JP2000128000A - ラックアンドピニオン式パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 緩衝用弾性リングの劣化を防止する。安定し
た緩衝性能を長期にわたって維持できるようにする。 【解決手段】 ラック２１の端部に、段差面２３ａを有
するリテーナ２３を介してＯリング２５を取り付け、助
勢シリンダ２０の端面のラック貫通孔２４の周縁に窪み
２６を形成する。Ｏリング２５が当接する窪み２６の底
面２６ａを、ラック貫通孔２４の中心に向かって漸次深
くなるテーパ形状、若しくは、曲面形状に形成する。ラ
ック２１がストロークエンドまで変位すると、Ｏリング
２５がリテーナ２３と窪み２６の底面２６ａの間で押し
潰されるが、Ｏリング２５は窪み２６の底面２６ａのう
ちのラック貫通孔２４との隣接エッジ部２７には接触し
なくなる。この結果、Ｏリング２５に応力集中が生じな
くなり、Ｏリング２５の耐久性が高まる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ラックアンドピニ
オン式パワーステアリング装置、とりわけ、ラックのス
トローク端の緩衝部構造を改良したラックアンドピニオ
ン式パワーステアリング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ラックアンドピニオン式のパワーステア
リング装置は、通常、図５に示すような構造となってい
る。

【０００３】同図に示すパワーステアリング装置につい
て簡単に説明すると、ステアリングシャフト１の出力端
に結合されたピニオン（図示せず。）は助勢シリンダ２
に組み込まれたラック３に噛合され、助勢シリンダ２の
端面を貫通したこのラック３の両端部はボールジョイン
ト４を介して車両左右のタイロッド５に連結されてい
る。そして、ラック３には助勢シリンダ２内を右シリン
ダ室６と左シリンダ室７とに隔成するピストン８が結合
されており、ステアリングシャフト１の捩りトルクに応
じた圧力差が両シリンダ室６，７間に作用すると、その
圧力差がピストン８を介して助勢力としてラック３に作
用するようになっている。

【０００４】また、ラック３の各端部には、図６，図７
に拡大して示すようにラック３の軸方向内側に向いた段
差面９ａを有するリテーナ９が嵌着固定されており、こ
のリテーナ９の段差面９ａがボールジョイント４に当接
支持されると共に、リテーナ９の縮径部９ｂの段差面９
ａ寄り部分に緩衝用弾性リングであるＯリング１０が嵌
着固定されている。そして、これに対し助勢シリンダ２
の各端面のラック貫通孔１１の周縁には、Ｏリング１０
の外径よりも内径の大きい環状の窪み１２が形成されて
おり、ラック３がストロークエンドまで変位したときに
最初にＯリング１０がこの窪み１２の底面１２ａに当接
して、助勢シリンダ２の端面とリテーナ９（ボールジョ
イント４）の衝突ショックを緩和するようになってい
る。尚、この技術は、平成５年発行「日産ローレル新型
車解説書」等に示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のパワーステアリング装置の場合、助勢シリンダ２の
端面に設けられた窪み１２の底面１２ａが、助勢シリン
ダ２のラック貫通孔１１と直交する偏平面となっている
ため、図７に示すように、ラック３がストロークエンド
まで変位してＯリング１０が窪み１２とリテーナ９の間
で押し潰されたときに、Ｏリング１０が窪み１２の底面
１２ａのうちのラック貫通孔１１との隣接エッジ部１３
に強く押しけられ、このときＯリング１０に応力集中が
生じてＯリング１０の劣化を招き易くなるという不具合
がある。

【０００６】そこで本発明は、緩衝用弾性リングの劣化
を確実に防止できるようにして、安定した緩衝性能を長
期にわたって維持することのできるラックアンドピニオ
ン式パワーステアリング装置を提供しようとするもので
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ための手段として、請求項１に記載の発明は、ステアリ
ングシャフトの出力端に結合されたピニオンが助勢シリ
ンダに組み込まれたラックに噛合され、この助勢シリン
ダの端面を貫通したラックの端部がボールジョイントを
介して車両左右のタイロッドに連結されたラックアンド
ピニオン式パワーステアリング装置であって、前記ラッ
クの各端部に設けられた段部に緩衝用弾性リングが装着
される一方で、前記助勢シリンダの各端面のラック貫通
孔の周縁に、前記緩衝用弾性リングの外径よりも内径の
大きい環状の窪みが形成され、前記ラックのストローク
エンドにおいてこの窪みの底面に緩衝用弾性リングが当
接するようにされたものにおいて、前記窪みの底面を、
ラック貫通孔の中心に向かって漸次深くなるテーパ形
状、若しくは、曲面形状に形成するようにした。

