JP2002274396A

JP2002274396A - ラックアンドピニオン式ステアリング装置

Info

Publication number: JP2002274396A
Application number: JP2001075370A
Authority: JP
Inventors: Seiji Kamimura; 誠二上村; Takayuki Shirai; 貴之白井
Original assignee: Unisia Jecs Corp
Current assignee: Hitachi Unisia Automotive Ltd
Priority date: 2001-03-16
Filing date: 2001-03-16
Publication date: 2002-09-25

Abstract

(57)【要約】【課題】装置の複雑化や大型化を招くことなく、ラッ
クをピニオンとの噛合部方向に押圧でき、しかも、ラッ
ク歯との部材干渉を防止できるようにする。【解決手段】内面側に膨出する押圧突起１３を備えた
略円環状の弾性部材１２を設け、この弾性部材１２を、
押圧突起１３がラック３上のラック歯形成部の背面側に
当接するように円筒状のラックハウジング７の内面に圧
入固定する。弾性部材１２が簡素な単体部品であるた
め、装置構造を簡素化することができ、また、弾性部材
１２を円筒状のラックハウジング７の内面に取り付ける
ため、ラックハウジング７の径を小さくすることができ
る。さらに、弾性部材１２の押圧突起１３はラック歯８
側には配置されていないため、ラック歯８と弾性部材１
２の干渉を無くすことができる。

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
オン式のステアリング装置に関し、とりわけ、ラックと
ピニオンの噛合部のがたつき防止のための構造を改良し
た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ステアリング装
置として、実開平７−１５４７７号公報に開示されるよ
うなものがある。

【０００３】この装置は、ラックを囲繞するラックハウ
ジングに、ラックの延出方向と交差するように凹状の収
容スペースを設け、このスペースに、ラック上のラック
歯形成部の背面側に摺接する押圧部材と、この押圧部材
をラック方向に付勢するスプリングとを配置した構成と
なっている。この装置においては、押圧部材とスプリン
グによってラックをピニオンとの噛合部方向に押圧する
ための付勢手段が構成され、この付勢手段の機能によっ
てラックやピニオンの加工公差を吸収し、噛合部のがた
つきを防止するようになっている。

【０００４】ところが、このステアリング装置において
は、付勢手段の構造が複雑であることから、装置全体が
大型化するうえに製造コストが嵩むという不具合があ
る。これに対処するものとしては、従来、例えば特開平
７−３２３８４９号公報に開示されるものや、同９−２
７７９４４号公報に開示されるものがある。

【０００５】前者は、ラックに摺接する凹状面を頂部に
備えた有底円筒状のラックガイド本体を弾性を有する板
状部材によって形成し、ラックの延出方向と交差するよ
うにラックハウジングに設けられた収容スペースにラッ
クガイド本体を補強部材と共に収容し、ラックガイド本
体と補強部材によって付勢手段を構成するようになって
いる。

【０００６】また、後者は、偏心した内周面を有する円
筒状の支持部材をラックハウジングの円筒状の内面に取
り付けると共に、支持部材の内面に、径方向に弾性を有
する略円筒状の弾性保持部材を収容し、この弾性保持部
材にラックを摺動自在に保持させて、支持部材と弾性保
持部材によって付勢手段を構成するようになっている。
この装置の場合、弾性保持部材がラックに対して全周方
向から弾性接触するものの、弾性保持部材を支持する支
持部材の内周面がラックハウジングの内面に対して偏心
していることから、両者の機能によってラックがピニオ
ンとの噛合部方向に押し付けられる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前者のステア
リング装置においては、構造は若干簡素化されるもの
の、付勢手段を構成するラック本体や補強部材を、ラッ
クハウジングの径方向に設けられた収容スペースに配置
しなければならないため、収容スペースを確保するため
にラックハウジングが径方向に膨出し、ラックハウジン
グの外形が大型化してしまう。

【０００８】一方、後者のステアリング装置において
は、付勢手段を構成する支持部材がラックハウジングの
円筒状の内面に取り付けられることから、ラックハウジ
ングの外形の大型化は避けることができるものの、弾性
保持部材が全周方向からラックに弾性接触するため、ラ
ックに形成されたラック歯の幅方向両側のエッジ部分が
弾性保持部材に接触し、弾性保持部材の早期摩耗を招き
易い。

