JP2014100985A - ラックピニオンステアリング装置用ラックガイド、ラックピニオンステアリング装置、及びラックピニオンステアリング装置用ラックガイドの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】静音性を確保するためにラックガイドとラックガイド基体との密着性を維持した上で、簡易な構成のラックピニオンステアリング装置用ラックガイド、ラックピニオンステアリング装置、及びラックピニオンステアリング装置用ラックガイドの製造方法を提供する。
【解決手段】ケーシングと、ケーシングに回転自在に支持されるピニオンと、ピニオンに噛合するラック歯を有するラックバーと、ラックバーを摺動自在にラックバーに当接する当接部１０３ａ１、１０３ａ２と、当接部に連続しラックバーから離間する逃げ部１０３ｂ１、１０３ｂ２と、を有するラックガイド１０３と、ラックガイドを収容するラックガイド基体と、ラックガイド基体を介してラックガイドをラックバーに付勢する付勢手段と、を備え、逃げ部の厚さ寸法は、当接部の厚さ寸法と異なるラックガイド、ラックガイドを備えるラックピニオンステアリング装置、及びラックガイド製造方法。
【選択図】図４

Description

本発明は、ラックガイド基体への密着性を高めることができるラックピニオンステアリング装置用ラックガイド、当該ラックガイドを備えるラックピニオンステアリング装置及び当該ラックガイドの製造方法に関する。

従来より利用されているラックピニオンステアリング装置は、ケーシングと、ケーシングに回転自在に支持されるピニオンと、当該ピニオンに噛合するラック歯が形成されているラックバーと、ケーシング内に配置されラックバーを摺動自在に支持するラックガイドと、ラックガイドの外面を支持するラックガイド基体と、ラックガイド基体を介しラックバー方向にラックガイドを押圧するスプリングとを備える（特許文献１）。

上記構成のラックピニオンステアリング装置のラックガイドは、可動するラックバーのラックガイドに対して相対移動する際に、ラックバーの摺動抵抗が過度に大きくならないように複数の曲率半径から構成される湾曲面を備えるように成形される部材である。従って、ラックガイド基体もラックガイドを確実に保持するために、ラックガイドの外面に当接するラックガイド基体のラックガイド支持面は、ラックガイドと同様に複数の曲率半径を有する湾曲面を備える相補的な形状に加工されている。

特開２００１−１０５１０号

従来から用いられる加工技術であれば、ラックガイドの外面と相補的な形状にラックガイド支持面を所望の精度で形成することは可能である。しかし、ラックガイドの外面とラックガイド基体の支持面とを高精度で密着させ静音性を確保するためには、ラックガイド、金型、ラックガイドを組み付けるラックガイド基体等の製造工程を簡素化することが難しい。また、製造工程の簡素化が困難であるため、製造コストの更なる低廉化が難しい。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものである。すなわち、静音性を確保するためにラックガイドとラックガイド基体との密着性を維持した上で、簡易な構成のラックピニオンステアリング装置用ラックガイド、ラックピニオンステアリング装置、及びラックピニオンステアリング装置用ラックガイドの製造方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のラックピニオンステアリング装置の第１の態様は、ケーシングと、前記ケーシングに回転自在に支持されるピニオンと、前記ピニオンに噛合するラック歯を有するラックバーと、前記ラックバーを摺動自在に前記ラックバーに当接する当接部と、前記当接部に連続し前記ラックバーから離間する逃げ部と、を有するラックガイドと、前記ラックガイドを収容するラックガイド基体と、前記ラックガイド基体を介して前記ラックガイドを前記ラックバーに付勢する付勢手段と、を備え、前記逃げ部の厚さ寸法は、前記当接部の厚さ寸法と異なる。

また、本発明のラックピニオンステアリング装置の第２の態様によれば、前記第１の態様のラックピニオンステアリング装置であって、前記逃げ部の厚さ寸法は、前記当接部から離れるに従い漸減する。

本発明のラックピニオンステアリング装置の第３の態様によれば、前記第１又は第２の態様のラックピニオンステアリング装置であって、前記当接部の前記ラックバーに当接する当接面は、可塑性材料から構成される面を有する。

本発明のラックピニオンステアリング装置の第４の態様によれば、前記第１乃至第３の態様のいずれかのラックピニオンステアリング装置であって、前記ラックガイド基体に当接する前記ラックガイドの外面が、単一の曲率半径又は中心線に関し左右それぞれ単一の傾きを有する。

本発明のラックピニオンステアリング装置の第５の態様によれば、前記第３の態様のラックピニオンステアリング装置であって、前記可塑材料は、樹脂、多孔質金属又は焼結合金である。

さらに、上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のラックガイド製造方法の第１の態様は、ピニオンとラックバーとが噛合するように前記ラックバーを支持可能で、前記ラックバーに当接する当接部と、前記ラックバーから離間する逃げ部を有する、ラックガイド基体に収容されるラックピニオンステアリング用ラックガイドを製造するラックガイド製造方法であって、前記逃げ部の厚さ寸法が前記当接部の厚さ寸法と異なるように被加工物を所定の厚さにする加工を行う。

また、本発明のラックガイド製造方法の第２の態様によれば、前記第１の態様のラックガイド製造方法であって、前記被加工物の前記ラックバーに当接する前記当接部の当接面になる部位は、樹脂、多孔質金属又は焼結合金からなる面を有している。

本発明のラックガイド製造方法の第３の態様によれば、前記第２の態様のラックガイド製造方法であって、前記被加工物を所定の厚さにする加工は、前記被加工物の前記逃げ部になる部位を圧縮加工することにより行われる。

本発明のラックガイド製造方法の第４の態様によれば、前記第１乃至３の態様のいずれかのラックガイド製造方法であって、前記ラックガイド基体に当接可能なように前記ラックガイドの外面が、単一の曲率半径又は中心線に関し左右それぞれ単一の傾きを有するように曲げ加工を行う。

また、上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のラックピニオンステアリング用ラックガイドの第１の態様は、ピニオンとラックバーとが噛合するように前記ラックバーを支持可能で、ラックガイド基体に収容されるラックピニオンステアリング用ラックガイドであって、前記ラックバーを摺動自在に前記ラックバーに当接できる当接部と、前記当接部に連続し前記ラックバーから離間する逃げ部と、を備え、前記逃げ部の厚さ寸法は、前記当接部の厚さ寸法と異なる。

