JP2003170841A - ラックピニオン式舵取装置 - Google Patents
ラックピニオン式舵取装置Info
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- B62D3/02—Steering gears mechanical
- B62D3/12—Steering gears mechanical of rack-and-pinion type
- B62D3/123—Steering gears mechanical of rack-and-pinion type characterised by pressure yokes
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Abstract
ート摺動部の端部で発生するエッジ応力による偏摩耗を
防ぐことにより、ラック軸の移動案内を長期に亘って安
定して行わせることができるようにする。 【解決手段】 ラック受けシートの摺動部と、ラックガ
イドの受け面との一方または両方に、ラック軸摺動面の
傾斜方向の長さより短い、前記摺動面に対応する平面を
形成することにより、ラック軸と当接する摺動面積を必
要最小限にする。
Description
取装置に関する。
右方向に延設されたラックハウジングの内部に軸長方向
への移動自在にラック軸を支持し、またラックハウジン
グの中途部に軸心を交叉させて連設されたピニオンハウ
ジングの内部に軸回りでの回動自在にピニオン軸を支持
し、該ピニオン軸に一体形成されたピニオンをラック軸
の周面の一部に適長にわたって形成されたラック歯に噛
合させると共に、ラックハウジングの両側に突出するラ
ック軸の両端を左右の操向車輪(一般的には前輪)に夫
々連結し、またピニオンハウジングから突出するピニオ
ン軸の先端を操舵輪(ステアリングホイール)に連結し
てなり、操舵輪操作に応じて生じるピニオン軸の回動を
ラック軸の軸長方向の移動に変換して、ラック軸の両端
に連結された左右の操向車輪を操向せしめる構成となっ
ている。
いては、左右両方向の舵取りを遅れを伴わずに高精度に
行わせるために、ラック軸に形成されたラック歯とピニ
オン軸に一体形成されたピニオンとの噛合部に適正な予
圧を加え、両者を実質的にバックラッシなしに噛み合わ
せることが重要である。このため従来から、ラック軸の
周面をピニオンとの噛合部の背面側から押圧し、噛合部
に予圧を加えつつラック軸を移動案内するラックガイド
が用いられている。また、ラックガイドには、ラック軸
の背面に当接してラック軸の摺動抵抗を軽減し、ラック
軸の移動を滑らかに行わせるラック受けシートが装着さ
れている。
びラック受けシート4の分解斜視図である。図示の如く
円柱形状を有するラックガイド3のラック軸1側(先端
側)には、ラック軸1の案内突条11を受容するための
凹溝31を、図7に示す如く中心部を横切るように形成
している。凹溝31の両側にはラック軸1を受ける平面
である受け面32,32を形成し、ラックガイド3の受
け面32,32および凹溝31側面間の角度は、ラック
軸1の摺動面12,12および案内突条11側面間の角
度と略同一角度にしている。このようなラックガイド3
には、ラック受けシート4の装着のために、中心部を貫
通して凹溝31の底面の略中央に開口する円形断面の嵌
着孔33が形成されている。
の一面にフッ素樹脂、例えばPTFE等の合成樹脂製の
被膜4bを被着してなる薄肉のシート材の曲げ成形によ
り、ラック軸1の案内突条11の受容が可能であり、か
つラックガイド3の凹溝31への嵌め込みが可能なコの
字断面の受容部40と、受容部40の両側に設けられ、
ラックガイド3の受け面32,32に対応するように、
受容部40の側面に対して傾斜した平面の摺動部41,
41とを備える。このようなラック受けシート4は、ラ
ックガイド3への装着のために、受容部40の外面中央
部に有底円筒形の嵌着突起42が突設されている。
