【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステアリング装置に関し、特にラック軸とピニオンとを備えたラック・アンド・ピニオン式ステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両のステアリング装置の一タイプとして、ラック軸のラック歯にピニオンを噛合させることで、ピニオンの回転力と回転量をラック軸の軸線方向推力とストロークに変換するラック・アンド・ピニオン式ステアリング装置が知られている。ここで、ラックを保持するラック保持機構において、ラック軸の背面（ラック歯面側と反対側）を保持する保持部に、ローラ等により回転支持できる転がり式ラックガイドを設ける等、伝達効率を向上させ、操舵トルクの低減を図っているものがある（特許文献１参照）。
【特許文献１】
実公平２−３７６５９号公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ラック・アンド・ピニオン式ステアリング機構を用いた、いわゆるコラムアシスト式又はピニオンアシスト式電動パワーステアリング装置では、電動モータのトルクを減速ギヤで増幅したアシストトルクをピニオンギヤへ入力するようになっている。このような装置の場合、ピニオンギヤへの入力トルクは、通常の操舵者の手入力トルクにアシストトルクが加わることで相当に大きくなるため、一般的にはラック歯に噛合するピニオンギヤの歯面面圧が、ノンアシストステアリング装置や油圧パワーステアリング装置と比べると非常に高くなる。このような高面圧でギヤを噛合させる場合には、比較的ちょう度の低い柔らかいグリースを用いると、ギヤ歯面へのグリースの介入性がよくなるので、ギヤの耐久性を向上させるという観点から有利となる。
【０００４】
従って、特にコラムアシスト式又はピニオンアシスト式電動パワーステアリング装置では、ちょう度の低い柔らかいグリースを、ラック歯とピニオンギヤとが噛合する空間（ピニオン室という）に充填することが好ましいといえる。ところが、かかるグリースは、ちょう度が低いので漏れだしやすく、それを阻止するための何らかの手段が必要と考えられる。これに対し、特許文献１の技術では、ハウジングに対してラック軸の半径方向変位を制限する環状の支持部材を設けている。しかしながら、かかる支持部材は、ピニオン室に充填されたグリースの漏れだしを阻止する機能がほとんどないという問題がある。その理由を以下に説明する。
【０００５】
図１８は、特許文献１に示すごとき、従来のステアリング装置のラック軸周辺を示す斜視図である。図１８において、支持部材５０１は、ラック軸５０２のラック歯５０２ａが形成された範囲に配置される。ここで、支持部材５０１はラック軸５０２を包囲すべく環状であるので、図に示す所定位置に組み込むためには、ラック軸５０２の端部からくぐらせる必要がある。しかるに、ラック軸５０２の端部５０２ｂは、ボールジョイント５０３をネジ止めするために円筒状とする必要があるので、支持部材５０１には、ラック軸５０２の端部５０２ｂを通過できるように、それより大径の円筒内周面を形成する必要がある。ところが、支持部材５０１の内周面を大径とすると、図１８に示す組み付けた位置では、支持部材５０２の内周面とラック歯５０２ａとの間に比較的大きなスキマが生じることになり、ここを通ってピニオン室（図１８で支持部材５０１の右側）よりグリースが容易に漏れ出てしまう。その結果、ギヤ噛合部のグリースが不足して潤滑不良を招く恐れがあるため、それを防止するために、短いサイクルでのグリース補充などのメンテナンスが必要となる。
【０００６】
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、組み立て性を向上させつつも、比較的ちょう度の低い柔らかいグリースでも漏れ出すのを効果的に抑制でき、ピニオン室内にグリースを留めることでギヤ歯面への潤滑を維持し、高面圧下でもギヤの耐久性を維持できるステアリング装置を提供すること目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のステアリング装置は、
ハウジングと、転舵装置に連結され、外面の少なくとも一部にラック歯を形成し、前記ハウジングに対して移動自在に支持されたラック軸と、ステアリングホィールに連結され、前記ラック歯に噛合するピニオンとを有するステアリング装置において、
更に、前記ラック軸の少なくとも前記ラック歯が形成された領域における前記ハウジングと前記ラック軸との間には、前記ラック軸を包囲するシール部材が設けられ、前記シール部材は少なくとも周方向の一部が離隔可能となっていることを特徴とする。
【０００８】
【作用】
本発明のステアリング装置は、ハウジングと、転舵装置に連結され、外面の少なくとも一部にラック歯を形成し、前記ハウジングに対して移動自在に支持されたラック軸と、ステアリングホィールに連結され、前記ラック歯に噛合するピニオンとを有するステアリング装置において、更に、前記ラック軸の少なくとも前記ラック歯が形成された領域における前記ハウジングと前記ラック軸との間には、前記ラック軸を包囲するシール部材が設けられ、前記シール部材は少なくとも周方向の一部が離隔可能となっているので、前記シール部材の少なくとも周方向の一部を離隔させることにより、例えば前記ラック軸の端部形状が、ラック歯の領域より大きく容易に組み込むことができ、組み込んだ後に、前記少なくとも周方向の一部を復帰させることで、前記シール部材の内周面が前記ラック歯に近接するようになり、それによりグリースの漏れだしを抑えることができる。尚、「少なくとも周方向の一部が離隔する」とは、例えば周方向の１カ所に切れ目があり、その切れ目が大きくなるように離隔すること、及び周方向の２カ所以上に切れ目があり、複数の部品がラック軸から離れるように互いに離隔することをいうが、それらに限られない。