また、本発明のラックピニオンステアリング用ラックガイドの第２の態様によれば、前記第１の態様のラックピニオンステアリング用ラックガイドであって、前記逃げ部は、前記当接部から離れるに従い厚さが漸減する。

本発明のラックピニオンステアリング用ラックガイドの第３の態様によれば、前記第１又は第２の態様のラックピニオンステアリング用ラックガイドであって、前記ラックバーに当接可能な前記当接部の当接面は、樹脂層、多孔質金属又は焼結合金から構成される面を有する。

本発明のラックピニオンステアリング用ラックガイドの第４の態様によれば、前記第１乃至第３の態様のいずれかのラックピニオンステアリング用ラックガイドであって、前記ラックガイド基体に当接可能な前記ラックガイドの外面が、単一の曲率半径又は中心線に関し左右それぞれ単一の傾きを有する。

本発明にかかるラックピニオンステアリング装置用ラックガイド、ラックピニオンステアリング装置が備えるラックガイド、及びラックピニオンステアリング装置用ラックガイドの製造方法で製造されるラックガイドは、厚さ寸法が互いに異なる、ラックガイド基体に当接するラックガイドの当接部と逃げ部を設けていることにより、外面の曲率半径が単一の寸法で形成されている。従って、ラックガイド基体に支持されるラックガイドの外面の形状が簡素化され、ラックガイドのラックガイド基体に対する密着性を容易に実現できる。結果として、ラックガイドの静音化を実現しつつ、ラックガイドの製造コストを低廉化することができる。

第１の実施形態に係るラックピニオンステアリング装置の一部を模式的に示す一部縦断面部分図である。 図１に示すラックガイド及びラックガイド基体の平面図である。 図２の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った断面図である。 図１に示すラックガイドを拡大し示す拡大断面図である。 図４のＶ部の拡大断面図である。 ラックガイドの製造工程を示す断面図であり、（ａ）は、材料部材がプレスされる前の状態を示し、（ｂ）は、材料部材がプレスされている状態を示す。 第２の実施形態に係るラックガイドを示す断面図である。 第３の実施形態に係るラックガイドを示す断面図である。

以下に、本発明に係るラックピニオンステアリング装置用ラックガイドを備えるラックピニオンステアリング装置の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではない。

〔第１の実施形態〕
図１は、第１の実施形態に係るラックピニオンステアリング装置１０１の一部を模式的に示す縦断面部分図であり、図２は、図１に示すラックガイド１０３及びラックガイド基体１０５の平面図であり、図３は、線ＩＩＩ−ＩＩＩ（ラックガイド基体１０５の直径）に沿った断面図であり、図４は、図１に示すラックガイド１０３を拡大し示す拡大断面図であり、図５は、図４のＶ部の拡大断面図である。なお、図１、図４、図６は、図３と同様に、平面視で互いに同心のラックガイド１０３、ラックガイド基体１０５、固定部１２１の中心線ｘを通り、後述の直線状縁部１１７を２等分する仮想面に沿った断面図である。

図１に示すように、ラックピニオンステアリング装置１０１は、主として、筐体であるケーシング１０７と、ケーシング１０７内に回転自在に支持されるピニオン１０９と、ピニオン１０９に噛合するラック歯１１１ａを備えるラックバー１１１と、ラックバー１１１を摺動自在に当接する当接部１０３ａ１、１０３ａ２と、当接部１０３ａ１、１０３ａ２に連続しラックバー１１１から離間する逃げ部１０３ｂ１、１０３ｂ２とを有するラックガイド１０３と、ラックガイド１０３を収容するラックガイド基体１０５と、ラックガイド基体１０５を介してラックガイド１０３をラックバー１１１に付勢する付勢手段であるである弾性部材１１４と、を備える。逃げ部１０３ｂ１、１０３ｂ２の厚さ寸法は、当接部１０３ａ１、１０３ａ２の厚さ寸法（ＲＯとＲＩの差分）と異なる。なお、厚さ寸法については、図４を参照しつつ後述する。さらに、本実施形態では、ラックガイド基体１０５に当接するラックガイド１０３の支持面を構成する外面Ｑが、単一の曲率半径ＲＯを有する。なお、ラックバー１１１に接する当接部とラックバー１１１に非接触の逃げ部とは、ラックガイド１０３に対するラックバー１１１の摺動面積を調整するために設けられている。

前述のピニオン１０９は円形歯車であり、ステアリング軸１１３の一端部に連結され、他端部は、操作者が操舵するために用いる不図示のステアリングホイールが装着されている。ピニオン１０９は、ケーシング１０７内に配置される一対の転がり軸受１１５により回転可能に支持されている。ステアリング軸１１３の軸心方向（図１の左右方向）に対し交差する方向に延在するラックバー１１１がケーシング１０７を貫通するように配置されている。

ラックバー１１１には、ラック歯１１１ａが設けられ、ラック歯１１１ａは、ピニオン１０９に噛合することでステアリング軸１１３の回転運動は、ピニオン１０９及びラック歯１１１ａを介して、ラックバー１１１の直線運動に変換される。さらに、ラックバー１１１は、ラック歯１１１ａが設けられている部位に連続し、所定の曲率半径を有する円弧状部１１１ｂを有する。

ケーシング１０７内に配置されるラックガイド基体１０５は、図１〜３に示されるように、円柱状の部材であり、図１の上下方向にのみ摺動できるようにケーシング１０７の壁面により移動が規制されている。ラックガイド基体１０５は、コイルスプリング１１４の一端部が当接し、コイルスプリング１１４の一部を収容する弾性部材収容部１０５ａと、弾性部材収容部１０５ａに対向する側であり、ラックバー１１１の円弧状部１１１ｂ側に設けられるラックガイド１０３を収容するための凹部であるラックガイド収容部１０５ｂとを有する。

また、コイルスプリング１１４の他端部は、ケーシング１０７の内壁に固定されている。したがって、コイルスプリング１１４の弾性力により、ラックガイド基体１０５がラックガイド１０３を介し、ラックバー１１１のラック歯１１１ａと、ステアリング軸１１３のピニオン１０９との係合を維持するように付勢される。

