(57)【要約】【課題】ラック軸とラックハウジングとの間の打音（ラトル音）を、ランニングコストの低廉な構造で低減することができるようにする。【解決手段】ラック軸８を収納するラックハウジング７の一側に、ステアリング軸２に連設するピニオン軸５に対してラック軸８を押圧するラックガイド機構２０を設け、このラックハウジング７の他端部にラック軸８の他端を支持するラック軸支持機構２１を設け、このラック軸支持機構２１に、ラック軸８を往復摺動自在に保持するラック軸保持部材２６と、このラック軸保持部材２６に対してラック軸８を挟んで対峙する側に、ラック軸８を往復摺動自在に支持するラック軸ガイド２２と、このラック軸ガイド２２をラック軸８方向へ押圧するアジャスタスプリング２４と、このアジャスタスプリング２４のばね圧を調整するアジャスタプラグ２３とを備える。【選択図】図４
2014148269.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリング軸に連設されたピニオン軸と、
前記ピニオン軸を一端部に設けると共に該ピニオン軸に噛合して往復摺動するラック軸を支持するラックハウジングと、
前記ピニオン軸に対して前記ラック軸を押圧するラックガイド機構と、
前記ラックハウジングの他端部に設けられて前記ラック軸の他端を支持するラック軸支持機構と
を有するステアリング装置のラック軸支持構造において、
前記ラック軸支持機構が、
前記ラックハウジング内に設けられて前記ラック軸の外周の一部を往復摺動自在に保持するラック軸保持部と、
前記ラック軸保持部に対して前記ラック軸を挟んで対峙する側に該ラック軸の他の一部を往復摺動自在に支持するラック軸ガイドと、
前記ラック軸ガイドを前記ラック軸方向へ押圧するアジャスタスプリングと、
前記アジャスタスプリングのばね圧を調整するアジャスタプラグと
を備えることを特徴とするステアリング装置のラック軸支持構造。
【請求項２】
前記ラック軸支持機構は、前記ラックガイド機構に対し前記ラックハウジングの軸周方向において位相を有して配置されている
ことを特徴とする請求項１記載のステアリング装置のラック軸支持構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラック軸とラックハウジングとの間のがたつきにより生じる打音（ラトル音）等の異音を低減するようにしたステアリング装置のラック軸支持構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ラック＆ピニオン式ステアリング装置は、ステアリング軸により回動するピニオンがラックハウジング内でラック軸に形成されているラックに噛合しており、運転者が操舵すると、ラック軸の両端にボールジョイントを介して連結されているタイロッドが操舵輪を左右に転舵させる。
【０００３】
ラックとピニオンとの間にガタがあると動力の伝達が適切に行えないばかりか、打音等の異音が発生し易くなる。そのため、例えば特許文献１（特開２００７−８２１６号公報）に開示されているように、ラック軸のピニオンと噛合する部位の背面をラックガイドで摺動自在に支持すると共に、このラックガイドの背面をアジャスタスプリングで押圧することで、ラック軸をピニオン方向へ常時押圧するようにしている。
【０００４】
ところで、ラック軸はラックハウジングを貫通して、このラックハウジングの両端から突出されている比較的長尺な部材であたるため、ラック軸の軸方向中心を挟んでピニオンとは反対側の部位も、ラックハウジングとの間にガタを有すると打音等の異音が発生するので支持する必要がある。
【０００５】
そのため、上述した特許文献１に開示されているように、ピニオンと噛合する部位と反対側のラック軸をラックハウジングに対してエンドブッシュを介して摺動自在に支持することで、軸周方向（ラジアル方向）の移動を規制するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−８２１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、ステアリング装置のラック軸は車軸の前方、或いは後方に配置されており、このラック軸の両端に連結されているタイロッドエンドがボールジョイントを介して、操舵輪を回動自在に支持するステアリングナックルと一体のナックルアームに連結されている。
