JPH0958488A - ラックピニオン式舵取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ラックピニオン式舵取装置の加工コストを低減
する。 【解決手段】中空状のラック軸４の端部にボールジョイ
ント６を介してタイロッド８が連結されている。ボール
ジョイント６は、ボールが嵌合されたソケット部１１２
の端部にねじ部１１０が形成され、このねじ部１１０が
ラック軸４の中空部４ａ内に螺合されている。ねじ部１
１０の外面に複数の螺旋形の溝１１０ａが形成され、さ
らに、ソケット部１１２のねじ部１１０側端面１１２ａ
に、上記ねじ部１１０の溝１１０ａに連続する複数の半
径方向溝１１２ｂおよびこれら半径方向溝１１２ｃを接
続する環状溝１１２ｄが形成されている。 【効果】内部を貫通する穴ではなく外面に設けられた溝
なので、ボールジョイント６を冷間鍛造により製造する
際に同時に成形加工できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はラックピニオン式舵
取装置に係り、特に、ラック軸内の中空部と、このラッ
ク軸の端部に螺合固定したボールジョイントに設けたエ
ア通路を介して、ラック軸とボールジョイントとの連結
部を覆うブーツ内をラック軸の他端側へ連通させたラッ
クピニオン式舵取装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ラックピニオン式舵取装置は、
ハウジング内に摺動自在に支持され、ピニオンに噛合う
ラック歯が形成された中空のラック軸と、このラック軸
の両端部に螺合固定されて、ラック軸とタイロッドとを
連結するボールジョイントと、ラック軸とボールジョイ
ントとの連結部の外側を覆うブーツとを備えており、ラ
ック軸の摺動時に、両側のブーツ内の容積変動に応じ
て、ブーツ内のエアが流通できるように、ボールジョイ
ントに通路を形成し、この通路とラック内の中空部を介
して両側のブーツ内を連通している。

【０００３】従来のラックピニオン式舵取装置では、両
側のブーツ内を連通するための通路として、上記ボール
ジョイントのねじ部またはソケット部の内部に軸方向お
よび半径方向の貫通孔が形成されている（実公平５−４
６５４６号公報、実開平６−８５１７４号公報等）。

【０００４】上記前者の公報（実公平５−４６５４６
号）には、「ボールジョイント５の螺子部７に、その先
端から軸線方向に延びる第１の連通孔１０が設けてあ
る。……第２の連通孔１４をボールジョイント５の六角
部９に設けてある。」と記載されており（上記公報第２
頁第３欄第１２行ないし第１７行）、このラックピニオ
ン式舵取装置は、両側のブーツ内を連通するための通路
として、ボールジョイントの内部に軸方向および半径方
向に貫通する孔を備えている。

【０００５】また、後者の公報（実開平６−８５１７４
号）には、従来の技術として、「ボールジョイント１０
５のネジ軸部１１１に、その端面からソケット部１１３
の所定深さまで至る軸方向孔１１５と、ソケット部１１
３の外周面から軸方向孔１１５に至る半径方向孔１１７
とを設け」と記載されており（明細書第４頁第１４行な
いし第１６行）、ボールジョイントのねじ部に軸方向の
貫通穴が、ソケット部に半径方向の貫通穴がそれぞれ形
成された構成が開示されている。さらに、本考案の構成
として、「ボールジョイント５のネジ軸部１１に、その
端面からねじ軸の首元に至る軸方向孔１５と、ねじ軸の
首元１３の外周面から軸方向孔１５に至る半径方向孔１
７とを設けると共に、ボールジョイントのソケット部１
９の端面にネジ軸の首元１３から放射方向へ形成した４
本の溝２１を設けた」と記載されており（明細書第６頁
第１８行ないし第２２行）、ボールジョイントのねじ部
に軸方向および半径方向の貫通穴が形成され、またソケ
ット部の端面に溝が形成された構成のラックピニオン式
舵取装置が開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のラックピニ
オン式舵取装置では、タイロッドをラック軸に連結する
ボールジョイントのねじ部あるいはソケット部等の内部
に、ドリルによって通路孔を形成しているため、加工コ
ストが高いという問題があった。また、舵取装置の機種
によっては、左右のボールジョイントの一方は内部に通
路孔を有し、他方は通路孔がないものを使用している場
合があり、このような場合には、部品の共通化ができな
いという問題があった。さらに、ボールジョイントのソ
ケット部内に半径方向穴を形成している場合には、ボー
ルジョイントのサイズが軸方向に大型化し、レイアウト
上不利になるという問題もあった。

