JP5796410B2

JP5796410B2 - 連結構造及びステアリング装置

Info

Publication number: JP5796410B2
Application number: JP2011182781A
Authority: JP
Inventors: 拓光大谷
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2011-08-24
Filing date: 2011-08-24
Publication date: 2015-10-21
Anticipated expiration: 2031-08-24
Also published as: CN103072618A; EP2562438B1; EP2562438A2; JP2013043555A; CN103072618B; US20130051901A1; EP2562438A3

Description

この発明は、連結構造及び連結構造を備えたステアリング装置に関する。

車両のステアリング装置は、ステアリングホイールの操舵力がラックアンドピニオン機構を介してラック軸に伝達される。ステアリングシャフトは、操舵するステアリングホイールに繋がるコラムシャフトと、アッパ側ユニバーサルジョイントと、インターミディエイトシャフトと、ロア側ユニバーサルジョイントと、ピニオンシャフトとからなる。

ここで、ロア側ユニバーサルジョイントとピニオンシャフトとは、ピニオンシャフトの上端部をロア側ユニバーサルジョイントの下側ジョイントヨークに嵌合して接続されている（例えば、特許文献１参照）。なお、車両の上下方向に従って、上、下の語を用いる。

特許文献１に記載のステアリング装置では、ロア側ユニバーサルジョイントの下側ジョイントヨークに対してピニオンシャフトの上端部が軸の周方向において位置決めされるようになっている。ロア側ユニバーサルジョイントの下側ジョイントヨークには、内壁にセレーションが形成された接続穴が設けられるとともに、位置決めのためのスリットが形成されている。ピニオンシャフトの上端部には、セレーションが形成されるとともに、ロア側ユニバーサルジョイントのスリットに挿し込まれる突出片が設けられている。

ロア側ユニバーサルジョイントの下側ジョイントヨークには、軸に対して垂直方向にボルトを貫通させる貫通孔が設けられている。また、ピニオンシャフトの上端部の突出片には、ロア側ユニバーサルジョイントの下側ジョイントヨークに嵌合した際に、上記貫通孔と一致する位置に切欠凹部が形成されている。ピニオンシャフトの上端部がロア側ユニバーサルジョイントの下側ジョイントヨークに嵌合された状態でボルトが貫通孔に挿入されて螺子止め固定されている。

また、図５に示されるように、油圧を駆動源としてラック軸の移動をアシストする油圧式パワーステアリングを設けたステアリング装置１０１もある。このようなステアリング装置１０１では、ピニオンシャフト１１１の上端側にロータリバルブ１１２が設けられている。ロータリバルブ１１２のインプットシャフト１１３は、上端部が突出した状態で、ロータリバルブ１１２のバルブハウジング１１６に覆われている。バルブハウジング１１６は、ラック軸１１８とピニオンシャフト１１１とからなるラックアンドピニオン機構１１７を収容するラックハウジング１２０に接続されている。

インプットシャフト１１３とバルブハウジング１１６の上端開口部との間には、ダストの進入を防止するダストカバー１２５が装着されている。インプットシャフト１１３の上端には、ロア側ユニバーサルジョイントの下側ジョイントヨークのスリットに対して位置決め部材となるガイドチップ１２６が装着されている。ガイドチップ１２６は、スリットに挿し込まれるガイド部１２７と、インプットシャフト１１３の上端外周に形成されたセレーション１２３に嵌着されるリング部１２８とを備えている。ガイドチップ１２６は、このリング部１２８の下面がダストカバー１２５の上面に接触することで軸方向に位置決めされている。

特開２０１０−８４８９３号公報

ところで、上記のステアリング装置では、車両に取り付けるにあたって、他の部材とのスペースの関係から小型化が求められており、特にピニオンシャフト１１１（インプットシャフト１１３）の軸方向の長さを短くすることが求められていた。なお、ロータリバルブ１１２を備えたステアリング装置１０１に限らず、ラックハウジング１２０に収容されたピニオンシャフト１１１がロア側ユニバーサルジョイントの下側ジョイントヨークに直接嵌合されるステアリング装置においても、同様の課題があった。

