(57)【要約】  【課題】より長期にわたってラックバーをより安定に支持することができるラックガイド、および、これを用いたギア機構を提供する。  【解決手段】  ギア機構に用いられるラックガイド３０のラックバーガイド部３４には、第一の摺動面３２１Ａと、ラックバーからの荷重に応じて第一の摺動面３２１Ａに対して相対的に変位するように弾性支持された第二の摺動面３２１Ｂと、が設けられている。初期状態において、第二の摺動面３２１Ｂは、第一の摺動面３２１Ａよりもラックバー２０の軸心Ｏ２に近い位置に位置付けられている。ラックバー２０は、低荷重域においては、摺動性に優れた第二の摺動面３２１Ｂのみで摺動可能に支持されるが、路面からタイヤに衝撃等を受けたときなどの高荷重域においては、摺動性に優れた第二の摺動面３２１Ｂに加えて、耐摩耗性に優れた第一の摺動面３２１Ａによっても摺動可能に支持される。【選択図】図１
2020172114.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピニオンギアと噛み合うラックギアが形成されたラックバーを前記ラックギアの反対側から摺動可能に支持して、前記ピニオンギアの回転に応じて移動する前記ラックバーを当該ラックバーの軸心方向に案内するラックガイドであって、
前記ラックバーを案内するためのラックバーガイド部が設けられ、当該ラックバーガイド部に、前記ラックバーを当該ラックバーの軸心方向に移動可能に支持するための第一の摺動面を有するベース部材と、
前記ラックバーガイド部において前記ラックバーを当該ラックバーの軸心方向に移動可能に支持するための第二の摺動面として、前記ラックバーを前記第一の摺動面に接触させずに支持する第一の位置に配置される面を有し、前記ラックバーから前記第二の摺動面が所定の大きさの荷重を受けた場合に、前記第二の摺動面が、当該第二の摺動面により支持された前記ラックバーを前記第一の摺動面に接触させる第二の位置に移動するように、前記第一の摺動面に対して相対的に変位可能に前記ラックバーガイド部に配置された第二の摺動材と、
前記第二の摺動材の変位により弾性変形するように前記ベース部材と前記第二の摺動材との間に配置され、前記第二の摺動材の変位に応じて前記第二の摺動材を付勢して、前記第二の摺動面を前記ラックバーに押し当てる弾性部材と、を備える
ことを特徴とするラックガイド。
【請求項２】
請求項１に記載のラックガイドであって、
前記第一の位置において、前記第二の摺動面は、前記第一の摺動面から突き出している
ことを特徴とするラックガイド。
【請求項３】
請求項１または２に記載のラックガイドであって、
前記第一の摺動面は、前記第二の摺動面よりも比摩耗量が小さい材料で形成され、前記第二の摺動面は、前記第一の摺動面よりも摩擦係数が小さい材料で形成されている
ことを特徴とするラックガイド。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか一項に記載のラックガイドであって、
前記第一の摺動面を有し、前記ラックバーガイド部に固定された第一の摺動材を備える
ことを特徴とするラックガイド。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか一項に記載のラックガイドであって、
前記第二の摺動材は、前記第二の摺動面として、前記ラックバーの軸心方向の領域で前記ラックバーを摺動可能に支持する平坦面または凸面を有する
ことを特徴とするラックガイド。
【請求項６】
請求項１ないし４のいずれか一項に記載のラックガイドであって、
前記第二の摺動材として、前記第二の摺動面内における２箇所の領域で前記ラックバーに接触し、前記ラックバーからの荷重が増加するにしたがい、前記ラックバーとの接触領域が前記２箇所の領域よりも広がるように弾性変形するシート状の摺動材を備える
ことを特徴とするラックガイド。
【請求項７】
請求項１ないし４のいずれか一項に記載のラックガイドであって、
前記弾性部材として板バネを備える
ことを特徴とするラックガイド。
【請求項８】
回転操作部の回転に応じて回転するピニオンギアと、
前記ピニオンギアと噛み合うラックギアが形成され、前記ピニオンギアと前記ラックギアとの噛み合いにより、前記ピニオンギアの回転に応じて往復移動するラックバーと、
前記ラックバーに向かう方向に伸びた筒状のケースと、
前記ケースの内部に当該ケースの方向に沿って移動可能に収納され、前記ピニオンギアに前記ラックギアを押し当てる方向に前記ラックバーに押し当てられた前記第二の摺動面により、前記ラックバーを、当該ラックバーの軸心方向に摺動可能に支持する請求項１ないし７のいずれか一項に記載のラックガイドと、
前記ケースの内部において、前記ベース部材に対して前記ラックバーの反対側に配置され、当該ベース部材を、前記ラックギアが前記ピニオンギアに押し当てられる方向に付勢する弾性体と、を備える
ことを特徴とするギア機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車のステアリング装置等に用いられるラックアンドピニオンにおいて、ラックバーをピニオンに押し当てるラックガイドに係り、特に、耐摩耗性および摺動性の双方において優れた摺動面を有するラックガイド（サポートヨーク）およびこれを用いたギア機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のステアリング装置等に用いられるラックアンドピニオンにおいて、ハウジングに収容されたラックバーの背面（ラックギアの反対側の円弧面）側に配置され、ラックバーをその軸心方向にガイドしながらピニオンに押し当てるラックガイドとして、例えば、特許文献１に記載のラックガイドが知られている。
