JP7206977B2 - ホールカバー及びこれを備えたステアリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、ホールカバー及びこれを備えたステアリング装置に関する。

従来、車両用のステアリング装置として、ステアリング操作に伴う回転をラックアンドピニオン機構によりラック軸の往復直線運動に変換して転舵輪の転舵角を変更するものがある。こうしたステアリング装置は、車両のサスペンションメンバにボルト等によって締結されることにより、ラックハウジングがダッシュパネルに対してその外側から所定荷重で押し付けられた状態で車両に搭載される。このようにステアリング装置は車室外に設けられるため、雨水や塵等の異物が付着し易い。

この点を踏まえ、例えば特許文献１には、ラックハウジングにおけるピニオン軸を収容する筒状部に嵌合されて組み付けられるホールカバーを備えたステアリング装置が開示されている。このホールカバーは、筒状部に嵌合する嵌合部材と、筒状部と嵌合部材との間で軸方向に挟まれるシール部材とを備える。そして、ステアリング装置の車両搭載時に、ラックハウジングがホールカバーを介して所定荷重でダッシュパネルに押し付けられた状態となることで、シール部材を軸方向に圧縮し、筒状部と嵌合部材との間をシールしてラックハウジング内に異物が侵入することを防止している。

特開２０１８－４３５５１号公報

ところが、上記特許文献１の構成では、シール部材は嵌合部材の内周側に配置された状態で、該嵌合部材と筒状部との間で軸方向に挟まれている。そのため、ホールカバーの嵌合部材をラックハウジングの筒状部に嵌合した状態で、シール部材が正しく組み付けられているかを確認することが困難である。

本発明の目的は、シール部材が正しく組み付けられているかを容易に確認できるホールカバー及びこれを備えたステアリング装置を提供することにある。

上記課題を解決するホールカバーは、ラックハウジングにおけるピニオン軸を一部突出する態様で収容する筒状部に嵌合される筒状の嵌合部材と、前記嵌合部材の内周側に配置される環状のシール部材とを備えたものにおいて、前記嵌合部材は、前記筒状部に形成された筒状のハウジング側嵌合部の外周に嵌合されるカバー側嵌合部と、前記筒状部に形成されたハウジング側挟持部との間で前記シール部材を軸方向に挟み込むカバー側挟持部と、前記シール部材の外周を覆う被覆部とを備え、前記被覆部には、該被覆部の内外を貫通する開口部が形成され、前記開口部は、前記カバー側嵌合部の前記ハウジング側嵌合部に対する嵌合長さが予め定められた所定嵌合長さとなることにより前記嵌合部材の前記筒状部への嵌合が完了し、かつ車両への搭載がされていない状態で、前記シール部材が外部に露出するように形成された。

上記課題を解決するステアリング装置は、ピニオン軸を一部突出する態様で収容する筒状部を有するラックハウジングと、前記筒状部に嵌合されて組み付けられる上記ホールカバーとを備え、前記ラックハウジングが前記嵌合部材を介して車両のダッシュパネルに予め設定された所定荷重で押し付けられた状態で車両に搭載される。

上記各構成によれば、ステアリング装置の車両搭載前に、ホールカバーの嵌合部材をラックハウジングの筒状部に嵌合した状態で、外部から開口部を介してシール部材を視認できる。そのため、シール部材が正しく組付けられているかを容易に確認できる。

上記ホールカバーにおいて、前記開口部は、前記開口部は、前記ホールカバーが組み付けられた前記ラックハウジングが車両に搭載されて該ラックハウジングが前記嵌合部材を介して車両のダッシュパネルに予め設定された所定荷重で押し付けられた状態で、前記シール部材が前記被覆部の内周に隠れるように形成されることが好ましい。

上記構成によれば、ステアリング装置の車両搭載後に、シール部材が開口部を介して外部に露出しなくなる。これにより、雨水や塵等の異物が開口部を介してシール部材に直接付着することを抑制して、シール性を向上させることができる。