また、ステアリング装置に限らず、ハウジングから一端が突出してハウジング内に収容された軸部材を、ユニバーサルジョイントのジョイントヨークに周方向における位置合わせをして嵌合することで連結する連結構造においても、同様の課題があった。そこで、軸方向の長さを短くすることができる連結構造が求められていた。

この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、軸方向の長さを短くすることができる連結構造及び連結構造を備えたステアリング装置を提供することにある。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について説明する。
請求項１に記載の発明は、ハウジング内に回転自在に収容され、前記ハウジングの開口部から一端が突出する軸部材と、前記軸部材の一端に対して相対回転不能に連結される筒状部材とからなる連結構造において、前記筒状部材に開口端部から軸方向に延在するスリットを形成し、前記軸部材には一体回転可能なガイドカバーを貫装し、前記ガイドカバーは、前記軸部材から径方向外方に突出して前記筒状部材のスリットに係合可能なガイド部と、前記ハウジングの開口部を覆うとともに前記軸部材に貫装されるカバー部とからなり、前記ガイド部と前記カバー部とが一体形成され、前記軸部材を前記筒状部材に嵌合した際に、前記筒状部材の開口端部が当接することで、前記筒状部材の軸方向における位置を決める段差部を前記ガイドカバーの上面に形成したことをその要旨としている。

同構成によれば、カバー部とガイド部とを一体に形成し、軸部材とともに回転可能に貫装されるガイドカバーを備えた。このため、従来技術のようにガイド部とリング部とからなるガイドチップと、ダストカバーとが２部材である構造と比較して、リング部を省略した構造となるので、軸方向の長さを短くすることが可能となる。また、部材を削減したので、組み付け性を向上させることが可能である。
また、軸部材を筒状部材に嵌合した際に、筒状部材の開口端部がガイドカバーの上面に形成された段差部に当接することで、軸部材に対する筒状部材の位置決めができ、軸部材と筒状部材との組み付けを容易とすることが可能となる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の連結構造において、前記ガイドカバーの内径は、前記軸部材に対して圧入される大きさに形成されることをその要旨としている。

同構成によれば、軸部材に対してガイドカバーが圧入されるので、軸部材とガイドカバーとの抜けを防止することが可能となるとともに、密閉度を高めることが可能となる。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の連結構造によってステアリングシャフトを構成するシャフトとユニバーサルジョイントとを連結したことを特徴とするステアリング装置であることをその要旨としている。

同構成によれば、ステアリングシャフトを構成するシャフトとユニバーサルジョイントとの連結においても、ピニオンシャフトの軸方向の長さを短くすることが可能である。

本発明によれば、軸方向の長さを短くすることができる連結構造及び連結構造を備えたステアリング装置を提供することができる。

ステアリング装置のロア側ユニバーサルジョイントとピニオンシャフトとの連結構造を示す斜視図。ピニオンシャフトが設けられたロータリバルブ及びラックアンドピニオン機構を示す断面図。ピニオンシャフトの上端に装着されたガイドカバーを示す断面図。ガイドカバーを示す斜視図。ピニオンシャフトが設けられたロータリバルブ及びラックアンドピニオン機構を示す断面図。

以下、本発明をステアリング装置に具体化した一実施形態について図１〜図４を参照して説明する。
図１に示されるように、車両のステアリング装置１は、ラック軸に噛合されるピニオンシャフト１１と、ピニオンシャフト１１に接続されるロア側ユニバーサルジョイント３と、ロア側ユニバーサルジョイント３に接続されるインターミディエイトシャフト２とを備えている。ピニオンシャフト１１は、筒状部材に相当する下側ジョイントヨーク５を介してロア側ユニバーサルジョイント３に接続される。ロア側ユニバーサルジョイント３の上側には、上側ジョイントヨーク４を介してインターミディエイトシャフト２が接続されている。なお、車両の上下方向に従って、上、下の語を用いる。

