JP2018144701A - ラックガイド装置 - Google Patents

Abstract

【課題】製造の容易なラックガイド装置を提供する。
【解決手段】ハウジング３０の収容孔３１内に、ラックガイド５０が移動可能に収容される。収容孔３１の外部開口端部３２に、プラグ４０が螺合される。ラックガイド５０とプラグ４０との間に、付勢部材が介在する。プラグ４０の外周面４３の雄ねじ４４が、収容孔３１の外部開口端部３２の雌ねじ３３と螺合する。雄ねじ４４の谷部８２の底８２ａは、雌ねじ３３の山頂部９１Ｔと干渉する干渉部８３を含む。
【選択図】図４

Description

本発明は、ラックガイド装置に関する。

ラックガイド装置では、ラック軸を摺動可能に支持するラックガイドが、ハウジングの収容孔に、ラック軸側とその反対側とに摺動可能に収容されている。また、収容孔において、ラック軸とは反対側の外部開口端部の内周に、プラグが螺合されている。プラグとラックガイドとの対向面の少なくとも一方に形成された凹部に、付勢部材が収容され、この付勢部材が、ラックガイドをラック軸側へ付勢している。プラグとラックガイドとの対向面間の隙間が、例えば０．１ｍｍ以下の所定値に調整される。

プラグの抜け止めには、通例、かしめによる下記の方式が用いられる。例えば、第１方式では、まず、プラグの雄ねじのねじ山の一部に、かしめによる塑性変形部が設けられる。塑性変形部が設けられたプラグが、ラックガイドに当接するまで締め込まれた後、所定量、ねじ戻されることで、プラグとラックガイドとの隙間が所定値に調整される。第１方式は、前記隙間の調整の前に、かしめを行うため、先かしめ方式とも呼ばれる。

また、第２方式では、プラグがラックガイドに当接するまで締め込まれた後、所定量、ねじ戻されることで、前記隙間が所定値に調整される。その後、プラグの端面がハウジングにかしめられる。第２方式は、前記隙間の調整の後に、かしめを行うため、後かしめ方式とも呼ばれる。
一方、一般的なねじの緩み止めを行う技術として、特許文献１では、転造または切削により、例えばボルトの雄ねじ部を形成した後、雄ねじ部の少なくとも一部のねじ山を塑性変形させて、ねじ山の頂部の位置を雄ねじの半径方向及び／または軸方向に位置ずれさせて塑性変形雄ねじ部を形成する技術が提案されている。特許文献１では、ねじ山を塑性変形させる塑性変形工程において、ねじ山に対して投射材が投射されたり、ねじ山に対して高圧水が噴射されたり、或いは、螺合状態のボルトに対して押圧具を押し当てられたりする。

特開２０１１−１２７８４号公報

前記第１方式や第２方式等のかしめ工程や、特許文献１におけるねじ山の頂部の位置をずらす塑性変形工程は、作業が煩雑であり、製造が容易でない。
本発明の目的は、製造の容易なラックガイド装置を提供することである。

請求項１の発明は、収容孔（３１）が形成されたハウジング（３０）と、前記収容孔内にラック軸（８）側に向かう第１方向（Ｘ１）および前記第１方向の反対方向である第２方向（Ｘ２）に移動可能に収容され、ラック軸を軸方向（Ｗ）に摺動可能に支持するラックガイド（５０）と、前記収容孔において前記第２方向側の端部である外部開口端部（３２）に螺合されたプラグ（４０；４０Ｐ）と、前記プラグと前記ラックガイドとの間に介在し前記ラックガイドを前記第１方向に付勢する付勢部材（６０）と、を備え、前記プラグの外周面（４３）は、前記外部開口端部における前記収容孔の内周面（３１ａ）に形成された雌ねじ（３３）に螺合する雄ねじ（４４）を含み、前記雄ねじの谷部（８２；８２Ｐ）の底（８２ａ；８２Ｐａ）は、前記雌ねじの山頂部（９１Ｔ）と干渉する干渉部（８３；８３Ｐ）を含む、ラックガイド装置（１）を提供する。

