(57)【要約】【課題】  ラック軸の軸方向移動端における衝撃を緩和する油圧機構を備えたラック・アンド・ピニオン式ステアリング装置を提供する。【解決手段】  ラックハウジング１１にはシリンダ１２が結合され、シリンダ１２には開口部２２Ａ及び２２Ｂを結ぶ流路が形成される。ラック軸１５にはオリフィス１８を備えたピストン１７が固定され、シリンダ１２はピストンにより第１室１２Ａと第２室１２Ｂとに分割される。ラック軸の矢印ａ方向移動により作動油は開口部と流路を経て第１室１２Ａから第２室１２Ｂに流れ、同時に作動油はオリフィスを経て第１室１２Ａから第２室１２Ｂに移動する。ラック軸が移動端に接近するとピストンが開口部２２Ａを閉じ、第１室１２Ａの作動油はオリフィスを経て第２室１２Ｂに流れるだけとなり、ラック軸１５の移動速度が抑えられ、ラック軸がラックハウジングに衝突する衝撃が緩和される。【選択図】    図３
2008114688.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングシャフトに連結されるピニオン軸の回転をラック軸の往復動に変換して操向車輪を操作するラック・アンド・ピニオン式ステアリング装置において、
前記ラック軸を覆うラックハウジングと前記ラック軸との間に油圧機構を配置し、ラック軸の軸方向移動端でラックハウジングに衝突する衝撃を緩和すること
を特徴とするラック・アンド・ピニオン式ステアリング装置。
【請求項２】
前記油圧機構は、ラック軸を覆うラックハウジングの一部をシリンダとし、ラック軸に形成されたピストンを前記シリンダ内部に配置して構成されること
を特徴とする請求項１に記載のラック・アンド・ピニオン式ステアリング装置。
【請求項３】
前記油圧機構は、ラック軸の軸方向移動によりピストンが移動して油圧機構の作動油を流動させるものであって、ラック軸が軸方向移動端に接近したときは、前記油圧機構の作動油の流れを制限してピストンの移動速度を抑制し、ラックハウジングに衝突する衝撃を緩和すること
を特徴とする請求項２に記載のラック・アンド・ピニオン式ステアリング装置。
【請求項４】
前記油圧機構は、ラック軸を覆うラックハウジングに形成されたシリンダがラック軸に形成されたピストンにより２つのシリンダ室に分割され、分割された２つのシリンダ室の間を作動油が流動する流路が設けられていると共に、前記ピストンには分割された２つのシリンダ室の間を作動油が流動するオリフィスが設けられており、さらに、ラック軸が軸方向移動端に接近したとき、ラック軸に形成されたピストンがシリンダ室に設けられた一方の流路を閉じるように構成されていること
を特徴とする請求項２に記載のラック・アンド・ピニオン式ステアリング装置。
【請求項５】
前記油圧機構の分割された２つのシリンダ室の間に設けられた流路の途中には、リザーバタンクが配置されていること
を特徴とする請求項３に記載のラック・アンド・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・アンド・ピニオン式ステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用のステアリング装置として、ステアリングホイールから伝達される回転運動をラック・ピニオン機構によってラック軸の軸方向運動に変換するラック・アンド・ピニオン式ステアリング装置が広く使用されている。
【０００３】
このようなラック・アンド・ピニオン式ステアリング装置では、車両走行時、タイヤが受ける衝撃力がラック・アンド・ピニオン式ステアリング装置に入力される。このほか、ステアリングホイールを一杯に切ったときはラック軸はそのストロークエンド（移動端）に衝突するが、このような移動端への衝突（端当て）では、大きな衝撃力がラック・アンド・ピニオン式ステアリング装置に伝達され、衝撃力によりラック・ピニオン機構の歯車を破損させる場合もある。
【０００４】
この対策として、ラック軸の移動端の突当部に弾性体を配置し、衝撃力を緩和するように構成したものが提案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
図４は、上記した従来のラック軸の移動端の突当部に弾性体を配置した衝撃力緩和装置の一例を説明する断面図である。図４において、ラックハウジング１０１の一端は凹部１０１ａが形成されており、一方、ラック軸１０２にはその端部にラックエンド１０３が設けられており、ラックエンド１０３にはボールジョイント１０４を介してタイロッド１０５が連結されている。
【０００６】
ラックハウジング１０１の凹部１０１ａの内部には、ラックエンド１０３との間に環状のストロークダンパ１０６が配置されている。ストロークダンパ１０６には、金属製のダンパ本体１０６ａの側面に、円周方向に複数に分割されたゴム等の弾性体１０７が装着され、ラック軸１０２との接触部にはゴム等の弾性体１０８が装着されて構成されている。なお、符号１０９はラック軸１０２を支承するブッシュである。
【０００７】
