JP6087280B2 - 自動車のステアリング装置のためのステアリングハウジング - Google Patents

Description

本発明は、特許請求の範囲の請求項１の上位概念部分に規定された、自動車のステアリング装置のためのステアリングハウジングに関する。

ステアリング支援のために電動サーボモータを有する自動車のステアリング装置が知られている。当該電動サーボモータは、ステアリング装置のステアリングギヤを介して、アシストトルクを供給する。ステアリングロッドを有するステアリングギヤは、ステアリングハウジング内に収容されている。ステアリングハウジングは、重量軽減のために、例えばアルミニウムから構成されている。ロッド部分が収容されるステアリングハウジングのハウジング管部の外側には、安定性という理由から、補強リブないし補強立設部材が配置され得る。安全に関する構成部材において指示される剛性と強度とを達成するために、補強立設部材は、通常、大きなサイズとされる。このことは、しかし、ステアリングハウジングの重量に不利に働く。

本発明の課題は、簡単な構造で高い剛性と低減された重量とを実現する自動車におけるステアリング装置のためのステアリングハウジングをもたらすことである。

本発明によれば、この課題は、特許請求の範囲の請求項１の特徴部分によって解決される。下位の請求項は、実用上の更なる実施の形態を提示する。

本発明によるステアリングハウジングは、例えば乗用車や商用車のような自動車のステアリング装置の構成部材であり、少なくともハウジング管部を有している。ハウジング管部は、ロッド部材（リンケージ部材）を収容するために設けられている。ハウジング管部の外側には、補強立設部材が存在している。補強立設部材は、ステアリングハウジングに高い剛性を与える。ステアリングハウジングは、好ましくは、例えばアルミニウムやマグネシウムのような軽金属からなり、射出成形方法によって製造され得る。プラスチックハウジングもまた、射出成形される補強リブないし補強立設部材と共に考慮される。それは、金属、特にはスチールからなる。

本発明によれば、直線状のハウジング管部に関して、ハウジング管部の２つの対向する端部に隣接して、それぞれ、異なる径方向に延びる少なくとも２つの補強立設部材が配置される、ということが考慮される。補強立設部材は、軸方向に見た管部中心からの距離に応じて、径方向の延びが大きい。それぞれ２つの対向する補強立設部材は、共通の境界面によって境界付けられる。当該共通の境界面は、ハウジング管部を通る中央面に対して、ある角度をもって延びている。それぞれの管部端において、少なくとも２つの互いに角度をもって延びる補強立設部材が配置されている。この場合、それぞれ２つの対向する補強立設部材は、互いに対して配置されて、共通の境界面によって境界付けられる。これにより、少なくとも２つの境界面が存在する。それらは、本発明によれば、ハウジング管部の高さで交差している。

このように形成された補強立設部材は、ハウジング管部に関してクロス（交差）して延びており、このことは、境界付けられる材料パネル（Materialeinsatz）に関わらず、顕著に剛性を高める。ハウジング管部の対向する端部に配置されたそれぞれ２つの補強立設部材は、クロス（交差）していて、このことは、ハウジング管部の高さ内での境界面の交差点をもたらす。この交差点は、この場合、ハウジング管部の外側周壁の内部にあり、例えば、少なくともハウジング管部の径方向中央近くにある。

更なる実用的な実施の形態によれば、ハウジング管部の２つの対向する端部に隣接して、それぞれ、異なる径方向に延びる４つの補強立設部材が配置されている。それぞれ２つの対向するクロス（交差）配置された補強立設部材は、共通の境界面によって境界付けられている。これにより、合計で、少なくとも８つの補強立設部材が提供される。それらのうち、それぞれ２つの対向する補強立設部材が、共通の境界面によって境界付けられている。この結果、４つの境界面が規定され得る。それらのうち、少なくとも２つの境界面が、ハウジング管部の高さで交差状態になっている。好ましくは、４つの境界面のうち、それぞれ２つが、ハウジング管部の高さ内のある（共通の）点で交差状態になっている。この場合、それぞれ２つの境界面の前記の交差点同士は、それが可能である時でも、必ずしも同一ではない。

境界面の規定によって、ステアリングハウジングの構成設計のための器具（Instrumentarium）を使用可能である。この場合、ステアリングハウジングの高い剛性と強度が、最小の材料コストにて保証され得る。

共通の境界面によって境界付けられ、ハウジング管部の対向する両側に配置された補強立設部材は、周方向に互いにずらされて配置される、ということが実用的であり得る。原理的には、両方の割り当てられた補強立設部材が存在する平面が合致するように、軸方向に対向する端部上において径方向に対向する側に補強立設部材を配置することで、十分である。補強立設部材の周方向にずらされた位置決めの際、補強立設部材を通る平面は、互いに平行であるか、ある角度を有する。

