JP2001310742A - ラック軸の支持構造 - Google Patents

ラック軸の支持構造

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    • B62D3/00Steering gears
    • B62D3/02Steering gears mechanical
    • B62D3/12Steering gears mechanical of rack-and-pinion type
    • B62D3/123Steering gears mechanical of rack-and-pinion type characterised by pressure yokes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16H55/00Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
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    • F16H55/26Racks
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 大きな荷重を受けとめたときにも、サポート
ヨークシートがずれないラック軸の支持構造を提供す
る。 【解決手段】 サポートヨーク8の傾斜面8aに凹部8
bを設け、ここにサポートヨークシート9の突起部9b
を係合させる。凹部8bの傾斜方向側にある端面8b2
は、傾斜面8aに対して垂直又は鋭角のエッジEを構成
する。

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・ピニオン
式ステアリング装置におけるラック軸の支持構造に関す
る。
【0002】
【従来の技術】図7は、ラック・ピニオン式ステアリン
グ装置における従来のラック軸の支持構造を示す断面図
である。図において、紙面に垂直な方向に伸びるラック
軸56は、ピニオン軸55と噛合している。ラック軸5
6は、ラック56aに対する背面側から、サポートヨー
クシート59を介してサポートヨーク58により支持さ
れている。このようなサポートヨーク58及びサポート
ヨークシート59として、例えば実開昭57−1742
72号公報には、図6に示すものが記載されている。
【0003】図6において、サポートヨーク58は金属
製の部材であり、一対の傾斜面58aを含むY字状の谷
状部58yを有している。この一対の傾斜面58aには
それぞれ溝58bが設けられ、底部には貫通孔58cが
設けられている。サポートヨーク58の、ラック軸方向
側における溝58bの両端面58b1は、傾斜面58a
に対して垂直に形成されているが、溝の下端面58b2
は、傾斜面58aに対して垂直ではなく、背面58eに
平行な平面である。一方、サポートヨークシート59は
合成樹脂製であり、一対の傾斜面部59aと、傾斜面部
59aの外側に設けられた係止用の突起部59bと、位
置決め用の突起部59cとを備えている。サポートヨー
クシート59をサポートヨーク58の谷状部58yに押
し込むと、突起部59cが貫通孔58cに挿入され、突
起部59bは溝58bに係合して両者が合体する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のラ
ック軸の支持構造において、大きな荷重がラック56a
にかかった場合、サポートヨークシート59には、図6
におけるA方向(摺動方向)のみならず、B方向(揺動
方向)にも大きな力が付与される。このとき、サポート
ヨークシート59の位置がB方向にずれることがある。
このようなずれが生じると、サポートヨークシート59
が破損する恐れがある。また、とりわけ、バリアブルギ
ヤレシオギヤ(以下、VGRギヤという。)と呼ばれ
る、ラック軸56の中央から両端部に向かってギヤ比が
変化する構造を採用した例えば電動パワーステアリング
装置の場合には、ギヤ比が相対的に高い状態のとき、ラ
ック56aには非常に大きな荷重がかかる。この結果、
上記のようなずれが発生する可能性が高い。
【0005】上記のような従来の問題点に鑑み、本発明
は、大きな荷重を受けとめたときにも、サポートヨーク
シートがずれないラック軸の支持構造を提供することを
目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、ラック・ピニ
オン式ステアリング装置におけるラック軸の支持構造に
