JP2003165449A - ラックピニオン式舵取装置 - Google Patents
ラックピニオン式舵取装置Info
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Abstract
とができ、ラック受けシートの破損を防止することがで
きるラックピニオン式舵取装置の提供。 【解決手段】 ピニオン20とラック軸1との噛合部を
ラック軸の側から押圧しつつラック軸1の移動を案内す
るラックガイド3と、ラックガイド3の端面に取付けて
あるラック受けシート4とを備えるラックピニオン式舵
取装置において、ラック受けシート4の周囲に配してあ
り、前記端面にラック受けシート4の移動を抑止する係
止突起36a,36b,36cを設ける。
Description
置の一形式として広く利用されているラックピニオン式
舵取装置に関する。
置の要部縦断面図である。ラックピニオン式舵取装置
は、車体の左右方向に延設されたラックハウジングH1
の内部に軸長方向への移動自在にラック軸1を支持し、
また前記ラックハウジングH1の中途部に軸心を交叉さ
せて連通されたピニオンハウジングH2の内部に軸回り
での回転自在にピニオン軸2を支持し、該ピニオン軸2
に一体形成されたピニオン20を前記ラック軸1の周面
の一部に形成されたラック歯10に噛み合わせて両軸を
相互に噛み合わせると共に、ラックハウジングH1の両
側に突出するラック軸1の両端を左右の操向車輪(不図
示)に夫々連結し、またピニオンハウジングH2から突
出するピニオン軸2の先端を舵輪(ステアリングホイー
ル)Sに連結して、舵輪Sの操作に応じて生じる前記ピ
ニオン軸2の回動を前記ラック軸1の軸長方向の摺動に
変換して左右の操向車輪を操向せしめ、舵取りを行わせ
る構成となっている。
いては、左右両方向の舵取りを遅れを伴わずに高精度に
行わせるために、前記ラック軸1に形成されたラック歯
10とピニオン20との噛合部に適正な予圧を加え、両
者を実質的にバックラッシュなしに噛み合わせることが
重要である。このため従来から、ラックハウジングH1
及びピニオンハウジングH2の夫々に略直交する向きに
突設したガイドハウジングH3を設け、該ガイドハウジ
ングH3の内側に、前記ラック軸1の周面に前記ピニオ
ン軸2との噛合部の逆側から摺接し、該噛合部に予圧を
加えつつ前記ラック軸1の移動を案内するラックガイド
3を設けている。
装置におけるラック軸1とピニオン20との噛合部近傍
の拡大断面図である。ラックガイド3は、軸長方向に開
設した開口部35を有していると共に、ラック軸1への
摺接端となるラックガイド3の先端部は、ラック軸1の
外径に対応したY字形状をなしており、互いに傾斜方向
が異なる受け面31a,31bを有する。ラックガイド
3の先端部にはラック受けシート4が被着されている。
ラック受けシート4の略中央には、ラックガイド3の開
口部35に嵌合される係合突起41が突設されてあり、
該係合突起41を開口部35に嵌め込んで位置決めさ
れ、前記受け面31a,31bに沿うように被着されて
いる。ラック受けシート4は、一般的に耐摩耗性に優
れ、低摩擦係数を有するPTFE等の合成樹脂をコーテ
ィングした金属製のシートが用いられる。
合、舵輪Sに連結されたピニオン軸2が回動し、この回
動がラックガイド3により付与される適正な予圧下にて
噛合するピニオン20とラック歯10とによりラック軸
1の軸長方向の移動に変換され、この移動が左右の操向
車輪に伝達されて舵取がなされる。
ラックピニオン式舵取装置では、ラック軸1が軸長方向
に移動する際に、ラック軸1とラック受けシート4との
間に摺動抵抗が発生するため、ラック受けシート4の係
合突起41は、ラック軸1の軸長方向に荷重を受ける。
特に、ラック軸1との摺動により摩耗して、ラック受け
シート4の表面にコーティングした合成樹脂材が剥がれ
ることがある。この場合、摺動面の摩擦係数が大きくな
り、ラック受けシート4の係合突起41にかかる剪断力
が大きくなって、前記係合突起41が破損する場合が生
じる。破損したラック受けシート4は、ラックガイド3
から外れてラック軸1とピニオン20との間の噛合部で
噛み込む虞がある。また、ラック受けシート4の摺動面
の摩耗が促進された場合、摩擦係数が大きくなり、ラッ
ク受けシート4の係合突起41にかかる剪断力の増加と
ともに、係合突起41を支点としたシーソ運動が発生
し、その結果、ラック受けシート4がラックガイド3か
ら抜けだし、ラック軸1と接触することによって破損が
