JP2005125974A

JP2005125974A - 車両用ラックアンドピニオン型ステアリング装置、及び車両用電動パワーステアリング装置

Info

Publication number: JP2005125974A
Application number: JP2003364839A
Authority: JP
Inventors: Toru Matsushima; 亨松嶋
Original assignee: NSK Ltd; NSK Steering Systems Co Ltd
Current assignee: NSK Ltd; NSK Steering Systems Co Ltd
Priority date: 2003-10-24
Filing date: 2003-10-24
Publication date: 2005-05-19

Abstract

【課題】温度変化による部品間のクリアランスの増大を抑制してラックサポート機能の低下や異音発生を防止すること、また、ラック軸中心からアジャストカバーエンドまでの距離を抑制して、レイアウト上の干渉問題を低減すること。
【解決手段】アジャストカバー５は、ラックガイド３を摺動自在に包持するように形成してあり、アジャストカバー５と、ラックガイド３とは、両者に略同等の熱膨張係数の材料を使用することにより、温度変化による部品間のクリアランスの増大を抑制することができる。また、アジャストカバー５は、その螺合ネジ部分をラックガイド３の径方向外方に配置できるため、アジャストカバー５は、その高さの大部分をラックガイド３とラップさせることができ、ラック軸２の中心からアジャストカバー５のエンドまでの距離を抑えることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用ラックアンドピニオン型ステアリング装置、及び、当該装置を備えた車両用電動パワーステアリング装置に関する。

従来のラックアンドピニオン式ステアリング装置に於いては、特許文献１に示すように、タイヤの路面の凸凹状況がタイロッド等を伝わって、ラックアンドピニオン式ステアリングギヤ部において、ラトル音等が発生する。

従って、このラトル音等の低減のため、ラックギヤをピニオンギヤ方向に押し付ける目的で、ラックガイドを用い、また、これにバネ等の弾性部材を付与することで、押し付け荷重を一定に保っている。

図１（ａ）は、従来に係る車両用ラックアンドピニオン型ステアリング装置の断面図である。

車両用ステアリング装置のギヤボックスでは、そのアルミニウム製のハウジング１に、その上端をステアリングホイール（図示略）に連結したピニオン軸（図示略）が回転自在に支持してある。このピニオン軸（図示略）に対向して、ピニオン軸（図示略）に噛合するラック軸２が摺動自在に設けてある。

このラック軸２は、浮動可能であると共に撓むことができるようにハウジング１内に支持してあり、また、その背面側からラックガイド３によりピニオン軸（図示略）に向けて弾性的に押圧し、これにより、ラックとピニオンの噛合状態を良好に維持している。

ラックガイド３は、ハウジング１内に摺動自在に嵌合して設けてあり、その背面側は、皿バネ４（弾性部材）を介して、アジャストカバー５がハウジング１の内面に螺合してある。なお、アジャストカバー５は、ロックナット６により固定してある。

ラックガイド３内には、枢軸７が設けてあり、この枢軸７の外周には、ニードルローラ軸受８を介して、鼓形状の筒状ローラ９が回転自在に設けてある。この筒状ローラ９の凹面は、回転しながらラック軸２の背面の凸形状を弾性的に押圧するようになっている。

図３（ａ）は、従来に係る車両用ラックアンドピニオン型ステアリング装置の断面図である。

このラック軸２は、浮動可能であると共に撓むことができるようにハウジング１内に支持してあり、また、その背面側からプレッシャーパッド１１によりピニオン軸（図示略）に向けて弾性的に押圧し、これにより、ラックとピニオンの噛合状態を良好に維持している。

プレッシャーパッド１１は、ハウジング１内に摺動自在に嵌合して設けてあり、その背面側は、コイルバネ１２（弾性部材）を介して、アジャストカバー５がハウジング１の内面に螺合してある。なお、アジャストカバー５は、ロックナット６により固定してある。

プレッシャーパッド１１の凹面は、ラック軸２の背面の凸形状を弾性的に押圧するようになっている。
実開平２−５９０６７号公報

しかしながら、従来、アルミニウム製のハウジング１内に、ラックガイド３又はプレッシャーパッド１１が摺動自在に包持するように構成してある。

その結果、アルミニウム製のハウジング１と、鉄部材であるラックガイド３又はプレシャーパッド１１との熱膨張係数の違いにより、高温にさらされると、部品間のクリアランスが大きくなり、ラックサポート機能の低下や異音発生を招くことが懸念されている。

