JP2002161969A - ステアリングラックの制振構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ステアリングラックの作動性を阻害すること
なく、広範囲の振動周波数に亘って制振できるステアリ
ングラックの制振構造を提供する。 【解決手段】 車輪振動やステアリングシミー、ブレー
キジャダーなどによってステアリングラック２が振動す
ると、このステアリングラック２の収容穴２Ｅに所定の
隙間Ｃを保有して収容された棒状の錘９と収容穴２Ｅの
内周面とがすべり摩擦を伴いながら相対的に振動して衝
突する。そして、両者のすべり摩擦および衝突に伴うエ
ネルギ損失により、振動が減衰されてステアリングラッ
ク２が制振される。その際、棒状の錘９と収容穴２Ｅの
内周面とは、相互に緩衝部材９Ｂを介して衝突し、緩衝
部材９Ｂが両者の衝突音の発生を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両に装備される
ステアリングラックの振動を低減する制振構造に関し、
詳しくは、小型軽量なステアリングラックの制振構造に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車などの車両においては、エンジン
の振動や走行中の車輪の振動を受けて車体やその付属装
置、部品等が振動する。この振動が大きいと、車両の耐
久性が低下するばかりでなく、車室内に振動や騒音が伝
わって車両の静粛性、居住性、運転操作性などが低下す
る。そこで、エンジンを始め、車体やその付属装置、部
品の振動を抑制する対策として、従来、マスダンパ、ダ
イナミックダンパ、制振材などが使用されている。

【０００３】前記マスダンパは、振動を低減しようとす
る対象部材（以下、振動物という）に錘を付加すること
で振動物の固有振動数を変化させるものであり、十分な
制振効果を得るためには、振動物の重量に対応して錘の
重量を大きくする必要がある。また、ダイナミックダン
パは、弾性体のばね定数と錘の重量により振動物を制振
させるものであり、特定の振動周波数には有効である
が、広範囲な振動周波数には対応できない。さらに、制
振材は、板状の振動物を対象としてシート状の弾性部材
を単層または複数層に貼着するものであり、ある程度広
い面積に貼着しないと効果が上がらない上、制振機能が
温度に依存して変化する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ここで、エンジンルー
ム内に配置されるステアリング系のステアリングラック
は、車輪の振動を受けて振動する他、ステアリング系の
ガタに起因するステアリングシミーやブレーキ操作に伴
うブレーキジャダーなどにより振動する。すなわち、ス
テアリングラックは、極めて広範囲な振動周波数で振動
し、その振動をステアリングホイールを介して運転者の
手元に伝達する。このため、車両の静粛性、居住性を向
上させると共に、特に運転者の運転操作感覚を改善する
観点から、ステアリングラックの制振対策が重要な課題
となっている。

【０００５】ところで、前記ステアリングラックの制振
対策として、前記ダイナミックダンパは、広範囲な振動
周波数に対応できないため不向きである。また、マスダ
ンパは、ステアリングラックの重量を大巾に増加してそ
の作動性を阻害する恐れがあるので好ましくない。さら
に、ステアリングラックが配置される路面付近は、温度
の変化幅が極めて大きいため、制振材の貼着によっては
確実な制振効果が期待できない。このような事情から、
ステアリングラックの作動性を阻害することなく、広範
囲の振動周波数に亘ってステアリングラックを制振でき
るステアリングラックに好適な制振対策が従来から要望
されている。

【０００６】そこで、本発明は、ステアリングラックの
作動性を阻害することなく、広範囲の振動周波数に亘っ
て制振できるステアリングラックの制振構造を提供する
ことを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
め、第１の発明は、車両に装備されるステアリングラッ
クの振動を抑制する制振構造であって、前記ステアリン
グラックには収容穴が設けられ、この収容穴には、錘が
相対的に振動して衝突可能に所定の隙間を保有して収容
されていることを特徴とする。

【０００８】第１の発明に係るステアリングラックの制
振構造では、車輪の振動やステアリングシミー、ブレー
キジャダーなどによってステアリングラックが振動する
と、このステアリングラックの収容穴に所定の隙間を保
有して収容された錘と前記収容穴の内周面とがすべり摩
擦を伴いながら相対的に振動して衝突する。そして、両
者のすべり摩擦および衝突に伴うエネルギ損失により、
振動が減衰されてステアリングラックが制振される。

【０００９】また、第２の発明は、前記第１の発明に係
るステアリングラックの制振構造であって、前記収容穴
の内周面と前記錘の外周面との間には、空気をステアリ
ングラックの長手方向に流通可能とする空気流路が設け
られ、この空気流路の両端部をステアリングラックの外
周側に連通させる連通孔がステアリングラックに設けら
れていることを特徴とする。

