JP2019093752A - ステアリング装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】分割された外輪が軸方向に沿って離間することを抑制できるステアリング装置を提供すること。【解決手段】外嵌部材38は、円筒部材Orの第1の円筒輪34および第2の円筒輪35の外周面の全周に亘って嵌合される円筒部材である。外嵌部材38は、その外周面のなす外径は、第1のハウジング16aの内径D1と略同一に設定されている。外嵌部材38は、第1のハウジング16aの内周面に対して軸方向に移動可能に嵌合されている。外嵌部材38は、円筒部材Orの外周面に嵌合されていない状態で、その内周面のなす内径は、円筒部材Orの外径D2よりも小さく設定されている。そのため、外嵌部材38は、円筒部材Orの第1の円筒輪34および第2の円筒輪35の外周面に圧入嵌合された状態となる。外嵌部材38の内周面は、円筒部材Orの第1の円筒輪34および第2の円筒輪35の外周面と密着している。【選択図】図2
Description
本発明は、ステアリング装置に関するものである。
従来、特許文献1に記載されるようなステアリング装置が知られている。
上記のステアリング装置には、ボールねじナットをハウジングに対して回転可能に支持する円筒状の軸受が設けられている。軸受には、複列アンギュラ玉軸受が採用されている。そのため、軸受の組み付け性を考慮し、軸受は1つの外輪と、2つに分割された内輪とを有している。軸受の軸方向両側に弾性部材が設けられている。軸受は、弾性部材により軸方向に移動可能にハウジングに支持されている。より具体的には、弾性部材は、軸受の外輪の軸方向両側を支持している。
上記のステアリング装置には、ボールねじナットをハウジングに対して回転可能に支持する円筒状の軸受が設けられている。軸受には、複列アンギュラ玉軸受が採用されている。そのため、軸受の組み付け性を考慮し、軸受は1つの外輪と、2つに分割された内輪とを有している。軸受の軸方向両側に弾性部材が設けられている。軸受は、弾性部材により軸方向に移動可能にハウジングに支持されている。より具体的には、弾性部材は、軸受の外輪の軸方向両側を支持している。
特許文献1のステアリング装置の部材削減を実現させるために、特許文献2のように軸受の内輪をボールねじナットの外周面と一体化させることが考えられる。この場合、特許文献1に記載のステアリング装置と同様に軸受の組み付け性を考慮して、内輪を2つに分割する構成に替えて外輪を2つに分割する構成を採用することが考えられる。
こうした構成を採用する場合には、2つに分割された外輪が弾性部材によって軸方向に移動可能に支持される。
しかし、ボールねじナットおよび複数の玉を介して2つの外輪が軸方向に沿って変位したとき、2つの外輪が軸方向において離間してしまうことが考えられる。その結果、弾性支持機構の機能が低下してしまうおそれがある。
しかし、ボールねじナットおよび複数の玉を介して2つの外輪が軸方向に沿って変位したとき、2つの外輪が軸方向において離間してしまうことが考えられる。その結果、弾性支持機構の機能が低下してしまうおそれがある。
本発明の目的は、分割された外輪が軸方向において離間することを抑制できるステアリング装置を提供することである。
[1]上記目的を達成し得るステアリング装置は、軸方向に往復動することにより転舵輪を転舵させる転舵軸と、前記転舵軸の外周に設けられ、前記転舵軸を当該転舵軸の軸方向に往復動させる軸力を前記転舵軸に伝達するために前記転舵軸の軸線を回転中心として回転する円筒状の回転体であって、外周面に第1の転動路および第2の転動路が前記軸方向に並設されている回転体と、前記回転体を収容するハウジングと、前記ハウジングの内周面と前記回転体の外周面との間に設けられている円筒部材であって、前記第1の転動路との間で転動体を転動させるための第3の転動路が内周面に設けられている第1の分割輪と、前記第1の分割輪と前記軸方向において並設され、前記第2の転動路との間で転動体を転動させるための第4の転動路が内周面に設けられている第2の分割輪とを含む円筒部材と、前記軸方向における前記第1の分割輪と前記ハウジングとの間および前記軸方向における前記第2の分割輪と前記ハウジングとの間にそれぞれ設けられた弾性部材と、前記軸方向に沿って前記第1の分割輪および前記第2の分割輪に圧入嵌合され、前記第1の分割輪と前記第2の分割輪とを連結する連結部と、を備える。
この構成によれば、分割されている円筒部材、すなわち第1の分割輪および第2の分割輪を連結部により連結させることにより、両分割輪を互いに組み付けることができる。この場合、第1の分割輪および第2の分割輪に連結部が圧入嵌合されているので、第1の分割輪および第2の分割輪と、連結部とは互いに密着した状態である。これにより、回転体および転動体を介して円筒部材に軸方向に沿った力が作用する場合、連結部と第1の分割輪および第2の分割輪との間には軸方向に沿った摩擦が生じる。すなわち、第1の分割輪および第2の分割輪の一方が第1の分割輪および第2の分割輪の他方から軸方向に沿って分離する方向に移動しようとしても、上記摩擦により第1の分割輪および第2の分割輪は、互いに追従して移動しやすくなる。そのため、第1の分割輪および第2の分割輪が一体化された状態で弾性部材に対して弾性支持されやすくなる。したがって、分割された外輪が軸方向において離間することを抑制できる。
[2]上記[1]の構成を有するステアリング装置において、前記連結部は、前記第1の分割輪の外周面および前記第2の分割輪の外周面に嵌合される円筒状の嵌合部材に具体化できる。
[3]上記[1]の構成を有するステアリング装置において、前記第1の分割輪の外周面および前記第2の分割輪の外周面には、前記第1の分割輪と前記第2の分割輪との間の境界部分に円環状の溝部が形成され、前記連結部は、前記溝部に嵌合される円筒状の嵌合部材に具体化できる。
