JP2004232714A

JP2004232714A - 動力伝達装置

Info

Publication number: JP2004232714A
Application number: JP2003021346A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Nomura; 敏昭野村
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2003-01-30
Filing date: 2003-01-30
Publication date: 2004-08-19

Abstract

【課題】高価な材料を用いないでも、弾性部材の破片が、ラックハウジング内に入り込んで操舵に支障を与えることがない動力伝達装置を提供することである。
【解決手段】ラックハウジング１にラック軸２を組み込むとともに、このラック軸に設けたラック２ａにピニオン３をかみ合わせる一方、ラック軸の端部には、連結手段４を介して動力伝達系の軸を連結した動力伝達装置において、上記ラックハウジングの開口端部分あるいは上記連結手段のいずれか一方に、クッション収納部を設け、このクッション収納部内に、弾性部材９とその外側に摺動部材１０を組み込み、ラック軸のストローク端で、上記連結手段あるいはラックハウジングが上記摺動部材に当たって、その摺動部材を摺動させながら弾性部材を圧縮させる構成にした。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ラックピニオン式の動力伝達装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ラックピニオン式の動力伝達装置として、例えば、図３に示すものがあった。この動力伝達装置は、車体の左右方向に渡して設置されたラックハウジング１内に、ラック軸２を組み込み、軸方向へ摺動自在に支持されている。このラック軸２の両端には、ジョイント４を結合し、このジョイント４を介して、図示しないタイロッドなどの動力伝達系の軸を接続し、上記ラック軸２の運動を車輪へ伝達するようにしている。
一方、ピニオン３は、図示しないステアリングホイールと連携し、このピニオン３をラック軸２に形成したラック２ａにかみ合わせている。
つまり、ステアリングホイールの操舵に応じたピニオン３の回転に伴って、上記ラック軸２が軸方向に移動し、その運動が、上記動力伝達系の軸へ伝達されて、車輪が転舵される。
【０００３】
このような装置において、ラック軸２のストローク端を規制するため、ラックハウジング１の開口側に大径部１ａを形成して、その内側にストッパ用の段部１ｂを形成している。この段部１ｂと、ジョイント４とが衝突して、ラック軸２の移動が止まるようにしている。
このストローク端において、上記ジョイント４と上記段部１ｂとの衝突音が大きいと、その音が、例えば据えきり時等で、ステアリングを最大限に切ったときに、車内に聞こえて耳障りになることがある。
【０００４】
この衝突音を低減させるために、図３に示すように、ジョイント４の端面４ａ側に、受け部材５を設け、そこに、例えば、リング状の弾性部材６を設けることがあった。このようにすれば、上記ラック軸２のストローク端において、ラックハウジング１の段部１ｂとジョイント４の端面４ａとは弾性部材６を介して衝突するので衝突音を低減させることができる。
【０００５】
また、図４に示す、図３とは別の装置は、ラック軸２の端部に小径部２ｂを形成し、この小径部２に、角リング状の弾性部材７を装着している。一方、ラックハウジング１の開口側の内周には、１ｃ、１ｄの２つの段部を形成している。
ラック軸２のストローク端では、まず、上記弾性部材７がラックハウジング１内の段部１ｃに突き当たって衝撃を吸収し、さらに、力が作用すると、ジョイント４の端面４ａが、段部１ｄに当たってラック軸２が止まるようにしている。この装置では、上記弾性部材７の厚みｔ１を、上記段部１ｃの軸方向の深さｄ１よりも大きくして、ラック軸方向の押圧力が作用しても、ジョイント４の端面４ａが段部１ｄに突き当たるまでの間は、クッション性を保つことができるようにしている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−２１９８５５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
図３，図４に示した動力伝達装置において、弾性部材６や７は、ゴムや樹脂製のリングであり、これらは、ラック軸２のストローク端で、ラックハウジング１に直接突き当たり、ラックハウジング１とジョイント４との間で、繰り返し押圧されることによって損傷することがある。また、弾性部材６，７は、それ自体が図示しないブーツ内に露出していることもあり、潤滑用のグリスに曝されることから、経時変化によって劣化することもある。
その結果、上記弾性部材６，７の破片がラックハウジング１内に入り込んでしまう可能性があった。
【０００８】