生じることがある。さらに、ラック軸1の摺動にラック
ガイド3も追従しようとするが、ラックガイド3自体
は、組み合わされるガイドハウジングH3に動きを規制
され、ラック軸1の動きを止めようとする力が働く。そ
の反作用によって、ラックガイド3に過大な荷重が入力
され、その結果、ラックガイド3の外周部がラック受け
シート4に押されて破損することがあった。
であり、ラック受けシートに加わる荷重を軽減すること
ができ、ラック受けシートの破損を防止することができ
るラックピニオン式舵取装置を提供することを目的とす
る。
ラックガイドから浮き上がることを防止することができ
るラックピニオン式舵取装置を提供することにある。
大な荷重が入力された場合、ラック受けシートが押され
てラックガイドの外周部が破損することを防止すること
ができるラックピニオン式舵取装置を提供することにあ
る。
ニオン式舵取装置は、舵輪の操作に応じたピニオンの回
動を、該ピニオンに噛合するラック軸の軸長方向の移動
に変換して舵取りを行わせるようにしてあり、前記ピニ
オンと前記ラック軸との噛合部を前記ラック軸の側から
押圧しつつ前記ラック軸の移動を案内するラックガイド
と、該ラックガイドの前記ラック軸を押圧する側の面に
取付けてあるラック受けシートとを備えるラックピニオ
ン式舵取装置において、前記ラック受けシートの周囲に
配され、前記ピニオンの側へ突出形成された複数の係止
突起を前記ラックガイドに備え、前記係止突起は前記ラ
ック受けシートを係止すべくなしてあることを特徴とす
る。
側の面に、ラック受けシートの周囲に配した複数の係止
突起を備えているため、ラック軸が移動案内される際に
生じるラック軸とラック受けシートとの摺動抵抗力とし
てラック受けシートに加わる荷重を軽減することがで
き、その結果、ラック受けシートの破損を防止し、耐久
性を向上させることができる。
は、前記ラック受けシートは、取付けるべきラックガイ
ドの側へ突出形成された係合突起を有し、該係合突起は
先端へ向かうに従い細くなるテーパ形状としてあること
を特徴とする。
うに従い細くなるように突出形成された係合突起をラッ
ク受けシートに形成しているため、前記係合突起をラッ
クガイドに設けた開口部に圧入させた場合、ラック受け
シートがラックガイドから浮き上がることを防止するこ
とができる。
は、前記ラックガイドの前記ラック軸を押圧する側の面
の外周部が面取りしてあることを特徴とする。
ラックガイドの面の外周部は、取付けるラック受けシー
トの対向位置まで面取りがしてあるため、ラック軸から
過大な荷重が入力された場合に、ラック受けシートに押
されてラックガイドが破損することを防止することがで
きる。
示す図面に基づいて具体的に説明する。図1は本発明に
係るラックピニオン式舵取装置の要部縦断面図である。
図中H2は、ピニオンハウジングであり、このピニオン
ハウジングH2の内部にピニオン軸2が配してある。ピ
ニオン軸2は、下半部を拡径して一体形成されたピニオ
ン20を備えており、該ピニオン20の上下両側に位置
する一対のアンギュラ玉軸受21,22により、ピニオ
ンハウジングH2の内部に同軸上で回動自在に支持され
ている。また、これらのアンギュラ玉軸受21,22に
は、ロックナット23及びトッププラグ24により軸長
方向の予圧が加えられている。ピニオンハウジングH2
の外部に突出するピニオン軸2の上端部は、図中に模式
的に示す舵輪(ステアリングホイール)Sに連結されて
いる。そして、ピニオン軸2は、舵取りのための舵輪S
の回転操作に応じてピニオンハウジングH2の内部にて
回動する。
側には、円筒形をなすラックハウジングH1が軸心を交
叉させて連通されており、該ラックハウジングH1の内
部には、軸長方向への移動自在にラック軸1が支持され
ている。ラック軸1の周面には、ピニオンハウジングH
2との連結部を望む側に適長に亘ってラック歯10が形
成されており、該ラック歯10は、ピニオン20に噛合
させてある。また、ラック軸1の両端には、ラックハウ
ジングH1の両側に突設され、図示しない左右の操向車
輪が各別に連結されており、これらの操向車輪が、ラッ
クハウジングH1内でのラック軸1の移動に応じて操向
されるようになしてある。
ウジングH2との交叉部の反対側には、これら夫々と略
直交する向きにガイドハウジングH3が突設されてい
る。ガイドハウジングH3は、ラック軸1の背面側(ピ
ニオン20との噛合部の逆側)からラックハウジングH
1の内部に連通する円筒形状を有し、軸心部を貫通する