【０００８】この発明の場合、ラックがストロークエン
ドまで変位して緩衝用弾性リングが助勢シリンダの窪み
の底面に当接すると、緩衝用弾性リングが窪みの底面に
沿って弾性変形する。しかし、このとき窪みの底面はラ
ック貫通孔の中心に向かって漸次深くなるテーパ形状、
若しくは、曲面形状に形成されていることから、緩衝用
弾性リングは窪みの底面のうちのラック貫通孔との隣接
エッジ部には接触しなくなる。

【０００９】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、窪みの底面を、ラック貫通孔の中心に
向かって漸次深くなる曲面形状に形成し、緩衝用弾性リ
ングをＯリングによって構成するようにした。

【００１０】この発明の場合、緩衝用弾性リングの外周
の曲面と窪みの底面の曲面が広い面積でもって接触し、
緩衝用弾性リングに応力集中が生じにくくなる。

【００１１】

【発明の実施の形態】次に、本発明の一実施例を図１，
図２に基づいて説明する。

【００１２】この実施例のラックアンドピニオン式パワ
ーステアリング装置は、ここでは図示しないが、ステア
リングシャフトの出力端に結合されたピニオンが助勢シ
リンダに組み込まれたラックに噛合されている点、助勢
シリンダの端面を貫通したラックの端部がボールジョイ
ントを介して車両左右のタイロッドに連結されている
点、ラックに結合されたピストンが助勢シリンダ内に収
容され、ステアリングシャフトの捩りトルクに応じた圧
力差をピストンに作用させることによってラックの作動
を助勢する点等の基本構成は図５に示した従来のものと
まったく同様の構成となっている。

【００１３】図１，図２において、２０は、ラック２１
の操作を助勢する助勢シリンダであり、２２は、ラック
２１の各端部に取り付けられたボールジョイントであ
る。ラック２１の各端部には、縮径部２３ｂと拡径部２
３ｃと、これら縮径部２３ｂと拡径部２３ｃを接続する
段差面２３ａとを備えたリテーナ２３が嵌着固定されて
おり、このリテーナ２３の段差面２３ａと拡径部２３ｃ
はボールジョイント２２のハウジング部に被着状態で当
接支持されている。このリテーナ２３はラック２１の各
端部において本発明における段部を構成し、段差面２３
ａが助勢シリンダ２０の端面に向き合うようになってい
る。そして、リテーナ２３の縮径部２３ｂは、その外径
が助勢シリンダ２０のラック貫通孔２４の内径よりも小
さく設定されると共に、その外周面の段差面２３ａ寄り
部分に緩衝用弾性リングとしてのＯリング２５が嵌着固
定されている。

【００１４】一方、助勢シリンダ２０の各端面のラック
貫通孔２４の周縁には、その内径がＯリング２５の外径
よりも大きく、かつリテーナ２３の段差面２３ａの外径
よりも小さい環状の窪み２６が形成されている。この窪
み２６は、その底面２６ａにＯリング２５が当接するこ
とよって助勢シリンダ２０の端面とリテーナ２３（ボー
ルジョイント２２）の衝突ショックを緩和する部分であ
るが、その底面２６ａはラック貫通孔２４に対して直交
して形成されているのではなく、ラック貫通孔２４の中
心に向かって漸次深さが深くなるようなテーパ形状に形
成されている。

【００１５】このラックアンドピニオン式パワーステア
リング装置は以上のような構成であるため、ステアリン
グの大きな操舵によってラック２１がストロークエンド
まで変位すると、最初に、図２に示すようにリテーナ２
３の縮径部２３ｂが助勢シリンダ２０のラック貫通孔２
４に入り込み、Ｏリング２５が助勢シリンダ２０の窪み
２６の底面２６ａに当接する。そして、こうしてラック
２１のストロークがさらに進むと、Ｏリング２５がリテ
ーナ２３の段差面２３ａと窪み２６の底面２６ａの間で
圧縮され、このときＯリング２５が図１に示すように弾
性変形することによって助勢シリンダ２０の端面とリテ
ーナ２３（ボールジョイント２２）の衝突ショックが緩
和される。

