(57)【要約】【課題】ラックガイド可動量の増加を調整し、ラトル音の発生を抑えたラック・ピニオン式ステアリング装置を提供する。【解決手段】ラック軸１２と、ピニオン軸１１と、前記ラック軸のラック歯１２aとピニオン軸のピニオン歯との噛合部をラック背面から押圧するラックガイド２０とアジャストスクリュー２２とを備えたラック・ピニオン式ステアリング装置において、ラックガイド２０を可動可能とし、この可動量をアジャストスクリュー２２に固定した圧電素子２４により調整する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラック軸と、ピニオン軸と、前記ラック軸のラック歯とピニオン軸のピニオン歯との噛合部をラック背面から押圧するラックガイドとアジャストスクリューとを備えたラック・ピニオン式ステアリング装置において、
前記ラックガイドを可動可能とし、この可動量を前記アジャストスクリューに固定した圧電素子により調整することを特徴とするラック・ピニオン式ステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両用のラック・ピニオン式ステアリング装置に関するもので、特にそのラックガイドの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用のステアリング装置として、ピニオンの回転をラックに伝達するラック・ピニオン式ステアリング装置が広く使用されている。このようなラック・ピニオン式ステアリング装置では、ピニオン軸からラック軸に回転力が伝達されるが、ラック歯には圧力角を設けているため、ラック背面方向に分力が発生し、ラック歯がピニオン歯から離脱しようとするので、ピニオン歯とラック歯とは適正に噛み合わなくなってしまう。
【０００３】
このため、ラック歯とピニオン歯とが噛合する付近には、ラック軸の背面にラックガイドが配置され、ラック軸をピニオン軸に向けて押圧してラック歯とピニオン歯との噛合状態を適正に保つように構成されている（特許文献１参照）。
【０００４】
ラック・ピニオン式ステアリング装置においては、ピニオン軸の振れやラック歯の高さには製造誤差によるバラツキのためにラック軸とピニオン軸との軸芯間距離が変動しても、ラック歯とピニオン歯との噛合状態を適正に保つため、ラックガイドは適度な押圧力を保持しつつ、変動を吸収する必要がある。
【０００５】
図５は、従来の滑り式ラックガイドを備えたラック・ピニオン式ステアリング装置の構成を説明する断面図、図６はそのラック軸とラックガイドとの摺動接触面の構成を説明する断面図である。
【０００６】
図５において、１０１はピニオンハウジング、１０２はステアリングシャフトに連結されるピニオン軸で、ピニオン軸１０２はボールベアリング１０４及びニードルベアリング１０５でピニオンハウジング１０１に回転自在に支持されている。なお、符号１０４ａはボールベアリング１０４をピニオンハウジング１０１に固定する固定部材を示す。
【０００７】
ピニオン軸１０２に一体に形成されたピニオン歯１０２ａは、ラック軸１０３のラック歯１０３ａと噛合している。ピニオンハウジング１０１には、後述するラックガイド１１０が挿入される筒状部１０１ａが形成されており、筒状部１０１ａの開口部付近には、後述する調整ねじ部材であるアジャストスクリュー１１５をねじ込み、押込量を調整するためのねじ溝が形成されている。
【０００８】
ラックガイド１１０は、全体が略円柱状の部材で、その一方の端面は、ラック軸１０３のラック歯１０３ａの形成面とは反対側（背面側）の円筒面（又は円柱面）に摺動接触する円弧状面１１０ａに形成され、他方の端面はコイルバネ１１３の受け面１１０ｂに形成されている。ラックガイド１１０のラック軸の背面に摺動接触する円弧状面１１０ａには、低摩擦樹脂材料からなる部材１１０ｄが貼着されている。
【０００９】
以上の構成において、ラックガイド１１０をピニオンハウジング１０１の筒状部１０１ａに挿入し、ラックガイド１１０の円弧状面１１０ａをラック軸１０３の背面側の円筒面に摺動接触させ、筒状部１０１ａの端部からコイルバネ１１３を介在させてアジャストスクリュー１１５をねじ込み、押圧量を調整してコイルバネ１１３の圧縮量を調整する。圧縮量の調整後は、ロックナット１１９によりアジャストスクリュー１１５を固定する。