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。
請求項２のように、請求項１において、前記プラグは鋳造品であってもよい。
請求項３のように、請求項１または２において、前記干渉部は、複数設けられ、前記プラグの前記外周面の周方向（Ｙ）に等間隔をあけて配置されていてもよい。

請求項４のように、請求項１〜３の何れか一項において、前記プラグの径方向（Ｒ）に関する前記プラグの中心軸線（Ｃ２）と前記干渉部（８３Ｐ）との距離（Ｄ）が、前記プラグの前記外周面の周方向の位置によって変化していてもよい。

請求項１の発明では、組立時において、プラグをハウジングの収容孔の外部開口端部に対してねじ込んで、プラグをラックガイドに当接させた後、プラグを所定量、ねじ戻す。これにより、プラグとラックガイドとの隙間を所定量に設定する。このとき、プラグの雄ねじの谷部の底の干渉部が、雌ねじの山頂部と干渉することで、プラグの緩み止めが達成される。プラグをかしめたりする作業が不要となり、製造が容易になる。

請求項２の発明では、プラグを鋳造するときに、雄ねじの谷部の底に干渉部が同時に形成されるのて、製造が容易である。
請求項３の発明では、周方向に等間隔をあけて複数の干渉部が配置される。このため、プラグが雌ねじに対して心ずれを生じ難くなり、プラグを安定してねじ込んだり、ねじ戻したりすることができる。

請求項４の発明では、雌ねじの山頂部に対する干渉部の干渉量が、プラグの外周面の周方向の位置によって変化する。このため、ねじ込み作業やねじ戻し作業に要する力が漸増あるいは漸減されるので、作業がし易くなる。

図１は、本発明の第１実施形態のラックガイド装置が適用されたステアリング装置の概略構成の模式図である。 図２は、第１実施形態のラックガイド装置を含むステアリング装置の要部の断面図である。 図３は、第１実施形態のプラグの概略斜視図である。 図４（ａ）は、第１実施形態のプラグの模式的断面図であり、図４（ｂ）は、第１実施形態において、ハウジングの収容孔の外部開口端部の周辺の部分の模式的断面図であり、図４（ｃ）は、第１実施形態において、互いに嵌合されたプラグの雄ねじと外部開口端部の雌ねじとの模式的断面図である。 本発明の第２実施形態のラックガイド装置に適用されるプラグの模式的断面図である。

以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施の形態を説明する。
（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態のラックガイド装置２０が適用されたステアリング装置１の概略構成を示す模式図である。図１を参照して、ステアリング装置１は、回転操作されるステアリングホイール等の操舵部材２と、操舵部材２の回転に連動して転舵輪３を転舵する転舵機構４とを備える。また、ステアリング装置１は、一端に操舵部材２が取り付けられたステアリングシャフト５と、中間軸６とを備える。

転舵機構４は、例えばラックアンドピニオン機構により構成されている。転舵機構４は、ピニオン軸７と、転舵軸としてのラック軸８とを含む。ピニオン軸７は、中間軸６を介してステアリングシャフト５と連結されている。ピニオン軸７は、その端部近傍にピニオン７ａを形成している。ラック軸８は、軸方向Ｗの一部の外周に、ピニオン軸７のピニオン７ａに噛み合うラック８ａを形成している。

ラック軸８は、車体に固定されるラックハウジング９内にラックブッシュＢ等を介して軸方向Ｗ（車体の左右方向である車幅方向に相当）に移動可能に支持されている。ラック軸８の各端部は、ラックハウジング９の対応する端部から両側へ突出している。ラック軸８の各端部は、それぞれ対応するタイロッド１０および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３と連結されている。

操舵部材２が回転操作されてステアリングシャフト５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Ｗの直線運動に変換される。これにより、転舵輪３の転舵が達成される。
ステアリング装置１は、ラックガイド装置２０を備えている。ラックガイド装置２０は、ラック軸８に対して、ピニオン７ａの反対側に配置されている。ラックガイド装置２０は、ラック軸８をピニオン７ａ側へ付勢しつつ、ラック軸８の軸方向Ｗの移動を案内する機能を果たす。

