WO2007080823A1 - ブッシュ軸受及びそれを用いた自動車のラック－ピニオン式操舵装置 - Google Patents

ブッシュ軸受及びそれを用いた自動車のラック－ピニオン式操舵装置 Download PDF

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rack
rack shaft
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Masahiko Hirose
Masaaki Hashimoto
Yoshihide Ohara
Takahiro Tanaka
Hidetoshi Kaida
Masao Shimura
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Jtekt Corporation
Oiles Corporation
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    • F16H55/28—Special devices for taking up backlash
    • F16H55/283—Special devices for taking up backlash using pressure yokes

Definitions

  • the present invention relates to a bush bearing, and more particularly to a bush bearing suitable for use in movably supporting a rack shaft in a rack and pinion steering device of an automobile.
  • Patent Document 1 Patent No. 3 5 4 3 6 5 2 Patent Publication
  • a rack shaft having rack teeth that mesh with pinion teeth is movably supported by a gear box as a housing via a bush bearing.
  • Various types of bushing bearings made of synthetic resin have been proposed, and such synthetic resin bushing bearings usually support the rack shaft in a movable manner with a tightening margin.
  • the rack shaft is normally movably supported by bush bearings at two portions, a side adjacent to the pinion and a side away from the pinion.
  • the rack shaft on the side adjacent to the pinion due to the influence of the meshing between the pinion teeth and the rack teeth, the displacement of the pinion in the axial direction is more likely to occur than the displacement in the direction toward and away from the pinion, and adjacent to the pinion.
  • the displacement of the rack shaft part in the axial direction of the pinion on the side is reversed depending on the rotation direction of the pinion.
  • the part of the rack shaft adjacent to the pinion has a large tightening allowance. If it is supported by the bearing, the steering feeling may be greatly deteriorated due to the bending deformation of the rack shaft.
  • the present invention has been made in view of the above-described points, and an object of the present invention is to support the rack shaft with a predetermined rigidity in the radial direction and the axial direction of the pinion.
  • a bush bearing that can be movably supported with low frictional resistance and can reduce the effects of stress relaxation associated with cleave deformation and thermal history, and a rack and pinion type of an automobile using the same.
  • the object is to provide a steering device.
  • a bush bearing of the present invention comprises a synthetic resin bush having at least one circumferential groove on an outer peripheral surface, and an endless annular elastic member mounted in the circumferential groove of the bush.
  • the bush is arranged with a pair of inner inner peripheral surfaces arranged in an axisymmetric manner and one inner inner peripheral surface in the circumferential direction. And a pair of slits that allow the inner inner peripheral surface to move radially and inward and outward, and the other inner inner peripheral surface in the circumferential direction.
  • Another pair of slits that make the surface movable in the radial direction and inward and outward, and at least a pair of outer inner peripheral surfaces arranged outside the pair of inner inner peripheral surfaces in the radial direction
  • Each outer inner peripheral surface is opposite to the rack tooth side and the rack tooth side of the rack shaft that is attached to a through hole defined by the pair of inner inner peripheral surfaces and the pair of outer inner peripheral surfaces.
  • a gap is formed between a corresponding outer peripheral surface of each of the outer peripheral surfaces of each of the racks, and at least a part of each inner inner peripheral surface is opposite to the rack tooth side of the rack shaft and the rack tooth side. It comes in slidable contact with the corresponding outer peripheral surface except for the outer peripheral surface of the.
  • the bush is arranged with the pair of inner inner peripheral surfaces arranged axially symmetrically and one inner inner peripheral surface in the circumferential direction.
  • a pair of slits that allow the inner circumferential surface to move in the radial direction and the inner and outer directions are arranged with the other inner inner circumferential surface sandwiched in the circumferential direction, and the inner inner circumferential surface is arranged in the radial direction.
  • a pair of slits that are movable inward and outward, and each inner inner peripheral surface has at least a part of the outer peripheral surface of the rack shaft opposite to the rack tooth side and the rack tooth side.
  • the rack shaft Since the endless annular elastic member is mounted in the circumferential groove on the outer peripheral surface of the bush, the rack shaft is in the radial direction. Therefore, the pinion can be supported with a predetermined rigidity in the axial direction.
  • the axial displacement of the pinion pinion can be suppressed by a pair of inner peripheral surfaces, and the axial movement of the rack shaft can be supported movably with a low frictional resistance.
  • Synthetic resin as a material for forming bushes has excellent wear resistance and low friction characteristics, and has a predetermined flexibility and rigidity and low thermal expansion and contraction.
  • Specific examples include a synthetic resin containing at least one of a polyacetal resin, a polyamide resin, a polyolefin resin, and a fluororesin.
  • the endless annular elastic member has a circular, elliptical, rectangular or flat oval shape in cross section, but the present invention is not limited thereto, and the cross sectional X shape, the cross sectional U shape or Other shapes such as a trapezoidal cross section may be used.
  • the shape is made of natural rubber or synthetic rubber, but may be other thermoplastic synthetic resin having elasticity, for example, polyester elastomer.
  • a generally used o-ring can be preferably used. Even if the endless annular elastic member mounted in the circumferential groove partially protrudes from the outer peripheral surface of the bush, the entire endless elastic member is arranged in the circumferential groove instead of the outer peripheral surface of the bush. It does not have to protrude, but if it partially protrudes, the outer peripheral surface may contact the inner peripheral surface of the housing in which the bush bearing is fitted. An annular gap may be formed between the surface and the inner peripheral surface of the housing.
  • the bush only needs to have at least one circumferential groove on its outer peripheral surface, but when it has a plurality of circumferential grooves on its outer peripheral surface, each circumferential groove An endless annular elastic member may be attached to the end.
