JP2008265465A - ステアリング装置のタイロッド取付構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 タイロッドの内方端に設けられた左右一対のボールボールの中心間距離と、このボールとラック軸間距離とを短縮して、タイロッドの取付構造の小型化と、ステアリングの応答性および操縦安定性の向上と、取付作業が容易となるタイロッド取付構造を提供する。
【解決手段】 タイロッド５，５の内方端に設けられたボールジョイント６，６は、ボールハウジング６ａ，６ａと、ボール軸６ｂ，６ｂとを有し、このボール軸６ｂ，６ｂは、ボール部６ｃ，６ｃと、工具係合部６ｄ，６ｄと、取付ねじ６ｅ，６ｅとを有している。タイロッド５，５とラック軸４との連結では、このボールジョイント６，６の取付ねじ６ｅ，６ｅがラック軸４に直接螺合され、連結部材を介さない取付構造とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、センターテイクオフ型ステアリング装置におけるタイロッドの取付構造に関する。

自動車のステアリング装置の一形式として、ラックアンドピニオン機構のステアリング装置がある。ラックアンドピニオン機構のステアリング装置では、舵輪（ステアリングホイール）がピニオンに連動連結され、このピニオンが車両左右方向に延設されたラックの中途部に噛合されている。これによって、ラックアンドピニオン機構のステアリング装置は、舵輪の回転操作をラックの車両左右方向の左右動に変換し、このラックの左右動を操向車輪に伝えて舵取りを行うことができる。

このようなラックアンドピニオン機構のステアリング装置は、更に、左右の操向車輪に舵角を与えるための左右一対のタイロッドをラック軸の両端部に各別に連結するエンドテイクオフ型と、左右一対のタイロッドをラック軸の中途部に一括して連結するセンターテイクオフ型とに大別される。
センターテイクオフ型のステアリング装置では、エンドテイクオフ型と比べて左右の操向車輪に至るタイロッドの長さが長くなり、タイロッドの車両左右方向に対する傾斜角度（図２のθ：以下、単に傾斜角度という。）が小さくなる。

このようにセンターテイクオフ型のステアリング装置では、タイロッドの傾斜角度がより小さくなるので、タイロッドの移動方向が車両の左右方向に近づき、ラック軸の車両左右方向の左右動をより効率的に操向車輪に伝えることができる。これによって、舵輪の回転操作に対する応答性が向上され、かつ操縦安定性が高められる。また、ラック軸およびこれを支承するラックハウジングの長さは短くすることができる。更に、ラックハウジングと車輪との相対的な位置関係では、設定の自由度が大きいという利点も有している。
また、センターテイクオフ型のステアリング装置では、タイロッドの長さが長くなるので、サスペンションのストロークによる上下方向の車輪の動きに伴う当該車輪の整列状態（ホイールアライメント）の変化が小さくなる。これによって、操縦安定性や車両の高速安定性が高められる。

かかるセンターテイクオフ型のステアリング装置における左右一対のタイロッドの取付構造として、それらのタイロッドのボールジョイントを単一の取付ブラケットを介してラックに取り付けるようにしたものがある。図８は、この従来のタイロッドの取付構造を示している。

図８に示すように、この従来の取付構造は、車両の左右方向に延びるラックハウジング２と、このラックハウジング２内に左右方向に移動自在に収納されたラック軸４と、このラック軸４の長手方向中途部に取り付けられた取付ブラケット３３と、左右一対のタイロッド３１，３１と、この左右一対のタイロッド３１，３１の内方端にそれぞれ設けられたボールジョイント３２，３２とを備えている。

取付ブラケット３３は、ラック軸４に装着される取付基部３３ｂと、中央部にラックハウジング２の径外方向に突出する取付突部３３ａとを備えている。
ボールジョイント３２，３２は、ボールハウジング３２ａ，３２ａの先端面からラック軸４の長手方向に延び一体に突設する工具係合部３２ｃ，３２ｃと取付ねじ３２ｄ，３２ｄとを備えている。

