(57)【要約】      （修正有）【課題】ラックバーが揺動して大きく軸動する場合でも、ハウジング内に収容されたラックガイドの摩耗を低減し、異音の発生を抑制できる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】ギヤハウジング１４と、前記ギヤハウジング１４に回転自在に支持されたピニオン１５と、前記ピニオン１５に噛合うラックが形成されたラック軸１２と、前記ラック軸１２を摺動自在に支持するラックガイド２１と、前記ラックガイド２１を前記ラック軸１２に向かって押圧するばね２５とを具備しており、前記ラックガイド２１は、前記ギヤハウジング１４の筒状の内周面に摺動自在に接する筒状の外周面１４ａを有し、前記外周面１４ａにラックガイド２１の軸方向に通路が狭まる第１の油溝２２とラックガイド２１の軸方向に通路が広がる第２の油溝２３を形成し、前記油溝２２，２３を前記外周面１４ａに交互に設けた。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、前記ハウジングに回転自在に支持されたピニオン軸と、前記ピニオン軸に噛合うラック軸と、前記ラック軸を摺動自在に支持するとともに前記ハウジングに摺動自在に支持されたラックガイドと、前記ラックガイドを前記ラック軸に向かって押圧するばねとを具備しており、前記ラックガイドは、前記ハウジングの筒状の内周面に摺動自在に接する筒状の外周面を有し、前記外周面にラックガイド軸方向の一方に通路が狭まる第１の油溝と、ラックガイド軸方向の一方に通路が広がる第２の油溝とを形成し、前記第１の油溝および前記第２の油溝を前記外周面に円周方向に交互に設けたことを特徴とするラックガイドを有するラックアンドピニオン式ステアリング装置。
【請求項２】
前記第１の油溝が外周面の外径側から見てラックガイド軸方向の一方に三角形状に狭くなり、前記第２の油溝がラックガイド軸方向の一方に三角形状に広くなる形状を有することを特徴とする請求項１に記載のラックアンドピニオン式ステアリング装置。
【請求項３】
前記第１の油溝が前記外周面の径方向断面で見てラックガイド軸方向の一方に三角形状に浅くなり、第２の油溝がラックガイド軸方向の一方に三角形状に深くなる形状を有することを特徴とする請求項１または２に記載の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、ラックアンドピニオン式ステリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の舵取りを行うステアリング装置として、操舵部材の回転操作に応じたピニオンの回転を、該ピニオンに噛合するラックを有するラック軸の軸長方向の移動に変換し、ラック軸の両端に連結された左右の前輪を押し引きして舵取りをおこなうように構成されたラックアンドピニオン式のステアリング装置が広く採用されている。このラックアンドピニオン式のステアリング装置は、一般的に、ラック軸に弾性接触し、前記噛合い部に与圧を加えるラックガイドを備えている。また、前記ラック及びピニオンは、大容量の負荷伝達とすべく、噛合い率が大きいはす歯に夫々形成してある。
【０００３】
このようなラックアンドピニオン式のステアリング装置においては、操舵時にラック及びピニオンの噛合いに伴ってラックガイドの軸動と、ラックガイドの径方向の移動が同時に発生する。ラックガイドとハウジングとの接触を防止するために、ラックガイドの外周面にＯリングを設けたり、特許文献１に示すようにラックガイドの外周面に螺旋溝を形成してこの螺旋溝に潤滑剤を注入している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３５１９９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記螺旋溝は、ラックガイドの軸動によって積極的に潤滑剤の圧力を発生させるものでなく、ラックガイドが径方向に大きく移動したときは、ラックガイドおよびハウジングが接触して打音が発生し、摩耗が発生する。