JP4238612B2 - Electric power steering device - Google Patents

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JP4238612B2 JP2003084385A JP2003084385A JP4238612B2 JP 4238612 B2 JP4238612 B2 JP 4238612B2 JP 2003084385 A JP2003084385 A JP 2003084385A JP 2003084385 A JP2003084385 A JP 2003084385A JP 4238612 B2 JP4238612 B2 JP 4238612B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、操舵に応じて回転するコラム軸の中途に操舵補助用のモータの回転力を伝えて操舵補助する構成とした電動パワーステアリング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
操舵のための操舵部材(例えば、ステアリングホイール)の操作に応じて操舵補助用の電動モータ(以下単にモータという)を駆動し、該モータの回転力を舵取機構に伝えて、該舵取機構の動作によりなされる操舵を補助する電動パワーステアリング装置においては、操舵補助用のモータの駆動制御に用いるべく、ステアリングホイールに加えられる操舵トルクを検出する必要があり、この検出は、ステアリングホイールと舵取機構とを連絡するコラム軸の中途に構成されたトルクセンサにより行われている。
【0003】
このトルクセンサは、検出対象となるコラム軸を細径のトーションバーを介して同軸上に連結された第1軸と第2軸とに分割し、例えば、第1,第2軸の連結部近傍に検知リングを夫々外嵌固定する一方、コラム軸を支持する筒形をなすハウジングに、前記検知リングの対向部を囲繞するようにセンサコイルを内嵌保持させ、このセンサコイルを、ハウジングの外側に開口を有して設けた基板室内に固定支持された回路基板に接続してなり、操舵トルクの作用によりトーションバーの捩れを伴って生じる第1,第2軸の相対変位を、前記センサコイルへのコイル電流の通電により前記検知リングの対向部に形成される磁気回路の磁気抵抗の増減に伴うセンサコイルのインピーダンス変化として、前記回路基板を介して取り出す構成となっている(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
また、電動パワーステアリング装置の一形式として、操舵補助用のモータの回転を前記コラム軸の中途に伝達し、該コラム軸の回転を補助する構成としたコラムアシスト形の電動パワーステアリング装置があり、この種の電動パワーステアリング装置においては、操舵補助用のモータからコラム軸への伝動のためのウォームギヤ減速機等の歯車減速装置が、前記トルクセンサの一側に並べて構成されている(例えば、特許文献2参照)。
【0005】
以上の如くトルクセンサ及び歯車減速装置を並設する場合、一般的には、特許文献2に開示されているように、歯車減速装置のハウジング(ギヤハウジング)と、トルクセンサのハウジング(センサハウジング)とを別体に構成し、ギヤハウジングの内部に両持ち支持されたコラム軸の回りに歯車減速装置を組み付ける一方、センサハウジングの内部に、トルクセンサのハウジング側部品(センサコイル、回路基板等)を、ギヤハウジングの一側へのコラム軸の突出部にトルクセンサの軸側部品(検知リング等)を夫々組み付け、該センサハウジングをギヤハウジングの一側に同軸的に連結するようにしている。
【0006】
なお、ギヤハウジングの内部の歯車減速装置は、車室の内部に位置するため、歯車同士の噛合音を低減する必要があり、歯車間のバックラッシを適正化し、少なくとも歯部を樹脂製とした樹脂歯車を使用する等、噛合音の低減を図る静音化対策が施されている。
【0007】
【特許文献1】
特公平7−21433号公報
【特許文献2】
特開平11−248564号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
さて以上の如く構成された電動パワーステアリング装置において、近年、トルクセンサのセンサコイルと回路基板との接続部の信頼性を高め、また組み付けの容易化を図ることを目的として、外周面の一部に接続用のコネクタ突起が一体に突設されたセンサコイルを用い、該センサコイルをセンサハウジングに組み付けたとき、前記コネクタ突起を回路基板を収容するための基板室内に突出するようにし、この突出端に回路基板を接続するようにした構成が採用されている。
【0009】
このような組み付けを可能とするため、基板室内に接続用のコネクタ突起を突出させるためのコネクタ孔を、センサハウジングの一側(ギヤハウジングとの連結側)の端面に、センサコイルの嵌め込み用の開口に連続するように設け、センサハウジングの内部にセンサコイルを嵌め込む際に、前記コネクタ突起をコネクタ孔の開口を経て挿入し、基板室内部の所定位置に突出させるようにしている。
【0010】
ところが、このようなトルクセンサの組み付け構造を採用した場合、前記コネクタ孔の開口の一部が、センサハウジングの同側に連結されるギヤハウジングの内部に連通したまま残り、この連通部を経てギヤハウジングの内部に外気が侵入する結果、前述の如く静音化のために樹脂製とされた歯車が侵入外気の湿気を含んで膨張するという問題がある。この膨張量は、外気の条件に大きく作用されるため、歯車減速装置の歯車間のバックラッシ量を、例えば、車両の仕向地における外気の条件に合わせて調整して出荷する必要が生じ、組立コストの増加要因となっていた。
