JP2008307966A - ラックガイド装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コイルばねの平行度のバラツキを吸収できる構成のラックガイド装置を提供する。
【解決手段】ギヤハウジング１１に摺動可能に収納されピニオン軸１２に噛合うラック軸１５と、ギヤハウジングにラック軸とピニオン軸との噛合い部の背面側に形成された保持穴２２と、保持穴に摺動可能に嵌装されラック軸を軸方向に摺動可能に支持するラックガイド２３と、ラックガイドとギヤハウジングに固着されたばね受け部材２５との間に介挿されたコイルばね２６とを備え、ラックガイドとコイルばねとの間、ばね受け部材とコイルばねとの間の少なくとも一方に、コイルばねが着座するリング状の弾性部材３０を介在させた
【選択図】図１

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用いるラックガイド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は、例えば、特許文献１に記載されているように、ピニオン軸に噛合うラック軸はラックガイド装置によって摺動可能に支持されている。かかるラックガイド装置は、ギヤハウジングに形成された保持穴に摺動可能に保持されたラックガイドと、保持穴の開口端部に螺着されたばね受け部材と、ラックガイドとばね受け部材との間に介在されたコイルばねとを備えている。上記ラック軸は、ラックガイドにより軸方向に摺動可能にガイドされ、ラックガイドは、コイルばねによりラック軸をピニオン軸側へ押圧する方向に付勢され、ラック歯とピニオン歯との適正な噛合いを確保している。これによって、ラック歯とピニオン歯の噛合い変動を吸収するとともに、ピニオン軸の回転トルク変動を抑制し、適正な操舵トルクが得られるようにするとともに、ラック歯とピニオン歯の衝撃音を抑制するようになっている。
特開２００７−５０７２１号公報（段落００１７、図１）

上記したラックガイド装置に用いられるコイルばねは、一般に長尺に製造されたコイルばねを所要長さにカットして使用されるが、所要長さにカットされたコイルばねの両端着座面の平行度を高精度に保つことは製作上難しく、大なり小なり平行度にバラツキを生ずるのは避けられない。

コイルばねの両端着座面の平行度の精度が許容範囲を超えると、図４に示すように、コイルばね１の一端に着座されるラックガイド２がギヤハウジング３に形成した保持穴４内で傾くため、ラックガイド２と保持穴４とが片当たりし、ラックガイド２の摺動性が損われ、適正な操舵トルクが得られない恐れがでてくる。

本発明は、上記した従来の問題点を解消するためになされたもので、コイルばねの平行度のバラツキを吸収できる構成のラックガイド装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の特徴は、ギヤハウジングに摺動可能に収納されピニオン軸に噛合うラック軸と、前記ギヤハウジングに前記ラック軸と前記ピニオン軸との噛合い部の背面側に形成された保持穴と、該保持穴に摺動可能に嵌装され前記ラック軸を軸方向に摺動可能に支持するラックガイドと、該ラックガイドと前記ギヤハウジングに固着されたばね受け部材との間に介挿されたコイルばねとを備えたラックアンドピニオン形舵取装置において、前記ラックガイドと前記コイルばねとの間および前記ばね受け部材と前記コイルばねとの間の少なくとも一方に、前記コイルばねの一端が着座するリング状の弾性部材を介在させたことである。

請求項２に係る発明の特徴は、請求項１において、前記コイルばねと前記弾性部材との間に、前記コイルばねおよび前記弾性部材よりも大径の略円板状をなし、前記コイルばねが着座するワッシャを介在させたことである。

請求項３に係る発明の特徴は、請求項２において、前記ワッシャの略中央に貫通孔を設け、前記ラックガイドおよび前記ばね受け部材の一方に、前記ワッシャの貫通孔に遊嵌されるガイド突起を設けたことである。

請求項４に係る発明の特徴は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記弾性部材の厚み方向の一部が、前記ラックガイドおよび前記ばね受け部材の一方に設けた環状凹部に収容されていることである。

