JP2001030930A

JP2001030930A - 舵取装置

Info

Publication number: JP2001030930A
Application number: JP11209912A
Authority: JP
Inventors: Koi Ko; 紅維高; Hiromitsu Amihoshi; 浩光網干
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 1999-07-23
Filing date: 1999-07-23
Publication date: 2001-02-06

Abstract

(57)【要約】【課題】舵取り軸の一側に操舵補助用のパワーシリン
ダを構成する場合において、舵取り軸の端部へのピスト
ンロッドの連結を、両者間での高い同心性を確保しつつ
容易に実現することができる連結構造を提供する。【解決手段】ピストンロッド30の一端に連設された嵌
合部35の外面に環状の凹溝の形態をなして係合溝37を形
成し、この嵌合部35をラック軸２の一端に同軸的に突設
されたかしめ筒７に内嵌し、かしめ筒７の周壁を嵌合部
35の外側にかしめて連結する際に、このかしめ筒７の内
面が係合溝37に食い込み、ピストンロッド30とラック軸
２との軸心の傾きを拘束する構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、センタテイクオフ
形のラックピニオン式舵取装置等、舵取り操作に応じて
移動する舵取り軸（ラック軸）の一側に操舵補助用のパ
ワーシリンダを構成してなる舵取装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車用の舵取装置の一形式として、舵
輪（ステアリングホイール）に連動連結されたピニオン
を車体の左右方向に延設されたラック軸の中途部に噛合
させてなり、舵取りのために操作される舵輪の回転をラ
ック軸の軸長方向の移動に変換し、この移動を各別のタ
イロッドを介して左右の操向車輪（一般的には前輪）に
伝えて舵取りを行わせる構成としたラックピニオン式の
舵取装置がある。

【０００３】このようなラックピニオン式の舵取装置
は、更に、左右の操向車輪との連結のためのタイロッド
がラック軸の両端に夫々連結してあるエンドテイクオフ
形と、同じくラック軸の中途部に一括して連結してある
センタテイクオフ形とに大別される。これらの内、セン
タテイクオフ形の舵取装置は、略同位置から左右の車輪
に至るタイロッドが長寸となる反面、ラック軸及びこれ
を支承するラックハウジングの長さを短くでき、また、
これらと操向車輪との相対的な位置関係の設定に自由度
が大きいという利点を有しており、ラックハウジングの
配設に制約がある一部の車種において採用されている。

【０００４】一方、近年の自動車には、舵取りのための
舵輪の操作に要する労力負担を軽減すべく、舵取機構の
一部に配された油圧シリンダ（パワーシリンダ）の発生
力により舵取りを補助する構成とした油圧式の動力舵取
装置（パワーステアリング装置）が広く採用されてい
る。

【０００５】このような動力舵取装置として構成された
センタテイクオフ形のラックピニオン式舵取装置は、例
えば、特公昭51−9978号公報、実開昭57−174275号公
報、実公昭63-12047号公報に開示されており、これらに
おいては、ラック軸の一側端部にピストンロッドを、該
ラック軸を支承するラックハウジングの同側端部にシリ
ンダチューブを夫々同軸的に連設し、前記ピストンロッ
ドの先端に取付けられたピストンを前記シリンダチュー
ブに嵌挿して操舵補助用のパワーシリンダが構成されて
いる。

【０００６】以上の如く構成されたパワーシリンダにお
いて、ピストンロッドの先端に取付けられたピストン
は、シリンダチューブの内側において、その両側の液密
を保ちつつ滑らかに摺動する必要があり、このために
は、シリンダチューブに対するピストンロッドの同心性
を高精度に保つことが要求され、ラック軸の端部へのピ
ストンロッドの連結が、これらの軸心の位置ずれ、傾倒
を伴うことなく、高い同心性を保って実現されることが
重要である。

【０００７】図６（ａ）は、前記特公昭51−9978号公報
に開示されたピストンロッドとラック軸の連結構造の説
明図である。本図においては、ラックハウジングＨ₁内
に支承されたラック軸Ｒの端部の軸心上にねじ部Ｒ₁を
突設する一方、これに連結されるピストンロッドＰの端
部の外側に回転自在に固定ナットＮを取付け、ピストン
ロッドＰの端部を前記ねじ部Ｒ₁の端部に弾性部材Ｇを
介して突き合わせ、ねじ部Ｒ₁に固定ナットＮを締め付
けることにより、ラック軸ＲとピストンロッドＰとを連
結する構成となっている。

