JPS6144540Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はピニオンケーシングに回転可能に支持
されたピニオンと該ピニオンとかみ合うラツク歯
を有するラツク棒と該ケーシング内にあつて該ラ
ツク棒を摺動支持するプランジヤーと該プランジ
ヤーをラツク棒側へ押圧するスプリングとからな
るラツクピニオン式ステアリング装置に関するも
のである。

従来、この種のステアリング装置において、ラ
ツク棒を摺動支持するプランジヤーには焼結合
金、合成樹脂あるいはこれらの組合わせが使用さ
れているが、とくに合成樹脂プランジヤーはステ
アリング効率の向上（ラツク棒とプランジヤー間
の摺動抵抗が小さい）、軽量化、打音吸収などの
諸効果が得られ、さらには安価であるなどの点か
ら賞用されている。

しかしながら、合成樹脂を使用した場合、成形
収縮などによる寸法のバラツキを生じ寸法精度よ
く成形し、かつ成形後の寸法精度を保持するのが
難しい。ラツク棒とプランジヤー間にはばね力に
より圧力が加えられており、ラツクとピニオンの
かみ合いによる背分力を担持させるほかステアリ
ングの遊びを少なくするため、ピニオンとラツク
歯はバツクラツシを極力小さくしてあり、ラツク
棒をラツク棒支持軸受の内部においてピニオン側
へ移動させている。従つてプランジヤーとラツク
棒との間の摺動条件は過酷である。これを円筒形
状ラツク棒に対してプランジヤー端を円筒形状に
して見擦させると前述のようにプランジヤー製造
上形状にバラつきが生じ幾何学的関係位置よりし
て円筒状に適合して摺擦せず、片当り、軸方向端
部にてのかじり、潤滑剤のはぎ取りを起したりす
る。これらの問題点にもかゝわらず自動車のハン
ドル操作は新車使用初めより、長期間使用后も操
舵力が一定であることが望ましい。従つて初期の
なじみがつくまでの操舵力を極力小さくしておく
必要がある。

米国特許第3623379号の発明はプランジヤーと
ラツクバーとの接触面についてはプランジヤーの
ラツクバーと接触する面の中央にラツクバー軸方
向に潤滑溝を設け、その左右において夫々ラツク
バー半径よりも大きな半径で円弧形当り面を形成
し、その当り面中央部においてラツクバーとプラ
ンジヤーが接触するようにすることを提案してい
る。処がこのようにするとプランジヤーの前述の
当り面半径の形状精度が正しくないと該当り面中
央ではラツクバーと接触せず当初の当り位置が一
定しないという問題点があり、当初の当り面が弾
性変形量により大きく変化しすぎて操舵力負荷が
大きいとこれ以上にラツク棒の摺動抵抗が増大す
るという問題がある。

この考案は以上の自動車の合成樹脂製プランジ
ヤーを用いるラツクピニオン式ステアリング装置
における問題点を解消し、ラツク棒とプランジヤ
ー端面の当り面の大きさが経時的にも荷重によつ
ても変化が少ないような形状を選ぶことにより、
又、プランジヤー受圧面の軸方向端部にゆるやか
なテーパ部を設けることにより操舵力一定のラツ
クピニオン式ステアリング装置を得ることを目的
とするものである。

この考案は自動車のラツクピニオン式ステアリ
ング装置において、ラツク棒を円筒形とし、該ラ
ツク棒とケーシング中に回転可能に支持されるピ
ニオンがかみ合つているかみ合い位置の反対側に
てラツク棒を押圧すべくケーシング中にて摺動可
能に且つスプリングによつて弾圧された合成樹脂
プランジヤーのラツク棒との摺動面をラツク棒軸
方向に溝を設け、該溝とラツク棒中心線を結ぶ線
を対称軸とし左右対称にプランジヤー摺動面を設
ける。該摺動面は断面形状が前記溝とプランジヤ
ー摺動面端部間において一定幅のラツク棒の中心
を中心とする円弧形の当り面と、該当り面の一端
より、プランジヤーの前記対称軸上に中心を有し
ラツク棒の半径よりも小さな半径にてプランジヤ
ーの前記溝まで画いた円弧形の逃げ面と該当り面
の他端より該対称軸に直交してラツク棒の中心を
とおる線上に中心を有し、ラツク棒の半径よりも
小さな半径にて画いた円弧形の逃げ面とから構成
されており、更に上記構成からなる摺動面の軸方
向端部にテーパ面が設けられてなるラツクピニオ
ン式ステアリング装置を提供するものである。

