JP2012020647A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ギヤハウジングおよびセンサハウジングのうち少なくとも一方が樹脂材料によって形成されているため軽量で、しかも前記ハウジングが、金属材料によって形成したものとほぼ同等程度の強度、剛性、寸法安定性、電磁波シールド性、放熱性に優れた電動パワーステアリング装置を提供する。
【解決手段】ギヤハウジング７およびセンサハウジング６のうちの少なくとも一方を樹脂材料にて形成するとともに、その表面５３の全面を粗面化したのち、前記表面の全面を金属のめっき被膜４９、５０によって被覆した。
【選択図】図４

Description

本発明は、自動車の操舵機構の動作を補助する電動パワーステアリング装置に関するものである。

自動車の操舵機構の動作を補助するために、電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）が用いられる。このうちコラム型ＥＰＳでは、電動モータの回転を、ウォーム等の小歯車とウォームホイール等の大歯車とを備えた減速機において、前記小歯車から大歯車に伝えて回転速度を減速するとともに出力を増幅したのちステアリングシャフトに付与することで、運転者のステアリング操作による操舵機構の動作をトルクアシストしている。

また電動パワーステアリング装置には、操舵機構の操舵トルクを検出するトルクセンサや、前記トルクセンサによる操舵トルクの検出値に基づいて電動モータの回転を制御する制御回路（ＥＣＵ）等を組み込むのが一般的である。
近年、地球環境や地球資源への影響を考慮して、自動車の低燃費化が広く求められつつあり、その一環として自動車部品の軽量化が課題とされ、電動パワーステアリング装置についてもより一層の軽量化が必要となってきている。

電動パワーステアリング装置は、前記減速機を収容するギヤハウジングと、前記トルクセンサやＥＣＵを収容するセンサハウジングとを備えており、従来はこれらを、例えばアルミニウム合金等の金属材料によって形成するのが一般的であった。
電動パワーステアリング装置を軽量化するために、前記ギヤハウジングおよび／またはセンサハウジングを、金属材料よりも軽い樹脂材料によって形成することが検討されている。例えば特許文献１においては、前記センサハウジングを樹脂材料によって形成している。

しかし、単に金属材料を樹脂材料に置換しただけでは、前記両ハウジングに求められる強度、剛性、寸法安定性、電磁波シールド性、放熱性等の特性が、前記金属材料によって形成したものに比べて不十分になるおそれがある。
すなわち、機械分野において多用されるエンジニアリングプラスチック、スーパーエンジニアリングプラスチック等の樹脂材料は、いずれも耐候性、耐摩耗性等に優れているものの、金属材料に比べて熱膨張収縮率が大きいため温度の変化によって寸法変化を生じやすく、寸法安定性が十分でない。

また、エンジニアリングプラスチックの中でも汎用されているＰＡ６６、ＰＡ６、ＰＡ４６等のナイロン系の樹脂材料は熱膨張収縮率だけでなく吸水率も大きいため、湿度の変化によっても寸法変化を生じやすく、寸法安定性が不十分である。
そのため、特にギヤハウジングを樹脂材料によって形成した場合、前記温度や湿度等の環境の変化に伴う寸法変化により、前記小歯車と大歯車の芯間距離が変動して回転トルクが変動しやすいという問題がある。また芯間距離が増加すると、前記両歯車の噛み合い部分においてラトル音（歯打ち音）が発生するおそれもある。

自動車は、主として屋外の様々な環境の下で使用されるものであり、またエンジン廻りに設置される場合にはその駆動による熱の影響をも受けやすいため、電動パワーステアリング装置の使用環境温度は、一般に−４０℃〜＋１４０℃という幅広い範囲に亘っており、樹脂材料の熱膨張収縮によるハウジングの寸法変化は決して無視できる程度のものではない。

湿度についても同様であって、自動車は低湿度の砂漠地帯から高湿度の熱帯雨林地帯まで、様々な環境の下で使用される上、雨水や泥水等が直接に接触する場合もあることから、特にナイロン系の樹脂材料の吸水によるハウジングの寸法変化も決して無視できる程度のものではない。
また樹脂材料は、金属材料に比べて弾性率が小さく強度および剛性が低いため、特にギヤハウジングを樹脂材料によって形成した場合、前記ギヤハウジングが、モータの回転によって発生する負荷によってたわみ変形しやすく、前記たわみ変形が生じると前記小歯車と大歯車との噛み合いに不良が生じたりしやすいという問題もある。

またセンサハウジングには、トルクの検出精度を高め、かつＥＣＵの誤動作を防止するために電磁波を遮断する電磁波シールド特性を有していることが求められる。
そのため特許文献１では、樹脂材料からなるセンサハウジングの内周面を、電磁波シールド材として機能しうるアルミニウム等の金属の膜によって被覆することも検討している。

