WO2018139569A1 - ステアリング装置 - Google Patents

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WO2018139569A1
WO2018139569A1 PCT/JP2018/002412 JP2018002412W WO2018139569A1 WO 2018139569 A1 WO2018139569 A1 WO 2018139569A1 JP 2018002412 W JP2018002412 W JP 2018002412W WO 2018139569 A1 WO2018139569 A1 WO 2018139569A1
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WO
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rack
bush
housing
shaft
steering device
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/002412
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English (en)
French (fr)
Inventor
高之 吉田
和生 増原
ラース ツァイトラー
トビアス ヴァインドルフ
Original Assignee
日本精工株式会社
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Filing date
Publication date
Application filed by 日本精工株式会社 filed Critical 日本精工株式会社
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Priority to CN201890000470.XU priority patent/CN210634625U/zh
Priority to JP2019600167U priority patent/JP3225719U/ja
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D3/00—Steering gears
    • B62D3/02—Steering gears mechanical
    • B62D3/12—Steering gears mechanical of rack-and-pinion type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
    • F16C17/02—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C27/00—Elastic or yielding bearings or bearing supports, for exclusively rotary movement
    • F16C27/06—Elastic or yielding bearings or bearing supports, for exclusively rotary movement by means of parts of rubber or like materials
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/20—Sliding surface consisting mainly of plastics

Definitions

  • the present invention relates to a steering device.
  • the rotation of the pinion shaft accompanying the steering operation is converted into the reciprocating motion of the rack shaft.
  • the rack shaft is supported in the radial direction by a rack bush interposed between the rack shaft and the cylindrical housing.
  • the rack bush has a flange, which is inserted into the circumferential groove of the housing.
  • a minute gap exists in the axial direction between the circumferential groove of the housing and the flange of the rack bush. Therefore, when the rack bar slides in the axial direction, the rack bush may be dragged by friction, and may move in the axial direction by a minute gap to generate a hitting sound. Further, the steering rigidity cannot be obtained while the rack bar is moving through the minute gap.
  • Patent Documents 1 to 6 shown below are known as prior arts for taking measures against the above problem.
  • an annular flange is formed at one end of a rack bush, and an annular flexible body such as an O-ring is inserted in both axial directions of the flange.
  • an annular flexible body such as an O-ring is inserted in both axial directions of the flange.
  • a recess that forms a gap is formed on the outer periphery of the rack bush, and the engagement protrusion (flange) can be elastically deformed in the radial direction by the gap.
  • the engagement protrusion is press-fitted into the.
  • a triangular pyramid-shaped rib is provided on one of axial end surfaces of the fitting projection (flange) of the rack bush.
  • a cylindrical protrusion is provided on a flange (flange) of the sliding bearing (bush) to restrict the axial movement of the rack bush with respect to the housing.
  • each facing surface of the concave portion in the housing is formed in a tapered shape so that the inner diameter thereof becomes linearly smaller as the distance from the convex portion inserted into the concave portion increases.
  • Japanese Unexamined Patent Publication No. 2007-50762 Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2007-131025 Japanese Unexamined Patent Publication No. 6-115439 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-265590 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-47560 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-6470
  • an object of the present invention is to provide a steering device that can make the gap between the engagement groove of the housing and the flange of the bush more difficult to generate while improving the assemblability.
  • a rack-and-pinion type steering device that accommodates a rack shaft and a pinion shaft and holds the rack teeth of the rack shaft and the pinion teeth of the pinion shaft, and a longitudinal direction of the housing
  • a cylindrical rack bush arranged at both ends and supporting the rack shaft so as to be slidable in the axial direction, and the housing has a circumferential groove formed on an inner periphery thereof facing the rack bush
  • the rack bush has an axial slit extending from one end portion toward the other end portion with respect to the axial direction, and a protruding portion protruding radially outward from the outer peripheral surface of the bush, and the protruding portion is the radial direction
  • An inclined surface whose outward projecting height gradually decreases in the axial direction is brought into contact with the groove opening edge of the circumferential groove, and is inserted into the circumferential groove in a state of being elastically biased radially outward.
  • the inclined surface is formed on the protrusion of the rack bush, and the protrusion is elastically biased radially outward while the inclined surface is in contact with the groove opening edge of the circumferential groove. Inserted into the circumferential groove. Therefore, the rack bush does not generate a gap that allows the rack bush to move in the axial direction because the inclined surface of the protrusion comes into contact with the groove opening edge of the circumferential groove. That is, the rack bushing is securely packed in the axial direction with respect to the housing. In addition, when the rack bush is mounted on the housing, if the protrusion is inserted into the circumferential groove, the inclined surface of the protrusion will be in contact with the groove opening edge. Realize a reliable packing. That is, the assemblability is improved.
  • the rack bush has any one of (1) to (3) having a large-diameter portion having a larger diameter than other inner peripheral surfaces on an inner peripheral surface of an axial region where the protrusions are formed.
  • Steering device According to this steering device, the rack bush has a large-diameter portion in which the inner peripheral surface is expanded in the axial region where the protrusion is provided. Therefore, the rack bush is provided with a gap between the large diameter portion and the outer peripheral surface of the rack shaft. This gap allows the protrusion to displace radially inwardly away from the circumferential groove.
  • the rack bush can be easily assembled by displacing the protruding portion toward the gap when assembled to the housing, that is, the rack bush can be assembled with a small insertion resistance.
  • the rack bush can be assembled with a small insertion resistance.
  • a larger elastic restoring force can be generated to elastically bias the protrusion.
  • the rack bush is made of a synthetic resin material.
  • the rack bush can be made of a synthetic resin material, whereby good elasticity can be imparted to the rack bush. Thereby, a favorable elastic restoring force can be imparted to the projecting portion, and the gathering action between the circumferential grooves can be enhanced.
  • the circumferential groove of the housing is a groove having a rectangular cross section in the axial direction.
  • the circumferential cross-section of the circumferential groove is rectangular, so that the groove opening edge is an annular corner.
  • the protrusion can stably abut the inclined surface at this corner, and the other part of the flange can be prevented from interfering with the groove bottom of the circumferential groove.
  • the steering device of the present invention it is possible to make the gap between the engagement groove of the housing and the flange of the bush more difficult to generate while improving the assemblability.
  • FIG. 2 is an enlarged front view showing a part of the steering gear mechanism of FIG. 1.
  • FIG. 3 is an enlarged view of the vicinity of part A in FIG. 2.
  • FIG. 4 is a perspective view of a rack bush shown in FIG. 3. It is an expanded sectional view of the circumferential groove of a housing and the flange of a rack bush. It is operation
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of the rack bush shown in FIG. 11 taken along the line XII-XII.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining an embodiment of the present invention, and is an overall configuration diagram of a steering device of a first configuration example.
  • the steering device 100 having this configuration includes a steering shaft 13 to which a steering wheel 11 is connected.
  • the steering shaft 13 is rotatably held by the steering column 15.
  • the steering assist mechanism 21 is connected.
  • An intermediate shaft 27 is connected to the output shaft 23 of the worm reducer 17 via a universal joint 25, and this intermediate shaft 27 is connected to a pinion shaft 33 of a rack and pinion type steering gear mechanism 31 via a universal joint 29. Is done.
  • a rack shaft (not shown) of the steering gear mechanism 31 is connected to a steered wheel (not shown) via a tie rod 35.
  • the steering shaft 13 has an outer shaft 37 and an inner shaft 39, and a front end portion of the outer shaft 37 and a rear end portion of the inner shaft 39 are spline-coupled.
  • the cylindrical steering column 15 inserted through the steering shaft 13 has a so-called collapsible structure in which an outer column 43 and an inner column 45 are combined in a telescope shape.
