JP6889659B2 - ステアリング装置 - Google Patents

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Description

本発明は、ステアリング装置に関する。
特許文献1には、車両のエンジンルーム内に設けられ、転舵輪に操舵アシスト力を付与するステアリング装置が記載されている。このステアリング装置では、ラックチューブの両端に、ラックチューブを車体側へ取り付けるためのマウントブラケット部が設けられている。
特開2013−141969号公報
しかしながら、特許文献1に記載のステアリング装置では、マウントブラケット部がラックチューブの中心軸に対して対称となる位置に一対設けられているため、マウントブラケット部が設けられる部分の幅寸法(ラックチューブの中心軸に直交する方向の外形寸法)が大きい。このため、ステアリング装置を車体に取り付ける際の作業性が悪いという問題がある。たとえば、車体フレームに設けられる開口部に、ラックチューブを通さなければならない場合、開口部の大きさによってはマウントブラケット部を開口部に挿通させることができず、ステアリング装置を取り付けることができないおそれがある。
本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたものであり、車体への取付性に優れたステアリング装置を提供することを目的とする。
第1の発明は、ラック収容部の一端側(ピニオンギヤが配置される側)を支持する第1支持部と、ラック収容部の他端側を支持する第2支持部と、を備え、第2支持部は、ラック収容部の外側に突出するように設けられ、車体に取り付けられる第1車体取付部及び第2車体取付部を有し、第1車体取付部及び第2車体取付部は、ラック収容部の軸方向で重ならないように、軸方向にずれて配置され、第1車体取付部及び第2車体取付部は、それぞれ異なる方向に突出し、ステアリング装置が車体に取り付けられる際、ラック収容部は、所定の開口幅を有する車体フレームの開口部に挿通され、ラックシャフトの中心軸から第1車体取付部の最外側部までの長さ、及び、ラックシャフトの中心軸から第2車体取付部の最外側部までの長さのそれぞれは、開口幅の2分の1よりも大きく、第1車体取付部が形成される部分のラック収容部の最大幅、及び、第2車体取付部が形成される部分のラック収容部の最大幅のそれぞれは、開口幅よりも小さいことを特徴とするステアリング装置である。
第1の発明では、第2支持部の第1車体取付部及び第2車体取付部を順番に開口部に挿通させることができる。開口部を通過する際の開口部における第2支持部の断面の大きさを小さくできるので、第2支持部の開口部への挿通性を向上できる。
第2の発明は、第1車体取付部及び第2車体取付部が、互いに反対方向に突出していることを特徴とする。
第2の発明では、第1車体取付部及び第2車体取付部をそれぞれ同じ方向に突出させる場合に比べて、ステアリング装置を安定して支持することができる。
第3の発明は、ラックシャフトの中心軸から第1車体取付部の最外側部までの長さ、及びラックシャフトの中心軸から第2車体取付部の最外側部までの長さのそれぞれが、ラックシャフトの中心軸から第1支持部の車体取付部の最外側部までの長さに比べて短いことを特徴とする。
第3の発明では、第2支持部の第1車体取付部及び第2車体取付部のそれぞれの大きさを第1支持部の車体取付部の大きさに比べて小さくすることにより、第2支持部の開口部への挿通性をさらに向上できる。
第4の発明は、第1車体取付部の最外側部及び第2車体取付部の最外側部のそれぞれが、ラックシャフトの中心軸に平行となるように形成されていることを特徴とする。
第4の発明では、第2支持部の大きさをより小さくできるので、第2支持部の開口部への挿通性をさらに向上できる。
第5の発明は、第1支持部及び第2支持部が、それぞれボルトが取り付けられるボルト取付孔を有し、第2支持部のボルト取付孔の径が、第1支持部のボルト取付孔の径に比べて小さいことを特徴とする。
第5の発明では、ボルト取付孔の径を小さくした分、第2支持部の第1ボルト取付部及び第2ボルト取付部の大きさをより小さくできる。これにより、第2支持部の開口部への挿通性をさらに向上できる。
本発明によれば、車体への取付性に優れたステアリング装置を提供することができる。
本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング装置の構成図である。 本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング装置の平面図である。 図2のIII−III線に沿う第2支持部の横断面図である。 (a)は、電動パワーステアリング装置の位置決め手順を説明する図であり、(b)は、電動パワーステアリング装置の右端側を側板の開口部に挿通させる手順を説明する図である。(c)は、第2小ボルト取付部を側板の開口部に挿通させる手順を説明する図であり、(d)は、電動パワーステアリング装置を回動させる手順を説明する図である。(e)は、電動パワーステアリング装置の左端側を側板の開口部に挿通させる手順を説明する図である。 (a)は、第1小ボルト取付部が開口部に位置している状態を示す部分拡大図であり、(b)は、第1小ボルト取付部を開口部に挿通させた後であって、第2小ボルト取付部を開口部に挿通させる前の状態を示す部分拡大図である。(c)は、第2小ボルト取付部が開口部に位置している状態を示す部分拡大図である。 図5(a)のVIa−VIa線に沿う電動パワーステアリング装置の横断面図である。 図5(b)のVIb−VIb線に沿う電動パワーステアリング装置の横断面図である。 本実施形態の比較例1に係る電動パワーステアリング装置を示す図である。 (a)は、第1小ボルト取付部を開口部に挿通させた後の状態を示す部分拡大図であり、(b)は、電動パワーステアリング装置を車体の前方に移動させる第1前方移動工程を説明する部分拡大図である。(c)は、電動パワーステアリング装置を車体の右方に移動させる右方移動工程を説明する部分拡大図であり、(d)は、電動パワーステアリング装置を車体の前方に移動させる第2前方移動工程を説明する部分拡大図である。 本発明の変形例1−1に係る電動パワーステアリング装置の横断面図である。 本発明の変形例1−2に係る電動パワーステアリング装置の横断面図である。 本発明の変形例2に係る電動パワーステアリング装置の横断面図である。
