JP2014129034A - ステアリング装置およびラック軸受 - Google Patents
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Abstract
【課題】ハウジングに対するラック軸受の取り付けの作業性を向上させる。
【解決手段】ステアリング装置は、ピニオンが形成されたピニオン軸と、ピニオン軸のピニオンと噛み合うラックが形成されたラック軸と、少なくともラック軸の周囲を覆う第1ハウジング11と、第1ハウジング11とラック軸との間に設けられ、ラック軸を支持するラックブッシュ26とを備える。そして、ラックブッシュ26は、ハウジング内の予め定められた設置位置に設置されてハウジングに対する回転を規制する回転規制部26Sと、ラックブッシュ26がハウジングに取り付けられる際に、第1ハウジング11に接触して回転規制部26Sを位置決め部10Pに案内する案内部26Gとを有する。
【選択図】図7
【解決手段】ステアリング装置は、ピニオンが形成されたピニオン軸と、ピニオン軸のピニオンと噛み合うラックが形成されたラック軸と、少なくともラック軸の周囲を覆う第1ハウジング11と、第1ハウジング11とラック軸との間に設けられ、ラック軸を支持するラックブッシュ26とを備える。そして、ラックブッシュ26は、ハウジング内の予め定められた設置位置に設置されてハウジングに対する回転を規制する回転規制部26Sと、ラックブッシュ26がハウジングに取り付けられる際に、第1ハウジング11に接触して回転規制部26Sを位置決め部10Pに案内する案内部26Gとを有する。
【選択図】図7
Description
本発明は、ステアリング装置およびラック軸受に関する。
ステアリング装置は、入力軸に連結されるピニオン軸と、ピニオン軸のピニオンと接続するラックを有するラック軸とを備えて構成される。そして、ラック軸は、少なくともラック軸を収容するハウジング内にて、ラック軸を支持するブッシュなどのラック軸受を介して軸方向に摺動可能に支持される。
公報記載の従来技術として、例えば特許文献1には、ラック軸はギヤハウジングの筒状ハウジングの内周部においてブッシュ(軸受部材)を介して支持され、ブッシュの内周部は大きな円弧からなる周面と、小さな円弧からなる周面が連続された略円類似の周面として形成され、ラック軸は大きな円弧からなる周面には接触せず、小さな円弧からなる周面がラック軸の支持部とされる構成が記載されている。また、ブッシュの外周部には、位置決めとブッシュの回り止めを兼ねる係合凸部が設けられることが開示されている。
ハウジングにラック軸受を取り付ける場合、ラック軸を通す軸孔内にてラック軸受を取り付けることになる。ここで、ラック軸受がハウジングに対して予め定めた位置関係で取り付けられるように構成されている場合、ハウジングの軸孔内という狭い空間において位置合わせを行いながらラック軸受を取り付ける必要があり、取り付け作業として非常に煩わしいものであった。
本発明は、かかる技術的課題を解決するためになされたものであって、ハウジングに対するラック軸受の取り付けの作業性を向上させることを目的とする。
上記の目的を達成する本発明は、ピニオンが形成されたピニオン軸と、ピニオン軸のピニオンと噛み合うラックが形成されたラック軸と、少なくともラック軸の周囲を覆うハウジングと、ハウジングとラック軸との間に設けられ、ラック軸を支持するラック軸受と、を備え、ラック軸受は、ハウジング内の予め定められた設置位置に設置されてハウジングに対する回転を規制する回転規制部と、ラック軸受がハウジングに取り付けられる際に、ハウジングに接触して回転規制部を設置位置に案内する案内部と、を有することを特徴とするステアリング装置である。
ここで、上記のステアリング装置にて、案内部は、回転規制部が設置位置に設置される前の状態にて、設置位置に接触可能な形状であることを特徴とすることができる。
また、回転規制部は、ラック軸受の外周にて突出する凸部を有し、ハウジングは、回転規制部の凸部が嵌り込む凹部を有し、案内部は、回転規制部が凹部に接触する前に凹部に嵌る長さで突出する突出部であることを特徴とすることができる。
また、回転規制部は、ラック軸受の外周にて突出する凸部を有し、ハウジングは、回転規制部の凸部が嵌り込む凹部を有し、案内部は、回転規制部が凹部に接触する前に凹部に嵌る長さで突出する突出部であることを特徴とすることができる。
また、上記の目的を達成する本発明は、ピニオンと噛み合うラックを有するラック軸とラック軸を覆うハウジングとの間に設けられ、ラック軸を支持するラック軸受であって、ハウジング内の予め定められた設置位置に設置された際にハウジングに対する回転を規制する回転規制部と、ハウジングに取り付けられる際に、ハウジングに接触して回転規制部を設置位置に案内する案内部と、を備えることを特徴とするラック軸受である。
さらにまた、上記の目的を達成する本発明は、ピニオンと噛み合うラックを有するラック軸とラック軸を覆うハウジングとの間に設けられ、ラック軸を支持するラック軸受であって、ラック軸の周囲に位置しラック軸を軸方向に摺動可能に支持する支持部と、支持部の外周にて突出するとともに支持部の軸方向に延びて設けられる突出部と、突出部から軸方向に突出形成される軸方向突出部と、を備えることを特徴とするラック軸受である。
本発明によれば、ハウジングに対するラック軸受の取り付けの作業性を向上させることが可能となる。
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。
〔電動パワーステアリング装置の全体構成〕
図1は、本実施形態が適用される電動パワーステアリング装置1の全体構成図である。
図2は、本実施形態が適用される電動パワーステアリング装置1の伝達機構部Aを説明する構成図であり、図1に示すII−II断面である。
図3は、本実施形態が適用される電動パワーステアリング装置1のアシスト部Bを説明する構成図であり、図1に示すIII−III断面である。
〔電動パワーステアリング装置の全体構成〕
図1は、本実施形態が適用される電動パワーステアリング装置1の全体構成図である。
