JPH059273Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案はラツクアンドピニオン式ステアリング
装置に係り、詳しくは、ギアケースおよびラツク
軸のそれぞれに対し摺動可能な保護管をギアケー
スから出没可能に設けてラツク軸を保護し、ギア
ケースの小型化とともにラツク軸の短縮化を図つ
たステアリング装置に関する。

（従来の技術） ラツクアンドピニオン式ステアリング装置は、
周知のように、操向ハンドルに連結したピニオン
軸をギアケースに回転自在に支持するとともに、
また、操向車輪にタイロツド等のリンケージを介
して連結したラツク軸をギアケースに軸方向摺動
自在に支持し、ギアケース内でピニオン軸に固設
されたピニオンとラツク軸に形成されたラツク歯
とを噛合させたものである。

第３図ａ，ｂは従来のラツクアンドピニオン式
ステアリング装置の一部の模式図であり、ギアケ
ース１１とラツク軸１２との間にはシール部材１
３が介設され、ラツク軸１２の軸方向の移動を許
容しつつ、ギアケース１１内部への異物の侵入を
防止している。

第３図ａはラツク軸１２が一杯に後退した状態
を示し、この状態からラツク軸１２は前進する。

第３図ｂはラツク軸１２が一杯に前進した状態
を示す。図中、１がラツク軸１２の最大ストロー
クであり、操向車輪を左右一方の最大転舵角から
他方の最大転舵角まで操向するに相当する。

（本考案が解決しようとする問題点） ラツク軸１２のねじなし端部の長さＬ０は上記
ストローク１よりは大きな値となる。シール部材
１３付近のギアケース１１は第３図ａに示すとお
り、長さＬ０のラツク軸１２ねじなし端部を収納
する必要がある。

即ち、従来のラツクアンドピニオン式ステアリ
ング装置では長いねじなし端部を含むラツク軸１
３を必須としているため、ギアケース１１の小型
化が難しい。

特に、近年において提案されているモータによ
つて操舵補助力を得るラツクアンドピニオン式の
パワーステアリング装置では、特開昭59−50864
号公報に記載されているように、モータの出力部
をラツク軸にボールねじ機構等の動力伝達機構を
介して連結するため、ラツク軸にボールねじ機構
のねじ溝等を形成しなければならない。したがつ
て、このようなパワーステアリング装置では、ラ
ツク軸がより長くなるため、上述の問題点も顕著
でその解決が要望されていた。

本考案は、上述した問題点を鑑みてなされたも
ので、ラツクの短縮化とともにギアケースの小型
化を図り、ラツク軸およびギアケースの周囲に相
当の余裕空間を確保してステアリングリンケージ
の設計等の自由度を増大させ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、ラツクアンドピニオン式ステアリン
グ装置において、 ギアケースの内側でかつラツク軸の外側位置
に、保護管を軸方向移動可能にかつギアケースか
ら出没自在に介設し、 ギアケースと保護管との間に、シール部材を介
設し、また、保護管とラツク軸との間にシール部
材を介設し、 保護管に、この保護管がラツク軸とともに一定
距離移動した後にギアケースに当接するストツパ
部を一体形成し、保護管を停止させ、ラツク軸の
み継続して移動可能に構成したことを特徴とす
る。

（作用） 本考案にかかるラツクアンドピニオン式ステア
リング装置によれば、ギアケースおよび保護管内
にシール部材によつて封止される空間にラツク軸
のラツク歯等が位置してラツク軸が保護される
が、保護管はラツク軸の摺動にともないギアケー
スから出没する。このため、ギアケースの小型化
が図れ、また、ラツク軸と保護管との間のシール
部材の摺動距離も小さくなりラツク軸の短縮化が
図れる。

（実施例） 以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１図および第２図は本考案の一実施例にかか
るラツクアンドピニオン式ステアリング装置を表
し、第１図が縦断面図、第２図が作用を説明する
ための要部模式図である。

