JP3667060B2 - 舵取装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、舵取り操作に応じて移動するラック軸の中途部を操舵用の車輪に連結してなるセンタテイクオフ形のラックピニオン式舵取装置に関する。
【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、舵取りのための舵輪の回転操作をラック軸の軸長方向の移動に変換し、この移動を左右の操向車輪（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一対のタイロッドをラック軸の両端部に各別に連結してなるエンドテイクオフ形と、前記タイロッドをラック軸の中途部に一括して連結してなるセンタテイクオフ形とに大別される。
【０００４】
センタテイクオフ形の舵取装置は、左右の操向車輪に至るタイロッドが長寸となる反面、ラック軸及び該ラック軸の回りに設けられる伸縮が可能なブーツの長さを短くでき、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、前記ブーツ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。ブーツは、合成樹脂やゴムにより蛇腹状に形成されて両端部を封止し、ラック軸回りにゴミ、水などの異物が入るのを防ぐものである。
【０００５】
以上の如きセンタテイクオフ形の舵取装置においては、ブーツの内部にて移動する前記ラック軸の中途部に左右一対のタイロッドを連結する必要がある。この連結は、実開昭５７−１７４２７５号公報、米国特許第４，６０１，６０２号等に開示されている如く、タイロッドが結合されたブラケットを、前記ブーツを貫通する取付ねじを介してラツク軸に取付けることにより実現されている。
【０００６】
前記ブラケットには、前記取付ねじが挿通される円筒状の突起を備えている。この突起の外周面は、上記米国特許第４，６０１，６０２号に記載されているものを図１０に示すように、基端から先端に向かって小径となるテーパ面に形成され、この突起Ａのテーパ面の中途に環状の嵌合溝Ｂが設けられている。
【０００７】
また、ブーツＣの貫通部は、前記突起Ａの外形よりも小径の嵌合孔Ｄが設けられ、ブラケットＥの突起Ａを、該突起Ａの先端から嵌合溝Ｂへと無理やり押し込むことにより、該嵌合孔Ｄを嵌合溝Ｂに嵌合し、ブーツＣの嵌合孔Ｄの封止性を高め、該嵌合孔ＤからブーツＣ内にゴミ、水などの異物が入り難いようにしている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述の舵取装置にあっては、ブーツＣの外周面に嵌合孔Ｄを設けているに過ぎないから、ブラケットＥの突起Ａを嵌合孔Ｄへと無理やり押し込むとき、ブーツＣの嵌合孔Ｄ回りが弾性変形してブーツＣの内側へテーパ状に撓むことになる。このため、突起Ａを嵌合孔Ｄへと無理やり押し込む操作を行っても、嵌合孔Ｄを嵌合溝Ｂに非常に嵌合させ難く、ブラケットＥのブーツＣへの取付作業性が悪く、コスト高になるという問題があった。
【０００９】
また、ブーツＣの外周面に設けられている嵌合孔Ｄは、嵌合溝Ｂの外径と同径以上の孔径に形成されているに過ぎないから、前記嵌合孔Ｄを嵌合溝Ｂに嵌合したとき、嵌合孔Ｄを嵌合溝Ｂの外周面に押圧することができなくて、ブーツの嵌合孔Ｄ部の封止性にも改善の余地があった。
【００１０】
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において、ブーツの嵌合孔を、該嵌合孔回りの突出部を介して外側に配置することにより、嵌合孔を嵌合溝に容易に嵌合させることができて、しかも、ブーツの嵌合孔部の封止性を高めることができる舵取装置を構成することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
