JPH082426A - ラックの支持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 ハウジング３に形成されるガイド孔６の内周
面により前後に案内される支持部材４を備える。ラック
２の背面側を前端側において支持する支持部材４を構成
する一対の分割片20、21は、ラック２の背面およびガイ
ド孔６の内周面に向かいバネ８により付勢される。各分
割片20、21に外周面から突出する突部20ａ、20ｂ、20
ｃ、21ａ、21ｂ、21ｃが、周方向に間隔をおいた少なく
とも２位置に形成される。各突部20ａ、20ｂ、20ｃ、21
ａ、21ｂ、21ｃを介し各分割片20、21はガイド孔６の内
周面に押し付けられる。 【効果】 ピニオンの回転に対するラックの移動の追従
性が低下したり、ラックの歯とピニオンの歯との衝突音
が大きくなるのを防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ラックピニオン式ステ
アリング装置のラックを支持するのに適した装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ラックピニオン式ステアリング装置にあ
っては、操舵入力により回転するピニオンと、このピニ
オンに噛み合うラックとを備え、そのラックの往復移動
により操舵用車輪を操舵する。図１３の（１）は、その
ラック１０１を支持する従来の支持装置を示す。その支
持装置は、ラックハウジング１０２に形成されたガイド
孔１０３に挿入されると共にそのガイド孔１０３の内周
面により前後（図において左右方向）に案内される支持
部材１０４を備える。そのガイド孔１０３は内周面を前
後方向に沿う軸心の仮想第１円筒面上に配置可能に形成
される。その支持部材１０４は外周面を第１円筒面より
も小径の前後方向に沿う軸心の仮想第２円筒面上に配置
可能に形成される。その支持部材１０４の前端側はラッ
ク１０１の背面の曲率に応じ凹んだ支持面とされ、その
支持面によりラック１０１の背面側がシート１０５を介
し支持される。

【０００３】その支持部材１０４は図において上下（ラ
ック１０１の軸線に直角でピニオンの軸心を含む平面に
平行な方向）一対の分割片１０４ａ、１０４ｂにより構
成され、各分割片１０４ａ、１０４ｂの前端側が支持面
とされている。その支持部材１０４の後端側に両分割片
１０４ａ、１０４ｂに亘る凹部１０６が形成され、その
凹部１０６内に後方に向かうに従いガイド孔１０３の内
周面に向かうよう傾斜する円錐面に沿う受圧面１０６ａ
が形成される。その受圧面１０６ａに押し付け部材１０
７が球面に沿う外周面１０７ａを介し当接される。その
押し付け部材１０７を介し両分割片１０４ａ、１０４ｂ
に弾性力を作用させるバネ１０８がハウジング１０２側
に支持されている。そのバネの弾性力は、その受圧面１
０６ａが後方に向かうに従いガイド孔１０３の内周面に
向かうよう傾斜するので、両分割片１０４ａ、１０４ｂ
をラック１０１の背面に押し付ける分力とガイド孔１０
３の内周面に押し付ける分力とに分けられる。その押し
付け部材１０７の後方に変更調節可能な隙間δを介し制
限部材１０９がハウジング１０２側に取り付けられてい
る。その制限部材１０９が押し付け部材１０７に当接す
ることで、支持部材１０４のラック１０１に対する後方
への移動距離が設定範囲に制限される。

【０００４】その支持部材１０４によりラック１０１の
歯をピニオンの歯に押し付けることで、バックラッシを
なくして円滑な回転伝達を図り、また、その支持部材１
０４が前後方向に往復動することでラック１０１の曲が
りや歯切り時の加工公差等を吸収している。その支持部
材１０４のラック１０１に対する後方への移動距離を押
し付け部材１０７を介し設定範囲に制限することで、そ
の移動距離が過大になることによるラック１０１とピニ
オンとの噛み合い不良を防止している。各分割片１０４
ａ、１０４ｂをガイド孔１０３の内周面に押し付けるこ
とで、支持部材１０４のがたつきを防止し、ピニオンの
回転に対するラック１０１の移動の追従性が低下した
り、ラック１０１の歯とピニオンの歯との衝突音が大き
くなるのを防止している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来のラックの支持装
置では、ピニオンの回転に対するラックの移動の追従性
が低下したり、ラックの歯とピニオンの歯との衝突音が
大きくなるという問題があった。これは、ラックピニオ
ン式ステアリング装置にあっては操舵フィーリングの低
下や異常音の原因になる。