以下本考案の実施例を図面により詳述する。第
１図はステアリング軸を含み、ラツク棒に直交す
る縦断面図である。図において、１はその内部に
中空部１１を有するピニオンケーシングであり、
ピニオンケーシング１の中空部１１内にはステア
リング軸端のピニオン２が該ケーシング１内に装
架された軸受３，４により回転可能に支持されて
いる。該ケーシング１には該中空部１１を横切
り、ピニオン２と直交する方向に延設され、その
内面に円筒孔１２を有する突出部１３が一体に形
成されている。

５は前記ピニオン２とかみ合うラツク歯５１を
有するラツク棒であり、該ラツク棒５はその両端
をピニオンケーシング１より突出して（図示せ
ず）配されている。

６は該ケーシング１の突出部１３の円筒孔１２
内に配された合成樹脂プランジヤーであり、該プ
ランジヤー６は前記ラツク棒５を摺動支持してい
る。

第２図はプランジヤーの平面図、第３図はプラ
ンジヤーの底面図、第４図は第２図の正面図、第
５図は第２図のＡ−Ａ拡大断面図である。

該プランジヤー６には一方の面、すなわちラツ
ク棒５を摺動支持する側の面に後に詳述される摺
動面６１が形成されており、他方の面には内方に
放射状に多数の補強凸片部６２を残して略円筒状
の中空部６３が形成されており、該中空部６３は
該プランジヤーの長さのほぼ中央部に形成された
バネ座６４まで達しており、さらに中空部６３は
バネ座６４を超えて摺動面６１の形状に大略なら
つてその背面に形成された空隙部６５に連なつて
いる。

６７は摺動面６１に該摺動面６１の軸線方向に
形成された溝であり、該溝６７はグリースなどの
潤滑剤の溜り部となる。

第１図に示す符号７は該ケーシング１の突出部
１３内に位置せしめられて該プランジヤー６をラ
ツク棒５側へ押圧するスプリングである。８は該
ケーシング１の突出部１３の開口部を閉塞するケ
ーシング１に固定されたカバーである。

第６図はプランジヤー６の一部正面図であつ
て、摺動面６１の形状を説明するための図であ
る。プランジヤー６の中心線と平行な中心線Ｙは
ラツク棒５の中心Ｃをとおつており、中心Ｃをと
おり、中心線Ｙに直交して中心線Ｘがとおる。こ
れら中心線Ｘ，Ｙは説明の便宜のためのものであ
る。摺動面６１は中心線Ｙに関し形状が対称であ
り、片側のみのべる。摺動面６１は溝６７と円周
方向端部の中間位置において中心Ｃを中心としラ
ツク棒５の半径と同一の半径R₁によつて画かれ
た円弧形であつてラツク棒５の軸方向に延在する
当り面６８と該当り面６８の片側より中心Ｃ及び
中心線Ｙを含む平面上に中心を有し半径R₁より
も小さな半径R₂によつて画かれた円弧形の逃げ
面６９１と該当り面６８の他の側より中心Ｃ及び
中心線Ｘを含む平面上に中心をおいて半径R1よ
りも小さな半径R3によつて画かれた円弧形の逃
げ面６９２とから構成されている。逃げ面６９２
の円周方向端部はプランジヤー６の端面６０１と
の間に角面取り６０２が設けられ、また逃げ面６
９１の円周方向端部と溝６７との角はＲ面取りが
附されている。

プランジヤー６の摺動面６１には中央部に前記
溝６７と直交してその円周方向に油溝６９４が設
けらている。摺動面６１のラツク棒５の軸方向端
部にはテーパ逃げ面６９５が設けられており、プ
ランジヤー６の外径部との角は面取り６９６が附
されている。この逃げ面６９５はラツク棒５が運
動するときラツク棒５表面に附着するグリースを
かき取ることなく、くさび作用により当り面６８
に導入させる作用を有する。

