JP2012166752A - ステアリング装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】異音の発生を抑制することができるとともに、操舵フィーリングの優れたステアリング装置を提供する。
【解決手段】ラックガイド機構24は、ラックガイド収容部32内に、サポートヨーク41が接離方向に移動可能な範囲よりも小さな範囲で同接離方向に移動可能に収容され、ラック軸5の幅方向両側から同ラック軸5に摺接する一対の支持片57を有するガイドブッシュ51を備えた。そして、各支持片57に、ラック軸5の最大幅部65が挿入される保持溝66を形成するとともに、保持溝66をラック軸5の挿入量がラックガイド収容部32の内周面32aと支持片57の側面との間の隙間におけるラック軸5の幅方向に沿った長さよりも大きくなるように形成した。
【選択図】図3
【解決手段】ラックガイド機構24は、ラックガイド収容部32内に、サポートヨーク41が接離方向に移動可能な範囲よりも小さな範囲で同接離方向に移動可能に収容され、ラック軸5の幅方向両側から同ラック軸5に摺接する一対の支持片57を有するガイドブッシュ51を備えた。そして、各支持片57に、ラック軸5の最大幅部65が挿入される保持溝66を形成するとともに、保持溝66をラック軸5の挿入量がラックガイド収容部32の内周面32aと支持片57の側面との間の隙間におけるラック軸5の幅方向に沿った長さよりも大きくなるように形成した。
【選択図】図3
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、この形式のステアリング装置には、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(例えば、特許文献1参照)。
図10に示す例では、ラックガイド機構91は、ラック軸92を軸方向に往復動可能に支持するサポートヨーク93と、サポートヨーク93をラック軸92に押し付けるコイルバネ94とを備えており、ラックハウジング95に形成された円筒状のラックガイド収容部96内に収容されている。サポートヨーク93は、円柱状に形成されており、ラックガイド収容部96内でラック軸92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、サポートヨーク93におけるラック軸92側の端部には、ラック軸92の軸方向視で、ラック軸92のピニオン軸97側とは反対側の背面92aと対応する円弧状に凹んだ溝部98が形成されている。そして、コイルバネ94は、ラックガイド収容部96の外部開口端99に固定されたキャップ100とサポートヨーク93との間に圧縮された状態で配置されることにより、サポートヨーク93をラック軸92側に押し付ける構成となっている。
ところで、上記のようにサポートヨーク93はラックガイド収容部96内に移動可能に収容されており、同サポートヨーク93の外周面とラックガイド収容部96の内周面との間には僅かながら隙間S7が存在する。そして、上記従来の構成では、溝部98を有するサポートヨーク93をラック軸92に押し付けているに過ぎず、ラック軸92がその幅方向、すなわち接離方向と直交する平面上でラック軸92の軸方向と直交する方向に揺動する(振れる)ことを十分に抑制できているとは言えないのが実情である。そのため、逆入力応力の印加等により大きな外力が作用し、ラック軸92が同ラック軸92及びピニオン軸97の軸方向と直交する方向、すなわち上記接離方向に変位する際等に、併せてラック軸92の幅方向に揺動することがある。その結果、例えばサポートヨーク93がラックガイド収容部96内で傾倒することで打音が発生する虞があり、この点においてなお改善の余地があった。
なお、例えば特許文献2のステアリング装置のように、ハウジングに固定された一対のリテーナ(支持部材)により、ラック軸をその幅方向両側から支持することで、ラック軸の揺動を抑制することが考えられる。しかし、この場合には、操舵開始時(ラック軸の移動開始時)において、ラック軸とリテーナ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ラック軸が往復動せず、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る。
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、異音の発生を抑制することができるとともに、操舵フィーリングの優れたステアリング装置を提供することにある。