弾性部材６，７の破片がラックハウジング１内に入り込んでしまうと、抵抗となって、ラック軸２がスムーズに摺動できなくなる。特に、その破片が、ラック２ａ部分に入り込んだ場合には、ピニオン３からの動力伝達に支障が生じるような可能性があった。
一方で、経時変化が少なく、破損し難く、しかもクッション性に優れた材料を用いるようにしたのでは、コストアップになってしまう。
【０００９】
この発明の目的は、特に高価な材料を用いることなく、経時劣化等により、たとえ弾性部材が破損したとしても、その破片が、ラックハウジング内に入り込んで操舵に支障を与えることがない動力伝達装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、ラックハウジングにラック軸を組み込むとともに、このラック軸に設けたラックにピニオンをかみ合わせる一方、ラック軸の端部には、連結手段を介して動力伝達系の軸を連結した動力伝達装置において、上記ラックハウジングの開口端部分あるいは上記連結手段であって上記開口端部分に対向する部分のいずれか一方に、クッション収納部を設け、このクッション収納部内に、弾性部材と、この弾性部材よりラックハウジングの開口側あるいは、上記開口端部分に対向する部分側に摺動部材を組み込み、ラック軸のストローク端で、上記連結手段あるいはラックハウジングのいずれか一方が上記摺動部材に当たって、その摺動部材を摺動させながら弾性部材を圧縮させる構成にした点に特徴を有する。
【００１１】
第２の発明は、第１の発明を前提とし、クッション収納部には円筒部を設け、この円筒部の外周に弾性部材および摺動部材をはめた点に特徴を有する。
第３の発明は、第２の発明を前提とし、円筒部には、縮径方向のたわみ性を持たせるとともに、その外周には、摺動部材の抜け止め突部を形成し、上記円筒部をたわませながら、弾性部材および摺動部材をはめる構成にした点に特徴を有する。
【００１２】
第４の発明は、上記第２，第３の発明を前提とし、円筒部の端部にフランジ部を設けてクッション支持部材を構成し、このクッション支持部材をラックハウジング内に組み込み、クッション支持部材とラックハウジングの内周面とによってクッション収納部を構成する点に特徴を有する。
第５の発明は、上記第２から第４の発明を前提とし、摺動部材の、クッション収納部に収納される部分の軸方向長さと、弾性部材の軸方向長さとの和を、収納部内側の軸方向長さより大きくし、上記弾性部材を圧縮した状態でクッション収納部に収納した点に特徴を有する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１、図２に、この発明の実施例を示す。
図１に示す、ラックピニオン式の動力伝達装置は、ラックハウジング１内に、摺動自在に組み込んだラック軸２のラック２ａに、ピニオン３をかみ合わせている。また、ラック軸２の両端には、ジョイント４を接続し、このジョイント４を介してラック軸２と車輪に連携する動力伝達系の軸とを連結している。このジョイント４が、この発明の連結手段である。
図２は、ラック軸２の端部付近の拡大図である。
図２に示すように、ラックハウジング１の端部側には大形部１ａを形成している。そして、この大径部１ａの内側には、クッション支持部材８と、弾性部材９と、摺動部材１０とを組み込んでいる。
【００１４】
上記クッション支持部材８は、金属製の部材で、円筒形の筒部８ａとその一端に連続して形成したフランジ部８ｂとからなる。そして、上記筒部８ａの先端８ｄ側の外周には、小さなリング状の突部８ｃを形成している。さらに、上記筒部８ａの側面には、スリットや溝などを形成して、筒部８ａを縮径方向にたわませることができるようにしている。
上記弾性部材９は、一例として、樹脂製の角リングからなり、その外径をラックハウジング１の大径部１ａの内径より小さくし、内径をクッション支持部材８の筒部８ａの外周より大きくしている。また、この弾性部材９の厚みｔ２を、上記筒部８ａの突部８ｃからフランジ部８ｂまでの長さＬ１よりも短くしている。
【００１５】
また、摺動部材１０は、外径を上記大径部１ａの内径にほぼ等しくするとともに、大径部１ａとは相対移動可能な金属製のリングである。この摺動部材１０は、大、小、２種の内径を持ち、大径部１０ａと小径部１０ｂとの境界に段部１０ｃを形成している。上記小径部１０ｂの内径は、上記クッション支持部材８の筒部８ａの外径とほぼ同等とするとともに、上記筒部８ａとは相対緯度可能な寸法とし、大径部１０ａの内径は、上記筒部８ａに設けた突部８ｃ頂上の径よりもわずかに大きくしている。そして、この摺動部材１０の厚みｔ３は、｛摺動部材１０の厚みｔ３＋弾性部材９の厚みｔ２｝＞（クッション支持部材８の筒部８ａの全長Ｌ２）の関係を満たしている。さらに、この発明のクッション収納部に収納される部分の長さである摺動部材１０の小径部１０ｂ部分の厚みｔ４は、｛厚みｔ４＋弾性部材９の厚みｔ２｝≒（収納部内側の軸方向長さＬ１）の関係を満たすようにしている。なお、上記収納部内側の軸方向長さＬ１は、筒部８ａの突部８ｃを除いた部分の長さである。