そこで本発明の目的は、ラックガイドの軸動によって積極的に潤滑剤の圧力を発生させ、ラックガイドが径方向に大きく移動するのを防ぎ、接触による打音および摩耗を防ぐことができる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である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、ハウジングと、前記ハウジングに回転自在に支持されたピニオン軸と、前記ピニオン軸に噛合うラック軸と、前記ラック軸を摺動自在に支持するとともに前記ハウジングに摺動自在に支持されたラックガイドと、前記ラックガイドを前記ラック軸に向かって押圧するばねとを具備しており、前記ラックガイドは、前記ハウジングの筒状の内周面に摺動自在に接する筒状の外周面を有し、前記外周面にラックガイド軸方向の一方に通路が狭まる第１の油溝と、ラックガイド軸方向の一方に通路が広がる第２の油溝とを形成し、前記第１の油溝および前記第２の油溝を前記外周面に円周方向に交互に設けたことを要旨としている。
【０００７】
本発明の構造によると、ラック軸とピニオン軸の噛み合いによってラックガイドの軸動と径方向の移動が同時に発生し、ラックガイドの軸動によって積極的に第１の油溝または第２の油溝で潤滑剤の圧力を発生させ、ラックガイドが径方向に大きく移動するのを防ぎ、接触による打音および摩耗を防ぐことができるラックアンドピニオン式ステアリング装置を提供できる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、前記第１の油溝が外周面の外径側から見てラックガイド軸方向の一方に三角形状に狭くなり、前記第２の油溝がラックガイド軸方向の一方に三角形状に広くなる形状を有することを要旨としている。そのため、ラックガイドの左右両方向の傾き方向に適応できるように油膜圧力を発生する油溝と潤滑剤を保持する油溝が円周状幅方向で潤滑剤の通路が狭くなるように形成設置されているため、ラックガイドの軸動によって積極的に潤滑剤の圧力を発生させ、ラックガイドが径方向に大きく移動するのを防ぎ、接触による打音および摩耗を防ぐことができるラックアンドピニオン式ステアリング装置を提供できる。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、前記第１の油溝が前記外周面の径方向断面で見てラックガイド軸方向の一方に三角形状に浅くなり、第２の油溝がラックガイド軸方向の一方に三角形状に深くなる形状を有することを要旨としている。そのため、ラックガイドの左右両方向の傾き方向に適応できるように油膜圧力を発生する油溝と潤滑剤を保持する油溝が径方向断面で深さ方向に潤滑剤の通路が狭くなるように設置されているため、さらに油膜圧力を発生する油溝と潤滑剤を保持する油溝が円周状に設置されているため、ラックガイドの軸動によって積極的に潤滑剤の圧力を発生させ、ラックガイドが径方向に大きく移動するのを防ぎ、接触による打音および摩耗を防ぐことができるラックアンドピニオン式ステアリング装置を提供できる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の構造によれば、ラック軸が揺動して大きく傾動しても、ラックガイドの軸動によって積極的に潤滑剤の圧力を発生させ、ラックガイドが径方向に大きく移動するのを防ぎ、接触による打音および摩耗を防ぐことができるラックアンドピニオン式ステアリング装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態における車両用ラックアンドピニオン式ステアリング装置の正面図
【図２】本発明の実施形態における図１のＦ−Ｆ線断面図
【図３】本発明の実施形態におけるラックガイドの外観図
【図４】本発明の実施形態における図３のＡ−Ａ、Ｂ−Ｂ断面図
【図５】本発明の実施形態におけるラックガイドのラック軸側摺動時の潤滑剤の流れ状況図であり、外周面の外径側から見た状況図
【図６】本発明の実施形態におけるラックガイドのラック軸側摺動時の潤滑剤の流れ状況図であり、外周面の径方向断面で見た状況図
【図７】本発明の実施形態におけるラックガイドのラック軸と反対側摺動時の潤滑剤の流れ状況図であり、外周面の外径側から見た状況図
【図８】本発明の実施形態におけるラックガイドのラック軸と反対側摺動時の潤滑剤の流れ状況図であり、外周面の径方向断面で見た状況図