【０００６】本発明は、上記従来技術の問題を解決する
ことのできるラックの支持装置を提供することを目的と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のラックの支持装
置は、ハウジングに形成されるガイド孔に挿入されると
共にそのガイド孔の内周面により前後に案内される支持
部材を備え、その支持部材は一対の分割片により構成さ
れ、各分割片の前端側によりピニオンに噛み合うラック
の背面側が支持され、両分割片をラックの背面およびガ
イド孔の内周面に向かい付勢する弾性力を作用させるバ
ネが設けられているラックの支持装置において、各分割
片に外周面から突出する突部が周方向に間隔をおいた少
なくとも２位置に形成され、各突部を介し各分割片はガ
イド孔の内周面に押し付けられる。なお、本発明の構成
において前方とは、ガイド孔の内周面に案内される支持
部材がラックの背面に近接する方向をいう。

【０００８】そのガイド孔の内周面は前後方向に沿う軸
心の仮想第１円筒面上に配置可能とされ、その支持部材
の外周面は第１円筒面よりも小径かつ同軸心の仮想第２
円筒面上に配置可能とされ、その支持部材の外周面が前
記第２円筒面上に配置された状態においては各突部の外
面の少なくとも一部は第１円筒面より小径で第２円筒面
より大径の第３円筒面上に配置されるのが好ましい。

【０００９】その支持部材の前端側はラックの背面の曲
率に応じ凹んだ支持面とされ、そのラックの軸線に直角
でピニオンの軸心を含む平面に平行な方向を上下方向と
して支持部材は上下に分割され、周方向に間隔をおいた
３位置において各分割片に突部が形成され、各分割片に
おける中央の突部は両側の突部よりも前方であって支持
面と上下方向に関し重なる位置に配置されているのが好
ましい。

【００１０】その突部は支持部材よりも弾性に富む材料
により形成されているのが好ましい。

【００１１】

【作用】従来のラックの支持装置において、ピニオンの
回転に対するラックの移動の追従性が低下したり、ラッ
クの歯とピニオンの歯との衝突音が大きくなる原因とし
て、以下のことが究明されている。すなわち従来の支持
装置においては、ガイド孔１０３は内周面を前後方向に
沿う軸心の第１円筒面上に配置可能に形成され、支持部
材１０４は外周面を第１円筒面よりも小径かつ同軸心の
第２円筒面上に配置可能に形成されるので、支持部材１
０４を構成する分割片１０４ａ、１０４ｂがガイド孔１
０３の内周面にバネ１０８の弾性力により押し付けられ
ると、図１３の（２）に示すように、各分割片１０４
ａ、１０４ｂそれぞれの外周面はガイド孔１０３の内周
面に１箇所においてのみ線接触し、その接触位置以外で
は各分割片１０４ａ、１０４ｂの外周面とガイド孔１０
３の内周面との間には隙間ｗが生じる。そうすると、各
分割片１０４ａ、１０４ｂはガイド孔１０３の内周面と
の接触箇所Ｐを起点として図中矢印で示すように回転し
ようとするため、支持部材１０４によるラック１０１の
支持が不安定になり、ピニオンの回転に対するラック１
０１の移動の追従性が低下したり、ラック１０１の歯と
ピニオンの歯との衝突音が大きくなる。

【００１２】これに対し本発明の構成によれば、バネの
弾性力により各分割片それぞれをガイド孔の内周面に周
方向に間隔をおいた少なくとも２箇所において突部を介
し押し付けることができるので、各分割片がガイド孔の
内周面との接触箇所を起点として回転することを防止で
き、支持部材によるラックの支持の安定化を図ることが
できる。よって、ピニオンの回転に対するラックの移動
の追従性が低下したり、ラックの歯とピニオンの歯との
衝突音が大きくなるのを防止できる。

