JP5962977B2 - ラック軸支持装置およびこれを用いたステアリング装置 - Google Patents

Description

この発明は、ラック軸支持装置およびこれを用いたステアリング装置に関する。

ラック軸支持装置として、下記特許文献１では、サポートヨーク間隙自動調整装置が提案されている。このサポートヨーク間隙自動調整装置は、ラック軸を摺動可能に支持するサポートヨークと、サポートヨークを支持するカムと、カムを支持するとともにラックハウジングに結合されるサポートプラグと、サポートヨークに対してラック軸側への弾性力を与えるヨークスプリングとを備えている。当該弾性力によってラック軸がピニオンに押し付けられるので、ラック軸とピニオンとの噛み合い部分における異音等を抑制することができる。

カムにおいてサポートヨークに対向する対向面には、サポートヨーク側へ突出する山型の離隔材が、当該対向面において、周方向１２０°分の領域に１つずつ、合計で３つ形成されている。各離隔材は、サポートヨークへ向けて緩やかに傾斜する傾斜面と、傾斜面におけるサポートヨーク側端縁においてサポートヨークから離れる方向へ屈曲して延びる端面とを有している。

サポートヨークにおいてカムに対向する部分にも、離隔材に相当する部材が３つ形成されており、カムの離隔材とサポートヨークの離隔材（離隔材に相当する部材）とが噛み合っている。カムの各離隔材の前記端面には、サポートヨークにおいて隣り合う離隔材（離隔材に相当する部材）へ向けて突出する弾性部材が設けられている。
サポートヨークがラック軸との摩擦等によって摩耗した場合、または、ラック軸とピニオンとの噛み合いによってラック軸のラック歯が摩耗した場合、弾性部材の弾性力によってカムがサポートヨークに対して相対回転運動をし、その際、カムの各離隔材がサポートヨークをラック軸側へ押す。これにより、サポートヨークが、先ほどの摩耗分だけ不可逆的にラック軸側へ押し進められるので、このような摩耗が補償され（摩耗の影響が排除され）、ヨークスプリングは、当該摩耗にかかわらず、一定の弾性力をサポートヨークに与えることができる。

特開２００８−２９６８９９号公報

特許文献１のサポートヨーク間隙自動調整装置では、カムがサポートヨークに対して相対回転運動する際、カムの離隔材とサポートヨークの離隔材（離隔材に相当する部材）とが面接触して相対摺動するため、カムの回転に対して多大な摩擦抵抗が与えられる。このため、前記摩耗が生じてもカムがその摩耗に応答して速やかに回転することができず、その摩耗を十分に補償できない虞がある。

また、カムの離隔材は、サポートヨークに対向するカムの対向面において、周方向１２０°分の領域に１つずつ設けられていることから、カムが３分の１回転する間では、サポートヨークをラック軸側へ動かして摩耗を補償できるが、それ以上の大きさの摩耗は補償できない。
また、外力等によってラック軸が撓んでサポートヨークから急に離れてしまった場合に、サポートヨークがラック軸の撓みに追従するためにラック軸側へ急激に進出してラック軸の動きをロックしないように、高粘度のグリースをカムとサポートヨークとの間に塗り込んでおくことがある。これにより、サポートヨークがグリースによってカムにつながれているので、サポートヨークだけがラック軸側へ急激に進出してしまうことを一応は抑制できる。しかし、グリースの特性が温度によってばらつきやすいので、サポートヨークがラック軸側へ急激に進出してしまうことを安定して抑制できない虞がある。さらに、高粘度のグリースがカムとサポートヨークとの間に存在すると、カムおよびサポートヨークの一方が他方から浮いた状態となり、カムとサポートヨークとの相対位置にずれが生じてしまう。そのため、カムとサポートヨークと間には、グリースを用いないようにしたい。

この発明は、かかる背景のもとでなされたもので、ラック軸をピニオンへ付勢する構成において、摩耗を補償する機能の動作の確実性を向上させることができるラック軸支持装置およびこれを用いたステアリング装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、ラック軸（８）においてピニオン（７Ａ）に噛合する側と反対の背面側に設けられ、前記ラック軸に対向する一方開口（２１）と、前記一方開口から前記ラック軸から遠ざかる方向へ窪んだ内周壁（２２）と、前記内周壁の底面側に開口した他方開口（２３）とを有する収容室（２０）に配置されており、前記ラック軸を前記ピニオンへ向けて押し付けるラック軸支持装置（１５）であって、前記一方開口から前記ラック軸を臨み、前記ラック軸を軸方向（Ｘ）に摺動可能に支持するサポートヨーク（２４）と、前記他方開口を塞ぐプラグ（２５）と、前記収容室内において前記サポートヨークと前記プラグとの間に設けられ、第１ねじ溝（３１Ｂ）が形成された内周面（３１Ａ）を有して前記プラグに一体化された第１ねじ部（３１）、第２ねじ溝（３２Ｇ）が形成された外周面（３２Ｆ）を有して前記第１ねじ部の内周面の内側に配置される第２ねじ部（３２）、ならびに、対向状態にある前記第１ねじ溝および第２ねじ溝によって形成された転動路（３４）に配置された複数のボール（３３）を有するボールねじ機構（２６）と、前記ボールねじ機構と前記プラグとの間に設けられ、前記プラグに対して前記第２ねじ部を回転させつつ前記第２ねじ部を前記サポートヨーク側へ進出させるように付勢されたねじり付勢部材（２７）と、を含むことを特徴とする、ラック軸支持装置である。

