JP5900147B2 - ステアリング装置 - Google Patents

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Description

本発明は、ラックハウジングおよび排水装置を有するステアリング装置に関する。
図5を参照して、特許文献1の排水装置の構成について説明する。
排水装置200は、排水ケース210、排水バルブ240、およびシールリング250を有する。排水ケース210は、第1排水ケース220および第2排水ケース230を有する。排水ケース210は、個別の部品として形成された第1排水ケース220および第2排水ケース230が互いに結合された構成を有する。
第1排水ケース220は、ケース入口221を有する。ケース入口221は、ラックハウジング(図示略)の収容空間と連通する。第2排水ケース230は、ケース出口231を有する。ケース出口231は、ラックハウジングの外部と連通する。排水バルブ240は、本体部分241およびフランジ部分242を有する。フランジ部分242は、第1排水ケース220の内面に接触することによりケース入口221とケース出口231との間を閉鎖する。
特許文献1のステアリング装置(図示略)においては、ラックハウジングの外部の水が収容空間に侵入することがある。収容空間に侵入した水は、第1排水ケース220のケース入口221を介して第1排水ケース220の内部に流れ込む。第1排水ケース220の内部の水は、フランジ部分242の上部に滞留する。
図6に示されるように、水の圧力によりフランジ部分242が弾性変形するとき、第1排水ケース220の内面とフランジ部分242との間に隙間が形成される。このため、排水ケース210の内部の水がケース出口231を介してラックハウジングの外部に排出される。
独国特許出願公開第10 2009 039 832号明細書
排水装置200においては、排水バルブ240のフランジ部分242が変形を繰り返すことにより、フランジ部分242の復元力が低下するおそれがある。そして、復元力が大きく低下した場合には、フランジ部分242上に水が滞留していない状態においてフランジ部分242と第1排水ケース220の内面との間に隙間が形成される。このため、ラックハウジングの外部の異物がケース出口231からラックハウジングの収容空間に侵入するおそれが生じる。
本発明は、以上の背景を踏まえて創作されたものであり、シール性が低下しにくい排水装置を有するステアリング装置を提供することを目的とする。
(1)第1の手段は、請求項1に記載の発明すなわち、「ラックハウジングおよび排水装置を有するステアリング装置であって、前記排水装置は、前記ラックハウジングの収容空間と連通するケース入口、前記ラックハウジングの外部と連通するケース出口、前記ケース入口および前記ケース出口と連通する排水空間、および前記排水空間に面するケース底面を有する排水ケースと、前記排水空間に配置される中空形状のバルブであって、前記ケース入口と連通する弁体入口部分、および前記ケース底面に接触することにより前記ケース入口と前記ケース出口との間を閉鎖する樹脂製の弁体出口部分を有する排水バルブとを有するステアリング装置」であることを要旨とする。
上記ステアリング装置においては、ラックハウジングの収容空間に侵入した水がケース入口を介して排水空間に流れ込む。排水空間の水は、ケース底面上において弁体出口部分に囲まれた空間に滞留する。そして、水の圧力により弁体出口部分が弾性変形するとき、ケース底面と弁体出口部分との間に隙間が形成される。このため、排水空間の水がケース出口を介してラックハウジングの外部に排出される。
また上記ステアリング装置においては、中空形状を有する弁体出口部分がケース入口とケース出口との間を閉鎖するため、フランジ部分によりケース入口とケース出口との間を閉鎖する構成(図5参照)と比較して、弁体出口部分において繰り返し変形にともなう復元力の低下が生じにくい。このため、排水装置のシール性が低下することが抑制される。
(2)第2の手段は、請求項2に記載の発明すなわち、「前記弁体出口部分は、前記弁体入口部分側から前記ケース底面側に向けて拡径するテーパー形状を有する請求項1に記載のステアリング装置」であることを要旨とする。
上記ステアリング装置においては、弁体出口部分がケース底面に向けて拡径するテーパー形状を有するため、弁体出口部分が円筒形状を有すると仮定した構成と比較して、ケース底面に滞留した水により弁体出口部分が変形しやすい。このため、排水装置の排水性が向上する。
(3)第3の手段は、請求項3に記載の発明すなわち、「前記排水バルブは、前記排水空間側に向けて盛り上がる形状の盛上部分を有し、前記盛上部分は、前記ケース底面を有する請求項1または2に記載のステアリング装置」であることを要旨とする。
上記ステアリング装置においては、排水バルブが盛上部分を有するため、ケース底面に滞留した水が排水空間からケース出口に向けて流れやすい。このため、排水装置の排水性が向上する。
(4)第4の手段は、請求項4に記載の発明すなわち、「前記排水バルブは、前記弁体出口部分における端部側の面である弁体シール面が前記ケース底面に接触し、前記弁体出口部分における前記弁体シール面よりも中心側の面である弁体対向底面が隙間を介して前記ケース底面と対向する請求項1または2に記載のステアリング装置」であることを要旨とする。
上記ステアリング装置においては、排水バルブにおいて弁体対向底面とケース底面との間に隙間が形成されるため、排水バルブの中空部分に流れ込んだ水が弁体出口部分とケース底面との間の隙間に滞留する。このため、弁体出口部分の内面の全体がケース底面と接触していると仮定した構成と比較して、水の圧力により弁体出口部分が弾性変形しやすい。このため、排水装置の排水性が向上する。
(5)第5の手段は、請求項5に記載の発明すなわち、「前記弁体入口部分は、円筒形状を有し、周方向の全体にわたり外周面が前記排水ケースに押し付けられる部分を有する請求項1〜4のいずれか一項に記載のステアリング装置」であることを要旨とする。
上記ステアリング装置においては、周方向の全体にわたり外周面が排水ケースに押し付けられる部分を有するため、ケース入口から排水ケースの内部に流れ込んだ水が排水バルブの外側の空間を介してケース出口に流れることが抑制される。このため、排水ケースのケース入口からケース出口までの水の流れが排水バルブにより適切に制御される。