【０００７】本発明は上記欠点を除くためになされたも
ので、大幅なコストダウンを図るとともに、左右のボー
ルジョイントの共通化を図ることにより部品の種類を削
減することができるラックピニオン式舵取装置を提供す
ることを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係るラックピニ
オン式舵取装置は、ハウジング内に摺動自在に支持さ
れ、その一部に形成されたラック歯がピニオンに噛合っ
て往復動される中空のラック軸と、ソケット部およびこ
のソケット部の端面に一体的に設けられたねじ部を有
し、このねじ部が上記ラック軸の中空部内に螺合固定さ
れて、ラック軸とタイロッドとを連結するボールジョイ
ントと、上記ハウジングとタイロッドに両端部が嵌着さ
れてラック軸とボールジョイントとの連結部を覆うブー
ツとを備えており、上記ボールジョイントに形成した通
路を介して上記ブーツ内の空間とラック軸の他端側とを
連通するようにしたものであって、特に、上記ねじ部の
外面に溝を形成するとともに、ソケット部のねじ部側端
面に上記ねじ部の溝と連続する溝を形成し、上記ブーツ
内とラック軸の中空部内とを連通する通路としたもので
ある。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図示実施例により本発明を
説明する。図２は本発明の一実施例に係るラックピニオ
ン式舵取装置の要部の縦断面図、図１は上記ラックピニ
オン式舵取装置のボールジョイントを示す斜視図であ
る。ラックハウジング２内に摺動自在に支持された中空
のラック軸４が、図示しないピニオンに噛合っており、
舵取ハンドルの操作によるピニオンの回転によってこの
ラック軸４がラックハウジング２内を往復動する。ラッ
ク軸４の両端部には、ボールジョイント６を介してタイ
ロッド８が連結されている（一方だけを図示し他方は省
略する）。このボールジョイント６は、上記ラック軸４
の中空部４ａ内に螺合固定されるねじ部１０が端面に形
成されたソケット部１２と、タイロッド８の端部に設け
られて、上記ソケット部１２内に回転自在に嵌合された
ボール部（図示せず）とから成っている。なお、ボール
ジョイント６のソケット部１２の端面１２ａとラック軸
４の端面との間にはロックワッシャ１４が介装され、こ
れらラック軸４とボールジョイント６とを締結した後の
回り止めを行なっている。

【００１０】ラック軸４とタイロッド８との連結部の周
囲は、樹脂等の素材から成るブーツ１６によって覆われ
ており、連結部内に泥水や塵埃が侵入しないように保護
されている。このブーツ１６は、一方の端部１６ａ（図
２の右方）がラックハウジング２の外周に嵌着され、他
方の端部１６ｂがタイロッド８の外周に嵌着されてお
り、上記ラック軸４の往復動により伸縮する。

【００１１】上記ボールジョイント６のソケット部１２
およびねじ部１０は、図１に示す形状をしている。すな
わち、上記ラック軸４の端部内に螺合されているボール
ジョイント６のねじ部１０の外面には、その軸線方向に
延びる２本の溝１０ａが形成されている。さらに、ソケ
ット部１２のねじ部１０側端面１２ａには、上記ねじ部
１０の軸方向溝１０ａに連続し、ソケット部１２の外周
面まで延びる半径方向の溝１２ｂが形成されている。こ
の形状のボールジョイント６を上記ラック軸４の端部に
螺合固定すると、ラック軸４内の中空部４ａが、ボール
ジョイント６のねじ部１０に形成されている２本の軸方
向溝１０ａおよびソケット部１２に形成されている２本
の半径方向溝１２ｂを介してボールジョイント６の外
部、すなわち、ブーツ１６によって覆われた空間１８内
に連通する。従って、図示のブーツ１６内の空間１８を
ボールジョイント６の溝１０ａ，１２ｂおよびラック軸
４の中空部４ａを介して他端側のブーツ（図示せず）内
の空間に連通させることができる。