図2は、本実施形態が適用される電動パワーステアリング装置1の伝達機構部Aを説明する構成図であり、図1に示すII−II断面である。
図3は、本実施形態が適用される電動パワーステアリング装置1のアシスト部Bを説明する構成図であり、図1に示すIII−III断面である。
図1に示すように、本実施形態が適用される電動パワーステアリング装置1は、いわゆるダブルピニオン型のパワーステアリング装置である。電動パワーステアリング装置1は、操舵部(ステアリングホイール)からの操舵力をラック軸24に伝達する伝達機構部Aと、駆動部30からの操舵補助力をラック軸24に伝達してラック軸24の移動をアシストするアシスト部Bとを有する。
例えば車体フレーム(不図示)等に固定されるギヤハウジング10は、図1に示すように、伝達機構部Aを構成するハンドル側ギヤハウジング10Aと、アシスト部Bを構成するアシスト側ギヤハウジング10Bとを有する。ハンドル側ギヤハウジング10Aとアシスト側ギヤハウジング10Bとは、ラック軸24まわりで連結されてギヤハウジング10を構成する。
ハンドル側ギヤハウジング10Aは、入力軸21と、出力軸であるハンドル側ピニオン軸23(図2参照)とを回転可能に支持している。入力軸21は、ステアリングホイール(不図示)に連結されたアッパーシャフト(不図示)と連結している。
ハンドル側ギヤハウジング10Aは、入力軸21と、出力軸であるハンドル側ピニオン軸23(図2参照)とを回転可能に支持している。入力軸21は、ステアリングホイール(不図示)に連結されたアッパーシャフト(不図示)と連結している。
一方、アシスト側ギヤハウジング10Bは、アシスト側ピニオン軸33(図3参照)を回転可能に支持している。ラック軸24の両端部には左右のタイロッド48A,48Bが連結されている。このタイロッド48A,48Bはナックルアーム(不図示)を介して被操舵部である例えばタイヤ(不図示)に連結されている。ラック軸24はハンドル側ギヤハウジング10Aの第1ハウジング11(図2参照)とアシスト側ギヤハウジング10Bの第1ハウジング17(図3参照)とに設けられたラック軸受の一例としてのラックブッシュ26によって、軸方向(図1の左右方向)に摺動性を良好に保った状態で支持されている。また、ラックブッシュ26は、ラック保持構造100に設けられる。
なお、ラックブッシュ26やラック保持構造100については後に詳しく説明する。
なお、ラックブッシュ26やラック保持構造100については後に詳しく説明する。
〔伝達機構部Aの構成・機能〕
図2に示すように、伝達機構部Aのハンドル側ギヤハウジング10Aは、第1ハウジング11、第2ハウジング12および第3ハウジング13に分割され、これらが組み付けられてハウジングを形成している。これら第1ハウジング11、第2ハウジング12および第3ハウジング13は、それぞれ固定ボルト(不図示)によって固定されている。
図2に示すように、伝達機構部Aのハンドル側ギヤハウジング10Aは、第1ハウジング11、第2ハウジング12および第3ハウジング13に分割され、これらが組み付けられてハウジングを形成している。これら第1ハウジング11、第2ハウジング12および第3ハウジング13は、それぞれ固定ボルト(不図示)によって固定されている。
そして、伝達機構部Aは、図2に示すように、ステアリングホイール(不図示)に連結される入力軸21を有している。また、この入力軸21にトーションバー22を介して連結されるハンドル側ピニオン軸(出力軸)23を、入力軸21と同軸上に有している。
さらに、ハンドル側ピニオン軸23はピニオン23Pを有しており、このピニオン23Pをラック軸24のハンドル側ラック24Aに噛み合わせている。これにより、ラック軸24は、ステアリングホイールに加えた操舵トルクに従って直線運動が可能となり、図1に示すギヤハウジング10の左右方向に移動する。
入力軸21はハンドル側ギヤハウジング10Aの第3ハウジング13に設けられた軸受21Jにより保持され、ハンドル側ピニオン軸23はハンドル側ギヤハウジング10Aの第1ハウジング11に設けられた軸受23Jおよび第2ハウジング12に設けられた軸受23Kにより保持される。
さらに、ハンドル側ピニオン軸23はピニオン23Pを有しており、このピニオン23Pをラック軸24のハンドル側ラック24Aに噛み合わせている。これにより、ラック軸24は、ステアリングホイールに加えた操舵トルクに従って直線運動が可能となり、図1に示すギヤハウジング10の左右方向に移動する。
入力軸21はハンドル側ギヤハウジング10Aの第3ハウジング13に設けられた軸受21Jにより保持され、ハンドル側ピニオン軸23はハンドル側ギヤハウジング10Aの第1ハウジング11に設けられた軸受23Jおよび第2ハウジング12に設けられた軸受23Kにより保持される。
また、ハンドル側ギヤハウジング10Aの第1ハウジング11内には、ラック軸24のハンドル側ラック24Aをハンドル側ピニオン軸23のピニオン23Pに押付けるとともに、ラック軸24を摺動自在に支持するラックガイド25が設けられる。このラックガイド25は、第1ハウジング11のシリンダ部14に挿入される。
さらに、伝達機構部Aは、入力軸21とハンドル側ピニオン軸(出力軸)23との相対回転角度を検出し、検出した相対回転角度に基づいて操舵トルクを検出するトルク検出装置40とを備えている。そして、トルク検出装置40は、操舵トルクの検出結果を不図示のECU(Electronic Control Unit)に送る。そして、ECUは、トルク検出装置40から取得した操作トルクの検出結果に基づいて、アシスト部Bの駆動部30(図1参照)を制御する。
〔アシスト部Bの構成・機能〕
アシスト部Bは、図3に示すように、アシスト側ギヤハウジング10Bと、アシスト側ピニオン軸33と、アシスト側ピニオン軸33に接続するウォームホイール34と、ウォームホイール34を回転駆動する駆動部30(図1参照)とを備えている。さらに、アシスト部Bは、アシスト側ピニオン軸33に接続するラック軸24の移動を案内するラックガイド38を有している。
