JP2013010390A - ラックガイド機構及びステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ステアリング操作開始時の引っ掛かり感を低減できるとともに、サポートヨークの収容部内でのがたつきを一層小さく抑えることができるラックガイド機構及びステアリング装置を提供する。
【解決手段】サポートヨーク３１にＯリング４１を装着するための装着溝４２で開口する切欠凹部４３内には、Ｏリング４１のラック軸方向Ｘの周部を支持するガイド面５４ａを有する半月板状のガイド部５４と、ガイド部５４から延出する延出部５５とを有する一対のスペーサ部材５３が配置されている。一対のスペーサ部材５３は、サポートヨーク３１を構成する一対の連結部４８間の連通孔５１に挿入した延出部５５の端面を当接させた状態で組み付けられている。ガイド部５４と連結部４８の間には、コイルばね５６が圧縮状態で介装されている。また、Ｏリング４１のピニオン軸方向Ｙの周部は、一対の連結部４８のピニオン軸方向Ｙ外側のガイド面４８ａに支持されている。
【選択図】図５

Description

本発明は、ラックアンドピニオン式のステアリング装置において、ラックをピニオンに押し付けるラックガイド機構及びこのラックガイド機構を備えたステアリング装置に関する。

従来、車両用のステアリング装置には、ピニオン軸とラック軸とを噛合させることにより、そのステアリング操作に伴うピニオン軸の回転をラック軸の往復動に変換するラックアンドピニオン式のものがある。通常、こうしたラックアンドピニオン式のステアリング装置には、サポートヨーク（ラックガイド）によってラック軸をピニオン軸に押し付けつつ軸方向に往復動可能に支持するラックガイド機構が設けられている。

ところで、ラック軸はサポートヨークに摺接しているため、ステアリング操作開始時（ラック軸の移動開始時）において、運転者はラック軸とサポートヨークとの間に作用する摩擦力（静止摩擦力）を超える操舵力で操舵しなければならず、これが所謂引っ掛かり感となって操舵フィーリングの低下を招く虞があった。そこで、サポートヨークと収容部との間に一定の隙間を形成し、サポートヨークとラック軸とを一体で軸方向移動させることで、上記引っ掛かり感を低減することが考えられる。

しかし、この場合には、サポートヨークの周囲に全周に亘り隙間ができるため、ラック軸の軸方向（ラック軸方向）と略直交するピニオン軸方向（つまりラック幅方向）にも移動可能となる。このため、例えば悪路走行時において路面反力等の外力がラック軸に作用した際に、ラック軸が車両の上下方向（ピニオン軸方向）に揺動（ロール）し、これが原因でピニオン軸方向に移動したサポートヨークが収容部の内壁面に当たって衝突音を発生させる虞があった。

そこで、収容部内においてサポートヨークがピニオン軸方向よりもラック軸方向へ移動し易い構成とすることで、ステアリング操作開始時に生じる引っ掛かり感を低減するとともに、ラック軸の揺動を抑制することが提案されている。例えば、特許文献１に記載のラックガイド機構では、サポートヨーク（ラックガイド）の外周面にＯリングを装着するために形成された周溝の底面を断面楕円形状に形成することで、サポートヨークの外周面からのＯリングの突出量を、ラック軸方向よりもピニオン軸方向に大きくしている。サポートヨークを収容部に収容した状態では、Ｏリングのラック軸方向の周部は収容部の内壁面から離間し、Ｏリングのピニオン軸方向の周部は収容部の内壁面に当接する。このため、サポートヨークと収容部との間の相対的に大きなラック軸方向の隙間によりステアリング操作開始時の引っ掛かり感を抑えつつ、ラック軸の車両上下方向の揺動に起因してサポートヨークが収容部の内壁面に当たるほどピニオン軸方向（ラック幅方向）へ大きく傾くことを回避できる。

また、特許文献２には、ラック軸（ラックバー）を摺動案内する円弧凹面を有する合成樹脂製のラック支持体と、コイルばねの付勢力を受けてラック軸に向かう押圧力を与える押圧部材（付勢手段）との間に円環状の弾性部材を配し、さらに円環状の弾性部材の外周面に、１つの切割り溝とを有する合成樹脂製の円筒状ブッシュ部材を嵌着したラックガイドが開示されている。

特開２００５−３３５６６７号公報（例えば第３図） 特開２００８−６２８５８号公報

ところで、特許文献１に記載のサポートヨークでは、Ｏリングの外周面はピニオン軸方向には収容部の内壁面に対して当接し、ラック軸方向には収容部の内壁面から離れていて隙間がある。この隙間はステアリング操作開始時の引っ掛かり感を抑えるものの、ステアリング操作開始時にサポートヨークが収容部の内壁面に衝突する原因になっていた。

例えばステアリング操作開始時にサポートヨークがラック軸方向に変位しつつ傾いたときに収容部の内壁面に当たり、そのときその変位方向と反対側の外周面部位が収容部の内壁面から離れて比較的大きな隙間ができる。その後、ステアリング操作を切り返したときには、サポートヨークが反対側へ変位しつつ傾き、比較的大きな隙間を隔てた位置から収容部の内壁面に当たることになる。これは衝突音を発生させる原因になる。このため、サポートヨークと収容部との間に積極的に隙間を設けるのではなく、なるべく隙間を小さくするか無くした状態のままステアリング操作開始時の引っ掛かり感を低減できることが望まれている。