【００１０】第２の発明に係るステアリングラックの制
振構造では、例えばステアリングラックが筒状のギヤボ
ックス内に配置されて両者の間に油圧シリンダ機構が構
成される場合、ステアリングラックの両端部外周側のブ
ーツによって密閉された空気は、ステアリングラックに
設けられた連通孔およびステアリングラックの収容穴の
内周面と錘の外周面との間に設けられた空気流路を介し
て流通可能となる。このため、ステアリングラックは、
エアクッションの弊害を伴うことなく円滑に作動する。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明に係
るステアリングラックの制振構造の実施の形態を説明す
る。参照する図面において、図１は本発明の一実施形態
に係るステアリングラックの制振構造を一部破断して示
す分解斜視図、図２は図１に示したステアリングラック
および棒状の錘の横断面図である。

【００１２】一実施形態に係るステアリングラックの制
振構造は、図１に示すように、車両に装備された油圧式
パワーステアリング機構１を構成するステアリングラッ
ク２の振動を抑制する構造である。そこで、まず、油圧
式ステアリング機構１の概略構造を説明する。この油圧
式パワーステアリング機構１は、前記ステアリングラッ
ク２をピストンロッドとして収容することにより油圧シ
リンダ機構を構成する筒状のギヤボックス３と、このギ
ヤボックス３の一端部に固定されたバルブボディユニッ
ト４とを備えている。

【００１３】前記ステアリングラック２は、ラック部２
Ａにピストンロッド部２Ｂが接続された構造を有し、前
記バルブボディユニット４側のラック部２Ａの端部およ
び反対側のピストンロッド部２Ｂの端部には、図示しな
いタイロッドに接続される小径の接続部２Ｄ，２Ｄがそ
れぞれ突設されている。この接続部２Ｄ，２Ｄを有する
ステアリングラック２の両端部は、前記ギヤボックス３
の両端部から突出しており、ギヤボックス３の両端部と
ステアリングラック２の両端部との間には、伸縮自在な
ブーツ５，５がそれぞれ被着されている。そして、この
ブーツ５，５によって、前記接続部２Ｄ，２Ｄを除いた
ステアリングラック２の大部分およびギヤボックス３の
内部が密封されている。

【００１４】一方、前記ギヤボックス３は、前記ラック
部２Ａおよびピストンロッド部２Ｂに跨ってステアリン
グラック２を覆っており、ピストンロッド部２Ｂを覆う
部分には、前記ピストン２Ｃとの間に左右の油圧室Ａ，
Ｂを形成するヘッド３Ａ，３Ｂが形成されている。そし
て、ピストン２Ｃとヘッド３Ａとの間の油圧室Ａおよび
ピストン２Ｃとヘッド３Ｂとの間の油圧室Ｂがそれぞれ
油圧管路６，７を介して前記バルブボディユニット４に
接続されている。

【００１５】前記バルブボディユニット４は、前記ステ
アリングラック２のラック部２Ａに噛み合うピニオン軸
８を包持している。このバルブボディユニット４は、ピ
ニオン軸８の回転方向に応じて前記油圧室Ａまたは油圧
室Ｂへの作動油の供給を切り換える機能を有し、例え
ば、油圧管路６を介して油圧室Ａに作動油を供給すると
同時に、油圧管路７を介して油圧室Ｂ内の作動油を回収
する。

【００１６】ここで、一実施形態に係るステアリングラ
ックの制振構造として、前記ステアリングラック２のピ
ストンロッド部２Ｂには、長手方向に延びる収容穴２Ｅ
が設けられている。この収容穴２Ｅは、ピストンロッド
部２Ｂをパイプ材で構成し、その両端部の内周に左右一
対の孔開きプラグ１０，１０を嵌合することで、ピスト
ンロッド部２Ｂ内に区画形成されている。そして、この
孔開きプラグ１０，１０により収容穴２Ｅと区画された
ピストンロッド部２Ｂの両端部には、直径方向に貫通す
る連通孔２Ｆ，２Ｆが形成されている。この構造によ
り、前記収容穴２Ｅは、孔開きプラグ１０，１０および
連通孔２Ｆ，２Ｆを介してステアリングラック２の外周
側の空間、すなわち、前記ブーツ５，５で覆われた密閉
空間に連通されている。

【００１７】また、一実施形態に係るステアリングラッ
クの制振構造として、図２に示すように、前記ステアリ
ングラック２におけるピストンロッド部２Ｂの収容穴２
Ｅ内には、断面形状が丸みを帯びた十文字状を呈する棒
状の錘９が収容されている。この棒状の錘９は、鋼製の
芯材９Ａの表面に合成ゴムなどの緩衝部材９Ｂを被覆し
たものである。芯材９Ａとしては、鋼に限らず、比重の
大きい種々の材料を使用することができる。また、緩衝
部材９Ｂとしては、高比重の合成ゴムが適しているが、
これに限らず、緩衝効果のある種々の合成樹脂材を使用
することができる。この緩衝部材９Ｂの表面は滑らかに
形成されている。そして、このような棒状の錘９の外周
面と前記収容穴２Ｅの内周面との間には、空気をステア
リングラック２におけるピストンロッド部２Ｂの長手方
向に流通可能とする空気流路１１が設けられている。