おいて、ラック軸と、前記ラック軸を、これに交差する
方向から支持する一対の傾斜面を含む谷状部を有し、前
記傾斜面には傾斜方向側端面と、前記ラック軸の移動方
向側端面とを有する凹部が形成され、前記傾斜方向側端
面は、前記傾斜面に対して垂直又は鋭角のエッジを構成
するサポートヨークと、前記谷状部に嵌着される摺接用
部材であって、前記傾斜面に対応する傾斜面部の表面側
において前記ラック軸に摺接し、裏面側には前記凹部の
形状に合致して係合する突起部を有するサポートヨーク
シートとを備えたものである(請求項1)。上記のよう
に構成されたラック軸の支持構造では、サポートヨーク
シートの突起部がサポートヨークの凹部に係合して、当
該突起部がラック軸の移動方向側端面に当接することに
より摺動方向へのずれが防止され、当該突起部が傾斜方
向側端面に当接することにより、揺動方向へのずれが防
止される。特に、傾斜方向側端面が傾斜面に対して垂直
又は鋭角のエッジを構成していることにより、揺動方向
へのずれが確実に防止される。
【0007】また、上記ラック軸の支持構造(請求項
1)において、サポートヨークシートの傾斜面部の表面
側には、ラック軸の軸方向に直交する方向に曲率を有す
る凸曲面が含まれていてもよい(請求項2)。この場
合、傾斜面部の一部のみがラック軸と接触するため、接
触面積が小さい。従って、摺動抵抗が低減され、サポー
トヨークシートの摩耗が低減される。
【0008】また、上記ラック軸の支持構造(請求項
1)において、ラック軸は、中央から端部に向かってギ
ヤ比が変化するものであってもよい(請求項3)。この
場合、ギヤ比が高くなるとサポートヨークシートにかか
る揺動方向への荷重も大きくなるが、傾斜面に対して垂
直又は鋭角のエッジを構成する傾斜方向端面により、揺
動方向へのずれが確実に防止される。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の第1の実施形態に
よるラック軸の支持構造について図1〜図3を参照して
説明する。図3は、当該ラック軸の支持構造を含むラッ
ク・ピニオン式電動パワーステアリング装置のラック・
ピニオン周辺の断面図である。図において、ハウジング
1内に、軸受2及び3を介して、ピニオン軸5が回転自
在に支持されている。ハウジング1の上端部とピニオン
軸5との間には、オイルシール4が装着されている。ピ
ニオン軸5に形成されたピニオン5aには、紙面に垂直
な方向に伸びるラック軸6の側面に形成されたラック6
aが、噛みあっている。ハウジング1と一体に形成さ
れ、図の左方に突出した円筒部1aの端部には、キャッ
プ7が取り付けられている。このキャップ7とラック軸
6との間には、サポートヨーク8が設けられている。サ
ポートヨーク8は、ラック軸6を、これに交差する方向
から支持する部材である。サポートヨーク8は、図の左
右方向に若干の範囲で摺動可能となるように、円筒部1
aに保持されており、かつ、圧縮コイルばね10によっ
て右方向に付勢されている。サポートヨーク8にY字状
(横向き)に形成された谷状部8yには、摺接部材とし
てのサポートヨークシート9が取り付けられている。圧
縮コイルばね10の付勢を受けたサポートヨーク8は、
サポートヨークシート9を介して、ラック軸6に押し付
けられる。従って、ラック6aとピニオン5aとの間に
は所定の圧力が付与される。また、ラック軸6の左半部
が谷状部8yに填り込むことにより、ラック軸6は、サ
ポートヨーク8により紙面に垂直な方向に案内される。
【0010】図2の(a)は、上記ラック軸6をラック
6a側から見た図であり、(b)は当該ラック軸6と、
サポートヨーク8とを示す図である。このラック6a
は、中央側(図の右側)から両端部(右端部は省略)に
向かってギヤ比が高く変化しているVGRギヤである。
【0011】図1は、上記サポートヨーク8及びサポー
トヨークシート9を示す図であり、(a)及び(b)は
それぞれサポートヨーク8のみの断面図及び正面図、
(c)は(a)におけるC部拡大図、(d)及び(e)
はそれぞれサポートヨーク8にサポートヨークシート9
を取り付けた状態の断面図及び正面図である。(a)に
おいて、サポートヨーク8は、左半部が略円筒状であ
り、かつ、右半部が横向きのY字状の谷状部8yを形成
するように構成されている。(a)〜(c)において、
谷状部8yは、一対の傾斜面8aと、直径方向に設けた
溝8dとによって構成されている。一対の傾斜面8a
は、ラック軸6を、これに交差する方向から支持し、溝
