(57)【要約】【課題】組み立て作業を簡単にすることができるステアリング装置を提供する。【解決手段】ハウジングの動力変換機構３０が収容される部分（機構収容部１３）はラック軸１４の半径方向において第１の部分２１と第２の部分２２とに分割されている。第１の部分２１には動力変換機構３０がラック軸１４の半径方向に露出する態様で収容される。そして第２の部分２２をラック軸１４の半径方向から第１の部分２１に取り付けることにより動力変換機構３０の露出する部分が覆われる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング内で直線運動する転舵軸と、前記ハウジングに設けられるモータと、前記ハウジングの内部に設けられてモータの回転運動を転舵軸の直線運動に変換する動力変換機構と、を備え、
前記ハウジングは、動力変換機構を転舵軸の半径方向に露出する態様で収容する第１の部分と、前記第１の部分に取り付けられて動力変換機構の露出する部分を覆う第２の部分と、を有してなるステアリング装置。
【請求項２】
請求項１に記載のステアリング装置において、
前記第１の部分と前記第２の部分とはそれらの開口端面を転舵軸の半径方向において突き合わせた状態で組み立てられることを前提として、前記ハウジングを車体に搭載したとき、前記第１の部分と前記第２の部分との境界面は前記転舵軸に加わる荷重の転舵軸線を中心とする半径方向成分の向きに一致しない方向に沿う向きに設定されているステアリング装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のステアリング装置において、
前記第１の部分と前記第２の部分とはそれらの開口端面を転舵軸の半径方向において突き合わせた状態で組み立てられることを前提として、前記第１の部分と前記第２の部分との境界面は転舵軸の軸線を含むステアリング装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載のステアリング装置において、
前記第１の部分と前記第２の部分とによって転舵軸の軸線方向に沿って延びる円筒部分を構成し、この円筒部分に円筒状のスリーブが転舵軸の軸線方向に沿って圧入されてなるステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、たとえば特許文献１に記載されるように、モータの回転をベルト伝動機構により減速し、当該減速した回転をラック軸に設けられるボールねじ機構によりラック軸の軸方向移動に変換するステアリング装置が知られている。ベルト伝動機構は、モータの回転軸に設けられる駆動プーリと、ラック軸のボールねじ部に多数のボールを介して嵌合するボールナットに設けられる従動プーリと、これらプーリの間に掛け渡されるベルトとを有している。モータの駆動を通じたボールナットの回転に伴いラック軸がその軸方向に移動することにより操舵が補助される。なお、ベルト伝動機構、ボールねじ機構およびラック軸はそれぞれハウジングに収容される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１５９２０３号公報（段落［００１２］、図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のステアリング装置のハウジングは、そのベルト伝動機構およびボールねじ機構が収容される部分において、ラック軸の軸線方向に沿って左方ハウジングと右方ハウジングとに分割可能に組み付けられている。左方ハウジングと右方ハウジングとは、これらの上部および下部において複数本のボルトによって互いに連結されている。
【０００５】
ステアリング装置を組み立てる際には、左方ハウジングあるいは右方ハウジングとの軸線方向における隙間を厳密に管理しつつベルト伝動機構およびボールねじ機構をそれぞれ組み付ける必要がある。このため、組み立てが非常に難しく、気を使う作業になっている。
【０００６】
