(57)【要約】【課題】小型で耐久性に優れたステアリング装置を提供すること。【解決手段】ハウジング９が、その端部９ａから径方向外方Ｙ１へ延びた取付ブラケット２５によって車体に支持される。ブーツ１４が、ハウジング９の開口２３の縁部２３ａに固定された第１固定部１４ａと、タイロッド１１に固定された第２固定部１４ｂと、ボールジョイント１０のソケット１０ａに固定された中間固定部１４ｃとを備える。第１固定部１４ａと中間固定部１４ｃの間に設けられた伸縮吸収部３０が、軸方向Ｘ１に起伏する弛み部３２を有し、弛み部３２の弛み量を可変することにより、ラック軸８の伸縮運動のみを吸収する。中間固定部１４ｃと第２固定部１４ｂの間に揺動吸収部３１を設ける。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
端部にラック軸が挿通される開口を有するハウジングと、
前記ハウジングの端部から径方向外方へ延び、車体に固定される取付ブラケットと、
前記ラック軸の端部にボールジョイントを介して接続されたタイロッドと、
前記ハウジングの開口の縁部と前記タイロッドとの間を覆うブーツと、を備え、
前記ブーツは、前記ハウジングの開口の縁部に固定された第１固定部と、前記タイロッドに固定された第２固定部と、前記ボールジョイントのソケットに固定された中間固定部と、前記第１固定部と前記中間固定部との間に介在し前記ラック軸の伸縮運動のみを吸収する伸縮吸収部と、前記中間固定部と前記第２固定部との間に介在し、前記タイロッドの揺動運動のみを吸収する揺動吸収部と、を含み、
前記伸縮吸収部は、軸方向に起伏する弛み部を有し、前記弛み部の弛み量を可変することにより、前記ラック軸の伸縮運動を吸収するように構成されているステアリング装置。
【請求項２】
請求項１において、前記ラック軸の伸縮ストロークの中央位置で、前記弛み部が、前記第１固定部に連なる大径筒部と、前記中間固定部に連なり前記大径筒部の内側に配置された小径筒部と、前記大径筒部と前記小径筒部とを接続する折り返し部とを含む形状をなすステアリング装置。
【請求項３】
請求項１または２において、前記ハウジングの端部は、拡径部を有し、
前記ラック軸の伸縮ストロークの中央位置で、前記弛み部が、前記拡径部内に配置されているステアリング装置。
【請求項４】
請求項３において、前記取付ブラケットの少なくとも一部が、前記拡径部と接続されてい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】
ステアリング装置では、ラックハウジングから突出したラック軸の端部がボールジョイントを介してタイロッドの端部と連結されており、一般的に、ラックハウジングとタイロッドとの間を封止する蛇腹構造のブーツ（ラックブーツ）が設けられている。
一方、特許文献１のステアリング装置では、ブーツが、伸縮しない筒部と、屈曲可能な可撓部とを備えている。筒部が、ラックハウジングの端部の外周に対して軸方向に摺接してラック軸の伸縮を吸収する。可撓部が、筒部とタイロッドとの間を封止しつつ屈曲して、ラック軸に対するタイロッドの屈曲を吸収している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−９０９２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の一般的な蛇腹構造のブーツでは、伸縮と屈曲とを担うため、ブーツがボールジョイントのソケットに噛み込むおそれがある。また、従来の蛇腹構造は、ブーツの収縮時に、軸方向に折り畳まれるため、収縮量が制限される場合がある。
ところで、車両側の設計要求により、ラックハウジングを車体に固定するマウント位置が、ラックハウジングの端部から軸方向外側に離隔して配置される場合がある。その場合、ラックハウジングの端部から長尺の取付アームが延設され、その取付アームの先端が車体にねじ止め固定されている。しかしながら、長尺の取付アームを用いた場合、車体への取付強度を確保するため、取付構造が大型化し、ひいてはステアリング装置が大型化するおそれがある。
