JP2007062450A5 - - Google Patents

Description

ラック軸支持装置

この発明は、ラックアンドピニオン式ステアリング装置に適用されるラック軸支持装置に関するものである。

ラックアンドピニオン式ステアリング装置において、通例、ラック軸はラック軸支持装置によって支持されている。このラック軸支持装置は、ハウジングに形成された案内孔に進退自在に保持された支持部材と、案内孔の開口を封止するプラグと、支持部材とプラグの間に介在する付勢部材とを備えている。上記ラック軸は支持部材により軸方向に摺動可能に支持され、支持部材は付勢部材によりラック軸側へ付勢されている。また、プラグに形成された雄ねじ部と、案内孔に形成された雌ねじ部とが螺合することでプラグが案内孔に保持されている。

通例、上記プラグはハウジングとの相対位置が変化しないように、雄ねじ部に緩み止めが施されている。この緩み止めは、例えば、プラグにロックナットを締め付けたり、ハウジングをかしめたりして行われる（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。
特開２００５−１３２２８７号公報 特開２００５−１７０１０９号公報

しかしながら、特許文献１または特許文献２に記載のいずれの方法であっても、プラグの緩み止めを行うための面倒な作業が必要である。例えば、特許文献１ではプラグがロックナットと共回りしないように、プラグを保持した状態で、ロックナットを締め付けるという煩雑な作業が必要である。また、特許文献２では、かしめ装置を用いて所定のかしめ荷重でかしめ付けるという煩雑な作業が必要である。

また、上述の緩み止め方法では、万一、ロックナットが緩んだり、かしめが外れたりした場合に、プラグがハウジングから抜脱してしまう虞がある。
この発明は、かかる背景のもとになされたものであり、専用の工程を要することなくプラグの移動を規制することができ、且つハウジングからプラグが抜脱することを確実に防止することができるラック軸支持装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、ラック軸（４）を摺動自在に収容するハウジング（３）と、ハウジングに設けられた案内孔（８）と、案内孔内に進退自在に保持され、ラック軸を軸方向に摺動可能に支持する支持部材（１０）と、支持部材の後退位置（Ｐ1）を位置決めし、案内孔の開口を封止するプラグ（１１）と、支持部材とプラグとの間に介在し、支持部材をラック軸側に付勢する付勢部材（１２）とを備え、上記プラグは、案内孔の内周面のねじ部（１８）に螺合するねじ部（１７）が形成された外周面（２３）を有する断面丸形の本体（１９）と、本体によって片持ち状に支持され、本体の軸方向に延びるとともに本体の周方向に並べて設けられた複数の弾性アーム（２１）と、各弾性アームの自由端（２１ａ）に設けられ弾性アームの揺動に伴って本体の径方向（Ｒ１）に変位する係合爪（２２）と、上記複数の弾性アーム相互の間に形成され、本体の軸方向に延びるスリット（２５）と、本体に設けられているとともに本体の径方向に関して複数の弾性アームの内側に配置され、付勢部材を受ける受け部（２０）と、受け部と複数の弾性アームとの間を仕切る環状溝（３１）とを含み、上記環状溝によって上記複数の弾性アームが内側へ撓むための空間が形成されるようにしてあり、案内孔の内周面に、上記係合爪と係合することによりプラグを所定のねじ込み位置にロックする係合溝（２９）が形成されていることを特徴とするラック軸支持装置（１００）である。

本発明によれば、弾性アームを弾性変形させて係合爪をプラグの径方向内方へ変位させた状態で、プラグをハウジングの案内孔に、ねじ込んでいく。プラグを所定位置まで、ねじ込むと、弾性アームの復元力によって、係合爪がプラグの径方向外方へ変位され、係合溝に係合する。この係合爪と係合溝との係合により、プラグが所定のねじ込み位置にロックされる。その結果、当該プラグによって、支持部材の後退位置を精度良く位置決めすることができる。また、プラグが緩んで案内孔から抜脱することを確実に防止することができる。

