JP2008087535A - ステアリング装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本ステアリング装置1では、ラック軸14が、ラック軸支持装置23により所定の付勢方向Fに付勢され、ラック軸支持装置23に近い側および遠い側のラックハウジング15の第1および第2の端部15a,15bにある第1および第2のラックブッシュ20,21により受けられる。第1のラックブッシュ20の内周面36は、所定の付勢方向Fとは平行な第1の方向X1に径が相対的に大きく、第1の方向X1とは直交する第2の方向X2に径が相対的に小さくされている。内周面36は、第2の方向X2に関してのラック軸14の移動を規制しつつ、第1の方向X1および軸方向Sに関してのラック軸14の移動を許容する。
【選択図】図1
Description
ラック軸の軸方向に関するハウジングの中間部において、ラック軸は、ラック軸支持装置により支持されている。このラック軸支持装置は、ラック軸をその軸方向に摺動自在に支持するサポートヨークを有している。このサポートヨークは、ハウジング内の保持孔に、ラック軸の軸方向に直交する方向に移動自在に保持されていて、この方向にばねにより付勢されることにより、ラック軸をピニオン軸へ向けて付勢している。
従来の第1のステアリング装置では、ラックブッシュはピニオン軸から遠い側にあるハウジングの端部のみに配置されている。
また、移動抵抗の変動を小さく抑制するために、ラック軸の加工精度を高めることが考えられる。しかし、加工コストが高くなり、ひいては製造コストが高くなる。また、特許文献1では、ラックブッシュとラック軸との間に、複数のボールが介在しているので、部品点数が多くなる結果、構造が複雑化し高価になる。
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示すものであるが、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。
図1Aは、本発明の第1の実施形態のステアリング装置の概略構成を示す模式図である。図1Aを参照して、ステアリング装置1は、操舵輪2を操舵するためのラックアンドピニオン式のステアリング装置として構成されている。ステアリング装置1は、操舵部材としてのステアリングホイール3に加えられる操舵トルクを伝達するステアリングシャフト4と、ステアリングシャフト4からの操舵トルクにより操向輪2を操舵するためのラックアンドピニオン機構からなる操舵機構5と、ステアリングシャフト4および操舵機構5の間に設けられてこの間において回転を伝達する軸継手としての中間軸6とを有している。
中間軸6は、動力伝達軸10と、中間軸6の一方の端部に設けられた自在継手11と、中間軸6の他方の端部に設けられた自在継手12とを有している。
ステアリング装置1は、操舵トルクに応じて操舵補助力を得られるようになっている。すなわち、ステアリング装置1は、操舵トルクを検出するトルクセンサ16と、制御部としてのECU(Electronic Control Unit :電子制御ユニット)17と、操舵補助用の電動モータ18と、伝動装置としての減速機19とを有している。本実施形態では、電動モータ18および減速機19は、ステアリングコラム7に関連して設けられている。
ステアリングホイール3が操作されると、操舵トルクがトルクセンサ16により検出され、トルク検出結果および車速検出結果等に応じて電動モータ18が操舵補助力を発生させる。操舵補助力は、減速機19を介してピニオン軸13に伝達される。これとともに、ステアリングホイール3の動きも、操舵機構5に伝わる。その結果、操向輪2が操舵されるとともに、操舵が補助される。
ラック軸14は、長尺の棒状部材である。軸方向Sに関してのラック軸14の両端部14bには、ラック歯14aが形成されておらず、両端部14bは、例えば、断面円形等の断面丸形に形成されている。軸方向Sに関してのラック軸14の中間部の外周面は、断面円弧形状をなす湾曲部と、軸方向Sに平行な平坦部とを有している。この平坦部にラック歯14aが形成されている。
