JPH034619Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は車両のラツクピニオンステアリングの
ラツク軸支持装置に関し、より詳細には、乗用車
等の操陀装置として使用されるラツクピニオン式
ステアリング装置におけるそれぞれ個別に荷重負
担領域を調整できる転がり支持と滑り支持の２相
を利用してラツク軸を支持するラツク軸支持装置
に関するものである。

（従来の技術） 車両のラツクピニオン式ステアリング装置は、
従来汎用されているボールスクリユウ式ステアリ
ング装置に比し、構造が簡単で、安価であり、ハ
ンドルの切れがよい等多くの利点を有することか
ら現在FF車を中心に広く用いられている。

しかしながら、利用が広まるにつれ、そのラツ
ク軸支持装置に係る問題が認められるようになつ
た。

一般にラツクとピニオン間の噛み合いにがたが
発生するのを防止するため、ラツクにはピニオン
と対向する位置にラツク軸をピニオン方向へ押圧
して支持するラツク軸支持装置が設けられてお
り、このラツク軸支持装置には、滑り支持を利用
したものが一般的であるが、転がり支持を利用し
たものも研究されている。ラツク軸支持部材がピ
ニオン側へ、ばねによつて押圧され、その当接面
でラツク軸を滑り支持するタイプのラツク軸支持
装置では、常にラツク軸を面支持している為据切
り時に大きな操舵力が必要である。

一方、転がり部材の転動を利用してラツク軸を
転がり支持するタイプのラツク軸支持装置では、
転がり部材が路面からの激しい衝撃を受けるため
転動部を補強した構成とする必要があることに加
え、ラツク軸の支持が点支持又は線支持となる為
高速走行時に車輪の微小な首振り（シミーとい
う）が起きやすい等の問題点があつた。

更に、最近の研究によると、滑り支持と転がり
支持を併用する２相式ラツク軸支持装置も知られ
ている。例えば、低荷重域で転がり支持、高荷重
域で滑り支持を利用した２相式ラツク軸支持装置
が提案されているが、このラツク軸支持装置にお
いては、高速運転時等の低荷重域では転がり支持
によつてのみラツク軸を支持するようになつてい
るので点支持又は線支持となりシミーの吸収が不
充分となりやすく、又、据切り時に滑り支持のみ
を利用している為、ラツク軸と支持部材間に高い
摩擦力が発生し、操舵力が軽減されないという問
題もある。

一方、低荷重域では滑り支持を特別な高荷重域
では更に転がり支持を加えて支持する２相式ラツ
ク軸支持装置も提案されているが、この場合も、
常時は滑り支持であるが非常に高い荷重域では転
がり支持を加えて支持するため操舵力は軽減され
ず、過大負荷に対し転がり支持部を補強する必要
があるのでコンパクトな構成にしにくいという問
題点がある。

本考案は、上述した従来のラツク軸支持装置の
背反する問題点を解消すること、即ち、比較的簡
単でコンパクトな構成にして据切り時の操舵力を
軽減し、走行中のシミー等の不快な操舵感を解消
することを目的としている。

（問題点を解決するための手段） 本考案は、ラツク軸支持装置を、固定支持部
と； ラツク軸の外周面に接触しラツク軸の直動時に
該ラツク軸を滑り支持する滑り支持部材と； 該滑り支持部材と該固定支持部との間にばね部
材が配設され、該滑り支持部材を該固定支持部か
らピニオン側に向かつて調整可能に第１の付勢力
で押圧する第１付勢手段と；からなる滑り支持手
段と、 固定支持部と； ラツク軸のラツクと反対側の外周面に転がり接
触しラツク軸の直動時にラツク軸を転がり支持す
る転がり支持部材と； 該転がり支持部材と該固定支持部との間にばね
部材が配設され、該転がり支持部材を該固定支持
部からピニオン側へ調整可能に第２の付勢力で押
圧する第２付勢手段と；からなる転がり支持手段
と、からなつて、ピニオンと噛み合つて直動する
ラツク軸を、該滑り支持手段と該滑がり支持手段
との２相で支持する車両のラツクピニオンステア
リングのラツク軸支持装置において、 ラツク軸がピニオン側から該第１の付勢力と該
第２の付勢力との合力以下の力を受ける高荷重域
までは、主に前記転がり支持手段でラツク軸を支
持すべく、前記第２の付勢力が前記第１の付勢力
よりも大きく設定されており、 ラツク軸がピニオン側から該第１の付勢力と該
第２の付勢力との合力以上の力を受ける過大荷重
域では、主に前記滑り支持手段でラツク軸を支持
すべく、荷重を受けた場合の前記滑り支持部材の
変位可能量は前記転がり支持部材の変位可能量よ
りも小さく設定されており、該過大荷重域におい
ては、第１付勢手段のばね部材が全圧縮状態とな
つて、該滑り支持部材が前記固定支持部に支持さ
れる構成となつていることを特徴とする。