また、上記弾性アームは、本体の軸方向に延びるとともに複数が本体の周方向に並べて設けられ、これら弾性アーム相互の間に、本体の軸方向に延びるスリットが形成されているので、複数の係合爪をプラグの周方向に並べて設けることになり、プラグを確実にロックすることができる。
また、上記プラグは、本体に設けられ付勢部材を受ける受け部と、受け部と複数の弾性アームとの間を仕切る環状溝とを含むので、プラグ本体の受け部によって付勢部材を受けることができる。また、環状溝によって、弾性アームが径方向内方へ撓むための空間を容易に確保することができる。

なお、上記複数の弾性アームは付勢部材を受ける受け部を含んでいてもよい。この場合、弾性アームの受け部によって付勢部材を受けることができる。
また、本発明において、上記係合爪は、プラグを案内孔の入口に押し込む力（Ｆ１）を、係合爪をプラグの径方向内方へ変位させる力（Ｆ２）に変換するための傾斜状カム面（２８）を含む場合がある。この場合、傾斜状カム面を案内孔の入口の周縁部に押し当てると、係合爪をプラグの径方向内方に容易に変位させることができる。

また、本発明において、上記プラグは合成樹脂の一体形成品である場合がある。この場合、弾性アームや係合爪を、本体と一体に容易に形成することができる。また、弾性アームの弾性を容易に得ることができる。
なお、上記において、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。

以下には、図面を参照して、この発明の実施形態について具体的に説明する。
図１は、本発明の一実施形態にかかるラック軸支持装置が適用されたラックアンドピニオン式ステアリング装置の断面図である。
図１を参照して、ステアリング装置１００は、図示しないステアリングホイール等の操舵部材に連結されたピニオン軸１と、ピニオン軸１の先端に設けられたピニオン２と、ハウジング３内にて噛み合うラック軸４と、ラック軸４をピニオン２に押し付けるためのラック軸支持装置５とを備えている。

ピニオン軸１は、２つの軸受６ａ，６ｂにてハウジング３内に回転可能に支持され、ピニオン軸１の回転によりピニオン２が回転する。ラック軸４の両端部はハウジング３に保持された図示しない軸受部材によって、軸方向（図１の紙面に垂直な方向）に摺動自在に支持されている。また、図示はしないが、ラック軸４の両端には、それぞれタイロッドを介して車輪が連結されている。

ハウジング３は、ラック軸４を挟んでピニオン２と反対側に突出する張出部７を有している。この張出部７に、案内孔８が形成されており、この案内孔８の一端は、張出部７の頂部７ａに開口している。
ラック軸支持装置５は、パッド９を介してラック軸４を軸方向に摺動自在に支持する支持部材１０と、案内孔８を封止したプラグ１１と、支持部材１０とプラグ１１との間に介在し支持部材１０をラック軸４側に付勢するスプリング１２とを含む。

支持部材１０は円柱状に形成されており、案内孔８の深さ方向Ｘ１に進退自在に収容されている。支持部材１０の一端１０ａには上記パッド９を取り付けるための曲面１３が形成されており、この曲面１３に取り付けられたパッド９がラック軸４と摺接するようになっている。支持部材１０の他端１０ｂには、上記スプリング１２が収容される凹部１４が形成されている。また、支持部材１０の外周面１０ｃには、周方向に延びる一対の環状溝１５が形成されており、この環状溝１５に、Ｏリング等の環状の弾性部材１６が保持されている。弾性部材１６は、案内孔８の内周面８ａおよび支持部材１０の環状溝１５の間で圧縮されている。これにより、支持部材１０は、案内孔８の径方向Ｙ１に弾性支持されている。その結果、案内孔８内における支持部材１０のがたつきを抑えることができる。