また、特許文献２では、ラックガイドは、円筒状ブッシュの外周面と、ハウジングの保持孔の内周面との間に締め代が与えられているため、ラックガイドの径方向への動きを確実に規制することができ、衝突音が発生することが防止される。しかし、ゴムからなる弾性部材は比較的ばね定数が大きく、ラックガイドをラック軸方向へ変位させるためには弾性部材を比較的大きな力で圧縮させる必要があり、これがステアリング操作開始時に引っ掛かり感となる。また、ラックガイドがラック軸方向へ変位できる量は締め代の範囲に制限されるため、締め代を超えた時点で引っ掛かり感が発生する。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、ステアリング操作開始時の引っ掛かり感を低減できるとともに、サポートヨークの収容部内でのがたつきを一層小さく抑えることができるラックガイド機構及びステアリング装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、ステアリング操作により回転するピニオン軸と、前記ピニオン軸に噛合されたラック軸との少なくとも噛合箇所がハウジングに収容されているステアリング装置に設けられ、前記ラック軸を前記ピニオン軸に押し付けつつ前記ラック軸の軸方向に往復動可能に支持するラックガイド機構であって、前記ラック軸に対して接離する接離方向に移動可能な状態で前記ハウジングに形成された収容部内に収容されるサポートヨークと、前記サポートヨークを前記ラック軸に押し付ける方向へ付勢する付勢手段と、前記サポートヨークの側周面上に周方向に沿って装着された環状の第１弾性部材と、前記第１弾性部材の内周面を支持する状態で前記サポートヨークに対して前記ラック軸の軸方向に相対移動可能に組み付けられたスペーサ部材と、前記サポートヨークに対して前記ラック軸の軸方向へ相対移動した前記スペーサ部材を元の位置へ復帰させる方向へ付勢するとともに前記第１弾性部材よりもばね定数の小さい第２弾性部材とを備えたことを要旨とする。

上記構成によれば、ステアリング操作開始時には、ラック軸の軸方向（ラック軸方向）への移動に伴ってサポートヨークがラック軸方向へ移動しようとする。サポートヨークは、第２弾性部材を弾性変形させつつ、第１弾性部材を支持するスペーサ部材に対して相対移動する。第２弾性部材は第１弾性部材よりばね定数が小さいため、サポートヨークはラック軸方向へは比較的小さな力で移動できる。このサポートヨークの移動の間に、サポートヨークがラック軸から受ける力が、両者間の静止摩擦力を超えた時点で、ラック軸はサポートヨークに対して摺動を開始する。よって、ステアリング操作開始時の引っ掛かり感が軽減される。

また、ステアリング操作開始時には、サポートヨークが相対移動した際の力が第２弾性部材を介してスペーサ部材に伝達されるので、スペーサ部材が変位して第１弾性部材が収容部の内壁面に当たり弾性圧縮する。このとき、サポートヨークはラック軸の移動方向へスペーサ部材に対して変位するも、スペーサ部材はさほど変位しないので、スペーサ部材に支持されている第１弾性部材もさほど変位しない。このため、第１弾性部材における収容部の内壁面に当たった箇所と反対側の箇所では、収容部の内壁面との間にはさほど大きな隙間が発生しない。このため、次にステアリング操作の切り返しにより、ラック軸の移動方向が切り替わり、これに伴いサポートヨークの移動方向が切り替わっても、隙間がさほどないため、比較的大きな隙間を隔てた位置から収容部の内壁面に当たる場合に比べ、衝突音を小さく抑えることができる。

また、車両の悪路走行時にラック軸が揺動すると、ラック軸からサポートヨークへピニオン軸の軸方向（ラック軸の幅方向）への力が加わるが、サポートヨークがスペーサ部材に対して相対移動できない方向なので、ピニオン軸方向へはほとんど相対移動できない。このため、サポートヨークのピニオン軸方向への変位は小さく抑えられる。この結果、サポートヨークはピニオン軸方向への力を受けても、収容部の内壁面に当たることが回避され易くなり、衝突音が発生しにくくなる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のラックガイド機構において、前記スペーサ部材は、前記ラック軸の軸方向に複数並んだ状態で、かつそれぞれの対向する端面を当接させた状態で、前記サポートヨークに対して前記ラック軸の軸方向に相対移動可能に組み付けられていることを要旨とする。

上記構成によれば、スペーサ部材はラック軸の軸方向に並んで配置された複数部品で構成され、それぞれの対向する端面が当接していることにより、サポートヨークに対して一体的に相対移動できる。このようにスペーサ部材が複数部品からなることより、サポートヨークを複数部品で構成しなくても、スペーサ部材をサポートヨークに組み付けることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のラックガイド機構において、前記スペーサ部材は一個の前記第１弾性部材につき一個設けられており、前記サポートヨークは、前記接離方向に分割された複数の部材により構成され、前記複数の部材の間に前記スペーサ部材及び前記第２弾性部材を組み付けた状態で、当該複数の部材が固定されていることを要旨とする。

上記構成によれば、サポートヨークが接離方向（軸線方向）に分割された複数の部材により構成され、各部材の間にスペーサ部材及び第２弾性部材が組み付けられる。このため、スペーサ部材を一部品で構成しても、サポートヨークに組み付けることができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のラックガイド機構において、前記サポートヨークには、前記スペーサ部材が収容される凹部と、前記凹部で前記接離方向に分割された部分を前記ラック軸の軸方向の略中央部の位置で連結する連結部とが形成されており、前記第２弾性部材は、前記連結部に対して前記ラック軸の軸方向両側に、前記凹部に収容された前記スペーサ部材と前記連結部との間に介装されていることを要旨とする。

上記構成によれば、第２弾性部材は、サポートヨークの凹部の奥方に位置する連結部に対してラック軸の軸方向両側に配置されるとともに、サポートヨークの凹部に収容されスペーサ部材と連結部との間に介装されている。このため、サポートヨークに対して相対移動したスペーサ部材を元の位置に復帰させることができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のラックガイド機構において、前記スペーサ部材は、前記第１弾性部材の一部を支持する一対のガイド部と、前記各ガイド部から延出して接続されている又は当接している延出部とを有し、前記サポートヨークに対して前記延出部の延出方向に相対移動可能に組み付けられていることを要旨とする。

上記構成によれば、第１弾性部材の内周面を一対のガイド部で支持できるとともに、少なくとも各ガイド部から延出する延出部が接続されている又は当接しているので、一対のガイド部はサポートヨークに対して一体的にラック軸方向に相対移動することができる。

請求項６に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のラックガイド機構において、前記スペーサ部材は、前記第１弾性部材の内周面を支持する環状部を有することを要旨とする。

