JP2007314114A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数の増加および組み立て性の低下を招くことなく、ギヤボックスから潤滑油等が漏洩しないように密封性の向上を図った電動パワーステアリング装置を提供する。
【解決手段】操舵補助用の電動モータの出力軸に連結されたウォームと、該ウォームに噛合するウォームホイールとを収容するギヤボックスを備え、電動モータの動力をウォームおよびウォームホイールを介して操舵機構に伝達することにより操舵補助する電動パワーステアリング装置において、ウォームを軸受を介して回転自在に支持するウォーム収容部と、該ウォーム収容部から電動モータの反対側へ貫通するように穿設された開口部と、該開口部を封止する蓋部材とをギヤボックスに備え、かつ、開口部と蓋部材の少なくとも一方の接触面に、該接触面上を周回するように形成された凸条部を設け、該凸条部を、蓋部材が開口部に組み付けられる際に生じる押付力によって塑性変形させた。
【選択図】図４

Description

本発明は、自動車等に用いられる電動パワーステアリング装置に係り、詳しくは、減速機構（ウォーム減速機）を収容したギヤボックスから潤滑油等が漏洩するのを防止する技術に関する。

車両の操舵系には、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は、油圧式のものが一般的であったが、近年、電動モータを動力源として操舵補助する電動パワーステアリング装置が採用されている。

この種の電動パワーステアリング装置は、電動モータの装着部位によってコラムアシスト型、ピニオンアシスト型、ラックアシスト型等に分類され、その型式に応じてステアリングシャフト、ピニオンシャフト、ラックシャフト等に対して補助力が付与される。

コラムアシスト型の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一部がギヤボックスにより形成され、該ギヤボックスに操舵補助用の電動モータが取り付けられている。ギヤボックス内には、電動モータの出力軸に連結されるウォームと、該ウォームと噛合し、ステアリングシャフトの一部を形成する出力シャフトに繋がるウォームホイールとからなる減速機構が収容支持され、該減速機構を介して、電動モータの回転がステアリングシャフトに伝達される。

ギヤボックスおよび該ギヤボックス内に収容支持されるウォーム、ウォームホイールには、それぞれ寸法誤差があるため、組み付けた際にウォームとウォームホイールとの噛合部にバックラッシュが生じる。このバックラッシュが大きい場合には、ラトルノイズ（歯打ち音）が発生し易く、一方、バックラッシュが小さい場合には、ウォームおよびウォームホイールの円滑な回転が阻害されてしまう、という問題が生じる。

この噛合部のバックラッシュ量を安定させるように改良した電動パワーステアリング装置として、例えば特許文献１には、ウォームの先端側（反モータ側）を支持する軸受と該軸受をウォームホイール側へ弾圧する板ばねとを収容し、軸受の移動を案内する案内部を有する合成樹脂製のケースを備えたものが開示されている。

図９は、このような噛合部のバックラッシュ量を安定させる構造を有する、従来の電動パワーステアリング装置のギヤボックスを示す要部断面図であり、図１０は、図１０中の点線円X領域の拡大図である。同図において、電動パワーステアリング装置１００は、操舵補助用の電動モータ１０１と、該電動モータ１０１の出力軸に連結されたウォーム１０２と、該ウォーム１０２に噛合するウォームホイール１０３と、該ウォームホイール１０３の内周に固定されたステアリングシャフト１０４とを、ギヤボックス１０５内に備えている。

ギヤボックス１０５は、ウォーム１０２を軸受１０６，１０７を介して回転自在に支持するウォーム収容部１０８と、該ウォーム収容部１０８から電動モータ１０１の反対側（軸受１０７側）へ貫通するように穿設された開口部１０９と、該開口部１０９を封止する蓋部材１１０とを備えている。

また、ウォーム収容部１０８内のギヤボックス底部１０５ａと軸受１０７との間には、軸受１０７をウォームホイール１０３側に付勢する板ばね等の弾性部材１１１が備えられている。この弾性部材１１１は、開口部１０９からギヤボックス１０５内に組み付けられ、その後、開口部１０９に蓋部材１１０が圧入もしくは螺着によって取り付けられる。

