(57)【要約】【課題】ラックガイドを用いながら、ラック軸の全長を短縮することが可能なセンターテイクオフ型のステアリング装置を提供する。【解決手段】ピニオン軸２１に噛合うラック軸２２を軸方向移動可能に収容し、ラック軸と一体的に移動する連結部３５を径方向に導出する開口部２３ａをラック軸の軸方向に沿って設けたハウジング２３と、ハウジングの内周に相対回転不能に嵌合保持され、ラック軸を開口部に対応する位置で軸方向移動可能に支持する第１ラックガイド４１と、ピニオン軸およびラック軸の噛合い部と連結部との間でかつ開口部の外側に配設された第２ラックガイド４２とを備えた。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵部材に連動して回転するピニオン軸の回転を車両の幅方向に延びるラック軸の軸方向移動に変換し、この軸方向移動を受けて転舵輪を転舵するタイロッドを車両の幅方向の中央位置で連結部を介して前記ラック軸に連結したセンターテイクオフ型ステアリング装置において、
前記ラック軸を軸方向移動可能に収容し、前記ラック軸と一体的に移動する前記連結部を径方向に導出する開口部を前記ラック軸の軸方向に沿って設けたハウジングと、
前記開口部に対応する位置で前記ハウジングの内周に相対回転不能に配設され、前記ラック軸を軸方向移動可能に支持する第１ラックガイドと、
前記ピニオン軸および前記ラック軸の噛合い部と前記連結部との間でかつ前記開口部の外側に配設され、前記ラック軸を軸方向移動可能に支持する第２ラックガイドと、
を備えたことを特徴とするステアリング装置。
【請求項２】
請求項１において、前記第１ラックガイドは、前記開口部に対向して切欠きを有する半月形状に形成され、前記第２ラックガイドは、リング状に形成されていることを特徴とするステアリング装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記第１ラックガイドを、前記連結部と前記第２ラックガイドとの間の前記連結部に接近した位置に配設したことを特徴とするステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センターテイクオフ型のステアリング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ステアリング装置には、いわゆるセンターテイクオフ型のステアリング装置がある。このタイプのステアリング装置では、例えば、特許文献１に記載されているように、ギヤボックス（ハウジング）の長さ方向の略中央部に、転舵輪を転舵する左右一対のタイロッドの内方端をラック軸に取付ける取付け部を有している。
【０００３】
この種のステアリング装置においては、ラック軸を収容するハウジングに、ラック軸にタイロッドを取付ける取付け部をラック軸の径方向に導出するための開口部をラック軸の軸方向に沿って形成する必要がある。
【０００４】
ところで、上記したタイプのステアリング装置では、ラック軸の軸方向移動に伴い、ラック軸の径方向にオフセットしたタイロッドを介して転舵輪を転舵する構成であるため、ラック軸にタイロッドを取付ける取付け部によって、ラック軸に引張荷重（開口部に近づく方向の荷重）と、圧縮荷重（開口部より離れる方向の荷重）が作用する。従って、特許文献１に記載されているように、ラック軸を摺動可能に支持するメタルブッシュ（ラックガイド）をハウジングに設ける場合には、メタルブッシュをハウジングに形成した開口部に対応した位置に配設することができず、ラックガイドを開口部の外側に配置する必要がある。
【特許文献１】特開２０００−７２００５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ラックガイドをハウジングに形成した開口部の外側に配置すると、ラック軸がフルストロークした場合でもラック軸を支持できるようにするためには、ラック軸の全長が長くなり、ラック軸、延いてはステアリング装置の重量が増加するとともに、製作コストが高くなる問題があった。
【０００６】
本発明は、上記した従来の問題点を解消するためになされたもので、ラックガイドを用いながら、ラック軸の全長を短縮することが可能なセンターテイクオフ型のステアリング装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の特徴は、操舵部材に連動して回転するピニオン軸の回転を車両の幅方向に延びるラック軸の軸方向移動に変換し、この軸方向移動を受けて転舵輪を転舵するタイロッドを車両の幅方向の中央位置で連結部を介して前記ラック軸に連結したセンターテイクオフ型ステアリング装置において、前記ラック軸を軸方向移動可能に収容し、前記ラック軸と一体的に移動する前記連結部を径方向に導出する開口部を前記ラック軸の軸方向に沿って設けたハウジングと、前記開口部に対応する位置で前記ハウジングの内周に相対回転不能に配設され、前記ラック軸を軸方向移動可能に支持する第１ラックガイドと、前記ピニオン軸および前記ラック軸の噛合い部と前記連結部との間でかつ前記開口部の外側に配設され、前記ラック軸を軸方向移動可能に支持する第２ラックガイドとを備えたことである。