樹脂材料からなるセンサハウジングの内周面を金属の膜によって被覆すると、確かに電磁波シールド特性を向上させることはできる。しかし、先に説明した他の問題を解決することはできない。
すなわち特許文献１の構成では、金属の膜はハウジングの内周面にのみ形成される上、樹脂材料に対して十分に一体化されているとは言えない。そのため金属の膜は、樹脂材料からなるハウジングの、温度や湿度の変化による膨張収縮を抑制したり、強度や剛性を高めて、モータの回転等によって発生する負荷による変形を抑制したりするためには機能しえない。のみならず、金属の膜が前記膨張収縮や変形に十分に追従できずにはく落して失われてしまいやすい。

しかも、前記のように金属の膜はハウジングの内周面にのみ形成され、他は樹脂材料が露出しているため、特にナイロン系の樹脂材料の吸水を防止することもできない。
またセンサハウジングには、ＥＣＵの動作時の熱を速やかに除去できる放熱性も求められるが、基本的に樹脂材料は金属材料に比べて熱伝導率が小さいため、たとえその内周面にのみ金属の膜を形成したとしても、十分な放熱性を確保することはできない。

したがって、特許文献１に記載の金属の膜を形成したとしても、ハウジングの全体としての強度や剛性、寸法安定性、あるいは放熱性等は、樹脂材料のみからなるものと同等程度に低いままであり、これらの特性を金属材料からなるものと同等程度まで高めることはできない。

特開平８−１５９８８８号公報

本発明の目的は、ギヤハウジングおよびセンサハウジングのうち少なくとも一方が樹脂材料によって形成されているため軽量で、しかも前記ハウジングが、金属材料によって形成したものとほぼ同等程度の強度、剛性、寸法安定性、電磁波シールド性、放熱性に優れた電動パワーステアリング装置を提供することにある。

請求項１記載の発明は、自動車の操舵機構の動作を補助する電動モータ（Ｍ）と、前記電動モータの出力を減速して前記操舵機構に伝達する減速機（４８）と、前記操舵機構の操舵トルクを検出するトルクセンサ（９）と、前記減速機を収容するギヤハウジング（７）と、前記トルクセンサを収容するセンサハウジング（６）とを備えた電動パワーステアリング装置であって、前記ギヤハウジングおよびセンサハウジングのうちの少なくとも一方は樹脂材料からなり、表面の全面が粗面化されたのち、前記表面の全面が金属のめっき被膜（４９）（５０）によって被覆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である。

この構成によれば、樹脂材料からなるハウジングの表面を粗面化したのち金属のめっき被膜によって被覆しているため、いわゆるアンカー効果によって、前記ハウジングとめっき被膜とを強固に一体化することができる。
したがって、ハウジングの表面の全面に亘ってめっき被膜を被覆していることと相まって、前記めっき被膜により、樹脂材料からなるハウジングの強度や剛性を高めて、モータの回転等によって発生する負荷による変形を抑制したり、前記ハウジングの、温度や湿度の変化による膨張収縮を抑制したりすることができる。

また、前記のようにめっき被膜がアンカー効果によって樹脂材料からなるハウジングに対して強固に一体化されていることと、前記めっき被膜の機能によってハウジングの変形や膨張収縮を抑制できることとが相まって、前記めっき被膜がハウジングの表面からはく落して失われたりするのを防止することもできる。
さらにめっき被膜は、前記のようにハウジングの表面の全面を被覆しており、樹脂材料が表面に露出しないため、たとえ吸水しやすいナイロン系の樹脂材料を用いた場合でも、その吸水を確実に防止することができる。

のみならず、樹脂材料に高い耐候性、耐摩耗性を付与する必要もなくなるため、前記樹脂材料として、エンジニアリングプラスチックやスーパーエンジニアリングプラスチック等ではなく、例えばＡＢＳ、ＡＳＡ、ＰＣ等の汎用のプラスチックを用いることも可能であり、ハウジングの、ひいては電動パワーステアリング装置の生産性を高め、製造コストを低減することもできる。

しかもハウジングの表面の全面を、樹脂材料よりも熱伝導率が大きい金属からなるめっき被膜で被覆しているため、例えばＥＣＵの動作時の熱を、前記めっき被膜を通して速やかにハウジングの外に除去することもでき、前記ハウジングに良好な放熱性を付与することもできる。
なお括弧内の数字は、後述する実施形態における対応構成要素等を表す。以下この欄において同じ。