上記ホールカバーにおいて、前記嵌合部材は、前記被覆部から軸方向に延びる腕部を備え、前記腕部の先端には、前記筒状部に形成された被係合部に係合可能な爪部が形成され、前記嵌合部材の前記筒状部への嵌合が完了し、かつ車両への搭載がされていない状態で、前記爪部が前記被係合部に係合することが好ましい。

上記構成によれば、嵌合部材の筒状部への嵌合が完了した状態で、爪部がラックハウジングの被係合部に係合するため、例えばホールカバーが組み付けられたラックハウジングを搬送する際に、ホールカバーがラックハウジングから脱落することを抑制できる。

上記ホールカバーにおいて、前記開口部は、前記腕部に対し周方向に隣接して形成されることが好ましい。
上記構成によれば、例えば開口部を腕部から離れた位置に形成する場合と異なり、被覆部における腕部の根元付近の部分が容易に撓めるようになる。つまり、見かけ上、腕部の軸方向長さが長くなるため、嵌合部材を筒状部に嵌合する際に、腕部を容易に撓ませることができ、ホールカバーの組付け性を向上させることができる。

上記ホールカバーにおいて、前記開口部は、周方向に間隔を空けて複数形成されることが好ましい。
上記構成によれば、シール部材における複数箇所を視認できるため、シール部材が正しく組付けられているかをより正確に確認できる。

本発明によれば、シール部材が正しく組み付けられているかを容易に確認できる。

ステアリング装置の概略構成図。 ラックハウジングの筒状部とホールカバーとの嵌合部分の分解斜視図。 ステアリング装置の車両搭載前におけるラックハウジングの筒状部とホールカバーとの嵌合部分の断面図。 （ａ）はステアリング装置の車両搭載前におけるラックハウジングの筒状部とホールカバーとの嵌合部分の側面図、（ｂ）はステアリング装置の車両搭載後におけるラックハウジングの筒状部とホールカバーとの嵌合部分の側面図。

以下、ホールカバー及びこれを備えたステアリング装置の一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、ステアリング装置１は、ステアリングホイール２が固定されるステアリングシャフト３と、ステアリングシャフト３に連結されたラック軸４と、ラック軸４が往復動可能に挿通されるラックハウジング５と、ステアリングシャフト３の回転をラック軸４の往復動に変換するラックアンドピニオン機構６とを備えている。なお、ステアリングシャフト３は、ステアリングホイール２が位置する側から順にコラム軸７、中間軸８、及びピニオン軸９を連結することにより構成されている。

ラック軸４とピニオン軸９とは、ラックハウジング５内に所定の交差角をもって配置されている。そして、ラック軸４に形成されたラック歯とピニオン軸９に形成されたピニオン歯とが噛合されることにより、ラックアンドピニオン機構６が構成されている。また、ラック軸４の両端には、図示しないタイロッドを介して転舵輪が組み付けられたナックルが連結される。したがって、ステアリング装置１では、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト３の回転がラック軸４の軸方向移動に変換され、この軸方向移動がタイロッドを介してナックルに伝達されることにより、転舵輪の転舵角、すなわち車両の進行方向が変更される。

ラックハウジング５は、ラック軸４の軸方向に延びる円筒状のハウジング本体１１と、ハウジング本体１１と一体形成されるとともにピニオン軸９の軸方向に延びる円筒状の筒状部１２とを有している。なお、ラックハウジング５は、アルミ等の金属材料により構成されている。ハウジング本体１１の両端部には、車両上下方向に延びる貫通孔１３を有する取付部１４がそれぞれ形成されている。ピニオン軸９は、筒状部１２から突出しており、ダッシュパネルＤの図示しない貫通孔に挿通されて該ダッシュパネルＤの内側である車室内まで延在し、中間軸８に連結されている。

