JPH0549567U - ラックアンドピニオン型舵取り装置におけるピニオン軸構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ピニオンの不完全ギヤ部近傍に形成される軸
受支持部へのピニオン軸先端側から嵌装して設けられる
軸受の装着性を向上させる。 【構成】 ラック４側に噛合するピニオン５を有するピ
ニオン軸２が、ボディ７内で軸受８Ｂにより支持され
る。このピニオン軸におけるピニオンの不完全ギヤ部５
ｂに近接する位置に、ピニオン軸の先端側から嵌装され
る軸受の支持部２１が形成される。そして、ピニオンの
不完全ギヤ部で少なくとも軸受支持部寄りの部分を、軸
受支持部およびピニオンの完全ギヤ部５ａの外径寸法よ
りも小さい小径部２０として形成する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ラックアンドピニオン型の舵取り装置に採用して好適なピニオン軸 構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】

舵取り装置としてラックアンドピニオン型のものは、軽量でしかも比較的構成 が簡単で、また舵取り性能の面からも優れ、さらには車輌への組込みスペースの 面から有利である等の利点を有し、近年盛んに採用されるようになっている。 特に、この種のラックアンドピニオン型の舵取り装置は、小型化と広い居住空 間という相反する要求が求められている最近の自動車にあって、ある程度まで要 求を満足し得ることから、その有用性は大きい。

【０００３】 ところで、このようなラックアンドピニオン型舵取り装置においても、自動車 の小型、軽量かつコンパクト化を図るうえで、まだまだ改善の余地が残されてい る。その一つに、従来一般には、ピニオン軸のラックとの噛合い部の両側に軸受 部を設け、適正な噛合いを維持する構造としているが、特に噛合い部から見て入 力軸側つまり運転席側に設けた軸受部において、その軸受の内径部側での軸線方 向の寸法を確保し、軸支持部の面積を確保する必要性から、全体としてピニオン 軸線方向に長くなり、この結果ラックアンドピニオン型舵取り装置の長大化を招 いていた。これによって、運転席の操作空間が狭ばめられる結果となり、居住空 間の拡張化という要請に反することとなる。

【０００４】 特に、最近はパワーステアリング式のものが多くなっており、そのコントロー ルバルブがピニオン軸の側端側に設けられることから、その軸線方向の長さをで きるだけ短くすることが望まれる。

【０００５】 そして、このような要請に応えるために、たとえばピニオン軸のラックとの噛 合い部から見て、入力軸を設けたピニオン軸の軸受支持部に、軸受の内径部を圧 入等で嵌装することにより支持作用を行なう構成とし、この支持部をラックと噛 合うピニオンの完全ギヤ部に連続する不完全ギヤ部に可能な限り接近させて設け ることが、従来から行われていた。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、従来構造では、前述した装置の長大化の問題に加えて、スポー ティでクイックな操舵特性が要請された場合に、ピニオンに対するラックとのギ ヤ比を小さくして、ピニオンの回転に対しラックのストロークを大きくすること が必要であり、必然的にピニオンギヤ部の諸元が大きくなる傾向になり、結局で きる限り前述した軸受内径に略等しくする形式としなければならず、これにより 軸受の装着性の面で問題が生じていた。

【０００７】 すなわち、上述した軸受支持部は、ピニオン軸上でピニオンの不完全ギヤ部に 可能な限り接近した位置に、ピニオンギヤ部外径と略等しい外径寸法をもって形 成されていた。そして、この支持部に対し、軸受をピニオン軸の先端側から圧入 等で嵌装させることにより支持作用を行なう構成としていたが、この場合にピニ オンの不完全ギヤ部でのギヤ加工時のばりの影響で、嵌装し難く、しかも正規の 支持部位置まで嵌装して設けることができないという問題を招いてしまうもので あった。

【０００８】 これは、上述したピニオンは、後述する図３の(b) から明らかなように、たと えばホブ切り加工等によってねギヤ加工されるが、この加工時において特に不完 全ギヤ部にばりが発生することを避けられず、このようなばりがギヤ部外側に張 り出すことによって、軸受の装着性が損なわれる結果となることから、容易に理 解されよう。 勿論、このような不完全ギヤ部でのばりは、ブラシ等で除去することが通常行 われているが、確実に取り除くことは難しいもので、上述した軸受の装着時にお ける問題を一掃し得る何らかの対策を講じることが望まれている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

このような要請に応えるために本考案に係るラックアンドピニオン型舵取り装 置におけるピニオン軸構造は、ラックと噛合うピニオンの完全ギヤ部に連続する 不完全ギヤ部に近接する位置に軸受支持部を形成し、この支持部にピニオン軸先 端側から軸受の内径部を嵌装するにあたって、ピニオンの不完全ギヤ部で少なく とも軸受支持部寄りの部分を、軸受支持部およびピニオンの完全ギヤ部の外径寸 法より小さい小径部としたものである。