（実施例） ピニオン２は、その一端のみが図示されている
が、図示なき他端はステアリングシヤフト等に係
合され、ステアリングホイールからのトルクが伝
達される。ピニオン２の先端はハウジング１０内
でラツク４の歯と噛みあい、その歯部両端におい
て、ハウジング１０内に配設された玉軸受６及び
８によつて回転自在に支承されている。ラツク４
はピニオン２に交差して延びており、ピニオン２
の回動に従い、ピニオン２に交差する方向に直線
運動する。ラツク４の直線運動は車両の左右前輪
に伝達され、両車輪は左右に操舵されることにな
る。

ハウジング１０はピニオン２とラツク４の噛み
あい部を被い、ラツク４の歯部の背面側にはピニ
オン２に対向して延びる円筒形の凹所を有し、そ
の内部にラツク軸支持装置２０を内包している。

ラツク軸支持装置２０は、滑り支持部と転がり
支持部とより成り、両支持部は、それぞれ個別の
付勢手段によつてラツク４をピニオン２へと押圧
するよう付勢されている。滑り支持部は、ラツク
４側より滑り部材２２、皿ばね２４、滑り部材支
持体２６の順に配置されている。滑り部材２２は
ラツク４の円筒外周面の略半周程を被いラツク４
に密着する当接面２２ａを有している。滑り部材
２２は当接面２２ａよりハウジング１０の凹所内
で凹所内側に密着してラツク４より離れて延びる
円筒部２２ｂを有しており、円筒部２２ｂは当接
面２２ａとは反対側の端部に、皿ばね２４を受け
るフランジ２２ｃを有している。更に、滑り部材
２２の円筒部２２ｂの内側には転がり支持部を受
け入れるための円筒形の凹所が設けられている。
滑り部材支持体２６は滑り部材２２との間に皿ば
ね２４を挟み込み皿ばね２４がその付勢力を滑り
部材２２に与えるよう保持している。滑り部材支
持体２６はハウジング１０の端部に固設されたナ
ツト部５２に螺合しており、締付けによつてハウ
ジング１０の凹所内で前後進し位置調整可能であ
り皿ばね２４の付勢力を調整できる。滑り部材支
持体２６は皿ばね２４の付勢力及び滑り部材２２
の変動可能距離とが所定値（本実施例では付勢力
が25Kg・ｆのセツト荷重又、変動可能距離が0.2
mmのアジヤストガタ）となるよう位置調整されて
いる。

一方、転がり支持部は、滑り支持部の内側に滑
り支持部とは独立して配置されおり、転がり部材
３０、軸３２、ころがり軸受３４、転がり部材保
持体３６、コイルばね４０、軸４２、皿ばね受４
４、皿ばね４６、ばね押え４８、ナツト５０とよ
り構成されている。

転がり部材３４は、転がり軸受３４を介し軸３
２に回動自在に嵌着され、その外周円筒面３０ａ
がラツク４のピニオン２と対向する外周面上にそ
の長手方向に設けられた溝４ａに合致せしめられ
ている。転がり部材３０を支持する軸３２は転が
り部材保持体３６上に支承されており、ラツク４
が直線運動する時転がり部材３０はラツク４の溝
４ａ内で転動するよう構成されている。

転がり部材保持体３６は、滑り部材２２の内側
円筒形凹所内に嵌入され、ラツク４の長手軸に直
交する方向に摺動可能である。転がり部材保持体
３６はその端部にフランジ３６ａを有している
が、このフランジ３６ａと前述の滑り部材支持体
２６の内側凹所内に形成された肩部２６ａとの間
にはコイルばね４０が配置され第１ばね部が形成
されている。コイルばね４０は転がり部材保持体
３６及びそれに保持される転がり部材３０をラツ
ク４方向に付勢している。コイルばね４０が転が
り部材保持体３６をラツク４上に付勢する荷重
は、所定値（本実施例では40Kg・ｆ）となつてい
る。

軸４２はネジ部４２ｃを有し、該ネジ部４２ｃ
は滑り部材支持体２６の頂部に設けられた孔２６
ｂ内に形成されたメネジ部に螺合しており先端の
ナツト部４２ａをスパナ等で回動することにより
軸４２は滑り部材支持体２６の凹所内で前進、後
退する。軸４２のナツト部４２ａの反対側の端部
は径の大きい頭部４２ｂを有しており、該頭部４
２ｂは、転がり部材保持体３６のフランジ３６ａ
端面内に形成された溝内に延び入つており、頭部
４２ｂの端面と溝底面とが、所定の隙（本実施例
では0.05mm）となるよう位置調整されている。

