JP6710174B2

JP6710174B2 - ラックガイドおよびギア機構

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Publication number: JP6710174B2
Application number: JP2017051957A
Authority: JP
Inventors: 昇中川; 宏之菊池
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Current assignee: Oiles Corp
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Filing date: 2017-03-16
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Description

本発明は、自動車のステアリング装置等に用いられるラックアンドピニオンにおいて、ラックバーをその軸心方向にガイドしながらピニオンに押し当てるラックガイド（サポートヨーク）、およびこれを用いたギア機構に関する。

自動車のステアリング装置等に用いられるラックアンドピニオンにおいて、ラックケース内でラックバーの背面（ラックギアの反対側の円弧面）側に配置され、ラックバーをその軸心方向にガイドしながらピニオンに押し当てるラックガイドとして、例えば、特許文献１に記載のラックガイドが知られている。

このラックガイドは、ラックケースのキャップとの間に挿入されたコイルスプリングの弾性力によってラックバーの背面に向けて付勢されるラックガイド本体と、ラックバーの背面とラックガイド本体との間に介在し、ラックバーの背面を摺動可能に支持するラックガイドシート（サポートヨークシート）と、を備えている。

ラックガイドシートは、ラックバーの背面の形状に倣って湾曲した部材であり、ラックバーの背面を支持する摺動面として、ラックバーの軸心方向に垂直な断面において、ラックバーの中心とラックガイドシートの底部中央とを結ぶ直線に対して線対称な一対の円弧面を含む凹面を有している。この一対の円弧面は、ラックバーの背面の断面形状（円弧形状）の曲率中心よりもラックギア側の位置を曲率中心とする、ラックバーの背面の断面形状よりも曲率半径の大きな円弧状の断面形状を有している。ラックバーの背面は、ラックバーの軸心方向に垂直な断面において、ラックバーの中心とラックガイドシートの底部中央とを結ぶ直線に対して線対称な２つの位置で、摺動面に接触する。また、このラックガイドシートの裏面（摺動面の反対側の面）側には、このラックガイドシートをラックガイド本体に固定するためのボスが形成されている。

ラックガイド本体には、ラックガイドシートの裏面の形状に倣った曲面形状の凹部が形成されており、ラックガイドシートは、この凹部の内側に隙間なく収容されている。また、ラックガイド本体の凹部の中央領域にはラックガイドシート固定用の貫通穴が形成されており、ラックガイドシートは、この貫通穴へのボスの圧入によりラックガイド本体に固定されている。

特許文献１に記載のラックガイドは、上述したように、ラックバーの背面が、ラックバーの軸心方向に垂直な断面において、ラックバーの中心とラックガイドシートの中心とを結ぶ直線に対して線対称な２つの位置で、摺動面に接触する。このため、ラックバーの軸心方向に垂直な断面において、ラックバーの中心とラックガイドシートの底部中央とを結ぶ直線に対して垂直な方向におけるラックバーのガタツキを防止することができ、これにより、ラックバーの背面を安定して摺動可能に支持することができる。

特開２０００−１７７６０４号公報

ところで、ラックガイドシートの摺動面とラックバーの背面との接触が線接触であると、荷重が１点に集中して摩耗しやすい。このため、ラックガイドシートの摺動面の曲率半径をラックバーの背面の曲率半径に近づけて、両者の接触領域を広げることにより、荷重を分散させることが好ましい。しかしながら、ラックガイドシートの摺動面あるいはラックバーの背面の曲率半径の製作ばらつきにより、両者の接触領域がラックガイドシートの開口（周縁）側に広がる可能性がある。この場合、つぎのような問題が生じる。

