ラックアンドピニオン式ステアリングギヤユニット
【課題】押圧ブロックの外周面とシリンダ部の内周面とが、高い面圧で勢い良く衝突する事を防止できて、耐久性を良好にできる構造を実現する。
【解決手段】押圧ブロック２１ａのうちで、弾性リング２６を係止する為の係止凹溝２５よりも先端側に存在する駄肉部２７ａの外径ｄを、中間部乃至基端部の外径Ｄよりも小さく（ｄ＜Ｄ）する。必要に応じ、この駄肉部２７ａの外周面を先細テーパ状にする。動力伝達に伴って前記押圧ブロック２１ａがシリンダ部２０内で揺動変位しても、この押圧ブロック２１ａの先端部外周縁とこのシリンダ部２０の内周面とが勢い良く衝突する事がなくなる。
【解決手段】押圧ブロック２１ａのうちで、弾性リング２６を係止する為の係止凹溝２５よりも先端側に存在する駄肉部２７ａの外径ｄを、中間部乃至基端部の外径Ｄよりも小さく（ｄ＜Ｄ）する。必要に応じ、この駄肉部２７ａの外周面を先細テーパ状にする。動力伝達に伴って前記押圧ブロック２１ａがシリンダ部２０内で揺動変位しても、この押圧ブロック２１ａの先端部外周縁とこのシリンダ部２０の内周面とが勢い良く衝突する事がなくなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車の操舵輪に舵角を付与する為のステアリング装置を構成する、ラックアンドピニオン式ステアリングギヤユニットの改良に関する。具体的には、ピニオン軸装着部のシール性確保を図りつつ、製造コストの低減を図れる構造の実現を意図したものである。
【背景技術】
【０００２】
ステアリングホイールから入力された回転運動を舵角付与の為の直線運動に変換する為の機構としてラックアンドピニオンを使用する、ラックアンドピニオン式ステアリングギヤユニットを備えたステアリング装置が、例えば特許文献１〜５に記載される等により、従来から広く知られている。又、ラックアンドピニオン式ステアリングギヤユニットは、小型且つ軽量に構成でき、しかも剛性が高く良好な操舵感を得られる為、実際に広く使用されている。図５〜７は、この様なラックアンドピニオン式ステアリングギヤユニットを組み込んだステアリング装置の１例として、特許文献４に記載された構造を示している。このステアリング装置では、ステアリングホイール１の操作に伴って回転するステアリングシャフト２の動きを、自在継手３、３及び中間シャフト４を介して、ステアリングギヤユニット５の入力軸である、ピニオン軸６に伝達する。尚、前記図６〜７の上下方向は、必ずしも使用状態での上下方向とは一致しない。上下方向は、車両への組み付け状態で適宜選択し、一般的には、前記ピニオン軸６を、鉛直方向に対し傾斜させた状態で設置する。
【０００３】
何れにしても、前記ステアリングギヤユニット５は、前記ピニオン軸６の軸方向の一部に設けたピニオン歯７と、ラック軸８の前面に設けたラック歯９とを噛合させて成る。尚、このうちのラック歯９は、図８に略示する様な、捩れ角θを有するものを使用し、これに合わせて前記ピニオン歯７に関しても、同様の捩れ角を有するヘリカルギヤを使用している。前記ピニオン軸６及びラック軸８は、それぞれの一部を、ケーシング１０内に収納している。このケーシング１０は、それぞれが筒状である、主収納部１１及び副収納部１２を備える。このうちの主収納部１１は、両端が開口している。又、この副収納部１２は、この主収納部１１の一部側方に設けられていて、一端が開口している。これら主収納部１１の中心軸と副収納部１２の中心軸とは、互いに捩れの位置関係にある。前記ラック軸８は、このうちの主収納部１１に軸方向の変位を可能に挿通しており、両端部をこの主収納部１１から突出させている。又、前記主収納部１１の内周面の両端寄り部分に支持した１対のラックガイド（滑り軸受）１３、１３を、前記ラック軸８の外周面に摺接させて、前記ラック軸８が前記主収納部１１に対し、がたつきなく、軸方向に変位できる様にしている。そして、このラック軸８の両端部に、それぞれ球面継手１４、１４を介して、タイロッド１５、１５の基端部を結合している。これら両タイロッド１５、１５の先端部は、それぞれ図示しないナックルアームの先端部に、枢軸により結合している。尚、前記ラック軸８は、前記ピニオン歯７と前記ラック歯９との噛合により、自身の中心軸周りで回転する事はない。
【０００４】
又、前記ピニオン軸６は、前記ピニオン歯７を形成した先半部を前記副収納部１２内に、回転のみ可能に支持している。この為に、前記ピニオン軸６の先端部をこの副収納部１２の奥端部に、ラジアルニードル軸受１６により支持している。又、前記ピニオン軸６の中間部を前記副収納部１２の開口寄り部分に、深溝型、３点接触型若しくは４点接触型等の単列の玉軸受１７により、ラジアル荷重及びスラスト荷重を支承可能に（軸方向の変位を阻止して回転可能に）支持している。前記玉軸受１７を前記ケーシング１０の所定位置に支持する為、このケーシング１０に抑えねじ筒１８を螺着しており、この抑えねじ筒１８の内周面と前記ピニオン軸６の外周面との間の隙間を、シールリング１９により塞いでいる。
【０００５】
又、前記主収納部１１の直径方向に関して、前記副収納部１２と反対側部分にシリンダ部２０を設け、このシリンダ部２０内に、押圧ブロック２１を嵌装している。そして、このシリンダ部２０の開口部に螺着した蓋体２２とこの押圧ブロック２１との間にばね２３等の弾性部材を設けて、この押圧ブロック２１を前記ラック軸８に向け押圧している。これにより、このラック軸８を前記ピニオン軸６に向け弾性的に押圧して、前記ピニオン歯７と前記ラック歯９との噛合部のバックラッシを解消している。更には、これら両歯７、９同士の噛合部での動力伝達に伴って前記ラック軸８に加わる、前記ピニオン軸６から離れる方向の力に拘らず、前記噛合部の噛合状態を適正に維持できる様にしている。尚、前記押圧ブロック２１の軸方向両端面のうち、前記ラック軸８を押圧する側の内端面は、このラック軸８の背面の形状に合わせて部分円筒状凹面としている。これに対して、前記押圧ブロック２１の外端面は、中央部に凹部２４を形成して、前記ばね２３の一端部を当接させる為のばね座とすると共に、前記押圧ブロック２１の軽量化を図っている。
【０００６】
更に、前記押圧ブロック２１の外周面の外端寄り部分（前記ラック軸８と反対寄り部分）に係止凹溝２５を、全周に亙って形成し、この係止凹溝２５に弾性リング２６を係止している。この弾性リング２６は、Ｏリングの如く、自由状態での断面形状が円形のもので、断面形状に関する外径は、自由状態で、前記係止凹溝２５の深さよりも大きい。この様な弾性リング２６は、この係止凹溝２５の底面と前記シリンダ部２０の内周面との間で弾性的に圧縮される。そして、このシリンダ部２０内で前記押圧ブロック２１ががたつくのを防止すると共に、これらシリンダ部２０の内周面と押圧ブロック２１の外周面との間の隙間を通じて、前記ケーシング１０内に、泥水等の異物が入り込む事を防止する。尚、前記押圧ブロック２１の外周面と前記シリンダ部２０の内周面との間には微小隙間を介在させて、この押圧ブロック２１の、軸方向の変位を可能にしている。従来構造の場合、前記押圧ブロック２１の外径を、前記係止凹溝２５の両側、即ち、前記蓋体２２側の先端部と、前記ラック軸８側の中間部乃至基端部とで、互いに同じとしていた。
