ステアリング装置
【課題】ハウジング内に挿入されるブッシュの、挿入方向および反挿入方向での位置決めが容易なステアリング装置を提供する。
【解決手段】ステアリング装置は、ラック軸22を摺動可能に支持するブッシュ61と軸方向でのブッシュ61の位置を規定するストッパ手段とを備える。該ストッパ手段は、ハウジングの保持部60内に設けられて挿入方向でのブッシュ61の移動を規制する段部60ｃと、保持部60内に挿入方向に挿入されて反挿入方向でのブッシュ61の移動を規制するリング62とから構成される。リング62は、ブッシュ61に当接可能な本体部63と、反挿入方向でのリング62の移動を規制する係止部64と、保持部60の内周面60ｅに接触することによりリング62の倒れを防止する案内部65とを有する。
【解決手段】ステアリング装置は、ラック軸22を摺動可能に支持するブッシュ61と軸方向でのブッシュ61の位置を規定するストッパ手段とを備える。該ストッパ手段は、ハウジングの保持部60内に設けられて挿入方向でのブッシュ61の移動を規制する段部60ｃと、保持部60内に挿入方向に挿入されて反挿入方向でのブッシュ61の移動を規制するリング62とから構成される。リング62は、ブッシュ61に当接可能な本体部63と、反挿入方向でのリング62の移動を規制する係止部64と、保持部60の内周面60ｅに接触することによりリング62の倒れを防止する案内部65とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用のラック・ピニオン型のステアリング装置、より詳細にはステアリング装置におけるラック軸の支持構造に関するものであり、該ステアリング装置は、例えばパワーステアリング装置である。
【背景技術】
【０００２】
ラック・ピニオン型のステアリング装置において、路面や縁石からの反力などの外力がラック軸に作用したときに、該外力が大きいとラック軸が撓むことにより、ピニオンとラックと噛合部における歯の噛合状態が変化して歯打ち音が発生する。このため、この歯打ち音を低減するためのラック軸の支持構造が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１に開示された電動パワーステアリング装置では、ラックハウジング内に配設されるラック軸は、軸方向に間隔をおいて配置される第１，第２，第３支持手段により支持される。第１支持手段は、ラック軸の一端側に設けられたラック歯とピニオンとの噛合いにより形成され、第２支持手段は、ラック軸の他端側に設けられた支持軸受により構成され、第３支持手段は、軸方向で第１，第２支持手段の間でラック軸に設けられた支持軸受により構成される。また、特許文献２に開示された電動パワーステアリング装置では、ピニオンとラックガイドとが、ステアリングギヤボックス内に収納されたラック軸の一端部を支持し、ボールねじのナットがラック軸の他端部を支持し、平軸受（ブッシュ）がラック軸の中間部を支持する。
【特許文献１】特開２００２−３２１６３２号公報
【特許文献２】特開平１１−２０７１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ラック軸を支持する軸受またはブッシュは、ラック軸の撓み抑制の観点から設定された所定位置またはその近傍に保持されていないと、歯打ち音の低減効果が低下する。しかしながら、閉断面を有するブッシュの挿入方向および反挿入方向での移動を規制すべく、ハウジングの内周面に設けられた環状溝にブッシュを装着するには、ブッシュを縮径する必要があることからその組付性が低下する。そこで、ブッシュの組付性を向上させるために、ブッシュにスリットを形成すると、支持剛性が低下して、ラック軸の撓み抑制効果が低下する。一方、ブッシュがハウジングに設けられた段部に当接するように挿入される場合、ハウジング内へのブッシュの挿入は容易であるものの、反挿入方向へのブッシュの移動を規制することができない。また、挿入方向および反挿入方向への移動をブッシュの径方向での押圧力により行う場合は、ラック軸に対するブッシュによる押圧力も大きくなるので、ラック軸の摺動抵抗が大きくなって操舵フィーリングが低下する。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、請求項１〜５記載の発明は、ハウジング内に挿入されるブッシュの、挿入方向および反挿入方向での位置決めが容易なステアリング装置を提供することを目的とする。そして、請求項２〜４記載の発明は、さらに、反挿入方向でのブッシュの移動を規制するストッパ手段の移動規制機能の向上およびハウジング内への組付性の向上を図ることを目的とし、請求項５記載の発明は、さらに、ラック軸が３つの支持部材で支持されるステアリング装置における中間の支持部材の位置決めを容易にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の発明は、操舵力が入力されるピニオンに噛合するラック部が設けられたラック軸を収納するハウジングと、前記ラック軸を軸方向に移動可能に支持する支持手段とを備え、前記支持手段は、前記ハウジング内に軸方向に挿入されて前記ハウジングに保持されると共に前記ラック軸を摺動可能に支持するブッシュから構成されるステアリング装置において、軸方向での前記ブッシュの位置を規定するストッパ手段を備え、前記ストッパ手段は、前記ハウジング内に設けられて挿入方向での前記ブッシュの移動を規制する段部と、前記ハウジング内に挿入方向に挿入されて反挿入方向での前記ブッシュの移動を規制するリングとから構成され、前記リングは、前記ラック軸が挿通する挿通口を形成すると共に前記ブッシュに当接可能な本体部と、前記本体部に一体に設けられて反挿入方向での前記リングの移動を規制する係止部と、前記本体部に一体に設けられると共に前記本体部から軸方向に突出して前記ハウジングの内周面に接触することにより前記リングの倒れを防止する案内部とを有するステアリング装置である。
【０００７】
これによれば、ブッシュの挿入時は、段部により挿入方向での位置決めが行われ、ブッシュの挿入後は、段部により挿入方向での移動が規制され、リングにより反挿入方向での移動が規制されて、ブッシュが軸方向での所定位置またはその近傍に保持される。また、リングは、係止部により反挿入方向での移動が規制されるうえ、ハウジングへの挿入時には、案内部により倒れが防止されるので、その挿入が円滑になって、ハウジングへのリングの組付が容易になる。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のステアリング装置において、前記係止部は、周方向で前記本体部の一部に径方向外方に向かって反挿入方向に屈曲して設けられると共に、前記本体部に反挿入方向の力が作用するとき先端部において前記ハウジングの内周面を径方向に押圧するように弾性的に変形可能であり、前記案内部は、前記係止部から周方向に離隔して前記本体部に設けられると共に前記本体部から反挿入方向に突出し、前記ハウジングの前記内周面との接触により弾性的に変形可能であるものである。
【０００９】
これによれば、係止部は、反挿入方向に屈曲し、しかも内周面と接触すると弾性的に変形するので、挿入方向へのリングの移動を妨げない一方、反挿入方向の力が本体部に作用するとき、本体部に対して反挿入方向に屈曲している係止部が突っ張るようにしてハウジングの内周面を押圧するので、反挿入方向へのブッシュの移動が規制される。また、案内部は、本体部から反挿入方向に突出しているうえ、内周面と接触すると弾性的に変形するので、リングの挿入時に、案内部がハウジングに引っかかることがない。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項２記載のステアリング装置において、軸方向での前記案内部の長さは、軸方向での前記係止部の長さよりも長いものである。
【００１１】
これによれば、案内部が係止部よりも長いことにより、リング挿入時に、リングの倒れの程度を小さくすることができる。また、係止部が短いことにより、屈曲角度を小さくすることができるので、径方向外方への押圧力を大きくすることができて、反挿入方向へのリングの移動が規制される。
【００１２】
請求項４記載の発明は、請求項２または請求項３記載のステアリング装置において、複数の前記係止部および複数の前記案内部が周方向で交互に設けられるものである。
【００１３】
これによれば、係止部および案内部が周方向に交互にあるので、周方向での偏りが少ない状態で、リングが係止および案内される。
【００１４】