【０００５】
特許文献１には、車体への取付態様が記載されていない。特許文献１のステアリング装置に、仮に、前記取付ブラケットをラックハウジングに配置するとすると、ラックハウジングの端部の外周に摺接する筒部と干渉しないように、ラックハウジングの端部から遠ざけて配置することになる。したがって、取付ブラケットが長尺化し、取付構造を含めたステアリング装置が大型化する。
【０００６】
本発明の目的は、小型で耐久性に優れたステアリング装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するため、請求項１の発明は、端部（９ａ）にラック軸（８）が挿通される開口（２３）を有するハウジング（９）と、前記ハウジングの端部から径方向外方（Ｙ１）へ延び、車体に固定される取付ブラケット（２５）と、前記ラック軸の端部にボールジョイント（１０）を介して接続されたタイロッド（１１）と、前記ハウジングの開口の縁部（２３ａ）と前記タイロッドとの間を覆うブーツ（１４）と、を備え、前記ブーツは、前記ハウジングの開口の縁部に固定された第１固定部（１４ａ）と、前記タイロッドに固定された第２固定部（１４ｂ）と、前記ボールジョイントのソケット（１０ａ）に固定された中間固定部（１４ｃ）と、前記第１固定部と前記中間固定部との間に介在し前記ラック軸の伸縮運動のみを吸収する伸縮吸収部（３０）と、前記中間固定部と前記第２固定部との間に介在し、前記タイロッドの揺動運動のみを吸収する揺動吸収部（３１）と、を含み、前記伸縮吸収部は、軸方向（Ｘ１）に起伏する弛み部（３２）を有し、前記弛み部の弛み量を可変することにより、前記ラック軸の伸縮運動を吸収するように構成されているステアリング装置を提供する。
【０００８】
なお、括弧内の英数字は、後述する実施形態における対応構成要素等を表すが、このことは、むろん、本発明がそれらの実施形態に限定されるべきことを意味するものではない。以下、この項において同じ。
また、請求項２のように、前記ラック軸の伸縮ストロークの中央位置で、前記弛み部が、前記第１固定部に連なる大径筒部（３３）と、前記中間固定部に連なり前記大径筒部の内側に配置された小径筒部（３４）と、前記大径筒部と前記小径筒部とを接続する折り返し部（３５）とを含む形状をなしていてもよい。
【０００９】
また、請求項３のように、前記ハウジングの端部は、拡径部（２４）を有し、前記ラック軸の伸縮ストロークの中央位置で、前記弛み部が、前記拡径部内に配置されていてもよい。
また、請求項４のように、前記取付ブラケットの少なくとも一部が、前記拡径部と接続されていてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明によれば、ブーツの中間部を中間固定部として、ボールジョイントのソケットに固定したので、ソケットへのブーツの噛み込みを防止でき、ブーツの耐久性を向上することができる。
また、中間固定部からハウジング側に配置された伸縮吸収部が、軸方向に起伏する弛み部の弛み量を可変することで伸縮のみを吸収する。したがって、径方向に起伏して軸方向に重畳される従来の蛇腹構造を用いずとも、ラックハウジングからのラック軸の突出部分のシール性を確保でき、設計の自由度を広げることができる。
【００１１】
また、ブーツの第１固定部が、ハウジングの開口の縁部に固定されるので、取付ブラケットを、ハウジングの端部において開口の縁部に近い位置から延設することが可能となる。したがって、取付ブラケットが、車体へのマウント位置とハウジングとを短い距離で接続することができ、取付ブラケット自身を小型化することができる。ひいては取付構造を含めたステアリング装置を小型化することができる。
【００１２】
請求項２の発明によれば、ラック軸の伸縮ストロークの中央位置で、伸縮のみを吸収する伸縮吸収部の弛み部が、折り返し部を介して接続された大径筒部と小径筒部とを形成する。ブーツを軸方向に起伏させて軸方向ストロークを吸収するので、従来の径方向に起伏する蛇腹のように多段に重ねずとも、大径筒部と小径筒部とのオーバーラップを用いて、所要の伸縮量を吸収することができる。