上述した構成において、合成樹脂プランジヤー
６はピニオンケーシング１の突出部１３の円筒孔
１２内に嵌入され、スプリング７によりラツク棒
５に向つて附勢されてプランジヤー６の摺動面６
１はラツク棒５の周面に押圧される。

プランジヤー６の摺動面６１は静的には製造
上、プランジヤー６が厚肉形状等のため寸法歪、
変形による形状誤差、ひけなどにより所望の寸法
とはならず、又使用時には熱変形、特に熱膨張が
加わるから、従来例のようにラツク棒の半径より
も大きな半径のプランジヤー摺動面としただけで
は当り面が大きくばらつき予測できないのであ
る。そこで本考案のラツクピニオン式ステアリン
グ装置では当り面６８と逃げ面６９１，６９２と
は次第に遷移するのではなく、当り面６８と逃げ
面６９１，６９２は別の曲線をなし、突合せた継
目位置では半径R2，R3の中心をラツク棒５の中
心よりδｘ，δｙだけオフセツトした位置に置
き、該継目位置においては断面についてみるに当
り面６８の切線と逃げ面６９１，６９２の夫々の
切線となす角は明確に存在し、当り面６８へのラ
ツク棒５の当りはスプリング７の押圧力により少
くとも当り面６８だけは弾性変形され当りが確保
される。更に又、ラツク棒５が運動する場合にテ
ーパー逃げ面６９５があるからグリースは当り面
６８とラツク棒５との間に持込まれる。

尚、プランジヤー６は該プランジヤー６に形成
された中空部６３および空隙部６５によりその肉
厚が可及的に一様に、かつ薄肉に形成されている
ため、成形収縮等による寸法歪、変形、ひけなど
が極めて小さく所望の寸法精度を保持することが
できる。

この肉厚が一様かつ薄肉であるということは当
り面６８の上記構成と共に重要なことである。

すなわち、プランジヤーに合成樹脂を使用する
場合、前述したごとく成形収縮が問題となり、肉
厚不同の場合、その肉厚部にとくに影響が大きく
寸法歪、変形、ひけなどを生じ製品の所望の寸法
精度を保持しがたいという理由による。プランジ
ヤー６は上述のように肉厚が可及的に一様であ
り、かつ薄肉であるため成形収縮等による寸法
歪、変形、ひけなどによる寸法精度の低下は無視
し得る程度である。

ここで、プランジヤー６の合成樹脂としては、
自己潤滑性、耐摩耗性を有するポリアセタール樹
脂、ポリアミド樹脂、熱可塑性ポリエステル樹
脂、あるいはこれらの合成樹脂にガラス繊維、炭
素繊維などの無機繊維を充填した補強合成樹脂、
さらにはこれらに潤滑油剤を含有させた含油合成
樹脂などが使用されて好適である。

第８図はこの考案の他の実施例の正面図、第９
図は第８図の平面図、第１０図は第８図の底面図
である。この実施例はプランジヤー６をプランジ
ヤー基体とプランジヤー摺動面材とから構成し、
該摺動面材を該基体に嵌合固定して組立てたもの
であり、比較して摺動速度も早く、面圧も大きい
摺動面材に自己潤滑性、耐摩耗性を有する合成樹
脂材料を用い、プランジヤー基体は強度の高い合
成樹脂材料を用いることを目的としてなされてい
る。

すなわちプランジヤー６は、プランジヤー基体
６０と該基体６０に嵌合固定されるプランジヤー
摺動面材６′とから構成されている該プランジヤ
ー基体６０には一方の面、すなわちラツク棒５を
摺動支持する側の面に円筒凹面座６１１が形成さ
れており、他方の面は外側の円筒内に内円筒６１
２が底より一体に形成され円筒中心を通る直角中
心線両側に振分けてリブ６１３で該内外円筒を結
合して中空部６１４，６１５が形成されており、
該中空部６１４は該プランジヤーの長さのほぼ中
央部に形成されたバネ座６４まで達している。

