JP5001519B2

JP5001519B2 - ステアリング装置

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Publication number: JP5001519B2
Application number: JP2005077461A
Authority: JP
Inventors: 達也斎藤; 幸夫田島
Original assignee: Showa Corp
Current assignee: Showa Corp
Priority date: 2005-03-17
Filing date: 2005-03-17
Publication date: 2012-08-15
Anticipated expiration: 2025-03-17
Also published as: JP2006256499A

Description

本発明は、車両用のラック・ピニオン型のステアリング装置に関し、より詳細にはステアリング装置におけるラック軸の支持構造に関するものであり、該ステアリング装置は、例えば電動パワーステアリング装置である。

ラック・ピニオン型のステアリング装置において、路面や縁石からの反力などの外力がラック軸に作用したときに、該外力が大きいとラック軸が撓んで、ピニオンとラックと噛合部における歯の噛合状態が変化して歯打ち音が発生する。このため、この歯打ち音を低減するためのラック軸の支持構造が提案されている。

例えば、特許文献１に開示されたラックアンドピニオン式操向装置では、ラック軸の両端部のうち、ラック歯が設けられた一方の端部を支持する第１ブッシュと、他方の端部を支持する第２ブッシュとが設けられる。各ブッシュにはスリットが設けられ、ブッシュは、スリットを利用して縮径された状態でラック軸が挿通する挿通孔に挿入された後、挿通孔の内周面に設けられた周溝に嵌入される。
特許第３５４３６５２号公報

ところで、ブッシュにスリットがあると、支持剛性が低下して、ラック軸の撓み抑制効果が低下する。そこで、支持剛性を高めるために、スリットがない閉断面を有するブッシュを採用することが考えられる。その場合、ブッシュを縮径させることが困難であり、ハウジングへのブッシュの組付性が低下する。また、ラック軸を支持するブッシュは、ラック軸の撓み抑制の観点から設定された所定位置またはその近傍に保持されていないと、歯打ち音の低減効果が低下することから、ブッシュの挿入方向および反挿入方向での移動を規制すべく、ブッシュの圧入荷重を大きくすると、組付性がさらに低下するうえ、熱膨張をした場合に、径方向内方へのブッシュの変形量が大きくなり、ブッシュによるラック軸の摺動抵抗が大きくなって操舵フィーリングが低下する。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、請求項１〜４記載の発明は、閉断面を有するブッシュの、ハウジングへの組付性を向上させると共に、ピニオンとラック部との噛合に起因する歯打ち音の低減および操舵フィーリングの向上を図ることを目的とする。

請求項１記載の発明は、操舵力が入力されるピニオンに噛合するラック部が設けられたラック軸を収納するハウジングと、前記ラック軸を軸方向に移動可能に支持する前記ブッシュとを備え、前記ブッシュは、前記ハウジング内に軸方向に挿入されて挿入方向での移動が規制されると共に内周面に前記ラック軸を摺動可能に支持する支持面を有するステアリング装置において、前記ブッシュと当接することにより前記ブッシュが反挿入方向に移動することを規制するストッパを備え、前記ブッシュは前記ハウジング内に圧入される圧入部を有し、前記圧入部の全体は閉断面を有する環状体であり、前記圧入部の外周面には、前記ハウジングの内周面を径方向外方に押圧する複数の圧接部と前記ハウジングの前記内周面を挿入時に押圧しない複数の非圧接部とが周方向に１つずつ交互に設けられ、前記非圧接部の外周面に対し、前記圧接部の凹凸面の底部と頂部の高さ方向中間に位置するような形状に、該圧接部が形成され、前記ストッパは、前記ブッシュに対して反挿入方向側で前記ハウジングに固定され、前記支持面は、外力が作用していない前記ラック軸との間に隙間を形成すると共に、前記外力の作用により前記ラック軸に所定撓み以上の撓みが発生するときにのみ前記ラック軸に接触して前記ラック軸を支持することを特徴とするステアリング装置である。