【０００９】
更に、前記ラック軸において、前記ラック歯以外の部位は円筒面であり、前記シール部材は少なくとも前記円筒面に当接するようにすれば、前記シール部材を前記ラック軸の半径方向移動を制限する制限部材として機能させることができる。
【００１０】
又、前記ラック軸は、前記ラック歯が形成された部位の軸線方向直交断面が略Ｔ字形状を有しており、前記シール部材は、前記略Ｔ字形状に相補する形状を有していると、グリースの漏れだしを効果的に抑制できる。
【００１１】
更に、前記ラック軸の外周面と、それに対向する前記シール部材の内周面の少なくとも一方は、相手側に向かって突出した面形状を有すると、摺動抵抗が減少するので好ましい。
【００１２】
又、前記ラック軸の外周面と、それに対向する前記シール部材の内周面とは、低摩擦部材を介して当接すると、摺動抵抗が減少するので好ましい。
【００１３】
更に、前記シール部材はブッシュを含む（少なくとも一部がブッシュである）と、前記ラック軸の軸線方向移動の際の抵抗を低く抑えることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、第１の実施の形態である電動式パワーステアリング装置１００の一部断面図である。図２は、図１の構成をＩＩ−ＩＩ線で切断して矢印方向に見た図である。図３はシール部材の正面図であり、図４はシール部材の斜視図である。尚、以下に述べる実施の形態では、シール部材はラック軸を支持するブッシュとしても機能する。
【００１５】
図１において、電動式パワーステアリング装置１００は、水平に延在するチューブ１０１と、チューブ１０１の右端に配置されたギヤハウジング１とで構成されるハウジングを有している。チューブ１０１は、不図示のブラケットにより不図示の車体に固定されている。
【００１６】
ハウジング１内を入力軸２が上方から斜め（操舵アシストトルク出力用の電動モータ２１の軸線と交差する方向）に延在し、一方、チューブ１０１内をラック軸１１が延在している。後述するように、入力軸２と連結された出力軸（不図示）の下方端にはピニオン（不図示）が形成され、このピニオンはラック軸１１のラック１１ａに噛合しており、出力軸の回転によりラック軸１１は図において左右に移動するようになっている。
【００１７】
チューブ１０１の両端に取り付けられた防塵ブーツ１０２，１０３を貫通したラック軸１１の両端に取り付けられたボールジョイント１０４，１０５を介して、タイロッド１０６，１０７が連結され、ラック軸１１の左右移動に応じて、不図示の操舵機構を駆動することで車輪の操舵がなされるようになっている。尚、図示していないが、実公平２−３７６５９号公報に示すようなラックガイドが、ギヤハウジング１内に設けられている。
【００１８】
図２において、チューブ１０１の内周面に嵌合するようにして、シール部材４が取り付けられている。図３に示すように、シール部材４は、左半部４ａと、それと略対称形状の右半部４ｂの２部品からなり、両者は、図４に示すように左右に分離可能となっている。図３に示すように組み合わせた状態で、環状のシール部材４の上部側は厚みが増した肉厚部（左半部４ａ側を肉厚部４ｃとし、右半部４ｂ側を肉厚部４ｄとする）が形成されている。更に図４に示すように、肉厚部４ｄの合わせ面には凹部４ｆが形成され、これに対峙する肉厚部４ｃの合わせ面には凸部４ｅ（図３に点線で示す）が形成され、凸部４ｅを凹部４ｆに係合させることで、左半部４ａと右半部４ｂとは、図３に示すように所定の位置に組み合わせることができるようになっている。
【００１９】
図３に示すように組み合わせた状態で、環状のシール部材４の上部外周面には突起（左半部４ａ側を突起４ｇとし、右半部４ｂ側を突起４ｈとする）が形成されている。突起４ｇ、４ｈは、シール部材４を組み付けた状態で、図２に示すチューブ１０１のくぼみ１０１ａに係合し、回り止めとして機能するようになっている。
【００２０】
本実施の形態によれば、分離させた左半部４ａと右半部４ｂとを、ラック歯１１ａの領域で組み合わせることで、シール部材４をラック軸１１の周囲において、チューブ１０１に容易に組み付けることができる。一方、組み付け後においては、図２に示すように、肉厚部４ｃ、４ｄがラック軸１１のラック歯１１ａに近接した位置に配置されることとなり、肉厚部４ｃ、４ｄとラック歯１１ａとの間を通ってグリースが内部から漏れ出ることを抑制できる。しかもシール部材４の肉厚部４ｃ、４ｄ以外は、ラック軸１１のラック歯１１ａ以外の円筒面に当接し、これを支持するようになっており、ラック軸１１の半径方向変位を抑えることもできる。
【００２１】
図５，６は、本実施の形態の変形例にかかるシール部材の正面図である。本変形例においては、シール部材４’は、図３，４の構成と類似しているが、１部品からなる点が主として異なる。より具体的には、環状であるシール部材４’は、周方向の一部（図５，６で上部）に切れ目４ｓ’が入っている。尚、切れ目４ｓ’に対向する内周面の下部中央に、浅い切れ目４ｔ’が入っているが、この切れ目４ｔ’は分離せず、シール部材４’の変形を容易にする機能を有する（図６参照）。シール部材４’が弾性変形しやすい素材からなれば、切れ目４ｔ’は不要となる。
【００２２】
組み付け時には図６に示すように、切れ目４ｓ’を開いて弾性変形させることで、シール部材４’のラック軸１１周囲への設置が容易となる。一方、組み付け後には、弾性変形から復帰して切れ面４ｓ’が閉じた状態となり、上述した実施の形態と同様に、肉厚部４ｃ’、４ｄ’がラック軸１１のラック歯１１ａに近接した位置に配置されることとなり、肉厚部４ｃ’、４ｄ’とラック歯１１ａとの間を通ってグリースが内部から漏れ出ることを抑制できる。その他の構成については、上述した実施の形態と同様であるので説明を省略する。
