WO2014033992A1 - 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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俊也 織田
洋佐 西谷
昇 中川
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オイレス工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a bush bearing, and more particularly to a bush bearing suitable for use for movably supporting a rack shaft in a rack-pinion type steering device of an automobile.
  • 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 bushes made of synthetic resin have been proposed as bush bearings, and such bush bearings made of synthetic resin usually support a rack shaft so as to be movable with a tightening margin (see Patent Document 1). ).
  • the rack shaft to be supported In a bush bearing made of synthetic resin, if the rack shaft to be supported has a large allowance, the rack shaft can be firmly supported with a predetermined rigidity in the radial direction, but the rack shaft will be tightened tightly. The sliding frictional resistance in the axial direction becomes large and the rack shaft cannot be supported with good movement characteristics. On the other hand, if the rack shaft to be supported has a small tightening margin, the sliding frictional resistance to the rack shaft is low. Good axial movement characteristics can be expected, but a large misalignment of the rack shaft and a gap between the rack shaft and the like are likely to occur, and the rigid support in the radial direction is also lowered.
  • a synthetic resin bush having at least one circumferential groove on the outer peripheral surface, and an endless annular elastic member mounted in the circumferential groove of the bush are provided.
  • the bush is arranged with a pair of inner inner peripheral surfaces arranged in an axially symmetrical manner and one inner inner peripheral surface in the circumferential direction, and the inner inner peripheral surface.
  • a pair of slits that are radially movable inward and outward, and arranged in the circumferential direction with the other inner peripheral surface sandwiched therebetween, and the inner inner peripheral surface is moved radially and inward and outward.
  • a pair of slits that can be freely provided, and at least a pair of outer inner peripheral surfaces disposed outside the pair of inner inner peripheral surfaces in the radial direction.
  • a clearance is formed between the rack tooth side of the rack shaft to be inserted into the through hole and the corresponding outer peripheral surface of the rack shaft opposite to the rack tooth side,
  • a bush bearing has been proposed in which a peripheral surface is slidably in contact with a corresponding outer peripheral surface excluding the outer peripheral surface on the rack tooth side and the opposite side of the rack tooth side of at least a part of the peripheral surface.
  • the rack shaft is normally movably supported by the bush bearing at two portions, a side adjacent to the pinion and a side away from the pinion, and in particular, at the portion of the rack shaft adjacent to the pinion, Due to the influence of the engagement between the pinion teeth and the rack teeth, radial displacement such as displacement in the axial direction of the pinion, displacement in the direction of approaching to and away from the pinion may occur, and the steering feeling may be greatly deteriorated. There is.
  • the present invention has been made in view of the above-described points.
  • the object of the present invention is to suitably support the rack shaft without causing radial displacement, and to perform creep deformation and heat. It is an object of the present invention to provide a bush bearing capable of reducing the influence of stress relaxation associated with the history and a rack-pinion steering device for an automobile using the bush bearing.
  • the bush bearing of the present invention for supporting the rack shaft meshing with the pinion so as to be movable in the axial direction of the rack shaft includes a synthetic resin bush having at least one circumferential groove on the outer peripheral surface, and a circumferential direction of the bush. And an endless annular elastic member mounted in the groove.
  • the bush has an inner peripheral surface defining a through hole into which the rack shaft is inserted, and the inner peripheral surface is partially divided in the circumferential direction. And at least one slit formed on the inner peripheral surface so as to slidably contact the outer peripheral surface of the rack shaft on a line extending in one direction orthogonal to the axial direction of the rack shaft and the axial direction of the pinion.
  • the first contact portion is spaced from the first contact portion in the circumferential direction with the first contact portion interposed therebetween, and is slidable on the outer peripheral surface of the rack shaft.
  • Contact The second and third contact portions are formed on the inner peripheral surface, and the inner peripheral surface is a gap between the outer peripheral surface of the rack shaft except for the first to third contact portions. Is supposed to form.
  • the bush bearing of the present invention since the bush includes the first to third contact portions, the radial direction such as the displacement in the axial direction of the pinion, the displacement in the direction approaching or separating from the pinion, and the like.
  • the inner peripheral surface forms a gap with the outer peripheral surface of the rack shaft except for the first to third contact portions formed on the inner peripheral surface. Therefore, in combination with the above, it is possible to reduce the influence of stress relaxation associated with creep deformation and thermal history.
  • the synthetic resin as the material for forming the bushing is preferably a resin having excellent wear resistance and low friction characteristics, and having a predetermined flexibility and rigidity and low thermal expansion and contraction.
  • a polyacetal resin And a synthetic resin containing at least one of polyamide resin, polyolefin resin and 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, the cross sectional trapezoidal shape, etc. Other shapes may be used, and preferably, natural rubber or synthetic rubber is used, but other elastic thermoplastic synthetic resins such as polyester elastomers may be used.
  • 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, instead, the whole is arranged in the circumferential groove and protrudes from the outer peripheral surface of the bush. However, if it partially protrudes, the outer peripheral surface may contact the inner peripheral surface of the housing in which the bush bearing is fitted, instead of the outer peripheral surface. An annular gap may be formed between the housing and the inner peripheral surface of the housing.
  • the bush only needs to have at least one circumferential groove on its outer circumferential surface, but when it has a plurality of circumferential grooves on its outer circumferential surface, each circumferential groove has an endless annular shape.
  • An elastic member may be attached.
  • Each of the second and third contact portions is preferably arranged in line symmetry with the line as a symmetry axis.
  • Each of the second and third contact portions is preferably arranged at equiangular intervals with respect to the first contact portion in the circumferential direction.
  • the first to third contact portions have inner inner peripheral surfaces that are slidably in contact with the outer peripheral surface of the rack shaft, and the inner peripheral surfaces of the bushes are first to third contacts in the radial direction. Between the first and second contact portions, between the first and third contact portions, and between the second and third contact portions, with a gap with respect to the outer peripheral surface of the rack shaft. And an outer inner peripheral surface disposed.
  • each of the inner inner peripheral surfaces is a flat surface.
  • the inner inner peripheral surface may be a convex surface, or may be the same as or more than the radius of curvature of the cylindrical outer peripheral surface of the rack shaft. It may be concave with a large radius of curvature.
