JP4868206B2 - ステアリングギヤのマウント構造 - Google Patents

Description

この発明は、ステアリングギヤを車体に取り付ける、ステアリングギヤのマウント構造に関する。

従来、例えば、ラック＆ピニオンギヤ方式のステアリングギヤは、ステアリングホイールに連結したピニオン軸と、このピニオン軸と噛合するラック軸とを支持するギヤハウジングと、一端部が上記ギヤハウジングに取り付けられ、ラック軸上のピストンを摺動可能に嵌合するシリンダチューブと、シリンダチューブの他端部に取り付けてられラック軸を支持するシリンダエンドを備えている。

通例、上記ステアリングギヤは、ギヤハウジングおよびシリンダチューブに設けられた一対のマウントブラケットを介して車体に取り付けられる。
例えば、特許文献１では、シリンダチューブに設けられたマウントブラケットは、シリンダチューブの端部の全周を取り囲む環状をなしている。その環状のマウントブラケットは、シリンダチューブの内周にねじ結合された環状のシリンダエンドとシリンダチューブの端面との間に挟持され固定されている。

また、シリンダチューブの半周を取り囲むように、シリンダチューブに溶接された第１の分割ブラケットと、車体に固着された第２の分割ブラケットを組み合わせて構成されるマウントブラケットとでシリンダチューブの全周を取り囲み、ステアリングギヤを車体に取り付ける場合もある（例えば、特許文献２）。
特開２００１−０６３５９４号公報 実公平０３−０２９２７０号公報

しかし、上記のようなマウント構造では、マウントブラケットがシリンダチューブの全周を取り囲むため、マウント構造が大型化し、重量が重くなる。また、マウントブラケットが車体に干渉して、ステアリングギヤが車体に取り付けられない場合があり、車体へ搭載するときの制限が多い。
さらに、マウントブラケットを溶接してシリンダチューブに固定する場合、溶接によってシリンダチューブに歪が発生し、シリンダチューブの内部に備えられたピストンや密閉部材に悪影響を及ぼす場合がある。シリンダチューブの局所的な溶接歪を低減するために、マウントブラケットをシリンダチューブの全周に溶接する場合には、マウントブラケットが大型になり、重量も重くなる。

この発明は、かかる背景のもとになされたもので、小型、軽量化を図り、且つパワーシリンダに悪影響を与えないステアリングギヤのマウント構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、ギヤハウジング（１）と、ピニオン軸に噛み合うラック軸（３）を摺動可能に支持し上記ギヤハウジングに結合されたシリンダチューブ（２）と、このシリンダチューブの一部に設けられたパワーシリンダ（６）と、シリンダチューブに溶接により固着され且つ車体側部材に取り付けられるマウントブラケット（１２）とを備え、上記パワーシリンダは、ラック軸の一部に形成されたロッド（７）と、このロッドと軸方向に一体移動可能に設けられたピストン（８）と、このピストンを軸方向に挟んだ両側でロッドとシリンダチューブとの間を封止する一対の封止部材（９ａ、９ｂ）とを含み、上記マウントブラケットは、一方の封止部材に対してシリンダチューブの軸方向に離れており、上記一方の封止部材に近接した位置であるピストンのストロークの終端位置（Ｐ１）と、この終端位置に近接する上記一方の封止部材との間に対応するシリンダチューブの外周面（２ａ）の領域（２６）内に溶接されており、上記マウントブラケットは、取付ボルト（３０）挿通用の挿通孔（１３）を形成するための挿通孔形成部材（１４）と、板金部材（１５）とを含み、この板金部材は、シリンダチューブの外周面に溶接により固着された一対の固着板（１７）と、各固着板から折り曲げ状に延設され且つ上記挿通孔形成部材を溶接によりそれぞれ固着した一対の平板（１８）とを有し、上記一対の平板は取付ボルトの挿通方向（Ｙ１）に間隔を隔てて互いに対向していることを特徴とするステアリングギヤのマウント構造である。