また、アジャストカバー５は、ラック軸２とは反対側のラックガイド３又はプレシャーパッド１１の背面に位置して、ラックガイド３又はプレシャーパッド１１を押し出す構成になっている。

その結果、ラック軸２の中心からアジャストカバー６のエンドまでの距離には螺合ネジ部の必要かかり代ゆえ、アジャストカバー６高さがそのまま加わることとなり、その高さゆえ、車両搭載のレイアウトを検討する上で、アジャストカバー６のエンドが車両の取付部に干渉するといった虞れがある。

本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであって、温度変化による部品間のクリアランスの増大を抑制してラックサポート機能の低下や異音発生を防止することができ、また、ラック軸中心からアジャストカバーエンドまでの距離を抑制して、レイアウト上の干渉問題を低減することができる車両用ラックアンドピニオン型ステアリング装置、及び車両用電動パワーステアリング装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明の請求項１に係る車両用ラックアンドピニオン型ステアリング装置は、ハウジングに回転自在に支持したピニオン軸に、前記ハウジングに摺動自在に設けたラック軸を噛合し、
前記ハウジング内に摺動可能に嵌合した弾性押圧機構によって、前記ラック軸を前記ピニオン軸に向けて弾性的に押圧し、
前記弾性押圧機構をアジャストカバーにより装着した車両用ラックアンドピニオン式ステアリング装置において、
前記アジャストカバーは、前記弾性押圧機構を摺動自在に包持するように形成してあることを特徴とする。

本発明の請求項２に係る車両用ラックアンドピニオン型ステアリング装置は、前記弾性押圧機構は、
前記アジャストカバー内に摺動自在に設けたラックガイドと、
前記アジャストカバーと当該ラックガイドとの間で離間するように付勢するバネと、
ラックガイド内に設けた枢軸と、
枢軸の外周に軸受を介して回転自在に設けた鼓形状の筒状ローラと、を有することを特徴とする。

本発明の請求項３に係る車両用ラックアンドピニオン型ステアリング装置は、前記弾性押圧機構は、
前記アジャストカバー内に摺動自在に設けたプレッシャーパッドと、
前記アジャストカバーと当該ラックガイドとの間で離間するように付勢するバネと、を有することを特徴とする。

本発明の請求項４に係る車両用ラックアンドピニオン型ステアリング装置は、前記ラックガイド又はプレッシャーパッドと、前記アジャストカバーとは、略同等の線膨張係数を有する材料から形成してあることを特徴とする。

本発明の請求項５に係る車両用電動パワーステアリング装置は、前記請求項１乃至４のいずれか１項に記載のラックアンドピニオン式ステアリング装置を備えていることを特徴とする。

以上説明したように、本発明によれば、アジャストカバーは、弾性押圧機構を摺動自在に包持するように形成してあることから、両者に略同等の熱膨張係数の材料を使用することにより、温度変化による部品間のクリアランスの増大を抑制して、ラックサポート機能の低下や異音発生を防ぐことができる。

また、アジャストカバーは、弾性押圧機構を摺動自在に包持するように形成してあることから、その螺合ネジ部分をラックガイド又はプレッシャーパッドの径方向外方に配置することができる。そのため、アジャストカバーは、その高さの大部分をラックガイド又はプレッシャーパッドとラップさせることが出来るため、ラック軸の中心からアジャストカバーのエンドまでの距離を抑えることができる。これによりレイアウト上の干渉問題を低減することができる。

以下、本発明の実施の形態に係る車両用ラックアンドピニオン型ステアリング装置、及び車両用電動パワーステアリング装置を図面を参照しつつ説明する。

（第１実施の形態）
図１（ｂ）は、本発明の第１実施の形態に係る車両用ラックアンドピニオン型ステアリング装置の断面図である。

本実施の形態に係る車両用ラックアンドピニオン型ステアリング装置は、好適には、車両用電動パワーステアリング装置に装着するようになっている。

本実施の形態では、アジャストカバー５は、ラックガイド３を摺動自在に包持するように形成してある。

すなわち、アジャストカバー５は、従来より長い筒状部２０を有しており、この筒状部２０の外周面の雄ネジ部は、ハウジング１の内周面の雌ネジ部に螺合してある。

筒状部２０の内周面には、ラックガイド３が摺動自在に収納してある。このラックガイド３内には、枢軸７が設けてあり、この枢軸７の外周には、ニードルローラ軸受８を介して、鼓形状の筒状ローラ９が回転自在に設けてある。この筒状ローラ９の凹面は、回転しながらラック軸２の背面の凸形状を弾性的に押圧するようになっている。

