JPH08230698A - ラックピニオン形ステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 はす歯を備えたラックとこのラックと共働し
限られた範囲で軸方向に移動できるピニオンとを有し、
このピニオンの軸方向移動がクラッチ装置を制御し、一
回転方向に連続回転する（特に電動式）サーボモータが
このクラッチ装置によって、駆動的にピニオンおよびラ
ックから切り離されるかないしはピニオンの軸方向移動
の方向によって与えられる異なった駆動伝達経路を介し
てピニオンないしラックに駆動的に相反する作用方向に
連結されるようなラックピニオン形ステアリング装置に
おいて、特にラックの良好な案内が行えるようにする。 【解決手段】 ラック１が両側面に歯が設けられ、その
第２の歯が第２のピニオン３にかみ合い、第１のピニオ
ン２の軸方向移動によって制御されるクラッチ装置１
１、１４がモータを、第１のピニオン２が一方の方向に
移動する際に第１のピニオン１に連結し、第１のピニオ
ン２が他方の方向に移動する際に第２のピニオン３に連
結する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、はす歯を備えたラ
ックとこのラックと共働し限られた範囲で軸方向に移動
できるピニオンとを有し、このピニオンの軸方向移動が
クラッチ装置を制御し、一回転方向に連続回転する（特
に電動式）サーボモータがこのクラッチ装置によって、
駆動的にピニオンおよびラックから切り離されるかない
しはピニオンの軸方向移動の方向によって与えられる異
なった駆動伝達経路を介してピニオンないしラックに駆
動的に相反する作用方向に連結されるようなラックピニ
オン形ステアリング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】かかるラックピニオン形ステアリング装
置は米国特許第４４０９５０３号明細書の発明の対象と
なっている。ピニオンははす歯のために、ピニオンとラ
ックとの間を伝達される力の方向に応じて軸方向におけ
る一方あるいは他方に押される。このピニオンの軸上に
二つのルーズ歯車が配置され、これらの歯車は電動機に
よって連続的に逆向きに駆動される。ピニオン軸とこれ
らの歯車との間に摩擦クラッチが存在しており、このク
ラッチはピニオンの軸方向移動およびこれに伴って生ず
るピニオン軸の軸方向移動によって、ピニオンが軸方向
において一方の軸方向に移動する際に一方の歯車が、ピ
ニオンが他方の軸方向に移動する際に他方の歯車がピニ
オン軸に従ってピニオンに摩擦式に連結されるように制
御される。従ってモータがピニオンに作用するトルクの
方向に応じてピニオンにサーボ力を一方あるいは他方の
方向に伝達する。そのためにモータの回転方向を切換制
御する必要はない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、特に
ラックの良好な案内が行えるような新規な有利な構造を
提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明によればこの目的
は、ラックが二つの側面に歯が設けられ、その第２の歯
が第２のピニオンにかみ合い、第１のピニオンの軸方向
移動によって制御されるクラッチ装置がモータを、第１
のピニオンが一方の方向に移動する際に第１のピニオン
に連結し、第１のピニオンが他方の方向に移動する際に
第２のピニオンに連結することによって達成される。

【０００５】本発明は、サーボモータの相反する作用方
向に対して互いに別個の歯をラックに設け、従って二つ
のピニオンを設けるという考えに基づいている。この場
合、両ピニオンは駆動を伝達する機能の他にラックを一
緒に案内する機能も負うことができ、ラックはその必然
的に存在する二つのピニオンにおける接触支持に基づい
て特に安定して支持される。特にラックにそのラック軸
線を中心とする比較的大きなトルクを作用させることが
でき、この場合もラックの歯がピニオンの歯から外れる
ことはない。

【０００６】これは特に、ラックと走行車舵取り車輪と
を舵取り連結するために設けられたセンタリンクなどが
ラックにそのラック軸線から半径方向に間隔を隔ててヒ
ンジ結合されているときに意味がある。

【０００７】なお本発明の他の有利な特徴は各請求項お
よび以下の図面を参照した有利な実施例の説明から明ら
かに理解できる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下図に示した実施例を参照して
本発明を詳細に説明する。

