(57)【要約】【課題】ラックガイドの傾きを抑えて、不快な振動や騒音、片摩耗の抑制を図れるラックガイド機構を提供する。【解決手段】ラックガイド収容孔１２が形成されたハウジング１１と、ラックガイド収容孔１２に摺動自在に収容されラック軸６をピニオン軸４ｃに向けて押し付けるラックガイド１３と、ラックガイド１３をラック軸６に向けて付勢する弾性部材１５と、を備えるラックガイド機構１０であって、ラックガイド１３の外周部１３ａとラックガイド収容孔１２の内周部１２ａとの間に、ラックガイド１３の軸心Ｏ２方向に延び、かつ円周方向に複数の凸部１９が形成されたトレランスリング１８を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラックガイド収容孔が形成されたハウジングと、
前記ラックガイド収容孔に摺動自在に収容されラック軸をピニオン軸に向けて押し付けるラックガイドと、
前記ラックガイドを前記ラック軸に向けて付勢する弾性部材と、
を備えるラックガイド機構であって、
前記ラックガイドの外周部と前記ラックガイド収容孔の内周部との間に、ラックガイドの軸心方向に延び、かつ円周方向に複数の凸部が形成された姿勢保持部材を備えていることを特徴とするラックガイド機構。
【請求項２】
前記姿勢保持部材は、前記ラックガイドの外周部に設けられた溝に組み込まれていることを特徴とする請求項１に記載のラックガイド機構。
【請求項３】
前記姿勢保持部材は、周方向に分割構成され、
前記姿勢保持部材の内周部と前記溝の溝底部との間に弾性体が設けられていることを特徴とする請求項２に記載のラックガイド機構。
【請求項４】
前記姿勢保持部材は、前記ラックガイド収容孔の内周部に設けられた溝に組み込まれていることを特徴とする請求項１に記載のラックガイド機構。
【請求項５】
前記姿勢保持部材は、周方向に分割構成され、
前記姿勢保持部材の外周部と前記溝の溝底部との間に弾性体が設けられていることを特徴とする請求項４に記載のラックガイド機構。
【請求項６】
前記姿勢保持部材は、
金属材料からなる環状帯部と、
エラストマからなる前記凸部の摺動部と、
を備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載のラックガイド機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラックガイド機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
ラックアンドピニオン式のステアリング装置として、ピニオンギヤが形成されステアリングホイールの操作力が伝達されるピニオン軸と、ピニオンギヤと噛合するラックギヤが形成されたラック軸と、ラック軸の移動をガイドし、かつラック軸を弾性復元力によりピニオン軸に向け付勢するラックガイド機構と、を備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。ラックガイド機構は、ラック軸をピニオン軸に常時付勢することにより、ピニオンギヤとラックギヤとの間のバックラッシュを抑制する機能を担う。
【０００３】
ラックガイド機構は、ハウジングのラックガイド収容孔に摺動可能に設けられ、ラック軸をピニオン軸に押し付けるラックガイドと、その弾性復元力によりラックガイドをラック軸に付勢する圧縮コイルばねと、を備えている。ラックガイドの外周部には、当該外周部とラックガイド収容孔の内周部との衝突を防止するためのエラストマ製のＯリングが設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１５１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ラックガイド機構において、例えば車輪側から大きな外力（外乱）が入力されたとき、ラック軸がピニオン軸の軸方向にがたつくことがある。その際、ラック軸をピニオン軸に押し付けているラックガイドもラック軸と共にピニオン軸の軸方向に移動する。このとき、ラックガイドの外周部とラックガイド収容孔の内周部との間にはＯリングが設けられているものの、ラックガイド収容孔の内周部とＯリングとの接触部は小さいことから、ラックガイドがラックガイド収容孔の孔軸方向に対し傾いた姿勢となって、ピニオン軸の軸方向に移動することがある。その結果、ラックガイドの端部とラックガイド収容孔の内周部とが衝突し、不快な振動や騒音、過度の摩耗を生じるおそれがある。
【０００６】