  • each inner inner peripheral surface has a flat surface shape.
  • the inner inner peripheral surface may have a convex surface shape, or may have the same radius of curvature as the cylindrical outer peripheral surface of the rack shaft. Alternatively, it may be concave with a larger radius of curvature.
  • Each inner inner peripheral surface is slidably in contact with a corresponding outer peripheral surface excluding the rack tooth side of the rack shaft and the outer peripheral surface opposite to the rack tooth side of at least a part of the rack shaft in the radial direction.
  • the pinion has a central angle 0 1 with respect to the center of the rack shaft, and preferably 5 ° or more with respect to the center of the rack shaft, so that the pinion can be supported with a predetermined rigidity.
  • each outer inner circumferential surface has a central angle 0 2 of (1 8 0 ° —0 1) with respect to the center of the rack axis. It is good to have.
  • Each inner perimeter is part or all of it. It is only necessary to be slidably in contact with the corresponding outer peripheral surface excluding the rack tooth side of the rack shaft and the outer peripheral surface opposite to the rack tooth side.
  • each slit opens at one end face in the axial direction of the bush and extends in the axial direction from the one end face to the vicinity of the other end face in the axial direction of the bush through the circumferential groove.
  • Each of the slits may extend in parallel to the axial direction, or alternatively, may extend while being inclined with respect to the axial direction.
  • one slit is parallel to the axial direction, and the other slit is May be inclined with respect to the axial direction.
  • the bush opens at the other end surface in the axial direction of the bush and extends in the axial direction from the other end surface through the circumferential groove to the vicinity of one end surface in the axial direction of the bush.
  • the rack tooth side and at least a pair of other slits arranged on the opposite side of the rack tooth side may be further provided, and the bush includes the inner inner peripheral surface, the outer inner peripheral surface, the outer peripheral surface, and the like.
  • the shaft may be in contact with the inner peripheral surface of the housing through which the shaft penetrates.
  • one of the plurality of protrusions is arranged with one inner inner peripheral surface interposed therebetween.
  • Circumference around a pair of slits The other projection of the plurality of projections is arranged in a circumferential direction between another pair of slits arranged with the other inner inner peripheral surface interposed therebetween.
  • the main body may be formed with the same thickness at the inner inner peripheral surface and the outer inner peripheral surface, but the inner inner peripheral surface is thin or thick, and the outer inner peripheral surface is thick or thin. It may be formed.
  • the bush bearing of the present invention is configured such that one outer inner peripheral surface is between the outer peripheral surface on the rack tooth side of the rack shaft that is attached to a through hole defined by the inner inner peripheral surface and the outer inner peripheral surface.
  • a gap is formed between the other outer peripheral surface of the rack shaft and the outer peripheral surface opposite to the rack tooth side of the rack shaft, and each inner inner peripheral surface is at least a part of the rack shaft.
  • it further comprises positioning means for determining the position of the bushing with respect to the inner peripheral surface of the housing in the circumferential direction. Good.
  • the positioning means includes a protrusion provided integrally with the bush so as to fit in a recess provided on the inner peripheral surface of the housing.
  • An automobile rack-and-pinion steering device of the present invention includes a pinion, a rack shaft having rack teeth that mesh with the teeth of the pinion, a housing through which the rack shaft passes, and a housing
  • the bush bearing of the above-mentioned various modes is provided which is fitted and supports the rack shaft so as to be movable with respect to the housing.
  • the housing may be a hollow support member that supports the rack shaft together with a gear housing that houses the pinion, but preferably a gear housing that houses the pinion
  • the bush bearing is disposed in a housing, and in a preferred example, in a gear housing as a housing so as to support the portion of the rack shaft on the side adjacent to the pinion.
  • the rack shaft can be supported with a predetermined rigidity in the radial direction and in the axial direction of the pinion, and can be supported movably with a low frictional resistance in the axial direction of the rack shaft. Furthermore, it is possible to provide a bush bearing capable of reducing the effects of stress relaxation associated with cleave deformation and thermal history, and an automobile rack and pinion steering device using the bush bearing.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view taken along the line II-II shown in FIG. 2 as an example of a preferred embodiment of the present invention.
  • Figure 2 shows the left side view of the example shown in Figure 1.
  • Figure 3 is a right side view of the example shown in Figure 1.
  • FIG. 4 is a plan view of the example shown in FIG.
  • Figure 5 shows the bottom view of the example shown in Figure 1.
  • FIG. 6 is a partially enlarged explanatory diagram of the example shown in FIG.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram of an example in which the example shown in FIG. 1 is used in an automobile rack-and-pinion steering device.
  • Figure 8 shows the right side view of the example shown in Figure 7.
  • FIG. 9 is a partially enlarged explanatory view of another example of the preferred embodiment of the present invention
  • FIG. 10 is a partially enlarged explanatory view of still another example of the preferred embodiment of the present invention.
  • the rack-and-pinion steering device 1 of the automobile of this example includes a pinion 2, a rack shaft 5 having rack teeth 4 that mesh with the teeth 3 of the pinion 2, and a rack shaft A gear housing 6 as a housing through which 5 penetrates, and a bush bearing 7 which is fitted in the gear housing 6 and supports the rack shaft 5 movably in the A direction which is the axial direction with respect to the gear housing 6 is doing.
  • the pinion 2 having the shaft center 1 1 is rotated in the R 1 or R 2 direction around the shaft center 1 1 by the rotation of the steering wheel (steering wheel).
  • the gear housing 6 has a cylindrical inner peripheral surface 12 on which the bush bearing 7 is fitted.
  • the bush bearing 7 includes a synthetic resin bush 17 having a circumferential groove 16 on its outer peripheral surface 15, and a circumferential direction of the bush 17.
