JP2017013648A - ラックガイド装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ラックガイドの倒れを抑制することのできるラックガイド装置を提供する。
【解決手段】ラック軸８を摺動可能に支持するラックガイド５０が、ハウジング３０の収容部３１に、第１方向Ｘ１および第２方向Ｘ２に移動可能に収容される。端部材４０とラックガイド５０との間に、ラックガイド５０を第１方向Ｘ１に付勢する付勢部材６０が介在する。倒れ抑制機構７０が、ラックガイド５０の外周面５３に設けられた傾斜部８１と、弾性を有する倒れ抑制部材９０とを含む。傾斜部８１は、ラックガイド５０の径方向外方Ｒ１に向かうほど第１方向Ｘ１側に向かう。倒れ抑制部材９０が、傾斜部８１を弾性的に押圧することによりラックガイド５０の中心軸線Ｃ１の倒れを抑制する。
【選択図】図２

Description

本発明はラックガイド装置に関する。

ハウジングのラックガイド収容孔の内周面に形成された断面楔形の内周溝に、断面楔形のＣ形止め輪を収容し、Ｃ形止め輪の弾性的な拡径に伴って、Ｃ形止め輪によってラックガイドをピニオン軸側へ押し付ける構造のラックガイド装置が提案されている（例えば特許文献１を参照）。

特開２０１４−２２７０７０号公報

Ｃ形止め輪とラックガイドの端面との接触面は、ラックガイドの中心軸線と直交する軸直角面である。このため、Ｃ形止め輪は、ラックガイドの中心軸線の倒れを抑制する機能を有していない。ラックガイドに倒れが生じると、ハウジング等と接触して打音を発生するおそれがある。
本発明の目的は、ラックガイドの倒れを抑制することのできるラックガイド装置を提供することである。

請求項１の発明は、収容部（３１）が形成されたハウジング（３０；３０Ｐ）と、前記収容部内にラック軸（８）側に向かう第１方向（Ｘ１）および前記第１方向の反対方向である第２方向（Ｘ２）に移動可能に収容され、ラック軸を軸方向（Ｗ）に摺動可能に支持するラックガイド（５０；５０Ｐ）と、前記収容部において前記第２方向側の端部である外部開口端部（３２）に固定された端部材（４０）と、前記端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第１方向に付勢する付勢部材（６０）と、前記ラックガイドの外周面（５３）に設けられて前記ラックガイドの径方向外方に向かうほど前記第１方向側に向かう傾斜部（８１；８１Ｐ）と、前記傾斜部を弾性的に押圧することにより前記ラックガイドの中心軸線（Ｃ１）の倒れを抑制する弾性を有する倒れ抑制部材（９０；９０Ｐ）とを含む倒れ抑制機構（７０；７０Ｐ）と、を備えるラックガイド装置（２０；２０Ｐ）を提供する。

なお、括弧内の英数字は、後述する実施形態における対応構成要素等を表すが、このことは、むろん、本発明がそれらの実施形態に限定されるべきことを意味するものではない。以下、この項において同じ。
請求項２のように、前記傾斜部は、前記ラックガイドの前記第２方向側の端面（５１）と前記ラックガイドの前記外周面との間の肩部に形成されており、前記倒れ抑制部材は、前記端部材の前記第１方向側の端面（４１）と、前記傾斜部と、前記ラックガイド収容部の内周面（３１ａ）とにより区画される収容空間（８０）に収容されていてもよい。

請求項１の発明では、ラックガイドの外周面に、ラックガイドの径方向外方に向かうほど第１方向側に向かう傾斜部が設けられている。倒れ抑制部材が、傾斜部を弾性的に押圧することにより、ラックガイドの中心軸線の倒れが抑制される。
請求項２の発明では、ラックガイドの肩部の傾斜部と端部材の第１方向側の端面と収容部の内周面によって、倒れ抑制部材を収容する収容空間が区画される。このため、倒れ抑制部材を収容するための溝をラックガイド単体に設ける場合と比較して、ラックガイドを中心軸線方向に短くすることができる。

