JP2016065593A - ラックガイドおよび当該ラックガイドを備えるラックピニオン式舵取り装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ギアケースに軸支されたピニオンとラック歯を介して噛合するラックバーを、軸心方向に移動可能に支持するラックガイドおよび当該ラックガイドを備えるラックピニオン式舵取り装置であって、ラックガイドによるラックバーの支持状態を、安定して堅固に維持することが可能なラックガイドおよび当該ラックガイドを備えるラックピニオン式舵取り装置を提供する。
【解決手段】ラックバー３におけるラック歯３ａが形成される側と反対側の凸面３ｂと、摺動可能に接触する凹面形状の摺動支持面６ａを有し、摺動支持面６ａの表面は、樹脂コーティング被膜１０によって被覆され、樹脂コーティング被膜１０の表面に、摺動支持面６ａの表面粗さを構成する微細な凸部６１の頂点が位置する。
【選択図】図３
【解決手段】ラックバー３におけるラック歯３ａが形成される側と反対側の凸面３ｂと、摺動可能に接触する凹面形状の摺動支持面６ａを有し、摺動支持面６ａの表面は、樹脂コーティング被膜１０によって被覆され、樹脂コーティング被膜１０の表面に、摺動支持面６ａの表面粗さを構成する微細な凸部６１の頂点が位置する。
【選択図】図３
Description
本発明は、ラックガイドおよび当該ラックガイドを備えるラックピニオン式舵取り装置の技術に関する。
一般的に、ラックピニオン式舵取り装置は、ギアケース、該ギアケースに軸支されるピニオン、該ピニオンに噛合するラック歯が形成されたラックバー、前記ギアケース内において該ラックバーを摺動可能に支持するラックガイド、および該ラックガイドを前記ラックバーに押付けるように付勢するコイルバネなどにより構成される。
前記ラックガイドは、従来から、Ｆｅ系焼結金属または合成樹脂より形成されている。
ここで、Ｆｅ系焼結金属からなるラックガイドは、ラックバーより受ける衝撃荷重に対して十分な機械的強度を有するものの、摺動摩擦抵抗が大きいために、舵取り装置全体としての効率が低下し、操作性悪化の要因となる可能性があった。
一方、合成樹脂からなるラックガイドは、摺動摩擦抵抗が小さいために、舵取り装置全体としての効率の向上化を図ることができるものの、ラックバーより受ける衝撃荷重に対しての機械的強度が劣るために、舵取り装置全体としての耐久性に影響を与える可能性があった。
前記ラックガイドは、従来から、Ｆｅ系焼結金属または合成樹脂より形成されている。
ここで、Ｆｅ系焼結金属からなるラックガイドは、ラックバーより受ける衝撃荷重に対して十分な機械的強度を有するものの、摺動摩擦抵抗が大きいために、舵取り装置全体としての効率が低下し、操作性悪化の要因となる可能性があった。
一方、合成樹脂からなるラックガイドは、摺動摩擦抵抗が小さいために、舵取り装置全体としての効率の向上化を図ることができるものの、ラックバーより受ける衝撃荷重に対しての機械的強度が劣るために、舵取り装置全体としての耐久性に影響を与える可能性があった。
そこで、これらの問題点を解決するための手段として、例えば、Ｆｅ系焼結金属やアルミニウム合金などの金属部材によって形成されるラックガイド本体と、表面に合成樹脂層が被覆され、前記ラックガイド本体に固着される摺動板片と、などにより構成されるラックガイドに関する技術が知られている。
より具体的には、従来のラックガイドは、中央に孔部を有したラックガイド本体と、同じく中央に突起部を有した摺動板片とにより構成され、ラックガイド本体の孔部に対して摺動板片の突起部が圧入嵌合されることにより、摺動板片がラックガイド本体に固着されるようになっている（例えば、「特許文献１」を参照）。
より具体的には、従来のラックガイドは、中央に孔部を有したラックガイド本体と、同じく中央に突起部を有した摺動板片とにより構成され、ラックガイド本体の孔部に対して摺動板片の突起部が圧入嵌合されることにより、摺動板片がラックガイド本体に固着されるようになっている（例えば、「特許文献１」を参照）。
ここで、従来のラックガイドにおいて、合成樹脂層は、摺動板片の表面に被着形成された多孔質焼結層と、該多孔質焼結層の孔隙を充填しつつ該多孔質焼結層の表面に被覆される樹脂層とにより構成される。
よって、このような合成樹脂層においては、多孔質焼結層の表面に、樹脂層のみの領域が存在することとなり、合成樹脂層の表面の摩耗が比較的速く進行する。
その結果、ラックガイドの配置位置がラックバー側へと直ちに変位することとなり、これにより、コイルバネによるラックガイドの押圧力も変動するため、ラックガイドによるラックバーの支持状態を、安定して堅固に維持することが困難であった。
よって、このような合成樹脂層においては、多孔質焼結層の表面に、樹脂層のみの領域が存在することとなり、合成樹脂層の表面の摩耗が比較的速く進行する。
その結果、ラックガイドの配置位置がラックバー側へと直ちに変位することとなり、これにより、コイルバネによるラックガイドの押圧力も変動するため、ラックガイドによるラックバーの支持状態を、安定して堅固に維持することが困難であった。
