JPH11342854A - ラックピニオン式ステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ラックに対するボールジョイントの緩みを防止
するために必要な部品点数および組み立て工数を低減
し、製造コストの低減に貢献できるラックピニオン式ス
テアリング装置を提供する。 【解決手段】操舵により回転するピニオンに噛み合うラ
ック８の端部に連結されるボールジョイントのソケット
４４ａの端面とラック８の端面が、そのボールジョイン
トのラック８への雄ねじ５１と雌ねじ５２を介する締め
付けにより、互いに押し付けられる。その押し付けに伴
うソケット４４ａとラック８の中の少なくとも一方の変
形と、その締め付けの進行による復元とにより、その締
め付け方向に向かうとソケット４４ａの端面から離れる
方向に向かうラック８の端面における段差部６１が、ソ
ケット４４ａの端面の通気溝５４における締め付け方向
前方側の開口縁５４ａに対して、そのボールジョイント
のラック８に対する締め付け解除方向への回転を阻止可
能な対向位置に配置される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、操舵により回転す
るピニオンに噛み合うラックの移動により舵角を変化さ
せることができるラックピニオン式ステアリング装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】操舵により回転するピニオンに噛み合う
ラックの各端部に連結されるボールジョイントを備え、
各ボールジョイントに一体化されるタイロッドを介して
ラックの動きを車輪に伝達するラックピニオン式ステア
リング装置が従来から用いられている。

【０００３】各ボールジョイントは、そのタイロッドに
連結されるボールと、このボールが嵌入されるソケット
と、そのソケットの端面から突出する雄ねじとを有す
る。その雄ねじが、そのラックにおけるラック軸線に沿
う通気孔の内周に形成される雌ねじにねじ合わされるこ
とで、各ボールジョイントはラックに締め付けられてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来、そのボールジョ
イントのラックへの締め付けが緩むのを防止するため、
そのボールジョイントとラックとの間において、ラック
に相対回転しないようにワッシュを噛み合わせ、そのワ
ッシャをボールジョイントにかしめていた。あるいは、
そのボールジョイントとラックの一方を他方にかしめる
ことが行われていた。

【０００５】そのため、部品点数や組み立て工数が増大
し、製造コストを増大させる一因となっていた。

【０００６】本発明は、上記問題を解決することのでき
るラックピニオン式ステアリング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】本発明は、操舵により回
転するピニオンと、そのピニオンに噛み合うと共に自身
の軸線に沿う通気孔を有するラックと、そのラックを覆
うハウジングと、そのハウジングの開口から突出するラ
ックの各端部に連結されるボールジョイントと、各ボー
ルジョイントを覆うカバーとを備え、前記ラックの端面
に対向するボールジョイントのソケットの端面から突出
する雄ねじが設けられ、その雄ねじと前記通気孔の内周
に形成される雌ねじを介して、各ボールジョイントがラ
ックに締め付けられることで、そのラックと各ボールジ
ョイントが連結され、各ボールジョイントにおける前記
雄ねじの外周と前記ソケットの端面に亘り、前記通気孔
を前記各カバーの内部空間に連絡するための通気溝が形
成され、そのソケットの端面に形成された通気溝は、前
記雄ねじの外周からソケットの外周に向かう一対の開口
縁を有し、前記各カバーは、そのピニオンの回転による
ラックの移動により容積が増減するように、伸縮可能と
され、各カバーの容積変動に伴い、各カバー内と通気孔
との間で前記通気溝を介して空気が流動可能なラックピ
ニオン式ステアリング装置に適用される。