  • the front end portion of the inner column 45 is fixed to the rear end surface of the reducer housing 47 of the worm reducer 17, and the inner shaft 39 is inserted into the reducer housing 47.
  • the front end portion of the inner shaft 39 is connected to the output shaft 23 protruding from the front end surface of the speed reducer housing 47.
  • the outer column 43 of the steering column 15 is supported by the vehicle body side member 51 by the upper bracket 49 so that the tilt and telescopic position can be adjusted.
  • the speed reducer housing 47 in the steering assist mechanism 21 is supported so as to be swingable in the vertical direction around a pivot pin 55 rotatably supported by a lower bracket 53 attached to the vehicle body side member 51.
  • FIG. 2 is an enlarged front view showing a part of the steering gear mechanism 31 of FIG.
  • the steering gear mechanism 31 is a rack and pinion type in which a pinion tooth 59 connected to the pinion shaft 33 and a rack shaft 63 having a rack tooth 61 meshing with the pinion tooth 59 are disposed inside the housing 57. Composed. That is, the housing 57 accommodates the rack shaft 63 and the pinion shaft 33 and holds the meshing of the rack teeth 61 of the rack shaft 63 and the pinion teeth 59 of the pinion shaft 33.
  • the steering gear mechanism 31 converts the rotational motion transmitted to the pinion shaft 33 into a straight motion of the rack shaft 63.
  • the rack shaft 63 is held slidably in the axial direction by rack bushes 65 for holding the rack shaft disposed at both ends in the longitudinal direction of the housing 57.
  • the tie rod 35 is connected to both ends of the rack shaft 63 via ball joints 67.
  • FIG. 3 is an enlarged view of the vicinity of portion A in FIG.
  • the rack bush 65 is an integrally molded product obtained by, for example, injection molding a synthetic resin material having elasticity.
  • the synthetic resin include thermoplastic synthetic resins such as polyacetal resin, polyamide resin, polyethylene resin, and ethylene tetrafluoride resin.
  • the housing 57 is formed with a circumferential groove 69 on the inner periphery facing the rack bush 65.
  • the circumferential groove 69 forms an annular space on the inner periphery of the housing 57.
  • a later-described protrusion of the rack bush 65 is inserted.
  • the circumferential groove 69 of the housing 57 is formed by a groove having a rectangular cross section in the axial direction. Therefore, the circumferential groove 69 is arranged with a pair of parallel inner walls of the groove facing each other with an annular space interposed therebetween.
  • the circumferential groove 69 forms a groove opening edge 71 at the boundary with the inner periphery of the housing 57.
  • the groove opening edge 71 is a substantially right angle (edge).
  • the inner periphery of the housing 57 is recessed from the groove opening edge 71 to the groove bottom of the circumferential groove 69.
  • the rack bush 65 includes a cylindrical bush main body 73 and a plurality of protrusions that are formed at one end in the axial direction of the bush main body 73 and project radially outward from the bush outer peripheral surface.
  • the plurality of protrusions are formed in a flange shape as a whole.
  • a recess 75 for an ejector pin when the rack bush 65 is removed from the resin molding die is formed on the end face in the axial direction of the protrusion.
  • these protrusions are referred to as flanges 77.
  • the protruding front end side of the flange 77 is inserted into a circumferential groove 69 of the housing 57 shown in FIG.
  • the flange 77 has inclined surfaces 79 on both sides in the axial direction, and the protruding height toward the radially outer side gradually decreases from the center in the axial direction toward both sides in the axial direction. That is, the flange 77 is formed in a tapered shape that becomes thinner toward the protruding tip in the axial direction in the cross section including the axis of the bush main body 73.
  • the rack bush 65 is inserted into the circumferential groove 69 of the housing 57 with a flange 77 being elastically urged radially outward.
  • FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of the circumferential groove 69 of the housing 57 and the flange 77 of the rack bush 65.
  • the rack bush 65 of this configuration has a pair of inclined surfaces 79 formed on the flange 77.
  • the inclined surface 79 of the flange 77 may be formed on either side in the axial direction in addition to the configuration formed on both sides in the axial direction.
  • the axial maximum dimension Wb on the protruding proximal end side of the flange 77 is larger than the axial dimension Wg of the circumferential groove 69 of the housing 57.
  • the axial dimension Wt of the flat portion 78 (cylindrical surface excluding the inclined surface) on the protruding tip side is smaller than the axial dimension Wg of the circumferential groove 69 of the housing 57.
  • the rack bush 65 has a plurality of axial slits 81 extending from one end to the other end in the axial direction.
  • the axial slit 81 includes a slit having an open end on the flange side and a slit having an open end on the opposite flange side, and both are formed in a range in which the other end portion does not divide the rack bush 65.
  • An axial slit 81 having an open end on the flange side is formed by cutting the flange 77. These axial slits 81 can easily reduce the flange outer diameter when the flange 77 is inserted into the circumferential groove 69 of the housing 57.
  • the axial slits 81 in the illustrated example are formed at a total of 10 locations, 4 on the flange side and 6 on the non-flange side, but the number of slits is not limited thereto.
  • the flange 77 is formed on the entire circumference other than the portion where the axial slit 81 of the rack bush 65 is formed.
  • the flange 77 can also be provided partially along the circumferential direction. In that case, it is preferable that the flanges 77 are equally arranged in the circumferential direction, such as every 90 ° or every 120 °, and more preferably provided at the center between the slits.
  • a plurality of (two in the illustrated example) circumferential grooves 83 are formed on the outer periphery of the bush main body 73 in which an opening is formed by the axial slit 81 so as to cross the axial slit 81.
  • O-rings 85 which are elastic rings, are mounted in the circumferential grooves 83, respectively.
  • the O-ring 85 is provided so as to protrude radially outward from the outer periphery of the bush, and abuts on the inner peripheral surface of the housing 57 in which the bush main body 73 is accommodated.
  • the O-ring 85 is provided at a position offset from the flange 77 in the axial direction.
  • the elastic material forming the O-ring 85 may be any of natural rubber, synthetic rubber, and thermoplastic synthetic resin having elasticity, such as polyester elastomer.
  • the rack bush 65 having the O-ring 85 mounted in the circumferential groove 83 is press-fitted into the inner peripheral surface of the housing 57 via the O-ring 85.
  • the rack bush 65 is press-fitted into the housing 57, the rack bush 65 is pressed radially inward via the O-ring 85, the interval between the axial slits 81 is narrowed, and the bush inner diameter is reduced. Thereby, the rack bush 65 has no gap with the outer diameter surface of the rack shaft 63.
  • the jig is removed at a position where the flange 77 and the circumferential groove 69 of the housing 57 coincide with each other, and the flange 77 is expanded in diameter by its elasticity. As a result, the flange 77 is fitted into the circumferential groove 69.
  • the rack shaft 63 is inserted into the inner peripheral surface of the cylindrical portion of the rack bush 65, and the rack shaft 63 is held in a state of being in sliding contact with the inner peripheral surface of the rack bush 65. Thereafter, a pair of sockets constituting the ball joint 67 is mounted on the rack shaft 63, and the rack shaft 63 is slidably held on the housing 57 via the rack bush 65. Then, the tie rod 35 is connected to the rack shaft 63 via the ball joint 67.
  • the pinion shaft 33 is mounted on the housing 57, and the pinion teeth 59 formed on the pinion shaft 33 are engaged with the rack teeth 61 of the rack shaft 63. Then, the pinion shaft 33 is connected to the intermediate shaft 27 to which the steering column 15 and the steering assist mechanism 21 are connected via the universal joint 29. Thus, the assembly of the rack and pinion type steering device 100 is completed.
  • the socket of the ball joint 67 may be attached to the rack shaft 63 after the pinion shaft 33 is mounted on the housing 57.