上記目的を達成するため、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、前記ラック軸を前記ピニオン軸に押し付けつつ該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と、前記ラックガイド機構を収容するラックガイド収容部が形成されたラックハウジングとを備え、前記ラックガイド機構は、前記ラックガイド収容部内に収容されるサポートヨーク及び押圧部材を有し、前記サポートヨークは、前記押圧部材によって前記ラック軸に押圧されつつ、前記ラック軸に対して接離する接離方向に移動可能に設けられるステアリング装置において、前記ラックガイド収容部内に、前記サポートヨークが前記接離方向に移動可能な範囲よりも小さな範囲で該接離方向に移動可能に収容されるガイドブッシュを備え、前記接離方向と直交する平面上で前記ラック軸の軸方向と直交する方向をラック軸の幅方向として、前記ガイドブッシュには、前記ラック軸の幅方向両側から該ラック軸に摺接する一対の支持片が形成されるとともに、前記各支持片には、前記ラック軸が挿入される保持溝が形成されたことを要旨とする。
上記構成によれば、逆入力応力の印加等により、ラック軸がガイドブッシュの移動可能な範囲を超えて同ラック軸及びピニオン軸の軸方向と直交する方向、すなわち接離方向に変位すると、同ラック軸の最大幅部が支持片の保持溝から飛び出ることで支持片間の間隔が広げられる。その結果、各支持片がラックガイド収容部の内周面に押し付けられ、ラック軸はラックガイド収容部の内周面に密着した状態の支持片によって強固に支持されることになる。これにより、ラック軸に大きな外力が作用した場合においても、ラック軸が幅方向に揺動することを十分に抑制でき、サポートヨークが傾倒することを防いで異音の発生を抑制することができる。
また、上記構成では、ラック軸が保持溝内に挿入された状態において、ガイドブッシュとラックガイド収容部の内周面との間には隙間が存在するため、この隙間に応じた範囲でラック軸がガイドブッシュの支持片に対して摺動することなく、同ガイドブッシュと一体で移動可能となる。そのため、操舵開始時に、ラック軸とガイドブッシュとの間に生じる静止摩擦力を超える十分な操舵力を運転者が作用させるまでの間、ラック軸がガイドブッシュと一体で軸方向に移動することで引っ掛かり感を低減することが可能となり、操舵フィーリングの低下を抑制できるようになる。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のステアリング装置において、前記ラックガイド収容部は、前記支持片との間の隙間が前記ガイドブッシュの前記支持片以外の部分との間の隙間よりも小さくなるように形成されたことを要旨とする。
すなわち、ラック軸がその幅方向に揺動することを抑制する観点からは、ガイドブッシュとラックガイド収容部との間の隙間を小さくし、支持片がラックガイド収容部の内周面に押し付けられ易くすることが望ましい。しかし、ラック軸は、製造誤差等に起因して湾曲した(反った)形状となることがあるため、ステアリング操作によって軸方向に往復動する際に、ピニオン軸との噛合部が上記接離方向に変位することがある。そのため、ガイドブッシュとラックガイド収容部との間の隙間が小さくなると、ラックガイド収容部等の寸法ばらつきによりガイドブッシュがその内周面と摺動することで、操舵フィーリングが低下する虞がある。
この点、上記構成によれば、ラックガイド収容部と支持片との間の隙間が、ラックガイド収容部とガイドブッシュの支持片以外の部分との間の隙間よりも小さく形成される。そのため、支持片をラックガイド収容部の内周面に押し付け易くしてラック軸の揺動を好適に抑制することができるとともに、ガイドブッシュをラックガイド収容部の内周面に摺動し難くして操舵フィーリングの低下を防止することができるようになる。
本発明によれば、異音の発生を抑制することができるとともに、操舵フィーリングの優れたステアリング装置を提供することができる。
(第1実施形態)
以下、本発明を具体化した第1実施形態を図面に従って説明する。
図1に示すように、電動パワーステアリング装置(EPS)1において、ステアリング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。
以下、本発明を具体化した第1実施形態を図面に従って説明する。
図1に示すように、電動パワーステアリング装置(EPS)1において、ステアリング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。