図２はステアリング装置１の要部の断面図である。図２に示すように、ステアリング装置１は、ピニオンハウジング１１と、第１軸受１２と、第２軸受１３とを備えている。ピニオンハウジング１１は、ラックハウジング９（図１参照）に一体に取り付けられている。
図２に示すように、第１軸受１２および第２軸受１３は、ピニオンハウジング１１に保持されて、ピニオンハウジング１１内でピニオン軸７を回転可能に支持している。第１軸受１２および第２軸受１３は、ピニオン軸７においてピニオン７ａを挟んだ両側に配置されている。第２軸受１３は、ピニオン軸７の先端側に配置されている。第１軸受１２は、例えば玉軸受からなる。第２軸受１３は、例えば円筒ころ軸受からなる。ピニオン軸７のピニオン７ａとラック軸８のラック８ａとは、ピニオンハウジング１１内で互いに噛み合わされている。

ラックガイド装置２０は、ハウジング３０と、プラグ４０と、ラックガイド５０と、付勢部材６０と、栓部材７０とを備えている。
ハウジング３０は、ピニオンハウジング１１と一体に設けられている。ハウジング３０は、ラック軸８に対してピニオン７ａとは反対側に配置されている。ハウジング３０には、例えば円孔からなる収容孔３１が形成されている。収容孔３１には、ラック軸８が挿通されている。

収容孔３１において、ラック軸８側とは反対側に、外部開口端部３２が形成されている。収容孔３１の外部開口端部３２に、プラグ４０が螺合されている。外部開口端部３２における収容孔３１の内周面３１ａに、雌ねじ３３が形成されている。プラグ４０の外周面４３には、雌ねじ３３に螺合する雄ねじ４４が形成されている。
ラックガイド５０は、収容孔３１内に、ラック軸８側に向かう第１方向Ｘ１（進出方向）と、第１方向Ｘ１の反対方向であってプラグ４０側に向かう第２方向Ｘ２（後退方向）とに移動可能（進退可能）に収容されている。以下では、第１方向Ｘ１と第２方向Ｘ２とを総称して言うときは、進退方向Ｘと言う。ラックガイド５０は、ラック軸８のラック８ａの背面８ｂを摺動可能に支持している。

図３は、プラグ４０の概略斜視図である。図２および図３に示すように、プラグ４０は、第１方向Ｘ１側の第１端面４１と、第２方向Ｘ２側の第２端面４２と、外周面４３とを備えている。外周面４３は、プラグ４０の中心軸線Ｃ２を中心とする円筒面である。図２に示すように、第１端面４１は、ラックガイド５０と対向している。図２および図３に示すように、プラグ４０の外周面４３には、雄ねじ４４と、外周溝４５とが形成されている。外周溝４５は、雄ねじ４４よりもラックガイド５０側に配置されている。

図２に示すように、外周溝４５には、シール部材４６が収容されている。シール部材４６は、Ｏリング等の環状弾性部材からなる。シール部材４６が、プラグ４０の外周面４３と収容孔３１の内周面３１ａとの間を封止する機能を果たしている。
外部開口端部３２における収容孔３１の内周面３１ａの雌ねじ３３に、プラグ４０の雄ねじ４４がねじ込まれて、プラグ４０が、ハウジング３０に所定の保持力で保持されている。プラグ４０は、鋳造品であり、雄ねじ４４は、鋳造時に形成されたものである。

図４（ａ）は、プラグ４０の模式的断面図であり、図４（ｂ）は、ハウジング３０において収容孔３１の外部開口端部３２の周辺の部分の模式的断面図であり、図４（ｃ）は、互いに嵌合されたプラグ４０の雄ねじ４４と外部開口端部３２の雌ねじ３３との模式的断面図である。
図３および図４（ａ）に示すように、雄ねじ４４は、山部８１と、谷部８２とを有している。図４（ｂ）に示すように、雌ねじ３３は、山部９１と、谷部９２とを有している。山部９１の頂部が、山頂部９１Ｔを構成している。

