JP2009190670A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ギヤボックスとコラムチューブを結合する際、容易に且つ安価に同軸度を確保すること。
【解決手段】操舵力補助用の減速機構を収容したギヤボックスＧＢとステアリングホイール側のコラムチューブ２との間に径方向に対向する部分を形成し、ギヤボックスＧＢ側の外周面と、ロアーコラムチューブ２の内周面との間に、シール部材５０を径方向に圧縮・嵌合して設け、ギヤボックスＧＢとコラムチューブ間を位置決めしている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ステアリングホイールに印加された操舵トルクをトルクセンサーにより検知し、この検知した操舵トルクに対応して電動モータから発生させる補助操舵トルクを、減速機構を介し、操舵機構の出力軸に伝達する電動パワーステアリング装置に関する。

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では、ステアリングホイールに印加された操舵トルクをトルクセンサーにより検知し、この検知した操舵トルクに対応して電動モータから発生させる補助操舵トルクを、減速機構からなる動力伝達機構を介し、操舵機構の出力軸に伝達するようになっている。

この動力伝達機構として、ウォームを用いた減速機構を搭載した電動パワーステアリング装置では、電動モータの駆動軸に連結したウォームに、ウォームホイールが噛合してあり、このウォームホイールは、操舵機構に連結される出力軸に嵌合してある。

図２は、本出願人が出願した特許文献１に開示された電動パワーステアリング装置の一例の縦断面図である。

コラムアシスト式電動パワーステアリング装置では、図２に示すように、コラムチューブを構成するロアーコラムチューブ２と、アッパーコラムチューブ１が摺動自在に嵌合してある。これら両コラムチューブ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が摺動自在にスプライン嵌合してステアリングシャフトを構成している。

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

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、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の車両前方側端部に加締め等により該端部の一部を塑性変形させて固定してある。スリーブ８には、出力軸５の検出用溝７に径方向に対向して複数の長方形の窓（図示なし）が形成されている。スリーブ８の長方形の窓の径方向外方には、コイル９や基板等が後述するギヤハウジング１３に設けてある。

出力軸５には、ウォームホイール１２が嵌合している。このウォームホイール１２は電動モータ（図示略）の駆動軸に連結したウォーム１１に噛合している。

これらウォーム１１及びウォームホイール１２は、ハウジングを構成しているギヤハウジング１３と、カバー１４とに収納してある。

また、ウォームホイール１２の車両方向の前後には、一対の軸受１５，１６が介装してあり、出力軸５をカバー１４とギヤハウジング１３との間に回転自在に支持している。車両前方側の軸受１５は、ナット１７により、ウォームホイール１２を出力軸５に固定している。

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トルクは、ロアーシャフト４、トーションバー６、出力軸５、自在継手ＵＪ（図示略）、中間シャフト（図示略）、及びラックアンドピニオン式ステアリング装置などの操舵機構（図示略）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（図示略）の回転力は、ウォーム１１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（図示略）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。

ロアーコラムチューブ２の車両前端部は、径方向外向きに折曲してフランジ２２を形成し、このフランジ２２をギヤハウジング１３の車両後方側端部に押し当てて、ボルト１８により固定してある。ギヤハウジング１３の車両後方側端部には、その内径側に車両後方に向けて突出する円筒部１３ａが形成してあり、この円筒部１３ａがロアーコラムチューブ２の車両前方端に内嵌して、ギヤボックスとコラムチューブとの同軸性を確保している。

また、ロアーコラムチューブ２の車両前方部の内径側の所定の位置には、ロアーシャフト４との間を密封するシール部材２０が圧入・固定してある。

こうして、ロアーコラムチューブ２は、ギヤハウジング１３に締結固定されることによって位置が決まり、シール部材２０がロアーシャフト４との間をシールする。

また、特許文献１に開示される電動パワーステアリング装置の他の例において、図４に示す如く、トルクセンサー部ＴＳは、コイル９・基板９ａ・ハーネス９ｂが鉄板上に一体的に構成されている。

