(57)【要約】【課題】  舵取装置のラック支持構造において、ギヤハウジングへのメタルブッシュと樹脂ブッシュの組立作業性を向上すること。【解決手段】  舵取装置のラック支持構造において、メタルブッシュ４１と樹脂ブッシュ４２が軸受ケース５０にそれらの軸方向に並べて収容され、この軸受ケース５０がギヤハウジング１０に組込まれてなるもの。【選択図】  図３
2013230712.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵力が入力されるピニオン軸と、ピニオン軸のピニオンと噛合うラックを備えたラック軸とをギヤハウジングに支持し、
ラック軸の軸方向の一端側の背面をギヤハウジングに設けたラックガイドにより摺動自在に支持するとともに、ラック軸の軸方向の他端側をギヤハウジングに設けたメタルブッシュと樹脂ブッシュにより支持してなる舵取装置のラック支持構造において、
前記メタルブッシュと樹脂ブッシュが軸受ケースにそれらの軸方向に並べて収容され、この軸受ケースがギヤハウジングに組込まれてなることを特徴とする舵取装置のラック支持構造。
【請求項２】
前記軸受ケースがギヤハウジングに組込まれた状態で、メタルブッシュがラック軸の軸方向において樹脂ブッシュよりもラックガイドから遠い側に配置されてなる請求項１に記載の舵取装置のラック支持構造。
【請求項３】
前記軸受ケースがギヤハウジングの構成材料より線膨張係数の小さい材料により構成されてなる請求項１又は２に記載の舵取装置のラック支持構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は舵取装置のラック支持構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動パワーステアリング装置等の舵取装置では、特許文献１に記載の如く、操舵力が入力されるピニオン軸と、ピニオン軸のピニオンと噛合うラックを備えたラック軸とをギヤハウジングに支持し、ラック軸の軸方向の一端側の背面をギヤハウジングに設けたラックガイドにより摺動自在に支持するとともに、ラック軸の軸方向の他端側をギヤハウジングに設けたメタルブッシュと樹脂ブッシュにより支持してなるものがある。
【０００３】
特許文献１に記載のラック支持構造では、樹脂ブッシュの内径を、メタルブッシュの内径より小さくし、樹脂ブッシュがラック軸に対して締め代をもつものとしている。これにより、ラック軸とメタルブッシュとの間のクリアランスに起因するラック軸のガタ（微振動）を、樹脂ブッシュにより吸収し、異音の発生を防止している。また、ラック軸の大荷重をメタルブッシュで受け、ラック軸の作動に支障を生じないものにしている。更に、ラック軸のガタをなくすために、メタルブッシュやラック軸の精度を格別に向上させる必要もなくなり、これらの精度を適正なものにすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許4014309
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載のラック支持構造には以下の問題点がある。
(1)メタルブッシュと樹脂ブッシュの２つの小寸法のブッシュのそれぞれをギヤハウジングの内径の奥の方に組込むものであり、組立に手間がかかり、組立作業性が悪い。
【０００６】
(2)メタルブッシュと樹脂ブッシュのそれぞれに必要とされる肉厚の関係から、メタルブッシュは小外径、樹脂ブッシュは大外径になり、小外径のメタルブッシュがギヤハウジングの内径のより奥の方に組込まれる。このことは、メタルブッシュがラック軸の軸方向において樹脂ブッシュよりもラックガイドに近い側に配置され、ラック軸を高い支持剛性で支持するメタルブッシュがラックガイドに対してなす支持スパンが小さくなり、ギヤハウジングへのラック軸の支持の安定化に困難がある。
【０００７】
