(57)【要約】【課題】操舵初期の操舵遅れを抑制するあるいは操作力の変換効率の低下および異音の発生を抑制することが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。【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は、ラック軸３と、ラック軸３と噛み合うピニオン軸２と、ラック軸３に向けて付勢されたラックガイド４と、ラックガイド４とラック軸３との間に設けられるガイドシート５を備えるとともに、前記ガイドシート５を前記ラックガイド４に弾性部材９を介して設けるとともに、前記ガイドシート５の前記ラックガイド４に対する変位方向をラック軸方向に規制する規制手段を設けることを特徴とする。【選択図】図１
2007145072.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラック軸と、
ラック軸と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るガイドシートを備えるとともに、
前記ガイドシートを前記ラックガイドに弾性部材を介して設けるとともに、前記ガイドシートの前記ラックガイドに対する変位方向をラック軸方向に規制する規制手段を設け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】
前記規制手段として、前記ガイドシートに溝部を設け、前記ラックガイドにそれに対応する突起部を設け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】
ラック軸と、
ラック軸と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るガイドシートと、
前記ラックガイドを収容するラックガイド収容室を有するハウジングを備えるとともに、
当該ハウジングに、外部から前記ラックガイド収容室内に通ずる穴を設け、当該穴に弾性部材を挿通して、前記ラックガイドをピニオン軸方向に付勢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。
【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、上述したようなラックアンドピニオン式ステアリング装置としては、例えば、特許文献１あるいは特許文献２に記載されたようなものがある。当該装置においては、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たピニオン軸を回転させることにより、ラック軸を車幅方向に移動させ、ラック軸の両端に接続されたタイロッドにより、車輪に接続されたナックルアームを操作して、車輪を操舵している。
【特許文献１】特開平８−２０７７８９号公報
【特許文献２】特開２００５−６７５５３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、このようなラックアンドピニオン式ステアリング装置においては、以下に示すような問題があった。
【０００４】
まず、ガイドシートがラックガイドに固定されているため、操舵初期において、ラック軸の初期移動はガイドシートとラック軸との間に発生する静止摩擦力にステアリングホイールから入力された操作力が打ち勝つまで抑制され、応答遅れつまりは操舵遅れが発生してしまうという問題があった。
【０００５】
加えて、ラックガイドを支持して収納するハウジングとラックガイドとの間に隙間が存在するため、ラックガイドがハウジングに対して傾き、これに伴いラック軸も、ストローク方向以外の方向に動いてしまい操作力の変換効率が低下するという問題があった。
【０００６】
また、ラック軸とガイドシートが安定して接触することができず、地面から車輪への逆入力が作用した場合に、ラックガイドとラック軸が離れてしまい、これにより異音が発生するという問題もあった。
【０００７】
後者の問題を解決するべく、ラックガイドのハウジングに対する傾きを抑制するために、ラックガイドとハウジングとの隙間を小さくすることも考えられる。ところが、これによっては製造時の組み付け作業性が悪化してしまう。あるいは、ラックガイドをラック軸に付勢する力を大きくすることも考えられるが、これによっては、操舵初期のラック軸とピニオンギアとの間の歯面摩擦が増大して操作フィーリングが悪化してしまう。
【０００８】
本発明は、上記問題に鑑み、操舵初期の操舵遅れを抑制するあるいは操作力の変換効率の低下および異音の発生を抑制することが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】
【０００９】
上記前者の問題を解決するため、本発明は、
ラック軸と、
ラック軸と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るガイドシートを備えるとともに、
前記ガイドシートを前記ラックガイドに弾性部材を介して設けるとともに、前記ガイドシートの前記ラックガイドに対する変位方向をラック軸方向に規制する規制手段を設けることを特徴とする。
