JP2006027350A - コラム式電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 キーロックカラー等のコラム必要部品の存在に拘わらずに、トルクセンサー部のための環状のダストシールをレイアウト上容易に組み込むことができ、しかも、ダストシールの装着作業も極めて容易にすること。
【解決手段】 入力軸４の大径部４ｃの外周面に、ハウジング１３（又はロアーコラム２）の内周面に摺接してトルクセンサー部ＴＳを異物・塵芥等から保護する環状のダストシール３０が設けてある。このダストシール３０は、ハウジング１３（又はロアーコラム２）の内周面に摺接するシールリップ部３１をも有しており、トルクセンサー部ＴＳを異物・塵芥等から効果的に保護することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ロアーシャフト（入力軸）の外周面に、ハウジングの内周面に摺接してトルクセンサー部を異物・塵芥等から保護する環状のダストシールを装着したコラム式電動パワーステアリング装置に関する。

自動車の操舵系では、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、比較的大排気量の自動車でも走行燃費が無視でき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（Electric Power Steering、以下ＥＰＳと記す）が近年注目されている。ＥＰＳには、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、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も抑えられる他、電子制御が極めて容易に行える等の特長がある。

ＥＰＳでは、ステアリングホイールに印加された操舵トルクに対応して、電動モータから補助操舵トルクを発生して、動力伝達機構（減速機）により減速して操舵機構の出力軸に伝達するようになっている。

図３は、従来例に係る車両用衝撃吸収式電動パワーステアリング装置の縦断面図である。

コラムアシスト式電動パワーステアリング装置では、ステアリングコラムのロアーコラム２に、アッパーコラム１がテレスコピック摺動自在に嵌合してある。

これら両コラム１，２内に、スプライン嵌合した中空のアッパーシャフト３と、中実のロアーシャフト４（入力軸）とが回転自在に支持してある。ロアーシャフト４に形成した雄スプライン部４ａに、アッパーシャフト３に形成した雌スプライン部３ａがテレスコピック摺動自在にスプライン嵌合してある。

ロアーシャフト４（入力軸）の車両前方側には、出力軸５が連結してある。この出力軸５の車両前方側には、自在継手ＵＪを介して中間シャフト（図示略）が連結してある。

ロアーシャフト４（入力軸）の車両前方側には、トーションバー６の基端が圧入固定してあり、このトーションバー６は、中空に形成した出力軸５の内部を延在して、その先端が出力軸５の端部に固定ピン（図示略）により固定してある。

出力軸５の車両後方側には、トルクセンサー部ＴＳが設けてある。即ち、出力軸５の車両後方側には、トルクセンサー部ＴＳの検出用溝７が形成してあり、これらの溝７の径方向外方には、トルクセンサー部ＴＳのスリーブ８が配置してある。このスリーブ８は、その車両後方側端部がロアーシャフト４（入力軸）の車両前方側端部に加締め等により固定してある。スリーブ８の径方向外方には、コイル９や基板等が設けてある。

出力軸５には、電動モータ（図示略）の駆動軸に連結したウォーム（図示略）に噛合したウォームホイール１２が取付けてある。これらウォーム及びウォームホイール１２は、ロアーコラム２に一体的に形成された後方側ハウジング１３と、別体の前方側ハウジング１４とに収納してある。

従って、運転者がステアリングホイール（図示略）を操舵することにより発生した操舵力は、入力軸４、トーションバー６、出力軸５、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、図示しない転舵輪に伝達される。

また、電動モータの回転力は、そのウォーム及びウォームホイール１２を介して出力軸５に伝達されるようになっており、電動モータの回転力及び回転方向を適宜制御することにより、出力軸５に適切な操舵補助トルクを付与できるようになっている。

さらに、車両の二次衝突時、車両前方への衝撃エネルギーが作用すると、アッパーコラム１は、ロアーコラム２に対してコラプスして、車両前方へ移動しながら衝撃エネルギーを吸収するようになっている。また、この際、ロアーシャフト４の中径部４ｂの端縁に、中空のアッパーシャフト３の雌スプライン部３ａが当接するようになっている。

