JP2005075116A - ステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 操向車輪の振動が操舵部材に伝達されることを防止し、操向車輪の近傍のレイアウト設計に苦慮せず、車両の走行特性に悪影響を及ぼさないステアリング装置の提供。
【解決手段】 筒状をなすハウジング５に支持され、操舵に応じてハウジング５の軸長方向へ移動する操向軸４に一端部が連結され、他端部が操向車輪に繋がるタイロッド７を備えるステアリング装置において、振動の伝達を防止する防振体８をタイロッド７の一端部側に配設してあるようにした。また、防振体８は、雄部と、雄部に嵌合した雌部と、雄部及び雌部の間に介装された弾性部とを備えるようにした。また、筒状をなす伸縮カバー６を更に備え、伸縮カバー６は、一端部をハウジング５の端部に外嵌固定してあり、他端部を防振体８よりタイロッド７の操向車輪側に外嵌固定してあるようにした。
【選択図】 図２

Description

本発明は、操舵に応じて軸長方向へ移動する操向軸に一端部が連結され、他端部が操向車輪に繋がるタイロッドを備えるステアリング装置に関する。

車両に装備されるステアリング装置、例えばラックピニオン式のステアリング装置は、車体の左右方向へ延設された筒状をなすラックハウジングの内部に軸長方向へ移動自在に支持されたラック軸と、ラックハウジングの中途部に軸心を交叉させて連設された筒状をなすピニオンハウジングの内部に軸心回りの回動自在に支持されたピニオン軸とを備え、ラック軸の周面の一部に設けたラック歯とピニオン軸に一体形成されたピニオンとを噛合させた構成としてある。また、ラックハウジングの両側に突出したラック軸の両端部には、タイロッドの一端部が夫々連結され、タイロッドの他端部はナックルアームを介して操向車輪に繋がっている。また、ピニオンハウジングから上方へ向けて突出したピニオン軸の突出端には、操舵軸を介して操舵部材（ステアリングホイール）が連結されている。さらに、ラックハウジングの両端部には、水、泥等の異物の侵入を防止するための伸縮カバーが取り付けられており、伸縮カバーは、筒状をなし、中途部の周面が蛇腹形状をなしている。伸縮カバーは、一端部をラックハウジングの端部に外嵌固定しており、他端部をタイロッドの中途部に外嵌固定している。

以上の構成により、操舵部材の操作に応じてピニオン軸が回転運動し、該回転運動がラック軸の軸長方向の直線運動に変換される。ラック軸は、前記直線運動によりタイロッドを介してナックルアームを押し引きし、ナックルアームの押し引きにより左右の操向車輪が操向されて舵取りがなされる。このとき伸縮カバーは、ラック軸の軸長方向の直線運動に応じて伸縮し、水、泥等の異物がラックハウジングの内部に侵入するのを防止する。

このようなステアリング装置は、車両の走行による操向車輪の振動がナックルアーム、タイロッド、ラック軸、ピニオン軸及び操舵軸を介して操舵部材に伝達され、良好な操舵感が損なわれるという問題があった。

この問題を解決すべく、振動の伝達を防止する防振体を、ラック軸の端部と連結しているタイロッドの一端部の反対側に配設し、前記防振体が操向車輪の近傍に位置するステアリング装置がある。防振体は、ラック軸側に配された雄部と、操向車輪側に配され、雄部に嵌合した雌部と、雄部及び雌部の間に介されて振動を吸収する弾性部とを備えている。（例えば、特許文献１参照。）。
実開平６−４９２６７号公報

しかしながら、特許文献１に開示されたステアリング装置においては、空間的な余裕が少ない操向車輪の近傍に防振体を配設するため、レイアウト設計に苦慮するという問題があった。

また、防振体がタイロッドの一端部の反対側に配設され、操向車輪の近傍に防振体が位置するために、操向車輪の近傍の重量を増加させ、車両の走行特性に悪影響を及ぼすという問題もあった。

このような問題は、ラックピニオン式のステアリング装置に限られる問題ではなく、操舵に応じて軸長方向へ移動する操向軸に一端部が連結され、他端部が操向車輪に繋がるタイロッドの中途部に防振体が配設されたステアリング装置において発生し得る。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、防振体を配設する位置を工夫することにより、操向車輪の振動が操舵部材に伝達されることを防止し、操向車輪の近傍のレイアウト設計に苦慮することがなく、車両の走行特性に悪影響を及ぼさないステアリング装置を提供することを目的とする。

