JP2017007381A - ステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電装装置近傍に水分が浸入した場合に電装装置への被水を確実に防止すると共に、水分が浸入していないときには機械的な損失を抑制できる防水構造を備えたステアリング装置を提供する。
【解決手段】車室外に配置され、開口部３１１を備えるハウジング３１と、水分を吸収して膨張する高分子吸収体５３１を備え、開口部３１１の周縁の端面３１２とフランジ部３２ａの端面３２１との対向領域に配置されるシール部材５３と、を備え、シール部材５３は、高分子吸収体５３１が水分を吸収していない状態において、開口部３１１の周縁の端面３１２との間に隙間Ｇを介して配置され、高分子吸収体５３１がハウジング３１の外部に存在する水分を吸収して膨張する状態において、開口部３１１の周縁の端面３１２とフランジ部３２ａの端面３２１との間に隙間を介さずに挟まれる。
【選択図】図３

Description

本発明は、ステアリング装置に関するものである。

特許文献１には、補助サーボトルクを生成するためのモータを有し、当該モータのモータ軸がステアリング装置の運動伝達部材と結合されている、自動車のステアリング装置が記載されている。当該ステアリング装置は、モータハウジングと運動伝達部材との間に、モータ軸を取り囲むように、モータ軸上で、又は、モータハウジング上で、ラビリンスシールの態様で協働する防水構造を備えている。また、特許文献２には、水分の浸入を阻止するために回転軸にオイルシールを装着する方法が記載されている。当該オイルシールは、リップ部より内部の通路に高分子吸収体（高吸収性ポリマー）を備え、高分子吸収体はリップ部から浸入した水分を吸収する。

特開２０１３−１２４１０２号公報 特開２０００−２７８７５号公報

しかしながら、ラビリンスシールの態様で協働するシール構造では、基本的な防水効果を得ることができるものの、僅かな隙間からモータの内部に水が浸入する可能性が残る。モータなどの電装装置は被水すると故障するおそれがあるため、防水性能が高いほどよい。また、オイルシールを装着する方法では、リップ部において常に回転軸をホールドするため、摩擦によって回転装置の動作時の機械的な損失が増す。また、通路に高分子吸収体を配置する構造では、複雑となり高コストの原因となる。

本発明は、車室外に配置され被水する条件下にあって、電装装置近傍に水分が浸入した場合に電装装置への被水を確実に防止すると共に、水分が浸入していないときには機械的な損失を抑制できる防水構造を備えたステアリング装置を提供することを目的とする。

本発明のステアリング装置は、車室外に配置され、開口部を備えるハウジングと、前記ハウジングに収容される電装装置と、前記ハウジングの前記開口部から外部に延び、前記ハウジングの外部に位置するフランジ部を備え、操舵力又は操舵補助力を伝達する回転軸と、水分を吸収して膨張する高分子吸収体を備え、前記開口部の周縁の端面と前記フランジ部の端面との対向領域に配置されるシール部材と、を備えるステアリング装置である。

前記シール部材は、前記高分子吸収体が前記水分を吸収していない状態において、前記開口部の周縁の端面及び前記フランジ部の端面の何れか一方との間に隙間を介して配置され、前記高分子吸収体が前記ハウジングの外部に存在する前記水分を吸収して膨張する状態において、前記開口部の周縁の端面と前記フランジ部の端面との間に隙間を介さずに挟まれる。

上記のステアリング装置によれば、高分子吸収体が水分を吸収していない状態において、シール部材は、ハウジング開口部の周縁の端面及びフランジ部の端面の何れか一方との間に隙間を介して配置される。例えば、シール部材が回転軸のフランジ部の側に配置される場合には、シール部材とハウジング開口部の端面とが接触しない。また、シール部材がハウジングの側に配置される場合には、シール部材と回転軸のフランジ部の端面とが接触しない。よって、シール部材が被水していない状態であれば、電装装置の回転動作時に、シール部材と相対向する何れか一方の端面との間に摩擦が生じない。シール部材が被水していない通常の操舵力又は操舵補助力の伝達時に、電装装置の機械的な損失が抑制される。

一方、高分子吸収体がハウジングの外部に存在する水分を吸収して膨張する状態において、シール部材は、開口部の周縁の端面とフランジ部の端面との間に隙間を介さずに挟まれる。よって、シール部材が期せずして被水すると、ハウジング外部から内部の電装装置に至る水分の浸入路が確実に遮断される。この場合、シール部材とフランジ部及びハウジングとは接触状態となるため、電装装置の機械的な損失が発生する。しかし、ハウジングの開口部近傍に配置される高分子吸収体が被水する状態になれば、機械的な損失よりも電装装置の被水を防止することを優先する。

本発明に係る電動パワーステアリング装置を示す概略図である。 第１実施形態に係る図１の操舵補助機構の部分の断面図である。 図２のＭＣＵ部分の防水構造を簡略に示した断面図である。 高分子吸収体を収容した変形防止部材の部分断面を示す斜視図である。 図３のシール部材の部分の拡大図であって、高分子吸収体が膨張した状態を説明するための図である。 図３のラビリンス構造の部分の要部拡大図である。 図３のラビリンス構造の部分の変形例１の要部拡大図である。 変形例１の接触部材を説明するための図である。 図７ＡのＸ−Ｘ線断面図である。 変形例２の防水構造を簡略に示した図である。 第２実施形態に係る図１のトルク検出装置の部分の断面図である。 第２実施形態に係る防水構造を簡略に示した図である。