【００１０】

【作用】

本考案によれば、ピニオンのギヤ加工時にばりが発生し易いピニオンの不完全 ギヤ部を、完全ギヤ部や軸受支持部に比べて小径部として形成しているので、軸 受をピニオンに嵌装して支持部に装着するにあたって、この不完全ギヤ部に生じ るばりの影響を防止することが可能となり、軸受の装着性を向上させ得るもので ある。

【００１１】

【実施例】

図１ないし図３は本考案に係るラックアンドピニオン型舵取り装置におけるピ ニオン軸構造の一実施例を説明するためのものであり、これらの図において、本 実施例では、本考案は図２に例示したパワーステアリング用として用いられるラ ックアンドピニオン型の動力舵取装置に適用した場合を説明する。

【００１２】 まず、本考案を適用するラックアンドピニオン型動力舵取装置におけるパワー ステアリング本体部の概略構成を、図２を用いて簡単に説明すると、図中符号１ は図示しない舵取りハンドル側に連結される入力軸としてのスタブ軸、２はこの スタブ軸１の内方端（左端）側にトーションバー３を介して連結されるとともに 図示しない舵取りリンク機構を構成するラック４上のラック歯４ａと噛合するピ ニオン５を有するピニオン軸で、これら両軸１，２間にはトーションバー３のね じれにより所定角度範囲内での相対的な回動変位を許容するフェイルセーフ機構 として突部および溝部からなるセーフティスプライン部６が介在して設けられる 。なお、トーションバー３は、内方端がピニオン軸２側に圧入固定されるととも に、外方端はスタブ軸１内を貫通し軸１外方端（右端）側にまで延設されてこの スタブ軸１の舵取りハンドル側とのカップリング用セレーション部１ａ部分でト ーションバー３と共合わせで穿設されるピン挿通孔に打込まれる連結ピン３ａに よって連結されている。

【００１３】 ７はパワーステアリング本体部を構成するボディ（ハウジング）で、前記両軸 １，２は、複数個のニードルベアリングやボールベアリング等による軸受８Ａ， ８Ｂ，８Ｃ等によって回転自在に支持され、かつ適宜の位置にはオイルシール等 も付設されている。

【００１４】 また、このボディ７内で各軸１，２の内方端側には、回転型流路切換弁１０を 構成するロータ１１およびスリーブ１２がそれぞれ一体的に設けられ、相対的な 回転変位で図示しないオイルポンプＰ、オイルタンクＴとパワーシリンダ左、右 室ＣL，ＣRとの間の流路切換えを行なうように構成されている。なお、ロータ１ １はスタブ軸１側に一体に形成され、スリーブ１２はピニオン軸２側とピン結合 により一体的に連結され、トーションバー３により相対的に回転変位可能な状態 で組合わされてボディ７のバルブハウジング部分に内設されている。

【００１５】 ここで、この回転型流路切換弁１０を構成するロータ１１およびスリーブ１２ 、さらにはバルブハウジング（ボディ７）における油圧回路構成は周知の通りで あり、互いに対向して摺接するロータ１１の外周面とスリーブ１２の内周面には 、それぞれ周方向に所定間隔おいて複数の通路溝が凹設されるとともに、複数の 流体供給孔および流体排出孔が適宜の個所に穿設して形成され、これら通路溝等 の選択的な連通、遮断により油圧回路が必要に応じて切換え制御される。

【００１６】 なお、図中１５，１６はオイルポンプＰからの圧油が流入する入りポ−トおよ びオイルタンクＴに圧油を還流させる戻りポート、１７Ａ，１７Ｂはパワーシリ ンダの左、右シリンダ室ＣL，ＣRに接続される左、右出力ポートで、上述した流 路切換弁１０の舵取り操作に伴なう回転変位で、これらのポート間での油圧通路 を任意に連通、遮断し、図示しないパワーシリンダでの操舵補助力の発生を制御 することは、周知の通りである。

【００１７】 さて、本考案によれば、上述したような動力舵取装置において、図１および図 ２から明らかなように、出力軸であるラック４側とはピニオン５の完全ギヤ部５ ａにて噛合うピニオン軸２の不完全ギヤ部５ｂに近接する位置に形成される軸受 支持部２１に、ボディ７内でピニオン軸２を支持する軸受８Ｂの内径部をピニオ ン軸２の先端側から圧入等で嵌装するにあたって、ピニオン５の不完全ギヤ部５ ｂで少なくとも軸受支持部２１寄りの部分を、図３の(a) からも明らかなように 、軸受支持部２１の外径およびピニオン５の完全ギヤ部５ａの外径寸法よりも小 さい小径部２０として形成したところに特徴を有している。