【0011】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、トルクセンサの組み付け用の開口からギヤハウジング内への外気の侵入を、簡素な構成により確実に防止することができ、センサハウジングの内部へのトルクセンサの組み付けを容易としながら、ギヤハウジングの内部の歯車減速装置への侵入外気の影響を小さくし、外気の条件に合わせたバックラッシ調整による組立コストの増加を防止し得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。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明の第1発明に係る電動パワーステアリング装置は、筒形をなすセンサハウジングと、該センサハウジングの一側に連結されたギヤハウジングと、これらの内部に支持されたコラム軸とを備え、該コラム軸に加わる操舵トルクを検出するトルクセンサを、回路基板及び該回路基板との接続用のコネクタと共に組み付けるための開口を、前記センサハウジングの前記ギヤハウジングとの連結側端面に備える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と前記ギヤハウジングとの間に介装され、前記コネクタを挿通させるために前記開口の一部に設けたコネクタ孔を局所的に封止するシール部材を備えることを特徴とする。
【0013】
本発明においては、センサハウジングとギヤハウジングとの間に介装されたシール部材が、トルクセンサの組み付けのためにセンサハウジングに設けられた開口の一部、具体的には、回路基板との接続用のコネクタを挿通させるためのコネクタ孔を、該コネクタ孔にシール部材を装着して封止し、このコネクタ孔を含む前記開口を経てギヤハウジング内に侵入する外気を遮断して、ギヤハウジング内に構成された歯車減速装置への影響を小さくし、歯車間のバックラッシ調整の手間を削減して、組立コストの増加を防止する。
【0014】
また第2発明に係る電動パワーステアリング装置は、第1発明におけるシール部材が、弾性材料製としてあることを特徴とする。
【0015】
この発明においては、シール部材を弾性材料製とし、前記コネクタ孔及び該コネクタ孔の開口の周辺に弾接させて封止効果を高め、外気の侵入を有効に防止する。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。図1は、本発明に係る電動パワーステアリング装置の要部の縦断面図である。
【0017】
本発明に係る電動パワーステアリング装置は、筒形をなすセンサハウジング10と、該センサハウジング10の一側に同軸的に連結されたギヤハウジング11と、同じく他側に同軸的に連結された円管状のコラムハウジング12と、これらの内部に回転自在に支持されたコラム軸1とを備えている。ギヤハウジング11の外部に突出するコラム軸1の下端部(図における左端部)は、図示しない舵取機構に連結され、コラムハウジング12の外部に突出するコラム軸1の上端部(図における右端部)には、図示しないステアリングホイールが嵌着固定されており、コラム軸1は、操舵のためのステアリングホイールの回転操作に応じて回転し、この回転が舵取機構に伝えられ、該舵取機構の動作により操舵がなされる構成となっている。
【0018】
コラム軸1は、センサハウジング10の内部において、トーションバー13を介して同軸上に連結された上部軸14と下部軸15とに分割されている。下部軸15は、センサハウジング10の下部及びギヤハウジング11の下部に夫々内嵌固定された軸受16,17により両持ち支持させてある。また上部軸14は、センサハウジング10の上部に内嵌固定された軸受18により中途部を支持させ、また、センサハウジング10の内部に延長された下端部を、下部軸15の上端部に形成された支持孔にブッシュを介して支持させてあり、両軸14,15の回転が、良好な同心性を保って生じるようになしてある。
【0019】
以上の構成により上部軸14と下部軸15とは、舵取りのためのステアリングホイールの操作によりコラム軸1に加えられる操舵トルクの作用により一体に回転することができ、このとき両軸14,15を連結するトーションバー13が前記操舵トルクの作用により捩れ、上部軸14と下部軸15との間には、トーションバー13の捩れに応じた相対角変位が発生する。この相対角変位の方向及び大きさは、前記操舵トルクの方向及び大きさに対応するから、両軸14,15の相対角変位を媒介として操舵トルクを検出することができる。
【0020】
上部軸14及び下部軸15の連結部近傍には、円筒形をなす検知リング21,22が夫々外嵌固定されており、略一定のエアギャップを隔てて対向するこれらの検知リング21,22の対向端面には、周方向に夫々の半部が対向するように各複数の歯部が並設されている。このような検知リング21,22の外側には、センサハウジング10に内嵌保持されたセンサコイル20が、両者の対向部を囲繞するように配してあり、これらの検知リング21,22とセンサコイル20とによりトルクセンサ2が構成されている。
【0021】
このトルクセンサ2は、特許文献1(特公平7-21433号公報)等に開示されているように、センサコイル20へのコイル電流の通電により検知リング21,22の対向端面に形成された前記歯部を通る磁気回路を形成し、操舵トルクの作用による上部軸14と下部軸15との相対角変位を、これらと一体回転する検知リング21,22の歯部の対向関係の変化に応じて生じる前記磁気回路の磁気抵抗の増減を利用して検出するものであり、前記センサコイル20のインピーダンス変化を出力として取り出す構成となっている。
【0022】
