JP5978634B2 - ステアリング装置 - Google Patents
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Description
特に、本発明のステアリング装置に於いては、これら各操舵力伝達軸のうちの少なくとも1つの操舵力伝達軸は、他の部材と係合せず外部に露出した軸方向一部分(他の部材と係合しない部分)に、軸方向両側に隣接する他の部分よりも外径寸法が小さくなった小径部を有する。又、この小径部に、外径部(外周寄り部分)の硬さを内径部(中心寄り部分)の硬さに比べて高くした態様の硬さ分布が付与されている。又、この硬さ分布は、前記小径部に対し、この小径部を形成した後に、この小径部の外周面に表面硬化処理を施す方法と、前記操舵力伝達軸の軸方向一部分の外周面に表面硬化処理を施した後、当該部分に小径部を形成する方法と、前記操舵力伝達軸の軸方向一部分に、外径部の加工度が内径部の加工度に比べて大きくなる塑性加工を施す事に基づいて、当該部分に前記小径部を形成する方法とのうちから選択される、何れか1つの方法によって付与されたものである。
尚、前記表面硬化処理としては、例えば、ショットピーニング加工を採用できる他、高周波焼入れ、浸炭、窒化等の表面硬化熱処理を採用できる。
又、前記硬さ分布を付与する方法として、前記操舵力伝達軸の軸方向一部分の外周面に表面硬化処理を施した後、当該部分に小径部を形成する方法を採用する場合、この小径部は、何れの加工方法によって形成しても良いが、特に切削加工によって形成する場合には、形成後の小径部の表層部に、前記表面硬化処理によって形成された硬化層の一部が残る様にする。
又、上述した外径部の加工度が内径部の加工度に比べて大きくなる塑性加工としては、例えば、転造による縮径加工を採用できる。
本発明のステアリング装置を実施する場合に、具体的には、前記小径部の外周面に、この小径部の軸方向に長く、この小径部の外径側から見た形状が直線状である基準線を表示する。
この様な構成を採用した場合には、追加的に、前記小径部の外周面及び前記両他の部分のうちの他の部材と係合せず外部に露出した部分(他の部材と係合しない部分)の外周面に連続した状態で、この小径部の軸方向に長く、この小径部の外径側から見た形状が直線状である基準線を表示する構成を採用する事もできる。
本発明を実施する場合には、追加的に、前記小径部を有する操舵力伝達軸を、前記ステアリングホイールから入力された操舵力を前記両操舵輪に伝達する際に、自身の中心軸を中心として回転する回転軸とする事ができる。
又、本発明のステアリング装置を実施する場合で、前記操舵力伝達経路の一部に、電動モータを補助動力源とする電動アシスト装置を設ける場合に、好ましくは、請求項2に記載した発明の様に、前記小径部を有する操舵力伝達軸を、前記操舵力伝達経路の一部で前記電動アシスト装置と前記両操舵輪との間部分に設ける。
即ち、本発明の場合には、前記衝撃エネルギの吸収性能を十分に確保すべく、前記小径部の外径寸法を小さくする場合でも、この小径部には、外径部の硬さを内径部の硬さに比べて高くした態様の硬さ分布が付与されている為、この小径部の疲労強度を十分に確保できる。従って、本発明の場合には、この小径部に関して、衝撃エネルギの吸収性能の確保と疲労強度の確保とを、高レベルで両立できる。
即ち、本発明の様に、前記小径部を有する操舵力伝達軸が、ステアリングシャフト、中間シャフト、ステアリングギヤユニットを構成するピニオン軸等の回転軸である場合、この回転軸に衝撃的なトルクが加わると、前記小径部が捩り変形する。又、本発明の技術的範囲からは外れるが、前記小径部を有する操舵力伝達軸が、タイロッド等の変位軸である場合、この変位軸に衝撃的な圧縮荷重や曲げモーメントが加わると、前記小径部が曲げ変形する。そして、この様な捩り変形や曲げ変形が生じる結果、車両を直進状態とする為の、ステアリングホイールの中立状態の姿勢が変化する。この変化は、運転者にとって容易且つ確実に認識できる。この為、運転者に、修理を促す事ができて、損傷した車両の運行を継続する事に伴う危険を回避できる。
