JPH11286277A - 分割ロ―ララックバ―支持体を具備したラック及びピニオンステアリング装置 - Google Patents
分割ロ―ララックバ―支持体を具備したラック及びピニオンステアリング装置Info
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- JPH11286277A JPH11286277A JP11025239A JP2523999A JPH11286277A JP H11286277 A JPH11286277 A JP H11286277A JP 11025239 A JP11025239 A JP 11025239A JP 2523999 A JP2523999 A JP 2523999A JP H11286277 A JPH11286277 A JP H11286277A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
- F16H55/02—Toothed members; Worms
- F16H55/26—Racks
- F16H55/28—Special devices for taking up backlash
- F16H55/283—Special devices for taking up backlash using pressure yokes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D3/00—Steering gears
- B62D3/02—Steering gears mechanical
- B62D3/12—Steering gears mechanical of rack-and-pinion type
- B62D3/123—Steering gears mechanical of rack-and-pinion type characterised by pressure yokes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16H55/283—Special devices for taking up backlash using pressure yokes
- F16H55/285—Special devices for taking up backlash using pressure yokes with rollers or balls to reduce friction
-
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- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T74/00—Machine element or mechanism
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- Y10T74/19642—Directly cooperating gears
- Y10T74/1967—Rack and pinion
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- Transportation (AREA)
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】ローラの軸遊びをなくし、ローラ及びヨーク構
成部分の寸法の僅かな変動には影響を受けず、かつ組立
が簡単な低摩擦ラックバーローラ支持体を有したステア
リングギヤを提供する。 【解決手段】ハウジング１２と、ラックバー１４と、ピ
ニオン１６と、支持ヨーク３０と、バネと、分割ローラ
３３，３４と、複数の軸受２０とを具備し、分割ローラ
３３，３４は軸断面が円錐状であり、ラックバー１４に
正接係合している。また、分割ローラ３３，３４は低摩
擦ラジアル軸受３６、低摩擦スラスト軸受４２を介して
支持アセンブリ２４に支持される。さらに、バネ２６は
分割ローラ３３，３４をラックバー１４に向けて押圧
し、ローラ間の隙間を規定するよう、作用する。
成部分の寸法の僅かな変動には影響を受けず、かつ組立
が簡単な低摩擦ラックバーローラ支持体を有したステア
リングギヤを提供する。 【解決手段】ハウジング１２と、ラックバー１４と、ピ
ニオン１６と、支持ヨーク３０と、バネと、分割ローラ
３３，３４と、複数の軸受２０とを具備し、分割ローラ
３３，３４は軸断面が円錐状であり、ラックバー１４に
正接係合している。また、分割ローラ３３，３４は低摩
擦ラジアル軸受３６、低摩擦スラスト軸受４２を介して
支持アセンブリ２４に支持される。さらに、バネ２６は
分割ローラ３３，３４をラックバー１４に向けて押圧
し、ローラ間の隙間を規定するよう、作用する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ローラを具備した
ラックバー支持体を用いたラック及びピニオンステアリ
ング装置に関する。
ラックバー支持体を用いたラック及びピニオンステアリ
ング装置に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】ラック及びピニオンス
テアリングギアでは、ラックバーの歯と噛み合う歯を有
するピニオンがステアリングホイール及びコラムアセン
ブリによって回転される際に、ラックバーはその軸線方
向に沿って横断する。一般に、支持ヨークは、ピニオン
の回転中のラック歯とピニオン歯との所望の噛み合いを
維持するため、ラックバーをピニオンの方に偏倚させて
いる。支持ヨークはまた、車両の車輪、懸架装置及びス