【０００８】
ラック軸は操舵輪の回転中心よりも車体の前方、或いは後方へずれた位置に配置されているため、走行時における操舵輪の上下振動が、ボールジョイントを介し、分力されてラック軸に伝達される。すると、ラック軸には、上下左右方向への振動のみならず、前後方向への振動も発生する。ラック軸が上下、前後に振動することで、ピニオンやラックハウジングに接触して、打音（ラトル音）等の異音が発生する。
【０００９】
この対策として、上述した文献に開示されている技術では、エンドブッシュの締め代を増やせば、ラック軸をラックハウジングに対して確実に支持させることができ、打音（ラトル音）の発生を軽減させることができる。しかし、エンドブッシュの締め代を増やせば、運転者の操舵入力に対するフリクションが増加し、操舵フィーリングが悪化してしまう。更に、ラック軸はエンジン始動後の車両温度による輻射熱で熱膨張するため、エンドブッシュの締め代を増やすことで、エンドブッシュとラック軸との間の摺動抵抗が大きくなり、騒音の原因となる。従って、締め代を増やすには限界がある。
【００１０】
又、エンドブッシュはシリコンゴムや樹脂を主な材料としているため、熱的な入力に対して経時劣化が発生し易く、長期的に使用した場合、支持力が低下し、打音（ラトル音）発生の原因となる。劣化したエンドブッシュの支持力を復元させるには、部品交換が必要となり、ユーザのランニングコストの負担が増加してしまうという不都合もある。
【００１１】
本発明は、上記事情に鑑み、ラック軸とラックハウジングとの間の打音（ラトル音）等の異音を、操舵フィーリングの悪化、及びラック軸の熱膨張による騒音の悪化を抑制しつつ低減することができ、ランニングコストの低廉なステアリング装置のラック軸支持構造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、ステアリング軸に連設されたピニオン軸と、前記ピニオン軸を一端部に設けると共に該ピニオン軸に噛合して往復摺動するラック軸を支持するラックハウジングと、前記ピニオン軸に対して前記ラック軸を押圧するラックガイド機構と、前記ラックハウジングの他端部に設けられて前記ラック軸の他端を支持するラック軸支持機構とを有するステアリング装置のラック軸支持構造において、前記ラック軸支持機構が、前記ラックハウジング内に設けられて前記ラック軸の外周の一部を往復摺動自在に保持するラック軸保持部と、前記ラック軸保持部に対して前記ラック軸を挟んで対峙する側に該ラック軸の他の一部を往復摺動自在に支持するラック軸ガイドと、前記ラック軸ガイドを前記ラック軸方向へ押圧するアジャスタスプリングと、前記アジャスタスプリングのばね圧を調整するアジャスタプラグとを備える。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ラック軸の両端部をラックガイド機構とラック軸支持機構とで支持すると共に、このラック軸支持機構に設けられているラック軸ガイドをアジャスタスプリングで押圧することで、ラック軸を応徳摺動自在に支持するようにしたので、ラック軸を確実に支持することができ、これによりラック軸とラックハウジングとの間の打音（ラトル音）等の異音を低減することができると共に、操舵フィーリングの悪化を抑制することができる。
【００１４】
又、アジャスタスプリングを介してラック軸を支持しているため、ラック軸が熱膨張しても、アジャスタスプリングの圧縮動作により吸収できるため、騒音の悪化を抑制することができる。
【００１５】
更に、アジャスタスプリングのばね力が低下した場合は、アジャスタプラグを締め直すことで、ばね圧を調整できるので、作業性が良く、部品交換の必要がないため、ランニングコストの低廉化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】電動パワーステアリング装置の全体概略図
