JP2017206122A - Electric power steering device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、電動パワーステアリング装置に関する。 The present invention relates to an electric power steering apparatus.
特許文献1に開示された電動パワーステアリング装置は、ステアリングホイール等の操舵部材に連結されたステアリングシャフトと、操舵補助用の電動モータの出力回転を減速してステアリングシャフトに伝達する減速機構と、ステアリングシャフトに対して外嵌されて操舵トルクを検出するトルクセンサと、ステアリングシャフトを回転可能に支持したステアリングコラムとを含む。減速機構は、電動モータによって回転駆動されるウォームと、ステアリングシャフトに連結されてウォームに噛み合うウォームホイールを含む。ステアリングコラムは、ステアリングシャフトの一部を収容するコラムチューブと、減速機構を収容するギヤハウジングとを含む。 An electric power steering device disclosed in Patent Document 1 includes a steering shaft coupled to a steering member such as a steering wheel, a reduction mechanism that decelerates the output rotation of an electric motor for steering assistance and transmits the steering rotation to the steering shaft, and a steering A torque sensor that is externally fitted to the shaft to detect steering torque and a steering column that rotatably supports the steering shaft are included. The speed reduction mechanism includes a worm that is rotationally driven by an electric motor, and a worm wheel that is coupled to the steering shaft and meshes with the worm. The steering column includes a column tube that houses a part of the steering shaft, and a gear housing that houses a speed reduction mechanism.
コラムチューブの下部は、トルクセンサを収容するセンサハウジングを構成し、ギヤハウジングに連結されている。センサハウジングには、トルクセンサの配線を外部に引き出すための挿通孔が形成されている。ギヤハウジングは、ウォームおよびウォームホイールを収容する下ハウジングと、ウォームホイールとトルクセンサとの間に配置された上ハウジングとを含む。上ハウジングは、外筒と、内筒と、外筒および内筒の間を連結する連結壁とを含む。外筒は、下ハウジングの上部の内周に圧入され、内筒が、センサハウジングの下部の内周に圧入されている。 The lower part of the column tube constitutes a sensor housing that houses the torque sensor, and is connected to the gear housing. The sensor housing is formed with an insertion hole for drawing the wiring of the torque sensor to the outside. The gear housing includes a lower housing that accommodates the worm and the worm wheel, and an upper housing disposed between the worm wheel and the torque sensor. The upper housing includes an outer cylinder, an inner cylinder, and a connecting wall that connects the outer cylinder and the inner cylinder. The outer cylinder is press-fitted into the inner periphery of the upper part of the lower housing, and the inner cylinder is press-fitted into the inner periphery of the lower part of the sensor housing.
転がり軸受によって構成された上軸受が、ステアリングシャフトにおけるウォームホイールとトルクセンサとの間の部分に対して外嵌されている。上軸受では、内輪が、ステアリングシャフトに対して締まりばねによって嵌合され、外輪が、内筒によって保持されている。また、弾性部材等によって構成されたスペーサが、内筒とトルクセンサとの間に介在し、トルクセンサを、センサハウジングの位置決め部へ向けて弾性的に付勢している。これにより、トルクセンサは、センサハウジングの軸方向において位置決めされている。 An upper bearing constituted by a rolling bearing is fitted on a portion of the steering shaft between the worm wheel and the torque sensor. In the upper bearing, the inner ring is fitted to the steering shaft by a tightening spring, and the outer ring is held by the inner cylinder. Further, a spacer constituted by an elastic member or the like is interposed between the inner cylinder and the torque sensor, and elastically biases the torque sensor toward the positioning portion of the sensor housing. Thereby, the torque sensor is positioned in the axial direction of the sensor housing.
特許文献1に開示された電動パワーステアリング装置が高湿度環境下に置かれた場合において、外部の湿気が、例えばセンサハウジングの挿通孔からセンサハウジング内に進入し、上軸受における外輪と内輪との隙間や、外輪と上ハウジングの内筒との隙間を通ってギヤハウジング内に進入することが想定される。ギヤハウジング内のウォームホイールが樹脂製である場合には、吸湿によるウォームホイールの膨張が進行することによって、ウォームホイールとウォームとの噛み合いがきつくなるので、操舵部材の操舵が重くなる虞がある。 When the electric power steering device disclosed in Patent Document 1 is placed in a high humidity environment, external moisture enters the sensor housing from, for example, an insertion hole of the sensor housing, and the outer ring and the inner ring of the upper bearing It is assumed that the gear housing enters the gap housing through the gap or the gap between the outer ring and the inner cylinder of the upper housing. When the worm wheel in the gear housing is made of resin, the expansion of the worm wheel due to moisture absorption progresses, and the meshing between the worm wheel and the worm becomes tight, which may increase the steering of the steering member.
この発明は、かかる背景のもとでなされたもので、トルクセンサ側から減速機構への湿気の侵入を抑制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。 The present invention has been made under such a background, and an object of the present invention is to provide an electric power steering apparatus that can suppress moisture from entering the speed reduction mechanism from the torque sensor side.
