(57)【要約】【課題】  ラック・ピニオン式ステアリング装置において、ピニオンとラックとの噛合面に生じるギア離反力に基づく摩擦損失を軽減できるラックガイドを提供する。【解決手段】  ピニオン軸１１のピニオン歯１１ａと、ラック軸１５のラック歯１５ａとの噛合状態を適正に保つため、ラック軸１５の下側にラックガイド１６が配置され、ラック軸１５を下側から支承する。ラック軸１５を支承するローラ１６ｂは、略円筒形のホルダ１６ｃのピン挿入孔１６ｆに挿入されたピン１６ａの上に回転自在に保持され、ホルダ１６ｃとローラ１６ｂとの対向面にはスラスト軸受１７が配置される。ホルダ１６ｃは焼結合金で作製され、焼結後にピン挿入孔１６ｆを通し加工により高精度に仕上げてホルダ１６ｃが完成する。ホルダ１６ｃの端面全面がスラスト方向支承面となり面圧を低下させるほか、スラスト軸受の装着により摩擦損失を軽減できる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピニオンとラックとの噛合状態を適正に維持するラックガイドが配置されたラック・ピニオン式ステアリング装置において、
前記ラックガイドは、ピン挿入孔が形成されたホルダと、該ピン挿入孔に挿入されたピンと、該ピン上に回転自在に保持されてラック軸を支承するローラとから構成され、
前記ホルダは焼結合金で作製され、焼結後に２カ所のピン挿入孔を通し加工して仕上げること
を特徴とするラック・ピニオン式ステアリング装置。
【請求項２】
前記ローラは、前記ピン上にラジアル軸受を介して回転自在に保持されることを特徴とする請求項１記載のラック・ピニオン式ステアリング装置。
【請求項３】
前記ホルダは、前記ローラと対向する面に、ローラに作用するスラスト方向の負荷を支承するスラスト軸受が配置されることを特徴とする請求項１記載のラック・ピニオン式ステアリング装置。
【請求項４】
前記ホルダは、前記ローラと対向する面を、ローラに作用するスラスト方向の負荷を支承するスラストころがり軸受の転動面とすることを特徴とする請求項１記載のラック・ピニオン式ステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両用のラック・ピニオン式ステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用のラック・ピニオン式ステアリング装置では、ステアリングホイールの回転をインタミシャフトを介してピニオンに伝達し、ラックを軸方向に移動させて車輪側を操舵させるように構成されているものが一般的である（特許文献１）。
【０００３】
図４は、このような従来のラック・ピニオン式ステアリング装置１００の要部を説明する断面図、図５は図４で矢印Ａで示した方向から見たラック軸の平面図、図６はラックガイドのホルダの斜視図、図７は図４における線Ｂ−Ｂに添ったホルダの断面図である（特許文献１参照）。
【０００４】
図４において、ピニオン軸１０１はその先端付近にピニオン歯１０１ａが形成されており、ピニオン軸１０１はニードルベアリング１０２と玉軸受１０３でハウジング１０４に回転自在に支持されている。ピニオン軸１０１のピニオン歯１０１ａと、これに噛合するラック軸１０５のラック歯１０５ａとの噛合状態を適正に保つため、ハウジング１０４のラック軸１０５の下側（噛合面と反対側）にラックガイド１０６が配置され、ラック軸１０５を下側（噛合面と反対側）から支承している。
【０００５】
ラックガイド１０６は、ピン１０６ａと、ローラ１０６ｂと、略円筒形のホルダ１０６ｃ（図４、図６参照）とから構成されており、略円筒形のホルダ１０６ｃの内面に略Ｕ字形状に形成された溝１０６ｅに前記ピン１０６ａが保持され、ラック軸１０５を支承するローラ１０６ｂは、前記ピン１０６ａの上にころがり軸受１０６ｄを介して回転自在に支持されている。
【０００６】
ホルダ１０６ｃは、Ｕ字形状に形成された溝１０６ｅも含めて作製した型を使用して焼結により作製される。ホルダ１０６ｃを焼結により作製するとき、Ｕ字形状の溝１０６ｅは、図７で左右方向の寸法は所望の精度が確保されるが、上下方向（押し方向）は左右方向にくらべて公差範囲が広くなり、溝１０６ｅの底部の半径Ｒの寸法にばらつきが生じる。
【０００７】
図４に示すように、ピニオン軸１０１に噛合しているラック軸１０５には、噛合面から離れる方向に反力（ギア離反力）Ｆ１が作用しているから、ギア離反力Ｆ１が作用した状態でラック軸１０５がラック軸方向（図４では紙面に垂直方向）に移動するとき、ラック軸１０５とローラ１０６ｂとの間には摩擦力が作用するが、ラック軸１０５とローラ１０６ｂとは転がり接触となっているので、ギア離反力Ｆ１による摩擦損失は小さい。
