JP3789481B2 - 特に自動車用のラックアンドピニオン形パワーステアリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、請求の範囲第１項の上位概念部分に記載の特に自動車用のラックアンドピニオン形パワーステアリング装置に関する。このラックアンドピニオン形パワーステアリング装置は、ピニオンハウジングとシリンダハウジングとこれら両ハウジング間に配置された連結ハウジングとから成る多分割構造のステアリングハウジングを有している。そのピニオンハウジングの中にピニオンが回転可能に支持されている。ステアリングハウジングの中に軸方向に移動可能に配置されたラックは、ピニオンハウジングの中でばねで荷重されている押圧部材によってピニオンに押しつけられ、それとのかみ合いを維持されている。ラックは、ピストンロッドを介して、シリンダハウジング内においてサーボモータの二つの作動室を分離するピストンに結合されている。
この種のラックアンドピニオン形パワーステアリング装置は、ドイツ特許出願公開第１５５５７３７号明細書で知られている。このステアリング装置の場合、三つのハウジング部分が荷重支持能力を有する一つの剛性のステアリングハウジングの形に一体化されている。ラックおよびこれに固く結合されたピストンロッドは、ピニオンハウジング並びにシリンダハウジングの中で一個所あるいは数個所で支持され案内されている。この配置構造の場合、ステアリングハウジング内におけるラックの位置は冗長性（過剰な確実性）をもたせて決められている。これはラックとステアリングハウジングとの間に残留応力を生ずる。その結果ラックを移動するために大きな力が必要となる。この欠点は、ステアリングハウジングおよびラックの製造における寸法公差を非常に狭く抑えることでしか避けられない。
本発明の課題は、ステアリングハウジングおよびラックを製造する際にこれを狭い製造誤差に抑えることなしに、ラックをステアリングハウジング内に冗長性をもたせずに位置決めできるようなラックアンドピニオン形パワーステアリング装置を提供することにある。
本発明の課題は、請求の範囲第１項に記載のラックアンドピニオン形パワーステアリング装置によって解決される。この解決は、冒頭に述べた形式のラックアンドピニオン形パワーステアリング装置において、ピニオンハウジングとシリンダハウジングとの間の連結ハウジングが弾性材料から成っていることによって行われている。この弾性連結ハウジングは力およびトルクを伝達せず、ただラックを腐食から保護するためにしか使用されない。ステアリングハウジング内におけるラックの冗長性を持った支持（位置決め）は不要となる。ピニオンハウジングとシリンダハウジングとの相対位置はラックによって決定される。
本発明の目的に適った有利な実施態様は従属請求の範囲に記載されている。しかし本発明は各請求の範囲の特徴事項の組合せに限定されない。当該技術者において目的に合わせて各請求の範囲の特徴事項を組み合わせることができる。
連結ハウジングがプラスチックから成っていることが有利である。特に連結ハウジングはプラスチック管あるいはプラスチックホースから簡単に製造できる。
ラックとピストンロッドとが一体に形成されている場合、その歯の範囲がピストンロッドの範囲より大きな断面積を有している。これによって、歯の範囲における小さな慣性モーメントがバランスされる。これはステアリングハウジングが新たな形状をしていることにより、新規な組立経過を採用できることによってできる。
以下、図に示した実施例を参照して本発明を詳細に説明する。図には本発明に基づくラックアンドピニオン形パワーステアリング装置が縦断面図で示されている。
多分割構造のステアリングハウジング１は、ピニオンハウジング２と、シリンダハウジング３と、これら両ハウジング間に配置された連結ハウジング４とから成っている。
ピニオンハウジング２の中にピニオン５が回転可能に支持されている。ピニオン５はその歯を介してラック６にかみ合っている。ラック６はステアリングハウジング１の中に軸方向に移動可能に配置されている。そのためにラック６は、ピニオンハウジング２内においてばねで荷重されている押圧部材７で、公知のようにピニオン５の歯に押しつけられている。シリンダハウジング３内においてラックは二つの軸受部８、９で支持され案内されている。
舵取り力を支援するために、シリンダハウジング３内に形成されているサーボモータ１０が使用される。そのピストンロッド１１はラック６に固く結合され、シリンダハウジング内に形成されている二つの作動室１３、１４を互いに分離するピストン１２を支えている。圧力媒体源例えばサーボポンプ（図示せず）から搬送される圧力媒体および両作動室１３、１４から搬送される圧力媒体を制御するために公知のように制御弁が使用される。この制御弁は本発明にとって重要ではなく、従って図示されていない。
ピニオンハウジング２およびシリンダハウジング３は金属材料、例えばアルミニウム・ダイキャスト品ないし鋼管から成っている。ピニオンハウジング２およびシリンダハウジング３は、ステアリングハウジング１を車体に取り付けるために、それぞれ少なくとも一つの取付穴１５、１６を有している。ピニオンハウジング２がその取付穴１５で車体に固く取り付けられ、シリンダハウジング３がその取付穴１６で弾性中間部品を介して車体に固定されることが有利である。そのようなステアリングハウジング１の取付け方式によれば、この中におけるラック６の位置を冗長性をもって設定することは確実に避けられる。
ピニオンハウジング２の位置はラック６およびピニオン５の歯によって決定される。これによってピニオン２およびラック６の歯を製造する際に生ずるすべての角度誤差は補償される。これは良好な歯の転動挙動を保証する。
連結ハウジング４は弾性材料例えばプラスチックから成っている。このような連結ハウジング４はプラスチック管あるいはプラスチックホースから特に簡単に製造できる。連結ハウジング４のプラスチック管あるいはプラスチックホースは、ピニオンハウジング２およびシリンダハウジング３の周溝１７、１８内にホースクリップ２０、２１あるいは類似した取付け要素で固定させられる。
ラック６ないしピストンロッド１１の先端は、それぞれ公知のようにタイロッドが固定される。その固定個所はベローズ２２、２３によって腐食から保護されている。
ステアリングハウジング１を本発明に基づいて形成することによって、新規な組立経過を選定できる。即ちラック６およびピストンロッド１１を、公知の形態のように片側から全ステアリングハウジングを通して押し込む必要はない。むしろピニオンハウジング２並びにシリンダハウジング３はそれぞれ片側からラック６上にないしピストンロッド１１上に押し被せられる。その後で両ハウジングが弾性連結ハウジング４によって互いに結合される。そのような組立経過により、ラック６の歯の範囲を、ピストンロッド１１よりも大きな直径および大きな断面積で形成することができる。
符号の説明
１ ステアリングハウジング
２ ピニオンハウジング
３ シリンダハウジング
４ 連結ハウジング
５ ピニオン
６ ラック
７ 押圧部材
８ 軸受部
９ 軸受部
１０ サーボモータ
１１ ピストンロッド
１２ ピストン
１３ 作動室
１４ 作動室
１５ 取付穴
１６ 取付穴
１７ 周溝
１８ 周溝
２０ ホースクリップ
２１ ホースクリップ