これによれば、ブッシュは圧入部が閉断面を有することから、圧入される部分が開断面を有するブッシュに比べてラック軸を支持する剛性を高めることができる。圧接部は、周方向に非圧接部を挟んで周方向に間隔をおいて設けられるので、非圧接部による圧入荷重の減少、および周方向での圧接部の間隔を変更することにより圧入荷重の調整が、容易にできる。また、ブッシュは、ハウジングに取り付けられたストッパにより反挿入方向への移動が規制されるので、ハウジングからブッシュが抜けるのを防止すべく、反挿入方向へのブッシュの移動を規制するために圧入荷重を高めたり、ハウジングの内周面の環状溝に装着するためにブッシュを大幅に縮径する必要がないので、ハウジングへのブッシュの組付が容易になる。さらに、ブッシュが熱膨張したとしても、非圧接部により膨張が吸収されるので、径方向外方への膨張が制約されるために生じる径方向内方へのブッシュの膨らみが抑制される。
また、比較的小さい前記外力の作用により生じるラック軸の撓みが、ラック軸がブッシュに接触する所定撓み未満であるときには、ラック軸と支持面との間に隙間があることからブッシュによるラック軸に作用する摺動抵抗がなく、ラック軸が前記所定撓み以上に撓むときにのみ支持面に接触するので、ラック軸の摺動抵抗が減少する。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のステアリング装置において、前記ブッシュの前記内周面は、前記支持面と前記ラック軸が接触しない非接触面とに分けられ、前記ブッシュは、前記支持面のみを有する支持部と前記非接触面のみを有する非支持部とに周方向に分けられ、前記圧接部には、前記ハウジングの前記内周面を押圧する複数の凸部が周方向に間隔をおいて設けられ、前記外周面のうち、前記支持部に属する第１外周面部分には、２以上の前記圧接部と、周方向で２つの前記圧接部の間に配置される前記非圧接部とが設けられるものである。

これによれば、ラック軸を支持する支持部では、その第１外周面部分の、それぞれに複数の凸部が設けられた複数の圧接部により、ラック軸のための支持剛性が高められるうえ、第１外周面部分に設けられた非圧接部により、支持部の熱膨張が吸収されるので、径方向外方への膨張が制約されるために生じる径方向内方への支持部の膨らみが抑制される。

請求項３記載の発明は、請求項１または請求項２記載のステアリング装置において、前記ブッシュは、前記ラック部が挿通する位置に配置され、前記ラック部の歯幅方向での前記支持面の形成範囲は、前記ラック部の歯幅よりも大きいものである。

これによれば、ラック軸に多様な方向から加わる外力により生じる多様な方向へのラック軸の撓みに対して、ほぼ同様の支持剛性でラック軸を支持できる。

請求項１記載の発明によれば、次の効果が奏される。すなわち、ブッシュの圧入部が閉断面を有する環状体であることから、ラック軸の支持剛性が高められて、ラック軸の撓みの抑制効果が向上し、ピニオンとラック部との噛合に起因する歯打ち音が低減する。また、圧入荷重の減少が容易であるうえ、ストッパがハウジングに取り付けられるので、ハウジングへのブッシュの組付性が向上する。また、熱膨張によるブッシュの径方向内方への膨らみが抑制されるので、ラック軸の摺動抵抗の増加が抑制されて、操舵フィーリングが向上する。
また、ラック軸の摺動抵抗が減少するので、操舵フィーリングが向上する。

請求項２記載の発明によれば、引用された請求項記載の発明の効果に加えて、次の効果が奏される。すなわち、支持部によるラック軸の撓みの抑制効果が向上して、ピニオンとラック部との噛合に起因する歯打ち音が低減する。また、熱膨張による支持部の径方向内方への膨らみが抑制されるので、ラック軸の摺動抵抗の増加が抑制されて、操舵フィーリングが向上する。

請求項３記載の発明によれば、引用された請求項記載の発明の効果に加えて、次の効果が奏される。すなわち、ラック軸の撓み方向に依存することなく、安定してラック軸の撓みを抑制することができ、したがって噛合い音の低減ができる。

