JP2016155443A - ステアリング装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ラック軸がピニオン軸から受ける力が大きくなっても、ラックガイドの摺接部の摩耗を抑制することができるステアリング装置を提供する。【解決手段】ステアリング装置1は、ピニオン歯2aが形成されたピニオン軸2と、ピニオン軸のピニオン歯に噛み合うラック歯3aを有するラック軸3と、ラック軸3を収容する筒部31を有するラックハウジングと、ラック軸3におけるラック歯3aが形成されていない外周面に摺接して進退移動可能なサポートヨークを有するラックガイドと、ラックハウジング30内に配置され、ラック軸3を中心軸線方向に移動可能に支持する第1のラックブッシュ5Aとを備え、第1のラックブッシュ5Aは、ラック歯3aが形成されていない外周面に対応した形状の内周面を備えると共にラック軸3に零隙間又は負隙間で嵌合され、第1のラックブッシュ5Aとラック歯3aとの間に干渉回避手段を形成する。【選択図】図1
Description
本発明は、ラックアンドピニオン機構を備えたステアリング装置に関する。
従来、車両のステアリングホイールの操作によって回転するピニオン軸と、ピニオン軸の回転に伴う往復移動によって車両の転舵輪を転舵させるラック軸とを備えたラックアンドピニオン式の電動パワーステアリング装置が知られている。この種の電動パワーステアリング装置には、転舵輪に加わる路面反力の変動等に応じてピニオン軸のピニオン歯とラック軸のラック歯との噛み合い反力が変動しても、この噛み合いを良好に維持して運転者に良好な操舵感を提供すべく、ラック軸をピニオン軸に弾性的に押し付けるラックガイドを備えたものがある(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1に記載の電動パワーステアリング装置のラックガイドは、ガイドハウジングと、ガイドハウジングに形成された保持孔内でラック軸を軸方向に摺動可能に支持するサポートヨークと、サポートヨークをラック軸側に弾性的に付勢する圧縮コイルばねからなる付勢部材とを備えている。サポートヨークは、ラック軸の外周面に沿う円弧面からなる凹面を有し、この凹面にラック軸に摺接する摺接部となる摺接板が取り付けられている。
この構成により、付勢部材がサポートヨークの摺接板を介してラック軸のラック歯をピニオン軸のピニオン歯に押圧することで、ラック軸とピニオン軸との噛み合い部に予圧が与えられている。
上記のように構成された電動パワーステアリング装置において、例えば操舵補助力を発生させる電動モータの高出力化等により、ラック軸がピニオン軸から受ける力が大きくなると、サポートヨークに取り付けられた摺接板が受ける噛み合い反力が大きくなり、この摺接板の摩耗量が増大する。また、近年では、ステアリングホイールの中立位置付近で比ストローク(ピニオン軸の回転量に対するラック軸の移動量の割合)が小さく、最大舵角付近で比ストロークが大きくなるバリアブルラックが提案されており、このようなバリアブルラックを用いたステアリング装置では、所定の操舵角において摺接板が受ける噛み合い反力が大きくなり、摺接板の摩耗量が増大する。摺接板の摩耗量が増大すると、ステアリングホイールの操作時に振動や異音が発生し、運転者に良好な操舵感を提供することができなくなるおそれがある。
本発明は、ラック軸がピニオン軸から受ける力が大きくなっても、ラックガイドの摺接部の摩耗を抑制することができるステアリング装置を提供することを目的とする。
本発明は、上記目的を達成するために、ピニオン歯が形成されたピニオン軸と、前記ピニオン軸の前記ピニオン歯に噛み合うラック歯を有し、前記ピニオン軸の回転による軸方向移動によって車両の転舵輪を転舵させるラック軸と、前記ラック軸を収容する筒部を有するハウジングと、前記ラック軸における前記ラック歯の裏側であって前記ラック歯が形成されていない外周面に摺接すると共に前記ラック軸の中心軸線に直交する方向へ進退移動可能な支持部材、及び前記ラック歯を前記ピニオン歯に押し付けるように前記支持部材を付勢する付勢部材を有するラックガイドと、前記ハウジング内に配置され、前記ラック軸を前記中心軸線方向に移動可能に支持するラックブッシュとを備え、前記ラックブッシュは、前記ラック歯が形成されていない部位に対応した形状の内周面を備えると共に、前記ラック軸に零隙間又は負隙間で嵌合され、前記ラックブッシュと前記ラック歯との間には干渉回避手段が形成されたステアリング装置を提供する。
本発明によれば、ラック軸がピニオン軸から受ける力が大きくなっても、ラックガイドの摺接部の摩耗を抑制することができる。
以下、本発明の第1の実施の形態に係るステアリング装置について、図1乃至図8を参照して詳細に説明する。
[第1の実施の形態]
(ステアリング装置の全体構成)
図1は、本発明の第1の実施の形態に係るステアリング装置を模式的に示す全体構成図である。このステアリング装置1は、車両に搭載され、運転者の操舵操作に応じて転舵輪である前輪を転舵させる。図1では、図面左側が車両の右側にあたり、図面右側が車両の左側にあたる。なお、図1における符号中の文字「R」は車両の右側を示し、文字「L」は車両の左側を示している。
(ステアリング装置の全体構成)
図1は、本発明の第1の実施の形態に係るステアリング装置を模式的に示す全体構成図である。このステアリング装置1は、車両に搭載され、運転者の操舵操作に応じて転舵輪である前輪を転舵させる。図1では、図面左側が車両の右側にあたり、図面右側が車両の左側にあたる。なお、図1における符号中の文字「R」は車両の右側を示し、文字「L」は車両の左側を示している。
ステアリング装置1は、運転者が回転操作するステアリングホイール101と、ステアリングホイール101が一端部に固定されたコラムシャフト102と、コラムシャフト102に第1の自在継手111を介して連結されたインターミディエイトシャフト(中間シャフト)103と、インターミディエイトシャフト103に第2の自在継手112を介して連結されたピニオン軸2と、ピニオン軸2に噛み合うラック軸3とを備えている。第1及び第2の自在継手111,112は、例えばカルダンジョイントからなる。コラムシャフト102、インターミディエイトシャフト103、及びピニオン軸2は、ステアリングホイール101に接続されるステアリングシャフト100を構成する。
ステアリング装置1はさらに、ステアリングシャフト100の一部を構成するピニオン軸2における操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ121と、操舵トルクセンサ121によって検出した操舵トルク及び車速に応じてモータ電流を出力する制御装置122と、制御装置122から出力されるモータ電流によってトルクを発生する電動モータ123と、電動モータ123の回転軸123aの回転を減速する減速機構13とを備えている。電動モータ123及び減速機構13は、運転者によるステアリングホイール101の操舵操作を補助する操舵補助力を発生させる操舵補助装置10を構成する。