この例の場合、組み立ての際には、ギヤハウジング１３の端面に、トルクセンサー部ＴＳのブラケット２１とコラムチューブ２のフランジ２２が押し当てられ、これらは、締結用のボルト１８により同時に固定されるようになっている。なお、図４の他の構造は図２及び図３の例と同様であるので、符号のみを図示している。
特願２００６−２１０９８号

上述した図２、図３の例の如くコラムチューブとギヤボックスをフランジでボルト締結する構造では、ギヤボックスにはコラムチューブとの同軸性を確保する為、円筒の嵌合部を設けていた。

しかしながら、ギヤボックスとコラムチューブに設けたフランジにて結合させる場合、コラムチューブ内径とギヤボックスの円筒部を精度よく嵌合する為には、コラムチューブ内径若しくは外径を圧入に対応できる寸法精度に加工する必要がある。

そのため、コラムチューブの素管肉厚を強度要求以上に厚くしておく必要があった。

また、上述した図４の例のように嵌合部にモジュール化したトルクセンサーＴＳ等を配置しようとすると、ギヤボックスとコラムチューブ間に円筒嵌合の同軸合わせ部を設けることが出来ない。

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、ギヤボックスとコラムチューブを結合する際、容易に且つ安価に同軸度を確保することができる、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。

上記の目的を達成するため、本発明に係る電動パワーステアリング装置は、
コラムチューブに回転自在に支持されたステアリングシャフトにステアリングホイールを介して印加された操舵トルクをトルクセンサーにより検知し、この検知した操舵トルクに対応して電動モータから発生させる補助操舵トルクを、ギヤボックスに収容された減速機構を介し、操舵機構の出力軸に伝達する電動パワーステアリング装置に於いて、
前記ギヤボックスと該ギヤボックスに結合された前記コラムチューブとの間を径方向の締め代を持つシール部材により位置決めすることを特徴とする。

本発明によれば、ギヤボックスとコラムチューブを結合する際、シール部材を使用して、容易に且つ安価に同軸度を確保することができる。

本発明によれば、ギヤボックスとコラムチューブ間に精度の必要な円筒嵌合部を設ける必要がないので、トルクセンサー等のモジュール化が容易になる。

以下、本発明の実施の形態に係る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。

図１（ａ）は、本発明の実施の形態に係る電動パワーステアリング装置の縦断面図である。（ｂ）は、（ａ）に示した電動パワーステアリング装置の要部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、図１（ａ）に示すように、コラムチューブを構成するロアーコラムチューブ２に、入力軸となる中実のロアーシャフト４が回転自在に支持してある。

ロアーシャフト４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５ａ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、トルク検出用溝７が形成してあり、これらのトルク検出用溝７の径方向外方には、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の車両前方側端部４ｂに加締め等により該端部の一部を塑性変形させて固定してある。スリーブ８には出力軸５のトルク検出用溝７に径方向に対向して複数の長方形の窓（図示なし）が形成されている。スリーブ８の径方向外方には、コイル９や基板等が後述するギヤハウジング１３に設けてある。

出力軸５には、ウォームホイール１２が嵌合している。このウォームホイール１２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）に噛合している。

また、ウォームホイール１２の車両の前後方向には、一対の第１および第２の軸受１５，１６が介装してあり、出力軸５をカバー１４とギヤハウジング１３との間にそれぞれ回転自在に支持している。車両前方側の第１の軸受１５は、ナット１７により、ウォームホイール１２を出力軸５に固定している。

これらウォーム（図示略）及びウォームホイール１２は減速機構を構成している。ギヤハウジング１３とカバー１４とでは互いに固定されてギヤボックスＧＢを構成し、カバー１４と、ギヤハウジング１３と、それぞれ第１および第２の軸受１５と１６とにより形成される空間内にこの減速機構が配置されている。

ギヤハウジング１３の後端面に、ロアーコラムチューブ２の車両前端部に設けたフランジ２２が押し当てられ、ギヤハウジング後端面とフランジ２２とは締結用のボルト１８により固定されている。

