JP2020011662A - ラックアンドピニオン式ステアリングギヤユニット - Google Patents

Abstract

【課題】ラックガイドをラック軸に向けて押圧する力を増大でき、かつ、ラックガイドの外周面とハウジングの内周面とが直接接触することを防止できる、ラックアンドピニオン式ステアリングギヤユニットの構造を実現する。【解決手段】ラックガイド２８の外周面と第三収容部１６の内周面との間に、第一弾性リング１２ａ、１２ｂを挟持する。ラックガイド２８は、後側部に、カバー２９に近づく方向に伸長した第一筒部３２を有し、第三収容部１６の開口端１８に固定されたカバー２９は、ラックガイド２８に近づく方向に伸長した第二筒部４０を有する。第一筒部３２と第二筒部４０とを、第三収容部１６の軸方向に関する相対移動を可能に嵌合する。ラックガイド２８とカバー２９との間に、コイル径の異なる複数のコイルばね３０ａ、３０ｂを径方向に重畳して配置する。【選択図】図３

Description

本発明は、自動車の操舵輪に舵角を付与するため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に関する。

ラックアンドピニオン式のステアリングギヤユニットを備えたステアリング装置は、小型かつ軽量に構成でき、しかも剛性が高く良好な操舵感を得られるなどの理由から、自動車用のステアリング装置に広く使用されている。ラックアンドピニオン式のステアリングギヤユニットを備えたステアリング装置では、運転者が操作するステアリングホイールの回転運動を、ステアリングギヤユニットによって往復直線運動に変換し、タイロッドを介して操舵輪に舵角を付与する。

ラックアンドピニオン式のステアリングギヤユニットは、ステアリングホイールの回転運動が伝達されるピニオン軸と、ピニオン軸の回転運動を直線運動に変換するラック軸とを有しており、ピニオン軸に設けられたピニオン歯とラック軸に設けられたラック歯とを噛合させている。ピニオン軸とラック軸との間で動力伝達を行う際には、ピニオン軸及びラック軸に互いに離れる方向の力が作用する。ラック軸は、長尺状の部材であり、軸方向両側寄り部分のみがハウジングに支持されているため、ピニオン軸との間で動力伝達を行う際には、ラック歯を有する軸方向中間部が、ピニオン軸から離れる方向に弾性的に撓みやすくなる。このため、ピニオン歯とラック歯との噛み合い部のバックラッシュが増大し、打音が発生しやすくなる。

このような事情に鑑みて、実開昭６４−４１４７７号公報には、ラック軸を挟んでピニオン軸と反対側に押圧機構を配置し、ラック軸をピニオン軸に向けて押圧する構造が開示されている。このような構造によれば、ピニオン軸とラック軸との間で動力伝達を行う際にも、ピニオン歯とラック歯との噛み合い部のバックラッシュを低減することができる。このため、噛み合い部で打音が発生することを防止できる。

実開昭６４−４１４７７号公報 特開２００５−４１２５１号公報

ただし、実開昭６４−４１４７７号公報に記載された構造は、１つのコイルばねの弾力のみを利用して、ラックガイドをラック軸に向けて押圧し、ラック軸をピニオン軸に向けて押圧している。このため、ピニオン軸に対するラック軸の押圧力が不足する可能性がある。したがって、噛み合い部のバックラッシュを十分に低減できず、噛み合い部で打音が発生する可能性がある。また、ピニオン軸とラック軸との間で動力伝達を行う際などに、ラック軸に作用するピニオン軸から離れる方向の力に基づいてコイルばねが大きく縮んでしまい、ラックガイドがハウジングの内側でピニオン軸から離れる方向に変位する可能性がある。この際、ラックガイドの外周面とハウジングの内周面とが直接接触し、異音を発生させる可能性がある。

一方、ラック軸は、車両の幅方向に略水平に配置され、車体に固定されたハウジングの内側に往復移動可能に配置されている。このため、悪路走行時などに車体が上下に揺れて、ステアリングギヤユニットに強い振動が入力されると、ラック軸に上下方向の大きな力が加わる場合がある。したがって、噛み合い部のバックラッシュを低減すべく、押圧機構によりラック軸を押圧する場合には、ラック軸に加わる上下方向の力が、ラック軸を直接押圧するラックガイドに作用し、ラックガイドが上下方向に揺動する（倒れる）可能性がある。この結果、ラックガイドの外周面がハウジングの内周面に直接接触して、異音を発生させる可能性がある。

