JPH0724306Y2 - 舵取装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案はラック・ピニオン式の舵取装置に関する。

〔従来の技術〕

自動車の舵取装置としては、第８図に示すようなラック
・ピニオン式の舵取機構を有するものが広く使用されて
いる。このような舵取機構においては、ラック軸110の
ラック歯110aとピニオン軸120のピニオン歯120aとを確
実に噛合させるためにラック軸110におけるピニオン軸1
20との噛合箇所の背面側に円柱状のラックガイド（サポ
ートヨーク）130を配してある。このラックガイド130
は、ラックハウジング100にラック110軸と直交する方向
に設けられ外方側開口部に封止部材140が取り付けられ
たガイド孔101内に嵌入され、その一端面側に形成され
た凹曲面130aをラック軸110の周面110bに接面されて、
このガイド孔101内に配入されたスプリング150の押圧力
によって、ラック軸110をピニオン軸120側へ適当な弾力
によって押圧するようにガイド孔101内に支持されてい
る。

そして、この舵取装置の組立時において、ガイド孔101
内で、ラックガイド130と封止部材140との間のヨークク
リアランス量ａを微調整しながら組立てるようにしてい
る。

〔考案が解決しようとする課題〕

ところが、装置の駆動時に、ラックガイド130がスプリ
ング150の押圧力に抗して封止部材140側へ押されてこの
封止部材140に当たって衝突音が発生する場合があっ
た。

また、この衝突音の発生を防ぐために、ラックガイド13
0と封止部材140との間のヨーククリアランス量ａを大き
くとると、ラック軸110のピニオン軸120に対する遊び即
ち、ステアリングの遊びが大きくなるので、ステアリン
グの操舵感の不安感が増えるといった問題点があった。
また、このラックガイド130と封止部材140との間のヨー
ククリアランス量ａの微調整が難しいといった問題点も
あった。更にラック軸110からの連続的な入力にスプリ
ング150が追従できなくなった時には、ラック軸110とラ
ックガイド130の凹曲面130a間で打音が発生するといっ
た問題もあった。

上述した衝突音の発生を防止するものとして、例えば、
特公昭58−180377号公報に開示された舵取装置がある。
この舵取装置は、第９図に示すように、ラックガイド13
0の封止部材140側の面の中央部分に凹所140aを設け、こ
の凹所140a内にスプリング150を介在させて、このスプ
リング150を一端の封止部材140のラックガイド130側の
面に当接して配置させる一方、このラックガイド130の
凹所140aの縁部140bと封止部材140との間に皿ばね160を
介在させている。そして、前記スプリング150と皿ばね1
60によって、ピニオン軸120のラック軸110に対する入力
荷重の作用によるラックガイド130の移動を受けるとと
もに、ラックガイド130をラック軸110に弾接させるよう
にしている。そして、上記構成によって、ラックガイド
130が封止部材140に直接衝突することがなくて、衝突音
の発生が緩和されるようになった。ところが、ラックガ
イド130の一端面側に形成された凹曲面130a全体がラッ
ク軸110の周面110bに接面されているので、この接面に
おける面圧が大きく、ラックガイド130に対するラック
軸110の軸方向への摺動によって、両方の面110b,130aの
摩耗が大きくなるといった問題点があった。またラック
軸とラックガイド130の凹曲面130a間で発生する打音を
解消することはできなかった。

本考案は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、
封止部材側端面中央部分に凹部が設けられた円柱状のラ
ックガイド本体の径方向中央部に形成された貫通孔に摺
動体を配入して、ラックガイドと封止部材との間に皿ば
ねを介在させ、この皿ばねを封止部材側に設けられた支
点部に支承させることにより、通常はラックガイドの摺
動体の端面を除くラックガイド本体の端面でラック軸の
周面を受けてこのラック軸の摺動を接触面積が小さい状
態で案内することができ、ラックガイドにラック軸から
大きな入力荷重が作用したときに、皿ばねの作用で摺動
体の端面をラック軸の周面へ接面させて、ラックガイド
本体の端面と摺動体の端面とでこの入力荷重を受けてラ
ック軸を案内することができて、キックバック等によっ
て、外部からの入力荷重が加わったときにラックガイド
のラック軸に対する接触面が増えてキックバック等の影
響を小さくでき、更に、ラックガイドが封止部材へ直接
衝突することを皿ばねで防止でき、衝突音の発生を緩和
できる舵取装置を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本考案に係る舵取装置は、ハウジング内に回動可能に支
承されたピニオン軸のピニオン歯にラック軸のラック歯
を噛み合わせる一方、前記ハウジングにこのラック軸と
直交する方向に形成され、外方側開口部に封止部材が取
り付けられたガイド孔内に遊嵌されたラックガイドをラ
ック軸に弾接させてラック軸を前記ピニオン軸に押圧さ
せるようにした舵取装置において、径方向中央部に軸方
向の貫通孔を有し、前記封止部材側端面中央部分に凹部
が設けられた円筒状のラックガイド本体及び前記貫通孔
に摺動自在に配される摺動体を有するラックガイドと、
前記封止部材とラックガイドとの間に介在され、前記摺
動体の前記封止部材側の端面がその内縁近傍箇所に当接
される皿ばねと、前記ガイド孔内における封止部材側に
設けられ、前記皿ばねにおける前記ラックガイド本体の
凹部外縁より内側部分を支承する支点部とを備え、常時
は、前記摺動体のラック軸側の面を除いたラックガイド
本体のラック軸側の面がラック軸の周面に当接され、ピ
ニオン軸に外部からの荷重が加わった場合にラックガイ
ド本体のラック軸側の面と摺動体のラック軸側の面とが
ラック軸の周面に当接することを特徴とする。