第１発明に係る舵取装置は、舵取り操作に応じて移動するラック軸に、その基端から先端に向かって小径となるテーパ状に形成され、その基端部外周面に環状の嵌合溝が設けられた突起を有する取付ブラケット及び前記突起を貫通する取付ねじを介して操舵用の車輪が連結されており、前記ラック軸の回りに両端部が封止されるように配置され、前記嵌合溝に嵌合する嵌合孔が設けられた伸縮が可能なブーツを設けてなる舵取装置において、前記嵌合孔は、その基端から前記ブーツの外部に向かい、その頂部が小径となるテーパ状であり、前記基端から前記嵌合孔の中心軸線方向への撓み、及びその孔縁部での拡径方向への撓みが可能な円筒形をなす突出部の頂部に設けてあることを特徴とする。
【００１２】
第２発明に係る舵取装置は、前記ブーツは、両端部に設けられた伸縮部と、該伸縮部を連結し、前記突出部が設けられた連結筒部とを有しており、該連結筒部の前記突出部側に、前記取付ブラケット及び前記ラック軸間で挾圧される可撓性を有する挾圧部を設けてあることを特徴とする。
【００１３】
第１発明にあっては、嵌合孔が、外部に向かって突出する突出部の頂部に設けてあるから、突起の先端部をブーツの嵌合孔へ挿入して押圧することにより、突起の先端部が嵌合孔に当接した状態で嵌合孔回りの突出部が拡径方向へ弾性変形しながらブーツの内側へとテーパ状に撓むことになる。
【００１４】
この嵌合孔が弾性変形した状態で突起の押圧を一旦中止し、突起を押圧方向と反対側へ一旦引張り、嵌合孔をブーツの外側に位置させた状態で、再び突起を押圧する。この場合、嵌合孔回りの突出部は１回目の押圧により弾性変形されて、弾性許容量が少なくなっている状態で新たに押圧されることになるから、換言すると、初期の弾性よりも硬くなっている状態からさらに押圧されることになるから、２回目の押圧に対し前記突出部に突っ張り現象が発生し、該突っ張り現象により突出部をブーツの内側に撓ませることなく拡径方向へ弾性変形させて、嵌合孔を嵌合溝に確実に嵌合させることができる。
【００１５】
このように、突起の押圧によりブーツの突出部を段階的に拡径方向へ弾性変形させるから、嵌合孔の嵌合溝への嵌合を簡易に行うことができる。ブラケットのブーツへの取付作業を簡易に行うことができ、コストを低減することができる。
【００１６】
しかも、嵌合孔は、突出部の頂部に設けてあるから、嵌合孔を、嵌合溝の外径と同径以上の孔径に形成した場合においても、取付ねじによりブラケットがラック軸に取付けられて、前記突出部が平坦状になったとき、該突出部を縮径方向へ弾性変形させることができるため、嵌合穴を前記嵌合溝に押し付けることができ、ブーツの嵌合孔部の封止性を簡易に高めることができる。
【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嵌合孔部を嵌合溝に嵌合する過程を示す説明図、図２は要部の構成を示す縦断正面図、図３はブーツ及びブラケットの分解断面図、図４はブーツを示すもので、(a) は一部を省略した縦断正面図、(b) は底面図、(c) は正面図、図５は縦断側面図、図６はラック軸の底面図、図７は舵取装置全体の断面図である。
【００１８】
図７に示したラックピニオン式の舵取装置は、一端部が舵輪（ステアリングホイール）に連動連結され、他端部にピニオン（図示せず）が設けられたピニオン軸１と、前記ピニオンに噛合するラック歯（図示せず）が設けられ、車体の左右方向に延設されたラック軸２と、該ラック軸２の回りに配置され、両端部が封止される円筒状の伸縮可能なブーツ３と、これらラック軸２及びブーツ３間に介在されてラック軸２及びブーツ３を支持するラツクハウジング４と、一対のタイロッド５，５の基端部を保持する一つのブラケット６と、該ブラケット６に所定間隔を隔てて設けられ、外周面に嵌合溝６１を有する一対の突起６０，６０と、これら突起６０，６０を貫通して前記ラック軸２に着脱可能に取付けられる取付ねじ７，７とを備えたセンタテイクオフ形の舵取装置である。
【００１９】
ラック軸２は、図７に示すように、一端部が閉止された円筒形をなす前記ラックハウジング４の内部に軸長方向への摺動が自在に支承されている。また、ラック軸２の一端部には、前記ブラケット６を取付けるための一対の取付孔２１，２１が軸長方向に所定間隔を隔てて穿設されている。これら取付孔２１，２１は、図２に示すように、ラック軸２の軸長方向と交差するように傾斜しており、その開口部に、平坦状の受座２２，２２が設けられている。