[4]上記目的を達成し得るステアリング装置は、軸方向に往復動することにより転舵輪を転舵させる転舵軸と、前記転舵軸の外周に設けられ、前記転舵軸を当該転舵軸の軸方向に往復動させる軸力を前記転舵軸に伝達するために前記転舵軸の軸線を回転中心として回転する円筒状の回転体であって、外周面に第1の転動路および第2の転動路が前記軸方向に並設されている回転体と、前記回転体を収容するハウジングと、前記ハウジングの内周面と前記回転体の外周面との間に設けられている円筒部材であって、前記第1の転動路との間で転動体を転動させるための第3の転動路が内周面に設けられている第1の分割輪と、前記第1の分割輪と前記軸方向において並設され、前記第2の転動路との間で転動体を転動させるための第4の転動路が内周面に設けられている第2の分割輪とを含む円筒部材と、前記軸方向における前記第1の分割輪と前記ハウジングとの間および前記軸方向における前記第2の分割輪と前記ハウジングとの間にそれぞれ設けられた弾性部材と、を備えている。前記第1の分割輪の前記軸方向における前記第2の分割輪側の端面には、前記軸方向に沿って延出する円筒状の挿入部が一体的に設けられ、前記第2の分割輪には、前記挿入部が圧入嵌合される嵌合溝が設けられている。
この構成によれば、分割されている円筒部材、すなわち第1の分割輪の挿入部を第2の分割輪の嵌合溝に圧入嵌合して連結させることにより、両分割輪を互いに組み付けることができる。この場合、第2の分割輪の嵌合溝に第1の分割輪の挿入部が圧入嵌合されているため、第1の分割輪および第2の分割輪は互いに密着した状態である。これにより、回転体および転動体を介して円筒部材に軸方向に沿った力が作用する場合、第1の分割輪の挿入部と第2の分割輪の嵌合溝との間には軸方向に沿った摩擦が生じる。すなわち、第1の分割輪および第2の分割輪の一方が第1の分割輪および第2の分割輪の他方から軸方向に沿って分離する方向に移動しようとしても、上記摩擦により第1の分割輪および第2の分割輪は、互いに追従して移動しやすくなる。そのため、第1の分割輪および第2の分割輪が一体化された状態で弾性部材に対して弾性支持されやすくなる。したがって、分割された外輪が軸方向において離間することを抑制できる。
本発明のステアリング装置によれば、分割された外輪が軸方向に沿って離間することを抑制できる。
<第1の実施形態>
以下、ステアリング装置の一実施形態である電動パワーステアリング装置1(以後、「EPS装置1」と呼称)について説明する。
以下、ステアリング装置の一実施形態である電動パワーステアリング装置1(以後、「EPS装置1」と呼称)について説明する。
EPS装置1は、運転者のステアリングホイール10の操作に基づいて転舵輪15を転舵させる操舵機構2と、運転者のステアリングホイール10の操作を補助するアシスト機構3と、操舵機構2の一部分およびアシスト機構3の一部分を収容するハウジング16とを有している。
操舵機構2は、ステアリングホイール10、ステアリングホイール10と一体回転するステアリングシャフト11、およびステアリングシャフト11に連動し、軸方向に往復動する転舵軸としてのラックシャフト12を備えている。ラックシャフト12の外周面には、ねじ溝12a(図1中の左側)およびラック歯12b(図1中の右側)が設けられている。
以下の説明において、「軸方向」とはラックシャフト12の軸方向を意味し、「径方向」とは、「軸方向」に直交する方向を意味し、「周方向」とは「軸方向」回りの方向を意味している。
ステアリングシャフト11は、ステアリングホイール10と連結されたコラムシャフト11a、コラムシャフト11aの下端部に連結されたインターミディエイトシャフト11b、およびインターミディエイトシャフト11bの下端部に連結されたピニオンシャフト11cを有している。ピニオンシャフト11cの下端部には、ピニオン歯11dが設けられている。
ピニオンシャフト11cのピニオン歯11dと、このピニオン歯11dと噛み合うラックシャフト12のラック歯12bとによりラックアンドピニオン機構13が形成されている。したがって、ステアリングシャフト11の回転運動は、ラックアンドピニオン機構13を介してラックシャフト12の軸方向(図1中の左右方向)の往復動に変換される。ラックシャフト12の往復動がラックシャフト12の両端部にそれぞれ連結されたタイロッド14を介して左右の転舵輪15にそれぞれ伝達されることにより、転舵輪15の転舵角が変更される。なお、タイロッド14は、ラックシャフト12の軸線mに対して角度が付いた状態で取り付けられている。
アシスト機構3は、ラックシャフト12の周囲に設けられている。アシスト機構3は、アシスト力の発生源であるモータ20と、ラックシャフト12の周囲に一体的に取り付けられるとともにラックシャフト12を往復動可能に支持する円筒状のボールねじナット31(図2参照)を有するボールねじ機構30と、モータ20の回転軸21の回転力をボールねじ機構30に伝達するベルト式の減速機構40とを有している。アシスト機構3は、モータ20の回転軸21の回転力を減速機構40およびボールねじ機構30を介して、ラックシャフト12を軸方向に往復動させる軸力に変換する。このラックシャフト12に付与される軸線mに沿った軸力がアシスト力となり、運転者のステアリングホイール10の操作を補助する。
ラックシャフト12、ボールねじ機構30、減速機構40、およびピニオンシャフト11cの一部分は、ハウジング16に収容されている。ハウジング16は、減速機構40の付近で軸方向に分割された第1のハウジング16aおよび第2のハウジング16bを連結することにより構成されている。第1のハウジング16aおよび第2のハウジング16bの連結部分は、ラックシャフト12の軸線mに沿う方向に対して交わる方向へ突出している。第2のハウジング16bの外壁(図中の右側壁)には、貫通孔22が設けられている。モータ20の回転軸21は、貫通孔22を通じて第2のハウジング16bの内部に収容されている。モータ20は、第2のハウジング16bに対してボルト23により固定されている。回転軸21は、ラックシャフト12に対して平行である。
