(57)【要約】【課題】十分な衝撃緩和性能を維持しつつ、サポートヨークとラックガイド収容部とが固着することを抑制し、その円滑な移動を確保することのできるステアリング装置を提供する。【解決手段】サポートヨーク４１とラックガイド収容部３２との間に、接離方向に間隔を空けて複数の環状弾性部材４７を設ける。各環状弾性部材４７は、円環状の本体部５１と、本体部５１によって連結された複数の突起部５２とをそれぞれ有する。そして、各環状弾性部材４７を、突起部５２が設けられている部位ではサポートヨーク４１の外周面４１ａ及びラックガイド収容部３２の内周面３２ａのいずれにも当接し、突起部５２が設けられていない部位ではラックガイド収容部３２の内周面３２ａとの間に、該各環状弾性部材４７の接離方向両側の空間を連通する連通隙間Ｓ２を形成するように構成する。【選択図】図３
2012240653.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリング操作により回転するピニオン軸と、前記ピニオン軸に噛合されたラック軸と、前記ラック軸を前記ピニオン軸に押し付けつつ該ラック軸の軸方向に往復動可能に支持するラックガイド機構と、前記ラックガイド機構を収容するラックガイド収容部が形成されたラックハウジングとを備え、前記ラックガイド機構は、前記ラックガイド収容部内に収容されるサポートヨーク及び押圧部材を有し、前記サポートヨークは、前記ラックガイド収容部で前記ピニオン軸及び前記ラック軸に対して接離する接離方向に移動可能に設けられるとともに、前記押圧部材に押圧されることにより前記ラック軸を前記ピニオン軸に押し付けるステアリング装置において、
前記サポートヨークと前記ラックガイド収容部との間には、前記接離方向に間隔を空けて複数の環状弾性部材が設けられるものであって、
前記各環状弾性部材の少なくとも１つは、
環状の本体部と、該本体部によって連結された複数の突起部とを有し、
前記環状弾性部材は、前記突起部が設けられている部位では前記サポートヨーク及び前記ラックガイド収容部のいずれにも当接し、前記突起部が設けられていない部位では前記サポートヨーク及び前記ラックガイド収容部の少なくとも一方との間に、該環状弾性部材の前記接離方向両側の空間を連通する連通隙間を形成することを特徴とするステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラックアンドピニオン式のステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用のステアリング装置には、ピニオン軸のピニオン歯とラック軸のラック歯とを噛合させることにより、ステアリング操作に伴うピニオン軸の回転をラック軸の往復動に変換するラックアンドピニオン式のものがある。通常、この形式のステアリング装置には、ラック軸をピニオン軸に押し付けつつ軸方向に往復動可能に支持するラックガイド機構が設けられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図６に示す例では、ラックガイド機構７１は、コイルバネ７２の押圧力を受けてラック軸７３をピニオン軸７４側に押圧する円柱状のサポートヨーク７５を有しており、同サポートヨーク７５は、円筒状のラックガイド収容部７６内でラック軸７３及びピニオン軸７４に対して接離する方向（接離方向）に移動可能に収容されている。そして、サポートヨーク７５は接離方向に移動することで、ラック軸７３が噛み合い反力等の影響でピニオン軸７４に対して接離する方向に変位する場合においても、ラック軸７３を押圧しつつ同ラック軸７３が円滑に往復動できるようにしている。
【０００４】
ところで、サポートヨーク７５はラックガイド収容部７６内に移動可能に設けられていることから、これらサポートヨーク７５の外周面７５ａとラックガイド収容部７６の内周面７６ａとの間には隙間Ｓ３が存在する。そのため、上記ラック軸７３の変位や車両の走行に伴う振動等によってサポートヨーク７５がラックガイド収容部７６内で傾倒し、内周面７６ａに接触（衝突）することにより異音が発生する虞がある。
【０００５】