アシスト部Bは、図3に示すように、アシスト側ギヤハウジング10Bと、アシスト側ピニオン軸33と、アシスト側ピニオン軸33に接続するウォームホイール34と、ウォームホイール34を回転駆動する駆動部30(図1参照)とを備えている。さらに、アシスト部Bは、アシスト側ピニオン軸33に接続するラック軸24の移動を案内するラックガイド38を有している。
アシスト側ギヤハウジング10Bは、図3に示すように、第1ハウジング17と第2ハウジング18とに分割され、これらが組み付けられてハウジングを形成している。さらに、第2ハウジング18には、カバー部材19が組み付けられる。第1ハウジング17と第2ハウジング18とは、それぞれ内側に筒状の空間を有する部材である。そして、第1ハウジング17は、主にアシスト側ピニオン軸33とラック軸24との接続部分におけるハウジングを形成する。また、第2ハウジング18は、主にアシスト側ピニオン軸33とウォームホイール34との接続部分におけるハウジングを形成する。
第1ハウジング17は、第2ハウジング18との嵌め合い箇所を構成する嵌合い部17Jを有している。また、第2ハウジング18は、第1ハウジング17との嵌め合い箇所を構成する嵌合い部18Jを有している。そして、本実施形態では、嵌合い部18Jの外径は、嵌合い部17Jの内径よりも若干大きく形成されている。そして、第1ハウジング17と第2ハウジング18とは、シール部材Sを間に挟んだ状態で、嵌合い部17Jに嵌合い部18Jが挿入されて嵌め合わされる。また、第1ハウジング17と第2ハウジング18とは、固定ボルトBLによって固定される。
また、カバー部材19は、図3に示すように、固定ボルト20によって第2ハウジング18に固定される。そして、カバー部材19は、第2ハウジング18の開口部を覆うように設けられる。
また、カバー部材19は、図3に示すように、固定ボルト20によって第2ハウジング18に固定される。そして、カバー部材19は、第2ハウジング18の開口部を覆うように設けられる。
アシスト側ピニオン軸33は、車両に搭載された状態で、鉛直方向に対して交差配置される。本実施形態では、アシスト側ピニオン軸33が車両の前後方向に沿うように、概ね水平方向に横置きされる(図1参照)。
アシスト側ピニオン軸33は、図3に示すように、ピニオン33Pを有している。そして、アシスト側ピニオン軸33のピニオン33Pがラック軸24のアシスト側ラック24Bに接続する。なお、本実施形態のアシスト部Bでは、アシスト側ピニオン軸33のピニオン33Pとラック軸24のアシスト側ラック24Bの双方又は少なくとも一方を、それらの歯すじがそれらの中心軸に斜交する斜歯歯車としている。なお、本実施形態のアシスト側ピニオン軸33は金属製である。
また、アシスト側ピニオン軸33には、ウォームホイール34が設けられる。そして、アシスト側ピニオン軸33は、ウォームホイール34を介して駆動部30から回転駆動力を受けて回転する。
アシスト側ピニオン軸33は、図3に示すように、ピニオン33Pを有している。そして、アシスト側ピニオン軸33のピニオン33Pがラック軸24のアシスト側ラック24Bに接続する。なお、本実施形態のアシスト部Bでは、アシスト側ピニオン軸33のピニオン33Pとラック軸24のアシスト側ラック24Bの双方又は少なくとも一方を、それらの歯すじがそれらの中心軸に斜交する斜歯歯車としている。なお、本実施形態のアシスト側ピニオン軸33は金属製である。
また、アシスト側ピニオン軸33には、ウォームホイール34が設けられる。そして、アシスト側ピニオン軸33は、ウォームホイール34を介して駆動部30から回転駆動力を受けて回転する。
アシスト側ピニオン軸33は、一端側が第1ハウジング17に設けられる第1軸受33Jに保持され、他端側が第2ハウジング18に設けられる第2軸受33Kに保持される。
第2軸受33Kの内輪は、アシスト側ピニオン軸33のハブ33Hとロックナット36とに挟まれるようにして、アシスト側ピニオン軸33の外周に取り付けられる。また、第2軸受33Kの外輪は、第2ハウジング18に形成される保持部18HとサークリップCとの間に挟まれるようにして第2ハウジング18に固定される。
一方、第1軸受33Jの外輪は第1ハウジング17に圧入され、アシスト側ピニオン軸33の一端部は第1軸受33Jの内輪に隙間嵌めされている。
第2軸受33Kの内輪は、アシスト側ピニオン軸33のハブ33Hとロックナット36とに挟まれるようにして、アシスト側ピニオン軸33の外周に取り付けられる。また、第2軸受33Kの外輪は、第2ハウジング18に形成される保持部18HとサークリップCとの間に挟まれるようにして第2ハウジング18に固定される。
一方、第1軸受33Jの外輪は第1ハウジング17に圧入され、アシスト側ピニオン軸33の一端部は第1軸受33Jの内輪に隙間嵌めされている。
そして、アシスト側ピニオン軸33は、第1ハウジング17に圧入される第1軸受33Jに保持されることで、第1ハウジング17側に向けた方向の移動が制限される。
また、アシスト側ピニオン軸33には、埋込ネジ形式のロックナット36によって第2軸受33Kの内輪が固定される。そして、この第2軸受33Kの外輪は、サークリップCによって第2ハウジング18の保持部18Hに固定される。これによって、アシスト側ピニオン軸33は、第2ハウジング18側に向けた方向の移動が制限される。
以上のようにして、アシスト側ピニオン軸33は、アシスト側ギヤハウジング10Bにおいて、回転可能に保持されるとともに、軸方向には移動しないように取り付けられる。
また、アシスト側ピニオン軸33には、埋込ネジ形式のロックナット36によって第2軸受33Kの内輪が固定される。そして、この第2軸受33Kの外輪は、サークリップCによって第2ハウジング18の保持部18Hに固定される。これによって、アシスト側ピニオン軸33は、第2ハウジング18側に向けた方向の移動が制限される。
以上のようにして、アシスト側ピニオン軸33は、アシスト側ギヤハウジング10Bにおいて、回転可能に保持されるとともに、軸方向には移動しないように取り付けられる。