図２に示されるように、ラックガイド１０３は、平面視において、互いに平行な２つの直線状縁部１１７と、直線状縁部１１７に連結する２つの円弧状縁部１１９と、を有する。さらに、ラックガイド１０３は、平面視における中心に凹部である固定部１２１が絞り加工等により設けられている。固定部１２１の形状、寸法は適宜変更可能である。固定部１２１は、ラックガイド基体１０５に設けられている貫通口内に挿入され、ラックガイド１０３のラックガイド基体１０５に対する位置決めが行われる。なお、本実施形態では、固定部１２１は、当接部１０３ｂ１、１０３ｂ２により取り囲まれるように配置されている。

図４に示すように、ラックガイド１０３は、ラックガイド１０３の中心線ｘに関し、その断面が左右対称な形状であるので、ラックガイド１０３の右半分の部位について説明する。当接部１０３ａ１の厚さ寸法（曲率中心Ｏに関する半径方向長さ）は一定である。当接部１０３ａ１の外面Ｑは、曲率中心Ｏとする曲率半径がＲＯで示される。当接部１０３ａ１の内面Ｔ１は、曲率中心Ｏとする曲率半径がＲＩで示される。

また、当接部１０３ａ１の他端部に連続するのは、逃げ部１０３ｂ１である。逃げ部１０３ｂ１は、当接部１０３ａ１から離れるに従いその厚さ（曲率中心Ｏに関する半径方向長さ）が漸減している。すなわち、逃げ部１０３ｂ１が当接部１０３ａ１から離れるに従い、逃げ部１０３ｂ１の内面Ｓ１が、外面Ｑに対して近づくように延在する。また、当接部１０３ａ１の内面Ｔ１は、曲率中心Ｏとする曲率半径がＲＯの円周上に延在し、逃げ部１０３ｂ１の内面Ｓ１は、曲率中心Ｏから離間する曲率中心Ｃ１とする曲率半径がＲＰの円周上に延在する。

本実施形態では、ラックバー１１１の円弧状部１１１ｂの曲率半径と、ラックガイド１０３の当接部１０３ａ１、１０３ａ２の曲率半径ＲＯが同一の寸法である。

図４に示す中心線ｘに関し左方に位置する当接部１０３ａ２及び逃げ部１０３ｂ２は、前述の通り、中心線ｘに関し右方に位置する当接部１０３ａ１及び逃げ部１０３ｂ１と左右対称であるので、ラックガイド１０３の内面Ｔ１、Ｔ２が、ラックバー１１１に当接し、ラックガイド１０３の直線状縁部１１７及び円弧状縁部１１９側の逃げ部１０３ｂ１、１０３ｂ２は、ラックバー１１１には当接しない構成である。なお、曲率中心Ｃ１、Ｃ２の位置や、曲率半径ＲＯ、ＲＰ１、ＲＰ２の寸法は、ラックバー１１１の円弧状部１１１ｂに当接する、当接部１０３ａ１、１０３ａ２の領域の大きさに応じて設定できる。

さらに、図５に示すように、ラックガイド１０３は、３層に積層されている部材であり、鋼板等から構成される基盤Ｂと、基盤Ｂ上に青銅系等の金属粉末が焼結され形成される多孔質金属焼結層Ｓと、この多孔質金属焼結層Ｓ上に、四フッ化エチレン樹脂を含有する材料から薄膜状に形成される樹脂層Ｒと、を有する。

また、多孔質金属焼結層Ｓは摺動特性が良好な青銅系材料で構成されているため、ラックバー１１１の円弧状部１１１ｂが樹脂層Ｒ上を摺動することにより樹脂層Ｒが摩耗して多孔質金属焼結層Ｓが露出した状態に至り、多孔質金属焼結層Ｓ上で、ラックバー１１１が摺動したとしても、ラックバー１１１が急激に摩耗したり、焼け付いたりして破損することを防止できる。

なお、ラックガイド１０３に用いる３層構造の部材としては、オイレス工業株式会社製のオイレスドライメットＬＦ、ＳＴ等を使用することができる。樹脂層Ｒを設ける構成であるため、ラックガイド１０３の厚さを容易に調整することが可能である。

上述の通り、樹脂層Ｒの下に多孔質金属焼結層Ｓを設けることにより、樹脂層Ｒの厚みが比較的薄いにも拘わらず、ラックガイド１０３がラックガイドとして機能するために必要な強度を確保できる。

〔ラックガイドの製造方法〕
以下に上述のラックガイド１０３の製造方法について、図６を主として参照しつつ説明する。図６は、ラックガイド１０３の製造工程を示す断面図であり、（ａ）は、材料部材２０３がプレスされる前の状態を示し、（ｂ）は、材料部材２０３がプレスされている状態を示す。なお、本実施形態では、前述の３層構造（図５参照。）を有し、打ち抜き加工により所定の形状及び寸法に形成された被加工物である材料部材２０３を用意する。

本実施形態のプレス装置２０１により、Ｉ）固定部１２１を形成する絞り工程と、ＩＩ）所定の曲率半径を有するように材料部材２０３を曲げる曲げ工程と、ＩＩＩ）所定の厚さに加工する圧縮工程を実行する。なお、本実施形態のプレス装置２０１の構成は、一対のダイ２１１、２１３を除き従来から知られる構成であるので、以下に一対のダイ２１１、２１３について説明する。

一対のダイ２１１、２１３は、それぞれ互いに接離可能に対向配置されている。上側のダイ２１１は、完成品であるラックガイド１０３の内面Ｔ１、Ｔ２、Ｓ１、Ｓ２に相補的なプレス面２１１ａ、２１１ｂを有する。すなわち、第１の上側プレス面２１１ａは、当接部１０３ａ１、１０３ｂ１の当接面である内面Ｔ１、Ｔ２と同じ曲率半径ＲＩを有する凸状面であり、第２の上側プレス面２１１ｂは、逃げ部１０３ｂ１、１０３ｂ２の内面Ｓ１、Ｓ２と同じ曲率半径ＲＰ１、ＲＰ２を有する凸状面である。同様に、下側のダイ２１３は、完成品であるラックガイド１０３の外面Ｑと相補的な下側プレス面２１３ａを有する。すなわち、下側プレス面２１３ａは、ラックガイド１０３の外面Ｑと同じ曲率半径ＲＯを有する凹状面である。

