(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動されるピニオンギヤと、
前記ピニオンギヤに噛み合うラックを介して移動するラックシャフトと、
前記ラックシャフトに摺接するプレッシャパッドと、
前記プレッシャパッドを前記ラックが前記ピニオンギヤに押し付けられる方向に付勢するスプリングと、
螺合位置を変えることによって前記スプリングのバネ力を調整するアジャストカバーと、を備えるステアリング装置であって、
前記ラックシャフトは、
作動時に前記ピニオンギヤに噛み合う作動ラックと前記プレッシャパッドに摺接する作動摺接面とが形成される作動ストローク範囲と、
前記作動ストローク範囲の外側に位置する非作動ストローク範囲と、を有し、
前記非作動ストローク範囲に前記ピニオンギヤと噛み合う非作動ラックと前記プレッシャパッドに当接する基準当接面とが形成され、
前記ラックシャフトの中心線に対する非作動ストローク範囲における前記ラックの歯先までの距離が、作動ストローク範囲における前記ラックの歯先までの距離より大きく形成され、
前記作動ラックから前記作動摺接面までの距離は、前記非作動ラックから前記基準当接面までの距離よりも小さく形成される構成としたことを特徴とするステアリング装置。
【請求項２】
前記非作動ストローク範囲における前記ラックシャフトの外径は、前記作動ストローク範囲における前記ラックシャフトの外径と等しく形成されることを特徴とする請求項１に記載のステアリング装置。
【請求項３】
前記アジャストカバーと前記アジャストカバーが螺合する部材の相対回転を係止するカシメ部が設けられることを特徴とする請求項１または２に記載のステアリング装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一つに記載のステアリング装置を構成する前記ピニオンギヤと前記ラックとの間のバックラッシュを調整するバックラッシュ調整方法であって、
前記プレッシャパッドに前記基準当接面が当接した状態で前記アジャストカバーの螺合位置を決定した後に、前記プレッシャパッドに前記作動摺接面が当接する位置に戻すバックラッシュ調整工程を行うことを特徴とするバックラッシュ調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラックとピニオンギヤ間のバックラッシュが調整されるステアリング装置及びそのバックラッシュ調整方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ラックシャフトに摺接するプレッシャパッドと、このプレッシャパッドをラックがピニオンギヤに押し付けられる方向に付勢するスプリングと、このスプリングのバネ力を調整するアジャストカバーとを備えるものがある（特許文献１参照）。
【０００３】
この種のステアリング装置は、ステアリング装置が組み立てられた後に、アジャストカバーの螺合位置を変えて、スプリングのバネ力が設定値になるように調整するバックラッシュ調整工程が行われる。
【０００４】
このバックラッシュ調整工程は、例えば、以下の手順で行われる。
【０００５】
・ピニオンギヤとラックが噛み合う状態にて、アジャストカバーが所定のトルクで締め付けられる。このとき、スプリングのバネ力が設定値に対して所定の過剰分だけ大きい値に調整される。
【０００６】
・アジャストカバーが所定の角度だけ緩み方向に回転される。これにより、バネ力の過剰分が取り除かれ、スプリングのバネ力が設定値になるように調整される。
【０００７】
・アジャストカバーがロックナットを介して締め付け固定され、アジャストカバーの緩み止めが行われる。
【０００８】
こうしてバックラッシュ調整工程が行われて、スプリングのバネ力が設定値に調整されることにより、ラックとピニオンギヤ間のバックラッシュが適正値に収められる。これにより、ピニオンギヤとラックの噛み合い部は、ガタが生じることなく、摩擦抵抗を小さく抑えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−３０５４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、このような従来のステアリング装置にあっては、バックラッシュ調整工程において、アジャストカバーを所定の角度だけ緩み方向に回転させた後にロックナットを介して締め付け固定されるため、アジャストカバーの螺合位置にズレが生じやすく、スプリングのバネ力を精度よく調整することが難しいという問題点があった。