図1〜3は、請求項1、2に対応する、本発明の実施の形態の第1例を示している。尚、本例の特徴は、前述の図8に示した従来構造と同様の基本構造を有するステアリング装置に関して、操舵力伝達経路を構成する複数の操舵力伝達軸のうち、電動アシスト装置12(図8参照)と1対の操舵輪との間に存在する回転軸である、ステアリングギヤユニット7aを構成するピニオン軸8aの構造にある。その他の部分の構造及び作用は、前述の図8に示した従来構造の場合と同様であるから、重複する図示並びに説明は省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分、並びに、図8に示した従来構造で説明しなかった部分を中心に説明する。
(1)前記ピニオン軸8aの基端寄り部分に切削加工や鍛造等の塑性加工を施す事により、前記小径部28を形成する。その後、この小径部28の外周面に、例えば、ショットピーニング加工や、高周波焼入れ、浸炭、窒化等の表面硬化熱処理と言った、各種の表面硬化処理を施す事により、この小径部28の外径部である表層部に硬化層を形成する。
(2)前記ピニオン軸8aの基端寄り部分の外周面に、例えば、ショットピーニング加工や、高周波焼入れ、浸炭、窒化等の表面硬化熱処理と言った、各種の表面硬化処理を施す事により、当該部分の外径部である表層部に硬化層を形成する。その後、当該部分に切削加工や鍛造等の塑性加工を施す事により、前記小径部28を形成する。この際に、形成後の小径部28の外径部である表層部に、前記表面硬化処理によって形成された硬化層の少なくとも一部が残る様にする。
(3)前記ピニオン軸8aの基端寄り部分に、転造による縮径加工等の、外径部の加工度が内径部の加工度に比べて大きくなる塑性加工を施す事により、当該部分に前記小径部28を形成するのと同時に、この小径部28に、外径部の硬さを内径部の硬さに比べて高くした態様の硬さ分布を付与する。
図4は、請求項1、2に対応する、本発明の実施の形態の第2例を示している。本例の場合には、小径部を有する操舵力伝達軸が、上述した第1例の場合と異なる。即ち、本例の場合、操舵力伝達経路を構成する複数の操舵力伝達軸のうち、電動アシスト装置12(図8参照)と1対の操舵輪との間に存在する回転軸である、中間シャフト6aを構成するインナシャフト15aの中間部(他の部材と係合しない部分)に、上述した第1例の場合と同様の構成を有する小径部28a(硬さ分布及び基準線29aを含む)を形成している。
その他の構成及び作用は、上述した第1例の場合と同様であるから、重複する図示並びに説明は省略する。
図5は、請求項1に対応する、本発明の実施の形態の第3例を示している。本例の場合も、小径部を有する操舵力伝達軸が、前述した第1例の場合と異なる。即ち、本例の場合、操舵力伝達経路を構成する複数の操舵力伝達軸のうち、電動アシスト装置12とステアリングホイール4(図8参照)との間に存在する回転軸である、ステアリングシャフト3aを構成するインナシャフト13aの中間部(他の部材と係合しない部分)に、前述した第1例の場合と同様の構成を有する小径部28b(硬さ分布及び基準線29bを含む)を形成している。
その他の構成及び作用は、前述した第1例の場合と同様であるから、重複する図示並びに説明は省略する。
図6は、本発明に関連する参考例の第1例を示している。本参考例の場合も、小径部を有する操舵力伝達軸が、前述した実施の形態の第1例の場合と異なる。即ち、本参考例の場合、操舵力伝達経路を構成する複数の操舵力伝達軸のうち、電動アシスト装置12(図8参照)と操舵輪との間に存在する変位軸である、タイロッド10aの一部に、前述した実施の形態の第1例の場合と同様の構成を有する小径部28c(硬さ分布及び基準線29cを含む)を形成している。図示の例の場合、前記タイロッド10aは、基端側(ステアリングギヤユニット側)のラックエンド部30と、先端側(操舵輪側)のタイロッドエンド部31とを、軸方向に関して直列に接続して成る。