ラックハウジング15の中間部15cは、軸受(図示せず)を介してピニオン軸13を回動自在に支持している。ピニオン軸13は、第1の端部15aに相対的に近くなるように配置され、第2の端部15bに相対的に遠くなるように配置されている。
ラック軸支持装置23は、ラック軸14をピニオン軸13側となる所定の付勢方向Fに付勢しながらラック軸14を軸方向Sに移動自在に支持している。ラック軸支持装置23は、ラックハウジング15の長手方向に関して、ラックハウジング15の中間部15cであってピニオン軸13と同じ位置に配置されている。ラック軸14の軸方向Sに直交する方向であって所定の付勢方向Fに関して、ラック軸支持装置23とピニオン軸13とは、ラック軸14を挟んで互いに反対側に配置されている。
筒部材24はラックハウジング15の中間部15cに一体に形成されている。保持孔24aは、上述の付勢方向F、すなわち、ラック軸14の軸方向Sに直交する方向であり且つピニオン軸13の軸方向に直交する方向に平行に延びている。保持孔24aの一端がラックハウジング15の中間部15cの内部に開口している。保持孔24aの他端に受け部材27が固定されている。保持孔24aの内部にばね部材26とサポートヨーク25とが収容されている。
本実施形態のステアリング装置1では、ラック軸14の両端部14bの周囲に配置された部材は、第1および第2のラックブッシュ20,21を除いて、互いに同様に構成されている。以下では、一方の端部14bを中心に説明する。他方の端部14bにおいて一方の端部14bと同様の構成については、同じ符号を付して説明を省略する。
ラックハウジング15の第1の端部15aは、保持孔28を有している。保持孔28は、第1のラックブッシュ20を保持している。保持孔28は、円筒面からなる内周面28aと、この内周面28aの一端から径方向内方へ延びる側壁28bとを有している。
第1のラックブッシュ20は、ラック軸14の軸方向Sに関して、ラックストッパ22と側壁28bとの間に配置されている。
図4,図5および図6を参照して、支持孔35の内周面36は、第1の方向X1に互いに対向する逃げ部としての一対の第1の部分37と、第2の方向X2に互いに対向する案内面としての一対の第2の部分38とを有している。周方向Tに関して、第1の部分37は相対的に広い領域に形成され、残りの領域に第2の部分38が形成されている。
また、第2の部分38は、具体的には、上述のOリング30の弾性反発力と、第1のラックブッシュ20に設けられた後述する弾性支持部39の弾性反発力とを利用して、ラック軸14の径方向であって直交する方向X2に変位可能に弾性支持されている。
図4,図6および図9を参照して、第1のラックブッシュ20は、軸方向Sの第1の端部20aから軸方向Sに平行に所定距離で延びる複数の例えば4つの第1のスリット40と、軸方向Sの第2の端部20bから軸方向Sに平行に所定距離で延びる複数の例えば2つの第2のスリット41とを有している。また、第1のラックブッシュ20は、第1および第2のスリット40,41間に区画された第1の部分42、第2の部分43、第3の部分44、および第4の部分45を有している。これらの第1〜第4の部分42,43,44,45は、単一の部材により一体に形成され、互いに順につながることにより上述の弾性支持部39を構成している。
図4,図8および図9を参照して、第2の部分43は、第1のラックブッシュ20に4つの弾性舌片として設けられ、第1の部分42から軸方向Sに延びて第2の端部20bに至り、周方向Tに関して第1および第2のスリット40,41の間に形成されている。
図4,図8および図9を参照して、第4の部分45は、第1のラックブッシュ20に2つの弾性舌片として設けられ、各第3の部分44の周方向Tの中央部から軸方向Sに延びて第1の端部20aに至り、2つの第1のスリット40の間に形成されている。
第1のラックブッシュ20は、その軸方向位置を位置決めするとともに保持孔28からの抜け止めとして機能する係合部33を有している。この係合部33は、凸部からなり、第1のラックブッシュ20の第1の端部20aの第4の部分45から径方向外方に向けて所定量突出している。また、保持孔28は、係合部33に係合する相手方の係合部34を有している。係合部34は、凹部としての周溝の周縁部からなる。係合部33,34同士が、互いに嵌まりあって凹凸係合することにより、第1のラックブッシュ20が軸方向Sに抜け止めされるとともに位置決めされている。
