(57)【要約】【課題】  操舵開始時や切り返し操舵時の操舵性を向上することができるステアリングギヤ装置を提供する。【解決手段】  操舵開始時や切り返し操舵時にピニオン軸３の回転に応じてラック軸４がストローク方向に移動する際、ラックガイド５は、ラック軸４のストローク方向に関する大きなクリアランス分だけラック軸４と共にストローク方向に移動できるため、ラック軸４の動き出しが円滑となって操舵性が向上する。また、その際、ラック軸４を押圧するラックガイド５の先端部は、ラック軸４のストローク方向と直交する方向に関する小さなクリアランスによりストローク方向と直交する方向のガタ付きが抑制されるため、操舵トルクの立ち上がりが敏速となって操舵性が向上する。【選択図】  図１
2005178439.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピニオン軸に噛み合うラック軸の周面を前記ピニオン軸側に押圧してラック・ピニオン機構に予圧を付与するラックガイドがラックハウジングのガイド穴に摺動自在に嵌合されているステアリングギヤ装置において、
前記ラックハウジングのガイド穴の内周面とラックガイドの外周面とのクリアランスは、前記ラック軸のストローク方向に関するクリアランスが前記ラックガイドの全長にわたり大きく設定され、かつ、前記ストローク方向と直交する方向に関するクリアランスが前記ラック軸側に位置する前記ラックガイドの先端部にて小さく設定されていることを特徴とするステアリングギヤ装置。
【請求項２】
前記ガイド穴の内周面の断面形状が前記ストローク方向に長い長円形に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のステアリングギヤ装置。
【請求項３】
前記ラックガイドの先端部の外周面には、前記ストローク方向と直交する方向のクリアランスを小さくする凸部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のステアリングギヤ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のステアリング系を構成するステアリングギヤ装置に関し、詳しくは、ラック・ピニオン機構を内蔵したステアリングギヤ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両のステアリング系を構成するステアリングギヤ装置として、ラック・ピニオン機構を内蔵したものが従来一般に知られている。この種のステアリングギヤ装置には、通常、ラック・ピニオン機構に予圧を付与するためのラックガイドが組み込まれている。このラックガイドは、ラック軸の周面を押圧可能な湾曲凹面が先端部に形成され、基端部にコイルばね等を収容する収容穴が開口された概略カップ状に形成されている。そして、このラックガイドは、ラックハウジングのガイド穴にバネ付勢された状態で摺動自在に嵌合されており、その先端部の湾曲凹面でラック軸の周面をピニオン軸側に押圧してラック・ピニオン機構に予圧を付与するように構成されている（例えば特許文献１、２参照）。
【０００３】
ここで、特許文献１には、ラック軸に路面からの外力が入力した際にラックガイドがガイド穴との間で振動して異音を発生するのを防止するための技術手段として、ラック軸のストローク方向と直交する方向におけるラックガイドとガイド穴とのクリアランスをゼロの状態に保持する技術手段が開示されている。この技術手段において、低摩擦係数の樹脂材により成形されるラックガイドは、ラック軸のストローク方向と直交する方向が長径となる楕円形の断面形状に形成されている。このラックガイドの筒状の基端部は、スリットにより外筒部と内筒部とに分けられており、外筒部が長径方向に容易に弾性変形して縮径可能に構成されている。そして、この外筒部の長径がガイド穴の内径より大きく設定されることで、ラックガイドの長径とガイド穴とのクリアランスをゼロの状態に保持するように構成されている。
【０００４】
また、特許文献２には、ラックガイドがガイド穴の内部で径方向に振動して打音を発生するのを防止するための技術手段として、ラックガイドがラック軸からの荷重で基端部側へ押し戻されたとき、ラックガイドの基端部側の周面をガイド穴の内面に押圧する技術手段が開示されている。この技術手段において、カップ状に形成されたラックガイドには、その筒状の基端部の周面を拡径可能とするスリットが形成されており、このラックガイドの基端部側には、ラックガイドが基端部側へ押し戻されたときにラックガイドの筒状の基端部を押し広げて拡径させるカムが配設されている。
【特許文献１】特開昭５９−２１６７６４号公報
【特許文献２】特開２００２−８７２９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ラックガイドの本来の機能は、ピニオン軸の回転に応じてラック軸が応答性よく円滑にストローク方向に移動するようにラック・ピニオン機構に予圧を付与する点にあり、ラックガイドがラック軸と共にストローク方向に若干移動できると、ラック軸の動き出しが円滑となって操舵性が向上する。一方、ラック軸を押圧するラックガイドの先端部がラック軸のストローク方向と直交する方向にガタ付くと、操舵開始時や切り返し操舵時の操舵トルクの立ち上がりが緩慢となって操舵性が悪くなるという問題がある。