なお、EPS1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21とピニオン軸10に形成されたピニオン歯22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21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22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23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、EPS1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の軸方向に往復動可能に支持するラックガイド機構24が設けられている。そして、このラックガイド機構24によりラック歯21とピニオン歯22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。
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21とピニオン軸10に形成されたピニオン歯22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21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22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23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、EPS1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の軸方向に往復動可能に支持するラックガイド機構24が設けられている。そして、このラックガイド機構24によりラック歯21とピニオン歯22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23には、ピニオン軸10が収容されるピニオン収容部31と、ピニオン収容部31との間にラック軸5を挟んでラックガイド機構24が収容されるラックガイド収容部32が形成されている。ピニオン収容部31は、ピニオン軸10の軸方向に延び、一端(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32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23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23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31から突出する態様で同ピニオン収容部31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31内に設けられた軸受33,34により回転可能に支持されている。なお、ピニオン歯22は、ピニオン軸10における上記軸受33により支持された部分と軸受34により支持された部分との間に形成されている。
図2及び図3に示すように、ラックガイド機構24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41と、サポートヨーク41をラック軸5に押し付ける押圧部材としてのコイルバネ42とを備えている。サポートヨーク41は、略円柱状に形成されるとともに、ラックガイド収容部32内において、ラック軸5及びピニオン軸10の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、サポートヨーク41におけるラック軸5側の端部には、ラック軸5の軸方向視で、断面が略円形状に形成されたラック軸5のピニオン軸10側とは反対側の背面5aと対応する円弧状に凹んだ溝部43が形成されるとともに、溝部43にはラック軸5を押し付ける際の摺接面となる円弧状のシート部材44が固定されている。なお、本実施形態では、サポートヨーク41は、金属材料により形成され、シート部材44は、金属板に低摩擦材料からなる樹脂をコーティングすることにより形成されている。一方、サポートヨーク41におけるラック軸5と反対側の端部には、凹部45が形成されている。
ラックガイド収容部32におけるラックハウジング23の外部に開口した外部開口端46は、略円板状のキャップ47が螺着されることにより閉塞されている。そして、コイルバネ42は、サポートヨーク41とキャップ47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41をラック軸5に押し付けている。具体的には、コイルバネ42は、その一端がサポートヨーク41に設けられた凹部45の底面45aに着座し、他端がキャップ47の内面47aに着座している。これにより、サポートヨーク41は、ラック軸5をピニオン軸10側に押し付けつつ、往復動可能に支持する構成となっている。
(異音抑制構造)
