JP2005104352A - 操舵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ラック軸とタイロッドとの連結部を覆う保護カバーの長さを短くし車両などに接触することを防止することができる操舵装置を提供する。
【解決手段】 ラックハウジング１０の内側に、軸長方向に移動自在に支持されたラック軸１１の端部にはタイロッド１４が連結されている。ラック軸１１とタイロッド１４とを連結する連結部４は、ラック軸１１の端部に備えられた略球状のボール部４２と、タイロッド１４の端部に備えられ、ボール部４２を収容可能な凹部を備えたジョイントハウジング４１とを備えている。保護カバー３は、一端がジョイントハウジング４１の外周に固定されて、他端が前記ラックハウジング１０の端部の外周に固定されている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ラックピニオン式の操舵装置に関する。

ラックピニオン式の操舵装置は、車両の左右方向に横置きされた円筒形のラックハウジングの内側に、軸長方向に移動自在に支持されたラック軸を備え、該ラック軸の外周に形成されたラック歯に噛合するピニオンが下端部に設けられたピニオン軸の上部には、操舵軸が連結され、該操舵軸の上部には操舵輪が固定されている。前記ラック軸の端部夫々には、タイロッドの一端が連結され、前記タイロッドの他端は、前輪がナックルアームを介して連結されている。
合成樹脂製であって蛇腹状の伸縮可能な保護カバーの内側には、前記ラックハウジングの端部から突出した前記ラック軸、前記ラック軸とタイロッドの連結部及び前記タイロッドが貫通し、前記保護カバーの一端が前記タイロッドの略中央部の外周に固定され、他端が前記ラックハウジングの端部の外周に固定されている。

車両の操舵は、前記操舵輪を操作することにより、前記ピニオンが回転し、前記ラック軸が軸長方向に移動し、前記タイロッドが軸長方向に移動して前記ナックルアームを連動して前記前輪を所要の方向に回転させることにより行われる。

車両の操舵をする場合に、前記ラック軸の軸長方向の移動に伴って、前記タイロッドの略中央部は、軸長方向外側に所定の長さを移動する。したがって、保護カバーは、前記ラックハウジングの端部から、前記タイロッドが最も外側に移動した場合における前記タイロッドの略中央部までの長さにする必要があった。
また、前記タイロッドは、車両が路面上を走行する場合に、路面状況に応じて前記前輪が上下動をするため、前記タイロッドの略中央部も、前記連結部を支点として略上下方向に移動する（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−２０８４８６号公報

しかしながら、特許文献１の操舵装置にあっては、前記保護カバーの寸法は、前記ラックハウジングの端部と、前記タイロッドが最も外側に移動した場合の前記タイロッドの略中央部との間の長さにする必要があるため、例えば、車両の走行中に、操舵輪の操作に伴って前記連結部が前記ラックハウジングの端部に当接するまで移動し、かつ、車両の走行に伴って前記タイロッドが前記連結部を支点にして下方向に移動する場合は、前記ラックハウジングの端部下側と前記タイロッドの略中央部下側との間隔が最も小さくなり、前記保護カバーの下側部分は、大きく変形して、前記連結部、前記タイロッド及び車体などに接触して、磨耗及び亀裂などが生じる場合があった。

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、前記保護カバーが、前記連結部、前記タイロッド及び車体などに接触し、破損することを防止することができるとともに、前記保護カバーの一端を前記タイロッドの略中央部に固定する場合に比べて、前記保護カバーの長さを短くすることができ、部品コストを低減することができる操舵装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、前記保護カバーの一端を前記タイロッドの略中央部に固定する場合に比べて、前記保護カバーの変形を小さくすることができる操舵装置を提供することを目的とする。

