JPS5981254A

JPS5981254A - ラツク・アンド・ピニオン式ステアリング装置の支持構造

Info

Publication number: JPS5981254A
Application number: JP57190623A
Authority: JP
Inventors: Yoshitaka Iijima; 飯嶋　嘉隆
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1982-10-29
Filing date: 1982-10-29
Publication date: 1984-05-10
Also published as: JPH0349786B2; DE3370607D1; US4531426A; EP0107781A3; EP0107781A2; EP0107781B1

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】この発明は、ラック・アンド拳ビニオン式ステアリング
装置の支持構造に関する。

従来のラック・アンド・ピニオン式ステアリング装置の
支持構造としては、例えば、第１図及び第２図に示すよ
うなものがある。すなわち、図中１がギヤハウジングで
あり、このギヤハウジング１の穴の一端にラックチュー
ブ２が連結しており、これらギヤハウジング１とラック
チューブ２とでラック軸支持体Ｒを構成している。ラッ
ク軸支持体Ｒ内には、ラック軸３を、ラックブツシュ５
を介して軸方向姉移動可能に支持している。ラック軸３
０両端には、それぞれボールソケット７がねじ結合によ
シ取シ付けてあり、また、各ボールソケット７には、２
本のステアリングロッド８の各一端に設けたボールスタ
ッド９をそれぞれ嵌合し、もって、ラック軸３の両側に
ステアリングロッド８をそれぞれ変位可能に連結してい
る。そして、ステアリングロッド８の各他端には、図示
しな−か、ボールジヨイントを介してナックルアームが
それぞれ連結され、さらに、各ナックルアームに左右の
操舵輪がそれぞれ個別に連結される。１０はラックブー
ツである。

また、ギヤハウジング１には、図示しないステアリング
シャフトに連結されるピニオン４を内蔵しており、との
ピニオン４の歯が、ギヤハウジング１内でラック軸３の
ラック３ａに噛合している。

そして、ステアリングシャフトの上端に取シ付けられる
ステアリングホイールの回転に伴なってピニオン４が回
転し、これにより、該ピニオン４の歯に噛合するラック
６ａを備えたラック軸３が、ラック軸支持体Ｒに対して
軸方向へ相対的に移動する。その結果、ラック軸３と共
に移動するステアリングロッド８によシナックルアーム
が回動し、これによシ、左右の操舵輪が転舵される。

前記ラック軸支持体Ｒは、マウントインシュレータ１１
．１２を介して、締付具１３，１４によって車体側に支
持される。すなわち、ギヤハウジング１の外周及びラッ
クチューブ２の外周に、リング状をなすマウントインシ
ュレータ１１．１２を取り付けると共に、このマウント
インシュレータ１１．１２取付部分を、例えば、第２図
に示すように、車体側部材１５０所定位置に係合して設
置し、締付具である締付ブラケット１３．１４を、各マ
ウントインシュレータ１１．１２の外側に該マウントイ
ンシュレータ１１．１２を挾み込むように巻着する。そ
して、締付プラケッ）１３．１４を貫通してねじ先部が
車体側部材１５に螺合するボルト１６の締め込みにより
、両マウントインシュレータ１１．１２を介して、ラッ
ク軸支持体Ｒを車体側に弾性的に支持してい鼠。

なお、図中１ａは、ギヤハウジング１に設けた位置決め
用の突起であり、この突起１ａが挿入される穴１３ａが
締付ブラケット１３に設けてあって、この穴１３ａに、
マウントインシュレータ１１の一部と共に突起１ａを挿
入し、これによって、ラック軸支持体Ｒの円周方向への
回動を制限している。

