JP2015016717A

JP2015016717A - ステアリング装置

Info

Publication number: JP2015016717A
Application number: JP2013143519A
Authority: JP
Inventors: 良雄小野寺; Yoshio Onodera
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2013-07-09
Filing date: 2013-07-09
Publication date: 2015-01-29

Abstract

【課題】ブーツをハウジングの外周面に嵌合させる際に、容易かつ確実に位置決めを行うことが可能なステアリング装置を提供する。
【解決手段】ステアリング装置１は、車両の転舵輪１１に連結されたタイロッド１２を介して転舵輪１１を転舵させるラック軸６１と、転舵軸１１を収容するラックハウジング７と、転舵軸１１とタイロッド１２とを連結するボールジョイント１３と、一端部８ａがラックハウジング７に固定され、ボールジョイント１３を覆うブーツ８と、ブーツ８の第１及び第２環状部８１，８２を締め付ける帯状の締付部材９とを備え、ラックハウジング７は、ブーツ８が固定される円筒状の固定部７１の外周面７１ａに突起７２を有し、ブーツ８の一端部８ａには、内周面に突起７２を収容する凹部８００が形成され、第１及び第２環状部８１，８２が凹部８００をラックハウジング７の軸方向に挟む両側に形成されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、ステアリング装置に関する。

ラックアンドピニオン式のパワーステアリング装置は、ステアリングホイールに固定されたステアリングシャフトの回転がピニオン軸を介してラック軸の直線運動に変換される構成を有している。ラック軸は、ラックハウジングに収容され、ラック軸線方向に往復移動可能に支持されている。ラック軸の両端には、ボールジョイントを介して転舵輪（前輪）を転舵させるタイロッドが連結されている。ラック軸とタイロッドとの連結部分は、ラック軸線方向に伸縮可能な筒状の蛇腹部を有するブーツに覆われている（例えば、特許文献１参照）。

ブーツは、その一端部がラックハウジングの外周面に締付固定され、他端部がタイロッドの外周面に締付固定される。ラックハウジング及びタイロッドの外周面には、ブーツの締め付け部を位置決めするための凹部が形成され、ブーツの端部がこの凹部に位置決めされた状態で締付部材によって締め付けられることにより、ラックハウジング及びタイロッドに固定される。

特開２００８−１３１５号公報

ところで、ブーツは内径が拡大するように弾性変形してラックハウジング及びタイロッドの外周面に嵌合されるので、ブーツの嵌合の際には嵌合方向に強い押し付け力を加える必要がある。そのため、ブーツの締め付け部が凹部を越えてしまい、その状態で締め付け部材によって締め付けられる場合がある。この場合には、ラックハウジング及びブーツ内の気密性が低下してしまうため、作業のやり直しが必要となる。また、ブーツが正規の嵌合位置を越えて移動してしまう現象は、比較的強い力が必要となるラックハウジングへのブーツの嵌合時に顕著に発生する。

そこで、本発明は、ブーツをハウジングの外周面に嵌合させる際に、容易かつ確実に位置決めを行うことが可能なステアリング装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、車両の転舵輪に連結されたタイロッドを介して前記転舵輪を転舵させる転舵軸と、前記転舵軸を軸方向移動可能に収容する筒状のハウジングと、前記転舵軸の端部と前記タイロッドとを連結するジョイントと、一端部が前記ハウジングに固定され、前記ジョイントを覆う伸縮可能な樹脂からなる筒状のブーツと、前記ブーツの前記一端部における締付部位を締め付ける帯状の締付部材とを備え、前記ハウジングは、前記ブーツが固定される円筒状の固定部の外周面に突起を有し、前記ブーツの前記一端部には、前記固定部に対向する内周面に前記突起を収容する凹部が形成され、前記締付部位が前記凹部を前記ハウジングの軸方向に挟む両側に形成されている、ステアリング装置を提供する。

本発明によれば、ブーツをハウジングの外周面に嵌合させる際に、容易かつ確実に位置決めを行うことが可能となる。

本発明の実施の形態に係るラックアンドピニオン式ステアリング装置を示す概略構成図である。ラック軸の端部及びその周辺部を示す断面図である。ラックハウジングの端部及びその周辺部を示す断面図である。ブーツの端部を示す部分断面図である。（ａ）は、ブーツバンドのかしめ前の形態を示す説明図であり、（ｂ）は、ブーツバンドのかしめ後の形態を示す説明図である。

［実施の形態］
図１は、本発明の実施の形態に係るステアリング装置１を示す概略構成図である。

ステアリング装置１は、運転者が回転操舵するステアリングホイール２と、ステアリングホイール２が一端に固定されたステアリングシャフト３と、アシストトルクを発生させて操舵を補助する操舵補助装置４と、操舵補助装置４の出力軸４０に連結された中間軸５と、中間軸５に連結されたピニオン軸６０及びこのピニオン軸６０の回転によって軸方向に移動する転舵軸としてのラック軸６１を有する転舵機構６とを備える。

