JP5218831B2 - ラック軸支持装置および車両用操舵装置 - Google Patents

Description

本発明はラック軸支持装置およびこれを含む車両用操舵装置に関する。

ラックアンドピニオン式のステアリング装置には、通例、ラックとピニオンとの間のバックラッシを除去するためのラック軸支持装置が提供されている。そのラック軸支持装置では、ハウジングに設けられた保持孔に、前後に摺動可能なサポートヨークと、このサポートヨークを付勢する圧縮コイルばねを収容している。圧縮コイルばねにより付勢されたサポートヨークによって、ラック軸を軸方向に摺動可能に支持するとともにラック軸をピニオン軸側へ押圧している。

しかしながら、長期の使用によって、ラック軸およびサポートヨークの摺動部分の摩耗が進行すると、サポートヨークの前後方向のがたつきが大きくなり、その結果、ラトル音を発生するおそれがある。
そこで、サポートヨークの前後のがたつきを抑制するためのサポートヨーク間隙補償装置が提案されている（例えば特許文献１を参照）。

このサポートヨーク間隙補償装置は、固定溝を有するサポートヨークと、サポートヨークをラックバー方向に押圧するヨークスプリングと、サポートヨークの後面に配置され第１傾斜面を有する第１カムと、固定溝に装着されサポートヨークと第１カムとの間のギャップを維持する固定部材と、第１傾斜面と対向する第２傾斜面と中心部に形成された第１溝とを有する第２カムと、第２溝が中心部に形成されたヨークプラグと、第１溝と第２溝との空間に配置されるトーションスプリングと、を備えており、ラックバーとピニオンとの間に間隙が発生した場合に、トーションスプリングの延伸により第２カムが回転して間隙を補償するようにしている。
特開２００７−２３８０８９号公報

特許文献１では、上記ヨークスプリングが、第１カムを介して第２カムをヨークプラグに押圧している。このため、トーションスプリングの働きで第２カムが回転するときに、第２カムとヨークプラグとの間に生ずる摩擦力の影響で、第２カムの回転が阻害されるおそれがある。結果として、ラトル音の発生を防止できない場合がある。
そこで、ヨークスプリングを廃止することも考えられるが、そうした場合、ピニオンおよびラック軸の噛み合いの変動によるバックラッシ量の変動を吸収できないので、操舵抵抗が過度に増大するおそれがある。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、噛み合い変動を吸収でき、しかも長期にわたって騒音の発生を確実に抑制することができるラック軸支持装置および車両用操舵装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、ハウジング（１７）に形成された保持孔（１６）内に保持孔の深さ方向（Ｘ１）に摺動可能に収容され且つラック軸（８）を摺動可能に支持するラック軸支持部材（１８）と、上記保持孔の入口に固定された封止部材（１９）と、ラック軸支持部材と封止部材との間に介在し、保持孔の中心軸線（Ｃ１）の回りに回転可能な中間部材（２０，２０Ａ）と、封止部材および中間部材を連結し中間部材を回転駆動可能な捩じりばね（２１）と、捩じりばねの捩じり戻しによる中間部材の回転力を、中間部材がラック軸支持部材を押す力に変換するカム機構（２３，２３Ａ）と、ラック軸支持部材および当該ラック軸支持部材のラック軸とは反対側の面（１８ｂ）に対向する対向部材（５１，５１Ａ，６０）の両者の間に隙間を設けるために上記両者の間に介在する環状の弾性部材（５０）と、上記中間部材と上記環状の弾性部材との間に介在した摩擦低減要素（５１，５１Ａ，５１Ｂ）とを備えた、ラック軸支持装置（１２）を提供する。

ラック軸支持部材とラック軸との摺動部分の摩耗の進行に伴って、捩じりばねによって中間部材が回転される。中間部材の回転に伴って、カム機構の働きで、中間部材がラック軸支持部材をラック軸側へ押すので、ラックとピニオンの噛み合い部の押圧力を略一定に維持することができる。したがって、長期にわたってラトル音の発生を抑制することができる。しかも、ラック軸支持部材と対向部材との間に形成される隙間の量が、環状の弾性部材の伸縮に伴って増減することにより、ラックとピニオンの噛み合い変動を吸収することができる。したがって、上記摺動部分の摩耗の進行に伴って捩じりばねにより中間部材がラック軸支持部材をラック軸側へ移動させた後においても、ラックとピニオンのバックラッシが極端に小さくなって操舵抵抗が過度に大きくなるようなことがない。
また、上記中間部材と上記環状の弾性部材との間に介在した摩擦低減要素（５１，５１Ａ，５１Ｂ）を備えるので、中間部材がスムーズに回転することができる。摩擦低減要素としては、上記環状の弾性部材の表面に被覆された低摩擦の被覆層であってもよいし、上記環状の弾性部材と中間部材との間に介在する環状板であってもよい。

