JPH0374271A - ラック・ピニオンステアリングギヤアセンブリ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はラック・ピニオンステアリングギヤアセンブリ
の改良に関し、更に詳細にのべると、トーションバーと
ピニオンとの間の改良された接続部を有する車輛用パワ
ーアシストランク・ピニオンステアリングアセンブリに
関するものである。

（従来技術） 車輛用の典型的な流体パワーアシストステアリング装置
では、ロータリ弁が加圧流体を液圧モタに指向し、との
モータがリンクを介して車輛の車輪全操舵する。このロ
ータリ弁は弁コアとこの弁コアに対して相対回転し得る
弁スリーブとを含んでいる。ハンドホイール（ハンドル
）から延びる入力軸が弁コアとして形成されている。

入力軸にはトーションバーの一端が回転可能に固定され
ている。弁スリーブには出力部材が回転可能に固定され
ている。

トーションバーの他端は出力部材に回転可能に固定され
ている。

車輪から出力部材に負荷が生ずると、入力軸を介して伝
達されたステアリングトルクはトーションバーをねじる
。この作用は弁を中立位置から起動して弁スリーブに対
する弁コアの回転位置を変化し１次いで弁を通るモータ
への流量を変える。

このモータはリンクを介して車輪を旋回する。リンクが
移動すると、出力部材を従動させて弁コアに対して弁ス
リーブを回転し、とＱロータリ弁をその中立位置に戻す
。

ラック・ピニオンステアリングギヤアセンブリに３いて
、ピニオンは出力部材である。典型的には、トーション
バーの一端は、先ず、ピニオンに圧力酸めされる。次い
で−トーンジンバー０他端は入力軸にドリル、リーマお
よびビン結合作業によって連結される。トーションバー
カ既ニピニオンに回転可能に固定されているので、この
ドリル、リーマ−ビン結合作業中、弁０構成要素は弁を
偏らせないように液圧的中央位置即ち均衡位置に維持さ
れなければならない。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述の如き従来技術では、ドリル、リー
マ、ビン結合の作業を通してトーションバーと入力軸と
の間に正確な角度配置を保持する作業が複雑であシ且つ
費用を要する。角度位置、とりわけ初期の位置決めを間
違えると、不均衡な弁トなシトーンヨンバーをスクラッ
プにしなければならず、このスクラップ費用および労働
費用が高くなる。又、ドリル、リーマ釦よびビン結合作
業は最終のステアリングギヤ組立作業とは別個に行われ
る。これは、ドリル、リーマ作業中金属のチップが発生
するからである。

トーションバーを出力部材に接続する種々の公知の手段
１例えばピン結合と圧力酸めがある。他の方法はウオー
ムとセクターステアリングギアを述べる米国特許第４，
２８５，２６６号に示されている。ここでは出力部材の
端部に設けられたナツトを締付けると、テーパスリープ
が軸方向に移動してトーションバーをクランプする。米
国特許第４．１７７．７１４号に示されたセクターギヤ
ステアリングアセンブリにおいては、トーションバく−
の一端は出力部材のノ・ブに、このノ飄プのテーノζ−
孔に収容されたテーパスリーブによって接続されている
。

本発明の目的は上述の如き従来技術の欠点を改善したラ
ック・ピニオンステアリングギヤアセンブリを提供する
ことにある。

（課題を解決するため０手段） 上述の目的を達成するために本発明では−トションバー
が組立容易且つ角度位置調整容易にピニオンに回転可能
に固定される。このトーションバーの一端は、先ず、弁
コアを構Ｉｙ：、′ｊる入力軸にピン結合される。トー
ションバーの自由端は、次いで、このトーションバーの
テーパ部がピニオンの内側の軸方向に延びる孔のテーパ
面に係合する迄弁スリーブに接続されているそのピニオ
ンの孔を通される。この時点でねじが設けられているト
ーションバーの自由端はピニオンの端部から外方に突出
している。次いで−トーションバーのねじが設けられて
いる突出する自由端にナツトが締結される。ナツトが締
結されると、トーションバーのテーパ部はピニオンのテ
ーパ孔面と回転可能に固定されるロック係合状態に引込
まれる。次いで。