ここで、前記規制手段として、前記ガイドシートに溝部を設け、前記ラックガイドにそれに対応する突起部を設けてよい。
【００１０】
あるいは上記後者の問題を解決するため、本発明は、
ラック軸と、
ラック軸と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るガイドシートと、
前記ラックガイドを収容するラックガイド収容室を有するハウジングを備えるとともに、
当該ハウジングに、外部から前記ラックガイド収容室内に通ずる穴を設け、当該穴に弾性部材を挿通して、前記ラックガイドをピニオン軸方向に付勢することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
前者の本発明によれば、操舵初期の操舵遅れを抑制することができる。
【００１２】
後者の本発明によれば、操作力の変換効率が低下することを抑制し、異音が発生することを抑制することができる。加えて、製造時の組み付け性を悪化させることを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら説明する。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。
【００１４】
本実施例のラックアンドピニオン式ステアリング装置１はピニオン軸２を備える。ピニオン軸２はここでは図示しない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２にはラック軸３が噛み合わされている。ラック軸３は車幅方向に延在され、運転者がステアリングホイールに与える操作力に基づく、ピニオン軸２の回転運動により車幅方向にストロークされる。ラック軸３の両端にはここでは図示しないタイロッドの車幅方向内側端が接続され、ステアリングホイールが操作されると、ピニオン軸２の回転運動が、ラック軸の車幅方向の動きに変換されて、タイロッドに接続された車輪が操舵される。
【００１５】
ラック軸３は、ラックガイド４によりガイドシート５を介して、車幅方向つまりはストローク方向に摺動自在に支持案内される。ラックガイド４はほぼ円筒形状に形成され、ハウジング６により支持、収容される。なお、ラックガイド４はラック軸３とピニオン軸２との噛み合い部での歯打ち音の低減のためハウジング６に対して、Ｏリング７を介して装着されてもよい。またラックガイド４とハウジング６との間にはラックガイド４の特にはラック軸方向の変位を許容するための隙間が設けられていてもよい。
【００１６】
ラックガイド４は、ラック軸３とピニオン軸２との噛み合いを確保するために、スプリング８により、ラック軸３に向かって付勢されている。ラック軸３とラックガイド４との間に設けられるガイドシート５は、ラック軸３に向かって押圧された状態において、ラック軸３とガイドシート５との間のすべり摩擦力を低減する役割を果たしている。さらに、ガイドシート５をラックガイド４に弾性部材９を介して設けるとともに、前記ガイドシートの前記ラックガイドに対する変位方向をラック軸方向に規制する規制手段が設けられる。
【００１７】
図２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の一部を図１に示したラックガイド軸方向Ａから見て示す部分矢視図である。
【００１８】
図１に示したラックガイド軸方向Ａから見て、最外周側にラックガイド４の略円形の外輪郭線が示され、その内周側に、ガイドシート５の略円形の外輪郭線が示される。以下弾性部材９の設置態様および前記規制手段を説明する。
【００１９】
ここではまず、規制手段として、ガイドシート５に図２中Ｂに示すラック軸方向に伸びる二条の溝１０を設けるとともに、ラックガイド４の軸方向にラック軸３に向けて突出して前記二条の溝１０に対応する四つの突起部１１をラックガイド４に設ける。そこで、前記溝１０に突起部１１を挿入した後、溝１０と突起部１１との間の隙間に、例えばウレタン等を充填して弾性部材８を形成する。
【００２０】
このように弾性部材８を形成することにより、ガイドシート５はラックガイド４に対してラック軸方向のみに変位自在に、弾性部材８により弾性支持される。そこで、ステアリングホイールが運転者により操作されて、操作力がステアリングシャフト、ピニオン軸２に伝達され、ラック軸３がピニオン軸２との噛み合いのもと、車幅方向にストロークされた場合に、以下のような作用効果が得られる。すなわち、操舵初期において、ガイドシート５に対してラック軸３が静止摩擦力に打ち勝って滑り出す前に、ガイドシート５が弾性部材８の弾性力に打ち勝って、溝１０により変位方向をラック軸方向に規制されながら、ラック軸３がガイドシート５とともにストローク方向に動かされるので、操舵初期の操舵遅れを抑制することができる。
【００２１】
