ラックアンドピニオンステアリングシステムは、ピニオン（円形ギア）とラック（リニアギア）で構成されています。このシステムは、回転運動を線形運動に変換することによって機能します。ほとんどの車、小型トラック、およびSUVには、ラックアンドピニオンステアリングシステムが装備されており、大型トラック、大型SUV、およびその他の大型車に見られる再循環ボールステアリングは装備されていません。
ラックアンドピニオンステアリングでは、ピニオンを回転させるとラックが直線的に動き、車両の車輪が左右に回転します。ラックアンドピニオンシステムは、鉄道の一般的なコンポーネントです。列車のレールの間には、機関車や列車の車両に取り付けられたピニオンと相互作用して、列車が急な坂を上るのを支援するラックがあります。
ラックアンドピニオンシステムは複雑に見えるかもしれませんが、それは単に歯付きバーに取り付けられた歯車です。バーはタイロッドのセットに取り付けられます。生成ラックは、歯の詳細と寸法を示すために、ホブやギアシェイパーカッターなどの生成ツールの設計で使用されるラックの輪郭です。
単純なリニアドライブは、多くの場合、ラックアンドピニオンの組み合わせで構成されています。ピニオンシャフトの回転は、手またはモーターで駆動され、線形運動を生成します。
ラックアンドピニオンステアリングシステムは、米国の自動車メーカーによって50年未満使用されていますが、他の国では、その概念はほぼ1世紀前のものです。
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ラックアンドピニオンステアリングは、ギアセットを使用して、ステアリングホイールの円運動をホイールの回転に必要な線形運動に変換します。また、ギア減速も提供されるため、ホイールの回転が簡単になります。
これは、ラックとピニオンギアを金属製のチューブで囲み、ラックの両端をチューブから突き出してアキシャルロッドに接続することで機能します。ピニオンはステアリングシャフトに取り付けられているので、ハンドルを回すとギアが回転し、ラックが動きます。ステアリングラックの両端にあるアキシャルロッドは、スピンドルに取り付けられているタイロッドの端に接続されています。
ラックアンドピニオンギアセットには、2つの主な機能があります。
ステアリングレシオは、ステアリングホイールがどれだけ回転するかとホイールがどれだけ回転するかの比率として定義されます。たとえば、ステアリングホイールを360度回転させると、車のホイールが20度回転する場合、その車のステアリング比は18：1（360を20で割った値）になります。
ステアリングレシオが高いほど、ホイールを回すためにステアリングホイールをより多く回す必要があります。ステアリングの応答性が高いことを示すため、ステアリング比を低くすることが望ましいです。
軽スポーツカーは、大型車やトラックに比べてステアリングレシオが低くなる傾向があります。パワーステアリングのおかげで、すべての消費者向け車両のステアリング比が向上しています。
ラックアンドピニオンステアリングシステムには、主に2つのタイプがあります。
ラックアンドピニオンシステムをパワーステアリングシステムに接続すると、デザインが少し変わります。中央にピストンが付いたシリンダーがラックに配置されます。ピストンの両側に液体があります。ピストンの片側の流体に圧力がかかると、ピストンが強制的に移動し、ステアリングラックが回転してステアリングを補助します。
過度のノイズ、動き、努力、漏れなど、ステアリングギアが故障しているかどうかを判断する方法はいくつかあります。
ステアリングホイールを回していて、ラックの他の部分よりも緩んでいるか、きついように見える場合は、ステアリングにフラットスポットまたはノッチがある可能性があります。彷徨うことは、通常、車輪が真っ直ぐ前を向いているときに、このスポットに関連している可能性があります。
これは通常、ラックの歯に摩耗した箇所があることを示しており、この再製造されたパワーステアリングラックやピニオンユニットなどと交換する必要があります。
過度の操舵力は通常、パワーブースターの故障を示します。これを修正するには、パワーステアリングオイルレベルをチェックおよび調整し、パワーステアリングポンプの異音をチェックします。ポンプの問題は別として、内部の漏れは、左または右に操舵するときに過度の労力を引き起こす可能性があります。
外部の液体漏れは、ラックアンドピニオン油圧ステアリングシステムのもう1つの一般的な問題です。ステアリングボックスのパワーアシストエリアはかなり小さいですが、システム内の流体を保持するいくつかのシールがあります。
残念ながら、これらのシールにはアクセスできないため、多くの修理店は、漏れを処理するときに、単に再生された交換ユニットを取り付けることを選択します。また、液漏れは過度の操舵力とパワーステアリングポンプの損傷を引き起こし、修理の複雑さを大幅に増大させる可能性があります。
ラックアンドピニオンの漏れは、整備士でもシールの保守が難しいため、修理に費用がかかることがよくあります。ほとんどのリークは、システムが正しく機能するようにラックアンドピニオンシステム全体を交換することで解決されます。別の方法は「パワーステアリングストップリーク」製品です。
