JP2003011842A - 車両のステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、ボールスタッドとチューブ挿入孔
とのオフセットを大きくしても、タイロッドチューブの
耐強度アップの必要のない車両のステアリング装置を提
供することを目的とする。 【解決手段】 左右のタイロッドアームの先端に連結さ
れ、ボールジョイントを有する左右のボールスタッド
と、左右のボールジョイントに一端が連結されるととも
にボールジョイントから車両上下方向にオフセットした
チューブ挿入孔を他端側に形成した左右のタイロッドエ
ンドと、左右のタイロッドエンドの各チューブ挿入孔に
両端がそれぞれ嵌挿されたタイロッドチューブとを備え
た車両のステアリング装置において、チューブ挿入孔の
開口端に、チューブ挿入孔の直径より大径で軸線方向に
沿う所定の長さのタイロッドチューブ用受け部を形成し
たものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両のステアリン
グ装置に関し、詳しくはタイロッドエンドの構造に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、車両の小回り性能の要求等に伴い
車両の操舵時車輪の転向角が増大する傾向にある。車輪
の操舵時、車輪に操舵力を伝達するためのタイロッドに
対して、フロントアクスルとタイロッドとの隙間を確保
する必要があるため、タイロッドは、タイロッドアーム
に連結されたボールジョイントの中心部とタイロッドチ
ューブ間に車両上下方向でオフセットを設定した設計が
採用されている。

【０００３】かかるタイロッドを有するステアリング機
構として例えば図６，図７に示すものが知られている。
図において、フロントアクスル１の両端に左右のナック
ル２，２が装着されている。この左右のナックル２，２
は、ステアリングアーム３の回動により揺動される。左
右のナックル２，２に左右のタイロッドアーム４，４の
基端が連結されている。

【０００４】図８，図９は一方のタイロッドエンド付近
を示す。図において、図６，図７の左右のタイロッドア
ーム４，４の先端の目玉部４Ａとボールスタッド５の一
端のスタッド部５Ａはピン結合で連結している。ボール
スタッド５は、一端側のスタッド部５Ａと、スタッド部
５Ａに連続する他端側のボールジョイント５Ｂとで構成
されている。ボールジョイント５Ｂは、ボールシート部
６Ａと、このボールシート部６Ａ内に保持されたボール
部６Ｂとで構成されている。

【０００５】左右のボールジョイント５Ｂ，５Ｂ（一方
のみ示す）に左右のタイロッドエンド６，６（一方のみ
示す）が連結されている。タイロッドエンド６は、アー
ム部７と、アーム部７に連続する円筒支持部８とから構
成されている。タイロッドエンド６は、剛体であり、力
を受けても変形し難い形状である。

【０００６】円筒支持部８は、管体を軸方向に沿って直
線状に切り欠いた切欠き状の円筒部９と、前記円筒部９
の切欠先端に連続して対向する締付フランジ部１０，１
０とで構成されている。締付フランジ部１０，１０をク
ランプボルト１１で締め付けるようになっている。円筒
部９は、チューブ挿入孔１２とこのチューブ挿入孔１２
に連続する螺子孔１３とを有している。前記チューブ挿
入孔１２はタイロッドエンド６の他端側に形成されてお
り、前記チューブ挿入孔１２の軸線Ｌは前記ボールジョ
イント５Ｂの中心部から車両上下方向でオフセットして
配置されている（寸法Ｈで示す）。

【０００７】左右のタイロッドエンド６，６間にタイロ
ッドチューブ１４が掛け渡されている。タイロッドチュ
ーブ１４は、中空の薄肉鋼管であり、力を受けると変形
し易い形状となっている。タイロッドチューブ１４の両
端には、断面円形の嵌合部１５と、この嵌合部１５に連
続する断面円形の螺子部１６とが形成されている。左右
のタイロッドエンド６，６のチューブ挿入孔１２にタイ
ロッドチューブ１４の両端の嵌合部１５がそれぞれ嵌挿
され、螺子孔１３，１３にタイロッドチューブ１４の両
端の螺子部１６が螺合している。これにより、左右のタ
イロッドエンド６，６間にタイロッドチューブ１４が連
結されてタイロッド１８が構成されている。

