JPH06239245A - ラックピニオン式ステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】ピニオン６に噛み合うラック７を覆うハウジン
グ５に設けられた保持孔15に、外周面が円柱面である焼
結製ラック支持部材16が隙間を有して軸方向移動可能に
挿入される。そのラック支持部材16に、軸方向一端側に
おいて開口するラック支持用凹部16ｂと、軸方向他端に
おいて開口するバネ挿入穴16ａが形成され、その挿入孔
16ａにラック支持部材16ｂをラック７の背面に押し付け
るバネ24が挿入される。そのラック支持部材16の外周
に、周方向に間隔をおいて形成された少なくとも３本の
軸方向に沿う溝30ａ、30ｂ、30ｃ、30ｄに、軸方向に長
寸の弾性部材31ａ、31ｂ、31ｃ、31ｄが挿入される。各
弾性部材31ａ、31ｂ、31ｃ、31ｄは各溝30ａ、30ｂ、30
ｃ、30ｄの内面と保持穴15の内周面とに接する。 【効果】焼結製ラック支持部材の成形型を単純化して製
造コストを低減でき、弾性部材の組み込み工数や材料コ
ストを低減できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ラックピニオン式ステ
アリング装置におけるラックの支持構造の改良に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図４に示すラックピニオン式ステアリン
グ装置１００は、操舵により回転するピニオン１０１
と、このピニオン１０１に噛み合うラック１０２と、こ
のラック１０２を覆うハウジング１０３と、このハウジ
ング１０３に設けられた保持孔１０４に軸方向（図にお
いて左右方向）に移動可能に挿入される外周面が円柱面
であるラック支持部材１０５と、このラック支持部材１
０５をラック１０２の背面に押し付けるバネ１０６とを
備える。そのラック支持部材１０５の軸方向一端側にお
いて開口するラック支持用凹部１０５ｂが形成され、こ
の凹部１０５ｂにラック１０２の背面側が支持されてい
る。

【０００３】そのラック支持部材１０５が軸方向移動す
ることで、ラック１０２の曲がりやピニオン１０１とラ
ック１０２との噛み合い誤差が吸収され、ピニオン１０
１とラック１０２とは円滑に噛み合う。そのラック支持
部材１０５の外周と保持孔１０４の内周との間に、ラッ
ク支持部材１０５とラックハウジング１０３の熱膨張を
吸収するための隙間δが設けられている。また、装置の
小型化のため、ラック支持部材１０５と保持孔１０４の
閉鎖部１０８との軸方向間隔Ｗは、ラック支持部材１０
５の許容された軸方向移動を規制しない範囲で可及的に
小さくされ、一方、ラック支持部材１０５に軸方向他端
側において開口する挿入孔１０５ａが形成され、その挿
入孔１０５ａに前記バネ１０６が挿入されることでバネ
１０６の配置スペースが確保されている。

【０００４】また、ラック支持部材１０５の外周と保持
孔１０４の内周との間に上記のような隙間δがあると、
路面から車輪を介し作用する反力によりラック１０２は
径方向（図において上下方向）に振れることから、ラッ
ク支持部材１０５も径方向に変位して傾いてしまう。そ
のようなラック支持部材１０５の径方向への動きが何ら
規制されていないと、ラック支持部材１０５の外周と保
持孔１０４の内周面とが衝突して大きな衝突音が発生す
る。