センサハウジング10の外側には、センサコイル20の保持位置に整合するように基板室30が一体形成されており、該基板室30の内部には、センサコイル20への給電及び出力取り出し用の回路基板3が、後述の如くに固定されている。センサコイル20は、周方向の一か所に突設された接続用のコネクタ突起23を備えており、センサコイル20と回路基板3とは、センサハウジング10の周壁に後述の如く形成されたコネクタ孔31に嵌合保持されたコネクタ突起23を介して接続され、センサコイル20へのコイル電流の給電と、センサコイル20のインピーダンスの取り出しとは、前記回路基板3を介して行わせるようにしてある。
【0023】
以上の如く構成されたトルクセンサ2による操舵トルクの検出結果は、ギヤハウジング11の外側に取付けられた操舵補助用のモータ4の駆動制御に用いられている。ギヤハウジング11の内部には、下部軸15の中途に、軸受16,17による支持部間に位置して外嵌固定されたウォームホイール50と、該ウォームホイール50の外周の歯に接線方向から噛合するウォーム51とを備えるウォームギヤ減速装置5が構成されている。操舵補助用のモータ4は、コラム軸1と略直交する軸心を有してギヤハウジング11の外側に取付けられており、ギヤハウジング11の内部に延設されたモータ4の出力端は、ウォームギヤ減速装置5のウォーム51に同軸的に連結されている。
【0024】
以上の構成により操舵補助用のモータ4の回転は、ギヤハウジング11内部のウォームギヤ減速装置5による減速を経てコラム軸1(出力軸15)に伝達され、該コラム軸1の回転が舵取機構に伝達され、該舵取機構の動作により前述の如くなされる操舵が補助される。ここで、ウォーム51と噛合する歯が形成されたウォームホイール50の外周部分(図1中に破線のハッチングを施して示す部分)は、樹脂材料製とし、前述した伝動に伴うウォーム51との噛合音の低下を図るようにしてある。
【0025】
図2は、ギヤハウジング11との連結側から見たセンサハウジング10の外観斜視図である。本図に示す如くセンサハウジング10は、トルクセンサ2のセンサコイル20が内嵌可能な円筒形状を有し、外周の一か所には、回路基板3を収容可能な矩形凹形をなす基板室30が形成されており、この基板室30の略中央には、ギヤハウジング11の周壁を貫通するコネクタ孔31が形成されている。これらの基板室30及びコネクタ孔31は、ギヤハウジング11との連結側に向けて延長され、同側の端面に開設された矩形の開口32に連通させてある。
【0026】
センサハウジング10の端面には、下部軸15を支持する軸受16を内嵌保持させるための軸受座19が、前記基板室30及びコネクタ孔31に連なる開口32により一部を切欠かれた円環状をなして周設されている。なお図2中には、ギヤハウジング11に内嵌保持されるセンサコイル20と軸受座19に内嵌保持される軸受16とが併せて図示されている。
【0027】
図3は、以上の如く構成されたセンサハウジング10にトルクセンサ2のセンサコイル20を組み付ける手順の説明図である。この組み付けは、まず、対象となるセンサコイル20を、図3(a)中に2点鎖線により示す如くセンサハウジング10の一側に位置決めし、次いで図3(a)中に矢符により示す如く、センサハウジング10に内嵌させると共に、該センサコイル20の外周に突設されたコネクタ突起23を、前記開口32を通してコネクタ孔31に嵌め込み、図3(b)に示す如く、センサハウジング10の内周面の内奥側に設けた段部24にセンサコイル20の一側端面を当接させ、またコネクタ突起24の先端を基板室30の略中央部に突出させ、最後に、センサコイル20の他側端面に、センサハウジング10内周面に係着された止め輪25を板ばね26を介して当接させ、該センサコイル20を軸長方向への移動不可に拘束すると共に、基板室30内に突出するコネクタ突起24の先端に回路基板3を接続し、該回路基板3を、ねじ止め等の固定手段により基板室30内部の所定位置に固定せしめて完了する。
【0028】
本発明に係る電動パワーステアリング装置は、以上の如くセンサコイル20及び回路基板3が組み付けられたセンサハウジング10の一側を、下部軸15及びウォームギヤ減速装置5が組み付けられたギヤハウジング11の一側に嵌め込み、両者の端面に周設された連結フランジの締め付けにより同軸的に連結して、図1に示す如く構成される。以上の如き連結は、センサハウジング10の一側端面に周設された軸受座19に軸受16を内嵌保持させた状態でなされ、この軸受16によりギヤハウジング11の同側に突出する下部軸15を支持させてある。
【0029】
ここで、軸受16を保持する軸受座19の一部は、前述の如く、基板室30及びコネクタ孔31に連なる開口32により切欠かれており、ギヤハウジング11の内部は、前記開口32を介してセンサハウジング10の内部に連通した状態にある。本発明においては、以上の如き開口32による連通部を局所的に塞ぐべく、センサハウジング10とギヤハウジング11との間にシール部材6が介装されている。
【0030】
図4は、シール部材6の外観斜視図である。シール部材6の逆側から見た外観は図2に示され、またシール部材6の側断面形状は、図1及び図3(b)に示されている。これらに図示されているようにシール部材6は、基板室30及びコネクタ孔31に連なる開口32に対応する幅を有する矩形ブロック形のシール部60と、該シール部60の一側に連設された保持部61とを備えてなり、好ましくは、ゴム等の弾性材料により形成されている。保持部61は、ギヤハウジング11の内径に対応する外径と、軸受16の外径に対応する内径とを有する円環の一部を、シール部60よりも広幅に切り出した形状を有しており、シール部60は、保持部61の内径よりも適長内向きに張り出すストッパ縁62を備えている。
