(57)【要約】【課題】比較的簡易かつ安価な構成を採りながら、操舵フィーリングの向上やラトル音の防止等を効果的に実現したラック＆ピニオン式ステアリングギヤを提供する。【解決手段】ピニオン２９は、ラックシャフト３３の下方（斜め下方）に位置しており、水平面に対して１０゜の角度をもって傾斜している。また、ピニオン２９は、ステアリングギヤケース２１に形成されたグリース溜まり５１に囲繞されており、その歯部３０がグリース溜まり５１に充填されたグリース５３に浸漬されている。グリース５３はそのちょう度が３２５に設定されている。図中、符号５５はラックシャフト３３が収納されるラック室を示しているが、ラックシャフト３３とラック室５５の壁面との間隙が小さく設定されている。【選択図】  図２
2005001478.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングシャフトに連結されたピニオンと、
当該ピニオンに噛み合うラックを有するラックシャフトと、
当該ピニオンと当該ラックシャフトとを収納するステアリングギヤケースと
を備えたラック＆ピニオン式ステアリングギヤであって、
前記ピニオンが前記ラックシャフトの下部に配置され、
前記ステアリングギヤケースに前記ピニオンの少なくとも一部を囲繞するグリース溜まりが形成され、
当該グリース溜まりにちょう度３００以上のグリースが充填されたことを特徴とするラック＆ピニオン式ステアリングギヤ。
【請求項２】
電動アシスト機構により駆動補助されることを特徴とする、請求項１記載のラック＆ピニオン式ステアリングギヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ラック＆ピニオン式ステアリングギヤに係り、詳しくは、ピニオンやラックシャフトの摩耗防止等を図る技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、パワーステアリング装置用の動力源としては、ベーン方式の油圧ポンプが用いられており、この油圧ポンプをエンジンにより駆動するものが多かった。ところが、この種のパワーステアリング装置は、油圧ポンプを常時駆動することによるエンジンの駆動損失が大きい（最大負荷時において、数馬力〜十馬力程度）ため、小排気量の軽自動車等への採用が難しく、比較的大排気量の自動車でも走行燃費が無視できないほど低下することが避けられなかった。そこで、これらの問題を解決するものとして、電動モータを動力源とする電動パワーステアリング装置が近年注目されている。電動パワーステアリング装置では、電動モータの電源に車載バッテリを用いるために直接的なエンジンの駆動損失（油圧ポンプにかかるエンジンの駆動損失）が無く、かつ、電動モータが操舵アシスト時にのみ起動されるため走行燃費の低下も抑えられる他、電子制御が極めて容易に行える等の特長を有している。
【０００３】
一方、乗用車用のステアリングギヤとしては、高剛性かつ軽量であること等から、現在ではラックピニオン式が主流となっている（例えば、特許文献１参照）。そして、電動パワーステアリング装置にラックピニオン式ステアリングギヤを採用する場合、ステアリングシャフトやピニオン自体を駆動するべく、コラム側部やピニオン近傍に電動モータを配置したコラムアシスト型やピニオンアシスト型が一般に用いられる。図３は従来のコラムアシスト型ＥＰＳの要部を示す縦断面図であり、ステアリングギヤケース２１には、ラックシャフト３３とピニオン２９とからなるラック＆ピニオン機構２３が収納されると共に、インプットシャフト２５からの操舵力をアシストする電動アシスト機構２４が一体的に設けられている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−１９３１１８号公報  （第４頁、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のＥＰＳには、ピニオンとラックシャフトとの潤滑に起因する次のような問題があった。ＥＰＳでは、ラックに対して操舵アシストが行われる油圧パワーステアリング装置とは異なり、アシスト力がピニオン２９とラック３１との噛合面にすべて作用する。ところが、前述した従来のＥＰＳではラックシャフト３３の上方（斜め上方）にピニオン２９が配置されているため、ラックシャフト３３の軸方向移動に伴ってグリースがピニオン２９とラックシャフト３３のラック３１との間から流出することが避けられなかった。その結果、ラック出力が大きくなるにつれギヤの歯元応力を抑えることを目的に、ギヤ歯の大きさを大きくするため、ギヤ歯の噛合長さが長くなりピニオン２９の歯部３０とラック３１との噛合面にグリース切れが起こり、ステアリングギヤの伝達効率が低下したり、噛合面の摩耗が進行してがたが発生することがあることから、これを防ぐためにギヤ歯を大きくするにつれラック＆ピニオンギヤ自体も大きくし噛合面圧を下げて対応している。近年は小型車クラスへＥＰＳが採用されるべく、ＥＰＳのアシストトルクの増強を要求されている。一方で更なる軽量化が要求されているため、グリースの潤滑性を向上させる構造が必要になる。