  • Endless annular elastic member 18 made of natural rubber or synthetic rubber O-ring, etc., mounted in groove 16 and inner circumferential surface of gear housing 6 of bush 17 in circumferential direction B
  • Positioning means 19 for determining the position relative to 1 2.
  • the bush 17 has an outer peripheral surface 15, a circumferential groove 16, and 1 80 ° in the B direction.
  • a pair of outer peripheral surfaces 27 and 28 and a pair of outer inner peripheral surfaces 27 and 28 that are arranged outside of 1 and 22 are partially divided in the B direction.
  • the main body 35 having the other slits 29 and 30 and the outer peripheral surface 15 of the main body 35 are integrally provided and spaced apart from each other at an interval of 180 ° in the B direction.
  • the outer peripheral surface 15 is partially divided in the B direction by slits 2 3 to 2 6, 2 9 and 30, and a gap 3 8 between the outer peripheral surface 15 and the inner peripheral surface 12 of the gear housing 6 Is forming.
  • the inner inner peripheral surface 21 has a central angle 0 1 of 5 ° or more and 90 ° or less with respect to the center O of the rack shaft 5, and 30 ° in this example.
  • 2 2 also has a central angle 0 1 of 5 ° or more and 90 ° or less with respect to the center O of the rack shaft 5 and 30 ° in this example, particularly as shown in FIGS.
  • a part of the inner inner peripheral surface 21 slides on the outer peripheral surface 42 of the rack shaft 5 excluding the rack tooth 4 side of the rack shaft 5 and the outer peripheral surface opposite to the rack tooth 4 side of the rack shaft 5.
  • the inner inner peripheral surface 2 2 is also a part of the outer peripheral surface 4 1 of the rack shaft 5, and the rack tooth 4 side and the rack tooth 4 side of the rack shaft 5 are part of the inner peripheral surface 2 2.
  • the outer peripheral surface 43 excluding the opposite outer peripheral surface is in slidable substantially line contact. Each end portion 4 4 in the A direction of the inner inner peripheral surfaces 21 and 22 may be terminated with a tapered surface.
  • Each of 2 4 is open at one end face 45 in the A direction of the main body part 3 5 of the bush 17 and passes through the circumferential groove 16 from the one end face 45 to the main body part 3 5 of the bush 1 7. Extends in the A direction to the vicinity of the other end face 46 in the A direction.
  • Each of the pair of slits 2 5 and 2 6 arranged with the inner inner peripheral surface 2 2 in between is also opened at one end surface 4 5 in the A direction of the body portion 3 5 of the bush 17. It extends in the A direction from the one end face 45 to the vicinity of the other end face 46 in the A direction of the main body portion 35 of the bush 17 through the circumferential groove 16.
  • the outer inner peripheral surface 2 7 having the central angle 0 2 is inserted into the through-hole 47 defined by the inner inner peripheral surfaces 21 and 2 2 and the outer inner peripheral surfaces 27 and 28.
  • a clearance 4 9 is formed between the outer peripheral surface 4 1 of the rack shaft 5 to be attached and the outer peripheral surface 4 8 on the rack tooth 4 side, opposite to the rack tooth 4 side of the rack shaft 5
  • the slits 29 and 30 are arranged symmetrically with an interval of 1800 degrees in the B direction and are arranged on the rack tooth 4 side of the rack shaft 5 and on the opposite side of the rack tooth 4 side, respectively. Is open at the other end face 46 of the main body part 35 of the bush 17 and passes through the circumferential groove 16 from the other end face 46 to the end face 45 of the main body part 3 5 of the bush 17 It extends in the A direction to the vicinity.
  • the protrusion 3 6 having the cylindrical outer peripheral surface 55 is a pair of slits in the B direction.
  • the inner peripheral surface 12 of the gear housing 6 is in close contact with the outer peripheral surface 5 5 with the elastic force of the synthetic resin bushing 17.
  • a projection 37 having a cylindrical outer peripheral surface 56 is disposed between a pair of slits 25 and 26 in the B direction and is a gear through which the rack shaft 5 passes.
  • the inner peripheral surface 12 of the housing 6 is in close contact with the outer peripheral surface 5 6 with the elastic force of the synthetic resin bush 1 7. It is fitted to the inner peripheral surface 12 of the gear housing 6 through 3 7.
  • the endless annular elastic member 1 8 forms an annular gap 5 8 narrower than the gap 3 8 between its outer peripheral surface 5 7 and the inner peripheral surface 12 of the gear housing 6, while the bush 1
  • the main body portion 35 of 7 is partially protruded from the outer peripheral surface 15 and attached to the circumferential groove 16 so as to be elastically slightly reduced in diameter.
  • the positioning means 19 is a protrusion formed integrally with the outer peripheral surface 15 of the main body 35.
  • the protrusion 60 is engaged with the gear housing 6 at the front end portion in the C direction and the end surface in the A direction at the recess 59 formed on the inner peripheral surface 12 of the gear housing 6.
  • the bushing 17 does not rotate with respect to the gear housing 6 in the B direction, and is prevented from being inserted into the gear housing 6 more than necessary, and the inner inner peripheral surface 21 and 2 2, protrusions 3 6 and 3 7 and slits 2 3 to 2 6, 2 9 and 30 are positioned and arranged with respect to the rack teeth 4 of the rack shaft 5.
  • a pair of flat inner inner peripheral surfaces 2 1 and 2 2 arranged in an axial symmetry and inner inner peripheral surfaces 2 1 and 2 2 in the B direction are provided.
  • the bush 17 has an inner inner peripheral surface 2 1 and 2 2, and a part of the inner peripheral surface 2 1 and 2 2 excludes the outer peripheral surface of the rack shaft 5 opposite to the rack tooth 4 side and the rack tooth 4 side.
