JPH04317862A - ラックピニオン式ステアリング装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、いわゆるシングルエン
ドタイプの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】操向操作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、このラックを覆う
ハウジングとを備え、そのラックに操向用車輪との連結
用リンクが取付けられるラックピニオン式ステアリング
装置が広く用いられている。

【０００３】このようなラックピニオン式ステアリング
装置として、実開昭６０‐７３６６５号公報に開示され
ているように、ハウジングの外周に開口を設け、この開
口を介してラックと連結用リンクを接続するいわゆるセ
ンターテイクオフタイプのものがある。

【０００４】また、特開昭５３‐１１６６３６号公報に
開示されているように、ハウジングの両端からラックを
突出させ、ラックの各端にそれぞれ連結用リンクを取付
けるようにしたものがある。

【０００５】しかし、上記各ラックピニオン式ステアリ
ング装置は構造が複雑で、ラックの軸線方向寸法が長く
なるため、ステアリング装置の配置スペースが制限され
ている車両には適さない。

【０００６】そこで、図８に示すようなシングルエンド
タイプのラックピニオン式ステアリング装置１０１が用
いられている。このステアリング装置１０１は、操向操
作入力により回転するピニオン１０２と、このピニオン
１０２に噛み合うラック１０３と、このラック１０３を
覆うハウジング１０４とを備えている。そのハウジング
１０４の一端からラック１０３の一端１０３ａが突出し
、このラック１０３の一端１０３ａに操向用車輪Ｗとの
連結用リンク１０５、１０６がブラケット１０７とボル
ト１０８を介して取付けられている。また、ラック１０
３にはピストン１０９が取付けられ、このピストン１０
９により仕切られる一対の油室１１０、１１１がハウジ
ング１０４の内部に形成されている。この油室１１０、
１１１に圧油が供給されることでラック１０３に操向操
作の補助力が作用される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】図８に示したステアリ
ング装置１０１にあっては、ラックの両端に操向用車輪
との連結用リンクが取付けられるタイプのステアリング
装置や、センターテイクオフタイプのステアリング装置
に比べて構造が簡単で、ラックの軸線方向長さが短くな
ってスペース的に有利なものである。

【０００８】しかし、図８に示すステアリング装置１０
１にあっては、ラック１０３の一端１０３ａとリンク１
０５とはボルト１０８により連結されるものであるため
、操向用車輪Ｗに路面から作用する力により生ずるモー
メントがラック１０３に作用し、ピニオン１０２とラッ
ク１０３とが円滑に噛み合わなくなるという問題が生じ
る。

【０００９】また、図８に示すステアリング装置１０１
にあっては、一方の油室１１０におけるピストン１０９
の受圧面積が、他方の油室１１１におけるピストン１０
９の受圧面積より大きくなる。これは、ラック１０３が
他方の油室１１１にのみ位置しているため、一方の油室
１１０におけるピストン１０９の受圧面積が、ラック１
０３の断面積だけ他方の油室１１１におけるピストン１
０９の受圧面積より大きくなることによる。

【００１０】そうすると、一方の油室１１０においてピ
ストン１０９に作用する油圧と、他方の油室１１１にお
いてピストン１０９に作用する油圧とが等しいと、右操
向に要するハンドル操作力と左操向に要するハンドル操
作力が異なり、オペレータの操作フィリーングが操向方
向によって異なるという問題が生じる。そのため、油室
１１０、１１１に圧油を供給するために用いられるバル
ブとして、一方の油室１１０に作用する油圧を他方の油
室１１１に作用する油圧よりも大きくする特殊なバルブ
を用いる必要があった。しかし、そのような特殊なバル
ブの採用はコスト増大の要因となっていた。

【００１１】本発明は上記従来技術の問題を解決するこ
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。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の特徴とするとこ
ろは、操向操作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、このラックを覆うハウジン
グとを備え、そのハウジングの一端から突出するラック
の一端のみに、操向用車輪との連結用リンクが取付けら
れるラックピニオン式ステアリング装置において、前記
ラックの一端にボールジョイントが取り付けられ、この
ボールジョイントを介して前記連結リンクがラックの一
端に取付けられる点にある。また、本発明を油圧パワー
ステアリング装置に適用する場合は、ラックにピストン
が設けられ、このピストンにより仕切られる一対の油室
がハウジングの内部に形成され、この油室に圧油を供給
することでラックに操向操作の補助力が作用され、各油
室におけるピストンの受圧面積が等しくなるように両油
室がラックにより貫通されているのが好ましい。

