(57)【要約】【課題】部品点数の増加を招かずに容易に組み付けることができるとともに、車輪の切れ角が増すことに伴うハンドル操作が不能となる状態を防止することができるタイロッドエンドを提供することを目的とする。【解決手段】タイロッドエンド１１６は、棒状に形成された胴部１１７、胴部１１７に連接されタイロッド１１４と接続される接続部１２０から構成される本体部１２１と、本体部１２１の所定の位置に一体的に設けられたボールスタッド部１１８を有している。接続部１２０とボールスタッド部１１８は、接続部１２０の軸方向であって接続部１２０の中心を通過する第１の中心線Ｌ１が、この第１の中心線Ｌ１に平行で、かつボールスタッド部１１８の軸心Оを通過する第２の中心線Ｌ２に対して所定にオフセットされた位置関係となるように構成されている。【選択図】図２
2018034706.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボール部とスタッド部が一体的に形成され、車輪の回転軸線よりも車両後方側でナックルアームに連結されるボールスタッド部と、
該ボールスタッド部の前記ボール部を収容する筒状のソケット部と、
少なくともタイロッドが接続される接続部と、
該接続部に連接され前記ソケット部と一体化された胴部と、を備えるタイロッドエンドにおいて、
前記接続部の軸方向であって該接続部の中心を通過する第１の中心線が、該第１の中心線に平行でかつ前記ボールスタッド部の軸心を通過する第２の中心線に対して車両後方側に所定にオフセットされたタイロッドエンド。
【請求項２】
ボール部とスタッド部が一体的に形成され、車輪の回転軸線よりも車両前方側でナックルアームに連結されるボールスタッド部と、
該ボールスタッド部の前記ボール部を収容する筒状のソケット部と、
少なくともタイロッドが接続される接続部と、
該接続部に連接され前記ソケット部と一体化された胴部と、を備えるタイロッドエンドにおいて、
前記接続部の軸方向であって該接続部の中心を通過する第１の中心線が、該第１の中心線に平行でかつ前記ボールスタッド部の軸心を通過する第２の中心線に対して車両前方側に所定にオフセットされたタイロッドエンド。
【請求項３】
前記第１の中心線と前記第２の中心線の前記ボールスタッド部の軸心方向視におけるオフセット幅は、略１０．０ｍｍ〜２５．０ｍｍの範囲である、
請求項１または請求項２に記載のタイロッドエンド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイロッドエンドに関する。詳しくは、部品点数の増加を招かずに容易に組み付けることができるとともに、車輪の切れ角が増すことに伴うハンドル操作が不能となる状態を防止することができるタイロッドエンドに係るものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に自動車のハンドル操作における車輪の操舵は、ハンドルの回転運動をラックアンドピニオン等のステアリングギア装置を介してタイロッドの横方向の変位運動に変換し、タイロッドエンドの両端に連結されたナックルアームを介して左右車輪の向きを変化させるように構成されている。
【０００３】
具体的には、図５（ａ）に示すように、フロントメンバ２２３にラックハウジング２１２が平行に配置されるとともに、このラックハウジング２１２にはラック歯２１０が設置され、このラック歯２１０にステアリングコラムにより回動自在とされるピニオン歯２０９が螺合されている。
【０００４】
この状態で、ハンドルを切ると、ピニオン軸２０８が回転し、このピニオン軸２０８の回転によりピニオン歯２０９が回転することで、ラック歯２１０が左右方向に移動することが可能となる。そして、このラック歯２１０の左右方向の運動は、タイロッド２１４、およびタイロットエンド２１６を通じて、タイロットエンド２１６に連結されたナックルアーム２２２を介してフロントホイールに伝達され、車輪２１３が所定の方向に切れることになる。
【０００５】
ここで、公道走行用の車両においては、安全性を考慮してロアアームにストッパーが設けられており、車輪の切れ角が所定以上となると、ナックルアームがこのストッパーに当接し、車輪の切れ角が所定以上とならないように設計されている。一方、レース用の車両においては、このようなストッパーが設けられておらず、車輪の最大切れ角が大きく設定されており、より旋回性を高めることができる仕様となっている。
【０００６】