【0031】
このように構成されたシール部材6は、図2及び図3(b)に示す如く、センサハウジング10の端面に設けられた開口32の外側にシール部60の突設側を向けて位置決めされ、図3(b)中に矢符により示す如く、シール部60を開口32に嵌め込み、該シール部60の外側を拡がる保持部61の同側の端面をセンサハウジング10の端面に当接させて取付けられる。
【0032】
この取付けによりシール部60の外面は、開口32の内縁に当接せしめられ、また保持部61の内面は、軸受座19の内面に連続し、該軸受座19に前述の如く内嵌保持される軸受16の外周面に当接せしめられ、更に保持部61の外面は、センサハウジング10に前述の如く連結されるギヤハウジング11の内周面に当接せしめられて、前記開口32は、図1に示す如く、シール部材6により塞がれた状態となり、センサハウジング10とギヤハウジング11との連通部を確実に封止することができる。
【0033】
従って、センサハウジング10を経てギヤハウジング11の内部に侵入する外気が遮断され、ギヤハウジング11内部の樹脂製のウォームホイール50が、外気中の湿気の作用により膨張する虞れが軽減される。これにより、ウォーム51とウォームホイール50との間のバックラッシ量を、使用状態での外気の条件を考慮せずに設定することができ、ウォームギヤ減速装置5の組立コストの増加を防止することが可能となる。
【0034】
更に、前述の如く、ゴム等の弾性材料製のシール部材6を用いた場合、該シール部材6が、センサハウジング10、ギヤハウジング11及び軸受16との当接部において弾性変形し、夫々における封止が強化されて、ギヤハウジング11内への外気の侵入を一層確実に防止することが可能となる。また、弾性材料製のシール部材6は、下部軸15を支持する軸受16に弾接しており、操舵補助用のモータ4からの減速伝動に伴ってウォームホイール50を介して下部軸15に伝わる振動を緩衝する作用をなすから、この振動による音の発生を抑えて静粛な動作を行わせることが可能となる。
【0035】
なお、センサハウジング10内に構成されるトルクセンサ2は、特公平7-21433号公報等に開示された図示の構成に限らず、公知の各種の構成を採用することができ、またギヤハウジング11内に構成される歯車減速装置も、実施の形態に示すウォームギヤ減速装置5に限らず、ハイポイドギヤ、平歯車、傘歯車等を用いてなる適宜の歯車減速装置を用いることができる。
【0036】
【発明の効果】
以上詳述した如く本発明に係る電動パワーステアリング装置においては、トルクセンサの組み付けのためにセンサハウジングに設けられた開口の一部を構成するコネクタ孔にシール部材を装着し、該シール部材によりコネクタ孔を局所的に封止したから、コネクタ孔の開口部位からギヤハウジング内への外気の侵入を、簡素な構成により確実に防止することができ、外気の条件に合わせたバックラッシ調整による組立コストの増加を防止することが可能となる等、本発明は優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る電動パワーステアリング装置の要部の縦断面図である。
【図2】ギヤハウジングとの連結側から見たセンサハウジングの外観斜視図である。
【図3】センサハウジングにトルクセンサのセンサコイルを組み付ける手順の説明図である。
【図4】シール部材の外観斜視図である。
【符号の説明】
1 コラム軸
2 トルクセンサ
6 シール部材
10 センサハウジング
11 ギヤハウジング
23 コネクタ突起
32 開口
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric power steering device configured to assist steering by transmitting the rotational force of a steering assist motor to a middle of a column shaft that rotates in response to steering.
[0002]
[Prior art]
A steering assisting electric motor (hereinafter simply referred to as a motor) is driven in response to an operation of a steering member (for example, a steering wheel) for steering, and the rotational force of the motor is transmitted to the steering mechanism, thereby the steering mechanism In the electric power steering device that assists the steering performed by the operation of the steering wheel, it is necessary to detect the steering torque applied to the steering wheel in order to be used for the drive control of the steering assist motor. This is performed by a torque sensor arranged in the middle of the column shaft that communicates with the take-up mechanism.