【０００９】両側面にはす歯が設けられたラック１は、
図１における上側歯で第１のピニオン２にかみ合い、図
１における下側歯で第２のピニオン３にかみ合ってい
る。舵取りハンドル軸（図示せず）を介して自動車の舵
取りハンドル（図示せず）に駆動結合されている少なく
とも第１のピニオン２は、限られた範囲で長手方向に移
動可能に配置されているので、ピニオン２はこれとラッ
ク１との間で伝達される力の方向に応じて従ってピニオ
ン２に作用するトルクの方向に応じて図１において左側
にあるいは右側に押される。

【００１０】ピニオン２の軸上にこの軸に固く結合され
た円板４に隣接して第１の歯車５が回転可能に配置され
ている。第２の歯車６が第２のピニオン３の軸上にその
軸端に配置された円板７のそばに配置され、この歯車６
はピニオン３の軸に対して回転できる。

【００１１】これらの両歯車５、６は電動機９によって
連続的に一定方向に駆動されるローラ状の歯車８とかみ
合っている。その場合電動機９と歯車８との間のフリー
ホィール１０によって、事情によって電動機９が停止し
ている場合に歯車８を継続回転することないしは電動機
９によって駆動される場合よりも大きな回転数で回転す
ることができる。

【００１２】歯車５の円板４と反対側の端面に第１の多
板ディスククラッチ１１が配置されている。これは係合
（閉鎖）状態）においてピニオン２の軸と歯車５とを駆
動結合する。この多板ディスククラッチ１１は、ピニオ
ン２従って円板４が図１において左側に移動されるや否
や多かれ少なかれ大きな摩擦力で係合され、クラッチ１
１の多板ディスクは歯車５とピニオン２の軸上に配置さ
れたサポート１２との間で軸方向に圧縮される。そのサ
ポート１２はスラスト軸受１３によって静止部分ないし
ハウジング固定部分に回転可能に接触支持されている。

【００１３】歯車６の円板７と反対の側に多板ディスク
クラッチ１１と同形の第２の多板ディスククラッチ１４
が配置されている。これは係合状態において歯車６とピ
ニオン３の軸とを駆動結合する。

【００１４】この第２の多板ディスククラッチ１４は第
１のピニオン２従って円板４が図１において右側に移動
されるときに係合される。その場合円板４はスラスト軸
受１５を介してピニオン２の軸に付属された第１の伝達
レバー１６を右側に押しつけ、そしてこの第１の伝達レ
バー１６は第２のピニオン３の軸に付属された第２の伝
達レバー１７を右側に押しつける。この第２の伝達レバ
ー１７は更にスラスト軸受１８を介して多板ディスクク
ラッチ１４のサポート１９を軸方向に歯車６に向けて移
動する。

【００１５】ピニオン２とラック１との間に力が全くあ
るいはほんの僅かしか伝達されないとき、ピニオン２に
は軸方向に力は全くあるいはほんの僅かしか作用しない
ので、多板ディスククラッチ１１も多板ディスククラッ
チ１４も係合方向に付勢されない。

【００１６】これに対してピニオン２とラック１との間
で力が伝達されるとき、ピニオン２は伝達される力の方
向に応じて軸方向において一方にあるいは他方に押しつ
けられ、その結果、多板ディスククラッチ１１あるいは
多板ディスククラッチ１４が多かれ少なかれ大きな摩擦
力で係合され、電動機９とラック１との間で一方向ある
いは他方向における駆動連結が行われる。

【００１７】多板ディスククラッチ１１、１４の摩擦力
がピニオン２に作用する軸方向力に従ってピニオン２と
ラック１との間に作用する力の大きさに左右されるの
で、電動機９はその都度ラック１に、ラック１とピニオ
ン２との間に作用する力に相当して変化する力を伝達す
る。

【００１８】全体としてクラッチ１１、１４を作動する
ために必要な作動距離を小さくするために、図１におい
ては好適に、第２のピニオン３が軸方向に不動に配置さ
れているように配慮されている。従って図１においてピ
ニオン２の右側に配置された溝付き球軸受は軸方向に移
動可能にハウジング内に配置されているが、ピニオン３
の対応した溝付き球軸受は軸方向に不動に保持されてい
る。

【００１９】両方のピニオン２、３を半径方向に安定し
て支持することによって、ラック１の安定した遊びない
しガタのない案内が保証され、このラック１は特にその
長手軸線を中心としたひねりが防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づくラックピニオン形ステアリング
装置の両ピニオンの軸線を通る断面図。

