JP2004090851A

JP2004090851A - 電動パワーステアリング装置

Info

Publication number: JP2004090851A
Application number: JP2002257494A
Authority: JP
Inventors: Hidekazu Aoki; 青木　英和; Koichi Okamoto; 岡本　浩一; Toshiro Okita; 興田　敏郎; Kazuyoshi Ishizaki; 石崎　一嘉
Original assignee: Unisia JKC Steering Systems Co Ltd
Current assignee: Unisia JKC Steering Systems Co Ltd
Priority date: 2002-09-03
Filing date: 2002-09-03
Publication date: 2004-03-25

Abstract

【課題】モータハウジング内空気の熱膨張・収縮による気圧変化に対しても、モータハウジング内へのグリスの吸い込みをを防止しつつ、かつベアリングの潤滑性を低下させることなしに、外部からの湿った空気や塵等のモータハウジング内への吸い込みを防止することができる電動パワーステアリング装置の提供。
【解決手段】中央ハウジング１２０の組付穴９に対するモータハウジングＨの組付部に組付穴９（大径穴部９１、中径穴部９３）に対する挿入係合部（大径部８３、小径部８５）が形成され、挿入係合部と組付穴との間の環状の微小隙間ｈ１で形成された絞り部を介してモータハウジングＨ内と中央ハウジング１２０内との間を連通する連通穴（軸方向穴８６一隙間ｈ２一微小隙間ｈ１一隙間ｈ３）が形成される。
【選択図】　　　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動パワーステアリング装置に関し、特に、電動モータや制御ユニットの発熱に基づいて発生する不具合を解消させる技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電動パワーステアリング装置は、電動モータの回転駆動力をウォームギヤ（減速ギヤ機構）を介して減速した状態で操舵機構の出力軸側に伝達することにより、ステアリング操作に基づく操舵力を補助するようになっている。そして、ウォームギヤ室側ハウジングとモータハウジングとの組み付け部はシール部材によりシールされると共に、いずれかのハウジングとモータ軸もしくはウォームシャフトとの間にはベアリングが介装されることにより、モータハウジング内とウォームギヤ室内との間が仕切られた構造となっている。
【０００３】
ところが、電動モータの駆動によりコイルやブラシ部分で発熱するため、モータハウジング内の温度が上昇し、これによりモータハウジング内の空気が熱膨張して気圧が上昇するという問題がある。この場合、モータハウジング内が完全に密封されていれば、特に問題はないが、シール部分に弱い部分があると、その部分からモータハウジング内の膨張空気が流れ出し、その後、電動モータの停止や、モータハウジングに水がかかる等して電動モータの温度が低下すると、モータハウジング内の気圧が低下することで、外部の湿った空気や塵を含んだ空気をモータハウジング内に吸引する虞がある。
そこで、この問題の解決策として、モータハウジング部にウォームギャ室方向に向かう貫通穴が形成されたものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−３１５６５２号公報　（第３頁、図２）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来例（特許文献１）では、貫通穴がウォームギャ室方向に向かって形成されているが、貫通穴のウォームギヤ室側開口部とウォームギヤ室内との間にはウォームギヤ室側ハウジングとウォームシャフトとの間に介装されたベアリングが存在するため、モータハウジング内とウォームギヤ室との問が直接連通された状態とはなっていない。
【０００６】
このように、モータハウジング内とウォームギヤ室内との間は依然ベアリングで仕切られた構造となっているため、モータハウジング内の温度上昇によりモータハウジング内の空気が熱膨張して気圧が上昇すると、モータハウジング内の空気がベアリングの隙間からウォームギヤ室側に流出し、その際、ベアリング内のグリスをウォームギヤ室側に押し出すことになり、このため、ベアリングの潤滑性の悪化により耐久性を低下させる虞がある。
【０００７】
また、その後、電動モータの停止や、モータハウジングに水がかかる等して電動モータの温度が低下してモータハウジング内の気圧が低下すると、ウォームギヤ室内の空気がベアリングの隙間からモータハウジング側に吸引され、その際、ベアリング内のグリスや、ウォームギヤ室内のグリスを貫通穴を介してモータハウジング内に吸い込む虞がある。
【０００８】