次に、逆入力応力の印加等によりラック軸に大きな外力が作用した際に、サポートヨークがラックガイド収容部内で傾倒して打音が発生することを抑制するための構造について説明する。
次に、逆入力応力の印加等によりラック軸に大きな外力が作用した際に、サポートヨークがラックガイド収容部内で傾倒して打音が発生することを抑制するための構造について説明する。
図3に示すように、ラックガイド機構24は、ラックガイド収容部32内において、サポートヨーク41が接離方向に移動可能な範囲より小さな範囲で同接離方向に移動可能に収容されるガイドブッシュ51を備えている。
詳述すると、ラックガイド収容部32は、上記外部開口端46を構成する大径部52と、大径部52に連続するとともに同大径部52の内径よりも小さな内径を有する小径部53とからなる。小径部53の内周面には、その周方向に延びる環状の嵌合溝54が形成されている。
図3及び図4に示すように、ガイドブッシュ51は、サポートヨーク41の外周に配置される円筒状の筒状体55、及び筒状体55におけるラック軸5側の端部から同ラック軸5側に一体的に延出されるとともに、ラック軸5におけるピニオン軸10との噛合部56の幅方向両側に摺接する一対の支持片57を有している。なお、本実施形態では、ガイドブッシュ51は、樹脂材料により構成されている。
筒状体55におけるラック軸5と反対側の端部には、径方向外側に延出される複数(本実施形態では、4つ)の延出部58が形成されている。延出部58の径方向に沿った長さは、嵌合溝54の径方向に沿った長さよりも小さく形成されており、延出部58の端面58aと嵌合溝54の底面54aとの間には隙間S1が形成されている。また、延出部58の接離方向に沿った長さは、嵌合溝54の接離方向に沿った長さよりも小さく形成されており、延出部58の側面58bと嵌合溝54の側面54bとの間には隙間S2が形成されている。詳しくは、延出部58は、隙間S2における接離方向に沿った長さがサポートヨーク41におけるラック軸5と反対側の端面41aとキャップ47の内面47aとの間の隙間S3における接離方向に沿った長さよりも小さくなるように形成されている。そして、ガイドブッシュ51は、延出部58が嵌合溝54に挿入されることにより、サポートヨーク41が接離方向に移動可能な範囲より小さな範囲で、ラックガイド収容部32内に接離方向に沿って移動可能に収容されている。
なお、図4に示すように、筒状体55には、接離方向に延びるスリット59が形成されている。そして、ガイドブッシュ51は、同ガイドブッシュ51を縮径させてラックガイド収容部32内に挿入し、その内部で拡径することにより、延出部58が嵌合溝54内に挿入された状態でラックガイド収容部32内に収容される構成となっている。
図3に示すように、筒状体55は、その外径及び内径が一定の円筒状に形成されている。筒状体55の外径は、小径部53の内径よりも僅かに小さく形成されており、同筒状体55の外周面55aとラックガイド収容部32の内周面32aとの間には隙間S4が形成されている。筒状体55の外周面55aには、その周方向に延びる環状の装着溝61が形成されるとともに、装着溝61には、弾性部材としてのOリング62が装着されている。一方、筒状体55の内径は、サポートヨーク41の外径よりも僅かに大きく形成されており、筒状体55の内周面55bとサポートヨーク41の外周面41bとの間には隙間S5が形成されている。サポートヨーク41の外周面41bには、その周方向に延びる環状の装着溝63が複数(本実施形態では、2つ)形成されるとともに、装着溝63には、Oリング64がそれぞれ装着されている。
なお、ガイドブッシュ51の筒状体55とラック軸5の背面5aとの間には、隙間S6が形成されている。隙間S6は、接離方向に沿った長さがサポートヨーク41とキャップ47との間の隙間S3における接離方向に沿った長さよりも大きく形成されている。これにより、逆入力応力の印加等によりラック軸5が同ラック軸5及びピニオン軸10の軸方向と直交する方向、すなわち上記接離方向に変位した際に、ラック軸5がガイドブッシュ51に衝突しないようになっている。
図3及び図5に示すように、支持片57には、ラック軸5における幅方向の長さが最大になる最大幅部65が挿入される保持溝66が形成されている。なお、上記のようにラック軸5は断面略円形状に形成されているため、ラック軸5における中心Oの幅方向両側端部が最大幅部65となる。保持溝66は、ラック軸5の軸方向視で、ラック軸5の幅方向両側の側面5bに対応する円弧状に形成されている。そして、保持溝66は、ラック軸5(最大幅部65)の挿入量L1が、ラックガイド収容部32の内周面32aと支持片57のラック軸5とは反対側の側面57aとの間の隙間S4aにおけるラック軸5の幅方向に沿った長さL2よりも大きくなるように形成されている。なお、側面57aは、筒状体55の外径と同一の直径を有する断面円弧状の湾曲面とされている。