以下、本発明の実施形態を図１〜図４を参照して説明する。
図１を参照すると、本発明が適用されたステアリング装置１は、運転者がハンドル２に加える操舵力が連動機構（図示されず）を介して入力されるギヤボックス３と、ギヤボックス３から出力される操舵力を操舵輪に伝達する１対のタイロッド４ａ，４ｂを備える伝達機構と、運転者による操舵力を軽減する補助操舵力を発生する電動モータ25を有する補助操舵力発生機構５とを備えるラック・ピニオン型の電動パワーステアリング装置である。

ギヤボックス３は、車体に取り付けられるハウジング６と、ハンドル２からの操舵力が伝達される入力軸11を備える入力部10と、ハウジング６内に収納されて入力部10からの操舵力を前記伝達機構に出力するラック軸22を備えるラック・ピニオン機構とを備える。

ハウジング６は、入力軸11を回転可能に支持する第１ハウジングとしての第１端部ハウジング７と、軸方向において、第１端部ハウジング７の端部７ｂに結合される端部９ａを有する筒状の第２ハウジングとしての中間ハウジング９と、中間ハウジング９の別の端部９ｂに結合される端部８ａを有する筒状の第３ハウジングとしての第２端部ハウジング８とから構成される。そして、３つのハウジング７〜９に跨ってラック軸22が収納される。

図２を併せて参照すると、第１端部ハウジング７は、ラック軸22に沿って延びる筒状部７ｅを有する第１ハウジング部７ｃと、第１ハウジング部７ｃにボルトＢ１により結合されて第１ハウジング部７ｃと共同してギヤ室Ｇを形成する第２ハウジング部７ｄとから構成される。円筒状の筒状部７ｅは、端部７ｂと、ラック軸22の端部22ａとタイロッド４ａとの結合部を覆う防塵ブーツＤが取り付けられる別の端部７ａとを有する。第２端部ハウジング８は、端部８ａと、ラック軸22の別の端部22ｂとタイロッド４ｂとの間を覆う防塵ブーツＤが取り付けられる別の端部８ｂとを有する。また、中間ハウジング９は、筒状部７ｅおよび円筒状の第２端部ハウジング８に比べて薄肉の円筒状部材により構成され、端部９ａを有するほぼ均一な径の径小部９ｃと、端部９ｂを有すると共に小径部９ｃよりも内径および外径が大径でほぼ均一な径の大径部９ｄとを有する。

第１ハウジング部７ｃ、中間ハウジング９および第２端部ハウジング８により、ラック軸22が挿通する挿通孔Ｈが形成される。そして、挿通孔Ｈの１対の端部開口Ｈａ，Ｈｂが、両端部７ａ，８ｂにそれぞれ形成される。
なお、明細書または特許請求の範囲において、軸方向、径方向および周方向とは、それぞれ、ラック軸22の中心軸線Ｌ２が延びる方向、中心軸線Ｌ２を中心とする径方向および中心軸線Ｌ２を中心とする周方向であり、また断面とは、中心軸線Ｌ２に直交する平面での断面である。

入力部10は、後述するトルクセンサ14に保持される軸受15を介して第２ハウジング部７ｄに回転可能に支持される入力軸11と、入力軸11に同軸にかつトーションバー13を介して相対回転可能に結合される出力軸12と、トーションバー13の捩れ量に基づいて操舵トルクを検出するトルクセンサ14とを備える。トーションバー13がその結合部としてのセレーション部13ａにおいて結合される出力軸12は、ギヤ室Ｇで１対の玉軸受からなる軸受16，17を介して第１ハウジング部７ｃに回転可能に支持される。

ギヤ室Ｇの外部で第２ハウジング部７ｄに取り付けられるトルクセンサ14は、トーションバー13の捩れ量に比例して入力軸11の回転中心線Ｌ１の方向Ａ１（以下、「回転中心線方向Ａ１」という。）に移動する被検出部としての円環状のコア14ａと、該コア14ａの位置を検出する検出部としての１対のコイル14ｂ，14ｃとを備える。なお、トルクセンサ14は、車両の走行中に異物との衝突を防止するための保護カバー19により部分的に覆われる。

