JP3998327B2 - センターテイクオフ型パワーステアリング装置におけるタイロッドの取付け構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両におけるパワーステアリング装置であって、特に左右一対のタイロッドの各内方端を、それらが車体の略中央部に位置するようにして備えた、いわゆるセンターテイクオフ型パワーステアリング装置において、タイロッドの揺動角の許容範囲を拡大して、センターテイクオフ型パワーステアリング装置の車体への取付けの自由度を拡大するとともに、タイロッドの取付け部の取付け構造の耐久性を向上させた、センターテイクオフ型パワーステアリング装置におけるタイロッドの取付け構造に関する。
【０００２】
【従来技術】
センターテイクオフ型パワーステアリング装置におけるタイロッドの内方端のラックシャフト等操舵出力軸側への取付けは、通常、次のようにして行なわれている。
図３に図示されているように、センターテイクオフ型パワーステアリング装置01の一方のタイロッド05の取付け部05a のボルト貫通穴05b には、ゴムブッシュ030 が焼付けにより設けられており、このゴムブッシュ030 の内方には、さらに、鉄製のブッシュ031 が嵌合されている。
【０００３】
そして、この鉄製のブッシュ031 にボルト09が挿通され、該ボルト09が、ダストブーツ07の中央部を気密に貫通して、カラー011 を介してラックシャフト04に螺着されることにより、タイロッド05の内方端側の取付け部05a が、ラックシャフト04に一体に取り付けられるようになっている（実公昭６３−１２０４７号公報参照）。
【０００４】
なお、032 は共通座金、010 はガイドシューであって、図示されないギヤボックスのラックシャフト04収容部分の管壁に所定長にわたって形成されたスリット03c に沿ってボルト09を案内する。他方のタイロッド05の内方端のラックシャフト04への取付けも、同様に行なわれている。
【０００５】
このため、タイロッド05の揺動は、ゴムブッシュ030 の撓みのみで受け持たれるので、その揺動範囲が狭く、また、揺動範囲を広げようとして、ゴムブッシュ030 のボリュームを増すと、バネこわさが減少して、操舵フィーリングに悪影響を及ぼしてしまう。このため、センターテイクオフ型パワーステアリング装置01の車体に対する取付けの自由度が制限されていた。
【０００６】
さらに、ラックシャフト04や図示されないパワーシリンダ、トルクセンサー等を収容するギヤボックスの搭載位置の関係から、タイロッド05の内方端の取付け部05a 近傍の雰囲気温度が高いこともあって、該取付け部05a のボルト貫通穴05b に取り付けられるゴムブッシュ030 は、繰り返しの負荷により、変形してしまう虞があった。
【０００７】
【解決しようとする課題】
本発明は、センターテイクオフ型パワーステアリング装置において、タイロッドの揺動角の許容範囲を拡大して、パワーステアリング装置の車体への取付けの自由度を拡大するとともに、タイロッドの内方端の取付け部をパワーステアリング装置の操舵出力軸側に取り付けるに当たり、その取付け構造の耐久性の向上を図った、センターテイクオフ型パワーステアリング装置におけるタイロッドの取付け構造を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段および効果】
本発明は、前記のような課題を解決したセンターテイクオフ型パワーステアリング装置におけるタイロッドの取付け構造に係り、その請求項１に記載された発明は、パワーシリンダに連結された操舵軸を有し、左右１対のタイロッドの各内方端を、それらが車体の略中央部に位置するようにして備えた、センターテイクオフ型パワーステアリング装置におけるタイロッドの取付け構造において、前記１対のタイロッドの各内方端側の取付け部が、ボールジョイントを介してパワーステアリング装置の操舵出力軸側に連結され、
各ボールジョイントの球座体内の球体から該球座体の開口部を経てタイロッドのボール軸が外部に突出し、前記球座体の開口部は、前記操舵軸の軸方向に指向して開口され、前記タイロッドのボール軸は、中立状態において、前記操舵軸の軸方向に指向するように配設されたことを特徴とするセンターテイクオフ型パワーステアリング装置におけるタイロッドの取付け構造である。
【０００９】
請求項１に記載された発明は、前記のように構成されているので、タイロッドの内方端側の取付け部は、ボールジョイントを介してパワーステアリング装置の操舵出力軸側（ラックシャフト等）に連結されており、従来のゴムブッシュを介しての連結と比較すると、タイロッドの３次元揺動範囲が大きく拡大されて、センターテイクオフ型パワーステアリング装置の車体に対する取付けの自由度が拡大される。
【００１０】