【００１３】そのガイド孔の内周面が仮想第１円筒面上
に配置可能とされ、その支持部材の外周面が仮想第２円
筒面上に配置可能とされ、その支持部材の外周面が前記
第２円筒面上に配置された状態においては各突部の外面
の少なくとも一部は第１円筒面より小径で第２円筒面よ
り大径の第３円筒面上に配置されることで、その支持部
材を各突部を介しガイド孔の内周面に確実に押し付ける
ことができる。

【００１４】その支持部材の前端側がラックの背面の曲
率に応じ凹んだ支持面とされ、そのラックの軸線に直角
でピニオンの軸心を含む平面に平行な方向を上下方向と
して支持部材が上下に分割される場合、ラックは軸線方
向に移動する際に上下方向への変位成分も有するので、
その支持面と上下に関し重なる位置において各分割片を
突部を介しガイド孔の内周面に押し付け、さらにその押
し付け位置の後方２位置において各分割片を突部を介し
ガイド孔の内周面に押し付けることで、ラックの上下変
位に伴う各分割片のガイド孔の内周面に対する動きを確
実に防止でき、支持部材によるラックの支持をより安定
化できる。

【００１５】その突部を支持部材よりも弾性に富む材料
により形成することで、支持部材とガイド孔の内周面と
の衝突音も低減できる。

【００１６】

【実施例】図１に示す第１実施例のラックピニオン式ス
テアリング装置は、車両のハンドルに連結されるヘリカ
ルピニオン１と、このピニオン１の歯に噛み合う歯２ａ
が前方側（図１において左方側）に形成されているヘリ
カルラック２と、このラック２を覆うハウジング３とを
備えている。そのピニオン１はハウジング３にベアリン
グ１２、１３を介し支持されている。そのラック２の両
端に操舵用車輪が連結され、操向操作によるピニオン１
の回転によりラック２が車両幅方向に移動することで車
両の操舵がなされる。

【００１７】そのハウジング３に形成されたガイド孔６
に、焼結金属製のサポートヨーク（支持部材）４が前後
移動可能に挿入され、そのガイド孔６の内周面によりサ
ポートヨーク４は前後方向に案内される。そのガイド孔
６の内周面は前後方向軸心の仮想第１円筒面上に配置可
能とされている。その前後方向は、ピニオン１の軸心と
ラック２の軸線とに直角とされている。そのサポートヨ
ーク４とラック２の背面との間に合成樹脂製のシート５
が介在する。図３にも示すように、その前端側はラック
２の背面の曲率に応じ凹んだ支持面４′とされている。
そのシート５は、図３、図６および図７にも示すよう
に、背面は支持部材４の支持面４′に沿い、前面はラッ
ク２の背面に沿う曲率を有する支持面５′とされてい
る。そのサポートヨーク４の支持面４′に十字形状に横
溝４ａと縦溝４ｂとが形成され、その溝４ａ、４ｂに嵌
まり込む十字形の凸部５ａ、５ｂがシート５の背面に形
成されている。

【００１８】そのサポートヨーク４は、図４にも示すよ
うに上下一対の分割片２０、２１により構成され、各分
割片２０、２１の前端側がラック２の背面側をシート５
を介し支持する前記支持面４′を構成する。その上下方
向は、ラック２の軸線に直角でピニオン１の軸心を含む
平面に平行な方向をいう。両分割片２０、２１の相対向
する面２０ｓ、２１ｓを接合した状態で、サポートヨー
ク４の外周面４ｋは円筒面を構成し、その外周面４ｋは
前記第１円筒面よりも小径かつ同軸心の仮想第２円筒面
上に配置可能である。

【００１９】図５に示すように、両分割片２０、２１の
相対向する面２０ｓ、２１ｓは、図５において左方側で
は前記横溝４ａの上縁に沿い、右方側ではその横溝４ａ
の下縁に沿い、中央でその横溝４ａを横切るものとされ
ている。その横溝４ａの底部から後方に向かい、上下に
長尺の長孔２３、２４が形成されている。そのシート５
の背面において、前記凸部５ａから後方に突出する一対
の円筒状突部２５、２６が形成されている。一方の円筒
状突部２５は一方の分割片２０の長孔２３に長手方向に
移動可能に嵌合され、他方の円筒状突部２６は他方の分
割片２１の長孔２４に長手方向に移動可能に嵌合され
る。これにより、各分割片２０、２１はシート５に対し
ガイド孔６の内周面に向かい移動可能とされている。な
お、各円筒状突部２５、２６の径が各長孔２３、２４の
短径よりも僅かに大きくされることで、シート５はサポ
ートヨーク４から抜け落ちるのが防止されている。