プラグ１１は、合成樹脂によって形成されている。雄ねじ部１７と雌ネジ部１８とを螺合させることによって、案内孔８をプラグ１１で封止することができる。また、プラグ１１は、当該プラグ１１の一端１１ａと支持部材１０の他端１０ｂとの間に所定の間隔Ｓ（例えば、０．１ｍｍ）が設けられる状態で、案内孔８に保持されている。支持部材１０の他端１０ｂがプラグ１１の一端１１ａに当接することにより、支持部材１０のプラグ１１側への後退位置Ｐ１を規制することができる。

スプリング１２は、凹部１４の底面１４ａとプラグ１１の一端１１ａとの間で挟持されている。スプリング１２によって支持部材１０がラック軸４側に付勢され、これにより、ピニオン２とラック軸４とのバックラッシュを除去することができる。
図２は、プラグを概略的に示した側面図であり、図３はプラグを矢視IIIから見た平面図である。図２および図３を参照して、プラグ１１は、断面丸形の本体１９と、本体１９に設けられスプリング１２を受ける受け部２０と、本体１９に片持ち状に支持された複数の弾性アーム２１と、各弾性アーム２１に設けられた係合爪２２とを有している。また、プラグ１１は合成樹脂製であり、本体１９、受け部２０、各弾性アーム２１および係合爪２２は一体に形成されている。

上記本体１９は円柱状の大径部１９１と、大径部１９１よりも小径の小径部１９２とを有している。大径部１９１の外周面２３には、案内孔８の内周面８ａの雌ねじ部１８と螺合する上記雄ねじ部１７が形成されている。また、大径部１９１の後面１９ａには、工具係合孔２４が形成されている。図示しない工具を工具係合孔２４に係合して、プラグ１１を回転させることにより、プラグ１１を締め込んだり緩めたりすることができる。これにより、プラグ１１の案内孔８へのねじ込み量を調節して、プラグ１１と支持部材１０との間に上記所定の間隔Ｓを設けることができる。

小径部１９２は、円柱状に形成され、大径部１９１の前面１９ｂから本体１９の軸方向Ｚ１に延びている。小径部１９２は、大径部１９１と同軸に配置されている。小径部１９２の一端面に受け部２０が設けられ、この受け部２０によってスプリング１２が受けられている。
上記複数の弾性アーム２１のそれぞれは、略四角柱状に形成されており、大径部１９１の前面１９ｂから本体１９の軸方向Ｚ１に延びている。複数の弾性アーム２１の基端部は、大径部１９１の前面１９ｂの周縁に沿って並べられている。複数の弾性アーム２１は、小径部１９２を取り囲み、小径部１９２と同心の環状に配列されている。複数の弾性アーム２１は、本体１９の周方向Ａ１に等間隔で並べられている。周方向Ａ１に隣接する各弾性アーム２１の間には、本体１９の軸方向Ｚ１に延びるスリット２５が設けられている。周方向Ａ１に隣接する各弾性アーム２１の間が、このスリット２５によって仕切られている。

係合爪２２は、各弾性アーム２１の自由端２１ａに設けられており、各弾性アーム２１から本体１９の径方向Ｒ１外方に突出している。係合爪２２は、各弾性アーム２１の自由端２１ａ側に設けられた第１係合面２６と、各弾性アーム２１の固定端２１ｂ側に設けられた第２係合面２７と、第１係合面２６および第２係合面２７の間を接続する傾斜状カム面２８とを有している。第１係合面２６および第２係合面２７は、本体１９の軸方向Ｚ１に対して垂直な面である。傾斜状カム面２８は第２係合面２７から第１係合面２６にかけて径方向Ｒ１内方に傾斜している。

係合爪２２は、各弾性アーム２１と同様に、小径部１９２を同心に取り囲み、環状に配置されている。環状に配置された係合爪２２の最外径Ｄ１は、係合爪２２が弾性変形していない状態で、大径部１９１の外径Ｄ２よりも大径となっている。係合爪２２は、案内孔８の内周面８ａに形成された断面溝型の係合溝２９に係合される。これにより、プラグ１１を所定のねじ込み位置にロックすることができる。

