ラック軸支持装置および車両用操舵装置
【課題】長期にわたって騒音の発生を抑制できるラック軸支持装置を提供する。
【解決手段】ラック軸支持装置１３が、ラックハウジング１０の内周１０ａの内周支持面２６によって、内周支持面２６の第１支持中心Ｃ１回りに回転可能に支持された偏心カム２７を備える。偏心カム２７は、第１支持中心Ｃ１と同心の外周被支持面３２と、ラック軸８の外周８ｂと同心であって第１支持中心Ｃ１に対して偏心した第２支持中心Ｃ２を有する内周カム面３３とを含む。弾性付勢部材２８が偏心カム２７を第１支持中心Ｃ１回りの所定の回転方向Ｙ１に弾性的に付勢する。弾性付勢部材２８の付勢力によって、偏心カム２７を介してラック軸８をピニオン軸７側に押し付け、バックラッシを除去する。
【解決手段】ラック軸支持装置１３が、ラックハウジング１０の内周１０ａの内周支持面２６によって、内周支持面２６の第１支持中心Ｃ１回りに回転可能に支持された偏心カム２７を備える。偏心カム２７は、第１支持中心Ｃ１と同心の外周被支持面３２と、ラック軸８の外周８ｂと同心であって第１支持中心Ｃ１に対して偏心した第２支持中心Ｃ２を有する内周カム面３３とを含む。弾性付勢部材２８が偏心カム２７を第１支持中心Ｃ１回りの所定の回転方向Ｙ１に弾性的に付勢する。弾性付勢部材２８の付勢力によって、偏心カム２７を介してラック軸８をピニオン軸７側に押し付け、バックラッシを除去する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はラック軸支持装置および車両用操舵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ラックアンドピニオン式のステアリング装置において、ラック軸の径方向に進退する直動型のラックガイド（サポートヨークともいう）を用いて、ラック軸を軸方向に移動可能に支持する構造のラック軸支持装置が一般的に使用されている。
そのラック軸支持装置は、ラックハウジングから直交状に突出するハウジングに設けられた保持孔に、保持孔の深さ方向（ラック軸の径方向に相当）に摺動可能な前記ラックガイドと、そのラックガイドを保持孔の深さ方向に付勢する圧縮コイルばねとを収容している。圧縮コイルばねにより付勢されたラックガイドが、ラック軸をピニオン軸側へ押圧しつつ、ラック軸を軸方向に摺動可能に支持している。
【０００３】
しかしながら、悪路走行時等において、車輪からの入力により、ラック軸がラックガイドの進退方向に振動すると、ラック軸とラックガイドとが一瞬離れるような動きが生じてしまう。このため、ラックとピニオンの噛合部で歯打ち音が発生したり、がたつきを生じたラックガイドが保持孔内の各部と衝突し、ラトル音等の打音を発生する。
また、据え切り操舵時において、保持孔内で傾倒したラックガイドが、保持孔の内周に引っ掛かる状態となり、次いで、その引っ掛かりが外れて、ラックガイドが急に摺動を開始するときに（いわゆるスティックスリップ現象）、ラックガイドが保持孔内の各部と衝突し、打音（いわゆるコク音であり、スティックスリップ音）を発生する。
【０００４】
一方、特許文献１では、ハウジングに支持され、ラック軸を挿通させたラックアダプタによってラック軸を支持するラック軸支持装置が提案されている。前記ラックアダプタは、ハウジングに支持される外周被支持部と、ラック軸を支持する内周支持部とを備えており、外周被支持部の支持中心に対して内周支持部の支持中心が、偏心して配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２６４２３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１では、ラックアダプタの回転位置を調整することにより、ラックとピニオンのバックラッシを適度な量に設定し、その後、ラックアダプタのフランジの長孔を挿通させた固定ねじを、ハウジングの端面のねじ孔にねじ込むことにより、バックラッシ調整後のラックアダプタの回転位置を固定している。
このようにラックアダプタの位置が固定されているので、長期の使用によって、ラックアダプタの内周支持部とラック軸との間の摺動部分が摩耗すると、バックラッシの量が増大し、ラックとピニオンの噛合部において、打音による騒音を発生するという問題がある。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、長期にわたって騒音の発生を抑制することができるラック軸支持装置およびこれを含む車両用操舵装置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】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、操舵に伴って回転するピニオン軸（７）と噛み合って直線運動をするラック軸（８）を支持するラック軸支持装置（１３）において、前記ラック軸が挿通された筒状のハウジング（１０）と、そのハウジングの内周（１０ａ）に設けられ、第１支持中心（Ｃ１）を有する内周支持面（２６；２６Ａ）と、その内周支持面によって前記第１支持中心回りに回転可能に支持され、ラック軸の直線運動を案内するラックガイドとしての偏心カム（２７；２７Ａ）と、その偏心カムを前記第１支持中心回りの所定の回転方向（Ｙ１）に弾性的に付勢することにより、偏心カムを介してラック軸をピニオン軸側に押し付ける弾性付勢部材（２８；２８Ａ）と、を備え、前記偏心カムは、前記第１支持中心と同心の外周被支持面（３２；３２Ａ）と、ラック軸の外周（８ｂ）と同心であって前記第１支持中心に対して偏心した第２支持中心（Ｃ２）を有する内周カム面（３３；３３Ａ）と、を含むラック軸支持装置を提供する。
【０００９】
なお、括弧内の英数字は、後述する実施形態における対応構成要素等を表すが、このことは、むろん、本発明がそれらの実施形態に限定されるべきことを意味するものではない。以下、この項において同じ。
また、請求項２のように、前記偏心カムは、周方向の所定領域（２７３）を含み、偏心カムの前記所定領域は、ラック軸に対してピニオン軸とは反対側に配置され、偏心カムの径方向の厚み（ｔ）が、前記所定領域から前記所定の回転方向とは反対方向（Ｙ２）に向かうにしたがって厚くされていてもよい。
【００１０】
また、請求項３のように、前記偏心カムの前記内周カム面に、摩擦低減部（３６；３６Ａ）が設けられていてもよい。
また、請求項４のように、前記ハウジングは、ピニオン軸に相対的に近い第１端部（１１）と、ピニオン軸から相対的に遠い第２端部（１２）と、を含み、前記偏心カムは、前記第２端部とピニオン軸との間の中央位置（ＰＣ）から、前記第１端部までの間の所定位置に配置されていてもよい。
【００１１】
また、請求項５のように、前記偏心カムは、前記第１端部に配置されていてもよい。
また、請求項６のように、前記偏心カムを前記ハウジングの軸方向に位置決めする位置決め面（２９，３１）を含む位置決め部材（１０，３０）を備え、前記偏心カムは、前記位置決め面によって位置決めされる被位置決め面（２７１，２７２）を含み、前記位置決め面および前記被位置決め面の何れか一方に、摩擦低減部（３７１，３７２）が設けられていてもよい。
【００１２】