請求項２記載の発明は、前記サポートヨークと前記第２ねじ部との間に圧縮状態で介在され、前記サポートヨークを前記ラック軸へ向けて付勢する付勢部材（２８）をさらに含むことを特徴とする、請求項１記載のラック軸支持装置である。
請求項３記載の発明は、前記第２ねじ部と前記付勢部材との間の摩擦を低減させる摩擦低減部材（３９）をさらに含むことを特徴とする、請求項２記載のラック軸支持装置である。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載のラック軸支持装置を用いて前記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、ステアリング装置（１）である。

なお、上記において、括弧内の数字等は、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。

請求項１記載の発明によれば、ラック軸とピニオンとの間やラック軸とサポートヨークとの間に摩耗が生じると、ねじり付勢部材がボールねじ機構の第２ねじ部を回転させつつサポートヨーク側へ進出させる。これにより、サポートヨークが、第２ねじ部によってラック軸へ押し付けられ、前記摩耗が補償される（摩耗の影響が排除される）。
このようにボールねじ機構を用いて摩耗を補償する場合には、摩耗を補償するために相対移動する複数の部品間（第１ねじ部および第２ねじ部間）の摩擦がボールによって極力抑えられていることから、ボールねじ機構は、摩耗が生じたときに、当該摩耗に速やかに応答して確実に当該摩耗を補償できる。その一方で、ボールねじ機構では、第２ねじ部が急激に移動するようになっていないので、ラック軸が外力で撓んだ場合（前記摩耗とは無関係の現象がおきた場合）等に、当該現象に過敏に応答してサポートヨークがラック軸側へ急激に突出することは抑制できる。さらに、ボールねじ機構のようにねじり付勢部材のねじりを第２ねじ部の直線運動に変換する構成であれば、補償できる摩耗の大きさの範囲を比較的大きく確保できる。

よって、ラック軸をピニオンへ付勢する構成において、摩耗を補償する機能の動作の確実性を向上させることができる。
請求項２記載の発明によれば、付勢部材によってラック軸をピニオンへ向けて確実に押し付けることができる。
請求項３記載の発明によれば、第２ねじ部と付勢部材との間の摩擦が低減されるので、ボールねじ機構は、摩耗が生じたときに、第２ねじ部と付勢部材との間の摩擦の影響を極力受けることなく、当該摩耗に追従して確実に当該摩耗を補償できる。

請求項４記載の発明によれば、ステアリング装置では、ラック軸をピニオンへ付勢するラック軸支持装置において、摩耗を補償する機能の動作の確実性を向上させることができる。

図１は、本発明の一実施形態におけるラックアンドピニオン式のステアリング装置１の概略構成を示す模式図である。 図２は、ステアリング装置１においてラック軸支持装置１５およびその周辺を抜き出して示した模式的な断面図である。 図３は、ラック軸支持装置１５の要部における模式的な断面図である。 図４は、ステアリング装置１において変形例に係るラック軸支持装置１５およびその周辺を抜き出して示した模式的な断面図である。

本発明の好ましい実施の形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の一実施形態におけるラックアンドピニオン式のステアリング装置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、ステアリングホイール等の操舵部材２と、ステアリングシャフト３と、第１自在継手４と、中間軸５と、第２自在継手６と、ピニオン軸７と、ラック軸８と、ハウジング９とを主に含んでいる。ステアリングシャフト３は、操舵部材２に連結されている。ステアリングシャフト３と中間軸５とは、第１自在継手４を介して連結されている。中間軸５とピニオン軸７とは、第２自在継手６を介して連結されている。

ピニオン軸７の端部近傍には、円筒または円柱状のピニオン７Ａが設けられている。ラック軸８は、車幅方向（図１における左右方向であり、「軸方向Ｘ」ともいうことがある）に延びる円柱状である。ラック軸８の外周面の周上１箇所において、軸方向Ｘにおける途中の領域には、ラック８Ａが設けられている。ピニオン軸７は、軸方向Ｘに延びるラック軸８と交差方向（図１では上下方向）に配置されていて、ピニオン軸７のピニオン７Ａとラック軸８のラック８Ａとが噛み合っている。このようなピニオン軸７およびラック軸８によってラックアンドピニオン機構１０が構成されている。そのため、このステアリング装置１は、ラックアンドピニオン式のステアリング装置である。