本発明によれば、マウントブラケットは、ピストンのストロークの終端位置とこの終端位置に近接する封止部材との間に対応するシリンダチューブの外周面の領域内に溶接される。これにより、ピストンがシリンダチューブ内をストロークする範囲に、溶接歪が発生することを抑制できる。したがって、部分的溶接による溶接歪を低減させるために、シリンダチューブの全周に亘って溶接する必要がなくなり、その結果、マウント構造の小型化、軽量化を図ることができ、且つパワーシリンダに悪影響を与えることを抑制できる。
また、マウントブラケットは板金部材を備えているため、マウントブラケットを適度に曲げ変形させることができる。これにより、車体にステアリングギヤを取り付ける場合の、双方の組み付け誤差を、マウントブラケットを変形させることにより吸収することができる。
また、走行時の外部入力によって生じる、車体の取付部材の歪を吸収することができる。その結果、インシュレータ等の弾性部材を用いる必要がない。さらに、マウントブラケットは板金部材を用いた構造体であるため、マウントブラケットを安価に形成できる。

また、本発明において、上記マウントブラケットはシリンダチューブの外周面の周方向（Ｚ１）の一部に溶接されている場合がある。この場合、シリンダチューブの外周面の全周に亘って溶接する場合よりも、マウント構造の小型化、軽量化を図ることができる。

また、本発明において、上記挿通孔形成部材は、固着板とシリンダチューブとの溶接部分（２９）からシリンダチューブの軸方向に距離を隔てて配置されている場合がある。この場合、マウントブラケットにおいて、挿通孔形成部材と、固着板とシリンダチューブとの溶接部分との間に所定の距離を確保することによってマウントブラケットの変形量を調節することができる。

また、本発明において、上記板金部材は、各固着板からそれぞれ対応する平板へ至るリブ（２５）を有する場合がある。この場合、各固着板からそれぞれ対応する平板へ至るリブを形成することにより、マウントブラケットの変形量を調節することができる。
なお、上記において、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。

以下には、図面を参照して、この発明の実施形態について具体的に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るマウント構造が適用されたステアリングギヤの一部破断模式的正面図である。
図１を参照して、ステアリングギヤ１００は、ギヤハウジング１と、ギヤハウジング１に連結され、車両の幅方向に延びるシリンダチューブ２とを備える。

ギヤハウジング１は、互いに交差する第１の筒状部１ａおよび第２の筒状部１ｂとを備える。第１の筒状部１ａには、入力軸５０と、出力軸としてのピニオン軸（図示せず）とが回転自在に支持されている。これら入力軸５０およびピニオン軸は、図示しないトーションバーを介して相対角変位可能に連結されている。入力軸５０には図示しないステアリングホイール等の操舵部材がステアリングシャフト（図示せず）を介して連結され、操舵トルクが入力される。第２の筒状部１ｂはシリンダチューブ２に連結されている。

第２の筒状部１ｂおよびシリンダチューブ２には、車両の幅方向に延びるラック軸３が軸方向に摺動自在に支持されている。ピニオン軸およびラック軸３はギヤハウジング１内で互いに噛み合わされている。また、ラック軸３の一対の端部は、図示しない車輪にそれぞれ連なるタイロッド４にボールジョイント５を介してそれぞれ連結されている。
シリンダチューブ２の一部には、操舵補助力を発生するためのパワーシリンダ６が設けられている。パワーシリンダ６は、ラック軸３の一部に形成されたロッド７と、シリンダチューブ２内をロッド７と一体移動可能に設けられたピストン８とを有している。パワーシリンダ６の両端において、シリンダチューブ２とロッド７との間が一対の封止部材９ａ、９ｂ間によってそれぞれ封止されている。各封止部材９ａ、９ｂは、ロッド７を摺動自在に挿通させた環状のロッドシールを備えている。シリンダチューブ２内において一対の封止部材９ａ、９ｂ間に、ピストン８により互いに仕切られた一対の油室１０が区画されている。

また、ギヤハウジング１の第１の筒状部１ａ内には入力軸５０とピニオン軸との間の相対角変位に基づいて油圧ポンプ（図示せず）からの油圧を、パワーシリンダ６の一対の油室１０の一方に択一的に供給すると共に、他方の油室１０からの油を油タンクに戻すコントロールバルブ(図示せず)が内蔵されている。一対の油室１０は、それぞれ対応する配管を介してコントロールバルブの対応するポート(図示せず)と連通されている。

