JPH07112820B2 - 車輛操舵装置 - Google Patents

車輛操舵装置

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JPH07112820B2
JPH07112820B2 JP1290960A JP29096089A JPH07112820B2 JP H07112820 B2 JPH07112820 B2 JP H07112820B2 JP 1290960 A JP1290960 A JP 1290960A JP 29096089 A JP29096089 A JP 29096089A JP H07112820 B2 JPH07112820 B2 JP H07112820B2
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JP
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rack
vehicle
rack member
steering
bridge member
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エドウィン・ジョージ・クロスターハウス
ロバート・イー・ファインデル
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Northrop Grumman Space and Mission Systems Corp
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TRW Inc
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/06Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle
    • B62D5/20Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle specially adapted for particular type of steering gear or particular application
    • B62D5/22Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle specially adapted for particular type of steering gear or particular application for rack-and-pinion type
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D3/00Steering gears
    • B62D3/02Steering gears mechanical
    • B62D3/12Steering gears mechanical of rack-and-pinion type

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は車輌の車輪を操舵する車輌操舵装置、特に、ラ
ック・ピニオンステアリングギヤの改良に関するもので
ある。
従来の技術 車輌のためのラック・ピニオンステアリングギヤは公知
である。米国特許第3,834,727号は端部脱着ラック・ピ
ニオンステアリングギヤを開示している。このステアリ
ングギヤはラック部材を軸方向に移動するラックハウジ
ングを有する。ステアリングホイールに接続されたピニ
オンギヤがラック部材に形成されたラック歯に噛合って
いる。ラック部材はピニオンギヤの回転に応じてラック
ハウジングに対して移動する。一対のタイロッドの夫々
がラック部材の軸方向端部の夫々に接続されている。こ
れらタイロッドはラック部材の移動に応じて車輌の車輪
を操舵するように移動する。
米国特許第4,479,400号は中央脱着液圧パワーアシスト
ラック・ピニオンステアリングギヤを開示している。こ
のステアリングギヤはラック部材を軸方向に移動するよ
うに支持するラックハウジングを備えている。ピストン
がラック部材の軸方向端部に接続されている。このピス
トンはラックハウジング内を摺動して一対のパワーアシ
ストチャンバを形成する。長手方向に延びる開口がラッ
クハウジングの中央に配置されている。スライド部材が
ラック部材に接続されラックハウジングの開口を貫通し
ている。タイロッドがスライド部材に取付けられ、従っ
て、ラック部材の移動時車輪を操舵する。
発明が解決しようとする課題 上記の如き従来のラック・ピニオンステアリングギヤは
重量が比較的軽く且つ車輌に取付けるのが比較的容易で
あるが、タイロッドがラック部材に取付けられる位置が
ステアリングギヤの設計によって制限されてしまうとい
う欠点があった。即ち、この位置制限はアッカーマン操
舵として知られた原理に基づいて車輌を操舵することが
できない。アッカーマン操舵は、操舵中全ての車輪を同
心円弧で車輌旋回するものとして定義される。従って、
アッカーマン操舵は車輌のタイヤの摩耗を最少化する。
