(57)【要約】【課題】ラックバー支持装置において、部品の増大化、構造の複雑化、剛性の低下を伴うことなく、耐久性・信頼性を高く維持しつつラックガイドの接触音などの異音の発生を抑制する。【解決手段】ラックバー支持装置２０は、ラックガイドハウジング部１４の収容穴１４ａ内に摺動可能に組み付けられ、かつ、連続である外周壁面３１ａを有する基部３１とラックバー１２が摺接する摺接凹部３２ａが形成されかつ不連続である一対の外周壁面３２ｂ，３２ｂを有する摺接部３２とが金属材で一体構造体に形成されたラックガイド２１と、基部３１の外周壁面３１ａに設けられ、収容穴１４ａの内周壁面に密接してラックガイド２１を支持する第１支持部材２２と、摺接部３２の各外周壁面３２ｂ，３２ｂに設けられ、収容穴１４ａの内周壁面に密接してラックガイド２１をそれぞれ支持する一対の第２支持部材２３，２３と、を備えている。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラックバーがラック軸方向に摺動可能に組み付けられたハウジングと、
前記ハウジングに前記ラックバーに直交して形成されたラックガイドハウジング部内に摺動可能に組み付けられ、かつ、周方向に連続する外周壁面を有する柱状に形成された基部と前記ラックバーが摺接する摺接凹部が形成されかつ周方向に不連続な一対の外周壁面を有する摺接部とが一体構造体に形成されたラックガイドと、
前記ラックガイドの基部の外周壁面に固定され、前記ラックガイドハウジング部の内周壁面に密接して前記ラックガイドを支持する第１支持部材と、
前記ラックガイドの摺接部の各外周壁面に固定され、前記ラックガイドハウジング部の内周壁面に密接して前記ラックガイドをそれぞれ支持する一対の第２支持部材と、を備えたことを特徴とするラックバー支持装置。
【請求項２】
請求項１において、前記第２支持部材は、前記摺接部の外周壁面の周方向に沿って延在する形状に形成されていることを特徴とするラックバー支持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用ラックピニオン式ステアリング装置のラックバー支持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のラックバー支持装置として、特許文献１に示されているものが知られている。特許文献１の図１に示されているように、ラックバー支持装置においては、ラックガイド１１はラックハウジング７のガイド穴７ａに嵌合され、スプリング５およびアジャストスクリュー６によってラックバー１に押圧されている。ラックガイド１１は合成樹脂材によって形成されている。ラックガイド１１のラックバー１と摺接する側の端部外周に、外周面１１ａから径方向外方へ突出した突起１１ｂが形成されている。これにより、ラックガイド１１の上端部外周とラックハウジング７のガイド穴７ａとの隙間を詰めている。
【０００３】
また、他の形式のラックバー支持装置として、特許文献２に示されているものが知られている。特許文献２の図１−３に示されているように、ラックバー支持装置においては、補助部材１２をサポートヨーク（ラックガイド）７の溝部７ｄに、サポートヨーク７の外周面および凹部７ａに対して選択的に出没可能に嵌合している。サポートヨーク７がサポートヨーク収容孔１ａに装着された状態で、補助部材１２はサポートヨーク７の外周面より隙間Ｓに突出してサポートヨーク収容孔１ａの内周面に当接する。また、Ｏリング１１を、サポートヨーク７とサポートヨーク収容孔１ａの内周面とヨークプラグ９とで囲まれる空間に介在している。これにより、サポートヨーク７のラック軸６側の端部外周がサポートヨーク収容孔１ａの内周面に当たるのを防止するので、ステアリングホイールの操作や操向輪から伝わる振動等によって荷重がラック軸６からサポートヨーク７に作用する際にサポートヨーク７がサポートヨーク収容孔１ａに接触する接触音が発生するのを抑制することができるようになっている。
【特許文献１】実開昭６１−２５２７５号公報
【特許文献２】特開２００２−３２１６３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載されたラックバー支持装置においては、ラックガイド１１の上端部外周とラックハウジング７のガイド穴７ａとの隙間を詰めているので、ステアリングホイールの操作や操向輪から伝わる振動等によって荷重がラックバー１からラックガイド１１に作用する際にラックガイド１１がガイド穴７ａに接触する接触音の発生を防止することができる。しかし、ラックガイド１１が合成樹脂製であるため、金属製のものと比べると温度変化などの影響を受けるので耐久性・信頼性は低下する。