【００２０】そのサポートヨーク４の後端側に、両分割
片２０、２１に亘る凹部４″が形成されている。その凹
部４″は、第１、第２円筒面と同軸心の仮想円筒面上に
配置可能な内周面４ｆと、上下方向に沿う底面４ｇと、
その内周面４ｆと底面４ｇとの間の受圧面４ｃを有す
る。その受圧面４ｃは、後方に向かうに従いガイド孔６
の内周面に向かうよう傾斜する円錐面に沿う。その凹部
４″に金属製の押し付け部材９と圧縮コイルバネ８とが
挿入されている。その押し付け部材９は円板状で、前方
に向かうに従い径が小さくなるように外周面９′は球面
に沿う。その受圧面４ｃと押し付け部材９の外周面とが
当接する。その押し付け部材９にバネ８の一端が当接さ
れ、そのバネ８の他端はハウジング３に取り付けられた
カバー７に当接されている。これにより、そのバネ８の
弾性力は、その押し付け部材９を介し両分割片２０、２
１をラック２の背面に押し付ける分力と、その押し付け
部材９を介し両分割片２０、２１をガイド孔６の内周面
に押し付ける分力とに分けられる。

【００２１】その押し付け部材９の後方に隙間δを介し
配置される調節ネジ（制限部材）１０がカバー７にねじ
込まれる。その隙間δは調節ネジ１０の回転により変更
可能とされている。その調節ネジ１０にはロックナット
１１がねじ合わされている。その調節ネジ１０が押し付
け部材９に当接することで、サポートヨーク４のラック
２に対する後方への移動距離が設定範囲に制限される。

【００２２】各分割片２０、２１に、図２にも示すよう
に、外周面４ｋから突出する突部２０ａ、２０ｂ、２０
ｃ、２１ａ、２１ｂ、２１ｃが周方向に間隔をおいた３
位置に一体的に形成されている。そのサポートヨーク４
の外周面４ｋが第２円筒面上に配置された状態において
は、各突部２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２１ａ、２１ｂ、
２１ｃとガイド孔６の内周面との間には間隔がおかれ
る。

【００２３】各分割片２０、２１における中央の突部２
０ａ、２１ａは、両側の突部２０ｂ、２０ｃ、２１ｂ、
２１ｃよりも前方であって前記支持面４′と上下に関し
重なる位置に前後方向に沿って配置され、前方に向かう
に従い周方向幅は小さくされ、その外面は、前記第２円
筒面と同心であって第２円筒面より大径かつ前記第１円
筒面よりも小径の仮想第３円筒面上に配置可能とされて
いる。図２において２点鎖線Ｐは外周面４ｋを含む円筒
面を示し、２点鎖線Ｑは中央の突部２０ａ、２１ａの外
面を含む円筒面を示す。

【００２４】各分割片２０、２１における両側の突部２
０ｂ、２０ｃ、２１ｂ、２１ｃは前後方向に沿って配置
され、中央の突部２０ａ、２１ａからの周方向距離が互
いに等しくされ、その後方部分２０ｂＲ、２０ｃＲ、２
１ｂＲ、２１ｃＲは、周方向幅と外周面４ｋからの突出
量は一定とされ、その外面は第２円筒面の軸心と平行な
軸心を有し且つ第２円筒面より小径の円筒面の一部によ
り構成される。その両側の突部２０ｂ、２０ｃ、２１
ｂ、２１ｃの前方部分２０ｂＦ、２０ｃＦ、２１ｂＦ、
２１ｃＦは、周方向幅と外周面４ｋからの突出量は前方
に向かうに従い小さくされ、その外面は第２円筒面の軸
心に対し傾斜する軸心を有し且つ第２円筒面より小径の
円筒面の一部により構成される。中央の突部２０ａ、２
１ａの外面と、両側の突部２０ｂ、２０ｃ、２１ｂ、２
１ｃの後方部分２０ｂＲ、２０ｃＲ、２１ｂＲ、２１ｃ
Ｒの外面とは、第２円筒面の軸心からの最大距離が等し
くされることで、前記仮想第３円筒面状に配置可能とさ
れ、ガイド孔６の内周面に線接触するものとされてい
る。