【００１１】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、ラックとピニオンギヤ間のバックラッシュを精度よく調整することが容易に行われるステアリング装置及びそのバックラッシュ調整方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、回転駆動されるピニオンギヤと、このピニオンギヤに噛み合うラックを介して移動するラックシャフトと、このラックシャフトに摺接するプレッシャパッドと、このプレッシャパッドをラックがピニオンギヤに押し付けられる方向に付勢するスプリングと、螺合位置を変えることによってスプリングのバネ力を調整するアジャストカバーと、を備えるステアリング装置であって、ラックシャフトは、作動時にピニオンギヤに噛み合う作動ラックとプレッシャパッドに摺接する作動摺接面とが形成される作動ストローク範囲と、この作動ストローク範囲の外側に位置する非作動ストローク範囲とを有し、非作動ストローク範囲にピニオンギヤと噛み合う非作動ラックとプレッシャパッドに当接する基準当接面とが形成され、ラックシャフトの中心線に対する非作動ストローク範囲におけるラックの歯先までの距離が、作動ストローク範囲におけるラックの歯先までの距離より大きく形成され、作動ラックから作動摺接面までの距離は、非作動ラックから基準当接面までの距離よりも小さく形成されることを特徴とするものとした。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によると、ピニオンギヤとラックとの間のバックラッシュを調整するバックラッシュ調整工程においてプレッシャパッドに基準当接面が当接した状態でアジャストカバーの螺合位置が決められた後に、プレッシャパッドに作動摺接面が当接する位置にラックシャフトが戻されることにより、プレッシャパッドがアジャストカバーから離れる方向に所定距離だけ移動し、スプリングのバネ力が精度よく調整される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】参考例を示すステアリング装置の正面図。
【図２】同じく図１のＡ−Ａ線に沿うステアリング装置の断面図。
【図３】同じく図２のＢ−Ｂ線に沿うステアリング装置の断面図。
【図４】本発明の実施形態を示すステアリング装置の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、参考例を添付図面に基づいて説明する。
【００１６】
（参考例）
図１に示すように、ステアリング装置１は、車体に固定されるギヤケース１０を備え、このギヤケース１０にラックシャフト２０と出力シャフト３０が収容される。出力シャフト３０には、図示しないステアリングシャフトを介してハンドルから操舵力が入力される。ラックシャフト２０は、左右のジョイント５、タイロッド６を介して図示しない左右車輪のナックルアームに連携される。運転者のハンドル操作によって出力シャフト３０が回転すると、これに連動してラックシャフト２０がその軸方向（車両の左右方向）に移動し、左右車輪が転舵されるようになっている。
【００１７】
図２に示すように、出力シャフト３０は、上下のベアリング８、９を介してギヤケース１０に回転可能に支持される。出力シャフト３０の外周にはピニオンギヤ３１が形成される。ピニオンギヤ３１は運転者のハンドル操作によって回転駆動される。
【００１８】
図１に示すように、ラックシャフト２０は左右のブッシュ１８、１９を介してギヤケース１０に摺動可能に支持される。
【００１９】
図３に示すように、円柱状のラックシャフト２０の片面にはラック２１が形成される。ピニオンギヤ３１とラック２１は、互いに噛み合い、出力シャフト３０の回転をラックシャフト２０がその軸方向に移動する動きに変換するラック＆ピニオン機構２を構成する。
【００２０】
図２に示すように、ピニオンギヤ３１とラック２１の噛み合い部の背後には、ピニオンギヤ３１をラック２１に押し付けるラック支持機構３が設けられる。
【００２１】
ラック支持機構３は、ラックシャフト２０の外周面２２に摺接するプレッシャパッド４０と、このプレッシャパッド４０を付勢するスプリング４５とを備え、スプリング４５のバネ力によってプレッシャパッド４０がラックシャフト２０の外周面２２に押し付けられる。