前記ラック・ピニオン機構は、出力軸12に形成されて出力軸12と一体に回転するピニオン21と、ピニオン21と噛合するラック部23が形成されたラック軸22とを備える。１対の軸受16，17は、出力軸12において、回転中心線方向Ａ１でピニオン21を挟んで位置する両端部12ａ，12ｂにそれぞれ設けられる１対のジャーナル部12ｃ，12ｄをそれぞれ支持する。そして、出力軸12およびピニオン21の回転中心線は、回転中心線Ｌ１に一致する。

ステアリング装置１が車両に搭載された状態で左右方向に延びて配置されるラック軸22は、ラック部23を除いてほぼ円柱面からなる外周面を有し、ステアリング装置１に備えられる後述する支持構造によりハウジング６に軸方向に往復運動可能に支持される。ラック軸22の一部が軸方向での所定範囲に渡って中心軸線Ｌ２に平行に切り欠かれた切欠き部に形成された歯部23ａを有するラック部23は、ラック軸22の前記外周面の一部である背面23ｂを有し、ラック部23を該背面23ｂにおいて押圧するラックガイド31によりピニオン21に押し付けられている。

背面23ｂは、後述する無負荷時のラック軸22の中心軸線Ｌ２を含むと共にピニオン21の回転中心線Ｌ１に平行な基準平面Ｐに対して歯部23ａとは反対側に位置する前記外周面の部分である。それゆえ、背面23ｂは、基準平面Ｐに直交する方向から見て、少なくとも歯部23ａの全体と重なる。（図４（Ａ）も参照）

前記伝達機構は、ラック軸22の両端部22ａ，22ｂに、それぞれ結合部としてのボールジョイント24ａ，24ｂを介して連結される１対のタイロッド４ａ，４ｂと、各タイロッド４ａ，４ｂと操舵輪とを連結するリンク機構（図示されず）とを備える。

転舵時にラック軸22に補助操舵力を付加する補助操舵力発生機構５は、トルクセンサ14で検出された操舵トルクが入力される電子制御ユニット（図示されず）により制御されるアクチュエータとしての電動モータ25と、電動モータ25の回転力をラック軸22に伝達する伝動機構としてのウォームギヤ26とを備える。ギヤ室Ｇ内に収納されるウォームギヤ26は、第１ハウジング部７ｃに取り付けらる電動モータ25の回転軸と一体に回転するウォーム26ａと、出力軸12に結合されて出力軸12と一体に回転するウォームホイール26ｂとから構成される。

それゆえ、ステアリング装置１において、転舵すべく運転者がハンドル２に加えた操舵力が入力軸11に伝達されると、入力軸11はトーションバー13に捩りを生じさせつつ出力軸12およびピニオン21を回転させ、ピニオン21により駆動されたラック軸22が軸方向に移動する。同時に、トルクセンサ14により検出される操舵トルクに比例して作動する電動モータ25が、ウォームギヤ26、出力軸12およびピニオン21を介してラック軸22を軸方向に移動させる。このため、電動モータ25で発生した補助操舵力がラック軸22に伝達されて、運転者の操舵力が軽減される。

図１，図２を参照して、ラック軸22の前記支持構造について説明する。
この支持構造は、ハウジング６に保持されてラック軸22を軸方向に移動可能に支持する支持手段と、ハウジング６に対する前記支持手段の移動を規制するストッパ手段とから構成される。

前記支持手段は、第１ハウジング部７ｃに保持されるラックガイド31および第１支持部材としての第１端部ブッシュ41と、第２端部ハウジング８に保持される第２支持部材としての第２端部ブッシュ51とから構成される。各ブッシュ41，51が対応するハウジング７，８に保持された後、ラック軸22が環状の各ブッシュ41，51に挿入される。

図２，図３を参照すると、第１ハウジング部７ｃに形成されて筒状部７ｅから突出する保持部30の挿入孔30ａに挿入される円柱状のラックガイド31は、ラック部23の背面23ｂに面接触する低摩擦部材からなるシート部材31ａを有する。そして、ラックガイド31は、保持部30に螺着されるキャップ32との間に配置されたバネ33の弾発力によりラック部23をピニオン21に押し付けることにより、ラック軸22を軸方向に摺動可能に支持する。