ハウジング９は、たとえばアルミニウム等の金属で形成され、ラック軸８（軸方向Ｘ）に沿って長手の中空円筒状であり、車体（図示せず）に固定されている。ラック軸８は、ハウジング９内に収容されており、この状態で、軸方向Ｘに沿って直線往復移動可能である。ピニオン軸７（ピニオン７Ａ）は、ハウジング９において、軸方向Ｘにおける両端部の間（図１では軸方向Ｘにおける略中央位置）に収容されている。

ハウジング９に収容されたラック軸８の（軸方向Ｘにおける）両端部は、ハウジング９の両外側へ突出し、各端部には、継手１１を介してタイロッド１２が結合されている。各タイロッド１２は、対応するナックルアーム（図示せず）を介して車輪１３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、ラック軸８の軸方向Ｘに沿った直線運動（スライド）に変換される。これにより、各車輪１３の転舵が達成される。

図２は、ステアリング装置１においてラック軸支持装置１５およびその周辺を抜き出して示した模式的な断面図である。
図２では、前述したハウジング９およびラックアンドピニオン機構１０（ピニオン軸７およびラック軸８）の他に、ステアリング装置１の一部であるラック軸支持装置１５が示されている。以下では、これらのそれぞれについて説明する。ちなみに、図２は、ラック軸８の軸方向Ｘに直交する平面に沿う断面図であり、図２の上下方向は、図１におけるステアリング装置１の上下方向と一致している。以下では、特に言及がない場合、図２の上下左右方向を基準として、各部材を説明する。

ハウジング９は、ピニオン軸７におけるピニオン７Ａ以外（中間軸５側）の部分を収納する中空の第１ハウジング９Ａと、ピニオン７Ａ、ラック軸８およびラック軸支持装置１５を収納する中空の第２ハウジング９Ｂとに分割可能である。第１ハウジング９Ａと第２ハウジング９Ｂとは、ボルト１６によって組み付けられている。
第１ハウジング９Ａにおける第２ハウジング９Ｂとの連結部分には、第２ハウジング９Ｂ側へ突出する凸部１７が設けられ、第２ハウジング９Ｂには、凸部１７を受ける（凸部１７が嵌め込まれる）凹部１８が設けられている。凸部１７は、中空になっており、ピニオン軸７は、第１ハウジング９Ａに収納されて凸部１７の中空部分１７Ａに挿通された状態で、第２ハウジング９Ｂ内にも収容されている。凹部１８は、第２ハウジング９Ｂの中空部分の一部になっている。

図２の状態を基準として、第２ハウジング９Ｂ内において、凹部１８の下隣の位置と、当該位置よりさらに下の位置には、環状の軸受１９が１つずつ配置されている。各軸受１９は、第２ハウジング９Ｂの内壁面に固定されている。２つの軸受１９のうち、上側の軸受１９Ａは、玉軸受であり、下側の軸受１９Ｂは、滑り軸受であるが、各軸受１９の構造は適宜選択できる。上下２つの軸受１９では、それぞれの中空部分が、上下に延びる同一直線上に配置されている。

ピニオン軸７では、ピニオン７Ａ側の部分が上下２つの軸受１９の各中空部分に対して挿通されている。ピニオン軸７において、ピニオン７Ａよりも中間軸５側（図２における上側）の部分が上側の軸受１９Ａによって回転自在に支持されており、ピニオン７Ａの先端７Ｂ（ピニオン歯７Ｃが形成されていない図２における下端部）が下側の軸受１９Ｂによって回転自在に支持されている。

第２ハウジング９Ｂ内では、ラック軸８が、ピニオン７Ａの外周面（ピニオン歯７Ｃが形成された部分）の周上一箇所に対して径方向外側（図２における右側）から対向するように配置されている。ラック軸８において、軸方向Ｘ（図２の紙面に垂直な方向）に垂直な平面で切断したときの断面形状は、ピニオン７Ａに対向する部分だけが平坦となった円形状である。ラック軸８において、ピニオン７Ａに対向する部分には、軸方向Ｘに沿ってラック８Ａが形成されている。ラック８Ａは、ピニオン７Ａ（ピニオン歯７Ｃ）と噛み合っている。ラック軸８の外周面においてラック８Ａが形成されていない部分は、背面部分８Ｂである。背面部分８Ｂの断面形状は、略Ｃ字状の円弧をなしている。