減速機構13は、電動モータ123の回転軸123aに固定されたウォーム131と、ウォーム131に噛み合うウォームホイール132とからなる。ウォームホイール132は、コラムシャフト102と共に回転し、ステアリングシャフト100に操舵補助トルクを付与する。
ラック軸3の両端部には、ボールジョイント14L,14Rを介して左右のタイロッド15L,15Rがそれぞれ連結されている。左右のタイロッド15L,15Rは、左右の前輪16L,16Rにそれぞれ連結されている。ラック軸3が車幅方向(左右方向)に進退移動すると、左右のタイロッド15L,15Rがそれぞれラック軸3に対して揺動し、左右の前輪16R,16Lがそれぞれ転舵される。
ピニオン軸2の一端部における外周面には、斜歯からなるピニオン歯2aが形成されている。ラック軸3には、ピニオン軸2のピニオン歯2aに噛み合うラック歯3aが形成されている。ラック軸3は、ピニオン軸2の回転による軸方向移動によって、車両における左右の前輪16L,16Rをそれぞれ転舵させる。
ピニオン軸2は、ステアリングホイール101に作用する操舵トルク、及び操舵補助装置10によってステアリングシャフト100に付与される操舵補助トルクに応じた移動力を共にラック軸3に付与する。
ラック軸3のラック歯3aは、比ストローク(ピニオン軸2の回転量に対するラック軸3の軸方向への移動量)が異なる低比ストローク領域3a1及び高比ストローク領域3a2を有している。低比ストローク領域3a1は、ラック軸3の軸方向におけるラック歯3aの中央部に、高比ストローク領域3a2は、低比ストローク領域3a1を挟む両端部に、それぞれ形成されている。これにより、ピニオン軸2のピニオン歯2aは、ステアリングホイール101が中立位置付近にある場合にラック歯3aの低比ストローク領域3a1に噛み合い、操舵角が所定値よりも大きくなると、ラック歯3aの高比ストローク領域3a2に噛み合う。ラック軸3は、ラック歯3aを含む部分が鍛造によって成形されている。
この構成により、ステアリングホイール101の中立位置付近では比ストロークが小さいので、直進走行時における左右の前輪16L,16Rのふらつきが少なく、直進安定性が高まる。また、ステアリングホイール101を大きく操舵すると、比ストロークが大きくなるので、左右の前輪16L,16Rが転舵されやすくなり、旋回操縦性が向上する。
図2は、ラック軸3を軸方向移動可能に収容する筒状のラックハウジング30の一部を破断してその周辺部と共に示す構成図である。
ラックハウジング30の左右両端部と左右のタイロッド15L,15Rとの間には、伸縮可能な蛇腹構造を有するベローズ17L,17Rがそれぞれ設けられ、ラックハウジング30内への異物の侵入を防止している。このベローズ17L,17Rは、ボールジョイント14L,14R及びタイロッド15L,15Rの一部をそれぞれ収容し、ラック軸3の軸方向移動に伴って伸縮する。
ラックハウジング30は、ラック軸3を軸方向移動可能に収容する円筒状の筒部31と、ピニオン軸2に沿って筒部31と交差する方向に延びる筒状突起部32とを有している。筒部31の内部には、その車幅方向の両端部に、第1のラックブッシュ5A及び第2のラックブッシュ5Bがそれぞれ配置されている。第1のラックブッシュ5A及び第2のラックブッシュ5Bは、ラック軸3をその中心軸線Cと平行な方向に移動可能に支持している。
第1のラックブッシュ5Aは、右前輪16R側における筒部31の端部に配置され、第2のラックブッシュ5Bは、左前輪16L側における筒部31の端部に配置されている。ステアリングホイール101が左旋回方向に最大舵角まで操舵されると、ラック軸3のラック歯3aは、その一部が第1のラックブッシュ5Aを通過して筒部31から右方に突出する。
第1のラックブッシュ5Aは、第2のラックブッシュ5Bよりもピニオン軸2に近い位置に配置されている。すなわち、第1のラックブッシュ5Aは、ラックハウジング30の筒部31の両端部のうち、ピニオン歯2aとの噛み合い位置に近い側の端部に配置され、第2のラックブッシュ5Bはピニオン歯2aとの噛み合い位置から遠い側の端部に配置されている。なお、第2のラックブッシュ5Bは、本発明における「環状支持部材」の一態様である。第1のラックブッシュ5A及び第2のラックブッシュ5Bは、それぞれラック軸3に嵌合され、ラック軸3を支持しているが、第1のラックブッシュ5Aと第2のラックブッシュ5Bとは、後述するように、ラック軸3との嵌合構造が異なっている。
ラック軸3は、ラック歯3aがピニオン軸2のピニオン歯2aに噛み合うことにより噛み合い反力を受ける。なお、ここで噛み合い反力とは、ラック軸3におけるラック歯3aの歯面にピニオン軸2におけるピニオン歯2aの歯面が押し当てられることにより、ピニオン軸2の回転軸線に平行でラック軸3の中心軸線Cを含む平面に対して垂直な方向に発生する力をいう。
これらの噛み合い反力に抗してラック軸3をピニオン軸2に押し付け、噛み合い状態を適切に保つために、ラックハウジング30には、ピニオン軸2に対応して設けられたラックガイドが収容されている。次に、このラックガイドの構成、及び第1及び第2のラックブッシュ5A,5Bの構成について説明する。
(ラックガイドの構成)
図3は、ピニオン軸2とラック軸3との噛み合い部の周辺の構成例を示す、図2のA−A線断面図である。ラックハウジング30には、ピニオン軸2に対応して設けられたラックガイド20を収容するラックガイド収容部32が形成されている。ラックガイド収容部32は、円筒状であり、ラック軸3及びピニオン軸2に直交する方向に延在している。
図3は、ピニオン軸2とラック軸3との噛み合い部の周辺の構成例を示す、図2のA−A線断面図である。ラックハウジング30には、ピニオン軸2に対応して設けられたラックガイド20を収容するラックガイド収容部32が形成されている。ラックガイド収容部32は、円筒状であり、ラック軸3及びピニオン軸2に直交する方向に延在している。
ピニオン軸2は、ラックハウジング30の内部に配置された針状ころ軸受351及び玉軸受352によってピニオン歯2aを挟む2箇所が支持されている。針状ころ軸受351はラックハウジング30の底部に配置され、玉軸受352は筒状突起部32の内部に配置されている。筒状突起部32の開口は、ピニオン軸2を挿通させる挿通孔353aが形成された蓋部材353によって塞がれている。また、蓋部材353は、玉軸受352の外輪をラックハウジング30に固定している。
蓋部材353から突出したピニオン軸2は、さらに合成樹脂からなるカバー部材356を挿通し、カバー部材356から突出した先端部には、第2の自在継手112(図1参照)との連結のためのセレーション2bが形成されている。
