JP2001315652A - 電動式パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】コストを大幅に上昇させることなく、信頼性を
より高めることが出来る電動式パワーステアリング装置
を提供する。 【解決手段】ＥＣＵ２１が高温になった場合でも、開口
２０ｂ、２１ｂがＥＣＵハウジング２１ａ内からモータ
ハウジング２０ａ内への空気の移動を許容するため、Ｅ
ＣＵハウジング２１ａ内が高圧となることを抑制でき
る。又、電動モータ２０が高温になった場合でも、開口
２０ｂ、２１ｂがモータハウジング２０ａ内からＥＣＵ
ハウジング２１ａ内への空気の移動を許容するため、モ
ータハウジング２０ａ内が高圧となることを抑制でき
る。更に、開口２０ｂ、２１ｂは、Ｏ−リング２３によ
り外部に対して密封されているので、外部から湿気を含
んだ空気や泥水などの異物が侵入することはなく、ＥＣ
Ｕ２１や電動モータ２０の機能を正常に発揮させること
が出来る。

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、車両への搭
載性を向上させると共に、電動式パワーステアリング装
置を制御するＥＣＵからモータまで長いハーネスを用い
て信号を伝達した場合に生じうる電圧降下に起因する追
従性低下を防ぐ為、モータを取り付けたハウジングに回
路室を設けて、かかる回路室内にＥＣＵを収納すること
が考えられている。更に、ＥＣＵは、外部からの侵入す
る異物により機能を損なう恐れがあるため、回路室は密
閉された状態に維持され、又モータの内部も同様に密閉
されている。

【０００４】ここで、ＥＣＵもモータも動作時に発熱す
るという特性を有する。例えば、車両において据えぎり
などが頻繁に行われるような条件下や、曲がりくねった
山道などを連続的に走行するような条件下では、これら
が１２０℃以上に発熱することも珍しくない。しかる
に、上述した如く回路室内が密閉されていたり、またモ
ータ内も密閉されていると、回路室及びモータ内部の雰
囲気温度が１１０℃に上昇することにより、その気圧
は、通常約０．３９ｂａｒ程度上昇することが判った。

【０００５】かかる場合、回路室等が完全に密閉されて
いれば大きな問題は生じないが、密閉部に弱い部分があ
ると、かかる部分を介して内部の空気が外部へと漏れ出
ることとなる。一方、ＥＣＵ等の動作が停止することに
より、回路室の雰囲気温度が低下すると気圧も低下する
ことから、先に漏れ出た分の空気を補うべく、外部の空
気が回路室等に侵入する。かかる場合、湿気を含んだ空
気が回路室又はモータ内に侵入することによって結露な
どが生じ、ＥＣＵ又はモータの機能を損なう恐れがあ
る。又、空気と一緒に泥水などが侵入する恐れもあり、
かかる場合もＥＣＵ又はモータの機能を損なう恐れがあ
る。

【０００６】かかる問題に対しては、回路室やモータの
密閉性をより強固にすることが考えられるが、それによ
りコストの上昇を招くという新たな問題を生じさせる。

【０００７】そこで本発明は、かかる問題点に鑑み、コ
ストを大幅に上昇させることなく、信頼性をより高める
ことが出来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。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく、
本発明の電動式パワーステアリング装置は、補助動力発
生用のモータを収納するモータハウジングと、前記モー
タを制御する制御回路を収納する制御回路ハウジング
と、前記モータハウジング内と前記制御回路ハウジング
内とを通気可能に連通する通路と、前記通路を外部より
密封する密封手段と、を有するものである。