【０００６】
この点、特許文献１、２に記載されたステアリングギヤ装置は、いずれもラックガイドの振動に起因する異音の発生を防止するものであり、ラックガイドの先端部がラック軸のストローク方向と直交する方向にガタ付くのを積極的に抑制できないため、操舵開始時や切り返し操舵時の操舵性が悪くなるという問題をはらんでいる。
【０００７】
そこで、本発明は、操舵開始時や切り返し操舵時の操舵性を向上することができるステアリングギヤ装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るステアリングギヤ装置は、ピニオン軸に噛み合うラック軸の周面をピニオン軸側に押圧してラック・ピニオン機構に予圧を付与するラックガイドがラックハウジングのガイド穴に摺動自在に嵌合されているステアリングギヤ装置において、ラックハウジングのガイド穴の内周面とラックガイドの外周面とのクリアランスは、ラック軸のストローク方向に関するクリアランスがラックガイドの全長にわたり大きく設定され、かつ、ストローク方向と直交する方向に関するクリアランスがラック軸側に位置するラックガイドの先端部にて小さく設定されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係るステアリングギヤ装置では、操舵開始時や切り返し操舵時にラック軸がピニオン軸の回転に応じてストローク方向に移動する際、ラックガイドは、ラック軸のストローク方向に関する大きなクリアランス分だけラック軸と共にストローク方向に移動できるため、ラック軸の動き出しが円滑となって操舵性が向上する。また、その際、ラック軸を押圧するラックガイドの先端部は、ラック軸のストローク方向と直交する方向に関する小さなクリアランスによりストローク方向と直交する方向のガタ付きが抑制されるため、操舵トルクの立ち上がりが敏速となって操舵性が向上する。
【００１０】
本発明のステアリングギヤ装置においては、ガイド穴の内周面の断面形状をラック軸のストローク方向に長い長円形に形成することができる。この場合、ガイド穴は、フライス等の回転工具をストローク方向に移動させることで容易に加工できる。
【００１１】
また、本発明のステアリングギヤ装置においては、ラック軸のストローク方向と直交する方向のクリアランスを小さくする凸部をラックガイドの先端部の外周面に形成してもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るステアリングギヤ装置によれば、操舵開始時や切り返し操舵時にラック軸がピニオン軸の回転に応じてストローク方向に移動する際、ラックガイドが大きなクリアランス分だけラック軸と共にストローク方向に移動できるため、ラック軸の動き出しが円滑となる。また、その際、ラックガイドの先端部は、ストローク方向と直交する方向のガタ付きが小さなクリアランスにより抑制されるため、操舵トルクの立ち上がりが敏速となる。従って、本発明によれば、操舵開始時や切り返し操舵時の操舵性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明に係るステアリングギヤ装置の実施の形態を説明する。参照する図面において、図１は本発明の一実施形態に係るステアリングギヤ装置の構造を示す縦断面図、図２は図１に示したＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【００１４】
一実施形態に係るステアリングギヤ装置は、図示しない車両のステアリングホイールと車輪との間のパワーステアリング系の一部を構成するラック・ピニオン式のステアリングギヤ装置である。このステアリングギヤ装置は、図１に示すように、ラックハウジング１に対しベアリング２Ａ，２Ｂ，２Ｃを介して軸回りに回転自在に支持されたピニオン軸３と、ラックハウジング１に対し軸方向のストローク方向に摺動自在に支持されたラック軸４とを備えており、ラック軸４の周面の片側に形成されたラック４Ａがピニオン軸３の下端部に形成されたピニオン３Ａに噛み合っている。
【００１５】
ラック軸４を挟んでピニオン軸３のピニオン３Ａに対面する位置には、ラック軸４をピニオン３Ａ側に押圧してラック・ピニオン機構に予圧を付与するラックガイド５が配設されている。このラックガイド５は、ラック軸４のラック４Ａと反対側の周面を押圧可能な湾曲凹面５Ａが先端部に形成され、基端部にコイルばね６を収容する収容穴５Ｂが開口された概略カップ状に形成されている。
【００１６】
このようなラックガイド５は、ラックハウジング１のボス部１Ａに形成されたガイド穴１Ｂに嵌合されて軸方向に摺動自在となっている。そして、このラックガイド５をコイルばね６の付勢力によってラック軸４側へ押圧するように、ボス部１Ａのガイド穴１Ｂの開口部には、コイルばね６を受けるプラグ７がねじ込み固定され、このプラグ７の外周には抜け止め用のナット８がダブルナットとして機能するように装着されている。
【００１７】