【００２０】
ラックハウジング４は、図７に示すように、一端が閉止され、他端が開放された有底筒状に形成され、その閉止側の中途部には、これと交叉する態様にピニオンハウジング８が連設してあり、該ピニオンハウジング８の内部には、軸心回りでの回転自在に前記ピニオン軸１が支承され、該ピニオン軸１の回転がラック軸２の軸長方向の摺動に変換されるようになしてある。
【００２１】
ラックハウジング４の開放側の中途部には、図７に示すように、前記ブラケット６をラックハウジング４に対し移動させるための窓孔４１を設け、該窓孔４１の形成域回りを前記ブーツ３により覆い、ゴミ、水などの異物が窓孔４１からラックハウジング４内に侵入するのを防止するようにしている。
【００２２】
ブラケット６は、図２に示すように、タイロッド５の基端部を挾持する一対の挾持片６２，６３と、これら挾持片６２，６３の一端を連結する連結片６４と、一方の挾持片６２に所定間隔を隔てて固着される一対の筒状の前記突起６０，６０とを備え、これら突起６０，６０の中心部孔に対応する貫通孔６５が各挾持片６２，６３に穿設されている。そして、これら貫通孔６５及び突起６０の中心部孔に前記取付ねじ７を挿通するようにしている。突起６０，６０は、図１に示すように、基端から先端に向かって小径となるテーパ状に形成されており、該突起６０，６０の基端部外周面に環状の嵌合溝６１，６１が設けられている。
【００２３】
ブーツ３は、可撓性を有する合成樹脂、ゴムなどにより形成されるもので、図４、図５に示すように、両端部を蛇腹形状とした伸縮部３１，３１、及びこれら伸縮部３１，３１を連結する連結筒部３２を備え、該連結筒部３２に、前記ブラケット６と対向する扁平状の受止部３３を一体に設けている。また、伸縮部３１，３１の両端は、取付環９，９によりラックハウジング４に着脱可能に取付けられ、封止されている。
【００２４】
受止部３３には、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、前記突起６０，６０の嵌合溝６１，６１に嵌合する嵌合孔３４，３４が設けてある。この嵌合孔３４，３４は、外部に向かって突出する突出部３５，３５の頂部に設けてある。突出部３５，３５は、前記突起６０，６０と同様、基端から頂部に向かって小径となるテーパ状に形成してあり、また、嵌合孔３４，３４は、嵌合溝６１，６１の外径よりも僅かに小径に形成されている。
【００２５】
受止部３３の嵌合孔３４，３４間には、図２、図４に示すように、受止部３３の内面及び外面よりも突出する挾圧部３６を設けて、前記取付ねじ７，７を緊締してブラケット６を取付けるとき、前記挾圧部３６をブラケット６及びラック軸２間で挾圧し、この挾圧により挾圧部３６を弾性変形させ、該挾圧部３６の弾性変形を突出部３５，３５の基部に波及させて、嵌合孔３４，３４を嵌合溝６０，６０に押圧し、嵌合孔３４，３４部の封止性をより一層高めることができるようにしている。
【００２６】
また、図７に示した実施の形態の舵取装置は、ラック軸２の摺動を油圧により補助する動力舵取装置として構成されており、ラック軸２に補助力を加えるパワーシリンダ１０は、ラック軸２の一端に同軸をなして連結されたピストンロッド１１を、ラックハウジング４の開放端部に連設されたシリンダ１２内に延設し、この延設端に取付けたピストン１３を、その外周に巻装されたシールリング１４を介してシリンダ１２に摺動自在に内嵌せしめて構成されている。
【００２７】
シリンダ１２は、ラックハウジング４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４との連結側には、その内側にシール部材１５を保持するシールホルダ１６が取付けてある。ピストンロッド１１は、前記シール部材１５によりその中途部を液密に封止してシリンダ１２の内部に延設してある。
【００２８】