ステアリングシャフト３は、ステアリングコラム３０の内部に回転自在に支持され、ステアリングホイール２と一体に回転する。操舵補助装置４は、電動モータと減速機とを備え、ステアリングホイール２の操舵トルクに応じたアシストトルクを出力軸４０に付与する。

転舵機構６は、ステアリングホイール２の操作によって回転するピニオン軸６０の外周面に形成されたピニオン歯６０１にラック軸６１のラック歯６１１が噛み合うことにより、ラック軸６１が車両の車幅方向に進退移動する。ラック軸６１は、車両の転舵輪１１に連結されたタイロッド１２を介して転舵輪１１を転舵させる。ラック軸６１とタイロッド１２とは、後述するボールジョイント１３（図２に示す）によって連結されている。転舵輪１１は、ラック軸６１の軸方向の変位量に応じてその転舵角が変化する。

また、ステアリング装置１は、ラック軸６１を軸方向移動可能に収容する筒状のラックハウジング７と、一端部がラックハウジング７に固定され、ボールジョイント１３を覆う伸縮可能な樹脂からなる筒状のブーツ８とを備えている。ブーツ８の他端部はタイロッド１２に固定され、ラックハウジング７の内部を含む転舵機構６の収容空間の気密性がブーツ８によって保たれている。ブーツ８は、複数の山部と谷部が交互に連続して形成された蛇腹構造により、ラックハウジング７とタイロッド１２との間で伸縮可能である。

図２は、ラック軸６１の端部及びその周辺部を示す断面図である。なお、図２では、ラック軸６１の一方の端部を示しているが、ラック軸６１の他方の端部も同様に構成されている。

タイロッド１２は、円柱状の軸部１２０と、軸部１２０のラック軸６１側の端部に形成されたボールスタット１２１とを有している。ボールスタット１２１の先端部には、軸部１２０よりも細径の連結軸１２２を介して球状の球頭部１２３が設けられている。

ボールジョイント１３は、ラック軸６１の端部に固定されたソケット１３０と、ボールスタット１２１とによって構成されている。ソケット１３０は、ボールスタット１２１の球頭部１２３を回動可能に保持している。

ラック軸６１は、その両端部を除いてラックハウジング７に収容され、図略のラックブッシュを介して軸方向移動可能に支持されている。ラック軸６１の両端部には、軸方向端面に開口する雌ネジ孔６１２が形成され、この雌ネジ孔６１２にソケット１３０の雄ネジ部１３１が螺合している。

ラックハウジング７は、例えばアルミニウム合金からなり、その両端部にブーツ８が固定される円筒状の固定部７１を有している。ラックハウジング７の両端部における固定部７１の内側には、ソケット１３０に当接してラック軸６１の軸方向移動量を規制する円筒状のラックストッパ７０が嵌合されている。ラックストッパ７０は、例えば鉄系金属からなり、ラックハウジング７の軸方向の端部に形成された嵌合凹部７ａに例えば圧入して固定されている。

ブーツ８は、例えばポリエステル系熱可塑性エラストマー等の樹脂からなり、ラックハウジング７の固定部７１に固定される一端部８ａがタイロッド１２に固定される他端部８ｂよりも大径に形成された筒状であり、一端部８ａと他端部８ｂとの間に蛇腹構造の蛇腹部８ｃを有している。ブーツ８の一端部８ａは、ラックハウジング７の固定部７１に嵌合され、帯状の締付部材９によってラックハウジング７の固定部７１に締め付けられている。また、ブーツ８の他端部８ｂは、例えば鉄系金属からなるブーツバンド１４によってタイロッド１２の軸部１２０に締め付けられている。

図３は、ラックハウジング７の固定部７１及びその周辺部を拡大して示す図２の部分拡大図である。

ラックハウジング７は、固定部７１の外周面７１ａに突起７２を有している。突起７２は、固定部７１の軸方向における中央部に、固定部７１の外周面７１ａの周方向に沿って延びるように形成されている。本実施の形態では、突起７２が固定部７１の全周に亘って環状に形成されている。ただし、外周面７１ａに複数の円弧状の突起７２が周方向に並列して形成されていてもよい。

突起７２は、ラックハウジング７の軸方向に沿った断面における形状が台形状であり、その外周面７２ａ側ほど軸方向の厚みが薄くなっている。また、突起７２は、ラックハウジング７の先端側の端面７２ｂが、ブーツ８の一端部８ａを固定部７１に嵌合する際にブーツ８を拡径するように傾斜している。本実施の形態では、ラックハウジング７の軸方向に沿った断面における端面７２ｂが直線状であり、端面７２ｂが固定部７１の外周面７１ａとなす角度が鈍角である。ただし、突起７２における端面７２ｂの断面形状は直線状に限らず、例えば円弧状に湾曲していてもよい。また、突起７２における端面７２ｂとは反対側の端面７２ｃは、端面７２ｂと対称な形状に形成されている。

