JP3794907B2 - ラックピニオン式ステアリング装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車等の車両に用いられるラックピニオン式ステアリング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
ラックピニオン式ステアリング装置は、図5に示すように、図示しないステアリングホイールに連結されるステアリングシャフト2と、このステアリングシャフト2に連結されるピニオン3と、このピニオン3に噛み合うラック4と、このラック4を覆う金属製のシリンダチューブ5とを備えている。このシリンダチューブ5の両端から突出するラック4の両端には、ボールジョイント6を介してタイロッド7が連結され、このタイロッド7にナックルアーム(図示せず)等を介して車輪が連結される。これにより、操舵に伴うピニオン3の回転によりラック4が軸方向に移動し、蛇角が変化する。また、シリンダチューブ5の一端部は蛇腹式ブーツ9で覆われており、これによりシリンダチューブ5の内部に塵芥や泥等が侵入するのが防止されている。
【0003】
図6は従来のラック支持部の構造を示す要部拡大断面図である。同図において、シリンダチューブ5の端部には、ラック支持用のエンドキャップ11が装着されており、その中心の貫通孔11aに前記ラック4を摺動自在に挿通させて支持している。このエンドキャップ11はシリンダチューブ5の端部内周面に挿入されており、その外周に巻回されたサークリップ12によって軸方向への移動が規制されている。すなわち、前記シリンダチューブ5の内周及びエンドキャップ11の外周には、前記サークリップ12の線径のほぼ半分の深さを有する環状溝13,14が、互いに対向させた状態で形成されており(図7参照)、これら環状溝13,14に囲まれる環状空間に前記サークリップ12を挿入することにより、シリンダチューブ5に対してエンドキャップ11が係止されている。
【0004】
前記サークリップ12は、線径が1.8mm程度の金属ワイヤーによって形成されており、自由状態を示す図8において、前記環状溝13,14に沿わせる直線状の巻回部12aと、この巻回部12aの一端部において直角に屈折されたフック部12bとを備えている。このサークリップ12は、そのフック部12bをシリンダチューブ5の周面に沿って設けられた挿入口15を通してエンドキャップ11の係止溝11bに引っ掛けた状態で(図9参照)、工具を用いてエンドキャップ11を回転させて、サークリップ12の巻回部12aをエンドキャップ11の環状溝14に巻き付けながらシリンダチューブ5の内部に順次引き込むことにより、両環状溝13,14の相互間に装着されている。この際、前記エンドキャップ11をほぼ1回転半ほど回転させて、サークリップ12のフック部12bを前記挿入口15に対してエンドキャップ11の軸芯を挟んでほぼ反対側に配置している(図6参照)。
【0005】
前記ステアリング装置においては、ボールジョイント6をエンドキャップ11に突き当てることにより最大舵角位置を規制している。ところが、前記ラック4に過大な操舵力が負荷された状態でボールジョイント6がエンドキャップ11に突き当たると、ボールジョイント6とラック4との間で相対的な捻れが生じて、エンドキャップ11がサークリップ12とともに僅かに回動することがある。そして、このエンドキャップ11の回動が繰り返されると、サークリップ12の先端部がシリンダチューブ5の挿入口15まで移動することがあり、この場合には、サークリップ12の先端部がそのスプリングバックにより挿入口15から飛び出し(図10参照)、これに引き続いてその後続部分がシリンダチューブ5の外側に徐々に飛び出して(図11参照)、最終的にエンドキャップ11が軸方向に遊動するのを阻止し得なくなる虞れがあった。
そこで、図12及び図13に示すように、サークリップ12の他端部を曲線状又は直線状に折り曲げて、この折り曲げた部分12eをエンドキャップ11の環状溝13とシリンダチューブ5の環状溝14との間に張り詰めることにより、サークリップ12が回動するのを抑制することも行われている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前者の曲線状に折り曲げたものについては、その折り曲げた部分12eが各環状溝13,14に沿い易く、当該部分を各環状溝13,14の相互間に強く張り詰めることができないので、エンドキャップ11が回動するのを効果的に阻止することができない。また、折り曲げた部分12eがエンドキャップ11の回動に同行してシリンダチューブ5の挿入口15まで移動すると、当該部分がエンドキャップ11の挿入口15の開口縁を乗り上げて挿入口15から飛び出すことがある。このためサークリップ12がシリンダチューブ5の外側に飛び出すのを確実に阻止することができないという問題があった。さらに、後者の直線状に折り曲げたものについては、その折り曲げた部分12eを各環状溝13,14の相互間に強く張り詰めることができるので、エンドキャップ11が回動するのを効果的に阻止できるものの、その折り曲げの起点部において応力集中が生じて、当該起点部が折損し易く、耐久性に劣るという問題があった。