＜第１実施形態＞
以下、本発明のステアリング装置の具体的な実施形態について図面を参照しつつ説明する。ステアリング装置の一例として電動パワーステアリング装置について説明する。なお、本発明のステアリング装置は、電動パワーステアリング装置の他に、４輪操舵装置、ステアバイワイヤ装置などに適用できる。図１において、ステアリング装置Ｓ１は、操舵機構１０、転舵機構２０、操舵補助機構３０、及び、トルク検出装置４０を有する。第１実施形態のステアリング装置Ｓ１は、操舵補助機構３０に係る後述する電装装置ＭＣＵの防水構造５０を有することを特徴とする。

（１．電動パワーステアリング装置）
操舵機構１０は、転舵輪２６を転舵するためにステアリングホイール１１に加えられる操舵トルクを伝達するステアリングシャフト１２を備える。ステアリングホイール１１が固定されるステアリングシャフト１２は、コラム軸１３、中間軸１４、及びピニオン軸１５を連結して構成される。ピニオン軸１５は、入力シャフト１５ａ、出力シャフト１５ｂ、及びトーションバー１５ｃを有する。入力シャフト１５ａの入力側部分には、中間軸１４の出力側部分が接続され、出力シャフト１５ｂの出力側部分には、ピニオン歯１５ｄが形成される。

転舵機構２０は、ラック軸２１及び略円筒状に形成されたラックハウジング２２（シールハウジングに相当）を有する。ラック軸２１は、軸線方向に沿って直線往復移動可能にラックハウジング２２に支持される。以下の説明において、このラック軸２１の軸線方向に沿った方向を単に「Ａ軸方向（図１参照）」とも称する。ラックハウジング２２は、第１ハウジング２２ａと、第１ハウジング２２ａのＡ軸方向一端側（図１中、左側）に固定された第２ハウジング２２ｂとを備える。ピニオン軸１５は、ラックハウジング２２の第１ハウジング２２ａ内において回転可能に支持される。ラック軸２１には、ラック歯２１ａが形成され、ラック歯２１ａ及びピニオン歯１５ｄは、互いに噛合されて、ラックアンドピニオン機構を構成する。

ラック軸２１の両端部には、タイロッド２４が連結されており、タイロッド２４の先端は、転舵輪２６が組み付けられた図示しないナックルに連結される。これにより、ステアリングホイール１１が操舵されると、その操舵トルクがステアリングシャフト１２に伝達され、ピニオン軸１５が回転される。ピニオン軸１５の回転は、ピニオン歯１５ｄ及びラック歯２１ａによって、ラック軸２１の直線往復移動に変換され、このＡ軸方向に沿った移動がタイロッド２４を介してナックルに伝達されることにより、転舵輪２６が転舵され、車両の進行方向が変更される。

また、ラックハウジング２２の両端には、ラック軸２１とタイロッド２４とのジョイント部分を覆う、Ａ軸方向に伸縮可能な樹脂からなる筒状の蛇腹部を有するブーツ２５の一端部が固定される。ブーツ２５の他端部はタイロッド２４に固定され、ラックハウジング２２の内部を含む転舵機構２０の収容空間の気密性がブーツ２５によって保たれる。これにより、ラックハウジング２２内部への異物の混入や浸水が防止される。

また、操舵補助機構３０は、トルク検出装置４０の出力に基づいて制御されるモータＭを駆動源として操舵機構１０に操舵補助力を付与する。操舵補助機構３０では、制御部ＥＣＵとモータＭを一体化した電装装置ＭＣＵが、ラック軸２１のＡ軸方向と平行であってラック軸２１よりも下側に配置される。本実施形態の電動パワーステアリング装置Ｓ１はいわゆるラックパラレル型の装置として構成され、車両前方のエンジンルーム内（車室外）に配置される。操舵補助機構３０は、モータＭの回転を従動プーリ３４、伝達ベルト３５を介してボール螺子機構３３に伝達し、さらにボール螺子ナット３３ａにおいてラック軸２１の直線往復動に変換することで操舵機構１０に操舵補助力を付与する。

トルク検出装置４０は、ピニオン軸１５の周囲に配置された状態で、ラックハウジング２２の取付開口２２ｃに固定される。トーションバー１５ｃは、入力シャフト１５ａのトルクと出力シャフト１５ｂのトルクとの差に応じて捩れ、トルク検出装置４０は、トーションバー１５ｃの捩れ量に応じた信号を制御部ＥＣＵに出力する。制御部ＥＣＵでは、トルク検出装置４０の出力信号に基づいて、ステアリングホイール１１に入力された操舵トルクを算出し、算出した操舵トルクに基づいて、運転者の操舵を補助するための操舵補助トルクを算出する。さらに、算出した操舵補助トルクに基づいて、モータＭの出力を制御する。

次に、操舵補助機構３０について、さらに図２及び図３を用いて詳細に説明する。第１ハウジング２２ａは、円筒状の第１筒状部２２１と、第１筒状部２２１の第２ハウジング２２ｂ側に形成された第１操舵補助用ハウジンング２２２とを有する。第１筒状部２２１は主にラック軸２１を収容するハウジング部分である。第１操舵補助用ハウジンング２２２は主に操舵補助機構３０に係る装置を収容する部分であり、第１筒状部２２１よりも大径の筒状であって、下側に膨出した形状に形成される。第１操舵補助用ハウジング２２２における下側に膨出した部分の端面には、ラック軸２１の軸線に貫通した開口部２２２ａが形成される。

第２ハウジング２２ｂは、円筒状の第２筒状部２３１と、第２筒状部２３１の第１ハウジング２２ａ側に形成された第２操舵補助用ハウジンング２３２とを有する。第２筒状部２３１は主にラック軸２１を収容するハウジング部分である。第２操舵補助用ハウジンング２３２は主に第１操舵補助用ハウジンング２２２と共に操舵補助機構３０に係る装置を収容する部分であり、第２筒状部２３１よりも大径の円筒状に形成される。