請求項２記載の発明は、前記ギヤハウジングおよびセンサハウジングのうちの少なくとも一方を、酸可溶性の粉末（５１）を含有する樹脂材料（５２）によって成形後、酸によってエッチングして表面（５３）に露出した粉末を除去することにより、前記表面が粗面化されている請求項１に記載の電動パワーステアリング装置である。
この構成によれば、酸可溶性の粉末を含む樹脂材料を成形した後に酸に浸漬してエッチングして表面に露出した粉末を選択的に除去するだけで、ハウジングの表面の全面を、効率よく速やかに、しかもほぼ均一に粗面化できる。

特にＰＡ６６等のナイロン系の樹脂材料は、通常のエッチング、すなわち酸可溶性の粉末を含まない樹脂材料からなるハウジングの表面を酸等でエッチングするだけでは、前記表面に凹凸を形成して粗面化することができないが、前記構成によれば、かかるナイロン系の樹脂材料であっても容易に、しかも確実に粗面化できる。
請求項３記載の発明は、前記めっき被膜は、前記粗面化された表面に形成された銅めっき層（５５）と、前記銅めっき層上に積層されたニッケルめっき層（５６）とを備えている請求項１または２に記載の電動パワーステアリング装置である。

この構成によれば、樹脂材料からなるハウジングの表面とニッケルめっき層との間に、前記ニッケルめっき層よりも軟らかい銅めっき層を介在させることにより、前記樹脂材料とニッケルめっき層との間の熱膨張収縮率等の違いによって発生する応力を、前記銅めっき層によって緩和することができる。そのため樹脂材料からなるハウジングと、めっき被膜とをより一層強固に一体化させてはく落等を防止できる。

本発明によれば、ギヤハウジングおよびセンサハウジングのうち少なくとも一方が樹脂材料によって形成されているため軽量で、しかも前記ハウジングが、金属材料によって形成したものとほぼ同等程度の強度、剛性、寸法安定性、電磁波シールド性、放熱性に優れた電動パワーステアリング装置を提供することができる。

本発明の一実施形態にかかる電動パワーステアリング装置としてのコラム型ＥＰＳの概略断面図、およびその要部の拡大断面図である。 図１のII−II線に沿う断面図、およびその要部の拡大断面である。 図１、図２のコラム型ＥＰＳのうちギヤハウジングに含有させた強化繊維の配向方向の一例を説明する斜視図である。 同図(a)〜(c)は、ハウジングの表面を粗面化したのちめっき被膜で被覆するまでの工程を示す拡大断面図である。 ハウジングの表面を、３６％塩酸水溶液の濃度が１８０ｍｌ／Ｌのエッチング液に浸漬してエッチングした状態を示す顕微鏡写真である。 ハウジングの表面を、３６％塩酸水溶液の濃度が２００ｍｌ／Ｌのエッチング液に浸漬してエッチングした状態を示す顕微鏡写真である。 ハウジングの表面を、３６％塩酸水溶液の濃度が２５０ｍｌ／Ｌのエッチング液に浸漬してエッチングした状態を示す顕微鏡写真である。

図１は、本発明の一実施形態にかかる電動パワーステアリング装置としてのコラム型ＥＰＳの概略断面図、およびその要部の拡大断面図である。また図２は、前記図１のII−II線に沿う断面図、およびその要部の拡大断面図である。
図１を参照して、この例の電動パワーステアリング装置においては、ステアリングホイール１を取り付けている入力軸としての第一の操舵軸２と、ラックアンドピニオン機構等の舵取装置（図示せず）に連結されている、出力軸としての第二の操舵軸３とが、トーションバー４を介して同軸的に連結されている。

第一および第二の操舵軸２、３を支持するハウジング５は、車体（図示せず）に取り付けられている。ハウジング５は、互いに嵌め合わされるセンサハウジング６と、ギヤハウジング７とによって構成されている。具体的には、ギヤハウジング７は筒状をなし、その上端の環状縁部７ａが、センサハウジング６の下端外周の環状段部６ａに嵌め合わされている。ギヤハウジング７には、減速機としてのウォームギヤ機構８が収容され、センサハウジング６には、トルクセンサ９、制御基板１０等が収容されている。ギヤハウジング７にウォームギヤ機構８を収容することで減速機４８が構成されている。

ウォームギヤ機構８は、第二の操舵軸３の軸方向中間部に、一体回転可能で、かつ、軸方向移動が規制されたウォームホイール１２と、このウォームホイール１２と噛み合わされていると共に、電動モータＭの回転軸３２に、スプライン継手３３を介して連結されているウォーム軸１１（図２参照）とを備えている。このうち、ウォームホイール１２は、第二の操舵軸３に、一体回転可能に結合された、環状の芯金１２ａと、芯金１２ａの周囲を取り囲んで外周面部に歯が形成された、合成樹脂部材１２ｂとを備えている。芯金１２ａは、例えば、合成樹脂部材１２ｂの樹脂成形時に、金型内にインサートされる。そして、このインサートした状態での樹脂成形によって、芯金１２ａと合成樹脂部材１２ｂとが結合、一体化されている。第二の操舵軸３は、ウォームホイール１２を軸方向の上下に挟んで配置される、第一および第二の転がり軸受１３、１４によって、回転自在に支持されている。