ボールハウジング３２ａ，３２ａの取付ねじ３２ｄ，３２ｄが取付ブラケット３３の取付突部３３ａの左右両側面にそれぞれねじ込まれ、ボールハウジング３２ａ，３２ａが取付ブラケット３３に取り付けられている。
また、取付ブラケット３３の取付基部３３ｂを前記ラックハウジング２の径外側から径内側に向かって貫通するボルト３４，３４がラック軸に螺合され、取付ブラケット３３がラック軸４に取り付けられている。
このようにして、ボールハウジング３２ａ，３２ａが取付ブラケット３３を介してラック軸４に連結されている（特許文献１参照）。

特開２００１−１５１１４０号公報

上記従来のタイロッド取付構造では、ボールハウジング３２ａ，３２ａの先端面に設けられた取付ねじ３２ｄ，３２ｄが取付ブラケット３３の取付突部３３ａの左右両側面にねじ込まれているので、図８に示す取付完了状態において、ボールジョイント３２，３２のボール３２ｂ，３２ｂの中心間距離（図８のＢ）には、ラック軸４の長手方向の長さとなる取付ブラケット３３の取付突部３３ａの幅とボールハウジング３２ａ，３２ａの工具係合部３２ｃ，３２ｃの長さとが必ず含まれることになるので、当該中心間距離の短縮化に限界がある。

また、取付ブラケット３３とラック軸４との取り付けでは、この取付ブラケット３３の取付基部３３ｂを貫通するボルト３４，３４がラック軸４に螺合されているので、図８に示す取付完了状態において、ボールジョイント３２，３２のボール３２ｂ，３２ｂとラック軸４間の距離（図８のＡ）には、ラックハウジング２の径外側から径内側に向かう方向の長さとなる取付ブラケット３３の取付基部３３ｂの厚さが必ず含まれることになるので、当該距離の短縮化に限界がある。

この従来のタイロッドの取付構造では、取付ブラケット３３の取付突部３３ａの左右両側面に対してボールハウジング３２ａ，３２ａの取付ねじ３２ｄ，３２ｄをそれぞれねじ込む作業と、取付ブラケット３３の取付基部３３ｂに対してボルト３４，３４を貫通させてラック軸４にねじ込む作業とが必要となる。
このため、ボールハウジング３２ａ，３２ａとラック軸４を連結するための作業が多くなっており、作業スペースが狭い車体内でのタイロッドの組み付け作業が煩雑化するという欠点もある。

本発明は、このような実情に鑑み、ボールジョイントのボールの中心間距離と、ボールジョイントのボールとラック軸間距離とをより短縮化することで、タイロッドの取付構造を小型化でき、かつステアリングの応答性を更に向上でき、車体内でのタイロッドの組み付け作業を容易に行えるセンターテイクオフ型ステアリング装置のタイロッドの取付構造を提供することを目的とする。

本発明は、センターテイクオフ型ステアリング装置におけるタイロッド取付構造において、車両の左右方向に延びるラックハウジングと、このハウジング内に左右方向に移動自在に収納されたラックと、左右一対のタイロッドの内方端にそれぞれ設けられたボールジョイントと、この左右一対のボールジョイントに設けられた取付ねじとを備え、この左右一対の取付ねじを前記ラックに直接螺合させることにより前記左右一対のボールジョイントが前記ラックに締結されていることを特徴とする。

本発明によれば、前記左右一対のボールジョイントが前記ラックに直接締結されているので、当該締結において取付ブラケットが介在しなくなる。
このため、前記取付ブラケットが不要な分だけ、前記左右一対のボールジョイントのボールの中心間距離と、前記左右一対のボールジョイントのボールとラック間距離とを従来構造よりも更に短縮化することができる。
また、本発明によれば、前記左右一対のボールジョイントの取付ねじが前記ラックに直接取り付けられているので、前記左右一対のボールジョイントの取付ねじと前記取付ブラケットの取付突部の取り付けと、前記取付ブラケットの取付基部と前記ラックの取り付けとを必要とする従来構造に比べて、タイロッドの組み付け作業が容易になる。