図２に示されるように、ステアリング装置１には、ラック軸１８に対して操舵力を補助するためのロータリバルブ１２が設けられている。このため、ピニオンシャフト１１の上端側には、ロータリバルブ１２のインプットシャフト１３がトーションバー１４を介して嵌着されている。このインプットシャフト１３は、インプットシャフト１３の上端が突出した状態でロータリバルブ１２のバルブハウジング１６に覆われている。バルブハウジング１６は、ラックアンドピニオン機構１７を収容するラックハウジング２０に接続されている。ピニオンシャフト１１は、ラックハウジング２０に設けられる軸受２１ａ，２１ｂによって回転可能に支持されている。なお、インプットシャフト１３が軸部材に相当し、ピニオンシャフト１１の一部を構成する。

バルブハウジング１６の上端側の内部には、バルブハウジング１６内への浸水を防止するシール部材２２が設けられている。また、バルブハウジング１６の上端開口部には、ダストの進入を防止するとともに、インプットシャフト１３とロア側ユニバーサルジョイント３との周方向の位置決めを行うガイドカバー３０が装着されている。

図１に示されるように、ロア側ユニバーサルジョイント３の下側ジョイントヨーク５には、内壁にセレーションが形成された接続穴６が設けられるとともに、スリット７が形成されている。インプットシャフト１３の上端部には、接続穴６に形成されたセレーションが係合されるセレーション２３が形成されている。セレーション２３の軸方向の中央には、全周に亘る溝２４が形成されている。下側ジョイントヨーク５には、軸に対して垂直方向にボルト９を貫通させる貫通孔８が設けられている。

図３及び図４に示されるように、ガイドカバー３０は、バルブハウジング１６の上端開口部を覆うカバー部３２と、下側ジョイントヨーク５のスリット７に挿し込まれて係合する板状のガイド部３１とが一体に形成されている。カバー部３２の中央には、インプットシャフト１３を貫装する孔が形成され、インプットシャフト１３の上端部に形成されたセレーション２３に係合されるセレーション３５が内壁に形成されている。このセレーション３５が形成された孔の内径は、インプットシャフト１３のセレーション２３の外径に対して圧入が必要な大きさに形成されている。

ガイド部３１は、インプットシャフト１３の径方向外方に突出するととともに、軸方向に延出し、インプットシャフト１３の外周に接している。ガイド部３１には、ボルト９を貫通させる切欠凹部３３が形成されている。また、カバー部３２の上面には、インプットシャフト１３に下側ジョイントヨーク５が接続された際に、下側ジョイントヨーク５の下面が当接する段差部３４が形成されている。下側ジョイントヨーク５の下面が段差部３４に当接することで、インプットシャフト１３に対する下側ジョイントヨーク５の軸方向の位置決めが可能となっている。

次に、前述のように構成されたステアリング装置１の組み付けについて説明する。
図１に示されるように、インプットシャフト１３に下側ジョイントヨーク５を接続する際には、周方向における位置を合わせて接続する必要がある。このため、インプットシャフト１３に装着されたガイドカバー３０のガイド部３１に下側ジョイントヨーク５のスリット７を一致させてインプットシャフト１３を下側ジョイントヨーク５の接続穴６に嵌合させる。このとき、インプットシャフト１３のセレーション２３と接続穴６のセレーションとが係合して、インプットシャフト１３と下側ジョイントヨーク５とが一体回転可能に接続される。

また、下側ジョイントヨーク５の下端がガイドカバー３０の段差部３４の上面に当接することで、下側ジョイントヨーク５に対するインプットシャフト１３の軸方向における位置が決められる。そして、貫通孔８及びガイド部３１の切欠凹部３３にボルト９を貫装して螺子止めすることで、インプットシャフト１３と下側ジョイントヨーク５、ひいてはロア側ユニバーサルジョイント３が一体に回転可能に接続される。

さて、本実施例では、バルブハウジング１６の上端開口部を覆うカバーとして機能するカバー部３２と、下側ジョイントヨーク５のスリット７に挿入されるガイド部３１とを一体に成形したガイドカバー３０をインプットシャフト１３の上端に装着した。また、カバー部３２の中央の孔には、インプットシャフト１３のセレーション２３に係合するセレーション３５が形成されることで、一体回転可能に装着されている。このため、従来技術においてシャフトに嵌着されるリング部の機能をカバー部３２に持たせてリング部を省略しているので、インプットシャフト１３の軸方向における長さを短くすることができる。