8dは、ラック軸6をラック軸方向に案内する。各傾斜
面8aには一定の深さで四角形の凹部8bが形成されて
おり、この凹部8bと傾斜面8aとの境界に4つの端面
が形成されている。ラック軸の移動方向側端面8b1は
傾斜面8aに対して垂直に形成されている。また、傾斜
方向の下側端面8b2も同様であり、傾斜面8aに対し
て垂直のエッジE((c)参照)を構成している。一
方、傾斜方向の上側端面8b3は、傾斜面8aに対して
垂直ではなく、背面8e((a)参照)に対して垂直で
ある。溝8dの中央部には貫通孔8cが設けられてい
る。
【0012】(d)及び(e)において、サポートヨー
クシート9は、サポートヨーク8の谷状部8yに嵌着さ
れる摺接用部材であって、耐摩耗性に優れた合成樹脂又
は金属に同様の合成樹脂をコーティングしたものからな
る。サポートヨークシート9は、裏面側に、サポートヨ
ーク8の凹部8bと合致する形状の突起部9bと、位置
決め用の突起部9cとを有する。サポートヨークシート
9を谷状部8yに押し込んで、突起部9cを貫通孔8c
に挿入することにより位置決めが行われ、突起部9bが
凹部8bに嵌着される。この状態で突起部9bは、ラッ
ク軸の移動方向側においては端面8b1に当接し、傾斜
面8aの傾斜方向においては下側端面8b2に当接して
確実に固定される。従って、ラック軸の摺動方向
((e)のA方向)及び揺動方向((d)のB方向)の
いずれの方向に対しても、サポートヨークシート9のず
れを防止することができる。特に、VGRギヤにおいて
ギヤ比が高くなると、サポートヨークシート9にかかる
揺動方向への荷重も非常に大きくなるが、傾斜面8aに
対して垂直のエッジを構成する下側端面8b2により、
揺動方向へのずれを確実に防止することができる。
【0013】図4は、上記凹部8bの形状の変形例を示
す図であり、(a)及び(b)は図1の(c)に対応す
る断面図である。(a)に示す凹部8bが図1の(c)
と異なる点は、凹部8bの下側端面8b2が傾斜面8a
に対して鋭角のエッジEを構成していることである。ま
た、図示しないサポートヨークシートの突起部は、この
ような凹部8bに合致する形状である(以下の他の変形
例も同様)。上記のような鋭角のエッジEは、揺動に対
するずれ防止効果が高い。また、(b)に示す凹部8b
が図1の(c)と異なる点は、凹部8bの上側端面8b
3が傾斜面8aに対して垂直なことである。このような
凹部8bは、サポートヨークシート9の装着の容易性に
はやや欠けるが、下側端面8b2及び上側端面8b3の
両方によって、揺動に対して優れたずれ防止効果を発揮
する。また、(c)に示す凹部8bは上方に開放された
形状であり、すなわち上側端面が無い点で、図1の
(c)に示す形態とは異なる。このような凹部8bによ
っても、下側端面8b2の存在により、図1の(c)に
示す凹部8bと同様の作用効果が得られる。
【0014】上記各変形例から明らかなように、凹部8
bは、下側端面8b2及び上側端面8b3の少なくとも
一方が傾斜面8aに対して直角又は鋭角のエッジを構成
するものであればよい。また、凹部8bは四角形の他、
(c)に示すように上方が開放された形や、その逆に下
方が開放された形であってもよい。さらに、四角形等に
限らず、U字状、V字状、円形、楕円形等であってもよ
い。要するに、凹部8bは、傾斜面8aの傾斜方向側端
面と、ラック軸の移動方向側端面とを備えており、か
つ、傾斜方向側端面(8b2又は8b3)が傾斜面8a
に対して垂直又は鋭角のエッジを構成するものであれば
よい。
【0015】図5は、第2の実施形態によるラック軸の
支持構造におけるサポートヨークシート9を示す側面図
である。なお、サポートヨークやラック軸の構成は、図
1や図2に示すものと同一である。図5において、この
サポートヨークシート9は、傾斜面部9aの表面が一平
面ではなく、平面と曲面とにより構成されている。すな
わち、傾斜面部9aの表面のうち、ラック軸6(図2)
との接触中心となる中間部P2のみが平面であり、上部
P3及び下部P1は、ラック軸6の軸方向(図5の紙面
に垂直な方向)に直交する方向に曲率R(例えば50m
m程度)を有する、ラック軸側に凸形状な凸曲面であ
る。このような構造によれば、通常は主として中間部P
2がラック軸6と接触するため、傾斜面部9a全体が接
触する場合に比べて接触面積が小さい。従って、サポー
トヨークシート9とラック軸6との摺動抵抗を低減する
ことができ、サポートヨークシート9の摩耗を低減する
ことができる。また、サポートヨークシート9とラック