上記構成によれば、スペーサ部材の環状部によって、第１弾性部材の内周面をほぼ周方向全域に亘って支持することができる。例えば第１弾性部材が収容部の内壁面に当たったときに、第１弾性部材の支持されていない部分が内側へ変位し過ぎてサポートヨークが収容部の内壁面に当たる事態を一層確実に回避できる。

請求項７に記載の発明は、ステアリング操作により回転するピニオン軸と、前記ピニオン軸に噛合されたラック軸と、前記ラック軸を前記ピニオン軸に押し付けつつ前記ラック軸の軸方向に往復動可能に支持する請求項１乃至６のいずれか一項に記載のラックガイド機構と、前記ピニオン軸、前記ラック軸及び前記ラックガイド機構を収容するハウジングとを備え、前記ラックガイド機構は、前記ハウジングに形成された収容部内に前記ラック軸に対して接離する接離方向に移動可能な状態で収容されるサポートヨークを、前記付勢手段によって前記ラック軸に押し付ける状態で備えていることを要旨とする。

上記構成によれば、ステアリング装置は、請求項１乃至６に記載されたラックガイド機構を備えるので、上記ラックガイド機構に係る発明と同様の作用効果を得ることができる。

本発明によれば、ステアリング操作開始時の引っ掛かり感を低減できるとともに、サポートヨークの収容部内でのがたつきを一層小さく抑えることができるラックガイド機構及びステアリング装置を提供する。

第１実施形態における電動パワーステアリング装置を示す概略構成図。 ラックアンドピニオン機構及び周辺構成を示す断面図。 挙動安定化機構付きのサポートヨークを示す斜視図。 図３におけるＡ−Ａ線断面図。 （ａ）操舵開始前、（ｂ）操舵開始時を示す図３におけるＢ−Ｂ線断面図。 挙動安定化機構付きのサポートヨークを示す分解斜視図。 第２実施形態における挙動安定化機構付きのサポートヨークを示す分解斜視図。 同じくサポートヨークを示す断面図。 第３実施形態における挙動安定化機構付きのサポートヨークを示す平断面図。

（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した第１実施形態を図１〜図６を参照して説明する。
図１に示すように、電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）（以下、単に「ステアリング装置１」という）において、ステアリングホイール２が固定されたステアリングシャフト３は、ラックアンドピニオン機構４を介してラック軸５と連結されている。これにより、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト３の回転は、ラックアンドピニオン機構４によりラック軸５の往復直線運動に変換される。なお、ステアリングシャフト３は、コラム軸８、中間軸９、及びピニオン軸１０を連結してなる。そして、このステアリングシャフト３の回転に伴うラック軸５の往復直線運動が、同ラック軸５の両端に連結されたタイロッド１１を介して図示しないナックルに伝達されることにより、転舵輪１２の舵角、すなわち車両の進行方向が変更される。

本実施形態のステアリング装置１は、モータ１３を駆動源として、そのコラム軸８を回転駆動する所謂コラムアシスト型のＥＰＳとして構成されている。具体的には、モータ１３は、ウォーム＆ホイール等からなる減速機構１４を介してコラム軸８と駆動連結されている。そして、モータ１３の回転を減速機構１４により減速してコラム軸８に伝達することによって、そのモータトルクをアシスト力として操舵系に付与する構成になっている。

次に、ラックアンドピニオン機構及びその周辺構成について説明する。
ラックアンドピニオン機構４は、ラック軸５に形成されたラック歯１７とピニオン軸１０に形成されたピニオン歯１８とを噛合させることにより構成されている。本実施形態のラック歯１７は、その歯すじがラック軸５の軸線に対して傾斜した斜歯（ヘリカルギア）に形成されるとともに、ピニオン歯１８は、その歯すじがピニオン軸１０の軸線に対して傾斜した斜歯に形成されている。そして、ラック軸５は、略円筒状のラックハウジング１９内においてピニオン軸１０と所定の交叉角をもって配置されている。また、ステアリング装置１には、ラック軸５をピニオン軸１０に押し付けつつ、同ラック軸５の軸方向（以下、「ラック軸方向」ともいう）に往復動可能に支持するラックガイド機構２０が設けられている。そして、このラックガイド機構２０によりラック歯１７とピニオン歯１８との間のバックラッシュが適正に保たれ、歯打ち音の発生が抑制されている。

詳述すると、図２に示すように、ラックハウジング１９には、ピニオン軸１０が収容されるピニオン収容部２１と、ピニオン収容部２１との間にラック軸５を挟んでラックガイド機構２０が収容されるラックガイド収容部２２とが形成されている。ピニオン収容部２１は、ピニオン軸１０の軸方向（以下、「ピニオン軸方向」ともいう）に延び、図２における上端が開口した円筒状に形成されている。一方、ラックガイド収容部２２は、ラック軸５及びピニオン軸１０と略直交する方向に延び、一端（図２における右端）がラックハウジング１９の内部に開口するとともに他端（図２における左端）がラックハウジング１９の外部に開口した円筒形状に形成されている。

ピニオン軸１０は、上記中間軸９（図１参照）に連結される上端１０ａがピニオン収容部２１から突出する態様で同ピニオン収容部２１内に収容されている。そして、ピニオン軸１０は、ピニオン収容部２１内に設けられた軸受２３，２４により回転可能に支持されている。なお、ピニオン歯１８は、ピニオン軸１０における上記各軸受２３，２４に支持された二つの部位間に形成されている。

図２に示すように、ラックガイド機構２０は、ラック軸５を軸方向に往復動可能に支持するサポートヨーク３１と、サポートヨーク３１をラック軸５に押し付ける付勢手段としてのコイルばね３２とを備えている。サポートヨーク３１は、略円柱状に形成されるとともに、ラックガイド収容部２２内において、ラック軸５及びピニオン軸１０の各軸方向と略直交する方向、すなわちラック軸５に対して接離する接離方向に移動可能に収容されている。