このステアリングギヤ１００は、ギヤハウジング１およびシリンダチューブ２にそれぞれ設けられたマウント部１１およびマウントブラケット１２を介して車体（図示せず）に取り付けられる。マウント部１１は、ギヤハウジング１と、例えば、鋳造によって一体成形されている。マウントブラケット１２は、シリンダチューブ２と別体に設けられており、シリンダチューブ２に溶接によって固着されている。

マウント部１１およびマウントブラケット１２が、車体に固定されたそれぞれに対応する車体の取付部材（図示せず）に、取付ボルト（図示せず）を用いて固定されることによって、車体にステアリングギヤ１００が取り付けられる。
図２は、図１のステアリングギヤの要部の拡大図であり、マウントブラケット１２とその周辺の構造を概略的に示している。図３は、図２のIII−III線に沿う断面図である。また、図４は、図１のステアリングギヤの要部の一部破断拡大図であり、マウントブラケット１２とその周辺の構造を示している。

図２を参照して、マウントブラケット１２は、取付ボルト３０挿通用の挿通孔１３を形成するための挿通孔形成部材１４と、板金部材１５とを含んでいる。
図２および図３に示すように、挿通孔形成部材１４は、筒状をなし、取付ボルト３０を挿通するための挿通孔１３を形成している。挿通孔形成部材１４は、板金部材１５に設けられた取付孔１６に挿通されて、板金部材１５に組み付けられている。図３に示すように、挿通孔形成部材１４は、一対の端部１４ａ、１４ｂおよび中間部１４ｃを有し、これら端部１４ａおよび中間部１４ｃが板金部材１５に溶接されることにより、板金部材１５に固着されている。図２に示すように、挿通孔１３は、シリンダチューブ２の軸方向Ｘ１と平行な方向に長い長孔に形成されている。これにより、車体にステアリングギヤ１００を取り付ける場合の、シリンダチューブ２の軸方向Ｘ１に関しての組み付け誤差を調節することができる。

板金部材１５は、図３に示すように、シリンダチューブ２の外周面２ａに溶接により固着された一対の固着板１７と、各固着板１７からそれぞれ折り曲げ状に延設された一対の平板１８と、図４に示すように、これら一対の平板１８間を互いに接続している接続板１９とを含んでいる。一対の固着板１７、一対の平板１８および接続板１９は単一の部材（板金）で一体に形成されている。各固着板１７は、図３に示すように、円弧状に形成され、シリンダチューブ２の外周面２ａに合わされている状態で、シリンダチューブ２に溶接により固着されている。具体的には、図２および図４に示すように、各固着板１７とシリンダチューブ２とを溶接するための、複数のスポット溶接による溶接部分２９が設けられている。

図２では、一方の平板１８のみが示されているが、一対の平板１８は同様の構成である。すなわち、各平板１８は、一部が対応する固着板１７に接続されたシリンダチューブ２の軸方向Ｘ１と平行に延びる第１の縁部２０と、この第１の縁部２０と対向する第２の縁部２１と、接続板１９の対応する縁部とそれぞれ接続された第３の縁部２２と、この第３の縁部２２と対向する第４の縁部２３とを含む。第１〜第４の縁部２０〜２３が、概ね矩形をなす４つの辺部に相当する。また、各平板１８は、第２の縁部２１と第４の縁部２３との間に、両縁部２１，２３間を互いに接続する湾曲部２４を有している。

第１の縁部２０は、相対的に第３の縁部２２に近い第１の部分２０ａと、相対的に第３の縁部２２から遠い第２の部分２０ｂとを有しており、第２の部分２０ｂが固着板１７に接続されている。第１の部分２０ａはシリンダチューブ２の外周面２ａから所定距離離隔している。
各平板１８において、挿通孔形成部材１４を挿通させて取り付けるための取付孔１６の中心Ｃ１は、平板１８の長手方向に関して、第１の縁部２０の第１の部分２０ａに対応する位置に配置されている。これにより、取付孔１６の中心は固着板１７から平板１８の長手方向に所定距離離隔している。したがって、各平板１８に固着された挿通孔形成部材１４と、固着板１７とシリンダチューブ２との溶接部分２９との間に所定の距離を確保することができる。