上記対向部材としては、中間部材であってもよい。その場合、上記カム機構を構成する例えばカム面およびカムフォロア面は、それぞれ、封止部材および中間部材の対向部に設けられることになる。また、上記対向部材としては、中間部材とラック軸支持部材との間に介在する介在部材であってもよい。その場合、上記カム機構を構成する例えばカム面およびカムフォロア面は、それぞれ、封止部材および中間部材の対向部に設けられていてもよいし、また、それぞれ、中間部材および介在部材の対向部に設けられていてもよい。

また、上記環状の弾性部材は、ラック軸支持部材に形成された環状凹部（５２）に保持され、上記環状の弾性部材の断面形状が角形であり、上記環状の弾性部材は、上記対向部材に対向する環状の平坦面（５４）を有している場合がある（請求項２）。この場合、上記環状の弾性部材が、対向部材に対して（中間部材と環状の弾性部材との間に後述する環状板が介在する場合は、その環状板に対して）摺接する面積を広く確保でき、上記環状の弾性部材のへたりを防止して上記環状の弾性部材の耐久性を向上することができる。

また、上記摩擦低減要素は環状板（５１，５１Ａ）を含み、上記環状板は、当該環状板の軸方向に対向する第１および第２の面（５５，５６）を有し、上記環状板の第２の面と中間部材との間の摩擦力が、環状板の第１の面と環状の弾性部材との間の摩擦力よりも小さくされている場合がある（請求項３）。この場合、中間部材が回転するときに、摩擦力が相対的に小さい、中間部材および環状板の第２の面を摺接させることになる。その結果、所要時に、中間部材を円滑に回転させることができる。

環状板の第２の面と中間部材との間の摩擦力を低減するために、第２の面の粗さ精度を良好にするなど第２の面の表面性状が第１の面よりも向上されていてもよいし、第２の面に、亜鉛メッキ、フッ素樹脂コーティングその他の摩擦係数を低減するための表面処理が施されていてもよいし、第２の面に環状突起等を設けて中間部材に対する摺接面積を低減するようにされていてもよいし、上記第２の面と中間部材との間に、グリース等の潤滑剤が介在していてもよい。

また、本発明は、上記ラック軸支持装置を用いてラック軸を軸方向に摺動可能に支持する車両用操舵装置（１）を提供する（請求項４）。本発明では、ラックとピニオンの噛み合い変動を吸収して操舵抵抗の増大を抑制でき、且つ長期にわたってラトル音の発生を防止することのできる車両用操舵装置が達成される。
なお、上記において、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の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。

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を参照して、車両用操舵装置１は、ステアリングホイール等の操舵部材２に連結しているステアリングシャフト３と、ステアリングシャフト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の端部近傍に設けられたピニオン７ａに噛み合うラック８ａを有して自動車の左右方向に延びる転舵軸としてのラック軸８とを有している。ピニオン軸７およびラック軸８により舵取り機構としてのラックアンドピニオン機構Ａが構成されている。

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、図示しない複数の軸受を介して、軸方向Ｚ１に沿って直線往復動可能に支持されている。ラック軸８の両端部はラックハウジング９の両側へ突出し、各端部にはそれぞれタイロッド１０が結合されている。各タイロッド１０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１１に連結されている。

操舵部材２が操作されてステアリングシャフト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、自動車の左右方向に沿ってのラック軸８の直線運動に変換される。これにより、転舵輪１１の転舵が達成される。
図２を参照して、ピニオン軸７は、例えば玉軸受からなる第１の軸受１３と、例えば円筒ころ軸受からなる第２の軸受１４とによって、ピニオンハウジング１５内に回転可能に支持されている。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１５内で相互に噛み合わされている。