また、図２及び図３に示すように、サポートヨーク３１におけるラック軸５側の端部には、ラック軸５のラック歯１７側とは反対側になる背面５ａと対応する円弧状に凹んだ溝部３３が形成されている。溝部３３にはラック軸５の背面５ａが摺動可能に当接している。本実施形態のサポートヨーク３１は、金属材料により形成され、溝部３３の内周面にはラック軸５との摺動摩擦の低減を目的として、例えば金属板に低摩擦材料からなる合成樹脂をコーティングしてなる円弧状のシート部材（図示せず）が固定されている。また、サポートヨーク３１におけるラック軸５側と反対側の端部には、凹部３５が形成されている。

ラックガイド収容部２２におけるラックハウジング１９の外部に開口した外部開口端３６は、略円板状のキャップ３７が螺着されることにより閉塞されている。そして、コイルばね３２は、サポートヨーク３１とキャップ３７との間に圧縮された状態で配置されており、サポートヨーク３１をラック軸５に押し付けている。具体的には、コイルばね３２は、その一端がサポートヨーク３１の凹部３５の底面に着座し、他端がキャップ３７の内面３７ａに着座している。これにより、サポートヨーク３１は、ラック軸５をピニオン軸１０側に押し付けつつラック軸方向Ｘに往復動可能に支持する構成となっている。

図２及び図３に示すように、サポートヨーク３１の外周面３１ａにはその軸線方向（接離方向）における二箇所に、第１弾性部材としてのＯリング４１が外装されている。詳しくは、２本のＯリング４１は、サポートヨーク３１の外周面３１ａに周方向に沿って凹設された２本の環状の装着溝４２に、サポートヨーク３１の軸線方向に位置決めされた状態、かつ周方向の全域でその一部が外周面３１ａから突出した状態で装着されている。図２に示すように、２本のＯリング４１はラックガイド収容部２２の内周面２２ａのほぼ全周に亘り当接した状態にあり、ラックガイド収容部２２内におけるサポートヨーク３１のラック軸方向Ｘ及びピニオン軸方向Ｙ（ラック幅方向）のがたつきが抑えられる。つまり、サポートヨーク３１に装着されたＯリング４１とラックガイド収容部２２の内周面２２ａとの間には、隙間がないか隙間があっても極めて狭くなっている。

本実施形態のサポートヨーク３１には、Ｏリング４１とラックガイド収容部２２の内周面２２ａとがほぼ当接した状態にありながら、サポートヨーク３１をラック軸方向Ｘへ変位し易くしつつ、ピニオン軸方向Ｙへの変位を抑制する挙動安定化機構４０が設けられている。

（挙動安定化機構）
次に、サポートヨーク３１に設けられた挙動安定化機構４０について説明する。挙動安定化機構４０は、ステアリング操作開始に伴ってラック軸５が軸方向Ｘに移動を開始した際にラック軸５がサポートヨーク３１から受ける抵抗（静止摩擦力）を低減してステアリング操作開始時の引っ掛かり感を軽減する機能を有する。また、挙動安定化機構４０は、ラック軸５の車両上下方向の揺動時におけるサポートヨーク３１のピニオン軸方向Ｙの変位を抑えてサポートヨーク３１がラックガイド収容部２２の内周面２２ａに当たることに起因する打音の発生を抑える機能を有する。この挙動安定化機構４０は、サポートヨーク３１に装着されたＯリング４１をその構成部品の一つとして含み、Ｏリング４１の弾性特性にラック軸方向Ｘとピニオン軸方向Ｙとで異方性を付与する。

以下、挙動安定化機構４０の具体的構成を、図４〜図６を用いて説明する。図４は、図３におけるＡ−Ａ線断面、図５は、同じくＢ−Ｂ線断面を示す。また、図６は、挙動安定化機構４０付きのサポートヨーク３１の分解斜視図を示す。

図４〜図６に示すように、挙動安定化機構４０は、Ｏリング４１毎に１つずつ設けられている。サポートヨーク３１には、その外周面３１ａにおける装着溝４２で開口するとともに、その開口幅と略同じ一定幅（軸線方向の幅）で径方向内側へ凹設された平面視で図５（ａ）に示す所定形状を有する凹部としての切欠凹部４３が形成されている。切欠凹部４３の平面視形状は、図５（ａ）において、サポートヨーク３１の外周面３１ａより内側の円形領域から、ピニオン軸方向Ｙに一定の隙間を隔てて対峙する略四角形状を有する一対の連結部４８を除いた領域の形状に等しい。

図６に示すように、サポートヨーク３１は、２つの切欠凹部４３により軸線方向（離接方向）に分割された３つの部分、すなわち先端部４５、中間部４６及び基端部４７を備える。３つの各部４５〜４７は、軸線方向に隣合うもの同士が一対の連結部４８を介して連結された状態で一体形成されている。

図５（ａ）に示すように、連結部４８のピニオン軸方向Ｙ外側を向く外周面は、Ｏリング４１の内周面をガイドする円弧面状のガイド面４８ａとなっている。ガイド面４８ａはＯリング４１の内周径と略同径の円弧面に形成され、ラック軸方向Ｘの幅がサポートヨーク３１の直径の約１／３程度で、高さが切欠凹部４３の幅に等しい略四角柱状を有している。また、連結部４８のラック軸方向Ｘ外側の両側面はラック軸方向Ｘに対して垂直な平坦面４８ｂとなっている。また、一対の連結部４８の間には、ピニオン軸方向Ｙに一定幅でラック軸方向Ｘに沿って延びる連通孔５１が形成されている。

切欠凹部４３内において連結部４８のラック軸方向Ｘ両側には、一対のスペーサ部材５３が収容されている。スペーサ部材５３は、Ｏリング４１の内周面の一部を支持する半円弧状のガイド面５４ａを有する半月板状のガイド部５４と、ガイド部５４のガイド面５４ａと反対側となる部分の幅方向中央部から延出する四角板状の延出部５５とを有している。ガイド面５４ａは、Ｏリング４１の内周面をガイド可能にＯリング４１の内周径と略同径の円弧面に形成されている。一対のスペーサ部材５３は、それぞれの延出部５５が連通孔５１に挿入された状態で組み付けられている。図５（ａ）の状態において、一対のスペーサ部材５３の各延出部５５は、サポートヨーク３１の中心へ向かって延出している。つまり、各延出部５５は、各ガイド部５４から同一軸線上に延出している。また、ガイド部５４のガイド面５４ａと反対側となる部分で延出部５５のピニオン軸方向Ｙ両側に位置する面は、ピニオン軸方向Ｙと平行な平坦面５４ｂになっており、各平坦面５４ｂは連結部４８の各平坦面４８ｂと隙間を隔ててそれぞれ対峙している。