請求項５記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれか１項記載のステアリング装置において、前記支持手段は、第１，第２支持部材と、軸方向で前記第１、第２支持部材の間に配置される前記ブッシュとから構成されるものである。
【００１５】
これによれば、ラック軸が軸方向に配置された３つの支持部材により支持されるので、ラック軸の撓みが抑制されるうえ、軸方向で第１，第２支持部材の間に配置されるブッシュの組付が容易になり、位置決めが容易になる。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１記載の発明によれば、次の効果が奏される。すなわち、段部およびリングによりブッシュの位置決めが行われ、リングは、案内部によりハウジング内への組付性が向上して、ブッシュの、挿入方向および反挿入方向での位置決めが容易なステアリング装置が得られる。
【００１７】
請求項２記載の発明によれば、引用された請求項記載の発明の効果に加えて、次の効果が奏される。すなわち、係止部および案内部が、反挿入方向に屈曲していて、弾性的に変形するので、リングによるブッシュの移動規制機能が向上し、ハウジング内へのリングの組付性が向上する。
【００１８】
請求項３記載の発明によれば、引用された請求項記載の発明の効果に加えて、次の効果が奏される。すなわち、係止部による押圧力を大きくでき、案内部によりリングの倒れの程度を小さくできるので、リングによるブッシュの移動規制機能が向上し、ハウジング内へのリングの組付性が向上する。
【００１９】
請求項４記載の発明によれば、引用された請求項記載の発明の効果に加えて、次の効果が奏される。すなわち、周方向での偏りが少ない状態で、リングが係止および案内されるので、リングによるブッシュの移動規制機能が向上し、ハウジング内へのリングの組付性が向上する。
【００２０】
請求項５記載の発明によれば、引用された請求項記載の発明の効果に加えて、次の効果が奏される。すなわち、ラック軸の撓みが抑制されて、ピニオンとラック部との噛合に起因する歯打ち音が低減し、さらに第１，第２支持部材の間に配置されるブッシュの、挿入方向および反挿入方向での位置決めが容易なステアリング装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態を図１〜図５を参照して説明する。
図１を参照すると、本発明が適用されたステアリング装置１は、運転者がハンドル２に加える操舵力が連動機構（図示されず）を介して入力されるギヤボックス３と、ギヤボックス３から出力される操舵力を操舵輪に伝達する１対のタイロッド４ａ，４ｂを備える伝達機構と、運転者による操舵力を軽減する補助操舵力を発生する電動モータ25を有する補助操舵力発生機構５とを備えるラック・ピニオン型の電動パワーステアリング装置である。
【００２２】
ギヤボックス３は、車体に取り付けられるハウジング６と、ハンドル２からの操舵力が伝達される入力軸11を備える入力部10と、ハウジング６内に収納されて入力部10からの操舵力を前記伝達機構に出力するラック軸22を備えるラック・ピニオン機構とを備える。
【００２３】
ハウジング６は、入力軸11を回転可能に支持する第１ハウジングとしての第１端部ハウジング７と、軸方向において、第１端部ハウジング７の端部７ｂに結合される端部９ａを有する筒状の第２ハウジングとしての中間ハウジング９と、中間ハウジング９の別の端部９ｂに結合される端部８ａを有する筒状の第３ハウジングとしての第２端部ハウジング８とから構成される。そして、３つのハウジング７〜９に跨ってラック軸22が収納される。
【００２４】
図２を併せて参照すると、第１端部ハウジング７は、ラック軸22に沿って延びる筒状部７ｅを有する第１ハウジング部７ｃと、第１ハウジング部７ｃにボルトＢ１により結合されて第１ハウジング部７ｃと共同してギヤ室Ｇを形成する第２ハウジング部７ｄとから構成される。円筒状の筒状部７ｅは、端部７ｂと、ラック軸22の端部22ａとタイロッド４ａとの結合部を覆う防塵ブーツＤが取り付けられる別の端部７ａとを有する。第２端部ハウジング８は、端部８ａと、ラック軸22の別の端部22ｂとタイロッド４ｂとの間を覆う防塵ブーツＤが取り付けられる別の端部８ｂとを有する。また、中間ハウジング９は、筒状部７ｅおよび円筒状の第２端部ハウジング８に比べて薄肉の円筒状部材により構成され、端部９ａを有するほぼ均一な径の径小部９ｃと、端部９ｂを有すると共に小径部９ｃよりも内径および外径が大径でほぼ均一な径の大径部９ｄとを有する。
【００２５】
第１ハウジング部７ｃ、中間ハウジング９および第２端部ハウジング８により、ラック軸22が挿通する挿通孔Ｈが形成される。そして、挿通孔Ｈの１対の端部開口Ｈａ，Ｈｂが、両端部７ａ，８ｂにそれぞれ形成される。
【００２６】
なお、明細書または特許請求の範囲において、軸方向、径方向および周方向とは、それぞれ、ラック軸22の中心軸線Ｌ２が延びる方向、中心軸線Ｌ２を中心とする径方向および中心軸線Ｌ２を中心とする周方向であり、また断面とは、中心軸線Ｌ２に直交する平面での断面である。
【００２７】
入力部10は、後述するトルクセンサ14に保持される軸受15を介して第２ハウジング部７ｄに回転可能に支持される入力軸11と、入力軸11に同軸にかつトーションバー13を介して相対回転可能に結合される出力軸12と、トーションバー13の捩れ量に基づいて操舵トルクを検出するトルクセンサ14とを備える。トーションバー13がその結合部としてのセレーション部13ａにおいて結合される出力軸12は、ギヤ室Ｇで１対の玉軸受からなる軸受16，17を介して第１ハウジング部７ｃに回転可能に支持される。
【００２８】
ギヤ室Ｇの外部で第２ハウジング部７ｄに取り付けられるトルクセンサ14は、トーションバー13の捩れ量に比例して入力軸11の回転中心線Ｌ１の方向Ａ１（以下、「回転中心線方向Ａ１」という。）に移動する被検出部としての円環状のコア14ａと、該コア14ａの位置を検出する検出部としての１対のコイル14ｂ，14ｃとを備える。なお、トルクセンサ14は、車両の走行中に異物との衝突を防止するための保護カバー19により部分的に覆われる。
【００２９】
前記ラック・ピニオン機構は、出力軸12に形成されて出力軸12と一体に回転するピニオン21と、ピニオン21と噛合するラック部23が形成されたラック軸22とを備える。１対の軸受16，17は、出力軸12において、回転中心線方向Ａ１でピニオン21を挟んで位置する両端部12ａ，12ｂにそれぞれ設けられる１対のジャーナル部12ｃ，12ｄをそれぞれ支持する。そして、出力軸12およびピニオン21の回転中心線は、回転中心線Ｌ１に一致する。
【００３０】
ステアリング装置１が車両に搭載された状態で左右方向に延びて配置されるラック軸22は、ラック部23を除いてほぼ円柱面からなる外周面を有し、ステアリング装置１に備えられる後述する支持構造によりハウジング６に軸方向に往復運動可能に支持される。ラック軸22の一部が軸方向での所定範囲に渡って中心軸線Ｌ２に平行に切り欠かれた切欠き部に形成された歯部23ａを有するラック部23は、ラック軸22の前記外周面の一部である背面23ｂを有し、ラック部23を該背面23ｂにおいて押圧するラックガイド31によりピニオン21に押し付けられている。
【００３１】
前記伝達機構は、ラック軸22の両端部22ａ，22ｂに、それぞれ結合部としてのボールジョイント24ａ，24ｂを介して連結される１対のタイロッド４ａ，４ｂと、各タイロッド４ａ，４ｂと操舵輪とを連結するリンク機構（図示されず）とを備える。
【００３２】
転舵時にラック軸22に補助操舵力を付加する補助操舵力発生機構５は、トルクセンサ14で検出された操舵トルクが入力される電子制御ユニット（図示されず）により制御されるアクチュエータとしての電動モータ25と、電動モータ25の回転力をラック軸22に伝達する伝動機構としてのウォームギヤ26とを備える。ギヤ室Ｇ内に収納されるウォームギヤ26は、第１ハウジング部７ｃに取り付けらる電動モータ25の回転軸と一体に回転するウォーム26ａと、出力軸12に結合されて出力軸12と一体に回転するウォームホイール26ｂとから構成される。
【００３３】
それゆえ、ステアリング装置１において、転舵すべく運転者がハンドル２に加えた操舵力が入力軸11に伝達されると、入力軸11はトーションバー13に捩りを生じさせつつ出力軸12およびピニオン21を回転させ、ピニオン21により駆動されたラック軸22が軸方向に移動する。同時に、トルクセンサ14により検出される操舵トルクに比例して作動する電動モータ25が、ウォームギヤ26、出力軸12およびピニオン21を介してラック軸22を軸方向に移動させる。このため、電動モータ25で発生した補助操舵力がラック軸22に伝達されて、運転者の操舵力が軽減される。