【０００５】そこで、ラック支持部材１０５と保持孔１
０４との間にＯリング１１０等の環状弾性部材を介在さ
せ、そのＯリング１１０によりラック支持部材１０５の
径方向への動きを規制している（特開昭５５‐６８４７
２号公報参照）。そのＯリング１１０をラック支持部材
１０５と保持孔１０４との間に介在させる場合、ラック
支持部材１０５の外周あるいは保持孔１０４の内周に周
溝を形成する必要がある。しかし、保持孔１０４の内周
に周溝を形成するのは加工に手間を要する。そのため、
ラック支持部材１０５の外周に周溝１０５ｃを形成し、
その周溝１０５ｃにＯリング１１０を挿入している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】コスト削減を図る上で
は、ラック支持部材１０５を焼結により一体的に成形
し、かつ、最も単純な固定型と可動型とからなる一枚開
きの成形型により成形することが望まれる。しかし、上
記のようなＯリング挿入用の周溝１０５ｃとバネ挿入穴
１０５ａとを形成すると、ラック支持部材１０５は、一
枚開きの成形型からは軸方向にも径方向にも型抜きする
ことはできなくなる。そのため、周溝１０５ｃを機械加
工したり複雑な成形型により焼結する必要があり製造コ
ストが増大するという問題がある。

【０００７】また、Ｏリング１１０の数が少ないと、ラ
ック支持部材１０５の傾斜規制面積が小さくなるため、
多くのＯリング１１０を必要とする。そのため、Ｏリン
グ１１０の組み込み工数や材料コストが増大するという
問題がある。

【０００８】また、ラック支持部材１０５と保持孔１０
４との衝突は、ラック１０２の径方向への振れに基づく
ものであるため、ラック支持部材１０５の動きはラック
支持用凹部１０５ｂの径方向外方位置で規制するのが最
も効果的である。しかし、ラック支持用凹部１０５ｂの
径方向外方にＯリング１１０を配置することはラック１
０２と干渉するため不可能である。そのため、その衝突
音を最も効果的に低減することができないという問題が
ある。

【０００９】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。

【００１０】

【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、操舵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、こ
のハウジングに設けられた保持孔に隙間を有して軸方向
移動可能に挿入される外周面が円柱面である焼結製ラッ
ク支持部材と、このラック支持部材をラックの背面に押
し付けるバネとを備え、そのラック支持部材に、軸方向
一端側において開口するラック支持用凹部と軸方向他端
において開口するバネ挿入穴とが形成されているラック
ピニオン式ステアリング装置において、そのラック支持
部材の外周に、周方向に間隔をおいて少なくとも３本の
溝が軸方向に沿って形成され、各溝に軸方向に長寸の弾
性部材が挿入され、各弾性部材は各溝の内面と保持穴の
内周面とに接する点にある。その弾性部材の少なくとも
一部の一端がラック支持用凹部の径方向外方に位置する
のが好ましい。

【００１１】

【作用】本発明の構成によれば、ラック支持部材と保持
孔との間に周方向に間隔をおいて少なくとも３本介在す
る弾性部材により、ラック支持部材の径方向の動きを規
制することができる。

【００１２】各弾性部材を挿入する溝はラック支持部材
の軸方向に沿うので、ラック支持部材は弾性部材を挿入
するための溝とバネの挿入穴とを有するものであって
も、焼結により一体成形する際に一枚開きの成形型から
軸方向に型抜きすることができる。

【００１３】各弾性部材は軸方向に長寸なので、少なく
とも３本あればラック支持部材の径方向への動きを規制
する面積を充分確保でき、各弾性部材の組み込み工数や
材料コストを低減できる。

【００１４】また、各弾性部材はラック支持部材の軸方
向に沿うので、その一端をラックと干渉することなくラ
ック支持用凹部の径方向外方に配置することができ、ラ
ックの径方向への振れによるラック支持部材の外周と保
持孔の内周との衝突音を最も効果的に低減することがで
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１および図２に示すラックピニオン式ス
テアリング装置１は、操舵用ハンドルに連結される入力
軸２と、この入力軸２に一体化されるヘリカルピニオン
６と、このピニオン６に噛み合うヘリカルラック７と、
このラック７を覆うアルミダイカスト製のハウジング５
とを備えている。その入力軸２はベアリング３、４を介
しハウジング５に支持される。その入力軸２とハウジン
グ５との間に筒状のネジ部材１０がねじ込まれ、このネ
ジ部材１０により入力軸２とベアリング３、４とピニオ
ン６の軸方向移動が防止され、そのネジ部材１０と入力
軸２との間にオイルシール１１が介在されている。図２
に示すように、そのハウジング５の一方から突出するラ
ック７はシリンダチューブ８により覆われ、そのシリン
ダチューブ８はハウジング５の一端に形成された円筒部
５ａに圧入されている。そのラック７の両端にタイロッ
ドとナックルアームを介して操舵用車輪が連結される。
これにより、ハンドル操作により入力軸２が回転する
と、その回転によりピニオン６が回転し、このピニオン
６の回転がラック７に伝達されることでラック７は車両
幅方向に移動する。このラック７の車両幅方向移動が操
舵用車輪に伝達されることで車両の操舵がなされる。