(6)第6の手段は、請求項6に記載の発明すなわち、「前記排水ケースは、前記ラックハウジングの弁固定部分にねじ込まれる取付ねじを有する請求項1〜5のいずれか一項に記載のステアリング装置」であることを要旨とする。
(7)第7の手段は、請求項7に記載の発明すなわち、「前記排水ケースは、個別の部品として形成される第1排水ケースおよび第2排水ケースを有し、前記第1排水ケースは、前記取付ねじを有し、前記第2排水ケースは、前記第1排水ケースに取り付けられる請求項6に記載のステアリング装置」であることを要旨とする。
(8)第8の手段は、請求項8に記載の発明すなわち、「前記ステアリング装置は、ラックシャフト、電気モーター、減速装置、およびボールねじ装置を有し、前記ボールねじ装置は、前記ラックシャフトに取り付けられ、前記減速装置は、前記電気モーターのモーターシャフトに取り付けられる駆動プーリー、前記ボールねじ装置に取り付けられる従動プーリー、および前記駆動プーリーと前記従動プーリーとに巻き掛けられる伝達ベルトを有する請求項1〜7のいずれか一項に記載されるステアリング装置」であることを要旨とする。
本発明は、シール性が低下しにくい排水装置を有するステアリング装置を提供する。
本発明の実施形態の排水装置に関する構成図であり、同装置を有するテアリング装置を示す構成図。 実施形態のステアリン装置に関する断面図であり、ラックシャフトの中心軸方向に沿う断面構造を示す断面図。 実施形態の排水装置に関する断面図であり、排水バルブが閉弁している状態の断面構造を示す断面図。 実施形態の排水装置に関する断面図であり、排水バルブが開弁している状態の断面構造を示す断面図。 従来の排水装置に関する断面図であり、排水バルブが閉弁している状態の断面構造を示す断面図。 従来の排水装置に関する断面図であり、排水バルブが開弁している状態の断面構造を示す断面図。
図1を参照して、ステアリング装置1の構成について説明する。なお、ピニオンシャフト13の中心軸は、ピニオンシャフト13が自転するときの回転中心軸を示す。また、ラックシャフト14の中心軸は、ラックシャフト14の長手方向に平行する中心軸を示す。
ステアリング装置1は、ステアリング装置本体10、ラックハウジング20、アシスト装置30、および排水装置100を有する。ステアリング装置1は、ステアリングホイール2の操作をアシスト装置30によりアシストするラックパラレル型の電動パワーステアリング装置としての構成を有する。
ステアリング装置本体10は、コラムシャフト11、インターミディエイトシャフト12、ピニオンシャフト13、ラックシャフト14、ラックアンドピニオン機構15、2個のボールジョイント16、2個のベローズ17、および2個のタイロッド18を有する。ステアリング装置本体10は、ステアリングホイール2の回転にともないコラムシャフト11、インターミディエイトシャフト12、およびピニオンシャフト13を一体的に回転させる。ステアリング装置本体10は、ピニオンシャフト13の回転によりラックシャフト14を長手方向に移動させる。ステアリング装置本体10は、ラックシャフト14の移動によりボールジョイント16を介してタイロッド18を動作させる。ステアリング装置本体10は、タイロッド18を動作させることにより、ナックル4を介して転舵輪3の転舵角を変化させる。
ラックシャフト14は、ギア形成部分14Aおよびねじ形成部分14Bを有する。ラックシャフト14は、ギア形成部分14Aにおいて中心軸方向の所定範囲にわたり複数のラックギア14Cを有する。ラックシャフト14は、ねじ形成部分14Bにおいて中心軸方向の所定範囲にわたりラックねじ14Dとしての雄ねじを有する。
ラックアンドピニオン機構15は、ピニオンシャフト13のピニオンギア13A、およびラックシャフト14のラックギア14Cを有する。ラックアンドピニオン機構15は、ピニオンシャフト13の回転をラックシャフト14の並進に変換する。
ラックハウジング20は、金属材料により形成される。ラックハウジング20は、第1ハウジング21、第2ハウジング22、および収容空間23を有する。ラックハウジング20は、個別の部品として形成された第1ハウジング21および第2ハウジング22が互いに結合された構成を有する。ラックハウジング20は、収容空間23において、ピニオンシャフト13、ラックシャフト14、ボールジョイント16、アシスト装置30を構成する減速装置50、ボールねじ装置60、および支持装置70を収容する。
ベローズ17は、弾性樹脂材料により形成される。ベローズ17は、ラックハウジング20の端部およびタイロッド18に取り付けられる。ベローズ17は、ラックシャフト14におけるラックハウジング20からの突出部分、ボールジョイント16、およびタイロッド18を覆う。ベローズ17は、ラックハウジング20の外部から収容空間23に異物が侵入することを抑制する。
アシスト装置30は、電気モーター40、減速装置50、ボールねじ装置60、および支持装置70を有する。アシスト装置30は、電気モーター40の回転を減速装置50によりボールねじ装置60に伝達してボールねじ装置60を回転させることにより、ラックシャフト14の中心軸方向に作用する力をラックシャフト14に付与する。
排水装置100は、第2ハウジング22の弁固定部分25に取り付けられる。排水装置100は、ラックハウジング20の収容空間23に侵入した水をラックハウジング20の外部に排出する。
図2を参照して、アシスト装置30の詳細な構成について説明する。
電気モーター40は、ラックハウジング20の外面に取り付けられる。電気モーター40は、モーター本体41およびモーターシャフト42を有する。電気モーター40は、モーター本体41が第1ハウジング21に固定されることにより、ラックハウジング20に対する位置が固定される。電気モーター40は、減速装置50を介してボールねじ装置60を回転させる。
モーターシャフト42は、モーター本体41およびラックハウジング20の収容空間23にまたがり配置される。モーターシャフト42は、回転中心軸がラックシャフト14の中心軸と平行する。モーターシャフト42は、モーター本体41に電流が供給されることにより回転する。