【００１３】
請求項３の発明によれば、ラック軸の伸縮ストロークの中央位置から縮み側では、伸縮吸収部の折り返し状の弛み部をハウジングの拡径部のより内奥側に収容でき、また、伸縮ストロークの中央位置から伸び側では、弛み部の折り返しを解きほどくようにして伸縮吸収部をハウジング外へ伸長することができる。したがって、ブーツの伸縮吸収部に無理をかけることなく、所要の伸縮量を吸収することができる。
【００１４】
請求項４の発明によれば、取付ブラケットの少なくとも一部が、前記拡径部と接続されているので、ハウジングの端部において開口の縁部に近い位置から延設することが可能となる。したがって、取付ブラケットが、車体へのマウント位置とハウジングとを短い距離で接続でき、取付ブラケット自身の小型化を通じてステアリング装置を小型化することが実質的に可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態のステアリング装置の模式的な概略構成図である。
【図２】ステアリング装置の要部の部分断面拡大図であり、ラック軸が伸縮ストロークの中央位置に配置された状態を示している。
【図３】ステアリング装置の要部の部分断面拡大図であり、ラック軸が伸縮ストロークの中央位置より縮み側に配置された状態を示している。
【図４】ステアリング装置の要部の部分断面拡大図であり、ラック軸が伸縮ストロークの中央位置より伸び側に配置された状態を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下には、図面を参照して、本発明の実施形を具体的に説明する。
図１は、本発明の一実施形態のステアリング装置１の概略構成図である。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等の操舵部材２に連結している操舵軸３と、操舵軸３に自在継手４を介して連結される中間軸５と、中間軸５に自在継手６を介して連結されるピニオン軸７と、ピニオン軸７の端部近傍に設けられたピニオン７１に噛み合うラック８１を有して自動車の左右方向に延びる転舵軸としてのラック軸８とを有している。ピニオン軸７およびラック軸８により、ラックアンドピニオン機構からなる転舵機構Ａが構成されている。
【００１７】
本実施形態では、ステアリング装置１が、電動パワーステアリング装置である場合に則して説明するが、本発明はラックアンドピニオン式のステアリング装置全般に適用することができる。
ラック軸８は、車体に固定されるハウジング９内に図示しない複数の軸受を介して軸方向Ｘ１に直線往復動可能に支持されている。
【００１８】
ラック軸８の各端部８ａは、ハウジング９のそれぞれ対応する端部９ａから突出している。ラック軸８の各端部８ａは、それぞれ対応するボールジョイント１０を介して、それぞれ対応するタイロッド１１の一方の端部１１ａと連結されている。各タイロッド１１の他方の端部１１ｂは、それぞれ対応するナックルアーム１２を介してそれぞれ対応する転舵輪１３に連結されている。
【００１９】
ステアリング装置１は、一対の筒状のブーツ１４を備えている。ブーツ１４は、ハウジング９の端部９ａ、ラック軸８の端部８ａ、ボールジョイント１０およびタイロッド１１の一部を覆っている。ブーツ１４は、例えばポリオレフィン系エラストマー等の合成樹脂によって形成されており、可撓性を有している。
操舵部材２が操作されて操舵軸３が回転されると、この回転がピニオン７１およびラック８１によって、ラック軸８の軸方向Ｘ１の直線運動に変換される。これにより、転舵輪１３の転舵が達成される。また、ラック軸８の軸方向Ｘ１の移動に伴って、何れか一方のブーツ１４が伸長し、他方のブーツ１４が短縮することになる。
【００２０】
操舵軸３は、操舵部材２に連なる操舵入力軸３ａと、ピニオン軸７に連なる操舵出力軸３ｂとに分割されており、これら操舵入力軸３ａおよび操舵出力軸３ｂはトーションバー１５を介して同一の軸線上で相対回転可能に互いに連結されている。
