JP5509891B2 - Tie rod structure of steering device - Google Patents
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Description
本発明は、車両に装備されるステアリング装置のタイロッド構造に関する。 The present invention relates to a tie rod structure for a steering device installed in a vehicle.
車両のラックピニオン式ステアリング装置に適用されるタイロッド構造として、図１０に示しているものがある。
このタイロッド構造は、ステアリングホイールの操作に応じて左右動するラック軸（転舵軸）８０に、内側のボールジョイント８１を介して連結される内側シャフト８４と、ナックルアーム８３に、外側のボールジョイント８２を介して連結される外側シャフト８５とを備えている。
内側シャフト８４には雄ねじ８４ａが形成され、外側シャフト８５には雌ねじ８５ａが形成されており、内側シャフト８４を軸線回りに回転させることで、これらねじ８４ａ，８５ａの螺合長さを変更することができる。これにより、内外のボールジョイント８１，８２間の距離を調整することができ、トーイン・トーアウト調整が可能となる。
As a tie rod structure applied to a rack and pinion type steering device of a vehicle, there is one shown in FIG.
This tie rod structure has an
A
このようなタイロッド構造を備えている車両において、走行中、例えば衝突事故が発生して車輪に衝撃荷重が作用すると、その衝撃荷重は、前記外側シャフト８５と前記内側シャフト８４とを備えているタイロッド部８６を介して、ラック軸８０及びピニオン軸（図示せず）を有するラックピニオン機構部に伝わる。
この衝撃荷重によりラックピニオンの噛み合い部が損傷すると、ステアリングホイールを操作しても、車輪の操舵が不可能になるおそれがある。この場合、例えば、事故後に車両を道路脇等へ移動させることも困難となる。
In a vehicle equipped with such a tie rod structure, for example, when a collision accident occurs and an impact load is applied to a wheel during traveling, the impact load is applied to the tie rod including the
If the meshing portion of the rack and pinion is damaged by this impact load, the steering of the wheel may become impossible even if the steering wheel is operated. In this case, for example, it becomes difficult to move the vehicle to the side of the road after the accident.
そこで、従来のステアリング装置のタイロッド構造では、前記のような衝撃荷重が入力されるとタイロッド部８６を中央部で座屈させる構成としている（特許文献１参照）。なお、タイロッド部８６が座屈しても、通常の走行には障害があるが、車両を道路脇等に移動させる程度の走行は可能となるようにしている。
Therefore, in the conventional tie rod structure of the steering device, the
前記タイロッド構造によれば、車輪側から入力される衝撃荷重を、タイロッド部８６が座屈することにより吸収することができ、ラックピニオンの噛み合い部における損傷を防いでいる。
しかし、従来の構造では、衝撃荷重の発生の態様により、タイロッド部８６の座屈方向（折れ曲がり方向）は様々となることが予想され、また、タイロッド部８６がある方向へと大きく座屈することにより、周囲にある他の部品に傷を付けてしまうおそれがある。例えば、座屈したタイロッド部８６がブレーキホースに当たって、ブレーキホースを損傷させてしまうことがあり、この場合、ブレーキも利かなくなってしまう。
According to the tie rod structure, the impact load input from the wheel side can be absorbed by the buckling of the
However, in the conventional structure, the buckling direction (bending direction) of the
そこで、本発明は、車輪側から入力される衝撃荷重を吸収することができ、しかも、周囲にある他の部品に影響を与えるのを防ぐことができるステアリング装置のタイロッド構造を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a tie rod structure for a steering device that can absorb an impact load input from the wheel side and can prevent other peripheral components from being affected. And
本発明は、ステアリングホイールの操作に応じて左右動する転舵軸に内側のボールジョイントを介して連結される内側シャフトと、ナックルアームに外側のボールジョイントを介して連結される外側シャフトと、を備え、内外の前記ボールジョイント間の距離を調整可能として前記内側シャフトと前記外側シャフトとが連結されているステアリング装置のタイロッド構造であって、前記内側シャフトと前記外側シャフトとのうちの一方は、前記ボールジョイントが端部に設けられているシャフト本体と、前記内側シャフトと前記外側シャフトとのうちの他方と連結されている中間シャフトと、前記シャフト本体と前記中間シャフトとを連結している連結部と、を有し、前記連結部は、前記シャフト本体と前記中間シャフトとのうちの一方に設けられていると共に前記シャフト本体と前記中間シャフトとのうちの他方のシャフト端部と径方向に重なっている嵌合部と、前記他方のシャフト端部と前記嵌合部とを共に径方向に挿通しているピン部材と、を有し、前記嵌合部は、軸方向の圧縮衝撃荷重によって前記ピン部材が剪断され当該嵌合部に対する前記シャフト端部の重なり長さが軸方向に長くなると、当該シャフト端部との間で締まり嵌め状態となるテーパー面を有していることを特徴とする。 The present invention includes an inner shaft connected to a steered shaft that moves left and right according to an operation of a steering wheel via an inner ball joint, and an outer shaft connected to a knuckle arm via an outer ball joint. A tie rod structure of a steering device in which the inner shaft and the outer shaft are connected so that the distance between the inner and outer ball joints can be adjusted, wherein one of the inner shaft and the outer shaft is connecting said ball joint is connected to the shaft body is provided at an end portion, an intermediate shaft other and are coupled out of said inner shaft outer shaft, and said shaft and said body intermediate shaft It includes a part, wherein the connecting portion is set to one of said shaft body and said intermediate shaft A fitting portion that is radially overlapped with the other shaft end portion of the shaft body and the intermediate shaft, and the other shaft end portion and the fitting portion are both inserted in the radial direction. A pin member, and the fitting portion is sheared by a compressive impact load in the axial direction, and the overlapping length of the shaft end portion with respect to the fitting portion becomes longer in the axial direction. It has a taper surface which becomes an interference fit state between the shaft end portions .
