(57)【要約】【課題】操舵フィーリングを向上させることができるとともに、ラック軸に生じた振動やラック軸の表面状況などによる悪影響を受けることを防止できるラック軸、ラックピニオン式舵取装置及び電動式パワーステアリング装置を提供する。【解決手段】ラック軸１２の背面側１２Ｒには第２の樹脂製パッド２１が取り付けられているため、ラック軸１２とラックガイド１６との間に発生する摩擦力を低減させることができる。これにより、ピニオン軸１４に接続されたステアリングホイールの回転を軽くすることができ、操舵フィーリングを向上させることができる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵により回転するピニオン軸と噛み合い、ピニオン軸側と反対側に位置する背面側からラックガイドと接触するラック軸であって、
前記ラック軸の前記背面側には、前記ラックガイドとの間に発生する摩擦力を低減させる摩擦力低減部材が取り付けられていることを特徴とするラック軸。
【請求項２】
前記摩擦力低減部材は、振動を吸収する振動吸収機能を兼備することを特徴とする請求項１に記載のラック軸。
【請求項３】
前記摩擦力低減部材は、樹脂で構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のラック軸。
【請求項４】
前記摩擦力低減部材は、前記ラック軸に着脱可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のラック軸。
【請求項５】
前記摩擦力低減部材には凸部又は凹部の一方が形成され、前記ラック軸の前記背面側には凸部又は凹部の他方が形成され、前記凸部及び前記凹部の嵌合により前記摩擦力低減部材が前記ラック軸の前記背面側に取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のラック軸。
【請求項６】
操舵により回転するピニオン軸と、前記ピニオン軸と噛み合うラック軸と、ピニオン軸側と反対側となる背面側から前記ラック軸の移動をガイドするラックガイドと、を有するラックピニオン式舵取装置であって、
前記ラック軸の前記背面側には、前記ラックガイドとの間に発生する摩擦力を低減させる摩擦力低減部材が取り付けられていることを特徴とするラックピニオン式舵取装置。
【請求項７】
前記摩擦力低減部材は、振動を吸収する振動吸収機能を兼備することを特徴とする請求項６に記載のラックピニオン式舵取装置。
【請求項８】
前記摩擦力低減部材は、樹脂で構成されていることを特徴とする請求項６又は７に記載のラックピニオン式舵取装置。
【請求項９】
前記ラックガイドには、前記摩擦力低減部材と接触する樹脂部材が取り付けられていることを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項に記載のラックピニオン式舵取装置。
【請求項１０】
前記樹脂部材は、前記ラックガイドに着脱可能に取り付けられていることを特徴とする請求項９に記載のラックピニオン式舵取装置。
【請求項１１】
前記摩擦力低減部材は、前記ラック軸に着脱可能に取り付けられていることを特徴とする請求項６乃至１０のいずれか１項に記載のラックピニオン式舵取装置。
【請求項１２】
前記摩擦力低減部材には凸部又は凹部の一方が形成され、前記ラック軸の前記背面側には凸部又は凹部の他方が形成され、前記凸部及び前記凹部の嵌合により前記摩擦力低減部材が前記ラック軸の前記背面側に取り付けられていることを特徴とする請求項６乃至１１のいずれか１項に記載のラックピニオン式舵取装置。
【請求項１３】
請求項６乃至１２のいずれか１項に記載のラックピニオン式舵取装置を備えたことを特徴とする電動式パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラック軸、ラックピニオン式舵取装置及び電動式パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図６に示すように、従来の電動式パワーステアリング装置では、ステアリングホイール（図示省略）と機械的に接続されたピニオン軸（図示省略）と噛み合うラック軸１００を備えている。このラック軸１００の近傍にはラック軸１００の移動をガイドするラックガイド１０２が配置されている。すなわち、ラックガイド１０２の一方の端部には凹部状の装着部１０４が形成されており、この装着部１０４取り付けられた樹脂製パッド１０６上にラック軸１００の背面が接触している。
【０００３】
ところで、従来の電動式パワーステアリング装置では、ラック軸１００が鉄で構成されているため、ラック軸１００と樹脂製パッド１０６との間に発生する摩擦力が大きくなり、ステアリングホイールが重くなるなどの操舵フィーリングが悪化する問題があった。
【０００４】