テアリングシステムのタイロッドを介して、道路の隆起
からラックバーへと伝達される衝撃負荷に対しても反応
する。
テアリングギアでは、ラックバーの歯と噛み合う歯を有
するピニオンがステアリングホイール及びコラムアセン
ブリによって回転される際に、ラックバーはその軸線方
向に沿って横断する。一般に、支持ヨークは、ピニオン
の回転中のラック歯とピニオン歯との所望の噛み合いを
維持するため、ラックバーをピニオンの方に偏倚させて
いる。支持ヨークはまた、車両の車輪、懸架装置及びス
テアリングシステムのタイロッドを介して、道路の隆起
からラックバーへと伝達される衝撃負荷に対しても反応
する。
【０００３】乗用車のような軽車両では、ラックバー
は、ラックバーの断面と相補的な形状のヨーク係合面に
よって係合される。ラックバーと支持ヨーク係合面との
間の摩擦は、ヨーク係合面に低摩擦表面被覆を施すこと
によって減らすことができる。支持ヨークとステアリン
グラックとの間の摩擦を最小にすることは、良好なステ
アリング感覚を達成するための重要な要素である。
は、ラックバーの断面と相補的な形状のヨーク係合面に
よって係合される。ラックバーと支持ヨーク係合面との
間の摩擦は、ヨーク係合面に低摩擦表面被覆を施すこと
によって減らすことができる。支持ヨークとステアリン
グラックとの間の摩擦を最小にすることは、良好なステ
アリング感覚を達成するための重要な要素である。
【０００４】普通サイズの商品集配用小型トラックや中
型営業用トラックのように、より重量のある車両は、よ
り大きいマスであるため、ヨーク−ラックバー接面に軽
車両よりも大きな負荷を有し、従って、より大きなそれ
に関連したステアリング摩擦負荷を有する。ラックバー
とヨーク支持体との間の摩擦負荷を減らすための一つの
手段は、ヨーク内にラックバーと係合するようなローラ
を配置することである。一般に、ローラは概略円柱形の
ラックバーと相補的な曲線状の外形状をしている。ロー
ラはヨークの二つの壁間にはめ込まれており、当該ロー
ラとヨークとの間に配されたスラストワッシャを具備し
ていてもよい。しかし、ヨークとローラとの知られたア
センブリは、組み立てられた構成部分の積み重なった公
差が、部品の面一合わせを与えることを極端に困難にす
るため、少量の前後方向軸遊び又は移動を受けやすくな
る。少量の軸遊びでさえも、質の低いことを指摘するも
のと認識される望まれない振動として、車両の運転手に
よって感知され得るので、望ましくない。ほとんど、も
しくは全く軸遊びを有さないアセンブリを提供するべ
く、部品が非常に精密な製造公差をもって作られ、注意
深く選択され得たとしても、寸法制御及び部品選択を介
して遊びを取り除くためには費用がかかる。ローラの各
端及び支持ヨーク間のバネ負荷は、軸遊びを緩和するた
めのものであり、取り除くためには用いられ得ない。
型営業用トラックのように、より重量のある車両は、よ
り大きいマスであるため、ヨーク−ラックバー接面に軽
車両よりも大きな負荷を有し、従って、より大きなそれ
に関連したステアリング摩擦負荷を有する。ラックバー
とヨーク支持体との間の摩擦負荷を減らすための一つの
手段は、ヨーク内にラックバーと係合するようなローラ
を配置することである。一般に、ローラは概略円柱形の
ラックバーと相補的な曲線状の外形状をしている。ロー
ラはヨークの二つの壁間にはめ込まれており、当該ロー
ラとヨークとの間に配されたスラストワッシャを具備し
ていてもよい。しかし、ヨークとローラとの知られたア
センブリは、組み立てられた構成部分の積み重なった公
差が、部品の面一合わせを与えることを極端に困難にす
るため、少量の前後方向軸遊び又は移動を受けやすくな
る。少量の軸遊びでさえも、質の低いことを指摘するも
のと認識される望まれない振動として、車両の運転手に
よって感知され得るので、望ましくない。ほとんど、も
しくは全く軸遊びを有さないアセンブリを提供するべ
く、部品が非常に精密な製造公差をもって作られ、注意
深く選択され得たとしても、寸法制御及び部品選択を介
して遊びを取り除くためには費用がかかる。ローラの各
端及び支持ヨーク間のバネ負荷は、軸遊びを緩和するた
めのものであり、取り除くためには用いられ得ない。
【０００５】ローラの軸遊びをなくし、ローラ及びヨー
ク構成部分の寸法の僅かな変動には影響を受けず、かつ
組立が簡単な低摩擦ラックバーローラ支持体を有したス
テアリングギアを提供することが要望される。
ク構成部分の寸法の僅かな変動には影響を受けず、かつ
組立が簡単な低摩擦ラックバーローラ支持体を有したス
テアリングギアを提供することが要望される。
【０００６】
【課題を解決するための手段】自動車用のステアリング
ギアは、ハウジングと、ラックバーと、ピニオンと、支
持ヨークと、バネと、分割ローラと、複数の軸受けとを
具備している。ラックバーは、ハウジング内で軸線に沿
って横断変位するように当該ハウジング内に摺動自在に
支持されている。ラックバーは第一の側面に歯を有して
いる。ピニオンは、ラックバーの歯と駆動的に噛み合う
歯を有している。ピニオンは、ハウジング内に回転自在
に支持されている。ピニオンの回転によって、ラックバ
ーは軸線に沿って横断変位する。支持ヨークは、ラック
バーの歯に実質的に対向するラックバーの側面に向かっ
て移動するようにハウジング内に摺動自在に配されてい
る。支持ヨークは、二つの対向した軸受けスラスト面、
もしくは単に軸受け面を規定しながら、ラックバーに向
かって開口されている開口を有している。バネは、ハウ
ジングと支持ヨークとの間に配され、支持ヨークをラッ
クバーの方に偏倚させる。分割ローラは第一分割ローラ
部と第二分割ローラ部とを含む。第一分割ローラ部は実
質的に円錐形であり、軸受け面の一つに近接して配され
