(57)【要約】  【課題】  入力軸及び出力軸の相対回転抵抗を簡易に低減できるステアリング装置を提供する。  【解決手段】  バー挿入孔１ａを有する入力軸１、バー挿入孔１ａに一端が固定されるトーションバー２と、該トーションバー２の他端に結合され、且つ入力軸１の他端が嵌入される嵌入孔３ａを有する出力軸３とを備え、嵌入孔３ａ及び入力軸１の嵌入孔３ａへの嵌入部１ｂの一方に、入力軸１と出力軸３との相対回転抵抗を低減すべきフッ素樹脂の皮膜層９を設けた。【選択図】  図１
2007015412.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バー挿入孔を有し、一端が操作部材に繋がる回転が可能な入力軸と、前記バー挿入孔に一端が固定されるトーションバーと、該トーションバーの他端に結合され、且つ前記入力軸の他端が嵌入される嵌入孔を有する出力軸とを備えるステアリング装置において、前記嵌入孔及び前記入力軸の前記嵌入孔への嵌入部の少なくとも一方、又は、前記嵌入部及び前記トーションバーの外周部の少なくとも一方は、前記入力軸と前記出力軸又は前記トーションバーとの相対回転抵抗を低減すべきフッ素樹脂若しくは硬質炭素系材料の皮膜層を有することを特徴とするステアリング装置。
【請求項２】
バー挿入孔を有し、一端が操作部材に繋がる回転が可能な入力軸と、前記バー挿入孔に一端が固定されるトーションバーと、該トーションバーの他端に結合され、且つ前記入力軸の他端が嵌入される嵌入孔を有する出力軸とを備えるステアリング装置において、前記嵌入孔及び前記入力軸の前記嵌入孔への嵌入部の間、又は、前記嵌入部及び前記トーションバーの外周部の間に、前記入力軸と前記出力軸又は前記トーションバーとの相対回転抵抗を低減すべきフッ素樹脂若しくは黒鉛系材料のブッシュを嵌入してあることを特徴とするステアリング装置。
【請求項３】
前記ブッシュは軸長方向のスリットを有する請求項２記載のステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はトーションバーにより連結された入力軸及び出力軸を備えるステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ステアリング装置は、操舵補助用油圧シリンダに供給される圧油の給排動作をなす油圧制御弁を備えるステアリング装置と、操舵補助用電動モータを備えるステアリング装置が知られている。いずれのステアリング装置においても、バー挿入孔を有する入力軸と、前記バー挿入孔に一端が固定されるトーションバーと、該トーションバーの他端に結合され、且つ前記入力軸の他端が嵌入される嵌入孔を有する出力軸と、前記嵌入孔及び前記入力軸の前記嵌入孔への嵌入部の間に嵌合された嵌合筒とを備える（例えば、特許文献１の図５参照。）。
【特許文献１】実開平６−３７０６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、特許文献１の嵌合筒は、入力軸の出力軸に対する傾きを抑制することにより入力軸及び出力軸の相対回転抵抗を低減するものである。しかしながら、前記嵌合筒は金属筒体の周面にフッ素樹脂がコーティングされた構成になっており、真円度が高くないと、該嵌合筒の金属筒体が入力軸又は出力軸の周面に接触することになり、この金属筒体と接触する部分の接触抵抗、ひいては入力軸及び出力軸の相対回転抵抗が増加することになる。この回転抵抗を低減する手段として、前記嵌合筒をなくすることにより前記嵌入孔及び前記嵌入部の加工による真円度を高め、且つ前記嵌入孔及び前記嵌入部の少なくとも一方の周面に、前記油圧制御弁の油路に連通する油溜溝を設けることが特許文献１の図１〜３に記載されている。
【０００４】
しかしながら、特許文献１のように油溜溝を設けるものにあっては、該油溜溝が設けられた部分の剛性が低下することになり、改善策が要望されていた。
