(57)【要約】【課題】  ラック軸とピニオン軸との噛み合い部での歯打ち音等を防止しつつ、操舵初期時の操舵遅れを改善すること。【解決手段】  本発明によるラックアンドピニオン式ステアリング装置１０は、ラック軸１４と、ラック軸１４に噛み合うピニオン軸１２と、ラック軸１４をピニオン軸１２に向けて付勢するラックガイド２０と、ラックガイド２０を収容するハウジング１６と、ハウジング１６とラックガイド２０との間に設けられるＯリング７０とを備え、ハウジング１６内でのラックガイド２０の可動範囲が、ラック軸方向の方が車両上下方向よりも大きいことを特徴とする。【選択図】  図１
2005335667.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラック軸と、
ラック軸に噛み合うピニオン軸と、
ラック軸をピニオン軸に向けて付勢するラックガイドと、
ラックガイドを収容するハウジングと、
ハウジングとラックガイドとの間に設けられるＯリングとを備え、
ハウジング内でのラックガイドの可動範囲が、ラック軸方向の方が車両上下方向よりも大きいことを特徴とする、ラックアンドピニオン式ステアリング装置。
【請求項２】
ラックガイドは、ハウジング内の円筒状の周壁面に対向する円筒状の外周面を有し、ラックガイドの外周面には、Ｏリングが嵌められる周溝が形成されており、Ｏリングのラックガイドの外周面からの径方向の突出量が、ラック軸方向の方が車両上下方向よりも小さい、請求項１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Ｏリングが嵌められる周溝の深さが、ラック軸方向の方が車両上下方向よりも大きい、請求項２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】
本発明は、操舵初期時の操舵遅れが改善された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】
従来から、ラック軸と、ラック軸に噛み合うピニオン軸と、ラック軸に向けて付勢されたラックガイドとを備えるラックアンドピニオン式ステアリング装置において、ラックガイドとそのハウジングとの間にＯリングを設けることで、ラック軸とピニオン軸との噛み合い部での歯打ち音等の異音を抑制する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−３２１６３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、ラックガイドとそのハウジングとの間にＯリングを設けること、即ちラックガイドとそのハウジングとの間の隙間をＯリングで埋めることは、ラックガイドのハウジングに対する移動を抑制することである。従って、この構成は、歯打ち音等の異音を抑制できるという利点をもたらす反面、操舵初期時のラック軸の初期移動を妨げ、操舵初期時の操舵遅れ（応答遅れ）を引き起こすという問題を有している。
【０００４】
そこで、本発明は、ラック軸とピニオン軸との噛み合い部での歯打ち音等を防止しつつ、操舵初期時の操舵遅れを改善できるラックアンド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。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明の一局面によれば、
ラック軸と、
ラック軸に噛み合うピニオン軸と、
ラック軸をピニオン軸に向けて付勢するラックガイドと、
ラックガイドを収容するハウジングと、
ハウジングとラックガイドとの間に設けられるＯリングとを備え、
ハウジング内でのラックガイドの可動範囲が、ラック軸方向の方が車両上下方向よりも大きいことを特徴とする、ラックアンドピニオン式ステアリング装置が提供される。
【０００６】
本局面において、一実施例では、ラックガイドは、ハウジング内の円筒状の周壁面に対向する円筒状の外周面を有し、ラックガイドの外周面には、Ｏリングが嵌められる周溝が形成されており、Ｏリングのラックガイドの外周面からの径方向の突出量が、ラック軸方向の方が車両上下方向よりも小さい。この場合、前記Ｏリングが嵌められる周溝の深さが、ラック軸方向の方が車両上下方向よりも大きくてよい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ラック軸とピニオン軸との噛み合い部での歯打ち音等を防止しつつ、操舵初期時の操舵遅れを改善できるラックアンドピニオン式ステアリング装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。
【０００９】
