JP2014205418A - ステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ステアリング装置において、ハウジングにおける内部空間が外部空間と連通することをいっそう抑制することにある。
【解決手段】シール部材２７がボールジョイント２２の外周面及び防護部材２５の内周面間に位置する。よって、シール部材２７によって、ベローズ１５Ｌの内部空間Ａ１と、ハウジング３０の貫通孔３０ａ内（内部空間Ａ３）とが遮断される。このため、たとえ、飛び石等でベローズ１５Ｌに破れが生じた場合であっても、ハウジング３０における内部空間Ａ３は閉じた状態に保たれる。このため、たとえ、飛び石等でベローズ１５Ｌに破れが生じた場合であっても、ハウジング３０における内部空間Ａ３が外部空間Ａ２と連通することがいっそう抑制される。
【選択図】図２

Description

この発明は、ステアリング装置に関する。

従来、図５に示すように、ステアリング装置においては、ハウジング１１０における延出方向（図中左右方向）に貫通孔１１０ａが形成されている。この貫通孔１１０ａには転舵軸１０５が挿通されている。

転舵軸１０５の両端にはボールジョイント１２２が連結され、さらにそれらボールジョイント１２２に対してタイロッド１２３が傾動可能に支持されている。ステアリングの回動操作に応じて、転舵軸１０５が軸方向に沿って移動する。このとき、ボールジョイント１２２、タイロッド１２３を介して車輪に力が伝達されて転舵される。

転舵軸１０５の外周にはねじ部１０５Ａが形成されている。本例では、このねじ部１０５Ａは、転舵軸１０５の外周左端側に及ぶ範囲に形成されている。ねじ部１０５Ａにはボールナット１０６がボール１０７を介して螺合されている。ボールナット１０６が駆動機構（図示略）を通じて回転されることで、転舵軸１０５に対して軸方向への力が付与される。

また、ハウジング１１０の外端部及びタイロッド１２３間には筒状のベローズ１１５が設けられている。このベローズ１１５は弾性変形可能に蛇腹状に形成されるとともに、ハウジング１１０における貫通孔１１０ａ内の内部空間Ａ１０とステアリング装置の外部空間Ａ１１との間を遮断する。

しかし、ベローズ１１５が飛び石等で破れた場合には、ハウジング１１０の内部空間Ａ１０と外部空間Ａ１１とが連通するおそれがある。特に、ねじ部１０５Ａが転舵軸１０５の端部まで形成されている構成においては、ねじ部１０５Ａの周面と貫通孔１１０ａの周面との間にはボール１０７分だけ隙間が形成されてしまう。そこで、例えば、特許文献１では、転舵軸１０５の端部側の外周にエンドブッシュ１０８を嵌めこむことで、上記隙間を塞ぐ構成が開示されている。

特開２００６−２２４８９６号公報

上記特許文献１の構成では、図５の矢印に示すように、転舵軸１０５の位置（ひいてはエンドブッシュ１０８の位置）によっては、ねじ部１０５Ａの周面と貫通孔１１０ａの周面との間の隙間（すなわち内部空間Ａ１０）が外部空間Ａ１１と連通するおそれがあった。

この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ハウジングにおける内部空間が外部空間と連通することがいっそう抑制されたステアリング装置を提供することにある。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について説明する。
上記課題を解決するステアリング装置は、ハウジングに形成される貫通孔内に収容された状態で、ステアリングの回動操作に伴い前記ハウジングに対して自身の軸方向に移動する転舵軸と、前記転舵軸の一端側の外周に形成されるねじ部に対して外周からボールを介在させて螺合されるボールナットと、前記ボールナットを回動させることで前記転舵軸に前記軸方向の力を付与する駆動源と、前記転舵軸の両端に設けられるボールジョイントと、前記転舵軸の前記軸方向への移動に伴い前記各ボールジョイントに対して傾動可能に支持されるタイロッドと、外部空間と前記ハウジングの貫通孔内の空間とを遮断するように前記ハウジングの両端部を覆う弾性変形可能なベローズと、を備えたステアリング装置において、前記一端側の前記ハウジングにおける貫通孔内に固定される筒状の防護部材と、前記ボールジョイントの外周面に固着されるとともに、前記防護部材の内周面に摺動可能に密接する環状のシール部材と、を備えている。

この構成によれば、シール部材がボールジョイントの外周面及び防護部材の内周面間に位置する。よって、シール部材によって、ベローズの内部空間と、ハウジングの貫通孔の内部空間とが遮断される。このため、たとえ、飛び石等でベローズに破れが生じた場合であっても、ハウジングにおける内部空間が外部空間と連通することがいっそう抑制される。