そこで、ラックガイドと接触するラック軸の背面側にポリテトラフルオルエチレンがコーティングされ、摩擦係数が小さく設定されているものが知られている（下記特許文献１参照）。これにより、ステアリングホイールの回転を軽くすることができ、ステアリング効率を向上させることができる。
【特許文献１】特開昭６３−１８８５６７号公報
【特許文献２】実開昭５８−１８８２６３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、上記特許文献１に記載のラックピニオン式舵取装置では、ステアリングホイールの回転を軽くすることができ、ステアリング効率を向上させることができるものの、ラックの背面側の表面に凸凹が生じていれば、ポリテトラフルオルエチレンがコーティングされていても、摩擦係数が小さくならないため、凸凹が生じないように加工精度を高める必要がある。このため、ラック軸の加工処理及び表面処理が複雑になり、特殊な加工設備も必要となることから、ラック軸の加工に伴うコストが増大する問題がある。また、ラックの背面側にポリテトラフルオルエチレンがコーティングされているだけでは、路面からラック軸を介して伝達される振動を吸収することができず、ラック軸からラックガイドにその振動が伝達され、操舵フィーリングが悪化する問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、上記事情を考慮し、操舵フィーリングを向上させることができるとともに、ラック軸に生じた振動やラック軸の表面状況などによる悪影響を受けることを防止できるラック軸、ラックピニオン式舵取装置及び電動式パワーステアリング装置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】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、操舵により回転するピニオン軸と噛み合い、ピニオン軸側と反対側に位置する背面側からラックガイドと接触するラック軸であって、前記ラック軸の前記背面側には、前記ラックガイドとの間に発生する摩擦力を低減させる摩擦力低減部材が取り付けられていることを特徴とする。
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、ラック軸の背面側には摩擦力低減部材が取り付けられているため、ラック軸とラックガイドとの間に発生する摩擦力を低減させることができる。これにより、ラック軸をピニオン軸とラックガイドとを有するラックピニオン式舵取装置に用いた場合に、ピニオン軸に接続されたステアリングホイールの回転を軽くすることができ、操舵フィーリングを向上させることができる。また、ラック軸の背面側には、別部材となる摩擦力低減部材が取り付けられているため、ラック軸の表面状況（凸凹の有無など）の影響を受けることなく、ラック軸とラックガイドとの間に発生する摩擦力を低減させることができる。これにより、ラック軸の加工精度を高めるための特殊な加工設備が必要とならず、ラック軸の加工に伴うコストが増大することを防止できる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のラック軸において、前記摩擦力低減部材は、振動を吸収する振動吸収機能を兼備することを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、摩擦力低減部材が振動を吸収する振動吸収機能を兼備するため、路面からラック軸を介して伝達された振動を摩擦力低減部材により吸収させることができる。これにより、操舵フィーリングをさらに向上させることができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のラック軸において、前記摩擦力低減部材は、樹脂で構成されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明によれば、摩擦力低減部材が樹脂で構成されているため、摩擦力低減部材の摩擦係数を小さくさせることができ、操舵フィーリングをさらに向上させることができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のラック軸において、前記摩擦力低減部材は、前記ラック軸に着脱可能に取り付けられていることを特徴とする。
【００１４】
請求項４に記載の発明によれば、摩擦力低減部材がラック軸に着脱可能に取り付けられているため、摩擦力低減部材が磨耗や破損などした場合には、別の新しい摩擦力低減部材と容易に交換することができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のラック軸において、前記摩擦力低減部材には凸部又は凹部の一方が形成され、前記ラック軸の前記背面側には凸部又は凹部の他方が形成され、前記凸部及び前記凹部の嵌合により前記摩擦力低減部材が前記ラック軸の前記背面側に取り付けられていることを特徴とする。