ラックアンドピニオンの漏れは、メカニックがそれらを修正するために多額の費用を請求する理由を理解するのにイライラし、困難になる可能性があります。ラックアンドピニオンステアリングシステムは、スポーツカーや、地面に近い、または車両の前にほとんどスペースがないその他の車両でよく使用されます。
これらのシステムは、比較的コンパクトなシステムであり、ほとんどのトラックのステアリングギアシステムのように複雑な接続を必要としないため、これらの状況でより一般的に使用されます。
ラックアンドピニオンがなくなるとどうなるかを知ることが重要です。ピニオンが故障しそうになると、ステアリングが非常に難しくなる可能性があります。ただし、ラックまたはピニオンに障害が発生すると、ステアリングを完全に制御できなくなります。
車両のパワーステアリングシステムはパワーステアリングポンプを使用してパワーステアリングフルードを加圧し、ラックアンドピニオンに送るため、ラックまたはピニオンがなくなることは非常に危険です。
この高圧の液体は、ハンドルを回したときにラックが動くのを助けます。そのため、車両がゆっくりと動いているときや車両が停止しているときに、車輪を回すのはそれほど難しくありません。他の高圧油圧システムと同様に、ラックアンドピニオンで使用されるパワーステアリングシステムは漏れる可能性があります。
パワーステアリングシステムのホースまたはラインの1つが、ジョイントで、または柔軟なゴム領域の亀裂のために漏れ始めている可能性があります。ただし、パワーステアリングシステムがラックアンドピニオンのシールの1つから漏れを発生させる可能性が高くなります。
ステアリングコラムがラックアセンブリに入るシールと、各タイロッドが取り付けられているシールがあります。これらの各シールには、ステアリングコラムが回転し、タイロッドも移動できる間、高圧パワーステアリングフルードが含まれている必要があります。時間の経過とともに、これらのシールは乾燥、収縮、亀裂、または緩み、漏れを引き起こす可能性があります。
パワーステアリングシステムのホースまたはラインの1つが、接続時または柔軟なゴム部分の亀裂のために漏れ始める可能性があります。ただし、パワーステアリングシステムがラックアンドピニオンのシールの1つで漏れを発生させる可能性が高くなります。
ステアリングコラムがラックアンドピニオンアセンブリに入る場所にシールがあり、次に各タイロッドが取り付けられる場所にシールがあります。これらのシールのそれぞれは、ステアリングコラムが回転し、タイロッドも動くことを可能にしながら、高圧パワーステアリング液を封じ込めておく必要があります。時間の経過とともに、これらのシールは乾燥、収縮、亀裂、または着座しない状態になり、漏れが発生する可能性があります。
ラックアンドピニオンの漏れを見つけるには、これら3つのシールを比較的簡単に確認できます。唯一難しいのは車両の下に取り付けることですが、簡単に実行できるランプまたはジャッキとジャッキのスタンドがある場合は、下を這う前に車両が安全であることを確認してください。
ラックアンドピニオンは、車両の最も低いコンポーネントの1つであり、エンジンのオイルパンのすぐ下にある可能性があります。
ラックアンドピニオンの漏れを修理するのに非常に費用がかかる理由は、整備士であってもシールが使用できないことが多いためです。ほとんどのラックアンドピニオンリークは、ほとんどが正常に機能している場合でも、ラックアンドピニオンアセンブリ全体を交換する必要があります。
良いニュースは、高価な代替品に代わる別の方法があることです。ラックアンドピニオンのシールを取り外すことなく、簡単かつ迅速に復元できます。
ブルーデビルパワーステアリングストップリークをパワーステアリングリザーバーに追加すると、パワーステアリングリークがすぐに密閉され始め、運転後数日以内にラックアンドピニオンリークが恒久的に密閉されることが保証されます。
ブルーデビルパワーステアリングストップリークは、パワーステアリングラックのシールを元のサイズに戻し、リークをシールするように機能するように特別に配合されています。ブルーデビルパワーステアリングストップリークは、ラックアンドピニオンを傷つけたり詰まらせたりすることはなく、次に予定されているパワーステアリングフラッシュまでシステム内に安全に留まります。
ラックアンドピニオンステアリングシステムは、ピニオン（円形ギア）とラック（リニアギア）で構成されています。このシステムは、回転運動を線形運動に変換することによって機能します。ほとんどの車、小型トラック、およびSUVには、ラックアンドピニオンステアリングシステムが装備されており、大型トラック、大型SUV、およびその他の大型車に見られる再循環ボールステアリングは装備されていません。
ラックアンドピニオンステアリングは、ギアセットを使用して、ステアリングホイールの円運動をホイールの回転に必要な線形運動に変換します。ピニオンギアはステアリングシャフトに取り付けられているため、ステアリングホイールを回すとギアが回転し、ラックが移動します。
ラックアンドピニオンの交換にかかる平均コストは、1,440ドルから1,734ドルの間です。人件費は339ドルから427ドルの間で見積もられ、部品の価格は1,101ドルから1,307ドルの間です。この範囲には税金と手数料は含まれていません。また、特定の車両や特定の場所は考慮されていません。
