JP2003063418A - 舵取り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ラックアンドピニオン式舵取り装置のラック軸
をその摺動範囲の端から離れさせるための離反機構を、
設置できないことがある。 【解決手段】本舵取り装置１の離反機構１６では、筒状
のケース２１と、ケース２１内を摺動する筒状の摺動部
材２２と、摺動部材２２から延設されケース２１から突
出自在な延設部２３と、ケース２１内に保持され摺動部
材２２を外方に付勢する弾性部材２４とを有する一体的
な離反ユニット１７をなし、ラック軸５を摺動自在に支
持するハウジング２の端部１４に固定する。離反ユニッ
ト１７をラック軸５に対して相対移動自在とし、ラック
歯６がラック軸５の端にまで形成される場合でも離反機
構１６を取り付けることができる。延設部２３により摺
動部材２２はラック軸５やケース２１に対するこじれを
生じることがなく、弾性部材２４をスムーズに変形さ
せ、離反機構１６の耐久性を高めることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車の車輪を操
向するための舵取り装置に関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】例え
ば、ラックアンドピニオン式の舵取り装置では、ステア
リングホイールに連動させて、ラック軸を車体の幅方向
に所定の範囲内で摺動させるようにしている。一般的
に、ラック軸は直進状態からずれた状態にあると、路面
からの力により自然に直進状態に戻るようになっている
が、その戻りが悪いことがある。特に、ラック軸がその
摺動範囲の端にあるときに、戻りが悪くなり易い。そこ
で、ラック軸がその摺動範囲の端に来たときに、この端
からラック軸を離れさせるための離反機構が設けられて
いる舵取り装置がある。

【０００３】このような離反機構を有する舵取り装置と
して、例えば、特開平１０−１０６０号公報に示される
ものがある。すなわち、図５に示すように、ラック軸９
０を摺動範囲の端から離れさせる力を得るための圧縮コ
イルばね９１を、ラック軸９０の小径部９２内に位置規
制して保持し、ラック軸９０を支持するハウジング９３
に対して相対移動自在としている。しかしながら、上述
の小径部９２があると、ラック歯をラック軸９０の端部
近傍にまで形成できない。従って、ラック軸９０の端部
近傍にまでラック歯が必要な場合には、小径部９２を形
成できず、離反機構を設けることができない。

【０００４】また、実開平４−１３４７８３号公報等に
示される舵取り装置では、上述の小径部が不要とされ、
図６に示すように、ラック軸９０を摺動自在に支持する
ハウジング９３に筒状のケース９６が固定され、このケ
ース９６内に圧縮コイルばね９１が位置規制されて伸縮
自在に保持され、且つラック軸９０に対して相対移動自
在とされる。ばね９１の端部に薄板状の環状部材９７が
固定される。ラック軸９０が摺動範囲の端に来ると、ば
ね９１は、環状部材９７を介してラック軸９０の端部９
５とケース９６の端部９８との間に挟まれて圧縮され、
ラック軸９０を端から離れさせる力を生じさせる。しか
しながら、ばね９１の圧縮時、環状部材９７はばね９１
を介してケース９６の内面だけで案内されるので、ラッ
ク軸９０の軸芯に対して偏った力がかかると、環状部材
９７の傾きやこじれが生じ易く、ばね９１のスムーズな
伸縮の阻害や離反機構の耐久性の低下が懸念される。

【０００５】そこで、本発明の目的は、上述の技術的課
題を解決し、ラック歯がラック軸の端部にまで形成され
る場合であっても離反機構を設けることができて、しか
も離反機構の耐久性を高くできる舵取り装置を提供する
ことである。

【０００６】

【課題を解決するための手段および発明の効果】請求項
１に記載の発明は、筒状のハウジングと、このハウジン
グ内に軸長方向に摺動自在に支持されるラック軸と、こ
のラック軸の端部と操向車輪に連なるタイロッドとを連
結する継手部材と、ラック軸がその摺動範囲の端に達し
たときにこの端から離れさせるための離反力をラック軸
に付与する離反機構とを備える舵取り装置において、上
記離反機構は、ハウジングの端部に固定される筒状のケ
ースと、このケース内に摺動自在に保持されてラック軸
を取り囲み、且つラック軸に摺動自在な筒状の摺動部材
と、摺動部材からラック軸に沿って継手部材側に延びる
ように延設されケースから突出自在な延設部と、ケース
内に保持され摺動部材を延設部がケースから突出する方
向に付勢する弾性部材とを備える一体的なユニットをな
し、ラック軸が摺動範囲の端に接近するのに伴って継手
部材が延設部に当接し摺動部材を変位させて弾性部材を
変形させるようにしてあることを特徴とする舵取り装置
を提供する。

