JP2576836Y2 - ラックアンドピニオン型舵取り装置におけるピニオン軸構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、ラックアンドピニオン
型の舵取り装置に採用して好適なピニオン軸構造に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】舵取り装置としてラックアンドピニオン
型のものは、軽量でしかも比較的構成が簡単で、また舵
取り性能の面からも優れ、さらには車輌への組込みスペ
ースの面から有利である等の利点を有し、近年盛んに採
用されるようになっている。特に、この種のラックアン
ドピニオン型の舵取り装置は、小型化と広い居住空間と
いう相反する要求が求められている最近の自動車にあっ
て、ある程度まで要求を満足し得ることから、その有用
性は大きい。

【０００３】ところで、このようなラックアンドピニオ
ン型舵取り装置においても、自動車の小型、軽量かつコ
ンパクト化を図るうえで、まだまだ改善の余地が残され
ている。その一つに、従来一般には、ピニオン軸のラッ
クとの噛合い部の両側に軸受部を設け、適正な噛合いを
維持する構造としているが、特に噛合い部から見て入力
軸側つまり運転席側に設けた軸受部において、その軸受
の内径部側での軸線方向の寸法を確保し、軸支持部の面
積を確保する必要性から、全体としてピニオン軸線方向
に長くなり、この結果ラックアンドピニオン型舵取り装
置の長大化を招いていた。これによって、運転席の操作
空間が狭ばめられる結果となり、居住空間の拡張化とい
う要請に反することとなる。

【０００４】特に、最近はパワーステアリング式のもの
が多くなっており、そのコントロールバルブがピニオン
軸の側端側に設けられることから、その軸線方向の長さ
をできるだけ短くすることが望まれる。

【０００５】そして、このような要請に応えるために、
たとえばピニオン軸のラックとの噛合い部から見て、入
力軸に設けたピニオン軸の軸受支持部に、軸受の内径部
を圧入等で嵌装することにより支持作用を行なう構成と
し、この支持部をラックと噛合うピニオンの完全ギヤ部
に連続する不完全ギヤ部に可能な限り接近させて設ける
ことが、従来から行われていた。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、従来構
造では、前述した装置の長大化の問題に加えて、スポー
ティでクイックな操舵特性が要請された場合に、ピニオ
ンに対するラックとのギヤ比を小さくして、ピニオンの
回転に対しラックのストロークを大きくすることが必要
であり、必然的にピニオンギヤ部の諸元が大きくなる傾
向になり、結局できる限り前述した軸受内径に略等しく
する形式としなければならず、これにより軸受の装着性
の面で問題が生じていた。

【０００７】すなわち、上述した軸受支持部は、ピニオ
ン軸上でピニオンの不完全ギヤ部に可能な限り接近した
位置に、ピニオンギヤ部外径と略等しい外径寸法をもっ
て形成されていた。そして、この支持部に対し、軸受を
ピニオン軸の先端側から圧入等で嵌装させることにより
支持作用を行なう構成としていたが、この場合にピニオ
ンの不完全ギヤ部でのギヤ加工時のばりの影響で、嵌装
し難く、しかも正規の支持部位置まで嵌装して設けるこ
とができないという問題を招いてしまうものであった。

【０００８】これは、上述したピニオンは、後述する図
３の（ｂ）から明らかなように、たとえばホブ切り加工
等によってギヤ加工されるが、この加工時において特に
不完全ギヤ部にばりが発生することを避けられず、この
ようなばりがギヤ部外側に張り出すことによって、軸受
の装着性が損なわれる結果となることから、容易に理解
されよう。勿論、このような不完全ギヤ部でのばりは、
ブラシ等で除去することが通常行われているが、確実に
取り除くことは難しいもので、上述した軸受の装着時に
おける問題を一掃し得る何らかの対策を講じることが望
まれている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このような要請に応える
ために本考案に係るラックアンドピニオン型舵取り装置
におけるピニオン軸構造は、ラックと噛合うピニオンの
完全ギヤ部に連続する不完全ギヤ部に前記ラックとの噛
合い部とは反対側から近接する位置に軸受支持部を形成
し、この支持部に前記ピニオン軸のラックとの噛合い部
側の先端側から軸受の内径部を嵌装するにあたって、ピ
ニオンの不完全ギヤ部で少なくとも前記軸受支持部に近
接する部分を、軸受支持部およびピニオンの完全ギヤ部
の外径寸法より小さい小径部としたものである。

【００１０】

【作用】本考案によれば、ピニオンのギヤ加工時にばり
が発生し易いピニオンの不完全ギヤ部において、少なく
とも軸受支持部に近接する部分を、完全ギヤ部や軸受支
持部に比べて小径部として形成しているので、軸受をピ
ニオンに嵌装して支持部に装着するにあたって、この不
完全ギヤ部に生じるばりの影響を防止することが可能と
なり、軸受の装着性を向上させ得るものである。