請求項1に記載の発明は、軸方向(X)における一方側(X1)の端部(2A)に操舵部材(12)が連結されるステアリングシャフト(2)と、前記軸方向における他方側(X2)の端部(3B)に筒状の収容部(25)が形成され、前記ステアリングシャフトを収容したコラムジャケット(3)と、前記収容部内に収容され、操舵部材の操舵トルクを検出するトルクセンサ(4)と、前記ステアリングシャフトにおいて前記トルクセンサよりも前記他方側の部分(2C)に対して一体回転可能に連結されたウォームホイール(41)と、前記ウォームホイールと噛み合って電動モータ(6)によって駆動回転されるウォーム(41)とを有する減速機構(5)と、前記減速機構を収容した収容空間(7A)と、前記収容空間に連通して前記トルクセンサへ向けて開口した開口部(7B)とが形成され、前記収容空間および前記開口部に前記ステアリングシャフトが挿通されたギヤハウジング(7)と、前記開口部に圧入された外筒部(60)と、前記外筒部によって取り囲まれ、前記収容部における前記他方側の端部(25D)の内周面(25B)に圧入された内筒部(61)と、前記外筒部および前記内筒部の間を連結した連結部(62)とを有するハウジングスペーサ(8)と、前記軸方向における前記ウォームホイールと前記トルクセンサとの間に配置され、前記ステアリングシャフトに圧入された内輪(65)と、前記内筒部に対して内嵌された外輪(66)とを有するシール付き軸受(9)と、前記トルクセンサと前記内筒部とによって前記軸方向の両側から挟まれ、前記外輪と前記内筒部との隙間(90)を前記一方側から塞いだセンサスペーサ(11)とを含む、電動パワーステアリング装置(1)である。 The invention according to claim 1 includes a steering shaft (2) in which a steering member (12) is connected to an end (2A) on one side (X1) in the axial direction (X), and the other side in the axial direction ( A cylindrical housing part (25) is formed at the end (3B) of X2), a column jacket (3) housing the steering shaft, and a torque that is housed in the housing part and detects the steering torque of the steering member A sensor (4), a worm wheel (41) connected to the other side (2C) of the steering shaft on the other side of the torque sensor, and an electric motor (6) meshing with the worm wheel ) And a reduction mechanism (5) having a worm (41) driven to rotate, an accommodation space (7A) accommodating the reduction mechanism, and a front communicating with the accommodation space. An opening (7B) that opens toward the torque sensor is formed, and a gear housing (7) in which the steering shaft is inserted into the housing space and the opening, and an outer cylinder portion that is press-fitted into the opening ( 60), an inner cylinder part (61) surrounded by the outer cylinder part and press-fitted into an inner peripheral surface (25B) of the other end part (25D) of the housing part, the outer cylinder part and the A housing spacer (8) having a connecting portion (62) connecting between the inner cylinder portions, and an inner ring (pressed into the steering shaft) disposed between the worm wheel and the torque sensor in the axial direction. 65) and a bearing (9) with a seal having an outer ring (66) fitted inside the inner cylinder portion, and the torque sensor and the inner cylinder portion sandwiched from both sides in the axial direction. The outer ring to contain the other hand a plugged from the side sensor spacer (11) a gap (90) between the inner cylinder part, an electric power steering device (1).
請求項2に記載の発明は、前記センサスペーサは、前記外輪および前記内筒部に前記一方側から密着したゴム製の密着部(85)を含む、請求項1に記載の電動パワーステアリング装置である。 According to a second aspect of the present invention, in the electric power steering apparatus according to the first aspect, the sensor spacer includes a rubber contact portion (85) that is in close contact with the outer ring and the inner cylinder portion from the one side. is there.
請求項3に記載の発明は、前記センサスペーサは、金属製の骨格(83)を含む、請求項2に記載の電動パワーステアリング装置である。
The invention according to claim 3 is the electric power steering apparatus according to
請求項4に記載の発明は、前記センサスペーサは、前記ステアリングシャフトを取り囲んだ環状の本体部(80)と、前記本体部における前記他方側の端部から前記ステアリングシャフト側へ張り出した環状の第1張出部(81)と、前記本体部における前記一方側の端部から前記ステアリングシャフト側とは反対側へ張り出した環状の第2張出部(82)とを含み、前記密着部は、前記第1張出部における前記他方側の端面(81A)に設けられて前記外輪に密着した環状の第1密着部(85A)と、前記第2張出部における前記他方側の端面(82A)に設けられて前記内筒部に密着した環状の第2密着部(85B)とを含む、請求項3に記載の電動パワーステアリング装置である。 According to a fourth aspect of the present invention, the sensor spacer includes an annular main body (80) surrounding the steering shaft, and an annular first protrusion projecting from the other end of the main body toward the steering shaft. 1 overhang portion (81) and an annular second overhang portion (82) projecting from the one end portion of the main body portion to the opposite side of the steering shaft side, An annular first contact portion (85A) that is provided on the other end surface (81A) of the first overhang portion and is in close contact with the outer ring, and the other end surface (82A) of the second overhang portion. It is an electric power steering device of Claim 3 including the cyclic | annular 2nd close_contact | adherence part (85B) provided in this and closely_contact | adhered to the said inner cylinder part.