  • Each inner peripheral surface is slidably in contact with the outer peripheral surface excluding the rack tooth side of the rack shaft at least a part of the inner peripheral surface so that the rack shaft can be supported with a predetermined rigidity in the radial direction. And preferably has a central angle ⁇ 1 of 5 ° or more and 90 ° or less with respect to the center of the rack shaft.
  • Each inner inner peripheral surface may be slidably in contact with a corresponding outer peripheral surface excluding the rack tooth side of the rack shaft, in part or in whole.
  • the two sides extending radially from the both edges in the circumferential direction of the inner inner circumferential surface of the first contact portion toward the center of the rack shaft and one side connecting the both edges.
  • a perpendicular line of the formed isosceles triangle two sides extending in the radial direction from both edges in the circumferential direction of the inner inner peripheral surface of the second contact portion, and one side connecting the both edges.
  • the angle at which the perpendicular line of the isosceles triangle intersects connects the two edges that extend radially from both edges in the circumferential direction of the inner inner peripheral surface of the first contact portion toward the center of the rack shaft, and the both edges.
  • Each of the first to third contact portions may protrude from the inner peripheral surface of the bush toward the center of the rack shaft.
  • the inner peripheral surface of the bush may be composed of three convex, concave, or flat surfaces that are connected to each other, and each of the first to third contact portions. May be arranged on each of these three surfaces.
  • At least one slit is open on one of the one end surface and the other end surface in the axial direction of the bush, and passes through the circumferential groove from one of the one end surface and the other end surface. It extends in the axial direction to the vicinity of the other of the one end surface and the other end surface in the axial direction.
  • Such a slit may extend in parallel to the axial direction, or alternatively, may extend while being inclined with respect to the axial direction.
  • two slits may be provided. One of them may be parallel to the axial direction, and the other of the two slits may be inclined with respect to the axial direction and extend.
  • the bush is provided integrally with the inner peripheral surface, the first to third contact portions, the outer peripheral surface, and the circumferential groove, and the outer peripheral surface of the main body portion, and in the circumferential direction. And a plurality of protrusions spaced apart from each other, and the plurality of protrusions may contact the inner peripheral surface of the housing through which the rack shaft passes.
  • the bush bearing of the present invention may further include positioning means for determining a position relative to the inner peripheral surface of the housing in the circumferential direction of the bush.
  • the positioning means may include a protrusion provided integrally with the bush so as to fit in a recess provided on the inner peripheral surface of the housing.
  • the automobile rack-pinion type steering apparatus includes a pinion, a rack shaft having rack teeth meshing with the teeth of the pinion, a housing through which the rack shaft passes, a housing fitted into the housing and a housing And the above-described bush bearing for supporting the rack shaft in a movable manner.
  • 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 bearing is disposed in a housing, and in a preferred example, a gear housing as a housing so as to movably support the rack shaft on the side adjacent to the pinion.
  • a bush bearing that can favorably support a rack shaft without causing radial displacement, and that can reduce the effects of stress relaxation associated with creep deformation and thermal history, and the bush bearing are used.
  • a rack-pinion type steering device for an automobile can be provided.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view taken along the line II of FIG. 2 showing an example of a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a left side view of the example shown in FIG.
  • FIG. 3 is a right side view of the example shown in FIG.
  • FIG. 4 is a plan view of the example shown in FIG.
  • FIG. 5 is a bottom view of the example shown in FIG.
  • FIG. 6 is a partially enlarged explanatory view 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 a rack-pinion type steering device for an automobile.
  • FIG. 8 is a right side view of the example shown in FIG.
  • 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.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram of still another example of the preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is an explanatory diagram of still another example of the preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is an explanatory diagram of still another example of the preferred embodiment of the present invention.
  • the rack-pinion type steering device 1 for an automobile of this example includes a pinion 2, a rack shaft 5 having rack teeth 4 that mesh with teeth 3 of the pinion 2, and a housing through which the rack shaft 5 passes. And a bush bearing 7 that is fitted to 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.
  • the pinion 2 having the shaft center 11 is rotated in the R1 or R2 direction around the shaft center 11 by the rotation of the steering wheel (steering wheel).
  • the gear housing 6 has a cylindrical inner peripheral surface 12 into which the bush bearing 7 is fitted.
  • the bush bearing 7 is mounted on a synthetic resin bush 17 having a circumferential groove 16 on its outer peripheral surface 15 and a circumferential groove 16 of the bush 17.
  • An endless annular elastic member 18 made of an O-ring or the like made of natural rubber or synthetic rubber, and positioning means 19 for determining the position of the bush 17 in the circumferential direction B with respect to the inner peripheral surface 12 of the gear housing 6 are provided. is doing.
  • the bush 17 includes a main body portion 35 and two protrusions 36 and 37 that are integrally provided on the outer peripheral surface 15 of the main body portion 35 and are spaced apart from each other by 180 ° in the B direction. .
  • the main body 35 In addition to the outer peripheral surface 15 and the circumferential groove 16, the main body 35 partially divides the arc-shaped inner peripheral surface 71 whose center of curvature is located at the center O and the inner peripheral surface 71 in the B direction.
  • the slits 23, 24, 25, 26 and 30 are slidably in contact with the outer peripheral surface 41 of the rack shaft 5 on a line 72 extending in one direction orthogonal to the A direction and the axial direction of the pinion 2.
  • the contact portion 73 formed on the inner peripheral surface 71 is spaced from the contact portion 73 in the B direction and is slidable on the outer peripheral surface 41 of the rack shaft 5 on one side of the line 72.
  • the other side of the line 72 Dude is provided with a contact portion 75 formed on the inner peripheral surface 71 so as to slidably contact with the outer peripheral surface 41 of the rack shaft 5.
  • the outer peripheral surface 15 is partially divided in the B direction by the slits 23, 24, 25, 26 and 30, and a gap 38 is formed between the outer peripheral surface 15 and the inner peripheral surface 12 of the gear housing 6.
  • each of the contact portions 74 and 75 is arranged line-symmetrically with the line 72 as the symmetry axis, and is arranged at equal angular intervals with respect to the contact portion 73 in the B direction.