は、ラックガイド3先端の凹溝31に基材4aの側を対
向させ、図6中に矢符により示す如く、ラック受けシー
ト4の受容部40をラックガイド3の凹溝31に嵌め込
み、凹溝31の底面に開口する嵌着孔33に、受容部4
0に突設された嵌着突起42を圧入せしめて装着されて
おり、このように装着されたラック受けシート4は、ラ
ックガイド3の前述した組み付けによりラック軸1の背
面に当接せしめられ、ラック軸1は、ラック受けシート
4の摺動部41,41を摺動して軸長方向に移動する。
摺動面12,12,ラック受けシート4の摺動部41,
41およびラックガイド3の受け面32,32は、夫々
平面に形成しているため、ラック軸1の摺動面12,1
2およびラック受けシート4の摺動部41,41は面接
触となる。ラック受けシート4は、ラックガイド3によ
る押圧下でのラック軸1の摺動抵抗を軽減するが、更な
る摺動抵抗の低下を要望されている。また、ラック受け
シート4の摺動部41,41端部では、ラックガイド3
の押圧によりエッジ応力が発生し、偏摩耗が進展するこ
とにより接触状態が不安定になり、異音の発生等の不具
合を招来する。
摺動面12,12を、軸断面において外側に凸となるよ
うな円弧形状として、ラック軸1の摺動面12,12お
よびラック受けシート4の摺動部41,41が面接触と
なることを避けることが考えられるが、ラック軸1の摺
動面12,12は、ラック歯を鍛造成形する際の荷重支
持面となるため、円弧形状を形成することは好ましくな
い。
であり、摺動抵抗の低減およびラック受けシート摺動部
の偏摩耗の防止により、ラック軸の移動案内を長期にわ
たって安定して行わせるラックピニオン式舵取装置を提
供することを目的とする。
ニオン式舵取装置は、ピニオンと、該ピニオンとの噛合
部の背面に、長手方向に延設された案内突条および該案
内突条の両側に設けられた摺動面を有するラック軸と、
前記案内突条を受容する凹溝および前記摺動面に対応す
る受け面を有するラックガイドと、前記凹溝および受け
面に装着され、前記摺動面に当接する摺動部を有するラ
ック受けシートとを備えるラックピニオン式舵取装置に
おいて、前記受け面及び/又は前記摺動部は、前記摺動
面に対応する平面を有し、該平面の傾斜方向の長さは、
前記摺動面の傾斜方向の長さより短いことを特徴とす
る。
び/又はラックガイドの、ラック軸摺動面に対応する平
面の傾斜方向の長さを、ラック軸摺動面の傾斜方向の長
さより短くすることで、ラック軸およびラック受けシー
トの摺動面積を、ラック受けシート摺動部全面より小さ
くできることから、従来より摺動抵抗を小さく保つこと
ができる。また、ラック受けシート摺動部の端部の大部
分は、ラック軸摺動面に当接しないことにより、ラック
受けシート摺動部の端部で発生していたエッジ応力によ
る偏摩耗を防ぐことができる。
は、ピニオンと、該ピニオンとの噛合部の背面に、長手
方向に延設された案内突条および該案内突条の両側に設
けられた摺動面を有するラック軸と、前記案内突条を受
容する凹溝および前記摺動面に対応する受け面を有する
ラックガイドと、前記凹溝および受け面に装着され、前
記摺動面に当接する摺動部を有するラック受けシートと
を備えるラックピニオン式舵取装置において、前記摺動
部は、前記摺動面に対応する平面を有し、該平面の傾斜
方向の長さは、前記摺動面の傾斜方向の長さより短く、
前記受け面は、前記摺動部に接触する傾斜方向の長さ
が、前記摺動部が有する平面の傾斜方向の長さよりも短
いことを特徴とする。
動部の、ラック軸摺動面に対応する平面の傾斜方向の長
さを、ラック軸摺動面の傾斜方向の長さより短くし、ラ
ックガイド受け面は、前記摺動部に接触する傾斜方向の
長さが、前記摺動部が有する平面の傾斜方向の長さより
も短くすることで、ラック軸およびラック受けシートの
摺動面積を、ラック受けシート摺動部全面より小さくで
き、また、ラック受けシート摺動部およびラックガイド
受け面の接触状態を安定させることができることから、