【０００６】
本発明は、上記状況に鑑みなされたもので、ピニオンやラックシャフトの摩耗防止等を図ったラック＆ピニオン式ステアリングギヤを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１の発明では、ステアリングシャフトに連結されたピニオンと、当該ピニオンに噛み合うラックを有するラックシャフトと、当該ピニオンと当該ラックシャフトとを収納するステアリングギヤケースとを備えたラック＆ピニオン式ステアリングギヤであって、前記ピニオンが前記ラックシャフトの下部に配置され、前記ステアリングギヤケースに前記ピニオンの少なくとも一部を囲繞するグリース溜まりが形成され、当該グリース溜まりにちょう度３００以上のグリースが充填されたものを提案する。
【０００８】
また、請求項２の発明では、請求項１のラック＆ピニオン式ステアリングギヤにおいて、電動アシスト機構により駆動補助されるものを提案する。
【０００９】
本発明によれば、グリース溜まり内のグリースにその歯部が浸漬されたピニオンが回転すると、ピニオンに掻き上げられたグリースによりピニオンとラックとの噛合面が潤滑される。また、グリースは、そのちょう度が３００以上と軟質であるため、冬季や寒冷地等においても硬化し難くなり、ピニオンによる掻き上げが良好に行われる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面を参照して説明する。
【００１１】
図１は、実施形態に係る電動パワーステアリング装置を示した平面図であり、図２はステアリングギヤの要部縦断面図である。図１中に符号１で示した部材はステアリングコラムであり、アッパステアリングシャフト３を回動自在に支持している。アッパステアリングシャフト３には、その上端に図示しないステアリングホイールが装着される一方、下端にユニバーサルジョイント５を介してインタミディエートステアリングシャフト７が連結されている。インタミディエートステアリングシャフト７には、その下端にユニバーサルジョイント９を介してステアリングギヤ１１が連結されている。図１中、符号１３，１５はステアリングギヤ１５の左右端に連結されたタイロッドを示している。
【００１２】
図２で符号２１で示した部材はステアリングギヤケース（ラック＆ピニオンハウジング）であり、ラック＆ピニオン機構２３とピニオンアシスト型の電動アシスト機構２４とを保持している。
【００１３】
ラック＆ピニオン機構２３は、ユニバーサルジョイント９に連結されたインプットシャフト２５にトーションバー２７を介して連結されたピニオン２９や、ピニオン２９の歯部３０に噛み合うラック３１が下面に形成されたラックシャフト３３、ラックシャフト３３をピニオン２９に押し付けるラックガイド３５等から構成されている。
【００１４】
一方、電動アシスト機構２４は、図示しないパワーアシスト制御装置に駆動制御される電動モータ３７や、電動モータ３７のシャフト３９に固着されたウォーム４１，ピニオン２９に外嵌・固着されてウォーム４１に噛み合うウォームホイール４３等から構成されている。図２中、符号４５で示した部材はトーションバー２７の捻れ量から操舵トルクを検出するトルクセンサであり、符号４７，４９で示した部材はピニオン２９を回転自在に支持する深溝玉軸受である。
【００１５】
ピニオン２９は、ラックシャフト３３の下方（斜め下方）に位置しており、水平面に対して１０゜の角度をもって傾斜している。また、ピニオン２９は、ステアリングギヤケース２１に形成されたグリース溜まり５１に囲繞されており、その歯部３０がグリース溜まり５１に充填されたグリース５３に浸漬されている。本実施形態の場合、グリース５３はそのちょう度が３２５に設定されている。図中、符号５５はラックシャフト３３が収納されるラック室を示しているが、本実施形態ではラックシャフト３３とラック室５５の壁面との間隙が小さく設定されている。
【００１６】
