JP6451031B2 - ラックピニオン式ステアリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、ラックピニオン式ステアリング装置に関する。

従来のラックピニオン式ステアリング装置では、ラックバーのピニオン軸と反対側にラックリテーナを当接させ、ラックリテーナをピニオン軸との噛み合い方向に付勢することで操舵フィーリングの剛性感を高めている。上記記載に関係する技術の一例は、特許文献１に記載されている。

特開2012-218512号公報

上記従来のラックピニオン式ステアリング装置において、操舵フィーリングの剛性感を確保しつつステアリングホイールの切り始めの動きをスムーズにして欲しいとのニーズがあった。
本発明の目的は、操舵フィーリングの剛性感を確保しつつステアリングホイールの切り始めの動きをスムーズにすることができるラックピニオン式ステアリング装置を提供することにある。

本発明では、ラックリテーナは、ピニオン軸の回転によるラックバーの軸方向移動に伴いラックバーの移動方向およびピニオン軸の回転軸の方向に当接部が移動することで揺動すると共に、ラックリテーナの揺動量である当接部の移動量は、ピニオン軸方向に移動量よりもラックバーの移動方向における移動量が大きくなるように設けられる。

よって、操舵フィーリングの剛性感を確保しつつステアリングホイールの切り始めの動きをスムーズにすることができる。

実施例１のラックピニオン式ステアリング装置の構成図である。 実施例１のラックピニオン式ステアリング装置の要部断面図である。 実施例１のゴムリング21を示す図であり、(a)は車両前方側から見た斜視図、(b)は正面図、(c)はA-A断面図である。 実施例１のリテーナ本体部15を示す図であり、(a)は車両後方側から見た斜視図、(b)は背面図である。 実施例１のラックピニオン式ステアリング装置の動作を示す図であり、(a)はラックバー3に作用するy軸方向分力およびα軸分力の方向を示す図、(b)はラックリテーナ14のy軸方向揺動時の模式図、(c)はラックリテーナ14のα軸方向揺動時の模式図である。 実施例２のリテーナ本体部15を示す図であり、(a)は車両後方側から見た斜視図、(b)は背面図、(c)はB-B断面図である。 実施例３のリテーナ本体部15の平面図である。 実施例４のリテーナ本体部15を示す図であり、(a)は車両後方側から見た斜視図、(b)はC-C断面図である。 実施例５のコイルスプリング11の背面図であり、(a)はコイルスプリング11の長径側がz軸方向に沿って配置された例、(b)はコイルスプリング11の長径側がα軸方向に沿って配置された例である。

〔実施例１〕
図１は、実施例１のラックピニオン式ステアリング装置の構成図である。
実施例１のラックピニオン式ステアリング装置は、入力軸1、ピニオン軸2およびラックバー3を備える。入力軸1は、ステアリングホイールSWに接続されている。ピニオン軸2は、入力軸1に対し図外のトーションバーを介して相対回転可能に接続されている。ピニオン軸2は、鉛直方向（車両上下方向）に対し傾斜して配置されている。ピニオン軸2の先端には、ピニオンギア2aが設けられている。ラックバー3は、車幅方向に延在し、両端に車両の左右操向輪WL,WRが接続されている。ラックバー3の車両前方側であって所定の軸方向範囲には、ピニオンギア2aと噛み合うラックギア（ラック歯部）3aが設けられている。ステアリングホイールSWへの回転入力は、ピニオンギア2aおよびラックギア3aから構成されるラックピニオン機構4によりラックバー3の軸方向移動に変換される。ラックバー3の軸方向移動に伴い左右操向輪WL,WRが転舵される。
ピニオン軸2には、減速機構5を介して電動モータMが接続されている。減速機構5は、例えばウォーム歯車機構とする。また、入力軸1とピニオン軸2とのトーションバーを介した連結部には、トルクセンサTSが設けられている。トルクセンサTSは、両軸1,2の相対回転量、すなわちトーションバーの捩れ量からドライバの操舵トルクを検出する。電動モータMは、トルクセンサTSにより検出された操舵トルクに基づいて駆動される。電動モータMの駆動によりピニオン軸2にドライバの操舵負担を軽減する操舵アシストトルクが付与される。

