JP4334411B2 - ステアリングハウジング用ブラケット構造 - Google Patents

Description

本発明は、ステアリングハウジングの防振支持構造であるステアリングハウジング用ブラケットの構造に関する。

従来、ステアリングハウジング用ブラケットにおいては、車両前後方向のばね定数を大きくし、車両横方向のばね定数を小さくするために、本体ゴム弾性体にすぐり部を設けることにより車両の方向によるばね特性を調整している（例えば、特許文献１参照。）。

しかしながら、上記従来技術にあっては、本体ゴム弾性体の小径部と大径部とが一体成形されているため、ばね定数や形状等の調整幅が小さいといった問題があった。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、車両前後方向と車両横方向のばね定数をそれぞれ調整可能としたステアリングハウジング用ブラケット構造を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明では、車両のボディに設けられた凹形状の部位に接続されるステアリングハウジング用ブラケット構造において、筒状に形成されたインナ部材と、筒状に形成され、前記インナ部材とは径方向に離間配置されたアウタ部材と、前記インナ部材と前記アウタ部材との間に設けられる筒状の第１弾性部材と、前記アウタ部材の軸方向両側に設けられ、前記インナ部材のそれぞれの端部が挿入される貫通孔を有すると共に、前記第１弾性部材とは異なる工程で形成される一対の第２弾性部材とを有し、前記第２弾性部材は、前記第１弾性部材と前記アウタ部材との間に挿入される突起部を有し、前記一対の第２弾性部材の一方は、前記インナ部材の一端側がこの第２弾性部材の一方よりも軸方向外側に突出するように組付けられ、前記インナ部材の一端側は前記凹形状の部位に挿入され、前記一対の第２弾性部材の他方は、貫通孔を有し前記車両のボディとは別体に形成されたワッシャと、前記アウタ部材との間に挟持され、前記ワッシャ、前記第２弾性部材、前記インナ部材、および前記凹形状の部位は、前記ワッシャの貫通孔と前記第２弾性部材の貫通孔と前記インナ部材の内周側と前記凹形状の部位に形成された貫通孔をボルトが貫通した状態で固定されることとした。

よって、車両前後方向と車両横方向のばね定数をそれぞれ調整可能としたステアリングハウジング用ブラケット構造を提供できる。

以下、本発明のステアリングハウジング用ブラケット構造を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。

［パワーステアリング装置の全体構成］
実施例１につき図１ないし図９に基づき説明する。図１は、ステアリングハウジング用ブラケットを装着したパワーステアリング装置１の正面図である。パワーステアリング装置１は、操舵制御ユニット１０、ピニオン軸２０、第１、第２ターンチューブ３１，３２、ステアリングハウジング４０、ラック軸５０、ブラケット１００を有する。

操舵制御ユニット１０はピニオン軸２０を介して図外のステアリングホイールに接続し、運転者の操舵に基づき油圧の切り替えを行う。第１、第２ターンチューブ３１，３２は操舵制御ユニット１０とステアリングハウジング４０とを接続し、油圧操舵アシスト力を発生させるオイルの給排路である。

ステアリングハウジング４０内には２つのシリンダ室（図示せず）及びラック軸５０が設けられ、操舵制御ユニット１０により第１、第２ターンチューブ３１，３２を介してシリンダの油量を調整し、ラック軸５０を駆動することで操舵アシストを行う。

［ブラケット装着部の詳細］
図２は、ステアリングハウジング４０におけるブラケット１００装着部の拡大正面図である。ステアリングハウジング４０のｘ軸正方向端部には軸を同じくしてブラケット装着ハウジング４１が設けられ、このブラケット装着ハウジング４１におけるｙ軸正方向外周面にブラケット１００が設けられている。このブラケット１００はｘ軸方向に直列された第１、第２ブラケット１１０，１２０から構成されている。

