JP2014201090A - ラックガイド装置及びこれを含むステアリング装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の目的は、全体としての組立性の良いラックガイド装置およびこれを含むステアリング装置を提供することである。
また、請求項3のように、前記摩擦係合部材は、弾性部材(23;23A;23B;41E;41F;23H)を含んでいてもよい。
また、請求項5のように、前記封止部材は、前記案内筒の周面(373;373A;374B;374C;373D;374F;373H)に対向する対向部(364;364A;401;401C;374D)を含み、前記摩擦係合部材は、前記案内筒の周面と前記封止部材の対向部との間に介在していてもよい。
また、請求項8のように、前記圧縮コイルばねは、前記皿ばねと直列に配置され、前記圧縮コイルばねのセット荷重は、前記皿ばねのセット荷重よりも低くされていてもよい。
また、請求項10の発明は、前記ラックガイド装置を含むステアリング装置(1)を提供する。
また、請求項2の発明によれば、皿ばねを保持する保持部材を、摩擦係合部材を介して封止部材に保持することができる。
また、請求項4の発明によれば、保持部材が、皿ばねの径方向端部(例えば内径)を案内する案内筒の一端に設けられた座板によって、皿ばねの荷重を受けるので、皿ばねによるラックガイドの摩耗等の発生を抑制することができる。
また、請求項6の発明によれば、皿ばねを含むユニットをサブアセンブリとして構成することで、組立性をより向上することができる。
また、請求項7の発明によれば、封止部材とラックガイドとの間に介在してラックガイドをラック軸側に付勢する圧縮コイルばねを皿ばねと併用するので、荷重設定の自由度を向上することができる。
また、請求項9の発明によれば、連結部材によって、ラックガイドの進退方向に関する封止部材と記保持部材との間の最大隙間量を規制することにより、皿ばねのセット荷重を所望に設定することができるので、所望の二段荷重特性を得ることができる。
図1を参照して、ステアリング装置1は、ステアリングホイール等の操舵部材2に連結しているステアリングシャフト3と、ステアリングシャフト3に自在継手4を介して連結された中間軸5と、中間軸5に自在継手6を介して連結されたピニオン軸7と、ピニオン軸7の端部近傍に設けられたピニオン7aに噛み合うラック8aを有して自動車の左右方向に延びる転舵軸としてのラック軸8とを有している。ピニオン軸7およびラック軸8により舵取り機構としてのラックアンドピニオン機構Aが構成されている。
ステアリング装置1の要部の断面図である図2を参照して、ピニオン軸7は、例えば玉軸受からなる第1軸受12と、例えば円筒ころ軸受からなる第2軸受13とによって、ピニオンハウジング14内に回転可能に支持されている。ピニオン軸7のピニオン7aとラック軸8のラック8aとは、ピニオンハウジング14内で相互に噛み合わされている。
ラックガイド18は、ラック軸8に対向する第1面181と、第1面181の反対側に設けられた第2面182と、円筒面からなる外周183とを有している。ラックガイド18の第1面181には、ラック軸8の背面8bの形状に概ね一致する形状の凹面25が形成されている。凹面25に沿うように湾曲状の摺接板26が取り付けられており、摺接板26が、ラック軸8の背面8bに摺接する。摺接板26としては、低摩擦係数を有する板を用いることが好ましく、例えば金属板や、フッ素樹脂を被覆した金属板を用いることができる。
案内筒37の大部分は、封止部材20の収容凹部35内に挿入され収容されている。圧縮コイルばね21は、案内筒37内を挿通している。案内筒37の内周374と圧縮コイルばね21の外径との間には、所定量の隙間が設けられている。
封止部材20の筒状部36の内周364は、案内筒37の外周373と所定の隙間を設けて対向する対向部として機能する。摩擦係合部材としての弾性部材23は、案内筒37の外周373に設けられた収容溝39によって保持されて、筒状部36の内周364(対向部)に摩擦係合している。弾性部材23は、例えばOリングからなる。弾性部材23は、筒状部36の内周364と案内筒37の外周373との間で、弾性圧縮されていてもよいし、されていなくてもよい。