上記ステアリング装置について、前記防護部材における前記軸方向の長さは、前記ボールジョイントの可動距離以上に設定され、前記防護部材の位置は、前記軸方向の長さ領域が前記ボールジョイントの移動に伴う前記シール部材の移動範囲を含むように設定されることが好ましい。

この構成によれば、防護部材における軸方向の長さはボールジョイントの可動距離以上に設定される。また、防護部材の位置は、防護部材の軸方向の長さ領域がシール部材の移動範囲を含むように設定される。よって、シール部材はボールジョイントの位置に関わらず、防護部材の内周面に密接した状態に保たれる。

上記ステアリング装置について、前記防護部材における内周径は、前記タイロッドのボールジョイントに対する傾動角度が最大となるとき、前記タイロッドと前記防護部材の端部との間に隙間が形成されるように設定されることが好ましい。

この構成によれば、防護部材における内周径はタイロッドの傾動角度が最大となるとき、タイロッドと防護部材の端部との間に隙間が形成されるように設定される。よって、タイロッドが防護部材に干渉することが抑制される。

本発明によれば、ステアリング装置において、ハウジングにおける内部空間が外部空間と連通することをいっそう抑制することができる。

本発明の一実施形態におけるステアリング装置の構成を示す構成図。 図１の部分拡大図。 図１の部分断面図。 図２のＡ−Ａ線断面図。 背景技術におけるステアリング装置の部分断面図。

（第１実施形態）
図１〜図４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。
図１に示すように、ステアリング装置１は、転舵軸２１と、ハウジング３０と、アシスト装置４０と、ピニオンギア１３Ａと、を備えている。

ハウジング３０は図中左右方向に貫通した貫通孔３０ａを有する。転舵軸２１は、自身の軸方向に移動可能に、ハウジング３０の貫通孔３０ａに挿通されている。転舵軸２１の図中の中央右寄り外周にはラックギア２１Ｂが形成されている。

ピニオンギア１３Ａは転舵軸２１におけるラックギア２１Ｂと噛合した状態に設置される。そして、ピニオンギア１３Ａはステアリング２の回動操作に応じて、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を通じて回転する。これにより、転舵軸２１の軸方向への移動が可能となる。

アシスト装置４０は、電気モーター４１と、減速装置４２と、ボールねじ装置４３とを備える。
転舵軸２１の図中の左側外周には、ねじ部２１Ａが形成されている。このねじ部２１Ａは、転舵軸２１の左端から一定範囲に亘って形成されている。このねじ部２１Ａに、ボールねじ装置４３が螺合されている。電気モーター４１の回転は、減速装置４２を介してボールねじ装置４３に伝達される。ボールねじ装置４３は、上記図５を参照して背景技術で説明した、ボール１０７及びボールナット１０６を備える。このボールねじ装置４３（ボールナット１０６）の回転により転舵軸２１の軸方向に作用する力が転舵軸２１に付与される。

転舵軸２１の左右端面には、それぞれボールジョイント２２が連結され、さらにその各ボールジョイント２２にはタイロッド２３が連結されている。さらに、各タイロッド２３の先端には、ナックル４が連結されている。

詳しくは、図３に示すように、各ボールジョイント２２は略半円球状に形成されるとともに、その頂点が外側に位置する向きで設置されている。また、各ボールジョイント２２の内部には、頂点側（図中左側）に開口した保持穴２２ａが形成されている。この保持穴２２ａは略球状に形成されている。

また、ボールジョイント２２の内部には、その周面及び底面間を連通させるＬ字状の空気孔２２ｂが形成されている。
タイロッド２３は棒状に形成される。また、タイロッド２３における転舵軸２１側の端部には球状の傾動軸部２３ａが形成されている。この傾動軸部２３ａが、上記ボールジョイント２２における保持穴２２ａ内に収容される。この状態で、タイロッド２３がボールジョイント２２に対して傾動可能となる。

図１に示すように、転舵軸２１が軸方向に移動することで、タイロッド２３及びナックル４を通じて転舵輪３に力が伝達されて、その転舵輪３の転舵角を変化させることができる。

つぎに、図２を参照して、ハウジング３０の左端部付近の構成について詳述する。
ハウジング３０の左端及びタイロッド２３の右側端部は、ベローズ１５Ｌによって外周から覆われている。ベローズ１５Ｌは、筒状であってかつ蛇腹状に、樹脂材料によって形成されるものである。ベローズ１５Ｌの右端は、ハウジング３０の左端側の外周に、円環状のクランプ２８によって外側から締結されている。ベローズ１５Ｌの左端は、タイロッド２３の外周にクリップ２９によって締結されている。このため、ベローズ１５Ｌの内部空間Ａ１をステアリング装置１の外部空間Ａ２から遮断することができ、異物が内部空間Ａ１、ひいてはハウジング３０内に進入することが抑制される。