【００１２】このようにボールジョイント６の外面に形
成した軸方向溝１０ａおよび半径方向溝１２ｂを介し
て、ブーツ１６の内部空間１８をラック軸４の他端側に
接続するようにしたので、従来のように、機械加工によ
りボールジョイント６の内部に穴開けを行なう必要がな
く大幅なコストダウンを図ることができる。特に、外面
の軸方向溝１０ａおよび半径方向溝１２ｂは、ボールジ
ョイント６を冷間鍛造等により製造する際に同時に成形
加工することができるので、極めて低コストである。ま
た、左右のタイロッド６のボールジョイント６（他方は
図示を省略）を共通化することができるので、部品点数
を削減することができる。しかも、ソケット部１２の内
部に貫通穴を形成する従来の装置のように、ソケット部
１２が軸方向に大型化することがないので、車両へラッ
クピニオン式舵取装置を装着する場合にレイアウト上有
利である。

【００１３】図３は第２の実施例に係るボールジョイン
ト１０６のソケット部１１２およびこのソケット部１１
２と一体に設けられたねじ部１１０を示す斜視図であ
る。この実施例では、ねじ部１１０の外面に形成された
溝１１０ａが、上記第１実施例のようにタイロッド８の
軸線方向に延びるものではなく螺旋状になっている。ま
た、ソケット部１１２のねじ部１１０側端面１１２ａに
形成された溝（ソケット部１１２の端面に形成された溝
全体を符号１１２ｂで示す）は、このねじ部１１０の２
本の螺旋形の溝１１０ａに直接接続され、ソケット部１
１２の外周面まで延びる２本の半径方向の溝１１２ｃ
と、これら半径方向の溝１１２ｃを横断する、上記ねじ
部１１０の外径と同心の環状溝１１２ｄと、上記２本の
半径方向溝１１２ｃの中間（すなわち９０度ずれた位
置）に形成され、環状溝１１２ｄとソケット部１１２の
外周面とを結ぶ短かい半径方向の溝１１２ｅとから構成
されている。

【００１４】上記形状のボールジョイント１０６をラッ
ク軸４（ボールジョイント１０６以外の部分には図２の
符号を付して説明する）の端部に螺合固定した場合も、
上記第１実施例の場合と同様に、これらの溝１１０ａ，
１１２ｂおよびラック軸４の中空部４ａを介して、一方
のブーツ１６の内部空間１８をラック軸４の他端側のブ
ーツ内に連通することができる。このようにボールジョ
イント１０６のソケット部１１２およびねじ部１１０
に、図３に示すような外面に露出した溝１１０ａ，１１
２ｂ（１１２ｃ，１１２ｄ，１１２ｅ）を形成してラッ
ク軸４内の中空部４ａとボールジョイント６の外部側、
すなわちブーツ１６内の空間１８とを連通するようにし
たので、加工コストを大幅に低減することができるとと
もに、部品の共通化を図ることができる。なお、第２実
施例のねじ部１１０に形成した螺旋状の溝１１０ａ（図
３参照）と、第１実施例の半径方向溝１２ｂ（図１参
照）とを組み合わせることも可能である。

