JPH0558332A - 車輌のステアリング装置およびジヨイント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ラックとタイロッドとを確実に且つ効率良く
接続するジョイントおよびこのジョイントを使用する車
輌のステアリング装置を提供すること。 【構成】 ジョイント１８はタイロッド１４に接続され
た第一の端部４２とラック１２に接続された第二の端部
４４とを有するソケット部材４０を備えている。第二の
端部は室とこの室内に設けられた一対の開口６４，６６
とを有する。ボール部材７０が一対の直径方向に対向す
る突起７６を有する。接続部材９０がこれら突起をラッ
クに接続する。ラックはソケットおよびタイロッドに対
してボール部材と共に回動される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は車輌のステアリング装置
およびジョイントに関し、更に詳細にのべると、車輌を
操舵するラック・ピニオンステアリング装置およびこの
ステアリング装置におけるラックをタイロッドに接続す
るジョイントに関するものである。

【０００２】

【従来技術】米国特許第４，１８７，０３３号はラック
・ピニオンパワーステアリング装置を開示している。こ
のラックピニオンステアリング装置は細長いラックと一
対のタイロッドを備えている。このラックはパワーステ
アリングギヤハウジング内を長手方向に移動され且つこ
のハウジングから外方に延びる両端部を有する。タイロ
ッドの夫々は一端にねじを有し他端にボールを有する。
タイロッドのねじを有する端部は夫々の車輪に接続され
ている。タイロッドの他端のボールはジョイントによっ
てラックの両端に夫々接続されている。従って、これら
ジョイントはラックの長手方向移動に応じて車輪の操舵
を行うためにタイロッドおよびラックを共に長手方向に
移動するように接続している。

【０００３】上述の米国特許に開示された各ジョイント
は管状のハウジングを備えている。このハウジングは同
心の第一および第二の開放端を有する。室が第一の開放
端に隣接してハウジング内に形成され通路が第二の開放
端から軸方向内方に延びている。タイロッドのボール端
は、タイロッドがハウジングの第一の開放端を通して外
方に延びるように室内に収容されている。ラックの端部
は第二の開放端を通してハウジングの通路内に延び、且
つハウジング内の内部ねじと螺合する外部ねじを有す
る。

【０００４】タイロッドのボール端はハウジングに対し
て室内で回動するように支持され、従って、タイロッド
はラックに対して枢動可能である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来技術では、ラックとタイロッドとの長手方向の移動
中、ジョイントに作用する力が最初に、ジョイントを通
して軸方向に向けられてしまう。このような力が大きい
と、タイロッドのボール端を管状のハウジングの第一の
開放端の外方に軸方向に引張ることになる。従って、ラ
ックおよびタイロッド等が円滑に移動しない等の問題が
あった。

【０００６】本発明の目的は上述の如き従来技術の欠点
を解消したステアリング装置およびジョイントを提供す
ることにある。

【０００７】

【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、本発明によれば、ラック・ピニオンステアリング
装置においてラックをタイロッドに有効に接続するジョ
イントが提供される。このジョイントはタイロッドに接
続されたソケットとこのソケットの室内に設けられたボ
ール部材とこのボール部材のためのベアリングとボール
部材をラックに接続する接続部材とを備えている。

【０００８】ソケットは第一の端部と第二の端部とを有
する。このソケットの第一の端部は第一の軸線を有し且
つ第一の端部をタイロッドに同心に接続する手段を有す
る。第二の端部はボール部材を配置する室を形成する。
この室は第一の軸線に対して垂直な第二の軸線を有す
る。ソケットは、又、第二の軸線を中心とし、室内に設
けられた一対の開口を有する。

【０００９】ボール部材は軸線とこの軸線に沿って延び
る一対の直径方向に延びる突起とを有する。ベアリング
はこれら突起がソケットの開口の外方に延びるようにし
てボール部材を室内に支持する。従って、突起は第一の
端部に接続されたタイロッドの軸線に対して垂直な位置
で支持される。ベアリングはボール部材をソケットおよ
びタイロッドに対して室内で回動するように支持してい
る。

【００１０】接続部材は突起をラックに接続し、且つボ
ール部材の軸線はラックの軸線に対して垂直であり、
又、ラックはソケットおよびタイロッドに対してボール
部材と共に回動する。

【００１１】本発明はラックとタイロッドとの間に確実
且つ長寿命の回動接続を提供する。ラックとタイロッド
との間のジョイントに作用する力はラックとタイロッド
との間で、当初、同心に向けられる。ボール部材からソ
ケットの２つの開口を通して延びる突起はラックとタイ
ロッドの軸線に対して略垂直である。従って、突起をラ
ックに接続する接続部材はボール部材をソケットの開口
の外方向に駆動しないが、ボール部材をソケットの２つ
の開口間で一つの方向に駆動する。従って、ボール部材
とソケットとは互いに分離することはない。従って、ジ
ョイントは完全のままである。