そのため、レース用の車両においては、ラックハウジング２１２に設けられたラック歯２１０を最大限に右方向（左方向）に移動させて車輪２１３の切れ角を最大とすると、図５（ｂ）に示すように、ナックルアーム２２２とタイロッドエンド２１６が、それぞれの中心線が一直線状となるように配置されてしまうことがある。
【０００７】
このようなナックルアーム２２２とタイロッドエンド２１６の配置関係において、車輪２１３を直進状態に戻すためにハンドルを回転させようとしても、ハンドルから伝達された操舵力は、タイロッドエンド２１６の中心線からナックルアーム２２２の中心線にかけて直線的に入力されてしまう。したがって、タイロットエンド２１６とナックルアーム２２２の連結枢支点であるボールスタッド部のボール部が操舵力に応じた回動が妨げられるため、ハンドルがロックされ、ハンドルが戻らない状態となってしまう。
【０００８】
このような課題に対して、例えば特許文献１に示すように、車輪の切れ角を増すことによるハンドル操作不能状態を防止することができるロック防止具が本発明者より提案されている。
【０００９】
具体的には、図６に示すように、ラック歯３１０とタイロッド３１４の間にはロック防止具３２４が介装されている。このロック防止具３２４の一端には、ラックハウジング３１２に形成された雌ネジ３２５に嵌合可能な連結用雄ネジ３２６が突設されている。また、ロック防止具３２４の他端には、ラック歯連結部３２７に設けられた雄ネジ３２９が嵌合可能な連結用雌ネジ３３０が形成されている。
【００１０】
また、この連結用雄ネジ３２６は、接合部３２８の中心位置に対してオフセットした位置に設けられている。したがって、タイロッド３１４とラックハウジング３１２を連結するに際して、このロック防止具３２４を介装することにより、タイロッド３１４の中心線とラックハウジング３１２の中心線は、ずれた状態で連結枢支されることになる。
【００１１】
そのため、例えば、車輪の切れ角を最大とするために、ラックハウジング３１２のラック歯３１０を最大限に右方向（左方向）に移動させた場合でも、ラックハウジング３１２の中心線とタイロッド３１４の中心線がずれた状態で連結枢支されるため、ラックハウジング３１２からタイロッド３１４に入力される操舵力は分散されるため、ハンドルがロックされて戻らないという事態を回避することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２０１０−１２９３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、前記特許文献１に開示のロック防止具を車両に取り付けるに際しては、まずはタイロッドとステアリングラックの連結状態を解除したのちに、ロック防止具の一端をタイロッドに取り付け、車両幅方向の位置調整をした上で、ロック防止具の他端をステアリングラックに取り付ける必要があり、組み付け作業が複雑なものとなっていた。
【００１４】
また、ロック防止具は新たな部品として準備する必要があるため、部品点数の増加による車体重量の増加を招き、特にレース用の車両においては、車両の加速性能に大きな影響を与えるものとなっていた。
【００１５】
本発明は、以上の点に鑑みて創案されたものであり、部品点数の増加を招かずに容易に組み付けることができるとともに、車輪の切れ角が増すことに伴うハンドル操作が不能となる状態を防止することができるタイロッドエンドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記の目的を達成するために、本発明のタイロッドエンドは、ボール部とスタッド部が一体的に形成され、車輪の回転軸線よりも車両後方側でナックルアームに連結されるボールスタッド部と、該ボールスタッド部の前記ボール部を収容する筒状のソケット部と、少なくともタイロッドが接続される接続部と、該接続部に連接され前記ソケット部と一体化された胴部とを備えるタイロッドエンドにおいて、前記接続部の軸方向であって該接続部の中心を通過する第１の中心線が、該第１の中心線に平行でかつ前記ボールスタッド部の軸心を通過する第２の中心線に対して車両後方側に所定にオフセットされている。
【００１７】
ここで、接続部の軸方向であって接続部の中心を通過する第１の中心線が、第１の中心線に平行でかつ前記ボールスタッド部の軸心を通過する第２の中心線に対して車両後方側に所定にオフセットされていることにより、タイロッドエンドの接続部から入力された操舵力は、ボールスタッド部の軸心からオフセットされた位置に入力されるため、車輪の切れ角に関わらず、常にボールスタッド部のボール部を回動させることができ、ハンドルがロックされて戻らないという状態を回避することができる。
