(57)【要約】【課題】  車両用のラックアンドピニオン式ステアリング装置のラック支承装置で、調整部材の回転によりラックとピニオンとの噛合状態を調整するとき、ラックガイドの回転によるラックガイドの縁とラックとの接触を防止したラック支承装置を提供する。【解決手段】  調整スクリュー２６を取付部材２４に螺合させる。調整スクリュー２６の端部は、コイルばね２７を介してラックガイド２１の接触部２１ａをラック１５の背面に接触させてピニオン１２に向けて押圧する。調整スクリュー２６の押し込み量を調整することで、ラックとピニオンとの噛合状態を適正に調整する。ラックガイド２１とラックハウジング１１との嵌合部の断面形状を、楕円形、その他の軸方向移動可能で軸回りの回転を阻止する形状とし、ラックガイド２１の軸回りの回転を防止する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピニオンと該ピニオンに噛合するラックとを備えたラックアンドピニオン式ステアリング装置において、
前記ラックをその噛合面の背後から支承し、噛合面に向けて移動可能な柱状のラックガイドと、
前記柱状のラックガイドを支承し、ラックガイドの前記噛合面に向かう移動を案内する筒状のラックガイド案内部が形成されたラックハウジングとを備え、
前記柱状のラックガイドと前記筒状のラックガイド案内部との間の摺動接触部は、ラックガイドの軸方向移動を可能に、且つ軸回りの回転を阻止する断面形状を備え、
前記筒状のラックガイド案内部にはラックガイドを前記噛合面に向けて押込む押込量を調整可能な調整部材が配置されていること
を特徴とするラックアンドピニオン式ステアリング装置。
【請求項２】
前記ラックガイドとラックガイド案内部との間の摺動接触部の断面形状は、楕円形状であることを特徴とする請求項１記載のラックアンドピニオン式ステアリング装置。
【請求項３】
前記ラックガイドとラックガイド案内部との間の摺動接触部の断面形状は、多角形の形状であることを特徴とする請求項１記載のラックアンドピニオン式ステアリング装置。
【請求項４】
前記ラックガイドとラックガイド案内部との間の摺動接触部の断面形状は、半径方向に突起又は凹部が形成された円形状であることを特徴とする請求項１記載のラックアンドピニオン式ステアリング装置。
【請求項５】
ピニオンと該ピニオンに噛合するラックとを備えたラックアンドピニオン式ステアリング装置において、
前記ラックをその噛合面の背後から支承し、噛合面に向けて移動可能な円柱状のラックガイドと、
前記円柱状のラックガイドを支承し、ラックガイドの噛合面に向かう移動を案内する円筒状のラックガイド案内部が形成されたラックハウジングとを備え、
前記ラックガイドはラックハウジングに軸方向に移動可能に、且つ軸回りの回転を阻止するようにスプライン結合され、
前記筒状のラックガイド案内部にはラックガイドを前記噛合面に向けて押込む押込量の調整可能な調整部材が配置されていること
を特徴とするラックアンドピニオン式ステアリング装置。
【請求項６】
前記ラックガイドは、ラックを支承する摺動面を備えていること
を特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のラックアンドピニオン式ステアリング装置。
【請求項７】
前記ラックガイドは、ラックを支承する転動面を備えていること
を特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のラックアンドピニオン式ステアリング装置。
【請求項８】
前記調整部材は、前記ラックをピニオンとの噛合面に向けて背後から押圧する弾性部材を備えていること
を特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のラックアンドピニオン式ステアリング装置。
【請求項９】