【０００９】そこで本発明は、ラックをピニオンとの噛
合部方向に押圧する付勢手段を、装置の複雑化や大型化
を招くことなく、しかも、ラック歯と干渉することなく
配置できるようにして、製造コストの削減と装置のコン
パクト化と共に、部品耐久性の向上をも図ることのでき
るラックアンドピニオン式ステアリング装置を提供しよ
うとするものである。

【００１０】

【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、本発明は、ステアリングホイールか
ら操舵トルクが入力されるピニオンと、このピニオンに
噛合し、ピニオンの回転トルクを操舵輪を操舵すべく車
幅方向の進退動作に変換するラックと、このラックをピ
ニオンとの噛合部に向けて押圧する付勢手段と、を備え
たラックアンドピニオン式ステアリング装置において、
円周方向の略半分側にのみ内面側に膨出する押圧突起を
備えた略円環状の弾性部材を設け、この弾性部材を、ラ
ックを囲繞するラックハウジングの円筒状の内面に前記
押圧突起がラック上のラック歯形成部の背面側に当接す
るように取り付け、この弾性部材によって前記付勢手段
を構成するようにした。

【００１１】この発明の場合、ハウジングの内面に取り
付けられた弾性部材の押圧突起がラックのラック歯形成
部の背面側を押圧し、これによりラックとピニオンの間
のがたつきが抑制される。また、弾性部材の押圧突起は
ラック歯の移動経路上には配置されていないため、ラッ
ク歯と弾性部材の干渉は生じない。

【００１２】また、弾性部材はラックハウジングの内面
に圧入によって取り付けるようにしても良く、この場合
には、圧入によって弾性部材の径が押し縮められること
から、押圧突起によるラックの押付力が高まる。

【００１３】さらに、押圧突起は弾性部材の軸方向の全
域に亙って同断面形状に形成するようにしても良く、押
圧突起の断面形状は円弧状に形成するようにしても良
い。

【００１４】また、弾性部材に複数の押圧突起を設ける
場合には、ラックの軸心とラック歯の幅中心を結ぶ線分
に対して左右対称となるように配置することが好まし
い。この場合、押圧突起による付勢力はラックをピニオ
ンに押付ける方向に作用するばかりでなく、ピニオン軸
方向のラックのがたつきを抑えるように作用する。

【００１５】弾性部材は、ラックハウジング内のピニオ
ン配設位置よりも車幅方向外側に配置することが好まし
く、この場合、弾性部材によるラックの押圧位置がラッ
クのより端部側となり、ラックが車幅方向に変位したと
きに片持ち支持となりにくい。

【００１６】さらに、ラックハウジングの内面には、弾
性部材の端面が当接する段差部を設けるようにしても良
く、この場合、弾性部材の取付時に同リング部材の軸方
向位置が段差部によって位置決めされる。

【００１７】

【発明の実施の形態】次に、本発明の一実施形態を図１
〜図４に基づいて説明する。

【００１８】図面において、１は、本発明にかかるラッ
クアンドピニオン式のステアリング装置であり、２は、
図外のステアリングホイールから操舵力を入力されるピ
ニオンシャフト、３は、ピニオンシャフト２のピニオン
４に噛合し、同シャフト２の回転トルクを操舵輪を操舵
すべく車幅方向の進退動作に変換するラック、５は、こ
のラック３の端部にボールジョイント６を介して連結さ
れ、ラック３の動作を操舵輪に伝達するサイドロッド、
７は、車幅方向に沿うように車体に固定設置され、ラッ
ク３の周域を囲繞する略円筒状のラックハウジングであ
る。

【００１９】ラック３の側面（図１中の上面）には、前
記ピニオン４に噛合されるラック歯８が長手方向に沿っ
て形成されている。このラック歯８は、図２，図３に示
すように、ラック３の円形断面の一部を切欠くようにし
て形成されている。

【００２０】また、ラックハウジング７の車幅方向の左
右の一方に偏寄した位置には、前記ピニオン４が収容さ
れるピニオン収容部９が一体に膨出形成されている。そ
して、ラックハウジング７の円筒部の内面のうちの、車
幅方向外側でピニオン収容部９に近接する位置には、一
般部の内面に対して内径が拡大した大径部１０が設けら
れ、この大径部１０と一般部の間には段差部１１が設け
られている。ラックハウジング７の大径部１０には、ラ
ック３をピニオン４との噛合部方向に押圧する付勢手段
としての弾性部材１２が取付けられている。

