(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングに対して回転自在に支持され、先端にピニオンが設けられたピニオン軸と、上記ピニオンと噛み合うラックを側面に設けたラック軸と、上記ハウジングに形成された筒状のサポートヨーク収容孔と、このサポートヨーク収容孔にその内周面との間に全周にわたって所定の隙間を設けて収容され、上記ラック軸をラックの背面側で支持する凹部が設けられたサポートヨークと、上記ハウジングに取り付けられ、上記サポートヨーク収容孔を塞ぐヨークプラグとを有するラックピニオン式ステアリング装置において、
上記サポートヨークのラック軸側の端部に、上記サポートヨークの外周面および凹部に対して選択的に出没可能に嵌合され、上記サポートヨークの外周面より上記隙間に突出し、且つ上記サポートヨーク収容孔の内周面へ当接した状態で上記サポートヨークとともに上記ラック軸を支持する補助部材を備えることを特徴とするラックピニオン式ステアリング装置。
【請求項２】
上記補助部材が弾性材からなる請求項１に記載のラックピニオン式ステアリング装置。
【請求項３】
上記サポートヨークと上記サポートヨーク収容孔と上記ヨークプラグとで囲まれる空間にリング状弾性部材を介在している請求項１または請求項２に記載の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、自動車などの車両に用いられるラックピニオン式ステアリング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、従来のラックピニオン式ステアリング装置を示す要部断面図である。
図４に示すように、従来のラックピニオン式ステアリング装置は、軸受５１，５２によってハウジング５０に対して回転自在に支持され、先端部にピニオン５３ａが形成されたピニオン軸５３と、そのピニオン軸５３に直交する方向に支持され、ピニオン５３ａと噛み合うラック５４ａが形成されたラック軸５４とを備えている。ピニオン軸５３は図示しないステアリングホイール（ハンドル）に連結されており、ラック軸５４は転舵輪（図示しない）に連結されている。また、ラック軸５４のラック５４ａの背面側は、例えば同図に示すように、円弧状に形成されている。
【０００３】
ハウジング５０にはラック軸５４に直交する筒状のサポートヨーク収容孔５０ａが設けられている。このサポートヨーク収容孔５０ａの内部には、上記ラック軸５４に直接的に摺動接触するサポートヨークシート５６を介在して、そのラック軸５４を支持するサポートヨーク５５、そのサポートヨーク５５の背面側に配置され、当該サポートヨーク収容孔５０ａを塞ぐヨークプラグ５７、及びサポートヨーク５５とヨークプラグ５７との間に圧縮された状態で配置されたスプリング５８が収容されている。
上記ヨークプラグ５７は、サポートヨーク収容孔５０ａの端部に螺着され、ロックナット５９によって所定の位置に固定されている。
【０００４】
上記サポートヨーク５５の外周とサポートヨーク収容孔５０ａの内周との間の全周には、サポートヨーク５５の熱膨張を吸収するため、径方向（図４においては上下方向および垂直方向）の隙間Ｓが設けられている。そして、サポートヨーク５５は、軸方向（図４においては左右方向）に若干の範囲で摺動可能となるように、サポートヨーク収容孔５０ａ内に保持されている。また、サポートヨーク５５はスプリング５８によりラック軸５４に押し付けられ、ラック５４ａとピニオン５３ａとの間に予圧を付加している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のラックピニオン式ステアリング装置では、上記のような隙間Ｓが設けられているため、例えばステアリングホイールの操作や転舵輪から伝わる振動等によって荷重がラック軸５４からサポートヨーク５５に作用したとき、サポートヨーク５５はサポートヨーク収容孔５０ａの軸方向と平行な方向でヨークプラグ５７側に移動するだけでなく、その径方向にも移動しようとする。このため、特にサポートヨーク５５のラック軸５４の端部外周がサポートヨーク収容孔５０ａの内周面に当たり、接触音を発生することがあった。
さらに、サポートヨーク５５の上記端部外周がサポートヨーク収容孔５０ａの内周面に当たることに起因して、ラック５４ａとピニオン５３ａとの噛み合い状態が悪化し、これらのラック５４ａとピニオン５３ａとのガタつきによる歯打ち音を生じることもあった。
その結果、この従来のラックピニオン式ステアリング装置では、上記接触音や歯打ち音が異音としてドライバーに伝わり、ドライバーに不快感を与えてしまうという問題点があった。
【０００６】
そこで、サポートヨーク５５のラック軸５４側端部を、サポートヨーク収容孔５０ａと隙間なく滑動係合できるようにすることが考えられる。しかしながらこの場合には、サポートヨーク５５およびサポートヨーク収容孔５０ａを高い精度で形成することが必要となる。このため、製造コストの増加や組立が困難になる等の問題を生じる。また、特に熱膨張を生じ易いサポートヨーク５５のラック軸５４側端部では隙間がないために、サポートヨーク５５の熱膨張を吸収することができなくなるという問題がある。