また、ラックガイド収容部32の内周面32aにおける各支持片57と対向する位置には、ラック軸5の幅方向に突出する凸部67がそれぞれ形成されている。これにより、支持片57の側面57aとラックガイド収容部32の内周面32aとの間の隙間S4aが、筒状体55の外周面55aとラックガイド収容部32の内周面32aとの間の隙間S4bよりも小さくなっている。
このように構成されたEPS1では、逆入力応力の印加等により、ラック軸5がガイドブッシュ51の移動可能な範囲を超えて同ラック軸5及びピニオン軸10の軸方向と直交する方向(接離方向)に変位すると、図5において二点鎖線で示すように、同ラック軸5の最大幅部65が支持片57の保持溝66から飛び出ることで支持片57間の間隔が広げられる。その結果、各支持片57がラックガイド収容部32の内周面32aに押し付けられ、ラック軸5はラックガイド収容部32の内周面32aに密着した状態の支持片57によって支持されるようになっている。
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24は、ラックガイド収容部32内に、サポートヨーク41が接離方向に移動可能な範囲よりも小さな範囲で同接離方向に移動可能に収容され、ラック軸5の幅方向両側から同ラック軸5に摺接する一対の支持片57を有するガイドブッシュ51を備えた。そして、各支持片57に、ラック軸5の最大幅部65が挿入される保持溝66を形成するとともに、保持溝66をラック軸5の挿入量L1がラックガイド収容部32の内周面32aと支持片57の側面57aとの間の隙間S4aにおけるラック軸5の幅方向に沿った長さL2よりも大きくなるように形成した。
(1)ラックガイド機構24は、ラックガイド収容部32内に、サポートヨーク41が接離方向に移動可能な範囲よりも小さな範囲で同接離方向に移動可能に収容され、ラック軸5の幅方向両側から同ラック軸5に摺接する一対の支持片57を有するガイドブッシュ51を備えた。そして、各支持片57に、ラック軸5の最大幅部65が挿入される保持溝66を形成するとともに、保持溝66をラック軸5の挿入量L1がラックガイド収容部32の内周面32aと支持片57の側面57aとの間の隙間S4aにおけるラック軸5の幅方向に沿った長さL2よりも大きくなるように形成した。
上記構成によれば、ラック軸5の最大幅部65が支持片57の保持溝66から飛び出ると、各支持片57がラックガイド収容部32の内周面32aに押し付けられることにより、ラック軸5はラックガイド収容部32の内周面32aに密着した状態の支持片57によって強固に支持されることになる。これにより、ラック軸5に大きな外力が作用した場合においても、ラック軸5が幅方向に揺動することを十分に抑制でき、サポートヨーク41が傾倒することを防いで異音の発生を抑制することができる。
また、上記構成では、ラック軸5の最大幅部65が保持溝66内に挿入された状態において、ガイドブッシュ51(支持片57)とラックガイド収容部32との間には隙間S4aが存在する。そのため、この隙間S4aに応じた範囲でラック軸5がガイドブッシュ51の支持片57に対して摺動することなく、同ガイドブッシュ51と一体で移動可能となる。そのため、操舵開始時に、ラック軸5とガイドブッシュ51との間に生じる静止摩擦力を超える十分な操舵力を運転者が作用させるまでの間、ラック軸5がガイドブッシュ51及びサポートヨーク41と一体で軸方向に移動することで引っ掛かり感を低減することが可能になり、操舵フィーリングの低下を抑制できるようになる。
(2)ラックガイド収容部32の内周面32aに凸部67を形成することにより、同ラックガイド収容部32の内周面32aと支持片57の側面57aとの間の隙間S4aが、筒状体55の外周面との間の隙間S4bよりも小さくなるように形成した。
すなわち、ラック軸5がその幅方向に揺動することを抑制する観点からは、ガイドブッシュ51とラックガイド収容部32の内周面32aとの間の隙間を小さくし、支持片57が同内周面32aに押し付けられ易くすることが望ましい。しかし、ラック軸5は、製造誤差等に起因して湾曲した(反った)形状となることがあるため、ステアリング操作によって軸方向に往復動する際に、ピニオン軸10との噛合部56が接離方向にも変位することがある。そのため、ガイドブッシュ51とラックガイド収容部32の内周面32aとの間の隙間が小さくなると、ラックガイド収容部32等の寸法ばらつきによりガイドブッシュ51がその内周面32aと摺動することで、操舵フィーリングが低下する虞がある。この点、上記構成によれば、支持片57をラックガイド収容部32の内周面32aに押し付け易くしてラック軸5の揺動を好適に抑制することができるとともに、ガイドブッシュ51をラックガイド収容部32の内周面32aに摺動し難くして操舵フィーリングの低下を防止することができるようになる。