図５（ａ）に示すように、連結部４８の平坦面４８ｂとガイド部５４の平坦面５４ｂとの間には、第２弾性部材としてのコイルばね５６が圧縮した状態で介装されている。図６に示すように、各平坦面４８ｂ，５４ｂには、互いに相対する位置にばね座５７，５８が凹設されている。コイルばね５６はその両端部をばね座５７，５８に当接させた状態で、平坦面４８ｂ，５４ｂ間に介装されている。スペーサ部材５３は、コイルばね５６の付勢力によりサポートヨーク３１のラック軸方向Ｘ外側へ向かう方向へ付勢されている。そして、スペーサ部材５３が組み付けられた状態において、Ｏリング４１は、ガイド部５４のガイド面５４ａと連結部４８のガイド面４８ａに内側からガイドされた状態で装着されている。このＯリング４１の装着状態において、一対のスペーサ部材５３はそれぞれの延出部５５が端面で当接した状態にある。このため、一対のスペーサ部材５３における各ガイド面５４ａ間の距離は、Ｏリング４１の内径に略等しい一定に保たれる。Ｏリング４１は、ピニオン軸方向Ｙの周部が連結部４８のガイド面４８ａに支持されることにより、サポートヨーク３１に対してピニオン軸方向Ｙへの相対移動が不能であり、ラック軸方向Ｘの周部がスペーサ部材５３に支持されていることにより、サポートヨーク３１に対してスペーサ部材５３と共にラック軸方向Ｘへの相対移動が可能になっている。

ここで、Ｏリング４１はラックガイド収容部２２の内周面２２ａに当たったときに太さの方向に圧縮変形する。Ｏリング４１の太さ方向のばね定数は、サポートヨーク３１がピニオン軸方向Ｙに変位してＯリング４１が内周面２２ａに当たって太さ方向に圧縮変形しても、サポートヨーク３１が内周面２２ａに当たらない値に設定されている。つまり、Ｏリング４１は比較的硬めに設定されている。一方、コイルばね５６のばね定数は、Ｏリング４１の太さ方向のばね定数よりも十分小さい。スペーサ部材５３はラック軸方向Ｘに２個ずつのコイルばね５６で付勢されているが、２個ずつのコイルばね５６を合わせたばね定数は、Ｏリング４１の太さ方向のばね定数よりも小さく設定されている。また、２個ずつのコイルばね５６が弾性変形できる変形量もＯリング４１が太さ方向に弾性圧縮できる変形量に比べ十分長く設定されている。本実施形態では、ステアリング操作開始時に、スペーサ部材５３がサポートヨーク３１の連結部４８に対してラック軸方向Ｘに相対移動できる量（距離）は、Ｏリング４１が内周面２２ａに当たって弾性圧縮した際のＯリング４１のサポートヨーク３１の外周面３１ａからの突出量未満の値に設定されている。

＜作用＞
次に上記のように構成されたラックガイド機構２０を備えたステアリング装置１の作用を説明する。

車両走行中に、直進性保持を目的として、あるいは緩やかなカーブなどで、僅かにステアリング操作を行ったとき、そのステアリング操作により回転するピニオン軸１０と噛合するラック軸５がラック軸方向Ｘに移動する。このとき、ラック軸５とサポートヨーク３１との間の摩擦によりラック軸５からサポートヨーク３１へラック軸方向Ｘへの力が加わる。

ステアリング操作開始前では、サポートヨーク３１に設けられた挙動安定化機構４０を構成するスペーサ部材５３は、図５（ａ）に示すようにサポートヨーク３１の連結部４８に対してラック軸方向Ｘのどちらにも相対移動していない初期状態にある。ステアリング操作開始時には、この初期状態から、サポートヨーク３１がラック軸５からその移動方向（図５における右方向）の力を受ける。すると、図５（ｂ）に示すように、サポートヨーク３１は、その連結部４８が同図におけるその右側に配置されたコイルばね５６を圧縮しつつ同図における右側へ微小移動する。このとき、スペーサ部材５３は連結部４８の移動により弾性圧縮したコイルばね５６から図５における右方向への力を受ける。この結果、Ｏリング４１の図５における右側の周部は、内周面２２ａに押されて弾性圧縮する。

このようにステアリング操作開始時には、Ｏリング４１よりもばね定数の小さなコイルばね５６の弾性変形によりサポートヨーク３１はラック軸５の移動方向へ比較的小さな力で微小変位できる。このサポートヨーク３１がラック軸５に追従して微小移動する間に、サポートヨーク３１がラック軸５から受ける力が両者間の静止摩擦力を超え、この時点でラック軸５がサポートヨーク３１に対して摺動し始める。このため、運転者は、ステアリング操作開始時にさほど引っ掛かり感なくステアリング操作を行うことができる。

また、図５（ｂ）に示すように、ステアリング操作開始時には、連結部４８に対してサポートヨーク３１の移動方向と反対側（図５における左側）に配置されたコイルばね５６は伸長する。この伸長したコイルばね５６には縮み方向の復元力が働くが、一対のスペーサ部材５３は各延出部５５の端面同士が当接しているので、一対のガイド面５４ａ間の距離（サポートヨーク３１の軸心を通る距離）は、Ｏリング４１の内径に略等しい一定値に保持される。この結果、Ｏリング４１における連結部４８の移動方向と反対側（図５における左側）の周部は、左側の内周面２２ａから極僅か（Ｏリング４１の右側周部の圧縮分）に右側へ変位するものの、内周面２２ａに当接した状態に保持されるか、内周面２２ａから僅かに離れる程度であり、隙間ができても極僅かとなる。