第２ハウジング９Ｂでは、ピニオン７Ａとの間でラック軸８を挟む位置（ラック軸８に対するピニオン７Ａの反対側であって図２におけるラック軸８の右側の位置）に、ピニオン７Ａおよびラック軸８の両方から離れるように右側へ突出する中空の突出部９Ｃが一体的に設けられている。
突出部９Ｃの中空部分は、ラック軸支持装置１５を収納する収容室２０になっている。収容室２０は、第２ハウジング９Ｂの中空部分の一部であり、当該中空部分においてラック軸８を収容する領域に対して右側から連通している。収容室２０は、突出部９Ｃを、その突出方向（図２における左右方向であり、符号Ｙを付した方向）に貫通するように延びる円筒状の貫通孔である。前述したラック軸８、ピニオン７Ａおよび突出部９Ｃの位置関係より、収容室２０は、ラック軸８においてピニオン７Ａに噛合する側（図２においてラック８Ａが形成された左側）と反対の背面側（背面部分８Ｂ側）に設けられていることがわかる。収容室２０は、ラック軸８の背面部分８Ｂに対向する（背面部分８Ｂと重なる位置で背面部分８Ｂを臨む場合も含まれる）一方開口２１と、一方開口２１からラック軸８から遠ざかる方向へ窪んだ円筒状の内周壁２２と、内周壁２２の底面側（図２における右側）に開口した他方開口２３とを有している。一方開口２１および他方開口２３は、内周壁２２によって区画された丸穴である。内周壁２２において他方開口２３側の端部には、全周に亘ってねじ部２２Ａが形成されている。

ラック軸支持装置１５は、ラック軸８を軸方向Ｘに摺動可能に支持しつつピニオン７Ａへ向けて押し付けるものである。そのため、ラック軸支持装置１５を有するステアリング装置１は、ラック軸支持装置１５を用いてラック軸８を軸方向Ｘに摺動可能に支持していることになる。ラック軸支持装置１５は、サポートヨーク２４と、プラグ２５と、ボールねじ機構２６と、ねじり付勢部材２７と、付勢部材２８とを含んでいる。

サポートヨーク２４は、内周壁２２より僅かに小径の円柱状である。サポートヨーク２４は、その軸方向（符号Ｙを付した方向）における両端面をなす一端面２４Ａおよび他端面２４Ｂを有している。他端面２４Ｂ（図２における右端面）は、当該軸方向に直交する方向に平坦であり、他端面２４Ｂとは反対側の一端面２４Ａ（図２における左端面）には、他端面２４Ｂ側へ円弧状に窪む凹部２４Ｃが形成されている。凹部２４Ｃは、サポートヨーク２４をその径方向に貫通している。

凹部２４Ｃには、凹部２４Ｃに沿って湾曲した板状をなす摺擦板２９が外れ不能に取り付けられている。摺擦板２９は、低摩擦係数を有する材料（たとえば金属）で形成されていたり、低摩擦係数を有する材料（たとえばフッ素樹脂）で形成された膜で被覆された湾曲板で構成されていたりする。
サポートヨーク２４の外周面には、その周方向全域に延びる複数（ここでは２つ）の環状溝２４Ｄが、サポートヨーク２４の軸方向に並んで形成されている。各環状溝２４Ｄには、Ｏリング３０がサポートヨーク２４の径方向外側から嵌め込まれており、この状態で、各Ｏリング３０の外周部分は、環状溝２４Ｄの外にはみ出ている。

サポートヨーク２４は、内周壁２２と同軸状をなした状態で、収容室２０内に収容されている。この状態のサポートヨーク２４では、一端面２４Ａが、一方開口２１からラック軸８の背面部分８Ｂを臨んでいる。そして、一端面２４Ａの凹部２４Ｃには、ラック軸８の背面部分８Ｂが嵌まり込んでおり、凹部２４Ｃの円弧面と、ラック軸８の背面部分８Ｂとは、これらの間に摺擦板２９が介在された状態で、互いに沿っている。これにより、サポートヨーク２４は、摺擦板２９によって、ラック軸８を、前述した軸方向Ｘ（ラック軸８の軸方向）に摺動可能に支持している。また、この状態のサポートヨーク２４は、その軸方向（符号Ｙを付した方向）に沿って移動可能である。

また、サポートヨーク２４の各環状溝２４ＤにおけるＯリング３０の外周部分が、内周壁２２に対して全周に亘って径方向内側から接触している。これによって、内周壁２２とサポートヨーク２４の外周面との隙間が、Ｏリング３０の（サポートヨーク２４の軸方向における）両側で遮断されているので、第２ハウジング９Ｂ内のグリース等が収容室２０内（Ｏリング３０よりも他方開口２３側の領域）に侵入することが防止されている。

プラグ２５は、内周壁２２より僅かに小径の円柱状である。プラグ２５は、その軸方向における両端面をなす一端面２５Ａ（図２における左端面）および他端面２５Ｂ（図２における右端面）を有している。一端面２５Ａおよび他端面２５Ｂのそれぞれは、当該軸方向に直交する方向に平坦な円形状の面である。一端面２５Ａにおいて円中心位置から径方向外側へ離れた１箇所の位置には、他端面２５Ｂ側へ凹む係止穴２５Ｃが形成されている。他端面２５Ｂの円中心位置には、一端面２５Ａ側へ窪む工具穴２５Ｄが形成されている。工具穴２５Ｄには、レンチやドライバー等の工具を差し込むことができる。プラグ２５の外周面において他端面２５Ｂ側の端部には、全周に亘ってねじ部２５Ｅが形成されている。