図２は、実施例１のラックピニオン式ステアリング装置の断面図である。以下、車両前後方向にx軸、車幅方向にy軸、車両上下方向にz軸を設定する。x軸は前方へ向かう方向を正方向とする。y軸は車両の後方側から見て右側へ向かう方向を正方向とする。z軸は上方へ向かう方向を正方向とする。
ピニオン軸2およびラックバー3から構成されるラックピニオン機構4は、ハウジング6内に収容されている。ハウジング6は、ラックバー収容部7、ピニオン軸収容部8およびラックリテーナ収容部9を有する。ラックバー収容部7は、y軸方向に延び、ラックバー3をy軸方向移動可能に収容する。ピニオン軸収容部8は、ラックバー3のx軸正方向側に設けられ、ピニオン軸2を回転可能に収容する。ピニオン軸収容部8は、ピニオン軸2の軸方向に沿って延びる略円筒状に形成されている。ピニオン軸2のz軸負方向端は、ピニオン軸収容部8に設けられたベアリング10に支持されている。ラックリテーナ収容部9は、ラックバー3のx軸負方向側に設けられている。ラックリテーナ収容部9は、x軸負方向側へ延びる断面略円形の筒状に形成されている。

ラックリテーナ収容部9には、ラックリテーナ14およびコイルスプリング（付勢部材）11が収容されている。
ラックリテーナ14は、ラックリテーナ収容部9内をx軸方向へ摺動可能に設けられている。ラックリテーナ14は、リテーナ本体部15および摩擦低減部材16を有する。リテーナ本体部15は、その中心軸線Oがx軸と平行であり、x軸負方向側へ延びる断面略円形の筒状に形成されている。リテーナ本体部15の円筒外周面15aとラックリテーナ収容部9の円筒内周面9aとの間には、所定の径方向隙間が形成されている。リテーナ本体部15のx軸正方向端には、ラックバー3のx軸負方向側に形成された断面円弧状の凸状摺動面3bと当接する凹状案内面（当接部）15bが設けられている。摩擦低減部材16は、凹状案内面15bに貼り付けられている。リテーナ本体部15の円筒外周面15aには、環状溝17が形成されている。環状溝17には、Oリング18が設けられている。リテーナ本体部15は、Oリング18により、ラックリテーナ収容部9と同心となる位置でラックリテーナ収容部9に対し弾性的に支持されている。Oリング18は、ラックバー収容部7およびピニオン軸収容部8内を液密に保持する機能を有する。リテーナ本体部15のx軸負方向端には、後述するゴムリング21と当接する当接面15cが設けられている。当接面15cは、x軸方向に対して垂直に設けられている。リテーナ本体部15のx軸負方向側には、コイルスプリング11のx軸正方向端部が着座する凹部15dが設けられている。

コイルスプリング11は、ラックリテーナ14を介してラックバー3をピニオン軸2側へ付勢する。実施例１では、コイルスプリング11の付勢方向はx軸正方向と一致する。ラックリテーナ収容部9において、x軸負方向側の開口端の内周には、アジャストスクリュー12が螺合されている。アジャストスクリュー12のx軸正方向端には、ゴムリング21と当接する当接面12aが設けられている。当接面12aは、x軸方向に対して垂直に設けられている。アジャストスクリュー12のx軸正方向側には、コイルスプリング11のx軸負方向端部が着座する凹部12bが設けられている。アジャストスクリュー12をx軸方向に進退移動させることによりコイルスプリング11のセット荷重を調整することができる。アジャストスクリュー12は、ロックナット13によりハウジング6に対しx軸方向への移動が規制されている。ラックリテーナ14の当接面15cとアジャストスクリュー12の当接面12bとの間には、ゴムリング（付勢部材）21が介装されている。ゴムリング21は、コイルスプリング11と共に、ラックリテーナ14を介してラックバー3をx軸正方向側へ付勢する。アジャストスクリュー12、コイルスプリング11およびゴムリング21はリテーナ本体部15と同心である。

