(57)【要約】  【課題】  シリンダチューブに結合されるブラケットの抜止強度を、シリンダチューブに熱歪を発生させることなく大きくすることができ、また、前記ブラケットに邪魔されることなく、転舵軸等の部品を組み込むことができるステアリング装置を提供する。  【解決手段】  舵取り操作に応じて車体の左右方向への移動が可能な転舵軸を収容し、金属製のシリンダチューブ５３を有するハウジングの前記シリンダチューブ５３が嵌入されるブラケット７の嵌合孔７１に環状の凹部７３を設け、シリンダチューブ５３の一部を内周面から外周面にかけて前記凹部７３内に曲げることにより抜止凸部８を設け、ブラケット７の抜止強度を大きくした。  【選択図】      図２
2005289293.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
舵取り操作に応じて車体の左右方向への移動が可能な転舵軸と、該転舵軸を収容し、金属管部を有するハウジングと、前記金属管部が嵌入された嵌合孔を有し、前記ハウジングを車体に取付けるブラケットとを備えたステアリング装置において、前記ブラケットは前記嵌合孔に凹部を有しており、前記金属管部は前記凹部内に曲がっている抜止凸部を有することを特徴とするステアリング装置。
【請求項２】
前記凹部は環状溝である請求項１記載のステアリング装置。    
【請求項３】
舵取り操作に応じて車体の左右方向への移動が可能な転舵軸、及び該転舵軸を収容し、金属管部を有するハウジングを備えたステアリング装置の製造方法において、前記金属管部が嵌入され、その内側に凹部を有する嵌合孔、及び車体に取付けられる被取付部を備えたブラケットの前記嵌合孔に前記金属管部を嵌入する嵌入工程と、この嵌入工程の後で前記金属管部を該金属管部の内側から径方向外方へ押圧することにより前記金属管部の一部分を前記凹部内に曲げる工程とを含むことを特徴とするステアリング装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は舵取り操作に応じて車体の左右方向への移動が可能な転舵軸を備えたステアリング装置及びこれの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用のステアリング装置の一形式として、舵取り操作に応じて回転するピニオン軸に連動して車体の左右方向に移動するラック軸と、該ラック軸を収容支持するラックハウジングと、前記ラック軸の一端に連結されたピストンロッド及び該ピストンロッドのピストンを案内し、前記ラックハウジングの一端に連結されたシリンダチューブを有する油圧シリンダと、前記ラックハウジングの他端部及び前記シリンダチューブの先端部を車体に取付ける第１及び第２のブラケットとを備え、舵取り操作に応じた舵取機構の動作を前記油圧シリンダが発生する油圧力により補助し、舵取りのための運転者の労力負担を軽減するように構成されたラックピニオン式のステアリング装置が知られている（例えば、特許文献１。）。
【０００３】
この従来のステアリング装置の第１のブラケットはアルミニウム製のラックハウジングと一体に成形されている。第２のブラケットは鉄製のシリンダチューブに外嵌された後、スポット溶接により結合されるか、又は、外周部にローレット及び３つの突起が予め設けられているシリンダチューブの前記外周部に鋳込み成形により結合されている。
【０００４】
また、第２のブラケットを鋳込み成形することなく、別個に成形されたブラケットをシリンダチューブの外周部に圧入することにより結合するか、又は、ブラケットを圧入により結合した後、シリンダチューブの端部にナット部材を螺着し、該ナット部材とシリンダチューブの一部との間でブラケットを挾着したステアリング装置も知られている。
