JPH07179176A - ラックアンドピニオン式ステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ラックアンドピニオン式ステアリング装置にお
いて、ラックガイドの摺動を一方向のみ抑制し、ステア
リングフィーリングを悪化させることなく、ラックとピ
ニオンが衝突した時に発生する歯打ち音の大きさを低減
させる。 【構成】弾性体１４の一端をハウジング凸部後面壁１３
に接着剤などで固定し、他の一端をラックガイド前面１
５に当接させる。ハウジング１内に外部から振動が伝え
られ、ラックガイド２およびラックバー９が、ラックガ
イド２からピニオン１１に向かう方向に移動した場合、
ラックガイド２は弾性体１４から摺動方向と反対の方向
の力を受けるため、ラック１０とピニオン１１の衝突に
よる衝撃力は低減される。また、通常のステアリング操
作が行われた場合、ラックガイド２は弾性体１４からラ
ックガイド２からピニオン１１に向かう方向の力は受け
ないため、ステアリングフィーリングが悪化することは
ない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両などのステアリン
グ装置に関し、特にラックアンドピニオン式ステアリン
グ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のラックアンドピニオン式ステアリ
ング装置においては、例えば悪路のような路面を走行す
る場合に、車体が振動し、この振動がハウジング内に伝
えられると、大きな歯打ち音が発生する。この理由を説
明すると、外部からの振動により、スプリングの取付荷
重よりも大きい力が加えられた場合、ラックバーはピニ
オンから離れる方向に移動し、ラックバーを支持してい
るラックガイドも一緒に同じ方向に摺動し、これらが移
動するため、スプリングが押し縮められる。スプリング
は、押し縮められた後、伸びようとするため、ラックガ
イドとラックバーは、スプリングに力を付勢されて、ラ
ックガイドからピニオンに向かう方向に移動し、ラック
バーのラックがピニオンに衝突し、歯打ち音が発生す
る。

【０００３】上記歯打ち音の大きさを小さくするための
従来技術としては、図９にあるように、ラックガイド２
と中間移動部材３０との間に、ゴム製リング３１を設け
たものがある（実開平１−１７４２８４号公報）。図９
において、ラックガイド２からピニオン１１に向かう方
向を前方、ラックガイド２からスプリングキャップ５に
向かう方向を後方と定義する。この構造のラックアンド
ピニオン式ステアリング装置のハウジング１内に、外部
からの振動が伝えられた場合、ラックガイド２は後方に
摺動し、ゴム製リング３１は、ラックガイド２と中間移
動部材３０との間で圧縮されて楕円状になる。ゴム製リ
ング３１が楕円状になると、ゴム製リング３１とハウジ
ング１との間の摺動抵抗が増加し、ラックガイド２の後
向きの速度は遅くなり、運動エネルギーの一部が吸収さ
れる。その結果、スプリング７に押されて前方に摺動す
る時のラックガイド２の運動エネルギーは小さくなり、
ラック１０がピニオン１１に衝突する時の衝撃力は低減
され、歯打ち音の大きさは小さくなる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来技術においては、以下に述べるような問題があ
る。運転者がステアリング操作を行った場合、ハウジン
グ１内では、ピニオン１１の回転運動が、ラックバー９
の軸の軸方向の運動に変換される。このピニオン１１と
ラックバー９のラック１０が噛合う時に、通常、ピニオ
ン１１の歯とラック１０との間に、噛合いに関する精度
の誤差があるため、ラックガイド２は前後に摺動する。
上述の従来技術では、ラックガイド２が後方に摺動した
場合、ゴム製リング３１は圧縮され、ハウジング１との
間の摺動抵抗は増加し、ラックガイド２が後方にスムー
ズに摺動できなくなる。その結果、ラック１０とピニオ
ン１１との間の噛合い摩擦が増加することにより、ステ
アリング操作に必要とされる力が増大し、ステアリング
フィーリングが悪くなってしまう。

