JP2009227030A - Steering device - Google Patents
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Description
本発明は、例えば車両のラックピニオン式のパワーステアリング装置に適用され、シリンダチューブの軸方向端部にエンドキャップを設けることによってラック軸の軸方向移動を規制するステアリング装置の改良に関する。 The present invention relates to an improvement in a steering device that is applied to, for example, a rack and pinion type power steering device of a vehicle and restricts axial movement of a rack shaft by providing an end cap at an axial end portion of a cylinder tube.
従来の車両のラックピニオン式のステアリング装置としては、例えば以下の特許文献1に記載されたようなものが知られている。 As a conventional rack and pinion type steering device for a vehicle, for example, one described in Patent Document 1 below is known.
このステアリング装置は、シリンダチューブ内にピニオン軸と噛合する中空円筒状のラック軸が軸方向へ移動可能に設けられていると共に、該ラック軸の端部には車輪と連係するタイロッドを回動自在に支持するボールジョイントが結合されている。そして、シリンダチューブの軸方向端部近傍の内周側には、ボールジョイントの内端面が当接することでラック軸の軸方向の最大移動位置を規制するほぼ円筒状のエンドキャップが配設されており、該エンドキャップが配設される軸方向位置よりも外端側となるシリンダチューブの軸方向端部の外周に構成された車体取付け部を介して車体に取り付けられている。 In this steering device, a hollow cylindrical rack shaft that meshes with a pinion shaft is provided in the cylinder tube so as to be movable in the axial direction, and a tie rod linked to a wheel is rotatable at an end of the rack shaft. A ball joint for supporting the ball is connected. A substantially cylindrical end cap that restricts the maximum movement position of the rack shaft in the axial direction by contacting the inner end surface of the ball joint is disposed on the inner peripheral side near the axial end of the cylinder tube. The end cap is attached to the vehicle body via a vehicle body attachment portion formed on the outer periphery of the axial end portion of the cylinder tube on the outer end side with respect to the axial position where the end cap is disposed.
前記シリンダチューブの軸方向端部はプレス成型によって段差拡径状に形成されていて、前記エンドキャップは、この段差面に突き当てられるようにして螺着されている。すなわち、エンドキャップを前記段差面に当接させることで、ボールジョイントから入力される軸方向荷重を前記段差面によって受け止めることが可能となっている。これにより、転舵時においてボールジョイントからエンドキャップに入力される軸方向荷重が当該エンドキャップの前記シリンダチューブとの螺合部に及ばないようになっている。
しかしながら、従来のステアリング装置にあっては、シリンダチューブの軸方向端部にエンドキャップを突き当てるための前記段差部をプレス成型により形成されていることから、当該シリンダチューブに対するエンドキャップの軸方向位置精度の確保が困難であるという技術的課題を招来していた。 However, in the conventional steering device, since the stepped portion for abutting the end cap against the axial end of the cylinder tube is formed by press molding, the axial position of the end cap with respect to the cylinder tube The technical problem that it was difficult to ensure accuracy was invited.
また、ボールジョイントがエンドキャップに当接した際の軸方向荷重をシリンダチューブの前記段差部によって受け止める構成となっていることから、該段差部の強度を確保するために当該シリンダチューブの軸方向端部を必要以上に厚肉に形成しなければならず、装置の重量増大を余儀なくされていた。 Further, since the axial load when the ball joint comes into contact with the end cap is received by the step portion of the cylinder tube, the axial end of the cylinder tube is secured in order to ensure the strength of the step portion. The part had to be formed thicker than necessary, and the weight of the apparatus was inevitably increased.
本発明は、このような技術的課題に着目して案出されたものであって、シリンダチューブにおけるエンドキャップの軸方向位置の精度を容易に確保しつつ、不必要な重量の増加も抑制し得るステアリング装置を提供するものである。 The present invention has been devised by paying attention to such a technical problem, and can easily secure the accuracy of the axial position of the end cap in the cylinder tube, while suppressing an unnecessary increase in weight. The obtained steering device is provided.