図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング装置の構成図である。図1に示すように、電動パワーステアリング装置(以下、ステアリング装置と記す)100は、運転者によるステアリングホイール1の操作に伴って回転する入力シャフト2と、車輪6を転舵するためのラックシャフト5に連係する出力シャフト3と、入力シャフト2と出力シャフト3を連結するトーションバー4と、を備える。入力シャフト2、出力シャフト3、及びトーションバー4によってステアリングシャフト7が構成される。
出力シャフト3には、ラックシャフト5に形成されたラックギヤ5aと噛み合いラックシャフト5に回転力を伝達するピニオンギヤ3aが形成される。ステアリングホイール1が操作されると、ステアリングシャフト7が回転し、その回転がピニオンギヤ3a及びラックギヤ5aによってラックシャフト5の直線運動に変換され、タイロッド14を介して車輪6が転舵される。
ステアリング装置100は、運転者によるステアリングホイール1の操作を補助するための動力源である電動モータ10と、電動モータ10の回転をステアリングシャフト7に減速して伝達する減速機11と、運転者によるステアリング操作に伴う入力シャフト2と出力シャフト3との相対回転によってトーションバー4に作用するトルクを検出するトルクセンサ12と、トルクセンサ12の検出結果に基づいて電動モータ10の駆動を制御するコントローラ30と、をさらに備える。
電動モータ10は、ブラシ付きモータである。減速機11は、電動モータ10の出力軸に連結されるウォームシャフト11aと、出力シャフト3に連結されウォームシャフト11aに噛み合うウォームホイール11bと、を有する。電動モータ10が出力するトルクは、ウォームシャフト11aからウォームホイール11bに伝達されて出力シャフト3に操舵補助トルクとして付与される。
運転者によるステアリング操作に伴って入力シャフト2に付与される操舵トルクはトルクセンサ12によって検出され、トルクセンサ12はその操舵トルクに対応する電圧信号をコントローラ30に出力する。コントローラ30は、トルクセンサ12からの電圧信号に基づいて、電動モータ10が出力するトルクを演算し、そのトルクが発生するように電動モータ10の駆動を制御する。このように、ステアリング装置100は、入力シャフト2に付与される操舵トルクをトルクセンサ12にて検出し、その検出結果に基づいて電動モータ10の駆動をコントローラ30にて制御して運転者のステアリング操作をアシストする。
コントローラ30は、操舵トルクに加えて、操舵角度センサ15によって検出される操舵角度を考慮して、電動モータ10の駆動を制御する。電動モータ10が駆動されると、電動モータ10の回転力が減速機11及びピニオンギヤ3aを介してラックシャフト5に伝達される。
図2を参照して、ステアリング装置100のハウジング150について説明する。なお、説明の便宜上、図示するように、車体の前後左右方向に合わせ、ステアリング装置100の前後左右方向を規定する。車体の前後左右方向は、鉛直方向に直交する水平方向に平行な方向である。図2は、本発明の実施形態に係るステアリング装置100の平面図である。図2では、車体フレームの一部を構成する側板9a,9b及びステアリング装置100の取付座M1,M2,M3,M4を二点鎖線で示している。
ハウジング150は、車体の左右方向に沿って直線状に延在するラックシャフト5(図1参照)を収容するラックハウジング151と、電動モータ10(図1参照)を収容するモータハウジング158と、減速機11及びピニオンギヤ3a(図1参照)を収容するギヤハウジング159と、を有する。なお、ラックシャフト5の中心軸Oに平行な方向を軸方向と称する。ラックシャフト5の中心とラックハウジング151の中心は同心であるので、中心軸Oはラックハウジング151の中心軸でもある。
ラックハウジング151は、軸方向両端が開口した円筒状に形成される。ラックシャフト5は、ラックハウジング151を貫通し、その両端部がラックハウジング151の軸方向両端から突出している。ラックシャフト5の両端部は、タイロッド14に接続されている。つまり、ラックシャフト5の両端部のそれぞれは、タイロッド14を介して左右の車輪6に連結されている。ラックシャフト5とタイロッド14の接続部は、ステアリングラックブーツ40によって覆われている。
ギヤハウジング159はラックハウジング151の軸方向一端側に取り付けられ、モータハウジング158はギヤハウジング159に取り付けられる。なお、ラックハウジング151の軸方向一端側とは、ラックハウジング151の左右中心から左側のことを指し、ラックハウジング151の軸方向他端側とは、ラックハウジング151の左右中心から右側のことを指す。
ラックハウジング151の軸方向一端側には、ラックハウジング151の軸方向一端側を支持する第1支持部110が設けられている。ラックハウジング151の軸方向他端側には、ラックハウジング151の軸方向他端側を支持する第2支持部120が設けられている。第1支持部110及び第2支持部120は、車体フレームの取付座M1,M2,M3,M4にボルト、ナットにより取り付けられる。これにより、ステアリング装置100が車体に両持ち支持される。