【００３４】
図１を参照して、ラック軸22の前記支持構造について説明する。
この支持構造は、ハウジング６に保持されてラック軸22を軸方向に移動可能に支持する支持手段と、ハウジング６に対する前記支持手段の移動を規制するストッパ手段とから構成される。
【００３５】
前記支持手段は、第１ハウジング部７ｃに保持されるラックガイド31および第１支持部材としての第１端部ブッシュ41と、第２端部ハウジング８に保持される第２支持部材としての第２端部ブッシュ51と、中間ハウジング９に保持されると共に軸方向で両端部ブッシュ41，51の間に配置される第３支持部材としての中間ブッシュ61とから構成される。各ブッシュ41，51，61が対応するハウジング７，８，９に保持された後、ラック軸22が環状の各ブッシュ41，51，61に挿入される。
【００３６】
併せて図２，図３を参照すると、第１ハウジング部７ｃに形成されて筒状部７ｅから突出する保持部30の挿入孔30ａに挿入される円柱状のラックガイド31は、ラック部23の背面23ｂに面接触する低摩擦部材からなるシート部材31ａを有する。そして、ラックガイド31は、保持部30に螺着されるキャップ32との間に配置されたバネ33の弾発力によりラック部23をピニオン21に押し付けることにより、ラック軸22を軸方向に摺動可能に支持する。
【００３７】
合成樹脂製の円環状のブッシュ41は、軸方向で、ピニオン21とラック部23との噛合部またはラックガイド31を挟んでブッシュ61とは反対側に配置され、ブッシュ41にはラック部23が挿通されている。そして、ブッシュ41は、ラックガイド31と端部開口Ｈａとの間で筒状部７ｅの一部である保持部40に保持されて、ラック軸22を背面23ｂにおいて摺動可能に支持する。
【００３８】
図３を参照すると、保持部40には、挿通孔Ｈの一部であって筒状部７ｅに設けられる挿通孔部分Ｈ１よりも大径の第１挿入孔40ａと、第１挿入孔40ａよりも大径の第２挿入孔40ｂとが設けられる。これら挿入孔40ａ，40ｂはいずれも挿通孔Ｈの一部である。挿通孔部分Ｈ１は第１挿入孔40ａに対して径方向内方に、第１挿入孔40ａは第２挿入孔40ｂに対して径方向内方に、第２挿入孔40ｂは第３挿入孔Ｈ２に対して径方向内方に、それぞれ位置する。端部７ａに設けられて端部開口Ｈａを有する第３挿入孔Ｈ２は、挿通孔Ｈにおいて、軸方向での一方向のラックストロークを規定するラック軸22に設けられる当接部としてのボールジョイント24ａ（図１参照）が進入可能な部分である。端部開口Ｈａから第３，第２挿入孔Ｈ２，40ｂを経て第１挿入孔40ａに軽圧入の状態で挿入されるブッシュ41は、保持部40において、挿通孔部分Ｈ１と第１挿入孔40ａとにより形成される段部40ｃに当接して、挿入方向での移動が規制され、第２挿入孔40ｂに圧入されて固定されるストッパとしての金属製の円環状のリング49により、反挿入方向（すなわち、挿入方向とは反対方向）への移動が規制されて、保持部40からの抜止がなされる。保持部40において、第１挿入孔40ａと第２挿入孔40ｂとにより形成される段部40ｄに当接して挿入方向での移動が規制されるリング49は、該リング49にボールジョイント24ａが当接することから、ラックストロークを規定するストッパを兼ねる。それゆえ、ブッシュ41については、段部40ｃおよびリング49により前記ストッパ手段が構成される。
【００３９】
図１を参照すると、合成樹脂製の円環状のブッシュ51は、軸方向での他方向のラックストロークを規定すべくラック軸22に設けられる当接部としてのボールジョイント24ｂと当接するストッパとしての端部８ｂの一部である保持部50に保持される。ブッシュ51は、その内周面の全周で、ラック軸22を摺動可能に支持する。保持部50には、端部開口Ｈｂとの間に挿通孔Ｈの一部であって第２端部ハウジング８に設けられる挿通孔部分Ｈ３を挟んで該挿通孔部分Ｈ３よりも大径の挿入孔50ａが設けられる。縮径されて端部開口Ｈｂから挿通孔部分Ｈ３を経て挿入孔50ａに挿入されたブッシュ51は、保持部50において、挿通孔Ｈと挿入孔50ａとにより形成される１対の段部50ｂ，50ｃに当接して、挿入方向および反挿入方向での移動がそれぞれ規制される。それゆえ、ブッシュ51については、両段部50ｂ，50ｃにより前記ストッパ手段が構成される。なお、ブッシュ51には、縮径を容易にするためにスリットが設けられもよい。
【００４０】
図１，図４を参照すると、合成樹脂製の円環状のブッシュ61は、ラックストロークの範囲においてラック部23が挿通しない位置で、両保持部40，50の間または両保持部30，50の間に位置する大径部９ｄの一部である保持部60に保持されて、径方向内方に凸状の湾曲部61ｃにおいてラック軸22を摺動可能に支持する。それゆえ、ブッシュ61は、軸方向で、両ブッシュ41，51の間、またはラックガイド31とブッシュ51との間に位置する。そして、ブッシュ61の軸方向での移動を規制する前記ストッパ手段は、段部60ｃとリング62とから構成される。
【００４１】
ブッシュ61およびリング62は、中間ハウジング９が第２端部ハウジング８と結合される前に、挿通孔Ｈの一部であって端部９ｂに設けられる挿通孔部分Ｈ４の開口Ｈ4a（図１参照）から、軸方向に挿通孔部分Ｈ４に挿入される。そして、保持部60において、段部60ｃは、中間ハウジング９に設けられると共に挿入方向でのブッシュ61の端部61ａで、挿入方向でのブッシュ61の移動を規制し、リング62は、保持部60内にブッシュ61と同じ挿入方向で挿入されて反挿入方向でのブッシュ61の端部61ｂで、反挿入方向でのブッシュ61の移動を規制する。
【００４２】
図４，図５を参照すると、段部60ｃは、小径部９ｃと大径部９ｄとの段差部により構成される。一方、リング62は、金属製、例えば鋼製の薄肉の板材からプレス加工により形成される。そして、ブッシュ61およびリング62は、保持部60において、挿通孔Ｈの一部であって小径部９ｃに設けられる挿通孔部分Ｈ５よりも大径の挿通孔部分Ｈ４の一部である挿入孔60ａに挿入されて保持される。
【００４３】
参照すると、リング62は、ラック軸22が挿通する挿通口63ａを形成すると共に軸方向でブッシュ61が当接可能な本体部63と、本体部63に一体に設けられて反挿入方向でのリング62の移動を規制する係止部64と、本体部63に一体に設けられると共に本体部63から軸方向に突出して保持部60の内周面60ｅに接触することによりリング62の倒れを防止する案内部65とを有する。
【００４４】
本体部63において、円形の挿通口63ａを規定する内周縁63ｂは、全周に渡って反挿入方向に突出する円環状の環状壁により構成される。内周縁63ｂは、無負荷時のラック軸22との間に全周に渡って径方向での隙間を形成し、ラック軸22に前記外力の作用によりラック軸22が撓んで内周縁63ｂに接するとき、その撓みを抑制する。
【００４５】
複数、この実施形態では６つの係止部64は、周方向で本体部63の一部に周方向に等しい間隔をおいて設けられる。各係止部64は、本体部63の外周縁63ｃから径方向外方に向かって反挿入方向に屈曲角度θで屈曲すると共に径方向での先端部64ａにおいて挿入孔60ａを規定する内周面60ｅを径方向に押圧する。そして、各係止部64は弾性的に変形可能な突出片により構成され、ブッシュ61が本体部63に反挿入方向の力を作用させるとき、該力は先端部64ａが内周面60ｅに接触している各係止部64を径方向外方に押し広げようとするため、各係止部64は内周面60ｅに作用させる押圧力を増加させるように弾性変形する。
【００４６】
複数、この実施形態では６つの案内部65は、係止部64から周方向に離隔して本体部63に周方向に等しい間隔をおいて設けられる。各案内部65は、本体部63から反挿入方向に突出し、軸方向での案内部65の長さは、軸方向での係止部64の長さよりも長い。そして、係止部64および案内部65は、この実施形態では１つずつ周方向で交互に設けられるが、１または複数ずつが混在した状態で、またはすべて複数ずつ、交互に設けられてもよい。
【００４７】
そして、リング62を成形するには、まず、平板状の板材を打抜き加工を施すことにより、円環状の本体部63、係止部64および案内部65が平板状に延びた状態の素材が成形される。次いで、該素材に、反挿入方向と同じ方向からのプレス加工による曲げ加工を施すことにより、本体部63に対して屈曲した内周縁63ａ、案内部65および係止部64が成形されて、図４に示されるリング62が得られる。
【００４８】
それゆえ、ラック軸22は、ハウジング６（図１参照）に対して３つのブッシュ41，51，61により３点支持され、さらにラックガイド31により支持されることで、前記外力が作用したときのラック軸22の撓みが抑制され、歯打ち音が低減したステアリング装置１が得られる。
