(57)【要約】【課題】理想的な潤滑状態を維持しつつ、摩耗の進行を妨げることができ、その結果、異音の発生を抑えること。【解決手段】ステアリングを実車に搭載した時に、ラック軸３とピニオン軸２の噛合部の上方部に、グリース溜り２０（グリース貯留部）が設けてある。これにより、上方をキャップ２１で、下方をころがり軸受２ａ（シール無し中間軸受）の転動体３１と保持器３２で仕切られたグリース溜り２０（グリース貯留部）にあるグリースの基油は、グリースから徐々に離油し重力によって、中間軸受２ａの内部の転動体３１と保持器３２の隙間を通り、ピニオン軸２の外径部に伝わって、その下方のラック軸３とピニオン軸２との噛合部、及び、プレッシャーパッド５等のラックガイド部に供給される。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングシャフトに連結したピニオン軸に、ハウジングに摺動自在に設けたラック軸を噛合して、操舵力を転舵輪に伝達するための車両用ラック・ピニオン式ステアリング装置において、
実車に搭載したときに、前記ラック軸とピニオン軸との噛合部より上方に位置するように、グリースを少なくとも前記ラック軸とピニオン軸とに供給するためのグリース貯留部が設けてあることを特徴とする車両用ラック・ピニオン式ステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、理想的な潤滑状態を維持しつつ、摩耗の進行を妨げることができ、その結果、異音の発生を抑えることができる車両用ラック・ピニオン式ステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的には、マニュアルステアリング装置（以下、Ｍ／Ｓ）、油圧式パワーステアリング装置（以下、ＨＰＳ）、及び、ピニオンアシスト式電動パワーステアリング（以下、ＰＥＰＳ）では、その全てに於いて、ラックとピニオン部の潤滑剤として、密封性、及び部分的な摺動部への保持性の観点から、グリースが使用されている。
【０００３】
また、一方で、ラック・ピニオン部の負荷の小さいＨＰＳ、又は、軽自動車用のＭ／Ｓに於いては、ラック・ピニオンギア部及びラックガイド部の摩耗に起因して、ガタ発生し、異音が発生するといったことは、従来、比較的問題とはならなかった。
【０００４】
しかし、軽自動車でも、ラック・ピニオン部の負荷が大きくなるコラムアシスト式電動パワーステアリング装置（以下ＣＥＰＳ）と組み合わせたＭ／Ｓに於いては、ラック・ピニオンギア部等の摩耗によるガタや異音の発生は、問題となることがあった。
【０００５】
さらに、今後、小型乗用車から中型乗用車等に於いては、ＣＥＰＳやＰＥＰＳが使用されることが進められており、ますます、その部分の負荷が大きくなり、耐摩耗性対策が重要になってきている。
【０００６】
図５は、従来に係り、ピニオンアシスト式電動パワーステアリング装置を備えた車両用ラック・ピニオン式ステアリング装置の縦断面図である。
【０００７】
ピニオンアシスト式電動パワーステアリング装置では、ロアーシャフト１（入力軸）の車両前方側には、出力軸２（ピニオン軸）が連結してある。この出力軸２（ピニオン軸）には、ステアリングギヤのラック軸３が噛合してある。
【０００８】
なお、ロアーシャフト１（入力軸）は、アッパー側軸受１ａにより回転自在に支持してあり、出力軸２（ピニオン軸）は、中間軸受２ａとロア側軸受２ｂとにより回転自在に支持してある。
【０００９】
ラック３は、ラックガイド部のプレッシャーパッド５を介してコイルバネ４により、出力軸（ピニオン軸）２に向けて弾性的に付勢して常時押圧してある。
【００１０】
出力軸２には、トーションバー６の基端が圧入固定してあり、このトーションバー６は、中空に形成した入力軸１の内部を延在して、その先端が入力軸１の端部に固定してある。
【００１１】
入力軸１の車両前方側には、トルクセンサー部が設けてある。例えば、入力軸１の車両前方側に、トルクセンサー検出用の溝７が形成してあり、これら検出用の溝７の径方向外方には、トルクセンサーのスリーブ８が配置してある。スリーブ８の径方向外方には、コイル９や基板等が設けてある。
【００１２】
出力軸２には、電動モータ１０の駆動軸であるウォーム１１に噛合したウォームホイール１２が嵌合してある。