  • the steering torque transmitted to the steering wheel 11 is transmitted to the steering assist mechanism 21 via the steering shaft 13.
  • the steering torque is detected by a steering torque sensor (not shown) disposed in the steering assist mechanism 21.
  • a steering assist current command value is calculated by a control device (not shown) based on the steering torque and the vehicle speed detected by a vehicle speed sensor (not shown).
  • the electric motor 19 is driven and controlled. Thereby, a steering assist torque corresponding to the steering torque is generated from the electric motor 19, and the generated steering assist torque is decelerated by the worm speed reducer 17 and transmitted to the steering shaft 13.
  • the steering torque and steering assist torque transmitted to the steering shaft 13 are transmitted to the pinion shaft 33 of the steering gear mechanism 31 via the intermediate shaft 27.
  • the pinion shaft 33 has pinion teeth 59 meshing with the rack teeth 61 of the rack shaft 63, the transmitted torque is transmitted to the rack shaft 63, and the rack shaft 63 is moved in the axial direction.
  • FIG. 6A is an operation explanatory diagram when the rack shaft 63 moves in one axial direction
  • FIG. 6B is an operation explanatory diagram when the rack shaft 63 moves in the other axial direction.
  • F1 the force that the flange 77 receives from the groove opening edge 71 of the housing 57
  • F2 the force that the flange 77 expands due to the elastic restoring force
  • F3 is the force that the rack bushing 65 is pulled by friction when the rack shaft 63 moves in one axial direction
  • F4 is the force that the rack bushing 65 is pulled by friction when the rack shaft 63 moves in the other axial direction.
  • the rack bush 65 When the rack bush 65 receives an axial force due to the movement of the rack shaft 63, the inclined surface 79 on the side on which the axial force acts receives the reaction force from the groove opening edge 71, and the rack bush 65 moves in the axial direction. Will be regulated.
  • the rack bush 65 can suppress the occurrence of sound hit by the gap between the inclined surface 79 on the side on which the axial force acts and the groove opening edge 71.
  • the rack bush 65 of this structure is formed of a synthetic resin material, it can impart good elasticity to the rack bush 65 itself. Thereby, a favorable elastic restoring force is imparted to the flange 77, and the effect of narrowing the gap with the circumferential groove 69 can be enhanced.
  • the groove opening edge 71 has an annular corner.
  • the flange 77 has the relationship between the axial dimension Wt of the flat portion 78 on the protruding tip side, the maximum axial dimension Wb on the protruding proximal end side, and the axial dimension Wg of the circumferential groove 69. Wt ⁇ Wg ⁇ Wb. Therefore, the inclined surface 79 can be stably brought into contact with the corner of the groove opening edge 71, and the flat portion 78 on the protruding tip side of the flange 77 interferes with the groove bottom of the circumferential groove 69, the groove inner wall surface, and the like. Can be surely prevented.
  • the rack bush 65 is preloaded and held on the inner peripheral surface of the housing 57 by the elastic repulsive force of the O-ring 85. As a result, the occurrence of gaps in the radial direction of the rack bush 65 can be suppressed, and the radial gap can be reduced.
  • the rack bush 65 cooperates with the action of eliminating the radial gap by the reaction force acting between the inclined surface 79 and the groove opening edge 71 and the action of eliminating the radial gap by the O-ring 85.
  • the radial gap can be reduced in the entire axial direction of the bush 65. Further, since the positions of the axial backlash filling portion by the flange 77 and the radial backlash filling portion by the O-ring 85 are shifted in the axial direction, the rack bush 65 receives an impact load. In addition, it is difficult to affect each function.
  • the effect of the backlash filling described above is more conspicuous in the configuration in which the inclined surface 79 of the flange 77 is formed on both sides in the axial direction than in the configuration in which the inclined surface 79 is formed on one side in the axial direction. Further, when the inclined surfaces 79 are formed on both sides in the axial direction, the effect of preventing the hitting sound can be enhanced as compared with the case where the inclined surfaces 79 are formed only on one side in the axial direction.
  • FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of a main part of a steering apparatus including the rack bush 87 of the second configuration example.
  • the same members and parts as those shown in FIGS. 1 to 6A and 6B are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted or simplified.
  • the steering device 200 having this configuration has a radial slit 91 in the flange 89 of the rack bush 87.
  • the radial slit 91 is recessed inward in the radial direction at the axial center and is formed along the circumferential direction.
  • FIG. 8 is a perspective view of the rack bush 87 shown in FIG.
  • the radial slit 91 opens at the slit inner wall surface of the bush main body 73 formed by dividing the flange 89 by the axial slit 81.
  • the flange 89 is opposed to the pair of opposing wall portions 93 by the radial slit 91 with the radial slit 91 interposed therebetween.
  • the surface opposite to the radial slit 91 of each opposing wall portion 93 is the inclined surface 79 described above. Since the flange 89 is formed with the radial slit 91, the pair of opposing wall portions 93 can be slightly elastically deformed toward the inside of the radial slit 91, that is, in a direction approaching each other. Yes.
  • FIG. 9 is an operation explanatory view of the opposing wall portion 93 that sandwiches the radial slit 91 of the rack bush 87 shown in FIG.
  • the inclined surfaces 79 on both sides in the axial direction receive a reaction force from the groove opening edge 71. Due to this reaction force, the opposing wall portions 93 on both sides of the flange 89 facing each other across the radial slit 91 are inclined to the inside of the radial slit 91 and slightly elastically deformed as shown in FIG.
  • the flange 89 is further suppressed from generating an axial gap between the flange 89 and the circumferential groove 69 by the elastic restoring force of the opposing wall portion 93. As a result, it is possible to realize more reliable packing.
  • the rack bush 87 is sensitive to the inner diameter side dimension of the flange 89 when the groove opening edge 71 of the circumferential groove 69 of the housing 57 and the inclined surface 79 of the flange 89 are brought into contact with each other. Change. For this reason, the manner in which the inner diameter of the bush and the outer diameter of the rack are changed may change the rack sliding force sensitively.
  • the rack bush 87 may be inclined from the axial direction.
  • the opposing wall portion 93 is easily elastically deformed by the radial slit 91, so that the inclination of the rack bush 87 and the change in the rack sliding force can be further reduced. It can be reliably suppressed.
  • FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view of a main part of a steering apparatus including the rack bush 95 of the third configuration example.
  • the steering device 300 having this configuration has a large diameter portion 97 on the inner peripheral surface of the rack bush 95.
  • the large-diameter portion 97 is formed in the axial region where the flange 89 of the rack bush 95 is formed with a larger diameter than other inner peripheral surfaces. That is, the back side which is the inner diameter side of the flange 89 is thinned in the radial direction by the large diameter portion 97.
  • FIG. 11 is a perspective view of the rack bush 95 shown in FIG.
  • the large diameter portion 97 on the inner peripheral surface of the rack bush 95, one end in the axial direction where the flange 89 is provided is easily deformed radially inward and outward (in the direction of arrow P in FIG. 11).
  • the flange 89 is divided in the circumferential direction by the axial slit 81, the arcuate divided cylindrical wall portion sandwiched between the pair of adjacent axial slits 81 is radially inward and outward. It is easy to displace.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view taken along line XII-XII of the rack bush 95 shown in FIG.
  • the rack bush 95 is provided with a large diameter portion 97 on the inner peripheral surface, so that a step is formed between the rack bush 95 and the inner peripheral surface in contact with the rack shaft 63. This step forms a gap d with the large-diameter portion 97 of the rack bush 95 inserted on the rack shaft 63.
  • the rack bush 95 can sufficiently secure a preload for elastically urging the flange 89 in the circumferential groove 69 (see FIG. 10) by the gap d.
  • the rack bush 95 is press-fitted into the circumferential groove 69 of the housing 57 by this preload, and is mainly loosened in the axial direction.