図３は、実施例１のゴムリング21を示す図であり、(a)は車両前方側から見た斜視図、(b)は正面図、(c)はA-A断面図である。以下、ピニオン軸2の回転軸上にα軸を設定する。α軸の正負の方向はz軸の正負の方向と同じとする。
ゴムリング21は、リテーナ本体部15の円筒外周面15aと同じ外径、かつ、凹部15dと同じ内径を有する円環状に形成されている。ゴムリング21には、２つの肉厚部22,23が設けられている。両肉厚部22,23のx軸正方向側の端面である肉厚部端面22a,23aは、ゴムリング21において両肉厚部22,23が設けられていないx軸正方向側の端面21aよりもx軸正方向側に位置する。ゴムリング21のx軸負方向側の端面21bは面一に形成されている。図３(b)に示すように、両肉厚部22,23は、ハウジング6内にゴムリング21を組み付けたとき、x軸方向から見てα軸と重なる位置に配置されている。図３(b)において、中心軸線Oを原点とするyz座標を規定する。両肉厚部端面22a,23aと端面21aとの境界は、z軸と平行に設けられている。第１肉厚部端面22aと端面21aとの境界は、第１象限(y>0,z>0)内においてゴムリング21の内径のy座標が最大となるy座標位置a、および第２象限(y<0,z>0)内においてz軸から僅かに離れたy座標位置bに設定されている。第２肉厚部端面23aと端面21aとの境界は、第３象限(y<0,z<0)内においてゴムリング21の内径のy座標が最小となるy座標位置c、および第４象限(y>0,z<0)内においてz軸から僅かに離れたy座標位置dに設定されている。
ゴムリング21の端面21aには、x軸正方向に突出する円柱状の突起部（回転規制部）24が設けられている。一方、図４に示すように、リテーナ本体部15の当接面15cには、突起部24と対応する位置に切り欠き溝15eが設けられている。ハウジング6内にゴムリング21を組み付けたとき、突起部24は切り欠き溝15e内に挿入され、リテーナ本体部15に対するゴムリング21の中心軸線O周りの回転が規制される。
実施例１のゴムリング21は、ハウジング6内に組み付けられたとき、両肉厚部22,23がx軸方向に縮んだ状態でラックリテーナ14とアジャストスクリュー12との間に介装される。ピニオン軸2が回転しない無負荷時において、両肉厚部端面22a,23aはリテーナ本体部15の当接面15cと圧接し、端面21aは当接面15cと離間している。

実施例１のラックピニオン式ステアリング装置において、ドライバのステアリングホイールSWへの入力トルクは、ラックピニオン機構4を介してラックバー3に伝達される。図５(a)に示すように、ラックバー3へ伝達される入力トルクは、はす歯に形成されたピニオンギア2aおよびラックギア3aの噛み合いに伴い、y軸方向（ラックバー3の移動方向）およびα方向（ピニオン軸方向）に分力される。このため、ラックバー3は、y軸方向の一方およびα軸方向の一方に移動する。ラックバー3を付勢するラックリテーナ14は、ラックバー3に引きずられることにより、図５(b)および(c)に示すように、Oリング18の中心を通過するy軸方向揺動中心軸O_yおよびα軸方向揺動中心軸O_αを中心として、y軸方向の一方およびα軸方向の一方に揺動する。
ここで、ラックピニオン機構4に所定トルクが入力されたときの、ラックリテーナ14の揺動量である凹状案内面15bのα軸方向における移動量がy軸方向における移動量よりも大きい場合、ドライバがステアリングホイールSWを切り始めると、ラックリテーナ14は初めにα軸方向へ揺動し、その後y軸方向へ揺動するような挙動を示す。つまり、ラックバー3の動き始めにおいて、ラックバー3は初めにα軸方向へ移動し、その後y軸方向へ移動する。このため、ステアリングホイールSWの切り始めにおいて、ドライバの操舵入力に対するラックバー3のy軸方向への移動が非線形となり、ドライバに操舵の引っ掛かり感を与えてしまう。また、凹状案内面15bがα軸方向に比較的動きやすいと、α軸方向のガタツキが大きく、操舵フィーリングの剛性感が低下する。

これに対し、実施例１では、ラックリテーナ14を介してラックバー3をx軸正方向へ付勢する付勢部材として、コイルスプリング11に加え、ラックリテーナ14とアジャストスクリュー12との間にゴムリング21が介装されている。ゴムリング21は、x軸方向から見てα軸と重なる位置に２つの肉厚部22,23が設けられ、x軸方向に対する直交断面における中心に対するy軸方向両側よりもα軸方向両側が厚くなるように形成されている。両肉厚部22,23はx軸方向に縮んだ状態で組み付けられるため、ゴムリング21がラックバー3を付勢するためのセット荷重は、y軸方向におけるセット荷重よりもα軸方向におけるセット荷重が大きくなる。また、無負荷時において両肉厚部22,23が設けられていない部分の端面21aは、リテーナ本体部15の当接面15cと離れているため、ゴムリング21のばね定数は、y軸方向におけるばね定数よりもα軸方向におけるばね定数が大きくなる。ここで、コイルスプリング11のセット荷重およびばね定数は、y軸方向とα軸方向とで同じである。よって、コイルスプリング11とゴムリング21とを１つの付勢部材として見たとき、当該付勢部材のセット荷重は、y軸方向におけるセット荷重よりもα軸方向におけるセット荷重が大きくなる。また、当該付勢部材のばね定数は、y軸方向におけるばね定数よりもα軸方向におけるばね定数が大きくなる。