本発明は、以上に示した現状の問題点を鑑みてなされたものであり、ギアケースに軸支されたピニオンとラック歯を介して噛合するラックバーを、軸心方向に移動可能に支持するラックガイドおよび当該ラックガイドを備えるラックピニオン式舵取り装置であって、ラックガイドによるラックバーの支持状態を、安定して堅固に維持することが可能なラックガイドおよび当該ラックガイドを備えるラックピニオン式舵取り装置を提供することを課題とする。
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
即ち、本発明の請求項１におけるラックガイドは、ギアケースに軸支されたピニオンとラック歯を介して噛合するラックバーを、軸心方向に移動可能に支持するラックガイドであって、前記ラックバーにおける前記ラック歯が形成される側と反対側の凸面と、摺動可能に接触する凹面形状の摺動支持面を有し、該摺動支持面の表面は、樹脂コーティング被膜によって被覆され、該樹脂コーティング被膜の表面に、前記摺動支持面の表面粗さを構成する微細な凸部の頂点が位置することを特徴とする。
このように、本発明のラックガイドにおいては、摺動支持面の表面粗さを構成する微細な凸部の頂点が、樹脂コーティング被膜の表面にまで到達して位置する構成となっており、従来のラックガイドのように、樹脂コーティング被膜の表面に、樹脂層のみの領域が存在するようなこともない。
よって、樹脂コーティング被膜の表面の摩耗の進行を極力抑えることが可能となり、摩耗によってラックガイドの配置位置がラックバー側へと変位することも少なくなる。その結果、コイルバネによるラックガイドの押圧力の変動を極力防止し、ラックガイドによるラックバーの安定した堅固な支持状態の維持を図ることができる。
また、従来のラックガイドのように、樹脂層のみの領域と、摺動支持面の表面粗さを構成する微細な凸部を含む領域とで、樹脂コーティング被膜の硬度が急激に変化することもないため、摺動支持面上におけるフリクション変化（滑り具合の変化）も少なく、ラックガイドのラックバーへの押付け力の調整も容易である。
よって、樹脂コーティング被膜の表面の摩耗の進行を極力抑えることが可能となり、摩耗によってラックガイドの配置位置がラックバー側へと変位することも少なくなる。その結果、コイルバネによるラックガイドの押圧力の変動を極力防止し、ラックガイドによるラックバーの安定した堅固な支持状態の維持を図ることができる。
また、従来のラックガイドのように、樹脂層のみの領域と、摺動支持面の表面粗さを構成する微細な凸部を含む領域とで、樹脂コーティング被膜の硬度が急激に変化することもないため、摺動支持面上におけるフリクション変化（滑り具合の変化）も少なく、ラックガイドのラックバーへの押付け力の調整も容易である。
また、本発明の請求項２におけるラックガイドは、前記ラックガイドは、ラックガイド本体を備え、該ラックガイド本体に前記摺動支持面を形成し、前記樹脂コーティング被膜の表面に、前記ラックガイド本体における前記摺動支持面の表面粗さを構成する微細な凸部の頂点が位置することを特徴とする。
このように、本発明のラックガイドにおいては、ラックガイド本体に直接形成された摺動支持面に、前記樹脂コーティング被膜を被覆させることから、従来のラックガイドのように、ラックガイド本体の摺動支持面に固着される摺動板片を別途設ける必要がなく、部品点数の削減を図ることができるばかりか、例えば、摺動板片の突起部や、該突起部に対応するラックガイド本体の孔部を形成するための工程や、摺動板片の突起部をラックガイド本体の孔部に圧入嵌合するための工程等を設ける必要がなく、ラックガイドの摺動支持面に、硬質皮膜を被覆する工程だけで足りるため、製造コストの低減化を図ることができる。
また、本発明の請求項３におけるラックガイドは、前記ラックガイドは、ラックガイド本体と、該ラックガイド本体の一端部に固着する摺動板片とを備え、該摺動板片に前記摺動支持面を形成するとともに、前記摺動支持面に多孔質焼結層を形成し、前記樹脂コーティング被膜の表面に、前記摺動板片における前記摺動支持面の表面粗さを構成する、前記多孔質焼結層の微細な凸部の頂点が位置することを特徴とする。
このように、本発明のラックガイドについては、従来のラックガイドのように、ラックガイド本体の一端部に固着する摺動板片を備え、該摺動板片に形成された摺動支持面に、前記樹脂コーティング被膜を被覆させる構成としてもよい。
このような構成とすることによって、例えば、既設のラックガイドに対しても、別段特別な改造等を施すこともなく、本発明のラックガイドと同様の機能を付加することができる。
このような構成とすることによって、例えば、既設のラックガイドに対しても、別段特別な改造等を施すこともなく、本発明のラックガイドと同様の機能を付加することができる。
一方、本発明の請求項４におけるラックピニオン式舵取り装置は、請求項１〜請求項３の何れか一項に記載のラックガイドを備えてなることを特徴とする。
このように、本発明のラックピニオン式舵取り装置は、以上に示した本発明のラックガイドを備えることにより、ラックガイドによるラックバーの安定した堅固な支持状態の維持を図ることができ、装置全体として、故障の少ない耐久性の高い装置を実現することができる。