【０００８】
請求項２に係る発明の特徴は、請求項１において、前記第１ラックガイドは、前記開口部に対向して切欠きを有する半月形状に形成され、前記第２ラックガイドは、リング状に形成されていることである。
【０００９】
請求項３に係る発明の特徴は、請求項１または請求項２において、前記第１ラックガイドを、前記連結部と前記第２ラックガイドとの間の前記連結部に接近した位置に配設したことである。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に係る発明によれば、開口部に対応する位置でハウジングの内周に相対回転不能に配設され、ラック軸を軸方向移動可能に支持する第１ラックガイドと、ピニオン軸およびラック軸の噛合い部と連結部との間でかつ開口部の外側に配設され、ラック軸を軸方向移動可能に支持する第２ラックガイドとを備えているので、ラック軸の軸端を連結部の近傍位置に止め置くことができ、ラック軸の全長を短縮することが可能となる。これによって、ラック軸、延いてはステアリング装置の重量を低減できるとともに、製作コストを低減することができる。
【００１１】
請求項２に係る発明によれば、第１ラックガイドは、開口部に対向して切欠きを有する半月形状に形成され、第２ラックガイドは、リング状に形成されているので、第１ラックガイドによって、ラック軸に作用する開口部より離れる方向の荷重を受承することができ、また、第２ラックガイドによって、第１ラックガイドでは受承することができない開口部に近づく方向の荷重を受承することができる。
【００１２】
請求項３に係る発明によれば、第１ラックガイドを、連結部と第２ラックガイドとの間の連結部に接近した位置に配設したので、ラック軸の軸端位置を連結部による連結位置にすることができ、ラック軸の全長を最大限短縮することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
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は、本実施の形態に係るステアリング装置の概略構成を示す模式図であり、図２は、ステアリング装置の操舵機構部を示す断面図である。図１および図２において、ステアリング装置１０は、転舵輪１２を転舵するために操舵部材としてのステアリングホイール１３に加えられる操舵トルクを伝達するステアリングシャフト１４と、ステアリングシャフト１４からの操舵トルクにより転舵輪１２を操舵する、例えばラックアンドピニオン機構からなる操舵機構１５と、ステアリングシャフト１４と操舵機構１５との間に設けられ、ステアリングシャフト１４の回転を操舵機構１５に伝達する軸継手としての中間軸１６とを有している。
【００１４】
操舵機構１５は、入力軸としてのピニオン軸２１と、車両の幅方向（直進方向と直交する方向）に延びる転舵軸としてのラック軸２２と、ピニオン軸２１およびラック軸２２を収容するギヤハウジング２３とを有している。ギヤハウジング２３は、一対のマウント１８を介して車体に固定される。ピニオン軸２１とラック軸２２の噛合い部には、サポートヨーク部２４が設けられ、このサポートヨーク部２４の図略のサポートヨークによってラック軸２２がピニオン軸２１に向けて押圧され、ピニオン軸２１とラック軸２２との噛合いが適正に維持されるようになっている。
【００１５】
ピニオン軸２１は、ギヤハウジング２３に回転可能に支持され、ラック軸２２は、ピニオン軸２１の軸線と直交する方向に往復移動可能に、ギヤハウジング２３に支持されている。ラック軸２２には、後述するようにしてタイロッド２５およびナックルアーム２６を介して転舵輪１２が連結される。
【００１６】
これにより、ステアリングホイール１３が操舵されると、その操舵トルクがステアリングシャフト１４および中間軸１６を介して操舵機構１５に伝達され、操舵機構１５によってピニオン軸２１の回転が、車両の幅方向に沿うラック軸２２の直線運動に変換される。ラック軸２２の直線運動により、タイロッド２５等を介して転舵輪１２が転舵される。
【００１７】
ステアリング装置１０は、操舵トルクに応じて操舵補助力を得られるようになっている。すなわち、ステアリング装置１０は、操舵トルクを検出するトルクセンサ２７と、トルクセンサ２７の出力に基づいて制御され、操舵トルクをアシストする電動モータ２８と、電動モータ２８の回転をステアリングシャフト１４に減速して伝達するウォーム・ウォームホイール機構からなる歯車減速機構２９とを有している。
【００１８】
ステアリングシャフト１４は、ステアリングホイール１３側に連結された入力軸３１と、中間軸１６側に連結された出力軸３２と、入力軸３１および出力軸３２を同一の軸線上で互いに相対回転可能に連結するトーションバー３３とを有している。入力軸３１に操舵トルクが入力されると、トーションバー３３がねじられて、入力軸３１と出力軸３２が相対回転する。入力軸３１と出力軸３２の相対回転変位量が、操舵トルクとしてトルクセンサ２７により検出される。
