(57)【要約】【課題】ラック軸に回止め用工具を係合させるための専用の係合面を形成することなく、ラック軸の軸端部への端部部品のねじ込みを可能とすることにより、ラックアンドピニオン式ステアリング装置のコスト削減を図る。【解決手段】ラックアンドピニオン式ステアリング装置は、操舵力が入力されるピニオンが噛合するラック14が設けられたラック軸12と、ラック軸12の軸端部12ａに軸方向にねじ込まれるボールジョイント16とを備える。ラック14は、歯部14ａを形成するために設けられた平面部40を有し、ボールジョイント16は、スパナ50を平面部40の端部平面40ａに係合させてラック軸12の回動を抑えた状態で軸端部12ａにねじ込まれる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵力が入力されるピニオンと、前記ピニオンが噛合するラックが設けられると共に操舵力を操舵輪に出力するラック軸と、前記ラック軸の軸端部に軸方向にねじ込まれる端部部品とを備えるラックアンドピニオン式ステアリング装置において、
前記ラックは、前記歯部を形成するために設けられた平面部を有し、工具を前記平面部に係合させて前記ラック軸の回動を抑えた状態で、前記端部部品を前記軸端部にねじ込むことを特徴とするラックアンドピニオン式ステアリング装置の組立方法。
【請求項２】
操舵力が入力されるピニオンと、前記ピニオンが噛合するラックが設けられると共に操舵力を操舵輪に出力するラック軸と、前記ラック軸の両軸端部である第１および第２軸端部にそれぞれ軸方向にねじ込まれる第１および第２端部部品とを備えるラックアンドピニオン式ステアリング装置において、
前記第１工具により前記第１端部部品を回動させて前記第１軸端部にねじ込むと同時に、前記第２工具により前記第２端部部品を回動させて前記第２軸端部にねじ込むことを特徴とするラックアンドピニオン式ステアリング装置の組立方法。
【請求項３】
前記第１および前記第２端部部品をそれぞれ前記第１および前記第２工具により径方向に挟み付けた状態で回動させることを特徴とする請求項２記載のラックアンドピニオン式ステアリング装置の組立方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操舵力が入力されるピニオンと噛合するラックが設けられたラック軸と、該ラック軸の軸端部にねじ込まれる端部部品とを備える車両用のラックアンドピニオン式ステアリング装置の組立方法に関し、特にラック軸の軸端部への端部部品の組付方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ラックアンドピニオン式ステアリング装置において、ラック軸の両軸端部には、操舵輪に操舵力を伝達するタイロッドが連結される端部部品である１対のボールジョイントが連結される。通常、ボールジョイントは各軸端部にねじ込まれる。このため、各軸端部には、ボールジョイントのねじ込み時にラック軸が回動しないように、回止め用の工具を係合させる二面幅を有する１対の係合面（以下、「係合面対」という。）が形成される。さらに、ボールジョイントにも、ボールジョイントを回動させる工具が係合する係合面対が形成される（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】実公昭６１−１６２１７号公報（第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、係合面対を形成するためには、その加工が必要になる分、コストが上昇するので、ステアリング装置の製造コスト削減の観点からは、ラック軸の回止めのために、工具を係合させるためだけの係合面対の形成を廃止することが望ましい。さらに、端部部品であるボールジョイントについても、工具係合用の係合面対の形成を廃止することで、さらなるコスト削減が可能になる。
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、請求項１〜３記載の発明は、ラック軸に回止め用工具を係合させるための専用の係合面を形成することなく、ラック軸の軸端部への端部部品のねじ込みを可能とすることにより、ラックアンドピニオン式ステアリング装置のコスト削減を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１記載の発明は、操舵力が入力されるピニオンと、前記ピニオンが噛合するラックが設けられると共に操舵力を操舵輪に出力するラック軸と、前記ラック軸の軸端部に軸方向にねじ込まれる端部部品とを備えるラックアンドピニオン式ステアリング装置において、前記ラックは、前記歯部を形成するために設けられた平面部を有し、工具を前記平面部に係合させて前記ラック軸の回動を抑えた状態で、前記端部部品を前記軸端部にねじ込むラックアンドピニオン式ステアリング装置の組立方法である。
