JP7344027B2

JP7344027B2 - ステアリング装置

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Publication number: JP7344027B2
Application number: JP2019130500A
Authority: JP
Inventors: 和樹 ▲高▼橋
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Priority date: 2019-07-12
Filing date: 2019-07-12
Publication date: 2023-09-13
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Description

本発明は、ステアリング装置に関するものである。

特許文献１には、操舵力が伝達されることにより車輪を転舵させるラック軸と、ラック軸を収容するハウジングと、ハウジングに設けられラック軸を摺動自在に支持するブッシュと、ラック軸に揺動自在に連結されるタイロッドと、ラック軸とタイロッドとの連結部を覆うブーツと、を備えたステアリング装置が開示されている。このステアリング装置では、ラック軸が往復動すると、この動きに応じて各ブーツ内の空間が拡張ないし収縮する。

特開２００９－２２７０３０号公報

特許文献１に記載されるステアリング装置では、ブッシュとハウジングとの間やブッシュとラック軸との間には、グリースや潤滑油が存在することによって、空気が通過できる隙間がほとんどない。このため、各ブーツ内の空間はほぼ密閉された状態となる。このようにブーツ内の空間が密閉されると、ラック軸の往復動に応じてブーツが伸縮したとしてもブーツ内の空間に対して空気が出入りできないことから、ゴムや樹脂によって形成されたブーツが極度に変形し、破損に至るおそれがある。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、ブーツの変形を抑制することを目的とする。

本発明は、ステアリング装置が、操舵力が伝達されることにより車輪を転舵させる転舵軸と、転舵軸を収容するハウジングと、ハウジングに設けられ転舵軸を摺動自在に支持するブッシュと、転舵軸に揺動自在に連結される第１及び第２タイロッドと、ハウジングに設けられ転舵軸と第１タイロッドとの連結部を覆う第１ブーツと、ハウジングに設けられ転舵軸と第２タイロッドとの連結部を覆う第２ブーツと、を備え、ブッシュ及びハウジングの何れか一方には他方に向かって突出する突出部が形成され、他方には突出部が挿入される規制溝が転舵軸の軸方向に沿って形成され、第１ブーツ内の空間と第２ブーツ内の空間とは、規制溝を通じて常に連通し、突出部が規制溝に挿入されることによりブッシュが転舵軸の軸心を中心に回転することが規制されることを特徴とする。

この発明では、第１ブーツ内の空間と第２ブーツ内の空間とが、ブッシュの回転を規制するために設けられた規制溝を通じて常に連通する。このように規制溝を利用して第１ブーツ内の空間と第２ブーツ内の空間とを常時連通させ、２つのブーツ間で空気が移動することを許容することによって、転舵軸の往復動に応じて各ブーツ内の空間が拡張ないし収縮する際に、ブーツが極度に変形することを抑制することができる。

本発明は、突出部がブッシュに形成され、規制溝がハウジングに形成され、ハウジングが、規制溝が転舵軸の軸方向において開口する開口端面を有し、軸方向における規制溝の長さは、ハウジング内に挿入されたブッシュの挿入先端面と開口端面との間の長さよりも長く設定されることを特徴とする。

この発明では、開口端面からの規制溝の長さが、開口端面からブッシュの挿入先端面までの長さよりも長く設定される。このため、規制溝は、転舵軸が収容される収容孔内の空間に対して開口した状態となる。このように規制溝を形成することにより、第１ブーツ内の空間と第２ブーツ内の空間とを収容孔内の空間を通じて常時連通させることが可能となる。

本発明は、ブッシュが、筒状の本体部と、本体部から径方向外側に突出して形成されハウジングに係止される抜止部と、を有し、突出部が、抜止部から径方向外側に突出して形成されることを特徴とする。

この発明では、ブッシュの回転を規制するために設けられる突出部が、抜止部から径方向外側に突出して形成される。このように突出部を単独で形成するのではなく、抜止部に形成した構成とすることによって、ブッシュの形状が簡素化され、ブッシュの製造コストを低減させることができる。

本発明は、突出部がハウジングに形成され、規制溝がブッシュに形成され、ハウジングが、ブッシュが組み付けられる組付孔が転舵軸の軸方向において開口する開口端面を有し、軸方向における組付孔の長さが、ハウジング内に挿入されたブッシュの挿入先端面と開口端面との間の長さよりも長いことを特徴とする。

この発明では、開口端面からの組付孔の長さが、開口端面からブッシュの挿入先端面までの長さよりも長く設定される。このため、規制溝は、ハウジングに遮られることなく、転舵軸が収容される収容孔内の空間に対して開口した状態となる。このように規制溝を形成することにより、第１ブーツ内の空間と第２ブーツ内の空間とを収容孔内の空間を通じて常時連通させることが可能となる。

本発明は、ブッシュが、筒状の本体部と、本体部から径方向外側に突出して形成されハウジングに係止される抜止部と、を有し、規制溝が、本体部及び抜止部に形成されることを特徴とする。

この発明では、ブッシュの回転を規制するために設けられる規制溝が、本体部及び抜止部に形成される。このように規制溝をブッシュの全長にわたって形成することによって、ブッシュの形状が簡素化され、ブッシュの製造コストを低減させることができる。

本発明は、規制溝により形成され第１ブーツ内の空間と第２ブーツ内の空間とを連通する通路の断面積が、転舵軸の往復動に応じて第１ブーツ内の空間と第２ブーツ内の空間との間を移動する空気に付与される抵抗に基づいて設定されることを特徴とする。

この発明では、規制溝により形成される通路の断面積の大きさが、第１ブーツ内の空間と第２ブーツ内の空間との間を移動する空気に付与される抵抗に基づいて設定される。第１ブーツ内の空間と第２ブーツ内の空間との間を移動する空気に付与される抵抗が所定値よりも小さくなるように通路の断面積の大きさを設定することによって、第１ブーツ内の空間と第２ブーツ内の空間との間で空気を円滑に行き来させることができる。

本発明によれば、ブーツの変形を抑制することができる。

本発明の実施形態に係るステアリング装置の構成図である。図１のII－II線に沿う断面の一部を示した部分断面図である。図２のIII－III線に沿う断面の一部を示した部分断面図である。図２のIV－IV線に沿う断面の一部を示した部分断面図である。本発明の実施形態に係るステアリング装置の変形例の図３に相当する部分の部分断面図である。本発明の実施形態に係るステアリング装置の変形例の図４に相当する部分の部分断面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。