筒状部１２には、筒状部１２とダッシュパネルＤとの間でピニオン軸９を覆うとともに、ダッシュパネルＤの貫通孔を覆うホールカバー１５が組み付けられている。なお、ホールカバー１５とダッシュパネルＤとの間には、図示しないシール部材が介在される。そして、ステアリング装置１は、ラックハウジング５が貫通孔１３に挿通される図示しないボルトを介して車両のサスペンションメンバに連結されることにより、ラックハウジング５がホールカバー１５を介して車両のダッシュパネルＤに予め設定された所定荷重で押し付けられた状態で、車両に搭載される。なお、所定荷重は、車両の仕様等に応じて予め決まっており、例えば数百ニュートン程度に設定される。

次に、筒状部１２及びホールカバー１５の構造について説明する。なお、以下では、説明の便宜上、車両に搭載した状態でのステアリング装置１の車両上側を軸方向一端側とし、車両下側を軸方向他端側とする。

図２及び図３に示すように、筒状部１２は、軸方向一端側に開口する円筒状のハウジング側嵌合部２１と、ハウジング側嵌合部２１の軸方向他端部から径方向外側に延出される円環状のハウジング側挟持部２２と、ハウジング側挟持部２２における周方向の所定範囲から軸方向他端側に延出される複数の被係合部２３とを有している。ハウジング側嵌合部２１の開口端部は、その全周に亘って平坦な端面を有するハウジング側規制部２４とされている。ハウジング側挟持部２２の外周面と被係合部２３の外周面とは、面一となるように形成されている。筒状部１２の内周にはピニオン軸９を回転可能に支持する軸受２５が固定されるとともに、軸受２５の軸方向一端側にはシール部材２６が固定されている。

ホールカバー１５は、筒状部１２に嵌合される円筒状の嵌合部材３１と、嵌合部材３１の内周側に配置される円環状のシール部材３２とを備えている。
シール部材３２は、ゴム材料により構成されている。シール部材３２は、円環状の基部４１と、基部４１から軸方向他端側に延出されるリップ部４２とを備えている。

嵌合部材３１は、樹脂材料により構成されている。嵌合部材３１は、軸方向から見て長円状のフランジ部５１と、フランジ部５１から軸方向他端側に延びるテーパ筒部５２と、テーパ筒部５２の軸方向他端部から径方向外側に延出される円環状のカバー側規制部５３と、カバー側規制部５３の外周縁から軸方向他端側に延びる円筒状のカバー側嵌合部５４とを備えている。フランジ部５１は、ラック軸４とピニオン軸９との交差角に応じて、ピニオン軸９の軸方向に対して交差する方向に傾斜して形成されている。テーパ筒部５２は、その軸線がピニオン軸９と平行になるとともに、軸方向他端側に向かってその内外径が大きくなるように形成されている。カバー側規制部５３の内径は、ハウジング側嵌合部２１の内径と略等しく設定されている。なお、図３に示すように、後述するようにホールカバー１５の筒状部１２への嵌合が完了した状態で、かつステアリング装置１を車両に搭載する前の状態、すなわちラックハウジング５が嵌合部材３１を介して所定荷重でダッシュパネルＤに押し付けられる前の状態では、カバー側規制部５３はハウジング側規制部２４から離間している。カバー側嵌合部５４の内径は、ハウジング側嵌合部２１の外径よりも僅かに大きく設定されている。そして、カバー側嵌合部５４の内周は、ハウジング側嵌合部２１の外周に隙間嵌めによって嵌合されている。

また、嵌合部材３１は、カバー側嵌合部５４の軸方向他端部から径方向外側に延出される円環状のカバー側挟持部５５と、カバー側挟持部５５の径方向外周縁部から軸方向他端側に延出される円筒状の被覆部５６と、カバー側挟持部５５の径方向内周縁部から軸方向他端側に延出される円環状の壁部５７とを備えている。さらに、嵌合部材３１は、被覆部５６から軸方向他端側に向かって延びる複数の腕部５８を備えている。なお、本実施形態の嵌合部材３１には、被覆部５６の周方向に間隔を空けて３本の腕部５８が形成されている。