本発明によれば、内側シャフトと外側シャフトとのうちの一方が有しているシャフト本体と中間シャフトとは、ピン部材によって連結されており、このピン部材は、内側シャフトと外側シャフトとに軸方向の圧縮衝撃荷重が作用すると剪断されるので、当該圧縮衝撃荷重のエネルギーがピン部材の剪断に費やされ、連結部において圧縮衝撃荷重が吸収される。
そして、軸方向の圧縮衝撃荷重が作用すると、シャフト本体と中間シャフトとが軸方向に相対移動することにより、シャフト本体の一部と中間シャフトの一部とを共に挿通していたピン部材が剪断されるので、内側シャフト及び外側シャフトが折れ曲がる（座屈する）ことがなく、従来のように折れ曲がることで周囲にある他の部品に影響を与えるのを防ぐことができる。
なお、操舵の際に生じる軸方向の通常荷重が作用する場合には、ピン部材は剪断されず、シャフト本体と中間シャフトとの軸方向の相対移動は規制され、シャフト本体と中間シャフトとの間で通常荷重を伝達することができる。
According to the present invention, the shaft main body and the intermediate shaft included in one of the inner shaft and the outer shaft are connected by the pin member, and the pin member is connected to the inner shaft and the outer shaft. Since the direction of the compressive impact load is sheared, the energy of the compressive impact load is spent on the shearing of the pin member, and the compressive impact load is absorbed at the connecting portion.
When the axial compressive impact load is applied, the shaft body and the intermediate shaft move relative to each other in the axial direction, so that the pin member inserted through both the shaft body and the intermediate shaft shears. Therefore, the inner shaft and the outer shaft are not bent (buckled), and it is possible to prevent other parts in the vicinity from being affected by bending as in the related art.
When a normal axial load generated during steering is applied, the pin member is not sheared, the axial relative movement between the shaft body and the intermediate shaft is restricted, and the shaft body and the intermediate shaft are not moved. The normal load can be transmitted.
また、前記連結部の具体的な構成としては、前記連結部は、前記シャフト本体と前記中間シャフトとのうちの一方に設けられていると共に前記シャフト本体と前記中間シャフトとのうちの他方のシャフト端部と径方向に重なっている嵌合部と、前記他方のシャフト端部と前記嵌合部とを共に径方向に挿通している前記ピン部材とを有している。
この構成により、シャフト本体と中間シャフトとをピン部材によって連結している連結部が得られ、軸方向の圧縮衝撃荷重が作用すると、シャフト本体と中間シャフトとが軸方向に相対移動することで、ピン部材は剪断される構成が得られる。
As a specific configuration of the connecting portion, the connecting portion is provided on one of the shaft main body and the intermediate shaft, and the other shaft of the shaft main body and the intermediate shaft. A fitting portion that overlaps the end portion in the radial direction; and the pin member that passes through the other shaft end portion and the fitting portion in the radial direction.
With this configuration, a connecting portion that connects the shaft main body and the intermediate shaft by the pin member is obtained, and when a compressive impact load in the axial direction is applied, the shaft main body and the intermediate shaft are relatively moved in the axial direction, The pin member is sheared.
また、前記嵌合部は、軸方向の圧縮衝撃荷重によって前記ピン部材が剪断され当該嵌合部に対する前記シャフト端部の重なり長さが軸方向に長くなると、当該シャフト端部との間で締まり嵌め状態となるテーパー面を有している。
この構成により、圧縮衝撃荷重によってピン部材が剪断されてからも、嵌合部のテーパー面でシャフト端部が締まり嵌めとなる。このため、ピン部材が剪断された後に残っている衝撃荷重を弱めることが可能となる。
In addition, the fitting portion is tightened between the shaft end portion when the pin member is sheared by an axial compressive impact load and the overlapping length of the shaft end portion with respect to the fitting portion becomes longer in the axial direction. that it has a tapered surface which becomes fitted state.
With this configuration , even if the pin member is sheared by the compressive impact load, the shaft end portion is tightly fitted by the tapered surface of the fitting portion. For this reason, it becomes possible to weaken the impact load remaining after the pin member is sheared.
また、軸方向の圧縮衝撃荷重によって前記ピン部材が剪断され軸方向の重なり長さが長くなった前記嵌合部と前記シャフト端部とが、軸方向に離れるのを阻止する抜け止め部が、当該嵌合部と当該シャフト端部とのうちの一方又は双方に形成されているのが好ましい。
この場合、ピン部材が完全に剪断されてもシャフト端部と嵌合部とが軸方向に分離しない状態を保つことができる。このため、ステアリングホイールの操作により転舵軸を左右動させれば、その動力を車輪側へ伝えることが可能となる。
In addition, a retaining portion that prevents the pin portion from being sheared by an axial compressive impact load and the axial length of the fitting portion and the shaft end portion are separated in the axial direction. It is preferable to be formed on one or both of the fitting portion and the shaft end portion.
In this case, even if the pin member is completely sheared, it is possible to maintain a state where the shaft end portion and the fitting portion are not separated in the axial direction. For this reason, if the turning shaft is moved left and right by operating the steering wheel, the power can be transmitted to the wheel side.