図１及び図２を参照して、本発明の実施形態に係るステアリング装置１００について説明する。図１は、ステアリング装置１００の構成図であり、図２は、図１のII－II線に沿う断面の一部を示した部分断面図である。

ステアリング装置１００は、車両に搭載され、運転者がステアリングホイール１０に加える操舵トルクを変換して車輪１を転舵する装置である。以下では、ステアリング装置１００が、操舵力を補助する機能を有する電動パワーステアリング装置である場合について説明する。

図１に示すように、ステアリング装置１００は、ステアリングホイール１０から入力される操舵トルクによって回転するステアリングシャフト２０と、ステアリングシャフト２０の回転に伴って車輪１を転舵させる転舵軸としてのラック軸３０と、を備える。

ステアリングシャフト２０は、運転者がステアリングホイール１０を操作するステアリング操作に伴って回転する入力シャフト２１と、ラック軸３０を変位させる出力シャフト２２と、入力シャフト２１と出力シャフト２２とを連結するトーションバー２３と、により構成される。

ラック軸３０は、車両の左右方向に延びて設けられる軸状部材であり、第１タイロッド４１ａ及び第１ナックルアーム４２ａを介して一方の車輪１に連結され、第２タイロッド４１ｂ及び第２ナックルアーム４２ｂを介して他方の車輪１に連結される。

第１及び第２タイロッド４１ａ，４１ｂは、ラック軸３０の両端部に設けられる連結部としての第１及び第２ボールジョイント４３ａ，４３ｂを介してラック軸３０に対してそれぞれ揺動自在に連結される。なお、ラック軸３０と第１及び第２タイロッド４１ａ，４１ｂとを連結する連結部としては、第１及び第２ボールジョイント４３ａ，４３ｂに限定されず、他の形式の自在継手が用いられてもよい。

出力シャフト２２とラック軸３０とは、出力シャフト２２の端部に設けられるピニオンギヤ２２ａと、ラック軸３０に設けられるラックギヤ３０ａと、からなるラックアンドピニオン機構を介して互いに連結される。ピニオンギヤ２２ａとラックギヤ３０ａとは互いに噛み合っており、出力シャフト２２のトルクは、ピニオンギヤ２２ａ及びラックギヤ３０ａを介してラック軸３０の軸心Ｏ１方向の荷重に変換されてラック軸３０に伝達される。これにより、ラック軸３０は、伝達されるトルクにより軸心Ｏ１方向に変位し、第１及び第２タイロッド４１ａ，４１ｂを介して車輪１を転舵する。

また、ステアリング装置１００は、ステアリング操作に応じて操舵力を補助するために駆動される電動モータ５０と、電動モータ５０の回転を減速してステアリングシャフト２０に伝達する減速部５２と、を備える。

減速部５２は、電動モータ５０により駆動されるウォームシャフト５３と、出力シャフト２２に設けられるウォームホイール５４と、からなるウォームギヤ機構である。ウォームシャフト５３とウォームホイール５４とは互いに噛み合っており、電動モータ５０のトルクは、ウォームシャフト５３及びウォームホイール５４を介して出力シャフト２２に伝達される。電動モータ５０から出力シャフト２２に伝達されたトルクは、ピニオンギヤ２２ａ及びラックギヤ３０ａを介してラック軸３０に更に伝達される。

また、ステアリング装置１００は、トーションバー２３に作用するトルクを検出するトルクセンサ６２と、トルクセンサ６２の検出値に応じて電動モータ５０の駆動を制御するコントローラ６０と、を更に備える。

コントローラ６０は、演算処理を行うＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）と、ＣＰＵにより実行される制御プログラム等を記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ－ＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）と、ＣＰＵの演算結果等を記憶するＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍａｃｃｅｓｓｍｅｍｏｒｙ）と、を含むマイクロコンピュータで構成される。コントローラ６０は、単一のマイクロコンピュータで構成されていてもよいし、複数のマイクロコンピュータで構成されていてもよい。

トルクセンサ６２は、運転者によるステアリング操作に伴って入力シャフト２１に付与される操舵トルクを検出し、検出した操舵トルクに対応する電圧信号をコントローラ６０に出力する。コントローラ６０は、トルクセンサ６２からの電圧信号に基づいて、電動モータ５０が出力するトルクを演算し、そのトルクが発生するように電動モータ５０の駆動を制御する。

このように、上記構成のステアリング装置１００では、入力シャフト２１に付与される操舵トルクをトルクセンサ６２にて検出し、その検出結果に基づいて電動モータ５０の駆動をコントローラ６０にて制御して運転者のステアリング操作をアシストすることが可能である。

また、ステアリング装置１００は、図２に示すように、ラック軸３０を収容するハウジングとしてのラックハウジング３１と、ラックハウジング３１に設けられラック軸３０を摺動自在に支持する第１及び第２ブッシュ３５，３６と、ラック軸３０をピニオンギヤ２２ａに向けて押圧する押圧機構３８と、ラック軸３０と第１及び第２タイロッド４１ａ，４１ｂとを連結する第１及び第２ボールジョイント４３ａ，４３ｂを覆う第１及び第２ブーツ３７ａ，３７ｂと、をさらに備える。

ラックハウジング３１は、ラック軸３０を収容する第１収容孔３１ａが貫通して形成された筒状部材である。ラックハウジング３１には、第１収容孔３１ａに交差する方向に形成されピニオンギヤ２２ａを収容する第２収容孔３１ｂと、ラック軸３０の軸心Ｏ１を挟んでピニオンギヤ２２ａとラックギヤ３０ａとの噛合部の反対側に形成され押圧機構３８を収容する第３収容孔３１ｃと、がさらに形成されている。

また、第１収容孔３１ａの一端には、第１ブッシュ３５が組み付けられる第１組付孔３２が設けられ、第１収容孔３１ａの他端には、第２ブッシュ３６が組み付けられる第２組付孔３３が設けられる。第１組付孔３２は、第１ブッシュ３５の抜け止め及び位置決めを行うための環状溝３２ａを有し、第２組付孔３３は、第２ブッシュ３６の抜け止め及び位置決めを行うための環状溝３３ａを有する。