しかしながら、このような従来のラック・アンド・ピニ
オン式ステアリング装置の支持構造にあ　３− っては、ラック軸支持体Ｒと、この支持体Ｒを車体側に
支持するための締付具１３，１４との間に、マウントイ
ンシュレータ１１．１２を圧縮させた状態で介在させる
構造となつ・ていた。このため、ギヤハウジング１や締
付ブラケット１３，１４等の各部品の寸法精度の相違や
締付力の大小等に・よって、マウントインシュレータ１
１．１２の圧縮量が異なり該マウントインシュレータ１
１．１２のばね定数が大きく変化する。しかも、マウン
トイン、シュレータ１１．１２・のばね力でラック軸支
持体Ｒを車体側に弾性的に支持しているため、マウント
インシュレータ１１．１２の剛性を高くすると、該マウ
ントインシュレータ１１．１２の、ラック軸軸方向のば
ね定数が大きくなシ、シミーが発生し易くなる一方、マ
ウントインシュレータ１１．１２の剛性を低くすると、
シミーの抑制及び高速走行時の操縦安定性を向上させる
のに有効ではあるが、該マウントインシュレータ１１．
１２自体の耐久性が低下するという問題があった。

この発明は、このような従来の問題点に着目し　４− てなされたものであシ、マウントインシュレータを、ラ
ック軸支持体に生じた軸方向への変位力を剪断応力で受
ける第１の弾性体と、同変位力を圧縮応力で受ける第２
の弾性体とで構成し、さらに、第２の弾性体とラック軸
支持体又は締付具との間に隙間を設けることにより、ラ
ック軸支持体に加えられる入力が小さい場合には、この
小入力を第１の弾性体による剛性の低い剪断応力で受け
、かつ、入力が大きい場合には、第１の弾性体による剪
断応力に加えて、第２の弾性体による剛性の高い圧縮応
力で受けるようにし、もって、上記問題を□解決するこ
とを目的としている。

以下、この発明を図面に基づいて説明する。

第３図は、この発明の一実施例を示す要部説明図□であ
る。

まず、構成を説明すると、図中１１が、ゴム等の弾性体
で形成されたマウントインシュレータであシ、このマウ
ントインシュレータ１１は、互いに組付けた後の形状が
リング状をなす屯うに、２分割された円弧状を表す２つ
のインシュレータ片１７によって構成されている。この
マウントインシュレータ１１０両端部には、円周方向に
連続する溝１７ａを設け、この溝１７ａを境として、径
方向の内側には固定部７ｂを、また、径方向の外側には
変位部１７ｃをそれぞれ設定する。そして、固定部１７
ｂ及び変位部１７ｃには、それぞれ円弧状をなす補強用
の心金１８．１９を互いに同心的に配置して埋設してい
る。

かかるマウントインシュレータ１１を、ギヤハウジング
１のインシュレータ取付部に取り付ける（図示はしない
が、ラッチチューブにも同様に取シ付ける。）。すなわ
ち、ギヤハウジング１のインシュレータ取付部は、ラッ
ク軸３軸方向に適宜間隔おいて設けた２つのフランジ部
１ｂ、１ｃによって画成され、両フランジ部１ｂ、Ｉｃ
間に、前記固定部１７ｂを嵌め込むことにより、マウン
トインシュレータ１１をギヤハウジング１に取シ付ける
。このギヤハウジング１とラックチューブとによってラ
ック軸支持体Ｒが構成される。

図中１３は、締付具である締付ブラケットであシ、マウ
ントインシュレータ１１の外側に巻着され、ボルト等に
よる締付力で、ラック軸支持体Ｒと共に該マウントイン
シュレータ１１を押え込み、これによシ圧縮されたマウ
ントインシュレータ１１のばね力で、ラック軸支持体Ｒ
を車体側に弾性的に支持する。この際、圧縮されたマウ
ントインシュレータ１１の変位部１７ｃより延設された
両側部１７ｄと、これらの側部に各対向する前記フラン
ジ部１ｂ、１ｃとの間に所定の隙間Ｓを設ける。

変位部１７ｃは、ラック軸の軸方向への変位力を剪断変
形でうける第１の弾性体であり、両側部１７ｄは、ラッ
ク軸の軸方向への変位力を圧縮変形でうける第２の弾性
体である。