さらに、一般的には、例えば、特許文献１に開示してあるように、ロアーコラム２（即ち、後方側ハウジング１３）の内周壁に、ロアーシャフト４（入力軸）の大径部４ｃの外周面に摺接してトルクセンサー部ＴＳを異物・塵芥等から保護するための環状のダストシールが装着してある。

しかし、図３の従来例では、このロアーシャフト４（入力軸）の中径部４ｂに、ステアリングロック装置用のキーロックカラー２０が嵌合してあることから、スペース的な余裕がなく、レイアウト上、上述した環状のダストシールを装着できないといったことがある。

図４は、従来の他例に係る車両用衝撃吸収式電動パワーステアリング装置の縦断面図である。

コラムアシスト式電動パワーステアリング装置では、ステアリングコラムのロアーコラム２に、アッパーコラム１がテレスコピック摺動自在に嵌合してある。

これら両コラム１，２内に、スプライン嵌合した中空のアッパーシャフト３と、中実のロアーシャフト４（入力軸）とが回転自在に支持してある。ロアーシャフト４に形成した雄スプライン部４ａに、アッパーシャフト３に形成した雌スプライン部３ａがテレスコピック摺動自在にスプライン嵌合してある。

なお、本従来例では、アッパーシャフト３の中間部は、大径に形成してあって、ステアリングロック装置のキーボルト（図示略）が出退動するロック用孔３ｂが形成してある。

ロアーシャフト４（入力軸）の車両前方側には、出力軸５が連結してある。この出力軸５の車両前方側には、自在継手ＵＪを介して中間シャフト（図示略）が連結してある。

ロアーシャフト４（入力軸）の車両前方側には、トーションバー６の基端が圧入固定してあり、このトーションバー６は、中空に形成した出力軸５の内部を延在して、その先端が出力軸５の端部に固定ピン（図示略）により固定してある。

出力軸５の車両後方側には、トルクセンサー部ＴＳが設けてある。即ち、出力軸５の車両後方側には、トルクセンサー部ＴＳの検出用溝７が形成してあり、これらの溝７の径方向外方には、トルクセンサー部ＴＳのスリーブ８が配置してある。このスリーブ８は、その車両後方側端部がロアーシャフト４（入力軸）の車両前方側端部に加締め等により固定してある。スリーブ８の径方向外方には、コイル９や基板等が設けてある。

出力軸５には、電動モータ（図示略）の駆動軸に連結したウォーム（図示略）に噛合したウォームホイール１２が取付けてある。

これらウォーム及びウォームホイール１２は、本従来例では、ロアーコラム２とは別体に形成された後方側ハウジング１３と、前方側ハウジング１４とに収納してある。

従って、運転者がステアリングホイール（図示略）を操舵することにより発生した操舵力は、入力軸４、トーションバー６、出力軸５、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、図示しない転舵輪に伝達される。

また、電動モータの回転力は、そのウォーム及びウォームホイール１２を介して出力軸５に伝達されるようになっており、電動モータの回転力及び回転方向を適宜制御することにより、出力軸５に適切な操舵補助トルクを付与できるようになっている。

さらに、車両の二次衝突時、車両前方への衝撃エネルギーが作用すると、アッパーコラム１は、ロアーコラム２に対してコラプスして、車両前方へ移動しながら衝撃エネルギーを吸収するようになっている。また、この際、ロアーシャフト４の中径部４ｂの端縁に、中空のアッパーシャフト３の雌スプライン部３ａが当接するようになっている。

さらに、ロアーコラム２（即ち、後方側ハウジング１３）の内周壁に、ロアーシャフト４（入力軸）の大径部４ｃの外周面に摺接してトルクセンサー部ＴＳを異物・塵芥等から保護するための環状のダストシール３０が装着してある。