【０００３】
このラックガイドは、ラックバーの背面形状に沿った円弧面が一方の端部に形成された円筒状の本体と、本体の円弧面内にラックバーの軸心に沿って配置された一対の軸受パッドと、を有している。
【０００４】
本体の円弧面には、本体の中心軸とラックバーの軸心とを含む面に関してほぼ対称な２箇所の位置に、それぞれ、ラックバーの軸心に沿った軸受パッドポケットが形成されている。一対の軸受パッドは、低摩擦ポリマーで形成された摺動材であり、これらの軸受パッドポケットにそれぞれ１つずつ、円弧面からラックバーの軸心に向かって摺動面を突き出した状態で埋め込まれている。このため、一対の軸受パッドの摺動面のみが、本体の中心軸とラックバーの軸心とを含む面に関してほぼ対称な２箇所の位置においてラックバーの背面に線接触し、ラックバーを摺動可能に支持している。
【０００５】
このように、ラックバーからの荷重を受ける領域を一対の軸受パッドの摺動面のみに制限することによって、例えば、軸受パッドがずれている場合であっても、軸受パッドとラックバーとの摺動によって軸受パッドの摺動面が速やかに摩耗してラックバーの背面に適切に接触するため、本体の円弧面とラックバーとの心ずれを速やかに自動的に調整することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第６０３３９６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記従来のラックガイドにおいて、本体の円弧面に配置された一対の軸受パッドは、低摩擦ポリマーで形成されているため、ラックバーをスムーズに案内する良好な摺動性を有しているものの、軸受パッドとラックバーとの摺動によって軸受パッドの摺動面を速やかに摩耗させるために、ラックバーからの荷重をそれらの摺動面のみで常に集中的に受けるように本体の円弧面から突き出して配置されているため、例えば路面からタイヤへの衝撃等によりラックバーに大きな荷重が加わると、それらの摺動面の摩耗が急激に進行する可能性がある。
【０００８】
このような軸受パッドの摺動面の摩耗の進行は、ラックバーの短寿命化の要因となり得る。また、軸受パッドの摺動面の摩耗が進行すると、その分、ラックケースのキャップと、コイルスプリングで付勢されているラックガイド（ラックガイド本体の底面）との間隔が広がるため、路面からタイヤへの衝撃によりラックバーに大きな荷重が加わると、コイルスプリングの反動でラックバーががたつくことがある。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、より長期にわたってラックバーをより安定に支持することができるラックガイド、および、これを用いたギア機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明においては、ラックバーからの荷重に応じて第一の摺動面に対して相対的に変位する第二の摺動面でラックバーを支持する。第二の摺動面は、ラックバーからの荷重の大きさが所定値未満である場合には、ラックバーを第一の摺動面に接触させずに支持し、ラックバーからの荷重の大きさが所定値以上である場合には、ラックバーを支持しながら、第一の摺動面にラックバーが接触する位置まで変位し、第一の摺動面とともにラックバーを支持する。ここで、第二の摺動面は、第一の摺動面よりも摺動性に優れるものであってもよく、第一の摺動面は、第二の摺動面よりも耐摩耗性に優れるものであってもよい。
【００１１】
例えば、本発明は、
ピニオンギアと噛み合うラックギアが形成されたラックバーを前記ラックギアの反対側から摺動可能に支持して、前記ピニオンギアの回転に応じて移動する前記ラックバーを当該ラックバーの軸心方向に案内するラックガイドであって、
前記ラックバーを案内するためのラックバーガイド部が設けられ、当該ラックバーガイド部に、前記ラックバーを当該ラックバーの軸心方向に移動可能に支持するための第一の摺動面を有するベース部材と、
前記ラックバーガイド部において前記ラックバーを当該ラックバーの軸心方向に移動可能に支持するための第二の摺動面として、前記ラックバーを前記第一の摺動面に接触させずに支持する第一の位置に配置される面を有し、前記ラックバーから前記第二の摺動面が所定の大きさの荷重を受けた場合に、前記第二の摺動面が、当該第二の摺動面により支持された前記ラックバーを前記第一の摺動面に接触させる第二の位置に移動するように、前記第一の摺動面に対して相対的に変位可能に前記ラックバーガイド部に配置された第二の摺動材と、
前記第二の摺動材の変位により弾性変形するように前記ベース部材と前記第二の摺動材との間に配置され、前記第二の摺動材の変位に応じて前記第二の摺動材を付勢して、前記第二の摺動面を前記ラックバーに押し当てる弾性部材と、を備える。
【００１２】
ここで、好ましくは、前記第一の摺動面は、前記第二の摺動面よりも比摩耗量が小さい材料で形成され、前記第二の摺動面は、前記第一の摺動面よりも摩擦係数が小さい材料で形成される。
【００１３】
また、本発明の他の態様は、ギア機構であって、
回転操作部の回転に応じて回転するピニオンギアと、
前記ピニオンギアと噛み合うラックギアが形成され、前記ピニオンギアと前記ラックギアとの噛み合いにより、前記ピニオンギアの回転に応じて往復移動するラックバーと、
前記ラックバーに向かう方向に伸びた筒状のケースと、