以上の如くパワーシリンダ１０は、ピストン１３の両側にて液密に封止された一対の油室をシリンダ１２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１３の両側に発生する圧力差により前記ピストンロッド１１を軸長方向に押し引きし、該ピストンロッド１１の基端に連結された前記ラック軸２に軸長方向の移動力を加える構成となっている。
【００２９】
ピストン１３両側の油室は、シリンダ１２の外側の該当位置に夫々接続された各別の送油管１７，１７により、前記ピニオンハウジング８の外側に設けられた一対の送油ポート８１，８２に接続されている。該ピニオンハウジング８には、舵取りのための舵輪操作に伴って前記ピニオン軸１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８１，８２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８１，８２への送出油圧が送油管１７，１７を経てパワーシリンダ１０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２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。
【００３０】
以上の如く構成されたセンタテイクオフ形舵取装置のタイロッド５，５をラック軸２に取付ける場合、突起６０，６０をブーツ３の嵌合孔３４，３４に嵌合し、ブラケット６をブーツ３に取付ける。
【００３１】
この場合、図１（ａ）のように突起６０，６０の先端部をブーツ３の嵌合孔３４，３４へ挿入して押圧することにより、突起６０，６０の先端部が嵌合孔３４，３４に当接した状態で嵌合孔３４，３４回りの突出部３５，３５が拡径方向へ弾性変形しながら図１（ｂ）のようにブーツ３の内側へとテーパ状に撓むことになる。
【００３２】
この嵌合孔３５，３５が弾性変形した状態で突起の押圧を一旦中止し、図１（ｂ）のように突起６０，６０を押圧方向と反対側へ一旦引張り、図１（ｃ）のように嵌合孔３４，３４をブーツ３の外側に位置させる。この状態で、図１（ｄ）のように再び突起を押圧する。
【００３３】
この場合、嵌合孔３４，３４回りの突出部３５，３５は１回目の押圧により弾性変形されて、弾性許容量が少なくなっている状態で新たに押圧されることになるから、換言すると、初期の弾性よりも硬くなっている状態からさらに押圧されることになるから、２回目の押圧に対し前記突出部３５，３５に突っ張り現象が発生し、該突っ張り現象により突出部３５，３５をブーツ３の内側に撓ませることなく拡径方向へ弾性変形させて、嵌合孔３４，３４を嵌合溝６１，６１に確実に嵌合させることができる（図１（ｅ））。
【００３４】
このように、突起６０，６０の押圧によりブーツの突出部を段階的に拡径方向へ弾性変形させるから、嵌合孔３４，３４の嵌合溝６１，６１への嵌合を簡易に行うことができる。従って、ブラケット６のブーツ３への取付作業を簡易に行うことができ、コストを低減することができる。
【００３５】
以上のようにブラケット６をブーツ３に取付けたあと、タイロッド５，５の基端部をブラケット６の挾持片６２，６３間に介在させ、これら挾持片６２，６３の貫通孔６５、タイロッド５基端部の貫通孔５１及び突起６０，６０の中心部孔に取付ねじ７，７を挿通し、該取付ねじ７，７をラック軸２の取付孔２１，２１に緊締することにより、タイロッド５，５、ブラケット６及び取付ねじ７，７を介して操舵用の車輪をラック軸２に取付けることができる。
【００３６】
図１（ｆ）のように取付ねじ７，７により前記ブラケット６をラック軸２に取付けた場合、前記突出部３５，３５が平坦状となり、該突出部３５，３５が縮径方向へ弾性変形される。この結果、嵌合孔３４，３４を前記嵌合溝６１，６１に押し付けることができ、ブーツ３の嵌合孔３４，３４部の封止性を簡易に高めることができる。
【００３７】
また、前記窓孔４１の形成範囲内にて生じるラック軸２の両方向の摺動は、前記連結筒部３２の両側の伸縮部３１，３１の伸縮によって許容される。