(3)筒状体55の外周面55aにOリング62を設けたため、同Oリング62が弾性変形することにより、ガイドブッシュ51がラックガイド収容部32の内周面32aに接触する際の衝撃を低減することができ、異音の発生をより抑制することができる。
(4)支持片57が、ラック軸5の最大幅部65に摺接するようにしたため、安定してラック軸5が幅方向に揺動することを抑制できるようになる。
(第2実施形態)
次に、本発明を具体化した第2実施形態を図面に従って説明する。なお、説明の便宜上、同一の構成については上記第1実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
(第2実施形態)
次に、本発明を具体化した第2実施形態を図面に従って説明する。なお、説明の便宜上、同一の構成については上記第1実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
図6に示すように、本実施形態のラックガイド機構24において、サポートヨーク41におけるラック軸5側の端部は、平坦な平面状に形成されている。一方、サポートヨーク41におけるラック軸5と反対側の端部には、接離方向に突出する円柱状の位置決め突部71が形成されている。そして、サポートヨーク41は、ラックガイド収容部32の外部開口端46に固定されるキャップ47とサポートヨーク41との間で圧縮された状態で配置される押圧部材としての皿バネ72により、ラック軸5側に押し付けられている。
ここで、本実施形態のラックガイド機構24は、ラックガイド収容部32に固定される円環状のスペーサ73を備えている。そして、スペーサ73にキャップ47が当接することにより、サポートヨーク41とキャップ47との間の隙間S3における接離方向に沿った長さが予め設定された長さとなり、皿バネ72が予め設定された所定量だけ圧縮されるようになっている。
具体的には、スペーサ73の外径は、大径部52の内径と等しく形成されており、スペーサ73は、そのラック軸5側の端面73aが大径部52と小径部53との間の段差面74に当接した状態でラックガイド収容部32内に固定されている。皿バネ72は、サポートヨーク41の位置決め突部71の外周に嵌合するとともに、サポートヨーク41とキャップ47との間に圧縮された状態で配置されている。そして、キャップ47がラックガイド収容部32の外部開口端46に螺着され、スペーサ73におけるラック軸5と反対側の端面73bに当接することで、皿バネ72が所定量圧縮され、所望の押圧力がサポートヨーク41に作用する構成となっている。
図6及び図7に示すように、ガイドブッシュ51の支持片57には、ラック軸5を押し付ける際の摺接面となるシート部材81が設けられている。具体的には、図8(a)に示すように、筒状体55における支持片57と対応する位置には、その軸方向に貫通する断面四角形状の貫通孔82が形成されている。貫通孔82におけるラック軸5と反対側の端部には、ラック軸5の軸方向に延びる係止凹部83が形成されている。一方、図8(b)に示すように、シート部材81は、貫通孔82に対応した長方形板状に形成されるとともに、ラック軸5と反対側の端部には係止凹部83に挿入される係止片84が形成されている。そして、シート部材81は、貫通孔82内に挿入されることにより、ガイドブッシュ51に固定されている。なお、シート部材81は、金属板に低摩擦材料からなる樹脂がコーティングされることにより形成されている。
シート部材81のラック軸5との摺接面には、ラック軸5の最大幅部65が挿入される保持溝85が形成されている。なお、保持溝85は、上記第1実施形態と同様に、ラック軸5の幅方向両側の側面5bに対応する円弧状に形成されている。そして、保持溝85は、ラック軸5(最大幅部65)の挿入量が、ラックガイド収容部32の内周面32aと支持片57の側面57aとの間の隙間におけるラック軸5の幅方向に沿った長さよりも大きくなるように形成されている(図5参照)。
以上記述したように、本実施形態によれば、上記第1実施形態の(1)〜(4)の効果に加え、以下の効果を奏することができる。
(5)支持片57に低摩擦材料からなる樹脂がコーティングされたシート部材81を設けることにより、同支持片57のラック軸5との摺接面が低摩擦材料により構成されるようにした。これにより、支持片57とラック軸5との間の摺動抵抗が低減するため、円滑にラック軸5がその軸方向に往復動できるようになり、より優れた操舵フィーリングを実現することができる。
(5)支持片57に低摩擦材料からなる樹脂がコーティングされたシート部材81を設けることにより、同支持片57のラック軸5との摺接面が低摩擦材料により構成されるようにした。これにより、支持片57とラック軸5との間の摺動抵抗が低減するため、円滑にラック軸5がその軸方向に往復動できるようになり、より優れた操舵フィーリングを実現することができる。