好適な実施の形態では、補強立設部材は、少なくとも略平坦に形成される。原理的には、撓まされたり、波打たされたり、凸または凹に湾曲された実施例も考慮に入れられる。更に、補強立設部材は、その軸方向の延びに沿って、及び／または、その径方向の延びに沿って、変化する壁強度を有することも可能である。別の実施の形態によれば、しかし、軸方向に、あるいは径方向に、あるいは両方向に、一定の壁強度を設けることも実用的である。

最小の材料投入を実現可能とするために、ハウジング管部の軸方向中央部分は、補強立設部材無しで完全に形成されるか、あるいは、当該部分において補強立設部材が最小に低減された態様で形成される、ということが有利である。この部分の補強立設部材またはリブは、一定の径方向高さを有し得る。それは、補強立設部材の端側に移行して初めて、高められ得る。

ステアリング装置として、特に、電動モータによるパワーアシスト機能を伴うステアリングシステムが考慮される。原理的には、しかし、油圧式のパワーアシスト機能を伴うステアリングシステムのステアリングハウジングにも、本発明は適用可能である。

更に、アクティブステアリングシステムのステアリングハウジングに投入することも可能である。その場合、追加のステアリング角度が生成可能である。それは、運転者によって与えられるステアリング角度に重畳可能である。

更なる利点及び実用的な実施の形態が、更なる請求項、図面の説明、及び、図面によって明らかである。

自動車のステアリング装置の概略図である。 ステアリング装置のステアリングハウジングの側面図である。 ステアリングハウジングを９０°回転させた図である。 ステアリングハウジングの斜視図である。 ステアリングハウジングの斜視図である。 ステアリングハウジングの斜視図である。

図面において、同一の構成部材には同一の参照符号が付されている。

ステアリング装置１は、ステアリングホイール２、ステアリングスピンドルないしステアリング軸３、内部にステアリングギヤが収容されたステアリングハウジング４、及び、ステアリングロッド５を備えている。ステアリングロッド５によって、ステアリング運動が、自動車の操舵可能な車輪６に伝達される。運転者は、ステアリングホイール２を介して、操舵角度δＬを提供する。ステアリングホイール２は、ステアリングスピンドル３に堅固に結合されており、操舵角度δＬは、ステアリングハウジング４内のステアリングギヤ内でステアリングロッド５のギヤラック上に伝達される。そこにおいて、操舵可能な車輪６に関して、車輪操舵角度δＶが生じる。

運転者によって適用される手動トルクを支援（アシスト）するために、電動サーボモータ７が設けられている。電動サーボモータ７を介して、支援用のサーボトルクが、ステアリングハウジング４内のステアリングギヤ内に供給され得る。電動サーボモータの代わりに、例えば油圧ポンプのような油圧式の支援装置も設けられ得る。それは、内燃エンジンによって駆動され、油圧式ステアリングシステムを駆動する。

続く図２乃至図６において、ステアリングハウジング４は、それぞれ様々な図で図示されている。ステアリングハウジング４は、ステアリングロッド５のロッド部を収容するための中空筒状のハウジング管部８を有している。アルミニウム射出成形部として成形されたステアリングハウジング４のステアリング管部８は、その外側に、複数の補強立設部材ないし補強立設リブ９ａ，９ｂ、１０ａ、１０ｂ、１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂを有している。それらは、ハウジング管部８ないしステアリングハウジングと一体的に形成されており、高められた強度を与える。補強立設部材は、ハウジング管部８の各端に隣接して設けられている。もっとも、それらは、ハウジング管部８の各前面から軸方向に所定距離だけ離れていてもよい。補強立設部材は、軸方向に亘って、変化する径方向の延びを有しており、それは、ハウジング管部の前面に対する方向に従って増大している。補強立設部材の外側輪郭は、例えば補強立設部材９ａ、１０ａ（図２）ないし１４ａ、１３ｂ（図３）のように、直線状に形成され得る。凸または凹の形態に湾曲された推移（図３の補強立設部材１３ａ、１４ｂ）も可能である。あるいは、例えば図２の補強立設部材９ｂ、１０ｂのように直線状部分と湾曲部分とが交互に現れる推移も可能である。

