(57)【要約】【課題】センターテイクオフ型ステアリング装置において、ラック軸の回り止めを安価に達成すること。【解決手段】ラック軸１０を取り囲む筒状のハウジング２７の一端部２７ａの内周面３６に相対回転不能に嵌合保持され、ラック軸１０を軸方向Ｓに摺動自在に支持するラックブッシュ３７が設けられている。ラックブッシュ３７は、ラック軸１０の回動を規制する回動規制部としての平坦面を含んでいる。ラック軸１０を支持するためのラックブッシュ３７をラック軸１０の回り止め部材としても用いる。【選択図】図１
2008074260.tif 000002
【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の回転を車両の幅方向に延びるラック軸の直線変位に変換し、この直線変位を受けて車輪を転舵するためのタイロッドを車両の幅方向の中央位置から延ばすようにしたセンターテイクオフ型ステアリング装置において、
上記ラック軸を取り囲む筒状のハウジングと、
ハウジングの一端の内周に相対回転不能に嵌合保持され、ラック軸を軸方向に摺動自在に支持するラックブッシュとを備え、
ラックブッシュは、ラック軸の回動を規制する回動規制部を含んでいることを特徴とするセンターテイクオフ型ステアリング装置。
【請求項２】
請求項１において、上記ラック軸の一端はハウジングの一端から突出しており、ラック軸の上記一端に、上記タイロッドを連結するための連結部材が取り付けられていることを特徴とするセンターテイクオフ型ステアリング装置。
【請求項３】
請求項１または２において、上記回動規制部は、ラックブッシュの周方向と交差し且つラックブッシュの軸方向に延びる平坦面を含み、
回動規制部としての上記平坦面は、ラック軸の外周面に形成された平坦面と合致していることを特徴とするセンターテイクオフ型ステアリング装置。
【請求項４】
請求項１，２または３において、上記ラックブッシュは合成樹脂を含んでいることを特徴とするセンターテイクオフ型ステアリング装置。
【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ステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車等の車両に備えられるラックアンドピニオン式のステアリング装置には、ラック軸とタイロッドとを接続する箇所が、車両の幅方向の中央にされているセンターテイクオフ型のものがある（例えば、特許文献１，２参照）。
【特許文献１】特開平６−２５５５０９号公報
【特許文献２】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】
【０００３】
センターテイクオフ型ステアリング装置では、ラック軸に取り付けられラック軸の径方向外方に延びる連結部材等を介して、ラック軸とタイロッドとが連結される。タイロッドは、ラック軸に対して、ラック軸の径方向にオフセットした位置に配設されることとなり、タイロッドからの力の一部は、上記オフセット量をアーム長とするモーメントとしてラック軸に作用する。このモーメント等に起因するラック軸の回動を防止して、ラックとピニオンとの噛み合い部分に余分な負荷が掛からないようにする必要がある。
【０００４】
しかしながら、ラック軸の回動を規制するために専用の回り止め部材を設けると、部品点数が増えてコストが増加してしまう。
本発明は、かかる背景のもとでなされたもので、ラック軸の回り止めを安価に達成することのできるセンターテイクオフ型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】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明は、操舵部材（２）に連動して回転するピニオン（８）の回転を車両の幅方向（Ａ）に延びるラック軸（１０）の直線変位に変換し、この直線変位を受けて車輪（１３）を転舵するためのタイロッド（１１）を車両の幅方向（Ａ）の中央位置（Ａ１）から延ばすようにしたセンターテイクオフ型ステアリング装置（１）において、上記ラック軸（１０）を取り囲む筒状のハウジング（２７）と、ハウジング（２７）の一端（２７ａ）の内周（３６）に相対回転不能に嵌合保持され、ラック軸（１０）を軸方向（Ｓ）に摺動自在に支持するラックブッシュ（３７）とを備え、ラックブッシュ（３７）は、ラック軸（１０）の回動を規制する回動規制部（４１ａ）を含んでいることを特徴とするものである（請求項１）。
【０００６】
なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
本発明によれば、ラック軸を支持するためのラックブッシュをラック軸の回り止めとしても用いることができる。専用の回り止め部材を別途設ける必要がなく、部品点数を少なくしてコスト安価にできる。