合成樹脂製の円環状のブッシュ41は、軸方向で、ピニオン21とラック部23との噛合部またはラックガイド31を挟んでブッシュ51とは反対側に配置され、ブッシュ41にはラック部23が挿通されている。そして、ブッシュ41は、ラックガイド31と端部開口Ｈａとの間で筒状部７ｅの一部である保持部40に保持されて、ラック軸22を背面23ｂにおいて摺動可能に支持する。

図３を参照すると、保持部40には、挿通孔Ｈの一部であって筒状部７ｅに設けられる挿通孔部分Ｈ１よりも大径の第１挿入孔40ａと、第１挿入孔40ａよりも大径の第２挿入孔40ｂとが設けられる。これら挿入孔40ａ，40ｂはいずれも挿通孔Ｈの一部である。挿通孔部分Ｈ１は第１挿入孔40ａに対して径方向内方に、第１挿入孔40ａは第２挿入孔40ｂに対して径方向内方に、第２挿入孔40ｂは第３挿入孔Ｈ２に対して径方向内方に、それぞれ位置する。端部７ａに設けられて端部開口Ｈａを有する第３挿入孔Ｈ２は、挿通孔Ｈにおいて、軸方向での一方向のラックストロークを規定するラック軸22に設けられる当接部としてのボールジョイント24ａ（図１参照）が進入可能な部分である。端部開口Ｈａから第３，第２挿入孔Ｈ２，40ｂを経て第１挿入孔40ａに軽圧入の状態で挿入されるブッシュ41は、保持部40において、挿通孔部分Ｈ１と第１挿入孔40ａとにより形成される段部40ｃに当接して、挿入方向での移動が規制され、第２挿入孔40ｂに圧入されて固定されるストッパとしての金属製の円環状のリング49により、反挿入方向（すなわち、挿入方向とは反対方向）への移動が規制されて、保持部40からの抜止がなされる。保持部40において、第１挿入孔40ａと第２挿入孔40ｂとにより形成される段部40ｄに当接して挿入方向での移動が規制されるリング49は、該リング49にボールジョイント24ａが当接することから、ラックストロークを規定するストッパを兼ねる。それゆえ、ブッシュ41については、段部40ｃおよびリング49により前記ストッパ手段が構成される。

図３，図４を参照して、ブッシュ41についてさらに説明する。
ブッシュ41は、筒状部７ｅの一部である保持部40内、すなわち第１挿入孔40ａに圧入される圧入部42を有し、少なくとも圧入部42は、その全体が閉断面を有する環状体であり、この実施形態では、ブッシュ41も、その全体が閉断面を有する環状体である。圧入部42は、この実施形態では軸方向でのブッシュ41の両端部の面取部41ａが形成された部分を除いた部分あるが、ブッシュ41の全体により構成されてもよい。

ブッシュ41の内周面43は、ラック軸22を軸方向に摺動可能に支持する支持面43ａと、ラック軸22が接触しない非接触面43ｂとに、周方向に二分される。この結果、ブッシュ41は、周方向において、支持面43ａのみを有する支持部44と非接触面43ｂのみを有する非支持部45との２つに区分された部分から構成される。

ラック部23の歯幅方向での支持面43ａの形成範囲はラック部23の歯幅Ｗよりも大きく、したがって基準平面Ｐに直交する方向から見たとき、歯幅方向での歯部23ａの全体が支持面43ａと重なる。ここでは、操舵力または路面や縁石からの反力などの外力が作用していないとき（以下、「無負荷時」という。）のラック軸22の中心軸線Ｌ２を中心にして、支持部44および支持面43ａは、断面で１８０°よりも小さい角度（この実施形態では角度はほぼ１６０°である）の範囲に渡って連続して形成され、非支持部45および非接触面43ｂは、断面で１８０°以上の角度の範囲に渡って連続して形成される。

支持面43ａは、断面が背面23ｂの外径よりも大径の円弧から構成されて背面23ｂと相似形である。それゆえ、支持面43ａは、無負荷時のラック軸22との間に所定の隙間Ｃを形成すると共に、比較的大きい前記外力の作用によりラック軸22に所定撓み以上の撓みが発生するとき（以下、「高負荷時」という。）にのみ、ラック軸22に接触してラック軸22を支持する。ここで、隙間Ｃは、ラック軸22が前記外力により撓んだときに発生する前記噛合部での歯の隙間の増加に起因する歯打ち音を低減すべく、撓みを抑制するように設定される。また、前記所定撓みは、ラックガイド31に支持されている部分を支点としてラック軸22が支持面43ａ寄りに撓んだときに支持面43ａと接触を開始するときのラック軸22の撓みである。
一方、非接触面43ｂは、支持面43ａとの接続部を除いて、断面が支持面43ａの径よりも大径の円弧から構成される。