【０００７】
上述の様なステアリングギヤユニット５を組み込んだステアリング装置により、左右の前輪に舵角を付与する際には、前記ステアリングホイール１の操作により前記ピニオン軸６を回転させる。すると、前記ピニオン歯７と前記ラック歯９との噛合に基づいて、前記ラック軸８が軸方向に変位する。そして、このラック軸８の両端部に結合した、前記両タイロッド１４、１４を押し引きして、前記両前輪に所望の舵角を付与する。
【０００８】
上述の様な従前のステアリングギヤユニット５の場合には、前記ピニオン歯７及び前記ラック歯９にねじり角θを設けた事に伴って、前記ピニオン軸６の回転方向が逆転する際に、前記押圧ブロック２１が揺動変位する。そして、この揺動変位に伴って、この押圧ブロック２１の外周面のうちの先端部と、前記シリンダ部２０の内周面とが勢い良く衝突し、不快な振動や騒音が発生したり、これら両周面の摩耗が著しくなる可能性がある。この様な問題を生じる理由に就いて、図７〜８に図９を加えて説明する。
【０００９】
前記押圧ブロック２１の中心軸と前記シリンダ部２０の中心軸とは、前記ピニオン歯７と前記ラック歯９との間で力の伝達を行わず、前記押圧ブロック２１に外力が作用していない状態では、図９の（Ａ）に示す様に、互いにほぼ一致する傾向になる。そして、仮に、前記押圧ブロック２１の中心軸と前記シリンダ部２０の中心軸とを完全に一致させた状態では、これら押圧ブロック２１の外周面とシリンダ部２０の内周面とは、全周に亙って隙間を介して対向する状態となる。実際の場合には、前記両中心軸は多少傾斜して、前記両周面は互いの一部同士で当接する場合が多いが、前記押圧ブロック２１の揺動変位は、上述の図９の（Ａ）に示した状態を基準として行われる。又、この基準状態では、前記シリンダ部２０の内周面と前記弾性リング２６の外周縁とが、全周に亙って軽く接触した状態となる。
【００１０】
一方、前記ピニオン歯７及び前記ラック歯９にねじり角θを設けた事に伴って、前記ピニオン軸６を回転させる事に伴う、前記ピニオン歯７と前記ラック歯９との間での力の伝達時には、前記ラック軸８に、図７に矢印αで示す様に、このピニオン軸６の軸方向の力が加わる。この力の作用方向は、このピニオン軸６の回転方向が逆転すると逆転する。前記ラック軸８は、全長が４００〜８００mm程度と長く、両端部近傍のみを前記ラックガイド１３、１３により支えられている為、前記ピニオン軸７の軸方向の力により、多少なりとも（例えば図９の左右方向に）弾性的に撓み、場合によっては、僅かとは言え、捻れる事もある。この様な、前記ラック軸８の弾性変形は、前記ラック歯９のうちで前記ピニオン歯７と噛合している部分の変位に結び付き、更にこの変位は、前記ラック軸８を押圧している、前記押圧ブロック２１の、前記矢印α方向の変位に結び付く。そして、この変位に伴ってこの押圧ブロック２１が、図９の（Ｂ）に誇張して示す様に、このラック軸８の変位方向に対応して揺動変位する。又、この揺動変位は、前記シリンダ部２０の内周面と前記弾性リング２６の外周縁との接触部を支点として開始される。
【００１１】
そして、前記揺動変位に伴って、前記押圧ブロック２１の外周面の先端部と前記シリンダ部２０の内周面とが勢い良く衝突し、前記不快な振動や騒音、摩耗の原因となる。特に、前記押圧ブロック２１の先端部外周縁部分（前記ラック軸８と反対寄りの端縁部分）は、前記弾性リング２６からの距離が短く、梃子の原理により力が増幅された状態で、前記両周面同士の衝突部に加わり、この衝突部の面圧が高くなる。そして、この状態で、前記押圧ブロック２１が軸方向に変位すると、前記両周面の摩耗が進み易い。これに対して、前記弾性リング２６を、前記押圧ブロック２１の外周面のうちの極く外端縁に近い部分に設ければ、前記揺動変位に拘らず、この押圧ブロック２１の外周面の先端部と、前記シリンダ部２０の内周面とが衝突する事を防止できて、前記不快な振動や騒音、摩耗の発生を防止できる。
【００１２】
但し、前記弾性リング２６を係止する為の係止凹溝２５と前記押圧ブロック２１の外端面との間には、この係止凹溝２５の片側部分を仕切る為の駄肉部２７が必要になる。そして、前記押圧ブロック２１の軸方向に関する、この駄肉部２７の幅寸法は、耐久性確保に結び付く強度を考慮すれば、余り小さくはできない。又、前記押圧ブロック２１の外端面には、前記凹部２４が存在する為、前記係止凹溝２５の底面とこの凹部２４との間部分の強度確保を考慮する必要もある。これらの事を考慮すると、前記駄肉部２７の幅寸法を或る程度確保する必要がある。この駄肉部２７の幅寸法が或る程度大きくなると、前記押圧ブロック２１の外周面の先端部と、前記シリンダ部２０の内周面とが衝突し易く、衝突した場合には、上述した様な理由で、当接部の面圧が高くなる為、前記不快な振動や騒音、摩耗が発生し易くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開昭５５−６８４７２号公報
【特許文献２】特開平１０−２１７９８５号公報
【特許文献３】特開２００７−１８６１８５号公報
【特許文献４】特開２００９−１８４５９１号公報
【特許文献５】特開２００９−１９０４２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、上述の様な事情に鑑みて、押圧ブロックの外周面の外端部外周縁部とシリンダ部の内周面とが、高い面圧で勢い良く衝突する事を防止できて、耐久性を良好にできるステアリングギヤユニットの構造を実現すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明のラックアンドピニオン式ステアリングギヤユニットは、何れも、前述した従来から知られているラックアンドピニオン式ステアリングギヤユニットと同様に、ケーシングと、ラック軸と、ピニオン軸と、押圧ブロックと、弾性部材と、係止凹溝と、弾性リングとを備える。
このうちのケーシングは、両端が開口した筒状の主収納部、及び、この主収納部に対し捩れの位置関係で設けられて一端が開口した筒状の副収納部、及び、この主収納部の内外を連通させる状態でこの主収納部に対し直交する方向に設けられたシリンダ部を有する。
又、前記ラック軸は、前面にラック歯を設けており、前記ケーシングの主収納部内に、軸方向の変位を可能に設置されている。
又、前記ピニオン軸は、軸方向の先半部に形成したピニオン歯を前記ラック歯と噛合させると共に、軸方向の基半部を前記ケーシングの副収納部の開口部から外に突出させた状態でこの副収納部内に、回転可能に配置されている。
又、前記押圧ブロックは、前記シリンダ部内に、前記ラック軸に対する遠近動を可能に嵌装されている。
又、前記弾性部材は、例えば圧縮コイルばねであり、前記押圧ブロックと、前記シリンダ部の外端開口部に固設された蓋体との間に設けられている。そして、この押圧ブロックを前記ラック軸の背面に向けて押圧する。
又、前記係止凹溝は、前記押圧ブロックの外周面のうちで前記シリンダ部の外端開口部寄り部分に、全周に亙って形成されている。
更に、前記弾性リングは、外周縁部を前記押圧ブロックの外周面よりも径方向外方に突出させた状態で、前記係止凹溝内に係止されている。