【０００９】

【作用】本発明の電動式パワーステアリング装置によれ
ば、補助動力発生用のモータを収納するモータハウジン
グと、前記モータを制御する制御回路を収納する制御回
路ハウジングと、前記モータハウジング内と前記制御回
路ハウジング内とを通気可能に連通する通路と、前記通
路を外部より密封する密封手段と、を有するので、前記
制御回路が高温になった場合でも、前記通路が前記回路
室から前記モータ内への空気の移動を許容するため、前
記回路室内部が高圧となることを抑制できる。又、前記
モータが高温になった場合でも、前記通路が前記モータ
内から前記回路室への空気の移動を許容するため、前記
回路室内部が高圧となることを抑制できる。更に、前記
通路は、密封手段により外部に対して密封されているの
で、外部から湿気を含んだ空気や泥水などの異物が侵入
することはなく、制御回路やモータの機能を正常に発揮
させることが出来る。

【００１０】更に、前記モータから発生した補助動力を
出力軸に伝達する動力伝達手段を収納する伝達室と、前
記モータハウジング内及び前記制御回路ハウジング内の
少なくとも一方と、前記伝達室内とを通気可能に連通す
る第２通路と、前記第２通路を外部より密封する第２密
封手段と、を更に有すれば、前記制御回路と前記モータ
とが同時に高温になった場合でも、前記回路室と前記モ
ータ内の空気が、前記通路及び前記第２通路を介して、
比較的温度変化の少ない前記伝達室に移動することを許
容するため、前記回路室と前記モータ内とが高圧になる
ことを抑制できる。更に、前記第２通路は、前記第２密
封手段により外部に対して密封されているので、外部か
ら湿気を含んだ空気や泥水などの異物が侵入することは
なく、制御回路やモータ、更には動力伝達手段の機能を
正常に発揮させることが出来る。

【００１１】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。図２は、図１
の構成をII-II線で切断して矢印方向に見た部分断面図
である。

【００１２】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。

【００１３】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。

【００１４】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１２
ｃ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。

【００１５】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、電動モー
タ２０の回転軸３０に連結されたウォーム３０ａと噛合
している。回転軸３０は、図２に示す軸受３１，３２に
より、ハウジング１の本体１ａに対して回転自在に支持
されている。電動モータ２０は、制御回路としてのＥＣ
Ｕ２１により制御されるようになっている。より具体的
には、ＥＣＵ２１が、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２０に供給して
適切な補助トルクを発生させようになっている。かかる
ＥＣＵ２１は、電動モータ２０の外殻を構成する円筒状
のモータハウジング２０ａに隣接して配置されたＥＣＵ
ハウジング２１ａ内に収納されている。

【００１６】ＥＣＵハウジング２１ａ及びモータハウジ
ング２０ａの一部を切り欠いて示す図２において、ＥＣ
Ｕハウジング２１ａの側壁には開口２１ｂが形成されて
おり、又これに対向するようにしてモータハウジング２
０ａの側壁には、座繰り２０ｃが設けられ、その中央に
開口２０ｂが形成されている。座繰り２０ｃ内には、密
封手段としてのＯ−リング２３が配置されている。従っ
て、制御回路ハウジングとしてのＥＣＵハウジング２１
ａ内と、モータハウジング２０ａ内とは、空気が移動で
きる通路としての開口２１ｂ、２０ｂを介して連通し、
かつＯ−リング２３により外部から密封されている。

【００１７】一方、モータハウジング２０ａには、ハウ
ジング１の本体１ａ側に向かって穿設された貫通孔２０
ｄが形成されている。モータハウジング２０ａとウォー
ムギヤ室Ａとは、空気が移動できる第２通路としての貫
通孔２０ｄを介して連通している。尚、本体１ａとモー
タ２０とは第２密封手段としてのＯ−リング２４により
外部から密封されている。

【００１８】図１において、出力軸３は、軸受１４，１
５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。

【００１９】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。

【００２０】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、動力伝達手段と
してのウォームギヤ機構（ウォームホイール１３及びウ
ォーム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。