上側のダイ２１１と下側のダイ２１３との間に材料部材２０３を配置し（図６ａ参照。）、上側のダイ２１１と下側のダイ２１３とを不図示の駆動手段により当接させるプレス加工がおこなわれる。

このように、上側のダイ２１１と下側のダイ２１３とを互いに接合することにより、半製品である材料部材２０３は、その第１の面である上面２０３ａが曲率半径ＲＩ、ＲＯを有するように、成形されるとともに、逃げ部１０３ｂ１、１０３ｂ２は、所定の厚さに圧縮（すなわち、塑性変形）される。

本実施形態の製造方法は、樹脂層Ｒを塑性変形させる圧縮工程を備えるが、樹脂層Ｒを研磨することにより逃げ部１０３ｂ１、１０３ｂ２を所定の厚さにする研磨工程を圧縮工程の代わりに設けることも可能である。また、実施形態では、絞り工程と曲げる工程と圧縮工程を一の工程において行う構成としているが、絞り工程と曲げ工程と圧縮工程を別工程とすることも可能である。

〔第２の実施形態〕
図７は、第２の実施形態に係るラックピニオンステアリング装置を構成するラックガイド３０３及びラックガイド基体３０５を図３と同様の断面で示す断面図である。第１の実施形態のラックガイド１０３と異なり、第２の実施形態に係るラックガイド３０３は、所謂Ｙ型であり、ラックガイド３０３が当接するラックバー３１１の外面Ｑ２が斜面から構成されている。なお、ラックガイド３０３、ラックガイド基体３０５を除くラックピニオンステアリング装置を構成する要素は、従来から知られている構成であるのでその詳細な説明は割愛する。

図７に示すように、ラックバー３１１は、ピニオン（図１の参照符号１０９を参照）に噛合するラック歯３１１ａを備える。ラックガイド３０３は、ラックバー３１１を摺動自在に当接する当接部３０３ａ１、３０３ａ２と、当接部３０３ａ１、３０３ａ２の一端に接続する逃げ部３０３ｂ１、３０３ｂ２とを有し、当接部３０３ａ１、３０３ａ２の厚さｔ１と、逃げ部３０３ｂ１、３０３ｂ２の厚さｔ２が異なる。

当接部２０３の当接面である内面Ｔ３、Ｔ４には、ラックバー３１１が当接する。ラックガイド３０３がラックガイド基体３０５内に収容されると、ラックガイド３０３の外面Ｑ２が、ラックガイド基体３０５に当接する。不図示の付勢手段であるであるコイルスプリング（図１の参照符号１１４を参照。）により、ラックガイド基体３０５を介してラックガイド３０３がラックバー３１１に付勢される。従って、ラックガイド基体３０５がラックガイド３０３を介し、ラックバー３１１のラック歯３１１ａと、ピニオン（図１の参照符号１０９を参照。）との係合が維持される。

ラックバー３１１は、ラック歯３１１ａと、ラック歯３１１ａに連続し、固定部３２１の中心を通る中心線ｘに対し末広がりに傾斜するラック歯形成部３１１ｂと、ラック歯形成部３１１ｂに連続し、中心線ｘに対し末窄まりに延在しラックガイド３１１が当接する傾斜部３１１ｃと、傾斜部３１１ａに連続しラックバー３１１に対し図７の左右方向の位置決めを行うための基台部３１１ｄと、を有する。

ラックガイド３０３は、ラックガイド３０３の中心線ｘに関し、その断面が左右対称な形状であるので、ラックガイド３０３の右半分の部位について説明する。当接部３０３ａ１は、その一端部が基部３５１に連続し、当接部３０３ａ１の厚さｔ１は一定である。当接部３０３ａ１の他端部に連続するのは、逃げ部３０３ｂ１である。逃げ部３０３ｂ１は、当接部３０３ａ１から離れるに従いその厚さｔ２が漸減している。すなわち、逃げ部３０３ｂ１が当接部３０３ａ１から離れるに従い、逃げ部３０３ｂ１の内面Ｓ３が、外面Ｑ２に対して近づくように延在する。また、当接部３０３ａ１及び逃げ部３０３ｂ１を構成する外面Ｑ２は、単一の傾きを有する直線状に延在する。従って、右側に延在する当接部３０３ａ１及び逃げ部３０３ｂ１の外面Ｑ２と、左側に延在する当接部３０３ａ２及び逃げ部３０３ｂ２の外面Ｑ２は、中心線ｘに関し左右対称で、それぞれ単一の傾きを有する。

基部３５１は、ラックバー３１１の基台部３１１ｄの形状と相補的な形状を呈し、ラックバー３１１の基台部３１１ｄを収容する凹部である。また、基部３５１のほぼ中央には、第１実施形態のラックガイド１０３の固定部１２１と同様に、絞り加工により形成される有底筒状の固定部３２１（図２の参照符号１２１を参照。）が設けられている。この固定部３２１は、ラックガイド基体３０５に設けられている貫通口に収容されると、ラックガイド基体３０５に対するラックガイド３０３の位置決めがなされる。

中心線ｘに関し左方に位置する当接部３０３ａ２及び逃げ部３０３ｂ２は、前述の通り、中心線ｘに関し右方に位置する当接部３０３ａ１及び逃げ部３０３ｂ１と左右対称であるので、ラックガイド３０３の内面Ｔ３、Ｔ４が、ラックバー３１１に当接し、逃げ部３０３ｂ１、３０３ｂ２は、ラックバー３１１には当接しない構成である。なお、当接部３０３ａ１、３０３ａ２の厚さｔ１及び逃げ部３０３ｂ１、３０３ｂ２の厚さｔ２、逃げ部３０３ｂ１、３０３ｂ２の傾き等は、適宜変更できる。

また、ラッガイド３０３は、図５に示される第１の実施形態と同様に、３層に積層されている部材から形成され、鋼板等から構成される基盤Ｂと、基盤Ｂ上に青銅系等の金属粉末が焼結され形成される多孔質金属焼結層Ｓと、この多孔質金属焼結層Ｓ上に、四フッ化エチレン樹脂を含有する材料から薄膜状に形成される樹脂層Ｒと、を有する。従って、第１の実施形態と同様の作用、効果を奏する。さらに、第１の実施形態と同様に、２層の部材からラックガイド３０３を作製することも可能である。