[0003]
This torque sensor divides a column shaft to be detected into a first shaft and a second shaft that are coaxially connected via a small-diameter torsion bar, for example, near the connecting portion of the first and second shafts. Each of the detection rings is fitted and fixed to each other, and a sensor coil is fitted and held in a cylindrical housing that supports the column shaft so as to surround the opposing portion of the detection ring. The sensor coil is connected to a circuit board fixedly supported in a board chamber provided with an opening, and the relative displacement of the first and second shafts caused by the twisting of the torsion bar due to the steering torque is applied to the sensor coil. It is configured to take out through the circuit board as a change in impedance of the sensor coil accompanying an increase or decrease in the magnetic resistance of the magnetic circuit formed at the opposing portion of the detection ring by energization of the coil current. (E.g., see Patent Document 1).
[0004]
Also, as one type of electric power steering device, there is a column assist type electric power steering device configured to transmit the rotation of the steering assist motor to the middle of the column shaft and assist the rotation of the column shaft, In this type of electric power steering device, a gear reduction device such as a worm gear reduction device for transmission from a steering assisting motor to a column shaft is arranged on one side of the torque sensor (for example, a patent) Reference 2).
[0005]
When the torque sensor and the gear reduction device are arranged side by side as described above, generally, as disclosed in Patent Document 2, a gear reduction device housing (gear housing) and a torque sensor housing (sensor housing) are provided. Are assembled separately, and the gear reduction device is assembled around the column shaft that is supported at both ends inside the gear housing. On the other hand, the torque sensor housing side parts (sensor coil, circuit board, etc.) are installed inside the sensor housing. The torque sensor shaft-side parts (detection ring or the like) are respectively assembled to the column shaft protrusion to one side of the gear housing, and the sensor housing is coaxially connected to one side of the gear housing.
[0006]
Since the gear reduction device inside the gear housing is located inside the passenger compartment, it is necessary to reduce the meshing noise between the gears, the backlash between the gears is optimized, and at least the teeth are made of resin. Noise reduction measures are taken to reduce meshing noise, such as using gears.
[0007]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Publication No. 7-21433 [Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-248564
[Problems to be solved by the invention]
Now, in the electric power steering apparatus configured as described above, in order to improve the reliability of the connection portion between the sensor coil of the torque sensor and the circuit board and to facilitate the assembly, a part of the outer peripheral surface has been developed. When a sensor coil having a connector projection for connection is integrally projected on the sensor housing and the sensor coil is assembled to the sensor housing, the connector projection projects into the board chamber for housing the circuit board. A configuration is adopted in which a circuit board is connected to the end.
[0009]
In order to enable such assembly, a connector hole for projecting a connector projection for connection into the board chamber is provided on one end surface of the sensor housing (on the side connected to the gear housing) for fitting the sensor coil. It is provided so as to be continuous with the opening, and when the sensor coil is fitted into the sensor housing, the connector protrusion is inserted through the opening of the connector hole and protrudes to a predetermined position inside the board chamber.
[0010]
However, when such an assembly structure of the torque sensor is adopted, a part of the opening of the connector hole remains in communication with the inside of the gear housing connected to the same side of the sensor housing, and the gear passes through the communication portion. As a result of the outside air entering the inside of the housing, there is a problem that the gear made of resin for the purpose of noise reduction as described above expands including the moisture of the entering outside air. Since this expansion amount greatly affects the conditions of the outside air, it is necessary to adjust the backlash amount between the gears of the gear reduction device in accordance with the conditions of the outside air at the destination of the vehicle, for example, and the assembly cost is increased. It was an increase factor.
[0011]
The present invention has been made in view of such circumstances, and it is possible to reliably prevent outside air from entering the gear housing from the opening for assembling the torque sensor with a simple configuration. An electric power steering device that makes it easy to assemble the torque sensor, reduces the influence of outside air entering the gear reduction device inside the gear housing, and prevents an increase in assembly cost by adjusting the backlash according to the outside air conditions. The purpose is to provide.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
An electric power steering device according to a first aspect of the present invention includes a cylindrical sensor housing, a gear housing connected to one side of the sensor housing, and a column shaft supported inside the sensor housing, An electric power steering apparatus comprising an opening for assembling a torque sensor for detecting a steering torque applied to a column shaft together with a circuit board and a connector for connecting to the circuit board, on an end surface of the sensor housing connected to the gear housing. And a seal member that is interposed between the sensor housing and the gear housing and locally seals a connector hole provided in a part of the opening for allowing the connector to pass therethrough. .
[0013]
In the present invention, the seal member interposed between the sensor housing and the gear housing is connected to a part of an opening provided in the sensor housing for assembling the torque sensor, specifically, to the circuit board. A connector hole for inserting a connector for the connector is sealed by attaching a seal member to the connector hole, and outside air that enters the gear housing through the opening including the connector hole is blocked, Thus, the influence on the gear reduction device configured as described above is reduced, the effort for adjusting the backlash between the gears is reduced, and an increase in assembly cost is prevented.