車両用操舵装置１にはラック軸支持装置１２が装備されている。ラック軸８は、上記ラック軸支持装置１２と、ピニオンハウジング１５に連結されたラックハウジング９（図１参照）内に設けられた図示しない軸受とによって、その軸長方向（図２において紙面に直交する方向）に沿って摺動可能に支持されている。
上記ラック軸支持装置１２は、円孔からなる保持孔１６を有するハウジング１７と、保持孔１６に保持孔１６の深さ方向Ｘ１に沿って摺動可能に収容され且つラック軸８のラック８ａの背面８ｂを摺動可能に支持するラック軸支持部材としてのサポートヨーク１８と、保持孔１６の入口にねじ込まれて固定された封止部材１９と、サポートヨーク１８および封止部材１９の間に介在し、保持孔１６の中心軸線Ｃ１の回りに回転可能な中間部材２０とを備えている。

また、上記ラック軸支持装置１２は、封止部材１９および中間部材２０をトルク伝達可能に連結する捩じりばねとしての捩じりコイルばね２１と、封止部材１９に位置調整可能に取り付けられ、捩じりコイルばね２１の捩じり量を調整するための捩じり量調整部材としての調整ねじ２２と、封止部材１９および中間部材２０の互いの対向部に設けられたカム機構２３とを備えている。カム機構２３は、捩じりコイルばね２１の捩じり戻しによる中間部材２０の回転を、サポートヨーク１８側への、中間部材２０の軸方向移動に変換する機能を有している。

ラック軸支持装置１２のハウジング１７は、ピニオンハウジング１５と一体に形成され、ラック軸８を隔ててピニオン軸７とは反対側に配置されている。ピニオンハウジング１５およびハウジング１７は例えばダイキャストにより製作される。
ラック軸支持部材としてのサポートヨーク１８は、ラック軸８に対向する前面１８ａと、中間部材２０に対向する対向面としての後面１８ｂと、円筒面からなる外周面１８ｃとを有している。サポートヨーク１８の前面１８ａには、ラック軸８の背面８ｂの形状に概ね一致する凹面２４が形成されており、この凹面２４に沿うように摺接板７０が取り付けられている。摺接板７０がラック軸８の背面８ｂに摺接する。摺接板７０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。

また、ラック軸支持装置１２は、サポートヨーク１８と中間部材２０との間に介在する環状の弾性部材５０と、この環状の弾性部材５０と中間部材２０との間に介在する摩擦低減要素としての環状板５１とを備えている。環状板５１は、サポートヨーク１８の後面１８ｂに対向する対向部材を構成している。
図２、図３および図１０を参照して、サポートヨーク１８の後面１８ｂに、サポートヨーク１８とは同心の環状凹部５２が形成されており、この環状凹部５２に、上記環状の弾性部材５０が保持されている。環状の弾性部材５０の一部が、サポートヨーク１８の後面１８ｂから突出し、環状板５１を中間部材２０側へ弾性的に押圧している。これにより、中間部材２０とサポートヨーク１８との間に、より具体的には、対向部材としての環状板５１とサポートヨーク１８の後面１８ｂとの間に、隙間５３を設けることが可能となっている。

ラック８ａとピニオン７ａとの噛み合い変動を、上記環状の弾性部材５０の弾性変形によって吸収することができるので、ラック８ａとピニオン７ａとの間のバックラッシが過度に詰まるようなことがない。したがって、操舵抵抗が過度に増大するようなことがない。
また、ラック軸８側から逆入力による大荷重が入力されたときには、環状の弾性部材５０の弾性収縮に伴って上記の隙間５３が消失し、上記の大荷重を強固に受けることができるようになっている。

環状の弾性部材５０の断面形状は、図４に示すように矩形などの角形とされている。環状の弾性部材５０の環状の平坦面５４が、環状板５１の後述する第１の面５５に当接している。
環状の弾性部材５０の材質としては、例えばＮＢＲ（アクリロニトリル−ブタジエンゴム）、Ｈ−ＮＢＲ（水素化（水添）−アクリロニトリル−ブタジエンゴム）、アクリルゴム、フッ素ゴムの他、樹脂部材を用いることができる。環状の弾性部材としては、比較的、ゴム硬度の高い材質を用いることが好ましく、例えばＨ−ＮＢＲを用いる場合、Ｈ−ＮＢＲのゴム硬度が８５〜９５Ｈｓの範囲に設定される場合がある。