ボールねじ装置60は、ラックシャフト14のねじ形成部分14Bの周囲に取り付けられる。ボールねじ装置60は、ラックシャフト14の中心軸まわりにおいてラックシャフト14に対して回転する。ボールねじ装置60は、ナット61およびボール62を有する。ボールねじ装置60は、ナット61の回転によりラックシャフト14の中心軸方向に作用する力をラックシャフト14に付与する。
減速装置50は、モーターシャフト42およびナット61にまたがり配置される。減速装置50は、駆動プーリー51、従動プーリー52、および伝達ベルト53を有する。減速装置50においては、駆動プーリー51がモーターシャフト42に固定される。減速装置50においては、従動プーリー52が回転支持部品71に固定される。減速装置50においては、駆動プーリー51および従動プーリー52に伝達ベルト53が巻き掛けられる。減速装置50は、駆動プーリー51の回転を従動プーリー52により減速する。
支持装置70は、ラックシャフト14のねじ形成部分14Bおよびボールねじ装置60の周囲に配置される。支持装置70は、回転支持部品71、ボールベアリング72、ラジアル支持部材73、および2個のスラスト支持部材74を有する。支持装置70は、ラックハウジング20およびラックシャフト14に対するナット61の回転を支持する。
回転支持部品71は、金属材料により形成される。回転支持部品71は、円筒形状を有する。回転支持部品71は、ナット61の外周に固定される。回転支持部品71は、伝達ベルト53の回転にともないラックシャフト14の中心軸まわりにおいてラックシャフト14に対して回転する。
ボールベアリング72は、金属材料により形成される。ボールベアリング72においては、内輪が回転支持部品71の外周に固定される。ボールベアリング72は、ラックシャフト14の中心軸まわりにおいてラックシャフト14に対して回転する。
ラジアル支持部材73は、弾性樹脂材料により形成される。ラジアル支持部材73は、円環形状を有する。ラジアル支持部材73は、ボールベアリング72の外輪の外周面に嵌め込まれる。ラジアル支持部材73は、ラジアル方向において圧縮された状態でボールベアリング72の外輪とラックハウジング20との間に配置される。
スラスト支持部材74は、弾性樹脂材料により形成される。スラスト支持部材74は、円環形状を有する。スラスト支持部材74は、スラスト方向において圧縮された状態でボールベアリング72の外輪の端面とラックハウジング20との間に配置される。
第2ハウジング22は、ハウジング底壁部分24を有する。第2ハウジング22は、ハウジング底壁部分24において、隙間26を介して駆動プーリー51および伝達ベルト53と対向する。
アシスト装置30の動作について説明する。
アシスト装置30は、ステアリングホイール2(図1参照)の回転に応じて電気モーター40のモーターシャフト42および駆動プーリー51を回転させる。駆動プーリー51は、伝達ベルト53を介して従動プーリー52、回転支持部品71、およびナット61を回転させる。ナット61は、ボール62を介してラックシャフト14の中心軸方向に作用する力をラックシャフト14に付与する。
図3を参照して、本発明の特徴部分の構成について説明する。
排水装置100は、排水ケース110、排水バルブ160、およびシールリング190を有する。排水装置100は、個別の部品として形成された排水ケース110、排水バルブ160、およびシールリング190が互いに結合された構成を有する。
排水ケース110は、第1排水ケース120、第2排水ケース150、および排水空間111を有する。排水ケース110は、個別の部品として形成された第1排水ケース120および第2排水ケース150が互いに結合された構成を有する。
第1排水ケース120は、樹脂材料により形成される。第1排水ケース120は、段付き形状を有する。第1排水ケース120は、第2ハウジング22の弁固定部分25に取り付けられる。第1排水ケース120は、ケース上部分130およびケース下部分140を有する。第1排水ケース120は、同一の樹脂材料によりケース上部分130およびケース下部分140が一体的に形成された構成を有する。
ケース上部分130は、円筒形状を有する。ケース上部分130は、上部周壁部分131、ケース入口132、ケースねじ133、リング溝134、および上部空間135を有する。ケース上部分130は、外周面136に形成されたケースねじ133により第2ハウジング22の弁固定部分25にねじ込まれる。ケース上部分130は、上部周壁部分131の内周面137により上部空間135を形成する。ケース上部分130は、ケース入口132を介して上部空間135とラックハウジング20の収容空間23とを互いに連通する。
ケース下部分140は、六角形状を有する。ケース下部分140は、下部周壁部分141、区切部分142、開口部分143、引掛部分144、および下部空間145を有する。ケース下部分140は、外周面146が第2ハウジング22の外部に位置する状態において弁固定部分25に取り付けられる。ケース下部分140は、下部周壁部分141の内周面147により下部空間145を形成する。
第2排水ケース150は、樹脂材料により形成される。第2排水ケース150は、ケース下部分140に対応する六角形状を有する。第2排水ケース150は、嵌込周壁部分151、底壁部分152、盛上部分153、複数個のケース出口154、および内側空間155を有する。第2排水ケース150は、外周面156がケース下部分140の内周面147に対向した状態において第1排水ケース120に取り付けられる。第2排水ケース150は、嵌込周壁部分151の規制部分151Aが内周面147に圧入されることにより第1排水ケース120に固定される。第2排水ケース150は、嵌込周壁部分151の内周面157により内側空間155を形成する。第2排水ケース150は、各ケース出口154を介して内側空間155とラックハウジング20の外部の空間とを互いに連通する。
盛上部分153は、第2排水ケース150の径方向の外側から中心に向かうにつれて高さ方向の下方から上方に向けて突出する形状を有する。盛上部分153は、ケース底面としての盛上シール面153Aを有する。盛上部分153においては、盛上シール面153Aが盛上部分153の中央部分から底壁部分152に向けてなだらかに傾斜する。盛上部分153は、盛上シール面153Aにおいて排水バルブ160と接触する。盛上部分153は、盛上シール面153A上の水を各ケース出口154に案内する。
