JP2007050800A - ステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 車体フレームへのステアリング装置の取付け面の腐食や弾性部材の劣化の進行を防止すると共に、車体フレームへのステアリング装置の取付け面の平面度を低コストで確保することが容易なステアリング装置を提供する。
【解決手段】 車体フレーム８４の取付け面８４１と、車体取り付け部３６の取付け面３６１との間の隙間は、垂直面上に形成されている。従って、この隙間に泥水が侵入しても、重力や車体の振動によって隙間から下方に泥水が落下し、隙間に滞留することがない。
また、取付け面３６１がピニオン軸１の軸心１１と平行に形成されるため、ハウジング３を鋳造する際、ハウジング３の型の型割り面と、ハウジング３の取付け面３６１が一致するため、取付け面３６１の平面確保ができ、従来の水平配置と違い、垂直配置することで、鋳造された取付け面３６１の切削加工を廃止できる。
【選択図】 図２

Description

本発明はステアリング装置、特に、ラックピニオン式ステアリング装置の車体への取付け構造に関する。

ラックピニオン式ステアリング装置の車体への取付け構造に関するものとして、特許文献１に示すステアリング装置がある。特許文献１に示すステアリング装置は、車体フレームへのステアリング装置の取付け面が、ラック軸の近傍に水平面上に形成されている。従って、ステアリング装置の取付け面と車体フレームとの間の隙間に侵入した泥水等が、取付け面の隙間に溜まった状態となって、錆の発生によって取付け面の腐食が進行しやすくなったり、防振用の弾性部材の劣化が進行しやすくなったりする不具合が生じていた。

また、ピニオン軸は、ラック軸から垂直面内で車体の上方側に延びるため、車体フレームへのステアリング装置の水平な取付け面とピニオン軸が交差する形状となる。従って、ステアリング装置のハウジング鋳造時の型割り面と、ステアリング装置の水平な取り付け面が交差するため、鋳造された取付け面の平面確保ができず、結果として、鋳造された取付け面に切削加工を施して、取付け面の平面を確保する必要があった。

特開２００２−３０２０５２号公報

本発明は、車体フレームへのステアリング装置の取付け面の腐食や弾性部材の劣化の進行を防止すると共に、車体フレームへのステアリング装置の取付け面の平面度を低コストで確保することを可能にしたステアリング装置を提供することを課題とする。

上記課題は以下の手段によって解決される。すなわち、第１番目の発明は、ハウジング、上記ハウジングのラック軸収納部に車体の車幅方向に往復移動可能に支持され、転舵装置に連結可能なラック軸、上記ハウジングに垂直面内に軸心を有して回転可能に軸支され、上記ラック軸のラック歯に噛合ってステアリングホイールの回転をラック軸に伝達すると共に、車体後方側のステアリングホイールに連結されるピニオン、車体の車幅方向に配設された車体フレームに上記ハウジングを固定するために、上記ハウジングに車体の車幅方向に略平行な垂直面上に形成された取付け面を備えたことを特徴とするステアリング装置である。

第２番目の発明は、第１番目の発明のステアリング装置において、上記ハウジングは鋳造によって成形されており、上記ハウジングの取付け面は切削加工を施さずに車体フレームに固定されることを特徴とするステアリング装置である。

第３番目の発明は、第１番目の発明のステアリング装置において、上記車体フレームが、サスペンションフレームまたはダッシュパネルのいずれかであることを特徴とするステアリング装置である。

第４番目の発明は、第１番目の発明のステアリング装置において、上記取付け面は上記ラック軸収納部の車体下方側に形成されていることを特徴とするステアリング装置である。

第５番目の発明は、第１番目の発明のステアリング装置において、上記ハウジングに形成され、ステアリングホイールに加えられた操舵力に比例した操舵補助力を上記ピニオンに付与する減速機構が収納された減速機構収納部を備え、この減速機構収納部と上記ラック軸収納部とを接続するリブに上記取付け面が形成されていることを特徴とするステアリング装置である。

第６番目の発明は、第１番目の発明のステアリング装置において、上記ハウジングに形成され、ステアリングホイールに加えられた操舵力に比例した操舵補助力を上記ピニオンに付与する減速機構が収納された減速機構収納部を備え、この減速機構収納部と上記ラック軸収納部とを接続するリブ、及び、上記ラック軸収納部の車体下方側に上記取付け面が各々形成されていることを特徴とするステアリング装置である。