特開２００５−４１２５１号公報には、ラックガイドの外周面とハウジングの内周面とが直接接触することを防止するために、ラックガイドの外周面とハウジングの内周面との間に、２つの弾性リングを挟持する構造が開示されている。ただし、このような構造の場合にも、ラック軸に加わる力が大きくなった際に、弾性リングの弾性変形量が大きくなり、ラックガイドの外周面とハウジングの内周面とが直接接触する可能性がある。

本発明は、上述のような事情に鑑み、ラックガイドをラック軸に向けて押圧する力を増大することができ、かつ、ラックガイドの外周面とハウジングの内周面とが直接接触することを有効に防止できる、ラックアンドピニオン式ステアリングギヤユニットの構造を実現すべく発明したものである。

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は、ハウジングと、ラック軸と、ピニオン軸と、押圧機構と、第一弾性リングと、を備えている。
前記ハウジングは、両端が開口した筒状の第一収容部と、該第一収容部に対しねじれの位置関係に配置された筒状の第二収容部と、前記第一収容部に対し直交する方向に伸長し、かつ、前記第二収容部と反対側に開口端を有する第三収容部と、を有している。
前記ラック軸は、前記第一収容部の内側に、該第一収容部の軸方向に関する往復移動を可能に配置されている。
前記ピニオン軸は、前記第二収容部の内側に回転可能に支持されている。
前記押圧機構は、前記第三収容部の内側に前記ラック軸に対する遠近移動を可能に配置されたラックガイドと、前記第三収容部の開口端に固定されたカバーと、該カバーと前記ラックガイドとの間に配置され、前記ラックガイドを前記ラック軸に向けて押圧する弾性部材と、を有している。
前記第一弾性リングは、前記第三収容部の内周面と前記ラックガイドの外周面との間に挟持されている。
前記ラックガイドは、前記カバーに近づく方向に伸長した第一筒部を有している。
前記カバーは、前記ラックガイドに近づく方向に伸長した第二筒部を有している。
前記第一筒部と前記第二筒部とは、前記第三収容部の軸方向に関する相対移動を可能に嵌合している。
前記弾性部材は、径方向に重畳して配置された互いにコイル径の異なる複数（たとえば２つあるいは３つ以上）のコイルばねである。

本発明では、前記第一筒部と前記第二筒部とのうち径方向内側に配置された内径側筒部を、最も径方向外側に配置された前記コイルばねの径方向外側に配置し、前記内径側筒部の内周面により、最も径方向外側に配置された前記コイルばねの姿勢を規制することができる。
さらに本発明では、前記ラックガイドと前記カバーとのいずれか一方に、最も径方向内側に配置された前記コイルばねの径方向内側に挿入されるガイド軸部を設け、該ガイド軸部の外周面により、最も径方向内側に配置された前記コイルばねの姿勢を規制することもできる。

本発明では、前記第一筒部の周面と前記第二筒部の周面との間に挟持された第二弾性リングをさらに備えることもできる。
本発明では、前記第一筒部を前記第二筒部に内嵌し、前記第二弾性リングを、前記第一筒部の外周面と前記第二筒部の内周面との間に挟持することができる。
または、前記第一筒部を前記第二筒部に外嵌し、前記第二弾性リングを、前記第一筒部の内周面と前記第二筒部の外周面との間に挟持することもできる。

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、ラックガイドをラック軸に向けて押圧する力を増大することができ、かつ、ラックガイドの外周面とハウジングの内周面とが直接接触することを有効に防止できる。

図１は、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ギヤユニットを備えたステアリング装置を示す、斜視図である。 図２は、ラックアンドピニオン式ステアリングギヤユニットを取り出して示す、部分切断図である。 図３は、図２のＡ−Ａ断面図である。

［実施の形態の１例］
実施の形態の１例について、図１〜図３を用いて説明する。
なお、以下の説明において、前後方向は、車両の前後方向を意味し、上下方向は、車両の上下方向を意味し、左右方向は、車両の幅方向を意味する。