なお、以上における括弧内の数字等は、後述する実施形態における対応構成要素の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。 The numbers in parentheses above represent reference numerals of corresponding components in the embodiments described later, but the scope of the claims is not limited by these reference numerals.
請求項1に記載の発明によれば、電動パワーステアリング装置では、トルクセンサが、コラムジャケットにおいて軸方向における他方側の端部に形成された収容部内に収容されている。そして、ギヤハウジングの収容空間に収容された減速機構のウォームホイールが、ステアリングシャフトにおいてトルクセンサよりも他方側の部分に連結されている。
この構成において、ハウジングスペーサの外筒部が、ギヤハウジングにおいてトルクセンサへ向けて開口した開口部に圧入され、ハウジングスペーサの内筒部が、収容部における他方側の端部の内周面に圧入されている。さらに、ウォームホイールとトルクセンサとの間に配置された軸受は、シール付き軸受であり、その内輪が、ステアリングシャフトに圧入されている。そのため、トルクセンサ側の収容部から減速機構側の収容空間への湿気の侵入経路として、シール付き軸受において内筒部に対して内嵌された外輪と当該内筒部との隙間が想定されるが、この隙間は、センサスペーサによって一方側つまりトルクセンサ側から塞がれている。以上の結果、トルクセンサ側から減速機構への湿気の侵入を抑制できる。
According to the first aspect of the present invention, in the electric power steering apparatus, the torque sensor is accommodated in the accommodating portion formed at the other end portion in the axial direction of the column jacket. And the worm wheel of the speed reduction mechanism accommodated in the accommodation space of the gear housing is connected to the other side of the torque sensor on the steering shaft.
In this configuration, the outer cylindrical portion of the housing spacer is press-fitted into an opening portion that opens toward the torque sensor in the gear housing, and the inner cylindrical portion of the housing spacer is press-fitted into the inner peripheral surface of the other end of the housing portion. Has been. Further, the bearing disposed between the worm wheel and the torque sensor is a bearing with a seal, and an inner ring thereof is press-fitted into the steering shaft. Therefore, as a moisture intrusion path from the torque sensor side accommodation portion to the reduction mechanism side accommodation space, a gap between the outer ring fitted into the inner cylinder portion in the sealed bearing and the inner cylinder portion is assumed. However, this gap is closed from one side, that is, the torque sensor side by the sensor spacer. As a result, moisture can be prevented from entering the speed reduction mechanism from the torque sensor side.
請求項2に記載の発明によれば、センサスペーサにおけるゴム製の密着部が外輪および内筒部に一方側から密着することによって、外輪と内筒部との隙間を一方側から確実に塞ぐことができるので、トルクセンサ側から減速機構への湿気の侵入を確実に抑制できる。 According to the second aspect of the present invention, the rubber contact portion of the sensor spacer is in close contact with the outer ring and the inner cylinder portion from one side, thereby reliably closing the gap between the outer ring and the inner cylinder portion from the one side. Therefore, it is possible to reliably suppress moisture from entering the speed reduction mechanism from the torque sensor side.
請求項3に記載の発明によれば、金属製の骨格を含むセンサスペーサは、安定した形状を維持することによって、外輪と内筒部との隙間を一方側から確実に塞ぐことができるので、トルクセンサ側から減速機構への湿気の侵入を確実に抑制できる。 According to the third aspect of the invention, the sensor spacer including the metal skeleton can reliably close the gap between the outer ring and the inner cylinder portion from one side by maintaining a stable shape. Intrusion of moisture from the torque sensor side to the speed reduction mechanism can be reliably suppressed.
請求項4に記載の発明によれば、センサスペーサでは、第1張出部における第1密着部が外輪に密着し、第2張出部における第2密着部が内筒部に密着することによって、外輪と内筒部との隙間を一方側から確実に塞ぐことができるので、トルクセンサ側から減速機構への湿気の侵入を確実に抑制できる。 According to the fourth aspect of the present invention, in the sensor spacer, the first contact portion in the first overhang portion is in close contact with the outer ring, and the second contact portion in the second overhang portion is in close contact with the inner cylinder portion. Since the gap between the outer ring and the inner cylinder part can be reliably closed from one side, moisture can be reliably prevented from entering the speed reduction mechanism from the torque sensor side.