上記のタイロッド取付構造において、前記左右一対の取付ねじに、当該取付ねじの緩み止め用のナットを螺合させているのが好ましい。
この場合、前記左右一対の取付ねじに対する前記ナットの締め付けによって、前記左右一対の取付ねじの軸力を増加でき、取付ねじの緩み止めが達成される。
また、上記のタイロッド取付構造において、前記左右一対の取付ねじは、ねじ込み時の位置決めとなるつば部を有するのが好ましい。
この場合、前記つば部が前記左右一対の取付ねじのねじ込みの位置決め用ストッパーとなる。そして、前記つば部の端面に生じる摩擦によって、左右一対のボールジョイントの取付ねじと前記ラックとの締結の緩みが防止できる。

以上の通り、本発明によれば、センターテイクオフ型ステアリング装置において、左右一対のタイロッドの内方端に設けられたボールジョイントのボールの中心間距離と、このボールとラック軸間距離とが従来構造よりも短縮化できるので、タイロッドの取付構造を小型化でき、ステアリングの応答性をより向上できるとともに、車体内でのタイロッドの組み付け作業が容易になる。

以下、図面に基づいて本発明の一実施形態（第１実施形態）を説明する。図１は、本実施形態に係る取付構造を備えたセンターテイクオフ型ステアリング装置の要部を示す一部破断正面図であり、図２は、図１の要部拡大図である。また、図３は、図２のＥ−Ｅ線断面図であり、図４は、図２の車両前後方向の前から見た（図２のＤ方向）側面図である。
図１において、本実施形態のステアリング装置１は、車両の左右方向に延設されたラックハウジング２と、ラックハウジング２に連結されたピニオンハウジング３と、ラックハウジング２に支持され軸方向に左右動自在なラック軸(ラック)４と、ラック軸４と連動され操行車輪に舵角を与える左右一対のタイロッド５，５と、ラック軸４の左右動にアシスト力を与える電動モータ１０と、伸縮自在なダストブーツ８とを備えている。

ラックハウジング２の内部には、ラック軸４が収容されており、ラックハウジング２は伸縮自在なダストブーツ８に覆われている。
ピニオンハウジング３の内部には、舵輪の回転の入力軸となるピニオン軸９が挿通され、操舵トルクを検出するトルクセンサ１１と、図示していないが、舵輪の回転操作をラック軸４の左右動に変換するピニオン軸９とラック軸４との噛合部とが収容されている。
トルクセンサ１１は、ピニオン軸９の途中に設けられたトーションバー（図示せず）のねじれ量に基づいた操舵トルクの検出と、この検出結果に応じた信号を電子制御ユニット（図示せず）に伝達し、この電子制御ユニットが図示しない車速センサ等の信号に応じて電動モータ１０を駆動する。

電動モータ１０は、ピニオンハウジング３と一体に構成されており、ピニオンハウジング３よりも更に車両左右方向の車両中央寄りに位置している。この電動モータ１０は、前記電子制御ユニットの信号を受けて駆動され、ラック軸４の左右動をアシストしている。
ダストブーツ８は、ラック軸４の左右動の可動域を含む領域において、ラックハウジング２を覆う蛇腹状のカバーよりなる。
左右一対のタイロッド５，５は、各内方端にボールジョイント６，６を設けており、このボールジョイント６，６がラック軸４に直接連結されている。
図１は、車両が直進走行している状態のステアリング装置１を示しており、このとき、左右一対のタイロッド５，５の内方端に設けられたボールジョイント６，６は車両左右方向の車両中央位置にある。