操舵補助機構３０は、第３ハウジング３１と、電装装置ＭＣＵと、回転軸３２と、ボール螺子機構３３と、従動プーリ３４と、伝達ベルト３５とを備える。第３ハウジング３１は、第１操舵補助用ハウジング２２２の膨出端面２２２ｄに固定される。第３ハウジング３１における第１操舵補助用ハウジング２２２の膨出端面２２２ｄへの対向面には、貫通孔である開口部３１１が形成される。電装装置ＭＣＵは、第３ハウジング３１に収容される。電装装置ＭＣＵは、ステータＳＴ及びロータＲＴを含むモータＭ、並びに、モータＭを駆動するための制御部ＥＣＵ等（図３参照）を備える。

回転軸３２は、電装装置ＭＣＵのモータＭの出力軸であり、操舵補助力を伝達する。回転軸３２は、モータＭの出力軸としての回転軸本体３２ｂと、回転軸本体３２ｂの外周側に固定されるフランジ部としての駆動プーリ３２ａとを備える。回転軸本体３２ｂは、第３ハウジング３１の開口部３１１に、軸受３１３を介して回転可能に支持される。回転軸本体３２ｂの一部は、第３ハウジング３１の開口部３１１から第３ハウジング３１の外部に位置する第１操舵補助用ハウジング２２２側に延び、第１操舵補助用ハウジング２２２に収容される。駆動プーリ３２ａは、回転軸本体３２ｂの外周面のうち第３ハウジング３１の外部に位置する部位に固定され、第１操舵補助用ハウジング２２２内に収容される。

ボール螺子機構３３は、ラック軸２１の外周に形成される螺子部２１ｂと、ボール螺子ナット３３ａと、多数のボール３３ｂとを備える。螺子部２１ｂは、ラック軸２１の外周のうちＡ軸方向に沿った一定範囲に亘って形成される。ボール螺子ナット３３ａは、螺子部２１ｂに沿って配列される多数のボール３３ｂを介してラック軸２１の螺子部２１ｂに螺合される。また、ボール螺子ナット３３ａは、軸受２７を介して第２操舵補助用ハウジング２２２の内周面に支持される。

従動プーリ３４は、ボール螺子ナット３３ａと一体回転可能にその外周に連結される。伝達ベルト３５は、円環状のゴムベルトであり、従動プーリ３４と駆動プーリ３２ａとの間に掛け渡され、駆動プーリ３２ａの回転を従動プーリ３４に伝達する。

上記の構成により、ステアリングホイール１１に印加される操舵力、すなわち、トルク検出装置４０の出力値に応じてモータＭの回転軸本体３２ｂの回転トルクが決定される。操舵補助機構３０において、回転軸本体３２ｂの回転トルクは、駆動プーリ３２ａ、伝達ベルト３５、従動プーリ３４を介して、従動プーリ３４に一体的に設けられるボール螺子ナット３３ａに伝達される。ボール螺子ナット３３ａに伝達される回転トルクにより、ボール３３ｂを介してラック軸２１の軸線方向への操舵補助力がラック軸２１に付与される。

（２．防水構造５０）
次に、電装装置ＭＣＵの防水構造５０について、さらに図３〜図６Ａを用いて説明する。防水構造５０は、第１操舵補助用ハウジング２２２の内部に浸入してきた水が、第３ハウジング３１の開口部３１１から第３ハウジング３１の内部に浸入することを防止するための構造である。防水構造５０は、シール部材５３と、被接触部材５２３と、弾性部材５７と、接触検知センサ５４とを備える。

シール部材５３は、第３ハウジング３１の開口部３１１の周縁の端面３１２と、フランジ部としての駆動プーリ３２ａの端面３２１との対向領域に配置され、対向領域から第３ハウジング３１の開口部３１１を通過して第３ハウジング３１の内部に水が浸入することを防止する。シール部材５３は、高分子吸収体５３１と、変形防止部材５３３と、接触部材５３２とを備える。

高分子吸収体５３１は、具体的には後述する高分子材料を含有し、水分に接触するとその水分を吸収し、自身の体積をより大きく増して膨潤ないし膨張する特性を有する部材である。高分子吸収体５３１は、所定の高分子材料を用いて、縦断面が方形をなす環状に成形される。

変形防止部材５３３は、高分子吸収体５３１を内装する部材であり、高分子吸収体が径方向に膨張するのを抑止する。変形防止部材５３３は、縦断面が軸線方向一方に開口する略「Ｃ」字状をなす、環状の枠体である。高分子吸収体５３１は、変形防止部材５３３の内壁面を形成する３方の面に当接した状態で収容される。つまり、高分子吸収体５３１は、変形防止部材５３３の開口部５３３ｂから外部に臨む。変形防止部材５３３は、開口部５３３ｂの側が第３ハウジング３１の周縁の端面３１２と対向するように、回転軸本体３２ｂに挿通して配置される。一方、変形防止部材５３３の底面側が、駆動プーリ３２ａに対向する。

さらに、変形防止部材５３３の径方向外周側の外周壁部５３３ｃには、軸線方向に沿って細長い長方形のスリット孔５３３ａが周方向に沿って所定の間隔をおいて多数穿孔される。よって、高分子吸収体５３１は、シール部材５３の外周面に接触する周囲の水分を、スリット孔５３３ａを介して高分子吸収体５３１において吸水可能に形成される。また、高分子吸収体５３１は、高分子吸収体５３１が吸水して体積膨張する場合に、変形防止部材５３３の外周壁部５３３ｃによって径方向に体積膨張するのを規制される。一方、変形防止部材５３３の開口部５３３ｂによって、高分子吸収体５３１は、軸線方向に体積膨張するのを許容される。よって、吸水した高分子吸収体５３１は、自身における第３ハウジング３１の開口部３１１の周縁の端面３１２と対向する面５３１ａ（以下、「対向端面」と称する）が第３ハウジング３１の周縁の端面３１２の方向にＡ軸方向に沿って隙間Ｇを縮めながら体積膨張するように誘導される。