円形断面の保持孔30を備えており、該保持孔30に
は、軸長方向へ摺動自在にラックガイド3が内嵌保持さ
れている。
ガイド3の先端は、ラック軸1の外形に対応するY字形
状を有しており、ラック軸1の背面側(ピニオン20と
の噛合部の逆側)の周面にラック受けシート4を介して
摺接させてある。また、ラックガイド3の基端は、保持
孔30の他側開口部にねじ込まれ、ロックナット33に
より位置決め固定された支持キャップ32に臨ませてあ
り、該支持キャップ32との間に介装された押しバネ3
4によりラック軸1に向けて押圧付勢されている。
の操作がなされた場合、該舵輪Sに連結されたピニオン
軸2が回動し、この回動が、ラックガイド3による予圧
下に噛合するピニオン20及びラック歯10によりラッ
ク軸1の軸長方向の移動に変換され、この移動が左右の
操向車輪に伝達されて舵取がなされる。
合部近傍の拡大断面図である。図2に示した如く、ラッ
ク軸1の背面側(ピニオン20との噛合部の逆側)の半
部には、ラック歯10の歯幅方向の中心線に対して夫々
が逆向きに所定角度傾斜させて構成した支え面1a,1
bが設けられている。ラック軸1との当接側の面となる
ラックガイド3の先端部には、支え面1a,1bの形状
に対応した受け面3a,3bが設けられ、該受け面3
a,3b上にはラック受けシート4が被着されている。
また、ラックガイド3の受け面3a,3bは、ラック受
けシート4の周囲に配した係止突起36a(図3参
照),36bを有している。
設けた前記受け面3a,3bに対応するように成形され
た薄肉のシートであり、このラック受けシート4は、耐
摩耗性に優れ、低摩擦係数を有するPTFE等の合成樹
脂製コーティング膜を基材となる金属板の一面に形成し
てなる金属製のシート、又は炭素繊維強化ポリアセタノ
ール(POM)等、耐摩耗性に優れ、低摩擦係数を有す
ると共に、高強度を有する合成樹脂製のシートを用い、
ラック軸1の摺動案内を良好に行わせるべく構成されて
いる。また、ラック受けシート4は、取付けるべきラッ
クガイド3の側へ突設された円筒形状の係合突起41を
有している。係合突起41は、その先端へ向かうに従い
小径となっているため、ラックガイド3の軸長方向に開
設され、前記係合突起41の最大径より少しだけ小さな
直径を有する円形断面の開口部35に嵌め合わせた場
合、ラック受けシート4の底部4cとラックガイド3と
の間隙が小さくなると共に、当接面4a,4bは、ラッ
クガイド3の前記受け面3a,3bに間隙なく接触し、
係合突起41が開口部35に嵌まり込むことにより、容
易に外れない構造となっている。
ク受けシート4の外観斜視図である。ラックガイド3
は、ガイドハウジングH3に設けられた保持孔30の断
面に対応する円筒形状を有し、その先端部には、前述の
如く、ラック軸1背面の支え面1a,1bに対応する受
け面3a,3bが形成されている。
面を有する係合突起41が、取付けるべきラックガイド
3の側へ向けて一体に突設され、また前記ラックガイド
3には、前記係合突起41に対応する開口部35が、ラ
ックガイド3の軸心に沿って開設されており、前記ラッ
ク受けシート4は、図中に矢符により示す如く、前記係
合突起41をラックガイド3の開口部35に嵌め込んで
位置決めされる。
付けるラック受けシート4の周囲に配してあり、ラック
軸1の側へ突設した係止突起36a,36a,36b,
36bを備えている。同様に、ラック受けシート4の底
部4cに対向する受け面3cにも係止突起36c,36
cを突設している。係止突起36a,36a,36b,
36bは、ラック受けシート4の肉厚と比べて少しだけ
高さが低い突起であり、ラック受けシート4をラックガ
イド3に取付けた場合、前記係止突起36a,36a,
36b,36bを形成したことにより、ラック軸1との
摺動抵抗力が上昇しないような構成となっている。ま
た、ラックガイド3の受け面3a,3bの外周部には、
面取り加工によりラック受けシート4の当接面4a,4
bの背面側に入り込むような面取り部37を設けてい
る。ラック受けシート4の対向位置まで面取り部37を
設けることにより、ラック軸1から過大な荷重が入力さ
れた場合に、ラック受けシート4に押されてラックガイ
ド3が破損することを防止することができる。
ガイドハウジングH3に形成された保持孔30内に前述
の如く装着され、前記ラック受けシート4の当接面4
a,4bをラック軸1の支え面1a,1bに当接せしめ
て使用される。
ク受けシート4を介してラックガイド3により移動案内
される。ここで、ラック軸1とラック受けシート4と
