JP2004256029A

JP2004256029A - ラックブッシュおよび車両用操舵装置

Info

Publication number: JP2004256029A
Application number: JP2003049840A
Authority: JP
Inventors: Motoo Seki; 元生関
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 2003-02-26
Filing date: 2003-02-26
Publication date: 2004-09-16

Abstract

【課題】自動車の操舵装置等のラックブッシュでは、摺動抵抗が大きい。
【解決手段】本ラックブッシュ１９では、筒状の本体３１と、この本体３１の内周面３２に形成されラック軸１６の外周面３３に概ね点接触可能な複数の突起３６とを備える。これらの突起３６によってラック軸１６を軸長方向に摺動自在に支持する。突起３６は、内周面３２の全体に均等に分散して配置される。各突起３６は、略半球状をなす。本ラックブッシュ１９は、ラック軸１６をがたつきなく安定して支持でき、しかも、ラック軸１６を突起３６と点接触させることで、ラック軸１６の摺動抵抗を小さくできる。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用操舵装置、およびこれ等に利用されるラックブッシュに関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用操舵装置には、車輪を操向するために、ステアリングホイールの回転に連動して軸方向移動するラック軸を有するものがある。ラック軸は、これを収容するハウジングの保持孔に筒状のラックブッシュを介して摺動自在に支持される。
従来のラックブッシュには、その内周面の一部を平面に形成し、この平面とラック軸とを線接触させるものがある。
【０００３】
また、このようなラックブッシュには、その内周面が、グリースを溜めるために多数の凹部を有するいわゆるディンプル形状に形成されるものもある。
また、ラックブッシュの軸方向中間部の内周面に、ラック軸と線接触する単一の環状の突起を形成し、突起の背後となるラックハウジングに逃げ溝を設け、ラックブッシュの突起がラック軸から過大な力を受けるときに、突起に対応するラックブッシュの外周部が逃げ溝に逃げるようにするものもある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
実用新案登録２５７６１９２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した何れのラックブッシュにおいても、ラックブッシュとラック軸とが線接触するので、ラック軸の摺動抵抗が大きい。逆に、この摺動抵抗を小さくしようとすると、ラック軸ががたつく虞がある。
そこで、本発明の目的は、上述の技術的課題を解決し、がたつきの発生を防止でき、且つ摺動抵抗を小さくできるラックブッシュとこれを利用する車両用操舵装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
第１の発明のラックブッシュは、筒状の本体と、この本体の内周面に形成されラック軸の外周面に概ね点接触可能な複数の突起とを備え、これらの突起によってラック軸を軸長方向に摺動自在に支持することを特徴とする。この発明によれば、複数の突起を介してラック軸の径方向移動を規制して、ラック軸をがたつきなく安定して支持でき、しかも、ラック軸を突起と点接触させることで、ラック軸の摺動抵抗を小さくできる。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明において、上記複数の突起が本体の内周面の全体に均等に分散して配置されることを特徴とする。この発明によれば、ラック軸をより安定した状態で支持できる。また、仮に、ラックブッシュがラック軸からの過大な力を受けるとしても、この力を多数の突起で分散させて、点接触を維持することができる。
第３の発明は、第１および第２の発明において、上記突起は略半球状をなすことを特徴とする。この発明によれば、点接触でき且つ高強度の突起を実現できる。
【０００８】
