(57)【要約】【課題】ラック・ピニオン式ステアリング装置のラック軸をラックハウジングに取り付けるために使用される合成樹脂製ラックブッシュの、外周面に設けたセレーションの突出先端が変形することを防止する。【解決手段】合成樹脂製ラックブッシュのセレーション１５の突出先端に、半径０．４ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の丸み（Ｒ）を設ける。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラック・ピニオン式ステアリング装置のラック軸を、ラックハウジングに対して、軸方向に摺動自在に保持する、合成樹脂製で略円筒状のラックブッシュであって、
軸方向に沿って伸びた複数のスリットにより、基部を構成するリング部を除いて、複数のセグメントに分割され、
前記複数のセグメントの自由端に、前記ラックハウジングの係止部に嵌合する突起部が形成され、
前記複数のセグメントの外周面に、軸方向に延びるセレーションが形成され、前記セレーションの数は全てのセグメントで同じであり、
前記セレーションの突出先端に、半径０．４ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の丸みが形成されていることを特徴とするラックブッシュ。
【請求項２】
前記合成樹脂は、ポリアセタール樹脂、熱可塑性エラストマー、またはポリアミド樹脂である請求項１記載のラックブッシュ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ラック・ピニオン式ステアリング装置のラック軸をラックハウジングに取り付けるために使用されるラックブッシュに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車両用のステアリング装置として、ステアリングホイールから伝達される回転運動をラック・ピニオン機構によってラック軸の軸方向運動に変換する、ラック・ピニオン式ステアリング装置が広く使用されている。
このようなラック・ピニオン式ステアリング装置では、ラック軸はラックハウジングに収容され、車体フレームに保持されるように構成されている。そして、ラック軸をラックハウジングに保持するために、略円筒状のラックブッシュが使用されている。
このようなラック・ピニオン式ステアリング装置のラックブッシュとして、合成樹脂製で、軸方向に沿って伸びた複数のスリットにより、基部を構成するリング部を除いて、複数のセグメントに分割され、複数のセグメントの自由端に、ラックハウジングの係止部に嵌合する突起部が形成され、複数のセグメントの外周面に、軸方向に延びるセレーション（鋸歯状の突起）が形成されているものがある（特許文献１等を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１２６７１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような合成樹脂製のラックブッシュは、大きな荷重がかかる条件で使用されると、セレーションの突出先端に加わる面圧が大きくなって突出先端が永久変形し、ハウジングとラックブッシュのセレーション突出先端との間に隙間が生じる恐れがある。この隙間の存在によりラックブッシュがガタつき、ラック軸が上下に変動することで、振動や打音が発生したり、摩擦トルクが増大したりする問題が生じる。
この発明の課題は、ラック軸の上下変動を防止するために、合成樹脂製のラックブッシュのセレーション突出先端の変形を抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、この発明は、ラック・ピニオン式ステアリング装置のラック軸を、ラックハウジングに対して軸方向に摺動自在に保持する、合成樹脂製で略円筒状のラックブッシュであって、軸方向に沿って伸びた複数のスリットにより、基部を構成するリング部を除いて、複数のセグメントに分割され、前記複数のセグメントの自由端に、前記ラックハウジングの係止部に嵌合する突起部が形成され、前記複数のセグメントの外周面に、軸方向に延びるセレーション（鋸歯状の突起）が形成され、前記セレーションの数は全てのセグメントで同じであり、前記セレーションの突出先端に、半径０．４ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の丸みが形成されていることを特徴とする。