被接触部材５２３は、第３ハウジング３１の開口部３１１の周縁の端面３１２の一部を構成する部材である。被接触部材５２３は、円環状の平板金を径方向に沿って凸凹状に曲げ成形される。被接触部材５２３には、同心円状をなす凹条及び凸条が径方向に沿って交互に形成され、凹条及び凸条は縦断面視において波状をなす。被接触部材５２３は、この凹凸条の波高に応じた均一な厚みを有するように成形される。被接触部材５２３は、回転軸３２と同軸状に環状凹部３１５に配置され、凹凸条に沿った外側に臨む表面が波端面５２３ｅを形成する。波端面５２３ｅの個々の波は、それぞれ同一の波高を有する。

接触部材５３２は、高分子吸収体５３１の対向端面５３１ａに固定される。接触部材５３２は、被接触部材５２３に対向される。つまり、接触部材５３２は、高分子吸収体５３１の体積膨張に応じて、第３ハウジング３１に対して軸線方向に移動し、被接触部材５２３に対して接触又は離間する。接触部材５３２は、高分子吸収体５３１が吸水して膨張した状態において、開口部３１１の周縁の端面３１２に接触して水分の浸入路を遮断する部材となる。

接触部材５３２は、中央に貫通孔を有する円板状の板金を曲げ成形して形成され、自身の貫通孔に回転軸本体３２ｂを挿通した状態で配置される。接触部材５３２は、高分子吸収体５３１の対向端面５３１ａに当接する円形の中央当接部５３２ａを有する。また、接触部材５３２は、中央当接部５３２ａと略平行をなす鍔状に成形される大径の開口端面当接部５３２ｂを有する。開口端面当接部５３２ｂは、中央当接部５３２ａから第３ハウジング３１の側に向けて波状に曲げ成形される接続部を介して、Ａ軸方向の段差をなして、中央当接部５３２ａに連設される部分である。

また、開口端面当接部５３２ｂの外周縁部及び内周縁部は、第３ハウジング３１を構成する被接触部材５２３の外周縁部及び内周縁部とほぼ同一の大円形及び小円形をなす。さらに、開口端面当接部５３２ｂには、回転軸３２の軸心と同心円状をなす凸条及び凹条が径方向に沿って交互に形成され、縦断面視において波状をなす。よって、開口端面当接部５３２ｂの表面は波状をなし、第３ハウジング３１と対向する側の波面には、摺動端面５３２ｅが形成される。摺動端面５３２ｅは、後述するように、波端面５２３ｅの波形に対応して形成される。

ここで、上記の摺動端面５３２ｅに形成される凸面５３２ｃ及び凹面５３２ｄの回転軸心に対する径方向の位置は、被接触部材５２３の波端面５２３ｅの凹面５２３ｃ及び凸面５２３ｄの回転軸心に対する径方向の位置と同一である。シール部材５３は、接触部材５３２の摺動端面５３２ｅが、第３ハウジング３１を構成する被接触部材５２３の波端面５２３ｅと相対向するように回転軸本体３２ｂに配置される。さらに、接触部材５３２の摺動端面５３２ｅの凸面５３２ｃに被接触部材５２３の波端面５２３ｅの凹面５２３ｃが、及び摺動端面５３２ｅの凹面５３２ｄに波端面５２３ｅの凸面５２３ｄが、緩嵌可能なように、両者の個々の凹凸は対応する同一の波高を有し、かつ同一ピッチの波状に形成される。つまり、摺動端面５３２ｅと波端面５２３ｅの凹凸面は、径方向に沿った波面の各部位において、同一の対向距離ＯＧをなす隙間を介して対向する（図６Ａ参照）。

弾性部材５７は、軸受３１３の内輪の外端面とシール部材５３との間に圧縮状態で配置される。弾性部材５７は、略テーパ円筒状をなす皿バネ状の部材よりなり、拡径側に鍔状の当接面と内径側に中央当接面を有する。弾性部材５７は、拡径側の当接面をシール部材５３の接触部材５３２の中央当接部５３２ａに当接させ、内径側の当接面を軸受３１３の内輪の外端面に当接させて配置される。シール部材５３は、弾性部材５７が復元する付勢力によって、駆動プーリ３２ａの端面３２１の側に付勢され、回転軸本体３２ｂと共に一体に回転可能になる。

接触検知センサ５４は、接触部材５３２が被接触部材５２３に当接したことを検知するセンサであり、第３ハウジング３１を構成する被接触部材５２３の裏面側に取り付けられる。なお、符号５４１は、接触検知センサ５４が接触を検知した信号を制御部ＥＣＵに送信するコードを表す。

（３．高分子吸収体）
上述した高分子吸収体５３１は、水分を吸収して体積膨張した状態で、対向領域の隙間を閉塞できる力学的強度（例えば、適当な弾性、高粘度等）を有する高分子であれば、特に限定されるものではない。高分子吸収体５３１の主成分としては、高い水分保持性能を有し、水を急速、多量に吸水してゲル化するいわゆる吸水性高分子を用いることができる。本明細書で「吸水性高分子」は、架橋構造を有し、水に不溶性で、水に対して膨潤ないし膨張する性質の重合体を含む、ゲル形成高分子を指す。吸水性高分子は、吸水膨張後のゲル強度を有し、適宜な保型性を備えるものを好適に用いることができる。具体的には、例えば、特開昭５２−２５８８６号、特公昭５３−４６１９９号、特公昭５３−４６２００号及び特公昭５５−２１０４１号公報に記載されているものが挙げられる。