【００２３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図７は、第２の実施の形態である電動式パワーステアリング装置２００の一部断面図である。図８は、図２の構成をＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線で切断して矢印方向に見た図である。図９はシール部材の正面図であり、図１０はシール部材の斜視図である。
【００２４】
図７に示す電動式パワーステアリング装置２００は、図１の実施の形態に対し、ラック軸の形状のみが異なっているので、それ以外の構成については同様な符号を付して説明を省略する。本実施の形態におけるラック軸１１１は、図８に示すように、ラック歯１１１ａと軸線を挟んで反対側（背面側という）における中央には、面１１１ｂが形成され、面１１１ｂから一段下がった位置の両側に、互いに対向する方向に傾いた斜面１１１ｃ、１１１ｃが形成されている。斜面１１１ｃ、１１１ｃを、不図示のラックガイドの一対のローラが転動する。このように断面が略Ｔ字型のラック軸をＹ型（もしくはＴ型）ラック軸と称し、本実施の形態では鍛造加工により形成している。
【００２５】
本実施の形態のシール部材１０４は、左半部１０４ａと、それと略対称形状の右半部１０４ｂの２部品からなり、図１０に示すように、両者は、図１０に示すように左右に分離可能となっている。図９に示すように組み合わせた状態で、環状のシール部材１０４の上部側は厚みが増した肉厚部（左半部１０４ａ側を肉厚部１０４ｃとし、右半部１０４ｂ側を肉厚部１０４ｄとする）が形成されている。更に図１０に示すように、肉厚部１０４ｄの合わせ面には凹部１０４ｆが形成され、これに対峙する肉厚部１０４ｃの合わせ面には凸部１０４ｅ（図９に点線で示す）が形成され、凸部１０４ｅを凹部１０４ｆに係合させることで、左半部１０４ａと右半部１０４ｂとは、図９に示すように所定の位置に組み合わせることができるようになっている。
【００２６】
更に、図９において、左半部１０４ａ側の下部に斜面１０４ｉが形成され、これに対向するようにして右半部１０４ｂ側の下部に斜面１０４ｊが形成されている。すなわち、シール部材１０４の内周面は、略Ｔ字形状を有している。
【００２７】
図９に示すように組み合わせた状態で、環状のシール部材１０４の上部外周面には突起（左半部１０４ａ側を突起１０４ｇとし、右半部１０４ｂ側を突起１０４ｈとする）が形成されている。突起１０４ｇ、１０４ｈは、シール部材１０４を組み付けた状態で、図２に示すチューブ１０１のくぼみ１０１ａに係合し、回り止めとして機能するようになっている。
【００２８】
本実施の形態によれば、分離させた左半部１０４ａと右半部１０４ｂとを、ラック歯１１１ａの領域で組み合わせることで、シール部材１０４をラック軸１１１の周囲において、チューブ１０１に容易に組み付けることができる。一方、組み付け後においては、図８に示すように、肉厚部１０４ｃ、１０４ｄがラック軸１１１のラック歯１１１ａに近接した位置に配置されることとなり、肉厚部１０４ｃ、１０４ｄとラック歯１１１ａとの間を通ってグリースが内部から漏れ出ることを抑制できる。しかもシール部材１０４の斜面１０４ｉ、１０４ｊは、ラック軸１１１の斜面１１１ｃ、１１１ｃに当接するので、ラック軸１１１の半径方向変位を抑えることもできる。
【００２９】
図１１，１２は、本実施の形態の変形例にかかるシール部材の正面図である。本変形例においては、シール部材１０４’は、図９，１０の構成と類似しているが、１部品からなる点が主として異なる。より具体的には、環状であるシール部材１０４’は、周方向の一部（図１１，１２で上部）に切れ目１０４ｓ’が入っている。尚、切れ目１０４ｓ’に対向する内周面の下部中央に、浅い切れ目１０４ｔ’が入っているが、この切れ目１０４ｔ’は分離せず、シール部材１０４’の変形を容易にする機能を有する（図１２参照）。シール部材１０４’が弾性変形しやすい素材からなれば、切れ目１０４ｔ’は不要となる。
【００３０】
組み付け時には図１２に示すように、切れ目１０４ｓ’を開いて弾性変形させることで、シール部材１０４’のラック軸１１周囲への設置が容易となる。一方、組み付け後には、弾性変形から復帰して切れ面１０４ｓ’が閉じた状態となり、上述した実施の形態と同様に、肉厚部１０４ｃ’、１０４ｄ’がラック軸１１１のラック歯１１１ａに近接した位置に配置されることとなり、肉厚部１０４ｃ’、１０４ｄ’とラック歯１１ａとの間を通ってグリースが内部から漏れ出ることを抑制できる。その他の構成については、上述した実施の形態と同様であるので説明を省略する。
【００３１】
ところで、ラック軸１１１が図７で左右に移動する際に、シール部材１０４（１０４’）の斜面１０４ｉ、１０４ｊ（１０４ｉ’、１０４ｊ’）は、ラック軸１１１の斜面１１１ｃ、１１１ｃと摺動することとなるが、当たり面が大きいと、ラック軸１１１の抵抗が大きくなるという問題がある。以下の実施の形態によれば、かかる問題を解消もしくは緩和することができる。
【００３２】
図１３，１４は、第３の実施の形態にかかるシール部材の正面図である。本実施の形態においては、シール部材２０４は、図９，１０の構成と類似しているが、斜面２０４ｉ、２０４ｊが、半径Ｒの円弧を有する曲面である点が異なっている。その他の構成については、上述した実施の形態と同様であるので説明を省略する。本実施の形態によれば、ラック軸１１１の斜面１１１ｃ、１１１ｃに対して、斜面２０４ｉ、２０４ｊの中央が当接するので、ラック軸保持機能を確保しつつも、当たり面が小さくなりラック軸１１１の移動時の摺動抵抗を抑えることができる。