【０００８】図６（ｂ）は、前記実開昭57−174275号公
報に開示されたピストンロッドとラック軸の連結構造の
説明図である。本図においては、ピストンロッドＰの端
部外周にねじ部を形成する一方、ラック軸Ｒの端面の軸
心部にねじ孔を設け、ピストンロッドＰのねじ部をラッ
ク軸Ｒのねじ孔に螺合し、このねじ孔の外側に突設され
た薄肉のかしめ片Ａを外側からかしめ、前記ねじ部の基
端側を掴持させて、軸長方向への抜け止めを図った構成
となっている。

【０００９】図６（ｃ）は、前記実公昭63-12047号公報
に開示されたピストンロッドとラック軸の連結構造の説
明図である。本図においては、ピストンロッドＰの端部
の外側に回転自在に固定ナットＮを取り付けると共に、
ピストンロッドＰの連結端面を円錐形の凸面とし、また
この凸面に整合する円錐形の凹所をラック軸Ｒの端面の
軸心部に形成し、これら両者を突き合わせ、前記固定ナ
ットＮをラック軸Ｒの端部外周に形成されたねじ部に締
め付けることにより、ラック軸ＲとピストンロッドＰと
を連結する構成となっている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところが、以上の如き
従来の連結構造においてはいずれも、ラック軸Ｒとピス
トンロッドＰとの連結部にてねじの締め付けがなされて
おり、この連結を高い同心性を確保して行なわせるため
には、ラック軸Ｒ及びピストンロッドＰ側のねじ部の形
成に高い加工精度が要求されるという問題がある。

【００１１】また、ねじ部の加工精度を高めたとして
も、これらの締め付け状態がラック軸Ｒとピストンロッ
ドＰとの同心性の良否に影響し、所望の同心性を有した
良好な連結状態を得るためには、前記ねじの締め付けを
含めたラック軸ＲとピストンロッドＰとの組立てに多大
の工数を要するという問題があった。

【００１２】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、センタテイクオフ形のラックピニオン式舵取装
置等、舵取り軸の一側に操舵補助用のパワーシリンダを
構成する場合において、舵取り軸の端部へのピストンロ
ッドの連結を、両者間での高い同心性を確保しつつ容易
に実現することができる連結構造を提供し、加工及び組
立て工数の削減を達成し得る舵取装置を提供することを
目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明に係る舵取装置
は、ピストンロッドの一端に連設された嵌合部を、舵取
り軸の一端に同軸的に突設されたかしめ筒に内嵌し、該
かしめ筒の周壁を前記嵌合部の外側にかしめることによ
り前記舵取り軸と前記ピストンロッドとを連結し、該ピ
ストンロッドの他端に取付けたピストンを前記舵取り軸
を支承するハウジングの同側に連設されたシリンダチュ
ーブ内に嵌挿して、前記舵取り軸に操舵補助力を加える
パワーシリンダを構成してある舵取装置において、前記
嵌合部の外面に形成してあり、前記かしめ筒の周壁をか
しめたとき、該周壁の内面に食い込む一又は複数の係合
部を具備することを特徴とする。

【００１４】本発明においては、ピストンロッドの舵取
り軸との連結側端部に設けた嵌合部の外面に係合部を形
成し、この嵌合部を舵取り軸のピストンロッドとの連結
側端部に突設された薄肉筒形のかしめ筒に嵌合して、か
しめ筒の周壁を嵌合部の外側にかしめてピストンロッド
と舵取り軸とを連結する。このかしめに際し、かしめ筒
の周壁の内面が嵌合部の外面に形成された係合部に食い
込み、連結後の舵取り軸とピストンロッドとの軸心の傾
倒が拘束され、また、ピストンロッド側の嵌合部と舵取
り軸側のかしめ筒との嵌め合いにより両者の軸心のずれ
が拘束されて良好な同心性を有した連結状態が得られ
る。

【００１５】また前記係合部は、前記嵌合部の外面に環
状をなして形成された凹溝であることを特徴とする。

【００１６】この発明においては、嵌合部の外面に環状
の凹溝を形成し、かしめ筒の内面を食い込ませるための
係合部とする。このような凹溝は、旋盤等の汎用の工作
機械により容易に形成することができ、またかしめ筒を
かしめたとき、該かしめ筒の内面に全周に亘って食い込
み、連結後の舵取り軸及びピストンロッド間の軸心の傾
倒を確実に拘束する。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下本発明をその実施の形態を示
す図面に基づいて詳述する。図１は、本発明に係る舵取
装置の要部の構成を示す一部破断正面図である。