【００１９】
本実施の形態におけるステアリング装置１０は、センターテイクオフ型のステアリング装置として構成されている。すなわち、一対のタイロッド２５が、車両の幅方向の中央位置から転舵輪１２に向けて導出されている。
【００２０】
一対のタイロッド２５の各外端は、ナックルアーム２６を介して転舵輪１２に連結され、各内端は、車両の幅方向の略中央位置に配置され、後述する構成の連結部３５を介してラック軸２２に連結される。ギヤハウジング２３には、図２および図４に示すように、連結部３５をラック軸２２の径方向に導出するための長孔形状の開口部２３ａが、ギヤハウジング２３の長手方向に沿って形成されている。開口部２３ａは、ラック軸２２のフルストロークに伴って連結部３５がラック軸２２の軸方向に移動する移動量を許容するに十分な長さを有している。
【００２１】
連結部３５は、図３および図４に示すように、ギヤハウジング２３の開口部２３ａに沿って摺動するスライダ３６と、スライダ３６に一対のタイロッド２５を取付けるための取付けブラケット３７と、取付けブラケット３７と一対のタイロッド２５とをそれぞれ揺動可能に連結する一対の継手３８と、取付けブラケット３７およびスライダ３６を一対のスペーサ３９を介してラック軸２２に固定する一対の固定ボルト４０とを有している。
【００２２】
ギヤハウジング２３の内周には、図２に示すように、車両の幅方向の中央位置の近傍で、ラック軸２２を摺動可能にガイドする第１ラックガイド４１が装着されている。第１ラックガイド４１は、ギヤハウジング２３の開口部２３ａに沿って摺動するスライダ３６の摺動を許容できるように、図５に示すように、開口部２３ａに対応する角度位置に切欠き４１ａを有する半月形状に形成されている。これにより、第１ラックガイド４１によって、ラック軸２２に作用する開口部２３ａより離れる方向の荷重を受承できるようにしている。第１ラックガイド４１の外周の中央部にはギヤハウジング２３の凹部２３ｂに係合する回り止め突起４１ｂが形成され、第１ラックガイド４１はギヤハウジング２３に対して回転不能に装着されている。第１ラックガイド４１は、ギヤハウジング２３の開口部２３ａを通して装着できるようになっている。
【００２３】
第１ラックガイド４１は、ラック軸２２を車両の幅方向の中央部で支持するように設けられているが、その配設位置はラック軸２２の全長をできるだけ短縮できるように、ラック軸２２とタイロッド２５との連結部３５のやや外側寄りに定められている。具体的には、ラック軸２２の図２および図３における右端２２ａは、タイロッド２５との連結部３５を固定できる位置に定められている。このため、第１ラックガイド４１は、ラック軸２２が左ストローク端に達した際に、右端２２ａを支持できる位置に配設されている。
【００２４】
このようにすることにより、例えば、第１ラックガイド４１をラック軸２２とタイロッド２５との連結部３５の中央部に配設した場合に比較して、ラック軸２２の全長を短縮することができる。すなわち、第１ラックガイド４１をラック軸２２とタイロッド２５との連結部３５の中央部に配設した場合には、ラック軸２２の右端は、ラック軸２２が左ストローク端に達した際にも第１ラックガイド４１で支持できるように、連結部３５からさらにラック軸２２のストローク分だけ、図２の右方向にオフセットした位置に定める必要があり、上記したように、第１ラックガイド４１をラック軸２２とタイロッド２５との連結部３５のやや外側寄りに配設した場合に比較して、ラック軸２２の全長がやや長くなる。
【００２５】
第１ラックガイド４１と図略のサポートヨーク部２４（ピニオン軸２１およびラック軸２２の噛合い部）との間で、かつギヤハウジング２３の開口部２３ａが形成されていない位置には、図２に示すように、ラック軸２２を摺動可能にガイドする第２ラックガイド４２がギヤハウジング２３の内周に装着されている。第２ラックガイド４２は、ラック軸２２を全周で摺動可能に支持できるように、図６に示すようにリング状に形成され、これによって、第１ラックガイド４１では受承できないラック軸２２の開口部２３ａに近づく方向の荷重を受承できるようにしている。
【００２６】
上記した第１および第２ラックガイド４１、４２により、主として３つの役割を果たすことができる。１つ目は、第１ラックガイド４１によって、ラック軸２２をラック軸２２とタイロッド２５との連結部３５の近傍で支持できることである。これによって、ラック軸２２の軸方向移動に伴う転舵輪１２の転舵時に作用するラック軸２２の開口部２３ａから離れる方向の径方向荷重を、第１ラックガイド４１によって効果的に受承することができる。２つ目は、第１ラックガイド４１によってラック軸２２を、ラック軸２２とタイロッド２５との連結部３５の近傍で支持するにもかかわらず、ラック軸２２の全長を短縮できることである。これによって、ラック軸２２、延いてはステアリング装置１０の重量を低減できるとともに、製作コストを低減することができる。３つ目は、ラック軸２２の軸方向移動に伴う転舵輪１２の転舵時に作用するラック軸２２の開口部２３ａに近づく方向の径方向荷重を、第２ラックガイド４２によって受承できることである。これによって、第１ラックガイド４１では支持できないラック軸２２の開口部２３ａに近づく方向の径方向荷重方向も受承することができる。