また、ハウジング３０における貫通孔３０ａの左端側には嵌合面３０ｂが形成されている。この嵌合面３０ｂは、貫通孔３０ａの径より大きい径の周面で形成されている。この嵌合面３０ｂには防護部材２５が圧入される。この防護部材２５は左右方向（転舵軸２１の軸方向）に貫通した円筒状に形成されている。防護部材２５は、ハウジング３０に締まり嵌めされた状態となる。また、防護部材２５は、上記ベローズ１５Ｌの内部空間Ａ１に位置する。

ボールジョイント２２の側周面には、凹状の嵌合穴２２ｃが形成されている。この嵌合穴２２ｃは円環状に形成されている。嵌合穴２２ｃには、円環状でかつ弾性樹脂材料のシール部材２７が嵌め込まれる。図４に示すように、シール部材２７は、自身の弾性力によりボールジョイント２２の外周面と防護部材２５の内周面とに密接した状態にある。

つぎに、図３を参照して、防護部材２５等の寸法決定方法について説明する。なお、図３中においては、転舵軸２１の軸方向をＸ方向と規定し、そのＸ方向に対して直交する方向をＹ方向と規定する。

図３に示すように、タイロッド２３の直径をφａ、タイロッド２３の最大傾動角度をθａ、防護部材２５のＸ方向の長さをＬｄ、防護部材２５の内周直径をφｂ、傾動軸部２３ａの回転中心Ｏ１から防護部材２５の左側端面までの長さをＬａとする。

タイロッド２３が最大傾動角度θ°にあるときのタイロッド２３と防護部材２５の先端部との隙間をＹとする。この場合、Ｙは以下の式で求められる。
Ｙ＝φｂ／２−｛Ｌａ・ｔａｎ１５°＋（φａ／２）・（１／ｃｏｓθａ）｝
この式を利用して隙間Ｙを設定する。これにより、タイロッド２３と、防護部材２５の先端部とが干渉しない構成を実現することができる。

また、防護部材２５のＸ方向の長さをＬｄは、ボールジョイント２２の可動距離以上に設定する。また、防護部材２５の位置は、防護部材２５におけるＸ方向の長さ領域がシール部材２７の移動範囲を含むように設定される。よって、シール部材２７はボールジョイント２２の位置に関わらず、防護部材２５の内周面に密接した状態に保たれる。

つぎに、ハウジング３０の右端部付近の構成について説明する。
図１に示すように、上記ハウジング３０の左端部付近の構成と同様にベローズ１５Ｒが設けられる。また、転舵軸２１の右端側外周には筒状のブッシュ２６が嵌め込まれている。このブッシュ２６によって、転舵軸２１の位置に関わらず、転舵軸２１とハウジング３０との隙間が埋められる。

つぎに、本実施形態の作用について説明する。
図１に示すように、ステアリング２の操作によって転舵軸２１は軸方向へ移動する。この移動に伴って両ベローズ１５Ｌ，１５Ｒ内の空気は空気孔２２ｂ、貫通孔３０ａを介して授受される。

図２の２点鎖線で示すように、ハウジング３０の左端部付近においては、転舵軸２１の移動に伴い、シール部材２７はボールジョイント２２と一体で、防護部材２５の内周面に摺動する。このように、常にシール部材２７によって、ベローズ１５Ｌの内部空間Ａ１と、ハウジング３０の貫通孔３０ａ内（内部空間Ａ３）とが遮断される。このため、たとえ、飛び石等でベローズ１５Ｌに破れが生じることで外部空間Ａ２とベローズ１５Ｌの内部空間Ａ１とが連通した場合であっても、ハウジング３０における内部空間Ａ３が閉じた状態に保たれる。

また、図１に示すように、ハウジング３０の右端部付近においては、転舵軸２１の移動に伴ってブッシュ２６も移動するものの、そのブッシュ２６は常に転舵軸２１とハウジング３０との隙間に位置する。よって、たとえ、飛び石等でベローズ１５Ｒに破れが生じても、ハウジング３０における内部空間Ａ３が閉じた状態に保たれる。

以上、説明した実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）シール部材２７がボールジョイント２２の外周面及び防護部材２５の内周面間に位置する。よって、シール部材２７によって、ベローズ１５Ｌの内部空間Ａ１と、ハウジング３０の貫通孔３０ａ内（内部空間Ａ３）とが遮断される。このため、たとえ、飛び石等でベローズ１５Ｌに破れが生じた場合であっても、ハウジング３０における内部空間Ａ３は閉じた状態に保たれる。このため、たとえ、飛び石等でベローズ１５Ｌに破れが生じた場合であっても、ハウジング３０における内部空間Ａ３が外部空間Ａ２と連通することがいっそう抑制される。