ラックシャフト12は、ハウジング16の一端から他端にまで延びる挿通孔16cに対して隙間を有して収容される。ラックシャフト12の軸線mと挿通孔16cの軸線とは一致している。ラックシャフト12は、ハウジング16の内部を軸線mに沿って往復動可能である。
次に、アシスト機構3について詳細に説明する。
図2に示すように、減速機構40は、モータ20の回転軸21に一体的に設けられている円筒状の駆動プーリ41、ボールねじナット31の外周に一体的に取り付けられている円筒状の従動プーリ42、および駆動プーリ41と従動プーリ42との間に巻きかけられているベルト43を備えている。従動プーリ42の回転中心は、ラックシャフト12の軸線mと一致している。
図2に示すように、減速機構40は、モータ20の回転軸21に一体的に設けられている円筒状の駆動プーリ41、ボールねじナット31の外周に一体的に取り付けられている円筒状の従動プーリ42、および駆動プーリ41と従動プーリ42との間に巻きかけられているベルト43を備えている。従動プーリ42の回転中心は、ラックシャフト12の軸線mと一致している。
ボールねじ機構30は、ラックシャフト12の外周に複数のボール32を介して螺合する回転体としてのボールねじナット31を備えている。ボールねじナット31の軸線は、ラックシャフト12の軸線mと一致している。
ボールねじナット31の内周面には、ラックシャフト12のねじ溝12aに対応する螺旋状のねじ溝33が設けられている。ボールねじナット31のねじ溝33とラックシャフト12のねじ溝12aとにより囲まれる螺旋状の空間は、ボール32が転動する転動通路Rとして機能する。また、ボールねじナット31には転動通路Rの2箇所に開口して、当該2箇所の開口を短絡する図示しない循環路が設けられている。そのため、複数のボール32は、ボールねじナット31の内部の図示しない循環路を介して転動通路R内を無限循環することができる。
ボールねじナット31は、駆動プーリ41、ベルト43、および従動プーリ42の順に伝達されるモータ20の回転力により軸線mを回転中心として回転する。ボールねじナット31は、その軸線mを回転中心として回転することにより、ラックシャフト12の外周とボールねじナット31の内周との間に設けられる複数のボール32を介してラックシャフト12を軸線mに沿って往復動させる軸力をラックシャフト12に伝達する。
軸方向において、ボールねじナット31の外周の中央部には、円環状の段差部39が設けられている。ボールねじナット31の外周面は、軸方向において段差部39を境界として図2においてラックアンドピニオン機構13側に位置する小径部39aと、図2においてラックアンドピニオン機構13と反対側に位置する大径部39bとに区画される。なお、小径部39aの外径は、大径部39bの外径よりも小さい。
ボールねじナット31の小径部39aの外周面には、軸方向において段差部39と係合するように従動プーリ42が嵌合されているとともに、この従動プーリ42に隣接するかたちでロックナット45が螺合されている。具体的には、軸方向においてボールねじナット31の小径部39aの外周面における大径部39bと反対側の端部には、雄ねじ溝31cが設けられている。ロックナット45の内周には、雄ねじ溝31cに対応する雌ねじ溝45aが形成されている。ボールねじナット31の小径部39aに従動プーリ42を段差部39に係合するように嵌合させた後、ボールねじナット31の小径部39aの外周面における大径部39bと反対側の端部には、ロックナット45の雌ねじ溝45aが、ボールねじナット31の雄ねじ溝31cに対して螺合されている。ロックナット45は、軸方向において段差部39との間で従動プーリ42を固定することにより、ボールねじナット31と従動プーリ42とを互いに一体回転可能とするために設けられる。
ボールねじナット31の大径部39bの外周面には、径方向に突出する円環状の突出部31dが設けられている。ボールねじナット31に突出部31dを設けることにより、大径部39bの突出部31dを基準とする軸方向の両側には、周方向に延びる円環状の第1の転動路31aおよび周方向に延びる円環状の第2の転動路31bが形成される。第1の転動路31aは、軸方向において突出部31dを基準として大径部39bの小径部39aと反対側に設けられている。第2の転動路31bは、軸方向において突出部31dを基準として大径部39bの小径部39a側に設けられている。すなわち、第1の転動路31aおよび第2の転動路31bは、ボールねじナット31の大径部39bの外周面に軸方向に並設されるかたちで形成されている。
ボールねじナット31の大径部39bの外周面と第1のハウジング16aの内周面との間には、ボールねじナット31をハウジング16に対して回転可能に支持する回転体支持機構37が設けられている。
回転体支持機構37は、軸線mを中心とする円筒状の円筒部材Orと、軸方向において2列に配設された転動体としての複数のボール36と、連結部としての円筒状の外嵌部材38とを有している。複数のボール36は、円筒部材Orの内周面とボールねじナット31の大径部39bの外周面との間に挟まれている。複数のボール36は、具体的に第1のボール群36aおよび第2のボール群36bである。第1のボール群36aは、ボールねじナット31の第1の転動路31aに対して当接している。第2のボール群36bは、ボールねじナット31の第2の転動路31bに当接している。