ラックガイド20は、ラック軸3の中心軸線C(図2に示す)に直交する方向へ進退移動可能な支持部材としてのサポートヨーク21と、ラック軸3をピニオン軸2に押し付けるようにサポートヨーク21を付勢する付勢部材としてのコイルバネ22と、ラックガイド収容部34の開口側の端部に固定されてコイルバネ22を圧縮状態に維持するガイド押え部材23とを有する。また、サポートヨーク21は、ラック軸3におけるラック歯3aの裏側であってラック歯3aが形成されていないラック軸3の外周面に摺接するシート状の樹脂からなる摺接部210を有している。コイルバネ22は、サポートヨーク21の摺接部210を介してラック軸3をピニオン軸2に押し付けるようにサポートヨーク21を付勢している。
サポートヨーク21の摺接部210は、コイルバネ22の付勢力(復元力)によってラック軸3におけるラック歯3aの裏側の外周面に押し付けられている。サポートヨーク21の外周面には、一対の環状溝21aが形成され、これらの環状溝21aにそれぞれOリング211が配置されている。Oリング211は、サポートヨーク21の進退移動に伴って、ラックガイド収容部34の内周面34aを摺動可能である。
サポートヨーク21には、コイルバネ22を収容する凹部212が形成されている。コイルバネ22は、ガイド押え部材23と凹部212の底面212aとの間に配置され、サポートヨーク21をガイド押え部材23から離間するように付勢している。ラック軸3は、サポートヨーク21及びその摺接部210を介してコイルバネ22の付勢力を受け、ピニオン軸2に押し付けられている。これにより、ラック軸3のラック歯3aとピニオン軸2のピニオン歯2aとの間のバックラッシが抑制され、噛み合い状態が適切に保たれる。
(ラックブッシュの構成)
第1のラックブッシュ5Aと第2のラックブッシュ5Bとは、その内径が異なる他は概ね共通の構成を有しているため、図4乃至図6を参照して第1のラックブッシュ5Aの構成について説明する。なお、図4乃至図6に示す第1のラックブッシュ5Aの構成は、本発明を実施するための好適な一具体例として示すものであり、これ以外の構成によっても、本発明を実施することが可能である。
第1のラックブッシュ5Aと第2のラックブッシュ5Bとは、その内径が異なる他は概ね共通の構成を有しているため、図4乃至図6を参照して第1のラックブッシュ5Aの構成について説明する。なお、図4乃至図6に示す第1のラックブッシュ5Aの構成は、本発明を実施するための好適な一具体例として示すものであり、これ以外の構成によっても、本発明を実施することが可能である。
図4は、第1のラックブッシュ5Aを示す斜視図である。図5は、ラック軸3の中心軸を含む断面における第1のラックブッシュ5Aの周辺部の断面図である。図6(a)は、図2のB−B線断面における第1のラックブッシュ5Aの周辺部の断面図であり、図6(b)は、図2のC−C線断面における第2のラックブッシュ5Bの周辺部の断面図である。
第1のラックブッシュ5Aは、弾性変形可能な樹脂成形体からなり、円筒状の基部50と、基部50よりも外径が小さく形成された小径部51と、基部50の外周側における小径部51とは反対側の端部から張り出して形成された鍔部52とを一体に有している。基部50には、その外周面に一対の外周溝50a(図5参照)が形成され、この一対の外周溝50aに、それぞれゴム等の環状の弾性体からなるOリング500が嵌着されている。
また、第1ラックブッシュ5Aには、基部50における鍔部52側の軸方向端面から軸方向に延びて基部50の小径部51側の端部に至る複数(本実施の形態では6つ)の第1スリット5a、及び小径部51側の軸方向端面から軸方向に延びて基部50における鍔部52側の端部に至る複数(本実施の形態では6つ)の第2スリット5bが形成されている。第1スリット5a及び第2スリット5bは、第2ラックブッシュ5Bの周方向に沿って交互に等間隔に形成されている。
本実施の形態では、基部50が6つの第1スリット5aによって第1乃至第6の円弧片501〜506に分割されている。これにより、鍔部52も基部50と共に6つに分割されている。第1乃至第6の円弧片501〜506の内周面には、第2スリット5bに連続して形成された凹溝5cが形成されている。第1乃至第6の円弧片501〜506における第1ラックブッシュ5Aの内径は、それぞれ等しくなるように均一に形成されている。また、第1の円弧片521の外周側における鍔部52には、径方向外方に突出したボス部521が1箇所に設けられている。
ラックハウジング30の筒部31には、図5に示すように、その内周面31aから径方向の外側に向かって窪む環状の第1の凹部311と、第1の凹部311の底面における周方向の1箇所において径方向の外側に向かってさらに窪んだ第2の凹部312とが形成されている。第1の凹部311には、第1のラックブッシュ5Aの鍔部52が嵌合し、これにより第1のラックブッシュ5Aのラックハウジング30に対する軸方向移動が規制されている。また、第2の凹部312には、第1のラックブッシュ5Aのボス部521が嵌合し、これにより第1のラックブッシュ5Bのラックハウジング30に対する回転が規制されている。
図6(a)に示すように、第1のラックブッシュ5Aにおける第1乃至第4の円弧片501〜504は、それぞれの内周面501a〜504aがラック軸3のラック歯3aが形成されていない部位に対応した形状の内周面として形成され、ラック歯3aが形成されていない部分におけるラック軸3の外周面3cにそれぞれ接触している。これにより、第1のラックブッシュ5Aは、ラック軸3に零隙間又は負隙間で嵌合されている。
ここで、「零隙間で嵌合される」とは、第1のラックブッシュ5A自体の第1乃至第4の円弧片501〜504の内周面501a〜504aにおける内径がラック軸3の外周面3cにおける外径と同一であり、第1乃至第4の円弧片501〜504の内周面501a〜504aがラック軸3の外周面3cに隙間なく接触してラック軸3に嵌め合されていることをいう。また、「負隙間で嵌合される」とは、第1のラックブッシュ5Aの内径が弾性的に押し広げられてラック軸3に嵌め合され、ラック軸3が第1のラックブッシュ5Aの復元力による押圧力を第1乃至第4の円弧片501〜504の内周面501a〜504aから受けることをいう。
また、第1のラックブッシュ5Aの第5及び第6の円弧片505,506の内周面505a,506aは、ラック歯3aに隙間を介して対向している。なお、ラック軸3のラック歯3aが第1のラックブッシュ5Aの配置位置よりも筒部31の中央寄りに位置する場合には、第1のラックブッシュ5Aの第5及び第6の円弧片505,506の内周面505a,506aが、ラック軸3の外周面に接触し得る。
また、第1乃至第6の円弧片501〜506の外周面501b〜506bは、ラックハウジング30の筒部31における内周面31aに、それぞれ隙間を介さずに接触している。
