(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングに装着されたラックブッシュによりラック軸を摺動可能に支持するラック軸支持構造において、
前記ラックブッシュは、樹脂にて形成されてなるとともに、前記ラック軸が挿通される筒体と、前記筒体の外周に設けられ前記ハウジングの内周に形成された係合溝と係合する係合突部と、該係合突部の背面において前記筒体の内側に突設され前記ラック軸に摺接する支持突部とを有するものであって、
前記係合溝の深さは、前記係合突部の高さよりも深く設定されるとともに、
前記係合突部の基端部には、前記筒体の外周と前記ハウジングの内周との間に空隙を形成する凹部が設けられること、を特徴とするラック軸支持構造。
【請求項２】
請求項１に記載のラック軸支持構造において、
前記凹部は、前記基端部における前記筒体の厚みを薄肉とすることにより形成されること、を特徴とするラック軸支持構造。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のラック軸支持構造において、
ラックブッシュには、アニーリング処理が施されること、
を特徴とするラック軸支持構造。
【請求項４】
請求項１〜請求項３の何れかに記載のラック軸支持構造を有する操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラック軸支持構造及び操舵装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ラックアンドピニオン式の操舵装置において、ラック軸は、ハウジングに挿通され同ハウジングとの間に介装されたラックブッシュにより摺動可能に支持される。ラックブッシュは、ラック軸が挿通される筒体を有しており、同筒体は、その外周に形成された係合突部がハウジング内周に形成された係合溝と係合することにより軸方向の移動が規制される。そして、ラック軸は、筒体の内周面（又は同内周面に設けられた支持突部）と摺接することにより、軸方向に沿って摺動可能に支持される。
【０００３】
ところで、こうしたラック軸支持構造を採用する操舵装置においては、ラックブッシュによるラック軸の支持力（所謂締め代）を適正に保ち摺動抵抗の最小化を図るとともに、その打音の発生を防止することが重要な課題となる。そこで、従来、ラック軸と摺接する支持部を係合突部の背面に設け、且つ係合溝の溝深さを係合突部の高さよりも深く設定するとともに、ハウジング内周に係合溝と隣接するテーパ面を形成したものがある（特許文献１参照）。
【０００４】
即ち、このような構成とすることで、ラックブッシュは、テーパ面の範囲において径方向外側に弾性変形可能となり、これによりラック軸を弾性的に保持することができる。その結果、ラック軸支持力の適正化を図り、良好な摺動特性を確保することができるとともに、支持突部に作用する衝撃荷重をその弾性変形により吸収して打音の発生を効果的に抑制することができる。
【特許文献１】特開平６−１１５４３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の構成では、主として金属からなるハウジングへの追加工を要するためコスト増となる。また、図５に示すように、ラックブッシュ４１が径方向外側に弾性変形する際に、係合突部４２は係合溝４３内に没入することになるが、このとき、筒体４４は、ハウジング４５の内周に形成されたテーパ面４６の始端４６ａを支点として係合突部４２が円弧状の軌跡を描くように弾性変形する。このため、係合突部４２は係合溝４３の壁面４３ａに押し付けられるように摺接しつつ同係合溝４３内に没入することとなり、その摩擦に起因する引っ掛かりの発生によって円滑な弾性変形が妨げられるおそれがある。従って、こうした従来の構成では、上述の効果も限定的なものに留まるを得ず、この点になお、改善の余地を残すものとなっていた。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、構成簡素且つ低コストにて、より効果的に摺動抵抗の最小化及び打音の発生を抑制することのできるラック軸支持構造及び操舵装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、ハウジングに装着されたラックブッシュによりラック軸を摺動可能に支持するラック軸支持構造において、前記ラックブッシュは、樹脂にて形成されてなるとともに、前記ラック軸が挿通される筒体と、前記筒体の外周に設けられ前記ハウジングの内周に形成された係合溝と係合する係合突部と、該係合突部の背面において前記筒体の内側に突設され前記ラック軸に摺接する支持突部とを有するものであって、前記係合溝の深さは、前記係合突部の高さよりも深く設定されるとともに、前記係合突部の基端部には、前記筒体の外周と前記ハウジングの内周との間に空隙を形成する凹部が設けられること、を要旨とする。
【０００８】
上記構成によれば、凹部により形成される筒体の外周とハウジングの内周との間の空隙によって、筒体は、係合突部（及び支持突部）近傍において径方向に弾性変形可能となり、これにより、ラック軸を弾力的に支持して、その摺動抵抗の最小化を図るとともに、打音の発生を抑制することができる。また、ハウジング側に追加工を施す必要がなく、且つ、凹部の形成は、ラックブッシュの金型を変更するのみで対応できるため、低コストにて実施可能である。更に、凹部の厚みや形状等によってその弾性変化特性を容易に変更することが可能となる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、前記凹部は、前記基端部における前記筒体の厚みを薄肉とすることにより形成されること、を要旨とする。
