JP3646204B2

JP3646204B2 - 舵取装置

Info

Publication number: JP3646204B2
Application number: JP2000185230A
Authority: JP
Inventors: 哲也村上; 真史久世
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 2000-06-20
Filing date: 2000-06-20
Publication date: 2005-05-11
Anticipated expiration: 2020-06-20
Also published as: JP2002002507A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用の舵取装置の一形式として広く普及しているラックピニオン式の舵取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ラックピニオン式の舵取装置は、車体の左右方向へ延びる筒状部が設けられたハウジングに、ピニオンが設けられ、操舵輪に連結されるピニオン軸と、前記ピニオンに噛合するラック歯が設けられ、左右の操向輪に連結されるラック軸とを支持し、舵取り操作力をピニオン軸、ピニオン及びラック歯を介してラック軸に伝達し、該ラック軸を軸長方向へ移動させて、左右の操向輪を操向する構成となっている。
【０００３】
このようなラックピニオン式の舵取装置においては、ピニオン及びラック歯の噛合部のバックラッシュ量を少なくするとともに、ラック軸の移動を円滑に行わせるべくラック軸のラック歯と反対側で前記ラック軸の移動を案内する案内ローラが設けられている。また、不整備の道路等で操向輪が凹凸部へ乗り上げたりした場合、操向輪からラック軸に逆入力荷重が入力されて前記噛合部に噛合反力が加わり、ラック軸が前記案内ローラに押し付けられてトルク詰まりが生ずることになるため、前記案内ローラをラック軸に向けて付勢し、前記噛合部に噛合反力が加わったとき前記案内ローラの付勢力に抗してラック軸を離間移動させ、噛合部でのトルク詰まりを防止するように構成されている。
【０００４】
図５乃至図７は従来の舵取装置の案内ローラ部分の断面図である。図５は実公平８−５８９９号公報に記載されたものであり、ラック軸１００のラック歯１０１と反対側で前記ラック軸１００の移動を案内する案内ローラ１０２と、該案内ローラ１０２を軸１０３を介して回転可能に支持し、ラック軸１００に対して接離する方向への移動が可能な支持体１０４と、該支持体１０４をラック軸１００に向けて付勢するコイルバネ１０５と、該コイルバネ１０５を保持したバネ保持体１０６とを備え、コイルバネ１０５の力によって案内ローラ１０２をラック軸１００に押圧し、前記噛合部に予圧が加えられている。
【０００５】
図６は特開平６−２３９２４７号公報に記載されたものであり、ラック軸１００のラック歯１０１と反対側で前記ラック軸１００の移動を案内し、その軸長方向への移動が可能に２分割されるとともに、その分割面が離間した案内ローラ１０２，１０２と、該案内ローラ１０２，１０２を回転可能に支持した軸１０３と、該軸１０３の軸長方向両端部と前記案内ローラ１０２，１０２の両端との間に設けられ、案内ローラ１０２，１０２を互いに接近する方向へ付勢した弾性体１０７，１０７とを備え、該弾性体１０７，１０７の力によって案内ローラ１０２，１０２をラック軸１００に押圧し、前記噛合部に予圧が加えられている。
【０００６】