図6(a)に示すように、ラック軸3のラック歯3aの歯筋方向の両端部には、丸みを帯びて弧状に湾曲した角アール部3eが形成されている。この角アール部3eは、ラック歯3aを鍛造成形した場合に形成されるものであり、この角アール部3eによって第1のラックブッシュ5Aとラック歯3aとの干渉が回避されている。つまり、仮にラック歯3aを一般的なブローチ加工によって形成した場合には、歯筋方向の両端部に鋭いエッジ部が形成されてしまい、このエッジ部が第1のラックブッシュ5Aに干渉してラック軸3の円滑な軸方向移動が阻害されてしまうおそれがあるが、本実施の形態では、ラック歯3aを鍛造成型することにより角アール部3eを形成し、このような第1のラックブッシュ5Aとの干渉を回避している。すなわち、本実施の形態では、ラック軸3のラック歯3aを鍛造成形することにより第1のラックブッシュ5Aとラック歯3aとの干渉を回避する干渉回避手段が、第1のラックブッシュ5Aとラック歯3aとの間に形成されている。
一方、第2のラックブッシュ5Bは、図6(b)に示すように、その内径が、ラック歯3aが形成されていない部分のラック軸3の外径よりも僅かに大きく形成されている。より具体的には、第2のラックブッシュ5Bの径方向における第1乃至第6の円弧片501〜506の厚みは、第1のラックブッシュ5Aの径方向における第1乃至第6の円弧片501〜506の厚みよりも薄く形成されている。これにより、第2のラックブッシュ5Bは、ラック軸3に隙間嵌めされている。
ピニオン軸2とラック軸3と間に噛み合い反力が発生すると、この噛み合い反力により、ラック軸3の外周面3cが第1のラックブッシュ5Aの第1乃至第4の円弧片501〜504の内周面501a〜504aに押し付けられる。そして、この状態でラック軸3が中心軸線C方向に軸方向移動すると、ラック軸3の外周面3cが第1のラックブッシュ5Aの第1乃至第4の円弧片501〜504の内周面501a〜504aに摺接する。また、第2のラックブッシュ5Bは、ラックハウジング30の筒部31における第1のラックブッシュ5Aが配置された側とは反対側の端部で、ラック軸3を支持する。
(ラックブッシュによるラックブッシュへの負荷軽減作用)
図7は、ラックガイド20ならびに第1及び第2のラックブッシュ5A,5Bによるラック軸3の支持構成を模式的に示す説明図である。
図7は、ラックガイド20ならびに第1及び第2のラックブッシュ5A,5Bによるラック軸3の支持構成を模式的に示す説明図である。
図7に示すように、ピニオン軸2のピニオン歯2aとラック軸3のラック歯3aとの噛み合い反力をF10とすると、このF10は、ラックガイド20,第1のラックブッシュ5A、及び第2のラックブッシュ5Bによって受け止められる。すなわち、第1のラックブッシュ5A及び第2のラックブッシュ5Bは、ラックガイド20と共に、ピニオン軸2のピニオン歯2aとラック軸3のラック歯3aとの噛み合い反力を受ける。
ラックガイド20からラック軸3に作用する押付力をF11とし、第1のラックブッシュ5Aからラック軸3に作用する押付力をF12とし、第2のラックブッシュ5Bからラック軸3に作用する押付力をF13とすると、F10の大きさは、F11とF12とF13とを合わせた力の大きさとが同じとなる。なお、図7では、F10,F11,F12,F13の力の大きさを矢印の長さによって表している。
また、図7では、ラックガイド20からラック軸3に作用する押付力F11が、第1のラックブッシュ5Aからラック軸3に作用する押付力をF12よりも大きい場合について図示しているが、これらの大小関係は、ラック軸3とピニオン軸2との噛み合い反力の大きさ等によって変化し得る。
このように、ピニオン軸2とラック軸3との噛み合い反力は、ラックハウジング30の筒部31の両端部のうち、ピニオン軸2に近い側の端部に配置された第1のラックブッシュ5Aと、ピニオン軸2から遠い側の端部に配置された第2のラックブッシュ5Bと、ラックガイド20とによって受け止められる。これにより、ラックガイド20の負荷が軽減され、ピニオン軸2とラック軸3との噛み合い反力の全てをラックガイド20で受ける場合に比較して、ラックガイド20のサポートヨーク21における摺接部210の摩耗が抑制される。
この噛み合い反力は、ピニオン軸2のピニオン歯2aが低比ストローク領域3a1におけるラック歯3aに噛み合う場合と、高比ストローク領域3a2におけるラック歯3aに噛み合う場合とで異なる。次に、この理由について、図8を参照して説明する。
図8は、ピニオン軸2とラック軸3との噛み合い部を示す模式図である。なお、図8では、低比ストローク領域3a1と高比ストローク領域3a2との間で比ストロークが徐々に変化する徐変領域を二点鎖線で示している。
図8に示すように、ラック歯3aにおけるギヤ歯の歯面における圧力角は、低比ストローク領域3a1と高比ストローク領域3a2とで異なり、高比ストローク領域3a2における歯面3d2の圧力角が、低比ストローク領域における歯面3d1の圧力角よりも大きい。このため、ラック軸3がピニオン軸2から受ける噛み合い反力は、ピニオン軸2のトルクが同じである場合に、低比ストローク領域3a1よりも高比ストローク領域3a2において大きくなる。なお、ピニオン軸2のピニオン歯2aにおけるギヤ歯のねじれ角を大きくした場合にも、この噛み合い反力が大きくなる。
このように、ラック軸3を可変比ラックとした場合には、ラック歯3aの高比ストローク領域3a2において、低比ストローク領域3a1よりも大きな噛み合い反力がラック軸3に作用する。しかし、ラック軸3に作用する噛み合い反力の一部が第1のラックブッシュ5A及び第2のラックブッシュ5Bによって受け止められるので、ラックガイドの負荷が第1及び第2のラックブッシュ5A,5Bによって軽減される。これにより、サポートヨーク21における摺接部210の摩耗を抑制することができ、ひいてはステアリングホイール101の操作時における振動や異音を抑制することができる。
(第1の実施の形態の効果)
以上説明した第1の実施の形態によれば、ラック軸3がピニオン軸2から受ける力が大きくなっても、ラックガイド20のサポートヨーク21における摺接部210の摩耗を抑制することができ、ひいてはステアリングホイール101の操作時における振動や異音を抑制することができる。これにより、長期に亘って運転者に良好な操舵感を提供することが可能となる。
以上説明した第1の実施の形態によれば、ラック軸3がピニオン軸2から受ける力が大きくなっても、ラックガイド20のサポートヨーク21における摺接部210の摩耗を抑制することができ、ひいてはステアリングホイール101の操作時における振動や異音を抑制することができる。これにより、長期に亘って運転者に良好な操舵感を提供することが可能となる。
また、上記第1の実施の形態では、ラック軸3のラック歯3aを鍛造成形することで歯筋方向の両端部に角アール部3eが形成され、これにより第1のラックブッシュ5Aとラック歯3aとの干渉が回避される。このため、例えば第1のラックブッシュ5Aの円周方向の一部を切り欠いて断面C字状とするような、ラック歯3aとの干渉を回避するための構成を別途設ける必要がなく、第1のラックブッシュ5Aの製造及びラックハウジング3への組み付けが容易となる。