（２）防護部材２５におけるＸ方向の長さはボールジョイント２２の可動距離（図３中のＬｃ）以上に設定される。また、防護部材２５の位置は、防護部材２５におけるＸ方向の長さ領域がボールジョイント２２の移動に伴うシール部材２７の移動範囲を含むように設定される。よって、シール部材２７はボールジョイント２２の位置に関わらず、防護部材２５の内周面に密接した状態に保たれる。よって、より確実にハウジング３０における内部空間Ａ３が閉じた状態に保たれる。

（３）防護部材２５における内周径はタイロッド２３が最大傾動角度θａとなるとき、タイロッド２３と防護部材２５との間に隙間Ｙが形成されるように設定される。よって、タイロッド２３が防護部材２５に干渉することが抑制される。

なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することができる。
・上記実施形態においては、ボールジョイント２２における嵌合穴２２ｃにシール部材２７が嵌合されていたが、この嵌合穴２２ｃを省略してもよい。この場合、ボールジョイント２２に一対の突部を形成し、それら突部間にシール部材２７を嵌めこんでもよい。また、シール部材２７がボールジョイント２２に接着されてもよい。

・上記実施形態においては、空気孔２２ｂはボールジョイント２２に略Ｌ字状に形成されていたが、空気孔２２ｂの形状及び形成位置はこれに限らない。例えば、シール部材２７に空気孔を形成してもよい。

・上記実施形態においては、防護部材２５は円筒状であったが、その他の筒状であってもよい。また、シール部材２７も、防護部材２５及びボールジョイント２２の形状に合わせて適宜変更可能である。

・上記実施形態においては、防護部材２５は、ハウジング３０の嵌合面３０ｂに圧入されていたが、防護部材２５がハウジング３０の外周に圧入されてもよい。また、圧入以外の方法で、防護部材２５をハウジング３０に固定してもよい。

・さらに、上記実施形態においては、防護部材２５及びハウジング３０は別体で形成されていたが、一体で形成してもよい。
次に、前記実施形態から把握できる技術的思想を記載する。

（イ）前記一端側に位置する前記ボールジョイントには空気孔が形成され、前記空気孔は前記ベローズの内部空間と前記ハウジングの内部空間とを連通させる位置に形成されることを特徴とするステアリング装置。

（ロ）前記シール部材は弾性部材で形成されることを特徴とするステアリング装置。

１…ステアリング装置、２…ステアリング、３…転舵輪、４…ナックル、１５Ｒ，１５Ｌ…ベローズ、２１…転舵軸、２１Ａ…ねじ部、２１Ｂ…ラックギア、２２…ボールジョイント、２２ａ…保持穴、２２ｂ…空気孔、２２ｃ…嵌合穴、２３…タイロッド、２３ａ…傾動軸部、２５…防護部材、２７…シール部材、３０…ハウジング、３０ａ…貫通孔、４０…アシスト装置、４１…電気モーター（駆動源）、４２…減速装置、４３…ボールねじ装置。

Claims (3)

1. ハウジングに形成される貫通孔内に収容された状態で、ステアリングの回動操作に伴い前記ハウジングに対して自身の軸方向に移動する転舵軸と、
   前記転舵軸の一端側の外周に形成されるねじ部に対して外周からボールを介在させて螺合されるボールナットと、
   前記ボールナットを回動させることで前記転舵軸に前記軸方向の力を付与する駆動源と、
   前記転舵軸の両端に設けられるボールジョイントと、
   前記転舵軸の前記軸方向への移動に伴い前記各ボールジョイントに対して傾動可能に支持されるタイロッドと、
   外部空間と前記ハウジングの貫通孔内の空間とを遮断するように前記ハウジングの両端部を覆う弾性変形可能なベローズと、を備えたステアリング装置において、
   前記一端側の前記ハウジングにおける貫通孔内に固定される筒状の防護部材と、
   前記ボールジョイントの外周面に固着されるとともに、前記防護部材の内周面に摺動可能に密接する環状のシール部材と、を備えた
   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、
   前記防護部材における前記軸方向の長さは、前記ボールジョイントの可動距離以上に設定され、
   前記防護部材の位置は、前記軸方向の長さ領域が前記ボールジョイントの移動に伴う前記シール部材の移動範囲を含むように設定される
   ことを特徴とするステアリング装置。
3. 請求項１又は２に記載のステアリング装置において、
   前記防護部材における内周径は、前記タイロッドのボールジョイントに対する傾動角度が最大となるとき、前記タイロッドと前記防護部材の端部との間に隙間が形成されるように設定される
   ことを特徴とするステアリング装置。