【００３３】
図１５，１６は、第３の実施の形態の変形例にかかるシール部材の正面図である。本実施の形態においては、シール部材２０４’は、図１１，１２の構成と類似しているが、斜面２０４ｉ’、２０４ｊ’が、半径Ｒの円弧を有する曲面である点が異なっている。その他の構成については、上述した実施の形態と同様であるので説明を省略する。本実施の形態によれば、ラック軸１１１の斜面１１１ｃ、１１１ｃに対して、斜面２０４ｉ’、２０４ｊ’の中央が当接するので、ラック軸保持機能を確保しつつも、当たり面が小さくなりラック軸１１１の移動時の摺動抵抗を抑えることができる。
【００３４】
図１７は、第４の実施の形態にかかるシール部材の正面図である。本実施の形態においては、シール部材３０４は、図１３の構成と類似しているが、斜面３０４ｉ、３０４ｊに、低摩擦部材としてのＰＴＦＥ製の板材３１４、３１４が貼り付けられている点のみが異なっている。その他の構成については、上述した実施の形態と同様であるので説明を省略する。本実施の形態によれば、ラック軸１１１の斜面１１１ｃ、１１１ｃと、斜面３０４ｉ、３０４ｊとは、低摩擦の板材３１４，３１４を介して当接し合うので、ラック軸１１１の移動時の摺動抵抗を抑えることができる。尚、低摩擦部材としては、ＰＴＦＥ素材に限らず潤滑油含浸部材等、種々の素材を用いることができる。このような低摩擦部材は、図３〜６，９〜１２のシール部材に同様に用いても良い。
【００３５】
以上、実施の形態を参照して本発明を詳細に説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきでなく、その趣旨を損ねない範囲で適宜変更、改良可能であることはもちろんである。本実施の形態においては、電動式パワーステアリング装置を例に挙げたが、これに限らずラック・アンド・ピニオン式であれば、ノンアシスト式のステアリング装置、油圧式パワーステアリング装置などにも適用可能である。
【００３６】
【発明の効果】
本発明のステアリング装置は、ハウジングと、転舵装置に連結され、外面の少なくとも一部にラック歯を形成し、前記ハウジングに対して移動自在に支持されたラック軸と、ステアリングホィールに連結され、前記ラック歯に噛合するピニオンとを有するステアリング装置において、更に、前記ラック軸の少なくとも前記ラック歯が形成された領域における前記ハウジングと前記ラック軸との間には、前記ラック軸を包囲するシール部材が設けられ、前記シール部材は少なくとも周方向の一部が離隔可能となっているので、前記シール部材の少なくとも周方向の一部を離隔させることにより、例えば前記ラック軸の端部形状が、ラック歯の領域より大きく容易に組み込むことができ、組み込んだ後に、前記少なくとも周方向の一部を復帰させることで、前記シール部材の内周面が前記ラック歯に近接するようになり、それによりグリースの漏れだしを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態にかかるラック・アンド・ピニオン式ステアリング装置の一部を示す断面図である。
【図２】第１の実施の形態のラック・アンド・ピニオン式ステアリング装置をＩＩ−ＩＩ線で切断して矢印方向に見た図である。
【図３】本実施の形態のシール部材を閉じた状態で示す正面図である。
【図４】本実施の形態のシール部材を開いた状態で示す斜視図である。
【図５】本実施の形態の変形例にかかるシール部材の正面図であり、閉じた状態で示している。
【図６】本実施の形態の変形例にかかるシール部材の正面図であり、開いた状態で示している。
【図７】第２の実施の形態にかかるラック・アンド・ピニオン式ステアリング装置の一部を示す断面図である。
【図８】第２の実施の形態のラック・アンド・ピニオン式ステアリング装置をＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線で切断して矢印方向に見た図である。
【図９】本実施の形態のシール部材を閉じた状態で示す正面図である。
【図１０】本実施の形態のシール部材を開いた状態で示す斜視図である。
【図１１】本実施の形態の変形例にかかるシール部材の正面図であり、閉じた状態で示している。
【図１２】本実施の形態の変形例にかかるシール部材の正面図であり、開いた状態で示している。
【図１３】第３の実施の形態のシール部材を閉じた状態で示す正面図である。
【図１４】第３の実施の形態のシール部材を開いた状態で示す斜視図である。
【図１５】本実施の形態の変形例にかかるシール部材の正面図であり、閉じた状態で示している。
【図１６】本実施の形態の変形例にかかるシール部材の正面図であり、開いた状態で示している。
【図１７】第４の実施の形態のシール部材を閉じた状態で示す正面図である。
【図１８】従来技術におけるラック・アンド・ピニオン式ステアリング装置のラック軸周辺を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ ギヤハウジング
１１，１１１ ラック軸
４，４’、１０４，１０４’、２０４，２０４’３０４，３０４’ シール部材３１４ 低摩擦部材である板材[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a steering device, and more particularly to a rack and pinion type steering device having a rack shaft and a pinion.