図７は特開平１１−３４８８６号公報に記載されたものであり、ラック軸１００のラック歯と反対側で前記ラック軸１００の移動を案内し、その軸長方向への移動が可能に２分割されるとともに、その分割面が離間した案内ローラ１０２，１０２と、該案内ローラ１０２，１０２の分割面間に介在させた弾性環１０８と、前記案内ローラ１０２，１０２を軸１０３を介して回転可能に支持し、ラック軸１００に対して接離する方向への移動が可能な支持体１０４と、該支持体１０４をラック軸１００に向けて付勢するコイルバネと、該コイルバネを保持したバネ保持体とを備え、コイルバネの力によって案内ローラ１０２，１０２をラック軸１００に押圧し、前記噛合部に予圧が加えられている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、以上の如く構成された従来の舵取装置にあっては、ピニオン及びラック歯の噛合部に常に予圧が加えられているため、前記噛合部の噛合抵抗及びラック軸の移動抵抗が比較的大きく、また、前記噛合部が摩耗し易いのであり、改善が要望されていた。
【０００８】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、軸長方向への移動が可能に２分割されてその分割面が当接している案内ローラと、該案内ローラを回転可能に支持した支持体と、該案内ローラの両端と支持体との間に前記分割面が当接した状態を保持し、案内ローラが互いに接離する方向への移動を許容する弾性体とを備えた構成とすることにより、ピニオン及びラック歯の噛合部の噛合抵抗及びラック軸の移動抵抗を比較的小さくすることができるとともに、噛合部に噛合反力が加わったとき、ラック軸をピニオン軸に対して離間移動させることができる舵取装置を提供することを目的とする。
【０００９】
また、支持体をラック軸に対して接離する方向へ移動可能とし、該支持体の位置を調整及び調整した位置を保持する位置調整体を備えることにより、案内ローラ及びピニオン軸の回転中心間距離を調整することができ、噛合部のバックラッシュ量を良好に少なくすることができる舵取装置を提供することを目的とする。
【００１０】
また、案内ローラの案内面を分割面側が細いテーパとすることにより、案内面に対する噛合反力の入力角度を案内面の両端に亘って等しくでき、案内ローラをより一層良好に移動させることができる舵取装置を提供することを目的とする。
【００１１】
また、ラック軸を囲うハウジングに位置調整体を螺着し、該位置調整体と前記支持体とが該支持体の移動方向への相対移動ができない状態で相対回転を可能に連結することにより、位置調整体を回すことによって案内ローラ及びピニオン軸の回転中心間距離を正確に、しかも、簡易に調整することができる舵取装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
第１発明に係る舵取装置は、舵取り操作に応じて回転するピニオン軸と、該ピニオン軸に連動して車体の左右方向へ移動するラック軸と、該ラック軸のラック歯と反対側で前記ラック軸の移動を案内する案内ローラと、該案内ローラを回転可能に支持した支持体とを有する舵取装置において、前記案内ローラは軸長方向への移動が可能に２分割されてその分割面同士が直接当接しており、該案内ローラの両端と前記支持体との間に前記分割面同士が直接当接した状態を保持し、案内ローラが互いに接離する方向への移動を許容する弾性体を設けてあることを特徴とする。
【００１３】
第１発明にあっては、２分割された分割面の分割面同士が直接当接し、この直接当接した状態が弾性体によって保持されている案内ローラがラック軸の移動を案内するため、ピニオン及びラック歯の噛合部の噛合抵抗及びラック軸の移動抵抗を前記噛合部に予圧が加えられている従来のものに比べて小さくすることができる。しかも、２分割された案内ローラの両端側には案内ローラが互いに接離する方向への移動を許容する弾性体を設けてあるため、噛合部での噛合反力がラック軸から案内ローラに加わったとき、該噛合反力の分力によって案内ローラが弾性体の力に抗して互いに離間する方向へと移動し、案内ローラの分割面間距離が長くなり、ラック軸をピニオン軸に対して離間移動させることができ、噛合部のトルク詰まりを防止できる。
【００１４】
第２発明に係る舵取装置は、前記支持体は前記ラック軸に対して接離する方向への移動が可能であり、該支持体の移動経路上での位置を調整及び調整した位置を保持する位置調整体を備えていることを特徴とする。