また、請求項７の発明は、前記に記載のラック軸支持装置によって、ラック軸を支持した車両用操舵装置（１）を提供する。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明によれば、ハウジングの内周支持面によって回転可能に支持されたラックガイドとしての偏心カムを、弾性付勢部材によって、前記内周支持面の第１支持中心回りの所定の回転方向に弾性的に付勢する。この弾性付勢部材の弾性付勢力によって、偏心カムを介してラック軸をピニオン軸側に、常に押し付けておくことができるので、ピニオンとラックとの間のバックラッシを長期にわたってゼロに維持することができる。しかも、従来のようなラック軸の径方向に直線運動する直動ラックガイド（サポートヨーク）を用いないので、直動ラックガイド（サポートヨーク）の倒れに起因するスティックスリップ音等の発生のおそれもない。したがって、長期にわたって、静粛性を維持することができる。
【００１４】
なお、括弧内の英数字は、後述する実施形態における対応構成要素等を表すが、このことは、むろん、本発明がそれらの実施形態に限定されるべきことを意味するものではない。以下、この項において同じ。
また、請求項２の発明によれば、長期の使用で、偏心カムの内周支持面とラック軸との摺動部分に摩耗が生じた場合に、弾性付勢部材の働きで、偏心カムが前記所定の回転方向に回転変位される。これにより、ラック軸に対してピニオン軸とは反対側に配置されてい、偏心カムの所定領域において、径方向の厚みを一定に維持することができる。したがって、摩耗発生に拘らず、長期にバックラッシをゼロに維持しておくことができる。
【００１５】
また、請求項３の発明によれば、偏心カムの内周カム面に摩擦低減部が設けられているので、偏心カムの回転摩擦抵抗が小さくなり、その結果、バックラッシをゼロに維持するための偏心カムの回転運動をスムーズに行わせることができる。また、長期に使用しても、内周カム面とラック軸との摺動部分に摩耗が発生し難くなる。
また、請求項４の発明によれば、ラック軸の支持が、ハウジングの第２端部に通例配置されるラックブッシュと、ラック軸を例えば第１径方向に支持するピニオン軸と、ラック軸を第１径方向の反対方向である第２径方向に支持する当該偏心カムとを用いた３点支持となる。ここで、偏心カムが、前記第２端部とピニオン軸との間の中央位置から、ハウジングの第１端部までの間に配置されているので、ピニオン軸がハウジングの第１端部に相対的に近い位置に配置されることになり、所定の回転方向に弾性付勢された偏心カムによって、ラック軸をピニオン軸側へ良好に押し付けることができる。
【００１６】
また、請求項５の発明によれば、従来、ハウジングの第１端部に配置されていたラックブッシュを廃止し、偏心カムによってラックブッシュの機能を兼用することができるので、構造を簡素化することができる。
また、請求項６の発明によれば、位置決め部材の位置決め面によって、偏心カムをハウジングの軸方向に位置決めすることができる。また、位置決め面および偏心カムの被位置決め面の何れか一方に、摩擦低減部が設けられているので、バックラッシをゼロに維持するための偏心カムの回転運動をスムーズに行わせることができる。
【００１７】
また、請求項７の発明によれば、長期にわたって騒音の発生を抑制することができる車両用操舵装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施の形態のラック軸支持装置を含む、ラックアンドピニオン式の車両用操舵装置としての電動パワーステアリング装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】ラック軸支持装置の断面図である。
【図３】図２のIII −III 線に沿う断面図である。
【図４】ラック軸の支持構造を示す模式図である。
【図５】本発明の別の実施形態のラック軸支持装置の断面図である。
【図６】本発明のさらに別の実施の形態のラック軸支持装置の要部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態のラック軸支持装置が適用された車両用操舵装置の概略構成図である。図１を参照して、車両用操舵装置としての電動パワーステアリング装置１は、ステアリングホイール等の操舵部材２に連結された操舵軸３と、操舵軸３に自在継手４を介して連結された中間軸５と、中間軸５に自在継手６を介して連結されたピニオン軸７と、ピニオン軸７に設けられたピニオン７ａに噛み合うラック８ａを軸方向Ｘ１の適長に形成して軸方向Ｘ１（自動車の左右方向）に延びる転舵軸としてのラック軸８とを備えている。ピニオン軸７およびラック軸８により、ラックアンドピニオン機構からなる転舵機構Ａが構成されている。
【００２０】
ラック軸８は、車体９に固定された筒状のラックハウジング１０に挿通されている。ラックハウジング１０は、第１端部１１と第２端部１２とを有している。ラック軸８は、ラックハウジング１０の第１端部１１に保持されたラック軸支持装置１３と、第２端部１２に保持されたラックブッシュ１４とによって、軸方向Ｘ１に移動可能に支持されている。ラック軸支持装置１３は、ラック軸８を支持するラックブッシュの機能と、ピニオン７ａおよびラック８ａのバックラッシを除去する機能を果たしている。
【００２１】
ピニオン軸７は、ラックハウジング１０の第１端部１１近傍に交叉するピニオンハウジング５０の内部に延び、ピニオンハウジング５０の内部において、前記のピニオン７ａ を一体に形成している。ピニオン軸７は、ピニオンハウジング５０によって図示しない軸受を介して回転可能に支持されている。ピニオンハウジング５０とラックハウジング１０との交叉部において、ピニオン７ａとラック８ａとが噛み合わされている。
【００２２】
ラック軸８の両端部はラックハウジング１０の両側へ突出し、各端部にはそれぞれタイロッド１５が結合されている。各タイロッド１５は対応するナックルアーム（図示せず）を介して対応する転舵輪１６に連結されている。
操舵軸３は、車体９にブラケット１７を介して固定された筒状のコラムハウジング１８によって、図示しない軸受を介して回転可能に支持されている。操舵軸３は、操舵部材２に連結された操舵入力軸３ａと、中間軸５に連結された操舵出力軸３ｂとを含む。操舵入力軸３ａと操舵出力軸３ｂとは、トーションバー１９を介して同一軸線上で相対回転可能に連結されている。操舵軸３の周囲に配置されたトルクセンサ２０は、操舵入力軸３ａおよび操舵出力軸３ｂの相対回転変位量に基づいて、操舵部材２に入力された操舵トルクを検出する。
【００２３】
電動パワーステアリング装置１は、操舵補助用の電動モータ２１と、電動モータ２１の出力トルクを転舵機構Ａに伝達するための伝達機構としての減速機構２２とを含む。減速機構２２は、電動モータ２１により回転駆動される駆動ギヤとしてのウォーム２３と、このウォーム２３に噛み合うと共に、操舵出力軸３ｂに一体回転可能に連結された被動ギヤとしてのウォームホイール２４とを備えている。
【００２４】
操舵部材２が操作されて操舵軸３が回転されると、この回転がピニオン７ａおよびラック８ａによって、ラック軸８の軸方向Ｘ１の直線運動に変換される。これにより、転舵輪１６の転舵が達成される。また、トルクセンサ２０によるトルク検出結果および図示しない車速センサからの車速検出結果が、ＥＣＵ(Electronic Control Unit）２５に与えられ、これらの検出結果に基づいてＥＣＵ２５が、電動モータ２１を駆動制御する。これにより、減速機構２２を介して操舵出力軸３ｂが回転駆動され、操舵が補助される。
