(57)【要約】【課題】ピニオンの回転時に、各部品の精度（製作誤差）に伴ってラックがラック軸方向以外の方向に不必要に移動することがあっても、ピニオンのトルク変動（操舵トルク変動）を抑制することが可能なラック支持装置を提供すること【解決手段】ラック支持装置１０は、ハウジング１１内に組付けられてラック１３をラック軸方向に移動可能に支持するラックガイドＡ１と、ハウジング１１内に組付けられてラックガイドＡ１を介してラック１３をピニオン１２に向けて付勢するスプリング１７を備えている。ラックガイドＡ１は、ラック１３の背面１３ｂに摺動可能に係合するガイド溝１４ａを有してハウジング１１内に収容されるラック側ラックガイド１４と、スプリング１７を収容可能な凹部１５ｂを有してラック側ラックガイド１４を揺動可能に支持するスプリング側ラックガイド１５を備えている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング内に組付けられてラックをラック軸方向に移動可能に支持するラックガイドと、前記ハウジング内に組付けられて前記ラックガイドを介して前記ラックをピニオンに向けて付勢するスプリングを備えるラック支持装置において、
前記ラックガイドは、前記ラックの背面に摺動可能に係合するガイド溝を有して前記ハウジング内に収容されるラック側ラックガイドと、前記スプリングを収容可能な凹部を有して前記ラック側ラックガイドを揺動可能に支持するスプリング側ラックガイドを備えていることを特徴とするラック支持装置。
【請求項２】
請求項１に記載のラック支持装置において、前記ラック側ラックガイドと前記スプリング側ラックガイド間には球体が介装されていて、この球体によって前記ラック側ラックガイドが前記スプリング側ラックガイドに対して揺動可能とされていることを特徴とするラック支持装置。
【請求項３】
請求項１に記載のラック支持装置において、前記ラック側ラックガイドと前記スプリング側ラックガイド間にはピニオン軸方向に延在するピンが介装されていて、このピンによって前記ラック側ラックガイドが前記スプリング側ラックガイドに対して揺動可能とされていることを特徴とするラック支持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラック支持装置に関して、例えばラックピニオン式ステアリング装置におけるラックを支持するのに適したラック支持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ラックピニオン式ステアリング装置は、例えば、下記特許文献１に記載されていて、ハウジングに回転可能に支持されて操舵入力により回転するピニオンと、このピニオンに常時噛合し前記ハウジングに往復動可能に組付けられたラックを備えていて、ピニオンの回転に伴うラックの往復動により操舵輪が転舵されるように構成されている。
【特許文献１】特開２０００−２１１５３５号公報
【０００３】
上記した特許文献１に記載されているラックピニオン式ステアリング装置では、ハウジング内に組付けられて球体を介してラックをラック軸方向に移動可能に支持するラックガイドと、ハウジング内に組付けられてラックガイドと球体を介してラックをピニオンに向けて付勢するスプリングを備えるラック支持装置が採用されている。
【発明の開示】
【０００４】
ところで、上記した特許文献１に記載されているラック支持装置では、ラックとラックガイド間に球体が介装されているため、ピニオンの回転に伴うラックのラック軸方向への移動を円滑にすることが可能であるが、ラックがラック軸方向以外の方向に不必要に移動、例えば、ラックの軸線がラック軸方向に対して所定量傾斜するようにラックが傾動するとき、ラックガイドがラックの動きに十分に追従することができない。このため、ピニオンの回転時に、ラックとラックガイド間の接触面の変化に伴う摩擦変動が大きくなり、この摩擦変動に起因して生じるピニオンのトルク変動（操舵トルクの変動）が大きくなるおそれがある。
【０００５】
本発明は、上記した課題に対処すべくなされたものであり、ハウジング内に組付けられてラックをラック軸方向に移動可能に支持するラックガイドと、前記ハウジング内に組付けられて前記ラックガイドを介して前記ラックをピニオンに向けて付勢するスプリングを備えるラック支持装置において、前記ラックガイドは、前記ラックの背面に摺動可能に係合するガイド溝を有して前記ハウジング内に収容されるラック側ラックガイドと、前記スプリングを収容可能な凹部を有して前記ラック側ラックガイドを揺動可能に支持するスプリング側ラックガイドを備えていることに特徴がある。