前記調整部材は、前記ラックハウジングに固定されたラックガイドとラックガイド案内部との間の断面形状の最大寸法に相当する外径を有する円筒形取付部材に螺合していることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のラックアンド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、車両用のラックアンドピニオン式ステアリング装置に関し、特に、そのラックをピニオンとの噛合面の背後から支承するラック支承装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用のラックアンドピニオン式ステアリング装置は、ラックをピニオンとの噛合状態を適正に保つため、ラックをピニオンとの噛合面の背後から押圧し、支承するラック支承装置が備えられている。
【０００３】
図６は、従来のラック支承装置１００の構成を説明する断面図、図７はそのＬ−Ｌ線に添った断面図である。ラックハウジング１０１には、図示しない駆動機構により駆動されるピニオン１０２が、ベアリング１０３及び１０４により回転自在に支持されている。ピニオン１０２にはラック１１０が噛合しており、ラック１１０は図示しないラックブッシュにより軸方向に移動可能に支持されていると共に、ラック１１０の端部には図示されていないが、操向車輪の向きを変更するリンク機構が連結されている。なお、１０５はベアリング１０４の内側レースをピニオン１０２の軸端に固定するナット、１０６はベアリング１０４の外側レースをラックハウジング１０１に固定するナットである。
【０００４】
ラックガイド１１１は、全体が円柱状に形成された部材で、その一端はラック１１０の外周面１１０ａの約半分に面接触する接触部１１１ａが形成され、他端にはコイルばね１１３の一端を受ける有底円筒形の凹部１１１ｂが形成されている。ラックガイド１１１は、後述するラックハウジング１０１に設けられたラックガイドを案内する円筒形状の孔であるラックガイド案内部１０８に嵌合する。ラックガイド案内部１０８の内面には、その開放端に近い部分に有底円筒形の凹部１１５ａと外周面にねじが設けられた調整スクリュー１１５が螺合するねじ部１０８ａが形成されている。また、ラックガイド１１１の有底円筒形の凹部１１１ｂの周縁部は、調整スクリュー１１５の有底円筒形の凹部１１５ａの周縁部と接触するように構成されている。
【０００５】
なお、１１４はラックハウジング１０１とラックガイド１１１との間の隙間をシールするＯリング、１１５ｂは調整スクリュー１１５を回転させるときスパナを嵌めるヘッド部、１１６は調整スクリュー１１５を固定するナットである。
【０００６】
以上の構成において、ラックハウジング１０１のラックガイド案内部１０８にラックガイド１１１を挿入嵌合させ、ラックガイド１１１の接触部１１１ａをラック１１０の背面に当接させ、ラックガイド１１１の凹部１１１ｂと調整スクリュー１１５の内側の有底円筒の凹部１１５ａとの間にコイルばね１１３を配置し、調整スクリュー１１５をラックハウジング１０１のねじ部１０８ａに螺合させることにより、コイルばね１１３、ラックガイド１１１を介してラック１１０をピニオン１０２に向けて押圧する。調整スクリュー１１５を螺合回転させて調整スクリュー１１５の軸方向位置、即ち調整スクリュー１１５の押し込み量を調整することで、ラックとピニオンとの噛合状態を適正に調整することができる。
【０００７】
このような構成のラック支承装置は、特許文献１、特許文献２に開示されているとおり、の公知の構成である。
【特許文献１】実開昭５９−３０７７３号公報。
【特許文献２】実開昭５８−１３９２７５号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記した構成においては、組立時などにおいて、ラック１１０とピニオン１０２との噛合状態を調整するときは、調整スクリュー１１５をラックハウジング１０１のラックガイド案内部１０８に螺合回転させるために、調整スクリュー１１５の回転につれて、調整スクリュー１１５の端縁に摩擦接触しているラックガイド１１１も、その摩擦力により中心軸の回りに回転し、ラックガイド１１１の先端の接触部１１１ａの縁がラック１１０に接触し、ラック１１０の表面に傷を付けたり、接触部１１１ａを変形させる等の不都合が発生する。