そこで、従来では、同図に示すように、サポートヨーク７５の外周にＯリング７７を装着することで、サポートヨーク７５がラックガイド収容部７６の内周面７６ａに接触する際の衝撃を緩和する構成が一般的となっている。そして、多くの場合、Ｏリング７７を接離方向に間隔を空けて複数（図６に示す例では、２つ）設けることで、十分な衝撃緩和性能を確保するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−４１２５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記のようにサポートヨーク７５は円柱状に形成されるとともにラックガイド収容部７６は円筒状に形成されるため、Ｏリング７７はその全周に亘ってラックガイド収容部７６の内周面７６ａに密着する。そのため、サポートヨーク７５とラックガイド収容部７６との間の隙間Ｓ３内において、これらＯリング７７によって区画される空間Ｖ２が密閉された状態となる。その結果、例えばサポートヨーク７５をラックガイド収容部７６内に挿入する際に、上記空間Ｖ２内に塵等の異物が混入すると、この異物は外部に排出されず空間Ｖ２内に留まることになる。そして、このように空間Ｖ２内に異物が存在した状態では、サポートヨーク７５とラックガイド収容部７６との固着が発生し易くなり、サポートヨーク７５の円滑な動きが妨げられる虞がある。
【０００８】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、十分な衝撃緩和性能を維持しつつ、サポートヨークとラックガイド収容部とが固着することを抑制し、その円滑な移動を確保することのできるステアリング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、ステアリング操作により回転するピニオン軸と、前記ピニオン軸に噛合されたラック軸と、前記ラック軸を前記ピニオン軸に押し付けつつ該ラック軸の軸方向に往復動可能に支持するラックガイド機構と、前記ラックガイド機構を収容するラックガイド収容部が形成されたラックハウジングとを備え、前記ラックガイド機構は、前記ラックガイド収容部内に収容されるサポートヨーク及び押圧部材を有し、前記サポートヨークは、前記ラックガイド収容部で前記ピニオン軸及び前記ラック軸に対して接離する接離方向に移動可能に設けられるとともに、前記押圧部材に押圧されることにより前記ラック軸を前記ピニオン軸に押し付けるステアリング装置において、前記サポートヨークと前記ラックガイド収容部との間には、前記接離方向に間隔を空けて複数の環状弾性部材が設けられるものであって、前記各環状弾性部材の少なくとも１つは、環状の本体部と、該本体部によって連結された複数の突起部とを有し、前記環状弾性部材は、前記突起部が設けられている部位では前記サポートヨーク及び前記ラックガイド収容部のいずれにも当接し、前記突起部が設けられていない部位では前記サポートヨーク及び前記ラックガイド収容部の少なくとも一方との間に、該環状弾性部材の前記接離方向両側の空間を連通する連通隙間を形成することを要旨とする。
【００１０】
上記構成によれば、環状弾性部材における突起部が設けられていない部位で、サポートヨーク及びラックガイド収容部の少なくとも一方との間に連通隙間が形成されるため、複数の環状弾性部材によって区画される空間と、同空間に隣接する空間とを連通することが可能になる。そのため、各環状弾性部材間の空間に異物が混入しても、同異物は連通隙間を介して隣接する空間に排出可能となり、同空間内に異物が留まることを防止できる。従って、複数の環状弾性部材を設けることで十分な衝撃緩和性能を維持しつつ、サポートヨークとラックガイド収容部との固着が発生し易い状態が継続することを抑制でき、サポートヨークの円滑な移動を確保することができる。
【００１１】
また、環状弾性部材の本体部と一体に設けられる突起部によって、同環状弾性部材における突起部が設けられていない部位で連通隙間が形成されるため、簡易な構成でサポートヨークの円滑な移動を確保することが可能になる。さらに、組み付け時において、環状弾性部材を全周に亘って圧縮させる場合に比べ、容易にサポートヨークを挿入することが可能になり、その組み付け性の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、十分な衝撃緩和性能を維持しつつ、サポートヨークとラックガイド収容部とが固着することを抑制し、その円滑な移動を確保することのできるステアリング装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）の概略構成図。
【図２】本実施形態のラックアンドピニオン機構及び周辺構成を示す断面図。
【図３】本実施形態のラックガイド機構を示す拡大断面図。
【図４】本実施形態のラックガイド機構における接離方向と直交する断面図（図３のＡ−Ａ断面図）。
【図５】別例のラックガイド機構における接離方向と直交する断面図。