第1支持部110は、車体フレームの取付座M1に取り付けられる第1大ボルト取付部111Aと、車体フレームの取付座M2に取り付けられる第2大ボルト取付部111Bと、を有する。第1大ボルト取付部111A及び第2大ボルト取付部111Bは、ギヤハウジング159を両側から挟むように、ギヤハウジング159の左右両側に形成されている。第1大ボルト取付部111Aは、ラックハウジング151の外側前方に突出するように設けられ、第2大ボルト取付部111Bは、ラックハウジング151の外側後方に突出するように設けられる。すなわち、第1大ボルト取付部111A及び第2大ボルト取付部111Bは、互いに反対方向に突出している。
第1大ボルト取付部111Aは、ギヤハウジング159よりもラックハウジング151の左端側、すなわち軸方向外側に配置されている。第2大ボルト取付部111Bは、ギヤハウジング159よりもラックハウジング151の左右中心側、すなわち軸方向内側に配置されている。第1大ボルト取付部111A及び第2大ボルト取付部111Bは、それぞれ同様の円筒形状であるので、以下、両者を総称して大ボルト取付部111とも記す。
第2支持部120は、車体フレームの取付座M3に取り付けられる第1小ボルト取付部121Aと、車体フレームの取付座M4に取り付けられる第2小ボルト取付部121Bと、を有する。第1小ボルト取付部121A及び第2小ボルト取付部121Bは、それぞれ異なる方向に突出している。第1小ボルト取付部121Aは、ラックハウジング151の外側前方に突出するように設けられ、第2小ボルト取付部121Bは、ラックハウジング151の外側後方に突出するように設けられる。つまり、第2支持部120は、第1小ボルト取付部121Aの突出方向と第2小ボルト取付部121Bの突出方向とが一致しないように形成されており、本実施形態では、第1小ボルト取付部121A及び第2小ボルト取付部121Bが、互いに反対方向に突出している。
第1小ボルト取付部121Aは、第2小ボルト取付部121Bよりもラックハウジング151の右端側、すなわち軸方向外側に配置されている。換言すれば、第2小ボルト取付部121Bは、第1小ボルト取付部121Aよりもラックハウジング151の左右中心側、すなわち軸方向内側に配置されている。第1小ボルト取付部121A及び第2小ボルト取付部121Bは、それぞれ同様の形状であるので、以下、両者を総称して小ボルト取付部121とも記す。
図3は、図2のIII−III線に沿う第2支持部120の横断面図である。説明の便宜上、ステアリング装置100の上下、前後方向を図示するように定義する。
図2及び図3に示すように、小ボルト取付部121には、ボルトが取り付けられるボルト取付孔123が設けられる。ボルト取付孔123は、ラックシャフト5の中心軸Oから前後方向に所定距離XS1だけ離れた位置において、上下方向に延在する。
小ボルト取付部121の前後幅方向の最外側部129、すなわちラックシャフト5の中心軸Oから前後方向に最も離れた部分は、ラックシャフト5の中心軸Oに平行な平面部である。小ボルト取付部121の前後一対の最外側部129は、互いに平行に設けられる。小ボルト取付部121の上下寸法(高さ寸法)は、ラックハウジング151の外径よりも大きい。小ボルト取付部121の下端部は、略円筒形状であり、ラックハウジング151の下端面よりも下方に突出している。
ラックシャフト5の中心軸Oから最外側部129までの前後方向寸法XS2は、上述したラックシャフト5の中心軸Oからボルト取付孔123の中心軸までの距離XS1よりも大きい(XS2>XS1)。
図2に示すように、第1小ボルト取付部121A及び第2小ボルト取付部121Bは、ラックシャフト5の軸方向にずれて配置されている。軸方向のずれ量は、第1小ボルト取付部121Aの前後幅方向の最外側部129と、第2小ボルト取付部121Bの前後幅方向の最外側部129とがラックハウジング151の軸方向で重ならないように設定される。
本実施形態では、軸方向のずれ量が、第1小ボルト取付部121Aの全体と、第2小ボルト取付部121Bの全体とが、ラックハウジング151の軸方向で重ならないように設定されている。別の言い方をすれば、一方の小ボルト取付部121の任意の位置を、ラックシャフト5の中心軸Oに直交する仮想平面で切断したときに、その切断した仮想平面上に他方の小ボルト取付部121が存在しないことを意味する。
本実施の形態では、第1小ボルト取付部121Aと第2小ボルト取付部121Bとの間に、小ボルト取付部121が存在しない円筒部125が設けられている。すなわち、第1小ボルト取付部121Aと第2小ボルト取付部121Bとは軸方向に離間して配置されている。円筒部125の軸方向長さLは、後述する側板9a,9bの厚みTよりも長い。
大ボルト取付部111には、ボルトが取り付けられるボルト取付孔113が設けられる。ボルト取付孔113は、ラックシャフト5の中心軸Oから前後方向に所定距離XL1だけ離れた位置において、上下方向に延在する。ラックシャフト5の中心軸Oから大ボルト取付部111のボルト取付孔113の中心軸までの距離XL1と、ラックシャフト5の中心軸Oから小ボルト取付部121のボルト取付孔123の中心軸までの距離XS1は同じである(XL1=XS1)。
小ボルト取付部121に取り付けられるボルト(小ボルト)の径は、大ボルト取付部111に取り付けられるボルト(大ボルト)の径よりも小さい。このため、小ボルト取付部121に設けられるボルト取付孔123の径は、大ボルト取付部111に設けられるボルト取付孔113の径に比べて小さい。たとえば、各ボルト取付孔113,123に同じボルトを取り付けることを想定した場合に採用される標準のボルトサイズ(呼び径)がM10(以下、標準サイズと称す)であったとする。この場合、本実施形態では、大ボルト取付部111には標準サイズよりも大きいM12のボルトを採用し、小ボルト取付部121には標準サイズよりも小さいM8のボルトを採用する。これにより、必要な強度を確保しつつ、小ボルト取付部121の大きさを小さくできる。