第一の転がり軸受１３の外輪１５は、センサハウジング６の下端の筒状突起６ｂ内に設けられた軸受保持孔１６に嵌め入れられて、保持されている。また、外輪１５は、その上端面が、環状の段部１７に当接されることで、センサハウジング６に対する軸方向上方への移動が規制されている。一方、第一の転がり軸受１３の内輪１８は、第二の操舵軸３に、締まりばめによって嵌め合わされている。また、内輪１８の下端面は、ウォームホイール１２の芯金１２ａの上端面に当接されている。

第二の転がり軸受１４の外輪１９は、ギヤハウジング７の軸受保持孔２０に嵌め入れられて、保持されている。また外輪１９は、その下端面が、環状の段部２１に当接されることで、ギヤハウジング７に対する、軸方向下方への移動が規制されている。一方、第二の転がり軸受１４の内輪２２は、第二の操舵軸３に、一体回転可能で、かつ、軸方向の相対移動が規制された状態で、取り付けられている。また、内輪２２は、第二の操舵軸３の段部２３と、第二の操舵軸３のねじ部に締め込まれるナット２４との間に挟持されている。

トーションバー４は、第一および第二の操舵軸２、３を貫通している。トーションバー４の上端４ａは、連結ピン２５により、第一の操舵軸２と一体回転可能に連結され、下端４ｂは、連結ピン２６により、第二の操舵軸３と一体回転可能に連結されている。第二の操舵軸３の下端は、図示しない中間軸を介して、先に説明したように、ラックアンドピニオン機構等の舵取装置に連結されている。連結ピン２５は、第一の操舵軸２と同軸に配置される第三の操舵軸２７を、第一の操舵軸２と一体回転可能に連結している。第三の操舵軸２７は、ステアリングコラムを構成するチューブ２８内を貫通している。

第一の操舵軸２の上部は、例えば、針状ころ軸受からなる第三の転がり軸受２９を介して、センサハウジング６に回転自在に支持されている。第一の操舵軸２の下部の縮径部３０と、第二の操舵軸３の上部の孔３１とは、第一および第二の操舵軸２、３の相対回転を、所定の範囲に規制するように、回転方向に所定の遊びを設けて、嵌め合わされている。
図２を参照して、ウォーム軸１１は、ギヤハウジング７によって保持される第四および第五の転がり軸受３４、３５によって、それぞれ、回転自在に支持されている。第四および第五の転がり軸受３４、３５の内輪３６、３７は、ウォーム軸１１の、対応するくびれ部に嵌合されている。外輪３８、３９は、ギヤハウジング７の軸受保持孔４０、４１に、それぞれ保持されている。ギヤハウジング７は、ウォーム軸１１を収容する筒状部７ｂを含んでいる。

ウォーム軸１１の一端部１１ａを支持する第四の転がり軸受３４の外輪３８は、ギヤハウジング７の段部４２に当接して位置決めされている。一方、内輪３６は、ウォーム軸１１の位置決め段部４３に当接されることによって、他端部１１ｂ側への移動が規制されている。また、ウォーム軸１１の、他端部１１ｂ（継手側端部）の近傍を支持する第五の転がり軸受３５の内輪３７は、ウォーム軸１１の位置決め段部４４に当接されることによって、一端部１１ａ側への移動が規制されている。

外輪３９は、予圧調整用のねじ部材４５によって、第四の転がり軸受３４側へ付勢されている。ねじ部材４５は、ギヤハウジング７に形成されるねじ孔４６にねじ込まれることで、一対の転がり軸受３４、３５に予圧を付与すると共に、ウォーム軸１１を、軸方向に位置決めしている。４７は、予圧調整後のねじ部材４５を止定するため、当該ねじ部材４５に係合されるロックナットである。

図１を参照して、センサハウジング６は、樹脂材料からなり、表面の全面が粗面化されたのち、前記表面の全面が、連続した金属のめっき被膜４９によって被覆されて構成されている。
また図２を参照して、ギヤハウジング７も、樹脂材料からなり、表面の全面が粗面化されたのち、前記表面の全面が、連続した金属のめっき被膜５０によって被覆されて構成されている。

