JP5103699B2

JP5103699B2 - ラックピニオン式ステアリング装置

Info

Publication number: JP5103699B2
Application number: JP2001144887A
Authority: JP
Inventors: 英治田中
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2001-05-15
Filing date: 2001-05-15
Publication date: 2012-12-19
Anticipated expiration: 2021-05-15
Also published as: JP2002337702A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車などの車両に用いられるラックピニオン式ステアリング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、従来の車両用のラックピニオン式ステアリング装置を示す要部断面図である。図において、紙面に垂直な方向に伸びるラック軸５６は、ピニオン軸５５と噛合している。ラック軸５６は、ラック５６ａの背面側において、サポートヨークシート５９を介してサポートヨーク５８により支持されている。このようなサポートヨーク５８及びサポートヨークシート５９として、従来例えば図４に示すようなものが用いられていた。
【０００３】
図４(a)、(b)、(c)において、サポートヨーク５８は金属製の部材であり、一対の傾斜面５８ａと、この傾斜面に連続して形成された溝部５８ｂとにより構成される断面Ｙ字状の谷状部５８ｙを有している。また、サポートヨーク５８には、谷状部５８ｙとその背面側とに連通した貫通孔５８ｃが設けられている。一方、サポートヨークシート５９は例えば金属にフッ素樹脂等をコーティングした部材であり、谷状部５８ｙに合致した形状を有し、貫通孔５８ｃに挿入する突起部５９ａを備えている。サポートヨークシート５９は、突起部５９ａを貫通孔５８ｃに挿入することにより、ラック軸５６の軸方向への移動が規制された状態でサポートヨーク５８の谷状部５８ｙに取り付けられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、サポートヨークシート５９の樹脂コーティング層は、ラック軸５６とサポートヨークシート５９との摺動面の摩擦によって摩耗が進行して剥がれることがある。このようにサポートヨークシート５９の樹脂コーティング層が剥がれた場合、ラック軸５６とサポートヨークシート５９との摺動面の摩擦係数が大きくなる。この結果、サポートヨークシート５９の突起部５９ａに加わる剪断荷重が増加することになり、突起部５９ａが剪断破壊するおそれがあった。
【０００５】
このように突起部５９ａが剪断破壊すると、上記のような従来のラックピニオン式ステアリング装置では、サポートヨークシート５９がサポートヨーク５８上で位置ずれを生じ、ラック軸５６とサポートヨーク５８との間から外れ、ラック軸５６とピニオン軸５５との噛合い部に噛み込んで、操舵が重たくなる可能性があった。
本発明は上記の事情に鑑みて提案されたものであって、サポートヨークシートの突起部に剪断破壊が発生するのを防止することができるラックピニオン式ステアリング装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために以下の手段を採用している。すなわち、ハウジングに対して回転自在に支持され、先端にピニオンが設けられたピニオン軸と、上記ピニオンと噛み合うラックを側面に設けたラック軸とを有するラックピニオン式ステアリング装置において、一対の傾斜面とこの傾斜面に連続して形成された溝部とにより上記ラック軸を支持する谷状部と、上記溝部に設けられた挿入孔とを有し、上記ハウジングに設けられたサポートヨーク収容孔に摺動可能に保持された金属製にて略円柱状のサポートヨークと、金属板に樹脂をコーティングした部材であって、底面部に上記挿入孔に挿入される突起部を有し、上記谷状部に嵌着されて上記ラック軸に摺接するとともに、上記谷状部の溝部に嵌着させる部分を上記傾斜面に嵌着させる部分の長手方向の全長に亘って連設しているサポートヨークシートとを備え、上記溝部の両端縁が、上記サポートヨークの外周面で開口し、上記サポートヨークシートの底面部の両端が、上記溝部の両端縁に設けられた係止突起によって係止されているとともに、上記係止突起が、上記サポートヨーク収容孔に摺動可能に保持されているという手段を採用している（請求項１）。
【０００７】