〔作用〕

本考案は、上記構成により、キックバック等によってラ
ック軸からラックガイドに外部からの入力荷重が作用す
ると、ラック軸に押されてラックガイド本体が封止部材
側に移動する。そして、ラックガイド本体の移動によっ
て、このラックガイド本体の凹部外縁で皿ばねの外縁近
傍箇所が押されてこの皿ばねが支点部を支点として、こ
の皿ばねの弾性によって、その外縁側が封止部材側へ、
その内縁側がラックガイド本体の凹部側へ曲がる。そし
て、皿ばねの内縁側がラックガイド本体の凹部側へ曲が
ることによって、ラックガイド本体の径方向中央部の貫
通孔に配された摺動体がラック軸側に押されて移動し、
この摺動体のラック軸側の面がラック軸の周面に当接し
てラック軸に押圧される。

このように、通常は、ラックガイドの摺動体のラック軸
側の面を除いたラックガイド本体のラック軸側の面がラ
ック軸の周面に当接されてラック軸が接触面積が小さい
状態で摺動案内され、ピニオン軸に外部からの荷重が加
わるとラックガイド本体のラック軸側の面と摺動体のラ
ック軸側の面とがラック軸の周面に当接されてラック軸
が摺動案内される。また、キックバック等によって受け
た力の反力でてこの原理を利用して皿ばねを曲げて摺動
体をラック軸に圧接させてこの力を幅広い面積で受ける
ことになる。したがって、通常時は、接触面積が小さい
ことにより摩耗量が少なく、またキックバック等により
外部からラックガイドへ荷重が加わったときは、ラック
軸の周面への接触面が増えるとともに、これを均等な力
で受けるのでキックバック等の影響を小さくすることが
できる。更にラック軸とラックガイドの凹曲面間での打
音の発生も緩和される。

また、ラックガイドと封止部材との間に、皿ばねが介在
されているので、ラックガイドが封止部材に直接衝突す
ることがなく、衝突音の発生が緩和される。

〔実施例〕

以下、本考案をその実施例を示す図面に基づき具体的に
説明する。第１図は本考案に係る舵取装置の第１の実施
例の要部を示す縦断面図である。ハウジング１内には、
図示しない操舵輪と連動連結されるピニオン軸２が配設
してあり、このピニオン軸２はこれのピニオン歯2aの両
側部分を玉軸受け3a及び3bによって支承してある。ピニ
オン軸２のピニオン歯2aには、円柱状のラック軸４の一
面に形成されたラック歯4aが噛合してあり、ラック軸４
はこれの軸長方向を車量（図示せず）の左右方向に位置
させ、これの両端部に各別に配した玉継手及びリンク部
材等（共に図示せず）を介して左右の図示しない車輪と
連結させるようになしてある。そして操舵輪の回動に伴
ってピニオン軸２とラック軸４の噛合位置が変化してラ
ック軸４が軸長方向に移動することによって左右の車輪
の舵取りがなされるようになっている。

ハウジング１におけるラック軸４のピニオン軸２との噛
合箇所の背面側には、ラック軸４と直交する方向にガイ
ド孔1aが形成してあり、このガイド孔1a内には、合成樹
脂製の円柱状のラックガイド５が嵌入してある。ラック
ガイド５のラックガイド本体5Aにはこれらのラック軸４
側の軸方向一端面5aが、ラック軸４の周面4bと係合する
凹曲面状に形成されており、ガイド孔1aのハウジング１
の外側部分に螺合させた封止部材７とラックガイド５の
内部との間に介装した後述する皿ばね６の付勢力によっ
て軸方向一端面5aをラック軸４に当接させてこのラック
軸４をピニオン軸２側へ押圧することによってこれらの
噛合状態を一定に保持している。

