JP2007062631A - ステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 高い剛性を確保すべくスライダに金属材料を用い、打音の発生を抑制することができるセンターテイクオフ型パワーステアリング装置を提供する。
【解決手段】 ギヤハウジングに収容されたラック軸の軸長方向に沿って形成された長孔内を摺動するガイドシュー１１を備え、ガイドシュー１１を貫通するボルトにより、左右一対のタイロッドの各内方端が、それぞれラック軸に連結され、ガイドシュー１１の摺動に応じてタイロッドが左右動するセンターテイクオフ型パワーステアリング装置において、ガイドシュー１１と長孔の壁面との摺接部分に金属材料で構成された金属シート１１ｄを固着し、金属シート１１ｄの表面にフッ素樹脂コーティング１１ｅを施してある。
【選択図】 図４

Description

本発明は、車両の操舵装置に用いられるセンターテイクオフ型のステアリング装置に関し、特にラック・アンド・ピニオン式のセンターテイクオフ型のステアリング装置であって、ガイドシュー（摺動部材）のフリクションを低減することができるステアリング装置に関する。

車両の操舵装置の一形式として、ステアリングホイールに連結されたピニオン軸を車体の左右方向に延設してあるラック軸の中途部に噛み合わせ、ステアリングホイールの回転をラック軸の軸長方向の直線移動に変換して、左右の操向車輪に伝達して操舵するラック・アンド・ピニオン式のステアリング装置が普及している。左右の操向車輪とラック軸とは、一対のタイロッドで連結されており、該タイロッドがラック軸の中途部に一括して連結されているセンターテイクオフ型のステアリング装置が良く知られている。

センターテイクオフ型のステアリング装置は、左右の操向車輪に至るタイロッドが長くなる反面、ラック軸及び該ラック軸を支持するギヤハウジングの長さを短くすることができ、ラック軸と操向車輪との相対的位置関係の自由度が大きいという利点を有しており、ギヤハウジングの配置に物理的な制約を有する一部の車種において採用されている。

従来のセンターテイクオフ型のステアリング装置は、ギヤハウジングに収容されているラック軸方向に沿って形成された長孔内を摺動するガイドシューを備えており、左右一対のタイロッドの各内方端が、該ガイドシューを貫通するボルトによりラック軸に連結されている。ガイドシューが長孔内を摺動することにより、連結されているタイロッドが左右動して、左右の操向車輪を動作させる。

したがって、ガイドシューには高い剛性を有し、摩擦係数の低い材料で形成されることが要求されており、従来は、エラストマー系の合成樹脂材料で形成され、摩擦によるへたりが生じた場合、部品ごと交換することにより、センターテイクオフ型のステアリング装置の円滑な動作を担保していた。
特開２０００−０６２６２８号公報

しかし、合成樹脂材料では、十分な剛性を確保することが困難であるとともに、頻繁な部品交換は、メンテナンス費用の増加を生じ好ましくないという問題点があった。また、剛性を確保すべくガイドシューを金属材料で形成した場合、ガイドシューの摺動時に異音が生じ、長孔端部への衝突による打音の発生等、運転者に違和感を与えるおそれがあるという問題点もあった。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、高い剛性を確保すべくガイドシューに金属材料又は金属シートを用い、打音の発生を抑制することができるセンターテイクオフ型のステアリング装置を提供することを目的とする。

第１発明に係るステアリング装置は、ギヤハウジングに収容されたラック軸の軸長方向に沿って形成された長孔内を摺動するガイドシューを備え、該ガイドシューを貫通するボルトにより、左右一対のタイロッドの各内方端が、それぞれラック軸に連結され、前記ガイドシューの摺動に応じて前記タイロッドが左右動するセンターテイクオフ型のステアリング装置において、前記ガイドシューと前記長孔の壁面との摺接部分に金属材料で構成されたシートを固着し、該シートの外面にフッ素樹脂コーティングを施してあることを特徴とする。

第２発明に係るステアリング装置は、第１発明において、前記ガイドシューの表面全体に前記シートを固着してあることを特徴とする。

第３発明に係るステアリング装置は、ギヤハウジングに収容されたラック軸の軸長方向に沿って形成された長孔内を摺動するガイドシューを備え、該ガイドシューを貫通するボルトにより、左右一対のタイロッドの各内方端が、それぞれラック軸に連結され、前記ガイドシューの摺動に応じて前記タイロッドが左右動するセンターテイクオフ型のステアリング装置において、前記ガイドシューは金属材料で形成されており、該ガイドシューと前記長孔の壁面との摺接部分にフッ素樹脂コーティングを施してあることを特徴とする。