ステアリング装置１は、図１に全体構成を示すように、運転者が操作するステアリングホイール２の回転運動を、ピニオン軸３とラック軸４とを有するラックアンドピニオン式のステアリングギヤユニット５により往復直線運動に変換することで、図示しない左右の操舵輪に対し所望の舵角を付与する。このために、ステアリングホイール２を、ステアリングシャフト６の後端部に固定している。また、ステアリングシャフト６の前端部を、１対の自在継手７及び中間シャフト８を介して、ピニオン軸３の基端部に接続している。さらに、ピニオン軸３と噛合するラック軸４の軸方向両端部を、それぞれが左右の操舵輪に連結された１対のタイロッド９に接続している。

ステアリングギヤユニット５は、ハウジング１０と、ピニオン軸３と、ラック軸４と、押圧機構１１と、第一弾性リング１２ａ、１２ｂと、第二弾性リング１３とを備えている。

ハウジング１０は、車体に固定されるものであり、ラック軸４の軸方向中間部を収容する第一収容部１４と、ピニオン軸３の先半部を収容する第二収容部１５と、押圧機構１１を収容する第三収容部１６と、車体に固定するための１対の取付フランジ部１７とを備えている。このようなハウジング１０は、アルミニウム系合金などの軽合金をダイキャスト成形することにより一体的に造られている。また、第一収容部１４の内部空間と、第二収容部１５の内部空間と、第三収容部１６の内部空間とは、互いに連通している。

第一収容部１４は、左右方向に伸長した円筒形状を有しており、左右両端が開口している。このような第一収容部１４は、略水平に配置されている。

第二収容部１５は、有底円筒形状を有しており、上端のみが開口している。このような第二収容部１５は、第一収容部１４の前側（図３の左側）で、かつ、第一収容部１４の軸方向片側（図１の左側、図２の右側）に偏った位置に配置されている。また、第二収容部１５は、第一収容部１４に対しねじれの位置関係に配置されている。つまり、第二収容部１５の中心軸Ｏ_１５と第一収容部１４の中心軸Ｏ_１４とは、ねじれの位置関係にある。また、前後方向から見て、第二収容部１５の中心軸Ｏ_１５は、第一収容部１４の中心軸Ｏ_１４に対して直交する方向には配置されておらず、直交する方向に対し傾斜して配置されている。

第三収容部１６は、円筒形状を有している。このような第三収容部１６は、第一収容部１４の後側（図３の右側）で、かつ、第一収容部１４の軸方向片側に偏った位置に配置されている。具体的には、第三収容部１６は、第一収容部１４の軸方向に関して、第二収容部１５と同じ位置に配置されている。また、第三収容部１６は、第一収容部１４に対し直交する方向のうち前後方向に伸長している。このため、第三収容部１６の中心軸Ｏ_１６は、第一収容部１４の中心軸Ｏ_１４に対して直交する方向に配置されている。また、第三収容部１６は、第二収容部１５と反対側である後側に、開口端１８を有している。開口端１８は、内周面に雌ねじ部１９を有している。第三収容部１６は、内周面のうち第一収容部１４につながった前端部から中間部にわたる範囲に、後側に向かうほど内径が大きくなるテーパ面部２０を有している。雌ねじ部１９の内径は、テーパ面部２０の後側部における内径よりも大きくなっており、雌ねじ部１９とテーパ面部２０とは、円輪状の段差面２１を介して、第三収容部１６の軸方向である前後方向に連続している。

１対の取付フランジ部１７は、第一収容部１４の前側に、第一収容部１４の軸方向に離隔して配置されている。ハウジング１０は、取付フランジ部１７を挿通したボルトやスタッドなどの固定部材２２を用いて、車体に対して固定する。