ウォームホイール34は、アシスト側ピニオン軸33のピニオン33Pが形成される側とは逆側の端部に設けられる。ウォームホイール34の回転軸は、アシスト側ピニオン軸33と同軸になるように形成される。そして、図3に示すように、ウォームホイール34は、駆動部30のウォームギヤ32(後述)と噛み合う。なお、本実施形態のウォームホイール34は、この金属製のアシスト側ピニオン軸33のハブ33Hに一体成形された樹脂で構成される。
また、アシスト側ギヤハウジング10Bの第1ハウジング17内には、ラック軸24のアシスト側ラック24Bをアシスト側ピニオン軸33のピニオン33Pに押付けるとともに、ラック軸24を摺動自在に支持するラックガイド38が取り付けられる。このラックガイド38は、第1ハウジング17のシリンダ部17Aに挿入される。
駆動部30は、図1に示すように、電動モータ31と、電動モータ31によって回転駆動されるウォームギヤ32(図3参照)とを有している。そして、電動モータ31は、トルク検出装置40(図2参照)の検出結果に応じて不図示のECUによって駆動制御される。また、ウォームギヤ32は、図3に示すように、ウォームホイール34に接続し、電動モータ31の出力トルクをウォームホイール34に伝達する。
次に、以上のように構成された電動パワーステアリング装置1の構成部品であるラック軸24、ギヤハウジング10においてラック軸24を保持するためのラック保持構造100、およびラック軸24とギヤハウジング10との間に設けられてラック軸24を支持するラックブッシュ26について詳細に説明する。
なお、ラック保持構造100およびラックブッシュ26は、アシスト側ギヤハウジング10Bの第1ハウジング17、ハンドル側ギヤハウジング10Aの第1ハウジング11にそれぞれ設けられる(図1参照)。そこで、ラック軸24、ラック保持構造100およびラックブッシュ26を詳細に説明する際には、ハンドル側ギヤハウジング10Aを代表例として説明する。
なお、ラック保持構造100およびラックブッシュ26は、アシスト側ギヤハウジング10Bの第1ハウジング17、ハンドル側ギヤハウジング10Aの第1ハウジング11にそれぞれ設けられる(図1参照)。そこで、ラック軸24、ラック保持構造100およびラックブッシュ26を詳細に説明する際には、ハンドル側ギヤハウジング10Aを代表例として説明する。
(ラック軸24の構成・機能)
図4は、ラック軸24、ラック保持構造100およびラックブッシュ26を説明するための図である。
なお、図4(a)はラックブッシュ26周辺の断面図であり、図4(b)は図4(a)に示すIVb−IVb断面図である。
図4は、ラック軸24、ラック保持構造100およびラックブッシュ26を説明するための図である。
なお、図4(a)はラックブッシュ26周辺の断面図であり、図4(b)は図4(a)に示すIVb−IVb断面図である。
ラック軸24は、図4(a)および図4(b)に示すように、棒状の軸部241の表面に複数の歯242が形成されたラック240が設けられた部材である。ラック240は、ラック軸24のハンドル側ラック24A(図2参照)に対向する箇所、アシスト側ラック24B(図3参照)に対向する箇所となる本実施形態では2箇所にそれぞれ形成される。また、各々のラック240は、ハンドル側ラック24Aの歯242がハンドル側ピニオン軸23のピニオン23P(図2参照)と噛み合い、アシスト側ラック24Bの歯242がアシスト側ピニオン軸33のピニオン33P(図3参照)とにそれぞれ噛み合っている。
なお、本実施形態のラック軸24では、ラック軸24が軸方向に移動してピニオン23Pおよびピニオン33Pと噛み合う範囲にだけラック240が形成されるようにし、最大限移動してもピニオン23Pおよびピニオン33Pに対向しない軸部241にはラック240を形成していない。
なお、本実施形態のラック軸24では、ラック軸24が軸方向に移動してピニオン23Pおよびピニオン33Pと噛み合う範囲にだけラック240が形成されるようにし、最大限移動してもピニオン23Pおよびピニオン33Pに対向しない軸部241にはラック240を形成していない。
そして、図4(b)に示すように、ラック軸24のラック240の周囲は、ギヤハウジング10の第1ハウジング11にて覆われている。より具体的には、ラック軸24のラック240の周囲は、図1に示すようにボルトにて固定された、ハンドル側ギヤハウジング10Aの第1ハウジング11とアシスト側ギヤハウジング10Bの第1ハウジング17にて覆われている。ゆえに、ギヤハウジング10(ハンドル側ギヤハウジング10A(第1ハウジング11)およびアシスト側ギヤハウジング10B(第1ハウジング17))がラック軸24のラック240の周囲を覆う。
ラック軸24は、ハンドル側ギヤハウジング10Aの第1ハウジング11およびアシスト側ギヤハウジング10Bの第1ハウジング17内に、ラック軸24の軸方向に複数配置されたラックブッシュ26にて支持されている(図1参照)。なお、図1ではギヤハウジング10において2箇所にラックブッシュ26等のラック軸24を支持する軸受を配置する例を示しているが、装置構成に応じて適宜他の箇所に配置して構わない。
そして、ラック軸24は、図4(b)に示すように、このラックブッシュ26にて軸部241の外周面が支持されることにより、ハンドル側ピニオン軸23あるいはアシスト側ピニオン軸33から動力が伝達される際の衝撃が緩和される。また、ラック軸24は、ラックブッシュ26によって、ラック軸24とギヤハウジング10との金属接触が抑制される。
そして、ラック軸24は、図4(b)に示すように、このラックブッシュ26にて軸部241の外周面が支持されることにより、ハンドル側ピニオン軸23あるいはアシスト側ピニオン軸33から動力が伝達される際の衝撃が緩和される。また、ラック軸24は、ラックブッシュ26によって、ラック軸24とギヤハウジング10との金属接触が抑制される。
(ラック保持構造100の構成・機能)
図5は、ラック保持構造100を詳細に説明するための図である。
なお、図5(a)はラック保持構造100周辺の断面図であり、図5(b)は図5(a)に示すVbからみた側面図である。