【０００７】
また、本発明において、上記ラック軸（１０）の一端（１０ａ）はハウジング（２７）の一端（２７ａ）から突出しており、ラック軸（１０）の上記一端（１０ａ）に、上記タイロッド（１１）を連結するための連結部材（１２）が取り付けられている場合がある（請求項２）。この場合、ラック軸の他端側のみをハウジングが支持することとなり、ハウジングの全長を短くできる。
【０００８】
また、本発明において、上記回動規制部（４１ａ）は、ラックブッシュ（３７）の周方向（Ｂ）と交差し且つラックブッシュ（３７）の軸方向（Ｓ）に延びる平坦面（４１ａ）を含み、回動規制部（４１ａ）としての上記平坦面（４１ａ）は、ラック軸（１０）の外周面（４２）に形成された平坦面（４２ａ）と合致している場合がある（請求項３）。この場合、ラックブッシュおよびラック軸に平坦面を設けるという簡易な構成で、ラック軸の回り止めを達成できる。
【０００９】
また、本発明において、上記ラックブッシュ（３７）は合成樹脂を含んでいる場合がある（請求項４）。この場合、ラックブッシュとラック軸との摩擦抵抗を少なくしてラック軸の滑らかな摺動を実現できるとともに、ラックブッシュを硬質に形成してラック軸の回動を確実に規制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の好ましい実施の形態を添付図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の一実施の形態にかかるセンターテイクオフ型ステアリング装置としての電動パワーステアリング装置１の概略構成を示す模式図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う要部の断面図である。
図１および図２を参照して、電動パワーステアリング装置１は、ステアリングホイール等の操舵部材２に連結されているステアリングシャフト３と、ステアリングシャフト３に自在継手４を介して連結されている中間軸５と、この中間軸５に自在継手６を介して連結されているピニオン軸７と、ピニオン軸７の先端部に設けられたピニオン８に噛み合うラック９を形成して車両の幅方向Ａに延びるラック軸１０とを有している。
【００１１】
ラック軸１０の一端部１０ａには、一対のタイロッド１１を連結するための連結部材１２が取り付けられている。車輪としての各転舵輪１３が車両前方を略真っ直ぐ向いている操舵中立状態（図１に示す状態）において、連結部材１２は、車両の幅方向Ａの中央位置Ａ１に位置している。ラック軸１０の軸方向Ｓと幅方向Ａとは平行である。
連結部材１２は、ラック軸１０の径方向に張り出した張出部１４を含んでいる。張出部１４は、球面継手等からなる一対の継手１５を介して一対のタイロッド１１の対応する一端部１１ａとそれぞれ連結されている。各タイロッド１１は、上記中央位置Ａ１から延びており、各タイロッド１１の他端部１１ｂが、対応するナックルアーム１６を介して対応する転舵輪１３にそれぞれ連結されている。
【００１２】
操舵部材２が操作されてステアリングシャフト３が回転されると、この回転は中間軸５等を介してピニオン８に伝達され、操舵部材２と連動して回転するピニオン８およびラック９によって、車両の幅方向Ａに沿うラック軸１０の直線変位に変換される。これにより各タイロッド１１等を介して各ナックルアーム１６の回動を引き起こし、転舵輪１３の転舵が達成される。
【００１３】
ステアリングシャフト３は、操舵部材２に連なる入力軸としての第１の操舵軸１７と、自在継手４に連なる出力軸としての第２の操舵軸１８とを有している。これら第１および第２の操舵軸１７，１８はトーションバー１９を介して同軸上に互いに連結されている。
トーションバー１９の近傍には、トーションバー１９のねじれに起因する第１の操舵軸１７と第２の操舵軸１８との相対回転変位量を検出するトルクセンサ２０が設けられている。このトルクセンサ２０の検出信号は、制御部２１に与えられる。
【００１４】
制御部２１は、トルクセンサ２０からの検出信号や車速センサ２２からの検出信号等に基づいて、ドライバ２３を介して操舵補助用の電動モータ２４の駆動を制御する。これにより、電動モータ２４が駆動し、その出力回転（動力）が、平行軸歯車機構等の減速機構２５で減速されて、第２の操舵軸１８へ伝達される。
第２の操舵軸１８に伝えられた動力は、さらに中間軸５等を介して、上記ラック軸１０、タイロッド１１およびナックルアーム１６を含む舵取り機構２６に伝えられ、運転者の操舵が補助される。
【００１５】
ラック軸１０の一部は、筒状のハウジング２７に取り囲まれている。ハウジング２７は、アルミ、鉄等を用いて形成されており、車体側部材２８，２９に支持されている。ハウジング２７内には、ピニオン軸７が挿通されており、ピニオン８を挟んで配置された一対の軸受３０，３１を介してピニオン軸７がハウジング２７に回転自在に支持されている。
