水传感器以及转向装置技术领域
本发明涉及水传感器以及转向装置。
背景技术
以往，例如日本特开2014-234102号公报记载的那样，存在通过将伴随着方向盘的
转向操作的转向轴的旋转传递至齿轮齿条机构来变更转向轮的角度的转向装置。齿轮齿条
机构将转向轴的旋转运动转换为齿条轴的直线运动。齿条轴以及齿轮齿条机构收纳于壳
体。在齿条轴的两轴端部分别经由齿条末端以能够转动的方式连结有横拉杆。而且，齿条轴
的直线运动经由齿条末端以及横拉杆传递于转向轮。
日本特开2014-234102号公报的内容也包括，在以往的齿轮齿条型的转向装置中，
在齿条轴的两端分别设置齿条护套。利用齿条护套将壳体的端部与横拉杆之间密封，由此
可抑制异物从外部侵入壳体的收纳空间。
然而，若齿条护套破损，会形成将壳体的收纳空间与外部的空间连通的开口部分，
则存在水等异物经由该开口部分侵入壳体的收纳空间的担忧。特别是在冬季等，若水侵入
壳体的收纳空间，例如附着于将马达的动力传递至齿条轴的减速装置的传动带等，则存在
传动带冻结的担忧。因此，对于日本特开2014-234102号公报所记载的转向装置而言，检测
侵入到壳体的收纳空间的水的水传感器(水检测装置)设置于壳体的重力方向的下部。该水
传感器具有一对电极。水传感器在对第一电极外加电压时，经由水对第二电极外加电压，检
测已经浸入的水。
然而，在日本特开2014-234102号公报的转向装置中，为了对侵入收纳空间的水进
行检测，水传感器总是(或者以一定的周期)对第一电极外加电压。因此，即使在没有水侵入
收纳空间的通常情况下，水传感器也持续消耗电力。
发明内容
本发明的目的之一在于提供使电力的消耗进一步减少的水传感器以及具有水传
感器的转向装置。
本发明的一方式的转向装置包括：转向轴，其沿轴向往复移动；壳体，其收纳上述
转向轴；横拉杆，其分别设置于上述转向轴的两端部，并将该转向轴与转向轮连结；护套，其
在上述壳体与上述横拉杆之间连接而对上述壳体与上述横拉杆进行密封；以及水传感器，
其为具备通过将液体供给于内部而产生电力的水电池、和将上述水电池作为电力的供给源
而发送信号的发送电路的水传感，且配置于上述壳体的内部。
根据该结构，例如在由于齿条护套破损而水浸入上述壳体的内部的情况下，通过
对是否从配置于壳体的内部的水传感器输出信号进行检测，能够判定水是否浸入壳体的内
部。仅在水浸入壳体时，在水传感器消耗电力，因此能够提供使电力的消耗进一步减少的转
向装置。
本发明的其他方式优选在上述方式的转向装置的基础上，上述信号是无线信号。
根据该结构，从水传感器的发送电路发送无线信号，因此不需要在发送电路与接收无线信
号的部分之间进行有线的布线。另外，通过水电池供给水传感器的电力，因此水传感器不需
要例如在与车载的电池之间进行有线的布线。因此，能够使水传感器独立地配置于壳体的
内部。
本发明的进一步的其他方式优选在上述方式的转向装置的基础上，在上述水传感
器发送上述信号时，车载的警报器向驾驶员通知异常。根据该结构，驾驶员通过警报器能够
知道在壳体的内部有水浸入。本发明的进一步的方式优选在上述方式的转向装置的基础
上，上述警报器与从设置于上述转向轮的空气压信号发送电路接收基于上述转向轮的空气
压的空气压信号的接收电路、以及基于上述空气压信号判定上述转向轮的异常的控制电路
共同构成空气压监视系统，从上述水传感器的上述发送电路发送的上述信号被上述空气压
监视系统的上述接收电路接收。
根据该结构，能够使从空气压信号发送电路接收基于转向轮的空气压的信息的接
收电路、与在水浸入壳体时从发送电路接收发送的信号的接收电路共用。
本发明的进一步的其他方式优选在上述方式的转向装置的基础上，进一步具备：
减速机，其使马达的输出减速而传递；滚珠丝杠机构，其将上述减速机的输出转换为上述转
向轴的轴向的往复运动，上述壳体具有供上述转向轴插通的插通部、和收纳上述减速机以
及上述滚珠丝杠机构的减速机壳体，上述水传感器配置于上述插通部。
