JP3500439B2 - ラックピニオン形動力舵取装置 - Google Patents
ラックピニオン形動力舵取装置Info
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Description
ク軸との噛合部における異音の発生を防止するようにし
たラックピニオン形の動力舵取装置に関するものであ
る。 【0002】 【従来の技術】従来のラックピニオン形の動力舵取装置
においては、ピニオン軸とラック軸との噛合いを適正に
保つために、ラック軸の背面側にラックガイドを配置し
ているが、このラックガイドは、ピニオン軸とラック軸
の歯車の誤差や組付誤差等を吸収するために、ごく僅か
な変位だけできるようにキャップとの間に少量のクリア
ランスが設定されている。そしてこのラックガイドをス
プリングのばね力によってラック軸に押し付け、ピニオ
ン軸とラック軸とのバックラッシュを除去するようにな
っている。 【0003】この種のラックピニオン形動力舵取装置に
おいては、砂利道や石畳路等の凹凸路を走行した場合
に、操向車輪からの逆入力荷重によりラック軸が軸方向
に変位され、これによってラック軸がピニオン軸との噛
み合いから離れる方向にスプリングにて付勢されたラッ
クガイドに抗して後退される。そして逆入力荷重が抜け
た瞬間にはスプリングに蓄積された反発力によりラック
軸が押し戻され、ラック軸の歯がピニオン軸の歯に衝突
する際に歯打ち音が生ずる。これが周期的に繰り返され
ることにより、コトコト、カタカタという音が発生す
る。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】このようなコトコト、
カタカタ音を防止するためにラックガイドのスプリング
のセット荷重を高くする等の対策が講じられているが、
大きな逆入力荷重に対しては十分な効果をあげることが
できない問題がある。また樹脂製のリングをラック軸に
嵌合し、この樹脂製のリングによってラック軸の半径方
向変位を規制することも一部において試みられている
が、樹脂製のリングとラック軸との摩擦によってラック
軸の摺動抵抗が大きくなり、操舵フィーリングが悪化す
る問題がある。 【0005】 【課題を解決するための手段】 本発明は、上記した従
来の問題点に鑑みてなされたもので、相対回転可能なコ
ントロールシャフトおよびピニオン軸と、このピニオン
軸に噛合するラック軸と、ハンドルトルクをアシストす
るパワーシリンダと、前記コントロールシャフトとピニ
オン軸との相対回転に基づいて作動され前記パワーシリ
ンダへの圧油の給排を制御する制御弁とを備えたラック
ピニオン形動力舵取装置において、前記ラック軸とピニ
オン軸との噛合部の近傍にラック軸の外周に同心的に嵌
合する樹脂製のガイドリングをギヤハウジングに形成し
た収納穴に嵌装し、このガイドリングの内周に円周上少
なくとも3か所の支持部を形成し、前記ラック軸は、前
記ラック軸とピニオン軸との通常の噛合状態において、
前記ガイドリングの支持部の1つに当接されて前記ピニ
オン軸から離間する方向の変位を規制され、かつ前記ピ
ニオン軸が半径方向に変位されたとき前記ガイドリング
の残りの支持部に当接して変位を規制されるように構成
したものである。 【0006】上記した構成によれば、砂利道や石畳路等
の凹凸路を走行した場合に、操向車輪からの逆入力荷重
によりラック軸が軸方向に変位されると、ラック軸がピ
ニオン軸との噛み合い状態から離れようとする。しかし
ながら、ラック軸がピニオン軸から離れる方向の変位は
ガイドリングの1つの支持部によって受け止められ、ラ
ック軸の変位が規制される。 【0007】また前記逆入力により、ラック軸が半径方
向に大きく変位しようとした場合には、ラック軸が常態
では実質的に接触していない別の支持部に受承され、ラ
ック軸の変位が規制される。このようなガイドリングに
よるラック軸の変位を規制することにより、悪路や石畳
路等の走行中のコトコト、カタカタ音を小さくでき、ま
た常態では一部の支持部がラック軸に当接しているにす
ぎないので、ラック軸の摺動抵抗を小さくでき、操舵フ
ィーリングを良好に保つことができる。 【0008】 【実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に基づい
て説明する。図1および図2において、10は動力舵取
装置の本体をなすギヤハウジングを示し、このギヤハウ
ジング10にはピニオン軸11が両端をそれぞれ軸受1
2、13によって回転可能に軸承され、このピニオン軸
11に所定のねじれ角でピニオン歯11aが形成されて
いる。またギヤハウジング10にはピニオン軸11と交
差する方向にラック軸14が摺動可能に嵌装され、この
ラック軸14に前記ピニオン歯11aに噛合するラック
歯14aが形成されている。ラック軸14にはハンドル
トルクをアシストするパワーシリンダ15に摺動可能に
嵌装されたピストン16が取付けられている。 【0009】前記ギヤハウジング10には弁ハウジング
18が固定され、この弁ハウジング18内に前記パワー
シリンダへの圧油の給排を制御する制御弁20が収納さ
れている。この制御弁20は、前記ピニオン軸11の軸
線を中心として互いに相対回転可能なスリーブ弁部材2
1およびロータ弁部材22より構成され、このスリーブ
弁部材21は連結ピン23によって前記ピニオン軸11
に連結されている。またロータ弁部材22はハンドルに
連結されるコントロールシャフト24に形成され、この
コントロールシャフト24はピニオン軸11にトーショ
ンバー25を介して可撓的に連結されている。 【0010】前記ギヤハウジング10には、前記ピニオ
