JPH1199953A - ラック・ピニオン式ステアリング装置 - Google Patents

ラック・ピニオン式ステアリング装置

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JPH1199953A
JPH1199953A JP9264001A JP26400197A JPH1199953A JP H1199953 A JPH1199953 A JP H1199953A JP 9264001 A JP9264001 A JP 9264001A JP 26400197 A JP26400197 A JP 26400197A JP H1199953 A JPH1199953 A JP H1199953A
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JP
Japan
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rack
shaft
auxiliary shaft
rack shaft
pinion
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JP9264001A
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English (en)
Inventor
Keita Ozeki
啓太 尾関
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TRW Automotive Japan Co Ltd
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TRW Automotive Japan Co Ltd
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D7/00Steering linkage; Stub axles or their mountings
    • B62D7/22Arrangements for reducing or eliminating reaction, e.g. vibration, from parts, e.g. wheels, of the steering system
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/06Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle
    • B62D5/20Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle specially adapted for particular type of steering gear or particular application
    • B62D5/22Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle specially adapted for particular type of steering gear or particular application for rack-and-pinion type

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Pivots And Pivotal Connections (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】異音や振動の発生を低減したラック・ピニオン
式ステアリング装置を得る。 【解決手段】ラック軸10を往復運動可能に支持した装
置本体1に補助軸36をラック軸10と平行に所定間隔
で設けられた一対の軸受け32,34により摺動可能に
支持する。ラック軸10の端に球状部60を形成し、球
状部60を連結部材58に揺動可能に嵌着して、ラック
軸10の端と連結部材58とを連結する。また、補助軸
36の端を連結部材58に固定し、補助軸36に一対の
軸受け32,34の間でボールジョイント42,44を
介して左右のタイロッド38,40を連結した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ラック・ピニオン
機構により操舵輪の回転運動を直線運動に変換し、タイ
ロッドを介して車輪を旋回させるラック・ピニオン式ス
テアリング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、ラック・ピニオン式ステアリ
ング装置では、図3に示すように、ラック軸100が装
置本体102に摺動可能に支持されており、ラック軸1
00の一端に取り付けられたピストン104がシリンダ
チューブ106内を摺動可能に挿入されている。図示し
ない操舵輪の回転により、入力軸108が回転し、ラッ
ク・ピニオン機構110により回転運動がラック軸10
0の直線運動に変換される。その際、回転方向に応じて
ピストン104に油圧が作用して、ラック軸100の直
線運動をアシストするように構成されている。
【0003】また、装置本体102には、軸方向に沿っ
てスリット112が形成されており、スリット112に
はラック軸100に取り付けられたキー部材114が摺
動可能に嵌入されている。キー部材114にはそれぞれ
左右のタイロッド116,118がボールジョイント1
20,122を介して取り付けられている。尚、スリッ
ト112を覆うように蛇腹124が装置本体102に取
り付けられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
た従来のものでは、操舵輪の操作時の反力、車輪からの
キックバック等により、左右のタイロッド116,11
8を介してラック軸100に回転モーメントが作用する
が、この回転モーメントは、スリット112に嵌入され
たキー部材114により受ける。
【0005】キー部材114がスリット112内を摺動
するためには、キー部材114とスリット112の内壁
との間に適度なクリアランスが必要であり、また、ラッ
ク・ピニオン機構110での図示しないラックとピニオ
ンとの噛み合いにも適度なクリアランスが必要である。
【0006】例えば、キー部材114とスリット112
とのクリアランスを少なくすると、ラックとピニオンと
の噛み合いが阻害され、クリアランスを少なくするにも
限界があった。このため、それぞれに必要以上のクリア
ランスを設定しなければならず、回転モーメントにより
異音や振動の発生を招く場合があるという問題があっ
た。
【0007】本発明の課題は、異音や振動の発生を低減
したラック・ピニオン式ステアリング装置を提供するこ
とにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】かかる課題を達成すべ
く、本発明は課題を解決するため次の手段を取った。即
ち、ラック・ピニオン機構により操舵輪の回転運動を直
線運動に変換し、該ラック軸の直線運動により左右のタ
イロッドを介して車輪を旋回させるラック・ピニオン式
ステアリング装置において、前記ラック軸と平行に摺動
可能に補助軸を支持し、該補助軸と前記ラック軸との両
端で前記両軸を連結部材により連結し、前記補助軸に左
右のタイロッドを連結したことを特徴とするラック・ピ
ニオン式ステアリング装置がそれである。
【0009】また、前記ラック軸の端に球状部を形成
し、該球状部を前記連結部材に揺動可能に嵌着して、前
記ラック軸の端と前記連結部材とを連結した構成として
もよい。更に、前記タイロッドと前記補助軸とを球状部
を前記タイロッドの軸線上に配置したボールジョイント