このように構成されたラックピニオン式ステアリング装置では、サポートヨークシートの底面部両端がサポートヨークの係止突起によって係止されているので、ラック軸の摺動時にサポートヨークとサポートヨークシートとの間に作用するラック軸の軸方向の荷重は、サポートヨークシートの突起部部分と、底面部両端部分とに分散されることになる。これによって、サポートヨークとサポートヨークシートとの間に作用するラック軸の軸方向の荷重が増加しても、サポートヨークシートの突起部に剪断破壊が発生するのを防止することができる。したがって、サポートヨークシートがサポートヨーク上で位置ずれを生じることはなく、サポートヨークシートがラック軸とサポートヨークとの間から外れるのを防止することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係るラックピニオン式ステアリング装置の一実施の形態を示す要部断面図であり、図２はこのラックピニオン式ステアリング装置のサポートヨークを示す図であり、図３はこのサポートヨークにサポートヨークシートを取り付けた状態を示す図であり、図２および図３それぞれ(a)はその正面図、(b)はそのＡ−Ａ断面図、(c)はそのＢ−Ｂ断面図である。以下、図に基づいてこのラックピニオン式ステアリング装置について説明する。
図１に示すようにラックピニオン式ステアリング装置には、軸受２，３によってハウジング１に対して回転自在に支持され、先端部にピニオン５ａが形成されたピニオン軸５と、そのピニオン軸５に直交する方向に支持され、ピニオン５ａと噛み合うラック６ａを側面に形成したラック軸６とが設けられている。ハウジング１の上端部とピニオン軸５との間には、オイルシール４が装着されている。上記ピニオン軸５の他方の先端部には、図示しないステアリングホイール（ハンドル）が連結される。また、ラック軸６は、図の紙面に垂直な方向に延びており、その両端部には左右の転舵輪（図示しない）が連結されて、上記ステアリングホイールによって転舵輪が操舵可能に構成されている。
【０００９】
上記ハウジング１には、ラック軸６に直交する筒状のサポートヨーク収容孔１ａが設けられている。このサポートヨーク収容孔１ａの内部には、上記ラック軸６をラック６ａの背面６ｂ側で支持する略円柱状のサポートヨーク７、ラック軸６に摺接するサポートヨークシート８、ハウジング１に取り付けられて当該サポートヨーク収容孔１ａを塞ぐヨークプラグ９、サポートヨーク７とヨークプラグ９との間に配置された圧縮コイルばね１０が設けられている。
【００１０】
サポートヨーク７は、軸方向（図１においては左右方向）に若干の範囲で摺動可能となるように、サポートヨーク収容孔１ａ内に保持されており、かつ圧縮コイルばね１０によってラック軸６の方向に付勢されている。
サポートヨーク７のラック軸６側には、図２(a)、(b)に示すようにそのラック６ａの背面６ｂ側の形状に対応して形成された断面Ｙ字状（横向き）の谷状部７ａが設けられている。この谷状部７ａは、一対の傾斜面７ｂと、この傾斜面７ｂに連続して形成された溝部７ｃとにより構成されている。上記溝部７ｃのラック軸６の軸方向の両端縁は、サポートヨーク７の外周面で開口している。また、この溝部７ｃの底部のラック軸６の軸方向の両端縁には、図２(a)、(c)に示すように係止突起７ｄが設けられている。また、サポートヨーク７には、谷状部７ａとその背面側とに連通した貫通孔（挿入孔）７ｅが設けられている。
【００１１】
上記サポートヨークシート８は、例えば鋼板上に銅板を積層した積層板にフッ素樹脂をさらにコーティングした部材であり、図３(a)、(b)、(c)に示すように谷状部７ａに合致した形状を有し、谷状部７ａの溝部７ｃに嵌着させる部分が、傾斜面７ｂに嵌着させる部分の長手方向の全長に亘って連設されている。また、サポートヨークシート８は、その底面部８ｂの中央に、突起部８ａが設けられている。
そして、サポートヨークシート８は、図３(c)に示すように突起部８ａがサポートヨーク７の貫通孔７ｅに挿入され、かつ底面部８ｂがサポートヨーク７の係止突起７ｄによって係止された状態で、サポートヨーク７の谷状部７ａに取り付けられている。
【００１２】
ヨークプラグ９は、図１に示したように、サポートヨーク収容孔１ａの開口端に螺着されている。圧縮コイルばね１０は、その一端部が上記サポートヨーク７に当接し、他端部がヨークプラグ９に当接して、圧縮された状態でサポートヨーク７とヨークプラグ９との間に配置されている。この圧縮コイルばね１０の付勢力によって、サポートヨーク７がサポートヨークシート８を介してラック軸６に押し付けられて、ラック６ａとピニオン５ａとが所定の圧力で噛み合わされる。
【００１３】