大ボルト取付部111の外面は、平面視円弧状の湾曲面である。大ボルト取付部111の前後幅方向の最外側部119、すなわちラックシャフト5の中心軸Oから前後方向に最も離れた部分は、上下方向に延在する直線部である。大ボルト取付部111の上下寸法(高さ寸法)は、ラックハウジング151の外径よりも大きい。大ボルト取付部111の下端部は、円筒形状であり、ラックハウジング151の下端面よりも下方に突出している。
ラックシャフト5の中心軸Oから最外側部119までの前後方向寸法XL2は、上述したラックシャフト5の中心軸Oからボルト取付孔113の中心軸までの距離XL1よりも大きい(XL2>XL1)。
上述したように、本実施形態では、小ボルト取付部121のボルト取付孔123を大ボルト取付部111のボルト取付孔113よりも小さく形成し、さらに、小ボルト取付部121の最外側部129を中心軸Oと平行となるように形成した。このため、小ボルト取付部121の大きさを大ボルト取付部111の大きさに比べて小さくできる。本実施形態では、ラックシャフト5の中心軸Oから小ボルト取付部121の前後幅方向の最外側部129までの長さXS2が、ラックシャフト5の中心軸Oから大ボルト取付部111の前後幅方向の最外側部119までの長さXL2に比べて短い(XS2<XL2)。
ステアリング装置100において、小ボルト取付部121が形成される部分の前後幅寸法WS1は、長さXS2にラックハウジング151の半径Rを加えた寸法となる。ステアリング装置100において、大ボルト取付部111が形成される部分の前後幅寸法WL1は、長さXL2にラックハウジング151の半径Rを加えた寸法となる。上述のとおり、長さXS2は長さXL2よりも短いため、前後幅寸法WS1は前後幅寸法WL1よりも短い(WS1<WL1)。なお、前後幅寸法とは、ラックシャフト5の中心軸Oに直交する前後水平方向の外形寸法である。
車体フレームは、前後、上下方向に平行な一対の側板9a,9bを有している。一対の側板9a,9bのそれぞれには、矩形状の開口部91,92が設けられている。開口部91,92は、それぞれ前後寸法(開口幅寸法)XAが小ボルト取付部121の長さXS2の2倍よりも小さい(XA<XS2×2)。開口部91,92は、それぞれ前後寸法(開口幅寸法)XAがステアリング装置100の前後幅寸法WS1よりも大きい(XA>WS1)。図2に示すように、ステアリング装置100は、一対の側板9a,9bの開口部91,92に挿通された状態で、ボルト、ナット(不図示)により車体フレームの取付座M1,M2,M3,M4に締結固定される。
図4(a)〜図4(e)、図5(a)〜図5(c)、図6A、及び図6Bを参照して、ステアリング装置100を車体に取り付ける手順の一例を説明する。図4(a)〜図4(e)は、ステアリング装置100の車体への取り付け手順を説明する図であり、ステアリング装置100を車体の後方から見た図である。なお、ステアリング装置100の左端側に設けられるモータハウジング158及びギヤハウジング159の図示は省略している。図4(a)は、ステアリング装置100の位置決め手順を説明する図であり、図4(b)は、ステアリング装置100の右端側を側板9aの開口部91に挿通させる手順を説明する図である。図4(c)は、第2小ボルト取付部121Bを側板9aの開口部91に挿通させる手順を説明する図であり、図4(d)は、ステアリング装置100を回動させる手順を説明する図である。図4(e)は、ステアリング装置100の左端側を側板9bの開口部92に挿通させる手順を説明する図である。
図5(a)〜図5(c)は、ステアリング装置100を側板9aの開口部91に挿通する手順を説明する部分拡大図であり、ステアリング装置100を車体の上方から見た図である。図5(a)は、第1小ボルト取付部121Aが開口部91に位置している状態を示す部分拡大図である。図5(b)は、第1小ボルト取付部121Aを開口部91に挿通させた後であって、第2小ボルト取付部121Bを開口部91に挿通させる前の状態を示す部分拡大図である。図5(c)は、第2小ボルト取付部121Bが開口部91に位置している状態を示す部分拡大図である。
図6Aは、図5(a)のVIa−VIa線に沿うステアリング装置100の横断面図であり、図6Bは、図5(b)のVIb−VIb線に沿うステアリング装置100の横断面図である。図6A及び図6Bでは、側板9aの開口部91と、開口部91を通過するステアリング装置100の位置関係を示している。なお、説明の便宜上、図示するように、車体の前後、左右、上下方向を規定する。
図2に示すように、一対の側板9a,9b間の寸法は、ステアリング装置100の全長よりも短い。一対の側板9a,9bの開口部91,92は、ギヤハウジング159やモータハウジング158を挿通させる大きさを有していない。このため、ステアリング装置100を任意の方向に傾けて、ステアリング装置100の右端を側板9aの開口部91に挿通させた後、ステアリング装置100の左端を側板9bの開口部92に挿通させる必要がある。
図4(a)に示すように、ステアリング装置100の右端が左端よりも車体の上方に位置するように、ステアリング装置100を上下方向に傾けて位置決めする。ステアリング装置100を車体の右上方に移動させ(矢印D1参照)、ステアリング装置100の右端部を構成するタイロッド14を開口部91に挿通させる。さらに、ステアリング装置100を車体の右上方(矢印D1参照)に移動させ、ステアリングラックブーツ40を開口部91に挿通させる。
図4(b)及び図5(a)に示すように、ステアリング装置100を車体の右上方(矢印D2参照)に移動させ、第1小ボルト取付部121Aを開口部91に挿通させる。図5(a)に示すように、第1小ボルト取付部121A及びラックハウジング151が開口部91の縁に干渉しないように、ステアリング装置100を車体の右上方(矢印D2参照)に移動させる。なお、図6Aに示すように、第1小ボルト取付部121Aを開口部91に挿通させる前の段階で、ラックハウジング151の中心軸Oを開口部91の中心軸OAよりも車体の後方に配置しておく。予め、ラックハウジング151を開口部91の前側の縁よりも後側の縁に寄せて配置しておくことにより、第1小ボルト取付部121A及びラックハウジング151を開口部91の縁に干渉させることなく挿通させることができる。
