JP6120047B2 - ステアリング装置 - Google Patents
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Description
通例、ラック軸の一対の端部は、ハウジングに保持されたラックブッシュにより軸方向に摺動可能に支持されている。特許文献1では、ラック軸の一対の端部のうち、補助ピニオンに近い側の端部が、ラックブッシュとしての偏心軸受ブッシュによって受けられている。偏心軸受ブッシュは、その回動位置によってラック軸を枢支する位置を変化させて、補助ピニオンとラック軸との噛合状態を調整している。
そこで、本発明の目的は、ラック軸の並進運動に起因する騒音の発生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である。
また、請求項2の発明は、軸方向(X1)に延びてハウジングを挿通し、第1ラック(4)と第2ラック(5R)とを前記軸方向に離隔して外周(6a)に有し、前記第1ラックと前記第2ラックとは前記軸方向に対して同側に傾斜するはす歯をなしているラック軸(6R)と、前記第1ラックに噛み合うはす歯の第1ピニオン(7)を有する第1ピニオン軸(8)と、前記第2ラックに噛み合うはす歯の第2ピニオン(9R)を有し、前記ラック軸の中心軸線(CR)を含み且つ前記第1ピニオン軸の中心軸線(C1)と平行な平面に対して、前記第1ピニオン軸と反対側に配置された第2ピニオン軸(10R)と、前記ラック軸の軸方向に関して両ピニオン軸の間に配置され、前記ハウジングにより保持されて前記ラック軸を前記軸方向に摺動可能に支持し、両ピニオン軸と概ね平行な方向(Y1)へのラック軸の移動を制限するラックブッシュと、を備えたステアリング装置(1R)を提供する。
また、請求項4のように、前記ラックブッシュは、前記ラック軸を付勢する付勢部として、両ピニオン軸と概ね平行な方向に前記ラック軸を付勢する弾性凸部(61A,61B;261A,261B)のみを含んでいてもよい。
また、請求項7のように、前記ラックブッシュは、前記ラック軸の前記軸方向に関して、前記第1ピニオン軸と前記第2ピニオン軸との間の中央位置(P1)よりも前記第1ピニオン軸側に配置されていてもよい。
請求項4の発明によれば、ラックブッシュがラック軸を付勢する付勢部として、両ピニオン軸と概ね平行な方向にラック軸を付勢する弾性凸部のみを含むので、ラック軸の並進運動を抑制して静音化を図りつつ、各ラックと対応するピニオンの噛み合い力の過大化を抑制して操舵フィーリングを向上することができる。
請求項6の発明によれば、第1ラックに対する操舵補助力伝達用の第1ピニオンの噛み合い率を向上し、第2ラックに対するマニュアル操舵力伝達用の第2ピニオンの噛み合い率を向上することができる。
図1は本発明の一実施形態のステアリング装置の概略図である。図1を参照して、ステアリング装置1は、ラックアンドピニオン機構からなる転舵機構2を備えている。転舵機構2は、車体に固定された筒状の第1ハウジング3(ラックハウジングに相当)を挿通し、軸方向X1に離隔したはす歯の第1ラック4とはす歯の第2ラック5とを有する転舵軸としてのラック軸6と、第1ラック4に噛み合うはす歯の第1ピニオン7を有する第1ピニオン軸8と、第2ラック5に噛み合うはす歯の第2ピニオン9を有する第2ピニオン軸10と、ラック軸6の軸方向X1の第1端部11および第2端部12にそれぞれタイロッド13およびナックル14を介して連結された転舵輪15とを備えている。
運転者が操舵部材18を操作することで、そのマニュアル操舵力(操舵トルク)により、ステアリングシャフト19、自在継手20、中間軸21、自在継手22、第2ピニオン軸10、ラック軸6、タイロッド13およびナックル14を介して転舵輪15を操舵することができる。すなわち、操舵部材18、ステアリングシャフト19、自在継手20、中間軸21、自在継手22、第2ピニオン軸10、ラック軸6によってマニュアル操舵系MSが構成されている。
電動モータ24は、車体に固定されたモータハウジング26と、出力軸としての回転軸27とを備えている。減速機構25は、継手28を介して回転軸27とトルク伝達可能に連結されたウォーム軸等の駆動ギヤ29と、駆動ギヤ29と噛み合い第1ピニオン軸8と一体回転可能に連結されたウォームホイール等の被動ギヤ30とを備えている。
