(57)【要約】【課題】  ＥＰＳと組み合わされて使用される場合に、転がりラックガイドを高効率であって長寿命化を図ること。【解決手段】  ギヤの噛合いによりラックには、下記の力が作用する。・ギヤの圧力角により決定される離反力（Ｆα）・ラック捩れ角により決定される横力（Ｆβ）・横力（Ｆβ）によりラックには回転モーメント（Ｍβ）が生じるが、この回転モーメント（Ｍβ）を打ち消すための抗力（Ｆｒ）。これらの合力（Ｆ）は、ラックからラックガイドに作用する。転がりタイプのラックガイド２１において、この合力（Ｆ）の作用線は、ニードル軸受２５の端部より「内側」に収まっていれば、ローラ２２の回転が安定する。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動パワーステアリング装置と組み合わされ、転がりラックガイドを用いたラックアンドピニオン式ステアリングギヤ装置において
ピニオンの入力トルクによりラックを離反させる力とピニオン軸と平行にラックに作用する横力により決定されるラックにかかる荷重の作用線は、ローラを支持するニードル軸受の内側に収まるように構成したことを特徴とするラックアンドピニオン式ステアリングギヤ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラックアンドピニオン式ステアリングギヤ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用ラックアンドピニオン式ステアリングギヤ装置では、例えば、特許文献１に開示してあるように、ステアリングシャフトの出力軸のピニオンには、ラックが噛合してある。ラックガイドは、ラックの背面にローラをアジヤストカバーによって常時押し付けてある。ローラは、枢軸にニードル軸受を介して回転可能に軸支してある。アジヤストカバーは、バネを介してラックの背面にローラを押し付けてある。これによって、ピニオンとラックとの噛み合い部のバックラッシュを無くし、ラックが円滑に移動するようにしている。
【０００３】
すなわち、通常ラック背面をガイドでサポートすることでギヤのガタをなくし、噛合いを正常なものにしている。ラックガイドは滑りタイプが一般的だが、高効率を目的としたものでローラを用いた転がりタイプもある。
【特許文献１】特開２００２−７９９４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のマニュアルステアリングギヤでは、ピニオンに入力されるトルクは、ドライバーの手入力のみであり、せいぜい１０Ｎｍ程度である。
【０００５】
これに対し、電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）は、高出力化の傾向にあり、ＥＰＳと組み合わされて使用される場合、９０Ｎｍ以上のトルクが入力されることになる。
【０００６】
車載レイアウトの関係上、ラックガイドのサイズには、制限が生じる。そのため、ＥＰＳの高出力化に対し、同じ比率でラックガイドをサイズアップすることができない。
【０００７】
ところで、ギヤの噛合いによりラックには、下記の力が作用する。
・ギヤの圧力角により決定される離反力（Ｆα）
・ラック捩れ角により決定される横力（Ｆβ）
・横力（Ｆβ）によりラックには回転モーメント（Ｍβ）が生じるが、この回転モーメント（Ｍβ）を打ち消すための抗力（Ｆｒ）
これらの合力（Ｆ）は、ラックからラックガイドに作用する。
【０００８】
転がりタイプのラックガイドにおいて、この合力（Ｆ）の作用線がニードル軸受端部より「外側」を向いてしまうと、ＥＰＳにより高トルクが入力される場合には、ローラに、こじりが生じ、ローラの回転が安定しなくなり、効率が低下するといったことがある。
【０００９】
また、ニードル軸受には、大きなエッジロードが生じ、寿命も低下するといったこともある。
【００１０】
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであって、ＥＰＳと組み合わされて使用される場合に、転がりラックガイドを高効率であって長寿命化を図ることができる、ラックアンドピニオン式ステアリングギヤ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するため、本発明の請求項１に係るラックアンドピニオン式ステアリングギヤ装置は、電動パワーステアリング装置と組み合わされ、転がりラックガイドを用いたラックアンドピニオン式ステアリングギヤ装置において
ピニオンの入力トルクによりラックを離反させる力とピニオン軸と平行にラックに作用する横力により決定されるラックにかかる荷重の作用線は、ローラを支持するニードル軸受の内側に収まるように構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ギヤの噛合いによる荷重の作用線がローラを支持するニードル軸受の「内側」に収まっていることから、ローラの倒れによるこじりがなくなり、効率がよくなる。また、ニードル軸受も、エッジロードが低減されるため、長寿命となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態に係るラックアンドピニオン式ステアリングギヤ装置を図面を参照しつつ説明する。
【００１４】