第４発明に係るステアリング装置は、第３発明において、前記ガイドシューの表面全体にフッ素樹脂コーティングを施してあることを特徴とする。

第１発明では、ギヤハウジングに収容されたラック軸の軸長方向に沿って形成された長孔内を摺動するガイドシューを備え、該ガイドシューを貫通するボルトにより、左右一対のタイロッドの各内方端が、それぞれラック軸に連結され、ガイドシューの摺動に応じてタイロッドが左右動する。ガイドシューと長孔の壁面との摺接部分に金属材料で構成されたシートを固着し、該シートの外面にフッ素樹脂コーティングを施す。これにより、金属シートによりガイドシュー本体の耐摩耗性を向上させ、フッ素樹脂コーティングにより、ガイドシュー側面と長孔の壁面との摩擦係数を低減することができ、ガイドシューの円滑な動作を維持しつつ異音の発生を未然に防止することが可能となる。

第２発明では、ガイドシューの表面全体にシートを固着する。これにより、ガイドシュー本体の耐摩耗性を向上させる金属シートを貼付する工程が容易となり、フッ素樹脂コーティングにより、ガイドシュー側面と長孔の長孔壁との摩擦係数を低減することができ、ガイドシューの円滑な動作を維持しつつ異音の発生を未然に防止することが可能となる。

第３発明では、ギヤハウジングに収容されたラック軸の軸長方向に沿って形成された長孔内を摺動するガイドシューを備え、該ガイドシューを貫通するボルトにより、左右一対のタイロッドの各内方端が、それぞれラック軸に連結され、ガイドシューの摺動に応じてタイロッドが左右動する。ガイドシューは金属材料で形成されており、ガイドシューと長孔の壁面との摺接部分にフッ素樹脂コーティングを施す。これにより、ガイドシュー本体が金属材料であることから高い剛性を有し、しかも耐摩耗性を向上させることができ、表面をフッ素樹脂コーティングすることにより、ガイドシュー側面と長孔の壁面との摩擦係数を低減することができ、ガイドシューの円滑な動作を維持しつつ異音の発生を未然に防止することが可能となる。

第４発明では、ガイドシューの表面全体にフッ素樹脂コーティングを施す。これにより、ガイドシュー本体の摩擦係数を低減させるフッ素樹脂コーティングを行う工程をより容易にすることができ、ガイドシューの円滑な動作を維持しつつ異音の発生を未然に防止することが可能となる。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。図１は、本発明の実施の形態に係るセンターテイクオフ型のステアリング装置の全体構成を示す分断面を含む正面図である。図２は、本発明の実施の形態に係るセンターテイクオフ型のステアリング装置のII−II線で切断した断面図である。図３は、本発明の実施の形態に係るセンターテイクオフ型のステアリング装置の III−III 線で切断した断面図である。図４は、図３のＸ方向から見たガイドシューの側面図である。

本実施の形態に係るステアリング装置１は、ラック・アンド・ピニオン式センターテイクオフ型電動パワーステアリング装置であって、左右一対のタイロッド８、８の各内方端のラック軸４への取付け部を、そのギヤハウジング３の長さ方向の略中央部に備えている。

ステアリング装置１は、車両のステアリングホイール（図示せず）に連結された入力軸２にトーションバーを介してピニオン軸（出力軸）が連結されており、該ピニオン軸のピニオン歯と噛み合うラック歯を有するラック軸４が、ギヤハウジング３内に左右動自在に収容されている。トーションバーの捩れ量に応じた操舵補助力が、電動モータ７からピニオン軸に入力される。ピニオン軸とラック軸４との組合せ構造は、従来と同様である。なお、電動モータ７により操舵補助力が入力されるパワーステアリング装置に限定されるものではなく、駆動源は何でも良く、駆動源が無くても良い。

ギヤハウジング３は、車体取付け用のボルト孔が形成されたマウント部５、６を両端に備えている。ギヤハウジング３は、左右のマウント部５、６間の右方端近傍において２分割されており、２分割されたギヤハウジング３の左方ギヤハウジング部分３ａと右方ギヤハウジング部分３ｂとは、連結部９においてネジ結合されている。