【００１２】本発明の好ましい実施例において、ソケッ
トはタイロッドの外部ねじに螺合する内部ねじを有する
型打ちされたスチール部材から成る。ベアリングはボー
ル部材を包み且つ結合されたエラストマーベアリングか
ら成る。接続部材はベース部とブラケット部とを有す
る。ベース部はねじ付きファスナによってラックに対し
て半径方向にクランプされる。ブラケット部はベース部
から軸方向に延びる一対のアームを有する。これらアー
ムはボール部材の突起の夫々に固定される。

【００１３】

【実施例】図１を参照すると、本発明に係る車輌ステア
リング装置が示してあり、この車輌ステアリング装置は
車輌を操舵（ステアリング）するラック・ピニオンステ
アリングアセンブリに具体化されている。このラック・
ピニオンステアリングアセンブリはステアリングギヤ１
０を備えている。細長いラック１２がステアリングギヤ
１０の一部を形成する液圧モータ（図示せず）によって
ステアリングギヤ１０内を長手方向に移動されるか又は
オペレータの入力からピニオンを介して手動で移動され
る。このラック・ピニオンステアリングアセンブリは、
更に、一対のタイロッド１４を備え、これらタイロッド
の夫々は夫々の操舵可能な車輪１６に接続されている。
各タイロッド１４は本発明に従って構成されたジョイン
ト１８によってラック１２の端部に接続されている。従
って、これらタイロッドはラック１２と共に長手方向に
移動可能であってラック１２の移動に応じて車輪１６の
操舵を行う。ラック１２の両端に取付けられた２つのジ
ョイント１８は同一である（図１参照）。図１に示され
たラック１２の右端のジョイント１８が図２に詳細に示
されている。

【００１４】図２に示すように、このジョイント１８は
ラック１２とタイロッド１４の隣接端部を接続してい
る。図２〜図４に示すように、ラック１２の端部は円形
の横断面を有し且つ長手方向の軸線２０と円形の端面２
２とを有する。溝２４がこの端面に接近した位置でラッ
ク１２を横切って延びるようにこのラックに設けられて
いる（図３参照）。タイロッド１４は円形の横断面を有
し、且つ長手方向の軸線３０と円形の端面３２とを有す
る（図２参照）。このタイロッド１４にはその円形端面
３２からこのロッドに沿って軸方向に延びるようにねじ
３４が設けられている。

【００１５】ジョイント１８は型打ちされたスチール製
のソケット部材４０を備えている。好ましくは、このソ
ケット部材４０は型打ち又は鍛造工程で製造され且つワ
シントン・スチール会社によって供給されるＳＡＥ Ｘ
ＬＦ−９５０スチール、ＳＡＥ１０１０スチール又はＳ
ＡＥ１０３０から形成される。図２に示すように、ソケ
ット部材４０は第一の端部４２と第二の端部４４とを有
する。このソケット部材４０の第一の端部４２は略円筒
の管から成り且つ長手方向の軸線４６、この軸線の中央
に設けられた円形の開口４８およびこの開口から軸方向
に延びるねじ５０とを有する。タイロッド１４の端部は
図２に示すようにソケット部材４０の第一の端部４２の
中にねじ込まれている。タイロッド１４にナット５２が
ねじ込まれ、このナットはタイロッド１４とソケット部
材４０の第一の端部４２とを共にしっかり接続する。

【００１６】ソケット部材４０の第二の端部４４は長手
方向軸線４６に対して垂直な横方向軸線６０とこの軸線
の中心に位置決めされた室を形成する略球形の壁部分６
２とを有する。

【００１７】この壁部分６２は、又、室の中に一対の円
形の開口６４，６６を形成している。これら開口は共に
横方向軸線６０を中心に位置決めされている。

【００１８】ジョイント１８は、更に、ボール部材７０
を備えている。好ましくは、このボール部材７０は、Ｓ
ＡＥ８１１５又はＳＡＥ８６１５スチールから２０〜３
０ＲＣコア硬さおよび０．００６〜０．０１５インチ
（０．１５ｍｍ〜０．３８ｍｍ）の浸炭又は浸炭窒化硬
化深さを有し冷間加工又は切削加工して作られリパブリ
ックスチール・コーポレーションによって供給されるも
のから成っている。このボール部材７０は中心軸線７４
を備えた略球形のボール部材７２を有する。このボール
部材７２は、又、ボール部７２から軸線７４に沿って延
びる一対の直径方向に対向する突起７６，７８を有す
る。