  • Each of the contact portions 73, 74, and 75 protrudes from the inner peripheral surface 71 toward the center O of the rack shaft 5.
  • the contact portions 73, 74, and 75 are slidably in contact with the outer peripheral surfaces 50, 42, and 43 excluding the outer peripheral surface 48 on the rack tooth 4 side in the outer peripheral surface 41 of the rack shaft 5 at least in part. ing.
  • Each of the contact portions 73, 74, and 75 is disposed on the inner side of the inner peripheral surface 71 in the C direction and is in contact with the outer peripheral surface 41 of the rack shaft 5 so as to be slidable. , 21 and 22.
  • the inner inner peripheral surface 20 has a central angle ⁇ 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, and the inner inner peripheral surface 21 of the rack shaft 5 is The center angle ⁇ 1 is 5 ° or more and 90 ° or less with respect to the center O, and 30 ° in this example, and the inner inner peripheral surface 22 is 5 ° or more and 90 ° with respect to the center O of the rack shaft 5.
  • it has a central angle ⁇ 1 of 30 °.
  • a part of the inner inner peripheral surface 20 is slidable on the outer peripheral surface 50 of the rack shaft 5 on the side opposite to the rack tooth 4 side excluding the outer peripheral surface 48 on the rack tooth 4 side of the rack shaft 5. It comes in line contact.
  • the inner inner peripheral surface 21 is part of the outer peripheral surface 41 of the rack shaft 5 with respect to a line 72 excluding the outer peripheral surfaces 48 and 50 opposite to the rack tooth 4 side and the rack tooth 4 side of the rack shaft 5.
  • the outer peripheral surface 42 of the side is slidably line-contacted.
  • the inner inner peripheral surface 22 is a part of the outer peripheral surface 41 of the rack shaft 5 with respect to the line 72 excluding the outer peripheral surfaces 48 and 50 opposite to the rack tooth 4 side and the rack tooth 4 side of the rack shaft 5.
  • the outer peripheral surface 43 on the side is slidably in line contact.
  • the inner inner peripheral surfaces 20, 21, and 22 are in line contact with the outer peripheral surface 41, but may be in surface contact, for example.
  • the inner inner peripheral surfaces 21 and 22 are arranged symmetrically with an interval of 180 ° in the B direction.
  • Each end 44 in the A direction of the inner inner peripheral surfaces 20, 21, and 22 may be terminated with a tapered surface.
  • the imaginary two sides 78 and 79 extending in the C direction from the both edges 76 and 77 in the B direction of the inner inner peripheral surface 20 of the contact portion 73 toward the center O of the rack shaft 5 and the both edges 76 and 77 are connected. Extending in the C direction from the both edges 82 and 83 in the B direction of the inner inner peripheral surface 21 of the contact portion 74 toward the center O of the rack shaft 5.
  • the angle ⁇ 2 at which the perpendicular line 87 of the isosceles triangle formed by the sides 84 and 85 and the one side 86 connecting the both edges 82 and 83 intersects is the both edges in the B direction of the perpendicular line 81 and the inner inner peripheral surface 22 of the contact portion 75.
  • Each of the portions of the inner peripheral surface 71 excluding the portion of the inner peripheral surface 71 with which the contact portions 73, 74, and 75 are integrally formed is the inner inner peripheral surface 20 of the contact portions 73, 74, and 75 in the C direction.
  • 21 and 22 are provided outside outer peripheral surfaces 27, 28 and 29, the outer inner peripheral surface 27 is located between the inner inner peripheral surfaces 20 and 21 in the C direction, and the outer inner peripheral surface 28 is The outer inner peripheral surface 29 is disposed between the inner inner peripheral surfaces 21 and 22 in the C direction, and the outer inner peripheral surface 29 is disposed between the inner inner peripheral surfaces 21 and 22 in the C direction.
  • the two pairs of slits 23 and 24 and 25 and 26 are arranged with the inner inner peripheral surfaces 21 and 22 sandwiched in the B direction, and the inner inner peripheral surfaces 21 and 22 are in the C direction and inward and outward directions. It can be moved freely.
  • the other slits 30 partially divide the outer peripheral surface 29 in the B direction.
  • Each of the pair of slits 23 and 24 arranged with the inner inner peripheral surface 21 sandwiched in the B direction opens at one end surface 45 in the A direction of the main body portion 35 of the bush 17 and extends from the one end surface 45 in the circumferential direction. It passes through the groove 16 and extends in the A direction to the vicinity of the other end surface 46 in the A direction of the main body portion 35 of the bush 17.
  • Each of the pair of slits 25 and 26 arranged with the inner inner peripheral surface 22 sandwiched in the B direction opens at one end surface 45 in the A direction of the main body portion 35 of the bush 17 and also from the one end surface 45 in the circumferential direction. It passes through the groove 16 and extends in the A direction to the vicinity of the other end surface 46 in the A direction of the main body portion 35 of the bush 17.
  • the slit 30 opens at the other end surface 46 of the main body portion 35 of the bush 17 and extends in the A direction from the other end surface 46 through the circumferential groove 16 to the vicinity of the one end surface 45 of the main body portion 35 of the bush 17. Yes.
  • the main body portion 35 of the bush 17 may further include a slit that partially divides the outer inner peripheral surface 27 in the B direction and a slit that partially divides the outer inner peripheral surface 28 in the B direction.
  • Both the slits like the slit 30, open at the other end surface 46 of the main body portion 35 of the bush 17 and pass through the circumferential groove 16 from the other end surface 46 to one end surface of the main body portion 35 of the bush 17. It may extend in the A direction up to the vicinity of 45, and may be arranged in line symmetry with the line 72 as the axis of symmetry.
  • the outer inner peripheral surface 27 is between the outer peripheral surface 41 of the rack shaft 5 that is inserted into the through hole 47 defined by the inner inner peripheral surfaces 20, 21, and 22 and the outer inner peripheral surfaces 27, 28, and 29.
  • An arc-shaped gap 51 in the C direction is formed, and the outer inner circumferential surface 28 is formed with an arc-shaped gap 52 between the outer circumferential surface 41 of the rack shaft 5 and the outer
  • the inner peripheral surface 29 forms a gap 49 between the outer peripheral surface 41 of the rack shaft 5 and the outer peripheral surface 48 on the rack tooth 4 side.