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
即ち、本発明におけるラックガイドおよび当該ラックガイドを備えるラックピニオン式舵取り装置によれば、ラックガイドによるラックバーの支持状態を、安定して堅固に維持することができる。
次に、発明の実施の形態を説明する。
［ラックピニオン式舵取り装置１］
先ず、本発明を具現化するラックガイド６を備えるラックピニオン式舵取り装置１（以下、単に「舵取り装置１」と記載する）の全体構成について、図１を用いて説明する。
なお、以下の説明においては便宜上、図１の上下方向を舵取り装置１の上下方向と規定して記述する。
また、図１においては、矢印Ａの方向を舵取り装置１の前方と規定して記述する。
先ず、本発明を具現化するラックガイド６を備えるラックピニオン式舵取り装置１（以下、単に「舵取り装置１」と記載する）の全体構成について、図１を用いて説明する。
なお、以下の説明においては便宜上、図１の上下方向を舵取り装置１の上下方向と規定して記述する。
また、図１においては、矢印Ａの方向を舵取り装置１の前方と規定して記述する。
本実施形態における舵取り装置１は、例えば、図示せぬステアリングホイールによって回転されるピニオン２の回転動作を、ラックバー３の直進動作に変換するための装置である。
舵取り装置１にはギアケース４が備えられ、該ギアケース４の内部に、ピニオン２の一端部が、例えば前方（図１中の矢印Ａの方向）に向かって挿入される。
舵取り装置１にはギアケース４が備えられ、該ギアケース４の内部に、ピニオン２の一端部が、例えば前方（図１中の矢印Ａの方向）に向かって挿入される。
ここで、ピニオン２の一端部には、ピニオン歯２ａが形成される。
そして、ギアケース４の内部において、ピニオン２の一端部は、ピニオン歯２ａを間に挟んで配置される一対の軸受５・５を介して軸支される。
そして、ギアケース４の内部において、ピニオン２の一端部は、ピニオン歯２ａを間に挟んで配置される一対の軸受５・５を介して軸支される。
なお、ピニオン２の他端部は、ギアケース４の外部において軸心方向に延出し、ステアリングホイール（図示せず）と連結される。
ギアケース４の内部には、ピニオン２と噛合されるラックバー３が配置される。
ラックバー３の軸心方向中央部の外周面には、ラック歯３ａが形成されており、該ラック歯３ａに対する背面（ラック歯３ａが形成される側と反対側の面）は、所定の曲率半径からなる断面視円弧形状の凸面３ｂとなっている。
ラックバー３の軸心方向中央部の外周面には、ラック歯３ａが形成されており、該ラック歯３ａに対する背面（ラック歯３ａが形成される側と反対側の面）は、所定の曲率半径からなる断面視円弧形状の凸面３ｂとなっている。
そして、ラックバー３は、ピニオン歯２ａの下方において、ピニオン２と平面視直交方向（例えば、本実施形態においては、左右方向）に延出して配置され、ラック歯３ａを介してピニオン歯２ａと噛合される。
なお、ラックバー３の両端部は、ギアケース４の内部より外部に向かって突出されるとともに、ラックバー３は、図示せぬ軸受部材を介して、軸心方向（左右方向）に摺動移動可能に支持される。
ギアケース４の下面には、円筒状の突出部位４ａが一体的に形成される。
前記突出部位４ａは、ピニオン２との間にラックバー３を挟むような位置に形成されており、その内周部（内周面によって囲まれた空間部）には、ラックバー３を摺動可能に支持するラックガイド６が、突出部位４ａの延出方向（本実施形態においては、上下方向）に摺動可能に配設される。
前記突出部位４ａは、ピニオン２との間にラックバー３を挟むような位置に形成されており、その内周部（内周面によって囲まれた空間部）には、ラックバー３を摺動可能に支持するラックガイド６が、突出部位４ａの延出方向（本実施形態においては、上下方向）に摺動可能に配設される。
そして、ラックガイド６は、突出部位４ａの下端を閉塞する蓋部材７との間に配設される、弾性部材としての圧縮コイルバネ８によって、ラックバー３側に付勢される。
以上のような構成からなる舵取り装置１において、ステアリングホイール（図示せず）を介して、ピニオン２が軸心を中心にして回転されると、ピニオン２に加えられた回転駆動力は、ピニオン歯２ａ、ラック歯３ａと順に伝達され、ラックバー３の軸心方向への推進力へと変換される。
［ラックガイド６］
次に、ラックガイド６の構成について、図１乃至図４を用いて詳述する。
なお、以下の説明においては便宜上、図２乃至図４の上下方向をラックガイド６の上下方向と規定して記述する。
また、図２および図４においては、矢印Ａの方向を、ラックガイド６の前方と規定して記述する。
次に、ラックガイド６の構成について、図１乃至図４を用いて詳述する。
なお、以下の説明においては便宜上、図２乃至図４の上下方向をラックガイド６の上下方向と規定して記述する。
また、図２および図４においては、矢印Ａの方向を、ラックガイド６の前方と規定して記述する。