複数の弾性アーム２１と小径部１９２の外周との間には、環状溝３１が設けられている。環状溝３１によって、各弾性アーム２１と小径部１９２の外周との間に、一定の空間が設けられている。これにより、各弾性アーム２１を径方向Ｒ１内方に撓ませて、係合爪２２を径方向Ｒ１内方に変位させることができるようになっている。また、環状溝３１によって、各弾性アーム２１と受け部２０とが仕切られている。

図４は、プラグ１１を案内孔８にねじ込んでロックさせる手順を説明するための一部断面概略図である。図４を参照して、プラグ１１を案内孔８にロックさせるには、複数の弾性アーム２１を本体１９の径方向Ｒ１内方へ変位させた状態で、プラグ１１を案内孔８にねじ込んでいくだけでよい。すなわち、ねじ込みにより係合爪２２が係合溝２９の位置まで達した時点で、弾性アーム２１の弾性復元力によって、係合爪２２が径方向Ｒ１外方に変形し、係合爪２２が係合溝２９に自動的に係合し、ロックが達成される。

より詳細に説明すると、まず最初に、図４（ａ）に示すように、係合爪２２のカム面２８と案内孔８の開口周縁部３０とを当接させて、プラグ１１を案内孔８の方へ押し込む。この際に、プラグ１１を案内孔８の方へ押し込む力Ｆ１が、カム面２８によって係合爪２２を本体１９の径方向Ｒ１内方に変位させる力Ｆ２に変換される。これにより、各弾性アーム２１が弾性変形して、係合爪２２が本体１９の径方向Ｒ１内方に変位させられ、プラグ１１を案内孔８に容易に押し込むことができる。

プラグ１１を案内孔８に押し込んだ後、図４（ｂ）に示すように、プラグ１１を回転させて雄ねじ部１７と雌ねじ部１８とを螺合させる。雄ねじ部１７と雌ねじ部１８とを螺合させることにより、案内孔８の開口がプラグ１１によって封止される。また、プラグ１１を案内孔８の所定のねじ込み位置、すなわち、係合爪２２が係合溝２９に一致する位置までねじ込むことにより、各弾性アーム２１が弾性復元力によって復元して、係合爪２２が径方向Ｒ１外方に変位される。その結果、係合爪２２が係合溝２９に係合し、プラグ１１のロックが達成される。

このように、プラグ１１のロックが達成された状態で、プラグ１１の一端１１ａと支持部材１０の他端１０ｂとの間に所定の間隔Ｓが確保されるようになっている。この所定の間隔Ｓの量は調節可能である。すなわち、係合溝２９の第１係合面２６および第２係合面２７とそれぞれ対向する面である第１の面２９ａおよび第２の面２９ｂの間隔が係合爪２２の厚みよりも所定量大きくなるように、係合溝２９および係合爪の寸法が設定されている。したがって、上記所定量の分だけ、上記所定の間隔Ｓの量を調節することができるようになっている。

また、係合爪２２が係合溝２９と係合することにより、案内孔８の深さ方向Ｘ１へのプラグ１１の移動を規制することができる。具体的には、第１係合面２６が、第１の面２９ａに当接することにより、支持部材１０側へのプラグ１１の移動を規制する。また、第２係合面２７が、第２の面２９ｂに当接することにより、プラグ１１の案内孔８からの抜脱が規制される。

以上のように、この実施形態によれば、複数の弾性アーム２１を径方向Ｒ１内方に弾性変形させて、プラグ１１を案内孔８にねじ込むことができる。プラグ１１を所定のねじ込み位置までねじ込むことにより、各弾性アーム２１が復元して係合爪２２と係合溝２９とが係合する。これにより、プラグ１１が所定のねじ込み位置にロックされる。その結果、プラグ１１によって、支持部材１０の後退位置Ｐ１を精度良く位置決めすることができる。また、プラグ１１が緩んで案内孔８から抜脱することを確実に防止することができる。