根据该结构，通过在插通部配置有水传感器，能够检测出在插通部有水浸入，因此
能够进一步迅速地检测出水浸入壳体的内部。
本发明的进一步的其他方式优选在上述方式的转向装置的基础上，上述水传感器
配置于比上述减速机以及上述滚珠丝杠机构更靠重力方向的下部。根据该结构，水通过重
力朝水传感器的水电池供给，由此水传感器能够检测出水浸入壳体的情况。
本发明的其他方式的水传感器具备：水电池，其通过将液体供给于内部而产生电
力；和发送电路，其将上述水电池作为电力的供给源发送无线信号。
根据该结构，在液体供给于水电池的内部时，水电池产生电力，因此发送电路能够
发送无线信号。与此相对，在液体未供给于水电池的内部时，发送电路不消耗电力。因此，能
够进一步减少为了检测液体而设置的水传感器的电力的消耗。
根据本发明的水传感器以及转向装置，能够进一步减少电力的消耗。
附图说明
根据以下参照附图对实施方式进行的详细说明，本发明的上述以及更多的特点和
优点会变得更加清楚，其中对相同的元素标注相同的附图标记，其中，
图1是表示电动助力转向装置的简要结构的结构图。
图2是针对实施方式的电动助力转向装置，表示辅助机构的简要结构的剖视图。
图3是表示水传感器的简要结构的结构图。
图4是表示具备水传感器以及空气压监视系统的车辆的简要结构的示意图。
具体实施方式
以下，对转向装置的第一实施方式进行说明。本实施方式的转向装置是所谓的齿
条并行式的电动助力转向装置(RP-EPS)。
如图1所示，EPS1具备基于驾驶员的方向盘10的操作使转向轮16转向的转向操作
机构2、以及辅助驾驶员的转向操作的辅助机构3。
转向操作机构2具备方向盘10以及与方向盘10一体旋转的转向轴11。转向轴11具
有：与方向盘10连结的柱轴11a、与柱轴11a的下端部连结的中间轴11b、以及与中间轴11b的
下端部连结的齿轮轴11c。齿轮轴11c的下端部经由齿轮齿条机构13连结于齿条轴12。因此，
对于转向操作机构2而言，转向轴11的旋转运动借助由齿轮轴11c以及齿条轴12构成的齿轮
齿条机构13转换为齿条轴12的轴向(图1的左右方向)的往复直线运动。该往复直线运动经
由分别与齿条轴12的两端连结的齿条末端14传递于横拉杆15。这些横拉杆15的运动分别传
递于左右的转向轮16，由此转向轮16的转向角变化。在壳体17的两端与横拉杆15之间分别
配置有波纹筒状体的齿条护套18。齿条末端14以及横拉杆15的一部分被对应的齿条护套18
覆盖。齿条护套18抑制水、灰尘等异物侵入壳体17的内部以及齿条末端14的内部。
辅助机构3设置于齿条轴12。辅助机构3由作为辅助力的产生源的马达30、一体地
安装于齿条轴12的周围的滚珠丝杠机构40、以及将马达30的旋转轴31的旋转力传递于滚珠
丝杠机构40的减速机50构成。辅助机构3经由减速机50以及滚珠丝杠机构40将马达30的旋
转轴31的旋转力转换为赋予齿条轴12的轴向的力。赋予该齿条轴12的轴向的力成为辅助
力，辅助驾驶员的转向操作。
滚珠丝杠机构40、减速机50、齿轮轴11c以及齿条轴12被壳体17覆盖。在壳体17设
置有供齿条轴12插通的插通部17a。壳体17具有向相对于齿条轴12的延伸方向相交的方向
(图中的下方)突出的部分亦即减速机壳体17b，在减速机壳体17b的内部收纳有减速机50的
一部分。在减速机壳体17b的外壁(图中的右侧壁)设置有贯通孔33。马达30的旋转轴31通过
形成于减速机壳体17b的贯通孔33向减速机壳体17b的内部延伸。旋转轴31与齿条轴12平
行，马达30通过螺栓32固定于减速机壳体17b。在插通部17a与齿条轴12之间稍微设置有间
隙S1。
在壳体17(插通部17a)的两端部分别配置有波纹筒状体的齿条护套18。齿条护套
18的一端连接于壳体17的端部，齿条护套18的另一端连接于横拉杆15。壳体17以及齿条末
端14被对应的齿条护套18覆盖。各齿条护套18抑制水、灰尘等异物侵入壳体17内以及齿条
末端14内。
接下来，对辅助机构3详细地进行说明。