すなわち、ラックガイドシートの摺動面におけるラックバーの背面との接触位置にかかる垂直荷重をＷ、この接触位置におけるラックバーからラックガイドに入力する入力荷重（ラックバーの中心とラックガイドシートの中心とを結ぶ直線方向の荷重）をＰ、垂直荷重Ｗの荷重方向と入力荷重Ｐの荷重方向とのなす角をθ、摩擦係数をμ、そして、この接触位置に生じるラックガイドシートの摺動面の摩擦力をＦとした場合、Ｆ＝μＷ＝μＰ／ｃｏｓθとなる。したがって、入力荷重Ｐおよび摩擦係数μが一定の場合、なす角θが大きくなるほど、摩擦力Ｆが大きくなる（くさび効果）。このため、ラックガイドシートの摺動面におけるラックバーの背面との接触領域がラックガイドシートの開口側に広がると、接触位置におけるなす角θが大きくなって摩擦力Ｆが大きくなり（くさび効果が増大し）、ラックガイドの摺動性能が低下する。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ラックバーとの接触領域を広くしつつ、ラックガイドシートの摺動面あるいはラックバーの背面の曲率半径の製作ばらつきによる、ラックバーの背面とラックガイドシートの摺動面との摩擦力への影響を小さくすることができるラックガイドおよびこのラックガイドを用いたギア機構を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明では、ラックバーの円弧状の背面を摺動可能に支持する摺動面として、ラックバーの軸心方向に垂直な断面において、ラックバーの中心と摺動面の底部中央とを結ぶ直線に対して線対称な２つの位置をラックバーの背面との接触位置とする凹面を用いた。そして、この凹面に、ラックバーの軸心方向に垂直な断面において、上述の接触位置から摺動面の周縁側に配され、上述の直線に対して線対称な一対の第一円弧面と、上述の接触位置から摺動面の底部側に配され、上述の直線に対して線対称な一対の第二円弧面と、を含めた。また、ラックバーの軸心方向に垂直な断面において、上述の接触位置から同距離だけ離れた位置におけるラックバーの背面とのギャップについて、第一円弧面を第二円弧面より大きくした。

例えば、本発明のラックガイドは、
ピニオンギアと噛み合うラックギアが形成されたラックバーを、前記ラックギアの反対側から摺動可能に支持し、前記ピニオンギアの回転に応じて移動する前記ラックバーを当該ラックバーの軸心方向に案内するラックガイドであって、
前記ラックバーにおいて前記ラックギアの反対側に形成された円弧状の背面を摺動可能に支持する摺動面を備え、
前記摺動面は、
前記ラックバーの軸心方向に垂直な断面において、前記ラックバーの中心と前記摺動面の底部中央とを結ぶ直線に対して線対称な２つの位置を前記ラックバーの背面との接触位置とする凹面を有し、
前記凹面は、
前記ラックバーの軸心方向に垂直な断面において、前記接触位置から前記摺動面の周縁側に配され、前記直線に対して線対称な一対の第一円弧面と、前記接触位置から前記摺動面の底部側に配され、前記直線に対して線対称な一対の第二円弧面と、を含み、
前記第一の円弧面は、
前記ラックバーの軸心方向に垂直な断面において、前記接触位置から同距離だけ離れた位置における前記ラックバーの背面とのギャップが前記第二円弧面より大きい。

また、本発明のギア機構は、
移動体の進行方向を、ステアリングホイールの回転に応じて変更するギア機構であって、
前記ステアリングホイールの回転に応じて回転するピニオンギアと、
前記ピニオンギアとかみ合うラックギアが形成され、前記ピニオンギアと前記ラックギアとの噛み合いにより、前記ピニオンギアの回転に応じて往復移動して前記移動体の車輪の向きを変えるラックバーと、
前記ラックバーを当該ラックバーの軸心方向に摺動可能に支持する上述のラックガイドと、
前記ピニオンギアに前記ラックギアを押し当てる方向に前記ラックガイドを付勢する弾性体と、を備える。