は、夫々の支え面1a,1b、及び当接面4a,4bで
当接しており、限定された摺動抵抗力の下で前記ラック
軸1の移動を行わせることができる。ラック軸1の移動
に伴い、ラック受けシート4の当接面4a,4bは、前
記摺動抵抗力を受けており、ラック軸1の軸長方向に荷
重が加わる。従来では、この荷重は、ラック受けシート
4の係合突起41に集中していた為、前記係合突起41
が破損することがあったが、本発明では、係合突起41
とラックガイド3の受け面3a,3bに設けられた係止
突起36a,36a,36b,36b,36c,36c
とで前記荷重を分担するため、係合突起41の破損を防
止することができる。
は、ラックガイド3の側に向かうに従いその径が小さく
なるようにテーパをつけているため、ラックガイド3の
開口部35に係合させた場合、前述の荷重がラック受け
シート4に加わったとしても、抜け出しにくい構造とな
っており、ラック受けシート4の破損を防止することが
できる。
4bの背面側に入り込むテーパ面をラックガイド3の受
け面3a,3bの外周部に有している為、ラック軸1か
らの大きな荷重がラック受けシート4に加わり、ラック
ガイド3の側へ弾性変形してラックガイド3を押圧する
結果となった場合にも、ラックガイド3の外周部が破損
することを防止することができる。
加えられる操作力のみで舵取りを行わせるマニュアルス
テアリング装置への適用例について述べたが、本発明
は、油圧アクチュエータ又は電動モータの発生力により
舵取りを補助するパワーステアリング装置への適用も可
能であることは言うまでもない。
開示を行う。図5は、ラックピニオン式舵取装置の要部
断面図である。図中H2は、ピニオンハウジングであ
り、このピニオンハウジングH2の内部にはピニオン軸
2が配してある。ピニオン軸2は、下半分を拡径して一
体形成されたピニオン20を備えており、該ピニオン2
0の下側に位置する針状ころ軸受25、及びピニオン2
0の上側に位置する4点接触玉軸受26により、ピニオ
ンハウジングH2の内部にて、回動自在に支持されてい
る。これらの針状ころ軸受25、4点接触玉軸受26
は、ベベル型穴用止め輪27及びカラー28を用いて、
ピニオン軸2の軸長方向に間隙が生じないように位置調
節がなされている。ピニオンハウジングH2の外部に突
出するピニオン軸2の上端部は、図中に模式的に示す舵
輪Sに連結されている。ピニオン軸2は、舵取りのため
の舵輪Sの回転操作に応じて、ピニオンハウジングH2
の内部にて回動する。
及び側面図であり、図7は、ベベル型穴用止め輪27と
ピニオンハウジングH2との噛合部分の拡大断面図であ
る。ベベル型穴用止め輪27は、弾性を有する金属材料
からなり、図6(a)に示した如く平面視で略C字型を
なしており、その直径方向に弾性変形させることができ
る止め輪である。また、図6(b)に示した如く、ベベ
ル型穴用止め輪23の外周面は、一方向に傾斜したテー
パ面27aを有するくさび形状をなしている。そのた
め、ベベル型穴用止め輪27をカラー28を介してピニ
オン軸2に取付けた後、ピニオンハウジングH2の内周
面に開設してあり、前記テーパ面27aに沿う傾斜面を
有する開口溝29に圧入させた場合、ベベル型穴用止め
輪27の弾性力と開口溝29から受ける反力とが釣り合
い、軸長方向に間隙を生じさせることなく、ピニオン軸
2をピニオンハウジングH2の内部に支持することがで
きる。
のように、一対のアンギュラ玉軸受21,22をピニオ
ン20の上下両側に配し、ロックナット23及びトップ
プラグ24を用いてアンギュラ玉軸受21,22に予圧
を加え、ピニオン20と一体形成されたピニオン軸2を
ピニオンハウジングH2の内部に回動自在に支持する構
成としていた。このような構成とすることで、トッププ
ラグ24の締め込みによりアンギュラ玉軸受21,22
に予圧を与えることになるが、これが舵輪Sに加えるべ
き回転トルクの増大を招き、操舵感の悪化の原因となっ
ていた。また、部品点数及び組み立て工数が多いため、
製造コストの上昇を招いていた。また、一対のアンギュ
ラ玉軸受21,22に代わり4点接触玉軸受26及び針
状ころ軸受25を用いたもの、又はロックナット23及
びトッププラグ24の代わりにC型止め輪を用いたもの
が開発されているが、何れの場合も、ピニオン軸2の軸
方向に間隙が生じるという共通の問題点を有していた。
は、その構成要素としてベベル型穴用止め輪27を用い
ており、その外周面がくさび形状となっているため、ピ