本発明によれば、軸方向の圧縮衝撃荷重が作用すると、ピン部材が剪断されることにより、当該圧縮衝撃荷重が吸収され、また、この圧縮衝撃荷重を吸収するために、内側シャフト及び外側シャフトが折れ曲がることがなく、周囲にある他の部品に影響を与えるのを防ぐことができる。 According to the present invention, when an axial compressive impact load is applied, the pin member is sheared to absorb the compressive impact load, and in order to absorb the compressive impact load, the inner shaft and the outer shaft are absorbed. Can be prevented from being bent and affecting other parts in the vicinity.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明のタイロッド構造を備えているステアリング装置を模式的に示した説明図である。このステアリング装置は、ステアリングホイール１０が取り付けられているステアリングシャフト１１、ピニオン軸１５およびラック軸１６（転舵軸）を有しているラックアンドピニオン機構１３、ステアリングシャフト１１とピニオン軸１５とを繋いでいる中間軸１２、及び、ラック軸１６とナックルアーム（図示せず）との間に設けられている左右のタイロッド部１４を備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an explanatory view schematically showing a steering device having a tie rod structure of the present invention. This steering apparatus connects a
ラックアンドピニオン機構１３に関して説明すると、ピニオン軸１５にはピニオン１５ａが形成されており、ラック軸１６は車両の左右方向に延びておりピニオン１５ａに噛み合うラック１６ａが形成されている。ピニオン軸１５の回転は、ピニオン１５ａおよびラック１６ａにより、ラック軸１６の左右方向の移動に変換される。
なお、本発明では、左右方向の位置に関して、ナックルアーム側を左右方向の外側、ラック軸１６側を左右方向の内側と呼んで説明する。
The rack and
In the present invention, the position in the left-right direction will be described by referring to the knuckle arm side as the outer side in the left-right direction and the
〔第一実施形態〕
図２は、図１の右側にあるタイロッド部１４の説明図である。タイロッド部１４は、内側に配置される内側シャフト４、及び、外側に配置される外側シャフト５を備えている。内側シャフト４及び外側シャフト５は鋼製である。
内側シャフト４は、インナーボールジョイント２を介してラック軸１６の端部に連結されている。外側シャフト５は、アウターボールジョイント３を介してナックルアーム１７に連結されている。本実施形態では、外側シャフト５は、外側と内側とに二分割されており、外側のシャフト本体６と内側の中間シャフト７とを有している。
[First embodiment]
FIG. 2 is an explanatory view of the
The inner shaft 4 is connected to the end of the
内側シャフト４と外側シャフト５とは直線状に連結されており、さらに、インナーボールジョイント２とアウターボールジョイント３との間の距離を調整可能として、内側シャフト４と外側シャフト５とは連結されている。
このために、内側シャフト４の外側端部に雄ねじ２５が形成されており、外側シャフト５（本実施形態では中間シャフト７）の内側端部は筒形状であり、その内周に雌ねじ３５が形成されている。これらねじ２５，３５を螺合させることで、内側シャフト４と外側シャフト５とが連結された状態となる。そして、外側シャフト５に対して内側シャフト４を左右方向の軸線Ｃ回りに回転させることにより、ねじ２５，３５の螺合長さを変更することができる。これにより、インナーボールジョイント２に対するアウターボールジョイント３の左右方向の位置を調整することができ、車輪のトーイン・トーアウト調整が可能となる。
The inner shaft 4 and the
For this purpose, a
図１及び図２に示したステアリング装置における操舵操作について説明すると、ステアリングホイール１０の回転が、ステアリングシャフト１１および中間軸１２によってピニオン軸１５に伝達され、ピニオン軸１５のピニオン１５ａの回転が、ラック１６ａを通じてラック軸１６の左右方向移動に変換される。つまり、ステアリングホイール１０の操作に応じてラック軸１６が左右方向に移動する。
ラック軸１６の左右方向の移動力が、インナーボールジョイント２を介してタイロッド部１４に伝えられ、さらに、タイロッド部１４の左右方向の移動力がアウターボールジョイント３を介してナックルアーム１７へと伝えられる。
The steering operation in the steering apparatus shown in FIGS. 1 and 2 will be described. The rotation of the
The lateral movement force of the
図２に示している実施形態では、外側シャフト５が、直線状に配置されているシャフト本体６及び中間シャフト７を有しており、これらシャフト本体６と中間シャフト７とが、連結部８によって連結されている。