また、重合して得られる高分子の含水ゲル状重合体を乾燥後、粉砕し、さらに必要により粒度調整して得られる粒子の表面近傍に、いわゆる表面架橋する処理を施しても良い。表面架橋型の吸水性高分子は、吸収性能と吸収速度に優れ、かつゲル強度も大きくなるので、シール部材５３に用いるのに好適である。

上述した吸水性高分子は、公知の方法により高分子吸収体５３１として成形することができるが、ゲル強度を高めるために、さらに、吸水性高分子と繊維との混合成形物とすることもできる。また、上述した吸水性高分子を透水性のシートで包み込み、高分子吸収体５３１として成形することができる。例えば、特公平６−４７８０８、特許４１２３４０４号公報に具体的な記載がある。

（４．水の浸入経路）
まず、水が第１操舵補助用ハウジング２２２の内部に浸入する経路について説明する。図１の紙面上で左右一対のブーツ２５の何れかが、又は両方が破れて、外部からブーツ２５の内部に水が浸入する。水は、第１ハウジング２２ａ又は第２ハウジング２２ｂ内を移動して第１操舵補助用ハウジング２２２の内部に到達する。

（５．防水構造５０の動作）
次に、防水構造５０の動作について、図３、図５及び図６Ａを参照して説明する。防水構造５０の動作については、第１操舵補助用ハウジング２２２内に水が浸入していない場合と、第１操舵補助用ハウジング２２２内に水が浸入した場合とを分けて説明する。

第１操舵補助用ハウジング２２２内に水が浸入していない場合には、高分子吸収体５３１が水分を吸収していない。よって、図３に示すように、高分子吸収体５３１は体積膨張しない。さらに、弾性部材５７が復元する付勢力によって、シール部材５３は、第３ハウジング３１から離間するＡ軸方向に付勢される。そのため、シール部材５３の接触部材５３２は、開口部３１１の周縁の端面３１２を構成する被接触部材５２３との間に隙間Ｇを介して配置される。つまり、接触部材５３２と被接触部材５２３とが接触しない。シール部材５３が被水していない状態でのモータＭの回転動作時に、シール部材５３の接触部材５３２と被接触部材５２３との間に摩擦が生じない。よって、シール部材５３が被水していない通常の操舵補助力の伝達時に、モータＭの機械的な損失が抑制される。また、弾性部材５７によってシール部材５３が回転軸本体３２ｂと一体に回転する姿勢が維持され、シール部材５３の貫通孔の内周面と回転軸本体３２ｂの外周面との間に摺動が生じるのを良好に防ぐことができ、より確実に、モータＭの機械的な損失が抑制される。

第１操舵補助用ハウジング２２２内に水Ｗが浸入した場合には、図５に示すように、高分子吸収体５３１が変形防止部材５３３のスリット孔５３３ａを通過した水Ｗを吸収する。高分子吸収体５３１が体積膨張し始める。同時に、水Ｗは、接触部材５３２と被接触部材５２３との隙間から浸入しようとする。

ここで、図６Ａに示されるように、接触部材５３２の摺動端面５３２ｅと、被接触部材５２３の波端面５２３ｅとは、両者間５３２ｅ，５２３ｅに隙間Ｇを介する状態において、ラビリンス構造Ｒ１に形成される。よって、ＯＡ間の対向領域に形成される全ての隙間Ｇをラビリンス状に形成できる。ラビリンス構造Ｒ１により、接触部材５３２と被接触部材５２３との間から第３ハウジング３１内部への水分の浸入が確実に防止される。

特に、弾性部材５７の付勢力によって摺動端面５３２ｅと波端面５２３ｅとが隙間Ｇを介して対向する姿勢が維持され、ラビリンス構造Ｒ１の隙間Ｇを、非常に僅かに設定できる。よって、弾性部材５７の付勢力によって、接触部材５３２と被接触部材５２３との間から第３ハウジング３１内部への水分の浸入がより確実に防止される。

ところで、図５に示すように、高分子吸収体５３１は、吸水して体積膨張する場合に、変形防止部材５３３の外周壁部５３３ｃによって径方向に体積膨張するのを規制される。吸水した高分子吸収体５３１は、自身の対向端面５３１ａが第３ハウジング３１の周縁の端面３１２の方向にＡ軸方向に沿って移動するように、隙間Ｇを縮めながら誘導される。

そうすると、接触部材５３２が、被接触部材５２３に当接する。接触部材５３２の摺動端面５３２ｅの波面全面が、被接触部材５２３の波端面５２３ｅの波面に当接するように凹凸面で嵌合し、隙間Ｇが閉塞される。つまり、第１操舵補助用ハウジング２２２に浸入した水Ｗは、第３ハウジング３１の内部へ移動する経路が遮断される。従って、接触部材５３２と被接触部材５２３とが当接した後においては、第３ハウジング３１の内部に水Ｗが浸入することは確実に防止される。

このとき、被接触部材５２３が接触部材５３２に当接したことを、接触検知センサ５４が検知する。制御部ＥＣＵは、接触検知センサ５４が出力する信号に基づいて、運転者が視認可能な警告ランプを点灯させることにより、電装装置ＭＣＵの近傍（第１操舵補助用ハウジング２２２内）が被水した旨の情報を伝えることができる。被水情報を視認した運転者は、いち早く適切な被水対処を行うことができる。このように、シール部材５３が期せずして被水した場合に、第１操舵補助用ハウジング２２２を経て第３ハウジング３１の開口部３１１から内部の電装装置ＭＣＵに至る水分の浸入路が確実に遮断され、電装装置ＭＣＵの被水を防止することができる。