また、このラックガイド５のラックガイド本体5Aの凹曲
面状端面5aには、その中腹部分にラック軸４の軸方向と
平行に、ラック軸４の周面4bに摺接する曲面を有する凸
状接触部5b、5bが設けられ、径方向中央部に軸方向への
小判孔状の貫通孔5cが設けられている。そして、この貫
通孔5cに整合する形状の摺動体5Bが介入されている。こ
の摺動体5Bのラック軸４側の端面5dは、ラック軸４の周
面4bに添う曲面に形成されている。また、ラックガイド
本体5Aの封止部材７側の端面に円状断面台形状の凹部5e
が設けられている。

また、封止部材７とラックガイド５との間に前記皿ばね
６が介在されていて、この皿ばね６は、封止部材７のラ
ックガイド５側の面に突設された円輪状突出部からなる
支点部８に、ラックガイド本体5Aの凹部5eの外縁より内
側部分を支承されている。

そして、上記構成により、通常は、第２図に示すよう
に、ラックガイド本体5Aの凹部5eの外縁が皿ばね６の外
縁6a近傍箇所に当接されており、摺動体5Bの封止部材７
側の端面が皿ばね６の内縁6b近傍箇所に当接されて、皿
ばね６はその弾性付勢力によってラックガイド本体5Aを
ラック軸４に押圧して、このラック軸４がピニオン軸２
へ押圧されている。このとき、摺動体5Bのラック軸４側
の端面5dは、ラック軸４の周面4bに当接されておらず、
ラックガイド本体5Aの凹曲面状端面5aの凸状接触部5b、
5bだけが、ラック軸４の周面4bに押圧状態で当接されて
いる。このように接触面積が小さい状態でラック軸４は
この凸状接触部5b、5bをラック軸の軸方向に摺動案内さ
れる。

そして、キックバック等によってラック軸からラックガ
イド５に外部からの入力荷重が作用すると、第３図に示
すように、ラック軸４に押されてラックガイド本体5Aが
封止部材７側に移動する。そして、ラックガイド本体5A
の移動によって、このラックガイド本体5Aの凹部5eの外
縁で皿ばね６の外縁6a近傍箇所が押されてこの皿ばね６
が支点部８を支点として、この皿ばね６の弾性によっ
て、その外縁6a側が封止部材７側へ、その内縁6b側がラ
ックガイド本体5Aの凹部5e側へ曲がる。そして、皿ばね
６の内縁6b側がラックガイド本体5Aの凹部5e側へ曲がる
ことによって、ラックガイド本体5Aの径方向中央部の貫
通孔5cに配された摺動体5Bがラック軸４側に押されて移
動し、この摺動体5Bのラック軸４側の端面5dがラック軸
４の周面4bに圧接される。

このように、通常は、ラックガイド本体5Aの凹曲面状端
面5aの凸状接触部5b、5bがラック軸４の周面4bに当接さ
れてラック軸４が接触面積が小さい状態で摺動案内さ
れ、ピニオン軸２に外部からの荷重が加わるとラックガ
イド本体5Aの凹曲面状端面5aの凸状接触部5b、5bと摺動
体5Bのラック軸４側の端面5dとがラック軸４の周面4bに
当接されてラック軸４が摺動案内される。また、キック
バック等によって受けた力の反力でてこの原理を利用し
て皿ばねを曲げて摺動体5Bをラック軸４に圧接させてこ
の力をその端面でも受けることになる。したがって、通
常時は、接触面積を小さくして摩耗が減り、キックバッ
ク等により外部からラックガイド５へ荷重が加わったと
きは、ラック軸４の周面4bへの接触面を増やしてその力
を受けて面圧の増加を抑制し、キックバック等の影響を
小さくする。更にラック軸４とラックガイド５の凹曲面
状端面5a間での打音の発生も緩和される。

また、ラックガイド５と封止部材７との間に、皿ばね６
が介在されているので、ラックガイド５が封止部材７に
直接衝突することがなく、衝突音の発生が緩和される。

尚、第４図、第５図は、皿ばね６の形状を例示してお
り、第４図に示す皿ばね６は、外縁6a近傍の輪状部6cか
ら、内外両方向に向けて放射状に複数のバネ板部6d…を
この輪状部6cと一体に突出形成したものである。また、
第５図に示す皿ばね６は、周方向に複数のＶ字状部6e…
を連設したものである。そして、第４図、第５図に示す
皿ばね６は、通常は、その外縁6a側が内縁6b側に対して
ラックガイド５側へ曲成されるように弾性付勢されてい
る。