【００２５】
図２は、ラック軸支持装置の拡大断面図であり、図３は図２のIII −III 線に沿う断面図である。図２に示すように、ラック軸支持装置１３は、ハウジング１０の内周１０ａに設けられ、第１支持中心Ｃ１を有する内周支持面２６と、内周支持面２６によって第１支持中心Ｃ１回りに回転可能に支持された筒状の偏心カム２７を備えている。偏心カム２７は、ラック軸８の軸方向Ｘ１の直線運動を案内するラックガイドとして機能する。
【００２６】
また、図３に示すように、ラック軸支持装置１３は、偏心カム２７を所定の回転方向Ｙ１に弾性的に付勢する弾性付勢部材２８を備えている。弾性付勢部材２８は、偏心カム２７を支持中心Ｃ１回りの所定の回転方向Ｙ１に弾性的に付勢することにより、偏心カム２７を介してラック軸８をピニオン軸７側に押し付ける働きをする。弾性付勢部材２８の付勢方向は、所定の回転方向Ｙ１に相当する。
【００２７】
図２に示すように、偏心カム２７は、ラックハウジング１０の内周１０ａに形成された環状段部からなる第１位置決め面２９と、ラックハウジング１０の第１端部１１の内周１０ａのねじ部１０ｂに螺合されたねじからなる環状のストッパ３０の端面からなる第２位置決め面３１との間に配置されている。両位置決め面２９，３１によって、偏心カム２７の軸方向移動が規制されている。
【００２８】
偏心カム２７は、ラックハウジング１０の第１位置決め面２９に対向する一端面からなる第１被位置決め面２７１と、ストッパ３０の第２位置決め面３１に対向する他端面からなる第２被位置決め面２７２とを有している。
偏心カム２７の各被位置決め面２７１，２７２は、対応する位置決め面２９，３１に対して緩く当接しているか、或いは微小な隙間を設けて対向している。したがって、第１位置決め面２９やストッパ３０が偏心カム２７の回転に与える抵抗が、小さく抑えられている。
【００２９】
図３に示すように、偏心カム２７は、第１支持中心Ｃ１と同心の円筒面からなる外周被支持面３２と、内周カム面３３とを備えている。内周カム面３３は、ラック軸８の外周８ｂと同心であって且つ第１支持中心Ｃ１に対して偏心した第２支持中心Ｃ２を有する円筒面からなる。
偏心カム２７は、外周被支持面３２から径方向外方へ突出する突起３４を備えている。突起３４は、ラックハウジング１０の内周支持面２６に設けられた凹部３５内に延びている。偏心カム２７の回転に伴って突起３４が、凹部３５内を変位可能である。凹部３５の内側面により構成された座部３５１と突起３４との間に、前記の弾性付勢部材２８が介在している。弾性付勢部材２８は、例えば圧縮コイルばねからなり、突起３４を介して偏心カム２７を所定の回転方向Ｙ１に弾性付勢する。
【００３０】
また、偏心カム２７は、周方向の所定領域２７３を含む。偏心カム２７の所定領域２７３は、ラック軸８に対してピニオン軸７とは反対側に配置されている。すなわち、偏心カム２７の所定領域２７３とピニオン軸７との間に、ラック軸８が配置されている。
偏心カム２７の径方向（第１支持中心Ｃ１を中心とする径方向）の厚みｔが、所定領域２７３から所定の回転方向Ｙ１（弾性付勢部材２８の付勢方向に相当）とは反対方向Ｙ２に向かうにしたがって厚くされている。すなわち、所定領域２７３での厚みｔ１よりも、前記反対方向Ｙ２に例えば所定距離だけ離隔した領域２７４での厚みｔ２が厚くされている（ｔ１＜ｔ２）。これにより、弾性付勢部材２８の弾性付勢によって、偏心カム２７を介して、ラック軸８をピニオン軸７側へ押し付けることが実質的に可能となる。
【００３１】
第１支持中心Ｃ１およびピニオン軸７の中心軸線Ｃ３の双方に直交する方向Ｚ１に関しての、第１支持中心Ｃ１および第２支持中心Ｃ２のオフセット量ｅ１が、ラック軸８をピニオン軸７側へ押し付ける量に相当する。オフセット量ｅ１の最大値は、第１支持中心Ｃ１に対する第２支持中心Ｃ２の偏心量ｅであるが、長期の使用で摩耗等が生じても、オフセット量ｅ１が偏心量ｅに達しないように、オフセット量ｅ１の初期値が設定されている。具体的には、偏心カム２７の回転角度位置の初期値が設定されている。
【００３２】
また、偏心カム２７の内周カム面３３に、摩擦低減部３６が設けられている。摩擦低減部３４は、内周カム面３３に貼り付けられたフッ素樹脂等の低摩擦シートであってもよいし、また、内周カム面３３に被覆されたフッ素樹脂層等の低摩擦層であってもよい。
本実施の形態によれば、ラックハウジング１０の内周支持面２６によって回転可能に支持されたラックガイドとしての偏心カム２７を、弾性付勢部材２８によって、内周支持面２６の第１支持中心Ｃ１回りの所定の回転方向Ｙ１に弾性的に付勢する。
【００３３】
この弾性付勢部材２８の弾性付勢力によって、偏心カム２７を介してラック軸８をピニオン軸７側に、常に押し付けておくことができるので、ピニオン７ａとラック８ａとの間のバックラッシを長期にわたってゼロに維持することができる。しかも、従来のようなラック軸の径方向に直線運動する直動ラックガイド（サポートヨーク）を用いないので、当該直動ラックガイド（サポートヨーク）の倒れに起因するスティックスリップ音等の発生のおそれもない。したがって、長期にわたって、静粛性を維持することができるラック軸支持装置１３および電動パワーステアリング装置１を実現することができる。
【００３４】
また、ラック軸８に対してピニオン軸７とは反対側に、偏心カム２７の所定領域２７３が配置されている。すなわち、偏心カム２７の所定領域２７３とピニオン軸７との間にラック軸８が配置されている。偏心カム２７の径方向の厚みｔが、所定領域２７３から所定の回転方向Ｙ１とは反対方向Ｙ２に向かうにしたがって厚くされている。これにより下記の利点がある。
【００３５】
すなわち、長期の使用で、偏心カム２７の内周カム面３３（本実施の形態では、内周カム面３３に設けられた摩擦低減部３６）とラック軸８との摺動部分に摩耗が生じた場合に、弾性付勢部材２８の働きで、偏心カム２７が所定の回転方向Ｙ１に回転変位される。これにより、ラック軸８に対してピニオン軸７とは反対側に配置されている、偏心カム２７の所定領域２７３において、径方向の厚みｔ１を一定に維持することができる。したがって、摩耗発生に拘らず、長期にバックラッシをゼロに維持しておくことができる。
【００３６】
また、偏心カム２７の内周カム面３３に摩擦低減部３６が設けられているので、偏心カム２７の回転摩擦抵抗が小さくなる。したがって、バックラッシをゼロに維持するための偏心カム２７の回転運動をスムーズに行わせることができる。また、長期に使用しても、内周カム面３３（本実施の形態では摩擦低減部３６）とラック軸８との摺動部分に摩耗が発生し難くなる。また、偏心カム２７を弾性付勢する弾性付勢部材２８を小型にすることができ、ひいてはラック軸支持装置１３を小型化することができる。
【００３７】
また、偏心カム２７がラックハウジング１０の第１端部１１に配置されて、ラック軸８を支持するので、従来、ラックハウジング１０の第１端部１１に配置されていたラックブッシュを廃止することができる。すなわち、偏心カム２７によってラックブッシュの機能と、ピニオン７ａおよびラック８ａの間のバックラッシを除去する機能とを兼用することができるので、構造を簡素化することができる。