【００１８】
また、ボールスタッド部が車輪の回転軸線よりも車両後方側でナックルアームに連結され、胴部がボールスタッド部の軸心に対して車両後方側に所定にオフセットして配置されていることにより、車輪が切れ角を有した状態から直進状態へ戻す方向に、操舵力をボールスタット部に入力することができる。したがって、ハンドルがロックされて戻らないという状態を回避することができる。
【００１９】
上記の目的を達成するために、本発明のタイロッドエンドは、ボール部とスタッド部が一体的に形成され、車輪の回転軸線よりも車両前方側でナックルアームに連結されるボールスタッド部と、該ボールスタッド部の前記ボール部を収容する筒状のソケット部と、少なくともタイロッドが接続される接続部と、該接続部に連接され前記ソケット部と一体化された胴部と、を備えるタイロッドエンドにおいて、前記接続部の軸方向であって該接続部の中心を通過する第１の中心線が、該第１の中心線に平行でかつ前記ボールスタッド部の軸心を通過する第２の中心線に対して車両前方側に所定にオフセットされている。
【００２０】
ここで、接続部の軸方向であって接続部の中心を通過する第１の中心線が、第１の中心線に平行でかつ前記ボールスタッド部の軸心を通過する第２の中心線に対して車両前方側に所定にオフセットされていることにより、タイロッドエンドの接続部から入力された操舵力は、ボールスタッド部の軸心からオフセットされた位置に入力されるため、車輪の切れ角に関わらず、常にボールスタッド部のボール部を回動させることができ、ハンドルがロックされて戻らないという状態を回避することができる。
【００２１】
また、ボールスタッド部が車輪の回転軸線よりも車両前方側でナックルアームに連結され、胴部がボールスタッド部の軸心に対して車両前方側に所定にオフセットして配置されていることにより、車輪が切れ角を有した状態から直進状態へ戻す方向に、操舵力をボールスタット部に入力することができる。したがって、ハンドルがロックされて戻らないという状態を回避することができる。
【００２２】
また、第１の中心線と第２の中心線のボールスタッド部の軸心方向視におけるオフセット幅は、略１０．０ｍｍ〜２５．０ｍｍの範囲である場合には、タイロッドエンドの重量増加を招かずに強度を一定に確保することができるとともに、車輪の切れ角が増すことに伴うハンドル操作が不能となる状態を回避することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係るタイロッドエンドは、部品点数の増加を招かずに容易に組み付けることができるとともに、車輪の切れ角が増すことに伴うハンドル操作が不能となる状態を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態に係るステアリング装置の全体構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係るタイロッドエンドの全体構成図であり、（ａ）はタイロッドエンドの平面図、（ｂ）は同タイロッドエンドの側面図である。
【図３】本発明の実施形態に係るタイロッドエンドを車両に取り付けた状態を示す模式図であり、（ａ）は車輪が直進状態、（ｂ）は車輪の切れ角が最大となった状態の図である。
【図４】本発明の実施形態に係るタイロッドエンドを車両に取り付けた、他の状態を示す模式図であり、（ａ）は車輪が直進状態、（ｂ）は車輪の切れ角が最大となった状態の図である。
【図５】従来のタイロッドエンドを車両に取り付けた状態を示す模式図であり、（ａ）は車輪がわずかな切れ角を有している状態、（ｂ）は車輪の切れ角が最大となった状態の図である。
【図６】従来技術を示す図である
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、タイロッドエンドに関する本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明し、本発明の理解に供する。
【００２６】
まず、本発明に係るタイロッドエンド１１６を適用したステアリング装置１０１について図１を用いて説明する。ステアリング装置１０１は、そのステアリングシャフト１０２がステアリングコラム１０３を介して車体フレームに回動自在に支持され、運転席側に延出されたステアリングコラム１０３の一端にはハンドル１０４が固設されている。