【０００８】本発明は、前記通気溝の一対の開口縁の中
で、前記ボールジョイントのラックへの締め付け方向前
方側の開口縁が、締め付け方向後方側の開口縁よりもラ
ックの端面側に配置されるように、前記ソケットの端面
の少なくとも一部は、前記ボールジョイントのラックへ
の締め付け方向に向かうに従い前記ラックの端面からラ
ック軸線に沿って離れる方向に向かうように、ラック軸
線に直交する面に対して傾斜するガイド面とされ、前記
ラックの端面は、前記ボールジョイントのラックへの締
め付け方向に向かうと前記ソケットの端面から離れる方
向に向かう段差部を有し、そのソケットの端面とラック
の端面は、そのボールジョイントのラックへの締め付け
により、互いに押し付け可能とされ、その押し付けに伴
うソケットとラックの中の少なくとも一方の変形と、そ
の締め付けの進行による復元とにより、前記段差部は前
記通気溝における締め付け方向前方側の開口縁に対し
て、そのボールジョイントのラックに対する締め付け解
除方向への回転を阻止可能な対向位置に配置されること
を特徴とする。

【０００９】本発明によれば、ボールジョイントをラッ
クに締め付けると、ソケットの端面がラックの端面に押
し付けられる。その押し付けに伴い、そのソケットとラ
ックの中の少なくとも一方が変形する。さらに締め付け
を進行させると、ラックの端面の段差部がソケットの端
面の通気溝における締め付け方向前方側の開口縁に対し
て、そのボールジョイントのラックに対する締め付け解
除方向への回転を阻止可能な対向位置に配置されるよう
に、そのソケットとラックの中の少なくとも一方の変形
が復元される。これにより、ボールジョイントのラック
への締め付けが緩むのを阻止できる。

【００１０】前記通気溝が複数形成され、前記ソケット
の端面における各通気溝の間の少なくとも一部が前記ガ
イド面とされ、前記段差部が複数形成されているのが好
ましい。通気溝と段差部とが単一である場合に比べて、
ソケットの端面がラックの端面に押し付けられた後に、
段差部が通気溝における締め付け方向前方側の開口縁に
対して、そのボールジョイントのラックに対する締め付
け解除方向への回転を阻止可能な対向位置に配置される
までの締め付け量を少なくできる。よって、必要以上に
大きな締め付け力を作用させることなく、ボールジョイ
ントのラックに対する緩みを防止できる。

【００１１】

【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。図１、図２に示す車両用ラックピニ
オン式油圧パワーステアリング装置１は、ステアリング
ホイールに連結されるステアリングシャフト２と、この
ステアリングシャフト２の回転により回転するピニオン
７と、このピニオン７に噛み合うラック８と、このラッ
ク８を覆うハウジング１０とを備えている。そのハウジ
ング１０は、バルブハウジング１０ａと、このバルブハ
ウジング１０ａに一体化されるラックハウジング１０ｂ
とを有する。そのラック８は、通気孔８ａとして自身の
軸線に沿う貫通孔を有する。

【００１２】そのラックハウジング１０ｂの一端開口１
０ｂ′から突出するラック８の一端と、そのラックハウ
ジング１０ｂの他端開口１０ｂ″から突出するラック８
の他端に、それぞれボールジョイント４４が連結され
る。各ボールジョイント４４は、ソケット４４ａと、こ
のソケット４４ａに嵌入されるボール４４ｂとを有す
る。すなわち、図３、図４に示すように、各ボールジョ
イント４４のソケット４４ａに、上記ラック８の端面に
対向する端面中央から突出する雄ねじ５１が設けられて
いる。また、そのラック８の通気孔８ａの内周に、その
雄ねじ５１にねじ合わされる雌ねじ５２が設けられてい
る。その雄ねじ５１と雌ねじ５２を介してボールジョイ
ント４４がラック８に締め付けられることで、そのラッ
ク８とボールジョイント４４は連結されている。本実施
形態では、その雄ねじ５１と雌ねじ５２は右ねじとされ
ている。

【００１３】図２に示すように、各ボール４４ｂにタイ
ロッド４５が一体化されている。そのタイロッド４５を
介してラック８は車輪（図示省略）に連結される。これ
により、操舵による入力シャフト２の回転がピニオン７
に伝達されることで、ラック８が車両幅方向に移動す
る。このラック８の移動により舵角が変化する。

