JP5045986B2 - センターテイクオフ型ステアリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、センターテイクオフ型ステアリング装置に関する。

例えば、自動車等の車両に備えられるラックアンドピニオン式のステアリング装置には、ラック軸とタイロッドとを接続する箇所が、車両の幅方向の中央にされているセンターテイクオフ型のものがある（例えば、特許文献１参照）。
特開平１０−３３８１５０号公報

ラック軸を取り囲むハウジングは筒状に形成されており、ハウジングの一端に、ハウジングを車体に固定するためのマウントブラケットが取り付けられている。マウントブラケットは、ハウジングの一端に取り囲まれた小径の筒状の部分を有しており、これらハウジングの一端と筒状の部分との間に介装された筒状のねじ部材によって、両者が連結されている。

また、ハウジングの他端には、開口が形成されており、ラック軸をハウジング内に挿入したり抜き出したりできるようになっている。この開口は、ハウジングに取り付けられたキャップ部材によって閉塞されており、装置の使用時に外部から雨水等の異物が侵入しないようにされている。
ハウジングには、上記したねじ部材やキャップ部材等の種々の部品が設けられており、部品点数が多い。

本発明は、かかる背景のもとでなされたもので、部品点数を少なくすることのできるセンターテイクオフ型ステアリング装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、操舵部材（２）に連動して回転するピニオン（７）の回転を車両の幅方向（Ａ）に延びるラック軸（１０）の直線変位に変換し、この直線変位を受けて車輪（１３）を転舵させるためのタイロッド（１１）を車両の幅方向（Ａ）の中央位置（Ａ１）から取り出すようにしたセンターテイクオフ型ステアリング装置（１）において、上記ラック軸（１０）を取り囲む筒状のハウジング（２７）と、ハウジング（２７）の軸方向（Ｓ２）の一端部（２７ａ）に設けられた開口（３１）を閉塞する有底筒状のエンドキャップ（３２）と、エンドキャップ（３２）を挿通させる嵌合孔（４７）を有し車体（２９）に固定されるマウントブラケット（２８）とを備え、エンドキャップ（３２）の外周に設けられたねじ部（４０）を、ハウジング（２７）の上記一端部（２７ａ）の内周に形成されたねじ部（３７）にねじ込む動作に連動して、マウントブラケット（２８）がハウジング（２７）の上記一端部（２７ａ）に固定されるようにしてあり、上記エンドキャップ（３２）の外周は、ハウジング（２７）の所定部（３８；５４）と対向する環状段部（４３）を含み、上記マウントブラケット（２８）は、ハウジング（２７）の上記所定部（３８；５４）とエンドキャップ（３２）の環状段部（４３）との間に挟持される被挟持部（４８；４４Ａ）を含み、上記所定部（３８）はハウジング（２７）の上記一端部（２７ａ）の端面（３８）を含み、上記被挟持部（４８）はマウントブラケット（２８）の嵌合孔（４７）の径方向内方を向く被挟持突起（４８）を含むことを特徴とするものである（請求項１）。

なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
本発明によれば、ハウジングの開口を閉塞するためのエンドキャップが、マウントブラケットをハウジングに固定するための固定部材としても機能することにより、専用の固定部材を別途設ける必要がなく、部品点数を少なくすることができる。

また、この場合、ハウジングの所定部とエンドキャップの環状段部とでマウントブラケットを挟持することにより、マウントブラケットをハウジングの一端部に固定できる。

また、この場合、ハウジングの一端部の端面とエンドキャップの環状段部とでマウントブラケットの被挟持突起を挟持することにより、マウントブラケットをハウジングの一端部に固定できる。
また、本発明において、上記エンドキャップの内径は、上記ラック軸の外径より大きい場合がある（請求項２）。

本発明の好ましい実施の形態を添付図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の一実施の形態にかかるセンターテイクオフ型ステアリング装置としての電動パワーステアリング装置１の概略構成を示す模式図である。
図１を参照して、電動パワーステアリング装置１は、ステアリングホイール等の操舵部材２に連結されているステアリングシャフト３と、ステアリングシャフト３に自在継手４を介して連結されている中間軸５と、この中間軸５に自在継手６を介して連結されているピニオン軸７ａと、ピニオン軸７ａの先端部に設けられたピニオン歯部７ｂに噛み合うラック９を形成して車両の幅方向Ａに延びるラック軸１０とを有している。ピニオン軸７ａとピニオン歯部７ｂとでピニオン７が構成されている。

ラック軸１０の軸方向Ｓ１に関する中間部１０ｃには、一対のタイロッド１１を連結するための連結体１２が取り付けられている。車輪としての各転舵輪１３が車両前方を略真っ直ぐ向いている操舵中立状態（図１に示す状態）において、連結体１２は、車両の幅方向Ａの中央位置Ａ１に位置している。ラック軸１０の軸方向Ｓ１と幅方向Ａとは平行である。

