(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
デファレンシャルギア装置及び該デファレンシャルギア装置から延びる左右一対のアクスルを収容し、前後一方側へ突出した第１ブラッケトが一体形成されたアクスルケースと、前記第１ブラケットから前記アクスルケースの軸方向に距離をおいて、該第１ブラケットと同じ側で該アクスルケースに着脱自在に取り付けられる第２ブラケットと、前記第１及び第２ブラケットによって前記アクスルケースの前後一方側でアクスルの軸線方向に沿って保持されるシリンダー及び該シリンダーから左右へ突出した一対のピストンロッドを有する車輪操舵部と、一端が操向輪に保持され、他端がアクスルケースに対しキングピン回りに回動自在に連結されたステアリングナックルと、一端が該ステアリングナックルの他端に連結され、他端が前記アクスルの内方端側へ延びるタイロッドと、一端が前記ピストンロッドに連結され、他端が該ピストンロッドの軸線位置から前後他方側へ延び且つ該他端が前記タイロッドの他端に回動可能に結合された連結部材と、前記一対のピストンロッドに対し該ピストンロッドと平行に延びるように固定されたガイドバーと、前記アクスルケースに固定されて前記ガイドバーまで延び、該ガイドバーをピストンロッドと共に摺動自在に且つ上下方向に傾斜しないように保持する保持部とを備えたことを特徴とする車輌用パワーステアリング装置。
【請求項２】
前記ガイドバーは、前記連結部材を介して前記ピストンロッドに固定され、前記第１及び第２ブラケットに取り付けられた保持部により上下方向に傾斜しないように保持されていることを特徴とする請求項１に記載の車輌用パワーステアリング装置。
【請求項３】
前記アクスルケースは、デファレンシャルギア装置を収容する部分が鋳物材料で形成され、前記ステアリングナックルに連結されるヨーク部が板金材料で形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の車輌用パワーステアリング装置。
【請求項４】
前記ステアリングナックル及びヨーク部はそれぞれ上部アーム及び下部アームを有する，正面視Ｕ字形をなしており、前記ステアリングナックルの上部及び下部アームは、前記ヨーク部の上部及び下部アームに設けられたホルダーに支持されるキングピンを介して、該ヨーク部の上部及び下部アームの下方で水平方向回動自在に連結されており、前記キングピンは上方へ向かうテーパ状外周面を有しており、前記ホルダーのキングピン支持用貫通孔には前記キングピンのテーパ状外周面と接するテーパ状内周面が形成されていることを特徴とする請求項３に記載の車輌用パワーステアリング装置。
【請求項５】
前記ホルダーには外向きのフランジが形成されており、該ホルダーは前記ヨーク部の上部アームの上面及び下部アームの下面にそれぞれフランジを当接させて固着されていることを特徴とする請求項４に記載の車輌用パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はトラクタ等の車輌におけるパワーステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来からトラクタ等の車輌において、デファレンシャルギア装置を収容するアクスルケースに両ロッド型パワーステアリング装置のシリンダーを固着し、操向駆動輪を操舵可能に構成することは公知である。このような技術として、特公平3-12612号公報や特開平7-257411号公報に記載のものがある。
【０００３】
特公平3-12612号公報には、前輪駆動型車輌においてフロントアクスルの最大揺動角を大きくとるために、フロントアクスルケースの前部に、フロントアクスルと平行に挿入孔を形成し、該挿入孔内にパワーステアリング装置のシリンダーを挿入配置するようにしたパワーステアリング装置の支持機構が記載されている。しかしながら、該公報に記載のものは、デフ収容部とフロントアクスル収容部との間に内壁が存在し、且つ、ピストンロッドとタイロッドとを直接連結する構成であるために、フロントアクスルの軸心とピストンロッドの軸心との前後距離が大きくなり、これにより、操向時における両者のなす交差角が大きくなって、ピストンロッドに掛かる力のうち軸心に垂直方向の力が増大しパワーステアリング装置の操舵性及び耐久性が悪化するという問題があった。
【０００４】
一方、特開平7-257411号公報には、斯かる問題点を解決するために、フロントアクスルケースを３分割し、中央センターケースにデフ装置及びパワーステアリング装置のシリンダーの一部を一緒に収容するようにしたものが記載されている。該公報に記載のものは、かかる構成によって、フロントアクスル軸心とピストンロッド軸心との前後距離を小さくし、操向時におけるタイロッドとピストンロッドとの交差角を小さくして、ピストンロッドの軸心に垂直な力が掛かるのを抑えて、パワーステアリング装置の操舵性及び耐久性を向上させ得るるようにしたものである。