ただし、｛厚みｔ４＋厚みｔ２｝＞（長さＬ１）とした場合には、弾性部材９が、クッション収納部に収納された状態で圧縮されるため、ストローク端以外の状態では、上記弾性部材９の弾性力が、摺動部材１０を上記突部８ｃに押圧している。このように、摺動部材１０が、上記突部８ｃに押し付けられているので、走行時の振動等によって摺動部材１０が振動することを防止できる。
【００１６】
上記のような、各部材を、ラックハウジング１の大径部１ａ内に、次のようにして組み込む。
まず、クッション支持部材８の、筒部８ａの外周に弾性部材９をはめる。
次に、クッション支持部材８の筒部８ｂの突部８ｃ側をたわませて縮径し、摺動部材１０の小径部１０ｂ側を、上記筒部８ａの外周にはめる。筒部８ａのたわみが戻ると、突部８ｃが、摺動部材１０の段部１０ｃに引っかかって、摺動部材１０が、筒部８ａから抜け落ちないようになる。つまり、上記突部８ｃが、この発明の抜け止め突部である。ただし、摺動部材１０の大径部１０ａの内径は、突部８ｃの外周より大きいので、摺動部材１０は、矢印Ｘ方向へ移動することは可能である。
【００１７】
このように、弾性部材９および摺動部材１０を、クッション支持部材８にはめつけて一体としたら、これを、ラックハウジング１の大径部１ａ内にはめ込む。このとき、フランジ部８ｂの外径を、上記大径部１ａの内径に、端部８ｅが当接するまで、フランジ部８ｂを圧入することによって、上記クッション支持部材８を大径部１ａ内に固定する。
すると、図１、図２に示すように、クッション支持部材８とラックハウジング１の大径部１ａとで、この発明のクッション収納部を構成し、このクッション収納部内に、弾性部材９と、その外側に摺動部材１０を組み込んだ状態となる。ただし、上記摺動部材１０の大径部１０ａは、クッション支持部材８の先端８ｄよりジョイント４側へはみ出している。
なお、上記クッション支持部材８、弾性部材９，摺動部材１０の、組み付け順序は、一例であり、組み付け手順は、適宜入れ替わってもかまわない。例えば、クッション支持部材８を予めラックハウジング１の所定位置に装着した後、弾性部材９や摺動部材１０を組み付けてもよい。
【００１８】
この状態で、ラック軸２が矢印Ｘ方向に移動してジョント４の端面４ａが摺動部材１０に突き当たると、摺動部材１０を矢印Ｘ方向へ押圧する。摺動部材１０は、弾性部材９を圧縮しながら、矢印Ｘ方向へ移動する。このように、ジョイント４が摺動部材１０に突き当たったとき、上記弾性部材９が圧縮することによって衝突の衝撃を吸収し、衝突音を低減することができる。
さらに、ジョイント４が矢印Ｘ方向へ押し付けられると、摺動部材１０は弾性部材９を圧縮させながら移動し、クッション支持部材８の先端８ｄに衝突して止まる。つまり、ジョイント４の端面４ａがクッション支持部材８の先端８ｄに突き当たった状態が、ストローク端である。
【００１９】
この実施例の動力伝達装置では、弾性部材９が、クッション収納部内に設置されるとともに、このクッション収納部の端部を摺動部材１０で閉鎖している。つまり、弾性部材９が、従来例のようにむき出しになることがなく、ジョイント４と直接衝突することもない。従って、弾性部材９が、破損し難くなる。また、劣化などによって万一破損し、破片が発生したとしても、その破片がラックハウジング１とラック軸２の間に入り込むことがないので、操舵に支障を与えることがない。
また、弾性部材９として、特に劣化しにくい高価な材料を用いる必要もない。
【００２０】
なお、この実施例では、クッション収納部を、ラックハウジング１側に設けた装置を説明したが、クッション収納部は、ジョイント４側に設けてもよい。例えば、ジョイント４の端面４ａにクッション収納部用の凹部を形成して、そこに、弾性部材９と摺動部材１０をはめ込んだり、別部材としてのクッション支持部材を用いて、それをジョイント４側に固定するようにしても良い。この場合には、この発明の弾性部材の外側は、弾性部材に対してラックハウジング１側である。
【００２１】
【発明の効果】
第１〜第５の発明によれば、高価な、特別の材料を用いなくても、弾性部材の破片がラックハウジング内に入り込むことがない。従って、弾性部材の破片によって、ラック軸の移動がスムーズにできなくなって、操舵に支障を来すようなことがなくなる。
第２、第３の発明によれば、弾性部材および摺動部材の取り付けが容易になる。
第４の発明では、クッション支持部材をラックハウジングと別に備えたので、弾性部材および摺動部材の取り付けがより簡単にできる。
第５の発明によれば、ストローク端以外の状態でも、摺動部材の反発力により、摺動部材の位置が拘束されるため、摺動部材が、走行振動などによってがたついたり、振動音を発生したりすることがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の動力伝達装置の断面図である。
【図２】図１の部分拡大図である。
【図３】従来例の動力伝達装置の断面図である。
【図４】従来例の動力伝達装置の断面図である。
【符号の説明】
１ラックハウジング
２ラック軸
２ａラック
３ピニオン
４この発明の連結手段であるジョイント
８クッション支持部材
８ａ筒部
８ｂフランジ部
８ｃこの発明の抜け止め突部である突部
９弾性部材
１０摺動部材