第１発明に係るステアリング装置は、筒状をなすハウジングに支持され、操舵に応じて前記ハウジングの軸長方向へ移動する操向軸に一端部が連結され、他端部が操向車輪に繋がるタイロッドを備えるステアリング装置において、振動の伝達を防止する防振体を前記タイロッドの前記一端部側に配設してあることを特徴とする。

第２発明に係るステアリング装置は、第１発明において、前記防振体は、雄部と、該雄部に嵌合した雌部と、前記雄部及び雌部の間に介装された弾性部とを備えることを特徴とする。

第３発明に係るステアリング装置は、第１発明において、前記防振体は、棒状をなし、前記タイロッドの一端部側と一体形成された雄部と、筒状をなし、前記タイロッドの他端部側と一体形成され、前記雄部に外嵌した雌部と、前記雄部及び雌部の間に嵌装された弾性部とを備えることを特徴とする。

第１発明、第２発明又は第３発明においては、車両の走行時における操向車輪の振動がタイロッドに伝達される。タイロッドに伝達された振動は、防振体の弾性部で吸収され、操向軸及び操舵部材への振動の伝達が防止される。このように振動の伝達を防止する防振体を、操向軸の近傍となるタイロッドの一端部側に設けてあるため、操向車輪の近傍に防振体を配設する空間を確保する必要がなく、また、操向車輪の近傍の重量を増加させない。

第４発明に係るステアリング装置は、第１発明乃至第３発明の何れかにおいて、筒状をなす伸縮カバーを更に備え、該伸縮カバーは、一端部を前記ハウジングの端部に外嵌固定してあり、他端部を前記防振体より前記タイロッドの前記操向車輪側に外嵌固定してあることを特徴とする。

第４発明においては、伸縮カバーを備え、伸縮カバーは、一端部をハウジングの端部に外嵌固定し、他端部を防振体よりタイロッドの操向車輪側に外嵌固定しているから、防振体は伸縮カバーに覆われる。操舵に応じて操向軸が軸長方向へ移動した場合、伸縮カバーも操向軸の移動に応じて伸縮し、防振体は伸縮カバーの外部に出ない。

第１発明、第２発明又は第３発明に係るステアリング装置は、防振体を、操向軸の近傍となるタイロッドの一端部側に設けてあることから、操向車輪の振動が操舵部材に伝達されるのを防止して良好な操舵感を損なわず、また、操向車輪の近傍に防振体を配設するための空間を確保する必要がないことから、操向車輪の近傍のレイアウト設計に苦慮することがなく、さらに、操向車輪の近傍の重量を増加させないことから、操向車輪に対しての追従性が良くなり車両の走行特性に悪影響を及ぼさない。

第４発明に係るステアリング装置は、防振体が伸縮カバーに覆われ、塵、埃、油脂等の異物の付着が抑えられることから、弾性部の劣化が抑制され、防振体の機能を長期に渡って維持できる。

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は本発明に係るステアリング装置の概略構成を示す模式図である。

図１において５は円筒状をなすラックハウジングであり、ラックハウジング５は車体の左右方向へ延設されている。ラックハウジング５の内部には、ラック軸（操向軸）４が軸長方向へ移動自在に支持されており、ラックハウジング５の両側からは、ラック軸４の両端部が夫々突出している。ラック軸４の両端部には、夫々タイロッド７，７の一端部が玉継手４０，４０を介して連結されており、タイロッド７，７の他端部は、ナックルアーム９０，９０を介して操向車輪９，９に繋がっている。

ラックハウジング５の両端部には、伸縮カバー６，６が取り付けられており、伸縮カバー６，６は、弾性材料、例えば合成ゴムにて作製され、筒状をなし、中途部の周面が蛇腹形状をなして伸縮自在とされている。伸縮カバー６，６は、一端部をラックハウジング５の端部に外嵌固定してあり、他端部をタイロッド７，７の中途部に外嵌固定してある。

ラック軸４の周面の一部には、ラック歯４１が軸長方向へ適長に亘って設けられており、ラック歯４１には、回動自在に支持されたピニオン軸３の一端部に設けられたピニオン３０が噛合している。ピニオン軸３の他端部は、操舵軸２の一端部に連結され、操舵軸２の他端部には、操舵部材１が連結されている。

以上の構成により、操舵部材１の回転操作に応じてピニオン軸３が回転運動し、該回転運動がラック軸４の軸長方向の直線運動に変換される。ラック軸４は、前記直線運動によりタイロッド７，７を介してナックルアーム９０，９０を押し引きし、ナックルアーム９０，９０の押し引きにより操向車輪９，９が操向されて舵取りがなされる。なお、タイロッド７，７の中途部に外嵌固定した伸縮カバー６，６の他端部は、タイロッド７，７と共に移動し、伸縮カバー６，６の中途部が伸縮する。

