(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵により回転するピニオンと、
そのピニオンに噛み合うラックと、
そのラックを覆うハウジングと、
そのハウジングに設けられた保持孔に、そのラックに近接する方向と離反する方向とに往復移動可能に挿入されるラック支持部材と、
その保持孔の一端側の開口を閉鎖するように、そのラック支持部材の往復移動方向に沿う軸回りの回転によりハウジングにねじ合わされる閉鎖部材と、
そのラック支持部材と閉鎖部材とで挟み込まれる圧縮コイルバネとを備え、
そのコイルバネによりラック支持部材にラックの背面に向かう弾力が付与され、
そのラック支持部材は、前記ラックに対してラック支持部材の往復移動方向に沿う軸まわりの回転が規制され、そのラックは、前記ハウジングに対してラック支持部材の往復移動方向に沿う軸まわりの回転が規制されているラックピニオン式ステアリング装置において、
そのコイルバネは、そのラック支持部材の往復移動方向に沿う軸回りの回転が規制されるように、その一端が前記ラック支持部材に接続され、
その閉鎖部材と同行回転する回転許容面と回転阻止面とが設けられ、
その閉鎖部材の前記ハウジングへのねじ込み方向の回転が許容されるように、その回転許容面は閉鎖部材のハウジングへのねじ込み時にコイルバネの他端に対し相対滑り可能に接し、
その閉鎖部材の前記ハウジングへのねじ込み解除方向への回転が規制されるように、その回転阻止面は閉鎖部材のハウジングへのねじ込み解除時にコイルバネの他端に相対変位不能に接することを特徴とするラックピニオン式ステアリング装置。
【請求項２】
そのコイルバネは、前記閉鎖部材のハウジングへのねじ込み解除方向への回転阻止力により径方向外方へ弾性変形することで、前記保持孔の内周に押し付けられる請求項１に記載のラックピニオン式ステアリング装置。
【請求項３】
その閉鎖部材の内端から前記保持孔内に突出する複数の突起が設けられ、
それら突起は、そのハウジングに対して閉鎖部材と共に前記ねじ込み方向に同行回転することでコイルバネの他端に順次接することができるように、そのラック支持部材の往復移動方向に沿う軸中心の円に沿って並列され、
各突起が前記回転許容面と前記回転阻止面とを有する請求項１または２に記載のラックピニオン式ステアリング装置。
【請求項４】
そのラック支持部材の前記往復移動のストロークは、そのラック支持部材と閉鎖部材との間隔に対応し、
そのラック支持部材側に前記コイルバネの一端が移動可能に挿入される溝が円弧に沿い形成され、その溝の一端側の内面にコイルバネの一端が接することで、そのコイルバネはラック支持部材に対して閉鎖部材のハウジングへのねじ込み方向の回転が阻止され、その溝の他端側の内面にコイルバネの一端が接することで、そのコイルバネはラック支持部材に対して閉鎖部材のハウジングへのねじ込み解除方向の回転が阻止され、
そのコイルバネが、支持部材に押し付けられるまでハウジングにねじ込まれた閉鎖部材と共に、そのねじ込み解除方向に設定量だけ回転できるように、その溝の円弧に沿う寸法が設定されている請求項１〜３の何れか１項に記載のラックピニオン式ステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ラックピニオン式ステアリング装置におけるラックの支持構造の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
操舵により回転するピニオンと、このピニオンに噛み合うラックを覆うハウジングと、このハウジングに設けられた保持孔に挿入されるラック支持部材を備えるラックピニオン式ステアリング装置が従来から用いられている。
【０００３】
そのラック支持部材は、そのラックに近接する方向と離反する方向とに往復移動可能に保持孔に挿入される。その保持孔の開口は、そのラック支持部材の往復移動方向に沿う軸回りの回転によりハウジングにねじ合わされる閉鎖部材により閉鎖される。そのラック支持部材と閉鎖部材とで挟み込まれる圧縮コイルバネにより、そのラック支持部材にラックの背面に向かう弾力が付与されている。
【０００４】