(3)メタルブッシュと樹脂ブッシュをアルミ合金からなるギヤハウジングに直接的に組込んでいる。アルミ合金の線膨張係数は大きく、低温時に大きく縮むギヤハウジングに組込まれているメタルブッシュと樹脂ブッシュがラック軸に及ぼす締め代が大きく変化する（締め代が強くなる）。これにより、ラック軸の摺動性が悪化し、ひいては操舵フィーリングを損なう。
【０００８】
本発明の課題は、舵取装置のラック支持構造において、ギヤハウジングへのメタルブッシュと樹脂ブッシュの組立作業性を向上することにある。
【０００９】
本発明の他の課題は、ギヤハウジングへのラック軸の支持の安定化を図ることにある。
【００１０】
本発明の他の課題は、メタルブッシュと樹脂ブッシュが温度変化に伴ってラック軸に及ぼす締め代の変化を抑えることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に係る発明は、操舵力が入力されるピニオン軸と、ピニオン軸のピニオンと噛合うラックを備えたラック軸とをギヤハウジングに支持し、ラック軸の軸方向の一端側の背面をギヤハウジングに設けたラックガイドにより摺動自在に支持するとともに、ラック軸の軸方向の他端側をギヤハウジングに設けたメタルブッシュと樹脂ブッシュにより支持してなる舵取装置のラック支持構造において、前記メタルブッシュと樹脂ブッシュが軸受ケースにそれらの軸方向に並べて収容され、この軸受ケースがギヤハウジングに組込まれてなるようにしたものである。
【００１２】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において更に、前記軸受ケースがギヤハウジングに組込まれた状態で、メタルブッシュがラック軸の軸方向において樹脂ブッシュよりもラックガイドから遠い側に配置されてなるようにしたものである。
【００１３】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に係る発明において更に、前記軸受ケースがギヤハウジングの構成材料より線膨張係数の小さい材料により構成されてなるようにしたものである。
【発明の効果】
【００１４】
（請求項１）
(a)メタルブッシュと樹脂ブッシュは軸受ケースに収容され、この軸受ケースがギヤハウジングに組込まれる。従って、ギヤハウジングの内径に軸受ケースを組込むだけで、メタルブッシュと樹脂ブッシュをギヤハウジングの内径の奥の方に配置でき、ギヤハウジングへのメタルブッシュと樹脂ブッシュの組立作業性を向上できる。
【００１５】
（請求項２）
(b)メタルブッシュと樹脂ブッシュは軸受ケースに収容された状態でギヤハウジングに組込まれる。従って、メタルブッシュと樹脂ブッシュのそれぞれに必要とされる肉厚の関係から、メタルブッシュが小外径、樹脂ブッシュが大外径になっても、ならなくても、樹脂ブッシュをギヤハウジングの内径のより奥の方に容易に組込みできる。これにより、メタルブッシュをラック軸の軸方向において樹脂ブッシュよりもラックガイドから遠い側に配置できる。結果として、ラック軸の一端側を高い支持剛性で支持するラックガイドに対して、ラック軸の他端側を同じく高い支持剛性で支持するメタルブッシュがラック軸の軸方向に沿ってなす支持スパンを大きくするものになる。ギヤハウジングへのラック軸の支持の安定化を図ることができる。
【００１６】
（請求項３）
(c)軸受ケースがギヤハウジングの構成材料より線膨張係数の小さい材料により構成される。例えば、ギヤハウジングがアルミ合金からなるとき、軸受ケースを鉄により構成できる。従って、メタルブッシュと樹脂ブッシュが組込まれる鉄製軸受ケースの線膨張係数はアルミ合金よりも小さく、低温時における縮み量が小さい鉄製軸受ケースに組込まれているメタルブッシュと樹脂ブッシュがラック軸に及ぼす締め代の変化も小さい（締め代はそれほど強くならない）。これにより、ラック軸の摺動性が悪化することがなく、操舵フィーリングを損なうこともない。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は電動パワーステアリング装置の全体を示す断面図である。