本発明の好ましい実施の形態について、添付図面を参照しつつ説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る電動パワーステアリング装置1の概略構成を示す模式的な断面図である。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と、コラムジャケット3と、トルクセンサ4と、減速機構5と、電動モータ6と、ギヤハウジング7と、ハウジングスペーサ8と、第1軸受9と、第2軸受10と、センサスペーサ11とを含む。
Preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a schematic configuration of an electric power steering apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. The electric power steering apparatus 1 includes a
ステアリングシャフト2は、図1では水平方向に対して傾斜して延びているが、水平方向に沿って延びていてもよい。ステアリングシャフト2の延びる方向を軸方向Xという。図1の左右方向は、電動パワーステアリング装置1が搭載される車両(図示せず)の前後方向であり、以下では、車両の前後方向に即して、軸方向Xのうち、一方側X1を後側X1といい、他方側X2を前側X2という。ステアリングシャフト2の後端部2Aには、ステアリングホイール等の操舵部材12が連結されている。ステアリングシャフト2の前端部2Bには、ラックアンドピニオン機構等によって構成された転舵機構13が、インターミディエイトシャフト14を介して連結されている。操舵部材12が操舵されてステアリングシャフト2が回転すると、この回転は、転舵機構13におけるラック軸(図示せず)の車幅方向における直線移動に変換される。これにより、ラック軸に連結された転舵綸(図示せず)の転舵が達成される。
Although the
ステアリングシャフト2は、操舵部材12に直結された入力シャフト15と、インターミディエイトシャフト14に直結された出力シャフト16と、入力シャフト15と出力シャフト16とを同軸状に連結したトーションバー17とを含む。出力シャフト16の後端部16Aが、入力シャフト15の前端面に形成された凹部15Aに挿入され、この状態において、出力シャフト16は、入力シャフト15に対して非接触である。出力シャフト16は中空であり、トーションバー17が出力シャフト16内に収容されている。出力シャフト16およびトーションバー17の前端部同士は、連結ピン18によって連結されていて、トーションバー17の後端部17Aは、出力シャフト16から後側X1にはみ出している。後端部17Aは、入力シャフト15の凹部15Aの底からさらに後側X1へ窪んだ凹部15Bに挿入され、セレーション嵌合等によって入力シャフト15に連結されている。操舵部材12が操舵されると、トーションバー17が弾性的にねじり変形し、これにより、入力シャフト15と出力シャフト16とが相対回転する。
The
コラムジャケット3は、軸方向Xに延びる管状(詳しくは円管状)に形成されていて、ステアリングシャフト2において後端部2Aと前端部2Bとの間の部分を収容している。この状態において、ステアリングシャフト2とコラムジャケット3とは、同軸状に配置されている。コラムジャケット3の後端部3Aとステアリングシャフト2との間には、例えば転がり軸受によって構成された軸受19が介在されていて、コラムジャケット3は、軸受19によってステアリングシャフト2を回転自在に支持している。ステアリングシャフト2において軸受19よりも後側X1の部分には、環状のシール部材20が外嵌されている。シール部材20は、例えばオイルシールであり、コラムジャケット3の後端部3Aとステアリングシャフト2との隙間を後側X1から塞ぐことによって、当該隙間からコラムジャケット3内への水や埃等の侵入を防止している。コラムジャケット3は、ブラケット21を介して車両(図示せず)の車体22に固定される。
The column jacket 3 is formed in a tubular shape (specifically, a circular tubular shape) extending in the axial direction X, and accommodates a portion of the
コラムジャケット3の前端部3Bには、筒状(詳しくは円筒状)の収容部25が形成されている。収容部25は、前端部3Bを一段拡径させることによってコラムジャケット3に一体形成されていて、ステアリングシャフト2、詳しくは入力シャフト15と出力シャフト16との境界部分を収容している。収容部25の後端部25Aは、前側X2へ向かうにつれて拡径するテーパー状に形成されている。収容部25の内周面25Bにおいて後端部25Aに前側X2から隣接した位置には、ステアリングシャフト2側へ突出した位置決め部26が設けられている。位置決め部26は、例えば収容部25をステアリングシャフト2側へ凹ませることによって、収容部25に一体形成されている。位置決め部26は、複数存在してもよく、その場合には、内周面25Bの周方向に並んで配置される。収容部25において位置決め部26よりも前側X2にずれた位置には、貫通穴25Cが形成されている。