また、ラック軸8側からのラックガイド18に荷重が入力されて、ラックガイド18とともに保持部材24が変位するときに、摩擦係合部材としての弾性部材23が封止部材20(の筒状部36の内周364)に対して摩擦摺動して摩擦抵抗荷重を発生する。また、皿ばね22が複数である場合には、弾性部材23による摩擦抵抗荷重の発生に加えて、複数の皿ばね22間の接触面どうしが、皿ばね22の圧縮変位に伴って摩擦摺動して摩擦抵抗荷重を発生する。弾性部材23(摩擦係合部材)および皿ばね22による摩擦抵抗荷重が、ラック軸8側からの荷重入力に抗する対抗荷重として寄与するので、圧縮コイルばね21および皿ばね22による対抗荷重と摩擦抵抗荷重による対抗荷重を含めて、全体としての対抗荷重を増大させることができる。
また、摩擦係合部材としての弾性部材23を用いるので、保持部材24(具体的には保持部材24の案内筒37の外周373)と封止部材20(具体的には封止部材20の筒状部36の内周364)との寸法精度の誤差を吸収することができるので、保持部材24を封止部材20に確実に保持することができる。
また、封止部材20は、案内筒37の外周373に対向する対向部(筒状部36の内周364)を含み、弾性部材23(摩擦係合部材)が、案内筒37の外周373と封止部材20の対向部(筒状部36の内周364)との間に介在している。したがって、案内筒37と封止部材22の対向部(筒状部36の内周364)とを軸方向X1に重ねて配置することができるので、軸方向X1(収容部16としての円孔の深さ方向に相当)の小型化を図ることができる。
<第2実施形態>
次いで、図6は、本発明の第2実施形態のラックガイド装置15Aの要部の断面図である。図6の第2実施形態が、図3の第1実施形態と主に異なるのは、下記である。
これに対して、図6の第2実施形態では、摩擦係合部材としての弾性部材23Aが、封止部材20Aの筒状部36Aの内周364Aに設けられた収容溝39Aに保持されて、保持部材24Aの案内筒37Aの外周373Aに摩擦係合してもよい。図6の第2実施形態の構成要素において、第1実施形態と同じ構成要素には、第1実施形態の構成要素の参照符号と同じ参照符号を付してある。
<第3実施形態>
次いで、図7は本発明の第3実施形態のラックガイド装置の要部の断面図である。図7を参照して、本第3実施形態が図3の第1実施形態と主に異なるのは、封止部材20Bが、筒状部36内に突出する凸部40を設けることで、凸部40と筒状部36との間に、環状の収容凹部35Bが形成されている点にある。凸部40の外周401に形成された収容溝39Bに摩擦係合部材としての弾性部材23B(例えばOリング)が収容され保持されている。弾性部材23Bは、保持部材24Bの案内筒37Bの内周374Bに摩擦係合している。
本第3実施形態においては、弾性部材23Bが封止部材20Bに保持されているので、第1実施形態の図4のような第1サブアセンブリSA1を構成することができない。この点を除いて、本第2実施形態においても第1実施形態と同じ作用効果を奏することができる。
すなわち、本実施形態によれば、皿ばね22を保持する保持部材24Bを摩擦係合により封止部材20Bに一体に保持させる簡単な作業で、皿ばね22、保持部材24Bおよび封止部材20Bを容易に一体化させて、サブアセンブリ(第2サブアセンブリSA2Bに相当)を構成することができるので、全体としての組立性を向上することができる。
<第4実施形態>
図9は、本発明の第4実施形態のラックガイド装置の要部の断面図である。図9の第4実施形態が、図7の第3実施形態と主に異なるのは、下記である。
これに対して、図9の第4実施形態では、保持部材24Cの案内筒37Cの内周374Cに設けられた収容溝39Cに保持されて封止部材20Cの凸部40Cの外周401Cに摩擦係合している。案内筒37Cの外周373Cは、筒状部36の内周364に軸方向X1に移動可能に嵌合している。図9の第4実施形態の構成要素のうち、図7の第3実施形態と同じ構成要素には、図7の第3実施形態の構成要素の参照符号と同じ参照符号を付してある。
<第5実施形態>
図10は、本発明の第5実施形態のラックガイド装置の要部の断面図である。図10の第5実施形態が、図7の第3実施形態と主に異なるのは、下記である。
これに対して、図10の第5実施形態では、封止部材20Bの筒状部36の内周364に、摩擦係合部材としての巻きブッシュ41の外周412が圧入され固定されている。巻きブッシュ41の内周411が、保持部材24Dの案内筒37Dの外周373Dに摩擦係合している。案内筒37Dの内周374Dは、凸部40の外周401に軸方向X1に移動可能に嵌合している。