弁は適当な均衡のためにテストされる。

本発明の％徴によれば、組立てられた弁が適当に均衡さ
れなければ、ねじ接続が緩められ、トーションバーがピ
ニオンに対して回転されて弁の構或要素の正しい相対的
な角度配置を確立する。次いで２このねじ接続が再締結
されてトーションバーにピニオンに再び固定する。

本発明の他の特徴によれば、トーションバーは弁が均衡
する前に入力軸にビン結合される。従って、ドリル、リ
ーマ、ビン結合作業中、弁は液圧的に中心位置即ち均衡
状態に保持される必要がなく、従って、トーションバー
と入力軸との間０正確な配置を保持する必要性がなくな
る。角度移動即ち不正確な初期位置決めが組立て作業中
に生ずると、不均衡な弁となシト−ジョンパーの位置が
ピニオンに対して容易に調節され、トーションバーをス
クラップにする必要がない。

（実　施　例） 第１図は５本発明に係るラック・ピニオンステアリング
ギヤアセンブリ１０ｔ−３む流体パワーアシスト車輛ス
テアリングシステムを概略的に示す。

このステアリングギヤアセンブリ１０はハウジング１２
を備えている。このハウジング１２を通してラックバ−
１４が延び、このラックバ−に設けられた歯はピニオン
１８の歯１６と噛合っている。

このピニオン１８はハウジング１２にベアリング２０．
２２で支承されている。ラックパー１４はばね負荷ヨー
ク２４によってピニオン１８と保合状態に付勢されてい
る。

第１図に示されたステアリングシステムは液圧モータ３
０（概略的に示されている）を含み、このモータはピニ
オン３６の両側に配置された２つの室３２，５７１有す
る。ピストン３６１−１ニラツクパー１４に固定されて
いる。ロータリ弁を３むステアリングギヤアセンブリ１
０はポンプ４４によってリザーバ４６から吸上げた流体
をモータ３０に向ける。このモータ３０はラックパー１
４を軸方向に移動して車幅の車輪を操舵する。ランクパ
ー１４が軸方向に移動すると、ピニオン１８を従動的に
回転してロータリ弁を中立状態に戻す。

車輛のステアリンクホイール（図示せず）と共に回転可
能な入力軸３８がノ・ウジフグ１２の中に延び内方弁部
材即ち弁コア４０を形成している。

この弁コア４０は入力軸３８から別個の要素にしである
が、いずれにしても入力軸３８と共に回転可能である。

この弁コア４０は、ノ・ウジフグ１２の孔５２内に回転
可能に配置された外方弁部材即ち弁スリーブ４２内に位
置決めされている。この弁スリーブはビン５４によって
ピニオン１８に回転可能に固定されている。弁コア４０
内に軸方向に延びる制御溝５６が弁スリーブ４２内の軸
方向に延びる制御溝５８と協働して流体をステアリング
ギヤアセンブリ１０内に指向する。これら弁部材４０．
４２はピニオン１８と入力軸３８との回転軸線５９と同
軸である。

入力軸３８がピニオン１８に対して回転されると、モー
タ３０が車輛のパワーアシスト操舵を行う。入力軸５８
とピニオン１８とは限定された相対回転を行うように軸
方向に延びるトーションバー６０を介して接続されてい
る。この限定された相対回転量を超えると、入力軸６８
の平坦部６２がピニオン１８の端部の協働面に係合する
。入力軸５８が更に回転すると、ピニオン１８が直接回
転しステアリング（操舵）が手動（マニュアル）で行わ
れる。