図１は、本発明によるラックアンドピニオン式ステアリング装置の一実施例を示す要部断面図である。本実施例のラックアンドピニオン式ステアリング装置１０は、ピニオン軸１２を備える。ピニオン軸１２は、ステアリングシャフトを介してステアリングホイールに接続されている。ピニオン軸１２には、ラック軸１４が噛み合っている。ラック軸１４は、車両の左右方向に延在し、ピニオン軸１２の回転運動により左右に移動する。ラック軸１４の両端には、タイロッドの一端がそれぞれ接続され、各タイロッドの他端にはナックルアーム等を介して車輪が接続される。ステアリングホイールが操舵されると、ピニオン軸１２の回転がラック軸１４の左右の動きに変換され、タイロッド等を介して車輪が転舵される。
【００１０】
ラック軸１４には、ラックガイド２０が設けられる。ラックガイド２０は、ラック軸１４をガイドシート（ラックガイドシート）３０を介して摺動可能に支持・案内している。ラックガイド２０は、略円筒状の形態を有し、ハウジング１６のラックガイド収容室１８に収容されている。ラックガイド２０の外周面とハウジング１６（ラックガイド収容室１８の周壁）との間には、ラックガイド２０の径方向で所定の隙間Δが設定されている。この所定の隙間Δは、ラックガイド２０の周方向に沿って一定であってよい。
【００１１】
ラックガイド２０は、ラック軸１４とピニオン軸１２との適切な噛み合いを確保するため、スプリング４０によりラック軸１４に向かって付勢されている。ラック軸１４とラックガイド２０との間に設けられるガイドシート３０は、ラック軸１４に向かって押圧された状態で、ラック軸１４との間の滑り摩擦力を低減する役割を果たしている。
【００１２】
ラックガイド２０の外周面とハウジング１６との間には、ラック軸１４とピニオン軸１２との噛み合い部での歯打ち音の低減のため、Ｏリング７０が設定されている。Ｏリング７０は、悪路走行時等に発生しうるラック軸１４とピニオン軸１２との噛み合い部での歯打ち音等の異音を低減するため、ラック軸に直角な方向（車両上下方向）の移動を制限する役割を果たす。一方、本実施例のＯリング７０は、操舵初期時のラック軸１４の初期移動を抑制しないように、ラックガイド収容室１８内でのラックガイド２０のラック軸方向の移動を許容している。以下、この特徴的な構成について詳説する。
【００１３】
図２は、本実施例のラックガイド２０の側面図であり、図３は、図２のラックガイド２０のＡ−Ａ断面図である。ラックガイド２０は、図２及び図３に示すように、略円筒形の部材であり、その外径は、図１に示すように、ラックガイド収容室１８の周壁の径よりも僅かに（隙間Δだけ）小さく設定されている。
【００１４】
尚、ラックガイド２０は、ラック軸１４を部分的に収容するラック収容室２２を有する。ラック収容室２２は、ラック軸方向に見て、断面が略半円の半円筒状の空間であり、ラック軸１４に対向するシート座面２４を有している。シート座面２４は、ガイドシート３０の背面との接触面を提供する。ラックガイド２０は、ラック収容室２２とは逆側にスプリング収容室２６を有する。スプリング収容室２６には、ラック軸１４をピニオン軸１２に向けて付勢するための上述のスプリング４０が収容される。
【００１５】
ラックガイド２０の外周面には、その周方向に沿って周溝２８が形成されている。周溝２８には、上述のＯリング７０が装着される。尚、Ｏリング７０は、周溝２８の周長に対応した所定の径を有する一定断面の通常的なＯリングであってよい。本実施例の周溝２８は、図３に示すように、ラックガイド２０の周方向に沿って一定の深さを有していない。即ち、周溝２８は、ラックガイド２０の上面視（図３）で、円形のラックガイド２０の外周面に対して、ラック軸方向に長い長円形（楕円形）の底面を有している。これにより、周溝２８の深さＨは、ラックガイド２０の車両上下方向の周位置では小さく、ラックガイド２０のラック軸方向の周位置では大きくなる。従って、この周溝２８に嵌められるＯリング７０は、ラックガイド２０の車両上下方向の周位置では、ラックガイド２０の外周面から径方向に大きく突出するが、ラックガイド２０のラック軸方向の周位置では、ラックガイド２０の外周面から径方向に僅かな量（ゼロでもよい）しか突出しない。
【００１６】
従って、ラックガイド収容室１８内にラックガイド２０が収容された状態において、Ｏリング７０は、ラックガイド２０の車両上下方向の周位置では、ラックガイド収容室１８の周壁に接触（若しくは近接）しており、ラックガイド２０のラック軸方向の周位置では、ラックガイド収容室１８の周壁から離間している。即ち、ラックガイド２０は、Ｏリング７０により、ハウジング１６に対する車両上下方向の移動が抑制されるが、ハウジング１６に対するラック軸方向の移動は、Ｏリング７０とラックガイド収容室１８の側壁との間のクリアランスの分だけ、依然として可能となっている。
【００１７】
次に、本実施例のラックアンドピニオン式ステアリング装置１０の動作について、具体的には、ステアリングホイールの操舵時のラック軸１４及びラックガイド２０の動きについて説明する。
【００１８】
ステアリングホイールの操舵が開始されると（即ち操舵初期時）、ラック軸１４には、ピニオン軸１２の回転力により、ラック軸方向に沿って移動しようとする力が働く。この際、ラック軸１４がラック軸方向に沿って動き始めるためには、ラック軸１４にピニオン軸１２を介して伝達される力が、ラック軸１４に作用する静止摩擦力に打ち勝つことが必要となる。