[0014]
An electric power steering apparatus according to the second invention is characterized in that the seal member in the first invention is made of an elastic material.
[0015]
In the present invention, the sealing member is made of an elastic material, and is elastically contacted with the connector hole and the periphery of the opening of the connector hole to enhance the sealing effect and effectively prevent the entry of outside air.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings illustrating embodiments thereof. FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a main part of an electric power steering apparatus according to the present invention.
[0017]
An electric power steering apparatus according to the present invention includes a cylindrical sensor housing 10, a gear housing 11 coaxially connected to one side of the sensor housing 10, and a circular tube coaxially connected to the other side. Column housing 12 and a column shaft 1 rotatably supported in these. A lower end portion (left end portion in the figure) of the column shaft 1 protruding outside the gear housing 11 is connected to a steering mechanism (not shown), and an upper end portion (right end portion in the drawing) of the column shaft 1 protruding outside the column housing 12. ), A steering wheel (not shown) is fitted and fixed, and the column shaft 1 rotates in response to a rotation operation of the steering wheel for steering, and this rotation is transmitted to the steering mechanism. Steering is performed by the operation.
[0018]
The column shaft 1 is divided into an upper shaft 14 and a lower shaft 15 that are coaxially connected via a torsion bar 13 inside the sensor housing 10. The lower shaft 15 is supported at both ends by bearings 16 and 17 that are fitted and fixed to the lower portion of the sensor housing 10 and the lower portion of the gear housing 11, respectively. Further, the upper shaft 14 is supported by a bearing 18 fitted and fixed to the upper portion of the sensor housing 10, and a lower end portion extended inside the sensor housing 10 is formed at an upper end portion of the lower shaft 15. The support holes are supported via bushes so that the rotation of both shafts 14 and 15 occurs with good concentricity.
[0019]
With the above configuration, the upper shaft 14 and the lower shaft 15 can be rotated together by the action of the steering torque applied to the column shaft 1 by the operation of the steering wheel for steering. The torsion bar 13 to be coupled is twisted by the action of the steering torque, and a relative angular displacement corresponding to the twist of the torsion bar 13 is generated between the upper shaft 14 and the lower shaft 15. Since the direction and magnitude of the relative angular displacement correspond to the direction and magnitude of the steering torque, the steering torque can be detected using the relative angular displacement of the shafts 14 and 15 as a medium.
[0020]
Cylindrical detection rings 21 and 22 are fitted and fixed in the vicinity of the connecting portion of the upper shaft 14 and the lower shaft 15, and the detection rings 21 and 22 facing each other with a substantially constant air gap therebetween are fixed. A plurality of tooth portions are arranged in parallel on the facing end surface so that the respective half portions face each other in the circumferential direction. Outside the detection rings 21 and 22, a sensor coil 20 fitted and held in the sensor housing 10 is arranged so as to surround the opposing portions of the two, and the detection rings 21 and 22 and the sensor The torque sensor 2 is constituted by the coil 20.
[0021]
As disclosed in Patent Document 1 (Japanese Patent Publication No. 7-21433) and the like, the torque sensor 2 is formed on the opposing end faces of the detection rings 21 and 22 by energization of a coil current to the sensor coil 20. A magnetic circuit that passes through the tooth portion is formed, and the relative angular displacement between the upper shaft 14 and the lower shaft 15 due to the action of the steering torque is changed according to the change in the opposing relationship between the tooth portions of the detection rings 21 and 22 that rotate integrally therewith. The detection is performed using the increase / decrease in the magnetic resistance of the magnetic circuit, and the impedance change of the sensor coil 20 is extracted as an output.
[0022]
A substrate chamber 30 is integrally formed on the outside of the sensor housing 10 so as to be aligned with the holding position of the sensor coil 20, and a circuit for supplying power to the sensor coil 20 and taking out the output is provided inside the substrate chamber 30. The substrate 3 is fixed as described later. The sensor coil 20 is provided with a connector projection 23 for connection projecting at one place in the circumferential direction. The sensor coil 20 and the circuit board 3 are connectors formed on the peripheral wall of the sensor housing 10 as described later. It is connected via the connector protrusion 23 fitted and held in the hole 31, and the feeding of the coil current to the sensor coil 20 and the extraction of the impedance of the sensor coil 20 are performed via the circuit board 3. is there.
[0023]
The detection result of the steering torque by the torque sensor 2 configured as described above is used for driving control of the steering assist motor 4 attached to the outside of the gear housing 11. The gear housing 11 is engaged with the worm wheel 50 that is fitted and fixed between the support portions of the bearings 16 and 17 in the middle of the lower shaft 15 and the teeth on the outer periphery of the worm wheel 50 from the tangential direction. The worm gear reduction device 5 is configured to include the worm 51 that performs the above operation. The steering assist motor 4 has an axis substantially perpendicular to the column shaft 1 and is attached to the outside of the gear housing 11. The output end of the motor 4 extending inside the gear housing 11 has a worm gear. Coaxially connected to the worm 51 of the reduction gear 5.