すなわち、実施例１では、ラックリテーナ14がラックバー3を付勢する付勢力を、y軸方向における付勢力よりもα軸方向における付勢力を大きくすることができる。これにより、ラックピニオン機構4に所定トルクが入力されたときの、凹状案内面15bのy軸方向における移動量をα軸方向における移動量よりも大きくすることができる。ラックリテーナ14がα軸方向よりもy軸方向により動きやすいことで、ドライバがステアリングホイールSWを切り始めると、ラックリテーナ14は初めにy軸方向へ揺動し、その後α軸方向へ揺動するような挙動を示す。つまり、ラックバー3の動き始めにおいて、ラックバー3は初めにy軸方向へ移動し、その後y軸方向へ移動する。これにより、ステアリングホイールSWの切り始めの動きをスムーズにすることができ、操舵の引っ掛かり感を抑制することができる。一方で、α軸方向の動きが比較的規制されることで、α軸方向のガタつきを抑制することができ、操舵フィーリングの剛性感を出すことができる。
実施例１では、ゴムリング21によってy軸方向とα軸方向のセット荷重およびばね定数を変更している。ゴムリング21はy軸方向とα軸方向の厚みを変更することで、セット荷重およびばね定数を容易に調整することができる。また、実施例１では、ゴムリング21の中心軸線O周りの回転を規制する突起部24をゴムリング21に設けたため、y軸方向の付勢力とα軸方向の付勢力とがゴムリング21の回転に伴いずれてしまうのを抑制することができる。
無負荷状態からラックバー3がy軸方向の一方に移動すると、ラックリテーナ14はラックバー3に引きずられてy軸方向の一方に揺動する。このとき、コイルスプリング11およびゴムリング21のy軸方向の一方側の部分は、ラックリテーナ14の揺動量が大きいほど縮む。ここで、ラックリテーナ14におけるラックバー3のy軸方向における付勢力は、コイルスプリング11およびゴムリング21の一方側の縮み量で決まる。つまり、実施例１では、ステアリングホイールSWの切り始めのy軸方向における付勢力が小さいため、ステアリングホイールSWの切り始めの動きをスムーズにすることができる。一方、ラックリテーナ14の揺動量が増加するに連れてy軸方向における付勢力が漸増するため、操舵の剛性感を出すことができる。

実施例１にあっては以下の作用効果を奏する。
(1-1) ステアリングホイールSWの回転が伝達されるピニオン軸2と、ピニオン軸2に噛み合うラックギア3aを備え、ピニオン軸2の回転が軸方向移動に変換して伝達されるラックバー3と、ピニオン軸2を収容するピニオン軸収容部8と、ラックバー3を収容するラックバー収容部7と、ラックバー3に対しピニオン軸収容部8の反対側に設けられラックバー3の長手方向に対し径方向に延びるように断面略円形の筒状に形成されたラックリテーナ収容部9と、を有するハウジング6と、ラックリテーナ収容部9内に揺動可能に設けられ、ラックバー3のピニオン軸2に対する反対側と当接する凹状案内面15bを有し、ラックバー3の軸方向移動に伴いラックバー3と相対摺動するラックリテーナ14と、ピニオン軸2との噛み合い方向にラックバー3を付勢するようにラックリテーナ14を付勢する付勢部材（コイルスプリング11、ゴムリング21）と、を備え、ラックリテーナ14は、ピニオン軸2の回転によるラックバー3の軸方向移動に伴いラックバー3の移動方向およびピニオン軸2の回転軸の方向に凹状案内面15bが移動することで揺動すると共に、ラックリテーナ14の揺動量である凹状案内面15bの移動量は、ピニオン軸方向における移動量よりもラックバー3の移動方向における移動量が大きくなるように設けられることを特徴とするラックピニオン式ステアリング装置。
よって、操舵フィーリングの剛性感を確保しつつステアリングホイールSWの切り始めの動きをスムーズにすることができる。
(2-2) (1-1)に記載のラックピニオン式ステアリング装置において、ラックリテーナ14は、ラックリテーナ14がラックバー3を付勢する付勢力が、ラックバー3の移動方向における付勢力よりもピニオン軸方向における付勢力が大きくなるように設けられることを特徴とするラックピニオン式ステアリング装置。
よって、それぞれの方向における付勢力を調整することで、操舵フィーリングの剛性感を確保しつつステアリングホイールSWの切り始めの動きをスムーズにすることができる。