本発明は上記の事情に鑑みて提案されたものであって、サポートヨークの接触音やラックとピニオンとのガタつきによる歯打ち音等による異音の発生を抑制することができる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。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために以下の手段を採用している。すなわち、ハウジングに対して回転自在に支持され、先端にピニオンが設けられたピニオン軸と、上記ピニオンと噛み合うラックを側面に設けたラック軸と、上記ハウジングに形成された筒状のサポートヨーク収容孔と、このサポートヨーク収容孔にその内周面との間に全周にわたって所定の隙間を設けて収容され、上記ラック軸をラックの背面側で支持する凹部が設けられたサポートヨークと、上記ハウジングに取り付けられ、上記サポートヨーク収容孔を塞ぐヨークプラグとを有するラックピニオン式ステアリング装置において、上記サポートヨークのラック軸側の端部に、上記サポートヨークの外周面および凹部に対して選択的に出没可能に嵌合され、上記サポートヨークの外周面より上記隙間に突出し、且つ上記サポートヨーク収容孔の内周面へ当接した状態で上記サポートヨークとともに上記ラック軸を支持する補助部材を備えるという手段を採用している（請求項１）。
【０００８】
このように構成されたラックピニオン式ステアリング装置では、サポートヨークがサポートヨーク収容孔に装着された状態で、補助部材をサポートヨーク収容孔の内周面に当接させているので、サポートヨークが径方向へ移動するのを規制することができる。また、サポートヨークの外周とサポートヨーク収容孔の内周との間に隙間を設けているので、これらを高い精度で形成する必要がない。
また、補助部材が、サポートヨークの外周面および凹部に対して選択的に出没可能であるので、サポートヨークをサポートヨーク収容孔に装着する際に、容易に作業を行うことができる。すなわち、サポートヨークの凹部より補助部材の凹部側を突出させて、サポートヨークの外周面と補助部材の外周面とが面一あるいはサポートヨークの外周面より補助部材の外周面が引っ込んだ状態で、サポートヨークをサポートヨーク収容孔に装着することにより、容易に装着することが可能である。
【０００９】
また、上記補助部材は弾性材からなることが好ましい（請求項２）。
この場合、補助部材は、ラック軸によって押圧されてサポートヨーク収容孔の内周面に当接した状態で、内周面とサポートヨークの凹部端面とが面一になるように弾性変形するので、この補助部材を高い精度で形成する必要がない。
また、上記サポートヨークと上記サポートヨーク収容孔と上記ヨークプラグとで囲まれる空間にリング状弾性部材を介在していることが好ましい（請求項３）。
この場合、リング状弾性部材によって、サポートヨークの軸方向および径方向の振動を同時に吸収することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係るラックピニオン式ステアリング装置の一実施の形態を示す要部断面図である。以下、図に基づいてこのラックピニオン式ステアリング装置について説明する。
図１に示すようにラックピニオン式ステアリング装置には、軸受２，３によってハウジング１に対して回転自在に支持され、先端部にピニオン５ａが形成されたピニオン軸５と、そのピニオン軸５に直交する方向に支持され、ピニオン５ａと噛み合うラック６ａを側面に形成したラック軸６とが設けられている。ハウジング１の上端部とピニオン軸５との間には、オイルシール４が装着されている。上記ピニオン軸５の他方の先端部には、図示しないステアリングホイール（ハンドル）が連結される。また、ラック軸６は、図の紙面に垂直な方向に延ばされたものであり、その両端部には左右の転舵輪（図示しない）が連結されて、上記ステアリングホイールによって回動可能に構成されている。
【００１１】
上記ハウジング１には、ラック軸６に直交する筒状のサポートヨーク収容孔１ａが設けられている。このサポートヨーク収容孔１ａの内部には、上記ラック軸６をラック６ａの背面６ｂ側で支持する略円柱状のサポートヨーク７、ハウジング１に取り付けられて当該サポートヨーク収容孔１ａを塞ぐヨークプラグ９、サポートヨーク７とヨークプラグ９との間に配置された圧縮コイルばね１０、およびリング状弾性部材としてのＯリング１１が設けられている。
【００１２】
上記サポートヨーク７の外周とサポートヨーク収容孔１ａの内周との間には、サポートヨーク７の熱膨張を吸収するため、径方向（図１においては上下方向および垂直方向）の隙間Ｓが設けられている。そして、サポートヨーク７は、軸方向（図１においては左右方向）に若干の範囲で摺動可能となるように、サポートヨーク収容孔１ａ内に保持されており、かつ圧縮コイルばね１０によってラック軸６の方向に付勢されている。
【００１３】
