(57)【要約】【課題】ベローズの内周面とインナーボールジョイントとの間のぶつかりによるノイズ発生を防止することができるラック−ピニオンタイプ操向装置を提供する。【解決手段】従来のラック−ピニオンタイプ操向装置において、ギアボックスとラックハウジング及びベローズに連結される部分でギアボックスの内部空気流れが遮断されている構造とは異なり、ギアボックスの内部と外部が通気される構造である。所定の場合にベローズの内部圧力が上昇する問題点を解決することができ、これによって、ベローズの内周面とインナーボールジョイントとの間のぶつかりによるノイズ発生が防止される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングの内側に結合され、ラックギアと噛み合うピニオンギアが下部に形成されている入力軸と、
前記入力軸の外周側に結合され、前記ハウジングの内周面に支持固定されるベアリングと、
前記ベアリングの上部に備えられ、前記入力軸が貫通するプラグと、
前記入力軸が貫通し、前記プラグの上部に結合されるシール部材と、を含み、かつ
前記プラグと前記シール部材のうち、いずれか１つまたは全てには通気部が形成されていることを特徴とする、ラック−ピニオンタイプ操向装置。
【請求項２】
前記シール部材は、
前記プラグの上部に形成された安着溝に挿入されて結合される胴体部と、
前記胴体部の内周面から径方向の内側に延長形成され、前記入力軸の外周面に密着する密着部と、を含み、かつ
前記シール部材に形成される前記通気部は前記胴体部と前記密着部のうち、いずれか１つまたは全てに軸方向に形成されることを特徴とする、請求項１に記載のラック−ピニオンタイプ操向装置。
【請求項３】
前記胴体部に形成される前記通気部は、
前記胴体部の外周面から径方向の内側に陥没して形成されることを特徴とする、請求項２に記載のラック−ピニオンタイプ操向装置。
【請求項４】
前記プラグに形成される前記通気部は、
前記安着溝の内壁から径方向の外側に陥没して形成されることを特徴とする、請求項２に記載のラック−ピニオンタイプ操向装置。
【請求項５】
前記胴体部の下端には突起部が形成されていることを特徴とする、請求項２乃至４のうち、いずれか１項に記載のラック−ピニオンタイプ操向装置。
【請求項６】
前記突起部は弾性材質で形成されることを特徴とする、請求項５に記載のラック−ピニオンタイプ操向装置。
【請求項７】
前記胴体部の上部には径方向の外側に延長形成され、かつ前記胴体部に形成された前記通気部の上部から所定間隔離隔して形成されるカバー部が備えられることを特徴とする、請求項２乃至４のうち、いずれか１項に記載のラック−ピニオンタイプ操向装置。
【請求項８】
前記カバー部の端部には下方に折り曲げられた折曲部が形成されていることを特徴とする、請求項７に記載のラック−ピニオンタイプ操向装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラック−ピニオンタイプ操向装置に関し、より詳しくは、ギアボックスの内部と外部が通気されるようにすることによって、所定の場合にベローズの内部圧力が上昇する問題点を解決することができ、これによってベローズの内周面とインナーボールジョイントとの間のぶつかりによるノイズ発生を防止することができるラック−ピニオンタイプ操向装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、従来のラック−ピニオンタイプ操向装置の概略構成図である。図２は、図１のギアボックスの要部断面図である。
【０００３】
これら図面に図示したように、従来のラック−ピニオンタイプ操向装置は、運転席に配置される操向ホイール１００とこれに連結された操向軸１０５、操向軸１０５を車体に固定できるようにする操向コラム１０３、操向軸１０５から入力を受けた回転力が、外周側にラックギア１１０が形成されると共に両端部にインナーボールジョイント１３５が備えられたラックバー１４０の直線運動に変換されるようにするギアボックス１３０、一方がインナーボールジョイント１３５と結合され、他方のタイヤ１５８と連結されたナックル（knuckle）１５９とアウターボールジョイント１５５により結合されるタイロッド１５０、ギアボックス１３０と結合され、内側にラックバー１４０が位置するラックハウジング１７０、及びラックハウジング１７０の両端部とタイロッド１５０に結合されるベローズ１８０を含んで構成される。
【０００４】