圧入部42の外周面46には、保持部40の第１挿入孔40ａへのブッシュ41の挿入時に、保持部40の円柱面からなる内周面40ｅを径方向外方に押圧する複数の圧接部47と、ブッシュ41の挿入時に内周面40ｅを押圧しない複数の非圧接部48とが、周方向に１つずつ交互に設けられる。したがって、圧入部42においては、軸方向での任意の位置での断面に、少なくとも１つの圧接部47がある。そして、この実施形態では、圧接部47および非圧接部48が５つずつ設けられ、各圧接部47および各非圧接部48は、圧入部42において、軸方向での全幅に渡って延びている。

各圧接部47には、内周面40ｅを押圧する複数の凸部47ａが周方向に間隔をおいて設けられ、各凸部47ａは、圧入部42の軸方向での全幅に渡って軸方向に平行に延びている。それゆえ、圧接部47は凹凸面である一方、非圧接部48は内周面40ｅよりも僅かに小径の円柱面により構成される。さらに、外周面46のうち、支持部44に属する第１外周面部分46ａおよび非支持部45に属する第２外周面部分46ｂのそれぞれには、複数の圧接部47と複数の非圧接部48とが設けられる。それゆえ、各外周面部分46ａ，46ｂには、周方向で２つの圧接部47の間に１つの非圧接部48が設けられる。

支持部44の平均肉厚は、非支持部45の平均肉厚よりも大きく、この実施形態では、支持部44の任意の位置での肉厚が、非支持部45の任意の位置での肉厚よりも大きい。ここで、平均肉厚とは、支持部44全体の肉厚（径方向での厚み）または非支持部45全体の肉厚（径方向での厚み）の平均値である。

さらに、ブッシュ41には、中心軸線Ｌ２まわりの回動を規制するブッシュ側位置決め部としての突出部41ｃが設けられる。突出部41ｃは、支持部44の非圧接部48に径方向外方に突出し、保持部40に設けられるハウジング側位置決め部40ｆに設けられた溝40ｈに嵌る。溝40ｈは、段部40ｄに、径方向で第２挿入孔40ｂの内方で、軸方向に平行に延びて形成される。それゆえ、ブッシュ41は第１挿入孔40ａに圧接部47の凸部47ａを僅かに変形させる軽圧入により圧入され、突出部41ｃと位置決め部40ｆとの係合により回動が規制される。

図１を参照すると、合成樹脂製の円環状のブッシュ51は、軸方向での他方向のラックストロークを規定すべくラック軸22に設けられる当接部としてのボールジョイント24ｂと当接するストッパとしての端部８ｂの一部である保持部50に保持される。ブッシュ51は、その内周面の全周で、ラック軸22を摺動可能に支持する。保持部50には、端部開口Ｈｂとの間に挿通孔Ｈの一部であって第２端部ハウジング８に設けられる挿通孔部分Ｈ３を挟んで該挿通孔部分Ｈ３よりも大径の挿入孔50ａが設けられる。縮径されて端部開口Ｈｂから挿通孔部分Ｈ３を経て挿入孔50ａに挿入されたブッシュ51は、保持部50において、挿通孔Ｈと挿入孔50ａとにより形成される１対の段部50ｂ，50ｃに当接して、挿入方向および反挿入方向での移動がそれぞれ規制される。それゆえ、ブッシュ51については、両段部50ｂ，50ｃにより前記ストッパ手段が構成される。なお、ブッシュ51には、縮径を容易にするためにスリットが設けられもよい。

