(57)【要約】【課題】ガイドシートの磨耗が大きくなっても、歯打ち音が大きくなるおそれが少ないラックアンドピニオン式ステアリング装置を提供する。【解決手段】ボス部７の内周面に内向き周溝１０が形成されているとともに、ボス部の内周面に対向するラックガイド３の外周面に複数の外向き周溝１１，１２が環状の山部１３を挟んで形成され、ラックバー２に近い側の外向き周溝１１と内向き周溝１０とに跨って環状の弾性体１４が装着され、ラックガイド３は、ガイドシート６の磨耗に伴って、山部１３を付勢部材８の付勢力で弾性体１４に押し付けることにより当該弾性体１４を山部１３を乗り越えることができるように弾性変形させて、弾性体１４がラックバー２に遠い側で隣り合う外向き周溝１２に入り込み可能に設けてある。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリング操作に連動して回転するピニオンと、前記ピニオンに噛み合うラックバーと、前記ラックバーを摺動移動自在に保持するラックガイドとがハウジングに内装され、
前記ハウジングは、前記ラックガイドを前記ピニオンの回転軸芯に対して直交する方向に往復移動可能に保持するボス部を備え、
前記ラックバーが前記ピニオンに噛み合うように前記ラックガイドを付勢する付勢部材が前記ボス部に装着され、
前記ラックバーと前記ラックガイドとの間にガイドシートが挟み込まれているラックアンドピニオン式ステアリング装置であって、
前記ボス部の内周面に内向き周溝が形成されているとともに、前記ボス部の内周面に対向する前記ラックガイドの外周面に複数の外向き周溝が環状の山部を挟んで形成され、
前記複数の外向き周溝のうちの前記ラックバーに近い側の外向き周溝と前記内向き周溝とに跨って、弾性変形可能な環状の弾性体が装着され、
前記ラックガイドは、前記ガイドシートの磨耗に伴って、前記山部を前記付勢部材の付勢力で前記弾性体に押し付けることにより当該弾性体を前記山部を乗り越えることができるように弾性変形させて、前記弾性体が前記ラックバーに遠い側で隣り合う外向き周溝に入り込み可能に設けてあるラックアンドピニオン式ステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステアリング操作に連動して回転するピニオンと、前記ピニオンに噛み合うラックバーと、前記ラックバーを摺動移動自在に保持するラックガイドとがハウジングに内装され、前記ハウジングは、前記ラックガイドを前記ピニオンの回転軸芯に対して直交する方向に往復移動可能に保持するボス部を備え、前記ラックバーが前記ピニオンに噛み合うように前記ラックガイドを付勢する付勢部材が前記ボス部に装着され、前記ラックバーと前記ラックガイドとの間にガイドシートが挟み込まれているラックアンドピニオン式ステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記ラックアンドピニオン式ステアリング装置では、ピニオンとラックバーとの噛み合い誤差を吸収して適切に噛み合わせることができるように、ラックガイドをピニオンの回転軸芯に対して直交する方向に往復移動可能に保持するボス部に、ラックバーがピニオンに噛み合うようにラックガイドを付勢する付勢部材が装着されている。
このため、車輪からラックバーに伝わる衝撃やハウジングに伝達された車体の振動によって、ラックガイド及びラックバーが付勢部材の付勢力に抗してピニオンの回転軸芯に対して直交する方向に往復移動すると、ラックバーのピニオンに対する衝突に伴う歯打ち音が発生する。
この歯打ち音の大きさを小さくするために、従来のラックアンドピニオン式ステアリング装置では、ラックガイド及びラックバーがピニオンの側に移動する伴ってラックガイドに接当する弾性部材を設けて、ラックバーのピニオンに対する衝突に伴う衝撃を緩和できるようにしてある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１７９１７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のラックアンドピニオン式ステアリング装置では、ガイドシートが磨耗すると、ラックガイド及びラックバーが付勢力に抗して往復移動可能なストロークが大きくなり、ラックバーのピニオンに対する衝突に伴う歯打ち音が大きくなるおそれがある。