Claims

ラックハウジングにラック軸を組み込むとともに、このラック軸に設けたラックにピニオンをかみ合わせる一方、ラック軸の端部には、連結手段を介して動力伝達系の軸を連結した動力伝達装置において、上記ラックハウジングの開口端部分あるいは上記連結手段であって上記開口端部分に対向する部分のいずれか一方に、クッション収納部を設け、このクッション収納部内に、弾性部材と、この弾性部材よりラックハウジングの開口側あるいは上記開口端部分に対向する部分側に摺動部材を組み込み、ラック軸のストローク端で、上記連結手段あるいはラックハウジングのいずれか一方が上記摺動部材に当たって、その摺動部材を摺動させながら弾性部材を圧縮させる構成にした動力伝達装置。
クッション収納部は円筒部を備え、この円筒部の外周に弾性部材および摺動部材をはめた請求項１記載の動力伝達装置。
円筒部には、縮径方向のたわみ性を持たせるとともに、その外周には、摺動部材の抜け止め突部を形成し、上記円筒部をたわませながら、摺動部材をはめる構成にした請求項２に記載の動力伝達装置。
円筒部の端部にフランジ部を設けてクッション支持部材を構成し、このクッション支持部材をラックハウジング内に組み込み、クッション支持部材とラックハウジングの内周面とによってクッション収納部を構成する請求項２または３に記載の動力伝達装置。
摺動部材の、クッション収納部に収納される部分の軸方向長さと、弾性部材の軸方向長さとの和を、収納部内側の軸方向長さより大きくし、上記弾性部材を圧縮した状態でクッション収納部に収納した請求項２〜４のいずれか１に記載の動力伝達装置。