【図６】従来のラックガイド機構を示す拡大断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）１において、ステアリング２が固定されたステアリングシャフト３は、ラックアンドピニオン機構４を介してラック軸５と連結されている。これにより、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト３の回転は、ラックアンドピニオン機構４によりラック軸５の往復直線運動に変換される。なお、ステアリングシャフト３は、コラム軸８、中間軸９、及びピニオン軸１０を連結してなる。そして、このステアリングシャフト３の回転に伴うラック軸５の往復直線運動が、同ラック軸５の両端に連結されたタイロッド１１を介して図示しないナックルに伝達されることにより、転舵輪１２の舵角、すなわち車両の進行方向が変更される。
【００１５】
なお、ＥＰＳ１は、モータ１３を駆動源としてコラム軸８を回転駆動する所謂コラムアシスト型のＥＰＳとして構成されている。具体的には、モータ１３は、ウォーム＆ホイール等からなる減速機構１４を介してコラム軸８と駆動連結されている。そして、モータ１３の回転を減速機構１４により減速してコラム軸８に伝達することによって、そのモータトルクをアシスト力として操舵系に付与する構成になっている。
【００１６】
次に、ラックアンドピニオン機構及びその周辺構成について説明する。
ラックアンドピニオン機構４は、ラック軸５に形成されたラック歯２１とピニオン軸１０に形成されたピニオン歯２２とを噛合させることにより構成されている。ラック歯２１は、その歯すじがラック軸５の軸線に対して傾斜した斜歯（ヘリカルギア）に形成されるとともに、ピニオン歯２２は、その歯すじがピニオン軸１０の軸線に対して傾斜した斜歯に形成されている。そして、ラック軸５は、略円筒状のラックハウジング２３内においてピニオン軸１０と所定の交叉角をもって配置されている。なお、ラックハウジング２３は、金属材料により構成されている。また、ＥＰＳ１には、ラック軸５をピニオン軸１０に押し付けつつ、同ラック軸５の軸方向に往復動可能に支持するラックガイド機構２４が設けられている。そして、このラックガイド機構２４によりラック歯２１とピニオン歯２２との間のバックラッシュが適正に保たれ、歯打ち音の発生が抑制されている。
【００１７】
詳述すると、図２に示すように、ラックハウジング２３には、ピニオン軸１０が収容されるピニオン収容部３１と、ピニオン収容部３１との間にラック軸５を挟んでラックガイド機構２４が収容されるラックガイド収容部３２が形成されている。ピニオン収容部３１は、ピニオン軸１０の軸方向に延び、一端側（図２における上側）が開口した円筒状に形成されている。一方、ラックガイド収容部３２は、ラック軸５及びピニオン軸１０と略直交する方向に延び、一端側（図２における右側）がラックハウジング２３の内部に開口するとともに他端側（図２における左側）がラックハウジング２３の外部に開口した略円筒形状に形成されている。そして、ラックガイド収容部３２の他端側の外部開口端３３は、略円板状のキャップ３４が螺着されることにより閉塞されている。
【００１８】
ピニオン軸１０は、上記中間軸９（図１参照）に連結される上端がピニオン収容部３１から突出する態様で同ピニオン収容部３１内に収容されている。そして、ピニオン軸１０は、ピニオン収容部３１内に設けられた軸受３５，３６により回転可能に支持されている。なお、ピニオン歯２２は、ピニオン軸１０における上記軸受３５により支持された部分と軸受３６により支持された部分との間に形成されている。
【００１９】
図２及び図３に示すように、ラックガイド機構２４は、ラック軸５を軸方向に往復動可能に支持するサポートヨーク４１と、サポートヨーク４１とキャップ３４との間に設けられるコイルバネ４２とを備えている。
【００２０】
サポートヨーク４１は、金属材料からなり、略円柱状に形成されている。サポートヨーク４１におけるラック軸５側の端部には、ラック軸５の軸方向視で、円弧状に凹んだ溝部４３が形成されるとともに、溝部４３にはラック軸５を押し付ける際の摺接面となる円弧状のシート部材４４が固定されている。これら溝部４３及びシート部材４４は、断面略円形状に形成されたラック軸５のピニオン軸１０側とは反対側の背面５ａと対応する円弧状に形成されている。なお、シート部材４４は、金属板に低摩擦材料からなる樹脂をコーティングすることにより形成されている。
【００２１】
一方、サポートヨーク４１におけるラック軸５と反対側の端部には、コイルバネ４２が収容される凹部４５が形成されている。そして、押圧部材としてのコイルバネ４２は、キャップ３４とサポートヨーク４１との間に圧縮された状態で配置されることにより、サポートヨーク４１をラック軸５に押し付けている。具体的には、コイルバネ４２は、その一端がサポートヨーク４１に設けられた凹部４５の底面４５ａに着座し、他端がキャップ３４の内面３４ａに着座している。これにより、サポートヨーク４１は、ラック軸５をピニオン軸１０側に押し付けつつ、往復動可能に支持する構成となっている。