前記ケースの内部に当該ケースの方向に沿って移動可能に収納され、前記ピニオンギアに前記ラックギアを押し当てる方向に前記ラックバーに押し当てられた前記第二の摺動面により、前記ラックバーを、当該ラックバーの軸心方向に摺動可能に支持する上記のラックガイドと、
前記ケースの内部において、前記ベース部材に対して前記ラックバーの反対側に配置され、当該ベース部材を、前記ラックギアが前記ピニオンギアに押し当てられる方向に付勢する弾性体と、を備える。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ラックバーを支持する第二の摺動面がラックバーから大荷重を受けた場合に、第二の摺動面に加えて第一の摺動面によってもラックバーが支持されるため、第二の摺動面の摩耗の進行が抑制される。このため、より長期にわたってラックバーをより安定に支持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の一実施の形態に係るステアリング装置のギア機構１の概略断面図である。
【図２】図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）および（Ｄ）は、本発明の一実施の形態に係るラックガイド３０の外観図、平面図、正面図および底面図であり、図２（Ｅ）は、図２（Ｂ）のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図３（Ａ）は、低荷重域におけるラックバー２０の支持状態を説明するための図であり、図３（Ｂ）は、低荷重域においてラックバー２０の背面２２が接触する第二の摺動面３２１Ｂ内の領域ＴＢ１を示したラックガイド３０の平面図である。
【図４】図４（Ａ）は、高荷重域におけるラックバーの支持状態を説明するための図であり、図４（Ｂ）は、高荷重域においてラックバー２０の背面２２が接触する第一および第二の摺動面３２１Ａ，３２１Ｂ内の領域ＴＡ、ＴＢ２を示したラックガイド３０の平面図である。
【図５】図５は、本発明の一実施の形態に係るステアリング装置のギア機構１に用いられるラックガイド３０の他の摺動面レイアウト例を説明するための図である。
【図６】図６（Ａ）は、図５（Ａ）および図５（Ｂ）の摺動面レイアウトを採用したラックガイド３０Ａによる、低荷重域におけるラックバー２０の支持状態を示した図であり、図６（Ｂ）は、低荷重域においてラックバー２０の背面２２が接触する第二の摺動面３２１Ｂ内の領域ＴＢ３を説明するための図である。
【図７】図７（Ａ）は、図５（Ａ）および図５（Ｂ）の摺動面レイアウトを採用したラックガイド３０Ａによる、高荷重域におけるラックバー２０の支持状態を示した図であり、図７（Ｂ）は、高荷重域においてラックバー２０の背面２２が接触する第一および第二の摺動面内の領域ＴＡ１、ＴＢを説明するための図である。
【図８】図８は、弾性部材として板ばねを用いた場合のラックガイド３０Ｂの構成例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る一実施の形態について、添付の図面を参照して説明する。なお、以下の説明の便宜上、ラックバー２０の軸心Ｏ２方向（ラックバー２０の往復移動の方向）をＸ方向、ピニオンギア１１に対するラックギア２１の押し当て方向をＺ方向、ＸおよびＺ方向に垂直な方向をＹ方向と定義し、これらの方向を各図に適宜表示する。
【００１７】
図１は、本実施の形態に係るステアリング装置のギア機構１の断面図である。
【００１８】
本実施の形態に係るステアリング装置は、ステアリングシャフトの回転運動を直線運動に変換し、この直線運動を、車輪の向きを変えるリンク機構に伝達するラックアンドピニオン式のギア機構１を有している。なお、このステアリング装置は、ピニオンギア１１またはラックバー２０の動きをモータでアシストするパワーステアリング機構が搭載されているものおよび搭載されていないもののいずれであってもよい。
【００１９】
図示するように、このギア機構１は、ピニオンギア１１が形成されたピニオンシャフト１０、ピニオンギア１１と噛み合うラックギア２１が形成されたラックバー２０、ピニオンシャフト１０を回転可能に支持する一対の転がりベアリング５０、ピニオンギア１１の回転に伴いＸ方向に往復移動するラックバー２０を案内するラックガイド３０、ピニオンギア１１にラックギア２１を押し当てるようにラックガイド３０をＺ方向に付勢する弾性体（本実施の形態ではコイルスプリング４０）、これらの部品１０〜５０が組み込まれたハウジング７０、および、ハウジング７０をふさぐキャップ６０を有している。
【００２０】
ピニオンシャフト１０は、その軸心Ｏ１がＹ方向に対して傾斜するように配置された円柱状の部材であり、その外周面１２には、ピニオンギア１１として例えばヘリカルギアが形成されている。ピニオンギア１１は、ハウジング７０に設けられたピニオンギア収容室７３に収容されており、ピニオンシャフト１０は、ピニオンギア１１の両側の位置において、一対の転がりベアリング５０を介して軸心Ｏ１周りに回転可能にハウジング７０に支持されている。ピニオンシャフト１０の一方の端部１３は、ハウジング７０に形成された開口部７４からピニオンギア収容室７３の外側に突き出して、不図示のステアリングシャフトに連結されている。これにより、ステアリングホイールの操作に応じて回転するステアリングシャフトに連動してピニオンギア１１が回転する。
【００２１】