図２、図３および図１０を参照して、環状板５１は、軸方向に対向する第１の面５５および第２の面５６を有している。環状板５１は、例えば鉄合金等の金属部材からなっている。環状板５１の第１および第２の面５５，５６は、平坦面からなっている。第１の面５５は、環状の弾性部材５０の平坦面５４に当接している。また、第２の面５６は、中間部材２０に対する摩擦を低減するために、表面粗さの設定により、第１の面５５よりも平滑な面に仕上げられている。すなわち、第２の面５６の表面性状が、第１の面５５の表面性状よりも向上されている。

なお、第２の面５６と中間部材２０との間の摩擦力を低減するために、上記のように第２の面５６の表面性状が第１の面５５の表面性状よりも向上されている場合の他、第２の面５６に、亜鉛メッキ、フッ素樹脂コーティングその他の摩擦係数を低減するための表面処理が施されていてもよいし、後述する図１２の実施の形態のように第２の面５６に環状突起５７を設けて第２の面５６と中間部材２０との摺接面積を低減するようにされていてもよいし、第２の面５６と中間部材２０との間に、摩擦低減要素としてのグリース等の潤滑剤が介在していてもよい。

封止部材１９は、筒状部２５と、筒状部２５の一端を閉塞する端壁２６とを有している。図２および図５を参照して、筒状部２５の環状の他端には、複数のカム面２７が形成されている。図５に示すように、複数のカム面２７は、筒状部２５の周方向に等間隔で配置されている。各カム面２７の高さ（図５において紙面と直交する方向）が、筒状部２５の周方向位置に応じて変化するようにされている。

図２および図６を参照して、中間部材２０は、上記カム面２７に対向する環状のカムフォロア面２８を形成している。カム面２７およびカムフォロア面２８によって、上記カム機構２３が構成されている。
再び図２を参照して、筒状部２５の外周２５ａに、雄ねじ２９が形成されている。上記保持孔１６の入口に対応して、保持孔１６の内周面１６ａには、雌ねじ部１６ｂが形成され、この雌ねじ部１６ｂに、上記封止部材１９の雄ねじ２９がねじ込まれて固定されている。また、封止部材１９の外周の雄ねじ２９に螺合されたロックナット３０が、ハウジング１７の端面に押圧されることより、封止部材１９が、ハウジング１７に止定されている。

図２および図６を参照して、中間部材２０は、上記環状のカムフォロア面２８の内側に設けられたボス３１を有しており、このボス３１は、筒状部２５の内周２５ｂに相対回転可能に嵌合している。筒状をなす封止部材１９内において、中間部材２０のボス３１と封止部材１９の端壁２６との間に、捩じりコイルばね２１を収容するための収容空間７１が形成されている。

図２並びに図７（ａ）、（ｂ）および（ｃ）を参照して、捩じりコイルばね２１は、第１および第２の端部３２，３３を有しており、第１および第２の端部３２，３３は、捩じりコイルばね２１のコイル中心軸線Ｋ１とは直交するように内向き直線状に折り曲げられている。自由状態の捩じりコネルばね２１をコイル中心軸線Ｋ１に沿って見たときに、図７（ａ）および（ｃ）に示すように、第１の端部３２および第２の端部３３は、互いに同方向に沿っていてもよい。

図２を参照して、上記捩じり量調整部材としての調整ねじ２２は、封止部材１９の端壁２６を挿通するねじ孔３４に、ねじ込まれている。調整ねじ２２は、封止部材１９の端壁２６から外部に露出する第１の端部３５と、封止部材１９内で（すなわち、収容空間７１内で）中間部材２０に対向する第２の端部３６と、を含んでいる。第１の端部３５には、調整ねじ２２を操作するための操作部３７が設けられている。操作部３７は、第１の端部３５に形成された例えば六角孔からなる。

調整ねじ２２の第１の端部３５の外周に螺合されたロックナット３８が、封止部材１９の端壁２６に押圧されることにより、調整ねじ２２が封止部材１９に止定されている。
図６に示すように、中間部材２０のボス３１の端面には、互いの間に連結部としての連結溝３９を区画する一対の突起４０，４１が形成されている。図２のVIII−VIII線に沿う断面図である図８に示すように、連結溝３９に、捩じりコイルばね２１の第１の端部３２が嵌め入れられ、これにより、捩じりコイルばね２１の第１の端部３２および中間部材２０が、同行回転可能に連結されている。