【図９】本発明の他の実施形態におけるラックガイドの外観図
【図１０】本発明の他の実施形態における図９のＣ−Ｃ，Ｄ−Ｄ断面図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明のラックアンドピニオン式ステアリング装置の一実施形態について図面を参照して説明する。図１に示すように、車両用ラックアンドピニオン式ステアリング装置は、ラックハウジング１１、ラックバー１２（ラック）、タイロッド１３、ギヤハウジング部１４、ピニオン軸１５（ピニオン）、ラックバー支持装置２０を備えている。
【００１３】
ラックハウジング１１は、車両（図示しない）の左右方向（図１の左右方向）に延在して車両に組み付けられている。ラックバー１２は、ラックハウジング１１にラック軸方向（図１の左右方向）に摺動可能に組み付けられている。
【００１４】
タイロッド１３は、その基端がラックバー１２の両端にそれぞれ組み付けられている。タイロッド１３の各他端は、操向輪（例えば左右前輪）の各ナックルアーム（図示しない）に接続されている。これにより、ラックバー１２の動きがタイロッド１３を介してナックルアームに伝わるので、ステアリングの操作に応じて車両を操向することができる。
【００１５】
ギヤハウジング部１４は、ラックハウジング１１と鋳造で一体成形されており、ラックバー１２に直交して形成されている。図２に示すように、ギヤハウジング部１４は、断面円形の収容穴１４ａを有している。この収容穴１４ａ内には、ラックガイド２１が摺動可能に組み付けられている。
【００１６】
ピニオン軸１５は、ラックハウジング１１に玉軸受１６，ころ軸受１７を介して回転自在に組み付けられている。ピニオン軸１５は、ステアリングシャフト（図示省略）に連結されている。ピニオン軸１５にはピニオン１５ａが形成されている。ピニオン１５ａははす歯が形成されており、ラックバー１２のラック１２ａと噛合するようになっている。
【００１７】
ラックバー支持装置２０は、ラックガイド２１、調整ねじ２４、スプリング２５から構成されている。
【００１８】
調整ねじ２４は、ラックガイド２１の背面側に配置され、ギヤハウジング部１４の収容穴１４ａを塞ぐものである。調整ねじ２４は、収容穴１４ａの開口端部に螺着されている。スプリング２５は、ラックガイド２１と調整ねじ２４との間に圧縮された状態で配設されるものであり、ラックガイド２１の背部凹部２１ｂに収容されている。これにより、スプリング２５の付勢力によってラックガイド２１は、ラックバー１２をピニオン軸１５に押圧している。すなわち、ラックバー１２はラックバー支持装置２０によってピニオン１５ａに向けて押圧されながらラックバー軸方向へ摺動可能に支持されている。
【００１９】
ラックガイド２１は、アルミニウム又はアルミニウム合金製の筒状、本例では円筒状のその外周面２１ａでギヤハウジング１４の円筒部の筒状、本例では円筒状の内周面１４ａに摺動隙間をもって摺動自在に接しており、これにより、ラックガイド２１は、ラックバー１２の軸心に対して直角な方向に移動自在となっている。
【００２０】
図３および４に示すように、ラックガイド２１の外周面２１a には、外周面２１ａの外径側から見て略三角形状を有し、外周面２１ａの径方向断面で三角形状を有する第１の油溝２２および第２の油溝２３が形成されている。第１の油溝２２および第２の油溝２３は、深さＤが１０乃至１０００μｍ、長さＬが１乃至５ｍｍ、一方の幅Ｗ
が１００乃至１０００μｍ、他方の幅Ｗが５０乃至５００μｍを有する。第１の油溝２２および第２の油溝２３は、外周面２１ａの円周方向に交互に形成され、互いに逆向きに形成されている。第１の油溝２２および第２の油溝２３は、ラックガイド２１の軸方向に複数配置されている。第１の油溝２２および第２の油溝２３には潤滑剤としてグリースが充填されている。
【００２１】
