JP2002234448A - ラックピニオン式ステアリング装置 - Google Patents

ラックピニオン式ステアリング装置

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JP2002234448A
JP2002234448A JP2001032670A JP2001032670A JP2002234448A JP 2002234448 A JP2002234448 A JP 2002234448A JP 2001032670 A JP2001032670 A JP 2001032670A JP 2001032670 A JP2001032670 A JP 2001032670A JP 2002234448 A JP2002234448 A JP 2002234448A
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JP
Japan
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rack
pinion
support member
pressed
type steering
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English (en)
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Shingo Yoshinaga
眞悟 吉永
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Koyo Seiko Co Ltd
Original Assignee
Koyo Seiko Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • 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
    • F16HGEARING
    • F16H55/00Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/02Toothed members; Worms
    • F16H55/26Racks
    • F16H55/28Special devices for taking up backlash
    • F16H55/283Special devices for taking up backlash using pressure yokes

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】ラックの歯とピニオンの歯との衝突音を低減で
き、スペースの制限された車体内におけるレイアウトの
自由度を大きくできるラックピニオン式ステアリング装
置を提供する。 【解決手段】ピニオン3に噛み合うラック4を覆うハウ
ジング5により支持される一対のラック支持部材11a、
11bそれぞれの一端を、そのラック4の外周に弾力によ
って押し付ける。両ラック支持部材11a、11bの間に配
置されるラック4の外周における一方のラック支持部材
11aにより押し付けられる面4aと、他方のラック支持
部材11bにより押し付けられる面4bとは、ピニオン3
から離反するに従い互いに近接するように、ラック4の
軸線とピニオン3の回転軸とに直交する方向に対して傾
斜する。各ラック支持部材11a、11bの往復移動方向
は、そのラック4の軸線に直交する面に平行で、且つ、
そのラック4の軸線とピニオン3の回転軸とに直交する
方向に対して直角である。

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の支持構造の改良に関
する。
【0002】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】図6に示
す従来のラックピニオン式ステアリング装置101は、
操舵により回転するピニオン102に噛み合うラック1
03をハウジング104により覆い、そのハウジング1
04に設けられる保持孔105に挿入されるラック支持
部材106の一端を、バネ107の弾力によりラック1
03の外周に押し付けている。そのラック支持部材10
6は、保持孔105の内周面により案内されることで、
そのピニオン102の回転軸とラック103の軸線とに
直交する方向(図6において左右方向)に沿って往復移
動可能とされている。この構成では、そのラック103
におけるラック支持部材106により押し付けられる部
位は略円柱面に沿うため、路面から車輪を介して作用す
る力によりラック103が自身の軸線まわりにツイスト
し、ラック103の歯とピニオン102の歯との衝突音
が発生するという問題がある。また、ラック支持部材1
06がラック104における歯の反対側に向かい大きく
突き出すことになるため、スペースの制限された車体内
における装置レイアウトの自由度が制限されるという問
題がある。
【0003】図7に示す従来のラックピニオン式ステア
リング装置201は、操舵により回転するピニオン20
2に噛み合うラック203をハウジング204により覆
い、そのハウジング204に設けられる保持孔205に
挿入される一対のラック支持部材206の各一端を、バ
ネ207によりラック203の外周に押し付けている。
各ラック支持部材206は、保持孔205の内周面によ
り案内されることで、そのラック203の軸線とピニオ
ン202の回転軸とに直交する方向に対して傾斜する方
向に沿って往復移動可能とされている。この構成では、