ピニオン軸３は、外周面の先端寄り部分にピニオン歯２３を有している。このようなピニオン軸３は、先半部を第二収容部１５の内側に配置し、第二収容部１５に対して、１対の転がり軸受２４ａ、２４ｂにより回転のみ可能に支持されている。具体的には、ピニオン軸３の先端部を、第二収容部１５の奥側部に対し、転がり軸受（ラジアルニードル軸受）２４ａにより回転自在に支持している。また、ピニオン軸３の中間部を、第二収容部１５の開口寄り部分に対し、深溝型、３点接触型又は４点接触型などの単列の転がり軸受（玉軸受）２４ｂにより回転自在に支持している。また、第二収容部１５の開口端に抑えねじ筒２５を螺着して、転がり軸受２４ｂの軸方向位置を規制している。さらに、抑えねじ筒２５の内周面とピニオン軸３の外周面との間の隙間を、シールリング２６により塞いでいる。

ラック軸４は、炭素鋼やステンレス鋼などの金属製で、前面の軸方向片側に偏った位置にラック歯２７を有している。ラック軸４の外周面は、ラック歯２７が設けられた部分を除いて円筒面状である。すなわち、ラック軸４の外周面の断面形状は、軸方向に関してラック歯２７から外れた位置では円形であるが、軸方向に関してラック歯２７と重なる位置では弓形である。このようなラック軸４は、第一収容部１４の内側に、該第一収容部１４の軸方向に関する往復移動を可能に配置されており、ラック歯２７をピニオン歯２３に噛合させている。また、ラック軸４の軸方向両側寄り部分は、第一収容部１４の開口寄り部分に対して、図示しないラックブッシュを介して軸方向の変位を可能に支持されている。また、ラック軸４の軸方向両端部は、第一収容部１４の開口部から突出しており、図示しない球面継手を介してタイロッド９の基端部に接続している。

押圧機構１１は、ラック軸４をピニオン軸３に向けて押圧するものであり、ラックガイド２８と、カバー２９と、弾性部材である複数（図示の例では２つ）のコイルばね３０ａ、３０ｂとを備えている。

ラックガイド２８は、第三収容部１６の内側に、ラック軸４に対する遠近移動を可能に配置されている。換言すれば、ラックガイド２８は、第三収容部１６の内側に、第三収容部１６の軸方向である前後方向に移動可能に配置されている。ラックガイド２８は、ラック軸４に近い前側に円柱状のガイド本体３１を有しており、ラック軸４から遠い後側に円筒状の第一筒部３２を有している。ラックガイド２８の外径は、ラックガイド２８を第三収容部１６の内側で円滑に前後移動させるため、第三収容部１６の内周面を構成するテーパ面部２０の前側部における内径よりも小さくなっている。このため、ラックガイド２８の外周面とテーパ面部２０との間には、断面形状がくさび形の第一隙間３３が存在している。

ガイド本体３１の両端面のうち、ラック軸４の背面に対向する前端面には、ラック軸４を摺動可能に支持するために、ラック軸４の背面形状に合った部分円筒状凹面の押圧凹部３４を有している。押圧凹部３４の表面には、摺動性に優れた合成樹脂製のシート３５が添設されている。ガイド本体３１の後端面の径方向中央部には、カバー２９に近づく方向である後方側に伸長する、ガイド軸部３６を有している。ガイド軸部３６は、円柱状で、軸方向にわたり外径が一定である。このため、ガイド軸部３６の外周面は、軸方向にわたり外径が変化しない円筒面状である。ガイド本体３１の外周面のうち、押圧凹部３４の底部よりも後側に位置する部分には、第一係止凹溝３７ａが全周にわたり形成されている。

第一筒部３２は、ガイド本体３１の後端面の径方向外側部から、カバー２９に近づく方向である後方側に伸長している。このため、第一筒部３２は、ガイド軸部３６の周囲に配置されている。第一筒部３２の長さ寸法は、ガイド軸部３６の長さ寸法、及び、コイルばね３０ａ、３０ｂの自由状態での全長よりもそれぞれ短くなっている。第一筒部３２の外径は、ガイド本体３１と同じ外径を有している。第一筒部３２の内周面は、軸方向にわたり内径が変化しない円筒面状である。第一筒部３２の外周面には、第一係止凹溝３７ｂが形成されている。ガイド本体３１の外周面に形成された第一係止凹溝３７ａと、第一筒部３２の外周面に形成された第一係止凹溝３７ｂとは、前後方向に離隔して配置されている。

