JPH09175413A - ステアリング装置のラックバー支持構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 少ない部品で打音の発生を防止し、安定した
ラックとピニオンの噛合を確保したステアリング装置の
ラックバー支持構造を供する。 【解決手段】 ギアボックス４のシリンダ孔４ａに摺動
自在に挿入されラックバー６のピニオン７と噛合する部
分の反対側の背面を摺動可能に支持するラックガイド20
と、シリンダ孔４ａの開口に螺合して閉塞するスクリュ
ープラグ21と、同スクリュープラグ21とラックガイド20
間に介装され同ラックガイド20をラックバー６方向に付
勢する弾性部材22とを備えた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20はラックバー
６を支持する側と反対側に円錐状の凹部20ｄを形成する
とともに同凹部20ｄの周壁20ｂに複数の切欠き20ｅを形
成し、スクリュープラグ21は先端が先細円錐状に突出し
た凸部21ｂを形成して、同スクリュープラグ21の前記シ
リンダ孔４ａへの螺入により凸部21ｂがラックガイド20
の円錐状の凹部20ｄに嵌入したステアリング装置のラッ
クバー支持構造。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ラックアンドピニ
オン式ステアリング装置におけるラックバーの支持構造
に関する。

【０００２】

【従来の技術】ラックアンドピニオン式ステアリング装
置は、ステアリングシャフトにより回転するピニオンに
ギヤボックス内でラックバーが噛合してラックバーを左
右に摺動させ、ラックバーの両端に連結するタイロッド
を介して車輪の方向を変えるものであるが、ピニオンと
ラックとの噛み合いが適切でないと動力の伝達が円滑に
行われないため、ラックバーのピニオンと噛合する部分
の反対側の背面を摺動可能にラックガイドが適当な押圧
力で押さえ支持するようにしている。

【０００３】通常ラックガイドは、ギヤボックスに形成
されたシリンダ孔に摺動自在に挿入され、シリンダ孔を
塞ぐスクリュープラグとの間に介装された圧縮スプリン
グによりラックバー側に付勢されている。ラックガイド
は、シリンダ孔内をスティックスリップを起こさずに円
滑に摺動するため、シリンダ孔の内周面との間に適当な
クリアランスを有し、またスクリュープラグとの間にも
適当なクリアランスが必要である。

【０００４】そのため実車走行時に、ラックバーの上下
方向および軸方向の急激な動き（キックバック等）によ
り、ラックガイドが動きギヤボックスとの間およびスク
リュープラグとの間で衝接が起こり、打音が発生するこ
とがあった。

【０００５】そこでかかる打音の発生を防止するため、
実公昭５９−５６５４号公報に記載された例では、図７
に示すようなラックガイド01を用いている。すなわち円
筒状をしたラックガイド01は、軸線を含む平面により２
分割されており、一端にラックバーを直交する方向に指
向させて支持する円弧面02を双方に有し、他端の分割境
界部にＶ字型斜面03を形成して同Ｖ字型斜面03にはクッ
ションシート04が貼着されている。

【０００６】前記Ｖ字型斜面03に対応するＶ字型楔部09
を有するリング部材08が、スクリュープラグとの間に介
在される。なお圧縮スプリングは、ラックガイド01の底
壁05とスクリュープラグとの間にリング部材08を貫通し
て介装される。

【０００７】したがってラックガイド01がラックバーか
ら衝撃を受けるような場合、スクリュープラグ方向に力
を受け、リング部材08のＶ字型楔部09がラックガイド01
のＶ字型斜面03に食い込み、ラックガイド01のリング部
材08への衝接が防止され打音が生じず、また半割りのラ
ックガイド01を互いに離し拡径してシリンダ孔内面に密
接するので、両者間での衝接による打音の発生が抑えら
れる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしラックガイド01
が、２分割されており、さらに特殊形状のリング部材08
も必要であるなど、部品点数が多く、組付け作業が面倒
である。またラックガイド01は２分割されているので、
両者姿勢が安定せず動き易く、ラックバーとの摺接部が
ずれたりして、ラックバーの円滑な摺動と安定した支持
を確保することが難しい。

【０００９】そのためリング部材08のＶ字型楔部09が食
い込まれるラックガイド01は、そのリング部材08側は拡
径してシリンダ孔の内面に密接するが、ラックバー側は
必ずしも密接しないので、動き易いラックガイド半体0
1，01の同部分がシリンダ孔内面に衝接する可能性があ
り、その衝接による打音は防止することは難しい。

【００１０】また左右の半体01，01が離れて拡径した場
合等、ラックバーを摺動自在に支持する双方の円周面0
2，02の姿勢が互いに異なり、ラックバーとの摺接部が
随時変化してラックバーとピニオンとの噛合も安定しな
い。