  • the inner peripheral surface 71 has a gap 49 between the inner peripheral surface 71 and the outer peripheral surface 41 of the rack shaft 5 inserted into the through hole 47 defined by the contact portions 73, 74, and 75. 51 and 52 are formed.
  • the protrusion 36 having a cylindrical outer peripheral surface 55 is disposed between the pair of slits 23 and 24 in the B direction and is disposed on the inner peripheral surface 12 of the gear housing 6 through which the rack shaft 5 passes.
  • the projection 17 having a cylindrical outer peripheral surface 56 is disposed between the pair of slits 25 and 26 in the B direction so as to come into close contact with the elastic force of the bush 17 made of synthetic resin.
  • the outer peripheral surface 56 of the gear housing 6 through which the rack shaft 5 passes is brought into close contact with the elastic force of the bush 17 made of synthetic resin. It is fitted to the inner peripheral surface 12 of the gear housing 6 via the projections 36 and 37.
  • the endless annular elastic member 18 forms an annular gap 58 narrower than the gap 38 between the outer circumferential surface 57 and the inner circumferential surface 12 of the gear housing 6, while the body portion 35 of the bush 17 is slightly elastically slightly formed. In order to reduce the diameter, it partially protrudes from the outer peripheral surface 15 and is attached to the circumferential groove 16.
  • the positioning means 19 includes a protrusion 60 formed integrally with the outer peripheral surface 15 of the main body portion 35, and the protrusion 60 is in a recess 59 formed on the inner peripheral surface 12 of the gear housing 6 in the C direction.
  • the bushing 17 does not rotate with respect to the gear housing 6 in the B direction, and is not inserted into the gear housing 6 more than necessary.
  • the inner peripheral surfaces 20, 21 and 22, the protrusions 36 and 37, and the slits 23, 24, 25, 26 and 30 are positioned and arranged with respect to the rack teeth 4 of the rack shaft 5.
  • the bush bearing 7 is mounted on the synthetic resin bush 17 having at least one circumferential groove 16 on the outer peripheral surface 15 and the circumferential groove 16 of the bush 17.
  • the bush 17 has an inner peripheral surface 71 and at least one slit 23, 24, 25, 26 that partially divides the inner peripheral surface 71 in the B direction.
  • 30 and an inner peripheral surface 71 so as to slidably contact the outer peripheral surface 41 of the rack shaft 5 on a line 72 extending in one direction orthogonal to the A direction of the rack shaft 5 and the axial direction of the pinion 2.
  • the formed contact portion 73 is spaced from the contact portion 73 in the B direction and is slidably in contact with the outer peripheral surface 41 of the rack shaft 5 on one side of the line 72.
  • the contact portion 74 formed on the inner peripheral surface 71 and the contact portion 73 in the B direction are arranged with a space therebetween, and the contact portion 73 is interposed between the contact portion 74 and a line.
  • the outer peripheral surface 41 of the rack shaft 5 to be inserted into the through hole 47 defined by the inner peripheral surface 71 and the contact portions 73, 74, and 75 at a portion excluding the contact portions 73, 74, and 75 formed on the surface 71, Since gaps 49, 51 and 52 are formed between them, displacement in the C direction, such as displacement in the axial direction of the pinion 2 and displacement in a direction approaching or moving away from the pinion 2, may occur. In addition to creep deformation and It is possible to reduce the influence of stress relaxation due to the thermal history.
  • the inner inner peripheral surfaces 21 and 22 are disposed between the pair of flat inner inner peripheral surfaces 21 and 22 and the inner inner peripheral surfaces 21 and 22 in the B direction.
  • the bush 17 is provided with two pairs of slits 23 and 24 and 25 and 26 that can move in the C direction and in and out, respectively, and each of the inner peripheral surfaces 21 and 22 is a part thereof.
  • the rack shaft 5 is slidably in contact with the corresponding outer peripheral surfaces 42 and 43 excluding the rack tooth 4 side and the outer peripheral surface opposite to the rack tooth 4 side.
  • the rack shaft 5 Since the rack shaft 5 is mounted in the circumferential groove 16 of the bush 17, 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.
  • the pinion 2 axis The displacement in the direction can be suppressed by the pair of inner inner peripheral surfaces 21 and 22, and the movement in the A direction can be movably supported with a low frictional resistance, and each of the outer inner peripheral surfaces 27, 28, and 29 has through holes. 47, the gaps 49, 51 and 52 are formed between the outer peripheral surface 41 of the rack shaft 5 inserted into the rack 47, and in combination with the above, the stress relaxation associated with creep deformation and thermal history is reduced. The impact can be reduced.
  • each of the inner inner peripheral surfaces 20, 21 and 22 has a flat surface shape.
  • a concave surface having a radius of curvature larger than the radius of curvature of the outer peripheral surface 41 of the rack shaft 5 may be used.
  • the angle ⁇ 2 described above may be 90 °, as shown in FIGS. 2 and 3, or an angle larger than 90 °, for example, 120 ° as shown in FIG.
  • the angle may be smaller than 90 °, for example, 60 ° as shown in FIG.
  • the bush 17 may include, for example, the inner peripheral surface 95 and the contact portions 103, 104, and 105 shown in FIG. 13 instead of the inner peripheral surface 71 and the contact portions 73, 74, and 75 described above.
  • the inner peripheral surface 95 includes three concave surfaces 96, 97, and 98 that intersect with each other.
  • the contact portion 103 is disposed on the surface 96, the contact portion 104 is disposed on the surface 97, and the contact portion 105 is disposed on the surface 98. ing.
  • the contact portion 103 is formed on the inner peripheral surface 95 so as to slidably contact the outer peripheral surface 41 of the rack shaft 5 on a line 72 extending in a direction perpendicular to the A direction and the axial direction of the pinion 2.
  • the contact portion 104 is spaced from the contact portion 103 in the B direction and is slidably in contact with the outer peripheral surface 41 of the rack shaft 5 on one side of the line 72.
  • the contact portion 75 is disposed with a distance from the contact portion 103 in the B direction, and is disposed with the contact portion 103 interposed between the contact portion 104 and the line 72.