た大径側面を有する。第一分割ローラ部は、軸受け面の
一つに回転自在に配されており、該軸受け面の一つに向
かって軸線方向に摺動自在であり、また、ラックバーに
正接係合している。第二分割ローラ部もまた、軸受け面
の他の一つに近接して配された大径側面を有して、実質
的に円錐形である。第二分割ローラ部は、軸受け面の他
の一つに回転自在に配されており、該軸受け面の他の一
つに向かって軸線方向に摺動自在であり、また、ラック
バーに正接係合している。低摩擦ラジアル軸受けは、ダ
ウエルピンとローラ部との間に配されている。低摩擦ス
ラスト軸受けは、ローラ部と支持ヨークの軸受け面との
間に軸線方向に配されている。バネは、ローラ部をラッ
クバーに対して押圧し、ローラを互いに離反させ、それ
によりその間に隙間を規定し、そして、ワッシャを支持
ヨークの軸受け面に対して押圧するように、支持ヨーク
に対して作用する。
ギアは、ハウジングと、ラックバーと、ピニオンと、支
持ヨークと、バネと、分割ローラと、複数の軸受けとを
具備している。ラックバーは、ハウジング内で軸線に沿
って横断変位するように当該ハウジング内に摺動自在に
支持されている。ラックバーは第一の側面に歯を有して
いる。ピニオンは、ラックバーの歯と駆動的に噛み合う
歯を有している。ピニオンは、ハウジング内に回転自在
に支持されている。ピニオンの回転によって、ラックバ
ーは軸線に沿って横断変位する。支持ヨークは、ラック
バーの歯に実質的に対向するラックバーの側面に向かっ
て移動するようにハウジング内に摺動自在に配されてい
る。支持ヨークは、二つの対向した軸受けスラスト面、
もしくは単に軸受け面を規定しながら、ラックバーに向
かって開口されている開口を有している。バネは、ハウ
ジングと支持ヨークとの間に配され、支持ヨークをラッ
クバーの方に偏倚させる。分割ローラは第一分割ローラ
部と第二分割ローラ部とを含む。第一分割ローラ部は実
質的に円錐形であり、軸受け面の一つに近接して配され
た大径側面を有する。第一分割ローラ部は、軸受け面の
一つに回転自在に配されており、該軸受け面の一つに向
かって軸線方向に摺動自在であり、また、ラックバーに
正接係合している。第二分割ローラ部もまた、軸受け面
の他の一つに近接して配された大径側面を有して、実質
的に円錐形である。第二分割ローラ部は、軸受け面の他
の一つに回転自在に配されており、該軸受け面の他の一
つに向かって軸線方向に摺動自在であり、また、ラック
バーに正接係合している。低摩擦ラジアル軸受けは、ダ
ウエルピンとローラ部との間に配されている。低摩擦ス
ラスト軸受けは、ローラ部と支持ヨークの軸受け面との
間に軸線方向に配されている。バネは、ローラ部をラッ
クバーに対して押圧し、ローラを互いに離反させ、それ
によりその間に隙間を規定し、そして、ワッシャを支持
ヨークの軸受け面に対して押圧するように、支持ヨーク
に対して作用する。
【０００７】低摩擦ラックバー支持体を有したステアリ
ングギアは、低摩擦支持体を有したラックバーを提供
し、ローラの軸遊びを取り除く分割ローラを据えられた
ヨークを有するとして開示される。分割ローラは、容易
にラックバー支持体内に組み立てられる。軸遊びを取り
除くことにより、ラックの前後の移動によって起こる振
動が取り除かれる。ヨーク及びローラの寸法の僅かな変
動に対するラックバー支持体の影響は取り除かれる。
ングギアは、低摩擦支持体を有したラックバーを提供
し、ローラの軸遊びを取り除く分割ローラを据えられた
ヨークを有するとして開示される。分割ローラは、容易
にラックバー支持体内に組み立てられる。軸遊びを取り
除くことにより、ラックの前後の移動によって起こる振
動が取り除かれる。ヨーク及びローラの寸法の僅かな変
動に対するラックバー支持体の影響は取り除かれる。
【０００８】
【発明の実施の形態】一例となるラック及びピニオンス
テアリングギア１０は、図１に、断面図で示されてい
る。ハウジング１２は、ラックバー１４及びピニオン１
６を囲み、それらの支持を補助する。ピニオン１６は、
ラックバー１４の一方の側面に配されたラック歯１８と
駆動的に噛み合う歯１７を有している。ピニオン１６
は、ハウジング１２内に据えられた転動体軸受け２０に
よって２カ所で支持されているように示されている。ピ
ニオン１６は転動体軸受けによって支持される必要はな
く、代わりに低摩擦ブッシュによって支持され得ること
は理解されるであろう。シールアセンブリ２２は、ピニ
オン１６のスプライン付端部２３に近接して配される。
スプライン付端部２３は、パワーステアリング補助機構
（図示せず）及び／又はステアリングホイール及びコラ
ムアセンブリ（図示せず）に駆動的に連結されている。
テアリングギア１０は、図１に、断面図で示されてい
る。ハウジング１２は、ラックバー１４及びピニオン１
６を囲み、それらの支持を補助する。ピニオン１６は、
ラックバー１４の一方の側面に配されたラック歯１８と
駆動的に噛み合う歯１７を有している。ピニオン１６
は、ハウジング１２内に据えられた転動体軸受け２０に
よって２カ所で支持されているように示されている。ピ
ニオン１６は転動体軸受けによって支持される必要はな
く、代わりに低摩擦ブッシュによって支持され得ること
は理解されるであろう。シールアセンブリ２２は、ピニ
オン１６のスプライン付端部２３に近接して配される。
スプライン付端部２３は、パワーステアリング補助機構
（図示せず）及び／又はステアリングホイール及びコラ
ムアセンブリ（図示せず）に駆動的に連結されている。
【０００９】図３に最良に示されている支持アセンブリ
２４は、ピニオン１６及びラック歯１８に対向するラッ
クバー１４の側面と係合している。圧縮コイル予圧バネ
２６は、支持アセンブリ２４を偏倚させ、ラックバー１