また、上記第1の実施の形態では、ラックハウジング30の筒部31の両端部でラック軸3を支持する第1のラックブッシュ5A及び第2のラックブッシュ5Bによってラック軸3とピニオン軸2との噛み合い反力の一部を受けるので、部品点数及び組み付け工数の増大を招来することなく、ラックガイド20の負荷を軽減することが可能となる。
またさらに、第1のラックブッシュ5A及び第2のラックブッシュ5Bによってラック軸3とピニオン軸2との噛み合い反力の一部を受けるので、ラックガイド20におけるコイルバネ22のばね定数を小さくすることも可能となる。これにより、サポートヨーク21がコイルバネ23,27から受ける付勢力を小さくすることができ、サポートヨーク21における摺接部210の摩耗をより確実に抑制することが可能となる。
(第1の実施の形態の変形例)
上記第1の実施の形態では、ラックハウジング3の筒部31における両端部のうち、ピニオン軸2のピニオン歯2aとラック軸3のラック歯3aとの噛み合い位置に近い側の一方の端部に第1のラックブッシュ5Aを零隙間又は負隙間でラック軸3に嵌合し、他方の端部に第2のラックブッシュ5Bを隙間嵌めによりラック軸3に嵌合する場合について説明したが、筒部31におけるピニオン歯2aとラック歯3aとの噛み合い位置から遠い側の端部に配置されるラックブッシュ(上記第1の実施の形態では第2のラックブッシュ5B)を、零隙間又は負隙間でラック軸3に嵌合してもよい。すなわち、図4、図5、及び図6(a)を参照して説明した構成の第1のラックブッシュ5Aを、筒部31における両端部に配置してもよい。この場合でも、上記第1の実施の形態について説明した効果と同様の効果を得ることができる。つまり、零隙間又は負隙間でラック軸3に嵌合される第1のラックブッシュ5Aは、少なくともピニオン歯2aとラック歯3aとの噛み合い位置に近い側の筒部31の端部に配置されていればよい。
上記第1の実施の形態では、ラックハウジング3の筒部31における両端部のうち、ピニオン軸2のピニオン歯2aとラック軸3のラック歯3aとの噛み合い位置に近い側の一方の端部に第1のラックブッシュ5Aを零隙間又は負隙間でラック軸3に嵌合し、他方の端部に第2のラックブッシュ5Bを隙間嵌めによりラック軸3に嵌合する場合について説明したが、筒部31におけるピニオン歯2aとラック歯3aとの噛み合い位置から遠い側の端部に配置されるラックブッシュ(上記第1の実施の形態では第2のラックブッシュ5B)を、零隙間又は負隙間でラック軸3に嵌合してもよい。すなわち、図4、図5、及び図6(a)を参照して説明した構成の第1のラックブッシュ5Aを、筒部31における両端部に配置してもよい。この場合でも、上記第1の実施の形態について説明した効果と同様の効果を得ることができる。つまり、零隙間又は負隙間でラック軸3に嵌合される第1のラックブッシュ5Aは、少なくともピニオン歯2aとラック歯3aとの噛み合い位置に近い側の筒部31の端部に配置されていればよい。
[第2の実施の形態]
次に、本発明の第2の実施の形態について、図9乃至図11を参照して説明する。
次に、本発明の第2の実施の形態について、図9乃至図11を参照して説明する。
図9は、本発明の第2の実施の形態に係るステアリング装置1Aを模式的に示す全体構成図である。図10は、本実施の形態に係るステアリング装置1Aに用いられる第3のラックブッシュ5Cを示す斜視図である。図11は、図9におけるD−D線断面図である。なお、図9では、ラックハウジング30の筒部31を二点鎖線で示し、その内部を実線で図示している。
このステアリング装置1Aは、ラック軸3のラック歯3aがブローチ加工によって形成され、かつラック歯3aにおける比ストロークが全領域に亘って一定である構成、及びピニオン歯2aとラック歯3aとの噛み合い位置に近い側の筒部31の端部に配置されるラックブッシュ(後述する第3のラックブッシュ5C)の構成が、第1の実施の形態と異なる。この他の構成については、第1の実施の形態と実質的に同じであるので、図9乃至図11において、第1の実施の形態について説明した構成要素に対応する構成要素については、同一の符号を付してその重複した説明を省略する。
第3のラックブッシュ5Cは、ラックハウジング3の筒部31の両端部のうち、ピニオン歯2aとラック歯3aとの噛み合い位置に近い側の端部に配置されている。第2のラックブッシュ5Bは、第1の実施の形態と同様に、ピニオン歯2aとラック歯3aとの噛み合い位置から遠い側の筒部31の端部に配置され、ラック軸3に隙間嵌めによって嵌合されている。
本実施の形態に係る第3のラックブッシュ5Cでは、図10及び図11に示すように、ラック軸3のラック歯3aに対向する第5及び第6の円弧片505,506の径方向の厚みが第1乃至第4の円弧片501〜504の径方向の厚みよりも薄く、第5及び第6の円弧片505,506における内周面505a,506aが、第1乃至第4の円弧片501〜504における内周面501a〜504aよりも径方向の外側に位置している。つまり、ラック軸3の中心軸線Cから第5及び第6の円弧片505,506における内周面505a,506aまでの距離(内半径)が、ラック軸3の中心軸線Cから第1乃至第4の円弧片501〜504における内周面501a〜504aまでの距離(内半径)よりも長く形成されている。
これにより、第5及び第6の円弧片505,506の内周面505a,506aは、図11に示すように、ラック軸3のラック歯3aに隙間を介して対向している。この構成は、ブローチ加工されたラック歯3aにおける歯筋方向の両端部のエッジ部が第3のラックブッシュ5Cに干渉しないように考慮されたものである。すなわち、本実施の形態では、第3のラックブッシュ5Cに、ラック歯3aとの接触を避けるための「逃がし」が、干渉回避手段として形成されている。
また、第3のラックブッシュ5Cにおける第1乃至第4の円弧片501〜504は、第1の実施の形態に係る第1のラックブッシュ5Aと同様に、それぞれの内周面501a〜504aがラック軸3のラック歯3aが形成されていない部位に対応した形状に形成され、ラック歯3aが形成されていない部分におけるラック軸3の外周面3cにそれぞれ接触している。これにより、第3のラックブッシュ5Cは、ラック軸3に零隙間又は負隙間で嵌合されている。
なお、図示は省略しているが、本実施の形態に係るステアリング装置1Aは、第1の実施の形態について図3を参照して説明したラックガイド20と同様に構成されたラックガイドを、ピニオン軸2との間にラック軸3を挟む位置に備えている。
ピニオン軸2のピニオン歯2aとラック軸3のラック歯3aとの噛み合いによる噛み合い反力は、主として上記のラックガイドと第3のラックブッシュ5Cとによって受け止められ、第2のラックブッシュ5Bでも噛み合い反力の一部が受け止められる。これにより、本実施の形態によっても、第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
なお、本実施の形態においても、第1の実施の形態について説明した変形例と同様に、筒部31におけるピニオン歯2aとラック歯3aとの噛み合い位置から遠い側の端部に配置されるラックブッシュを、零隙間又は負隙間でラック軸3に嵌合してもよい。