一般に、ステアリングハウジングのばね特性は車両の操舵特性を左右する重要な要素であり、とりわけ車幅方向、すなわちステアリングハウジングの軸方向ばね特性に対し操舵フィーリングは敏感に反応する。そのため、ステアリングハウジングの軸方向ばね特性は径方向ばね特性よりも緻密な管理を要求され、軸方向と径方向のばね特性が同一であることは好ましくない。したがって本願実施例においては、ステアリングハウジング４０に対し軸方向と径方向の弾性係数が異なるブラケット１００によって、ステアリングハウジング４０と車体の接続を行うとともに振動を吸収して互いの振動伝達を抑制する。

［ブラケットの詳細］
図３は、ブラケット１００の断面図である。図３に示すｘ軸は、図２のｘ軸と同一方向である。ブラケット１００は第１、第２ブラケット１１０，１２０をｘ軸方向に直列に設けて形成される。この第１、第２ブラケット１１０，１２０は同一構成であるため、以下では第１ブラケット１１０についてのみ説明する。

第１ブラケット１１０は第１インナ部材１１１、アウタ部材１１２、第１インシュレータ１１３（第１弾性部材）、上部、下部ゴムシート１１４，１１５（第２弾性部材）を有する。第１インナ部材１１１は円筒状部材であり、外周部において第１インシュレータ１１３が加硫成形により固着されている。実施例１においては第１インシュレータ１１３と上部、下部ゴムシート１１４，１１５は弾性係数が異なる材質により形成されるが、同一弾性係数を持つ材質により形成してもよく特に限定しない。

アウタ部材１１２は第１、第２ブラケット１１０，１２０共用部材であり、ステアリングハウジング４０と接続する。このアウタ部材１１２のｚ軸方向には、第１、第２インナ部材１１１，１２１を挿入可能な第１、第２アウタ部材貫通孔１１６，１２６が設けられている。第１、第２インシュレータ１１３，１２３が固着された第１、第２インナ部材１１１，１２１を挿入できるよう、第１、第２アウタ部材貫通孔１１６，１２６の径は第１、第２インナ部材１１１，１２１の外径よりも大きく設けられている。

第１インシュレータ１１３は円筒外周略中央部にすぐり部が設けられ、このすぐり部により円筒外周面全周に渡って形成された２つの突起部１１３ａを有する弾性部材である。また、第１インシュレータ１１３のｚ軸方向端部には、加硫成形に用いられる型枠と第１インナ部材１１１とのクリアランスにより被膜１１３ｂが形成される。

上部、下部ゴムシート１１４，１１５はそれぞれ１枚の板状弾性部材に第１インナ部材挿入孔１１４ａ，１１５ａ及び第２インナ部材挿入孔１１４ｂ、１１５ｂが設けられた薄板状弾性部材であり、第１、第２ブラケット１１０，１２０共用部材である。上部ゴムシート１１４はアウタ部材１１２とワッシャＷに挟持され、下部ゴムシート１１５はアウタ部材１１２と車体に挟持される。また、第１、第２インナ部材挿入孔１１４ａ，１１５ａの片面開口部付近には上部、下部ゴムシート突起部１１４ｃ、１１５ｃがそれぞれ４個設けられている。

組み付けの際には、第１インシュレータ１１３が固着された第１インナ部材１１１をアウタ部材１１２の第１アウタ部材貫通孔１１６に挿入し、下部ゴムシート１１５の突起部１１５ｃをｚ軸正方向に向けて車体とアウタ部材１１２とで下部ゴムシート１１５を挟持する。その際、下部ゴムシート突起部１１５ｃをアウタ部材１１２の径方向側面と第１インシュレータ１１３の被膜１１３ｂとの間に圧入して装着する。下部ゴムシート突起部１１５ｃ及び被膜１１３ｂはともに弾性体であるため、圧入の際は互いに弾性変形して装着される。

その後、上部ゴムシート１１４の突起部１１４ｃをｚ軸負方向に向けてアウタ部材１１２とワッシャＷとで上部ゴムシート１１４を挟持する。下部ゴムシート１１５の組み付けと同様、上部ゴムシート突起部１１４ｃをアウタ部材１１２の径方向側面と第１インシュレータ１１３の被膜１１３ｂとの間に圧入して装着する。下部ゴムシート１１５と同様、ともに弾性体である上部ゴムシート突起部１１４ｃ及び被膜１１３ｂは圧入に際し互いに弾性変形する。最後に、ボルトＢをｚ軸負方向から貫通させてナットＮにより固定する。

