(57)【要約】【課題】ラック押圧部材と、該ラック押圧部材を内嵌保持するハウジングの内壁との衝突による異音を生じないラックピニオン式舵取装置の提供。【解決手段】円柱状をなし、一側の端面の中央部を径方向へ横切るように溝部３１が形成され、溝部３１にラック軸１を嵌め合わせてピニオン軸２へ押圧するラック押圧部材３と、ラック押圧部材３に外嵌されており、ハウジングＨ３の内壁に当接する環状弾性部とを備えるラックピニオン式舵取装置において、環状弾性部に連続し、ラック押圧部材３の周面に沿って前記一側に向けて延設され、溝部３１と交叉する径方向位置にてハウジングＨ３の内壁に当接する弾性部３６を備えるようにした。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵部材に連結されたピニオン軸と、該ピニオン軸に噛合するラック軸と、円柱状をなし、一側の端面の中央部を径方向に横切るように溝部が形成され、該溝部に前記ラック軸を嵌め合わせて前記ピニオン軸へ押圧するラック押圧部材と、該ラック押圧部材を内嵌保持するハウジングと、前記ラック押圧部材に外嵌され、前記ハウジングの内壁に当接する環状弾性部とを備えるラックピニオン式舵取装置において、
前記環状弾性部に連続し、前記ラック押圧部材の周面に沿って前記一側に向けて延設され、前記溝部と交叉する径方向位置にて前記ハウジングの内壁に当接する弾性部を備えることを特徴とするラックピニオン式舵取装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用の舵取装置の一形式として広く利用されているラックピニオン式舵取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ラックピニオン式舵取装置は、操舵部材（ステアリングホイール）に連結されたピニオン軸と、該ピニオン軸に噛合し、車体の左右方向に延設され、両端に操向車輪が連結されたラック軸とを備え、操舵部材の回転操作に応じて生じるピニオン軸の回動をラック軸の軸長方向への移動に変換して左右の操向車輪を操向し、舵取りを行わせる構成となっている。
【０００３】
このようなラックピニオン式舵取装置においては、ラック軸に形成されたラック歯とピニオン軸に一体形成されたピニオンとの噛合部に適正な予圧を加え、左右両方向の舵取りを遅れを伴わずに高精度に行わせるために、ラック軸をピニオン軸へ押圧し、前記噛合部に予圧を加えつつラック軸を移動案内するサポートヨーク（ラックガイドとも称す）が用いられている。
【０００４】
図４は従来のサポートヨーク及び環状弾性部の分解斜視図であり、図５は従来のサポートヨークの断面図である。
【０００５】
図において３は円柱状をなすサポートヨークであり、サポートヨーク３は、径方向に横切るように形成され、断面がＹ字状をなす溝部３１が、ラック軸を押圧する一側の端面に設けられている。この溝部３１には、金属製の基材の一面にフッ素樹脂等の被膜を被着してなる薄肉のシート材をプレス加工により成形したラック受けシート４が装着されている。また、サポートヨーク３の他側には、他側の端面から軸長方向へ適長に亘って縮径された嵌合部３７が設けられている。この嵌合部３７には、外径がサポートヨーク３の一側の外径よりも幾分大きく形成され、内径が嵌合部３７に対応し、軸長方向の長さが嵌合部３７の軸長方向の長さよりも幾分長く形成された環状弾性部３５が組み付けられている。このサポートヨーク３は、ラック軸を覆うラックハウジングに連設されたハウジングに内嵌保持される。
【０００６】
なお、サポートヨークのガタ付きを抑えるために、サポートヨークと、該サポートヨークを収容するハウジングの内壁との嵌合隙間を埋める弾性リングを備えるものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開昭４８−４４９２８号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
図４及び図５に示したサポートヨーク３は、一側の端面に溝部３１が設けられているために、サポートヨーク３を内嵌保持したハウジングの内壁との隙間を埋めるための環状弾性部３５が他側にしか巻装できない。このため、ラック軸に加わる外力の作用によりサポートヨーク３の一側が、ラック軸の軸長方向に交叉する方向（図５中の矢印にて示した方向）へ揺動し、サポートヨーク３を内嵌保持したハウジングの内壁に衝突してラトル音のような不快な異音（コトコト音）を発生するという問題があった。