カバー２９は、略円盤形状を有しており、第三収容部１６の開口端１８に螺着されて、第三収容部１６の開口端１８を塞いでいる。具体的には、カバー２９は、外周面に雄ねじ部３８を有しており、該雄ねじ部３８を、開口端１８の内周面に設けられた雌ねじ部１９に螺合している。カバー２９は、後側部に底板部３９を有しており、前側部に内径側筒部である第二筒部４０を有しており、前後方向中間部に外周面に雄ねじ部３８を有する大径部４１を有している。底板部３９は、第三収容部１６の軸方向から見た形状が六角形状であり、カバー２９を螺着する際に工具を係合する。第二筒部４０は、円筒状で、大径部４１の前端面の径方向内側部から、ラックガイド２８に近づく方向である前方側に伸長している。第二筒部４０の内径は、コイルばね３０ａ、３０ｂのうちコイル径が大きい大径のコイルばね３０ａの外径よりも少しだけ大きい。第二筒部４０の外周面には、第二係止凹溝４２が全周にわたり形成されている。第二筒部４０の外周面は、第二係止凹溝４２が形成された部分を除いて、軸方向にわたり外径が変化しない円筒面状である。また、第二筒部４０の内周面は、軸方向にわたり内径が変化しない円筒面状である。

カバー２９を第三収容部１６の開口端１８に固定した際に、第一筒部３２と第二筒部４０とは互いに同軸に配置され、第一筒部３２は第二筒部４０に外嵌される。また、第一筒部３２の内周面と第二筒部４０の外周面との間には、微小の第二隙間４３が存在している。したがって、第一筒部３２と第二筒部４０とは、第三収容部１６の軸方向である前後方向に相対移動可能に嵌合、すなわち隙間嵌めで嵌合している。また、第二隙間４３の径方向寸法は、ラックガイド２８の外周面とテーパ面部２０との間に存在する第一隙間３３の前側部における径方向寸法よりも小さい。

コイルばね３０ａ、３０ｂはいずれも、軸方向にわたりコイル径（外径）が変化しない円筒コイルばねである。コイルばね３０ａ、３０ｂは、コイル径が互いに異なっている。コイルばね３０ａ、３０ｂは、ラックガイド２８とカバー２９との間に配置されており、前側の端部をガイド本体３１の後端面にそれぞれ当接させ、かつ、後側の端部をカバー２９の底板部３９の前端面にそれぞれ当接させている。コイル径の大きい大径のコイルばね３０ａとコイル径の小さい小径のコイルばね３０ｂとは、第二筒部４０の径方向内側でかつガイド軸部３６の径方向外側に存在する円環状の空間に、径方向に関する隙間を介して径方向に重畳して配置されている。また、大径のコイルばね３０ａと小径のコイルばね３０ｂとは、互いに同軸に配置されている。このために、コイルばね３０ａ、３０ｂのうち最も径方向外側に配置された大径のコイルばね３０ａの姿勢を、大径のコイルばね３０ａの径方向外側に微小隙間を介して配置された第二筒部４０の内周面によって規制している。また、コイルばね３０ａ、３０ｂのうち最も径方向内側に配置された小径のコイルばね３０ｂの姿勢を、小径のコイルばね３０ｂの径方向内側に微小隙間を介して挿入されたガイド軸部３６の外周面によって規制している。

コイルばね３０ａ、３０ｂはいずれも、カバー２９を回転させて、第三収容部１６の開口端１８に対するカバー２９の螺合長さを調整することで、全長が縮められている。このため、複数のコイルばね３０ａ、３０ｂの弾力により、ラックガイド２８をラック軸４に向けて押圧している。これにより、ラック軸４をピニオン軸３に向けて弾性的に押圧して、ピニオン歯２３とラック歯２７との噛み合い部のバックラッシュを低減している。