【０００５】
しかしながら、特開平7-257411号公報に記載のものも前記特公平3-12612号公報に記載のものと同様に、シリンダーをフロントアクスルケースに貫通させる構成であるために、フロントアクスルケースの大型化によるコストの高騰、及び組立作業の煩雑化を招くという問題がある。また、パワーステアリング装置だけを容易に取り外すのが困難であるため、メンテナンス面において不都合があるという問題もある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記問題点に鑑みなされたもので、コストの高騰を抑えつつ、アクスルケースへの取り付け及び取り外しを容易に行えるものであって、さらに、操向時におけるピストンロッドとタイロッドとの交差角を小さくしてパワーステアリング装置の操作性及び耐久性を向上させ得る車輌用パワーステアリング装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するために、デファレンシャルギア装置及び該デファレンシャルギア装置から延びる左右一対のアクスルを収容し、前後一方側へ突出した第１ブラッケトが一体形成されたアクスルケースと、前記第１ブラケットから前記アクスルケースの軸方向に距離をおいて、前記第１ブラケットと同じ側でアクスルケースに着脱自在に取り付けられる第２ブラケットと、前記第１及び第２ブラケットによって前記アクスルケースの前後一方側でアクスルの軸線方向に沿って保持されるシリンダー及び該シリンダーから左右へ突出した一対のピストンロッドを有する車輪操舵部と、一端が操向輪に保持され、他端がアクスルケースに対しキングピン回りに回動可能に連結されたステアリングナックルと、一端が該ステアリングナックルの他端に対し水平方向に回動可能に連結され、他端が前記アクスルの内方端側へ延びるタイロッドと、一端が前記ピストンロッドに連結され、該ピストンロッドの軸線位置から前後他方側へ延びた他端が前記タイロッドの他端に回動可能に結合された連結部材と、前記一対のピストンロッドに対し該ピストンロッドと平行に延びるように固定されたガイドバーと、前記アクスルケースに固定されて前記ガイドバーまで延び、該ガイドバーをピストンロッドと共に摺動自在に且つ上下方向に傾斜しないように保持する保持部とを備えた車輌用パワーステアリング装置を提供するものである。
【０００９】
より好ましくは、前記ガイドバーは、前記連結部材を介して前記ピストンロッドに固定され、前記第１及び第２ブラケットに取り付けられた保持部により上下方向に傾斜しないように保持されることができる。
【００１０】
また、前記アクスルケースは、デファレンシャルギア装置を収容する部分が鋳物材料で形成され、前記ステアリングナックルに連結されるヨーク部が板金材料で形成されているのが望ましい。
【００１１】
また、前記ステアリングナックル及びヨーク部はそれぞれ上部アーム及び下部アームを有する，正面視Ｕ字形をなしており、前記ステアリングナックルの上部及び下部アームは、前記ヨーク部の上部及び下部アームに設けられたホルダーに支持されるキングピンを介して、該ヨーク部の上部及び下部アームの下方で水平方向回動自在に連結されており、前記キングピンは上方へ向かうテーパ状外周面を有しており、前記ホルダーのキングピン支持用貫通孔には前記キングピンのテーパ状外周面と接するテーパ状内周面が形成されているのが望ましい。
【００１２】
また、前記ホルダーには外向きのフランジが形成されており、該ホルダーは前記ヨーク部の上部アームの上面及び下部アームの下面にそれぞれフランジを当接させて固着されているものとすることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明に係るパワーステアリング装置の好ましい実施の形態につき、以下に図１から図５を参照しつつ説明する。
【００１５】