ここで、車両未搭載時のブラケット１００は軸方向をワッシャＷ等により保持されていないため、ブラケット１００本体に結合されていない上部、下部ゴムシート１１４，１１５はブラケット１００本体から脱落する可能性がある。

そのため本願実施例においては、上部、下部ゴムシート突起部１１４ｃ、１１５ｃをアウタ部材１１２の径方向側面と第１、第２インシュレータ１１３，１２３の被膜１１３ｂ、１２３ｂとの間に圧入して装着する。これにより、一旦上部、下部ゴムシート１１４，１１５を装着した後は、弾性体である上部、下部ゴムシート突起部１１４ｃ、１１５ｃ及び被膜１１３ｂ、１２３ｂが互いに付勢し合って接触摩擦力が大きくなり、上部、下部ゴムシート１１４、１１５の脱落を回避する構成となっている。

［インナ部材及びインシュレータの詳細］
図４は、第１インナ部材１１１及び第１インシュレータ１１３の軸方向断面図である。第１、第２インナ部材１１１，１２１及び第１、第２インシュレータ１１３，１２３は共通部材であるため、第１インナ部材１１１、第１インシュレータ１１３についてのみ説明する。第１インシュレータ１１３は径方向外周面全周に渡る２つの突起部１１３ａを有する弾性部材であり、この第１インシュレータ突起部１１３ａにおいてアウタ部材１１２と当接する。

第１インシュレータ１１３は加硫成形により円筒部材である第１インナ部材１１１に固着されるが、型枠と第１インナ部材１１１との間に微小隙間を設けて加硫成形するため、成形の際に第１インシュレータ１１３の軸方向端部に被膜１１３ｂが形成される。

［上部及び下部ゴムシート正面の詳細］
図５は、上部ゴムシート１１４の正面図である。上部、下部ゴムシート１１４，１１５は同一部材であるため、上部ゴムシート１１４についてのみ説明する。図５におけるｘ、ｙ軸は図２のｘ、ｙ軸と同一方向である。上部ゴムシート１１４は薄肉弾性部材であり、第１、第２インナ部材挿入孔１１４ａ，１１４ｂには第１、第２インナ部材１１１，１２１を固定するボルトＢが挿入される。

上部ゴムシート１１４の第１、第２インナ部材挿入孔１１４ａ，１１４ｂ開口端部付近には、上部ゴムシート突起部１１４ｃが不等間隔にそれぞれ４個設けられている。第１、第２インナ部材挿入孔１１４ａ，１１４ｂの中心O，O'を通りｘ軸に平行なC-C面を挟んで隣り合う突起部１１４ｃ同士の間隔ｂは、C-C面に対し同一領域内で隣り合う突起部１１４ｃ同士の間隔ａよりも大きく設けられている。

［上部及び下部ゴムシート断面の詳細］
図６は上部ゴムシート１１４の断面図であり、図７は図６の領域Dにおける拡大断面図である。図６及び図７においては、図５に示すD-D断面における断面図を示す。図５の正面図と同様、上部、下部ゴムシート１１４，１１５は同一部材であるため上部ゴムシート１１４についてのみ説明する。上述のように、上部ゴムシート１１４は軸方向片側に突起部１１４ｃを有し、この突起部１１４ｃは内径方向にテーパ面１１４ｄを有している。このテーパ面１１４ｄにより、アウタ部材１１２の径方向側面と第１インシュレータ１１３の被膜１１３ｂとの間への装着性向上を図る。

［装着時におけるゴムシート突起部とインシュレータの関係］
図８は、上部、下部ゴムシート１１４，１１５装着時におけるブラケット１００の径方向断面図である。図８においては、図３に示すB-B断面における断面図を示す。上部、下部ゴムシート１１４，１１５の装着における機能及び他の部材との作用関係については上部、下部ゴムシート１１４，１１５ともに同一であるため、上部ゴムシート１１４についてのみ説明する。図８におけるｘ軸は図２のｘ軸と同一方向であり、ステアリングハウジング４０の軸線方向と一致する。また、図８のC-C断面は図５のC-C断面と同一である。