【００１３】
従って、運転者がステアリングホイール（図示略）を操舵することにより発生した操舵力は、入力軸１、トーションバー６、出力軸２、ラック軸３、及びタイロッド等を介して、図示しない転舵輪に伝達される。
【００１４】
また、電動モータ１０の回転力は、そのウォーム１１及びウォームホイール１２を介して出力軸２に伝達されるようになっており、電動モータ１０の回転力及び回転方向を適宜制御することにより、出力軸２に適切な操舵補助トルクを付与できるようになっている。
【００１５】
ところで、従来のグリース塗布方法では、組立時に、ピニオン軸２の歯溝の部分、ラック軸３の歯溝の部分、及びラックガイド部（プレッシャーパッド５）と摺動する部分に、まんべんなくグリースを塗布している。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、実車によるステアリングホイールの回転を数回繰り返しただけで、それに繋がるピニオン軸２の歯溝及びラック軸３の歯溝のグリースは、押し退けられて、摺動部外に滞留することになる。
【００１７】
滞留したグリースも、その基油の分離により流れ出て、一部は、摺動部に戻されるものもあるが、特にＰＥＰＳやＣＥＰＳのＭ／Ｓの様に、ラック・ピニオンギアの負荷が大きいものでは、それだけでは、潤滑が十分ではなく、摩耗が進行した結果、ガタの増加から異音の発生に至り、車両の定期点検時に、アジャストねじを再調整し、適正ガタにする作業が必要となる。又、定期点検前に異音が発生して、市場不具合として返却されるケースも考えられる。
【００１８】
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであって、理想的な潤滑状態を維持しつつ、摩耗の進行を妨げることができ、その結果、異音の発生を抑えることができる車両用ラック・ピニオン式ステアリング装置を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の請求項１に係る車両用ラック・ピニオン式ステアリング装置は、ステアリングシャフトに連結したピニオン軸に、ハウジングに摺動自在に設けたラック軸を噛合して、操舵力を転舵輪に伝達するための車両用ラック・ピニオン式ステアリング装置において、
実車に搭載したときに、前記ラック軸とピニオン軸との噛合部より上方に位置するように、グリースを少なくとも前記ラック軸とピニオン軸とに供給するためのグリース貯留部が設けてあることを特徴とする。
【００２０】
このように、請求項１によれば、実車に搭載したときに、ラック軸とピニオン軸との噛合部より上方に位置するように、グリースを少なくともラック軸とピニオン軸とに供給するためのグリース貯留部が設けてあるため、グリース貯留部のグリースから離油する基油を長期間に亙って少しずつラック・ピニオンの噛合部とラックガイド部等に供給し、理想的な潤滑状態を維持しつつ、摩耗の進行を妨げることができ、その結果、異音の発生を抑えることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係る車両用ラック・ピニオン式ステアリング装置を図面を参照しつつ説明する。
【００２２】
（第１実施の形態）
図１は、本発明の第１実施の形態に係り、ピニオンアシスト式電動パワーステアリング装置を備えた車両用ラック・ピニオン式ステアリング装置の正面図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った縦断面図である。
【００２３】
ピニオンアシスト式電動パワーステアリング装置では、ロアーシャフト１（入力軸）の車両前方側には、出力軸２（ピニオン軸）が連結してある。この出力軸２（ピニオン軸）には、ステアリングギヤのラック軸３が噛合してある。
【００２４】
なお、ロアーシャフト１（入力軸）は、アッパー側軸受１ａにより回転自在に支持してあり、出力軸２（ピニオン軸）は、中間軸受２ａ（シール無し）とロア側軸受２ｂとにより回転自在に支持してある。
【００２５】
ラック軸３は、ラックガイド部のプレッシャーパッド５を介してコイルバネ４により、出力軸（ピニオン軸）２に向けて弾性的に付勢して常時押圧してある。