【００１４】各ボールジョイント４４は、それぞれ合成
樹脂製の弾性変形可能な筒状伸縮カバー４６により覆わ
れている。すなわち、各伸縮カバー４６の一端部はラッ
クハウジング１０ｂの外周に、他端部はタイロッド４５
の外周に、それぞれ嵌め合わされる。なお、各伸縮カバ
ー４６の取付け位置は、ラック８の移動により容積が増
減すれば特に限定されず、例えば、各伸縮カバー４６の
他端部をソケット４４ａの外周に嵌め合わせてもよい。

【００１５】各伸縮カバー４６は、蛇腹状の周壁を有す
ることでラック８の軸線方向に伸縮可能とされている。
これにより、ラック８の移動により各伸縮カバー４６は
伸縮し、この伸縮により各伸縮カバー４６の容積は増減
する。その伸縮により各伸縮カバー４６の内圧が変動し
ないように、両伸縮カバー４６の内部は、ラック８に形
成された通気孔８ａを介して互いに通じるものとされて
いる。

【００１６】すなわち、図３〜図６に示すように、上記
雄ねじ５１の外周とソケット４４ａの端面に亘り、ラッ
ク８の通気孔８ａを伸縮カバー４６の内部空間に連絡す
るための通気溝５３、５４が、ラック軸線まわりに等間
隔をおいた３位置に形成されている。その雄ねじ５１の
外周の３つの通気溝５３はラック８の軸線方向に沿い形
成されている。そのソケット４４ａの端面に形成された
３つの通気溝５４は、ラック８の軸線に直交する方向に
沿うことで、雄ねじ５１の外周からソケット４４ａの外
周に向かう一対の開口縁５４ａ、５４ｂを有する。これ
により、両伸縮カバー４６の容積変動により、各通気溝
５３、５４を介して各伸縮カバー４６内と通気孔８ａと
の間で空気が流動する。これにより、両伸縮カバー４６
の一方から他方に空気が移動することで、各伸縮カバー
４６の内圧変動が防止される。

【００１７】図１、図２に示すように、そのラックハウ
ジング１０ｂの円筒部の内周とラック８の外周との間を
シールする一対のシール機構１８ａ、１８ｂが設けら
れ、このシール機構１８ａ、１８ｂの間においてラック
８にピストン２０が取り付けられている。両シール機構
１８ａ、１８ｂの間はピストン２０によって仕切られる
一対の油室２１、２２とされている。これにより、操舵
補助力を付与する油圧アクチュエータとして油圧シリン
ダ１８が構成されている。

【００１８】各油室２１、２２に、上記バルブハウジン
グ１０ａに内蔵される油圧制御弁２３が配管１９ａ、１
９ｂを介して接続されている。その油圧制御弁２３に、
タンクＴと、このタンクＴから吸引した油を吐出するポ
ンプＰが接続される。この油圧制御弁２３は、操舵方向
と操舵抵抗に応じて、ポンプＰから吐出される圧油を油
室２１、２２の一方に送り、油室２１、２２の他方から
排出される油をタンクＴに送る。これにより、そのピス
トン２０に作用する油圧により操舵補助力が付与され
る。この油圧制御弁２３は公知のものを用いることがで
きる。

【００１９】図４〜図６に示すように、各ボールジョイ
ント４４において、ラック８の端面に対向するソケット
４４ａの端面における各通気溝５４の間の一部は、ガイ
ド面５９とされている。各ガイド面５９は、そのボール
ジョイント４４のラック８への締め付け方向（図６にお
いて矢印Ａ方向）に向かうに従いラック８の端面からラ
ック軸線に沿って離れる方向（図５の（１）、（２）に
おいて矢印Ｂ方向）に向かうように、ラック軸線に直交
する面に対して傾斜されている。本実施形態では、各通
気溝５４における一対の開口縁５４ａ、５４ｂの中で、
ボールジョイント４４のラック８への締め付け方向前方
側の開口縁５４ａから、隣接する通気溝５４に至る途中
までの領域が、それぞれガイド面５９とされている。こ
れにより、各ボールジョイント４４における各通気溝５
４の一対の開口縁５４ａ、５４ｂの中で、ボールジョイ
ント４４のラック８への締め付け方向前方側の開口縁５
４ａは、締め付け方向後方側の開口縁５４ｂよりも、そ
のガイド面５９の傾斜によりラック８の端面側に配置さ
れる。なお、そのガイド面の形成領域は特に限定され
ず、ソケット４４ａの端面における各通気溝５４の間の
全域がガイド面とされてもよいし、各開口縁５４ａ、５
４ｂから離れた位置に形成してもよい。