【００１６】
特に、本発明のうちの請求項１に記載したラックアンドピニオン式ステアリングギヤユニットに於いては、前記押圧ブロックのうちで前記係止凹溝よりも前記シリンダ部の外端開口寄りに存在する先端部分の外径を、同じくこの係止凹溝よりも前記ラック軸寄り部分の外径よりも小さくしている。
又、請求項２に記載したラックアンドピニオン式ステアリングギヤユニットに於いては、前記押圧ブロックのうちで前記係止凹溝よりも前記シリンダ部の外端開口寄りに存在する先端部分の外径を、この係止凹溝から離れるに従って漸減させている。又、この先端部分の外径の最大値を、前記押圧ブロックのうちで前記係止凹溝よりも前記ラック軸寄り部分の外径以下としている。
更に、これら請求項１、２に記載した発明を同時に実施する事もできる。即ち、請求項３に記載した発明の様に、前記押圧ブロックのうちで前記係止凹溝よりも前記シリンダ部の外端開口寄りに存在する先端部分の外径を、この係止凹溝から離れるに従って漸減させると共に、前記先端部分の外径の最大値を、前記押圧ブロックのうちで前記係止凹溝よりも前記ラック軸寄り部分の外径よりも小さくする。
尚、本発明のうち、請求項１に記載した発明と請求項２に記載した発明との同一又は対応する特別な技術的特徴は、押圧ブロックのうちで、係止凹溝よりもシリンダ部の外端開口寄り部分に存在する先端部のうちの少なくとも基端縁（この係止凹溝側の端縁）を除く部分の外径を、同じくこの係止凹溝よりもラック軸寄り部分の外径よりも小さくしている点にある。
【発明の効果】
【００１７】
上述の様に構成する本発明のラックアンドピニオン式ステアリングギヤユニットによれば、押圧ブロックの先端部外周面とシリンダ部の内周面とが、高い面圧で勢い良く衝突する事を防止できて、耐久性を良好にできる。
即ち、前記押圧ブロックが、前記弾性リングの外周縁部とシリンダ部の内周面との当接部を中心として揺動変位しても、この押圧ブロックの外周面の先端部と前記シリンダ部の内周面とが勢い良く衝突する事はなくなる。
【００１８】
この理由は、請求項１、２の何れに記載した発明の場合も、前記押圧ブロックの先端部外周縁の直径が、前記弾性リングを係止した係止凹溝を境として、この係止凹溝よりも基端寄り部分の外径よりも小さいからである。即ち、前記揺動変位に伴って、最も高い面圧で前記シリンダ部の内周面に衝突する可能性がある、前記押圧ブロックの先端部外周縁の直径は、前記揺動変位の中心となる、前記弾性リングの外周縁部と前記シリンダ部の内周面との当接部の直径よりも十分に小さい。この為、前述の図７に矢印αで示した様な力により、前記押圧ブロックが多少揺動変位しても、前記押圧ブロックの先端部外周縁と前記シリンダ部の内周面とが衝突する事はない。
【００１９】
前記押圧ブロックのうちで前記係止凹溝を挟む両側部分の外径を異ならせる程度や、先端部分の外径を漸減させる程度によっては、揺動角度が大きくなると、これら先端部外周縁と内周面とが衝突する可能性はある。但し、その場合でも、衝突以前に、前記弾性リングが或る程度弾性的に押し潰される為、衝突の勢いは、かなり減衰された状態となり、面圧に関しても、前記弾性リングの反発力分、低くなる。従って、上述の様な場合で、且つ、前記揺動角度が大きくなっても、前記先端部外周縁と内周面とが、勢い良く衝突したり、衝突部の面圧が特に高くなる事はない。この結果、前述した様な不快な振動や騒音を抑えられる事に加え、前記押圧ブロックの外周面及び前記シリンダ部の内周面の摩耗を抑えられて、ラックアンドピニオン式ステアリングギヤユニットの耐久性の向上を図れる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す、図７の左部に相当する部分断面図。
【図２】図１のＸ部拡大図。
【図３】押圧ブロックが揺動変位した状態を示す、図９の（Ｂ）と同様の図。
【図４】本発明の実施の形態の第２例を示す、図２と同様の図。
【図５】ラックアンドピニオン式ステアリングギヤユニットを組み込んだ自動車用操舵装置の１例を示す部分切断側面図。
【図６】図５のＹ−Ｙ断面図。
【図７】図６の拡大Ｚ−Ｚ断面図。
【図８】ラック軸を取り出して図６の上方から見た状態で示す略図。
【図９】ラック歯とピニオン歯との間での動力伝達に伴って押圧ブロックが揺動変位する状態を、中立状態（Ａ）と傾斜状態（Ｂ）とで示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
［実施の形態の第１例］
図１〜３は、請求項１にのみ対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。尚、本例を含めて本発明の特徴は、係止凹溝２５に係止した弾性リング２６の外周縁とシリンダ部２０の内周面との当接部を中心とする、押圧ブロック２１ａ（２１ｂ）の揺動変位に拘らず、この押圧ブロック２１ａ（２１ｂ）の先端部外周縁と前記シリンダ部２０の内周面とが勢い良く衝突したり、衝突部の面圧が特に高くなるのを防止する為の構造にある。その他の部分の構造及び作用は、前述の図７に示した従来構造と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は、省略若しくは簡略にし、以下、本発明の特徴部分を中心に説明する。
【００２２】
本例のラックアンドピニオン式ステアリングギヤユニットに於いては、前記押圧ブロック２１ａのうちで前記係止凹溝２５よりも前記シリンダ部２０の外端開口寄りに存在する、先端部分である駄肉部２７ａの外径ｄを、同じくこの係止凹溝２５よりもラック軸８寄りの、中間部乃至基端部分の外径Ｄよりも小さく（ｄ＜Ｄ）している。小さくする程度は、前記押圧ブロック２１ａが揺動変位できる角度との関係で規制する。この揺動変位できる角度の最大値は、前記シリンダ部２０の内径Ｒと前記押圧ブロック２１ａの中間部乃至基端部分の外径Ｄとの差（Ｒ−Ｄ）、並びに、これらシリンダ部２０の内周面と押圧ブロック２１ａの外周面とが近接対向している部分の長さＬLにより定まる。又、前記揺動の中心となる、弾性リング２６の外周縁と前記シリンダ部２０の内周面との当接部から、前記押圧ブロック２１ａの先端部外周縁までの軸方向距離ＬSよりも、前記両周面同士が近接対向している部分の長さＬLの方が、遥かに大きい（ＬS≪ＬL）。
【００２３】
従って、前記中間部乃至基端部分の外径Ｄと前記先端部分の外径ｄとの差（Ｄ−ｄ）は、前記シリンダ部２０の内径Ｒと前記押圧ブロック２１ａの外径Ｄとの差（Ｒ−Ｄ）程度あれば十分である。前記外径Ｄ、ｄ同士の差（Ｄ−ｄ）は、これら内径Ｒと外径Ｄとの差（Ｒ−Ｄ）よりも多少小さくても十分であるが、この外径Ｄ、ｄ同士の差（Ｄ−ｄ）をこれら内径Ｒと外径Ｄとの差（Ｒ−Ｄ）以上｛（Ｄ−ｄ）≧（Ｒ−Ｄ）｝にすれば、前記揺動変位に拘らず、前記押圧ブロック２１ａの先端部外周縁と前記シリンダ部２０の内周面とが衝突する事を確実に防止できる。前記内径Ｒと外径Ｄとの差（Ｒ−Ｄ）は僅かであるから、前記外径Ｄ、ｄ同士の差（Ｄ−ｄ）をこの内径Ｒと外径Ｄとの差（Ｒ−Ｄ）以上としても、前記係止凹溝２５が前記弾性リング２６を係止する事に関して、特に支障はない。
【００２４】