更に、軸４２上には、第２ばね部が設けられて
いる。第２ばね部は、軸４２の先端頭部４２ｂ上
に座着するばね受け４４と、ばね受け４４上に配
置された複数の並列組み合せの皿ばね４６と、皿
ばね４６をばね受けへと押止するばね押え４８と
より成つている。ばね受け４４は、環状でその中
心孔に軸４２が挿入され、その頭部４２ｂに当接
して留まつている。皿ばね４６は、ばね受へ４４
上に積み重ねられ、端末の皿ばねは、軸４２のネ
ジ部に螺合されたばね押え４８により固定保持さ
れている。ばね押え４８の位置は、皿ばね４６の
セツト荷重が所定の値（本実施例では200Kg・ｆ）
となるよう軸４２上でばね押え４８の位置を変え
て調整されている。又、前述のごとく軸４２自体
も位置調整されるので、ばね受け４４の端面が転
がり部材保持体３６に当接している。

上述のごとく、転がり支持部は、第１ばね部と
第２ばね部の２段階のばね構成によつて保持され
ている。コイルばね４０より成る第１ばね部は転
がり支持部へ負荷される所定値（本実施例では40
Kg・ｆ）以下の荷重を受け、負荷荷重がその所定
値を超えると、第１ばね部及び皿ばね４６より成
る第２ばね部の合成力によつて負荷荷重を受ける
ようになつている。

このように、転がり支持部のセツト荷重を第１
ばね部と第２ばね部の２段階に分けることによつ
て、低荷重領域では比較的低いセツト荷重の第１
ばね部でラツク４を支持し、ギヤ歯面の摩耗やキ
ツクバツク等を防止するとともに、高荷重領域で
は高いセツト荷重の第２ばね部で転がり支持部及
びラツク４を保持することが可能となる。転がり
支持部は、必らずしも２段階に構成される必要は
なく、１段階のセツト荷重で構成することももち
ろん可能である。

以上の構成のラツク軸支持装置２０を有するラ
ツクピニオン式ステアリング装置の作動について
説明する。

運転者が任意の方向にハンドルを操舵すると、
そのトルクはステアリングシヤフトを介しピニオ
ン２へと伝達される。ピニオン２の回動によつ
て、これと噛み合うラツク４は噛み合いが離れる
方向に滑り部材２２と転がり部材３０と共にわず
かに（本実施例では0.05mm）移動し、ラツク４と
ピニオン２とはトルク伝達可能状態と成る。一般
走行や高速走行時等の低荷重域（ラツクサポート
軸上荷重70Kg・ｆ程度）では、ラツク４への負荷
は滑り支持部及び転がり支持部の双方で負担され
る。即ち、滑り部材２２の皿ばね２４による所定
のセツト荷重（本実施例では25Kg・ｆ）と転がり
部材３０のコイルばね４０による所定のセツト荷
重（本実施例では40Kg・ｆ）との合力を越えるま
では、ラツク４は、滑り部材２２との間の滑りと
転がり部材３０の転動によつて支持される。滑り
部材２２はラツク４へ常時当接している構成と成
つているのでラツク４の左右への振れが抑止され
シミーを効果的に防止できると共に転がり部材３
０のラツク４への押止によつて剛性が向上する構
成となつている。

据切り時等で比較的高い負荷（ラツクサポート
軸止で200Kg・ｆ前後）がラツク４上へ付与され
ると、転がり部材３０はコイルばね４０と皿ばね
４６とによつて保持される状態となる。この状態
では主に荷重は皿ばね４６の付勢力によつて負担
される。又、滑り支持部の負荷はほとんど増加し
ないので、大きな操舵力を必要としない。

過大荷重（ラツクサポート軸上で250Kg・ｆ以
上）の負荷時には、その負荷は、転がり支持部の
２段階のばね部の合計荷重（本実施例では240
Kg・ｆ）を越えるので、この時、滑り部材２２が
更に外側に所定量（本実施例では0.2mm）だけ押
し出され、皿ばね２４が滑り部材２２と滑り部材
支持体２６との間でつぶれ底づきするようにな
る。その後の増大荷重は、滑り部材２２とラツク
４間の摩擦によつて負担されるので、転がり部材
３０には、所定の荷重（本実施例では240Kg・ｆ）
以上の負荷が付与されることは無い。このよう
に、転がり支持部に過大荷重が与えられることは
無いので、転がり支持部を必要以上に補強する必
要が無いので、簡単でコンパクトな構造により転
がり支持部を構成できる。