  • the gap d is a so-called escape portion.
  • the gap d which becomes the escape portion weakens the press-fitting reaction force of the flange 89 to make it easy to bend. Thereby, the assembling property of the rack bush 95 to the steering gear mechanism becomes better.
  • the reaction force acting on the flange 89 on one end side of the rack bush reduces the diameter of the flange 89 and the bush main body 73 on the other end side.
  • the diameter of the end is expanded. Therefore, at the end of the bush body 73, the radial gap between the rack bush 95 and the housing 57 is narrowed, increasing the radial backlash effect, and the diameter between the rack bush 95 and the rack shaft 63.
  • a gap in the direction widens, the contact pressure between the rack shaft 63 and the rack bush 95 decreases, and the sliding force of the rack shaft 63 decreases. Furthermore, the presence of the gap d reduces the contact area between the rack shaft 63 and the rack bush 95, and this also reduces the sliding resistance of the rack shaft 63.
  • the rack bush 95 has the large-diameter portion 97 in which the inner peripheral surface is expanded in the axial region where the flange 89 is provided. Therefore, the rack bush 95 has a gap d formed between the large-diameter portion 97 and the outer peripheral surface of the rack shaft 63, and the flange 89 allows displacement in the direction away from the circumferential groove 69 (in the radial direction). . Therefore, the rack bush 95 can be easily assembled by displacing the flange 89 to the gap d when assembled to the housing 57, that is, with a low insertion resistance. In addition to this, the flange 89 is brought into contact with the groove opening edge 71 (see FIGS. 6A and 6B) with the gap d displaced, thereby generating an elastic restoring force and elastically biasing the flange 89. . As a result, both radial and axial correction can be achieved with higher accuracy.
  • the rack bush 95 is provided with a large-diameter portion 97 on the inner peripheral surface so that a relief portion is formed. Therefore, the inner diameter of the back side portion of the flange 89 does not slide too strongly against the rack shaft 63. . Thereby, according to the steering apparatus 300 provided with the rack bush 95 of this structure, a rack sliding force can be stabilized more.
  • a gap between the circumferential groove (engagement groove) of the housing and the flange of the rack bush can be made less likely to be generated while improving the assemblability.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, and those skilled in the art can make changes and applications based on combinations of the configurations of the embodiments, descriptions in the specification, and well-known techniques. This is also the scope of the present invention, and is included in the scope for which protection is sought.

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Abstract

ラックアンドピニオン式のステアリング装置は、ラック軸とピニオン軸とを収容し、ラック歯とピニオン歯の噛み合いを保持するハウジングと、ハウジングの長手方向両端部に配置され、ラック軸を支持する筒状のラックブッシュとを備える。ハウジングは、ラックブッシュに対面する内周に円周溝が形成される。ラックブッシュは、軸方向に関して一方の端部から他方の端部に向けて延びる軸方向スリットと、ブッシュ外周面から径方向外側に突出する突起部とを有する。突起部は、径方向外側への突出高さが軸方向に関して徐々に低くなる傾斜面を円周溝の溝開口縁に接触させ、径方向外側へ弾性付勢された状態で円周溝に挿入される。

Description

ステアリング装置
　本発明は、ステアリング装置に関する。
　車両用のステアリング装置においては、ステアリング操作に伴うピニオン軸の回転がラック軸の往復動に変換される。通常、このようなラックアンドピニオン式のステアリング装置は、ラック軸が、筒状のハウジングとの間に介装されたラックブッシュによって径方向に支持される。ラックブッシュはフランジを有しており、このフランジがハウジングの円周溝に挿入される。ハウジングの円周溝とラックブッシュのフランジとには、軸方向に微小隙間が存在する。そのため、ラックバーが軸方向に摺動すると、ラックブッシュが摩擦で引きずられ、微小隙間分だけ軸方向に移動して打音を発することがある。また、ラックバーが微小隙間分を移動している間、操舵の剛性感が得られない。