【００２２】
サポートヨーク４１は、ラックガイド収容部３２内において、ラック軸５及びピニオン軸１０と略直交する方向、すなわちラック軸５及びピニオン軸１０に対して接離する方向（接離方向）に移動可能に収容されている。詳しくは、図３に示すように、サポートヨーク４１の外径はラックガイド収容部３２の内径よりも小さく形成されており、サポートヨーク４１の外周面４１ａとラックガイド収容部３２の内周面３２ａとの間には円筒状の隙間Ｓ１が形成されている。なお、本実施形態では、サポートヨーク４１の外周面４１ａ及びラックガイド収容部３２の内周面３２ａには、潤滑用のグリスが塗布されている。そして、サポートヨーク４１は、接離方向に移動することで、ラック歯２１及びピニオン歯２２の寸法ばらつきや噛み合い反力等に起因してラック軸５がピニオン軸１０に対して接離する方向に変位する場合においても、ラック軸５を押圧しつつ同ラック軸５が円滑に往復動できるようにしている。
【００２３】
また、サポートヨーク４１とラックガイド収容部３２との間には、環状弾性部材４７が接離方向に間隔を空けて複数（本実施形態では、２本）設けられている。具体的には、サポートヨーク４１の外周面４１ａには、その周方向に延びる環状の装着溝４８が接離方向に間隔を空けて２つ形成されるとともに、各装着溝４８には、環状弾性部材４７がそれぞれ装着されている。そして、これら環状弾性部材４７により、サポートヨーク４１がラックガイド収容部３２内で傾倒して内周面３２ａに接触（衝突）する際の衝撃が緩和されるようになっている。
【００２４】
（固着抑制構造）
次に、本実施形態のステアリング装置におけるサポートヨークとラックガイド収容部との固着を抑制する構造について説明する。
【００２５】
上述のように、サポートヨーク４１とラックガイド収容部３２との間の隙間Ｓ１に塵等の異物が存在した状態では、サポートヨーク４１とラックガイド収容部３２（ラックハウジング２３）との固着が生じ易くなる。そして、各環状弾性部材４７によって隙間Ｓ１内に区画される空間Ｖ１が密閉されると、例えばサポートヨーク４１の組み付け時に異物が空間Ｖ１内に混入した場合に、この異物が同空間Ｖ１内に留まることで、サポートヨーク４１とラックガイド収容部３２との固着が発生し易い状態が継続してしまう。
【００２６】
この点を踏まえ、各環状弾性部材４７は、円環状の本体部５１と、本体部５１によって連結された複数の突起部５２とをそれぞれ有している。そして、各環状弾性部材４７は、突起部５２が設けられている部位ではサポートヨーク４１の外周面４１ａ及びラックガイド収容部３２の内周面３２ａのいずれにも当接し、突起部５２が設けられていない部位ではラックガイド収容部３２の内周面３２ａとの間に、該各環状弾性部材４７の接離方向両側の空間を連通する連通隙間Ｓ２を形成する。
【００２７】
詳述すると、図４に示すように、本体部５１の外径は、サポートヨーク４１の外径と略等しく形成されており、サポートヨーク４１の装着溝４８内に収容されている。各突起部５２は、略半球状に形成されるとともに、本体部５１から径方向外側に向かって突出し、その先端がラックガイド収容部３２の内周面３２ａに当接するように形成されている。これにより、各環状弾性部材４７における突起部５２が設けられている部位ではサポートヨーク４１の外周面４１ａ及びラックガイド収容部３２の内周面３２ａのいずれにも当接する。一方、環状弾性部材４７（本体部５１）における突起部５２が設けられていない部位と内周面３２ａとの間には、該各環状弾性部材４７の接離方向両側の空間、すなわち空間Ｖ１と同空間Ｖ１に隣接する空間とを連通する円弧状の連通隙間Ｓ２が複数形成される。
【００２８】
また、各突起部５２は、本体部５１の周方向に等角度間隔で形成されている。そして、環状弾性部材４７は、接離方向と直交する平面内において、サポートヨーク４１が任意の方向に傾倒する際の衝撃を略等しく緩和するようになっている。
【００２９】
このように構成されたＥＰＳ１では、各環状弾性部材４７によって区画された空間Ｖ１は、隣接する空間と連通隙間Ｓ２を介して連通しているため、空間Ｖ１内に混入した異物は、図３において太線の矢印で示すように、隣接する空間に排出されるようになる。
【００３０】
以上記述したように、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