[0002]
[Prior art]
As one type of vehicle steering device, a rack-and-pinion type steering device that converts the rotational force and amount of rotation of the pinion into axial thrust and stroke of the rack shaft by engaging the pinion with the rack teeth of the rack shaft is known. Are known. Here, in the rack holding mechanism that holds the rack, the transmission efficiency is improved by, for example, providing a rolling rack guide that can be rotatably supported by rollers or the like on a holding unit that holds the rear surface of the rack shaft (the side opposite to the rack tooth surface). In some cases, the steering torque is reduced (see Patent Document 1).
[Patent Document 1]
Japanese Utility Model Publication No. 2-37659
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in a so-called column assist type or pinion assist type electric power steering device using a rack-and-pinion type steering mechanism, an assist torque obtained by amplifying a torque of an electric motor by a reduction gear is input to a pinion gear. . In the case of such a device, the input torque to the pinion gear is considerably increased by adding the assist torque to the manual input torque of the normal driver, and therefore, in general, the surface pressure of the pinion gear meshing with the rack teeth is increased. However, compared to a non-assist steering device or a hydraulic power steering device, the cost is extremely high. When gears are meshed with such a high surface pressure, using soft grease having relatively low consistency improves the intervening property of the grease on the gear tooth surface, and from the viewpoint of improving the durability of the gear. This is advantageous.
[0004]
Therefore, especially in the column assist type or pinion assist type electric power steering device, it can be said that it is preferable to fill soft grease having low consistency into a space (referred to as a pinion chamber) where the rack teeth mesh with the pinion gear. However, such grease has a low consistency and easily leaks, and it is considered that some means for preventing such grease is required. On the other hand, in the technique of Patent Literature 1, an annular support member that limits the displacement of the rack shaft in the radial direction with respect to the housing is provided. However, there is a problem that such a support member has almost no function of preventing leakage of grease filled in the pinion chamber. The reason will be described below.
[0005]
FIG. 18 is a perspective view showing a periphery of a rack shaft of a conventional steering device as shown in Patent Document 1. As shown in FIG. In FIG. 18, the support member 501 is arranged in a range where the rack teeth 502a of the rack shaft 502 are formed. Here, since the support member 501 is annular so as to surround the rack shaft 502, it is necessary to pass through the end of the rack shaft 502 in order to incorporate the support member 501 into a predetermined position shown in the drawing. However, since the end 502b of the rack shaft 502 needs to be formed in a cylindrical shape in order to screw the ball joint 503, the support member 501 has a lower end so that it can pass through the end 502b of the rack shaft 502. It is necessary to form a large-diameter cylindrical inner peripheral surface. However, if the inner peripheral surface of the support member 501 has a large diameter, a relatively large gap occurs between the inner peripheral surface of the support member 502 and the rack teeth 502a at the assembled position shown in FIG. Grease easily leaks from the pinion chamber (right side of the support member 501 in FIG. 18). As a result, there is a possibility that the grease in the gear meshing portion becomes insufficient, resulting in poor lubrication. To prevent this, maintenance such as replenishment of grease in a short cycle is required.
[0006]
The present invention has been made in view of the problems of the related art, and it is possible to effectively suppress the leakage of even relatively low-consistency soft grease while improving the assemblability. It is an object of the present invention to provide a steering device capable of maintaining lubrication of a gear tooth surface by retaining the gear, and maintaining durability of the gear even under a high surface pressure.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a steering device according to the present invention includes:
A housing, a rack shaft connected to the steering device, having at least a portion of an outer surface formed with rack teeth, and a rack shaft movably supported with respect to the housing; and a pinion connected to a steering wheel and meshing with the rack teeth. And a steering device having
Further, a seal member surrounding the rack shaft is provided between the housing and the rack shaft in at least a region of the rack shaft where the rack teeth are formed, and the seal member is at least partly in a circumferential direction. Can be separated from each other.