ブーツ８の一端部８ａには、ラックハウジング７の固定部７１に対向する内周面に、突起７２を収容する凹部８００が形成されている。また、凹部８００の両側には、締付部材９によって締め付けられる締付部位として、第１環状部８１及び第２環状部８２が形成されている。つまり、ブーツ８の一端部８ａには、締付部材９によって締め付けられる締付部位が、凹部８００をラックハウジング７の軸方向に挟む両側に形成されている。

より詳細には、ブーツ８の一端部８ａは、突起７２を収容する断面コ字状乃至Ｕ字状の収容部８０と、収容部８０よりも蛇腹部８ｃ側に形成された第１環状部８１と、収容部８０よりもブーツ８の先端側に形成された第２環状部８２とを有している。収容部８０は、その内面が突起７２を収容する凹部８００として形成され、凹部８００は内側（固定部７１側）に開口を有している。第１環状部８１及び第２環状部８２は、収容部８０に連続して一体に形成されている。

また、ブーツ８には、第２環状部８２よりも先端側に、第２環状部８２の幅方向（ラックハウジング７の軸方向）の端部から外方に突出する壁部８３と、壁部８３の外方の端部からラックハウジング７の軸方向に沿って第２環状部８２とは反対側に延びる環状の鍔部８４とが形成されている。

ラックハウジング７は、固定部７１よりも軸方向中央部側に、凹部８００が突起７２に対応する位置を越えてブーツ８が固定部７１に嵌合された際、ブーツ８の鍔部８４に干渉してブーツ８の移動を規制する規制部７３を有している。本実施の形態では、規制部７３が、ラックハウジング７の外周面に沿って周方向に延びる断面台形状の突条として形成されている。ただし、ラックハウジング７の外周面に複数の規制部７３が周方向に並列して形成されていてもよい。

規制部７３は、ラックハウジング７の先端部からブーツ８が嵌合された際、凹部８００が突起７２に対応する正規の位置を越えてブーツ８がラックハウジング７の軸方向中央部側に移動すると、鍔部８４に接触してブーツ８のさらなる移動を規制する。規制部７３は、第１環状部８１が突起７２を乗り越えようとした際に鍔部８４に接触する位置に設けられ、鍔部８４が規制部７３から受ける反力ならびに第１環状部８１が突起７２から受ける反力によって、ブーツ８のさらなる移動が抑止される。

締付部材９は、ブーツ８の収容部８０、第１環状部８１、及び第２環状部８２を外方から覆い、ラックハウジング７の固定部７１側に締め付けている。これにより、第１環状部８１及び第２環状部８２の内周面が固定部７１の外周面７１ａに密着し、ラックハウジング７の気密性が保たれる。また、本実施の形態では、収容部８０のうち、突起７２の外方にあたる部位が締付部材９によって締め付けられている。これにより、凹部８００の底面にあたる収容部８０の内周面が突起７２の外周面７２ａに密着し、ラックハウジング７の気密性がより高まる。

図４は、ラックハウジング７に固定される前のブーツ８の一端部８ａを示す断面図である。

第１環状部８１の内周面８１ａには、周方向に沿って環状に形成されたシールリップ８１０が形成されている。また、第２環状部８２の内周面８２ａには、周方向に沿って環状に形成されたシールリップ８２０が形成されている。本実施の形態では、シールリップ８１０，８２０が断面円弧状に形成されている。

収容部８０の外周面８０ａの幅をＷ_０とし、締付部材９によって締め付けられる第１環状部８１及び第２環状部８２の幅をそれぞれＷ_１，Ｗ_２とすると、Ｗ_０は例えば３ｍｍであＷ_１，Ｗ_２は例えば４ｍｍである。また、第２環状部８２の幅Ｗ_２を第１環状部８１の幅Ｗ_１よりも狭くしてもよい。この場合、第２環状部８２が突起７２を越えるために必要な力が小さくなるので、ブーツ８をラックハウジング７の固定部７１により嵌合しやすくなる。また、突起７２の固定部７１における外周面７１ａからの高さＨ_１（図５（ａ）参照）は、例えば１．５〜３ｍｍである。

図５は、ラックハウジング７の固定部７１に嵌合されたブーツ８の一端部８ａを締付部材９によって締め付ける工程を示す説明図であり、（ａ）は締め付け前の状態を、（ｂ）は締め付け後の状態を、それぞれ示す。