【０００５】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、主たる目的は出力軸の嵌入孔及び入力軸の嵌入部の剛性を低下させることなく入力軸と出力軸又はトーションバーとの相対回転抵抗を簡易に低減できるステアリング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１発明に係るステアリング装置は、バー挿入孔を有し、一端が操作部材に繋がる回転が可能な入力軸と、前記バー挿入孔に一端が固定されるトーションバーと、該トーションバーの他端に結合され、且つ前記入力軸の他端が嵌入される嵌入孔を有する出力軸とを備えるステアリング装置において、前記嵌入孔及び前記入力軸の前記嵌入孔への嵌入部の少なくとも一方、又は、前記嵌入部及び前記トーションバーの外周部の少なくとも一方は、前記入力軸と前記出力軸又は前記トーションバーとの相対回転抵抗を低減すべきフッ素樹脂若しくは硬質炭素系材料の皮膜層を有することを特徴とする。
【０００７】
第２発明に係るステアリング装置は、バー挿入孔を有し、一端が操作部材に繋がる回転が可能な入力軸と、前記バー挿入孔に一端が固定されるトーションバーと、該トーションバーの他端に結合され、且つ前記入力軸の他端が嵌入される嵌入孔を有する出力軸とを備えるステアリング装置において、前記嵌入孔及び前記入力軸の前記嵌入孔への嵌入部の間、又は、前記嵌入部及び前記トーションバーの外周部の間に、前記入力軸と前記出力軸又は前記トーションバーとの相対回転抵抗を低減すべきフッ素樹脂若しくは黒鉛系材料のブッシュを嵌入してあることを特徴とすることを特徴とする。
【０００８】
第３発明に係るステアリング装置は、前記ブッシュは軸長方向のスリットを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
第１発明にあっては、入力軸と出力軸又はトーションバーとの相対回転部分にフッ素樹脂若しくは硬質炭素系材料の皮膜層が設けられているため、前記相対回転部分の剛性を低下させることなく相対回転抵抗を低減でき、しかも、部品点数を増加することなく前記相対回転抵抗を簡易に低減でき、ステアリング装置のコストを低減できる。
【００１０】
第２発明にあっては、入力軸と出力軸又はトーションバーとの相対回転部分にフッ素樹脂若しくは黒鉛系材料のブッシュが設けられているため、入力軸と出力軸又はトーションバーとの両方をフッ素樹脂若しくは黒鉛系材料のブッシュに接触させることができ、前記相対回転部分の剛性を低下させることなく相対回転抵抗を低減できる。
【００１１】
第３発明にあっては、入力軸と出力軸又はトーションバーと相対回転する部分の寸法精度が粗い場合においてもブッシュを縮径、拡径させることができるため、入力軸と出力軸又はトーションバーとの加工性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
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。
実施の形態１
図１は本発明に係るステアリング装置の要部の構成を示す断面図、図２はステアリング装置の油圧制御弁部分の構成を示す断面図、図３はステアリング装置の全体の模式図である。
【００１３】
ステアリング装置は、バー挿入孔１ａを有し、一端が操作部材としてのステアリングホイールＡに繋がる入力軸１と、前記バー挿入孔１ａに一端が固定されるトーションバー２と、該トーションバー２の他端に結合された出力軸３と、該出力軸３の一端に連結された筒形のバルブボディ４と、該バルブボディ４に相対角変位が可能に嵌入され、入力軸１の外周部と一体に形成されたバルブスプール５と、バルブボディ４が収容されたバルブハウジング６とを備える。尚、バルブボディ４と、バルブスプール５及びバルブハウジング６とが油圧制御弁を構成している。
【００１４】
入力軸１は一端がステアリングホイールＡに繋がる軸体１１と、該軸体１１の他端に結合された筒体１２とを有する。筒体１２は中心部にバー挿入孔１ａを有し、該バー挿入孔１ａにトーションバー２が挿入され、該トーションバー２の一端が筒体の基端にダウエルピン７により連結されている。また、筒体１２の先端には後記する嵌入孔３ａに嵌入される嵌入部１ｂが設けられている。