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、ガイドシートの磨耗が大きくなっても、歯打ち音が大きくなるおそれが少ないラックアンド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。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１特徴構成は、ステアリング操作に連動して回転するピニオンと、前記ピニオンに噛み合うラックバーと、前記ラックバーを摺動移動自在に保持するラックガイドとがハウジングに内装され、前記ハウジングは、前記ラックガイドを前記ピニオンの回転軸芯に対して直交する方向に往復移動可能に保持するボス部を備え、前記ラックバーが前記ピニオンに噛み合うように前記ラックガイドを付勢する付勢部材が前記ボス部に装着され、前記ラックバーと前記ラックガイドとの間にガイドシートが挟み込まれているラックアンドピニオン式ステアリング装置であって、前記ボス部の内周面に内向き周溝が形成されているとともに、前記ボス部の内周面に対向する前記ラックガイドの外周面に複数の外向き周溝が環状の山部を挟んで形成され、前記複数の外向き周溝のうちの前記ラックバーに近い側の外向き周溝と前記内向き周溝とに跨って、弾性変形可能な環状の弾性体が装着され、前記ラックガイドは、前記ガイドシートの磨耗に伴って、前記山部を前記付勢部材の付勢力で前記弾性体に押し付けることにより当該弾性体を前記山部を乗り越えることができるように弾性変形させて、前記弾性体が前記ラックバーに遠い側で隣り合う外向き周溝に入り込み可能に設けてある点にある。
【０００６】
本構成のラックアンドピニオン式ステアリング装置は、ボス部の内周面に内向き周溝が形成されているとともに、ボス部の内周面に対向するラックガイドの外周面に複数の外向き周溝が環状の山部を挟んで形成され、複数の外向き周溝のうちのラックバーに近い側の外向き周溝と内向き周溝とに跨って、弾性変形可能な環状の弾性体が装着され、ラックガイドは、ガイドシートの磨耗に伴って、山部を付勢部材の付勢力で弾性体に押し付けることにより当該弾性体を山部を乗り越えることができるように弾性変形させて、弾性体がラックバーに遠い側で隣り合う外向き周溝に入り込み可能に設けてある。
このため、ガイドシートの磨耗が大きくなって、ラックガイド及びラックバーが付勢力に抗して往復移動するストロークが大きくなると、ラックガイドに形成してある山部が付勢部材の付勢力で弾性体に強く押し付けられ、当該弾性体が山部を乗りこえることができるように弾性変形して、ラックバーに遠い側で隣り合う外向き周溝に入り込み、ラックガイド及びラックバーが付勢力に抗して往復移動することができるストロークが小さくなる。
したがって、本構成のラックアンドピニオン式ステアリング装置であれば、ガイドシートの磨耗が大きくなっても、歯打ち音が大きくなるおそれが少ない。
また、ステアリング操作の操作感を悪化させることなく、ラックバーのピニオンに対する押し当て力も十分確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】ラックアンドピニオン式ステアリング装置を示す断面図である。
【図２】歯打ち音抑制機構を示す断面図であり、（ａ）は弾性体がラックバーに近い側の外向き周溝に嵌合している状態を示し、（ｂ）は弾性体がラックバーに遠い側の外向き周溝に嵌合している状態を示す。
【図３】歯打ち音抑制機構を示す拡大断面図であり、（ａ）はガイドシートが磨耗していない状態で弾性体がラックバーに近い側の外向き周溝に嵌合している状態を示し、（ｂ）はガイドシートが磨耗するに伴う弾性体の弾性変形を示し、（ｃ）はガイドシートが大きく磨耗して、ラックバーに遠い側の外向き周溝に嵌合する直前の弾性体の弾性変形を示し、（ｄ）は弾性体がラックバーに遠い側の外向き周溝に嵌合した状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明によるラックアンドピニオン式ステアリング装置を示す。