【特許文献１】実開平３−７０７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のようにブラケットがシリンダチューブに溶接、又は、鋳込み成形されたステアリング装置にあっては、第２のブラケットの抜止強度を大きくすることができるが、第２のブラケットの溶接時の熱、及び鋳込み成形時の熱によりシリンダチューブに熱歪が発生するため、ブラケットを結合した後、シリンダチューブの内周部を再加工する必要があり、加工工程が増加すると言う問題がある。また、ブラケットを結合した後、シリンダチューブの内周部を再加工する必要があるため、転舵軸等の部品の組込み工程よりも前の工程でブラケットを結合する必要があり、転舵軸等の部品の組込み時に前記ブラケットが邪魔になると言う問題があり、改善策が要望されていた。
【０００６】
また、ブラケットが圧入により結合されたステアリング装置にあっては、特許文献１のように抜止用の突起が設けられたものと同等の抜止強度が得られないと言う問題があり、また、ナット部材を用いたステアリング装置にあっては、部品点数が増加すると言う問題があった。
【０００７】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、主たる目的はハウジングの金属管部に結合されるブラケットの抜止強度を、金属管部に熱歪を発生させることなく大きくすることができるステアリング装置及びこれの製造方法を提供することにあり、また、他の目的はブラケットに邪魔されることなく、転舵軸等の部品を組み込むことができ、組込み作業性を向上できるステアリング装置及びこれの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１発明に係るステアリング装置は、舵取り操作に応じて車体の左右方向への移動が可能な転舵軸と、該転舵軸を収容し、金属管部を有するハウジングと、前記金属管部が嵌入された嵌合孔を有し、前記ハウジングを車体に取付けるブラケットとを備えたステアリング装置において、前記ブラケットは前記嵌合孔に凹部を有しており、前記金属管部は前記凹部内に曲がっている抜止凸部を有することを特徴とする。
【０００９】
第１発明にあっては、金属管部が嵌入されるブラケットの嵌合孔に凹部が設けられており、金属管部を曲げることにより形成された抜止凸部が前記凹部に入っているため、金属管部に熱歪を発生させることなく比較的大きい抜止強度を得ることができ、しかも、金属管部を有するハウジング内に転舵軸等の部品を組み込んだ後で、転舵軸の周面及び前記金属管部の内周面との間の空間から前記抜止凸部を設けることが可能であるため、ブラケットに邪魔されることなく、転舵軸等の部品を組み込むことができ、組込み作業性を向上できる。
【００１０】
第２発明に係るステアリング装置は、第１発明に係るステアリング装置において、前記凹部は環状溝であることを特徴とする。
【００１１】
第２発明にあっては、金属管部が凹部に曲げられるとき、抜止凸部の周方向長さ、換言すれば抜止凸部の凹部との係合量を調整することが可能であるため、抜止強度が異なる種類のステアリング装置を簡易に得ることができる。
【００１２】
第３発明に係るステアリング装置の製造方法は、舵取り操作に応じて車体の左右方向への移動が可能な転舵軸、及び該転舵軸を収容し、金属管部を有するハウジングを備えたステアリング装置の製造方法において、前記金属管部が嵌入され、その内側に凹部を有する嵌合孔、及び車体に取付けられる被取付部を備えたブラケットの前記嵌合孔に前記金属管部を嵌入する嵌入工程と、この嵌入工程の後で前記金属管部を該金属管部の内側から径方向外方へ押圧することにより前記金属管部の一部分を前記凹部内に曲げる工程とを含むことを特徴とする。
【００１３】
第３発明にあっては、嵌合孔の内側に凹部を有するブラケットがハウジングの金属管部に嵌入された後、金属管部が径方向外方へ押圧されて該金属管部の一部分が前記凹部内に曲げられるため、金属管部に熱歪を発生させることなく比較的大きい抜止強度を得ることができ、しかも、金属管部を有するハウジング内に転舵軸等の部品を組み込んだ後で、転舵軸の周面及び前記金属管部の内周面との間の空間から前記抜止凸部を設けることが可能であるため、ブラケットに邪魔されることなく、転舵軸等の部品を組み込むことができ、組込み作業性を向上できる。
【発明の効果】
【００１４】