ギヤハウジング３には、その長さ方向の略中央部に、同方向の所定長の長孔（切欠き溝）１０が形成されている。また、長孔１０の壁面に接しながら摺動することが可能なガイドシュー１１が設けられている。

ガイドシュー１１と左右一対のタイロッド８、８の各内方端とは、左右一対のボルト１２、１２により貫通されており、ボルト１２、１２の各先端がラック軸４に螺着されることにより、ラック軸４と一体に組み立てられている。そして、ラック軸４が、ピニオン歯と噛合していることにより、ギヤハウジング３内を左右動した場合には、ガイドシュー１１が、長孔１０内を壁面に接しながら摺動して、左右一対のタイロッド８、８の各内方端の左右動をガイドする。左右一対のタイロッド８、８の各内方端の左右動により、左右一対のタイロッド８、８の各外方端に連結されたリンク機構を介して左右車輪が転蛇されるようになっている。

ガイドシュー１１は、耐摩耗性の合成樹脂材料からなり、長孔１０の壁面に接しながら摺動する場合、左右一対のタイロッド８、８の各内方端の左右動によりラック軸４が受ける曲げモーメントを、摺接部分において吸収することができる。

ガイドシュー１１の外周面のラック軸４側寄りには、図４に示すように直交する支持面１１ａ、１１ｂが全周長にわたって形成されており、また、そこより外方（図４において左方）には、断面コの字状の凹溝１１ｃが全周長にわたって形成されている。互いに直交する支持面１１ａ、１１ｂ及び断面コの字状の凹溝１１ｃの表面には、それぞれ金属シート１１ｄが貼付されており、金属シート１１ｄの外面にはフッ素樹脂コーティング１１ｅを施してある。これにより、ガイドシュー１１の摺動による合成樹脂材料の磨耗を防止することができ、頻繁に部品交換を行う必要がない。また、フッ素樹脂コーティングを施すことにより円滑に摺動することができ、異音の発生を防止することも可能となる。

また、ガイドシュー１１の互いに直交する支持面１１ａ、１１ｂは、長孔１０の内壁面１０ａと、内壁面１０ａに直交する端壁面１０ｂ（いずれも図２参照）とに、それぞれ接しながら摺動する。したがって、ラック軸４が受ける曲げモーメントをより良く吸収することができる。さらに、これら互いに直交する支持面１１ａ、１１ｂにより、ガイドシュー１１をギヤハウジング３に正確に位置決めして取り付けることができる。

また、断面コの字状の凹溝１１ｃには、ダストブーツ１３の中央部の一側面に形成されたダストブーツ保持用開口の内周縁１３ａが嵌着される（図２参照）。ダストブーツ保持用開口の形状は、ガイドシュー１１の外周面の形状と略同じ大きさで、これと相似に形成されている。

ダストブーツ１３は、その保持部が左右一対のタイロッド８、８の各内方端とギヤハウジング３との間にあって、ガイドシュー１１により保持され、左右一対のタイロッド８、８の各内方端が走行する領域及び連結部９を含むギヤハウジング３の中央部分を覆っている。そして、左右一対のタイロッド８、８の各内方端の走行に応じて伸縮し得るようになっている。

また、左右一対のタイロッド８、８の各内方端、ガイドシュー１１、及びラック軸４を左右一対のボルト１２、１２で一体に連結する場合、タイロッド８、８の各内方端の一方の片面側に共通の座金１４、他方の片面側に左右一対の座１５、１５が介装され、ガイドシュー１１及びラック軸４にまたがって、左右一対のカラー１６、１６が、ボルト１２、１２により貫通されて介装されている。左右一対の座１５、１５は、タイロッド８、８の各内方端の他方の片面側と左右一対のカラー１６、１６とにより、それぞれ挟着されて介装されている。

各タイロッド８の内方端には、そのボルト孔とボルト１２との間に２種類の鉄製のブッシュ１７、１８（図２参照）が介装されており、このため、実際は、これら２種類の鉄製のブッシュ１７、１８の両側面が、共通の座金１４、左右一対の座１５、１５にそれぞれ当接するようになっている。