【００２２】
ギヤケース１０には、プレッシャパッド４０を収容するガイドシリンダ部１１が形成される。このガイドシリンダ部１１は、ピニオンギヤ３１とラック２１の噛み合い部の背後に位置して、円筒状に突出するように形成される。
【００２３】
円柱状のプレッシャパッド４０は、ガイドシリンダ部１１の内周面に摺動可能に嵌合する外周面４１と、ラックシャフト２０の外周面２２に摺接する摺接面４２と、コイル状のスプリング４５の先端を着座させる凹部４３とを有する。
【００２４】
ラック支持機構３では、プレッシャパッド４０は、スプリング４５のバネ力によってラックシャフト２０に押し付けられる。これにより、ラック２１がピニオンギヤ３１に押し付けられ、ピニオンギヤ３１に対するラック２１のバックラッシュが零に保たれる。
【００２５】
ラック支持機構３には、製造時等にスプリング４５のバネ力を調整するバックラッシュ調整機構７が設けられる。
【００２６】
このバックラッシュ調整機構７は、ガイドシリンダ部１１の内周に形成される雌ネジ部１２と、この雌ネジ部１２に螺合するアジャストカバー５０とを備え、アジャストカバー５０とプレッシャパッド４０の間にスプリング４５が圧縮して介装される。アジャストカバー５０の螺合位置（取付位置）を変えることによってスプリング４５のバネ力が調整されるようになっている。
【００２７】
円柱状のアジャストカバー５０は、雌ネジ部１２に螺合する雄ネジ部５２と、スプリング４５の基端を着座させる凹部５３と、図示しない工具に係合する工具係合部５４を有する。
【００２８】
図３の（ａ）は、ラックシャフト２０が車両が直進するステアリングセンター位置にある状態を示す断面図である。ラックシャフト２０は、実際の作動時にピニオンギヤ３１の中心Ｇから左右にストロークＬ１（例えば５０ｍｍ程度）の範囲内において移動する。
【００２９】
ラックシャフト２０には、実際の作動時にピニオンギヤ３１に噛み合う作動ラック２１ｉが形成される作動ストローク範囲Ｓｉと、この作動ストローク範囲Ｓｉの外側に位置して実際の作動時にピニオンギヤ３１に噛み合わない非作動ラック２１ｏが形成される非作動ストローク範囲Ｓｏとが設けられる。作動ストローク範囲Ｓｉは、ピニオンギヤ３１の中心Ｇから左右にストロークＬ１の範囲に設けられる。非作動ストローク範囲Ｓｏは、作動ストローク範囲Ｓｉから左にストロークＬ２（例えば２０ｍｍ程度）の範囲に設けられる。
【００３０】
ラックシャフト２０の外周面２２には、作動ストローク範囲Ｓｉにプレッシャパッド４０に摺接する作動摺接面２２ｉが形成され、非作動ストローク範囲Ｓｏにバックラッシュ調整工程においてプレッシャパッド４０に当接する基準当接面２２ｏが形成され、ラック２１がピニオンギヤ３１に噛み合う部位に対する基準当接面２２ｏの距離が作動摺接面２２ｉの距離より大きく形成される。
【００３１】
本参考例では、非作動ストローク範囲Ｓｏにラックシャフト２０の外径を大きく形成した大径シャフト部２５が形成され、この大径シャフト部２５の外周面２２が基準当接面２２ｏを構成する。
【００３２】
図３に示すように、大径シャフト部２５の外周半径Ｒ２は、作動ストローク範囲Ｓｉにおけるラックシャフト２０の外周半径Ｒ１より所定値Ｃだけ大きく形成される。図３において、便宜上、各部の寸法差を誇張して大きく示しているが、所定値Ｃは、例えば５０μ程度に設定される。
【００３３】
非作動ストローク範囲Ｓｏに形成される作動ラック２１ｉは、作動ストローク範囲Ｓｉに形成される非作動ラック２１ｏと、同一寸法、同一形状にて形成される。
【００３４】
ステアリング装置１が組み立てられた後に、アジャストカバー５０の螺合位置を変えて、スプリング４５のバネ力が設定値になるように調整するバックラッシュ調整工程が行われる。このバックラッシュ調整工程は、以下の手順で行われる。
【００３５】
・ラックシャフト２０をその基準当接面２２ｏがプレッシャパッド４０に当接する位置に移動する。図３の（ｂ）は、ラックシャフト２０がこのバックラッシュ調整工程が行われる位置にある状態を示す断面図であり、プレッシャパッド４０の摺接面４２がラックシャフト２０の基準当接面２２ｏに当接している。
【００３６】