【００２５】上記構成によれば、サポートヨーク４によ
りラック２の歯をピニオン１の歯に押し付けることで、
バックラッシをなくして円滑な回転伝達を図り、また、
そのサポートヨーク４が前後方向に往復動することでラ
ック２の曲がりや歯切り時の加工公差等を吸収してい
る。そのサポートヨーク４のラック２に対する後方への
移動距離を設定範囲に制限することで、その移動距離が
過大になることによるラック２とピニオン１との噛み合
い不良を防止している。

【００２６】また、サポートヨーク４の外周面４ｋが第
２円筒面上に配置される状態においては各突部２０ａ、
２０ｂ、２０ｃ、２１ａ、２１ｂ、２１ｃとガイド孔６
の内周面との間には間隔がおかれるので、各突部２０
ａ、２０ｂ、２０ｃ、２１ａ、２１ｂ、２１ｃはバネ８
の弾性力によりガイド孔６の内周面に押し付けられる。
これにより、各分割片２０、２１それぞれはガイド孔６
の内周面に周方向に間隔をおいた３箇所において押し付
けられる。よって、各分割片２０、２１がガイド孔６の
内周面との接触箇所を起点として回転することを防止で
き、サポートヨーク４によるラック２の支持の安定化を
図ることができ、ピニオン１の回転に対するラック２の
移動の追従性が低下したり、ラック２の歯とピニオン１
の歯との衝突音が大きくなるのを防止できる。

【００２７】さらに、ラック２は軸線方向に移動する際
に上下方向への変位成分も有するので、支持面４′と上
下に関し重なる位置において各分割片２０、２１を中央
の突部２０ａ、２１ａを介しガイド孔６の内周面に押し
付け、その押し付け位置の後方２位置において各分割片
２０、２１を両側の突部２０ｂ、２０ｃ、２１ｂ、２１
ｃを介しガイド孔６の内周面に押し付けることで、ラッ
ク２の上下変位に伴う各分割片２０、２１のガイド孔６
の内周面に対する動きを確実に防止でき、サポートヨー
ク４によるラック２の支持をより安定化できる。これに
より、操舵フィーリングが低下したり異常音が発生する
のを防止できる。

【００２８】図８、図９は第２実施例を示し、第１実施
例の突部２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２１ａ、２１ｂ、２
１ｃと形状の異なる突部２０ａ′、２０ｂ′、２０
ｃ′、２１ａ′、２１ｂ′、２１ｃ′を有する。すなわ
ち、各突部２０ａ′、２０ｂ′、２０ｃ′、２１ａ′、
２１ｂ′、２１ｃ′は、前後方向に沿って配置され、周
方向幅と外周面４ｋからの突出量は前方に向かうに従い
小さくされ、その外面は第２円筒面の軸心に対し傾斜す
る軸心を有し且つ第２円筒面より小径の円筒面の一部に
より構成され、ガイド孔６の内周面に点接触するものと
されている。他の構成は上記実施例と同様で同一部分は
同一符号で示す。この第２実施例によっても各分割片２
０、２１がガイド孔６の内周面との接触箇所を起点とし
て回転することを防止でき、また、ラック２の上下変位
に伴う各分割片２０、２１のガイド孔６の内周面に対す
る動きを確実に防止できる。