ラックガイドシートの摺動面あるいはラックバーの背面の曲率半径に製作ばらつきが含まれる場合において、両者の実際の接触位置が摺動面の底部側にずれる場合は、上述のなす角θが小さくなる方向へのずれであり、特に問題とならないが、摺動面の開口（周縁）側にずれる場合は、なす角θが大きくなる方向へのずれであり、問題となる。しかし、本発明では、ラックバーの背面を摺動可能に支持する摺動面を、ラックバーの軸心方向に垂直な断面において、ラックバーの背面との接触位置から摺動面の周縁側に配され、ラックバーの中心と摺動面の底部中央とを結ぶ直線に対して線対称な一対の第一円弧面と、この接触位置から摺動面の底部側に配され、ラックバーの中心と摺動面の底部中央とを結ぶ直線に対して線対称な一対の第二円弧面と、を含んで構成している。そして、ラックバーの軸心方向に垂直な断面において、この接触位置から同距離だけ離れた位置におけるラックバーの背面とのギャップについて、第一円弧面が第二円弧面よりも大きくなるようにしている。このため、ラックガイドシートの摺動面とラックバーの背面との実際の接触位置が摺動面の開口側にずれた場合におけるなす角θの増加を低く抑えることができ、これにより両者間の摩擦力の増加を低く抑えることができる。したがって、本発明によれば、ラックバーとの接触領域を広くしつつ、ラックガイドシートの摺動面あるいはラックバーの背面の曲率半径の製作ばらつきによる、ラックバーの背面とラックガイドシートの摺動面との摩擦力への影響を小さくすることができる。

図１は、本発明の一実施の形態に係るステアリング装置のギア機構１の断面図である。図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）および（Ｄ）は、ラックガイド３０の外観図、平面図、正面図および底面図であり、図２（Ｅ）は、図２（Ｂ）のＡ−Ａ断面図である。図３は、摺動面３３の形状を説明するための図である。図４は、ラックガイド３０のくさび効果を説明するための図である。

以下、本発明に係る一実施の形態について、添付の図面を参照して説明する。なお、以下の説明の便宜上、ラックバー２０の軸心方向（ラックバー２０の移動方向）をＸ方向、ピニオンギア１１に対するラックギア２１の押当て方向をＺ方向、ＸおよびＺ方向に垂直な方向をＹ方向と定義し、これらの方向を各図に適宜表示する。

図１は、本実施の形態に係るステアリング装置のギア機構１の断面図である。

本実施の形態に係るステアリング装置は、ステアリングシャフトの回転運動を直線運動に変換し、この直線運動を、車輪の向きを変えるリンク機構に伝達するラックアンドピニオン式のギア機構１を有する。

図示するように、このギア機構１は、ピニオンギア１１が形成されたピニオンシャフト１０と、ピニオンギア１１と噛み合うラックギア２１が形成されたラックバー２０と、ピニオンシャフト１０を回転可能に支持するベアリング５０と、ピニオンギア１１の回転に伴いＸ方向に往復移動するラックバー２０を案内するラックガイド３０と、ピニオンギア１１にラックギア２１を押し当てるようにラックガイド３０をＺ方向に付勢するコイルスプリング４０と、これらの部品１０〜５０が組み込まれたハウジング７０およびキャップ６０と、を備えている。なお、後述するように、ハウジング７０のシリンダケース部の内壁面７８とラックガイド３０のベース部３１の外周面との間に介在する環状の弾性部材（例えばＯリング）８０をさらに備えていてもよい。

ピニオンシャフト１０は、Ｙ方向に対して軸心Ｏ１が傾斜するように配置された円柱状の部材である。ピニオンシャフト１０の外周面１２には、ピニオンギア１１として例えばヘリカルギアが形成されている。ピニオンギア１１は、ハウジング７０のピニオンギア収容部７３に収容されており、ピニオンシャフト１０は、ピニオンギア１１の両側の位置において、ハウジング７０にベアリング５０を介して軸心Ｏ１周りに回転可能に支持されている。また、ピニオンシャフト１０の一方の端部１３は、ハウジング７０に形成された開口７４からピニオンギア収容部７３の外側に突き出し、不図示のステアリングシャフトに連結されている。これにより、ピニオンギア１１が、ステアリングホイールの操作に応じて回転するステアリングシャフトに連動して回転する。