【０００９】
このような問題を解決する手段として、サポートヨーク３の軸長方向の長さを長くすること、又はサポートヨーク３の一側外周にＯリングを巻装すること等が考えられる。しかし、サポートヨーク３の軸長方向の長さを長くすることは、限られたスペースの制約から採用することができず、サポートヨーク３の一側外周にＯリングを巻装することは、一側の周面が溝部３１により分断されているために採用できない。
【００１０】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、ハウジングに弾性的に当接する部分の配置を工夫することによりサポートヨークがラック軸の軸長方向に交叉する方向に揺動することを抑え、異音も発生しないラックピニオン式舵取装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るラックピニオン式舵取装置は、操舵部材に連結されたピニオン軸と、該ピニオン軸に噛合するラック軸と、円柱状をなし、一側の端面の中央部を径方向に横切るように溝部が形成され、該溝部に前記ラック軸を嵌め合わせて前記ピニオン軸へ押圧するラック押圧部材と、該ラック押圧部材を内嵌保持するハウジングと、前記ラック押圧部材に外嵌され、前記ハウジングの内壁に当接する環状弾性部とを備えるラックピニオン式舵取装置において、前記環状弾性部に連続し、前記ラック押圧部材の周面に沿って前記一側に向けて延設され、前記溝部と交叉する径方向位置にて前記ハウジングの内壁に当接する弾性部を備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明においては、ラック押圧部材の一側をラック軸の軸長方向に交叉する方向に揺動させようとする力が、舵取りのために移動するラック軸からラック押圧部材に働いても、弾性部とハウジングの内壁との当接により揺動が防止される。これによりラック押圧部材とハウジングの内壁とは直接的に衝突せず、異音を発生させることがない。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
【００１４】
図１は、本発明に係るラックピニオン式舵取装置の要部の縦断面図である。
【００１５】
図においてＨ２は略円筒形をなすピニオンハウジングであり、ピニオンハウジングＨ２の内部には、ピニオン軸２が配設されている。ピニオン軸２は、下半部を拡径して一体形成されたピニオン２０を備えており、ピニオン２０の上下両側に位置する一対のアンギュラ玉軸受２１，２２により、ピニオンハウジングＨ２の内部に同軸上での回動自在に支持されている。また、ピニオンハウジングＨ２の外部に突出するピニオン軸２の上端部は、図示しない操舵部材に連結されている。
【００１６】
ピニオンハウジングＨ２の下半部の一側には、略円筒形をなすラックハウジングＨ１が軸心を交叉させて連設され、ラックハウジングＨ１の内部には、軸長方向への移動自在にラック軸１が支持されている。このラック軸１は、ピニオンハウジングＨ２との連通部を臨む側に適長に亘って形成されたラック歯１０を備えており、このラック歯１０はピニオン軸２のピニオン２０に噛合させてある。ラック軸１のラック歯１０が形成された側の逆側（背面側）には、ラック軸１に沿うように突条１１が設けられている。この突条１１の基端部両側には、突条１１に沿うように傾斜面１２，１２が設けられており、ラック軸１の背面側は、この傾斜面１２，１２及び突条１１によりＹ字状をなしている。また、ラック軸１の両端は、ラックハウジングＨ１の両側に突出しており、図示しない左右の操向車輪に各別に連結され、これらの操向車輪が、ラックハウジングＨ１内でのラック軸１の移動に応じて操向されるようになしてある。
【００１７】
また、ラックハウジングＨ１には、ピニオンハウジングＨ２との連設部の逆側に、ラックハウジングＨ１及びピニオンハウジングＨ２と略直交する向きにサブハウジングＨ３が突設されている。サブハウジングＨ３には、ラック軸１のＹ字状の背面側からラックハウジングＨ１の内部に連通する円形断面の保持孔３０が貫通形成されている。この保持孔３０には、ラック押圧部材である円柱状をなすサポートヨーク３が軸長方向への移動自在に内嵌保持されている。保持孔３０の壁面には、サポートヨーク３に組み付けられた後述の緩衝部材５が当接している。