【０００６】
この場合において、前記ラック側ラックガイドと前記スプリング側ラックガイド間には球体が介装されていて、この球体によって前記ラック側ラックガイドが前記スプリング側ラックガイドに対して揺動可能とされていること、または、前記ラック側ラックガイドと前記スプリング側ラックガイド間にはピニオン軸方向に延在するピンが介装されていて、このピンによって前記ラック側ラックガイドが前記スプリング側ラックガイドに対して揺動可能とされていることも可能である。
【０００７】
本発明によるラック支持装置においては、ピニオンの回転時に、ハウジング、ピニオン、ラック、ラックガイド等各部品の精度（製作誤差）に伴って、ラックがラック軸方向以外の方向に不必要に移動、例えば、ラックの軸線がラック軸方向に対して所定量傾斜するようにラックが傾動することがあっても、ラック側ラックガイドがスプリング側ラックガイドに対して揺動してラックの動きに十分に追従することが可能である。このため、ラックとラック側ラックガイド間の接触面の変化に伴う摩擦変動を抑制することができ、この摩擦変動に起因して生じるピニオンのトルク変動を抑制することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明によるラック支持装置の第１実施形態を示していて、このラック支持装置１０は、ハウジング１１と、このハウジング１１に組付けられているピニオン１２と、このピニオン１２に交差する方向に移動可能なラック１３を備えている。また、ラック支持装置１０は、ハウジング１１内に収容されるラックガイドＡ１およびスプリング１７を備えるとともに、スプリング１７と係合するプラグ１８と、このプラグ１８に螺着するロックナット１９を備えている。
【０００９】
ハウジング１１は、ピニオン軸方向（ピニオン１２の軸線Ｏ１が延びている方向）に形成されている内穴１１ａと、スプリング軸方向（スプリング１７の軸線Ｏ２が延びている方向）に形成されている内穴１１ｂを有していて、内穴１１ａにてボールベアリングＢｒ１およびニードルベアリングＢｒ２を介してピニオン１２を回転可能に支持している。ピニオン１２は、上端部にて操舵ハンドル（図示省略）を支持する操舵軸（図示省略）にトルク伝達可能に連結されていて、下端部にはピニオンギヤ１２ａが一体的に設けられている。
【００１０】
ラック１３は、その軸線Ｏ３がピニオン１２の軸線Ｏ１と交差するラック軸方向（図１の紙面と交差する方向）に延びていて、両端部にてハウジング１１にラック軸方向へ移動可能に支持されている。また、ラック１３は、ピニオン側（図示左側）にピニオンギヤ１２ａと噛合する斜歯状のラックギヤ１３ａを有しており、プラグ側（図示右側）に断面が半円状に形成された背面１３ｂを有している。このラック１３は、ピニオン１２の回転に伴ってラック軸方向に移動して、左右前輪（図示省略）を転舵可能である。
【００１１】
ラックガイドＡ１は、ハウジング１１内に組付けられてラック１３をラック軸方向に移動可能に支持するためのものであり、ラック側ラックガイド１４と、スプリング側ラックガイド１５と、球体１６を備えている。ラック側ラックガイド１４およびスプリング側ラックガイド１５は、それぞれ外周が円形であって、ハウジング１１の内穴１１ｂに収容されている。
【００１２】
ラック側ラックガイド１４は、ピニオン側にラック１３の背面１３ｂに摺動可能に係合するガイド溝１４ａを有していて、プラグ側に半球面状に形成された摺動面部１４ｂを有している。このラック側ラックガイド１４の外周とハウジング１１の内穴１１ｂの間には、所定量の隙間（内穴１１ｂの径方向隙間）が設けられている。
【００１３】
スプリング側ラックガイド１５は、ピニオン側にラック側ラックガイド１４の摺動面部１４ｂと対向して半球面状に形成された摺動面部１５ａを有していて、プラグ側にスプリング１７を収容可能な凹部１５ｂを有している。このスプリング側ラックガイド１５の外周とハウジング１１の内穴１１ｂの間には、所定量の隙間（内穴１１ｂの径方向隙間）が設けられている。
【００１４】