車両の走行時においては、路面の凹凸の影響により操向車輪９，９が振動し、該振動がナックルアーム９０，９０を介してタイロッド７，７に伝達される。本発明に係るステアリング装置は、タイロッド７，７に伝達された振動がラック軸４に伝達されるのを防止する防振体をタイロッド７，７夫々の中途部に備えている。

図２はラック軸４とタイロッド７との連結部近傍の断面図である。タイロッド７，7の近傍の構成は双方とも同一のため、図２では一方のタイロッド７の近傍について示し、以下の説明においての符号は、一方のタイロッド７に関連するものを示して他方のタイロッド７に関連するものは省略する。

タイロッド７は、操向車輪９側に配設されたアウターバー７０と、ラック軸４側に配設されたインナーバー７１とを備え、インナーバー７１の一端部に設けられた雄ねじ部７３をアウターバー７０の一端部に設けられた雌ねじ部７２に螺合して構成してある。アウターバー７０の他端部は、ナックルアーム９０との間に介された玉継手９１に連結されており、インナーバー７１の他端部は、ラック軸４との間に介された玉継手４０に連結されている。インナーバー７１の他端部、換言すれば、ラック軸４の近傍となるタイロッド７の一端部側に前述の防振体８が配設されている。なお、前述した伸縮カバー６の他端部の外嵌位置は、防振体８よりも操向車輪９側であるインナーバー７１の中途部であり、防振体８は伸縮カバー６に覆われている。

図３は防振体８が備える雄部、雌部及び弾性部の断面図である。

防振体８は、円柱状をなし、インナーバー７１の他端部側、換言すれば、タイロッド７の一端部側である一部７１ａと一体形成された雄部８０と、有底円筒状をなし、インナーバー７１の一端部側、換言すれば、タイロッド７の他端部側である他部７１ｂと一体形成され、雄部８０に外嵌した雌部８１と、雄部８０及び雌部８１の間に嵌装された弾性部８２とを備えている。雄部８０は、雌部８１から抜脱しないように構成されており、弾性部８２は、合成樹脂、合成ゴム等の弾性材料にて作製され、アウターバー７０側から雌部８１に伝達された振動を吸収する。

このような構成により、操向車輪９からナックルアーム９０、玉継手９１、アウターバー７０及びインナーバー７１の他部７１ｂを介して雌部８１に伝達された振動は、弾性部８２により吸収され、雄部８０、インナーバー７１の一部７１ａ、玉継手４０、ラック軸４、ピニオン軸３、操舵軸２及び操舵部材１には伝達されないから、操舵部材１を操作する運転者の操舵感を損なわない。

また、防振体８が、ラック軸４の近傍となるタイロッド７の一端部側に配設されているから、空間的な余裕が少ない操向車輪９の近傍に防振体８の配設空間を確保する必要がなく、操向車輪９の近傍のレイアウト設計に苦慮することがない。

さらに、前述したように防振体８が、ラック軸４の近傍となるタイロッド７の一端部側に配設されているから、操向車輪９の近傍の重量を増加させることがなく、操向車輪９に対しての追従性が良くなり車両の走行特性に悪影響を及ぼさない。

前述したように、車両の走行時においては、路面の凹凸の影響により操向車輪９が振動するが、路面の凹凸が大きい場合、操向車輪９は、図示しないサスペンションのストロークの範囲内で上下方向へ移動する。このとき、タイロッド７及び防振体８は、ラック軸４の端部に位置する玉継手４０を支点として操向車輪９に追従するように上下方向へ揺動する。

図４は、操向車輪９が上側に移動した場合の操向車輪９、タイロッド７及び防振体８の位置関係を示す説明図である。

操向車輪９は、路面の凸部上を通過するとき、上側に移動し、該移動に伴いタイロッド７が操向車輪９に追従するように玉継手４０を支点として上方向へ揺動する。このとき、タイロッド７には、下側を凸にするように撓ませようとする外力が作用する。タイロッド７の一端部側には、防振体８が配設されており、防振体８は、インナーバー７１の他部７１ｂと一体形成された雌部８１が、インナーバー７１の一部７１ａと一体形成された雄部８０に外嵌し、雄部８０及び雌部８１の間に弾性部８２が嵌装された構成とされている。このため、前記外力の作用により弾性部８２が弾性変形し、雄部８０が一体形成されたタイロッド７の一端部側である７４と、雌部８１が一体形成されたタイロッド７の他端部側である７５との間に角度θ１が生じる。