【００２１】ところで、電動式パワーステアリング装置
の動作に応じて、電動モータ２０とＥＣＵ２１とは発熱
するので、それに応じて、モータハウジング２０ａ内と
ＥＣＵハウジング２１ａ内の温度が上昇する。かかる場
合、モータハウジング２０ａとＥＣＵハウジング２１ａ
の密閉に弱い部分があると、かかる部分を介して内部の
空気が外部へと漏れ出てしまい、内部温度低下に応じ
て、湿気を含んだ空気がＥＣＵハウジング２１ａ又はモ
ータハウジング２０ａ内に侵入し、結露などが生じ、Ｅ
ＣＵ２１又はモータ２０の機能を損なう恐れがある。
又、空気と一緒に泥水などが侵入する恐れもあり、かか
る場合もＥＣＵ２１又はモータ２０の機能を損なう恐れ
がある。

【００２２】これに対し、本実施の形態によれば、モー
タハウジング２０ａ内とＥＣＵハウジング２１ａ内と
が、外部から密閉された状態で、通路としての開口２１
ｂ、２０ｂにより連通しているので、例えばＥＣＵハウ
ジング２１ａ内の温度が上昇したら、モータハウジング
２０ａ側に内部空気を移動させて、或いはモータハウジ
ング２０ａ内の温度が上昇したら、ＥＣＵハウジング２
１ａ側に内部空気を移動させて、内部圧力の上昇を抑制
し、それにより異物の侵入を招く空気の漏れ出しを阻止
している。

【００２３】一方、モータハウジング２０ａ内とＥＣＵ
ハウジング２１ａ内とで同時に温度上昇が生じる場合も
ある。かかる場合には、ＥＣＵハウジング２１ａ内、及
びモータハウジング２０内から、伝達室であるウォーム
ギヤ室Ａ側に内部空気を移動させて、モータハウジング
２０ａ内とＥＣＵハウジング２１ａ内の圧力上昇を抑制
し、それにより異物の侵入を招く空気の漏れ出しを阻止
している。尚、ウォームギヤ室Ａは、上述したように、
外部からの異物の侵入は阻止されている。

【００２４】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、貫通孔２０ｄに代えて、あるいはこれに加えて、
本体１ａのウォームギヤ室Ａと、ＥＣＵハウジング２１
ａとを連通する連通路を設けても良い。

【００２５】

【発明の効果】本発明の電動式パワーステアリング装置
によれば、補助動力発生用のモータを収納するモータハ
ウジングと、前記モータを制御する制御回路を収納する
制御回路ハウジングと、前記モータハウジング内と前記
制御回路ハウジング内とを通気可能に連通する通路と、
前記通路を外部より密封する密封手段と、を有するの
で、前記制御回路が高温になった場合でも、前記通路が
前記回路室から前記モータ内への空気の移動を許容する
ため、前記回路室内部が高圧となることを抑制できる。
又、前記モータが高温になった場合でも、前記通路が前
記モータ内から前記回路室への空気の移動を許容するた
め、前記回路室内部が高圧となることを抑制できる。更
に、前記通路は、密封手段により外部に対して密封され
ているので、外部から湿気を含んだ空気や泥水などの異
物が侵入することはなく、制御回路やモータの機能を正
常に発揮させることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明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の構成をII-II線で切断して矢印方向に見
た部分断面図である。

【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、２３，２４ Ｏ−リング ２０ａ モータハウジング ２１ａ ＥＣＵハウジング ２０ｂ、２１ｂ 開口 ２０ｄ 貫通孔

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 補助動力発生用のモータを収納するモー
   タハウジングと、 前記モータを制御する制御回路を収納する制御回路ハウ
   ジングと、 前記モータハウジング内と前記制御回路ハウジング内と
   を通気可能に連通する通路と、 前記通路を外部より密封する密封手段と、を有する電動
   式パワーステアリング装置。
2. 【請求項２】 前記モータから発生した補助動力を出力
   軸に伝達する動力伝達手段を収納する伝達室と、 前記モータハウジング内及び前記制御回路ハウジング内
   の少なくとも一方と、前記伝達室内とを通気可能に連通
   する第２通路と、 前記第２通路を外部より密封する第２密封手段と、を更
   に有する請求項１に記載の電動式パワーステアリング装
   置。