また、図３に示すように、取付ボルト３０の挿通方向Ｙ１に間隔を隔てて互いに対向させられている。
また、板金部材１５は、図２に示すように、各固着板１７からそれぞれ対応する平板１８へ至り、湾曲部２４と略平行に形成されたリブ２５を有している。リブ２５は固着板１７から平板１８にかけて先細りとなっている。

このように、マウントブラケット１２は、図３に示すように、シリンダチューブ２の全周を取り囲まず、シリンダチューブ２の周方向Ｚ１の一部（例えば、１／３〜１／２周）に対応して設けられている。これにより、マウント構造の小型、軽量化を図ることができる。マウントブラケット１２は、板金により形成された板金部材１５を備えているため、マウントブラケット１２を適度に曲げ変形させることができる。これにより、車体にステアリングギヤ１００を取り付ける場合の、双方の組み付け誤差を、マウントブラケット１２を変形させることにより吸収することができる。また、走行時の外部入力によって生じる、車体の取付部材の歪を吸収することができる。その結果、インシュレータ等の弾性部材を用いる必要がない。

また、挿通孔形成部材１４と、固着板１７とシリンダチューブ２との溶接部分２９との間に所定の距離を確保することによってマウントブラケット１２の変形量を調節することができる。さらに、各固着板１７からそれぞれ対応する平板１８へ至るリブ２５を形成することによっても、マウントブラケット１２の変形量を調節することができる。
また、板金部材１５は、板金を用いて形成されているため、マウントブラケット１２を安価に形成できる。さらに、一対の固着板１７、一対の平板１８および接続板１９を単一の部材（板金）で一体に形成することによって、マウントブラケット１２をより安価に形成できる。

図４を参照して、マウントブラケット１２は、固着板１７がシリンダチューブ２の外周面２ａに合わされている状態で、シリンダチューブ２に溶接により固着されている。マウントブラケット１２は、シリンダチューブ２の外周面２ａの領域であって、ピストン８のマウントブラケット１２側のストロークの終端位置Ｐ１とこの終端位置Ｐ１に近接する封止部材９ｂとの間に対応する領域２６内に溶接される。

これにより、ピストン８がシリンダチューブ２内をストロークする範囲に、溶接歪が発生することを抑制できる。したがって、部分的溶接による溶接歪を低減させるために、シリンダチューブ２の全周に亘って溶接する必要がなくなり、その結果、マウント構造の小型化、軽量化を図ることができ、且つパワーシリンダ６に悪影響を与えることを抑制できる。

以上のように、この実施形態によれば、シリンダチューブ２の全周を覆わないマウントブラケット１２を用いることにより、マウント構造の小型、軽量化を図ることができる。
また、マウントブラケット１２を、マウントブラケット１２側のピストン８のストロークの終端位置Ｐ１と、この終端位置Ｐ１に近接する封止部材９ｂとの間に対応する領域２６内に溶接するため、マウント構造の小型化、軽量化を図ることができ、且つパワーシリンダ６に悪影響を与えることを抑制できる。

マウントブラケット１２は板金部材１５を備えているため、車体にステアリングギヤ１００が取り付けられる場合の、双方の組み付け誤差を吸収することができる。さらに、走行時の外部入力によって生じる、車体側の取付部材の歪を吸収することができる。これにより、インシュレータ等の弾性部材を用いる必要がない。
また、マウントブラケット１２は板金部材１５を用いた構造体であるため、マウントブラケット１２を安価に形成できる。

以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明は、他の形態で実施することもできる。例えば、図２の実施の形態では、挿通孔形成部材１４として、一対の平板１８を貫通する筒状部材を用いたが、これに代えて、挿通孔形成部材は、図５に示すように、溝形部材２７を用いるようにしてもよい。なお、以下では、図１〜図４に示す実施の形態と異なる構成について主に説明し、図１〜図４に示す実施の形態と同様の構成には図に同一の符号を付してその説明を省略する。

この場合、溝形部材２７は、図６に示すように、一対の平板１８間に配置される状態で一対の平板１８に溶接される。各平板１８には、図５に示すように、挿通孔形成部材としての溝形部材２７のための取付孔は形成されず、取付ボルト３０を挿通させるためのボルト挿通孔２８がそれぞれ形成されている。ボルト挿通孔２８はシリンダチューブ２の軸方向Ｘ１と平行な方向に長い長孔に形成されていることが好ましい。これにより、車体にステアリングギヤ１００を取り付ける場合の、双方の組み付け誤差を調整することができる。