[0008]
[Action]
The steering device of the present invention is connected to a housing and a steering device, forms rack teeth on at least a part of an outer surface thereof, and is connected to a rack shaft movably supported with respect to the housing and a steering wheel, A steering device having a pinion meshing with the rack teeth, further comprising a seal member surrounding the rack shaft between the housing and the rack shaft in at least a region of the rack shaft where the rack teeth are formed. Is provided, and at least a part of the seal member in the circumferential direction is separable.By separating at least a part of the seal member in the circumferential direction, for example, the end shape of the rack shaft is changed to a rack shape. Larger than the tooth area and can be easily integrated, after which the at least part of the circumference is returned It is, now the inner peripheral surface of said seal member adjacent to the rack teeth, thereby it is possible to suppress the leakage out of the grease. Note that "at least a part in the circumferential direction is separated" means, for example, that there is a cut in one place in the circumferential direction, that the cut is made to be larger, and that there are cuts in two or more places in the circumferential direction. It means that a plurality of parts are separated from each other so as to be separated from the rack shaft, but is not limited thereto.
[0009]
Further, in the rack shaft, a portion other than the rack teeth is a cylindrical surface, and the seal member is at least abutted on the cylindrical surface, so that the seal member restricts movement of the rack shaft in a radial direction. It can function as a member.
[0010]
The rack shaft has a substantially T-shaped cross section orthogonal to the axial direction of the portion where the rack teeth are formed, and the seal member has a shape complementary to the substantially T-shaped shape. Thus, leakage of grease can be effectively suppressed.
[0011]
Further, it is preferable that at least one of the outer peripheral surface of the rack shaft and the inner peripheral surface of the seal member opposed thereto has a surface shape protruding toward the other side, because sliding resistance is reduced.
[0012]
In addition, it is preferable that the outer peripheral surface of the rack shaft and the inner peripheral surface of the seal member opposed thereto come into contact with each other via a low friction member because sliding resistance is reduced.
[0013]
Further, when the seal member includes a bush (at least a part of which is a bush), it is possible to suppress the resistance when the rack shaft moves in the axial direction.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a partial cross-sectional view of an electric power steering device 100 according to the first embodiment. FIG. 2 is a view of the configuration of FIG. 1 cut along line II-II and viewed in the direction of the arrow. FIG. 3 is a front view of the seal member, and FIG. 4 is a perspective view of the seal member. In the embodiment described below, the seal member also functions as a bush that supports the rack shaft.
[0015]
In FIG. 1, an electric power steering apparatus 100 has a housing including a horizontally extending tube 101 and a gear housing 1 arranged at the right end of the tube 101. The tube 101 is fixed to a vehicle body (not shown) by a bracket (not shown).
[0016]
The input shaft 2 extends obliquely from above (in a direction intersecting with the axis of the electric motor 21 for outputting steering assist torque) in the housing 1, while the rack shaft 11 extends in the tube 101. As will be described later, a pinion (not shown) is formed at a lower end of an output shaft (not shown) connected to the input shaft 2, and this pinion meshes with the rack 11 a of the rack shaft 11, and By rotation, the rack shaft 11 moves left and right in the figure.
[0017]
Tie rods 106 and 107 are connected via ball joints 104 and 105 attached to both ends of a rack shaft 11 that penetrates dustproof boots 102 and 103 attached to both ends of a tube 101, and respond to the left and right movement of the rack shaft 11. The steering of a wheel is performed by driving a steering mechanism (not shown). Although not shown, a rack guide as shown in Japanese Utility Model Publication No. 2-37659 is provided in the gear housing 1.
[0018]
In FIG. 2, the seal member 4 is attached so as to fit on the inner peripheral surface of the tube 101. As shown in FIG. 3, the sealing member 4 is composed of a left half part 4a and a right half part 4b substantially symmetrical to the left half part 4a, and both parts are separable left and right as shown in FIG. . In an assembled state as shown in FIG. 3, the upper side of the annular seal member 4 has a thickened portion having an increased thickness (the left half portion 4a is a thickened portion 4c, and the right half portion 4b is a thickened portion 4d. ) Is formed. Further, as shown in FIG. 4, a concave portion 4f is formed on the mating surface of the thick portion 4d, and a convex portion 4e (shown by a dotted line in FIG. 3) is formed on the mating surface of the thick portion 4c opposed thereto. By engaging the convex portion 4e with the concave portion 4f, the left half portion 4a and the right half portion 4b can be combined at a predetermined position as shown in FIG.
[0019]
In the combined state as shown in FIG. 3, a projection (the left half 4a side is a projection 4g and the right half 4b side is a projection 4h) is formed on the upper outer peripheral surface of the annular seal member 4. . The projections 4g and 4h engage with the recesses 101a of the tube 101 shown in FIG. 2 in a state where the seal member 4 is assembled, and function as rotation stoppers.
[0020]
According to this embodiment, the seal member 4 is easily assembled to the tube 101 around the rack shaft 11 by combining the separated left half 4a and right half 4b in the region of the rack teeth 11a. be able to. On the other hand, after assembling, as shown in FIG. 2, the thick portions 4c and 4d are arranged at positions close to the rack teeth 11a of the rack shaft 11, and the thick portions 4c and 4d and the rack teeth 11a Grease can be prevented from leaking from the inside through the gap. In addition, the portions other than the thick portions 4c and 4d of the seal member 4 abut on and support the cylindrical surface of the rack shaft 11 other than the rack teeth 11a, so that the radial displacement of the rack shaft 11 can be suppressed. it can.