Claims (2)

1. 多分割構造のステアリングハウジング（１）が、ピニオンハウジング（２）とシリンダハウジング（３）とこれら両ハウジング（２、３）間に配置された連結ハウジング（４）とから成り、
   ピニオンハウジング（２）の中にピニオン（５）が回転可能に支持され、
   ステアリングハウジング（１）の中に軸方向に移動可能に配置されたラック（６）が、ピニオンハウジング（２）の中でばねで荷重されている押圧部材（７）によってピニオン（５）に押しつけられ、これとのかみ合いを維持され、ラック（６）が、ピストンロッド（１１）を介して、シリンダハウジング（３）内においてサーボモータ（１０）の二つの動作室（１３、１４）を分離するピストン（１２）に結合されている、
   自動車用のラックアンドピニオン形パワーステアリング装置において、
   連結ハウジング（４）が、弾性材料から成り柔軟性を有しているプラスチック管あるいはプラスチックホースで形成され、ピニオンハウジング（２）とシリンダハウジング（３）とを互いに間隔を置いた状態で連結しており、
   連結ハウジング（４）を形成するプラスチック管あるいはプラスチックホースがピニオンハウジング（２）およびシリンダハウジング（３）の周溝（１７、１８）に、取付け要素であるホースクリップ（２０、２１）によって取り付けられていることを特徴とするラックアンドピニオン形パワーステアリング装置。
2. ラック（６）とピストンロッド（１１）とが一体に形成され、ラック（６）の歯の部分における断面積がピストンロッド（１１）の部分における断面積より大きくなっていることを特徴とする請求項１記載のラックアンドピニオン形パワーステアリング装置。

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