図２および図３に示すように、タイロッド５，５の内方端に設けられたボールジョイント６，６は、ボールハウジング６ａ，６ａとボール軸６ｂ，６ｂとを備えており、ボール軸６ｂ，６ｂは、ボール部６ｃ，６ｃと、このボール部６ｃ，６ｃから一体に突設された工具係合部６ｄ，６ｄと取付ねじ６ｅ，６ｅとを有している。
ボール部６ｃ，６ｃはボールハウジング６ａ，６ａに離脱不能でかつ回転可能に挿入されており、ボールハウジング６ａ，６ａはボール部６ｃ，６ｃに揺動自在に支持されている。
ボールハウジング６ａ，６ａのボール部６ｃ，６ｃの挿入口は、ボール部６ｃ，６ｃを挿通させる挿通孔を有する樹脂製のカバー１５，１５で覆われている。

樹脂製のカバー１５，１５は、ほこりや塵等の異物の侵入を防ぎ、ボールハウジング６ａ，６ａの揺動にも伸縮自在に対応可能となっている。
ラックハウジング２には、ラック軸４の移動方向に長い長孔よりなるスライド孔２ａが形成されている。このスライド孔２ａに、ラック軸４の移動のガイドとなるスペーサ１２が摺動自在に嵌合しており、このスペーサ１２は前記ダストブーツ８の内側に位置している。
ダストブーツ８の表面側には保持板１３が当接している。この保持板１３と上記スペーサ１２はともに取付ねじ６ｅ，６ｅに貫通されており、後述するナット１４の締め付け力により、ダストブーツ８の周壁の一部が保持板１３とスペーサ１２の間で挟まれている。このため、ダストブーツ８は、ラック軸４の左右動に連動して左右に伸縮するようになっている。

取付ねじ６ｅ，６ｅは、ラックハウジング２の径外側から径内側に向かって、上記保持板１３、ダストブーツ８及びスペーサ１２をこの順で貫通し、ラック軸４に螺合されている。
上記ナット１４，１４は、取付ねじ６ｅ，６ｅにおける保持板１３と工具係合部６ｄの間の部分に螺合されており、このナット１４，１４を保持板１３の表面に当接させて締め付けることにより、取付ねじ６ｅ，６ｅがラック軸４に締結されている。

上記構成を有する本実施形態のステアリング装置１によれば、左右一対のボールジョイント６，６の取付ねじ６ｅ，６ｅをラック軸４に直接締結するようにしたので、ボールジョイント６，６のボール部６ｃ，６ｃの中心間およびボールジョイント６，６のボール部６ｃ，６ｃとラック軸４間において、取付ブラケットの介在が不要となり、ボールジョイント６，６のボール部６ｃ，６ｃの中心間距離およびボールジョイント６，６のボール部６ｃ，６ｃとラック軸４間距離が短縮できる。
また、取付ねじ６ｅ，６ｅにナット１４，１４を螺合するようにしたので、取付ねじ６ｅ，６ｅに対するナット１４，１４の締め付けによって、取付ねじ６ｅ，６ｅの軸力が増加され、取付ねじ６ｅ，６ｅとラック軸４が締結し、かつ当該締結の緩みが防止できる。

このように、左右一対のボールジョイント６，６の取付ねじ６ｅ，６ｅがラック軸４に直接取り付けられているので、取付ブラケットを介して左右一対のボールジョイント６，６の取付ねじ６ｅ，６ｅがラック軸４に連結されるのと比べて、タイロッドの組み付け作業が容易になる。
図４は、図２に示すタイロッド取付構造を車両前後方向の前から見た側面図である。左右一対のボールジョイント６，６の間には、取付ブラケットが非介在であることがより良く図示されている。

図５および図６は、本発明の第２実施形態を示している。本実施形態では、取付ねじ６ｅ，６ｅにねじ込み時の位置決めとなるつば部１７，１７を有しており、この取付ねじ６ｅ，６ｅをラック軸４に螺合させることにより左右一対のボールジョイント６，６がラック軸４に締結されている。
すなわち、第１実施形態における左右一対のボールジョイント６，６の取付ねじ６ｅ，６ｅは、ナット１４，１４を螺合しているのに対して、本実施形態においては、図５および図６に示すように、取付ねじ６ｅ，６ｅはつば部１７，１７を有する。