　上記問題の対策をとる先行技術として、例えば以下に示す特許文献１～６が知られている。特許文献１のステアリング装置は、ラックブッシュの一端に環状のフランジが形成され、フランジの軸方向両方向に、Ｏリング等の可撓性を有する環状の可撓体が挿入されている。
　特許文献２、３のラック軸支持構造は、ラックブッシュの外周に空隙を形成する凹部を形成し、空隙によって係合突部（フランジ）を径方向に弾性変形可能とし、エンドハウジングの係合溝に係合突部を圧入している。
　特許文献４のラック・ピニオン式ステアリング装置は、ラックブッシュの嵌合凸部（フランジ）における軸方向端面の一方に、三角錐状のリブを設けている。
　特許文献５の滑り軸受を具備した軸受機構は、滑り軸受（ブッシュ）の鍔（フランジ）に円柱状の突起を設け、ハウジングに対するラックブッシュの軸方向の移動を規制している。
　特許文献６のステアリング装置は、ハウジングにおける凹部の各対向面が、凹部に挿入された凸部から離間するにつれてその内径が直線的に小さくなるように傾斜したテーパ状に形成している。各対向面でＯリングを圧縮することで、Ｏリングがラックブッシュを径方向内側に押圧するようになっている。
日本国特開２００７－５０７６２号公報 日本国特開２００７－１３１０２５号公報 日本国特開平６－１１５４３９号公報 日本国特開２００８－２６５５９０号公報 日本国特開２０１３－４７５６０号公報 日本国特開２０１３－６４７０号公報
　しかしながら、上記した特許文献１～６の構成においては、ラック軸の作動によるラックブッシュの打音は抑制できるものの、組立性に関しては依然として改善の余地がある。また、ハウジングの凹部にラックブッシュのフランジが挿入されても、必ずしも十分なガ夕詰め状態とはならず、ハウジングの係合溝とラックブッシュのフランジとの間の隙間をより発生し難くしたい要請がある。
　そこで本発明は、組立性を向上させながら、ハウジングの係合溝とブッシュのフランジとの間の隙間をより発生し難くすることができるステアリング装置を提供することを目的とする。
（１）　ラックアンドピニオン式のステアリング装置であって、ラック軸とピニオン軸とを収容し、前記ラック軸のラック歯と前記ピニオン軸のピニオン歯の噛み合いを保持するハウジングと、前記ハウジングの長手方向両端部に配置され、前記ラック軸を軸方向に摺動可能に支持する筒状のラックブッシュと、を備え、前記ハウジングは、前記ラックブッシュに対面する内周に円周溝が形成され、前記ラックブッシュは、軸方向に関して一方の端部から他方の端部に向けて延びる軸方向スリットと、ブッシュ外周面から径方向外側に突出する突起部とを有し、前記突起部は、前記径方向外側への突出高さが軸方向に関して徐々に低くなる傾斜面を前記円周溝の溝開口縁に接触させ、径方向外側へ弾性付勢された状態で前記円周溝に挿入されているステアリング装置。
　このステアリング装置によれば、ラックブッシュの突起部に傾斜面が形成され、この傾斜面が円周溝の溝開口縁に接触しながら、突起部が径方向外側へ弾性付勢されて、ハウジングの円周溝に挿入される。したがって、突起部の傾斜面が円周溝の溝開口縁に当接することで、ラックブッシュは、ハウジングとの間で軸方向移動が可能となる隙間を生じることがない。即ち、ラックブッシュは、ハウジングに対して確実に軸方向にガ夕詰めされる。また、ラックブッシュは、ハウジングへの装着時、突起部を円周溝に挿入すれば、突起部の傾斜面が溝開口縁に当接状態となるので、装着するのみの簡単な組付け作業で、確実なガ夕詰めが実現する。即ち、組立性が良好となる。
（２）　前記突起部の傾斜面は、軸方向中央部から軸方向両脇側に向かうにつれて前記突出高さが低くなる一対の傾斜面である（１）に記載のステアリング装置。
　このステアリング装置によれば、突起部に一対の傾斜面が形成されるため、双方の傾斜面に円周溝の溝開口縁が均等に当接し、溝開口縁からの反力がバランスよく発生する。これにより、円周溝と突起部との間に、軸方向隙間がより発生し難くなる。
（３）　前記突起部は、軸方向中央部に径方向内側へ窪む径方向スリットが周方向に沿って形成された（１）又は（２）のステアリング装置。
　このステアリング装置によれば、突起部は、円周溝に弾性付勢されて挿入されると、軸方向両脇側の傾斜面が溝開口縁から反力を受ける。突起部は、この反力により、径方向スリットを隔てて対峙する両側の対向壁部が径方向スリット側に僅かに弾性変形する。このため、突起部は、対向壁部の弾性復元力によって、円周溝との間における軸方向の隙間の発生が更に抑制される。これにより、更に確実なガ夕詰めがなされる。
（４）　前記ラックブッシュは、前記突起部が形成された軸方向領域の内周面に、他の内周面よりも大径な大径部を有する（１）～（３）のいずれか一つのステアリング装置。
　このステアリング装置によれば、ラックブッシュは、突起部が設けられている軸方向領域に、内周面を拡径させた大径部を有する。したがって、ラックブッシュは、大径部とラック軸の外周面との間に、空隙が設けられることになる。この空隙は、突起部が、円周溝から離反する径方向内側への変位を許容する。このため、ラックブッシュは、ハウジングへの組付け時、突起部を空隙側へ変位させて、組付けし易く、つまり、挿入抵抗を小さくして組付けできる。これに加え、空隙に変位した状態で突起部を溝開口縁に当接することで、より大きな弾性復元力を生じさせて突起部を弾性付勢することができる。その結果、径方向と軸方向の双方のガ夕詰めが可能となる。
（５）　前記ラックブッシュは、合成樹脂材料からなる（１）～（４）のいずれか一つのステアリング装置。
　このステアリング装置によれば、ラックブッシュを合成樹脂材料により形成することによって、ラックブッシュに良好な弾性を付与することができる。これにより、突起部に良好な弾性復元力を付与して、円周溝との間のガ夕詰め作用を高めることができる。
（６）　前記ラックブッシュは、ブッシュ外周から径方向外側に突出して設けられ、前記ハウジングの内周面に当接する弾性リングを有する（１）～（５）のいずれか一つのステアリング装置。
　このステアリング装置によれば、ラックブッシュは、弾性リングによってもハウジングの内周面に予圧保持される。これによって径方向のガ夕詰めもできる。また、径方向のガタ詰め部と、軸方向のガ夕詰め部との位置が、軸方向でずれているので、衝撃荷重を受けた場合にもそれぞれの機能に影響を及ぼし難くできる。
（７）　前記ハウジングの前記円周溝は、軸方向断面が矩形状の溝である（１）～（６）のいずれか一つのステアリング装置。
　このステアリング装置によれば、円周溝の軸方向断面が矩形状となるので、溝開口縁が環状の角となる。突起部は、この角に傾斜面を安定して当接させることができ、フランジの他の部位が円周溝の溝底等に干渉しないようにできる。
（８）　前記突起部の前記傾斜面が、前記ハウジングの前記円周溝の溝開口縁に接触して前記ラックブッシュの軸方向移動が規制される（１）～（７）のいずれか一つのステアリング装置。
　このステアリング装置によれば、ラック軸の摺動によりラックブッシュが軸方向の力を受けると、軸方向力が作用する側の突起部の面が、円周溝の軸方向内側の溝開口縁から反力を受ける。その際、ラックブッシュは、突起部の傾斜面と溝開口縁との接触状態が、径方向外側への弾性力によって維持される。これにより、ラックブッシュの軸方向移動が規制される。よって、軸方向力の非作用側の突起部の面と溝開口縁との間に、打音の発生要因となる隙間を発生させることがない。また、ラックブッシュは、ハウジングへの装着時、突起部を円周溝に挿入すれば、突起部の傾斜面が、溝開口縁に当接状態となるので、装着するのみの簡単な組付け作業で、ガ夕詰めが実現する。
　本発明に係るステアリング装置によれば、組立性を向上させながら、ハウジングの係合溝とブッシュのフランジとの間の隙間をより発生し難くすることができる。
本発明の実施形態を説明するための図で、第１構成例のステアリング装置の全体構成図である。 図１のステアリングギヤ機構の一部を拡大して示す正面図である。 図２のＡ部近傍の拡大図である。 図３に示したラックブッシュの斜視図である。 ハウジングの円周溝とラックブッシュのフランジとの拡大断面図である。 ラック軸が軸方向一方に移動する際の動作説明図である。 ラック軸が軸方向他方に移動する際の動作説明図である。 第２構成例のラックブッシュを備えるステアリング装置の要部拡大断面図である。 図７に示したラックブッシュの斜視図である。 図８に示したラックブッシュの径方向スリットを挟む対向壁部の動作説明図である。 第３構成例のラックブッシュを備えるステアリング装置の要部拡大断面図である。 図１０に示したラックブッシュの斜視図である。 図１１に示したラックブッシュのXII－XII断面図である。