図４（ａ）に示すように、雄ねじ４４の谷部８２の底８２ａには、干渉部８３が設けられている。図３に示すように、干渉部８３は複数設けられ、プラグ４０の外周面４３の周方向Ｙに等間隔をあけて配置されている。
図４（ｃ）に示すように、雄ねじ４４と雌ねじ３３の嵌合状態で、プラグ４０の雄ねじ４４の谷部８２の干渉部８３が、雌ねじ３３の山頂部９１Ｔと干渉する。この干渉によって摩擦抵抗が増大するため、プラグ４０を回転させるために要するトルクが増大される。換言すると、プラグ４０の回転位置を保持する保持力が増大し、プラグ４０の抜け止めが達成される。なお、干渉部８３と当該干渉部８３と干渉する雌ねじ３３の山頂部９１Ｔは、干渉によって弾性変形される。

図２および図３に示すように、プラグ４０の第２端面４２には、凹部４７が形成されている。凹部４７の底部４７ａから、工具係合突起４８が突出形成されている。工具係合突起４８は、プラグ４０を外部開口端部３２側からねじ込むための工具が外嵌されるように、例えば多角形断面に形成されている。
工具係合突起４８には、プラグ４０の軸心の方向に工具係合突起４８を貫通する貫通孔４９が形成されている。貫通孔４９に、図２に示すように、栓部材７０が圧入されて、貫通孔４９が封止されている。貫通孔４９には、ラックガイド装置２０の組立時において、ラックガイド５０の進退方向Ｘの位置変化を測定するためのダイヤルゲージ（図示せず）が挿通される。

ラックガイド５０は、第１方向Ｘ１側の第１端面５１と、第２方向Ｘ２側の第２端面５２と、外周面５３とを備えている。第１端面５１は、ラック軸８に対向している。ラックガイド５０の第１端面５１には、ラック軸８の背面８ｂの形状に概ね一致する形状の凹面５４が形成されている。凹面５４には、当該凹面５４に沿う湾曲状をなす摺接板５５が固定されている。摺接板５５は、ラック軸８の背面８ｂに摺接する。摺接板５５としては、低摩擦係数を有する板を用いることが好ましく、例えば金属板や、フッ素樹脂を被覆した金属板を用いることができる。

ラックガイド５０の外周面５３は、ラックガイド５０の中心軸線Ｃ１を中心とする円筒面からなる。ラックガイド５０の第２端面５２には、外周面５３のなす円筒面と同心の円孔からなる凹部５６が形成されている。付勢部材６０は、ラックガイド５０の第２端面５２の凹部５６の底と、プラグ４０の第１端面４１との間に介在する圧縮コイルばねである。付勢部材６０は、ラックガイド５０の凹部５６の底により受けられる第１端部６１と、プラグ４０の第１端面４１により受けられる第２端部６２とを含む。付勢部材６０は、ラックガイド５０を第１方向Ｘ１側（ラック軸８側）へ付勢する。

ラックガイド５０の外周面５３には、外周溝５７が形成されている。外周溝５７に、例えばＯリング等の環状の弾性部材５８が収容され、保持されている。ラックガイド５０のの外径は、収容孔３１の内径よりも僅かに小さくされている。弾性部材５８が収容孔３１の内周面３１ａを摺動することで、ラックガイド５０が、収容孔３１内を進退方向Ｘに移動する。

本実施形態では、組立時において、プラグ４０をハウジング３０の収容孔３１の外部開口端部３２に対してねじ込んで、プラグ４０（の第１端面４１）をラックガイド５０（の第２端面５２）に当接させた後、プラグ４０を所定量、ねじ戻す。これにより、プラグ４０（の第１端面４１）とラックガイド５０（の第２端面５２）との隙間Ｓ（図２参照）を所定量に設定する。このとき、図４に示すように、プラグ４０の干渉部８３が、雌ねじ３３の山頂部９１Ｔと干渉することで、プラグ４０の緩み止めが達成されるので、緩み止めのためにプラグ４０をかしめたりする作業が不要となり、ラックガイド装置２０の製造が容易になる。