・続いて、アジャストカバー５０を所定のトルクで締め付ける。これにより、スプリング４５のバネ力が設定値に対して所定の過剰分だけ大きい値に調整される。このアジャストカバー５０の締め付けが行われる際に、アジャストカバー５０の先端面５６がプレッシャパッド４０の基端面４４に押し付けられるとともに、プレッシャパッド４０の摺接面４２がラックシャフト２０の基準当接面２２ｏに押し付けられる。
【００３７】
・続いてアジャストカバー５０のカシメ部５５をガイドシリンダ部１１の開口端１３側に折り曲げて、アジャストカバー５０をガイドシリンダ部１１の開口端１３にカシメ固定し、アジャストカバー５０の緩み止め（回転止め）を行う。このカシメ固定が行われる際に、アジャストカバー５０は、その先端面５６がプレッシャパッド４０の基端面４４から受ける反力によってギヤケース１０に対して保持されているため、その回転位置にズレが生じることを抑えられる。
【００３８】
・ラックシャフト２０をアジャストカバー５０にラックシャフト２０の作動ストローク範囲Ｓｉに対峙する位置に戻す。このとき、アジャストカバー５０の摺接面４２がラックシャフト２０の外周面２２に当接する部位が基準当接面２２ｏから作動摺接面２２ｉに移行するのに伴って、プレッシャパッド４０がアジャストカバー５０から離れる方向（前方）に距離Ｃだけ移動する。これにより、スプリング４５のバネ力は、過剰分が取り除かれ、設定値になるように調整される。
【００３９】
こうしてバックラッシュ調整工程が行われて、スプリング４５のバネ力が設定値に調整されることにより、ラック２１（作動ラック２１ｉ）のバックラッシュが適正値に収められる。これにより、ステアリング装置１は、ピニオンギヤ３１とラック２１の噛み合い部にガタが生じることなく、この噛み合い部に生じる摩擦抵抗を小さく抑えられる。
【００４０】
以下、本参考例の要旨と作用、効果を説明する。
【００４１】
本参考例では、運転者のハンドル操作によって回転駆動されるピニオンギヤ３１と、このピニオンギヤ３１に噛み合うラック２１を介して移動するラックシャフト２０と、このラックシャフト２０に摺接するプレッシャパッド４０と、このプレッシャパッド４０をラック２１がピニオンギヤ３１に押し付けられる方向に付勢するスプリング４５と、螺合位置を変えることによってスプリング４５のバネ力を調整するアジャストカバー５０と、を備えるステアリング装置１であって、ラックシャフト２０は、作動時にピニオンギヤ３１に噛み合う作動ラック２１ｉとプレッシャパッド４０に摺接する作動摺接面２２ｉとが形成される作動ストローク範囲Ｓｉと、この作動ストローク範囲Ｓｉの外側に位置する非作動ストローク範囲Ｓｏとを有し、非作動ストローク範囲Ｓｏにピニオンギヤ３１と噛み合う非作動ラック２１ｏとプレッシャパッド４０に当接する基準当接面２２ｏとが形成され、作動ラック２１ｉ（作動ラック２１ｉがピニオンギヤ３１に噛み合う部位）から作動摺接面２２ｉまでの距離は、非作動ラック２１ｏ（非作動ラック２１ｏがピニオンギヤ３１に噛み合う部位）から基準当接面２２ｏまでの距離よりも小さく形成される構成とした。
【００４２】
ピニオンギヤ３１とラック２１との間のバックラッシュを調整するバックラッシュ調整工程において、プレッシャパッド４０に基準当接面２２ｏが当接した状態でアジャストカバー５０の螺合位置が決められた後、プレッシャパッド４０に作動摺接面２２ｉが当接する位置にラックシャフト２０を戻すことにより、プレッシャパッド４０がアジャストカバー５０から離れる方向に所定距離Ｃだけ移動し、スプリング４５のバネ力が調整される。
【００４３】
上記のバックラッシュ調整工程では、アジャストカバー５０を所定のトルクで締め付けて螺合位置を決めることにより、従来のようにアジャストカバー５０を所定の角度だけ緩み方向に回転させることが必要なく、スプリング４５のバネ力を精度よく調整することが容易に行える。これにより、バックラッシュ調整工程に大がかりな設備が不要となるととともに、バックラッシュ調整工程に要する作業時間が短縮され、製品のコストダウンがはかれる。
【００４４】
本参考例では、非作動ストローク範囲Ｓｏにラックシャフト２０の外径を大きく形成した大径シャフト部２５が形成され、この大径シャフト部２５の外周面２２が基準当接面２２ｏを構成するものした。
【００４５】