ラック保持構造100は、図5(a)に示すように、ラック軸24が貫通されるラック軸孔10Sと、ラックブッシュ26を取り付けるブッシュ保持部10Hと、第1ハウジング11の予め定められた位置に設けられラックブッシュ26の位置決めをする位置決め部10Pとを備える。
図5は、ラック保持構造100を詳細に説明するための図である。
なお、図5(a)はラック保持構造100周辺の断面図であり、図5(b)は図5(a)に示すVbからみた側面図である。
ラック保持構造100は、図5(a)に示すように、ラック軸24が貫通されるラック軸孔10Sと、ラックブッシュ26を取り付けるブッシュ保持部10Hと、第1ハウジング11の予め定められた位置に設けられラックブッシュ26の位置決めをする位置決め部10Pとを備える。
ラック軸孔10Sは、図5(b)に示すように、ラック軸24を通す軸孔であり、本実施形態ではラック軸24の軸部241の外形よりも大きい内径を有して構成している。また、ラック軸孔10Sは、ギヤハウジング10に設けられるラック軸24の軸方向に沿って形成される(図1参照)。
ブッシュ保持部10Hは、ラックブッシュ26を保持する部分である。ラックブッシュ26は、ラック軸24の外周を覆うようにしてラック軸24を支持する。そして、ブッシュ保持部10Hは、ラックブッシュ26の支持部26T(後述)を保持するように、ラックブッシュ26の外径よりも大きな内径を有している。
また、ブッシュ保持部10Hの軸方向の幅は、ラックブッシュ26の軸方向の幅に合わせて形成している。そのため、ブッシュ保持部10Hは、ラックブッシュ26が取り付けられると、ラックブッシュ26が軸方向に移動しないように保持する。
また、ブッシュ保持部10Hの軸方向の幅は、ラックブッシュ26の軸方向の幅に合わせて形成している。そのため、ブッシュ保持部10Hは、ラックブッシュ26が取り付けられると、ラックブッシュ26が軸方向に移動しないように保持する。
位置決め部10Pは、図5(a)および図5(b)に示すように、第1ハウジング11内部において、端部側からブッシュ保持部10Hに向けて軸方向に延びる溝として形成される。位置決め部10Pは、ラックブッシュ26の後述する回転規制部26Sおよび案内部26Gの幅に合わせて溝の幅が形成される。そして、位置決め部10Pは、回転規制部26Sおよび案内部26Gが嵌り込む部分を構成する。さらに、位置決め部10Pは、ラック軸24の周方向におけるラックブッシュ26の位置を決める。本実施形態では、ラックブッシュ26の回転規制部26Sおよび案内部26Gが軸方向に延びる筋状の突起(凸部)である。そのため、位置決め部10Pは、回転規制部26Sおよび案内部26Gの形状に倣って、筋状の溝(凹部)により構成している。
(ラックブッシュ26の構成・機能)
図6は、ラックブッシュ26を詳細に説明するための図である。
図6(a)は正面図を示し、図6(b)は上面図を示し、図6(c)は側面図を示す。
なお、ラックブッシュ26の構造を説明するにあたって、ラックブッシュ26がラック軸24を支持している状態で、ラック軸24の軸方向における方向を「軸方向」とよび、ラック軸24の軸心から外周に向かう方向を「径方向」とよび、ラック軸24の外周方向を「周方向」とよぶ。
図6は、ラックブッシュ26を詳細に説明するための図である。
図6(a)は正面図を示し、図6(b)は上面図を示し、図6(c)は側面図を示す。
なお、ラックブッシュ26の構造を説明するにあたって、ラックブッシュ26がラック軸24を支持している状態で、ラック軸24の軸方向における方向を「軸方向」とよび、ラック軸24の軸心から外周に向かう方向を「径方向」とよび、ラック軸24の外周方向を「周方向」とよぶ。
ラックブッシュ26は、図6(a)に示すように、周方向において開いた部分を有する環状の部材であって、概形がC字状をしている。また、ラックブッシュ26の材質は、ゴムや硬質樹脂を例示することができる。そして、本実施形態が適用されるラックブッシュ26は、支持部26T、開口部26Oおよび回転規制部26Sを有している。
支持部26Tは、ラック軸24に接触する内側支持部261と外側に位置する外側支持部262とを備えて構成される。
内側支持部261は、波形の内周面をしており、複数の山部および谷部が設けられている。そして、ラックブッシュ26にラック軸24が取り付けられると、内側支持部261がラック軸24の外周に接する(図4(b)参照)。なお、本実施形態では、波形の内周面を有する内側支持部261をラック軸24に接触させることで、ラックブッシュ26は、ラック軸24との間の摩擦抵抗を低減しながら軸方向に摺動可能に支持する。
外側支持部262は、内側支持部261と同様に、波形の外周面をしており、複数の山部および谷部が設けられる。そして、ラックブッシュ26が第1ハウジング11に取り付けられると、外側支持部262がブッシュ保持部10Hの内周に接する。なお、本実施形態では、波形の外周面を有する外側支持部262をラック軸24に接触させることで、衝撃を緩和したり、歯打ち音を低減させたりしている。
内側支持部261は、波形の内周面をしており、複数の山部および谷部が設けられている。そして、ラックブッシュ26にラック軸24が取り付けられると、内側支持部261がラック軸24の外周に接する(図4(b)参照)。なお、本実施形態では、波形の内周面を有する内側支持部261をラック軸24に接触させることで、ラックブッシュ26は、ラック軸24との間の摩擦抵抗を低減しながら軸方向に摺動可能に支持する。
外側支持部262は、内側支持部261と同様に、波形の外周面をしており、複数の山部および谷部が設けられる。そして、ラックブッシュ26が第1ハウジング11に取り付けられると、外側支持部262がブッシュ保持部10Hの内周に接する。なお、本実施形態では、波形の外周面を有する外側支持部262をラック軸24に接触させることで、衝撃を緩和したり、歯打ち音を低減させたりしている。
開口部26Oは、ラックブッシュ26がラック軸24を支持する状態において、ラック240の歯242の接触を避けるための開口である。そのため、開口部26Oは、ラック240における歯242よりも広い幅に設定される(図4(b)参照)。