(3-3) (2-2)に記載のラックピニオン式ステアリング装置において、ゴムリング21は、ゴムリング21がラックバー3を付勢するためのセット荷重が、ラックバー3の移動方向におけるセット荷重よりもピニオン軸方向におけるセット荷重が大きくなるように設けられることを特徴とするラックピニオン式ステアリング装置。
よって、それぞれの方向におけるゴムリング21のセット荷重を調整することで、操舵フィーリングの剛性感を確保しつつステアリングホイールSWの切り始めの動きをスムーズにすることができ、調整が容易となる。
(4-4) (3-3)に記載のラックピニオン式ステアリング装置において、ゴムリング21は、弾性材料で形成され、ゴムリング21のばね定数が、ラックバー3の移動方向におけるばね定数よりもピニオン軸方向におけるばね定数が大きくなるように設けられることを特徴とするラックピニオン式ステアリング装置。
よって、それぞれの方向におけるばね定数を調整することで、操舵フィーリングの剛性感を確保しつつステアリングホイールSWの切り始めの動きをスムーズにすることができ、調整が容易となる。
(5-13) (1-1)に記載のラックピニオン式ステアリング装置において、ラックリテーナ14は、ラックバー3の移動方向における付勢力が、ステアリングホイールSWの切り始めから漸増するように設けられることを特徴とするラックピニオン式ステアリング装置。
よって、ステアリングホイールSWの切り始めの付勢力を小さくすることで、ステアリングホイールSWの切り始めの動きをスムーズにしつつ、付勢力が漸増することで、操舵の剛性感を出すことができる。

〔実施例２〕
実施例２のラックピニオン式ステアリング装置は、リテーナ本体部15およびゴムリング21形状が実施例１と相違する。実施例１と同じ部位には同一の符号を付して図示および説明は省略する。
図６は、実施例２のリテーナ本体部15を示す図であり、(a)は車両後方側から見た斜視図、(b)は背面図、(c)はB-B断面図である。
リテーナ本体部15の当接面15cには、２つの凸部25,26が設けられている。両凸部25,26のx軸負方向側の端面である凸部端面25a,26aは、当接面15cよりもx軸負方向側に位置する。図６(b)に示すように、両凸部25a,26aは、ハウジング6内にラックリテーナ14を組み付けたとき、x軸方向から見てα軸と重なる位置に配置されている。図６(b)において、中心軸線Oを原点とするyz座標を規定する。両凸部端面25a,26aと当接面15cとの境界は、z軸と平行に設けられている。第１凸部端面25aと当接面15cとの境界は、第１象限(y>0,z>0)内において凹部15dの内径のy座標が最大となるy座標位置a、および第２象限(y<0,z>0)内においてz軸から僅かに離れたy座標位置bに設定されている。第２凸部端面26aと当接面15cとの境界は、第３象限(y<0,z<0)内において凹部15dの内径のy座標が最小となるy座標位置c、および第４象限(y>0,z<0)内においてz軸から僅かに離れたy座標位置dに設定されている。
実施例２では、ゴムリング21の両面は平坦に形成されている。
実施例２のラックリテーナ14は、ハウジング6内に組み付けられたとき、両凸部25,26がゴムリング21のx軸正方向側端面21aと接触し、両凸部25,26以外の部分がx軸正方向側端面21aから離間して設けられる。ゴムリング21をx軸方向から見たとき、両凸部25,26と重なる部分は、x軸方向に縮んだ状態である。

実施例２では、リテーナ本体部15に２つの凸部25,26が設けられ、無負荷時からゴムリング21のα軸と重なる位置が両凸部25,26によってx軸方向に圧縮されている。これにより、ゴムリング21がラックバー3を付勢するためのセット荷重は、y軸方向におけるセット荷重よりもα軸方向におけるセット荷重が大きくなる。また、ゴムリング21のばね定数は、y軸方向におけるばね定数よりもα軸方向におけるばね定数が大きくなる。よって、実施例２では、ラックリテーナ14がラックバー3を付勢する付勢力を、y軸方向における付勢力よりもα軸方向における付勢力を大きくすることができる。これにより、実施例１と同様、ステアリングホイールSWの切り始めの動きをスムーズにすることができると共に、操舵フィーリングの剛性感を出すことができる。