本発明の第１実施形態のラックガイド装置が適用されたステアリング装置の概略構成の模式図である。 第１実施形態のラックガイド装置を含むステアリング装置の要部の断面図である。 第１実施形態のラックガイド装置の要部の拡大断面図である。 第１実施形態において、自由状態の倒れ抑制部材の概略断面図である。 本発明の第２実施形態のラックガイド装置の要部の断面図である。 第２実施形態において、ラックガイドの外周溝に拘束されない状態の倒れ抑制部材の模式的断面図である。

以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施の形態を説明する。
（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態のラックガイド装置２０が適用されたステアリング装置１の概略構成を示す模式図である。図１を参照して、ステアリング装置１は、回転操作されるステアリングホイール等の操舵部材２と、操舵部材２の回転に連動して転舵輪３を転舵する転舵機構４とを備える。また、ステアリング装置１は、一端に操舵部材２が取り付けられたステアリングシャフト５と、中間軸６とを備える。

転舵機構４は、例えばラックアンドピニオン機構により構成されている。転舵機構４は、ピニオン軸７と、転舵軸としてのラック軸８とを含む。ピニオン軸７は、中間軸６を介してステアリングシャフト５と連結されている。ピニオン軸７は、その端部近傍にピニオン７ａを形成している。ラック軸８は、軸方向Ｗの一部の外周に、ピニオン軸７のピニオン７ａに噛み合うラック８ａを形成している。

ラック軸８は、車体に固定されるラックハウジング９内にラックブッシュＢ等を介して軸方向Ｗ（車体の左右方向である車幅方向に相当）に移動可能に支持されている。ラック軸８の各端部は、ラックハウジング９の対応する端部から両側へ突出している。ラック軸８の各端部は、それぞれ対応するタイロッド１０および対応するナックルアーム（図示せず）を介して対応する転舵輪３と連結されている。

操舵部材２が回転操作されてステアリングシャフト５が回転されると、この回転がピニオン７ａおよびラック８ａによって、ラック軸８の軸方向Ｗの直線運動に変換される。これにより、転舵輪３の転舵が達成される。
ステアリング装置１は、ラックガイド装置２０を備えている。ラックガイド装置２０は、ラック軸８に対して、ピニオン７ａの反対側に配置されている。ラックガイド装置２０は、ラック軸８をピニオン７ａ側へ付勢しつつ、ラック軸８の軸方向Ｗの移動を案内する機能を果たす。

図２はステアリング装置１の要部の断面図である。図２に示すように、ステアリング装置１は、ピニオンハウジング１１と、第１軸受１２と、第２軸受１３とを備えている。ピニオンハウジング１１は、ラックハウジング９に一体に取り付けられている。
第１軸受１２および第２軸受１３は、ピニオンハウジング１１に保持されて、ピニオンハウジング１１内でピニオン軸７を回転可能に支持している。第１軸受１２および第２軸受１３は、ピニオン７ａを挟んだ両側に配置されている。第２軸受１３は、ピニオン軸７の先端側に配置されている。

第１軸受１２は、例えば玉軸受からなる。第２軸受１３は、例えば円筒ころ軸受からなる。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１１内で相互に噛み合わされている。
ラックガイド装置２０は、ハウジング３０と、端部材４０と、ラックガイド５０と、付勢部材６０と、ラックガイド５０の倒れを抑制する倒れ抑制機構７０とを備えている。

ハウジング３０は、ピニオンハウジング１１と一体に設けられている。ハウジング３０は、ラック軸８を隔ててピニオン７ａとは反対側に配置されている。
ハウジング３０には、例えば円孔からなる収容部３１が形成されている。収容部３１には、ラック軸８が挿通されている。収容部３１において、ラック軸８側とは反対側に、外部開口端部３２が形成されている。端部材４０は、外部開口端部３２の内周にねじ嵌合することにより固定されたプラグ（栓）からなる。