ラックバー２０は、Ｘ方向に沿って配置された円柱状の部材であり、図示していないが、その両端は、ボールジョイントを介して、車輪の向きを変えるリンク機構に連結されている。ラックギア２１を構成する複数の歯は、ラックバー２０の外周面にＸ方向に並んで形成されており、ハウジング７０のピニオンギア収容部７３において、ピニオンギア１１の歯と所定の噛み合い位置で噛み合っている。そして、このラックバー２０は、ラックギア２１の反対側の円弧状の背面（ラックガイド３０の摺動面３３に対向する、ＹＺ断面形状が円弧状の外周面）２２でラックガイド３０の摺動面３３により摺動可能に支持されている。ステアリングシャフトとともにピニオンシャフト１０が回転すると、ピニオンギア１１とラックギア２１との噛み合いにより、ラックバー２０は、ラックガイド３０の摺動面３３に案内されてＸ方向に往復移動してリンク機構を揺動させる。これにより、ステアリングホイールの操作に応じて車輪の向きが変わる。

ハウジング７０は、Ｘ方向に沿って配置された円筒状のラックケース部７１と、ラックケース部７１の外周からＺ方向に突き出した円筒状のシリンダケース部７２と、を有する。

ラックケース部７１の内部には、ラックバー２０がＸ方向に移動可能に収容されている。また、このラックケース部７１の内部には、ピニオンギア収容部７３が設けられている。このピニオンギア収容部７３には、上述したように、ピニオンギア１１と、このピニオンギア１１が所定の噛み合い位置でラックギア２１と噛み合うようにピニオンシャフト１０を回転可能に保持するベアリング５０と、が収容されている。また、このラックケース部７１には、ピニオンギア収容部７３と外部とをつなぐ開口７４が、不図示のステアリングシャフト側に向けて形成されており、不図示のステアリングシャフトに連結されるピニオンシャフト１０の一方の端部１３は、この開口７４からピニオンギア収容部７３の外部に突き出している。

一方、シリンダケース部７２は、ラックバー２０に対してピニオンギア１１の反対側（ラックバー２０の背面２２側）に位置するようにラックケース部７１に一体的に形成されており、シリンダケース部７２の内部とラックケース部７１の内部とは、ピニオンギア収容部７３内のピニオンギア１１に面した開口７５を介して繋がっている。また、シリンダケース部７２の開放端部７６の内壁面７８には、キャップ６０を固定するためのネジ部７７が形成されている。

ラックガイド３０は、ラックバー２０の背面２２を摺動可能に支持する摺動面３３が設けられた一方の端面（図２におけるベース部３１の一方の端面３８Ｂ）をラックバー２０の背面２２側に向けて、シリンダケース部７２の内部にＺ方向にスライド可能に収容され、ラックバー２０に対してピニオンギア１１の反対側（ピニオンギア１１とラックギア２１との噛み合い位置におけるラックバー２０の背面２２側）に位置付けられている。また、ラックガイド３０の他方の端面（図２におけるベース部３１の他方の端面３８Ａ）側には、コイルスプリング４０用のスプリングガイド（底付きの穴）３５が設けられている。なお、このラックガイド３０の詳細な構造については後述する。

コイルスプリング４０は、ラックガイド３０のスプリングガイド３５内に挿入されるようにハウジング７０のシリンダケース部７２内に収容されている。ハウジング７０のシリンダケース部７２の開放端部７６にキャップ６０がはめ込まれると、コイルスプリング４０は、ハウジング７０のシリンダケース部７２内において、ラックガイド３０とキャップ６０の内側面６１との間に位置付けられる。コイルスプリング４０の自然長はラックガイド３０のスプリングガイド３５の深さよりも長いため、コイルスプリング４０の一方の端部４１は、ラックガイド３０のスプリングガイド３５からキャップ６０の内側面（シリンダケース部７２の内側に向けられる一方の面）６１側に突き出している。