ン歯11aとラック歯14aの噛合部に対してラック軸
14の背面側に、前記ラック軸14をシート部材27を
介して受承するラックガイド28がラック軸14の半径
方向に摺動可能に嵌装されている。ラックガイド28は
スプリング29のばね力によってラック軸14に当接す
る方向に押圧され、通常ラック歯14aとピニオン歯1
1aとを所定の噛合力で噛み合うようにしている。 【0011】また前記ギヤハウジング10には、前記ラ
ック歯14aとピニオン歯11aとの噛合い位置の近傍
に、すなわち、ラック歯14aとピニオン歯11aとの
噛合い位置からラック軸14の軸線方向に所定量離間し
た位置に、リング収納穴30がラック軸14と同心的に
形成され、このリング収納穴30にラック軸14の外周
に嵌合する樹脂製のガイドリング31が装着されてい
る。 【0012】かかるガイドリング31は、図3および図
4に詳細図示するように、外周の円周上ほぼ3等分割位
置に偏平状の逃がし部33が形成され、また内周には前
記逃がし部33にそれぞれ対応する角度位置に中心方向
に膨出する円周上3つの支持部35、36、37が形成
されている。そしてこれら支持部35、36、37は前
記逃がし部33の作用により放射方向に弾性変形可能と
なっている。ガイドリング31はその外周に設けた複数
の位置決め突起38が前記リング収納穴30に形成され
た係合溝に係合するように装着され、これにより1つの
支持部35がピニオン歯11aとラック歯14aの噛合
部に対してラック軸14の背面側に対応するように位置
決めされるようになっている。 【0013】ここで前記1つの支持部35は、ラック軸
14の軸中心を中心とする半径R1(図示せず)の円に
内接する頂部を有し、この半径R1はラック軸14の半
径より僅かに小さくなっている。これにより通常のラッ
ク歯14aとピニオン歯11aとの噛合い状態において
は、前記支持部35にラック軸14の外周が僅かな締め
代をもって当接されるようになる。 【0014】また残る2つの支持部36、37は、前記
半径R1よりも僅かに大きな半径R2(図示せず)の円
に内接する頂部を有している。これにより支持部36、
37は通常のラック歯14aとピニオン歯11aとの噛
合い状態においてはラック軸14の外周に対して僅かな
隙間を有して対接され、常態においては支持部36、3
7による摺動抵抗を発生させないようにしている。 【0015】この結果、通常の噛合い状態においては、
ラック軸14は支持部35との当接による小さな摩擦抵
抗で摺動できるようになり、しかもラック軸14がピニ
オン軸11から離れる方向のY方向の変位に対しては、
ガイドリング31の支持部35の弾性支持作用により制
限され、またそれと直交するX方向の変位に対しては、
ラック軸14が隙間分変位した後ガイドリング31の支
持部36もしくは37の弾性支持作用により制限される
ようになる。図5はラック軸14のY方向の変位に対す
るガイドリング31の荷重の変化を、また図6はラック
軸14のX方向の変位に対するガイドリング31の荷重
の変化を示すものである。 【0016】なお、前記ガイドリング31の円周上1か
所には両端より切込み41、42が形成されて円周方向
に弾性変形する弾性変形部43が形成され、この弾性変
形部43によりガイドリング31を径方向に拡縮できる
ようにして、温度変化によるギヤハウジング10とガイ
ドリング31との線膨張係数の差異による熱膨張差を吸
収するようにしている。 【0017】図2中、50はポンプの吐出ポートに接続
された供給ポート、51はリザーバに接続された排出ポ
ート、52、53は前記パワーシリンダの両室に接続さ
れたシリンダポートである。次に上記した構成における
作動について説明する。ハンドルが操作され、コントロ
ールシャフト24がピニオン軸11に対して相対回転す
ると、制御弁20が作動される。制御弁20の作動によ
り、供給ポート50より供給された作動油は一方のシリ
ンダポート52もしくは53に供給され、他方のシリン
ダポート53もしくは52の作動油は排出ポート51よ
りリザーバに排出される。これにより図略のパワーシリ
ンダが作動され、このパワーシリンダのアシスト作用に
よりラック軸14が摺動され、操向車輪がハンドル操作
方向に偏向される。 【0018】ところで、通常ラック軸14は、スプリン
グ29によって押圧されたラックガイド28にシート部
材27を介して支持されているので、ピニオン歯11a
とラック歯14aは所定の噛合力で噛合している。しか
しながら、砂利道や石畳路等の凹凸路を走行した場合に
は、操向車輪からの逆入力によりラック軸14が軸方向
に変位され、ラック軸14がピニオン軸11との噛み合
い状態から離れようとする。しかしながら、ラック軸1
4がピニオン軸11から離れる方向の変位はガイドリン
グ31の1つの支持部35によって受け止められ、ラッ
ク軸14の変位が規制される。 【0019】また前記逆入力によるラック軸14の変位
により、ラック軸14が半径方向に大きく変位しようと
した場合には、ラック軸14が常態では接触していない
2つの支持部36、37に受承され、ラック軸14の変
位が規制される。このようなガイドリング31によるラ
ック軸14の変位を規制することにより、悪路や石畳路
等の走行中のコトコト、カタカタ音を小さくでき、また
常態では一部の支持部35がラック軸14に当接してい
るにすぎないので、ラック軸14の摺動抵抗を小さくで
き、操舵フィーリングを良好に保持できるようになる。 【0020】上記した実施例においては、2つの支持部
36、37を通常のラック歯14aとピニオン歯11a
との噛合い状態においてはラック軸14の外周に対して