  • On the other side it is formed on the inner peripheral surface 95 so as to slidably contact the outer peripheral surface 41 of the rack shaft 5.
  • Each of the surfaces 96, 97 and 98 has a radius of curvature larger than the radius of curvature of the outer peripheral surface 41 of the rack shaft 5.
  • the inner peripheral surface 95 is inserted into the through hole 47 defined by the inner peripheral surface 95 and the contact portions 103, 104, and 105 at a portion excluding the contact portions 103, 104, and 105 formed on the inner peripheral surface 95.
  • Clearances 106, 107 and 108 are formed between the outer circumferential surface 41 of the rack shaft 5.
  • Each of the surfaces 96, 97 and 98 shown in FIG. 13 is concave, but may be convex or flat, for example.

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Abstract

　ブッシュ軸受７は、その外周面１５に円周方向溝１６を有する合成樹脂製のブッシュ１７と、ブッシュ１７の円周方向溝１６に装着されている無端環状弾性部材１８と、Ｂ方向におけるブッシュ１７のギアハウジング６の内周面１２に対する位置を決定する位置決め手段１９とを具備している。　

Description

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
　本発明は、ブッシュ軸受、特に自動車のラック－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。
　ラック－ピニオン式操舵装置において、ピニオンの歯に噛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、締め代をもってラック軸を移動自在に支持するようになっている（特許文献１参照）。
　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っ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って、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、ラック軸に大きな芯ずれやラック軸との間に隙間等が生じ易くなって、径方向の剛性的支持が低下することにもなる。
　前記諸点を解決すべく、特許文献２においては、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ットと、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トと、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挿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ブッシュ軸受が提案されている。
特許第３５４３６５２号特許掲載公報 特開２００７－１８７２８５号公報
　ところで、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、ピニオンの歯とラック歯との噛み合いの影響により、ピニオンの軸心方向の変位、ピニオンに対して接近、離反する方向の変位等の径方向の変位が生じ得て、操舵感を大きく劣化させる虞がある。
　また、合成樹脂製のブッシュ軸受では、合成樹脂のクリープ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。
　加えて、自動車のラック－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－ピニオ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。
　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、径方向の変位を生じさせずに好適に支持することができる上に、クリープ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－ピニオン式操舵装置を提供することにある。
　ピニオンに噛み合うラック軸を当該ラック軸の軸方向に移動自在に支持する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、ブッシュは、ラック軸が挿着される貫通孔を規定した内周面と、この内周面を円周方向において部分的に分断している少なくとも一つのスリットと、ラック軸の軸方向及びピニオンの軸心方向に直交する一の方向に伸びる線上においてラック軸の外周面に摺動自在に接触するように内周面に形成されている第一の接触部と、円周方向において第一の接触部を挟んで当該円周方向において第一の接触部に対して間隔をもって配されていると共にラック軸の外周面に摺動自在に接触するように内周面に形成されている第二及び第三の接触部とを具備しており、内周面は、第一から第三の接触部を除いてラック軸の外周面との間で隙間を形成するようになっている。
　本発明のブッシュ軸受によれば、ブッシュが第一から第三の接触部を具備しているために、ピニオンの軸心方向の変位、ピニオンに対して接近、離反する方向の変位等の径方向の変位が生じる虞をなくし得、しかも、内周面が当該内周面に形成された第一から第三の接触部を除いてラック軸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プ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。
　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ーであってもよい。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。
　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。
　第二及び第三の接触部の夫々は、好ましくは、前記線を対称軸として線対称に配されている。
　第二及び第三の接触部の夫々は、好ましくは、円周方向において第一の接触部に対して等角度間隔をもって配されている。
　第一から第三の接触部は、ラック軸の外周面に摺動自在に接触する内側内周面を夫々具備しており、ブッシュの内周面は、径方向において第一から第三の接触部よりも外側に配されていると共に第一及び第二の接触部間、第一及び第三の接触部間並びに第二及び第三の接触部間においてラック軸の外周面に対して隙間をもって配される外側内周面とを具備していてもよい。
　内側内周面の夫々は、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を除く外周面に摺動自在に接触して、ラック軸を径方向において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θ１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９０°以下の中心角θ１を有している。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を除く対応の外周面に摺動自在に接触していればよい。