【００１９】
これに関して、ラックガイド２０がラックガイド収容室１８内でラック軸方向に変位できない従来的な構成では、ラック軸１４は、ガイドシート３０との間の静止摩擦力に打ち勝つ力を得るまで、動き始めることができない。即ち、ガイドシート３０との間の静止摩擦力を振り切るだけの操舵トルクが入るまでラック軸１４が動けず、操舵初期時の操舵遅れ（応答遅れ）が発生する。
【００２０】
一方、本実施例では、上述の如く、ラックガイド２０がラックガイド収容室１８内でラック軸方向に変位可能であるので、ラック軸１４は、ラックガイド２０と共にラック軸方向に沿って動き始めることができる。ラック軸１４の移動が開始されると、ラックガイド２０のラックガイド収容室１８内での移動は、Ｏリング７０とラックガイド収容室１８の側壁との間のラック軸方向のクリアランスが無くなった時点で抑制される。即ち、この時点から、ラック軸１４は、ガイドシート３０に対して動き始めなればならなくなる。しかしながら、この時点では、ラック軸１４自体は既に動き始めているので、ラック軸１４は、ガイドシート３０との間の静止摩擦力に容易に打ち勝って動き続けることができる。このように、本実施例によれば、ステアリングホイールの操舵が開始されると、直ぐにラック軸１４が動き始めることができるので、操舵初期時の操舵遅れ（応答遅れ）が大幅に低減される。
【００２１】
また、本実施例によれば、ステアリングホイールの操舵方向が変更された場合にも、上述のラック軸方向のクリアランスにより、ラック軸１４が容易に動き始めることができるので、応答性が良好となる。
【００２２】
一方、本実施例では、悪路走行時等に車輪からラック軸１４に車両上下方向の入力が加わった場合でも、ラックガイド２０の車両上下方向の移動が上述の如く抑制されているので、ラック軸１４の車両上下方向の移動がラックガイド２０により抑制され、これにより、ラック軸１４とピニオン軸１２との噛み合い部での歯打ち音が効果的に抑制されている。
【００２３】
次に、図４を参照して、上述の実施例に対する変形例を説明する。図４は、本変形例によるラックガイド２０の図２のＡ−Ａ断面図に相当する。図４の変形例では、ラックガイド２０の周溝２８は一定の深さを有している。代わって、ラックガイド２０の周溝２８には、その深さを変えるための調整部材７２が設けられる。調整部材７２は、図４に示すように、ラックガイド２０の車両上下方向の周位置（２箇所）に設けられ、他の周位置（特にラック軸方向の周位置）に比してＯリング７０をラックガイド２０の外周面から大きく突出させる機能を果たす。これにより、上述の実施例と同様の効果を得ることができる。尚、本実施例では、ラックガイド２０の周溝２８が円形であるのでラックガイド２０の生産性が良好である。
【００２４】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００２５】
例えば、上述した実施例において、Ｏリング７０と周溝２８との組み合せは必ずしも１組である必要はなく、１つのラックガイド２０に対して２組以上設定されてもよい。
【００２６】
また、ラックガイド２０をラック軸方向に動き易くし、車両上下方向に動き難くするためには、上述の実施例以外には種々の構成が考えられる。例えば、Ｏリング７０のバネ定数（径方向の入力に対するバネ定数）について、ラック軸方向に入力に対しては小さくし、車両上下方向の入力に対しては大きくしてもよい。また、ラックガイド収容室１８側にラックガイド２０の周溝２８に対向する周溝が形成されてもよく、この場合、ラックガイド収容室１８側の周溝は、例えばラック軸方向にのみ設けられてもよい。また、ラックガイド２０の周溝２８の深さを一定とし、ラックガイド２０の外周面とラックガイド収容室１８の周壁との間の隙間を周方向沿って適切に変化させる構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明によるラックアンドピニオン式ステアリング装置の一実施例を示す要部断面図である。
【図２】本実施例のラックガイド２０を示す側面図である。
【図３】図２のラックガイド２０のＡ−Ａ断面図である。
【図４】変形例によるラックガイド２０の断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１０    ラックアンドピニオン式ステアリング装置
１２    ピニオン軸
１４    ラック軸
１６    ハウジング
１８    ラックガイド収容室
２０    ラックガイド
２２    ラック収容室
２４    シート座面
２６    スプリング収容室
２８    周溝
３０    ガイドシート
４０    スプリング
７０    Ｏリング
７２    調整部材
【図１】
2005335667.tif 000003
【図２】
2005335667.tif 000004
【図３】
2005335667.tif 000005
【図４】
2005335667.tif 000006