JP3911442B2

JP3911442B2 - シリンダ装置

Info

Publication number: JP3911442B2
Application number: JP2002144781A
Authority: JP
Inventors: 弘一井上
Original assignee: ユニシアジェーケーシーステアリングシステム株式会社
Priority date: 2002-05-20
Filing date: 2002-05-20
Publication date: 2007-05-09
Anticipated expiration: 2022-05-20
Also published as: US6837143B2; US20040025687A1; JP2003335247A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、パワーステアリング装置におけるパワーシリンダ等におけるように、ハウジングと、該ハウジングに摺動可能に貫通された軸（ラックバー）の摺動終端部位置において両者の相対摺動を停止させるストッパ部分を備えたシリンダ装置に関し、特に、ストッパ部分の改良技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のシリンダ装置としては、例えば、実開昭６２−３３６８号公報に記載されている「ラックアンドピニオン式ステアリング装置」が開示されている。
即ち、従来装置は、パワーステアリング装置において、ラックバー（摺動軸）の端部にねじ込みにより接続されるタイロッドのソケット（連結部材）とハウジング端部との当接を緩衝する弾性部材を備えたストッパ部材が組み付けられたもので、このストッパ部材は、ソケットのねじ部に装着可能な装着穴を有する金属環と該金属環の外周縁部側でラックバーとの対向面側に固定された環状の弾性部材とで構成されている。そして、このストッパ部材は金属環の内周縁部をラックバーの端面とソケットの端面とのねじ込み端部相互間に挟持する状態で組み付け固定されると共に、ラックバーの端面に形成された径方向切欠部に金属環の突起部を係止させることによりラックバーに対する金属環の回り止めがなされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来例のシリンダ装置においては、上述のように、ストッパ部材は金属環の内周縁部をラックバーの端面とソケットの端面とのねじ込み端部相互間に挟持する状態で組み付け固定されるものであったため、金属環の肉厚分だけ軸方向長さが長くなるもので、これにより、装置が大型化すると共に設計上の制約を受けることになるという問題点があった。
【０００４】
本発明は、上述の従来の問題点に着目してなされたもので、軸方向長さに変化を来すことなしに、緩衝機能を有するストッパ部材を取り付けることができ、これにより、装置の大型化を防止し、かつ、軸方向長さに関し設計上の制約を受けることを回避することができるシリンダ装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明請求項１記載のシリンダ装置は、前記摺動軸の端面の一部に先端方向に向く軸方向係止部が切欠形成され、前記摺動軸における前記軸方向係止部の切欠形成によって縮小された端面と前記連結部材の端面とを互いに当接させた状態で前記摺動軸と前記連結部材とが連結され、前記ストッパ部材が前記摺動軸の外周に装着可能な穴を有する環状に形成されていてその内周縁部側に形成された係止部を前記摺動軸の軸方向係止部と前記連結部材の端面との間に形成される凹部内に遊嵌状態で挿入係止させることにより少なくとも軸方向移動が阻止された状態で取り付けられている手段とした。この請求項１の発明では、以上のように、ストッパ部材の係止部を摺動軸の軸方向係止部と前記連結部材の端面との間に形成される凹部内に挿入係止させた状態で取り付けを行うことで、摺動軸における軸方向係止部の切欠によって縮小された端面と前記連結部材の端面とを互いに当接させた状態で前記摺動軸と前記連結部材とが連結されるため、軸方向長さに変化を来すことなしに、緩衝機能を有するストッパ部材を取り付けることができ、従って、装置の大型化を防止し、かつ、軸方向長さに関し設計上の制約を受けることを回避できるようになるという効果が得られる。
【０００６】
請求項２記載のシリンダ装置は、請求項１において、前記ストッパ部材は弾性部材のみで構成され、該ストッパ部材は前記連結部材の端面に当接支持されている手段とした。