ラック受けシート摺動部全面で摺動する場合より摺動抵
抗を小さく保つことができ、摺動面の異常摩耗を防止で
きる。
す図面に基づいて説明する。図1は第1の実施の形態の
要部の構成を示す縦断面図である。
輪(ステアリングホイール)Sには、ピニオン軸2の上
端部が連結されている。ピニオン軸2は、操舵輪S側か
ら操向車輪である前輪側に向けて適宜の傾斜を持って上
下方向に配設されている。ピニオン軸2の下半部には、
ピニオン軸2を拡径したピニオン20が一体形成されて
おり、ピニオン20の上下両側には、一対のアンギュラ
玉軸受け21,22が配設され、ピニオン軸2を回動自
在に支持している。図中H2 は、ピニオン20およびア
ンギュラ玉軸受け21,22を収納するピニオンハウジ
ングである。
形状をなすラックハウジングH1 が前記車体の左右方向
に連設されており、ラックハウジングH1 の内部には、
軸長方向への移動自在にラック軸1が支持されている。
ラック軸1周面のピニオン20側には、適長に亘ってラ
ック歯10が形成されており、ラック歯10はピニオン
20に噛合させてある。ラック軸1の両端は、ラックハ
ウジングH1 の左右両側に突出し、図示しない左右の操
向車輪に各別に連結している。
合部の逆側)には、ラック歯10の形成域の略全長に亘
って、適幅の案内突条11が設けてある。また、案内突
条11の両側には、案内突条11の側面に対して外側に
傾斜した摺動面12,12が設けてある。このようなラ
ック軸1の背面は、ラックガイド3の先端部に装着され
たラック受けシート4を介して、ラックガイド3により
押圧されている。
ピニオンハウジングH2 との交叉部の下側には、これら
夫々と略直交する向きに円筒形状のガイドハウジングH
3 が突設している。ガイドハウジングH3 の基端側内部
は、ラックハウジングH1 内部に連通しており、ガイド
ハウジングH3 内には、軸長方向への摺動自在にラック
ガイド3が内嵌保持されている。
おり、該開口している部分には、ロックナット25によ
り位置決め固定された支持キャップ24がねじ込まれて
いる。ラックガイド3の基端は、支持キャップ24に臨
ませてあり、支持キャップ24との間に介装された押し
ばね26によりラック軸1に向けて押圧されている。
噛合部近傍の拡大断面図、図3は、ラック軸1,ラック
ガイド3およびラック受けシート4の断面図である。ラ
ックガイド3は、ガイドハウジングH3 内部に対応する
円柱形状を有しており、ラックガイド3のラック軸1側
(先端側)には、ラック軸1の案内突条11を受容する
ための凹溝31を、図3に示す如く中心部を横切るよう
に形成している。凹溝31の両側にはラック軸1を受け
る受け面32,32を形成し、ラックガイド3の受け面
32,32は、傾斜方向において、受け面32,32夫
々の中央部に位置する平面32a,32aと、その両側
に位置する円弧面32b,32bおよび32b,32b
とで構成し、平面32a,32aおよび凹溝31側面間
の角度は、ラック軸1の摺動面12,12および案内突
条11側面間の角度と略同一角度にしている。平面32
a,32aは、ラック受けシート4を介してラック軸1
の摺動面12,12を押圧することから、ラック受けシ
ート4の摺動部41,41の異常摩耗を誘発しない適正
な面圧を確保できる最小面積とすることが望ましい。そ
こで、本実施例では、平面32a,32aの傾斜方向の
長さは3mmとしている。なお、平面32a,32aの
傾斜方向の長さは、3mmに限らず、ラック受けシート
4の材料,ラック軸1を押圧する荷重およびその他の条
件により適切な長さにする。ラックガイド3の受け面3
2,32を構成する円弧面32b,32bおよび32
b,32bは、ラック軸1の摺動面12,12を押圧し
ないようにR取りしている。凹溝31の底面の略中央に
は、ラック受けシート4装着のための嵌着孔33が開口
している。
の一面に、フッ素樹脂、例えばPTFE等の、低摩擦係
数を有し、耐摩耗性に優れた合成樹脂材料のコーティン