【０００６】
前記セレーションの突出先端に形成されている丸みの半径（Ｒ）が０．４ｍｍ未満であると、突出先端の変形量が所定の判定基準より大きくなる。Ｒが大きいほど、突出先端の変形量は小さくなるが、周方向で隣り合う突出先端間の隙間が小さくなる。
ラック軸が左右に摺動する際に、ラック軸に付着した大量のグリースは、ラックブッシュの外面とラックハウジングの内周面で形成される空間から外部に排出される。前記セレーションの周方向で隣り合う突出先端間の隙間が小さくなると、このグリース排出空間が小さくなる。これに伴って、グリースが排出されにくくなって摺動抵抗が増大する。これを防止するため、この発明では、前記セレーションの突出先端に形成されている丸みの半径（Ｒ）を１．０ｍｍ以下にしている。
【０００７】
この発明のラックブッシュを構成する合成樹脂としては、耐摩耗性に優れ、所定の撓み性と剛性を有し、熱収縮が少ないものを用いることが好ましい。具体的には、ポリアセタール樹脂、熱可塑性エラストマー、またはポリアミド樹脂が挙げられる。熱可塑性エラストマーは、オレフィン系、スチレン系、ウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系に分類され、いずれを使用してもよい。
【発明の効果】
【０００８】
この発明のラックブッシュは、大きな荷重がかかる条件で使用された場合でもセグメントの外周面に設けたセレーション突出先端が変形し難く、グリース排出性能も確保されたものであるため、長期に渡って使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態のラックブッシュを有するラック・ピニオン式ステアリング装置を示す部分破断正面図である。
【図２】図１のＡ部分の断面図である。
【図３】図１のラックハウジングのＡ部分を示す断面図である。
【図４】実施形態のラックブッシュを示す平面図である。
【図５】実施形態のラックブッシュを示す正面図である。
【図６】図５のＢ−Ｂ断面図である。
【図７】ラックブッシュに形成されたセレーションの突出先端を示す図である。
【図８】実施例で用いた試験片を示す斜視図である。
【図９】実施例で行った試験方法を説明する図である。
【図１０】実施例で行った試験の結果から得られた、セレーション突出先端の変形量とセレーション突出先端に設けたＲとの関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、この発明の実施形態について説明する。
この実施形態のラックブッシュ１は、図１に示すラック・ピニオン式ステアリング装置１００のラック軸２を、ラックハウジング３に対して、軸方向に摺動自在に保持するものである。ラックブッシュ１は、ポリエステルエラストマー（合成樹脂）製で全体が略円筒状である。
図２および３に示すように、ラックブッシュ１は、ラックハウジング３の内周面に形成された周溝からなる係止溝３１に嵌合されている。係止溝３１は小径部３１ａと大径部３１ｂとからなる。
【００１１】
図４〜６に示すように、ラックブッシュ１は、全体が略円筒状であり、軸方向に沿って伸びた３本のスリット１１により、基部を構成するリング部１２を除いて、３個のセグメント１３に分割されている。３本のスリット１１は、ラックブッシュ１をなす円筒の周方向に１２０°間隔で形成され、その長さＳは軸方向長さの８５％程度である。３個のセグメント１３はリング部１２で連結されている。
【００１２】
３個のセグメント１３のリング部１２とは反対側の端部（自由端）に、ラックハウジング３の係止溝３１の大径部３１ｂに嵌合する３個の突起部１４が形成されている。３個の突起部１４は、ラックブッシュ１をなす円筒の周方向に１２０°間隔で形成されている。３個のスリット１１と３個の突起部１４とは、ラックブッシュ１をなす円筒の周方向でそれぞれ６０°間隔で隣接している。
【００１３】
３個のセグメント１３の外周面に、軸方向に延びるセレーション１５が形成されている。セレーション１５の数は全てのセグメント１３で同じである。図７に示すように、全てのセグメント１３において、全てのセレーション１５の突出先端に半径０．４ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の丸み（Ｒ）が形成されている。
ラックブッシュ１の内周面に３個の隆起部１６が形成されている。３個の隆起部１６はラックブッシュ１をなす円筒の周方向において、３個の突起部１４と同じ位置に形成されている。