また、従来のように、ゴムブッシュのボリューム等を気にする必要がないので、一定の良好な操舵フィーリングが得られる。さらに、ボールジョイントの使用は、既存技術の応用であるので、雰囲気温度条件の変化等に対する対応も容易であって、タイロッドの内方端側の取付け部の操舵出力軸側への取付け構造の耐久性を向上させることができる。
【００１１】
また、請求項２記載のように請求項１記載の発明を構成することにより、タイロッドの内方端側の取付け部が、パワーシリンダのピストンロッドと一体に同心に構成された操舵軸に連結され、ボールジョイントの球座体が、該操舵軸に一体に連結されたガイド部材に固着され、球座体の球座には、樹脂シートが貼設され、タイロッドの内方端側の取付け部と球座体とに間には、ボールジョイントのジョイント部を覆って伸縮自在のカバーが張設される。
【００１２】
これにより、ボールジョイントを介して行なわれるタイロッドの内方端側の取付け部の操舵出力軸側への取付け構造が簡単化される。また、ボールジョイントの球座体の球座とボールジョイントの球面（ボール面）との間に樹脂シートが介装されるので、金属面同志の接触が回避され、無潤滑であっても、ボールジョイントの作動が円滑に行なわれる。
【００１３】
さらに、ボールジョイントのジョイント部の熱遮蔽と該ジョイント部への塵埃の進入の防止が図られるので、前記した樹脂シートの使用とも相俟って、タイロッドの内方端側の取付け部の取付け構造の耐久性をさらに向上させることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図１および図２に図示される本発明の一実施形態について説明する。
図１は、本実施形態におけるにおけるタイロッドの取付け構造が適用されたセンターテイクオフ型パワーステアリング装置を一部切断して示す正面図、図２は、図１の要部拡大図である。
【００１６】
図１において、本実施形態におけるセンターテイクオフ型パワーステアリング装置１は、ラックアンドピニオン式油圧パワーステアリング装置であって、図示されない車両のハンドルに連結された入力軸２が、ギヤボックス３のコントロールバルブ収容部分３a 内において、図示されない出力軸とトーションバーを介して連結されており、該出力軸に形成されたピニオンと噛み合うラックを有するラックシャフト４が、ギヤボックス３のラックシャフト収容部分３b 内に、図において左右摺動自在に収容されている。
【００１７】
そして、左右一対のタイロッド５、５が、それらの各内方端部がギヤボックス３のラックシャフト収容部分３b の中央部に位置するようにされて、備えられている。ギヤボックス３は、車両の幅方向に指向して、その両端部が車体に取り付けられるので、その細長のラックシャフト収容部分３b の中央部は、車体の略中央部となる。
【００１８】
ギヤボックス３のラックシャフト収容部分３b の図１において右方の部分は、パワーシリンダ６のシリンダ壁とされており、ラックシャフト４の右方部分は、該パワーシリンダ６のパワーピストンとしても機能している。
【００１９】
ダストブーツ７は、細長のラックシャフト収容部分３b のうち、ギヤボックス３のコントロールバルブ収容部分３a とパワーシリンダ６のシリンダ壁となる部分とにより挟まれる中央部分を覆っている。
【００２０】
ラックシャフト４には、ダストブーツ７の外側に配置されたガイド部材８が、左右一対のボルト９、９により一体に連結されていて、該ガイド部材８は、ラックシャフト４の左右動とともに左右に移動する。そして、該ガイド部材８には、左右一対のタイロッド５、５の各内方端部が、後述するボールジョイント20を介して連結されている。
【００２１】
ガイド部材８は、軽量で剛性に富む金属材料を用いて製造される直方体ブロック形状のものであって、その左右端面は、後述するボールジョイント20の球座体22の取付け面とされている。
【００２２】
ガイド部材８がラックシャフト４の左右動とともに左右動するとき、ボルト９、９は、ギヤボックス３のラックシャフト収容部分３b にその長さ方向の所定長にわたって形成された切欠き溝３c 内を、ガイドシュー10によって案内されながら、動くことができる。
【００２３】
なお、ダストブーツ７も、ボルト９、９により気密に貫通されて、該貫通部においてガイド部材８に一体に取り付けられているので、ラックシャフト４、ガイド部材８およびタイロッド５、５の各内方端部の左右動に伴って左右動して、伸縮する。ダストブーツ７、ガイドシュー10およびラックシャフト４をボルト９、９が貫通する部分には、これらにまたがってカラー11が介装されている。
【００２４】
したがって、いま、ラックシャフト４に形成されたラックが、ギヤボックス３のコントロールバルブ収容部分３a 内に収容された図示されない出力軸に形成されたピニオンと噛み合って左右動したときには、該左右動に追随して、ガイド部材８とタイロッド５、５とが一体に左右動して、左右車輪の転舵が行なれるようになっている。
【００２５】
ラックシャフト４の図１において右方部分は、前記のとおり、パワーシリンダ６のパワーピストンとしても機能しているので、その右端には、ピストン12が一体に連結されている。
