JP6206107B2 - 操舵装置用ハウジング - Google Patents

Description

この発明は、操舵装置用ハウジングに関する。

従来、車両の操舵機構にモータの動力を付与することにより運転者のステアリング操作を補助する電動パワーステアリング装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
ラック軸は略筒状のハウジングで覆われている。例えば、特許文献１に記載の構成では、ハウジングは、樹脂製の中空円筒部と、その中空円筒部の両側に形成される金属製の取付部と、を備える。このように、ハウジングの一部を樹脂で形成することで、軽量化を図ることができる。この軽量化により、車両の燃費が向上する。

また、中空円筒部は樹脂で形成されているため、金属に比べてばね定数が低く、弾性変形容易に形成されている。このため、中空円筒部を通じて両取付部が取付対象に締結された際にハウジングに加わる応力が緩和される。

特開２０１３−１０３６５２号公報

しかし、上記特許文献１に記載の構成では、中空円筒部の全体が樹脂製であるため、形状精度の確保が困難である。
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、応力を緩和しつつ形状精度を確保した操舵装置用ハウジング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操舵装置用ハウジングは、複数の取付部を通じて取付対象に固定される操舵装置用ハウジングにおいて、前記操舵装置用ハウジングの外形をなす複数の骨と、隣り合う前記各骨間に形成される、前記骨よりばね定数の低い応力緩和部と、を備えている。

この構成によれば、操舵装置用ハウジングは、複数の骨と、隣り合う各骨間に形成される応力緩和部とを有する。この応力緩和部は、骨より低いばね定数に設定されている。ここで、操舵装置用ハウジングにおける複数の取付部が取付対象に固定されることで、操舵装置用ハウジングには応力が生じうる。この応力が応力緩和部によって緩和される。

また、比較的ばね定数が高い骨が操舵装置用ハウジングの外形をなしているため、操舵装置用ハウジングの形状精度を確保することができる。
上記操舵装置用ハウジングについて、前記各取付部及び前記各骨を金属で形成し、前記応力緩和部を樹脂で形成することが好ましい。

この構成によれば、各取付部を金属で形成することで、取付部を通じて操舵装置用ハウジングを取付対象に確実に固定することができる。また、各骨を金属で形成することで、操舵装置用ハウジングの形状精度を確保することができる。さらに、応力緩和部を樹脂で形成することで、操舵装置用ハウジングに生じる応力を緩和することができる。

上記操舵装置用ハウジングについて、転舵軸の前記操舵装置用ハウジングからの抜けを抑制するラックエンドストッパ部、ボールねじナットが収納されるボールねじナット保持部、ピニオン軸が収納されるピニオン軸受部、ラックガイドが収納されるラックガイド部、のうち少なくとも何れかを金属で形成することが好ましい。

この構成によれば、ラックエンドストッパ部、ボールねじナット保持部、ピニオン軸受部、ラックガイド部のうち少なくとも何れかを金属で形成する。このように、強度が必要な部位を金属で形成することで、操舵装置用ハウジングとしての機能が確保される。また、この構成により、ボールねじナット保持部と、このハウジングに組み付けられるボールねじナット、ラック軸との同心度が向上する。

上記操舵装置用ハウジングについて、前記各骨及び前記各応力緩和部の外周を覆うように形成されるシール部を備えることが好ましい。
この構成によれば、シール部を通じて各骨及び各応力緩和部の外周が覆われている。このため、シール部によって、操舵装置用ハウジングの内部に水分等の異物が侵入することが抑制される。

本発明によれば、操舵装置用ハウジングにおいて、応力を緩和しつつ形状精度を確保することができる。

樹脂成型後における操舵装置用ハウジングの斜視図。 樹脂成型前における操舵装置用ハウジングの斜視図。 図１のＡ−Ａ線断面図。 図１のＢ−Ｂ線断面図。 操舵装置用ハウジングの断面図。

以下、操舵装置用ハウジングの一実施形態について図１〜図５を参照して説明する。
＜構成＞
図１に示すように、操舵装置用ハウジング１０は、２つの取付部１１，１２と、応力緩和部１８，１９と、ボールねじナット保持部１４と、ピニオン軸受部１５と、ラックエンドストッパ部２０と、芯部１６と、ラックガイド部１３とを備える。これら構成において、応力緩和部１８，１９は樹脂で形成され、応力緩和部１８，１９を除く各部は金属で形成されている。

図３に示すように、芯部１６は、操舵装置用ハウジング１０の長手方向ＺＡに沿って棒状に延出する複数（本例では４本）の骨１６ａ〜１６ｄから構成されている。骨１６ａ〜１６ｄは、周方向ＺＢに沿って等角度間隔で配置されている。各骨１６ａ〜１６ｄ間には樹脂製の応力緩和部１８が形成されている。すなわち、骨１６ａ〜１６ｄ及び応力緩和部１８は一体で筒状をなしている。