【０００５】
また、上記特許文献２に記載されたラックバー支持装置においては、サポートヨーク７がサポートヨーク収容孔１ａに接触する接触音が発生するのを抑制することができるが、サポートヨーク７以外に可動部品である補助部材１２が少なくとも必要となり、構造が複雑となるという問題があった。また、補助部材１２の分だけサポートヨーク７のラック軸６側の端部の剛性が弱くなるという問題があった。
【０００６】
本発明は、上述した各問題を解消するためになされたもので、ラックバー支持装置において、部品の増大化、構造の複雑化、剛性の低下を伴うことなく、耐久性・信頼性を高く維持しつつラックガイドの接触音などの異音の発生を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の構成上の特徴は、ラックバーがラック軸方向に摺動可能に組み付けられたハウジングと、ハウジングにラックバーに直交して形成されたラックガイドハウジング部内に摺動可能に組み付けられ、かつ、周方向に連続する外周壁面を有する柱状に形成された基部とラックバーが摺接する摺接凹部が形成されかつ周方向に不連続な一対の外周壁面を有する摺接部とが一体構造体に形成されたラックガイドと、ラックガイドの基部の外周壁面に固定され、ラックガイドハウジング部の内周壁面に密接してラックガイドを支持する第１支持部材と、ラックガイドの摺接部の各外周壁面に固定され、ラックガイドハウジング部の内周壁面に密接してラックガイドをそれぞれ支持する一対の第２支持部材と、を備えたことである。
【０００８】
請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請求項１において、第２支持部材は、摺接部の外周壁面の周方向に沿って延在する形状に形成されていることである。
【発明の効果】
【０００９】
上記のように構成した請求項１に係る発明においては、ラックガイドの基部および摺接部は、基部および摺接部の外周壁面に固定されている第１および第２支持部材を介してラックガイドハウジング部の内周壁面に密接して支持されている。これにより、ラックガイドのラックバー側の端部（摺接部端部）の外周壁面がラックガイドハウジング部の内周壁面に当接するのを防止するので、ステアリングホイールの操作や操向輪から伝わる振動等によって荷重がラックバーからラックガイドに作用する際にラックガイドがラックガイドハウジング部の内周壁面に接触する接触音が発生するのを抑制することができる。また、ラックガイドは、周方向に連続する外周壁面を有する柱状に形成された基部とラックバーが摺接する摺接凹部が形成されかつ周方向に不連続な一対の外周壁面を有する摺接部とが一体構造体に形成されている。これにより、ラックガイドの高耐久性・高信頼性を実現し、ラックガイドの摺接部の剛性を高く維持することができる。以上のことから、ラックバー支持装置において、部品の増大化、構造の複雑化、剛性の低下を伴うことなく、耐久性・信頼性を高く維持しつつラックガイドの接触音などの異音の発生を抑制することができる。
【００１０】
上記のように構成した請求項２に係る発明においては、請求項１に係る発明において、第２支持部材は、摺接部の外周壁面の周方向に沿って延在する形状に形成されている。これにより、ラックガイドの摺接部は、ラックガイドハウジング部の内周壁面により確実に密接して支持されるので、接触音が発生するのをより確実に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明によるラックバー支持装置を適用した車両用ラックピニオン式ステアリング装置の一実施形態について図面を参照して説明する。図１は車両用ラックピニオン式ステアリング装置の正面図であり、図２はラックバー支持装置の断面図であり、図３はラックガイドの断面図であり、図４はラックガイドの側面図であり、図５は第２支持部材の平面図である。
【００１２】
図１に示すように、車両用ラックピニオン式ステアリング装置は、ハウジング１１、ラックバー１２、タイロッド１３、ラックガイドハウジング部１４、ピニオン軸１５、ラックバー支持装置２０を備えている。
【００１３】
ハウジング１１は、車両（図示しない）の左右方向（図１の左右方向）に延在して車両に組み付けられている。ラックバー１２は、ハウジング１１にラック軸方向（図１の左右方向）に摺動可能に組み付けられている。ラックバー１２の一側にはピニオン１５ａと噛合するラック１２ａが形成されている（図２参照）。
