JP2012250675A - ステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】軽量で、反ピニオン側端部の車体取り付け部近傍の剛性を大きくしたステアリングギヤのハウジングを有するラックピニオン式ステアリング装置を提供する。
【解決手段】反ピニオン側端部の車体取り付け部５のフランジ部５２には、フランジ部５２から中空円筒部１１の車体前後方向の中心及び車体上下方向の中心に向かって形成された第１のリブ５５が一体的に形成されている。従って、第１のリブ５５は、中空円筒部１１の中心軸線に対して傾斜して形成されているため、反ピニオン側端部の車体取り付け部５の車体上下方向と車体前後方向の両方の変形に対する剛性が大きく、反ピニオン側端部の車体取り付け部５の車体前後方向と車体上下方向の両方の変形が減少する。
【選択図】図２

Description

本発明はステアリング装置、特に、ラック軸を往復移動可能に内嵌する中空円筒部を有し、車体フレームに取り付け可能なステアリングギヤのハウジングを有するステアリング装置に関する。

ラックピニオン式ステアリング装置は、タイロッドを介して車輪の操舵角を変えるラック軸が、ステアリングギヤのハウジングに往復移動可能に支持され、ステアリングホイールの回転をラック軸に伝達するピニオン軸が、ステアリングギヤのハウジングに軸受を介して回転可能に軸支されている。

このようなステアリングギヤのハウジングは、操舵時に車輪から伝達される操舵反力を受けるので、この操舵反力を吸収するために車体フレームに固定されている。すなわち、ハウジングの中空円筒部のピニオン側端部と反ピニオン側端部に各々形成された車体取り付け用ボス部にボルトを挿入し、このボルトを車体フレームに締め付けることで、ハウジングを車体フレームに固定している。

反ピニオン側端部の車体取り付け用ボス部近傍は、ピニオン側端部の車体取り付け用ボス部近傍とは異なり、ピニオン軸挿入用の円柱状ボスやラックガイド挿入用の円柱状ボスが無い。従って、反ピニオン側端部の車体取り付け用ボス部近傍の剛性が小さく、操舵反力が作用した時の反ピニオン側端部の車体取り付け用ボス部近傍の変形が大きくなり、その結果として、操縦安定性が低下する不具合が生じる。

特許文献１に開示されたラックピニオン式のステアリング装置は、反ピニオン側端部の車体取り付け用ボス部と中空円筒部との結合部に、中空円筒部との接続側が互いに交わり、反ピニオン側の車体取り付け用ボス部との接続側が互いに離間した二個のリブを、Ｖ字形に形成して、反ピニオン側端部の車体取り付け用ボス部近傍の剛性を大きくしている。しかし、特許文献１に開示されたラックピニオン式のステアリング装置は、二個のリブで剛性を大きくしているため、軽量化の点で問題がある。

国際公開第ＷＯ２００７／０６０８８７号パンフレット

本発明は、軽量で、反ピニオン側端部の車体取り付け部近傍の剛性を大きくしたステアリングギヤのハウジングを有するラックピニオン式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、ステアリングシャフトの下端に取り付けられたピニオンの回転で往復移動するラック軸を摺動可能に内嵌する中空円筒部を有し、車体フレームに取り付け可能なハウジング、上記ハウジングの中空円筒部のピニオン側端部と反ピニオン側端部の両方に、中空円筒部の外周から車体前後方向のいずれか一方に突出して形成され、ハウジングを車体フレームに取り付けるための取り付け孔が車体上下方向に形成された車体取り付け部、上記反ピニオン側端部の車体取り付け部と中空円筒部外周とを接続する一個の第１のリブを備え、上記第１のリブは、上記反ピニオン側端部の車体取り付け部のフランジ部から上記中空円筒部の車体前後方向の中心及び車体上下方向の中心に向かって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、上記車体取り付け部は、上記車体フレームに当接する当接面が下面に形成され、車体上下方向の厚さが小さいフランジ部と、上記フランジ部から車体上方側に延びて一体的に形成され、フランジ部よりも車体左右方向の幅が狭く車体上下方向の厚さが大きいボス部とを備えた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２番目の発明のステアリング装置において、上記車体取り付け部は、上記ボス部の上面の車体左右方向の両端に各々形成され、ボス部の上面と中空円筒部外周とを接続する第２のリブを備えた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は、ハウジングの中空円筒部のピニオン側端部と反ピニオン側端部の両方に、中空円筒部の外周から車体前後方向のいずれか一方に突出して形成され、ハウジングを車体フレームに取り付けるための取り付け孔が車体上下方向に形成された車体取り付け部と、反ピニオン側端部の車体取り付け部と中空円筒部外周とを接続する一個の第１のリブを備え、第１のリブは、反ピニオン側端部の車体取り付け部のフランジ部から中空円筒部の車体前後方向の中心及び車体上下方向の中心に向かって形成されていることを特徴としている。