カバー側挟持部５５は、ハウジング側挟持部２２との間でシール部材３２を軸方向に挟み込んでいる。被覆部５６の内径は、ハウジング側挟持部２２の外径よりも僅かに大きく形成されている。そして、被覆部５６の内周は、ハウジング側挟持部２２の外周に隙間嵌めによって嵌合されている。壁部５７の内径はカバー側嵌合部５４の内径と略等しく形成されるとともに、壁部５７の外径は、シール部材３２の基部４１の内径と略等しく形成されている。また、壁部５７の軸方向に沿った長さは、シール部材３２の基部４１の軸方向に沿った長さよりもやや短く設定されている。そして、壁部５７により、被覆部５６の内周に配置されたシール部材３２の位置ずれが防止されている。各腕部５８は、被覆部５６における上記被係合部２３に対応する位置から軸方向他端側に向かって延びる長方形板状に形成されている。各腕部５８の軸方向他端部には、径方向内側に向かって突出する爪部５９が形成されている。各爪部５９は、軸方向一端側から他端側に向かって突出量が徐々に小さくなる断面三角形状に形成されている。

このように構成されたホールカバー１５の嵌合部材３１は、カバー側嵌合部５４がハウジング側嵌合部２１の外周に隙間嵌めにより嵌合するとともに、被覆部５６がハウジング側挟持部２２の外周に隙間嵌めにより嵌合する。そして、カバー側嵌合部５４のハウジング側嵌合部２１に対する嵌合長さが予め設定された所定嵌合長さとなることで、嵌合部材３１の筒状部１２への嵌合が完了する。嵌合部材３１の筒状部１２に対する嵌合が完了した状態では、被覆部５６がハウジング側挟持部２２の外周に嵌合し、爪部５９が被係合部２３に係合する。これにより、嵌合部材３１が筒状部１２に対して嵌合されてホールカバー１５がラックハウジング５に組み付けられている。なお、嵌合部材３１の筒状部１２への嵌合が完了した状態は、シール部材３２がハウジング側挟持部２２及びカバー側挟持部５５の双方に接触し、これらに挟み込まれている状態であると言うこともできる。

そして、ステアリング装置１が車両に搭載され、ホールカバー１５が組み付けられたラックハウジング５が嵌合部材３１を介して所定荷重でダッシュパネルＤに押し付けられると、ハウジング側規制部２４がカバー側規制部５３に当接するとともに、シール部材３２がハウジング側挟持部２２とカバー側挟持部５５との間で所定量圧縮される。これにより、筒状部１２とホールカバー１５との間がシールされる。なお、所定量は、筒状部１２とホールカバー１５との間のシール性能を十分に確保しつつ、シール部材３２の劣化が早まるほど過度に圧縮しない量であり、実験結果等に基づいて予め定められている。

ここで、ホールカバー１５を筒状部１２に組み付ける際に、例えばシール部材３２の一部がめくれ上がることで、シール部材３２がハウジング側挟持部２２とカバー側挟持部５５との間に挟まれない状態となるおそれがある。そのため、ホールカバー１５を筒状部１２に組み付けた状態で、シール部材３２が正しく組み付けられているかを確認することが好ましい。