【００２１】この弾性部材１２は、図４に示すように樹
脂等によって略円筒状に形成されているが、その円筒状
の断面の一部には内面側に円弧状に膨出する一対の押圧
突起１３，１３が形成されている。これらの押圧突起１
３，１３は弾性部材１２の軸方向全域に亙って同断面形
状に形成されているが、これらの突起１３，１３は弾性
部材１２の円周方向の片側半分に寄って配置されてい
る。

【００２２】また、弾性部材１２は、一方の端面が段差
部１１に当接して軸方向に位置決めるようにしてラック
ハウジング７の大径部１０に圧入固定されるが、このと
きには、図３に示すように一対の押圧突起１３，１３が
ラック３のラック歯形成部の背面側に当接し、ラック３
をピニオン４方向に弾性的に押圧するように向き調整さ
れる。尚、このときの弾性部材１２の向きは、さらに厳
密には、両押圧突起１３，１３がラック３の軸心ｏとラ
ック歯８の幅中心ｃとを結ぶ線分ｐに対して左右対称と
なる位置でラック３に当接する向きとなっている。

【００２３】このステアリング装置１は以上のような構
成であるため、ラック３は弾性部材１２の押圧突起１
３，１３によってピニオン４との噛合部方向に押圧さ
れ、ラック３やピニオン４の加工公差はこの押圧によっ
て吸収される。これにより、ラック３とピニオン４が常
時がたつきなく噛合い、ピニオン４の回転トルクがラッ
ク３に円滑に伝達されることとなる。

【００２４】そして、ラック３を噛合部方向に押圧する
弾性部材１２は、ラック３上のラック歯形成部の背面側
に当接する領域のみに押圧突起１３が膨出形成されてい
て、ラック歯８の移動経路上には押圧突起１３が配置さ
れていないため、ラック歯８の幅方向両側のエッジ部分
が弾性部材１２に接触することはない。したがって、弾
性部材１２には摩耗等の劣化が生じにくい。また、弾性
部材１２は、構造の簡素なリング状の単体部品であるた
めに製造コストの低減を図ることができ、さらに、ラッ
クハウジング７の円筒状の内面に取付けられるため、ラ
ックハウジング７をほとんど径方向に大型化する必要も
ない。

【００２５】また、弾性部材１２はラックハウジング７
の大径部１０に圧入されたときに、その縮径に伴って押
圧突起１３が内面側に押されるため、押圧突起１３によ
るラック３の押圧力はこのときより高められる。とりわ
け、この実施形態の場合、押圧突起１３は軸方向全域に
亙って同断面形状に形成されているため、圧入に伴なう
弾性部材１２の縮径によって押圧突起１３の頂部を大き
く上方に押し上げ、より大きな押付力増大効果を得るこ
とができる。尚、この実施形態のように弾性部材１２を
軸方向全域に亙って同断面形状に形成した場合には、造
形された弾性部材１２を成形型から容易に抜き取ること
ができる、という利点もある。

【００２６】さらに、押圧突起１３は断面が円弧状に形
成され、ラック３に対して線で接触するようになってい
るため、ラック３に対して片当りすることがなく、接触
部においてがたつきを生じる不具合は生じない。また、
この実施形態の場合、一対の押圧突起１３，１３がラッ
ク３の歯面と略直交する線分ｐに対して左右対称に配置
されているため、押圧突起１３，１３によって、ラック
３をピニオン４との噛合部方向に押圧できるばかりでな
く、ピニオン４の軸方向（図３中の左右方向）に沿うラ
ック３の変動をも同時に規制することができる。

【００２７】また、弾性部材１２は、ラックハウジング
７の円筒部内のうちの、ピニオン収容部９を挟んで車幅
方向の外側と内側のいずれに配置しても良いが、この実
施形態のように車幅方向外側に配置するようにした場合
には、ラック３の一端が車幅方向外側に大きく変位して
も片持ち支持になりにくく、ラック３の作動を安定させ
ることができる。

【００２８】尚、以上では弾性部材を樹脂によって形成
した実施形態について説明したが、弾性部材は樹脂に限
らず弾性変形可能な薄板状の金属等であっても良い。ま
た、ラックを付勢する弾性部材は上記の実施形態のよう
に完全な円環状である必要はなく、例えば、装着状態で
円環状となるように円周の一部に押し開き用の切れ目を
形成したり、或は、完全に断面略Ｃ字状に形成するよう
にしても良い。