【０００５】そこで本発明は、ピニオンからラックガイ
ドに向かう方向の力のみをラックガイドに印加すること
により、ステアリングフィーリングを悪化させることな
く、発生する歯打ち音の大きさを小さくすることを目的
とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明におけるラックアンドピニオン式ステアリン
グ装置は、ステアリングからの入力を回転運動として伝
達するピニオンと、該ピニオンと噛合するラックバー
と、前記ピニオンと前記ラックバーを内部に有するハウ
ジングと、該ハウジング内で摺動可能に配置され、か
つ、前記ラックバーの前記ピニオンと噛合する側と反対
の側で前記ラックバーと摺動接触するラックガイドと、
前記ハウジング内で前記ラックガイドから前記ピニオン
に向かう方向の力を前記ラックガイドに付勢するスプリ
ングを有するラックアンドピニオン式ステアリング装置
において、前記ハウジング内に前記ピニオンから前記ラ
ックガイドに向かう方向の力のみを前記ラックガイドに
印加する力印加手段を設けたことを特徴とする。

【０００７】

【作用】上記手段により、悪路などを走行した場合、車
体が振動し、この振動により、スプリングの取付荷重よ
りも大きい力が加えられた場合、ラックバーはピニオン
から離れる方向に移動し、ラックバーを支持しているラ
ックガイドも一緒に同じ方向に摺動し、これらが移動す
るため、スプリングが押し縮められる。スプリングは押
し縮められた後、伸びようとするため、ラックガイドと
ラックバーは、スプリングに力を付勢されてラックガイ
ドからピニオンに向かう方向に移動する。そして、ハウ
ジング内に設けられた上記力印加手段により、ラックガ
イドは、ピニオンからラックガイドに向かう方向の力を
受け、ラックガイドからピニオンに向かう方向のラック
ガイドの速度は遅くなる。その結果、ラックガイドの運
動エネルギーは小さくなり、ラックガイドに当接して移
動しているラックバーのラックが、ピニオンに衝突する
時の衝撃力は低減される。また、通常のステアリング操
作中で、ラックガイドが、ピニオンからラックガイドに
向かう方向に摺動する場合、ラックガイドは上記力印加
手段から、ラックガイドからピニオンに向かう方向の力
を受けないため、ラックガイドの摺動は抑制されない。

【０００８】

【実施例】続いて、本発明の第１実施例について、図１
に基づいて以下に説明する。図１は本発明の第１実施例
の構造を示す断面図であり、図９で定義したのと同様
に、ラックガイド２からピニオン１１に向かう方向を前
方、ラックガイド２からスプリングキャップ５に向かう
方向を後方と定義する。

【０００９】ハウジング１内に、ラックガイド２は配置
され、前後への摺動が可能とされている。ラックガイド
２は、前面にはラックバー９の半円柱状の後面に摺動接
触するような略半円柱状のラックガイド前面凹部３が形
成され、後面にはスプリング７の一端が当接するラック
ガイド後面凹部４が形成されている。スプリングキャッ
プ５は、ハウジング１にラックガイド２の後方でねじ結
合され、ロックナット６により、ハウジング１に固定さ
れている。ラックガイド２とスプリングキャップ５との
間には、ラックガイドクリアランス８という若干の隙間
が設けられている。このラックガイドクリアランス８
は、後述するラック１０とピニオン１１の間に、噛合い
に関する精度の誤差があるために、ラックバー９が後方
に移動することができるよう設けられている。よって、
このラックガイドクリアランス８の分だけラックガイド
２は後方に摺動することができる。ラックガイドクリア
ランス８は、スプリングキャップ５の位置を変えること
で微妙に調整される。スプリング７は、スプリングキャ
ップ５により圧縮保持され、ラックガイド２がラックバ
ー９を前方に押す力を発生する。