上記構成によれば、筒体は、その薄肉部、即ち係合突部により近い位置において柔軟に弾性変形する。従って、係合突部は、係合溝の壁面に押し付けられることなく同壁面に沿うように滑らかに係合溝内に没入可能であり、これにより、係合突部と壁面との摩擦による引っ掛かり等を引き起こすことなく、より円滑に筒体を弾性変形させることができる。その結果、さらなる摺動抵抗の最小化及び一層の打音の抑制を図ることができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、ラックブッシュには、アニーリング処理が施されること、を要旨とする。
上記構成によれば、ラックブッシュの形状（主として支持突部のラック軸摺接面）の歪みを低減することができ、これにより、ラック軸の支持力（締め代）及び摺動抵抗の安定化を図ることができる。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３の何れかに記載のラック軸支持構造を有する操舵装置であること、を要旨とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、構成簡素且つ低コストにて、より効果的に摺動抵抗の最小化及び打音の発生を抑制することが可能なラック軸支持構造及び操舵装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、本実施形態の操舵装置は、ラックアンドピニオン式の操舵装置であり、周面にラック歯２ａが形成されたラック軸２は、円筒状をなすハウジング３の筒内に挿通されるとともに、同ラック軸２とハウジング３との間に介装されたラックブッシュ４により摺動可能に支持されている。
【００１４】
具体的には、本実施形態のハウジング３は、円筒状に形成されたラックチューブ５と、同ラックチューブ５の一端に設けられラック歯２ａに噛合されたピニオン軸６を収容するギヤハウジング７と、同ギヤハウジング７の他端側に設けられるとともにその筒内にラックブッシュ４が装着されたエンドハウジング８とにより構成されている。そして、本実施形態では、ラック軸２は、そのラックブッシュ４、及びギヤハウジング７に設けられたラックホルダ９により、軸方向に沿って摺動可能に支持されている。
【００１５】
また、ラック軸２の両端には、ボールジョイント１０を介してタイロッド１１が連結されており、これらラック軸２とタイロッド１１との連結部分は、ギヤハウジング７及びエンドハウジング８の端部に装着された蛇腹状のブーツ１２により包囲されている。そして、各タイロッド１１の先端は、図示しないナックルアームと連結されている。
【００１６】
即ち、ピニオン軸６と噛合されたラック軸２は、ステアリング操作に伴うピニオン軸６の回転により軸方向に沿って摺動する。そして、その往復動がタイロッド１１を介してナックルアームに伝達されることにより図示しない操舵輪の舵角が変更されるようになっている。
【００１７】
（ラック軸支持構造）
次に、本実施形態の操舵装置におけるラック軸支持構造（エンドハウジング側）について詳述する。
【００１８】
図２に示すように、本実施形態では、エンドハウジング８の筒内には、ラックブッシュ４が装着される装着部２１が形成されており、同装着部２１には周方向に延びる環状の係合溝２２が凹設されている。尚、本実施形態では、エンドハウジング８は、金属により形成されている。
【００１９】
一方、本実施形態のラックブッシュ４は、ラック軸２が挿通される円筒状の筒体２３と、同筒体２３の外周において径方向外側に突設された係合突部２４と、筒体２３の内周において係合突部２４の背面から同筒体２３の内側に突設された支持突部２５と有している。本実施形態では、係合突部２４及び支持突部２５は、筒体２３の一端（ボールジョイント１０側の端部、図１参照）に設けられるとともに、筒体２３の周方向に沿って環状に延設されている。また、本実施形態では、ラックブッシュ４の筒体２３の外径は、エンドハウジング８側の装着部２１の内径と略等しく形成されており、同筒体２３は、装着部２１に装着されることにより、その外周面２３ａが装着部２１の内周面２１ａと密着するように構成されている。そして、ラックブッシュ４は、その係合突部２４がエンドハウジング８側の係合溝２２に係合されることにより軸方向の移動が規制され、その筒体２３に挿通されたラック軸２は、同筒体２３の内側に突設された支持突部２５により摺動可能に支持されるようになっている。
【００２０】
また、本実施形態では、ラックブッシュ４は、樹脂（POM:polyoxymethylen）により形成されるとともに、長時間の高温加熱の後、徐々に冷却する熱処理、即ちアニーリング処理が施されている。そして、本実施形態では、係合溝２２の深さ（径方向長さ）ｈ０は、係合突部２４の高さ（筒体２３の外周面２３ａを基準とした径方向への突出量）ｈ１よりも深く設定されるとともに（ｈ０＞ｈ１）、筒体２３には、同筒体２３の径方向への拡径を可能とするスリット（図示略）が形成されている。尚、このスリットの構成は周知のものであり、その詳細については、上記特許文献１（第４図）、並びに特開２０００−１７７６０６号公報（第８，１０図）に開示のものを参照されたい。