【００１９】エラストマーベアリング８０はボール部材
７０のボール部７２を包み且つボール部７２および突起
７６，７８の隣接部分に結合されている。このベアリン
グ８０は、図２に示すように、ボール部材７０をソケッ
ト部材４０の室内の組立位置に支持する。ボール部材７
０がその組立位置にあるときボール部７２はソケット部
材４０の長手方向および横方向軸線４６，６０を中心と
する。突起７６，７８はソケット部材４０の開口６４，
６６の夫々から外方に延び且つ開口６４，６６と同軸で
ある。ベアリング８０は、ボール部材７０を、その組立
位置から軸線４６，６０の周りにソケットに対して回転
するように支持している。ボール部材７０がソケット部
材４０に対して移動されたときエラストマーベアリング
８０はボール部材７０に対して付勢力を及ぼしてこのボ
ール部材を組立位置に戻すように駆動する（図２参
照）。

【００２０】好ましくは、ベアリング８０はインジェク
ション又はトランスファーモールディングによってバン
バアリ混合およびインサートモールドされる自然ゴム
（ポリ・イソプレン）から作られる。これはイエール・
サウス・ハーベン会社（ミシガン）によって供給され
る。ハーソン・ケミカル会社によって供給されるケミロ
ック接着剤がベアリング８０とボール部材７０との間の
結合を形成するために２段接着コーティング工程で用い
られるのが好ましい。

【００２１】接続部材９０がボール部材７０の突起７
６，７８をラック１２の端部に接続する。図３および図
４に示すように、この接続部材９０はベース部９２とブ
ラケット部９４とを有する。このベース部９２は軸線１
００を有し且つラック１２の端部を同軸に収容する通路
を形成している。このベース部９０は、又、軸方向に延
びるスロット１０６によって分離されている２つの部分
１０２，１０４を有する。これら部分は開口１１０，１
１２を夫々有する（図４）。これら開口は軸線１００に
対して垂直な軸線１１４を中心としている。図２および
図４に示すように、ボルト１２０が開口１１０，１１２
およびラック１２の溝２４を通して部分１０２，１０４
間に延びている。このボルト１２０は接続部材９０のベ
ース部９２をラック１２に対して半径方向にクランプし
且つラック１２のスロット２４と機械的結合するように
ナット１２２によって取付けられている。

【００２２】図３に示すように、接続部材９０のブラケ
ット部９４はベース部９２から軸線１００の方向に延び
る一対のアーム１３０，１３２を備えている。これらア
ーム１３０，１３２は夫々開口１３４，１３６を有す
る。これら開口軸線１３８を中心とし、この軸線は軸線
１００に対して垂直である。アーム１３０の開口１３４
はボール部材７０の突起７８上に同心に収容され、アー
ム１３２の開口１３６はボール部材７０の突起７６上に
同心に収容されている。リベット１４０が接続部材９０
のアーム１３０，１３２をボール部材７０の突起７６，
７８に固定している。突起７６，７８は開口１３４，１
３６内を自由に回転することができるが、好ましい実施
例では接続部材９０に対する移動を阻止されている。こ
こに、ラック１２に対するタイロッド１４のあらゆる移
動はベアリング８０の弾性によって達成される。

【００２３】ラック１２がステアリングギヤ１０の長手
方向に移動するとき、図２に示されたタイロッド１４は
車輪１６のステアリング移動を行うために長手方向に移
動される。この移動はタイロッド１４がジョイント１８
によってラック１２に接続されていることによって生ず
る。ラック１２とタイロッド１４の長手方向（軸線方
向）の移動中、ラック１２とタイロッド１４との間のジ
ョイント１８を通して力が伝達される。このような力
は、最初、ラック１２、ソケット部材４０およびタイロ
ッド１４の夫々の軸線２０，４６，３０に対して平行な
方向に伝達される。しかし、タイロッド１４が車輪１６
に接続されこの車輪が、又、サスペンションシステムを
介して車輌のフレーム又はシヤーシーに接続されている
のでタイロッド１４は、又、ラック１２と同心でない道
路面の力から伝達あるいは受けなければならない。ジョ
イント１８内で接続部材９０とソケット部材４０との間
でボール部材７０およびベアリング８０を介して力が伝
達される。ボール部材７０の突起７６，７８がソケット
部材４０の軸線４６に対して垂直な方向で開口６４，６
６の外方に延びているので、接続部材９０は２つの開口
６４，６６間で軸線６０に対して横方向にボール部材７
０を駆動する。接続部材９０又はジョイント１８に作用
する他の力はソケット部材４０の開口の外方向にボール
部材７０を駆動しない。従って、このボール部材７０は
ボール部材７０をソケット部材４０から分離しようとす
る力を受けることがない。

【００２４】

【発明の効果】上述から明らかな如く、本発明によれ
ば、効率の良いステアリング装置が提供でき、又、組立
が容易で有効に作動し得るジョイントを提供することが
できるという実益がある。