【００１８】図中１はラック軸であり、該ラック軸１
は、一側端部を閉止された円筒形をなすラックハウジン
グ２の内部に軸長方向への摺動自在に支承されている。
ラックハウジング２の閉止端側の中途部には、これと交
叉する態様にピニオンハウジング20が連設してあり、該
ピニオンハウジング20の内部には、軸心回りでの回転自
在にピニオン軸21が支承されている。ピニオンハウジン
グ20の上部へ突出するピニオン軸21の上端部は、図示し
ない舵輪（ステアリングホイール）に連結されており、
該ピニオン軸21は、舵取りのための前記舵輪の操作に応
じて軸回りに回転するようになしてある。

【００１９】ラック軸１は、その外周に適長に亘って形
成されたラック歯10を備えており、該ラック歯10は、ピ
ニオンハウジング20との交叉部において、前記ピニオン
軸21の下半部に一体的に形成されたピニオン（図示せ
ず）に噛合させてあり、この噛合により、舵輪の操作に
応じたピニオン軸21の回転がラック軸１の軸長方向の摺
動に変換されるようになしてある。

【００２０】一方、ラックハウジング２の他側には、そ
の周壁を所定の長さ範囲に亘って切欠いて窓孔22が形成
され、この窓孔22を経てラックハウジング２の外部に露
出するラック軸１の同側端部近傍の外周には、一対の固
定ボルト40，40によりねじ止め固定された取付ブラケッ
ト41を介して、左右の操向車輪との連結のための一対の
タイロッド４，４の基端部が連結されており、前述の如
く生じるラック軸１の摺動が、これらのタイロッド４，
４を介して左右の操向車輪に伝えられて舵取りが行われ
る構成となっている。

【００２１】ラックハウジング２の外側は、中央の筒状
部の両側に蛇腹状の伸縮部を備える樹脂製のブーツ５に
より、前記窓孔22の形成域を含めて覆われている。前記
取付ブラケット41は、その一部に突設された一対のボル
トガイド42，42を前記ブーツ５の筒状部に形成された貫
通孔に密に係合させ、これらのボルトガイド42，42に挿
通された前記固定ボルト40，40により、前記ブーツ５と
共にラック軸１の中途部に固定されており、ラックハウ
ジング２の内部での窓孔22の形成範囲内にて生じるラッ
ク軸１の両方向の摺動は、前記ブーツ５の両側の伸縮部
の伸縮により許容されるようになっている。

【００２２】タイロッド４，４の連結側のラック軸１の
端部には、これと同軸をなしてピストンロッド30が連結
され、またラックハウジング２の同側端部には、これと
同軸をなしてシリンダチューブ31が連設されており、こ
れらにより操舵補助用のパワーシリンダ３が構成されて
いる。

【００２３】シリンダチューブ31は、ラックハウジング
２との連結端の逆側を閉止してなる有底円筒形の部材で
あり、ラックハウジング２との連結部には、その内側に
シール部材60を内嵌保持するシールホルダ６が取り付け
てある。前記ピストンロッド30は、前記シール部材60に
よりその中途部を液密に封止してシリンダチューブ31の
内部に延設されている。この延設端は、その外周に適長
に亘って雄ねじが形成されたねじ部としてあり、該ねじ
部には、その外側に巻装されたシールリング33を介して
前記シリンダチューブ31に摺動自在に内嵌された円板形
のピストン32が挿通され、前記ねじ部の先端に螺合する
止めナット34により締め付け固定されている。

【００２４】以上の如きパワーシリンダ３は、ピストン
32の両側にて液密に封止された一対の油室をシリンダチ
ューブ31の内側に形成してなり、これらの油室への外部
からの油圧送給に応じてピストン32の両側に発生する圧
力差の作用により前記ピストンロッド30を軸長方向に押
し引きし、該ピストンロッド30の基端に連結された前記
ラック軸１に軸長方向の移動力を加える作用をなす。

【００２５】前記ピストン32の両側の油室は、シリンダ
チューブ31の外側の該当位置に夫々接続された各別の送
油管23，23により、前記ピニオンハウジング20の外側に
設けられた一対の送油ポート24，25に接続されている。
ピニオンハウジング20には、舵取りのための舵輪操作に
伴って前記ピニオン軸21に加わる操舵トルクに応じて油
圧の給排動作を行い、前記送油ポート24，25のいずれか
に送出する公知の油圧制御弁が内蔵されており、送油ポ
ート24，25への送出油圧が送油管23，23を経てパワーシ
リンダ３に送給され、この送給に応じて発生する油圧力
がラック軸１に加えられ、前述の如く生じる舵取りが補
助される構成となっている。