一方、ギアボックス１３０は、ハウジング２１０、操向軸１０５から回転運動の入力を受ける中空形状の入力軸２２０、入力軸２２０の下部に一体に形成され、外周面にピニオンギア１２０が形成されたピニオンシャフト２２２、ピニオンギア１２０と噛み合うラックギア１１０が形成されて操向軸１０５から入力を受けた回転運動を直線運動に変換するラックバー１４０、ハウジング２１０の内部に備えられ、入力軸２２０の外周面を覆いかぶせるように形成されて入力軸２２０を支持するベアリング２３０、上方が入力軸２２０の外周面に安着され、他方がベアリング２３０の上側面に安着されて圧入されることによって、ベアリング２３０を支持するストップリング２４０、ハウジング２１０の上側の内周面に結合され、かつベアリング２３０の上部に備えられ、入力軸２２０が貫通されるプラグ２５０、入力軸２２０の外周面を覆いかぶせるようにプラグ２５０の上部の内周面に備えられるダストシール２６０、プラグ２５０とハウジング２１０との間に備えられて漏油を防止するＯリング２７０、及び外部からハウジング２１０の内部へのホコリまたは水などの異質物の侵入を防止するためにハウジング２１０の上部に結合されるダストキャップ２８０を含んで構成される。
【０００５】
ところが、このような構成の従来のラック−ピニオンタイプ操向装置において、ギアボックスとラックハウジング及びベローズに連結される部分でギアボックスの内部は、基本的に外部との空気流れが遮断されているので、運転者が操向ホイールを急激に操作することによって、ラックバーの直線運動が急激になってベローズが急激に収縮することによって、内部圧力が瞬間的に上昇するか、夏季のエアコン使用、地熱などによりベローズの内部の空気が膨脹し、圧力が上昇する場合、上昇した内部圧力が車両操舵時、ベローズの非定形的な形状変形をもたらしてベローズの内周面とインナーボールジョイントとの間のぶつかりによるノイズを引き起こす問題点があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は前述した背景から案出したものであって、その目的は、ギアボックスの内部と外部が通気されるようにすることによって、所定の場合にベローズの内部圧力が上昇する問題点を解決することができ、これによってベローズの内周面とインナーボールジョイントとの間のぶつかりによるノイズ発生を防止することができるラック−ピニオンタイプ操向装置を提供することにある。
【０００７】
本発明の目的はここに制限されず、言及されていない更に他の目的は以下の記載から通常の技術者に明確に理解されるべきである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、ハウジングの内側に結合され、ラックギアと噛み合うピニオンギアが下部に形成されている入力軸、入力軸の外周側に結合され、ハウジングの内周面に支持固定されるベアリング、ベアリングの上部に備えられ、入力軸が貫通するプラグ、及び入力軸が貫通し、プラグの上部に結合されるシール部材を含み、かつプラグとシール部材のうち、いずれか１つまたは全てには通気部が形成されていることを特徴とする、ラック−ピニオンタイプ操向装置が提供できる。
【０００９】
また、前述したシール部材は、プラグの上部に形成された安着溝に圧入されて結合される胴体部、及び胴体部の内周面から径方向の内側に延長形成され、入力軸の外周面に密着する密着部を含み、かつシール部材に形成される通気部は胴体部と上記密着部のうち、いずれか１つまたは全てに軸方向に形成できる。
【００１０】
そして、前述した胴体部に形成される通気部は、胴体部の外周面から径方向の内側に陥没して形成されることができ、プラグに形成される通気部は、安着溝の内壁から径方向の外側に陥没して形成できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、従来のラック−ピニオンタイプ操向装置において、ギアボックスとラックハウジング及びベローズに連結される部分でギアボックスの内部空気流れが遮断されている構造とは異なり、ギアボックスの内部と外部が通気される構造であるので、所定の場合にベローズの内部圧力が上昇する問題点を解決することができ、これによって、ベローズの内周面とインナーボールジョイントとの間のぶつかりによるノイズ発生を防止することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、従来のラック−ピニオンタイプ操向装置の概略構成図である。
【図２】図２は、図１のギアボックスの要部断面図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態に従うシール部材の斜視図である。
【図４】図４は、図３のシール部材の断面図である。
【図５】図５は、本発明の他の実施形態に従うシール部材の斜視図である。
【図６】図６は、図５のシール部材の断面図である。
【図７】図７は、本発明の更に他の実施形態に従うシール部材の斜視図である。
【図８】図８は、図７のシール部材の断面図である。
【図９】図９は、本発明の実施形態に従うプラグと図５のシール部材の斜視図である。