ラックガイド３０３の製造方法は、第１及び第２の実施形態のラックガイド１０３、３０３の形状が違うため金型の形状は異なるものの、第１の実施形態と同様の工程により作製することが可能である。まず、打ち抜き加工により所定の形状及び寸法に形成された被加工物である材料部材を用意する。プレス装置により、Ｉ）固定部３２１を形成する絞り工程と、ＩＩ）所定の形状に形成するように材料部材を曲げる曲げ工程と、ＩＩＩ）所定の厚さに加工する圧縮工程を実行する。なお、本実施形態のプレス装置の構成は、一対のダイを除き第１の実施形態において説明したプレス装置と同じである。

上側のダイ（図６の参照符号２１１を参照。）は、完成品であるラックガイド３０３の当接部３０３ａ１、３０３ａ２の当接面である内面Ｔ３、Ｔ４、Ｓ３、Ｓ４に相補的なプレス面を有し、下側のダイ（図６の参照符号２１３を参照。）は、完成品であるラックガイド３０３の外面Ｑ２と相補的な下側プレス面（図６の参照符号２１３ａを参照。）を有する。すなわち、すなわち、上側プレス面は、ラックガイド３０３の内面Ｔ３、Ｔ４、Ｓ３、Ｓ４と同じ傾きを有する凹状面であり、下側プレス面は、ラックガイド３０３の外面Ｑ２と同じ傾きを有する凹状面である。もちろん、上側及び下側のダイは、基部３５１の形状に相補的なプレス面を有していることは言うまでもない。

上側のダイと下側のダイとを互いに接合することにより、半製品である材料部材の上面が所定の傾きを有するように当接部３０３ａ１、３０３ａ２が形成される部位が成形されるとともに、逃げ部３０３ｂ１、３０３ｂ２が形成される部位は、所定の厚さに圧縮（すなわち、塑性変形）され、所定の傾きを有する内面Ｓ３、Ｓ４が形成される。一方、材料部材の下面は、所定の傾きを有する外面Ｑ２が形成される。このように、ラックガイド基体３０５に当接するラックガイド３０３の外面Ｑ２の形状が簡素化できるため、両部材の密着性を実現できる。結果として、ラックピニオンステアリング装置の静音性を確保できる。

なお、本実施形態の製造方法は、樹脂層Ｒを塑性変形させる圧縮工程を備えるが、樹脂層Ｒを研磨することにより逃げ部３０３ｂ１、３０３ｂ２を所定の厚さにする研磨工程を圧縮工程の代わりに設けることも可能である。また、実施形態では、絞り工程と曲げる工程と圧縮工程を一の工程において行う構成としているが、絞り工程と曲げ工程と圧縮工程を別工程とすることも可能である。

〔第３の実施形態〕
第３の実施形態に係るラックガイド４０３について図８を参照しつつ説明する。図８は、第３の実施形態に係るラックガイド４０３の断面図である。なお、この断面図は、図３に示す第１の実施形態に係るラックガイド１０３と同様に、固定部４２１の中心線ｘを通り、直線状縁部４１７を２等分する仮想面に沿った断面図である。なお、ラックガイド４０３は、第１の実施形態に係るラックガイド１０３の当接部及び逃げ部の位置を変更する変形例であり、図１に示されるラックピニオンステアリング装置１０１に、ラックガイド１０３の代わりに組み込むことが可能である。従って、図１乃至図４を適宜参照する。また、ラックガイド４０３の特に説明しない構成、効果等は、第１の実施形態に係るラックガイド１０３と同様である。

図８に示すように、ラックガイド４０３は、ラックバー（図１の参照符号１１１参照。）を摺動自在に当接する当接部４０３ａ１、４０３ａ２と、当接部４０３ａ１、４０３ａ２に連続しラックバーから離間する逃げ部４０３ｂ１、４０３ｂ２とを有する。第１の実施形態に係るラックガイド１０３と異なり、直線状縁部４１７に近い部位に当接部４０３ａ１、４０３ａ２が設けられ、ｘ軸の近い部位に、逃げ部４０３ｂ１、４０３ｂ２が設けられている。逃げ部４０３ｂ１、４０３ｂ２の厚さ寸法は、当接部４０３ａ１、４０３ａ２の厚さ寸法（ＲＯとＲＩの差分）と異なる。さらに、本実施形態では、ラックガイド基体（図１の参照符号１０５参照。）に当接するラックガイド４０３の支持面を構成する外面Ｑが、単一の曲率半径ＲＯを有する。

ラックガイド４０３は、平面視において、互いに平行な２つの直線状縁部４１７と、直線状縁部４１７に連結する２つの円弧状縁部（図２の参照符号１１９に対応する部位。）と、を有する。さらに、ラックガイド４０３には、第１の実施形態と同様に、平面視における中心に凹部である固定部４２１が絞り加工等により設けられ、ラックガイド基体（図１の参照符号１０５参照。）に設けられている貫通口内に挿入され、ラックガイド４０３のラックガイド基体に対する位置決めが行われる。なお、本実施形態では、固定部４２１は、逃げ部４０３ｂ１、４０３ｂ２により取り囲まれるように配置されている。

図８に示すように、ラックガイド４０３は、ラックガイド４０３の中心線ｘに関し、その断面が左右対称な形状であるので、ラックガイド４０３の右半分の部位について説明する。第１の実施形態のラックガイド１０３では、中心線ｘ側から直線状縁部１１７に向かい、当接部１０３ａ１及び逃げ部１０３ｂ１の順に設けられているが、本実施形態のラックガイド４０３では、中心線ｘ側から直線状縁部４１７に向かい、逃げ部４０３ｂ１及び当接部４０３ａ１の順に設けられている。

図８の断面視において、逃げ部４０３ｂ１の厚さが、当接部４０３ａ１から離れるに従い漸減している。換言すると、逃げ部４０３ｂ１が中心線ｘから離れるに従い、逃げ部４０３ｂ１の内面Ｓ５が、外面Ｑに対して離れるように延在する。なお、逃げ部４０３ｂ１の内面Ｓ５は、所定の曲率中心を有する円弧状であるが、その曲率中心及び曲率半径は、逃げ部４０３ｂ１の厚さが当接部４０３ａ１の厚さより小さくなるような範囲で適宜選択できる。