【図２】図２は図１のII-II線に沿う断面図である。
【図３】図３は図１の要部を示す断面図である。
【図４】図４は軸受ケースを取出して示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１〜図３に示した電動パワーステアリング装置１は、車体フレームに固定されるギヤハウジング１０を有する。ギヤハウジング１０は第１〜第３のハウジング１１〜１３の組立体であり、第１ギヤハウジング１１に結合されるハウジングカバー１４を備える。
【００１９】
電動パワーステアリング装置１は、図２に示す如く、不図示のステアリングホイールに連結される入力軸２１にトーションバー２２を介して連結され、操舵力が入力されるピニオン軸２３を有する。また、電動パワーステアリング装置１は、ピニオン軸２３のピニオン２３Ａをラック軸２４のラック２４Ａに噛合いさせる。これにより、ステアリングホイールに加えた操舵力に従ってラック軸２４をギヤハウジング１０に対し左右直線動可能に移動させる。尚、入力軸２１とピニオン軸２３はトーションバー２２の周囲で互いに嵌合され、入力軸２１はギヤハウジング１０の第１ハウジング１１に結合されるハウジングカバー１４に設けた軸受２１Ｊにより枢支され、ピニオン軸２３はギヤハウジング１０の第１ハウジング１１に設けた軸受２３Ｊ、２３Ｋにより枢支される。
【００２０】
電動パワーステアリング装置１は、ギヤハウジング１０の第１ハウジング１１内でラック軸２４を挟んでピニオン軸２３と相対する部分に設けたシリンダ部１５にラックガイド２５を挿填し、シリンダ部１５に螺着されるキャップ２５Ａにより背面支持されるばね２５Ｂによりラックガイド２５をラック軸２４の側に弾発する。ラックガイド２５はラック軸２４の軸方向の一端側のラック２４Ａをピニオン軸２３のピニオン２３Ａに押付けるとともに、ラック軸２４の軸方向の一端側におけるラック２４Ａの背面を摺動自在に支持する。尚、ラック軸２４は、ギヤハウジング１０の第１ハウジング１１に設けた樹脂ブッシュ２４Ｊに摺動自在に支持されるとともに、ギヤハウジング１０の第３ハウジング１３に設けた軸受ケース５０のメタルブッシュ４１と樹脂ブッシュ４２により摺動自在に支持される。
【００２１】
電動パワーステアリング装置１は、ギヤハウジング１０の第１ハウジング１１と第３ギヤハウジング１２のそれぞれから突き出る両端部に設けたラックエンド２６のボール継手２７を介して左右のタイロッド２８を連結し、それらのタイロッド２８はナックルアームを介して被操舵部であるタイヤに連結されている。
【００２２】
電動パワーステアリング装置１は、ギヤハウジング１０の第１ハウジング１１の内部に操舵トルク検出装置２９を設けている。操舵トルク検出装置２９は、運転者がステアリングホイールに加えた操舵トルクが入力軸２１に作用し、トーションバー２２の弾性ねじり変形により、入力軸２１とピニオン軸２３の間に生ずる回転方向の変位に基づき、上記操舵トルクを検出できる。
【００２３】
電動パワーステアリング装置１は、ギヤハウジング１０の第２ハウジング１２を電動モータ３０のモータハウジング３１としている。電動モータ３０は、ラック軸２４に操舵アシスト力を付与するブラシレスモータであり、モータハウジング３１の内周に固定配置される固定子３２と、ラック軸２４の周囲かつ固定子３２の内周側に回転自在に配置される回転子３３と、固定子３２に対する回転子３３の回転位置を検出するレゾルバ３４を有する。
【００２４】
電動パワーステアリング装置１は、ラック軸２４にボールねじ３５を設けてあり、ボールねじ３５に噛合うボールナット３６を回転子３３の一部である中空回転軸３３Ａの一端部に固定している。
【００２５】
以下、電動パワーステアリング装置１の動作について説明する。