【００２７】
ステアリングシャフト１０２は、ステアリングコラム１０３の内部に回動自在に支持され、ハンドル１０４と一体に回転する。操舵アシスト装置１０６は、例えば電動モーターと減速機とを備え、ハンドル１０４の操舵トルクに応じたアシストトルクが出力軸１０５に付与される。
【００２８】
ここで、必ずしも、操舵アシスト装置１０６は電動式である必要はない。例えば、エンジンで油圧ポンプを回し、その油圧をパワーシリンダに送ることでハンドル操作をアシストする油圧式のものであってもよい。
【００２９】
また、必ずしも、操舵アシスト装置１０６は、ステアリングシャフト１０２の軸上に取り付けられている必要はない。例えば、後述するラックハウジング１１２の軸上に取り付けられている形式のものであってもよい。
【００３０】
転舵機構１０７は、ハンドル１０４の操作によって回転するピニオン軸１０８と、ピニオン軸１０８の外周面に形成されたピニオン歯１０９に噛み合うラック歯１１０を有するラック軸１１１と、ラック軸１１１を軸方向移動可能に収納するラックハウジング１１２を有している。
【００３１】
ラック軸１１１の両端部には、図示しないナックルアームを押し引きして車輪１１３に角度をつけるタイロッド１１４が連結されており、この連結部の外周側が、伸縮自在に形成された防塵用のブーツ１１５によって被覆されている。
【００３２】
タイロッド１１４は、その一端がラック軸１１１とボールジョイントを介して連結されている。また、タイロッド１１４の他端には、ボールスタッド部１１８を介してナックルアームに連結されるタイロッドエンド１１６が螺合されている。
【００３３】
このような構成において、運転者がハンドル１０４を左右方向に操作すると、ステアリングシャフト１０２、およびピニオン軸１０８がハンドル操作に応じて回転し、このピニオン軸１０８の回転により、ラック軸１１１が車幅方向に往復摺動する。そして、ラック軸の摺動により図示しないステアリングナックルが転動し、車輪１１３が左右方向へ転舵されることになる。また、このときの転舵トルクが操舵アシスト装置１０６にてアシストされることになる。
【００３４】
次に、図２を用いて本発明におけるタイロッドエンド１１６の構成について説明する。タイロッドエンド１１６は、本体部１２１と、ナックルアームに連結されるボールスタッド部１１８のボール部を収容する筒状のソケット部１１９から構成されている。
【００３５】
本体部１２１は、材質が炭素鋼鋼材で、図２の左右方向に略直線状に延在する棒状の部材である胴部１１７と、胴部１１７の一端側に連接され図示しないタイロッド１１４と接続するための接続部１２０から構成されている。この接続部１２０には雄ネジが形成され、タイロッド１１４に形成された雌ネジに螺合して強固に締結固定されるようになっている。また、本体部１２１の所定位置には、同じく炭素鋼鋼材の材質で構成されたソケット部１１９が一体的に接続されている。
【００３６】
ここで、必ずしも、胴部１１７は直線状に形成されている必要はない。例えば、胴部１１７を全体的に円弧状に滑らかに屈曲させたものや、く字状に屈曲させたものであってもよい。
【００３７】
また、必ずしも、本体部１２１、およびソケット部１１９の材質は炭素鋼鋼材である必要はない。例えば、軽量化を図るために、アルミ合金などの公知の材料から適宜選択することができる。
【００３８】
また、必ずしも、接続部１２０は雄ネジが形成されている必要はない。例えば、雌ネジが形成されていてもよい。なお、接続部１２０に雌ネジが形成されている場合には、接続対象であるタイロッド１１４は、この雌ネジに螺合する雄ネジが形成されることになる。
【００３９】
接続部１２０は、その軸方向であって、接続部１２０の中心を通過する第１の中心線Ｌ１が、この第１の中心線Ｌ１に平行で、かつボールスタッド部１１８の軸心Оを通過する第２の中心線Ｌ２に対して所定のオフセット量（オフセット幅Ｗ：例えば、２１．０ｍｍ程度）を有するように配置構成されている。
【００４０】
ここで、必ずしも、オフセット幅Ｗは２１．０ｍｍに限定される必要はない。なお、発明者が実験を繰り返した結果においては、オフセット幅Ｗが１０．０ｍｍ〜２５．０ｍｍの範囲内であれば、タイロッドエンド１１６の重量増加を招かずに強度を一定に確保することができるとともに、車輪の切れ角が増加することに伴うハンドル操作が不能となる状態も回避することができた。
【００４１】