如图2所示，滚珠丝杠机构40具备经由多个滚珠42而螺合于齿条轴12的圆筒状的
螺母41。螺母41经由圆筒状的轴承44被支承为能够相对于壳体17的内周面旋转。在齿条轴
12的外周面形成有螺旋状的螺纹槽12a。在螺母41的内周面形成有与齿条轴12的螺纹槽12a
对应的螺旋状的螺纹槽43。由螺母41的螺纹槽43和齿条轴12的螺纹槽12a围起的螺旋状的
空间作为供滚珠42滚动的滚动路径R发挥功能。另外，虽未图示，但在螺母41设置有在滚动
路径R的两个位置开口并使该两个位置的开口短路的循环路径。因此，滚珠42能够经由螺母
41内的循环路径在滚动路径R内无限循环。此外，在滚动路径R涂覆例如润滑脂等润滑油，减
少滚珠42滚动时的摩擦阻力等。
减速机50具备：一体地安装于马达30的旋转轴31的驱动带轮51、一体地安装于螺
母41的外周的从动带轮52、以及在驱动带轮51与从动带轮52之间卷绕的传动带53。传动带
53可采用例如包含芯线的橡胶制的带齿传送带。
对于由这样的结构构成的辅助机构3而言，若马达30的旋转轴31旋转，则驱动带轮
51与旋转轴31成为一体而旋转。驱动带轮51的旋转经由传动带53传递于从动带轮52，由此
从动带轮52旋转。因此，一体地安装于从动带轮52的螺母41也一体旋转。螺母41相对于齿条
轴12相对旋转，因此夹设于螺母41与齿条轴12之间的多个滚珠42从双方接受负载而在滚动
路径R内无限循环。滚珠42无限循环，由此赋予螺母41的扭矩转换为赋予齿条轴12的轴向的
力。因此，齿条轴12相对于螺母41沿轴向移动。赋予该齿条轴12的轴向的力成为辅助力，辅
助驾驶员的转向操作。
在EPS1搭载于车辆时，在减速机壳体17b的重力方向下部的内壁面(图2中的下壁
面)，且在轴承44与减速机壳体17b的外壁(图2中的右侧壁)之间设置有凹部17c。凹部17c以
未贯通减速机壳体17b的内外的程度的深度形成。另外，凹部17c形成于减速机壳体17b的以
齿条轴12的轴为中心周向上一定的范围。而且，在凹部17c安装有用于对侵入壳体17的内部
的水进行检测的水传感器60。
如图3所示，水传感器60具有水电池61、和将水电池61作为电力的供给源而工作的
发送电路62。水电池61通过水流入其内部而生成电力。通过从水电池61供给电力，发送电路
62将由减速机壳体17b检测出的水的主旨的无线的信号输出。此外，水电池61在水没流入减
速机壳体17b的内部的情况下，水电池61无法供给电力。因此，发送电路62不输出任何信号。
水电池61在其内部具有两个电极。若水流入这两个电极之间，则伴随着金属离子
从电极朝水中扩散，电子留在电极。留在电极的电子流入发送电路62，由此对发送电路62供
给电力。与此相对，在水未流入水电池61的情况下，金属离子无法从电极朝水中扩散，因此
水电池61不会对发送电路62供给电力。
作为一个例子，具体地对水电池61的内部构造进行说明。水电池61的第一电极是
由镁构成的正侧的电极，第二电极是由活性炭构成的负侧的电极。若水供给水电池61，则镁
侧的电极与水中的氧产生化学反应，成为氧化镁。而且，通过镁与氧结合，从镁释放出电子。
该电子从正侧的电极经由发送电路62朝负侧的电极移动，因此对发送电路62供给电力。而
且，朝负侧移动的电子接受活性炭所包含的氧。通过继续反复该变化，水电池61对发送电路
62供给电力。
如图4所示，在本实施方式的车辆安装有空气压监视系统70。空气压监视系统70是
借助设置于空气压信号发送电路72的传感器对转向轮16以及后轮16a的空气压、温度的信
息进行检测，空气压信号发送电路72将包括检测出的空气压、温度的信息的空气压信号发
送至接收电路73，控制电路71基于通过接收电路73而得到的空气压信号向驾驶员通知转向
轮16以及后轮16a的异常的系统。
空气压监视系统70具备：执行对驾驶员通知异常的控制的控制电路71、对转向轮
16以及后轮16a的空气压、温度等的信息进行检测并发送的空气压信号发送电路72、从空气