  • the rack shaft 5 can be supported with a predetermined rigidity in the C direction and in the axial direction of the pinion 2, that is, in the vertical direction in FIG. 2 in the axial direction can be suppressed by the pair of inner peripheral surfaces 2 1 and 2 2, and the movement in the A direction can be supported movably with low frictional resistance, and the outer inner peripheral surfaces 2 7 and 2 8
  • Each of the outer peripheral surfaces 48 and 50 of the rack shaft 4 attached to the through hole 47 and the opposite side of the rack tooth 4 side of the rack shaft 5 and the corresponding outer peripheral surface 48 and 50. Since gaps 49 and 51 are formed with respect to 50, the effects of stress relaxation associated with cleave deformation and thermal history can be reduced in combination with the above.
  • each of the inner inner peripheral surfaces 2 1 and 2 2 has a flat surface shape.
  • a convex shape that is, a semi-cylindrical convex shape as shown in FIG. 9
  • the curvature of the cylindrical outer peripheral surface 41 of the rack shaft 5 is further changed as shown in FIG.
  • a concave surface having a radius of curvature larger than the radius, that is, a semi-cylindrical concave surface may be used.

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Description

明 細 書
ブッシュ軸受及びそれを用いた自動車のラックーピニオン式操舵装 置
技術分野
[0001 ] 本発明は、 ブッシュ軸受、 特に自動車のラック一ピニオン式操舵装置にお けるラック軸を移動自在に支持するために用いて好適なブッシュ軸受に関す る。
背景技術
[0002] 特許文献 1 ：特許第 3 5 4 3 6 5 2号特許掲載公報
[0003] ラック一ピニオン式操舵装置において、 ピニオンの歯に嚙み合うラック歯 を有したラック軸は、 ハウジングとしてのギアボックスにブッシュ軸受を介 して移動自在に支持される。 ブッシュ軸受としては合成樹脂製のものが種々 提案されているが、 斯かる合成樹脂製のブッシュ軸受は、 通常、 締め代をも つてラック軸を移動自在に支持するようになっている。
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] 合成樹脂製のブッシュ軸受において、 支持するラック軸に対して大きな締 め代をもつようにすると、 ラック軸を径方向に関して所定の剛性をもってし つかりと支持できるが、 ラック軸をきつく締め付けることになるので、 軸方 向の摺動摩擦抵抗が大きくなつて、 ラック軸を良好な移動特性をもって支持 できなくなる一方、 支持するラック軸に対して小さな締め代をもつようにす ると、 ラック軸に対して低い摺動摩擦抵抗をもった軸方向の良好な移動特性 は期待できるが、 ラック軸に大きな心ずれやラック軸との間に隙間等が生じ 易くなつて、 径方向の剛性的支持が低下することにもなる。
[0005] また合成樹脂製のブッシュ軸受では、 合成樹脂のクリーブ変形によってラ ック軸との間に隙間が生じて径方向の剛性的支持が低下する虞があり、 また 熱履歴に伴う合成樹脂の応力緩和によって特に径方向の収縮が生じる場合に は、 ラック軸に対する締め代が増加して摺動摩擦抵抗が大きくなる虞がある
[0006] 一方、 ラック軸は、 通常、 ピニオンに隣接した側とピニオンから離れた側 との二つの部位でブッシュ軸受により移動自在に支持されるが、 特に、 ピニ オンに隣接した側のラック軸の部位では、 ピニォンの歯とラック歯との嚙み 合いの影響により、 ピニオンに対して接近、 離反する方向の変位よりもピニ オンの軸心方向の変位が生じ易く、 斯かるピニオンに隣接した側でのピニォ ンの軸心方向のラック軸の部位の変位は、 ピニオンの回転方向に応じて逆方 向となる結果、 ピニオンに隣接した側のラック軸の部位が大きな締め代をも つてブッシュ軸受により支持されていると、 ラック軸の曲がり変形と相俟っ て操舵感を大きく劣化させる虞がある。