トルクセンサ31のトルク検出結果は、ECU(Electronic Control Unit :電子制御ユニット)32に与えられる。ECU32では、トルク検出結果や図示しない車速センサから与えられる車速検出結果等に基づいて、内蔵の駆動回路を介して電動モータ24を駆動制御する。電動モータ24の出力回転が減速機構25を介して減速されて第1ピニオン軸8に伝達され、ラック軸6の直線運動に変換されて、操舵が補助される。
第1ラックブッシュ16は、両ピニオン軸8,10と概ね平行な方向Y1へのラック軸6の移動を制限する機能を有している。図2のように、ラック軸6の軸方向から見て、両ピニオン軸8,10の中心軸線C1,C2が一致する場合、両ピニオン軸8,10と概ね平行な方向Y1とは、両ピニオン軸8,10の中心軸線C1,C2と平行な方向、または該平行な方向に対して30度以内の角度をなして傾斜する方向である。図3のように、ラック軸6の軸方向から見て、両ピニオン軸8,10の中心軸線C1,C2が、互いに傾斜している場合には、第1ピニオン軸8の中心軸線C1に平行な方向から第2ピニオン軸10の中心軸線C2に平行な方向までの間の方向である。
ラック軸6の第1端部11は、第1ピニオン軸8に相対的に近く且つ第2ピニオン軸10から相対的に遠い。また、ラック軸6の第2端部12は、第1端部11とは反対側の端部であり、第2ピニオン軸10に相対的に近く且つ第1ピニオン軸8から相対的に遠い。第2ラックブッシュ17は、ラック軸6の第1端部11を軸方向X1に摺動可能に支持している。
第1ピニオン軸8は、蓋部35によって支持された例えば玉軸受からなる第1軸受36と、本体部34によって支持された例えば玉軸受からなる第2軸受37とによって回転可能に支持されている。第1ピニオン軸8の軸方向に関して、第1軸受36と第2軸受37との間に、被動ギヤ30が配置されている。また、第1ピニオン軸8の先端部は、本体部34によって支持された例えば針状ころ軸受からなる第3軸受38によって回転可能に支持されている。第1ピニオン軸8の軸方向に関して、第2軸受37と第3軸受38との間に、第1ピニオン7が配置されている。
図7および図8Aに示すように、第1ラックブッシュ16は、ラック軸6の全周を取り囲む環状部58と、環状部58から軸方向に延びる断面円弧状部59とを備えており、例えば樹脂により形成されている。環状部58の外周58aには、径方向外方へ突出する係合凸部60が設けられている。また、断面円弧状部59の内周59aには、一対の断面山形の弾性凸部61A,61Bが、軸方向に延びる凸条として形成されている。
図8Aの8C−8C線に沿う断面図である図8Cに示すように、一対の弾性凸部61A,61Bは、断面円弧状部59の内周59aにおいて、ラック軸6を挟んで径方向に対向する位置に配置され、ラック軸6の外周6aを押圧してラック軸6を第1ピニオン軸8と概ね平行な方向Y1に沿って互いに逆向きに弾性的に付勢する機能を果たす。第1ラックブッシュ16は、ラック軸6を付勢する付勢部として、両ピニオン軸8,10と概ね平行な方向Y1にラック軸6を付勢する弾性凸部61A,61Bのみを含んでいる。
第2ラックブッシュ17は、例えば樹脂により形成されており、円筒状をなしている。図示していないが、第2ラックブッシュ17の外周には、周方向に等間隔で離隔した弾性凸部が設けられており、これら弾性凸部の弾性変形により、ラック軸6の撓みを許容する構成とされている。
特に、ラックブッシュ(第1ラックブッシュ16)がラック軸6を付勢する付勢部として、両ピニオン軸8,10と概ね平行な方向Y1にラック軸6を付勢する弾性凸部61A,61Bのみを含むので、ラック軸6の並進運動を抑制して静音化を図りつつ、各ラック4,5と対応するピニオン7,9の噛み合い力の過大化を抑制して操舵フィーリングを向上することができる。