【０００８】なお、左右のチューブ挿入孔１２，１２の
開口端に作業性，安全性の目的から面取り部１７，１７
がそれぞれ形成されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のタイ
ロッドにあっては次の問題があった。

【００１０】上述のように、車両の小回り性能の要求等
に伴い、車輪の操舵時、車輪の転向角が増大する傾向に
ある。タイロッドチューブ１４はフロントアクスル１の
直ぐ後方に配置されていることから、図６，図１０に示
すように、車輪の操舵時、タイロッドチューブ１４は中
立時の状態（実線で示す）からフロントアクスル１に二
点鎖線で示す状態に接近する。図１０に示すように、タ
イロッドチューブ１４とフロントアクスル１のフランジ
部１Ａを同じ高さに配置した場合、車輪の操舵時、フロ
ントアクスル１とタイロッドチューブ１４との隙間が狭
くなったり、干渉したりする可能性が生じる。これを回
避するため、ボールジョイント５Ｂの中心部とタイロッ
ドチューブ１４間のオフセットＨを増大させる（タイロ
ッドチューブ１４の配置される位置をフロントアクスル
１から図１０のＹ方向に遠ざける）設計を採用してい
る。

【００１１】かかるオフセットＨの増大に伴い、車輪の
操舵時、タイロッド１８に作用する曲げモーメントが増
大し、タイロッド１８の座屈強度，疲労強度等の強度が
不足する可能性がある。すなわち、車輪の操舵時、前記
曲げモーメントによりタイロッドチューブ１４は撓み、
タイロッドエンド６のチューブ挿入孔１２の開口端に押
し付けられる。タイロッドチューブ１４はタイロッドエ
ンド６に比して弱いので、タイロッドチューブ１４は、
そのチューブ挿入孔１２の開口端との境目で急激に応力
が変化し、応力集中が発生する。タイロッドチューブ１
４は、この応力集中に対処するため、サイズアップ，肉
厚アップ，重量アップ等による強度アップを余儀なくさ
れている。また、タイロッドチューブ１４のサイズアッ
プにより、タイロッドチューブ１４がフロントアクスル
１に接近，干渉するという上述の問題に戻る可能性があ
り、好ましくない。

【００１２】本発明は、上述の問題点を解決するために
なされたもので、その目的は、ボールスタッドとチュー
ブ挿入孔とのオフセットを大きくしても、タイロッドチ
ューブの強度アップの必要のない車両のステアリング装
置を提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
左右のタイロッドアームと、前記左右のタイロッドアー
ムの先端に連結され、ボールジョイントを有する左右の
ボールスタッドと、前記左右のボールジョイントに一端
が連結されるとともに前記ボールジョイントから車両上
下方向にオフセットしたチューブ挿入孔を他端側に形成
した左右のタイロッドエンドと、前記左右のタイロッド
エンドの前記各チューブ挿入孔に両端がそれぞれ嵌挿さ
れたタイロッドチューブとを備えた車両のステアリング
装置において、前記チューブ挿入孔の開口端に、前記チ
ューブ挿入孔の直径より大径で軸線方向に沿う所定の長
さのタイロッドチューブ用受け部を形成したことを特徴
とする。

【００１４】請求項２記載の発明は、請求項１記載のタ
イロッドにおいて、前記タイロッドチューブ用受け部の
軸線方向に沿う長さは、前記チューブ挿入孔の直径の１
／２０以上であることを特徴とする。請求項３記載の発
明は、請求項１または請求項２記載のタイロッドにおい
て、前記タイロッドチューブ用受け部は、前記チューブ
挿入孔の途中に形成された面取り部と、前記面取り部に
連続する断面円形状の内周壁部とで構成されていること
を特徴とする。