　本発明のブッシュ軸受では、好ましくは、第一の接触部の内側内周面の円周方向における両縁からラック軸の中心に向かって径方向に伸びる二辺及び前記両縁を連結する一辺によって形成される二等辺三角形の垂線と第二の接触部の内側内周面の円周方向における両縁からラック軸の中心に向かって径方向に伸びる二辺及び前記両縁を連結する一辺によって形成される二等辺三角形の垂線とが交わる角度は、第一の接触部の内側内周面の円周方向における両縁からラック軸の中心に向かって径方向に伸びる二辺及び前記両縁を連結する一辺によって形成される二等辺三角形の垂線と第三の接触部の内側内周面の円周方向における両縁からラック軸の中心に向かって径方向に伸びる二辺及び前記両縁を連結する一辺によって形成される二等辺三角形の垂線とが交わる角度と等しい。
　第一から第三の接触部の夫々は、ブッシュの内周面からラック軸の中心に向かって突出していてもよい。
　また、本発明のブッシュ軸受では、ブッシュの内周面は、夫々互いに連接する三つの凸面状、凹面状又は平坦面状の面からなっていてもよく、第一から第三の接触部の夫々は、斯かる三つの面の夫々に配されていてもよい。
　好ましい例では、少なくとも一つのスリットは、ブッシュの軸方向の一端面及び他端面のうちの一方で開口していると共に当該一端面及び他端面のうちの一方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及び他端面のうちの他方の近傍まで軸方向に伸びている。斯かるスリットは、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、スリットが少なくとも二つある場合には、二つのスリットのうちの一方は軸方向と平行、二つのスリットのうちの他方は軸方向に対して傾斜して夫々伸びていてもよい。
　ブッシュは、前記の内周面、第一から第三の接触部、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いてもよく、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い。
　本発明のブッシュ軸受は、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てもよい。
　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てもよい。
　本発明の自動車のラック－ピニオン式操舵装置は、ピニオンと、このピニオンの歯に噛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ブッシュ軸受とを具備している。
　本発明のラック－ピニオン式操舵装置において、ハウジングとしては、ピニ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ラック軸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。
　本発明によれば、ラック軸を、径方向の変位を生じさせずに好適に支持することができる上に、クリープ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－ピニオン式操舵装置を提供することができる。
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線矢視断面図である。 図２は、図１に示す例の左側面図である。 図３は、図１に示す例の右側面図である。 図４は、図４に示す例の平面図である。 図５は、図１に示す例の底面図である。 図６は、図１に示す例の一部拡大説明図である。 図７は、図１に示す例を自動車のラック－ピニオン式操舵装置に用いた例の説明図である。 図８は、図７に示す例の右側面図である。 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である。 図１０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ある。 図１１は、本発明の好ましい実施の形態の更に他の例の説明図である。 図１２は、本発明の好ましい実施の形態の更に他の例の説明図である。 図１３は、本発明の好ましい実施の形態の更に他の例の説明図である。
　次に本発明の実施の形態を、図に示す好ましい例に基づいて更に詳細に説明する。なお、本発明はこれら例に何等限定されないのである。
　図７及び図８において、本例の自動車のラック－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に噛み合うラック歯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。
　軸心１１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１１を中心としてＲ１又はＲ２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１２を有している。
　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１５に円周方向溝１６を有する合成樹脂製のブッシュ１７と、ブッシュ１７の円周方向溝１６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１８と、円周方向であるＢ方向におけるブッシュ１７のギアハウジング６の内周面１２に対する位置を決定する位置決め手段１９とを具備している。
　ブッシュ１７は、本体部３５と、本体部３５の外周面１５に一体的に設けられていると共にＢ方向において１８０°間隔をもって互いに離間している二個の突起３６及び３７とを具備している。
　本体部３５は、前記の外周面１５及び円周方向溝１６に加えて、曲率中心が中心Ｏに位置する円弧状の内周面７１と、内周面７１をＢ方向において部分的に分断しているスリット２３、２４、２５、２６及び３０と、Ａ方向及びピニオン２の軸心方向に直交する一の方向に伸びる線７２上においてラック軸５の外周面４１に摺動自在に接触するように内周面７１に形成されている接触部７３と、Ｂ方向において接触部７３に対して間隔をもって配されていると共に線７２よりも一方側においてラック軸５の外周面４１に摺動自在に接触するように内周面７１に形成されている接触部７４と、Ｂ方向において接触部７３に対して間隔をもって配されていると共に接触部７４との間で接触部７３を挟んで配されており、且つ線７２よりも他方側においてラック軸５の外周面４１に摺動自在に接触するように内周面７１に形成されている接触部７５とを具備している。
　外周面１５は、スリット２３、２４、２５、２６及び３０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１２との間で隙間３８を形成している。
　接触部７４及び７５の夫々は、本例では、線７２を対称軸として線対称に配されており、Ｂ方向において接触部７３に対して等角度間隔をもって配されている。接触部７３、７４及び７５の夫々は、内周面７１からラック軸５の中心Ｏに向かって突出している。接触部７３、７４及び７５は、少なくとも夫々の一部でラック軸５の外周面４１においてラック歯４側の外周面４８を除く外周面５０、４２及び４３に摺動自在に接触するようになっている。接触部７３、７４及び７５の夫々は、Ｃ方向において内周面７１よりも内側に配されていると共にラック軸５の外周面４１に摺動自在に接触する平坦面状の内側内周面２０、２１及び２２を有している。
　内側内周面２０は、ラック軸５の中心Ｏに関して５°以上であって９０°以下、本例では３０°の中心角θ１を有しており、内側内周面２１は、ラック軸５の中心Ｏに関して５°以上であって９０°以下、本例では３０°の中心角θ１を有しており、内側内周面２２は、ラック軸５の中心Ｏに関して５°以上であって９０°以下、本例では３０°の中心角θ１を有している。