【００３８】
尚、以上説明した実施の形態では、２本の取付ねじ７，７を用いてブラケット６をラック軸２に取付ける構造のものについて説明したが、その他、ブラケット６のラック軸２への取付けは、図８に示すように１本の取付ねじ７を用いて行ってもよい。
【００３９】
またブラケット６をラック軸２に取付けるための取付ねじ７，７は、図１及び図７に示すように、ラック軸２の軸長方向と交差するように傾斜させた構成とする他、図９に示すようにラック軸２の軸長方向とほゞ直交する構成としてもよいのである。これら図８及び図９の実施の形態は、基本的に図１〜図７に示す実施の形態と同様であるため、共通の符号を用い、詳細な説明及び図面を省略する。
【００４０】
【発明の効果】
以上詳述した如く第１発明によれば、嵌合孔が、外部に向かって突出する突出部の頂部に設けてあるから、突起を嵌合孔内に押圧し、嵌合孔回りの突出部を拡径方向へ弾性変形させながらブーツの内側へと撓ませ、この状態で突起の押圧を一旦中止し、該突起を押圧方向と反対側へ一旦引張り、嵌合孔をブーツの外側に位置させた状態で、再び突起を押圧することにより、突出部をブーツの内側に撓ませることなく拡径方向へ弾性変形させて、嵌合孔を嵌合溝に確実に嵌合させることができる。従って、突起を段階的に押圧操作するだけの簡単な操作により嵌合孔を嵌合溝に嵌合させることができ、ブラケットのブーツへの取付作業を簡易に行うことができ、コストを低減することができる。
【００４１】
しかも、ブーツの嵌合孔は、突出部の頂部に設けてあるから、嵌合孔を、嵌合溝の外径と同径以上の孔径に形成した場合においても、取付ねじによりブラケットがラック軸に取付けられて、前記突出部が平坦状になったとき、該突出部を縮径方向へ弾性変形させることができる。従って、嵌合穴を前記嵌合溝に押し付けることができ、ブーツの嵌合孔部の封止性を簡易に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る舵取装置の嵌合孔部を嵌合溝に嵌合する過程を示す説明図である。
【図２】本発明に係る舵取装置の要部の構成を示す縦断正面図である。
【図３】本発明に係る舵取装置のブーツ及びブラケットの分解断面図である。
【図４】本発明に係る舵取装置のブーツを示すもので、(a) は一部を省略した縦断正面図、(b) は底面図、(c) は正面図である。
【図５】本発明に係る舵取装置のブーツの縦断側面図である。
【図６】本発明に係る舵取装置のラック軸の底面図である。
【図７】本発明に係る舵取装置の全体の断面図である。
【図８】本発明に係る舵取装置の別の実施の形態を示す要部の断面図である。
【図９】本発明に係る舵取装置の更に別の実施の形態を示す要部の断面図である。
【図１０】従来例を示す舵取装置の断面図である。
【符号の説明】
２ ラック軸
３ ブーツ
３４ 嵌合孔
３５ 突出部
６ ブラケット
６０ 突起
７ 取付ねじ

Claims (2)

1. 舵取り操作に応じて移動するラック軸に、その基端から先端に向かって小径となるテーパ状に形成され、その基端部外周面に環状の嵌合溝が設けられた突起を有する取付ブラケット及び前記突起を貫通する取付ねじを介して操舵用の車輪が連結されており、前記ラック軸の回りに両端部が封止されるように配置され、前記嵌合溝に嵌合する嵌合孔が設けられた伸縮が可能なブーツを設けてなる舵取装置において、前記嵌合孔は、その基端から前記ブーツの外部に向かい、その頂部が小径となるテーパ状であり、前記基端から前記嵌合孔の中心軸線方向への撓み、及びその孔縁部での拡径方向への撓みが可能な円筒形をなす突出部の頂部に設けてあることを特徴とする舵取装置。
2. 前記ブーツは、両端部に設けられた伸縮部と、該伸縮部を連結し、前記突出部が設けられた連結筒部とを有しており、該連結筒部の前記突出部側に、前記取付ブラケット及び前記ラック軸間で挾圧される可撓性を有する挾圧部を設けてある請求項１記載の舵取装置。

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