第６図は、第２の実施例の舵取装置の要部を示すもので
あって、封止部材７のラックガイド５側の面に適宜径の
円板状突部7aを設け、この円板状突部7aの外周に添う硬
質のＯリングからなる支点部８を配している。そして、
この支点部８で皿ばね６におけるラックガイド５の凹部
5eの外縁より内側部分を支承するようにしている。この
ように、Ｏリングからなる支点部８で皿ばね６を支承す
ることにより、ラックガイド５等に生じる衝撃、振動等
を効果的に吸収できる利点がある。

また、第７図は第３の実施例の舵取装置の要部を示すも
のであって、皿ばね６と封止部材７との間に、皿ばね６
側の面に円輪状の突出部からなる支点部８を有する円盤
状の部材からなるばね受け10を配し、このばね受け10の
封止部材７側の面の中央部分に円状凹部10aを設ける一
方、封止部材７のこのばね受け10側の面にも円状凹部7b
を形成して、両方の円状凹部7b、10a間に衝撃吸収用の
スプリング９を配している。このように、円盤状のばね
受け10と封止部材７との間にスプリング９を配すること
により、ラックガイド５にラック軸４への弾接用の予圧
を効果的に与えることができ、また、外部からのラック
軸４の入力荷重が加わったときに、この入力荷重による
ラックガイド５への衝撃を効果的に吸収できる利点があ
り、衝突音発生防止効果を高めることができる。

〔考案の効果〕

本考案は、以上述べたような構成を有し、作用をなすも
のであるから、通常はラックガイド本体の貫通孔を除く
端面でラック軸の周面を受けてこのラック軸の摺動を接
触面積が小さい状態で案内することができ、キックバッ
ク等によりラック軸からラックガイドに外部からの大き
な入力荷重が作用したときに、その力を利用して皿ばね
の作用で摺動体の端面をラック軸の周面へ接面させて、
ラックガイド本体の端面と摺動体の端面とでこの入力荷
重を受けてラック軸を案内することができて、外部から
の入力荷重が加わったときにラックガイドのラック軸に
対する接触面が増えるとともにこの入力荷重をラックガ
イド本体の端面と摺動体の端面とで均等に受けてキック
バック等の影響を小さくすることができ、更に、ラック
軸とラックガイドの凹曲面間での打音の発生も緩和さ
れ、ラックガイドが封止部材へ直接衝突することを皿ば
ねで防止でき、衝突音の発生を緩和でき、また、皿ばね
の分だけヨーククリアランス量をみておくとよいので、
このクリアランス量を調整する必要がない等の効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る舵取装置の第１の実施例の要部を
示す縦断面図、第２図はその通常時の状態を示す要部の
拡大断面図、第３図は外部から入力荷重が加わった時の
状態を示す要部の拡大断面図、第４図、第５図は皿ばね
の形状のそれぞれ別例を示す平面図、第６図は第２の実
施例の要部の断面図、第７図は第３の実施例の要部の断
面図、第８図は従来例の舵取装置の縦断面図、第９図は
別の従来例の舵取装置の縦断面図である。 １…ハウジング、1a…ガイド孔、２…ピニオン軸、2a…
ピニオン歯、４…ラック軸、4a…ラック歯、５…ラック
ガイド、5A…ラックガイド本体、5B…摺動体、5c…貫通
孔、5e…凹部、６…皿ばね、７…封止部材、８…支点部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ハウジング内に回動可能に支承されたピニ
   オン軸のピニオン歯にラック軸のラック歯を噛み合わせ
   る一方、前記ハウジングにこのラック軸と直交する方向
   に形成され、外方側開口部に封止部材が取り付けられた
   ガイド孔内に遊嵌されたラックガイドをラック軸に弾接
   させてラック軸を前記ピニオン軸に押圧させるようにし
   た舵取装置において、 径方向中央部に軸方向の貫通孔を有し、前記封止部材側
   端面中央部分に凹部が設けられた円筒状のラックガイド
   本体及び前記貫通孔に摺動自在に配される摺動体を有す
   るラックガイドと、前記封止部材とラックガイドとの間
   に介在され、前記摺動体の前記封止部材側の端面がその
   内縁近傍箇所に当接される皿ばねと、前記ガイド孔内に
   おける封止部材側に設けられ、前記皿ばねにおける前記
   ラックガイド本体の凹部外縁より内側部分を支承する支
   点部とを備え、常時は、前記摺動体のラック軸側の面を
   除いたラックガイド本体のラック軸側の面がラック軸の
   周面に当接され、ピニオン軸に外部からの荷重が加わっ
   た場合にラックガイド本体のラック軸側の面と摺動体の
   ラック軸側の面とがラック軸の周面に当接することを特
   徴とする舵取装置。