更に、上記従来技術ではタイロッドがラック部材に取付
けられる位置が制限されるので衝撃操舵が最少化されな
いという欠点があった。
課題を解決するための手段 本発明は上記の従来技術の欠点を解消する改良された車
輌操舵装置、特に、ラック・ピニオンステアリングギヤ
に向けられている。
上記目的を達成するため、本発明による車輌操舵装置
は、ピニオンギヤと、該ピニオンギヤに噛合い且つ車輌
の長手方向に延びる中心軸線を横切って延びる径路に移
動可能なラック部材と、両端部が該ラック部材に取付部
を介して取付けられて該ラック部材の移動に応じて移動
可能に配置され且つ車輌の中心軸線に配置された一つの
支持体に支持されたブリッジ部材とを備えている。この
ラック部材の軸方向端部の中間でブリッジ部材には第一
のタイロッドが取付けられ該ブリッジ部材と第一のタイ
ロッドとの接続部は車輌の操舵中中心軸線の一側に配置
された径路を移動可能であり、またラック部材の軸方向
端部の中間でブリッジ部材には第二のタイロッドが取付
けられ、該ブリッジ部材と第二のタイロッドとの接続部
は車輌の操舵中、中心軸線に関して、ブリッジ部材と第
一のタイロッドとの接続部とは反対側に配置された径路
を移動可能である。
実 施 例 以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明す
る。
第1図には本発明を実施する液圧パワーアシストラック
・ピニオンステアリングギヤ20を有する車輌が示してあ
る。この車輌は長手方向の中心軸線Aを有する。この車
輌の操舵すべき車輪22,24は、一対のタイロッド32,34に
よってステアリングギヤ20に接続されて車輪の中心軸線
Aに平行な直進位置から旋回される。全ての車輪22,24,
26,28はアッカーマンステアリング原理によって夫々同
心円弧42,44,46,48に沿って好適に旋回する。車輌の操
舵中、特に比較的小さい半径の旋回中、車輪22,24,26,2
8は、車輌のタイヤの摩耗を少なくするために同心円弧4
2,44,46,48を旋回するのが望ましい。
本発明を具体化するラック・ピニオンステアリングギヤ
20は車輌のスレーム即ちボデイに接続可能なラックハウ
ジング62(第2図)を有する。ラック部材72がこのラッ
クハウジング内に配置されて中心軸線Aに対して略垂直
方向にラックハウジングに対して軸方向に移動可能であ
る。ピニオン支持体74がラックハウジング62にファスナ
ー76によって取付けられている。このピニオン支持体は
ピニオンギヤ82、入力軸84および制御弁86を支持してい
る。ピニオンギヤ82はラック部材72の第一の軸方向端部
94に形成されたラック歯と噛合っている。入力軸84とピ
ニオンギヤ82との間に相対回転が生ずると、制御弁86が
加圧流体を一対のパワーアシストチャンバ88,90の一つ
に指向する。これらパワーアシストチャンバ88,90の夫
々は容積が可変であり且つラック部材72に固定されて共
に移動するピストン96によって制限される。流体シール
98,100がラックハウジングに固定されたベアリングに支
持されている。ピストン96の両側の作動面の面積は等し
い。液圧パワーアシストラック・ピニオンステアリング
ギヤ20が好ましい実施例として示されているが、本発明
は電動パワーアシストラック・ピニオンステアリングギ
ヤ又はマニュアルラック・ピニオンステアリングギヤに
具体化できることは明らかである。
ピニオン支持体74に配置されたベアリング(図示せず)
はラック部材72の第一の軸方向端部94をラックハウジン
グ62に対して移動するように支持している。ベローズ10
2がピニオン支持体74の突出部分104の周りに固定され且
つラック部材72の軸方向端面106にねじによって固定さ
れている。ベローズ102はほこりや他の汚れ物がステア
リングギヤ20の端部から進入しないようにシールする。
他のベアリング122が第一の軸方向端部94とは反対側の
第二の軸方向端部124に固定されている。一対のスナッ
プリング132,134がベアリング122のいずれの側にも取付
けられてベアリングがラック部材72に対して軸方向に移
動しないようにしている。このベアリング122は、ラッ
ク部材72と共に移動し且つラックハウジング62の孔136
に沿って摺動してラック部材をラックハウジングに対し
て移動するように支持する。このベアリング122は、ラ
ックハウジング62にベアリングを固定しこのベアリング
にラック部材72の第二の軸方向端部124を支持するもの
と比べてラック部材72を比較的短くすることができる。
従って、これはステアリングギヤ20の全体の長さが短く
なり、このためステアリングギヤの重さが軽くなる。キ
ャップ142がラックハウジングの端部に固定されてこの
ラックハウジングの気密端部144を形成している。ラッ
ク部材72の第二の軸方向端部124のベアリング122(第4
図)はこのベアリングの長さに亘って軸方向に延びる溝
146を有する。従って、空気はこの溝を自由に通りラッ
クハウジング62の端部144に溜まらず従ってラック部材7
2の移動を緩やかにする。
一対の軸方向に間隔をあけて長手方向に延びる開口152,
154がラックハウジング62に配置されている。これら開
口の夫々は、ステアリングギヤ20が車輌に設けられる時