４と係合させる。バネ２６は、ハウジング１２に螺合す
るキャップ２８によって保持される。バネ２６は、キャ
ップ２８を介してハウジング１２に対して反力を与え
る。支持アセンブリ２４とキャップ２８の端との間には
隙間がある。
２４は、ピニオン１６及びラック歯１８に対向するラッ
クバー１４の側面と係合している。圧縮コイル予圧バネ
２６は、支持アセンブリ２４を偏倚させ、ラックバー１
４と係合させる。バネ２６は、ハウジング１２に螺合す
るキャップ２８によって保持される。バネ２６は、キャ
ップ２８を介してハウジング１２に対して反力を与え
る。支持アセンブリ２４とキャップ２８の端との間には
隙間がある。
【００１０】支持アセンブリ２４は、実質的に円筒形で
ある支持ヨーク３０と、支持ヨーク３０内に固定されて
横断的に配されたダウエルピン３２と、実質的に円錐形
で、ダウエルピン３２上に回転自在に据えられた一対の
ローラ部３４からなる分割ローラ３３とを含む。ダウエ
ルピン３２は、軸方向に配列されたボア３５のうちの少
なくとも一つに押圧嵌合されて、当該ボア３５に配され
ている。ローラ部３４の大径端部は、双方とも、互いに
対して外側か、もしくは末端に配されている。分割ロー
ラ部３４は双方とも、ラックバー１４と正接的に係合し
ている。３層の低摩擦物質で形成されたブッシュ３６
は、ローラ３４のボア３８内に配されている。ボア３８
は、図２に最良に示されているように、ブッシュ３６と
一体的に回転するように圧入嵌合関係で、ブッシュ３６
を受容する大きさである。ローラ３４の夫々は、支持ヨ
ーク３０に向かって配された突出スラストショルダ４０
を有している。ショルダ４０は任意的であり、本来、支
持ヨーク３０の形状と相補的な形状を与えるためにここ
に用いられる。ワッシャ４２もまた、３層の低摩擦物質
で形成されており、ショルダ４０とヨーク３０との間に
配される。ブッシュ３６及びワッシャは、夫々、ラジア
ル負荷軸受け及びスラスト負荷軸受けとして用いられ
る。３層の物質は、第１層として鋼帯、第２層として焼
結銅被覆、第３層としてポリテトラフルオロエチレン
（ＰＴＦＥ）被覆を含む。それらの物質はよく知られて
おり、多数の製造元から商業的に入手可能である。前記
の物質で製造されたブッシュ及びワッシャは、本発明の
譲受人であるオイレスアメリカコーポレーションから入
手可能である。ブッシュの一例には、オイレスＮｏ．Ｌ
ＦＢ−０９１０がある。ワッシャの物質の一例には、オ
イレスＮｏ．８００ＬＦがある。異なる大きさやタイプ
の別のブッシュ及びワッシャが、本発明の範囲内で使用
されてもよいことは理解されるであろう。同様に、低摩
擦プラスチックや自己潤滑プラスチックのような代わり
の低摩擦物質も用いられ得る。１つの好ましい具体例と
しては、図３及び図４に見られるように、ブッシュ３６
とワッシャ４２とは、好ましくは同じ３層の低摩擦物質
によって形成された一体の単一鍔付ブッシュ４４に一体
化される。鍔付ブッシュの一例には、オイレスＮｏ．Ｌ
ＦＦ−０９１０がある。
ある支持ヨーク３０と、支持ヨーク３０内に固定されて
横断的に配されたダウエルピン３２と、実質的に円錐形
で、ダウエルピン３２上に回転自在に据えられた一対の
ローラ部３４からなる分割ローラ３３とを含む。ダウエ
ルピン３２は、軸方向に配列されたボア３５のうちの少
なくとも一つに押圧嵌合されて、当該ボア３５に配され
ている。ローラ部３４の大径端部は、双方とも、互いに
対して外側か、もしくは末端に配されている。分割ロー
ラ部３４は双方とも、ラックバー１４と正接的に係合し
ている。３層の低摩擦物質で形成されたブッシュ３６
は、ローラ３４のボア３８内に配されている。ボア３８
は、図２に最良に示されているように、ブッシュ３６と
一体的に回転するように圧入嵌合関係で、ブッシュ３６
を受容する大きさである。ローラ３４の夫々は、支持ヨ
ーク３０に向かって配された突出スラストショルダ４０
を有している。ショルダ４０は任意的であり、本来、支
持ヨーク３０の形状と相補的な形状を与えるためにここ
に用いられる。ワッシャ４２もまた、３層の低摩擦物質
で形成されており、ショルダ４０とヨーク３０との間に
配される。ブッシュ３６及びワッシャは、夫々、ラジア
ル負荷軸受け及びスラスト負荷軸受けとして用いられ
る。３層の物質は、第１層として鋼帯、第２層として焼
結銅被覆、第３層としてポリテトラフルオロエチレン
（ＰＴＦＥ）被覆を含む。それらの物質はよく知られて
おり、多数の製造元から商業的に入手可能である。前記
の物質で製造されたブッシュ及びワッシャは、本発明の
譲受人であるオイレスアメリカコーポレーションから入
手可能である。ブッシュの一例には、オイレスＮｏ．Ｌ
ＦＢ−０９１０がある。ワッシャの物質の一例には、オ
イレスＮｏ．８００ＬＦがある。異なる大きさやタイプ
の別のブッシュ及びワッシャが、本発明の範囲内で使用
されてもよいことは理解されるであろう。同様に、低摩
擦プラスチックや自己潤滑プラスチックのような代わり
の低摩擦物質も用いられ得る。１つの好ましい具体例と
しては、図３及び図４に見られるように、ブッシュ３６
とワッシャ４２とは、好ましくは同じ３層の低摩擦物質
によって形成された一体の単一鍔付ブッシュ４４に一体
化される。鍔付ブッシュの一例には、オイレスＮｏ．Ｌ
ＦＦ−０９１０がある。
【００１１】実質的に長方形の開口又は貫通路４６は、
支持ヨーク３０を、ラックバー１４とダウエルピン３２
との双方に実質的に直交する方向に貫通している。開口
４６の形は異なっても良いことは理解されるであろう。
例えば、二つの側面のみにおいて平面であっても良い。
開口４６が貫通路であることは、本発明の作用において
重要な特徴ではないが、支持ヨーク３０の製造を容易に