従って、第１のリブは、中空円筒部の中心軸線に対して傾斜して形成されるため、反ピニオン側端部の車体取り付け部の車体上下方向と車体前後方向の両方の変形に対する剛性が大きく、反ピニオン側端部の車体取り付け部の車体前後方向と車体上下方向の両方の変形が減少する。また、一個のリブで済むため、ステアリングギヤを軽量化することができる。

本発明の実施例のステアリング装置を示し、コラムアシスト型ラックピニオン式ステアリング装置の全体斜視図である。 図１のステアリングギヤのハウジングの要部を示す正面図である。 図２の平面図である。 図３のＡ−Ａ断面図である。

図１は本発明の実施例のステアリング装置を示し、コラムアシスト型ラックピニオン式パワーステアリング装置の全体斜視図である。図１に示すように、本発明の実施例のコラムアシスト型ラックピニオン式パワーステアリング装置は、ステアリングホイール１０１の操作力を軽減するために、コラム１０５の中間部に取付けたモータ１０２の操舵補助力をステアリングシャフトに付与している。そして、ステアリングシャフトの回転を中間シャフト１０６に伝達し、ピニオン軸１０７を介してラックピニオン式のステアリングギヤ１０３のラック軸を往復移動させ、タイロッド１０４を介して舵輪を操舵している。

図２は図１のステアリングギヤのハウジング１の要部を示す正面図である。図３は図２の平面図である。図４は図３のＡ−Ａ断面図である。本発明の実施例のステアリングギヤ１０３のハウジング１は、フロントサブフレーム等の車体フレーム２（図４参照）に取り付けられている。

図２の紙面に直交する手前側が車体後方側、図２の紙面に直交する奥側が車体前方側、図２の左右方向が車体左右方向、図２の上方向が車体上方側、図２の下方向が車体下方側である。また、図３の紙面に直交する手前側が車体上方側、図３の紙面に直交する奥側が車体下方側、図３の左右方向が車体左右方向、図３の上方向が車体前方側、図３の下方向が車体後方側である。

ステアリングギヤ１０３のハウジング１はアルミニウム合金のダイキャスト製で、中空円筒部１１の内周１２には、図２、図３の左右方向に摺動可能にラック軸３１が内嵌している。ラック軸３１の左右両端には図示しないボールジョイントソケットが各々ねじ込まれて取り付けられ、、ボールジョイントソケットに連結されたタイロッド（図１参照）１０４、１０４が、図示しないナックルアームを介して車輪に接続されている。

中空円筒部１１の左端には、中空円筒部１１の外周１５から車体上方側へ突出してピニオン軸挿入用の円柱状ボス１３が一体的に形成され、このピニオン軸挿入用の円柱状ボス１３に挿入されたピニオン軸３２の下端には、ラック軸３１に噛み合う図示しないピニオンが形成されている。ピニオン軸３２の上端は、ステアリングホイール１０１に連結された図１の自在継手１０８の下端に連結されている。

中空円筒部１１の左端には、ピニオン軸挿入用の円柱状ボス１３に隣接して、中空円筒部１１の外周１５から車体後方側（紙面に直交する手前方向）に突出して、ラックガイド挿入用の円柱状ボス１４が一体的に形成されている。このラックガイド挿入用の円柱状ボス１４には、図示しないラックガイドが挿入され、ラック軸３１の背面（ラック歯面と反対側）をローラー等により案内して、ピニオンとの噛み合い時の反力によるラック軸３１の変形を防止して、ラック軸３１が円滑に摺動するようにしている。

運転者がステアリングホイール１０１を回転すると、ピニオン軸３２のピニオンが回転し、ピニオンの回転に応じて、ラック軸３１が左右に摺動して、車輪の操舵角を変えることができる。

中空円筒部１１の左端（ピニオン側端部）、及び、中空円筒部１１の右端（反ピニオン側端部）には、中空円筒部１１の外周１５から車体後方側（紙面に直交する手前方向）に突出して、車体取り付け部４、５が形成されている。車体取り付け部４、５には、雌ねじ（取り付け孔）４１、５１が車体上下方向（図２の上下方向、図３の紙面に直交する方向）に各々一箇所形成されている。雌ねじ４１、５１に車体下方側からボルト６（図４参照）をねじ込み、ボルト６を車体フレーム２に締め付けることで、ハウジング１を車体フレーム２に固定する。

車体取り付け部４、５には、車体左右方向の幅が広く車体上下方向の厚さが小さいフランジ部４２、５２が形成され、フランジ部４２、５２の下面に形成された当接面４２１、５２１が車体フレーム２の上面（図４参照）２１に当接して、ボルト６によって車体フレーム２に締め付けられる。両方のフランジ部４２、５２には、フランジ部４２、５２から車体上方側に延びて形成され、フランジ部４２、５２よりも車体左右方向の幅が狭く車体上下方向の厚さが大きいボス部４３、５３が形成されている。