前記センサハウジング６、ギヤハウジング７を形成する樹脂材料としては、例えばＰＡ６６、ＰＡ６、ＰＡ４６等のナイロンなどのエンジニアリングプラスチックや、あるいは芳香族ナイロン（ＰＡ６Ｔ、ＰＡ９Ｔ、ＰＰＡ等）、ＰＰＳ、ＰＥＥＫなどのスーパーエンジニアリングプラスチックが挙げられる。
特にスーパーエンジニアリングプラスチックを使用すれば、前記スーパーエンジニアリングプラスチックの持つ高い耐候性等を生かした上で、その表面の全面を粗面化したのち被覆して強固に一体化させた金属のめっき被膜４９、５０の作用によって、先に説明したようにセンサハウジング６、ギヤハウジング７に、金属材料からなるものとほぼ同等の強度や剛性、温度や湿度の変化に対する寸法安定性、電磁波シールド性、並びに放熱性等の特性を付与することができる。

但し本発明では、先に説明したようにその表面の全面が連続した金属のめっき被膜４９、５０によって覆われて樹脂材料が露出しないため、前記樹脂材料として吸水しやすいナイロンを使用しても、その吸水を確実に防止して、湿度の変化による膨張収縮を抑制して寸法安定性を向上できる。したがって前記エンジニアリングプラスチックを使用しても、センサハウジング６、ギヤハウジング７に、金属材料からなるものとほぼ同等の前記各特性を付与することができる。

のみならず、前記のように表面の全面が連続した金属のめっき被膜４９、５０によって覆われて樹脂材料が露出しないため、前記樹脂材料には高い耐候性、耐摩耗性を付与する必要もない。そのため前記樹脂材料としては、前記エンジニアリングプラスチックやスーパーエンジニアリングプラスチック等ではなく、例えばＡＢＳ、ＡＳＡ、ＰＣ等の汎用のプラスチックを用いることも可能であり、その場合にはセンサハウジング６、ギヤハウジング７に、金属材料からなるものとほぼ同等の前記各特性を付与しながら、なおかつ前記センサハウジング６、ギヤハウジング７の、ひいては電動パワーステアリング装置の生産性を高め、製造コストを低減することもできる。

樹脂材料には、前記強度や剛性、あるいは寸法安定性を高めるために、例えばガラス繊維、カーボン繊維等の強化繊維を含有させるのが好ましい。強化繊維の量は任意に設定できる。特に次に述べるように、樹脂材料中に酸可溶性の粉末を含有させる場合、内部に残留する前記粉末は、ある程度は補強剤としても機能しうるため、強化繊維の量は、前記粉末の量との兼ね合いで適宜設定するのが好ましい。

図３はギヤハウジング７に含有させた強化繊維の配向方向の一例を説明する斜視図である。
強化繊維を、ギヤハウジング７の、第２の操舵軸３が挿通される開口７ｃと、ウォーム軸１１を収容する筒状部７ｂとの間の領域Ａ内において、図３中に一点差線の矢印で示す方向に配向させると、前記領域Ａ内の樹脂材料は、前記配向方向の膨張収縮率が強化繊維の配向によって低く抑えられるため、同方向の寸法安定性が向上する。

その結果として、小歯車としてのウォーム軸１１と大歯車としてのウォームホイール１２との間の芯間距離の変動をより一層有効に抑制できる。なお図中７ｄは、電動モータＭを接続するための開口である。
強化繊維を図のように配向させるには、図示していないが、例えばギヤハウジング７を成形するための金型の、前記開口７ｃ内に対応する位置に樹脂材料を注入するためのゲートを設け、前記ゲートを通して金型の型窩内に、強化繊維や粉末を含有させた樹脂材料を注入する。

そうすると注入された樹脂材料が、前記型窩内を、図中に一点鎖線の矢印で示す方向に流動しながら前記型窩内に充填されてギヤハウジング７が形成されるとともに、強化繊維が、前記流動方向に沿って配向された状態で前記ギヤハウジング７内に分散される。
センサハウジング６、ギヤハウジング７の表面の全面を粗面化するためには、例えばサンドブラスト処理、酸等によるエッチング処理などの従来公知の種々の粗面化方法を、粗面化する樹脂材料の種類等に応じて選択して採用できる。

但し本発明では、酸可溶性の粉末を含有させた樹脂材料を成形後に、酸によってエッチングして表面に露出した粉末を選択的に除去することにより、前記表面を粗面化するのが好ましい。
これにより、たとえ通常のエッチングでは凹凸を形成して粗面化することができないＰＡ６６等のナイロンからなるハウジングであっても、例えばその全体をエッチング液中に浸漬する等するだけで容易に、しかも確実に、その表面の全面を粗面化することができる。