する。対向的に配置された軸受け溝４８は、通路４６の
対向した側面に沿って伸びている。示された実施例中で
は、軸受け溝４８は、一対の対向的に配置された軸受け
面５０を規定する。溝４８の構成は、支持ヨーク３０の
構造的完全性に関する設計的選択事項である。本発明
は、ショルダを具備しなくても同様に好ましく実施され
る。
支持ヨーク３０を、ラックバー１４とダウエルピン３２
との双方に実質的に直交する方向に貫通している。開口
４６の形は異なっても良いことは理解されるであろう。
例えば、二つの側面のみにおいて平面であっても良い。
開口４６が貫通路であることは、本発明の作用において
重要な特徴ではないが、支持ヨーク３０の製造を容易に
する。対向的に配置された軸受け溝４８は、通路４６の
対向した側面に沿って伸びている。示された実施例中で
は、軸受け溝４８は、一対の対向的に配置された軸受け
面５０を規定する。溝４８の構成は、支持ヨーク３０の
構造的完全性に関する設計的選択事項である。本発明
は、ショルダを具備しなくても同様に好ましく実施され
る。
【００１２】鍔付ブッシュを用いることは、支持アセン
ブリ２４の組立をきわめて容易にするという点で特に優
れている。ワッシャ４２が用いられる場合に、支持アセ
ンブリ２４を組み立てることは、二つのワッシャと二つ
のローラ部とのアラインメントと、ボア３５とが一直線
上に配列されるように、軸受け面間にワッシャ４２とロ
ーラ部３４とを位置決めすることと、そのアラインメン
トを維持しつつ、ワッシャ４２とローラ部３４とを捕ら
えるようにピン３２をボア３５内に圧入することとが要
求される。ワッシャは比較的薄く、ワッシャを一直線上
に並ぶ位置に保持したり動かしたりするのがより困難に
なるため、作業上の特別な問題も当該ワッシャによって
起こる。さらに、ＰＴＦＥ被覆が係合面５０に向けられ
た状態をもってワッシャは好ましく正しく配向されなけ
ればならない。それらの組立の問題は、鍔付ブッシュの
使用によって減らされるか、もしくは取り除かれる。一
直線上に配列されなければならない部品の数は半減さ
れ、ワッシャを取り扱いそして配向させる問題は取り除
かれる。
ブリ２４の組立をきわめて容易にするという点で特に優
れている。ワッシャ４２が用いられる場合に、支持アセ
ンブリ２４を組み立てることは、二つのワッシャと二つ
のローラ部とのアラインメントと、ボア３５とが一直線
上に配列されるように、軸受け面間にワッシャ４２とロ
ーラ部３４とを位置決めすることと、そのアラインメン
トを維持しつつ、ワッシャ４２とローラ部３４とを捕ら
えるようにピン３２をボア３５内に圧入することとが要
求される。ワッシャは比較的薄く、ワッシャを一直線上
に並ぶ位置に保持したり動かしたりするのがより困難に
なるため、作業上の特別な問題も当該ワッシャによって
起こる。さらに、ＰＴＦＥ被覆が係合面５０に向けられ
た状態をもってワッシャは好ましく正しく配向されなけ
ればならない。それらの組立の問題は、鍔付ブッシュの
使用によって減らされるか、もしくは取り除かれる。一
直線上に配列されなければならない部品の数は半減さ
れ、ワッシャを取り扱いそして配向させる問題は取り除
かれる。
【００１３】ローラ部３４は、実質的に、開口４６内に
配される。ダウエルピン３２は軸受け面５０間に伸びて
いる。スラストショルダ４０の径によって溝４８に関し
て、隙間ができる。双方の溝４８の深さはワッシャ４２
とショルダ４０との合計の厚さ、もしくはブッシュ４４
の鍔とショルダ４０との合計の厚さよりも少ない。上述
した溝の深さによって、ローラ部３４の外径部とヨーク
３０との係合が妨げられる。ローラ部３４は、ラックバ
ー１４の横断面形状に相補的な凹形断面の形状を有した
ローラ面５２を有する。ローラ部３４の断面の径は、ラ
ックバー１４の径よりも若干大きい。その結果生じる単
一の点接触は、部品間の接触が起こる場所上で制御でき
るようになる。ローラ部３４とラックバー１４とは、特
定の硬さでなければならない。ローラ部が破損するのを
防ぐため、ローラ部３４は、ラックバー１４よりも硬く
なければならない。長期の使用で、ラックバー及び／又
はローラの変形と共に、接触範囲は、広がり、あるいは
曖昧になり得る。
配される。ダウエルピン３２は軸受け面５０間に伸びて
いる。スラストショルダ４０の径によって溝４８に関し
て、隙間ができる。双方の溝４８の深さはワッシャ４２
とショルダ４０との合計の厚さ、もしくはブッシュ４４
の鍔とショルダ４０との合計の厚さよりも少ない。上述
した溝の深さによって、ローラ部３４の外径部とヨーク
３０との係合が妨げられる。ローラ部３４は、ラックバ
ー１４の横断面形状に相補的な凹形断面の形状を有した
ローラ面５２を有する。ローラ部３４の断面の径は、ラ
ックバー１４の径よりも若干大きい。その結果生じる単
一の点接触は、部品間の接触が起こる場所上で制御でき
るようになる。ローラ部３４とラックバー１４とは、特
定の硬さでなければならない。ローラ部が破損するのを
防ぐため、ローラ部３４は、ラックバー１４よりも硬く
なければならない。長期の使用で、ラックバー及び／又
はローラの変形と共に、接触範囲は、広がり、あるいは
曖昧になり得る。
【００１４】支持ヨーク３０は、ハウジング１２の径方
向内方向に突出しているアラインメント機構５６を受容
するように、対向して配された一対の切り欠き５４を有
する。切り欠き５４とアラインメント機構５６とは、取
付中の支持アセンブリ２４の正確な配向を確保し、ステ
アリングギア１０の組み立て中、支持アセンブリ２４を
所望の配向に維持する。切り欠き５４とアラインメント
機構５６の設置は、本発明の機能上不可欠なものではな
く、設計的選択事項である。もしアラインメント機構５