[0007] 加えて、 自動車のラック一ピニオン式操舵装置におけるラック軸を摺動自 在に支持するために合成樹脂製のブッシュ軸受を用いると、 ラック一ピニォ ン式操舵装置のギアボックス内が密閉されてギアボックス内の空気の流出入 が困難となり、 無理矢理な空気の流出入でもって、 異音が生じたり或いはラ ック軸との間の隙間に適用されたグリース等の潤滑剤の早期の消失が生じた りする虞がある。
[0008] 本発明は、 前記諸点に鑑みてなされたものであって、 その目的とするとこ ろは、 ラック軸を、 径方向であってピニオンの軸心方向に関しては所定の剛 性をもって支持できる一方、 ラック軸の軸方向に関しては低い摩擦抵抗をも つて移動自在に支持できる上に、 クリーブ変形及び熱履歴に伴う応力緩和の 影響を低減できるブッシュ軸受及びそれを用いた自動車のラック一ピニオン 式操舵装置を提供することにある。
課題を解決するための手段
[0009] 本発明のブッシュ軸受は、 外周面に少なくとも一つの円周方向溝を有する 合成樹脂製のブッシュと、 このブッシュの円周方向溝に装着されている無端 環状弾性部材とを具備しており、 ここで、 ブッシュは、 軸対称に配されてい る一対の内側内周面と、 円周方向において一方の内側内周面を挟んで配され ていると共に当該内側内周面を径方向であって内外方向に移動自在とする一 対のスリツ卜と、 円周方向において他方の内側内周面を挟んで配されている と共に当該内側内周面を径方向であって内外方向に移動自在とする他の一対 のスリツ卜と、 径方向において一対の内側内周面よりも外側に配された少な くとも一対の外側内周面とを具備しており、 各外側内周面は、 一対の内側内 周面と一対の外側内周面とにより規定された貫通孔に揷着されるラック軸の ラック歯側及びラック歯側とは反対側の外周面のうちの対応の外周面との間 で隙間を形成するようになっており、 各内側内周面は、 少なくともその一部 でラック軸のラック歯側及びラック歯側とは反対側の外周面を除く対応の外 周面に摺動自在に接触するようになっている。
[0010] 本発明のブッシュ軸受によれば、 ブッシュが軸対称に配されている一対の 内側内周面と円周方向において一方の内側内周面を挟んで配されていると共 に当該内側内周面を径方向であって内外方向に移動自在とする一対のスリッ 卜と円周方向において他方の内側内周面を挟んで配されていると共に当該内 側内周面を径方向であって内外方向に移動自在とする他の一対のスリッ卜と を具備して、 各内側内周面は、 少なくともその一部でラック軸のラック歯側 及びラック歯側とは反対側の外周面を除く対応の外周面に摺動自在に接触す るようになっている上に、 無端環状弾性部材がブッシュの外周面の円周方向 溝に装着されているために、 ラック軸を径方向であってピニオンの軸心方向 に関しては所定の剛性をもって支持でき、 ラック軸のピニオンの軸心方向の 変位を一対の内側内周面で抑制でき、 ラック軸の軸方向の移動に関しては低 い摩擦抵抗をもって移動自在に支持でき、 しかも、 各外側内周面は、 内側内 周面と外側内周面とにより規定された貫通孔に揷着されるラック軸のラック 歯側及びラック歯側とは反対側の外周面のうちで対応の外周面との間で隙間 を形成するようになっているために、 上記と相俟ってクリーブ変形及び熱履 歴に伴う応力緩和の影響を低減できる。
[001 1 ] ブッシュの形成材料としての合成樹脂は、 耐摩耗性に優れて低摩擦特性を 有し、 しかも、 所定の撓み性と剛性とを有すると共に熱伸縮の少ないものが 好ましく、 具体的には、 ポリアセタール樹脂、 ポリアミド樹脂、 ポリオレフ ィン樹脂及びフッ素樹脂のうちの少なくとも一つを含む合成樹脂等を挙げる ことができる。
[0012] 無端環状弾性部材は、 断面において円形、 楕円形、 矩形又は扁平状の長円 形を有しているが、 本発明はこれらに限定されず、 断面 X字形状、 断面 U字 形状又は断面台形状等の他の形状であってもよく、 また、 好ましくは、 天然 ゴム製又は合成ゴム製であるが、 その他の弾性を有する熱可塑性合成樹脂、 例えばポリエステルエラストマ一であってもよい。 斯かる無端環状弾性部材 として、 一般に使用されている oリングを好ましく用いることができる。 円 周方向溝に装着されている無端環状弾性部材は、 ブッシュの外周面から部分 的に突出していても、 これに代えて、 その全体が円周方向溝に配されてブッ シュの外周面から突出していなくてもよいが、 部分的に突出する場合には、 ブッシュ軸受が嵌装されるハウジングの内周面にその外周面で接触するよう になっていても、 これに代えて、 その外周面とハウジングの内周面との間で 環状の隙間を形成するようになっていてもよい。
[0013] ブッシュは、 少なくとも一つの円周方向溝をその外周面に具備していれば よいのであるが、 複数の円周方向溝をその外周面に具備する場合には、 各円 周方向溝に無端環状弾性部材が装着されていてもよい。
[0014] 各内側内周面は、 好ましい例では、 平坦面状であるが、 これに代えて、 凸 面状であっても、 更には、 ラック軸の円筒状の外周面の曲率半径と同一又は それよりも大きな曲率半径をもった凹面状であってもよい。 各内側内周面は 、 少なくともその一部でラック軸のラック歯側及びラック歯側とは反対側の 外周面を除く対応の外周面に摺動自在に接触して、 ラック軸を径方向であつ てピニオンの軸心方向に関しては所定の剛性をもって支持できる程度に、 ラ ック軸の中心に関しての中心角 0 1を有していればよく、 好ましくは、 ラッ ク軸の中心に関して 5 ° 以上であって 9 0 ° 以下の中心角 0 1を有しており 、 この場合、 各外側内周面は、 ラック軸の中心に関して （1 8 0 ° —0 1 ) の中心角 0 2を有しているとよい。 各内側内周面は、 その一部で又はその全 部でラック軸のラック歯側及びラック歯側とは反対側の外周面を除く対応の 外周面に摺動自在に接触していればよい。