例えば運転者がステアリング操作を元の位置（中立位置）へ戻すために切り返したときに、その切り返し操作に応じてラック軸５の移動方向が逆転し、このラック軸５に追従してサポートヨーク３１が逆方向（図５（ｂ）における左方）へ急反転する。このとき、Ｏリング４１のその反転先側（図５における左側）の周部と内周面２２ａとの間には、隙間が無いか極僅かである。このため、サポートヨーク３１が大きく傾くことがなく、サポートヨーク３１が内周面２２ａに当たることがない。また、サポートヨーク３１が内周面２２ａに再接触した際の衝撃も小さく抑えられる。この結果、ステアリング操作を切り返した際の衝突音の発生が抑えられるうえ、再接触音も小さく抑えられる。

また、例えば悪路走行時において路面反力等の外力（キックバック力）がラック軸５に作用した際に、ラック軸５が車両上下方向（ピニオン軸方向Ｙ）に揺動（ロール）し、ラック軸５がピニオン軸方向Ｙに変位する。すると、ラック軸５を保持するサポートヨーク３１にラック軸５からピニオン軸方向Ｙへの力が加わる。しかし、図５（ａ）に示すように、Ｏリング４１のピニオン軸方向Ｙの周部は、その内側から連結部４８に支持されているうえ、内周面２２ａには当接している。このため、Ｏリング４１のピニオン軸方向Ｙの周部が内周面２２ａに押されて僅かに弾性圧縮する程度で、サポートヨーク３１のピニオン軸方向Ｙへの傾きが小さく抑えられる。この結果、サポートヨーク３１の外周面３１ａが、そのピニオン軸方向Ｙへ変位した側の内周面２２ａに当たることが回避される。このため、悪路走行時に、ピニオン軸方向Ｙに変位したサポートヨーク３１が内周面２２ａに当たることに起因する衝突音の発生が抑えられる。

以上記述したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）ラックガイド機構２０を構成するサポートヨーク３１は、その外周面３１ａ上の装着溝４２に装着されたＯリング４１を内側から支持するスペーサ部材５３を、Ｏリング４１のばね定数よりも小さなばね定数を有するコイルばね５６を介してラック軸方向Ｘ外側へ付勢する挙動安定化機構４０を有している。そして、この挙動安定化機構４０により、Ｏリング４１にサポートヨーク３１に対しピニオン軸方向Ｙよりラック軸方向Ｘの方が弾性変位し易い弾性異方性を付与した。このため、Ｏリング４１のラック軸方向Ｘの周部と内周面２２ａとの間に、ステアリング操作開始時の引っ掛かり感を抑えるための隙間を設けなくて済む。

そして、ステアリング操作開始時にラック軸５からラック軸方向Ｘの力を受けたサポートヨーク３１は、ばね定数の相対的に小さな一対のコイルばね５６を弾性変形させつつ比較的小さな力で微小変位することができる。そして、サポートヨーク３１が微小変位してラック軸５から受ける力が、両者の接触面における静止摩擦力を超えると、サポートヨーク３１はラック軸５に摺動し始める。このようにラック軸５とサポートヨーク３１間の見掛けの摩擦抵抗を低減することができる。このため、ステアリング操作開始時にさほど引っ掛かり感なくステアリング操作を行うことができる。

（２）一対のスペーサ部材５３は各延出部５５の端面同士が当接した状態にあるので、一対のガイド面５４ａ間の距離が、Ｏリング４１の内径に略等しい一定値に保持される。このため、ステアリング操作開始時にＯリング４１のサポートヨーク３１の移動方向側の周部と反対側の周部が内周面２２ａから離れて内周面２２ａとの間に比較的大きな隙間が発生することを回避できる。このようにステアリング操作開始時には、Ｏリング４１のサポートヨーク３１の移動方向側と反対側の周部と内周面２２ａとの隙間が無しもしくは僅かに抑えられるので、ステアリング操作を元の位置へ切り返した際に、反転したサポートヨーク３１が内周面２２ａに当たることを回避でき、ひいては衝突音の発生を抑えることができる。

（３）Ｏリング４１は内周面２２ａに当接又は内周面２２ａとの間に極僅かな隙間がある状態にあり、この状態下で、Ｏリング４１のピニオン軸方向Ｙの周部は、サポートヨーク３１に形成された連結部４８のガイド面４８ａに支持されている。このため、サポートヨーク３１がピニオン軸方向Ｙへの力を受けた際の変位量は、Ｏリング４１の太さ方向の弾性圧縮量に相当する程度の値に小さく抑えられる。この結果、ピニオン軸方向Ｙへ変位したサポートヨーク３１が内周面２２ａに当たることが回避される。

（４）挙動安定化機構４０は、Ｏリング４１とコイルばね５６とを組み合わせて、ラック軸方向Ｘとピニオン軸方向Ｙとで弾性変位のし易さを調整する構成である。このため、ピニオン軸方向Ｙには相対的に硬めのＯリング４１を使用して適度な硬さの弾性を付与しつつ、ラック軸方向Ｘにはコイルばね５６のばね定数を選択することにより、引っ掛かり感の軽減に適した適度に柔らかい弾性を付与することができる。このように本実施形態の挙動安定化機構４０によれば、Ｏリング４１とコイルばね５６の各ばね定数の選択により、ラック軸方向Ｘとピニオン軸方向Ｙとで弾性変形のし易さを、要求値に応じてコントロールすることができる。