【００４９】
次に、前述のように構成された実施形態の作用および効果について説明する。
ステアリング装置１において、軸方向でのブッシュ61の位置を規定する前記ストッパ手段は、保持部60内に設けられた段部60ｃと、保持部60内に挿入されたリング62とから構成され、リング62は、ブッシュ61に当接可能な本体部63と、反挿入方向でのリング62の移動を規制する係止部64と、リング62の倒れを防止する案内部65とを有することにより、ブッシュ61の挿入時は、段部60ｃにより挿入方向での位置決めが行われ、ブッシュ61の挿入後は、段部60ｃにより挿入方向での移動が規制され、リング62により反挿入方向での移動が規制されて、ブッシュ61が軸方向での所定位置またはその近傍に保持される。また、リング62は、係止部64により反挿入方向での移動が規制されるうえ、中間ハウジング９への挿入時には、案内部65により倒れが防止されるので、その挿入が円滑になって、中間ハウジング９へのリング62の組付が容易になる。この結果、段部60ｃおよびリング62によりブッシュ61の位置決めが行われ、リング62は案内部65により中間ハウジング９内に円滑に挿入されるので、ブッシュ61の、挿入方向および反挿入方向での位置決めが容易なステアリング装置１が得られる。
【００５０】
係止部64は、本体部63から径方向外方に向かって反挿入方向に屈曲して設けられ、かつ本体部63に反挿入方向の力が作用するとき先端部64ａにおいて保持部60の内周面60ｅを径方向外方に押圧するように弾性的に変形可能であり、案内部65は、係止部64から周方向に離隔すると共に本体部63から反挿入方向に突出し、かつ内周面60ｅとの接触により弾性的に変形可能であることにより、係止部64は、反挿入方向に屈曲していて内周面60ｅと接触すると弾性的に変形するので、挿入方向へのリング62の移動を妨げない一方、反挿入方向の力が本体部63に作用するとき、係止部64が突っ張るようにして内周面60ｅを押圧するので、反挿入方向へのブッシュ61の移動が規制される。また、案内部65は、本体部63から反挿入方向に突出しているうえ、内周面60ｅと接触すると弾性的に変形するので、リング62の挿入時に、案内部65が中間ハウジング９に引っかかることがない。この結果、リング62によるブッシュ61の移動規制機能が向上し、中間ハウジング９内へのリング62の組付性が向上する。
【００５１】
軸方向での案内部65の長さは、軸方向での係止部64の長さよりも長いことにより、リング62の挿入時に、リング62の倒れの程度を小さくすることができる。また、係止部64が短いことにより、屈曲角度θを小さくすることができるので、径方向外方への押圧力を大きくすることができて、反挿入方向へのリング62の移動が規制される。この結果、挿入時のリング62の倒れの程度を小さくできるので、リング62によるブッシュ61の移動規制機能が向上し、中間ハウジング９内へのリング62の組付性が向上する。
【００５２】
複数の係止部64および複数の案内部65が周方向で交互に設けられることにより、係止部64および案内部65が周方向に交互にあるので、周方向での偏りが少ない状態で、リング62が係止および案内されて、リング62によるブッシュ61の移動規制機能が向上し、中間ハウジング９内へのリング62の組付性が向上する。さらに、複数の係止部64および複数の案内部65が、周方向で等間隔に、しかも１つずつ交互に設けられることにより、周方向での偏りが一層少なくなるので、係止部64による移動の規制および案内部65による倒れの防止が、一層効果的になされる。
【００５３】
ラック軸22が、ラックガイド31による支持に加えて、第１，第２端部ハウジング７，８にそれぞれ保持されるブッシュ41，51と、軸方向でブッシュ41，51の間に配置されて中間ハウジング９に保持されるブッシュ61とから構成されることにより、ラック軸22が軸方向に配置された３つの支持部材により支持されるので、前記外力が加わることによるラック軸22の撓みが抑制さるうえ、軸方向でブッシュ41，51の間に配置されるブッシュ61の組付が容易になり、位置決めが容易になる。この結果、ラック軸22の撓みが抑制されて、ピニオン21とラック部23との噛合に起因する歯打ち音が低減し、さらにブッシュ41，51の間に配置されるブッシュ61の、挿入方向および反挿入方向での位置決めが容易なステアリング装置１が得られる。
【００５４】
以下、前述した実施形態の一部の構成を変更した実施形態について、変更した構成に関して説明する。
案内部65の、径方向での先端部が内周面60ｅを径方向外方に押圧することにより、案内部65が係止部を兼ねるリング62であってもよい。
ブッシュ41を省くことが可能である。
本発明が適用されるステアリング装置は、補助操舵力発生機構が電動モータ以外のアクチュエータを備えるパワーステアリング装置であってもよく、また補助操舵力発生機構は補助操舵力をラック軸に加えるものであってもよい。さらに、本発明が適用されるステアリング装置は、補助操舵力発生機構を備えないものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明が適用されたステアリング装置の、一部を断面で示す概略全体図である。
【図２】図１のステアリング装置において、入力軸の回転中心線を含む断面での断面図である。
【図３】ラック軸が移動したときの図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】（Ａ）は、リングが外観で示される図１の要部拡大図であり、（Ｂ）は、（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】図４（Ｂ）のＶ−Ｖ線断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１…ステアリング装置、２…ハンドル、３…ギヤボックス、５…補助操舵力発生機構、６〜９ハウジング、10…入力部、11…入力軸、12…出力軸、13…トーションバー、14…トルクセンサ、15〜17…軸受、18…ピン、19…保護カバー、21…ピニオン、22…ラック軸、23…ラック部、25…電動モータ、26…ウォームギヤ、30…保持部、31…ラックガイド、32…キャップ、33…バネ、40…保持部、41…ブッシュ、49…リング、50…保持部、51…ブッシュ、60…保持部、60ｃ…段部、61…ブッシュ、62…リング、63…本体部、64…係止部、65…案内部、
Ｂ１，Ｂ２…ボルト、Ｇ…ギヤ室、Ｄ…防塵ブーツ、Ｈ…挿通孔、θ…屈曲角度。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用のラック・ピニオン型のステアリング装置、より詳細にはステアリング装置におけるラック軸の支持構造に関するものであり、該ステアリング装置は、例えばパワーステアリング装置である。
【背景技術】
【０００２】
ラック・ピニオン型のステアリング装置において、路面や縁石からの反力などの外力がラック軸に作用したときに、該外力が大きいとラック軸が撓むことにより、ピニオンとラックと噛合部における歯の噛合状態が変化して歯打ち音が発生する。このため、この歯打ち音を低減するためのラック軸の支持構造が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１に開示された電動パワーステアリング装置では、ラックハウジング内に配設されるラック軸は、軸方向に間隔をおいて配置される第１，第２，第３支持手段により支持される。第１支持手段は、ラック軸の一端側に設けられたラック歯とピニオンとの噛合いにより形成され、第２支持手段は、ラック軸の他端側に設けられた支持軸受により構成され、第３支持手段は、軸方向で第１，第２支持手段の間でラック軸に設けられた支持軸受により構成される。また、特許文献２に開示された電動パワーステアリング装置では、ピニオンとラックガイドとが、ステアリングギヤボックス内に収納されたラック軸の一端部を支持し、ボールねじのナットがラック軸の他端部を支持し、平軸受（ブッシュ）がラック軸の中間部を支持する。
【特許文献１】特開２００２−３２１６３２号公報