ラックガイド５０は、収容部３１内に、ラック軸８側に向かう第１方向Ｘ１（進出方向）と、第１方向Ｘ１の反対方向であって端部材４０側に向かう第２方向Ｘ２（後退方向）とに移動可能（進退可能）に収容されている。以下では、第１方向Ｘ１と第２方向Ｘ２とを総称して言うときは、進退方向Ｘと言う。ラックガイド５０は、ラック軸８のラック８ａの背面８ｂを摺動可能に支持している。

端部材４０は、第１方向Ｘ１側の第１端面４１と、第２方向Ｘ２側の第２端面４２と、外周面４３とを備えている。第１端面４１は、ラックガイド５０と対向している。端部材４０の外周面４３には、雄ねじ４４と、外周溝４５とが形成されている。外周溝４５は、雄ねじ４４よりもラックガイド５０側に配置されている。
外周溝４５には、シール部材４６が収容されている。シール部材４６は、Ｏリング等の環状弾性部材からなる。シール部材４６が、端部材４０の外周面４３と収容部３１の内周面３１ａとの間を封止する機能を果たしている。

収容部３１の外部開口端部３２から所定長の範囲に、雌ねじ３３が形成されている。その雌ねじ３３に、端部材４０の雄ねじ４４がねじ込まれて、端部材４０が、ハウジング３０に固定されている。
端部材４０の第２端面４２には、工具係合孔４７が形成されている。工具係合孔４７は、端部材４０を外部開口端部３２側からねじ込むための工具が係合するように例えば多角形断面に形成されている。

ラックガイド５０は、第１方向Ｘ１側の第１端面５１と、第２方向Ｘ２側の第２端面５２と、外周面５３とを備えている。第１端面５１は、ラック軸８に対向している。
ラックガイド５０の第１端面５１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５４が形成されている。凹面５４には、当該凹面５４に沿う湾曲状をなす摺接板５５が固定されている。摺接板５５は、ラック軸８の背面８ｂに摺接する。摺接板５５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。

外周面５３は、円筒面からなる。第２端面５２には、外周面５３のなす円筒面と同心の円孔からなる凹部５６が形成されている。付勢部材６０は、ラックガイド５０の第２端面５２の凹部５６の底と、端部材４０の第１端面４１との間に介在する圧縮コイルばねである。付勢部材６０は、ラックガイド５０の凹部５６の底により受けられる第１端部６１と、端部材４０の第１端面４１により受けられる第２端部６２とを含む。付勢部材６０は、ラックガイド５０を第１方向Ｘ１側（ラック軸８側）へ付勢する。

ラックガイド５０の外周面５３には、外周溝５７が形成されている。外周溝５７に、例えばＯリング等の環状の弾性部材５８が収容され、保持されている。ラックガイドの５０の外径は、収容部３１の内径よりも僅かに小さくされている。弾性部材５８が収容部３１の内周面３１ａを摺動することで、ラックガイド５０が、収容部３１内を進退方向Ｘに移動する。

倒れ抑制機構７０は、収容空間８０と、収容空間８０に収容された環状弾性部材からなる倒れ抑制部材９０とを含む。収容空間８０は、ラックガイド５０の第２端面５２と外周面５３との間の肩部に形成された傾斜部８１と、端部材４０の第１端面４１と、収容部３１の内周面３１ａとにより区画された断面略三角形形状の空間である。
傾斜部８１は、ラックガイド５０の径方向外方Ｒ１に向かうほど第１方向Ｘ１側に向かう円錐台状のテーパ面からなる。

倒れ抑制部材９０は、収容空間８０に弾性的に圧縮された状態で収容されている。倒れ抑制部材９０は、傾斜部８１を介してラックガイド５０の中心軸線Ｃ１の倒れを抑制する。
倒れ抑制部材９０は、収容空間８０に収容された状態で、傾斜部８１と押圧接触する第１部分９１と、端部材４０の第１端面４１と押圧接触する第２部分９２と、収容部３１の内周面３１ａと押圧接触する第３部分９３とを含む。