この発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、サークリップがシリンダチューブ内から飛び出すのを長期間に亘って確実に阻止することができるラックピニオン式ステアリング装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためのこの発明のラックピニオン式ステアリング装置は、ステアリングシャフトに連結されたピニオンと、このピニオンと噛合するラックと、このラックを覆うシリンダチューブと、このシリンダチューブの端部に挿入され、前記ラックを挿通させたエンドキャップと、一端部に形成されたフック部を前記エンドキャップに形成された係止溝に引っ掛けた状態で、前記シリンダチューブの内周及び前記エンドキャップの外周に互いに対向して形成された2つの環状溝の相互間に巻回されることで、当該エンドキャップをシリンダチューブに対して軸方向に係止するサークリップとを備え、このサークリップを前記シリンダチューブの内部に引き込むための挿入口が当該シリンダチューブに設けられているラックピニオン式ステアリング装置において、前記サークリップの他端部には、内方へ向かって屈曲する曲線部と、この曲線部の先端から内方に向かって直線状に延びるとともに、前記シリンダチューブに対する前記エンドキャップの相対回動時に前記挿入口の開口縁に乗り上げないように当該エンドキャップの環状溝の底部に常時接触する自由端を有する直線部とを設けたことを特徴としている(請求項1)。
【0008】
このように構成されたラックピニオン式ステアリング装置によれば、エンドキャップが回動して前記曲線部及び直線部がシリンダチューブの挿入口まで移動すると、前記曲線部及び直線部がほぼ元の形状に復元して当該曲線部付近が挿入口から突出する。また、この状態で直線部の自由端とエンドキャップの環状溝の底面との接触状態が維持される。したがって、直線部と曲線部とをエンドキャップの回動方向に応じて挿入口の開口縁に選択的に係止させることができ、これによりエンドキャップが回動するのを確実に阻止することができる。しかも、前記曲線部によってサークリップの他端部に応力集中が生じるのを防止することができる。
【0009】
前記曲線部の自由状態での曲率半径は、エンドキャップの環状溝の曲率半径よりも小さいのが好ましい(請求項2)。この場合には、曲線部の弾性反発力を高めることができるので、サークリップの他端部をエンドキャップ及びシリンダチューブの各環状溝の相互間に強く張り詰めることができる。このため、エンドキャップが回動するのを効果的に阻止することができ、サークリップの曲線部付近が前記挿入口に移動するのを長期間に亘って抑制することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、図1〜図4を参照してこの発明の一実施形態を説明する。図1〜図4において、図5〜図8と同一部位には同一符号を付してその説明を省略する。
図1の(a)はシリンダチューブ5及びエンドキャップ11の各環状溝13,14にサークリップ30を装着した状態を示す断面図であり、(b)はその矢印Aで示す範囲の拡大図である。このサークリップ30は、各環状溝13,14に沿わせる巻回部31と、この巻回部31の一端部から内方に向かって屈折されたフック部32と、前記巻回部31の他端部から内方に向かって屈曲された曲線部33と、この曲線部33の先端から内方に向かって直線状に延びる直線部34とを備えている。
【0011】
図2は前記サークリップ30の自由状態を示す正面図である。同図に示すように、サークリップ30の巻回部31は直線状に延びており、フック部32は前記巻回部31に対して直角に屈折している。また曲線部33はフック部32と同じ側に屈曲しており、直線部34はフック部32と同じ側に延びている。すなわち、前記巻回部31、フック部32、曲線部33及び直線部34は同一平面上に配置されている。また、前記曲線部33の例えば中心線における曲率半径rは、図2に示す自由状態においてエンドキャップ11の環状溝13の中心線における曲率半径Rよりも小さくなるように設定されている。また、前記直線部34の先端部は、各環状溝13,14に装着された状態で、エンドキャップ11の環状溝13の底部に対して常に接触するように、その長さ及び角度が設定されている。
【0012】
以上の構成のサークリップ30は、その曲線部33と直線部34とが、各環状溝13,14にほぼ沿うように弾性変形した状態で各環状溝13,14の相互間に装着されている。ここに前記曲線部33の曲率半径rが、自由状態においてエンドキャップ11の環状溝13の曲率半径Rよりも小さいので、前記弾性変形に伴う曲線部33の弾性反発力が大きく、その分、曲線部33付近を各環状溝13,14の相互間に強固に張り詰めることができる。このため、エンドキャップ11が回動するのを効果的に阻止することができる。
【0013】