この点、図４に示すように、本実施形態の被覆部５６には、その内外を貫通する開口部６１が形成されている。開口部６１は、各腕部５８に対し周方向両側に隣接して設けられている。つまり、被覆部５６には、６つの開口部６１が形成されている。各開口部６１は、被覆部５６の軸方向他端部に位置するとともに、軸方向他端側に開口した矩形の切欠き状に形成されている。そして、図４（ａ）に示すように、各開口部６１は、ステアリング装置１の車両搭載前の筒状部１２に対して嵌合部材３１の組み付けが完了し、かつステアリング装置１が車両への搭載がされていない状態で、シール部材３２が各開口部６１を介して外部に露出するように形成されている。すなわち、各開口部６１は、ステアリング装置１の車両搭載前の筒状部１２に対して嵌合部材３１の組み付けが完了し、ラックハウジング５が嵌合部材３１を介してダッシュパネルＤに所定荷重で押し付けられた際にシール部材３２に作用する荷重よりも小さな荷重がシール部材３２に作用する状態で、シール部材３２が各開口部６１を介して外部に露出するように形成されている。さらに、図４（ｂ）に示すように、各開口部６１は、ホールカバー１５が組み付けられたラックハウジング５が車両に搭載されてラックハウジング５が嵌合部材３１を介してダッシュパネルＤに所定荷重で押し付けられた状態で、シール部材３２が被覆部５６の内周に隠れるように形成されている。換言すると、各開口部６１の軸方向に沿った長さは、ホールカバー１５の自重による影響を除いてほとんど圧縮されていない状態のシール部材３２が露出するとともに、ステアリング装置１の車両搭載時に加わる荷重によって圧縮された状態で被覆部５６の内周に隠れるような長さに設定されている。

次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
（１）嵌合部材３１の被覆部５６にその内外を貫通する開口部６１を形成し、開口部６１を、嵌合部材３１の筒状部１２に対する嵌合が完了し、かつステアリング装置１の車両への搭載がされていない状態でシール部材３２が外部に露出するように形成した。そのため、ステアリング装置１の車両搭載前に、ホールカバー１５の嵌合部材３１をラックハウジング５の筒状部１２に嵌合した状態で、外部から開口部６１を介してシール部材３２を視認できる。これにより、シール部材３２が正しく組付けられているかを容易に確認できる。

（２）開口部６１を、ホールカバー１５が組み付けられたラックハウジング５が車両に搭載されて該ラックハウジング５が嵌合部材３１を介してダッシュパネルＤに所定荷重で押し付けられた状態で、シール部材３２が被覆部５６の内周に隠れるように形成した。そのため、ステアリング装置１の車両搭載後に、シール部材３２が開口部６１を介して外部に露出しなくなる。これにより、雨水や塵等の異物が開口部６１を介してシール部材３２に直接付着することを抑制して、シール性を向上させることができる。

（３）嵌合部材３１は、被覆部５６から軸方向に延びる腕部５８を備え、腕部５８の先端に筒状部１２の被係合部２３に係合可能な爪部５９を形成した。そして、嵌合部材３１の筒状部１２への嵌合が完了し、かつステアリング装置１の車両への搭載がされていない状態で、爪部５９が被係合部２３に係合するようにした。そのため、例えばホールカバー１５が組み付けられたラックハウジング５を搬送する際に、ホールカバー１５がラックハウジング５から脱落することを抑制できる。

（４）開口部６１を、腕部５８に対し周方向に隣接して形成した。そのため、例えば開口部６１を腕部５８から離れた位置に形成する場合と異なり、被覆部５６における腕部５８の根元付近の部分が容易に撓めるようになる。つまり、見かけ上、腕部５８の軸方向長さが長くなるため、嵌合部材３１を筒状部１２に嵌合する際に、腕部５８を容易に撓ませることができ、ホールカバー１５の組付け性を向上させることができる。

（５）開口部６１を周方向に間隔を空けて複数形成したため、シール部材３２における複数箇所を視認できる。これにより、シール部材３２が正しく組付けられているかをより正確に確認できる。

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変形例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態において、例えばシール部材３２がリップ部４２を有しない構成としてもよく、種々の形状のシール部材３２を採用してもよい。

・上記実施形態では、開口部６１を軸方向他端側に開口する矩形の切欠き状に形成したが、開口部６１の形状は適宜変更可能である。例えば開口部６１を半円形の切欠き状にしてもよく、また開口部６１が軸方向他端側に開口しない孔状としてもよい。

・上記実施形態において、開口部６１を腕部５８から周方向に離間した位置に形成してもよい。この場合、複数の開口部６１の少なくとも１つを腕部５８に対し周方向に隣接して形成し、複数の開口部６１の他の少なくとも１つの開口部６１を腕部５８から周方向に離間した位置に形成してもよい。