僅かな隙間を有して対接した例について述べたが、寸法
管理を厳格にすれば、ほとんど摺動抵抗を発生させない
程度に当接させるようにしてもよく、要はラック軸14
がピニオン軸11から離れる方向の変位を規制する支持
部35と、その方向と異なるラック軸14の半径方向変
位を規制する支持部36、37との、変位に対する荷重
特性を異なるようにすればよいものである。 【0021】このことからまたガイドリング31に形成
する支持部の数も必ずしも3つである必要はなく、上記
した条件を満足するようにすれば、4つ以上でもよいこ
とは勿論である。 【0022】 【発明の効果】 以上述べたように本発明によれば、ガ
イドリングによってラック軸の半径方向変位を規制でき
るため、逆入力荷重に伴うコトコト、カタカタ音を小さ
くできる効果があり、しかもガイドリングの一部の支持
部は、ピニオン軸が半径方向に変位されたときのみラッ
ク軸に当接してラック軸の変位を規制するように構成さ
れているため、通常時におけるラック軸の摺動抵抗を小
さくでき、操舵フィーリングを良好に保持できる効果が
ある。
力舵取装置の断面図である。 【図2】図1のA−A線断面図である。 【図3】図1のB−B線断面図である。 【図4】図3のC矢視図である。 【図5】ラック軸のY方向の変位に対する荷重の特性図
である。 【図6】ラック軸のX方向の変位に対する荷重の特性図
である。 【符号の説明】 10 ギヤハウジング 11 ピニオン軸 14 ラック軸 15 パワーシリンダ 20 制御弁 28 ラックガイド 30 収納穴 31 ガイドリング 35、36、37 支持部
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 相対回転可能なコントロールシャフトお
よびピニオン軸と、このピニオン軸に噛合するラック軸
と、ハンドルトルクをアシストするパワーシリンダと、
前記コントロールシャフトとピニオン軸との相対回転に
基づいて作動され前記パワーシリンダへの圧油の給排を
制御する制御弁とを備えたラックピニオン形動力舵取装
置において、前記ラック軸とピニオン軸との噛合部の近
傍にラック軸の外周に同心的に嵌合する樹脂製のガイド
リングをギヤハウジングに形成した収納穴に嵌装し、こ
のガイドリングの内周に円周上少なくとも3か所の支持
部を形成し、前記ラック軸は、前記ラック軸とピニオン
軸との通常の噛合状態において、前記ガイドリングの支
持部の1つに当接されて前記ピニオン軸から離間する方
向の変位を規制され、かつ前記ピニオン軸が半径方向に
変位されたとき前記ガイドリングの残りの支持部に当接
して変位を規制されるように構成したことを特徴とする
ラックピニオン形動力舵取装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP01649896A JP3500439B2 (ja) | 1996-02-01 | 1996-02-01 | ラックピニオン形動力舵取装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP01649896A JP3500439B2 (ja) | 1996-02-01 | 1996-02-01 | ラックピニオン形動力舵取装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH09207796A JPH09207796A (ja) | 1997-08-12 |
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ID=11917952
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP01649896A Expired - Fee Related JP3500439B2 (ja) | 1996-02-01 | 1996-02-01 | ラックピニオン形動力舵取装置 |
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Country | Link |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20140042154A (ko) * | 2012-09-28 | 2014-04-07 | 현대모비스 주식회사 | 차량용 조향장치 |
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DE202005007923U1 (de) * | 2005-05-20 | 2005-08-11 | Trw Automotive Gmbh | Lenkgetriebe |
-
1996
- 1996-02-01 JP JP01649896A patent/JP3500439B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR20140042154A (ko) * | 2012-09-28 | 2014-04-07 | 현대모비스 주식회사 | 차량용 조향장치 |
KR101978513B1 (ko) * | 2012-09-28 | 2019-05-14 | 현대모비스 주식회사 | 차량용 조향장치 |
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JPH09207796A (ja) | 1997-08-12 |
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