(6)ラックガイド収容部32に、キャップ47が当接することによりサポートヨーク41と同キャップ47との間の隙間S3を規定するスペーサ73を設けた。上記構成によれば、スペーサ73に当接するようにキャップ47をラックガイド収容部32の外部開口端46に固定することで、皿バネ72が所定量圧縮され、所望の押圧力が発生するようになる。これにより、ラックガイド機構24の組み付け性の向上を図ることができる。また、車両の仕様等に応じてスペーサ73の大きさを変更することで皿バネ72の押圧力を容易に変更することができるため、組み付け性の向上を図りつつ、仕様等の異なる車両間でラックハウジング23の形状を共通化することが可能になる。
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の態様にて実施することもできる。
・上記第1実施形態では、保持溝66を円弧状に形成したが、これに限らず、V字状等、他の形状に形成してもよい。同様に、上記第2実施形態において、保持溝85を他の形状に形成してもよい。
・上記第1実施形態では、保持溝66を円弧状に形成したが、これに限らず、V字状等、他の形状に形成してもよい。同様に、上記第2実施形態において、保持溝85を他の形状に形成してもよい。
・上記各実施形態では、ラックガイド収容部32の内周面32aにおける支持片57と対向する位置に凸部67を形成することにより、ラックガイド収容部32の内周面32aと支持片57の側面57aとの間の隙間S4aが、ラックガイド収容部32の内周面32aと筒状体55の外周面55aとの間の隙間S4bよりも小さくなるように形成した。しかし、これに限らず、例えばラックガイド収容部32(小径部53)の内周面32aを外部開口端46側から内部側に向かって小径となるテーパ状に形成することにより、隙間S4aが隙間S4bよりも小さくなるようにしてもよい。また、例えばラックガイド収容部32に凸部67を形成せず、支持片57の側面57aに凸部を形成したり、筒状体55の外周面55aをテーパ状に形成したりしてもよい。さらに、凸部67を形成せず、隙間S4aと隙間S4bとが等しくなるようにラックガイド収容部32を形成してもよい。
・上記実施形態において、図9に示すように、支持片57の側面57aに凸部87を形成し、ラックガイド収容部32の内周面32aに凸部87が挿入される嵌合溝88を形成してもよい。この場合、凸部87及び嵌合溝88の形状、大きさを適宜設定することにより、ガイドブッシュ51をサポートヨーク41が接離方向に移動可能な範囲よりも小さな範囲で同方向に移動可能とすることができる。具体的には、例えば凸部87及び嵌合溝88をともに断面円弧状に形成するとともに、嵌合溝88が構成する円弧の半径を凸部87が構成する円弧の半径よりも大きくすることにより実現できる。これにより、上記各実施形態におけるラックガイド収容部32の嵌合溝54とガイドブッシュ51の延出部58を省くことが可能になる。なお、図9に示す構成に限らず、支持片57の側面57aにおいて、ラックガイド収容部32の凸部67と対向する位置に同凸部67が挿入される嵌合溝を形成する構成でもよい。
・上記各実施形態では、サポートヨーク41の外周面41bにOリング64が装着される装着溝63を形成したが、これに限らず、筒状体55の内周面55bに装着溝を形成してもよい。また、サポートヨーク41と筒状体55との間にOリング64を介在させなくてもよい。
・上記各実施形態では、筒状体55の外周面55aにOリング62が装着される装着溝61を形成したが、これに限らず、ラックガイド収容部32の内周面32aに装着溝を形成してもよい。また、ガイドブッシュ51とラックガイド収容部32との間にOリング62を介在させなくてもよい。
・上記各実施形態では、サポートヨーク41を金属材料により構成し、ガイドブッシュ51を樹脂材料により構成したが、これに限らず、これらを他の材料により構成してもよい。
・上記各実施形態では、本発明をコラムアシスト型の電動パワーステアリング装置(EPS)として構成されたステアリング装置に具体化した。しかし、これに限らず、例えば所謂ラックアシスト型等、コラムアシスト型以外のEPSや油圧式のパワーステアリング装置、或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。
次に、上記各実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。
(イ)請求項1又は2に記載のステアリング装置において、前記ガイドブッシュと前記ラックガイド収容部との間に介在される弾性部材を備えたことを特徴とするステアリング装置。上記構成によれば、弾性部材により、ガイドブッシュがラックガイド収容部の内周面に接触する際の衝撃を低減することができ、異音の発生を抑制することができる。