ボス部４３、５３の車体左右方向の幅をフランジ部４２、５２の車体左右方向の幅と同一にすれば、ボス部４３、５３の剛性を大きくすることができる。しかし、ダイキャスト成型時の巣の発生を抑制するために、フランジ部４２、５２の車体左右方向の幅よりもボス部４３、５３の車体左右方向の幅を狭くしている。

反ピニオン側端部の車体取り付け部５近傍の変形を抑制するために、反ピニオン側端部のフランジ部５２には、フランジ部５２と中空円筒部１１の外周１５とを接続する一個の第１のリブ５５が形成されている。第１のリブ５５は、フランジ部５２から中空円筒部１１の車体前後方向の中心及び車体上下方向の中心に向かって形成されている。

また、両方のボス部４３、５３には、ボス部４３、５３の上面の車体左右方向の両端に、ボス部４３、５３の上面と中空円筒部１１の外周１５とを接続する第２のリブ４４、４４、５４、５４が形成されている。

上記したように、反ピニオン側端部の車体取り付け部５のフランジ部５２には、フランジ部５２から中空円筒部１１の車体前後方向の中心及び車体上下方向の中心に向かって形成された第１のリブ５５が一体的に形成されている。従って、第１のリブ５５は、中空円筒部１１の中心軸線に対して傾斜して形成されるため、反ピニオン側端部の車体取り付け部５の車体上下方向と車体前後方向の両方の変形に対する剛性が大きく、反ピニオン側端部の車体取り付け部５の車体前後方向と車体上下方向の両方の変形が減少する。そのため、ステアリングギヤ１０３に操舵反力が作用した時の操縦安定性が向上する。また、一個のリブで済むため、ステアリングギヤ１０３を軽量化することができる。

また、反ピニオン側端部の車体取り付け部５のボス部５３の上面と中空円筒部１１の外周１５とを接続する第２のリブ５４、５４が、反ピニオン側端部の車体取り付け部５の捩れ方向の変形に対する剛性を大きくしている。

上記実施例では、コラムアシスト型ラックピニオン式パワーステアリング装置に適用した例について説明したが、ピニオンアシスト型ラックピニオン式パワーステアリング装置やマニュアル型ラックピニオン式ステアリング装置に適用してもよい。

１０１ ステアリングホイール
１０２ モータ
１０３ ステアリングギヤ
１０４ タイロッド
１０５ コラム
１０６ 中間シャフト
１０７ ピニオン軸
１０８ 自在継手
１ ハウジング
１１ 中空円筒部
１２ 内周
１３ ピニオン軸挿入用の円柱状ボス
１４ ラックガイド挿入用の円柱状ボス
１５ 外周
２ 車体フレーム
２１ 上面
３１ ラック軸
３２ ピニオン軸
４ 車体取り付け部
４１ 雌ねじ（取り付け孔）
４２ フランジ部
４２１ 当接面
４３ ボス部
４４ 第２のリブ
５ 車体取り付け部
５１ 雌ねじ（取り付け孔）
５２ フランジ部
５２１ 当接面
５３ ボス部
５４ 第２のリブ
５５ 第１のリブ
６ ボルト

Claims (3)

1. ステアリングシャフトの下端に取り付けられたピニオンの回転で往復移動するラック軸を摺動可能に内嵌する中空円筒部を有し、車体フレームに取り付け可能なハウジング、
   上記ハウジングの中空円筒部のピニオン側端部と反ピニオン側端部の両方に、中空円筒部の外周から車体前後方向のいずれか一方に突出して形成され、ハウジングを車体フレームに取り付けるための取り付け孔が車体上下方向に形成された車体取り付け部、
   上記反ピニオン側端部の車体取り付け部と中空円筒部外周とを接続する一個の第１のリブを備え、
   上記第１のリブは、上記反ピニオン側端部の車体取り付け部のフランジ部から上記中空円筒部の車体前後方向の中心及び車体上下方向の中心に向かって形成されていること
   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、
   上記車体取り付け部は、
   上記車体フレームに当接する当接面が下面に形成され、車体上下方向の厚さが小さいフランジ部と、
   上記フランジ部から車体上方側に延びて一体的に形成され、フランジ部よりも車体左右方向の幅が狭く車体上下方向の厚さが大きいボス部とを備えたこと
   を特徴とするステアリング装置。
3. 請求項２に記載されたステアリング装置において、
   上記車体取り付け部は、
   上記ボス部の上面の車体左右方向の両端に各々形成され、ボス部の上面と中空円筒部外周とを接続する第２のリブを備えたこと
   を特徴とするステアリング装置。

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