【０００７】この発明によれば、ユニットをラック軸に
対して相対移動自在とするので、ラック歯をラック軸の
端にまで形成していても構わず、ラック歯に関係なくユ
ニットを問題なく取り付けることができ、しかも、後付
けすることもできる。延設部により摺動部材はラック軸
とケースとの両方で案内されることになるので、ラック
軸やケースに対するこじれを生じることがない。従っ
て、例えば、弾性部材として圧縮コイルばねを用いる場
合に、圧縮コイルばねをスムーズに伸縮させることがで
き、圧縮コイルばね、ひいては離反機構の耐久性を高め
ることができる。

【０００８】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の舵取り装置において、上記ケースの端部は、ラック軸
が摺動範囲の端に達するときに継手部材に当接すること
を特徴とする舵取り装置を提供する。この発明によれ
ば、ラック軸の摺動範囲の端となる端位置を、ケースの
端部で規制することにより高精度に実現でき、しかも、
例えば、弾性部材として圧縮コイルばねを用いる場合
に、このばねを端位置で密着させずに済むので、ばねの
傷みを防止できる結果、離反機構の耐久性をより高める
ことができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態の舵取
り装置を図面を参照しつつ説明する。図１は、上述の舵
取り装置の概略構成を示す模式図である。本舵取り装置
１は、ラックアンドピニオン式のものであり、操舵補助
力を得られない手動操作タイプのものである。なお、舵
取り装置１としては、操舵補助力を得るための電動モー
タまたは油圧シリンダ等を有する動力舵取り装置として
構成してもよい。

【００１０】舵取り装置１は、筒状のハウジング２と、
このハウジング２内に収容されてステアリングホイール
３に連動して回動するピニオン４と、ピニオン４と噛み
合うラック歯６が形成されるラック軸５とを有してい
る。ラック軸５は、長尺の円筒形状に形成され、ラック
軸５の軸長方向（以下、軸長方向ともいう。矢印Ｓ参
照。）に沿う所定の範囲の外周面にラック歯６が形成さ
れている。ラック軸５は、ハウジング２内で軸長方向に
摺動自在に一対のラックブッシュ７を介して支持され
る。また、舵取り装置１は、ラック軸５の両端部８に設
けられた継手部材としての一対のボールジョイントユニ
ット９と、ボールジョイントユニット９に連結された一
対のタイロッド１０とを有している。各タイロッド１０
はナックルアーム１１等を介して操向車輪１２に連動す
るようにそれぞれ連結されている。また、タイロッド１
０の根元側部分、ボールジョイントユニット９およびラ
ック軸５の突出部分は、ゴムブーツ１３により覆われて
いる。ステアリングホイール３を操作すると、ピニオン
４が回動し、これに伴ってラック軸５がその軸長方向に
移動し、操向車輪１２を操向することができる。

【００１１】ハウジング２の両端部１４には、図２に示
すように、上述のラックブッシュ７と、ラックストッパ
１５とが設けられている。ラックストッパ１５は、ボー
ルジョイントユニット９の一部と当接することにより、
ラック軸５がハウジング２内に進入するときのラック軸
５の摺動範囲５０の端となる端位置５１を規制する。ラ
ック軸５は所定の摺動範囲５０内（端位置５１〜端位置
５２の間）を移動できるようにされている。なお、図２
には、ラック軸５の端面５４の位置により、摺動範囲５
０、および互いに反対側となる端位置５１，５２を図示
している。

【００１２】また、舵取り装置１は、ラック軸５がその
摺動範囲５０の端となる端位置５１に接近したときにこ
の端から離れさせるための離反力をラック軸５に付与す
る離反機構１６を有している。離反機構１６は、ハウジ
ング２の両端部１４にそれぞれ設けられている。舵取り
装置１は、ハウジング２の両端部１４について、それぞ
れほぼ同様に構成されている。以下では、図１で右側に
図示される一方の端部１４について説明する。また、軸
線方向の向きについて、ハウジング２の内から外へ向か
う向きを外側ともいい、逆向きを内側ともいう。

【００１３】特に本発明では、離反機構１６は、後述す
るように複数の部材２１〜２４を一体的に扱える離反ユ
ニット１７をなす。離反ユニット１７は、ハウジング２
の端部１４の凹部内に止め環１８により固定される筒状
のケース２１と、このケース２１内に摺動自在に保持さ
れる筒状の摺動部材２２と、摺動部材２２からラック軸
５に沿ってボールジョイントユニット９側に延びるよう
に延設されケース２１から突出自在な延設部２３と、ケ
ース２１内に保持され摺動部材２２を付勢する弾性部材
２４とを有する。

