JPS59206258A - ラツクピニオン型ステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はラックピニオン型ステアリング装置に関するも
のである。

一般に、ラックピニオン型ステアリング装置は、第１図
に示すように、ステアリングボディ（１）に軸受けを介
して回転自在に支持され、図示し々い舵取りハンドルに
連動するピニオン（２）と、このピニオン（２）と噛合
し、ピニオンの回転に伴なって軸方向に往復動するラッ
ク（３）と、このラック（３）の背面を摺動可能に支持
しつつ、スプリング（５）の弾発力によってラック（３
）をピニオン（２）側へ押圧する支持部材（４）とを°
備えている。このような従来のラックピニオン型ステア
リング装置では、ハンドル操舵に伴なうピニオン（２）
の回転によって行なわれるラック（８）のストローク中
に、このラック（３）と支持部拐（４）との接触状態は
変化しない。いいがえると、ラック（８）と支持部材（
４）との接触点（Ｐ□）、　（Ｐ２）は、ランク（３）
の軸直角断面上において同一の位置にあり移動しない構
成となっている。その結果、ラック（３）のストローク
領域全域において、ラック（８）と支持部材（４）間の
摺動抵抗は一定である。

このように摺動抵抗が一定である場合には、操舵に対す
るハンドル反力は、ステアリング装置単体でみれば、−
次の線形な変化となる。一般に、操舵感を考慮した場合
、操舵に対するハンドル反力を増大あるいは減少させる
ことは、運転者に操舵量を確認させる等の効果が大きい
が、上述のような摺動抵抗が一定である従来のステアリ
ング装置では、ハンドル反力に微妙な変化を与えること
は困難であった。

本発明は、以上の点に鑑みなされたもので、ラックのス
トロークに応じて、ラックと支持部材との間の摺動抵抗
を変化させることにより、ハンドル反力を増減させて所
望の操舵フィーリングを得ようとしたものである。

ここで、ラック（８）と支持部材（４）との間の摺動抵
抗について第２図によシ説明すると、ラック（３）と叉
３”４　ｔＪ材（４）とが２点において接触している場
合、スプリング反力をＦとすると６接触点（Ｐ□）、（
Ｐ２）における垂直方向成分はそれぞれＦ　’／　２と
なり、この成分Ｆ／’２と直交する線と接触点（Ｐ□）
、、　（Ｐ２）における接線とのなす角をθとすると、
接触点（Ｐ□）、　（Ｐ２）においてスプリング反力（
Ｆ）により発生する支持部材（４）からの抗力ｆは、ｆ
　＝−／　ｃｏｓθによって得られる。そして、ラック
（３）と支持部拐（４）との間の摺動抵抗Ｒは、Ｒ＝、
　ｆμ（μ：摩擦係数）の式から求められる。

上記式によって得られるラック（３］と支持部＋１’　
＋４１との間の摺動抵抗Ｒを、ラック（３）のストロー
クに応じて任意に増減変化させるためには、接触点（Ｐ
よ）、　（Ｐ２’）における支持部材（４）からの抗力
（ｆ）の方向を変化させれば良い。そこで、ラックの軸
方向に亘って、その軸直角断面形状を連続的に変化させ
るとともに、支持部材のラックとの接触面の形状を、ラ
ックの軸、腺に対して直角な断面上において曲森となる
よう形成することにより、ラックの往復動に伴なうラッ
クと支持部材上の接触点を、支持部材の接触面上を移動
させて、接触点における法縁の方向すなわち抗力の方向
を変化させる構成として、所望の操舵フィーリングを得
ることができるラックピニオン型ステアリング装置を提
供する。

以下図示実施例に基づいて本発明を説明する。

ラック（３）は、ラック歯（６）の設けられている部分
の背面両側が切り欠かれており、その軸直角し「面形状
が概に−Ｔ字形状に形成されている。これに対して、こ
のラック（３）を図示しないスプリングの付勢力によっ
てピニオン（図示せず）側へ押圧する支持部材（４）は
、ラック（３）の両切り欠き（７）　、　（７）に対応
する摺接部（８）、（８）と、ラックの切り欠さく７）
、（７丹団の軸方向に延びる突部（９）を収容可能な凹
陥部（１０）とを備えて、いる。上記摺接部（８）　、
　（８）の上部円曲（８ａ）。