【００２６】
ピストン12の左右の油室は、図示されない配管により、ギヤボックス３内に収容された図示されないコントロールバルブの圧力流体の供給路および還流路を介して、図示されない油圧ポンプおよびオイルタンクに連通されており、該コントロールバルブの切換えにより、何れかの油室が、コントロールバルブにおける圧力流体の供給路を介して油圧ポンプに連通された場合には、他の油室は、コントロールバルブにおける圧力流体の還流路を介してオイルタンクに連通され、これにより、ピストン12が、何れかの油室側から他の油室側に押されて、該ピストン12に一体に連結されたラックシャフト４および該ラックシャフト４に一体に連動連結されたタイロッド５、５を同方向に移動させる。
【００２７】
これにより、図示されない車輪は、ドライバーの操舵に加えて、ピストン12の移動による転舵を受ける。ピストン12の移動量は、コントロールバルブの回動量によって決まるいずれかの油室への圧力流体の供給量に依存し、該コントロールバルブの回動量は、入力軸２と出力軸との相対的な回転量差に依存するから、結局、車輪の操舵抵抗の大小に応じて、車輪の操舵抵抗が大きいときには、入力軸２と出力軸との相対的な回転量差が大きくなり、コントロールバルブの回動量が大きくなり、いずれかの油室への圧力流体の供給量が多くなる。
【００２８】
逆に、車輪の操舵抵抗が小さいときには、入力軸２と出力軸との相対的な回転量差が小さくなり、コントロールバルブの回動量が小さくなり、いずれかの油室への圧力流体の供給量が少なくなる。
このようにして、車輪の操舵抵抗の大小に応じた操舵補助力が、ピストン12、ラックシャフト４、タイロッド５、５の左右動を介して車輪に伝えられるようになっている。
【００２９】
ここで、左右一対のタイロッド５、５の各内方端は、ガイド部材８に次のようにして連結されている。いずれの内方端も、ガイド部材８に連結される態様は同じであるので、ここでは、左方の内方端の場合について説明する。
タイロッド５の内方端側の取付け部５a は、ボールジョイント20を介してパワーステアリング装置１の操舵出力軸側にあるガイド部材８に連結されている。該ガイド部材８が、さらに操舵出力軸側にあるラックシャフト４に連結される態様は、前述のとおりである。
【００３０】
図２により良く図示されているように、ボールジョイント20は、金属製の球体（ボール）部21と、同じく金属製の球座体22と、該球座体22の球座に貼設された樹脂シート23と、伸縮自在のゴム製カバー25とからなっている。カバー25は、球体部21と球座体22との組合せ部であるジョイント部24を覆って、タイロッド５の取付け部５a と球座体22との間に張設されている。
【００３１】
球体部21は、従動軸（ボール軸）部21a を一体に備えており、該従動軸部21a は、球座体22の開口部22a から外方に延出して、タイロッド５の取付け部５a と一体に接合されている。
【００３２】
本実施形態においては、タイロッド５の図において左方の車両側取付け部５b 部分（図１参照）を除く中央軸部５c と取付け部５a 、ボールジョイント20における球体部21とその従動軸部21a とは、これら全体が一体のものとして、鋳造により形成されているので、従動軸部21a と取付け部５a とは、同一材料を用いて鋳造により形成された、元々一体のものである。
【００３３】
なお、球体部21の形成方法は、これに限定されず、種々の方法があり得る。例えば、球体部21をタイロッド５とは別体として形成して、これをタイロッド５の取付け部５a の先端部にネジ結合により取り付けるようにしてもよい。
【００３４】
球座体22は、ガイド部材８の左側面に螺着されて、これと一体に取り付けられている。球座体22の開口部22a は、ギヤボックス３のラックシャフト収容部分３b の軸方向、したがって、また、ラックシャフト４の軸方向に指向して開口されている。その開口角範囲は、タイロッド５の所望の揺動角範囲を十分にカバーできる範囲において、適切に設定される。
【００３５】
したがって、球体部21の従動軸部21a も、その中立状態においては、同様にギヤボックス３のラックシャフト収容部分３b の軸方向に指向して配設されている。ボールジョイント20の向きがこのように設定されることにより、ボールジョイント20の構造は最もシンプルになり、タイロッド５の長さは最短にされて、ボールジョイント20を介してのタイロッド５の取付け部５a のラックシャフト４への取付け構造が簡単化される。これにより、コストダウンを図ることができる。
【００３６】
また、球座体22の球座には、樹脂シート23が貼設されており、球座体22の球座と球体部21の球（ボール）面とは、該樹脂シート23を介して間接的に接触するので、金属面同志の接触が回避され、金属面の磨耗や腐食、焼き付き等の損傷が防がれ、無潤滑であっても、ボールジョイント20の作動を長期に渡って良好に維持することができる。