運転者の操舵によりステアリングハウジング４０と接続するアウタ部材１１２に径方向の力が加わると、この力は第１インシュレータ１１３を介して第１インナ部材１１１に伝達され、この径方向の力によって第１インシュレータ１１３は弾性変形する。このとき第１インナ部材１１１とアウタ部材１１２との間の円周上の一部には上部ゴムシート１１４の突起部１１４ｃも介在しているため、径方向の力の向きによっては第１インシュレータ１１３だけでなく上部ゴムシート突起部１１４ｃにも力が伝達され、ブラケット１００としての弾性特性が変化する場合がある。

本願実施例では、図５に示すようにｘ軸に平行なC-C面を挟んで隣り合う突起部１１４ｃ同士の間隔ｂは、C-C面に対し同一領域内で隣り合う突起部１１４ｃ同士の間隔ａよりも大きく設けられている。このため、ｘ軸方向に力がかかった場合に第１インシュレータ１１３のみが変形可能な領域Ｌ_ｘは、ｙ軸方向に力がかかった場合に第１インシュレータ１１３のみが変形可能な領域Ｌ_ｙよりも大きくなる。

よって、径方向の力が生じた場合において第１インシュレータ１１３のみが変形可能な領域は、力がｘ軸方向にかかるときに最大に達してＬ_ｘとなり、最大変形量がＬ_ｘ以下となるよう第１インシュレータ１１３の材質を設定すれば、ｘ軸方向すなわちステアリングハウジング４０の軸線方向に力がかかった場合に上部ゴムシート突起部１１４ｃへ力が伝達されることを回避し、シビアな弾性特性管理が要求されるステアリングハウジング４０の軸線方向の弾性特性を一定に保っている。

［ブラケットの位置とゴムシート突起部の影響］
図９は、ステアリングハウジング４０の径方向断面における第１ブラケット１１０とステアリングハウジング４０の断面図である。第１、第２ブラケット１１０，１２０は同一構成であるため、第１ブラケット１１０の断面についてのみ説明する。図９においては、図２及び図８のE-E断面における断面図を示す。

図８に示されるように、E-E断面上に上部ゴムシート突起部１１４ｃは配置されておらず、ステアリングハウジング４０の径方向に力が加わった場合においても上部ゴムシート突起部１１４ｃによる第１インシュレータ１１３の弾性特性は影響を受けにくい。

また、図９におけるｚ軸方向、すなわち車両上下方向の力は第１ゴムシート１１４のみが受け持つこととなり、第１インシュレータ１１３と上部、下部ゴムシート１１４，１１５を異なる弾性係数を持つ材質で形成することで、ステアリングハウジング４０の軸方向と径方向、すなわちステアリングにおける車幅方向と車両上下方向の弾性特性を任意に調整可能としている。

[従来技術と本願実施例における作用効果の対比]
従来のステアリングステアリングハウジング用ブラケットにおいては、車両前後方向のばね定数を大きくし、車両横方向のばね定数を小さくするために、本体ゴム弾性体にすぐり部を設けることにより車両の各方向に対するばね特性を調整している。しかしながら、上記従来技術にあっては、本体ゴム弾性体の小径部と大径部とが一体成形されているため、ばね定数や形状等の調整幅が小さいといった問題があった。

これに対し本願実施例のステアリングハウジング用ブラケット構造では、第１、第２インナ部材１１１，１２１とアウタ部材１１２との間に設けられる筒状の第１、第２インシュレータ１１３，１２３と、アウタ部材１１２の軸方向両側に設けられる上部、下部ゴムシート１１４，１１５とを有し、上部、下部ゴムシート１１４，１１５は、第１、第２インナ部材１１１，１２１とアウタ部材１１２との間に挿入される上部、下部ゴムシート突起部１１４ｃ、１１５ｃを有することとした。また、第１、第２インシュレータ１１３，１２３は、加硫成形により第１、第２インナ部材１１１，１２１に固着されることとした。