本従来例では、上述した別体のキーロックカラー２０をロアーシャフト４（入力軸）に装着する必要がないことから、上記のように、環状のダストシール３０を装着することができる。
特願２００３−３８８２０６号

しかしながら、上述したように、図３の従来例では、ロアーシャフト４（入力軸）に、ステアリングロック装置用のキーロックカラー２０が嵌合してあることから、スペース的な余裕がなく、レイアウト上、上述した環状のダストシールを装着できないといったことがある。

また、図４の従来例では、ロアーコラム２（即ち、後方側ハウジング１３）の内周壁に、トルクセンサー部ＴＳのための環状のダストシール３０を装着することができる。しかし、ロアーコラム２とハウジング１３の内部の奥深くに、ダストシール３０を挿入して組み付ける装着作業が必要であり、この装着作業が極めて煩雑であるといったことがある。

本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであって、キーロックカラー等のコラム必要部品の存在に拘わらずに、トルクセンサー部のための環状のダストシールをレイアウト上容易に組み込むことができ、しかも、ダストシールの装着作業も極めて容易にすることができる、コラム式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。

上記の目的を達成するため、本発明の請求項１に係るコラム式電動パワーステアリング装置は、ステアリングホイールに印加された操舵トルクに応じて、電動モータから補助操舵トルクを発生し、減速機構により減速して操舵機構の出力軸に伝達するコラム式電動パワーステアリング装置に於いて、
ステアリングシャフトの入力軸の外周面に、ハウジングの内周面に摺接してトルクセンサー部を異物・塵芥等から保護する環状のダストシールを装着したことを特徴とする。

本発明によれば、ステアリングシャフトの入力軸の外周面に、ハウジングの内周面に摺接してトルクセンサー部を異物・塵芥等から保護する環状のダストシールが設けてあることから、キーロックカラー等のコラム必要部品の存在に拘わらずに、トルクセンサー部のための環状のダストシールをレイアウト上容易に組み込むことができる。

しかも、ロアーコラムやハウジングの内部の奥深くに、ダストシールを挿入して組み付ける装着作業を不要にできるため、ダストシールの装着作業も極めて容易にすることができる。

以下、本発明の実施の形態に係るコラム式電動パワーステアリング装置を図面を参照しつつ説明する。

（第１実施の形態）
図１（ａ）は、本発明の第１実施の形態に係る車両用衝撃吸収式電動パワーステアリング装置の縦断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の丸で囲んだ部分の拡大断面図である。

コラムアシスト式電動パワーステアリング装置では、ステアリングコラムのロアーコラム２に、アッパーコラム１がテレスコピック摺動自在に嵌合してある。

これら両コラム１，２内に、スプライン嵌合した中空のアッパーシャフト３と、中実のロアーシャフト４（入力軸）とが回転自在に支持してある。ロアーシャフト４に形成した雄スプライン部４ａに、アッパーシャフト３に形成した雌スプライン部３ａがテレスコピック摺動自在にスプライン嵌合してある。

ロアーシャフト４（入力軸）の車両前方側には、出力軸５が連結してある。この出力軸５の車両前方側には、自在継手ＵＪを介して中間シャフト（図示略）が連結してある。

ロアーシャフト４（入力軸）の車両前方側には、トーションバー６の基端が圧入固定してあり、このトーションバー６は、中空に形成した出力軸５の内部を延在して、その先端が出力軸５の端部に固定ピン（図示略）により固定してある。

出力軸５の車両後方側には、トルクセンサー部ＴＳが設けてある。即ち、出力軸５の車両後方側には、トルクセンサー部ＴＳの検出用溝７が形成してあり、これらの溝７の径方向外方には、トルクセンサー部ＴＳのスリーブ８が配置してある。このスリーブ８は、その車両後方側端部がロアーシャフト４（入力軸）の車両前方側端部に加締め等により固定してある。スリーブ８の径方向外方には、コイル９や基板等が設けてある。