【図２】ステアリングギヤボックスの斜視図
【図３】ステアリングギヤボックスの要部正面図
【図４】図３のIV-IV断面図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。図１に示すように、電動パワーステアリング装置１は、そのステアリング軸２が、ステアリングコラム（図示せず）を介して車体フレームに回動自在に支持されており、その一端が運転席側へ延出され、他端がエンジンルーム側へ延出されている。ステアリング軸２の運転席側端部にステアリングホイール４が固設され、又、エンジンルーム側へ延出する端部に、後述するステアリングギヤボックス６に設けられているピニオン軸５が連設されている。
【００１８】
エンジンルームには、車幅方向へ延出するステアリングギヤボックス６が配設されている。ステアリングギヤボックス６はラックハウジング７を有し、このラックハウジング７にラック軸８が軸方向への往復摺動自在に支持されている。更に、このラック軸８に形成されたラック８ａに、ピニオン軸５に形成されたピニオンが噛合されて、ラック＆ピニオン式のステアリングギヤ機構が形成されている。
【００１９】
又、ラック軸８の左右両端はラックハウジング７の端部から各々突出され、その端部にタイロッド９が連設されており、このタイロッド９と一体のタイロッドエンド１０がボールジョイント１１を介して、ステアリングナックル１５から延出するナックルアーム１２に連結されている。このステアリングナックル１５は、操舵輪（左右前輪）１４を回動自在に支持すると共に、フロントアーム１６を介して車体フレーム（図示せず）に転舵自在に支持されている。
【００２０】
又、ピニオン軸５にアシスト伝達機構１８を介して、電動モータ１９が連設されており、この電動モータ１９にてステアリングホイール４に加える操舵トルクがアシストされる。従って、運転者がステアリングホイール４を操作し、ステアリング軸２、ピニオン軸５を回転させると、このピニオン軸５の回転によりラック軸８が左右方向へ移動し、その移動によりステアリングナックル１５が転動し、操舵輪１４が左右方向へ転舵され、又、そのときの転舵トルクが電動モータ１９にてアシストされる。
【００２１】
ピニオン軸５のピニオンとラック軸８のラック８ａとは、ラックハウジング７の一端部（図においては右側端部）にて互いに噛合されており、このラックハウジング７のラック８ａに軸直交する方向（図２においては斜め前部）に、周知のラックガイド機構２０を収納する第１シリンダ部７ａが形成されている。ラックガイド機構２０は、ラック軸８を軸方向へ往復摺動自在に支持すると共に、このラック軸８に形成されているラック８ａをピニオン軸５に形成されているピニオンに常時、押圧付勢するものである。尚、この種のラックガイド機構２０は、例えば特開２００９−１６０９６１号公報に開示されている。
【００２２】
一方、図２、図３に示すように、このラックハウジング７の他端部（図においては左側端部）にラック軸支持機構２１を収納する第２シリンダ部７ｂが、第１シリンダ部７ａに対し、軸周方向において所定位相を有する位置（例えば、９０[deg]）に形成されている。
【００２３】
更に、図４に示すように、第２シリンダ部７ｂ内にラック軸支持機構２１に設けられた、樹脂製のラック軸ガイド２２が挿通されている。又、このラック軸ガイド２２に対し、ラック軸８を挟んで対峙する側に、ラック軸保持部である樹脂製のラック軸保持部材２６が設けられている。このラック軸保持部材２６はラックハウジング７の内面に凹部を形成し、この凹部に装着固定されており、その上面にラック軸８の外周の一部を軸方向へ往復摺動自在に保持する断面半円形状のラック軸保持溝２６ａが形成されている。尚、本実施形態では、ラック軸ガイド２２、及びラック軸保持部材２６を樹脂製としているが、アルミニウム等の金属製であっても良い。或いは、ラック軸保持部材２６をラックハウジング７と一体形成してもよい。
【００２４】