[0021]
5 and 6 are front views of a seal member according to a modification of the present embodiment. In this modified example, the seal member 4 'is similar to the configuration of FIGS. More specifically, the annular seal member 4 ′ has a cut 4 s ′ in a part (upper portion in FIGS. 5 and 6) in the circumferential direction. Although a shallow cut 4t 'is formed at the center of the lower portion of the inner peripheral surface facing the cut 4s', the cut 4t 'does not separate and has a function of facilitating the deformation of the seal member 4' (FIG. 6). If the seal member 4 'is made of a material which is easily elastically deformed, the cut 4t' becomes unnecessary.
[0022]
At the time of assembling, as shown in FIG. 6, the cut 4s 'is opened and elastically deformed, so that the seal member 4' can be easily installed around the rack shaft 11. On the other hand, after assembling, the cut surface 4s 'returns from the elastic deformation, and the cut surface 4s' is closed, and the thick portions 4c 'and 4d' approach the rack teeth 11a of the rack shaft 11 as in the above-described embodiment. The grease can be prevented from leaking from the inside through the space between the thick portions 4c 'and 4d' and the rack teeth 11a. The other configuration is the same as that of the above-described embodiment, and the description is omitted.
[0023]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 7 is a partial cross-sectional view of an electric power steering device 200 according to the second embodiment. FIG. 8 is a view of the configuration of FIG. 2 cut along line VIII-VIII and viewed in the direction of the arrow. FIG. 9 is a front view of the seal member, and FIG. 10 is a perspective view of the seal member.
[0024]
The electric power steering apparatus 200 shown in FIG. 7 differs from the embodiment of FIG. 1 only in the shape of the rack shaft, and the other components are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted. As shown in FIG. 8, the rack shaft 111 in the present embodiment has a surface 111b formed at the center on the opposite side (referred to as a back side) with respect to the axis of the rack teeth 111a, and is one step lower than the surface 111b. Are formed on both sides of each of the inclined surfaces 111c, 111c inclined in the directions facing each other. A pair of rollers of a rack guide (not shown) roll on the slopes 111c, 111c. Such a rack shaft having a substantially T-shaped cross section is called a Y-shaped (or T-shaped) rack shaft, and is formed by forging in the present embodiment.
[0025]
The seal member 104 of the present embodiment is composed of two parts, a left half part 104a and a substantially symmetrical right half part 104b. As shown in FIG. 10, the two parts are separated from each other as shown in FIG. It is possible. In an assembled state as shown in FIG. 9, the upper side of the annular seal member 104 has a thickened portion having an increased thickness (the left half portion 104a is a thickened portion 104c, and the right half portion 104b is a thickened portion 104d). ) Is formed. Further, as shown in FIG. 10, a concave portion 104f is formed on the mating surface of the thick portion 104d, and a convex portion 104e (shown by a dotted line in FIG. 9) is formed on the mating surface of the thick portion 104c opposed thereto. By engaging the convex portion 104e with the concave portion 104f, the left half portion 104a and the right half portion 104b can be combined at a predetermined position as shown in FIG.
[0026]
Further, in FIG. 9, a slope 104i is formed at a lower portion on the left half portion 104a side, and a slope 104j is formed at a lower portion on the right half portion 104b side to face the slope 104i. That is, the inner peripheral surface of the seal member 104 has a substantially T-shape.
[0027]
In the combined state as shown in FIG. 9, projections (a projection 104 g on the left half 104 a and a projection 104 h on the right half 104 b) are formed on the upper outer peripheral surface of the annular seal member 104. . The projections 104g and 104h engage with the depression 101a of the tube 101 shown in FIG. 2 in a state where the seal member 104 is assembled, and function as a detent.
[0028]
According to the present embodiment, the sealing member 104 is easily assembled to the tube 101 around the rack shaft 111 by combining the separated left half 104a and right half 104b in the region of the rack teeth 111a. be able to. On the other hand, after assembling, as shown in FIG. 8, the thick portions 104c and 104d are arranged at positions close to the rack teeth 111a of the rack shaft 111, and the thick portions 104c and 104d and the rack teeth 111a Grease can be prevented from leaking from the inside through the gap. In addition, since the slopes 104i and 104j of the seal member 104 abut against the slopes 111c and 111c of the rack shaft 111, the displacement of the rack shaft 111 in the radial direction can be suppressed.
[0029]
11 and 12 are front views of a seal member according to a modification of the present embodiment. In this modification, the seal member 104 'is similar to the configuration of FIGS. 9 and 10, but is different mainly in that it is made up of one part. More specifically, the annular seal member 104 ′ has a cut 104 s ′ in a part (upper portion in FIGS. 11 and 12) in the circumferential direction. Although a shallow cut 104t 'is formed in the center of the lower portion of the inner peripheral surface facing the cut 104s', the cut 104t 'is not separated and has a function of facilitating the deformation of the sealing member 104' (FIG. 12). If the seal member 104 'is made of a material which is easily elastically deformed, the cut 104t' becomes unnecessary.
[0030]
At the time of assembling, as shown in FIG. 12, the gap 104 s ′ is opened and elastically deformed, so that the seal member 104 ′ can be easily installed around the rack shaft 11. On the other hand, after assembling, the cut surface 104s 'is returned from the elastic deformation, and the cut surface 104s' is closed, and the thick portions 104c 'and 104d' come close to the rack teeth 111a of the rack shaft 111 as in the above-described embodiment. The grease can be prevented from leaking from the inside through the space between the thick portions 104c ′ and 104d ′ and the rack teeth 11a. The other configuration is the same as that of the above-described embodiment, and the description is omitted.