図5(b)において二点鎖線で示すように、第1小ボルト取付部121Aが開口部91から完全に抜け出て、第1小ボルト取付部121Aが側板9aよりも右方に位置すると、第2小ボルト取付部121Bが開口部91の縁に近接する。このまま、ステアリング装置100を軸方向(車体の右上方)に移動させると、第2小ボルト取付部121Bが開口部91の縁に干渉してしまう。
このため、図5(b)及び図6Bにおいて二点鎖線で示す位置から、ステアリング装置100を僅かに車体の前方(矢印D3参照)に移動させ、図6Bにおいて実線で示すように、ラックハウジング151の中心軸Oを開口部91の中心軸OAよりも前方に配置しておく。ラックハウジング151を開口部91の後側の縁よりも前側の縁に寄せて配置しておくことにより、第2小ボルト取付部121Bの軸方向正面に開口部91を位置させることができる。なお、ステアリング装置100を前方に移動させることに代えて、ステアリング装置100を中心軸Oを中心として回転させることにより、第2小ボルト取付部121Bの軸方向正面に開口部91を位置させるようにしてもよい。
図4(c)及び図5(c)に示すように、ステアリング装置100を車体の右上方(矢印D4参照)に移動させ、第2小ボルト取付部121Bを開口部91に挿通させる。ステアリング装置100の左端が側板9bよりも右方に位置するまでステアリング装置100を車体の右上方(矢印D4参照)に移動させる。
開口部91とラックハウジング151との間の隙間が十分に空くように、開口部91の中心軸OAにラックハウジング151の中心軸Oが位置するようにステアリング装置100の位置決めをする。図4(d)に示すように、側板9aの開口部91の上下中心を回転中心として、ステアリング装置100の左端を持ち上げ、ステアリング装置100を図示時計回り(矢印D5参照)に回動させる。ラックシャフト5の中心軸Oが左右方向(すなわち、水平方向)に平行となるまで、ステアリング装置100を回動させる。
図4(e)に示すように、ステアリング装置100を左方向(矢印D6参照)に移動させ、ステアリング装置100の左端部を構成するタイロッド14を開口部92に挿通させる。大ボルト取付部111のボルト取付孔113及び小ボルト取付部121のボルト取付孔123を車体フレームの取付座M1〜M4(図2参照)の位置に合わせる。各ボルト取付部111A,111B,121A,121Bと取付座M1,M2,M3,M4をボルト及びナットにより締結する。
これにより、ステアリング装置100の車体への取り付けが完了する。なお、図4(a)〜図4(c)では、ステアリング装置100の右端が左端よりも車体の上方に位置するようにステアリング装置100を上下方向に傾けて、車体の右上方にステアリング装置100を移動させる例について説明した。しかしながら、傾ける方向及び傾斜角度は、周囲の構造物に応じて任意に設定できる。たとえば、ステアリング装置100の右端が左端よりも車体の前方あるいは後方に位置するようにステアリング装置100を前後方向に傾けて、車体の右前方あるいは右後方にステアリング装置100を移動させてもよい。
図7は本実施形態の比較例1に係るステアリング装置900Aを示す図である。図7に示すように、比較例1に係るステアリング装置900Aは、第1小ボルト取付部121Aと第2小ボルト取付部121Bとが中心軸Oに対して前後対称形状となるように形成されている。このため、比較例1では、第1小ボルト取付部121A及び第2小ボルト取付部121Bを同時に開口部91に挿通させる必要がある。しかしながら、比較例1では、第2支持部920Aにおける前後幅寸法WS2が、中心軸Oから最外側部129までの長さXS2の2倍であり、開口部91の開口幅寸法XAよりも大きいので、第2支持部920Aを開口部91に挿通させることができない。このため、比較例1に係るステアリング装置900Aは、車体に取り付けることができないという問題が生じる。
これに対して、本実施形態では、図6A及び図6Bに示すように、第2支持部120における前後幅寸法WS1が開口部91の開口幅寸法XAよりも小さいため、第2支持部120を開口部91に挿通させることができる。
図8(a)〜図8(d)は、本実施形態の比較例2に係るステアリング装置900Bを側板9aの開口部91に挿通する手順を説明する部分拡大図であり、ステアリング装置900Bを車体の上方から見た図である。図8(a)は、第1小ボルト取付部121Aを開口部91に挿通させた後の状態を示す部分拡大図であり、図8(b)は、ステアリング装置900Bを車体の前方に移動させる第1前方移動工程を説明する部分拡大図である。図8(c)は、ステアリング装置900Bを車体の右方に移動させる右方移動工程を説明する部分拡大図であり、図8(d)は、ステアリング装置900Bを車体の前方に移動させる第2前方移動工程を説明する部分拡大図である。
比較例2では、第1小ボルト取付部121Aと第2小ボルト取付部121Bとの間の軸方向寸法が0であり、上記実施形態の円筒部125(図2参照)が設けられていない。比較例2では、図8(a)に示すように、第1小ボルト取付部121Aを開口部91に挿通させた後、図8(b)に示すように、ステアリング装置900Bを車体の前方に僅かに移動させる第1前方移動工程を行う。その後、図8(c)に示すように、ステアリング装置900Bを車体の右方に僅かに移動させる右方移動工程を行い、さらに、図8(d)に示すように、ステアリング装置900Bを車体の前方に僅かに移動させる第2前方移動工程を行う。このように、第1小ボルト取付部121Aと第2小ボルト取付部121Bとの間に所定の間隔が設けられていないと、第2小ボルト取付部121Bを開口部91に挿通させる工程が多く、挿通に手間がかかる。