そのラック支持部材の往復移動によりラックの曲がり等が吸収され、ピニオンとラックの円滑な噛み合いが確保されている。また、そのラック支持部材のラックから離反する方向への移動は閉鎖部材により阻止可能とされ、これにより、そのラック支持部材の往復移動のストロークは、そのラック支持部材と閉鎖部材との間隔に対応するものとされている。そのラック支持部材の往復移動のストロークの調節は、そのラック支持部材のハウジングへのねじ込み量を調節することで行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の構成では、そのハウジングにねじ合わされる閉鎖部材の緩みを防止するため、その閉鎖部材の外周にロックナットをねじ合わせている。そのため部品点数が増大するという問題がある。
【０００６】
また、そのラック支持部材と閉鎖部材との間隔調節に際しては、ラックとピニオンの噛み合い部におけるバックラッシ量に対応するラックの回転量を測定し、そのバックラッシ量が公差範囲に納まるように閉鎖部材のハウジングへのねじ込み量を決定していた。そのようなバックラッシ量の測定は組み立てを非常に面倒なものにしていた。
【０００７】
本発明は、上記従来技術の問題を解決することのできるラックピニオン式ステアリング装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のラックピニオン式ステアリング装置は、操舵により回転するピニオンと、そのピニオンに噛み合うラックと、そのラックを覆うハウジングと、そのハウジングに設けられた保持孔に、そのラックに近接する方向と離反する方向とに往復移動可能に挿入されるラック支持部材と、その保持孔の一端側の開口を閉鎖するように、そのラック支持部材の往復移動方向に沿う軸回りの回転によりハウジングにねじ合わされる閉鎖部材と、そのラック支持部材と閉鎖部材とで挟み込まれる圧縮コイルバネとを備える。そのコイルバネによりラック支持部材にラックの背面に向かう弾力が付与される。そのラック支持部材は、前記ラックに対してラック支持部材の往復移動方向に沿う軸まわりの回転が規制され、そのラックは、前記ハウジングに対してラック支持部材の往復移動方向に沿う軸まわりの回転が規制されている。そのコイルバネは、そのラック支持部材の往復移動方向に沿う軸回りの回転が規制されるように、その一端が前記ラック支持部材に接続される。その閉鎖部材と同行回転する回転許容面と回転阻止面とが設けられ、その閉鎖部材の前記ハウジングへのねじ込み方向の回転が許容されるように、その回転許容面は閉鎖部材のハウジングへのねじ込み時にコイルバネの他端に対し相対滑り可能に接し、その閉鎖部材の前記ハウジングへのねじ込み解除方向への回転が規制されるように、その回転阻止面は閉鎖部材のハウジングへのねじ込み解除時にコイルバネの他端に相対変位不能に接する。
本発明の構成によれば、閉鎖部材は、ハウジングへのねじ込み解除方向への回転が規制されるようにコイルバネの他端にかみ合わされ、そのコイルバネは、一端がラック支持部材の往復移動方向に沿う軸まわりの回転が規制されるようにラック支持部材に接続され、そのラック支持部材は、自身の往復移動方向に沿う軸まわりのラックに対する回転が規制され、そのラックは、ラック支持部材の往復移動方向に沿う軸まわりのハウジングに対する回転が規制されている。これにより、その閉鎖部材のハウジングへのねじ込み解除方向への回転を、ロックナット等の専用部材を用いることなく規制できる。
【０００９】
そのコイルバネは、前記閉鎖部材のハウジングへのねじ込み解除方向への回転阻止力により径方向外方へ弾性変形することで、前記保持孔の内周に押し付けられるのが好ましい。
そのコイルバネが保持孔の内周に押し付けられることで、閉鎖部材のハウジングへのねじ込み解除方向への回転を阻止する摩擦力が、そのコイルバネと保持孔との間に生じる。
【００１０】
その閉鎖部材の内端から前記保持孔内に突出する複数の突起が設けられ、それら突起は、そのハウジングに対して閉鎖部材と共に前記ねじ込み方向に同行回転することでコイルバネの他端に順次接することができるように、そのラック支持部材の往復移動方向に沿う軸中心の円に沿って並列され、各突起が前記回転許容面と前記回転阻止面とを有するのが好ましい。
これにより、簡単な構成で、閉鎖部材のハウジングへのねじ込み方向の回転を許容すると共にねじ込み解除方向への回転を規制できる。
【００１１】