キャップ６０は、シリンダケース部７２の開放端部７６にはめ込み可能な円板形状を有し、そのキャップ６０の外周にはネジ部６２が形成されている。ハウジング７０のシリンダケース部７２内にラックガイド３０を挿入してから、さらにラックガイド３０のスプリングガイド３５内にコイルスプリング４０を収容した後に、キャップ６０のネジ部６２を、シリンダケース部７２の開放端部７６のネジ部７７にねじ込むことにより、シリンダケース部７２の開放端部７６にキャップ６０が固定されてシリンダケース部７２が塞がれるともに、キャップ６０の内側面６１とラックガイド３０のスプリングガイド３５の底面３５１との間でコイルスプリング４０が圧縮される。これにより、コイルスプリング４０の復元力でラックバー２０がピニオンギア１１側に付勢され、ラックギア２１がピニオンギア１１に押圧されるため、ラックギア２１とピニオンギア１１の噛み合い位置における歯の離間が防止される。

つぎに、ラックガイド３０の詳細な構造について説明する。

図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）および（Ｄ）は、ラックガイド３０の外観図、平面図、正面図および底面図であり、図２（Ｅ）は、図２（Ｂ）のＡ−Ａ断面図である。

図示するように、ラックガイド３０は、耐久性および耐衝撃性に優れた金属材料等で形成された円柱状のベース部３１と、ベース部３１の一方の端面３８Ｂ側に固定されたラックガイドシート３２と、を有する。

ベース部３１の他方の端面３８Ａには、スプリングガイド３５として底付きの穴が形成されている。上述したように、コイルスプリング４０は、このスプリングガイド３５に挿入され、シリンダケース部７２の開放端部７６へのキャップ６０のねじ込みによりスプリングガイド３５の底面３５１とキャップ６０の内側面６１との間で圧縮される。

ベース部３１の一方の端面３８Ｂの中央領域（ベース部３１の軸心Ｏ２を囲む領域）には、ラックガイドシート３２の裏面（ベース部３１側の面）３２６の形状に倣った曲面形状の溝部３７が形成されている。さらに、この溝部３７の中央領域（ベース部３１の軸心Ｏ２を囲む領域）には、ラックガイドシート３２のボス部３４を圧入するためのシート固定用貫通穴３６が形成されている。

なお、ベース部３１の外周面３９に周方向の溝３９１を少なくとも１本形成し、この溝３９１の内部に、この溝３９１の深さ寸法よりも線径の大きなＯリング等の環状の弾性部材８０を嵌め込んでもよい。これにより、ベース部３１を周方向に囲む環状の弾性部材８０が、ハウジング７０のシリンダケース部７２の内壁面７８とベース部３１の外周面３９との間で圧縮されるため、その弾性力によってラックガイド３０のガタツキが抑制される。

ラックガイドシート３２は、ラックバー２０の背面２２の曲面形状に倣って湾曲した部材であり、ラックバー２０の背面２２を摺動可能に支持する摺動面３３を有する。

図３は、摺動面３３の形状を説明するための図である。

図示するように、摺動面３３は、ラックバー２０の軸心方向に垂直な断面であるＹＺ断面において、ラックバー２０の中心Ｏと摺動面３３の底部中央Ｃとを結ぶ直線Ｏ３に対して線対称な２つの接触位置ＴＡ、ＴＢをラックバー２０の背面２２との接触位置とする凹面３３０を有する。

凹面３３０は、ＹＺ断面において、それぞれ接触位置ＴＡ、ＴＢに接続して、接触位置ＴＡ、ＴＢから摺動面３３の周縁側３２０に配され、直線Ｏ３に対して線対称な一対の第一円弧面３３１Ａ、３３１Ｂと、それぞれ接触位置ＴＡ、ＴＢに接続して、接触位置ＴＡ、ＴＢから摺動面３３の底部側３２１に配され、直線Ｏ３に対して線対称な一対の第二円弧面３３２Ａ、３３２Ｂと、を含む。