【００１７】そのハウジング５に、図１において左方が
開口する保持孔１５が形成され、この保持孔１５に外周
面が円柱面である焼結製サポートヨーク（ラック支持部
材）１６が軸方向（図１において左右方向）に移動可能
に挿入されている。そのサポートヨーク１６に軸方向一
端側（図１において右方側）において開口するラック支
持用凹部１６ｂが形成され、この凹部１６ｂにラック７
の背面側が支持されている。その保持孔１５の左方の開
口は、ハウジング５にボルト１７により取り付けられた
プレート（閉鎖部）１８により閉鎖されている。そのプ
レート１８を貫通する筒体２０が、サポートヨーク１６
の軸方向他端側において開口するバネ挿入孔１６ａに挿
入されている。その筒体２０にフランジ２０ａが形成さ
れ、そのバネ挿入孔１６ａにプレート２３と圧縮コイル
バネ２４が挿入されている。そのバネ２４がフランジ２
０ａとプレート２３との間で圧縮されることで発生する
弾性力によりサポートヨーク１６はラック７に押し付け
られる。そのサポートヨーク１６の軸方向移動により、
ラック７の歯の加工誤差やラック７の曲がりが吸収さ
れ、ラック７とピニオン６との噛み合いの円滑化が図ら
れている。

【００１８】なお、筒体２０にねじ軸２１がねじ合わさ
れ、このねじ軸２１とプレート２３との当接によりサポ
ートヨーク１６の軸方向移動範囲が規制され、ピニオン
６とラック７との噛み合いが確保されている。そのねじ
軸２１の筒体２０へのねじ込み量の調節のため、ねじ軸
２１の端面に工具の挿入用凹部２１ａが形成され、ま
た、ねじ軸２１にはロックナット２２がねじ合わされて
いる。また、装置の小型化のため、サポートヨーク１６
とプレート１８との軸方向間隔Ｗは、サポートヨーク１
６の許容された軸方向移動を規制しない範囲で可及的に
小さくされ、一方、サポートヨーク１６に前記バネ挿入
穴１６ａが形成されることでバネ２４の配置スペースが
確保されている。

【００１９】そのサポートヨーク１６の外周と保持孔１
５の内周との間に、サポートヨーク１６およびラックハ
ウジング５の熱膨張を吸収するための隙間δが設けられ
ている。

【００２０】図３にも示すように、そのサポートヨーク
１６の外周に、周方向に等間隔をおいて４本の溝３０
ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄが軸方向に沿って形成され
ている。各溝３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄの端部
は、ラック７側において閉鎖されると共にプレート１８
側において開放されている。各溝３０ａ、３０ｂ、３０
ｃ、３０ｄに弾性部材３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ
が挿入されている。各弾性部材３１ａ、３１ｂ、３１
ｃ、３１ｄは、径よりも軸方向寸法が長い円柱形状とさ
れ、各溝３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄの内面と保持
孔１５の内周面とに接することで、ラックハウジング５
とサポートヨーク１６とに対し締め代を有する。なお、
各弾性部材３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄは各溝３０
ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄに嵌め込むだけでもよいし
接着材を介し固定してもよい。各弾性部材３１ａ、３１
ｂ、３１ｃ、３１ｄの材質はゴムや合成樹脂を用いるこ
とができる。なお、各弾性部材３１ａ、３１ｂ、３１
ｃ、３１ｄと保持孔１５の内周面との間の摩擦を小さく
してサポートヨーク１６の軸方向移動を円滑にするた
め、グリス等により潤滑を行ってもよい。２本の溝３０
ａ、３０ｂと弾性部材３１ａ、３１ｂの各一端はラック
支持用凹部１６ｂの径方向外方（図１において上下方）
に位置し、他の２本の溝３０ｃ、３０ｄと弾性部材３１
ｃ、３１ｄの各一端はラック７と干渉しないようにラッ
ク７よりもプレート１８寄りに位置する。