図10の第5実施形態の構成要素のうち、図7の第3実施形態の構成要素と同じ構成要素には、図7の第3実施形態の構成要素の参照符号と同じ参照符号を付してある。
すなわち、本実施形態によれば、皿ばね22を保持する保持部材24Dを摩擦係合により封止部材20Bに一体に保持させる簡単な作業で、皿ばね22、保持部材24Dおよび封止部材20Bを容易に一体化させて、サブアセンブリ(第2サブアセンブリSA2Dに相当)を構成することができるので、全体としての組立性を向上することができる。
<第6実施形態>
図12および図13は、本発明の第6実施形態の第2アセンブリSA2Eおよび第1アセンブリSA1Eをそれぞれ示している。本発明の第6実施形態が図10,図11の第5実施形態と異なるのは、下記である。
これに対して、図12の第6実施形態では、摩擦係合部材としての巻きブッシュ41Eが、保持部材24Dに圧入により保持されて封止部材24Dに摩擦係合する。具体的には、巻きブッシュ41Eの内周411Eが、保持部材24Dの案内筒37Dの外周373Dに圧入により保持されている。また、巻きブッシュ41Eの外周412Eが、封止部材20Bの筒状部36の内周364に摩擦係合している。これにより、皿ばね22と保持部材24Dと巻きブッシュ41Eと封止部材20Bとシール部材34とを含む第2サブアセンブリSA2Eが構成されている。
<第7実施形態>
図14は、本発明の第7実施形態のラックガイド装置15Fの要部の断面図である。図14の第7実施形態が、図10の第5実施形態と主に異なるのは、下記である。
これに対して、図14の第7実施形態のラックガイド装置15Fでは、凸部40の外周401に保持された摩擦係合部材としての巻きブッシュ41Fが備えられている。具体的には、巻きブッシュ41Fの内周411Fが、凸部40の外周401にプレスフィットにより嵌合保持されている。巻きブッシュ41Fの外周412Fが、保持部材24Fの案内筒37Fの内周374Fに摩擦係合している。案内筒37Fの外周373Fは、筒状部36の内周364に軸方向X1に移動可能に嵌合されている。
<第8実施形態>
次いで、図15〜図17は、本発明の第8実施形態のラックガイド装置15Gの断面図である。図15を参照して、本第8実施形態が図3の第1実施形態と主に異なるのは、下記である。
すなわち、封止部材とラックガイド18との間に保持部材24Gが介在している。皿ばね22は、封止部材20の筒状部36の端面362と保持部材24Gの座板38の第2面382との間に介在している。圧縮コイルばね21Gは、ラックガイド18の収容凹部29の底291と保持部材24Gの案内筒37Gの第1端部371Gとの間に弾性的に圧縮された状態で介在している。圧縮コイルばね21Gの第1端部211Gが、収容凹部29の底291によって受けられ、圧縮イコイルばね21Gの第2端部212Gが、保持部材24Gの案内筒37Gの第1端部371Gによって受けられている。
具体的には、保持部材24Gの案内筒37Gの第1端部211Gは、封止部材20の筒状部36の底361に対向する隙間規制板43(案内筒37Gの底板に相当)によって覆われている。連結部材42は、例えばボルトからなる。連結部材42は、隙間規制板43に形成された挿通孔44を軸方向に摺動可能に挿通して、封止部材20Gの筒状部36の底361のねじ孔45にねじ込み固定されたねじ軸46と、ねじ軸46の一端に設けられた頭部47とを備えている。
また、皿ばね22には、予圧が与えられており、皿ばね22のセット荷重は、圧縮コイルばね21Gのセット荷重よりも高くされている。したがって、ラック軸8側から入力される荷重が通常レベルの通常時は、ラックガイド18の進退に伴って、圧縮コイルばね21Gのみが伸縮する。すなわち、図15に示すように、ラックガイド18の第2面182と保持部材24Gの座板38の第1面381との間に隙間が形成される状態から、図16に示すように、ラックガイド18の第2面182と保持部材24Gの座板38の第1面381とが密着する状態までの間で、ラックガイド18が変位する。
<第9実施形態>
第1〜第8実施形態では、摩擦係合部材を提供する弾性部材として環状のものを用いている。本第9実施形態のように、摩擦係合部材を提供する弾性部材として環状でないものを用いてもよい。