図1に戻って、ラックハウジング15の第2の端部15bの保持孔28に、第2のラックブッシュ21が嵌合状態で保持されている。第2のラックブッシュ21は、ラック軸14の全ての径方向Rに関するラック軸14の端部14bの移動を所定量(零を含む)に規制しつつ、摺動自在に支持している。
なお、図示しないが、操向輪2からラック軸14に過大な外力が作用するときには、第1のラックブッシュ20の第1の部分37が、ラック軸14に接触し、外力を受け止める。その結果、外力がピニオン軸13やラック軸支持装置23に負荷されることが防止される。また、第2の部分38も同様に外力を受け止める。
また、本実施形態において、第1のラックブッシュ20の支持孔35の内周面36は、上記平行な方向X1とは直交する方向X2に関してのラック軸14の移動を規制し、上記平行な方向X1へのラック軸14の移動を許容するように、ラック軸14を案内する一対の案内面としての第2の部分38を含むようにしている。この場合、上述の直交する方向X2に関してのラック軸14のがたつきを確実に規制しつつ、ラック軸14の移動抵抗の変化を抑制することができる。
なお、これらの効果は、ラックハウジング15の第2の端部15bにおけるラックブッシュの有無や構造にかかわらずに得ることができるが、第2の端部15bにもラックブッシュを配置するのが、ラック軸14のがたつきの防止には好ましい。
図13は、本発明の第2の実施形態のステアリング装置の要部の断面図であり、第1の実施形態において図10に示された部分に相当する部分を示す。図13を参照して、第1のラックブッシュ20の支持孔35の内周面36は、第2の方向X2に互いに対向する一対の第2の部分38A(一方のみ図示。)を有している。第2の部分38Aは、凹湾曲面としての円筒面からなる。この円筒面は、第1の部分37の円筒面よりも小径に形成され、第1の部分37の円筒面から径方向内方に突出した凸部の先端に形成されている。第2の部分38Aの円筒面の直径は、上述の第1の実施形態における一対の第2の部分38の間隔(直径DBに相当)に等しく設定されている。第2の部分38Aは、断面円弧形状の樋形状をなし、この樋形状は第1のラックブッシュ20の中心軸線に平行に延びている。また、第2の部分38Aは、ラック軸14の外周面を面当たり状態で受けている。この場合、第2の部分38Aの少なくとも一部を変形させたり移動させたりすることにより、ラック軸14を第1の方向X1に移動させることができる。また、第2の部分38Aは、第1の方向X1に関してラック軸14に作用する外力を受けることができる。
Claims (3)
- ラックアンドピニオン式のステアリング装置において、
ラック軸が挿通され、軸方向に関して第1および第2の端部を有する筒状のハウジングと、
このハウジングの第1および第2の端部のうち第1の端部に相対的に近い位置に配置され、ラック軸を軸方向に摺動自在に支持しつつラック軸をピニオン軸側である所定の付勢方向に付勢するラック軸支持装置と、
ハウジングの第1の端部に保持され、ラック軸の端部を軸方向に摺動自在に支持する支持孔を有するラックブッシュとを備え、
このラックブッシュの支持孔は、上記所定の付勢方向とは平行な方向に相対的に径が大きく、上記平行な方向とは直交する方向に相対的に径が短い孔からなることを特徴とするステアリング装置。 - 請求項1において、上記ラックブッシュの支持孔の内周面は、上記平行な方向とは直交する方向に関してのラック軸の移動を規制し、上記平行な方向へのラック軸の移動を許容するように、ラック軸を案内する一対の案内面を含むことを特徴とするステアリング装置。
- 請求項2において、上記一対の案内面のそれぞれは、上記平行な方向に沿って延びる平坦面を含むことを特徴とするステアリング装置。
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