【００１６】
請求項５に記載の発明によれば、摩擦力低減部材には凸部又は凹部の一方が形成され、ラック軸の背面側には凸部又は凹部の他方が形成されており、凸部及び凹部の嵌合により摩擦力低減部材がラック軸の背面側に取り付けられているため、摩擦力低減部材をワンタッチで容易にラック軸の背面側に取り付けることができる。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、操舵により回転するピニオン軸と、前記ピニオン軸と噛み合うラック軸と、ピニオン軸側と反対側となる背面側から前記ラック軸の移動をガイドするラックガイドと、を有するラックピニオン式舵取装置であって、前記ラック軸の前記背面側には、前記ラックガイドとの間に発生する摩擦力を低減させる摩擦力低減部材が取り付けられていることを特徴とする。
【００１８】
請求項６に記載の発明によれば、ラック軸の背面側には摩擦力低減部材が取り付けられているため、ラック軸とラックガイドとの間に発生する摩擦力を低減させることができる。これにより、ピニオン軸に接続されたステアリングホイールの回転を軽くすることができ、操舵フィーリングを向上させることができる。また、ラック軸の背面側には、別部材となる摩擦力低減部材が取り付けられているため、ラック軸の表面状況（凸凹の有無など）の影響を受けることなく、ラック軸とラックガイドとの間に発生する摩擦力を低減させることができる。これにより、ラック軸の加工精度を高めるための特殊な加工設備が必要とならず、ラック軸の加工に伴うコストが増大することを防止できる。
【００１９】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載のラックピニオン式舵取装置において、前記摩擦力低減部材は、振動を吸収する振動吸収機能を兼備することを特徴とする。
【００２０】
請求項７に記載の発明によれば、摩擦力低減部材が振動を吸収する振動吸収機能を兼備するため、路面からラック軸を介して伝達された振動を摩擦力低減部材により吸収させることができる。これにより、操舵フィーリングをさらに向上させることができる。
【００２１】
請求項８に記載の発明は、請求項６又は７に記載のラックピニオン式舵取装置において、前記摩擦力低減部材は、樹脂で構成されていることを特徴とする。
【００２２】
請求項８に記載の発明によれば、摩擦力低減部材が樹脂で構成されているため、摩擦力低減部材の摩擦係数を小さくさせることができ、操舵フィーリングをさらに向上させることができる。
【００２３】
請求項９に記載の発明は、請求項６乃至８のいずれか１項に記載のラックピニオン式舵取装置において、前記ラックガイドには、前記摩擦力低減部材と接触する樹脂部材が取り付けられていることを特徴とする。
【００２４】
請求項９に記載の発明によれば、ラックガイドには摩擦力低減部材と接触する樹脂部材が取り付けられているため、ラック軸とラックガイドとの間に発生する摩擦力を大幅に低減させることができる。これにより、操舵フィーリングを一層向上させることができる。
【００２５】
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載のラックピニオン式舵取装置において、前記樹脂部材は、前記ラックガイドに着脱可能に取り付けられていることを特徴とする。
【００２６】
請求項１０に記載の発明によれば、樹脂部材がラックガイドに着脱可能に取り付けられているため、樹脂部材が磨耗や破損などした場合には、別の新しい樹脂部材と容易に交換することができる。
【００２７】
請求項１１に記載の発明は、請求項６乃至１０のいずれか１項に記載のラックピニオン式舵取装置において、前記摩擦力低減部材は、前記ラック軸に着脱可能に取り付けられていることを特徴とする。
【００２８】
請求項１１に記載の発明によれば、摩擦力低減部材がラック軸に着脱可能に取り付けられているため、摩擦力低減部材が磨耗や破損などした場合には、別の新しい摩擦力低減部材と容易に交換することができる。
【００２９】
請求項１２に記載の発明は、請求項６乃至１１のいずれか１項に記載のラックピニオン式舵取装置において、前記摩擦力低減部材には凸部又は凹部の一方が形成され、前記ラック軸の前記背面側には凸部又は凹部の他方が形成され、前記凸部及び前記凹部の嵌合により前記摩擦力低減部材が前記ラック軸の前記背面側に取り付けられていることを特徴とする。
【００３０】
請求項１２に記載の発明によれば、摩擦力低減部材には凸部又は凹部の一方が形成され、ラック軸の背面側には凸部又は凹部の他方が形成されており、凸部及び凹部の嵌合により摩擦力低減部材がラック軸の背面側に取り付けられているため、摩擦力低減部材をワンタッチで容易にラック軸の背面側に取り付けることができる。
【００３１】
請求項１３に記載の発明は、請求項６乃至１２のいずれか１項に記載のラックピニオン式舵取装置を備えた電動式パワーステアリング装置であることを特徴とする。