压信号发送电路72接受信息(空气压信号)的接收电路73、以及基于来自控制电路71的输出
向驾驶员通知异常的警报器74。空气压信号发送电路72与接收电路73通过无线连接。控制
电路71基于通过空气压信号发送电路72检测的空气压信号，来执行警报器74的警报。例如
控制电路71在接受了转向轮16以及后轮16a的空气压不足的主旨的信号时，通过警报器74，
执行空气压不足的主旨的警报。作为警报，例如可使用声音、文字显示的警报。
另外，接收电路73也接收检测出从水传感器60的发送电路62输出的水的主旨的信
号。此外，发送电路62与接收电路73通过无线连接。水传感器60不需要来自外部的电力供
给，取消了与电池等的连接而独立地配置。而且，控制电路71在通过接收电路73获取检测出
水的主旨的信号时，执行警报器74的警报。
然而，对于空气压监视系统70而言，为了判定从哪一个空气压信号发送电路72得
到的信号，以使接收电路73与各空气压信号发送电路72的距离分别不同的方式对接收电路
73的位置进行调整。具体而言，接收电路73配置于从转向轮16与后轮16a的中心位置偏离的
位置，并且从转向轮16与转向轮16之间的中心线偏离的位置。因此，即使各空气压信号发送
电路72输出相同的强度的信号，接收电路73与各空气压信号发送电路72之间的距离也分别
不同，因此接收电路73接受的信号的强度分别不同。因此，例如接收电路73在接受了空气压
不足的主旨的信号时，能够判定转向轮16以及后轮16a中的哪一个部分的空气压不足。
详细地说明水浸入壳体17时的检测方法。
如图2所示，例如从以齿条护套18劣化为起因而产生的裂缝浸入的水浸入形成于
壳体17的插通部17a与齿条轴12之间的间隙S1。浸入间隙S1的水到达减速机壳体17b的收纳
空间S2。到达收纳空间S2的水由于重力，到达设置于减速机壳体17b的重力方向上的下部的
凹部17c以及安装于凹部17c的水传感器60。
到达水传感器60的水通过供给于水传感器60的水电池61，从水电池61供给电力，
发送电路62将检测出水的主旨的信号输出至接收电路73。而且，控制电路71在通过接收电
路73接受检测出水的主旨的信号时，执行警报器74的警报。通过该警报，驾驶员能够检测水
浸入壳体17。
对本实施方式的效果进行说明。
(1)水传感器60利用水电池61而工作，因此在水浸入减速机壳体17b之前水电池61
不供给电力，水传感器60不工作。因此，能够减少由水传感器60引起的电力消耗。因此，控制
电路71能够在接收电路73从发送电路62接受到检测出水的主旨的信号时，判定在壳体17的
内部有水的主旨，在接收电路73从发送电路62未接受到任何信号时，判定在壳体17的内部
没有水的主旨。
(2)在壳体17检测出水的主旨的信号从发送电路62发送至接收电路73，由此使用
空气压监视系统70对驾驶员通知。使用空气压监视系统70可向驾驶员通知检测出水的主旨
的信号，因此不需要设置新的结构。
(3)水传感器60的电力通过水电池61供给，因此不需要以有线方式与车载的电池
进行布线。若以有线方式布线，为了抑制漏电需要追加设置限制水附着于布线用的密封部
件。在本实施方式中，从水电池61供给电力，能够独立地设置水传感器60，因此也可以不设
置密封部件。
接下来，对本发明的RP-EPS的第二实施方式进行说明。此处，以与第一实施方式不
同为中心进行说明。
如图2所示，在两个插通部17a与齿条轴12之间的间隙S1分别设置有环状的水传感
器63、64。即，水传感器63、64分别设置于齿条护套18与减速机壳体17b之间。另外，水传感器
63、64遍及齿条轴12的轴向上的一定范围而设置。
水传感器63、64分别与第一实施方式的水传感器60同样，具有水电池61和发送电
路62。作为一个例子，水传感器63以及水传感器64在齿条轴12的轴向上设置于距转向轮16
以相同程度离开的位置。
详细地说明水浸入了壳体17时的检测方法。