ここで、接触位置ＴＡ、ＴＢは、ラックバー２０の中心Ｏおよび接触位置ＴＡ、ＴＢを結ぶ直線と、直線Ｏ３とのなす角（図４に示すなす角θに該当）が５０度以下となる範囲内に設定されることが好ましく、より好ましくは１５度〜４５度の範囲にされる。

また、第一円弧面３３１Ａ、３３１Ｂは、ＹＺ断面において、接触位置ＴＡ、ＴＢから同距離だけ離れた位置におけるラックバー２０の背面２２とのギャップが第二円弧面３３２Ａ、３３２Ｂよりも大きくなるように設定されている。

具体的には、ＹＺ断面において、第一円弧面３３１Ａ、３３１Ｂの曲率中心ＯＡ１、ＯＢ１は、ラックバー２０の背面２２の曲率中心Ｏよりもラックギア１１側の位置であって、かつ直線Ｏ３に関して線対称な位置にあり、同様に、第二円弧面３３２Ａ、３３２Ｂの曲率中心ＯＡ２、ＯＢ２は、ラックバー２０の背面２２の曲率中心Ｏよりもラックギア１１側の位置であって、かつ直線Ｏ３に関して線対称な位置にある。そして、第一円弧面３３１Ａ、３３１Ｂの曲率半径Ｒ１および第二円弧面３３２Ａ、３３２Ｂの曲率半径Ｒ２は、ラックバー２０の背面２２の曲率半径Ｒよりも大きい。また、第一円弧面３３１Ａ、３３１Ｂの曲率半径Ｒ１は、第二円弧面３３２Ａ、３３２Ｂの曲率半径Ｒ２よりも大きい。

ラックガイドシート３２の裏面３２６には、摺動面３３の反対側に突き出したボス部３４が形成されている。ラックガイドシート３２は、ベース部３１の溝部３７の内側に収容されるとともに、このボス部３４をベース部３１のシート固定用貫通穴３６に圧入することによってベース部３１に固定される。

以上、本発明の一実施の形態について説明した。

本実施の形態では、ラックガイドシート３２の摺動面３３を、ラックバー２０の軸心方向に垂直な断面であるＹＺ断面において、ラックバー２０の中心Ｏと摺動面３３の底部中央Ｃとを結ぶ直線Ｏ３に対して線対称な２つの接触位置ＴＡ、ＴＢでラックバー２０の背面２２に接触する凹面３３０としている。そして、この凹面３３０を、ＹＺ断面において、それぞれ接触位置ＴＡ、ＴＢに接続して、接触位置ＴＡ、ＴＢから摺動面３３の周縁側３２０に配され、直線Ｏ３に対して線対称な一対の第一円弧面３３１Ａ、３３１Ｂと、それぞれ接触位置ＴＡ、ＴＢに接続して、接触位置ＴＡ、ＴＢから摺動面３３の底部側３２１に配され、直線Ｏ３に対して線対称な一対の第二円弧面３３２Ａ、３３２Ｂと、を含んで構成するとともに、ラックバー２０の背面２２との接触位置ＴＡ、ＴＢから同距離だけ離れた位置におけるラックバー２０の背面２２とのギャップについて、第一円弧面３３１Ａ、３３１Ｂを第二円弧面３３２Ａ、３３２Ｂよりも大きくしている。