[0031]
By the way, when the rack shaft 111 moves left and right in FIG. 7, the slopes 104i, 104j (104i ′, 104j ′) of the seal member 104 (104 ′) slide on the slopes 111c, 111c of the rack shaft 111. However, when the contact surface is large, there is a problem that the resistance of the rack shaft 111 increases. According to the following embodiment, such a problem can be solved or alleviated.
[0032]
FIGS. 13 and 14 are front views of the seal member according to the third embodiment. In the present embodiment, the seal member 204 is similar to the configuration of FIGS. 9 and 10, except that the slopes 204i and 204j are curved surfaces having an arc of radius R. The other configuration is the same as that of the above-described embodiment, and the description is omitted. According to the present embodiment, the center of the slopes 204i and 204j abuts against the slopes 111c and 111c of the rack shaft 111, so that the rack shaft 111 has a small contact surface while securing the rack shaft holding function. Sliding resistance during movement can be suppressed.
[0033]
FIGS. 15 and 16 are front views of a seal member according to a modification of the third embodiment. In the present embodiment, the seal member 204 'is similar to the configuration of FIGS. 11 and 12, except that the slopes 204i' and 204j 'are curved surfaces having an arc of radius R. The other configuration is the same as that of the above-described embodiment, and the description is omitted. According to the present embodiment, the center of the slopes 204i ', 204j' abuts against the slopes 111c, 111c of the rack shaft 111, so that the rack shaft holding function is ensured, but the contact surface becomes smaller, It is possible to suppress the sliding resistance of the movement of the 111.
[0034]
FIG. 17 is a front view of the seal member according to the fourth embodiment. In the present embodiment, the seal member 304 is similar to the configuration in FIG. 13 except that PTFE plates 314 and 314 as low friction members are attached to the slopes 304i and 304j. Is different. The other configuration is the same as that of the above-described embodiment, and the description is omitted. According to the present embodiment, the slopes 111c, 111c of the rack shaft 111 abut against the slopes 304i, 304j via the low-friction plate members 314, 314. Can be suppressed. The low-friction member is not limited to a PTFE material, and various materials such as a lubricating oil impregnated member can be used. Such a low friction member may be similarly used for the seal members of FIGS.
[0035]
As described above, the present invention has been described in detail with reference to the embodiments. However, the present invention should not be construed as being limited to the above embodiments, and can be appropriately modified and improved without impairing the spirit thereof. Of course there is. In the present embodiment, an electric power steering device has been described as an example, but the present invention is not limited to this, and a rack and pinion type can be applied to a non-assist type steering device, a hydraulic power steering device, and the like. It is.
[0036]
【The invention's effect】
The steering device of the present invention is connected to a housing and a steering device, forms rack teeth on at least a part of an outer surface thereof, and is connected to a rack shaft movably supported with respect to the housing and a steering wheel, A steering device having a pinion meshing with the rack teeth, further comprising a seal member surrounding the rack shaft between the housing and the rack shaft in at least a region of the rack shaft where the rack teeth are formed. Is provided, and at least a part of the seal member in the circumferential direction is separable.By separating at least a part of the seal member in the circumferential direction, for example, the end shape of the rack shaft is changed to a rack shape. Larger than the tooth area and can be easily integrated, after which the at least part of the circumference is returned It is, now the inner peripheral surface of said seal member adjacent to the rack teeth, thereby it is possible to suppress the leakage out of the grease.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing a part of a rack-and-pinion type steering device according to a first embodiment.
FIG. 2 is a view of the rack-and-pinion type steering device according to the first embodiment, taken along line II-II and viewed in a direction indicated by an arrow.
FIG. 3 is a front view showing a state in which a seal member of the present embodiment is closed.
FIG. 4 is a perspective view showing the seal member of the present embodiment in an opened state.
FIG. 5 is a front view of a seal member according to a modification of the present embodiment, which is shown in a closed state.
FIG. 6 is a front view of a seal member according to a modification of the present embodiment, which is shown in an open state.
FIG. 7 is a sectional view showing a part of a rack-and-pinion type steering device according to a second embodiment.
FIG. 8 is a view of the rack-and-pinion type steering device according to the second embodiment, taken along line VIII-VIII and viewed in the direction of the arrow.
FIG. 9 is a front view showing the seal member of the present embodiment in a closed state.
FIG. 10 is a perspective view showing the seal member of the present embodiment in an opened state.
FIG. 11 is a front view of a seal member according to a modification of the present embodiment, which is shown in a closed state.
FIG. 12 is a front view of a seal member according to a modification of the present embodiment, which is shown in an open state.
FIG. 13 is a front view showing a state where a seal member according to a third embodiment is closed.
FIG. 14 is a perspective view showing a state where a seal member according to a third embodiment is opened.
FIG. 15 is a front view of a seal member according to a modification of the present embodiment, which is shown in a closed state.
FIG. 16 is a front view of a seal member according to a modification of the present embodiment, which is shown in an open state.
FIG. 17 is a front view showing a state where a seal member according to a fourth embodiment is closed.
FIG. 18 is a perspective view showing the periphery of a rack shaft of a conventional rack-and-pinion type steering device.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 1 gear housing 11, 111 rack shaft 4, 4 ', 104, 104', 204, 204 '304, 304' sealing member 314 Plate material which is a low friction member