円筒部材Orは、第1のハウジング16aの内部に設けられている。円筒部材Orの外径D2は、第1のハウジング16aの内周面のなす内径D1よりも小さく設定されている。円筒部材Orは、第1の分割輪としての円環状の第1の円筒輪34と、第2の分割輪としての円環状の第2の円筒輪35とを有している。第1の円筒輪34および第2の円筒輪35は、軸方向において並設されている。第1の円筒輪34および第2の円筒輪35は、軸方向において互いに当接している。
第1の円筒輪34の内周面には、ボールねじナット31の第1の転動路31aに対向する位置に円環状の第3の転動路34aが形成されている。第3の転動路34aには、第1のボール群36aが当接している。第3の転動路34aは、ボールねじナット31の第1の転動路31aとの間で、第1のボール群36aを転動させるための円環状の第1の転動通路R1を形成するために設けられている。
第2の円筒輪35の内周面には、ボールねじナット31の第2の転動路31bに対向する位置に円環状の第4の転動路35aが形成されている。第4の転動路35aには、第2のボール群36bが当接している。第4の転動路35aは、ボールねじナット31の第2の転動路31bとの間で、第2のボール群36bを転動させるための円環状の第2の転動通路R2を形成するために設けられている。本実施形態では、第1の円筒輪34,第2の円筒輪35、第1のボール群36a、第2のボール群36b、およびボールねじナット31の外周面で複列アンギュラ玉軸受の機能をはたしている。
外嵌部材38は、円筒部材Orの第1の円筒輪34および第2の円筒輪35の外周面に嵌合される円筒状の嵌合部材である。外嵌部材38は、その外周面のなす外径は、第1のハウジング16aの内径D1と略同一に設定されている。外嵌部材38は、第1のハウジング16aの内周面に対して軸方向に移動可能に嵌合されている。外嵌部材38は、円筒部材Orの外周面に嵌合されていない状態で、その内周面のなす内径は、円筒部材Orの外径D2よりも小さく設定されている。そのため、外嵌部材38は、円筒部材Orの第1の円筒輪34および第2の円筒輪35の外周面に軸方向に沿って圧入嵌合されている。外嵌部材38の内周面は、円筒部材Orの第1の円筒輪34および第2の円筒輪35の外周面と密着している。ここで、密着とは、外嵌部材38の内周面と第1の円筒輪34および第2の円筒輪35の外周面との間で常に軸方向に沿った摩擦が生じる状態のことである。なお、外嵌部材38の外周面と第1のハウジング16aの内周面との間にはグリス等の潤滑材が塗付されている。そのため、外嵌部材38は、軸方向に沿って移動しやすくなる。また、外嵌部材38の内周面の全体が第1の円筒輪34および第2の円筒輪35と密着している必要はなく、少なくとも第1の円筒輪34に密着する部位と、第2の円筒輪35に密着する部位を有していることで第1の円筒輪34および第2の円筒輪35を連結していればよい。
第2のハウジング16bにおける円筒部材Orの第2の円筒輪35側の開口部には、係止部25,26が設けられている。係止部25は、第2のハウジング16bにおける開口部の端面から第1のハウジング16a側に突出している。係止部26は、第2のハウジング16bの内部から第1のハウジング16a側に突出している。なお、係止部26は、駆動プーリ41および従動プーリ42に巻きかけられているベルト43の間に挿通されるかたちで第1のハウジング16a側に突出している。また、軸方向において第1のハウジング16aにおける円筒部材Orの第1の円筒輪34に対向する部分には、円環状の係止部27が設けられている。
軸方向において第1のハウジング16aの係止部27と第1の円筒輪34との間、および第2のハウジングの係止部25,26と第2の円筒輪35との間には、ラックシャフト12に作用する荷重に対して円筒部材Orを弾性支持する円環状の弾性支持機構70がそれぞれ設けられている。なお、ラックシャフト12に作用する荷重とは、ラックシャフト12の軸線mに沿って作用する力のことであり、例えば、運転者がステアリングホイール10にステアリングトルクを付与したとき、または転舵輪15が路面の凹凸等を乗り越える際に転舵輪15からラックシャフト12に伝わる荷重のことである。
図3に示すように、弾性支持機構70は、円錐台筒状のプレート71および弾性部材としての皿ばね72を備えている。プレート71は、軸方向に沿って切断したときの断面がL字形状をなしている。プレート71は、ハウジング16の内周面に対して嵌合されている。また、第1のハウジング16aの係止部27と第1の円筒輪34との間に設けられている弾性支持機構70のプレート71における第1の円筒輪34と反対側の面は、第1のハウジング16aの係止部27に当接している。第2のハウジング16bの係止部25,26と第2の円筒輪35との間に設けられている弾性支持機構70のプレート71における第2の円筒輪35と反対側の面は、第2のハウジング16bの係止部25,26に当接している。
皿ばね72は、その小径側端部がプレート71に当接しており、その大径側端部が円筒部材Orの第1の円筒輪34および第2の円筒輪35に当接している。皿ばね72は、軸方向においてプレート71と、円筒部材Orの第1の円筒輪34および第2の円筒輪35との間に配置されたとき、ある程度弾性変形した状態で保持される。また、第1のハウジング16aの係止部27と第1の円筒輪34との間に設けられている弾性支持機構70における皿ばね72は、第1の円筒輪34における第2の円筒輪35と反対側の端面と第1のハウジング16aの係止部27との間に設けられた状態で、円筒部材Orを弾性支持している。また、第2のハウジング16bの係止部25,26と第2の円筒輪35との間に設けられている弾性支持機構70における皿ばね72は、第2の円筒輪35における第1の円筒輪34と反対側の端面と第2のハウジング16bの係止部25,26との間に設けられた状態で、円筒部材Orを弾性支持している。
本実施形態の作用および効果について説明する。