連結体１２は、ラック軸１０の径方向に延びており、球面継手等からなる一対の継手１５を介して、一対のタイロッド１１の対応する一端部１１ａとそれぞれ連結されている。各タイロッド１１は、上記中央位置Ａ１から延びるように取り出されており、各タイロッド１１の他端部１１ｂが、対応するナックルアーム１６を介して対応する転舵輪１３にそれぞれ連結されている。

操舵部材２が操作されてステアリングシャフト３が回転されると、この回転は中間軸５等を介してピニオン歯部７ｂに伝達され、操舵部材２と連動して回転するピニオン歯部７ｂおよびラック９によって、車両の幅方向Ａに沿うラック軸１０の直線変位に変換される。これにより各タイロッド１１等を介して各ナックルアーム１６の回動を引き起こし、転舵輪１３の転舵が達成される。

ステアリングシャフト３は、操舵部材２に連なる入力軸としての第１の操舵軸１７と、自在継手４に連なる出力軸としての第２の操舵軸１８とを有している。これら第１および第２の操舵軸１７，１８はトーションバー１９を介して同軸上に互いに連結されている。
トーションバー１９の近傍には、トーションバー１９のねじれに起因する第１の操舵軸１７と第２の操舵軸１８との相対回転変位量を検出するトルクセンサ２０が設けられている。このトルクセンサ２０の検出信号は、制御部としてのＥＣＵ２１（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）に与えられる。

ＥＣＵ２１は、トルクセンサ２０からの検出信号や車速センサ２２からの検出信号等に基づいて、ドライバ２３を介して操舵補助用の電動モータ２４の駆動を制御する。これにより、電動モータ２４が駆動し、その出力回転（動力）が、平行軸歯車機構等の減速機構２５で減速されて、第２の操舵軸１８へ伝達される。
第２の操舵軸１８に伝えられた動力は、さらに中間軸５等を介して、上記ラック軸１０、タイロッド１１およびナックルアーム１６を含む舵取り機構２６に伝えられ、運転者の操舵が補助される。

ラック軸１０は、筒状のハウジング２７に取り囲まれている。ハウジング２７は、鉄等を用いて形成されており、ハウジング２７の軸方向Ｓ２に関する第１の端部としての一端部２７ａと、第２の端部としての他端部２７ｂと、第１および第２の端部２７ａ，２７ｂ間に位置する中間部２７ｃとを含んでいる。ハウジング２７の軸方向Ｓ２は、ラック軸１０の軸方向Ｓ１と一致している。

ハウジング２７の一端部２７ａは、マウントブラケット２８を介して車体２９に固定されている。ハウジング２７の他端部２７ｂは、マウントブラケット３０を介して車体２９に固定されている。
ハウジング２７の一端部２７ａには開口３１が形成されており、この開口３１からラック軸１０をハウジング２７内に挿入したり抜き出したりすることができる。ハウジング２７の一端部２７ａにエンドキャップ３２が着脱可能に取り付けられており、電動パワーステアリング装置１の使用時には、エンドキャップ３２によって開口３１が閉塞されている。ハウジング２７の他端部２７ｂは、端壁３３によって閉塞されている。ハウジング２７の他端部２７ｂの近傍に、ピニオン歯部７ｂとラック９との噛み合い部分が位置している。

ハウジング２７の中間部２７ｃには、連結体１２が貫通する長孔３４が形成されている。ラック軸１０がその軸方向Ｓ１に沿って移動するとき、連結体１２がラック軸１０と軸方向Ｓ１に一体に移動し、連結体１２が長孔３４内を移動する。長孔３４は、軸方向Ｓ１に関する連結体１２の移動を妨げないように、軸方向Ｓ１に長手に延びている。
ハウジング２７の中間部２７ｃの少なくとも一部は、長孔３４を覆う筒状のダストカバー３５に取り囲まれている。このダストカバー３５の一対の端部３５ａ，３５ｂは、長孔３４を軸方向に挟んだ位置で、ハウジング２７の中間部２７ｃの外周面に液密的に外嵌固定されている。ダストカバー３５の中央部３５ｃには、連結体１２が貫通されている。中央部３５ｃと連結体１２とは、液密的に嵌合している。