（６．変形例１の説明）
次に、上述したシール部材５３の接触部材５３２の変形例について説明する。上述のシール部材５３と変形例１のシール部材６３とは、接触部材の構成が異なる。つまり、変形例１のステアリング装置Ｓ１は、シール部材６３が接触部材６３２を備えることを特徴構成とする。以下、変形例１の接触部材６３２について、接触部材５３２と異なる点を中心に説明を行う。なお、対応する同一部分には同じ符号を付す。

図６Ｂに示すように、接触部材６３２の開口端面当接部６３２ｂには、被接触部材５２３の波端面５２３ｅと相対向する摺動端面６３２ｅが形成される。摺動端面６３２ｅの凹面６３２ｄの波高は、摺動端面５３２ｅの凹面５３２ｄと同様に、相対向する波端面５２３ｅの凸面５２３ｄの波高と緩嵌可能な略同一に形成される。一方、摺動端面６３２ｅの凹面６３２ｄに隣接する凸面６３２ｃの波高は、相対向する被接触部材５２３の凹面５２３ｃの波高よりも小さくなるように形成される。よって、摺動端面６３２ｅの凹面６３２ｄと波端面間５２３ｅの凸面５２３ｄとが隙間を介さずに緩嵌可能な一方で、凸面６３２ｃと凹面５２３ｃとは、接触部材６３２と被接触部材５２３とが当接する状態であっても、異なる波高に応じた分だけ隙間を残して相対向する。

つまり、高分子吸収体５３１が膨張していない状態において、変形例１の摺動端面６３２ｅと波端面５２３ｅとが、両面間６３２ｅ，５２３ｅに隙間Ｈを介する対向姿勢を有し、ラビリンス構造Ｒ２を形成する限りにおいては、既述した接触部材５３２の場合と同様である。一方で、変形例１の摺動端面６３２ｅと波端面５２３ｅとが、隣接する径方向位置Ｐ１、Ｐ２に応じて（図７Ａ，図７Ｂ参照）、異なる対向距離ＯＧ、ＯＨを有する点で（図６Ｂ参照）既述した接触部材５３２の場合と異なる。さらに図７Ｂに示すように、高分子吸収体５３１が膨張する状態において、径方向位置Ｐ１で相互に接触する部位Ｑ１と、径方向位置Ｐ２で相互に接触しない部位Ｑ２とを有する点で異なる。

ステアリング装置Ｓ１によれば、変形例１のシール部材６３では、相互に接触する径方向位置Ｐ１での部位Ｑ１と、相互に接触しない径方向位置Ｐ２での部位Ｑ２とを有する。よって、全ての径方向位置で接触部位を有する接触部材５３２の構成と比較すると、図７Ａにおいて太い破線で示す、接触しない部位Ｑ２を有する分だけ、高分子吸収体５３１の膨張時における接触部材６３２部分での摺動面積を減じることができる。よって、接触部材６３２の摺動に起因するモータＭの回転時の機械的損失をより小さくすることができる。

（７．変形例２の説明）
次に、防水構造５０の変形例について説明する。変形例２のステアリング装置Ｓ１は、防水構造７０を備えることを特徴構成とする。図８に示すように、変形例２の防水構造７０は、シール部材７３が第３ハウジング３７の側に固定される構成を有しており、防水構造５０のように、シール部材５３が駆動プーリ３２ａを介して回転軸本体３２ｂに一体に固定される構成ではない点で異なる。

回転軸３２である駆動プーリ３２ａ部分の端面３２１にフランジ部材７８が配されており、シール部材７３が配置される対向領域は、第３ハウジング３７の周縁端面３７２と、このフランジ部材７８における第３ハウジングに対向する側の端面との間に形成される。つまり、変形例２のシール部材７３は、回転軸３２側のフランジ部材７８の端面との間に隙間を設け、このフランジ部材７８と軸線方向に沿って相対向可能となる。以下、主に防水構造７０について異なる点を中心に説明を行う。なお、対応する同一部分には同じ符号を付す。

具体的には、図８に示すように、フランジ部材７８は貫通孔を有する略円板状をなし、フランジ部材７８の外周縁部には、被接触部材５２３と同様に、径方向に沿って同心円状の凹凸をなす被接触部７８３が形成される。被接触部７８３の第３ハウジング３７と対向する側の端面には、防水構造５０の波端面５２３ｅと同様の摺動端面７８３ｅが形成される。フランジ部材７８は、回転軸本体３２ｂに同軸状に挿通され、駆動プーリ３２ａの端面３２１に一体回転可能に固定される。被接触部７８３は、周縁端面３７２に固定されたシール部材７３の接触部材７３２の部分に対向するように配置され、特に、回転軸３２の側の摺動端面７８３ｅと第３ハウジング３７の固定側の波端面７３２ｅとが相対向する。

また、変形例２のシール部材７３は、シール部材５３と同様に、高分子吸収体７３１と接触部材７３２と変形防止部材７３３とを備え、高分子吸収体７３１及び変形防止部材７３３は、防水構造５０におけるそれらと同様の構成を有する。接触部材７３２は、高分子吸収体７３１の対向端面７３１ａの表面を覆う略円環板状をなし、さらに径方向に沿って同心円状の凹凸条が形成される。この接触部材７３２の凹凸条のうち外部に臨む側の表面には、波端面７３２ｅが形成され、シール部材７３において、フランジ部材７８の摺動端面７８３ｅと対向する端面に波端面７３２ｅが配される。そして、シール部材７３は、摺動端面７８３ｅと波端面７３２ｅとが、双方の凹凸が互いに相対向してラビリンス構造Ｒ３の隙間Ｉをなすように、第３ハウジング３７の開口部３７１の周縁端面３７２に配される。

よって、高分子吸収体７３１が水分を吸収していない状態において、シール部材７３の接触部材７３２と、フランジ部材７８の被接触部７８３との間には、隙間Ｉが形成されており、防水構造５０と同様に、モータＭの機械的な損失が抑制される効果を奏する。さらに、この隙間Ｉから開口部３７１を介して第３ハウジング３７の内部に水が浸入しようとしたときには、隙間Ｉがラビリンス構造Ｒ３に形成されており、防水構造５０と同様に、防水効果を奏する。