車輌の中心軸線Aの夫々の側に配置される。これら開口
の長さはラック部材72の軸方向移動の長さより大きい。
これら開口の夫々はチャンバ88,90のシール98,100の軸
方向外側に配置されている。
ブリッジ部材182(第2図)がラック部材72に接続され
ている。このブリッジ部材182はラック部材72に略平行
に延びる中央部184を有する。このブリッジ部材182の長
さはラック部材72の長さより短くされている。一対の取
付部192,194がブリッジ部材182の軸方向両端部に配置さ
れている。夫々の取付部192,194はラックハウジング62
の開口152,154を貫通してラック部材72に係合してい
る。これら取付部192,194は軸方向に間隔をあけ且つ車
輌の長手方向中心軸線Aの両側でラック部材72に係合し
ている。
ねじ202,204の夫々が取付部192,194の夫々の孔214(第
5図)を貫通している。夫々のねじのねじ部224がラッ
ク部材72のねじ孔226に螺合されている。各ねじ202,204
は、ブリッジ部材182の夫々の取付部192,194をラック部
材72にしっかり固定しブリッジ部材をラック部材に接続
するようにしている。
ラック部材72がラックハウジング62に対して移動する
間、ブリッジ部材182は中心軸線Aに対し略垂直方向に
ラック部材と共に軸方向に移動して車輌を操舵する。
ベローズ232,234の夫々がラックハウジング62の一部の
周りに取付けられている。これらベローズはブリッジ部
材184の取付部194の周りに緊密に嵌合する開口236(第
6図)を有する。各ベローズのクランプ242はラックハ
ウジング62の開口152,154の軸方向両側に配置されてス
テアリング20の内部にほこりや他の汚染物が進入しない
ようにシールする。各ベローズ232,234は、ラック部材7
2およびブリッジ部材182のラックハウジング62に対する
移動中に軸方向に伸縮する。
一対の接続部262,264(第2図)がブリッジ部材182に沿
って軸方向に間隔をあけた位置に配置されている。これ
ら接続部の夫々は取付部192,194に隣接しているが取付
部からずれた位置に配置されておりこれによってねじ20
2,204を操作できるようになっている。接続部262,264は
タイロッド34,32の夫々に接続可能である。夫々の接続
部はブリッジ部材182に形成された開口272を備えてい
る。タイロッド32のスタッド部274がこの開口272の中に
収容されて車輪22(第1図)をブリッジ部材182に接続
するようにする。タイロッド34のスタッド部が同様に接
続部262内に収容される。
ブリッジ部材182の接続部262は取付部192の軸方向外側
に配置されている。ブリッジ部材182の接続部264は取付
部194の軸方向内側に配置されている。明らかに、両接
続部262,264は取付部の軸方向内側にも外側にも配置で
きるしその任意の組合せも可能である。これら接続部26
2,264の配置は車輌毎に変えることもできる。接続部26
2,264は、第一に、車輌の理想的なアッカーマンステア
リングを提供するため、第二に、衝撃操舵を最少化する
ため、第三に、理想的なアッカーマンと最少の衝撃操舵
との間を妥協させるためにブリッジ部材182に沿って適
当な位置に配置されている。
注目されるべきことは、ステアリングギヤ20の単一の設
計が多くの車輌に適用でき且つブリッジ部材182が特定
の車輌に対応させて設計されることのみ必要とされるこ
とである。
ブリッジ部材182の接続部262は、限界304,306間の長さ3
02に亘る車輌の操舵中に径路300内を移動する。ラック
部材72が第6図で見てその右側軸方向操舵限界迄移動さ
れるとき接続部262は限界306迄移動する。ラック部材72
が第7図で見てその左側軸方向操舵限界迄移動されると
き接続部262は限界304迄移動する。径路300は、第2
図,第6図及び第7図で見て中心軸線Aの左側に配置さ
れている。
又、接続部264は、限界324,326間の長さ322に亘る操舵
中に径路320内を移動する。ラック部材72が第6図で見
てその右側軸方向操舵限界迄移動されるとき接続部264
は限界326迄移動する。ラック部材72が第7図で見てそ
の左側軸方向操舵限界迄移動されるとき接続部264は限
界324迄移動する。径路320は第2図,第6図及び第7図
で見て中心軸線Aの右側に配置されている。
長手方向に延びる開口352(第3図)がブリッジ部材182
の中央部184に配置されている。この開口の長さはブリ
ッジ部材の接続部262,264の移動の径路300,320の長さ30
2,322より大きい。支持体362がラックハウジングの開口
152,154の中間位置でラックハウジングに固定されてい
る。シャフト364が支持体362に固定されてブリッジ部材
182の開口352を貫通している。
回転可能なベアリング部材372が、シャフト364上で回転
するように支持され且つ開口352を形成する一対の面37
4,376の一つと係合可能でありこれによりブリッジ部材1
82及びラック部材72をラック部材の中心軸線Lの周りに
回転しないようにする。これはタイロッド32,34を通し
てブリッジ部材182の接続部に伝達される力による。シ