プラグ２５は、その一端面２５Ａが（既に収容室２０内に収容された）サポートヨーク２４の他端面２４Ｂに対向するように、他方開口２３側から収容室２０内に収容される。その際、収容室２０の外側（図２における突出部９Ｃの右外側）から前記工具がプラグ２５の工具穴２５Ｄに差し込まれており、この工具を操作することによって、プラグ２５をその軸周りに回転させて収容室２０内にねじ込み、プラグ２５のねじ部２５Ｅと内周壁２２の他方開口２３側におけるねじ部２２Ａとを組み付ける。図２に示すように、ねじ部２５Ｅとねじ部２２Ａとが噛み合ってプラグ２５がこれ以上収容室２０内に進めなくなると、収容室２０内へのプラグ２５の収容（内周壁２２へのプラグ２５の組み付け）が完了する。このとき、プラグ２５は、内周壁２２に対して同軸状で固定された状態で、他方開口２３を塞いでいる。また、収容室２０では、プラグ２５の一端面２５Ａとサポートヨーク２４の他端面２４Ｂとに挟まれたスペースＳが形成されている。

ボールねじ機構２６は、このスペースＳ（つまり、収容室２０内におけるサポートヨーク２４とプラグ２５との間）に設けられている。ボールねじ機構２６は、第１ねじ部３１、第２ねじ部３２および複数（多数）のボール３３を有している。
第１ねじ部３１は、内周壁２２より僅かに小径の円管状である。第１ねじ部３１は、その中空部分を区画する内周面３１Ａを有している。内周面３１Ａには、第１ねじ溝３１Ｂが形成されている。第１ねじ溝３１Ｂは、第１ねじ部３１の円中心を中心として旋回しながら第１ねじ部３１の軸方向へ徐々にずれる螺旋状の溝である。第１ねじ部３１は、スペースＳ内において内周壁２２と同軸状に配置されていて、内周壁２２に対して僅かな隙間を隔てて径方向内側から対向している。図２では、第１ねじ部３１の一端部（図２における右端部）は、プラグ２５の一端面２５Ａの外周縁を縁取るように、当該外周縁に連結されている。そのため、第１ねじ部３１は、内周壁２２に固定されたプラグ２５に一体化されていて（つまり、内周壁２２側に固定されていて）、プラグ２５の一端面２５Ａからサポートヨーク２４の他端面２４Ｂへ向けて突出している。

第２ねじ部３２は、第１ねじ部３１の内周面３１Ａよりも小径の円柱状である。第２ねじ部３２は、その軸方向における両端面をなす一端面３２Ａ（図２における左端面）および他端面３２Ｂ（図２における右端面）を有している。一端面３２Ａおよび他端面３２Ｂのそれぞれは、当該軸方向に直交する方向に平坦な円形状の面である。他端面３２Ｂの円中心位置には、一端面３２Ａへ窪む円筒状の凹部３２Ｃが形成されている。凹部３２Ｃの底面３２Ｄは、円形状をなしている。

底面３２Ｄにおいてその円中心位置から径方向外側へ離れた１箇所の位置には、一端面３２Ａ側へ凹む係止穴３２Ｅが形成されている。第２ねじ部３２の外周面３２Ｆには、全域に亘って第２ねじ溝３２Ｇが形成されている。第２ねじ溝３２Ｇは、第２ねじ部３２の円中心を中心として旋回しながら第２ねじ部３２の軸方向へ徐々にずれる螺旋状の溝である。

第２ねじ部３２は、スペースＳにおいて、第１ねじ部３１の内周面３１Ａの内側に配置されている。このとき、第２ねじ部３２は、第１ねじ部３１（さらには、内周壁２２）に対して同軸状をなしている。このとき、凹部３２Ｃの底面３２Ｄは、プラグ２５の一端面２５Ａに対して、凹部３２Ｃの深さ以上の距離を隔てて対向している。また、一端面３２Ａは、サポートヨーク２４の他端面２４Ｂに対向している。また、第１ねじ部３１の第１ねじ溝３１Ｂは、第２ねじ部３２の第２ねじ溝３２Ｇに対して、内周壁２２（または、第１ねじ部３１や第２ねじ部３２）の径方向外側から隙間を隔てて対向しており、第１ねじ溝３１Ｂと第２ねじ溝３２Ｇとの対向部分は、内周壁２２（または、第１ねじ部３１や第２ねじ部３２）の円中心を中心として旋回しながら当該内周壁２２の軸方向へ徐々にずれる螺旋状の転動路３４を構成している。つまり、転動路３４は、対向状態にある第１ねじ溝３１Ｂおよび第２ねじ溝３２Ｇによって形成されている。