【００３８】
また、模式図である図４に示すように、ラック軸８の支持が、ラックハウジング１０の第２端部１２に配置されラック軸８を径方向の全方向に支持するラックブッシュ１４と、ラック軸８を第１径方向Ｒ１に支持するピニオン軸７と、ラック軸８を第１径方向Ｒ１の反対方向である第２径方向Ｒ２に支持する偏心カム２７とを用いた３点支持となる。
そして、ラック軸支持装置１３の偏心カム２７は、ピニオン軸７の位置Ｐ１とラックブッシュ１４の位置Ｐ２（第２端部１２の位置に相当）との間の中央位置ＰＣから、ラックハウジング１０の第１端部１１の位置Ｐ３までの間の配置領域Ｑ内の所定位置に配置されていればよい。
【００３９】
これにより、偏心カム２７がピニオン軸７に比較的に近い位置に配置されることになるので、所定の回転方向Ｙ１に弾性付勢された偏心カム２７によって、ラック軸８をピニオン軸７側へ良好に押し付けることができるからである。なお、本実施の形態は、ラック軸支持装置１３がラックハウジング１０の第１端部１１の位置Ｐ３に配置された例に則して説明した。
【００４０】
図５は本発明の別の実施の形態を示している。前記実施の形態では、偏心カム２７がラック軸８の全周を取り囲んでいたが、本実施の形態のラック軸支持装置１３Ａでは、ラック軸８の周方向の略半分に配置された偏心カム２７Ａを用いている。
偏心カム２７Ａは、第１支持中心Ｃ１と同心の円筒面の一部からなる外周被支持面３２Ａと、内周カム面３３Ａとを備えている。内周カム面３３Ａは、ラック軸８の外周８ｂと同心であって且つ第１支持中心Ｃ１に対して偏心した第２支持中心Ｃ２を有する円筒面の一部からなる。内周カム面３３Ａには、例えば、フッ素樹脂等の低摩擦シートからなる摩擦低減部３６Ａが設けられている。
【００４１】
ハウジング１０の内周支持面２６Ａは、周方向に関して、偏心カム２７Ａの配置領域よりも広い領域に配置されている。内周支持面２６Ａは、偏心カム２７Ａの回転方向の移動範囲をカバーする必要があるからである。
また、弾性付勢部材２８Ａは、ハウジング１０の内周１０ａの一部を突出して設けられた座部１０ｃと、座部１０ｃに対向する偏心カム２７Ａの周方向の一方の端面２７５との間に介在している。本実施の形態の構成において、図３の実施の形態の構成と同じ構成には、図３の実施の形態の参照符号と同じ参照符号を付してある。
【００４２】
本実施の形態においても、図３の実施の形態と同じく、ピニオン７ａとラック８ａとの間のバックラッシを長期にわたってゼロに維持することができ、長期にわたって、静粛性を維持することができるラック軸支持装置１３Ａおよび電動パワーステアリング装置を実現することができる。
また、偏心カム２７Ａがラック軸８の全周を取り囲んでいないので、ラック軸８に対して偏心カム２７Ａを組み付け易く、組立て性が向上する。したがって、製造コストを安くすることができる。
【００４３】
本発明は前記各実施の形態に限定されるものではなく、例えば、図６に示すように、偏心カム２７の第１被位置決め面２７１およびラックハウジング１０の第１位置決め面２９の何れか一方（図６では、第１被位置決め面２７１）に、フッ素樹脂等の低摩擦シートまたは低摩擦層により構成された摩擦低減部３７１が設けられていてもよい。また、偏心カム２７の第２被位置決め面２７２およびストッパ３０の第２位置決め面３１の端面の何れか一方（図６では、第２被位置決め面２７２）に、フッ素樹脂等の低摩擦シートまたは低摩擦層により構成された摩擦低減部３７２が設けられていてもよい。この場合、偏心カム２７の回転抵抗をより低減することができる。また、位置決め面および被位置決め面の摩耗を低減することができ、長期の使用で、偏心カム２７が軸方向にガタついたりすることを防止することができる。
【００４４】
また、図示していないが、ストッパ３０を廃止し、ラックハウジング１０を外周からかしめて内周１０ａに突起を膨出させ、膨出された突起と位置決め段部からなる第１位置決め面２９とによって、偏心カム２７の軸方向移動を規制するようにしてもよい。
また、車両用操舵装置としては、電動パワーステアリング装置１に限らず、マニュアルステアリングであってもよいし、油圧式のパワーステアリング装置であってもよい。その他、本発明の特許請求の範囲で種々の変更を施すことができる。
【符号の説明】
【００４５】
１…電動パワーステアリング装置（車両用操舵装置）、２…操舵部材、７…ピニオン軸、７ａ…ピニオン、８…ラック軸、８ａ…ラック、８ｂ…外周、１０…ラックハウジング、１０ａ…内周、１１…第１端部、１２…第２端部、１３；１３Ａ…ラック軸支持装置、１４…ラックブッシュ、２６；２６Ａ…内周支持面、２７；２７Ａ…偏心カム、２７１…第１被位置決め面、２７２…第２被位置決め面、２７３…所定領域、２８；２８Ａ…弾性付勢部材、２９…第１位置決め面、３０…ストッパ、３１…第２位置決め面、３２；３２Ａ…外周被支持面、３３；３３Ａ…内周カム面、３４…突起、３５…凹部、３６，３６Ａ…摩擦低減部、３７１，３７２…摩擦低減部、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３…位置、ＰＣ…中央位置、Ｑ…配置領域、Ｒ１…第１径方向、Ｒ２…第２径方向、Ｘ１…軸方向、Ｙ１…所定の回転方向、Ｙ２…反対方向、Ｚ１…直交方向
【技術分野】
【０００１】
本発明はラック軸支持装置および車両用操舵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ラックアンドピニオン式のステアリング装置において、ラック軸の径方向に進退する直動型のラックガイド（サポートヨークともいう）を用いて、ラック軸を軸方向に移動可能に支持する構造のラック軸支持装置が一般的に使用されている。
そのラック軸支持装置は、ラックハウジングから直交状に突出するハウジングに設けられた保持孔に、保持孔の深さ方向（ラック軸の径方向に相当）に摺動可能な前記ラックガイドと、そのラックガイドを保持孔の深さ方向に付勢する圧縮コイルばねとを収容している。圧縮コイルばねにより付勢されたラックガイドが、ラック軸をピニオン軸側へ押圧しつつ、ラック軸を軸方向に摺動可能に支持している。
【０００３】
しかしながら、悪路走行時等において、車輪からの入力により、ラック軸がラックガイドの進退方向に振動すると、ラック軸とラックガイドとが一瞬離れるような動きが生じてしまう。このため、ラックとピニオンの噛合部で歯打ち音が発生したり、がたつきを生じたラックガイドが保持孔内の各部と衝突し、ラトル音等の打音を発生する。
また、据え切り操舵時において、保持孔内で傾倒したラックガイドが、保持孔の内周に引っ掛かる状態となり、次いで、その引っ掛かりが外れて、ラックガイドが急に摺動を開始するときに（いわゆるスティックスリップ現象）、ラックガイドが保持孔内の各部と衝突し、打音（いわゆるコク音であり、スティックスリップ音）を発生する。
【０００４】