実施例２にあっては、以下の作用効果を奏する。
(6-8) (3-3)に記載のラックピニオン式ステアリング装置において、ゴムリング21は、弾性材料で形成され、ゴムリング21の付勢方向に対する直交断面における中心に対しピニオン軸方向両側においてあらかじめ圧縮するように設けられることを特徴とするラックピニオン式ステアリング装置。
よって、ゴムリング21がピニオン軸方向両側においてあらかじめ圧縮されることで、圧縮箇所におけるセット荷重を増加させることができる。
(7-9) (6-8)に記載のラックピニオン式ステアリング装置において、ラックリテーナ14は、ラックリテーナ14のゴムリング21と対向する側に設けられ、ゴムリング21の付勢方向に対する直交断面における中心に対しピニオン軸方向両側においてゴムリング21を付勢する凸部25,26を有することを特徴とするラックピニオン式ステアリング装置。
よって、凸部25,26でゴムリング21を付勢することにより、ゴムリング21がピニオン軸方向両側においてあらかじめ圧縮されることで、圧縮箇所におけるセット荷重を増加させることができる。
(8-10) (7-9)に記載のラックピニオン式ステアリング装置において、ラックリテーナ14は、ピニオン軸2が回転しない無負荷時において、凸部25,26がゴムリング21と接触し、凸部25,26の両側以外の部分がゴムリング21と接触しないように設けられることを特徴とするラックピニオン式ステアリング装置。
よって、ゴムリング21と接触する凸部25,26のみでゴムリング21が圧縮されることにより、圧縮箇所におけるセット荷重を増加させることができる。

〔実施例３〕
実施例３のラックピニオン式ステアリング装置は、２つの凸部25,26の形状が実施例２と相違する。実施例２と同じ部位には同一の符号を付して図示および説明は省略する。
図７は、実施例３のリテーナ本体部15の平面図である。
実施例３では、２つの凸部25,26の側面25b,26bがx軸正方向側に凸な湾曲円弧状、いわゆるRつなぎ形状に形成されている。Rつなぎ形状により、両凸部端面25a,26aと当接面15cは滑らかにつながれている。実施例２では、両凸部25,26が当接面15cから略垂直に立ち上がっているため、両凸部25,26と当接面15cとの境界a,b,c,dである角部分に応力集中が発生しやすいのに対し、実施例３では、両凸部端面25a,26aと当接面15cとがRつなぎ形状により滑らかに接続されているため、境界a,b,c,dにおける応力集中を緩和することができる。
実施例３にあっては以下の作用効果を奏する。
(9-11) (7-9)に記載のラックピニオン式ステアリング装置において、ラックリテーナ14は、凸部25,26におけるゴムリング21側への突出量が、ゴムリング21の付勢方向に対する直交断面における中心に対しラックバー3の移動方向両側方向に向かって連続的に減少するように形成されることを特徴とするラックピニオン式ステアリング装置。
よって、凸部25,26の境界a,b,c,dにおける応力集中を緩和することができる。

〔実施例４〕
実施例４のラックピニオン式ステアリング装置は、リテーナ本体部15の形状が実施例２と相違する。実施例２と同じ部位には同一の符号を付して図示および説明は省略する。
図８は、実施例４のリテーナ本体部15を示す図であり、(a)は車両後方側から見た斜視図、(b)はC-C断面図である。
実施例４では、リテーナ本体部15のx軸負方向側の端面の段差が三段階に設定されている。凸部端面25a,26aと当接面15cとの間には、凸部端面27a,27bが設けられている。両凸部端面27a,27bは、当接面15cよりもx軸負方向側に位置し、両凸部端面25a,26aよりもx軸正方向側に位置する。第１凸部端面27aと当接面15cとの境界は、第２象限内において円筒外周面15aのy座標が最小となるy座標位置とy座標位置cとの中間のy座標位置eに設定されている。第２凸部端面27bと当接面15cとの境界fは、第４象限内において円筒外周面15aのy座標が最大となるy座標位置とy座標位置aとの中間のy座標位置fに設定されている。
実施例４では、リテーナ本体部15のx軸負方向側の端面の段差が三段階に設定されているため、凸部25,26の境界a,b,c,dにおける応力集中を緩和することができる。