【００１５】
第２発明にあっては、位置調整体を操作することにより支持体の位置を調整することができるとともに、該支持体に支持した案内ローラ及び前記ピニオン軸の回転中心間距離を調整することができるため、噛合部のバックラッシュ量を良好に少なくすることができる。
【００１６】
第３発明に係る舵取装置は、前記案内ローラは前記ラック軸の移動を案内する案内面が、分割面に向かって小径となるテーパとしてあることを特徴とする。
【００１７】
第３発明にあっては、噛合部での噛合反力がラック軸から案内ローラに加わったとき、案内面に対する噛合反力の入力角度を案内面の両端に亘って等しくでき、案内ローラをより一層良好に移動させることができる。
【００１８】
第４発明に係る舵取装置は、前記ラック軸を囲うハウジングを備え、該ハウジングに前記位置調整体が螺着されており、前記支持体は環状の嵌合溝を有しており、前記位置調整体は前記嵌合溝に相対回転を可能に嵌合された嵌合突起を有することを特徴とする。
【００１９】
第４発明にあっては、位置調整体を回すことによって支持体の位置を正確に調整することができ、さらに、位置調整体の操作を止めることによって支持体を調整した位置に良好に保持することができるため、前記案内ローラ及びピニオン軸の回転中心間距離を正確に、しかも、簡易に調整することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
実施の形態１
図１は本発明に係る舵取装置の要部の縦断面図、図２は要部の拡大断面図である。
図１に示したラックピニオン式の舵取装置は、下端部にピニオン１ａが設けられ、上端部が操舵輪に繋がれて該操舵輪による舵取り操作に応じて回転するピニオン軸１と、前記ピニオン１ａに噛合するラック歯２ａが設けられ、ピニオン軸１に連動して車体の左右方向へ移動するラック軸２と、これらピニオン軸１及びラック軸２を囲うハウジング３と、前記ラック軸２のラック歯２ａと反対側で前記ラック軸２の移動を案内する案内ローラ４と、該案内ローラ４を回転可能に支持し、前記ラック軸２に対して接離する方向への移動が可能な支持体５とを備えている。
ラック軸２は、長手方向中間に前記ラック歯２ａが設けられ、該ラック歯２ａと反対の側面が半円形に形成されている。
【００２１】
ハウジング３は、図１に示す如く有底の第１軸孔３１と、該第１軸孔３１の中心線に対し偏位した位置から第１軸孔３１と交叉して貫通する第２軸孔３２と、該第２軸孔３２の軸長方向中間から外面に開放された保持孔３３とを備え、第１軸孔３１に軸受６，６を介してピニオン軸１を回転可能に支持し、第２軸孔３２にラック軸２を移動可能に支持し、保持孔３３に前記案内ローラ４と、支持体５と、該支持体５の移動経路上での位置を調整及び調整した位置を保持する位置調整体７とを設けている。
【００２２】
支持体５はその中心部に前記案内ローラ４が収容される四角形の貫通孔５ａを有する円筒形であり、その長手方向中間には貫通孔５ａ内で向き合う一対の面に臨む軸孔５１，５１が穿設されており、該軸孔５１，５１に軸８を介して前記案内ローラ４が前記貫通孔５ａ内で回転可能となるように支持されている。また、支持体５の一端部外面には環状の嵌合溝５２が設けてある。
【００２３】
この案内ローラ４は、ラック軸２の移動を案内する案内面４ａが円弧状に凹ませてあり、さらに、軸長方向の中央位置で軸長方向への移動が可能に２分割され、図１に示すようにその分割面４ｂ同士が直接当接している。
【００２４】
この分割された案内ローラ４，４の両端と前記支持体５の軸孔５１，５１が臨む一対の面との間には図１に示すように前記分割面４ｂ同士が直接当接した状態を保持する弾性体９，９を設けてある。また、案内ローラ４，４の中心部の貫通孔には鍔付のブッシュを用いてなる一対のすべり軸受１０，１０が嵌合してあり、該すべり軸受１０，１０の鍔部と前記面との間には弾性体９，９が介在してある。
【００２５】
