(57)【要約】ラック及びピニオンステアリングギア１０である。ラック及びピニオンステアリングギア１０は、チャンバ１８を有するハウジング１２を備えている。チャンバ１８の一部分は逃がし空所２２である。ピニオン歯車２６がハウジング１２のチャンバ１８内に回転可能に取り付けられている。ラックバー３８はピニオン歯車２６に対し可動である。ラックバー３８はハウジング１２のチャンバ１８内に少なくとも部分的に配置され、また、ピニオン歯車２６とかみ合い係合する歯４４を有している。ばね６０はラックバー３８を支持し且つピニオン歯車２６に対するラックバーの移動を案内し得るようにハウジング１２のチャンバ１８内に配置されている。ばね６０は開口部を渡って逃がし空所２２まで伸びている。ばね６０は、ラックバー３８からばね６０に加えられた荷重が増大するとき、逃がし空所２２内に伸びる。
2004512226.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラック及びピニオンステアリングギアにおいて、
チャンバを有して、チャンバの一部分が逃がし空所であるハウジングと、
ハウジングのチャンバ内に回転可能に取り付けられたピニオン歯車と、
ピニオン歯車に対し可動のラックバーであって、ハウジングのチャンバ内に少なくとも部分的に配置され、ピニオン歯車とかみ合い係合する歯を有するラックバーと、
ラックバーを支持し且つピニオン歯車に対するラックバーの移動を案内し得るようハウジングのチャンバ内に配置されたばねとを備え、
ばねが開口部を渡って逃がし空所まで伸び、ラックバーからばねに加えられる荷重が増大すると、ばねが逃がし空所内に伸びるようにした、ラック及びピニオンステアリングギア。
【請求項２】
請求項１のラック及びピニオンステアリングギアにおいて、
逃がし空所が底面し、
ラックバーからばねに加えられる荷重状態が所定のレベルに達するとき、ばねが逃がし空所の底面に接触することにより更に画成される、ラック及びピニオンステアリングギア。
【請求項３】
請求項１のラック及びピニオンステアリングギアにおいて、
ばねが、ピニオン歯車とラックバーとが係合する位置に隣接するハウジングのチャンバの位置にてラックバーを取り巻く円筒状ブッシュであることにより更に画成される、ラック及びピニオンステアリングギア。
【請求項４】
請求項３のラック及びピニオンステアリングギアにおいて、
ブッシュが、ラックバーの直径よりも大きい直径を有することにより更に画成される、ラック及びピニオンステアリングギア。
【請求項５】
請求項３のラック及びピニオンステアリングギアにおいて、
ブッシュが、ラックバーが移動する間、ブッシュとラックバーとの間の摩擦を制限する平滑な内面を有することにより更に画成される、ラック及びピニオンステアリングギア。
【請求項６】
請求項１のラック及びピニオンステアリングギアにおいて、
チャンバがねじ付きプラグを受け入れるねじ付き開口部を有し、
逃がし空所が、ねじ付き開口部を介してチャンバ内に挿入可能な挿入体に形成され、
ねじ付きプラグが、ねじ付き開口部内に受け入れられたとき、挿入体を支持することにより更に画成される、ラック及びピニオンステアリングギア。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、ラック及びピニオンステアリングギア、より具体的には、ラックバーを支持し且つ案内するばねを有するラック及びピニオンステアリングギアに関する。
【０００２】
【発明の背景】
既知のラック及びピニオンステアリングギアは、ハウジング内に回転可能に取り付けられ且つ車のステアリングハンドルに接続されたピニオン歯車を備えている。ラックバーはハウジングを貫通して伸び且つその両端部分が車のステア可能な車輪に接続されている。ラックバーに形成された歯車の歯はピニオン歯車の歯とかみ合い係合状態に配置されている。ラックバーを支持し且つハウジングに対するラックバーの移動を案内すべくヨーク組立体がハウジング内に配置されている。ヨーク組立体はラックバーに向けて偏倚される円弧状面を有するヨークを備えている。ヨーク組立体は、ラックバーの歯とピニオン歯車の歯との間に適正ながた（ｌａｓｈ）を保証することを助ける。