【００２０】図５の（１）、（２）、図７に示すよう
に、上記ラック８の各端面は、ボールジョイント４４の
ラック８への締め付け方向（図７において矢印Ａ方向）
に向かうとソケット４４ａの端面からラック軸線に沿っ
て離れる方向（図５の（１）、（２）において矢印Ｃ方
向）に向かう複数の段差部６１を有する。本実施形態で
は、ラック軸線まわりに等間隔をおいて２位置に段差部
６１が設けられ、両段差部６１に間におけるラック８の
端面は、ボールジョイント４４のラック８への締め付け
方向に向かうに従いソケット４４ａの端面にラック軸線
に沿って近接する方向（図５の（１）、（２）において
矢印Ｂ方向）に向かうように、ラック軸線に直交する面
に対して傾斜する。各段差部６１の高さδは、例えば
０．２〜０．３ｍｍ程度とされる。

【００２１】図５の（１）に示すように、そのソケット
４４ａの端面とラック８の端面は、そのボールジョイン
ト４４のラック８への雄ねじ５１と雌ねじ５２を介する
締め付けにより、互いに押し付けられる。その押し付け
に伴いソケット４４ａとラック８の中の少なくとも一方
が変形する。本実施形態では、ソケット４４ａの剛性が
ラック８の剛性よりも小さくされることで、ソケット４
４ａのみが変形する。この変形は、その締め付けの進行
により後述のように復元すれば弾性変形でなく塑性変形
でもよい。また、ソケット４４ａとラック８の双方が変
形してもよいし、ラック８のみが変形してもよいが、ボ
ールジョイント４４を取り外す際にラック８が破損しな
いように、ソケット４４ａのみが変形するのが好まし
い。

【００２２】そのボールジョイント４４のラック８への
締め付けを進行させると、図５の（２）に示すように、
上記ラック８の端面の段差部６１が上記通気溝５４にお
ける締め付け方向前方側の開口縁５４ａに対して、その
ボールジョイント４４のラック８に対する締め付け解除
方向への回転を阻止可能な対向位置に配置されるよう
に、そのソケット４４ａの変形が復元される。これによ
り、ボールジョイント４４のラック８への締め付けが緩
むのを阻止できる。

【００２３】また、上記実施形態では、通気溝５４と段
差部６１が複数形成され、ソケット４４ａの端面におけ
る各通気溝５４の間にガイド面５９が形成されているの
で、通気溝と段差部とが単一である場合に比べて、ソケ
ット４４ａの端面がラック８の端面に押し付けられた後
に、段差部６１が通気溝５４における締め付け方向前方
側の開口縁５４ａに対して、その締め付け解除方向への
回転を阻止可能な対向位置に配置されるまでの締め付け
量を少なくできる。よって、必要以上に大きな締め付け
力を作用させることなく、ボールジョイント４４のラッ
ク８に対する緩みを防止できる。

【００２４】本発明は上記実施形態に限定されない。例
えば、ボールジョイントのソケットにおける通気溝の数
は特に限定されず、単一でもよい。また、ラックの端面
に形成される段差部の数は特に限定されず、単一であっ
てもよい。また、図８の（１）、（２）のラックの変形
例に示すように、ラック１０８の端面に凸部１０８ａを
形成し、この凸部１０８ａの側面を段差部１６１として
もよい。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば、ラックに対するボール
ジョイントの緩みを防止するために必要な部品点数およ
び組み立て工数を低減し、製造コストの低減に貢献でき
るラックピニオン式ステアリング装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態のラックピニオン式ステアリ
ング装置の一部破断正面図