次に、前述のように構成された実施形態の作用および効果について説明する。
ステアリング装置１において、ブッシュ41は圧入部42を有し、該圧入部42の全体は閉断面を有する環状体であり、圧入部42の外周面46には、保持部40の内周面40ｅを径方向外方に押圧する複数の圧接部47と内周面40ｅを挿入時に押圧しない複数の非圧接部48とが周方向に１つずつ交互に設けられ、ブッシュ41が反挿入方向に移動することを規制するリング49は、ブッシュ41に対して反挿入方向側で第１端部ハウジング７の保持部40に固定される。これにより、ブッシュ41は圧入部42が閉断面を有することから、圧入される部分が開断面を有するブッシュに比べてラック軸22を支持する剛性を高めることができるので、ラック軸22の撓みの抑制効果が向上し、ピニオン21とラック部23との噛合に起因する歯打ち音が低減する。圧接部47は、周方向に非圧接部48を挟んで周方向に間隔をおいて設けられることから、非圧接部48による圧入荷重の減少、および周方向での圧接部47の間隔を変更することにより圧入荷重の調整が、容易にできる。また、ブッシュ41は、保持部40に取り付けられたリング49により反挿入方向への移動が規制されるので、保持部40さらには筒状部７ｅからブッシュ41が抜けるのを防止すべく、反挿入方向へのブッシュ41の移動を規制するためにブッシュ41の圧入荷重を高めたり、ハウジングの内周面に設けられる環状溝に装着するためにブッシュ41を大幅に縮径する必要がないので、保持部40へのブッシュ41の組付が容易になり、保持部40へのブッシュ41の組付性が向上する。さらに、ブッシュ41が熱膨張したとしても、非圧接部48により膨張が吸収されることから、径方向外方への膨張が制約されるために生じる径方向内方へのブッシュ41の膨らみが抑制されるので、ラック軸22の摺動抵抗の増加が抑制されて、操舵フィーリングが向上する。

ブッシュ41の内周面43は支持面43ａと非接触面43ｂとに分けられ、ブッシュ41は支持部44と非支持部45とに周方向に分けられ、圧接部47には保持部40の内周面40ｅを押圧する複数の凸部47ａが周方向に間隔をおいて設けられ、外周面46のうち、第１外周面部分46ａには、２以上の圧接部47と、周方向で２つの圧接部47の間に配置される非圧接部48とが設けられることにより、ラック軸22を支持する支持部44では、その第１外周面部分46ａの、それぞれに複数の凸部47ａが設けられた複数の圧接部47により、ラック軸22のための支持剛性が高められて、支持部44によるラック軸22の撓みの抑制効果が向上して、ピニオン21とラック部23との噛合に起因する歯打ち音が低減する。そのうえ、第１外周面部分46ａに設けられた非圧接部48により、支持部44の熱膨張が吸収されることから、径方向外方への膨張が制約されるために生じる径方向内方への支持部44の膨らみが抑制されるので、ラック軸22の摺動抵抗の増加が抑制されて、操舵フィーリングが向上する。

支持面43ａは、無負荷時のラック軸22との間に隙間Ｃを形成すると共に、高負荷時にラック軸22に前記所定撓み以上の撓みが発生するときにのみラック軸22に接触してラック軸22を支持することにより、比較的小さい前記外力の作用により生じるラック時の撓みが、ラック軸22がブッシュ41に接触する前記所定撓み未満であるとき（すなわち、低負荷時）には、ラック軸22と支持面43ａとの間に隙間Ｃがあることからブッシュ41によるラック軸22に作用する摺動抵抗がなく、高負荷時のみラック軸22が支持面43ａに接触するので、ラック軸22の摺動抵抗が減少して、操舵フィーリングが向上する。

ブッシュ41は、ラック部23が挿通する位置に配置され、ラック部23の歯幅方向での支持面43ａの形成範囲は、ラック部23の歯幅Ｗよりも大きいことにより、ラック軸22に多様な方向から加わる前記外力により生じる多様な方向へのラック軸22の撓みに対して、ほぼ同様の支持剛性でラック軸22を支持できる。この結果、ラック軸22の撓み方向に依存することなく、安定してラック軸22の撓みを抑制することができ、したがって噛合い音の低減ができる。