【００１１】本発明は、かかる点に鑑みなされたもの
で、その目的とする処は、少ない部品で打音の発生を防
止し、安定したラックとピニオンの噛合を確保したステ
アリング装置のラックバー支持構造を供する点にある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、ギアボックスのシリンダ孔に摺動自在に
挿入されラックバーのピニオンと噛合する部分の反対側
の背面を摺動可能に支持するラックガイドと、前記シリ
ンダ孔の開口に螺合して閉塞するスクリュープラグと、
同スクリュープラグと前記ラックガイド間に介装され同
ラックガイドをラックバー方向に付勢する弾性部材とを
備えたラックアンドピニオン式ステアリング装置におい
て、前記ラックガイドはラックバーを支持する側と反対
側に円錐状の凹部を形成するとともに同凹部の周壁に複
数の切欠きを形成し、前記スクリュープラグは先端が先
細円錐状に突出した凸部を形成して、同スクリュープラ
グの前記シリンダ孔への螺入により前記凸部が前記ラッ
クガイドの円錐状の凹部に嵌入したステアリング装置の
ラックバー支持構造とした。

【００１３】ラックガイドがラックバーから衝撃を受け
るような場合、ラックガイドが固定されたスクリュープ
ラグ方向に移動し、ラックガイドの円錐状凹部にスクリ
ュープラグの円錐状凸部が食い込んで、ラックガイドと
スクリュープラグとの直接の衝接は回避され、さらにス
クリュープラグの円錐状凸部の食い込みはラックガイド
の円錐状凹部の周囲の複数の切欠きを有する周壁の径を
拡大してシリンダ孔内周面に密接し、ラックガイドとシ
リンダ孔内周面との衝接も回避して、打音の発生が防止
される。

【００１４】部品点数が少なく組付け作業は容易であ
り、ラックガイドは一体物でラックバーとの摺接部もず
れることはなくラックバーを安定して支持するので、ラ
ックバーとピニオンの噛合も適切に維持される。

【００１５】前記ラックガイドが樹脂製である請求項１
記載のステアリング装置のラックバー支持構造とするこ
とで、ラックガイドのシリンダ孔内面およびスクリュー
プラグとの間の打音を、益々抑制することができる。

【００１６】前記スクリュ−プラグの凸部の先端面中央
に穴を形成し、前記弾性部材を同穴に挿入して前記ラッ
クガイドの凹部底面との間に介装した請求項１または２
記載のステアリング装置のラックバー支持構造とするこ
とで、弾性部材をスクリュープラグの内部に収納してス
ペースを有効に利用して小型化を確保することができ
る。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下本発明に係る一実施の形態に
ついて図１ないし図６に図示し説明する。本実施の形態
は油圧式パワーステアリング装置１の例であり、図１は
同油圧式パワーステアリング装置１の一部断面とした正
面図である。

【００１８】ステアリングボデイは、図示されない操舵
ハンドルの回転を伝える入力軸たるスタブシャフト５が
嵌入されるバルブハウジング２と左右方向に延出しラッ
クバー６を往復動自在に貫通支持する円筒状のラックハ
ウジング３とがギヤボックス４で交叉して一体に構成さ
れたものである。

【００１９】本油圧式パワーステアリング装置１は、ラ
ックアンドピニオン式ステアリング装置であり、スタブ
シャフト５はバルブハウジング２内でトーションバー８
を介してピニオン７に連結され（図２参照）、ギヤボッ
クス４内部において、ピニオン７とラックバー６の側壁
に形成されたラック歯６ａとが噛合してピニオン７の回
転をラックバー６の左右方向への直線動に変換してい
る。

【００２０】ラックハウジング３は特に右方向（正面図
である図１では左方向）に長く延出していて、同右側ラ
ックハウジングは内径が拡径して端部まで達しており、
この拡径部の端部開口にラックブッシュ10が嵌合され、
このラックブッシュ10より奥側の拡径部両端にオイルシ
ール11，12が設けられて、この両オイルシール11，12間
にラックバー６の外周面に嵌着されたピストンリング13
が摺動自在に配設されて、同ピストンリング13により左
右のシリンダ室14，15が仕切られて形成されている。

【００２１】左右シリンダ室14，15は、配管16，17を通
じてバルブハウジング２の各シリンダポートに連通して
おり、該バルブハウジング２に別途入出力される圧油が
操舵ハンドルの操作に応じて制御されて左右シリンダ室
14，15に送られ操作力を補助する働きをする。

【００２２】ラックバー６は、部分的にラック歯６ａが
形成されており、同ラック歯６ａの形成された部分は円
柱状をなして、その側壁にラック歯６ａが形成されてお
り、ラック歯６ａ以外の部分は、中心軸に中空孔６ｃが
形成された円筒状をしている。かかるラックバー６の両
端部がボールジョイントを介してタイロッド（図示せ
ず）にそれぞれ連結され、各タイロッドは左右の操舵輪
に接続される。