連結部８の具体的な構成は後にも説明するが、連結部８は、シャフト本体６と中間シャフト７とを径方向に貫通しているピン部材９を有しており、このピン部材９によって、シャフト本体６と中間シャフト７とを相対回転不能とすることができる。このため、シャフト本体６と中間シャフト７との間では回転トルクが伝達可能となる。この結果、前記のとおり、内側シャフト４を軸線Ｃ回りに回転させて、トーイン・トーアウト調整が可能となる。
In the embodiment shown in FIG. 2, the
Although the specific configuration of the connecting
タイロッド部１４の内側シャフト４について説明する。
内側シャフト４は、球面状の外表面を有するボール部２３と、このボール部２３から延びているロッド部２４とを有しており、ボール部２３とロッド部２４とが一体的に形成されている。
内側シャフト４（ロッド部２４）の外側の端部に前記雄ねじ２５が形成されており、内側の端部にインナーボールジョイント２が設けられている。インナーボールジョイント２は、ラック軸１６の端部に連結されるソケット２１を有している。このソケット２１に樹脂シートを介して、前記ボール部２３が収容されている。
The inner shaft 4 of the
The inner shaft 4 includes a
The
タイロッド部１４の外側シャフト５について説明する。
外側シャフト５は、前記のとおり二分割されており、外側のシャフト本体６は、外側の端部にアウターボールジョイント３が設けられている。アウターボールジョイント３は、シャフト本体６の外側の端部に固定されているソケット３１と、このソケット３１に樹脂シートを介して揺動可能に支持されているボールスタッド３３とを有している。そして、ボールスタッド３３にナックルアーム１７が取り付けられる。
また、このシャフト本体６の内側の端部には筒部２６が設けられている。本実施形態では、筒部２６はシャフト本体６と一体成形されている。
The
The
A
外側シャフト５のうち、中間シャフト７は内側に筒部１８を有し、この筒部１８の内周に前記雌ねじ３５が形成されている。雌ねじ３５は、内側シャフト４に形成されている前記雄ねじ２５に螺合していて、中間シャフト７は、内側シャフト４とねじ２５，３５によって連結されている。なお、雄ねじ２５及び雌ねじ３５は、前記トーイン・トーアウト調整のために、相互間の螺合長さ（ねじ込み量）を変更できるだけの長さで形成されている。
Of the
そして、中間シャフト７はその外側でシャフト本体６と連結部８によって連結されている。このために、中間シャフト７は、外側のシャフト端部として軸部２０を有している。軸部２０は、シャフト本体６の前記筒部２６に挿入された状態にあり、軸部２０と筒部２６とが、ピン部材９によって連結されている。
And the
連結部８について説明する。連結部８は、前記のとおり、シャフト本体６と中間シャフト７とを相対回転不能として連結しており、さらに、連結部８は、通常時、シャフト本体６と中間シャフト７との軸方向の相対移動を規制している。
なお、通常時とは、車両の通常の走行状態であり、操舵の際に生じる軸方向の通常荷重が作用する場合である。これに対して、通常時以外である異常時とは、例えば、車両の走行中、衝突事故が発生し車輪に衝撃荷重が作用した場合である。この場合、車輪からナックルアーム１７を介してタイロッド部１４に、瞬間的に軸方向の圧縮衝撃荷重が作用する。この衝撃荷重は通常荷重よりも極めて大きい。
The
The normal time is a normal running state of the vehicle, and is a case where an axial normal load generated during steering is applied. On the other hand, the abnormal time other than the normal time is, for example, a case where a collision accident occurs and an impact load is applied to the wheels while the vehicle is running. In this case, an axial compressive impact load instantaneously acts on the
図３は連結部８の説明図である。本実施形態では、連結部８は、シャフト本体６に設けられている前記筒部２６（嵌合部）と、ピン部材９とを有している。筒形状である筒部２６は、中間シャフト７の前記軸部２０（シャフト端部）に外嵌しており、筒部２６は軸部２０と径方向に重なっている。
筒部２６には、周壁を貫通している孔２７ａ，２７ｂが形成されており、軸部２０にも、径方向に貫通している孔２８が形成されている。これら孔２７ａ，２７ｂ，２８は、直線状に配置されており、これら孔２７ａ，２７ｂ，２８に、鋼製であり直線状のピン部材９が挿通された状態となる。
FIG. 3 is an explanatory diagram of the connecting
このピン部材９により、シャフト本体６と中間シャフト７とを相対回転不能として連結させることができるが、本実施形態では、図５の横断面図に示しているように、軸部２０の外周面に、左右方向（軸方向）に延びている突起条４１が周方向に複数形成されており、筒部２６の内周面に左右方向（軸方向）に延びている溝４２が周方向に複数形成されており、これら突起条４１と溝４２とが噛み合った状態にある。この突起条４１と溝４２との構成により、ピン部材９（図３参照）に大きな負荷を与えることなく、シャフト本体６と中間シャフト７とを相対回転不能とすることができる。そして、これら突起条４１と溝４２とは、左右方向に延びて形成されていることによって、後に説明するシャフト本体６と中間シャフト７との左右方向の相対移動は阻害されない。
With this
ピン部材９は、軸部２０と筒部２６とを共に径方向に挿通した状態にあることから、操舵の際に生じる軸方向の通常荷重が作用する場合には、シャフト本体７と中間シャフト６との軸方向の相対移動を規制することができる。つまり、シャフト本体７と中間シャフト６との間で、軸方向の荷重を伝達することができる。