また、図４に破線で示したように、防振体８ａをタイロッド７ａの他端部側に配設してある従来のステアリング装置においても、前述の外力により防振体８ａの弾性部が弾性変形し、タイロッド７ａの一端部側である７４ａと、タイロッド７ａの他端部側である７５ａとの間に角度θ２が生じる。

本発明に係るステアリング装置は、防振体８がタイロッド７の一端部側に配設され、タイロッド７の他端部側である７５が、従来のステアリング装置のタイロッド７ａの他端部側である７５ａより長いから、角度θ１が角度θ２より大きくなる。従って、本発明に係るステアリング装置の弾性部８２は、従来のステアリング装置の弾性部より弾性変形が小さく、弾力の低下を引き起こす弾性疲労の蓄積が少ない。よって、本発明に係るステアリング装置は、従来のステアリング装置より防振体８の機能を長期に渡って維持できる。

また、本発明に係るステアリング装置は、前述したように、防振体８が伸縮カバー６に覆われ、伸縮カバー６がラック軸４の軸長方向の移動に応じて伸縮するから、防振体８が伸縮カバー６の外側に出ることはない。このため、防振体８に塵、埃、油脂等の異物が付着しないから、弾性部８２の劣化が抑制され、防振体８の機能を長期に渡って維持できる。

前述した実施の形態では、防振体８の雄部８０の形状を円柱状とし、雌部８１の形状を有底円筒状としたが、雄部８０の形状は円柱状に限らず、雌部８１の形状も有底円筒状に限らない。

また、雄部８０を、タイロッド７の一端部側であるインナーバー７１の一部７１ａと一体形成し、雌部８１を、タイロッド７の他端部側であるインナーバー７１の他部７１ｂと一体形成したが、雌部８１を、タイロッド７の一端部側であるインナーバー７１の一部７１ａと一体形成し、雄部８０を、タイロッド７の他端部側であるインナーバー７１の他部７１ｂと一体形成してもよい。

また、以上で説明した実施の形態では、本発明に係るステアリング装置をラックピニオン式のステアリング装置に適用した場合について説明したが、本発明に係るステアリング装置は、ラックピニオン式のステアリング装置に限らず、操舵に応じて軸長方向へ移動する操向軸に一端部が連結され、他端部が操向車輪に繋がるタイロッドを備えるステアリング装置であれば、適用可能である。

以上、本発明に係るステアリング装置の実施の形態について説明したが、本発明に係るステアリング装置の構成は、前述した実施の形態に限らず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲にて変更することも可能である。

本発明に係るステアリング装置の概略構成を示す模式図である。 ラック軸とタイロッドとの連結部近傍の断面図である。 防振体が備える雄部、雌部及び弾性部の断面図である。 操向車輪が上側に移動した場合の操向車輪、タイロッド及び防振体の位置関係を示す説明図である。

符号の説明

４ ラック軸（操向軸）
５ ラックハウジング（ハウジング）
６ 伸縮カバー
７ タイロッド
８ 防振体
９ 操向車輪
７１ａ 一部（タイロッドの一端部側）
７１ｂ 他部（タイロッドの他端部側）
８０ 雄部
８１ 雌部
８２ 弾性部

Claims (4)

1. 筒状をなすハウジングに支持され、操舵に応じて前記ハウジングの軸長方向へ移動する操向軸に一端部が連結され、他端部が操向車輪に繋がるタイロッドを備えるステアリング装置において、
   振動の伝達を防止する防振体を前記タイロッドの前記一端部側に配設してあることを特徴とするステアリング装置。
2. 前記防振体は、雄部と、該雄部に嵌合した雌部と、前記雄部及び雌部の間に介装された弾性部とを備えることを特徴とする請求項１に記載のステアリング装置。
3. 前記防振体は、棒状をなし、前記タイロッドの一端部側と一体形成された雄部と、筒状をなし、前記タイロッドの他端部側と一体形成され、前記雄部に外嵌した雌部と、前記雄部及び雌部の間に嵌装された弾性部とを備えることを特徴とする請求項１に記載のステアリング装置。
4. 筒状をなす伸縮カバーを更に備え、
   該伸縮カバーは、一端部を前記ハウジングの端部に外嵌固定してあり、他端部を前記防振体より前記タイロッドの前記操向車輪側に外嵌固定してあることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のステアリング装置。

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