【００１５】
出力軸３は一端部に嵌入孔３ａ及び該嵌入孔３ａに連なる嵌合孔３ｂを有し、他端部にピニオン８を有する。嵌入孔３ａには嵌入部１ｂが相対回転可能に嵌入されており、嵌合孔３ｂにはトーションバー２の他端がスプライン嵌合により連結されている。
【００１６】
嵌入孔３ａの周面及び嵌入部１ｂの外周部の一方には、入力軸１と出力軸３との相対回転抵抗を低減すべきフッ素樹脂若しくは硬質炭素系材料の皮膜層９が設けられている。この皮膜層９は、摩擦係数が小さい合成樹脂材料であるフッ素樹脂からなるもの、若しくは、プラズマＣＵＤ法、スパッタリング法、イオンビーム蒸着法、プラズマイオン注入法等により形成せられる、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、金属含有ＤＬＣ、窒化炭素のいずれかである硬質炭素系材料の皮膜層であり、全周面にある。
【００１７】
バルブボディ４は、出力軸３の一端に連結ピン１０により一体的に連結された円筒形をなしており、トーションバー２の捩れの範囲内でバルブスプール５と相対角変位が可能になっている。この相対角変位の量は最大で約５°である。
【００１８】
バルブボディ４の内側には、夫々等しい幅を有する複数個の第１の油溝４ａが周方向に等配をなして並設されており、バルブスプール５の外周部には、同様に、夫々等しい幅を有する複数個の第２の油溝５ａが周方向に等配をなして並設されている。
【００１９】
第１及び第２の油溝４ａ，５ａは、トーションバー２に捩れが生じていない中立状態において、周方向に千鳥配置され、第１の油溝４ａの夫々は第２の油溝５ａ間のランドに対向し、第２の油溝５ａの夫々は第１の油溝４ａ間のランドに対向して、バルブボディ４とバルブスプール５との嵌合周上には、第１の油溝４ａの内側の油室と、第２の油溝５ａの外側の油室とが交互に並んだ状態となり、各油室間の連通部、即ち、第１及び第２の油溝４ａ，５ａの幅方向両側の溝縁間は、前記相対角変位に応じて夫々の連通面積（絞り面積）を増減する絞り部４ｂ，５ｂとして作用する。
【００２０】
また、バルブボディ４には油圧源たる油圧ポンプＰの吐出側に連通する給油孔４ｃと、油圧シリンダＳの一方のシリンダ室に連通する第１の送油孔４ｄと、油圧シリンダＳの他方のシリンダ室に連通する第２の送油孔４ｅとを有しており、バルブスプール５は排油先となる油タンクＴに連通する排油孔５ｃを有する。
【００２１】
バルブハウジング６は給油孔４ｃと、第１及び第２の送油孔４ｄ，４ｅと、排油孔５ｃとに対応するポート６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄが夫々設けられており、夫々のポート６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄと油圧ポンプＰ、油圧シリンダＳ、油圧タンクＴとが油管２０〜２３により接続されている。
【００２２】
以上のように構成されたステアリング装置は、ステアリングホイールＡが操舵中立位置から操作されることにより、入力軸１を介してトーションバー２に捩れが発生するとともに、バルブボディ４及びバルブスプール５に相対角変位が発生し、油圧ポンプＰから油管２０、ポート６ａ及び給油孔４ｃを経て第１の油室４ａに供給された圧油が絞り部４ｂ又は５ｂにより流量制御され、一方の送油孔４ｄ又は４ｅから油圧シリンダＳの一方のシリンダ室に圧油が供給され、油圧シリンダＳのピストンの一端に連結されたラック軸Ｒが軸長方向へ移動し、該ラック軸Ｒ及びピストンの他端に連結された一対の車輪が転向される。
【００２３】
トーションバー２に捩れが発生するとき、入力軸１の筒体１２が出力軸３に対して回転する。出力軸３の嵌入孔３ａと筒体１２の嵌入部１ｂとの一方にはフッ素樹脂若しくは硬質炭素系材料の皮膜層９が設けられており、この皮膜層９が嵌入孔３ａ及び嵌入部１ｂの他方に接触しているため、入力軸１の回転抵抗を、部品点数を増加することなく低減でき、ステアリング装置のコストを低減できる。      