A cylindrical (specifically cylindrical) accommodating
トルクセンサ4は、運転者が操舵部材12を操舵した際における操舵トルクを検出するセンサである。トルクセンサ4は、本体30と、本体30から延びる配線31とを含む。本体30は、収容部25内に配置され、入力シャフト15と出力シャフト16との境界部分を取り囲んでいる。コラムジャケット3の一部である収容部25が、トルクセンサ4を収容するハウジングを兼ねるので、部品点数の削減および小型化を図れる。本体30は、出力シャフト16に対して外嵌されて固定された円筒状の永久磁石32と、永久磁石32を非接触で取り囲みつつ入力シャフト15に対して外嵌されて固定された円筒状の円筒部33とを含む。永久磁石32は、その周方向に交互に並ぶN極およびS極を有する。円筒部33は、樹脂製であり、その内部には、永久磁石32を取り囲んだ前後一組の環状の磁気ヨーク34と、磁気ヨーク34を1つずつ取り囲んだ前後一組の環状の集磁リング35と、配線31につながった磁気センサ(図示せず)とが設けられている。各磁気ヨーク34には、永久磁石32におけるN極およびS極の組と同数の爪36が、磁気ヨーク34の周方向に沿って等間隔で並んで設けられている。
The
操舵部材12が操舵されていない状態では、各爪36の先端が永久磁石32におけるN極とS極との境界と一致していることによって、一組の磁気ヨーク34間に磁束が生じていない。一方、操舵部材12の操舵によって、前述したように入力シャフト15と出力シャフト16とが相対回転すると、各爪36の先端が永久磁石32におけるN極とS極との境界からずれる。これにより、一組の磁気ヨーク34間には、入力シャフト15と出力シャフト16との相対回転量に応じた密度の磁束が生じ、この磁束は、集磁リング35によって取り出され、この磁束の密度が、操舵トルクとして磁気センサ(図示せず)によって検出される。配線31は、収容部25の貫通穴25Cからコラムジャケット3の外へ引き出されている。
In a state where the steering
減速機構5は、円盤状のウォームホイール40と、ウォーム41とを含む。ステアリングシャフト2、詳しくは出力シャフト16においてトルクセンサ4よりも前側X2の部分2Cは、ウォームホイール40の円中心部分を貫通し、圧入やスプライン結合等によってウォームホイール40に対して一体回転可能に連結されている。ウォームホイール40において、ステアリングシャフト2に連結された内周部40Aは、金属製であるが、内周部40Aを取り囲んだ外周部40Bは、軽量化等のために例えば樹脂製である。外周部40Bの外周面には、ウォーム41と噛み合う複数の歯溝40Cが、外周部40Bの周方向に沿って等間隔で形成されている。ウォーム41は、ウォームホイール40の例えば下側に配置されていて、電動モータ6の出力軸(図示せず)に連結されている。
The
トルクセンサ4および減速機構5に関連して、車両(図示せず)の速度を検出する車速センサ45と、ECU(Electronic Control Unit)46とが存在する。車速センサ45およびECU46は、電動パワーステアリング装置1の一部であってもよいし、電動パワーステアリング装置1とは別の装置であってもよい。トルクセンサ4の配線31は、ECU46に接続されている。ECU46は、トルクセンサ4によって検出された操舵トルクや車速センサ45によって検出された車速に基づいて、必要な操舵補助力を算出し、この操舵補助力を発生するように電動モータ6の駆動を制御する。これにより、電動モータ6が発生した駆動力がウォーム41に伝達されることによってウォーム41が駆動回転され、ウォーム41と噛み合ったウォームホイール40が、ウォーム41よりも低い回転速度で回転する。ウォームホイール40の回転によって、ステアリングシャフト2の回転、つまり、操舵部材12の操舵がアシストされる。
In association with the
ギヤハウジング7は、減速機構5を収容するとともに、電動モータ6が固定される部品である。ギヤハウジング7は、ステアリングシャフト2と一致した中心軸線(図示せず)を有する略円筒状の第1円筒部51と、ステアリングシャフト2と直交する方向に延びる中心軸線(図示せず)を有する略円筒状の第2円筒部52とを一体的に含む。第1円筒部51は、大径部53と、大径部53に前側X2から連なり大径部53よりも小径の小径部54とを一体的に含む。ギヤハウジング7は、ブラケット55を介して車体22に固定される。
The
第2円筒部52は、第1円筒部51の例えば下側に配置されていて、第2円筒部52の内部空間は、第1円筒部51において大径部53によって囲まれた内部空間に対して下側から連通している。大径部53の内部空間における略前半分の領域と、第2円筒部52の内部空間とは、ギヤハウジング7において減速機構5を収容した収容空間7Aを構成している。具体的には、大径部53の内部空間における略前半分の領域には、ステアリングシャフト2の一部と、当該一部に連結されたウォームホイール40とが収容され、第2円筒部52の内部空間にはウォーム41が収容されている。大径部53の内部空間における略後半分の領域は、ギヤハウジング7において収容空間7Aに連通して後側X1へ延び、トルクセンサ4へ向けて開口した円形状の開口部7Bを構成している。開口部7Bには、コラムジャケット3の収容部25の前端部25Dが後側X1から挿入されている。収容空間7Aおよび開口部7Bには、ステアリングシャフト2における前側X2の部分が挿通され、ステアリングシャフト2の前端部2Bは、第1円筒部51の小径部54から前側X2にはみ出している。