(1)操舵トルク検出装置２９が検出した操舵トルクが所定値より低いとき、操舵アシスト力は不要であり、電動モータ３０は駆動されない。
【００２６】
(2)操舵トルク検出装置２９が検出した操舵トルクが所定値を越えるとき、操舵アシスト力を必要とするから、電動モータ３０が駆動される。電動モータ３０では、必要な操舵アシスト力を発生するように固定子３２のコイルに通電し、固定子３２に発生する磁界によって回転子３３が回転するように駆動される。電動モータ３０の発生トルクは回転子３３から回転軸３３Ａを介してボールナット３６に伝えられ、ボールナット３６の回転をボールねじ３５によりラック軸２４の直線運動とし、ラック軸２４に連動するタイヤに操舵アシスト力として付与される。
【００２７】
しかるに、電動パワーステアリング装置１にあっては、前述の如く、ラック軸２４の軸方向の一端側の背面をギヤハウジング１０の第１ハウジング１１に設けたラックガイド２５により摺動自在に支持するともに、ラック軸２４の一端側をギヤハウジング１０の第１ハウジング１１に設けた樹脂ブッシュ２４Ｊにより支持する。また、ラック軸２４の軸方向の他端側をギヤハウジング１０の第３ハウジング１３に設けたメタルブッシュ４１と樹脂ブッシュ４２により支持する。ここで、ラック軸２４を支持する支持剛性は、樹脂ブッシュ２４Ｊよりラックガイド２５の方が高く、樹脂ブッシュ４２よりメタルブッシュ４１の方が高い。
【００２８】
そして、メタルブッシュ４１と樹脂ブッシュ４２は、図３、図４に示す如く、軸受ケース５０にそれらの軸方向に並べて収容され、その軸受ケース５０がギヤハウジング１０の第３ハウジング１３に組込まれる。
【００２９】
このとき、軸受ケース５０がギヤハウジング１０の第３ハウジング１３に組込まれた状態で、メタルブッシュ４１がラック軸２４の軸方向において樹脂ブッシュ４２よりもラックガイド２５から遠い側に配置される。
【００３０】
また、軸受ケース５０はギヤハウジング１０の第３ハウジング１３の構成材料より線膨張係数の小さい材料により構成される。本実施例では、ギヤハウジング１０の第３ハウジング１３をアルミ合金製とし、軸受ケース５０を鉄製とする。
【００３１】
具体的には、軸受ケース５０は、図４に示す如く、第３ハウジング１３の内径ねじ部に螺着されて固定化されるねじ部５１を外周の中間部に備えるとともに、第３ハウジング１３の内径段差部に突き当てられるフランジ部５２を外周の基端部に備える。
【００３２】
また、軸受ケース５０は、軸方向の両端である基端側ストッパ部５３と先端側ストッパ部５４の間に、メタルブッシュ４１が収容される小径のメタルブッシュ収容部５５と、樹脂ブッシュ４２が収容される大径の樹脂ブッシュ収容部５６を軸方向に並べて備える。先端側ストッパ部５４の開口径より小外径のメタルブッシュ４１が先端側ストッパ部５４の開口からメタルブッシュ収容部５５に挿入されて圧入される。周方向の一部が切離されてＣ字状をなす樹脂ブッシュ４２が縮径された状態で先端側ストッパ部５４の開口から樹脂ブッシュ収容部５６に挿入される。樹脂ブッシュ４２は、その挿入後に弾発的に拡径して樹脂ブッシュ収容部５６に固定的に格納される。樹脂ブッシュ４２は内周の周方向３ヵ所に設けた内径凸部がラック軸２４の外周に３点接触するように締まり嵌めされる。メタルブッシュ４１は軸方向で相対する基端側ストッパ部５３と樹脂ブッシュ４２により抜け止めされ、樹脂ブッシュ４２は軸方向で相対する先端側ストッパ部５４とメタルブッシュ４１により抜け止めされる。
【００３３】
即ち、軸受ケース５０に収容された樹脂ブッシュ４２の内径は、メタルブッシュ４１の内径より小さくされ、ラック軸２４に対して締め代をもつものとされている。これにより、ラック軸２４とメタルブッシュ４１との間のクリアランスに起因するラック軸２４のガタ（微振動）を、樹脂ブッシュ４２により吸収し、異音の発生を防止している。また、ラック軸２４の大荷重をメタルブッシュ４１で受け、ラック軸２４の作動に支障を生じないものにしている。更に、ラック軸２４のガタをなくすために、メタルブッシュ４１やラック軸２４の精度を格別に向上させる必要もなくなり、これらの精度を適正なものにすることができる。