本発明は、このような課題を解決するために創作されたものであり、ラックガイドの傾きを抑えて、不快な振動や騒音、過度の摩耗の抑制を図れるラックガイド機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するため、本発明は、ラックガイド収容孔が形成されたハウジングと、前記ラックガイド収容孔に摺動自在に収容されラック軸をピニオン軸に向けて押し付けるラックガイドと、前記ラックガイドを前記ラック軸に向けて付勢する弾性部材と、を備えるラックガイド機構であって、前記ラックガイドの外周部と前記ラックガイド収容孔の内周部との間に、ラックガイドの軸心方向に延び、かつ円周方向に複数の凸部が形成された姿勢保持部材を備えていることを特徴とする。
【０００８】
このラックガイド機構によれば、車輪側から大きな外力が入力し、ラック軸と共にラックガイドがピニオン軸の軸方向に移動したとしても、ラックガイドの軸心方向に延びる凸部が形成された姿勢保持部材の介在により、軸心に対するラックガイドの傾きが抑制される。したがって、ラックガイドの端部とラックガイド収容孔の内周部との衝突が回避される。
【０００９】
また、本発明は、前記姿勢保持部材は、前記ラックガイドの外周部に設けられた溝に組み込まれていることを特徴とする。
【００１０】
このラックガイド機構によれば、迅速で容易な組み付け作業で姿勢保持部材をラックガイドに取り付けることができる。
【００１１】
また、本発明は、前記姿勢保持部材は、周方向に分割構成され、前記姿勢保持部材の内周部と前記溝の溝底部との間に弾性体が設けられていることを特徴とする。
【００１２】
このラックガイド機構によれば、姿勢保持部材の内周部と溝の溝底部との間に弾性体を設けることで、周方向に分割された姿勢保持部材を用いることができる。
【００１３】
また、本発明は、前記姿勢保持部材は、前記ラックガイド収容孔の内周部に設けられた溝に組み込まれていることを特徴とする。
【００１４】
このラックガイド機構によれば、迅速で容易な組み付け作業で姿勢保持部材をラックガイド収容孔に取り付けることができる。
【００１５】
また、本発明は、前記姿勢保持部材は、周方向に分割構成され、前記姿勢保持部材の外周部と前記溝の溝底部との間に弾性体が設けられていることを特徴とする。
【００１６】
このラックガイド機構によれば、姿勢保持部材の外周部と溝の溝底部との間に弾性体を設けることで、周方向に分割された姿勢保持部材を用いることができる。
【００１７】
また、本発明は、前記姿勢保持部材は、金属材料からなる環状帯部と、エラストマからなる前記凸部の摺動部と、を備えていることを特徴とする。
【００１８】
このラックガイド機構によれば、摺動面の摩擦を低減できるため、ラックガイド収容孔の内周部またはラックガイドの外周部の摩耗を抑制できる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ラックガイドとラックガイド収容孔との間での不快な振動や騒音、過度の摩耗の発生を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】電動パワーステアリング装置の概略構成図である。
【図２】第１実施形態のラックガイド機構の断面図である。
【図３】（ａ），（ｂ）はそれぞれトレランスリングの外観斜視図、平断面図である。
【図４】第２実施形態のラックガイド機構の断面図である。
【図５】分割構成したトレランスリングの外観斜視図である。
【図６】第３実施形態のラックガイド機構の断面図である。
【図７】（ａ），（ｂ）はそれぞれトレランスリングの外観斜視図、平断面図である。
【図８】第４実施形態のラックガイド機構の断面図である。
【図９】第５実施形態で用いるトレランスリングの平断面図である。
【図１０】ラックガイドにトレランスリングを複数設けた場合のラックガイド機構の断面図である。
【図１１】ラックガイド収容孔にトレランスリングを複数設けた場合のラックガイド機構の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、実施形態では、本発明のラックガイド機構を電動パワーステアリング装置に適用した例を挙げて説明するが、本発明はこれに限定されるものでなく、油圧式のパワーステアリング装置や、マニュアルのステアリング装置に適用してもよい。
【００２２】
図１に示すように、電動パワーステアリング装置１は、２つのラックギヤ（ステアリングホイール側）５ｂ、ラックギヤ（アシスト側）５ｃが形成され、軸心Ｏ１に沿うラック軸６を有するステアリング機構２と、ラック軸６に補助操舵力を与える補助トルク機構３と、を備えたラックアシスト式の装置である。
【００２３】