（８ａ）は曲率半径ｒ□の凸円弧状に形成されている○
そして、ラック（３）の切り欠き（７）、（７）のうち
、支持部材（４）の円弧状内面（８ａ）、　（８ａ）と
接触する部分（７ａ）、　（７ａ）は内面（８ａ）の曲
率半径（ｒユ）よりも大きい半径（ｒ２）の凹円弧状に
形成されている。この凹円弧の中心（０）は、第４図及
び第５図の比較から理解されるようにラック（３）上を
軸方向すなわち長生方向に移動するにつれて上記円弧状
内面（’８ａ）、　（８ａ）を構成する円弧（Ｅ）　（
第４図左方に破線で示す）上を移動するように設定され
ている。そのため、ラック（８）の中央（０）に近い位
置では、ラック（３）と支持部材（４）との接触点（Ｐ
）は、円弧状内面（８ａ）の下方部分にあり（第４図参
照）、ラック（３）の端部近傍では、接触点（Ｐ）は円
弧状内面（８ａ）の上方に位置しく第５図参照）、その
間では、円弧状内面（８ａ）上を次第に移動していくよ
うになっている。

従って、第４図に示すラック（３）の中央部付近と第５
図に示す端部付近における摺動抵抗（Ｒ）を比較してみ
ると、上述のようにＲ＝ｆμ（μ：摩擦係数）である°
から、摺動抵抗（Ｒ）は接触点（Ｐ）においてスプリン
グ反力（Ｆ）により発生する支持部制（４）からの抗力
（ｆ）の大小によって決定され、この抗力（ｆ）は、ス
プリング反力（Ｆ）が一定であれば、接触点（Ｐ）がラ
ック（３）の接触部分（７ａ）と支持部材（４）の円弧
状内面（８ａ）の下方に位置する場合はど垂直方向成分
Ｆ／２とρなす角度θが大きいために大であり、その結
果、摺動抵抗（Ｒ）も中央部のほうが大きいものとなる
。又、上記ラック（３）の中央部から端部域への中間部
分では、接触点（Ｐ）は円弧状内面（８ａ）上を連続的
に移動していくものであるから、抗力（ｆ）の大きさす
なわち接触点（Ｐ）における法線の傾きも次第に変化し
、摺動抵抗（Ｒ）も連続的に減少していく。このように
、ラック（３）のストロークする領域内において、ラッ
ク（３）と支持部材（４）との間の摺動抵抗を増減させ
ることによシ、ハンドル操舵に対する所望域でのハンド
ル反力を変化させて、操舵感を向上させることができる
。又、支持部材（４）の接触点が移動するため、支持部
材（４）の局部摩耗を防止することもでき、更に、ハン
ドル中立位置付近の摺動抵抗を増大させることによシい
わゆる「シミー現象」等も緩和しうる。

尚、上記実施例では、ラック（８）の中央部（Ｃ）附近
で摺動抵抗を大きく、両端部では小さく、その間は漸次
減少させる構成としたが、逆に、中央部の摺動抵抗を小
さくし端部域を大きくすること、或は全賦に亘って任意
に摺動抵抗を増減変化させて所望の操舵フィーリングを
得る事も可能であることはいう迄もない。

又、ラック（３）の接触部分（７ａ）の円弧中心（０′
）を・り１］えば第６図の！、（Ｄ）の如く、Ｂよりも
次第に下方へ移動きせていけば、ラック（３）の接触部
（７ａ）はラック歯（６）から次第に遠ざかることとな
り、この部分におけるラック（３）と支持部材（４）と
の接触点（Ｐ）（″ｊ支持部材（４）の円弧状内面（８
ａ）上を移動するだけでなく、支持部材（４）を下方へ
押し下けることとなり、スプリング反力（Ｆ）が増大し
摺動抵抗（Ｒ）をより大幅に増減変化させることができ
る。