各ケース出口154は、底壁部分152を貫通する。各ケース出口154は、第2排水ケース150の中心軸まわりにおいて等間隔に形成される。各ケース出口154は、第2排水ケース150の高さ方向において盛上部分153の盛上シール面153Aよりも低い位置に形成される。
排水空間111は、ケース上部分130の上部空間135、ケース下部分140の下部空間145、および第2排水ケース150の内側空間155を有する。排水空間111は、ケース入口132とケース出口154とを互いに連通する。
シールリング190は、弾性樹脂材料により形成される。シールリング190は、円環形状を有する。シールリング190は、第1排水ケース120のリング溝134に嵌め込まれる。シールリング190は、第2ハウジング22の弁固定部分25と第1排水ケース120の外周面136との間をシールする。
排水バルブ160は、排水ケース110の樹脂材料よりも高い弾性を有する弾性樹脂材料により形成される。排水バルブ160は、中空形状を有する。排水バルブ160は、排水空間111に配置される。排水バルブ160は、排水ケース110に固定される。排水バルブ160は、弁体入口部分170および弁体出口部分180を有する。排水バルブ160は、弁体入口部分170および弁体出口部分180が同一の樹脂材料により一体的に形成された構成を有する。排水バルブ160は、排水ケース110のケース入口132とケース出口154との間を開放および閉鎖する。
弁体入口部分170は、円筒形状を有する。弁体入口部分170は、第1排水ケース120の引掛部分144に取り付けられる。弁体入口部分170は、第1排水ケース120の上部空間135および第2排水ケース150の内側空間155にまたがり配置される。弁体入口部分170は、入口本体部分171、入口引掛部分172、および弁体入口空間173を有する。弁体入口部分170は、弁体入口空間173を介して第1排水ケース120の上部空間135と第2排水ケース150の内側空間155とを互いに連通する。
入口本体部分171は、外周面174が第1排水ケース120の引掛部分144の内周面に押し付けられた部分を有する。入口本体部分171は、引掛部分144の内周面への押し付けにともない生じる復元力により、弁体入口部分170を第1排水ケース120に固定する。入口本体部分171は、内周面175により弁体入口空間173を形成する。
入口引掛部分172は、フランジ形状を有する。入口引掛部分172は、第1排水ケース120の上部空間135に配置される。入口引掛部分172は、第1排水ケース120の引掛部分144の開口部分の径よりも大きい外径を有する。入口引掛部分172は、高さ方向の中央部分において最大の外径を有する。
弁体出口部分180は、テーパー形状かつ中空形状を有する。弁体出口部分180は、第2排水ケース150の内側空間155に配置される。弁体出口部分180は、出口接触部分181、出口中間部分182、および弁体出口空間183を有する。弁体出口部分180は、外周面184が空間を介して第1排水ケース120の区切部分142および引掛部分144と対向した状態において盛上部分153と接触する。弁体出口部分180は、内周面185により弁体出口空間183を形成する。
内周面185は、出口接触部分181の弁体シール面185Aおよび出口中間部分182の弁体対向底面185Bを有する。内周面185は、弁体シール面185Aにおいて盛上部分153の盛上シール面153Aに押し付けられる。内周面185は、弁体対向底面185Bにおいて盛上シール面153Aとの間に隙間を有する。
出口接触部分181は、盛上シール面153Aに押し付けられていることにより、排水バルブ160が排水ケース110に取り付けられていない状態における出口接触部分181と比較して、内径が増加している。出口接触部分181は、盛上シール面153Aへの押し付けにより生じる復元力により、盛上シール面153Aに密着する。出口接触部分181は、盛上シール面153Aとの密着により弁体出口空間183と第2排水ケース150の内側空間155との間を閉鎖する。
図1〜図4を参照して、排水装置100の動作および作用について説明する。
図1に示されるステアリング装置1において、第1ハウジング21側のベローズ17が破損したとき、ステアリング装置1の外部の水がベローズ17の破損部分を介してベローズ17の内部空間に侵入する。ベローズ17の内部空間の水は、第1ハウジング21の開口部分を介して収容空間23に侵入する。またステアリング装置1において、第2ハウジング22側のベローズ17が破損したとき、ステアリング装置1の外部の水がベローズ17の破損部分を介してベローズ17の内部空間に侵入する。ベローズ17の内部空間の水は、第2ハウジング22の開口部分を介して収容空間23に侵入する。
図2に示されるラックハウジング20において、収容空間23に侵入した水は、第1ハウジング21または第2ハウジング22の壁面上を移動し、第2ハウジング22におけるハウジング底壁部分24の壁面上に移動する。
図3に示されるラックハウジング20において、ハウジング底壁部分24の壁面上の水は、排水ケース110のケース入口132を介して第1排水ケース120の上部空間135(排水ケース110の排水空間111)に流れ込む。第1排水ケース120の上部空間135の水は、弁体入口部分170を介して排水バルブ160の内側の空間(弁体入口区間173)に流れ込む。弁体入口空間173の水は、弁体出口空間183に流れ込む。弁体出口空間183の水は、弁体出口部分180の出口中間部分182と盛上部分153との間の隙間に流れ込む。
弁体出口空間183において盛上部分153上に滞留している水は、弁体出口部分180に圧力を付与する。弁体出口部分180は、出口接触部分181において水から受ける圧力が一定圧力未満のとき、出口接触部分181が盛上部分153の盛上シール面153Aに密着した状態を維持する。弁体出口部分180は、出口接触部分181が盛上部分153に密着しているとき、弁体出口空間183と第2排水ケース150の内側空間155との間を閉鎖する。すなわち、排水ケース110のケース入口132とケース出口154との間を閉鎖する。