軸6との間に特に強い圧力がかかったときには、中間部
P2が押されて扁平化し、上部P3及び下部P1を含め
た傾斜面部9a全体で圧力を受けることができる。
【0016】
【発明の効果】以上のように構成された本発明は以下の
効果を奏する。請求項1のラック軸の支持構造によれ
ば、サポートヨークシートの突起部がサポートヨークの
凹部に係合し、凹部の傾斜方向側端面が傾斜面に対して
垂直又は鋭角のエッジを構成しているので、大きな荷重
を受けてもサポートヨークシートがずれない。
【0017】請求項2のラック軸の支持構造によれば、
サポートヨークシートとラック軸との摺動抵抗が低減さ
れるので、サポートヨークシートの摩耗が低減される。
【0018】請求項3のラック軸の支持構造によれば、
ギヤ比が高くなるとサポートヨークシートにかかる揺動
方向への荷重も非常に大きくなるが、傾斜面に対して垂
直又は鋭角のエッジを構成する傾斜方向端面により、揺
動方向へのずれを確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態によるラック軸の支持
構造におけるサポートヨーク及びサポートヨークシート
を示す図であり、(a)及び(b)はそれぞれサポート
ヨークのみの断面図及び正面図、(c)は(a)におけ
るC部拡大図、(d)及び(e)はそれぞれサポートヨ
ークにサポートヨークシートを取り付けた状態の断面図
及び正面図である。
【図2】(a)は、上記ラック軸の支持構造におけるラ
ック軸をラック側から見た図であり、(b)は当該ラッ
ク軸と、サポートヨークとを示す図である。
【図3】上記ラック軸の支持構造を含むラックピニオン
式電動パワーステアリング装置のラック・ピニオン周辺
の断面図である。
【図4】上記ラック軸の支持構造におけるサポートヨー
クの凹部の他の例を示す図である。
【図5】第2の実施形態によるラック軸の支持構造にお
けるサポートヨークシートの側面図である。
【図6】従来のサポートヨーク及びサポートヨークシー
トを示す斜視図である。
【図7】従来のサポートヨーク、サポートヨークシー
ト、ラック軸及びピニオン軸を示す断面図である。
【符号の説明】
5a ピニオン 6 ラック軸 6a ラック 8 サポートヨーク 8a 傾斜面 8b 凹部 8b1 端面 8b2 下側端面 8b3 上側端面 8y 谷状部 9 サポートヨークシート 9a 傾斜面部 9b 突起部 E エッジ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ラック・ピニオン式ステアリング装置にお
    けるラック軸の支持構造において、 ラック軸と、 前記ラック軸を、これに交差する方向から支持する一対
    の傾斜面を含む谷状部を有し、前記傾斜面には傾斜方向
    側端面と、前記ラック軸の移動方向側端面とを有する凹
    部が形成され、前記傾斜方向側端面は、前記傾斜面に対
    して垂直又は鋭角のエッジを構成するサポートヨーク
    と、 前記谷状部に嵌着される摺接用部材であって、前記傾斜
    面に対応する傾斜面部の表面側において前記ラック軸に
    摺接し、裏面側には前記凹部の形状に合致して係合する
    突起部を有するサポートヨークシートとを備えたことを
    特徴とするラック軸の支持構造。
  2. 【請求項2】前記サポートヨークシートの傾斜面部の表
    面側には、ラック軸の軸方向に直交する方向に曲率を有
    する凸曲面が含まれている請求項1記載のラック軸の支
    持構造。
  3. 【請求項3】前記ラック軸は、中央から端部に向かって
    ギヤ比が変化するものである請求項1記載のラック軸の
    支持構造。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010254238A (ja) * 2009-04-28 2010-11-11 Jtekt Corp ラック軸支持装置および車両用操舵装置
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DE102008049489B4 (de) * 2007-10-01 2021-03-25 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) Lenkungszahnstangen-Verschleißausgleichsvorrichtung

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