ハウジング２７の一端部２７ａと他端部２７ｂとの間の中間部２７ｃには、収容孔３２が形成されている。収容孔３２は、ラック軸１０を挟んでピニオン８と対向している。この収容孔３２にサポートヨーク３３が収容されている。
【００１６】
サポートヨーク３３は、ラック軸１０を当該ラック軸１０の軸方向Ｓに摺動自在に支持する凹面部３３ａを有しており、この凹面部３３ａに沿うように、低摩擦の摺接板４６が取り付けられている。摺接板４６の形状は、ラック軸１０のラック９の背面１０ｃの形状と合致している。摺接板４６とラック軸１０の背面１０ｃとが互いに摺接している。
収容孔３２には、ねじ部材３４がねじ込まれており、ねじ部材３４とサポートヨーク３３との間にばね部材３５が介装されている。ばね部材３５は、サポートヨーク３３をラック軸１０側に付勢している。これにより、ラック９とピニオン８との噛み合いのガタを詰めている。
【００１７】
図１を参照して、ハウジング２７の一端部２７ａの内周面３６には、筒状のラックブッシュ３７が嵌合保持されている。ラックブッシュ３７は、ラック軸１０を軸方向Ｓに摺動自在に支持するものであり、例えば、合成樹脂を用いて形成されている。
上記合成樹脂として、熱可塑性ポリエステル系エラストマー（ＴＰＥＥ）、その他の熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）等の低摩擦係数の合成樹脂を例示できる。ラックブッシュ３７の合成樹脂として、自己潤滑性を有していることが好ましい。
【００１８】
ラックブッシュ３７は、後述するように、ハウジング２７との相対回転が不能とされている。ハウジング２７の上記内周面３６には、ラックブッシュ３７に隣接してストッパ３８が圧入嵌合されており、ラックブッシュ３７のハウジング２７からの抜けが防止されている。ラックブッシュ３７は、ストッパ３８と内周面３６の環状の段部３６ａとに挟まれている。
【００１９】
ハウジング２７の一端部２７ａから、ラック軸１０の一端部１０ａを含む一部が突出しており、ラック軸１０がハウジング２７に片持ち支持されている。この突出した一端部１０ａに前記連結部材１２が取り付けられている。ハウジング２７の一端部２７ａの外周面３９と連結部材１２との間に、ダストブーツ４０が架け渡されている。このダストブーツ４０は、ゴム等の弾性部材を蛇腹状に形成して伸縮自在にしてあり、ラック軸１０の軸方向Ｓの変位に伴って伸縮する。ラック軸１０に雨水等の異物が付着することを防止している。
【００２０】
図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う要部の断面図である。図１および図３を参照して、本実施の形態の特徴とするところは、ラックブッシュ３７に、ラック軸１０の回動を規制する回動規制部としての平坦面４１ａが設けられている点にある。
平坦面４１ａは、ラックブッシュ３７の内周面４１の一部を起伏させてなり、ラックブッシュ３７の周方向Ｂと交差し且つラックブッシュ３７の軸方向に延びている。ラックブッシュ３７の軸方向は、軸方向Ｓと一致している。平坦面４１ａは、ラックブッシュ３７の軸方向の全域に形成されており、断面形状が直線状をなしている。ラックブッシュ３７の内周面４１の断面形状はＤ形形状とされており、平坦面４１ａ以外の部分が円弧状部４１ｂとされている。
【００２１】
平坦面４１ａの形状は、ラック軸１０の中間部１０ｄのうちラック９が形成されていない部分の外周面４２に形成された平坦面４２ａの形状と合致している。平坦面４２ａは、ラックブッシュ３７の軸方向に延びている。中間部１０ｄの外周面４２の断面形状は、ラックブッシュ３７の内周面４１の断面形状と合致している。
ラックブッシュ３７の外周面４３の断面形状は、ハウジング２７の一端部２７ａの内周面３６の断面形状に合致している。ラックブッシュ３７の外周面４３には、この外周面４３を周方向Ｂに起伏してなる平坦面４３ａが設けられており、ラックブッシュ３７がハウジング２７に相対回転不能に保持されている。
【００２２】
ラックブッシュ３７の平坦面４３ａは、ラックブッシュ３７の周方向Ｂと交差し且つラックブッシュ３７の軸方向に延びている。平坦面４３ａは、ラックブッシュ３７の軸方向の全域に亘って形成されており、周方向Ｂに間隔をあけて一対設けられている。
以上説明したように、本実施の形態によれば、以下の作用効果を発揮することができる。すなわち、ラック軸１０を支持するためのラックブッシュ３７をラック軸１０の回り止めとしても用いることができる。専用の回り止め部材を別途設ける必要がなく、部品点数を少なくしてコスト安価にできる。