この構成により、ラック軸１０２がストロークエンド（移動端）に到達した時の衝撃力は、ラックハウジング１０１の凹部１０１ａの底面とラックエンド１０３に設けたストロークダンパ１０６の弾性体１０７が衝突直前に接触し、弾性体１０７が弾性変形して衝撃力を緩和し、吸収することができる。
【特許文献１】特開２００５−８８７７７号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記したラックハウジングとラックエンドとの間に弾性体を配置して衝撃力を吸収する構成では、操舵力によりラック軸のストローク量が変動してしまうから、弾性体の変形量を大きくすることができず、このため衝撃力を十分に吸収することができないという不都合が発生する。
【０００９】
また、車両走行時にタイヤが路面から受ける振動が、ラック・アンド・ピニオン式ステアリング装置を経てステアリングホイールに伝達され、運転者に不快な振動を感じさせるという問題があるが、この不快な振動は上記したストロークダンパによっては解決することができない。この発明は、上記課題を解決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】
【００１０】
この発明は上記課題を解決するもので、請求項１の発明は、ステアリングシャフトに連結されるピニオン軸の回転をラック軸の往復動に変換して操向車輪を操作するラック・アンド・ピニオン式ステアリング装置において、前記ラック軸を覆うラックハウジングと前記ラック軸との間に油圧機構を配置し、ラック軸の軸方向移動端でラックハウジングに衝突する衝撃を緩和することを特徴とするラック・アンド・ピニオン式ステアリング装置である。
【００１１】
そして、前記油圧機構は、ラック軸を覆うラックハウジングの一部をシリンダとし、ラック軸に形成されたピストンを前記シリンダ内部に配置して構成される。
【００１２】
そして、前記油圧機構は、ラック軸の軸方向移動によりピストンが移動して油圧機構の作動油を流動させるものであって、ラック軸が軸方向移動端に接近したときは、前記油圧機構の作動油の流れを制限してピストンの移動速度を抑制し、ラックハウジングに衝突する衝撃を緩和する。
【００１３】
そして、前記油圧機構は、ラック軸を覆うラックハウジングに形成されたシリンダがラック軸に形成されたピストンにより２つのシリンダ室に分割され、分割された２つのシリンダ室の間を作動油が流動する流路が設けられていると共に、前記ピストンには分割された２つのシリンダ室の間を作動油が流動するオリフィスが設けられており、さらに、ラック軸が軸方向移動端に接近したとき、ラック軸に形成されたピストンがシリンダ室に設けられた一方の流路を閉じるように構成されている。
【００１４】
また、前記油圧機構の分割された２つのシリンダ室の間に設けられた流路の途中には、リザーバタンクが配置されている。
【発明の効果】
【００１５】
この発明に係るラック・アンド・ピニオン式ステアリング装置は、ラック軸を覆うラックハウジングと前記ラック軸との間に油圧機構を配置し、ラック軸が軸方向移動端に接近したときは、前記油圧機構の作動油の流れを制限してピストンの移動速度を抑制するから、ラック軸がラックハウジングに衝突する衝撃を緩和することができる。
【００１６】
また、車両走行時にタイヤが路面から受ける振動は、ラック軸とラックハウジングとの間に油圧機構で構成されるピストン／シリンダ機構が介在するので、タイヤが路面から受ける振動はこの油圧機構で減衰され、緩和される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、この発明の実施の形態について説明する。
【００１８】
図１は、この発明の実施の形態のラック・アンド・ピニオン式ステアリング装置のラック軸部周辺の構成を説明する図で、一部を断面図で示してある。また、図２はラックハウジングの一端（図１では右側）に結合されたシリンダ及びシリンダ内部に配置されたラック軸に結合されたピストン／シリンダ機構部分の構成を説明する断面図である。また、図３は上記したピストン／シリンダ機構の動作を説明する図である。
【００１９】
図１において、１１はラックハウジング、１３はピニオンハウジングで、ピニオンハウジング１３の内部に回転自在に配置されたピニオン軸１４に形成されたピニオン歯は、ラックハウジング１１の内部に軸方向移動自在に配置されたラック軸１５のラック歯と噛合している。ラック軸１５の軸方向両端部のラックエンド１５ａはボールジョイントを介してタイロッド１６が連結されている。以上の構成は、公知のラック・ピニオン機構と同じである。
【００２０】
次に、図１及び図２を参照して、この発明の特徴部分の構成を説明する。
【００２１】
図１及び図２において、ラックハウジング１１の一端（図１では右側）には内面円筒状に形成されたシリンダ１２が結合され、シリンダ１２のラックハウジング１１との結合側と反対側の端部には、ラックエンド１５ａが進入可能な凹部１２ａが形成されている。
【００２２】