ここで、図２に示すように、ボス部１Ａに形成されるガイド穴１Ｂの内周面の断面形状は、ラック軸４が摺動するストローク方向Ｘ-Ｘに長い長円形、すなわち、長さＬ、幅Ｗの長円形に形成されている。このガイド穴１Ｂは、フライス等の適宜の回転工具をストローク方向Ｘ-Ｘに若干移動させることにより、その深さ方向の全長にわたって同様の長円形の断面形状に形成されている。
【００１８】
一方、ラックガイド５の外周面の断面形状は、ガイド穴１Ｂの幅Ｗより若干小さい直径ｄの円形に形成されている。このラックガイド５の外周面は、ラックガイド５の全長にわたって同様の円形の断面形状に形成されている。
【００１９】
その結果、ガイド穴１Ｂの内周面とラックガイド５の外周面との間のクリアランスは、ラック軸４のストローク方向Ｘ-Ｘに関するクリアランスがラックガイド５の全長にわたって大きく設定され、ストローク方向Ｘ-Ｘと直行する方向Ｙ-Ｙに関するクリアランスが少なくともラックガイド５の先端部にて小さく設定されている。
【００２０】
ここで、ラック軸４のストローク方向Ｘ-Ｘに関するクリアランスは、ガイド穴１Ｂの長さＬとラックガイド５の直径ｄとの寸法差として設定されている。また、ストローク方向Ｘ-Ｘと直行する方向Ｙ-Ｙに関するクリアランスは、ガイド穴１Ｂの幅Ｗとラックガイド５の直径ｄとの寸法差として設定されている。
【００２１】
以上のように構成された一実施形態のステアリングギヤ装置では、図示しないステアリングホイールの操作による操舵開始時や切り返し操舵時において、ラック軸４がピニオン軸３の回転に応じてストローク方向Ｘ-Ｘに移動する際、ラックガイド５はラック軸４のストローク方向Ｘ-Ｘに関して大きく設定されたクリアランス分だけラック軸４と共にストローク方向Ｘ-Ｘに移動できる。このため、ラック軸４の動き出しが円滑となって操舵性が向上する。
【００２２】
また、操舵開始時や切り返し操舵時においてラック軸４がピニオン軸３の回転に応じてストローク方向Ｘ-Ｘに移動する際、ラック軸４の周面をピニオン３Ａ側へ押圧するラックガイド５の先端部は、ラック軸４のストローク方向Ｘ-Ｘと直行する方向Ｙ-Ｙに関して小さく設定されたクリアランスにより、ストローク方向Ｘ-Ｘと直行する方向Ｙ-Ｙのガタ付きが抑制される。このため、操舵トルクの立ち上がり特性は、図３に実線で示す従来例の緩慢な特性に較べ、破線で示すような敏速な特性となり、操舵性が向上する。
【００２３】
従って、一実施形態のステアリングギヤ装置によれば、操舵開始時や切り返し操舵時の操舵性を向上させることができる。また、ラックガイド５が嵌合されるガイド穴１Ｂの内周面の断面形状がラック軸４のストローク方向Ｘ-Ｘラに長い長円形とされているため、フライス等の回転工具をストローク方向Ｘ-Ｘに沿って移動させることでガイド穴１Ｂを容易に加工することができる。
【００２４】
本発明に係るステアリングギヤ装置は、一実施形態に限定されるものではない。例えば、図４に示すように、ボス部１Ａに形成されるガイド穴１Ｂの内周面の断面形状は、ガイド穴１Ｂの深さ方向の全長にわたって内径Ｄの円形に形成してもよい。この場合、ラックガイド５の外周面の断面形状は、ガイド穴１Ｂの内径Ｄより小さい直径ｄ１の円形を基本とし、ラックガイド５の先端部の外周面には、ラック軸４のストローク方向Ｘ-Ｘと直行する方向Ｙ-Ｙのクリアランスを小さくする一対の凸部５Ｃ，５Ｃを形成する。すなわち、外周面が円弧面をなす一対の凸部５Ｃ，５Ｃをストローク方向Ｘ-Ｘと直行する方向Ｙ-Ｙに対応したラックガイド５の直径線上に配置して形成する。
【００２５】
ここで、ラック軸４のストローク方向Ｘ-Ｘに関するガイド穴１Ｂとラックガイド５とのクリアランスは、ガイド穴１Ｂの内径Ｄとラックガイド５の直径ｄ１との寸法差として設定する。また、ストローク方向Ｘ-Ｘと直行する方向Ｙ-Ｙに関するクリアランスは、ガイド穴１Ｂの内径Ｄとラックガイド５の一対の凸部５Ｃ，５Ｃ間の直径ｄ２との寸法差として設定する。
【００２６】
このようにガイド穴１Ｂの内周面とラックガイド５の外周面とのクリアランスが設定されたステアリングギヤ装置においても、前述したと同様に操舵開始時や切り返し操舵時の操舵性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態に係るステアリングギヤ装置の構造を示す縦断面図である。
【図２】図１に示したＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】一実施形態に係るステアリングギヤ装置の操舵角と操舵トルクとの関係を示すグラフである。
【図４】本発明の一実施形態に係るステアリングギヤ装置の図２に対応する断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１    ラックハウジング
１Ａ  ボス部
１Ｂ  ガイド穴
２Ａ  ベアリング
２Ｂ  ベアリング
２Ｃ  ベアリング
３    ピニオン軸
３Ａ  ピニオン
４    ラック軸
４Ａ  ラック
５    ラックガイド
５Ａ  湾曲凹面
５Ｂ  収容穴
５Ｃ  凸部
６    コイルばね
７    プラグ
８    ナット
【図１】
2005178439.tif 000003
【図２】
2005178439.tif 000004
【図３】
2005178439.tif 000005
【図４】
2005178439.tif 000006