【００２６】図２は、以上の如くパワーシリンダ３を構
成するピストンロッド30とラック軸１との連結部近傍の
拡大断面図、図３は、ピストンロッド30とラック軸１と
の連結手順の説明図であり、本願発明の特徴は、この連
結部の構成にある。

【００２７】図示の如くピストンロッド30の連結側端部
には、これと一体をなして嵌合部35が形成されている。
この嵌合部35は、ピストンロッド30の外周面にこれより
も小径化されたくびれ部36を介して連続し、前記連結側
を最大径とする球形の外面を有して構成されており、該
嵌合部35の外面には、図示の如く３角形断面の凹溝の形
態をなす係合溝37が全周に亘る環状溝として形成されて
いる。このような係合溝37は、旋盤等の汎用の工作機械
を用いて容易に形成することができる。また図２及び図
３には、１本の凹溝37が図示されているが、同様の凹溝
を嵌合部35の外面に複数形成するようにしてもよい。

【００２８】一方、ラック軸１の連結側端部には、ピス
トンロッド30側の前記嵌合部35の嵌め合わせが可能な嵌
合孔70を有する薄肉円筒形のかしめ筒７が同軸的に突設
されている。このようなかしめ筒７は、ラック軸１の端
部からの削り出しにより、該ラック軸１と一体に構成し
てもよく、また所定の内径を有する筒体を、溶接等の適
宜の接合手段によりラック軸１の連結側端部に接合して
構成してもよいが、ラック軸１に対する同心性を確保す
るためには、前者、即ち、削り出しにより構成するのが
望ましい。

【００２９】以上の如く構成されたピストンロッド30と
ラック軸１との連結は、図３（ａ）中に矢符により示す
如く、前者の連結端部に設けた嵌合部35を、後者の連結
端部に開口する嵌合孔70に密に内嵌し、その後、図３
（ｂ）中に白抜矢符により示す如く、前記かしめ筒７の
周壁を外側からかしめて嵌合部35の末端のくびれ部36を
抱持せしめ、図２に示す如く実現されている。

【００３０】本発明においては、ピストンロッド30の端
部の嵌合部35の外面に環状をなす係合溝37が周設されて
いることから、以上の如くかしめ筒７をかしめたとき、
該かしめ筒７の周壁の内面が前記係合溝37の対応位置に
おいて内側にへこみ、該係合溝37内に食い込んだ状態と
なる。図４は、食い込みの状態を示す拡大断面図であ
る。

【００３１】以上の如き連結手順の実施により、ラック
軸１とピストンロッド30とは、かしめ筒７の嵌合孔70と
嵌合部35との嵌め合いにより、軸心をずらすことなく位
置決めされ、この状態でかしめ筒７の周壁をかしめるこ
とにより正しく同軸上に連結することができる。また前
記かしめ筒７の周壁をかしめたとき、該周壁の内面が係
合溝37に食い込むように係合し、この係合により、連結
後のラック軸１とピストンロッド30とは、夫々の軸心を
傾けることなく拘束されて良好な同心性を有した連結状
態が得られる。

【００３２】このようなラック軸１とピストンロッド30
との連結は、かしめ筒７に嵌合部35を嵌め込み、その後
にかしめ筒７の周壁を外側からかしめるという手順によ
り容易に実現することができる。前記係合溝37は、嵌合
部35の全周に亘る環状溝として形成されており、かしめ
筒７の内面の食い込みは嵌合部35の全周に亘って生じて
確実な拘束状態が得られる。また、環状の凹溝である係
合溝37は、例えば、旋盤による切削加工により、外径を
仕上げた嵌合部35の外面に容易に形成することができ
る。

【００３３】また、このように連結されたラック軸１と
ピストンロッド30とは、一体物として取り扱われ、前述
の如く、ラックハウジング２及びシリンダチューブ31に
対する組付けがなされる。この組付けの間、ラック軸１
又はピストンロッド30には種々の外力が加わるが、両者
の同心性は、嵌合孔70と嵌合部35との嵌め合い、及びか
しめ筒７の周壁の係合溝37への食い込みにより損なわれ
ることなく維持され、前記組付けに支障を来す虞れはな
い。