ここで、図４に示すように、ラックガイドシート３２の摺動面３３におけるラックバー２０の背面２２との接触位置にかかる垂直荷重をＷ、この接触位置におけるラックバー２０からラックガイドシート３２に入力する入力荷重（直線Ｏ３方向の荷重）をＰ、垂直荷重Ｗの荷重方向と入力荷重Ｐの荷重方向とのなす角をθ、摩擦係数をμ、そして、ラックガイドシート３２の摺動面３３の接触位置に生じる摩擦力をＦとした場合、Ｆ＝μＷ＝μＰ／ｃｏｓθとなり、入力荷重Ｐおよび摩擦係数μが一定の場合、なす角θが大きくなるほど、摩擦力Ｆが大きくなる（くさび効果）。このため、接触位置ＴＡ、ＴＢにおける摩擦力Ｆと比べて、接触位置ＴＡ、ＴＢよりも摺動面３３の周縁側３２０の接触位置ＳＡ、ＳＢにおける摩擦力Ｆは大きくなり、接触位置ＴＡ、ＴＢよりも摺動面３３の底部側３２１の接触位置ＵＡ、ＵＢにおける摩擦力Ｆは小さくなる。

上述したように、本実施の形態では、ラックガイドシート３２の摺動面３３あるいはラックバー２０の背面２２の曲率半径に製作ばらつきが含まれる場合において、両者の接触位置が第一円弧面３３１Ａ、３３１Ｂと第二円弧面３３２Ａ、３３２Ｂとの境界（すなわち接触位置ＴＡ、ＴＢ）より底部側３２１（すなわち第二円弧面３３２Ａ、３３２Ｂ側）にずれる場合は、なす角θが小さくなる方向へのずれであり、特に問題とならないが、周縁側３２０（すなわち第一円弧面３３１Ａ、３３１Ｂ側）にずれる場合は、なす角θが大きくなる方向へのずれであり、問題となる。しかし、本実施の形態では、接触位置ＴＡ、ＴＢから同距離だけ離れた位置におけるラックバー２０の背面２２とのギャップについて、第一円弧面３３１Ａ、３３１Ｂを第二円弧面３３２Ａ、３３２Ｂより大きくしているので、周縁側３２０にずれた場合におけるなす角θの増加を低く抑えることができ、ラックガイドシート３２の摺動面３３とラックバー２０の背面２２との間の摩擦力の増加を低く抑えることができる。これにより、ラックバー２０との接触領域を広くしつつ、ラックガイドシート３２の摺動面３３あるいはラックバー２０の背面２２の曲率半径の製作ばらつきによる影響を小さくすることができる。

なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。

例えば、上記の実施の形態では、ラックガイドシート３２の摺動面３３の凹面３３０を構成する第一円弧面３３１Ａ、３３１Ｂおよび第二円弧面３３２Ａ、３３２Ｂについて、ラックバー２０の軸心方向に垂直な断面であるＹＺ断面において、第一円弧面３３１Ａ、３３１Ｂの曲率中心ＯＡ１、ＯＢ１および第二円弧面３３２Ａ、３３２Ｂの曲率中心ＯＡ２、ＯＢ２が、それぞれ、ラックバー２０の背面２２の曲率中心Ｏよりもラックギア１１側の位置であって、かつ直線Ｏ３に関して線対称な位置にあり、第一円弧面３３１Ａ、３３１Ｂの曲率半径Ｒ１および第二円弧面３３２Ａ、３３２Ｂの曲率半径Ｒ２がラックバー２０の背面２２の曲率半径Ｒよりも大きく、さらに、第一円弧面３３１Ａ、３３１Ｂの曲率半径Ｒ１が第二円弧面３３２Ａ、３３２Ｂの曲率半径Ｒ２よりも大きくなるように設定している。

しかし、本発明はこれに限定されない。摺動面３３の凹面３３０を構成する第一円弧面３３１Ａ、３３１Ｂおよび第二円弧面３３２Ａ、３３２Ｂは、ラックバー２０の背面２２との接触位置ＴＡ、ＴＢから同距離だけ離れた位置におけるラックバー２０の背面２２とのギャップについて、第一円弧面３３１Ａ、３３１Ｂが第二円弧面３３２Ａ、３３２Ｂよりも大きくなるものであればよい。

また、上記の実施の形態において、ステアリング装置は、ピニオンギア１１またはラックバー２０の動きをモータでアシストするパワーステアリング機構が搭載されているものでもよい。