　内側内周面２０は、その一部でラック軸５の外周面４１においてラック軸５のラック歯４側の外周面４８を除くラック歯４側とは反対側の外周面５０に摺動自在に線接触するようになっている。内側内周面２１は、その一部でラック軸５の外周面４１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４８及び５０を除く線７２に対して一方側の外周面４２に摺動自在に線接触するようになっている。内側内周面２２は、その一部でラック軸５の外周面４１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４８及び５０を除く線７２に対して他方側の外周面４３に摺動自在に線接触するようになっている。内側内周面２０、２１及び２２は、外周面４１に線接触するようになっているが、例えば面接触するようになっていてもよい。内側内周面２１及び２２は、本例では、Ｂ方向において１８０°間隔をもって軸対称に配されている。内側内周面２０、２１及び２２のＡ方向の夫々の端部４４は、テーパー面をもって終端するようにしてもよい。
　接触部７３の内側内周面２０のＢ方向における両縁７６及び７７の夫々からラック軸５の中心Ｏに向かってＣ方向に伸びる仮想上の二辺７８及び７９並びに両縁７６及び７７を連結する仮想上の一辺８０によって形成される二等辺三角形の垂線８１と接触部７４の内側内周面２１のＢ方向における両縁８２及び８３からラック軸５の中心Ｏに向かってＣ方向に伸びる二辺８４及び８５並びに両縁８２及び８３を連結する一辺８６によって形成される二等辺三角形の垂線８７とが交わる角度θ２は、垂線８１と接触部７５の内側内周面２２のＢ方向における両縁８８及び８９からラック軸５の中心Ｏに向かってＣ方向に伸びる二辺９０及び９１並びに両縁８８及び８９を連結する一辺９２によって形成される二等辺三角形の垂線９３とが交わる角度θ２と等しい。
　接触部７３、７４及び７５が一体形成されている内周面７１の部位を除く当該内周面７１の部位の夫々は、Ｃ方向において当該接触部７３、７４及び７５の内側内周面２０、２１及び２２よりも外側に配された外側内周面２７、２８及び２９を具備しており、外側内周面２７はＣ方向において内側内周面２０及び２１間に、外側内周面２８はＣ方向において内側内周面２０及び２２間に、外側内周面２９はＣ方向において内側内周面２１及び２２間に夫々配されている。
　二対のスリット２３及び２４並びに２５及び２６は、Ｂ方向において内側内周面２１及び２２の夫々を挟んで配されていると共に内側内周面２１及び２２の夫々をＣ方向であって内外方向に移動自在とする。他のスリット３０は、外側内周面２９をＢ方向において部分的に分断している。
　Ｂ方向において内側内周面２１を挟んで配された一対のスリット２３及び２４の夫々は、ブッシュ１７の本体部３５のＡ方向の一端面４５で開口していると共に一端面４５から円周方向溝１６を通り過ぎてブッシュ１７の本体部３５のＡ方向の他端面４６の近傍までＡ方向に伸びている。Ｂ方向において内側内周面２２を挟んで配された一対のスリット２５及び２６の夫々は、ブッシュ１７の本体部３５のＡ方向の一端面４５で開口していると共に一端面４５から円周方向溝１６を通り過ぎてブッシュ１７の本体部３５のＡ方向の他端面４６の近傍までＡ方向に伸びている。
　スリット３０は、ブッシュ１７の本体部３５の他端面４６で開口していると共に他端面４６から円周方向溝１６を通り過ぎてブッシュ１７の本体部３５の一端面４５の近傍までＡ方向に伸びている。尚、ブッシュ１７の本体部３５には、外側内周面２７をＢ方向において部分的に分断するスリット並びに外側内周面２８をＢ方向において部分的に分断するスリットを更に具備していてもよく、斯かる両スリットは、スリット３０と同様に、ブッシュ１７の本体部３５の他端面４６で開口していると共に他端面４６から円周方向溝１６を通り過ぎてブッシュ１７の本体部３５の一端面４５の近傍までＡ方向に伸びていてもよく、また、線７２を対称軸として線対称に配されていてもよい。
　外側内周面２７は、内側内周面２０、２１及び２２と外側内周面２７、２８及び２９とにより規定された貫通孔４７に挿着されるラック軸５の外周面４１との間においてＣ方向における円弧状の隙間５１を形成するようになっており、外側内周面２８は、ラック軸５の外周面４１との間において円弧状の隙間５２を形成するようになっており、外側内周面２９は、ラック軸５の外周面４１においてラック歯４側の外周面４８との間で隙間４９を形成するようになっている。このように、内周面７１は、当該内周面７１と接触部７３、７４及び７５とにより規定された貫通孔４７に挿着されるラック軸５の外周面４１との間で隙間４９、５１及び５２を形成するようになっている。
　円筒状の外周面５５を有した突起３６は、Ｂ方向において一対のスリット２３及び２４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１２にその外周面５５で合成樹脂製のブッシュ１７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５６を有した突起３７は、Ｂ方向において一対のスリット２５及び２６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１２にその外周面５６で合成樹脂製のブッシュ１７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、而して、ブッシュ１７は、突起３６及び３７を介してギアハウジング６の内周面１２に嵌合されている。
　無端環状弾性部材１８は、その外周面５７とギアハウジング６の内周面１２との間で隙間３８よりも狭い環状の隙間５８を形成する一方、ブッシュ１７の本体部３５を弾性的に僅かに縮径させるように、部分的に外周面１５から突出して円周方向溝１６に装着されている。
　位置決め手段１９は、本体部３５の外周面１５に一体的に形成された突起６０を具備しており、突起６０は、ギアハウジング６の内周面１２に形成された凹所５９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１７は、Ｂ方向においてギアハウジング６に対して回転しない上に、ギアハウジング６内に必要以上に挿入されないようにされていると共に内側内周面２０、２１及び２２、突起３６及び３７並びにスリット２３、２４、２５、２６及び３０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。
　以上のラック－ピニオン式操舵装置１においては、ブッシュ軸受７は、外周面１５に少なくとも一つの円周方向溝１６を有する合成樹脂製のブッシュ１７と、ブッシュ１７の円周方向溝１６に装着されている無端環状弾性部材１８とを具備しており、ブッシュ１７は、内周面７１と、内周面７１をＢ方向において部分的に分断している少なくとも一つのスリット２３、２４、２５、２６及び３０と、ラック軸５のＡ方向及びピニオン２の軸心方向に直交する一の方向に伸びる線７２上においてラック軸５の外周面４１に摺動自在に接触するように内周面７１に形成されている接触部７３と、Ｂ方向において接触部７３に対して間隔をもって配されていると共に線７２よりも一方側においてラック軸５の外周面４１に摺動自在に接触するように内周面７１に形成されている接触部７４と、Ｂ方向において接触部７３に対して間隔をもって配されていると共に接触部７４との間で接触部７３を挟んで配されており、且つ線７２よりも他方側においてラック軸５の外周面４１に摺動自在に接触するように内周面７１に形成されている接触部７５とを具備しており、内周面７１は、当該内周面７１に形成された接触部７３、７４及び７５を除く部位において当該内周面７１並びに接触部７３、７４及び７５により規定された貫通孔４７に挿着されるラック軸５の外周面４１との間で隙間４９、５１及び５２を形成するようになっているために、ピニオン２の軸心方向の変位、ピニオン２に対して接近、離反する方向の変位等のＣ方向の変位が生じる虞をなくし得、しかも、クリープ変形及び熱履歴に伴う応力緩和の影響を低減できる。