【００２３】ピニオン７とラックバー６のラック歯６ａ
が噛合するギヤボックス４は、ラックバー６のラック歯
６ａと反対側の背面６ｂに臨んでラックバー６と直交す
る軸方向に指向してシリンダ孔４ａが形成されており、
同シリンダ孔４ａはラックバー６の直径より大きな内径
の円孔であり、開口付近の内面には雌ネジが刻設されて
いる。このシリンダ孔４ａにラックガイド20が挿入さ
れ、その開口にスクリュープラグ21が螺合して閉塞する
構造となっている。

【００２４】ラックガイド20は樹脂製であり、その形状
を図３ないし図５に図示し説明する。ラックガイド20
は、直径がシリンダ孔４ａに略等しい偏平円柱状をな
し、その一端が略半円柱状に切り欠かれた円弧面20ａを
形成していて、同円弧面20ａがラックバー６の背面６ｂ
を摺動自在に支持するようになっている。

【００２５】ラックガイド20の円弧面20ａは、単一円弧
面で構成されているわけではなく、詳しくはラックバー
６の直径より僅かに小さい径の２種類３個の円弧面を若
干中心をずらして形成しており、実際ラックバー６の背
面６ｂに接触する部分は、上下２つの接触部20ｆ，20ｆ
であり、所定の接触部20ｆ，20ｆに接触してラックバー
６は円滑な摺動を維持しながら安定して支持される。

【００２６】ラックガイド20の他端は、円形端面から円
錐台状にくり抜かれ周壁20ｂと底壁20ｃにより円錐状凹
部20ｄが形成されている。周壁20ｂには周方向に等間隔
に３か所切欠き20ｅが形成されていて、周壁20ｂは基部
を共通にして３つに分割されている。

【００２７】一方スクリュープラグ21は、金属製であ
り、偏平円筒部21ａの外周面に雄ネジが刻設され、端面
には螺合工具嵌合用の６角穴21ｄが形成されている。か
かる円筒部21ａから円錐台状に円錐状凸部21ｂが突出形
成されており、円錐状凸部21ｂの円錐面は、ラックガイ
ド20の円錐状凹部20ｄの円錐面と略同じ傾斜角度の円錐
面である。

【００２８】同円錐状凸部21ｂの先端面から円穴21ｃが
くり抜かれて形成されていて、同円穴21ｃに圧縮コイル
スプリング22が嵌装される。このように圧縮コイルスプ
リング22はスクリュープラグ21内に納められるので、ス
ペースが有効に利用されて小型化に寄与している。

【００２９】以上の部材を組付ける場合は、まずラック
ガイド20をシリンダ孔４ａに挿入して円弧面20ａをラッ
クバー６の背面６ａに嵌合し、次いでスクリュープラグ
21を、その円穴21ｃに圧縮コイルスプリング22を嵌装し
た状態で、シリンダ孔４ａの開口に螺合する。

【００３０】こうしてスクリュープラグ21をシリンダ孔
４ａに螺入すると、先端の円錐状凸部21ｂがラックガイ
ド20の円錐状凹部20ｄに入り込み、互いの円錐面が当接
する。その際内部の圧縮コイルスプリング22は、スクリ
ュープラグ21の円穴21ｃの底部とラックガイド20の底壁
20ｃ間に圧縮された状態で介装される。

【００３１】この螺着状態でスクリュープラグ21は略全
体をシリンダ孔４ａに没しており、スクリュープラグ21
の円錐状凸部21ｂの先端面は、ラックガイド20の底壁20
ｃには達しておらずある程度のクリアランスを保持して
いる。なおスクリュープラグ21の円筒部21ａもラックガ
イド20の円錐状凹部20ｄを形成する周壁20ｂの端面とは
当接しておらずクリアランスを有する。

【００３２】本実施の形態は、以上のようなラックバー
支持構造をしており、部品点数が少なく上記のように組
付作業が容易であり、ラックバー６は背面６ｂをラック
ガイド20の円弧面20ａに嵌合支持され、かつ圧縮コイル
スプリング22により適当な圧力で押圧されて、ラック歯
６ａとピニオン７との噛み合いを常に適切に保つように
している。

【００３３】そして実際に走行中に、キックバック等に
よりラックバー６に急激な動きがあると、ラックガイド
20にスクリュープラグ21方向へ力が加わり、ラックガイ
ド20は、スクリュープラグ21との間の前記クリアランス
のためスクリュープラグ21側に移動可能で、実際に強く
押されると移動してラックガイド20の円錐状凹部20ｄに
スクリュープラグ21の円錐状凸部21ｂがさらに食い込ん
で、ラックガイド20とスクリュープラグ21との衝接は回
避され、さらに同円錐状凸部21ｂによりラックガイド20
の円錐状凹部20ｄの周囲の切欠き20ｅにより３分割され
た周壁20ｂは押し広げられる。