また、走行中ラック１１０が車輪側から軸方向に力を受けたとき、ラック１１０はピニオン１０２の中心軸に対して平行な方向に逃げる動きが発生するが、この場合も、ラックガイド１１１の先端の接触部１１１ａの縁がラック１１０に接触し、ラック１１０の表面に傷を付けたり、接触部１１１ａを変形させる等の不都合が発生するおそれがある。この発明は、上記課題を解決することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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、ピニオンと該ピニオンに噛合するラックとを備えたラックアンドピニオン式ステアリング装置において、前記ラックをその噛合面の背後から支承し、噛合面に向けて移動可能な柱状のラックガイドと、前記柱状のラックガイドを支承し、ラックガイドの前記噛合面に向かう移動を案内する筒状のラックガイド案内部が形成されたラックハウジングとを備え、前記柱状のラックガイドと前記筒状のラックガイド案内部との間の摺動接触部は、ラックガイドの軸方向移動を可能に、且つ軸回りの回転を阻止する断面形状を備え、前記筒状のラックガイド案内部にはラックガイドを前記噛合面に向けて押込む押込量の調整可能な調整部材が配置されている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装置である。
【００１０】
そして、前記ラックガイドとラックガイド案内部との間の摺動接触部の断面形状は、楕円形状とするとよい。
【００１１】
また、前記ラックガイドとラックガイド案内部との間の摺動接触部の断面形状は、多角形の形状としてもよい。
【００１２】
また、前記ラックガイドとラックガイド案内部との間の摺動接触部の断面形状は、半径方向に突起又は凹部が形成された円形状としてもよい。
【００１３】
請求項５の発明は、ピニオンと該ピニオンに噛合するラックとを備えたラックアンドピニオン式ステアリング装置において、前記ラックをその噛合面の背後から支承し、噛合面に向けて移動可能な円柱状のラックガイドと、前記円柱状のラックガイドを支承し、ラックガイドの噛合面に向かう移動を案内する円筒状のラックガイド案内部が形成されたラックハウジングとを備え、前記ラックガイドはラックハウジングに軸方向に移動可能に、且つ軸回りの回転を阻止するようにスプライン結合され、前記筒状のラックガイド案内部にはラックガイドを前記噛合面に向けて押込む押込量を調整可能な調整部材が配置されている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装置である。
【００１４】
そして、前記ラックガイドは、ラックを支承する摺動面を備えるか、ラックを支承する転動面を備えるものとする。
【００１５】
さらに、前記調整部材は、前記ラックをピニオンとの噛合面に向けて背後から押圧する弾性部材を備えるものとする。
【００１６】
また、前記調整部材は、前記ラックハウジングに固定されたラックガイドとラックガイド案内部との間の断面形状の最大寸法に相当する外径を有する円筒形取付部材に螺合しているものとする。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、ラックガイドと前記ラックガイド案内部との間の摺動接触部が、ラックガイドの軸方向移動を可能に、且つ軸方向回りの回転を阻止する断面形状を備えているから、組立時にラックとピニオンとの噛合状態を調整するため調整部材（調整スクリュー）を回転させてもラックガイドが回転しないので、ラックガイドの先端の接触部の縁がラックに接触してラック表面に傷を付けたり、接触部を変形させることがない。
【００１８】
また、走行中にラックが車輪側から軸方向に力を受けたとき、ラックがピニオン軸に対して平行な方向に逃げる動きが発生しても、ラックガイドの先端の接触部の縁がラックに接触してラック表面に傷を付けたり、接触部を変形させることがない。
【００１９】