The second
ハウジングスペーサ8は、開口部7Bにおけるギヤハウジング7と収容部25との隙間(ステアリングシャフト2を中心とした径方向Rにおける隙間)を塞ぎ、コラムジャケット3の前端部3Bを保持する環状の部品である。ハウジングスペーサ8は、外筒部60と、内筒部61と、連結部62とを一体的に含む。外筒部60および内筒部61のそれぞれは、径方向Rに一致した板厚方向を有する円筒状に形成され、内筒部61は、外筒部60よりも小径であって、外筒部60によって取り囲まれている。連結部62は、軸方向Xに一致した板厚方向を有する環状に形成され、外筒部60および内筒部61のそれぞれの前端部間に架設されることによって、外筒部60および内筒部61の間を連結している。この状態において、外筒部60、内筒部61および連結部62の全ては、同軸状に配置されている。
The
外筒部60は、ギヤハウジング7の第1円筒部51の大径部53に対して内嵌されることによって、ギヤハウジング7の開口部7Bに圧入されている。内筒部61は、ステアリングシャフト2、詳しくは出力シャフト16を取り囲んだ状態において、収容部25の前端部25Dの内周面25Bに対して圧入され、径方向Rの内側から圧接している。連結部62は、ウォームホイール40に後側X1から対向している。収容部25の前端部25Dは、内筒部61に対して径方向Rの外側から重なった状態において、後側X1から連結部62に接触している。
The
第1軸受9は、軸方向Xにおけるウォームホイール40とトルクセンサ4との間に配置されている。第1軸受9は、シール付きの転がり軸受であり、内輪65と、外輪66と、内輪65および外輪66の間に配置された複数の球状の転動体67と、これらの転動体67を等間隔で並ぶように保持する保持器(図示せず)と、一対のシール部材68とを含む。内輪65は、ステアリングシャフト2における出力シャフト16に対して圧入状態で外嵌されている。外輪66は、ハウジングスペーサ8の内筒部61に対して内嵌されている。外輪66は、内筒部61に圧入されていてもよい。一対のシール部材68は、内輪65および外輪66との間で転動体67が配置される空間を、軸方向Xの両側から密封している。第1軸受9では、内輪65がウォームホイール40の内周部40Aに後側X1から接触してもよいが、外輪66は、ウォームホイール40に対して非接触である。
The
第2軸受10は、第1軸受9と同じ構成を有するシール付きの転がり軸受である。第2軸受10では、内輪75が、出力シャフト16においてウォームホイール40よりも前側X2の部分に対して圧入状態で外嵌され、外輪76が、ギヤハウジング7の第1円筒部51の小径部54に対して圧入状態で内嵌されている。これにより、前側X2からギヤハウジング7内への湿気の侵入が防止される。出力シャフト16の外周面において径方向Rの外側へ一段拡径された段付き部分16Bと、出力シャフト16に対して前側X2からねじ締結された環状のプラグ77とが、軸方向Xの両側から内輪75を挟んでおり、これによって、第2軸受10が軸方向Xにおいて位置決めされている。後端部2A側において軸受19を介してコラムジャケット3によって回転自在に支持されたステアリングシャフト2は、前端部2B側において、第1軸受9および第2軸受10を介してギヤハウジング7およびハウジングスペーサ8によって回転自在に支持されている。
The
センサスペーサ11は、トルクセンサ4と、その周囲の部品である第1軸受9やハウジングスペーサ8との軸方向Xの隙間を塞ぐ部品である。センサスペーサ11は、ステアリングシャフト2における出力シャフト16を取り囲む環状の全体形状を有する。図2を参照して、センサスペーサ11は、出力シャフト16を取り囲んだ環状の本体部80と、本体部80の前端部から出力シャフト16側(つまり径方向Rの内側)へ張り出した環状の第1張出部81と、本体部80の後端部から出力シャフト16側とは反対側(つまり径方向Rの外側)へ張り出した環状の第2張出部82とを一体的に含む。このようなセンサスペーサ11の周上1箇所における断面は、クランク状に形成されている。
The
センサスペーサ11は、金属製の骨格83と、骨格83の表面を全て被覆したゴム部分84とを含む。骨格83は、センサスペーサ11の断面と類似したクランク状の断面を有する。そのため、骨格83は、本体部80を構成する環状の第1部分83Aと、第1部分83Aの前端部から径方向Rの内側へ張り出して第1張出部81を構成する環状の第2部分83Bと、第1部分83Aの後端部から径方向Rの外側へ張り出して第2張出部82を構成する環状の第3部分83Cとを一体的に含む。
The
センサスペーサ11の表面には、密着部85が設けられている。センサスペーサ11の表面は、ゴム部分84なので、密着部85は、ゴム部分84の一部であってゴム製である。密着部85は、第1張出部81の前端面81Aに設けられて前側X2へ突出した環状の第1密着部85Aと、第2張出部82の前端面82Aに設けられて前側X2へ突出した環状の第2密着部85Bとを含む。第2密着部85Bは、第1密着部85Aよりも大径である。
A