【００１５】（作用）請求項１ないし請求項３記載の発
明においては、車輪の操舵時、ボールスタッドとチュー
ブ挿入孔は車両上下方向でオフセットしていることか
ら、タイロッドエンドに曲げモーメントが作用する。こ
の曲げモーメントにより、タイロッドチューブは撓む。

【００１６】ここで、チューブ挿入孔の開口端に、前記
チューブ挿入孔の直径より大径で軸線方向に沿う所定の
長さのタイロッドチューブ用受け部を形成したので、こ
の撓んだタイロッドは、タイロッドエンドのチューブ挿
入孔のタイロッドチューブ用受け部に面接触する。従っ
て、タイロッドチューブに作用する応力が分散する。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面により本発明の実施の
形態について説明する。

【００１８】図１，図２により、請求項１ないし請求項
３記載の発明の車両のステアリング装置の実施の形態に
ついて説明する。本発明の実施の形態においては、従来
例と同一構成部品については同一符号を付して説明を省
略し、相違する構成部分についてのみ説明する。本発明
の実施の形態においては、チューブ挿入孔１２の開口端
２１に、タイロッドチューブ用受け部２２が形成されて
いる。

【００１９】タイロッドチューブ用受け部２２は、チュ
ーブ挿入孔１２の直径より大径で軸線方向に沿う長さ
（チューブ挿入孔１２の直径の１／２０以上）に形成さ
れ、チューブ挿入孔１２の途中に形成された面取り部２
３と、面取り部２３に連続する断面円形状の内周壁部２
４とで構成されている。そして、車輪の操舵時、ボール
スタッド５の中心部とチューブ挿入孔１２の軸線Ｌは車
両上下方向でオフセットしていることから、タイロッド
エンド６に曲げモーメントが作用する。この曲げモーメ
ントにより、タイロッドチューブ１４は撓む（例えば図
２の二点鎖線（イ）で示す）。

【００２０】この撓んだタイロッドチューブ６は、タイ
ロッドチューブ用受け部２２に面接触し、この面接触部
分（ロ）で受け止められる。従って、タイロッドチュー
ブ１３が受ける力が分散し、タイロッドチューブ１３に
発生する応力が小さくなる。以上の如き構成によれば、
車輪の転向角が増大することに伴うオフセットＨを大き
くしても、チューブ挿入孔１２の開口端２１に、チュー
ブ挿入孔１２の直径より大径で軸線方向に所定の長さの
タイロッドチューブ用受け部２２を形成したので、タイ
ロッドチューブ１４の、タイロッドチューブ用受け部２
２の内周壁面から受ける力を分散し、タイロッドチュー
ブ１４はサイズアップ，肉厚アップ，重量増等による強
度アップをしなくて済む。

【００２１】なお、本発明の実施の形態においては、ア
クスルの例としてフロントアクスルを例に挙げて説明し
たが、これに限定されることなく、例えば、前後輪操舵
車両の場合には、フロントアクスル，リヤーアクスルに
適用される。また、本発明の実施の形態においては、タ
イロッドチューブ用受け部として、図２に示す形状を挙
げて説明したが、これに限定されることなく、例えば図
３，図４，図５に示す形状にすることができる。

【００２２】図３において、チューブ挿入孔１２の開口
端２１に、タイロッドチューブ用受け部３１が形成され
ている。タイロッドチューブ用受け部３１は、断面円形
状の内周壁部３１Ａからなり、チューブ挿入孔１２の直
径より大径で軸線方向に沿う所定の長さ（チューブ挿入
孔の直径の１／２０以上）である。図４において、チュ
ーブ挿入孔１２の開口端２１に、タイロッドチューブ用
受け部３２が形成されている。タイロッドチューブ用受
け部３２は、チューブ挿入孔１２の直径より大径で軸線
方向に沿う所定の長さ（チューブ挿入孔１２の直径の１
／２０以上）に形成され、チューブ挿入孔１２の途中に
形成された面取り部３３と、面取り部３３に連続する断
面円形状で且つテーパ形状の内周壁部３４とで構成され
ている。