・上記実施形態において、開口部６１の数は適宜変更可能であり、被覆部５６に開口部６１を１つだけ形成してもよい。
・上記実施形態において、腕部５８の数は適宜変更可能である。また、腕部５８を形成しなくてもよい。

・上記実施形態において、ホールカバー１５が組み付けられたラックハウジング５が車両に搭載されて該ラックハウジング５が嵌合部材３１を介してダッシュパネルＤに所定荷重で押し付けられた状態で、シール部材３２が開口部６１を介して外部に露出するように開口部６１を形成してもよい。

・上記実施形態において、嵌合部材３１の筒状部１２に対する嵌合が完了した状態で、被覆部５６がハウジング側挟持部２２の外周に嵌合しない、つまり被覆部５６の軸方向他端部とハウジング側挟持部２２との間に軸方向の隙間があるように嵌合部材３１を形成してもよい。なお、この場合、ステアリング装置１の車両搭載後は被覆部５６がハウジング側挟持部２２の外周に嵌合する。

Ｄ…ダッシュパネル、１…ステアリング装置、５…ラックハウジング、９…ピニオン軸、１２…筒状部、１５…ホールカバー、２２…ハウジング側挟持部、２３…被係合部、３１…嵌合部材、３２…シール部材、５５…カバー側挟持部、５６…被覆部、５７…壁部、５８…腕部、５９…爪部、６１…開口部。

Claims (6)

1. ラックハウジングにおけるピニオン軸を一部突出する態様で収容する筒状部に嵌合される筒状の嵌合部材と、前記嵌合部材の内周側に配置される環状のシール部材とを備えたホールカバーにおいて、
   前記嵌合部材は、
   前記筒状部に形成された筒状のハウジング側嵌合部の外周に嵌合されるカバー側嵌合部と、
   前記筒状部に形成されたハウジング側挟持部との間で前記シール部材を軸方向に挟み込むカバー側挟持部と、
   前記シール部材の外周を覆う被覆部とを備え、
   前記被覆部には、該被覆部の内外を貫通する開口部が形成され、
   前記開口部は、前記カバー側嵌合部の前記ハウジング側嵌合部に対する嵌合長さが予め定められた所定嵌合長さとなることにより前記嵌合部材の前記筒状部への嵌合が完了し、かつ車両への搭載がされていない状態で、前記シール部材が外部に露出するように形成されたホールカバー。
2. 請求項１に記載のホールカバーにおいて、
   前記開口部は、前記ホールカバーが組み付けられた前記ラックハウジングが車両に搭載されて該ラックハウジングが前記嵌合部材を介して車両のダッシュパネルに予め設定された所定荷重で押し付けられた状態で、前記シール部材が前記被覆部の内周に隠れるように形成されたホールカバー。
3. 請求項１又は２に記載のホールカバーにおいて、
   前記嵌合部材は、前記被覆部から軸方向に延びる腕部を備え、
   前記腕部の先端には、前記筒状部に形成された被係合部に係合可能な爪部が形成され、
   前記嵌合部材の前記筒状部への嵌合が完了し、かつ車両への搭載がされていない状態で、前記爪部が前記被係合部に係合するホールカバー。
4. 請求項３に記載のホールカバーにおいて、
   前記開口部は、前記腕部に対し周方向に隣接して形成されたホールカバー。
5. 請求項１～４のいずれか一項に記載のホールカバーにおいて、
   前記開口部は、周方向に間隔を空けて複数形成されたホールカバー。
6. ピニオン軸を一部突出する態様で収容する筒状部を有するラックハウジングと、
   前記筒状部に嵌合されて組み付けられる請求項１～５のいずれか一項に記載のホールカバーとを備え、
   前記ラックハウジングが前記嵌合部材を介して車両のダッシュパネルに予め設定された所定荷重で押し付けられた状態で車両に搭載されるステアリング装置。

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