ここで、従来の電動パワーステアリング装置１００では、開口部１０９と蓋部材１１０との封止性を向上させるために、図１０に示すように、開口部１０９の内周端部に弾性素材からなるＯリング１１２が配されている。これにより、ウォーム１０２とウォームホイール１０３とからなるウォーム減速機の潤滑を行わせるべく、これらの部材に塗布された潤滑油が、ギヤボックス１０５から漏洩するのを防止している。

特開２００６−０４４４４９号公報

しかしながら、上述した従来の電動パワーステアリング装置１００では、ギヤボックス１０５と蓋部材１１０との部品間にＯリング１１２を介装することにより、部品点数が増加するとともに、組み立て性が低下してしまい、製造コストの軽減を図ることができないという問題があった。

また、開口部１０９の内周端部にＯリング１１２を設ける代わりに、封止面にシール材や潤滑油吸収部材等を設けたとしても、Ｏリング１１２を用いた場合と同様、部品点数が増加するとともに、材料コストが嵩んでしまうという問題があった。

また、従来より、ラックアシスト型およびピニオンアシスト型の電動パワーステアリング装置では、車両に搭載した際のギヤボックスの配置が路面に近い位置になるため、泥水等の浸入を防止する密封構造がなされていたが、近年、コラムアシスト型の電動パワーステアリング装置においても、洗車時の洗浄水などがギヤボックス内に浸入しないように、ギヤボックスの密封性の向上が求められている。

本発明は、上記状況に鑑みなされたもので、その目的は、部品点数の増加および組み立て性の低下を招くことなく、ギヤボックスから潤滑油等が漏洩しないように密封性の向上を図った電動パワーステアリング装置を提供することにある。

本発明の上記目的は、操舵補助用の電動モータの出力軸に連結されたウォームと、該ウォームに噛合するウォームホイールとを収容するギヤボックスを備え、前記電動モータの動力を前記ウォームおよび前記ウォームホイールを介して操舵機構に伝達することにより操舵補助する電動パワーステアリング装置において、前記ギヤボックスが、前記ウォームを軸受を介して回転自在に支持するウォーム収容部と、該ウォーム収容部から前記電動モータの反対側へ貫通するように穿設された開口部と、該開口部を封止する蓋部材とを備え、前記開口部と前記蓋部材の少なくとも一方の接触面が、該接触面上を周回するように形成された１または複数の凸条部を有し、かつ、前記１または複数の凸条部が、前記蓋部材が前記開口部に組み付けられる際に生じる押付力によって塑性変形されることにより、達成される。

また、上記目的は、前記１または複数の凸条部が、前記蓋部材のフランジ部と接触する前記開口部の外端面に形成されたことにより、効果的に達成される。

また、上記目的は、前記１または複数の凸条部が、前記蓋部材の内側面と接触する前記開口部の内端面に形成されたことにより、効果的に達成される。

また、上記目的は、前記ギヤボックスが、前記開口部側の前記ウォームの端部を支持する軸受を前記ウォームホイール側に付勢する弾性部材を備え、かつ、前記弾性部材が、前記開口部から前記ギヤボックス内に組み付けられることにより、効果的に達成される。

さらに、上記目的は、前記ギヤボックスが前記操舵機構のステアリングシャフトを回転自在に支持するステアリングコラムの一部として形成され、前記電動モータの動力を前記ステアリングシャフトに伝達するコラムアシスト型の電動パワーステアリング装置であることにより、効果的に達成される。

本発明に係る電動パワーステアリング装置によると、ギヤボックスに穿設された開口部と該開口部を封止する蓋部材の少なくとも一方の接触面に、該接触面上を周回するように形成された１または複数の凸条部を設け、該凸条部が、蓋部材を開口部に組み付ける際に生じる押付力によって塑性変形される。これにより、ギヤボックスの開口部と蓋部材の密着性が向上し、封止性能確保のための他部材（Ｏリングやシール部材等）を用いることなく、ギヤボックスから潤滑油等が漏洩するのを防止することができる。この結果、部品点数および製造コストを増加することなく、ギヤボックスに封止性能を具備することができる。