図4に示されるラックハウジング20において、弁体出口部分180は、出口接触部分181において水から受ける圧力が一定圧力以上のとき、出口接触部分181が盛上シール面153Aから離間する方向に変形する。弁体出口部分180は、出口接触部分181が盛上シール面153Aから離間しているとき、弁体出口空間183と第2排水ケース150の内側空間155とを互いに連通する。すなわち、排水ケース110のケース入口132とケース出口154との間を開放する。このため、盛上部分153上に滞留している水は、盛上シール面153Aによりケース出口154に案内される。そして、ケース出口154に到達した水は、ケース出口154を介して排水ケース110の排水空間111の外部に排出される。このように、排水装置100は、ラックハウジング20の収容空間23の水をラックハウジング20の外部に排出する。
本実施形態のステアリング装置1は、以下の効果を奏する。
(1)ステアリング装置1は、排水装置100を有する。この構成によれば、ラックハウジング20の収容空間23に侵入した水がケース入口132を介して弁体入口空間173(排水空間111)に流れ込む。弁体入口空間173の水は、弁体出口空間183(排水空間111)に流れ込む。弁体出口空間183の水は、盛上部分153上に滞留する。そして、水の圧力により弁体出口部分180が弾性変形するとき、盛上部分153と出口接触部分181との間に隙間が形成される。このため、弁体出口空間183(排水空間111)の水がケース出口154を介してラックハウジング20の外部に排出される。
(2)排水装置100は、中空形状の排水バルブ160を有する。排水バルブ160は、テーパー形状かつ中空形状を有する弁体出口部分180によりケース入口132とケース出口154との間を開放および閉鎖する。この構成によれば、図5に示される従来の排水装置200、すなわちフランジ部分242によりケース入口221とケース出口231との間を開放および閉鎖する排水装置200と比較して、繰り返し変形にともなう排水バルブ160の復元力の低下が生じにくい。このため、排水バルブ160のシール性が低下することが抑制される。
(3)排水装置100は、弁体出口部分180の出口接触部分181が第2排水ケース150の盛上部分153に密着する構成を有する。この構成によれば、ラックハウジング20の外部の異物が排水装置100を介して収容空間23に侵入する状況が生じにくい。
(4)排水装置100は、テーパー形状かつ中空形状の弁体出口部分180を有する。この構成によれば、弁体出口部分180がテーパー形状を有していない仮定した構成と比較して、弁体出口部分180が水の圧力により変形しやすい。このため、排水装置100の排水性が向上する。また、弁体出口部分180がテーパー形状を有していないと仮定した構成と比較して、寸法公差を大きくしても弁体出口部分180が第2排水ケース150に密着する。このため、排水バルブ160の寸法管理が容易になる。
(5)排水装置100は、弁体出口部分180の出口中間部分182と盛上部分153との間に隙間を有する。この構成によれば、排水ケース110の内部に流れ込んだ水が出口中間部分182と盛上部分153との間に滞留するため、水の圧力により出口接触部分181が盛上部分153から離間しやすい。このため、排水装置100の排水性が向上する。
(6)排水装置100は、盛上部分153を有する。この構成によれば、弁体出口空間183(排水バルブ160の内側)に滞留した水がケース出口154に向けて流れやすい。このため、排水装置100の排水性が向上する。
(7)排水装置100は、排水ケース110のケースねじ133によりラックハウジング20に固定される。この構成によれば、排水ケース110をラックハウジング20に取り付ける作業を容易に行うことができる。
(8)排水装置100は、シールリング190を有する。この構成によれば、排水ケース110とラックハウジング20との隙間がシールリング190によりシールされる。このため、排水ケース110とラックハウジング20との隙間から収容空間23に水が侵入することが抑制される。
(9)図1に示されるステアリング装置1は、比較例としてのステアリング装置(以下、「仮想ステアリング装置」)と比較して、車両走行時におけるステアリング装置本体10およびアシスト装置30の動作不良が生じにくい。以下、仮想ステアリング装置において生じるおそれがある問題の詳細について説明する。なお、仮想ステアリング装置は、排水装置100が省略された点においてステアリング装置1と相違し、その他の点においてステアリング装置1と同じ構成を有する。このため、仮想ステアリング装置において、ステアリング装置1と共通する構成要素については同一の符号を用いる。
仮想ステアリング装置においては、ラックハウジング20の収容空間23に侵入した水が収容空間23において凝固するおそれがある。水の凝固は、例えば次の第1プロセス、第2プロセス、第3プロセス、または第4プロセスを経て生じる。
第1プロセスにおいては、車両の走行中において収容空間23に水が侵入し、その後に車両が継続して走行することにともない車両が常温環境から低温環境に移動したとき、環境温度の低下により収容空間23の水が凝固する。第1プロセスにおいては、収容空間23への水の侵入後におけるステアリングホイール2の操作頻度が少ないときほど、水の凝固が生じやすい。典型的には、収容空間23への水の侵入後において車両が長距離を継続して直進走行するとき、収容空間23の水が凝固する。
第2プロセスにおいては、車両の停止中において収容空間23に水が侵入し、その後に車両が走行することにともない車両が常温環境から低温環境に移動したとき、環境温度の低下により収容空間23の水が凝固する。第2プロセスにおいては、収容空間23への水の侵入後におけるステアリングホイール2の操作頻度が少ないときほど、水の凝固が生じやすい。典型的には、収容空間23への水の侵入後において車両が長距離を継続して直進走行するとき、収容空間23の水が凝固する。
第3プロセスにおいては、車両の走行中において収容空間23に水が侵入し、その後の車両の停止中において環境温度が低下したとき、環境温度の低下により収容空間23の水が凝固する。第3プロセスにおいては、収容空間23への水の侵入後における車両の停止時間が長いときほど、水の凝固が生じやすい。