【００１４】
タイロッド１３は、その基端がラックバー１２の両端にそれぞれ組み付けられている。タイロッド１３の各他端は、操向輪（例えば左右前輪）の各ナックルアーム（図示しない）に接続されている。これにより、ラックバー１２の動きがタイロッド１３を介してナックルアームに伝わるので、ステアリングの操作に応じて車両を操向することができる。
【００１５】
ラックガイドハウジング部１４は、ハウジング１１にラックバー１２に直交して形成されている。ラックガイドハウジング部１４は、円筒状に形成されており、断面円形の収容穴１４ａを有している。この収容穴１４ａ内には、ラックガイド２１が摺動可能に組み付けられている。
【００１６】
ピニオン軸１５は、図２に示すように、ハウジング１１にベアリング１６，１７を介して回転自在に組み付けられている。ピニオン軸１５は、ステアリングシャフト（図示省略）に連結されている。ピニオン軸１５にはピニオン１５ａが形成されている。ピニオン１５ａははす歯が形成されており、ラックバー１２のラック１２ａと噛合するようになっている。
【００１７】
ラックバー支持装置２０は、ラックガイド２１、第１および第２支持部材２２，２３、アジャストスクリュー２４、スプリング２５から構成されている。
【００１８】
ラックガイド２１は、図３および図４に示すように、周方向に連続する外周壁面３１ａを有する柱状（本実施形態では円柱状）に形成された基部３１と、ラックバー１２が摺接する摺接凹部３２ａが形成されかつ周方向に不連続な一対の外周壁面３２ｂ、３２ｂを有する摺接部３２と、から構成されている。このラックガイド２１は、金属材（例えばアルミニウム材）で一体構造体に形成されている。すなわち、ラックガイド２１の基部３１の外周壁面３１ａは、周方向に沿って連続した壁面を有している。また、ラックガイド２１の摺接部３２の外周壁面は、摺接凹部３２ａによって一対の外周壁面３２ｂ，３２ｂに割かれているので、周方向に沿って連続した壁面を有していない。
【００１９】
ラックガイド２１の摺接凹部３２ａ上には、ラックバー１２と当接する面に滑りをよくする材料（例えばポリアセタール樹脂）で表面処理したシート部材２６が組み付けられている。シート部材２６は摺接凹部３２ａの形状に合わせた形状に加工されている。シート部材２６の凸部２６ａがラックガイド２１の凹部２１ｂに圧入されることにより、シート部材２６がラックガイド２１に固定されている。
【００２０】
第１支持部材２２は、ラックガイド２１の基部３１の外周壁面３１ａに固定され、ラックガイドハウジング部１４の内周壁面に密接してラックガイド２１を支持するものである。第１支持部材２２は、ラックガイドハウジング部１４の収容穴１４ａに対して締め代を有している。第１支持部材２２は、弾性材（例えばシリコン材）で環状に形成された部材であり、例えばＯリングである。この第１支持部材２２は、基部３１の外周壁面３１ａに形成された環状溝３１ａ１に装着されている。
【００２１】
一対の第２支持部材２３，２３は、ラックガイド２１の摺接部３２の各外周壁面３２ｂ，３２ｂに固定され、ラックガイドハウジング部１４の内周壁面に密接してラックガイド２１をそれぞれ支持するものである。一対の第２支持部材２３，２３は、ラックガイドハウジング部１４の収容穴１４ａに対して締め代を有している。第２支持部材２３は、滑りのよい弾性材（例えばフッ素樹脂材（例えばポリテトラフルオロエチレン）、ポリアセタール樹脂材（例えばポリオキシメチレン）、ナイロン樹脂材、ウレタン樹脂材）や金属材（例えば、銅合金）で形成された部材である。第２支持部材２３は、図５に示すように、摺接部３２の外周壁面３２ｂの周方向に沿って延在する（連続した）形状（例えば、三日月形状、円弧状）に形成されている。なお、全長は連続している外周壁面３２ｂの長さより短く設定されている。
【００２２】
第２支持部材２３の内周面には固定用の係合凸部２３ａが複数（本実施形態では３個）形成されている。係合凸部２３ａは、摺接部３２の外周壁面３２ｂに周方向に沿って形成された溝３２ｂ１内に形成された係合凹部３２ｂ２に嵌合されるものである。この係合凸部２３ａは係合凹部３２ｂ２の外径より若干大径に設定されるとともに軸方向にスリット２３ａ１が形成されている（図６参照）。これにより、係合凸部２３ａを係合凹部３２ｂ２に嵌合することにより、第２支持部材２３は溝３２ｂ１に装着される。なお、係合凸部２３ａにはスリット２３ａ１を設けなくてもよい。
【００２３】