また、プラグ４０が鋳造品である。このため、プラグ４０を鋳造するときに、雄ねじ４４の谷部８２の底８２ａに干渉部８３が同時に形成されるので、製造が容易である。干渉部８３を形成しない場合のプラグ鋳造用の鋳造型において、雄ねじ４４の谷部８２を形成するための谷部形成用凸部（図示せず）の頂部を削ることで、干渉部８３の形成が可能となる。この点からも製造が容易である。

また、プラグ４０の外周面４３の周方向Ｙに等間隔をあけて複数の干渉部８３が配置される。このため、プラグ４０が雌ねじ３３に対して心ずれを生じ難くなり、プラグ４０を安定してねじ込んだり、ねじ戻したりすることができる。
（第２実施形態）
図５は本発明の第２実施形態のラックガイド装置に備えられるプラグ４０Ｐの模式的断面図である。図５に示すように、プラグ４０Ｐの雄ねじ４４Ｐの谷部８２Ｐの底８２Ｐａに、干渉部８３Ｐが設けられる。プラグ４０Ｐの径方向Ｒに関して、プラグ４０Ｐの中心軸線Ｃ２と干渉部８３Ｐとの距離Ｄが、プラグ４０の周方向Ｙの位置によって変化している。具体的には、距離Ｄは、周方向Ｙの一方向に向かうにしたがって漸増または漸減されている。

本実施形態では、雌ねじ３３の山頂部９１Ｔ（図示せず）に対する干渉部８３Ｐの（径方向Ｒの）干渉量が、プラグ４０Ｐの外周面４３の周方向Ｙの位置によって漸増または漸減されることになる。このため、ねじ込み作業やねじ戻し作業に要する力が漸増あるいは漸減されるので、作業がし易くなる。
本発明は、前記実施形態に限定されるものではない。例えばプラグが鍛造品であってもよいし、プラグの雄ねじは切削部であってもよい。その他、本発明は、特許請求の範囲記載の範囲内で種々の変更を施すことができる。

１…ステアリング装置、７…ピニオン軸、８…ラック軸、２０…ラックガイド装置、３０…ハウジング、３１…収容孔、３１ａ…内周面、３２…外部開口端部、３３…雌ねじ、４０；４０Ｐ…プラグ、４３…外周面、４４；４４Ｐ…雄ねじ、５０…ラックガイド、６０…付勢部材、７０…栓部材、８１…（雄ねじの）山部、８２；８２Ｐ…（雄ねじの）谷部、８２ａ：８２Ｐａ…底、８３；８３Ｐ…干渉部、９１…（雌ねじの）山部、９１Ｔ…（雌ねじの）山頂部、Ｃ２…（プラグの）中心軸線、Ｄ…距離、Ｒ…径方向、Ｓ…隙間、Ｗ…（ラック軸の）軸方向、Ｘ…進退方向、Ｘ１…第１方向、Ｘ２…第２方向、Ｙ…周方向

Claims (4)

1. 収容孔が形成されたハウジングと、
   前記収容孔内にラック軸側に向かう第１方向および前記第１方向の反対方向である第２方向に移動可能に収容され、ラック軸を軸方向に摺動可能に支持するラックガイドと、
   前記収容孔において前記第２方向側の端部である外部開口端部に螺合されたプラグと、 前記プラグと前記ラックガイドとの間に介在し前記ラックガイドを前記第１方向に付勢する付勢部材と、を備え、
   前記プラグの外周面は、前記外部開口端部における前記収容孔の内周面に形成された雌ねじに螺合する雄ねじを含み、
   前記雄ねじの谷部の底は、前記雌ねじの山頂部と干渉する干渉部を含む、ラックガイド装置。
2. 前記プラグは鋳造品である、請求項１に記載のラックガイド装置。
3. 前記干渉部は、複数設けられ、前記プラグの前記外周面の周方向に等間隔をあけて配置されている、請求項１または２に記載のラックガイド装置。
4. 前記プラグの径方向に関する前記プラグの中心軸線と前記干渉部との距離が、前記プラグの前記外周面の周方向の位置によって変化している、請求項１〜３の何れか一項に記載のラックガイド装置。

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