【００２６】
出力軸２には、トーションバー６の基端が圧入固定してあり、このトーションバー６は、中空に形成した入力軸１の内部を延在して、その先端が入力軸１の端部に固定してある。
【００２７】
入力軸１の車両前方側には、トルクセンサー部が設けてある。例えば、入力軸１の車両前方側に、トルクセンサー検出用の溝７が形成してあり、これら検出用の溝７の径方向外方には、トルクセンサーのスリーブ８が配置してある。スリーブ８の径方向外方には、コイル９や基板等が設けてある。
【００２８】
出力軸２には、電動モータ１０の駆動軸であるウォーム１１に噛合したウォームホイール１２が嵌合してある。
【００２９】
従って、運転者がステアリングホイール（図示略）を操舵することにより発生した操舵力は、入力軸１、トーションバー６、出力軸２、ラック軸３、及びタイロッド１３等を介して、図示しない転舵輪に伝達される。
【００３０】
また、電動モータ１０の回転力は、そのウォーム１１及びウォームホイール１２を介して出力軸２に伝達されるようになっており、電動モータ１０の回転力及び回転方向を適宜制御することにより、出力軸２に適切な操舵補助トルクを付与できるようになっている。
【００３１】
さて、本第１実施の形態では、ステアリングを実車に搭載した時に、ラック軸３とピニオン軸２の噛合部の上方部に、グリース溜り２０（グリース貯留部）が設けてある。
【００３２】
これにより、組立時に塗布されたグリースが摺動部外に押し退けられた後でも、上方をキャップ２１で、下方をころがり軸受２ａ（シール無し中間軸受）の転動体３１と保持器３２で仕切られたグリース溜り２０（グリース貯留部）にあるグリースの基油は、グリースから徐々に離油し重力によって、中間軸受２ａの内部の転動体３１と保持器３２の隙間を通り、ピニオン軸２の外径部に伝わって、その下方のラック軸３とピニオン軸２との噛合部、及び、プレッシャーパッド５等のラックガイド部に供給される。
【００３３】
従って、理想的な潤滑状態を維持しつつ、各摺動部の摩耗を著しく抑制することができ、その結果、ガタの発生が少なく、異音に対する耐久性を向上することができる。
【００３４】
図２に、ピニオンアシストタイプ電動パワーステアリングの実施形態を示すが、実車に搭載した時に、ピニオン軸２の角度は、車両によりばらつき、対地垂直軸〜４０度位の範囲で傾くものがほとんどである。なお、図２は、約３０度傾けてある。
【００３５】
通常、ウォームホィール１２には、合成樹脂が使用されることと、ギア面圧が異なるため、ウォームホィール１２・ウォーム１１の噛合部のグリースと、ラック・ピニオンギア部のグリースとは、異なる物を使用する場合が多い。
【００３６】
本実施形態では、ウォームギア室と、ラック・ピニオンギア室とは、グリースが混合しないように、プレスで製作した安価なキャップ２１を使用している。なお、これに代えて、シール類を使用しても差し支えない。
【００３７】
本実施形態では、キャップ２１を上部側仕切りとし、下部側仕切りを中間軸受２ａとして、斜線の空間（２０）を組立時にグリースを充満させることによって、グリース溜り２０（グリース貯留部）を設定している。
【００３８】
中間軸受２ａは、ラック・ピニオンギアのラジアル分力をロア側軸受２ｂと共に受けて、ピニオン軸２を回転可能に支持している。なお、本実施形態では、軸受２ａ，２ｂの潤滑剤と、ラック・ピニオンギアの潤滑剤とは、共通である。
【００３９】
又、本実施形態では、中間軸受２ａに仕切りとしての機能を兼務させている。中間軸受２ａは、外輪と内輪の中間に存在する転動体３１とそれを保持する保持器３２によって、その上下はある隙間をもっている。
【００４０】
しかし、グリース溜り２０（グリース貯留部）にあるグリースを重力や車両の振動により下側に落下させない程度の稠度に設定してあり、且つ、仕向け地等の環境条件、車両条件に合わせてグリースに含浸されている基油の離油度が設定してある。
【００４１】
グリースは、その特性から時間と温度の関数で徐々に離油する。又、外力により離油が促される性質もあり、ステアリングホイール操作ごとに、中間軸受２ａは、回転するので、グリース溜り２０（グリース貯留部）の下側部分程、離油し易く、いわゆる滴下油潤滑の状態であり、理想的である。
【００４２】