図１に示すように、芯部１６の一端側（図中の左側）には、ボールねじナット保持部１４が形成されている。
図５に示すように、ボールねじナット保持部１４は、その内部空間４０に軸受４１を介してボールねじナット４２を保持する。ボールねじナット４２は、ボール４３を介してラック軸（転舵軸）４４の外周に螺合されている。また、ボールねじナット４２の外周には従動プーリ４５が締結されている。また、内部空間４０における従動プーリ４５の下方には、駆動プーリ４６がモータ４７の出力軸４７ａの外周に形成されている。両プーリ４５，４６間にはベルト４８が掛けまわされている。モータ４７の出力軸４７ａが回転することで、ベルト４８を通じて駆動プーリ４６の回転が従動プーリ４５に伝達される。これにより、ボールねじナット４２が回転し、ラック軸４４がその軸方向に移動する。

図１に示すように、取付部１１，１２は、締結部材３５を通じて取付対象３０に締結されている。芯部１６の他端側（図中の右側）には、ピニオン軸受部１５及びラックガイド部１３が形成されている。ピニオン軸受部１５は、ピニオン軸（図示略）を挿入可能に筒状に形成されている。また、ラックガイド部１３は、ラック軸を弾性的に支持するラックガイド（図示略）を挿入可能に筒状に形成されている。また、ラックエンドストッパ部２０は、長手方向ＺＡにおける操舵装置用ハウジング１０の両端部に設けられている。ラックエンドストッパ部２０は、ラック軸の両端に設けられるラックエンド（図示略）に当接することで、ラック軸が操舵装置用ハウジング１０から抜けることを抑制するものである。

図２及び図４に示すように、ラックエンドストッパ部２０は複数（本例では６本）の骨２０ａ〜２０ｆを有する。骨２０ａ〜２０ｆは、長手方向ＺＡに延出するとともに、周方向ＺＢに沿って等角度間隔で配置されている。各骨２０ａ〜２０ｆ間には樹脂製の応力緩和部１９が設けられている。すなわち、骨２０ａ〜２０ｆ及び応力緩和部１９は一体で筒状をなしている。

＜製造方法＞
まず、図２に示すように、操舵装置用ハウジング１０における応力緩和部１８，１９を除く金属製のフレーム２８を用意する。このフレーム２８における各骨１６ａ〜１６ｄ間、及び各骨２０ａ〜２０ｆ間に樹脂を射出成型する。これにより、図１に示すように、応力緩和部１８，１９が形成される。以上で、操舵装置用ハウジング１０が完成する。

＜作用＞
操舵装置用ハウジング１０は、自身の取付部１１，１２が、締結部材３５を通じてサスペンションメンバーである取付対象３０に締結されている。締結部材３５を通じた締結力により、操舵装置用ハウジング１０における取付部１１，１２間には応力が生じる。例えば、一体の筒状でなる骨１６ａ〜１６ｄ及び応力緩和部１８には、ねじり応力が加わる。ここで、応力緩和部１８は、金属に比べてばね定数が低く、弾性変形しやすい。このため、取付部１１，１２間で生じる応力は、応力緩和部１８を通じて緩和される。また、ラックエンドストッパ部２０における応力緩和部１９も同様にラックエンドストッパ部２０に生じる応力を緩和する。

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）操舵装置用ハウジング１０は、複数の骨１６ａ〜１６ｄ，２０ａ〜２０ｆと、隣り合う各骨１６ａ〜１６ｄ，２０ａ〜２０ｆ間に形成される応力緩和部１８，１９とを有する。この応力緩和部１８，１９は、骨１６ａ〜１６ｄ，２０ａ〜２０ｆより低いばね定数に設定されている。ここで、操舵装置用ハウジング１０における両取付部１１，１２が取付対象３０に固定されることで、操舵装置用ハウジング１０には応力が生じうる。例えば、ボールねじナット保持部１４に大きい応力が加わって変形することで、ボールねじナット保持部１４が軸受４１を介してボールねじナット４２を正しく保持することが困難となって、ボールねじナット４２の円滑な回転、ひいてはラック軸４４の円滑な移動が阻害されるおそれがある。この点、ボールねじナット保持部１４への応力が応力緩和部１８，１９によって緩和されるため、上記応力の増大に伴う問題の発生を抑制することができる。

また、比較的ばね定数が高い骨１６ａ〜１６ｄ，２０ａ〜２０ｆが操舵装置用ハウジング１０の外形をなしているため、操舵装置用ハウジング１０の形状精度を確保することができる。

さらに、操舵装置用ハウジング全体を金属で形成した場合に比べて、一部を樹脂で形成することで、操舵装置用ハウジング１０の軽量化を図ることができる。よって、車両の燃費が向上する。