互いに９０°回転された図である図２及び図３に示すように、ハウジング管部８の各端部には、４つの補強立設部材９ａ、１０ａ、１３ａ、１４ａないし９ｂ、１０ｂ、１３ｂ、１４ｂが存在している。これらの補強立設部材は、ハウジング管部の端部で、互いにそれぞれ略９０°だけ回転された位置に配置されている。ハウジング管部８の第一端の領域における各補強立設部材は、ハウジング管部の第二端の領域における対角線状ないし十字状に向き合う補強立設部材に対応付けられて（割り当てられて）いる。これにより、補強立設部材の対９ａ−９ｂ、１０ａ−１０ｂ、１３ａ−１３ｂ、１４ａ−１４ｂが生じている。このように互いに対応付けられた補強立設部材のうちの各２つは、１つの（共通の）境界面１１、１２、１５、１６によって、外側に対して境界付けられている。すなわち、補強立設部材９ａ、９ｂは、境界面１１に対応付けられており、補強立設部材１０ａ、１０ｂは、境界面１２に対応付けられており、補強立設部材１３ａ、１３ｂは、境界面１５に対応付けられており、補強立設部材１４ａ、１４ｂは、境界面１６に対応付けられている。境界面１１、１２（図２）は、この場合、補強立設部材の対９ａ、９ｂ、１０ａ、１０ｂを境界付けている。補強立設部材の対９ａ、９ｂ、１０ａ、１０ｂのうち、補強立設部材９ａ及び１０ａ、ないし、９ｂ及び１０ｂが、それぞれ、ハウジング管部８の一つの端部において、ハウジング管部の対向する側に配置されている。同じことが、境界面１５、１６にも当てはまる。それらは、ハウジング管部８の各側において互いに対向する補強立設部材１３ａ、１４ａないし１３ｂ、１４ｂを境界付けている（図３）。

対向する補強立設部材の境界面１１、１２は、この場合、交点を形成している。当該交点は、ハウジング管部８の外縁より内部にある。対応するように、境界面１１、１２に対して９０°回転された関係の境界面１５、１６も、交点を形成しており、当該交点は同様にハウジング管部８の外縁より内部にある。ここで、「交点」とは、交差された境界面によって形成されるハウジング管部８の横方向の交差線が案内されること、ハウジング管部８の内部において交点の列を伴う交差線部が存在すること、と理解すべきである。

境界面は、直線状に形成されたステアリング管部８の管部軸線１７と、ある角度を形成している．当該角度は、全ての境界面１１、１２、１５、１６において、少なくとも略等しく、最大３０°、特には略２０°、という角度範囲にある。交差された境界面１１、１２、１５、１６のうちの各２つの交点ないし交線は、少なくとも管部伏線１７の近くにある、ないし、図３に示すように、場合によっては、管部軸線１７に対して僅かに径方向に離れている。

１ ステアリング装置
２ ステアリングホイール
３ ステアリング軸
４ ステアリングハウジング
５ ステアリングロッド
６ 前輪
７ 電動サーボモータ
８ ハウジング管部
９ａ、９ｂ 補強立設部材
１０ａ、１０ｂ 補強立設部材
１１ 境界面
１２ 境界面
１３ａ、１３ｂ 補強立設部材
１４ａ、１４ｂ 補強立設部材
１５ 境界面
１６ 境界面
１７ 管部軸線

Claims (6)

1. 自動車のステアリング装置のためのステアリングハウジングであって、
   ロッド部分を収容するためのハウジング管部と、
   ハウジング管部の外側に配置された補強部材と、
   を備えており、
   ハウジング管部の２つの対向する端部に隣接して、それぞれ、異なる径方向に延びる４つの補強部材が略９０°回転した位置に配置されており、
   ハウジング管部の対向する端部に配置された各２つの補強部材に対応して一つの境界面が設けられ、
   各境界面は、ハウジング管部を通る軸線に対してある角度をもって配置され、ある一つの平面視において、２つの境界面が、ハウジング管部の２つの対向する端部間でハウジング管部の高さで交差し、
   前記一つの平面視において、２つの境界面に対応する合計４つの補強部材の各々は、前記ハウジング管部の外縁よりも径方向における外方に延びており、
   他の平面視において、他の２つの境界面が、ハウジング管部の２つの対向する端部間でハウジング管部の高さで交差し、
   前記他の平面視において、２つの境界面に対応する合計４つの補強部材の各々は、前記ハウジング管部の外縁よりも径方向における外方に延びており、
   前記一つの平面視は、前記他の平面視を９０°回転させたものであり、
   一つの境界面に対応する２つの補強部材は、前記一つの平面視において、当該境界面と前記ハウジング管部の前記軸線との間に位置するよう、前記一つの境界面によって、境界付けられており、
   一つの境界面によって境界付けられ、ハウジング管部の対向する両側に配置された補強部材は、他の一つの境界面によって境界付けられ、ハウジング管部の対向する両側に配置された補強部材と、周方向に互いにずらされて配置されている、
   ことを特徴とするステアリングハウジング。
2. 補強部材は、前記ハウジング管部の前記軸線に沿って、変化する径方向の延びを有している
   ことを特徴とする請求項１に記載のステアリングハウジング。
3. 軽金属からなる
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のステアリングハウジング。
4. ハウジング管部の中央部分において、補強部材の径方向への延びは最小となっていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のステアリングハウジング。
5. 補強部材は、軸方向に見た管部中心からの距離に応じて、径方向の延びが大きくなっている
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のステアリングハウジング。
6. 請求項１乃至５のいずれかによるステアリングハウジング
   を備えたことを特徴とするステアリング装置。

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