【００１３】

【作用】本発明の構成によれば、ラックの一端にボール
ジョイントが取付けられ、このボールジョイントを介し
操向用車輪との連結用リンクがラックの一端に取付けら
れるため、操向用車輪に路面から作用する力によって生
じるモーメントは、そのボールジョイントによりリンク
からラックへ伝達されるのが防止される。

【００１４】また、本発明を油圧パワーステアリング装
置に適用する場合、ラックがピストンにより仕切られる
油室を貫通するようにすることで、各油室におけるピス
トンの受圧面積を等しくできる。これにより、各油室に
おける油圧を異なったものとすることなく、オペレータ
の操向操作フィーリングを操向方向に拘わらず等しいも
のとできる。

【００１５】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。

【００１６】図５に示すラックピニオン式油圧パワース
テアリング装置１は、操向操作用のハンドル２と、操向
用車輪Ｗとに連結されている。このステアリング装置１
は、図１、図２に示すように、ハンドル２に連結される
ピニオン３と、このピニオン３に噛み合うラック４と、
このラック４を覆うハウジング５とを備えている。

【００１７】図２に示すように、前記ピニオン３は入力
軸１０にトーションバー１１を介して連結され、その入
力軸がハンドル２に連結されている。これにより、ハン
ドル２の回転は入力軸１０からトーションバー１１を介
してピニオン３に伝達される。

【００１８】図１に示すように、そのピニオン３に噛み
合うラック４は、ハウジング５の内周面に左右一対のブ
ッシュ１２、１３を介して支持されている。ラック４の
各端４ａ、４ｂはハウジング５の両端から突出し、ハウ
ジング５の図１において左方側の端部から突出するラッ
ク４の一端４ａに、ボールジョイント６が取付けられて
いる。

【００１９】そのボールジョイント６は、ボールハウジ
ング１５と、このボールハウジング１５に保持されるボ
ール１６と、このボール１６に一体化された連結ねじ１
７とを備えている。その連結ねじ１７の軸方向は車両の
直進時にラック４の軸線に対し略直角とされる。また、
ボールハウジング１５には雄ネジ１５ａが一体的に設け
られ、この雄ネジ１５ａがラック４の一端４ａにねじ込
まれている。なお、その雄ネジ１５ａにはロックナット
１８がねじ合わされる。

【００２０】図５に示すように、ボールジョイント６の
連結ねじ１７に、操向用車輪Ｗとの連結用リンク７が取
付けナット１９を介して取付けられる。すなわち、連結
用リンク７は連結ねじ１７に嵌合され、連結ねじ１７に
ねじ合わされるナット１９により抜け止めされる。その
連結用リンク７は、左右の操向用車輪Ｗを連結するタイ
ロッド２０に連結される。

【００２１】これにより、ハンドル２を回転させると、
その回転によりピニオン３が回転し、このピニオン３の
回転によりラック４が車両幅方向に移動し、このラック
４の車両幅方向移動がボールジョイント６、リンク７、
タイロッド２０を介し操向用車輪Ｗに伝達され、車両の
操向がなされる。

【００２２】図１に示すように、前記左右一対のブッシ
ュ１２、１３の間において、ラック４にピストン８が設
けられている。そのブッシュ１２、１３とピストン８に
、ラック４の外周面とハウジング５の内周面との間をシ
ールするシール部材２５、２６、２７、２８が取付けら
れている。これにより、両ブッシュ１２、１３の間に、
ピストン８によって仕切られる左右一対の油室９、１０
が形成されている。