[0015] 好ましい例では、 各スリットは、 ブッシュの軸方向の一端面で開口してい ると共に当該一端面から円周方向溝を通り過ぎてブッシュの軸方向の他端面 の近傍まで軸方向に伸びている。 斯かる各スリットは、 軸方向と平行に伸び ていても、 これに代えて、 軸方向に対して傾斜して伸びていてもよく、 更に は、 一方のスリツトは軸方向と平行、 他方のスリツトは軸方向に対して傾斜 して夫々伸びていてもよい。
[0016] ブッシュは、 ブッシュの軸方向の他端面で開口していると共に当該他端面 から円周方向溝を通り過ぎてブッシュの軸方向の一端面の近傍まで軸方向に 伸び、 しかも、 ラック軸のラック歯側及びラック歯側とは反対側に配された 少なくとも一対の他のスリットを更に具備していてもよく、 また、 ブッシュ は、 前記の内側内周面、 外側内周面、 外周面及び円周方向溝を有した本体部 と、 この本体部の外周面に一体的に設けられていると共に円周方向において 互いに離間している複数の突起とを具備し、 この複数の突起は、 ラック軸が 貫通したハウジングの内周面に接触するようになっていてもよく、 この場合 、 好ましい例では、 複数の突起のうちの一つの突起は、 一方の内側内周面を 挟んで配された一対のスリッ卜に円周方向において挟まれて配されており、 複数の突起のうちの他の一つの突起は、 他方の内側内周面を挟んで配された 他の一対のスリツ卜に円周方向において挟まれて配されている。 本体部は、 内側内周面及び外側内周面の部位で同一の肉厚をもって形成されていてもよ いが、 内側内周面では薄肉又は厚肉に、 外側内周面では厚肉又は薄肉に形成 されていてもよい。
[0017] 本発明のブッシュ軸受は、 一方の外側内周面が内側内周面と外側内周面と により規定された貫通孔に揷着されるラック軸のラック歯側の外周面との間 で隙間を形成し、 他方の外側内周面がラック軸のラック歯側とは反対側の外 周面との間で隙間を形成し、 各内側内周面がその少なくとも一部でラック軸 のラック歯側及びラック歯側とは反対側の外周面を除く対応の外周面に摺動 自在に接触するように、 ブッシュがラック軸に対して配されることを確保す るために、 円周方向におけるブッシュのハウジングの内周面に対する位置を 決定する位置決め手段を更に具備しているとよい。
[0018] 位置決め手段は、 好ましい例では、 ハウジングの内周面に設けられた凹所 に嵌合するように、 ブッシュに一体的に設けられた突起を具備している。
[0019] 本発明の自動車のラック一ピニオン式操舵装置は、 ピニオンと、 このピニ ォンの歯に嚙み合うラック歯を有したラック軸と、 このラック軸が貫通した ハウジングと、 このハウジングに嵌装されていると共にハウジングに対して ラック軸を移動自在に支持する上述の種々の態様のブッシュ軸受とを具備し ている。
[0020] 本発明のラック一ピニオン式操舵装置において、 ハウジングとしては、 ピ 二オンを収容するギアハウジングと共にラック軸を支持する中空支持部材で あってよいが、 好ましくは、 ピニオンを収容するギアハウジングであって、 ブッシュ軸受は、 斯かるピニオンに隣接した側でのラック軸の部位を移動自 在に支持するようにハウジングに、 好ましい例ではハウジングとしてのギア ハウジングに配される。
発明の効果
[0021 ] 本発明によれば、 ラック軸を、 径方向であってピニオンの軸心方向に関し ては所定の剛性をもって支持できる一方、 ラック軸の軸方向に関しては低い 摩擦抵抗をもって移動自在に支持できる上に、 クリーブ変形及び熱履歴に伴 う応力緩和の影響を低減できるブッシュ軸受及びそれを用いた自動車のラッ ク一ピ二オン式操舵装置を提供することができる。
[0022] 次に本発明を、 図に示す好ましい実施の形態の例を参照して更に詳細に説 明する。 なお、 本発明はこれらの例に何等限定されないのである。
図面の簡単な説明
[0023] 図 1は、 本発明の好ましい実施の形態の一例の図 2に示す I― I線矢視断 面図、
図 2は、 図 1に示す例の左側面図、 図 3は、 図 1に示す例の右側面図、
図 4は、 図 1に示す例の平面図、
図 5は、 図 1に示す例の底面図、
図 6は、 図 1に示す例の一部拡大説明図、
図 7は、 図 1に示す例を自動車のラック一ピニオン式操舵装置に用いた例 の説明図、
図 8は、 図 7に示す例の右側面図、
図 9は、 本発明の好ましい実施の形態の他の例の一部拡大説明図、 そして 図 1 0は、 本発明の好ましい実施の形態の更に他の例の一部拡大説明図で める。
発明を実施するための最良の形態
[0024] 図 7及び図 8において、 本例の自動車のラック一ピニオン式操舵装置 1は 、 ピニオン 2と、 ピニオン 2の歯 3に嚙み合うラック歯 4を有したラック軸 5と、 ラック軸 5が貫通したハウジングとしてのギアハウジング 6と、 ギア ハウジング 6に嵌装されていると共にギアハウジング 6に対してラック軸 5 を軸方向である A方向に移動自在に支持するブッシュ軸受 7とを具備してい る。
[0025] 軸心 1 1を有したピニオン 2は、 ステアリングホイール （操舵輪） の回転 で軸心 1 1を中心として R 1又は R 2方向に回転されるようになっている。 ギアハウジング 6はブッシュ軸受 7が嵌装される円筒状の内周面 1 2を有し ている。
[0026] ブッシュ軸受 7は、 特に図 1から図 5に示すように、 その外周面 1 5に円 周方向溝 1 6を有する合成樹脂製のブッシュ 1 7と、 ブッシュ 1 7の円周方 向溝 1 6に装着されていると共に天然ゴム製又は合成ゴム製の Oリング等か らなる無端環状弾性部材 1 8と、 円周方向である B方向におけるブッシュ 1 7のギアハウジング 6の内周面 1 2に対する位置を決定する位置決め手段 1 9とを具備している。