また、一対の固着板１７、一対の平板１８および接続板１９は単一の部材（板金）で一体に形成されていなくてもよい。接続板１９を廃止し、一体に形成された固着板１７および平板１８を一対設けて、これらを挿通孔形成部材により一体化しておいてもよい。
また、板金部材１５に形成されたリブ２５は、固着板１７から平板１８にかけて先細りになっていなくてもよく、例えば、一定の幅であってもよい。また、リブ２５は、一箇所だけでなく、板金部材１５の複数箇所に設けられていてもよい。リブ２５の形状および数を変更することにより、マウントブラケット１２の変形量を調節することができる。

溶接部分として、固着板の周縁の少なくとも一部に隅肉溶接部を設けるようにしてもよい。
この発明は、以上の実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。

本発明の一実施形態に係るマウント構造が適用されたステアリングギヤの一部破断模式的正面図である。 図１のステアリングギヤの要部の拡大図であり、マウントブラケットとその周辺の構造を概略的に示している。 図２のIII−III線に沿う断面図である。 図１のステアリングギヤの要部の一部破断拡大図であり、マウントブラケットとその周辺の構造を示している。 本発明の別の実施の形態のステアリングギヤの要部の拡大図である。 図５のステアリングギヤの平面図である。

符号の説明

１・・・ギヤハウジング、２・・・シリンダチューブ、２ａ・・・外周面
３・・・ラック軸、６・・・パワーシリンダ、７・・・ロッド、８・・・ピストン
９ａ，９ｂ・・・封止部材、１２・・・マウントブラケット、１３・・・挿通孔
１４・・・挿通孔形成部材、１５・・・板金部材、１７・・・固着板、１８・・・平板
２５・・・リブ、２６・・・領域、２９・・・溶接部分、３０・・・取付ボルト
１００・・・ステアリングギヤ、Ｐ１・・・終端位置、Ｘ１・・・軸方向
Ｙ１・・・挿通方向（取付ボルトの挿通方向）、Ｚ１・・・周方向

Claims (4)

1. ギヤハウジングと、
   ピニオン軸に噛み合うラック軸を摺動可能に支持し上記ギヤハウジングに結合されたシリンダチューブと、
   このシリンダチューブの一部に設けられたパワーシリンダと、
   シリンダチューブに溶接により固着され且つ車体側部材に取り付けられるマウントブラケットとを備え、
   上記パワーシリンダは、ラック軸の一部に形成されたロッドと、このロッドと軸方向に一体移動可能に設けられたピストンと、このピストンを軸方向に挟んだ両側でロッドとシリンダチューブとの間を封止する一対の封止部材とを含み、
   上記マウントブラケットは、一方の封止部材に対してシリンダチューブの軸方向に離れており、上記一方の封止部材に近接した位置であるピストンのストロークの終端位置と、この終端位置に近接する上記一方の封止部材との間に対応するシリンダチューブの外周面の領域内に溶接されており、
   上記マウントブラケットは、取付ボルト挿通用の挿通孔を形成するための挿通孔形成部材と、板金部材とを含み、
   この板金部材は、シリンダチューブの外周面に溶接により固着された一対の固着板と、各固着板から折り曲げ状に延設され且つ上記挿通孔形成部材を溶接によりそれぞれ固着した一対の平板とを有し、
   上記一対の平板は取付ボルトの挿通方向に間隔を隔てて互いに対向していることを特徴とするステアリングギヤのマウント構造。
2. 請求項１において、上記マウントブラケットはシリンダチューブの外周面の周方向の一部に溶接されていることを特徴とするステアリングギヤのマウント構造。
3. 請求項１または２において、上記挿通孔形成部材は、固着板とシリンダチューブとの溶接部分からシリンダチューブの軸方向に距離を隔てて配置されていることを特徴とするステアリングギヤのマウント構造。
4. 請求項３において、上記板金部材は、各固着板からそれぞれ対応する平板へ至るリブを有することを特徴とするステアリングギヤのマウント構造。

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