ラックバー２０は、Ｘ方向に沿って配置された円柱状の部材であり、図示していないが、その両端は、ボールジョイントを介して、車輪の向きを変えるリンク機構に連結されている。ラックギア２１を構成する複数の歯は、ラックバー２０の外周面にＸ方向に並んで形成され、ハウジング７０のピニオンギア収容室７３において、ピニオンギア１１の歯と所定の噛み合い位置で噛み合っている。後述するように、ラックバー２０の背面（ラックギア２１の反対側に位置する、ＹＺ断面形状が円弧状の外周面）２２は、ラックバー２０がラックガイド３０に付与する荷重の大きさに応じて、ラックガイド３０が有する後述の２種類の摺動材３２Ａ、３２Ｂの一方あるいは両方の摺動面により摺動可能に支持される。ステアリングシャフトとともにピニオンシャフト１０が回転すると、ピニオンギア１１とラックギア２１との噛み合いにより、ラックバー２０は、ラックガイド３０に案内されてＸ方向に往復移動してリンク機構を揺動させる。これにより、ステアリングホイールの操作に応じて車輪の向きが変わる。
【００２２】
ハウジング７０は、Ｘ方向に沿って配置された円筒状のラックケース部７１と、ラックケース部７１の外周からＺ方向に突き出した円筒状のシリンダケース部７２と、を有している。
【００２３】
ラックケース部７１の内部には、ラックバー２０がＸ方向に往復移動可能に収容されている。また、このラックケース部７１の内部には、ピニオンギア収容室７３として、予め定めた噛み合い位置においてラックギア２１を斜めに横切る方向の室が設けられている。このピニオンギア収容室７３には、上述したように、ピニオンギア１１と、このピニオンギア１１が所定の噛み合い位置でラックギア２１に噛み合う位置でピニオンシャフト１０を回転可能に保持する一対の転がりベアリング５０と、が収容されている。また、このラックケース部７１には、ピニオンギア収容室７３の内部と外部とをつなぐ開口部７４が不図示のステアリングシャフト側に向けて形成されている。ピニオンシャフト１０の一方の端部１３は、この開口部７４からピニオンギア収容室７３の外部に突き出して、不図示のステアリングシャフトに連結される。
【００２４】
一方、シリンダケース部７２は、ラックバー２０に対してピニオンギア１１の反対側に位置するようにラックケース部７１に一体的に形成されており、シリンダケース部７２の内部とラックケース部７１の内部とは、ピニオンギア収容室７３内のピニオンギア１１に面した円形の開口部７５を介してつながっている。また、このシリンダケース部７２の開放端部７６の内壁面７８には、キャップ６０を固定するためのネジ部７７が形成されている。
【００２５】
ラックガイド３０は、ラックバー２０側に配置される一方の端部（後述のベース部材３１の２つの端部３８Ａ、３８Ｂのうち、ラックバー２０側に向けられる一端部３８Ａ：以下、ベース部材３１の上端部３８Ａ）に、ラックバー２０を摺動可能に支持する摺動材として２種類の摺動材を有している。後述するように、このような２種類の摺動材として、好ましくは、ラックバー２０に対する摺動特性（摺動性、耐摩耗性）が互いに異なる表面（摺動面）３２１Ａ、３２１Ｂを有する第一および第二の摺動材３２Ａ、３２Ｂを用いる。
【００２６】
ラックガイド３０は、第一および第二の摺動材３２Ａ、３２Ｂの摺動面３２１Ａ、３２１Ｂをラックバー２０の背面２２に向けた状態でシリンダケース部７２内にＺ方向にスライド可能に収容され、ラックバー２０に対してピニオンギア１１の反対側（ピニオンギア１１とラックギア２１との噛み合い位置におけるラックバー２０の背面２２側）に位置付けられている。ラックガイド３０の他方の端部（後述のベース部材３１の２つの端部３８Ａ、３８Ｂのうち、キャップ６０側に向けられる他端部３８Ｂ：以下、ベース部材３１の底部３８Ｂ）にはスプリングガイド３５が形成されており、ラックガイド３０は、後述するように、このスプリングガイド３５に挿入されたコイルスプリング４０によってＺ方向に付勢され、第一および第二の摺動材３２Ａ、３２Ｂの一方または両方をラックバー２０の背面２２に接触させながらラックバー２０を支持している。なお、ラックガイド３０の構造の詳細については後述する。
【００２７】
コイルスプリング４０は、ラックガイド３０のスプリングガイド３５内に挿入されるようにハウジング７０のシリンダケース部７２内に収容されている。ハウジング７０のシリンダケース部７２の開放端部７６にキャップ６０がはめ込まれると、コイルスプリング４０は、ハウジング７０のシリンダケース部７２内において、ラックガイド３０のスプリングガイド３５の底面３６とキャップ６０の裏面（シリンダケース部７２の内部に向けられる一方の面）６１との間に位置付けられる。コイルスプリング４０の自然長はラックガイド３０のスプリングガイド３５の深さよりも長いため、コイルスプリング４０の一方の端部は、ラックガイド３０のスプリングガイド３５からキャップ６０の裏面６１側に突き出している。
【００２８】
キャップ６０は、シリンダケース部７２の開放端部７６にはめ込み可能な円板形状を有し、そのキャップ６０の外周にはネジ部６２が形成されている。ハウジング７０のシリンダケース部７２内にラックガイド３０を挿入してから、さらにラックガイド３０のスプリングガイド３５内にコイルスプリング４０を収容した後に、キャップ６０のネジ部６２を、シリンダケース部７２の開放端部７６のネジ部７７にねじ込むことにより、シリンダケース部７２の開放端部７６にキャップ６０が固定されてシリンダケース部７２がふさがれるともに、キャップ６０の裏面６１とラックガイド３０のスプリングガイド３５の底面３６との間でコイルスプリング４０がプリロードされる。これにより、コイルスプリング４０の復元力で、ラックガイド３０がラックバー２０に向けてＺ方向に付勢されて、ラックギア２１がピニオンギア１１に押圧されるため、ラックギア２１とピニオンギア１１の噛み合い位置における歯の離間が防止される。
【００２９】