他方、逃げ部４０３ｂ１に連続する当接部４０３ａ１の当接面である内面Ｔ５は、曲率中心Ｏとする曲率半径がＲＩの円周上に延在する。当接部４０３ａ１の外面Ｑは、曲率中心Ｏとする曲率半径がＲＯで示される。すなわち、当接部４０３ａ１の厚さ寸法（曲率中心Ｏに関する半径方向長さ）が一定である。

本実施形態では、ラックバー１１１の円弧状部１１１ｂ（図３参照。）の曲率半径と、ラックガイド４０３の当接部４０３ａ１、４０３ａ２の曲率半径ＲＯが同一の寸法である。

図８に示す中心線ｘに関し左方に位置する当接部４０３ａ２及び逃げ部４０３ｂ２は、前述の通り、中心線ｘに関し右方に位置する当接部４０３ａ１及び逃げ部４０３ｂ１と左右対称の関係にあるので、ラックガイド４０３の内面Ｔ５、Ｔ６が、ラックバー１１１（図３参照。）に当接し、ラックガイド４０３の逃げ部４０３ｂ１、４０３ｂ２は、ラックバー１１１には当接しない構成である。なお、当接部４０３ａ１、４０３ａ２の曲率中心Ｏの位置や、曲率半径ＲＯ、ＲＩの寸法は、ラックバー１１１の円弧状部１１１ｂに当接する、当接部４０３ａの領域の大きさに応じて設定できる。

さらに、第１の実施形態のラックガイド１０３と同様に、ラックガイド４０３は、３層に積層されている部材であり、図５に示される鋼板等から構成される基盤Ｂと、基盤Ｂ上に青銅系等の金属粉末が焼結され形成される多孔質金属焼結層Ｓと、この多孔質金属焼結層Ｓ上に、四フッ化エチレン樹脂を含有する材料から薄膜状に形成される樹脂層Ｒと、を有する。

従って、第１の実施形態のラックガイド１０３と同様に、多孔質金属焼結層Ｓ上で、ラックバー１１１が摺動しても、ラックバー１１１が急激に摩耗したり、焼け付いたりして破損することを防止できるという効果を、ラックガイド４０３が奏する。

さらに、ラックガイド４０３に用いる３層構造の部材としては、オイレス工業株式会社製のオイレスドライメットＬＦ、ＳＴ等を使用することができる。樹脂層Ｒを設ける構成であるため、ラックガイド４０３の厚さを容易に調整することが可能である。

上述の通り、樹脂層Ｒの下に多孔質金属焼結層Ｓを設けることにより、樹脂層Ｒの厚みが比較的薄いにも拘わらず、ラックガイド４０３がラックガイドとして機能するために必要な強度を確保できる。

さらに、本実施形態のラックガイド４０３の製造方法は、逃げ部や当接部の形状や寸法に相補的な形状を有する一対のダイを使用すること以外は、第１の実施形態と同様であるので詳細は割愛する。

第１及び第３の実施形態に係る逃げ部１０３ｂ１、１０３ｂ２、４０３ｂ１、４０３ｂ２を適宜組み合わせることによりラックガイドを構成することも可能である。すなわち、ｘ中心線側と直線状縁部４１７側に互いに離間する複数の逃げ部を設け、その間に当接部を設ける構成である。また、ｘ中心線に関し左右対称に逃げ部及び当接部を備えるラックガイドではなく、左右非対称に当接部及び逃げ部の数や寸法を異ならせる構成とすることも可能である。上述の製造方法によれば、逃げ部は、圧縮行程を利用しているため、同一のラックガイド基体を用いる場合は上側の金型の形状を変更するのみで種々の逃げ部及び当接部を備えるラックガイドを比較的簡易な方法で作製することができる。もちろん、圧縮行程の代わりに研磨工程を用いることも可能である。同様に、第２の実施形態に係る当接部３０３ａ１、３０３ｂ１及び逃げ部３０３ｂ１、３０３ｂ２の位置、数、寸法等も適宜変更できる。

また、上記第１及び第２の実施形態のラックガイド１０３、３０３は、中心軸心ｘに関し、ほぼ中央に位置する当接部１０３ａ１、１０３ａ２と、直線上縁部１１７側の逃げ部１０３ｂ１、１０３ｂ２を備える構成であるが、本発明のラックガイドは、当該構成に限定されない。すなわち、特許文献１に開示されるラックガイドのように、当接部１０３ａ１、１０３ａ２内にさらに曲率半径の異なる領域を設け、ラックバー１１１の円弧状部１１１ｂに接触する領域を少なくする構成とすることも可能である。

第１及び第３の実施形態では、ラックガイド１０３、４０３は、直線状縁部１１７、４１７及び円弧状縁部１１９を有する構成であるが、本発明は、このラックガイドに限定されない。例えば、直線状縁部の両端を、曲線状縁部の代わりに直線状に延びる縁部で連結する所謂短冊型のラックガイド等においても、本発明が適用できることは言うまでもない。

なお、第１乃至第３の実施形態のラックガイド１０３、３０３、４０３は、樹脂層Ｒを有する３層構造の部材から構成されているが、本発明は、この構成に限定されない。例えば、基板Ｂに、多孔質金属焼結層Ｓ又は固体潤滑剤を含有する金属焼結合金層が積層される２層構造の部材を用いてラックガイドを形成することも可能である。なお、固体潤滑剤を含有する金属焼結金属層を有する２層構造の部材としてオイレス株式会社製のオイレスタフメット等が挙げられる。２層構造の部材を利用する場合においても、逃げ部は、多孔質金属焼結層又は固体潤滑剤を含有する金属焼結合金層を研磨する工程により形成することも可能である。

第１乃至第３の実施形態の逃げ部の厚さは、当接部から離間するに従い漸減する構成としているが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、逃げ部と当接部との間に段差を設ける構成とすることも可能である。また、第１乃至第３の実施形態のラックガイド１０３、３０３、４０２の逃げ部の内面は円弧形状又は直線形状であるが、ラックバー１１１、３１１に接触しない範囲で種々の形状に変更できることは言うまでもない。