ダストカバー３５の中央部３５ｃと対応する端部３５ａ，３５ｂとの間には、それぞれ、伸縮自在な蛇腹状部３５ｄ，３５ｅが形成されている。連結体１２の軸方向Ｓ１への移動に伴って中央部３５ｃが軸方向Ｓ１に移動すると、この移動に対応して、各蛇腹状部３５ｄ，３５ｅが伸縮する。
図２は、ハウジング２７の一端部２７ａの周辺の要部の模式的な断面図である。図２を参照して、ハウジング２７の一端部２７ａの内周面３６には、開口３１から奥に向けて延びるねじ部としての雌ねじ部３７が形成されている。ハウジング２７の一端部２７ａの所定部としての端面３８は、環状に形成されており、ハウジング２７の軸方向Ｓ２と略直交する方向に平坦である。

エンドキャップ３２は、金属等を用いて形成された有底筒状の部材であり、頭部３９と、頭部３９から軸方向Ｓ２に沿って延びる円筒状のねじ部としての雄ねじ部４０とを有している。エンドキャップ３２の内周面３２ａは、ラック軸１０よりも大径に形成されてラック軸１０を挿通できる。エンドキャップ３２の一部をラック軸１０の収容空間として利用でき、ハウジング２７の全長を短くできる。頭部３９の外周面は工具係合部とされており、断面が矩形等の多角形形状をなして、少なくとも一対の二面幅４１，４２を有している。

雄ねじ部４０は、軸方向Ｓ２と直交する方向に関して、頭部３９の長さＢよりも小径に形成されており、外周にねじ山が形成されている。ハウジング２７の軸方向Ｓ２に関して、雄ねじ部４０の長さＣ１は、ハウジング２７の雌ねじ部３７の長さＣ２とエンドキャップ３２の後述する被挟持突起４８の長さＣ３との和に略等しい（Ｃ１≒Ｃ２＋Ｃ３）。雄ねじ部４０は、ハウジング２７の雌ねじ部３７に螺合している。

頭部３９のうち、ハウジング２７を向く一端面は、環状段部４３とされている。この環状段部４３は、エンドキャップ３２の外周に設けられており、ハウジング２７の一端部２７ａの端面３８と軸方向Ｓ２に相対向している。
マウントブラケット２８は、筒状の主体部４４と、主体部４４から径方向外方に延設された延設部４５とを有している。主体部４４は、例えば円筒状に形成されている。主体部４４の内周には、ハウジング２７の一端部２７ａの外周面４６が一部に内嵌される嵌合孔４７と、嵌合孔４７の一端を含み、主体部４４に対して嵌合孔４７の径方向の内方を向く被挟持部としての被挟持突起４８とが設けられている。嵌合孔４７とハウジング２７の外周面４６との嵌合は、すきまばめでもよいし、しまりばめでもよい。嵌合孔４７には、エンドキャップ３２の雄ねじ部４０が挿通されている。

被挟持突起４８は、主体部４４から径方向内方に突出しており、例えば環状に形成されている。なお、被挟持突起４８は、主体部４４の周方向に等間隔に複数設けられていてもよい。被挟持突起４８の内周面はエンドキャップ３２の雄ねじ部４０に遊嵌されている。
雄ねじ部４０と雌ねじ部３７との結合力が弱められているとき（エンドキャップ３２が緩められているとき）、主体部４４は、エンドキャップ３２およびハウジング２７に対して相対回転可能となっている。これにより、マウントブラケット２８をハウジング２７に対して相対回転させることができ、マウントブラケット２８を車体２９に対して位置決めすることができる。

エンドキャップ３２の雄ねじ部４０をハウジング２７の雌ねじ部３７にねじ込む動作に連動して、エンドキャップ３２の環状段部４３とハウジング２７の一端部２７ａの端面３８とが近接し、マウントブラケット２８の被挟持突起４８が、上記環状段部４３と端面３８とに挟持され、マウントブラケット２８がハウジング２７の一端部２７ａに固定される。

図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。図３を参照して、延設部４５の一側面４９にはねじ孔５０が形成されており、車体２９に形成された挿通孔５１と連通している。これら挿通孔５１およびねじ孔５０には、固定部材としてのねじ５２が挿通されており、ねじ５２とねじ孔５０との結合に伴い延設部４５が車体２９に締結されている。上記の構成により、マウントブラケット２８が車体２９に取り付けられている。延設部４５の一側面４９は、緩衝用の弾性部材５３を介して車体２９に受けられている。

以上説明したように、本実施の形態によれば、以下の作用効果を発揮することができる。すなわち、ハウジング２７の一端部２７ａの開口３１を閉塞するためのエンドキャップ３２が、マウントブラケット２８をハウジング２７に固定するための固定部材としても機能することにより、専用の固定部材を別途設ける必要がなく、部品点数を少なくすることができる。