(1)分割されている円筒部材Or、すなわち第1の円筒輪34および第2の円筒輪35を外嵌部材38により連結させることにより、両円筒輪34,35を互いに組み付けることができる。この場合、第1の円筒輪34および第2の円筒輪35に外嵌部材38が圧入嵌合されているので、第1の円筒輪34および第2の円筒輪35と、外嵌部材38とは互いに密着した状態である。これにより、ボールねじナット31および複数のボール36を介して円筒部材Orに軸方向に沿った力が作用する場合、外嵌部材38と第1の円筒輪34および第2の円筒輪35との間には軸方向に沿った摩擦が生じる。すなわち、第1の円筒輪34および第2の円筒輪35の一方が第1の円筒輪34および第2の円筒輪35の他方から軸方向に沿って分離する方向に移動しようとしても、上記摩擦により第1の円筒輪34および第2の円筒輪35は、互いに追従して移動しやすくなる。そのため、第1の円筒輪34および第2の円筒輪35が一体化された状態で皿ばね72に対して弾性支持されやすくなる。したがって、分割された外輪が軸方向において離間することを抑制できる。
(1)分割されている円筒部材Or、すなわち第1の円筒輪34および第2の円筒輪35を外嵌部材38により連結させることにより、両円筒輪34,35を互いに組み付けることができる。この場合、第1の円筒輪34および第2の円筒輪35に外嵌部材38が圧入嵌合されているので、第1の円筒輪34および第2の円筒輪35と、外嵌部材38とは互いに密着した状態である。これにより、ボールねじナット31および複数のボール36を介して円筒部材Orに軸方向に沿った力が作用する場合、外嵌部材38と第1の円筒輪34および第2の円筒輪35との間には軸方向に沿った摩擦が生じる。すなわち、第1の円筒輪34および第2の円筒輪35の一方が第1の円筒輪34および第2の円筒輪35の他方から軸方向に沿って分離する方向に移動しようとしても、上記摩擦により第1の円筒輪34および第2の円筒輪35は、互いに追従して移動しやすくなる。そのため、第1の円筒輪34および第2の円筒輪35が一体化された状態で皿ばね72に対して弾性支持されやすくなる。したがって、分割された外輪が軸方向において離間することを抑制できる。
<第2の実施形態>
以下、ステアリング装置の第2の実施形態を説明する。第1の実施形態と同様の構成については同じ符号を付して説明する。
以下、ステアリング装置の第2の実施形態を説明する。第1の実施形態と同様の構成については同じ符号を付して説明する。
図4に示すように、軸方向において円筒部材Orの第1の円筒輪34および第2の円筒輪35の境界部分Eには、溝部Grが設けられている。溝部Grは、第1の円筒輪34および第2の円筒輪35の外周面の一部分を互いに切り欠くことにより形成されている。溝部Grは、軸方向に沿った境界部分Eの断面視における形状が矩形をなしている。溝部Grは、第1の円筒輪34および第2の円筒輪35の周方向に延びる円環状をなしている。すなわち、第1の円筒輪34の軸方向における第2の円筒輪35側、および第2の円筒輪35の軸方向における第1の円筒輪34側には、それぞれ円筒状の挿入部が形成されている。
溝部Grには、連結部としての嵌合部材48が嵌合されている。嵌合部材48は、第1の円筒輪34および第2の円筒輪35の溝部Grに嵌合される円筒状をなしている。嵌合部材48の内径は、第1の円筒輪34および第2の円筒輪35の挿入部の外径よりも小さく設定されている。すなわち、嵌合部材48に対して第1の円筒輪34および第2の円筒輪35の挿入部をそれぞれ軸線方向に沿って嵌合させた状態で、嵌合部材48は、溝部Grに対して軸方向に沿って圧入嵌合されている。その結果、嵌合部材48は、第1の円筒輪34および第2の円筒輪35を連結している。嵌合部材48の内周面は、溝部Grの外周面Bsに対して密着している。
また、嵌合部材48が溝部Grに嵌合されている状態で、嵌合部材48の外周面は、第1の円筒輪34および第2の円筒輪35の外周面と面一又は小さくなっている。すなわち、嵌合部材48の外径は、円筒部材Orの外径と同じに設定されている。なお、第1の円筒輪34、第2の円筒輪35、および嵌合部材48の外周面と、第1のハウジング16aの内周面との間にはグリス等の潤滑材が塗付されている。
本実施形態によれば、嵌合部材48の内周面と、溝部Grの外周面Bsとが互いに密着しているため、第1の実施形態と同様の効果が得られる。
<第3の実施形態>
以下、ステアリング装置の第3の実施形態を説明する。第1の実施形態と同様の構成については同じ符号を付して説明する。
<第3の実施形態>
以下、ステアリング装置の第3の実施形態を説明する。第1の実施形態と同様の構成については同じ符号を付して説明する。
図5に示すように、第1の円筒輪34の第2の円筒輪35側における第1の端面S1の径方向内側には、挿入部34bが軸方向に沿って延出している。挿入部34bは、第1の円筒輪34の第1の端面S1の全周に亘って一体的に設けられる。すなわち、挿入部34bは、円筒状をなしている。また、挿入部34bの内周面は、第1の円筒輪34の内周面と滑らかに連続している。
第2の円筒輪35の第1の円筒輪34側における第2の端面S2の径方向外側には、嵌合部35bが軸方向に沿って延出している。嵌合部35bは、第2の円筒輪35の第2の端面S2の全周に亘って一体的に設けられている。すなわち、嵌合部35bは、円筒状をなしている。嵌合部35bの内周面と、第2の端面S2における径方向内側の部分とにより嵌合溝35eが形成されている。嵌合溝35eの嵌合部35bの内周面のなす内径は、挿入部34bの外周面のなす外径よりも小さく設定されている。また、嵌合部35bの外周面は、第2の円筒輪35の外周面と面一となっている。