同図において、２１は図示しない車体に取り付
けられたギアケースであり、ギアケース２１は、
円筒状のセンタケース２１ａ、該センタケース２
１ａの両端開口にそれぞれ嵌着されたサイドケー
ス２１Ｌ，２１Ｒおよび図中右方のサイドケース
２１Ｒに付設されたピニオンケース２１ｂから成
り、これらセンタケース２１ａ、サイドケース２
１Ｌ，２１Ｒおよびピニオンケース２１ｂの接合
部にそれぞれシール部材２２，２３，２４が介装
されて内部が密閉される。このギアケース２１に
は、図示しない操向ハンドルに連結されたピニオ
ン軸２５が回転自在に支持され、また、タイロツ
ド等のステアリングリンケージを介して操向車輪
に連結されたラツク軸２６が軸方向摺動自在に支
持され、後述するようにギアケース２１内部でピ
ニオン軸２５に固設されたピニオンギア２７とラ
ツク軸２６に形成されたラツク歯２６ａとが噛合
している。

ピニオン軸２５は、第１軸２５ａと第２軸２５
ｂとをトーシヨンバー２５ｃにより所定の相対回
動変位可能に結合して成り、ピニオンケース２１
ｂ内を挿通し該ピニオンケース２１ｂおよびサイ
ドケース２１Ｒにベアリング２８，２９，３０を
介して回転自在に支持されている。このピニオン
軸２５はその下端にピニオンギア２７が形成さ
れ、このピニオンギア２７がラツク軸２６の図中
背面側に形成されたラツク歯２６ａと噛合してい
る。

ピニオン軸２５の周囲には、ピニオンケース２
１ｂ内部に操舵トルクセンサ３１が、また、ピニ
オンケース２１ｂ外壁に操舵回転センサ３２とし
て機能する発電機３２（操舵回転センサと同一符
号を付す）が設けられている。発電機３２は、回
転軸に固設された傘歯車３３ａがピニオン軸２５
に固設された傘歯車３３ｂと噛合してピニオン軸
２５と一体的に回転し、ピニオン軸２５の回転方
向に応じた極性で回転速度に応じた電位の操舵回
転信号を制御装置３４へ出力する。操舵トルクセ
ンサ３１は、ピニオン軸２５を軸２５ａ，２５ｂ
間の接合部の近傍で軸方向摺動可能に外挿した可
動鉄芯３５と、ピニオンケース２１ｂの内壁に固
着され可動鉄芯３５の軸方向変位を検知する差動
変圧器３６と、を備えている。可動鉄芯３５は、
軸２５ａ，２５ｂの相対回動運動を軸方向運動に
変換するカム溝を有し、ピニオン軸２５の軸２５
ａ，２５ｂ間の相対回動変位すなわち操舵トルク
に応じて軸方向に変位する。差動変圧器３６は、
制御装置３４に接続され、可動鉄芯３５の変位す
なわち操舵トルクの作用方向と大きさを表す操舵
トルク信号を出力する。なお、この操舵トルクセ
ンサ３１等の詳細は、本出願人が昭和61年４月23
日付で提出した特願昭61−93950号明細書等に詳
細に記載されているため、以下の説明は省略す
る。