【図２】本発明の実施形態のラックピニオン式ステアリ
ング装置の要部の断面図

【図３】本発明の実施形態のラックピニオン式ステアリ
ング装置の部分断面図

【図４】本発明の実施形態のソケットの部分斜視図

【図５】本発明の実施形態のラックとソケットの要部の
（１）は緩み防止前の平面図、（２）は緩み防止後の平
面図

【図６】本発明の実施形態のソケットの端面図

【図７】本発明の実施形態のラックの端面図

【図８】本発明の変形例のラックの（１）は部分平面
図、（２）は端面図

【符号の説明】

１ ラックピニオン式ステアリング装置 ７ ピニオン ８ ラック ８ａ 通気孔 １０ ハウジング ４４ ボールジョイント ４４ａ ソケット ４６ カバー ５１ 雄ねじ ５２ 雌ねじ ５４ 通気溝 ５４ａ、５４ｂ 開口縁 ５９ ガイド面 ６１ 段差部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 操舵により回転するピニオンと、 そのピニオンに噛み合うと共に自身の軸線に沿う通気孔
   を有するラックと、 そのラックを覆うハウジングと、 そのハウジングの開口から突出するラックの各端部に連
   結されるボールジョイントと、 各ボールジョイントを覆うカバーとを備え、 前記ラックの端面に対向するボールジョイントのソケッ
   トの端面から突出する雄ねじが設けられ、 その雄ねじと前記通気孔の内周に形成される雌ねじを介
   して、各ボールジョイントがラックに締め付けられるこ
   とで、そのラックと各ボールジョイントが連結され、 各ボールジョイントにおける前記雄ねじの外周と前記ソ
   ケットの端面に亘り、前記通気孔を前記各カバーの内部
   空間に連絡するための通気溝が形成され、 そのソケットの端面に形成された通気溝は、前記雄ねじ
   の外周からソケットの外周に向かう一対の開口縁を有
   し、 前記各カバーは、そのピニオンの回転によるラックの移
   動により容積が増減するように、伸縮可能とされ、各カ
   バーの容積変動に伴い、各カバー内と通気孔との間で前
   記通気溝を介して空気が流動可能なラックピニオン式ス
   テアリング装置において、 前記通気溝の一対の開口縁の中で、前記ボールジョイン
   トのラックへの締め付け方向前方側の開口縁が、締め付
   け方向後方側の開口縁よりもラックの端面側に配置され
   るように、前記ソケットの端面の少なくとも一部は、前
   記ボールジョイントのラックへの締め付け方向に向かう
   に従い前記ラックの端面からラック軸線に沿って離れる
   方向に向かうように、ラック軸線に直交する面に対して
   傾斜するガイド面とされ、 前記ラックの端面は、前記ボールジョイントのラックへ
   の締め付け方向に向かうと前記ソケットの端面から離れ
   る方向に向かう段差部を有し、 そのソケットの端面とラックの端面は、そのボールジョ
   イントのラックへの締め付けにより、互いに押し付け可
   能とされ、 その押し付けに伴うソケットとラックの中の少なくとも
   一方の変形と、その締め付けの進行による復元とによ
   り、前記段差部は前記通気溝における締め付け方向前方
   側の開口縁に対して、そのボールジョイントのラックに
   対する締め付け解除方向への回転を阻止可能な対向位置
   に配置されることを特徴とするラックピニオン式ステア
   リング装置。
2. 【請求項２】 前記通気溝が複数形成され、 前記ソケットの端面における各通気溝の間の少なくとも
   一部が前記ガイド面とされ、 前記段差部が複数形成されている請求項１に記載のラッ
   クピニオン式ステアリング装置。