また、第１組付孔３２が開口する端面は、ラック軸３０に結合された第１ボールジョイント４３ａが当接する第１規制面３１ｄとなっており、第２組付孔３３が開口する端面は、ラック軸３０に結合された第２ボールジョイント４３ｂが当接する第２規制面３１ｅとなっている。このため、ラック軸３０の軸方向への移動は、ラックハウジング３１に設けられた第１及び第２規制面３１ｄ，３１ｅに第１及び第２ボールジョイント４３ａ，４３ｂが当接することによって制限される。

第１及び第２ブーツ３７ａ，３７ｂは、ゴムまたは樹脂（エラストマー）により形成された蛇腹状の部材である。第１ブーツ３７ａは、一端がラックハウジング３１の端部に締結され、他端が第１タイロッド４１ａに締結され、ラック軸３０と第１タイロッド４１ａとを連結する第１ボールジョイント４３ａを覆い、第２ブーツ３７ｂは、一端がラックハウジング３１の端部に締結され、他端が第２タイロッド４１ｂに締結され、ラック軸３０と第２タイロッド４１ｂとを連結する第２ボールジョイント４３ｂを覆う。

このように第１及び第２ブーツ３７ａ，３７ｂを設けることで、ラックハウジング３１内に水や異物が侵入することを防止することができる。また、第１及び第２ブーツ３７ａ，３７ｂを設けることで、第１及び第２ボールジョイント４３ａ，４３ｂの潤滑性を保持するとともに、第１及び第２ボールジョイント４３ａ，４３ｂにおいて異物等の噛み込みが生じることを防止することができる。

押圧機構３８は、ラック軸３０に摺接するプレッシャパッド３８ａと、ラックハウジング３１に螺合するアジャスタ３８ｂと、プレッシャパッド３８ａとアジャスタ３８ｂとの間に圧縮された状態で介装されピニオンギヤ２２ａに向けてプレッシャパッド３８ａを付勢するスプリング３８ｃと、を有する。

アジャスタ３８ｂの螺合位置を変更することにより、スプリング３８ｃのセット荷重が調整され、ラック軸３０をピニオンギヤ２２ａに押し付ける力が変化する。このようにラック軸３０をピニオンギヤ２２ａに向けて付勢することにより、ラックギヤ３０ａとピニオンギヤ２２ａとの間のバックラッシュが低減され、ピニオンギヤ２２ａの回転に応じてラック軸３０が往復動する際の歯打ち音が低減される。

第１ブッシュ３５は、樹脂で形成される円筒状の部材であり、筒状の本体部３５ａと、本体部３５ａの一端から径方向外側に向けて突出して形成されるフランジ状の抜止部３５ｂと、を有する。第１ブッシュ３５は、第１組付孔３２に形成された環状溝３２ａに抜止部３５ｂが嵌め込まれることによってラックハウジング３１に固定される。

第２ブッシュ３６は、第１ブッシュ３５と同様の形状を有し、第２組付孔３３に形成された環状溝３３ａに抜止部３６ｂが嵌め込まれることによってラックハウジング３１に固定される。

上記形状の第１及び第２ブッシュ３５，３６に摺動支持されるラック軸３０は、図２に示すように、ラックギヤ３０ａが設けられるギヤ部３０ｂと、ギヤ部３０ｂの両端に設けられる第１及び第２円筒部３０ｃ，３０ｄと、を有しており、第１円筒部３０ｃと第１円筒部３０ｃに隣接するギヤ部３０ｂとが第１ブッシュ３５により摺動支持され、第２円筒部３０ｄと第２円筒部３０ｄに隣接するギヤ部３０ｂとが第２ブッシュ３６により摺動支持される。

ここで、第１及び第２ブッシュ３５，３６とラックハウジング３１との間や第１及び第２ブッシュ３５，３６とラック軸３０との間には、グリースや潤滑油が存在することによって、空気が通過できる隙間がほとんどない。このため、第１及び第２ブーツ３７ａ，３７ｂ内の空間はほぼ密閉された状態となる。

第１及び第２ブーツ３７ａ，３７ｂ内の空間に対して空気が出入りできないと、例えば、ラック軸３０の往復動に応じて第１及び第２ブーツ３７ａ，３７ｂが伸びたとしても、第１及び第２ブーツ３７ａ，３７ｂ内に空気が流入しないため、第１及び第２ブーツ３７ａ，３７ｂが径方向内側に凹み、第１及び第２ボールジョイント４３ａ，４３ｂに接触するおそれがある。

また、第１及び第２ブーツ３７ａ，３７ｂ内の空間に対して空気が出入りできないと、例えば、ラック軸３０の往復動に応じて第１及び第２ブーツ３７ａ，３７ｂが縮んだとしても、第１及び第２ブーツ３７ａ，３７ｂ内から空気が流出しないため、第１及び第２ブーツ３７ａ，３７ｂが径方向外側に膨らみ、周辺に配置される部材に接触するおそれがある。

このように、他の部材との接触や極度の変形が繰り返されると、やがて第１及び第２ブーツ３７ａ，３７ｂが破損し、ラックハウジング３１内への水等の侵入を防止することができなくなり、結果として、ステアリング装置１００が正常に機能しなくなってしまうおそれがある。

また、車幅が比較的狭い車両、例えば、不整地を含む様々な地形を走行可能な全地形対応車（ATV : All Terrain Vehicle）や多用途四輪車（SSV : Side by Side Vehicle）では、車幅方向におけるラックハウジング３１の長さが比較的短くなるため、第１及び第２ブッシュ３５，３６は、ラック軸３０の第１及び第２円筒部３０ｃ，３０ｄだけではなく、ギヤ部３０ｂを支持することになる。

そして、第１及び第２ブッシュ３５，３６が第１及び第２円筒部３０ｃ，３０ｄを支持しているときは、第１及び第２ブーツ３７ａ，３７ｂ内の空間はほぼ密閉された状態となる一方、第１及び第２ブッシュ３５，３６がギヤ部３０ｂを支持しているときは、第１及び第２ブーツ３７ａ，３７ｂ内の空間は第１収容孔３１ａ内の空間と連通した状態となる。