ラックガイド６は、図１に示すように、ピニオン２と噛合された状態にあるラックバー３を、ピニオン２側に押圧しつつ該ラックバー３の軸心方向に摺動可能に支持するための部材である。
ラックガイド６は、例えば、アルミニウム合金などの円柱状の金属部材からなるラックガイド本体により構成され、その一端部には、ラックバー３の凸面３ｂと略同じ断面視円弧形状の凹面からなる摺動支持面６ａが形成されるとともに、その他端部には、圧縮コイルバネ８を保持可能な円筒状中空部６ｂが形成される。
ラックガイド６は、例えば、アルミニウム合金などの円柱状の金属部材からなるラックガイド本体により構成され、その一端部には、ラックバー３の凸面３ｂと略同じ断面視円弧形状の凹面からなる摺動支持面６ａが形成されるとともに、その他端部には、圧縮コイルバネ８を保持可能な円筒状中空部６ｂが形成される。
そして、ラックガイド６は、ギアケース４の内部において、摺動支持面６ａをラックバー３側に向けつつ、突出部位４ａと同軸上に配設される。また、蓋部材７によって一端部を固定された圧縮コイルバネ８の他端部が、円筒状中空部６ｂを介して保持される。
こうして、ラックガイド６は、摺動支持面６ａを介してラックバー３の凸面３ｂと接触しつつ、外周面６ｃを介して突出部位４ａの内周部を軸心方向（本実施形態においては、上下方向）に摺動可能に配設される。この際、ラックガイド６は、圧縮コイルバネ８によって、常に、ラックバー３側に向かって付勢される。
こうして、ラックガイド６は、摺動支持面６ａを介してラックバー３の凸面３ｂと接触しつつ、外周面６ｃを介して突出部位４ａの内周部を軸心方向（本実施形態においては、上下方向）に摺動可能に配設される。この際、ラックガイド６は、圧縮コイルバネ８によって、常に、ラックバー３側に向かって付勢される。
なお、摺動支持面６ａは必ずしも一定の曲率半径で形成されている必要はなく、曲率を変えて形成されていてもよい。
例えば、図４に示すように、本実施形態におけるラックガイド６の摺動支持面６ａは、ラックバー３の軸心Ｏを通る垂直方向の中心線Ｃに対して、一方側（例えば、本実施形態においては前方側）の領域に位置する第一摺動支持面６ａ１と、他方側（例えば、本実施形態においては後方側）の領域に位置する第二摺動支持面６ａ２とにより構成される。
例えば、図４に示すように、本実施形態におけるラックガイド６の摺動支持面６ａは、ラックバー３の軸心Ｏを通る垂直方向の中心線Ｃに対して、一方側（例えば、本実施形態においては前方側）の領域に位置する第一摺動支持面６ａ１と、他方側（例えば、本実施形態においては後方側）の領域に位置する第二摺動支持面６ａ２とにより構成される。
第一摺動支持面６ａ１は、軸心Ｏを通過し、且つ中心線Ｃに対して前方側にα１°傾斜する第一中心線Ｃ１において、軸心Ｏの後方、且つ当該第一中心線Ｃ１上の点Ｏ１を曲率中心とする円弧形状に形成される。
ここで、α１°は、αｆ°を超えない角度であって（０°＜α１°＜αｆ°）、αｆ°は、中心線Ｃと、摺動支持面６ａの前端および軸心Ｏを通過する第一仮想線Ｌ１との間の角度である。
ここで、α１°は、αｆ°を超えない角度であって（０°＜α１°＜αｆ°）、αｆ°は、中心線Ｃと、摺動支持面６ａの前端および軸心Ｏを通過する第一仮想線Ｌ１との間の角度である。
一方、第二摺動支持面６ａ２は、軸心Ｏを通過し、且つ中心線Ｃに対して後方側にα２°傾斜する第二中心線Ｃ２において、軸心Ｏの前方、且つ当該第二中心線Ｃ２上の点Ｏ２を曲率中心とする円弧形状に形成される。
ここで、α２°は、αｂ°を超えない角度であって（０°＜α２°＜αｂ°）、αｂ°は、中心線Ｃと、摺動支持面６ａの後端および軸心Ｏを通過する第二仮想線Ｌ２との間の角度である。
ここで、α２°は、αｂ°を超えない角度であって（０°＜α２°＜αｂ°）、αｂ°は、中心線Ｃと、摺動支持面６ａの後端および軸心Ｏを通過する第二仮想線Ｌ２との間の角度である。
そして、第一摺動支持面６ａ１においては、第一中心線Ｃ１と、当該第一摺動支持面６ａ１との交点Ｄ１上にて、ラックバー３の外周面である円弧形状の凸面３ｂと外接される。
また、第二摺動支持面６ａ２においては、第二中心線Ｃ２と、当該第二摺動支持面６ａ２との交点Ｄ２上にて、ラックバー３の外周面である円弧形状の凸面３ｂと外接される。
また、第二摺動支持面６ａ２においては、第二中心線Ｃ２と、当該第二摺動支持面６ａ２との交点Ｄ２上にて、ラックバー３の外周面である円弧形状の凸面３ｂと外接される。
このように、本実施形態におけるラックガイド６においては、軸心Ｏに対して偏心した位置に曲率中心Ｏ１および曲率中心Ｏ２を各々有するとともに、曲率半径が互いに異なる第一摺動支持面６ａ１および第二摺動支持面６ａ２からなる摺動支持面６ａによって、ラックバー３を、交点Ｄ１および交点Ｄ２の位置にて二点支持する構成となっている。
これにより、摺動支持面６ａにおける、ラックバー３の円弧形状の凸面３ｂとの摺接領域が、線、または狭い帯状となるため、ラックバー３との摺動摩擦抵抗を、より小さくすることができる。
これにより、摺動支持面６ａにおける、ラックバー３の円弧形状の凸面３ｂとの摺接領域が、線、または狭い帯状となるため、ラックバー３との摺動摩擦抵抗を、より小さくすることができる。