また、図２に示すように、調整ねじ２２の第２の端部３６には、連結部としての連結溝４２が形成されている。図２のIX−IX線に沿う断面図である図９に示すように、連結溝 ４２に、捩じりコイルばね２１の第２の端部３３が嵌め入れられ、これにより、捩じりコイルばね２１の第２の端部３３および調整ねじ２２が、同行回転可能に連結されている。 捩じりコイルばね２１の捩じり戻しにより、図１０に示すように、封止部材１９に対して中間部材２０が回転され、これにより、カム機構２３のカム面２７とカムフォロア面２８の働きで、中間部材２０が回転する力（回転力）が、中間部材２０がサポートヨーク１８をラック軸８側へ押す力に変換される。具体的には、中間部材２０が、サポートヨーク１８をラック軸８側へ押す方向Ｘ１へ移動する。

図２および図６を参照して、中間部材２０には、中間部材２０の中心軸線とは平行に、ねじ孔４３が形成されており、図２および図５を参照して、封止部材１９には、固定治具挿通孔４４が形成されている。中間部材２０が所定の回転位置にあるときに、中間部材２０のねじ孔４３と封止部材１９の固定治具挿通孔４４とが同一軸線上に並ぶようにされている。

図２に示すように、固定治具挿通孔４４の入口に形成された拡径部４５に、栓４６が嵌め入れられ、これにより、固定治具挿通孔４４の入口が塞がれている。具体的には、栓４６を構成する雄ねじが、拡径部４５の内周に形成された雌ねじに、ねじ込まれている。
ラック軸支持装置１２の組立の中間工程（調整ねじ２２による捩じりコイルばね２１の捩じり量調整工程）において、図１１に示すように、固定治具挿通孔４４を通してねじ孔４３にねじ込まれた固定治具４７を用いて、封止部材１９および中間部材２０が互いに固定可能とされている。具体的には、固定治具４７、封止部材１９、中間部材２０、捩じりコイルばね２１（図１１では図示せず）、調整ねじ２２を含むサブアセンブリＳＡが構成されている。

固定治具４７としては、頭部４８を有し、先端にねじ部４９が形成されたねじからなる。固定治具４７は、封止部材１９の固定治具挿通孔４４を挿通され、固定治具４７の先端のねじ部４９が、中間部材のねじ孔４３にねじ込まれている。また、頭部４８は、封止部材の固定治具挿通孔４４の入口の拡径部４５の底によって受けられている。これにより、固定治具４７によって、封止部材１９および中間部材２０が固定されている。

このように、固定治具４７によって封止部材１９および中間部材２０を固定した状態で、調整ねじ２２を所定量回転させることにより、封止部材１９の内部の捩じりコイルばね２１の捩じり量を精度良く調整した後、調整された調整ねじ２２を、ロックナット３８を用いて止定し、また、固定治具４７を取り外して栓４６を取り付けるようにしている。
本実施の形態によれば、サポートヨーク１８とラック軸８との摺動部分の摩耗の進行に伴って、捩じりコイルばね２１によって中間部材２０が回転される。この中間部材２０の回転に伴って、封止部材１９と中間部材２０の間に形成されたカム機構２３の働きで、中間部材２０がサポートヨーク１８側へ駆動されるので、ラック８ａとピニオン７ａの噛み合い部の押圧力を略一定に維持することができる。

しかも、中間部材２０とサポートヨーク１８との間である、対向部材としての環状板５１の第１の面５５とサポートヨーク１８の後面１８ｂとの間に形成される隙間５３の量が、環状の弾性部材５０の伸縮に伴って増減することにより、ラック８ａとピニオン７ａの噛み合い変動を吸収することができる。したがって、上記摺動部分の摩耗の進行に伴って捩じりコイルばね２１により中間部材２０がサポートヨーク１８側へ変位された後においても、ラック８ａとピニオン７ａのバックラッシが極端に小さくなって操舵抵抗が過度に大きくなるようなことがない。

また、サポートヨーク１８の環状凹部５２に保持された環状の弾性部材５０の断面形状が角形であり、当該環状の弾性部材５０の環状の平坦面５４が、環状板５１に対する摺接面になるので、摺接面積を広く確保することができる。その結果、環状の弾性部材５０の摺接面のへたりを防止して環状の弾性部材５０の耐久性を向上することができる。特に、高温環境下での永久変形の発生を防止することができる点で好ましい。