【００１４】
ラックブッシュ１を使用してラック軸２をラックハウジング３に取り付ける際には、先ず、ラックハウジング３の係止溝３１にラックブッシュ１を装着し、ラックブッシュの３個の突起部１４をハウジング３の係止溝３１の大径部３１ｂに嵌合させる。次に、ラック軸１０２をラックブッシュ１に挿入することで、ラック軸２により３個のセグメント１３が半径方向に押し拡げられる。
【００１５】
これに伴って、各セグメント１３の外周面に形成された突起部１４が、ラックハウジング３の係止溝３１の大径部３１ｂにしっかりと嵌合する。セレーション１５の突出先端は、ラックハウジング３の係止溝３１の小径部３１ａに接触する。これにより、 ラックハウジング３の係止溝３１にラックブッシュ１が固定され、ラックブッシュ１の３個の隆起部１６により、ラック軸２が軸方向に摺動自在に保持される。
【００１６】
そして、ラックブッシュ１は、セグメント１３の外周面に設けた全てのセレーション１５の突出先端に半径０．４ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の丸み（Ｒ）が形成されているため、大きな荷重がかかる条件で使用された場合でもセレーション１５の突出先端に変形が生じ難く、グリース排出性能も確保される。また、ラックハウジング３とラックブッシュ１のセレーション１５の突出先端との間に隙間が生じ難いため、ラック軸の上下変動が防止されて、振動や打音の発生および摩擦トルクの増大が抑制される。よって、この実施形態のラックブッシュ１は長期に渡って使用することができる。
【実施例】
【００１７】
図８に示す形状の試験片４を使用して、ラックブッシュのセレーション突出先端の変形量とセレーション突出先端に設けたＲとの関係を調べる試験を行った。
試験片４は、長方形の板状の基部４１の一面から、ラックブッシュのセレーションに対応させた３個の突起４２が突出している形状を有する。 試験片４の幅Ｗは５ｍｍ、基部４１の高さＴ1 は１．５ｍｍ、突起４２の高さＴ2 は１．５ｍｍ、突起４２に平行な長さＬは２５ｍｍである。この試験片４として、３個の突起４２の突出先端のＲがそれぞれ０．１ｍｍ、０．２ｍｍ、０．３ｍｍ、０．４ｍｍ、０．５ｍｍ、０．６ｍｍ、０．７ｍｍ、０．８ｍｍ、０．８ｍｍ、１．０ｍｍであるものを用意した。 
【００１８】
各試験片４は、東レ・デュポン（株）製のポリエステルエラストマー「ハイトレル（登録商標）６３４７」を用い、ノズル温度２４０℃、金型温度５０℃、保圧時間１０秒、冷却時間２０秒の条件で射出成形を行うことにより作製した。
試験は２３℃の雰囲気で以下の方法で行った。すなわち、図９に示すように、下部鉄板５１の上に試験片４の基部４１を接着剤で固定した後、突起４２の上に厚さ５ｍｍの鉄板５２を置いて上側から荷重８８０Ｎを２０時間加えた。その後、荷重を開放し、鉄板５２を外して突起４２の高さＴ2 を測定した。そして、試験前後の突起４２の高さＴ2 の差から突起４２の変形量を算出した。この変形量が０．４ｍｍ以下であると判定基準に適合する。
【００１９】
なお、荷重８８０Ｎは、ラック推力を１０ｋＮとして計算した時にラックブッシュにかかると推定される荷重である。また、試験片４の突起４２を３個とした理由は、実際のラックブッシュを分析した結果、３個程度のセレーションがラックハウジングから荷重を受けていることが分かったためである。さらに、変形量０．４ｍｍ以下という判定基準は、変形量がガタ量に相当すると推定できるため、これまで行ってきたガタ量と異音発生との関係を示す試験の実績データから設定した。
試験結果から得られた、突起４２の変形量と突起４２の突出先端Ｒとの関係を、図１０にグラフで示す。
図１０から分かるように、突起４２の突出先端Ｒが０．４ｍｍ以上であると、変形量を０．４ｍｍ以下にすることができる。
【符号の説明】
【００２０】
１  ラックブッシュ
１１  スリット
１２  リング部
１３  セグメント
１４  突起部
１５  セレーション
１６  隆起部
２  ラック軸
３  ラックハウジング
３１  係止溝
３１ａ  小径部
３１ｂ  大径部（突起部の係止部）
１００  ラック・ピニオン式ステアリング装置
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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