出力軸５には、電動モータ（図示略）の駆動軸に連結したウォーム（図示略）に噛合したウォームホイール１２が取付けてある。これらウォーム及びウォームホイール１２は、ロアーコラム２に一体的に形成された後方側ハウジング１３と、別体の前方側ハウジング１４とに収納してある。

従って、運転者がステアリングホイール（図示略）を操舵することにより発生した操舵力は、入力軸４、トーションバー６、出力軸５、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、図示しない転舵輪に伝達される。

また、電動モータの回転力は、そのウォーム及びウォームホイール１２を介して出力軸５に伝達されるようになっており、電動モータの回転力及び回転方向を適宜制御することにより、出力軸５に適切な操舵補助トルクを付与できるようになっている。

さらに、車両の二次衝突時、車両前方への衝撃エネルギーが作用すると、アッパーコラム１は、ロアーコラム２に対してコラプスして、車両前方へ移動しながら衝撃エネルギーを吸収するようになっている。また、この際、ロアーシャフト４の中径部４ｂの端縁に、中空のアッパーシャフト３の雌スプライン部３ａが当接するようになっている。

さらに、ロアーシャフト４（入力軸）の中径部４ｂに、ステアリングロック装置用のキーロックカラー２０が嵌合してある。

さて、本実施の形態では、図１（ｂ）にも拡大して示すように、入力軸４の大径部４ｃの外周面に、ハウジング１３（又はロアーコラム２）の内周面に摺接してトルクセンサー部ＴＳを異物・塵芥等から保護する環状のダストシール３０が設けてある。

このダストシール３０は、ハウジング１３（又はロアーコラム２）の内周面に摺接するシールリップ部３１を有している。従って、トルクセンサー部ＴＳを異物・塵芥等から効果的に保護することができる。

以上から、本実施の形態では、キーロックカラー２０等のコラム必要部品の存在に拘わらずに、トルクセンサー部ＴＳのための環状のダストシール３０をレイアウト上容易に組み込むことができる。

しかも、ロアーコラム２やハウジング１３の内部の奥深くに、ダストシール３０を挿入して組み付ける装着作業を不要にできるため、ダストシール３０の装着作業も極めて容易にすることができる。

（第２実施の形態）
図２（ａ）は、本発明の第２実施の形態に係る車両用衝撃吸収式電動パワーステアリング装置の縦断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の丸で囲んだ部分の拡大断面図である。

コラムアシスト式電動パワーステアリング装置では、ステアリングコラムのロアーコラム２に、アッパーコラム１がテレスコピック摺動自在に嵌合してある。

これら両コラム１，２内に、スプライン嵌合した中空のアッパーシャフト３と、中実のロアーシャフト４（入力軸）とが回転自在に支持してある。ロアーシャフト４に形成した雄スプライン部４ａに、アッパーシャフト３に形成した雌スプライン部３ａがテレスコピック摺動自在にスプライン嵌合してある。

ロアーシャフト４（入力軸）の車両前方側には、出力軸５が連結してある。この出力軸５の車両前方側には、自在継手ＵＪを介して中間シャフト（図示略）が連結してある。

ロアーシャフト４（入力軸）の車両前方側には、トーションバー６の基端が圧入固定してあり、このトーションバー６は、中空に形成した出力軸５の内部を延在して、その先端が出力軸５の端部に固定ピン（図示略）により固定してある。

出力軸５の車両後方側には、トルクセンサー部ＴＳが設けてある。即ち、出力軸５の車両後方側には、トルクセンサー部ＴＳの検出用溝７が形成してあり、これらの溝７の径方向外方には、トルクセンサー部ＴＳのスリーブ８が配置してある。このスリーブ８は、その車両後方側端部がロアーシャフト４（入力軸）の車両前方側端部に加締め等により固定してある。スリーブ８の径方向外方には、コイル９や基板等が設けてある。

出力軸５には、電動モータ（図示略）の駆動軸に連結したウォーム（図示略）に噛合したウォームホイール１２が取付けてある。これらウォーム及びウォームホイール１２は、ロアーコラム２に一体的に形成された後方側ハウジング１３と、別体の前方側ハウジング１４とに収納してある。