【０００３】
別の既知のラック及びピニオンステアリング装置において、ヨーク組立体はブッシュスリーブ内に取り付けられたブッシュによって置換されている。ブッシュは、ラックバーを取り巻き且つラックバーを支持してラックバーの歯とピニオン歯車の歯との係合状態を維持する。
【０００４】
【発明の概要】
本発明はラック及びピニオンステアリングギアに関するものである。ラック及びピニオンステアリングギアは、チャンバを有するハウジングを備えている。チャンバの一部分は逃がし空所である。ピニオン歯車はハウジングのチャンバ内に回転可能に取り付けられている。ラックバーはピニオン歯車に対して可動である。ラックバーはハウジングのチャンバ内に少なくとも部分的に配置され、また、ピニオン歯車とかみ合い係合した歯を有している。ラックバーを支持し且つピニオン歯車に対するラックバーの移動を案内し得るようにばねがハウジングのチャンバ内に配置されている。ばねは開口部を横断して逃がし空所まで伸びている。ばねは、ラックバーからばねに加えられる荷重が増大するとき、逃がし空所内に伸びる。
【０００５】
本発明の上記及びその他の特徴は、添付図面を参照して以下の説明を読むことにより、本発明が関係する技術分野の当業者に明らかになるであろう。
【０００６】
【好ましい実施の形態の説明】
本発明のラック及びピニオンステアリングギア１０の断面図が図１に図示されている。ラック及びピニオンステアリングギア１０はハウジング１２を備えている。好ましくは、ハウジング１２は鋳造金属で出来たものとする。ハウジング１２は、長手方向に伸び、また、第一の端部１４と、第二の端部１６と、チャンバ１８とを備えている。チャンバ１８は、主要通路２０と、主要通路２０から伸びる逃がし空所２２とを備えている。好ましくは、主要通路２０は円弧状の底面２４（図２に破線で図示）を備えるものとする。
【０００７】
ピニオン歯車２６はハウジング１２の主要通路２０内に配置されている。２つのベアリング組立体２８、３０はピニオン歯車２６をハウジング１２内で回転可能に支持している。第一のベアリング組立体２８はハウジング１２のチャンバ１８の主要通路２０における第一の横方向伸長部３２内に配置されている。第二のベアリング組立体３０はハウジング１２のチャンバ１８の主要通路２０における第二の横方向伸長部３４内に配置されている。第二の横方向伸長部３４は第一の横方向伸長部３２と反対側のピニオン歯車２６の一端に配置されている。
【０００８】
ピニオン歯車２６は車のステアリングハンドル（図示せず）に接続されている。車のステアリングハンドルを回すと、ピニオン歯車２６が回転する。複数の歯３６はピニオン歯車２６の外周で伸びている。歯３６は平歯車の歯として図示されているが、ヘリカル歯としてもよい。
【０００９】
長手方向に伸びるラックバー３８の一部分は、ハウジング１２のチャンバ１８の主要通路２０内に配置されている。ラックバー３８はタイロッド（図示せず）を通して車のステア可能な車輪に接続された他端部分（図示せず）を有している。ラックバー３８は、ほぼ円筒状の主要本体４０を有している。ラックバー３８の上面４２は複数の歯４４（図２）を有している。ラックバー３８の複数の歯４４はピニオン歯車２６の複数の歯３６とかみ合い係合状態に配置されている。ピニオン歯車２６が回転すると、ピニオン歯車２６の歯３６はラックバー３８の歯４４とかみ合い、ラックバー３８を主要通路２０を通り且つハウジング１２に対して直線状に移動させる。図１に図示するように、ラックバー３８の円筒状の主要本体４０はチャンバ１８の主要通路２０の底面２４の曲率半径よりも小さい曲率半径を有している。
【００１０】