【００３４】
本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)メタルブッシュ４１と樹脂ブッシュ４２は軸受ケース５０に収容され、この軸受ケース５０がギヤハウジング１０に組込まれる。従って、ギヤハウジング１０の内径に軸受ケース５０を組込むだけで、メタルブッシュ４１と樹脂ブッシュ４２をギヤハウジング１０の内径の奥の方に配置でき、ギヤハウジング１０へのメタルブッシュ４１と樹脂ブッシュ４２の組立作業性を向上できる。
【００３５】
(b)メタルブッシュ４１と樹脂ブッシュ４２は軸受ケース５０に収容された状態でギヤハウジング１０に組込まれる。従って、メタルブッシュ４１と樹脂ブッシュ４２のそれぞれに必要とされる肉厚の関係から、メタルブッシュ４１が小外径、樹脂ブッシュ４２が大外径になっても、ならなくても、樹脂ブッシュ４２をギヤハウジング１０の内径のより奥の方に容易に組込みできる。これにより、メタルブッシュ４１をラック軸２４の軸方向において樹脂ブッシュ４２よりもラックガイド２５から遠い側に配置できる。結果として、ラック軸２４の一端側を高い支持剛性で支持するラックガイド２５に対して、ラック軸２４の他端側を同じく高い支持剛性で支持するメタルブッシュ４１がラック軸２４の軸方向に沿ってなす支持スパンＬを大きくするものになる。ギヤハウジング１０へのラック軸２４の支持の安定化を図ることができる。
【００３６】
(c)軸受ケース５０がギヤハウジング１０の構成材料より線膨張係数の小さい材料により構成される。例えば、ギヤハウジング１０がアルミ合金からなるとき、軸受ケース５０を鉄により構成できる。従って、メタルブッシュ４１と樹脂ブッシュ４２が組込まれる鉄製軸受ケース５０の線膨張係数はアルミ合金よりも小さく、低温時における縮み量が小さい鉄製軸受ケース５０に組込まれているメタルブッシュ４１と樹脂ブッシュ４２がラック軸２４に及ぼす締め代の変化も小さい（締め代はそれほど強くならない）。これにより、ラック軸２４の摺動性が悪化することがなく、操舵フィーリングを損なうこともない。
【００３７】
以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。例えば、本発明は電動パワーステアリング装置に限らず、油圧パワーステアリング装置、又は一般の舵取装置にも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、操舵力が入力されるピニオン軸と、ピニオン軸のピニオンと噛合うラックを備えたラック軸とをギヤハウジングに支持し、ラック軸の軸方向の一端側の背面をギヤハウジングに設けたラックガイドにより摺動自在に支持するとともに、ラック軸の軸方向の他端側をギヤハウジングに設けたメタルブッシュと樹脂ブッシュにより支持してなる舵取装置のラック支持構造において、前記メタルブッシュと樹脂ブッシュが軸受ケースにそれらの軸方向に並べて収容され、この軸受ケースがギヤハウジングに組込まれる。これにより、舵取装置のラック支持構造において、ギヤハウジングへのメタルブッシュと樹脂ブッシュの組立作業性を向上することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１  電動パワーステアリング装置（舵取装置）
１０  ギヤハウジング
２３  ピニオン軸
２３Ａ  ピニオン
２４  ラック軸
２４Ａ  ラック
２５  ラックガイド
４１  メタルブッシュ
４２  樹脂ブッシュ
５０  軸受ケース
【図１】
2013230712.tif 000003
【図２】
2013230712.tif 000004
【図３】
2013230712.tif 000005
【図４】
2013230712.tif 000006