【００３２】
請求項１３に記載の発明によれば、請求項６乃至１２のいずれか１項に記載のラックピニオン式舵取装置を備えているため、操舵フィーリングを向上させることができるとともに、ラック軸に生じた振動やラック軸の表面状況などによる悪影響を受けることを防止できる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、操舵フィーリングを向上させることができるとともに、ラック軸に生じた振動やラック軸の表面状況などによる悪影響を受けることを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
次に、本発明の一実施形態に係るラックピニオン式舵取装置について、図面を参照して説明する。なお、本実施形態では、ラックピニオン式舵取装置が電動式パワーステアリング装置に適用された構成を例にとり説明する。
【００３５】
図１乃至図４に示すように、ラックピニオン式舵取装置１０は、車両の左右方向に延びるラック軸１２を備えている。このラック軸１２の近傍には、ラック軸１２と噛み合うピニオン軸１４が配置されている。また、ピニオン軸１４にはステアリングシャフト１３が接続されており、このステアリングシャフト１３の先端部にはステアリングホイール（図示省略）が接続されている。これにより、ステアリングホイールによる操舵によりピニオン軸１４が回転するように構成されている。
【００３６】
また、図１及び図２に示すように、ラック軸１２に関してピニオン軸１４と反対側の位置には、ラック軸１２の軸方向の移動をガイドするラックガイド１６が配置されている。このラックガイド１６の一方の端面には、ラック軸１２の外周面の一部を覆う凹部状の装着部１８が形成されている。この装着部１８の表面には、樹脂で構成された第１の樹脂製パッド（樹脂部材）２０が設けられている。すなわち、この第１の樹脂製パッド２０には突起部２７が形成されており、その突起部２７がラックガイド２０に形成された貫通孔２９に装着されることにより、第１の樹脂製パッド２０が装着部１８の表面に着脱可能に取り付けられている。
【００３７】
ここで、ラック軸１２のピニオン軸１４側と反対側に位置する背面側１２Ｒ表面には、樹脂で構成された第２の樹脂製パッド（摩擦力低減部材）２１が取り付けられている。換言すれば、ラックガイド１６に設けられた第１の樹脂製パッド２０と対向するラック軸１２の背面側１２Ｒには第２の樹脂製パッド２１が取り付けられており、第１の樹脂製パッド２０と第２の樹脂製パッド２１とが相互に接触するようにラックガイド１６とラック軸１２との位置関係が設定されている。また、ラック軸１２の背面側には複数の穴部（凹部）２５が形成されており、また、第２の樹脂製パッド２１の裏面側には複数の突部（凸部）２３が形成されており、突部２３が穴部２５に嵌合することにより、第２の樹脂製パッド２１がラック軸１２の背面側１２Ｒに着脱可能に取り付けられている。なお、ラック軸１２の背面側１２Ｒに複数の突部（凸部）を形成し、また、第２の樹脂製パッド２１の裏面側に複数の穴部（凹部）を形成することにより、両者を相互に嵌合するようにしてもよい。
【００３８】
また、ラックガイド１６の外周面には、凹部状の空間部２２が形成されている。この空間部２２には、ゴムで構成されたＯリング２４が配置されている。また、ラックガイド１６の他方の端部には、第１凹部２６が形成されている。
【００３９】
また、ラックガイド１６の他方の端部と対向する位置には、スクリュー３０が配置されている。スクリュー３０の前記第１凹部２６と対向する一方の端部には、第２凹部３２が形成されている。この第１凹部２６と第２凹部３２とで構成される部屋部３４には、スプリング３６が配置されている。換言すれば、ラックガイド１６とスクリュー３０との間には部屋部３４が形成されており、この部屋部３４にはスプリング３６が配置された構成となっている。このスプリング３６によりラックガイド１６及びラック軸１２には図２中矢印Ｆ方向側に向かう押圧力（弾性力）が作用している。
なお、ラックガイド１６とスクリュー３０とはラックハウジング４０に収容されている。
【００４０】
また、図５に示すように、ラック軸１２の外周にはボールねじ溝４２が形成されている。このボールねじ溝４２には複数個のボール４４が配置されている。また、ラック軸１２の径方向外側には、ボール４４を回転自在に支持する筒状のボールナット４６が設けられている。また、ボールナット４６は、軸受け部４８を介してラックハウジング４０に回転自在に支持されている。
【００４１】
また、ボールナット４６の径方向外側（外周側）には、大径の出力プーリ５０がボールナット４６と共に回転可能となるように取り付けられている。この出力プーリ５０は、ラックハウジング４０にボルト５２等の固着具により取り付けられたギヤハウジング５４に収容されている。
【００４２】