一方、特許文献１では、ハウジングに支持され、ラック軸を挿通させたラックアダプタによってラック軸を支持するラック軸支持装置が提案されている。前記ラックアダプタは、ハウジングに支持される外周被支持部と、ラック軸を支持する内周支持部とを備えており、外周被支持部の支持中心に対して内周支持部の支持中心が、偏心して配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２６４２３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１では、ラックアダプタの回転位置を調整することにより、ラックとピニオンのバックラッシを適度な量に設定し、その後、ラックアダプタのフランジの長孔を挿通させた固定ねじを、ハウジングの端面のねじ孔にねじ込むことにより、バックラッシ調整後のラックアダプタの回転位置を固定している。
このようにラックアダプタの位置が固定されているので、長期の使用によって、ラックアダプタの内周支持部とラック軸との間の摺動部分が摩耗すると、バックラッシの量が増大し、ラックとピニオンの噛合部において、打音による騒音を発生するという問題がある。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、長期にわたって騒音の発生を抑制することができるラック軸支持装置およびこれを含む車両用操舵装置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】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、操舵に伴って回転するピニオン軸（７）と噛み合って直線運動をするラック軸（８）を支持するラック軸支持装置（１３）において、前記ラック軸が挿通された筒状のハウジング（１０）と、そのハウジングの内周（１０ａ）に設けられ、第１支持中心（Ｃ１）を有する内周支持面（２６；２６Ａ）と、その内周支持面によって前記第１支持中心回りに回転可能に支持され、ラック軸の直線運動を案内するラックガイドとしての偏心カム（２７；２７Ａ）と、その偏心カムを前記第１支持中心回りの所定の回転方向（Ｙ１）に弾性的に付勢することにより、偏心カムを介してラック軸をピニオン軸側に押し付ける弾性付勢部材（２８；２８Ａ）と、を備え、前記偏心カムは、前記第１支持中心と同心の外周被支持面（３２；３２Ａ）と、ラック軸の外周（８ｂ）と同心であって前記第１支持中心に対して偏心した第２支持中心（Ｃ２）を有する内周カム面（３３；３３Ａ）と、を含むラック軸支持装置を提供する。
【０００９】
なお、括弧内の英数字は、後述する実施形態における対応構成要素等を表すが、このことは、むろん、本発明がそれらの実施形態に限定されるべきことを意味するものではない。以下、この項において同じ。
また、請求項２のように、前記偏心カムは、周方向の所定領域（２７３）を含み、偏心カムの前記所定領域は、ラック軸に対してピニオン軸とは反対側に配置され、偏心カムの径方向の厚み（ｔ）が、前記所定領域から前記所定の回転方向とは反対方向（Ｙ２）に向かうにしたがって厚くされていてもよい。
【００１０】
また、請求項３のように、前記偏心カムの前記内周カム面に、摩擦低減部（３６；３６Ａ）が設けられていてもよい。
また、請求項４のように、前記ハウジングは、ピニオン軸に相対的に近い第１端部（１１）と、ピニオン軸から相対的に遠い第２端部（１２）と、を含み、前記偏心カムは、前記第２端部とピニオン軸との間の中央位置（ＰＣ）から、前記第１端部までの間の所定位置に配置されていてもよい。
【００１１】
また、請求項５のように、前記偏心カムは、前記第１端部に配置されていてもよい。
また、請求項６のように、前記偏心カムを前記ハウジングの軸方向に位置決めする位置決め面（２９，３１）を含む位置決め部材（１０，３０）を備え、前記偏心カムは、前記位置決め面によって位置決めされる被位置決め面（２７１，２７２）を含み、前記位置決め面および前記被位置決め面の何れか一方に、摩擦低減部（３７１，３７２）が設けられていてもよい。
【００１２】
また、請求項７の発明は、前記に記載のラック軸支持装置によって、ラック軸を支持した車両用操舵装置（１）を提供する。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明によれば、ハウジングの内周支持面によって回転可能に支持されたラックガイドとしての偏心カムを、弾性付勢部材によって、前記内周支持面の第１支持中心回りの所定の回転方向に弾性的に付勢する。この弾性付勢部材の弾性付勢力によって、偏心カムを介してラック軸をピニオン軸側に、常に押し付けておくことができるので、ピニオンとラックとの間のバックラッシを長期にわたってゼロに維持することができる。しかも、従来のようなラック軸の径方向に直線運動する直動ラックガイド（サポートヨーク）を用いないので、直動ラックガイド（サポートヨーク）の倒れに起因するスティックスリップ音等の発生のおそれもない。したがって、長期にわたって、静粛性を維持することができる。
【００１４】
なお、括弧内の英数字は、後述する実施形態における対応構成要素等を表すが、このことは、むろん、本発明がそれらの実施形態に限定されるべきことを意味するものではない。以下、この項において同じ。
また、請求項２の発明によれば、長期の使用で、偏心カムの内周支持面とラック軸との摺動部分に摩耗が生じた場合に、弾性付勢部材の働きで、偏心カムが前記所定の回転方向に回転変位される。これにより、ラック軸に対してピニオン軸とは反対側に配置されてい、偏心カムの所定領域において、径方向の厚みを一定に維持することができる。したがって、摩耗発生に拘らず、長期にバックラッシをゼロに維持しておくことができる。
【００１５】
また、請求項３の発明によれば、偏心カムの内周カム面に摩擦低減部が設けられているので、偏心カムの回転摩擦抵抗が小さくなり、その結果、バックラッシをゼロに維持するための偏心カムの回転運動をスムーズに行わせることができる。また、長期に使用しても、内周カム面とラック軸との摺動部分に摩耗が発生し難くなる。
また、請求項４の発明によれば、ラック軸の支持が、ハウジングの第２端部に通例配置されるラックブッシュと、ラック軸を例えば第１径方向に支持するピニオン軸と、ラック軸を第１径方向の反対方向である第２径方向に支持する当該偏心カムとを用いた３点支持となる。ここで、偏心カムが、前記第２端部とピニオン軸との間の中央位置から、ハウジングの第１端部までの間に配置されているので、ピニオン軸がハウジングの第１端部に相対的に近い位置に配置されることになり、所定の回転方向に弾性付勢された偏心カムによって、ラック軸をピニオン軸側へ良好に押し付けることができる。
【００１６】
また、請求項５の発明によれば、従来、ハウジングの第１端部に配置されていたラックブッシュを廃止し、偏心カムによってラックブッシュの機能を兼用することができるので、構造を簡素化することができる。
また、請求項６の発明によれば、位置決め部材の位置決め面によって、偏心カムをハウジングの軸方向に位置決めすることができる。また、位置決め面および偏心カムの被位置決め面の何れか一方に、摩擦低減部が設けられているので、バックラッシをゼロに維持するための偏心カムの回転運動をスムーズに行わせることができる。
【００１７】