この請求項２の発明では、以上のように、ストッパ部材を弾性部材のみで構成し、軸方向荷重を連結部材の端面で受けるようにしたことで、部品点数の削減によるコストダウンが可能となる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（発明の実施の形態１）
まず、本発明の実施の形態１の構成を図１〜９に基づいて説明する。
図１はパワーステアリング装置におけるパワーシリンダ（シリンダ装置）部分を示す全体図、図２はラックバーの端面を示す拡大図、図３は図２の III−III 線における断面図、図４はタイロッドの端面を示す拡大図、図５は図４のＶ−Ｖ線における断面図、図６はストッパ部材を示す拡大正面図、図７は図６の VII−VII 線における断面図、図８はストッパ部分を示す要部拡大図、図９は図８のIX−IX線における縦断面図であり、これらの図面において、１はシリンダ（ハウジング）、２はラックバー（摺動軸）、３、３はタイロッド、４、４はソケット（連結部材）、５はストッパ部材を示す。
【０００８】
さらに詳述すると、前記ラックバー２は、図２、３に示すように、その端面軸心部に雌ねじ穴２１が形成されることにより、端面が環状に形成され、この端面には、径方向に対向する２個所に切欠部（軸方向係止部）２２、２２が形成されている。また、ラックバー２の先端側の外周面には、前記切欠部２２、２２とは直交する方向に対向する状態で２面幅２３、２３が形成されている。また、ラックバー２の端面外周縁部が切欠されることにより、小径部２４と環状段部（軸方向係止部）２５が形成されている。
【０００９】
前記ソケット４は、タイロッド３と球面接続により屈曲自在に接続されていて、図４、５に示すように、その端面軸心部には前記ラックバー２の端面に形成された雌ねじ穴２１に螺合する雄ねじ部４１が突出形成されていて、この雄ねじ部４１を雌ねじ穴２１に螺合することによりラックバー２の端面にソケット４の端面を当接させた状態でソケット４がラックバー２に連結されるようになっている。
【００１０】
前記ストッパ部材５は、図８に示すように、ラックバー２とソケット４との連結部に設けられていて、シリンダ１の端部に備えたエンドカバー１１に当接してシリンダ１とラックバー２との相対摺動を停止させると共に当接する際の緩衝機能を発揮させる役目をなすものであり、図６、７に示すように、２面幅２３、２３が形成されたラックバー２の端部外周に装着可能な穴５１を有する環状に形成されていて、該穴５１の内周面でソケット４側縁部には、前記ラックバー２の小径部２４に装着されて環状段部２５とソケット４の端面との間に形成される環状溝内に遊嵌された状態で軸方向移動を阻止する環状係止部５２が突出形成されている。
【００１１】
また、ストッパ部材５の内周縁部側には、前記ラックバー２の切欠部２２、２２に遊嵌状態で装着される係止突起５３、５３が形成され、また、ストッパ部材の外周縁部側でシリンダ１との対向面側には、エンドカバー１１におけるストッパ部１１ａに当接する突条部５４が形成されている。なお、前記ストッパ部材５は、ウレタン樹脂等の弾性部材のみで一体成形されている。
【００１２】
この発明の実施の形態１のシリンダ装置は、上述のように構成されるため、その組み付けに際しては、まず、ストッパ部材５の係止突起５３、５３をラックバー２の切欠部２２、２２内に遊嵌すると共に、ストッパ部材５の環状係止部５２をラックバー２の小径部２４に装着することにより、ラックバー２の端部へのストッパ部材５の組み付けを行った後、ラックバー２の端面に形成された雌ねじ穴２１にソケット４の端面に突出形成された雄ねじ部４１を螺合することにより、ラックバー２の端面とソケット４の端面とを当接させた状態で組み付けを完了する。
【００１３】
この組み付け状態においては、図８、９に示すように、ストッパ部材５は、その環状係止部５２が環状段部２５とソケット４の端面との間に遊嵌状態で軸方向係止されることでその軸方向移動が阻止され、さらに、係止突起５３、５３が切欠部２２、２２内に遊嵌されることでストッパ部材５の回転が阻止されると同時に、係止突起５３、５３が切欠部２２、２２の軸方向端面とソケット４の端面との間で軸方向係止されることでその軸方向移動が阻止された状態となっている。
【００１４】
また、ストッパ部材５におけるソケット４側端面が、該ソケット４の端面に当接支持されることで、ストッパ部材５の突条部５４がエンドカバー１１におけるストッパ部１１ａに当接した際の軸方向荷重をストッパ部材５を介してソケット４の端面で受けるようになっている。
【００１５】