例えば特許文献１のようにＯリングのみに弾性異方性を付与した構成では、方向によって異ならせる変位量の差にも限界がある。例えば引っ掛かり感を抑えるために、Ｏリングのラック軸方向Ｘの弾性を適正値まで柔らかくすると、ピニオン軸方向Ｙにとっては弾性が柔らかくなり過ぎ、悪路走行時の外力で車両上下方向に揺動したラック軸から力を受けたサポートヨークがピニオン軸方向へ移動するときに収容部の内壁面に当たりこれが衝突音の原因になる。これに対し、本実施形態のサポートヨーク３１に装着されたＯリング４１は、ラック軸方向Ｘの弾性をコイルばね５６により適度に柔らかく確保しつつ、ピニオン軸方向Ｙの弾性を比較的硬く設定することができる。このため、ステアリング操作開始時の引っ掛かり感を小さく抑えつつ、そのステアリング操作を切り返す時の衝突音、及び悪路走行時にサポートヨーク３１がピニオン軸方向Ｙへ変位した時の衝突音を共に防止することができる。

（５）スペーサ部材５３を一対設け、各延出部５５を連結部４８間の連通孔５１に挿入するとともに、両延出部５５の端面同士を当接させた状態で、一対のスペーサ部材５３をサポートヨークに組み付ける構成とした。このため、サポートヨーク３１を複数部品に分割しなくても、切欠凹部４３に、スペーサ部材５３、コイルばね５６及びＯリング４１を組み付けることができる。このため、サポートヨーク３１を一部品で構成することができ、挙動安定化機構４０を有するサポートヨーク３１を少ない部品点数で構成できる。

（第２実施形態）
次に第２実施形態について図７及び図８を用いて説明する。本実施形態は、サポートヨーク３１を複数部品に分割した構成の一例である。図７及び図８に示すように、サポートヨーク３１は先端部材６１、中間部材６２及び基端部材６３の三部品により構成される。中間部材６２と基端部材６３の各上面（ラック軸５側の面）には、挙動安定化機構４０を構成する各部品が組み付けられる。中間部材６２と基端部材６３の各上面には、ピニオン軸方向Ｙに対峙する一対の四角板状の規制部６４が突出している。規制部６４は、第１実施形態における連結部４８と同じ機能を有する。中間部材６２と基端部材６３の各上面において規制部６４以外の領域は所定形状に凹設された凹部６５となっている。この凹部６５はスペーサ部材６６及びコイルばね５６の収容スペースとなる。スペーサ部材６６は、一対の半月板状のガイド部６７と、両ガイド部６７を一体に接続する接続部６８とを有する。つまり、本実施形態のスペーサ部材６６は、第１実施形態では二部品とした一対のスペーサ部材５３を、一部品に一体形成した構成となっている。なお、本実施形態では、接続部６８が、各ガイド部から同一軸線上に延出する延出部に相当する。

各部材６１〜６３を連結してサポートヨーク３１を一体に組み立てるために、各部材６１〜６３に２本のボルト７０が締結される。このため、各部材６１〜６３には、ボルト挿通孔６１ａ，６２ａ，６３ａが形成されている。挙動安定化機構４０を構成する部品を各部材６２，６３へ組み付けた後、各部材６１〜６３を一列に配置し、ボルト７０をボルト挿通孔６１ａ〜６３ａに挿通して締結することにより各部材６１〜６３は一体に組み立てられる。

この第２実施形態によれば、前記第１実施形態における効果（１）〜（４）が同様に得られる他、以下の効果を得ることができる。
（６）サポートヨーク３１への挙動安定化機構４０の組み付けを、第１実施形態の構成に比べ、簡単に行うことができる。

（第３実施形態）
次に第３実施形態について図９を用いて説明する。本実施形態は、スペーサ部材の形状が異なる例である。図９に示す構造を有する挙動安定化機構８０を採用している。サポートヨーク３１を構成する複数部品のうち先端部材以外の各部材６２，６３の上面（ラック軸５側の面）には、図９に示す挙動安定化機構８０の構成部品が組み付けられている。部材６２，６３の上面中央部には、平面視においてピニオン軸方向Ｙを長手方向とする四角板状の規制部８１が突出している。各部材６２，６３の各上面において規制部８１以外の領域は所定形状に凹設された凹部８５となっている。この凹部８５はスペーサ部材８２及びコイルばね５６の収容スペースとなる。

スペーサ部材８２は外周形状が円形の環状部８３を有し、その中央に規制部８１を挿通可能な十分広い四角形状の孔８４が形成されている。この孔８４は、ピニオン軸方向Ｙの幅が規制部８１のピニオン軸方向Ｙの幅より若干広く、ラック軸方向Ｘの幅が規制部８１のラック軸方向Ｘの幅より十分広く形成されている。スペーサ部材８２は、その孔８４内に配置された規制部８１に対してラック軸方向Ｘに相対移動可能な状態で各部材６２，６３の上面に組み付けられている。

スペーサ部材８２の孔８４内において規制部８１のラック軸方向Ｘ両側には、それぞれ２個ずつのコイルばね５６がスペーサ部材８２と規制部８１との間に圧縮された状態で介装されている。スペーサ部材８２の外周面８２ａは、Ｏリング４１の内径と略等しい外径を有しており、装着溝４２に装着されたＯリング４１の内周面を支持している。よって、スペーサ部材８２の外周面８２ａは、コイルばね５６は、規制部８１のラック軸方向Ｘ両側の規制面８１ａと、スペーサ部材８２のラック軸方向Ｘに対向する平坦面８２ｂとの間に圧縮状態で介装されている。なお、第１実施形態のように、スペーサ部材８２をラック軸方向Ｘに２分割した二部品とし、それぞれの対向する端面を当接させた状態でサポートヨーク３１に組み付ける構成も採用できる。これらの構成によれば、前記各実施形態と同様の効果（１）〜（４），（６）を得ることができるうえ、Ｏリング４１の内周面全域をスペーサ部材８２の外周面８２ａでガイドできる。

なお、上記実施の形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・スペーサ部材は、滑り摩擦を小さくすることを考慮し、自己潤滑性の高い高分子体（例えばポリアセタール（ＰＯＭ）等）や、低摩擦化のための表面処理をした金属を使用してもよい。この種の表面処理の一例としては、低摩擦材料からなる合成樹脂のコーティングが挙げられる。

・第２弾性部材としてのコイルばね５６を、連結部４８又は規制部６４，８１に対してラック軸方向Ｘの両側に一個ずつ配置した構成でもよい。もちろん、第２弾性部材を三個以上ずつ配置してもよい。