尚、前記押圧ブロック２１ａは、鉄系合金若しくはアルミニウム系合金等の金属製、或はポリアミド樹脂、ポリ四フッ化エチレン樹脂等の合成樹脂製である。金属製の場合には、前記ラック軸８の背面と摺接する面に、合成樹脂、含油メタル等の低摩擦材を添着する。何れにしても、前記押圧ブロック２１ａの外周面のうち、前記ラック軸８側の端部である内端部外周縁部には面取りを施して、前記シリンダ部２０内に前記押圧ブロック２１ａを、容易に挿入できる様にしている。
【００２５】
上述の様に本例のラックアンドピニオン式ステアリングギヤユニットの場合には、前記押圧ブロック２１ａの先端部分である駄肉部２７ａの外径ｄを、中間部乃至基端部分の外径Ｄよりも小さく（ｄ＜Ｄ）している。この為、ピニオン軸６と前記ラック軸８との間の動力伝達に伴って、前記押圧ブロック２１ａが、前記弾性リング２６ａの内周縁により抑え付けられた部分を中心として揺動変位しても、前記押圧ブロック２１ａの先端部外周縁と前記シリンダ部２０ａの内周面とが衝突する事はなくなる。この結果、前記動力伝達に伴う、前記押圧ブロック２１ａの揺動変位に拘らず、前述した様な、不快な振動や騒音、或は著しい摩耗が生じる事を防止できる。
【００２６】
［実施の形態の第２例］
図４は、請求項１〜３に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合には、押圧ブロック２１ｂのうちで係止凹溝２５よりもシリンダ部２０の外端開口寄りに存在する先端部分である、駄肉部２７ｂの外径を、前記係止凹溝２５から離れるに従って漸減させている。即ち、この駄肉部２７ｂの外周面を、先細テーパ状の、部分円すい状凸面としている。又、この駄肉部２７ｂの外径の最大値、即ち、この駄肉部２７ｂのうちで前記係止凹溝２５に隣接する部分の外径ｄを、前記押圧ブロック２１ｂのうちで前記係止凹溝２５よりもラック軸寄り部分である、中間部乃至基端部の外径Ｄよりも小さく（ｄ＜Ｄ）している。
【００２７】
前記駄肉部２７ｂの外周面の傾斜角度βに関しても、上述した実施の形態の第１例の場合に、駄肉部２７ａの外径ｄを小さくする程度を規制した場合と同様に、前記押圧ブロック２１ａが揺動変位できる角度との関係で規制する。この揺動変位できる角度の最大値は僅少であるから、前記駄肉部２７ｂの外周面の傾斜角度βは僅かで良い反面、大きくしても、揺動変位に伴う衝突防止の面からは全く問題ない。但し、この傾斜角度βを小さくし過ぎると、前記駄肉部２７ｂの加工が面倒（衝突防止を図れる角度に規制する為の精度確保が面倒）になる。逆に、大きくし過ぎると、この駄肉部２７ａのうちで前記係止凹溝２５側の端縁部の強度が低下する。これらの事を考慮すれば、前記傾斜角度βを５〜１０度程度に規制する事が適切である。
【００２８】
上述の様に、前記駄肉部２７ｂの外周面を部分円すい状凸面とした本例の構造の場合も、前述した実施の形態の第１例の場合と同様に、ピニオン軸６とラック軸８（図１参照）との間の動力伝達に伴って、前記押圧ブロック２１ｂが、弾性リング２６の内周縁により抑え付けられた部分を中心として揺動変位しても、前記押圧ブロック２１ｂの先端部外周縁と前記シリンダ部２０の内周面とが衝突する事はなくなる。この結果、前記動力伝達に伴う、前記押圧ブロック２１ｂの揺動変位に拘らず、前述した様な、不快な振動や騒音、或いは著しい摩耗が生じる事を防止できる。
その他の部分の構成及び作用は、上述した実施の形態の第１例と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は省略する。
【符号の説明】
【００２９】
１ ステアリングホイール
２ ステアリングシャフト
３ 自在継手
４ 中間シャフト
５ ステアリングギヤユニット
６ ピニオン軸
７ ピニオン歯
８ ラック軸
９ ラック歯
１０ ケーシング
１１ 主収納部
１２ 副収納部
１３ ラックガイド
１４ 球面継手
１５ タイロッド
１６ ラジアルニードル軸受
１７ 玉軸受
１８ 抑えねじ筒
１９ シールリング
２０ シリンダ部
２１、２１ａ、２１ｂ 押圧ブロック
２２ 蓋体
２３ ばね
２４ 凹部
２５ 係止凹溝
２６ 弾性リング
２７、２７ａ、２７ｂ 駄肉部
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車の操舵輪に舵角を付与する為のステアリング装置を構成する、ラックアンドピニオン式ステアリングギヤユニットの改良に関する。具体的には、ピニオン軸装着部のシール性確保を図りつつ、製造コストの低減を図れる構造の実現を意図したものである。
【背景技術】
【０００２】
ステアリングホイールから入力された回転運動を舵角付与の為の直線運動に変換する為の機構としてラックアンドピニオンを使用する、ラックアンドピニオン式ステアリングギヤユニットを備えたステアリング装置が、例えば特許文献１〜５に記載される等により、従来から広く知られている。又、ラックアンドピニオン式ステアリングギヤユニットは、小型且つ軽量に構成でき、しかも剛性が高く良好な操舵感を得られる為、実際に広く使用されている。図５〜７は、この様なラックアンドピニオン式ステアリングギヤユニットを組み込んだステアリング装置の１例として、特許文献４に記載された構造を示している。このステアリング装置では、ステアリングホイール１の操作に伴って回転するステアリングシャフト２の動きを、自在継手３、３及び中間シャフト４を介して、ステアリングギヤユニット５の入力軸である、ピニオン軸６に伝達する。尚、前記図６〜７の上下方向は、必ずしも使用状態での上下方向とは一致しない。上下方向は、車両への組み付け状態で適宜選択し、一般的には、前記ピニオン軸６を、鉛直方向に対し傾斜させた状態で設置する。
【０００３】
何れにしても、前記ステアリングギヤユニット５は、前記ピニオン軸６の軸方向の一部に設けたピニオン歯７と、ラック軸８の前面に設けたラック歯９とを噛合させて成る。尚、このうちのラック歯９は、図８に略示する様な、捩れ角θを有するものを使用し、これに合わせて前記ピニオン歯７に関しても、同様の捩れ角を有するヘリカルギヤを使用している。前記ピニオン軸６及びラック軸８は、それぞれの一部を、ケーシング１０内に収納している。このケーシング１０は、それぞれが筒状である、主収納部１１及び副収納部１２を備える。このうちの主収納部１１は、両端が開口している。又、この副収納部１２は、この主収納部１１の一部側方に設けられていて、一端が開口している。これら主収納部１１の中心軸と副収納部１２の中心軸とは、互いに捩れの位置関係にある。前記ラック軸８は、このうちの主収納部１１に軸方向の変位を可能に挿通しており、両端部をこの主収納部１１から突出させている。又、前記主収納部１１の内周面の両端寄り部分に支持した１対のラックガイド（滑り軸受）１３、１３を、前記ラック軸８の外周面に摺接させて、前記ラック軸８が前記主収納部１１に対し、がたつきなく、軸方向に変位できる様にしている。そして、このラック軸８の両端部に、それぞれ球面継手１４、１４を介して、タイロッド１５、１５の基端部を結合している。これら両タイロッド１５、１５の先端部は、それぞれ図示しないナックルアームの先端部に、枢軸により結合している。尚、前記ラック軸８は、前記ピニオン歯７と前記ラック歯９との噛合により、自身の中心軸周りで回転する事はない。