この発明の実施の形態１にあっては、上述のように、ラックバー２における切欠部２２、２２と、小径部２４および環状段部２５を形成するための切欠により縮小された端面とソケット４の端面とを互いに当接させた状態でラックバー２とソケット４とが連結された状態となるため、軸方向長さに変化を来すことなしに、ストッパ部材５の取り付けが行われるもので、これにより、緩衝機能を発揮させつつ、装置の大型化を防止し、かつ、軸方向長さに関し設計上の制約を受けることを回避できるようになるという効果が得られる。
【００１６】
そして、ストッパ部材５は、その係止突起５３、５３が切欠部２２、２２内に遊嵌されることでストッパ部材５の回転が阻止されると同時に、係止突起５３、５３が切欠部２２、２２の軸方向端面とソケット４の端面との間で軸方向係止され、かつ、環状係止部５２が環状段部２５とソケット４の端面との間で軸方向係止されることでその軸方向移動が阻止された状態となるため、その組み付け状態を確実に維持させることができるようになる。
【００１７】
また、ストッパ部材５におけるソケット４側端面を、該ソケット４の端面に当接支持させるようにしたことで、ストッパ部材５のみで軸方向荷重に耐え得るように弾性部材の他に剛性の高い金属部材等の受け部材を併用する必要がなく、ストッパ部材５を弾性部材のみで構成することが可能となるもので、従って、部品点数の削減によるコストダウンが可能となる。
【００１８】
また、ストッパ部材５の係止突起５３、５３がラックバー２の切欠部２２、２２内に遊嵌すると共に、環状係止部５２が環状段部２５とソケット４の端面との間に遊嵌状態で軸方向係止するように構成したことで、ストッパ部材５を構成する弾性部材にストレスを与えることがなくなるため、早期老化を防止できるようになる。
【００１９】
次に、発明の他の実施の形態を説明する。なお、この他の発明の実施の形態の説明に当たっては、前記発明の実施の形態１と同様の構成部分は図示およびその説明を省略し、もしくは同一の符号を付してその説明を省略し、相違点についてのみ説明する。
【００２０】
（発明の実施の形態２）
この発明の実施の形態２のシリンダ装置は、図１０の縦断面図に示すように、ラックバー２の小径部２４が、ストッパ部材５の本体部厚みとほぼ同一長さに形成される一方、ストッパ部材５の環状係止部５２がストッパ部材５における本体部厚みと同一幅で突出されている点のみが、前記発明の実施の形態１とは相違したものである。
従って、この発明の実施の形態２では、前記発明の実施の形態１と同様の効果が得られる他に、環状係止部５２の厚み（軸方向幅）を大きくできるため、耐久性を高めることができるようになる。
【００２１】
（発明の実施の形態３）
この発明の実施の形態３のシリンダ装置は、図１１の縦断面図に示すように、ラックバー２の先端外周縁部を斜めにカットした傾斜面５５で軸方向係止部を構成させる一方、ストッパ部材５の環状係止部５２を前記傾斜面５５に当接する傾斜面５２ａを有する断面直角三角形状に形成した点のみが、前記発明の実施の形態１とは相違したものである。
従って、この発明の実施の形態３では、前記発明の実施の形態１と同様の効果が得られる他に、ラックバー２の先端外周縁部を斜めにカットするのみであるため、ラックバー２における軸方向係止部の加工が容易でコストの低減化が可能となる。
【００２２】
以上発明の実施の形態を図面により説明したが、具体的な構成はこれらの発明の実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても本発明に含まれる。
例えば、発明の実施の形態では、パワーステアリング装置のパワーシリンダに本発明を適用した例を示したが、ハウジングに対し軸が摺動可能に挿通された構造のシリンダ装置全てに適用することができる。
【００２３】
また、発明の実施の形態では、ラックバー２の切欠部２２、２２に遊嵌状態で装着される係止突起５３、５３が形成されると共に、ラックバー２の小径部２４に装着されて環状段部２５とソケット４の端面との間に形成される環状溝内に遊嵌された状態で軸方向移動を阻止する環状係止部５２を突出形成させたが、いずれか一方を設けておけば、少なくともストッパ部材５の軸方向移動を阻止することができるし、ラックバー２の切欠部２２、２２に遊嵌状態で装着される係止突起５３、５３のみの場合は、ストッパ部材５の軸方向移動を阻止できると同時に、回転を阻止することができる。
【００２４】
次に、上述の各発明の実施の形態から把握される請求項以外の好ましい形態について説明する。