また、後述するように、本実施形態では、ラックブッシュ26を第1ハウジング11に取り付ける際に、ラックブッシュ26を縮めて外径を一時的に小さくして作業を行う。そして、開口部26Oは、ラックブッシュ26を小さく縮ませる際に変形を許容する部分となる。すなわち、開口部26Oの開きが狭まることで、ラックブッシュ26の外径が小さくなる。
また、後述するように、本実施形態では、ラックブッシュ26を第1ハウジング11に取り付ける際に、ラックブッシュ26を縮めて外径を一時的に小さくして作業を行う。そして、開口部26Oは、ラックブッシュ26を小さく縮ませる際に変形を許容する部分となる。すなわち、開口部26Oの開きが狭まることで、ラックブッシュ26の外径が小さくなる。
突出部の一例としての回転規制部26Sは、ラックブッシュ26本体が第1ハウジング11内において、ラック軸24に対して周方向に回転しないように、ラック保持構造100の位置決め部10Pと噛み合って位置決めおよび回転方向の固定を行う部分である。そして、回転規制部26Sは、ラックブッシュ26が第1ハウジング11に取り付けられ、位置決め部10Pに設置されると、ラックブッシュ26本体が回転して周方向における位置がずれないように機能する。
回転規制部26Sは、ラックブッシュ26本体において、径方向に突出して形成される。本実施形態では、回転規制部26Sの径方向の長さ(凸部長さ)は、特に限定されるものではないが、ラック軸24が外力を受けた状態で、ラック保持構造100に対してずれないように嵌め合いが確保されるように、また、破損したりしない程度の強度を有するように形成すればよい。
回転規制部26Sは、図6(b)に示すように、支持部26Tの外側支持部262上にて支持部26Tの軸方向(厚み方向)に延びて設けられる。特に、本実施形態では、回転規制部26Sは、支持部26Tの軸方向の幅と同程度の幅をもって形成している。
なお、回転規制部26Sの配置や軸方向における幅は、本実施形態に限定されるものではない。ただし、回転規制部26Sは、ラック軸24の動作に伴って大きな荷重を受ける。そのため、回転規制部26Sは、支持部26Tとの固定を堅固に維持する点では、支持部26Tと同じか同程度の幅を有していることが好ましい。また、支持部26Tから離れた位置に設けるほどモーメントにより回転規制部26Sが受ける力が大きくなるため、回転規制部26Sは、支持部26Tにより近い位置に設けることが好ましい。
なお、回転規制部26Sの配置や軸方向における幅は、本実施形態に限定されるものではない。ただし、回転規制部26Sは、ラック軸24の動作に伴って大きな荷重を受ける。そのため、回転規制部26Sは、支持部26Tとの固定を堅固に維持する点では、支持部26Tと同じか同程度の幅を有していることが好ましい。また、支持部26Tから離れた位置に設けるほどモーメントにより回転規制部26Sが受ける力が大きくなるため、回転規制部26Sは、支持部26Tにより近い位置に設けることが好ましい。
さらに、回転規制部26Sは、図6(a)に示すように、左右対称の形状となっているラックブッシュ26の中心線上に設けられる。すなわち、回転規制部26Sを含めて、ラックブッシュ26全体が線対称になるように配置される。これによって、ラック軸24やラック保持構造100との関係で、ラックブッシュ26の一部に偏って荷重が掛からないようにしている。
以上のように構成される回転規制部26Sは、以下のように機能する。すなわち、上述のとおりラックブッシュ26には、ラック240の歯242に接触して摩耗しないように開口部26Oが設けられる。そして、この開口部26Oが、ラック240の歯242の位置に合うように予め定めた角度関係にて取り付けられる。そのため、例えばラックブッシュ26が回転してしまうと、開口部26Oとラック240との位置関係がずれて、例えばラック240と支持部26Tとが接触してしまう。この場合に、ラック軸24が軸方向に移動すると、支持部26Tがラック240により削られて摩耗する可能性も生じる。
そこで、本実施形態では、回転規制部26Sを設けることによって、ラックブッシュ26がラック軸24やラック保持構造100に対して相対的に回転することを防止している。
そこで、本実施形態では、回転規制部26Sを設けることによって、ラックブッシュ26がラック軸24やラック保持構造100に対して相対的に回転することを防止している。
続いて、案内部26Gについて説明する。
軸方向突出部の一例としての案内部26Gは、図6(b)および図6(c)に示すように、支持部26Tおよび回転規制部26Sの軸方向における厚みよりも、さらに軸方向に突出するように形成する。また、本実施形態では、回転規制部26Sの一部として形成され、回転規制部26Sに連続するようにして案内部26Gが軸方向に突出するように構成する。そして、案内部26Gは、ラックブッシュ26をブッシュ保持部10Hに取り付ける際に、接触することでラックブッシュ26本体を案内する部分として機能する。
軸方向突出部の一例としての案内部26Gは、図6(b)および図6(c)に示すように、支持部26Tおよび回転規制部26Sの軸方向における厚みよりも、さらに軸方向に突出するように形成する。また、本実施形態では、回転規制部26Sの一部として形成され、回転規制部26Sに連続するようにして案内部26Gが軸方向に突出するように構成する。そして、案内部26Gは、ラックブッシュ26をブッシュ保持部10Hに取り付ける際に、接触することでラックブッシュ26本体を案内する部分として機能する。
具体的には、案内部26Gの形状は、ラックブッシュ26がブッシュ保持部10Hに全体が完全に嵌る前の状態においても、案内部26Gが位置決め部10Pに接触して案内を受ける形状にしている。本実施形態では、案内部26Gを突出する筋状の凸部によって構成し、位置決め部10Pを筋状の凹部によって構成している。従って、本実施形態の案内部26Gの突出長Lは、ラックブッシュ26がブッシュ保持部10Hに設置される前に、案内部26Gが位置決め部10Pに引っ掛かる長さに設定している。
なお、案内部26Gは、ラックブッシュ26がブッシュ保持部10Hに取り付けられる際に挿入する端側(タイロッド48Bが設けられる側)とは逆に位置する第1ハウジング11の奧側に位置するように形成される。そして、ラックブッシュ26の取り付けの際に、第1ハウジング11の奧側にてラックブッシュ26の移動を案内する。