サポートヨーク７のラック軸６側には、図２(a)に示すようにそのラック６ａの背面６ｂ側の形状に対応して形成された円弧状（曲率半径ｒ）の凹部７ａが設けられている。この凹部７ａには、ラック軸６の直角方向にシート溝７ｆが設けられており、このシート溝７ｆの両端部（サポートヨーク７のラック軸６側の端部）にはそれぞれ溝部７ｄが設けられている。さらに、サポートヨーク７には、上記凹部７ａと反対側の端部の外周に切欠き溝７ｅ、この切欠き溝７ｅの内側にばね収容孔７ｂ、略円柱状の中心部分で凹部７ａとばね収容孔７ｂとを連通した貫通孔７ｃがそれぞれ設けられている。
上記溝部７ｄには、この溝部７ｄと略同一形状の補助部材１２がサポートヨーク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されている。この補助部材１２は、例えば金属や弾性を有する樹脂、ラバー等で構成され、当該補助部材１２の内周面１２ａとサポートヨーク７の凹部７ａ端面とを面一にした状態で、外周面１２ｂがサポートヨーク７の外周面より上記隙間Ｓに突出し、サポートヨーク収容孔１ａの内周面に当接する大きさに形成されている。
【００１４】
上記シート溝７ｆには、ラック軸６に摺接するサポートヨークシート８が取り付けられている。このサポートヨークシート８は、例えば鋼板上に銅板を積層した積層板にフッ素樹脂をさらにコーティングしたものであり、上記ラックの背面６ｂの曲率半径Ｒより小さい曲率半径Ｒ１となる曲面形状に形成されている。これにより、サポートヨーク７をサポートヨーク収容孔１ａに装着する前には、図２(b)示すように補助部材１２を、サポートヨーク７の外周面と補助部材１２の外周面１２ｂとが揃う（このとき、サポートヨーク７の凹部７ａより補助部材１２の内周部１２ｃが突出）ように、サポートヨーク７の溝部７ｄへ嵌合することができる。この状態で、サポートヨーク７をサポートヨーク収容孔１ａに装着すると、図２(c)示すようにサポートヨークシート８はラック軸６により押圧されて凹部７ａ側へ湾曲し、補助部材１２を押圧する。このように押圧されることによって、補助部材１２は溝部７ｄ内を摺動し、外周部１２ｄがサポートヨーク７の外周面より上記隙間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。同時に、補助部材１２の内周面１２ａは、サポートヨーク７の凹部７ａ端面のシート溝７ｆと面一になる。
【００１５】
また、サポートヨークシート８には、突起部８ａが設けられ、この突起部８ａがサポートヨーク７の貫通孔７ｃに圧入されている。これにより、当該サポートヨークシート８は、サポートヨーク７に一体的に取り付けられ、さらにシート溝７ｆに嵌合することによって、ラック軸６から荷重が作用したときでも、サポートヨーク７上で位置ずれを生じることなくその凹部７ａに装着された状態を維持することができる。
上記のように、サポートヨークシート８をラック軸６とサポートヨーク７との間に介在させることにより、ラック軸６との摩擦に対するフリクション低減及び耐摩耗性を向上することができる。
【００１６】
ヨークプラグ９は、サポートヨーク７の切欠き溝７ｅに装着されたＯリング１１を押し潰すように（図３参照）、サポートヨーク収容孔１ａの開口端に螺着され、さらにロックナット１４によって所定の位置に固定されている。このように、Ｏリング１１が押し潰された状態でサポートヨーク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することにより、サポートヨーク７の軸方向および径方向の振動を同時に吸収することができる。
【００１７】
上記圧縮コイルばね１０は、その一端部が上記サポートヨーク７のばね収容孔７ｂの底面に当接し、他端部がヨークプラグ９に当接して、圧縮された状態でサポートヨーク７とヨークプラグ９との間に配置されている。この圧縮コイルばね１０の付勢力によって、サポートヨーク７がサポートヨークシート８を介してラック軸６に押し付けられて、ラック６ａとピニオン５ａとが所定の圧力で噛み合わされる。
【００１８】
以上のように構成されたラックピニオン式ステアリング装置では、補助部材１２の外周面１２ｂが、サポートヨーク７の外周面より突出してサポートヨーク収容孔１ａの内周面に当接しているので、当該補助部材１２によってラック軸６の径方向への移動を規制することができる。これによって、特にサポートヨーク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の内周面に当たり、接触音が発生するのを抑制することができるとともに、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の内周面に当たることに起因して、ラック６ａとピニオン５ａとの噛み合い状態が悪化し、ラック６ａとピニオン５ａとのガタつきによる歯打ち音の発生を抑制することができる。
【００１９】
また、補助部材１２を弾性材で構成する場合には、この補助部材１２は、ラック軸６によってサポートヨークシート８を介して押圧されてサポートヨーク収容孔１ａの内周面に当接した状態で、内周面１２ａとサポートヨーク７の凹部７ａのシート溝７ｆ端面とが面一になるように弾性変形するので、この補助部材１２を高い精度で形成する必要がない。