ところで、図２に示すように、本実施形態においては、ラックバー３の凸面３ｂと接触し得る、ラックガイド６の摺動支持面６ａの表面全体に対して、樹脂コーティング被膜１０の被覆を施すこととしている。
ここで、樹脂コーティング被膜１０は、フリクションの低減および耐磨耗性の向上を目的として被覆される被膜であって、数μｍから数十μｍの膜厚（具体的には、後述するように、摺動支持面６ａの表面粗さを構成する微細な凸部の高さと略同程度の膜厚）となるように形成される。
また、樹脂コーティング被膜１０は、例えば、バインダー樹脂と固体潤滑剤、バインダー樹脂と硬質物、またはバインダー樹脂と固体潤滑剤と硬質物により構成される。
また、樹脂コーティング被膜１０は、例えば、バインダー樹脂と固体潤滑剤、バインダー樹脂と硬質物、またはバインダー樹脂と固体潤滑剤と硬質物により構成される。
バインダー樹脂は、主に結合剤として用いられるものであって、例えば、ポリアミドイミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリエーテルエーテルケント樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂ポリアミド、およびエラストマーの中から選択された、少なくとも一種類以上のものを用いることができる。
固体潤滑剤は、主に摩擦抵抗の低減化を図るために用いられるものであって、なじみ性や非焼き付き性にすぐれており、微小な粉末となってバインダー樹脂内に含有される。
また、固体潤滑剤は、例えば、グラファイト、カーボン、二硫化モリブデン（ＭｏＳ２）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、二硫化タングステン（ＷＳ２）、窒化硼素（ｈ−ＢＮ）、およびＳＢ２０３の中から選択された、少なくとも一種類以上のものを用いることができる。
また、固体潤滑剤は、例えば、グラファイト、カーボン、二硫化モリブデン（ＭｏＳ２）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、二硫化タングステン（ＷＳ２）、窒化硼素（ｈ−ＢＮ）、およびＳＢ２０３の中から選択された、少なくとも一種類以上のものを用いることができる。
硬質物は、主に耐磨耗性の向上化を図るために用いられるものであって、ラックガイド６のビッカース硬さに比べて、より大きなビッカース硬さを有する物質によって構成される。例えば、ラックガイド６がアルミニウム合金（ビッカース硬さＨＶ５０〜１００）によって構成されている場合、アルミナ（ビッカース硬さＨＶ１５０）等の物質によって、硬質物を構成することとするのが望ましい。
また、硬質物は、例えば、炭化珪素（ＳｉＣ）、アルミナ（ＡｌＯ３）、窒化チタン（ＴｉＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、二酸化クロム（ＣｒＯ２）、窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）、二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、およびリン化鉄（Ｆｅ３Ｐ）の中から選択された、少なくとも一種類以上のものを用いることができる。
また、硬質物は、例えば、炭化珪素（ＳｉＣ）、アルミナ（ＡｌＯ３）、窒化チタン（ＴｉＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、二酸化クロム（ＣｒＯ２）、窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）、二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、およびリン化鉄（Ｆｅ３Ｐ）の中から選択された、少なくとも一種類以上のものを用いることができる。
このように、樹脂コーティング被膜１０は、バインダー樹脂と、該バインダー樹脂に含有する固体潤滑剤および／または硬質物とを有して構成される。
そして、樹脂コーティング被膜１０によって、ラックガイド６は、摺動支持面６ａの表面全体を被覆される。
そして、樹脂コーティング被膜１０によって、ラックガイド６は、摺動支持面６ａの表面全体を被覆される。
具体的には、図３（ａ）に示すように、摺動支持面６ａの表面には、表面粗さを構成する微細な凸部６１・６１・・・が無数に形成されており、これら凸部６１・６１・・・の高さと略同程度の膜厚からなる樹脂コーティング被膜１０によって、摺動支持面６ａの表面は、被覆される。
換言すると、本実施形態においては、摺動支持面６ａの表面粗さを構成する、無数の微細な凸部６１・６１・・・の頂点が、樹脂コーティング被膜１０の表面にまで到達する構成となっており、例えば、従来のラックガイドのように、樹脂層のみの領域が、樹脂コーティング被膜１０の表面近傍に存在することもほとんどない。