（１）各環状弾性部材４７を、突起部５２が設けられている部位ではサポートヨーク４１の外周面４１ａ及びラックガイド収容部３２の内周面３２ａのいずれにも当接し、突起部５２が設けられていない部位では内周面３２ａとの間に、該各環状弾性部材４７の接離方向両側の空間を連通する連通隙間Ｓ２を形成するように構成した。
【００３１】
上記構成によれば、連通隙間Ｓ２により各環状弾性部材４７によって区画される空間Ｖ１が密閉されず隣接する空間と連通されるため、組み付け時等に空間Ｖ１内に混入した異物が連通隙間Ｓ２を介して隣接する空間に排出されることで同空間Ｖ１内に異物が留まることを防止できる。従って、複数の環状弾性部材４７を設けることで十分な衝撃緩和性能を維持しつつ、サポートヨーク４１とラックガイド収容部３２との固着が発生し易い状態が継続することを抑制でき、サポートヨーク４１の円滑な移動を確保することができる。
【００３２】
また、環状弾性部材４７の本体部５１と一体に設けられる突起部５２によって、同環状弾性部材４７における突起部５２が設けられていない部位で連通隙間Ｓ２が形成されるため、簡易な構成でサポートヨーク４１の円滑な移動を確保することが可能になる。さらに、組み付け時において、突起部５２のみを圧縮させることでサポートヨーク４１をラックガイド収容部３２内に挿入できるため、環状弾性部材４７を全周に亘って圧縮させる場合に比べ、容易にサポートヨーク４１を挿入することが可能になり、その組み付け性の向上を図ることができる。
【００３３】
（２）本体部５１の外径をサポートヨーク４１の外径と略等しく形成したため、容易に連通隙間Ｓ２を形成することができるようになる。
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の態様にて実施することもできる。
【００３４】
・上記実施形態では、突起部５２を本体部５１から径方向外側に突出して形成することにより、環状弾性部材４７における突起部５２が設けられていない部位とラックガイド収容部３２との間に連通隙間Ｓ２が形成されるようにした。しかし、これに限らず、例えば図５に示すように、環状弾性部材４７をラックガイド収容部３２の内周面３２ａに形成された装着溝６１に装着するとともに、突起部５２を本体部５１から径方向内側に突出して形成することにより、サポートヨーク４１の外周面４１ａとの間に連通隙間Ｓ２が形成されるようにしてもよい。
【００３５】
・上記実施形態では、８つの突起部５２を半球状に形成するとともに周方向に等角度間隔で配置したが、突起部５２の形状、配置及び数等は適宜変更可能である。そして、突起部５２の形状等を変更することで、組み付け時におけるサポートヨーク４１の挿入性を調整（チューニング）することができる。例えば、突起部５２の形状を本体部５１から径方向外側及び内側のいずれにも突出する球状に形成してもよい。
【００３６】
・上記実施形態では、本体部５１の外径をサポートヨーク４１の外径と略等しく形成したが、これに限らず、本体部５１の外径をサポートヨーク４１の外径よりも小さく又は大きく形成してもよい。
【００３７】
・上記実施形態では、各環状弾性部材４７が本体部５１及び突起部５２を有する構成としたが、これに限らず、各環状弾性部材４７のいずれか一方のみが本体部５１及び突起部５２を有し、他方は従来技術で示したＯリング（図６参照）としてもよい。
【００３８】
次に、上記各実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。
（イ）前記本体部の外径が、前記サポートヨークの外径以下に形成されたことを特徴とするステアリング装置。上記構成によれば、容易に連通隙間を形成することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１…電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）、５…ラック軸、１０…ピニオン軸、２３…ラックハウジング、２４…ラックガイド機構、３２…ラックガイド収容部、３２ａ…内周面、４１…サポートヨーク、４１ａ…外周面、４２…コイルバネ、４７…環状弾性部材、４８，６１…装着溝、５１…本体部、５２…突起部、Ｓ１…隙間、Ｓ２…連通隙間、Ｖ１…空間。
【図１】
2012240653.tif 000003
【図２】
2012240653.tif 000004
【図３】
2012240653.tif 000005
【図４】
2012240653.tif 000006
【図５】
2012240653.tif 000007
【図６】
2012240653.tif 000008