上記構成に基づき、大径シャフト部２５の外周半径Ｒ２と作動ストローク範囲Ｓｉにおけるラックシャフト２０の外周半径Ｒ１との差Ｃを、バックラッシュ調整工程におけるバネ力の過剰分に対応して設定することにより、ラック２１がピニオンギヤ３１に噛み合う部位に対する基準当接面２２ｏの距離が作動摺接面２２ｉの距離より距離Ｃだけ大きく形成される。
【００４６】
本参考例では、アジャストカバー５０とアジャストカバー５０が螺合する部材（ギヤケース１０）の相対回転を係止するカシメ部５５が設けられる構成とした。
【００４７】
上記構成に基づき、バックラッシュ調整工程では、アジャストカバー５０を締め付けて螺合位置を決めた状態で、アジャストカバー５０がカシメ固定されることにより、アジャストカバー５０の回転位置にズレが生じることを抑えられ、スプリング４５のバネ力を精度よく調整することが容易に行える。
【００４８】
なお、これに限らず、アジャストカバー５０の雌ネジ部１２に図示しないロックナットを締め付け固定し、アジャストカバー５０の緩み止めを行う構成としてもよい。
【００４９】
（実施形態）
次に図４に示す本発明の実施形態を説明する。図４の（ａ）は、ラックシャフト２０が車両が直進するステアリングセンター位置にある状態を示す断面図、（ｂ）はラックシャフト２０がこのバックラッシュ調整工程が行われる位置にある状態を示す断面図である。これは図１〜３の参考例と基本的に同じ構成を有し、相違する部分のみを説明する。なお、参考例と同一構成部には同一符号を付す。
【００５０】
ラック２１は、非作動ストローク範囲Ｓｏにおける非作動ラック２１ｏ上（歯山間に設けられる谷部）に置かれたピンＰ２の位置と、作動ストローク範囲Ｓｉにおける作動ラック２１ｉ上（歯山間に設けられる谷部）に置かれたピンＰ１の位置とが距離Ｃだけ相違するように形成される構成とする。
【００５１】
ラック２１は、ラックシャフト２０の中心線Ｏに対する非作動ストローク範囲Ｓｏにおける作動ラック２１ｉの歯先までの距離Ｌ２が、作動ストローク範囲Ｓｉにおける非作動ラック２１ｏの歯先までの距離Ｌ１より距離Ｃだけ大きく形成される構成とする。
【００５２】
非作動ストローク範囲Ｓｏにおけるラックシャフト２０の外径は、作動ストローク範囲Ｓｉにおけるラックシャフト２０の外径と等しく形成される。
【００５３】
非作動ストローク範囲Ｓｏにおけるラックシャフト２０の外周面２２が基準当接面２２ｏを構成し、作動ストローク範囲Ｓｉにおけるラックシャフト２０の外周面２２が作動摺接面２２ｉを構成する。
【００５４】
距離Ｌ２と距離Ｌ１とが差Ｃを持つことにより、非作動ラック２１ｏがピニオンギヤ３１に噛み合う部位から基準当接面２２ｏまでの距離は、作動ラック２１ｉがピニオンギヤ３１に噛み合う部位から作動摺接面２２ｉの距離より距離Ｃだけ大きく形成される。
【００５５】
図４の（ｂ）に示すように、バックラッシュ調整工程においてプレッシャパッド４０に基準当接面２２ｏが当接した状態でアジャストカバー５０の螺合位置が決められる。図４の（ａ）に示すように、バックラッシュ調整工程においてプレッシャパッド４０に基準当接面２２ｏが当接した状態でアジャストカバー５０の螺合位置が決められた後に、プレッシャパッド４０に作動摺接面２２ｉが当接する位置にラックシャフト２０を戻すことにより、プレッシャパッド４０がアジャストカバー５０から離れる方向に所定距離Ｃだけ移動し、スプリング４５のバネ力が調整される。
【００５６】
この場合にも、上記のバックラッシュ調整工程において、アジャストカバー５０を所定のトルクで締め付けて螺合位置を決めることにより、従来のようにアジャストカバー５０を所定の角度だけ緩み方向に回転させることが必要なく、スプリング４５のバネ力を精度よく調整することが容易に行える。
【００５７】
本発明は上記の実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【符号の説明】
【００５８】
１ ステアリング装置
３ ラック支持機構
７ バックラッシュ調整機構
１０ ギヤケース
１１ ガイドシリンダ部
２０ ラックシャフト
２１ ラック
２１ｉ 作動ラック
２１ｏ 非作動ラック
２２ｉ 作動摺接面
２２ｏ 基準当接面
３１ ピニオンギヤ
４０ プレッシャパッド
４５ スプリング
５０ アジャストカバー
５５ カシメ部
【図１】
0005645733.tif 000002
【図２】
0005645733.tif 000003
【図３】
0005645733.tif 000004
【図４】
0005645733.tif 000005