一対のラック支持部材206がラック204における歯
の反対側に向かい大きく突き出すことになるため、スペ
ースの制限された車体内における装置レイアウトの自由
度が制限されるという問題がある。また、一対のラック
支持部材206によりラック203を2方向から押すた
め、図6に示す構成よりもラック203のツイストを抑
制することはできる。しかし、そのラック203におけ
るラック支持部材206により押し付けられる部位は略
円柱面に沿うため、そのツイストを充分に抑制できず、
ラック203の歯とピニオン202の歯との衝突音の発
生防止効果は充分ではなかった。
【0004】本発明は、上記問題を解決することのでき
るラックピニオン式ステアリング装置を提供することを
目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明のラックピニオン
式ステアリング装置は、操舵により回転するピニオン
と、そのピニオンに噛み合うラックと、そのラックを覆
うハウジングと、そのハウジングにより往復移動可能に
支持される一対のラック支持部材と、各ラック支持部材
の一端を前記ラックの外周に押し付ける弾力を付与する
弾性部材とを備える。そのラックは両ラック支持部材の
間に配置され、そのラックの外周における一方のラック
支持部材により押し付けられる面と、他方のラック支持
部材により押し付けられる面とは、そのピニオンから離
反するに従い互いに近接するように、そのラックの軸線
とピニオンの回転軸とに直交する方向に対して傾斜され
ている。
【0006】本発明は、各ラック支持部材の往復移動方
向が、そのラックの軸線に直交する面に平行で、且つ、
そのラックの軸線とピニオンの回転軸とに直交する方向
に対して直角とされていることを特徴とする。これによ
り、両ラック支持部材がラックにおける歯の反対側に向
かい大きく突き出すことはなく、スペースの制限された
車体内における装置レイアウトの自由度が大きくなる。
【0007】そのラックの外周における各ラック支持部
材により押し付けられる面が、それぞれ平坦面とされて
いるのが好ましい。これにより、両ラック支持部材によ
りラックのツイストを効果的に抑制し、ラックの歯とピ
ニオンの歯との衝突音を低減できる。
【0008】その一方のラック支持部材と他方のラック
支持部材とは、そのラックの軸線方向における間隔をお
いて配置されているのが好ましい。これにより、各ラッ
ク支持部材の車体内における配置の自由度を大きくし、
スペースの制限された車体内における装置レイアウトの
自由度を大きくできる。
【0009】
【発明の実施の形態】図1〜図3に示すラックピニオン
式ステアリング装置1は、ステアリングホイール(図示
省略)に連結されるステアリングシャフト2と、このス
テアリングシャフト2の外周に設けられるヘリカルピニ
オン3と、このピニオン3の歯3′に噛み合う歯4′が
前方側に形成されているヘリカルラック4と、このラッ
ク4を覆うハウジング5とを備える。なお、本実施形態
では、そのラック4の軸線に直角な方向であって、且
つ、そのラック4からピニオン3に向かう方向(図1に
おいて左方)が前方とされる。そのステアリングシャフ
ト2は、そのハウジング5に取り付けられたベアリング
6、7により支持される。そのラック4は、一端側と他
端側とにおいてハウジング5に取り付けられたブッシュ
(図示省略)により支持される。この支持は従来と同様
に行うことができる。そのピニオン3の操舵による回転
によってラック4が車両の左右方向に移動することで、
そのラック4の両端にナックルアーム等を介して連結さ
れる車輪のトー角が変化する。
【0010】そのラック4は、そのピニオン3の近傍に
おいてハウジング5により支持される一対のラック支持
部材11a、11bにより支持されている。すなわち、
そのハウジング5と一体の筒状部5a、5bに、一対の
ガイド孔12a、12bが形成される。両ガイド孔12
a、12bの間にラック4が配置され、各ガイド孔12
a、12bの一端開口はラック4の外周に対向する。そ
の一方のガイド孔12aに一方のラック支持部材11a
が挿入され、他方のガイド孔12bに他方のラック支持
部材11bが挿入されている。また、一方のラック支持
部材11aと他方のラック支持部材11bとは、そのラ
ック4の軸線方向における間隔Dをおいて配置されてい
る。
【0011】各ラック支持部材11a、11bの外周は
円筒面に沿い、各ガイド孔12a、12bの円筒面に沿
う内周によりガイドされることで、各ラック支持部材1
1a、11bは往復移動可能とされている。各ラック支
持部材11a、11bの往復移動方向は、そのラック4
の軸線に直交する面に平行で、且つ、そのラック4の軸
線とピニオン3の回転軸とに直交する方向に対して直角
とされ、その往復移動方向は本実施形態では上下方向と
される。
【0012】両ラック支持部材11a、11bの間に上
記ラック4が配置される。各ガイド孔12a、12bの
他端にプラグ13a、13bがねじ合わされ、各プラグ
13a、13bとラック支持部材11a、11bとの間
に圧縮バネ(弾性部材)14a、14bが配置され、各
圧縮バネ14a、14bにより各ラック支持部材11
a、11bの一端をラック4の外周に押し付ける弾力が
付与される。各バネ14a、バネ14bが作用させる弾
力は、互いに等しく設計される。各ラック支持部材11
a、11bの往復移動可能距離は、各プラグ13a、1
3bのねじ込み量の調節により変更可能とされている。
なお、各プラグ13a、13bにはロックナット15
a、15bがねじ合わされる。
【0013】そのラック4の外周における一方のラック
支持部材11aにより押し付けられる面4aと、他方の
ラック支持部材11bにより押し付けられる面4bと