なお、かかる粗面化の方法は、前記ナイロン以外の他の樹脂材料にも適用可能である。
図４(a)〜(c)は、センサハウジング６、ギヤハウジング７の表面の全面を前記方法で粗面化したのちめっき被膜で被覆するまでの工程を示す拡大断面図である。
まず図４(a)を参照して、酸可溶性である多数の粉末５１を含有させた樹脂材料５２を射出成形等してセンサハウジング６、ギヤハウジング７を形成する。

前記酸可溶性の粉末５１としては、例えばケイ酸カルシウム（ウォラストナイト）、酸化亜鉛ウィスカー、炭酸マグネシウム、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化鉄、炭酸カルシウム等からなる粉末の１種または２種以上が挙げられる。
前記粉末５１の粒径は、粗面化後の表面粗さ等に応じて任意に設定できる。例えば、粉末を除去した跡にできる孔５４（図４(b)参照）の、ハウジングの表面５４における開口径を２〜１０μｍ程度とするためには、前記粉末の平均粒径が５μｍ程度であるのが好ましい。

また前記粉末５１としては、アンカー効果によってめっき被膜４９、５０をより一層、強固に一体化することを考慮すると、その形状や粒径が揃ったものよりも、形状が不揃いな不定形粒状で、かつ粒径も不揃いなものを選択して用いるのが好ましい。
特にケイ酸カルシウムの不定形粒状の粉末は、樹脂材料５２中に均一に分散させること、および酸によるエッチングによって除去することが容易であり、前記粉末として好適に使用できる。

次に図４(a)(b)を参照して、前記センサハウジング６、ギヤハウジング７を脱脂処理後、その全体を塩酸、硫酸等を含むエッチング液に浸漬する等してエッチングして、その表面５３に露出した粉末５１を選択的に除去する。そうすると表面５３の全面に粉末５１が除去された跡の多数の孔５４が形成されて、前記表面５３の全面が粗面化される。
この際、例えば樹脂材料５２中で連続した内部の粉末５１が除去されるまでエッチングを続けると、オーバーエッチングとなって樹脂材料が劣化するおそれがある。またセンサハウジング６、ギヤハウジング７が多孔質状となって強度や剛性が低下するおそれもあるので、できるだけ、表面５３に露出した粉末５１のみを選択的にエッチングによって除去するようにする。そのためにはエッチングの条件（エッチング液の組成、エッチングの温度、時間等）を調整すればよい。

例えばエッチング液としては、３６％塩酸水溶液をさらに水で希釈した水溶液を用いるのが好ましい。前記水溶液における３６％塩酸水溶液の濃度は２００ｍｌ／Ｌ以上、３００ｍｌ／Ｌ以下、特に２３０ｍｌ／Ｌ以上、２６０ｍｌ／Ｌ以下であるのが好ましい。
またエッチング液の液温は３０℃以上、６５℃以下であるのが好ましく、エッチングの時間は８分以上、１２分以下であるのが好ましい。

前記範囲より低濃度のエッチング液を用いたり、液温が低かったり、あるいは時間が短かったりした場合には、前記表面５３に露出した粉末５１の全てを十分に除去できないため、ハウジングの表面５３に形成される孔５４の開口径が前記２μｍを下回ったり、孔５４の数が少なかったりする。そのため十分なアンカー効果が得られないおそれがある。
例えば図５は、樹脂材料５２としてのＰＡ６６中に、ケイ酸カルシウムの不定形粒状の粉末５１（平均粒径１〜１０μｍ）を、４０％の充てん量で充填した表面５３を、前記範囲より低濃度である、３６％塩酸水溶液の濃度が１８０ｍｌ／Ｌのエッチング液（液温４０℃）に１０分間浸漬してエッチングした状態を示す顕微鏡写真である。

図５に見るように、かかる低濃度のエッチング液を用いた場合には、液温および時間が前記範囲内であっても、ハウジングの表面５３に露出した粉末５１を十分に除去できないため、前記表面５３にはっきりとした孔５４を形成できないことが判る。
一方、前記範囲より高濃度のエッチング液を用いたり、液温が高かったり、時間が長かったりした場合には前記オーバーエッチングを生じて樹脂材料が劣化したり、ハウジングの強度や剛性が低下したりするおそれがある。

これに対し、濃度が前記範囲内であるエッチング液を用い、前記液温および時間の範囲内でエッチングをすることにより、ハウジングの強度や剛性を維持しながら、前記表面５３に、十分なアンカー効果を得ることができる適度な大きさを有する孔５４を形成することができる。
例えば図６は、前記表面５３を、３６％塩酸水溶液の濃度が２００ｍｌ／Ｌのエッチング液（液温４０℃）に１０分間浸漬してエッチングした状態を示す顕微鏡写真である。また図７は、前記表面５３を、３６％塩酸水溶液の濃度が２５０ｍｌ／Ｌのエッチング液（液温４０℃）に１０分間浸漬してエッチングした状態を示す顕微鏡写真である。