【特許文献２】特開平１１−２０７１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ラック軸を支持する軸受またはブッシュは、ラック軸の撓み抑制の観点から設定された所定位置またはその近傍に保持されていないと、歯打ち音の低減効果が低下する。しかしながら、閉断面を有するブッシュの挿入方向および反挿入方向での移動を規制すべく、ハウジングの内周面に設けられた環状溝にブッシュを装着するには、ブッシュを縮径する必要があることからその組付性が低下する。そこで、ブッシュの組付性を向上させるために、ブッシュにスリットを形成すると、支持剛性が低下して、ラック軸の撓み抑制効果が低下する。一方、ブッシュがハウジングに設けられた段部に当接するように挿入される場合、ハウジング内へのブッシュの挿入は容易であるものの、反挿入方向へのブッシュの移動を規制することができない。また、挿入方向および反挿入方向への移動をブッシュの径方向での押圧力により行う場合は、ラック軸に対するブッシュによる押圧力も大きくなるので、ラック軸の摺動抵抗が大きくなって操舵フィーリングが低下する。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、請求項１〜５記載の発明は、ハウジング内に挿入されるブッシュの、挿入方向および反挿入方向での位置決めが容易なステアリング装置を提供することを目的とする。そして、請求項２〜４記載の発明は、さらに、反挿入方向でのブッシュの移動を規制するストッパ手段の移動規制機能の向上およびハウジング内への組付性の向上を図ることを目的とし、請求項５記載の発明は、さらに、ラック軸が３つの支持部材で支持されるステアリング装置における中間の支持部材の位置決めを容易にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の発明は、操舵力が入力されるピニオンに噛合するラック部が設けられたラック軸を収納するハウジングと、前記ラック軸を軸方向に移動可能に支持する支持手段とを備え、前記支持手段は、前記ハウジング内に軸方向に挿入されて前記ハウジングに保持されると共に前記ラック軸を摺動可能に支持するブッシュから構成されるステアリング装置において、軸方向での前記ブッシュの位置を規定するストッパ手段を備え、前記ストッパ手段は、前記ハウジング内に設けられて挿入方向での前記ブッシュの移動を規制する段部と、前記ハウジング内に挿入方向に挿入されて反挿入方向での前記ブッシュの移動を規制するリングとから構成され、前記リングは、前記ラック軸が挿通する挿通口を形成すると共に前記ブッシュに当接可能な本体部と、前記本体部に一体に設けられて反挿入方向での前記リングの移動を規制する係止部と、前記本体部に一体に設けられると共に前記本体部から軸方向に突出して前記ハウジングの内周面に接触することにより前記リングの倒れを防止する案内部とを有するステアリング装置である。
【０００７】
これによれば、ブッシュの挿入時は、段部により挿入方向での位置決めが行われ、ブッシュの挿入後は、段部により挿入方向での移動が規制され、リングにより反挿入方向での移動が規制されて、ブッシュが軸方向での所定位置またはその近傍に保持される。また、リングは、係止部により反挿入方向での移動が規制されるうえ、ハウジングへの挿入時には、案内部により倒れが防止されるので、その挿入が円滑になって、ハウジングへのリングの組付が容易になる。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のステアリング装置において、前記係止部は、周方向で前記本体部の一部に径方向外方に向かって反挿入方向に屈曲して設けられると共に、前記本体部に反挿入方向の力が作用するとき先端部において前記ハウジングの内周面を径方向に押圧するように弾性的に変形可能であり、前記案内部は、前記係止部から周方向に離隔して前記本体部に設けられると共に前記本体部から反挿入方向に突出し、前記ハウジングの前記内周面との接触により弾性的に変形可能であるものである。
【０００９】
これによれば、係止部は、反挿入方向に屈曲し、しかも内周面と接触すると弾性的に変形するので、挿入方向へのリングの移動を妨げない一方、反挿入方向の力が本体部に作用するとき、本体部に対して反挿入方向に屈曲している係止部が突っ張るようにしてハウジングの内周面を押圧するので、反挿入方向へのブッシュの移動が規制される。また、案内部は、本体部から反挿入方向に突出しているうえ、内周面と接触すると弾性的に変形するので、リングの挿入時に、案内部がハウジングに引っかかることがない。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項２記載のステアリング装置において、軸方向での前記案内部の長さは、軸方向での前記係止部の長さよりも長いものである。
【００１１】
これによれば、案内部が係止部よりも長いことにより、リング挿入時に、リングの倒れの程度を小さくすることができる。また、係止部が短いことにより、屈曲角度を小さくすることができるので、径方向外方への押圧力を大きくすることができて、反挿入方向へのリングの移動が規制される。
【００１２】
請求項４記載の発明は、請求項２または請求項３記載のステアリング装置において、複数の前記係止部および複数の前記案内部が周方向で交互に設けられるものである。
【００１３】
これによれば、係止部および案内部が周方向に交互にあるので、周方向での偏りが少ない状態で、リングが係止および案内される。
【００１４】
請求項５記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれか１項記載のステアリング装置において、前記支持手段は、第１，第２支持部材と、軸方向で前記第１、第２支持部材の間に配置される前記ブッシュとから構成されるものである。
【００１５】
これによれば、ラック軸が軸方向に配置された３つの支持部材により支持されるので、ラック軸の撓みが抑制されるうえ、軸方向で第１，第２支持部材の間に配置されるブッシュの組付が容易になり、位置決めが容易になる。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１記載の発明によれば、次の効果が奏される。すなわち、段部およびリングによりブッシュの位置決めが行われ、リングは、案内部によりハウジング内への組付性が向上して、ブッシュの、挿入方向および反挿入方向での位置決めが容易なステアリング装置が得られる。
【００１７】
請求項２記載の発明によれば、引用された請求項記載の発明の効果に加えて、次の効果が奏される。すなわち、係止部および案内部が、反挿入方向に屈曲していて、弾性的に変形するので、リングによるブッシュの移動規制機能が向上し、ハウジング内へのリングの組付性が向上する。
【００１８】
請求項３記載の発明によれば、引用された請求項記載の発明の効果に加えて、次の効果が奏される。すなわち、係止部による押圧力を大きくでき、案内部によりリングの倒れの程度を小さくできるので、リングによるブッシュの移動規制機能が向上し、ハウジング内へのリングの組付性が向上する。
【００１９】
請求項４記載の発明によれば、引用された請求項記載の発明の効果に加えて、次の効果が奏される。すなわち、周方向での偏りが少ない状態で、リングが係止および案内されるので、リングによるブッシュの移動規制機能が向上し、ハウジング内へのリングの組付性が向上する。
【００２０】
請求項５記載の発明によれば、引用された請求項記載の発明の効果に加えて、次の効果が奏される。すなわち、ラック軸の撓みが抑制されて、ピニオンとラック部との噛合に起因する歯打ち音が低減し、さらに第１，第２支持部材の間に配置されるブッシュの、挿入方向および反挿入方向での位置決めが容易なステアリング装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態を図１〜図５を参照して説明する。
図１を参照すると、本発明が適用されたステアリング装置１は、運転者がハンドル２に加える操舵力が連動機構（図示されず）を介して入力されるギヤボックス３と、ギヤボックス３から出力される操舵力を操舵輪に伝達する１対のタイロッド４ａ，４ｂを備える伝達機構と、運転者による操舵力を軽減する補助操舵力を発生する電動モータ25を有する補助操舵力発生機構５とを備えるラック・ピニオン型の電動パワーステアリング装置である。
【００２２】
ギヤボックス３は、車体に取り付けられるハウジング６と、ハンドル２からの操舵力が伝達される入力軸11を備える入力部10と、ハウジング６内に収納されて入力部10からの操舵力を前記伝達機構に出力するラック軸22を備えるラック・ピニオン機構とを備える。
【００２３】
ハウジング６は、入力軸11を回転可能に支持する第１ハウジングとしての第１端部ハウジング７と、軸方向において、第１端部ハウジング７の端部７ｂに結合される端部９ａを有する筒状の第２ハウジングとしての中間ハウジング９と、中間ハウジング９の別の端部９ｂに結合される端部８ａを有する筒状の第３ハウジングとしての第２端部ハウジング８とから構成される。そして、３つのハウジング７〜９に跨ってラック軸22が収納される。