これにより、第１、第２インシュレータ１１３，１２３と上部、下部ゴムシート１１４，１１５を異なる弾性係数を持つ材質で形成することが可能となり、ステアリングハウジング４０の軸方向と径方向、すなわちステアリングにおける車幅方向と車両上下方向の弾性特性を任意に調整することができる。

また、加硫成形により第１、第２インシュレータ１１３，１２３の軸方向端部には被膜１１３ｂ、１２３ｂが形成され、上部、下部ゴムシート突起部１１４ｃ、１１５ｃをアウタ部材１１２の径方向側面と第１、第２インシュレータ１１３，１２３の被膜１１３ｂ、１２３ｂとの間に挿入することで、車両未搭載状態のブラケット１００から上部、下部ゴムシート１１４、１１５が脱落するおそれを回避することができる。

［他の実施例］
以上、本発明を実施するための最良の形態を、実施例１に基づいて説明してきたが、本発明の具体的な構成は実施例１に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。

更に、上記実施例１から把握しうる請求項以外の技術的思想について、以下にその効果とともに記載する。

（イ） 請求項１に記載のステアリングハウジング用ブラケット構造において、
前記突起部は、ステアリングハウジングの軸線上以外の部分に周方向に複数個設けられる。

ステアリングハウジングの軸線方向のばね特性は操舵フィーリングにとって非常に重要で敏感な部分である。突起部がステアリングハウジングの軸線上に設けられないため、ステアリングハウジングの軸線方向のばね特性は第１弾性部材のみによって決定される。よって、突起部がステアリングハウジングの軸線方向のばね特性に影響を及ぼすおそれがない。

（ロ） 請求項１に記載のステアリングハウジング用ブラケット構造において、
前記第１弾性部材は、前記インナ部材に加硫成形することによって固着され、
前記第１弾性部材の軸方向両端側の前記インナ部材表面には、前記加硫成形によって被膜が形成される。

型枠とインナ部材との間に微小隙間を形成し、加硫成形することによって、第１弾性部材成形と同時に被膜が形成される。また、この被膜によって第２弾性部材が確実に固定され、ブラケットから脱落するおそれがない。

（ハ） 請求項１または前記（イ）に記載のステアリングハウジング用ブラケット構造において、
前記突起部は、径方向内側にテーパ面を有する。

第２弾性部材の装着性が向上する。

（ニ）請求項１に記載のステアリングハウジング用ブラケット構造において、
前記ステアリングハウジング用ブラケット構造は、並んで一対設けられるとともに、
前記第２弾性部材も一対設けられ、一方の第２弾性部材と他方の第２弾性部材とはそれぞれの端部同士で結合された一体成形である。

両第２弾性部材を一体成形することによって部品点数を削減することができるとともに、一体となってブラケットに固定されるため、ブラケットからの脱落がより抑制される。また、前記第１弾性部材と第２弾性部材は、それぞれ同じ弾性材料を用いてもよいし、異なる弾性材料を用いてもよい。

実施例１におけるパワーステアリング装置の正面図である。 実施例１のステアリングハウジングにおけるブラケット装着部の拡大正面図である。 実施例１におけるブラケットの断面図である。 実施例１における第１インナ部材及び第１インシュレータの軸方向断面図である。 実施例１におけるゴムシートの正面図である。 実施例１におけるゴムシートの断面図である。 実施例１におけるゴムシートの拡大断面図である。 実施例１のゴムシート装着時におけるブラケットの径方向断面図である。 実施例１における第１ブラケットとステアリングハウジングの径方向断面図である。

符号の説明

１ パワーステアリング装置
１０ 操舵制御ユニット
２０ ピニオン軸
３１，３２ 第１、第２ターンチューブ
４０ ステアリングハウジング
４１ ブラケット装着ハウジング
５０ ラック軸
１００ ブラケット
１１０ 第１ブラケット
１２０ 第２ブラケット
１１１ 第１インナ部材
１２１ 第２インナ部材
１１２ アウタ部材
１１３，１２３ 第１、第２インシュレータ
１１３ａ，１２３ａ 第１、第２インシュレータ突起部
１１３ｂ，１２３ｂ 第１、第２インシュレータ被膜
１１４，１１５ 上部、下部ゴムシート
１１４ａ，１１５ａ 第１インナ部材挿入孔
１１４ｂ，１１５ｂ 第２インナ部材挿入孔
１１４ｃ，１１５ｃ 上部、下部ゴムシート突起部
１１４ｄ，１１５ｄ テーパ面
１１６，１２６ 第１、第２アウタ部材貫通孔
Ｂ ボルト
Ｎ ナット
Ｗ ワッシャ