１０１ ラックピニオンステアリング装置
１０３、３０３、４０３ ラックガイド
１０３ａ１、１０３ａ２、３０３ａ１、３０３ａ２、４０３ａ１、４０３ａ２ 当接部
１０３ｂ１、１０３ｂ２、３０３ｂ１、３０３ｂ２、４０３ｂ１、４０３ｂ２ 逃げ部
１０５、３０５ ラックガイド基体
１０７ ケーシング
１０９ ピニオン
１１１、３１１ ラックバー
１１３ ステアリング軸
１１４ コイルスプリング
２０１ プレス装置
２０３ 材料部材
２１１、２１３ ダイ
Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６ 内面
Ｑ、Ｑ２ 外面

〔第１の実施形態〕
図１は、第１の実施形態に係るラックピニオンステアリング装置１０１の一部を模式的に示す縦断面部分図であり、図２は、図１に示すラックガイド１０３及びラックガイド基体１０５の平面図であり、図３は、図２の線ＩＩＩ−ＩＩＩ（ラックガイド基体１０５の直径）に沿った断面図であり、図４は、図１に示すラックガイド１０３を拡大し示す拡大断面図であり、図５は、図４のＶ部の拡大断面図である。なお、図１、図４、図６は、図３と同様に、平面視で互いに同心のラックガイド１０３、ラックガイド基体１０５、固定部１２１の中心線ｘを通り、後述の直線状縁部１１７を２等分する仮想面に沿った断面図である。

図１に示すように、ラックピニオンステアリング装置１０１は、主として、筐体であるケーシング１０７と、ケーシング１０７内に回転自在に支持されるピニオン１０９と、ピニオン１０９に噛合するラック歯１１１ａを備えるラックバー１１１と、ラックバー１１１を摺動自在に当接する当接部１０３ａ１、１０３ａ２と、当接部１０３ａ１、１０３ａ２に連続しラックバー１１１から離間する逃げ部１０３ｂ１、１０３ｂ２とを有するラックガイド１０３と、ラックガイド１０３を収容するラックガイド基体１０５と、ラックガイド基体１０５を介してラックガイド１０３をラックバー１１１に付勢する付勢手段である弾性部材１１４と、を備える。逃げ部１０３ｂ１、１０３ｂ２の厚さ寸法は、当接部１０３ａ１、１０３ａ２の厚さ寸法（ＲＯとＲＩの差分）と異なる。なお、厚さ寸法については、図４を参照しつつ後述する。さらに、本実施形態では、ラックガイド基体１０５に当接するラックガイド１０３の支持面を構成する外面Ｑが、単一の曲率半径ＲＯを有する。なお、ラックバー１１１に接する当接部１０３ａ１、１０３ａ２とラックバー１１１に非接触の逃げ部とは、ラックガイド１０３に対するラックバー１１１の摺動面積を調整するために設けられている。

前述のピニオン１０９は円形歯車であり、ステアリング軸１１３の一端部に連結され、他端部には、操作者が操舵するために用いる不図示のステアリングホイールが装着されている。ピニオン１０９は、ケーシング１０７内に配置される一対の転がり軸受１１５により回転可能に支持されている。ステアリング軸１１３の軸心方向（図１の左右方向）に対し交差する方向に延在するラックバー１１１がケーシング１０７を貫通するように配置されている。

図２に示されるように、ラックガイド１０３は、平面視において、互いに平行な２つの直線状縁部１１７と、直線状縁部１１７に連結する２つの円弧状縁部１１９と、を有する。さらに、ラックガイド１０３は、平面視における中心に凹部である固定部１２１が絞り加工等により設けられている。固定部１２１の形状、寸法は適宜変更可能である。固定部１２１は、ラックガイド基体１０５に設けられている貫通口内に挿入され、ラックガイド１０３のラックガイド基体１０５に対する位置決めが行われる。なお、本実施形態では、固定部１２１は、当接部１０３ａ１、１０３ａ２により取り囲まれるように配置されている。

当接部３０３ａ１、３０３ａ２の当接面である内面Ｔ３、Ｔ４には、ラックバー３１１が当接する。ラックガイド３０３がラックガイド基体３０５内に収容されると、ラックガイド３０３の外面Ｑ２が、ラックガイド基体３０５に当接する。不図示の付勢手段であるであるコイルスプリング（図１の参照符号１１４を参照。）により、ラックガイド基体３０５を介してラックガイド３０３がラックバー３１１に付勢される。従って、ラックガイド基体３０５がラックガイド３０３を介し、ラックバー３１１のラック歯３１１ａと、ピニオン（図１の参照符号１０９を参照。）との係合が維持される。

ラックバー３１１は、ラック歯３１１ａと、ラック歯３１１ａに連続し、固定部３２１の中心を通る中心線ｘに対し末広がりに傾斜するラック歯形成部３１１ｂと、ラック歯形成部３１１ｂに連続し、中心線ｘに対し末窄まりに延在しラックガイド３１１が当接する傾斜部３１１ｃと、傾斜部３１１ｃに連続しラックバー３１１に対し図７の左右方向の位置決めを行うための基台部３１１ｄと、を有する。

また、ラックガイド３０３は、図５に示される第１の実施形態と同様に、３層に積層されている部材から形成され、鋼板等から構成される基盤Ｂと、基盤Ｂ上に青銅系等の金属粉末が焼結され形成される多孔質金属焼結層Ｓと、この多孔質金属焼結層Ｓ上に、四フッ化エチレン樹脂を含有する材料から薄膜状に形成される樹脂層Ｒと、を有する。従って、第１の実施形態と同様の作用、効果を奏する。さらに、第１の実施形態と同様に、２層の部材からラックガイド３０３を作製することも可能である。

上側のダイ（図６の参照符号２１１を参照。）は、完成品であるラックガイド３０３の当接部３０３ａ１、３０３ａ２の当接面である内面Ｔ３、Ｔ４、Ｓ３、Ｓ４に相補的なプレス面を有し、下側のダイ（図６の参照符号２１３を参照。）は、完成品であるラックガイド３０３の外面Ｑ２と相補的な下側プレス面（図６の参照符号２１３ａを参照。）を有する。すなわち、上側プレス面は、ラックガイド３０３の内面Ｔ３、Ｔ４、Ｓ３、Ｓ４と同じ傾きを有する凹状面であり、下側プレス面は、ラックガイド３０３の外面Ｑ２と同じ傾きを有する凹状面である。もちろん、上側及び下側のダイは、基部３５１の形状に相補的なプレス面を有していることは言うまでもない。