本発明は、上述の従来の問題点に着目してなされたもので、モータハウジング内空気の熱膨張・収縮による気圧変化に対しても、モータハウジング内へのグリスの吸い込みをを防止しつつ、かつベアリングの潤滑性を低下させることなしに、外部からの湿った空気や塵等のモータハウジング内への吸い込みを防止することができる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。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明請求項１記載の電動パワーステアリング装置は、操舵補助力を発生させる電動モータと、該電動モータを収容するモータハウジングと、電動モータの回転を減速した状態で操舵機構の出力軸側に伝達するウォームホイールとウォームシャフトよりなるウォームギヤ機構と、該ウォームギヤ機構部分を収容するギヤハウジングと、を備え、前記ギヤハウジングに設けられた組付穴に対しシール部材を介してモータハウジングが組み付け固定されることにより、前記電動モータのモータ出力軸側に備えたウォームシャフトと操舵機構の出力軸側に備えたウォームホイールとが噛合され、前記モータハウジングとモータ出力軸との間に回転を軸支するベアリングが介装された電動パワーステアリング装置において、前記ギヤハウジングの組付穴に対するモータハウジングの組付部に前記組付穴に対する挿入係合部が形成され、該挿入係合部と組付穴との問の隙間で形成された絞り部を介して前記モータハウジング内とギヤハウジング内との問を連通する連通穴が形成されていることを特徴とする手段とした。
【００１０】
請求項２記載の電動パワーステアリング装置は、請求項１記載の電動パワーステアリング装置において、前記連通穴の一部が互いに連通する軸方向隙間と径方向隙間とで形成されていることを特徴とする手段とした。
【００１１】
【作用および効果】
この発明請求項１記載の電動パワーステアリング装置では、上述のように構成されるため、モータハウジング内の温度上昇によりモータハウジング内の空気が熱膨張して気圧が上昇すると、モータハウジング内の空気は、ベアリングを迂回してモータハウジング内とギヤハウジング内との問を連通する連通穴を通ってウォームギヤ室内に流出するもので、これにより、ベアリングの隙間を経由してウォームギヤ室側へ流出したり、シール部等から外部へ流出することが防止される。
【００１２】
従って、ベアリング内のグリスをウォームギヤ室側に押し出すことを防止することができ、これにより、ベアリングの潤滑性の悪化による耐久性の低下を防止できるようになると共に、電動モータ冷却時における外部からの湿った空気や塵等の吸い込み、および、ベアリング内のグリスや、ウォームギヤ室内のグリスをベアリングの隙間を経由してモータハウジング内に吸い込むことを防止できるようになる。
【００１３】
また、前記連通穴が、絞り部を介してモータハウジング内とギヤハウジング内との聞を達通する構造であるため、電動モータ冷却時に、ウォームギヤ室内のグリスが連通穴を経由してモータハウジング内に吸い込まれることを絞り部によって阻止することができるようになる。
また、絞り部を組付穴と嵌入部との間の隙間で形成させる構造としたことで、絞り孔加工する工程を省略することができるようになる。
【００１４】
請求項２記載の電動パワーステアリング装置では、請求項１記載の電動パワーステアリング装置において、前記連通穴の一部が互いに連通する軸方向隙間と径方向隙間とで形成されることで、電動モータ冷却時に、ウォームギヤ室内のグリスが連通穴を経由してモータハウジング内に吸い込まれることを防止する効果を高めることができるようになる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
まず、本発明の実施の形態の構成を図１〜３に基づいて説明する。
図１は、電動パワーステアリング装置を示す縦断側面図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線における拡大横断平面図、図３は図２の要部拡大平面図であり、これらの図において、１はハウジング、２は入力軸、３は出力軸（繰舵機構の出力軸）、４はトーションバー、５はウォームホイール、６はウォームシャフト、ＴＳはトルクセンサ、Ｍは電動モータを示す。
【００１６】
さらに詳述すると、前記ハウジング１は、前記トルクセンサＴＳ部分が主に収容される上部ハウジング１１０と、ウォームギヤ機構Ｇ部分が主に収容される中央ハウジング（ギヤハウジング）１２０と、ラックＬ＆ピニオンＰ部分が主に収容される下部ハウジング１３０とに分割形成されていて、それぞれ軸方向に組み付けることにより１つのハウジング１が構成されるようになっている。そして、前記入力軸２および出力軸３は、前記各ハウジング１１０、１２０、１３０内に軸受けベアリング１ａ、１ｂ、１ｃを介してそれぞれ回転自在に支持された状態で、同軸に配置されている。
【００１７】
前記トーションバー４は、前記入力軸２の軸心穴２ａ内に回転可能に挿入され、その一端が軸心穴２ａの奥側で入力軸２に固定される一方、もう一端側は出力軸３の軸心穴３ａにスプライン結合されている。
【００１８】