【０００４】
又、前記ピニオン軸６は、前記ピニオン歯７を形成した先半部を前記副収納部１２内に、回転のみ可能に支持している。この為に、前記ピニオン軸６の先端部をこの副収納部１２の奥端部に、ラジアルニードル軸受１６により支持している。又、前記ピニオン軸６の中間部を前記副収納部１２の開口寄り部分に、深溝型、３点接触型若しくは４点接触型等の単列の玉軸受１７により、ラジアル荷重及びスラスト荷重を支承可能に（軸方向の変位を阻止して回転可能に）支持している。前記玉軸受１７を前記ケーシング１０の所定位置に支持する為、このケーシング１０に抑えねじ筒１８を螺着しており、この抑えねじ筒１８の内周面と前記ピニオン軸６の外周面との間の隙間を、シールリング１９により塞いでいる。
【０００５】
又、前記主収納部１１の直径方向に関して、前記副収納部１２と反対側部分にシリンダ部２０を設け、このシリンダ部２０内に、押圧ブロック２１を嵌装している。そして、このシリンダ部２０の開口部に螺着した蓋体２２とこの押圧ブロック２１との間にばね２３等の弾性部材を設けて、この押圧ブロック２１を前記ラック軸８に向け押圧している。これにより、このラック軸８を前記ピニオン軸６に向け弾性的に押圧して、前記ピニオン歯７と前記ラック歯９との噛合部のバックラッシを解消している。更には、これら両歯７、９同士の噛合部での動力伝達に伴って前記ラック軸８に加わる、前記ピニオン軸６から離れる方向の力に拘らず、前記噛合部の噛合状態を適正に維持できる様にしている。尚、前記押圧ブロック２１の軸方向両端面のうち、前記ラック軸８を押圧する側の内端面は、このラック軸８の背面の形状に合わせて部分円筒状凹面としている。これに対して、前記押圧ブロック２１の外端面は、中央部に凹部２４を形成して、前記ばね２３の一端部を当接させる為のばね座とすると共に、前記押圧ブロック２１の軽量化を図っている。
【０００６】
更に、前記押圧ブロック２１の外周面の外端寄り部分（前記ラック軸８と反対寄り部分）に係止凹溝２５を、全周に亙って形成し、この係止凹溝２５に弾性リング２６を係止している。この弾性リング２６は、Ｏリングの如く、自由状態での断面形状が円形のもので、断面形状に関する外径は、自由状態で、前記係止凹溝２５の深さよりも大きい。この様な弾性リング２６は、この係止凹溝２５の底面と前記シリンダ部２０の内周面との間で弾性的に圧縮される。そして、このシリンダ部２０内で前記押圧ブロック２１ががたつくのを防止すると共に、これらシリンダ部２０の内周面と押圧ブロック２１の外周面との間の隙間を通じて、前記ケーシング１０内に、泥水等の異物が入り込む事を防止する。尚、前記押圧ブロック２１の外周面と前記シリンダ部２０の内周面との間には微小隙間を介在させて、この押圧ブロック２１の、軸方向の変位を可能にしている。従来構造の場合、前記押圧ブロック２１の外径を、前記係止凹溝２５の両側、即ち、前記蓋体２２側の先端部と、前記ラック軸８側の中間部乃至基端部とで、互いに同じとしていた。
【０００７】
上述の様なステアリングギヤユニット５を組み込んだステアリング装置により、左右の前輪に舵角を付与する際には、前記ステアリングホイール１の操作により前記ピニオン軸６を回転させる。すると、前記ピニオン歯７と前記ラック歯９との噛合に基づいて、前記ラック軸８が軸方向に変位する。そして、このラック軸８の両端部に結合した、前記両タイロッド１４、１４を押し引きして、前記両前輪に所望の舵角を付与する。
【０００８】
上述の様な従前のステアリングギヤユニット５の場合には、前記ピニオン歯７及び前記ラック歯９にねじり角θを設けた事に伴って、前記ピニオン軸６の回転方向が逆転する際に、前記押圧ブロック２１が揺動変位する。そして、この揺動変位に伴って、この押圧ブロック２１の外周面のうちの先端部と、前記シリンダ部２０の内周面とが勢い良く衝突し、不快な振動や騒音が発生したり、これら両周面の摩耗が著しくなる可能性がある。この様な問題を生じる理由に就いて、図７〜８に図９を加えて説明する。
【０００９】
前記押圧ブロック２１の中心軸と前記シリンダ部２０の中心軸とは、前記ピニオン歯７と前記ラック歯９との間で力の伝達を行わず、前記押圧ブロック２１に外力が作用していない状態では、図９の（Ａ）に示す様に、互いにほぼ一致する傾向になる。そして、仮に、前記押圧ブロック２１の中心軸と前記シリンダ部２０の中心軸とを完全に一致させた状態では、これら押圧ブロック２１の外周面とシリンダ部２０の内周面とは、全周に亙って隙間を介して対向する状態となる。実際の場合には、前記両中心軸は多少傾斜して、前記両周面は互いの一部同士で当接する場合が多いが、前記押圧ブロック２１の揺動変位は、上述の図９の（Ａ）に示した状態を基準として行われる。又、この基準状態では、前記シリンダ部２０の内周面と前記弾性リング２６の外周縁とが、全周に亙って軽く接触した状態となる。
【００１０】
一方、前記ピニオン歯７及び前記ラック歯９にねじり角θを設けた事に伴って、前記ピニオン軸６を回転させる事に伴う、前記ピニオン歯７と前記ラック歯９との間での力の伝達時には、前記ラック軸８に、図７に矢印αで示す様に、このピニオン軸６の軸方向の力が加わる。この力の作用方向は、このピニオン軸６の回転方向が逆転すると逆転する。前記ラック軸８は、全長が４００〜８００mm程度と長く、両端部近傍のみを前記ラックガイド１３、１３により支えられている為、前記ピニオン軸７の軸方向の力により、多少なりとも（例えば図９の左右方向に）弾性的に撓み、場合によっては、僅かとは言え、捻れる事もある。この様な、前記ラック軸８の弾性変形は、前記ラック歯９のうちで前記ピニオン歯７と噛合している部分の変位に結び付き、更にこの変位は、前記ラック軸８を押圧している、前記押圧ブロック２１の、前記矢印α方向の変位に結び付く。そして、この変位に伴ってこの押圧ブロック２１が、図９の（Ｂ）に誇張して示す様に、このラック軸８の変位方向に対応して揺動変位する。又、この揺動変位は、前記シリンダ部２０の内周面と前記弾性リング２６の外周縁との接触部を支点として開始される。
【００１１】
そして、前記揺動変位に伴って、前記押圧ブロック２１の外周面の先端部と前記シリンダ部２０の内周面とが勢い良く衝突し、前記不快な振動や騒音、摩耗の原因となる。特に、前記押圧ブロック２１の先端部外周縁部分（前記ラック軸８と反対寄りの端縁部分）は、前記弾性リング２６からの距離が短く、梃子の原理により力が増幅された状態で、前記両周面同士の衝突部に加わり、この衝突部の面圧が高くなる。そして、この状態で、前記押圧ブロック２１が軸方向に変位すると、前記両周面の摩耗が進み易い。これに対して、前記弾性リング２６を、前記押圧ブロック２１の外周面のうちの極く外端縁に近い部分に設ければ、前記揺動変位に拘らず、この押圧ブロック２１の外周面の先端部と、前記シリンダ部２０の内周面とが衝突する事を防止できて、前記不快な振動や騒音、摩耗の発生を防止できる。
【００１２】