逃がし空所２２は主要通路２０の底面２４内に伸びている。逃がし空所２２は、ハウジング１２の一体部分であり且つハウジング１２と共に鋳造されている。図１に図示するように、逃がし空所２２への開口部は主要通路２０の底面２４の中央に配置され、主要通路２０の底面２４を２つの等部分に分割する。逃がし空所２２の底面４６はラックバー３８の主要本体４０の曲率半径よりも大きいが、主要通路２０の底面２４の曲率半径よりも小さい曲率半径の円弧形状を有している。２つの端縁４８が形成されており、該端縁にて逃がし空所２２の底面４６が主要通路２０の底面２４と合わさる。２つの端縁４８は逃がし空所２２の長さに沿って長手方向に伸びている。主要通路２０の底面２４は円弧状であるため、２つの端縁４８の位置は、図１、図２に図示するように、ラックバー３８の主要本体４０の底面よりも上方にある。好ましくは、２つの端縁４８は互いに平行に伸びるようにする。２つの端縁４８の間の逃がし空所２２の幅はラックバー３８の円筒状主要本体４０の直径よりも広い。このため、ラックバーの主要本体４０の底部は２つの端縁４８の間に詰まることなく、逃がし空所２２内に伸びることができる。
【００１１】
図２に図示するように、平坦部分５０及びテーパー付き部分５２は逃がし空所２２の底面４６を長手方向に画成する。平坦部分５０は逃がし空所２２の最も深い部分を形成する。逃がし空所２２の底面４６の平坦部分５０は、ピニオン歯車２６とラックバー３８とが係合する状態でハウジング１２の第二の端部１６から長手方向に伸び、また、ピニオン歯車２６とラックバー３８との係合箇所とハウジング１２の第一の端部１４との間にて終わる。逃がし空所２２の底面４６のテーパー付き部分５２は、平坦部分５０の端部からハウジング１２の第一の端部１４に向けて長手方向に伸び、且つハウジング１２の第一の端部１４の前方の主要通路２０の底面２４にて終わっている。
【００１２】
逃がし空所２２の底面４６のテーパー付き部分５２とピニオン歯車２６がラックバー３８に係合する箇所との間で、逃がし空所２２の底面４６の平坦部分５０の上方位置にて、主要通路２０の底面２４にリセス部５４（図２に点線で図示）が機械加工されている。リセス部５４は端縁４８の各々から主要通路２０の底面２４の円弧に沿って短い距離だけ長手方向に且つ周方向に上方に伸びている。短いテーパー付き面５６（図２に点線で図示）は、ハウジング１２の第一の端部１４に最も近い側部からリセス部５４内に伸びてばね６０をリセス部５４内に挿入するためアクセスすることを許容する。リセス部５４はラックバー３８の上面４２付近の位置にてハウジング１２の各側部にて終わっている。図１に図示するように、張出し部５８が主要通路２０内に外方に且つリセス部５４の末端の各々を越えて下方に伸びている。
【００１３】
ラックバー３８を支持し且つ案内するためばね６０がハウジング１２のチャンバ１８内に配置されている。ばね６０はハウジング１２に形成されたリセス部５４内に配置されている。図１に図示するように、ばね６０の両端６２はハウジング１２に形成された張出し部５８の下方を伸びている。ばね６０は、ラックバー３８を挿入する前、ハウジング１２内に挿入される。ばね６０は、ハウジング１２の第一の端部１４内に挿入し且つ短いテーパー付き面５６を使用してリセス部５４内に挿入し、そのテーパー付き面５６は、リセス部５４の第一の端部１４の側に隣接している。挿入したばね６０はハウジング１２に対して圧力嵌めし、一度び挿入されたならば、該ばねが短いテーパー付き面５６を介してリセス部５４から出ないようにする。
【００１４】
好ましくは、ばね６０は半円形のものとする。ばね６０は、内面６４と、外面６６とを有している。ばね６０の内面６４は、ラックバー３８がばね６０に対して低摩擦動作を許容し得るように平滑である。ばね６０の内面６４の曲率半径はラックバー３８の円筒状主要本体４０の曲率半径よりも大きい。ばね６０の外面６６の曲率半径はばね６０の内面６４の曲率半径よりも大きい。
【００１５】
ラックバー３８の円筒状主要本体４０の底部はばね６０の内面６４に載っている。ばねの外面６６の両端部分はハウジング１２の主要通路２０の底面２４によって支持されている。ハウジング１２のリセス部５４内に配置されたとき、ばね６０は逃がし空所２２の開口部を渡って横方向に伸びるすなわち該開口部を橋渡しする。逃がし空所２２の開口部を渡って伸びるとき、ラックバー３８を支持するばね６０の部分は、図１に図示するように、逃がし空所２２の底面４６の上方に懸架される。
【００１６】
