JP2009073380A - ラックアンドピニオン式ステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ラックハウジングの鋳造性を向上させることにより、低コスト化を実現すると共に、安定した品質精度を確保する。
【解決手段】車体への取付け部であるボス部４３を、ラック収容部４２ｒの下面から略下方に突出させ、その車体への取付け面４７を、ラックハウジング４２をラック軸方向に見て、ラック軸Ａｒと平行で且つピニオン軸Ａｐと平行に配置する。又は、ボス部４３を、ラック収容部４２ｒの下面から略水平方向に突出させ、その車体への取付け面４７を、ラックハウジング４２をラック軸方向に見て、ラック軸Ａｒと平行で且つピニオン軸Ａｐと直角に配置する。
【選択図】図３

Description

本発明は、ラックアンドピニオン式ステアリング装置に関するものである。

ラック軸を指示するラック収容筒と、このラック収容筒と交差し、ピニオン軸を支持するピニオン収容筒と、を一体化させたギヤハウジングを鋳込みによって形成し、鋳込みの後にラック収容筒の両側から抜き出す中子の分割線を、ラック収容筒とピニオン収容筒との交差部に配置しているものがある（特許文献１参照）。
特開２０００−６８２３号公報

ラックハウジングを鋳造する際、車体に固定するためのボス部も併せて一体形成することが多いが、ピニオン軸は、通常、ラック軸に対して傾けて配置しており、図６に示すように、ピニオン軸と、ラック軸と、ボス部の車体への取付け面とを、非平行・非直角となるように、三次元で複雑に配置すると、ラックハウジングを鋳造する際の型割りが複雑になるので、コストが増大してしまう。特に、電動パワーステアリングの採用により、ラックハウジングにウォームギヤを収容する構造では、さらに型割りが複雑になってしまい、鋳造欠陥が生じる可能性もある。
本発明の課題は、ラックハウジングの鋳造性を向上させることにより、低コスト化を実現すると共に、安定した品質精度を確保することにある。

本発明の請求項１に係るラックアンドピニオン式ステアリング装置は、ピニオン軸及びラック軸を内装し鋳造されるラックハウジングを車体に取付けるようにしたラックアンドピニオン式ステアリング装置であって、前記ラックハウジングをラック軸方向に見て、前記ラックハウジングにおける車体への取付け面を、前記ラック軸と平行で且つ前記ピニオン軸と平行に配置したことを特徴とする。

本発明の請求項２に係るラックアンドピニオン式ステアリング装置は、ピニオン軸及びラック軸を内装し鋳造されるラックハウジングを車体に取付けるようにしたラックアンドピニオン式ステアリング装置であって、前記ラックハウジングをラック軸方向に見て、前記ラックハウジングにおける車体への取付け面を、前記ラック軸と平行で且つ前記ピニオン軸と直角に配置したことを特徴とする。
本発明の請求項３に係るラックアンドピニオン式ステアリング装置は、電動モータによって、前記ピニオン軸又は前記ラック軸に操舵補助力を伝達する操舵補助機構を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、ラックハウジングをラック軸方向に見て、ラックハウジングにおける車体への取付け面を、ラック軸と平行で且つピニオン軸と平行に配置する、又はラック軸と平行で且つピニオン軸と直角に配置することで、鋳造する際の型割りが複雑になることを回避し、ラックハウジングの鋳造性を向上させることができる。このように、ラックハウジングの鋳造性を向上させるときに、低コスト化を実現すると共に、安定した品質精度を確保し、更に強度設定を容易することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、ピニオンタイプの電動パワーステアリング装置を搭載したステアリング装置の全体図であり、図２は、ステアリングギヤの断面図であり、図３は、ラックハウジングの正面図、及び側面図である。
図１に示すように、ステアリング装置１では、ステアリングホイール２をステアリングシャフト３の一端に連結しており、ステアリングシャフト３は、ステアリングコラム４によって回転自在に保持されている。ステアリングシャフト３の他端は、ユニバーサルジョイント５を介して中間シャフト６の上端に連結され、中間シャフト６の下端は、ユニバーサルジョイント７を介してステアリングギヤ８におけるインプットシャフト９の上端に連結される。ステアリングギヤ８では、インプットシャフト９から入力される回転運動を電動モータ１０によって助勢し、その回転運動を後述するラック１１の軸方向（車幅方向）の直線運動に変換する。ラック１１の両端は、夫々、左右のタイロッド１２に連結され、ラック１１の進退に応じてタイロッド１２を押したり引いたりすることで、車輪が操向される。

図２に示すように、ステアリングギヤ８では、ハウジング２１の内部で、インプットシャフト９を、トーションバー２２を介してアウトプットシャフト２３に連結している。インプットシャフト９は、略円筒状に形成され、トーションバー２２は、このインプットシャフト９に挿通された状態で、上端側がインプットシャフト９に連結され、下端側がアウトプットシャフト２３に連結される。インプットシャフト９は、軸受２４によって軸支され、アウトプットシャフト２３は、軸受２５、２６によって軸支される。

インプットシャフト９の外周面に対向する位置には、トルクセンサ３１を設置する。このトルクセンサ３１は、運転者からの操舵トルクに応じてトーションバー２２が捩じられるときの、インプットシャフト９とアウトプットシャフト２３との相対角変位を検出し、これに基づいて操舵トルクを検出している。
アウトプットシャフト２３には、操舵補助機構３２を設けている。この操舵補助機構３２は、アウトプットシャフト２３の上部に結合したウォームホイール３３と、このウォームホイール３３に噛合すると共に、モータ回転軸１０ａに結合されたウォーム３４と、で構成される。すなわち、電動モータ１０の回転トルクで、アウトプットシャフト２３の回転を助勢することにより、操舵補助力を付与することができる。