但し、前記弾性リング２６を係止する為の係止凹溝２５と前記押圧ブロック２１の外端面との間には、この係止凹溝２５の片側部分を仕切る為の駄肉部２７が必要になる。そして、前記押圧ブロック２１の軸方向に関する、この駄肉部２７の幅寸法は、耐久性確保に結び付く強度を考慮すれば、余り小さくはできない。又、前記押圧ブロック２１の外端面には、前記凹部２４が存在する為、前記係止凹溝２５の底面とこの凹部２４との間部分の強度確保を考慮する必要もある。これらの事を考慮すると、前記駄肉部２７の幅寸法を或る程度確保する必要がある。この駄肉部２７の幅寸法が或る程度大きくなると、前記押圧ブロック２１の外周面の先端部と、前記シリンダ部２０の内周面とが衝突し易く、衝突した場合には、上述した様な理由で、当接部の面圧が高くなる為、前記不快な振動や騒音、摩耗が発生し易くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開昭５５−６８４７２号公報
【特許文献２】特開平１０−２１７９８５号公報
【特許文献３】特開２００７−１８６１８５号公報
【特許文献４】特開２００９−１８４５９１号公報
【特許文献５】特開２００９−１９０４２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、上述の様な事情に鑑みて、押圧ブロックの外周面の外端部外周縁部とシリンダ部の内周面とが、高い面圧で勢い良く衝突する事を防止できて、耐久性を良好にできるステアリングギヤユニットの構造を実現すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明のラックアンドピニオン式ステアリングギヤユニットは、何れも、前述した従来から知られているラックアンドピニオン式ステアリングギヤユニットと同様に、ケーシングと、ラック軸と、ピニオン軸と、押圧ブロックと、弾性部材と、係止凹溝と、弾性リングとを備える。
このうちのケーシングは、両端が開口した筒状の主収納部、及び、この主収納部に対し捩れの位置関係で設けられて一端が開口した筒状の副収納部、及び、この主収納部の内外を連通させる状態でこの主収納部に対し直交する方向に設けられたシリンダ部を有する。
又、前記ラック軸は、前面にラック歯を設けており、前記ケーシングの主収納部内に、軸方向の変位を可能に設置されている。
又、前記ピニオン軸は、軸方向の先半部に形成したピニオン歯を前記ラック歯と噛合させると共に、軸方向の基半部を前記ケーシングの副収納部の開口部から外に突出させた状態でこの副収納部内に、回転可能に配置されている。
又、前記押圧ブロックは、前記シリンダ部内に、前記ラック軸に対する遠近動を可能に嵌装されている。
又、前記弾性部材は、例えば圧縮コイルばねであり、前記押圧ブロックと、前記シリンダ部の外端開口部に固設された蓋体との間に設けられている。そして、この押圧ブロックを前記ラック軸の背面に向けて押圧する。
又、前記係止凹溝は、前記押圧ブロックの外周面のうちで前記シリンダ部の外端開口部寄り部分に、全周に亙って形成されている。
更に、前記弾性リングは、外周縁部を前記押圧ブロックの外周面よりも径方向外方に突出させた状態で、前記係止凹溝内に係止されている。
【００１６】
特に、本発明のうちの請求項１に記載したラックアンドピニオン式ステアリングギヤユニットに於いては、前記押圧ブロックのうちで前記係止凹溝よりも前記シリンダ部の外端開口寄りに存在する先端部分の外径を、同じくこの係止凹溝よりも前記ラック軸寄り部分の外径よりも小さくしている。
又、請求項２に記載したラックアンドピニオン式ステアリングギヤユニットに於いては、前記押圧ブロックのうちで前記係止凹溝よりも前記シリンダ部の外端開口寄りに存在する先端部分の外径を、この係止凹溝から離れるに従って漸減させている。又、この先端部分の外径の最大値を、前記押圧ブロックのうちで前記係止凹溝よりも前記ラック軸寄り部分の外径以下としている。
更に、これら請求項１、２に記載した発明を同時に実施する事もできる。即ち、請求項３に記載した発明の様に、前記押圧ブロックのうちで前記係止凹溝よりも前記シリンダ部の外端開口寄りに存在する先端部分の外径を、この係止凹溝から離れるに従って漸減させると共に、前記先端部分の外径の最大値を、前記押圧ブロックのうちで前記係止凹溝よりも前記ラック軸寄り部分の外径よりも小さくする。
尚、本発明のうち、請求項１に記載した発明と請求項２に記載した発明との同一又は対応する特別な技術的特徴は、押圧ブロックのうちで、係止凹溝よりもシリンダ部の外端開口寄り部分に存在する先端部のうちの少なくとも基端縁（この係止凹溝側の端縁）を除く部分の外径を、同じくこの係止凹溝よりもラック軸寄り部分の外径よりも小さくしている点にある。
【発明の効果】
【００１７】
上述の様に構成する本発明のラックアンドピニオン式ステアリングギヤユニットによれば、押圧ブロックの先端部外周面とシリンダ部の内周面とが、高い面圧で勢い良く衝突する事を防止できて、耐久性を良好にできる。
即ち、前記押圧ブロックが、前記弾性リングの外周縁部とシリンダ部の内周面との当接部を中心として揺動変位しても、この押圧ブロックの外周面の先端部と前記シリンダ部の内周面とが勢い良く衝突する事はなくなる。
【００１８】
この理由は、請求項１、２の何れに記載した発明の場合も、前記押圧ブロックの先端部外周縁の直径が、前記弾性リングを係止した係止凹溝を境として、この係止凹溝よりも基端寄り部分の外径よりも小さいからである。即ち、前記揺動変位に伴って、最も高い面圧で前記シリンダ部の内周面に衝突する可能性がある、前記押圧ブロックの先端部外周縁の直径は、前記揺動変位の中心となる、前記弾性リングの外周縁部と前記シリンダ部の内周面との当接部の直径よりも十分に小さい。この為、前述の図７に矢印αで示した様な力により、前記押圧ブロックが多少揺動変位しても、前記押圧ブロックの先端部外周縁と前記シリンダ部の内周面とが衝突する事はない。
【００１９】
前記押圧ブロックのうちで前記係止凹溝を挟む両側部分の外径を異ならせる程度や、先端部分の外径を漸減させる程度によっては、揺動角度が大きくなると、これら先端部外周縁と内周面とが衝突する可能性はある。但し、その場合でも、衝突以前に、前記弾性リングが或る程度弾性的に押し潰される為、衝突の勢いは、かなり減衰された状態となり、面圧に関しても、前記弾性リングの反発力分、低くなる。従って、上述の様な場合で、且つ、前記揺動角度が大きくなっても、前記先端部外周縁と内周面とが、勢い良く衝突したり、衝突部の面圧が特に高くなる事はない。この結果、前述した様な不快な振動や騒音を抑えられる事に加え、前記押圧ブロックの外周面及び前記シリンダ部の内周面の摩耗を抑えられて、ラックアンドピニオン式ステアリングギヤユニットの耐久性の向上を図れる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す、図７の左部に相当する部分断面図。
【図２】図１のＸ部拡大図。
【図３】押圧ブロックが揺動変位した状態を示す、図９の（Ｂ）と同様の図。
【図４】本発明の実施の形態の第２例を示す、図２と同様の図。
【図５】ラックアンドピニオン式ステアリングギヤユニットを組み込んだ自動車用操舵装置の１例を示す部分切断側面図。
【図６】図５のＹ−Ｙ断面図。
【図７】図６の拡大Ｚ−Ｚ断面図。
【図８】ラック軸を取り出して図６の上方から見た状態で示す略図。