[0024]
With the above configuration, the rotation of the steering assisting motor 4 is transmitted to the column shaft 1 (output shaft 15) through deceleration by the worm gear reduction device 5 inside the gear housing 11, and the rotation of the column shaft 1 is transmitted to the steering mechanism. Then, the steering performed as described above is assisted by the operation of the steering mechanism. Here, the outer peripheral portion of the worm wheel 50 in which the teeth that mesh with the worm 51 are formed (the portion shown by hatching in FIG. 1) is made of a resin material, and meshes with the worm 51 accompanying the transmission described above. The sound is reduced.
[0025]
FIG. 2 is an external perspective view of the sensor housing 10 as viewed from the connection side with the gear housing 11. As shown in this figure, the sensor housing 10 has a cylindrical shape in which the sensor coil 20 of the torque sensor 2 can be fitted, and a rectangular chamber that can accommodate the circuit board 3 at one location on the outer periphery. A connector hole 31 penetrating the peripheral wall of the gear housing 11 is formed in the approximate center of the substrate chamber 30. The substrate chamber 30 and the connector hole 31 are extended toward the connection side with the gear housing 11 and communicated with a rectangular opening 32 formed on the end surface on the same side.
[0026]
A bearing seat 19 for internally fitting and holding a bearing 16 that supports the lower shaft 15 is formed on the end surface of the sensor housing 10 in an annular shape that is partially cut off by an opening 32 that continues to the substrate chamber 30 and the connector hole 31. There is no circumference. In FIG. 2, the sensor coil 20 fitted and held in the gear housing 11 and the bearing 16 fitted and held in the bearing seat 19 are shown together.
[0027]
FIG. 3 is an explanatory diagram of a procedure for assembling the sensor coil 20 of the torque sensor 2 to the sensor housing 10 configured as described above. In this assembly, first, the target sensor coil 20 is positioned on one side of the sensor housing 10 as indicated by a two-dot chain line in FIG. 3A, and then as indicated by an arrow in FIG. 3, and the connector protrusion 23 projecting from the outer periphery of the sensor coil 20 is fitted into the connector hole 31 through the opening 32, and as shown in FIG. The one end surface of the sensor coil 20 is brought into contact with the step portion 24 provided on the inner back side of the peripheral surface, and the tip of the connector protrusion 24 is protruded to the substantially central portion of the substrate chamber 30, and finally, the sensor coil 20 A retaining ring 25 engaged with the inner peripheral surface of the sensor housing 10 is brought into contact with the other end surface via a leaf spring 26 to restrain the sensor coil 20 from moving in the axial direction, and to the substrate chamber 30. The circuit board 3 is attached to the tip of the connector protrusion 24 protruding inward. Continue to complete the circuit board 3, and allowed fixed in position inside the substrate chamber 30 by fixing means such as screwing.
[0028]
In the electric power steering apparatus according to the present invention, as described above, one side of the sensor housing 10 in which the sensor coil 20 and the circuit board 3 are assembled is arranged on one side of the gear housing 11 in which the lower shaft 15 and the worm gear reduction device 5 are assembled. 1 and is coaxially connected by tightening connection flanges provided around both end faces, and is configured as shown in FIG. The connection as described above is performed in a state in which the bearing 16 is fitted and held in a bearing seat 19 provided around one end face of the sensor housing 10, and the lower shaft 15 protruding to the same side of the gear housing 11 by the bearing 16. Is supported.
[0029]
Here, as described above, a part of the bearing seat 19 that holds the bearing 16 is notched by the opening 32 connected to the substrate chamber 30 and the connector hole 31, and the inside of the gear housing 11 is interposed through the opening 32. The sensor housing 10 communicates with the inside. In the present invention, the seal member 6 is interposed between the sensor housing 10 and the gear housing 11 so as to locally block the communication portion by the opening 32 as described above.
[0030]
FIG. 4 is an external perspective view of the seal member 6. The appearance of the seal member 6 viewed from the opposite side is shown in FIG. 2, and the side sectional shape of the seal member 6 is shown in FIGS. 1 and 3 (b). As shown in these figures, the seal member 6 is connected to a rectangular block-shaped seal portion 60 having a width corresponding to the opening 32 connected to the substrate chamber 30 and the connector hole 31 and to one side of the seal portion 60. The holding portion 61 is preferably formed of an elastic material such as rubber. The holding part 61 has a shape in which a part of an annular ring having an outer diameter corresponding to the inner diameter of the gear housing 11 and an inner diameter corresponding to the outer diameter of the bearing 16 is cut out wider than the seal part 60. The seal portion 60 includes a stopper edge 62 that protrudes inwardly by an appropriate length from the inner diameter of the holding portion 61.