一方、ラック軸ガイド２２は円柱形状をなしており、下端面にラック軸８の外周の他の一部を、軸方向へ往復摺動自在に保持する断面半円形状のラック軸保持溝２２ａが形成されている。更に、このラック軸ガイド２２の外周にシール溝２２ｂが形成されている。このシール溝２２ｂに、図示しないシールリングが装着されて、ラック軸ガイド２２の外周と第２シリンダ部７ｂの内証との間のシール性が保持される。
【００２５】
又、このラック軸ガイド２２の上端にアジャスタプラグ２３の下端が当接されている。このアジャスタプラグ２３は外周に雄ねじ部２３ａが螺設されており、一方、第２シリンダ部７ｂの内壁に、雄ねじ部２３ａに螺合する雌ねじ部７ｃが螺設されている。更に、ラック軸ガイド２２の上面とアジャスタプラグ２３の下面とに、スプリング収納凹部２２ｃ，２３ｂが形成されており、このスプリング収納凹部２２ｃ，２３ｂにコイル状に形成されたアジャスタスプリング２４が収納されている。
【００２６】
このアジャスタプラグ２３の上部は、第２シリンダ部７ｂの上面から突出されており、この突出された部分の雄ねじ部２３ａに平ナット２５が螺合されている。更に、このアジャスタプラグ２３の上面に、六角ドライバ等の締め付け工具の先端を嵌合させる六角孔２３ｃが形成されている。この六角孔２３ｃに締め付け工具の先端を嵌合させて、アジャスタプラグ２３を回動させることで、アジャスタスプリング２４のばね圧を可変調整することができる。
【００２７】
更に、ラック軸ガイド２２とラック軸保持部材２６とに形成されているラック軸保持溝２６ａ，２２ａの表面にフッ素樹脂等の低摩擦樹脂剤が塗布されている。又、この両ラック軸保持溝２６ａ，２２ａとラック軸８の表面との間にはグリース等の潤滑剤２７が充填されている。尚、上述した低摩擦樹脂剤の塗布に代えて、パッド状の低摩擦樹脂材を溶着させるようにしても良い。或いは、表面に低摩擦樹脂剤を塗布或いは蒸着した金属板、或いは樹脂板を固着させるようにしても良い。
【００２８】
次に、このような構成からなるラック軸支持機構２１の作用について説明する。このラック軸支持機構２１を組立てるに際しては、先ず、ラックハウジング７の内面に形成されている凹部（図示せず）にラック軸保持部材２６を予め装着固定しておく。
【００２９】
そして、ラックハウジング７内にラック軸８を所定に取付ける。この状態では、既に組み付けられているラックガイド機構２０によって、ラック軸８のラック８ａがピニオン軸５のピニオンに常時押圧付勢されている。従って、ラック軸８の一端（本実施形態では、右側端部）はラックガイド機構２０によって、軸周方向の移動が規制されている。
【００３０】
その後、ラックハウジング７の他端に形成されている第２シリンダ部７ｂにラック軸支持機構２１を取付ける。
【００３１】
先ず、グリース等の潤滑剤２７を予め第２シリンダ部７ｂから所定量充填し、次いで、シリンダ部７ｂにラック軸ガイド２２を挿通し、下面に形成されているラック軸保持溝２２ａをラック軸８に当接させる。尚、図示しないが、このラック軸ガイド２２の外周に形成されているシール溝２２ｂにはシールリングが装着されており、このシールリングによりシリンダ部７ｂの内壁とラック軸ガイド２２の外周との間のシール性が保持される。
【００３２】
その後、ラック軸ガイド２２の上面に形成されているスプリング収納凹部２２ｃにアジャスタスプリング２４を装着し、その上にアジャスタプラグ２３をセットする。そして、第２シリンダ部７ｂの上面に形成されている六角孔２３ｃに、六角ドライバ等の締め付け工具の先端を装着して螺入させる。すると、アジャスタプラグ２３の下面に形成したスプリング収納凹部２３ｂにてアジャスタスプリング２４が押圧され、このアジャスタスプリング２４を介してラック軸ガイド２２が押圧され、ラック軸保持溝２２ａにてラック軸８が押圧される。
【００３３】
すると、ラック軸８は、ラック軸ガイド２２とラック軸保持部材２６とに形成されているラック軸保持溝２６ａ，２２ａにて、軸周方向への移動が規制されると共に、軸方向への往復摺動が許容された状態で保持される。このラック軸ガイド２２のラック軸８に対する押し付け力、すなわち、アジャスタスプリング２４のばね圧は、例えば、アジャスタプラグ２３をねじ込む際の締め付けトルクで管理することができる。