【０００６】
請求項２記載の発明は、操舵力が入力されるピニオンと、前記ピニオンが噛合するラックが設けられると共に操舵力を操舵輪に出力するラック軸と、前記ラック軸の両軸端部である第１および第２軸端部にそれぞれ軸方向にねじ込まれる第１および第２端部部品とを備えるラックアンドピニオン式ステアリング装置において、前記第１工具により前記第１端部部品を回動させて前記第１軸端部にねじ込むと同時に、前記第２工具により前記第２端部部品を回動させて前記第２軸端部にねじ込むラックアンドピニオン式ステアリング装置の組立方法である。
【０００７】
請求項３記載の発明は、請求項２記載のラックアンドピニオン式ステアリング装置の組立方法において、前記第１および前記第２端部部品をそれぞれ前記第１および前記第２工具により径方向に挟み付けた状態で回動させるものである。
【０００８】
なお、明細書または特許請求の範囲において、軸方向、径方向および周方向とは、それぞれ、ラック軸の軸線の方向、該軸線を中心とする径方向および該軸線を中心とする周方向を意味する。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１記載の発明によれば、次の効果が奏される。すなわち、端部部品がラック軸の軸端部にねじ込まれるときに、ラック軸の回止めを行うための工具を係合させる係合面として、歯部を形成するためのラックの平面部が利用されることから、回止め用工具を係合させる専用の係合面をラック軸に形成する加工が不要になるので、ラックアンドピニオン式ステアリング装置のコストが削減される。
請求項２記載の発明によれば、次の効果が奏される。すなわち、第１工具による第１端部部品の回動と第２工具による第２端部部品の回動とを同時に行うことで、ラック軸の回止めが行われ、しかも第１，第２端部部品がそれぞれ第１，第２軸端部にねじ込まれるので、第１，第２端部部品がそれぞれラック軸の第１，第２軸端部にねじ込まれるときに、ラック軸に回止め用工具を係合させる必要がない。この結果、回止め用工具を係合させるための専用の係合面をラック軸に形成する加工が不要になるので、ラックアンドピニオン式ステアリング装置のコストが削減される。
請求項３記載の事項によれば、第１，第２工具がそれぞれ第１，第２端部部品を掴持した状態で、両工具により両端部部品を同時に回動させてそれぞれ第１，第２軸端部にねじ込むので、ラック軸において回止め用の専用の係合面の形成が不要になることに加えて、各端部部品についても、回動用工具を係合させる専用の係合面を形成する加工が不要になるので、ラックアンドピニオン式ステアリング装置のコストが一層削減される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を図１〜図４を参照して説明する。
図１〜図３は、本発明の第１実施形態を説明するための図である。
図１，図２を参照すると、本発明が適用された車両用のラックアンドピニオン式ステアリング装置Ｓは、ハンドル１と、ステアリング軸を含む入力側伝達機構２と、運転者がハンドル１に加える操舵力が伝達機構２を介して入力されると共に左右の操舵輪（図示されず）を操舵する操舵力を出力するギヤボックス３と、ギヤボックス３からの操舵力を操舵輪に伝達するタイロッド18ａ，18ｂを含む出力側伝達機構とを備える。
【００１１】
ギヤボックス３は、車体に取り付けられるハウジング６と、ハウジング６内に収容されて操舵力を前記出力側伝達機構に伝達するラック・ピニオン機構と、アシスト操舵力を発生するパワーステアリング装置20とを備える。
ハウジング６は、車両の左右方向に水平に延びる筒状のラックハウジング７と、ラックハウジング７の一方の端部の付近で斜め上方に向けて延びるピニオンハウジング８とから構成される。
【００１２】
前記ラック・ピニオン機構は、いずれもピニオンハウジング８内に収容されて回転可能に支持される入力軸10およびピニオン軸11と、ラックハウジング７内に収容されて軸方向（左右方向でもある。）に平行に往復運動可能に支持されるラック軸12と、ラック軸12に設けられたラック14をバネ19ａの弾発力によりピニオン軸11に設けられたピニオン13に押し付けるラックガイド19ｂとを備える。出力軸としてのピニオン軸11は、ハンドル１からの操舵力が伝達機構２から入力される入力軸10にトーションバー15を介して連結される。ピニオンハウジング８内において、ピニオン13に形成された多数の歯からなる歯部13ａと、ラック14に形成された多数の歯からなる歯部14ａとが噛合して、操舵力に基づいて回転するピニオン13に駆動されてラック14が設けられたラック軸12がその軸方向に移動する。
