ 第２センサ部材
９ ウォームホイール
９ａ 噛合部
１０ 電動モータ
１０ａ ウォーム
１１ 第１部分
１１ａ 大径部
１１ｂ 小径部
１１ｃ 段差部
１２ 第２部分
１２ａ 嵌合部
１２ｂ 段差面
１３ 屈曲部

Claims (10)

1. 入力軸と、トーションバーを介して前記入力軸に連結された出力軸と、前記入力軸に入力された操舵力を操舵トルクとして検出するトルクセンサと、前記入力軸、出力軸、及びトルクセンサを内包するハウジングと、該ハウジングに対して前記出力軸を回転可能に支持する少なくとも一つの転がり軸受とを備え、前記ハウジングが、前記少なくとも一つの転がり軸受を支持する軸受支持用ハウジング部材を少なくとも一つ備える他、複数のハウジング部材で構成された電動パワーステアリング装置において、
   前記少なくとも一つの転がり軸受を支持する軸受支持用ハウジング部材を樹脂で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。
2. 前記少なくとも一つの転がり軸受を支持する軸受支持用ハウジング部材のうち、前記転がり軸受のうち前記トルクセンサに最も近い位置にある転がり軸受を支持する前記軸受支持用ハウジング部材を、前記樹脂で形成するとともに、前記トルクセンサが電磁誘導式センサであ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。
3. 前記転がり軸受のうち前記トルクセンサに最も近い位置にある転がり軸受を支持する前記軸受支持用ハウジング部材は、他のハウジング部材の内周面に圧入される第１部分と、前記転がり軸受のうち前記トルクセンサに最も近い位置にある転がり軸受を支持する第２部分とを具備し、前記第１部分及び前記第２部分は、前記出力軸の軸方向に沿った断面において、互いになす角度が所定の鋭角あるいは鈍角で屈曲した屈曲部、又は、前記出力軸の軸方向に沿った断面において、曲線を有する湾曲部で連結されており、かつ、
   前記転がり軸受のうち前記トルクセンサに最も近い位置にある転がり軸受は、前記軸受支持用ハウジング部材に圧入により嵌合固定されることにより支持されていることを特徴とする請求項２記載の電動パワーステアリング装置。
4. 前記転がり軸受のうち前記トルクセンサに最も近い位置にある転がり軸受を支持する前記軸受支持用ハウジング部材は、前記トルクセンサに対する保持機能を有することを特徴とする請求項２または３に記載の電動パワーステアリング装置。
5. 前記樹脂は、繊維状充填材を３０〜５５質量％含有する樹脂組成物から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。
6. 前記樹脂は、繊維状充填材を３０〜５５質量％含有する樹脂組成物からなることを特徴とする請求項２乃至４の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置。
7. 前記樹脂は、−４０℃〜８５℃の温度環境で連続使用可能であり、２３℃〜８０℃の温度範囲で繊維方向及び繊維直角方向ともに線膨張係数が１．２×１０^-５〜５．５×１０^-５（１／℃）の範囲であり、２３℃の水中に２４時間放置したときの吸水率が４％以下であることを特徴とする請求項５記載の電動パワーステアリング装置。
8. 前記樹脂は、−４０℃〜８５℃の温度環境で連続使用可能であり、２３℃〜８０℃の温度範囲で繊維方向及び繊維直角方向ともに線膨張係数が１．２×１０^-５〜５．５×１０^-５（１／℃）の範囲であり、２３℃の水中に２４時間放置したときの吸水率が４％以下であることを特徴とする請求項６記載の電動パワーステアリング装置。
9. 前記樹脂は、８５℃、８５％ＲＨの環境下に５００時間放置した後の引張強度保持率が７０％以上であることを特徴とする請求項７記載の電動パワーステアリング装置。
10. 前記樹脂は、８５℃、８５％ＲＨの環境下に５００時間放置した後の引張強度保持率が７０％以上であることを特徴とする請求項８記載の電動パワーステアリング装置。
    

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