また、シール部材７３が配される部位に水が浸入した場合には、高分子吸収体７３１が吸水して体積膨張し始め、高分子吸収体７３１の対向端面７３１ａがフランジ部材７８の摺動端面７８３ｅの方向にＡ軸方向に沿って移動するように、隙間Ｉを縮める。つまり、防水構造５０と同様に、接触部材５３２の波端面７３２ｅが、被接触部７８３の摺動端面７８３ｅの波面に当接するように凹凸面で嵌合し、隙間Ｉが閉塞され、防水効果が奏される。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態のステアリング装置Ｓ２について、図９を用いて説明する。第２実施形態のステアリング装置Ｓ２は、電装装置としてのトルク検出装置４０の防水構造８０を有することを特徴とする。トルク検出装置４０は、ピニオン軸１５、磁石ユニット４１、磁気ヨークユニット４２、センサユニット４３、第４ハウジング４４、を有する。

（１．トルク検出装置）
ピニオン軸１５は、ステアリングシャフト１２に接続されたトルク検出装置４０の入出力軸であり、操舵力を伝達する。ピニオン軸１５は、入力シャフト１５ａ、出力シャフト１５ｂ、及びトーションバー１５ｃを備える。ピニオン軸１５の出力シャフト１５ｂは、第４ハウジング４４の開口部４４１から第４ハウジング４４の外部に位置する第１ハウジング２２ａ側に延び、第１ハウジング２２ａに収容され、回転可能に支持される。図１に示されるように、出力シャフト１５ｂの出力側部分には、ピニオン歯１５ｄが形成され、ラック軸２１のラック歯２１ａと噛合する。

略円筒状の磁石ユニット４１は、ピニオン軸１５と同軸状に配置され、入力シャフト１５ａの外周面に固定される。磁石ユニット４１は、Ｎ極とＳ極を周方向に沿って交互に配した磁極をなす多極の永久磁石を備え、永久磁石は入力シャフト１５ａと一体回転可能に配される。この入力シャフト１５ａには、トーションバー１５ｃを介して出力シャフト１５ｂが連結される。

略円筒状の磁気ヨークユニット４２は、磁石ユニット４１に所定の隙間を空けて磁石ユニット４１の径方向外側に配置され、ピニオン軸１５と同軸状をなし、出力シャフト１５ｂの外周面に固定される。磁気ヨークユニット４２には、所定の第１及び第２の各磁気ヨークが内装される。第１及び第２の各磁気ヨークは、永久磁石の周囲であって、永久磁石が形成する磁界内に配置される。各磁気ヨークは出力シャフト１５ｂと一体回転可能に配置される。

センサユニット４３は、磁気ヨークユニット４２に所定の隙間を空けて磁気ヨークユニット４２の径方向外側に配置され、ピニオン軸１５と同軸状をなし、トルク検出装置４０の第４ハウジング４４と一体化する。図９中の符号４５は、ホールＩＣである。ホールＩＣは、素子対向部４５ａ，４５ｂの間の磁束密度に応じた電気信号を制御部ＥＣＵに出力する。トルク検出装置４０は、ステアリング操作に伴うトーションバー１５ｃの捩れによって永久磁石と磁気ヨークとが相対的に回転したときに変化する磁気ヨークの磁束密度を、ホールＩＣ４５によって検出する。そして、制御部ＥＣＵにおいてその検出信号から操舵トルクを求める。

なお、第４ハウジング４４の内部空間には、磁石ユニット４１、磁気ヨークユニット４２、及びセンサユニット４３が収容される。ラックハウジング２２の取付開口２２ｃには、第４ハウジング４４の一部をなすカバー４４３が取り付けられ、第４ハウジング４４は、ピニオン軸１５を挿入した状態でこのカバー４４３に取り付けられる。

（２．防水構造８０）
防水構造８０は、第１ハウジング２２ａの内部に浸入してきた水が、第４ハウジング４４の開口部４４１から第４ハウジング４４の内部に浸入することを防止するための構造である。防水構造８０は、シール部材８３と、被接触部材８２３と、弾性部材８７とを備え、シール部材８３、被接触部材８２３、弾性部材８７は、それぞれ防水構造５０と同様の構成を有する。

また、ピニオン軸１５は、出力シャフト１５ｂの外周側に固定されるフランジ部としての係止用リング部材８８を備える。係止用リング部材８８は、出力シャフト１５ｂの外周面のうち第４ハウジング４４の外部に位置する部位に固定され、第１ハウジング２２ａ内に係止される。シール部材８３、被接触部材８２３、弾性部材８７は、それぞれ防水構造５０と同様に、第４ハウジング４４及びピニオン軸１５に対して、防水構造５０と同様に配置される。

すなわち、ステアリング装置Ｓ２は、車室外に配置され、開口部４４１を備える第４ハウジング４４と、第４ハウジング４４に収容されるトルク検出装置４０と、第４ハウジング４４の開口部４４１から外部に延び、第４ハウジング４４の外部に位置するフランジ状の係止用リング部材８８を備え、操舵力を伝達するピニオン軸１５と、水分を吸収して膨張する高分子吸収体８３１を備え、開口部４４１の周縁の端面４４２と係止用リング部材８８の対向端面との対向領域に配置されるシール部材８３とを備える。

シール部材８３は、高分子吸収体８３１が水分を吸収していない状態において、開口部４４１の周縁端面４４２との間に隙間Ｊを介して配置され、隙間Ｊはラビリンス構造Ｒ４をなす（図１０参照）。また、シール部材８３は、高分子吸収体８３１が第４ハウジング４４の外部に存在する水分を吸収して膨張する状態において、開口部４４１の周縁端面４４２と係止用リング部材８８の対向端面との間に隙間を介さずに挟まれる。