【００３７】
さらに、ボールジョイント20のジョイント部24を覆って、タイロッド５の取付け部５a と球座体22との間に張設されたゴム製カバー25は、伸縮自在であり、タイロッド５の揺動角範囲の全範囲にわたって、その揺動に追随する。そして、ボールジョイント20のジョイント部24を周囲雰囲気温度や塵埃から防護する。
以上のような樹脂シート23およびカバー25の使用は、タイロッド５の内方端側の取付け部５a のラックシャフト４への取付け構造の耐久性を向上させる。
【００３８】
ゴム製カバー25は、その一端が取付け部５a の外周面にワイヤにより締め付け固定され、また、その他端が球座体22の外周面にワイヤにより同様に締め付け固定されて、前記のとおり、タイロッド５の取付け部５a と球座体22との間に張設されている。
【００３９】
本実施形態は、前記のように構成されているので、さらに、次のような効果を奏することができる。
タイロッド５の内方端側の取付け部５a は、ボールジョイント20を介してパワーステアリング装置１の操舵出力軸側にあるガイド部材８、さらには、ラックシャフト４に連動連結されており、従来のゴムブッシュを介しての連結と比較すると、タイロッド５の３次元揺動範囲が大きく拡大され、センターテイクオフ型パワーステアリング装置１の車体に対する取付けの自由度が大きく拡大される。例えば、従来のタイロッドの揺動範囲が±１０°程度であったのが、本実施形態においては、±２０°以上に拡大された。
【００４０】
また、従来のように、ゴムブッシュのボリューム等を気にする必要がないので、一定の良好な操舵フィーリングが得られる。さらに、ボールジョイント20の使用は、既存技術の応用であるので、雰囲気温度条件の変化等に対する対応も容易であって、タイロッド５の内方端側の取付け部５a のラックシャフト４への取付け構造の耐久性をさらに向上させることができる。
【００４１】
本発明の一実施形態として、センターテイクオフ型パワーステアリング装置は、前記のとおり、ラックアンドピニオン式パワーステアリング装置とされたが、これに限定されず、ラックアンドピニオン式以外のものであってもよい。
【００４２】
また、本発明の一実施形態として、センターテイクオフ型パワーステアリング装置は、前記のとおり、油圧パワーステアリング装置とされたが、これに限定されず、電動パワーステアリング装置とされてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態におけるタイロッドの取付け構造が適用されたセンターテイクオフ型パワーステアリング装置を一部切断して示す正面図である。
【図２】図１の要部拡大図である。
【図３】従来例を示す図である。
【符号の説明】
１…センターテイクオフ型油圧式パワーステアリング装置、２…入力軸、３…ギヤボックス、３a …コントロールバルブ収容部分、３b …ラックシャフト収容部分、３c …切欠き溝、４…ラックシャフト（ピストンロッド）、５…タイロッド、５a …ギヤボックス側取付け部、５b …車両側取付け部、５c …中央軸部、６…パワーシリンダ、７…ダストブーツ、８…ガイド部材、９…ボルト、10…ガイドシュー、11…カラー、12…ピストン、20…ボールジョイント、21…球体（ボール）部、21a …従動軸（ボール軸）部、22…球座体、22a …開口部、23…樹脂シート、24…ジョイント部、25…カバー。

Claims (2)

1. パワーシリンダに連結された操舵軸を有し、左右１対のタイロッドの各内方端を、それらが車体の略中央部に位置するようにして備えた、センターテイクオフ型パワーステアリング装置におけるタイロッドの取付け構造において、
   前記１対のタイロッドの各内方端側の取付け部が、ボールジョイントを介してパワーステアリング装置の操舵出力軸側に連結され、
   各ボールジョイントの球座体内の球体から該球座体の開口部を経てタイロッドのボール軸が外部に突出し、前記球座体の開口部は、前記操舵軸の軸方向に指向して開口され、前記タイロッドのボール軸は、中立状態において、前記操舵軸の軸方向に指向するように配設された
   ことを特徴とするセンターテイクオフ型パワーステアリング装置におけるタイロッドの取付け構造。
2. 前記１対のタイロッドの各内方端側の取付け部が、パワーシリンダのピストンロッドと一体に同心に構成された前記操舵軸に連結され、
   前記ボールジョイントの前記球座体が、前記操舵軸に一体に連結されたガイド部材に固着され、
   前記球座体の球座には、樹脂シートが貼設され、
   前記タイロッドの内方端側の取付け部と前記球座体とに間には、前記ボールジョイントのジョイント部を覆って伸縮自在のカバーが張設された
   ことを特徴とする請求項１記載のセンターテイクオフ型パワーステアリング装置におけるタイロッドの取付け構造。

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