【００１１】

【実施例】図１ないし図３は本考案に係るラックアンド
ピニオン型舵取り装置におけるピニオン軸構造の一実施
例を説明するためのものであり、これらの図において、
本実施例では、本考案は図２に例示したパワーステアリ
ング用として用いられるラックアンドピニオン型の動力
舵取装置に適用した場合を説明する。

【００１２】まず、本考案を適用するラックアンドピニ
オン型動力舵取装置におけるパワーステアリング本体部
の概略構成を、図２を用いて簡単に説明すると、図中符
号１は図示しない舵取りハンドル側に連結される入力軸
としてのスタブ軸、２はこのスタブ軸１の内方端（左
端）側にトーションバー３を介して連結されるとともに
図示しない舵取りリンク機構を構成するラック４上のラ
ック歯４ａと噛合するピニオン５を有するピニオン軸
で、これら両軸１，２間にはトーションバー３のねじれ
により所定角度範囲内での相対的な回動変位を許容する
フェイルセーフ機構として突部および溝部からなるセー
フティスプライン部６が介在して設けられる。なお、ト
ーションバー３は、内方端がピニオン軸２側に圧入固定
されるとともに、外方端はスタブ軸１内を貫通し軸１外
方端（右端）側にまで延設されてこのスタブ軸１の舵取
りハンドル側とのカップリング用セレーション部１ａ部
分でトーションバー３と共合わせで穿設されるピン挿通
孔に打込まれる連結ピン３ａによって連結されている。

【００１３】７はパワーステアリング本体部を構成する
ボディ（ハウジング）で、前記両軸１，２は、複数個の
ニードルベアリングやボールベアリング等による軸受８
Ａ，８Ｂ，８Ｃ等によって回転自在に支持され、かつ適
宜の位置にはオイルシール等も付設されている。

【００１４】また、このボディ７内で各軸１，２の内方
端側には、回転型流路切換弁１０を構成するロータ１１
およびスリーブ１２がそれぞれ一体的に設けられ、相対
的な回転変位で図示しないオイルポンプＰ、オイルタン
クＴとパワーシリンダ左、右室ＣL，ＣRとの間の流路切
換えを行なうように構成されている。なお、ロータ１１
はスタブ軸１側に一体に形成され、スリーブ１２はピニ
オン軸２側とピン結合により一体的に連結され、トーシ
ョンバー３により相対的に回転変位可能な状態で組合わ
されてボディ７のバルブハウジング部分に内設されてい
る。

【００１５】ここで、この回転型流路切換弁１０を構成
するロータ１１およびスリーブ１２、さらにはバルブハ
ウジング（ボディ７）における油圧回路構成は周知の通
りであり、互いに対向して摺接するロータ１１の外周面
とスリーブ１２の内周面には、それぞれ周方向に所定間
隔おいて複数の通路溝が凹設されるとともに、複数の流
体供給孔および流体排出孔が適宜の個所に穿設して形成
され、これら通路溝等の選択的な連通、遮断により油圧
回路が必要に応じて切換え制御される。

【００１６】なお、図中１５，１６はオイルポンプＰか
らの圧油が流入する入りポ−トおよびオイルタンクＴに
圧油を還流させる戻りポート、１７Ａ，１７Ｂはパワー
シリンダの左、右シリンダ室ＣL，ＣRに接続される左、
右出力ポートで、上述した流路切換弁１０の舵取り操作
に伴なう回転変位で、これらのポート間での油圧通路を
任意に連通、遮断し、図示しないパワーシリンダでの操
舵補助力の発生を制御することは、周知の通りである。

【００１７】本考案によれば、上述したような動力舵取
装置において、図１および図２から明らかなように、出
力軸であるラック４側とはピニオン５の完全ギヤ部５ａ
にて噛合うピニオン軸２の不完全ギヤ部５ｂであって、
前記ラック４との噛合い部とは反対側から近接する位置
に形成される軸受け支持部２１に、ボディ７内でピニオ
ン軸２を支持する軸受８Ｂの内径部をピニオン軸２のラ
ック４との噛合い部側の先端側から圧入等で嵌装するに
あたって、ピニオン５の不完全ギヤ部５ｂで少なくとも
前記軸受支持部２１に近接する部分を、図３の（ａ）か
らも明らかなように、軸受支持部２１の外径およびピニ
オン５の完全ギヤ部５ａの外径寸法よりも小さい小径部
２０として形成したところに特徴を有している。