つぎに、ラックガイド３０の構造およびこのラックガイド３０によるラックバー支持モードについて説明する。
【００３０】
図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）および（Ｄ）は、ラックガイド３０の外観図、平面図、正面図および底面図であり、図２（Ｅ）は、図２（Ｂ）のＡ−Ａ断面図である。
図２（Ａ）〜（Ｅ）に示すように、ラックガイド３０は、耐久性および耐衝撃性等に優れた例えば金属材料で形成された円柱状のベース部材３１、ベース部材３１の上端部３８Ａに形成された後述のラックバーガイド部３４に配置された第一の摺動材３２Ａおよび一対の第二の摺動材３２Ｂと、それぞれの第二の摺動材３２Ｂの摺動面３２１Ｂ（以下、第二の摺動面）をラックバー２０の背面２２に押し当てるように第二の摺動材３２Ｂを弾性支持する２つの弾性部材３３を有している。
【００３１】
ラックガイド３０の底部３８Ｂには、スプリングガイド３５としてＺ方向の底付き穴が形成されている。前述したように、コイルスプリング４０は、このスプリングガイド３５にＺ方向に挿入され、シリンダケース部７２の開放端部７６へのキャップ６０のねじ込みによってスプリングガイド３５の底面３６とキャップ６０の裏面６１との間でＺ方向に圧縮される。
【００３２】
ベース部材３１の上端部３８Ａには、ラックバー２０をＸ方向に案内するためのラックバーガイド部３４として、Ｘ方向に沿った溝部が形成されている。このラックバーガイド部３４の内壁面は、ラックバー２０の背面形状に倣った柱面形状を有しており、ラックバー２０の軸心Ｏ２（あるいはベース部材３１の軸心Ｏ３）を含むＸＺ平面に関してほぼ対称な位置に、それぞれ、弾性部材３３およびこの弾性部材３３に保持された第二の摺動材３２Ｂを埋め込むための溝部３４１がＸ方向に沿って形成されている。
【００３３】
なお、必要に応じてハウジング７０のシリンダケース部７２の内壁面７８とベース部材３１の外周面３７との間に１つ以上の弾性部材を介在させてもよい。例えば、ベース部材３１の外周面３７に凹部として溝３９を１本以上形成し、この溝３９の内部に、この溝３９の深さ寸法よりも線径の大きなＯリング等の弾性部材８０を埋め込んでもよい。これにより、ベース部材３１の外周面３７に配された弾性部材８０が、ハウジング７０のシリンダケース部７２の内壁面７８とベース部材３１の外周面３７との間で圧縮されるため、その弾性力によってラックガイド３０のがたつきが抑制される。
【００３４】
２つの弾性部材３３は、それぞれが収容されている対応溝部３４１の輪郭に沿った外形を有する板状の弾性部材（例えば、天然ゴム（ＮＢＲ）等のゴム板等）である。各弾性部材３３は、対応溝部３４１内に、この溝部３４１の深さ方向に弾性変形する姿勢で埋め込まれ、適宜選択した接合方法（例えば接着接合、機械的接合）により溝底に固定されている。各弾性部材３３は、荷重が加えられていない状態において、それぞれが支持している第二の摺動部材３２Ｂの第二の摺動面３２１Ｂを、ラックバーガイド部３４の内壁面に形成された後述の第一の摺動面３２１Ａから突き出す位置に位置付ける厚さ（自然長）を有している。そして、プリロードされたコイルスプリング４０の復元力でラックガイド３０がラックバー２０に向けてＺ方向に付勢されている状態において、弾性部材３３は、ラックバーガイド部３４の対応溝部３４１の溝底と第二の摺動材３２Ｂとの間でプリロードされ、ラックバー２０の背面２２に第二の摺動面３２１Ｂを押し当てる方向に第二の摺動材３２Ｂを付勢している。
【００３５】
第一の摺動材３２Ａは、例えば、ラックバー２０の背面形状に沿って湾曲させた複層シート部材であり、ベース部材３１のラックバーガイド部３４の内壁面内の溝部３４１以外の領域を覆うようにラックバーガイド部３４の内壁面に装着され、適宜選択した接合方法（例えば接着接合、機械的接合）によって固定されている。これにより、ベース部材３１のラックバーガイド部３４の内壁面には、２本の溝部３４１の領域を除いて第一の摺動面３２１Ａが形成される。なお、本実施の形態においては、ベース部材３１のラックバーガイド部３４の内壁面にベース部材３１とは別部材の第一の摺動材３２Ａを装着しているが、このような別部材を用いずに、例えばコーティング等の表面処理によって、ラックバーガイド部３４の内壁面自体を第一の摺動面３２１Ａとして機能させてもよいし、第二の摺動材３２Ｂの摺動面３２１Ｂよりも耐摩耗性に優れた材料でベース部材３１を形成し、このベース部材３１の表面を第一の摺動面３２１Ａとして機能させてもよい。
【００３６】
第二の摺動材３２Ｂは、それぞれが配置されている対応溝部３４１の溝底と第一の摺動面３２１Ａとの間隔よりも薄く、ベース部材３１のラックバーガイド部３４の溝部３４１の輪郭に沿った外形状を有する複層シート部材であり、第二の摺動面３２１Ｂをラックバー２０の背面２２に向けた状態で対応溝部３４１内の弾性部材３３上に積層され、適宜選択した接合方法（例えば接着接合、機械的接合）によって固定されている。そして、第二の摺動材３２Ｂの板厚と弾性部材３３の自然長との合計が第一の摺動面３２１Ａと対応溝部３４１の溝底との間隔よりも大きいため、自然長の弾性部材３３で支持された第二の摺動材３２Ｂは、第一の摺動面３２１Ａから突き出しており、第二の摺動面３２１Ｂに加わる荷重に応じて第一の摺動面３２１Ａに対して相対的に変位する。
【００３７】