ステアリング機構２は、運転者が操作するステアリングホイール４ａと、ステアリングホイール４ａの操作により回転するステアリング軸４ｂと、ステアリング軸４ｂの下部側に図示しないトーションバーを介して設けられるピニオン軸４ｃと、両端にタイロッド７，７を介して左右の操舵車輪８、８が連結されるラック軸６と、を備えている。また、ピニオン軸４ｃのピニオンギヤ（ステアリングホイール側）５ａは、ラック軸６のラックギヤ５ｂに噛合している。そして、運転者がステアリングホイール４ａを回転させると、ラック軸６が左右方向に移動して操舵車輪８，８が操舵される。
【００２４】
補助トルク機構３は、アシスト用モータ３０と、ウォームギヤ機構３１と、ピニオンギヤ（アシスト側）３２ａが形成されたアシスト軸３２と、を備え、アシスト軸３２のピニオンギヤ３２ａがラック軸６のラックギヤ５ｃに噛合している。ウォームギヤ機構３１は、アシスト用モータ３０に軸着されたウォーム３３と、ウォーム３３に噛合するウォームホイール３４と、を備えている。ウォームホイール３４はアシスト軸３２に軸着されている。補助トルク機構３は、ステアリングホイール４ａに加えられたトルクが図示しないトルクセンサで検出され、その検出したトルクに応じて図示しない制御装置によりアシスト用モータ３０が駆動制御される。これにより、ウォームギヤ機構３１およびアシスト軸３２を介して、アシスト用モータ３０の発生トルクが、補助操舵力としてラック軸６に伝達される。
【００２５】
「ラックガイド機構１０」
電動パワーステアリング装置１は、ピニオンギヤ５ａとラックギヤ５ｂとのバックラッシュを低減させるため、図２に示すように、ラックガイド機構１０を備えている。なお、本発明のラックガイド機構１０は、補助トルク機構３におけるピニオンギヤ３２ａとラックギヤ５ｃとに対しても適用可能である。
【００２６】
「第１実施形態」
ラックガイド機構１０は、ラック軸６に向かって開口するラックガイド収容孔１２が形成されたハウジング１１と、ラックガイド収容孔１２に摺動自在に収容されラック軸６をピニオン軸４ｃに向けて押し付けるラックガイド１３と、ハウジング１１に螺合して取り付けられる蓋部材１４と、ラックガイド１３と蓋部材１４との間に介設され、ラックガイド１３をラック軸６に向けて付勢する弾性部材１５と、を備えている。
【００２７】
「ハウジング１１」
ハウジング１１は、ピニオン軸４ｃやラック軸６等の各種の構成部品を収容する筺体部材である。ラックガイド収容孔１２は、軸心Ｏ１と直交する軸心Ｏ２に沿って直線状に延びる略円柱状の貫通孔として形成されている。ラックガイド収容孔１２の一端側にラック軸６が位置する。ラックガイド収容孔１２の他端側の内周部１２ａには、蓋部材１４を螺合させるための雌ねじ１１ａが形成されている。
【００２８】
「蓋部材１４」
蓋部材１４は、扁平円柱状の部材であり、外周面に形成された雄ねじ１４ａが前記雌めじ１１ａに螺合することでラックガイド収容孔１２の他端側を閉塞する。蓋部材１４がハウジング１１に螺合された後、雄ねじ１４ａにはロックナット１６が螺合される。
【００２９】
「ラックガイド１３」
ラックガイド１３は、略円柱形状を呈した部材である。ラックガイド１３は、その外周部１３ａがラックガイド収容孔１２の内周部１２ａに対向するようにして、軸心Ｏ２方向に沿って摺動自在にラックガイド収容孔１２に収容されている。外周部１３ａには、後に詳述するトレランスリング１８を組み込むための周方向に延びる溝２０が形成されている。溝２０は断面矩形状を呈している。
【００３０】
ラックガイド１３の一端面は、ラック軸６を軸心Ｏ１方向に摺接させる摺接面１３ｂとして構成されており、ラック軸６の背面に倣った略半円状に形成されている。つまり、ラックガイド１３の一端面は、ラック軸６をピニオン軸４ｃの軸方向にほぼ挟む形状となっている。摺接面１３ｂには、ラック軸６との摩擦を低減させるための樹脂部１７が層状に形成されている。ラックガイド１３の他端面には、軸心Ｏ２を中心とする円柱空間状のばね収容穴１３ｃが形成されている。
【００３１】
「弾性部材１５」
本実施形態の弾性部材１５は、圧縮コイルばねから構成されている。圧縮コイルばねは、一端がばね収容穴１３ｃの底面に当接し、他端が蓋部材１４に当接して、伸縮方向を軸心Ｏ２方向としてばね収容穴１３ｃに圧縮された状態で収容されている。これにより、圧縮コイルばねは、ラックガイド１３をラック軸６に向けて常時付勢する。
【００３２】
「トレランスリング（姿勢保持部材）１８」