〔実施例５〕
実施例５のラックピニオン式ステアリング装置は、コイルスプリング11の形状が実施例１と相違する。実施例１と同じ部位には同一の符号を付して図示および説明は省略する。
実施例５のコイルスプリング11は、x軸方向から見て楕円形状（長円形状）を有する。コイルスプリング11は、図９(a)に示すように長径側がz軸方向に沿って配置されている。なお、図９(b)のように長径側をα軸方向に沿って配置してもよい。
実施例５では、ラックリテーナ14の当接面15cとアジャストスクリュー12の当接面12aとの間には、所定の隙間が設けられており、ゴムリング等の付勢部材は介装されていない。
実施例５のラックピニオン式ステアリング装置では、コイルスプリング11が楕円形状であり、長径側がz軸方向（またはα軸方向）に沿って配置されている。このため、コイルスプリング11の中心軸線Oから外縁までの距離は、α軸方向側よりもy軸方向側が短くなる。つまり、コイルスプリング11は、ラックリテーナ14のy軸方向への揺動時には、α軸方向への揺動時と比較してより揺動中心に近い位置でラックリテーナ14を付勢する。よって、ラックリテーナ14がラックバー3を付勢する付勢力は、y軸方向における付勢力よりもα軸方向における付勢力が大きくなる。これにより、ラックピニオン機構4に所定トルクが入力されたときの、凹状案内面15bのy軸方向における移動量をα軸方向における移動量よりも大きくすることができる。この結果、ステアリングホイールSWの切り始めの動きをスムーズにすることができ、操舵の引っ掛かり感を抑制することができる。一方で、α軸方向の動きが比較的規制されることで、α軸方向のガタつきを抑制することができ、操舵フィーリングの剛性感を出すことができる。

実施例５にあっては以下の作用効果を奏する。
(10-12) (1-1)に記載のラックピニオン式ステアリング装置において、コイルスプリング11は弾性材料で形成され、コイルスプリング11の付勢方向に対する直交断面における中心から外縁までの距離が、ピニオン軸方向側よりもラックバー3の移動方向側が短い楕円形状を有することを特徴とするラックピニオン式ステアリング装置。
よって、コイルスプリング11を楕円形状とすることで、それぞれの方向における付勢力を調整することができる。

〔他の実施例〕
以上、本発明を実施するための形態を実施例に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は実施例に示した構成に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
例えば、付勢部材はゴムリングに限らず、皿ばね、ワッシャ等を用いてもよい。皿ばねやワッシャを用いた場合でも、ラックバーの移動方向両側およびピニオン軸方向両側の厚みを変更することで、セット荷重およびばね定数を容易に調整することができる。
付勢部材の回転を規制する回転規制部の形状は円柱状に限らず、角柱状、円錐状や角錐状でもよい。

以下に、実施例から把握される特許請求の範囲に記載した発明以外の技術的思想について説明する。
(11-5) (4-4)に記載のラックピニオン式ステアリング装置において、
前記付勢部材は、皿ばね、ワッシャ、またはゴムであることを特徴とするラックピニオン式ステアリング装置。
よって、それぞれの方向におけるばね定数の調整が容易となる。
(12-6) (11-5)に記載のラックピニオン式ステアリング装置において、
前記付勢部材は、前記付勢部材の付勢方向における厚さが、前記付勢部材の付勢方向に対する直交断面における中心に対する前記ラックバーの移動方向両側よりも前記ピニオン軸方向両側が厚くなるように形成されることを特徴とするラックピニオン式ステアリング装置。
よって、それぞれの方向における付勢部材の厚みを変更することで、ばね定数を調整することができる。
(13-7) (12-6)に記載のラックピニオン式ステアリング装置において、
前記付勢部材は、前記付勢部材の付勢方向に対する直交断面における中心を回転中心として前記付勢部材が回転することを規制する回転規制部を有することを特徴とするラックピニオン式ステアリング装置。
よって、回転規制部を設けることで、それぞれの方向における付勢力の強さが付勢部材の回転によってずれてしまうことを抑制することができる。