このように、第１及び第２ブーツ３７ａ，３７ｂ内の空間が、密閉された状態から第１収容孔３１ａ内の空間と連通した状態へと切り換わる際には、第１及び第２ブーツ３７ａ，３７ｂ内の空間に対して空気の流出入が生じる。このため、第１及び第２ブーツ３７ａ，３７ｂが急激に変形するおそれがあるとともに、空気が急速に流れる音が異音として生じてしまうおそれがある。

本実施形態では、上述のような現象が生じることを避けるために、第１ブーツ３７ａ内の空間と第２ブーツ３７ｂ内の空間とを常時連通させ、第１ブーツ３７ａ内の空間と第２ブーツ３７ｂ内の空間との間において空気の行き来を可能としている。

次に、図３及び図４を参照して、第１ブーツ３７ａ内の空間と第２ブーツ３７ｂ内の空間とを連通させる構成について説明する。図３は、図２のIII－III線に沿う断面の一部を示した部分図であり、図４は、図２のIV－IV線に沿う断面の一部を示した部分断面図である。

図３に示すように、第１ブッシュ３５は、上述の抜止部３５ｂに加えて、抜止部３５ｂから径方向外側に突出して設けられる突出部３５ｃと、軸心Ｏ１を挟んで突出部３５ｃとは反対側に設けられるスリット３５ｄと、を有する。

スリット３５ｄは第１ブッシュ３５の全長にわたって螺旋状に形成された切り欠きであり、第１ブッシュ３５をラックハウジング３１に組み付ける際に、第１ブッシュ３５の外径を縮小させるために設けられる。

スリット３５ｄが設けられる部分では、スリット３５ｄの面積分だけラック軸３０との接触面積が小さくなることから面圧が大きくなる。このため、この部分に大きな荷重が作用すると第１ブッシュ３５が破損するおそれがあることから、スリット３５ｄが設けられる部分が所定の位置、例えば、比較的小さな荷重が作用する位置に配置されるように、第１ブッシュ３５の周方向における位置決めを行うために突出部３５ｃが設けられる。換言すれば、突出部３５ｃは、第１ブッシュ３５が軸心Ｏ１を中心に回転することを防止するために設けられる。

一方で、ラックハウジング３１の第１組付孔３２には、突出部３５ｃが挿入される規制溝３２ｂが形成される。規制溝３２ｂは、底面３２ｃと、互いに対向する側面３２ｄと、を有する溝であり、第１組付孔３２の内周面にラック軸３０の軸心Ｏ１に沿って形成される。

規制溝３２ｂに第１ブッシュ３５の突出部３５ｃが挿入されると、突出部３５ｃの周方向への移動は規制溝３２ｂの側面３２ｄによって規制される。この結果、第１ブッシュ３５は軸心Ｏ１を中心に回転することが規制され、スリット３５ｄが設けられる部分は所定の位置に配置された状態に維持される。

なお、一般的に車両が走行する際、ラック軸３０は、走行中の振動によって鉛直方向上方や下方に向けてラックハウジング３１に押し付けられる。このため、規制溝３２ｂと突出部３５ｃとの位置関係は、スリット３５ｄが設けられる部分が鉛直方向上方や下方を避けて配置されるように設定される。

また、規制溝３２ｂは、第１規制面３１ｄにおいて開口しており、この開口端面である第１規制面３１ｄからのラック軸３０の軸心Ｏ１方向における規制溝３２ｂの長さである第１長さＬ１は、第１規制面３１ｄから第１組付孔３２に組み付けられた第１ブッシュ３５の挿入先端面３５ｅまでの間の長さである第２長さＬ２よりも長く設定される。

このため、規制溝３２ｂは、第１ブッシュ３５が設けられる部分よりもラックハウジング３１の中央寄りの部分において、第１収容孔３１ａに開口する。換言すると、規制溝３２ｂは、第１ブッシュ３５に遮られることなく、第１収容孔３１ａ内の空間と連通した状態となっている。

また、図３に示すように、ラック軸３０の軸心Ｏ１から規制溝３２ｂの底面３２ｃまでの長さである第３長さＬ３は、底面３２ｃと突出部３５ｃとの間に空気が流通可能な通路が形成されるように、ラック軸３０の軸心Ｏ１から突出部３５ｃの先端までの長さである第４長さＬ４よりも長く設定される。

このように規制溝３２ｂを形成したことによって、第１規制面３１ｄが臨む空間、すなわち、第１ブーツ３７ａ内の空間は、底面３２ｃと突出部３５ｃとの間に形成された通路と、第１ブッシュ３５の挿入先端面３５ｅよりも先まで延びて形成された規制溝３２ｂと、を通じて、第１収容孔３１ａ内の空間と常時連通する。

なお、規制溝３２ｂの底面３２ｃには、何れの部材も接触しないことから、ラックハウジング３１を鋳造により製造する場合、底面３２ｃは鋳肌面のままであってもよい。この場合、底面３２ｃは、軸心Ｏ１に対して平行ではなく、抜き勾配に応じて軸心Ｏ１に対してやや傾斜して形成される。

一方で、第２ブッシュ３６が組み付けられる第２組付孔３３にも規制溝３２ｂと同様の規制溝（不図示）が形成される。このため、第２ブーツ３７ｂ内の空間も、第２組付孔３３に形成された規制溝を通じて、第１収容孔３１ａ内の空間と常時連通する。

この結果、第１ブーツ３７ａ内の空間と第２ブーツ３７ｂ内の空間とは、第１収容孔３１ａ内の空間を通じて常時連通した状態となる。

したがって、例えば、図２において、ラック軸３０が右方向に移動し、第１ブーツ３７ａが伸び、第２ブーツ３７ｂが縮んだ場合、収縮した第２ブーツ３７ｂ内の空間の空気は、第１収容孔３１ａ内の空間を通じて、拡張した第１ブーツ３７ａ内の空間へと流れることになる。このため、第１ブーツ３７ａが径方向内側に凹んだり、第２ブーツ３７ｂが径方向外側に膨らんだりすることが防止され、結果として、第１及び第２ブーツ３７ａ，３７ｂが破損することを防止することができる。

