JPH0976925A - ラックの支持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 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ラックの支持装置を提供す
る。 【解決手段】 ハウジング３のガイド孔６の内周面によ
り前後に案内される支持部材４を、一対の分割片20、21
により構成する。各分割片20、21の前端側によりラック
の背面側を支持する。両分割片20、21をラックの背面お
よびガイド孔６の内周面に向かい付勢する。そのガイド
孔６の内周面は前後方向に沿う軸心の第１仮想円筒面上
に配置される。各分割片20、21の外周面は、その第１仮
想円筒面よりも小径の前後方向に沿う軸心を有する第２
仮想円筒面上に配置される小径部分Ａ、Ｃと、その第１
仮想円筒面よりも大径の前後方向に沿う軸心を有する第
３仮想円筒面上に配置される大径部分Ｂとを有し、その
大径部分Ｂの周方向両端P1、P2においてガイド孔６の内
周面に接する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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。

【０００３】図８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の内周面は、前後方向に沿う軸
心の第１仮想円筒面上に配置される。その支持部材１０
４の外周面は、その第１仮想円筒面よりも小径の前後方
向に沿う軸心の第２仮想円筒面上に配置される。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。

【０００４】その支持部材１０４は図において上下一対
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、１０
４ｂに亘る凹部１０６が形成されている。その凹部１０
６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１０７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
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。そのバネの弾力は、その受圧面１０６ａ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１０３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
の押し付け部材１０７が制限部材１０９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。

【０００５】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る。その支持部材１０４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１
０４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１０４ａ、
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。

【０００６】

【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。

【０００７】本発明は、上記課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。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、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
向かい付勢する弾力を作用させる手段が設けられている
ラックの支持装置において、そのガイド孔の内周面は、
前後方向に沿う軸心の第１仮想円筒面上に配置され、各
分割片の外周面は、その第１仮想円筒面よりも小径の前
後方向に沿う軸心を有する第２仮想円筒面上に配置され
る小径部分と、その第１仮想円筒面よりも大径の前後方
向に沿う軸心を有する第３仮想円筒面上に配置される大
径部分とを有し、その大径部分の周方向両端においてガ
イド孔の内周面に接することを特徴とする。

【０００９】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増大する原因と
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の内周面は前後方
向に沿う軸心の第１仮想円筒面上に配置され、支持部材
１０４の外周面は第１仮想円筒面よりも小径の前後方向
軸心の第２仮想円筒面上に配置されるので、支持部材１
０４を構成する各分割片１０４ａ、１０４ｂがガイド孔
１０３の内周面にバネ１０８の弾力により押し付けられ
ると、図８の（２）に示すように、各分割片１０４ａ、
１０４ｂそれぞれの外周面はガイド孔１０３の内周面に
一箇所Ｐにおいてのみ接触する。そのため、その接触箇
所Ｐ以外では、各分割片１０４ａ、１０４ｂの外周面と
ガイド孔１０３の内周面との間に隙間ｗが生じる。その
ような隙間ｗが生じると、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。

【００１０】これに対し、本発明の構成によれば、各分
割片それぞれの外周面の大径部分の周方向両端を、バネ
の弾力によりガイド孔の内周面に押し付けることができ
る。すなわち、各分割片を周方向に間隔をおいた少なく
とも２箇所においてガイド孔の内周面に押し付けること
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。

【００１１】各分割片は焼結金属製とされ、各分割片の
小径部分と大径部分との間は滑らかに連なるものとされ
ているのが好ましい。

【００１２】金属粉末を成形型内で圧縮して焼結するこ
とにより各分割片を形成する場合、各分割片の形状が複
雑になると成形型の設計が難しくなり、また、応力集中
が生じ易くなって強度が低下し、さらに、肉厚が不均一
になるため加熱時の残留応力の分布が不均一になって寸
法精度が低下する。これに対し、各分割片の小径部分と
大径部分との間が滑らかに連なることで、各分割片の形
状を単純化して成形型の設計を容易にし、また、応力集
中が生じ難くして強度低下を防止し、さらに、肉厚の均
一化により加熱時の残留応力の分布を均一にして寸法精
度の低下を防止できる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。

【００１４】図１に示す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。ラック２の軸線に直角な方向であってラックからピ
ニオンに向かう方向が前方とされる。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、ス
テアリングホイールの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。

【００１５】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第１仮想円筒面上に配置さ
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。

【００１６】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により構成されてい
る。ラック２の軸線と前後方向とに直角な方向が上下方
向とされる。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。

【００１７】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。

【００１８】図１に示すように、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、前記第１仮想円筒面と同
軸心の仮想円筒面上に配置される内周面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９′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の弾力は、その押し付け部材９を
介し両分割片２０、２１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。

【００１９】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。その押し付け部材９が調節
ネジ１０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。