第4プロセスにおいては、車両の停止中において収容空間23に水が侵入し、その後の車両の停止中において環境温度が低下したとき、環境温度の低下により収容空間23の水が凝固する。第4プロセスにおいては、収容空間23への水の侵入後における車両の停止時間が長いときほど、水の凝固が生じやすい。
そして、ラックハウジング20のハウジング底壁部分24において水の凝固が生じた場合、減速装置50の伝達ベルト53が水の凝固にともない凍結することがある。伝達ベルト53が凍結した場合、ナット61の回転が伝達ベルト53により規制されるため、ラックシャフト14の移動も規制される。このため、車両の走行中かつ伝達ベルト53が凍結した状態において、ステアリングホイール2が操作されたとき、ラックシャフト14が移動しない。このため、転舵輪3の転舵角が変化しない。このため、ステアリングホイール2に対してより大きな操舵トルクが入力される。そして、ステアリングホイール2に入力された操舵トルクが所定トルクよりも大きいとき、ラックシャフト14を介してナット61に作用するトルクにより伝達ベルト53が破断することがある。伝達ベルト53が破断した場合、ラックシャフト14の移動がナット61により規制されなくなるため、ステアリングホイール2の操作に応じたラックシャフト14の移動が許容される。一方、電気モーター40の回転がナット61に伝達されないため、電気モーター40がステアリングホイール2の操作をアシストしなくなる。
以上のとおり、仮想ステアリング装置においては、車両の走行中または停止中における収容空間23の水の凝固に起因して、ステアリング装置本体10およびアシスト装置30の動作不良が生じるおそれがある。
ステアリング装置1は、排水装置100を有するため、収容空間23に侵入した水が排水される。このため、収容空間23における水の凝固、および水の凝固に起因する伝達ベルト53の凍結が生じにくい。このため、仮想ステアリング装置と比較して、車両の走行中におけるステアリング装置本体10およびアシスト装置30の動作不良が生じにくい。
(10)仮想ステアリング装置は、収容空間23の水が排水されにくいため、収容空間23に侵入した水が凝固しない場合においてもステアリング装置本体10、ラックハウジング20、およびアシスト装置30の腐食が促進されるおそれがある。一方、ステアリング装置1においては、収容空間23の水が排水装置100により排水されるため、収容空間23に侵入した水が凝固しない場合において、ステアリング装置本体10、ラックハウジング20、およびアシスト装置30の腐食の進行が抑制される。
(その他の実施形態)
本発明は、上記実施形態以外の実施形態を含む。以下、本発明のその他の実施形態としての上記実施形態の変形例を示す。なお、以下の各変形例は、互いに組み合わせることもできる。
・実施形態の排水バルブ160は、弁体入口部分170および弁体出口部分180が同一の樹脂材料により一体的に形成された構成を有する。一方、変形例の排水バルブ160は、以下の(a)〜(c)のいずれか1つの構成を有する。
(a)変形例の排水バルブ160は、個別の部品として形成された弁体入口部分170および弁体出口部分180が互いに結合された構成を有する。この変形例の排水バルブ160は、同一の樹脂材料により形成された弁体入口部分170および弁体出口部分180を有する。
(b)変形例の排水バルブ160は、上記(a)の変形例の排水バルブ160において、互いに異なる樹脂材料により形成された弁体入口部分170および弁体出口部分180を有する。弁体出口部分180は、弁体入口部分170よりも弾性が高い樹脂弾性材料により形成される。
(c)変形例の排水バルブ160は、上記(a)の変形例の排水バルブ160において、樹脂材料とは別の材料(例えば金属材料)により形成された弁体入口部分170、および弾性樹脂材料により形成された弁体出口部分180を有する。
(d)変形例の排水バルブ160は、上記(a)〜(c)のいずれか1つの変形例の排水バルブ160において、個別の部品として形成された複数の部品が互いに結合された構成の弁体入口部分170を有する。
(e)変形例の排水バルブ160は、上記(a)〜(d)のいずれか1つの変形例の排水バルブ160において、個別の部品として形成された複数の部品が互いに結合された構成の弁体出口部分180を有する。
・実施形態の排水装置100は、ケース上部分130のケースねじ133が弁固定部分25にねじ込まれることにより排水ケース110がラックハウジング20に固定される構成を有する。一方、変形例の排水装置100は、以下の(a)または(b)の構成を有する。
(a)変形例の排水装置100は、ケース上部分130が弁固定部分25に圧入されることにより、排水ケース110がラックハウジング20に固定される構成を有する。この変形例の排水装置100は、ケース上部分130のケースねじ133が省略される。
(b)変形例の排水装置100は、排水ケース110にボルト締結部分を有し、ケース上部分130のケースねじ133が省略される。この変形例の排水装置100は、ボルト締結部分およびハウジング底壁部分24にまたがりねじ込まれるボルトにより、ハウジング底壁部分24に固定される。
・実施形態の排水装置100は、ケース上部分130がハウジング底壁部分24の内部に配置され、ケース下部分140がラックハウジング20の外部に配置される構成を有する。一方、変形例の排水装置100は、以下の(a)〜(d)のいずれか1つの構成を有する。
(a)変形例の排水装置100は、ケース上部分130およびケース下部分140がハウジング底壁部分24の内部に配置される構成を有する。この変形例の排水装置100は、円筒形状のケース下部分140を有する。
(b)変形例の排水装置100は、上記(a)の変形例の排水装置100において、ケース上部分130のケースねじ133に代えて、またはケース上部分130のケースねじ133に加えて、ケース下部分140の外周面146に雄ねじを有する。
(c)変形例の排水装置100は、上記(a)の変形例の排水装置100において、ケース上部分130およびケース下部分140がハウジング底壁部分24に圧入される構成を有する。この変形例の排水装置100は、ケース上部分130およびケース下部分140のねじが省略される。