如图2所示，例如从以齿条护套18劣化为起因而产生的裂缝浸入的水浸入到形成
于壳体17的插通部17a与齿条轴12之间的间隙S1。作为一个例子，从图中的左侧的齿条护套
18的裂缝浸入的水在到达减速机壳体17b的收纳空间S2前，与水传感器63接触。而且，若与
水传感器63接触的水朝内部流入，则从水传感器63的内部的水电池61生成电力。若供给由
水电池61生成的电力，则发送电路62输出检测到水的主旨的信号。
另外，控制电路71在通过接收电路73接受检测出水的主旨的信号时，执行警报器
74的警报。通过该警报，驾驶员能够检测水浸入壳体17的情况。
另外，水传感器63以及水传感器64分别与接收电路73离开不同的距离，控制电路
71在通过接收电路73接受到检测出水的主旨的信号时，能够判定出从水传感器63以及水传
感器64的哪一个检测出水的主旨的信号输出。因此，控制电路71能够推测哪一个齿条护套
18破损。
对本实施方式的效果进行说明。
(1)在由于齿条护套18劣化为起因而产生的裂缝而使水浸入壳体17的内部的情况
下，借助设置于插通部17a的水传感器63以及水传感器64，能够检测出水浸入壳体17的内
部。因此，与在减速机壳体17b设置水传感器60的情况下相比，能够更迅速地检测水浸入壳
体17的内部。
(2)通过设置水传感器63以及水传感器64，控制电路71能够推测哪一个齿条护套
18劣化。
各实施方式也可以如以下那样变更。此外，以下的其他实施方式在技术上不矛盾
的范围内能够相互组合。另外，第一实施方式与第二实施方式在技术上不矛盾的范围内能
够相互组合。
在第一实施方式中，在凹部17c安装水传感器60，但不局限于此。例如，也可以将水
传感器60粘合于减速机壳体17b的内壁面。在该情况下，若浸入了水传感器60的水被供给，
则能够检测出水浸入壳体17。
在第二实施方式中，水传感器63以及水传感器64在齿条轴12的轴向上设置于距转
向轮16以相同程度离开的位置，但不局限于此。例如，也可以将水传感器63设置于比水传感
器64更从转向轮16离开的位置。该情况下，若以从接收电路73分别离开不同的距离的方式
设置水传感器63以及水传感器64，则控制电路71能够推测哪一个齿条护套18劣化。
各实施方式中，作为接收来自发送电路62的信号的接收电路，使用空气压监视系
统70的接收电路73，但不局限于此。例如，也可以新设置用于发送电路62的专用的接收电
路。
在各实施方式中，在EPS1设置空气压监视系统70，但不局限于此。即，也可以不在
EPS1设置空气压监视系统70。
在第二实施方式中，将水传感器63以及水传感器64共同设置于插通部17a，但不局
限于此。设置水传感器63以及水传感器64中的至少一方即可。
在各实施方式中，发送电路62与接收电路73无线连接，但不局限于此。例如，水传
感器60的电力在通过水电池61供给的情况下，发送电路62与接收电路73也可以有线连接。
该情况下，优选设置对水附着于发送电路62与接收电路73之间的布线的情况进行抑制的密
封部件。
各实施方式中，马达30设置于比齿条轴12更靠下部，但不局限于此。例如，马达30
也可以设置于比齿条轴12更靠上部。
在各实施方式中，通过对水电池61供给水，产生电力，但不局限于此。例如不局限
于纯粹的水，也可以是混合有杂质的水。另外，也可以是预先包含电解质的电解液等液体。
在各实施方式中，具体化为RP-EPS而示出，但不局限于此。例如，也可以是柱辅助
型的EPS。在柱辅助型的EPS的情况下，如第二实施方式那样，通过在插通部17a设置水传感
器63、64，能够检测出水浸入壳体17。另外，在本实施方式中，作为转向装置，列举EPS为例，
但也可以应用于线控转向式(SBW)。另外，不局限于SBW，也可以具体化为后轮转向操作装
置、四轮转向操作装置(4WS)。
本申请主张于2015年8月21日提出的日本专利申请第2015-163970号的优先权，并
在此引用包括说明书、附图以及说明书摘要的全部内容。