６が具備されず、ハウジング１２とヨーク３０との間に
十分な径方向のクリアランスがあれば、支持ヨーク３０
は、ラックバー１４に対するローラ部３４の反作用の結
果として自然に所望のアラインメント位置に回転する。
支持ヨーク３０もまた、ラックバー１４が支持アセンブ
リ２４と接触しているのはローラ部３４だけであること
を確保するために十分な大きさのクリアランスアーチ５
８を有する。
向内方向に突出しているアラインメント機構５６を受容
するように、対向して配された一対の切り欠き５４を有
する。切り欠き５４とアラインメント機構５６とは、取
付中の支持アセンブリ２４の正確な配向を確保し、ステ
アリングギア１０の組み立て中、支持アセンブリ２４を
所望の配向に維持する。切り欠き５４とアラインメント
機構５６の設置は、本発明の機能上不可欠なものではな
く、設計的選択事項である。もしアラインメント機構５
６が具備されず、ハウジング１２とヨーク３０との間に
十分な径方向のクリアランスがあれば、支持ヨーク３０
は、ラックバー１４に対するローラ部３４の反作用の結
果として自然に所望のアラインメント位置に回転する。
支持ヨーク３０もまた、ラックバー１４が支持アセンブ
リ２４と接触しているのはローラ部３４だけであること
を確保するために十分な大きさのクリアランスアーチ５
８を有する。
【００１５】分割ローラの利点は、分割ローラが装置さ
れているステアリングギア１０の動作に照らしてみれば
より理解される。ラック及びピニオンステアリングギア
１０の動作は、分割ローラの利点をよりよく例解するた
めにこれから説明される。
れているステアリングギア１０の動作に照らしてみれば
より理解される。ラック及びピニオンステアリングギア
１０の動作は、分割ローラの利点をよりよく例解するた
めにこれから説明される。
【００１６】ピニオン１６は、パワーステアリング補助
機構（図示せず）及び／又はステアリングコラム（図示
せず）を介してピニオン１６に連結されているステアリ
ングホイールを回転させる車両運転者によって選択的に
回転される。ピニオン歯１７とラック歯１８との間の駆
動的噛合によって、ラックバー１４は、その軸線沿いに
横断変位する。ローラ部３４は、ラックバー１４が変位
されると、ピン３２の周りを回転する。しかし、ピニオ
ン歯１７とラック歯１８との間の駆動的噛合はまた、ラ
ックバー１４とピニオン１６とを互いに離反移動させよ
うとする分離力をも惹起させる。タイロッドを介して伝
達される懸架負荷は、ラックバー１４をピニオン１６か
ら離反移動させようとする力の追加要因である。
機構（図示せず）及び／又はステアリングコラム（図示
せず）を介してピニオン１６に連結されているステアリ
ングホイールを回転させる車両運転者によって選択的に
回転される。ピニオン歯１７とラック歯１８との間の駆
動的噛合によって、ラックバー１４は、その軸線沿いに
横断変位する。ローラ部３４は、ラックバー１４が変位
されると、ピン３２の周りを回転する。しかし、ピニオ
ン歯１７とラック歯１８との間の駆動的噛合はまた、ラ
ックバー１４とピニオン１６とを互いに離反移動させよ
うとする分離力をも惹起させる。タイロッドを介して伝
達される懸架負荷は、ラックバー１４をピニオン１６か
ら離反移動させようとする力の追加要因である。
【００１７】転動体軸受け２０は、ピニオンにかかる分
離力に抗し、ピニオン１６の位置を保つ。
離力に抗し、ピニオン１６の位置を保つ。
【００１８】支持アセンブリ２４に対して作用するバネ
２６は、ラックバー１４をピニオン１６から離反変位さ
せようとする力に抗する際に、ラックバー１４を補助す
る。ローラ部３４はラックバー１４に対して付勢され
る。ローラ部３４に対するラックバーの反力は、図５に
示されているように、力ベクトル６０として近似され得
る。対向して配向された外方に向けられた力ベクトル部
分６２は、ローラ部３４を軸受け面５０に対して偏倚さ
せ、ローラ部３４が軸受け面５０に向かって押圧されて
いる状態を保つ。外方に向けられた力ベクトル６２は、
ローラ部３４と軸受け面５０との間のいかなる分離をも
妨げるため、ローラ部と軸受け面５０との再係合によっ
て起こる機械的振動の発生をも防ぐことになる。
２６は、ラックバー１４をピニオン１６から離反変位さ
せようとする力に抗する際に、ラックバー１４を補助す
る。ローラ部３４はラックバー１４に対して付勢され
る。ローラ部３４に対するラックバーの反力は、図５に
示されているように、力ベクトル６０として近似され得
る。対向して配向された外方に向けられた力ベクトル部
分６２は、ローラ部３４を軸受け面５０に対して偏倚さ
せ、ローラ部３４が軸受け面５０に向かって押圧されて
いる状態を保つ。外方に向けられた力ベクトル６２は、
ローラ部３４と軸受け面５０との間のいかなる分離をも
妨げるため、ローラ部と軸受け面５０との再係合によっ
て起こる機械的振動の発生をも防ぐことになる。
【００１９】ホイールの一つが隆起か穴にぶつかったと
きに生じるであろうラックバー１４に入力される前後方
向の力は、ハウジング１２内のラックバー１４を、ダウ
エルピン３２と平行な方向に動かそうとする。一体型ロ
ーラを用いると、これにより、ステアリングギア１０内
に所望でない振動を発生させることになるだろう。しか
し、分割ローラ３３を具備したステアリング１０では、
力６２によって、ローラ部３４が常に軸受け面５０に押
しつけられているため、このような振動は発生しない。
支持ヨーク３０の剛性特性は、ローラ部３４の外方向移
動を規制することにより、ピニオン１６からのラックバ
ー１４の離反移動を更に規制する。従って、ラックバー
１４に加わる前後の懸架負荷は、ラックバー１４の前後
の移動を引き起こすことはなく、ラックバー１４の前後