[第3の実施の形態]
次に、本発明の第3の実施の形態に係るステアリング装置1Bについて、図12乃至図15を参照して説明する。なお、図12乃至図15において、第1及び第2の実施の形態について説明した構成要素に対応する構成要素については、同一の符号を付してその重複した説明を省略する。
次に、本発明の第3の実施の形態に係るステアリング装置1Bについて、図12乃至図15を参照して説明する。なお、図12乃至図15において、第1及び第2の実施の形態について説明した構成要素に対応する構成要素については、同一の符号を付してその重複した説明を省略する。
本実施の形態に係るステアリング装置1Bも、第2の実施の形態に係るステアリング装置1Aと同様に、第1の実施の形態について図3を参照して説明したラックガイド20と同様に構成されたラックガイド(図15に模式的に示す第1のラックガイド20A)を、ピニオン軸2との間にラック軸3を挟む位置に備えている。また、以下の説明では、第1及び第2の実施の形態におけるピニオン軸2に対応するピニオン軸を「第1のピニオン軸2」といい、第1及び第2の実施の形態におけるラック歯3aに対応するラック歯を「第1のラック歯3a」という。
図12は、第3の実施の形態に係るステアリング装置1Bを模式的に示す全体構成図である。このステアリング装置1Bのラック軸3は、比ストロークが一定である第1のラック歯3aと、比ストロークが舵角によって変化する第2のラック歯3bを有している。第1のラック歯3aはブローチ加工によって形成され、第2のラック歯3bは鍛造によって形成されている。第2のラック歯3bは、低比ストローク領域3b1及び高比ストローク領域3b2を有し、低比ストローク領域3b1が中央部に、高比ストローク領域3b2が低比ストローク領域3b1を挟む両端部に、それぞれ形成されている。
また、ステアリング装置1Bは、第2のラック歯3bに噛み合う第2のピニオン軸4を備え、操舵補助装置10A(後述)の操舵補助トルクがこの第2のピニオン軸4を介してラック軸3へ伝達されるように構成されている。
すなわち、本実施の形態に係るラック軸3の第1及び第2のラック歯3a,3bには、一対のピニオン軸(第1及び第2のピニオン軸2,4)のピニオン歯2a,4aがそれぞれ噛み合い、これら一対の前記ピニオン軸のうち、一方のピニオン軸(第1のピニオン軸2)はステアリングホイール101に付与される操舵トルクによって回転し、他方のピニオン軸(第2のピニオン軸4)は操舵補助装置10Aの操舵補助トルクによって回転する。
また、本実施の形態に係るステアリング装置1Bは、ラックハウジング30の筒部31の両端部のうち第1のピニオン軸2に近い側の端部に、第2の実施の形態において図10及び図11を参照して説明した第3のラックブッシュ5Cが配置され、ラックハウジング30の筒部31の両端部のうち第2のピニオン軸4に近い側の端部に、第1の実施の形態において図4及び図6(a)を参照して説明した第1のラックブッシュ5Aが配置されている。
またさらに、本実施の形態に係るステアリング装置1Bは、第1のピニオン軸2における操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ171と、操舵トルクセンサ171によって検出した操舵トルク及び車速に応じてモータ電流を出力する制御装置172と、制御装置172から出力されるモータ電流によってトルクを発生する電動モータ173と、電動モータ173の回転軸173aの回転を減速する減速機構18とを備えている。電動モータ173及び減速機構18は、運転者によるステアリングホイール101の操舵操作を補助する操舵補助トルクを発生させる操舵補助装置10Aを構成する。
減速機構18は、電動モータ173の回転軸173aに固定されたウォーム181と、ウォーム181に噛み合うウォームホイール182とからなる。ウォームホイール182は、第2のピニオン軸4と一体に回転し、第2のピニオン軸4に操舵補助トルクを付与する。
第2のピニオン軸4の一端部における外周面には、斜歯からなるピニオン歯4aが形成されている。ラック軸3は、第1のラック歯3aが第1のピニオン軸2のピニオン歯2aと噛み合うと共に、第2のラック歯3bが第2のピニオン軸4のピニオン歯4aと噛み合い、第1のピニオン軸2及び第2のピニオン軸4の回転による軸方向移動によって車両の左右の前輪16L,16Rをそれぞれ転舵させる。
第1のピニオン軸2は、ステアリングホイール101に作用する操舵トルクに応じた移動力をラック軸3に付与する。また、第2のピニオン軸4は、操舵補助装置10Aによる操舵補助トルクに応じた移動力をラック軸3に付与する。
図13は、ラックハウジング30の一部を破断してその周辺部と共に示す構成図である。本実施の形態に係るラックハウジング30は、筒部31及び第1のピニオン軸2の一部を収容する筒状突起部32に加え、減速機構18を収容する減速機構収容部33を有している。
ステアリングホイール101が左旋回方向に最大舵角まで操舵されると、ラック軸3の第1のラック歯3aは、その一部が第3のラックブッシュ5Cを通過して筒部31から右方に突出する。また、ステアリングホイール101が右旋回方向に最大舵角まで操舵されると、ラック軸3の第2のラック歯3bは、その一部が第1のラックブッシュ5Aを通過して筒部31から左方に突出する。
ラック軸3は、第1のラック歯3aが第1のピニオン軸2のピニオン歯2aに噛み合うことにより噛み合い反力を受けると共に、第2のラック歯3bが第2のピニオン軸4のピニオン歯4aに噛み合うことによっても噛み合い反力を受ける。
図14は、第2のピニオン軸4とラック軸3との噛み合い部の周辺の構成を示す図13のE−E線断面図である。ラックハウジング30には、第2のピニオン軸4に対応して設けられた第2のラックガイド20Bを収容する第2のラックガイド収容部36が形成されている。第2のラックガイド収容部36は、円筒状であり、ラック軸3及び第2のピニオン軸4に直交する方向に延在している。
ウォーム181及びウォームホイール182は、ラックハウジング30の減速機構収容部33に収容され、ウォームホイール182に相対回転不能に連結された第2のピニオン軸4は、ピニオン歯4aの両側が針状ころ軸受361及び玉軸受362によって支持されている。
第2のラックガイド20Bは、第1のラックガイド20Aと同様に構成されている。具体的には、第2のラックガイド20Bは、ラック軸3の中心軸線C(図13に示す)に直交する方向へ進退移動可能なサポートヨーク24と、ラック軸3を第2のピニオン軸4に押し付けるようにサポートヨーク24を付勢するコイルバネ25と、ラックガイド収容部36の開口側の端部に固定されてコイルバネ25を圧縮状態に維持するガイド押え部材26とを有する。また、サポートヨーク24は、ラック軸3における第2のラック歯3bの裏側であって、第2のラック歯3bが形成されていないラック軸3の外周面に摺接する樹脂からなるシート状の摺接部240を有している。コイルバネ25は、サポートヨーク24の摺接部240を介してラック軸3を第2のピニオン軸4に押し付けるようにサポートヨーク24を付勢している。