本実施の形態は、上述したようにガイドシュー１１が耐摩耗性の合成樹脂材料からなり、ラック軸４に曲げモーメントが作用するのを防止することができ、ラック歯及びピニオン歯が歯こぼれを起こす可能性が低くなり、ギヤ部の耐久性を向上させることができる。また、両者の衝接が回避されるので、打音の発生を防止することができる。

なお、金属シートをガイドシュー１１の表面に貼付するものに限定されるものではなく、逆に長孔１０の内壁に金属シートを貼付し、その表面をフッ素樹脂コーティングするもの、又はギヤハウジング３が金属材料である場合にはその表面をフッ素樹脂コーティングするものであっても同様の効果が期待できる。すなわち、ガイドシュー１１側及び長孔１０の内壁側のいずれか一方又は両方の表面にフッ素樹脂コーティングが施されていれば良い。

また、ガイドシュー１１の表面全体に金属シート１１ｄを貼付し、その表面をすべてフッ素樹脂コーティング１１ｅで覆っても良い。これにより、コーティング作業工数を簡略化することが可能となる。

さらに、ガイドシュー１１を金属材料で形成し、その表面全体又は上述したガイドシュー１１と同様、互いに直交する支持面１１ａ、１１ｂ及び断面コの字状の凹溝１１ｃの表面にフッ素樹脂コーティング１１ｅを施しても良い。これにより、ガイドシュー１１の摺動による合成樹脂材料の磨耗を防止することができ、頻繁に部品交換を行う必要がない。また、フッ素樹脂コーティングを施すことにより円滑に摺動することができ、異音の発生を防止することも可能となる。

なお、フッ素樹脂コーティングをガイドシュー１１の表面に施すものに限定されるものではなく、逆に長孔１０の内壁に金属シートを貼付し、その表面をフッ素樹脂コーティングするもの、又はギヤハウジング３が金属材料である場合にはその表面をフッ素樹脂コーティングするものであっても同様の効果が期待できる。すなわち、ガイドシュー１１側及び長孔１０の内壁側のいずれか一方又は両方の表面にフッ素樹脂コーティングが施されていれば良い。

本発明の実施の形態に係るセンターテイクオフ型パワーステアリング装置の全体構成を示す分断面を含む正面図である。 本発明の実施の形態に係るセンターテイクオフ型パワーステアリング装置のII−II線で切断した断面図である。 本発明の実施の形態に係るセンターテイクオフ型パワーステアリング装置の III−III 線で切断した断面図である。 図４は、図３のＸ方向から見たガイドシューの側面図である。

符号の説明

１ センターテイクオフ型パワーステアリング装置
３ ギヤハウジング
４ ラック軸
８ タイロッド
１０ 長孔
１１ ガイドシュー
１１ａ、１１ｂ 支持面
１１ｃ 凹溝
１１ｄ （金属）シート
１１ｅ フッ素樹脂コーティング
１２ ボルト

Claims (4)

1. ギヤハウジングに収容されたラック軸の軸長方向に沿って形成された長孔内を摺動するガイドシューを備え、該ガイドシューを貫通するボルトにより、左右一対のタイロッドの各内方端が、それぞれラック軸に連結され、前記ガイドシューの摺動に応じて前記タイロッドが左右動するセンターテイクオフ型のステアリング装置において、
   前記ガイドシューと前記長孔の壁面との摺接部分に金属材料で構成されたシートを固着し、該シートの外面にフッ素樹脂コーティングを施してあることを特徴とするステアリング装置。
2. 前記ガイドシューの表面全体に前記シートを固着してあることを特徴とする請求項１記載のステアリング装置。
3. ギヤハウジングに収容されたラック軸の軸長方向に沿って形成された長孔内を摺動するガイドシューを備え、該ガイドシューを貫通するボルトにより、左右一対のタイロッドの各内方端が、それぞれラック軸に連結され、前記ガイドシューの摺動に応じて前記タイロッドが左右動するセンターテイクオフ型のステアリング装置において、
   前記ガイドシューは金属材料で形成されており、該ガイドシューと前記長孔の壁面との摺接部分にフッ素樹脂コーティングを施してあることを特徴とするステアリング装置。
4. 前記ガイドシューの表面全体にフッ素樹脂コーティングを施してあることを特徴とする請求項３記載のステアリング装置。
   

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