(57)【要約】【課題】  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を提供すること。【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に向けて付勢されたラックガイド２０と、ラックガイド２０とラック軸１４との間に設けられ、ラックガイド２０にラック軸方向に変位可能に支持されたガイドシート３０とを備えることを特徴とする。【選択図】  図１
2005335666.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、
ラック軸に向けて付勢されたラックガイドと、
ラックガイドとラック軸との間に設けられ、ラックガイドにラック軸方向に変位可能に支持されたガイドシートとを備え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】
ラックガイドには、ラック軸方向で所定の長さを有する溝部が形成されており、
ガイドシートには、前記ラックガイドの溝部に嵌入される凸部が形成されており、該凸部のラック軸方向の長さは、前記ラックガイドの溝部の同長さよりも小さい、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】
ラックガイドとガイドシートとの間のラック軸方向の相対移動に対する摩擦力が、ガイドシートとラック軸との間の同摩擦力よりも小さい、請求項１又は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、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、ラックガイドのラック軸側に支持されるガイドシート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関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、この種のラックアンドピニオン式ステアリング装置において、ラックガイドに形成された凹部と、ガイドシートに形成された凸部との嵌合より、ラックガイドにガイドシートを固定する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、ガイドシートをラックガイドに対してラック軸に直交する方向に移動可能に支持することで、ガイドシートの凸部に作用する応力を低減する技術が知られている（例えば、特許文献２、３参照）。この従来技術では、ガイドシートをラックガイドに対して移動可能に支持するため、ラックガイドの凹部（穴）とガイドシートの凸部との間に、ラック軸に直交する方向に間隙が設定されている。
【特許文献１】特開２００２−２５０６号公報
【特許文献２】特開２００１−３４７９５６号公報
【特許文献３】特開２００２−３７０６５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、ラックガイドに設けられるガイドシートは、ラックガイドとラック軸（ラックバー）との間の滑り摩擦力を低減する役割を果たしている。しかしながら、ガイドシートとラックバーとの間の低減された摩擦力にも拘らず、依然としてラック軸の初期移動はガイドシートとの間の静止摩擦力に打ち勝つまで抑制されるので、操舵初期時の操舵遅れ（応答遅れ）が発生してしまう。
【０００４】
そこで、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、
ラック軸に向けて付勢されたラックガイドと、
ラックガイドとラック軸との間に設けられ、ラックガイドにラック軸方向に変位可能に支持されたガイドシートとを備え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が提供される。
【０００６】
本局面において、ラックガイドには、ラック軸方向で所定の長さを有する溝部が形成されてよく、ガイドシートには、前記ラックガイドの溝部に嵌入される凸部が形成されてよく、該凸部のラック軸方向の長さは、前記ラックガイドの溝部の同長さよりも小さくされてよい。また、効果的には、ラックガイドとガイドシートとの間のラック軸方向の相対移動に対する摩擦力が、ガイドシートとラック軸との間の同摩擦力よりも小さくされてよい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、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に収容されている。尚、ラックガイド２０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、ハウジング１６に対してＯリング等を介して装着されてもよい。また、ラックガイド２０とハウジング１６との間には、ラックガイド２０の変位（典型的には、ラック軸方向の移動）を許容するための隙間が設定されていてよい。
【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。ガイドシート３０は、以下で詳説する如く、ラックガイド２０に対してラック軸方向に変位可能に支持されている。
【００１２】
図２（Ａ）は、本実施例のガイドシート３０の背面図（図１の矢視Ｔ）であり、図２（Ｂ）は、ガイドシート３０の側面図である。図３（Ａ）は、本実施例のラックガイド２０の上面図であり、図３（Ｂ）は、ラックガイド２０の側面図である。
【００１３】
ガイドシート３０は、ラック軸１４（一点鎖線にて指示）の外面の一部に沿う半円筒面の表面３２を有し、その背面３４（ラックガイド２０側の面）には、ラックガイド２０側に突出する凸部３２が形成されている。凸部３２は、図２（Ａ）に示すように、ラック軸方向Ｘで所定の長さＬ１を有している。この所定の長さＬ１は、好ましくは、凸部３２がスプリング４０と干渉しない程度に十分大きな値に設定される。
【００１４】
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Ｘ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の外周面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３４に沿う面（ガイドシート３０の背面３４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のシート座面２４には、ラック軸方向Ｘに沿って延在する溝部２８が形成される。この溝部２８にガイドシート３０の凸部３２が嵌入されることで、ラックガイド２０にガイドシート３０が支持されることになる。溝部２８は、図２（Ａ）に示すように、ラック軸方向Ｘで所定の長さＬ２を有している。この所定の長さＬ２は、ガイドシート３０の凸部３２の長さＬ１よりも所定量αだけ大きく設定される。従って、ガイドシート３０は、ラックガイド２０に対して所定量αだけラック軸方向Ｘに沿って変位可能となる。
【００１６】
図示の実施例では、ラックガイド２０の溝部２８は、スプリング収容室２６とラック収容室２２とを連通する貫通穴であり、ガイドシート３０の凸部３２がスプリング収容室２６まで完全に貫通されている。この際、ガイドシート３０の凸部３２の頭部は、貫通穴（溝部２８）の幅（ラック周方向の長さ）よりも僅かに大きく設定されており、これにより、ガイドシート３０のラックガイド２０からの脱離が防止される。尚、本発明は、特にこのような支持構造に限定されることは無く、ガイドシート３０がラックガイド２０に対してラック軸方向に変位可能に支持されている限り、例えば、例えば凸部３２の頭部が、スプリング収容室２６とラック収容室２２との間に形成されうる別の空間に収容されていてもよい。
【００１７】
次に、図４を参照して、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、ガイドシート３０及びラックガイド２０の動きの詳細について説明する。
【００１８】
図４（Ａ）に示す中立状態から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Ｘ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Ｘ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、ガイドシート３０がラックガイド２０に対してラック軸方向Ｘ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、ガイドシート３０がラックガイド２０に対してラック軸方向Ｘに変位可能に支持されているので、ラック軸１４は、ガイドシート３０と共にラック軸方向Ｘ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、ガイドシート３０のラックガイド２０に対する移動は、凸部３２と溝部２８との間のクリアランスが無くなった時点で規制される（図４（Ｂ）参照）。即ち、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（図４（Ｃ）参照）。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。尚、図４に示す例とは逆の操舵方向にステアリングホイールが操舵された場合も同然に同様である。
【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、ガイドシート３０とラックガイド２０との間のクリアランスαにより、上述の如く、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】
尚、本実施例において、上述のような操舵初期時等のガイドシート３０のラックガイド２０に対する移動を促進するため、ラックガイド２０のシート座面２４とガイドシート３０の背面３４との間の摩擦係数は、ガイドシート３０の表面３２とラック軸１４の摺動面との摩擦係数よりも小さくなるように調整される。この目的のため、ラックガイド２０のシート座面２４及び／又はガイドシート３０の背面３４には、表面粗さを下げるための表面処理が施されてよく、若しくは、接触面積が小さく設定されてよく、又は、グリース、潤滑油等が塗布されてもよい。
【００２３】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【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】本実施例のガイドシート３０を示す２面図である。
【図３】本実施例のラックガイド２０を示す２面図である。
【図４】本実施例のラックアンドピニオン式ステアリング装置の動作説明図である。
【符号の説明】
【００２５】
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
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    溝部
３０    ガイドシート
３２    凸部
３４    背面
４０    スプリング
【図１】
2005335666.tif 000003
【図２】
2005335666.tif 000004
【図３】
2005335666.tif 000005
【図４】
2005335666.tif 000006