また、中間部材２０と環状の弾性部材５０との間に、摩擦低減要素としての環状板５１が介在しているので、所要時に中間部材２０を安定してスムーズに回転させることができる。
また、摩擦低減要素としての環状板５１の第２の面５６と中間部材２０との間の摩擦力が、環状板５１の第１の面５５と環状の弾性部材５０との間の摩擦力よりも小さくされている。したがって、所要時に中間部材２０が回転するときに、摩擦力が相対的に小さい、中間部材２０および環状板の第２の面５６を互いに摺接させることになる。その結果、所要時に、中間部材２０を円滑に回転させることができる。

また、本ラック軸支持装置１２を用いた車両用操舵装置では、ラックとピニオンの噛み合い変動を吸収して操舵抵抗の増大を抑制でき、且つ長期にわたってラトル音の発生を防止することのできる。
また、封止部材１９に位置調整可能に取り付けられた調整ねじ２２によって、捩じりコイルばね２１の捩じり量を調整することができるので、捩じりコイルばね２１の発生する捩じりトルクを精度良く管理することができる。したがって、ラック８ａとピニオン７ａの噛み合い部の押圧力のばらつきを抑制することができる。

また、図２に示したように、捩じりコイルばね２１の捩じり量を調整する捩じり量調整部材として、封止部材１９のねじ孔３４にねじ込まれた調整ねじ２２を用いており、その調整ねじ２２の第１の端部３５は、操作部３７を有し、封止部材１９の外部に露出している。したがって、封止部材１９の外部から、調整ねじ２２を操作して、捩じりコイルばね２１の第２の端部３３を同行回転させ、捩じりコイルばね２１の捩じり量を調整することができる。すなわち、ねじ孔３４に対する調整ねじ２２の螺合位置を外部から調整することにより、捩じりコイルばね２１の捩じり量を精度良く調整することができる。

さらに、図７（ａ）〜（ｃ）に示したように、捩じりばねとしての捩じりコイルばね２１の第１および第２の端部３２，３３が、それぞれ、捩じりコイルばね２１のコイル中心軸線Ｋ１とは直交するように内向き直線状に折り曲げられている。その第１および第２の端部３２，３３が、図８および図９に示したように、中間部材２０および調整ねじ２２のそれぞれの連結溝３９，４２に嵌められている。したがって、捩じりコイルばね２１をそのコイル中心軸線Ｋ１の回りに、倒れを生ずることなく捩じることができる。その結果、捩じり量に対する捩じりトルクのばらつきを抑制することができる。

また、中間部材２０が所定の回転位置にあるときに、中間部材２０のねじ孔４３と封止部材１９の固定治具挿通孔４４とが同一軸線上に並ぶようにされているので、本ラック軸支持装置１２を組み立てる工程において、封止部材１９の固定治具挿通孔４４を挿通して、中間部材２０のねじ孔４３にねじ込まれた固定治具４７を用いて、封止部材１９に対して中間部材２０を回り止めすることがてきる。この状態で、封止部材１９に位置調整可能に取り付けられた調整ねじ２２を用いて、捩じりコイルばね２１の捩じり量を精度良く調整することができる。

すなわち、調整ねじ２２を用いて捩じりコイルばね２１の捩じり量を調整するときに、固定治具４７によって、封止部材１９および中間部材２０が、がたつきなく固定されており、捩じりコイルばね２１の捩じり量を精度良く調整することができる。特に、固定治具４７が中間部材２０のねじ孔４３にねじ込まれて、封止部材１９および中間部材２０が軸方向および回転方向に固定されているので、下記の利点がある。

仮に、封止部材１９および中間部材２０が軸方向に固定されていない場合を想定すると、捩じりコイルばね２１を捩じったときに、捩じりコイルばね２１の軸方向の反力によって封止部材１９および中間部材２０が互いに傾くおそれがある。傾いた場合には、カム機構２３のカム面２７およびカムフォロア面２８の間に隙間が生じたり、カム面２７およびカムフォロア面２８の相対位相がずれたりするので、捩じりコイルばね２１の捩じりトルクを精度良く設定できなくなる。

これに対して、本実施の形態では、捩じりコイルばね２１を捩じったときに、封止部材１９および中間部材２０が互いに傾くことがなく、カム面２７およびカムフォロア面２８の密接状態を維持することができるとともに、カム面２７およびカムフォロア面２８の相対位相がずれることがない。その結果、捩じりコイルばね２１の捩じりトルクを精度良く設定することができる。