なお、案内部26Gは、ラックブッシュ26がブッシュ保持部10Hに取り付けられる際に挿入する端側(タイロッド48Bが設けられる側)とは逆に位置する第1ハウジング11の奧側に位置するように形成される。そして、ラックブッシュ26の取り付けの際に、第1ハウジング11の奧側にてラックブッシュ26の移動を案内する。
図7は、ギヤハウジング10に対するラックブッシュ26の取り付けを説明するための図である。
引き続いて、上記のように構成されるラックブッシュ26のギヤハウジング10に対する取り付けについて説明する。なお、以下では、第1ハウジング11にラックブッシュ26を取り付ける例を用いて説明する。
図7(a)に示すように、第1ハウジング11の外側から内部へとラックブッシュ26を挿入する。そして、ラックブッシュ26の開口部26Oの開きを狭めるよう変形させて、ラックブッシュ26の外径を小さくする。そして、その状態のまま、ラックブッシュ26をラック軸孔10Sに通過させる。
引き続いて、上記のように構成されるラックブッシュ26のギヤハウジング10に対する取り付けについて説明する。なお、以下では、第1ハウジング11にラックブッシュ26を取り付ける例を用いて説明する。
図7(a)に示すように、第1ハウジング11の外側から内部へとラックブッシュ26を挿入する。そして、ラックブッシュ26の開口部26Oの開きを狭めるよう変形させて、ラックブッシュ26の外径を小さくする。そして、その状態のまま、ラックブッシュ26をラック軸孔10Sに通過させる。
その後、図7(b)に示すように、さらに第1ハウジング11の奧側へと挿入する。ここで、本実施形態のラックブッシュ26には、案内部26Gが設けられている。そのため、作業者がラックブッシュ26を挟んだ状態で、案内部26Gをブッシュ保持部10Hの位置決め部10Pに接触させることができる。そして、作業者は、案内部26Gを位置決め部10Pに合わせることができる。特に、回転規制部26Sは、ラックブッシュ26の外周に設けられるため、作業者にとって目視で確認し難い位置にある。これに対し、ラックブッシュ26では、案内部26Gと位置決め部10Pとの接触箇所における感触を頼りにして位置合わせを行うことができる。
そして、実際、作業者によって、案内部26Gが位置決め部10Pに引っ掛けられる。なお、この状態であれば、例えば作業者が手や治具などをラックブッシュ26から離した場合であっても、案内部26Gが位置決め部10Pに引っ掛かって回転しない。
そして、実際、作業者によって、案内部26Gが位置決め部10Pに引っ掛けられる。なお、この状態であれば、例えば作業者が手や治具などをラックブッシュ26から離した場合であっても、案内部26Gが位置決め部10Pに引っ掛かって回転しない。
そして、ラックブッシュ26は、案内部26Gにて案内を受けることで、周方向における回転位置が固定された状態で第1ハウジング11の内周に向けて押し込まれる。そして、外側支持部262がブッシュ保持部10Hの内周に接触し、回転規制部26Sが位置決め部10Pに接触して(図5(b)参照)、ラックブッシュ26が第1ハウジング11の予め定めた取り付け位置に取り付けられた状態になる。そして、第1ハウジング11に対するラックブッシュ26の取り付けが正常に完了する。
ここで、比較として、案内部26Gを有しない従来のラックブッシュを用いた場合を説明する。
従来のラックブッシュを同様に取り付けようとする場合、例えばラックブッシュを挿入してブッシュ保持部10H上に到達した段階で、ラックブッシュから手を離す必要がある。これは、ラック軸孔10S内における狭い空間での作業のため、ラックブッシュから手を離さない限り、ラックブッシュをブッシュ保持部10H側に移動させることができないためである。そして、ラックブッシュを離した際に、回転規制部26Sが位置決め部10Pに合っていなければ、再度、ラックブッシュの取り付け作業をやり直す必要があった。
従来のラックブッシュを同様に取り付けようとする場合、例えばラックブッシュを挿入してブッシュ保持部10H上に到達した段階で、ラックブッシュから手を離す必要がある。これは、ラック軸孔10S内における狭い空間での作業のため、ラックブッシュから手を離さない限り、ラックブッシュをブッシュ保持部10H側に移動させることができないためである。そして、ラックブッシュを離した際に、回転規制部26Sが位置決め部10Pに合っていなければ、再度、ラックブッシュの取り付け作業をやり直す必要があった。
一方、上記の従来のラックブッシュを用いる場合に対し、本実施形態のラックブッシュ26は案内部26Gを備えている。従って、ラックブッシュ26を離さずに保持した状態のままで案内部26Gを位置決め部10Pに掛けることができる。そのため、ラックブッシュ26をギヤハウジング10の予め定めた位置に取り付ける際の取り付け作業が極めて容易となる。
なお、案内部26Gは、回転規制部26Sと一体的に形成することを限定するものではない。例えば、回転規制部26Sとは異なる箇所に案内部26Gを設けても構わない。その場合には、ラックブッシュ26の取り付けの際に、案内部26Gに接触して案内する部材を別の箇所に形成すれば良い。
ただし、本実施形態では、案内部26Gは、回転規制部26Sと一体的に設けることによって、例えば部品を形成する箇所を単一とし複雑化を避けるとともに、例えばラックブッシュ26を製造する際には、型抜きが容易になる。さらに、案内部26Gによってガイドされながら押し込むことでそのまま回転規制部26Sを位置決め部10Pに取り付けることが可能となり、さらに取り付けの作業性が向上する。
ただし、本実施形態では、案内部26Gは、回転規制部26Sと一体的に設けることによって、例えば部品を形成する箇所を単一とし複雑化を避けるとともに、例えばラックブッシュ26を製造する際には、型抜きが容易になる。さらに、案内部26Gによってガイドされながら押し込むことでそのまま回転規制部26Sを位置決め部10Pに取り付けることが可能となり、さらに取り付けの作業性が向上する。