【００２９】図１０〜図１２は第３実施例を示す。第１
実施例では突部２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２１ａ、２１
ｂ、２１ｃを分割片２０、２１に周方向に間隔をおいた
３位置において一体的に形成したが、この第３実施例で
は分割片２０、２１に周方向に間隔をおいた２位置にお
いて別部材により突部５０ａ、５０ｂ、５１ａ、５１ｂ
を形成し、サポートヨーク４の外周面４ｋが第２円筒面
上に配置された状態において、各突部５０ａ、５０ｂ、
５１ａ、５１ｂとガイド孔６の内周面との間には間隔が
おかれる。各突部５０ａ、５０ｂ、５１ａ、５１ｂは、
サポートヨーク４よりも弾性に富むゴムや樹脂材により
径が一定の棒状に形成され、各分割片２０、２１に前後
方向に沿って形成された溝５２に嵌め込まれている。な
お、各突部５０ａ、５０ｂ、５１ａ、５１ｂは溝５２に
接着材を介し嵌め込んでもよい。他の構成は上記実施例
と同様で同一部分は同一符号で示す。この第２実施例に
よっても各分割片２０、２１がガイド孔６の内周面との
接触箇所を起点として回転することを防止でき、また、
サポートヨーク４とガイド孔６の内周面との衝突音を突
部５０ａ、５０ｂ、５１ａ、５１ｂにより吸収して低減
できる。

【００３０】

【発明の効果】本発明のラックの支持装置によれば、ピ
ニオンの回転に対するラックの移動の追従性が低下した
り、ラックの歯とピニオンの歯との衝突音が大きくなる
のを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例のラック支持装置の断面図

【図２】第１実施例の分割片の斜視図

【図３】第１実施例のサポートヨークとシートの斜視図

【図４】第１実施例のサポートヨークの斜視図

【図５】第１実施例のサポートヨークの正面図

【図６】第１実施例のシートの側面図

【図７】第１実施例のシートの背面図

【図８】本発明の第２実施例のラック支持装置の断面図

【図９】第２実施例の分割片の斜視図

【図１０】本発明の第３実施例のラック支持装置の断面
図

【図１１】図１０のＸＩ‐ＸＩ線断面図

【図１２】第３実施例のサポートヨークの側面図

【図１３】従来例のラック支持装置の（１）は断面図、
（２）は問題点の説明用背面断面図

【符号の説明】

１ ピニオン ２ ラック ３ ハウジング ４ サポートヨーク（支持部材） ４′ 支持面 ６ ガイド孔 ８ バネ ２０、２１ 分割片 ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ 突
部 ２０ａ′、２０ｂ′、２０ｃ′、２１ａ′、２１ｂ′、
２１ｃ′ 突部 ５０ａ、５０ｂ、５１ａ、５１ｂ 突部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジングに形成されるガイド孔に挿入
   されると共にそのガイド孔の内周面により前後に案内さ
   れる支持部材を備え、その支持部材は一対の分割片によ
   り構成され、各分割片の前端側によりピニオンに噛み合
   うラックの背面側が支持され、両分割片をラックの背面
   およびガイド孔の内周面に向かい付勢する弾性力を作用
   させるバネが設けられているラックの支持装置におい
   て、各分割片に外周面から突出する突部が周方向に間隔
   をおいた少なくとも２位置に形成され、各突部を介し各
   分割片はガイド孔の内周面に押し付けられるラックの支
   持装置。
2. 【請求項２】 そのガイド孔の内周面は前後方向に沿う
   軸心の仮想第１円筒面上に配置可能とされ、その支持部
   材の外周面は第１円筒面よりも小径かつ同軸心の仮想第
   ２円筒面上に配置可能とされ、その支持部材の外周面が
   前記第２円筒面上に配置された状態においては各突部の
   外面の少なくとも一部は第１円筒面より小径で第２円筒
   面より大径の第３円筒面上に配置される請求項１に記載
   のラックの支持装置。
3. 【請求項３】 その支持部材の前端側はラックの背面の
   曲率に応じ凹んだ支持面とされ、そのラックの軸線に直
   角でピニオンの軸心を含む平面に平行な方向を上下方向
   として支持部材は上下に分割され、周方向に間隔をおい
   た３位置において各分割片に突部が形成され、各分割片
   における中央の突部は両側の突部よりも前方であって支
   持面と上下方向に関し重なる位置に配置されている請求
   項１または２に記載のラックの支持装置。
4. 【請求項４】 その突部は支持部材よりも弾性に富む材
   料により形成されている請求項１〜３のいずれかに記載
   のラックの支持装置。