【００２１】上記構成によれば、サポートヨーク１６と
保持孔１５との間に周方向に間隔をおいて介在する弾性
部材３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄにより、サポート
ヨーク１６の径方向の動きを規制することができる。

【００２２】各弾性部材３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１
ｄを挿入する溝３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄはサポ
ートヨーク１６の軸方向に沿うので、サポートヨーク１
６は溝３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄとバネ挿入穴１
６ａとを有するものであっても、焼結により一体成形す
る際に一枚開きの成形型から軸方向に型抜きすることが
できる。

【００２３】各弾性部材３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１
ｄは軸方向に長寸なので、４本あればラック７のツイス
トによるサポートヨーク１６の径方向への動きを規制す
る面積を充分確保でき、各弾性部材３１ａ、３１ｂ、３
１ｃ、３１ｄの組み込み工数や材料コストを低減でき
る。

【００２４】また、２本の弾性部材３１ａ、３１ｂの一
端をラック７と干渉することなくラック支持用凹部１６
ｂの径方向外方に配置することができ、ラック３の径方
向への振れによるサポートヨーク１６の外周と保持孔１
５の内周との衝突音を最も効果的に吸収することができ
る。

【００２５】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではない。例えば、弾性部材の数は４本に限定されず
少なくとも３本であればよく、また、弾性部材は円柱形
状に限定されず軸方向に長尺であればよいが、円柱形状
のように外周を曲面とすることで保持孔の内周面との接
触状態を線接触とし、弾性部材の外周と保持孔の内周面
との摩擦を可及的に小さくし、ラック支持部材を円滑に
軸方向移動させることができる。

【００２６】

【発明の効果】本発明のラックピニオン式ステアリング
装置によれば、ラック支持部材と保持孔との衝突音を低
減する場合に、焼結製ラック支持部材の成形型を単純化
して製造コストを低減でき、その衝突音を充分に低減す
るのに必要な弾性部材の本数をＯリング等の環状部材を
用いる場合に比べ少なくして組み込み工数や材料コスト
を低減できる。また、各弾性部材を衝突音低減に最適な
位置に配置することで効果的に騒音発生を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例のラックピニオン式ステアリン
グ装置の断面図

【図２】本発明の実施例のラックピニオン式ステアリン
グ装置の正面図

【図３】図１のＩＩＩ‐ＩＩＩ線断面図

【図４】従来のラックピニオン式ステアリング装置の断
面図

【符号の説明】

５ ハウジング ６ ピニオン ７ ラック １５ 保持孔 １６ サポートヨーク（ラック支持部材） １６ａ バネ挿入穴 １６ｂ ラック支持用凹部 ２４ バネ ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ 溝 ３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ 弾性部材

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、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、このハウジングに設けられた保持孔に隙間を有し
   て軸方向移動可能に挿入される外周面が円柱面である焼
   結製ラック支持部材と、このラック支持部材をラックの
   背面に押し付けるバネとを備え、そのラック支持部材
   に、軸方向一端側において開口するラック支持用凹部と
   軸方向他端において開口するバネ挿入穴とが形成されて
   いるラックピニオン式ステアリング装置において、その
   ラック支持部材の外周に、周方向に間隔をおいて少なく
   とも３本の溝が軸方向に沿って形成され、各溝に軸方向
   に長寸の弾性部材が挿入され、各弾性部材は各溝の内面
   と保持穴の内周面とに接す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】 弾性部材の少なくとも一部の一端がラッ
   ク支持用凹部の径方向外方に位置す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。