　以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
＜第１構成例＞
　図１は本発明の実施形態を説明するための図で、第１構成例のステアリング装置の全体構成図である。
　本構成のステアリング装置１００は、ステアリングホイール１１が接続されるステアリングシャフト１３を有する。ステアリングシャフト１３は、ステアリングコラム１５に回転自在に保持される。ステアリングシャフト１３の車両前端（図１において左端）側には、ステアリングシャフト１３に操舵補助トルクを付与するウォーム減速機１７と、このウォーム減速機１７に操舵補助トルクを発生する電動モータ１９とで構成される操舵補助機構２１が連結される。
　ウォーム減速機１７の出力軸２３には、自在継手２５を介して中間シャフト２７が連結され、この中間シャフト２７が自在継手２９を介してラック・ピニオン式のステアリングギヤ機構３１のピニオン軸３３に連結される。ステアリングギヤ機構３１のラック軸（図示せず）は、タイロッド３５を介して図示しない転舵輪に連結される。
　ステアリングシャフト１３は、アウターシャフト３７とインナーシャフト３９とを有し、アウターシャフト３７の前端部とインナーシャフト３９の後端部とがスプライン結合される。また、ステアリングシャフト１３を挿通した筒状のステアリングコラム１５は、アウターコラム４３とインナーコラム４５とをテレスコープ状に組み合わせてなる、所謂、コラプシブル構造とされている。
　インナーコラム４５の前端部は、ウォーム減速機１７の減速機ハウジング４７の後端面に固定され、インナーシャフト３９が減速機ハウジング４７に挿通される。このインナーシャフト３９の前端部が減速機ハウジング４７の前端面から突出する出力軸２３に連結される。
　また、ステアリングコラム１５のアウターコラム４３は、アッパブラケット４９によって車体側部材５１にチルト及びテレスコ位置調整可能に支持される。これと共に、操舵補助機構２１における減速機ハウジング４７は、車体側部材５１に取付けられたロアブラケット５３に回動自在に支持されたピボットピン５５を中心として上下方向に揺動可能に支持される。
　図２は図１のステアリングギヤ機構３１の一部を拡大して示す正面図である。
　ステアリングギヤ機構３１は、ハウジング５７の内方に、ピニオン軸３３に連結されたピニオン歯５９と、このピニオン歯５９に噛合するラック歯６１を有するラック軸６３とを配設したラックアンドピニオン形式に構成される。つまり、ハウジング５７は、ラック軸６３とピニオン軸３３とを収容し、ラック軸６３のラック歯６１とピニオン軸３３のピニオン歯５９の噛み合いを保持する。そして、ステアリングギヤ機構３１は、ピニオン軸３３に伝達された回転運動をラック軸６３の直進運動に変換する。ここで、ラック軸６３は、ハウジング５７の長手方向両端部に配設されたラック軸保持用のラックブッシュ６５によって軸方向に摺動自在に保持される。ラック軸６３の両端は、ボールジョイント６７を介してタイロッド３５が連結される。
　図３は図２のＡ部近傍の拡大図である。
　ラックブッシュ６５は、例えば弾性を有する合成樹脂材を射出成形することによって得られる一体成形品からなる。合成樹脂としては、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエチレン樹脂及び四ふっ化エチレン樹脂等の熱可塑性合成樹脂を好ましい例として挙げることができる。
　ハウジング５７は、ラックブッシュ６５に対面する内周に円周溝６９が形成される。円周溝６９は、ハウジング５７の内周に、円環状の空間を形成する。この円周溝６９には、ラックブッシュ６５の後述する突起部が挿入される。
　本構成例において、ハウジング５７の円周溝６９は、軸方向断面が矩形状の溝で形成される。したがって、円周溝６９は、円環状の空間を挟んで一対の平行な溝内壁面が対向して配置される。この円周溝６９は、ハウジング５７の内周との境が溝開口縁７１となる。溝開口縁７１は、略直角の角（エッジ）となる。ハウジング５７の内周は、この溝開口縁７１から円周溝６９の溝底へ窪んでいる。
　図４は図３に示したラックブッシュ６５の斜視図である。
　ラックブッシュ６５は、円筒状のブッシュ本体部７３と、ブッシュ本体部７３の軸方向一端に形成され、ブッシュ外周面から径方向外側に突出する複数の突起部とを有する。複数の突起部は、全体としてフランジ状に形成される。突起部の軸方向端面には、樹脂成形の型からラックブッシュ６５を外す際のイジェクタピンのための凹部７５が形成されている。以下、これらの突起部をフランジ７７と称する。フランジ７７の突出先端側は、図３に示すハウジング５７の円周溝６９に挿入される。
　フランジ７７は、軸方向両脇に、軸方向中央から軸方向両脇側に向かうにつれて径方向外側への突出高さが徐々に低くなる傾斜面７９を有する。即ち、フランジ７７は、ブッシュ本体部７３の軸線を含む断面において、軸方向に関して、突出先端に向かって薄くなるテーパ形状で形成される。このラックブッシュ６５は、フランジ７７が、ハウジング５７の円周溝６９に径方向外側へ弾性付勢されて挿入される。
　図５はハウジング５７の円周溝６９とラックブッシュ６５のフランジ７７との拡大断面図である。
　本構成のラックブッシュ６５は、フランジ７７に一対の傾斜面７９が形成される。フランジ７７の傾斜面７９は、軸方向両側に形成される構成の他、軸方向のいずれか一方に形成された構成であってもよい。フランジ７７の突出基端側における軸方向最大寸法Ｗｂは、ハウジング５７の円周溝６９の軸方向寸法Ｗｇよりも大きい。また、突出先端側における平坦部７８（傾斜面を除く円筒面）の軸方向寸法Ｗｔは、ハウジング５７の円周溝６９の軸方向寸法Ｗｇよりも小さい。
　図４に示すように、ラックブッシュ６５は、軸方向に関して一方の端部から他方の端部に向けて延びる複数の軸方向スリット８１を有する。軸方向スリット８１は、フランジ側に開口端を有するスリットと、反フランジ側に開口端を有するスリットからなり、いずれも他方の端部がラックブッシュ６５を分断させない範囲に形成される。フランジ側に開口端を有する軸方向スリット８１は、フランジ７７を切り込んで形成される。これらの軸方向スリット８１によって、ハウジング５７の円周溝６９にフランジ７７を挿入する際、フランジ外径を容易に小さくできる。図示例の軸方向スリット８１は、フランジ側に４箇所、反フランジ側に６箇所の合計１０箇所に形成されるが、スリット数はこれに限定されない。
　本構成において、フランジ７７は、ラックブッシュ６５の軸方向スリット８１が形成された部位以外の全周に形成される。フランジ７７は、周方向に沿って部分的に設けることもできる。その場合、フランジ７７は、９０°毎や１２０°毎のように周方同に等配されることが好ましく、スリット間の中央に設けることが更に好ましい。
　軸方向スリット８１により開口部分が形成されたブッシュ本体部７３は、その外周上に、軸方向スリット８１と交叉するように複数（図例では２つ）の周溝８３が形成される。周溝８３には、弾性リングであるＯリング８５がそれぞれ装着される。Ｏリング８５は、ブッシュ外周から径方向外側に突出して設けられ、ハウジング５７のブッシュ本体部７３が収容される内周面に当接する。Ｏリング８５は、フランジ７７とは軸方向にオフセットした位置に設けられている。Ｏリング８５を形成する弾性材料としては、天然ゴム、合成ゴム、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のいずれであってもよい。
　周溝８３にＯリング８５を装着したラックブッシュ６５は、ハウジング５７の内周面にＯリング８５を介して圧入される。ラックブッシュ６５は、ハウジング５７に圧入されると、Ｏリング８５を介して径方向内側に押圧され、軸方向スリット８１同士の間隔が狭められてブッシュ内径が小さくなる。これにより、ラックブッシュ６５は、ラック軸６３の外径面との隙間がなくなる。
　次に、上記第１構成例のラックブッシュ６５のステアリングギヤ機構３１への組立手順を説明する。