グにより形成された被膜4bを被着してなり、金属材の
高強度と合成樹脂材の摺動性とを併せ持つようにした2
層構造のシート材よりなる。ラック受けシート4は、前
記シート材の屈曲成形により、図示の如く、ラック軸1
の案内突条11の受容が可能であり、かつラックガイド
3の凹溝31への嵌め込みが可能なように基材4aの側
に張り出して成形したコの字断面の受容部40と、受容
部40の両側に設けられ、受容部40の側面に対して傾
斜した平面である摺動部41,41とを備える。摺動部
41,41および受容部40側面間の角度は、ラックガ
イド3の受け面32,32および凹溝31側面間の角度
と略同一角度にしている。このようなラック受けシート
4は、ラックガイド3への装着のために、受容部40の
基材4a側中央部に略垂直をなして突設した有底円筒形
の嵌着突起42を備える。嵌着突起42の外径は、ラッ
クガイド3の凹溝31の底面中央に開口する嵌着孔33
の内径に対応させてある。なお、このような嵌着突起4
2は、受容部40および摺動部41,41の形成のため
の曲げ成形の過程において一括して形成することが可能
である。
は、基材4aの側をラックガイド3先端の凹溝31に向
け、凹溝31および受容部40の長手方向が整合するよ
うに位置決めし、図3中に矢符により示す如く、受容部
40を凹溝31に嵌め込み、前者に突設した嵌着突起4
2を後者の底面に開口する嵌着孔33に圧入せしめて装
着されている。ラック受けシート4は、上述のように、
基材4aの側をラックガイド3側として、凹溝31およ
び受け面32,32の全面を覆った状態に装着されてい
る。
ック受けシート4の摺動部41,41の基材4a側をラ
ックガイド3の受け面32,32に圧接することによ
り、ラック軸1の摺動面12,12およびラック受けシ
ート4の摺動部41,41が当接する部分の面積は、平
面32aと同等とすることができる。また、このように
ラック受けシート4の圧入時に、ラックガイド3の受け
面32,32に圧接することにより、ラック受けシート
4に特別な加工を施さずに、平面32aと同等の面積で
ラック軸1の摺動面12,12に、ラック受けシート4
の摺動部41,41を当接させることができる。
を示す断面図である。第1の実施の形態では、ラックガ
イド3の受け面32,32が有する平面32a,32a
の傾斜方向の長さをラック軸1の摺動面12,12の傾
斜方向の長さより短くしたが、図4に示す第2の実施の
形態では、ラック受けシート4の摺動部41,41夫々
の傾斜方向中央部を平面41a,41aとして、この平
面41a,41aの傾斜方向の長さをラック軸1の摺動
面12,12の傾斜方向の長さより短くしている。平面
41a,41a夫々の両側には円弧面41b,41bお
よび41b,41bが形成される。ラックガイド3およ
びラック受けシート4の他の部分の構成は、図3に示す
第1の実施の形態と同一であり、図3と同一の参照符号
を付して説明を省略する。
は、ラックガイド3の上述した組み付けにより、図2に
示す如く、凹溝31の内面を覆う受容部40の内側にラ
ック軸1の案内突条11を受け入れる。また、ラックガ
イド3の受け面32,32と、ラック受けシート4の基
材4a側とが接触し、ラック受けシート4摺動部41,
41の平面41a,41aをラック軸1の摺動面12,
12に当接させた状態となり、この状態においてラック
軸1は、摺動しつつ軸長方向に移動することができる。
に当接するラック受けシート4の摺動部41,41の表
面は、上述の如く、低摩擦係数を有し、耐摩耗製に優れ
た合成樹脂材料製の被膜4bにより構成されており、し
かも当接する平面41a,41aは、前記最小面積であ
るので、ラック軸1の移動案内を、ラック受けシート4
の摺動部41,41全面での摺動に対して小なる摺動抵
抗下にて滑らかに行わせ、長期に亘って継続する良好な
操舵感が得られるようになる。
を示す断面図である。図において4はラック受けシート
を表し、ラック受けシート4の摺動部41,41は、傾