また、第１ブーツ３７ａ内の空間と第２ブーツ３７ｂ内の空間とが常時連通していることから、第１及び第２ブッシュ３５，３６が第１及び第２円筒部３０ｃ，３０ｄを支持した状態から第１及び第２ブッシュ３５，３６がギヤ部３０ｂを支持した状態に切り換わったとしても、第１及び第２ブーツ３７ａ，３７ｂ内の空間に対する空気の流れはあまり変化しない。このため、第１及び第２ブーツ３７ａ，３７ｂが急激に変形することを防止することができるとともに、空気が流れる音が生じることを抑制することができる。

また、本実施形態では、ラック軸３０の往復動に応じて第１ブーツ３７ａ内の空間と第２ブーツ３７ｂ内の空間との間で空気が円滑に行き来できるようにするために、第１ブーツ３７ａ内の空間と第２ブーツ３７ｂ内の空間とを連通する通路の最小通路断面積の大きさを、第１ブーツ３７ａ内の空間と第２ブーツ３７ｂ内の空間との間を移動する空気に付与される流路抵抗に基づいて設定している。

具体的には、例えば、底面３２ｃと突出部３５ｃとの間に形成される通路の断面積が最も小さい場合、この部分を最大流量の空気が流れる際に、空気の流れに対して付与される流路抵抗の大きさが所定値以下となるように第３長さＬ３の長さが設定される。例えば、第３長さＬ３の長さと第４長さＬ４の長さとの差を大きくし、底面３２ｃと突出部３５ｃとの間に形成される通路の断面積を大きくするほど流路抵抗を小さくすることができる。つまり、第３長さＬ３の長さを第４長さＬ４の長さに対して相対的に長くするほど流路抵抗を小さくすることが可能である。しかしながら、第３長さＬ３の長さは、ラックハウジング３１の肉厚の大きさによって制限される。また、第４長さＬ４の長さを第３長さＬ３の長さに対して相対的に短くするほど流路抵抗を小さくすることが可能である。しかしながら、第４長さＬ４の長さは、突出部３５ｃが回り止め機能を発揮し得る範囲内に制限される。

また、例えば、挿入先端面３５ｅと規制溝３２ｂとの間に形成される通路の断面積が最も小さい場合、この部分を最大流量の空気が流れる際に、空気の流れに対して付与される流路抵抗の大きさが所定値以下となるように第１長さＬ１の長さが設定される。第１長さＬ１を長くするほど流路抵抗を小さくすることができるが、第１長さＬ１の長さは、ラックハウジング３１に形成される第２収容孔３１ｂ及び第３収容孔３１ｃの位置及び大きさによって制限される。

なお、流路抵抗の所定値の大きさは、各ブーツ３７ａ，３７ｂの変形状態を考慮して実験的に設定される。具体的には、ラック軸３０を最高速度で移動させた際の各ブーツ３７ａ，３７ｂの径方向外側及び径方向内側への変形量を、流路抵抗を変化させて計測し、計測された変形量が許容範囲内となったときの流路抵抗が所定値として設定される。

このように第１ブーツ３７ａ内の空間と第２ブーツ３７ｂ内の空間とを連通する通路の最小通路断面積の大きさ、具体的には、第１ブッシュ３５と規制溝３２ｂとの間に形成される通路や第２ブッシュ３６と規制溝との間に形成される通路の最小通路断面積の大きさを適宜設定することによって、各ブーツ３７ａ，３７ｂの変形を確実に抑制することができる。

以上の実施形態によれば以下の効果を奏する。

ステアリング装置１００では、第１ブーツ３７ａ内の空間と第２ブーツ３７ｂ内の空間とが、ブッシュ３５，３６の回転を規制するためにラックハウジング３１に設けられた規制溝３２ｂを通じて常に連通する。このように規制溝３２ｂを利用して第１ブーツ３７ａ内の空間と第２ブーツ３７ｂ内の空間とを常時連通させ、２つのブーツ３７ａ，３７ｂ間で空気が移動することを許容することによって、ラック軸３０の往復動に応じて各ブーツ３７ａ，３７ｂ内の空間が拡張ないし収縮する際に、ブーツ３７ａ，３７ｂが極度に変形してしまうことを抑制することができる。

次に、上記実施形態の変形例について説明する。

上記実施形態では、ラック軸３０を摺動支持するブッシュ３５，３６が２つ設けられている。これに代えて、ブッシュは１つだけであってもよい。

また、上記実施形態では、転舵軸がラックギヤ３０ａを有するラック軸３０である。転舵軸はラック軸３０に限定されず、何らかの伝達機構を介して車輪１を転舵させるための操舵力が伝達される軸状部材であれば、ラックギヤ３０ａを有しないものであってもよい。

また、上記実施形態では、突出部３５ｃは、第１及び第２ブッシュ３５，３６に形成され、突出部３５ｃが挿入される規制溝３２ｂは、ラックハウジング３１の第１組付孔３２に形成されている。これに代えて、図５及び図６に示すように、突出部１３２ｂをラックハウジング３１側に形成し、規制溝１３５ｃを第１及び第２ブッシュ１３５，１３６側に形成した構成としてもよい。以下に、図５及び図６に示す変形例について説明する。なお、図５は、図３に示される断面に相当する断面を示した図であり、図６は、図４に示される断面に相当する断面を示した図である。

この変形例における第１ブッシュ１３５は、樹脂で形成される円筒状の部材であり、筒状の本体部１３５ａと、本体部１３５ａの一端から径方向外側に向けて突出して形成されるフランジ状の抜止部１３５ｂと、を有する。第１ブッシュ１３５は、第１収容孔３１ａの一端に形成された第１組付孔１３２の抜止溝１３２ａに抜止部１３５ｂが嵌め込まれることによってラックハウジング３１に固定される。

また、第１ブッシュ１３５は、上述の抜止部１３５ｂに加えて、抜止溝１３２ａに設けられた突出部１３２ｂが挿入される規制溝１３５ｃと、軸心Ｏ１を挟んで規制溝１３５ｃとは反対側に設けられるスリット１３５ｄと、を有する。規制溝１３５ｃは、ラック軸３０の軸心Ｏ１に沿って本体部１３５ａ及び抜止部１３５ｂに形成された溝であり、第１ブッシュ１３５の全長にわたって設けられる。