【００１４】ケース２１は、ボールジョイントユニット
９寄りとなる端部３１をその径方向の内方に延びるフラ
ンジ状に形成され、軸長方向外側への摺動部材２２の抜
けを阻止する。また、端部３１と反対側となる端部３２
は、径方向の内方に縮径されていて、これにより、軸長
方向内側への弾性部材２４の抜けを阻止する。摺動部材
２２および延設部２３は、一体に形成されて、ラック軸
５を取り囲み、且つラック軸５に摺動自在とされてい
る。

【００１５】延設部２３は、摺動部材２２に軸長方向外
側へ向けて延びて形成されている。延設部２３は、弾性
部材２４の付勢により摺動部材２２がケース２１の端部
３１に押し付けられる状態で、最も突出する。弾性部材
２４は、圧縮コイルばねからなり、常時圧縮状態となる
ようにケース２１内に保持されている。圧縮コイルばね
の一端が摺動部材２２と当接し、他端がケース２１の端
部３２と当接している。これにより、弾性部材２４は、
延設部２３がケース２１から突出する方向となる軸長方
向にハウジング２の外側へ向けて、摺動部材２２を付勢
する。

【００１６】また、圧縮コイルばねの内周と、その内部
を挿通するラック軸５の外周との間に所定量の隙間が確
保されていて、ラック軸５と離反ユニット１７との相対
移動に伴ってラック軸５と圧縮コイルばねとが接触しな
いようにされている。これにより、圧縮コイルばねの耐
久性をより高めることができる。ハウジング２２の端部
１４は、上述の離反ユニット１７、ラックブッシュ７等
を収容する円柱形状の凹部を有している。軸長方向に沿
って凹部の内側寄り部分にラックブッシュ７が固定され
て、凹部の外側寄り部分に離反ユニット１７が止め環１
８により固定されている。ラック軸５が、ハウジング
２、ラックブッシュ７、および離反ユニット１７を挿通
している。

【００１７】ラック軸５の端部８は、離反ユニット１７
のケース２１の端面３０から延び出し、ボールジョイン
トユニット９が固定されている。ボールジョイントユニ
ット９は、凹部を有するジョイントハウジング２５と、
ジョイントハウジング２５の凹部内に設けられた複数の
部材からなる球面座２６と、ジョイントハウジング２５
をラック軸５に固定するための雄ねじの形成された軸２
７と、ジョイントハウジング２５とラック軸５との間に
挟まれる回り止め座金２８とを有している。タイロッド
１０の一端に一体に形成されたボール２９が、球面座２
６により摺動自在に支持されて、ジョイントハウジング
２５の凹部内に内装されている。ジョイントハウジング
２５の凹部は、一方に開放されており、そこからタイロ
ッド１０が延び出している。また、ジョイントハウジン
グ２５は、タイロッド１０が延び出している側と反対側
に、上述の軸２７が設けられている。軸２７の雄ねじ
は、回り止め座金２８を挿通して、ラック軸５の端部８
に形成された雌ねじにねじ込まれている。

【００１８】離反機構１６では、ラック軸５が摺動範囲
５０の端に接近するのに伴って、ボールジョイントユニ
ット９の回り止め座金２８が延設部２３に当接し摺動部
材２２を変位させて弾性部材２４を変形させる。これに
より離反機構１６は離反力（図４の矢印Ｆ参照）を得
る。ラック軸５が、端位置５１と隣接する位置（図３参
照）から端位置５１（図４参照）に近づくのに伴い、圧
縮コイルばねの圧縮変形量、ひいては離反力は増大し、
端位置５１で最大となる。

【００１９】このように本離反ユニット１７を離反機構
１６として機能しラック軸に対して相対移動自在とする
ので、従来技術の欄で説明した小径部９２（図５参照）
を設ける必要もないし、ラック歯６をラック軸５の端に
まで形成していても構わない。従って、ラック歯６に関
係なく離反ユニット１７を問題なく舵取り装置１に取り
付けることができ、しかも、後付けすることもできる。
後付けするには、例えば、ラック軸５からボールジョイ
ントユニット９を取り外し、ハウジング２の端部１４の
凹部に取り付けられているラックストッパに代えて離反
ユニット１７を取り付ければよい。