斜方向において、摺動部41,41夫々の中央部を平面
41a,41aとして、この平面41a,41aの傾斜
方向の長さをラック軸1の摺動面12,12の傾斜方向
の長さより短くしている。平面41a,41a夫々の両
側には円弧面41b,41bおよび41b,41bが形
成される。ラックガイド3の受け面32,32は、ラッ
ク受けシート4の摺動部41,41に対応するように、
傾斜方向において、受け面32,32夫々の中央部を平
面32a,32aとして、この平面32a,32aの傾
斜方向の長さをラック軸1の摺動面12,12の傾斜方
向の長さより短くしている。平面32a,32a夫々の
両側には円弧面32b,32bおよび32b,32bが
形成される。ラックガイド3およびラック受けシート4
の他の部分の構成は図3に示す第1の実施の形態と同一
であり、図3と同一の参照符号を付して説明を省略す
る。
12,12およびラック受けシート4の摺動部41,4
1の当接する面積は、当初から前記最小面積であるの
で、ラック軸1の移動案内を、ラック受けシート4の摺
動部41,41全面での摺動に対して小なる摺動抵抗下
にて滑らかに行わせ、長期に亘って継続する良好な操舵
感が得られるようになる。
おいて、ラック軸1の摺動面12,12およびラック受
けシート4の摺動部41,41が当接する平面41a,
41a以外の形状は円弧面に限らず、ラック軸1の摺動
面12,12と、ラック受けシート4の円弧面41b,
41bおよび41b,41bとが相互に接触しない形
状、例えばテーパ面等であれば良い。
を示す断面図である。図において4はラック受けシート
を表し、ラック受けシート4の摺動部41,41は、傾
斜方向において、摺動部41,41夫々の中央部を平面
41a,41aとして、この平面41a,41aの傾斜
方向の長さをラック軸1の摺動面12,12の傾斜方向
の長さより短くしている。平面41a,41a夫々の両
側には円弧面41b,41bおよび41b,41bが形
成される。ラックガイド3の受け面32,32は、傾斜
方向断面において、外側に凸となる略円弧面に形成して
おり、該円弧面の円弧半径の値は、ラック受けシート4
の摺動部41,41の円弧面41b,41bおよび41
b,41bの円弧半径の値より小さい。ラックガイド3
およびラック受けシート4の他の部分の構成は、図3に
示す第1の実施の形態と同一であり、図3と同一の参照
符号を付して説明を省略する。
よびラックガイド3の受け面32,32の接触部に、設
計的に意図しない隙間が生じた場合、この隙間がラック
受けシート4の異常摩耗発生の要因となる。図6に示す
第4の実施の形態においては、ラック受けシート4の摺
動部41,41およびラックガイド3の受け面32,3
2の接触を、設計的に意図した位置で安定できることか
ら、前述した異常摩耗発生の要因を防止できる。
びラック受けシート4の摺動部41,41が当接する平
面41a,41a以外の形状は円弧面に限らず、ラック
軸1の摺動面12,12と、ラック受けシート4の円弧
面41b,41bおよび41b,41bとが相互に接触
しない形状、例えばテーパ面等であれば良い。また、ラ
ックガイド3の受け面32,32は、傾斜方向断面にお
いて、外側に凸となる略円弧面に限らず、断面形状が楕
円,台形またはその他の形状であっても、ラック受けシ
ート4摺動部41,41の平面41a,41aの傾斜方
向の長さよりも短い長さで、ラック受けシート4の摺動
部41,41に接触すれば良い。
部は、押しばね26のばね力によりラック軸1の背面
(摺動面12,12)にラック受けシート4を介して押
し付けられ、ラック軸1をピニオン20との噛合部に向
けて押圧する。これによりラックガイド3は、前記噛合
部に適正な予圧を付与し、ラック軸1を案内しつつ移動
させる作用をなす。なお、前記予圧は、支持キャップ2
4のねじ込み量の増減により調整される。
係るラックピニオン式舵取装置においては、ラック受け
シート摺動部及び/又はラックガイド受け面の、ラック