また、Ｏリング１１により、サポートヨーク７の軸方向および径方向の振動（移動）を同時に吸収することができる。これによって、特にサポートヨーク７のヨークプラグ９側の端部外周がサポートヨーク収容孔１ａの内周面に当たり、接触音が発生するのを抑制することができる。
【００２０】
また、補助部材１２が、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であるので、サポートヨーク７をサポートヨーク収容孔１ａに装着する際に、容易に作業を行うことができる。すなわち、サポートヨークの凹部７ａのシート溝７ｆより補助部材１２を凹部７ａ側に突出させて、サポートヨーク７の外周面と補助部材１２の外周面１２ｂとが面一あるいはサポートヨークの外周面より補助部材１２の外周面１２ｂが引っ込んだ状態で、サポートヨーク７をサポートヨーク収容孔１ａに装着することにより、容易に装着することが可能である。
【００２１】
なお、本実施の形態では、円弧状の断面形状をもつラック軸６を示したが、これに限られるものではなく、例えばＹ字型の断面形状をもつラック軸であってもよい。この場合、サポートヨークシートは、サポートヨークのＹ字型形状の角度より小さい角度となるＹ字型形状に形成すればよい。
【００２２】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係るラックピニオン式ステアリング装置では、サポートヨークがサポートヨーク収容孔に装着された状態で、補助部材をサポートヨーク収容孔の内周面に当接させているので、サポートヨークが径方向へ移動するのを規制することができる。これにより、特にサポートヨークのラック軸側の端部外周がサポートヨーク収容孔の内周面に当たり、接触音が発生するのを抑制することができるとともに、サポートヨークのラック軸側の端部外周がサポートヨーク収容孔の内周面に当たることに起因する、ラックとピニオンとのガタつきによる歯打ち音の発生を抑制することができる。また、サポートヨークの外周とサポートヨーク収容孔の内周との間に隙間を設けているので、これらを高い精度で形成する必要がない。
【００２３】
また、補助部材が、サポートヨークの外周面および凹部に対して選択的に出没可能であるので、サポートヨークをサポートヨーク収容孔に装着する際に、容易に作業を行うことができる。すなわち、サポートヨークの凹部より補助部材の凹部側を突出させて、サポートヨークの外周面と補助部材の外周面とが面一あるいはサポートヨークの外周面より補助部材の外周面が引っ込んだ状態で、サポートヨークをサポートヨーク収容孔に装着することにより、容易に装着することが可能である。
【００２４】
また、上記補助部材が弾性材からなる場合には、補助部材は、ラック軸によって押圧されてサポートヨーク収容孔の内周面に当接した状態で、内周面とサポートヨークの凹部端面とが面一になるように弾性変形するので、この補助部材を高い精度で形成する必要がない。
また、サポートヨークと上記サポートヨーク収容孔と上記ヨークプラグとで囲まれる空間にリング状弾性部材を介在している場合、リング状弾性部材を介在させることにより、サポートヨークの軸方向および径方向の振動を同時に吸収することができる。これによって、特にサポートヨークのヨークプラグ側の端部外周がサポートヨーク収容孔の内周面に当たり、接触音が発生するのを抑制することができる。また、サポートヨークがヨークプラグに接触する音、ヨークプラグがサポートヨーク軸方向にラック軸により押されラックとピニオンとの噛み合い状態が悪化した時に発生する音も同時に抑制する効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るラックピニオン式ステアリング装置の一実施の形態を示す要部断面図である。
【図２】本発明に係るラックピニオン式ステアリング装置の一実施の形態に用いるサポートヨーク部分を示す図であり、(a)はその斜視図、(b)はサポートヨークをサポートヨーク収容孔に装着する前の断面図、(c)はサポートヨークをサポートヨーク収容孔に装着した後の断面図である。
【図３】本発明に係るラックピニオン式ステアリング装置の一実施の形態に用いるサポートヨーク部分を示す要部拡大断面図である。
【図４】従来のラックピニオン式ステアリング装置を示す要部断面図である。
【符号の説明】
１    ハウジング
１ａ  サポートヨーク収容孔
５    ピニオン軸
５ａ  ピニオン
６    ラック軸
６ａ  ラック
７    サポートヨーク
８    サポートヨークシート
９    ヨークプラグ
１１  Ｏリング（リング状弾性部材）
１２  補助部材
【図１】
0004599749.tif 000002
【図２】
0004599749.tif 000003
【図３】
0004599749.tif 000004
【図４】
0004599749.tif 000005