以下、図面を参照にしながら本発明の実施形態について説明する。

図１は、本発明の実施形態に掛かる電動パワーステアリング装置のギヤボックスを示す要部断面図であり、図２は、図１中の矢印II方向から見たギヤボックスの側面図である。本実施形態に係る電動パワーステアリング装置は、ステアリングシャフト、ピニオンおよびラックからなる操舵機構のうち、ステアリングシャフトに操舵補助力を付与するコラムアシスト型である。

図２において、電動パワーステアリング装置１は、ステアリングシャフト２を回転自在に支持するステアリングコラム３の基端側（図２左側）に、該ステアリングコラム３の一部を形成するギヤボックス４を備え、該ギヤボックス４に操舵補助用の電動モータ５が取り付けられている。すなわち、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置１は、ステアリングシャフト２に電動モータ５による操舵補助力を付与するコラムアシスト型である。

また、ギヤボックス４は、図１に示すように、電動モータ５の出力軸に連結されたウォーム６と、該ウォーム６に噛合するとともにステアリングシャフト２の外周に固定されたウォームホイール７とからなるウォーム減速機を収容している。すなわち、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置１は、電動モータ５の動力をウォーム６およびウォームホイール７を介して操舵機構であるステアリングシャフト２に伝達することによって、操舵補助するようになっている。

ウォーム６は、両端部に配された軸受８，９を介してギヤボックス４のウォーム収容部１０に回転自在に支持されている。このウォーム収容部１０の電動モータ５の反対側には、ギヤボックス４の外部に貫通するように開口部１１が穿設され、該開口部１１は蓋部材１２によって封止されている。

また、ウォーム収容部１０内のギヤボックス底部４ａと軸受９との間には、軸受９をウォームホイール７側に付勢する板ばね等の弾性部材１３が備えられ、このウォーム付勢手段によって、ウォーム減速機のバックラッシュ量を安定させる構造になっている。弾性部材１３は、開口部１１からギヤボックス４内に組み付けられ、その後、開口部１１に蓋部材１２が圧入によって取り付けられる。

図３は、図１中の点線円III領域の拡大図であり、図４は、図３に示したギヤボックス４と蓋部材１２の展開図である。また、図５は、蓋部材１２が開口部１１に組み付けられる前の状態を示すギヤボックスの要部断面図であり、図６は、図５中の矢印VI方向から見たギヤボックスの側面図である。

本実施形態に係るギヤボックス４では、蓋部材１２のフランジ部１２ａとの接触面である開口部外端面１１ａに、複数の凸条部１４が形成されている。この凸条部１４は、図６に示すように、円環状をなす開口部外端面１１ａ上を周回するように形成され、蓋部材１２が開口部１１に圧入される際に生じる押付力によって、開口部外端面１１ａと蓋部材１２のフランジ部１２ａとの間で塑性変形される。

なお、本実施形態では、開口部外端面１１ａ上に、２条の凸条部１４が形成されているが、これに限定されず、凸条部１４は１条でもよいし、あるいは３条以上でもよい。

また、本実施形態では、蓋部材１２は、圧入によって開口部１１に組み付けられているが、これに限定されず、凸条部１４が塑性変形する押付力を付与できるのであれば、例えば開口部１１の外嵌周面および蓋部材１２の内嵌周面にネジ溝を形成し、該ネジ溝による螺着によって組み付けられるようにしてもよい。

以上のように、本実施形態に係るギヤボックス４は、開口部外端面１１ａ上を周回するように形成された複数の凸条部１４を有し、該複数の凸条部１４は、蓋部材１２が開口部１１に組み付けられる際に生じる押付力によって、開口部外端面１１ａと蓋部材１２のフランジ部１２ａとの間で塑性変形される構造になっている。これにより、ギヤボックス４内で飛散した潤滑油等が、ウォーム収容部１０から電動モータ５の反対側へ貫通するように穿設された開口部１１と該開口部１１を封止する蓋部材１２との当接部から漏洩しようとするのを防止することができる。この結果、部品点数および組立工程を増加することなく、ギヤボックス４に封止性能を具備することができる。