を介して連結した構成としてもよい。
【0010】あるいは、前記ラック軸を往復運動可能に
支持した装置本体に前記補助軸を摺動可能に支持した構
成としてもよい。また、前記補助軸は、前記装置本体に
所定間隔で設けられた一対の軸受けにより摺動可能に支
持されると共に、前記一対の軸受けの間で、前記タイロ
ッドと前記補助軸とが連結された構成としてもよい。
【0011】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に
基づいて詳細に説明する。1は装置本体であり、装置本
体1には所定間隔で2対の取付座2,4が形成されてい
る。装置本体1には、摺動孔6及び挿入孔8が連接して
形成されており、ラック軸10が挿入されている。
【0012】摺動孔6にはラック軸10に設けられたピ
ストン12が摺動可能に挿入されており、摺動孔6には
端部材14が装着されて摺動孔6が閉塞されている。ラ
ック軸10は端部材14を貫通して外部に突出されると
共に、端部材14に挿入された軸受け16によりラック
軸10は直線運動可能に支持されている。
【0013】ラック軸10に形成されたラック歯10a
には、図2に示すように、装置本体1に回転可能に支持
されたピニオンギヤ18が噛合されており、ピニオンギ
ヤ18は入力軸20の回転によって回転されるように構
成されている。ラック歯10aと反対側のラック軸10
外周には、ばね17により付勢されたブッシュ19が接
触されている。
【0014】ブッシュ19は装置本体1に螺入されたプ
ラグ21により、ラック歯10aとピニオンギヤ18と
のクリアランスが、噛み合いに適するように調整される
と共に、ラック軸10が滑らかに摺動するように調整さ
れる。これらのラック軸10、ばね17、ピニオンギヤ
18、ブッシュ19、入力軸20、プラグ21によりラ
ック・ピニオン機構22が構成されている。
【0015】また、図示しない操舵輪の操作により、入
力軸20を回転した際の負荷の大小に応じて、一対の配
管24,26を介して摺動孔6との間で作動油の給排が
行われて、ピストン12に油圧が作用し、ラック軸10
の直線運動をアシストするように構成されている。尚、
油圧に限らず、電動モータによりラック軸10の直線運
動をアシストするように構成してもよい。
【0016】一方、装置本体1には、一対の脚部28,
30がラック軸10と直交する方向に突出されており、
脚部28,30にそれぞれ装着された軸受け32,34
を介して補助軸36が、ラック軸10と平行に摺動可能
に支持されている。両脚部28,30との間の補助軸3
6には、左右のタイロッド38,40がボールジョイン
ト42,44を介して連結されている。
【0017】ボールジョイント42,44は、その軸部
46,48が補助軸36に挿入され、軸部46,48に
螺入されたナット50,52により固定されている。ボ
ールジョイント42,44の球状部54,56は、左右
のタイロッド38,40の軸線上に配置されており、左
右のタイロッド38,40は球状部54,56を中心と
して、3次元的な揺動ができるように構成されている。
【0018】また、補助軸36の一端には、ボルト57
により連結部材58が固定されており、連結部材58に
はラック軸10の一端に設けられた球状部60が揺動可
能に挿入されて、かしめ加工により連結部材58から抜
けでないように構成されている。
【0019】尚、装置本体1の一端には、ラック軸1
0、補助軸36、連結部材58を覆うカバー62が取り
付けられており、装置本体1の他端側には、ラック軸1
0を覆うカバー64が取り付けられている。また、補助
軸36の他端を覆うカバー66が脚部28に取り付けら
れている。両脚部28,30の間の補助軸36を覆う蛇
腹68,70も設けられている。
【0020】次に、前述した本実施形態のラック・ピニ
オン式ステアリング装置の作動について説明する。図示
しない操舵輪が操作されると、入力軸20を介してピニ
オンギヤ18が回転される。これにより、ラック軸10
が軸方向に摺動して、回転運動を直線運動に変換する。
ラック軸10の直線運動により、球状部60、連結部材
58を介して補助軸36がラック軸10と平行な直線運
動を行う。よって、ボールジョイント42,44、左右
のタイロッド38,40を介して図示しない車輪が旋回
される。
【0021】操舵輪の操作時の反力あるいは車両走行時
の車輪からのキックバック等により、車輪側から左右の
タイロッド38,40が押される。これにより、ボール
ジョイント42,44を介して、補助軸36をその軸方
向中心の廻りに回転させようとする回転モーメントが作
用する。
【0022】しかし、連結部材58により補助軸36が
ラック軸10に連結されているので、補助軸36に回転
モーメントが作用しても、補助軸36の回転は規制され
る。従って、補助軸36にその軸中心廻りの回転モーメ
ントが加わっても、異音や振動が発生することはない。
【0023】一方、ラック軸10にはこの回転モーメン
トは作用しないので、ラック歯10aとピニオンギヤ1
8との噛み合いに影響を及ぼすことはない。特に、連結
部材58とラック軸10とは球状部60を介して連結さ
れているので、連結部材58とラック軸10との間では
回転は伝達されないので、回転モーメントが互いに作用
し合うことはない。ラック歯10aとピニオンギヤ18
との噛み合いのクリアランスを、ブッシュ19、プラグ
21により調整して、最適なクリアランスに他の影響を
受けることなく調整できる。
【0024】また、補助軸36は、両軸受け32,34
の内径寸法を調整して、クリアランスを最適に調整する
と共に、フリクションを調整して防振効果を持たせるこ
ともできる。本実施形態では、両軸受け32,34によ
り補助軸36を摺動可能に支持しているが、例えば、一
方の軸受け34のみによって摺動可能に支持するように
しても実施可能である。
【0025】タイロッド38,40と補助軸36とをボ
ールジョイント42,44を介して連結したので、ラッ
ク軸10のストロークが大きくなっても、それに伴って
フリクションが増大することを防止でき、また、剛性の
低下を招くこともない。ボールジョイント42,44を
両軸受け32,34の間に配置したので、十分な剛性が
得られる。
【0026】以上本発明はこの様な実施形態に何等限定
されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲に
おいて種々なる態様で実施し得る。
【0027】
【発明の効果】以上詳述したように本発明のラック・ピ
ニオン式ステアリング装置は、操舵輪の操作時の反力あ
るいは車両走行時の車輪からのキックバック等により、
車輪側から左右のタイロッドが押されても、連結部材に
より補助軸がラック軸に連結されているので、補助軸の
回転は規制され、異音や振動が発生することはないとい
う効果を奏する。
【0028】また、連結部材とラック軸とを球状部を介
して連結すると、回転モーメントが互いに作用し合うこ
とはなく、ラック歯とピニオンギヤとの噛み合いのクリ
アランスを、最適なクリアランスに他の影響を受けるこ
となく調整できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態としてのラック・ピニオン
式ステアリング装置の断面図である。
【図2】本実施形態のラックピニオン式ステアリング装
置のラック・ピニオン機構の要部断面図である。
【図3】従来のラック・ピニオン式ステアリング装置の
断面図である。
【符号の説明】
1,102…装置本体 10,100…ラック軸 10a…ラック歯 18…ピニオンギヤ 22,110…ラック・ピニオン機構 32,34…軸受け 36…補助軸 38,40,116,118…タイロッド 42,44,120,122…ボールジョイント 58…連結部材 60…球状部