【００１０】ラックバー９は、断面が半円の形状の柱状
部材であり、前面にはピニオン１１と噛合うための歯部
であるラック１０が形成されている。ラックバー９は、
後面でラックガイド２と摺動接触し、ラックガイド２よ
りスプリング７の力を受け、ラック１０とピニオン１１
を噛合わせる。ピニオン１１は、ハウジング１内に配置
され、ラック１０と噛合う部分には、歯が形成されてい
る。図示しないステアリングが操作された時には、ピニ
オン１１の軸を中心にして回転運動し、ピニオン１１と
ラック１０が噛合い、ピニオン１１の回転運動が、ラッ
クバー９の軸の軸方向の運動に変換される。ハウジング
凸部１２は、ラックガイド２が配置されている場所より
も前方に設けられ、ハウジング１の内径に突出してい
る。力印加手段である弾性体１４は、ハウジング凸部１
２のハウジング凸部後面壁１３に、接着剤などにより固
定されている。ラックガイド２と弾性体１４を前方から
見た正面図を図２に示す。弾性体１４は、ラックガイド
前面１５に当接しており、ラックガイド２に後向きの力
のみを印加する。

【００１１】ここで、本発明の第１実施例の実際の動作
について以下に説明する。通常のステアリング操作が行
われると、ピニオン１１が回転軸を中心に回転運動し、
ピニオン１１の回転運動がラックバー９の軸の軸方向の
運動に変換される。この時、ラックガイド２は、ラック
バー９の運動を受けて後方に摺動する。後方に摺動する
場合、ラックガイド２は、弾性体１４から前向きの力を
受けることはないため、ラックガイド２の摺動は抑制さ
れない。したがって、ピニオン１１とラック１０との噛
合いの摩擦が増加することはなく、ステアリングフィー
リングの悪化は防止される。

【００１２】次に、悪路等を走行して、車体が振動し、
この振動がハウジング１内のラックガイド２に加えられ
た場合について述べる。外部からの振動により、スプリ
ング７の取付荷重よりも大きい後向きの力が加えられた
場合、ラックバー９は後方に移動し、ラックバー９を支
持しているラックガイド２も一緒に後方に摺動し、これ
らが移動するため、スプリング７は押し縮められる。ス
プリング７は押し縮められた後、伸びようとするため、
ラックガイド２とラックバー９は、スプリング７により
前向きの力を付勢され、一緒に前方に移動する。ラック
ガイド２が前方に移動する時に、ラックガイド２は弾性
体１４から後向きの力を受けるため、ラックガイド２の
前向きの速度は遅くなり、ラックガイド２の運動エネル
ギーの一部は失われる。ラックガイド２の運動エネルギ
ーが小さくなれば、ラックガイド２に当接して移動して
いるラックバー９のラック１０が、ピニオン１１に衝突
する時の衝撃力は低減され、衝突時に発生する歯打ち音
の大きさは小さくなる。

【００１３】次に、本発明の第２実施例について、図３
に基づいて以下に説明する。図３は本発明の第２実施例
の構造を示す断面図であり、既に述べた実施例で説明し
たものと同じものには同じ符号を付し、重複する説明は
省略する。力印加手段である弾性体１６は、接着剤など
によりラックガイド前面１５に固定されており、この弾
性体１６とハウジング１との間には、弾性体１６が最も
押し縮められた場合でも、弾性体１６がハウジング１の
内周面には接触することがないように、隙間１７が設け
られている。ラックガイド２と弾性体１６を前方から見
た正面図を図４に示す。弾性体１６は、ハウジング凸部
後面壁１３に当接しており、ラックガイド２に後向きの
力のみを印加する。本発明の第２実施例の実際の動作に
ついては、第１実施例で説明した動作とほぼ同じ動作で
あり、第１実施例と同様に、ステアリングフィーリング
を悪化させることなく、歯打ち音の大きさを小さくする
ことができる。

【００１４】次に、本発明の第３実施例について、図５
に基づいて以下に説明する。図５は本発明の第３実施例
の構造を示す断面図であり、既に述べた実施例で説明し
たものと同じものには同じ符号を付し、重複する説明は
省略する。ハウジング１の後部内周に設けられたハウジ
ング凹部１８に、ラックガイド２の後部外周に設けられ
たラックガイド凸部１９が配置され、ハウジング凹部前
面壁２０とラックガイド凸部前面壁２１との間に、力印
加手段である弾性体２２が介在されている。弾性体２２
は、外径がハウジング凹部１８の内径と略同一のリング
状の弾性体であり、接着剤などで固定していなくても、
図５のような位置に配置されている。弾性体２２とラッ
クガイド２の外周面との間には、隙間２３があり、弾性
体２２が最も押し縮められた場合でも、弾性体２２がラ
ックガイド２の外周面には接触することがないようにな
っている。弾性体２２は、ハウジング凹部前面壁２０お
よびラックガイド凸部前面壁２１に当接しており、ラッ
クガイド凸部１９に後向きの力のみを印加する。