第1の円筒輪34および第2の円筒輪35が互いに軸方向に並設された状態で、挿入部34bは、嵌合溝35eに対して軸方向に沿って圧入嵌合されている。挿入部34bの外周面34cは、嵌合部35bの内周面35cに対して密着している。また、挿入部34bの先端部は、第2の円筒輪35の第2の端面S2における径方向内側の部分に軸方向で当接している。また、嵌合部35bの先端部は、第1の円筒輪34の第1の端面S1における径方向外側の部分に軸方向で当接している。この状態で、第1の円筒輪34の外周面と、第2の円筒輪35の外周面とは互いに面一となり、第1の円筒輪34の挿入部34bの内周面は、第2の円筒輪35の内周面と滑らかに連続している。なお、第1の円筒輪34および第2の円筒輪35の外周面と、第1のハウジング16aの内周面との間にはグリス等の潤滑材が塗付されている。
本実施形態の作用および効果について説明する。
(2)分割されている円筒部材Or、すなわち第1の円筒輪34の挿入部34bを第2の円筒輪35の嵌合溝35eに圧入嵌合して連結させることにより、両円筒輪34,35を互いに組み付けることができる。この場合、第2の円筒輪35の嵌合溝35eに第1の円筒輪34の挿入部34bが圧入嵌合されているため、第1の円筒輪34および第2の円筒輪35は互いに密着した状態である。これにより、ボールねじナット31および複数のボール36を介して円筒部材Orに軸方向に沿った力が作用する場合、挿入部34bと嵌合溝35eとの圧入嵌合により第1の円筒輪34と第2の円筒輪35との間には軸方向に沿った摩擦が生じる。すなわち、第1の円筒輪34および第2の円筒輪35の一方が第1の円筒輪34および第2の円筒輪35の他方から軸方向に沿って分離する方向に移動しようとしても、上記摩擦により第1の円筒輪34および第2の円筒輪35は、互いに追従して移動しやすくなる。そのため、第1の円筒輪34および第2の円筒輪35が一体化された状態で皿ばね72に対して弾性支持されやすくなる。したがって、分割された外輪が軸方向において離間することを抑制できる。
(2)分割されている円筒部材Or、すなわち第1の円筒輪34の挿入部34bを第2の円筒輪35の嵌合溝35eに圧入嵌合して連結させることにより、両円筒輪34,35を互いに組み付けることができる。この場合、第2の円筒輪35の嵌合溝35eに第1の円筒輪34の挿入部34bが圧入嵌合されているため、第1の円筒輪34および第2の円筒輪35は互いに密着した状態である。これにより、ボールねじナット31および複数のボール36を介して円筒部材Orに軸方向に沿った力が作用する場合、挿入部34bと嵌合溝35eとの圧入嵌合により第1の円筒輪34と第2の円筒輪35との間には軸方向に沿った摩擦が生じる。すなわち、第1の円筒輪34および第2の円筒輪35の一方が第1の円筒輪34および第2の円筒輪35の他方から軸方向に沿って分離する方向に移動しようとしても、上記摩擦により第1の円筒輪34および第2の円筒輪35は、互いに追従して移動しやすくなる。そのため、第1の円筒輪34および第2の円筒輪35が一体化された状態で皿ばね72に対して弾性支持されやすくなる。したがって、分割された外輪が軸方向において離間することを抑制できる。
<第4の実施形態>
以下、ステアリング装置の第4の実施形態を説明する。これまでに説明した実施形態と同様の構成については同じ符号を付して説明する。なお、本実施形態は、第2の実施形態と基本的に同様の構成を有しているため、第2の実施形態との相違点について主に説明する。
以下、ステアリング装置の第4の実施形態を説明する。これまでに説明した実施形態と同様の構成については同じ符号を付して説明する。なお、本実施形態は、第2の実施形態と基本的に同様の構成を有しているため、第2の実施形態との相違点について主に説明する。
図6に示すように、溝部Grの外周面Bsの軸方向における両側には、径方向において深さを有する円環状の第1の溝部Gr1および第2の溝部Gr2が設けられている。
第1の溝部Gr1は、第1の円筒輪34の挿入部の根本部分を周方向に沿って切り欠くことにより形成されている。第2の溝部Gr2は、第2の円筒輪35の挿入部の根本部分を周方向に沿って切り欠くことにより形成されている。
第1の溝部Gr1は、第1の円筒輪34の挿入部の根本部分を周方向に沿って切り欠くことにより形成されている。第2の溝部Gr2は、第2の円筒輪35の挿入部の根本部分を周方向に沿って切り欠くことにより形成されている。
嵌合部材48に対して第1の円筒輪34および第2の円筒輪35の挿入部をそれぞれ軸線方向に沿って嵌合させた状態で、嵌合部材48は、溝部Grに対して軸方向に沿って圧入嵌合されている。溝部Grに圧入嵌合された嵌合部材48の軸方向における両端部は、径方向において第1の溝部Gr1内および第2の溝部Gr2内に径方向からかしめられている。このとき、嵌合部材48の両端部は、第1の溝部Gr1内および第2の溝部Gr2内において塑性変形させられている。
本実施形態によれば、第2の実施形態と同様の効果が得られるとともに次の効果が得られる。
(3)第1の円筒輪34および第2の円筒輪35の一方が第1の円筒輪34および第2の円筒輪35の他方から軸方向に沿って分離する方向に移動しようとしても、嵌合部材48の両端部が第1の溝部Gr1内および第2の溝部Gr2内において引っかかって第1の円筒輪34および第2の円筒輪35を軸方向に離間し難くなるように作用する保持力を高めることができる。
(3)第1の円筒輪34および第2の円筒輪35の一方が第1の円筒輪34および第2の円筒輪35の他方から軸方向に沿って分離する方向に移動しようとしても、嵌合部材48の両端部が第1の溝部Gr1内および第2の溝部Gr2内において引っかかって第1の円筒輪34および第2の円筒輪35を軸方向に離間し難くなるように作用する保持力を高めることができる。