（２）各取付部１１，１２を金属で形成することで、取付部１１，１２を通じて操舵装置用ハウジング１０を取付対象３０に確実に固定することができる。また、各骨１６ａ〜１６ｄ，２０ａ〜２０ｆを金属で形成することで、操舵装置用ハウジング１０の形状精度を確保することができる。さらに、応力緩和部１８，１９を樹脂で形成することで、操舵装置用ハウジング１０に生じる応力を緩和することができる。

（３）ラックエンドストッパ部２０、ボールねじナット保持部１４、ピニオン軸受部１５、ラックガイド部１３を金属で形成する。このように、強度が必要な部位のみを金属で形成することで、操舵装置用ハウジング１０としての機能が確保される。また、この構成により、ボールねじナット保持部１４と、このハウジング１０に組み付けられるボールねじ機構（ボールねじナット４２、ラック軸４４）との同心度が向上する。

（第２の実施形態）
以下、操舵装置用ハウジングの第２の実施形態について、図３を参照して説明する。以下、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。

図３の２点鎖線で示すように、応力緩和部１８及び骨１６ａ〜１６ｄの外周には樹脂製のシール部２２が形成されている。このシール部２２は、応力緩和部１８及び骨１６ａ〜１６ｄを覆うように円筒状に形成されている。このシール部２２は、例えば射出成型を通じて形成される。

以上、説明した実施形態によれば、特に以下の効果を奏することができる。
（４）シール部２２を通じて各骨１６ａ〜１６ｄ及び各応力緩和部１８の外周が覆われている。このため、シール部２２によって、特に、骨１６ａ〜１６ｄと応力緩和部１８との間を介して操舵装置用ハウジング１０の内部に水分等の異物が侵入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。
・上記各実施形態においては、応力緩和部１８，１９は樹脂で形成され、それ以外の各部（フレーム２８）は金属で形成されていた。しかし、これに限らず、骨１６ａ〜１６ｄ，２０ａ〜２０ｆ等を高強度樹脂材で形成して、応力緩和部１８，１９をそれより低いばね定数の樹脂で形成してもよい。高強度樹脂材は、一般的な樹脂と比較して弾性変形しづらいため、金属と同様に、操舵装置用ハウジング１０の形状精度を確保することができる。このように、骨１６ａ〜１６ｄ，２０ａ〜２０ｆ等及び応力緩和部１８，１９を樹脂で形成することで、それらの結合度が向上し、たとえ第１の実施形態と同様の構成であっても水分等の侵入を抑制することができる。

・上記各実施形態においては、取付部１１，１２は２つであったが、３つ以上であってもよい。
・上記各実施形態における骨１６ａ〜１６ｄ，２０ａ〜２０ｆの数及び形状はこれに限らず、適宜変更可能である。

・第２の実施形態においては、応力緩和部１８及び骨１６ａ〜１６ｄがシール部２２によって覆われていたが、これと同様に、応力緩和部１９及び骨２０ａ〜２０ｆがシール部によって覆われていてもよい。また、応力緩和部１８，１９とシール部とは同一材料で同時に射出成形されてもよい。

次に、前記実施形態から把握できる技術的思想をその効果と共に記載する。
（イ）前記シール部は樹脂で形成されている操舵装置用ハウジング。

１０…操舵装置用ハウジング、１１，１２…取付部、１３…ラックガイド部、１４…ボールねじナット保持部、１５…ピニオン軸受部、１６…芯部、１６ａ〜１６ｄ…骨、１８，１９…応力緩和部、２０…ラックエンドストッパ部、２０ａ〜２０ｆ…骨、２２…シール部、２８…フレーム、３０…取付対象。

Claims (4)

1. 複数の取付部を通じて取付対象に固定される操舵装置用ハウジングにおいて、
   前記操舵装置用ハウジングの外形をなす複数の骨と、
   隣り合う前記各骨間に形成される、前記骨よりばね定数の低い応力緩和部と、を備えた操舵装置用ハウジング。
2. 請求項１に記載の操舵装置用ハウジングにおいて、
   前記各取付部及び前記各骨を金属で形成し、
   前記応力緩和部を樹脂で形成した操舵装置用ハウジング。
3. 請求項１又は２に記載の操舵装置用ハウジングにおいて、
   転舵軸の前記操舵装置用ハウジングからの抜けを抑制するラックエンドストッパ部、
   ボールねじナットが収納されるボールねじナット保持部、
   ピニオン軸が収納されるピニオン軸受部、
   ラックガイドが収納されるラックガイド部、のうち少なくとも何れかを金属で形成した操舵装置用ハウジング。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の操舵装置用ハウジングにおいて、
   前記各骨及び前記各応力緩和部の外周を覆うように形成されるシール部を備えた操舵装置用ハウジング。