他の構成は、第１図及び第２図に示した従来例と同様で
ある。

つぎに作用を説明する。

ラック軸支持体Ｒは、このラック軸支持体Ｒの外側に巻
着して設けたマウントインシュレータ１１を介して、締
付ブラケット１３によシ、車体側に弾性的に支持してい
る。

　７− い１、タイヤから入力された力によって、このステアリ
ング装置に微細振動が伝達されると、この微細振動の入
力に対して、マウントインシュレータ１１が発揮するラ
ック軸３軸方向のばね力として、まず、マウントインシ
ュレータ１１の剪断応力が働く。すなわち、変位部１７
ｃにおいて剪断方向の変形が生じ、このときの剪断応力
によるマウントインシュレータ１１のばね定数は、第４
図のグラフにおいて、区間Ｏ−ａで示すように、比較的
低い剛性の線形性を有する。このため、このマウントイ
ンシュレータ１１では、低剛性域の小入力、微振動に対
して、マウントインシュレータ１１の一部を構成する第
１の弾性体の前記剪断応力で対処でき、これにより、前
記振動入力を吸収することができる。したがって、この
ステアリング装置に生ずるシミーあるいはキックパック
を減少させることができ、しかも、サスペンションのコ
ンプライアンスアンダステアが増加するため、高速走行
時の操縦安定性を向上させることができる。

　８− また、ステアリング装置に、例えば、縁石乗上げ等の大
入力が加わった場合には、ラック軸支持体Ｒと締付ブラ
ケット１３とがラック軸３軸方向に相対変位し、その相
対変位量が所定の隙間Ｓに達したところで、マウントイ
ンシュレータ１１の第２の弾性体を構成する両側部１７
ｄが、フランジ部１ｂ（又は１ｃ）の側面に当接する。

そして、両側部１７ｄが当接した拶には、両側部１７ｄ
に生じる圧縮応力が、マウントインシュレータ１１が発
揮するラック軸３軸方向の第２のばね力として働く。こ
の圧縮応力によるマウントインシュレータ１１のばね定
数は、第４図のグラフにおいて、区間ａ　−ｂで示すよ
うに、比較的高い剛性の線形性を有する。このため、高
剛性域の大入力、大振動に対しては、マウントインシュ
レータ１１の一部を構成する第２の弾性体の圧縮応力で
対処でき、これによシ、ラック軸支持体Ｒが隙間Ｓを越
えるように大きく変位するのを制限することができる。

したがって、ステアリング装置に加わる大入力によるハ
ウジング１の動きを所定値以下に規制することができる
と共に、このマウントインシュレータ１１の第１の弾性
体１７ｃの耐久性を大幅に向上させることができる。

なお、この実施例では、対をなすインシュレータ片１７
に溝１７ａを設けて、半径方向の内外に固定部１７ｂと
変位部１７ｃとを設定すると共に、固定部１７ｂ及び変
位部１７ｃにそれぞれ心金１８゜１９を埋設して、溝１
７ａによって薄くした部分に剪断変形が集中するように
構成しているため、このマウントインシュレータ１１の
、第１の弾性体と第２の弾性体とによる剛性の変化を明
確に現出させることができる。

第５図には、この発明の他の実施例を示す。

この実施例は、マウントインシュレータ１１を構成する
第１の弾性体２０ａと第２の弾性体２０ｂとを別個に独
立して設け、第１の弾性体２０ａを介してラック軸支持
体Ｒを締付保持すると共に、第２の弾性体２０ｂは、ギ
ヤハウジング１の７ラック部１ｂ、１ｃにそれぞれ設け
るようにしたものである。このように構成することによ
っても、前記実施例と同様の効果を得ることができる。

なお、第２の弾性体２０ｂを締付ブラケット１３に設け
るようにしてもよいことはもちろんのこと、フランジ部
１ｂ、１ｃと締付ブラケット１６の両方に第２の弾性体
２０ｂを設けるようにしてもよい。さらに、７ラック部
１ｂ、１ｃと締付ブラケット１３との間に第２の弾性体
２０ｂを介装するようにしてもよく、この場合、第２の
弾性体２０ｂは、例えばラック軸支持体Ｒから径方向外
側に張シ出させた可柳性を有する支持片によって支持す
るようにする。したがって、この場合には、まず、ラッ
ク軸支持体Ｒが第２の弾性体２０ｂに当接し、ついで、
第２の弾性体２０ｂを介してラック軸支持体Ｒが締付ブ
ラケット１３に当接するようになる。