なお、第1〜第4の実施形態は、以下のように変更して実施することができる。第1〜第4の実施形態および以下の変形例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・第4の実施形態において、第1の溝部Gr1および第2の溝部Gr2は、第1の円筒輪34および第2の円筒輪35の挿入部の根本部分の周方向に沿った円環状をなしていたが、これに限らない。例えば、第1の円筒輪34および第2の円筒輪35の挿入部の根本部分の周方向に沿って非連続的に複数の第1の溝部Gr1および第2の溝部Gr2を設けてもよい。また、第1の溝部Gr1だけが周方向に沿って非連続的に設けられていてもよいし、第2の溝部Gr2だけが周方向に沿って非連続的に設けられていてもよい。
・また、第1の溝部Gr1および第2の溝部Gr2を設ける位置は、第1の円筒輪34および第2の円筒輪35の挿入部の根本部分でなくてもよい。例えば、第1の溝部Gr1および第2の溝部Gr2を第1の円筒輪34と第2の円筒輪35の境界部分に近づけても設けてもよい。ただし、少なくとも、嵌合部材48が第1の円筒輪34の挿入部および第2の円筒輪35の挿入部と密着し、これらの間で摩擦が生じるようにする。
・さらに、第4の実施形態を第1の実施形態に適用してもよい。
例えば、第1の円筒輪34の外周面における第2の円筒輪35と反対側の部分に周方向に沿った円環状の溝部を形成し、第2の円筒輪35の外周面における第1の円筒輪34と反対側の部分に周方向に沿った円環状の溝部を形成する。そして、外嵌部材38の軸方向における両端部をそれら溝部内に径方向からかしめてもよい。このようにしても、第1の円筒輪34および第2の円筒輪35を軸方向に離間し難くなるように作用する保持力を高めることができる。
例えば、第1の円筒輪34の外周面における第2の円筒輪35と反対側の部分に周方向に沿った円環状の溝部を形成し、第2の円筒輪35の外周面における第1の円筒輪34と反対側の部分に周方向に沿った円環状の溝部を形成する。そして、外嵌部材38の軸方向における両端部をそれら溝部内に径方向からかしめてもよい。このようにしても、第1の円筒輪34および第2の円筒輪35を軸方向に離間し難くなるように作用する保持力を高めることができる。
・第3の実施形態において、嵌合溝35eを嵌合部35bの内周面と第2の端面S2における径方向内側の部分により構成していたが、これに限らない。例えば、第2の円筒輪35の第2の端面S2の径方向内側の部分から軸方向に沿って延出した円筒状の第1の嵌合部と、径方向外側から軸方向に沿って延出した円筒状の第2の嵌合部とを設ける。第1の嵌合部の外径は、第2の嵌合部の内径よりも小さく設定されている。すなわち、径方向において第1の嵌合部と第2の嵌合部との間には、軸方向において深さを有する円環状の溝部が形成される。当該溝部を嵌合溝としてもよい。第1の円筒輪34の第1の端面S1には、軸方向において嵌合溝に対応する位置に円筒状の挿入部を設ける。この挿入部の径方向における厚みは、当該嵌合溝の径方向における幅よりも大きく設定される。第1の円筒輪34と第2の円筒輪35とを軸方向において並設した状態で、挿入部は嵌合溝に対して圧入嵌合される。このようにしても挿入部と嵌合溝との間で摩擦が生じるため、第1の円筒輪34と第2の円筒輪35を互いに追従するように移動させやすくすることができる。
・また、第3の実施形態における挿入部34bおよび嵌合溝35eを円筒状にしなくてもよい。この場合、少なくとも挿入部34bと嵌合溝35eとが密着し、それらの間で摩擦が生じるように設定されていればよい。また、上記変形例における挿入部と嵌合溝についても同様に円筒状にしなくてよい。
・第1〜第4の実施形態に限らず、次のような他の実施形態を採用してもよい。
図7に示すように、第1の円筒輪34の第2の円筒輪35側の端部には、軸方向に沿った第1の長穴部34dが設けられている。第2の円筒輪35の第1の円筒輪34側の端部には、軸方向において第1の長穴部34dに対応する位置に第2の長穴部35dが設けられている。第1の長穴部34dおよび第2の長穴部35dには、連結部としての棒状のピン部材58が軸方向に沿って圧入嵌合されている。
図7に示すように、第1の円筒輪34の第2の円筒輪35側の端部には、軸方向に沿った第1の長穴部34dが設けられている。第2の円筒輪35の第1の円筒輪34側の端部には、軸方向において第1の長穴部34dに対応する位置に第2の長穴部35dが設けられている。第1の長穴部34dおよび第2の長穴部35dには、連結部としての棒状のピン部材58が軸方向に沿って圧入嵌合されている。
このように構成してもピン部材58の外周面と第1の長穴部34dおよび第2の長穴部35dの内周面とが密着し、これらの間で摩擦が生じるため、第1の円筒輪34および第2の円筒輪35を互いに追従させやすくすることができる。なお、第1の長穴部34d、第2の長穴部35d、およびピン部材58を第1の円筒輪34および第2の円筒輪35の全周に亘って非連続的に配置してもよい。このようにすることで、第1の円筒輪34および第2の円筒輪35と、ピン部材58との間の摩擦をより大きくすることができる。ひいては、分割された第1の円筒輪34および第2の円筒輪35を軸方向に沿って離間することをより抑制できる。
・さらに、上記の他の実施形態において、ピン部材58を円環状のリング部材に変更してもよい。ただし、この場合、第1の長穴部34dおよび第2の長穴部35dを、第1の円筒輪34および第2の円筒輪35の周方向の全周に亘って設け、リング部材を圧入嵌合する。
・第1の実施形態において、外嵌部材38は、円筒部材Orの外周面の全てに対して圧入嵌合されていたが、これに限らない。例えば、外嵌部材38を軸方向において若干小さくしてもよい。少なくとも外嵌部材38と第1の円筒輪34および第2の円筒輪35とが密着できるようにしていれば、外嵌部材38と第1の円筒輪34および第2の円筒輪35との間に摩擦を生じさせることができる。
・第1〜第4の実施形態において、第1の分割輪を第1の円筒輪34に、第2の分割輪を第2の円筒輪35に具体化していたが、第1の分割輪を第2の円筒輪35に、第2の分割輪を第1の円筒輪34に具体化してもよい。