図１及び図２は、それぞれ、本実施の形態に係るパワーステアリング装置の平面図及び正面図、図３は図１におけるＡ−Ａ断面図である。図１に示すように、本実施の形態に係るパワーステアリング装置においては、フロントアクスルケース１は、車体の前後方向に平行に固定された一対のリーフスプリング２１，２１´上にボルト等の保持具によって横設されている。そして、該フロントアクスルケース１には、駆動軸２２からの駆動力を左右方向に分岐させるためのデファレンシャルギア装置２３と、該デファレンシャルギア装置２３のサイドベベルギアに一端が固着され、他端が自在継手２４を介して左右の操向駆動車輪２５，２５´に連結される左右一対のフロントアクスル２，２´とが収容されている。そして、フロントアクスルケース１の幅方向略中央部には前方に突出た第１ブラケット１ａが一体形成されている。該フロントアクスルケース１は強度等を考慮すると鋳物で製造するのが好ましく、左右一対のフロントアクスル収容部、各フロントアクスル収容部の内方端から径方向外方への立上がり部を経て続く，前記フロントアクスル収容部より径の大きいデファレンシャルギア収容部、及び一方の前記立上がり部の延長上で前方へ突出する第１ブラケット１ａが一体形成されているのがより望ましい。このような位置に第１ブラケット１ａを一体形成することにより、該第１ブラケットの前方端とフロントアクスルケースとの距離を小さくすることができ、該第１ブラケットの強度を増すことが可能になる。
【００１６】
該フロントアクスルケース１の両側端部には、好ましくはステンレス等を板金溶接加工してなるヨークメンバ３が取付ボルトによって固着されている。該ヨークメンバ３を板金加工によって形成することによって、後述するキングピン支持用ホルダー４の正確な位置への取り付けが容易になる。該ヨークメンバ３には上部アーム３ａと下部アーム３ｂとが溶接等の適宜の固着手段によって取り付けられており、該上部及び下部アーム３ａ，３ｂには開口が設けられている。そして、該開口にはそれぞれキングピン６を支持するための上部及び下部ホルダー４，５が挿入され固着されている。本実施の形態においては、上部用ホルダー４として上端側にフランジ部を有するホルダーを用い、下部用ホルダー５として下端側にフランジ部を有するホルダーを用いている。そして、ヨークメンバの上部アーム３ａの上面及び下部アーム３ｂの下面にそれぞれのフランジ部を当接させてホルダー４，５を溶接等で固着させている。このようにすることにより、ホルダー４，５のヨークメンバへの強固な固着が可能になる。
【００１７】
図４に上部ホルダー４、キングピン６、及びステアリングナックル７の連結状態を示す。この図に示すように、上部ホルダー４及び下部ホルダー５（図４においては、下部ホルダー５は図示せず）には、キングピン６，６を支持するための貫通孔４ａ，５ａが形成されている。該貫通孔４ａ，５ａはそれぞれ下面側から上面側に向かうに従って内径が小さくなるテーパ状になっている。そして、該貫通孔４ａ，５ａ内に、外周面が前記テーパ状貫通孔と接するようなテーパ状に形成されたキングピン６，６が挿入されている。該キングピン６，６の下端は操向駆動車輪２５に連結されたステアリングナックル７に回転自在に軸受支持されている。
【００１８】
このようにキングピン６の外周面を上方へ向かうテーパ形状とし、ヨークメンバ３に固着されるホルダー４，５の貫通孔のテーパ形状と接するような形状としているので、車体重量によってキングピン６，６とホルダー４，５との連結をより強固にすることが可能になっている。
【００１９】
パワーステアリング装置のシリンダー８が、一端側を前記フロントアクスルケース１の第１ブラケット１ａによって且つ他端側を第２ブラケット１０によって、フロントアクスルケース１の前方位置に固定されている。第２ブラケット１０はボルト等適宜の保持具によってフロントアクスルケース１に対し着脱自在に固定されるようになっている。第２ブラケット１０のボルト挿通孔は、フロントアクスルケース１の長手方向に沿った長穴としているので、各部品の寸法誤差を吸収して、パワーステアリング装置を適正に組み立てることができる。
【００２０】
パワーステアリング装置の左右のピストンロッド９，９´の外方端９ａ，９ａ´には、該ピストンロッド９，９´と連動する連結部材１２，１２´が固着されている。そして、該連結部材１２，１２´を介して、タイロッド１１，１１´の内方端１１ａ，１１ａ´がピストンロッド９，９の外方端９ａ，９ａ´よりもフロントアクスルケース１に近接するように、該ピストンロッド９，９´とタイロッド１１，１１´とが連結されている。このように、ピストンロッドの外方端９ａ，９ａ´とタイロッドの内方端１１ａ，１１ａ´とを直接連結させずに、連結部材１２，１２´を用いることによって、以下の作用を得ることができる。
【００２１】
即ち、デファレンシャルギア装置２３を収容する前輪駆動型車輌のフロントアクスルケース１にシリンダー８を取り付ける場合は、該デファレンシャルギア装置２３の大きさだけ該シリンダー８をフロントアクスル２の軸心から離間させる必要がある。しかしながら、シリンダー８をフロントアクスル２の軸心から離間させると、ピストンロッド９とこれに連結されるタイロッド１１とのなす交差角が大きくなる。このことは、ピストンロッド９からタイロッド１１に伝達される操舵力のうち、操向駆動車輪２５を操舵するのに有効なピストンロッド９の軸線方向分力を小さくさせ、パワーステアリング装置の操舵性を悪化させることになる。さらに、該操舵力のうち、フロントアクスル２の軸線に垂直な方向の分力が大きくなるので、その反力によってピストンロッド９に垂直方向の大きな力が加わることになり、パワーステアリング装置の耐久性を悪化させることにもなる。