【００２５】尚、本発明は上述の実施例に限定されるも
のでない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るジョイントを含むラック・ピニ
オンステアリング装置の概略図。

【図２】 本発明に係るジョイントの断面図。

【図３】 図２のジョイントの部品の斜視図。

【図４】 図２の４−４線一部断面図。

【符号の説明】

１０：ステアリングギヤ １２：ラック １
４：タイロッド １６：車輪 １８：ジョイント ４
０：ソケット部材 ４２：第一の端部 ４４：第二の端部 ７
０：ボール部材 ７６：突起 ８０：エラストマーベアリ
ング ９０：接続部材 ９２：ベース部 ９
４：ブラケット部

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 夫々が長手方向の軸線を有する車輌ステ
   アリング装置における第一および第二の細長い部材を接
   続するためのジョイントであって、第一の軸線を有する
   第一の端部と該第一の端部を前記第一の細長い部材と同
   心に接続する第一の接続手段と室を形成し該室が前記第
   一の軸線に対して垂直な第二の軸線と内部に形成された
   一対の開口とを有する第二の端部を備えたソケットと、
   ボール部と軸線と該軸線に沿って前記開口から外方に前
   記ボール部から延びる一対の直径方向に対向する突起と
   を有するボール部材を有するボール部材と、該ボール部
   材を前記ソケットに対して回転するように前記室内に支
   持するベアリングと、前記ボール部材の前記突起を前記
   第二の細長い部材に接続し且つ前記ボール部材の前記軸
   線が前記第二の細長い部材の軸線に対して垂直に延びる
   ようにした第二の接続手段とを備えて成るジョイント。
2. 【請求項２】 前記ベアリングは前記ボール部材に結合
   されたエラストマーベアリングから成る請求項１記載の
   ジョイント。
3. 【請求項３】 前記第二の接続手段が一対のアームとベ
   ース部とを有する接続部材を備え、前記アームは前記ベ
   ース部から延び、且つ前記ボール部材の前記突起の夫々
   に接続可能であり、前記ベース部は第二の細長い部材に
   接続可能である請求項１記載のジョイント。
4. 【請求項４】 更に、前記接続部材のベース部を前記第
   二の細長い部材に対して半径方向にクランプする手段を
   備えている請求項３記載のジョイント。
5. 【請求項５】 長手方向に移動可能に支持された細長い
   ラックと、長手方向に移動するように支持されたタイロ
   ッドと、該タイロッドと共に長手方向に移動するように
   該タイロッドに接続された第一の端部と室を形成する第
   二の端部とを有するソケット部材と、前記室内に設けら
   れたボール部材と、該ボール部材に接続された接続部材
   と、該接続部材を前記ラックに取付ける取付手段とを備
   えて成り、前記タイロッドは該タイロッドの長手方向移
   動時車輪の操舵を行うために車輪に接続可能であり、前
   記ボール部材は前記ソケット部材およびタイロッドに対
   して前記室内で回転可能であり、且つ前記ラックが前記
   タイロッドと共に長手方向に移動可能であり且つ前記ボ
   ール部材と共にタイロッドに対して回転可能に構成され
   ている車輌のステアリング装置。
6. 【請求項６】 前記ソケット部材が第一の軸線と該第一
   の軸線に対して垂直な第二の軸線とを有し、前記ソケッ
   ト部材の第一の端部は前記タイロッドのねじに螺合する
   ように前記第一の軸線の周りに円周方向に延びるねじを
   有し、前記ソケット部材の第二の端部は前記室内に設け
   られた第一および第二の開口を有し、該開口は前記第二
   の軸線を中心とする請求項５記載の装置。
7. 【請求項７】 前記ボール部材は前記第一および第二の
   開口の外方に延びる一対の直径方向に対向する突起を有
   し、該接続部材は前記突起の両方に接続されている請求
   項６記載の装置。
8. 【請求項８】 前記接続部材はラックに堅固に接続され
   たベースと、該ベースから延びる一対のアームとを備
   え、該アームの夫々は前記突起の夫々に接続されている
   請求項７記載の装置。
9. 【請求項９】 前記ラックは横方向に延びる溝を形成す
   る面部を有し、前記接続部材のベースは前記溝の両端に
   隣接する両端部を有し、前記ベースの両端部は該両端部
   間で溝の中に延びるねじ付きファスナの回転時前記ベー
   スをラックに対して半径方向にクランプするように移動
   可能である請求項８記載の装置。
10. 【請求項１０】 更に、前記ボール部材に結合され且つ
    前記室内を回動するように前記ボール部材を支持するエ
    ラストマーベアリングを備えている請求項５記載の装
    置。