次に、図３、および図４を用いて本発明に係るタイロッドエンド１１６を車両に取り付けた状態について説明する。先ず、図３（ａ）は、タイロッドエンド１１６のボールスタッド部１１８が車輪１１３の回転軸線Ｌ３よりも車両後方側にて、ナックルアーム１２２に取り付けられた場合の実施形態を示す。この場合のソケット部１１９と接続部１２０の位置関係は、接続部１２０を通過する第１の中心線Ｌ１が、ボールスタッド部１１８の軸心Ｏを通過する第２の中心線Ｌ２に対して、ボールスタッド部１１８の軸心方向視で、車両後方側にオフセットされるように配置されている。
【００４２】
このような状態で、図３（ｂ）に示すように、車輪１１３に所定の切れ角が生じ、ナックルアーム１２２とタイロッドエンド１１６の接続部１２０の方向が同じ向きとなった場合でも、接続部１２０は、ナックルアーム１２２とボールスタッド部１１８の連結枢支点に対して車両後方側に所定にオフセットされた配置状態となる。
【００４３】
したがって、接続部１２０に入力される操舵力は、常にボールスタッド部１１８の軸心Ｏから車両後方側にオフセットした位置で、かつ車輪１１３を直進状態に戻す方向にボールスタッド部１１８のボール部に入力される。よって、車輪１１３の切れ角が増すことに伴うハンドル操作が不能となる状態を確実に防止することができる。
【００４４】
また、図４（ａ）は、タイロッドエンド１１６のボールスタッド部１１８が車輪１１３の回転軸線Ｌ３よりも車両前方側にて、ナックルアーム１２２に取り付けられた場合の実施形態を示す。この場合のソケット部１１９と接続部１２０の位置関係は、第１の中心線Ｌ１が、ソケット部１１９の軸心を通過する第２の中心線Ｌ２に対して、ボールスタッド部１１８の軸心方向視で、車両前方側にオフセットされるように配置されている。
【００４５】
このような状態で、図４（ｂ）に示すように、車輪１１３に所定の切れ角が生じ、ナックルアーム１２２とタイロッドエンド１１６の接続部１２０の方向が同じ向きとなった場合でも、接続部１２０は、ナックルアーム１２２とボールスタッド部１１８の連結枢支点に対して車両前方側に所定にオフセットされた配置状態となる。
【００４６】
したがって、接続部１２０に入力される操舵力は、常にボールスタッド部１１８の軸心Ｏから車両前方側にオフセットした位置であり、車輪１１３を直進状態に戻す方向にボールスタッド部１１８のボール部に入力される。よって、車輪１１３の切れ角が増すことに伴うハンドル操作が不能となる状態を確実に防止することができる。
【００４７】
以上、本発明に係るタイロッドエンドにおいては、部品点数の増加を招かずに容易に組み付けることができるとともに、車輪の切れ角が増すことに伴うハンドル操作が不能となる状態を防止することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１０１      ステアリング装置
１０２      ステアリングシャフト
１０３      ステアリングコラム
１０４      ハンドル
１０５      出力軸
１０６      操舵アシスト装置
１０７      転舵機構
１０８、２０８      ピニオン軸
１０９、２０９      ピニオン歯
１１０、２１０、３１０      ラック歯
１１１      ラック軸
１１２、２１２、３１２      ラックハウジング
１１３、２１３      車輪
１１４、２１４、３１４      タイロッド
１１５      ブーツ
１１６、２１６      タイロッドエンド
１１７      胴部
１１８      ボールスタッド部
１１９      ソケット部
１２０      接続部
１２１      本体部
１２２、２２２      ナックルアーム
１２３、２２３      フロントメンバ
３２４      ロック防止具
３２５      雌ネジ
３２６      連結用雄ネジ
３２７      ラック歯連結部
３２８      接合部
３２９      雄ネジ
３３０      連結用雌ネジ
Ｌ１      第１の中心線
Ｌ２      第２の中心線
Ｌ３      回転軸線
Ｏ      ボールスタッド部の軸心
【図１】
2018034706.tif 000003
【図２】
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【図３】
2018034706.tif 000005
【図４】
2018034706.tif 000006
【図５】
2018034706.tif 000007
【図６】
2018034706.tif 000008