本発明は、とりわけ、エンドキャップを、軸方向一端側をシリンダチューブの軸方向端面に突き当て状態に取り付けつつ他端側を当該シリンダチューブの軸方向端面から外方へ突出させるように構成して、このシリンダチューブの軸方向端面から突出した部分を介して装置を車体に取り付けることとしたことを特徴としている。 In the present invention, in particular, the end cap is configured such that one end side in the axial direction is attached to the end face in the axial direction of the cylinder tube and the other end side is projected outward from the end face in the axial direction of the cylinder tube. The apparatus is attached to the vehicle body through a portion protruding from the axial end surface of the cylinder tube.
以下、本発明に係るステアリング装置の各実施の形態を図面に基づいて詳述する。なお、各実施の形態では、本発明に係るステアリング装置を従来と同様に車両のラックピニオン式のパワーステアリング装置に適用したものを示している。 Hereinafter, embodiments of a steering apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In each of the embodiments, the steering device according to the present invention is applied to a rack and pinion type power steering device of a vehicle as in the prior art.
すなわち、図1〜図3は本発明に係るステアリング装置の第1の実施の形態を示しており、このパワーステアリング装置は、図3に示すように、一端側が図外のステアリングホイールに連係され、このステアリングホイールが操舵されることによって回転する操舵軸1と、該操舵軸1の他端側が収容され、車体の幅方向一端側に偏倚して設けられたギヤボックス2と、該ギヤボックス2の下端部に設けられ、車体の幅方向に延設されたラックハウジング3と、該ラックハウジング3の軸方向に接合されたパワーシリンダ4と、を備えている。
That is, FIGS. 1 to 3 show a first embodiment of a steering device according to the present invention. As shown in FIG. 3, one end side of the power steering device is linked to a steering wheel (not shown). A steering shaft 1 that rotates when the steering wheel is steered, a gear box 2 that houses the other end side of the steering shaft 1 and is biased to one end in the width direction of the vehicle body, A
前記ギヤボックス2は、一端側が前記操舵軸1と連結する棒状のトーションバー5と、該トーションバー5を囲繞するように設けられた図外のロータリバルブと、一端側が前記トーションバー5を介して操舵軸1と連結する図外のピニオン軸と、を内部に収容している。前記ロータリバルブは、前記操舵軸1の回転に伴ってトーションバー5が捩られ、この捩れ量に伴い内部の油路が開閉することによって、前記パワーシリンダ4に供給する作動油の油量を制御している。
The gear box 2 has a rod-
前記ラックハウジング3には、前記ピニオン軸の他端部と、該ピニオン軸の他端部に噛合して前記ステアリングホイールの回転に応じて軸方向に進退自在に移動するほぼ円筒状のラック軸6とが収容され、このラック軸6は該ラックハウジング3と前記パワーシリンダ4とに跨って設けられている。そして、前記ラック軸6の両端部には軸継手であるボールジョイント7,7を介してタイロッド8,8がそれぞれ連結され、このタイロッド8,8の外端部に接続される図外のナックルを介して左右の各車輪に連係されている。
The
このような構成から、前記パワーステアリング装置は、前記ステアリングホイールの回転角に応じてラック軸6が軸方向に移動し、タイロッド8,8を介して前記ナックルが左右に引っ張られることによって両車輪の向きが変更され、車両の走行方向を変更するようになっている。
With such a configuration, the power steering device moves the
前記パワーシリンダ4は、アルミニウム合金材や鉄材からなるほぼ円筒状のシリンダチューブ11の内周側にラック軸6が貫通状態に収容され、該ラック軸6の外周側に設けられた図外のピストンによって図3中右側に構成される第1圧力室P1と図3中左側に構成される第2圧力室P2の二つの圧力室に隔成されている。そして、前記パワーシリンダ4は、前記ギヤハウジング2に接続された第1油路配管9a及び第2油路配管9bを介して前記各圧力室P1,P2にそれぞれ供給された油圧がラック軸6の軸方向の移動を補助することにより、運転者の操舵力をアシストしている。
In the power cylinder 4, a
前記ボールジョイント7は、周知のボールジョイントであって、タイロッド8の内端部に設けられた球状部8aを保持するほぼ円筒状の保持部7aと、該保持部7aの内端面7bから突設されてラック軸6の端部内周側に螺挿される軸部7cと、から構成されており、前記保持部7aの内周側に形成された球面状の滑り面に前記球状部8aが収容保持されることで、該球状部8aを支点としてタイロッド8が三次元的に回動自在に支持されている。