・サポートヨーク３１に装着するＯリング４１の個数は適宜変更でき、例えば１個又は３個以上でもよい。
・スペーサ部材の延出部を二本としてもよい。この場合、第２弾性部材としてのコイルばねは、二本の延出部間に一個配置する構成でもよい。

・第１弾性部材はＯリングに限定されない。環状のゴムベルト（ゴム製環状帯）などでもよい。
・第２弾性部材は、コイルばねに限らず、板ばね、竹の子ばね、皿ばね、弾力のある高分子体でもよい。

・前記実施形態において、テレスコ調整機能のみ、あるいはチルト調整機能のみを有するステアリング装置に適用してもよい。
・前記実施形態では、ステアリング装置１を、コラムシャフトを構成するコラム軸８にアシスト力を付与する所謂コラムアシスト式の電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）として構成した。しかし、これに限らず、例えば所謂ラックアシスト式等、コラムアシスト以外のＥＰＳや油圧式のパワーステアリング装置、あるいはノンアシスト型のステアリング装置に適用してもよい。

１…ステアリング装置としての電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）、２…ステアリングホイール、３…ステアリングシャフト、４…ラックアンドピニオン機構、５…ラック軸、１０…ピニオン軸、１７…ラック歯、１８…ピニオン歯、１９…ハウジングとしてのラックハウジング、２０…ラックガイド機構、２２…ラックガイド収容部、２２ａ…内壁面としての内周面、３１…サポートヨーク、３２…付勢手段としてのコイルばね、４０…挙動安定化機構、４１…第１弾性部材としてのＯリング、４２…装着溝、４３…凹部としての切欠凹部、４５…先端部、４６…中間部、４７…基端部、４８…連結部、４８ａ…ガイド面、４８ｂ…平坦面、５１…連通孔、５３…スペーサ部材、５４…ガイド部、５５…延出部、５６…第２弾性部材としてのコイルばね、６１…先端部材、６２…中間部材、６３…基端部材、６１ａ〜６３ａ…ボルト挿通孔、６４…規制部、６５…凹部、６６…スペーサ部材、６７…ガイド部、６８…延出部としての接続部、７０…ボルト、８０…挙動安定化機構、８１…規制部、８１ａ…規制面、８２…環状部を有するスペーサ部材、８２ａ…外周面、８２ｂ…平坦面、８３…環状部、８４…孔、Ｘ…ラック軸の軸方向（ラック軸方向）、Ｙ…ピニオン軸の軸方向（ピニオン軸方向）（ラック幅方向）。

Claims (7)

1. ステアリング操作により回転するピニオン軸と、前記ピニオン軸に噛合されたラック軸との少なくとも噛合箇所がハウジングに収容されているステアリング装置に設けられ、前記ラック軸を前記ピニオン軸に押し付けつつ前記ラック軸の軸方向に往復動可能に支持するラックガイド機構であって、
   前記ラック軸に対して接離する接離方向に移動可能な状態で前記ハウジングに形成された収容部内に収容されるサポートヨークと、
   前記サポートヨークを前記ラック軸に押し付ける方向へ付勢する付勢手段と、
   前記サポートヨークの側周面上に周方向に沿って装着された環状の第１弾性部材と、
   前記第１弾性部材の内周面を支持する状態で前記サポートヨークに対して前記ラック軸の軸方向に相対移動可能に組み付けられたスペーサ部材と、
   前記サポートヨークに対して前記ラック軸の軸方向へ相対移動した前記スペーサ部材を元の位置へ復帰させる方向へ付勢するとともに前記第１弾性部材よりもばね定数の小さい第２弾性部材と
   を備えたことを特徴とするラックガイド機構。
2. 請求項１に記載のラックガイド機構において、
   前記スペーサ部材は、前記ラック軸の軸方向に複数並んだ状態で、かつそれぞれの対向する端面を当接させた状態で、前記サポートヨークに対して前記ラック軸の軸方向に相対移動可能に組み付けられていることを特徴とするラックガイド機構。
3. 請求項１に記載のラックガイド機構において、
   前記スペーサ部材は一個の前記第１弾性部材につき一個設けられており、
   前記サポートヨークは、前記接離方向に分割された複数の部材により構成され、
   前記複数の部材の間に前記スペーサ部材及び前記第２弾性部材を組み付けた状態で、当該複数の部材が固定されていることを特徴とするラックガイド機構。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載のラックガイド機構において、
   前記サポートヨークには、前記スペーサ部材が収容される凹部と、前記凹部で前記接離方向に分割された部分を前記ラック軸の軸方向の略中央部の位置で連結する連結部とが形成されており、
   前記第２弾性部材は、前記連結部に対して前記ラック軸の軸方向両側に、前記凹部に収容された前記スペーサ部材と前記連結部との間に介装されていることを特徴とするラックガイド機構。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載のラックガイド機構において、
   前記スペーサ部材は、前記第１弾性部材の一部を支持する一対のガイド部と、前記各ガイド部から延出して接続されている又は当接している延出部とを有し、前記サポートヨークに対して前記延出部の延出方向に相対移動可能に組み付けられていることを特徴とするラックガイド機構。
6. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載のラックガイド機構において、
   前記スペーサ部材は、前記第１弾性部材の内周面を支持する環状部を有することを特徴とするラックガイド機構。
7. ステアリング操作により回転するピニオン軸と、
   前記ピニオン軸に噛合されたラック軸と、
   前記ラック軸を前記ピニオン軸に押し付けつつ前記ラック軸の軸方向に往復動可能に支持する請求項１乃至６のいずれか一項に記載のラックガイド機構と、
   前記ピニオン軸、前記ラック軸及び前記ラックガイド機構を収容するハウジングとを備え、
   前記ラックガイド機構は、前記ハウジングに形成された収容部内に前記ラック軸に対して接離する接離方向に移動可能な状態で収容されるサポートヨークを、前記付勢手段によって前記ラック軸に押し付ける状態で備えていることを特徴とするステアリング装置。

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