また、仮にエンドキャップ11が繰り返し回動して前記曲線部33及び直線部34がシリンダチューブ5の挿入口15まで移動すると、前記曲線部33及び直線部34がほぼ元の形状に復元して当該曲線部33付近が挿入口15から突出することになる(図3参照)。この際、直線部34の自由端はエンドキャップ11の環状溝13の底面に接触した状態に維持される。このため、図4においてエンドキャップ11が反時計周り方向に回動しようとすると、直線部34の自由端が挿入口15の上縁を乗り上げることなくシリンダチューブ5の内側に入り込み、この状態で直線部34が挿入口15の上縁に係止される。また、これとは逆にエンドキャップ11が時計周り方向に回動しようとすると、前記挿入口15から突出した曲線部33付近が挿入口15の下縁に係止される(図3参照)。このため、正逆双方向においてエンドキャップ11が回動するのが確実に阻止されることになる。したがって、サークリップ30の巻回部31が、シリンダチューブ5の外側に飛び出すのを確実に阻止することができる。しかも、前記巻回部31と直線部34とが曲線部33を介して連続するので、その折り曲げ部に応力集中が生じるのを防止することができ、ひいてはサークリップ30が折損するのを防止することができる。
【0014】
【発明の効果】
以上のように、請求項1記載のラックピニオン式ステアリング装置によれば、曲線部及び直線部がシリンダチューブの挿入口まで移動した状態で、曲線部及び直線部を挿入口の開口縁に選択的に係止させてサークリップが回動するのを確実に阻止することができる。しかも、前記曲線部によってサークリップに応力集中が生じるのを防止することができるので、当該サークリップが折損する虞れがない。したがって、サークリップが前記挿入口から飛び出すのを長期間に亘って確実に阻止することができる。
【0015】
請求項2記載のラックピニオン式ステアリング装置によれば、曲線部の弾性反発力を高めて、サークリップをエンドキャップ及びシリンダチューブの各環状溝の相互間に強く張り詰めることができるので、エンドキャップが回動するのを効果的に抑制することができ、サークリップの曲線部付近が前記挿入口に移動するのを長期間に亘って抑制することができる。このため、エンドキャップをシリンダチューブに対して長期間安定的に係止しておくことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)はこの発明のラックピニオン式ステアリング装置の一実施形態を示す要部断面図であり、(b)はその矢印Aで示す範囲の拡大図である。
【図2】サークリップの自由状態を示す正面図である。
【図3】エンドキャップが一方向に回動した状態を示す要部断面図である。
【図4】エンドキャップが他方向に回動した状態を示す要部断面図である。
【図5】ラックピニオン式ステアリング装置の全体を示す正面図である。
【図6】従来のサークリップ部分を示す断面図である。
【図7】環状溝を示す断面図である。
【図8】従来のサークリップの自由状態を示す正面図である。
【図9】従来のサークリップの装着方法を示す要部断面図である。
【図10】エンドキャップが回動した状態を示す従来例の要部断面図である。
【図11】エンドキャップがさらに回動した状態を示す従来例の要部断面図である。
【図12】従来の他のサークリップの自由状態を示す正面図である。
【図13】従来のさらに他のサークリップの自由状態を示す正面図である。
【符号の説明】
2 ステアリングシャフト
3 ピニオン
4 ラック
5 シリンダチューブ
11 エンドキャップ
13 環状溝
14 環状溝
30 サークリップ
31 巻回部
32 フック部
33 曲線部
34 直線部
Claims (2)
- ステアリングシャフトに連結されたピニオンと、このピニオンと噛合するラックと、このラックを覆うシリンダチューブと、このシリンダチューブの端部に挿入され、前記ラックを挿通させたエンドキャップと、一端部に形成されたフック部を前記エンドキャップに形成された係止溝に引っ掛けた状態で、前記シリンダチューブの内周及び前記エンドキャップの外周に互いに対向して形成された2つの環状溝の相互間に巻回されることで、当該エンドキャップをシリンダチューブに対して軸方向に係止するサークリップとを備え、このサークリップを前記シリンダチューブの内部に引き込むための挿入口が当該シリンダチューブに設けられているラックピニオン式ステアリング装置において、
前記サークリップの他端部には、内方へ向かって屈曲する曲線部と、この曲線部の先端から内方に向かって直線状に延びるとともに、前記シリンダチューブに対する前記エンドキャップの相対回動時に前記挿入口の開口縁に乗り上げないように当該エンドキャップの環状溝の底部に常時接触する自由端を有する直線部とを設けたことを特徴とするラックピニオン式ステアリング装置。 - 前記曲線部の自由状態での曲率半径が、エンドキャップの環状溝の曲率半径よりも小さい請求項1記載のラックピニオン式ステアリング装置。
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