なお、本実施形態では、ギヤボックス４がステアリングコラム３の一部として形成されたコラムアシスト型について説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば操舵機構のピニオンに操舵補助力を付与するピニオンアシスト型、操舵機構のピニオンとは別に設けられたピニオンを介して操舵機構に操舵補助力をダブルピニオン型、あるいは操舵機構のラックに操舵補助力を付与するラックアシスト型のギヤボックスにも適用することができ、本実施形態と同様の効果を得ることができる。

次に、本発明の実施形態の変形例について、図７および図８を参照にしながら説明する。なお、図７および図８において、上述した実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。

図７は、本発明の実施形態に係るギヤボックスの変形例を示す要部断面図であり、図８は、図７中の点線円VIII領域の拡大図である。

本変形例に係るギヤボックス４´では、蓋部材１２の内側面１２ｂとの接触面であるギヤボックス４の開口部内端面１１ｂに、凸条部１４´が形成されている。この凸条部１４´は、円環状をなす開口部内端面１１ｂ上を周回するように形成され、上述した実施形態と同様、蓋部材１２が開口部１１´に圧入される際に生じる押付力によって、開口部内端面１１ｂと蓋部材１２の内側面１２ｂとの間で塑性変形される。これにより、本変形例に係るギヤボックス４´は、上述した実施形態に係るギヤボックス４と同様の効果を得ることができる。

以上、本発明の実施形態について具体的に説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング装置のギヤボックスを示す要部断面図である。 図１中の矢印II方向から見たギヤボックスの側面図である。 図１中の点線円III領域の拡大図である。 図３に示したギヤボックスと蓋部材の展開図である。 本発明の実施形態に係るギヤボックスの開口部に蓋部材が組み付けられる前の状態を示す要部断面図である。 図５中の矢印VI方向から見たギヤボックスの側面図である。 本発明の実施形態に係るギヤボックスの変形例を示す要部断面図である。 図７中の点線円VIII領域の拡大図である。 従来の電動パワーステアリング装置のギヤボックスを示す要部断面図である。 図９中の点線円X領域の拡大図である。

符号の説明

１ 電動パワーステアリング装置
２ ステアリングシャフト
３ ステアリングコラム
４ ギヤボックス
５ 電動モータ
６ ウォーム
７ ウォームホイール
８．９ 軸受
１０ ウォーム収容部
１１ 開口部
１１ａ 開口部外端面（接触面）
１１ｂ 開口部内端面（接触面）
１２ 蓋部材
１２ａ フランジ部
１２ｂ 内側面
１３ 弾性部材
１４ 凸条部

Claims (5)

1. 操舵補助用の電動モータの出力軸に連結されたウォームと、該ウォームに噛合するウォームホイールとを収容するギヤボックスを備え、前記電動モータの動力を前記ウォームおよび前記ウォームホイールを介して操舵機構に伝達することにより操舵補助する電動パワーステアリング装置であって、
   前記ギヤボックスは、前記ウォームを軸受を介して回転自在に支持するウォーム収容部と、該ウォーム収容部から前記電動モータの反対側へ貫通するように穿設された開口部と、該開口部を封止する蓋部材とを備え、
   前記開口部と前記蓋部材の少なくとも一方の接触面は、該接触面上を周回するように形成された１または複数の凸条部を有し、かつ、
   前記１または複数の凸条部は、前記蓋部材が前記開口部に組み付けられる際に生じる押付力によって塑性変形されることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
2. 前記１または複数の凸条部は、前記蓋部材のフランジ部と接触する前記開口部の外端面に形成された請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
3. 前記１または複数の凸条部は、前記蓋部材の内側面と接触する前記開口部の内端面に形成された請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
4. 前記ギヤボックスは、前記開口部側の前記ウォームの端部を支持する軸受を前記ウォームホイール側に付勢する弾性部材を備え、かつ、
   前記弾性部材は、前記開口部から前記ギヤボックス内に組み付けられる請求項１ないし３のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。
5. 前記ギヤボックスは、前記操舵機構のステアリングシャフトを回転自在に支持するステアリングコラムの一部として形成され、前記電動モータの動力を前記ステアリングシャフトに伝達するコラムアシスト型である請求項１ないし４の何れかに記載の電動パワーステアリング装置。

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