プリロードされたコイルスプリング４０の復元力でラックガイド３０がラックバー２０に向けてＺ方向に付勢されると、第二の摺動材３２Ｂは、ラックバー２０からの荷重を第二の摺動面３２１Ｂで受けて、ラックバーガイド部３４の溝部３４１の溝底との間で弾性部材３３を圧縮しながらこの溝部３４１の内部に押し込まれる。これにより、弾性部材３３は、ラックバーガイド部３４の溝部３４１の溝底と第二の摺動材３２Ｂとの間でプリロードされ、ラックバー２０の背面２２に第二の摺動面３２１Ｂを押し当てる方向に第二の摺動材３２Ｂを付勢する。このとき、第二の摺動面３２１Ｂは、第一の摺動面３２１Ａよりもラックバー２０の軸心Ｏ２に近い位置に位置付けられ（図３（Ａ）参照）、ラックバー２０の軸心Ｏ２（あるいはベース部材３１の軸心Ｏ３）を含むＸＺ平面Ｐに関してほぼ対称に位置する、Ｘ方向に沿った線状または帯状の領域ＴＢ１においてラックバー２０の背面２２に接触し（図３（Ｂ）参照）、ラックバー２０を、第一の摺動面３２１Ａに接触させることなく支持している。なお、第二の摺動面３２１Ｂは、このようにＸ方向に沿った線状または帯状の領域ＴＢ１でラックバー２０の背面２２に接する面であれば、例えば、平坦面、ラックバー２０の背面２２に向かって突き出した凸面、凹面等であってもよい。
【００３８】
第一の摺動面３２１Ａおよび第二の摺動面３２１Ｂは、好ましくは、ラックバー２０に対する摺動特性（摺動性、耐摩耗性）が異なる材料により形成されている。具体的には、第二の摺動面３２１Ｂの材質は、第一の摺動材３２１Ａよりも摺動性に優れ、第一の摺動面３２１Ａの材質は、第二の摺動材３２Ｂの摺動面３２１Ｂよりも耐摩耗性に優れる。
【００３９】
第一の摺動面３２１Ａおよび第二の摺動面３２１Ｂの形成材料には、滑り軸受としての使用に適した摺動材料のなかから、上述の関係を満たす組み合わせを、ラックガイド３０の使用環境、製造コスト等に応じて適宜に選択して用いればよい。
【００４０】
例えば、滑り軸受としての使用に適した摺動材料としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリオレフィン（ＰＯ）、ポリアミド（ＰＡ）、芳香族ポリアミド（芳香族ＰＡ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）、ポリウレタン（ＰＵ）、フェノール樹脂（ＰＦ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、超高分子ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリケトン、これらの材料をベースレジンとして添加剤（潤滑剤、繊維強化剤等）が添加されたコンパウンド、銅系焼結材、鉄系焼結材が挙げられる。
【００４１】
このような摺動材料間の摺動性の優劣は、ラックガイド３０の使用環境に基づき定めた条件下において、ラックバー２０と同材質の相手面に各摺動材料の試験片を面接触させて往復摩擦摩耗試験を行うことによって得られた動摩擦係数の比較によって決定し、摺動材料間の耐摩耗性の優劣は、この摩擦摩耗試験前後の試験片の重量変化等から得られた比摩耗量の比較により決定する。例えば、動摩擦係数が小さい摺動材料ほど摺動性が優れ、比摩耗量の小さな摺動材料ほど耐摩耗性が優れるとのルールにしたがって、摺動材料間の摺動性および耐摩耗性の優劣を決定する。
【００４２】
例えば、第二の摺動面３２１Ｂの形成材料としてＰＴＦＥを用いる場合には、第一の摺動面３２１Ａの形成材料には、ＰＴＦＥよりも耐摩耗性に優れたＰＡを用いることができる。第二の摺動面３２１Ｂの形成材料としてＰＯＭを用いる場合には、第一の摺動面３２１Ａの形成材料として、ＰＯＭよりも耐摩耗性に優れた繊維強化ＰＡを用いることができる。また、第二の摺動面３２１Ｂの形成材料として含油ＰＯＭを用いる場合には、第一の摺動面３２１Ａの形成材料として、含油ＰＯＭよりも耐摩耗性に優れた繊維強化ＰＯＭを用いることができる。
【００４３】
このような構造を有するラックガイド３０は、ラックバー２０から受ける荷重の大きさに応じて以下の２つのラックバー支持モードのいずれかによりラックバー２０を支持しながらＸ方向に案内する。
【００４４】
（１）低荷重域におけるラックバー支持モード
図３（Ａ）は、低荷重域におけるラックバー２０の支持状態を説明するための図であり、図３（Ｂ）は、低荷重域においてラックバー２０の背面２２が接触する第二の摺動面３２１Ｂ内の領域ＴＢ１を示したラックガイド３０の平面図である。
【００４５】
良好な状態の路面を走行中等、ラックバー２０がタイヤから受ける荷重の大きさが所定値を越えない低荷重域においては、ラックバー２０を挟んで向かい合うように配置された２つの第二の摺動面３２１Ｂは、図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示すように、第一の摺動面３２１Ａよりもラックバー２０の軸心Ｏ２に近い位置に位置付けられ、ラックバー２０の軸心Ｏ２（あるいはベース部材３１の軸心Ｏ３）を含むＸＺ平面Ｐに関してほぼ対称に位置する、Ｘ方向に沿った線状または帯状の領域ＴＢ１においてラックバー２０を支持している。この状態において、ラックバー２０は、第一の摺動面３２１Ａには接触しておらず、第一の摺動面３２１Ａよりも摺動性に優れた２つの第二の摺動面３２１Ｂのみによって支持されている。これによりステアリング操作に連動してラックバー２０がスムーズに往復移動するため、滑らかな操舵フィーリングが得られる。
【００４６】
（２）高荷重域におけるラックバー支持モード
図４（Ａ）は、高荷重域におけるラックバーの支持状態を説明するための図であり、図４（Ｂ）は、高荷重域においてラックバー２０の背面２２が接触する第一および第二の摺動面３２１Ａ，３２１Ｂ内の領域ＴＡ、ＴＢ２を示したラックガイド３０の平面図である。