以下、第１実施形態の作用を述べる。
【００１７】
運転者がステアリングホイールを左右いずれかの方向に操舵すると、トルクセンサ４５が操舵トルクを検出することにより、パワーアシスト制御装置からの駆動電流を受けて電動モータ３７が起動される。これにより、電動モータ３７のシャフト３９に固着されたウォーム４１が回転し、その回転力がウォームホイール４３を介してピニオン２９に伝達される。ピニオン２９が回転すると、ピニオン２９にラック３１が噛み合ったラックシャフト３３が軸方向に駆動され、タイロッド１３，１５に連結された図示しない左右のホイールが転舵される。
【００１８】
本実施形態の場合、ピニオン２９がグリース溜まり５１内で回転すると、ピニオン２９に掻き上げられたグリース５３がピニオン２９の歯部３０とラックシャフト３３のラック３１との間に供給される。これにより、ピニオン２９の歯部３０とラック３１との間でのグリース切れを防ぎ、従来装置で問題となっていたステアリングギヤ１１における伝達効率の低下や、ピニオン２９の歯部３０やラック３１の摩耗に起因するがた等の発生を抑えることができた。図４は運転時間の経過に伴うピニオン２９とラック３１とのがたの増大量を示したグラフであるが、本実施形態（図中に実線で示す）におけるがたの増大が従来装置（図中に二点鎖線で示す）に対して有意に少なくなったことが判る。
【００１９】
また、本実施形態においては、グリース５３のちょう度が３２５と高いため、冬季や寒冷地における運転時にもグリース５３が硬化し難く、掻き上げが良好に行われる。そして、ラックシャフト３３とラック室５５の壁面との間隙が小さいため、グリース５３がラックシャフト３３の軸方向移動により流出することが少なくなると共に、グリース５３の充填量も少なくすることができた。
【００２０】
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明の態様は上記実施形態に限られるものではない。例えば、上記実施形態は、ピニオンアシスト式電動パワーステアリング装置のラック＆ピニオン式ステアリングギヤに本発明を適用したものであるが、コラムアシスト式等の電動パワーステアリング装置はもちろんのこと、油圧パワーステアリング装置、デュアルピニオンタイプ、ボールスクリュータイプ、さらにはマニュアル型のラック＆ピニオン式ステアリングギヤに適用してもよく、これらの場合にも上述した本発明による作用が得られる。その他、グリース溜まりの形状やグリースのちょう度等についても、上記実施形態での例示に限られるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲であれば適宜変更可能である。
【００２１】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明に係るラック＆ピニオン式ステアリングギヤによれば、ステアリングシャフトに連結されたピニオンと、当該ピニオンに噛み合うラックを有するラックシャフトと、当該ピニオンと当該ラックシャフトとを収納するステアリングギヤケースとを備えたラック＆ピニオン式ステアリングギヤであって、前記ピニオンが前記ラックシャフトの下部に配置され、前記ステアリングギヤケースに前記ピニオンの少なくとも一部を囲繞するグリース溜まりが形成され、当該グリース溜まりにちょう度３００以上のグリースが充填されたものとしたため、ピニオンに掻き上げられたグリースによりピニオンとラックとの噛合面が良好に潤滑され、ステアリングギヤにおける伝達効率の低下や、ピニオンの歯部やラックの摩耗に起因するがた等が発生し難くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る電動パワーステアリング装置を示した平面図である。
【図２】実施形態に係るステアリングギヤの要部縦断面図である。
【図３】従来のコラムアシスト型電動パワーステアリング装置の要部縦断面図である。
【図４】運転時間の経過に伴うピニオンとラックとのがたの増大量を示したグラフである。
【符号の説明】
２１‥‥ステアリングギヤケース
２３‥‥ラック＆ピニオン機構
２５‥‥電動アシスト機構
２９‥‥ピニオン
３０‥‥歯部
３１‥‥ラック
３３‥‥ラックシャフト
５１‥‥グリース溜まり
５３‥‥グリース
５５‥‥ラック室
【図１】
2005001478.tif 000003
【図２】
2005001478.tif 000004
【図３】
2005001478.tif 000005
【図４】
2005001478.tif 000006