ここでは、規制手段として、弾性部材８をガイドシート５に設けた溝１０と、ラックガイド４に設けた突起部１１との間に設けたが、ラックガイド４に溝を設け、ガイドシート５に突起部を設けて、当該溝１０に突起部１１を挿入してそれらの間の隙間に、例えば、ウレタン等を充填して弾性部材８を構成してもよい。もちろん弾性部材８としては、ウレタンのみに限られることなく、軟質樹脂、ゴム等、前記隙間に充填されて弾性を発揮できるものであれば、他の材料を適用することも可能である。
【００２２】
また、規制手段として、溝と突起部を組み合わせる構成のほか、図３に示すように、弾性部材８の弾性をラック軸方向に柔らかく、その他の方向に硬く、（８ａの部分を柔らかく、８ｂの部分を硬く）して、方向性を持たせて、弾性部材自身を規制手段とすることも可能である。
【００２３】
なお、初期操舵の操舵遅れを抑制するためには、ガイドシート５とラック軸３との間の静止摩擦力よりも、弾性部材８によるガイドシート５のラック軸方向の弾性力が小さいことが必要であることは言うまでもない。
【００２４】
ところで、弾性部材８を設けずに、規制手段だけを設けた構成、つまりは、図２において、溝１０と突起部１１との間に何も充填しない構成でも、以下に示すように、操舵初期の操舵遅れを抑制することはできる。すなわち、操舵初期において、ガイドシート５に対してラック軸３が静止摩擦力に打ち勝って滑り出す前に、ガイドシート５とラックガイド４との静止摩擦力に打ち勝って、溝１０により変位方向をラック軸方向に規制されながら、ラック軸３がガイドシート５とともにストローク方向に動かされるからである。
【００２５】
ところが、規制手段だけを設けた構成では、ガイドシート５がラックガイド４に対してラック軸方向に変位すると、溝１０のラック軸方向端が突起部１１に接触し、操舵反力が急激に変化してしまうという問題が生じる。また、運転者がステアリングホイールを操作しない状態において、ラックガイド４に対するガイドシート５のラック軸方向の変位を戻すセンタリング機能が働かないため、再度運転者がステアリングホイールを操作した場合に、余計な操作力が必要になるという問題も生じる。
【００２６】
本発明にかかわる本実施例ではこのような問題をも、弾性部材８を設けることにより、解決することができる。すなわち、弾性部材８を設けることにより、溝１０のラック軸方向端が突起部１１に接触することを防止して、操舵反力の急激な変化を防止することができる。これとともに、運転者がステアリングホイールの操作を辞めると、弾性部材８により、ラックガイド４に対してガイドシート５がラック軸方向にセンタリングされるため、再度操作時に余計な操作力を必要とすることもない。
【００２７】
図４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他の実施例を示す要部断面図である。
【００２８】
本実施例のラックアンドピニオン式ステアリング装置２１はピニオン軸２２を備え、ピニオン軸２２はここでは図示しない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２２にはラック軸２３が噛み合わされている。ラック軸２３は車幅方向に延在され、運転者がステアリングホイールに与える操作力に基づく、ピニオン軸２２の回転運動により車幅方向にストロークされる。ラック軸２３の両端にはここでは図示しないタイロッドの車幅方向内側端が接続され、運転者によりステアリングホイールが操作されると、ピニオン軸２２の回転運動が、ラック軸の車幅方向の動きに変換されて、タイロッドに接続された車輪が操舵される。
【００２９】
ラック軸２３は、ラックガイド２４によりガイドシート２５を介して、車幅方向つまりはストローク方向に摺動自在に支持案内される。ラックガイド２４はほぼ円筒形状に形成され、ハウジング２６のラックガイド収容室２７により支持、収容される。なお、ラックガイド２４はラック軸２３とピニオン軸２２との噛み合い部での歯打ち音の低減のためハウジング２６に対して、Ｏリング２８を介して装着されてもよい。またラックガイド２４とハウジング２６との間にはラックガイド２４の特にはラック軸方向の変位を許容するための隙間Ｃが設けられていてもよい。
【００３０】
ラックガイド２４は、ラック軸２３とピニオン軸２２との噛み合いを確保するために、スプリング２９により、ラック軸２３に向かって付勢されている。ラック軸２３とラックガイド２４との間に設けられるガイドシート２５は、ラック軸２３に向かって押圧された状態において、ラック軸２３とガイドシート２５との間のすべり摩擦力を低減する役割を果たしている。さらに、ハウジング２６に、外部からラックガイド収容室２７に通ずる穴３０を設け、当該穴３０にラックガイド２４をピニオン軸方向Ｄに付勢する弾性部材３１を設け、穴３０の外側には弾性部材３１を固定支持する固定用キャップ３２を設ける。
【００３１】
この場合、ハウジング２６のラックガイド収容室２７にラックガイド２４を挿入した後、穴３０に弾性部材３１を挿通して、穴３０の外部から固定用キャップ３２を設ける。
【００３２】
なお、弾性部材３１のラックガイド２８に対する接触態様であるが、図５に示すように、ラックガイド軸方向から見て、周方向にある程度の領域をもって接触することが好ましい。このような構成とすることにより、特にピニオン軸方向に垂直な方向の力が、ラックガイド２４に作用した場合に、弾性部材３１によるラックガイド２４への付勢力を安定させることができる。