【００１８】 ここで、図１および図２において、符号２２は軸受支持部２１のピニオン５寄 り（すなわち軸受嵌装方向）の部分に形成した環状溝、２３はこの環状溝２２に 係入され軸受８Ｂの抜け方向への動きを係止する係止手段としての係止リングで ある。なお、このような係止手段としては、従来から周知の通り、Ｃ字状止め輪 、ナーリング等を始めとして種々の係止手法が考えられるものである。 しかし、本考案はこれに限定されず、装置全体構成によって軸受８Ｂの軸線方 向での係止を行なえ、その組込み状態を所要の状態に維持し得る場合には、上述 した係止手段やその環状溝は省略してもよいことは、言うまでもない。

【００１９】 上述した構成によれば、ピニオン５のギヤ加工時にばりが発生し易い不完全ギ ヤ部５ｂを、完全ギヤ部５ａやピニオン軸２外周部の軸受支持部２１に比べて小 径部２０として形成しているので、軸受８Ｂの内径部をピニオン軸２の先端側か ら、軸受支持部２１に嵌装させるにあたって、図３において(a) から明らかなよ うに、前述した不完全ギヤ部５ｂに生じるばりが完全ギヤ部５ａの外径部および 軸受８Ｂの内径以内に生じ易いため、軸受８Ｂの装着性を向上させ得るという利 点がある。これは、従来例を示した図３の(b) との対比において容易に理解され よう。

【００２０】 さらに、本考案によれば、上述した小径部２０とする不完全ギヤ部５ｂを、上 述した軸受８Ｂの嵌装による装着時に、ばりが邪魔となる必要最小限の部分のみ とすればよく、ピニオン軸２としての強度上での信頼性は確保し得るものである 。

【００２１】 なお、本考案は、上述した実施例構造に限定されず、各部の形状、構造等を必 要に応じて適宜変形、変更することは自由で、種々の変形例が考えられよう。

【００２２】 また、上述した実施例では、本考案に係るピニオン軸構造を、パワーステアリ ング用の舵取り装置に適用した場合を説明したが、本考案はこれに限定されず、 マニュアルステアリング用の舵取り装置にも適用し得ることは、容易に理解され よう。

【００２３】

【考案の効果】

以上説明したように本考案に係るラックアンドピニオン型舵取り装置における ピニオン軸構造によれば、出力軸であるラックとはピニオンの完全ギヤ部にて噛 合うピニオン軸の不完全ギヤ部に近接する位置に形成した軸受支持部に、ボディ 内でピニオン軸を支持する内径部を、ピニオン軸先端側から嵌装させるにあたっ て、ピニオンのギヤ加工時にばりが発生し易い不完全ギヤ部で少なくとも軸受支 持部寄りの部分を、軸受支持部およびピニオンの完全ギヤ部の外径寸法より小さ い小径部として形成するようにしたので、軸受内径部をピニオン軸の軸受支持部 に嵌装させる場合、不完全ギヤ部に生じるばりが、完全ギヤ部の外径や軸受内径 以内に生じ易いため、軸受のピニオン軸への装着性を向上させ得るという実用上 優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係るラックアンドピニオン型舵取り装
置におけるピニオン軸構造の一実施例を示す要部拡大断
面図である。

【図２】本考案を適用して好適なパワーステアリング用
のラックアンドピニオン型舵取り装置の一例を示す全体
の概略断面図である。

【図３】本考案の特徴としているピニオンの不完全ギヤ
部と軸受との関係を従来例との対比において説明するた
めのものであって、(a) は本考案による概略分解斜視
図、(b) は従来例を示す概略分解斜視図である。

【符号の説明】

１ スタブ軸 ２ ピニオン軸（入力軸） ４ ラック（出力軸） ４ａ ラック歯 ５ ピニオン ５ａ 完全ギヤ部 ５ｂ 不完全ギヤ部 ７ ボディ（ハウジング） ８Ｂ 軸受（ボールベアリング） １０ 流路切換弁 ２０ 小径部 ２１ 軸受支持部 ２２ 環状溝 ２３ 係止リング（係止手段）

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 出力軸であるラックとピニオンの完全ギ
   ヤ部にて噛合いを行なうピニオン軸の不完全ギヤ部に近
   接する位置に、ピニオン軸先端側から嵌装される軸受の
   支持部を形成してなるラックアンドピニオン型舵取り装
   置におけるピニオン軸構造において、 前記ピニオンの不完全ギヤ部で少なくとも軸受支持部寄
   りの部分を、軸受支持部およびピニオンの完全ギヤ部の
   外径寸法よりも小さい小径部として形成したことを特徴
   とするラックアンドピニオン型舵取り装置におけるピニ
   オン軸構造。