これに対して、本実施形態では、第1小ボルト取付部121Aと第2小ボルト取付部121Bの間の円筒部125の軸方向長さLが、側板9aの厚みTよりも長く形成されている。このため、ステアリング装置100を車体の前方(図5(b)及び図6Bの矢印D3参照)に移動させる工程は1度でよく、作業性がよい。なお、車体フレームを構成する板材の厚みは、0.5mm〜5mm程度であるので、円筒部125の軸方向長さLは、5mm以上、より好ましくは10mm以上確保することが好ましい。
上記実施形態によれば、次の作用効果が得られる。
(1)第1小ボルト取付部121A及び第2小ボルト取付部121Bは、ラックハウジング151の軸方向で重ならないように、軸方向にずれて配置されている。このため、本実施形態の第2支持部120の最大前後幅寸法WS1を、軸方向にずれることなく配置されている比較例1の第2支持部920Aの最大前後幅寸法WS2に比べて小さくできる(WS1<WS2)。本実施形態では、第1小ボルト取付部121A及び第2小ボルト取付部121Bをそれぞれ個別に、すなわち順番に開口部91に挿通させることができ、開口部91を通過する際の開口部91における第2支持部120の断面の前後幅寸法を短くできるので、第2支持部120の開口部91の挿通性を向上できる。したがって、本実施形態によれば、車体への取付性に優れたステアリング装置100を提供することができる。
(2)第1小ボルト取付部121A及び第2小ボルト取付部121Bは、互いに反対方向に突出している。本実施形態では、第1小ボルト取付部121Aが車体の前方に突出し、第2小ボルト取付部121Bが車体の後方に突出している。円筒状のラックハウジング151を前後両側から支持することができるので、第1小ボルト取付部121A及び第2小ボルト取付部121Bを同一方向に突出させる場合に比べて、ステアリング装置100を安定して支持することができる。
(3)本実施形態では、ラックシャフト5の中心軸Oから小ボルト取付部121の前後幅方向の最外側部129までの長さXS2が、ラックシャフト5の中心軸Oから大ボルト取付部111の前後幅方向の最外側部119までの長さXL2に比べて短い。このように、大ボルト取付部111に比べて小ボルト取付部121の突出長さを抑え、第2支持部120の前後幅寸法WS1を第1支持部110の前後幅寸法WL1よりも短くすることにより、第2支持部120の開口部91への挿通性をさらに向上することができる。
(4)小ボルト取付部121の最外側部129は、ラックシャフト5の中心軸Oに平行となるように形成されている。小ボルト取付部121の前後幅方向の最外側部分は、通常、ボルト取付孔123の形状に沿う円弧面として形成されるところ、本実施形態では、平面状に切り欠いた形状として、第2支持部120の前後幅寸法WS1をより短くした。このため、第2支持部120の開口部91への挿通性をさらに向上できる。
(5)小ボルト取付部121に設けられるボルト取付孔123の径は、大ボルト取付部111に設けられるボルト取付孔113の径に比べて小さい。つまり、第2支持部120を車体に取り付けるためのボルトの径は、第1支持部110を車体に取り付けるためのボルトの径に比べて小さい。これにより、小ボルト取付部121を大ボルト取付部111よりも小さくできる。つまり、第2支持部120の前後幅寸法WS1を第1支持部110の前後幅寸法WL1に比べて小さくできる。小ボルト取付部121の突出長さを短くして、第2支持部120の前後幅寸法WS1をより短くできるので、第2支持部120の開口部91への挿通性をさらに向上できる。
(6)第1小ボルト取付部121Aと第2小ボルト取付部121Bの間の円筒部125の軸方向長さLが、側板9aの厚みTよりも長く形成されている。このため、ステアリング装置100を車体の前方(図5(b)及び図6Bの矢印D3参照)に移動させる工程は1度でよく、作業性がよい。
(7)本実施形態によれば、車体フレームの側板9aの開口部91のサイズが異なる種々の車両に対し、ステアリング装置100の第1支持部110及び第2支持部120の形状や軸方向のずれ量を開口部91の大きさに合わせて調整することにより、種々の車両にステアリング装置100を取り付けることができる。
次のような変形例も本発明の範囲内であり、変形例に示す構成と上述の実施形態で説明した構成を組み合わせたり、以下の異なる変形例で説明する構成同士を組み合わせたりすることも可能である。
<変形例1>
小ボルト取付部121の形状は、上記実施形態に限定されない。
<変形例1−1>
たとえば、図9Aに示すように、小ボルト取付部221は、ラックハウジング151の下端部から前後方向に突出する形状としてもよい。
<変形例1−2>
図9Bに示すように、第1小ボルト取付部321Aと第2小ボルト取付部321Bとが、上下方向にずれて配置されていてもよい。
図9A及び図9Bに示すように、変形例1では、上記実施形態と同様、第1小ボルト取付部221A,321A及び第2小ボルト取付部221B,321Bが互いに反対方向に突出している。このため、変形例1においても上記実施形態と同様、第2小ボルト取付部221B,321Bを開口部91に挿通させる際にステアリング装置100を車体の前方に移動させれば、ステアリング装置100の位置調整を完了できるので、後述の変形例2に比べて、作業性がよい。
<変形例2>
上記実施形態では、第1小ボルト取付部121A及び第2小ボルト取付部121Bが、互いに反対方向に突出している例について説明したが、本発明はこれに限定されない。図10に示すように、第1小ボルト取付部421Aを車体の上方に突出させ、第2小ボルト取付部421Bを車体の後方に突出させてもよい。この場合、図10に示すように、第1小ボルト取付部421Aを開口部91に挿通させた後、第2小ボルト取付部421Bが上方を向くようにステアリング装置100を中心軸Oを回転中心として90度回転させる。その後、第2小ボルト取付部421Bを開口部91に挿通させる。
<変形例3>