【００１８】前記の棒状の錘９は、ステアリングラック
２におけるピストンロッド部２Ｂの収容穴２Ｅに対して
相対的に振動し、緩衝部材９Ｂを介して衝突するよう
に、前記収容穴２Ｅ内に所定の隙間を保有して収容され
ている。すなわち、この棒状の錘９は、収容穴２Ｅに対
して直径方向に０．１〜０．５ｍｍの移動可能な隙間Ｃ
を開けて収容されている。この隙間Ｃを０．１ｍｍ以上
としたのは、隙間Ｃが０．１ｍｍ未満であると、ステア
リングラック２の振動に伴う棒状の錘９と収容穴２Ｅと
の衝突によるエネルギ損失が少なく、十分な制振効果が
期待できないからである。また、隙間Ｃを０．５ｍｍ以
下としたのは、隙間Ｃが０．５ｍｍを超えると、ステア
リングラック２の振動に伴う棒状の錘９と収容穴２Ｅと
の衝突音の発生を十分に防止できなくなる恐れがあるか
らである。

【００１９】以上のように構成された一実施形態に係る
ステアリングラックの制振構造においては、ギヤボック
ス３の両端部とステアリングラック２の両端部との間に
被着されたブーツ５，５によって密封された空気は、ピ
ストンロッド部２Ｂの両端部に開口する連通孔２Ｆ，２
Ｆ、孔開きプラグ１０，１０および収容穴２Ｅの内周面
と棒状の錘９の外周面との間の空気流路１１を介して相
互に流通可能である。従って、油圧式パワーステアリン
グ機構１においては、図示しないステアリングホイール
の転舵操作に応じてピニオン軸８が回転すると、バルブ
ボディユニット４が油圧管路６，７を介して油圧室Ａま
たは油圧室Ｂへの作動油の供給を切り換えることによ
り、ステアリングラック２が円滑に作動して転舵操作を
行うことができる。

【００２０】ここで、一実施形態のステアリングラック
の制振構造においては、図示しない車輪の振動やステア
リングシミー、ブレーキジャダーなどによってステアリ
ングラック２が振動すると、そのピストンロッド部２Ｂ
の収容穴２Ｅに所定の隙間Ｃを保有して収容された棒状
の錘９と、前記収容穴２Ｅの内周面とがすべり摩擦を伴
いながら相対的に振動して衝突する。そして、両者のす
べり摩擦および衝突に伴うエネルギ損失により、振動が
減衰されてステアリングラック２が制振される。その
際、棒状の錘９と収容穴２Ｅの内周面とは、相互に緩衝
部材９Ｂを介して衝突し、緩衝部材９Ｂが両者の衝突音
の発生を防止する。

【００２１】すなわち、一実施形態のステアリングラッ
クの制振構造によれば、振動するステアリングラック２
の収容穴２Ｅの内周面と棒状の錘９とがすべり摩擦を伴
いながら相対的に振動して衝突することにより、ステア
リングラック２が制振されるのであり、この制振作用は
広範囲の振動周波数に亘って発揮されるため、ステアリ
ングラック２を広範囲の振動周波数に亘って制振するこ
とができる。

【００２２】また、一実施形態のステアリングラックの
制振構造は、ステアリングラック２に設けた収容穴２Ｅ
に棒状の錘９を収容するという簡単な構造であり、棒状
の錘９は小型軽量に構成することができるため、ステア
リングラック２の作動性を阻害することがない。

【００２３】さらに、ステアリングラック２と棒状の錘
９との衝突音の発生を緩衝部材９Ｂが防止するため、静
粛である。従って、一実施形態のステアリングラックの
制振構造によれば、車両の静粛性、居住性を向上でき、
図示しないステアリングホイールへの振動伝達を低減し
て運転者のステアリングホイールの操作感覚も改善する
ことができる。