The ball joint 7 is a well-known ball joint, and protrudes from a substantially cylindrical holding portion 7a for holding a
また、前記保持部7aは、内端面7bがラック軸6の端面に突き当てられた状態で該ラック軸6に螺着されていると共に、当該内端面7bの外径がラック軸6の端面の外径よりも少なからず大きく設定され、ラック軸6が図3中の左方向へ最も大きく移動したときに後述するエンドキャップ12の受容部15の規制壁15aと当接するようになっている。
The holding portion 7 a is screwed to the
前記シリンダチューブ11は、図1及び図2に示すように、一端部近傍が段差のないストレート形状に構成されていて、当該一端部の内周側には円環状のオイルシール10が圧入固定されて、該オイルシール10によって前記第1圧力室P1の外端側が液密にシールされている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
そして、このオイルシール10を保持するようにして、前記パワーシリンダ4の一端部には、ボールジョイント7を当接させることでラック軸6の図3中の左方向への最大移動位置を規制するエンドキャップ12がシリンダチューブ11の一端部開口を閉塞するように設けられている。
Then, the ball seal 7 is brought into contact with one end portion of the power cylinder 4 so as to hold the
また、このパワーシリンダ4は、図3に示すように、該パワーシリンダ4の両端部である前記ラックハウジング3及びエンドキャップ12の各外周部にそれぞれ配設されたゴム材からなる円筒状のマウント部材13を介して車体に取り付けられている。なお、このマウント部材13は、該マウント部材13の外周側に設けられる図外の金属製のブラケットを介して車体と連結されるようになっている。
Further, as shown in FIG. 3, the power cylinder 4 is a cylindrical mount made of a rubber material disposed on each outer peripheral portion of the
前記エンドキャップ12は、図1及び図2に示すように、アルミニウム合金材によってほぼ円筒状に形成されており、軸方向の一端側に凹状に構成されてシリンダチューブ11の一端面11aに突き当て状態に取り付けられる取付部14と、他端側に凹状に構成されてラック軸6の移動時にボールジョイント7を受容する受容部15と、前記取付部14と受容部15とを画成する厚肉部16と、外周面の軸方向の所定範囲に設定されて前記マウント部材13を介して車体に取り付けられる車体取付部17と、を有している。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
前記取付部14は、周壁面の軸方向ほぼ全範囲に、シリンダチューブ11の一端部外周面に形成された雄ねじ部11bに螺合する雌ねじ部14bが形成されており、シリンダチューブ11の一端部外周に螺着されている。そして、この取付部14は、その内端面がシリンダチューブ11の一端面11aを受ける受け面14aとしてシリンダチューブ11の一端面11aに突き当てられた状態で取り付けられている。
The
また、前記取付部14の内端部の周壁面には、周方向に沿って環状溝14cが切欠形成されて、該環状溝14c内にシール手段であるいわゆるOリング18が嵌着されており、該Oリング18によってパワーシリンダ4の一端部に対しての防塵及び防水が図られている。さらには、前記両ねじ部11b,14b間にもシール手段としての図外のシール剤が介装されていて、前記Oリング18との相乗的なシール作用によって外部からの粉塵や泥水の流入が効果的に防止されている。
An
前記受容部15は、ボールジョイント7の前記保持部7aの最大外径部よりも大きな直径を有すると共に、該直径が軸線方向に均一となるように設定されていて、ボールジョイント7の全体を受容可能に構成されている。そして、この受容部15の内端部には、ラック軸6が図3中の左方向へ最も大きく移動した際にボールジョイント7の前記内端面7bと当接して当該ラック軸6のそれ以上の移動を規制する規制壁15aが構成されている。
The
また、この受容部15の先端部外周には、ゴム材や樹脂材からなる伸縮自在に形成されたブーツ部材19の一端部が全属製のバンドや針金によって固定されており、亜該ブーツ部材19によって粉塵や泥水などからボールジョイント7が保護されている。
In addition, one end of a
前記厚肉部16は、内径がラック軸6の外径よりも若干大きく設定され、内周面にほぼ円筒状のブッシュ20が嵌着されている。このブッシュ20は、樹脂材によって薄肉に形成されたもので、ラック軸6の外端部をがたつきなく摺動自在に支持している。
The
前記車体取付部17は、前記マウント部材13が嵌着される軸方向範囲をいい、前記受容部15と厚肉部16に跨るように設定されている。換言すれば、この車体取付部17は、少なくとも径方向において前記厚肉部16と重合する部分(図1中のWで示す部分)が形成されるように設定されている。
The vehicle
以上のことから、本実施の形態に係るステアリング装置は、前記受け面14aをシリンダチューブ11の一端面11aに突き当てた状態で前記取付部14を介してエンドキャップ12をシリンダチューブ11に取り付けると共に、エンドキャップ12をシリンダチューブ11の一端から外方へ大きく突出させて、当該エンドキャップ12に前記車体取付部17を設定したことを特徴としている。