　ラック－ピニオン式操舵装置１では、一対の平坦面状の内側内周面２１及び２２とＢ方向において内側内周面２１及び２２の夫々を挟んで配されていると共に内側内周面２１及び２２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ト２３及び２４並びに２５及び２６とをブッシュ１７が具備して、内側内周面２１及び２２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４２及び４３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１８がブッシュ１７の円周方向溝１６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のピニオン２の軸心方向の変位を一対の内側内周面２１及び２２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２７、２８及び２９の夫々は、貫通孔４７に挿着されるラック軸５の外周面４１との間で隙間４９、５１及び５２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プ変形及び熱履歴に伴う応力緩和の影響を低減できる。
　上記の例では、内側内周面２０、２１及び２２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、凸面状であっても、更には、図１０に示すように、ラック軸５の外周面４１の曲率半径よりも大きな曲率半径をもった凹面状であってもよい。
　ブッシュ軸受７において、上述の角度θ２は、図２及び図３に示すように、９０°であってもよく、９０°よりも大きな角度であって例えば図１１に示すように１２０°であってもよく、９０°よりも小さな角度であって例えば図１２に示すように６０°であってもよい。
　尚、ブッシュ１７は、上述の内周面７１並びに接触部７３、７４及び７５に代えて、例えば図１３に示す内周面９５及び接触部１０３、１０４及び１０５を具備していてもよい。内周面９５は、夫々互いに交差する三つの凹面状の面９６、９７及び９８からなり、接触部１０３は面９６に、接触部１０４は面９７に、接触部１０５は面９８に夫々配されている。接触部１０３は、Ａ方向及びピニオン２の軸心方向に直交する一の方向に伸びる線７２上においてラック軸５の外周面４１に摺動自在に接触するように内周面９５に形成されており、接触部１０４は、Ｂ方向において接触部１０３に対して間隔をもって配されていると共に線７２よりも一方側においてラック軸５の外周面４１に摺動自在に接触するように内周面９５に形成されており、接触部７５は、Ｂ方向において接触部１０３に対して間隔をもって配されていると共に接触部１０４との間で接触部１０３を挟んで配されており、且つ線７２よりも他方側においてラック軸５の外周面４１に摺動自在に接触するように内周面９５に形成されている。面９６、９７及び９８の夫々は、ラック軸５の外周面４１の曲率半径よりも大きな曲率半径を有している。内周面９５は、当該内周面９５に形成された接触部１０３、１０４及び１０５を除く部位において当該内周面９５並びに接触部１０３、１０４及び１０５により規定された貫通孔４７に挿着されるラック軸５の外周面４１との間で隙間１０６、１０７及び１０８を形成するようになっている。図１３に示す面９６、９７及び９８の夫々は、凹面状であるが、例えば凸面状又は平坦面状であってもよい。
　１　ラック－ピニオン式操舵装置
　２　ピニオン
　３　歯
　４　ラック歯
　５　ラック軸
　６　ギアハウジング
　７　ブッシュ軸受
　１２、７１、９５　内周面
　１５、４１、４２、４３、４８、５０、５５、５６、５７　外周面
　１６　円周方向溝
　１７　ブッシュ
　１８　無端環状弾性部材
　２０、２１、２２　内側内周面
　２３、２４、２５、２６、３０　スリット
　２７、２８、２９　外側内周面
　７１、９５　内周面
　７３、７４、７５、１０３、１０４、１０５　接触部
　

Claims (13)

  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いると共にピニオンに噛み合うラック軸を当該ラック軸の軸方向に移動自在に支持するブッシュ軸受であって、ブッシュは、ラック軸が挿着される貫通孔を規定した内周面と、この内周面を円周方向において部分的に分断している少なくとも一つのスリットと、ラック軸の軸方向及びピニオンの軸心方向に直交する一の方向に伸びる線上においてラック軸の外周面に摺動自在に接触するように内周面に形成されている第一の接触部と、円周方向において第一の接触部を挟んで当該円周方向において第一の接触部に対して間隔をもって配されていると共にラック軸の外周面に摺動自在に接触するように内周面に形成されている第二及び第三の接触部とを具備しており、内周面は、第一から第三の接触部を除いてラック軸の外周面との間で隙間を形成するようになっているブッシュ軸受。
  2. 　第二及び第三の接触部の夫々は、前記線を対称軸として線対称に配されている請求項１に記載のブッシュ軸受。
  3. 　第二及び第三の接触部の夫々は、円周方向において第一の接触部に対して等角度間隔をもって配されている請求項１又は２に記載のブッシュ軸受。
  4. 　第一から第三の接触部は、ラック軸の外周面に摺動自在に接触する内側内周面を夫々具備しており、ブッシュの内周面は、径方向において第一から第三の接触部よりも外側に配されていると共に第一及び第二の接触部間、第一及び第三の接触部間並びに第二及び第三の接触部間においてラック軸の外周面に対して隙間をもって配される外側内周面とを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。
  5. 　内側内周面の夫々は、凸面状、凹面状又は平坦面状である請求項４に記載のブッシュ軸受。
  6. 　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９０°以下の中心角θ１を有している請求項４又は５に記載のブッシュ軸受。
  7. 　第一の接触部の内側内周面の円周方向における両縁からラック軸の中心に向かって径方向に伸びる二辺及び前記両縁を連結する一辺によって形成される二等辺三角形の垂線と第二の接触部の内側内周面の円周方向における両縁からラック軸の中心に向かって径方向に伸びる二辺及び前記両縁を連結する一辺によって形成される二等辺三角形の垂線とが交わる角度は、第一の接触部の内側内周面の円周方向における両縁からラック軸の中心に向かって径方向に伸びる二辺及び前記両縁を連結する一辺によって形成される二等辺三角形の垂線と第三の接触部の内側内周面の円周方向における両縁からラック軸の中心に向かって径方向に伸びる二辺及び前記両縁を連結する一辺によって形成される二等辺三角形の垂線とが交わる角度と等しい請求項４から６のいずれか一項に記載のブッシュ軸受。
  8. 　第一から第三の接触部の夫々は、ブッシュの内周面からラック軸の中心に向かって突出している請求項１から７のいずれか一項に記載のブッシュ軸受。
  9. 　ブッシュの内周面は、夫々互いに連接する三つの凸面状、凹面状又は平坦面状の面からなり、第一から第三の接触部の夫々は、前記三つの面の夫々に配されている請求項１から３のいずれか一項に記載のブッシュ軸受。
  10. 　少なくとも一つのスリットは、ブッシュの軸方向の一端面及び他端面のうちの一方で開口していると共に当該一端面及び他端面のうちの一方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及び他端面のうちの他方の近傍まで軸方向に伸びている請求項１から９のいずれか一項に記載のブッシュ軸受。
  11. 　ブッシュは、前記の内周面、第一から第三の接触部、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り、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１０のいずれか一項に記載のブッシュ軸受。
  12. 　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１１に記載のブッシュ軸受。
  13. 　ピニオンと、このピニオンの歯に噛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１２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－ピニオン式操舵装置。
    　
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