サポートヨーク24の外周面には、一対の環状溝24aが形成され、これらの環状溝24aにそれぞれOリング241が配置されている。また、サポートヨーク24には、コイルバネ25を収容する凹部242が形成され、凹部242の底面242aとガイド押え部材26との間にコイルバネ25が配置されている。
ラック軸3は、サポートヨーク24の摺接部240を介してコイルバネ25の付勢力を受け、第2のピニオン軸4に押し付けられている。これにより、ラック軸3の第2のラック歯3bと第2のピニオン軸4のピニオン歯4aとの間のバックラッシが抑制され、噛み合い状態が適切に保たれる。
図15は、第1及び第2のラックガイド20A,20Bならびに第3のラックブッシュ5C及び第1のラックブッシュ5Aによるラック軸3の支持構成を模式的に示す説明図である。
図15に示すように、第1のピニオン軸2のピニオン歯2aとラック軸3の第1のラック歯3aとの噛み合い反力をF10とすると、このF10は、第1のラックガイド20A及び第3のラックブッシュ5Cによって受け止められる。すなわち、第3のラックブッシュ5Cは、第1のラックガイド20Aと共に、第1のピニオン軸2のピニオン歯2aとラック軸3の第1のラック歯3aとの噛み合い反力を受ける。
第1のラックガイド20Aからラック軸3に作用する押付力をF11とし、第3のラックブッシュ5Cからラック軸3に作用する押付力をF12とすると、F10の大きさと、F11とF12とを合わせた力の大きさとが同じとなる。なお、図8では、F10,F11,F12の力の大きさを矢印の長さによって表している。
同様に、第2のピニオン軸4のピニオン歯4aとラック軸3の第2のラック歯3bとの噛み合い反力をF20とすると、このF20は、第2のラックガイド20B及び第1のラックブッシュ5Aによって受け止められる。すなわち、第1のラックブッシュ5Aは、第2のラックガイド20Bと共に、第2のピニオン軸4のピニオン歯4aとラック軸3の第2のラック歯3bとの噛み合い反力を受ける。
第2のラックガイド20Bからラック軸3に作用する押付力をF21とし、第1のラックブッシュ5Aからラック軸3に作用する押付力をF22とすると、F20の大きさと、F21とF22とを合わせた力の大きさとが同じとなる。図15では、F20,F21,F22の力の大きさを矢印の長さによって表している。
また、図15では、第1のラックガイド20Aからラック軸3に作用する押付力F11が、第3のラックブッシュ5Cからラック軸3に作用する押付力をF12よりも大きく、第2のラックガイド20Bからラック軸3に作用する押付力F21が、第1のラックブッシュ5Aからラック軸3に作用する押付力をF22よりも大きい場合について図示しているが、これらの大小関係は、ラック軸3と第1のピニオン軸2及び第2のピニオン軸4との噛み合い反力の大きさ等によって変化し得る。
またさらに、図15では、第2のピニオン軸4のピニオン歯4aとラック軸3の第2のラック歯3bとの噛み合い反力F20が、第1のピニオン軸2のピニオン歯2aとラック軸3の第1のラック歯3aとの噛み合い反力F10よりも大きい状態を例にとって図示しているが、これらの大小関係は、車速や操舵角に応じて逆転する場合がある。
このように、第1のピニオン軸2とラック軸3との噛み合い反力は、ラックハウジング30の筒部31の両端部のうち第1のピニオン軸2に近い側の端部に配置された第3のラックブッシュ5Cと、第1のラックガイド20Aとによって受け止められる。これにより、第1のラックガイド20Aの負荷が軽減され、第1のピニオン軸2とラック軸3との噛み合い反力の全てを第1のラックガイド20Aで受ける場合に比較して、第1のラックガイド20Aにおけるサポートヨーク21の摺接部210の摩耗が抑制される。
また同様に、第2のピニオン軸4とラック軸3との噛み合い反力は、ラックハウジング30の筒部31の両端部のうち第2のピニオン軸4に近い側の端部に配置された第1のラックブッシュ5Aと、第2のラックガイド20Bとによって受け止められる。これにより、第2のラックガイド20Bの負荷が軽減され、第2のピニオン軸4とラック軸3との噛み合い反力の全てを第2のラックガイド20Bで受ける場合に比較して、第2のラックガイド20Bにおけるサポートヨーク24の摺接部240の摩耗が抑制される。
以上説明した第3の実施の形態によれば、第1及び第2の実施の形態と同様に、ラック軸3が第1及び第2のピニオン軸2,4から受ける力が大きくなっても、第1及び第2のラックガイド20A,20Bのサポートヨーク21,24における摺接部210,240の摩耗を抑制することができ、ひいてはステアリングホイール101の操作時における振動や異音を抑制することができる。
(第3の実施の形態の変形例)
上記第3の実施の形態では、第1のピニオン軸2のピニオン歯2aとラック軸3の第1のラック歯3aとの噛み合い位置に近い側におけるラックハウジング30の筒部31の端部に第3のラックブッシュ5Cを配置した場合について説明したが、この第3のラックブッシュ5Cに替えて、第1の実施の形態において図6(b)を参照して説明した第2のラックブッシュ5Bを配置してもよい。この場合でも、比較的大きな噛み合い反力が発生する第2のピニオン軸4とラック軸3との噛み合い部に設けられる第2のラックガイド20Bの負荷を、第1のラックブッシュ5Aが第2のピニオン軸4とラック軸3との噛み合い反力の一部を受けることによって軽減することができ、長期に亘って運転者に良好な操舵感を提供することが可能となる。
上記第3の実施の形態では、第1のピニオン軸2のピニオン歯2aとラック軸3の第1のラック歯3aとの噛み合い位置に近い側におけるラックハウジング30の筒部31の端部に第3のラックブッシュ5Cを配置した場合について説明したが、この第3のラックブッシュ5Cに替えて、第1の実施の形態において図6(b)を参照して説明した第2のラックブッシュ5Bを配置してもよい。この場合でも、比較的大きな噛み合い反力が発生する第2のピニオン軸4とラック軸3との噛み合い部に設けられる第2のラックガイド20Bの負荷を、第1のラックブッシュ5Aが第2のピニオン軸4とラック軸3との噛み合い反力の一部を受けることによって軽減することができ、長期に亘って運転者に良好な操舵感を提供することが可能となる。
また、上記第3の形態では、ラック軸3の第1のラック歯3aにおける比ストロークが一定であり、第2のラック歯3bにおける比ストロークが舵角に応じて変化する場合につて説明したが、これに限らず、第1のラック歯3aにおける比ストロークが舵角に応じて変化し、第2のラック歯3bにおける比ストロークが一定であるようにラック軸3を構成してもよい。この場合、ラックハウジング30の筒部31の両端部のうち第1のピニオン軸2のピニオン歯2aと第1のラック歯3aとの噛み合い位置に近い側の端部に第1のラックブッシュ5Aを配置し、ラックハウジング30の筒部31の両端部のうち第2のピニオン軸4のピニオン歯4aと第2のラック歯3bとの噛み合い位置に近い側の端部に第3のラックブッシュ5Cを配置することが好ましい。