上記した第１および第２支持部材２２，２３は、ラックガイド２１の基部３１および摺接部３２にできるだけ離してそれぞれ設ける、すなわち、第１支持部材２２は、図３における基部３１の左端に可及的に近く、第２支持部材２３は、図３における摺接部３２の右端に可及的に近く配置することが望ましい。これにより、ラックバー１２がピニオン軸１５の軸方向（図２にて上下方向）に往復動してもこの往復動によってラックガイド２１が図２にて上下方向に揺動するのを確実に抑制することができる。
【００２４】
アジャストスクリュー２４は、ラックガイド２１の背面側（基部３１側）に配置され、ラックガイドハウジング部１４の収容穴１４ａを塞ぐものである。アジャストスクリュー２４は、収容穴１４ａの開口端部に螺着されている。スプリング２５は、ラックガイド２１とアジャストスクリュー２４との間に圧縮された状態で配設されるものであり、ラックガイド２１の背部凹部２１ａに収容されている。これにより、スプリング２５の付勢力によってラックガイド２１は、ラックバー１２をピニオン軸１５に押圧している。すなわち、ラックバー１２はラックバー支持装置２０によってピニオン１５ａに向けて押圧されながらラック軸方向へ摺動可能に支持されている。
【００２５】
上述した説明から明らかなように、本実施形態によれば、ラックガイド２１の基部３１および摺接部３２は、基部３１の外周壁面３１ａおよび摺接部３２の各外周壁面３２ｂにそれぞれ設けられている第１および第２支持部材２２，２３を介してラックガイドハウジング部１４の内周壁面に密接して支持されている。一般に、車両用ラックピニオン式ステアリング装置では、悪路走行時に操向輪から伝わる振動による荷重、またはステアリングホイールの据え切りでの切り返し操舵時の荷重がラックバー１２からラックガイド２１に作用することにより、ラックガイド２１はラックガイド２１の軸方向（図７にて左右方向）に沿って矢印ａで示すように往復動をしたり、ピニオン軸１５の軸方向（図７にて上下方向）に沿って矢印ｂで示すように揺動運動（首振り運動）をしたりする。このようにラックバー１２からラックガイド２１に荷重が作用した場合でも、本実施形態によれば、ラックガイド２１のラックバー１２側の端部（摺接部３２の端部）の外周壁面３２ｂがラックガイドハウジング部１４の内周壁面に当接するのを防止するので、ラックガイド２１がラックガイドハウジング部１４の内周壁面に接触する接触音が発生するのを抑制することができる。
【００２６】
また、第２支持部材２３，２３は、上記した揺動運動（首振運動）によってラックガイド２１の外周壁面３２ｂがラックガイドハウジング部１４に衝突する際の頂部となる箇所を含むよう、ラックガイド２１の円周方向に延在させた（図７参照）ので、ラックガイド２１の外周面上に、無駄に広範囲にわたる第２支持部材２３，２３を設けることなく、最も効果的に揺動運動を抑制できる。
【００２７】
また、ラックガイド２１は、連続である外周壁面３１ａを有する柱状に形成された基部３１とラックバー１２が摺接する摺接凹部３２ａが形成されかつ不連続である一対の外周壁面３２ｂ，３２ｂを有する摺接部３２とが金属材で一体構造体に形成されている。これにより、ラックガイド２１の高耐久性・高信頼性を実現し、ラックガイド２１の摺接部３２の剛性を高く維持することができる。以上のことから、ラックバー支持装置２０において、部品の増大化、構造の複雑化、剛性の低下を伴うことなく、耐久性・信頼性を高く維持しつつラックガイド２１の接触音などの異音の発生を抑制することができる。
【００２８】
また、ラックガイド２１の揺動運動を低減することにより、ラックバー１２を滑らかに往復動することができるので、ラック１２ａとピニオン１５ａとの摩擦特性を安定化することができる。
【００２９】
また、第２支持部材２３は、摺接部３２の外周壁面３２ｂの周方向に沿って延在する（連続した）形状に形成されている。これにより、ラックガイド２１の摺接部３２は、ラックガイドハウジング部１４の内周壁面により確実に密接して支持されるので、接触音が発生するのをより確実に抑制することができる。しかも、例えば軸方向に延在する支持部材を用いるよりも、ラックガイド２１の軸線方向の動きを阻害することが抑制され、良好な操舵フィーリングを維持できる。
【００３０】
ラックガイド２１が軸線方向に往復動することによって、ラックガイドハウジング部１４との間の接触抵抗による応力が第２支持部材２３，２３に作用するが、第２支持部材２３，２３は溝３２ｂ１内に収容されているので、前記応力が第２支持部材２３，２３の係合凸部２３ａに集中することなく、第２支持部材２３，２３の耐久性を高めることができる。したがって、係合凸部２３ａは、必ずしも図６に示すように３個必要ではなく、１個でもよい。