From the above, the steering device according to the present embodiment attaches the
すなわち、かかる構成によれば、シリンダチューブ11の一端部に前記車体取付部17が設定されておらず、ラック軸6の移動規制時においてボールジョイント7からエンドキャップ12に入力される軸方向荷重については、シリンダチューブ11の一端面11aによって受け止めることが可能となっている。
That is, according to such a configuration, the vehicle
このことから、本実施の形態に係るステアリング装置においては、従来技術のようにシリンダチューブ11の一端部を段差拡径状に加工して延長形成することを必要とせず、エンドキャップ12の軸方向の位置精度についてシリンダチューブ11の軸方向長さの加工精度をもって定めることができる。この結果、シリンダチューブ11の一端部を段差拡径状に加工することによって得られる段差部の加工精度をもってエンドキャップ12の位置精度が定まる従来技術と比較して、当該エンドキャップ12の高い位置精度を確保することができる。
Therefore, in the steering device according to the present embodiment, it is not necessary to process and extend one end of the
これにより、前記軸方向荷重をシリンダチューブ11とエンドキャップ12と前記両ねじ部11b,14bに及ばせることなく、ラック軸6のストローク量を適正に管理することができる。
Thereby, the stroke amount of the
しかも、ラック軸6の移動規制時にボールジョイント7からエンドキャップ12に入力される軸方向荷重を前記受け面14aを介してシリンダチューブ11の一端面11a全体で受け止める構造を採用したことから、前記軸方向荷重を前記段差部に構成される段差面によって受け止める構造を有する従来技術と比較して、シリンダチューブ11の一端部を比較的薄肉に形成しつつも十分な強度を確保することができる。
Moreover, since the axial load input from the ball joint 7 to the
さらに、本実施の形態では、エンドキャップ12をシリンダチューブ11の一端部外周に螺着する構成としたことから、内周側に螺着させる構成に比べて軸心からの径方向距離を稼ぐことが可能となっている。これにより、マウント部材13を介して軸直角方向の力がエンドキャップ12に作用した場合において、これに伴い前記両ねじ部11b,14bに発生するモーメントを低減させることができ、エンドキャップ12の取付強度の向上に供される。
Further, in the present embodiment, since the
また、前記車体取付部17を前記受容部15と厚肉部16に跨るように設定したことから、前記マウント部材13からエンドキャップ12に入力される荷重の一部を前記厚肉部16によって受けることができるため、車体に対する取付強度の向上が図れる。
Further, since the vehicle
図4は、本発明に係るステアリング装置の第2の実施の形態を示し、基本的な構成は前記第1の実施の形態と同様であり、エンドキャップ12について、前記受容部15の直径が外端側へ向かって漸次拡径するように該受容部15の周壁面を軸方向へ沿ってほぼテーパ状に形成したものである。
FIG. 4 shows a second embodiment of the steering apparatus according to the present invention, the basic configuration is the same as that of the first embodiment, and the diameter of the receiving
この実施の形態によれば、エンドキャップ12の前記受容部15の周壁面を前述のようなテーパ状に形成したことから、当該エンドキャップ12の大径化を伴うことなく、タイロッド8の回動角度をより大きく確保することができる。しかも、この場合、前記車体取付部17となる前記受容部15の内端側においては周壁について適切な肉厚を確保できるので、車体に対する取付強度が損なわれてしまうおそれもない。
According to this embodiment, since the peripheral wall surface of the receiving
本発明は、前記各実施の形態の構成に限定されるものではなく、例えば前記エンドキャップ12の形状や大きさなどを、ステアリング装置の仕様や大きさなどによってそれぞれ自由に変更することができる。
The present invention is not limited to the configuration of each of the embodiments described above, and for example, the shape and size of the
また、前記各実施の形態においてはエンドキャップ12をシリンダチューブ11の一端部外周に螺着する構造を採用しているが、このエンドキャップ12については、前記取付部14を凸状の軸形状に形成すると共に該取付部14の基端部外周にフランジ状の環状突部を形成して、該環状突部の内側面を受け面としてシリンダチューブ11の一端面11aに突き当てることで、該シリンダチューブ11の一端部内周に螺着させることも可能である。この場合、前述のように前記両ねじ部11b,14bの強度面で不利にはなるものの、この点を除いては前記第1の実施の形態と同様の作用効果が得られる。
Further, in each of the above embodiments, a structure in which the
6…ラック軸
7…ボールジョイント(軸継手)
7b…ボールジョイントの保持部の内側面(軸継手の内端面)
8…タイロッド
11…シリンダチューブ
11a…シリンダチューブの一端面
12…エンドキャップ