本実施形態のタイロッド取付構造では、つば部１７，１７が取付ねじ６ｅ，６ｅのねじ込みの位置決め用ストッパーとなり、保持板１３に当接されたつば部１７，１７の各端面に摩擦が生じるので、当該摩擦によって、取付ねじ６ｅ，６ｅとラック軸４と締結の緩みが防止できる。また、つば部１７，１７が保持板１３を押圧することで、ダストブーツ８の周壁の一部が保持板１３とスペーサ１２の間で挟まれる。

このように、本実施形態のタイロッド取付構造では、つば部１７，１７を有した取付ねじ６ｅ，６ｅがラック軸４に螺合されているので、取付ねじ６ｅ，６ｅのねじ込み作業を行うだけで当該取付ねじ６ｅ，６ｅをラック軸４に取り付けることができる。このため、ナット１６，１６のねじ込み作業とを必要とする第１実施形態と比べて、タイロッドの組み付けが容易にできる。更に、このとき、第１実施形態と比べて、タイロッドの組み付けの部品点数が削減され、部品の管理が容易にできる。
その他の点については、第１実施形態と異なるところは無いので詳細な説明は省略する。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものでは無い。
例えば、第１実施形態および第２実施形態では、左右一対の取付ねじ６ｅ，６ｅがラック軸４を非貫通となる構成を説明したが、図７に示すように、左右一対の取付ねじ６ｅ，６ｅがラック軸４を貫通していてもよい。もっとも、この場合には、取付ねじ６ｅ，６ｅの貫通端部にナット１６を螺合させる必要があるので、取付ねじ６ｅ，６ｅの取付作業が複雑になり、ラックハウジング２の内径をより大きくする必要がある。従って、取付ねじ６ｅ，６ｅが非貫通である第１及び第２実施形態の方が好ましい。
このように、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得る。

第１実施形態に係る取付構造を備えたセンターテイクオフ型ステアリング装置の要部を示す一部破断正面図である。 図１の要部拡大図である。 図２のＥ−Ｅ線断面図である。 図２のＥ方向から見た側面図である。 第２実施形態に係る取付構造を備えたセンターテイクオフ型ステアリング装置の要部拡大図である。 図５のＦ−Ｆ線断面図である。 第１実施形態、第２実施形態と異なる例とした形態のラック軸の軸方向に直交する断面図である。 従来のタイロッド取付構造を備えたセンターテイクオフ型ステアリング装置の要部拡大図である。

符号の説明

１ ステアリング装置
２ ラックハウジング
３ ピニオンハウジング
４ ラック軸（ラック）
５ タイロッド
６ ボールジョイント
８ ダストブーツ
９ ピニオン軸
１０ 電動モーター
１１ トルクセンサ
１２ スペーサー
１３ 保持板
１４ ナット
１５ 樹脂性カバー
１６ ナット
１７ つば
３１ タイロッド
３２ ボールジョイント
３３ 取付ブラケット
３４ ボルト
Ａ ボールジョイントのボールとラック軸間
Ｂ ボールジョイントのボールの中心間
Ｃ 車両の左右方向の中央位置
Ｄ 車両前後方向で、前から見た方向

Claims (3)

1. 車両の左右方向に延びるラックハウジングと、このハウジング内に左右方向に移動自在に収納されたラックと、左右一対のタイロッドの内方端にそれぞれ設けられたボールジョイントと、この左右一対のボールジョイントに設けられた取付ねじとを備え、この取付ねじを前記ラックに直接螺合させることにより前記左右一対のボールジョイントが当該ラックに締結されていることを特徴とするセンターテイクオフ型ステアリング装置におけるタイロッド取付構造。
2. 前記左右一対の取付ねじに、当該取付ねじの緩み止め用のナットを螺合させていることを特徴とする請求項１記載のタイロッド取付構造。
3. 前記左右一対の取付ねじは、ねじ込み時の位置決めとなるつば部を有することを特徴とする請求項１記載のタイロッド取付構造。

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