【００１５】本発明の第３実施例の実際の動作について
は、第１実施例で説明した動作とほぼ同じ動作であり、
第１実施例と同様に、ステアリングフィーリングを悪化
させることなく、歯打ち音の大きさを小さくすることが
できる。なお、この第３実施例では、弾性体２２にハウ
ジング凹部１８の内径と略同一の外径のリング状の弾性
体を用いているため、接着剤などによって弾性体２２が
ハウジング凹部１８に固定される必要がないため、第
１、第２実施例に比べ、組付時の作業の簡略化が図れ
る。

【００１６】次に、本発明の第４実施例について、図６
に基づいて以下に説明する。図６は本発明の第４実施例
の構造を示す断面図であり、既に述べた実施例で説明し
たものと同じものには同じ符号を付し、重複する説明は
省略する。力印加手段である弾性体２４は、内径がラッ
クガイド２の外径と略同一のリング状の弾性体であり、
接着剤などで固定していなくても、図６のような位置に
配置されている。弾性体２４とハウジング凹部１８の内
周面との間には、隙間２５があり、弾性体２４が最も押
し縮められた場合でも、弾性体２４がハウジング凹部１
８の内周面には接触することがないようになっている。
弾性体２４は、ハウジング凹部前面壁２０およびラック
ガイド凸部前面壁２１に当接しており、ラックガイド凸
部１９に後向きの力のみを印加する。本発明の第４実施
例の実際の動作については、第１実施例で説明した動作
とほぼ同じ動作であり、第１実施例と同様に、ステアリ
ングフィーリングを悪化させることなく、歯打ち音の大
きさを小さくすることができる。なお、この第４実施例
では、第３実施例と同じ理由で、第１、第２実施例に比
べ、組付時の作業の簡略化が図れる。

【００１７】次に、本発明の第５実施例について、図７
に基づいて以下に説明する。図７は本発明の第５実施例
の構造を示す断面図であり、既に述べた実施例で説明し
たものと同じものには同じ符号を付し、重複する説明は
省略する。ハウジング凹部後面壁２６に力印加手段であ
る弾性体２７の一端を固定し、他の一端に引掛け部２８
を設ける。この引掛け部２８は、弾性体２７に一体的に
形成されており、ラックガイド凸部前面壁２１に固定さ
れることなく、引掛けられるようになっている。引掛け
部２８は、ラックガイド凸部前面壁２１に当接してお
り、ラックガイド凸部１９に後向きの力のみを印加す
る。

【００１８】本発明の第５実施例の実際の動作について
説明すると、通常のステアリング操作中で、ラックガイ
ド２が後方に摺動する場合、引掛け部２８はラックガイ
ド凸部前面壁２１に固定されていないので、ラックガイ
ド凸部１９は弾性体２７から前向きの力を受けることは
なく、ラックガイド２の摺動は抑制されないので、ステ
アリングフィーリングは悪くならない。また、外部から
の振動により、ラックガイド２が後方に摺動した後、前
方に摺動する場合、ラックガイド凸部１９に引掛け部２
８が引掛けられているので、ラックガイド凸部１９は、
弾性体２７から後向きの力を受ける。よって、第１実施
例と同様に、歯打ち音の大きさを小さくすることができ
る。