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ラック・ピニオン機構により操舵輪の回
    転運動を直線運動に変換し、該ラック軸の直線運動によ
    り左右のタイロッドを介して車輪を旋回させるラック・
    ピニオン式ステアリング装置において、 前記ラック軸と平行に摺動可能に補助軸を支持し、 該補助軸と前記ラック軸との両端で前記両軸を連結部材
    により連結し、 前記補助軸に左右のタイロッドを連結したことを特徴と
    するラック・ピニオン式ステアリング装置。
  2. 【請求項2】 前記ラック軸の端に球状部を形成し、該
    球状部を前記連結部材に揺動可能に嵌着して、前記ラッ
    ク軸の端と前記連結部材とを連結したことを特徴とする
    請求項1記載のラック・ピニオン式ステアリング装置。
  3. 【請求項3】 前記タイロッドと前記補助軸とを球状部
    を前記タイロッドの軸線上に配置したボールジョイント
    を介して連結したことを特徴とする請求項1又は請求項
    2記載のラック・ピニオン式ステアリング装置。
  4. 【請求項4】 前記ラック軸を直線運動可能に支持した
    装置本体に前記補助軸を摺動可能に支持したことを特徴
    とする請求項1ないし請求項3記載のラック・ピニオン
    式ステアリング装置。
  5. 【請求項5】 前記補助軸は、前記装置本体に所定間隔
    で設けられた一対の軸受けにより摺動可能に支持される
    と共に、前記一対の軸受けの間で、前記タイロッドと前
    記補助軸とが連結されたことを特徴とする請求項4記載
    のラック・ピニオン式ステアリング装置。
JP9264001A 1997-09-29 1997-09-29 ラック・ピニオン式ステアリング装置 Pending JPH1199953A (ja)

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