【００２３】各油室９、１０に、操向方向に応じた圧油
を供給するため、図２に示すように、前記入力軸１０の
外周にロータリバルブ３０が設けられている。このロー
タリバルブ３０は公知のものであって、ハウジング５と
一体化されたバルブハウジング３１と、前記入力軸１０
とバルブハウジング３１との間に位置する弁部材３２と
を備えている。その弁部材３２はピニオン３と同行回転
するものとされている。また、バルブハウジング３１に
は圧油供給用のポンプ（図示省略）に配管接続される入
口ポート３３と、タンク（図示省略）に配管接続される
出口ポート３４と、一方の油室９に配管接続される接続
ポート３５と、他方の油室１０に配管接続される接続ポ
ート３６とが設けられている。

【００２４】そして、前記ハンドル２の操作による入力
軸１０の回転がトーションバー１１を介してピニオン３
に伝達され、このピニオン３と共に前記弁部材３２が回
転する。この際、操向用車輪Ｗに作用する路面からの反
力に基づくトルクによりトーションバー１１が捻じれる
と、入力軸１０と弁部材３２とが相対回転する。これに
より、入力軸１０と弁部材３２との間に形成された各ポ
ート３３、３４、３５、３６間を連絡する油路が開閉さ
れ、操向方向と操向反力に応じて各油室９、１０に圧油
が供給される。これにより、ピストン８に油圧が作用し
て操向操作のための補助力が与えられる。

【００２５】この際、一方の油室９におけるピストン８
の受圧面積と他方の油室１０におけるピストン８の受圧
面積とが等しくなるように、両油室９、１０はラック４
により貫通されている。すなわち、各油室９、１０にお
けるピストン８の受圧面積は、円筒形の油室９、１０の
横断面積から円柱形のラック４の横断面積を差し引いた
面積とされている。

【００２６】これにより、オペレータの操向操作フィー
リングを操向方向に応じて等しくするために、操向方向
に応じてピストン８に作用する油圧の大きさを異なった
ものとする必要はないので、ロータリバルブ３０として
特殊なものを用いる必要はない。

【００２７】なお、ハウジング２にサポートヨーク３７
と圧縮バネ３８が挿入され、またプラグ３９がねじ合わ
されている。そのバネ３８の弾性力によりサポートヨー
ク３７はラック４をピニオン３に押し付ける。そして、
プラグ３９のねじ込み量を調節することでバネ３８の弾
性力が調節され、ラック４とピニオン３との噛み合い調
節がなされる。

【００２８】また、ハウジング５を車体に取り付けるた
め、図３に示すように、ハウジング５からは取付けアー
ム５ｂ、５ｃが一体的に張り出されている。この取付け
アーム５ｂ、５ｃに筒状の防振ゴム４０、４１が挿入さ
れ、この防振ゴム４０、４１にブッシュ４２、４３が挿
入され、このブッシュ４２、４３に挿入されるボルト（
図示省略）によりハウジング５は車体に固定される。

【００２９】また、ハウジング５の取付けのため、図４
に示すように、ハウジング５に防振ゴム４５が嵌合され
、この防振ゴム４５を覆うブラケット４６が設けられ、
このブラケット４６の通孔４６ａに挿入されるボルト（
図示省略）によりハウジング５は車体に固定される。

【００３０】また、ハウジング５の各端から突出するラ
ック４の各端４ａ、４ｂは伸縮自在な蛇腹カバー５０、
５１により覆われ、ステアリング装置の内部への塵埃の
侵入が防止されている。両蛇腹カバー５０、５１の内部
空間を連通するため、ラック４に軸方向に沿う通孔５２
が形成され、この通孔５２の一端は径方向に沿う通孔５
３により一方の蛇腹カバー５０の内部空間に連通され、
通孔５２の他端は径方向に沿う通孔５４により、他方の
蛇腹カバー５１の内部空間に連通するラック４とハウジ
ング８との内外周間に連通している。