収容空間８０に収容された倒れ抑制部材９０は、第２部分９２が端部材４０の第１端面４１によって受けられ且つ第３部分９３が収容部３１の内周面３１ａによって受けられた状態で、第１部分９１によって、傾斜部８１に対して、傾斜部８１と直交する方向の付勢力Ｆを付与する。
拡大図である図３に示すように、倒れ抑制部材９０が傾斜部８１に付与する付勢力Ｆは、第１方向Ｘ１に向かう第１成分Ｆ１と、径方向内方Ｒ２（求心方向）に向かう第２成分Ｆ２とを含む。付勢力Ｆの第２成分Ｆ２が、ラックガイド５０の中心軸線Ｃ１の倒れを抑制する調心効果を発揮する。

また、倒れ抑制部材９０は、ラックガイド５０の外周面５３の進退方向Ｘの中間部に配置された弾性部材５８と共同して、ラックガイド５０の倒れを抑制する。
自由状態での倒れ抑制部材９０の断面形状は特に限定されない。例えば、図４に示すように、自由状態で断面Ｌ字形であってもよいし、断面丸形（図示せず）であってもよいし、断面矩形（図示せず）であってもよい。

本実施形態では、ラックガイド５０の外周面５３に、ラックガイド５０の径方向外方Ｒ１に向かうほど第１方向Ｘ１側に向かう傾斜部８１が設けられている。倒れ抑制部材９０が傾斜部８１を弾性的に押圧することにより、ラックガイド５０の中心軸線Ｃ１の倒れが抑制される。これにより、ラックガイド５０の倒れに起因する打音の発生を抑制することができる。

倒れ抑制部材９０を収容する収容空間８０が、ラックガイド５０の第２端面５２と外周面５３との間の肩部に形成された傾斜部８１と、端部材４０の第１端面４１と、収容部３１の内周面３１ａとにより区画されている。このため、倒れ抑制部材９０を収容するための外周溝等（図示せず）をラックガイド５０単体に設ける場合と比較して、ラックガイド５０を中心軸線Ｃ１の方向に短くすることができる。ラックガイド５０の小型化、軽量化を通じて、ラックガイド装置２０の小型化、軽量化を図ることができる。

また、従来では、ラックガイドの外周面に２つの外周溝を設けてこれら外周溝に２つのＯリング等を配置しているため、組立時において、ラックガイドを収容部に組み入れるときに収容部の内周面に対する２つのＯリングによる摺動抵抗が大きい。このため、ラックガイドを組み込み難く、組立性が悪い。これに対して、本実施形態では、組立時においてラックガイド５０を収容部３１に組み入れるときの摺動抵抗が、単一の弾性部材５８による摺動抵抗のみとなり、小さくなる。このため、ラックガイド５０を収容部３１に組み込み易く、組立性がよい。
（第２実施形態）
図５は本発明の第２実施形態のラックガイド装置２０Ｐの概略断面図である。

図５に示される第２実施形態では、倒れ抑制機構７０Ｐが、傾斜部８１Ｐと、倒れ抑制部材９０Ｐとを含む。倒れ抑制部材９０Ｐは、ラックガイド５０Ｐの外周面５３に形成された外周溝５９とハウジング３０Ｐの収容部３１の内周面３１ａに形成された内周溝３４とに跨がるように配置された環状弾性部材からなる。
ラックガイド５０の外周溝５９は、溝底面５９１と、一対の内壁面５９２，５９３とにより区画されている。一対の内壁面５９２，５９３のうち第１方向Ｘ１側の内壁面５９２の少なくとも一部に、傾斜部８１Ｐが含まれる。傾斜部８１Ｐは、ラックガイド５０Ｐの径方向外方Ｒ１側に向かうほど第１方向Ｘ１側に向かう円錐台状のテーパ面からなる。

