JP7298058B2 - 車両用操舵装置 - Google Patents

Description

本発明は、タイロッド本体と、屈曲部を有するとともに、タイロッド本体に接合され、かつ転舵部材に連結されたタイロッドエンドとを備える車両用操舵装置に関する。

車両用操舵装置は、操舵輪（ハンドル）の回転を車幅方向に沿った動きに変換して左右一対の車輪を転舵させる。特許文献１には、車両用操舵装置の一例が開示されている。当該車両用操舵装置は、ステアリングギアを構成するラックの車幅方向の左右両端のいずれかと、左右一対の転舵部材のいずれかとに連結されたタイロッドを備える。タイロッドは、タイロッド本体（特許文献１ではロッド本体）およびタイロッドエンド（特許文献１ではロッドエンド部材）を含む。タイロッド本体とタイロッドエンドは、タイロッド本体の軸線方向に沿って互いに接合されている。タイロッド本体は、ラックの車幅方向の左右両端のいずれかに連結されている。タイロッドエンドは、一対の転舵部材のいずれかに連結されている。

特許文献１に開示されているタイロッドエンドは、転舵される車輪との干渉を避けるため、当該車輪の車軸に向けて屈曲した屈曲部を有する。一方、当該タイロッドエンドには、転舵部材から軸力が入力される。この軸力は、通常の車両走行の場合や、車両を縁石に乗り上げる際などに入力される。当該タイロッドエンドは、屈曲部を有するため、これにより当該タイロッドエンドには、車両上下方向回りの曲げモーメントが作用する。したがって、当該タイロッドエンドに接合されたタイロッド本体の座屈強度が低下する。タイロッド本体の座屈強度の低下を防ぐためには、タイロッド本体の軸線方向に対して直交する断面の大きさを拡大する方策がある。しかし、この方策は、車両用操舵装置の質量増加やコスト上昇を招くことが課題である。

特開２０１０－８９１９１号公報

本発明は、上述の事情に鑑み、転舵される車輪との干渉を避けつつ、転舵部材から入力された軸力に対するタイロッド本体およびタイロッドエンドの座屈強度の低下を防ぐことが可能な車両用操舵装置を提供することをその課題とする。

本発明によれば、車幅方向に延びるラックを有するステアリングギアと、前記車幅方向の内方端に位置し、かつ前記ラックの左右両端のいずれかに連結された第１連結部、および前記車幅方向の外方端に位置する第１継手部を有するタイロッド本体と、前記車幅方向の内方端に位置し、かつ前記第１継手部に接合された第２継手部、および前記車幅方向の外方端に位置する第２連結部を有するタイロッドエンドと、前記第２連結部に連結された転舵部材と、を備え、前記タイロッドエンドは、前記第２連結部の隣に位置する第１屈曲部と、前記第１屈曲部と前記第２継手部との間に位置する第２屈曲部と、をさらに有し、前記第１屈曲部は、前記タイロッド本体の軸線に対して直交する方向においていずれかの向きに屈曲し、前記第２屈曲部は、前記第１屈曲部が屈曲する向きとは反対向きに屈曲していることを特徴とする車両用操舵装置が提供される。

本発明にかかる車両用操舵装置によれば、転舵される車輪との干渉を避けつつ、転舵部材から入力された軸力に対するタイロッド本体の座屈強度の低下を防ぐことが可能となる。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面に基づき以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

本発明の一実施形態にかかる車両用操舵装置の概略図である。 図１に示す車両用操舵装置の平面図（右前輪側）である。 図２の部分拡大図である。

本発明を実施するための形態（以下「実施形態」という。）について、添付図面に基づいて説明する。

図１～図３に基づき、本発明の一実施形態にかかる車両用操舵装置（以下「操舵装置Ａ」という。）について説明する。操舵装置Ａは、ステアリングギア１０、一対のタイロッド本体２１、一対のタイロッドエンド２２、および一対の転舵部材３０を備える。操舵輪を回転させると、操舵装置Ａにより右前輪４０Ｒおよび左前輪４０Ｌの転舵がなされる。なお、図２は、理解の便宜上、ステアリングギア１０、およびタイロッド本体２１の一部をそれぞれ、タイロッド本体２１の軸線Ｎに沿った断面として示している。

ここで、説明の便宜上、これらの図において示されるｆｒを車両前方向、ｒｒを車両後方向、ｒｈを車両右方向、ｌｈを車両左方向とする。以下の説明で、特記なく上下を用いる場合は、車両上下方向の上下を指し、特記なく前後を用いる場合は、車両前後方向の前後を指す。さらに、車幅方向の内方とは、車幅方向（車両左右方向）において車内側（車室側）を向く向きを指す。あわせて、車幅方向の外方とは、車幅方向において車外側を向く向きを指す。