そして、前記入力軸２には、図外のステアリングホイールが連結されていて、このステアリングホイールの操舵力が、入力軸２、トーションバー４、および、出力軸３を経由し、出力軸３の一端に設けられたラックＬ＆ピニオンＰによりラックＬの直線運動に変換され、図外の左右前輪に伝達されるようになっている。
【００１９】
前記電動モータＭは、手動による操舵力を検出する前記トルクセンサＴＳからの検出信号に基づいて、車載のコントロールユニットに組み込まれたマイコンによりその駆動制御が行われ、これにより、手動による操舵力の補助制御が行われる。この電動モータＭは、図２に示すように、そのモータハウジングＨが有底円筒状本体部７、その開口部側に組み付け固定される側壁部材８とで構成されている。
【００２０】
前記モータハウジングＨ内には、有底円筒状本体部７の内周に設けられたステータ１１と、モータハウジングＨ内に回転自在に設けられたアーマチュア１２を備えたモータ出力軸１３と、該モータ出力軸１３側に設けられたコンミテータ１４と、側壁部材８側に設けられていて前記コンミテータ１４と回転自在に接触して電源から供給される直流電流をアーマチュア１２のコイルに供給すると共にアーマチュア１２の回転に伴って供給電流の方向を切り替えるブラシ１５とが内蔵されている。そして、前記側壁部材８の軸心部には、モータ出力軸１３を挿通するための挿通穴８１が形成されると共に、該挿通穴８１には、モータ出力軸１３を回転自在に軸支するボールベアリング１６が設けられている。
なお、前記モータ出力軸１３の基部側は、有底円筒状本体部７の底部に設けられたボールベアリング１７により回転自在に軸支されている。また、前記ウォームシャフト６はモータ出力軸１３の先端部に連結固定されている。
【００２１】
前記ウォームギヤ機構Ｇ部分が主に収容される中央ハウジング１２０の一側面には、電動モータＭを組み付けるための組付穴９および組付フランジ部９１が形成されている一方、前記側壁部材８の外周には、前記中央ハウジング１２０の組付フランジ部９１に組み付け規定するための組付フランジ部８２が突出形成されていて、両フランジ部９１、８２をボルト１０により締結することにより、中央ハウジング１２０に対する電動モータＭの組み付け固定が行われる。そして、この組み付け状態においては、前記ウォームシャフト６がウォームホイール５に噛合されると共に、その先端部が中央ハウジング１２０に設けられたボールベアリング１８により回転自在に軸支されている。
【００２２】
前記中央ハウジング１２０の組付穴９は、図３にその詳細を示すように、入口の大径穴部９１から２段の環状段部９２、９４を介して中径穴部９３と小径穴部９５が形成されている一方、モータハウジングＨにおける側壁部材８の外面側には、前記大径穴部９１に対し密に嵌入可能な大径部８３と、該大径部８３とは環状段部８４を介し、前記中径穴部９３に対して所定の微小隙間（軸方向隙間）ｈ１を有して挿入可能な小径部８５が突出形成されている。そして、中央ハウジング１２０に対し電動モータＭが組み付け固定された状態では、前記大径部８３側の環状段部８４と大径穴部９１側の環状段部９２との間、および、小径部８５の環状先端面８６と小径穴部９５側の環状段部９４との間には、それぞれ所定の隙間（径方向隙間）ｈ２、ｈ３が形成されるようになっている。また、側壁部材８には、前記隙間ｈ２とモータハウジングＨ内との問を連通する軸方向穴８６が形成されている。
【００２３】
以上のように、前記大径部８３と小径部８５とで請求の範囲の挿入係合部が形成されている。
また、前記軸方向穴８６、隙間ｈ２、徹小隙間ｈ１、および隙間ｈ３で、モータハウジングＨ内と中央ハウジング（ギヤハウジング室）１２０内との問を連通する請求の範囲の連通穴が形成され、前記環状の微小隙間ｈ１で請求の範囲の絞り部が形成されている。
なお、前記大径穴部９１の開□縁部と大径部８３の基部との間には、シールリング（シール部材）１９が介装されることにより、外部とのシールが行われている。
【００２４】
次に、この発明の実施の形態の作用・効果を説明する。
この発明の実施の形態では上述のように構成されるため、モータハウジングＨ内の温度上昇によりモータハウジングＨ内の空気が熱膨張して気圧が上昇すると、モータハウジングＨ内の空気は、ボールベアリング１６を迂回してモータハウジングＨ内とウォームギヤ機構Ｇが収容された中央ハウジング１２０内との間を連通する連通穴、即ち、軸方向穴８６一隙間ｈ２一微小隙間ｈ１一隙間ｈ３を通って中央ハウジング１２０内に流出するもので、これにより、ボールベアリング１６の隙間を経由して中央ハウジング１２０内へ流出したり、シールリング１９等から外部へ流出することが防止される。
【００２５】
従って、ボールベアリング１６内のグリスを中央ハウジング１２０側に押し出すことを防止することができ、これにより、ボールベアリング１６の潤滑性の悪化による耐久性の低下を防止できるようになると共に、電動モータＭの冷却時における外部からの湿った空気や塵等の吸い込み、および、ボールベアリング１６内のグリスや、中央ハウジング１２０内のグリスをボールベアリング１６の隙間を経由してモータハウジングＨ内に吸い込むことを防止できるようになるという効果が得られる。