【００１３】
前記出力側伝達機構は、ラック軸12の両軸端部である第１，第２軸端部12ａ，12ｂにそれぞれ連結される１対の第１，第２端部部品としての自在型の軸継手であるボールジョイント16，17と、両ボールジョイント16，17にそれぞれ連結される１対の連結部材としてのタイロッド18ａ，18ｂと、各タイロッド18ａ，18ｂに連結されるリンク機構（図示されず）とを備える。各ボールジョイント16，17は、軸端部12ａ，12ｂに設けられた雌ネジ部からなるネジ部12a1，12b1に螺合する雄ネジ部からなるネジ部16a1，17a1を有する第１ジョイント部としての収容部16ａ，17ａと、タイロッド18ａ，18ｂの端部に一体成形されて設けられて収容部16ａ，17ａに収容される第２ジョイント部としてのボール部16ｂ，17ｂとを備え、収容部16ａ，17ａが軸端部12ａ，12ｂに軸方向でねじ込まれることにより、ラック軸12と連結される。
各軸端部12ａ，12ｂとボールジョイント16，17との連結部は、一端部でラックハウジング７に結合されると共に他端部でタイロッド18ａ，18ｂに結合される防塵用ブーツ９で覆われる。
【００１４】
パワーステアリング装置20は、アクチュエータとしてのパワーシリンダ機構21と、パワーシリンダ機構21に対する作動油の給排を行う給排油系統31とを備える油圧式パワーステアリング装置である。パワーシリンダ機構21は、ラックハウジング７の一部により構成されるパワーシリンダ22と、パワーシリンダ22内でパワーシリンダ22を貫通するラック軸12に固着されたパワーピストン23と、パワーシリンダ22内にパワーピストン23を挟んで形成される左右１対の油圧室24，25とから構成される。
１対の油圧室24，25に対する作動油の給排を行う給排油系統31は、作動油が貯留するリザーバ32と、リザーバ32から汲み上げた作動油を圧送する油圧ポンプ33と、ピニオンハウジング８内に収容されて入力軸10とピニオン軸11との相対回転に応じて各油圧室24，25に対する作動油の給排を制御する油圧制御弁（図示されず）と、油圧ポンプ33およびリザーバ32と前記油圧制御弁とをそれぞれ接続する給油管34および戻り油管35と、前記油圧制御弁とパワーシリンダ機構21の油圧室24および油圧室25とをそれぞれ接続する第１，第２制御油管36，37と、から構成される。
【００１５】
そして、ハンドル１が操作されると、操舵方向に応じてピニオン軸11が回転してラック軸12が軸方向に移動し、左右の操舵輪の操舵が行われる。このとき、路面からの反力に基づいて生じる入力軸10とピニオン軸11との回転差によるトーションバー15の捩れ量、すなわち操舵トルクに応じて前記油圧制御弁が作動し、ハンドル１の操作方向に応じて、油圧ポンプ33からの作動油が給油管34、前記油圧制御弁および制御油管36（または制御油管37）を経て油圧室24（または油圧室25）に供給される一方、油圧室25（または油圧室24）の作動油が制御油管37（または制御油管36）、前記油圧制御弁および戻り油管35を経てリザーバ32に排出されて、前記操舵トルクに応じた油圧がパワーシリンダ機構21の各油圧室24，25に生じ、両油圧室24，25の差圧に基づいて発生したアシスト操舵力がラック軸12に付加されて、運転者の操舵力が軽減される。
【００１６】
それゆえ、ステアリング装置Ｓは、ラック軸12を通じて、運転者がハンドル１に加える操舵力およびパワーステアリング装置20が発生するアシスト操舵力で、前記操舵輪を操舵する。そして、ラック軸12からの操舵力は、ボールジョイント16，17、タイロッド18ａ，18ｂおよび前記リンク機構を介して操舵輪に伝達され、操舵輪の転舵が行われる。
【００１７】
図１，図３（Ａ）を参照して、各軸端部12ａ，12ｂへのボールジョイント16，17の組付方法について説明する。
両軸端部12ａ，12ｂに対して軸方向で軸端部12ａ寄りに位置するラック14は、ラック軸12における周方向での一部に、軸線Ｌ（図２も参照）に平行に設けられた平面である平面部40（図２も参照）と、平面部40に切削加工により形成された多数の歯から構成される歯部14ａとを有する。平面部40には、その一部として、軸方向で歯部14ａよりも各軸端部12ａ，12ｂ寄りの部分である１対の端部平面40ａ，40ｂが存する。両端部平面40ａ，40ｂのうちの少なくとも一方の端部平面40ａとして、この実施形態では、軸方向でボールジョイント16寄りの近い端部平面40ａは、ラック軸12において、各ボールジョイント16，17が、対応する軸端部12ａ，12ｂにねじ込まれる際にラック軸12が回動するのを抑える回止め用工具としてのスパナ50が係合する唯一の１つの係合面を構成する。