グリース潤滑と言えど、実際に潤滑効果を発揮するのは基油であり、その基油が中間軸受２ａを潤滑した後、徐々にラック・ピニオンギア部、或いはラックガイド部、さらにロア側軸受２ｂを潤滑することになり、高出力化により高圧面となった各摺動部に対して理想的な潤滑状態を維持でき、その結果、摩耗に対する耐久性を大幅に向上することができる。
【００４３】
（第２実施の形態）
図３は、本発明の第２実施の形態に係り、ピニオンアシスト式電動パワーステアリング装置を備えた車両用ラック・ピニオン式ステアリング装置の縦断面図である。
【００４４】
本第２実施の形態では、ラックガイド部は、ころがりタイプに設定してある。すなわち、ラックガイド部では、そのホルダー４１に、ピン４２が設けてあり、このピン４２に、ニードル軸受４３を介して、鼓状のローラ４４が回転自在に設けてある。この鼓状のローラ４４は、皿バネ４５により、出力軸（ピニオン軸）２に向けて弾性的に付勢して、常時押圧してある。
【００４５】
本実施の形態に於いても、グリース溜り（グリース貯留部）の構成、作用、及び効果は、上述した第１実施の形態と同様である。
【００４６】
（第３実施の形態）
図４は、本発明の第３実施の形態に係り、ピニオンアシスト式電動パワーステアリング装置を備えた車両用ラック・ピニオン式ステアリング装置の縦断面図である。
【００４７】
本第３実施の形態では、グリース溜り（グリース貯留部）として、中間軸受２ａの保持器３２が、含油樹脂保持器として構成してあると共に、ピニオン軸２の外周面に、円筒状の含油樹脂５１が設けてある。
【００４８】
本実施の形態に於いても、グリース溜り（グリース貯留部）の構成、作用、及び効果は、上述した第１実施の形態と同様である。
【００４９】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されず、種々変形可能である。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１によれば、実車に搭載したときに、ラック軸とピニオン軸との噛合部より上方に位置するように、グリースを少なくともラック軸とピニオン軸とに供給するためのグリース貯留部が設けてあるため、グリース貯留部のグリースから離油する基油を長期間に亙って少しずつラック・ピニオンの噛合部とラックガイド部等に供給し、理想的な潤滑状態を維持しつつ、摩耗の進行を妨げることができ、その結果、異音の発生を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施の形態に係り、ピニオンアシスト式電動パワーステアリング装置を備えた車両用ラック・ピニオン式ステアリング装置の正面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った縦断面図である。
【図３】本発明の第２実施の形態に係り、ピニオンアシスト式電動パワーステアリング装置を備えた車両用ラック・ピニオン式ステアリング装置の縦断面図である。
【図４】本発明の第３実施の形態に係り、ピニオンアシスト式電動パワーステアリング装置を備えた車両用ラック・ピニオン式ステアリング装置の縦断面図である。
【図５】従来に係り、ピニオンアシスト式電動パワーステアリング装置を備えた車両用ラック・ピニオン式ステアリング装置の縦断面図である。
【符号の説明】
１  入力軸（ロアーシャフト）
１ａ  アッパー側軸受
２  出力軸（ピニオン軸）
２ａ  中間軸受
２ｂ  ロア側軸受
３  ラック軸
４  弾性体（コイルバネ）
５  プレッシャーパッド
６  トーションバー
７  溝
８  スリーブ
９  コイル
１０  電動モータ
１１  ウォーム（駆動ギヤ）
１２  ウォームホイール（従動ギヤ）
１３  タイロッド
２０  グリース溜り（グリース貯留部）
２１  キャップ
３１  転動体
３２  保持器
４１  ホルダー
４２  ピン
４３  ニードル軸受
４４  ローラ
４５  皿バネ
５１  筒状の含油樹脂
【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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