【０００８】
一方、図５に示すようにラック歯はねじれ角αをもって形成されているので、ピニオン軸１０１とラック軸１０５の噛み合いによって接触力Ｆ２が発生し、その分力としてラック軸１０５にはラック軸心と直角方向の力Ｆ３（図４、図５参照）が作用する。その分力Ｆ３によってラック軸１０５を支持しているラックガイド１０６のローラ１０６ｂにもスラスト方向（図４でＹ方向）の力Ｆ４（図４参照）が作用する。
【０００９】
このため、ローラ１０６ｂの軸方向左右の端面はホルダ１０６ｃの内面Ｍに押し付けられるので、ローラ１０６ｂはその端面とホルダ１０６ｃの内面との接触部が滑りながら回転する。この結果、接触部の摩擦損失が大きく、ラック・ピニオン式ステアリング装置の伝動効率を低下させる原因となっている。
【特許文献１】特開２００４−３４８２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記したラックガイド１０６のローラ１０６ｂの端面とホルダ１０６ｃの内面Ｍとの間の接触部の摩擦損失を減らす対策には、ローラ１０６ｂの端面とホルダ１０６ｃの内面Ｍとの間に軸受Ｚを装着することが考えられるが、ピン１０６ａを挿入する挿入部はＵ字形状の溝１０６ｅになっているから前記接触部は完全な面当りにならない。したがって、軸受Ｚとして合成樹脂などで構成したすべり軸受を挿入した場合、すべり軸受の板厚が薄いと図８に示すように、Ｕ字形状の溝１０６ｅの付近で変形するおそれがある。
【００１１】
また、ころがり軸受を挿入した場合でも、装着空間が狭いため、肉厚の軌道輪を入れることができない。肉薄の軌道輪を入れると、すべり軸受を挿入した場合と同様にＵ字形状の溝１０６ｅの付近で変形するおそれがある。ホルダ１０６ｃに熱処理を施し、ホルダ自体をころがり軸受の軌道輪とすることも前記したＵ字形状の溝のために不可能となる。この発明は、上記課題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明は上記課題を解決するもので、請求項１の発明は、ピニオンとラックとの噛合状態を適正に維持するラックガイドが配置されたラック・ピニオン式ステアリング装置において、前記ラックガイドは、ピン挿入孔が形成されたホルダと、該ピン挿入孔に挿入されたピンと、該ピン上に回転自在に保持されてラック軸を支承するローラとから構成され、前記ホルダは焼結合金で作製され、焼結後に２カ所のピン挿入孔を通し加工して仕上げることを特徴とするラック・ピニオン式ステアリング装置である。
【００１３】
そして、前記ローラは、前記ピン上にラジアル軸受を介して回転自在に保持される。
【００１４】
また、前記ホルダは、前記ローラと対向する面に、ローラに作用するスラスト方向の負荷を支承するスラスト軸受を配置するとよい。
【００１５】
さらに、前記ホルダは、前記ローラと対向する面を、ローラに作用するスラスト方向の負荷を支承するスラストころがり軸受の転動面としてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したとおり、この発明は、ラック・ピニオン式ステアリング装置のラックガイドが、ピン挿入孔が形成されたホルダと該ピン挿入孔に挿入されたピン上に回転自在に保持されたローラとから構成され、前記ホルダは焼結合金で作製され、焼結後に２カ所のピン挿入孔を通し加工して仕上げるものである。
【００１７】
これによりピン挿入孔を高精度に仕上げることができるから、ピニオン歯とラック歯の噛合状態の緩み（アジャストガタ）を長期間にわたり安定して維持することができる。
【００１８】
また、この発明によれば、従来の構成のようにＵ字形状に形成された溝が存在せず、ホルダの端面の全面がローラのスラスト方向の支承面となるから、従来の構成よりもスラスト荷重に対する面圧を低下させることができる。さらに、ホルダの端面の全面がローラのスラスト方向の支承面となるからスラスト軸受を装着しても安定した接触状態となり、スラスト軸受の装着による摩擦損失の低減が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、この発明の実施の形態について説明する。
【００２０】
図１は、この発明の実施の形態のラック・ピニオン式ステアリング装置１０の要部を説明する断面図、図２はラックガイドのホルダの斜視図、図３はラックガイドのホルダを上から見た平面図である。
【００２１】
図１において、ラック・ピニオン式ステアリング装置１０のピニオン軸１１はその先端付近にピニオン歯１１ａが形成されており、ピニオン軸１１はニードルベアリング１２と玉軸受１３でハウジング１４に回転自在に支持されている。