第１の油溝２２および第２の油溝２３の作用について図５から図８で詳述する。ラック軸１２およびピニオン軸１５の噛み合いによって、ラックガイド２１に軸動および径方向に移動が同時に発生する。例えばラックガイド１２がラック軸１２側へ軸動することになった場合、図５に示すように第２の油溝２３が外周面２１ａの円周方向において潤滑剤の通路が狭くなるため、第２の油溝２３に油膜圧力が発生して、ラックガイド１２とギヤハウジング１４との直接接触が防止できる。逆にラックガイド２１がラック軸１２と反対側へ軸動することになった場合、第１の油溝２２が外周面２１ａの円周方向において潤滑剤の通路が狭くなり、図７に示すように第１の油溝２２により潤滑剤の油膜圧力が発生してラックガイド１２とギヤハウジング１４との直接接触が防止できる。
【００２２】
また、第２の油溝２３は半径方向断面で深さが軸方向に傾斜しており、例えばラックガイド１２がラック軸１２側へ軸動することになった場合、図６に示すように第２の油溝２３が軸方向に潤滑剤の通路が狭くなるため、第２の油溝２３に油膜圧力が発生して、ラックガイド１２とギヤハウジング１４との直接接触が防止できる。逆にラックガイド２１がラック軸１２と反対側へ軸動することになった場合、第１の油溝２２が半径方向断面の深さ方向で軸方向に潤滑剤の通路が狭くなり、図８に示すように第１の油溝２２により潤滑剤の油膜圧力が発生してラックガイド１２とギヤハウジング１４との直接接触が防止できる。
すなわち、第１の油溝２２および第２の油溝２３が交互に形成されていることで、ラックガイド２１のどちらの方向の往復摺動の場合にも第１の油溝２２および第２の油溝２３の円周方向外周面および、半径方向断面の両方で潤滑剤の通路が狭くなり、潤滑剤の油膜圧力により、ラックガイド２１とギヤハウジング１４との直接接触が防止できる。
【００２３】
以上のようにラックアンドピニオン式ステアリング装置１によれば、第１の油溝２２および第２の油溝２３がラックガイド２１の外周面２１aの全周にわたって形成されているため、第１の油溝２２および第２の油溝２３がラックガイド２１の往復動方向により交互にが潤滑剤溜りの機能に加えて、ラックガイド２１の外周面２１aとギヤハウジング１４の内周面２２との間の摺動隙間へのグリースの効率的な供給及び展延機能を発揮でき、摺動隙間には常時グリースが介在せしめられることになり、ピニオン１５とラック歯１２ａとの噛合で生じる歯のねじれやラックバー１２両端の車輪の作用によりラックガイド２１にラジアル方向の負荷が作用し、ラックガイド２１がギヤハウジング１４の内周面１４a側に強く押付けられ、この状態でコイルばね２５による押圧力が作用してアルミニウム又はアルミニウム合金同士の摩擦、所謂「ともがね」となっても、両者間にグリースが介在しているので摩擦抵抗の増大、ひいては凝着摩耗を引き起こすことなく、ラックバー１２に対するラックガイド２１の移動を円滑に行わせることができる。
【００２４】
図９は、ラックガイド５０の他の実施例を示すものであり、このラックガイド５０においては、上述した油溝５３，５４が形成されたラックガイド５０の外周面５０aにさらに所定間隔を隔てて２つの環状溝５１及び５２が形成されていると共に、該環状溝５１及び５２にはゴム弾性体からなるＯリング６１及び６２が該環状溝５１及び５２の開口部より僅かに突出させて装着されている。
【００２５】
この外周面５０aにＯリング６１及び６２を装着したラックガイド５０がギヤハウジング１４の中空部１４ａに配されて、ラックバー１２を摺動自在に支持することにより、該ラックガイド５０の外周面５０ａと円筒部１４の内周面１４ａとの間にＯリング６１及び６２が介在することになるので、油溝５３，５４の潤滑剤がいつまでも保持されて、ラックガイド５０に車輪振動等が伝達されても該ラックガイド５０がガタつくことはなく、したがって叩き音の発生を防止することができる。また、ハンドルの操作時にラック歯８にその移動方向と垂直な方向に力が作用しても、ラックガイド５０の上下振動、すなわちおどりの発生は防止されるという効果が付与されることになる。
【符号の説明】
【００２６】
１１…ラックハウジング、１２…ラック軸、１２ａ…ラック、１４…ギヤハウジング部、１５…ピニオン、１６…玉軸受，１７…ころ軸受、２０…ラックバー支持装置、２１…ラックガイド、２１ａ…ラックガイド外周部、２２…第１の油溝、２３…第２の油溝、２４…調整ねじ、２５…スプリング
【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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