しかし、図２において、車輪（ナックルアーム１７）側からタイロッド部１４に、軸方向の圧縮衝撃荷重が作用すると、図３の状態から図４の状態に示しているように、中間シャフト７に対してシャフト本体６が左右方向内側に移動することで、ピン部材９は剪断される。すなわち、シャフト本体６と中間シャフト７とに軸方向の圧縮衝撃荷重が作用すると、ピン部材９は剪断されるよう、ピン部材９の材質、直径、本数等のピン部材９の特性が設定されている。
Since the
However, in FIG. 2, when an axial compressive impact load is applied to the
以上より、本実施形態では、外側シャフト５（図２参照）は、シャフト本体６と中間シャフト７とを有し、これらを連結している連結部８によれば、タイロッド部１４に軸方向の圧縮衝撃荷重が作用する場合には、ピン部材９が剪断破壊され、シャフト本体６と中間シャフト７との軸方向の相対移動を許容することにより、当該衝撃荷重を吸収することができる。つまり、衝撃荷重のエネルギーが、ピン部材９の剪断に費やされ、衝撃荷重を逃がすことができる。
これに対して、この連結部８では、操舵の際に生じる軸方向の通常荷重が作用する場合には、ピン部材９は剪断破壊されず、シャフト本体７と中間シャフト６との軸方向の相対移動を規制し、当該通常荷重を伝達することができる。
As described above, in the present embodiment, the outer shaft 5 (see FIG. 2) has the shaft body 6 and the
On the other hand, in the connecting
このため、仮に車輪側からタイロッド部１４に衝撃荷重が作用しても、ラック１６ａ（図１参照）とピニオン１５ａとの噛み合い部に、当該衝撃荷重の全てが作用せず、当該噛み合い部の損傷を防止することができる。
そして、この連結部８の構成によれば、発生した軸方向の衝撃荷重を吸収するために、中間シャフト７に対してシャフト本体６が軸方向に移動する構造であるため、内側シャフト４及び外側シャフト５が、折れ曲がる（座屈する）ことがなく、従来のように折れ曲がることで周囲にある他の部品に影響を与えることを防ぐことができる。
Therefore, even if an impact load acts on the
And according to the structure of this
さらに、本実施形態では、図３及び図４に示しているように、筒部２６の内周面には、シャフト本体６及び中間シャフト７の中心線に平行である平行内周面４３と、この平行内周面４３から筒部２６の奥側（ピン部材９が剪断されると軸部２０が進入する側）に向かって直径が小さくなるテーパー面４４とが形成されている。軸部２０は直径が変化しない直線形状であり、平行内周面４３は軸部２０と直径がほぼ同一である。そして、テーパー面４４の最小直径（筒部２６の奥側の直径）は、軸部２０の直径よりも小さく設定されている。なお、通常時、軸部２０は平行内周面４３が形成されている領域に存在し、ピン部材９によって筒部２６と連結されている。
Furthermore, in this embodiment, as shown in FIGS. 3 and 4, the inner peripheral surface of the
そして、軸方向の圧縮衝撃荷重によってピン部材９が剪断され、筒部２６と軸部２０との重なり長さが軸方向に長くなると（図４参照）、テーパー面４４と軸部２０の外周面との間は、締まり嵌め状態になる。
この場合、ピン部材９が剪断されてからも、筒部２６のテーパー面４４と軸部２０とが締まり嵌めとなるため、ピン部材９が剪断された後に衝撃荷重が残っていても、軸部２０がテーパー面４４を摺動しながらテーパー面４４に締め付けられることで、残っている衝撃荷重を徐々に弱めることが可能となる。
When the
In this case, even after the
また、軸部２０の先端３９が筒部２６の底面４０から所定距離だけ軸方向に離れて、軸部２０を筒部２６に挿入させた状態として、ピン部材９によって連結されている。これは、ピン部材９が剪断され、シャフト本体６と中間シャフト７とが相対的に軸方向に移動した際に、先端３９と底面４０とが衝突するのを防ぐためである。衝撃荷重が作用して、シャフト本体６と中間シャフト７とが相対的に軸方向に移動し、仮に軸部２０の先端３９と筒部２６の底面４０とが衝突すると、衝撃荷重の一部がタイロッド部１４に残り、座屈することもあり得るが、本実施形態のように、衝撃荷重を全て吸収することができる程度に十分長く、軸部２０の先端３９と、筒部２６の底面４０とを離して組み立てていることから、これを防ぐことができる。
Further, the
また、図４に示しているように、テーパー面４４と軸部２０の外周面との間が締まり嵌め状態になると、ピン部材９が完全に剪断されていても、軸部２０と筒部２６とが軸方向に分離しない状態を保つことができる。つまり、筒部２６から軸部２０が抜け出にくくなる。このため、ステアリングホイールの操作によりラック軸１６を左右動させれば、その動力を車輪側へ伝えることが可能となる。
Further, as shown in FIG. 4, when the
本発明は、図示する形態に限らず本発明の範囲内において他の形態のものであってもよい。
図２の実施形態では、連結部８の筒部２６が、シャフト本体６と一体として設けられ、かつ、この筒部２６が、中間シャフト７の軸部２０と径方向に重なる場合として説明したが、これ以外であってもよく、筒部（嵌合部）は、シャフト本体６と中間シャフト７とのうちの一方に設けられ、シャフト本体６と中間シャフト７とのうちの他方の軸部と径方向に重なっていればよい。つまり、軸部がシャフト本体６に形成され、筒部が中間シャフト７と一体として設けられていてもよい。そして、この場合であっても、筒部と軸部とを共にピン部材が径方向に挿通した構成とすればよい。
The present invention is not limited to the illustrated form, and other forms may be employed within the scope of the present invention.