図3を参照して、センサスペーサ11は、トルクセンサ4とハウジングスペーサ8の内筒部61とによって軸方向Xの両側から挟まれている。詳しくは、センサスペーサ11では、本体部80および第1張出部81が、軸方向Xにおけるトルクセンサ4と第1軸受9の外輪66との隙間87に配置され、第2張出部82が、軸方向Xにおけるトルクセンサ4の本体30と内筒部61との隙間88に配置されている。第2張出部82におけるゴム部分84は、本体30と内筒部61とによって圧縮されており、元に戻ろうとすることによって本体30を後側X1へ付勢している。これにより、本体30が収容部25の位置決め部26(図1参照)に押し付けられるので、収容部25内のトルクセンサ4が軸方向Xにおいて位置決めされている。
With reference to FIG. 3, the
電動パワーステアリング装置1の組み立ての際、減速機構5およびステアリングシャフト2を収容したギヤハウジング7の開口部7Bにハウジングスペーサ8が圧入されて、ステアリングシャフト2に第1軸受9が組み付けられ、センサスペーサ11が、その本体部80がハウジングスペーサ8の内筒部61に対して内嵌されるように、内筒部61に仮組みされる。その後、コラムジャケット3の収容部25が後側X1から内筒部61に圧入される。すると、収容部25内に収容されたトルクセンサ4の本体30の前端面30Aがセンサスペーサ11の第2張出部82に後側X1から接触する。これにより、センサスペーサ11において第1張出部81に設けられた第1密着部85Aが、第1軸受9の外輪66の後端面66Aに押し付けられて潰れ、後端面66Aに対して、外輪66の周方向における全域に亘って後側X1から密着する。また、センサスペーサ11において第2張出部82に設けられた第2密着部85Bが、内筒部61の後端面61Aに押し付けられて潰れ、後端面61Aに対して、内筒部61の周方向における全域に亘って後側X1から密着する。そのため、完成した電動パワーステアリング装置1では、径方向Rにおける外輪66と内筒部61との隙間90は、センサスペーサ11において第1密着部85Aと第2密着部85Bとの間の部分によって後側X1から塞がれており、収容部25の内部から遮断されている。
When the electric power steering apparatus 1 is assembled, the
前述したように、ハウジングスペーサ8の外筒部60がギヤハウジング7の開口部7Bに圧入され、ハウジングスペーサ8の内筒部61が、収容部25の前端部25Dの内周面25Bに圧入され、ウォームホイール40とトルクセンサ4との間の第1軸受9は、シール付き軸受であって、その内輪65が、ステアリングシャフト2に圧入されている。この場合には、例えば貫通穴25C(図1参照)から収容部25に入り込んでトルクセンサ4側の収容部25から減速機構5側の収容空間7Aへ向かう湿気の侵入経路として、シール付きの第1軸受9において内筒部61に対して内嵌された外輪66と内筒部61との隙間90が想定される。しかし、この隙間90は、センサスペーサ11によって、後側X1つまりトルクセンサ4側から塞がれている。よって、トルクセンサ4側から減速機構5への湿気の侵入を抑制できる。
As described above, the outer
特に、センサスペーサ11におけるゴム製の密着部85が外輪66および内筒部61に後側X1から密着していて、詳しくは、第1張出部81における第1密着部85Aが外輪66に密着し、第2張出部82における第2密着部85Bが内筒部61に密着している。さらに、金属製の骨格83を含むセンサスペーサ11は、安定した形状を維持することができる。よって、外輪66と内筒部61との隙間90をセンサスペーサ11によって後側X1から確実に塞ぐことができるので、トルクセンサ4側から減速機構5への湿気の侵入を確実に抑制できる。
In particular, the
このように、センサスペーサ11は、トルクセンサ4を軸方向Xにおいて位置決めする機能だけでなく、外輪66と内筒部61との隙間90への湿気の侵入を抑制する機能も有する。そのため、隙間90から収容空間7Aへの湿気の浸入を起因として、ウォームホイール40における樹脂製の外周部40Bが吸湿によって膨張することを抑制できる。これにより、外周部40Bとウォーム41との噛み合いがきつくなることによって操舵部材12の操舵が重くなること(つまり、操舵部材12の操舵に必要な回転トルクの上昇)を抑制できる。また、従来であれば、隙間90から収容空間7Aへの湿気の浸入を防止するために、隙間90にグリース等の液体パッキンを塗布していたが、今回のセンサスペーサ11を用いることによって液体パッキンの塗布を省略できるので、電動パワーステアリング装置1の製造に係るサイクルタイムの短縮を図れる。
Thus, the
また、前述したクランク状の断面を有するセンサスペーサ11では、本体部80において段差の無い外周面80Aが、ハウジングスペーサ8の内筒部61の内周面61Bに対して内嵌されるので、内筒部61の内周面61Bを、段差の無い円周面にすることができる。これにより、ハウジングスペーサ8の形状を簡素化できるし、内筒部61の内周面61Bにおいて段差を無くすことによって材料費および加工費の削減を図れる。
Further, in the
この発明は、以上に説明した実施形態に限定されるものではなく、請求項に記載の範囲内において種々の変更が可能である。 The present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications can be made within the scope of the claims.