図５は、この発明の参考形態に係るプラグの一部を概略的に示した断面図である。この図５において、前述の図２および図３に示された各部と同等の構成部分については、図２および図３と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
本参考形態が図２の実施の形態と主に相違するのは、スプリング１２を受けるための受け部２００が係合爪２２０の端面に設けられていることにある。

プラグ１１０は、弾性アーム２１０と、係合爪２２０とを備える。係合爪２２０は、弾性アーム２１０の自由端２１ａに設けられており、受け部２００を含む。受け部２００は、係合爪２２０の端面に設けられており、第１係合面２６と同一面上にある。
これにより、受け部２００が設けられた係合爪２２０は、プラグ１１０のねじ込み位置をロックするだけでなく、スプリング１２を受けることもできる。

この発明は、以上の実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。

本発明の一実施形態にかかるラック軸支持装置が適用されたラックアンドピニオン式ステアリング装置の断面図である。 プラグを概略的に示した側面図である。 プラグを矢視IIIから見た平面図である。 プラグと案内孔とを結合させる手順を説明するための一部断面概略図であ る。 図５は、この発明の参考形態に係るプラグの一部を概略的に示した断面図 である。

符号の説明

３・・・ハウジング、４・・・ラック軸、５・・・ラック軸支持装置、８・・・案内孔、８ａ・・・内周面、１０・・・支持部材、１１，１１０・・・プラグ、１２・・・スプリング（付勢部材）、１７・・・雄ねじ部（ねじ部）、１８・・・雌ネジ部（内周面のねじ部）、１９・・・本体、２０，２００・・・受け部、２１，２１０・・・弾性アーム、２１ａ・・・自由端、２２，２２０・・・係合爪、２３・・・外周面、２５・・・スリット、２８・・・カム面、２９・・・係合溝、３１・・・環状溝、Ａ１・・・周方向、Ｆ１・・・押し込む力、Ｆ２・・・変位させる力、Ｐ１・・・後退位置、Ｒ１・・・径方向、Ｚ１・・・軸方向

Claims (3)

1. ラック軸を摺動自在に収容するハウジングと、
   ハウジングに設けられた案内孔と、
   案内孔内に進退自在に保持され、ラック軸を軸方向に摺動可能に支持する支持部材と、
   支持部材の後退位置を位置決めし、案内孔の開口を封止するプラグと、
   支持部材とプラグとの間に介在し、支持部材をラック軸側に付勢する付勢部材とを備え、
   上記プラグは、案内孔の内周面のねじ部に螺合するねじ部が形成された外周面を有する断面丸形の本体と、本体によって片持ち状に支持され、本体の軸方向に延びるとともに本体の周方向に並べて設けられた複数の弾性アームと、各弾性アームの自由端に設けられ弾性アームの揺動に伴って本体の径方向に変位する係合爪と、上記複数の弾性アーム相互の間に形成され、本体の軸方向に延びるスリットと、本体に設けられているとともに本体の径方向に関して複数の弾性アームの内側に配置され、付勢部材を受ける受け部と、受け部と複数の弾性アームとの間を仕切る環状溝とを含み、
   上記環状溝によって上記複数の弾性アームが内側へ撓むための空間が形成されるようにしてあり、
   案内孔の内周面に、上記係合爪と係合することによりプラグを所定のねじ込み位置にロックする係合溝が形成されていることを特徴とするラック軸支持装置。
2. 請求項１において、上記係合爪は、プラグを案内孔の入口に押し込む力を、係合爪をプラグの径方向内方へ変位させる力に変換するための傾斜状カム面を含むことを特徴とするラック軸支持装置。
3. 請求項１または２において、上記プラグは合成樹脂の一体形成品であることを特徴とするラック軸支持装置。