【００１９】次に、本発明の第６実施例について、図８
に基づいて以下に説明する。図８は本発明の第６実施例
の構造を示す断面図であり、既に述べた実施例で説明し
たものと同じものには同じ符号を付し、重複する説明は
省略する。ハウジング１の内周面にほぼ密着するような
形状をした力印加手段である弾性体２９が、ラックガイ
ド２よりも前方のハウジング１の内周面に、接着剤など
により固定されている。この弾性体２９は、ラックガイ
ド前面１５に当接しており、ラックガイド２に後向きの
力のみを印加する。本発明の第６実施例の実際の動作に
ついては、第１実施例で説明した動作とほぼ同じ動作で
あり、第１実施例と同様に、ステアリングフィーリング
を悪化させることなく、歯打ち音の大きさを小さくする
ことができる。なお、この第６実施例では、ハウジング
１あるいはラックガイド２に、凸部や凹部を設ける必要
がないので、構成が簡略化できる。

【００２０】なお、上述した実施例で用いられる弾性体
としては、ゴム、樹脂、ウレタン、スプリングなどが考
えられ、弾性体の形状も本発明の範囲内にて種々の形状
が可能であることは当業者にとっては明らかであろう。

【００２１】

【発明の効果】上述したように、本発明では、ピニオン
からラックガイドに向かう方向の力のみをラックガイド
に印加することにより、ラックガイドからピニオンに向
かう方向のラックガイドの速度が遅くなり、ラックガイ
ドの運動エネルギーは小さくなる。したがって、ラック
ガイドに当接して前方に移動するラックバーのラック
が、ピニオンに衝突する時の衝撃力は低減され、衝突す
る時に発生する歯打ち音の大きさは小さくなる。また、
通常のステアリング操作が行われた場合、上記力印加手
段からは、ラックガイドからピニオンに向かう方向の力
はラックガイドに印加されないため、ラックガイドの摺
動は抑制されない。よって、ラックとピニオンとの間の
噛合い摩擦が増加することはなく、ステアリングフィー
リングが悪化することは防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の構造を示す断面図であ
る。

【図２】本発明の第１実施例のラックガイドと弾性体の
位置関係を示す正面図である。

【図３】本発明の第２実施例の構造を示す断面図であ
る。

【図４】本発明の第２実施例のラックガイドと弾性体の
位置関係を示す正面図である。

【図５】本発明の第３実施例の構造を示す断面図であ
る。

【図６】本発明の第４実施例の構造を示す断面図であ
る。

【図７】本発明の第５実施例の構造を示す断面図であ
る。

【図８】本発明の第６実施例の構造を示す断面図であ
る。

【図９】従来技術の構造を示す断面図である。

【符号の説明】

１・・・ハウジング ２・・・ラックガイド ３・・・ラックガイド前面凹部 ４・・・ラックガイド後面凹部 ５・・・スプリングキャップ ６・・・ロックナット ７・・・スプリング ８・・・ラックガイドクリアランス ９・・・ラックバー １０・・ラック １１・・ピニオン １２・・ハウジング凸部 １３・・ハウジング凸部後面壁 １４・・弾性体 １５・・ラックガイド前面 １６・・弾性体 １７・・隙間 １８・・ハウジング凹部 １９・・ラックガイド凸部 ２０・・ハウジング凹部前面壁 ２１・・ラックガイド凸部前面壁 ２２・・弾性体 ２３・・隙間 ２４・・弾性体 ２５・・隙間 ２６・・ハウジング凹部後面壁 ２７・・弾性体 ２８・・引掛け部 ２９・・弾性体 ３０・・中間移動部材 ３１・・ゴム製リング

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステアリングからの入力を回転運動とし
   て伝達するピニオンと、該ピニオンと噛合するラックバ
   ーと、前記ピニオンと前記ラックバーを内部に有するハ
   ウジングと、該ハウジング内で摺動可能に配置され、か
   つ、前記ラックバーの前記ピニオンと噛合する側と反対
   の側で前記ラックバーと摺動接触するラックガイドと、
   前記ハウジング内で前記ラックガイドから前記ピニオン
   に向かう方向の力を前記ラックガイドに付勢するスプリ
   ングを有するラックアンドピニオン式ステアリング装置
   において、前記ハウジング内に前記ピニオンから前記ラ
   ックガイドに向かう方向の力のみを前記ラックガイドに
   印加する力印加手段を設けたことを特徴とするラックア
   ンドピニオン式ステアリング装置。