[0031]
As shown in FIGS. 2 and 3 (b), the seal member 6 configured in this way is positioned with the protruding side of the seal portion 60 facing the outside of the opening 32 provided on the end surface of the sensor housing 10. As shown by arrows in FIG. 3B, the seal portion 60 is fitted into the opening 32, and the end surface on the same side of the holding portion 61 that extends outside the seal portion 60 is brought into contact with the end surface of the sensor housing 10 for attachment. It is done.
[0032]
With this attachment, the outer surface of the seal portion 60 is brought into contact with the inner edge of the opening 32, and the inner surface of the holding portion 61 is continuous with the inner surface of the bearing seat 19 and is internally fitted and held by the bearing seat 19 as described above. The outer surface of the bearing 16 is brought into contact with the outer peripheral surface of the bearing 16, and the outer surface of the holding portion 61 is brought into contact with the inner peripheral surface of the gear housing 11 connected to the sensor housing 10 as described above. As shown in FIG. 4, the sealing member 6 is closed, and the communication portion between the sensor housing 10 and the gear housing 11 can be reliably sealed.
[0033]
Therefore, the outside air entering the inside of the gear housing 11 through the sensor housing 10 is blocked, and the possibility that the resin worm wheel 50 inside the gear housing 11 expands due to the action of moisture in the outside air is reduced. As a result, the backlash amount between the worm 51 and the worm wheel 50 can be set without considering the condition of the outside air in use, and an increase in the assembly cost of the worm gear reduction device 5 can be prevented. It becomes.
[0034]
Further, as described above, when the seal member 6 made of an elastic material such as rubber is used, the seal member 6 is elastically deformed at the contact portions with the sensor housing 10, the gear housing 11 and the bearing 16, and the seals are respectively sealed. The stopping is strengthened, and it is possible to more reliably prevent the outside air from entering the gear housing 11. The seal member 6 made of an elastic material is elastically contacted with a bearing 16 that supports the lower shaft 15, and vibrations transmitted to the lower shaft 15 through the worm wheel 50 in accordance with the deceleration transmission from the motor 4 for assisting steering. Therefore, it is possible to suppress the generation of sound due to this vibration and perform a quiet operation.
[0035]
The torque sensor 2 configured in the sensor housing 10 is not limited to the illustrated configuration disclosed in Japanese Patent Publication No. 7-21433 and the like, and various known configurations can be adopted. The gear reduction device configured inside is not limited to the worm gear reduction device 5 shown in the embodiment, and an appropriate gear reduction device using a hypoid gear, a spur gear, a bevel gear, or the like can be used.
[0036]
【The invention's effect】
As mentioned above and described in detail in the electric power steering apparatus according to the present invention, the sealing member is attached to the connector holes constituting a part of an opening provided in the sensor housing for assembly of the torque sensor, the connector by the sealing member Since the holes are locally sealed, it is possible to reliably prevent the outside air from entering the gear housing from the opening portion of the connector hole with a simple configuration, and the assembly cost can be reduced by adjusting the backlash according to the conditions of the outside air. The present invention has an excellent effect such that it is possible to prevent the increase.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a main part of an electric power steering apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is an external perspective view of the sensor housing as viewed from the connection side with the gear housing.
FIG. 3 is an explanatory diagram of a procedure for assembling a sensor coil of a torque sensor to a sensor housing.
FIG. 4 is an external perspective view of a seal member.
[Explanation of symbols]
1 Column shaft 2 Torque sensor 6 Seal member
10 Sensor housing
11 Gear housing
23 Connector protrusion
32 openings

Claims (2)

筒形をなすセンサハウジングと、該センサハウジングの一側に連結されたギヤハウジングと、これらの内部に支持されたコラム軸とを備え、該コラム軸に加わる操舵トルクを検出するトルクセンサを、回路基板及び該回路基板との接続用のコネクタと共に組み付けるための開口を、前記センサハウジングの前記ギヤハウジングとの連結側端面に備える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と前記ギヤハウジングとの間に介装され、前記コネクタを挿通させるために前記開口の一部に設けたコネクタ孔を局所的に封止するシール部材を備えることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
A sensor housing forming a cylindrical, and a gear housing connected to one side of the sensor housing, and a column shaft which is supported on these internal, a torque sensor for detecting steering torque applied to the column shaft, the circuit In the electric power steering apparatus provided with an opening for assembling together with a board and a connector for connection with the circuit board on an end face on the connection side with the gear housing of the sensor housing ,
An electric power comprising: a seal member interposed between the sensor housing and the gear housing and locally sealing a connector hole provided in a part of the opening for allowing the connector to pass therethrough. Steering device.
前記シール部材は、弾性材料製としてある請求項1記載の電動パワーステアリング装置。The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the seal member is made of an elastic material.
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