ラックガイド機構１０は、ラックガイド１３の外周部１３ａとラックガイド収容孔１２の内周部１２ａとの間に、図２および図３に示すように、軸心Ｏ２方向に延び、かつ円周方向に複数の凸部１９が形成された姿勢保持部材としてのトレランスリング１８を備えている。トレランスリング１８は、例えば鋼板のプレス加工品からなる略円筒状の部材であって、その外周面側に、周方向に沿って等間隔で複数の波形状の凸部１９が径外方向に突出するように形成されている。凸部１９は３つ以上であることが好ましい。トレランスリング１８は、ラックガイド収容孔１２に対してラックガイド１３を、凸部１９によって径方向に弾性を有しつつ支持する。トレランスリング１８は硬質樹脂製であってもよい。
【００３３】
トレランスリング１８の周方向の一部には、組み付けの際に拡径させるためのスリット２２が形成されている。トレランスリング１８は、一旦拡径された状態でラックガイド１３の外周部１３ａ上を通過し、溝２０に達した段階で自身の弾性復元力により縮径して溝２０に組み込まれる。組み込み前の自然状態でのトレランスリング１８の内径は、溝２０の溝底部の外径よりも小さく設定されている。すなわち、トレランスリング１８は、溝２０に組み込まれた状態においては、縮径方向の弾性復元力を有した状態、つまり径内方向への締め代を有した状態であり、過大な力が加わらない限り、トレランスリング１８がラックガイド１３に対して相対回転することはない。
【００３４】
凸部１９の頂部には、ラックガイド収容孔１２の内周部１２ａに対して摺動することとなる摺動面２１が形成されている。摺動面２１は、内周部１２ａにほぼ倣った曲面として形成されている。軸心Ｏ２方向における摺動面２１の長さＬは、軸心Ｏ２に対するラックガイド１３の傾きを十分に抑制できる程度の長さであり、本実施形態では、長さＬはラックガイド１３の全長の半分程度の長さとしてある。
【００３５】
「作用」
車輪側から大きな外力が入力して、ラック軸６がピニオン軸４ｃの軸方向にがたついたとき、ラック軸６と共にラックガイド１３もピニオン軸の軸方向に移動し、ラックガイド１３の軸心がラックガイド収容孔１２の軸心からずれようとする。本発明では、ラックガイド１３の外周部１３ａとラックガイド収容孔１２の内周部１２ａとの間に、軸心Ｏ２方向に十分な長さＬを有した摺動面２１を備えたトレランスリング１８が介在している。つまり、ラックガイド１３は、軸心Ｏ２方向の長尺な範囲にわたって、ラックガイド収容孔１２の内周部１２ａに支持されていることとなるので、ラックガイド１３の軸心がラックガイド収容孔１２の軸心からずれたとしても、軸心Ｏ２に対するラックガイド１３の傾きが抑制される。したがって、ラックガイド１３の一端部または他端部と、内周部１２ａとが衝突し、不快な振動や騒音、過度の摩耗が生じるという問題が解消され、剛性の高いラックガイド機構１０となる。
【００３６】
本実施形態のように、トレランスリング１８を、ラックガイド１３の外周部１３ａに設けられた溝２０に組み込む構成とすれば、迅速で容易な組み付け作業でトレランスリング１８を取り付けることができる。
【００３７】
「第２実施形態」
図４および図５を参照して第２実施形態を説明する。第２実施形態のトレランスリング１８は周方向に分割構成されている。図５では、第１トレランスリング１８Ａと第２トレランスリング１８Ｂとに２分割した例を示している。そして、図４に示すように、トレランスリング１８の内周部と溝２０の溝底部との間に弾性体２３が設けられている。弾性体２３は例えばエラストマから構成されている。弾性体２３は、予め第１トレランスリング１８Ａ，第２トレランスリング１８Ｂの内周部に一体に取り付けられていてもよいし、別部材として個別で溝２０に組み付けられるものでもよい。
【００３８】
この第２実施形態によれば、第１トレランスリング１８Ａおよび第２トレランスリング１８Ｂの各摺動面２１がラックガイド収容孔１２の内周部１２ａに圧接されることにより、弾性体２３は径方向に圧縮され、径方向の弾性復元力が生じる。この弾性復元力により、ラックガイド１３に対する第１トレランスリング１８Ａ，第２トレランスリング１８Ｂの相対回転が抑制される。
このように、トレランスリング１８の内周部と溝２０の溝底部との間に弾性体２３を設けることで、周方向に分割されたトレランスリング１８でも本発明は適用可能である。本実施形態によれば、トレランスリング１８を容易に溝２０に組み込むことができる。
【００３９】
「第３実施形態」
図６および図７を参照して第３実施形態を説明する。第３実施形態は、トレランスリング１８を、ラックガイド収容孔１２の内周部１２ａに設けられた溝２０に組み込んだ形態である。図７に示すように、トレランスリング１８は、その内周面側に、周方向に沿って等間隔で複数の波形状の凸部１９が径内方向に突出するように形成されている。凸部１９の頂部には、ラックガイド１３の外周部１３ａに対して摺動することとなる摺動面２１が形成されている。摺動面２１は、外周部１３ａにほぼ倣った曲面として形成されている。