【００１８】
図２はサポートヨーク３及び緩衝部材５の分解斜視図であり、図３はサポートヨーク３に緩衝部材５が組み付けられた状態を示す斜視図である。
【００１９】
サポートヨーク３の一側の端面の中央部には、径方向に横切るように、ラック軸１の背面側の形状に対応したＹ字状の溝部３１が形成されている。この溝部３１には、金属製の基材の一面にフッ素樹脂等の被膜を被着してなる薄肉のシート材をプレス加工により成形したラック受けシート４が装着されている。サポートヨーク３の他側には、他側の端面から軸長方向へ適長に亘って縮径された嵌合部３７が設けられている。また、サポートヨーク３の周面には、嵌合部３７に連続し、周面に沿って一側に向けて延設された矩形の嵌合凹部３８，３８が溝部３１と交叉する径方向位置に形成されている（図２には１箇所のみ図示）。この嵌合凹部３８，３８の一側には、サポートヨーク３の周面に向かうテーパ面３８ａ，３８ａが設けられている（図２には１箇所のみ図示）。
【００２０】
嵌合部３７に嵌合される環状弾性部３５は、外周の半径がサポートヨーク３の一側の外周の半径よりも図１に示した寸法ｔ１だけ大きく形成され、内径が嵌合部３７に対応し、軸長方向の長さが嵌合部３７の軸長方向の長さよりも図１に示した寸法ｔ２だけ長く形成されている。嵌合凹部３８，３８に嵌合される矩形の弾性部３６，３６は、環状弾性部３５から軸長方向に延設されており、厚みはサポートヨーク３の嵌合凹部３８，３８の深さよりも図１に示した寸法ｔ１だけ厚く形成されている。嵌合凹部３８，３８の先端部の外側にはサポートヨーク３の周面に向かうテーパ面３６ａ，３６ａが設けられ、内側にも同様にサポートヨーク３の周面に向かうテーパ面３６ｂ，３６ｂが設けられている。これらの環状弾性部３５及び弾性部３６，３６により緩衝部材５が構成されている。
【００２１】
サポートヨーク３に緩衝部材５が組み付けられることにより、環状弾性部３５は、サポートヨーク３の周面より適宜の寸法ｔ１だけ凸設され（図１参照）、サポートヨーク３の他側の端面より適宜の寸法ｔ２だけ凸設される（図１参照）。また、弾性部３６，３６は、溝部３１と交叉する径方向位置において、サポートヨーク３の周面に沿って一側に向けて延設されることになり、サポートヨーク３の周面より適宜の寸法ｔ１だけ凸設される（図１参照）。サポートヨーク３及び緩衝部材５の組み付けは、弾性部３６，３６の先端部内側に、サポートヨーク３の周面に向かうテーパ面３６ｂ，３６ｂが設けられているから、テーパ面３６ｂ，３６ｂの作用により滑らかに組み付けることができる。
【００２２】
このようなサポートヨーク３は、一側の端面に形成された溝部３１をラック軸１の背面側にラック受けシート４を介して当接させるように嵌め合わせてある。また、サポートヨーク３の他側の端面は、保持孔３０の開口部にねじ込まれ、ロックナット３３により位置決め固定された押えキャップ３２に臨ませてあり、この押えキャップ３２との間に介装された押しばね３４によりサポートヨーク３はラック軸１に向けて押圧付勢されている。
【００２３】
サポートヨーク３は、押しばね３４の付勢力により、溝部３１をラック受けシート４を介してラック軸１の背面に押し付け、ラック軸１をピニオン軸２へ押圧し、ラック歯１０とピニオン２０との噛合部に予圧を付与すると共に、ラック軸１を軸長方向への移動自在に案内する作用をなす。前記予圧の強さは、押えキャップ３２のねじ込み量を増減し、ロックナット３３の締め付けにより適宜のねじ込み位置にて押えキャップ３２を固定することにより適正に設定することができる。
【００２４】
このような作用をなすサポートヨーク３には、ラック軸１及びピニオン２０の噛合反力等の作用により軸長方向に移動させる外力が加わる。押しばね３４は、この外力と付勢力とのバランスによりサポートヨーク３の軸長方向への移動を許容し、ラック歯１０とピニオン２０との噛合部の予圧を略一定に保つ作用をなす。
【００２５】