請求項１に係る発明によれば、ラックガイドとコイルばねとの間およびばね受け部材とコイルばねとの間の少なくとも一方に、コイルばねの一端が着座するリング状の弾性部材を介在させたので、コイルばねの両端着座面が平行でない場合には、弾性リングの弾性変形作用によってコイルばねの両端着座面の平行度のバラツキが吸収できるようになる。これによって、コイルばねの両端が平行でない場合であっても、ラックガイドはコイルばねによって保持穴の軸線と平行に保持され、ラックガイドが傾くことによる保持穴との片当たりによって、ラックガイドの摺動作用が損なわれることがなくなる。この結果、ラックガイド２３のスムーズな摺動により、操舵トルクが適正に保持されて操舵フィーリングを向上できるとともに、異音の発生を抑制できるようになる。

請求項２に係る発明によれば、コイルばねと弾性部材との間に、コイルばねおよび弾性部材よりも大径の略円板状をなし、コイルばねが着座するワッシャを介在させたので、ワッシャによってコイルばねの着座面の傾きを弾性部材に確実に伝達することができる。

請求項３に係る発明によれば、ワッシャの略中央に貫通孔を設け、ラックガイドおよびばね受け部材の一方に、ワッシャの貫通孔に遊嵌されるガイド突起を設けたので、ワッシャとラックガイドあるいはばね受け部材とが半径方向に位置ずれするのを防止することができ、ワッシャによる機能を安定的に維持することができる。

請求項４に係る発明によれば、弾性部材の厚み方向の一部が、ラックガイドおよびばね受け部材の一方に設けた環状凹部に収容されているので、弾性部材が半径方向に位置ずれするのを防止することができ、弾性部材を常に的確に弾性変形させることができる。

以下本発明の第１の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１において、ラックアンドピニオン式ステアリング装置１０は、ギヤハウジング１１に軸受１７、１８を介して回転可能に支持され、図略のステアリングホイールに連結されるピニオン軸１２と、ピニオン軸１２の先端に設けられたピニオン歯１３に噛み合うラック歯１４を有し、ギヤハウジング１１に摺動可能に収納されたラック軸１５とを備えている。

ラック軸１５の両端部には、図示してないが、周知のようにボールジョイントを介してタイロッドが連結され、タイロッドはナックルアームを介して操向車輪に連結されている。そして、ステアリングホイールの操作によりピニオン軸１２が回転されると、この回転はピニオン歯１３およびラック歯１４によって、ラック軸１５の直線運動に変換され、操向車輪が転舵される。

ステアリング装置１０には、ラックガイド装置２０が備えられている。ラックガイド装置２０は、ラック軸１５の軸方向移動を許容しつつ、ラック軸１５をピニオン軸１２側へ押し付けて、ラック軸１５とピニオン軸１２の噛合いのがたを詰めるためのものである。

ギヤハウジング１１には、ラック軸１５のピニオン軸１２との噛合い部の背面側に延在された略円筒状の張出部２１が形成され、この張出部２１にラックガイド装置２０が組み込まれている。具体的には、張出部２１に保持穴２２がラック軸１５と直交するピニオン軸１２の直径方向に形成され、この保持穴２２にラックガイド２３がピニオン軸１２の直径方向に摺動可能に嵌装されている。ラックガイド２３は、円弧状凹面２３ａを有し、この円弧状凹面２３ａにラック軸１５がシート部材２４を介して摺動可能に支持されている。

保持穴２２の開口部の内周には雌ねじ部２２ａが形成され、雌ねじ部２２ａに螺合する雄ねじ部２５ａを外周に形成したばね受け部材２５が保持穴２２の開口部近傍に位置調整可能に螺合されている。ばね受け部材２５はラックガイド２３の後退位置を規制するもので、ばね受け部材２５とラックガイド２３との間には、ラックガイド２３をラック軸１５に向けて押圧するコイルばね２６が介挿されている。ばね受け部材２５はその組付け時に、ラックガイド２３との間に僅かなガイドクリアランスが設けられる位置に位置調整され、その位置でロックナット３３によりロックされるようになっている。