調整ねじ２２により捩じりコイルばね２１の捩じり量を調整した後は、固定治具４７を取り外し、固定治具挿通孔４４の入口を栓４６で閉塞するので、封止部材１９の内部に水分や塵埃が入ることがない。
図１２は本発明の別の実施の形態を示している。図１２を参照して、本実施の形態が図２の実施の形態と異なるのは、対向部材および摩擦低減要素として環状板５１Ａを用いた点である。この環状板５１Ａの第２の面５６には、例えば断面山形をなす環状突起５７が形成されている。環状突起５７は、環状板５１Ａとは同心に形成されており、中間部材２０に摺接する。サポートヨーク１８の径方向に関して、環状突起５７と環状の弾性部材５０とが同じ位置に配置されている。図１２において、図２の実施の形態と同じ構成には同じ参照符号を付してある。

本実施の形態においては、例えば鉄合金等の金属製の環状板５１Ａと同じく鉄合金等の金属製の中間部材２０が摺接するときの両者の摺接面積を狭くでき、これにより、摺接抵抗を低減することができる。本実施の形態においても、図２の実施の形態と同じ作用効果を奏することができる。サポートヨーク１８の径方向に関して、環状突起５７と環状の弾性部材５０とが同じ位置に配置されているので、環状板５１Ａが傾いたりすることがなく、所要時に中間部材２０をより安定して回転させることができる。

なお、本発明は上記各実施の形態に限定されるものではなく、例えば、環状板５１，５１Ａを廃止し、図１３に示すように、表面に摩擦低減要素としての低摩擦の被覆層５１Ｂが被覆された環状の弾性部材５０Ｂを用いるようにしてもよい。被覆層５１Ｂとしては、例えばフッ素樹脂を用いることができる。
また、図１２の実施の形態では、封止部材１９に設けられたカム面２７と中間部材２０に設けられたカムフォロア面２８とによってカム機構２３を構成したが、これに限らない。例えば、図１４に示すように、中間部材２０Ａとサポートヨーク１８との間に介在するカムフォロア面形成部材６０を設け、中間部材２０Ａに設けられたカム面２７Ａとカムフォロア面形成部材６０に形成されたカムフォロア面２８Ａとによって、カム機構２３Ａを構成するようにしてもよい。この場合、カムフォロア面形成部材６０は、保持孔１６内において保持孔１６の深さ方向Ｘ１に摺動可能に且つ回転不能に保持されている。

また、サポートヨーク１８の後面１８ｂとこれに対向する対向部材としてのカムフォロア面形成部材６０の対向面６０ａとの間にギャップを形成するために、サポートヨーク１８の後面１８ｂの環状凹部５２の底とカムフォロア形成部材６０の対向面６０ａとの間に、環状の弾性部材５０が弾性的に圧縮された状態で介在している。
また、図１２の実施の形態では、中間部材２０と環状の弾性部材５０との間に摩擦低減要素としての環状板５１Ａを介在させたが、図１４の実施の形態では、上記の環状板５１Ａに代えて、摩擦低減要素としての環状板５１Ｃが、封止部材１９と中間部材２０Ａとの間に介在している。

環状板５１Ｃの働きで、捩じりコイルばね２１による中間部材２０Ａの回転がスムーズになる。環状板５１Ｃは、中間部材２０Ａに対向する第１の面５５および封止部材１９に対向する第２の面５６を有しており、第１の面５５には、例えば断面山形をなす環状突起５７が形成されている。環状突起５７は、環状板５１Ｃとは同心に形成されており、中間部材２０Ａに摺接する。

また、環状板５１Ｃには、封止部材１９の固定治具挿通孔４４および中間部材２０Ａのねじ孔４３に連通する固定治具挿通孔５８が形成されている。したがって、捩じりコイルばね２１の捩じり量を調整するときに、上述した固定治具を用いて封止部材１９、環状板５１Ｃおよび中間部材２０Ａを互いに固定できるようになっている。
また、サポートヨーク１８の凹部１８ｄの固定孔に固定された軸状の固定部材６２が、カムフォロア形成部材６０を貫通しており、カムフォロア形成部材６０は、固定部材６２の軸方向に所定量移動可能に支持されている。すなわち、固定部材６２の端部に形成された係合部６３が、カムフォロア形成部材６０に係合したときに、サポートヨーク１８の後面１８ｂとこれに対向するカムフォロア面形成部材６０の対向面６０ａとの間に、変動吸収のために必要な隙間が確保されるようになっている。図１４において、図１２の実施の形態と同じ構成には同じ参照符号を付してある。なお、上記環状板５１Ｃの環状突起５７を廃止してもよいし、また、環状板５１Ｃを廃止してもよい。