Claims (4)

1. 車両のボディに設けられた凹形状の部位に接続されるステアリングハウジング用ブラケット構造において、
   筒状に形成されたインナ部材と、
   筒状に形成され、前記インナ部材とは径方向に離間配置されたアウタ部材と、
   前記インナ部材と前記アウタ部材との間に設けられる筒状の第１弾性部材と、
   前記アウタ部材の軸方向両側に設けられ、前記インナ部材のそれぞれの端部が挿入される貫通孔を有すると共に、前記第１弾性部材とは異なる工程で形成される一対の第２弾性部材とを有し、
   前記第２弾性部材は、前記第１弾性部材と前記アウタ部材との間に挿入される突起部を有し、
   前記一対の第２弾性部材の一方は、前記インナ部材の一端側がこの第２弾性部材の一方よりも軸方向外側に突出するように組付けられ、
   前記インナ部材の一端側は前記凹形状の部位に挿入され、
   前記一対の第２弾性部材の他方は、貫通孔を有し前記車両のボディとは別体に形成されたワッシャと、前記アウタ部材との間に挟持され、
   前記ワッシャ、前記第２弾性部材、前記インナ部材、および前記凹形状の部位は、前記ワッシャの貫通孔と前記第２弾性部材の貫通孔と前記インナ部材の内周側と前記凹形状の部位に形成された貫通孔をボルトが貫通した状態で固定されること
   を特徴とするステアリングハウジング用ブラケット構造。
2. 車両のボディに設けられた凹形状の部位に接続されるステアリングハウジング用ブラケット構造において、
   筒状に形成されたインナ部材と、
   筒状に形成され、前記インナ部材とは径方向に離間配置されたアウタ部材と、
   前記インナ部材と前記アウタ部材との間に設けられる筒状の弾性部材と、
   前記アウタ部材の軸方向一端側に設けられ、前記インナ部材の一端部が挿入される貫通孔を有すると共に、前記弾性部材とは異なる工程で形成される第１ゴムシートと、
   前記アウタ部材の軸方向他端側に設けられ、前記インナ部材の他端部が挿入される貫通孔を有すると共に、前記弾性部材とは異なる工程で形成される第２ゴムシートとを有し、
   前記第１ゴムシートは、前記インナ部材の一端部がこの第１ゴムシートよりも軸方向外側に突出するように組付けられ、
   前記インナ部材の一端部は前記凹形状の部位に挿入され、
   前記第２ゴムシートは前記弾性部材と前記アウタ部材との間に挿入される突起部を有し、貫通孔を有し前記車両のボディとは別体に形成されたワッシャと、前記アウタ部材との間に挟持され、
   前記ワッシャ、前記第１ゴムシート、前記第２ゴムシート、前記インナ部材、および前記凹形状の部位は、前記ワッシャの貫通孔と前記第１ゴムシートの貫通孔と前記第２ゴムシートの貫通孔と前記インナ部材の内周側と前記凹形状の部位に形成された貫通孔をボルトが貫通した状態で固定されること
   を特徴とするステアリングハウジング用ブラケット構造。
3. 請求項１に記載のステアリングハウジング用ブラケット構造において、
   前記突起部は、前記第１弾性部材と前記アウタ部材との間に圧入されること
   を特徴とするステアリングハウジング用ブラケット構造。
4. 請求項３に記載のステアリングハウジング用ブラケット構造において、
   前記突起部は、ステアリングハウジングの軸線に平行、かつ前記第２弾性部材の貫通孔の中心軸と直交する線上以外の部分に設けられること
   を特徴とするステアリングハウジング用ブラケット構造。

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