(d)変形例の排水装置100は、実施形態の排水装置100、および上記(a)〜(c)のいずれか1つの変形例の排水装置100において、ケース上部分130がハウジング底壁部分24から収容空間23に突出する構成を有する。
(e)変形例の排水装置100は、上記(d)の変形例の排水装置100において、ケース上部分130のうちの収容空間23に位置する部分に上部周壁部分131を貫通する孔を有する。この構成によれば、ハウジング底壁部分24の壁面上の水がケース上部分130の上部空間135に流れ込みやすくなる。
・実施形態の排水装置100は、六角形状のケース下部分140を有する。一方、変形例の排水装置100は、六角形状以外の形状(例えば、六角形状以外の多角形状、または円筒形状)のケース下部分140を有する。
・実施形態の排水装置100は、ケース上部分130の外周面136にシールリング190が取り付けられる構成を有する。一方、変形例の排水装置100は、ケース下部分140の外周面146にシールリング190が取り付けられる構成を有する。
・実施形態の排水ケース110は、第2排水ケース150の嵌込周壁部分151が第1排水ケース120の内周面147に嵌め込まれる構成を有する。一方、変形例の排水ケース110は、第2排水ケース150の嵌込周壁部分151が第1排水ケース120の外周面146に嵌め込まれる構成を有する。
・実施形態の排水ケース110は、第2排水ケース150において盛上部分153を有する。一方、変形例の排水ケース110は、第2排水ケース150において盛上部分153が省略された構成を有する。この第2排水ケース150は、盛上部分153に代わり第2排水ケース150の一部分を構成する壁部を有する。この壁部は、例えば平面形状、または第2排水ケース150の高さ方向において上方から下方に向けて突出する湾曲形状を有する。
・実施形態の排水ケース110は、第2排水ケース150の底壁部分152にケース出口154を有する。一方、変形例の排水ケース110は、ケース出口154に代えてまたはケース出口154に加えて、第1排水ケース120の下部周壁部分141および第2排水ケース150の嵌込周壁部分151を貫通するケース出口を有する。
・実施形態の排水ケース110は、段付き形状のケース上部分130を有する。一方、変形例の排水ケース110は、段が形成されていない柱体形状のケース上部分130を有する。
・実施形態の排水バルブ160は、円筒形状の弁体入口部分170、およびテーパー形状かつ中空形状の弁体出口部分180を有する。一方、変形例の排水バルブ160は、以下の(a)〜(c)のいずれか1つの構成を有する。
(a)変形例の排水バルブ160は、円筒形状の弁体入口部分170、および円筒形状の弁体出口部分180を有する。この変形例の排水バルブ160は、弁体入口部分170および弁体出口部分180において互いに同一の内径および外径、または互いに異なる内径および外径を有する。
(b)変形例の排水バルブ160は、弁体入口部分170および弁体出口部分180の少なくとも一方において円筒形状とは別の中空形状を有する。円筒形状とは別の中空形状は、例えば、角柱形状を有する中空形状、および円筒以外の円柱形状を有する中空形状を含む。
(c)変形例の排水バルブ160は、テーパー形状の弁体入口部分170および弁体出口部分180を有する。この変形例の排水バルブ160は、弁体入口部分170および弁体出口部分180が連続して1つのテーパー形状を形成する構成、または弁体入口部分170および弁体出口部分180が互いに異なるテーパー形状を形成する構成を有する。
・実施形態の排水ケース110は、第1排水ケース120および第2排水ケース150が同一の樹脂材料により個別の部品として形成された構成を有する。一方、変形例の排水ケース110は、以下の(a)〜(g)のいずれか1つの構成を有する。
(a)変形例の排水ケース110は、樹脂材料により形成された第1排水ケース120、および第1排水ケース120の樹脂材料とは異なる種類の樹脂材料により形成された第2排水ケース150を有する。
(b)変形例の排水ケース110は、樹脂材料とは別の材料(例えば金属材料)により形成された第1排水ケース120、および樹脂材料により形成された第2排水ケース150を有する。
(c)変形例の排水ケース110は、樹脂材料により形成された第1排水ケース120、および樹脂材料とは別の材料(例えば金属材料)により形成された第2排水ケース150を有する。
(d)変形例の排水ケース110は、第1排水ケース120および第2排水ケース150が同一の樹脂材料により一体的に形成された構成を有する。この変形例の排水ケース110は、第1排水ケース120のケース入口132から排水バルブ160を挿入し、かつ弁体入口部分170を第1排水ケース120および第2排水ケース150の少なくとも一方に固定することが可能な構成を有する。
(e)変形例の排水ケース110は、第1排水ケース120および第2排水ケース150が樹脂材料とは別の材料(例えば金属材料)かつ同一の材料により一体的に形成された構成を有する。この変形例の排水ケース110は、第1排水ケース120のケース入口132から排水バルブ160を挿入し、かつ弁体入口部分170を第1排水ケース120および第2排水ケース150の少なくとも一方に固定することが可能な構成を有する。
(f)変形例の排水ケース110は、実施形態の排水ケース110、および上記(a)〜(c)のいずれか1つの変形例の排水ケース110において、個別の部品として形成された複数の部品が互いに結合された構成の第1排水ケース120を有する。
(g)変形例の排水ケース110は、実施形態の排水ケース110、および上記(a)〜(c)、および上記(f)のいずれか1つの変形例の排水ケース110において、個別の部品として形成された複数の部品が互いに結合された構成の第2排水ケース150を有する。
・実施形態のステアリング装置1は、ラックパラレル型の電動パワーステアリング装置としての構成を有する。一方、変形例のステアリング装置は、コラムアシスト型、ピニオンアシスト型、デュアルピニオンアシスト型、またはラック同軸型の電動パワーステアリング装置としての構成を有する。この変形例のステアリング装置においては、ラックハウジング20の収容空間23に伝達ベルト53が配置されないため、収容空間23における水の凝固にともない伝達ベルト53の凍結が生じるおそれはない。このため、変形例のステアリング装置は、実施形態のステアリング装置1により得られる(1)〜(10)の効果のうち、伝達ベルト53の凍結に関連する効果を除いた効果と同様の効果を奏する。