【００４７】
路面からタイヤに衝撃等を受けた場合等、ラックバー２０がタイヤから所定値以上の大きさの大荷重Ｆを受ける高荷重域においては、図４（Ａ）に示すように、第二の摺動材３２Ｂは、ラックバー２０から第二の摺動面３２１Ｂが受ける荷重が増加するため、ラックバーガイド部３４の溝部３４１の溝底との間で弾性部材３３をさらに圧縮しながら、ラックバー２０の背面２２が第一の摺動面３２１Ａに当接するまでこの溝部３４１の内部に押し込まれる。これにより、第二の摺動面３２１Ｂは、ラックバー２０の背面２２との接触状態を維持しながら、第一の摺動面３２１Ａに対して、ラックバーガイド部３４の溝部３４１の溝底に向かう方向に相対的に変位して、第一の摺動面３２１Ａとともにラックバー２０を支持する位置に位置付けられる。このとき、図４（Ｂ）に示すように、ラックバー２０を挟んで向かい合うように配置された２つの第二の摺動面３２１Ｂは、ラックバー２０の軸心Ｏ２（あるいはベース部材３１の軸心Ｏ３）を含むＸＺ平面Ｐに関してほぼ対称に位置する、Ｘ方向に沿った線状または帯状の領域ＴＢ２においてラックバー２０の背面２２に接触してラックバー２０を支持し、第一の摺動面３２１Ａは、２つの第二の摺動面３２１Ｂの間に位置するＸ方向の帯状領域ＴＡにおいてラックバー２０の背面２２に接触して、第二の摺動面３２１Ｂとともにラックバー２０を支持している。このため、ラックバー２０からの大荷重が、２つの第二の摺動面３２１Ｂだけでなく、より耐摩耗性が優れた第一の摺動面３２１Ａにも分散され、第二の摺動面３２１Ｂの摩耗が抑制される。
【００４８】
このように、本実施の形態によれば、通常の走行時等のいわゆる低荷重域においては、第二の摺動面３２１Ｂのみでラックバー２０が摺動可能に支持され、路面からタイヤに衝撃等を受けたときなどのいわゆる高荷重域においては、図４（Ａ）および図４（Ｂ）に示すように、第二の摺動面３２１Ｂに加えて第一の摺動面３２１Ａでもラックバー２０が摺動可能に支持される。すなわち、外部からラックバー２０が受ける荷重の増大により、ラックガイド３０によるラックバー支持モードが、第二の摺動面３２１Ｂのみでラックバー２０を支持するモードから、第一の摺動面３２１Ａおよび第二の摺動面３２１Ｂの双方でラックバー２０を支持するモードに自動的に切り替わる。このため、低荷重域および高荷重域のいずれにおいてもラックバー２０を支持する第二の摺動面３２１Ｂの摩耗が抑制され、長期にわたってラックバー２０を安定に支持することができる。
【００４９】
さらに、低荷重域および高荷重域のいずれにおいてもラックバー２０を支持する第二の摺動面３２１Ｂを、より摺動性に優れた材質で形成し、高荷重域においてラックバー２０を補助的に支持する第一の摺動面３２１Ａを、より耐摩耗性に優れた材料で形成することにより、いわゆる低荷重域においては、より摺動性に優れた第二の摺動面３２１Ｂでラックバー２０が支持されるため、ラックバー２０のスムーズな往復移動が持続し、いわゆる高荷重域においては、より摺動性に優れた第二の摺動面３２１Ｂとともに、より耐摩耗性に優れた第一の摺動面３２１Ａでラックバー２０が支持されるため、ラックバー２０の背面２２との低摩擦性を維持しつつ、ラックバー２０の背面２２との摺動による摩耗をより効果的に抑制することができる。これにより、より長期にわたって、より安定にラックバー２０を支持することができるため、滑らかな操舵フィーリングが、より長期にわたって持続する。
【００５０】
なお、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形は可能である。
【００５１】
例えば、上記の実施形態においては、ラックバーガイド部３４の内壁面に、適当な間隔をおいて、Ｘ方向に沿った一対の溝部３４１を設け、これらの溝部３４１内に、弾性部材３３およびこの弾性部材３３により弾性的に支持された第二の摺動材３２Ｂを収容しているが、ラックバーガイド部３４の内壁面における第二の摺動材３２Ｂの数およびレイアウトは、これに限定されない。
【００５２】
例えば、図５（Ａ）に示すように、ラックバーガイド部３４の内壁面に、適当な間隔をおいて、ラックバー２０の軸心Ｏ２（あるいはベース部材３１の軸心Ｏ３）を含むＸＺ平面Ｐに交差する一対の凹部を、Ｙ方向に沿って形成し、これらの凹部の内部に、弾性部材３３およびこの弾性部材３３により弾性的に支持された第二の摺動材３２Ｂをそれぞれ収容してもよい。また、図５（Ｂ）に示すように、ラックバーガイド部３４の内壁面の中央領域（ベース部材３１の軸心Ｏ３を囲む領域）に凹部を１つ形成し、この凹部の内部に、弾性部材３３およびこの弾性部材３３により弾性的に支持された第二の摺動材３２Ｂを収容してもよい。図５（Ａ）および図５（Ｂ）には、矩形状の第二の摺動材３２Ｂが図示されているが、いずれのレイアウトにおいても、矩形以外の形状（例えば、円形、楕円形）の第二の摺動材３２Ｂを用いることができる。また、図５（Ａ）および図５（Ｂ）のいずれのレイアウトを採用したラックガイド３０Ａにおいても、第二の摺動材３２Ｂとして、ラックバー２０の背面２２よりも曲率の大きな柱面状（ＹＺ断面形状が円弧状の凹曲面）に湾曲した複層シート部材を用いることができる。
【００５３】