【００１８】
そして、ステアリング装置Ｓの組立にあたり、両ボールジョイント16，17は、それぞれ両軸端部12ａ，12ｂに、例えば、以下の組付工程で組み付けられる。
ハウジング６にラック軸12およびピニオン軸11（図２参照）が組み付けられた状態で、端部平面40ａがラックハウジング７から軸方向での一方（図３（Ａ）では右方）に突出した位置を占めるように、ラック軸12が移動させられる。この状態で、ラック軸12の一方の軸端部12ａにタイロッド18ａが連結された状態のボールジョイント16の収容部16ａがスパナ50を使用することなく、ネジ部16a1を軸端部12ａのネジ部12a1に螺合させて、ねじ込み完了位置の近くまでねじ込まれる（この状態が図３（Ａ）に示される。）。次いで、ねじ込みの最終段階で収容部16ａを軸端部12ａに強固に締め込むために、図３（Ａ），（Ｂ）に示されるように、スパナ50を端部平面40ａに係合させてラック軸12の回止めをした状態で、収容部16ａに形成された係合部にスパナなどの回動用工具（図示されず）を係合させ、該回動用工具により、収容部16ａを回動させてねじ込み完了位置まで収容部16ａを軸端部12ａにねじ込む。
【００１９】
次いで、他方の軸端部12ｂについても、軸端部12ａときと同様に、まず、ボールジョイント17の収容部17ａが、スパナ50を使用することなく、ネジ部17a1を軸端部12ｂのネジ部12b1に螺合させて、ねじ込み完了位置の近くまで軸端部12ｂにねじ込まれた後、スパナ50を端部平面40ａに係合させてラック軸12の回止めをした状態で、収容部17ａに形成された係合部に回動用工具（図示されず）を係合させ、該回動用工具により、収容部17ａを回動させてねじ込み完了位置まで収容部17ａを軸端部12ｂにねじ込む。
このようにして、図１に示されるように、両ボールジョイント16，17がそれぞれラック軸12の両軸端部12ａ，12ｂに連結される。
【００２０】
次に、前述のように構成された実施形態の作用および効果について説明する。
ステアリング装置Ｓのラック軸12に設けられたラック14は、歯部14ａを形成するために設けられた平面部40を有し、スパナ50を平面部40の端部平面40ａに係合させてラック軸12の回動を抑えた状態で、ボールジョイント16，17を軸端部12ａ，12ｂにねじ込むことにより、ボールジョイント16，17が各軸端部12ａ，12ｂにねじ込まれるときに、ラック軸12の回止めを行うためのスパナ50を係合させる係合面として、歯部14ａを形成するためのラック14の平面部40が利用されることから、回止め用のスパナ50を係合させる専用の係合面をラック軸12に形成する加工が不要になるので、ステアリング装置Ｓのコストが削減される。
【００２１】
次に、図４を参照して、本発明の第２実施形態を説明する。なお、第１実施形態と同一の部分についての説明は省略または簡略にし、異なる点を中心に説明する。また、第１実施形態の部材と同一の部材または対応する部材については、必要に応じて同一の符号を使用した。
【００２２】
ステアリング装置Ｓ（図１参照）において、各ボールジョイント16，17の収容部16ａ，17ａには、ネジ部16a1，17a1を有する収容部16ａ，17ａを各軸端部12ａ，12ｂにねじ込むために、ボールジョイント16，17を回動させるための工具を係合させる係合面は形成されていない。そして、各収容部16ａ，17ａを回動させる１対の第１，第２回動用工具51，52は、それぞれ、例えば１対の掴持部51ａ，51ｂ；52ａ，52ｂを備え、各掴持部51ａ，51ｂ；52ａ，52ｂにより収容部16ａ，17ａを径方向に挟み付けた状態で掴持する。なお、各収容部16ａ，17ａには、工具51，52で掴持されるための特別な構造は設けられていない。
【００２３】
そして、ステアリング装置Ｓの組立にあたり、両ボールジョイント16，17は、それぞれ両軸端部12ａ，12ｂに、例えば、以下の組付工程で組み付けられる。
ハウジング６（図１参照）にラック軸12およびピニオン軸11（図２参照）が組み付けられた状態で、両軸端部12ａ，12ｂにそれぞれタイロッド18ａ，18ｂが連結された状態のボールジョイント16，17の収容部16ａ，17ａが、工具を使用することなく、ねじ込み完了位置の近くまで各軸端部12ａ，12ｂにねじ込まれる（この状態が図４に示される。）。次いで、ねじ込みの最終段階で収容部16ａ，17ａを軸端部12ａ，12ｂに強固に締め込むために、各工具51，52が対応する収容部16ａ，17ａを径方向に締め付けた状態で掴持し、両工具51，52によりそれぞれ収容部16ａ，17ａを同時に回動させて、両軸端部12ａ，12ｂに、それぞれ、ねじ込み完了位置まで収容部16ａ，17ａをねじ込む。