また、請求項７の発明によれば、長期にわたって騒音の発生を抑制することができる車両用操舵装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施の形態のラック軸支持装置を含む、ラックアンドピニオン式の車両用操舵装置としての電動パワーステアリング装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】ラック軸支持装置の断面図である。
【図３】図２のIII −III 線に沿う断面図である。
【図４】ラック軸の支持構造を示す模式図である。
【図５】本発明の別の実施形態のラック軸支持装置の断面図である。
【図６】本発明のさらに別の実施の形態のラック軸支持装置の要部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態のラック軸支持装置が適用された車両用操舵装置の概略構成図である。図１を参照して、車両用操舵装置としての電動パワーステアリング装置１は、ステアリングホイール等の操舵部材２に連結された操舵軸３と、操舵軸３に自在継手４を介して連結された中間軸５と、中間軸５に自在継手６を介して連結されたピニオン軸７と、ピニオン軸７に設けられたピニオン７ａに噛み合うラック８ａを軸方向Ｘ１の適長に形成して軸方向Ｘ１（自動車の左右方向）に延びる転舵軸としてのラック軸８とを備えている。ピニオン軸７およびラック軸８により、ラックアンドピニオン機構からなる転舵機構Ａが構成されている。
【００２０】
ラック軸８は、車体９に固定された筒状のラックハウジング１０に挿通されている。ラックハウジング１０は、第１端部１１と第２端部１２とを有している。ラック軸８は、ラックハウジング１０の第１端部１１に保持されたラック軸支持装置１３と、第２端部１２に保持されたラックブッシュ１４とによって、軸方向Ｘ１に移動可能に支持されている。ラック軸支持装置１３は、ラック軸８を支持するラックブッシュの機能と、ピニオン７ａおよびラック８ａのバックラッシを除去する機能を果たしている。
【００２１】
ピニオン軸７は、ラックハウジング１０の第１端部１１近傍に交叉するピニオンハウジング５０の内部に延び、ピニオンハウジング５０の内部において、前記のピニオン７ａ を一体に形成している。ピニオン軸７は、ピニオンハウジング５０によって図示しない軸受を介して回転可能に支持されている。ピニオンハウジング５０とラックハウジング１０との交叉部において、ピニオン７ａとラック８ａとが噛み合わされている。
【００２２】
ラック軸８の両端部はラックハウジング１０の両側へ突出し、各端部にはそれぞれタイロッド１５が結合されている。各タイロッド１５は対応するナックルアーム（図示せず）を介して対応する転舵輪１６に連結されている。
操舵軸３は、車体９にブラケット１７を介して固定された筒状のコラムハウジング１８によって、図示しない軸受を介して回転可能に支持されている。操舵軸３は、操舵部材２に連結された操舵入力軸３ａと、中間軸５に連結された操舵出力軸３ｂとを含む。操舵入力軸３ａと操舵出力軸３ｂとは、トーションバー１９を介して同一軸線上で相対回転可能に連結されている。操舵軸３の周囲に配置されたトルクセンサ２０は、操舵入力軸３ａおよび操舵出力軸３ｂの相対回転変位量に基づいて、操舵部材２に入力された操舵トルクを検出する。
【００２３】
電動パワーステアリング装置１は、操舵補助用の電動モータ２１と、電動モータ２１の出力トルクを転舵機構Ａに伝達するための伝達機構としての減速機構２２とを含む。減速機構２２は、電動モータ２１により回転駆動される駆動ギヤとしてのウォーム２３と、このウォーム２３に噛み合うと共に、操舵出力軸３ｂに一体回転可能に連結された被動ギヤとしてのウォームホイール２４とを備えている。
【００２４】
操舵部材２が操作されて操舵軸３が回転されると、この回転がピニオン７ａおよびラック８ａによって、ラック軸８の軸方向Ｘ１の直線運動に変換される。これにより、転舵輪１６の転舵が達成される。また、トルクセンサ２０によるトルク検出結果および図示しない車速センサからの車速検出結果が、ＥＣＵ(Electronic Control Unit）２５に与えられ、これらの検出結果に基づいてＥＣＵ２５が、電動モータ２１を駆動制御する。これにより、減速機構２２を介して操舵出力軸３ｂが回転駆動され、操舵が補助される。
【００２５】
図２は、ラック軸支持装置の拡大断面図であり、図３は図２のIII −III 線に沿う断面図である。図２に示すように、ラック軸支持装置１３は、ハウジング１０の内周１０ａに設けられ、第１支持中心Ｃ１を有する内周支持面２６と、内周支持面２６によって第１支持中心Ｃ１回りに回転可能に支持された筒状の偏心カム２７を備えている。偏心カム２７は、ラック軸８の軸方向Ｘ１の直線運動を案内するラックガイドとして機能する。
【００２６】
また、図３に示すように、ラック軸支持装置１３は、偏心カム２７を所定の回転方向Ｙ１に弾性的に付勢する弾性付勢部材２８を備えている。弾性付勢部材２８は、偏心カム２７を支持中心Ｃ１回りの所定の回転方向Ｙ１に弾性的に付勢することにより、偏心カム２７を介してラック軸８をピニオン軸７側に押し付ける働きをする。弾性付勢部材２８の付勢方向は、所定の回転方向Ｙ１に相当する。
【００２７】
図２に示すように、偏心カム２７は、ラックハウジング１０の内周１０ａに形成された環状段部からなる第１位置決め面２９と、ラックハウジング１０の第１端部１１の内周１０ａのねじ部１０ｂに螺合されたねじからなる環状のストッパ３０の端面からなる第２位置決め面３１との間に配置されている。両位置決め面２９，３１によって、偏心カム２７の軸方向移動が規制されている。
【００２８】
偏心カム２７は、ラックハウジング１０の第１位置決め面２９に対向する一端面からなる第１被位置決め面２７１と、ストッパ３０の第２位置決め面３１に対向する他端面からなる第２被位置決め面２７２とを有している。
偏心カム２７の各被位置決め面２７１，２７２は、対応する位置決め面２９，３１に対して緩く当接しているか、或いは微小な隙間を設けて対向している。したがって、第１位置決め面２９やストッパ３０が偏心カム２７の回転に与える抵抗が、小さく抑えられている。
【００２９】
図３に示すように、偏心カム２７は、第１支持中心Ｃ１と同心の円筒面からなる外周被支持面３２と、内周カム面３３とを備えている。内周カム面３３は、ラック軸８の外周８ｂと同心であって且つ第１支持中心Ｃ１に対して偏心した第２支持中心Ｃ２を有する円筒面からなる。
偏心カム２７は、外周被支持面３２から径方向外方へ突出する突起３４を備えている。突起３４は、ラックハウジング１０の内周支持面２６に設けられた凹部３５内に延びている。偏心カム２７の回転に伴って突起３４が、凹部３５内を変位可能である。凹部３５の内側面により構成された座部３５１と突起３４との間に、前記の弾性付勢部材２８が介在している。弾性付勢部材２８は、例えば圧縮コイルばねからなり、突起３４を介して偏心カム２７を所定の回転方向Ｙ１に弾性付勢する。
【００３０】
また、偏心カム２７は、周方向の所定領域２７３を含む。偏心カム２７の所定領域２７３は、ラック軸８に対してピニオン軸７とは反対側に配置されている。すなわち、偏心カム２７の所定領域２７３とピニオン軸７との間に、ラック軸８が配置されている。