アウトプットシャフト２３の下部には、ピニオン３５を形成し、このピニオン３５に対して、ラック１１を噛合させている。ラック１１の噛合部分の背面には、このラック１１をピニオン３５の側に付勢すると共に、バックラッシュを調整可能なラックガイド３６を設けている。
ハウジング２１は、上段のセンサハウジング４１と下段のラックハウジング４２とに分割可能で、図３に示すように、ラックハウジング４２には、上端が開口したピニオン収容部４２ｐと、このピニオン収容部４２ｐと交差するように連接され車幅方向に延在するラック収容部４２ｒと、このラック収容部４２ｒとピニオン収容部４２ｐとが交差する位置に突設されたラックガイド収容部４２ｇとが形成される。

ラック収容部４２ｒの両端側の下面には、夫々、略垂直方向に突出する取付け部としてのボス部４３を、一体形成してあり、このボス部４３を車体（サスペンションメンバや車体フレーム）に結合することで、ラックハウジング４２を車体に取付ける。ラックハウジング４２をラック軸方向に見て、ボス部４３における車体への取付け面４７は、ピニオン軸Ａｐと平行に配置している。

次に、本発明の作用効果について説明する。
本実施形態では、ラックハウジング４２をラック軸方向に見て、ボス部４３における車体への取付け面４７を、ラック軸Ａｒと平行で且つピニオン軸Ａｐと平行に配置した。このように、ラックハウジング４２の形状において、ピニオンＡｐと平行な面を増加させることで、ラックハウジング４２を鋳造する際の型割りが複雑になることを回避し、その鋳造性を向上させることができる。したがって、低コスト化を実現すると共に、安定した品質精度を確保することができる。
また、ラックハウジング４２にウォームホイール３３も収容するような構造では、さらに型割りが複雑になり、鋳造欠陥が生じる可能性が高まるので、型割りの複雑化を回避できる本発明が有効である。

なお、上記の実施形態では、ラックハウジング４２をラック軸方向に見て、ボス部４３における車体への取付け面４７を、ラック軸Ａｒと平行で且つピニオン軸Ａｐと平行に配置しているが、これに限定されるものではない。すなわち、図４に示すように、ボス部４３を、ラック収容部４２ｒの下面から略水平方向に突出させ、その車体への取付け面４７を、ラック軸Ａｒと平行で且つピニオン軸Ａｐと直角に配置してもよい。このように、ラックハウジング４２の形状において、ピニオンＡｐと直角な面を増加させて、その鋳造性を向上させることにより、低コスト化を実現すると共に、安定した品質精度を確保することができる。

また、上記の実施形態では、ステアリングギヤ８に電動モータ１０を配置し、ピニオン３５に操舵補助力を付与するピニオンタイプの電動パワーステアリング装置を搭載しているが、これに限定されるものではない。すなわち、図５に示すように、ステアリングコラム４に電動モータ１０を配置し、ステアリングシャフト３に操舵補助力を付与するコラムタイプの電動パワーステアリング装置を搭載していても、本発明を適用できる。したがって、ステアリングギヤ８に操舵補助機構３２を含まない構成であってもよい。

ピニオンタイプの電動パワーステアリング装置を搭載したステアリング装置の全体図である。 ステアリングギヤの断面図である。 取付け面をピニオン軸と平行に配置したラックハウジングの正面図、及び側面図である。 取付け面をピニオン軸と垂直に配置したラックハウジングの正面図、及び側面図である。 コラムタイプの電動パワーステアリング装置を搭載したステアリング装置の全体図である。 従来のラックハウジングの正面図、及び側面図である。

符号の説明

１…ステアリング装置、２…ステアリングホイール、３…ステアリングシャフト、８…ステアリングギヤ、９…インプットシャフト、１０…電動モータ、１１…ラック、１２…タイロッド、２１…ハウジング、２２…トーションバー、２３…アウトプットシャフト、３１…トルクセンサ、３２…操舵補助機構、３３…ウォームホイール、３４…ウォーム、３５…ピニオン、３６…ラックガイド、４１…センサハウジング、４２…ラックハウジング、４２ｐ…ピニオン収容部、４２ｒ…ラック収容部、４２ｇ…ラックガイド収容部、４３…ボス部、４５…取付け面、Ａｒ…ラック軸、Ａｐ…ピニオン軸

Claims (3)

1. ピニオン軸及びラック軸を内装し鋳造されるラックハウジングを車体に取付けるようにしたラックアンドピニオン式ステアリング装置であって、
   前記ラックハウジングをラック軸方向に見て、前記ラックハウジングにおける車体への取付け面を、前記ラック軸と平行で且つ前記ピニオン軸と平行に配置したことを特徴とするラックアンドピニオン式ステアリング装置。
2. ピニオン軸及びラック軸を内装し鋳造されるラックハウジングを車体に取付けるようにしたラックアンドピニオン式ステアリング装置であって、
   前記ラックハウジングをラック軸方向に見て、前記ラックハウジングにおける車体への取付け面を、前記ラック軸と平行で且つ前記ピニオン軸と直角に配置したことを特徴とするラックアンドピニオン式ステアリング装置。
3. 電動モータによって、前記ピニオン軸又は前記ラック軸に操舵補助力を伝達する操舵補助機構を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載のラックアンドピニオン式ステアリング装置。

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