第一弾性リング１２ａ、１２ｂは、ラックガイド２８の外周面に設けられた第一係止凹溝３７ａ、３７ｂにそれぞれ係止されている。第一弾性リング１２ａ、１２ｂはいずれも、Ｏリングであり、自由状態で円形の断面形状を有し、第一係止凹溝３７ａ、３７ｂの深さよりもそれぞれ大きい線径を有している。このような第一弾性リング１２ａ、１２ｂは、第一係止凹溝３７ａ、３７ｂの底面と第三収容部１６の内周面であるテーパ面部２０との間で、それぞれ弾性的に圧縮されている。ラックガイド２８が第三収容部１６の内側で前後方向に移動する際には、第一弾性リング１２ａ、１２ｂの外周面がテーパ面部２０に対して摺動する。このような第一弾性リング１２ａ、１２ｂを設けることで、第三収容部１６の内側でラックガイド２８ががたつくことを防止できるとともに、泥水などの異物が、第一隙間３３を通じてハウジング１０の第一収容部１４及び第二収容部１５内に侵入することを防止できる。なお、ラックガイド２８の前後方向の移動を円滑に行うために、第三収容部１６の内側にはグリースを充填している。

第二弾性リング１３は、第二筒部４０の外周面に設けられた第二係止凹溝４２に係止されている。このため、前側に配置された第一弾性リング１２ａと第二弾性リング１３とは、前後方向に大きく離隔して配置されている。第二弾性リング１３は、Ｏリングであり、自由状態で円形の断面形状を有し、第二係止凹溝４２の深さよりも大きい線径を有している。このような第二弾性リング１３は、第二係止凹溝４２の底面と第一筒部３２の内周面との間で、弾性的に圧縮されている。ラックガイド２８が第三収容部１６の内側で前後方向に移動する際には、第二弾性リング１３の外周面が第一筒部３２の内周面に対して摺動する。図示の例では、第二弾性リング１３の線径は、第一弾性リング１２ａ、１２ｂの線径よりも小さい。このような第二弾性リング１３を設けることで、第一筒部３２の内側で第二筒部４０ががたつくことを防止できるとともに、泥水などの異物が、第二隙間４３を通じて複数のコイルばね３０ａ、３０ｂが配置された空間に侵入することを防止できる。

本例のステアリング装置１によれば、ラックガイド２８をラック軸４に向けて押圧する力を増大することができ、かつ、ラックガイド２８の外周面と第三収容部１６の内周面であるテーパ面部２０とが直接接触することを有効に防止できる。
すなわち、ラックガイド２８とカバー２９との間に、コイル径の異なる複数（本例では２つ）のコイルばね３０ａ、３０ｂを径方向に重畳して配置している。このため、複数のコイルばね３０ａ、３０ｂは並列に接続されることになるので、全体のばね定数を、個々のコイルばね３０ａ、３０ｂのばね定数の和（合計）にすることができる。したがって、ラックガイド２８とカバー２９との間に、コイルばねを１つだけ設ける場合に比べて、ラックガイド２８をラック軸４に向けて押圧する力を増大しやすくできる。しかも、コイルばね３０ａ、３０ｂを径方向に重畳して配置しているため、コイルばねを１つだけ設ける場合に比べて、設置スペースが徒に大きくなることはない。したがって、押圧機構１１を大型化することなく、ピニオン軸３に対するラック軸４の押圧力を十分に確保することが可能になる。この結果、ピニオン歯２３とラック歯２７との噛み合い部のバックラッシュを十分に低減できる。したがって、ピニオン軸３とラック軸４との間で動力伝達を行う際に、ピニオン軸３及びラック軸４に互いに離れる方向の力が作用した際にも、噛み合い部で打音が発生することを有効に防止できる。また、ラック軸４に作用するピニオン軸３から離れる方向の力にかかわらず、ラックガイド２８が第三収容部１６の内側で後側に変位することを有効に防止できるため、ラックガイド２８の外周面と第三収容部１６のテーパ面部２０とが直接接触し、異音を発生させることも有効に防止できる。