【図２】図１におけるＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図。

【図３】図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面
図。

【符号の説明】

１ ラック ２ 第１のピニオン ３ 第２のピニオン ５ 第１の歯車 ６ 第２の歯車 ８ 第３の歯車 ９ 電動機 １０ フリーホィール １１ 第１の多板ディスククラッチ １４ 第２の多板ディスククラッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヤロミール ボルドフスキ ドイツ連邦共和国73663 ベルグレン エ ルヒシユトラーセ 65 (72)発明者 アイドガン カクマツ ドイツ連邦共和国70374 シユツツトガル ト ニユルンベルガー シユトラーセ 115 (72)発明者 フーバート ヘツク ドイツ連邦共和国40629 デユツセルドル フ アプラトハー シユトラーセ 10 (72)発明者 アルノ レーリンガー ドイツ連邦共和国71254 デイツツインゲ ン ボイテンフエルトシユトラーセ 22 (72)発明者 クラウス ガル ドイツ連邦共和国70736 フエルバツハ フエルバツヒヤー シユトラーセ 106 (72)発明者 ラインホルト アプト ドイツ連邦共和国73765 ノイハウゼン ルパート−マイヤー−シユトラーセ 42 (72)発明者 ライナー シユトラウス ドイツ連邦共和国41564 カールスト ル ービンウエーク ３ (72)発明者 カール−ハンス ケーラー ドイツ連邦共和国73249 ウエルナウ ケ プラーシユトラーセ ６

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 はす歯を備えたラックとこのラックと共
   働し限られた範囲で軸方向に移動できるピニオンとを有
   し、このピニオンの軸方向移動がクラッチ装置を制御
   し、一回転方向に連続回転する（特に電動式）サーボモ
   ータがこのクラッチ装置によって、駆動的にピニオンお
   よびラックから切り離されるかないしはピニオンの軸方
   向移動の方向によって与えられる異なった駆動伝達経路
   を介してピニオンないしラックに駆動的に相反する作用
   方向に連結されるようなラックピニオン形ステアリング
   装置において、 ラック（１）が二つの側面に歯が設けられ、その第２の
   歯が第２のピニオン（３）にかみ合い、第１のピニオン
   （２）の軸方向移動によって制御されるクラッチ装置
   （１１、１４）がモータ（９）を、第１のピニオン
   （２）が一方の方向に移動する際に第１のピニオン
   （２）に連結し、第１のピニオン（２）が他方の方向に
   移動する際に第２のピニオン（３）に連結することを特
   徴とするラックピニオン形ステアリング装置。
2. 【請求項２】 両ピニオン（２、３）の軸上にそれぞれ
   モータ（９）に駆動的に連結されたホィール（５、６）
   が回転可能に配置され、モータ（９）によって連続的に
   一緒に同一回転方向に駆動され、第１のピニオン（２）
   の軸方向における一方の軸方向移動によって第１のピニ
   オン（２）とその軸上に配置されたホィール（５）とを
   連結する第１のクラッチ（１１）が係合（閉鎖）され、
   第１のピニオン（２）の他方の軸方向移動によって第２
   のピニオン（３）をその軸上に配置されたホィール
   （６）に連結する第２のクラッチ（１４）が係合（閉
   鎖）されることを特徴とする請求項１記載のラックピニ
   オン形ステアリング装置。
3. 【請求項３】 両ホィール（５、６）が歯車として形成
   され、これらの両歯車がモータ（９）で駆動される第３
   の歯車（８）とかみ合っていることを特徴とする請求項
   ２記載のラックピニオン形ステアリング装置。
4. 【請求項４】 モータ（９）と両ピニオン（２、３）へ
   の駆動伝達系との間にフリーホィール（１０）が配置さ
   れていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか
   １つに記載のラックピニオン形ステアリング装置。
5. 【請求項５】 ラック（１）の二つの歯がラックの両側
   側面に配置されていることを特徴とする請求項１ないし
   ４のいずれか１つに記載のラックピニオン形ステアリン
   グ装置。
6. 【請求項６】 第２のピニオン（３）が軸方向に不動に
   配置されていることを特徴とする請求項１ないし５のい
   ずれか１つに記載のラックピニオン形ステアリング装
   置。