(イ)請求項1又は2に記載のステアリング装置において、前記ガイドブッシュと前記ラックガイド収容部との間に介在される弾性部材を備えたことを特徴とするステアリング装置。上記構成によれば、弾性部材により、ガイドブッシュがラックガイド収容部の内周面に接触する際の衝撃を低減することができ、異音の発生を抑制することができる。
(ロ)請求項1又は2、上記(イ)のいずれか一項に記載のステアリング装置において、前記支持片の前記ラック軸との摺接面は、低摩擦係数を有する材料により構成されたことを特徴とするステアリング装置。上記構成によれば、支持片とラック軸との間の摺動抵抗が低減するため、円滑にラック軸がその軸方向に往復動できるようになり、より優れた操舵フィーリングを実現することができる。
(ハ)請求項1又は2、上記(イ)、(ロ)のいずれか一項に記載のステアリング装置において、前記押圧部材は、前記サポートヨークと前記ラックガイド収容部の外部開口端に固定されたキャップとの間で押し縮められることにより該サポートヨークを前記ラック軸に押し付けるものであって、前記ラックガイド収容部には、前記キャップが当接することにより前記サポートヨークと該キャップとの間の隙間を規定するスペーサが設けられたことを特徴とするステアリング装置。上記構成によれば、スペーサに当接するようにキャップをラックガイド収容部の外部開口端に固定することで、押圧部材が予め設定された量だけ圧縮され、所望の押圧力が発生するようになる。これにより、ラックガイド機構の組み付け性の向上を図ることができる。また、車両の仕様等に応じてスペーサの大きさを変更することで押圧部材の押圧力を容易に変更することができるため、組み付け性の向上を図りつつ、仕様等の異なる車両間でラックハウジングの形状を共通化することができる。
1…電動パワーステアリング装置(EPS)、4…ラックアンドピニオン機構、5…ラック軸、10…ピニオン軸、21…ラック歯、22…ピニオン歯、23…ラックハウジング、24…ラックガイド機構、31…ピニオン収容部、32…ラックガイド収容部、41…サポートヨーク、42…コイルバネ、43…溝部、44,81…シート部材、45…凹部、46…外部開口端、47…キャップ、51…ガイドブッシュ、52…大径部、53…小径部、54…嵌合溝、55…筒状体、56…噛合部、57…支持片、61,63…装着溝、62,64…Oリング、65…最大幅部、66,85…保持溝、67,87…凸部、71…位置決め突部、72…皿バネ、73…スペーサ、88…嵌合溝、L1…挿入量、L2…長さ、S1〜S6,S4a,S4b…隙間。
Claims (2)
- 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該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と、前記ラックガイド機構を収容するラックガイド収容部が形成されたラックハウジングとを備え、前記ラックガイド機構は、前記ラックガイド収容部内に収容されるサポートヨーク及び押圧部材を有し、前記サポートヨークは、前記押圧部材によって前記ラック軸に押圧されつつ、前記ラック軸に対して接離する接離方向に移動可能に設けられるステアリング装置において、
前記ラックガイド収容部内に、前記サポートヨークが前記接離方向に移動可能な範囲よりも小さな範囲で該接離方向に移動可能に収容されるガイドブッシュを備え、
前記接離方向と直交する平面上で前記ラック軸の軸方向と直交する方向をラック軸の幅方向として、前記ガイドブッシュには、前記ラック軸の幅方向両側から該ラック軸に摺接する一対の支持片が形成されるとともに、前記各支持片には、前記ラック軸が挿入される保持溝が形成されたことを特徴とするステアリング装置。 - 請求項1に記載のステアリング装置において、
前記ラックガイド収容部は、前記支持片との間の隙間が前記ガイドブッシュの前記支持片以外の部分との間の隙間よりも小さくなるように形成されたことを特徴とするステアリング装置。
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JP2011030934A JP2012166752A (ja) | 2011-02-16 | 2011-02-16 | ステアリング装置 |
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JP2014227160A (ja) * | 2013-05-27 | 2014-12-08 | 株式会社ジェイテクト | ラックガイド装置及びこれを含むステアリング装置 |
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