本発明の第１発明に係る操舵装置は、ラックハウジング内に、軸長方向に移動自在に支持され、前記ラックハウジングの両端部から突出したラック軸と、該ラック軸の両端夫々に一端が連結されたタイロッドと、前記ラック軸及びタイロッドを連結する連結部と、筒形をなし前記連結部を覆う保護カバーとを備え、前記連結部は、前記ラック軸の端部に備えられたボール部及び前記タイロッドの一端に備えられ、前記ボール部を摺動自在に支持するハウジング部を有する操舵装置において、前記保護カバーの一端は、前記ハウジング部の外周に固定されていることを特徴とする。

第１の発明にあっては、前記保護カバーの一端を前記タイロッドの一端に備えられたハウジング部の外周に固定することにより、前記保護カバーの一端を前記タイロッドの略中央部に固定する場合に比べて、前記保護カバーの長さを短くすることができる。また、前記タイロッドの一端に備えられた前記ハウジング部が、前記ボール部を支点として回転するため、前記ボール部を支点として回転する前記ハウジング部の外周の回転半径は、前記タイロッドの略中央部の回転半径よりも小さくなり、前記タイロッドの略中央部に固定された場合に比べて、前記ハウジング部の外周に固定された前記保護カバーの一端の上下方向の移動を防止することができる。

本発明の第２発明に係る操舵装置は、ラックハウジング内に、軸長方向に移動自在に支持され、前記ラックハウジングの両端部から突出したラック軸と、該ラック軸の両端夫々に一端が連結されたタイロッドと、前記ラック軸及びタイロッドを連結する連結部と、筒形をなし前記連結部を覆う保護カバーとを備え、前記連結部は、前記タイロッドの一端に備えられたボール部及び前記ラック軸の端部に備えられ、前記ボール部を摺動自在に支持するハウジング部を有する操舵装置において、前記保護カバーを固定する固定部材が前記タイロッドのボール部側に周設され、前記保護カバーの一端は、前記固定部材の外周に固定されていることを特徴とする。

第２の発明にあっては、前記保護カバーの一端を前記タイロッドの略中央部に固定する場合に比べて、前記保護カバーの長さを短くすることができる。さらに、前記連結部から前記保護カバーの一端までの長さが短いため、前記連結部を支点として前記タイロッドが上下方向に移動した場合においても、前記保護カバーの一端の上下方向への移動を小さくすることができる。また、前記タイロッドのボール部側に固定部材を周設することにより、前記保護カバーの一端を前記タイロッドの略中央部の外周に固定する場合に比べて、前記固定部の外径が大きくなり、前記保護カバーは、湾曲することなく固定され、また、前記連結部に接触することなく固定される。これにより、前記タイロッドの略中央部に固定する場合に比べて、前記タイロッドが上下方向に移動した場合において、前記保護カバーの変形を少なくすることができる。

本発明にあっては、前記保護カバーを前記タイロッドの略中央部に固定する場合に比べて、前記保護カバーの長さを短くすることができ、前記保護カバーの上下方向の移動を少なくし、車両などへの接触を防止することができるため前記保護カバーの破損を防止でき、車両への搭載が容易になるとともに、部品コストを低減することができる。
また、本発明にあっては、前記保護カバーを前記タイロッドの略中央部に固定する場合に比べて、前記保護カバーの長さを短くすることができ、前記保護カバーの寸法を小さくすることができ、破損を防止することができる。また、前記保護カバーを前記タイロッドの略中央部に固定する場合に比べて、前記保護カバーの変形を小さくすることができる。

実施の形態１
図１は本発明に係る操舵装置１の全体構成を示す模式図である。図において、符号１は本発明に係る操舵装置であり、車体の左右方向に横置きされた中空のラック軸１１と、ラック軸１１を軸長方向への移動自在に内部に支持するラックハウジング１０とを備えている。このラック軸１１の両端は、ラックハウジング１０の両側に突出され、ラック軸１１の両端夫々は、連結部４、４を介してタイロッド１４、１４の一端が連結され、タイロッド１４、１４の他端は、操舵用の左右の前輪１２、１２に連結されたナックルアーム１３、１３が夫々連結されている。