の移動を規制する知られた方法よりも明らかに改善され
ている。
きに生じるであろうラックバー１４に入力される前後方
向の力は、ハウジング１２内のラックバー１４を、ダウ
エルピン３２と平行な方向に動かそうとする。一体型ロ
ーラを用いると、これにより、ステアリングギア１０内
に所望でない振動を発生させることになるだろう。しか
し、分割ローラ３３を具備したステアリング１０では、
力６２によって、ローラ部３４が常に軸受け面５０に押
しつけられているため、このような振動は発生しない。
支持ヨーク３０の剛性特性は、ローラ部３４の外方向移
動を規制することにより、ピニオン１６からのラックバ
ー１４の離反移動を更に規制する。従って、ラックバー
１４に加わる前後の懸架負荷は、ラックバー１４の前後
の移動を引き起こすことはなく、ラックバー１４の前後
の移動を規制する知られた方法よりも明らかに改善され
ている。
【００２０】低摩擦特徴を有したブッシュ４４の鍔部も
しくはワッシャ４２は、軸受け面５０とショルダ４０の
スラスト面との双方が、その部品間の負荷とそれら間の
相対回転との共同動作により破損されることから保護す
る。ボア３８内に配されたブッシュ４４の部分又はブッ
シュ３６は、夫々が、バネ２６によって加えられる力の
半分に実質的に略等しい、ピン３２に直交する力ベクト
ル６０の一部６４に相当する径方向負荷を支持する。
しくはワッシャ４２は、軸受け面５０とショルダ４０の
スラスト面との双方が、その部品間の負荷とそれら間の
相対回転との共同動作により破損されることから保護す
る。ボア３８内に配されたブッシュ４４の部分又はブッ
シュ３６は、夫々が、バネ２６によって加えられる力の
半分に実質的に略等しい、ピン３２に直交する力ベクト
ル６０の一部６４に相当する径方向負荷を支持する。
【図１】分割ローラ支持体を有したラック及びピニオン
ステアリングギアの断面図である。
ステアリングギアの断面図である。
【図２】ローラ、ブッシュ及びワッシャの斜視図であ
る。
る。
【図３】一体的単一ブッシュ及びワッシャを有する、図
１の支持アセンブリ及びラックバーの詳細図である。
１の支持アセンブリ及びラックバーの詳細図である。
【図４】矢印４の方向から見た図３の支持アセンブリの
端面図である。
端面図である。
【図５】図３の支持アセンブリ及びラックバーの一部拡
大図である。
大図である。
１０ ラック及びピニオンステアリングギア １２ ハウジング １４ ラックバー １６ ピニオン １７ ピニオン歯 １８ ラック歯 ２４ 支持アセンブリ ３０ 支持ヨーク ３３ 分割ローラ ３４ 分割ローラ部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 599014644 39500 ＯＲＣＨＡＲＤ ＨＩＬＬ ＰＬ ＡＣＥ ＤＲＩＶＥ， ＳＵＩＴＥ 370, ＮＯＶＩ， ＭＩＣＨＩＧＡＮ 48375, Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 加藤 和夫 アメリカ合衆国 ミシガン州48322，ウェ スト ブルームフィールド，シルバー ブ ルック ウェスト6178番 (72)発明者 ブライアント，ヴァーノン エイチ. アメリカ合衆国 ロード アイランド州 02806，バーリントン，シャンティリー ドライブ12番
Claims (6)
- 【請求項１】 ハウジングと、 ハウジング内に、軸線に沿って当該ハウジング内におい
て横断変位するように摺動自在に支持されており、一方
の側面に歯を有したラックバーと、 ラックバーの歯と駆動的に噛み合う歯を有して、ハウジ
ング内に回転自在に支持されており、回転により軸線に
沿ってラックバーを横断的に変位させるピニオンと、 ハウジング内に、ラックバーの歯と実質的に対向するラ
ックバーの側面に向かって動くように摺動自在に配され
ており、二つの対向した軸受け面を規定して、ラックバ
ーに向かって開口している開口を有した支持ヨークと、 支持ヨークをラックバーに向かって偏倚させて、ハウジ
ングと支持ヨークとの間に配されているバネと、 軸受け面の一つに近接して位置した大径側面を有する実
質的に円錐形であり、該軸受け面の一つに回転自在に配
されて、ラックバーと正接係合している第一分割ローラ
部と、 軸受け面の他の一つに近接して位置した大径側面を有す
る実質的に円錐形であり、該軸受け面の他の一つに回転
自在に配されて、ラックバーと正接係合している第二分
割ローラ部とを含む分割ローラと、 ダウエルピンとローラ部の夫々との間に配された低摩擦
ラジアル軸受けと、 ローラ部と支持ヨークの軸受け面との間に軸線方向に配
された低摩擦スラスト軸受けとを具備し、 バネは、分割ローラをラックバーに対して押圧するよう
に支持ヨークに対して作用し、ローラ部間に隙間を規定
し、スラスト軸受けを支持ヨークの軸受け面に対して押
圧するように、分割ローラの当該ローラ部をお互いから
離反させる自動車用ステアリングギア。 - 【請求項２】 ラジアル軸受けが低摩擦ブッシュである
請求項１に記載の自動車用ステアリングギア。 - 【請求項３】 スラスト軸受けが低摩擦ワッシャである
請求項１又は２に記載の自動車用ステアリングギア。 - 【請求項４】 分割ローラ部の夫々と協動するラジアル
軸受けとスラスト軸受けとが、一体の単体低摩擦鍔付ブ
ッシュによって規定される請求項１から３のいずれか一
項に記載の自動車用ステアリングギア。 - 【請求項５】 分割ローラ部の双方が、ラックバーの横
断面と相補的な凹状断面を有している請求項１から４の
いずれか一項に記載の自動車用ステアリングギア。 - 【請求項６】 ハウジングと、 ハウジング内に、軸線に沿って当該ハウジング内におい
て横断変位するように摺動自在に支持されており、一方