軸摺動面に対応する平面の傾斜方向の長さをラック軸摺
動面の傾斜方向の長さより短くすることで、摺動面積を
ラック受けシート摺動部全面より小さくできる。これに
より、ラック受けシート摺動部全面で摺動する場合に対
して摺動抵抗を小さく保てることと、ラック受けシート
摺動部の端部の大部分はラック軸摺動面に当接しないこ
とによりラック受けシート摺動部の端部で発生していた
エッジ応力による偏摩耗を防止できることとにより、ラ
ック軸の移動案内を長期にわたって安定して行わせるラ
ックピニオン式舵取装置を提供できる。
ン式舵取装置においては、ラック受けシート摺動部の、
ラック軸摺動面に対応する平面の傾斜方向の長さを、ラ
ック軸摺動面の傾斜方向の長さより短くし、ラックガイ
ド受け面は、前記ラック受けシート摺動部に接触する傾
斜方向の長さが、前記摺動部が有する平面の傾斜方向の
長さよりも短くすることで、ラック軸およびラック受け
シートの摺動面積を、ラック受けシート摺動部全面より
小さくでき、またラック受けシート摺動部およびラック
ガイド受け面の接触状態を安定させることができる。前
述から、ラック受けシート摺動部全面で摺動する場合よ
りも摺動抵抗を小さく保つことおよび摺動面の異常摩耗
を防止できることにより、ラック軸の移動案内を長期に
わたって安定して行わせるラックピニオン式舵取装置を
提供できる。
の構成を示す縦断面図である。
図である。
ックガイドおよびラック受けシートの断面図である。
の実施の形態の要部を示す、ラック軸,ラックガイドお
よびラック受けシートの断面図である。
の実施の形態の要部を示す、ラック軸,ラックガイドお
よびラック受けシートの断面図である。
の実施の形態の要部を示す、ラック軸,ラックガイドお
よびラック受けシートの断面図である。
ク軸,ラックガイドおよびラック受けシートの分解斜視
図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 ピニオンと、該ピニオンとの噛合部の背
面に、長手方向に延設された案内突条および該案内突条
の両側に設けられた摺動面を有するラック軸と、前記案
内突条を受容する凹溝および前記摺動面に対応する受け
面を有するラックガイドと、前記凹溝および受け面に装
着され、前記摺動面に当接する摺動部を有するラック受
けシートとを備えるラックピニオン式舵取装置におい
て、 前記受け面及び/又は前記摺動部は、前記摺動面に対応
する平面を有し、該平面の傾斜方向の長さは、前記摺動
面の傾斜方向の長さより短いことを特徴とするラックピ
ニオン式舵取装置。 - 【請求項2】 ピニオンと、該ピニオンとの噛合部の背
面に、長手方向に延設された案内突条および該案内突条
の両側に設けられた摺動面を有するラック軸と、前記案
内突条を受容する凹溝および前記摺動面に対応する受け
面を有するラックガイドと、前記凹溝および受け面に装
着され、前記摺動面に当接する摺動部を有するラック受
けシートとを備えるラックピニオン式舵取装置におい
て、 前記摺動部は、前記摺動面に対応する平面を有し、該平
面の傾斜方向の長さは、前記摺動面の傾斜方向の長さよ
り短く、前記受け面は、前記摺動部に接触する傾斜方向
の長さが、前記摺動部が有する平面の傾斜方向の長さよ
りも短いことを特徴とするラックピニオン式舵取装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001371954A JP4032722B2 (ja) | 2001-12-05 | 2001-12-05 | ラックピニオン式舵取装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2001371954A JP4032722B2 (ja) | 2001-12-05 | 2001-12-05 | ラックピニオン式舵取装置 |
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