ャフト364と回転可能なベアリング部材372は、中心軸線
Lと接続部262,264との間に延びるモーメントアーム382
(第5図)を通して力を作用しないようにしている。こ
れらの力はブリッジ部材182とラック部材72とを中心軸
線Lの周りに回転する傾向があり、且つ車輪が道路の変
化、例えばカーブ、くぼみや他の瓦礫に遭遇するときに
生じる。
発明の効果 上述の如く、本発明によれば、タイロッドがラック部材
に取付けられる位置が何等制限されない構成を有するの
でアッカーマン操舵が確実に実現できる上衝撃操舵が最
少化できるという実益を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を実施するラック・ピニオンステアリン
グギヤを備えた車輌とアッカーマン操舵を示す概略図、
第2図は第1図のラック・ピニオンステアリングギヤの
長手方向横断面図、第3図は第2図の3−3線に沿って
見たステアリングギヤの一部側面図、第4図は第2図の
4−4線横断面図、第5図は第2図の5−5線横断面
図、第6図及び第7図は異なる位置の径路を示す第2図
と同様の図である。 20……ステアリングギヤ、22,24……車輪 32,34……タイロッド、62……ラックハウジング 72……ラック部材、182……ブリッジ部材 192,194……取付部、202,204……ねじ 232,234……ベローズ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】長手方向に延びる中心軸線を有する車輌の
    操舵装置であって、ピニオンギヤと、該ピニオンギヤに
    噛合い且つ前記中心軸線を横切って延びる径路に移動可
    能なラック部材と、両端部が該ラック部材に取付部を介
    して取付けられて該ラック部材の移動に応じて移動可能
    に配置され且つ前記車輌の中心軸線に配置された一つの
    支持体に支持されたブリッジ部材とを備え、前記ラック
    部材の軸方向端部の中間で前記ブリッジ部材には第一の
    タイロッドが取付けられ該ブリッジ部材と第一のタイロ
    ッドとの接続部は車輌の操舵中中心線の一側に配置され
    た径路を移動可能であり、前記ラック部材の軸方向端部
    の中間で前記ブリッジ部材には第二のタイロッドが取付
    けられ、該ブリッジ部材と第二のタイロッドとの接続部
    は車輌の操舵中、前記中心軸線に関して、前記ブリッジ
    部材と第一のタイロッドとの接続部とは反対側に配置さ
    れた径路を移動可能であることを特徴とする車輌操舵装
    置。
  2. 【請求項2】前記ラック部材がラックハウジング内に収
    容され、前記ブリッジ部材がラックハウジングの外側で
    該ラックハウジングに移動可能に取付けられている特許
    請求の範囲第1項記載の装置。
  3. 【請求項3】前記取付部が前記ラックハウジングに設け
    られた開口を貫通し、該取付部の一端がラック部材に取
    付けられた他端がブリッジ部材に取付けられている特許
    請求の範囲第2項記載の装置。
  4. 【請求項4】前記ラック部材がラックハウジング内を移
    動可能に配置され、該ラック部材の一端にはベアリング
    が取付けられ、該ベアリングはラックハウジング内を移
    動可能である特許請求の範囲第2項記載の装置。
JP1290960A 1988-11-08 1989-11-08 車輛操舵装置 Expired - Lifetime JPH07112820B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/268,505 US4887683A (en) 1988-11-08 1988-11-08 Rack and pinion steering gear with intermediate take-off
US268505 1988-11-08

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH02175464A JPH02175464A (ja) 1990-07-06
JPH07112820B2 true JPH07112820B2 (ja) 1995-12-06

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ID=23023310

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1290960A Expired - Lifetime JPH07112820B2 (ja) 1988-11-08 1989-11-08 車輛操舵装置

Country Status (4)

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US (1) US4887683A (ja)
EP (1) EP0368159B1 (ja)
JP (1) JPH07112820B2 (ja)
DE (1) DE68913142D1 (ja)

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