そして、ラックガイドは、円筒形取付部材により抜け方向（挿入方向）への移動（落下）が規制されるので、ラックガイド及び調整部材の組み付け作業が容易となり、作業性を向上させることができる。また、ラック装置の長期の使用による調整部材に装着された弾性部材にヘタリが生じたときの部品交換においても、ラックガイドをラックハウジングに保持させておくことができ、作業性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、この発明の実施の形態について説明する。
【００２１】
［第１の実施の形態］
図１は第１の実施の形態のラックアンドピニオン式ステアリング装置のラック支承装置の構成を説明する断面図、図２はそのＡ−Ａ線に添った断面図で断面形状を説明する図である。また、図３は、ラック支承装置のラックハウジングとラックガイドとの嵌合部の断面形状の例を示す図で、図３の（ａ）から（ｄ）に示す複数の形状を示したが、嵌合部の断面形状は、図示した形状に限られるものではない。ラックガイドの軸方向移動を可能に、且つ軸方向回りの回転を阻止する形状であれば、どのような形状であってもよい。
【００２２】
図１及び図２を参照して第１の実施の形態のラック支承装置１０の構成を説明する。ラックハウジング１１には、図示しない駆動機構により駆動されるピニオン１２が、ベアリング１３及び１４により回転自在に支持されている。ピニオン１２にはラック１５が噛合しており、ラック１５は図示しないラックブッシュにより軸方向に移動可能に支持されていると共に、ラック１５の端部には図示されていないが、操向車輪の向きを変更するリンク機構が連結されている。
【００２３】
なお、１６はベアリング１４の内側レースをピニオン１２の軸端に固定するナット、１７はベアリング１４の外側レースをラックハウジング１１に固定するナットである。
【００２４】
ラックガイド２１は、全体が柱状に形成された部材で、その一端はラック１５の外周面１５ａの約半分に面接触する接触部２１ａが形成され、他端にはコイルばね２７の一端を受ける凹部２１ｃが形成されている。
【００２５】
ラックハウジング１１には、ラックガイド２１を案内する孔であるラックガイド案内部１８が設けられ、ラックガイド２１がラックガイド案内部１８に嵌合している。図２に示すように、ラックガイド２１の柱状の外周面２１ｂは断面が楕円形であり、ラックハウジング１１側のラックガイド案内部１８もラックガイド２１の柱状の外周面２１ｂの楕円形に一致する楕円形の孔に形成されて、両者の嵌合部の断面形状は楕円形をなしている。
【００２６】
また、ラックハウジング１１のラックガイド案内部１８の下側（ラック１５と反対側）には、ラックガイド２１の長径寸法（後述するように、嵌合部の断面形状が楕円形以外の形状の場合は、その断面形状の最大寸法）に相当する外径を有する円筒形の取付部材２４がビス２５で固定されている。取付部材２４には調整部材である調整スクリュー２６が螺合するように内面にねじが形成されている。
【００２７】
調整スクリュー２６は有底円筒形の凹部２６ａを備えており、凹部２６ａとラックガイド２１の凹部２１ｃとの間にコイルばね２７が配置される。調整スクリュー２６は取付部材２４のねじ部分に螺合する。また、ラックガイド２１の有底円筒形の凹部２１ｃの周縁部は、調整スクリュー２６の有底円筒形の凹部２６ａの周縁部と接触するように構成されている。
【００２８】
なお、２６ｂは調整スクリュー２６を回転させるときスパナを嵌めるヘッド部、２８は調整スクリュー２６に螺合して調整スクリュー２６を固定するナット、２９はラックガイド案内部１８とラックガイド２１との間をシールするＯリングである。
【００２９】
以上の構成において、ラックハウジング１１のラックガイド案内部１８にラックガイド２１を挿入嵌合させてラックガイド２１の接触部２１ａをラック１５の背面に当接させ、ラックガイド２１の凹部２１ｃと調整スクリュー２６の凹部２６ａとの間にコイルばね２７を配置し、調整スクリュー２６を取付部材２４に螺合させる。
【００３０】
調整スクリュー２６の凹部２６ａの周縁部がラックガイド２１の凹部２１ｃの周縁部に接触すると共に、コイルばね２７を介してラックガイド２１の接触部２１ａがラック１５の背面に接触し、ラック１５をピニオン１２に向けて押圧する。調整スクリュー２６の押し込み量を調整することで、ラックとピニオンとの噛合状態を適正に調整することができる。