ラツク軸２６は、前述したラツク歯２６ａとと
もに螺旋溝２６ｂがそれぞれ軸方向に移動可能距
離ｌにわたつて形成され、センタケース２１ａお
よびサイドケース２１Ｌ，２１Ｒ内に軸方向摺動
可能に支持されている。このラツク軸２６は、図
中右方のサイドケース２１Ｒに片持支持された中
空の補強管３７を挿通し、また、図中左方のサイ
ドケース２１Ｌに摺動自在に支持された中空の保
護管３８を挿通している。補強管３７は、図示し
ないが、ピニオンギア２７とラツク軸２６ａとの
噛合部およびラツクガイドとの係合部に窓が切り
欠き形成されている。この補強管３７には、その
内周面にラツク軸２６に設けられたシール部材５
９が摺接可能に係合し、補強管３７とラツク軸２
６との間を封止している。保護管３８は、ラツク
軸２６の移動可動距離ｌの半分に略等しい長さを
有し、サイドケース２１Ｌからの出没可能に配置
され、その両端にそれぞれストツパ部３８ａおよ
びストツパ部３８ｂが形成されている。この保護
管３８は、ストツパ部３８ａがサイドケース２１
Ｌの端部と当接して没入位置が決定され、また、
ストツパ部３８ｂがサイドケース２１Ｌの内周縮
径部と当接して突出位置が決定される。これらラ
ツク軸２６と保護管３８との間には保護管３８に
設けられてラツク軸２６と摺接するシール部材３
９が介装され、また、保護管３８とサイドケース
２１Ｌとの間にはサイドケース２１Ｌに設けられ
て保護管３８の外周面を摺接するシール部材４０
が介装されている。このラツク軸２６と保護管３
８との間のシール部材３９は、保護管３８とサイ
ドケース２１Ｌとの間のシール部材４０よりも大
きい摺動抵抗を有する。なお、４１Ｌ，４１Ｒは
ラツク軸２６の各端部のダストブーツである。

上記ラツク軸２６の周囲には、センタケース２
１ａ内に補強管３７の外周上に電動機４２が、ま
た、図中左方のサイドケース２１Ｌ内にボールね
じ機構４３が配設され、ラツク軸２６はボールね
じ機構４３を介して電動機４２に動力伝達可能に
連結されている。電動機４２はセンタケース２１
ａ内にラツク軸２６と補強管３７により隔てられ
て同軸状に配置され、センタケース２１ａ内壁に
固定された界磁石４４および界磁石４４と補強管
３７との間に回転自在に配置されたロータ４５を
備えている。ロータ４５は、出力軸として機能す
る筒軸４８を有し、この筒軸４８が補強管３７に
よりラツク軸２６から隔てられて補強管３７の径
方向外方に軸受４６，４７により回転自在に支承
されている。この筒軸４８の外周部には、スキユ
ー溝を有する積層鉄芯４９および多重巻きされた
電機子巻線５０が同軸かつ一体的に固定されてい
る。電機子巻線５０は、筒軸４０に固設された整
流子５１およびホルダ５２内に収納されて整流子
５１に弾接するブラシ５３を介して制御装置３４
に結線され、該制御装置３４から通電されて回転
する。

ボールねじ機構４３は、サイドケース２１Ｌに
１対のベアリング５４，５５を介し回転自在に支
持されたナツト部材５６が電動機４２の筒軸４８
と一体回転可能に連結されている。ナツト部材５
６は、内周面に螺旋溝５６ａが形成され、ラツク
軸２６に形成された螺旋溝２６ｂと多数のボール
５７を介して螺合している。このボールねじ機構
４３は、ナツト部材５６が電動機４２により駆動
されて回転し、電動機４２が発生する動力をラツ
ク軸２６に伝達する。

次に、本実施例の作用を説明する。

このラツクアンドピニオン式パワーステアリン
グ装置は、電動機４２が操舵トルクセンサ３１お
よび操舵回転センサ３２の出力信号に基づき制御
装置３４から通電され、この電動機４２の発生す
る操舵補助力がボールねじ機構４３を経てラツク
軸２６へ伝達される。そして、ラツク軸２６は、
電動機４２が発生する操舵補助力とともにラツク
歯２６ａを経て操向ハンドルに加えられた手動操
舵力が作用し、図示する中立位置から左右の軸方
向に移動して操向車輪を転舵する。第２図ａ〜ｃ
は本考案のラツクアンドピニオン式ステアリング
装置の要部の模式図であり、第２図ａはラツク軸
２６が一杯に後退した時の図、第２図ｂはラツク
軸２６がほぼ中立状態の図、第２図ｃはラツク軸
２６が一杯に前進した時の図である。

第２図ｃの状態から、ラツク軸２６が図右へ後
退すると、内側のシール部材３９の摺動抵抗が外
側のシール部材４０より大きいため、保護管３８
が共に移動して第２図ｂに至る。第２図ｃから第
２図ｂまでのラツク軸２６の移動距離はｌ２であ
り、この距離は保護管３８の移動距離に相当す
る。