ステアリングギア１０は、図１に示すように、ラック１１およびピニオン１２を有する。ラック１１は、車幅方向に延びている。ピニオン１２は、ラック１１の複数の歯に噛み合うようにされている。ピニオン１２は、操舵軸（メインシャフトおよびインターミディエイトシャフト）（図示略）を介して操舵輪につながっている。ラック１１およびピニオン１２は、ステアリングギア１０においてラック・アンド・ピニオン機構を構成している。これにより、操舵輪を回転させると操舵軸を介してピニオン１２が回転し、かつラック１１は車幅方向に沿って動く。操舵装置Ａが示す例においては、ステアリングギア１０は、右前輪４０Ｒおよび左前輪４０Ｌの車軸ＡＸに対して車両前方に位置する。なお、ステアリングギア１０は、右前輪４０Ｒおよび左前輪４０Ｌの車軸ＡＸに対して車両後方に位置するものでもよい。図２に示すように、ラック１１は、一対の支持部１１１を有する。一対の支持部１１１は、ラック１１の左右両端面から車幅方向の内方に向けて凹んでいる。

一対のタイロッド本体２１は、図１に示すように、ラック１１の左右両端に連結されている。図２に示すように、一対のタイロッド本体２１の各々は、第１連結部２１１および第１継手部２１２を有する。第１連結部２１１は、タイロッド本体２１の車幅方向の内方端に位置する。球体状をなしている。第１連結部２１１は、ラック１１の一対の支持部１１１のいずれかに嵌め込まれている。これにより、ラック１１の一対の支持部１１１のいずれかと、第１連結部２１１とが、図１に示すボールジョイントＢ１をなすため、第１連結部２１１は、ラック１１の左右両端のいずれかに連結された構成となる。第１継手部２１２は、タイロッド本体２１の車幅方向の外方端に位置する。操舵装置Ａが示す例においては、第１継手部２１２は、雄ねじを含む。

一対のタイロッドエンド２２は、図１に示すように、一対のタイロッド本体２１の車幅方向の外方端に接合されている。図２に示すように、一対のタイロッドエンド２２の各々は、第２連結部２２１および第２継手部２２２を有する。第２連結部２２１は、タイロッドエンド２２の車幅方向の外方端に位置する。第２連結部２２１は、車両上下方向に貫通した孔を含む。第２継手部２２２は、タイロッドエンド２２の車幅方向の内方端に位置する。第２継手部２２２は、雌ねじおよびロックナットを含む。第２継手部２２２の雌ねじに第１連結部２１１の雄ねじをねじ込むことにより、第２継手部２２２は、第１継手部２１２に接合される。あわせて、第２継手部２２２に挿入される第１継手部２１２の長さは、自在に設定できる。これにより、一対のタイロッド本体２１の各々の露出長さを車両の車幅に応じて調整することができる。さらに、第２継手部２２２のロックナットを第１継手部２１２に噛み合わせることにより、第２継手部２２２に対して第１連結部２１１が緩むことを防止できる。

一対のタイロッドエンド２２の各々は、図２および図３に示すように、第１屈曲部２２３および第２屈曲部２２４をさらに有する。第１屈曲部２２３は、タイロッドエンド２２の第２連結部２２１の隣に位置する。第１屈曲部２２３は、一対のタイロッド本体２１の軸線Ｎに対して直交する方向においていずれかの向きに屈曲している。操舵装置Ａにおいては、軸線Ｎに対して直交する方向において、軸線Ｎから右前輪４０Ｒおよび左前輪４０Ｌの車軸ＡＸに向けた向きに第１屈曲部２２３は屈曲している。第２屈曲部２２４は、第１屈曲部２２３と、タイロッドエンド２２の第２継手部２２２との間に位置する。操舵装置Ａにおいては、第２屈曲部２２４は第１屈曲部２２３につながっている。第２屈曲部２２４は、第１屈曲部２２３が屈曲する向きとは反対向きに屈曲している。これにより、一対のタイロッドエンド２２の各々において、第１屈曲部２２３および第２屈曲部２２４は、Ｓ字状をなしている。

一対の転舵部材３０は、図１に示すように、一対のタイロッドエンド２２の外方端に連結されている。操舵装置Ａにおいては、一対の転舵部材３０の各々は、ステアリングナックルである。右前輪４０Ｒおよび左前輪４０Ｌの各々は、ホイールハブおよびハブベアリング（ともに図示略）を介して一対の転舵部材３０のいずれかに回転可能に取り付けられている。図２に示すように、一対の転舵部材３０の各々は、アーム３１および連結部材３２を有する。アーム３１は、車両前後方向に延びている。連結部材３２の一端は、球体状をなし、かつ一対のタイロッドエンド２２の第２連結部２２１のいずれかに嵌め込まれている。これにより、連結部材３２と、一対のタイロッドエンド２２の第２連結部２２１のいずれかとは、図１に示すボールジョイントＢ２をなしている。あわせて、連結部材３２の他端は、たとえばボルト・ナットとなっており、かつアーム３１の先端に固定されている。したがって、一対の転舵部材３０は、一対のタイロッドエンド２２の第２連結部２２１に連結された構成となる。