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トルクは、ロアーシャフト４、トーションバー６、出力軸５、自在継手ＵＪ（図示略）、中間シャフト（図示略）、及びラックアンドピニオン式ステアリング装置などの操舵機構（図示略）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（図示略）の回転力は、ウォーム（図示略）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（図示略）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。

本実施の形態において、ギヤボックスＧＢの内径側で第２の軸受１６からギヤハウジング１３の後端部までの間にはトルクセンサー部ＴＳの構成部材のうちハウジング側のものが断面Ｌ字型のブラケット２１とともに固定されている。ブラケット２１は径方向に延びるフランジ部２１ａがギヤハウジング１３の後端面に押しあてられており、フランジ部２１ａの内径部からロアーコラムチューブ２の前端部内方に車両後方に延びる円筒部２１ｂを一体に有している。ブラケット２１の円筒部２１ｂの外周面と、ロアーコラムチューブ２の内周面との間に、シール部材５０の車両前方側端部５２が径方向に圧縮・嵌合してある。別言すれば、シール部材５０の車両前方側端部５２は、ブラケット２１の円筒部２１ｂの外周面とロアーコラムチューブ２の内周面との間に径方向の締め代を持っており、また、径方向に締め付ける嵌合寸法にて配置してある。

このシール部材５０は、ロアーシャフト４の車両前方側端部４ｂの外周面に摺接するリップ部５１が形成してあり、ロアーコラムチューブ２と、ロアーシャフト４の車両前方側端部４ｂとの間に、ギヤボックスＧＢ内に異物等の混入を防止している。

本実施の形態のこのような構造により、ギヤボックスＧＢとロアーコラムチューブ２を結合する際、ギヤボックスＧＢとロアーコラムチューブ２間の円筒嵌合の為のロアーコラムチューブ２の内径等の精度確保の必要がなく、シール部材５０の車両前方側端部５２を使用して、容易に且つ安価に同軸度を確保することができる。

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、本発明の実施の形態に係る電動パワーステアリング装置の縦断面図である。（ｂ）は、（ａ）に示した電動パワーステアリング装置の要部の拡大断面図である。 特許文献１の中の一例に係る電動パワーステアリング装置の縦断面図である。 図２に示した電動パワーステアリング装置の要部の拡大断面図である。 特許文献１の中の他の一例に係る電動パワーステアリング装置の拡大断面図である。

符号の説明

１ アッパーコラムチューブ
２ ロアーコラムチューブ
３ アッパーシャフト
３ａ 雌スプライン部
４ ロアーシャフト
４ａ 雄スプライン部
４ｂ 車両前方側端部
５ 出力軸
５ａ 固定ピン
６ トーションバー
７ トルク検出用溝
８ スリーブ
９ コイル
９ａ 基板
９ｂ ハーネス
ＴＳ トルクセンサー部
１０ 電動モータ
１１ ウォーム
１２ ウォームホイール
１３ ギヤハウジング
１３ａ 円筒部
１４ カバー
１５，１６ 軸受
１７ ナット
１８ ボルト
２０ シール部材
２１ ブラケット
２１ａ フランジ部
２１ｂ 円筒部
２２ フランジ
ＧＢ ギヤボックス
５０ シール部材
５１ リップ部
５２ シール部材の車両前方側端部

Claims (2)

1. コラムチューブに回転自在に支持されたステアリングシャフトにステアリングホイールを介して印加された操舵トルクをトルクセンサーにより検知し、この検知した操舵トルクに対応して電動モータから発生させる補助操舵トルクを、ギヤボックスに収容された減速機構を介し、操舵機構の出力軸に伝達する電動パワーステアリング装置に於いて、
   前記ギヤボックスと該ギヤボックスに結合された前記コラムチューブとの間を径方向の締め代を持つシール部材により位置決めすることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
2. 前記コラムチューブは、該コラムチューブに形成されたフランジを介して前記ギヤボックスに結合されていることを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。

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