本発明のステアリング装置では、車体の車幅方向に配設された車体フレームにステアリング装置のハウジングを固定するために、車幅方向に略平行な垂直面上に形成された取付け面をハウジングに形成した。従って、取付け面に侵入した泥水の排出性能が良好になるため、取付け面の腐食や弾性部材の劣化の進行を防止できる。

また、取付け面がピニオン軸の軸心と平行に形成されるため、ハウジングを鋳造成形する際、ハウジングの型の型割り面とハウジングの取付け面が一致するため、取付け面の平面確保ができ、従来の水平配置と違い、垂直配置することで、鋳造された取付け面の切削加工を廃止できるため、製造コストを削減することができる。

以下の実施例では、ピニオンアシストタイプの電動式パワーステアリング装置に本発明を適用した場合について説明する。

図１は本発明の実施例１のステアリング装置を示す要部の正面図である。図２は図１のＡ−Ａ断面図である。実施例１は、ラック軸よりも車体下方側に車体への取付け面が形成された例について示している。

図１から図２に示すように、本発明の実施例１のステアリング装置のハウジング３は、鋳造で成形されたアルミニウム製の下ハウジング３１と上ハウジング３２で形成され、車体の下方側（図１及び図２の下方）に配置された下ハウジング３１の上端面に、図示しないボルトで上ハウジング３２が固定されている。

上ハウジング３２には、図示しないステアリングシャフトを介してステアリングホイールに連結された入力軸５が、図示しない軸受によって回転可能に軸支されている。入力軸５の軸心５１と同心上に、図示しないトーションバーを介してピニオン軸１の上端部が連結されている。上ハウジング３２には、トーションバーに作用するトルクを検出するトルクセンサー２２が取付けられている。

また、ピニオン軸１の上端部には、ウォーム減速機構４のウォーム４１と噛み合うウォームホイール４２の芯金４３が圧入されている。ウォーム４１は、図示しない操舵補助用の電動モータの出力軸に連結されている。下ハウジング３１の上方側（図１及び図２の上方）には、ピニオン軸１の軸心１１を中心として略円筒形状の減速機構収納部３３が形成され、この減速機構収納部３３に上記したウォーム減速機構４が収納されている。

ピニオン軸１は、ウォームホイール４２の直下で、軸受２１により下ハウジング３１に回転可能に軸支されると共に、ピニオン軸１の下端部は、図示しない軸受により下ハウジング３１に軸支されている。このようにして、ピニオン軸１は、軸受２１等によって、下ハウジング３１にスラスト方向及びラジアル方向に支持されている。ピニオン軸１の軸心１１は、図２で見て、車体の車幅方向（図１の左右方向、図２の紙面に直交する方向）に平行な垂直面上に形成されている。

ステアリングホイールを操作して入力軸５が回転すると、その回転力がトーションバーを介してピニオン軸１に伝達される。この時、舵輪側の抵抗によって、入力軸５とピニオン軸１を連結するトーションバーに捩れが生じ、この捩れによって発生する磁束の増減を、トルクセンサー２２でインダクタンスの変化として検出して、トーションバーに作用するトルクを検出し、電動モータを駆動して、ウォーム４１を所要の操舵補助力で回転させる。

ウォーム４１の回転は、ウォームホイール４２、ピニオン軸１、ピニオン軸１に形成されたピニオン１２を介してラック軸６に伝達される。下ハウジング３１の下方には、円筒断面形状のラック軸収納部３４が形成され、このラック軸収納部３４に、車体の車幅方向（図１の左右方向、図２の紙面に直交する方向）に往復移動可能に、ラック軸６が支持されている。

ラック軸６が車体の車幅方向に往復移動すると、ラック軸６の左右両端（図１の左右方向の両端）に連結された図示しないタイロッド（転舵装置）を介して舵輪の向きを変更することができる。

ラックガイド７は、ラック軸６のラック歯６１の背面側の外周面６２に、円筒状のプッシャー７１を、アジャストカバー７２によって押し付けている。下ハウジング３１には、円形断面のガイド孔３５が形成され、このガイド孔３５にプッシャー７１が図２の左右方向に摺動可能に内嵌している。ガイド孔３５の左側の開口部には雌ネジ３５１が形成され、アジャストカバー７２の外周に形成された雄ネジ７２１が雌ネジ３５１に螺合している。