【図１０】図１０は、図５のシール部材が取り付けられたギアボックスの内の空気流れを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図３は、本発明の実施形態に従うシール部材の斜視図である。図４は、図３のシール部材の断面図である。図５は、本発明の他の実施形態に従うシール部材の斜視図である。図６は、図５のシール部材の断面図である。図７は、本発明の更に他の実施形態に従うシール部材の斜視図である。図８は、図７のシール部材の断面図である。図９は、本発明の実施形態に従うプラグと図５のシール部材の斜視図である。図１０は、図５のシール部材が取り付けられたギアボックスの内の空気流れを示す図である。
【００１４】
これら図面に図示したように、本発明の実施形態に従うラック−ピニオンタイプ操向装置は、ハウジング２１０の内側に結合され、ラックギア１１０と噛み合うピニオンギア１２０が下部に形成されている入力軸２２０、上記入力軸２２０の外周側に結合され、上記ハウジング２１０の内周面に支持固定されるベアリング２３０、上記ベアリング２３０の上部に備えられ、上記入力軸２２０が貫通するプラグ９００、及び上記入力軸２２０が貫通し、上記プラグ９００の上部に結合されるシール部材３００、５００、７００を含み、かつ上記プラグ９００と上記シール部材３００、５００、７００のうち、いずれか１つまたは全てには通気部３１０、７１０、９１０が形成されていることを特徴とする。
【００１５】
ハウジング２１０は、ラックハウジング１７０（図１参照）と一体に形成されるが、ハウジング２１０の内部の下方にはピニオンギア１２０と噛み合うラックバー１４０をピニオンギア１２０方向に押してくれるサポートヨーク１００１が備えられ、ヨークプラグ１００３はハウジング２１０にねじ結合され、ヨークプラグ１００３とサポートヨーク１００１との間にはスプリング１００５が備えられて、スプリング１００５の弾性力によりサポートヨーク１００１がラックバー１４０の後面を付勢するようになる。
【００１６】
入力軸２２０はハウジング２１０の内側に結合されるが、入力軸２２０の下部にはラックバー１４０に形成されたラックギア１１０と噛み合うピニオンギア１２０が形成されており、入力軸２２０は操向軸１０５（図１参照）と連結されて、運転者が操向ホイール１００を回転させることによって操向軸１０５と連動して回転するようになる。
【００１７】
ベアリング２３０は入力軸２２０の外周側に結合され、ベアリング２３０の外周面はハウジング２１０の内周面に形成された結合溝１００７に挟まれて固定される。
【００１８】
プラグ９００はベアリング２３０の上部に備えられ、入力軸２２０はプラグ９００を貫通して結合されるが、プラグ９００の内側には中心方向に突出形成された段差部９２０が形成されており、段差部９２０の上部には後述するシール部材３００、５００、７００が圧入されて安着される安着溝９３０が形成されている。そして、プラグ９００の段差部９２０と入力軸２２０との間には空気が排出できるように空間が形成されている。
【００１９】
一方、プラグ９００の安着溝９３０の内壁には通気部９１０が形成できるが、このような通気部９１０は安着溝９３０の内壁から径方向外側に陥没して形成できる。
【００２０】
このように、プラグ９００の安着溝９３０の内壁に通気部９１０を形成することによって、安着溝９３０にシール部材３００、５００、７００が圧入されて結合されても空気が抜け出ることができる空間が確保される。
【００２１】
シール部材３００、５００、７００はプラグ９００の上部に結合されるが、より具体的に、シール部材３００、５００、７００はプラグ９００に形成された安着溝９３０に圧入されて結合され、入力軸２２０はシール部材３００、５００、７００を貫通して結合され、シール部材３００、５００、７００には軸方向に通気部３１０、７１０が形成されている。
【００２２】
シール部材３００、５００、７００の構造についてより具体的に説明すれば、シール部材３００、５００、７００は、プラグ９００の上部に形成された安着溝９３０に圧入されて結合される胴体部３２０、及び胴体部３２０の内周面から径方向の内側に延長形成され、入力軸２２０の外周面に密着する密着部３３０を含む。
【００２３】
胴体部３２０は安着溝９３０に圧入されて結合できるように安着溝９３０の形状に対応する外観形状を有する。胴体部３２０の下端には突起部３４０が形成されるが、突起部３４０は胴体部３２０の下部とプラグ９００の段差部９２０との間に所定の空間が確保されるようにし、このような突起部３４０は弾性材質で形成できる。このような突起部３４０はシール部材３００、５００、７００がプラグ９００に圧入されて結合時、弾性復原力により胴体部３２０の下部がプラグ９００の段差部９２０から所定間隔離隔するようにして、空気がシール部材３００、５００に形成された通気部３１０またはプラグ９００に形成された通気部９１０を通じて抜け出ることができるようにする。
【００２４】
密着部３３０は胴体部３２０の内周面から径方向の内側に延長形成されるが、入力軸２２０にシール部材３００、５００、７００が結合時、密着部３３０は入力軸２２０の外周面に密着するようになる。
【００２５】