【００３４】したがって径を拡大した周壁20ｂがシリン
ダ孔４ａの内面に密接して全くガタをなくし、衝接によ
る打音を発生することはない。ラックガイド20は、元々
樹脂製で衝接による打音は小さいが、さらに上記のよう
にラックバー６に衝撃があった場合には、周壁20ｂが拡
径してシリンダ孔４ａの内面に密接して衝接自体を回避
して打音の発生を未然に防止している。

【００３５】このように必要なときには、周壁20ｂが拡
径して打音の発生が防止されるので、ラックガイド20の
外径を高精度に仕上げる必要はなく、加工作業が容易で
低コストである。またラックガイド20は一体ものであ
り、ラックバー６を支持する円弧面20ａの形状は常に維
持され、所定の接触部20ｆ，20ｆで接触して常時安定し
て支持されるので、ラック歯６ａとピニオン７との噛合
が適切に保たれる。

【００３６】

【発明の効果】本発明は、ラックガイドがラックバーか
ら衝撃を受けるような場合、ラックガイドが固定された
スクリュープラグ方向に移動し、ラックガイドの円錐状
凹部にスクリュープラグの円錐状凸部が食い込んで、ラ
ックガイドとスクリュープラグとの直接の衝接は回避さ
れ、さらにスクリュープラグの円錐状凸部の食い込みは
ラックガイドの円錐状凹部の周囲の複数の切欠きを有す
る周壁の径を拡大してシリンダ孔内周面に密接し、ラッ
クガイドとシリンダ孔内周面との衝接も回避して、打音
の発生が防止される。

【００３７】部品点数が少なく組付け作業は容易であ
り、ラックガイドはラックバーを常時安定して支持する
ので、ラックバーとピニオンの噛合も適切に維持され
る。

【００３８】ラックガイドが樹脂製であるラックバー支
持構造とすることで、ラックガイドのシリンダ孔内面お
よびスクリュープラグとの間の打音を、益々抑制するこ
とができる。

【００３９】スクリュ−プラグの凸部の先端面中央に穴
を形成し、弾性部材を同穴に挿入してラックガイドの凹
部底面との間に介装することで、弾性部材をスクリュー
プラグの内部に収納してスペースを有効に利用して小型
化を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る油圧式パワーステ
アリング装置の一部断面とした正面図である。

【図２】図１におけるII−II線に沿って截断した断面図
である。

【図３】ラックガイドの上面図である。

【図４】図３におけるIV−IV線に沿って截断した断面図
である。

【図５】同ラックガイドの下面図である。

【図６】図２の要部拡大図である。

【図７】従来のラックガイド等の斜視図である。

【符号の説明】

１…油圧パワーステアリング装置、２…バルブハウジン
グ、３…ラックハウジング、４…ギヤボックス、５…ス
タブシャフト、６…ラックバー、７…ピニオン、８…ト
ーションバー、10…ラックブッシュ、11，12…オイルシ
ール、13…ピストンリング、14，15…シリンダ室、20…
ラックガイド、21…スクリュープラグ、22…圧縮コイル
スプリング。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ギアボックスのシリンダ孔に摺動自在に
   挿入されラックバーのピニオンと噛合する部分の反対側
   の背面を摺動可能に支持するラックガイドと、前記シリ
   ンダ孔の開口に螺合して閉塞するスクリュープラグと、
   同スクリュープラグと前記ラックガイド間に介装され同
   ラックガイドをラックバー方向に付勢する弾性部材とを
   備えたラックアンドピニオン式ステアリング装置におい
   て、 前記ラックガイドはラックバーを支持する側と反対側に
   円錐状の凹部を形成するとともに同凹部の周壁に複数の
   切欠きを形成し、 前記スクリュープラグは先端が先細円錐状に突出した凸
   部を形成して、同スクリュープラグの前記シリンダ孔へ
   の螺入により前記凸部が前記ラックガイドの円錐状の凹
   部に嵌入したことを特徴とするステアリング装置のラッ
   クバー支持構造。
2. 【請求項２】 前記ラックガイドが樹脂製であることを
   特徴とする請求項１記載のステアリング装置のラックバ
   ー支持構造。
3. 【請求項３】 前記スクリュ−プラグの凸部の先端面中
   央に穴を形成し、前記弾性部材を同穴に挿入して前記ラ
   ックガイドの凹部底面との間に介装したことを特徴とす
   る請求項１または２記載のステアリング装置のラックバ
   ー支持構造。