JP4017447B2

JP4017447B2 - ラックアンドピニオン型操舵装置

Info

Publication number: JP4017447B2
Application number: JP2002172803A
Authority: JP
Inventors: 哲郎清水; 秀樹田中
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2002-06-13
Filing date: 2002-06-13
Publication date: 2007-12-05
Anticipated expiration: 2022-06-13
Also published as: JP2004017712A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ピニオンにラックを押し付けるプレッシャパッドを備えたラックアンドピニオン型操舵装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２は、従来のラックアンドピニオン型操舵装置の一部を示したものである。図示したように、この従来例ではケーシング１に操舵ロッド２を摺動自在に組み込むとともに、この操舵ロッド２には図示しない車輪を連係している。
また、上記ケーシング１にはハンドルに連係させた入力軸３を挿入している。
そして、入力軸３にはピニオン４を形成し、かつ、操舵ロッド２にはラック５を形成し、これらラック５とピニオン４とをケーシング１内でかみ合わせている。したがって、ハンドルを切って入力軸３を回転させると、操舵ロッド２が軸方向に移動して、図示しない車輪を転舵することになる。
【０００３】
また、ケーシング１には操舵ロッド２を挟んでピニオン４と反対側にパッド孔６を形成している。このパッド孔６は、操舵ロッド２の軸方向に対して直交する方向に形成している。また、このパッド孔６には、プレッシャパッド７を摺動自在に組み込むとともに、プレッシャパッド７を操舵ロッド２側に押し付けるスプリング８を設けている。このパッド孔６の端部にアジャスタプラグ９を螺合して、このパッド孔６を閉塞するようにしている。
このように、パッド孔６をアジャスタプラグ９で閉塞することによって、スプリング８が所定のイニシャル荷重を保持するようにしている。そして、このスプリング８のバネ力でプレッシャパッド７を操舵ロッド２に押し付けて、ラック５とピニオン４とを十分にかみ合わせるようにしている。
【０００４】
上記ラック５とピニオン４とを十分にかみ合わせることによって、バックラッシュを防止するとともに、ラック５とピニオン４とが接触したり離れたりすることによって発生するラトル音を防止することができる。
【０００５】
上記のようなラックアンドピニオン型操舵装置において、タイヤに外力が発生すると、操舵ロッド２が図面上下方向に動くことがある。上記操舵ロッド２を押し下げる方向に大きな力が作用して、この押し下げる力がスプリング８の押し付け力よりも大きくなると、上記操舵ロッド２は、プレッシャパッド７を下方向に押し下げる。もし、このプレッシャパッド７が勢いよく押し下げられると、このプレッシャパッド７の端面がアジャスタプラグ９に衝突し、大きな打音が発生する。
【０００６】
そこで、上記プレッシャパッド７とアジャスタプラグ９とが衝突するのを防止するために、上記プレッシャパッド７の端面とアジャスタプラグ９の端面との間に皿バネ１１を設けている。
図２の線Ａで囲んだプレッシャパッド７とアジャスタプラグ９との当接部分の拡大図を図３（ａ）、（ｂ）に示している。図３（ａ）に示したように、上記プレッシャパッド７のアジャスタプラグ９側端面には、凹部１０を形成し、この凹部１０で皿バネ１１を保持するようにしている。上記凹部１０の深さは、皿バネ１１が最もたわんだときの厚さよりも浅くなるようにしている。
【０００７】
上記のようにすることによって、操舵ロッド２に外力が作用して、プレッシャパッド７が図面下方向に勢いよく押された場合でも、上記皿バネ１１がプレッシャパッド７の移動を緩衝することができる。このプレッシャパッド７の移動を緩衝することができるので、プレッシャパッド７がアジャスタプラグ９に衝突するのを防止することができる。上記プレッシャパッド７とアジャスタプラグ９とが衝突しないので、この衝突による打音を防止することができる。
【０００８】