以上説明してきたように、この発明では、ラック軸を軸
方向に移動可能に支持するギヤハウジング及びラックチ
ューブによシラツク軸支持体を構成し、このラック軸支
持体を、これに巻着したマウントインシュレータを介し
て、このマウンドインシュレータを外側から締め付ける
締付具により車体側に支持するようにしたラック・アン
ド・ピニオン式ステアリング装装置において、前記マウ
ントインシュレータ會、前記ラック軸支持、体に生、じ
。

た軸方向への変位力を剪断応力で受ける第１の、弾性体
と、同じくラック軸支持体に生じた。軸方向への変位力
を圧縮応力で受ける第２の弾性体とで構成し、さらに、
第２の弾性体とラック軸支持体又は前記締付具との間に
隙間を設けるようにした。。

このため、ラック軸支持体の変位量が前記隙間以下のと
きには、その際ラック軸支持体に加えられた小入力を、
第１の弾性体による比較的剛性の低い剪断応力で受け、
かつ、ラック軸支持体の変・位置が前記隙間を越えると
きには、その際ラック軸支持体に加えられた大入力を、
第１の弾性体に加えて第２の弾性体による比較的剛性の
高い圧縮応力で受け、ハウジングの動きを所定値以下に
することができる。したがって、このマウントインシュ
レータを用いる□ことによって、低剛性域の小入力と高
剛性域の大入力とのいずれの外力にも有効に対処するこ
とができ、明確な変位規制と共に、シミーの発生が効果
的に抑制され、高速走行時の操縦安定性を向上すること
ができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、・従来のラック・アンド・ピニオン式ステア
リング装置の支持構造を示す一部切断正面図、第２図は
、第１図の■−■紳拡大断面図、第３図は、□この発明
の一実施例を示す要部説明図、第４図は、この発明の一
構成要素であるマウントインシュレータの荷重−変位特
性を示すグラフ図、第５図は、この発明の他の実施例を
示す要部説明図である。・　１・・・ギヤハウジング、１ｂ、１Ｃ・・・フラン
ジ部、２・・・ラックチューブ、１１．１２・・・マウ
ントインシュレータ、１３．１４・・・締付ブラケット
（締付具）、・１７・・・インシュレータ片、１７ａ・
・・溝、１７ｂ・・・固定部、１７Ｃ・・・変位部（第
１の弾性体＼１７ｄ・・・両側部（第２の弾性体）、１
８．１９・・・心金、２０ａ・・・第１の弾性体、２０
ｂ・・・第２の弾柱体、Ｒ・・・ラック軸支持体、Ｓ・
・・隙間特許出願人　　日産自動車株式会社代理人　弁理士　　　森　　　　　　　哲　　也弁理士
　　　内　　藤　　　嘉　　昭弁理士　　　清　　水　　　　　　　正弁理士　　　梶
　　山　　　信　　是第２園１６５第３１１１Ｉ　　　１９　　１／ｌ）０　　　　　大４π ２９６−

Claims

【特許請求の範囲】

ラック軸を軸方向に移動可能に支持するギャノ・ウジン
グ及びラックチューブによりラック軸支持体を構成し、
このラック軸支持体を、これに巻着したマウントインシ
ュレータを介して、このマウントインシュレータを外り
１１から締め付ける締付具によシ車体側に支持するよう
にしたラック・アンド・ピニオン式ステアリング装置に
おいて、前記マウントインシュレータを、前記ラック軸
支持体に生じた軸方向への変位力を剪断応力で受ける第
１の弾性体と、同じくラック軸支持体に生じた軸方向へ
の変位力を圧縮応力で受ける第２の弾性体とで椎成し、
さらに、第２の弾性体とラック軸支持体又は前記締付具
との間に隙間を設けたことを％ａとするランク・アンド
−ピニオン式ステアリング装置。