ニオン軸2の軸方向に間隙が生じにくい構成となってい
る。また、部品点数及び組み立て工数も少ないため安価
であり、しかも軽量となっている。
場合は、ラック軸を押圧する側の面に、ラック受けシー
トの周囲に配した複数の係止突起を備えているため、ガ
イド軸が移動案内される際に生じるラック軸とラック受
けシートとの摺動抵抗力の反作用としてラック受けシー
トに加わる荷重を軽減することができ、その結果、ラッ
ク受けシートが破損を防止し、耐久性を向上させること
ができる。
かうに従い細くなるように突出形成された係合突起をラ
ック受けシートに形成しているため、前記突起をラック
ガイドに設けた開口部に圧入させた場合、ラック受けシ
ートがラックガイドから浮き上がることを防止すること
ができる。
るラックガイドの面の外周部は、取付けるラック受けシ
ートの対向位置まで面取りがしてあるため、ラック軸か
ら過大な荷重が入力された場合に、ラック受けシートに
押されてラックガイドが破損することを防止することが
できる等、本発明は優れた効果を奏する。
縦断面図である。
図である。
図である。
図である。
る。
る。
噛合部分の拡大断面図である。
図である。
ラック軸とピニオンとの噛合部近傍の拡大断面図であ
る。
Claims (3)
- 【請求項1】 舵輪の操作に応じたピニオンの回動を、
該ピニオンに噛合するラック軸の軸長方向の移動に変換
して舵取りを行わせるようにしてあり、前記ピニオンと
前記ラック軸との噛合部を前記ラック軸の側から押圧し
つつ前記ラック軸の移動を案内するラックガイドと、該
ラックガイドの前記ラック軸を押圧する側の面に取付け
てあるラック受けシートとを備えるラックピニオン式舵
取装置において、 前記ラック受けシートの周囲に配され、前記ピニオンの
側へ突出形成された複数の係止突起を前記ラックガイド
に備え、前記係止突起は前記ラック受けシートを係止す
べくなしてあることを特徴とするラックピニオン式舵取
装置。 - 【請求項2】 前記ラック受けシートは、取付けるべき
ラックガイドの側へ突出形成された係合突起を有し、該
係合突起は先端へ向かうに従い細くなるテーパ形状とし
てあることを特徴とする請求項1に記載のラックピニオ
ン式舵取装置。 - 【請求項3】 前記ラックガイドの前記ラック軸を押圧
する側の面の外周部が面取りしてあることを特徴とする
請求項1又は請求項2に記載のラックピニオン式舵取装
置。
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|---|---|---|---|
| JP2001363292A JP2003165449A (ja) | 2001-11-28 | 2001-11-28 | ラックピニオン式舵取装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003165449A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006264640A (ja) * | 2005-03-25 | 2006-10-05 | Showa Corp | ラック軸、ラックピニオン式舵取装置及び電動式パワーステアリング装置 |
| JP2010254238A (ja) * | 2009-04-28 | 2010-11-11 | Jtekt Corp | ラック軸支持装置および車両用操舵装置 |
| JP2012011868A (ja) * | 2010-06-30 | 2012-01-19 | Jtekt Corp | ラック軸支持装置および車両用操舵装置 |
| JP2013035383A (ja) * | 2011-08-08 | 2013-02-21 | Nsk Ltd | ステアリング装置 |
| JP2017185849A (ja) * | 2016-04-01 | 2017-10-12 | 株式会社ジェイテクト | ラックガイドとその製造方法 |
-
2001
- 2001-11-28 JP JP2001363292A patent/JP2003165449A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006264640A (ja) * | 2005-03-25 | 2006-10-05 | Showa Corp | ラック軸、ラックピニオン式舵取装置及び電動式パワーステアリング装置 |
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