ここで、密着部３３０は下端から上端に行くほど内径が徐々に大きくなる第１密着部３３１、及び第１密着部３３１の上端から上方に行くほど内径が徐々に小さくなるように延長形成される第２密着部３３３を含むことができる。
【００２６】
このように、密着部３３０が第１密着部３３１及び第２密着部３３３で形成される場合、入力軸２２０にシール部材３００、５００、７００が結合時、入力軸２２０の外周面と第１密着部３３１及び第２密着部３３３との間にはグリースなどの潤滑剤が込められて入力軸２２０と密着部３３０との間の摩擦を低減させる。
【００２７】
一方、胴体部３２０と密着部３３０のうち、いずれか１つまたは全てには軸方向に通気部３１０、７１０が形成できるが、図３乃至図６では通気部３１０が胴体部３２０に形成された例を図示し、図７及び図８では通気部７１０が密着部３３０に形成された例を図示した。勿論、通気部３１０、７１０は図面に図示したように胴体部３２０のみに形成されるか、密着部３３０のみに形成されることもできるが、胴体部３２０と密着部３３０両方共に形成されることもできる。また、図面では通気部３１０、７１０が胴体部３２０または密着部３３０に１つずつ形成された例を図示したが、形成される通気部３１０、７１０の個数は２つ以上も可能である。
【００２８】
ここで、図３乃至図６に示すように、通気部３１０が胴体部３２０に形成される場合、通気部３１０は胴体部３２０の外周面から径方向の内側に陥没して形成できる。このように、胴体部３２０の外周面に形成される通気部３１０はスリット形状に形成できる。
【００２９】
また、図７及び図８に示すように、通気部７１０が密着部３３０に形成される場合、通気部７１０は密着部３３０を軸方向に貫通するホール形状に形成できる。
【００３０】
また図５及び図６を参考すると、胴体部３２０の上部には径方向の外側に延長形成され、かつ胴体部３２０に形成された通気部３１０の上部から所定間隔離隔して形成されるカバー部５１０が備えられる。
【００３１】
カバー部５１０は胴体部３２０に形成された通気部３１０への異質物の侵入を遮断する役割をする。カバー部５１０は板形状に形成されることができ、カバー部５１０の端部には下方に折り曲げられた折曲部５１１が形成できる。このような折曲部５１１は異質物などのカバー部５１０の側面から通気部３１０への流入を遮断する。
【００３２】
一方、前述したシール部材３００、５００、７００は耐摩耗性と低摩擦性だけでなく、熱による伸縮性の少ない材質で形成され、その例に、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などのエンジニアリングプラスチック系列や、天然ゴム材またはポリエステルエラストマー（ＰＥ）のような合成樹脂などで形成できる。
【００３３】
図１及び図１０を参考して、ギアボックスの内の空気の流れを説明する。
【００３４】
ギアボックス１０００とラックハウジング１７０及びベローズ１８０に連結される部分でギアボックス１０００の内部空気は、ベアリング２３０、プラグ９００の段差部９２０と入力軸２２０との間の空間、シール部材５００の通気部３１０を通じてギアボックス１０００の外部に抜け出ることができるようになって、ギアボックス１０００の内部と外部が通気されるようになる。
【００３５】
このように、本発明の実施形態によれば、従来のラック−ピニオンタイプ操向装置において、ギアボックスとラックハウジング及びベローズに連結される部分でギアボックスの内部空気の流れが遮断されている構造とは異なり、ギアボックスの内部と外部が通気される構造であるので、所定の場合にベローズの内部圧力が上昇する問題点を解決することができ、これによって、ベローズの内周面とインナーボールジョイントとの間のぶつかりによるノイズ発生を防止することができる効果がある。
【符号の説明】
【００３６】
１２０・・・ピニオンギア
１４０・・・ラックバー
１７０・・・ラックハウジング
２１０・・・ハウジング
２２０・・・入力軸
２３０・・・ベアリング
３００、５００、７００・・・シール部材
９００・・・プラグ
３１０、７１０・・・通気部
３２０・・・胴体部
３３０・・・密着部
３４０・・・突起部
５１０・・・カバー部
９２０・・・段差部
９３０・・・安着溝
１００１・・・サポートヨーク
１００３・・・ヨークプラグ
１００５・・・スプリング
１００７・・・結合溝
【図１】
2014037224.tif 000003
【図２】
2014037224.tif 000004
【図３】
2014037224.tif 000005
【図４】
2014037224.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2014037224.tif 000009
【図８】
2014037224.tif 000010
【図９】
2014037224.tif 000011
【図１０】
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