また、アジャストカバー５の内側と、ラックガイド３の背面との間には、互いに離間するように付勢する皿バネ４（弾性部材）が介装してある。

以上から、本実施の形態では、アジャストカバー５は、ラックガイド３を摺動自在に包持するように形成してあり、アジャストカバー５と、ラックガイド３とは、両者に略同等の熱膨張係数の材料を使用することにより、温度変化による部品間のクリアランスの増大を抑制して、ラックサポート機能の低下や異音発生を防ぐことができる。

また、アジャストカバー５は、ラックガイド３を摺動自在に包持するように形成してあることから、上記のように、その螺合ネジ部分をラックガイド３の径方向外方に配置することができる。そのため、アジャストカバー５は、その高さの大部分をラックガイド３とラップさせることが出来るため、ラック軸２の中心からアジャストカバー５のエンドまでの距離を抑えることができる。これにより、レイアウト上の干渉問題を低減することができる。

具体的な一例としては、図１に示すように、ラック軸２の中心からアジャストカバー５のエンドまでの距離は、（５１．１ｍｍ）から（４２ｍｍ）にまで短くすることができる。

図２（ｂ）は、本発明の第１実施の形態の変形例に係る車両用ラックアンドピニオン型ステアリング装置の断面図である。なお、図２（ａ）は、図１（ａ）と同様の図であり、従来に係る車両用ラックアンドピニオン型ステアリング装置の断面図である。

上述した第１実施の形態では、アジャストカバー５でラックガイド３を保持する場合、ねじ精度やガタ等により、ラックガイド３とラック２の芯が出ないことが懸念される。

そこで、本変形例では、ラックガイド３の外周面の周方向溝に、Ｏリング３０が収納してセットしてあり、これにより、芯ずれを吸収することができるようになっている。なお、Ｏリング３０は、これに代えて、他の弾性体であってもよい。

このように、ラックガイド３は、Ｏリング３０等の弾性体を介して、アジャストカバー５に保持される構造であってもよい。

（第２実施の形態）
図３（ｂ）は、本発明の第２実施の形態に係る車両用ラックアンドピニオン型ステアリング装置の断面図である。

本実施の形態では、アジャストカバー５は、プレッシャーパッド１１を摺動自在に包持するように形成してある。

筒状部２０の内周面には、プレッシャーパッド１１が摺動自在に収納してある。アジャストカバー５の内側と、プレッシャーパッド１１の背面との間には、互いに離間するように付勢するコイルバネ１２（弾性部材）が介装してある。なお、アジャストカバー５は、ロックナット６により固定してある。

プレッシャーパッド１１の凹面は、ラック軸２の背面の凸形状を弾性的に押圧するようになっている。

以上から、本実施の形態では、アジャストカバー５は、プレッシャーパッド１１を摺動自在に包持するように形成してあり、アジャストカバー５と、プレッシャーパッド１１とは、両者に略同等の熱膨張係数の材料を使用することにより、温度変化による部品間のクリアランスの増大を抑制して、ラックサポート機能の低下や異音発生を防ぐことができる。

また、アジャストカバー５は、プレッシャーパッド１１を摺動自在に包持するように形成してあることから、上記のように、その螺合ネジ部分をプレッシャーパッド１１の径方向外方に配置することができる。そのため、アジャストカバー５は、その高さの大部分をプレッシャーパッド１１とラップさせることが出来るため、ラック軸２の中心からアジャストカバー５のエンドまでの距離を抑えることができる。これにより、レイアウト上の干渉問題を低減することができる。

具体的な一例としては、図３に示すように、ラック軸２の中心からアジャストカバー５のエンドまでの距離は、（５２．５ｍｍ）から（３９．３ｍｍ）にまで短くすることができる。

また、Ｏリング等の弾性体を用いることなく、アジャストカバー５でプレッシャーパッド１１を保持する場合には、ねじ精度やガタ等により、プレッシャーパッド１１とラック２の芯が出ないことが懸念される。

そこで、図３（ｂ）に示すように、本第２実施の形態では、プレッシャーパッド１１の外周面の周方向溝に、Ｏリング３０が収納してセットしてあり、これにより、芯ずれを吸収することができるようになっている。なお、Ｏリング３０は、これに代えて、他の弾性体であってもよい。

