(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵によって回転するピニオンと、
そのピニオンに噛み合うラックと、
そのラックを覆うハウジングと、
そのハウジングの内周とラックの外周との間において径方向から挟まれる金属製環状ラック支持部材と、
そのラック支持部材とラックとの間に介在する金属製環状スペーサと、
前記ハウジングに固定されるホルダーとを備え、
前記ホルダーの内周の周溝に前記ラック支持部材と前記スペーサが嵌め合わされ、
その金属製環状スペーサの内周側に摩擦低減材がコーティングされ、
そのラック支持部材は、リング本体と、このリング本体における周方向に間隔をおいた複数位置から径方向へ突出する突出部とを有し、
前記各突出部は、前記リング本体における幅方向両側よりも内側から径方向外方へ突出され、
各突出部の弾性変形量に応じた径方向弾力が、前記リング本体の内周面とスペーサの外周面との接触部、および、前記摩擦低減材を介してラックに作用されるラックピニオン式ステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、操舵により回転するピニオンに噛み合うラックを支持する環状ラック支持部材を備えるラックピニオン式ステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
操舵によって回転するピニオンに噛み合うラックを覆うハウジングの内周にブッシュを嵌め合わせ、そのブッシュの内周によりラックを支持するラックピニオン式ステアリング装置が用いられている。
【０００３】
そのブッシュとしてポリアセタール等の合成樹脂製のものを用いた場合、熱変形量が大きく剛性が小さいため、ラックにがたつきが生じることがある。そのラックのがたつきは、合成樹脂製ブッシュが長期使用により摩耗した場合に大きくなる。そのようなラックのがたつきにより、ピニオンとラックの正確な噛み合いを確保できなくなり、操舵フィーリングが低下する。特に、ステアリングシャフトを介してピニオンに操舵補助力を付与するタイプのパワーステアリング装置の場合、正確な噛み合いの確保ができないと、ピニオンやラックの歯が欠けるおそれがある。
【０００４】
そのブッシュとして金属製のものを用いた場合、ラックの曲がりを吸収できるようにブッシュの内周面とラックの外周面との間に隙間が必要になる。そのため、ラックとブッシュとの衝突による打撃音が大きくなるという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記問題を解決することのできるラックピニオン式ステアリング装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のラックピニオン式ステアリング装置は、操舵によって回転するピニオンと、そのピニオンに噛み合うラックと、そのラックを覆うハウジングと、そのハウジングの内周とラックの外周との間において径方向から挟まれる金属製環状ラック支持部材と、そのラック支持部材とラックとの間に介在する金属製環状スペーサと、前記ハウジングに固定されるホルダーとを備え、前記ホルダーの内周の周溝に前記ラック支持部材と前記スペーサが嵌め合わされ、その金属製環状スペーサの内周側に摩擦低減材がコーティングされ、そのラック支持部材は、リング本体と、このリング本体における周方向に間隔をおいた複数位置から径方向へ突出する突出部とを有し、前記各突出部は、前記リング本体における幅方向両側よりも内側から径方向外方へ突出され、各突出部の弾性変形量に応じた径方向弾力が、前記リング本体の内周面とスペーサの外周面との接触部、および、前記摩擦低減材を介してラックに作用される。
本件発明の構成によれば、ラックを摩擦低減材を介して支持する環状ラック支持部材は金属製であるので、合成樹脂製とする場合に比べて熱変形量を小さく剛性を大きくできる。また、そのラック支持部材の突出部は、ハウジングの内周とラックの外周との間において径方向から挟まれることで弾性変形し、摩擦低減材を介してラックに弾性変形量に応じた径方向弾力を作用させる。よって、ラックと摩擦低減材との間に隙間が生じることはない。これにより、ラックのがたつきを防止し、ピニオンとラックの正確な噛み合いを確保し、操舵フィーリングが低下するのを防止でき、ピニオンやラックの歯が欠けるのを防止できる。また、ラックとラック支持部材との間に隙間が生じることはないので、打撃音の発生を防止でき、そのラック支持部材の径方向弾性変形によりラックの曲がりを吸収できる。また、環状スペーサの内周にコーティングされた摩擦低減材を介して、各突出部の弾性変形量に応じた径方向弾力をラックに周方向において均一に作用させることが可能になり、より円滑なラックの移動を確保できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【０００９】
図１に示すラックピニオン式パワーステアリング装置１は、ステアリングホイールＨに連結されるステアリングシャフト２と、このステアリングシャフト２に連結されるピニオン３と、このピニオン３に噛み合う金属製ラック４と、このラック４を覆うハウジング５とを備える。このハウジング５の両端から突出するラック４の両端に、ボールジョイント６を介してタイロッド７が連結され、そのタイロッド７に図外ナックルアーム等を介して車輪が連結される。これにより、操舵によるピニオン３の回転によりラック４が軸線方向に移動し、そのラック４の移動によって舵角が変化する。そのハウジング５に取り付けられるモータ８の出力が、伝動機構（図示省略）を介してステアリングシャフト２に伝達されることで、操舵補助力を付与することが可能とされている。その操舵補助力の付与機構は公知の構成を用いることができる。そのハウジング５内への塵埃や泥等の浸入を防止するため、ハウジング５の各端部において、外周が蛇腹状の筒状伸縮カバー９が、ハウジング５の端部外周とタイロッド７の外周とに嵌め合わされている。