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、2A…後端部、2C…部分、3…コラムジャケット、3B…前端部、4…トルクセンサ、5…減速機構、6…電動モータ、7…ギヤハウジング、7A…収容空間、7B…開口部、8…ハウジングスペーサ、9…第1軸受、11…センサスペーサ、12…操舵部材、25…収容部、25B…内周面、25D…前端部、40…ウォームホイール、41…ウォーム、60…外筒部、61…内筒部、62…連結部、65…内輪、66…外輪、80…本体部、81…第1張出部、81A…前端面、82…第2張出部、82A…前端面、83…骨格、85…密着部、85A…第1密着部、85B…第2密着部、90…隙間、X…軸方向、X1…一方側(後側)、X2…他方側(前側) DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electric power steering device, 2 ... Steering shaft, 2A ... Rear end part, 2C ... part, 3 ... Column jacket, 3B ... Front end part, 4 ... Torque sensor, 5 ... Reduction mechanism, 6 ... Electric motor, 7 ... Gear Housing, 7A ... accommodating space, 7B ... opening, 8 ... housing spacer, 9 ... first bearing, 11 ... sensor spacer, 12 ... steering member, 25 ... accommodating part, 25B ... inner peripheral surface, 25D ... front end, 40 ... Worm wheel, 41 ... Worm, 60 ... Outer cylinder part, 61 ... Inner cylinder part, 62 ... Connection part, 65 ... Inner ring, 66 ... Outer ring, 80 ... Main body part, 81 ... First overhang part, 81A ... Front end face , 82 ... second overhanging part, 82A ... front end face, 83 ... skeleton, 85 ... contact part, 85A ... first contact part, 85B ... second contact part, 90 ... gap, X ... axial direction, X1 ... one side (Rear side), X2 ... the other side (front side)
Claims (4)
前記軸方向における他方側の端部に筒状の収容部が形成され、前記ステアリングシャフトを収容したコラムジャケットと、
前記収容部内に収容され、操舵部材の操舵トルクを検出するトルクセンサと、
前記ステアリングシャフトにおいて前記トルクセンサよりも前記他方側の部分に対して一体回転可能に連結されたウォームホイールと、前記ウォームホイールと噛み合って電動モータによって駆動回転されるウォームとを有する減速機構と、
前記減速機構を収容した収容空間と、前記収容空間に連通して前記トルクセンサへ向けて開口した開口部とが形成され、前記収容空間および前記開口部に前記ステアリングシャフトが挿通されたギヤハウジングと、
前記開口部に圧入された外筒部と、前記外筒部によって取り囲まれ、前記収容部における前記他方側の端部の内周面に圧入された内筒部と、前記外筒部および前記内筒部の間を連結した連結部とを有するハウジングスペーサと、
前記軸方向における前記ウォームホイールと前記トルクセンサとの間に配置され、前記ステアリングシャフトに圧入された内輪と、前記内筒部に対して内嵌された外輪とを有するシール付き軸受と、
前記トルクセンサと前記内筒部とによって前記軸方向の両側から挟まれ、前記外輪と前記内筒部との隙間を前記一方側から塞いだセンサスペーサとを含む、電動パワーステアリング装置。 A steering shaft to which a steering member is coupled to an end portion on one side in the axial direction;
A column-shaped housing portion in which a tubular housing portion is formed at the other end portion in the axial direction and houses the steering shaft;
A torque sensor housed in the housing portion for detecting a steering torque of a steering member;
A speed reduction mechanism including a worm wheel coupled to the steering shaft so as to be integrally rotatable with respect to the other side of the torque sensor; and a worm meshed with the worm wheel and driven and rotated by an electric motor;
A gear housing in which a housing space housing the speed reduction mechanism and an opening communicating with the housing space and opening toward the torque sensor are formed, and the steering shaft is inserted into the housing space and the opening; ,
An outer cylinder part press-fitted into the opening, an inner cylinder part surrounded by the outer cylinder part and press-fitted into an inner peripheral surface of the other end of the housing part, the outer cylinder part and the inner part A housing spacer having a connecting portion connecting the cylindrical portions;
A sealed bearing having an inner ring that is disposed between the worm wheel and the torque sensor in the axial direction and is press-fitted into the steering shaft; and an outer ring that is fitted into the inner cylinder portion;
An electric power steering apparatus comprising: a sensor spacer sandwiched from both sides in the axial direction by the torque sensor and the inner cylinder portion and closing a gap between the outer ring and the inner cylinder portion from the one side.
前記密着部は、前記第1張出部における前記他方側の端面に設けられて前記外輪に密着した環状の第1密着部と、前記第2張出部における前記他方側の端面に設けられて前記内筒部に密着した環状の第2密着部とを含む、請求項3に記載の電動パワーステアリング装置。 The sensor spacer includes an annular main body that surrounds the steering shaft, an annular first projecting portion that projects from the other end of the main body toward the steering shaft, and the one of the main body. An annular second projecting portion projecting from the end portion on the side to the side opposite to the steering shaft side,
The close contact portion is provided on an end surface on the other side of the first overhanging portion and closely attached to the outer ring, and provided on an end surface on the other side of the second overhanging portion. The electric power steering device according to claim 3, further comprising an annular second close contact portion that is in close contact with the inner cylinder portion.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2016099760A JP2017206122A (en) | 2016-05-18 | 2016-05-18 | Electric power steering device |
Applications Claiming Priority (1)
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