また、第1ラックブッシュ16が、ラック軸6の軸方向X1に関して、第1ピニオン軸8と第2ピニオン軸10との間の中央位置P1よりも第1ピニオン軸8側に配置されている。すなわち、第1ラックブッシュ16がマニュアル操舵力伝達用の第2ピニオン軸10よりも操舵補助力伝達用の第1ピニオン軸8に相対的に近い位置に配置される。したがって、第1ラックブッシュ16によって、第1ラック4に対する第1ピニオン7の噛み合い率をより効果的に向上して、通常第2ピニオン9と第2ラック5との噛み合い音よりも大きい、第1ピニオン7と第1ラック4との噛み合い音をより効果的に低減することができる。
本発明は前記各実施形態に限定されるものではない。例えば、図8Cの実施形態では、第1ラックブッシュ16の断面円弧状部59の内周59aに、断面山形の一対の弾性凸部61A,61Bを設けている。これに対して、図16に示すように、一対の弾性凸部261A,261Bを、第1ラックブッシュ216の断面円弧状部259の円弧状の内周259aの一部を平坦面状に突出させて形成してもよい。
Claims (8)
- 軸方向に延びてハウジングを挿通し、第1ラックと第2ラックとを前記軸方向に離隔して外周に有し、前記第1ラックと前記第2ラックとは前記軸方向に対して同側に傾斜するはす歯をなしているラック軸と、
前記第1ラックに噛み合うはす歯の第1ピニオンを有する第1ピニオン軸と、
前記第2ラックに噛み合うはす歯の第2ピニオンを有し、前記ラック軸の中心軸線を含み且つ前記第1ピニオン軸の中心軸線と平行な平面に対して、前記第1ピニオン軸と同側に配置された第2ピニオン軸と、
前記ラック軸の軸方向に関して両ピニオン軸の間に配置され、前記ハウジングにより保持されて前記ラック軸を前記軸方向に摺動可能に支持し、両ピニオン軸と概ね平行な方向へのラック軸の移動を制限するラックブッシュと、を備えたステアリング装置。 - 軸方向に延びてハウジングを挿通し、第1ラックと第2ラックとを前記軸方向に離隔して外周に有し、前記第1ラックと前記第2ラックとは前記軸方向に対して同側に傾斜するはす歯をなしているラック軸と、
前記第1ラックに噛み合うはす歯の第1ピニオンを有する第1ピニオン軸と、
前記第2ラックに噛み合うはす歯の第2ピニオンを有し、前記ラック軸の中心軸線を含み且つ前記第1ピニオン軸の中心軸線と平行な平面に対して、前記第1ピニオン軸と反対側に配置された第2ピニオン軸と、
前記ラック軸の軸方向に関して両ピニオン軸の間に配置され、前記ハウジングにより保持されて前記ラック軸を前記軸方向に摺動可能に支持し、両ピニオン軸と概ね平行な方向へのラック軸の移動を制限するラックブッシュと、を備えたステアリング装置。 - 請求項1または2において、前記ラックブッシュは、前記ラック軸を付勢する付勢部として、両ピニオン軸と概ね平行な方向に前記ラック軸を付勢する弾性凸部を含むステアリング装置。
- 請求項1から3の何れか1項において、前記ラックブッシュは、前記ラック軸を付勢する付勢部として、両ピニオン軸と概ね平行な方向に前記ラック軸を付勢する弾性凸部のみを含むステアリング装置。
- 請求項1から3の何れか1項において、前記ラックブッシュは、前記ラック軸を付勢する付勢部として、両ピニオン軸と概ね平行な方向に前記ラック軸を付勢する第1弾性凸部と、前記ラック軸を前記第1ピニオンおよび前記第2ピニオンの少なくとも一方側へ付勢する第2弾性凸部とを含むステアリング装置。
- 請求項1から5の何れか1項において、前記第1ピニオン軸は操舵補助力伝達用であり、前記第2ピニオン軸は、マニュアル操舵力伝達用であるステアリング装置。
- 請求項6において、前記ラックブッシュは、前記ラック軸の前記軸方向に関して、前記第1ピニオン軸と前記第2ピニオン軸との間の中央位置よりも前記第1ピニオン軸側に配置されているステアリング装置。
- 請求項6または7において、前記ラック軸は、前記第1ピニオン軸に相対的に近く且つ前記第2ピニオン軸から相対的に遠い第1端部と、前記第1端部とは反対側の第2端部と、を含み、
前記ラックブッシュとしての第1ラックブッシュと、前記第1ラックブッシュから離隔して前記ハウジングにより保持され、前記ラック軸の前記第1端部を前記軸方向に摺動可能に支持する第2ラックブッシュと、を備えるステアリング装置。
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