操舵装置Ａにおいては、操舵輪を回転させることによりステアリングギア１０のラック１１が車幅方向に動くと、一対のタイロッドエンド２２は、一対のタイロッド本体２１を介して車幅方向に動く。この際、一対のタイロッドエンド２２の一方は、それに連結された一対の転舵部材３０のアーム３１のいずれかを車幅方向の外方向けて押し出す。あわせて、一対のタイロッドエンド２２の他方は、それに連結された一対の転舵部材３０のアーム３１のいずれかを車幅方向の内方に向けて引っ張る。これにより、一対の転舵部材３０が左右に揺動するため、右前輪４０Ｒおよび左前輪４０Ｌの転舵がなされる。

次に、操舵装置Ａの作用効果について説明する。

操舵装置Ａを構成するタイロッドエンド２２は、第１屈曲部２２３および第２屈曲部２２４を有する。第１屈曲部２２３は、転舵部材３０が連結されるタイロッドエンド２２の第２連結部２２１の隣に位置する。第２屈曲部２２４は、第１屈曲部２２３と、タイロッド本体２１の第１継手部２１２が接合されるタイロッドエンド２２の第２継手部２２２との間に位置する。第１屈曲部２２３は、タイロッド本体２１の軸線Ｎに対して直交する方向においていずれかの向きに屈曲している。第２屈曲部２２４は、第１屈曲部２２３が屈曲する向きとは反対向きに屈曲している。これにより、操舵装置Ａにより車輪を転舵させた際、タイロッドエンド２２と当該車輪との干渉を避けることができる。

また、図３に示すように、転舵部材３０からタイロッドエンド２２に入力された軸力Ｆにより、第１屈曲部２２３には車両上下方向回りの曲げモーメントＭ１が作用する。あわせて、第２屈曲部２２４には、車両上下方向回り、かつ曲げモーメントＭ１とは反対回りの曲げモーメントＭ２が作用する。曲げモーメントＭ２は、曲げモーメントＭ１を打ち消すように働くため、タイロッドエンド２２には、軸力Ｆによる曲げモーメントがほとんど作用しなくなる。したがって、軸力Ｆに対するタイロッド本体２１およびタイロッドエンド２２の座屈強度の低下を防ぐことができる。以上により、操舵装置Ａによれば、転舵される車輪との干渉を避けつつ、転舵部材３０から入力された軸力Ｆに対するタイロッド本体２１の座屈強度の低下を防ぐことが可能となる。さらに、操舵装置Ａによれば、タイロッド本体２１およびタイロッドエンド２２の各々の軸線Ｎ方向に対して直交する断面の大きさを縮小することができるため、操舵装置Ａの質量増加やコスト上昇を抑えることが可能となる。

本発明は、先述した実施形態に限定されるものではない。本発明の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

Ａ：操舵装置
１０：ステアリングギア
１１：ラック
１１１：支持部
１２：ピニオン
２１：タイロッド本体
２１１：第１連結部
２１２：第１継手部
２２：タイロッドエンド
２２１：第２連結部
２２２：第２継手部
２２３：第１屈曲部
２２４：第２屈曲部
３０：転舵部材
３１：アーム
３２：連結部材
４０Ｒ：右前輪
４０Ｌ：左前輪
Ｂ１，Ｂ２：ボールジョイント
ＡＸ：車軸
Ｎ：軸線
Ｆ：軸力
Ｍ１，Ｍ２：曲げモーメント

Claims (1)

1. 車幅方向に延びるラックを有するステアリングギアと、
   前記車幅方向の内方側に位置し、かつ前記ラックの左右両端のいずれかに連結された第１連結部と、前記車幅方向の外方側に位置する第１継手部と、を有するタイロッド本体と、
   前記車幅方向の内方側に位置し、かつ前記第１継手部に接合された第２継手部と、前記車幅方向の外方側に位置する第２連結部と、を有するタイロッドエンドと、
   前記第２連結部に連結された転舵部材と、を備え、
   前記タイロッドエンドは、前記第２連結部の隣に位置する第１屈曲部と、前記第１屈曲部と前記第２継手部との間に位置する第２屈曲部と、を有し、
   前記第１屈曲部は、前記タイロッド本体の軸線に対して直交する方向においていずれかの向きに屈曲しており、
   前記第２屈曲部は、前記第１屈曲部が屈曲する向きとは反対向きに屈曲しており、
   車両上下方向に視て、前記第１屈曲部は、前記軸線から離れており、
   前記車両上下方向に視て、前記第２連結部および前記第２屈曲部の各々は、前記軸線に重なっている、車両用操舵装置。
   

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