図示しないが、第1小ボルト取付部121A及び第2小ボルト取付部121Bをそれぞれ同じ方向に突出させてもよい。この場合、第1小ボルト取付部121Aを開口部91に挿通させた後、位置調整を行うことなく、そのまま第2小ボルト取付部121Bを開口部91に挿通させることができる。
<変形例4>
上記実施形態では、開口部91,92が矩形状である例について説明したが、本発明はこれに限定されない。開口部91,92は、円形状、楕円形状、多角形状など、種々の形状に形成されていてもよい。
<変形例5>
上記実施形態では、第1支持部110が第1大ボルト取付部111A及び第2大ボルト取付部111Bを備え、ステアリング装置100を4点支持する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。第1大ボルト取付部111A及び第2大ボルト取付部111Bのうちの一方を省略して、ステアリング装置100を3点支持する構成としてもよい。また、第1支持部110は、3つ以上のボルト取付部を備えてもよい。
<変形例6>
上記実施形態では、第2支持部120が第1小ボルト取付部121A及び第2小ボルト取付部121Bを備える例について説明したが、本発明はこれに限定されない。第2支持部120は、3つ以上のボルト取付部を備えてもよい。この場合、それぞれのボルト取付部を軸方向にずらして配置し、開口部91を通過する第2支持部120の前後幅寸法を抑える。
<変形例7>
上記実施形態では、小ボルト取付部121の最外側部129が平面部である例について説明したが、本発明はこれに限定されない。小ボルト取付部121を大ボルト取付部111と同様、円筒形状に形成してもよい。
<変形例8>
上記実施形態では、第2支持部120のボルト取付孔123を第1支持部110のボルト取付孔113よりも小径とする例について説明したが、本発明はこれに限定されない。第1支持部110のボルト取付孔113の径と、第2支持部120のボルト取付孔123の径を同じにしてもよい。
<変形例9>
上記実施形態では、第1支持部110の大ボルト取付部111と、第2支持部120の小ボルト取付部121とが異なる外形形状である例について説明したが、本発明はこれに限定されない。第1支持部110の大ボルト取付部111と、第2支持部120の小ボルト取付部121とは同じ外形形状でもよい。
<変形例10>
上記実施形態では、第1小ボルト取付部121Aと、第2小ボルト取付部121Bとが同様の形状である例について説明したが、本発明はこれに限定されない。第1小ボルト取付部121Aと第2小ボルト取付部121Bとが異なる形状でもよい。
<変形例11>
上記実施形態では、ボルト、ナットによりステアリング装置100を車体フレームに取り付ける例について説明したが、本発明はこれに限定されない。ボルト、ナットに代えて、クランプなどの別の締結部材によりステアリング装置100を車体フレームに取り付けてもよいし、締結部材に代えて、溶接によりステアリング装置100を車体フレームに取り付けてもよい。締結部材を用いれば、容易に取り付け、取り外しを行うことができるので、メンテナンス性がよい。
<変形例12>
上記実施形態では、第1小ボルト取付部121Aと第2小ボルト取付部121Bとの間に円筒部125が設けられる例について説明したが、本発明はこれに限定されない。上記実施形態の比較例2で示したように、第1小ボルト取付部121Aと第2小ボルト取付部121Bとの間の軸方向寸法は0であってもよい。少なくとも、第1小ボルト取付部121Aの前後幅方向の最外側部129と、第2小ボルト取付部121Bの前後幅方向の最外側部129とがラックハウジング151の軸方向で重ならないように設定されていればよい。
<変形例13>
上記実施形態では、電動モータ10がブラシ付きモータである例について説明したが、本発明はこれに限定されない。電動モータ10は、回転角センサを備えるブラシレスモータとして構成してもよい。
<変形例14>
上記実施形態では、電動パワーステアリング装置を例に説明したが、電動モータ10を備えていないマニュアルステアリング装置にも本発明を適用することができる。
以下、本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。
ステアリング装置100は、車輪6を転舵するためのラックシャフト5と、ラックシャフト5を収容するラック収容部としてのラックハウジング151と、ラックハウジング151の一端側に設けられ、ラックシャフト5に回転力を伝達するピニオンギヤ3aと、ラックハウジング151に設けられ、ラックハウジング151の一端側を支持する第1支持部110と、ラックハウジング151に設けられ、ラックハウジング151の他端側を支持する第2支持部120と、を備え、第2支持部120は、ラックハウジング151の外側に突出するように設けられ、車体に取り付けられる第1車体取付部としての第1小ボルト取付部121A,221A,321A,421A及び第2車体取付部としての第2小ボルト取付部121B,221B,321B,421Bを有し、第1小ボルト取付部121A,221A,321A,421A及び第2小ボルト取付部121B,221B,321B,421Bは、ラックハウジング151の軸方向で重ならないように、軸方向にずれて配置されている。
この構成では、第2支持部120の第1小ボルト取付部121A,221A,321A,421A及び第2小ボルト取付部121B,221B,321B,421Bを順番に開口部91に挿通させることができる。開口部91を通過する際の開口部91における第2支持部120の断面の大きさを小さくできるので、第2支持部120の開口部91への挿通性を向上できる。したがって、本実施形態によれば、車体への取付性に優れたステアリング装置100を提供することができる。
ステアリング装置100は、第1小ボルト取付部121A,221A,321A,421A及び第2小ボルト取付部121B,221B,321B,421Bが、それぞれ異なる方向に突出している。