ラックアンドピニオン式ステアリング装置は、ステアリング操作に連動して回転するピニオン１と、ピニオン１に噛み合うラックバー２と、ラックバー２を車幅方向に摺動移動自在に保持するラックガイド３とがハウジング４に内装されている。
【０００９】
ピニオン１は、ハウジング４に回転自在に支持された入力シャフト５に設けてある。入力シャフト５はステアリングホイール（図示せず）のステアリング操作に連動して回転する。
【００１０】
ラックバー２は、ラックガイド３に保持される円弧面状の摺動面２ａと、ラックギア２ｂが設けられたラック面２ｃとを備えた半円柱状に形成されている。
ラックバー２の両端にはタイロッド（図示せず）が接続され、ステアリングホイールが操作されると、ピニオン１の回転運動がラックバー２の車幅方向の動きに変換されて、タイロッドに接続された車輪が操舵される。
【００１１】
ラックガイド３は、ラックバー２の摺動面２ａを摺動移動自在に保持する円弧面状の保持面３ａを一端側に備えた円柱状に形成されている。
ラックバー２の摺動面２ａとラックガイド３の保持面３ａとの間には、ラックバー２の摺動に伴う摩擦を低減する樹脂製のガイドシート６が挟み込まれている。
尚、ガイドシート６の実際の厚さは１ｍｍ程度であるが、後述する歯打ち音抑制機構Ａの理解が容易になるように、図中において厚さを厚くしてある。
【００１２】
ハウジング４は、ラックガイド３の軸芯（以下、ガイド軸芯という）Ｘをピニオン１の回転軸芯Ｙに対して直交する方向に沿わせて、ラックガイド３をガイド軸芯Ｘに沿う方向に往復移動可能に保持するボス部７を備えている。
【００１３】
ボス部７には、ラックバー２のラックギア２ｂがピニオン１に噛み合うようにラックガイド３をガイド軸芯Ｘに沿う方向に付勢する付勢部材８としての圧縮コイルスプリングが装着されている。
【００１４】
圧縮コイルスプリング（付勢部材）８は、ボス部７の開口部を塞ぐキャップ９とラックガイド３との間に装着されている。キャップ９はボス部７の内周面に螺合されて、ロックナット９ａで固定されている。
【００１５】
ラックガイド３は、車輪からラックバー２に伝わる衝撃やハウジング４に伝達された車体の振動による、ラックガイド３及びラックバー２の圧縮コイルスプリング８の付勢力に抗するガイド軸芯Ｘに沿う方向への往復移動を許容するように、キャップ９に対して間隔を隔てて装着してある。
【００１６】
ボス部７の内側には、ガイドシート６の磨耗が大きくなると、ラックガイド３がガイド軸芯Ｘに沿う方向に往復移動可能な最大ストロークを小さくして、歯打ち音が大きくなることを抑制する歯打ち音抑制機構Ａが装備されている。
【００１７】
歯打ち音抑制機構Ａは、図２に示すように、ボス部７の内周面に一つの内向き周溝１０を形成すると共に、ボス部７の内周面に対向するラックガイド３の外周面に複数（本実施形態の例では二つ）の外向き周溝１１，１２を形成し、内向き周溝１０と外向き周溝１１とに跨って、弾性変形可能な環状のゴム製弾性体１４を装着して構成してある。
弾性体１４は、磨耗していないガイドシート６の厚さと同じ又は略同じ厚さ（ガイド軸芯Ｘに沿う方向の厚さ）で形成してある。
【００１８】
図３に示すように、弾性体１４は、周方向に沿って互いに直交することによりガイド軸芯Ｘに向けて突出している内向き角部１５ｃを形成している第１内周面１５ａと第２内周面１５ｂとを備えた断面Ｖ字状の内周面１５と、ガイド軸芯Ｘに対して直交する方向に沿った扁平面からなる両側端面１６ａ，１６ｂと、ガイド軸芯Ｘに平行な外周面１７とを有する環状に形成され、第１内周面１５ａをラックバー２の側に向けて装着してある。
【００１９】
複数の外向き周溝１１，１２の夫々は、弾性体１４の内周面１５が嵌合する形状（断面Ｖ字状）に形成されていて、環状の山部１３を挟んで互いに隣り合うように配設され、外向き周溝１１，１２のピッチは磨耗していないガイドシート６の厚さと同じ又は略同じに設定してある。