ラックと支持部材との接触位置を変えて、摺動抵抗を増
減変化させるためには、ラック及び支持部材の接１ウセ
面が必ずしも上記実施例に示したよう々円弧状である必
要はなく、例えば、上記凸円弧状或は円弧以外の凸曲面
の支持部材に対して、ラックの接触面を円弧以外の凹曲
面或は平面としても、ラックの軸直角断面を変化させて
接ｍ（位置を連続的（（変化させることは可能であり、
又、ラックの軸直角断面形状が凸円弧状に形成されてい
ても良い。更に、第７図に示すように、支持部材（４）
の接触面（１０）を凹曲面（円弧も含む）とし、これに
対しラック（３）を凸状の円弧（１１）或は凹面とする
こともできる。尚、第７図左半分は、ラック（３）中央
部における接触状態、同図右半分はラック（３）の両端
部における接触状態を示しく或はその逆の関係を示して
も良い）、図において、（Ｏよ）は支持部材（４）の円
弧の中心、（Ｅ）はラック（３）の接触域における円弧
中心の軌跡、（Ｐ）は接触点を示す。史に又、ラックの
軸直角断面を概略１字形状としたものばかりでなく、第
１図及び第２図に示した従来の丸棒状ラックであっても
、その軸直角断面形状を変化させて、接触点を支持部材
の曲面上で移動させることにより、同様の効果を得るこ
とができる。

以上述べたように、本発明によれば、ラックの軸直角断
面形状を理続的に変化させることにより、ラックと支持
部材との接触点を、支持部材のラックとの接触面上を移
動させて、支持部材力・らの抗力の方向を変動させ摺動
抵抗を任意に増減変化させることかできる。その結果、
容易に所望の操舵フィーリングを得ることが可能となる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のラックピニオン型ステアリング装置を示
す断面図、第２図はラックと支持部材との間の摺動抵抗
について説明する説明図、第５図〜第５図は本発明の一
実施例を示し、第５図はラックの正面図、第４図及び第
５図はそれぞれ第６図のＩＶ−ＩＶ線及び■−■線にお
いて断面にしたラックが支持部材上に位置した状態ケ示
す断面図、第６図は他の実施例であり、左右それぞれが
ラックの異なる部分を示す断面図、第７図は更に他の実
施ｔ−１１を示し、左右それぞれがラックの異なる位置
で切断した断面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）舵取りハンドルに連動し回転するピニオンと、こ
   のピニオンと噛合し、ピニオンの回転に伴なって軸方向
   に往復動するラックと、このラックの背面を摺動可能に
   支持する支持部材と、この支持部材を介して上記ラック
   をピニオン側へ押圧するスプリングとを備えたラックピ
   ニオン型ステアリング装置において、上記ラックの軸直
   角断面形状をその軸方向に亘って連続的に変化させると
   ともに、上記支持部材のラックと接触する面の形状を、
   ラックの軸線に対して直角な断面上において曲線となる
   よう形°成することにより、ラックの往復動に伴なうラ
   ックと支持部材との接触点を、支持部材の接触面上にお
   いて移動させることを特徴とするラックピニオン型ステ
   アリング装置。 （２）ラックと支持部材とは、ラックの軸直角断面上に
   おいて２つの接触点を有することを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載のラックピニオン型ステアリング装置
   。 （８）支持部材のラックとの接触面の形状は、ラックの
   軸線に対して直角な断面上において凸円弧状をなしてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載のラック
   ピニオン型ステアリング装置。 （４）ラックの支持部材と接触する部分の形状が、その
   軸直角断面において曲線状をなしていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第６項記載のラックピニオン型ステア
   リング装置。 （５）ラックの支持部材と接触する部分の形状が、その
   軸直角断面において、支持部材の凸円弧の曲率半径より
   も大きい曲率半径を有する凹円弧状であることを特徴と
   する特許請求の範囲第４項記載のラック、ピニオン型ス
   テアリング装置。 （６）ラックの支持部材と接触する部分の形状が、その
   軸直角断面に壮いて凸円弧状をなしていることを特徴と
   する特許請求の範囲第４項記載のラックピニオン型ステ
   アリング装置○ （γ）ラックの支持部材と接触する部分の形状が、その
   ｍ直角断面にｐいて直線状であることを特徴とする特許
   請求の範囲第６項記載のラックピニオン型ステア１ノン
   グ装置。