弾性体９，９はその中心部に前記軸８が挿通される貫通孔を有する皿ばねを用いてなり、該弾性体９，９が非撓み状態で前記分割面４ｂの当接状態を保持し、案内ローラ４，４が互いに接離する方向への移動を許容している。即ち、前記噛合部での噛合反力がラック軸２から案内ローラ４，４に加わったとき、該噛合反力の分力によって案内ローラ４，４を弾性体９，９の力に抗して互いに離間する方向へと移動させ、前記噛合反力が解消したとき弾性体９，９の復元力によって案内ローラ４，４を互いに接近する方向へと移動させるようにしてある。
【００２６】
位置調整体７は、前記保持孔３３の孔縁部に設けられためねじ３４に螺着されている。また、この位置調整体７には前記嵌合溝５２に嵌合された環状の嵌合突起７１と、回転操作用の工具が嵌合される嵌合凹部７２とが設けられており、嵌合突起７１の嵌合溝５２への嵌合により位置調整体７及び支持体５が該支持体５の移動方向への相対移動ができない状態で相対回転を可能に連結してある。
【００２７】
尚、図１、図２において１２は前記位置調整体７に螺着され、該位置調整体７の緩みを防止するロックナットである。
【００２８】
以上の如く構成された舵取装置は、嵌合突起７１の嵌合溝５２への嵌合により位置調整体７に連結された支持体５を保持孔３３に挿入し、位置調整体７を保持孔３３のめねじ３４に螺着することにより案内ローラ４，４をラック軸２のラック歯２ａと反対側の面に接触させ、案内ローラ４，４及びピニオン軸１の回転中心間距離を調整する。この場合、２分割された案内ローラ４，４はその分割面４ｂが当接している状態でラック軸２に接触しており、さらに、位置調整体７及び支持体５は該支持体５の移動方向への相対移動ができない状態で相対回転を可能に連結されているため、位置調整体７の螺進／螺退に連動して支持体５の移動経路上での位置を正確に、簡易に調整することができ、しかも、位置調整体７の操作を止めることによって支持体５を調整した位置に良好に保持することができる。従って、支持体５に支持した案内ローラ４，４とピニオン軸１との回転中心間距離をピニオン１ａ及びラック歯２ａの噛合部のバックラッシュ量を少なくすることができるとともに、ピニオン１ａ及びラック歯２ａの噛合部の噛合抵抗及びラック軸２の移動抵抗を前記噛合部に予圧が加えられている従来のものに比べて小さくすることができる。
【００２９】
また、弾性体９，９は非撓み状態で案内ローラ４，４の分割面４ｂの当接状態を保持し、案内ローラ４，４が互いに接離する方向への移動を許容しているため、噛合部での噛合反力がラック軸２から案内ローラ４，４に加わったとき、該噛合反力の分力によって案内ローラ４，４が弾性体９，９の力に抗して互いに離間する方向へと移動し、案内ローラ４，４の分割面４ｂ間距離が長くなる。従って、ラック軸２をピニオン軸１に対して離間移動させることができ、噛合部でのトルク詰まりを防止できる。
【００３０】
実施の形態２
図３は実施の形態２の構成を示す要部の拡大断面図である。
この実施の形態２の舵取装置は、前記位置調整体７を設ける代わりに、前記支持体５がラック軸２に対して接離する方向へ移動することを阻止する移動阻止体１１を設けたものである。
【００３１】
この移動阻止体１１は、前記保持孔３３のめねじ３４に螺着し、支持体５の一端に当接して該支持体５の移動を阻止してある。即ち、支持体５に支持した前記案内ローラ４，４がラック軸２に接触した状態で支持体５がラック軸２に対して離間移動することを阻止してある。
【００３２】
その他の構成及び作用は実施の形態１と同様であるため、同様の部品については同じ符号を付し、その詳細な説明及び作用の説明を省略する。
【００３３】
実施の形態３
図４は実施の形態３の構成を示す要部の拡大断面図である。
この実施の形態３の舵取装置は、前記案内ローラ４，４の案内面４ａ，４ａを円弧状とする代わりに、分割面４ｂ側が細いテーパ、換言すれば分割面４ｂに向かって小径となるテーパとしたものである。
【００３４】