【００１８】ここで、図１および図２において、符号２
２は軸受支持部２１のピニオン５寄り（すなわち軸受嵌
装方向）の部分に形成した環状溝、２３はこの環状溝２
２に係入され軸受８Ｂの抜け方向への動きを係止する係
止手段としての係止リングである。なお、このような係
止手段としては、従来から周知の通り、Ｃ字状止め輪、
ナーリング等を始めとして種々の係止手法が考えられる
ものである。しかし、本考案はこれに限定されず、装置
全体構成によって軸受８Ｂの軸線方向での係止を行な
え、その組込み状態を所要の状態に維持し得る場合に
は、上述した係止手段やその環状溝は省略してもよいこ
とは、言うまでもない。

【００１９】上述した構成によれば、ピニオン５のギヤ
加工時にばりが発生し易い不完全ギヤ部５ｂを、完全ギ
ヤ部５ａやピニオン軸２の外周部における軸受支持部２
１に比べて外径が小さい小径部２０として形成している
ので、軸受８Ｂの内径部をピニオン軸２のラック４との
噛合い部側の先端側から、軸受支持部２１に嵌装させる
にあたって、図３において（ａ）から明らかなように、
前述した不完全ギヤ部５ｂに生じるばりが完全ギヤ部５
ａの外径部および軸受８Ｂの内径以内に生じ易いため、
軸受８Ｂの装着性を向上させ得るという利点がある。こ
れは、従来例を示した図３（ｂ）との対比において容易
に理解される。

【００２０】さらに、本考案によれば、上述した小径部
２０とする不完全ギヤ部５ｂを、上述した軸受８Ｂの嵌
装による装着時に、ばりが邪魔となる必要最小限の部分
のみとすればよく、ピニオン軸２としての強度上での信
頼性は確保し得るものである。

【００２１】なお、本考案は、上述した実施例構造に限
定されず、各部の形状、構造等を必要に応じて適宜変
形、変更することは自由で、種々の変形例が考えられよ
う。

【００２２】また、上述した実施例では、本考案に係る
ピニオン軸構造を、パワーステアリング用の舵取り装置
に適用した場合を説明したが、本考案はこれに限定され
ず、マニュアルステアリング用の舵取り装置にも適用し
得ることは、容易に理解されよう。

【００２３】

【考案の効果】以上説明したように本考案に係るラック
アンドピニオン型舵取り装置におけるピニオン軸構造に
よれば、ピニオン軸上でピニオンのギヤ加工時にばりが
発生し易い不完全ギヤ部で少なくとも軸受支持部に近接
する部分を、軸受支持部およびピニオンの完全ギヤ部の
外径寸法より小さい小径部として形成するようにしたの
で、簡単な構造であるにもかかわらず、以下に述べる優
れた効果を奏する。 すなわち、本考案によれば、軸受内
径部をピニオン軸の軸受支持部に嵌装させる場合に、不
完全ギヤ部において生じるばりが、ピニオンの完全ギヤ
部の外径や軸受の内径よりも内側部分に生じることか
ら、軸受のピニオン軸の所定箇所への装着性を向上させ
ることができる。また、本考案によれば、ピニオン軸上
でピニオンの入力軸側を軸支する軸受の支持部を、ピニ
オンの不完全ギヤ部に近接する部分に設けているから、
軸受による安定した軸支状態を確保しつつピニオン軸の
軸線方向の長さを可能な限り短くし、装置全体の小型化
を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係るラックアンドピニオン型舵取り装
置におけるピニオン軸構造の一実施例を示す要部拡大断
面図である。

【図２】本考案を適用して好適なパワーステアリング用
のラックアンドピニオン型舵取り装置の一例を示す全体
の概略断面図である。

【図３】本考案の特徴としているピニオンの不完全ギヤ
部と軸受との関係を従来例との対比において説明するた
めのものであって、(a) は本考案による概略分解斜視
図、(b) は従来例を示す概略分解斜視図である。

【符号の説明】

１ スタブ軸 ２ ピニオン軸（入力軸） ４ ラック（出力軸） ４ａ ラック歯 ５ ピニオン ５ａ 完全ギヤ部 ５ｂ 不完全ギヤ部 ７ ボディ（ハウジング） ８Ｂ 軸受（ボールベアリング） １０ 流路切換弁 ２０ 小径部 ２１ 軸受支持部 ２２ 環状溝 ２３ 係止リング（係止手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B62D 5/22 B62D 3/12 F16H 19/04

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 出力軸であるラックとピニオンの完全ギ
   ヤ部で噛合いを行なうピニオン軸における不完全ギヤ部
   に前記ラックとの噛合い部とは反対側から近接する位置
   に、このピニオン軸のラックとの噛合い部側の先端側か
   ら嵌装される軸受の支持部を形成しているラックアンド
   ピニオン型舵取り装置におけるピニオン軸構造におい
   て、 前記ピニオンの不完全ギヤ部で少なくとも前記軸受支持
   部に近接する部分を、軸受支持部およびピニオンの完全
   ギヤ部の外径寸法よりも小さい小径部として形成したこ
   とを特徴とするラックアンドピニオン型舵取り装置にお
   けるピニオン軸構造。