突出部１３２ｂは、抜止溝１３２ａの底面から軸心Ｏ１に向かって突出するように形成された突起であり、その先端面は、第１組付孔１３２の内周面と面一となるように形成される。換言すれば、抜止溝１３２ａは、図５に示されるように、突出部１３２ｂとなる部分が残るように断面視においてＣ字状に形成される。

このように形成された突出部１３２ｂが第１ブッシュ１３５の規制溝１３５ｃに挿入されると、規制溝１３５ｃの側面１３５ｆが突出部１３２ｂに当接することよって、第１ブッシュ１３５が軸心Ｏ１を中心に回転することが規制される。また、第１ブッシュ１３５の回転が規制されることによって、スリット１３５ｄが設けられる部分は、所定の位置に配置された状態に維持される。

また、図６に示すように、第１組付孔１３２の開口端面である第１規制面３１ｄからのラック軸３０の軸心Ｏ１方向における第１組付孔１３２の長さである第５長さＬ５は、第１規制面３１ｄから第１組付孔１３２に組み付けられた第１ブッシュ１３５の挿入先端面１３５ｅまでの間の長さである第６長さＬ６よりも長く設定される。このため、挿入先端面１３５ｅに及んで形成される規制溝１３５ｃは、ラックハウジング３１に遮られることなく、第１収容孔３１ａ内の空間と連通した状態となる。

また、図５に示すように、ラック軸３０の軸心Ｏ１から規制溝１３５ｃの底面までの長さである第８長さＬ８は、規制溝１３５ｃの底面と突出部１３２ｂとの間に空気が流通可能な通路が形成されるように、ラック軸３０の軸心Ｏ１から突出部１３２ｂの先端までの長さである第７長さＬ７よりも短く設定される。

このように規制溝１３５ｃを形成したことによって、第１規制面３１ｄが臨む空間、すなわち、第１ブーツ３７ａ内の空間は、規制溝１３５ｃの底面と突出部１３２ｂとの間に形成された通路と、規制溝１３５ｃと第１組付孔１３２との間に形成された通路と、を通じて、第１収容孔３１ａ内の空間と常時連通する。

一方で、図示しない第２ブッシュ１３６及び第２ブッシュ１３６が組み付けられる図示しない第２組付孔１３３も同様の形状に形成される。このため、第２ブーツ３７ｂ内の空間も、第２ブッシュ１３６に形成された規制溝を通じて、第１収容孔３１ａ内の空間と常時連通する。

この結果、この変形例においても、第１ブーツ３７ａ内の空間と第２ブーツ３７ｂ内の空間とは、第１収容孔３１ａ内の空間を通じて常時連通した状態となることから、上記実施形態と同様の効果が得られる。

また、この変形例においても、ラック軸３０の往復動に応じて第１ブーツ３７ａ内の空間と第２ブーツ３７ｂ内の空間との間で空気が円滑に行き来できるようにするために、第１ブーツ３７ａ内の空間と第２ブーツ３７ｂ内の空間とを連通する通路の最小通路断面積の大きさは、第１ブーツ３７ａ内の空間と第２ブーツ３７ｂ内の空間との間を移動する空気に付与される流路抵抗に基づいて設定される。

なお、上記変形例では、規制溝１３５ｃは、ラック軸３０の軸心Ｏ１に沿って本体部１３５ａと抜止部１３５ｂとに形成されているが、抜止部１３５ｂのみに規制溝１３５ｃを形成した場合であっても、規制溝１３５ｃを通じて２つのブーツ３７ａ，３７ｂ間で空気が十分に移動可能であれば、本体部１３５ａには規制溝１３５ｃを形成しなくともよい。また、抜止部１３５ｂのみに規制溝１３５ｃを形成した場合、第１ブーツ３７ａ内の空間と第１収容孔３１ａ内の空間とを連通する通路の最小通路断面積の大きさが小さくなるおそれがあることから、当該通路の最小通路断面積を十分な大きさとするために、抜止部１３５ｂに形成された規制溝１３５ｃと第１収容孔３１ａ内の空間とを連通する溝や抜止部１３５ｂに形成された規制溝１３５ｃと第１ブーツ３７ａ内の空間とを連通する溝を第１組付孔１３２の内周面に形成してもよい。

また、上記実施形態と上記変形例とを組み合わせ、第１及び第２ブッシュの何れか一方には突出部を設け、他方には規制溝を設けた構成としてもよい。

以下、本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。

ステアリング装置１００は、操舵力が伝達されることにより車輪１を転舵させるラック軸３０と、ラック軸３０を収容するラックハウジング３１と、ラックハウジング３１に設けられラック軸３０を摺動自在に支持する第１及び第２ブッシュ３５，３６，１３５，１３６と、ラック軸３０に揺動自在に連結される第１及び第２タイロッド４１ａ，４１ｂと、ラックハウジング３１に設けられラック軸３０と第１タイロッド４１ａとの連結部を覆う第１ブーツ３７ａと、ラックハウジング３１に設けられラック軸３０と第２タイロッド４１ｂとの連結部を覆う第２ブーツ３７ｂと、を備え、第１及び第２ブッシュ３５，３６，１３５，１３６及びラックハウジング３１の何れか一方には他方に向かって突出する突出部３５ｃ，１３２ｂが形成され、他方には突出部３５ｃ，１３２ｂが挿入される規制溝３２ｂ，１３５ｃがラック軸３０の軸方向に沿って形成され、第１ブーツ３７ａ内の空間と第２ブーツ３７ｂ内の空間とは、規制溝３２ｂ，１３５ｃを通じて常に連通する。

この構成では、第１ブーツ３７ａ内の空間と第２ブーツ３７ｂ内の空間とが、ブッシュ３５，３６の回転を規制するために設けられた規制溝３２ｂ，１３５ｃを通じて常に連通する。このように規制溝３２ｂ，１３５ｃを利用して第１ブーツ３７ａ内の空間と第２ブーツ３７ｂ内の空間とを常時連通させ、２つのブーツ３７ａ，３７ｂ間で空気が移動することを許容することによって、ラック軸３０の往復動に応じて各ブーツ３７ａ，３７ｂ内の空間が拡張ないし収縮する際に、ブーツ３７ａ，３７ｂが極度に変形してしまうことを抑制することができる。