【００１０】
この構成によれば、ラックガイド１１０はコイルバネ１１３を介してラック軸１０３を押圧するから、押圧力を維持しつつ、ラックガイド１１０はアジャストスクリュー１１５との隙間分だけ変位可能であり、ラック軸とピニオン軸との軸芯間距離の変動を吸収することができる。以下の説明では、ラックガイドとアジャストスクリューとの隙間をラックガイド可動量と呼ぶ。
【００１１】
また、ラック歯は圧力角が存在するため、ラックとピニオンとの噛合時にラック軸と垂直な方向、即ちラックガイドの方向に力が発生する。以下の説明では、この力をラック離反力と呼ぶ。このラック離反力によりラックガイドとラック軸の摺動接触面には、（ラック離反力）×（摩擦係数）の大きさの抵抗力が発生するが、この抵抗力はステアリング装置の効率を低下させるので、できるだけ小さくする必要がある。このため、従来は図６に示すように、ラックガイド側の摺動接触面に、低摩擦樹脂材料からなる部材１１０ｄを貼着その他の手段で配置して接触摩擦を低減して抵抗力を小さくし、ステアリング装置の効率の低下を防いでいる（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００２−０２９４２８号公報。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上記したようにラックガイド側の摺動接触面に低摩擦樹脂材料からなる部材を配置するときは、ラック軸との摺動によって摩耗し、その分だけラックガイドとアジャストスクリューとの隙間が大きくなり、ラックガイド可動量が大きくなるという不都合が発生する。
【００１４】
ラックガイド可動量が大きくなるとラトル音の発生につながるため、ラックガイド可動量の増加は避けなければならない。
【００１５】
そこで、この発明はラックガイド可動量の増加を調整し、ラトル音の発生を抑えたラック・ピニオン式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】
【００１６】
この発明は上記課題を解決するもので、ラック軸と、ピニオン軸と、前記ラック軸のラック歯とピニオン軸のピニオン歯との噛合部をラック背面から押圧するラックガイドとアジャストスクリューとを備えたラック・ピニオン式ステアリング装置において、前記ラックガイドを可動可能とし、この可動量を前記アジャストスクリューに固定した圧電素子により調整することを特徴とするラック・ピニオン式ステアリング装置である。
【発明の効果】
【００１７】
この発明に係るラック・ピニオン式ステアリング装置のラックガイドは、ステアリングの長期間の使用により、各部が磨耗し、ラックガイドと圧電素子との隙間が初期の値より大きくなっても、圧電素子に電圧を印加し、圧電素子をラックガイド側に変位（膨張）させ、前記隙間を初期の値に戻すことによりラトル音の発生を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明の第一の実施形態のラック・ピニオン式ステアリング装置の全体構成を示す一部断面を示す正面図。
【図２】図１ に示すラック・ピニオン式ステアリング装置のラック軸とピニオンとの噛合部分の構成を説明する断面図。
【図３】図２のラックガイドと圧電素子との隙間を調整する方法を説明する断面図。
【図４】この発明の第二実施の形態であるラック軸とピニオンとの噛合部分の構成を説明する断面図。
【図５】従来の滑り式ラックガイドを備えたラック・ピニオン式ステアリング装置の構成を説明する断面図。
【図６】図５ に示す構成のラック軸とラックガイドとの摺動接触面の構成を説明する断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、この発明の実施の形態について説明する。
【００２０】
この発明の第一の実施形態を図１から図３に基いて説明する。
図１に示すラック・ピニオン式ステアリング装置１０の全体構成において、１１はピニオン軸、１２はラック軸、１２ａはラック軸１２に形成されたラック歯を示す。図示されていないが、ピニオン軸１１の先端にはピニオン歯（１１ａ） が形成され、ラック軸１２のラック歯１２ａと噛合している。１３はその噛合部分を覆うピニオンハウジング、１４はラック軸ハウジングを示す。