偏心カム２７の径方向（第１支持中心Ｃ１を中心とする径方向）の厚みｔが、所定領域２７３から所定の回転方向Ｙ１（弾性付勢部材２８の付勢方向に相当）とは反対方向Ｙ２に向かうにしたがって厚くされている。すなわち、所定領域２７３での厚みｔ１よりも、前記反対方向Ｙ２に例えば所定距離だけ離隔した領域２７４での厚みｔ２が厚くされている（ｔ１＜ｔ２）。これにより、弾性付勢部材２８の弾性付勢によって、偏心カム２７を介して、ラック軸８をピニオン軸７側へ押し付けることが実質的に可能となる。
【００３１】
第１支持中心Ｃ１およびピニオン軸７の中心軸線Ｃ３の双方に直交する方向Ｚ１に関しての、第１支持中心Ｃ１および第２支持中心Ｃ２のオフセット量ｅ１が、ラック軸８をピニオン軸７側へ押し付ける量に相当する。オフセット量ｅ１の最大値は、第１支持中心Ｃ１に対する第２支持中心Ｃ２の偏心量ｅであるが、長期の使用で摩耗等が生じても、オフセット量ｅ１が偏心量ｅに達しないように、オフセット量ｅ１の初期値が設定されている。具体的には、偏心カム２７の回転角度位置の初期値が設定されている。
【００３２】
また、偏心カム２７の内周カム面３３に、摩擦低減部３６が設けられている。摩擦低減部３４は、内周カム面３３に貼り付けられたフッ素樹脂等の低摩擦シートであってもよいし、また、内周カム面３３に被覆されたフッ素樹脂層等の低摩擦層であってもよい。
本実施の形態によれば、ラックハウジング１０の内周支持面２６によって回転可能に支持されたラックガイドとしての偏心カム２７を、弾性付勢部材２８によって、内周支持面２６の第１支持中心Ｃ１回りの所定の回転方向Ｙ１に弾性的に付勢する。
【００３３】
この弾性付勢部材２８の弾性付勢力によって、偏心カム２７を介してラック軸８をピニオン軸７側に、常に押し付けておくことができるので、ピニオン７ａとラック８ａとの間のバックラッシを長期にわたってゼロに維持することができる。しかも、従来のようなラック軸の径方向に直線運動する直動ラックガイド（サポートヨーク）を用いないので、当該直動ラックガイド（サポートヨーク）の倒れに起因するスティックスリップ音等の発生のおそれもない。したがって、長期にわたって、静粛性を維持することができるラック軸支持装置１３および電動パワーステアリング装置１を実現することができる。
【００３４】
また、ラック軸８に対してピニオン軸７とは反対側に、偏心カム２７の所定領域２７３が配置されている。すなわち、偏心カム２７の所定領域２７３とピニオン軸７との間にラック軸８が配置されている。偏心カム２７の径方向の厚みｔが、所定領域２７３から所定の回転方向Ｙ１とは反対方向Ｙ２に向かうにしたがって厚くされている。これにより下記の利点がある。
【００３５】
すなわち、長期の使用で、偏心カム２７の内周カム面３３（本実施の形態では、内周カム面３３に設けられた摩擦低減部３６）とラック軸８との摺動部分に摩耗が生じた場合に、弾性付勢部材２８の働きで、偏心カム２７が所定の回転方向Ｙ１に回転変位される。これにより、ラック軸８に対してピニオン軸７とは反対側に配置されている、偏心カム２７の所定領域２７３において、径方向の厚みｔ１を一定に維持することができる。したがって、摩耗発生に拘らず、長期にバックラッシをゼロに維持しておくことができる。
【００３６】
また、偏心カム２７の内周カム面３３に摩擦低減部３６が設けられているので、偏心カム２７の回転摩擦抵抗が小さくなる。したがって、バックラッシをゼロに維持するための偏心カム２７の回転運動をスムーズに行わせることができる。また、長期に使用しても、内周カム面３３（本実施の形態では摩擦低減部３６）とラック軸８との摺動部分に摩耗が発生し難くなる。また、偏心カム２７を弾性付勢する弾性付勢部材２８を小型にすることができ、ひいてはラック軸支持装置１３を小型化することができる。
【００３７】
また、偏心カム２７がラックハウジング１０の第１端部１１に配置されて、ラック軸８を支持するので、従来、ラックハウジング１０の第１端部１１に配置されていたラックブッシュを廃止することができる。すなわち、偏心カム２７によってラックブッシュの機能と、ピニオン７ａおよびラック８ａの間のバックラッシを除去する機能とを兼用することができるので、構造を簡素化することができる。
【００３８】
また、模式図である図４に示すように、ラック軸８の支持が、ラックハウジング１０の第２端部１２に配置されラック軸８を径方向の全方向に支持するラックブッシュ１４と、ラック軸８を第１径方向Ｒ１に支持するピニオン軸７と、ラック軸８を第１径方向Ｒ１の反対方向である第２径方向Ｒ２に支持する偏心カム２７とを用いた３点支持となる。
そして、ラック軸支持装置１３の偏心カム２７は、ピニオン軸７の位置Ｐ１とラックブッシュ１４の位置Ｐ２（第２端部１２の位置に相当）との間の中央位置ＰＣから、ラックハウジング１０の第１端部１１の位置Ｐ３までの間の配置領域Ｑ内の所定位置に配置されていればよい。
【００３９】
これにより、偏心カム２７がピニオン軸７に比較的に近い位置に配置されることになるので、所定の回転方向Ｙ１に弾性付勢された偏心カム２７によって、ラック軸８をピニオン軸７側へ良好に押し付けることができるからである。なお、本実施の形態は、ラック軸支持装置１３がラックハウジング１０の第１端部１１の位置Ｐ３に配置された例に則して説明した。
【００４０】
図５は本発明の別の実施の形態を示している。前記実施の形態では、偏心カム２７がラック軸８の全周を取り囲んでいたが、本実施の形態のラック軸支持装置１３Ａでは、ラック軸８の周方向の略半分に配置された偏心カム２７Ａを用いている。
偏心カム２７Ａは、第１支持中心Ｃ１と同心の円筒面の一部からなる外周被支持面３２Ａと、内周カム面３３Ａとを備えている。内周カム面３３Ａは、ラック軸８の外周８ｂと同心であって且つ第１支持中心Ｃ１に対して偏心した第２支持中心Ｃ２を有する円筒面の一部からなる。内周カム面３３Ａには、例えば、フッ素樹脂等の低摩擦シートからなる摩擦低減部３６Ａが設けられている。
【００４１】
ハウジング１０の内周支持面２６Ａは、周方向に関して、偏心カム２７Ａの配置領域よりも広い領域に配置されている。内周支持面２６Ａは、偏心カム２７Ａの回転方向の移動範囲をカバーする必要があるからである。
また、弾性付勢部材２８Ａは、ハウジング１０の内周１０ａの一部を突出して設けられた座部１０ｃと、座部１０ｃに対向する偏心カム２７Ａの周方向の一方の端面２７５との間に介在している。本実施の形態の構成において、図３の実施の形態の構成と同じ構成には、図３の実施の形態の参照符号と同じ参照符号を付してある。
【００４２】
本実施の形態においても、図３の実施の形態と同じく、ピニオン７ａとラック８ａとの間のバックラッシを長期にわたってゼロに維持することができ、長期にわたって、静粛性を維持することができるラック軸支持装置１３Ａおよび電動パワーステアリング装置を実現することができる。
また、偏心カム２７Ａがラック軸８の全周を取り囲んでいないので、ラック軸８に対して偏心カム２７Ａを組み付け易く、組立て性が向上する。したがって、製造コストを安くすることができる。
【００４３】