複数のボール３３は、金属等で形成された小さな球体であって、転動路３４内に配置されており、転動路３４内で自由に転動できる。
このように、第１ねじ部３１と第２ねじ部３２との間にボール３３が介在されていることによって、第２ねじ部３２は、第１ねじ部３１に対して互いの軸中心周りに回転しつつ、互いの軸方向（符号Ｙを付した方向）に沿ってスライド移動することができる。たとえば、第２ねじ部３２を図２における左側から見て時計回りに回転させると、第２ねじ部３２は、回転しながらプラグ２５側（図２における右側）へ移動し、逆に、第２ねじ部３２を左側から見て反時計回りに回転させると、第２ねじ部３２は、回転しながらサポートヨーク２４側（図２における左側）へ移動する。

ここで、内周壁２２の径方向外側から見たとき、転動路３４（第１ねじ溝３１Ｂおよび第２ねじ溝３２Ｇ）は、当該径方向（内周壁２２の軸方向に直交する方向）に対して所定角度（たとえば５°以下であり、好ましくは２°程度）で傾斜している。これにより、第２ねじ部３２は効率よく回転しつつスライドできる。
ねじり付勢部材２７は、コイルばねである。詳しくは、ねじり付勢部材２７は、金属線を螺旋状に巻いた本体部２７Ａと、本体部２７Ａの一端（図２における右端）から本体部２７Ａの軸方向外側（図２における右側）へ延びた一端側係止部２７Ｂと、本体部２７Ａの他端（図２における左端）から本体部２７Ａの軸方向外側（図２における左側）へ延びた他端側係止部２７Ｃとを一体的に含んでいる。ねじり付勢部材２７が単体で存在し、かつ、ねじり付勢部材２７に外力が加えられていない状態において、一端側係止部２７Ｂと、他端側係止部２７Ｃとは、本体部２７Ａの周方向において、同じ位置にあってもよいし、ずれていてもよい。

ねじり付勢部材２７は、前述したスペースＳにおけるボールねじ機構２６とプラグ２５との間に設けられている。詳しくは、ねじり付勢部材２７は、第２ねじ部３２の凹部３２Ｃと、第１ねじ部３１の中空部分において凹部３２Ｃに対してプラグ２５側から連通する部分とに跨って収容されている。この状態で、ねじり付勢部材２７の本体部２７Ａは、第１ねじ部３１および第２ねじ部３２の両方（さらには、内周壁２２）と同軸状をなしている。また、この状態のねじり付勢部材２７において、一端側係止部２７Ｂは、プラグ２５の一端面２５Ａの係止穴２５Ｃに対して嵌め込まれて係止されており、他端側係止部２７Ｃは、第２ねじ部３２の凹部３２Ｃの底面３２Ｄにおける係止穴３２Ｅに対して嵌め込まれて係止されている。

付勢部材２８は、いわゆる皿ばねや圧縮ばねであって、この実施形態では円板状またはリング状の皿ばねである。付勢部材２８は、第２ねじ部３２の一端面３２Ａとサポートヨーク２４の他端面２４Ｂとの間において、一端面３２Ａおよび他端面２４Ｂによって内周壁２２の軸方向両側から圧縮された状態で介在されている。付勢部材２８では、その外周部分２８Ａが、サポートヨーク２４の他端面２４Ｂ側へ傾斜しており、前述したように圧縮されることで弾性変形されている。外周部分２８Ａは、元の形状に復元しようとしており、その際、サポートヨーク２４の他端面２４Ｂを第２ねじ部３２側から押圧している。これにより、サポートヨーク２４は、ラック軸８へ向けて付勢されている。そのため、付勢部材２８によってラック軸８をピニオン７Ａへ向けて確実に押し付けることができる。よって、ピニオン７Ａとラック８Ａとの噛み合い部分の遊びをなくして、当該噛み合い部分での異音を抑制できる。

ここで、ラック軸支持装置１５では、付勢部材２８と第２ねじ部３２の一端面３２Ａとの間には、摩擦低減部材３９が設けられていてもよい。摩擦低減部材３９は、前述した摺擦板２９と同様に、低摩擦係数を有する材料（たとえば金属）で形成されていたり、低摩擦係数を有する材料（たとえばフッ素樹脂）で形成された膜で被覆された板状体等で構成されていたりする。または、摩擦低減部材３９は、グリース等の潤滑剤であってもよい。摩擦低減部材３９は、第２ねじ部３２の一端面３２Ａと付勢部材２８との間の摩擦を低減させる。

そして、ねじり付勢部材２７は、ラック軸支持装置１５として内周壁２２に組み付けられるときには、予め本体部２７Ａの軸中心周りにねじられている。詳しくは、予め、第２ねじ部３２が図２における左側から見て時計回りに回転させられていて、第２ねじ部３２は、初期状態でプラグ２５側（図２における右側）へ偏った位置に配置されている。これにより、第２ねじ部３２とプラグ２５との間に架設された状態にあるねじり付勢部材２７は、自身の周方向において、与圧が与えられ、第２ねじ部３２が回転した分だけねじられている。