複数の環状溝が弁スリーブ４２の外面に形成されている
。流体の入口溝７Ｕには高圧流体がポンプ４４からハウ
ジング１２のポート７６を通して供給される。第１のモ
ータ溝７２がノ・ウジフグ１２のボート７８を通してモ
ータ３０の一方の室３２と連通状態にある。第２のモー
タ溝７４がハウジング１２のボート８０を通してモータ
３０の他方の室３４と連通状態にある。一連の環状シー
ル溝８２（第２図）が一連の環状シール８４を担持し、
これらシールはハウジング１２の孔５２に対して密嵌す
る。これらシール８４は種々の溝７０．７２．７４間の
流体の漏洩を阻止する。

通路９０（第１図）が入口溝７０を弁スリーブ４２の内
部に接続する。通路９２は第１のモータ溝７２を弁スリ
ーブ４２の内部に接続する。通路９４は第２のモータ溝
７４を弁スリーブ４２の内部に接続している。

低圧の戻シ流体が弁コア４０の半径方向のポート９６を
通って入力軸３８内を軸方向に延びる孔９８の中に流れ
る。この孔９８は入力軸３８の他の通路１００訃よびノ
・ウジフグ１２のボート１０２を通じてリザーバ４６と
連通状態にある。この入力軸３８の孔９８はピニオン１
８の孔１１６と軸方向に整列している。このピニオンの
孔１１６はテーパ孔面１２２と非テーパ孔部１２０とに
よって画定されたテーパ孔部１１８を備えている。非テ
ーパ孔部１２０はピニオン１８の４面１２４を貫通して
この端面の開口１２６を形成する。

トーションバー６０は入力軸６８の孔９８およびピニオ
ン１８の孔１１６を通して軸方向に延びている。このト
ーションバー６０は、端部１１０と、入力軸の孔９８内
に配置されたねじれる可撓部１４０と、ピニオンのテー
パ孔部１１８内に配置されたテーパ部１３０と、ピニオ
ンの非テーパ孔部１２０内に配置された非テーパ部１３
２と。

ピニオンの端面１２４の開口１２６を通して軸方向に外
方に延びるねじを有する端部１３４とを有する。トーシ
ョンバー６０に設けられたベアリング面１３５（第２図
）は入力軸３８の一部をトルジョンバー６０に対して回
転するように支持する。

ピニオン１８のテーパ孔部１１８は断面が円形で、ｌ且
つ軸方向に変化する直径を有する。このテーパ孔部１１
８は入力軸６８から遠い端部がせまくなっている。トー
ションバー６０のテーパく部１３０Ｕピニオン１８のテ
ーパ孔面１２２に合致する角度でテーパが付けられてい
る。トーションバー６０は断面が円形であり、即ちトー
７ヨンノく−６０の直径方向の対向する点は軸線５９か
ら同じ距離で間隔をあけられている。

このトーションバー６０の端部１１０は入力軸３８にピ
ン結合されている。この端部１１０を入力軸３８に組立
てるため、先ず、トーションバ６０は第１図で見て右方
向に入力軸３８の孔９８の中に軸方向に挿入される。入
力軸３８と端部１１０とは、次いで、ドリルで孔をあけ
られり一マ加工されてビン１１４を挿入するための半径
方向に延びる開口１１２を形成する。このビン１１４が
挿入されると、トーションバーの端部１１０は入力軸３
８に回転可能に固定されている。