上記の構成によって、ステアリング装置Ｓ２は、ステアリング装置Ｓ１で説明したのと同様の効果を得ることができる。

本実施形態のステアリング装置Ｓ１、Ｓ２は、上記各実施形態とは別の実施形態を含む。また、各実勢形態及び変形例は、技術的に実現可能な範囲において互いに組み合わせることができる。

例えば、シール部材は、接触部材を備えていなくても構わない。シール部材と対向する、ハウジングの開口部の周縁の端面及びフランジ部の端面の何れか一方に、被接触部材を備えない構成であっても構わない。シール部材の端面と、相対向するハウジングの開口部の周縁の端面及びフランジ部の端面の何れか一方の面と、の間の隙間は、必ずしもラビリンス構造を形成しなくても構わない。電動式パワーステアリング装置は、いわゆるラックパラレル型の装置に限られない。

Ｓ１，Ｓ２：ステアリング装置、ＭＣＵ：電装装置、Ｍ：モータ、ＥＣＵ：制御部、１０：操舵機構、１５：ピニオン軸（回転軸）、２０：転舵機構、３０：操舵補助機構、３１：第３ハウジング、３１１：開口部、３１２：（開口部の）周縁の端面、３２：回転軸、３２ａ：駆動プーリ、３２ｂ：回転軸本体、３２１：対向端面、４０：トルク検出装置（トルクセンサ）、４４：第４ハウジング、５３：シール部材、５２３：被接触部材、５３１：高分子吸収体、５３２：接触部材、５３３：変形防止部材、５４：接触検知センサ、５７：弾性部材、Ｇ〜Ｊ：隙間、Ｒ１〜Ｒ４：ラビリンス構造

Claims (11)

1. 車室外に配置され、開口部を備えるハウジングと、
   前記ハウジングに収容される電装装置と、
   前記ハウジングの前記開口部から外部に延び、前記ハウジングの外部に位置するフランジ部を備え、操舵力又は操舵補助力を伝達する回転軸と、
   水分を吸収して膨張する高分子吸収体を備え、前記開口部の周縁の端面と前記フランジ部の端面との対向領域に配置されるシール部材と、
   を備えるステアリング装置であって、
   前記シール部材は、
   前記高分子吸収体が前記水分を吸収していない状態において、前記開口部の周縁の端面及び前記フランジ部の端面の何れか一方との間に隙間を介して配置され、
   前記高分子吸収体が前記ハウジングの外部に存在する前記水分を吸収して膨張する状態において、前記開口部の周縁の端面と前記フランジ部の端面との間に隙間を介さずに挟まれる、ステアリング装置。
2. 前記高分子吸収体は、前記ハウジング及び前記フランジ部の一方に相対的に回転不能に配置され、
   前記シール部材は、前記高分子吸収体における前記ハウジング及び前記フランジ部の一方に対向する側の面に固定され、前記高分子吸収体が膨張する状態において前記ハウジング及び前記フランジ部の一方に対して摺動する接触部材を備える、請求項１に記載のステアリング装置。
3. 前記シール部材の端面、並びに、前記シール部材に対向する前記ハウジング及び前記フランジ部の一方の面は、両者間に隙間を介する状態において、ラビリンス構造に形成される、請求項２に記載のステアリング装置。
4. 前記シール部材の端面、並びに、前記シール部材に対向する前記ハウジング及び前記フランジ部の一方の面は、
   径方向位置に応じて異なる対向距離を有し、
   前記高分子吸収体が膨張する状態において、相互に接触する径方向位置の部位と相互に接触しない径方向位置の部位とを有する、請求項３に記載のステアリング装置。
5. 前記シール部材は、前記フランジ部に相対的に回転不能に配置され、
   前記ステアリング装置は、前記開口部の径方向内側に配置され且つ前記回転軸に一体的に設けられる部材の端面と、前記フランジ部の端面との間に介装され、前記シール部材を前記フランジ部の端面に向かって付勢する弾性部材を備え、
   前記シール部材は、
   前記高分子吸収体が前記水分を吸収していない状態において、前記弾性部材の付勢力によって前記開口部の周縁の端面との間に隙間を介して配置され、
   前記高分子吸収体が前記ハウジングの外部に存在する前記水分を吸収し、且つ、前記弾性部材の付勢力に抗して膨張することによって、前記開口部の周縁の端面と前記フランジ部の端面との間に隙間を介さずに挟まれる、請求項１−４の何れか一項に記載のステアリング装置。
6. 前記ステアリング装置は、前記開口部の周縁の端面及び前記フランジ部の端面の何れか一方と前記シール部材との接触を検知する接触検知センサを備える、請求項１−５の何れか一項に記載のステアリング装置。
7. 前記シール部材は、前記高分子吸収体の径方向外周側に配置され、前記高分子吸収体が径方向に膨張するのを規制する変形防止部材を備える、請求項１−６の何れか一項に記載のステアリング装置。
8. 前記電装装置は、前記操舵力又は操舵補助力を発生させるモータであり、
   前記回転軸は、前記モータの出力軸である、請求項１−７の何れか一項に記載のステアリング装置。
9. 前記モータは、転舵輪に連結されるラック軸より下側に配置される、請求項８に記載のステアリング装置。
10. 前記電装装置は、ステアリングシャフトのトルクを検出するトルクセンサである、請求項１−７の何れか一項に記載のステアリング装置。
11. 前記ステアリング装置は、前記シール部材及び前記回転軸の一部を囲むシールハウジングを備える、請求項１−１０の何れか一項に記載のステアリング装置。

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