即ち、前記ラックエンド部30の先端部に設けた雄ねじ部と、前記タイロッドエンド部31の基端面に開口する状態で設けたねじ孔との螺合に基づいて、前記タイロッド10aの長さ寸法を適正にした状態で、ロックナット32を締め付ける事により、前記両エンド部30、31同士を固定している。そして、このうちのラックエンド部30の基端寄り部分(他の部材と係合しない部分)に、前記小径部28cを形成している。又、本参考例の場合、前記基準線29cを、前記タイロッド10aの外周面のほぼ全長に亙って表示している。又、本参考例の場合、衝突事故や操舵輪の縁石乗り上げに伴い、前記タイロッド10aに衝撃的な圧縮荷重や曲げモーメントが加わると、前記小径部28cが曲げ変形する。
その他の構成及び作用は、前述した実施の形態の第1例の場合と同様であるから、重複する図示並びに説明は省略する。
図7は、本発明に関連する参考例の第2例を示している。本参考例の場合も、小径部を有する操舵力伝達軸が、前述した実施の形態の第1例の場合と異なる。即ち、本参考例の場合には、タイロッド10bを構成するタイロッドエンド部31aの基端寄り部分(他の部材と係合しない部分)に、前述した実施の形態の第1例の場合と同様の構成を有する小径部28d(硬さ分布及び基準線29dを含む)を形成している。ラックエンド部30aには、特に小径部は形成していない。又、本参考例の場合、前記基準線29dを、前記タイロッドエンド部31aの外周面のほぼ全長に亙って表示している。又、本参考例の場合も、上述した参考例の第1例の場合と同様、衝突事故や操舵輪の縁石乗り上げに伴い、前記タイロッド10bに衝撃的な圧縮荷重や曲げモーメントが加わると、前記小径部28dが曲げ変形する。
その他の構成及び作用は、前述した実施の形態の第1例の場合と同様であるから、重複する図示並びに説明は省略する。
2 ステアリングコラム
3、3a ステアリングシャフト
4 ステアリングホイール
5a、5b 自在継手
6、6a 中間シャフト
7、7a ステアリングギヤユニット
8、8a ピニオン軸
9、9a ラック軸
10、10a、10b タイロッド
11 電動モータ
12 電動アシスト装置
13、13a インナシャフト
14 アウタシャフト
15、15a インナシャフト
16 アウタシャフト
17 ケーシング
18 押圧手段
19 第一筒部
20 第二筒部
21 第三筒部
22a、22b 転がり軸受
23 ラック歯
24 ピニオン歯
25 セレーション軸部
26 ヨーク
27 係止溝
28、28a〜28d 小径部
29、29a〜29d 基準線
30、30a ラックエンド部
31、31a タイロッドエンド部
32 ロックナット
Claims (2)
- ステアリングホイールから入力された操舵力を1対の操舵輪に伝達する為の操舵力伝達経路を構成する、複数の操舵力伝達軸を備えたステアリング装置に於いて、これら各操舵力伝達軸のうち、前記ステアリングホイールから入力された操舵力を前記両操舵輪に伝達する際に自身の中心軸を中心として回転する回転軸である少なくとも1つの操舵力伝達軸は、他の部材と係合しない部分に、軸方向両側に隣接する他の部分よりも外径寸法が小さくなった小径部を有しており、且つ、この小径部に、外径部の硬さを内径部の硬さに比べて高くした態様の硬さ分布が付与されており、
前記小径部は、操舵力の最大値を超える大きさの衝撃的なトルクが加わった場合に、この小径部が形成された操舵力伝達軸の他の部位に優先して捩り変形するものであり、
前記小径部の外周面及び前記両他の部分のうちの他の部材と係合しない部分の外周面に連続した状態で、この小径部の軸方向に長く、この小径部の外径側から見た形状が直線状である基準線が表示されている事を特徴とするステアリング装置。
- 前記操舵力伝達経路の一部に、電動モータを補助動力源とする電動アシスト装置が設けられており、前記小径部を有する操舵力伝達軸が、前記操舵力伝達経路の一部で前記電動アシスト装置と前記両操舵輪との間部分に設けられている、請求項1に記載したステアリング装置。
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