[0027] ブッシュ 1 7は、 外周面 1 5、 円周方向溝 1 6、 B方向において 1 8 0 ° 間隔をもって軸対称に配されている平坦面状の内側内周面 2 1及び 2 2、 B 方向において内側内周面 2 1及び 2 2の夫々を挟んで配されていると共に内 側内周面 2 1及び 2 2の夫々を径方向である C方向であって内外方向に移動 自在とする二対のスリッ卜 2 3及び 2 4並びに 2 5及び 2 6、 C方向におい て該内側内周面 2 1及び 2 2よりも外側に配された一対の外側内周面 2 7及 び 2 8並びに一対の外側内周面 2 7及び 2 8の夫々を B方向において部分的 に分断している一対の他のスリッ卜 2 9及び 3 0を有した本体部 3 5と、 本 体部 3 5の外周面 1 5に一体的に設けられていると共に B方向において 1 8 0 ° 間隔をもって互いに離間している二個の突起 3 6及び 3 7とを具備して いる。
[0028] 外周面 1 5は、 スリット 2 3から 2 6、 2 9及び 3 0により B方向におい て部分的に分断されており、 ギアハウジング 6の内周面 1 2との間で隙間 3 8を形成している。
[0029] 内側内周面 2 1は、 ラック軸 5の中心 Oに関して 5 ° 以上であって 9 0 ° 以下、 本例では 3 0 ° の中心角 0 1を有しており、 内側内周面 2 2もまた、 ラック軸 5の中心 Oに関して 5 ° 以上であって 9 0 ° 以下、 本例では 3 0 ° の中心角 0 1を有しており、 特に図 6から図 8に示すように、 内側内周面 2 1は、 その一部でラック軸 5の外周面 4 1においてラック軸 5のラック歯 4 側及びラック歯 4側とは反対側の外周面を除く外周面 4 2に摺動自在に略線 接触するようになっており、 内側内周面 2 2もまた、 その一部でラック軸 5 の外周面 4 1においてラック軸 5のラック歯 4側及びラック歯 4側とは反対 側の外周面を除く外周面 4 3に摺動自在に略線接触するようになっている。 内側内周面 2 1及び 2 2の A方向の夫々の端部 4 4は、 テーパー面をもって 終端するようにしてもよい。
[0030] B方向において内側内周面 2 1を挟んで配された一対のスリット 2 3及び
2 4の夫々は、 ブッシュ 1 7の本体部 3 5の A方向の一端面 4 5で開口して いると共に一端面 4 5から円周方向溝 1 6を通り過ぎてブッシュ 1 7の本体 部 3 5の A方向の他端面 4 6の近傍まで A方向に伸びており、 B方向におい て内側内周面 2 2を挟んで配された一対のスリッ卜 2 5及び 2 6の夫々もま た、 ブッシュ 1 7の本体部 3 5の A方向の一端面 4 5で開口していると共に 一端面 4 5から円周方向溝 1 6を通り過ぎてブッシュ 1 7の本体部 3 5の A 方向の他端面 4 6の近傍まで A方向に伸びている。
[0031 ] ラック軸 5のラック歯 4側でラック軸 5の中心 Oに関して （1 8 0 ° —Θ
1 ) の中心角 0 2を有している外側内周面 2 7は、 内側内周面 2 1及び 2 2 と外側内周面 2 7及び 2 8とにより規定された貫通孔 4 7に揷着されるラッ ク軸 5の外周面 4 1においてラック歯 4側の外周面 4 8との間で隙間 4 9を 形成するようになっておリ、 ラック軸 5のラック歯 4側とは反対側でラック 軸 5の中心 Oに関して （1 8 0 ° —Θ 1 ) の中心角 0 2を有している外側内 周面 2 8は、 ラック軸 5の外周面 4 1においてラック歯 4側とは反対側の外 周面 5 0との間で半円筒状の隙間 5 1を形成するようになっている。
[0032] B方向において 1 8 0 ° 間隔をもって軸対称に配されていると共にラック 軸 5のラック歯 4側及びラック歯 4側とは反対側に配されたスリット 2 9及 び 3 0の夫々は、 ブッシュ 1 7の本体部 3 5の他端面 4 6で開口していると 共に他端面 4 6から円周方向溝 1 6を通り過ぎてブッシュ 1 7の本体部 3 5 の一端面 4 5の近傍まで A方向に伸びている。
[0033] 円筒状の外周面 5 5を有した突起 3 6は、 B方向において一対のスリット
2 3及び 2 4に挟まれて配されていると共にラック軸 5が貫通したギアハウ ジング 6の内周面 1 2にその外周面 5 5で合成樹脂製のブッシュ 1 7の弾性 力をもってぴったりと接触するようになっており、 円筒状の外周面 5 6を有 した突起 3 7は、 B方向において一対のスリッ卜 2 5及び 2 6に挟まれて配 されていると共にラック軸 5が貫通したギアハウジング 6の内周面 1 2にそ の外周面 5 6で合成樹脂製のブッシュ 1 7の弾性力をもってぴったりと接触 するようになつており、 而して、 ブッシュ 1 7は、 突起 3 6及び 3 7を介し てギアハウジング 6の内周面 1 2に嵌合されている。
[0034] 無端環状弾性部材 1 8は、 その外周面 5 7とギアハウジング 6の内周面 1 2との間で隙間 3 8よりも狭い環状の隙間 5 8を形成する一方、 ブッシュ 1 7の本体部 3 5を弾性的に僅かに縮径させるように、 部分的に外周面 1 5か ら突出して円周方向溝 1 6に装着されている。
[0035] 位置決め手段 1 9は、 本体部 3 5の外周面 1 5に一体的に形成された突起