なお、本発明は上記各実施の形態に限定されるものではなく、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。
上述の実施形態では、いわゆるマニュアル式の車両用操舵装置に適用された例に則して説明したが、これに限らず、各種（いわゆる、コラムアシスト式、ピニオンアシスト式、およびラックアシスト式など）の電動パワーステアリング装置に、本発明を適用してもよい。

また、例えば、操舵部材の操舵角に対する転舵輪の転舵角の比を変更可能な伝達比可変機構を備え、伝達比可変機構を駆動するために電動モータの出力を用いる伝達比可変式の車両用操舵装置や、操舵部材と転舵輪との機械的な連結が解除され、転舵輪を電動モータの出力で操向するステア・バイ・ワイヤ式の車両用操舵装置等に、本発明を適用してもよい。

本発明の一実施の形態のラックアンドピニオン式の車両用操舵装置の概略構成を示す模式図である。 ラック軸支持装置が適用された車両用操舵装置の要部の断面図である。 環状板、環状の弾性部材およびサポートヨークの分解斜視図である。 環状の弾性部材の断面図である。 封止部材の端面を表す概略図である。 中間部材の概略斜視図である。 （ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、それぞれ、捩じりコイルばねの上面図、側面図および下面図である。 図２のVIII−VIII線に沿う断面図である。 図２のIX−IX線に沿う断面図である。 ラック軸支持装置の要部の一部破断側面図である。 封止部材、中間部材、捩じりコイルばねおよび調整ねじ等を含むサブアセンブリの一部破断側面図である。 本発明の別の実施の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要部の断面図である。 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。 本発明のさらに別の実施の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要部の断面図である。

符号の説明

１…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…背面、１２…ラック軸支持装置、１６…保持孔、１７…（ラック軸支持装置の）ハウジング、１８…サポートヨーク（ラック軸支持部材）、１９…封止部材、２０…中間部材、２１…捩じりコイルばね（捩じりばね）、２２…調整ねじ（捩じり量調整部材）、２３…カム機構、２７…カム面、２８…カムフォロア面、３７…操作部、３９，４２…連結溝（連結部）、５０，５０Ｂ…環状の弾性部材、５１，５１Ａ，５１Ｃ…環状板（対向部材。摩擦低減要素）、５１Ｂ…被覆層（摩擦低減要素）、５２…環状凹部、５３…隙間、５４…平坦面、５５…第１の面、５６…第２の面、５７…環状突起、６０…カムフォロア面形成部材

Claims (4)

1. ハウジングに形成された保持孔内に保持孔の深さ方向に摺動可能に収容され且つラック軸を摺動可能に支持するラック軸支持部材と、
   上記保持孔の入口に固定された封止部材と、
   ラック軸支持部材と封止部材との間に介在し、保持孔の中心軸線の回りに回転可能な中間部材と、
   封止部材および中間部材を連結し中間部材を回転駆動可能な捩じりばねと、
   捩じりばねの捩じり戻しによる中間部材の回転力を、中間部材がラック軸支持部材を押す力に変換するカム機構と、
   ラック軸支持部材および当該ラック軸支持部材のラック軸とは反対側の面に対向する対向部材の両者の間に隙間を設けるために上記両者の間に介在する環状の弾性部材と、
   上記中間部材と上記環状の弾性部材との間に介在した摩擦低減要素と備えたことを特徴とするラック軸支持装置。
2. 請求項１において、上記環状の弾性部材は、ラック軸支持部材に形成された環状凹部に保持され、
   上記環状の弾性部材の断面形状が角形であり、
   上記環状の弾性部材は、上記対向部材に対向する環状の平坦面を有していることを特徴とするラック軸支持装置。
3. 請求項１または２において、上記摩擦低減要素は環状板を含み、
   上記環状板は、当該環状板の軸方向に対向する第１および第２の面を有し、
   上記環状板の第２の面と中間部材との間の摩擦力が、環状板の第１の面と環状の弾性部材との間の摩擦力よりも小さくされていることを特徴とするラック軸支持装置。
4. 請求項１ないし３の何れか１項に記載のラック軸支持装置を用いてラック軸を軸方向に摺動可能に支持することを特徴とする車両用操舵装置。

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