ラックハウジング１０の両端部の外周及び連結部４の外周には、両端に開口部を有し、合成樹脂製であって蛇腹状の保護カバー３が、ラック軸１１及び連結部４を覆うように固定されている。
ラックハウジング１０の一側半部には、これと軸心を交叉させてピニオンハウジング１５が連設されており、ピニオンハウジング１５の内部には、軸回りで回転自在のピニオン軸１６が支持されている。

ピニオンハウジング１５の内部に設けられたピニオン軸１６の下部には、図示しないピニオンが一体に設けてある。また、ラックハウジング１０の内部に支持されたラック軸１１の外面には、ピニオンハウジング１５との交叉部を含む適長に亘って図示しないラック歯が形成されており、このラック歯が、ピニオン軸１６下部の前記ピニオンに噛合させてある。
ピニオン軸１６の上部は、ピニオンハウジング１５の上端から突出しており、ピニオン軸１６の上部は、両端にユニバーサルジョイント１７、１７を備える中間軸１８を介して操舵軸２０に連結されている。

操舵軸２０は、円筒形をなすコラムハウジング２１の内部に同軸上に回転自在に支持され、図示しない車室の内部に後上方に傾斜して固定支持されており、操舵輪２は、コラムハウジング２１の上部に突出する操舵軸２０の上端部に固定されている。
操舵輪２が操作された場合には、操舵輪２が固定された操舵軸２０が軸周りに回転し、この回転が中間軸１８を介してピニオン軸１６に伝わり、このピニオン軸１６の回転が、前記ピニオン及びラック歯の噛合部において、ラック軸の軸長方向の移動に変換される。
この移動により、タイロッド１４、１４を介してナックルアーム１３、１３を連動し、左右の前輪１２、１２の方向が変わり、車両の操舵が行われる。

図２は本発明に係る連結部４を示すラック軸１１の軸方向断面図である。円筒形のラックハウジング１０の内側には複数の適長のブッシュ２３が周設されている。ブッシュ２３により、ラック軸１１が軸長方向に移動自在に支持されている。ラック軸１１の端部外周には、突起部２５が周設され、ラックハウジング１０の端部内側に周設されたラックストッパー２４に当接することによりラック軸１１の軸長方向の移動を規制している。
ラック軸１１の端部内周は、雌ねじが形成されている。円柱形状の取付け軸４５の一端には、略球状のボール部４２が一体形成され、取付け軸４５の他端の外周には雄ねじが形成されている。該雄ねじは、ラック軸１１の雌ねじにねじ込まれ、ボール部４２はラック軸１１に固定されている。

タイロッド１４の一端内側は、雌ねじが形成されている。円柱形状の取付け軸４６の一端は、略円筒形状であって、ボール部４２を収容可能な凹部を備えたジョイントハウジング４１が、該凹部を軸長方向外側にして一体形成されている。取付け軸４６の他端の外周には雄ねじが形成され、該雄ねじは、前記タイロッド１４の雌ねじにねじ込まれ、ジョイントハウジング４１はタイロッド１４に固定されている。
連結部４は、ジョイントハウジング４１と、ジョイントハウジング４１の凹部内に固定された複数の部材からなる球面座４３、４３…と、この球面座４３、４３…によって摺動自在に支持されたボール部４２とを備えている。

保護カバー３の一端は、金属製であって円環状のバンド２６によりジョイントハウジング４１の外周に固定されている。ラックハウジング１０の端部外周には、バンド２８により保護カバー３の他端が固定されてある。これにより、ラックハウジング１０から突出するラック軸１１及び連結部４は保護カバー３により覆われ、車両走行時に、泥、ごみなどが、ラック軸１１及び連結部４夫々の表面に付着すること並びに連結部４のジョイントハウジング４１の内部に入り込むことを防止することができる。