【００１５】さらに、ねじ部１１０の溝１１０ａを螺旋
状にしたことにより、ねじを転造加工する際に、上記実
施例のように軸方向の直線溝１０ａが形成されている場
合に比べて加工精度を向上させることができる。この加
工上のメリットについて図４ないし図６により説明す
る。例えば、図４に示すように、外面に２本の軸線方向
の溝１０Ｗａ，１０Ｗａが予め形成されたワーク１０Ｗ
の両センターを保持し、両側に配置した転造用ローラー
ダイスＤ１，Ｄ２を押付けて回転させることにより、上
記ねじを形成する場合には、ワーク１０Ｗとローラーダ
イスＤ１，Ｄ２との接触線がワーク１０Ｗの軸線と平行
な直線であるため、ローラーダイスＤ１，Ｄ２がワーク
１０Ｗの溝１０Ｗａ，１０Ｗａの位置にくると一瞬この
溝１０Ｗａ，１０Ｗａを飛び越えることになり、ワーク
１０Ｗの外周面のねじの加工が断続的な加工になってし
まう。その結果、溝１０Ｗａ，１０Ｗａの縁部のねじ山
の変形が大きくなり、ねじの精度が低下してしまう。ま
た、溝１０Ｗａ，１０Ｗａ内へのねじの変形も大きくな
ってしまう。

【００１６】これに対し、図６に示すように、溝１１０
Ｗａ，１１０Ｗａが螺旋形である場合には、ワーク１１
０ＷとローラーダイスＤ１，Ｄ２との接触線がこの螺旋
形の溝１１０Ｗａ，１１０Ｗａ上に達した場合にも、断
続的な加工が行なわれるのは一部分だけであり、その他
の部分は連続的な加工が行なわれる。例えば、ワーク１
１０ＷとローラーダイスＤ１，Ｄ２との接触線が図６の
位置Ｌ１にあるときには、Ａ１の部分ではワーク１１０
ＷとローラーダイスＤ１またはＤ２が互いに接触して連
続加工が行なわれ、Ｂ１の部分では両者が非接触で断続
的な加工となる。また、ワーク１１０Ｗとローラーダイ
スＤ１，Ｄ２との接触線が図６の位置Ｌ２にあるときに
は、Ａ２の部分では両者が接触して連続加工が行なわ
れ、Ｂ２の部分では両者が非接触で断続的な加工とな
る。従って、ワーク１１０Ｗの外面に形成されている溝
１１０Ｗａ，１１０Ｗａの形状が螺旋形の場合には、ね
じ山を形成する際に断続的な加工となるのは、常にねじ
部の長さ全体のうち一部分だけであり、その他の部分は
連続的な加工が行なわれているので、溝１１０Ｗａ，１
１０Ｗａの縁部のねじの変形を最小に留めることができ
る。

【００１７】さらに、第２実施例では、ねじ部１１０の
溝１１０ａを複数とし、また、ソケット部１１２の端面
１１２ａの溝１１２ｂを半径方向の複数本の溝１１２
ｃ，１１２ｅと環状の溝１１２ｄとから構成したことに
より、充分なエアーの通路面積を確保することができ
る。しかも、溝１１０ａ，１１２ｂの数を多くすること
により個々の溝の深さを浅くすることができるので、塑
性加工が容易になり、溝の精度を向上させるとともに型
の寿命を伸ばすことができる。また、図２に示すよう
に、ラック軸４の端面とタイロッド８のボールジョイン
ト６の端面（ソケット部１２の端面１２ａ）との間にロ
ックワッシャ１４を介在させて締結後の回り止めを行な
うようになっているが、ソケット部１２，１１２の端面
１２ａ，１１２ａに形成されている半径方向の溝１２
ｂ，１１２ｃおよび半径方向の溝１１２ｃの間に形成さ
れている短い溝１１２ｅを、このロックワッシャ１４の
突部１４ａを挿入する溝として利用することができるの
で、加工工数を削減してコストダウンを図ることができ
る。

【００１８】なお、上記各実施例では、ねじ部１０，１
１０に２本の溝１０ａ，１１０ａを形成したが、この溝
の数は２本に限るものではなく、１本あるいは４本等そ
の他の数であっても良い。また、ねじ部１０，１１０の
溝は軸方向に延びる直線の溝１０ａあるいは螺旋状の溝
１１０ａに限るものではなく、ねじ部１０，１１０の先
端面とソケット部１２，１１２の端面１２ａ，１１２ａ
との間を接続するものであれば良い。さらに、ソケット
部１２，１１２のねじ部側端面１２ａ，１１２ａに形成
された溝１２ｂ，１１２ｂは、上記実施例の形状に限る
ものではなく、半径方向に対して傾斜したもの、螺旋状
のもの、あるいはその他の形状のもの等でも良く、いず
れにしても、上記ねじ部１０，１１０の溝１０ａ，１１
０ａと連続し、ソケット部１２，１１２の外周面まで連
通するものであれば良いことは勿論である。また、上記
発明が適用されるラックピニオン式舵取装置は、マニュ
アル式舵取装置および動力舵取装置のいずれであっても
良い。