従って、運転者がステアリングホイール（図示略）を操舵することにより発生した操舵力は、入力軸４、トーションバー６、出力軸５、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、図示しない転舵輪に伝達される。

また、電動モータの回転力は、そのウォーム及びウォームホイール１２を介して出力軸５に伝達されるようになっており、電動モータの回転力及び回転方向を適宜制御することにより、出力軸５に適切な操舵補助トルクを付与できるようになっている。

さらに、車両の二次衝突時、車両前方への衝撃エネルギーが作用すると、アッパーコラム１は、ロアーコラム２に対してコラプスして、車両前方へ移動しながら衝撃エネルギーを吸収するようになっている。また、この際、ロアーシャフト４の中径部４ｂの端縁に、中空のアッパーシャフト３の雌スプライン部３ａが当接するようになっている。

さらに、ロアーシャフト４（入力軸）の中径部４ｂに、ステアリングロック装置用のキーロックカラー２０が嵌合してある。

さて、本実施の形態では、図２（ｂ）にも拡大して示すように、入力軸４の大径部４ｃの外周面に、ハウジング１３（又はロアーコラム２）の内周面に摺接してトルクセンサー部ＴＳを異物・塵芥等から保護する環状のダストシール３０が設けてある。

また、本実施の形態では、ハウジング１３（又はロアーコラム２）の内周面に、硬度の高い例えば鋼製リング４０が例えば加締めにより装着してある。

この鋼製リング４０の側面に、ダストシール３０のシールリップ部３１が摺接するようになっている。

従って、ダストシール３０との摺接による耐摩耗性を向上することができ、ひいては、アルミダイキャスト等の比較的耐摩耗性に劣るハウジング１３にも、本実施の形態を適用することができる。

また、本実施の形態に於いても、キーロックカラー２０等のコラム必要部品の存在に拘わらずに、トルクセンサー部ＴＳのための環状のダストシール３０をレイアウト上容易に組み込むことができる。しかも、ロアーコラム２やハウジング１３の内部の奥深くに、ダストシール３０を挿入して組み付ける装着作業を不要にできるため、ダストシール３０の装着作業も極めて容易にすることができる。

なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されず、種々変形可能である。

（ａ）は、本発明の第１実施の形態に係る車両用衝撃吸収式電動パワーステアリング装置の縦断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の丸で囲んだ部分の拡大断面図である。 （ａ）は、本発明の第２実施の形態に係る車両用衝撃吸収式電動パワーステアリング装置の縦断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の丸で囲んだ部分の拡大断面図である。 従来例に係る車両用衝撃吸収式電動パワーステアリング装置の縦断面図である。 従来の他例に係る車両用衝撃吸収式電動パワーステアリング装置の縦断面図である。

符号の説明

１ アッパーコラム
２ ロアーコラム
３ アッパーシャフト
３ａ 雌スプライン部
３ｂ 孔
４ ロアーシャフト（入力軸）
４ａ 雄スプライン部
４ｂ 中径部
４ｃ 大径部
５ 出力軸
６ トーションバー
７ 検出用溝
８ スリーブ
９ コイル
ＴＳ トルクセンサー部
１２ ウォームホイール
１３，１４ ハウジング
ＵＪ 自在継手
２０ キーロックカラー
３０ 環状のダストシール
３１ シールリップ
４０ 鋼製リング

Claims (1)

1. ステアリングホイールに印加された操舵トルクに応じて、電動モータから補助操舵トルクを発生し、減速機構により減速して操舵機構の出力軸に伝達するコラム式電動パワーステアリング装置に於いて、
   ステアリングシャフトの入力軸の外周面に、ハウジングの内周面に摺接してトルクセンサー部を異物・塵芥等から保護する環状のダストシールを装着したことを特徴とするコラム式電動パワーステアリング装置。

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