さらに、そのラック支持部材の前記往復移動のストロークは、そのラック支持部材と閉鎖部材との間隔に対応し、そのラック支持部材側に前記コイルバネの一端が移動可能に挿入される溝が円弧に沿い形成され、その溝の一端側の内面にコイルバネの一端が接することで、そのコイルバネはラック支持部材に対して閉鎖部材のハウジングへのねじ込み方向の回転が阻止され、その溝の他端側の内面にコイルバネの一端が接することで、そのコイルバネはラック支持部材に対して閉鎖部材のハウジングへのねじ込み解除方向の回転が阻止され、そのコイルバネが、支持部材に押し付けられるまでハウジングにねじ込まれた閉鎖部材と共に、そのねじ込み解除方向に設定量だけ回転できるように、その溝の円弧に沿う寸法が設定されているのが好ましい。
この構成によれば、閉鎖部材をハウジングにねじ込むと、閉鎖部材とコイルバネとの間の摩擦によりコイルバネが閉鎖部材と共にラック支持部材に対して回転し、コイルバネの一端は円弧に沿う溝の他端側から一端側に移動する。その溝の一端側の内面に接することで、それ以上のコイルバネのラック支持部材に対する回転は阻止される。その閉鎖部材を、ラック支持部材に押し付けられるまでハウジングにねじ込んだ後に、そのねじ込み解除方向に回転させると、そのコイルバネが閉鎖部材と共に回転することで、そのコイルバネの一端は円弧に沿う溝の一端側から他端側の内面に接するまで移動する。その溝の他端側においてコイルバネの一端が溝の内面に接することで、そのコイルバネを介して閉鎖部材のねじ込み解除方向への回転を阻止できる。その溝は設定寸法の長さの円弧に沿い形成されているので、ラック支持部材に押し付けられるまでねじ込まれた閉鎖部材のねじ込み解除方向への回転量は設定量になる。これにより、その設定量に応じてラック支持部材と閉鎖部材との間隔、すなわち、ラック支持部材の往復移動のストロークを設定できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００１３】
図１および図２に示す車両用ラックピニオン式ステアリング装置１は、ステアリングホイールに連結される入力軸２と、この入力軸２に一体化されるヘリカルピニオン６と、このピニオン６に噛み合うヘリカルラック７と、このラック７を覆うアルミダイカスト製のハウジング５とを備えている。その入力軸２はベアリング３、４を介しハウジング５に支持される。その入力軸２とハウジング５との間に筒状のネジ部材１０がねじ込まれ、このネジ部材１０により入力軸２とベアリング３、４とピニオン６の軸方向移動が防止され、そのネジ部材１０と入力軸２との間にオイルシール１１が介在されている。
【００１４】
図２に示すように、そのハウジング５の一方から突出するラック７はシリンダチューブ８により覆われ、そのシリンダチューブ８はハウジング５の一端に形成された円筒部５ａに圧入されている。そのラック７は、そのハウジング５とシリンダチューブ８とにより図外ブッシュを介して車両幅方向に往復移動可能に支持され、これにより、ハウジング５に対して後述のサポートヨーク１６の往復移動方向に沿う軸まわりの回転が規制されている。そのラック７の両端にタイロッドとナックルアームを介して操舵用車輪が連結される。これにより、ステアリングホイールの操作により入力軸２が回転すると、その回転によりピニオン６が回転し、このピニオン６の回転がラック７に伝達されることでラック７は車両幅方向に移動する。このラック７の車両幅方向移動が操舵用車輪に伝達されることで車両の操舵がなされる。
【００１５】
そのハウジング５に、円筒面に沿う保持孔１５が形成され、この保持孔１５に外周面が円柱面である焼結金属製サポートヨーク（ラック支持部材）１６が、ラックに近接する方向と離反する方向（図１において左右方向）に往復移動可能に挿入されている。そのサポートヨーク１６におけるラック７との対向端側（図１において右方側）に、ラック支持用凹部１６ｂが形成されている。その凹部１６ｂに合成樹脂製のシート１７を介してラック７の背面側が支持され、これにより、サポートヨーク１６はラック７に対する上記往復移動方向に沿う軸まわりの回転が規制されている。
【００１６】