円筒凹面座６１１には該凹面座６１１の軸線方
向と円周方向に直交して凹溝６１６が形成されて
いる。

第１１図は前記プランジヤー基体６０に嵌合固
定されるプランジヤー摺動面材６′の斜視図であ
る。該プランジヤー摺動面材６′はプランジヤー
基体６０の円筒凹面座６１１に合致するラツク棒
５の中心に中心を持つ円弧形の外径を有し、十字
形の凹溝６１６に嵌入する十字形の突条６１７を
有し、突条６１７の十字の交る部分にはすり割溝
の入つただぼ６１８が設けてあり、だぼ６１８は
プランジヤーの凹面座６１１の中心孔６１９に押
込むようになつており、取扱と組立上摺動面部材
６′がプランジヤー６より抜けないようにしてい
る。説明は省略されるが摺動面部材の内周側は前
述した実施例の摺動面６１と同じである。

この実施例ではプランジヤー基体６０は強度、
弾性の大きい、たとえばガラス強化ナイロン樹脂
などが使用され、またプランジヤー摺動面材６′
は前述したプランジヤー６と同様の自己潤滑性、
耐摩耗性を有する合成樹脂が使用される。

この実施例によれば摺動面材６′が薄く作られ
ており、ラツク棒５に押圧されて当初より当り面
が平均して出来易いし、高価な軸受材を一部に使
つて高性能のプランジヤーを比較的安価に提供で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図はラツクピニオン式ステアリング装置の
縦断面図、第２図は第１図の一部品の平面図、第
３図は第２図の底面図、第４図は第２図の正面
図、第５図は第２図のＡ−Ａ拡大断面図、第６図
は第４図の一部拡大図、第７図は第１図のＢ−Ｂ
断面図、第８図はこの考案の他の実施例の正面
図、第９図は第８図の平面図、第１０図は第８図
の底面図、第１１図は摺動面材の斜視図である。 １……ピニオンケーシング、２……ピニオン、
５……ラツク棒、６……プランジヤー、７……ス
プリング、１１……中空部、１２……円筒孔、１
３……突出部、５１……ラツク歯、６１……摺動
面、６２……凸片部、６３……中空部、６４……
バネ座、６５……空隙部、６７……溝、６８……
当り面、６０１……端面、６０２……角面取り、
６１１……円筒凹座面、６１２……円筒、６１３
……リブ、６１４，６１５……中空部、６１６…
…凹溝、６１７……突条、６１８……だぼ、６１
９……中心孔、６９１，６９２……逃げ面、６９
４……油溝、６９５……テーパー逃げ面、６９６
……面取り。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ピニオンケーシングに回転可能に支持されたピ
   ニオンと該ピニオンとかみ合うラツク歯を有する
   ラツク棒と該ケーシング内にあつて該ラツク棒を
   摺動支持するプランジヤーと、該プランジヤーを
   ラツク棒側へ押圧するスプリングとからなり、プ
   ランジヤーのラツク棒との摺動面はプランジヤー
   中心の両側に離れてラツク棒の軸方向に沿う当り
   面を有するラツクピニオン式ステアリング装置に
   おいて、該ラツク棒を支持するプランジヤーのラ
   ツク棒に接する側の摺動面は摺動面中央にラツク
   棒の軸方向に沿う溝が設けられ、該溝の両側にお
   いてラツク棒外周に沿う概略形状を有し、該溝の
   両側中間はラツク棒の中心とし、ラツク棒の半径
   と等しい半径の該溝に平行なラツク棒との当り面
   と、そして当り面両側より、プランジヤー中心線
   とラツク棒中心線を含む平面上に中心を有し半径
   がラツク棒の半径よりも小さな半径にてプランジ
   ヤーの中央の前記溝に終るラツク棒軸方向に延在
   する逃げ面と、プランジヤー中心線に直交しラツ
   ク棒中心を含む平面上に中心を有し半径がラツク
   棒の半径よりも小さな半径にてプランジヤー先端
   に到るラツク棒軸方向に延在する逃げ面と、ラツ
   ク棒の軸方向の端部に設けられた潤滑油を導入す
   るためのテーパー逃げ面とよりなるプランジヤー
   を備えたラツクピニオン式ステアリング装置。