【００３４】以上の実施の形態においては、かしめ筒７
の周壁の内面に食い込む係合部を、環状の凹溝として嵌
合部35の外面に形成された１本の係合溝37により構成し
てあるが、同様の凹溝を複数形成して係合部を構成して
もよく、またこれらの凹溝の断面形状は、実施の形態に
示す三角形に限らず、矩形、半円形等、適宜の形状とな
し得ることは言うまでもない。

【００３５】また前記係合部は、嵌合部35の外面に突設
された凸部として構成することも可能である。図５は、
凸形の係合部を設けた場合の連結部分の拡大断面図であ
り、嵌合部35の外面には、三角形断面を有する凸条38
が、全周に亘る環状をなして形成されている。この構成
においても、嵌合部35を内嵌した状態でかしめ筒７をか
しめたとき、該かしめ筒７の周壁の内面に前記凸条38が
食い込み、この食い込みによりラック軸１とピストンロ
ッド30との間での軸心の傾きが拘束され、良好な同心性
を有する連結状態が得られる。

【００３６】なお、嵌合部35の外面に設けられる係合部
は、かしめ筒７の周壁をかしめたとき、該周壁に食い込
み得るものであればよく、前述した係合溝37、凸条38に
限らず、嵌合部35の外面に適宜に形成された凹部又は凸
部として構成することが可能である。

【００３７】また以上の実施の形態においては、センタ
テイクオフ形のラックピニオン式舵取装置への適用例に
ついて述べたが、本発明の適用範囲はこれに限らず、舵
取り操作に応じて移動する舵取り軸の一側に、パワーシ
リンダ用のピストンロッドを連結する構成とした舵取装
置全般に適用し得ることは言うまでもない。

【００３８】

【発明の効果】以上詳述した如く本発明に係る舵取装置
においては、ピストンロッドの端部に設けた嵌合部を舵
取り軸の端部に突設されたかしめ筒に内嵌し、該かしめ
筒の周壁を嵌合部の外側にかしめたとき、この周壁の内
面が前記嵌合部の外面に形成された係合部に食い込むか
ら、連結後の舵取り軸とピストンロッドとの軸心の傾倒
が拘束され、また、ピストンロッド側の嵌合部と舵取り
軸側のかしめ筒との嵌め合いにより両者の軸心のずれが
拘束されて、良好な同心性を有した連結状態を容易に実
現することができ、加工及び組立て工数を大幅に削減す
ることが可能となる。

【００３９】また、前記嵌合部の外面に環状をなして形
成された凹溝によりかしめ筒の内面を食い込ませるため
の係合部としたから、該係合部を、旋盤等の汎用の工作
機械により容易に形成することができ、またかしめ筒の
内面に全周に亘って食い込み状態が得られ、連結後の舵
取り軸及びピストンロッド間の軸心の傾倒を確実に拘束
することができる等、本発明は優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る舵取装置の要部の構成を示す一部
破断正面図である。

【図２】本発明に係る舵取装置におけるピストンロッド
とラック軸との連結部近傍の拡大断面図である。

【図３】ピストンロッドとラック軸との連結手順の説明
図である。

【図４】係合部へのかしめ筒の周壁の食い込みの状態を
示す拡大断面図である。

【図５】凸形の係合部を設けた場合のピストンロッドと
ラック軸との連結部近傍の拡大断面図である。

【図６】従来の連結構造の説明図である。

【符号の説明】

１ラック軸２ラックハウジング３パワーシリンダ７かしめ筒 30 ピストンロッド 31 シリンダチューブ 32 ピストン 35 嵌合部 37 係合溝 38 凸条

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ピストンロッドの一端に連設された嵌合
部を、舵取り軸の一端に同軸的に突設されたかしめ筒に
内嵌し、該かしめ筒の周壁を前記嵌合部の外側にかしめ
ることにより前記舵取り軸と前記ピストンロッドとを連
結し、該ピストンロッドの他端に取付けたピストンを前
記舵取り軸を支承するハウジングの同側に連設されたシ
リンダチューブ内に嵌挿して、前記舵取り軸に操舵補助
力を加えるパワーシリンダを構成してある舵取装置にお
いて、前記嵌合部の外面に形成してあり、前記かしめ筒
の周壁をかしめたとき、該周壁の内面に食い込む一又は
複数の係合部を具備することを特徴とする舵取装置。
【請求項２】前記係合部は、前記嵌合部の外面に環状
をなして形成された凹溝である請求項１記載の舵取装
置。