・実施形態のステアリング装置1は、アシスト装置30を有する電動パワーステアリング装置としての構成を有する。一方、変形例のステアリング装置は、アシスト装置30が省略された機械式のステアリング装置としての構成を有する。この変形例のステアリング装置においては、アシスト装置30が省略されるため、収容空間23における水の凝固にともない伝達ベルト53の凍結が生じるおそれはない。このため、変形例のステアリング装置は、実施形態のステアリング装置1により得られる(1)〜(10)の効果のうち、伝達ベルト53の凍結に関連する効果を除いた効果と同様の効果を奏する。
・要するに、ラックハウジングの収容空間に水が侵入するおそれがあるステアリング装置であれば、ラックパラレル型以外の電動パワーステアリング装置、および電動パワーステアリング装置以外のステアリング装置についても本発明を適用することができる。
1…ステアリング装置、2…ステアリングホイール、3…転舵輪、4…ナックル
10…ステアリング装置本体、11…コラムシャフト、12…インターミディエイトシャフト、13…ピニオンシャフト、13A…ピニオンギア、14…ラックシャフト、14A…ギア形成部分、14B…ねじ形成部分、14C…ラックギア、14D…ラックねじ、15…ラックアンドピニオン機構、16…ボールジョイント、17…ベローズ、18…タイロッド
20…ラックハウジング、21…第1ハウジング、22…第2ハウジング、23…収容空間、24…ハウジング底壁部分、25…弁固定部分、26…隙間
30…アシスト装置
40…電気モーター、41…モーター本体、42…モーターシャフト
50…減速装置、51…駆動プーリー、52…従動プーリー、53…伝達ベルト
60…ボールねじ装置、61…ナット、62…ボール
70…支持装置、71…回転支持部品、72…ボールベアリング、73…ラジアル支持部材、74…スラスト支持部材
100…排水装置
110…排水ケース、111…排水空間
120…第1排水ケース
130…ケース上部分、131…上部周壁部分、132…ケース入口、133…ケースねじ、134…リング溝、135…上部空間、136…外周面、137…内周面
140…ケース下部分、141…下部周壁部分、142…区切部分、143…開口部分、144…引掛部分、145…下部空間、146…外周面、147…内周面
150…第2排水ケース、151…嵌込周壁部分、151A…規制部分、152…底壁部分、153…盛上部分、153A…盛上シール面(ケース底面)、154…ケース出口、155…内側空間、156…外周面、157…内周面
160…排水バルブ
170…弁体入口部分、171…入口本体部分、172…入口引掛部分、173…弁体入口空間、174…外周面、175…内周面
180…弁体出口部分、181…出口接触部分、182…出口中間部分、183…弁体出口空間、184…外周面、185…内周面、185A…弁体シール面、185B…弁体対向底面
190…シールリング
200…排水装置、210…排水ケース、220…第1排水ケース、221…ケース入口、230…第2排水ケース、231…ケース出口、240…排水バルブ、241…本体部分、242…フランジ部分、250…シールリング

Claims (8)

  1. ラックハウジングおよび排水装置を有するステアリング装置であって、
    前記排水装置は、
    前記ラックハウジングの収容空間と連通するケース入口、前記ラックハウジングの外部と連通するケース出口、前記ケース入口および前記ケース出口と連通する排水空間、および前記排水空間に面するケース底面を有する排水ケースと、
    前記排水空間に配置される中空形状のバルブであって、前記ケース入口と連通する弁体入口部分、および前記ケース底面に接触することにより前記ケース入口と前記ケース出口との間を閉鎖する樹脂製の弁体出口部分を有する排水バルブと
    を有する
    ステアリング装置。
  2. 前記弁体出口部分は、前記弁体入口部分側から前記ケース底面側に向けて拡径するテーパー形状を有する
    請求項1に記載のステアリング装置。
  3. 前記排水バルブは、前記排水空間側に向けて盛り上がる形状の盛上部分を有し、
    前記盛上部分は、前記ケース底面を有する
    請求項1または2に記載のステアリング装置。
  4. 前記排水バルブは、前記弁体出口部分における端部側の面である弁体シール面が前記ケース底面に接触し、前記弁体出口部分における前記弁体シール面よりも中心側の面である弁体対向底面が隙間を介して前記ケース底面と対向する
    請求項1〜3のいずれか一項に記載のステアリング装置。
  5. 前記弁体入口部分は、円筒形状を有し、周方向の全体にわたり外周面が前記排水ケースに押し付けられる部分を有する
    請求項1〜4のいずれか一項に記載のステアリング装置。
  6. 前記排水ケースは、前記ラックハウジングの弁固定部分にねじ込まれる取付ねじを有する
    請求項1〜5のいずれか一項に記載のステアリング装置。
  7. 前記排水ケースは、個別の部品として形成される第1排水ケースおよび第2排水ケースを有し、
    前記第1排水ケースは、前記取付ねじを有し、
    前記第2排水ケースは、前記第1排水ケースに取り付けられる
    請求項6に記載のステアリング装置。
  8. 前記ステアリング装置は、ラックシャフト、電気モーター、減速装置、およびボールねじ装置を有し、
    前記ボールねじ装置は、前記ラックシャフトに取り付けられ、
    前記減速装置は、前記電気モーターのモーターシャフトに取り付けられる駆動プーリー、前記ボールねじ装置に取り付けられる従動プーリー、および前記駆動プーリーと前記従動プーリーとに巻き掛けられる伝達ベルトを有する
    請求項1〜7のいずれか一項に記載のステアリング装置。
JP2012112705A 2012-05-16 2012-05-16 ステアリング装置 Expired - Fee Related JP5900147B2 (ja)

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