また、突出部３５ｃは第１及び第２ブッシュ３５，３６に形成され、規制溝３２ｂはラックハウジング３１に形成され、ラックハウジング３１は、規制溝３２ｂがラック軸３０の軸心Ｏ１方向において開口する開口端面としての第１及び第２規制面３１ｄ，３１ｅを有し、軸心Ｏ１方向における規制溝３２ｂの長さである第１長さＬ１は、ラックハウジング３１内に挿入された第１及び第２ブッシュ３５，３６の挿入先端面３５ｅと第１及び第２規制面３１ｄ，３１ｅとの間の長さである第２長さＬ２よりも長く設定される。

この構成では、開口端面である第１及び第２規制面３１ｄ，３１ｅからのラック軸３０の軸心Ｏ１方向における規制溝３２ｂの長さである第１長さＬ１が、第１及び第２規制面３１ｄ，３１ｅから第１及び第２組付孔３２，３３に組み付けられた第１及び第２ブッシュ３５，３６の挿入先端面３５ｅまでの間の長さである第２長さＬ２よりも長く設定される。このため、規制溝３２ｂは、第１及び第２ブッシュ３５，３６が設けられる部分よりもラックハウジング３１の中央寄りの部分において第１収容孔３１ａに開口し、第１収容孔３１ａ内の空間と常時連通した状態となる。このように規制溝３２ｂを形成することによって、第１ブーツ３７ａ内の空間と第２ブーツ３７ｂ内の空間とを第１収容孔３１ａ内の空間を通じて常時連通させることが可能となる。

また、第１及び第２ブッシュ３５，３６は、筒状の本体部３５ａと、本体部３５ａから径方向外側に突出して形成されラックハウジング３１に係止される抜止部３５ｂと、を有し、突出部３５ｃは、抜止部３５ｂから径方向外側に突出して形成される。

この構成では、第１及び第２ブッシュ３５，３６の回転を規制するために設けられる突出部３５ｃが、抜止部３５ｂから径方向外側に突出して形成される。このように突出部３５ｃを抜止部３５ｂとは別に単独で形成するのではなく、突出部３５ｃを抜止部３５ｂに連続して形成した構成とすることによって、第１及び第２ブッシュ３５，３６の形状が簡素化され、第１及び第２ブッシュ３５，３６の製造コストを低減させることができる。

また、突出部１３２ｂはラックハウジング３１に形成され、規制溝１３５ｃは第１及び第２ブッシュ１３５，１３６に形成され、ラックハウジング３１は、第１及び第２ブッシュ１３５，１３６が組み付けられる第１及び第２組付孔１３２，１３３がラック軸３０の軸心Ｏ１方向において開口する開口端面としての第１及び第２規制面３１ｄ，３１ｅを有し、軸心Ｏ１方向における第１及び第２組付孔１３２，１３３の長さである第５長さＬ５は、ラックハウジング３１内に挿入された第１及び第２ブッシュ１３５，１３６の挿入先端面１３５ｅと第１及び第２規制面３１ｄ，３１ｅとの間の長さである第６長さＬ６よりも長く設定される。

この構成では、開口端面である第１及び第２規制面３１ｄ，３１ｅからのラック軸３０の軸心Ｏ１方向における第１及び第２組付孔１３２，１３３の長さである第５長さＬ５が、第１及び第２規制面３１ｄ，３１ｅから第１及び第２組付孔１３２，１３３に組み付けられた第１及び第２ブッシュ１３５，１３６の挿入先端面１３５ｅまでの間の長さである第６長さＬ６よりも長く設定される。このため、規制溝１３５ｃは、ラックハウジング３１に遮られることなく、第１収容孔３１ａに開口し、第１収容孔３１ａ内の空間と常時連通した状態となる。このように規制溝１３５ｃを形成することによって、第１ブーツ３７ａ内の空間と第２ブーツ３７ｂ内の空間とを第１収容孔３１ａ内の空間を通じて常時連通させることが可能となる。

また、第１及び第２ブッシュ１３５，１３６は、筒状の本体部１３５ａと、本体部１３５ａから径方向外側に突出して形成されラックハウジング３１に係止される抜止部１３５ｂと、を有し、規制溝１３５ｃは、本体部１３５ａ及び抜止部１３５ｂに形成される。

この構成では、第１及び第２ブッシュ１３５，１３６の回転を規制するために設けられる規制溝１３５ｃが、本体部１３５ａ及び抜止部１３５ｂに形成される。このように規制溝１３５ｃを、第１及び第２ブッシュ１３５，１３６の一部分ではなく、第１及び第２ブッシュ１３５，１３６の全長にわたって形成することによって、第１及び第２ブッシュ１３５，１３６の形状が簡素化され、第１及び第２ブッシュ１３５，１３６の製造コストを低減させることができる。

また、規制溝３２ｂ，１３５ｃにより形成され第１ブーツ３７ａ内の空間と第２ブーツ３７ｂ内の空間とを連通する通路の断面積は、ラック軸３０の往復動に応じて第１ブーツ３７ａ内の空間と第２ブーツ３７ｂ内の空間との間を移動する空気に付与される流路抵抗に基づいて設定される。

この構成では、規制溝３２ｂ，１３５ｃにより形成される通路の断面積の大きさが、第１ブーツ３７ａ内の空間と第２ブーツ３７ｂ内の空間との間を移動する空気に付与される流路抵抗に基づいて設定される。第１ブーツ３７ａ内の空間と第２ブーツ３７ｂ内の空間との間を移動する空気に付与される流路抵抗が所定値よりも小さくなるように通路の断面積の大きさを設定することによって、第１ブーツ３７ａ内の空間と第２ブーツ３７ｂ内の空間との間で空気を円滑に行き来させることが可能となる。このように第１ブーツ３７ａ内の空間と第２ブーツ３７ｂ内の空間との間で空気を円滑に行き来させることによって、ブーツ３７ａ，３７ｂが極度に変形してしまうことを確実に抑制することができる。