トーションバー１５を介する操舵入力軸３ａおよび操舵出力軸３ｂ間の相対回転変位量により操舵トルクを検出するトルクセンサ１６が設けられており、このトルクセンサ１６のトルク検出結果は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit ：電子制御ユニット）１７に与えられる。
【００２１】
ＥＣＵ１７では、トルクセンサ１６から与えられるトルク検出結果や車速センサ１８から与えられる車速検出結果等に基づいて、駆動回路（図示せず）を介して操舵補助用の電動モータ１９を駆動制御する。具体的には、ＥＣＵ１７では、トルクと目標アシスト量との関係を車速毎に記憶したマップを用いて目標アシスト量を決定し、電動モータ１９の発生するアシスト力を目標アシスト量に近づけるように制御する。
【００２２】
電動モータ１９の出力回転が伝動装置としての減速機構２０を介して減速されてピニオン軸７に伝達され、ラック軸８の直線運動に変換されて、操舵が補助される。
減速機構２０は、電動モータ１９により回転駆動される駆動ギヤとしてのウォーム２１と、このウォーム２１に噛み合うと共に、操舵出力軸３ｂに一体回転可能に連結された被動ギヤとしてのウォームホイール２２とを備える。
【００２３】
図１に示すように、ハウジング９の端部９ａには、ラック軸８が挿通される開口２３が設けられている。また、ハウジング９の端部９ａは、外側方に向かうにしたがって徐々に径が大きくなる拡径部２４を有している。開口２３は、拡径部２４の拡径端に配置されている。拡径部２４は、徐々に径が大きくなる円錐テーパ状をなしていてもよいし、段階的に径が大きくなっていてもよい。
【００２４】
図２は、ラック軸８が軸方向Ｘ１に沿う伸縮ストロークの中央位置に配置された状態を示している。図２に示すように、ハウジング９の端部９ａから径方向外方Ｙ１へ延びる取付ブラケット２５が、例えば溶接等によりハウジング９の端部９ａの外周に固定されている。取付ブラケット２５に設けられたねじ挿通孔２６を挿通するボルト（図示せず）が、車体側部材（図示せず）にねじ込み固定される。
【００２５】
取付ブラケット２５の少なくとも一部（図１の例では、取付ブラケット２５の基端部の大部分）が、拡径部２４から延設されている。すなわち、取付ブラケット２５は、開口２３の縁部２３ａに近接して配置されている。
ボールジョイント１０は、タイロッド１１の端部１１ａに設けられた球頭部１０ｂを保持するソケット１０ａを有している。
【００２６】
ブーツ１４は、ハウジング９の開口２３の縁部２３ａとタイロッド１１との間を覆うように配置されている。具体的には、ブーツ１４は、ハウジング９の開口２３の縁部２３ａに第１クランプ２７を用いて固定された第１固定部１４ａと、タイロッド１１に第２クランプ２８を用いて固定された第２固定部と、ボールジョイント１０のソケット１０ａに第３クランプ２９を用いて固定された中間固定部１４ｃとを備えている。
【００２７】
また、ブーツ１４は、第１固定部１４ａと中間固定部１４ｃとの間に介在し、ラック軸８の伸縮運動のみを吸収する伸縮吸収部３０と、中間固定部１４ｃと第２固定部１４ｂとの間に介在し、タイロッド１１の揺動運動のみを吸収する揺動吸収部３１とを備えている。
伸縮吸収部３０は、軸方向Ｘ１に起伏する弛み部３２を有し、弛み部３２の弛み量を可変することにより、ラック軸８の伸縮運動を吸収する。
【００２８】
図２に示すラック軸８の伸縮ストロークの中央位置で、弛み部３２が、第１固定部１４ａに連なる大径筒部３３と、中間固定部１４ｃに連なり大径筒部３３の内側に配置された小径筒部３４と、大径筒部３３と前記小径筒部３４とを接続する折り返し部３５とを含む形状をなしている。ラック軸８の伸縮ストロークの中央位置で、弛み部３２が、拡径部２４内に配置されている。
【００２９】
また、ラック軸８の伸縮ストロークの中央位置から縮み側では、図３に示すように、伸縮吸収部３０の折り返し状の弛み部３２を、ハウジング９の拡径部２４内のより奥側へ収容する。また、ラック軸８の伸縮ストロークの中央位置から伸び側では、図４に示すように、弛み部３２の折り返しを解きほどくようにして伸縮吸収部３０をハウジング９外へ伸長する。