上記のように構成されたラックピニオン式ステアリング装置では、サポートヨークシート８の底面部８ｂ両端がサポートヨーク７の係止突起７ｄで係止されているので、ラック軸６の摺動時にサポートヨーク７とサポートヨークシート８との間に作用するラック軸６の軸方向の荷重は、突起部８ａ部分と、底面部８ｂ両端部分とに分散されている。これによって、サポートヨークシート８の樹脂コーティング層が剥がれ、サポートヨーク７とサポートヨークシート８との間に作用するラック軸６の軸方向の荷重が増加しても、サポートヨークシート８の突起部８ａに加わる剪断荷重の増加を抑えることができ、突起部８ａに剪断破壊が発生するのを防止することができる。したがって、サポートヨークシート８がサポートヨーク７上で位置ずれを生じることなく、その谷状部７ａに装着された状態を維持することができる。これによって、サポートヨークシート８がラック軸６とサポートヨーク７との間から外れるのを防止することができる。
また、サポートヨーク７の溝部７ｃ底部にのみ係止突起７ｄを設けているので、例えば谷状部７ａの全周に係止突起を設けた場合等に比較してサポートヨークシート８がラック軸６に摺接する面積を充分に確保することもできる。
【００１４】
なお、本実施の形態では、図２(a)に示すようにサポートヨーク７の溝部７ｃの底部に、ラック軸６の軸方向の両端に溝幅分の係止突起７ｄを設けているが、これに限られるものではなく、少なくとも溝幅の一部に係止突起７ｄを設ければよい。
また、本実施の形態では、サポートヨーク７の谷状部７ａを断面Ｙ字状としているが、これに限られるものではなく、断面円弧状のものであっても、ラック軸６の背面形状に対応した傾斜面を形成しているものであればよい。
【００１５】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係るラックピニオン式ステアリング装置では、サポートヨークシートの底面部両端がサポートヨークの係止突起によって係止されているので、ラック軸の摺動時にサポートヨークとサポートヨークシートとの間に作用するラック軸の軸方向の荷重は、サポートヨークシートの突起部部分と、底面部両端部分とに分散されることになる。これによって、サポートヨークとサポートヨークシートとの間に作用するラック軸の軸方向の荷重が増加しても、サポートヨークシートの突起部に剪断破壊が発生するのを防止することができる。したがって、サポートヨークシートがサポートヨーク上で位置ずれを生じることはなく、その谷状部に装着された状態を維持することができる。これによって、サポートヨークシートがラック軸とサポートヨークとの間から外れ、ラック軸とピニオン軸との噛合い部に噛み込むことに起因して、操舵が重たくなるのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るラックピニオン式ステアリング装置の一実施の形態を示す要部断面図である。
【図２】本発明に係るラックピニオン式ステアリング装置の一実施の形態におけるサポートヨークを示す図であり、(a)はその正面図、(b)はそのＡ−Ａ断面図、(c)はそのＢ−Ｂ断面図である。
【図３】本発明に係るラックピニオン式ステアリング装置の一実施の形態におけるサポートヨークにサポートヨークシートを取り付けた状態を示す図であり、(a)はその正面図、(b)はそのＡ−Ａ断面図、(c)はそのＢ−Ｂ断面図である。
【図４】従来のサポートヨークにサポートヨークシートを取り付けた状態を示す図であり、(a)はその正面図、(b)はそのＡ−Ａ断面図、(c)はそのＢ−Ｂ断面図である。
【図５】従来のラックピニオン式ステアリング装置を示す要部断面図である。
【符号の説明】
５ピニオン軸
５ａピニオン
６ラック軸
６ａラック
７サポートヨーク
７ａ谷状部
７ｄ係止突起
７ｅ貫通孔（挿入孔）
８サポートヨークシート
８ａ突起部
８ｂ底面部

Claims

ハウジングに対して回転自在に支持され、先端にピニオンが設けられたピニオン軸と、上記ピニオンと噛み合うラックを側面に設けたラック軸とを有するラックピニオン式ステアリング装置において、
一対の傾斜面とこの傾斜面に連続して形成された溝部とにより上記ラック軸を支持する谷状部と、上記溝部に設けられた挿入孔とを有し、上記ハウジングに設けられたサポートヨーク収容孔に摺動可能に保持された金属製にて略円柱状のサポートヨークと、
金属板に樹脂をコーティングした部材であって、底面部に上記挿入孔に挿入される突起部を有し、上記谷状部に嵌着されて上記ラック軸に摺接するとともに、上記谷状部の溝部に嵌着させる部分を上記傾斜面に嵌着させる部分の長手方向の全長に亘って連設しているサポートヨークシートとを備え、
上記溝部の両端縁が、上記サポートヨークの外周面で開口し、
上記サポートヨークシートの底面部の両端が、上記溝部の両端縁に設けられた係止突起によって係止されているとともに、
上記係止突起が、上記サポートヨーク収容孔に摺動可能に保持されていることを特徴とするラックピニオン式ステアリング装置。