（イ）請求項１において、前記摺動軸の端部の一部に形成される軸方向係止部が小径部と環状段部とで構成され、
該小径部の軸方向長さが前記ストッパ部材における本体部厚みとほぼ同一長さに形成されると共に、前記ストッパ部材の係止部が該ストッパ部材における本体部厚みと同一幅で突出されていることを特徴とする手段とした。
このように構成することにより、ストッパ部材における前記係止部の厚み（軸方向幅）を大きくできるため、耐久性を高めることができるようになる。
【００２５】
（ロ）請求項１において、前記摺動軸の端部の一部に形成される軸方向係止部が摺動軸の先端外周縁部を斜めにカットした傾斜面で構成され、
前記ストッパ部材の係止部が前記傾斜面に当接する傾斜面を有する断面直角三角形状に形成されていることを特徴とする手段とした。
このように構成することにより、摺動軸の先端外周縁部を斜めにカットするのみであるため、摺動軸における軸方向係止部の加工が容易でコストの低減化が可能となる。
【００２６】
（ハ）請求項１において、前記摺動軸の端部の一部に形成される軸方向係止部が摺動軸の先端面を径方向に切欠する切欠部で構成され、
前記ストッパ部材の係止部が前記切欠部内に挿入される突出部で構成されていることを特徴とする手段とした。
このように構成することにより、ストッパ部材の軸方向移動を阻止できるだけでなくその回転を阻止できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】発明の実施の形態１のシリンダ装置を構成するパワーステアリング装置におけるパワーシリンダ部分を示す全体図である。
【図２】発明の実施の形態１におけるラックバーの端面を示す拡大図である。
【図３】図２の III−III 線における断面図である。
【図４】発明の実施の形態１におけるタイロッドの端面を示す拡大図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線における断面図である。
【図６】発明の実施の形態１におけるストッパ部材を示す拡大正面図である。
【図７】図６の VII−VII 線における断面図である。
【図８】発明の実施の形態１におけるストッパ部分を示す要部拡大断面図である。
【図９】図８のIX−IX線における縦断面図である。
【図１０】発明の実施の形態２におけるストッパ部分を示す要部拡大断面図である。図である。
【図１１】発明の実施の形態３におけるストッパ部分を示す要部拡大断面図である。
図である。
【符号の説明】
１シリンダ（ハウジング）
２ラックバー（摺動軸）
２２切欠部（軸方向係止部）
２５環状段部（軸方向係止部）
３タイロッド
４ソケット（連結部材）
５ストッパ部材
５１穴
５２環状係止部（係止部）

Claims

ハウジングと、該ハウジングに摺動可能に貫通された摺動軸と、該摺動軸の端部に連結される連結部材と、該連結部材と前記摺動軸との連結部に設けられていて、前記ハウジングの端部に当接して該ハウジングと前記摺動軸との相対摺動を停止させると共に当接する際の緩衝機能を有するストッパ部材と、を備えたシリンダ装置において、前記摺動軸の端面の一部に先端方向に向く軸方向係止部が切欠形成され、前記摺動軸における前記軸方向係止部の切欠形成によって縮小された端面と前記連結部材の端面とを互いに当接させた状態で前記摺動軸と前記連結部材とが連結され、前記ストッパ部材が前記摺動軸の外周に装着可能な穴を有する環状に形成されていてその内周縁部側に形成された係止部を前記摺動軸の軸方向係止部と前記連結部材の端面との間に形成される凹部内に遊嵌状態で挿入係止させることにより少なくとも軸方向移動が阻止された状態で取り付けられていることを特徴とするシリンダ装置。
前記ストッパ部材は弾性部材のみで構成され、該ストッパ部材は前記連結部材の端面に当接支持されていることを特徴とする請求項１に記載のシリンダ装置。
環状に形成されたシリンダと、前記シリンダ内に摺動可能に設けられたラックバーと、前記ラックバーの端面外周縁部に形成された小径部および環状段部と、前記ラックバーの端面に当接するように設けられたソケットと、弾性材料で環状に形成され、前記ラックバーと前記ソケットとの連結部に設けられ、前記シリンダの端部に当接して前記シリンダと前記ラックバーとの相対摺動を停止させるとともに当接する際の緩衝機能を有するストッパ部材と、前記ストッパ部材の内周側に形成され、前記小径部の外周側であって前記環状段部と前記ソケットとの間に設けられた環状係止部と、を備え、前記環状係止部は、前記環状段部の端面と前記ソケットの端面との間に遊嵌状態で軸方向係止されることを特徴とするシリンダ装置。