換言すると、本実施形態においては、摺動支持面６ａの表面粗さを構成する、無数の微細な凸部６１・６１・・・の頂点が、樹脂コーティング被膜１０の表面にまで到達する構成となっており、例えば、従来のラックガイドのように、樹脂層のみの領域が、樹脂コーティング被膜１０の表面近傍に存在することもほとんどない。
よって、ラックガイド６においては、舵取り装置１の使用が開始されると、直ちに無数の凸部６１・６１・・・が、樹脂コーティング被膜１０の表面上に露出することとなり、当該樹脂コーティング被膜１０の耐磨耗性が向上する。
その結果、図３（ｂ）に示すように、たとえ、ラックガイド６に関する所定の使用期間が経過した状態であっても、樹脂コーティング被膜１０の摩耗量（図３（ｂ）に示す寸法Ｘ）を、従来のラックガイドに比べて少なくすることが可能となり、樹脂コーティング被膜１０の表面の摩耗の進行を極力抑えることができる。
従って、摩耗によってラックガイド６の配置位置がラックバー３側へと変位することも少なく、圧縮コイルバネ８によるラックガイド６の押圧力の変動を極力防止し、ラックガイド６によるラックバー３の安定した堅固な支持状態の維持を図ることができる。
その結果、図３（ｂ）に示すように、たとえ、ラックガイド６に関する所定の使用期間が経過した状態であっても、樹脂コーティング被膜１０の摩耗量（図３（ｂ）に示す寸法Ｘ）を、従来のラックガイドに比べて少なくすることが可能となり、樹脂コーティング被膜１０の表面の摩耗の進行を極力抑えることができる。
従って、摩耗によってラックガイド６の配置位置がラックバー３側へと変位することも少なく、圧縮コイルバネ８によるラックガイド６の押圧力の変動を極力防止し、ラックガイド６によるラックバー３の安定した堅固な支持状態の維持を図ることができる。
また、本実施形態のラックガイド６においては、従来のラックガイドのように、樹脂層のみの領域と、摺動支持面の表面粗さを構成する微細な凸部を含む領域とで、樹脂コーティング被膜の硬度が急激に変化することもないため、摺動支持面６ａ上におけるフリクション変化（滑り具合の変化）も少なく、ラックガイド６のラックバー３への押付け力の調整も容易である。
さらに、図２に示すように、本実施形態においては、ラックガイド６（ラックガイド本体）の摺動支持面６ａに対して、直接、樹脂コーティング被膜１０の被覆を施すこととしている。
よって、従来のラックガイドのように、ラックガイド本体の摺動支持面に固着される摺動板片を別途設ける必要もなく、部品点数の削減を図ることができる。
また、従来のラックガイドの製造工程においては、摺動板片の中央に突起部を絞り成形するための工程や、ラックガイド本体に対して前記突起部に対応する孔部を穿孔するための工程や、摺動板片の突起部をラックガイド本体の孔部に圧入嵌合するための工程等が必要であったが、本実施形態におけるラックガイド６の製造工程においては、これらの工程を行う必要がなく、ラックガイド６の摺動支持面６ａに対して、樹脂コーティング被膜１０を被覆する工程のみで足りる。
従って、本実施形態におけるラックガイド６によれば、製造コストの低減化を図ることができる。
よって、従来のラックガイドのように、ラックガイド本体の摺動支持面に固着される摺動板片を別途設ける必要もなく、部品点数の削減を図ることができる。
また、従来のラックガイドの製造工程においては、摺動板片の中央に突起部を絞り成形するための工程や、ラックガイド本体に対して前記突起部に対応する孔部を穿孔するための工程や、摺動板片の突起部をラックガイド本体の孔部に圧入嵌合するための工程等が必要であったが、本実施形態におけるラックガイド６の製造工程においては、これらの工程を行う必要がなく、ラックガイド６の摺動支持面６ａに対して、樹脂コーティング被膜１０を被覆する工程のみで足りる。
従って、本実施形態におけるラックガイド６によれば、製造コストの低減化を図ることができる。
なお、ラックガイド６の配置位置については、本実施形態に限定されることなく、摺動支持面６ａを介して、ラックバー３を、ピニオン２側に押圧しつつ支持可能である限り、当該ラックバー３の軸心方向に沿った何れに設けることとしてもよい。
［ラックガイド１０６（別実施形態）］
次に、本発明にかかる別実施形態のラックガイド１０６の構成について、図５乃至図７を用いて詳述する。
なお、以下の説明においては便宜上、図５の上下方向をラックピニオン式舵取り装置１０１（以下、単に「舵取り装置１０１」と記載する）の上下方向と規定し、図６および図７の上下方向をラックガイド１０６の上下方向と規定して記述する。
また、図５および図６においては、矢印Ａの方向を前方と規定して記述する。
次に、本発明にかかる別実施形態のラックガイド１０６の構成について、図５乃至図７を用いて詳述する。
なお、以下の説明においては便宜上、図５の上下方向をラックピニオン式舵取り装置１０１（以下、単に「舵取り装置１０１」と記載する）の上下方向と規定し、図６および図７の上下方向をラックガイド１０６の上下方向と規定して記述する。
また、図５および図６においては、矢印Ａの方向を前方と規定して記述する。
別実施形態におけるラックガイド１０６は、前述したラックガイド６と略同等な構成を有する一方、摺動板片１６１を有する点において、ラックガイド６と相違する。