【００２４】
実施の形態２
図４はステアリング装置の実施の形態２の要部の構成を示す断面図である。このステアリング装置は、嵌入孔３ａ及び嵌入部１ｂの間に、入力軸１と出力軸３との相対回転抵抗を低減すべきフッ素樹脂若しくは黒鉛系材料のブッシュ２４を嵌入したものである。
【００２５】
ブッシュ２４は、フッ素樹脂材料若しくは黒鉛と銅系金属を混合し焼結等の方法で成形した黒鉛系材料の筒であって、嵌入孔３ａに内嵌される外周面及び嵌入部１ｂに外嵌される内周面を有する円筒形をなしており、嵌入孔３ａ及び嵌入部１ｂの一方に嵌合保持されている。
【００２６】
実施の形態２にあっては、入力軸１と出力軸３との相対回転部分にブッシュ２４が設けられているため、入力軸１及び出力軸３の両方をフッ素樹脂若しくは黒鉛系材料のブッシュ２４に接触させることができ、入力軸１の回転抵抗を低減できる。
その他の構成及び作用は実施の形態１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。
【００２７】
実施の形態３
図５はステアリング装置の実施の形態３の構成を示す要部の斜視図である。このステアリング装置は、ブッシュ２４に軸長方向のスリット２４ａを設けたものである。
その他の構成及び作用は実施の形態１、２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。
【００２８】
実施の形態４
このステアリング装置は、嵌入孔３ａ及び嵌入部１ｂの間にブッシュ２４を遊嵌し、ブッシュ２４の外周面と嵌入孔３ａとの間、及びブッシュ２４の内周面と嵌入部１ｂとの間に僅少に隙間を設けたものである。
【００２９】
この実施の形態４にあっては、入力軸１と出力軸３との相対回転部分に隙間及びブッシュ２４があるため、前記相対回転部分の回転抵抗をより一層低減できる。
【００３０】
尚、以上説明した実施の形態１では嵌入孔３ａ及び嵌入部１ｂの一方に皮膜層９を設けたが、その他、この皮膜層９は嵌入孔３ａ及び嵌入部１ｂの両方に設けてもよい。
【００３１】
図６はステアリング装置の他の実施の形態の要部の構成を示す断面図である。以上説明した実施の形態１では嵌入孔３ａ及び嵌入部１ｂの少なくとも一方に皮膜層９を設けたが、その他、この皮膜層９は図６に示すように嵌入部１ｂ及びトーションバー２の外周部の一方、又は、両方に設けてもよい。
【００３２】
また、以上説明した実施の形態２では、嵌入孔３ａ及び嵌入部１ｂの間にブッシュ２４を設けたが、その他、このブッシュ２４は図６と同様に嵌入部１ｂ及びトーションバー２の外周部の間に設けてもよい。
【００３３】
また、本発明に係るステアリング装置は、油圧制御弁を備えるステアリング装置である他、電動モータを備えるステアリング装置であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係るステアリング装置の要部の構成を示す断面図である。
【図２】本発明に係るステアリング装置の油圧制御弁部分の構成を示す断面図である。
【図３】本発明に係るステアリング装置の全体の模式図である。
【図４】本発明に係るステアリング装置の実施の形態２の構成を示す要部の断面図である。
【図５】本発明に係るステアリング装置の実施の形態３の構成を示す要部の斜視図である。
【図６】本発明に係るステアリング装置の他の実施の形態を示す要部の断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１    入力軸
１ａ  バー挿入孔
１ｂ  嵌入部
２    トーションバー
３    出力軸３
３ａ  嵌入孔
９    皮膜層
２４  ブッシュ
２４ａ  スリット
【図１】
2007015412.tif 000003
【図２】
2007015412.tif 000004
【図３】
2007015412.tif 000005
【図４】
2007015412.tif 000006
【図５】
2007015412.tif 000007
【図６】
2007015412.tif 000008