【００２４】
図２を併せて参照すると、第１端部ハウジング７は、ラック軸22に沿って延びる筒状部７ｅを有する第１ハウジング部７ｃと、第１ハウジング部７ｃにボルトＢ１により結合されて第１ハウジング部７ｃと共同してギヤ室Ｇを形成する第２ハウジング部７ｄとから構成される。円筒状の筒状部７ｅは、端部７ｂと、ラック軸22の端部22ａとタイロッド４ａとの結合部を覆う防塵ブーツＤが取り付けられる別の端部７ａとを有する。第２端部ハウジング８は、端部８ａと、ラック軸22の別の端部22ｂとタイロッド４ｂとの間を覆う防塵ブーツＤが取り付けられる別の端部８ｂとを有する。また、中間ハウジング９は、筒状部７ｅおよび円筒状の第２端部ハウジング８に比べて薄肉の円筒状部材により構成され、端部９ａを有するほぼ均一な径の径小部９ｃと、端部９ｂを有すると共に小径部９ｃよりも内径および外径が大径でほぼ均一な径の大径部９ｄとを有する。
【００２５】
第１ハウジング部７ｃ、中間ハウジング９および第２端部ハウジング８により、ラック軸22が挿通する挿通孔Ｈが形成される。そして、挿通孔Ｈの１対の端部開口Ｈａ，Ｈｂが、両端部７ａ，８ｂにそれぞれ形成される。
【００２６】
なお、明細書または特許請求の範囲において、軸方向、径方向および周方向とは、それぞれ、ラック軸22の中心軸線Ｌ２が延びる方向、中心軸線Ｌ２を中心とする径方向および中心軸線Ｌ２を中心とする周方向であり、また断面とは、中心軸線Ｌ２に直交する平面での断面である。
【００２７】
入力部10は、後述するトルクセンサ14に保持される軸受15を介して第２ハウジング部７ｄに回転可能に支持される入力軸11と、入力軸11に同軸にかつトーションバー13を介して相対回転可能に結合される出力軸12と、トーションバー13の捩れ量に基づいて操舵トルクを検出するトルクセンサ14とを備える。トーションバー13がその結合部としてのセレーション部13ａにおいて結合される出力軸12は、ギヤ室Ｇで１対の玉軸受からなる軸受16，17を介して第１ハウジング部７ｃに回転可能に支持される。
【００２８】
ギヤ室Ｇの外部で第２ハウジング部７ｄに取り付けられるトルクセンサ14は、トーションバー13の捩れ量に比例して入力軸11の回転中心線Ｌ１の方向Ａ１（以下、「回転中心線方向Ａ１」という。）に移動する被検出部としての円環状のコア14ａと、該コア14ａの位置を検出する検出部としての１対のコイル14ｂ，14ｃとを備える。なお、トルクセンサ14は、車両の走行中に異物との衝突を防止するための保護カバー19により部分的に覆われる。
【００２９】
前記ラック・ピニオン機構は、出力軸12に形成されて出力軸12と一体に回転するピニオン21と、ピニオン21と噛合するラック部23が形成されたラック軸22とを備える。１対の軸受16，17は、出力軸12において、回転中心線方向Ａ１でピニオン21を挟んで位置する両端部12ａ，12ｂにそれぞれ設けられる１対のジャーナル部12ｃ，12ｄをそれぞれ支持する。そして、出力軸12およびピニオン21の回転中心線は、回転中心線Ｌ１に一致する。
【００３０】
ステアリング装置１が車両に搭載された状態で左右方向に延びて配置されるラック軸22は、ラック部23を除いてほぼ円柱面からなる外周面を有し、ステアリング装置１に備えられる後述する支持構造によりハウジング６に軸方向に往復運動可能に支持される。ラック軸22の一部が軸方向での所定範囲に渡って中心軸線Ｌ２に平行に切り欠かれた切欠き部に形成された歯部23ａを有するラック部23は、ラック軸22の前記外周面の一部である背面23ｂを有し、ラック部23を該背面23ｂにおいて押圧するラックガイド31によりピニオン21に押し付けられている。
【００３１】
前記伝達機構は、ラック軸22の両端部22ａ，22ｂに、それぞれ結合部としてのボールジョイント24ａ，24ｂを介して連結される１対のタイロッド４ａ，４ｂと、各タイロッド４ａ，４ｂと操舵輪とを連結するリンク機構（図示されず）とを備える。
【００３２】
転舵時にラック軸22に補助操舵力を付加する補助操舵力発生機構５は、トルクセンサ14で検出された操舵トルクが入力される電子制御ユニット（図示されず）により制御されるアクチュエータとしての電動モータ25と、電動モータ25の回転力をラック軸22に伝達する伝動機構としてのウォームギヤ26とを備える。ギヤ室Ｇ内に収納されるウォームギヤ26は、第１ハウジング部７ｃに取り付けらる電動モータ25の回転軸と一体に回転するウォーム26ａと、出力軸12に結合されて出力軸12と一体に回転するウォームホイール26ｂとから構成される。
【００３３】
それゆえ、ステアリング装置１において、転舵すべく運転者がハンドル２に加えた操舵力が入力軸11に伝達されると、入力軸11はトーションバー13に捩りを生じさせつつ出力軸12およびピニオン21を回転させ、ピニオン21により駆動されたラック軸22が軸方向に移動する。同時に、トルクセンサ14により検出される操舵トルクに比例して作動する電動モータ25が、ウォームギヤ26、出力軸12およびピニオン21を介してラック軸22を軸方向に移動させる。このため、電動モータ25で発生した補助操舵力がラック軸22に伝達されて、運転者の操舵力が軽減される。
【００３４】
図１を参照して、ラック軸22の前記支持構造について説明する。
この支持構造は、ハウジング６に保持されてラック軸22を軸方向に移動可能に支持する支持手段と、ハウジング６に対する前記支持手段の移動を規制するストッパ手段とから構成される。
【００３５】
前記支持手段は、第１ハウジング部７ｃに保持されるラックガイド31および第１支持部材としての第１端部ブッシュ41と、第２端部ハウジング８に保持される第２支持部材としての第２端部ブッシュ51と、中間ハウジング９に保持されると共に軸方向で両端部ブッシュ41，51の間に配置される第３支持部材としての中間ブッシュ61とから構成される。各ブッシュ41，51，61が対応するハウジング７，８，９に保持された後、ラック軸22が環状の各ブッシュ41，51，61に挿入される。
【００３６】
併せて図２，図３を参照すると、第１ハウジング部７ｃに形成されて筒状部７ｅから突出する保持部30の挿入孔30ａに挿入される円柱状のラックガイド31は、ラック部23の背面23ｂに面接触する低摩擦部材からなるシート部材31ａを有する。そして、ラックガイド31は、保持部30に螺着されるキャップ32との間に配置されたバネ33の弾発力によりラック部23をピニオン21に押し付けることにより、ラック軸22を軸方向に摺動可能に支持する。
【００３７】
合成樹脂製の円環状のブッシュ41は、軸方向で、ピニオン21とラック部23との噛合部またはラックガイド31を挟んでブッシュ61とは反対側に配置され、ブッシュ41にはラック部23が挿通されている。そして、ブッシュ41は、ラックガイド31と端部開口Ｈａとの間で筒状部７ｅの一部である保持部40に保持されて、ラック軸22を背面23ｂにおいて摺動可能に支持する。
【００３８】
図３を参照すると、保持部40には、挿通孔Ｈの一部であって筒状部７ｅに設けられる挿通孔部分Ｈ１よりも大径の第１挿入孔40ａと、第１挿入孔40ａよりも大径の第２挿入孔40ｂとが設けられる。これら挿入孔40ａ，40ｂはいずれも挿通孔Ｈの一部である。挿通孔部分Ｈ１は第１挿入孔40ａに対して径方向内方に、第１挿入孔40ａは第２挿入孔40ｂに対して径方向内方に、第２挿入孔40ｂは第３挿入孔Ｈ２に対して径方向内方に、それぞれ位置する。端部７ａに設けられて端部開口Ｈａを有する第３挿入孔Ｈ２は、挿通孔Ｈにおいて、軸方向での一方向のラックストロークを規定するラック軸22に設けられる当接部としてのボールジョイント24ａ（図１参照）が進入可能な部分である。端部開口Ｈａから第３，第２挿入孔Ｈ２，40ｂを経て第１挿入孔40ａに軽圧入の状態で挿入されるブッシュ41は、保持部40において、挿通孔部分Ｈ１と第１挿入孔40ａとにより形成される段部40ｃに当接して、挿入方向での移動が規制され、第２挿入孔40ｂに圧入されて固定されるストッパとしての金属製の円環状のリング49により、反挿入方向（すなわち、挿入方向とは反対方向）への移動が規制されて、保持部40からの抜止がなされる。保持部40において、第１挿入孔40ａと第２挿入孔40ｂとにより形成される段部40ｄに当接して挿入方向での移動が規制されるリング49は、該リング49にボールジョイント24ａが当接することから、ラックストロークを規定するストッパを兼ねる。それゆえ、ブッシュ41については、段部40ｃおよびリング49により前記ストッパ手段が構成される。
【００３９】