In the embodiment of FIG. 2, the case has been described in which the
また、図２の実施形態では、シャフト本体６に設けられている筒部２６を、中間シャフト７のシャフト端部（軸部２０）と径方向外側で重なっている嵌合部として説明したが、筒部と軸部とを反対としてもよい。すなわち、図示しないが、中間シャフト７に筒部を設け、シャフト本体６の内側に、この筒部と径方向内側で重なっている軸部を設け、この軸部を嵌合部としてもよい。
In the embodiment of FIG. 2, the
さらに、前記実施形態では、外側シャフト５を二分割とした場合を説明したが、内側シャフト４をシャフト本体と中間シャフトとの二分割とし、これらシャフト本体と中間シャフトとを連結部（ピン部材）によって連結する構成であってもよい。この場合、この中間シャフトと外側シャフト５とが、雄ねじと雌ねじとによって、トーイン・トーアウト調整可能となるようにして、連結される構成となる。
また、図２では、１本のピン部材９を用いているが、複数本であってもよい。
Further, in the above embodiment, the case where the
In FIG. 2, one
〔第二実施形態〕
図６は、第二の実施形態に係るタイロッド部の説明図である。このタイロッド部１１４は、前記第一の実施形態と同様に、内側に配置される内側シャフト１０４、及び、外側に配置される外側シャフト１０５を備えている。
内側シャフト１０４は、インナーボールジョイント１０２を介して、ラック軸１６の端部に連結されている。外側シャフト１０５は、アウターボールジョイント１０３を介して、ナックルアーム１７に連結されている。本実施形態では、内側シャフト１０４が、内側と外側とに二分割されており、内側のシャフト本体１０６と外側の中間シャフト１０７とを有している。なお、この第二の実施形態の説明において、特に説明していない事項については、前記第一の実施形態と同様である。
[Second Embodiment]
FIG. 6 is an explanatory diagram of a tie rod portion according to the second embodiment. As in the first embodiment, the
The
内側シャフト１０４と外側シャフト１０５とは直線状に連結されており、さらに、インナーボールジョイント１０２とアウターボールジョイント１０３との間の距離を調整可能として、内側シャフト１０４と外側シャフト１０５とは連結されている。
このために、内側シャフト１０４（本実施形態では中間シャフト１０７）の外側端部に雄ねじ１２５が形成されており、外側シャフト１０５の内側端部に雌ねじ１３５が形成されている。これらねじ１２５，１３５を螺合させることで、内側シャフト１０４と外側シャフト１０５とが連結された状態となる。そして、外側シャフト１０５に対して内側シャフト１０４を軸線Ｃ回りに回転させることにより、トーイン・トーアウト調整が可能となる。
The
For this purpose, a
図６に示している実施形態では、内側シャフト１０４が、直線状に配置されているシャフト本体１０６及び中間シャフト１０７を有しており、これらシャフト本体１０６と中間シャフト１０７とが、連結部１０８によって連結されている。
連結部１０８の具体的な構成は後にも説明するが、この連結部８によって、シャフト本体１０６と中間シャフト１０７とを相対回転不能とすることができる。このため、シャフト本体１０６と中間シャフト１０７との間では回転トルクが伝達可能となり、軸線Ｃ回りに両者は一体回転可能である。この結果、前記のとおり、内側シャフト１０４を軸線Ｃ回りに回転させて、トーイン・トーアウト調整が可能となる。
In the embodiment shown in FIG. 6, the
Although the specific configuration of the connecting
タイロッド部１１４の外側シャフト１０５について説明する。
外側シャフト１０５の外側端部に、アウターボールジョイント１０３が設けられている。また、この外側シャフト１０５は、その内側端部に筒部１１８を有しており、この筒部１１８の内周に、前記雌ねじ１３５が形成されている。
The
An outer ball joint 103 is provided at the outer end of the
タイロッド部１１４の内側シャフト１０４について説明する。
内側シャフト１０４は、前記のとおり二分割されており、内側にあるシャフト本体１０６の内側端部にインナーボールジョイント１０２が設けられている。
シャフト本体１０６は、球面状の外表面を有するボール部１２３と、このボール部１２３から延びているロッド部１２４とを有しており、ボール部１２３とロッド部１２４とが一体的に形成されている。そして、シャフト本体１０６（ロッド部１２４）の外側の端部に、第一の軸部１２０が形成されている。
The
As described above, the
The
内側シャフト１０４のうち、中間シャフト１０７は、外側部分に前記雄ねじ１２５が形成されており、ねじ１２５，１３５によって、外側シャフト１０５の筒部１１８と連結されている。また、中間シャフト１０７は、内側の端部に第二の軸部２２０が形成されている。そして、シャフト本体１０６の第一の軸部１２０（シャフト端部）と、中間シャフト１０７の第二の軸部２２０（シャフト端部）とが連結部１０８によって連結されている。
Among the
連結部１０８について説明する。連結部１０８は、前記のとおり、シャフト本体１０６と中間シャフト１０７とを相対回転不能として連結しており、さらに、連結部８は、通常時、シャフト本体１０６と中間シャフト１０７との軸方向の相対移動を規制している。
The
図７は、連結部１０８を断面で示している説明図である。連結部１０８は、筒形状である筒部材１２６（嵌合部）と、複数のピン部材１０９ａ，１０９ｂ，２０９ａ，２０９ｂとを有している。
筒部材１２６は、シャフト本体１０６の第一の軸部１２０と中間シャフト１０７の第二の軸部２２０との双方に外嵌しており、当該第一の軸部１２０及び当該第二の軸部２２０の双方とそれぞれ径方向に重なっている。
FIG. 7 is an explanatory view showing the connecting
The
そして、双方の軸部１２０，２２０それぞれと、筒部材１２６との重なっている部分を、前記ピン部材が径方向に挿通している。このために、筒部材１２６には、周壁を貫通している孔１２７が複数形成されており、軸部１２０，２２０にも、径方向の孔１２８が複数形成されている。孔１２７，１２８は直線状に配置され、これら孔１２７，１２８に、各ピン部材が挿通された状態となる。
この連結部１０８によって、シャフト本体１０６と中間シャフト１０７とを連結することができ、また、相対回転不能とすることができる。
And the said pin member has penetrated the part which both
By this connecting
なお、このように、ピン部材によってシャフト本体１０６と中間シャフト１０７とを相対回転不能として連結させることができるが、本実施形態においても、図５に示しているように、シャフト本体１０６の軸部１２０と筒部材１２６との間、及び、中間シャフト１０７の軸部２２０と筒部材１２６との間それぞれに、突起条４１と溝４２とを形成し、ピン部材に大きな負荷を与えることなく、シャフト本体１０６と中間シャフト１０７とを相対回転不能とすることができる。