アジャストカバー７２を回転して、アジャストカバー７２の螺合距離を適度に調整し、ロックナット７３でアジャストカバー７２を緩み止めする。これによって、バネ７４を介してプッシャー７１をラック軸６側に押しつけ、ラック軸６の外周面６２にプッシャー７１を押し付けている。これにより、ピニオン１２とラック軸６のラック歯６１との噛み合い部のバックラッシュを無くし、ラック軸６が円滑に移動するようにしている。

下ハウジング３１には、図１で見て、ラック軸収納部３４の下面から下方にＵ字型に突出した車体取り付け部３６が形成され、この車体取り付け部３６には、図２で右側面側に、車幅方向に平行な垂直面上に形成された取付け面３６１が形成されている。また、この車体取り付け部３６には、図２の左側面側に、取付け面３６１に平行な座面３６３が形成されている。車体取り付け部３６には、取付け面３６１に直交（図１の紙面に直交、図２の左右方向）する方向に円形の貫通孔３６２が形成されている。

貫通孔３６２には、ゴム等の材料で成形された中空円筒形の弾性部材８１が内嵌され、弾性部材８１の内周には、中空円筒形で金属製のブッシュ８２が圧入されている。ブッシュ８２の内周には、ボルト８３が図２の左方向から挿入され、ボルト８３を車体フレーム８４にねじ込んで、車体フレーム８４に車体取り付け部３６を固定している。

図示していないが、ラック軸収納部３４の車幅方向の右端側（図１の右側）にも、車体取り付け部３６と同一構造の車体取り付け部が形成されていて、車幅方向に離間した２箇所の車体取り付け部で、車体フレーム８４にラック軸収納部３４を固定している。また、ハウジング３には、ラック軸収納部３４と減速機構収納部３３とを繋ぐリブ３７が形成されている。このリブ３７によって、車体フレーム８４に車体取り付け部３６を固定した時に、ハウジング３全体としての剛性を確保して、操舵感を良好にしている。

車体フレーム８４は、車体の車幅方向に配設されたサスペンションフレームやダッシュパネルであって、車幅方向に平行な垂直面上に形成された取付け面８４１が形成され、この取付け面８４１は、上記した車体取り付け部３６の取付け面３６１に対向して平行に配置されている。

弾性部材８１の両端（図２の左右方向両端）には、円盤状のフランジ８１１、８１２が形成され、このフランジ８１１、８１２で車体取り付け部３６の座面３６３と取付け面３６１を挟持して、弾性部材８１を車体取り付け部３６に固定している。ボルト８３を車体フレーム８４にねじ込むと、弾性部材８１の右端のフランジ８１２が、車体フレーム８４の取付け面８４１に密着する。

このように、弾性部材８１を介して車体取り付け部３６を車体フレーム８４に固定することで、車体の振動や、車輪からの操舵反力によって、ステアリングホイールに加わる振動を抑制し、操舵感を良好にしている。

図２に示すように、車体フレーム８４の取付け面８４１と、この取付け面８４１に対向する車体取り付け部３６の取付け面３６１との間の隙間は、垂直面上に形成されている。従って、この隙間に泥水が侵入しても、重力や車体の振動によって隙間から下方に泥水が落下し、隙間に滞留することがない。よって、弾性部材８１の劣化や、取付け面８４１、取付け面３６１の腐食を抑制できるので、ステアリング装置の性能が維持され、耐久性が向上する。

また、車体取り付け部３６の取付け面３６１が、ピニオン軸１の軸心１１と平行に形成されるため、ハウジング３を鋳造で成形する際、ハウジング３の型の型割り面と、ハウジング３の取付け面３６１が一致するため、取付け面３６１の平面確保ができ、従来の水平配置と違い、垂直配置することで、鋳造された取付け面３６１の切削加工を廃止できるため、製造コストを削減することができる。

次に本発明の実施例２について説明する。図３は本発明の実施例２のステアリング装置を示す要部の正面図である。実施例２は、ラック軸収納部３４と減速機構収納部３３との間を繋ぐリブに車体取り付け部を形成した場合について示している。以下の説明では、上記実施例１と異なる構造部分についてのみ説明し、重複する説明は省略する。また、同一部品には同一番号を付して説明する。