【図９】ラック歯とピニオン歯との間での動力伝達に伴って押圧ブロックが揺動変位する状態を、中立状態（Ａ）と傾斜状態（Ｂ）とで示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
［実施の形態の第１例］
図１〜３は、請求項１にのみ対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。尚、本例を含めて本発明の特徴は、係止凹溝２５に係止した弾性リング２６の外周縁とシリンダ部２０の内周面との当接部を中心とする、押圧ブロック２１ａ（２１ｂ）の揺動変位に拘らず、この押圧ブロック２１ａ（２１ｂ）の先端部外周縁と前記シリンダ部２０の内周面とが勢い良く衝突したり、衝突部の面圧が特に高くなるのを防止する為の構造にある。その他の部分の構造及び作用は、前述の図７に示した従来構造と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は、省略若しくは簡略にし、以下、本発明の特徴部分を中心に説明する。
【００２２】
本例のラックアンドピニオン式ステアリングギヤユニットに於いては、前記押圧ブロック２１ａのうちで前記係止凹溝２５よりも前記シリンダ部２０の外端開口寄りに存在する、先端部分である駄肉部２７ａの外径ｄを、同じくこの係止凹溝２５よりもラック軸８寄りの、中間部乃至基端部分の外径Ｄよりも小さく（ｄ＜Ｄ）している。小さくする程度は、前記押圧ブロック２１ａが揺動変位できる角度との関係で規制する。この揺動変位できる角度の最大値は、前記シリンダ部２０の内径Ｒと前記押圧ブロック２１ａの中間部乃至基端部分の外径Ｄとの差（Ｒ−Ｄ）、並びに、これらシリンダ部２０の内周面と押圧ブロック２１ａの外周面とが近接対向している部分の長さＬLにより定まる。又、前記揺動の中心となる、弾性リング２６の外周縁と前記シリンダ部２０の内周面との当接部から、前記押圧ブロック２１ａの先端部外周縁までの軸方向距離ＬSよりも、前記両周面同士が近接対向している部分の長さＬLの方が、遥かに大きい（ＬS≪ＬL）。
【００２３】
従って、前記中間部乃至基端部分の外径Ｄと前記先端部分の外径ｄとの差（Ｄ−ｄ）は、前記シリンダ部２０の内径Ｒと前記押圧ブロック２１ａの外径Ｄとの差（Ｒ−Ｄ）程度あれば十分である。前記外径Ｄ、ｄ同士の差（Ｄ−ｄ）は、これら内径Ｒと外径Ｄとの差（Ｒ−Ｄ）よりも多少小さくても十分であるが、この外径Ｄ、ｄ同士の差（Ｄ−ｄ）をこれら内径Ｒと外径Ｄとの差（Ｒ−Ｄ）以上｛（Ｄ−ｄ）≧（Ｒ−Ｄ）｝にすれば、前記揺動変位に拘らず、前記押圧ブロック２１ａの先端部外周縁と前記シリンダ部２０の内周面とが衝突する事を確実に防止できる。前記内径Ｒと外径Ｄとの差（Ｒ−Ｄ）は僅かであるから、前記外径Ｄ、ｄ同士の差（Ｄ−ｄ）をこの内径Ｒと外径Ｄとの差（Ｒ−Ｄ）以上としても、前記係止凹溝２５が前記弾性リング２６を係止する事に関して、特に支障はない。
【００２４】
尚、前記押圧ブロック２１ａは、鉄系合金若しくはアルミニウム系合金等の金属製、或はポリアミド樹脂、ポリ四フッ化エチレン樹脂等の合成樹脂製である。金属製の場合には、前記ラック軸８の背面と摺接する面に、合成樹脂、含油メタル等の低摩擦材を添着する。何れにしても、前記押圧ブロック２１ａの外周面のうち、前記ラック軸８側の端部である内端部外周縁部には面取りを施して、前記シリンダ部２０内に前記押圧ブロック２１ａを、容易に挿入できる様にしている。
【００２５】
上述の様に本例のラックアンドピニオン式ステアリングギヤユニットの場合には、前記押圧ブロック２１ａの先端部分である駄肉部２７ａの外径ｄを、中間部乃至基端部分の外径Ｄよりも小さく（ｄ＜Ｄ）している。この為、ピニオン軸６と前記ラック軸８との間の動力伝達に伴って、前記押圧ブロック２１ａが、前記弾性リング２６ａの内周縁により抑え付けられた部分を中心として揺動変位しても、前記押圧ブロック２１ａの先端部外周縁と前記シリンダ部２０ａの内周面とが衝突する事はなくなる。この結果、前記動力伝達に伴う、前記押圧ブロック２１ａの揺動変位に拘らず、前述した様な、不快な振動や騒音、或は著しい摩耗が生じる事を防止できる。
【００２６】
［実施の形態の第２例］
図４は、請求項１〜３に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合には、押圧ブロック２１ｂのうちで係止凹溝２５よりもシリンダ部２０の外端開口寄りに存在する先端部分である、駄肉部２７ｂの外径を、前記係止凹溝２５から離れるに従って漸減させている。即ち、この駄肉部２７ｂの外周面を、先細テーパ状の、部分円すい状凸面としている。又、この駄肉部２７ｂの外径の最大値、即ち、この駄肉部２７ｂのうちで前記係止凹溝２５に隣接する部分の外径ｄを、前記押圧ブロック２１ｂのうちで前記係止凹溝２５よりもラック軸寄り部分である、中間部乃至基端部の外径Ｄよりも小さく（ｄ＜Ｄ）している。
【００２７】
前記駄肉部２７ｂの外周面の傾斜角度βに関しても、上述した実施の形態の第１例の場合に、駄肉部２７ａの外径ｄを小さくする程度を規制した場合と同様に、前記押圧ブロック２１ａが揺動変位できる角度との関係で規制する。この揺動変位できる角度の最大値は僅少であるから、前記駄肉部２７ｂの外周面の傾斜角度βは僅かで良い反面、大きくしても、揺動変位に伴う衝突防止の面からは全く問題ない。但し、この傾斜角度βを小さくし過ぎると、前記駄肉部２７ｂの加工が面倒（衝突防止を図れる角度に規制する為の精度確保が面倒）になる。逆に、大きくし過ぎると、この駄肉部２７ａのうちで前記係止凹溝２５側の端縁部の強度が低下する。これらの事を考慮すれば、前記傾斜角度βを５〜１０度程度に規制する事が適切である。
【００２８】
上述の様に、前記駄肉部２７ｂの外周面を部分円すい状凸面とした本例の構造の場合も、前述した実施の形態の第１例の場合と同様に、ピニオン軸６とラック軸８（図１参照）との間の動力伝達に伴って、前記押圧ブロック２１ｂが、弾性リング２６の内周縁により抑え付けられた部分を中心として揺動変位しても、前記押圧ブロック２１ｂの先端部外周縁と前記シリンダ部２０の内周面とが衝突する事はなくなる。この結果、前記動力伝達に伴う、前記押圧ブロック２１ｂの揺動変位に拘らず、前述した様な、不快な振動や騒音、或いは著しい摩耗が生じる事を防止できる。
その他の部分の構成及び作用は、上述した実施の形態の第１例と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は省略する。
【符号の説明】
【００２９】
１ ステアリングホイール
２ ステアリングシャフト
３ 自在継手
４ 中間シャフト
５ ステアリングギヤユニット
６ ピニオン軸
７ ピニオン歯
８ ラック軸
９ ラック歯
１０ ケーシング
１１ 主収納部
１２ 副収納部
１３ ラックガイド
１４ 球面継手
１５ タイロッド
１６ ラジアルニードル軸受
１７ 玉軸受
１８ 抑えねじ筒
１９ シールリング
２０ シリンダ部
２１、２１ａ、２１ｂ 押圧ブロック
２２ 蓋体
２３ ばね
２４ 凹部
２５ 係止凹溝
２６ 弾性リング