第１発明及び第３発明によれば、金属管部に熱歪を発生させることなく比較的大きい抜止強度を得ることができ、しかも、ブラケットに邪魔されることなく、転舵軸等の部品を組み込むことが可能であり、組込み作業性を向上できる。
【００１５】
第２発明によれば、抜止強度が異なる種類のステアリング装置を簡易に得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
図１は本発明に係るステアリング装置の構成を示す一部破断正面図、図２は要部の拡大断面図、図３は図２のIII −III 線の断面図である。
【００１７】
図１に示したラックピニオン式のステアリング装置は、一端部がユニバーサルジョイント及び操舵軸を介してステアリングホイール１に繋がり、他端部にピニオンを有する伝動軸２と、前記ピニオンに噛合するラック歯（図示せず）を有し、車体の左右方向への移動を可能とした転舵軸３と、該転舵軸３を移動自在に収容支持する円筒状のラックハウジング４１と、転舵軸３の一端に同軸をなして連結されたピストンロッド５１及び該ピストンロッド５１のピストン５２を案内し、ラックハウジング４１の一端に連結された鉄製のシリンダチューブ５３を有する油圧シリンダ５とを備えている。尚、ラックハウジング４１とシリンダチューブ５３とがハウジング４を構成しており、また、シリンダチューブ５３が金属管部を構成している。
【００１８】
転舵軸３はラックハウジング４１の伝動軸２近傍に内装された図示しないラックヨークと、シリンダチューブ５３の先端部に内嵌された軸受部材１１とにより軸長方向への移動を自在に支持されている。軸受部材１１にはオイルシール、Ｏリング等の封止部材１２が保持されている。
【００１９】
ラックハウジング４１は射出成形機により成形されたアルミニウム製であり、該ラックハウジング４１の他端部には貫通孔６１を有する第１のブラケット６が一体に突設されており、また、このブラケット６の近傍には、伝動軸２を収容支持する軸支ハウジング１０が取付けられる台座部４２が設けられている。シリンダチューブ５３の先端部外周面には結合部５３ａが設けられており、該結合部５３ａに第２のブラケット７が結合されている。
【００２０】
第２のブラケット７は結合部５３ａが嵌入される嵌合孔７１及び該嵌合孔７１の軸線と交差する方向に穿設された貫通孔７２を有する金属製の成形部材からなり、貫通孔７２部分を車体に取付けられる被取付部としてある。嵌合孔７１の内側には環状溝からなる凹部７３が設けられており、この凹部７３内に、シリンダチューブ５３の結合部５３ａの一部分が曲げられることにより形成された抜止凸部８が嵌入され、ブラケット７を抜止めしている。尚、嵌合孔７１は圧入することなく結合部５３ａを嵌入することが可能な寸法公差になっているが、その他、結合部５３ａを圧入すべき寸法公差としてもよい。
【００２１】
油圧シリンダ５は、ピストン５２の両側にて封止部材１２により液密に封止された一対の油室をシリンダチューブ５３の内側に形成してなり、これらの油室への外部からの油圧送給に応じてピストン５２の両側に発生する圧力差によりピストンロッド５１を軸長方向に押し引きし、該ピストンロッド５１に連結された転舵軸３に軸長方向の移動力を加える構成となっている。また、転舵軸３の他端及びピストンロッド５１の他端はタイロッド５４，５４を介して操向車輪に連繋される。
【００２２】
ピストン５２の両側の油室は、シリンダチューブ５３の外側の該当位置に夫々接続された各別の送油管１３，１４により、軸支ハウジング１０の外側に設けられた一対の送油ポート１０ａ，１０ｂに接続されている。軸支ハウジング１０には、舵取りのためのステアリングホイール操作に伴って前記伝動軸２に加わる操舵トルクに応じて油圧の給排動作を行い、前記送油ポート１０ａ，１０ｂのいずれかに送出する公知の油圧制御弁が内蔵されており、送油ポート１０ａ，１０ｂへの送出油圧が送油管１３，１４を経て油圧シリンダ５に送給され、この送給に応じて発生する油圧力が転舵軸３に加えられ、前述のように生じる舵取りが補助される構成となっている。
【００２３】