　ステアリングギヤ機構３１を組立てるには、まず、ハウジング５７にピニオン軸３３やラック軸６３を装着していない状態で、ハウジング５７の端面側からラックブッシュ６５をフランジ７７の非形成側となる軸方向端面から挿入する。ラックブッシュ６５は、所定の治具を利用してフランジ７７の外周面を径方向内側に圧縮させた状態で挿入される。その後、フランジ７７とハウジング５７の円周溝６９とが一致する位置で治具を外し、フランジ７７をその弾性によって拡径させる。これにより、フランジ７７を円周溝６９に嵌合させる。
　次に、ラックブッシュ６５の円筒部の内周面にラック軸６３を挿通させて、ラック軸６３をラックブッシュ６５の内周面に摺接させた状態で保持する。その後、ボールジョイント６７を構成する一対のソケットをラック軸６３に装着して、ラック軸６３を、ラックブッシュ６５を介してハウジング５７に摺動自在に保持させる。そして、ラック軸６３にボールジョイント６７を介してタイロッド３５を連結する。
　次いで、ハウジング５７にピニオン軸３３を装着して、ピニオン軸３３に形成されたピニオン歯５９をラック軸６３のラック歯６１に噛合させる。そして、ピニオン軸３３を、自在継手２９を介してステアリングコラム１５及び操舵補助機構２１が連結された中間シャフト２７に連結する。これにより、ラック・ピニオン式のステアリング装置１００の組立が完了する。ボールジョイント６７のソケットのラック軸６３への取り付けは、ハウジング５７にピニオン軸３３を装着した後に行ってもよい。
　この状態で、ステアリングホイール１１を操舵することにより、ステアリングホイール１１に伝達された操舵トルクがステアリングシャフト１３を介して操舵補助機構２１に伝達される。そして、操舵補助機構２１に配設された操舵トルクセンサ（図示せず）により操舵トルクが検出される。次いで、制御装置（図示せず）により、操舵トルクと車速センサ（図示せず）で検出した車速とに基づいて操舵補助電流指令値が算出され、この操舵補助電流指令値に基づいて、電動モータ１９が駆動制御される。これにより、電動モータ１９から操舵トルクに応じた操舵補助トルクが発生し、この発生した操舵補助トルクは、ウォーム減速機１７で減速されてステアリングシャフト１３に伝達される。
　ステアリングシャフト１３に伝達された操舵トルク及び操舵補助トルクは、中間シャフト２７を介してステアリングギヤ機構３１のピニオン軸３３に伝達される。ピニオン軸３３は、ピニオン歯５９がラック軸６３のラック歯６１と噛合しており、伝達されたトルクがラック軸６３に伝達され、ラック軸６３が軸方向に移動される。
　このようにラック軸６３が軸方向に移動すると、ラック軸６３にボールジョイント６７を介して連結されているタイロッド３５も軸方向に移動し、これに応じて転舵輪（図示せず）が転舵されて、車両が旋回走行される。
　ラック軸６３が軸方向に移動する際、ラック軸６３はラックブッシュ６５の内周面に摺動自在に保持されている。そのため、ラック軸６３と、ラックブッシュ６５の内周面との間の摩擦力によって、ラックブッシュ６５にもラック軸６３を移動させる荷重が伝達される。
　次に、上記構成のラックブッシュ６５の作用を説明する。
　図６Ａはラック軸６３が軸方向一方に移動する際の動作説明図、図６Ｂはラック軸６３が軸方向他方に移動する際の動作説明図である。
　ここで、フランジ７７がハウジング５７の溝開口縁７１から受ける力をＦ１、フランジ７７が弾性復元力により拡径する力をＦ２とする。ラック軸６３が軸方向一方に移動する際にラックブッシュ６５が摩擦により牽引される力をＦ３、ラック軸６３が軸方向他方に移動する際にラックブッシュ６５が摩擦により牽引される力をＦ４とする。ラック軸６３の移動によりラックブッシュ６５が軸方向の力を受けると、軸方向の力が作用する側の傾斜面７９が、溝開口縁７１からの反力を受け、ラックブッシュ６５の軸方向移動を規制することになる。
　特に、フランジ７７の軸方向両側に傾斜面７９が形成された場合には、溝開口縁７１からの反力はバランスよく発生し、Ｆ３、Ｆ４の負荷により軸方向に隙間が生じようとすると、Ｆ２の力によって阻止される。つまり、円周溝６９とフランジ７７との間には、軸方向隙間がより発生し難くなる。これによれば、ラックブッシュ６５は、軸方向の力が作用する側の傾斜面７９と、溝開口縁７１との間における、隙間による打音の発生を抑制できる。
　ラックブッシュ６５は、ハウジング５７への装着時、フランジ７７を円周溝６９に挿入すれば、フランジ７７の軸方向両脇側の傾斜面７９が、溝開口縁７１に当接状態となる。そのため、単に装着するのみの簡単な組付け作業で、ガ夕詰めを実現できる。即ち、ラックブッシュ６５のステアリングギヤ機構３１への組立性が良好となる。また、フランジ７７の傾斜面７９を弾性付勢した状態で円周溝６９に接触（弾接）させるので、フランジ７７や円周溝６９の製造公差を緩和でき、製造コストを低減できる。
　そして、本構成のラックブッシュ６５は、合成樹脂材料により形成されるため、ラックブッシュ６５自体に良好な弾性を付与できる。これにより、フランジ７７に良好な弾性復元力を付与して、円周溝６９との間のガ夕詰め作用を高められる。
　円周溝６９は、軸方向断面が矩形状となるので、溝開口縁７１が円環状の角となる。また、フランジ７７は、前述したように、突出先端側の平坦部７８の軸方向寸法Ｗｔと、突出基端側の軸方向最大寸法Ｗｂと、円周溝６９の軸方向寸法Ｗｇとの関係が、Ｗｔ＜Ｗｇ＜Ｗｂとなっている。そのため、溝開口縁７１の角に傾斜面７９を安定して当接させることができ、フランジ７７の突出先端側の平坦部７８が、円周溝６９の溝底や溝内壁面等に干渉することを確実に防止できる。
　上記のように、フランジ７７は、ハウジング５７の円周溝６９に、径方向外側へ弾性付勢されて挿入されると、軸方向両脇側の傾斜面７９が、円周溝６９の溝開口縁７１に当接した状態となる。これにより、ラックブッシュ６５の軸方向移動が規制され、ラックブッシュ６５は、軸方向に移動可能な隙間を生じることがなくなる。
　更に、ラックブッシュ６５は、Ｏリング８５の弾性反発力によってもハウジング５７の内周面に予圧保持される。これによって、ラックブッシュ６５の径方向に関する隙間の発生を抑制し、径方向のガ夕詰めができる。
　即ち、ラックブッシュ６５は、傾斜面７９と溝開口縁７１との間に作用する反力により径方向隙間をなくす作用と、Ｏリング８５により径方向隙間をなくす作用とが協働して、ラックブッシュ６５の軸方向全域で径方向の隙間を詰めることができる。また、フランジ７７による軸方向のガタ詰め部と、Ｏリング８５による径方向のガ夕詰め部との位置が、軸方向にずれて配置されているので、ラックブッシュ６５が衝撃荷重を受けた場合にも、それぞれの機能に影響が及び難くなる。
　上記したガタ詰めの効果は、フランジ７７の傾斜面７９が軸方向片側に形成された構成よりも、軸方向両側に形成された構成の方が顕著に得られる。また、傾斜面７９が軸方向両側に形成された場合には、打音発生の防止効果を軸方向片側にのみ形成された場合よりも高めることができる。
＜第２構成例＞
　次に、本発明のステアリング装置の第２構成例を説明する。
　図７は第２構成例のラックブッシュ８７を備えるステアリング装置の要部拡大断面図である。以下の説明においては、図１～図６Ａ，図６Ｂに示した部材や部位と同一の部材や部位については同一の符号を付与することで、重複する説明は省略又は簡略化する。
　本構成のステアリング装置２００は、ラックブッシュ８７のフランジ８９に、径方向スリット９１を有する。径方向スリット９１は、軸方向中央部に径方向内側へ窪み、周方向に沿って形成される。
　図８は図７に示したラックブッシュ８７の斜視図である。
　径方向スリット９１は、フランジ８９が軸方向スリット８１により分断されて形成されたブッシュ本体部７３のスリット内壁面で開口する。フランジ８９は、この径方向スリット９１により、径方向スリット９１を挟んで一対の対向壁部９３が対峙する。それぞれの対向壁部９３の径方向スリット９１と反対側の面は、前述した傾斜面７９となっている。フランジ８９は、径方向スリット９１が形成されていることにより、一対の対向壁部９３が、径方向スリット９１の内側に向かって、つまり、相互に接近する方向に僅かに弾性変形可能となっている。
　次に、上記した構成の作用を説明する。
　図９は図８に示したラックブッシュ８７の径方向スリット９１を挟む対向壁部９３の動作説明図である。