また、シリンダ１２には、間隔を隔てて開口部２２Ａ及び開口部２２Ｂが形成され、開口部２２Ａから延長されたパイプ２２Ｃ、及び開口部２２Ｂから延長されたパイプ２２Ｄは、リザーバタンク２３に接続されている。
【００２３】
一方、ラック軸１５のシリンダ１２に対向する部分には、オリフィス１８を備えた環状のピストン１７がラック軸１５に溶接等の手段で固定され、内面円筒状のシリンダ１２とラック軸１５との間の空間は、環状のピストン１７により第１シリンダ室１２Ａと第２シリンダ室１２Ｂとに分割されている。また、第１シリンダ室１２Ａ、第２シリンダ室１２Ｂの端部とラック軸１５との接触部は、シール部材２４、２５でシールされている。シール部材２４、２５は公知のものである。
【００２４】
第１シリンダ室１２Ａ及び第２シリンダ室１２Ｂ、パイプ２２Ｃ及びパイプ２２Ｄ、リザーバタンク２３には、油圧機構に使用される作動油が充填されている。そして、第１シリンダ室１２Ａの開口部２２Ａから流入したシリンダ１２内の作動油は、パイプ２２Ｃ、リザーバタンク２３、パイプ２２Ｄ、開口部２２Ｂを経て第２シリンダ室１２Ｂに還流し、また、この逆方向に流れるように、作動油の流路は全体が連通している。また、第１シリンダ室１２Ａと第２シリンダ室１２Ｂとは、ピストン１７に設けられたオリフィス１８でも連通している。
【００２５】
次に図３を参照して、その動作を説明する。
【００２６】
まず、図３（ａ）に示す状態にラック軸１５及びピストン１７が位置しているものとする。ラック軸１５が矢印ａ方向（図で左方向）に移動すると、ラック軸１５に固定されているピストン１７の移動により、第１シリンダ室１２Ａ内の作動油は、開口部２２Ａ、パイプ２２Ｃを経てリザーバタンク２３に移動し、さらに、パイプ２２Ｄ、開口部２２Ｂを経て第２シリンダ室１２Ｂに移動する。同時に、第１シリンダ室１２Ａ内の作動油はピストン１７に形成されているオリフィス１８を経て第２シリンダ室１２Ｂに移動する。
【００２７】
ラック軸１５がさらに矢印ａ方向に移動して図３（ｂ）に示す位置にくると、ピストン１７は開口部２２Ａを閉塞する。このため、これ以降のラック軸１５の矢印ａ方向の移動では、第１シリンダ室１２Ａ内の作動油はピストン１７のオリフィス１８を経て第２シリンダ室１２Ｂに移動するだけとなるから、ラック軸１５の矢印ａ方向移動速度が抑制され、緩衝力が大きくなる。
【００２８】
図３（ｃ）は、ラック軸１５が、さらに矢印ａ方向に移動してストロークエンド（移動端）に到達した状態を示している。ラック軸１５のシリンダ１２側のラックエンド１５ａは、ラックハウジング１１に結合されたシリンダ１２の凹部１２ａの底面に突き当たって停止し、ラック軸１５のストローク量が規制される。ラック軸１５の矢印ａ方向移動によりラックエンド１５ａがシリンダ１２の凹部１２ａの底面に突き当る時点までには前記図３（ｂ）で説明したとおり、ラック軸１５の矢印ａ方向移動速度が抑制されているから、衝突の衝撃は十分に緩和される。
【００２９】
また、車両走行時にタイヤが路面から受ける振動は、タイロッド１６を経てラック軸１５に伝達されるが、この発明の構成によれば、ラック軸１５とラックハウジング１１との間に油圧機構で構成されるピストン／シリンダ機構が介在するので、タイヤが路面から受ける振動はこの油圧機構で減衰され、緩和される。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
ラック軸を覆うラックハウジングと前記ラック軸との間に油圧機構を配置し、ラック軸が軸方向移動端に接近したとき、油圧機構の作動油の流れを制限してピストンの移動速度を抑制して、ラック軸がラックハウジングに衝突する衝撃を緩和する構成を備えたラック・アンド・ピニオン式ステアリング装置である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】この発明の実施の形態のラック・アンド・ピニオン式ステアリング装置のラック軸部周辺の構成を説明する図。
【図２】図１に示す構成におけるシリンダ及びシリンダ内部に配置されたピストン機構部分の構成を説明する断面図。
【図３】ラック軸のシリンダ／ピストン機構の動作を説明する図。
【図４】従来のラック軸の移動端の突当部に弾性体を配置した衝撃力緩和装置の一例を説明する断面図。
【符号の説明】
【００３２】
１０  ラック・アンド・ピニオン式ステアリング装置
１１  ラックハウジング
１２  シリンダ
１２ａ  凹部
１２Ａ  第１シリンダ室
１２Ｂ  第２シリンダ室
１３  ピニオンハウジング
１４  ピニオン軸
１５  ラック軸
１５ａ  ラックエンド
１６  タイロッド
１７  ピストン
１８  オリフィス
２２Ａ、２２Ｂ  開口部
２２Ｃ、２２Ｄ  パイプ
２３  リザーバタンク
２４、２５  シール部材
【図１】
2008114688.tif 000003
【図２】
2008114688.tif 000004
【図３】
2008114688.tif 000005
【図４】
2008114688.tif 000006