またさらに、上記第3の実施の形態では、減速機構18が、ウォーム181及びウォームホイール182からなるウォームギヤ機構である場合について説明したが、これに限らず、例えばボールねじ機構によって減速機構18を構成してもよい。この場合でも、第1のピニオン軸2のピニオン歯2aとラック軸3のラック歯3aとの噛み合い反力の一部が、これらの噛み合い位置に近い側の筒部31の端部に配置された第3のラックブッシュ5Cによって受け止められるので、第1のラックガイド20Aの負荷が軽減され、第1のラックガイド20Aにおけるサポートヨーク21の摺接部210の摩耗が抑制される。
(付記)
以上、本発明を第1乃至第3の実施の形態に基づいて説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。
以上、本発明を第1乃至第3の実施の形態に基づいて説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。
1,1A,1B…ステアリング装置、10,10A…操舵補助装置、100…ステアリングシャフト、101…ステアリングホイール、102…コラムシャフト、103…インターミディエイトシャフト(中間シャフト)、111…第1の自在継手、112…第2の自在継手、121…操舵トルクセンサ、122,172…制御装置、123,173…電動モータ、123a,173a…回転軸、13,18…減速機構、131,181…ウォーム、132,182…ウォームホイール、14L,14R…ボールジョイント、15L,15R…タイロッド、16L…左前輪、16R…右前輪、17L,17R…ベローズ、2…第1のピニオン軸、20…ラックガイド、20A…第1のラックガイド、20B…第2のラックガイド、21,24…サポートヨーク(支持部材)、210,240…(摺接部)、211,241…Oリング、212,242…凹部、212a,242a…底面、21a,24a…環状溝、22,25…コイルバネ(付勢部材)、23,26…ガイド押え部材、2a…ピニオン歯、2b…セレーション、3…ラック軸、30…ラックハウジング、31…筒部、311…第1の凹部、312…第2の凹部、31a…内周面、32…筒状突起部、33…減速機構収容部、34…第1のラックガイド収容部、351…針状ころ軸受、352…玉軸受、353…蓋部材、353a…挿通孔、356…カバー部材、36…第2のラックガイド収容部、36a,34a…内周面、3a…第1のラック歯、3a1,3b1…低比ストローク領域、3a2,3b2…高比ストローク領域、3b…第2のラック歯、3c…ギヤ背面、3d1,3d2…歯面、3e…円弧部、3f…空隙、4…第2のピニオン軸、41…針状ころ軸受、42…玉軸受、4a…ピニオン歯、5A…第1のラックブッシュ、5B…第2のラックブッシュ、5C…第3のラックブッシュ、5a…第1スリット、5b…第2スリット、5c…凹溝、50…基部、500…Oリング、501〜506…第1乃至第6の円弧片、501a,502a,503a,504a,505a,506a…内周面、501b,502b,503b,504b,505b,506b…外周面、51…小径部、52…鍔部、521…ボス部
Claims (9)
- ピニオン歯が形成されたピニオン軸と、
前記ピニオン軸の前記ピニオン歯に噛み合うラック歯を有し、前記ピニオン軸の回転による軸方向移動によって車両の転舵輪を転舵させるラック軸と、
前記ラック軸を収容する筒部を有するハウジングと、
前記ラック軸における前記ラック歯の裏側であって前記ラック歯が形成されていない外周面に摺接すると共に前記ラック軸の中心軸線に直交する方向へ進退移動可能な支持部材、及び前記ラック歯を前記ピニオン歯に押し付けるように前記支持部材を付勢する付勢部材を有するラックガイドと、
前記ハウジング内に配置され、前記ラック軸を前記中心軸線方向に移動可能に支持するラックブッシュとを備え、
前記ラックブッシュは、前記ラック歯が形成されていない部位に対応した形状の内周面を備えると共に、前記ラック軸に零隙間又は負隙間で嵌合され、
前記ラックブッシュと前記ラック歯との間に干渉回避手段が形成された、
ステアリング装置。 - 前記ラックブッシュは、前記ハウジングの前記筒部の両端部のうち、少なくとも前記ピニオン歯との噛み合い位置に近い側の端部に配置されている、
請求項1に記載のステアリング装置。 - 前記ラックブッシュは、前記ハウジングにおける前記筒部の両端部に配置される、
請求項1又は2に記載のステアリング装置。 - 前記ハウジングの前記筒部の両端部のうち、前記ピニオン歯との噛み合い位置から遠い側の端部には、前記ラック軸を前記中心軸線方向に移動可能に支持する環状支持部材が、前記ラック軸に隙間嵌めされて配置された、
請求項1又は2に記載のステアリング装置。 - 前記干渉回避手段は、前記ラック軸の前記ラック歯を鍛造成形することにより前記ラックブッシュと前記ラック歯との干渉を回避する手段である、
請求項1乃至4の何れか1項に記載のステアリング装置。 - 前記ラック軸は、前記ピニオン歯との噛み合い範囲における前記中心軸線方向の中央部と両端部とで比ストロークが異なる可変比ラックである、
請求項5に記載のステアリング装置。 - 前記干渉回避手段は、前記ラックブッシュに設けられた前記ラック軸の前記ラック歯との接触を避けるための逃がしである、
請求項1乃至4の何れか1項に記載のステアリング装置。 - 前記ラック軸の前記ラック歯には、一対の前記ピニオン軸のピニオン歯が噛み合い、前記一対の前記ピニオン軸のうち、一方のピニオン軸は前記ステアリングホイールに付与される操舵トルクによって回転し、かつ他方のピニオン軸は操舵補助トルクによって回転し、
前記ラックガイドは、前記一対の前記ピニオン軸のそれぞれに対応して設けられ、
前記ハウジングの前記筒部の両端部のうち、少なくとも前記他方のピニオン軸の前記ピニオン歯との噛み合い位置に近い側の端部に前記ラックブッシュが配置された、
請求項1,2,3,5,6の何れか1項に記載のステアリング装置。 - 前記ピニオン軸は、ステアリングホイールに接続されるステアリングシャフトの一部を構成し、
前記ステアリングシャフトに操舵補助トルクが付与される、
請求項1乃至7の何れか1項に記載のステアリング装置。
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| JP2015034138A JP2016155443A (ja) | 2015-02-24 | 2015-02-24 | ステアリング装置 |
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-
2015
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