以上のように構成されたステアリング装置は、転舵軸３の一端に結合されたピストンロッド５１及び軸受部材１１をシリンダチューブ５３内に挿入し、転舵軸３及びラックヨークをラックハウジング４１内に挿入してピストンロッド５１及び転舵軸３をハウジング４に収容支持した後、第２のブラケット７の嵌合孔７１にシリンダチューブ５３の結合部５３ａを圧入し、シリンダチューブ５３の結合部５３ａの一部分を内側から径方向外方へ押圧して結合部５３ａの一部分をブラケット７の凹部７３内に曲げることにより抜止凸部８を形成し、ブラケット７をシリンダチューブ５３に結合する。
【００２４】
このように、シリンダチューブ５３の結合部５３ａの一部分を曲げることにより抜止凸部８を形成するため、シリンダチューブ５３に熱歪を発生させることなく比較的大きい抜止強度を得ることができる。従って、操向車輪からピストンロッド５１及び転舵軸３を介してラックハウジング４１及びシリンダチューブ５３に比較的大きな軸方向荷重が加わった場合においても、ブラケット７の抜出しを防ぐことができ、ブラケット７の結合状態を維持することができる。しかも、転舵軸３等の部品を組み込んだ後で、抜止凸部８を設けるため、ブラケット７に邪魔されることなく、転舵軸３等の部品を組み込むことができ、組込み作業性を向上できる。また、ブラケット７を結合部５３ａに圧入した後でシリンダチューブ５３の一部を曲げるため、部品点数を増加することなくブラケット７の抜止強度を大きくすることができる。
【００２５】
図４は抜止凸部を形成する工程を示す説明図である。抜止凸部８は、転舵軸３の周面及びシリンダチューブ５３の内周面との間の空間に挿入することが可能な大きさのロール９１及び該ロール９１に結合された出力軸９２ａを有する電動モータ９２を備えた曲げ治具９を用いて形成される。この曲げ治具９の電動モータ９２はシリンダチューブ５３の軸長方向外方に配置され、ロール９１が前記空間に挿入された後、電動モータ９２によりロール９１を回転させつつ曲げ治具９がシリンダチューブ５３の径方向へ移動されることにより、ロール９１を結合部５３ａの内周面に押付け、結合部５３ａの一部分を塑性変形させつつ凹部７３内に曲げることにより、１つの抜止凸部８を形成する。そして、曲げ治具９のシリンダチューブ５３に対する周方向位置を変えることにより周方向に離隔した位置に複数の抜止凸部８を順次形成する（図３参照）。尚、曲げ治具９をシリンダチューブ５３の径方向へ移動させた状態で曲げ治具９又はシリンダチューブ５３側を回転させることにより、結合部５３ａを全周に亘って凹部７３内に曲げることができ、抜止凸部８を環状又は弧状にできる。このように抜止凸部８の周方向長さを調整することができ、抜止凸部８の凹部７３との係合量を調整することができるため、抜止強度が異なる種類のステアリング装置を簡易に得ることができる。
【００２６】
以上のようにブラケット７をシリンダチューブ５３に結合した後、その外周部に略Ｃ字形のサークリップ１５が外嵌され、転舵軸３の軸長方向一方への移動量を規制する規制筒１６が前記空間に嵌入され、転舵軸３及びピストンロッド５１に玉継手５５を介してタイロッド５４，５４が連結され、ブラケット７の嵌合孔７１周り及びラックハウジング４１の他端部に蛇腹１７，１７の一端部が外嵌結合され、また、伝動軸２及び油圧制御弁が組み込まれている軸支ハウジング１０が台座部４２に取付けられ、送油管１３，１４が接続される。
尚、以上説明した実施の形態では環状溝からなる凹部７３を設けたが、その他、凹部７３は複数の周方向位置に設けられた構成としてもよい。この場合、凹部７３内に曲げられている抜止凸部８によりブラケット７及びシリンダチューブ５３の相対回転を確実に防ぐことができる。
【００２７】