弾性体１４の内周面１５は、ガイドシート６が磨耗していない製作当初において、複数の外向き周溝１１，１２のうちのラックバー２に近い側の第１外向き周溝１１に嵌合してある。
【００２０】
内向き周溝１０の横断面形状は、溝幅Ｂが弾性体１４のガイド軸芯Ｘに沿う方向の弾性体厚さＴよりも大きいコに字状に形成されている。
したがって、ガイドシート６が磨耗していない製作当初におけるラックガイド３の最大ストロークは、溝幅Ｂから弾性体厚さＴを差し引いた長さＣに相当するストロークに設定されている。
【００２１】
ラックガイド３は、図２（ａ），図３（ａ）に示すように、弾性体１４の内周面１５が第１外向き周溝１１に嵌合している製作当初の状態から、ガイドシート６の磨耗に伴って、図３（ｂ）に示すように、山部１３を圧縮コイルスプリング８の付勢力で弾性体１４の内周面１５のうちのキャップ９の側に向いている第２内周面１５ｂに押し付けて、弾性体１４をラックバー２の側に向けて弾性変形させるので、ラックガイド３の最大ストロークが大きくなる。
【００２２】
そして、図３（ｃ）に示すように、ラックガイド３は、ガイドシート６の磨耗が増大して略擦り切れると、内向き角部１５ｃが山部１３を乗り越えるように弾性体１４を弾性変形させて、図２（ｂ），図３（ｄ）に示すように、弾性体１４の内周面１５がラックバー２に遠い側で隣り合う第２外向き周溝１２に入り込んで当該第２外向き周溝１２に嵌合可能に設けてある。
【００２３】
弾性体１４の内周面１５が第２外向き周溝１２に嵌合すると、ラックガイド３の最大ストロークが製作当初のストロークにリセットされるので、ガイドシート６の磨耗が大きくなっても、歯打ち音が大きくなるおそれが少ない。
【００２４】
なお、図３（ａ）に示すように、内周面１５の断面形状を、第１内周面１５ａが隣り合う側端面１６ａと交差する角度θ１が、第２内周面１５ｂが隣り合う側端面１６ｂと交差する角度θ２よりも大きい形状に形成してあると共に、第１，第２外向き周溝１１，１２の断面形状も内周面１５の断面形状に形成してある。
【００２５】
したがって、第１外向き周溝１１に内周面１５が嵌合している弾性体１４が山部１３を第２外向き周溝１２の側に乗り越え易く、かつ、第２外向き周溝１２に内周面１５が嵌合している弾性体１４が山部１３を第１外向き周溝１１の側に乗り越え難いワンウェイ溝が構成されているので、第２外向き周溝１２に内周面１５が嵌合した弾性体１４が、再度、第１外向き周溝１１に嵌合するおそれが少ない。
【００２６】
〔その他の実施形態〕
１．本発明によるラックアンドピニオン式ステアリング装置は、横断面形状が円形又は楕円形の環状の弾性体や、横断面形状が矩形の環状の弾性体が、外向き周溝と内向き周溝とに跨って装着されていてもよい。
２．本発明によるラックアンドピニオン式ステアリング装置は、山部１３及び弾性体１４の内周面１５が、頂部が尖ったＶ字状又は逆Ｖ字状の断面形状を有するものに限らず、頂部が平坦な台形状の断面形状を有するものや、頂部が湾曲したＵ字状又は半円弧状の断面形状を有するもの等、異なる断面形状を有するものであってもよい。
３．本発明によるラックアンドピニオン式ステアリング装置は、ガイドシートの厚さが半分程度に磨耗すると、第１外向き周溝に嵌合していた弾性体が山部を乗り越えて第２外向き周溝に嵌合するように設けられていてもよい。
４．本発明によるラックアンドピニオン式ステアリング装置は、環状の弾性体の内周側が拡径方向に弾性変形し易いように、環状の弾性体の外周面と溝底面との間に隙間ができるように内向き周溝を形成してあってもよい。
【符号の説明】
【００２７】
１  ピニオン
２  ラックバー
３  ラックガイド
４  ハウジング
６  ガイドシート
７  ボス部
８  付勢部材
１０  内向き周溝
１１  外向き周溝
１２  外向き周溝
１３  山部
１４  弾性体
【図１】
2012071659.tif 000003
【図２】
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【図３】
2012071659.tif 000005