【００３１】
調整スクリュー２６の凹部２６ａの周縁部とラックガイド２１の凹部２１ｃの周縁部とは摩擦接触し、調整スクリュー２６の回転によりラックガイド２１も軸の回りにつれ回りしようとするが、ラックガイド２１とラックハウジング１１のラックガイド案内部１８との嵌合部の断面形状が楕円形であるため、調整スクリューを回転させてもラックガイド２１は回転せず、ラックガイド２１の先端の接触部２１ａの縁がラック１５に接触してその表面に傷を付けたり、接触部２１ａを変形させることがない。
【００３２】
ここで、図３の（ａ）から（ｄ）を参照してラックハウジング１１とラックガイド２１との嵌合部の断面形状の例について説明する。図３の（ａ）はラックガイドの断面形状が前記した楕円形状のものであるが、このほか、図３の（ｂ）に示すように断面形状が正方形（多角形）のもの、図３の（ｃ）に示すように断面形状が円形基本形状で、円周に１又は複数の突起を設けた形状、或いは図３の（ｄ）に示すように断面形状が円形で外周面にスプラインを形成した形状であってもよい。いずれの場合も、ラックハウジング側のラックガイド案内部は、ラックガイドの断面形状に対応した形状に構成される。
【００３３】
なお、図３の（ａ）から（ｄ）では、説明の都合上両者の間の隙間を著しく大きく示したが、実際にはラックガイド２１の軸方向の摺動を許容する僅かな隙間とし、隙間には潤滑剤が供給される。この構成によりラックガイド２１は軸方向に摺動可能であるが、軸回りには回転が阻止される。
【００３４】
［第２の実施の形態］
図４は第２の実施の形態のラックアンドピニオン式ステアリング装置のラック支承装置の構成を説明する断面図、図５はそのＢ−Ｂ線に添った断面図である。第１の実施の形態のものとの相違点は、第１の実施の形態におけるラックガイド２１の、ラック１５の外周面１５ａに面接触する接触部２１ａに代えて、第２の実施の形態のラックガイド３１は、ラック１５の外周面１５ａに接触回転するローラ３２としたものである。その他の構成は第１の実施の形態と変わらないので、同一部材には同一符号を付して説明を省略し、相違点について説明する。
【００３５】
図４を参照して第２の実施の形態のラック支承装置３０の構成を説明する。ラックハウジング１１には、図示しない駆動機構により駆動されるピニオン１２が、ベアリング１３及び１４により回転自在に支持されている。ピニオン１２にはラック１５が噛合しており、ラック１５は図示しないラックブッシュにより軸方向に移動可能に支持されていると共に、ラック１５の端部には図示されていないが、操向車輪の向きを変更するリンク機構が連結されている。
【００３６】
ラックガイド３１は、全体が柱状に形成された部材で、その内部空間にはラック１５の軸方向に直交する方向に配置された軸３３がニードルベアリング３４により回転自在に配置され、軸３３には外周面が鼓状に形成されたローラ３２が装着され、ローラ３２の鼓状の外周面がラック１５の背面（噛合面と反対側）に接触し、ラック１５を噛合面に向けて背面から押圧するように配置されている。
【００３７】
ラックハウジング１１には、ラックガイド３１を案内する孔であるラックガイド案内部１８が設けられ、ラックガイド３１の柱状の外周面３１ａがラックガイド案内部１８に嵌合している。図５に示すように、ラックガイド３１の柱状の外周面３１ａは断面が楕円形であり、ラックハウジング１１側のラックガイド案内部１８もラックガイド３１の柱状の外周面３１ａの楕円形に一致する楕円形の孔に形成されて、両者の嵌合部の断面形状は楕円形をなしている。
【００３８】
また、ラックハウジング１１のラックガイド案内部１８の下側（ラック１５と反対側）には、円筒形の取付部材２４がビス２５で固定されている。取付部材２４には調整部材である調整スクリュー３６が螺合するように内面にねじが形成されている。
【００３９】
調整スクリュー３６は有底円筒形に円筒部３６ａが形成され、その円筒部３６ａの先端とラックガイド３１の端部（ラック１５と反対側）との間には、皿ばね３７が配置されている。
【００４０】