【００２２】
これに対し、本実施の形態に係るパワーステアリング装置においては、ピストンロッド９の外方端９ａとタイロッド１１の内方端１１ａとを連結部材１２を介して、該タイロッドの内方端１１ａがフロントアクスル２の軸心に近接するように連結させている。このよに構成することにより、タイロッド１１の軸線方向とピストンロッド９の軸線方向とを平行に近づけ、両者による交差角を小さくすることができる。従って、ピストンロッド９からタイロッド１１に伝達される操舵力のうち、操向駆動車輪２５を操舵するのに有効なピストンロッド９の軸線方向分力を大きくすることができ、パワーステアリング装置の操向性を向上させることができる。このことは、ピストンロッド９の軸線方向に垂直な方向の分力を小さくすることにもなり、ピストンロッド９に掛かる垂直方向反力によるパワーステアリング装置の耐久性悪化を防止することにもなる。このように、タイロッド１１をフロントアクスル２の軸心に近づけることによって、デファレンシャルギア装置を収容するフロントアクスルケース１の前方にパワーステアリング装置を取り付ける構成において、該装置の操向性及び耐久性を向上させることが可能になっている。
【００２３】
さらに、シリンダー８の前方には、左右一対のピストンロッド９，９´と連動するガイドバー１３が、該ピストンロッド９，９´の軸線方向に沿うように設けられている。本実施の形態においては、部品点数を削減するために前記連結部材１２，１２´とガイドバー１３とを連結させて、該ガイドバー１３とピストンロッド９，９´とが連動するように構成している。さらに、該ガイドバー１３は前記第１及び第２ブラケット１ａ，１０によって軸方向摺動自在且つ上下方向移動不能に保持されている。このようなガイドバー１３を備えることにより、パワーステアリング装置の操作性及び耐久性をさらに向上させることができる。以下にその理由を説明する。
【００２４】
即ち、前述のように、車輪操舵にとって有効な力はピストンロッド９の軸線方向の力であるが、ガイドバー１３を備えないとピストンロッド９の軸線方向とタイロッド１１の軸線方向とが上下方向にずれてピストンロッド９の操舵力のうち上下方向への分力が生じることになる。この上下方向の分力はパワーステアリング装置の操作性を悪化させると共に、その反力によって該装置の耐久性を悪化させることになる。本実施の形態においては、一対のピストンロッド９に対し該ピストンロッド９と平行に延びるように固定されたガイドバー１３と、前記フロントアクスルケース１に固定されて前記ガイドバー１３まで延び、該ガイドバー１３をピストンロッド９と共に摺動自在に且つ上下方向に傾斜しないように保持する保持部とを備えることによって、斯かる不都合を防止し、パワーステアリング装置の操作性を向上させると共に耐久性を向上させている。なお、前記保持部は第１ブラケット１ａの側のように、該第１ブラケットとは別部材としても良いし、第２ブラケット１０の側のように、該第２ブラケットと一体形成するようにしても良い。また、操舵力の垂直方向への分力をより低く抑えるためには、タイロッド１１、ピストンロッド９及びガイドバー１３を略同一水平平面内に位置させるのが望ましい。
【００２５】
このような本実施の形態に係るパワーステアリング装置においては、パワーステアリング装置の操舵力のうちの、ピストンロッドの軸線方向以外の分力の発生を有効に抑えることができ、該装置の操作性及び耐久性を向上させることができる。また、パワーステアリング装置のシリンダー８を第１ブラケット１ａ及び着脱自在な第２ブラケット１０によってフロントアクスルケース１に取り付けるようにしたので、該装置の取付作業効率を向上させることができると共に、メンテナンス時における作業効率を向上させることができる。
【００２６】
さらに、本実施の形態に係るパワーステアリング装置においては、前輪を駆動しないタイプの車輌との部品共通化を図ることができるという効果も得られる。図５及び図６は、いわゆる後輪駆動型車輌におけるパワーステアリング装置の支持機構を示した平面図及び正面図である。
【００２７】