【００２６】
また、前記連通穴が、絞り部を構成する環状の微小隙間ｈ１を介してモータハウジングＨ内と中央ハウジング１２０内との間を連通する構造であるため、電動モータＭの冷却時に、中央ハウジング１２０内のグリスが連通穴を経由してモータハウジングＨ内に吸い込まれることを環状の微小隙間ｈ１によって阻止することができるようになるという効果が得られる。
【００２７】
また、絞り部を中径穴部９３と小径部８５との間の環状の徹小隙間ｈ１で形成させる構造としたことで、絞り孔加工等の余分な工程を要することなしに絞り部を形成させることができるもので、これにより、コストの低減化が図れるようになると共に、環状の微小隙間ｈ１とすることで、隙間自体は狭くても空気の流通断面積を大きく取ることができるため、モータハウジングＨ内と中央ハウジング１２０内との間におけるスムーズな空気の流れを確保しつつ、中央ハウジング１２０側からモータハウジングＨ内方向へのグリスの侵入を効果的に阻止することができるようになるという効果が得られる。
【００２８】
また、前記連通穴の一部が互いに連通する軸方向隙間である環状の微小隙間ｈ１と径方向隙間である隙間ｈ２、ｈ３とで形成したことで、電動モータＭの冷却時に、中央ハウジング１２０内のグリスが連通穴を経由してモータハウジングＨ内に吸い込まれることを防止する効果を高めることができるようになる。
【００２９】
以上発明の実施の形態を図面により説明したが、具体的な構成はこれらの発明の実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても本発明に含まれる。
例えば、発明の実施の形態では、環状の微小隙間ｈ１で絞り部を構成させたが、隙間ｈ２および／または隙間ｈ３で絞り部を横成させるようにしてもよい。また、微小隙間ｈ１は、環状でなく周方向の一部にだけ形成させるようにしてもよい。
【００３０】
また、発明の実施の形態では、前記連通穴の一部が互いに連通する軸方向隙間である環状の徹小隙間ｈ１と径方向隙間である隙間ｈ２、ｈ３とで形成したが、いずれか一方のみで構成させるようにしてもよい。
【００３１】
次に、上述の発明の実施の形態から把握される請求項以外の好ましい形態について説明する。
（イ）請求項１において、前記絞り部が、前記組付穴と挿入係合部との間に形成される環状の微小隙間で構成されていることを特徴とする手段とした。
このように構成することにより、隙間自体は狭くても空気の流通断面積を大きく取ることができるため、モータハウジング内とギヤハウジング内との間におけるスムーズな空気の流れを確保しつつ、ギヤハウジング側からモータハウジング内方向へのグリスの侵入を効果的に阻止することができるようになるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】発明の実施の形態の電動パワーステアリング装置を示す縦断側面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線における拡大横断平面図である。
【図３】図２の要部拡大平面図である。
【符号の説明】
３　出力軸（操舵機構の出力軸）
５　ウォームホイール
６　ウォームシャフト
９　組付穴
１３　モータ出力軸
１６　ボールベアリング
１９　シールリング（シール部材）
８３　大径部（挿入係合部）
８５　小径部（挿入係合部）
８６　軸方向穴（連通穴）
９１　大径穴部（組付穴）
９３　中径穴部（組付穴）
１２０　中央ハウジング（ギヤハウジング）
ｈ１　微小隙間（連通穴・絞り部・軸方向隙間）
ｈ２　隙間（連通穴・径方向隙間）
ｈ３　隙間（連通穴・径方向隙間）
Ｍ　電動モータ
Ｈ　モータハウジング
Ｇ　ウォームギヤ機構

Claims

操舵補助力を発生させる電動モータと、
該電動モータを収容するモータハウジングと、
前記電動モータの回転を減速した状態で操舵機構の出力軸側に伝達するウォームホイールとウォームシャフトよりなるウォームギヤ機構と、
該ウォームギヤ機構部分を収容するギヤハウジングと、
を備え、
前記ギヤハウジングに設けられた組付穴に対しシール部材を介してモータハウジングが組み付け固定されることにより、前記電動モータのモータ出力軸側に備えたウォームシャフトと操舵機構の出力軸側に備えたウォームホイールとが噛合され、
前記モータハウジングとモータ出力軸との問に回転を軸支するベアリングが介装された電動パワーステアリング装置において、
前記ギヤハウジングの組付穴に対するモータハウジシグの組付部に前記組付穴に対する挿入係合部が形成され、
該挿入係合部と組付穴との問の隙間で形成された絞り部を介して前記モータハウジング内とギヤハウジング内との間を連通する連通穴が形成されていることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
前記連通穴の一部が互いに連通する軸方向隙間と径方向隙間とで形成されてい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。