【００２２】
また、ピニオン軸１１のピニオン歯１１ａと、これに噛合するラック軸１５のラック歯１５ａとの噛合状態を適正に保つため、ハウジング１４のラック軸１５の下側（噛合面と反対側）にラックガイド１６が配置され、ラック軸１５を下側（噛合面と反対側）から支承している。
【００２３】
ラックガイド１６は、ピン１６ａと、ローラ１６ｂと、略円筒形のホルダ１６ｃとから構成され、ラック軸１５を支承するローラ１６ｂは、略円筒形のホルダ１６ｃの内面に形成されたピン挿入孔１６ｆに挿入されたピン１６ａの上に、ラジアル軸受１８を介して回転自在に保持されている。ホルダ１６ｃのローラ１６ｂに対向する面には、合成樹脂板で構成したスラスト軸受１７が配置されている。
【００２４】
以上説明したラック・ピニオン式ステアリング装置１０は、先に説明した従来例と類似した構成であるが、ラックガイド１６のホルダ１６ｃの構成が従来例と異なる。以下、ホルダ１６ｃの構成について説明する。
【００２５】
図２はラックガイド１６のホルダ１６ｃの斜視図で、ホルダ１６ｃには、先に説明した従来例におけるＵ字形状に形成された溝は存在せず、ピン挿入孔１６ｆが設けられている。ホルダ１６ｃは焼結合金で作製され、焼結後に２カ所のピン挿入孔１６ｆを通し加工により高精度に仕上げ、ホルダ１６ｃが完成する。
【００２６】
この構成によれば、Ｕ字形状に形成された溝が存在しないので、ホルダ１６ｃの端面Ｍ（ピン挿入孔１６ｆの周囲全面）がローラ１６ｂのスラスト方向の支承面となるから、従来の構成よりもスラスト荷重を受けた時の面圧を低下させることができる。
【００２７】
また、スラスト荷重を受けた時のローラ１６ｂの端面とホルダ１６ｃの端面Ｍとの間の接触部の摩擦損失を減らすため、スラストを受けるすべり軸受（上記実施の形態ではスラスト軸受１７）を装着できるほか、スラストころがり軸受を装着するときも肉薄の軌道輪を入れることが可能となる。
【００２８】
さらに、焼結により形成されたホルダ１６ｃに熱処理（例えば高周波焼入れ）を施すことで、ホルダ１６ｃの端面Ｍ自体をスラストころがり軸受の転動面とすることも可能となる。
【００２９】
また、Ｕ字形状に形成された溝の従来例と比較して溝の側面が省ける分、ピン１６ａの軸方向長さを長くすることができるから、ラジアル方向の荷重による面圧を低下させることができ、ピン１６ａを安定して支承することができる。
【００３０】
以上、この発明の実施の形態のラック・ピニオン式ステアリング装置を説明したが、この発明に係るラック・ピニオン式ステアリング装置は、車両用の電動式パワーステアリング装置や油圧式パワーステアリング装置のほか、その他のラック・ピニオン式ステアリング装置にも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
車両用の電動式パワーステアリング装置、油圧式パワーステアリング装置などのラック・ピニオン式ステアリング装置における、ピニオンとラックとの噛合面に生じるギア離反力に基づく摩擦損失を軽減できるラックガイドである。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】この発明の実施の形態のラック・ピニオン式ステアリング装置の要部を説明する断面図。
【図２】図１に示すラック・ピニオン式ステアリング装置のラックガイドのホルダの斜視図。
【図３】図１に示すラック・ピニオン式ステアリング装置のラックガイドのホルダを上から見た平面図。
【図４】従来のラック・ピニオン式ステアリング装置の要部を説明する断面図。
【図５】図４の矢印Ａで示した方向から見たラック軸の平面図。
【図６】図４に示すラック・ピニオン式ステアリング装置のラックガイドのホルダの斜視図。
【図７】図４の線Ｂ−Ｂに添ったラックガイドのホルダの断面図。
【図８】図６に示すラックガイドのホルダを上から見た平面図。
【符号の説明】
【００３３】
１０  ラック・ピニオン式ステアリング装置
１１  ピニオン軸
１１ａ  ピニオン歯
１２  ニードルベアリング
１３  玉軸受
１４  ハウジング
１５  ラック軸
１５ａ  ラック歯
１６  ラックガイド
１６ａ  ピン
１６ｂ  ローラ
１６ｃ  ホルダ
１６ｆ  ピン挿入孔
１７  スラスト軸受
１８  ラジアル軸受
【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】
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【図８】
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