なお、上記従来例において、スプリング８はプレッシャパッド７をピニオン４側に押し付けるようなバネ力を発生し、皿バネ１１もまた、プレッシャパッド７をピニオン４側に押し付けるようなバネ力を発生する。そこで、この皿バネ１１の機能をスプリング８で発揮できるように、このスプリング８のバネ力を強くすればいいように思えるが、このようにスプリング８で皿バネ１１の機能を発揮しようとすれば、スプリング８のバネ力を２段階に設定しなければならない。
【０００９】
上記スプリング８は、先でも説明したとおり、ラック５とピニオン４とのバックラッシュが発生しない程度に十分にかみ合わせるのが目的である。したがって、そんなに強いバネ力を必要としない。逆に大きなバネ力をラック５に作用させると、ピニオン４の軸に必要以上のラジアル荷重を与えてしまい、ピニオン４のスムーズな回転を妨げてしまったりする。したがって、ラック５とピニオン４との噛み合いのためにはそんなに大きなバネ力を必要としない。
【００１０】
一方、皿バネ１１はプレッシャパッド７が勢いよく下方向に移動してきたとき、この移動を緩衝しなければならない。したがって、この皿バネ１１のバネ力としては大きな力を必要とする。
【００１１】
上記のように、スプリング８と皿バネ１１とは、その使用目的から必要とされるバネ力の大きさが異なる。このような状況で、スプリングひとつで皿バネ１１の役割を担おうとすると、どうしてもスプリングのバネ力を２段階にしなければならない。
しかし、スプリングのバネ力を２段階に設定するためには、この調整に手間がかかる。そこで、ラック５とピニオン４とをかみ合わせるためのスプリング８と、プレッシャパッド７の衝突を防止するための皿バネ１１とを別々に設けるようにしている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記皿バネ１１が最もたわんでしまう程に、上記操舵ロッド２にラジアル荷重が作用した場合、図３（ｂ）に示したように、たわんだ皿バネ１１がその全面でアジャスタプラグ９に衝突する。
ここで、上記皿バネ１１は、先で説明したように大きなバネ力を必要とするので、その強度を維持する目的から鉄製とするのが一般的である。また、アジャスタプラグ９も強度を維持する目的から鉄製とするのが一般的である。
【００１３】
上記皿バネ１１とアジャスタプラグ９とを鉄製にしているので、これらが衝突するような過大外力が入力された場合には、結局非常に大きな打音が発生するという問題があった。
この発明の目的は、操舵ロッドに過大外力が作用した場合の打音を防止することができるラックアンドピニオン型操舵装置を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
第１〜第３の発明は、ケーシングと、ハンドルに連係させた入力軸と、この入力軸に設けたピニオンと、ケーシングに摺動自在に組み込んだ操舵ロッドと、この操舵ロッドに設けるとともにピニオンにかみ合うラックと、操舵ロッドを挟んでピニオンと反対側に設けるとともに操舵ロッドの軸線と直交する方向にケーシングに形成したパッド孔と、このパッド孔に摺動自在に組み込んだプレッシャパッドと、パッド孔の端部を閉塞するアジャスタプラグと、プレッシャパッドとアジャスタプラグとの間に設け互いを離反するように押圧付勢する第１バネ部材と、プレッシャパッドの端面とアジャスタプラグの端面との間に設け互いを離反するように押圧付勢する第２バネ部材と、プレッシャパッドあるいはアジャスタプラグの向かい合ったどちらか一方の端面に設けるとともに上記プレッシャパッドとアジャスタプラグとの間に常時間隔を保持する保持手段とを備え、アジャスタプラグをパッド孔に組み付けると、第１バネ部材が所定のイニシャル荷重を保持し、プレッシャパッドを操舵ロッドに押し付けて、ラックとピニオンとをかみ合わせるとともに、第２バネ部材のバネ力によってプレッシャパッドとアジャスタプラグとの間に間隔を確保させて互いの近づき方向の移動を緩衝するラックアンドピニオン型操舵装置を前提としている。
【００１５】
第１の発明は、保持手段を、プレッシャパッドあるいはアジャスタプラグのどちらか一方の端面に設けた凸部によって形成する一方、上記第２バネ部材は皿バネで構成し、しかも、当該皿バネが最もたわんだときの厚さよりも、上記凸部の厚さを厚くしてなり、上記凸部がアジャスタプラグあるいはプレッシャパッドの端面に当接したとき、上記皿バネは、その一方の面における外周側または内周側のいずれか一方をアジャスタプラグの端面に当接させるとともに、このアジャスタプラグの端面に当接した外周側または内周側における他方の面と上記プレッシャパッドとの間に隙間を維持してなり、かつ、上記一方の面における外周側または内周側のいずれか他方とアジャスタプラグの端面との間に隙間を維持するとともに、この隙間を維持した外周側または内周側における他方の面を上記プレッシャパッドの端面に当接させたことを特徴とする。