本発明は前記各実施の形態に限定されるものではなく、例えば、図６に示すように、偏心カム２７の第１被位置決め面２７１およびラックハウジング１０の第１位置決め面２９の何れか一方（図６では、第１被位置決め面２７１）に、フッ素樹脂等の低摩擦シートまたは低摩擦層により構成された摩擦低減部３７１が設けられていてもよい。また、偏心カム２７の第２被位置決め面２７２およびストッパ３０の第２位置決め面３１の端面の何れか一方（図６では、第２被位置決め面２７２）に、フッ素樹脂等の低摩擦シートまたは低摩擦層により構成された摩擦低減部３７２が設けられていてもよい。この場合、偏心カム２７の回転抵抗をより低減することができる。また、位置決め面および被位置決め面の摩耗を低減することができ、長期の使用で、偏心カム２７が軸方向にガタついたりすることを防止することができる。
【００４４】
また、図示していないが、ストッパ３０を廃止し、ラックハウジング１０を外周からかしめて内周１０ａに突起を膨出させ、膨出された突起と位置決め段部からなる第１位置決め面２９とによって、偏心カム２７の軸方向移動を規制するようにしてもよい。
また、車両用操舵装置としては、電動パワーステアリング装置１に限らず、マニュアルステアリングであってもよいし、油圧式のパワーステアリング装置であってもよい。その他、本発明の特許請求の範囲で種々の変更を施すことができる。
【符号の説明】
【００４５】
１…電動パワーステアリング装置（車両用操舵装置）、２…操舵部材、７…ピニオン軸、７ａ…ピニオン、８…ラック軸、８ａ…ラック、８ｂ…外周、１０…ラックハウジング、１０ａ…内周、１１…第１端部、１２…第２端部、１３；１３Ａ…ラック軸支持装置、１４…ラックブッシュ、２６；２６Ａ…内周支持面、２７；２７Ａ…偏心カム、２７１…第１被位置決め面、２７２…第２被位置決め面、２７３…所定領域、２８；２８Ａ…弾性付勢部材、２９…第１位置決め面、３０…ストッパ、３１…第２位置決め面、３２；３２Ａ…外周被支持面、３３；３３Ａ…内周カム面、３４…突起、３５…凹部、３６，３６Ａ…摩擦低減部、３７１，３７２…摩擦低減部、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３…位置、ＰＣ…中央位置、Ｑ…配置領域、Ｒ１…第１径方向、Ｒ２…第２径方向、Ｘ１…軸方向、Ｙ１…所定の回転方向、Ｙ２…反対方向、Ｚ１…直交方向
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵に伴って回転するピニオン軸と噛み合って直線運動をするラック軸を支持するラック軸支持装置において、
前記ラック軸が挿通された筒状のハウジングと、
そのハウジングの内周に設けられ、第１支持中心を有する内周支持面と、
その内周支持面によって前記第１支持中心回りに回転可能に支持され、ラック軸の直線運動を案内するラックガイドとしての偏心カムと、
その偏心カムを前記第１支持中心回りの所定の回転方向に弾性的に付勢することにより、偏心カムを介してラック軸をピニオン軸側に押し付ける弾性付勢部材と、を備え、
前記偏心カムは、前記第１支持中心と同心の外周被支持面と、ラック軸の外周と同心であって前記第１支持中心に対して偏心した第２支持中心を有する内周カム面と、を含むラック軸支持装置。
【請求項２】
請求項１において、前記偏心カムは、周方向の所定領域を含み、
偏心カムの前記所定領域は、ラック軸に対してピニオン軸とは反対側に配置され、
偏心カムの径方向の厚みが、前記所定領域から前記所定の回転方向とは反対方向に向かうにしたがって厚くされているラック軸支持装置。
【請求項３】
請求項１または２において、前記偏心カムの前記内周カム面に、摩擦低減部が設けられているラック軸支持装置。
【請求項４】
請求項１から３の何れか１項において、前記ハウジングは、ピニオン軸に相対的に近い第１端部と、ピニオン軸から相対的に遠い第２端部と、を含み、
前記偏心カムは、前記第２端部とピニオン軸との間の中央位置から、前記第１端部までの間の所定位置に配置されているラック軸支持装置。
【請求項５】
請求項４において、前記偏心カムは、前記第１端部に配置されているラック軸支持装置。
【請求項６】
請求項１から５の何れか１項において、前記偏心カムを前記ハウジングの軸方向に位置決めする位置決め面を含む位置決め部材を備え、
前記偏心カムは、前記位置決め面によって位置決めされる被位置決め面を含み、
前記位置決め面および前記被位置決め面の何れか一方に、摩擦低減部が設けられているラック軸支持装置。
【請求項７】
請求項１から６の何れか１項に記載のラック軸支持装置によって、ラック軸を支持した車両用操舵装置。
【請求項１】
操舵に伴って回転するピニオン軸と噛み合って直線運動をするラック軸を支持するラック軸支持装置において、
前記ラック軸が挿通された筒状のハウジングと、
そのハウジングの内周に設けられ、第１支持中心を有する内周支持面と、
その内周支持面によって前記第１支持中心回りに回転可能に支持され、ラック軸の直線運動を案内するラックガイドとしての偏心カムと、
その偏心カムを前記第１支持中心回りの所定の回転方向に弾性的に付勢することにより、偏心カムを介してラック軸をピニオン軸側に押し付ける弾性付勢部材と、を備え、
前記偏心カムは、前記第１支持中心と同心の外周被支持面と、ラック軸の外周と同心であって前記第１支持中心に対して偏心した第２支持中心を有する内周カム面と、を含むラック軸支持装置。
【請求項２】
請求項１において、前記偏心カムは、周方向の所定領域を含み、
偏心カムの前記所定領域は、ラック軸に対してピニオン軸とは反対側に配置され、
偏心カムの径方向の厚みが、前記所定領域から前記所定の回転方向とは反対方向に向かうにしたがって厚くされているラック軸支持装置。
【請求項３】
請求項１または２において、前記偏心カムの前記内周カム面に、摩擦低減部が設けられているラック軸支持装置。
【請求項４】
請求項１から３の何れか１項において、前記ハウジングは、ピニオン軸に相対的に近い第１端部と、ピニオン軸から相対的に遠い第２端部と、を含み、
前記偏心カムは、前記第２端部とピニオン軸との間の中央位置から、前記第１端部までの間の所定位置に配置されているラック軸支持装置。
【請求項５】
請求項４において、前記偏心カムは、前記第１端部に配置されているラック軸支持装置。
【請求項６】
請求項１から５の何れか１項において、前記偏心カムを前記ハウジングの軸方向に位置決めする位置決め面を含む位置決め部材を備え、
前記偏心カムは、前記位置決め面によって位置決めされる被位置決め面を含み、
前記位置決め面および前記被位置決め面の何れか一方に、摩擦低減部が設けられているラック軸支持装置。
【請求項７】
請求項１から６の何れか１項に記載のラック軸支持装置によって、ラック軸を支持した車両用操舵装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−２３６４８９（Ｐ２０１２−２３６４８９Ａ）
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０６３１９（Ｐ２０１１−１０６３１９）
【出願日】平成２３年５月１１日（２０１１．５．１１）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１１日（２０１１．５．１１）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
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