この図５，図６に示すように、フロントアクスルケースとして、第１ブラケットが一体形成された後輪駆動型車輌用フロントアクスルケース３１を用いるようにすれば、ステアリングナックル７等の車輪回りの部品を全タイプの車輌、即ち、４輪駆動を含む前輪駆動型車輌と後輪駆動型車輌とにおいて共用することができ、結果として、車輌コストの低減が可能になる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明に係るパワーステアリング装置によれば、前後一方側へ突出した第１ブラッケトが一体形成されたアクスルケースと、該アクスルケースの前後一方側に着脱自在に取り付けられる第２ブラケットと、前記第１及び第２ブラケットによって前記アクスルケースの前後一方側でアクスルの軸線方向に沿って保持されるシリンダー及び該シリンダーから左右へ突出した一対のピストンロッドを有する車輪操舵部と、一端が操向輪に保持され、他端がアクスルケースに対しキングピン回りに回動可能に連結されたステアリングナックルと、一端が該ステアリングナックルの他端に連結され、他端が前記アクスルの内方端側へ延びるタイロッドと、一端が前記ピストンロッドに連結され、該ピストンロッドの軸線位置から前後他方側へ延びた他端が前記タイロッドの他端に回動可能に結合された連結部材とを備えるようにしたので、パワーステアリング装置をアクスルケースの前後一方側に取り付ける構成による，組立及び取り外しの作業効率を維持しながら、パワーステアリング装置の操舵性及び耐久性を向上させることができる。また、ステアリングナックル等の車輪回りの部品の共通化を図ることができる。
【００２９】
また、前記一対のピストンロッドに対し該ピストンロッドと平行に延びるように固定されたガイドバーと、前記アクスルケースに固定されて前記ガイドバーまで延び、該ガイドバーをピストンロッドと共に摺動自在に且つ上下方向に傾斜しないように保持する保持部とを備えるようにすれば、パワーステアリング装置の操向性及び耐久性をさらに向上させることができる。
【００３０】
また、前記ガイドバーを、前記連結部材を介して前記ピストンロッドに固定し、前記第１及び第２ブラケットに取り付けられた保持部により上下方向に傾斜しないように保持すれば、部品点数の増加を防止しつつ前記効果を得ることができる。
【００３１】
また、前記アクスルケースのうち、デファレンシャルギア装置を収容する部分を鋳物材料で形成し、前記ステアリングナックルに連結されるヨーク部を板金材料で形成すれば、正確にホイールアライメントを行うことができる。
【００３２】
また、前記ヨーク部の上部及び下部アームにキングピン支持用ホルダーを固着し、前記キングピンの外周面を上方へ向かうテーパ状とし且つ前記ホルダーに該キングピンのテーパ状外周面と摺接するテーパ状貫通孔を形成すれば、キングピンとヨーク部との連結を強固なものとすることができる。
【００３３】
さらに、前記ホルダーにフランジを形成し、該フランジを当接させてヨーク部へ固着するようにすれば、ホルダーとヨーク部との固着を強固なものとすることができる。
【００３４】
また、一対のアクスル収容部、各アクスル収容部の内方端から径方向外方への立上がり部を経て続くデファレンシャルギア収容部、及び一方の前記立上がり部の延長上で前後一方側へ突出する第１ブラケットを一体的に備えるアクスルケースと、該アクスルケースの前後一方側に着脱自在に取り付けられる第２ブラケットとを備え、パワーステアリング装置のシリンダーを、前記第１及び第２ブラケットによって前記アクスルケースの前後一方側に且つアクスルケースの軸線方向に沿って保持するようにすれば、前記第１ブラケットの強度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図ｌ】図１は、本発明の実施の形態に係るパワーステアリング装置の平面図である。
【図２】図２は、図１に示すパワーステアリング装置の正面図である。
【図３】図３は、図１におけるＡ−Ａ断面図である。
【図４】図４は、図１に示すパワーステアリング装置における上部ホルダー、キングピン及びステアリングナックルの連結状態を示す断面図である。
【図５】図５は、後輪駆動型車輌におけるパワーステアリング装置の平面図である。
【図６】図６は、図４に示すパワーステアリング装置の正面図である。
【符号の説明】
１  フロントアクスルケース
１ａ  第１ブラケット
２  フロントアクスル
３  ヨークメンバ
４，５  ホルダー
６  キングピン
７  ステアリングナックル
８  シリンダー
９  ピストンロッド
９ａ  ピストンロッドの外方端
１０  第２ブラケット
１１  タイロッド
１１ａ  タイロッドの内方端
１２  連結部材
１３  ガイドバー
【図１】
0003918162.tif 000002
【図２】
0003918162.tif 000003
【図３】
0003918162.tif 000004
【図４】
0003918162.tif 000005
【図５】
0003918162.tif 000006
【図６】
0003918162.tif 000007