【００２１】
ラック軸１２の端部は左右対称に構成されており、ラック軸１２の端部にはボールジョイント１５を介してタイロッド１６が結合され、ボールジョイント１５の端面には緩衝部材１９が当接配置されている。
【００２２】
図２に示すラック軸とピニオンとの噛合部分の構成において、１１はステアリングシャフトに連結されるピニオン軸で、ピニオン軸１１はボールベアリング１７及びニードルベアリング１８によりピニオンハウジング１３に回転自在に支持されている。なお、符号１７ａはボールベアリング１７をピニオンハウジング１３に固定する固定部材を示す。
【００２３】
ピニオン軸１１にはピニオン歯１１ａが一体に形成され、ラック軸１２のラック歯１２ａと噛合している。ピニオンハウジング１３には、後述するラックガイド２０を収容する筒状部１３ａが一体に形成されている。筒状部１３ａの開口部付近には、後述する調整ねじ部材であるアジャストスクリュー２２をねじ込み、押込量を調整するためのねじ溝が形成されている。
【００２４】
ラックガイド２０は、全体が略円柱状の部材であり、その一方の端面がラック軸１２のラック歯１２ａの形成面とは反対側（背面側）の円筒面（又は円柱面）に摺動接触する円弧状面２０ａに形成され、他方の端面はコイルバネ２１の受け面２０ｂに形成されている。アジャストスクリュー２２のラックガイド２０に対向する面には、圧電素子２４が接着等により固定されている。
【００２５】
以上の構成において、ラックガイド２０をピニオンハウジング１３の筒状部１３ａに挿入し、ラックガイド２０の円弧状面２０ａをラック軸１２の背面側の円筒面に摺動接触させ、筒状部１３ａの端部からコイルバネ２１を介在させてアジャストスクリュー２２をねじ込み、押圧量を調整してコイルバネ２１の圧縮量を調整する。圧縮量の調整後は、ロックナット２３によりアジャストスクリュー２２を固定する。
【００２６】
図３を参照して、ラックガイド２０の可動量の調整方法について説明する。
ステアリングの長期間の使用により、各部の磨耗等により、ラックガイド２０と圧電素子２４との隙間Ｇは初期の値よりも大きくなることがある。
【００２７】
その隙間Ｇの増加量を例えばセンサー等（図示省略）で検地し、制御装置（図示省略）からの指令により、圧電素子２４に電圧を印加し、前記増加量と同じ値だけ、圧電素子２４をラックガイド２０側に変位（膨張）させ、隙間Ｇの値を初期の値に戻す。
【００２８】
このようにラックガイド２０と圧電素子２４との隙間Ｇは、ステアリングを
長期間使用しても、常に初期値をキープできるので、ラトル音の発生を防止できる。
【００２９】
図４は、この発明の第二の実施の形態であるラック軸とピニオンとの噛合部分の構成を説明する断面図である。図２と異なるところは、圧電素子２４ａを長くし、アジャストスクリュー２ ２の中央に配置したことである。
【００３０】
基本的な作用は、第一の実施の形態と同じであるが、圧電素子２４ａが長いので、それだけ変位量も大きくとれる。従って、ステアリングの長期間の使用により、各部の磨耗等が相当大きくなっても、ラックガイド２０と圧電素子２４ａとの隙間を調整することが可能となる。
【符号の説明】
【００３１】
１０  ラック・ピニオン式ステアリング装置
１１  ピニオン軸
１１ａ  ピニオン歯
１２  ラック軸
１２ａ  ラック歯
１３  ピニオンハウジング
１３ａ  筒状部
１４  ラック軸ハウジング
１５  ボールジョイント
１６  タイロッド
１７  ボールベアリング
１８  ニードルベアリング
１９  緩衝部材
２０  ラックガイド
２０ａ  円弧状面
２０ｂ  コイルバネの受け面
２０ｄ  ラックガイドの外周面
２１  コイルバネ
２２  アジャストスクリュー
２３  ロックナット
２４  圧電素子
２４ａ  圧電素子
【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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