【００１６】
第２の発明の保持手段は、アルミ製であるとともに、アジャスタプラグを鉄製にしたことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１（ａ）、（ｂ）はこの発明の実施形態を示したものである。図示したように、プレッシャパッド１２のアジャスタプラグ１３側端面に凸部１４を形成するようにしている。この凸部１４がこの発明でいう保持手段である。この凸部１４は、上記プレッシャパッド１２と一体に形成されるとともに、上記プレッシャパッド１２と同じアルミ製にしている。
【００１８】
上記のようにプレッシャパッド１２に凸部１４を一体に形成することによって、このプレッシャパッド１２のアジャスタプラグ１３側端面にバネ受け凹部１５が形成されるようにしている。
上記バネ受け凹部１５には、第２バネ部材として、皿バネ１６を備えるようにしている。この皿バネ１６の機能は従来例と同様である。
また、上記凸部１４の厚さは、皿バネ１６が最もたわんだときの厚さよりも厚くなるようにしている。このような凸部１４を形成することによって、上記プレッシャパッド１２に設けたバネ受け凹部１５とアジャスタプラグ１３との間には、常に皿バネ１６が完全にたわまないような間隔が保持される。
【００１９】
以上の構成以外は、従来例と同様である。従来例と同様の構成要素については、従来例と同じ符号を用い、その詳細な説明を省略する。また、上記皿バネ１６およびアジャスタプラグ１３は、従来例と同様に鉄製としている。さらに、上記従来例で説明したスプリング８が、この発明でいう第１バネ部材である。
【００２０】
上記のような構成において、操舵ロッド２に大きな外力が作用すると、プレッシャパッド１２がアジャスタプラグ１３に向かって移動する。このとき、プレッシャパッド１２は皿バネ１６をたわませることによって、その移動が緩衝される。
また、上記操舵ロッド２にさらに大きな外力が作用して、プレッシャパッド１２のアジャスタプラグ１３方向に作用する力が、皿バネ１６の最大のバネ力よりも大きくなった場合には、上記プレッシャパッド１２に形成した凸部１４がアジャスタプラグ１３に当接するようになる。
【００２１】
上記凸部１４の厚さは、皿バネ１６が最もたわんだときの厚さよりも厚くしているので、この凸部１４がアジャスタプラグ１３に当接しても、皿バネ１６の全面がアジャスタプラグ１３に接触するということがない。言い換えれば、過大外力によりプレッシャパッド１２がアジャスタプラグ１３に当接するまで移動してきたとしても、上記皿バネ１６の全面をアジャスタプラグ１３に衝突させるということがない。
上記皿バネ１６がアジャスタプラグ１３に衝突することがないので、これらが衝突したときの打音の発生を防止することができる。
【００２２】
上記のように操舵ロッド２に大きな外力が発生した場合には、凸部１４とアジャスタプラグ１３とを当接させることによって、皿バネ１６の全面がアジャスタプラグ１３に衝突しないようにしている。言い換えれば、上記凸部１４とアジャスタプラグ１３とを積極的に当接させるようにしているが、上記凸部１４をアルミ製にして、アジャスタプラグ１３を鉄製にしているので、従来例のように鉄製同士の皿バネ１６とアジャスタプラグ１３とが衝突したときに比べて、その打音を小さくすることができる。
【００２３】
また、上記凸部１４の移動は、皿バネ１６のバネ力によって緩衝されるので、より一層打音を小さくすることができる。
さらに、上記凸部１４をプレッシャパッド１２と一体的に形成するようにしているので、その形成が非常に楽にできる。
【００２４】
さらに、凸部１４の厚さを厚くすることによって、バネ受け凹部１５の深さが深くなる。このようにバネ受け凹部１５を深くすることによって、皿バネ１６をしっかりとバネ受け凹部１５で保持することができる。すなわち、凸部１４の厚さが従来例のようにそんなに厚くない状態だと、バネ受け凹部の深さが十分に確保することができず、皿バネ１６がバネ受け凹部から外れ易くなる。皿バネ１６がバネ受け凹部から外れると、バネとして機能しなくなるだけでなく、入力軸３の回転にヒステリシスを発生させてしまう。
これに対して、上記実施形態ではバネ受け凹部１５から皿バネ１６が外れることがないので、上記ヒステリシス等の発生を防止することができる。