【００４０】
トレランスリング１８の周方向の一部には、組み付けの際に縮径させるためのスリット２２が形成されている。トレランスリング１８は、一旦縮径された状態でラックガイド収容孔１２の内周部１２ａ上を通過し、溝２０に達した段階で自身の弾性復元力により拡径して溝２０に組み込まれる。トレランスリング１８は、溝２０に組み込まれた状態においても、拡径方向の弾性復元力を有した状態、つまり径外方向への締め代を有した状態であり、過大な力が加わらない限り、トレランスリング１８がラックガイド収容孔１２に対して相対回転することはない。
【００４１】
本実施形態によっても、ラックガイド１３は、十分な長さＬを有する摺動面２１により、軸心Ｏ２方向の長尺な範囲にわたって、ラックガイド収容孔１２の内周部１２ａに支持されるので、軸心Ｏ２に対するラックガイド１３の傾きが抑制される。したがって、ラックガイド１３の一端部または他端部と、内周部１２ａとが衝突し、不快な振動や騒音、過度の摩耗が生じるという問題が解消される。
また、迅速で容易な組み付け作業でトレランスリング１８を取り付けることができる。
【００４２】
「第４実施形態」
図８を参照して第４実施形態を説明する。この第４実施形態は、トレランスリング１８を周方向に分割構成し、トレランスリング１８の外周部と溝２０の溝底部との間に弾性体２３を設けた形態である。弾性体２３は例えばエラストマから構成されている。弾性体２３は、分割されたトレランスリング１８に予め取り付けられていてもよいし、個別で溝２０に組み付けられるものでもよい。
【００４３】
この第４実施形態によれば、分割されたトレランスリング１８の各摺動面２１がラックガイド１３の外周部１３ａに圧接されることにより、弾性体２３は径方向に圧縮され、径方向の弾性復元力が生じる。この弾性復元力により、ハウジング１１に対するトレランスリング１８の相対回転が抑制される。
本実施形態によれば、トレランスリング１８を容易に溝２０に組み込むことができる。
【００４４】
「第５実施形態」
図９を参照して第５実施形態を説明する。この第５実施形態は、トレランスリング１８の摺動面２１をエラストマにより形成した形態である。すなわち、トレランスリング１８が、金属材料からなる環状帯部２４と、エラストマからなる凸部１９の摺動部２５と、を備える構成としたものである。摺動部２５のエラストマとしては、ニトリルゴム、オレフィンエラストマー材料、ポリエーテル−エラストマー材料、ポリエステル−エラストマー材料、エチレン−プロピレン−エラストマー材料、エチレン−アクリル系ゴム、フルオロエラストマー材料の内の１つを含む材料からなる。
【００４５】
摺動部２５は、環状帯部２４に対して、インサート成形、蒸着、接着等により形成することができる。
本実施形態によれば、摺動面２１の摩擦を低減できるため、ラックガイド収容孔１２の内周部１２ａまたはラックガイド１３の外周部１３ａの摩耗を抑制できる。
【００４６】
以上、本発明の好適な実施形態を説明した。トレランスリング１８は、図１０、図１１に示すように２つ、或いは３つ以上備わっていてもよい。この場合、軸心Ｏ２方向における摺動面２１の長さは、トレランスリング１８単体では短くても、合計した長さがラックガイド１３の傾きを十分に抑制できる程度の長さとなればよい。
【符号の説明】
【００４７】
１      電動パワーステアリング装置
４ｃ    ピニオン軸
６      ラック軸
１０      ラックガイド機構
１１      ハウジング
１２      ラックガイド収容孔
１３      ラックガイド
１４      蓋部材
１５      弾性部材
１８      トレランスリング
１９      凸部
２０      溝
２１      摺動面
２２      スリット
２３      弾性体
２４      環状帯部
２５      摺動部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2016222099.tif 000008
【図７】
2016222099.tif 000009
【図８】
2016222099.tif 000010
【図９】
2016222099.tif 000011
【図１０】
2016222099.tif 000012
【図１１】
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