２７、２７ａ、２７ｂ 駄肉部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端が開口した筒状の主収納部、及び、この主収納部に対し捩れの位置関係で設けられて一端が開口した筒状の副収納部、及び、この主収納部の内外を連通させる状態でこの主収納部に対し直交する方向に設けられたシリンダ部を有するケーシングと、前面にラック歯を設け、このケーシングの主収納部内に軸方向の変位を可能に設置されたラック軸と、軸方向の先半部に形成したピニオン歯を前記ラック歯と噛合させると共に軸方向の基半部を前記ケーシングの副収納部の開口部から外に突出させた状態でこの副収納部内に、回転可能に配置されたピニオン軸と、前記シリンダ部内に、前記ラック軸に対する遠近動を可能に嵌装された押圧ブロックと、この押圧ブロックと前記シリンダ部の外端開口部に固設された蓋体との間に設けられ、この押圧ブロックを前記ラック軸の背面に向けて押圧する弾性部材と、この押圧ブロックの外周面のうちで前記シリンダ部の外端開口寄り部分に全周に亙って形成された係止凹溝と、外周縁部を前記押圧ブロックの外周面よりも径方向外方に突出させた状態でこの係止凹溝内に係止された弾性リングとを備えたラックアンドピニオン式ステアリングギヤユニットに於いて、前記押圧ブロックのうちで前記係止凹溝よりも前記シリンダ部の外端開口寄りに存在する先端部分の外径を、同じくこの係止凹溝よりも前記ラック軸寄り部分の外径よりも小さくした事を特徴とするラックアンドピニオン式ステアリングギヤユニット。
【請求項２】
両端が開口した筒状の主収納部、及び、この主収納部に対し捩れの位置関係で設けられて一端が開口した筒状の副収納部、及び、この主収納部の内外を連通させる状態でこの主収納部に対し直交する方向に設けられたシリンダ部を有するケーシングと、前面にラック歯を設け、このケーシングの主収納部内に軸方向の変位を可能に設置されたラック軸と、軸方向の先半部に形成したピニオン歯を前記ラック歯と噛合させると共に軸方向の基半部を前記ケーシングの副収納部の開口部から外に突出させた状態でこの副収納部内に、回転可能に配置されたピニオン軸と、前記シリンダ部内に、前記ラック軸に対する遠近動を可能に嵌装された押圧ブロックと、この押圧ブロックと前記シリンダ部の外端開口部に固設された蓋体との間に設けられ、この押圧ブロックを前記ラック軸の背面に向けて押圧する弾性部材と、この押圧ブロックの外周面のうちで前記シリンダ部の外端開口寄り部分に全周に亙って形成された係止凹溝と、外周縁部を前記押圧ブロックの外周面よりも径方向外方に突出させた状態でこの係止凹溝内に係止された弾性リングとを備えたラックアンドピニオン式ステアリングギヤユニットに於いて、前記押圧ブロックのうちで前記係止凹溝よりも前記シリンダ部の外端開口寄りに存在する先端部分の外径が、この係止凹溝から離れるに従って漸減しており、この先端部分の外径の最大値が、前記押圧ブロックのうちで前記係止凹溝よりも前記ラック軸寄り部分の外径以下である事を特徴とするラックアンドピニオン式ステアリングギヤユニット。
【請求項３】
前記先端部分の外径の最大値が、前記押圧ブロックのうちで前記係止凹溝よりも前記ラック軸寄り部分の外径よりも小さい、請求項２に記載したラックアンドピニオン式ステアリングギヤユニット。
【請求項１】
両端が開口した筒状の主収納部、及び、この主収納部に対し捩れの位置関係で設けられて一端が開口した筒状の副収納部、及び、この主収納部の内外を連通させる状態でこの主収納部に対し直交する方向に設けられたシリンダ部を有するケーシングと、前面にラック歯を設け、このケーシングの主収納部内に軸方向の変位を可能に設置されたラック軸と、軸方向の先半部に形成したピニオン歯を前記ラック歯と噛合させると共に軸方向の基半部を前記ケーシングの副収納部の開口部から外に突出させた状態でこの副収納部内に、回転可能に配置されたピニオン軸と、前記シリンダ部内に、前記ラック軸に対する遠近動を可能に嵌装された押圧ブロックと、この押圧ブロックと前記シリンダ部の外端開口部に固設された蓋体との間に設けられ、この押圧ブロックを前記ラック軸の背面に向けて押圧する弾性部材と、この押圧ブロックの外周面のうちで前記シリンダ部の外端開口寄り部分に全周に亙って形成された係止凹溝と、外周縁部を前記押圧ブロックの外周面よりも径方向外方に突出させた状態でこの係止凹溝内に係止された弾性リングとを備えたラックアンドピニオン式ステアリングギヤユニットに於いて、前記押圧ブロックのうちで前記係止凹溝よりも前記シリンダ部の外端開口寄りに存在する先端部分の外径を、同じくこの係止凹溝よりも前記ラック軸寄り部分の外径よりも小さくした事を特徴とするラックアンドピニオン式ステアリングギヤユニット。
【請求項２】
両端が開口した筒状の主収納部、及び、この主収納部に対し捩れの位置関係で設けられて一端が開口した筒状の副収納部、及び、この主収納部の内外を連通させる状態でこの主収納部に対し直交する方向に設けられたシリンダ部を有するケーシングと、前面にラック歯を設け、このケーシングの主収納部内に軸方向の変位を可能に設置されたラック軸と、軸方向の先半部に形成したピニオン歯を前記ラック歯と噛合させると共に軸方向の基半部を前記ケーシングの副収納部の開口部から外に突出させた状態でこの副収納部内に、回転可能に配置されたピニオン軸と、前記シリンダ部内に、前記ラック軸に対する遠近動を可能に嵌装された押圧ブロックと、この押圧ブロックと前記シリンダ部の外端開口部に固設された蓋体との間に設けられ、この押圧ブロックを前記ラック軸の背面に向けて押圧する弾性部材と、この押圧ブロックの外周面のうちで前記シリンダ部の外端開口寄り部分に全周に亙って形成された係止凹溝と、外周縁部を前記押圧ブロックの外周面よりも径方向外方に突出させた状態でこの係止凹溝内に係止された弾性リングとを備えたラックアンドピニオン式ステアリングギヤユニットに於いて、前記押圧ブロックのうちで前記係止凹溝よりも前記シリンダ部の外端開口寄りに存在する先端部分の外径が、この係止凹溝から離れるに従って漸減しており、この先端部分の外径の最大値が、前記押圧ブロックのうちで前記係止凹溝よりも前記ラック軸寄り部分の外径以下である事を特徴とするラックアンドピニオン式ステアリングギヤユニット。
【請求項３】
前記先端部分の外径の最大値が、前記押圧ブロックのうちで前記係止凹溝よりも前記ラック軸寄り部分の外径よりも小さい、請求項２に記載したラックアンドピニオン式ステアリングギヤユニット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−１０６６５０（Ｐ２０１２−１０６６５０Ａ）
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２５７４８７（Ｐ２０１０−２５７４８７）
【出願日】平成２２年１１月１８日（２０１０．１１．１８）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月１８日（２０１０．１１．１８）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
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