【００１９】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、ピニ
オンに噛合うラック歯を有する中空のラック軸と、ソケ
ット部およびこのソケット部に一体的に設けられたねじ
部を有し、このねじ部が上記ラック軸の中空部内に螺合
固定されて、ラック軸とタイロッドとを連結するボール
ジョイントと、上記ラック軸とボールジョイントとの連
結部を覆うブーツとを備え、上記ボールジョイントに形
成した通路を介して上記ブーツ内の空間とラック軸の他
端側とを連通するラックピニオン式舵取装置において、
上記ねじ部の外面に溝を形成するとともに、ソケット部
のねじ部側端面に上記ねじ部の溝と連続する溝を形成
し、上記ブーツ内とラック軸の中空部内とを連通する通
路としたことにより、ボールジョイントの内部に機械加
工による穴開けをする必要がなく加工コストを大幅に低
減することができる。また、左右のボールジョイントを
共通化することができるので、部品の種類を削減するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るラックピニオン式舵取
装置に用いられるタイロッドのボールジョイントを示す
斜視図である。

【図２】上記ラックピニオン式舵取装置の要部の縦断面
図である。

【図３】第２の実施例に係るタイロッドのボールジョイ
ントを示す斜視図である。

【図４】上記ボールジョイントのねじ部を成形する転造
装置を簡略化して示す正面図である。

【図５】第１実施例のねじ部の加工工程を説明する図で
ある。

【図６】第２実施例のねじ部の加工工程を説明する図で
ある。

【符号の説明】

４ ラック軸 ４ａ ラック軸の中空部 ６ ボールジョイント ８ タイロッド １０ ねじ部 １２ ソケット部 １６ ブーツ １８ ブーツ内の空間

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ピニオンに噛合うラック歯を有する中空
   のラック軸と、ソケット部およびこのソケット部に一体
   的に設けられたねじ部を有し、このねじ部が上記ラック
   軸の中空部内に螺合固定されて、ラック軸とタイロッド
   とを連結するボールジョイントと、上記ラック軸とボー
   ルジョイントとの連結部を覆うブーツとを備え、上記ボ
   ールジョイントに形成した通路を介して上記ブーツ内の
   空間とラック軸の他端側とを連通するラックピニオン式
   舵取装置において、上記ねじ部の外面に溝を形成すると
   ともに、ソケット部のねじ部側端面に上記ねじ部の溝と
   連続する溝を形成し、上記ブーツ内の空間とラック軸の
   中空部内とを連通する通路としたことを特徴とするラッ
   クピニオン式舵取装置。
2. 【請求項２】 上記ボールジョイントのねじ部外面に形
   成された溝が軸方向に延びる直線の溝であることを特徴
   とする請求項１に記載のラックピニオン式舵取装置。
3. 【請求項３】 上記ボールジョイントのねじ部外面に形
   成された溝が螺旋状であることを特徴とする請求項１に
   記載のラックピニオン式舵取装置。
4. 【請求項４】 上記ボールジョイントのねじ部外面に形
   成された溝が複数であることを特徴とする請求項１ない
   し請求項３に記載のラックピニオン式舵取装置。
5. 【請求項５】 上記ボールジョイントのソケット部端面
   に形成された溝は、ねじ部外面に形成された溝と連続す
   る半径方向の溝であることを特徴とする請求項１ないし
   請求項４に記載のラックピニオン式舵取装置。
6. 【請求項６】 上記ボールジョイントのソケット部端面
   に形成された溝は、複数の半径方向の溝と、これらの溝
   を接続する環状溝から成ることを特徴とする請求項１な
   いし請求項４に記載のラックピニオン式舵取装置。