【００２０】特に、例えば、ラック軸５の径方向の力が
延設部２３にかかる場合や、軸長方向の力であっても偏
って延設部２３にかかるような場合に、ボールジョイン
トユニット９側に延びる延設部２３により、摺動部材２
２はラック軸５とケース２１との両方で案内されること
になるので、ラック軸５やケース２１に対するこじれを
生じることがない。従って、例えば、弾性部材２４とし
て圧縮コイルばねを用いる場合に、圧縮コイルばねをス
ムーズに伸縮させることができ、圧縮コイルばね、ひい
ては離反機構１６の耐久性を高めることができる。

【００２１】また、弾性部材２４により、ラック軸５が
端位置５１に接近するときに緩衝作用を得ることができ
る。また、本実施の形態では、図４に示すように、ケー
ス２１の端部３１の端面３０は、ラック軸５が端位置５
１に達するときにボールジョイントユニット９の回り止
め座金２８に当接するようにしている。また、この状態
で圧縮コイルばねの素線同士が密着しないようにされて
いる。これにより、ケース２１がラックストッパ１５と
して機能し、ラック軸５の摺動範囲５０の端となる端位
置５１をケース２１の端部により規制することになるの
で、ばねの密着高さにより規制する場合に比べて、端位
置５１を高精度に実現できる。しかも、ラック軸５が端
位置５１にあるときであっても、ばねを密着させずに済
むので、ばねの傷みを防止できる結果、離反機構１６の
耐久性をより高めることができる。

【００２２】なお、弾性部材２４としては、圧縮コイル
ばねの他、引っ張りコイルばね、皿ばね等を利用するこ
とができる。また、摺動部材２２と延設部２３とを別体
で形成し、互いに固定してもよい。また、離反ユニット
１７の延設部２３は、弾性部材２４を変形させること
と、端位置５１を規制することとのために、回り止め座
金２８と当接するようにされていたが、この他、ジョイ
ントハウジング２５と当接してもよく、継手部材として
のボールジョイントユニット９の少なくとも一部と当接
すればよい。

【００２３】その他、本発明の要旨を変更しない範囲で
種々の設計変更を施すことが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の舵取り装置の概略構成を
示す模式図である。

【図２】図１に示す舵取り装置の要部の一部断面正面図
であり、離反機構の動作前の状態を示す。

【図３】図２に示す舵取り装置の要部の一部断面正面図
であり、離反機構の動作開始の状態を示す。

【図４】図２に示す舵取り装置の要部の一部断面正面図
であり、ラック軸が摺動範囲の端にある状態を示す。

【図５】従来の舵取り装置の離反機構を示す模式図であ
り、動作前の状態を示す。

【図６】従来の他の離反機構を示す模式図であり、動作
前の状態を示す。

【符号の説明】

１ 舵取り装置 ２ ハウジング ５ ラック軸 ８ ラック軸の端部 ９ ボールジョイントユニット（継手部材） １０ タイロッド １２ 操向車輪 １４ ハウジングの端部 １６ 離反機構 １７ 離反ユニット ２１ ケース ２２ 摺動部材 ２３ 延設部 ２４ 弾性部材 ３１ ケースの端部 ５０ ラック軸の摺動範囲 ５１ 端位置（ラック軸の摺動範囲の端） Ｆ 離反力 Ｓ 軸長方向（延設部がケースから突出する方向）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】筒状のハウジングと、このハウジング内に
   軸長方向に摺動自在に支持されるラック軸と、このラッ
   ク軸の端部と操向車輪に連なるタイロッドとを連結する
   継手部材と、ラック軸がその摺動範囲の端に達したとき
   にこの端から離れさせるための離反力をラック軸に付与
   する離反機構とを備える舵取り装置において、 上記離反機構は、 ハウジングの端部に固定される筒状のケースと、 このケース内に摺動自在に保持されてラック軸を取り囲
   み、且つラック軸に摺動自在な筒状の摺動部材と、 摺動部材からラック軸に沿って継手部材側に延びるよう
   に延設されケースから突出自在な延設部と、 ケース内に保持され摺動部材を延設部がケースから突出
   する方向に付勢する弾性部材とを備える一体的なユニッ
   トをなし、 ラック軸が摺動範囲の端に接近するのに伴って継手部材
   が延設部に当接し摺動部材を変位させて弾性部材を変形
   させるようにしてあることを特徴とする舵取り装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の舵取り装置において、上
   記ケースの端部は、ラック軸が摺動範囲の端に達すると
   きに継手部材に当接することを特徴とする舵取り装置。