【００２９】

【発明の効果】以上のように本発明は、ラックをピニオ
ンとの噛合部方向に押圧する付勢手段を、押圧突起を備
えた略円環状の弾性部材によって構成し、その弾性部材
をハウジングの円筒状の内面に取り付けるようにしたた
めに、装置の簡素化と小型化を図ることができ、さら
に、弾性部材の押圧突起がラック歯の移動経路上に配置
されないようにしてラック歯と弾性部材の干渉を無くし
たため、摩耗等による部品耐久性の低下を回避すること
ができる。

【００３０】また、弾性部材をラックハウジングの内面
に圧入によって取り付けるようにした場合には、圧入時
の弾性部材の縮径によって押圧突起によるラックの押付
力を高め、ラックとピニオンの間のがたつきをより確実
に抑制することができる。

【００３１】また、押圧突起を弾性部材の軸方向の全域
に亙って同断面形状に形成した場合には、成形時の型抜
きが良好になることから、より低コストでの製造を実現
できる。この場合、さらに弾性部材をラックハウジング
に圧入取り付けしたときには、弾性部材の縮径によって
押圧突起全体がラック方向により大きく膨出するため、
ラックに対する押付力をより増大させることができる。

【００３２】さらに、押圧突起の断面を円弧状に形成し
た場合には、ラックに対して押圧突起を線または点で接
触させて片当たりを無くし、接触部でのがたつきを防止
することができる。

【００３３】また、ラックの軸心とラック歯の幅中心を
結ぶ線分に対して左右対称となるように、弾性部材に複
数の押圧突起を配置した場合には、押圧突起によってピ
ニオン軸方向のラックのがたつきをも同時に抑制するこ
とができる。

【００３４】弾性部材をラックハウジング内のピニオン
配設位置よりも車幅方向外側に配置した場合には、ラッ
クの車幅方向の変位によってラックが片持ち支持となり
にくくなるため、ラックをピニオンに対して常時安定し
て押圧することが可能となる。

【００３５】さらにまた、ラックハウジングの内面に、
弾性部材の端面が当接する段差部を設けるようにした場
合には、段差部によって弾性部材を軸方向に確実に位置
決めすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す断面図。

【図２】同実施形態を示す図１のＡ−Ａ線に沿う拡大断
面図。

【図３】同実施形態を示す図１のＢ−Ｂ線に沿う断面
図。

【図４】同実施形態を示す弾性部材の斜視図。

【符号の説明】

１…ステアリング装置３…ラック４…ピニオン７…ラックハウジング１１…段差部１２…弾性部材（付勢手段）１３…押圧突起

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ステアリングホイールから操舵トルクが
入力されるピニオンと、このピニオンに噛合し、ピニオ
ンの回転トルクを操舵輪を操舵すべく車幅方向の進退動
作に変換するラックと、このラックをピニオンとの噛合
部に向けて押圧する付勢手段と、を備えたラックアンド
ピニオン式ステアリング装置において、円周方向の略半分側にのみ内面側に膨出する押圧突起を
備えた略円環状の弾性部材を設け、この弾性部材を、ラ
ックを囲繞するラックハウジングの円筒状の内面に前記
押圧突起がラック上のラック歯形成部の背面側に当接す
るように取り付け、この弾性部材によって前記付勢手段
を構成するようにしたことを特徴とするラックアンドピ
ニオン式ステアリング装置。
【請求項２】前記弾性部材をラックハウジングの内面
に圧入によって取り付け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ステアリング装置。
【請求項３】前記押圧突起を、弾性部材の軸方向の全
域に亙って同断面形状に形成したことを特徴とする請求
項１または２に記載のラックアンドピニオン式ステアリ
ング装置。
【請求項４】前記押圧突起を断面円弧状に形成したこ
とを特徴とする請求項１〜３に記載のラックアンドピニ
オン式ステアリング装置。
【請求項５】前記ラックの軸心とラック歯の幅中心を
結ぶ線分に対して左右対称となるように、弾性部材に複
数の押圧突起を配置したことを特徴とする請求項１〜４
に記載のラックアンドピニオン式ステアリング装置。
【請求項６】弾性部材を、ラックハウジング内のピニ
オン配設位置よりも車幅方向外側に配置したことを特徴
とする請求項１〜５に記載のラックアンドピニオン式ス
テアリング装置。
【請求項７】ラックハウジングの内面に、弾性部材の
端面が当接する段差部を設けたことを特徴とする請求項
１〜６に記載のラックアンドピニオン式ステアリング装
置。