また、ラックガイド２８の後側部に備えられた第一筒部３２と、カバー２９の前側部に備えられた第二筒部４０とを、第三収容部１６の軸方向に関する相対移動を可能に嵌合している。このため、ラックガイド２８は、カバー２９との間に、十分な長さを有する嵌合部を確保することができる。したがって、第三収容部１６の内側でのラックガイド２８の移動量を、第三収容部１６の軸方向に関する移動を除いて、制限することができる。このため、ラック軸４に上下方向の大きな力が加わることで、ラックガイド２８が上下方向に揺動する傾向になった場合にも、第一筒部３２と第二筒部４０との嵌合部により、ラックガイド２８が上下方向に大きく揺動することを防止できる。これにより、ラックガイド２８の外周面と第三収容部１６の内周面との間に挟持された第一弾性リング１２ａ、１２ｂの弾性変形量を抑えられるため、ラックガイド２８の外周面がテーパ面部２０に直接接触することを有効に防止できる。また、本例では、第一筒部３２の内周面と第二筒部４０の外周面との間に、第二弾性リング１３を挟持しているため、第一筒部３２の内周面と第二筒部４０の外周面とが直接接触することで異音を発生させることも有効に防止できる。

また、ラックガイド２８の外周面に、１対の第一弾性リング１２ａ、１２ｂを係止しているため、ラックガイド２８を、第三収容部１６に対して、２つの支点で支持することができる。このため、ラックガイド２８を１つの支点で支持する場合に比べて、ラックガイド２８の揺動変位を抑えることができる。このため、ラックガイド２８が上下方向に揺動する傾向になった場合にも、ラックガイド２８の外周面がテーパ面部２０に直接接触することを有効に防止できる。また、ラックガイド２８が揺動した際には、ラックガイド２８の後端部の外周面がテーパ面部２０に接触しやすいが、第二筒部４０の外周面に係止した第二弾性リング１３を、第一筒部３２の径方向内側に配置しているため、ラックガイド２８の後端部の外周面がテーパ面部２０に直接接触することを有効に防止できる。
なお、ピニオン歯２３及びラック歯２７にそれぞれねじれ角を設定している場合には、ピニオン軸３の回転方向が逆転する際に、ラック軸４には上下方向の力が作用する。このため、悪路を走行した場合と同じように、ラックガイド２８は上下方向に揺動する傾向になるが、このような揺動変位が生じた場合にも、ラックガイド２８の外周面がテーパ面部２０に直接接触することを有効に防止できる。

第一筒部３２と第二筒部４０との嵌合部の長さ寸法及び直径は、ラックガイド２８と第三収容部１６との嵌合部の長さ寸法及び直径よりもいずれも小さいため、第一筒部３２と第二筒部４０との嵌合部で生じる摺動抵抗は、ラックガイド２８と第三収容部１６との嵌合部で生じる摺動抵抗よりも十分に小さくなる。そこで本例では、第一筒部３２の内周面と第二筒部４０の外周面との間の第二隙間４３の径方向寸法を、ラックガイド２８の外周面とテーパ面部２０との間の第一隙間３３の前側部における径方向寸法よりも小さく設定している。このため、ラックガイド２８が上下方向に揺動することで、第二弾性リング１３が径方向に潰れ、第一筒部３２の内周面と第二筒部４０の外周面とが直接接触するとしても、その接触の勢いは十分に小さくなる。したがって、第一筒部３２の内周面と第二筒部４０の外周面との接触に起因して、異音が発生することを十分に抑制できる。

実施の形態では、ラックガイドに備えられた第一筒部を、カバーに備えられた第二筒部に外嵌する場合について説明したが、ラックガイドに備えられた第一筒部を、カバーに備えられた第二筒部に内嵌することもできる。この場合には、第二弾性リングは、第一筒部の外周面と第二筒部の内周面との間に挟持する。また、第一筒部の内周面により、複数のコイルばねのうち最も径方向外側に配置されたコイルばねの姿勢を規制する。さらに、最も径方向内側に配置されたコイルばねの姿勢を規制するガイド軸部は、ラックガイドの後端面ではなく、カバーの前端面に設けることもできる。

ラックガイドとカバーとの間に配置するコイルばねの数は、２つに限らず、３つあるいはそれ以上としても良い。また、複数のコイルばねは、コイル径が互いに異なっており、径方向に重畳して配置することができれば、コイルばねの材質や自由長、巻き数、線径、形状などは特に問わない。