6 0を具備しており、 突起 6 0は、 ギアハウジング 6の内周面 1 2に形成さ れた凹所 5 9においてその C方向の先端部及び A方向の端面においてギアハ ウジング 6に係合しており、 これによりブッシュ 1 7は、 B方向においてギ ァハウジング 6に対して回転しない上に、 ギアハウジング 6内に必要以上に 揷入されないようにされていると共に内側内周面 2 1及び 2 2、 突起 3 6及 び 3 7並びにスリット 2 3〜 2 6、 2 9及び 3 0がラック軸 5のラック歯 4 に関して位置決めされて配されている。
[0036] 以上のラック一ピニオン式操舵装置 1では、 軸対称に配されている一対の 平坦面状の内側内周面 2 1及び 2 2と B方向において内側内周面 2 1及び 2 2の夫々を挟んで配されていると共に内側内周面 2 1及び 2 2の夫々を C方 向であって内外方向に移動自在とする二対のスリッ卜 2 3及び 2 4並びに 2 5及び 2 6とをブッシュ 1 7が具備して、 内側内周面 2 1及び 2 2の夫々は 、 その一部でラック軸 5のラック歯 4側及びラック歯 4側とは反対側の外周 面を除く対応の外周面 4 2及び 4 3に摺動自在に接触するようになっている 上に、 無端環状弾性部材 1 8がブッシュ 1 7の円周方向溝 1 6に装着されて いるために、 ラック軸 5を C方向であってピニオン 2の軸心方向、 即ち図 8 において上下方向に関しては所定の剛性をもって支持でき、 ラック軸 5のピ 二オン 2の軸心方向の変位を一対の内側内周面 2 1及び 2 2で抑制でき、 A 方向の移動に関しては低い摩擦抵抗をもって移動自在に支持でき、 しかも、 外側内周面 2 7及び 2 8の夫々は、 貫通孔 4 7に揷着されるラック軸 5のラ ック歯 4側及びラック歯 4側とは反対側の外周面 4 8及び 5 0のうちで対応 の外周面 4 8及び 5 0との間で隙間 4 9及び 5 1を形成するようになってい るために、 上記と相俟ってクリーブ変形及び熱履歴に伴う応力緩和の影響を 低減できる。
[0037] 上記の例では、 内側内周面 2 1及び 2 2の夫々を平坦面状としたが、 これ に代えて、 図 9に示すように、 凸面状、 即ち半円筒の凸面状であっても、 更 には、 図 1 0に示すように、 ラック軸 5の円筒状の外周面 4 1の曲率半径よ リも大きな曲率半径をもった凹面状、 即ち半円筒の凹面状であってもよい。

Claims

請求の範囲
[1] 外周面に少なくとも一つの円周方向溝を有する合成樹脂製のブッシュと、 このブッシュの円周方向溝に装着されている無端環状弾性部材とを具備して おり、 ブッシュは、 軸対称に配されている一対の内側内周面と、 円周方向に おいて一方の内側内周面を挟んで配されていると共に当該内側内周面を径方 向であって内外方向に移動自在とする一対のスリッ卜と、 円周方向において 他方の内側内周面を挟んで配されていると共に当該内側内周面を径方向であ つて内外方向に移動自在とする他の一対のスリツ卜と、 径方向において一対 の内側内周面よリも外側に配された少なくとも一対の外側内周面とを具備し ており、 各外側内周面は、 一対の内側内周面と一対の外側内周面とによリ規 定された貫通孔に揷着されるラック軸のラック歯側及びラック歯側とは反対 側の外周面のうちの対応の外周面との間で隙間を形成するようになつておリ 、 各内側内周面は、 少なくともその一部でラック軸のラック歯側及びラック 歯側とは反対側の外周面を除く対応の外周面に摺動自在に接触するようにな つているブッシュ軸受。
[2] 内側内周面は、 凸面状、 凹面状又は平坦面状である請求項 1に記載のブッ シュ軸受。
[3] 各内側内周面は、 ラック軸の中心に関して 5 ° 以上であって 9 0 ° 以下の 中心角 0 1を有しており、 各外側内周面は、 ラック軸の中心に関して （1 8 0 ° — Θ 1 ) の中心角 0 2を有している請求項 1又は 2に記載のブッシュ軸 受。
[4] 各スリットは、 ブッシュの軸方向の一端面で開口していると共に当該一端 面から円周方向溝を通り過ぎてブッシュの軸方向の他端面の近傍まで軸方向 に伸びている請求項 1から 3のいずれか一項に記載のブッシュ軸受。
[5] ブッシュは、 ブッシュの軸方向の他端面で開口していると共に当該他端面 から円周方向溝を通り過ぎてブッシュの軸方向の一端面の近傍まで軸方向に 伸び、 しかも、 ラック軸のラック歯側及びラック歯側とは反対側に配された 少なくとも一対の他のスリッ卜を更に具備している請求項 1から 4のいずれ か一項に記載のブッシュ軸受。
[6] ブッシュは、 前記の内側内周面、 外側内周面、 外周面及び円周方向溝を有 した本体部と、 この本体部の外周面に一体的に設けられていると共に円周方 向において互いに離間している複数の突起とを具備しておリ、 この複数の突 起は、 ラック軸が貫通したハウジングの内周面に接触するようになっている 請求項 1から 5のいずれか一項に記載のブッシュ軸受。
[7] 複数の突起のうちの一つの突起は、 一方の内側内周面を挟んで配された一 対のスリツ卜に円周方向において挟まれて配されており、 複数の突起のうち の他の一つの突起は、 他方の内側内周面を挟んで配された他の一対のスリッ 卜に円周方向において挟まれて配されている請求項 6に記載のブッシュ軸受
[8] ブッシュの円周方向におけるハウジングの内周面に対する位置を決定する 位置決め手段を更に具備している請求項 1から 7のいずれか一項に記載のブ ッシュ軸受。
[9] ピニオンと、 このピニオンの歯に嚙み合うラック歯を有したラック軸と、 このラック軸が貫通したハウジングと、 このハウジングに嵌装されていると 共にハウジングに対してラック軸を移動自在に支持する請求項 1から 8のい ずれか一項に記載のブッシュ軸受とを具備した自動車のラック一ピニオン式 操舵装置。
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