SW ステアリングホイール
2 ピニオン軸
3 ラックバー
3a ラックギア（ラック歯部）
6 ハウジング
7 ラックバー収容部
8 ピニオン軸収容部
9 ラックリテーナ収容部
11 コイルスプリング（付勢部材）
14 ラックリテーナ
21 ゴムリング（付勢部材）

Claims (8)

1. ステアリングホイールの回転が伝達されるピニオン軸と、
   前記ピニオン軸に噛み合うラック歯部を備え、前記ピニオン軸の回転が軸方向移動に変換して伝達されるラックバーと、
   前記ピニオン軸を収容するピニオン軸収容部と、前記ラックバーを収容するラックバー収容部と、前記ラックバーに対し前記ピニオン軸収容部の反対側に設けられ前記ラックバーの長手方向に対し径方向に延びるように断面略円形の筒状に形成されたラックリテーナ収容部と、を有するハウジングと、
   前記ラックリテーナ収容部内に揺動可能に設けられ、前記ラックバーの前記ピニオン軸に対する反対側と当接する当接部を有し、前記ラックバーの軸方向移動に伴い前記ラックバーと相対摺動するラックリテーナと、
   前記ピニオン軸との噛み合い方向に前記ラックバーを付勢するように前記ラックリテーナを付勢する付勢部材と、
   を備え、
   前記ラックリテーナは、前記ピニオン軸の回転による前記ラックバーの軸方向移動に伴い前記ラックバーの移動方向および前記ピニオン軸の回転軸の方向に前記当接部が移動することで揺動すると共に、前記ラックリテーナが前記ラックバーを付勢する付勢力が、前記ラックバーの移動方向における付勢力よりも前記ピニオン軸方向における付勢力が大きくなるように設けられることにより、前記ラックリテーナの揺動量である前記当接部の移動量は、前記ピニオン軸方向における移動量よりも前記ラックバーの移動方向における移動量が大きくなるように設けられ、
   前記付勢部材は、前記付勢部材が前記ラックバーを付勢するためのセット荷重が、前記ラックバーの移動方向におけるセット荷重よりも前記ピニオン軸方向におけるセット荷重が大きくなるように設けられることを特徴とするラックピニオン式ステアリング装置。
2. 請求項１に記載のラックピニオン式ステアリング装置において、
   前記付勢部材は、弾性材料で形成され、前記付勢部材のばね定数が、前記ラックバーの移動方向におけるばね定数よりも前記ピニオン軸方向におけるばね定数が大きくなるように設けられることを特徴とするラックピニオン式ステアリング装置。
3. 請求項１に記載のラックピニオン式ステアリング装置において、
   前記付勢部材は、弾性材料で形成され、前記付勢部材の付勢方向に対する直交断面における中心に対し前記ピニオン軸方向両側においてあらかじめ圧縮するように設けられることを特徴とするラックピニオン式ステアリング装置。
4. 請求項３に記載のラックピニオン式ステアリング装置において、
   前記ラックリテーナは、前記ラックリテーナの前記付勢部材と対向する側に設けられ、前記付勢部材の付勢方向に対する直交断面における中心に対し前記ピニオン軸方向両側において前記付勢部材を付勢する凸部を有することを特徴とするラックピニオン式ステアリング装置。
5. 請求項４に記載のラックピニオン式ステアリング装置において、
   前記ラックリテーナは、前記ピニオン軸が回転しない無負荷時において、前記凸部が前記付勢部材と接触し、前記凸部の両側以外の部分が前記付勢部材と接触しないように設けられることを特徴とするラックピニオン式ステアリング装置。
6. 請求項４に記載のラックピニオン式ステアリング装置において、
   前記ラックリテーナは、前記凸部における前記付勢部材側への突出量が、前記付勢部材の付勢方向に対する直交断面における中心に対し前記ラックバーの移動方向両側方向に向かって連続的に減少するように形成されることを特徴とするラックピニオン式ステアリング装置。
7. 請求項１に記載のラックピニオン式ステアリング装置において、
   前記付勢部材は弾性材料で形成され、前記付勢部材の付勢方向に対する直交断面における中心から外縁までの距離が、前記ピニオン軸方向側よりも前記ラックバーの移動方向側が短い楕円形状を有することを特徴とするラックピニオン式ステアリング装置。
8. 請求項１に記載のラックピニオン式ステアリング装置において、
   前記ラックリテーナは、前記ラックバーの移動方向における付勢力が、前記ステアリングホイールの切り始めから漸増するように設けられることを特徴とするラックピニオン式ステアリング装置。

Images