倒れ抑制部材９０Ｐは、図６に示すように、外周溝５９からの拘束を受けない状態で、例えば断面矩形をなしている。図５に示すように、倒れ抑制部材９０Ｐがラックガイド５０Ｐの外周溝５９に部分的に収容された状態で、その外周溝５９に収容された部分が、収容部３１の内周溝３４に収容された部分よりも、第２方向Ｘ２側に変位するように、倒れ抑制部材９０Ｐが、弾性変形されている。

このため、倒れ抑制部材９０Ｐから傾斜部８１Ｐに対して、傾斜部８１Ｐと直交する方向に、倒れ抑制部材９０Ｐの弾性復元力による付勢力Ｆが付与されている。
倒れ抑制部材９０Ｐが傾斜部８１Ｐに付与する付勢力Ｆは、第１方向Ｘ１に向かう第１成分Ｆ１と、径方向内方Ｒ２（求心方向）に向かう第２成分Ｆ２とを含む。付勢力Ｆの第２成分Ｆ２が、ラックガイド５０の倒れを抑制する調心効果を発揮する。

また、倒れ抑制部材９０Ｐが収容される外周溝５９よりも第２方向Ｘ２側に、第１実施形態の外周溝５７および弾性部材５８と同じ構成の外周溝５７Ｐおよび弾性部材５８Ｐが配置されている。倒れ抑制部材９０Ｐと弾性部材５８Ｐとが共同して、ラックガイド５０Ｐの中心軸線Ｃ１の倒れを抑制する。
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の特許請求の範囲記載の範囲ないで種々の変更を施すことができる。

１…ステアリング装置、２…操舵部材、４…転舵機構、７…ピニオン軸、７ａ…ピニオン、８…ラック軸、８ａ…ラック、９…ラックハウジング、１１…ピニオンハウジング、２０；２０Ｐ…ラックガイド装置、３０；３０Ｐ…ハウジング、３１…収容部、３１ａ…内周面、３２…外部開口端部、４０…端部材、４１…第１端面（第１方向側の端面）、５０；５０Ｐ…ラックガイド、５１…第１端面（第１方向側の端面）、５２…第２端面（第２方向側の端面）、５３…外周面、５７；５７Ｐ…外周溝、５８；５８Ｐ…弾性部材、６０…付勢部材、７０；７０Ｐ…倒れ抑制機構、８０…収容空間、８１；８１Ｐ…傾斜部、９０；９０Ｐ…倒れ抑制部材、９１…第１部分、９２…第２部分、９３…第３部分、Ｃ１…中心軸線、Ｆ…付勢力、Ｆ１…第１成分、Ｆ２…第２成分、Ｒ１…径方向外方、Ｒ２…径方向内方、Ｗ…（ラック軸の）軸方向、Ｘ…進退方向、Ｘ１…第１方向（進出方向）、Ｘ２…第２方向（後退方向）

Claims (2)

1. 収容部が形成されたハウジングと、
   前記収容部内にラック軸側に向かう第１方向および前記第１方向の反対方向である第２方向に移動可能に収容され、ラック軸を軸方向に摺動可能に支持するラックガイドと、
   前記収容部において前記第２方向側の端部である外部開口端部に固定された端部材と、
   前記端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第１方向に付勢する付勢部材と、
   前記ラックガイドの外周面に設けられて前記ラックガイドの径方向外方に向かうほど前記第１方向側に向かう傾斜部と、前記傾斜部を弾性的に押圧することにより前記ラックガイドの中心軸線の倒れを抑制する弾性を有する倒れ抑制部材とを含む倒れ抑制機構と、を備えるラックガイド装置。
2. 請求項１において、前記傾斜部は、前記ラックガイドの前記第２方向側の端面と前記ラックガイドの前記外周面との間の肩部に形成されており、
   前記倒れ抑制部材は、前記端部材の前記第１方向側の端面と、前記傾斜部と、前記ラックガイド収容部の内周面とにより区画される収容空間に収容されているラックガイド装置。

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