【００２４】なお、一実施形態のステアリングラックの
制振構造においては、棒状の錘９が丸みを帯びた十文字
状の断面形状を呈しているが、その断面形状は、収容穴
２Ｅの内周面との間の衝突面を有し、かつ、収容穴２Ｅ
の内周面との間に空気流路１１を形成できる限り、小判
形、楕円形、丸みを帯びた星型など、種々の断面形状と
することができる。また、緩衝部材９Ｂが棒状の錘９の
表面に被覆されているが、緩衝部材は、ピストンロッド
部２Ｂの収容穴２Ｅの表面に被覆されていてもよい。さ
らに、緩衝部材は、棒状の錘９と収容穴２Ｅとの衝突音
の発生を防止できる限り、棒状の錘９の表面全体を被覆
する必要はなく、少なくとも棒状の錘９の衝突面を部分
的に被覆するものであってもよい。また、棒状の錘９
は、その一部が切り欠かれたものであってもよく、ま
た、長手方向に分割された構造であってもよい。

【００２５】本発明のステアリングラックの制振構造
は、油圧式パワーステアリング機構を構成するステアリ
ングラックに限らず、電動式ステアリング機構を構成す
るステアリングラックにも適用することができる。この
場合、ステアリングラックの収容穴の内周面と棒状の錘
の外周面との間に空気流路を形成する必要がないときに
は、棒状の錘９の断面形状は、収容穴との間に所定の隙
間を形成する直径の円形断面としてもよい。また、本発
明のステアリングラックの制振構造において、ステアリ
ングラックの収容穴に収容される錘は、前記収容穴に所
定の隙間を保有して衝突可能に収容される限り、棒状に
限らず、複数の駒状に形成されていてもよい。また、緩
衝部材は必須のものではなく、省略されていてもよい。

【００２６】

【発明の効果】以上説明した通り、第１の発明に係るス
テアリングラックの制振構造においては、車輪振動やス
テアリングシミー、ブレーキジャダーなどによってステ
アリングラックが振動すると、このステアリングラック
の収容穴に所定の隙間を保有して収容された錘と前記収
容穴の内周面とがすべり摩擦を伴いながら相対的に振動
して衝突する。そして、両者のすべり摩擦および衝突に
伴うエネルギ損失により、振動が減衰されてステアリン
グラックが制振される。

【００２７】すなわち、第１の発明に係るステアリング
ラックの制振構造によれば、振動するステアリングラッ
クの収容穴の内周面と錘とがすべり摩擦を伴いながら相
対的に振動して衝突することにより、ステアリングラッ
クが制振されるのであり、この制振作用は広範囲の振動
周波数に亘って発揮されるため、ステアリングラックを
広範囲の振動周波数に亘って制振することができる。ま
た、ステアリングラックに設けた収容穴に錘を収容する
という簡単な構造であり、錘は小型軽量に構成すること
ができるため、ステアリングラックの作動性を阻害する
ことがない。従って、車両の静粛性、居住性を向上で
き、ステアリングホイールへの振動伝達を低減して運転
者のステアリングホイールの操作感覚も改善することが
できる。

【００２８】一方、第２の発明に係るステアリングラッ
クの制振構造においては、例えばステアリングラックが
筒状のギヤボックス内に配置されて両者の間に油圧シリ
ンダ機構が構成される場合、ステアリングラックの両端
部外周側のブーツによって密閉された空気は、ステアリ
ングラックに設けられた連通孔およびステアリングラッ
クの収容穴の内周面と棒状の錘の外周面との間に設けら
れた空気流路を介して流通可能となる。このため、ステ
アリングラックは、エアクッションの弊害を伴うことな
く円滑に作動する。従って、第２の発明に係るステアリ
ングラックの制振構造によれば、油圧式パワーステアリ
ング装置を構成するステアリングラックに対しても、第
１の発明に係るステアリングラックの制振構造と同様の
作用効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るステアリングラック
の制振構造を一部破断して示す分解斜視図である。

【図２】図１に示したステアリングラックおよび棒状の
錘の横断面図である。

【符号の説明】

２ ：ステアリングラック ２Ａ：ラック部 ２Ｂ：ピストンロッド部 ２Ｃ：ピストン ２Ｄ：接続部 ２Ｅ：収容穴 ２Ｆ：連通孔 ３ ：ギヤボックス ９ ：棒状の錘 ９Ａ：芯材 ９Ｂ：緩衝部材 １０ ：孔開きプラグ １１ ：空気流路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両に装備されるステアリングラックの
   振動を抑制する制振構造であって、前記ステアリングラ
   ックには収容穴が設けられ、この収容穴には、錘が相対
   的に振動して衝突可能に所定の隙間を保有して収容され
   ていることを特徴とするステアリングラックの制振構
   造。
2. 【請求項２】 請求項１に記載されたステアリングラッ
   クの制振構造であって、前記収容穴の内周面と前記錘の
   外周面との間には、空気をステアリングラックの長手方
   向に流通可能とする空気流路が設けられ、この空気流路
   の両端部をステアリングラックの外周側に連通させる連
   通孔がステアリングラックに設けられていることを特徴
   とするステアリングラックの制振構造。