図３に示すように、本発明の実施例２のステアリング装置は、実施例１の車体取り付け部３６に加えて、実施例１のリブ３７の幅を若干拡大し、追加の車体取り付け部３８を形成している。追加の車体取り付け部３８の詳細な構造の説明は省略するが、実施例１の車体取り付け部３６と全く同一の構造を有し、実施例１で説明した追加のボルト８３によって車体フレーム８４（図２参照）に固定する。

実施例２のステアリング装置によれば、従来から有るリブ３７を利用して追加の車体取り付け部３８を設けるため、重量の増加もわずかであり、ラック軸収納部３４の車幅方向の左端側（図３の左側）を、車体フレーム８４に２箇所の車体取り付け部３６、３８で固定するため、車体への取付け剛性が向上する。変形例として、実施例１の車体取り付け部３６を設けず、追加の車体取り付け部３８だけにしてもよい。

上記実施例では、電動式パワーステアリング装置を有するステアリング装置に適用した例について説明したが、電動式パワーステアリング装置の無いステアリング装置に適用してもよい。

本発明の実施例１のステアリング装置を示す要部の正面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 本発明の実施例２のステアリング装置を示す要部の正面図である。

符号の説明

１ ピニオン軸
１１ 軸心
１２ ピニオン
２１ 軸受
２２ トルクセンサー
３ ハウジング
３１ 下ハウジング
３２ 上ハウジング
３３ 減速機構収納部
３４ ラック軸収納部
３５ ガイド孔
３５１ 雌ネジ
３６ 車体取り付け部
３６１ 取付け面
３６２ 貫通孔
３６３ 座面
３７ リブ
３８ 車体取り付け部
４ ウォーム減速機構
４１ ウォーム
４２ ウォームホイール
４３ 芯金
５ 入力軸
５１ 軸心
６ ラック軸
６１ ラック歯
６２ 外周面
７ ラックガイド
７１ プッシャー
７２ アジャストカバー
７２１ 雄ネジ
７３ ロックナット
７４ バネ
８１ 弾性部材
８１１、８１２ フランジ
８２ ブッシュ
８３ ボルト
８４ 車体フレーム
８４１ 取付け面

Claims (6)

1. ハウジング、
   上記ハウジングのラック軸収納部に車体の車幅方向に往復移動可能に支持され、転舵装置に連結可能なラック軸、
   上記ハウジングに垂直面内に軸心を有して回転可能に軸支され、上記ラック軸のラック歯に噛合ってステアリングホイールの回転をラック軸に伝達すると共に、車体後方側のステアリングホイールに連結されるピニオン、
   車体の車幅方向に配設された車体フレームに上記ハウジングを固定するために、上記ハウジングに車体の車幅方向に略平行な垂直面上に形成された取付け面を備えたこと
   を特徴とするステアリング装置。
2. 請求項１に記載されたステアリング装置において、
   上記ハウジングは鋳造によって成形されており、
   上記ハウジングの取付け面は切削加工を施さずに車体フレームに固定されること
   を特徴とするステアリング装置。
3. 請求項１に記載されたステアリング装置において、
   上記車体フレームが、サスペンションフレームまたはダッシュパネルのいずれかであること
   を特徴とするステアリング装置。
4. 請求項１に記載されたステアリング装置において、
   上記取付け面は上記ラック軸収納部の車体下方側に形成されていること
   を特徴とするステアリング装置。
5. 請求項１に記載されたステアリング装置において、
   上記ハウジングに形成され、ステアリングホイールに加えられた操舵力に比例した操舵補助力を上記ピニオンに付与する減速機構が収納された減速機構収納部を備え、
   この減速機構収納部と上記ラック軸収納部とを接続するリブに上記取付け面が形成されていること
   を特徴とするステアリング装置。
6. 請求項１に記載されたステアリング装置において、
   上記ハウジングに形成され、ステアリングホイールに加えられた操舵力に比例した操舵補助力を上記ピニオンに付与する減速機構が収納された減速機構収納部を備え、
   この減速機構収納部と上記ラック軸収納部とを接続するリブ、及び、上記ラック軸収納部の車体下方側に上記取付け面が各々形成されていること
   を特徴とするステアリング装置。

Images