両図に見るように、濃度が前記範囲内であるエッチング液を用いて、前記範囲内の液温および時間でエッチングすることにより、ハウジングの表面５３に露出した粉末５１を十分に除去して、前記表面５３に、十分なアンカー効果を得ることができる適度な大きさを有する孔５４を形成することができる。
図６の孔５４の開口径は２μｍ前後、図７の孔５４の平均の開口径はおよそ２μｍから１０μｍ程度である。

次に図４(c)を参照して、前記粗面化した表面５３の全面を金属のめっき被膜４９、５０によって被覆する。
なおこの例では、前記めっき被膜４９、５０を、前記表面５３に形成された銅めっき層５５と、前記銅めっき層５５上に積層されたニッケルめっき層５６の２層構造としている。

この構成によれば、樹脂材料５２からなるセンサハウジング６、ギヤハウジング７の表面５３とニッケルめっき層５６との間に、前記ニッケルめっき層５６よりも軟らかい銅めっき層５５を介在させることにより、前記樹脂材料５２とニッケルめっき層５６との間の熱膨張収縮率等の違いによって発生する応力を、前記銅めっき層５５によって緩和することができる。そのため樹脂材料からなるセンサハウジング６、ギヤハウジング７と、めっき被膜４９、５０とをより一層強固に一体化させてはく落等を防止できる。

前記のうち銅めっき層５５は、例えば無電解銅めっき、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法等の任意の成膜方法によって形成することができる。
特にセンサハウジング６、ギヤハウジング７の表面の全面にほぼ均一な厚みを有する銅めっき層５５を簡単に形成することを考慮すると、無電解銅めっきを採用するのが好ましい。

前記無電解銅めっきでは、まずエッチングによって粗面化したセンサハウジング６、ギヤハウジング７の表面を中和した後、従来同様に触媒付け、および活性化したのち無電解銅めっき浴に浸漬する。
そうすると図４(c)に示すように銅が、センサハウジング６、ギヤハウジング７の表面５３の孔５４を埋めながら前記表面５３に析出することでアンカー効果を生じて、前記センサハウジング６、ギヤハウジング７に対して強固に一体化された銅めっき層５５が形成される。

銅めっき層５５上に積層されるニッケルめっき層５６は、例えば無電解ニッケルめっき、電気ニッケルめっき、真空蒸着法、スパッタリング法、易オンプレーティング法、ＣＶＤ法等の任意の成膜方法によって形成することができる。
特に銅めっき層５５上の全面にほぼ均一な厚みを有するニッケルめっき層５６を簡単に積層することを考慮すると、無電解ニッケルめっき、または電気ニッケルめっきを採用するのが好ましい。

このうち後者においては、先に形成した銅めっき層５５を陰極として、陽極とともに電気ニッケルめっき浴に浸漬して電気めっきを行うことで、前記銅めっき層５５上にニッケルめっき層５６が積層される。
めっき被膜４９、５０の厚みは、先に説明した、樹脂材料からなるセンサハウジング６、ギヤハウジング７に、金属材料からなるものとほぼ同等程度の強度、剛性、寸法安定性、電磁波シールド性、放熱性等を付与することを考慮すると、およそ１０μｍ以上、５０μｍ以下程度であるのが好ましい。なおめっき被膜４９、５０が前記銅めっき層５５とニッケルめっき層５６の２層からなる場合、前記厚みは、両めっき層の合計の厚みである。

なおめっき被膜４９、５０のもとになる金属材料としては、前記銅、およびニッケル以外にも、例えば銀、金、アルミニウム、マグネシウム、亜鉛、黄銅、ベリリウム、純鉄、鉛等が挙げられる。めっき被膜に求める特性に応じて、前記金属材料を適宜選択すればよい。
なおセンサハウジング６に良好な電磁波シールド性を付与するためには、対電界のために体積抵抗率が低く、かつ対磁界のために透磁率が高いことが求められる。

表１に、前記各金属材料、および従来の電動パワーステアリング装置において前記センサハウジング６等を形成していた鋼鉄、鋳鉄の体積抵抗率（１０^−８Ω・ｍ）と透磁率とを示す。