図１を参照すると、合成樹脂製の円環状のブッシュ51は、軸方向での他方向のラックストロークを規定すべくラック軸22に設けられる当接部としてのボールジョイント24ｂと当接するストッパとしての端部８ｂの一部である保持部50に保持される。ブッシュ51は、その内周面の全周で、ラック軸22を摺動可能に支持する。保持部50には、端部開口Ｈｂとの間に挿通孔Ｈの一部であって第２端部ハウジング８に設けられる挿通孔部分Ｈ３を挟んで該挿通孔部分Ｈ３よりも大径の挿入孔50ａが設けられる。縮径されて端部開口Ｈｂから挿通孔部分Ｈ３を経て挿入孔50ａに挿入されたブッシュ51は、保持部50において、挿通孔Ｈと挿入孔50ａとにより形成される１対の段部50ｂ，50ｃに当接して、挿入方向および反挿入方向での移動がそれぞれ規制される。それゆえ、ブッシュ51については、両段部50ｂ，50ｃにより前記ストッパ手段が構成される。なお、ブッシュ51には、縮径を容易にするためにスリットが設けられもよい。
【００４０】
図１，図４を参照すると、合成樹脂製の円環状のブッシュ61は、ラックストロークの範囲においてラック部23が挿通しない位置で、両保持部40，50の間または両保持部30，50の間に位置する大径部９ｄの一部である保持部60に保持されて、径方向内方に凸状の湾曲部61ｃにおいてラック軸22を摺動可能に支持する。それゆえ、ブッシュ61は、軸方向で、両ブッシュ41，51の間、またはラックガイド31とブッシュ51との間に位置する。そして、ブッシュ61の軸方向での移動を規制する前記ストッパ手段は、段部60ｃとリング62とから構成される。
【００４１】
ブッシュ61およびリング62は、中間ハウジング９が第２端部ハウジング８と結合される前に、挿通孔Ｈの一部であって端部９ｂに設けられる挿通孔部分Ｈ４の開口Ｈ4a（図１参照）から、軸方向に挿通孔部分Ｈ４に挿入される。そして、保持部60において、段部60ｃは、中間ハウジング９に設けられると共に挿入方向でのブッシュ61の端部61ａで、挿入方向でのブッシュ61の移動を規制し、リング62は、保持部60内にブッシュ61と同じ挿入方向で挿入されて反挿入方向でのブッシュ61の端部61ｂで、反挿入方向でのブッシュ61の移動を規制する。
【００４２】
図４，図５を参照すると、段部60ｃは、小径部９ｃと大径部９ｄとの段差部により構成される。一方、リング62は、金属製、例えば鋼製の薄肉の板材からプレス加工により形成される。そして、ブッシュ61およびリング62は、保持部60において、挿通孔Ｈの一部であって小径部９ｃに設けられる挿通孔部分Ｈ５よりも大径の挿通孔部分Ｈ４の一部である挿入孔60ａに挿入されて保持される。
【００４３】
参照すると、リング62は、ラック軸22が挿通する挿通口63ａを形成すると共に軸方向でブッシュ61が当接可能な本体部63と、本体部63に一体に設けられて反挿入方向でのリング62の移動を規制する係止部64と、本体部63に一体に設けられると共に本体部63から軸方向に突出して保持部60の内周面60ｅに接触することによりリング62の倒れを防止する案内部65とを有する。
【００４４】
本体部63において、円形の挿通口63ａを規定する内周縁63ｂは、全周に渡って反挿入方向に突出する円環状の環状壁により構成される。内周縁63ｂは、無負荷時のラック軸22との間に全周に渡って径方向での隙間を形成し、ラック軸22に前記外力の作用によりラック軸22が撓んで内周縁63ｂに接するとき、その撓みを抑制する。
【００４５】
複数、この実施形態では６つの係止部64は、周方向で本体部63の一部に周方向に等しい間隔をおいて設けられる。各係止部64は、本体部63の外周縁63ｃから径方向外方に向かって反挿入方向に屈曲角度θで屈曲すると共に径方向での先端部64ａにおいて挿入孔60ａを規定する内周面60ｅを径方向に押圧する。そして、各係止部64は弾性的に変形可能な突出片により構成され、ブッシュ61が本体部63に反挿入方向の力を作用させるとき、該力は先端部64ａが内周面60ｅに接触している各係止部64を径方向外方に押し広げようとするため、各係止部64は内周面60ｅに作用させる押圧力を増加させるように弾性変形する。
【００４６】
複数、この実施形態では６つの案内部65は、係止部64から周方向に離隔して本体部63に周方向に等しい間隔をおいて設けられる。各案内部65は、本体部63から反挿入方向に突出し、軸方向での案内部65の長さは、軸方向での係止部64の長さよりも長い。そして、係止部64および案内部65は、この実施形態では１つずつ周方向で交互に設けられるが、１または複数ずつが混在した状態で、またはすべて複数ずつ、交互に設けられてもよい。
【００４７】
そして、リング62を成形するには、まず、平板状の板材を打抜き加工を施すことにより、円環状の本体部63、係止部64および案内部65が平板状に延びた状態の素材が成形される。次いで、該素材に、反挿入方向と同じ方向からのプレス加工による曲げ加工を施すことにより、本体部63に対して屈曲した内周縁63ａ、案内部65および係止部64が成形されて、図４に示されるリング62が得られる。
【００４８】
それゆえ、ラック軸22は、ハウジング６（図１参照）に対して３つのブッシュ41，51，61により３点支持され、さらにラックガイド31により支持されることで、前記外力が作用したときのラック軸22の撓みが抑制され、歯打ち音が低減したステアリング装置１が得られる。
【００４９】
次に、前述のように構成された実施形態の作用および効果について説明する。
ステアリング装置１において、軸方向でのブッシュ61の位置を規定する前記ストッパ手段は、保持部60内に設けられた段部60ｃと、保持部60内に挿入されたリング62とから構成され、リング62は、ブッシュ61に当接可能な本体部63と、反挿入方向でのリング62の移動を規制する係止部64と、リング62の倒れを防止する案内部65とを有することにより、ブッシュ61の挿入時は、段部60ｃにより挿入方向での位置決めが行われ、ブッシュ61の挿入後は、段部60ｃにより挿入方向での移動が規制され、リング62により反挿入方向での移動が規制されて、ブッシュ61が軸方向での所定位置またはその近傍に保持される。また、リング62は、係止部64により反挿入方向での移動が規制されるうえ、中間ハウジング９への挿入時には、案内部65により倒れが防止されるので、その挿入が円滑になって、中間ハウジング９へのリング62の組付が容易になる。この結果、段部60ｃおよびリング62によりブッシュ61の位置決めが行われ、リング62は案内部65により中間ハウジング９内に円滑に挿入されるので、ブッシュ61の、挿入方向および反挿入方向での位置決めが容易なステアリング装置１が得られる。
【００５０】
係止部64は、本体部63から径方向外方に向かって反挿入方向に屈曲して設けられ、かつ本体部63に反挿入方向の力が作用するとき先端部64ａにおいて保持部60の内周面60ｅを径方向外方に押圧するように弾性的に変形可能であり、案内部65は、係止部64から周方向に離隔すると共に本体部63から反挿入方向に突出し、かつ内周面60ｅとの接触により弾性的に変形可能であることにより、係止部64は、反挿入方向に屈曲していて内周面60ｅと接触すると弾性的に変形するので、挿入方向へのリング62の移動を妨げない一方、反挿入方向の力が本体部63に作用するとき、係止部64が突っ張るようにして内周面60ｅを押圧するので、反挿入方向へのブッシュ61の移動が規制される。また、案内部65は、本体部63から反挿入方向に突出しているうえ、内周面60ｅと接触すると弾性的に変形するので、リング62の挿入時に、案内部65が中間ハウジング９に引っかかることがない。この結果、リング62によるブッシュ61の移動規制機能が向上し、中間ハウジング９内へのリング62の組付性が向上する。
【００５１】
軸方向での案内部65の長さは、軸方向での係止部64の長さよりも長いことにより、リング62の挿入時に、リング62の倒れの程度を小さくすることができる。また、係止部64が短いことにより、屈曲角度θを小さくすることができるので、径方向外方への押圧力を大きくすることができて、反挿入方向へのリング62の移動が規制される。この結果、挿入時のリング62の倒れの程度を小さくできるので、リング62によるブッシュ61の移動規制機能が向上し、中間ハウジング９内へのリング62の組付性が向上する。
【００５２】
複数の係止部64および複数の案内部65が周方向で交互に設けられることにより、係止部64および案内部65が周方向に交互にあるので、周方向での偏りが少ない状態で、リング62が係止および案内されて、リング62によるブッシュ61の移動規制機能が向上し、中間ハウジング９内へのリング62の組付性が向上する。さらに、複数の係止部64および複数の案内部65が、周方向で等間隔に、しかも１つずつ交互に設けられることにより、周方向での偏りが一層少なくなるので、係止部64による移動の規制および案内部65による倒れの防止が、一層効果的になされる。