車を運転する間、ラック及びピニオンステアリングギア１０のラックバー３８には種々の荷重が加わる。これら荷重によってラックバー３８は曲がる。本発明のラックバー３８は、これら荷重の一部をばね６０に伝達する。図１、図３Ａ、図３Ｂには、異なる荷重を受けたときのラックバー３８、ばね６０及び逃がし空所２２の関係が図示されている。図１には、通常の荷重状態下におけるラックバー３８と、ばね６０と、逃がし空所２２との関係が図示されている。通常の荷重状態の間、ラックバー３８とばね６０との間には最小程度の接触が存在し、ばね６０は逃がし空所２２の底面４６に対しその最も上方の位置にある。図３Ａには、ラックバー３８によりばね６０に加えられた荷重が増大するときのラックバー３８と、ばね６０と、逃がし空所２２との関係が示してある。荷重は矢印Ｆの方向に加えられる。ばね６０に加えられた荷重が増大すると、ばね６０を２つの端縁４８の間で押す力によりばね６０は圧縮される。その結果、ばね６０は曲がり、ラックバー３８の円周のより大きい部分がばね６０の内面６４と接触する。比較のため図１を参照。ばね６０がラックバー３８の周りで圧縮されると、ばね６０の曲率半径はラックバー３８の曲率半径に近付く。ばね６０の曲率半径が縮小することでラックバー３８は逃がし空所２２の底面４６に向けて移動する。このように、荷重が増大すると、ラックバー３８とばね６０との間の接触表面積が増大し、ばね６０及びラックバー３８の双方は逃がし空所２２内に、すなわち逃がし空所２２の底面４６に向けて更に深く移動する。
【００１７】
ばね６０の曲率は、図３Ｂに図示するように、逃がし空所２２の底面４６に接触する迄、ラックバー３８の周りで圧縮する状態を続けるような寸法とされる。ばね６０のばね率はばね６０の材料の性質及び厚さに依存する。ばね６０は既知のばね率を有するため、逃がし空所２２の平坦部分５０の深さは、所定の荷重状態に達したとき、ばね６０の外面６６が逃がし空所２２の底面４６に接触するような寸法とすることができる。逃がし空所２２の寸法及びばね６６が移動する距離は、例示の目的のため図面にて誇張して示してある。本発明のラック及びピニオンステアリングギア１０において、ばね６０は、０．４ｍｍ、好ましくは０．１ｍｍの最大距離だけ移動する。ラックバー３８によってばね６０に加えられた荷重が減少すると、ばね６０は拡がり始めるすなわち平坦になり始める。拡がるばね６０はラックバー３８を付勢して逃がし空所２２の底面４６から分離させる。
【００１８】
逃がし空所２２の底面４６のテーパー付き部分５２は、ラックバー３８が加えられた荷重によって曲がり、ハウジング１２のチャンバ１８の主要通路２０の底面２４と接触しないようにする。ハウジング１２のリセス部５４はばね６０がハウジング１２内で長手方向に移動するのを防止する。ばね６０の端部６２を越えて伸びる張出し部５８は、ばね６０が逃がし空所２２の底面４６に接触するとき、ばね６０の端部６２を固着するのに十分な距離だけ下方に伸びている。
【００１９】
図４には、本発明の第二の実施の形態の一部分が図示されている。図４において、第一の実施の形態にて説明したものと同様の部品は１００番台の同一の参照番号で表示してある。図４に図示するように、逃がし空所１２２の底面１４６は平坦であり且つ側壁１６８によって２つの端縁１４８に接続されている。逃がし空所１２２の側壁１６８の端縁１４８の各々付近にて、端ぐり穴１７０がラックバー１３８の円筒状主要本体１４０に対する接線方向にハウジング１１２内に伸びている。ハウジング１１２の第一の端部（図示せず）にて、ハウジング１１２の直径は増大して端ぐり穴１７０へのアクセスを可能にし、ばね１６０を端ぐり穴１７０内に挿入することができる。図４に図示した実施の形態によるこのばね１６０は平坦であり、ばね１６０の両端１６２は端ぐり穴１７０内に伸びている。ばね１６０に加わる荷重が増大すると、ばね１６０は曲がり且つラックバー１３８が逃がし空所１２２内に伸びるのを許容する。ばね１６０は所定の荷重のとき、逃がし空所１２２の底面１４６に接触する。逃がし空所１２２の底面１４６に接触するとき、ばね１６０の端部１６２は、端ぐり穴１７０内に止まっている。荷重が減少すると、ばね１６０は平坦となり始め、ばね１６０の端部１６２は端ぐり穴１７０内により深く入る。
【００２０】