図１は、本発明の実施の形態に係るラックアンドピニオン式ステアリングギヤ装置の部分切欠き断面を含む正面図である。
【００１５】
図２は、図１に示したＡ−Ａ線に沿った断面を示す図である。
【００１６】
図３は、離反力（Ｆα）、横力（Ｆβ）、ラックローリングに対する抗力（Ｆｒ）を示す図である。
【００１７】
図４は、離反力（Ｆα）、横力（Ｆβ）、ラックローリングに対する抗力（Ｆｒ）の合力（Ｆ）の関係を示す図である。
【００１８】
図５は、ラック涙れ角（β）と作用線の角度（θ）の関係を示す図である。
【００１９】
本実施の形態では、図１に示すように、ラック軸１は、後述するピニオン１１に噛み合うラック２を有すると共に、その左右端には、タイロッド４を揺動自在に支持する球面継手３が固着してある。また、ラック軸１は、ハウジング５の両端に設けたラックブッシュ６により、摺動自在に支持してある。
【００２０】
図２に示すように、ギヤボックス５（ハウジング）には、ラック軸１のラック２に噛合するピニオン１１を有するピニオン軸１０が軸受１２及び１３により回転自在に支持してある。
【００２１】
転がりタイプのラックガイド２１は、ラック２の背面にローラ２２をアジヤストカバー２３によって常時押し付けてある。
【００２２】
すなわち、ローラ２２は、枢軸２４に、ニードル軸受２５を介して回転可能に軸支してある。なお、ニードル軸受２５は、ローラ２２の内径に圧入固定してあり、枢軸２４は、その両端をラックガイド２１に支持してある。アジヤストカバー２３は、皿バネ２６を介してラックガイド２１を弾性的に押圧して、ローラ２２をラック２の背面に押し付けることができるように、ギヤボックス５（ハウジング）に取付けてある。
【００２３】
以上から、ピニオン１１とラック２との噛み合い部のガタやバックラッシュを無くし、ラック２が円滑に移動するようになっている。なお、ラックガイド２１は、ピニオン１１が回転しラック２が摺動すると、ラック２を押圧しているローラ２２が回転することにより、ラック２の摺動抵抗を低減している。
【００２４】
ところで、図３又は図４に示すように、ギヤの噛合いによりラックには、下記の力が作用する。
・ギヤの圧力角により決定される離反力（Ｆα）
・ラック捩れ角により決定される横力（Ｆβ）
・横力（Ｆβ）によりラックには回転モーメント（Ｍβ）が生じるが、この回転モーメント（Ｍβ）を打ち消すための抗力（Ｆｒ）
これらの合力（Ｆ）は、ラックからラックガイドに作用する。
【００２５】
転がりタイプのラックガイド２１において、この合力（Ｆ）の作用線は、ニードル軸受２５の端部より「内側」に収まっていれば、ローラ２２の回転が安定する。
【００２６】
以上から、本実施の形態によれば、ギヤの噛合いによる荷重の作用線がローラ２２を支持するニードル軸受２５の「内側」に収まっていることから、ローラ２２の倒れによるこじりがなくなり、効率がよくなる。また、ニードル軸受２５も、エッジロードが低減されるため、長寿命となる。
【００２７】
なお、上述した荷重の作用線は、従来のように、ニードル軸受２５の端部より「外側」を向くと、ローラ２２にこじりが生じ、ローラ２２の回転が安定しなくなり効率が低下する。
【００２８】
また、実際の設計では、スペースの関係でラックガイド２１の寸法は、制約を受けることになる。そめため、ラッタガイド２１の寸法により、ギヤ諸元（圧力角αと捩れ角β）を調整することで、上記の荷重の作用線を、ニードル軸受２５の「内側」に収める設計が望ましい。
【００２９】
さらに、実施の形態（図４）におけるラックガイド２１のレイアウトにおいて、ラックガイド２１の鉛直線とギヤ噛合い部⇔ニードル軸受２５とのなす角θは、１４°である。
【００３０】
図５に、ラック捩れ角（β）と作用線の角度（θ）の関係を示す。図５から、例えば、圧方角を２０°とした場合、ラック捩れ角は、５．９°以下に設定するのが望ましいことが分かる。
【００３１】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されず、種々変形可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施の形態に係るラックアンドピニオン式ステアリングギヤ装置の部分切欠き断面を含む正面図である。
【図２】図１に示したＡ−Ａ線に沿った断面を示す図である。
【図３】離反力（Ｆα）、横力（Ｆβ）、ラックローリングに対する抗力（Ｆｒ）を示す図である。
【図４】離反力（Ｆα）、横力（Ｆβ）、ラックローリングに対する抗力（Ｆｒ）の合力（Ｆ）の関係を示す図である。
【図５】ラック捩れ角（β）と作用線の角度（θ）の関係を示す図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  ラック軸
２  ラック
３  球面継手
４  タイロッド
５  ギヤボックス（ハウジング）
６  ラックブッシュ
１０  ピニオン軸
１１  ピニオン
１２  軸受
２１  ラックガイド
２２  ローラ
２３  アジヤストカバー
２４  枢軸
２５  ニードル軸受
２６  皿バネ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2006182321.tif 000006
【図５】
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