ねじり付勢部材２７がねじられた状態で第２ねじ部３２を自由にすると（たとえば第２ねじ部３２から手を離すと）、ねじり付勢部材２７がねじられる前の状態に戻ろうと付勢力を発揮して、第２ねじ部３２を逆向きに回転させようとする。このようにねじり付勢部材２７がねじられる前の状態に勝手に戻ることを防止するために、図３に示すように、ねじり付勢部材２７がねじられた状態における第２ねじ部３２およびプラグ２５の両方に対して、共通の仮止めピン３５（ドットで塗り潰した部分）が差し込まれる。

詳しくは、第２ねじ部３２の凹部３２Ｃの底面３２Ｄにおいて、円中心から径方向に離れた位置であって、係止穴３２Ｅから外れた位置には、第２ねじ部３２の軸方向に延びる位置決め穴３６が形成されている。また、プラグ２５において、円中心から径方向に離れた位置であって、係止穴２５Ｃから外れた位置には、プラグ２５を軸方向に貫通する貫通孔３７が形成されている。第２ねじ部３２を前記初期状態とすることによってねじり付勢部材２７をねじると、位置決め穴３６と貫通孔３７とが、第２ねじ部３２およびプラグ２５の各軸方向に沿う同一直線上に配置される。このときに、プラグ２５の他端面２５Ｂ側から、仮止めピン３５を貫通孔３７および位置決め穴３６の両方に対してこの順で挿通すると、ねじり付勢部材２７がねじられたものの付勢力を発揮できない状態で、第２ねじ部３２とプラグ２５とが相対移動不能に仮組みされ、プラグ２５とボールねじ機構２６とねじり付勢部材２７とが１つのユニット３８を構成する。

そして、図２に示すように、サポートヨーク２４および付勢部材２８が既に収容された収容室２０に対して他方開口２３側からユニット３８を挿入し、前述したように、プラグ２５のねじ部２５Ｅと内周壁２２のねじ部２２Ａとを組み付ける。組み付けが完了した状態では、第２ねじ部３２の一端面３２Ａは、付勢部材２８に接触して付勢部材２８の外周部分２８Ａをある程度弾性変形させていてもよいし、外周部分２８Ａを弾性変形させない程度に付勢部材２８に接触していてもよいし、付勢部材２８から僅かに離れていてもよい。

次いで、工具等を用いて仮止めピン３５を貫通孔３７および位置決め穴３６から引き抜くと（図３参照）、第２ねじ部３２がプラグ２５とが相対移動できるようになることから、ねじり付勢部材２７が、ねじられる前に戻ろうと、付勢力を発揮できるようになる。付勢力を発揮した状態にあるねじり付勢部材２７は、第２ねじ部３２を、先ほどねじり付勢部材２７をねじるときとは逆向き（ここでは、図２における左側から見て反時計回り）へ向けてプラグ２５に対して回転させつつ、サポートヨーク２４側（図２における左側）へ進出させるように常に付勢されている。

以上によれば、ラック軸支持装置１５では、ラック軸８とピニオン７Ａとの間やラック軸８とサポートヨーク２４との間に摩耗が生じると、ねじり付勢部材２７がボールねじ機構２６の第２ねじ部３２を回転させつつサポートヨーク２４側へ不可逆的に進出させる。これにより、サポートヨーク２４が、第２ねじ部３２によってラック軸８へ押し付けられ、当該摩耗が補償される（摩耗の影響が排除される）。よって、付勢部材２８は、当該摩耗にかかわらず、一定の弾性力をサポートヨーク２４に与えることができる。換言すれば、当該弾性力が一定となるように（付勢部材２８の外周部分２８Ａの弾性変形量が一定となるように）、付勢部材２８を圧縮するサポートヨーク２４の他端面２４Ｂと第２ねじ部３２の一端面３２Ａとのクリアランスが一定に保たれる。よって、永続的に、ピニオン７Ａとラック８Ａとの噛み合い部分の遊びをなくして、当該噛み合い部分での異音を抑制できる。

このようにボールねじ機構２６を用いて摩耗を補償する場合には、摩耗を補償するために相対移動する複数の部品間（第１ねじ部３１および第２ねじ部３２間）の摩擦がボール３３によって極力抑えられていることから、ボールねじ機構２６は、摩耗が生じたときに、当該摩耗に速やかに応答して確実に当該摩耗を補償できる。その一方で、ボールねじ機構２６では、第２ねじ部３２が急激に移動するようになっていないので、ラック軸８が外力で撓んだ場合（前記摩耗とは無関係の現象がおきた場合）等に、当該現象に過敏に応答してサポートヨーク２４がラック軸８側へ急激に突出することは抑制できる。さらに、ボールねじ機構２６のようにねじり付勢部材２７のねじりをスムーズに第２ねじ部３２の直線運動に変換する構成であれば、補償できる摩耗の大きさの範囲を比較的大きく確保できる。