表１より、従来の鋼鉄と同等の低い体積抵抗率と高い透磁率とをめっき被膜４９、５０に付与するためには、体積抵抗率の低い銅めっき層５５と、透磁率の高いニッケルめっき層５６の２層を組み合わせるのが好ましいことが判る。
以下に本発明を、実施例、比較例に基づいて説明する。
図１、図２に示すギヤハウジング７を、ＰＡ６６に同量のガラス繊維を加えて形成したものを比較例とし、同じギヤハウジング７の表面の全面を粗面化したのち、厚み約１０〜３０μｍ程度の金属のめっき被膜で被覆したものを実施例とした。両者を比較すると、比較例は、モータの回転によって発生した負荷が加わった際にたわみ変形して、小歯車と大歯車の芯間距離が約９０μｍ変動したのに対し、実施例は前記構成により強度の高いめっき被膜の断面係数を増加させることで弾性率を前者の約１．８倍として、芯間距離の変動量を約５０μｍ程度まで低下させることができた。

また比較例は、吸水によって芯間距離が約２００μｍ増加したが、実施例では、その表面の全面を被覆しためっき被膜によって吸水が大幅に抑制されるため、芯間距離の増加をほぼゼロにすることができた。
また図１、図２に示すセンサハウジング６を、同様にＰＡ６６に同量のガラス繊維を加えて形成したものを比較例とし、同じセンサハウジング６の方面の全面を粗面化したのち、厚み約１０〜３０μｍ程度の金属のめっき被膜で被覆したものを実施例とした。両者を比較すると、比較例の熱伝導率は、前記ＰＡ６６自体の熱伝導率である約０．２ｗ／ｍＫ程度であったのに対し、実施例は、熱伝導率を約０．９ｗ／ｍＫ程度まで向上させることができた。

しかもいずれの実施例においても、その重量を、従来のアルミニウム合金からなるものに比べておよそ２０％から３０％程度軽量化することができ、電動パワーステアリング装置の全体についても大幅な軽量化が可能となった。
なお本発明は、前記各図の実施形態には限定されない。例えばセンサハウジング６、ギヤハウジング７の一方のみを、樹脂材料からなり、その表面の全面を粗面化したのちめっき被膜を被覆した構成とし、他方は従来どおりアルミニウム合金等の金属材料によって形成してもよい。

その他、本発明の特許請求の範囲に記載された事項の範囲内で、種々の変更を施すことができる。

１：ステアリングホイール、２：第一の操舵軸、３：第二の操舵軸、４：トーションバー、４ａ：上端、４ｂ：下端、５：ハウジング、６：センサハウジング、６ａ：環状段部、６ｂ：筒状突起、７：ギヤハウジング、７ａ：環状縁部、７ｂ：筒状部、７ｃ：開口、７ｄ：開口、８：ウォームギヤ機構、９：トルクセンサ、１０：制御基板、１１：ウォーム軸、１１ａ：一端部、１１ｂ：他端部、１２：ウォームホイール、１２ａ：芯金、１２ｂ：合成樹脂部材、１３：第一の軸受、１４：第二の軸受、１５：外輪、１６：軸受保持孔、１７：段部、１８：内輪、１９：外輪、２０：軸受保持孔、２１：段部、２２：内輪、２３：段部、２４：ナット、２５：連結ピン、２６：連結ピン、２７：操舵軸、２８：チューブ、２９：第三の軸受、３０：縮径部、３１：孔、３２：回転軸、３３：スプライン継手、３４：第四の軸受、３５：第五の軸受、３６：内輪、３７：内輪、３８：外輪、３９：外輪、４０：軸受保持孔、４２：段部、４３：段部、４４：段部、４５：部材、４６：ねじ孔、４７：ロックナット、４８：減速機、４９、５０：めっき被膜、５１：粉末、５２：樹脂材料、５３：表面、５４：孔、５５：銅めっき層、５６：ニッケルめっき層、Ａ：領域、Ｍ：電動モータ

Claims (3)

1. 自動車の操舵機構の動作を補助する電動モータと、前記電動モータの出力を減速して前記操舵機構に伝達する減速機と、前記操舵機構の操舵トルクを検出するトルクセンサと、前記減速機を収容するギヤハウジングと、前記トルクセンサを収容するセンサハウジングとを備えた電動パワーステアリング装置であって、前記ギヤハウジングおよびセンサハウジングのうちの少なくとも一方は樹脂材料からなり、表面の全面が粗面化されたのち、前記表面の全面が金属のめっき被膜によって被覆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。
2. 前記ギヤハウジングおよびセンサハウジングのうちの少なくとも一方を、酸可溶性の粉末を含有する樹脂材料によって成形後、酸によってエッチングして表面に露出した粉末を除去することにより、前記表面が粗面化されている請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
3. 前記めっき被膜は、前記粗面化された表面に形成された銅めっき層と、前記銅めっき層上に積層されたニッケルめっき層とを備えている請求項１または２に記載の電動パワーステアリング装置。