図５及び図６には、本発明の第三の実施の形態の一部分が図示されている。図５及び図６において、第一の実施の形態にて説明した部品と同様の部品は２００番台の同一の参照番号で表示する。本発明のこの実施の形態において、ばね６０はブッシュ２７２と置換してある。ブッシュ２７２は、プラスチック又は金属のような弾性材料で形成される円筒状の主要本体を有している。ブッシュ２７２の内面２７６は開口を形成し、ラックバー２３８がこの開口を貫通して伸びている。ブッシュ２７２はラックバー２３８の直径よりも大きい直径を有する。図６に図示するように、ブッシュ２７２は、ピニオン歯車２２６とラックバー２３８とが係合する箇所に隣接して配置されている。ブッシュ２７２は、ピニオン歯車２２６とラックバー２３８との係合状態下にて直接伸びることはできず、それは、ブッシュ２７２の一部分がピニオン歯車２２６とラックバー２３８との係合を妨害するからである。ブッシュ２７２はハウジング２１２の主要通路２２０の円周の周りを伸びるリセス部２５４内に配置されている。ブッシュ２７２の平滑な内面２７６は、ラックバー２３８がブッシュ２７２に対し移動する間、ブッシュ２７２とラックバー２３８との間の摩擦を制限する。本発明のこの実施の形態において、ハウジング２１２の第一の端部２１４の直径は増大し、ブッシュ２７２をリセス部２５４内に挿入すべくアクセスすることを許容する。短いテーパー付き面２５６はリセス部２５４へのアクセスを可能にする。
【００２１】
ブッシュ２７２は図１乃至図３Ｂのばね６０と同一の仕方にて作用しラックバー２３８を支持し且つ案内する。ブッシュ２７２に加わる荷重が増大すると、ブッシュ２７２は細長となり、ブッシュ２７２の一部分は逃がし空所２２２内に移動し始める。ブッシュ２７２が細長になったとき、ブッシュ２７２は少なくとも３つの位置にてハウジング２１２のリセス部２５４内に止まる。３つの位置は、逃がし空所２２２と反対側のハウジングの側部と、逃がし空所２２２がハウジング２１２の主要通路２２０の底面と合わさる箇所である２つの端縁２４８とを含む。
【００２２】
本発明の上記の説明から、当該技術分野の当業者は、改良、変更及び改変例が認識されよう。当該技術範囲内のかかる改良、変更及び改変例は特許請求の範囲に包含することを意図するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明による構造とされたラック及びピニオンステアリングギアの断面図である。
【図２】
図１の線２−２に沿った図である。
【図３】
３Ａは、ある荷重状態下にて本発明のラックバー、ばね及び逃がし空所の関係を示す図である。
３Ｂは、別の荷重状態下にある本発明のラックバー、ばね及び逃がし空所の関係を示す図である。
【図４】
本発明のラック及びピニオンステアリングギアの第二の実施の形態の一部分の図である。
【図５】
本発明のラック及びピニオンステアリングギアの第三の実施の形態の一部分の図である。
【図６】
図５の線６−６に沿った図である。
【国際公開パンフレット】
2004512226.tif 000003
2004512226.tif 000004
2004512226.tif 000005
2004512226.tif 000006
2004512226.tif 000007
2004512226.tif 000008
2004512226.tif 000009
2004512226.tif 000010
2004512226.tif 000011
2004512226.tif 000012
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2004512226.tif 000014
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2004512226.tif 000017
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2004512226.tif 000019
2004512226.tif 000020
2004512226.tif 000021
2004512226.tif 000022
2004512226.tif 000023
2004512226.tif 000024
【国際調査報告】
2004512226.tif 000025
2004512226.tif 000026