本発明の目的は、組み立て作業を簡単にすることができるステアリング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成し得るステアリング装置は、ハウジング内で直線運動する転舵軸と、前記ハウジングに設けられるモータと、前記ハウジングの内部に設けられてモータの回転運動を転舵軸の直線運動に変換する動力変換機構と、を備えている。前記ハウジングは、動力変換機構を転舵軸の半径方向に露出する態様で収容する第１の部分と、前記第１の部分に取り付けられて動力変換機構の露出する部分を覆う第２の部分と、を有してなる。
【０００８】
この構成によれば、ハウジングの第１の部分と第２の部分とは転舵軸の半径方向において互いに分離可能となる。動力変換機構はハウジングの第１の部分に転舵軸の半径方向に露出する態様で設けられるところ、転舵軸の半径方向から目視しながら動力変換機構の各構成部品を組み立てることも可能となる。このため、ハウジングを転舵軸の軸線方向において分離する従来構成に比べて、動力変換機構を組み立てやすくなる。ひいてはステアリング装置の組立作業も簡単になる。
【０００９】
上記のステアリング装置において、前記第１の部分と前記第２の部分とはそれらの開口端面を転舵軸の半径方向において突き合わせた状態で組み立てられることを前提として、前記ハウジングを車体に搭載したとき、前記第１の部分と前記第２の部分との境界面は前記転舵軸に加わる荷重の転舵軸線を中心とする半径方向成分の向きに一致しない方向に沿う向きに設定されていることが好ましい。
【００１０】
この構成によれば、ハウジングの第１の部分および第２の部分に対してそれらを境界面に沿って滑らせる方向の力が加わりにくい。このため、ハウジングの第１の部分と第２の部分との組み付け状態が好適に維持される。
【００１１】
上記のステアリング装置において、前記第１の部分と前記第２の部分とはそれらの開口端面を転舵軸の半径方向において突き合わせた状態で組み立てられることを前提として、前記第１の部分と前記第２の部分との境界面は転舵軸の軸線を含むことが好ましい。
【００１２】
この構成によれば、転舵軸の軸線方向から見たとき、動力変換機構の半分は第１の部分、残り半分は第２の部分により覆われる。すなわち、第２の部分が組み付けられていない状態において、動力変換機構をその半分が露出する状態で組み立てることが可能となる。このため、動力変換機構を含むステアリング装置の組み立て作業がより簡単になる。
【００１３】
上記のステアリング装置において、前記第１の部分と前記第２の部分とによって転舵軸の軸線方向に沿って延びる円筒部分を構成し、この円筒部分に円筒状のスリーブを転舵軸の軸線方向に沿って圧入するようにしてもよい。
【００１４】
この構成によれば、第１の部分と第２の部分とによって構成される円筒部分の外周は円筒スリーブによって締め付けられた状態に維持される。このため、第１の部分と第２の部分との組み付け状態が好適に維持される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ステアリング装置の組み立て作業を簡単にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】一実施の形態におけるステアリング装置の要部を示す正面図。
【図２】一実施の形態におけるステアリング装置をラック軸線方向からみた側面図。
【図３】一実施の形態におけるステアリング装置の動力変換機構を示す正面図。
【図４】一実施の形態におけるステアリング装置をラック軸線方向から見た側面図。
【図５】他の形態におけるステアリング装置をラック軸線方向から見た側面図。
【図６】他の形態におけるステアリング装置のハウジングを分解した斜視図。
【図７】他の実施の形態におけるステアリング装置の要部を示す斜視図。
【図８】他の実施の形態におけるステアリング装置の要部を示す正面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、ステアリング装置の一実施の形態を説明する。
図１に示すように、ＥＰＳ（電動パワーステアリング装置）１０は図示しない車体に固定されるハウジング１１を有している。ハウジング１１は車体の左右方向（図１中の左右方向）へ延びる筒状の本体１２、および本体１２の左端寄りの部位に設けられた機構収容部１３を有している。
【００１８】