は、ピニオン3から離反するに従い互いに近接するよう
に、そのラック4の軸線とピニオン3の回転軸とに直交
する方向、本実施形態では前後方向に対して傾斜する平
坦面とされている。その各面4a、4bの前後方向に対
する傾斜角度は同一とされている。これにより、上記一
方のバネ14aが一方のラック支持部材11aに作用さ
せる弾力の分力と、他方のバネ14bが他方のラック支
持部材11bに作用させる弾力の分力とにより、ラック
4がピニオン3に押し付けられる。よって、ラック4の
曲がり等があっても、ラック4の移動時に各ラック支持
部材11a、11bが上下往復移動すると共に、ラック
4をピニオン3に押し付ける弾力を付与できるので、ピ
ニオン3とラック4の噛み合いを円滑化できる。そし
て、両バネ14a、14bの弾力により、路面から車輪
を介して作用する外力によりラック4が自身の軸線中心
にツイストするのを抑制できる。
【0014】なお、図4の(1)に示すように、各ラッ
ク支持部材11a、11bのラック4の外周との接触部
位は、ラック4の外周に線接触あるいは点接触する曲面
11Rとしたり、あるいは図4の(2)に示すように転
動ボール11′により構成することで、ラック4とラッ
ク支持部材11a、11bとの間の摩擦を低減してもよ
い。
【0015】上記構成によれば、両ラック支持部材11
a、11bがラック4の歯4′の反対側に向かい大きく
突き出すことはなく、スペースの制限された車体内にお
ける装置レイアウトの自由度が大きくなる。また、その
ラック4の外周における各ラック支持部材11a、11
bにより押し付けられる面4a、4bが平坦面とされて
いるので、両ラック支持部材11a、11bによりラッ
ク4のツイストを効果的に抑制し、ラック4の歯4′と
ピニオン3の歯3′との衝突音を低減できる。また、一
方のラック支持部材11aと他方のラック支持部材11
bとがラック4の軸線方向における間隔Dをおいて配置
することで、各ラック支持部材11a、11bの車体内
における配置の自由度を大きくし、スペースの制限され
た車体内における装置レイアウトの自由度が大きくでき
る。
【0016】図5は本発明の比較例を示す。上記実施形
態との相違は、各ラック支持部材11a、11bの往復
移動方向が、ラック4の外周におけるラック支持部材1
1a、11bとの接触面に直交する方向とされている点
にある。他は上記実施形態と同様で、同様部分は同一で
符号で示す。この比較例では、ラック4のツイストは防
止できるが、ラック支持部材11a、11bがラック4
から後方に突き出すため、上記実施形態に比べて装置レ
イアウト上不利である。
【0017】本発明は上記実施形態に限定されない。例
えば、本発明を適用するラックピニオン式ステアリング
装置は、マニュアルタイプでもパワーステアリングタイ
プであってもよい。
【0018】
【発明の効果】本発明によれば、ラックの歯とピニオン
の歯との衝突音を低減でき、スペースの制限された車体
内におけるレイアウトの自由度を大きくできるラックピ
ニオン式ステアリング装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態のラックピニオン式ステアリ
ング装置の要部の縦断面図
【図2】本発明の実施形態のラックピニオン式ステアリ
ング装置の要部の正面図
【図3】本発明の実施形態のラックピニオン式ステアリ
ング装置の要部の平面図
【図4】(1)および(2)は、それぞれ本発明の実施
形態のラックピニオン式ステアリング装置におけるラッ
ク支持部材の変形例を示す図
【図5】本発明の比較例のラックピニオン式ステアリン
グ装置の部分縦断面図
【図6】従来のラックピニオン式ステアリング装置の部
分断面図
【図7】従来のラックピニオン式ステアリング装置の部
分断面図
【符号の説明】
3 ピニオン 4 ラック 5 ハウジング 11a、11b ラック支持部材 14a、14b バネ(弾性部材)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】操舵により回転するピニオンと、そのピニ
    オンに噛み合うラックと、そのラックを覆うハウジング
    と、そのハウジングにより往復移動可能に支持される一
    対のラック支持部材と、各ラック支持部材の一端を前記
    ラックの外周に押し付ける弾力を付与する弾性部材とを
    備え、そのラックは両ラック支持部材の間に配置され、
    そのラックの外周における一方のラック支持部材により
    押し付けられる面と、他方のラック支持部材により押し
    付けられる面とは、そのピニオンから離反するに従い互
    いに近接するように、そのラックの軸線とピニオンの回
    転軸とに直交する方向に対して傾斜され、各ラック支持
    部材の往復移動方向は、そのラックの軸線に直交する面
    に平行で、且つ、そのラックの軸線とピニオンの回転軸
    とに直交する方向に対して直角とされているラックピニ
    オン式ステアリング装置。
  2. 【請求項2】そのラックの外周における一方のラック支
    持部材により押し付けられる面と、他方のラック支持部
    材により押し付けられる面とは、それぞれ平坦面とされ
    ている請求項1に記載のラックピニオン式ステアリング
    装置。
  3. 【請求項3】その一方のラック支持部材と他方のラック
    支持部材とは、そのラックの軸線方向における間隔をお
    いて配置されている請求項1または2に記載のラックピ
    ニオン式ステアリング装置。
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