なお、この実施例では第２付勢手段が第１、お
よび第２付勢部材を有しているが、１つの付勢部
材で実施しても差支えない。

（考案の効果） 以上述べたように、本考案のラツク軸支持装置
は、該転がり支持手段の第２の付勢力が該滑り支
持手段の第１の付勢力より大きく設定されている
ので、高荷重域までは主に該転がり支持手段で支
持しかつ該滑り支持手段で補助的に支持するよう
になつており、それにより、操舵力が軽減され、
適度な保舵力も維持され、更に走行中のシミーを
吸収することも可能となる。

更に、本願発明のラツクピニオン機構のラツク
軸支持装置によれば、過大荷重域においては、荷
重を受けた場合の前記滑り支持部材の変位可能量
は前記転がり支持部材の変位可能量よりも小さく
設定されており、前記付勢手段のばね部材が全圧
縮状態となつて、該滑り支持部材が前記固定支持
部に支持される構成となつている。したがつて、
該過大荷重域においては主に滑り支持手段によつ
て荷重を負担するようになつており、それによ
り、転がり支持手段の構成を比較的簡素でコンパ
クトなものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の一実施例を示すラツクピニオン
式操縦装置用のラツク支持装置の中心線に沿う断
面図である。 主要部分の符号の説明、２……ピニオン、４…
…ラツク、１０……ハウジング、２２……滑り部
材、２４，２６……皿ばね、３０……転がり部
材、４０……コイルばね。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 固定支持部と； ラツク軸の外周面に接触しラツク軸の直動時
   に該ラツク軸を滑り支持する滑り支持部材と； 該滑り支持部材と該固定支持部との間にばね
   部材が配設され、該滑り支持部材を該固定支持
   部からピニオン側に向かつて調整可能に第１の
   付勢力で押圧する第１付勢手段と；からなる滑
   り支持手段と、 固定支持部と； ラツク軸のラツクと反対側の外周面に転がり
   接触しラツク軸の直動時にラツク軸を転がり支
   持する転がり支持部材と； 該転がり支持部材と該固定支持部との間にば
   ね部材が配設され、該転がり支持部材を該固定
   支持部からピニオン側へ調整可能に第２の付勢
   力で押圧する第２付勢手段と；からなる転がり
   支持手段と、からなつて、ピニオンと噛み合つ
   て直動するラツク軸を、該滑り支持手段と該転
   がり支持手段との２相で支持する車両のラツク
   ピニオンステアリングのラツク軸支持装置にお
   いて、 ラツク軸がピニオン側から該第１の付勢力と
   該第２の付勢力との合力以下の力を受ける高荷
   重域までは、主に前記転がり支持手段でラツク
   軸を支持すべく、前記第２の付勢力が前記第１
   の付勢力よりも大きく設定されており、 ラツク軸がピニオン側から該第１の付勢力と
   該第２の付勢力との合力以上の力を受ける過大
   荷重域では、主に前記滑り支持手段でラツク軸
   を支持すべく、荷重を受けた場合の前記滑り支
   持部材の変位可能量は前記転がり支持部材の変
   位可能量よりも小さく設定されており、該過大
   荷重域においては、第１付勢手段のばね部材が
   全圧縮状態となつて、該滑り支持部材が前記固
   定支持部に支持される構成となつていることを
   特徴とするラツクピニオン機構のラツク軸支持
   装置。 ２ 実用新案登録請求の範囲第１項に記載のラツ
   ク軸支持装置であつて、 前記第１付勢手段は、前記滑り部材を前記第
   １の付勢力で付勢する第１付勢部材と、該第１
   の付勢力を調整する第１調整手段とよりなり、 前記第２付勢手段は、前記転がり部材を前記
   第２の付勢力で付勢する第２付勢部材と、該第
   ２の付勢力を調整する第２調整手段とよりなる
   ことを特徴とするラツクピニオン機構のラツク
   軸支持装置。 ３ 実用新案登録請求の範囲第２項に記載のラツ
   ク軸支持装置であつて、 前記第２付勢部材は、所定値以下の負荷荷重
   を支持する第１ばね部材と該所定値以上の所定
   範囲の負荷荷重を支持する第２ばね部材とより
   なり、 前記第２調整手段は、該第１ばね部材の該第
   １の付勢力を調整する第１調整装置と、該第２
   ばね部材に係合し該第２ばね部材の該第２の付
   勢力を調整する第２調整装置とよりなることを
   特徴とするラツクピニオン機構のラツク軸支持
   装置。