このように、プレッシャーパッド１１は、Ｏリング３０等の弾性体を介して、アジャストカバー５に保持される構造であってもよい。

図４（ａ）は、本発明の第２実施の形態の第１変形例に係る車両用ラックアンドピニオン型ステアリング装置の側面図であり、（ｂ）は、その断面図である。

本第１変形例では、アジャストカバー５の中心部に、アジャストカバー５の締付工具用の六角穴４１が形成してある。

これにより、ラック２の中心からアジャストカバー５のエンドまでの距離を、上述した第２実施の形態より、短縮することができる。

図５（ａ）は、本発明の第２実施の形態の第２変形例に係る車両用ラックアンドピニオン型ステアリング装置の側面図であり、（ｂ）は、その断面図である。

本第２変形例では、アジャストカバー５の外周部の一部に、カシメ部４２が形成してあり、このカシメ部４２をハウジング１の内周端縁に加締めることにより、アジャストカバー５を固定するようになっている。

また、本変形例では、上記のように、カシメ部４２を加締めることにより固定する方法を採用していることから、ロックナット６を廃止している。

なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されず、種々変形可能である。

（ａ）は、従来に係る車両用ラックアンドピニオン型ステアリング装置の断面図であり、（ｂ）は、本発明の第１実施の形態に係る車両用ラックアンドピニオン型ステアリング装置の断面図である。（ａ）は、図１（ａ）と同様の図であって、従来に係る車両用ラックアンドピニオン型ステアリング装置の断面図であり、（ｂ）は、本発明の第１実施の形態の変形例に係る車両用ラックアンドピニオン型ステアリング装置の断面図である。（ａ）は、従来に係る車両用ラックアンドピニオン型ステアリング装置の断面図であり、（ｂ）は、本発明の第２実施の形態に係る車両用ラックアンドピニオン型ステアリング装置の断面図である。（ａ）は、本発明の第２実施の形態の第１変形例に係る車両用ラックアンドピニオン型ステアリング装置の側面図であり、（ｂ）は、その断面図である。（ａ）は、本発明の第２実施の形態の第２変形例に係る車両用ラックアンドピニオン型ステアリング装置の側面図であり、（ｂ）は、その断面図である。

符号の説明

１ハウジング
２ラック軸
３ラックガイド
４皿バネ（弾性部材）
５アジャストカバー
６ロックナット
７枢軸
８ニードルローラ軸受
９筒状ローラ
１１プレッシャーパッド
１２コイルバネ（弾性部材）
２０筒状部
３０Ｏリング
４１六角穴
４２カシメ部

Claims

ハウジングに回転自在に支持したピニオン軸に、前記ハウジングに摺動自在に設けたラック軸を噛合し、
前記ハウジング内に摺動可能に嵌合した弾性押圧機構によって、前記ラック軸を前記ピニオン軸に向けて弾性的に押圧し、
前記弾性押圧機構をアジャストカバーにより装着した車両用ラックアンドピニオン式ステアリング装置において、
前記アジャストカバーは、前記弾性押圧機構を摺動自在に包持するように形成してあることを特徴とする車両用ラックアンドピニオン式ステアリング装置。
前記弾性押圧機構は、
前記アジャストカバー内に摺動自在に設けたラックガイドと、
前記アジャストカバーと当該ラックガイドとの間で離間するように付勢するバネと、
ラックガイド内に設けた枢軸と、
枢軸の外周に軸受を介して回転自在に設けた鼓形状の筒状ローラと、を有することを特徴とする請求項１に記載の車両用ラックアンドピニオン式ステアリング装置。
前記弾性押圧機構は、
前記アジャストカバー内に摺動自在に設けたプレッシャーパッドと、
前記アジャストカバーと当該ラックガイドとの間で離間するように付勢するバネと、を有することを特徴とする請求項１に記載の車両用ラックアンドピニオン式ステアリング装置。
前記ラックガイド又はプレッシャーパッドと、前記アジャストカバーとは、略同等の線膨張係数を有する材料から形成してあることを特徴とする請求項２又は３に記載の車両用ラックアンドピニオン式ステアリング装置。
前記請求項１乃至４のいずれか１項に記載のラックアンドピニオン式ステアリング装置を備えていることを特徴とする車両用電動パワーステアリング装置。