本発明に係るラックピニオン式舵取装置においては、サポートヨーク３の一側をラック軸１の軸長方向に交叉する方向に揺動させようとする力がサポートヨーク３に加わっても、サポートヨーク３の周面には、環状弾性部３５に連続し、周面に沿って一側に向けて延設され、溝部３１と交叉する径方向位置にて保持孔３０の壁面に当接する弾性部３６，３６が備えられているから、サポートヨーク３の揺動は、弾性部３６，３６と保持孔３０の壁面との当接により防止され、サポートヨーク３が保持孔３０の壁面に衝突することもなく、ラトル音のような異音の発生を防止できる。
【００２６】
また、環状弾性部３５をサポートヨーク３の周面だけでなく他側の端面に対しても凸設し、弾性部３６，３６を軸長方向に延設して緩衝部材５としたから、緩衝部材５を一つ備えるだけで、サポートヨーク３が軸長方向に移動した場合の押えキャップ３２との衝突と、サポートヨーク３が揺動した場合の保持孔３０の壁面との衝突との２種類の衝突を防止することができると共に、サポートヨーク３への緩衝部材５の取り付けに掛かる工数は従来のＯリングの場合と略同等にできる。
【００２７】
さらに、弾性部３６，３６の先端部外側には、サポートヨーク３の周面に向かうテーパ面３６ａ，３６ａが設けられているから、サポートヨーク３を保持孔３０に挿入する場合にもテーパ面３６ａ，３６ａの作用により滑らかに挿入できると共に、サポートヨーク３がラック軸１側に移動した場合にも弾性部３６，３６の端部は大きな摺動抵抗を発生させることがなく、サポートヨーク３の移動を阻害しない。
【００２８】
以上に説明した実施の形態においては、嵌合部３７に連続し、サポートヨーク３の周面に沿って一側に向けて延設された矩形の嵌合凹部３８，３８を溝部３１と交叉する径方向位置に形成し、環状弾性部３５から弾性部３６，３６を軸長方向に延設したが、弾性部３６，３６は、環状弾性部３５から延設して一体に形成する必要はなく、別体としてもよい。つまり、嵌合凹部３８，３８を嵌合部３７に連続させずに、サポートヨーク３の周面にて分断されるように形成し、環状弾性部３５と別体に形成された弾性部３６，３６をこの嵌合凹部３８，３８に嵌め合わせるようにしてもよい。
【００２９】
また、環状弾性部３５は、サポートヨーク３の他側の端面からも突出するように設けたが、サポートヨーク３の他側の端面から突出しないように設けてもよい。
【００３０】
また、弾性部３６，３６は２箇所に各１つずつ設けたが、弾性部３６，３６の数は特に限定しない。
【００３１】
また、嵌合凹部３８，３８及び弾性部３６，３６の形状を矩形としたが、形状は矩形に限らず、例えば三角形又は円形等、異なる形状としてもよい。
【００３２】
さらに、以上の実施の形態においては、運転者により操舵部材に加えられる操作力のみで舵取りを行わせる構成としたマニュアルステアリング装置への適用例について述べたが、本発明は、油圧又は電動アクチュエータの発生力により舵取りを補助するパワーステアリング装置への適用も可能であり、同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００３３】
【発明の効果】
以上、詳述したように、本発明に係るラックピニオン式舵取装置においては、サポートヨークの一側をラック軸の軸長方向に交叉する方向に揺動させようとする力がサポートヨークに加わっても、弾性部と保持孔の壁面との当接により揺動が防止されるから、サポートヨークと保持孔の壁面とが衝突することはなく、運転者に不快な音として伝わる異音が発生しない等、本発明は優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るラックピニオン式舵取装置の要部の縦断面図である。
【図２】サポートヨーク及び緩衝部材の分解斜視図である。
【図３】サポートヨークに緩衝部材が組み付けられた状態を示す斜視図である。
【図４】従来のサポートヨーク及び環状弾性部の分解斜視図である。
【図５】従来のサポートヨークの断面図である。
【符号の説明】
１  ラック軸
２  ピニオン軸
３  サポートヨーク（ラック押圧部材）
３０  保持孔（ハウジングの内壁）
３１  溝部
３５  環状弾性部
３６  弾性部
Ｈ３  サブハウジング（ハウジング）
【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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