よって、以下の説明においては、主にラックガイド６との相違点について記載し、ラックガイド６と同等な構成についての記載は省略する。
よって、以下の説明においては、主にラックガイド６との相違点について記載し、ラックガイド６と同等な構成についての記載は省略する。
ラックガイド１０６は、図５に示すように、ピニオン１０２と噛合された状態にあるラックバー１０３を、ピニオン１０２側に押圧しつつ該ラックバー１０３の軸心方向に摺動可能に支持するための部材である。
ラックガイド１０６は、ラックバー１０３の凸面１０３ｂと当接される摺動板片１６１、および摺動板片１６１が装着されるラックガイド本体１６２などにより構成される。
ラックガイド１０６は、ラックバー１０３の凸面１０３ｂと当接される摺動板片１６１、および摺動板片１６１が装着されるラックガイド本体１６２などにより構成される。
摺動板片１６１は、例えば、Ｆｅ系の金属部材からなり、ラックバー１０３の凸面１０３ｂと略同じ断面視円弧形状の凹面１６１ａを有して構成される。
また、摺動板片１６１の中央には、前記凹面１６１ａ側との対向側に突出する突出部１６１ｂが、例えばプレス絞り加工によって形成される。
また、摺動板片１６１の中央には、前記凹面１６１ａ側との対向側に突出する突出部１６１ｂが、例えばプレス絞り加工によって形成される。
一方、ラックガイド本体１６２は、例えば、Ｆｅ系焼結金属やアルミニウム合金などからなる円柱状の金属部材により構成され、その一端部には、摺動板片１６１に沿って断面視円弧形状に形成された板片支持面１６２ａが形成されるとともに、その他端部には、圧縮コイルバネ１０８を保持可能な円筒状中空部１６２ｂが形成される。
また、前記板片支持面１６２ａの中央部には、前述した摺動板片１６１の突出部１６１ｂと略同形状の溝部１６２ｃが形成される。
また、前記板片支持面１６２ａの中央部には、前述した摺動板片１６１の突出部１６１ｂと略同形状の溝部１６２ｃが形成される。
そして、ラックガイド本体１６２の一端部において、摺動板片１６１は、板片支持面１６２ａを介して配設される。この際、摺動板片１６１の突出部１６１ｂは、板片支持面１６２ａの溝部１６２ｃ内に嵌挿される。
これにより、摺動板片１６１は、ラックガイド本体１６２の一端部に堅固に保持される。
これにより、摺動板片１６１は、ラックガイド本体１６２の一端部に堅固に保持される。
このような構成からなるラックガイド１０６は、ギアケース１０４の内部において、摺動板片１６１の凹面１６１ａをラックバー１０３側に向けつつ、ハウジング部１０４ａと同軸上に配設される。また、蓋部材１０７によって一端部を固定された圧縮コイルバネ１０８の他端部は、ラックガイド本体１６２の円筒状中空部１６２ｂを介して保持される。
こうして、ラックガイド１０６は、摺動板片１６１の凹面１６１ａを介してラックバー１０３の凸面１０３ｂと接触しつつ、ラックガイド本体１６２の外周面１６２ｄを介して、ハウジング部１０４ａの内周部を軸心方向（本実施形態においては、上下方向）に摺動可能に配設される。つまり、ラックガイド１０６において、摺動板片１６１の凹面１６１ａは、ラックバー１０３を摺動支持する際に直接接触される「摺動支持面」として設けられる。
この際、ラックガイド１０６は、圧縮コイルバネ１０８によって、常に、ラックバー１０３側に向かって付勢される。
この際、ラックガイド１０６は、圧縮コイルバネ１０８によって、常に、ラックバー１０３側に向かって付勢される。
ところで、図６に示すように、本実施形態においては、ラックバー１０３の凸面１０３ｂと接触し得る、ラックガイド１０６の摺動支持面（より具体的には、摺動板片１６１の凹面１６１ａ）の表面全体に対して、樹脂コーティング被膜１１０の被覆を施すこととしている。
具体的には、図７（ａ）に示すように、摺動板片１６１の凹面１６１ａ（摺動支持面）の表面には、例えば銅系金属粉末などにより構成される多孔質焼結層１６３が被着形成され、当該多孔質焼結層の孔隙を充填しつつ、該多孔質焼結層の表面に樹脂コーティング被膜１０が被覆される。
ここで、樹脂コーティング被膜１１０の膜厚は、多孔質焼結層１６３を形成する無数の微細な凸部１６３ａ・１６３ａ・・・の高さと略同程度に設定されている。
換言すると、本実施形態においては、摺動板片１６１の凹面１６１ａ（摺動支持面）の表面粗さを構成する、無数の微細な凸部１６３ａ・１６３ａ・・・の頂点が、樹脂コーティング被膜１１０の表面にまで到達する構成となっており、例えば、従来のラックガイドのように、樹脂層のみの領域が、樹脂コーティング被膜１１０の表面近傍に存在することもほとんどない。
換言すると、本実施形態においては、摺動板片１６１の凹面１６１ａ（摺動支持面）の表面粗さを構成する、無数の微細な凸部１６３ａ・１６３ａ・・・の頂点が、樹脂コーティング被膜１１０の表面にまで到達する構成となっており、例えば、従来のラックガイドのように、樹脂層のみの領域が、樹脂コーティング被膜１１０の表面近傍に存在することもほとんどない。