第４の発明の車両用操舵装置は、第１から第３の発明のラックブッシュによってラック軸を軸長方向に摺動自在に支持する車両用操舵装置において、上記ラックブッシュの本体の内周面とラック軸の外周面との間に、突起を取り囲んで潤滑剤を保持できる収容空間が形成されることを特徴とする。この発明によれば、収容空間に保持される潤滑剤により、ラック軸の摺動抵抗をより一層小さくすることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態のラックブッシュを、自動車のステアリング装置に用した例に基づき図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の一実施形態のステアリング装置の概略構成を示す模式図である。図１を参照する。
本ステアリング装置１は、車輪２を操向するためにステアリングホイール３の動きを伝達するステアリングシャフト４と、ステアリングシャフト４を内部に通して回転自在に支持するステアリングコラム５と、ステアリングシャフト４の動きに応じて車輪２を操向するための操舵装置７とを有する。ステアリングシャフト４の一方の端部８にステアリングホイール３が連結され、他方の端部９に自在継手１０、中間軸１１等を介して操舵装置７が連結される。
【００１０】
操舵装置７は、ステアリングホイール３の回動に連動するピニオン１４と、このピニオン１４と噛み合うラック１５が設けられる長尺のラック軸１６と、ラック軸１６を概ね収容し車体（図示せず）に支持されるラックハウジング１７と、ラックハウジング１７に支持されピニオン１４を回動自在に支持する一対の軸受１８と、ラック軸１６をその軸長方向Ｓに摺動自在に支持する一対のラックブッシュ１９と、ラック軸１６をピニオン１４へ向けて付勢しながらラック軸１６を軸長方向Ｓに移動自在に支持するラックガイド装置２０とを有している。ラック軸１６の両端に車輪２が操向可能に連結される。
【００１１】
ステアリングホイール３が回されると、その回転がステアリングシャフト４等を介して操舵装置７に伝達されて、車輪２を操向することができる。
本実施形態では、図２に示すように、ラックブッシュ１９は、筒からなる本体３１と、この本体３１の内周面３２に形成された複数の突起３６（一部のみ図示）とを備える。各突起３６の先端３７がラック軸１６の外周面３３に概ね点接触可能とされる。
【００１２】
ラックブッシュ１９は、本体３１と突起３６とを一体に単一の合成樹脂材料を用いて樹脂成形されてなる。上述の合成樹脂材料としては、熱可塑性ポリエステル系エラストマー（ＴＰＥＥ）、その他の熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）等の合成樹脂を例示できる。合成樹脂部材製のラックブッシュ１９であれば、異音の発生を防止するのに好ましい。
本体３１の内周面３２および外周面３８は、円筒面にそれぞれ形成される。
【００１３】
複数の突起３６は、本体３１の内周面３２の全体に均等に分散して配置される。突起３６は、内周面３２から径方向の内方へ突出し、ラック軸１６がラックブッシュ１９に嵌合される前の状態で、各突起３６の全体形状は、例えば、略半球状をなし、先端３７が凸湾曲する。内周面３２からの突起３６の突出量は、例えば、０．５ｍｍ〜１ｍｍとされる。
本ラックブッシュ１９にラック軸１６が嵌合された状態では、各突起３６は嵌合前の形状を概ね維持しながら、各突起３６の先端３７だけがラック軸１６の外周面３３に点接触し、これらの突起３６によってラック軸１６を軸長方向Ｓに摺動自在に支持している。
【００１４】
本体３１の内周面３２とラック軸１６の外周面３３との間には、環状をなす所定量の隙間が空けられ、ここに潤滑剤４０を保持できる収容空間４１が形成される。本体３１の内周面３２とラック軸１６の外周面３３との間の隙間量は、突起３６の突出量とほぼ等しいかまたはこの突出量よりもやや小さく設定される。
図３に示すように、ラック軸１６の外周面３３は、ラックブッシュ１９を挿通しこれと相対摺動する摺動部４３を有する。摺動部４３は、ラック軸１６の軸長方向Ｓに沿って真直に延びる面、例えば、円筒面からなり、突起３６と引っ掛かりなく点接触できる。
【００１５】
ラック軸１６の軸長方向Ｓに関するラックハウジング１７の端部５１には、ラックブッシュ１９を保持する保持部としての保持孔５２がそれぞれ形成されている。ラックブッシュ１９は、位置決め手段としての保持孔５２の側壁５３および止め輪５５により、ラック軸１６の軸長方向Ｓに位置決めされている。ラックハウジング１７の保持孔５２の内周５４は、ラックブッシュ１９の本体３１の外周面３８のほぼ全体と当接し、ラックブッシュ１９の外周面３８の径方向外方への変形を規制する。仮に過大な力がラックブッシュ１９にかかる場合であっても、点接触を維持するのに好ましい。
【００１６】