また、上記の実施の形態では、車両のステアリング装置への適用例を挙げているが、本発明は、車両のステアリング装置に限らず、例えば光学機器のピント合わせ機構等、ラックアンドピニオン式のギア機構を利用している機器に広く適用することができる。

１：ラックアンドピニオン式のギア機構、１０：ピニオンシャフト、１１：ピニオンギア、１２：ピニオンシャフトの外周面、１３：ピニオンシャフトの端部、２０：ラックバー、２１：ラックギア、２２：ラックバーの背面、３０：ラックガイド、３１：ベース部、３２：ラックガイドシート、３３：摺動面、３４：ボス部、３５：スプリングガイド、３６：ベース部のシート固定用貫通穴、３７：ベース部の溝部、３８Ａ：ベース部の底面、３８Ｂ：ベース部の上面、３９：ベース部の外周面、５０：ベアリング、４０：コイルスプリング、６０：キャップ、６１：キャップの内側面、６２：キャップのネジ部、７０：ハウジング、７１：ラックケース部、７２：シリンダケース部、７３：ピニオンギア収容部、７４、７５：開口、７６：シリンダケース部の開放端部、７７：シリンダケース部のネジ部、７８：シリンダケース部の内壁面、８０：弾性部材、３２０：摺動面３３の周縁側、３２１：摺動面３３の底部側、３２６：ラックガイドシート３２の裏面、３３０：凹面、３３１Ａ、３３１Ｂ：第一円弧面、３３２Ａ、３３２Ｂ：第二円弧面

Claims

ピニオンギアと噛み合うラックギアが形成されたラックバーを、前記ラックギアの反対側から摺動可能に支持し、前記ピニオンギアの回転に応じて移動する前記ラックバーを当該ラックバーの軸心方向に案内するラックガイドであって、
前記ラックバーにおいて前記ラックギアの反対側に形成された円弧状の背面を摺動可能に支持する摺動面を備え、
前記摺動面は、
前記ラックバーの軸心方向に垂直な断面において、前記ラックバーの中心と前記摺動面の底部中央とを結ぶ直線に対して線対称な２つの位置を前記ラックバーの背面との接触位置とする凹面を有し、
前記凹面は、
前記ラックバーの軸心方向に垂直な断面において、前記接触位置から前記摺動面の周縁側に配され、前記直線に対して線対称な一対の第一円弧面と、前記接触位置から前記摺動面の底部側に配され、前記直線に対して線対称な一対の第二円弧面と、を含み、
前記第一の円弧面は、
前記ラックバーの軸心方向に垂直な断面において、前記接触位置から同距離だけ離れた位置における前記ラックバーの背面とのギャップが前記第二円弧面より大きい
ことを特徴とするラックガイド。
請求項１に記載のラックガイドであって、
前記第一円弧面および前記第二円弧面は、
前記ラックバーの背面の断面形状の曲率中心よりも前記ラックギア側の位置を曲率中心とし、かつ前記ラックバーの背面の断面形状よりも曲率半径の大きな断面形状を有しており、
前記第一円弧面は、
前記第二円弧面の断面形状よりも曲率半径の大きな断面形状を有する
ことを特徴とするラックガイド。
移動体の進行方向を、ステアリングホイールの回転に応じて変更するギア機構であって、
前記ステアリングホイールの回転に応じて回転するピニオンギアと、
前記ピニオンギアとかみ合うラックギアが形成され、前記ピニオンギアと前記ラックギアとの噛み合いにより、前記ピニオンギアの回転に応じて往復移動して前記移動体の車輪の向きを変えるラックバーと、
前記ラックバーを当該ラックバーの軸心方向に摺動可能に支持する請求項１または２に記載のラックガイドと、
前記ピニオンギアに前記ラックギアを押し当てる方向に前記ラックガイドを付勢する弾性体と、を備える
ことを特徴とするギア機構。