このようにして、図１に示されるように、両ボールジョイント16，17がそれぞれラック軸12の両端部12ａ，12ｂに連結される。
【００２４】
この第２実施形態によれば、工具51によりボールジョイント16の収容部16ａを回動させて軸端部12ａにねじ込と同時に、工具52によりボールジョイント17を回動させて軸端部12ｂにねじ込むことにより、工具51によるボールジョイント16の回動と工具52によるボールジョイント17の回動とを同時に行うことで、ラック軸12の回止めが行われ、しかも両ボールジョイント16，17がそれぞれラック軸12の両軸端部12ａ，12ｂにねじ込まれることから、両ボールジョイント16，17がそれぞれ軸端部12ａ，12ｂにねじ込まれるときに、ラック軸12に回止め用工具を係合させる必要がない。このため、回止め用工具を係合させるための専用の係合面をラック軸12に形成する加工が不要になるので、第１実施形態と同様の作用および効果が奏される。
【００２５】
そのうえ、両ボールジョイント16，17をそれぞれ工具51，52により径方向に挟み付けた状態で回動させることにより、工具51，52がそれぞれ両ボールジョイント16，17を掴持した状態で、両工具51，52により両ボールジョイント16，17を同時に回動させてそれぞれ両軸端部12ａ，12ｂにねじ込むので、ラック軸12において回止め用の専用の係合面の形成が不要になることに加えて、各ボールジョイント16，17についても、回動用工具を係合させる専用の係合面を形成する加工が不要になるので、ステアリング装置Ｓのコストが一層削減される。
【００２６】
以下、前述した実施形態の一部の構成を変更した実施形態について、変更した構成に関して説明する。
第１実施形態において、収容部16ａ，17ａに回動用工具を係合させる係合面を形成することなく、回動用工具で収容部16ａ，17ａを締め付けるなどしてボールジョイント16，17を回動させて各軸端部12ａ，12ｂにねじ込むようにしてもよい。これにより、ボールジョイント16，17に回動用工具を係合させるための専用の係合面を形成する必要がなくなるので、第２実施形態と同様に、コストが一層削減される。
第２実施形態において、収容部16ａ，17ａに１つの係合面または１対の係合面が形成されて、回動用工具により収容部16ａ，17ａを掴持することなく、該係合面に回動用工具を係合させて両ボールジョイント16，17を同時に回動させて軸端部12ａ，12ｂにねじ込むようにしてもよい。この場合にも、ラック軸12には回止め用工具を係合させる専用の係合面を形成する必要がないので、第１実施形態と同様の効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１実施形態を示し、本発明が適用されたラックアンドピニオン式ステアリング装置の要部正面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線での要部断面図である。
【図３】図１のステアリング装置において、ボールジョイントをラック軸に組み付ける工程を説明する図であり、（Ａ）は図１のラック軸の軸端部を中心とした要部を一部断面で示す図であり、（Ｂ）は、（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図において回止め用工具を係合させたときの図である。
【図４】本発明の第２実施形態を示し、本発明が適用されたラックアンドピニオン式ステアリング装置のラック軸の両軸端部を中心とした要部を一部断面で示す図である。
【符号の説明】
【００２８】
１…ハンドル、２，４…伝達機構、３…ギヤボックス、６…ハウジング、７…ラックハウジング、８…ピニオンハウジング、９…防塵用ブーツ、10…入力軸、11…ピニオン軸、12…ラック軸、12ａ，12ｂ…軸端部、13…ピニオン、14…ラック、15…トーションバー、16，17…ボールジョイント、18ａ，18ｂ…タイロッド、20…パワーステアリング装置、21…パワーシリンダ機構、22…パワーシリンダ、23…パワーピストン、24，25…油圧室、31…給排油系統、32…リザーバ、33…油圧ポンプ、34…給油管、35…戻り油管、36，37…制御油管、40…平面部、50…スパナ、51，52…回動用工具、
Ｓ…ステアリング装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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