14a…シリンダチューブの受け面(シリンダチューブの一端側)
6 ... Rack shaft 7 ... Ball joint (shaft coupling)
7b ... Inner side surface of ball joint holding part (inner end surface of shaft coupling)
8 ...
Claims (5)
該ラック軸の両端部に車輪と連係するタイロッドを回動自在に連結する軸継手と、
前記シリンダチューブの軸方向一端部に取り付けられ、前記軸継手の内端面と当接することによって前記ラック軸の軸方向の最大移動位置を規制するエンドキャップと、を備え、
前記エンドキャップは、軸方向一端側が前記シリンダチューブの軸方向一端面に突き当て状態に取り付けられる一方、他端側が前記シリンダチューブの軸方向一端面から外方へ突出するように構成されて、該シリンダチューブの軸方向一端面から突出した部分を介して車体に取り付けられることを特徴とするステアリング装置。 A rack shaft provided in the cylinder tube so as to be movable in the axial direction;
A shaft coupling rotatably connecting tie rods linked to wheels to both ends of the rack shaft;
An end cap that is attached to one end of the cylinder tube in the axial direction and regulates the maximum movement position of the rack shaft in the axial direction by contacting an inner end surface of the shaft coupling;
The end cap is configured such that one end side in the axial direction is attached to abutment with one end face in the axial direction of the cylinder tube, and the other end side protrudes outward from one end face in the axial direction of the cylinder tube. A steering device, wherein the steering device is attached to a vehicle body through a portion protruding from one axial end surface of the cylinder tube.
他端側内周に形成されて前記軸継手の内端面と当接する際に該軸継手を受容する受容部と、
前記取付部と前記受容部の軸方向間を画成する厚肉部と、
前記シリンダチューブの軸方向端面から突出した部分の外周側に構成され、前記車体に取り付けられる車体取付部と、を有し、
前記車体取付部を、前記厚肉部と前記受容部に跨るように構成したことを特徴とする請求項1に記載のステアリング装置。 The end cap is formed on one end side in the axial direction and is attached to the end face in the axial direction of the cylinder tube in an abutting state; and
A receiving portion that is formed on the inner circumference on the other end side and receives the shaft coupling when contacting the inner end surface of the shaft coupling;
A thick portion defining an axial direction of the mounting portion and the receiving portion;
It is configured on the outer peripheral side of the portion protruding from the axial end surface of the cylinder tube, and has a vehicle body attachment portion attached to the vehicle body,
The steering device according to claim 1, wherein the vehicle body attachment portion is configured to straddle the thick portion and the receiving portion.
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CN114072320A (en) * | 2019-07-12 | 2022-02-18 | Kyb株式会社 | Steering device |
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2008
- 2008-03-21 JP JP2008073339A patent/JP2009227030A/en active Pending
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CN114072320A (en) * | 2019-07-12 | 2022-02-18 | Kyb株式会社 | Steering device |
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