また、実施の形態では、ラックガイドの外周面と第三収容部の内周面との間に挟持する第一弾性リング、及び、第一筒部の周面と第二筒部の周面との間に挟持する第二弾性リングを、それぞれＯリングとする場合について説明したが、第一弾性リング及び第二弾性リングは、断面形状が円形のＯリングに限らず、従来から知られた各種構造の弾性リングを使用することができる。また、第一弾性リングの線径を、第二弾性リングの線径よりも大きくする構造にかぎらず、第一弾性リングの線径と第二弾性リングの線径を互いに同じにすることもできるし、第一弾性リングの線径を、第二弾性リングの線径よりも小さくすることもできる。また、第一弾性リングと第二弾性リングとの間で、使用するゴムの種類などを変えることで、硬さを互いに異ならせることもできる。さらに、ラックガイドの外周面と第三収容部の内周面との間に挟持する第一弾性リングの数は、２本に限らず、１本または３本以上とすることもできる。また、第一筒部の周面と第二筒部の周面との間に挟持する第二弾性リングの数は、１本に限らず、２本以上とすることもできる。

１ ステアリング装置
２ ステアリングホイール
３ ピニオン軸
４ ラック軸
５ ステアリングギヤユニット
６ ステアリングシャフト
７ 自在継手
８ 中間シャフト
９ タイロッド
１０ ハウジング
１１ 押圧機構
１２ａ、１２ｂ 第一弾性リング
１３ 第二弾性リング
１４ 第一収容部
１５ 第二収容部
１６ 第三収容部
１７ 取付フランジ部
１８ 開口端
１９ 雌ねじ部
２０ テーパ面部
２１ 段差面
２２ 固定部材
２３ ピニオン歯
２４ａ、２４ｂ 転がり軸受
２５ 抑えねじ筒
２６ シールリング
２７ ラック歯
２８ ラックガイド
２９ カバー
３０ａ、３０ｂ コイルばね
３１ ガイド本体
３２ 第一筒部
３３ 第一隙間
３４ 押圧凹部
３５ シート
３６ ガイド軸部
３７ａ、３７ｂ 第一係止凹溝
３８ 雄ねじ部
３９ 底板部
４０ 第二筒部
４１ 大径部
４２ 第二係止凹溝
４３ 第二隙間

Claims (4)

1. 両端が開口した筒状の第一収容部と、該第一収容部に対しねじれの位置関係に配置された筒状の第二収容部と、前記第一収容部に対し直交する方向に伸長し、かつ、前記第二収容部と反対側に開口端を有する第三収容部と、を有するハウジングと、
   前記第一収容部の内側に、該第一収容部の軸方向に関する往復移動を可能に配置されたラック軸と、
   前記第二収容部の内側に回転可能に支持されたピニオン軸と、
   前記第三収容部の内側に前記ラック軸に対する遠近移動を可能に配置されたラックガイドと、前記第三収容部の開口端に固定されたカバーと、該カバーと前記ラックガイドとの間に配置され、前記ラックガイドを前記ラック軸に向けて押圧する弾性部材と、を有する押圧機構と、
   前記第三収容部の内周面と前記ラックガイドの外周面との間に挟持された第一弾性リングと、を備え、
   前記ラックガイドは、前記カバーに近づく方向に伸長した第一筒部を有しており、
   前記カバーは、前記ラックガイドに近づく方向に伸長した第二筒部を有しており、
   前記第一筒部と前記第二筒部とは、前記第三収容部の軸方向に関する相対移動を可能に嵌合しており、
   前記弾性部材は、径方向に重畳して配置された互いにコイル径の異なる複数のコイルばねである、
   ラックアンドピニオン式ステアリングギヤユニット。
2. 前記第一筒部と前記第二筒部とのうち径方向内側に配置された内径側筒部は、最も径方向外側に配置された前記コイルばねの径方向外側に配置されており、前記内径側筒部の内周面により、最も径方向外側に配置された前記コイルばねの姿勢を規制する、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。
3. 前記ラックガイドと前記カバーとのいずれか一方は、最も径方向内側に配置された前記コイルばねの径方向内側に挿入されるガイド軸部を有しており、前記ガイド軸部の外周面により、最も径方向内側に配置された前記コイルばねの姿勢を規制する、請求項１〜２のうちのいずれか１項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。
4. 前記第一筒部の周面と前記第二筒部の周面との間に挟持された第二弾性リングをさらに備える、請求項１〜３のうちのいずれか１項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。

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