【００２０】図２に示すように、一方の分割片２０の外
周面は、前後方向に沿う軸心を有する第２仮想円筒面上
に配置される２つの小径部分Ａ、Ｃと、この２つの小径
部分Ａ、Ｃの間にあって前後方向に沿う軸心を有する第
３仮想円筒面上に配置される１つの大径部分Ｂと、各小
径部分Ａ、Ｃと大径部分Ｂとの間にある繋ぎ部分Ｄとを
有し、その大径部分Ｂの周方向両端がガイド孔６の内周
面との接触箇所Ｐ１、Ｐ２とされている。その第２仮想
円筒面の半径Ｒ２は上記第１仮想円筒面の半径Ｒ１より
も小さくされ、第３仮想円筒面の半径Ｒ３は第１仮想円
筒面の半径Ｒ１よりも大きくされている。その第２仮想
円筒面の軸心Ｓ２と第３仮想円筒面の軸心Ｓ３とを含む
平面は、上下方向に沿うと共に第１仮想円筒面の軸心Ｓ
１を含み、第２仮想円筒面の軸心Ｓ２と第３仮想円筒面
の軸心Ｓ３との間に第１仮想円筒面の軸心Ｓ１が配置さ
れている。各繋ぎ部分Ｄの曲率半径は、大径部分Ｂとの
接続点から小径部分Ａ、Ｃとの接続点に向かうに従い、
第３仮想円筒面の半径Ｒ３から第２仮想円筒面の半径Ｒ
２に次第に変化するものとされ、これにより、各小径部
分Ａ、Ｃと大径部分Ｂとの間は滑らかに連なるものとさ
れている。他方の分割片２１の外周面も一方の分割片２
０の外周面と同様の構成とされている。

【００２１】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。

【００２２】そのサポートヨーク４を構成する各分割片
２０、２１は、その外周面の大径部分Ｂの周方向両端箇
所Ｐ１、Ｐ２が、バネ８の弾力によりガイド孔６の内周
面に押し付けられる。なお、その各分割片２０、２１の
外周面は大径部分Ｂの周方向両端箇所Ｐ１、Ｐ２におい
てだけでなく、その周方向両端間の一箇所以上におい
て、成形誤差等によりガイド孔６の内周面に押し付けら
れてもよい。これにより、各分割片２０、２１は周方向
に間隔をおいた少なくとも２箇所Ｐ１、Ｐ２においてガ
イド孔６の内周面に押し付けられるので、ガイド孔６の
内周面との接触箇所Ｐ１、Ｐ２を起点として回転するこ
とはなく、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る。よって、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。また、各分割片２０、２１の外周面の大径部分
Ｂと小径部分Ａ、Ｃとが滑らかに連なることで、各分割
片２０、２１の形状が複雑化することはなく、焼結金属
製である各分割片２０、２１の成形型の設計を容易にで
き、また、応力集中が生じ難くして強度低下を防止し、
さらに、肉厚の均一化により加熱時の残留応力の分布を
均一にして寸法精度の低下を防止できる。

【００２３】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ものではない。例えば、各分割片の外周面における大径
部分と小径部分の数は特に限定されない。

【００２４】

【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
のを防止することができる。また、ラックを支持する分
割片を焼結金属製とする場合に、成形型の設計を容易な
ものとし、強度低下および寸法精度の低下を防止でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態のラック支持装置の断面図

【図２】本発明の実施形態のラック支持装置の背面断面
図

【図３】本発明の実施形態のサポートヨークとシートの
斜視図

【図４】本発明の実施形態のサポートヨークの斜視図

【図５】本発明の実施形態のサポートヨークの正面図

【図６】本発明の実施形態のシートの側面図

【図７】本発明の実施形態のシートの背面図

【図８】従来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） ６ ガイド孔 ８ バネ Ａ、Ｃ 小径部分 Ｂ 大径部分 Ｐ１、Ｐ２ 周方向両端

Claims (2)

【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
   い付勢する弾力を作用させる手段が設けられているラッ
   クの支持装置において、 そのガイド孔の内周面は、前後方向に沿う軸心の第１仮
   想円筒面上に配置され、 各分割片の外周面は、その第１仮想円筒面よりも小径の
   前後方向に沿う軸心を有する第２仮想円筒面上に配置さ
   れる小径部分と、その第１仮想円筒面よりも大径の前後
   方向に沿う軸心を有する第３仮想円筒面上に配置される
   大径部分とを有し、その大径部分の周方向両端において
   ガイド孔の内周面に接することを特徴とするラックの支
   持装置。
2. 【請求項２】 各分割片は焼結金属製とされ、 各分割片の外周面の小径部分と大径部分との間は滑らか
   に連なるものとされている請求項１に記載のラックの支
   持装置。