以上の構成において、ラックハウジング１１にラックガイド３１を挿入嵌合させてラックガイド３１のローラ３２をラック１５の背面に当接させ、ラックガイド３１の円筒部３６ａの先端とラックガイド３１の端部との間に、皿ばね３７を配置し、調整スクリュー３６を取付部材２４に螺合させる。調整スクリュー３６の円筒部３６ａの先端が皿ばね３７を介してラックガイド３１の端部に接触すると共に、ラックガイド３１のローラ３２がラック１５の背面に当接し、ラック１５をピニオン１２に向けて押圧する。調整スクリュー３６のラックハウジング１１の押し込み量を調整することで、ラックとピニオンとの噛合状態を適正に調整することができる。
【００４１】
調整スクリュー３６の円筒部３６ａの先端とラックガイド３１の端部とは摩擦接触し、調整スクリュー３６の回転によりラックガイド３１も軸の回りにつれ回りしようとするが、ラックガイド３１とラックハウジング１１との嵌合部の断面形状が楕円形であるため、調整スクリュー３６を回転させてもラックガイド３１は回転せず、ラックガイド３１のローラ３２の縁がラック１５に接触してその表面に傷を付けたり、ローラ３２を変形させることがない。
【００４２】
また、ラック１５はラックガイド３１に設けられたニードルベアリング３４により回転自在に支持されたローラ３２と接触するから、ラック１５の軸方向に移動は円滑に行われる。
【００４３】
第２の実施の形態のラック支承装置３０においても、ラックハウジング１１とラックガイド３１との嵌合部の断面形状は、図３の（ａ）に示す楕円形状のもののほか、図３の（ｂ）乃至図３の（ｄ）に示すような形状であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
車両用のラックアンドピニオン式ステアリング装置のラック支承装置であって、ラックガイドとラックガイド案内部との間の摺動接触部が、ラックガイドの軸方向移動を可能に、且つ軸方向回りの回転を阻止するように構成されているから、組立時にラックとピニオンとの噛合状態を調整するため調整部材（調整スクリュー）を回転させてもラックガイドが回転せず、ラックガイドの先端の接触部の縁がラックに接触してラック表面に傷を付けたり、接触部を変形させることがない。また、走行中にラックが車輪側から軸方向に力を受けたときにラックがピニオン軸に対して平行な方向に動いても、ラックガイドの先端の接触部の縁がラックに接触してラック表面に傷を付けたり、接触部を変形させるおそれがない。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】第１の実施の形態のラックアンドピニオン式ステアリング装置のラック支承装置の構成を説明する断面図。
【図２】図１に示すラック支承装置のＡ−Ａ線に添った断面図。
【図３】ラック支承装置のラックハウジングとラックガイドとの嵌合部の断面形状の例を説明する図。
【図４】第２の実施の形態のラックアンドピニオン式ステアリング装置のラック支承装置の構成を説明する断面図。
【図５】図４に示すラック支承装置のＢ−Ｂ線に添った断面図。
【図６】従来のラック支承装置の構成を説明する断面図。
【図７】図６に示す従来のラック支承装置のＬ−Ｌ線に添った断面図。
【符号の説明】
【００４６】
１０  ラック支承装置
１１  ラックハウジング
１２  ピニオン
１３、１４  ベアリング
１５  ラック
１８  孔
２１  ラックガイド
２１ａ  接触部
２１ｂ  外周面
２１ｃ  凹部
２４  取付部材
２６  調整スクリュー
２７  コイルばね
３０  ラック支承装置
３１  ラックガイド
３２  ローラ
３３  軸
３４  ニードルベアリング
３６  調整スクリュー
３７  皿ばね
【図１】
2006001514.tif 000003
【図２】
2006001514.tif 000004
【図３】
2006001514.tif 000005
【図４】
2006001514.tif 000006
【図５】
2006001514.tif 000007
【図６】
2006001514.tif 000008
【図７】
2006001514.tif 000009