As described above, the
図７において、ピン部材１０９ａ，１０９ｂは、第一の軸部１２０と筒部材１２６の内側部とを共に径方向に挿通した状態となり、ピン部材２０９ａ，２０９ｂは、第二の軸部２２０と筒部材１２６の外側部とを共に径方向に挿通した状態となることから、操舵の際に生じる軸方向の通常荷重が作用する場合には、シャフト本体１０７と中間シャフト１０６との軸方向の相対移動を規制することができ、シャフト本体１０７と中間シャフト１０６との間で、軸方向の荷重を伝達することができる。
In FIG. 7, the
しかし、図６において、車輪（ナックルアーム１７）側から、タイロッド部１１４に軸方向の圧縮衝撃荷重が作用すると、図７の状態から図８の状態に示しているように、シャフト本体１０６に対して中間シャフト１０７が軸方向に相対移動し、かつ、筒部材１２６もシャフト本体１０６側へ軸方向に移動することで、ピン部材１０９ａ，１０９ｂ，２０９ａ，２０９ｂは剪断される。すなわち、シャフト本体１０６と中間シャフト１０７とに軸方向の圧縮衝撃荷重が作用すると、各ピン部材は剪断されるよう、各ピン部材の材質、直径、本数等のピン部材の特性が設定されている。なお、本実施形態では、各ピン部材の特性は同じとしている。
However, in FIG. 6, when an axial compressive impact load is applied to the
以上より本実施形態によれば、タイロッド部１１４に軸方向の圧縮衝撃荷重が作用する場合には、全てのピン部材が剪断破壊され、シャフト本体１０６と中間シャフト７１０との軸方向の相対移動を許容することにより、当該衝撃荷重を吸収することができる。つまり、衝撃荷重のエネルギーが、ピン部材の剪断に費やされ、衝撃荷重を逃がすことができる。
これに対して、この連結部１０８では、操舵の際に生じる軸方向の通常荷重が作用する場合には、ピン部材は剪断破壊されず、シャフト本体１０７と中間シャフト１０６との軸方向の相対移動を規制し、当該通常荷重を伝達することができる。
As described above, according to the present embodiment, when an axial compressive impact load is applied to the
On the other hand, in this connecting
このため、仮に車輪側からタイロッド部１１４に衝撃荷重が作用しても、ラック１６ａ（図１参照）とピニオン１５ａとの噛み合い部に、当該衝撃荷重の全てが作用せず、当該噛み合い部の損傷を防止することができる。
そして、この連結部１０８の構成によれば、発生した軸方向の圧縮衝撃荷重を吸収するために、中間シャフト１０７がシャフト本体１０６に対して軸方向に移動する構造であるため、内側シャフト１０４及び外側シャフト１０５が、折れ曲がる（座屈する）ことがなく、従来のように折れ曲がることで周囲にある他の部品に影響を与えることを防ぐことができる。
For this reason, even if an impact load acts on the
According to the configuration of the connecting
さらに、本実施形態では、図７及び図８に示しているように、筒部材１２６の内周面には、シャフト本体１０６及び中間シャフト１０７の中心線に平行であり内側及び外側の両側それぞれにある平行内周面１４３，１４３と、平行内周面１４３，１４３から筒部材１２６の中央側に向かって直径が小さくなるテーパー面１４４，１４４とが形成されている。軸部１２０，２２０は直径が変化しない直線形状であり、平行内周面１４３，１４３は軸部１２０，２２０と直径がほぼ同一である。そして、テーパー面１４４，１４４の最小直径（筒部材１２６の中央側の直径）は、軸部１２０，２２０の直径よりも小さく設定されている。なお、通常時、軸部１２０，２２０それぞれは平行内周面１４３，１４３が形成されている領域に存在し、各ピン部材によって筒部材１２６と連結されている。
Furthermore, in this embodiment, as shown in FIGS. 7 and 8, the inner peripheral surface of the
そして、軸方向の圧縮衝撃荷重によって各ピン部材が剪断され、筒部材１２６と軸部１２，２２０それぞれとの重なり長さが軸方向に長くなると（図８）、テーパー面１４４と、軸部１２０，２２０それぞれの外周面との間は、締まり嵌め状態になる。
この場合、各ピン部材が剪断されてからも、筒部材１２６のテーパー面１４４と軸部１２０，２２０とが締まり嵌めとなるため、各ピン部材が剪断された後に衝撃荷重が残っていても、軸部１２０，２２０がテーパー面１４４を摺動しながらテーパー面１４４に締め付けられることで、残っている衝撃荷重を徐々に弱めることが可能となる。
When each pin member is sheared by the compressive impact load in the axial direction and the overlapping length between the
In this case, even after each pin member is sheared, the
また、第一の軸部１２０の先端１３９が第二の軸部２２０の先端１４０から所定距離だけ軸方向に離れて、軸部１２０，２２０を筒部材１２６に挿入させた状態として、各ピン部材によって連結されている。これは、ピン部材が剪断され、軸部１２０，２２０が接近移動した際に、先端１３９と先端１４０とが衝突するのを防ぐためである。
In addition, each pin member is configured such that the
また、テーパー面１４４と軸部１２０，２２０の外周面との間が締まり嵌め状態になると、すべてのピン部材が完全に剪断されていても、軸部１２０，２２０と筒部材１２６とが軸方向に分離しない状態を保つことができる。
また、ピン部材が剪断され、軸部１２０，２２０と筒部材１２６との軸方向の重なり長さが長くなると、当該軸部１２０，２２０と筒部材１２６とが、軸方向に離れるのを阻止する抜け止め部１５０，１５１（図９参照）が、軸部１２０，２２０と筒部材１２６とに形成されている。なお、図９は、説明のために、軸部１２０，２２０と筒部材１２６とを分解した状態として示している。
Further, when the
Further, when the pin member is sheared and the axial overlapping length between the
抜け止め部１５０，１５１は、軸部１２０，２２０が接近移動する方向には、当該移動を妨げ難いが、反対に軸部１２０，２２０が離反移動する方向には、当該移動を妨げる傾斜面を有している。
この抜け止め部１５０，１５１によれば、ピン部材が完全に剪断されても軸部１２０，２２０と筒部材１２６とが軸方向に分離しない状態を保つことができる。このため、ステアリングホイールの操作によりラック軸１６を左右動させれば、その動力を車輪側へ伝えることが可能となる。
The retaining
According to the retaining
なお、この抜け止め部は、軸部１２０，２２０と筒部材１２６との内の一方のみであってもよい。また、前記実施形態（図３）においても、このような抜け止め部を形成してもよい。