入力軸３８がトーションバー６０にピン結合されり後、
トーションバー６０ｉｔ−このトーションバーのねじ端
部１３４がピニオン１８の軸方向外方向に突出する迄こ
のトーションバーを第１図で見て左方向にピニオンの孔
１１６の中に軸方向に挿入することによってピニオン１
８に組立てられる。ナツト１５６がトーションバー６０
のねじ端部１５４にねじ込まれナツト１５６の軸方向面
１５８がベアリング２０に接触するまで回転される。こ
のベアリング２０はノ・ウジフグ１２に対して軸方向内
方に移動しない。従って、ナツト１３６をねじ端部１３
４上で更に回転すると、トーションバ６０のテーパ部１
３０がピニオン１８のテーパ孔面１２２に係合するまで
トーションノく一６Ｕをピニオン１８内で軸方向に引張
る。ナツト１３６が更に回転されるにつれてトーション
、＋＜　−６０は軸方向に引張られ続は−ピニオン１８
がベアリング２０□対して押し付けられるまでピニオン
をそれと共に引張る。ナツト１３６が更に締付けられる
。即ちトーションバーが軸方向に引かれるにつれてトー
ションバーのテーパ１３０とピニオンのテーパ孔面１２
２との間の接続がテーパ部１３０をピニオン１８に対し
て回転しないように緊密になる。ナツト１３６は、トー
ションバー６０のねじ端部１３４上の所定位置に任意の
適当な公知のねじロック手段によってロックされ得る。

従って。

トーションバーのねじ端部１３０はピニオン１８に回転
可能に固定される。

ステアリングギヤアセンブリ１０の作用、特に。

これを通る流体の流れ等については公知である。

ポンプ４４からの加圧流体はボート７６を通してステア
リングギヤアセンブリ１０に絶えず進入する。この場合
、入口溝７０を通シ５次いで通路９０を通シ制御溝５６
．５８の中に入る。

ピニオン１８にかかるある負荷に対して入力軸３８に回
転操舵入力が加えられると−トーションバー６０を可撓
部１４０に沿ってねじる。弁コア４０が弁スリーブ４２
に対して回転されて制御溝５６．５８を中立状態から変
位する。これら溝５６．５８の相対的角度変位は加圧流
体をモータの室の一方又は他方−例えば室３２に向けて
その室の圧力を増大する。同時に、これら制御溝５６゜
５８の相対的角度変位はこの室６４から流体を流すため
よう大きく開口した通路を形成し−従って。

この室の圧力を減少する。一方の室の圧力が増太し他方
の室の圧力が減少すると、ピニオン３０が回動じてラッ
クパー１４を軸方向に移動し、ステアリング（操舵）が
行われる。

テーパの角度のが第２図に概略的に示されている。この
テーパ角ｄ２はトーションバー６０およびピニオン１８
の軸線５９に平行に延びるライン１４２とトーションバ
ー６０およびピニオン１８の合致したテーパ面との間の
角度である。ピニオン１８とトーションバー６０との間
のテーパ接続に用いられるこのテーパ角のは特定の適用
の技術条件に従って定められる。このテーパ角のがきわ
めて小さいと、きわめて良好なロック性能を得られるが
、軸方向変化が大きすぎる一方一犬き過ぎる角度山は良
好な軸方向変化が得られるが適当なロック性能は得られ
ない。このテーパ角のは約１．５〜約６　の範囲にある
のが好ましい。

通常の実験によっである特定の適用のための最適のテー
パを決定することができる。

本発明に従って且つ６　のテーパ角で構成されたステア
リングギヤアセンブリ１０が満足に達成された。

本発明の一つの特徴によれば、入力軸３８はステアリン
グギヤアセンブリ１０の組立てとは別個に且つ弁がバラ
ンス（均衡）される前にトーションバー６０にビン結合
される。従って、ドリル釦よびリーマ作業中発生する任
意の金属チップがステアリングギヤアセンブリ１０の中
に入らない。

又、トーションバー６０と入力軸３８との組立て中これ
らの任意の特定の相対角度配置を保持する必要もない。

この理由は−ピニオン１８とトーションバー６０との間
の接続が後で行われ角度配置が調節可能だからである。

本発明の他の特徴によれば、トーションバ６０とピニオ
ン１８との適当な相対角度配置の調節とセツティングと
が組立中容易に行われる。入口ポート７６の入力圧力は
組立てられた弁が流体試験されている間監視され得る。