本体１２にはラック軸１４が挿通されている。ラック軸１４の両端にはそれぞれ図示しないボールジョイントを介して図示しない車輪が連結される。図示しないステアリングホイールの操作に連動してラック軸１４がその軸方向へ移動することによって車輪の向きが変えられる。
【００１９】
機構収容部１３は本体１２よりも大径の円筒部分の上部が上方へ延びてなる。機構収容部１３の上部右側壁には操舵補助用のモータ１５が固定されている。モータ１５の軸線とラック軸１４の軸線とは互いに平行をなしている。モータ１５の回転運動は機構収容部１３に収容される図示しない動力変換機構を介してラック軸１４の直線運動に変換される。すなわち、モータ１５によりラック軸１４の動作が補助されることによりステアリング操作が補助される。
【００２０】
図２に示すように、ハウジング１１をラック軸１４の軸線方向からみたとき、機構収容部１３はラック軸１４の半径方向において二分割されている。本例では、機構収容部１３は図２中の左半分の第１の部分２１と右半分の第２の部分２２とに分けられている。第１の部分２１は本体１２と一体形成されている部分である。第２の部分２２は第１の部分２１に対して分離可能に取り付けられている部分である。第２の部分２２は自身の開口端面２２ａを第１の部分２１の開口端面２１ａに突き合わせた状態で複数のボルト２５により第１の部分２１に固定されている。各ボルト２５はラック軸１４の軸線Ｏを含む面に直交する方向に沿って延びている。
【００２１】
ここで、ハウジング１１の分割面２３（第１の部分２１と第２の部分２２との境界面）は、つぎのように設定することが好ましい。たとえば、ハウジング１１を車体に搭載したとき、分割面２３は、図示しないタイロッドからラック軸１４に加わる荷重のラック軸１４の軸線（ラック軸線）Ｏを中心とする半径方向成分Ｆの向きに一致しない方向（図２中の上下方向）に沿う向きに設けることが好ましい。換言すれば、第１の部分２１と第２の部分２２との分割方向は半径方向成分Ｆと異なる方向（図２中の上下方向）に設定することが好ましい。なお、本例ではラック軸１４の軸線方向からみたとき、第１の部分２１と第２の部分２２とは分割面２３を中心とする面対称を呈する。分割面２３はラック軸１４の軸線Ｏを含む。
【００２２】
図３に示すように、第１の部分２１から第２の部分２２を取り外した状態においては動力変換機構３０がラック軸１４の半径方向に露出する。
動力変換機構３０は、ベルト伝動機構４０およびボールねじ機構５０を有している。ベルト伝動機構４０は、モータ１５の回転運動をボールねじ機構５０に伝達する。ボールねじ機構５０は、ベルト伝動機構４０を通じて伝達されるモータ１５の回転運動をラック軸１４の直線運動に変換する。
【００２３】
ボールねじ機構５０は、ラック軸１４の一部に設けられたボールねじ部５１、円筒状のボールナット５２および多数のボール５３を有している。ボールねじ部５１は、ラック軸１４の外周面におけるボールねじ溝１４ａが形成された部分である。ボールねじ部５１は多数のボール５３を介してボールナット５２に進退可能に螺合されている。ボールナット５２の回転に伴い、各ボール５３はボールナット５２とボールねじ部５１との間を転動する。ボールナット５２の外周面には、複列の玉軸受５４が固定されている。ボールナット５２は、玉軸受５４を介して機構収容部１３（正確にはその円筒部分）の内周面に対して回転可能に支持されている。
【００２４】
ベルト伝動機構４０は、原動車である円筒状の駆動プーリ４１、従動車である円筒状の従動プーリ４２および無端状のベルト４３を備えている。駆動プーリ４１はモータ１５の出力軸１５ａに固定されている。従動プーリ４２はボールナット５２の外周面に固定されている。ベルト４３は、駆動プーリ４１と従動プーリ４２との間に掛け渡されている。したがって、モータ１５の回転は、駆動プーリ４１、ベルト４３および従動プーリ４２を介してボールナット５２に伝達される。
【００２５】
さて、ＥＰＳ１０の組み立ての手順はつぎの通りである。