車両走行時に操舵操作を行うと、ラック軸１１は軸長方向に移動し、この移動に伴って、連結部４、４及びタイロッド１４、１４も軸長方向に移動し、保護カバー３は伸縮をする。また、路面の状態に応じて、前輪１２、１２が上下方向に移動すると、ナックルアーム１３、１３を介して前輪１２、１２に連結されたタイロッド１４、１４の一端に固定されたジョイントハウジング４１は、ボール部４２を支点にして回転する。しかし、前輪１２、１２の上下方向の移動に比べて、ジョイントハウジング４１の外周の回転半径が小さいため、ジョイントハウジング４１の外周に固定された保護カバー３の一端における上下方向の動きは、極めて小さくなる。

これにより、保護カバー３の一端は、ラック軸１１の略軸長方向にのみ移動することになり、保護カバー３が大きく伸縮、変形して、ラック軸１１、連結部４及び車体などに接触することを防止できる。
また、従来の例に比べて、保護カバー３の長さを短くすることができ、保護カバー３の寸法が小さくなり、車両内のスペースを削減できるとともに、部品コストも低減することができる。

本発明では、保護カバー３は、バンド２６、２８により固定されていたが、他の方法で固定してもよい。また、ジョイントハウジング４１は、螺旋によりタイロッド１４の一端に固定されていたが、他の方法で固定されてもよく、また、一体成形されてあってもよい。さらに、ボール部４２は、螺旋によりラック軸１１の端部に固定されていたが、他の方法で固定されてもよく、また、一体成形されてあってもよい。

実施の形態２
図３は本発明に係る連結部４を示すラック軸１１の軸方向断面図である。以下、実施の形態１と同様の構成である部分の説明は省略する。
タイロッド１４の一端には、略球状のボール部４８が一体成形されてあり、タイロッド１４のボール部側の外周には、後述するジョイントハウジング４７の外径と略同径を有するリング部材２７が外嵌されている。
ラック軸１１の端部内周は、雌ねじが形成されている。円柱形状の取付け軸４９の一端には、略円筒形状であって、ボール部４８を収容可能な凹部を備えたジョイントハウジング４７が、該凹部を軸長方向外側にして一体形成されている。取付け軸４９の他端の外周には雄ねじが形成され、該雄ねじは、前記ラック軸１１の雌ねじにねじ込まれ、ジョイントハウジング４７はラック軸１１に固定されている。

連結部４は、ジョイントハウジング４７と、ジョイントハウジング４７の凹部内に固定された複数の部材からなる球面座４３、４３…と、この球面座４３、４３…によって摺動自在に支持されたボール部４８とを備えている。

保護カバー３の一端は、金属製であって円形状のバンド２９によりリング部材２７の外周に固定されている。ラックハウジング１０の端部外周には、バンド２８により保護カバー３の他端が固定されてある。これにより、保護カバー３の一端は、タイロッド１４の外径より大きい径を有するリング部材２７であって、ジョイントハウジング４７の外径と略同径を有するリング部材２７の外周に固定されるため、保護カバー３は、湾曲することなく固定することが可能となり、また、連結部４に接触せずに固定することができる。
また、ラックハウジング１０から突出するラック軸１１及び連結部４は保護カバー３により覆われ、車両走行時に、泥、ごみなどが、ラック軸１１及び連結部４夫々の表面に付着すること並びに連結部４のジョイントハウジング４７の内部に入り込むことを防止することができる。