【００３１】図６及び図７は本発明の第２実施例に係る
ラックピニオン式ステアリング装置１′を示す。第１実
施例と同一部分は同一符号で示し、相違点を説明する。

【００３２】第２実施例では、ラック４の一端部４ａに
取付けられるボールジョイント６′は、ボールハウジン
グ１５′と、このボールハウジング１５′に保持される
ボール１６′と、このボール１６′に一体化された連結
部材１７′とを備えている。そのボールハウジング１５
′とラック４の一端部４ａとに連結金具６０がかしめら
れることで、ボールジョイント６′はラック４の一端部
４ａに取り付けられている。また、連結部材１７′は車
両の直進時にラックの軸線方向に略沿うものとされてい
る。この連結部材１７′に一対の連結用リンク７′の各
一端が取り付けられ、各連結用リンク７′の他端は操向
用車輪Ｗのナックルアームに連結される。その連結部材
１７′と連結用リンク７′との接続のため、連結部材１
７′に一対の通孔６１、６２が形成され、この通孔６１
、６２に挿通されるボルト、ナット６３、６４によりブ
ラケット６５が連結部材１７′に取り付けられ、そのブ
ラケット６５に連結用リンク７′がボルト、ナット６６
、６７により取り付けられている。

【００３３】上記構成のステアリング装置１、１′によ
れば、操向用車輪Ｗに路面から作用する力によるモーメ
ントが、リンク７、７′からラック４に伝達されるのは
ボールジョイント６、６′により防止される。これによ
り、ラック４とピニオン３との噛み合いを円滑なものと
できる。

【００３４】また、各油室９、１０におけるピストン８
の受圧面積は等しいので、油室９、１０に圧油を送るた
めのバルブ３０は特殊なものを用いる必要がなく、コス
トの低減を図ることができる。

【００３５】また、ラック４の両端４ａ、４ｂを覆う蛇
腹カバー５０、５１の内部空間が連通されているため、
ラック４の移動による蛇腹カバー５０、５１の内部空間
の容積変化に支障はない。すなわち、ラック４の移動時
に蛇腹カバー５０、５１の一方の内部空間の空気が他方
の内部空間に流動可能なものとされているので、両蛇腹
カバー５０、５１の伸縮に支障はない。

【００３６】

【発明の効果】本発明によれば、シングルエンドタイプ
のラックピニオン式ステアリング装置において、ラック
の一端に操向用車輪との連結用リンクがボールジョイン
トを介し取付けられるので、操向用車輪に作用する力に
よるモーメントがラックに伝達されるのを防止でき、ピ
ニオンとラックとの噛み合いを円滑なものとできる。

【００３７】また、油圧パワーステアリング装置に本発
明を適用する場合、ピストンにより仕切られる両油室が
ラックにより貫通されるようにすることで、ラックに設
けられるピストンの受圧面積を各油室において等しくす
ることができるので、操向操作フィーリングを操向方向
に拘わらず等しくするために特殊なバルブを用いる必要
がなく、コストを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係るラックピニオン式ス
テアリング装置の断面図

【図２】図１のＩＩ‐ＩＩ線断面図

【図３】図１のＩＩＩ‐ＩＩＩ線断面

【図４】図１のＩＶ‐ＩＶ線断面図

【図５】ステアリング装置の構成説明図

【図６】本発明
の第２実施例に係るラックピニオン式ステアリング装置
の断面図

【図７】本発明の第２実施例に係るステアリング装置の
構成説明図

【図８】従来例に係るステアリング装置の一部破断図

【符号の説明】

１　　ラックピニオン式ステアリング装置３　　ピニオ
ン ４　　ラック ５　　ハウジング ６　　ボールジョイント ７　　連結用リンク ８　　ピストン ９　　油室 １０　　油室 Ｗ　　操向用車輪

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　操向操作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、このラックを覆
   うハウジングとを備え、そのハウジングの一端から突出
   するラックの一端のみに、操向用車輪との連結用リンク
   が取付けられるラックピニオン式ステアリング装置にお
   いて、前記ラックの一端にボールジョイントが取り付け
   られ、このボールジョイントを介して前記連結リンクが
   ラックの一端に取付けら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】　　ラックにピストンが設けられ、このピ
   ストンにより仕切られる一対の油室がハウジングの内部
   に形成され、この油室に圧油を供給することでラックに
   操向操作の補助力が作用され、各油室におけるピストン
   の受圧面積が等しくなるように両油室がラックにより貫
   通されていることを特徴とする請求項１に記載のラック
   ピニオン式ステアリング装置。