ラックバー２０の背面２２よりも曲率の大きな柱面状に湾曲した複層シート部材を第二の摺動材３２Ｂとして用いた場合、図６（Ａ）に示すように、第二の摺動材３２Ｂは、低荷重域において、ラックバー２０を、第一の摺動材３２Ａには接触させずに、Ｘ方向縁部で支持している。図６（Ｂ）に示すように、例えば図５（Ｂ）のレイアウトにおいて、ラックバー２０は、第一の摺動面３２１Ａには接触せずに、第二の摺動面３２１ＢのＸ方向縁部の線状または帯状の領域ＴＢ３のみによって支持される。一方、高荷重域において、第二の摺動材３２Ｂは、図７（Ａ）に示すように、第二の摺動面３２１Ｂのほぼ全域ＴＢがラックバー２０の背面２２に接触するように弾性変形しながら、ラックバー２０の背面２２が、第一の摺動面３２１Ａ内の領域に接触するまで凹部に押し込まれる。図７（Ｂ）に示すように、例えば図５（Ｂ）のレイアウトにおいて、ラックバー２０からの荷重は、第二の摺動面３２１Ｂ内のより広範囲の領域ＴＢと第一の摺動面３２１Ａ内の領域ＴＡ１とに分散される。図７（Ｂ）には、第一の摺動面３２１Ａとラックバー２０の背面２２との接触領域として、Ｘ方向において第二の摺動面３２１Ｂの両側に位置する２つの領域ＴＡ１を例示しているが、第一の摺動面３２１Ａは、第二の摺動面３２１Ｂを囲む領域で接触してもよい。
【００５４】
また、上記の実施の形態においては、第二の摺動材３２Ｂを支持する弾性部材３３の例として天然ゴム等のゴム板を挙げているが、適当な弾性係数を有するその他の弾性体（ウレタン、圧縮コイルばね、板バネ等）を弾性部材３３として用いてもよい。
【００５５】
例えば、弾性部材３３として板バネを用いる場合には、この板バネの表面に、第二の摺動材３２Ｂとしてコーティング膜を形成してもよい。図８に、弾性部材３３として板バネ３３Ａを用いる場合のラックガイド３０Ｂの構成例を示す。
【００５６】
図示するように、ラックバーガイド部３４の内壁面の中央領域には、弾性部材３３として用いる板バネ３３Ａが収容される台座部３４２として、ラックバー２０に向かって広がる台形状のＹＺ断面形状を有する凹部が形成されている。この台座部３４２の底面３４３には、板バネ３３Ａに設けられた後述のボス部が圧入される板バネ固定穴３４４が形成されている。第一の摺動材３２Ａは、ラックバーガイド部３４の内壁面内の台座部３４２以外の領域を覆うように固定されている。
【００５７】
板バネ３３Ａは、台座部３４２の底面３４３に配置された固定部３３１と、ラックバー２０の軸心Ｏ２（あるいはベース部材３１の軸心Ｏ３）を含むＸＺ平面Ｐに関してほぼ対称な位置においてラックバー２０の背面２２を弾性支持する一対の可動部３３２と、を有している。
【００５８】
固定部３３１には、台座部３４２の底面３４３側に突き出したボス部３３３が形成されている。板バネ３３Ａは、台座部３４２の底面３４３の板バネ固定穴３４４へのボス部３３３の圧入によりラックバーガイド部に固定されている。なお、板バネ３３Ａをその他の接合方法（接着等）によりラックバーガイド部３４に固定する場合には、ボス部３３３およびこのボス部３３３が圧入される板バネ固定穴３４４を板バネ３３Ａおよび台座部３４２に設ける必要はない。
【００５９】
一方、可動部３３２は、台座部３４２の側面３４５から浮き上がるように固定部３３１の両端から立ち上がり、台座部３４２の側面３４５に近づく方向に弾性変形する。図示していないが、可動部３３２の上面（ラックバー２０の背面２２に対向する面）には、ラックバー２０の背面２２に接触する第二の摺動材３２Ｂとしてコーティング膜が形成されている。
【００６０】
低荷重域において、可動部３３２の端部は、第一の摺動面３２１Ａよりもラックバー２０の軸心Ｏ２に近い位置に位置付けられて、ラックバー２０を、第一の摺動面３２１Ａに接触させることなく支持している。高荷重域において、板バネ３３Ａは、台座部３４２の底面３４３とラックバー２０の背面２２との間でさらに圧縮され、２つの可動部３３２は、ラックバー２０を支持しながら、ラックバー２０の背面２２が第一の摺動面３２１Ａに当接するまで台座部３４２の側面３４５に向かって変位する。
【００６１】
また、上記の実施の形態では車両のステアリング装置への適用例を挙げているが、本発明は、車両のステアリング装置に限らず、例えば光学機器のピント合わせ機構等、ラックアンドピニオン式のギア機構を利用している機器に広く適用することができる。
【符号の説明】
【００６２】
１：ギア機構、    １０：ピニオンシャフト、    １１：ピニオンギア、    １２：ピニオンシャフトの外周面、    １３：ピニオンシャフトの端部、    ２０：ラックバー、    ２１：ラックギア、    ２２：ラックバー２０の背面、    ３０、３０Ａ、３０Ｂ：ラックガイド、    ３１：ベース部材、    ３２Ａ：第一の摺動材、    ３２Ｂ：第二の摺動材、    ３３：弾性部材、    ３３Ａ：板バネ、    ３４：ラックガイド３０のラックバーガイド部、  ３５：スプリングガイド、    ３６：スプリングガイド３５の底面、    ３７：ベース部の外周面、    ３８Ａ、３８Ｂ：ベース部材３１の端部、    ３９：溝、    ４０：コイルスプリング、    ５０：転がりベアリング、  ６０：キャップ、    ６１：キャップの裏面、    ６２：キャップのネジ部、    ７０：ハウジング、    ７１：ラックケース部、    ７２：シリンダケース部、    ７３：ピニオンギア収容室、    ７４、７５：開口部、    ７６：シリンダケース部の開放端部、    ７７：シリンダケース部のネジ部、    ７８：シリンダケース部の内壁面、    ８０：弾性部材、    ３４１：溝部、    ３２１Ａ：第一の摺動材の摺動面、    ３２１Ｂ：第二の摺動材の摺動面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2020172114.tif 000009
【図８】
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