【００２３】図５において、チューブ挿入孔１２の開口
端２１に、タイロッドチューブ用受け部３５が形成され
ている。タイロッドチューブ用受け部３５は、テーパ形
状の内周壁部３５Ａからなる。内周壁部３５Ａは、軸線
方向に沿う所定の長さ（チューブ挿入孔１２の直径の１
／２０以上）で断面円形状に形成されている。内周壁部
３５Ａは、チューブ挿入孔１２の途中部分から立ち上が
ってその先端部３５Ｂにおける直径はチューブ挿入孔１
２の直径より大径になっている。

【００２４】

【発明の効果】請求項１ないし請求項３記載の発明によ
れば、ボールスタッドとチューブ挿入孔とのオフセット
を大きくしても、チューブ挿入孔の開口端に、チューブ
挿入孔の直径より大径で軸線方向に沿う所定の長さのタ
イロッドチューブ用受け部を形成したので、タイロッド
チューブの、タイロッドチューブ用受け部から受ける力
を分散でき、タイロッドチューブはサイズアップ，肉厚
アップ，重量増等による強度アップをしなくて済む効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の車両のステアリング装置の実施の形態
のタイロッドエンド付近を示す断面図である。

【図２】本実施の形態のステアリング装置の要部を示す
断面図である。

【図３】本実施の形態に係わるタイロッドエンドの第１
の変形例を示す拡大断面図である。

【図４】本実施の形態に係わるタイロッドエンドの第２
の変形例を示す拡大断面図である。

【図５】本実施の形態に係わるタイロッドエンドの第３
の変形例を示す拡大断面図である。

【図６】従来における車両のステアリング装置を示す平
面図である。

【図７】従来における車両のステアリング装置を示す正
面図である。

【図８】従来におけるタイロッドエンド付近を示す断面
図である。

【図９】図８のＸ−Ｘ線で切った断面図である。

【図１０】操舵時におけるタイロッドとフロントアクス
ルの関係を示す説明図である。

【符号の説明】

４ タイロッドアーム ５ ボールスタッド ５Ｂ ボールジョイント ６ タイロッドエンド １２ チューブ挿入孔 １４ タイロッドチューブ ２１ 開口端 ２２ タイロッドチューブ用受け部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 左右のタイロッドアームと、 前記左右のタイロッドアームの先端に連結され、ボール
   ジョイントを有する左右のボールスタッドと、 前記左右のボールジョイントに一端が連結されるととも
   に前記ボールジョイントから車両上下方向にオフセット
   したチューブ挿入孔を他端側に形成した左右のタイロッ
   ドエンドと、 前記左右のタイロッドエンドの前記各チューブ挿入孔に
   両端がそれぞれ嵌挿されたタイロッドチューブとを備え
   た車両のステアリング装置において、 前記チューブ挿入孔の開口端に、前記チューブ挿入孔の
   直径より大径で軸線方向に沿う所定の長さのタイロッド
   チューブ用受け部を形成したことを特徴とする車両のス
   テアリング装置。
2. 【請求項２】 前記タイロッドチューブ用受け部の軸線
   方向に沿う長さは、前記チューブ挿入孔の直径の１／２
   ０以上であることを特徴とする請求項１記載のタイロッ
   ド。
3. 【請求項３】 前記タイロッドチューブ用受け部は、 前記チューブ挿入孔の途中に形成された面取り部と、 前記面取り部に連続する断面円形状の内周壁部とで構成
   されていることを特徴とする請求項１または請求項２記
   載のタイロッド。