【００１０】
図２、図３に示すように、そのハウジング５の各端部に、アルミ合金やスチール等の金属製の筒状ホルダー１１が固定されている。本実施形態では、そのハウジング５の内周に形成された雌ねじ５′にホルダー１１の外周に形成された雄ねじ１１′ねじ合わされる。そのホルダー１１の一端は、外周が六角形に沿う工具当接部１１″とされている。
【００１１】
そのホルダー１１の内周に形成された周溝１１ａに、バネ鋼等の金属製の環状ラック支持部材１２が嵌め合わされている。図４の（１）、（２）に示すように、そのラック支持部材１２は、割り溝１２ａを有するリング本体１２ｂと、この本体１２ｂにおける幅方向両側よりも内側の周方向に等間隔おいた複数位置から径方向外方へ突出する突出部１２ｃとを有する一体成形品である。このようなラック支持部材１２として、例えばトレランスリング（レンコルトレランスリングス社製、ＳＶ型）を用いることができる。
【００１２】
そのラック支持部材１２とラック４との間に、鋼等の金属製の環状スペーサ１３が介在する。そのラック支持部材１２は、ハウジング５の内周とラック４の外周との間において、そのホルダー１１とスペーサ１３とに径方向から挟まれ、これにより各突出部１２ｃは弾性変形する。そのスペーサ１３は、可撓製を有する金属製の帯板を環状に湾曲することで構成できる。そのスペーサ１３の内周に摩擦低減材１４がコーティングされる。その摩擦低減材１４は、操舵時においてラック４の軸線方向移動を阻止する摩擦力を、摩擦低減材１４を設けない場合に比べて低減できるものであればよく、例えばテフロンがコーティングされる。その摩擦低減材１４のコーティング厚さは、装置寿命内において摩擦低減効果を奏することができるように適宜定めればよい。上記ラック支持部材１２の各突出部１２ｃの弾性変形量に応じた径方向弾力が、上記リング本体１２ｂの内周面とスペーサ１３の外周面との接触部、および、その摩擦低減材１４を介してラック４に作用される。
【００１３】
なお、各ラック支持部材１２の内周には、ラック４の軸線方向に沿う溝１２ｄが周方向に等間隔をおいて３か所に形成され、両伸縮カバー９の内部空間がラック４の外周とハウジング５の内周との間の空間を介して互いに連絡される。これにより、ラック４の軸線方向移動時に、両伸縮カバー９の内部の空気を一方から他方に移動させ、各伸縮カバー９の内圧上昇を防止し、ラック４の移動が阻止されるのを防止している。
【００１４】
上記構成によれば、ラック４を摩擦低減材１４を介して支持するラック支持部材１２は金属製であるので、合成樹脂製とする場合に比べて熱変形を小さく剛性を大きくできる。また、そのラック支持部材１２の突出部１２ｃは、ハウジング５の内周とラック４の外周との間において径方向から挟まれることで弾性変形し、摩擦低減材１４を介してラック４に弾性変形量に応じた径方向弾力を作用させる。よって、ラック４と摩擦低減材１４との間に隙間が生じることない。これにより、ラック４のがたつきを防止し、ピニオン３とラック４の正確な噛み合いを確保し、操舵フィーリングが低下するのを防止でき、ピニオン３やラック４の歯が欠けるのを防止できる。また、ラック４とラック支持部材１２との間に隙間が生じることはないので、打撃音の発生を防止でき、そのラック支持部材１２の径方向弾性変形によりラック４の曲がりを吸収できる。また、スペーサ１３の内周にコーティングされた摩擦低減材１４を介して、各突出部１２ｃの弾性変形量に応じた径方向弾力をラック４に周方向において均一に作用させることが可能になり、より円滑なラック４の移動を確保できる。
【００１５】
なお、本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、ラック支持部材として、上記のようなトレランスリングに代えて、図５の（１）、（２）に示すように、割り溝１１２ａを有する金属製リング本体１１２ｂと、この本体１１２ｂにおける幅方向両側よりも内側の周方向に等間隔おいた複数位置から径方向内方へ突出する突出部１１２ｃとを有するラック支持部材１１２を用い、各突出部１１２ｃの内周をラックの外周に沿って湾曲させ、上記のようなスペーサ１３を設けることなく、ラック支持部材１１２の内周側の突出部１１２ｃの内周に摩擦低減材１１４を直接にコーティングしてもよい。
【００１６】
【発明の効果】
本発明によれば、ラックのがたつきを防止してピニオンとラックの正確な噛み合いを確保することで、操舵フィーリングの低下やピニオンやラックの歯の欠けを防止でき、さらに打撃音の発生を防止できるラックピニオン式ステアリング装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態のラックピニオン式ステアリング装置の正面図
【図２】本発明の実施形態のラックピニオン式ステアリング装置の要部の上半分の断面図
【図３】図２のＩＩＩ‐ＩＩＩ線断面図
【図４】本発明の実施形態のラック支持部材の（１）は断面図、（２）は正面図
【図５】本発明の変形例のラック支持部材の（１）は断面図、（２）は正面図
【符号の説明】
３  ピニオン
４  ラック
５  ハウジング
１２、１１２  ラック支持部材
１２ｂ、１１２ｂ  リング本体
１２ｃ、１１２ｃ  突出部
１３  スペーサ
１４、１１４  摩擦低減材
【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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