図２を参照して、本ラックブッシュ１９は、複数の突起３６を介してラック軸１６の径方向移動を規制して、ラック軸１６をがたつきなく安定して支持でき、しかも、ラック軸１６を突起３６に点接触させることで、接触面積を小さくでき、ラック軸１６の摺動抵抗を小さくできる。
また、がたつきに伴う異音の発生を抑制することもできる。
複数の突起３６が本体３１の内周面３２の全体に均等に分散して配置される。これにより、ラック軸１６をより安定した状態で支持できる。また、仮に、ラックブッシュ１９がラック軸１６からの過大な力を受けるとしても、この力を多数の突起３６で分散させて、点接触を維持することができ、また、各突起３６にかかる力を小さくすることもでき、突起３６の耐久性を高めることもできる。
【００１７】
複数の突起３６は、例えば、ラック軸１６の周方向および軸長方向Ｓに関して均等に並び、安定に支持するためには、周方向に関して少なくとも３つが並ぶことが、また、軸長方向Ｓに関して少なくとも２つが並ぶことが、好ましい。
突起３６は略半球状をなすことにより、点接触できて、しかも高強度を達成できる。なお、略半球状としては、半球状および概ね半球状であればよい。
収容空間４１に保持される潤滑剤４０により、ラック軸１６の摺動抵抗をより一層小さくすることができる。潤滑剤４０としては、グリース等の公知のものを利用することができる。
【００１８】
また、収容空間４１は突起３６を取り囲んで接近して設けられる。収容空有漢４１に潤滑剤４０を収容しておくことで、ラック軸１６と接触する突起３６の先端３７に潤滑剤４０を供給し易い。また、収容空間４１は、本体３１の内周面３２とラック軸１６の外周面３３との間の環状空間のうちの大部分を占め、潤滑剤４０の収容量を大きくでき、その結果、潤滑剤４０を長期間補給せずに済む。
また、本ラックブッシュ１９は、滑り軸受であるので、転がり軸受に比べて構造を簡素化できる。
【００１９】
なお、本発明の実施形態は、上述のものに限定されず、以下の変形例を考えることができる。以下、上述の実施形態と異なる点を中心に説明し、同様の構成については説明を省略して同じ符号を付しておく。
ラックブッシュ１９としては、筒状であればよい。例えば、ラックブッシュ１９の本体３１に軸長方向Ｓに延びるスリット（図示せず）を形成してもよい。また、このスリットを軸長方向Ｓに関して本体３１の一端から他端にまで形成し、ラックブッシュ１９を周方向に有端状に形成してもよい。
【００２０】
摺動抵抗を小さくするための突起３６として、例えば、突起３６の全体形状を、円錐形状等の先細り形状とすることも考えられる。要は、突起３６の先端３７が、ラック軸１６に概ね点接触できるような形状、例えば、凸湾曲形状、尖った形状等に形成されることにより、ラック軸１６の摺動抵抗を小さくできる。
また、複数の突起３６を本体３１の内周面３２に部分的に配置することも考えられ、このような場合でも、ラック軸１６に点接触可能な複数の突起３６によりラック軸１６の摺動抵抗を小さくできる。
【００２１】
また、操舵装置７としては、一対のラックブッシュ１９のうちの一方を省略したものも考えられる。また、本ラックブッシュ１９を、自動車のステアリング装置１以外の機械装置に利用することも考えられる。その他、本発明の特許請求の範囲で種々の変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態のラックブッシュを用いるステアリング装置の概略構成の側面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ断面を示すラックブッシュ等の断面図である。
【図３】図２のＩＩＩ− ＩＩＩ断面を示すラックブッシュ等の断面図である。
【符号の説明】
７車両用操舵装置
１６ラック軸
１９ラックブッシュ
３１本体
３２本体の内周面
３３ラック軸の外周面
３６突起
４０潤滑剤
４１収容空間
Ｓラック軸の軸長方向

Claims

筒状の本体と、この本体の内周面に形成されラック軸の外周面に概ね点接触可能な複数の突起とを備え、これらの突起によってラック軸を軸長方向に摺動自在に支持することを特徴とするラックブッシュ。
請求項１に記載のラックブッシュにおいて、上記複数の突起が本体の内周面の全体に均等に分散して配置されることを特徴とするラックブッシュ。
請求項１または２に記載のラックブッシュにおいて、上記突起は、略半球状をなすことを特徴とするラックブッシュ。
請求項１から３の何れかに記載のラックブッシュによってラック軸を軸長方向に摺動自在に支持する車両用操舵装置において、上記ラックブッシュの本体の内周面とラック軸の外周面との間に、突起を取り囲んで潤滑剤を保持できる収容空間が形成されることを特徴とする車両用操舵装置。