【００３１】
また、第２支持部材２３，２３の断面形状を略半円形としているので、例えば円形とするよりも溝３２ｂ１の深さを浅くでき、基部３１と比べて薄肉となっている摺接部３２に溝３２ｂ１を設けても、摺接部３２の強度を確保できる。第２支持部材２３，２３の断面形状は、溝３２ｂ１の溝底に底辺が位置する略三角形、略台形とすることができる。
【００３２】
また、第１および第２支持部材２２，２３は断面円弧状（図６参照）に形成されており、第１および第２支持部材２２，２３がラックガイドハウジング部１４に対して線接触となることも、ラックガイド２１の軸線方向の動きを阻害しないことに寄与している。
【００３３】
なお、上述した実施形態においては、第２支持部材２３は、摺接部３２の外周壁面３２ｂの周方向に沿って連続した（延在する）形状に形成されているが、連続した（延在する）形状のものでなく、例えば複数のピン状のものを所定間隔で配置して構成するようにしてもよい。この場合、第２支持部材は頭部と頭部より小径の軸部とから構成されるようにすればよい。
【００３４】
第２支持部材２３，２３は、図８に示すように、断面略半円形状の頭部２３ｂ１と、この頭部２３ｂ１の一部を切り欠くようにして形成した弾性変形部２３ｂ２と、係合凸部２３ａとで構成することもできる。弾性変形部２３ｂ２は、頭部２３ｂ１と溝３２ｂ１の底部との間に位置するように組み付けられ、係合凸部２３ａと係合凹部３２ｂ２とは遊嵌状態としている。
【００３５】
頭部２３ｂ１の硬度を、通常走行時にラックガイド２１に作用する比較的小さな荷重によっては変形しない程度に設定すれば、前記荷重に対しては、頭部２３ｂ１は弾性変形せず、弾性変形部２３ｂ２の弾発力によってラックガイド２１の揺動運動を弾性的に支持して、ラックバー１２の振動を吸収し、良好な操舵フィーリングを維持できる。
【００３６】
悪路走行時等におけるキックバックによってラックガイド２１に作用する比較的大きな荷重に対しては、まず、弾性変形部２３ｂ２の弾発力によってラックガイド２１の揺動運動を弾性的に支持し、頭部２３ｂ１が弾性変形部２３ｂ２と当接するまで押し込められた以降は、頭部２３ｂ１の弾性変形によってラックガイド２１の揺動運動を弾性的に支持する。このように、２段階で弾力的にラックガイド２１の揺動運動を支持して良好な操舵フィーリングを維持しつつ、ラックガイド２１とラックガイドハウジング部１４との接触を確実に防止できる。
【００３７】
また、上述した実施形態においては、第１支持部材２２を１つでなく２つ設けるようにしてもよい。この場合、基部３１の両端部に設けることが望ましい。ラックガイド２１のラック軸方向に沿った揺動をより確実に抑制することができる。
【００３８】
また、上述した実施形態においては、第２支持部材２３は、係合凸部２３ａと係合凹部３２ｂ２との係合によって摺接部３２に組み付けるようにしたが、溶着や接着によって組み付けるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明によるラックバー支持装置を適用した車両用ラックピニオン式ステアリング装置の正面図である。
【図２】ラックバー支持装置の断面図である。
【図３】ラックガイドの軸方向に沿った断面図である。
【図４】ラックガイドの側面図である。
【図５】第２支持部材の平面図である。
【図６】６−６線に沿った端面図である。
【図７】ラックバー支持装置の作用を説明するための拡大断面図である。
【図８】第２支持部材の変形例に係る軸方向に沿った断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１１…ハウジング、１２…ラックバー、１３…タイロッド、１４…ラックガイドハウジング部、１５…ピニオン軸、１５ａ…ピニオン、１６，１７…ベアリング、２０…ラックバー支持装置、２１…ラックガイド、２２…第１支持部材、２３…第２支持部材、２３ａ…係合凸部、２３ｂ１…頭部、２３ｂ２…弾性変形部、２４…アジャストスクリュー、２５…スプリング、２６…シート部材、３１…基部、３１ａ…外周壁面、３１ａ１…溝、３２…摺接部、３２ａ…摺接凹部、３２ｂ…外周壁面、３２ｂ１…溝、３２ｂ２…係合凹部。
【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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