また、本実施形態では、ラックブッシュ26の回転規制部26Sを凸部により構成し、位置決め部10Pを凹部によって構成する例を用いて説明したが、この構成に限定される訳ではない。例えば、回転規制部26Sを凹部により構成し、位置決め部10Pを凸部によって構成することによって、ラックブッシュ26とギヤハウジング10との位置決めを行っても良い。
さらにまた、本実施形態では、ラックブッシュ26は、C字状の概形を有するが、これに限定されるものではない。例えば、ラックブッシュ26がO字状であっても構わない。この場合、本実施形態のように、ブッシュ保持部10Hに取り付ける前に、ブッシュ保持部10Hよりも内径の小さいラック軸孔10Sを通過させる必要がある場合には、例えば一部にスリットを形成して、ラックブッシュ26の外径が変形により小さくなるように構成すれば良い。
そして、本実施形態では、ラックブッシュ26を取り付け位置に取り付ける際に、取り付け位置(本実施形態ではブッシュ保持部10H)よりも内径の小さいラック軸孔10Sを通す構成を有する例を用いて説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、ラックブッシュ26を取り付け位置に取り付ける前に、内径の小さい箇所を通さない場合であっても、本実施形態が適用されるラックブッシュ26を用いることによって、作業者からみて目視で確認し難い奧側に位置する位置決め部10Pに対して回転規制部26Sをしっかりと合わせることが可能になる。
また、上述した実施形態においては、ラック軸24を保持するラックブッシュ26を、ダブルピニオン型の電動パワーステアリング装置に適用した構成について説明したが、特に限定されない。ラックアシスト型など他の形式の電動パワーステアリング装置に適用してもよい。また、油圧によりアシスト力を発揮するパワーステアリング装置、あるいはパワーアシスト力を発揮しないステアリング装置に適用してもよい。
1…電動パワーステアリング装置、10…ギヤハウジング、23…ハンドル側ピニオン軸、24…ラック軸、26…ラックブッシュ、26T…支持部、32…ウォームギヤ、33…アシスト側ピニオン軸、100…ラック保持構造
Claims (5)
- ピニオンが形成されたピニオン軸と、
前記ピニオン軸の前記ピニオンと噛み合うラックが形成されたラック軸と、
少なくとも前記ラック軸の周囲を覆うハウジングと、
前記ハウジングと前記ラック軸との間に設けられ、当該ラック軸を支持するラック軸受と、を備え、
前記ラック軸受は、
前記ハウジング内の予め定められた設置位置に設置されて当該ハウジングに対する回転を規制する回転規制部と、
前記ラック軸受が前記ハウジングに取り付けられる際に、当該ハウジングに接触して前記回転規制部を前記設置位置に案内する案内部と、
を有することを特徴とするステアリング装置。 - 前記案内部は、前記回転規制部が前記設置位置に設置される前の状態にて、当該設置位置に接触可能な形状であることを特徴とする請求項1に記載のステアリング装置。
- 前記回転規制部は、前記ラック軸受の外周にて突出する凸部を有し、
前記ハウジングは、前記回転規制部の前記凸部が嵌り込む凹部を有し、
前記案内部は、前記回転規制部が前記凹部に接触する前に当該凹部に嵌る長さで突出する突出部であることを特徴とする請求項2に記載のステアリング装置。 - ピニオンと噛み合うラックを有するラック軸と当該ラック軸を覆うハウジングとの間に設けられ、当該ラック軸を支持するラック軸受であって、
前記ハウジング内の予め定められた設置位置に設置された際に当該ハウジングに対する回転を規制する回転規制部と、
前記ハウジングに取り付けられる際に、当該ハウジングに接触して前記回転規制部を前記設置位置に案内する案内部と、
を備えることを特徴とするラック軸受。 - ピニオンと噛み合うラックを有するラック軸と当該ラック軸を覆うハウジングとの間に設けられ、当該ラック軸を支持するラック軸受であって、
前記ラック軸の周囲に位置し当該ラック軸を軸方向に摺動可能に支持する支持部と、
前記支持部の外周にて突出するとともに当該支持部の軸方向に延びて設けられる突出部と、
前記突出部から軸方向に突出形成される軸方向突出部と、
を備えることを特徴とするラック軸受。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012287614A JP2014129034A (ja) | 2012-12-28 | 2012-12-28 | ステアリング装置およびラック軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2014129034A true JP2014129034A (ja) | 2014-07-10 |
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JP2012287614A Pending JP2014129034A (ja) | 2012-12-28 | 2012-12-28 | ステアリング装置およびラック軸受 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7156575B1 (ja) * | 2021-12-14 | 2022-10-19 | 日本精工株式会社 | 電動パワーステアリング装置 |
-
2012
- 2012-12-28 JP JP2012287614A patent/JP2014129034A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP7156575B1 (ja) * | 2021-12-14 | 2022-10-19 | 日本精工株式会社 | 電動パワーステアリング装置 |
WO2023112151A1 (ja) * | 2021-12-14 | 2023-06-22 | 日本精工株式会社 | 電動パワーステアリング装置 |
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