その保持孔１５の一端側（図１において左方側）の開口は金属製プラグ（閉鎖部材）１８により閉鎖されている。すなわち、そのプラグ１８の外周に雄ねじ１８′が形成され、その保持孔１５の内周に雌ねじ１５′が形成されることで、そのプラグ１８は上記サポートヨーク１６の往復移動方向に沿う軸回りの回転により保持孔１５にねじ合わされる。本実施形態では、その雄ねじ１８′と雌ねじ１５′は右ネジとされている。また、そのねじ合わせ前にプラグ１８の外周に液体パッキンが塗布され、そのねじ合わせ後にプラグ１８と保持孔１５との間に介在する液体パッキンが固化することで、そのプラグ１８のハウジング５へのねじ込み方向の回転が規制される。なお、その液体パッキンの固化に要する時間は、後述のプラグ１８とサポートヨーク１６との間隔δの設定を阻害することがないように十分な時間とされる。そのプラグ１８と上記ラック７との間にサポートヨーク１６が配置される。そのプラグ１８の外端側には工具係合用６角孔１８ａが形成されている。
【００１７】
そのサポートヨーク１６に、プラグ１８との対向端側において開口するバネ挿入孔１６ａが形成されている。そのバネ挿入孔１６ａに圧縮コイルバネ２４が挿入されている。そのコイルバネ２４がプラグ１８とサポートヨーク１６とに挟み込まれて圧縮されることで、サポートヨーク１６にラック７の背面に向かう弾力が付与される。そのサポートヨーク１６の往復移動により、ピニオン６及びラック７の歯の加工誤差やラック７の曲がりが吸収され、ラック７とピニオン６との噛み合いの円滑化が図られる。そのサポートヨーク１６の往復移動のストロークは、そのサポートヨーク１６とプラグ１８との間隔δに対応する。図３に示すように、そのコイルバネ２４を構成する素線は、その一端２４ａが後述の溝３０に挿入可能なようにコイルバネ２４の軸方向に沿うように屈曲され、他端２４ｂが後述のように突起４０と噛み合い可能とされている。
【００１８】
そのコイルバネ２４は、そのサポートヨーク１６の往復移動方向に沿う軸回りの回転が規制されるように、その一端２４ａがサポートヨーク１６に接続されている。すなわち、図１、図４に示すように、そのサポートヨーク１６のバネ挿入孔１６ａの底部に、上記コイルバネ２４の一端が移動可能に挿入される溝３０が円弧に沿い形成されている。図４に示すように、その溝３０の一端側にコイルバネ２４の一端２４ａが接することで、コイルバネ２４はサポートヨーク１６に対してプラグ１８のハウジング５へのねじ込み方向（図４において矢印Ａ方向）の回転が阻止される。その溝３０の他端側の内面にコイルバネ２４の一端２４ａが接することで、そのコイルバネ２４はサポートヨーク１６に対してプラグ１８のハウジング５へのねじ込み解除方向（図４において矢印Ｂ方向）の回転が阻止される。
【００１９】
そのプラグ１８は、ハウジング５へのねじ込み方向の回転が許容されると共にねじ込み解除方向への回転が規制されるように、そのコイルバネ２４の他端２４ｂにかみ合わされる。すなわち、図５、図６に示すように、そのプラグ１８の内端から保持孔１５内に突出する複数の突起４０が設けられている。それら突起４０は、そのプラグ１８と共にハウジング５に対して前記ねじ込み方向に同行回転することでコイルバネ２４の他端２４ｂに順次接することができるように、そのサポートヨーク１６の往復移動方向に沿う軸中心の円に沿って並列する。各突起４０は、プラグ１８のハウジング５へのねじ込み時にコイルバネ２４の他端２４ｂに相対滑り可能に接する回転許容面４０ａと、ねじ込み解除時にコイルバネ２４の他端２４ｂに相対変位不能に接する回転阻止面４０ｂとを有する。本実施形態では、その回転許容面４０ａは、プラグ１８からサポートヨーク１６に向かうに従い、プラグ１８のハウジング５へのねじ込み解除方向に向かうように、サポートヨーク１６の往復移動方向に対して傾斜し、その回転阻止面４０ｂはサポートヨーク１６の往復移動方向に沿う。
【００２０】
そのプラグ１８は、ハウジング５へのねじ込み解除方向への回転が規制されるようにコイルバネ２４の他端２４ｂにかみ合わされ、そのコイルバネ２４は、一端２４ａがサポートヨーク１６の往復移動方向に沿う軸まわりの回転が規制されるようにサポートヨーク１６に接続され、そのサポートヨーク１６は、自身の往復移動方向に沿う軸まわりのラック７に対する回転が規制され、そのラック７は、サポートヨーク１６の往復移動方向に沿う軸まわりのハウジング５に対する回転が規制されている。これにより、そのプラグ１８のハウジング５へのねじ込み解除方向への回転を、ロックナット等の専用部材を用いることなく規制できる。上記実施形態では、プラグ１８に突起４０を形成する簡単な構成でプラグ１８のハウジング５へのねじ込み方向の回転を許容すると共にねじ込み解除方向への回転を規制できる。