よって、ラックガイド１０６においては、舵取り装置１０１の使用が開始されると、直ちに無数の凸部１６３ａ・１６３ａ・・・が、樹脂コーティング被膜１１０の表面上に露出することとなり、当該樹脂コーティング被膜１１０の耐磨耗性が向上する。
その結果、図７（ｂ）に示すように、たとえ、ラックガイド１０６に関する所定の使用期間が経過した状態であっても、樹脂コーティング被膜１１０の摩耗量（図３（ｂ）に示す寸法Ｙ）を、従来のラックガイドに比べて少なくすることが可能となり、樹脂コーティング被膜１１０の表面の摩耗の進行を極力抑えることができる。
従って、摩耗によってラックガイド１０６の配置位置がラックバー１０３側へと変位することも少なく、圧縮コイルバネ１０８によるラックガイド１０６の押圧力の変動を極力防止し、ラックガイド１０６によるラックバー１０３の安定した堅固な支持状態の維持を図ることができる。
その結果、図７（ｂ）に示すように、たとえ、ラックガイド１０６に関する所定の使用期間が経過した状態であっても、樹脂コーティング被膜１１０の摩耗量（図３（ｂ）に示す寸法Ｙ）を、従来のラックガイドに比べて少なくすることが可能となり、樹脂コーティング被膜１１０の表面の摩耗の進行を極力抑えることができる。
従って、摩耗によってラックガイド１０６の配置位置がラックバー１０３側へと変位することも少なく、圧縮コイルバネ１０８によるラックガイド１０６の押圧力の変動を極力防止し、ラックガイド１０６によるラックバー１０３の安定した堅固な支持状態の維持を図ることができる。
また、本実施形態のラックガイド１０６においては、従来のラックガイドのように、樹脂層のみの領域と、摺動支持面の表面粗さを構成する微細な凸部を含む領域とで、樹脂コーティング被膜の硬度が急激に変化することもないため、摺動板片１６１の凹面１６１ａ（摺動支持面）上におけるフリクション変化（滑り具合の変化）も少なく、ラックガイド１０６のラックバー１０３への押付け力の調整も容易である。
さらに、本実施形態においては、従来のラックガイドのように、ラックガイド本体１６２と、当該ラックガイド本体１６２の一端部に固着する摺動板片１６１と、によりラックガイド１０６を構成し、摺動板片１６１に形成された凹面１６１ａ（摺動支持面）に、樹脂コーティング被膜１１０を被覆させる構成としている。
これにより、例えば、既設のラックガイドに対しても、別段特別な改造等を施すこともなく、前述したような、本実施形態のラックガイド１０６と同様の機能を付加することができる。
これにより、例えば、既設のラックガイドに対しても、別段特別な改造等を施すこともなく、前述したような、本実施形態のラックガイド１０６と同様の機能を付加することができる。
１ ラックピニオン式舵取り装置
２ ピニオン
３ ラックバー
３ａ ラック歯
３ｂ 凸面
４ ギアケース
６ ラックガイド
６ａ 摺動支持面
１０ 樹脂コーティング被膜
６１ 凸部
１０１ ラックピニオン式舵取り装置
１０２ ピニオン
１０３ ラックバー
１０３ｂ 凸面
１０４ ギアケース
１０６ ラックガイド
１１０ 樹脂コーティング被膜
１６１ 摺動板片
１６１ａ 凹面（摺動支持面）
１６２ ラックガイド本体
１６３ 多孔質焼結層
１６３ａ 凸部
２ ピニオン
３ ラックバー
３ａ ラック歯
３ｂ 凸面
４ ギアケース
６ ラックガイド
６ａ 摺動支持面
１０ 樹脂コーティング被膜
６１ 凸部
１０１ ラックピニオン式舵取り装置
１０２ ピニオン
１０３ ラックバー
１０３ｂ 凸面
１０４ ギアケース
１０６ ラックガイド
１１０ 樹脂コーティング被膜
１６１ 摺動板片
１６１ａ 凹面（摺動支持面）
１６２ ラックガイド本体
１６３ 多孔質焼結層
１６３ａ 凸部
Claims (4)
- ギアケースに軸支されたピニオンとラック歯を介して噛合するラックバーを、軸心方向に移動可能に支持するラックガイドであって、
前記ラックバーにおける前記ラック歯が形成される側と反対側の凸面と、摺動可能に接触する凹面形状の摺動支持面を有し、
該摺動支持面の表面は、樹脂コーティング被膜によって被覆され、
該樹脂コーティング被膜の表面に、前記摺動支持面の表面粗さを構成する微細な凸部の頂点が位置する、
ことを特徴とするラックガイド。 - 前記ラックガイドは、ラックガイド本体を備え、
該ラックガイド本体に前記摺動支持面を形成し、
前記樹脂コーティング被膜の表面に、前記ラックガイド本体における前記摺動支持面の表面粗さを構成する微細な凸部の頂点が位置する、
ことを特徴とする、請求項１に記載のラックガイド。 - 前記ラックガイドは、ラックガイド本体と、該ラックガイド本体の一端部に固着する摺動板片とを備え、
該摺動板片に前記摺動支持面を形成するとともに、前記摺動支持面に多孔質焼結層を形成し、
前記樹脂コーティング被膜の表面に、前記摺動板片における前記摺動支持面の表面粗さを構成する、前記多孔質焼結層の微細な凸部の頂点が位置する、
ことを特徴とする、請求項１に記載のラックガイド。 - 請求項１〜請求項３の何れか一項に記載のラックガイドを備えてなる、
ことを特徴とするラックピニオン式舵取り装置。
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