よって、ラック軸８をピニオン７Ａへ付勢する構成（ラック軸支持装置１５）において、摩耗を補償する機能の動作の確実性を向上させることができる。これにより、ラック軸支持装置１５では、前述した摩耗に追従して摩耗を補償することと、サポートヨーク２４でのラック軸８の摺動特性との両立を、外的影響を極力受けることなく達成できる。そして、ステアリング装置１では、ラック軸８をピニオン７Ａへ付勢するラック軸支持装置１５において、摩耗を補償する機能の動作の確実性を向上させることができる。

また、このようにボールねじ機構２６によって（内周壁２２の）軸方向（符号Ｙを付した方向）に精度よく直線移動する第２ねじ部３２を用いてサポートヨーク２４を動かす場合には、第２ねじ部３２やサポートヨーク２４の無駄な動き（たとえば前記軸方向に傾斜する方向への傾き）を抑制できる。これにより、当該無駄な動き（いわゆるがたつき）を抑制できる分、サポートヨーク２４および第２ねじ部３２のそれぞれと内周壁２２との隙間を小さく抑えることができる。また、当該無駄な動きを抑制できる分、付勢部材２８の圧縮状態を安定させることができるので、当該無駄な動きを勘案して付勢部材２８の圧縮量を大きめに確保せずに済み、その分、付勢部材２８を圧縮させるために付勢部材２８に与える荷重（セット荷重）を低く抑えられる。

また、前述した摩擦低減部材３９によって、第２ねじ部３２と付勢部材２８との間の摩擦が低減されるので、ボールねじ機構２６は、摩耗が生じたときに、第２ねじ部３２と付勢部材との間の摩擦の影響を極力受けることなく、当該摩耗に追従して確実に当該摩耗を補償できる。
この発明は、以上に説明した実施形態に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。

図４は、ステアリング装置１において変形例に係るラック軸支持装置１５およびその周辺を抜き出して示した模式的な断面図である。なお、図４では、今まで説明した部材と同様の部材には、同一の参照符号を付し、その説明を省略する。
また、前述した第１ねじ部３１は、プラグ２５に連結されていたが（図２参照）、図４に示すように、ラック軸支持装置１５が配置される収容室２０の内周壁２２に一体形成されていてもよい。

また、前述したねじり付勢部材２７は、コイルばねの代わりに、一端側係止部２７Ｂおよび他端側係止部２７Ｃを有するゴムのブロックやぜんまいであってもよい。
また、内周壁２２とサポートヨーク２４との間には、潤滑性を確保するためにグリース等を塗布してもよい。

１…ステアリング装置、７Ａ…ピニオン、８…ラック軸、１５…ラック軸支持装置、２０…収容室、２１…一方開口、２２…内周壁、２３…他方開口、２４…サポートヨーク、２５…プラグ、２６…ボールねじ機構、２７…ねじり付勢部材、２８…付勢部材、３１…第１ねじ部、３１Ａ…内周面、３１Ｂ…第１ねじ溝、３２…第２ねじ部、３２Ｆ…外周面、３２Ｇ…第２ねじ溝、３３…ボール、３４…転動路、３９…摩擦低減部材、Ｘ…軸方向

Claims (4)

1. ラック軸においてピニオンに噛合する側と反対の背面側に設けられ、前記ラック軸に対向する一方開口と、前記一方開口から前記ラック軸から遠ざかる方向へ窪んだ内周壁と、前記内周壁の底面側に開口した他方開口とを有する収容室に配置されており、前記ラック軸を前記ピニオンへ向けて押し付けるラック軸支持装置であって、
   前記一方開口から前記ラック軸を臨み、前記ラック軸を軸方向に摺動可能に支持するサポートヨークと、
   前記他方開口を塞ぐプラグと、
   前記収容室内において前記サポートヨークと前記プラグとの間に設けられ、第１ねじ溝が形成された内周面を有して前記プラグに一体化された第１ねじ部、第２ねじ溝が形成された外周面を有して前記第１ねじ部の内周面の内側に配置される第２ねじ部、ならびに、対向状態にある前記第１ねじ溝および第２ねじ溝によって形成された転動路に配置された複数のボールを有するボールねじ機構と、
   前記ボールねじ機構と前記プラグとの間に設けられ、前記プラグに対して前記第２ねじ部を回転させつつ前記第２ねじ部を前記サポートヨーク側へ進出させるように付勢されたねじり付勢部材と、を含むことを特徴とする、ラック軸支持装置。
2. 前記サポートヨークと前記第２ねじ部との間に圧縮状態で介在され、前記サポートヨークを前記ラック軸へ向けて付勢する付勢部材をさらに含むことを特徴とする、請求項１記載のラック軸支持装置。
3. 前記第２ねじ部と前記付勢部材との間の摩擦を低減させる摩擦低減部材をさらに含むことを特徴とする、請求項２記載のラック軸支持装置。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載のラック軸支持装置を用いて前記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、ステアリング装置。

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