ステアリングラックとピニオンが摩耗すると、ステアリングが緩むように感じます。また、車が高速で徘徊し、車線を維持するのが難しいことに気付くでしょう。また、道路に欠陥があると、車はまっすぐにとどまるのではなく、左から右に簡単に移動します。
ラックアンドピニオンステアリングは、旋回時のドライバーのフィーリングを大幅に向上させます。車両を左または右に回すのにかかる労力がはるかに少なくてすむため、ドライバーの自信と車両への感触が高まります。ラックは、さまざまな比率またはギア減速で構築されています。
ハンドルを回すと、ピニオンギアが回転してラックを動かします。ラックの両端にあるタイロッドは、スピンドルのステアリングアームに接続します。電力システムでは、ラックの一部に中央にピストンが付いたシリンダーがあり、このピストンがラックに接続されています。
多くの現代の車は、ステアリングホイールがピニオンギアを回すラックアンドピニオンステアリングメカニズムを使用しています。ピニオンは、ピニオンと噛み合う線形歯車であるラックを動かし、円運動を車の横軸に沿った線形運動に変換します（左右の運動）。
ラックアンドピニオンを交換する必要があるかどうかはどうすればわかりますか？ ステアリングラックを交換する必要がある場合、いくつかの兆候が発生します。 1つの兆候は、低速でのステアリングの難しさです。高速道路を運転しているとき、ステアリングが緩んだりハンドルが揺れたりすることは、ラックが不良であることを示しています。
ステアリングラックの交換は物理的に難しいことではありませんが、正しく行われ、修理が続くようにするために必要ないくつかの手順があります。清潔さはステアリングラックの交換の鍵です。
新しいステアリングラックの平均価格は、車の年式、メーカー、モデルによって異なりますが、およそ100ドルから500ドルの範囲です。予算が限られている場合は、再製造されたステアリングラックを購入することを検討してください。
アライメント以外に、ポットホールからのひどい衝撃も車のステアリングとサスペンションシステムに損傷を与える可能性があります。これらのシステムには、ショックとストラット、タイロッドとタイロッドエンド、ブッシング、ハブとホイールベアリング、ラック＆ピニオン、スウェイバーとスウェイバーリンクなどが含まれます。
悪いステアリングポンプの症状は次のとおりです。
ラックアンドピニオンギアセットは、2つのことを行います。ステアリングホイールの回転運動を、ホイールを回転させるために必要な線形運動に変換します。ギア減速を提供し、ホイールを回しやすくします。
ヘルパーに、ホイールを非常にゆっくり動かし、声をかけたら停止するように伝えます。トラックロッドが動くのを確認したら、電話してください。ステアリングホイールに1/2インチ（13mm）以上の動きがある場合は、ステアリングラックとトラックロッドの端で遊びがないか確認してください。ステアリングラックシステムにはほとんど遊びがないはずです。
ラックアンドピニオンステアリングシステムは、より良い「ロードフィール」を提供し、このタイプの運転を少し簡単にします。標準システムよりも迅速で優れたフィードバックを提供します。
ラックアンドピニオンの漏れは、整備士でもシールの保守が難しいため、修理に費用がかかることがよくあります。ほとんどのリークは、システムが正しく機能するようにラックアンドピニオンシステム全体を交換することで解決されます。別の方法は「パワーステアリングストップリーク」製品です。
ラックアンドピニオンステアリングのおかげでトラックはより感じやすくなりますが、より多くのロードコースが戻ってくるので、ドライバーはステアリングボックスの快適さを切望するかもしれません。
ラックアンドピニオンは、回転運動を線形運動に（またはその逆に）変換するときに使用されます。円筒歯車の半径が無限大（平面）の棒状の歯車はラックと呼ばれ、噛み合った平歯車はピニオンと呼ばれます。
ラインに亀裂があると、パワーステアリングラックとピニオンが故障する可能性があります。接続の緩み：使用すると、システムの接続が緩む可能性があります。自動車とその走行の振動は物事をゆるめる可能性があります。メンテナンスや修理が不適切に行われると、接続が緩む可能性もあります。
ラックアンドピニオンは約100,000マイルまで持続します。しかし、それらは摩耗する可能性があり、それらが失敗し始めると、いくつかの顕著な症状が見られます。いくつかの症状には、ステアリングホイールを回したときのガタガタという音、パワーステアリング液の漏れ、遊びの多いステアリングホイールの緩みなどがあります。
ラックアンドピニオン鉄道では、2つのレールの間の中央ラックがエンジンのピニオンとかみ合い、列車を非常に急な斜面に引き上げることができます。ウォームギア：ウォームは速度を落とすために使用されます。ウォームシャフトが完全に回転するたびに、ギアシャフトはギアの1つの歯だけを前進させます。
ラックアンドピニオンは一種のリニアアクチュエータです。このメカニズムには、小さな歯車と噛み合う固定歯付きレールが含まれ、回転運動から線形運動を生み出します。ラックアンドピニオンの漏れは、パワーステアリングフルードの損失を意味し、さまざまな問題を引き起こす可能性があります。