図５は抜止凸部を形成する他の方法を示す説明図である。この方法では略Ｖ字形に屈曲し、屈曲部が枢支軸２１ａにより互いに連結された２つのアーム２１ｂ，２１ｃ、及び各アーム２１ｂ，２１ｃの一端部にアーム２１ｂ，２１ｃが離隔する方向に突設された成形突部２１ｄ，２１ｄを有する略Ｘ字形の揺動部材２１と、各アーム２１ｂ，２１ｃの他端に当接する略Ｖ字形のカム２２ａを有する押圧部材２２とを備えた曲げ治具２０を用い、揺動部材２１の成形突部２１ｄ，２１ｄ側を結合部５３ａ内に挿入した状態で押圧部材２２を揺動部材２１の方向に押圧することにより、各アーム２１ｂ，２１ｃを成形突部２１ｄ，２１ｄが離隔する方向へ揺動させ、各成形突部２１ｄ，２１ｄを結合部５３ａの内周面に押付け、結合部５３ａの一部分を塑性変形させつつ凹部７３内に曲げることにより、２つの抜止凸部８を形成する。そして、揺動部材２１の結合部５３ａに対する周方向位置を変えることにより周方向に離隔した位置に複数の抜止凸部８を形成する。
【００２８】
図６は抜止凸部を形成するさらに他の方法を示す説明図である。この方法では成形突部３１を複数の周方向位置で径方向への移動を自在に保持した保持筒３２と、該保持筒３２内に挿入され、各成形突部３１に係合するカム３３ａを有する押圧部材３３とを備えた曲げ治具３０を用い、保持筒３２を結合部５３ａ内に挿入し、押圧部材３３を保持筒３２内に挿入した状態で押圧部材３３を挿入方向に押圧することにより、各成形突部３１を保持筒３２の径方向外方へ移動させつつ結合部５３ａの内周面を押付け、結合部５３ａの一部分を塑性変形させつつ凹部７３内に曲げることにより、複数の抜止凸部８を形成する。そして、押圧部材３３を抜き出し方向へ移動させつつ保持筒３２を抜き出すことにより各押圧部材３１を後退させることができる。尚、保持筒３２には複数の周方向位置に成形突部３１を収容した貫通孔３２ａが設けられている。また、成形突部３１は貫通孔３２ａに移動自在に挿入されたピン部３１ａと、該ピン部３１ａの移動方向と交差する方向に傾斜し、カム３３ａに接触する傾斜面を有する受圧部３１ｂとを備えている。
【００２９】
図７は抜止凸部を形成するさらに他の方法を示す説明図である。この方法では図６に示した曲げ治具３０の成形突部３１を、保持筒３２の貫通孔３２ａに移動自在に保持されたピン３１ｃ及び該ピン３１ｃを押圧するボール３１ｄを有する構成とし、このボール３１ｄを押圧部材３３のカム３３ａに係合させてある。その他の構成及び作用は図６と同様であるため、同様の部品については同じ符号を付し、その詳細な説明及び作用効果の説明を省略する。
【００３０】
尚、本発明において、抜止凸部８を形成する工程は、図４に示したように転舵軸３等の部品を組み込んだ後である他、転舵軸３等の部品を組み込む前であってもよい。
また、以上説明した実施の形態ではラックピニオン式のステアリング装置について説明したが、その他、転舵軸３の途中に操舵補助用の電動モータが設けられたステアリング装置、又は、ステアリングホイールの操作に伴って回転する操舵軸の途中に操舵補助用の電動モータが設けられたステアリング装置であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係るステアリング装置の構成を示す一部破断正面図である。
【図２】要部の拡大断面図である。
【図３】図２のIII −III 線の断面図である。
【図４】抜止凸部を形成する工程を示す説明図である。
【図５】抜止凸部を形成する他の方法を示す説明図である。
【図６】抜止凸部を形成するさらに他の方法を示す説明図である。
【図７】抜止凸部を形成するさらに他の方法を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３２】
３    転舵軸
４    ハウジング
５３  シリンダチューブ（金属管部）
７    ブラケット
７１  嵌合孔
７２  貫通孔（被取付部）
７３  凹部
８    抜止凸部
【図１】
2005289293.tif 000003
【図２】
2005289293.tif 000004
【図３】
2005289293.tif 000005
【図４】
2005289293.tif 000006
【図５】
2005289293.tif 000007
【図６】
2005289293.tif 000008
【図７】
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