の側面に歯を有したラックバーと、 ラックバーの歯と駆動的に噛み合う歯を有して、ハウジ
ング内に回転自在に支持されており、回転により軸線に
沿ってラックバーを横断的に変位させるピニオンと、 ハウジング内に、ラックバーの歯と実質的に対向するラ
ックバーの側面に向かって動くように摺動自在に配され
ており、二つの対向した軸受け面を規定して、ラックバ
ーに向かって開口している開口を有した支持ヨークと、 支持ヨークをラックバーに向かって偏倚させて、ハウジ
ングと支持ヨークとの間に配されているバネと、 支持ヨークに固定され、該支持ヨークによって固定的に
支持されており、ラックバーに実質的に直交する軸受け
面間の中央開口を横切って伸びているダウエルピンと、 軸受け面の一つに近接して位置した大径側面を有する実
質的に円錐形であり、ダウエルピンに回転自在にかつ軸
線方向に摺動自在に配されて、ラックバーと正接係合し
ている第一分割ローラ部と、 軸受け面の他の一つに近接して位置した大径側面を有す
る実質的に円錐形であり、ダウエルピンに回転自在にか
つ軸線方向に摺動自在に配されて、ラックバーと正接係
合している第二分割ローラ部とを有する分割ローラと、 分割ローラ部の夫々の軸ボアに部分的に配されており、
鍔部が分割ローラ部の夫々の大径の側面に配されている
低摩擦鍔付ブッシュとを具備し、 バネは、分割ローラをラックバーに対して押圧するよう
に支持ヨークに対して作用し、ローラ部を、当該ローラ
部間に隙間を規定するように、お互いから離反させ、支
持ヨークの軸受け面に対して鍔部を押圧させる自動車用
ステアリングギア。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/018,863 US5983742A (en) | 1998-02-05 | 1998-02-05 | Rack and pinion steering device with split roller rack bar support |
| US09/018863 | 1998-02-05 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11286277A true JPH11286277A (ja) | 1999-10-19 |
| JPH11286277A5 JPH11286277A5 (ja) | 2006-03-23 |
Family
ID=21790155
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11025239A Pending JPH11286277A (ja) | 1998-02-05 | 1999-02-02 | 分割ロ―ララックバ―支持体を具備したラック及びピニオンステアリング装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5983742A (ja) |
| EP (1) | EP0934863B1 (ja) |
| JP (1) | JPH11286277A (ja) |
| DE (1) | DE69906839T2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006282103A (ja) * | 2005-04-04 | 2006-10-19 | Nsk Ltd | ラックピニオン式ステアリングギヤ |
| KR101146936B1 (ko) * | 2011-10-28 | 2012-05-22 | 한국델파이주식회사 | 스티어링 기어의 랙 바 지지 장치 |
| WO2012157605A1 (ja) * | 2011-05-13 | 2012-11-22 | 日本精工株式会社 | ラックアンドピニオン式ステアリングギヤユニット |
| WO2025078499A1 (de) * | 2023-10-12 | 2025-04-17 | Brose Fahrzeugteile SE & Co. Kommanditgesellschaft, Würzburg | Elektrischer antrieb für ein kraftfahrzeug |
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| KR20030081806A (ko) * | 2002-04-13 | 2003-10-22 | 주식회사 만도 | 차량용 스티어링 시스템의 랙바 지지장치 |
| KR100746719B1 (ko) * | 2002-06-28 | 2007-08-06 | 주식회사 만도 | 차량용 스티어링 시스템의 랙바 지지장치 |
| JP2004075000A (ja) * | 2002-08-22 | 2004-03-11 | Nsk Ltd | ステアリング装置 |
| AU2003242156A1 (en) * | 2002-12-03 | 2004-06-23 | Nsk Ltd. | Electric power steering device |
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| DE102010051728A1 (de) | 2010-11-19 | 2012-05-24 | Thyssenkrupp Presta Ag | Rollengelagerte Zahnstangenführung |
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-
1999
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