【００３４】
そして、アジャスタプラグ２３を所定に締め付けた後は、このアジャスタプラグ２３の上部外周に形成されている雄ねじ部２３ａに平ナット２５を螺入し、この平ナット２５を第２シリンダ部７ｂの上端面に締め付けてダブルナットにより確実に締結させる。
【００３５】
このように、本実施形態では、ラック軸８の両端部をラックガイド機構２０とラック軸支持機構２１とで支持し、しかも、ラック軸支持機構２１では、ラック軸８を支持するラック軸ガイド２２をアジャスタスプリング２４で押し付けるようにしたので、ラック軸８の両端部を確実に支持することができ、ラック軸８とラックハウジング７との間の打音（ラトル音）を低減することができ、操舵フィーリングの悪化を抑制することができる。
【００３６】
更に、ラック軸８が熱膨張してもアジャスタスプリング２４の圧縮動作により吸収することかできるため、騒音の悪化を抑制することができる。尚、図４においては、ラック軸ガイド２２の上面とアジャスタプラグ２３の下面とが接触しているように記載されているが、実際には、この両者間に、少なくともラック軸８の軸径方向の熱膨張を吸収できる程度の隙間が確保されている。
【００３７】
加えて、アジャスタスプリング２４によるラック軸８に対する押圧力が低下した場合は、アジャスタプラグ２３を締め直すことで対応できるため、作業性がよく、更に、部品交換を必要としないためランニングコストの低廉化を実現することができる。
【００３８】
又、本実施形態によるラック軸支持機構２１を採用することで、従来のエンドブッシュを省略することが可能となり、劣化しやすい部品を省略することで、製品の信頼性を高めることができる。又、ラック軸支持機構２１をラックガイド機構２０に対し、軸周方向で位相を有して配置されているため、前後、上下方向からの振動に対して効率良く支持させることができる。
【００３９】
ところで、例えば、ピニオン軸５のピニオンがステアリングギヤボックス６に対し水平方向から臨まされて、ラック軸８のラック８ａに噛合している状態では、ラックガイド機構２０は当然鉛直方向からラック軸８のラック８ａをピニオン方向へ押圧することになる。従って、ラック軸支持機構２１はラック軸８を水平方向、或いは斜め方向から保持することで、ラックガイド機構２０に対し軸周方向で位相を持たせる。この場合、例えば、図１に示すようにステアリングギヤボックス６がステアリングナックル１５の回転中心よりも前方にある場合、前後方向の振動は前方へ押され気味に発生するため、ラック軸支持機構２１をステアリングギヤボックス６の後面に設けることで、前後振動による付勢力とラック軸支持機構２１に設けたアジャスタスプリング２４のばね圧との双方でラック軸８を、ラック軸保持部材２６に押し付けることができるため、ラック軸８をより確実に保持させることができる。
【００４０】
従って、ステアリングギヤボックス６がステアリングナックル１５の回転中心よりも後方にある構造では、前後方向の振動は後方へ押され気味に発生するため、ラック軸支持機構２１をステアリングギヤボックス６の前面に設けることで、ラック軸８をより確実に保持させることができる。
【符号の説明】
【００４１】
１…電動パワーステアリング装置、
２…ステアリング軸、
５…ピニオン軸、
６…ステアリングギヤボックス、
７…ラックハウジング、
７ｃ…雌ねじ部、
８…ラック軸、
８ａ…ラック、
２０…ラックガイド機構、
２１…ラック軸支持機構、
２２…ラック軸ガイド、
２２ａ…ラック軸保持溝、
２３…アジャスタプラグ、
２３ａ…雄ねじ部、
２４…アジャスタスプリング、
２６…ラック軸保持部材、
２６ａ，２２ａ…ラック軸保持溝
【図１】
2014148269.tif 000003
【図２】
2014148269.tif 000004
【図３】
2014148269.tif 000005
【図４】
2014148269.tif 000006