僅かな角度変更があると、圧力は眼に見えて増大する。

−旦弁がバランスされると、ナツト１３６が締付けられ
る。

不必要な相対角度移動が組立作業中に生ずると。

組立体は緩められて再び迅速にセットされる。これは、
ピニオンの孔とトーションバーとの合致したテーパ部が
断面円形であるから達成されるのである。

組立て中、弁部品の誤整列の機会をなくす幾つかの設計
オプションとしてナツト１３６とトーションバー６０の
ねじ端部１３４とのねじのピッチを最適化すること２テ
一パ角度を最適化すること。

締結作業中軸方向負荷（圧縮又は引張）を適用すること
、およびトーションバー６０のねじ端部１６４の軸方端
部にスクリュードライバースロットの如き耐回転特徴を
付加することを含むことができる。

（発明の効果） 本発明によれば、上述の如く、トーションバと入力軸と
の接続がきわめて簡単であり、且つその接続を熟練を要
することなく正確に行えるという実益がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るラック・ピニオンステアリングギ
ヤアセンブリの一部断面せる概略図、第２図は第１図の
アセンブリの一部の拡大図、第３図は第１図の６−３線
拡大断面図である。 １０・・・ラック・ピニオンステアリングギヤアセンブ
リＪ−１４・・・ラックバ−１１８・・・ピニオン。 ３０・・・モータ、３８・・・入力軸、４０・・・弁コ
ア。 ４２・・・弁スリーブ、４４・・・ポンプ、６０・・・
トーン９ンバー、１４０・・・可撓部。 （外４名） 手 続 補 正 書（方式） ％式％ ２、発明の名称 ラック・ピニオンステアリングギヤアセンブリ３゜ 補正をする者 車外との関係　　　特許出廟人 住所 名　称　　ティーアールダブリュー・インコーホレーテ
ッド４、代理人 住　所　　東京都千代田区大手町二丁目２番１号新大手
町ビル　２０６区 ５、補正命令の目付 平成 ２年 ８月２８日 （発送日） ６、補正の対象 タイプ印書により浄書した明細書

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、入力軸と、該入力軸に同心に配置されたピニオンと
   、第１の端部とテーパ部と前記第１の端部とテーパ部と
   の間に軸方向に延びるように配置された可撓性のねじれ
   可能なトーション部とを有するトーションバーとを備え
   て成り、前記ピニオンは該ピニオン内に軸方向に延びる
   テーパ孔を形成するテーパ孔面を有し、前記トーション
   バーの第１の端部は前記入力軸に回転可能に固定され、
   前記トーションバーのテーパ部は前記ピニオンに回転可
   能に固定され且つ前記ピニオンのテーパ孔面に回転可能
   に固定係合していることを特徴とするラック・ピニオン
   ステアリングギヤアセンブリ。 ２、第１の弁部材を有する入力軸と、該入力軸に同心に
   配置されたピニオンと、該ピニオンと共に回転可能な第
   ２の弁部材と、軸方向に延びるトーションバーとを備え
   、前記第１の弁部材は入力軸と共に回転可能であり、前
   記入力軸は該入力軸内に軸方向に延びる孔を形成する面
   部を有し、前記ピニオンは該ピニオン内に軸方向に延び
   るテーパ孔を形成するテーパ孔面を有し、前記第２の弁
   部材は前記第１の弁部材の周りに同心に配置されて該第
   １の弁部材と協働して流体の流れを制御し、前記トーシ
   ョンバーは前記入力軸に回転可能に固定された第１の軸
   端部と前記入力軸の孔内に軸方向に延びるねじれる可撓
   部と前記ピニオンのテーパ孔内に収容され且つ前記ピニ
   オンのテーパ孔面に回転可能に固定係合するテーパ部と
   を有していることを特徴とする流体パワーアシストラッ
   ク。 ピニオンステアリングギヤアセンブリ。