この実施の形態３においては、噛合部での噛合反力がラック軸２から案内ローラ４，４に加わったとき、案内面４ａに対する噛合反力の入力角度を案内面４ａの両端に亘って等しくすることができるため、案内ローラ４，４をより一層良好に移動させることができる。
【００３５】
尚、以上説明した実施の形態では、貫通孔を有する案内ローラ４を２分割したが、その他、案内ローラ４は分割面４ｂと反対側面に嵌合凹部を有するように２分割してもよい。この場合、支持体５の一対の面に穿設された前記軸孔５１，５２に一対の軸を嵌合し、該軸の夫々に分割された案内ローラ４，４の嵌合凹部を回転可能に嵌め合わせ、さらに軸長方向への移動が可能に嵌合支持したり、又は、前記支持体５を２分割し、該支持体５の夫々に前記嵌合凹部が嵌合される軸部を一体的に成形したりしてもよい。
【００３６】
【発明の効果】
以上詳述した如く第１発明によれば、２分割された分割面が当接し、この当接した状態が弾性体によって保持されている案内ローラがラック軸の移動を案内するため、ピニオン及びラック歯の噛合部の噛合抵抗及びラック軸の移動抵抗を前記噛合部に予圧が加えられている従来のものに比べて小さくすることができ、しかも、２分割された案内ローラの両端側には案内ローラが互いに接離する方向への移動を許容する弾性体を設けてあるため、噛合部での噛合反力がラック軸から案内ローラに加わったとき、ラック軸をピニオン軸に対して離間移動させることができ、噛合部でのトルク詰まりを防止できる。
【００３７】
第２発明によれば、位置調整体を操作することにより案内ローラ及びピニオン軸の回転中心間距離を調整することができるため、噛合部のバックラッシュ量を良好に少なくすることができる。
【００３８】
第３発明によれば、噛合部での噛合反力がラック軸から案内ローラに加わったとき、案内面に対する噛合反力の入力角度を案内面の両端に亘って等しくでき、案内ローラをより一層良好に移動させることができる。
【００３９】
第４発明によれば、位置調整体を回すことにより案内ローラ及びピニオン軸の回転中心間距離を正確に、しかも、簡易に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る舵取装置の要部の縦断面図である。
【図２】本発明に係る舵取装置の要部の拡大断面図である。
【図３】本発明に係る舵取装置の実施の形態２の構成を示す要部の拡大断面図である。
【図４】本発明に係る舵取装置の実施の形態３の構成を示す要部の拡大断面図である。
【図５】従来の舵取装置の案内ローラ部分の断面図である。
【図６】従来の舵取装置の案内ローラ部分の断面図である。
【図７】従来の舵取装置の案内ローラ部分の断面図である。
【符号の説明】
１ピニオン軸
２ラック軸
２ａラック歯
３ハウジング
４案内ローラ
４ａ案内面
４ｂ分割面
５支持体
７位置調整体
９弾性体

Claims

舵取り操作に応じて回転するピニオン軸と、該ピニオン軸に連動して車体の左右方向へ移動するラック軸と、該ラック軸のラック歯と反対側で前記ラック軸の移動を案内する案内ローラと、該案内ローラを回転可能に支持した支持体とを有する舵取装置において、前記案内ローラは軸長方向への移動が可能に２分割されてその分割面同士が直接当接しており、該案内ローラの両端と前記支持体との間に前記分割面同士が直接当接した状態を保持し、案内ローラが互いに接離する方向への移動を許容する弾性体を設けてあることを特徴とする舵取装置。
前記支持体は前記ラック軸に対して接離する方向への移動が可能であり、該支持体の移動経路上での位置を調整及び調整した位置を保持する位置調整体を備えている請求項１記載の舵取装置。
前記案内ローラは前記ラック軸の移動を案内する案内面が、分割面に向かって小径となるテーパとしてある請求項１又は請求項２記載の舵取装置。
前記ラック軸を囲うハウジングを備え、該ハウジングに前記位置調整体が螺着されており、前記支持体は環状の嵌合溝を有しており、前記位置調整体は前記嵌合溝に相対回転を可能に嵌合された嵌合突起を有する請求項２記載の舵取装置。