【００３０】
本実施形態によれば、ブーツ１４の中間部を中間固定部１４ｃとして、ボールジョイント１０のソケット１０ａに固定したので、ソケット１０ａへのブーツ１４の噛み込みを防止でき、ブーツ１４の耐久性を向上することができる。すなわち、ブーツ１４の中間固定部１４ｃが、図２〜図４に示すように、ソケット１０ａと同行移動するため、ソケット１０ａへのブーツ１４の噛み込みが防止される。
【００３１】
また、中間固定部１４ｃからハウジング９側に配置された伸縮吸収部３０が、軸方向Ｘ１に起伏する弛み部３２の弛み量を可変することで伸縮のみを吸収する。すなわち、径方向に起伏して軸方向に重畳される従来の蛇腹構造を用いずとも、ハウジング９からのラック軸８の突出部分のシール性を確保でき、設計の自由度を広げることができる。
また、ブーツ１４の第１固定部１４ａが、ハウジング９の開口２３の縁部２３ａに固定されるので、車体に取り付けるための取付ブラケット２５を、ハウジング９の端部９ａにおいて開口２３の縁部２３ａに近い位置から延設することが可能となる。したがって、取付ブラケット２５が、車体へのマウント中心Ｃ１（ねじ挿通孔２６の中心に相当）とハウジング９とを短い距離で接続することができるので、可及的に、取付ブラケット２５自身を小型化することができる。ひいては取付構造を含めたステアリング装置１を小型化することができる。
【００３２】
また、ラック軸８の伸縮ストロークの中央位置で、伸縮のみを吸収する伸縮吸収部３０の弛み部３２が、折り返し部３５を介して接続された大径筒部３３と小径筒部３４とを形成する。ブーツ１４を軸方向Ｘ１に起伏させて軸方向ストロークを吸収するので、従来の径方向に起伏する蛇腹のように多段に重ねずとも、大径筒部３３と小径筒部３４とのオーバーラップ量を可変して、所要の伸縮量を吸収することができる。
【００３３】
また、ラック軸８の伸縮ストロークの中央位置から縮み側では、図３に示すように、伸縮吸収部３０の折り返し状の弛み部３２をハウジング９の拡径部２４のより内奥側に収容することができる。また、伸縮ストロークの中央位置から伸び側では、図４に示すように、弛み部３２の折り返しを解きほどくようにして伸縮吸収部３０をハウジング９外へ伸長することができる。したがって、ブーツ１４の伸縮吸収部３０に無理をかけることなく、所要の伸縮量を吸収することができる。
【００３４】
また、取付ブラケット２５の少なくとも一部が、拡径部２４と接続されているので、取付ブラケット２５をハウジング９の端部９ａにおいて開口２３の縁部２３ａに近い位置から延設することが可能となる。したがって、取付ブラケット２５が、車体へのマウント中心Ｃ１（取付ブラケット２５のねじ挿通孔２６の中心に相当）とハウジング９とを短い距離で接続でき、取付ブラケット２５自身の小型化を通じてステアリング装置１を小型化することが実質的に可能となる。
【００３５】
本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の請求項記載の範囲内で種々の変更を施すことができる。
【符号の説明】
【００３６】
１…ステアリング装置、２…操舵部材、７…ピニオン軸、８…ラック軸、８ａ…（ラック軸の）端部、９…ハウジング、９ａ…（ハウジングの）端部、１０…ボールジョイント、１０ａ…ソケット、１１…タイロッド、１４…ブーツ、１４ａ…第１固定部、１４ｂ…第２固定部、１４ｃ…中間固定部、２３…開口、２３ａ…（開口の）縁部、２４…拡径部、２５…取付ブラケット、２６…ねじ挿通孔、２７…第１クランプ、２８…第２クランプ、２９…第３クランプ、３０…伸縮吸収部、３１…揺動吸収部、３２…弛み部、３３…大径筒部、３４…小径筒部、３５…折り返し部、Ｃ１…マウント中心、Ｘ１…軸方向、Ｙ１…径方向外方
【図１】
2013220665.tif 000003
【図２】
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【図３】
2013220665.tif 000005
【図４】
2013220665.tif 000006