また、ハウジング２７の一端部２７ａの端面３８とエンドキャップ３２の環状段部４３とでマウントブラケット２８の被挟持突起４８を挟持することにより、マウントブラケット２８をハウジング２７の一端部２７ａに固定できる。
マウントブラケットをハウジングに固定することと、ハウジングの一端部の開口を閉塞することとを行うための構成として、例えば、以下の構成も考えられる。すなわち、マウントブラケットの主体部の一端部を小径に形成してハウジングの一端部に内嵌し、主体部の外周に筒状部材を遊嵌すると共に筒状部材の外周に雄ねじを形成してハウジングの雌ねじと螺合させ、筒状部材の一端に接したサークリップを主体部の外周に形成した溝で保持してマウントブラケットをハウジングの一端に固定し、且つ、主体部の他端の開口をエンドキャップで閉塞することも考えられる。しかしながら、この構成の場合、筒状部材とエンドキャップとが別体となっており、さらにサークリップが必要となる。

一方、本実施の形態では、上記筒状部材の機能とエンドキャップの機能とを、１つのエンドキャップ３２で実現でき、さらにサークリップが不要であるので、部品点数を２つ減らすことができる。
本発明は、以上の実施の形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。例えば、図４に示すように、ハウジング２７の一端部２７ａの外周に所定部としての環状段部５４を設けるとともに、マウントブラケット２８の被挟持突起が廃止された主体部４４Ａを被挟持部とし、ハウジング２７の環状段部５４とエンドキャップ３２の環状段部４３とで主体部４４Ａを挟持してもよい。

なお、ハウジング２７の所定部としては、上記一端部２７ａの端面３８や環状段部５４に限らず、ハウジング２７の一端部２７ａに形成されてエンドキャップ３２の環状段部４３と軸方向Ｓ２に対向する部分であればよい。また、マウントブラケット２８の被挟持部としては、上記被挟持突起４８や主体部４４Ａに限らず、エンドキャップ３２の環状段部４３とハウジング２７の所定部との間に挟まれる部分であればよい。

また、本発明は、電動モータの出力回転を、ボールねじ機構等を介してラック軸に付与するラックアシストタイプの電動パワーステアリング装置に適用でき、また、電動モータの出力回転をピニオン歯部に付与するピニオンアシストタイプの電動パワーステアリング装置に適用でき、さらに、油圧シリンダの油圧をラック軸に付与する油圧パワーステアリング装置に適用することができる。

本発明の一実施の形態にかかるセンターテイクオフ型ステアリング装置としての電動パワーステアリング装置の概略構成を示す模式図である。 ハウジングの一端部の周辺の要部の模式的な断面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。 本発明の別の実施の形態の要部の断面図である。

符号の説明

１…電動パワーステアリング装置（センターテイクオフ型ステアリング装置）、２…操舵部材、７…ピニオン、１０…ラック軸、１１…タイロッド、１３…転舵輪（車輪）、２７…ハウジング、２７ａ…（ハウジングの）一端部、２８…マウントブラケット、２９…車体、３１…開口、３２…エンドキャップ、３７…雌ねじ部（ハウジングのねじ部）、３８…（一端部の）端面（ハウジングの所定部）、４０…雄ねじ部（エンドキャップのねじ部）、４３…（エンドキャップの）環状段部、４４Ａ…（マウントブラケットの）主体部（被挟持部）、４７…嵌合孔、４８…被挟持突起（被挟持部）、５４…（ハウジングの）環状段部（ハウジングの所定部）、Ａ…幅方向、Ａ１…中央位置、Ｓ２…（ハウジングの）軸方向。

Claims (2)

1. 操舵部材に連動して回転するピニオンの回転を車両の幅方向に延びるラック軸の直線変位に変換し、この直線変位を受けて車輪を転舵させるためのタイロッドを車両の幅方向の中央位置から取り出すようにしたセンターテイクオフ型ステアリング装置において、
   上記ラック軸を取り囲む筒状のハウジングと、
   ハウジングの軸方向の一端部に設けられた開口を閉塞する有底筒状のエンドキャップと、
   エンドキャップを挿通させる嵌合孔を有し車体に固定されるマウントブラケットとを備え、
   エンドキャップの外周に設けられたねじ部を、ハウジングの上記一端部の内周に形成されたねじ部にねじ込む動作に連動して、マウントブラケットがハウジングの上記一端部に固定されるようにしてあり、
   上記エンドキャップの外周は、ハウジングの所定部と対向する環状段部を含み、
   上記マウントブラケットは、ハウジングの上記所定部とエンドキャップの環状段部との間に挟持される被挟持部を含み、
   上記所定部はハウジングの上記一端部の端面を含み、
   上記被挟持部はマウントブラケットの嵌合孔の径方向内方を向く被挟持突起を含むことを特徴とするセンターテイクオフ型ステアリング装置。
2. 請求項１において、上記エンドキャップの内径は、上記ラック軸の外径より大きいことを特徴とするセンターテイクオフ型ステアリング装置。

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