【００３３】
これによれば、弾性部材３１により、ラックガイド２４をハウジング２６に対してピニオン軸方向に付勢しているので、ラックガイド２４がハウジング２６に対して傾いて、ラック軸２３が、ストローク方向以外の方向に動いてしまい操作力の伝達効率が低下することを抑制することができる。また、ラック軸２３とガイドシート２５を安定して接触させることができるので、地面から車輪への逆入力が作用した場合に、ラックガイド２４とラック軸２３が離れてしまい、これにより異音が発生することを抑制することができる。加えてラックガイド２４とハウジング２６との間の隙間Ｃは確保できるので、製造時の組み付け性を悪化させることも防止することができる。
【００３４】
また、ガイドシート２５とラック軸２３との間の摩擦力よりも、Ｏリング２８と弾性部材３１を合わせた、ラック軸方向の弾性が小さい場合には、前者の実施例と同様の効果を得ることができる。つまり、操舵初期において、ガイドシート２５に対してラック軸２３が静止摩擦力に打ち勝って滑り出す前に、Ｏリング２８および弾性部材３１のラックガイド２４に及ぼす弾性力に打ち勝って、ラック軸２３をラックガイド２４とともにストローク方向に動かすことができるので、操舵初期の操舵遅れを抑制することができる。
【００３５】
ここで、Ｏリング２８により、ピニオン軸方向にラックガイド２４を付勢する構造では、Ｏリング２８のピニオン軸方向の寸法を大きくする必要があるため、ハウジング２６のラックガイド収容室２７にラックガイドを挿入するに当たっての組み付け性が悪化してしまう。かといって、この組み付け性を良好にしようとすると、今度は、Ｏリング２８にピニオン軸方向の寸法を小さくせざるを得ず、ラックガイドを付勢する力が小さくなってしまう。本発明による本実施例では、付勢力を与えるための弾性部材３１を、ラックガイド２４をハウジング２６に挿入した後に設けるため、このような組み付け性の悪化および付勢力の不足を招くことを防止することができる。
【００３６】
ここでは、穴３０および弾性部材３１をそれぞれ一つだけ設ける構成を示したが、ハウジング２６のピニオン軸方向の双方に穴を設けて、弾性部材を二つ設けてピニオン軸方向の双方から、ラックガイド２４を支持する構成としてもよい。
【００３７】
また、本実施例では、Ｏリング２８を設ける構造を示したが、当該Ｏリング２８はシールを目的に設けたものではなく、ハウジング２６に対して、ラックガイド２４をセンタリングして、ガタによる音を減衰させることを目的としたものである。このため、本発明にかかわる弾性部材８を設けることにより、このセンタリング機能を弾性部材８に持たせて、Ｏリング２８を廃止することも可能である。
【００３８】
以上本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明は上述した実施例に制限されることなく、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および置換を加えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【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の一部をラックガイド軸方向から見て示す部分矢視図である。
【図３】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の一部をラックガイド軸方向から見て示す部分矢視図である。
【図４】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他の実施例を示す要部断面図である。
【図５】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他の実施例を示す要部断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１      ラックアンドピニオン式ステアリング装置
２      ピニオン軸
３      ラック軸
４      ラックガイド
５      ガイドシート
６      ハウジング
７      Ｏリング
８      スプリング
９      弾性部材
１０    溝       
１１    突起部
２１    ラックアンドピニオン式ステアリング装置
２２    ピニオン軸
２３    ラック軸
２４    ラックガイド
２５    ガイドシート
２６    ハウジング
２７    ラックガイド収容室
２８    Ｏリング
２９    スプリング
３０    穴
３１    弾性部材 
３２    固定用キャップ
【図１】
2007145072.tif 000003
【図２】
2007145072.tif 000004
【図３】
2007145072.tif 000005
【図４】
2007145072.tif 000006
【図５】
2007145072.tif 000007