ステアリング装置100は、第1小ボルト取付部121A,221A,321A及び第2小ボルト取付部121B,221B,321Bが、互いに反対方向に突出している。
これらの構成では、第1小ボルト取付部121A,221A,321A,421A及び第2小ボルト取付部121B,221B,321B,421Bをそれぞれ同じ方向に突出させる場合に比べて、ステアリング装置100を安定して支持することができる。
ステアリング装置100は、ラックシャフト5の中心軸Oから第1小ボルト取付部121A,221A,321A,421Aの最外側部129までの長さ、及びラックシャフト5の中心軸Oから第2小ボルト取付部121B,221B,321B,421Bの最外側部129までの長さのそれぞれが、ラックシャフト5の中心軸Oから第1支持部110の車体取付部である大ボルト取付部111A,111Bの最外側部119までの長さに比べて短い。
この構成では、第2支持部120の第1小ボルト取付部121A,221A,321A,421A及び第2小ボルト取付部121B,221B,321B,421Bのそれぞれの大きさを第1支持部110の大ボルト取付部111A,111Bに比べて小さくすることにより、第2支持部120の開口部91への挿通性をさらに向上できる。
ステアリング装置100は、第1小ボルト取付部121A,221A,321A,421Aの最外側部129及び第2小ボルト取付部121B,221B,321B,421Bの最外側部129のそれぞれが、ラックシャフト5の中心軸Oに平行となるように形成されている。
この構成では、第2支持部120の大きさをより小さくできるので、第2支持部120の開口部91への挿通性をさらに向上できる。
ステアリング装置100は、第1支持部110及び第2支持部120が、それぞれボルトが取り付けられるボルト取付孔113,123を有し、第2支持部120のボルト取付孔123の径が、第1支持部110のボルト取付孔113の径に比べて小さい。
この構成では、ボルト取付孔123の径を小さくした分、第2支持部120の大きさをより小さくできる。これにより、第2支持部120の開口部91への挿通性をさらに向上できる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
3a・・・ピニオンギヤ、5・・・ラックシャフト、6・・・車輪、100・・・ステアリング装置、110・・・第1支持部、111A・・・第1大ボルト取付部(車体取付部)、111B・・・第2大ボルト取付部(車体取付部)、113・・・ボルト取付孔、119・・・最外側部、120・・・第2支持部、121A,221A,321A,421A・・・第1小ボルト取付部(第1車体取付部)、121B,221B,321B,421B・・・第2小ボルト取付部(第2車体取付部)、123・・・ボルト取付孔、129・・・最外側部、151・・・ラックハウジング(ラック収容部)

Claims (5)

  1. ステアリング装置であって、
    車輪を転舵するためのラックシャフトと、
    前記ラックシャフトを収容するラック収容部と、
    前記ラック収容部の一端側に設けられ、前記ラックシャフトに回転力を伝達するピニオンギヤと、
    前記ラック収容部に設けられ、前記ラック収容部の一端側を支持する第1支持部と、
    前記ラック収容部に設けられ、前記ラック収容部の他端側を支持する第2支持部と、を備え、
    前記第2支持部は、前記ラック収容部の外側に突出するように設けられ、車体に取り付けられる第1車体取付部及び第2車体取付部を有し、
    前記第1車体取付部及び前記第2車体取付部は、前記ラック収容部の軸方向で重ならないように、前記軸方向にずれて配置され
    前記第1車体取付部及び前記第2車体取付部は、それぞれ異なる方向に突出し、
    前記ステアリング装置が前記車体に取り付けられる際、前記ラック収容部は、所定の開口幅を有する車体フレームの開口部に挿通され、
    前記ラックシャフトの中心軸から前記第1車体取付部の最外側部までの長さ、及び、前記ラックシャフトの中心軸から前記第2車体取付部の最外側部までの長さのそれぞれは、前記開口幅の2分の1よりも大きく、
    前記第1車体取付部が形成される部分の前記ラック収容部の最大幅、及び、前記第2車体取付部が形成される部分の前記ラック収容部の最大幅のそれぞれは、前記開口幅よりも小さい
    ことを特徴とするステアリング装置。
  2. 請求項1に記載のステアリング装置において、
    前記第1車体取付部及び前記第2車体取付部は、互いに反対方向に突出している
    ことを特徴とするステアリング装置。
  3. 請求項1または請求項2のいずれかに記載のステアリング装置において、
    前記ラックシャフトの中心軸から前記第1車体取付部の最外側部までの長さ、及び前記ラックシャフトの中心軸から前記第2車体取付部の最外側部までの長さのそれぞれは、前記ラックシャフトの中心軸から前記第1支持部に設けられる車体取付部の最外側部までの長さに比べて短い
    ことを特徴とするステアリング装置。
  4. 請求項3に記載のステアリング装置において、
    前記第1車体取付部の前記最外側部及び前記第2車体取付部の前記最外側部のそれぞれは、前記ラックシャフトの中心軸に平行となるように形成されている
    ことを特徴とするステアリング装置。
  5. 請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載のステアリング装置において、
    前記第1支持部及び前記第2支持部は、それぞれボルトが取り付けられるボルト取付孔を有し、
    前記第2支持部のボルト取付孔の径は、前記第1支持部のボルト取付孔の径に比べて小さい
    ことを特徴とするステアリング装置。
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