また、出力プーリ５０の近傍には、操舵補助力を発生する電動モータ５６が配置されている。この電動モータ５６の回転軸５８には、入力軸６０が同軸上で接続されている。この入力軸６０の径方向外側（外周側）には、小径の入力プーリ６２が入力軸６０と共に回転可能となるように取り付けられている。また、入力プーリ６２と出力プーリ５０には、ベルト６４が掛け渡されている。
以上のように、本発明のラックピニオン式舵取装置１０は、電動式パワーステアリング装置９の一構成部材として用いられている。
【００４３】
次に、本実施形態に係るラックピニオン式舵取装置１０の作用について説明する。
【００４４】
図１乃至図４に示すように、ラック軸１２の背面側１２Ｒには第２の樹脂製パッド２１が取り付けられているため、この第２の樹脂製パッド２１とラックガイド１６に設けられた第１の樹脂製パッド２０とが相互に接触する。これにより、ラック軸１２とラックガイド１６との間に発生する摩擦力を低減させることができる。この結果、ピニオン軸１４に接続されたステアリングホイールの回転を軽くすることができ、操舵フィーリングを向上させることができる。
【００４５】
特に、第２の樹脂製パッド２１と第１の樹脂製パッド２０がそれぞれ樹脂で構成されており、樹脂同士が接触することによる生じる摩擦力が鉄と樹脂が接触することにより生じる摩擦力と比較して格段に小さくなるため、ラック軸１２とラックガイド１６との間に発生する摩擦力を大幅に低減させることができる。
【００４６】
また、ラック軸１２の背面側１２Ｒには、別部材となる第２の樹脂製パッド２１が取り付けられているため、ラック軸１２の表面状況（凸凹の有無など）の影響を受けることなく、ラック軸１２とラックガイド１６との間に発生する摩擦力を低減させることができる。これにより、ラック軸１２の高い加工精度が要求されず、ラック軸１２の加工精度を高めるための特殊な加工設備が必要とならないため、ラック軸１２の加工に伴うコストが増大することを防止できる。
【００４７】
また、ラック軸１２とは別部材である第２の樹脂製パッド２１により路面からラック軸１２を介して伝達された振動を吸収させることができる。これにより、操舵フィーリングをさらに向上させることができる。
【００４８】
また、第２の樹脂製パッド２１の裏面には突部２３が形成されており、ラック軸１２の背面側１２Ｒには穴部２５が形成されており、突部２３と穴部２５が嵌合することにより第２の樹脂製パッド２１がラック軸１２の背面側１２Ｒに着脱可能に取り付けられているため、第２の樹脂製パッド２１をワンタッチで容易にラック軸１２の背面側１２Ｒに取り付けることができる。また、第２の樹脂製パッド２１が磨耗や破損などした場合には、別の新しい第２の樹脂製パッドと容易に交換することができる。
【００４９】
さらに、第１の樹脂製パッド２０も同様に装着部１８の表面に着脱可能に取り付けられているため、第１の樹脂製パッド２０をワンタッチで容易に装着部１８の表面に取り付けることができ、第１の樹脂製パッド２０が磨耗や破損などした場合には、別の新しい第１の樹脂製パッドと容易に交換することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の一実施形態に係るラックピニオン式舵取装置の構成を示す部分断面図（図５のＸ−Ｘ間の部分断面図）である。
【図２】本発明の一実施形態に係るラックピニオン式舵取装置を構成する要部の構成を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るラックピニオン式舵取装置を構成するラック軸の平面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るラックピニオン式舵取装置を構成するラック軸の断面図（図３のＹ−Ｙ間の断面図）である。
【図５】本発明の一実施形態に係るラックピニオン式舵取装置が適用された電動式パワーステアリング装置の構成を示す部分断面図である。
【図６】従来のラックピニオン式舵取装置を構成する要部の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
９      電動式パワーステアリング装置
１０      ラックピニオン式舵取装置
１２      ラック軸
１２Ｒ    背面側
１４      ピニオン軸
１６      ラックガイド
２０      第１の樹脂製パッド（樹脂部材）
２１      第２の樹脂製パッド（摩擦力低減部材）
２３      突部（凸部）
２５      穴部（凹部）
【図１】
2006264640.tif 000003
【図２】
2006264640.tif 000004
【図３】
2006264640.tif 000005
【図４】
2006264640.tif 000006
【図５】
2006264640.tif 000007
【図６】
2006264640.tif 000008