【００２１】
また、本実施形態では、係合突部２４の基端部には、筒体２３の外周とエンドハウジング８側の装着部２１内周との間に空隙を形成する凹部２７が形成されている。具体的には、本実施形態では、凹部２７は、係合突部２４の基端部に同係合突部２４に沿って筒体２３の他の部分の厚みｄ０よりもその厚みｄ１が薄く設定された薄肉部２８（ｄ０＞ｄ１）を設けることにより形成されている。
【００２２】
以上、本実施形態によれば、以下のような作用効果を得ることができる。
（１）ラックブッシュ４は、樹脂にて形成されてなり、ラック軸２が挿通される円筒状の筒体２３と、同筒体２３の外周において径方向外側に突設されエンドハウジング８側の装着部２１に形成された係合溝２２と係合する係合突部２４と、筒体２３の内周において係合突部２４の背面から同筒体２３の内側に突設された支持突部２５と有する。そして、係合突部２４の基端部には、筒体２３の外周とエンドハウジング８側の装着部２１内周との間に空隙を形成する凹部２７が形成される。
【００２３】
上記構成によれば、凹部２７により形成される筒体２３の外周とエンドハウジング８の内周との間の空隙によって、筒体２３は、係合突部２４（及び支持突部２５）近傍において径方向に弾性変形可能となり（図３参照）、これにより、ラック軸２を弾力的に支持して、その摺動抵抗の最小化を図るとともに、打音の発生を抑制することができる。また、エンドハウジング８側に追加工を施す必要がなく、且つ、凹部２７の形成は、ラックブッシュ４の金型を変更するのみで対応できるため、低コストにて実施可能である。更に、凹部２７の厚みや形状等によってその弾性変化特性を容易に変更することが可能となる。
【００２４】
（２）凹部２７は、係合突部２４の基端部に同係合突部２４に沿って筒体２３の他の部分の厚みｄ０よりもその厚みｄ１が薄く設定された薄肉部２８を設けることにより形成される。
【００２５】
上記構成によれば、筒体２３は、この薄肉部２８、即ち係合突部２４により近い位置において柔軟に弾性変形する（図３参照）。従って、係合突部２４は、係合溝２２の壁面２２ａに押し付けられることなく同壁面２２ａに沿うように滑らかに係合溝２２内に没入可能であり、これにより、係合突部２４と壁面２２ａとの摩擦による引っ掛かり等を引き起こすことなく、より円滑に筒体２３を弾性変形させることができる。その結果、さらなる摺動抵抗の最小化及び一層の打音の抑制を図ることができる。
【００２６】
（３）ラックブッシュ４には、アニーリング処理が施される。このような構成とすれば、その形状（主として支持突部２５のラック軸摺接面）の歪みを低減することができ、これにより、ラック軸２の支持力（締め代）及び摺動抵抗の安定化を図ることができる。
【００２７】
なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
・本実施形態では、ラックチューブ５、ギヤハウジング７及びエンドハウジング８によりハウジング３が構成された操舵装置に具体化した。しかし、これに限らず、一体式のハウジングを有するものに具体化してもよい。また、操舵装置は、マニュアル式のものに限らずパワーステアリング装置に具体化してもよく、その形式は、油圧式でも電動式であってもよい。
【００２８】
・本実施形態では、係合突部２４の基端部に同係合突部２４に沿って筒体２３の他の部分の厚みｄ０よりもその厚みｄ１が薄く設定された薄肉部２８を設けることにより凹部２７を形成した。しかし、これに限らず、凹部は、係合突部の基端部において筒体の外周を切り欠くことにより形成してもよい。更に、図４に示すラックブッシュ３４ように、筒体２３の壁部を径方向内側に屈曲させた変形部３５を設けることにより凹部３７を形成する構成としてもよい。尚、この場合、凹部３７を形成する変形部３５の厚みを筒体２３の他の部分の厚みよりも薄くすることで上記（２）の効果を得ることができる。
【００２９】
・本実施形態では、エンドハウジング８側の係合溝２２及びラックブッシュ４側の係合突部２４は、ともに周方向に沿って環状に形成されることとしたが、必ずしも環状である必要はなく、これ以外の形状のものを複数箇所に設ける等の構成であってもよい。また、支持突部２５の形状も環状に限定されるものではない。
【００３０】
・本実施形態では、ラックブッシュ４は、ＰＯＭ（polyoxymethylen）により形成されることとしたが、その他のエンジニアプラスチック等、これ以外の樹脂材により形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本実施形態の操舵装置の概略構成を示す断面図。
【図２】本実施形態のラック軸支持構造を模式的に示す断面図。
【図３】本実施形態のラック軸支持構造の作用説明図。
【図４】別例のラック軸支持構造を模式的に示す断面図。
【図５】従来のラック軸支持構造の課題を示す作用説明図。
【符号の説明】
【００３２】
２…ラック軸、３…ハウジング、４，３４…ラックブッシュ、８…エンドハウジング、２１…装着部、２１ａ…内周面、２２…係合溝、２２ａ…壁面、２３…筒体、２４…係合突部、２５…支持突部、２７，３７…凹部、２８…薄肉部、ｈ０…深さ、ｈ１…高さ。
【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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