第２図ｂで保護管３８の一方のストツパ部３８
ａがギアケースのサイドケース２１Ｌに当接した
ため、保護管３８が停止したままでラツク軸２６
のみが右へ後退し、第２図ａに至る。この間のラ
ツク軸３８の移動距離はｌ１である。この距離ｌ
１は第２図ｂ，ｃにおける保護管３８からのラツ
ク軸２６の突出寸法に相当する。

上記距離ｌ１＋ｌ２がラツク軸２６のストロー
クｌとなり、これは第３図のストロークｌと同一
である。

一方、第２図ｂに示したとおり、ラツク軸２６
のねじなし端部の長さＬは距離ｌ１に保護管３８
とのラツプ代を加えた長さとなる。

ラツク軸２６のねじなし端部の長さＬは、第３
図ｂの従来のラツク軸１２のねじなし端部の長さ
Ｌ０より大幅に短くてすむ。これは保護管３８を
サイドケース２１Ｌとラツク軸２６との間に介設
したことによつてもたされる効果である。

なお、上述した実施例では、ラツク軸２６が螺
旋溝２６ｂを有するパワーステアリング装置に適
用したものを示すが、通常のマニユアル型のステ
アリング装置にも摘用できることは言うまでも無
い。

（考案の効果） 以上説明してきたように、本考案にかかるラツ
クアンドピニオン式ステアリング装置によれば、
ラツク軸の短縮化とともにギアケースの小型化が
図れるため、周囲に比較的大きな余裕空間が確保
でき、ステアリングリンケージの設計等が容易と
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本考案の一実施例にかか
るラツクアンドピニオン式ステアリング装置を示
し、第１図が全体縦断面図、第２図が要部の模式
図である。第３図は従来のラツクアンドピニオン
式ステアリング装置の一部の模式図である。 ２１……ギアケース、２１Ｌ……サイドケー
ス、２５……ピニオン軸、２６……ラツク軸、２
６ａ……ラツク軸、２６ｂ……螺旋溝、２７……
ピニオンギア、３８……保護管、３８ａ，３８ｂ
……ストツパ部、３９，４０……シール部材、４
２……電動機、４３……ボールねじ機構。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 操向ハンドルに連結されたピニオン軸をギア
   ケースに回転自在に支持するとともに操向車輪
   に連結されたラツク軸を前記ギアケースに軸方
   向摺動自在に支持し、該ギアケース内で前記ピ
   ニオン軸に設けられたピニオンギアと前記ラツ
   ク軸に設けられたラツク歯とを噛合させて操向
   ハンドルへ加えられる操舵力を操向車輪へ伝達
   するラツクアンドピニオン式ステアリング装置
   において、 前記ギアケースの内側でかつラツク軸の外側
   位置に、保護管を軸方向移動可能にかつギアケ
   ースから出没自在に介設し、 前記ギアケースと保護管との間に、シール部
   材を介設し、また、保護管と前記ラツク軸との
   間にシール部材を介設し、 前記保護管に、この保護管がラツク軸ととも
   に一定距離移動した後に前記ギアケースに当接
   するストツパ部を一体形成し、保護管を停止さ
   せ、ラツク軸のみ継続して移動可能に構成した
   ことを特徴とするラツクアンドピニオン式ステ
   アリング装置。 (2) 前記ギアケースと前記保護管との間のシール
   部材の摺動抵抗を前記保護管と前記ラツク軸と
   の間のシール部材の摺動抵抗よりも小さくした
   ことを特徴とする実用新案登録請求の範囲第(1)
   項記載のラツクアンドピニオン式ステアリング
   装置。 (3) 前記保護管の摺動可能距離は前記ラツク軸の
   摺動可能距離の約半分の長さを有することを特
   徴とする実用新案登録請求の範囲第(1)項記載の
   ラツクアンドピニオン式ステアリング装置。