　このステアリング装置２００では、フランジ８９が円周溝６９に弾性付勢されて挿入されると、軸方向両脇側の傾斜面７９が溝開口縁７１から反力を受ける。フランジ８９は、この反力により、径方向スリット９１を隔てて対峙する両側の対向壁部９３が、図９に示すように、径方向スリット９１の内側に倒れて僅かに弾性変形する。このため、フランジ８９は、対向壁部９３の弾性復元力によって、円周溝６９との間における軸方向の隙間の発生が更に抑制される。これにより、更に確実なガ夕詰めを実現できる。
　フランジ８９がテーパ状である場合、ハウジング５７の円周溝６９の溝開口縁７１と、フランジ８９の傾斜面７９との当たり方で、ラックブッシュ８７は、フランジ８９の内径側の寸法が敏感に変化する。このため、ブッシュ内径とラック外径との当たり方が変化し、ラック摺動力が敏感に変化する可能性がある。溝開口縁７１と傾斜面７９との当たり位置によっては、ラックブッシュ８７が軸方向から傾く可能性もある。しかし、本構成のステアリング装置２００によれば、そのような場合でも、径方向スリット９１により対向壁部９３が弾性変形し易くなることにより、ラックブッシュ８７の傾きや、ラック摺動力の変化をより確実に抑制できる。
＜第３構成例＞
　次に、ステアリング装置の第３構成例を説明する。
　図１０は第３構成例のラックブッシュ９５を備えるステアリング装置の要部拡大断面図である。
　本構成のステアリング装置３００は、ラックブッシュ９５の内周面に大径部９７を有する。大径部９７は、ラックブッシュ９５のフランジ８９が形成された軸方向領域に、他の内周面よりも大径に形成される。即ち、フランジ８９の内径側である裏側は、大径部９７によって径方向に薄肉化されている。
　図１１は図１０に示したラックブッシュ９５の斜視図である。
　ラックブッシュ９５の内周面は、大径部９７が形成されることにより、フランジ８９の設けられた軸方向一端側が、半径方向内外（図１１中の矢印Ｐ方向に）に変形し易くなる。本構成では、フランジ８９が、軸方向スリット８１により周方向に分断されているので、フランジ８９は、一対の隣接する軸方向スリット８１に挟まれた円弧状の分割円筒壁部が半径方向内外に変位し易くなっている。
　図１２は図１１に示したラックブッシュ９５のXII－XII断面図である。
　ラックブッシュ９５は、内周面に大径部９７が設けられることにより、ラック軸６３に接する内周面との間に段差が形成される。この段差は、ラック軸６３に外挿されたラックブッシュ９５の大径部９７との間に、空隙ｄを形成する。ラックブッシュ９５は、この空隙ｄにより、フランジ８９を円周溝６９（図１０参照）に弾性付勢する予圧力を十分に確保できる。ラックブッシュ９５は、この予圧力によって、フランジ８９がハウジング５７の円周溝６９に圧入され、主に軸方向にガタ詰めされる。また、この空隙ｄは、所謂、逃げ部となる。逃げ部となった空隙ｄは、フランジ８９の圧入反力を弱めて撓み易くしている。これにより、ラックブッシュ９５のステアリングギヤ機構への組立性がより良好となる。
　Ｏリング８５とフランジ８９は、互いに軸方向へオフセットして配置されるので、ラックブッシュ一端側のフランジ８９に作用する反力は、フランジ８９を縮径させ、他端側のブッシュ本体部７３の端部を拡径させる。そのため、ブッシュ本体部７３の端部では、ラックブッシュ９５とハウジング５７との間の径方向隙間が狭くなり、径方向のガタ詰め効果が高まると共に、ラックブッシュ９５とラック軸６３との間の径方向隙間が広がり、ラック軸６３とラックブッシュ９５との接触圧力が低下して、ラック軸６３の摺動力が低減する。更に、空隙ｄの存在によって、ラック軸６３とラックブッシュ９５との接触面積が少なくなるため、これによってもラック軸６３の摺動抵抗が低減する。
　上記構成のステアリング装置３００によれば、ラックブッシュ９５が、フランジ８９が設けられている軸方向領域に、内周面を拡径させた大径部９７を有する。そのため、ラックブッシュ９５は、大径部９７とラック軸６３の外周面との間に空隙ｄが形成され、フランジ８９が、円周溝６９から離反する方向（径方向内側）の変位を許容する。よって、ラックブッシュ９５は、ハウジング５７への組付け時、フランジ８９を空隙ｄへ変位させて、組付けし易く、つまり、挿入抵抗を小さくして組付けできる。これに加え、空隙ｄの分を変位させた状態でフランジ８９を溝開口縁７１（図６Ａ，図６Ｂ参照）に当接させることで、弾性復元力を生じさせてフランジ８９を弾性付勢できる。その結果、径方向と軸方向の双方のガ夕詰めがより高精度で実現可能となる。
　フランジ８９の傾斜面７９が円周溝６９に当接する構成では、フランジ８９の裏側の内径寸法管理が難しい。ラックブッシュ９５は、内周面に大径部９７を設けることにより、逃げ部が形成されるため、フランジ８９の裏側部分の内径がラック軸６３と過度に強く当接して摺動することがなくなる。これにより、本構成のラックブッシュ９５を備えたステアリング装置３００によれば、ラック摺動力をより安定させることができる。
　上記した各構成のステアリング装置によれば、組立性を向上させながら、ハウジングの円周溝（係合溝）と、ラックブッシュのフランジとの間の隙間を、より発生し難くすることができる。
　このように、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、実施形態の各構成を相互に組み合わせることや、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。
　例えば上記の構成例では、複数の軸方向スリットが設けられる場合を例に説明したが、軸方向スリットは少なくとも一つが設けられればよい。
　本出願は２０１７年１月２６日出願の日本国特許出願（特願２０１７－１１９１２）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
　３３　ピニオン軸
　５７　ハウジング
　５９　ピニオン歯
　６１　ラック歯
　６３　ラック軸
　６５　ラックブッシュ
　６９　円周溝
　７１　溝開口縁
　７７　フランジ（突起部）
　７９　傾斜面
　８１　軸方向スリット
　８５　Ｏリング（弾性リング）
　８７　ラックブッシュ
　８９　フランジ（突起部）
　９１　径方向スリット
　９５　ラックブッシュ
　９７　大径部
１００　ステアリング装置
２００　ステアリング装置
３００　ステアリング装置

Claims (8)

  1. 　ラックアンドピニオン式のステアリング装置であって、
    　ラック軸とピニオン軸とを収容し、前記ラック軸のラック歯と前記ピニオン軸のピニオン歯の噛み合いを保持するハウジングと、
    　前記ハウジングの長手方向両端部に配置され、前記ラック軸を軸方向に摺動可能に支持する筒状のラックブッシュと、
    を備え、
    　前記ハウジングは、前記ラックブッシュに対面する内周に円周溝が形成され、
    　前記ラックブッシュは、軸方向に関して一方の端部から他方の端部に向けて延びる軸方向スリットと、ブッシュ外周面から径方向外側に突出する突起部とを有し、
    　前記突起部は、前記径方向外側への突出高さが軸方向に関して徐々に低くなる傾斜面を前記円周溝の溝開口縁に接触させ、径方向外側へ弾性付勢された状態で前記円周溝に挿入されているステアリング装置。
  2. 　前記突起部の傾斜面は、軸方向中央部から軸方向両脇側に向かうにつれて前記突出高さが低くなる一対の傾斜面である請求項１に記載のステアリング装置。
  3. 　前記突起部は、軸方向中央部に径方向内側へ窪む径方向スリットが周方向に沿って形成された請求項１又は請求項２に記載のステアリング装置。
  4. 　前記ラックブッシュは、前記突起部が形成された軸方向領域の内周面に、他の内周面よりも大径な大径部を有する請求項１～請求項３のいずれか一項に記載のステアリング装置。
  5. 　前記ラックブッシュは、合成樹脂材料からなる請求項１～請求項４のいずれか一項に記載のステアリング装置。
  6. 　前記ラックブッシュは、ブッシュ外周から径方向外側に突出して設けられ、前記ハウジングの内周面に当接する弾性リングを有する請求項１～請求項５のいずれか一項に記載のステアリング装置。
  7. 　前記ハウジングの前記円周溝は、軸方向断面が矩形状の溝である請求項１～６のいずれか一項に記載のステアリング装置。
  8. 　前記突起部の前記傾斜面が、前記ハウジングの前記円周溝の溝開口縁に接触して前記ラックブッシュの軸方向移動が規制される請求項１～請求項７のいずれか一項に記載のステアリング装置。
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