図４に示すように、まず第２の部分２２が取り外された状態で第１の部分２１に対してモータ１５を取り付けるとともに、動力変換機構３０の各構成部品を組み立てる。第１の部分２１の内部に設けられた動力変換機構３０はラック軸１４の半径方向において露出した状態に維持される。その後、第１の部分２１に第２の部分２２を取り付ける。第２の部分２２は動力変換機構３０の露出する側から第１の部分２１に近づける。そして、ラック軸１４の半径方向において、第２の部分２２の開口端面２２ａを第１の部分２１の開口端面２２ａに突き合わせた状態に維持しつつ複数のボルト２５を第２の部分２２の外側（第１の部分２１と反対側）から挿通して第１の部分２１に締め付ける。これにより、第２の部分２２は第１の部分２１に固定される。動力変換機構３０における第１の部分２１から露出していた部分は第２の部分２２により覆われた状態に維持される。
【００２６】
このように、ハウジング１１（機構収容部１３）をラック軸１４の半径方向において第１の部分２１と第２の部分２２とに分割することにより、つぎの作用が得られる。
すなわち、第２の部分２２を取り外した状態では、動力変換機構３０が設けられる第１の部分２１の内部がすべて露出する。この露出した部分に動力変換機構３０の各構成部品を目視しながら組み付けることができるため、組み立て作業が簡単である。また、第２の部分２２が取り外された状態では動力変換機構３０のラック軸回りの半分が露出する。このため、動力変換機構３０を第１の部分２１に収容するかたちで組み立てた後、動力変換機構３０の組み立て状態あるいは第１の部分２１に対する収容状態（隙間の多寡など）を目視により簡単に確認することができる。動力変換機構３０の各構成部品を組み立てる際の調整作業についても目視しながら簡単に行うことが可能である。さらに、駆動プーリ４１とベルト４３あるいは従動プーリ４２とベルト４３との掛かり具合など、動力変換機構３０の状態を目視しながら第２の部分２２を第１の部分２１に取り付けることができる。また、たとえばメンテナンスの際におけるＥＰＳ１０の分解作業あるいは調整作業も簡単に行うことが可能である。
【００２７】
＜実施の形態の効果＞
本実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）機構収容部１３をラック軸１４の半径方向において第１の部分２１と第２の部分２２とに分割した。各構成部品をハウジング１１の軸方向に組み付けていく場合と異なり、目視しながら各構成部品を組み付けていくこと、あるいは分解していくことが可能である。このため、動力変換機構３０の組み付け作業または分解作業を簡単に行うことができる。
【００２８】
（２）機構収容部１３の分割方向をラック軸１４に作用する半径方向荷重と異なる方向に設定した場合、機構収容部１３の第１の部分２１と第２の部分２２との組み付け状態が好適に維持される。ハウジング１１の第１の部分２１および第２の部分２２に対してそれらを分割面２３に沿って滑らせる方向の力が加わりにくくなるからである。
【００２９】
（３）第１の部分２１と第２の部分２２との分割面２３はラック軸１４の軸線Ｏを含むように設定されている。このように分割面２３を設定することにより、ハウジング１１をラック軸１４の軸線方向から見たとき、動力変換機構３０の半分は第１の部分２１によって、残り半分は第２の部分２２によって覆われることになる。このため、第２の部分２２が取り外された状態において、動力変換機構３０をその半分が露出する状態で組み立てることが可能となる。したがって、動力変換機構３０を含むＥＰＳ１０の組み立て作業がより簡単になる。
【００３０】
（４）ハウジング１１をラック軸１４の軸方向に二分割する場合、これら分割ハウジングを軸方向において締結するための複数のボルト挿通部およびボルト締付部を両分割ハウジングの周面に突設する必要がある。本例ではこのような挿通部および締付部をハウジング１１の半径方向に突設する必要がない。このため、ハウジング１１の表面に現れる出っ張り部分を減らすことが可能となる。ＥＰＳ１０を車両に搭載しやすくもなる。
【００３１】
＜他の実施の形態＞
なお、前記実施の形態は、つぎのように変更して実施してもよい。
・第１の部分２１と第２の部分２２との間にゴムパッキンまたは液体パッキンなどの密封装置（シール）を設けてもよい。水、粉塵などがハウジング１１の内部に入ることが抑制される。