・第1〜第4の実施形態、および他の実施形態を必要に応じて組み合わせてもよい。例えば、第1の実施形態における外嵌部材38を第2および第3の実施形態、および他の実施形態に適用してもよい。このようにすれば、円筒部材Orの第1の円筒輪34および第2の円筒輪35に径方向において密着する部分を増加させることができる。したがって、第1の円筒輪34および第2の円筒輪35を互いにより追従させやすくすることができる。
・第1〜第4の実施形態において、回転体をボールねじナット31に具体化して説明していたが、例えば、回転体を従動プーリ42に具体化してもよい。
具体的には、ボールねじナット31の外周に設けられている段差部39を割愛し、ボールねじナットの外周面を軸線mに沿って面一とする。段差部39を割愛したボールねじナットの外周面の軸方向に沿った全長に亘って従動プーリを嵌合する構成に変更する。従動プーリの外周面に第1の実施形態のボールねじナット31の突出部31dと同様の構成を設け、第1の転動路および第2の転動路を形成するように構成してもよい。
具体的には、ボールねじナット31の外周に設けられている段差部39を割愛し、ボールねじナットの外周面を軸線mに沿って面一とする。段差部39を割愛したボールねじナットの外周面の軸方向に沿った全長に亘って従動プーリを嵌合する構成に変更する。従動プーリの外周面に第1の実施形態のボールねじナット31の突出部31dと同様の構成を設け、第1の転動路および第2の転動路を形成するように構成してもよい。
・第1〜第4の実施形態の弾性支持機構70の構成を変更してもよい。例えば、皿ばね72をゴム部材等の弾性力を有する他の弾性部材に変更してもよい。また、プレート71を割愛してもよい。ただし、プレート71を割愛した場合、弾性部材を円筒部材Orの軸方向における両端部とハウジング16の係止部25,26,27との間に挟むように設ける。
・第1〜第4の実施形態において、EPS装置1をモータ20の回転軸21と、ラックシャフト12とが平行なものに具体化したが、回転軸21とラックシャフト12とが同軸に存在するEPS装置に適用してもよい。
・第1〜第4の実施形態において、ステアリング装置をEPS装置1に具体化したが、例えば、ステアバイワイヤ式のステアリング装置に適用してもよい。
1…EPS装置、12…ラックシャフト、15…転舵輪、16…ハウジング、16a…第1のハウジング、16b…第2のハウジング、31…ボールねじナット、31a…第1の転動路、31b…第2の転動路、34…第1の円筒輪、34a…第3の転動路、34b…挿入部、34c…(挿入部の)外周面、34d…第1の長穴部、35…第2の円筒輪、35a…第4の転動路、35b…嵌合部、35c…(嵌合部の)内周面、35d…第2の長穴部、35e…嵌合溝、36…複数のボール、36a…第1のボール群、36b…第2のボール群、37…回転体支持機構、38…外嵌部材、48…嵌合部材、58…ピン部材、Or…円筒部材、Gr…溝部、Bs…外周面、E…境界部分、m…軸線。
Claims (4)
- 軸方向に往復動することにより転舵輪を転舵させる転舵軸と、
前記転舵軸の外周に設けられ、前記転舵軸を当該転舵軸の軸方向に往復動させる軸力を前記転舵軸に伝達するために前記転舵軸の軸線を回転中心として回転する円筒状の回転体であって、外周面に第1の転動路および第2の転動路が前記軸方向に並設されている回転体と、
前記回転体を収容するハウジングと、
前記ハウジングの内周面と前記回転体の外周面との間に設けられている円筒部材であって、前記第1の転動路との間で転動体を転動させるための第3の転動路が内周面に設けられている第1の分割輪と、前記第1の分割輪と前記軸方向において並設され、前記第2の転動路との間で転動体を転動させるための第4の転動路が内周面に設けられている第2の分割輪とを含む円筒部材と、
前記軸方向における前記第1の分割輪と前記ハウジングとの間および前記軸方向における前記第2の分割輪と前記ハウジングとの間にそれぞれ設けられた弾性部材と、
前記軸方向に沿って前記第1の分割輪および前記第2の分割輪に圧入嵌合され、前記第1の分割輪と前記第2の分割輪とを連結する連結部と、を備える
ステアリング装置。 - 前記連結部は、前記第1の分割輪の外周面および前記第2の分割輪の外周面に嵌合される円筒状の嵌合部材である
請求項1に記載のステアリング装置。 - 前記第1の分割輪の外周面および前記第2の分割輪の外周面には、前記第1の分割輪と前記第2の分割輪との間の境界部分に円環状の溝部が形成され、
前記連結部は、前記溝部に嵌合される円筒状の嵌合部材である
請求項1に記載のステアリング装置。 - 軸方向に往復動することにより転舵輪を転舵させる転舵軸と、
前記転舵軸の外周に設けられ、前記転舵軸を当該転舵軸の軸方向に往復動させる軸力を前記転舵軸に伝達するために前記転舵軸の軸線を回転中心として回転する円筒状の回転体であって、外周面に第1の転動路および第2の転動路が前記軸方向に並設されている回転体と、
前記回転体を収容するハウジングと、
前記ハウジングの内周面と前記回転体の外周面との間に設けられている円筒部材であって、前記第1の転動路との間で転動体を転動させるための第3の転動路が内周面に設けられている第1の分割輪と、前記第1の分割輪と前記軸方向において並設され、前記第2の転動路との間で転動体を転動させるための第4の転動路が内周面に設けられている第2の分割輪とを含む円筒部材と、
前記軸方向における前記第1の分割輪と前記ハウジングとの間および前記軸方向における前記第2の分割輪と前記ハウジングとの間にそれぞれ設けられた弾性部材と、を備え、
前記第1の分割輪の前記軸方向における前記第2の分割輪側の端面には、前記軸方向に沿って延出する挿入部が一体的に設けられ、
前記第2の分割輪には、前記挿入部が圧入嵌合される嵌合溝が設けられている
ステアリング装置。
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