【００２７】
なお、図中４３は、ギヤハウジング２３を覆うダストカバーを示す。ダストカバー４３は、両端部をギヤハウジング２３に固定され、中央部を連結部３５を介してラック軸２２に固定され、両端部と中央部との間に伸縮可能な伸縮部を有している。
【００２８】
次に、上記した実施の形態に係るセンターテイクオフ型ステアリング装置１０の動作について説明する。
【００２９】
運転者がステアリングホイール１３を操舵することにより、出力軸３２に対して入力軸３１が回転される。入力軸３１の回転により、トーションバー３３がねじられ、入力軸３１と出力軸３２の相対回転変位量が、操舵トルクとしてトルクセンサ２７により検出される。トルクセンサ２７の出力に基づいて電動モータ２８が制御され、電動モータ２８の回転が歯車減速機構２９を介してピニオン軸２１に伝達される。ピニオン軸２１の回転により、これに噛合うラック軸２２が軸方向に移動され、連結部３５を介して一対のタイロッド２５が車両の左方向または右方向に移動される。これによって、ナックルアーム２６を介して転舵輪１２がステアリングホイール１３の操舵方向に転舵される。
【００３０】
かかるラック軸２２の軸方向移動に伴い、タイロッド２５を介して転舵輪１２が転舵されるため、連結部３５によってラック軸２２には、引張荷重（開口部２３ａに近づく方向の荷重）や、圧縮荷重（開口部２３ａより離れる方向の荷重）が作用する。
【００３１】
ラック軸２２に作用する圧縮荷重は、第１ラックガイド４１によって受承することができるが、第１ラックガイド４１は、連結部３５に接近した位置に配設されているため、連結部３５のスライダ３６の摺動を許容する切欠き４１ａが必要なため、ラック軸２２に作用する引張荷重は受承することができない。
【００３２】
ところが、第１ラックガイド４１とサポートヨーク部２４との間の開口部２３ａの外側には、リング状の第２ラックガイド４２が配設されているため、ラック軸２２に作用する引張荷重は、第２ラックガイド４２によって受承することができる。
【００３３】
このように、本実施の形態に係るセンターテイクオフ型のステアリング装置１０によれば、第１ラックガイド４１は、車両の幅方向のほぼ中央位置でラック軸２２を支持するように配設されているため、ラック軸２２のストローク長に依存するラック軸２２の全長を、連結部３５に接近した位置まで短縮することが可能となる。これによって、ラック軸２２、延いてはステアリング装置１０の重量を低減できるとともに、製作コストを低減することができるようになる。
【００３４】
しかも、第１ラックガイド４１を車両の幅方向のほぼ中央位置に配設することに伴う課題、すなわち、ラック軸２２に作用する引張荷重が受承できなくなる課題を、第２ラックガイド４２によって補うことができる。
【００３５】
上記した実施の形態においては、電動モータ２８によって操舵トルクをアシストできるステアリング装置１０、すなわち、電動パワーステアリング装置を例にとって説明したが、本発明は、マニュアル操舵のステアリング装置にも適用できるものである。
【００３６】
また、上記した実施の形態においては、第１ラックガイド４１をラック軸２２の全長を最短にできる位置に配設した例について説明したが、第１ラックガイド４１は、車両の幅方向の中央位置、すなわち、連結部３５に対応した位置に配設しても、ラック軸２２の全長を短縮することが可能である。
【００３７】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施の形態に係るステアリング装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】図１のステアリング装置の操舵機構部を示す断面図である。
【図３】ラック軸とタイロッドの連結部の詳細を示す拡大断面図である。
【図４】図３の４−４線に沿って切断した断面図である。
【図５】図２の５−５線に沿って切断した第１ラックガイドの断面図である。
【図６】図２の６−６線に沿って切断した第２ラックガイドの断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０…ステアリング装置、１２…転舵輪、１３…操舵部材（ステアリングホイール）、１５…操舵機構、２１…ピニオン軸、２２…ラック軸、２３…ハウジング、２３ａ…開口部、２４…サポートヨーク部、２５…タイロッド、３５…連結部、３６…スライダ、４１…第１ラックガイド、４１ａ…切欠き、４２…第２ラックガイド。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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