車両走行時に操舵操作を行うと、ラック軸１１は軸長方向に移動し、この移動に伴って、連結部４及びタイロッド１４、１４も軸長方向に移動し、保護カバー３は伸縮をする。また、路面の状態に応じて、前輪１２、１２が上下方向に移動すると、ナックルアーム１３、１３を介して前輪１２、１２に連結されたタイロッド１４、１４のボール部４８が、ジョイントハウジング４７の凹部内で回転するため、タイロッド１４、１４は、ボール部４８を支点として上下方向に移動する。保護カバー３の一端は、前記タイロッドのボール部４８側に外嵌されたリング部材２７の外周に固定されているため、保護カバー３の一端がタイロッド１４、１４の略中央部に固定されていた場合に比べて、保護カバー３の長さを短くできるとともに、保護カバー３の変形を小さくすることができる。
また、保護カバー３の一端が、リング部材２７の外周に固定されているため、タイロッド１４の一端にボール部４８が備えられている構造であっても、また、ジョイントハウジング４７の外形に拘わらず、連結部４を覆って保護カバーを固定することができる。

これにより、保護カバー３の一端は、ラック軸１１の略軸長方向にのみ移動することになり、保護カバー３が伸縮し、又は変形して、ラック軸１１、連結部４及び車体などに接触することを防止できる。
また、タイロッド１４のボール部４８側に、リング部材２７を周設したことにより、連結部４を覆って保護カバー３を固定することができる。
また、従来の例に比べて、保護カバー３の長さを短くすることができ、保護カバー３の寸法が小さくなり、車両内のスペースを削減できるとともに、部品コストも低減することができる。

本発明では、保護カバー３は、バンド２８、２９により固定されていたが、他の方法で固定してもよい。また、ジョイントハウジング４７は、螺旋によりラック軸１１の一端に固定されていたが、他の方法で固定されてもよく、また、一体成形されてあってもよい。さらに、リング部材２７は、タイロッド１４に一体成形されてあってもよい。
また、本発明では、タイロッド１４の一端にボール部４８が備えられ、ラック軸１１の端部にジョイントハウジング４７が備えられているが、タイロッド１４の一端にジョイントハウジング４７を備え、ラック軸１１の端部にボール部４８を備える構成であってもよい。

本発明に係る操舵装置の全体構成を示す模式図である。 本発明に係る連結部を示すラック軸の軸方向断面図である。 本発明に係る連結部を示すラック軸の軸方向断面図である。

符号の説明

１ 操舵装置
２ 操舵輪
３ 保護カバー
４ 連結部
１０ ラックハウジング
１１ ラック軸
１２ 前輪
１３ ナックルアーム
１４ タイロッド
２３ ブッシュ
２４ ラックストッパー
２５ 突起部
２７ リング部材（固定部材）
４１、４７ ジョイントハウジング（ハウジング部、連結部）
４２、４８ ボール部（連結部）
４３ 球面座（ハウジング部、連結部）

Claims (2)

1. ラックハウジング内に、軸長方向に移動自在に支持され、前記ラックハウジングの両端部から突出したラック軸と、該ラック軸の両端夫々に一端が連結されたタイロッドと、前記ラック軸及びタイロッドを連結する連結部と、筒形をなし前記連結部を覆う保護カバーとを備え、前記連結部は、前記ラック軸の端部に備えられたボール部及び前記タイロッドの一端に備えられ、前記ボール部を摺動自在に支持するハウジング部を有する操舵装置において、
   前記保護カバーの一端は、前記ハウジング部の外周に固定されていることを特徴とする操舵装置。
2. ラックハウジング内に、軸長方向に移動自在に支持され、前記ラックハウジングの両端部から突出したラック軸と、該ラック軸の両端夫々に一端が連結されたタイロッドと、前記ラック軸及びタイロッドを連結する連結部と、筒形をなし前記連結部を覆う保護カバーとを備え、前記連結部は、前記タイロッドの一端に備えられたボール部及び前記ラック軸の端部に備えられ、前記ボール部を摺動自在に支持するハウジング部を有する操舵装置において、
   前記保護カバーを固定する固定部材が前記タイロッドのボール部側に周設され、前記保護カバーの一端は、前記固定部材の外周に固定されていることを特徴とする操舵装置。
   
   
   
   

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