Note that the retaining portion may be only one of the
本発明は、図示する形態に限らず本発明の範囲内において他の形態のものであってもよい。
本実施形態では、筒部材１２６を、シャフト本体１０６のシャフト端部（軸部１２０）及び中間シャフト１０７のシャフト端部（軸部２２０）と、径方向外側で重なっている嵌合部として説明したが、径方向内側で重なっている嵌合部としてもよい。
さらに、本実施形態では、内側シャフト１０４を二分割とした場合を説明したが、外側シャフト１０５をシャフト本体と中間シャフトとの二分割とし、これらシャフト本体と中間シャフトとを筒部材及びピン部材によって連結する構成であってもよい。この場合、この中間シャフトと内側シャフト１０４とが、雄ねじと雌ねじとによって、トーイン・トーアウト調整可能となるようにして、連結される構成となる。
また、図７では、ピン部材１０９ａとピン部材１０９ｂとを別とした場合を説明しているが、図２の実施形態のように、これらが一本からなるピン部材であってもよい。
The present invention is not limited to the illustrated form, and other forms may be employed within the scope of the present invention.
In the present embodiment, the
Further, in the present embodiment, the case where the
Further, FIG. 7 illustrates a case where the
今回開示した実施形態は、本発明の例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲の構成と均等な意味、及び、範囲内での全ての変更が含まれる。 The embodiments disclosed this time are examples of the present invention and are not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, and includes the meanings equivalent to the configurations of the claims and all modifications within the scope.
２：インナーボールジョイント（内側のボールジョイント）、 ３：アウターボールジョイント（外側のボールジョイント）、 ４，１０４：内側シャフト、 ５，１０５：外側シャフト、 ６，１０６：シャフト本体、 ７，１０７：中間シャフト、 ８，１０８：連結部、 ９，１０９ａ，１０９ｂ，２０９ａ，２０９ｂ：ピン部材、 １０：ステアリングホイール、 １４，１１４：タイロッド部、 １６：ラック軸（転舵軸）、 １７：ナックルアーム、 ２０，１２０，２２０：軸部、 ２６：筒部（嵌合部）、 ４４，１４４：テーパー面、 １２６：筒部材（嵌合部）、 １５０，１５１：抜け止め部
2: Inner ball joint (inner ball joint) 3: Outer ball joint (outer ball joint) 4, 104:
Claims (2)
前記内側シャフトと前記外側シャフトとのうちの一方は、
前記ボールジョイントが端部に設けられているシャフト本体と、
前記内側シャフトと前記外側シャフトとのうちの他方と連結されている中間シャフトと、
前記シャフト本体と前記中間シャフトとを連結している連結部と、を有し、
前記連結部は、前記シャフト本体と前記中間シャフトとのうちの一方に設けられていると共に前記シャフト本体と前記中間シャフトとのうちの他方のシャフト端部と径方向に重なっている嵌合部と、前記他方のシャフト端部と前記嵌合部とを共に径方向に挿通しているピン部材と、を有し、
前記嵌合部は、軸方向の圧縮衝撃荷重によって前記ピン部材が剪断され当該嵌合部に対する前記シャフト端部の重なり長さが軸方向に長くなると、当該シャフト端部との間で締まり嵌め状態となるテーパー面を有していることを特徴とするステアリング装置のタイロッド構造。 An inner shaft connected to the steered shaft that moves left and right according to the operation of the steering wheel via an inner ball joint, and an outer shaft connected to the knuckle arm via an outer ball joint. A tie rod structure of a steering device in which the inner shaft and the outer shaft are connected so that the distance between the ball joints can be adjusted,
One of the inner shaft and the outer shaft is
A shaft body on which the ball joint is provided at the end;
An intermediate shaft coupled to the other of the inner shaft and the outer shaft ;
Anda connecting portion which connects the said shaft and said body intermediate shaft,
The coupling portion is provided on one of the shaft main body and the intermediate shaft, and is a fitting portion that overlaps with the other shaft end of the shaft main body and the intermediate shaft in the radial direction. A pin member that is inserted through the other shaft end portion and the fitting portion in the radial direction,
When the pin member is sheared by a compressive impact load in the axial direction and the overlapping length of the shaft end portion with respect to the fitting portion becomes longer in the axial direction, the fitting portion is in an interference fit state with the shaft end portion. A steering device tie rod structure having a tapered surface .
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