球体１６は、ラック側ラックガイド１４とスプリング側ラックガイド１５の間に介装されていて、ラック側ラックガイド１４の摺動面部１４ｂとスプリング側ラックガイド１５の摺動面部１５ａに対してそれぞれ転動可能組付けられている。この球体１６によって、スプリング側ラックガイド１５はラック側ラックガイド１４を揺動可能に支持しており、ラック側ラックガイド１４は球体１６の球中心Ｐ１を中心として揺動（回転）可能である。
【００１５】
スプリング１７は、スプリング側ラックガイド１５とプラグ１８の間に介装されていて、スプリング側ラックガイド１５の凹部１５ｂ底面とプラグ１８の内端面に弾撥的に係合している。このスプリング１７は、スプリング軸方向にて、スプリング側ラックガイド１５と球体１６とラック側ラックガイド１４を介して、ラック１３をピニオン１２に向けて付勢している。これにより、ラック１３のラックギヤ１３ａとピニオン１２のピニオンギヤ１２ａ間に生じるバックラッシュを低減させることが可能である。
【００１６】
プラグ１８は、スプリング１７の付勢力を調整するためのものであり、ハウジング１１の内穴１１ｂに進退可能に組付けられている。このプラグ１８とスプリング側ラックガイド１５の間には、所定量の隙間（内穴１１ｂの軸方向隙間）が設けられている。ロックナット１９は、プラグ１８のハウジング１１に対する緩みを防止するためのものである。
【００１７】
上記のように構成した第１実施形態のラック支持装置においては、運転者による操舵ハンドルの操舵入力に伴って操舵軸およびピニオン１２が回転し、このピニオン１２の回転に伴って、ラック１３がラック軸方向に移動して、左右前輪が転舵する。
【００１８】
ところで、ピニオン１２の回転時に、ハウジング１１、ピニオン１２、ラック１３、ラック側ラックガイド１４およびスプリング側ラックガイド１５等各部品の精度（製作誤差）に伴って、例えば、ラック１３の軸線Ｏ３がラック軸方向に対してスプリング軸方向へ所定量傾斜するようにラック１３が傾動することがあっても、ラック側ラックガイド１４が、スプリング側ラックガイド１５に対して球中心Ｐ１を中心として揺動してラック１３の動きに十分に追従することが可能である。
【００１９】
また、ピニオン１２の回転時に、上記した各部品の精度に伴って、例えば、ラック１３の軸線Ｏ３がラック軸方向に対してピニオン軸方向へ所定量傾斜するようにラック１３が傾動することがあっても、ラック側ラックガイド１４が、スプリング側ラックガイド１５に対して球中心Ｐ１を中心として揺動してラック１３の動きに十分に追従することが可能である。
【００２０】
また、ピニオン１２の回転時に、上記した各部品の精度に伴って、例えば、ラック１３の軸線Ｏ３がスプリング軸方向へ平行移動するようにラック１３が移動することがあっても、プラグ１８とスプリング側ラックガイド１５の間に設けられた隙間と、スプリング１７の伸縮によって、ラック側ラックガイド１４とスプリング側ラックガイド１５と球体１６とスプリング１７が、一体的にピニオン軸方向に移動してラック１３の動きに十分に追従することが可能である。
【００２１】
また、ピニオン１２の回転時に、上記した各部品の精度に伴って、例えば、ラック１３の軸線Ｏ３がピニオン軸方向へ平行移動するようにラック１３が移動することがあっても、ラック側ラックガイド１４の外周およびスプリング側ラックガイド１５の外周とハウジング１１の内穴１１ｂの間に設けられた隙間と、スプリング１７の撓みによって、ラック側ラックガイド１４とスプリング側ラックガイド１５と球体１６とスプリング１７が、一体的にピニオン軸方向に移動してラック１３の動きに十分に追従することが可能である。
【００２２】
このため、ピニオン１２の回転時に、ラック１３がラック軸方向以外の方向に不必要に移動（上記した各傾動および（または）上記した各移動を伴ってラック軸方向に移動）することがあっても、ラック側ラックガイド１４のラック１３に対する十分な追従によって、ラック１３の背面１３ｂとラック側ラックガイド１４のガイド溝１４ａの接触面の変化を小さくすることが可能である。したがって、上記した接触面の変化に伴う摩擦変動を抑制することができ、この摩擦変動に起因して生じるピニオン１２のトルク変動（操舵トルクの変動）を抑制することが可能である。
【００２３】
上記した第１実施形態においては、球体１６をラック側ラックガイド１４とスプリング側ラックガイド１５の間に介装して実施したが、球体１６をラック側ラックガイド１４、または、スプリング側ラックガイド１５に一体的に設けて実施することも可能である。