【００１６】ところで、Ｏリング２５はリテーナ２３の
段差面２３ａと窪み２６の底面２６ａの間で圧縮される
際に窪み２６の底面２６ａに沿って弾性変形するが、窪
み２６の底面２６ａがラック貫通孔２４の中心に向かっ
て漸次深さが深くなるテーパ形状に形成されていること
から、Ｏリング２５はこのとき窪み２６の底面２６ａの
ラック貫通孔２４との隣接エッジ部２７まで膨出するこ
となく、図１に示すようにその手前側において弾性変形
する。したがって、Ｏリング２５は隣接エッジ部２７に
接触しないことから応力集中が生じにくく、長期にわた
って安定した緩衝性能を得ることが可能である。

【００１７】尚、本発明の実施例は以上で説明したもの
に限るものではなく、例えば、窪み２６の底面２６ａに
当接する緩衝用弾性リングはＯリング２５に変えて、円
形以外の断面形状のものを採用することも可能である。
また、図３，図４に示すように、緩衝用弾性リングとし
てＯリング２５を採用する一方で、助勢シリンダ２０の
端面に形成する窪み３６の底面３６ａをラック貫通孔２
４の中心に向かって漸次深さが深くなる略円形の曲面形
状にするようにしても良い。このようにした場合には、
Ｏリング２５の外周面と窪み３６の底面３６ａの接触面
積が広くなると共に、Ｏリング２５の潰れ変形が緩やか
になり、その結果、応力集中による緩衝用弾性リング
（Ｏリング２５）の劣化がより生じにくくなって同リン
グの耐久性がさらに向上する。

【００１８】

【発明の効果】以上のように請求項１に記載の発明は、
緩衝用弾性リングの当接する窪みの底面を、ラック貫通
孔の中心に向かって漸次深くなるテーパ形状、若しく
は、曲面形状に形成するようにしたため、ラックがスト
ロークエンドまで変位して緩衝用弾性リングが大きく押
し潰されたときであっても、緩衝用弾性リングが窪みの
底面のうちのラック貫通孔との隣接エッジ部に接触する
ことがなくなり、その結果、緩衝用弾性リングに応力集
中が生じなくなって同リングの劣化を確実に防止するこ
とが可能になる。したがって、この発明によれば、緩衝
用弾性リングによる安定した緩衝性能を長期にわたって
維持することが可能である。

【００１９】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、窪みの底面を、ラック貫通孔の中心に
向かって漸次深くなる曲面形状に形成し、緩衝用弾性リ
ングをＯリングによって構成するようにしたため、緩衝
用弾性リングの外周の曲面と窪みの底面の曲面が広い面
積でもって接触するようになると共に、緩衝用弾性リン
グの潰れ変形が緩やかになり、その結果、緩衝用弾性リ
ングへの応力集中がより少なくなって同リングの耐久性
がより高まる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す要部の断面図。

【図２】同実施例を示す要部の断面図。

【図３】本発明の他の実施例を示す要部の断面図。

【図４】同実施例を示す要部の断面図。

【図５】従来の技術を示すラックアンドピニオン式パワ
ーステアリング装置の部分破断側面図。

【図６】従来の技術を示す要部の拡大断面図。

【図７】同技術を示す要部の拡大断面図。

【符号の説明】

２０…助勢シリンダ ２１…ラック ２２…ボールジョイント ２３…リテーナ（段部） ２４…ラック貫通孔 ２５…Ｏリング（緩衝用弾性リング） ２６，３６…窪み ２６ａ，３６ａ…底面

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステアリングシャフトの出力端に結合さ
   れたピニオンが助勢シリンダに組み込まれたラックに噛
   合され、この助勢シリンダの端面を貫通したラックの端
   部がボールジョイントを介して車両左右のタイロッドに
   連結されたラックアンドピニオン式パワーステアリング
   装置であって、前記ラックの各端部に設けられた段部に
   緩衝用弾性リングが装着される一方で、前記助勢シリン
   ダの各端面のラック貫通孔の周縁に、前記緩衝用弾性リ
   ングの外径よりも内径の大きい環状の窪みが形成され、
   前記ラックのストロークエンドにおいてこの窪みの底面
   に緩衝用弾性リングが当接するようにされたものにおい
   て、 前記窪みの底面を、ラック貫通孔の中心に向かって漸次
   深くなるテーパ形状、若しくは、曲面形状に形成したこ
   とを特徴とするラックアンドピニオン式パワーステアリ
   ング装置。
2. 【請求項２】 前記窪みの底面を、ラック貫通孔の中心
   に向かって漸次深くなる曲面形状に形成し、前記緩衝用
   弾性リングをＯリングによって構成したことを特徴とす
   る請求項１に記載のラックアンドピニオン式パワーステ
   アリング装置。