<第10実施形態>
各前記実施形態(第1〜第9実施形態)では、保持部材が摩擦係合部材を介して封止部材に間接的に保持されている。これに対して、例えば図5の第1実施形態の変更例としての、図21の第10実施形態の第2サブアセンブリSA2Jでは、保持部材24Jが、例えば弾性を有する樹脂により形成されて、保持部材24Jが、封止部材20に直接摩擦係合されて保持されていてもよい。
図21の第10実施形態の構成要素において、図5の第1実施形態の構成要素と同じ構成要素には、図5の第1実施形態の構成要素の参照符号と同じ参照符号を付してある。本第10実施形態によれば、図5の第1実施形態と同じ作用効果を奏することができる。さらに、本第10実施形態によれば、保持部材24Jとは別に摩擦係合部材を設ける必要がない。したがって、構造を簡素化することができる。
<第11実施形態>
図22の第11実施形態は、図11の第5実施形態の変更例を示している。すなわち、図22の第11実施形態の第2サブアセンブリSA2Kでは、保持部材24Kが、例えば弾性を有する樹脂により形成されて、保持部材24Kの案内筒37Kの外周373Kおよび内周374Kの少なくとも一方が、封止部材20Bの対応する筒状部36の内周364および凸部40の外周401に直接摩擦係合されて保持されている。
また、各前記実施形態では、保持部材の案内筒が皿ばね22の径方向端部としての内径部22aを案内する内径ガイドとして機能しているが、保持部材の案内筒が皿ばね22の径方向端部としての外径部をガイドする外径ガイドとして機能するようにしてもよい。その他、本発明は請求項記載の範囲内で種々の変更を施すことができる。
Claims (10)
- ピニオン軸に噛み合うラック軸を挿通させるハウジングに形成された収容部内に、ラック軸側に向かって進退可能に収容され、且つラック軸を当該ラック軸の軸方向に摺動可能に支持するラックガイドと、
前記収容部においてラック軸側とは反対側に設けられた外部開口端に固定された封止部材と、
前記封止部材と前記ラックガイドとの間に介在し前記ラックガイドをラック軸側へ付勢する少なくとも1枚の皿ばねと、
前記皿ばねを保持し前記封止部材に直接または間接的に摩擦係合されて保持された保持部材と、を備えるラックガイド装置。 - 請求項1において、前記封止部材および前記保持部材の少なくとも一方に保持されて他方に摩擦係合する摩擦係合部材と、を備えるラックガイド装置。
- 請求項2において、前記摩擦係合部材は、弾性部材を含むラックガイド装置。
- 請求項2又は3において、前記保持部材は、前記皿ばねの径方向端部を案内する案内筒と、前記案内筒の軸方向の一端から径方向に延びて前記皿ばねの荷重を受ける環状の座板と、を含むラックガイド装置。
- 請求項4において、前記封止部材は、前記案内筒の周面に対向する対向部を含み、
前記摩擦係合部材は、前記案内筒の周面と前記封止部材の対向部との間に介在しているラックガイド装置。 - 請求項5において、前記摩擦係合部材は、前記案内筒の周面に保持されて、前記保持部材と前記摩擦係合部材と前記皿ばねとを含むサブアンセンブリが構成され、
前記摩擦係合部材および前記皿ばねは、前記案内筒の径方向の同側に配置され、
前記皿ばねは、前記案内筒の軸方向に関して、前記摩擦係合部材と前記座板との間に配置され、
前記サブアセンブリの状態で、前記案内筒の軸方向から見て、前記摩擦係合部材の一部が前記皿ばねの一部と重なっているラックガイド装置。 - 請求項1から6の何れか一項において、前記封止部材と前記ラックガイドとの間に介在し前記ラックガイドを前記ラック軸側に付勢する圧縮コイルばねを備えるラックガイド装置。
- 請求項7において、前記圧縮コイルばねは、前記皿ばねと直列に配置され、
前記圧縮コイルばねのセット荷重は、前記皿ばねのセット荷重よりも低くされているラックガイド装置。 - 請求項8において、前記ラックガイドの進退方向に関して、前記封止部材と前記保持部材との間の最大隙間量を規制するように、前記保持部材を前記封止部材に連結する連結部材を備えるラックガイド装置。
- 請求項1から9の何れか一項に記載のラックガイド装置を含むステアリング装置。
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