【００２４】
上記した第１実施形態においては、ラック側ラックガイド１４とスプリング側ラックガイド１５間に球体１６を介装して実施したが、図２に示した第２実施形態のように、球体１６に代えてピン１１６を採用して実施することも可能である。図２に示した第２実施形態において、ラックガイドＡ２は、ラック側ラックガイド１１４と、スプリング側ラックガイド１１５と、ピン１１６を備えている。ピン１１６は、ピニオン軸方向に延在していて、中間部がラック側ラックガイド１１４に設けた挿通穴１１４ｂに挿通され、両端部がスプリング側ラックガイド１１５に設けた挿通孔１１５ａに嵌合されている。
【００２５】
このピン１１６によって、スプリング側ラックガイド１１５はラック側ラックガイド１１４を揺動可能に支持しており、ラック側ラックガイド１１４はピン軸Ｐ２周りに揺動（回転）可能かつピン軸Ｐ２方向に所定量移動可能である。その他の構成は上記した第１実施形態の構成と同様であるため、対応する部材に対応する符号を付して、その説明は省略する。
【００２６】
上記のように構成した第２実施形態においては、ピニオン１２の回転時に、ハウジング１１、ピニオン１２、ラック１３、ラック側ラックガイド１１４およびスプリング側ラックガイド１１５等各部品の精度（製作誤差）に伴って、例えば、ラック１３の軸線Ｏ３がラック軸方向に対してスプリング軸方向へ所定量傾斜するようにラック１３が傾動することがあっても、ラック側ラックガイド１１４が、スプリング側ラックガイド１１５に対してピン軸Ｐ２周りに揺動してラック１３の動きに十分に追従することが可能である。
【００２７】
また、ピニオン１２の回転時に、上記した各部品の精度に伴って、例えば、ラック１３の軸線Ｏ３がスプリング軸方向へ平行移動するようにラック１３が移動することがあっても、プラグ１８とスプリング側ラックガイド１１５の間に設けられた隙間と、スプリング１７の伸縮によって、ラック側ラックガイド１１４とスプリング側ラックガイド１１５とピン１１６とスプリング１７が、一体的にピニオン軸方向に移動してラック１３の動きに十分に追従することが可能である。
【００２８】
また、ピニオン１２の回転時に、上記した各部品の精度に伴って、例えば、ラック１３の軸線Ｏ２がピニオン軸方向へ平行移動するようにラック１３が移動することがあっても、ラック側ラックガイド１１４のみがスプリング側ラックガイド１１５に対してピン軸Ｐ２方向へ移動してラック１３の動きに十分に追従することが可能である。
【００２９】
このため、ピニオン１２の回転時に、ラック１３がラック軸方向以外の方向に不必要に移動（上記した傾動および（または）上記した各移動を伴ってラック軸方向に移動）することがあっても、ラック側ラックガイド１１４のラック１３に対する十分な追従によって、ラック１３の背面１３ｂとラック側ラックガイド１１４のガイド溝１１４ａの接触面の変化を小さくすることが可能である。したがって、上記した接触面の変化に伴う摩擦変動を抑制することができ、この摩擦変動に起因して生じるピニオン１２のトルク変動（操舵トルクの変動）を抑制することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明によるラック支持装置の第１実施形態を示した要部断面図である。
【図２】本発明によるラック支持装置の第２実施形態を示した要部断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１０…ラック支持装置、１１…ハウジング、１１ａ，１１ｂ…内穴、１２…ピニオン、１２ａ…ピニオンギヤ、１３…ラック、１３ａ…ラックギヤ、１３ｂ…背面、Ａ１…ラックガイド、１４…ラック側ラックガイド、１４ａ…ガイド溝、１４ｂ…摺動面部、１５…スプリング側ラックガイド、１５ａ…摺動面部、１５ｂ…凹部、１６…球体、１７…スプリング、１８…プラグ、１９…ロックナット、Ｏ１，Ｏ２，Ｏ３…軸線、Ｐ１…球中心、Ａ２…ラックガイド、１１４…ラック側ラックガイド、１１５…スプリング側ラックガイド、１１６…ピン、Ｐ２…ピン軸
【図１】
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【図２】
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