【００３２】
・本例では、ハウジング１１をラック軸１４の軸線方向からみたとき、機構収容部１３をラック軸１４の軸線回りにおいて均等に二分割したが均等でなくてもよい。たとえば図５に示すように、第２の部分２２が第１の部分２１に対してラック軸１４の半径方向に分離できればよい。
【００３３】
・図６に示すように、第１の部分２１と第２の部分２２との間に凹凸関係を利用した嵌め合い部分を設けてもよい。たとえば第１の部分２１の開口端面２１ａに複数の穴６１を設ける一方、第２の部分２２の開口端面２２ａに穴６１と同数の突部６２を設ける。突部６２はピンなどを利用したものでもよい。穴６１に突部６２を嵌めるようにして第１の部分２１に第２の部分２２を取り付ける。穴６１に突部６２が嵌ることにより第１の部分２１に対する第２の部分２２の取り付け位置がずれにくくなる。このため、第１の部分２１に対する第２の部分２２の取り付け位置が好適に維持される。なお、穴６１および突部６２は一組だけ設けてもよいし、３組以上設けてもよい。
【００３４】
・図７に示すように、機構収容部１３の本体１２と反対側の部位に機構収容部１３の一部分としての円筒部分１３ａが設けられる場合、この円筒部分１３ａに円筒状のスリーブ７１を圧入してもよい。このとき、図８に示すように、スリーブ７１は機構収容部１３の内部に設けられた玉軸受５４に対応する位置まで圧入することが好ましい。このようにすれば、第１の部分２１に対する第２の部分２２の取り付け状態がより好適に維持される。また、ラック軸１４を介してハウジング１１に印加される半径方向荷重を好適に受け止められる。
【００３５】
・ＥＰＳ１０を車体に搭載したとき、ラック軸１４に作用する半径方向荷重に一致しない方向に機構収容部１３の分割面２３を設定してもよい。このような場合、図７および図８に示されるスリーブ７１は特に有効である。
【００３６】
・本例では、いわゆるラックパラレルタイプの電動パワーステアリング装置を一例として挙げたが、ラックダイレクトタイプ（ＲＤ−ＥＰＳ）あるいはデュアルピニオンタイプ（ＤＰ−ＥＰＳ）のＥＰＳにも本例のハウジング１１と同様の構成を適用することが可能である。
【００３７】
・本例では、ステアリング操作に連動して直線運動するラック軸１４の動作をモータ１５の回転力を利用して補助する電動パワーステアリング装置を例に挙げたが、ステアバイワイヤ（ＳＢＷ）に適用することもできる。ステアバイワイヤはステアリングホイールと転舵輪との間に機械的な結合を持たないステアリング装置であって、ステアリングホイールの操作を電気信号で転舵アクチュエータに伝える。この転舵アクチュエータとして本例の動力変換機構３０を採用してもよい。転舵アクチュエータはモータの回転運動を転舵軸（ボールねじ軸）の直線運動に変換するものである。なお、ステアバイワイヤに具体化する場合には、前輪操舵装置としてだけでなく後輪操舵装置あるいは４輪操舵装置（４ＷＳ）として具体化することもできる。
【００３８】
つぎに、前記実施の形態から把握できる技術的思想を以下に追記する。
・前記動力変換機構は、前記モータの駆動に伴い前記転舵軸の軸線（転舵軸線）に沿って延びる軸線を中心として回転する原動車と、前記転舵軸に多数のボールを介して螺合されかつ軸受を介して前記ハウジングの内周面に対して回転可能に支持されるボールナットと、前記ボールナットの外周に嵌められて前記原動車の回転を前記ボールナットに伝達する従動車と、前記原動車と前記従動車との間に掛け渡されるベルトと、を含み、前記円筒スリーブは前記軸受に対応する位置まで圧入されること。この構成によれば、転舵軸に印加される半径方向荷重は円筒スリーブによっても受け止められる。
【符号の説明】
【００３９】
１０…ステアリング装置、１１…ハウジング、１３ａ…円筒部分、１４…ラック軸（転舵軸）、１５…モータ、３０…動力変換機構、２１…第１の部分、２２…第２の部分、２３…分割面（境界面）、７１…スリーブ、Ｏ…ラック軸線（転舵軸線）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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