ばね受け部材２５とラックガイド２３との間のガイドクリアランスは、ばね受け部材２５の組付け時にばね受け部材２５をラック軸１５を支持しているラックガイド２３に当接する位置まで捩じ込み、しかる後、ばね受け部材２５を一定角度だけ緩め方向に戻すことによって形成できる。かかるガイドクリアランスは、ピニオン軸１２やラック軸１５等の加工公差（噛合い誤差）や組付け誤差を吸収するうえで必要なものであるが、その寸法はピニオン軸１２とラック軸１５との噛合い反力によってラックガイド２３が必要以上に後退しないよう少量に設定される。

図２にも示すように、ばね受け部材２５のラックガイド２３と対向するばね受け面２５ｂの中心部には、ガイド突起２７が突設されている。また、ばね受け部材２５のばね受け面２５ｂには、ガイド突起２７を取り囲むように断面形状が矩形の環状凹部２８がガイド突起２７と同心的に凹設されている。環状凹部２８には、断面形状が矩形の弾性リング３０の一部が収容され、半径方向に位置ずれしないように保持されている。

すなわち、弾性リング３０は、環状凹部２８の深さより十分に大きな厚み（高さ）を有しており、自由状態においては、その厚みの略半分が環状凹部２８に収容されるとともに、厚みの略半分がばね受け部材２５のばね受け面２５ｂより突出されるように環状凹部２８に装着されるようになっている。かかる弾性リング３０は、コイルばね２６によって荷重が加えられて弾性変形した際にも、ばね受け部材２５のばね受け面２５ｂより埋没しない剛性を有している。

ばね受け部材２５のばね受け面２５ｂには、コイルばね２６および弾性リング３０よりも大径の略円板状をなし、略中心部に前記ガイド突起２７に嵌合する貫通孔３１ａ（図２参照）を形成した円板状のワッシャ３１が着座され、このワッシャ３１によってコイルばね２６の一端が受けられるようになっている。上記した弾性リング３０によって、請求項における弾性部材を構成している。

上記した実施の形態によれば、ラックガイド２３はコイルばね２６のばね力によってラック軸１５の背面に押付けられているので、運転者のステアリング操舵に基づくピニオン軸１２の回転によってラック軸１５は、ラック歯１４とピニオン歯１３との噛合いを確保しつつ、軸方向に摺動可能に案内される。

この際、長尺のコイルばねを所要長さに切断する状況によって、図２に示すように、コイルばね２６の両端着座面の平行度が正確に保たれていない場合には、図１に示すように、ワッシャ３１がコイルばね２６の着座面に倣って傾き、傾いたワッシャ３１によって弾性リング３０が円周上不均等に押圧されることになるので、コイルばね２６の両端着座面の平行度のバラツキが弾性リング３０の弾性変形によって吸収される。

これにより、たとえ、コイルばね２６の両端が平行でない場合であっても、ラックガイド２３はコイルばね２６によって保持穴２２の軸線と平行に保持され、従来のように傾くことがない。従って、ラックガイド２３が傾くことによる保持穴２２との片当たりによって、ラックガイド２３の摺動作用が損なわれることがなくなり、ラックガイド２３のスムーズな摺動により、操舵トルクが適正に保持されて操舵フィーリングを向上できるとともに、異音の発生を抑制できるようになる。

また、上記した実施の形態によれば、コイルばね２６と弾性リング３０との間に、コイルばね２６および弾性リング３０よりも大径の略円板状をなし、コイルばね２６が着座するワッシャ３１を介在させたので、ワッシャ３１によってコイルばね２６の着座面の傾きを弾性リング３０に確実に伝達できるようになる。

しかも、ワッシャ３１の略中心部に設けた貫通孔３１ａを、ばね受け部材２５に設けたガイド突起２７に遊嵌させたので、ワッシャ３１がばね受け部材２５に対して半径方向に位置ずれするのを防止することができ、ワッシャ３１によってコイルばね２６の着座面の傾きを弾性リング３０に安定的に伝達できるようになる。また、弾性リング３０の一部が、ばね受け部材２５に設けた環状凹部２８に収容されているので、弾性リング３０の半径方向の位置ずれも防止でき、弾性リング３０を常に的確に弾性変形させることができる。