また、規制溝３２ｂを構成する面の少なくとも一部は鋳肌面である。

この構成では、規制溝３２ｂを構成する面の少なくとも一部が鋳肌面である。このように規制溝３２ｂの一部を鋳肌面のままとすることによって、規制溝３２ｂの形成に必要とされる切削加工工程を減らし加工コストを低減させることが可能となり、結果として、ステアリング装置１００の製造コストを低減させることができる。

また、第１及び第２ブッシュ３５，３６，１３５，１３６は、樹脂製である。

この構成では、第１及び第２ブッシュ３５，３６，１３５，１３６が樹脂により形成される。このため、第１及び第２ブッシュ３５，３６，１３５，１３６を金属製とした場合と比較し、第１及び第２ブッシュ３５，３６，１３５，１３６の重量が軽くなる。この結果、ステアリング装置１００の重量を低減させることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

１００・・・ステアリング装置、３０・・・ラック軸（転舵軸）、３１・・・ラックハウジング（ハウジング）、３１ｄ・・・第１規制面（開口端面）、３１ｅ・・・第２規制面（開口端面）、３２ｂ・・・規制溝、３２ｃ・・・底面、３２ｄ・・・側面、３５，１３５・・・第１ブッシュ（ブッシュ）、３５ａ，１３５ａ・・・本体部、３５ｂ，１３５ｂ・・・抜止部、３５ｃ・・・突出部、３５ｅ，１３５ｅ・・・挿入先端面、３６，１３６・・・第２ブッシュ（ブッシュ）、３７ａ・・・第１ブーツ、３７ｂ・・・第２ブーツ、４１ａ・・・第１タイロッド、４１ｂ・・・第２タイロッド、４３ａ・・・第１ボールジョイント（連結部）、４３ｂ・・・第２ボールジョイント（連結部）、１３５ｃ・・・規制溝、１３２ｂ・・・突出部

Claims

操舵力が伝達されることにより車輪を転舵させる転舵軸と、
前記転舵軸を収容するハウジングと、
前記ハウジングに設けられ前記転舵軸を摺動自在に支持するブッシュと、
前記転舵軸に揺動自在に連結される第１及び第２タイロッドと、
前記ハウジングに設けられ前記転舵軸と前記第１タイロッドとの連結部を覆う第１ブーツと、
前記ハウジングに設けられ前記転舵軸と前記第２タイロッドとの連結部を覆う第２ブーツと、を備え、
前記ブッシュ及び前記ハウジングの何れか一方には他方に向かって突出する突出部が形成され、他方には前記突出部が挿入される規制溝が前記転舵軸の軸方向に沿って形成され、
前記第１ブーツ内の空間と前記第２ブーツ内の空間とは、前記規制溝を通じて常に連通し、
前記突出部が前記規制溝に挿入されることにより前記ブッシュが前記転舵軸の軸心を中心に回転することが規制されることを特徴とするステアリング装置。
操舵力が伝達されることにより車輪を転舵させる転舵軸と、
前記転舵軸を収容するハウジングと、
前記ハウジングに設けられ前記転舵軸を摺動自在に支持するブッシュと、
前記転舵軸に揺動自在に連結される第１及び第２タイロッドと、
前記ハウジングに設けられ前記転舵軸と前記第１タイロッドとの連結部を覆う第１ブーツと、
前記ハウジングに設けられ前記転舵軸と前記第２タイロッドとの連結部を覆う第２ブーツと、を備え、
前記ブッシュ及び前記ハウジングの何れか一方には他方に向かって突出する突出部が形成され、他方には前記突出部が挿入される規制溝が前記転舵軸の軸方向に沿って形成され、
前記第１ブーツ内の空間と前記第２ブーツ内の空間とは、前記規制溝を通じて常に連通し、
前記突出部は前記ブッシュに形成され、前記規制溝は前記ハウジングに形成され、
前記ハウジングは、前記規制溝が前記転舵軸の軸方向において開口する開口端面を有し、
前記軸方向における前記規制溝の長さは、前記ハウジング内に挿入された前記ブッシュの挿入先端面と前記開口端面との間の長さよりも長いことを特徴とするステアリング装置。
前記ブッシュは、筒状の本体部と、前記本体部から径方向外側に突出して形成され前記ハウジングに係止される抜止部と、を有し、
前記突出部は、前記抜止部から径方向外側に突出して形成されることを特徴とする請求項２に記載のステアリング装置。
操舵力が伝達されることにより車輪を転舵させる転舵軸と、
前記転舵軸を収容するハウジングと、
前記ハウジングに設けられ前記転舵軸を摺動自在に支持するブッシュと、
前記転舵軸に揺動自在に連結される第１及び第２タイロッドと、
前記ハウジングに設けられ前記転舵軸と前記第１タイロッドとの連結部を覆う第１ブーツと、
前記ハウジングに設けられ前記転舵軸と前記第２タイロッドとの連結部を覆う第２ブーツと、を備え、
前記ブッシュ及び前記ハウジングの何れか一方には他方に向かって突出する突出部が形成され、他方には前記突出部が挿入される規制溝が前記転舵軸の軸方向に沿って形成され、
前記第１ブーツ内の空間と前記第２ブーツ内の空間とは、前記規制溝を通じて常に連通し、
前記突出部は前記ハウジングに形成され、前記規制溝は前記ブッシュに形成され、
前記ハウジングは、前記ブッシュが組み付けられる組付孔が前記転舵軸の軸方向において開口する開口端面を有し、
前記軸方向における前記組付孔の長さは、前記ハウジング内に挿入された前記ブッシュの挿入先端面と前記開口端面との間の長さよりも長いことを特徴とするステアリング装置。
前記ブッシュは、筒状の本体部と、前記本体部から径方向外側に突出して形成され前記ハウジングに係止される抜止部と、を有し、
前記規制溝は、前記本体部及び前記抜止部に形成されることを特徴とする請求項４に記載のステアリング装置。
前記規制溝により形成され前記第１ブーツ内の空間と前記第２ブーツ内の空間とを連通する通路の断面積は、前記転舵軸の往復動に応じて前記第１ブーツ内の空間と前記第２ブーツ内の空間との間を移動する空気に付与される抵抗に基づいて設定されることを特徴とする請求項１から５の何れか１つに記載のステアリング装置。