【００５３】
ラック軸22が、ラックガイド31による支持に加えて、第１，第２端部ハウジング７，８にそれぞれ保持されるブッシュ41，51と、軸方向でブッシュ41，51の間に配置されて中間ハウジング９に保持されるブッシュ61とから構成されることにより、ラック軸22が軸方向に配置された３つの支持部材により支持されるので、前記外力が加わることによるラック軸22の撓みが抑制さるうえ、軸方向でブッシュ41，51の間に配置されるブッシュ61の組付が容易になり、位置決めが容易になる。この結果、ラック軸22の撓みが抑制されて、ピニオン21とラック部23との噛合に起因する歯打ち音が低減し、さらにブッシュ41，51の間に配置されるブッシュ61の、挿入方向および反挿入方向での位置決めが容易なステアリング装置１が得られる。
【００５４】
以下、前述した実施形態の一部の構成を変更した実施形態について、変更した構成に関して説明する。
案内部65の、径方向での先端部が内周面60ｅを径方向外方に押圧することにより、案内部65が係止部を兼ねるリング62であってもよい。
ブッシュ41を省くことが可能である。
本発明が適用されるステアリング装置は、補助操舵力発生機構が電動モータ以外のアクチュエータを備えるパワーステアリング装置であってもよく、また補助操舵力発生機構は補助操舵力をラック軸に加えるものであってもよい。さらに、本発明が適用されるステアリング装置は、補助操舵力発生機構を備えないものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明が適用されたステアリング装置の、一部を断面で示す概略全体図である。
【図２】図１のステアリング装置において、入力軸の回転中心線を含む断面での断面図である。
【図３】ラック軸が移動したときの図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】（Ａ）は、リングが外観で示される図１の要部拡大図であり、（Ｂ）は、（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】図４（Ｂ）のＶ−Ｖ線断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１…ステアリング装置、２…ハンドル、３…ギヤボックス、５…補助操舵力発生機構、６〜９ハウジング、10…入力部、11…入力軸、12…出力軸、13…トーションバー、14…トルクセンサ、15〜17…軸受、18…ピン、19…保護カバー、21…ピニオン、22…ラック軸、23…ラック部、25…電動モータ、26…ウォームギヤ、30…保持部、31…ラックガイド、32…キャップ、33…バネ、40…保持部、41…ブッシュ、49…リング、50…保持部、51…ブッシュ、60…保持部、60ｃ…段部、61…ブッシュ、62…リング、63…本体部、64…係止部、65…案内部、
Ｂ１，Ｂ２…ボルト、Ｇ…ギヤ室、Ｄ…防塵ブーツ、Ｈ…挿通孔、θ…屈曲角度。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵力が入力されるピニオンに噛合するラック部が設けられたラック軸を収納するハウジングと、前記ラック軸を軸方向に移動可能に支持する支持手段とを備え、前記支持手段は、前記ハウジング内に軸方向に挿入されて前記ハウジングに保持されると共に前記ラック軸を摺動可能に支持するブッシュから構成されるステアリング装置において、
軸方向での前記ブッシュの位置を規定するストッパ手段を備え、前記ストッパ手段は、前記ハウジング内に設けられて挿入方向での前記ブッシュの移動を規制する段部と、前記ハウジング内に挿入方向に挿入されて反挿入方向での前記ブッシュの移動を規制するリングとから構成され、前記リングは、前記ラック軸が挿通する挿通口を形成すると共に前記ブッシュに当接可能な本体部と、前記本体部に一体に設けられて反挿入方向での前記リングの移動を規制する係止部と、前記本体部に一体に設けられると共に前記本体部から軸方向に突出して前記ハウジングの内周面に接触することにより前記リングの倒れを防止する案内部とを有することを特徴とするステアリング装置。
【請求項２】
前記係止部は、周方向で前記本体部の一部に径方向外方に向かって反挿入方向に屈曲して設けられると共に、前記本体部に反挿入方向の力が作用するとき先端部において前記ハウジングの内周面を径方向に押圧するように弾性的に変形可能であり、前記案内部は、前記係止部から周方向に離隔して前記本体部に設けられると共に前記本体部から反挿入方向に突出し、前記ハウジングの前記内周面との接触により弾性的に変形可能であることを特徴とする請求項１記載のステアリング装置。
【請求項３】
軸方向での前記案内部の長さは、軸方向での前記係止部の長さよりも長いことを特徴とする請求項２記載のステアリング装置。
【請求項４】
複数の前記係止部および複数の前記案内部が周方向で交互に設けられることを特徴とする請求項２または請求項３記載のステアリング装置。
【請求項５】
前記支持手段は、第１，第２支持部材と、軸方向で前記第１、第２支持部材の間に配置される前記ブッシュとから構成されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項記載のステアリング装置。
【請求項１】
操舵力が入力されるピニオンに噛合するラック部が設けられたラック軸を収納するハウジングと、前記ラック軸を軸方向に移動可能に支持する支持手段とを備え、前記支持手段は、前記ハウジング内に軸方向に挿入されて前記ハウジングに保持されると共に前記ラック軸を摺動可能に支持するブッシュから構成されるステアリング装置において、
軸方向での前記ブッシュの位置を規定するストッパ手段を備え、前記ストッパ手段は、前記ハウジング内に設けられて挿入方向での前記ブッシュの移動を規制する段部と、前記ハウジング内に挿入方向に挿入されて反挿入方向での前記ブッシュの移動を規制するリングとから構成され、前記リングは、前記ラック軸が挿通する挿通口を形成すると共に前記ブッシュに当接可能な本体部と、前記本体部に一体に設けられて反挿入方向での前記リングの移動を規制する係止部と、前記本体部に一体に設けられると共に前記本体部から軸方向に突出して前記ハウジングの内周面に接触することにより前記リングの倒れを防止する案内部とを有することを特徴とするステアリング装置。
【請求項２】
前記係止部は、周方向で前記本体部の一部に径方向外方に向かって反挿入方向に屈曲して設けられると共に、前記本体部に反挿入方向の力が作用するとき先端部において前記ハウジングの内周面を径方向に押圧するように弾性的に変形可能であり、前記案内部は、前記係止部から周方向に離隔して前記本体部に設けられると共に前記本体部から反挿入方向に突出し、前記ハウジングの前記内周面との接触により弾性的に変形可能であることを特徴とする請求項１記載のステアリング装置。
【請求項３】
軸方向での前記案内部の長さは、軸方向での前記係止部の長さよりも長いことを特徴とする請求項２記載のステアリング装置。
【請求項４】
複数の前記係止部および複数の前記案内部が周方向で交互に設けられることを特徴とする請求項２または請求項３記載のステアリング装置。
【請求項５】
前記支持手段は、第１，第２支持部材と、軸方向で前記第１、第２支持部材の間に配置される前記ブッシュとから構成されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項記載のステアリング装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００６−２５６４８３（Ｐ２００６−２５６４８３Ａ）
【公開日】平成１８年９月２８日（２００６．９．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−７６７７６（Ｐ２００５−７６７７６）
【出願日】平成１７年３月１７日（２００５．３．１７）
【出願人】（０００１４６０１０）株式会社ショーワ (715)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年９月２８日（２００６．９．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月１７日（２００５．３．１７）
【出願人】（０００１４６０１０）株式会社ショーワ (715)
【Ｆターム（参考）】
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