図３は本発明の第２の実施の形態を示すもので、第１の実施の形態と異なる点は、上記したガイド突起２７および環状凹部２８を、ラックガイド２３のばね受け底面２３ｂに形成するとともに、弾性リング３０およびワッシャ３１をラックガイド２３のばね受け底面２３ｂ側に配設したことであり、その他の点は第１の実施の形態と同じであるので、同一の構成部品については同一の符号を用い、説明を省略する。

かかる第２の実施の形態においても、第１の実施の形態において述べたと同様に、ラックガイド２３のばね受け底面２３ｂ側に配設されたワッシャ３１がコイルばね２６の着座面に倣って傾いて、弾性リング３０を押圧するため、コイルばね２６の両端着座面の平行度のバラツキが弾性リング３０の弾性変形によって吸収される。これにより、ラックガイド２３は保持穴２２の軸線方向と平行に保持され、ラックガイド２３の摺動性が向上される。従って、ラックガイド２３のスムーズな摺動によって、操舵トルクが適正に保持されて操舵フィーリングが向上できるとともに、異音の発生を抑制できるようになる。

上記した実施の形態においては、コイルばね２６のばね力をワッシャ３１を介して弾性リング３０に伝え、弾性リング３０を弾性変形させるようにしたが、ワッシャ３１を省略して、コイルばね２６の一端を弾性リング３０によって直接受けるようにしてもよい。なお、弾性リング３０は、必ずしもエンドレス状のリングである必要はなく、円周上の一部が欠如した略Ｃ形のリングであってもよい。

また、上記した実施の形態においては、環状凹部２８に嵌装される弾性リング３０の断面形状を矩形としたが、弾性リング３０の断面形状は円形であってもよく、弾性リング３０の形状は、コイルばね２６の両端着座面の平行度のバラツキを吸収できるものであれば、どのような形状であってもよい。

斯様に、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の形態を採り得ることは勿論である。

本発明の第１の実施の形態を示すラックガイド装置の断面図である。 図１のラックガイド装置の分解図である。 本発明の第２の実施の形態を示すラックガイド装置の断面図である。 従来のラックガイド装置を示す図である。

符号の説明

１０…ラックアンドピニオン式ステアリング装置、１１…ギヤハウジング、１２…ピニオン軸、１３…ピニオン歯、１４…ラック歯、１５…ラック軸、２０…ラックガイド装置、２１…張出部、２２…保持穴、２２ａ…雌ねじ部、２３…ラックガイド、２３ｂ…ばね受け底面、２４…第１ねじ部材、２４ａ…雄ねじ部、２５…ばね受け部材、２５ｂ…ばね受け面、２６…コイルばね、２７…ガイド突起、２８…環状凹部、３０…弾性部材（弾性リング）、３１…ワッシャ。

Claims (4)

1. ギヤハウジングに摺動可能に収納されピニオン軸に噛合うラック軸と、前記ギヤハウジングに前記ラック軸と前記ピニオン軸との噛合い部の背面側に形成された保持穴と、該保持穴に摺動可能に嵌装され前記ラック軸を軸方向に摺動可能に支持するラックガイドと、該ラックガイドと前記ギヤハウジングに固着されたばね受け部材との間に介挿されたコイルばねとを備えたラックアンドピニオン形舵取装置において、前記ラックガイドと前記コイルばねとの間および前記ばね受け部材と前記コイルばねとの間の少なくとも一方に、前記コイルばねの一端が着座するリング状の弾性部材を介在させたことを特徴とするラックガイド装置。
2. 請求項１において、前記コイルばねと前記弾性部材との間に、前記コイルばねおよび前記弾性部材よりも大径の略円板状をなし、前記コイルばねが着座するワッシャを介在させたことを特徴とするラックガイド装置。
3. 請求項２において、前記ワッシャの略中央に貫通孔を設け、前記ラックガイドおよび前記ばね受け部材の一方に、前記ワッシャの貫通孔に遊嵌されるガイド突起を設けたことを特徴とするラックガイド装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記弾性部材の厚み方向の一部が、前記ラックガイドおよび前記ばね受け部材の一方に設けた環状凹部に収容されていることを特徴とするラックガイド装置。

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