締付部材９は、ラックハウジング７の固定部７１に嵌合されたブーツ８の一端部８ａの外周を覆うように、固定部７１の外周面７１ａと平行な状態で配置され、治具９０を用いたロール加締めによって加締められる。治具９０は、ブーツ８の第１環状部８１に対応する第１突起９１と、第２環状部８２に対応する第２突起９２とを有し、ブーツ８の一端部８ａの周囲を回転しながら締付部材９を加締める。

この際、治具９０の第１突起９１は締付部材９の幅方向（ラックハウジング７の軸方向）の一端部を第１環状部８１の外周面に押し付け、第２突起９２は締付部材９の幅方向の他端部を第２環状部８２の外周面に押し付ける。これにより、図５（ｂ）に示すように、締付部材９が塑性変形し、締付部材９がブーツ８の収容部８０，第１環状部８１，及び第２環状部８２をラックハウジング７の固定部７１に向かって締め付けた状態で固定される。

［実施の形態の効果］
以上説明した実施の形態によれば、次に示す効果が得られる。

（１）ブーツ８の一端部８ａをラックハウジング７に嵌合する際、凹部８００が突起７２に対応する正規の位置にブーツ８を位置決めしやすくなるので、ブーツ８の嵌合位置が適切でない場合に発生し得る気密性の低下を防ぐことができる。

（２）突起７２は、ラックハウジング７の先端側の端面７２ｂが、ブーツ８の一端部８ａをラックハウジング７の固定部７１に嵌合する際にブーツ８を拡径するように傾斜しているので、ブーツ８の一端部８ａをラックハウジング７に嵌合する作業が行いやすくなる。また、第２環状部８２が突起７２を越えるために必要な力が小さくなるので、正規の位置を越えてブーツ８がラックハウジング７に嵌合してしまうことを抑制することができる。

（３）ブーツ８は、収容部８０における突起７２の外周面７２ａの外方にあたる部位が締付部材９によって締め付けられるので、ラックハウジング７の気密性がより高まる。

（４）ブーツ８は、一端部８ａが正規の位置を越えて固定部７１に嵌合された際、鍔部８４が規制部７３に干渉して移動規制されるので、ブーツ８を正規の位置にさらに位置決めしやすくなる。

以上、本発明のラックアンドピニオン式ステアリング装置を上記の実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。

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、４…操舵補助装置、５…中間軸、６…転舵機構、７…ラックハウジング、７ａ…嵌合凹部、８…ブーツ、８ａ…一端部、８ｂ…他端部、８ｃ…蛇腹部、９…締付部材、１１…転舵輪、１２…タイロッド、１３…ボールジョイント、１４…ブーツバンド、３０…ステアリングコラム、４０…出力軸、６０…ピニオン軸、６１…ラック軸、７０…ラックストッパ、７１…固定部、７１ａ…外周面、７２…突起、７２ａ…外周面、７２ｂ，７２ｃ…端面、７３…規制部、８０…収容部、８０ａ…外周面、８１…第１環状部、８１ａ…内周面、８２…第２環状部、８２ａ…内周面、８３…壁部、８４…鍔部、９０…治具、９１…第１突起、９２…第２突起、１２０…軸部、１２１…ボールスタット、１２２…連結軸、１２３…球頭部、１３０…ソケット、１３１…雄ネジ部、６０１…ピニオン歯、６１０…雌ネジ孔、６１１…ラック歯、８００…凹部、８１０，８２０…シールリップ

Claims

車両の転舵輪に連結されたタイロッドを介して前記転舵輪を転舵させる転舵軸と、
前記転舵軸を軸方向移動可能に収容する筒状のハウジングと、
前記転舵軸と前記タイロッドとを連結するジョイントと、
一端部が前記ハウジングに固定され、前記ジョイントを覆う伸縮可能な樹脂からなる筒状のブーツと、
前記ブーツの前記一端部における締付部位を締め付ける帯状の締付部材とを備え、
前記ハウジングは、前記ブーツが固定される円筒状の固定部の外周面に突起を有し、
前記ブーツの前記一端部には、前記固定部に対向する内周面に前記突起を収容する凹部が形成され、前記締付部位が前記凹部を前記ハウジングの軸方向に挟む両側に形成されている、
ステアリング装置。
前記突起は、前記ハウジングの先端側の端面が、前記ブーツの前記一端部を前記ハウジングの前記固定部に嵌合する際に前記ブーツを拡径するように傾斜している、
請求項１に記載のステアリング装置。
前記ブーツは、前記突起の外方にあたる部位が前記締付部材によって締め付けられている、
請求項１又は２に記載のステアリング装置。
前記ハウジングは、前記凹部が前記突起に対応する位置を越えて前記ブーツが前記固定部に嵌合された際、前記ブーツに接触して前記ブーツの移動を規制する規制部を有する、
請求項１乃至３の何れか１項に記載のステアリング装置。