以上、説明した実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）カバー部３２とガイド部３１とを一体に形成し、インプットシャフト１３とともに回転可能に貫装されるガイドカバー３０を備えた。このため、従来技術（図５）のようにガイド部１２７とリング部１２８とからなるガイドチップ１２６と、ダストカバー１２５とが２部材である構造と比較して、リング部１２８を省略した構造となるので、軸方向の長さを短くすることができる。また、部材を削減したので、組み付け性を向上させることができる。

（２）インプットシャフト１３を下側ジョイントヨーク５に嵌合した際に、下側ジョイントヨーク５の基端がガイドカバー３０の上面に形成された段差部３４に当接することで、インプットシャフト１３に対する下側ジョイントヨーク５の軸方向の位置決めができ、インプットシャフト１３と下側ジョイントヨーク５との組み付けを容易とすることができる。

（３）インプットシャフト１３に対してガイドカバー３０が圧入されるので、インプットシャフト１３とガイドカバー３０との抜けを防止することができるとともに、密閉度を高めることができる。

なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することができる。
・上記実施形態では、ガイドカバー３０をインプットシャフト１３に圧入する構成を省略してもよい。

・上記実施形態では、ロア側ユニバーサルジョイント３とインプットシャフト１３との連結構造に本発明を採用したが、ロア側ユニバーサルジョイント３にピニオンシャフト１１が接続されるステアリングシャフトの場合には、ロア側ユニバーサルジョイント３とピニオンシャフト１１との連結構造に本発明を採用してもよい。

・また、アッパ側ユニバーサルジョイントとインターミディエイトシャフトとの連結構造に本発明を採用してもよい。
・上記実施形態では、ステアリング装置１に本発明の連結構造を採用したが、ステアリング装置１に限らず、シャフトとユニバーサルジョイントとの連結構造を備えた装置に採用してもよい。

１…ステアリング装置、２…インターミディエイトシャフト、３…ロア側ユニバーサルジョイント、４…上側ジョイントヨーク、５…下側ジョイントヨーク、６…接続穴、７…スリット、８…貫通孔、９…ボルト、１１…ピニオンシャフト、１２…ロータリバルブ、１３…インプットシャフト、１４…トーションバー、１５…油圧バルブ、１６…バルブハウジング、１７…ラックアンドピニオン、１８…ラック軸、２０…ラックハウジング、２１…軸受、２２…シール部材、２３…セレーション、２４…溝、３０…ガイドカバー、３１…ガイド部、３２…カバー部、３３…切欠凹部、３４…段差部、３５…セレーション。

Claims

ハウジング内に回転自在に収容され、前記ハウジングの開口部から一端が突出する軸部材と、
前記軸部材の一端に対して相対回転不能に連結される筒状部材とからなる連結構造において、
前記筒状部材に開口端部から軸方向に延在するスリットを形成し、
前記軸部材には一体回転可能なガイドカバーを貫装し、
前記ガイドカバーは、
前記軸部材から径方向外方に突出して前記筒状部材のスリットに係合可能なガイド部と、
前記ハウジングの開口部を覆うとともに前記軸部材に貫装されるカバー部とからなり、
前記ガイド部と前記カバー部とが一体形成され、
前記軸部材を前記筒状部材に嵌合した際に、前記筒状部材の開口端部が当接することで、前記筒状部材の軸方向における位置を決める段差部を前記ガイドカバーの上面に形成した
ことを特徴とする連結構造。
請求項１に記載の連結構造において、
前記ガイドカバーの内径は、前記軸部材に対して圧入される大きさに形成される
ことを特徴とする連結構造。
請求項１又は２に記載の連結構造によってステアリングシャフトを構成するシャフトとユニバーサルジョイントとを連結した
ことを特徴とするステアリング装置。