図８に示すように、ラックガイド４０３は、ラックバー（図１の参照符号１１１参照。）を摺動自在に当接する当接部４０３ａ１、４０３ａ２と、当接部４０３ａ１、４０３ａ２に連続しラックバーから離間する逃げ部４０３ｂ１、４０３ｂ２とを有する。第１の実施形態に係るラックガイド１０３と異なり、直線状縁部４１７に近い部位に当接部４０３ａ１、４０３ａ２が設けられ、中心線ｘの近い部位に、逃げ部４０３ｂ１、４０３ｂ２が設けられている。逃げ部４０３ｂ１、４０３ｂ２の厚さ寸法は、当接部４０３ａ１、４０３ａ２の厚さ寸法（ＲＯとＲＩの差分）と異なる。さらに、本実施形態では、ラックガイド基体（図１の参照符号１０５参照。）に当接するラックガイド４０３の支持面を構成する外面Ｑが、単一の曲率半径ＲＯを有する。

第１及び第３の実施形態に係る逃げ部１０３ｂ１、１０３ｂ２、４０３ｂ１、４０３ｂ２を適宜組み合わせることによりラックガイドを構成することも可能である。すなわち、中心線ｘ側と直線状縁部４１７側に互いに離間する複数の逃げ部を設け、その間に当接部を設ける構成である。また、中心線ｘに関し左右対称に逃げ部及び当接部を備えるラックガイドではなく、左右非対称に当接部及び逃げ部の数や寸法を異ならせる構成とすることも可能である。上述の製造方法によれば、逃げ部は、圧縮行程を利用しているため、同一のラックガイド基体を用いる場合は上側の金型の形状を変更するのみで種々の逃げ部及び当接部を備えるラックガイドを比較的簡易な方法で作製することができる。もちろん、圧縮工程の代わりに研磨工程を用いることも可能である。同様に、第２の実施形態に係る当接部３０３ａ１、３０３ｂ１及び逃げ部３０３ｂ１、３０３ｂ２の位置、数、寸法等も適宜変更できる。

また、上記第１及び第２の実施形態のラックガイド１０３、３０３は、中心線ｘに関し、ほぼ中央に位置する当接部１０３ａ１、１０３ａ２と、直線上縁部１１７側の逃げ部１０３ｂ１、１０３ｂ２を備える構成であるが、本発明のラックガイドは、当該構成に限定されない。すなわち、特許文献１に開示されるラックガイドのように、当接部１０３ａ１、１０３ａ２内にさらに曲率半径の異なる領域を設け、ラックバー１１１の円弧状部１１１ｂに接触する領域を少なくする構成とすることも可能である。

Claims (13)

1. ケーシングと、
   前記ケーシングに回転自在に支持されるピニオンと、
   前記ピニオンに噛合するラック歯を有するラックバーと、
   前記ラックバーを摺動自在に前記ラックバーに当接する当接部と、前記当接部に連続し前記ラックバーから離間する逃げ部と、を有するラックガイドと、
   前記ラックガイドを収容するラックガイド基体と、
   前記ラックガイド基体を介して前記ラックガイドを前記ラックバーに付勢する付勢手段と、を備え、
   前記逃げ部の厚さ寸法は、前記当接部の厚さ寸法と異なることを特徴とするラックピニオンステアリング装置。
2. 前記逃げ部の厚さ寸法は、前記当接部から離れるに従い漸減することを特徴とする請求項１に記載のラックピニオンステアリング装置。
3. 前記当接部の前記ラックバーに当接する当接面は、可塑性材料から構成される面を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のラックピニオンステアリング装置。
4. 前記ラックガイド基体に当接する前記ラックガイドの外面が、単一の曲率半径又は中心線に関し左右それぞれ単一の傾きを有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のラックピニオンステアリング装置。
5. 前記可塑材料は、樹脂、多孔質金属又は焼結合金であることを特徴とする請求項３に記載のラックガイド製造方法。
6. ピニオンとラックバーとが噛合するように前記ラックバーを支持可能で、前記ラックバーに当接する当接部と、前記ラックバーから離間する逃げ部を有する、ラックガイド基体に収容されるラックピニオンステアリング用ラックガイドを製造するラックガイド製造方法であって、
   前記逃げ部の厚さ寸法が前記当接部の厚さ寸法と異なるように被加工物を所定の厚さにする加工を行うことを特徴とするラックピニオンステアリング装置用のラックガイド製造方法。
7. 前記被加工物の前記ラックバーに当接する前記当接部の当接面になる部位は、樹脂、多孔質金属又は焼結合金からなる面を有していることを特徴とする請求項６に記載のラックガイド製造方法。
8. 前記被加工物を所定の厚さにする加工は、前記被加工物の前記逃げ部になる部位を圧縮加工することにより行われることを特徴とする請求項７に記載のラックガイド製造方法。
9. 前記ラックガイド基体に当接可能なように前記ラックガイドの外面が、単一の曲率半径又は中心線に関し左右それぞれ単一の傾きを有するように曲げ加工を行うことを特徴とする請求項６〜８のいずれか一項に記載のラックガイド製造方法。
10. ピニオンとラックバーとが噛合するように前記ラックバーを支持可能で、ラックガイド基体に収容されるラックピニオンステアリング用ラックガイドであって、
    前記ラックバーを摺動自在に前記ラックバーに当接できる当接部と、
    前記当接部に連続し前記ラックバーから離間する逃げ部と、を備え、
    前記逃げ部の厚さ寸法は、前記当接部の厚さ寸法と異なることを特徴とするラックピニオンステアリング用ラックガイド。
11. 前記逃げ部は、前記当接部から離れるに従い厚さが漸減することを特徴とする請求項１０に記載のラックピニオンステアリング用ラックガイド。
12. 前記ラックバーに当接可能な前記当接部の当接面は、樹脂層、多孔質金属又は焼結合金から構成される面を有することを特徴とする請求項１０又は１１に記載のラックピニオンステアリング用ラックガイド。
13. 前記ラックガイド基体に当接可能な前記ラックガイドの外面が、単一の曲率半径又は中心線に関し左右それぞれ単一の傾きを有することを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか一項に記載のラックピニオンステアリング用ラックガイド。

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