以下、前述した実施形態の一部の構成を変更した実施形態について、変更した構成に関して説明する。
ブッシュ41において、圧入部42を除く部分にはスリットが設けられてもよい。
圧入部42は、軸方向で離隔して複数設けられてもよい。また、圧接部47と非圧接部48との境界は、軸方向において、周方向での位置が連続的に、または不連続的（段状）にずれていてもよい。
本発明が適用されるステアリング装置は、補助操舵力発生機構が電動モータ以外のアクチュエータを備えるパワーステアリング装置であってもよく、また補助操舵力発生機構は補助操舵力をラック軸に加えるものであってもよい。さらに、本発明が適用されるステアリング装置は、補助操舵力発生機構を備えないものであってもよい。

本発明が適用されたステアリング装置の、一部を断面で示す概略全体図である。図１のステアリング装置において、入力軸の回転中心線を含む断面での断面図である。（Ａ）は、ラック軸が移動したときの図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）の要部拡大図である。（Ａ）は、図３のＩＶ−ＩＶ線断面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）のＢ矢視でのブッシュの外観図である。

符号の説明

１…ステアリング装置、２…ハンドル、３…ギヤボックス、５…補助操舵力発生機構、６〜９ハウジング、10…入力部、11…入力軸、12…出力軸、13…トーションバー、14…トルクセンサ、15〜17…軸受、18…ピン、19…保護カバー、21…ピニオン、22…ラック軸、23…ラック部、25…電動モータ、26…ウォームギヤ、30…保持部、31…ラックガイド、32…キャップ、33…バネ、40…保持部、41…ブッシュ、42…圧入部、43ａ…支持面、43ｂ…非接触面、44…支持部、45…非支持部、46…外周面、47…圧接部、48…非圧接部、49…リング、50…保持部、51…ブッシュ、
Ｂ１，Ｂ２…ボルト、Ｇ…ギヤ室、Ｄ…防塵ブーツ、Ｈ…挿通孔、Ｐ…基準平面、Ｗ…歯幅、Ｃ…隙間。

Claims

操舵力が入力されるピニオンに噛合するラック部が設けられたラック軸を収納するハウジングと、前記ラック軸を軸方向に移動可能に支持する前記ブッシュとを備え、前記ブッシュは、前記ハウジング内に軸方向に挿入されて挿入方向での移動が規制されると共に内周面に前記ラック軸を摺動可能に支持する支持面を有するステアリング装置において、
前記ブッシュと当接することにより前記ブッシュが反挿入方向に移動することを規制するストッパを備え、前記ブッシュは前記ハウジング内に圧入される圧入部を有し、前記圧入部の全体は閉断面を有する環状体であり、前記圧入部の外周面には、前記ハウジングの内周面を径方向外方に押圧する複数の圧接部と前記ハウジングの前記内周面を挿入時に押圧しない複数の非圧接部とが周方向に１つずつ交互に設けられ、前記非圧接部の外周面に対し、前記圧接部の凹凸面の底部と頂部の高さ方向中間に位置するような形状に、該圧接部が形成され、前記ストッパは、前記ブッシュに対して反挿入方向側で前記ハウジングに固定され、
前記支持面は、外力が作用していない前記ラック軸との間に隙間を形成すると共に、前記外力の作用により前記ラック軸に所定撓み以上の撓みが発生するときにのみ前記ラック軸に接触して前記ラック軸を支持することを特徴とするステアリング装置。
前記ブッシュの前記内周面は、前記支持面と前記ラック軸が接触しない非接触面とに分けられ、前記ブッシュは、前記支持面のみを有する支持部と前記非接触面のみを有する非支持部とに周方向に分けられ、前記圧接部には、前記ハウジングの前記内周面を押圧する複数の凸部が周方向に間隔をおいて設けられ、前記外周面のうち、前記支持部に属する第１外周面部分には、２以上の前記圧接部と、周方向で２つの前記圧接部の間に配置される前記非圧接部とが設けられることを特徴とする請求項１記載のステアリング装置。
前記ブッシュは、前記ラック部が挿通する位置に配置され、前記ラック部の歯幅方向での前記支持面の形成範囲は、前記ラック部の歯幅よりも大きいことを特徴とする請求項１または請求項２記載のステアリング装置。