【００２１】
そのコイルバネ２４は、そのプラグ１８のハウジング５へのねじ込み解除方向への回転の阻止力の作用を受け、その力により径方向外方へ弾性変形する。この弾性変形によりコイルバネ２４が保持孔１５の内周に押し付けられるように、コイルバネ２４と保持孔１５の寸法が定められている。そのコイルバネ２４が保持孔１５の内周に押し付けられることで、プラグ１８のハウジング５へのねじ込み解除方向への回転を阻止する摩擦力が、そのコイルバネ２４と保持孔１５との間に生じる。これにより、より確実にプラグ１８のねじ込み解除方向への回転を規制できる。
【００２２】
上記構成において、プラグ１８をハウジング５にねじ込むと、プラグ１８の突起４０の回転許容面４０ａとコイルバネ２４の他端２４ｂとの間の摩擦によりコイルバネ２４がプラグ１８と共にサポートヨーク１６に対して回転し、コイルバネ２４の一端２４ａは円弧に沿う溝３０の他端側から一端側に移動する。その溝３０の一端側の内面に接することで、それ以上のコイルバネ２４のサポートヨーク１６に対する回転は阻止される。この後、さらにプラグ１８を、サポートヨーク１６に押し付けられるまでハウジング５にねじ込んだ後に、ねじ込み解除方向に回転させると、プラグ１８の突起４０の回転阻止面４０ｂとコイルバネ２４の他端２４ｂとが接することで、そのコイルバネ２４はプラグ１８と共に回転する。この回転により、コイルバネ２４の一端２４ａは円弧に沿う溝３０の一端側から他端側に移動する。その溝３０の他端側においてコイルバネ２４の一端２４ａが溝３０の内面に接することで、そのコイルバネ２４を介してプラグ１８のねじ込み解除方向への回転を阻止できる。
【００２３】
そのサポートヨーク１６に押し付けられるまでねじ込まれたプラグ１８と共にねじ込み解除方向へ回転するコイルバネ２４の回転量が設定量になるように、その溝３０の円弧方向に沿う寸法が設定されている。よって、その設定量に応じてサポートヨーク１６とプラグ１８との間隔δ、すなわち、サポートヨーク１６の往復移動のストロークを設定できる。これにより、組み立てに際してラック７とピニオン６の噛み合い部におけるバックラッシ量を測定することなく、そのバックラッシ量を公差範囲に納めることができ、組み立ての容易化を図ることができる。なお、そのプラグ１８と共にねじ込み解除方向へ回転するコイルバネ２４の回転量は、突起４０の間隔に応じて変動することから、そのバックラッシを公差範囲に納めることができるように、その突起４０の間隔を定める。
【００２４】
なお、本発明は上記各実施形態に限定されるものではない。例えば、突起４０の回転許容面４０ａと回転阻止面４０ｂの形状は上記実施形態に限定されず、回転許容面４０ａは、プラグ１８のハウジング５へのねじ込み時にコイルバネ２４の他端２４ｂに対して相対滑り可能であればよく、また、回転阻止面４０ｂはねじ込み解除時にコイルバネ２４の他端２４ｂに相対変位不能に接するものであればよい。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、部品点数の低減と組み立ての容易化を図ることのできるラックピニオン式ステアリング装置を提供でくる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態のラックピニオン式ステアリング装置の断面図
【図２】本発明の実施形態のラックピニオン式ステアリング装置の正面図
【図３】本発明の実施形態のコイルバネの側面図
【図４】図１のＩＶ‐ＩＶ線断面図
【図５】本発明の実施形態のプラグの側面図
【図６】図１のＶＩ‐ＶＩ線断面図
【符号の説明】
５  ハウジング
６  ピニオン
７  ラック
１５  保持孔
１６  サポートヨーク（ラック支持部材）
１８  プラグ（閉鎖部材）
２４  コイルバネ
３０  溝
４０  突起
４０ａ  回転許容面
４０ｂ  回転阻止面
【図１】
0003608918.tif 000002
【図２】
0003608918.tif 000003
【図３】
0003608918.tif 000004
【図４】
0003608918.tif 000005
【図５】
0003608918.tif 000006
【図６】
0003608918.tif 000007