【００２３】
また、ラック軸１０の一端部１０ａを、ハウジング２７の一端部２７ａから突出するようにしている。ラック軸１０の他端部１０ｂ側の一部分のみが、ラックブッシュ３７やサポートヨーク３３等を介してハウジング２７で支持される。軸方向Ｓに関するハウジング２７の全長を短くできる。
さらに、ラックブッシュ３７をハウジング２７に相対回動不能に保持しておき、ラックブッシュ３７に平坦面４１ａを設けるとともにラック軸１０に平坦面４２ａを設けるという簡易な構成で、ラック軸１０の回り止めを達成できる。
【００２４】
また、低摩擦係数の合成樹脂を用いてラックブッシュ３７を形成していることにより、ラックブッシュ３７とラック軸１０との摩擦抵抗を少なくしてラック軸１０の滑らかな摺動を実現できるとともに、ラックブッシュ３７を硬質に形成してラック軸１０の回動を確実に規制し、且つ耐久性を保つことができる。
また、例えば、ラック軸とタイロッドとを連結するための連結部材からボルトを延ばし、このボルトをハウジングに形成した長孔に挿通してラック軸に結合し、ボルトに外嵌した筒状のカラーが長孔内を移動するようにした、いわゆるスライダ構造を採用し、カラーと長孔の周面との当接によりラック軸の回動を規制することも考えられる。しかしながら、この場合、連結部材を挟んだ両側に、長孔を覆うダストブーツを設ける必要がある等、部品点数が多くなってしまう。
【００２５】
一方、本実施の形態では、ラック軸１０の一端部１０ａ側をハウジング２７から突出させて、この一端部１０ａ側にのみダストブーツ４０を設けており、部品点数が少ない。
また、例えば、サポートヨークとラック軸との互いの摺動部分の断面をＶ形形状やＹ型形状にし、サポートヨークによってラック軸の回り止めをすることも考えられる。しかしながら、この場合、ラック軸に軸回りのモーメントが作用したときに、ラック軸が回転しようとしてサポートヨークの摺動面に当たりサポートヨークとラック軸との間に打撃音（コトコト音）が生じて騒音の原因となる。
【００２６】
一方、本実施の形態によれば、サポートヨーク３３（摺接板４６）とラック軸１０との互いの摺動部分の断面形状を円弧状にしており、ラック軸１０がモーメントを受けたときでも、ラック軸１０の回転を円弧状部で受けるので、サポートヨーク３３と衝突することを防止でき、騒音の原因となり難い。
本発明は、以上の実施の形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。例えば、ラックブッシュ３７を鉄等の金属で形成してもよい。さらに、その表面にラック軸１０との摩擦係数が低くなるような処理、例えばフッ素等の樹脂コーティングを施してもよい。また、ラック軸１０との摩擦係が低くなるように、ラックブッシュの一部または全部を含油効果のある材質、例えば焼結含油材等で構成してもよい。また、ハウジング２７の一端部２７ａに切欠を形成して、ラックブッシュ３７をこの切欠に保持させてもよい。また、ハウジング２７がラック軸１０の全部を取り囲んでいてもよい。
【００２７】
さらに、本発明は、ラック軸の中間部に連結部材を配置し、連結部材を挟んだラック軸の両側を支持するようにした両持ちタイプのステアリング装置に適用できる。また、本発明は、電動モータの出力回転を、ボールねじ機構等を介してラック軸に付与するラックアシストタイプの電動パワーステアリング装置に適用でき、また、油圧シリンダの油圧をラック軸に付与する油圧パワーステアリング装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施の形態にかかるセンターテイクオフ型ステアリング装置としての電動パワー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ＩＩ−ＩＩ線に沿う要部の断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う要部の断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１…電動パワーステアリング装置（センターテイクオフ型ステアリング装置）、２…操舵部材、８…ピニオン、１０…ラック軸、１０ａ…（ラック軸の）一端部（一端）、１１…タイロッド、１２…連結部材、１３…転舵輪（車輪）、２７…ハウジング、２７ａ…（ハウジングの）一端部（一端）、３６…（ハウジングの一端の）内周面（内周）、３７…ラックブッシュ、４１ａ…平坦面（回動規制部）、４２…（ラック軸の）外周面、４２ａ…（ラック軸の外周面の）平坦面、Ａ…幅方向、Ａ１…中央位置、Ｂ…周方向、Ｓ…軸方向。
【図１】
2008074260.tif 000003
【図２】
2008074260.tif 000004
【図３】
2008074260.tif 000005