【００２５】
なお、上記凸部１４は、プレッシャパッド１２とは別に設けるようにしてもよい。また、この凸部１４をアジャスタプラグ１３と一体的に形成してもよい。いずれにしても、皿バネ１６がアジャスタプラグ１３に衝突しないような間隔を、上記プレッシャパッド１２とアジャスタプラグ１３との間に形成できればよい。また、上記凸部１４をアルミ製としているが、樹脂などを用いるようにしてもよい。上記凸部１４が鉄よりも軟らかい素材であれば、凸部と鉄製のアジャスタプラグ１３との打音を小さくすることができる。
さらに、バネ部材として皿バネ１６を用いるようにしているが、これが板バネやコイルスプリングなど他のバネ部材であってもよい。
【００２６】
【発明の効果】
第１の発明によれば、プレッシャパッドとアジャスタプラグとの間に間隔を保持する保持手段を備え、この保持手段の厚さは、バネ部材が最もたわんだときの厚さよりも厚くして、上記バネ部材とアジャスタプラグとの衝突を防止する構成にしたので、操舵ロッドに大きな外力が作用した場合の、上記バネ部材とアジャスタプラグとの打音を防止することができる。
【００２７】
第２の発明によれば、保持手段は、プレッシャパッドあるいはアジャスタプラグのどちらか一方の端面に設けた凸部によって形成することとしたので、この保持手段を容易に形成することができる。
【００２８】
第３の発明によれば、保持手段は、アルミ製であるとともに、アジャスタプラグを鉄製にすることとしたので、保持手段とアジャスタプラグとが衝突したとしても、これらの打音を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）この発明の実施形態を示した拡大断面図である。
（ｂ）プレッシャパッドがアジャスタプラグ側に移動したときの拡大断面図である。
【図２】従来例のラックアンドピニオン型操舵装置の一部断面図である。
【図３】（ａ）図２の従来例の拡大断面図である。
（ｂ）プレッシャパッドがアジャスタプラグ側に移動したときの拡大断面図である。
【符号の説明】
１ケーシング
２操作ロッド
３入力軸
４ピニオン
５ラック
６パッド孔
１２プレッシャパッド
１３アジャスタプラグ
１４凸部
１６皿バネ

Claims

ケーシングと、ハンドルに連係させた入力軸と、この入力軸に設けたピニオンと、ケーシングに摺動自在に組み込んだ操舵ロッドと、この操舵ロッドに設けるとともにピニオンにかみ合うラックと、操舵ロッドを挟んでピニオンと反対側に設けるとともに操舵ロッドの軸線と直交する方向にケーシングに形成したパッド孔と、このパッド孔に摺動自在に組み込んだプレッシャパッドと、パッド孔の端部を閉塞するアジャスタプラグと、プレッシャパッドとアジャスタプラグとの間に設け互いを離反するように押圧付勢する第１バネ部材と、プレッシャパッドの端面とアジャスタプラグの端面との間に設け互いを離反するように押圧付勢する第２バネ部材と、プレッシャパッドあるいはアジャスタプラグの向かい合ったどちらか一方の端面に設けるとともに上記プレッシャパッドとアジャスタプラグとの間に常時間隔を保持する保持手段とを備え、アジャスタプラグをパッド孔に組み付けると、第１バネ部材が所定のイニシャル荷重を保持し、プレッシャパッドを操舵ロッドに押し付けて、ラックとピニオンとをかみ合わせるとともに、第２バネ部材のバネ力によってプレッシャパッドとアジャスタプラグとの間に間隔を確保させて互いの近づき方向の移動を緩衝するラックアンドピニオン型操舵装置において、上記保持手段は、プレッシャパッドあるいはアジャスタプラグのどちらか一方の端面に設けた凸部によって形成する一方、上記第２バネ部材は皿バネで構成し、しかも、当該皿バネが最もたわんだときの厚さよりも、上記凸部の厚さを厚くしてなり、上記凸部がアジャスタプラグあるいはプレッシャパッドの端面に当接したとき、上記皿バネは、その一方の面における外周側または内周側のいずれか一方をアジャスタプラグの端面に当接させるとともに、このアジャスタプラグの端面に当接した外周側または内周側における他方の面と上記プレッシャパッドとの間に隙間を維持してなり、かつ、上記一方の面における外周側または内周側のいずれか他方とアジャスタプラグの端面との間に隙間を維持するとともに、この隙間を維持した外周側または内周側における他方の面を上記プレッシャパッドの端面に当接させてなるラックアンドピニオン型操舵装置。
保持手段は、アルミ製であるとともに、アジャスタプラグを鉄製にした請求項１記載のラックアンドピニオン型操舵装置。