JP4449302B2 - ラックピニオン式舵取装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する分野】
本発明は、自動車用の舵取装置の一形式として広く採用されているラックピニオン式舵取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ラックピニオン式舵取装置は、車体の左右方向に延設されたラックハウジングの内部に軸長方向に移動自在にラック軸を支持し、また前記ラックハウジングの中途部に軸心を交叉させて連設されたピニオンハウジングの内部に軸回りでの回動自在にピニオン軸を支持し、該ピニオン軸に一体形成されたピニオンを前記ラック軸の周面の一部に適長に亘って形成されたラック歯に噛合させると共に、ラックハウジングの両側に突出するラック軸の両端を左右の操向車輪（一般的には左右の前輪）に夫々連結し、またピニオンハウジングから突出するピニオン軸の先端を操舵部材としてのステアリングホイールに連結してなり、該ステアリングホイールの操作に応じて生じる前記ピニオン軸の回動を前記ラック軸の軸長方向の移動に変換して、該ラック軸の両端に連結された左右の操向車輪を操舵せしめる構成となっている。
【０００３】
このようなラックピニオン式舵取装置においては、左右両方向の操舵を遅れを伴わずに高精度に行わせるために、前記ラック軸に形成されたラック歯と前記ピニオン軸に一体形成されたピニオンとの噛合部の逆側（背面側）に適正な予圧を加え、両者を実質的にバックラッシなしに噛み合わせることが重要である。このため従来から、前記ラック軸の周面を前記ピニオンとの噛合部の背面側から押圧し、該噛合部に予圧を加えつつ前記ラック軸を移動案内するラックガイドが用いられている。
【０００４】
さて、以上の如く構成されたラックピニオン式舵取装置において、ラック軸の背面とラックガイドとの間には、前述した押圧下にて移動案内されるラック軸の摺動抵抗を軽減し、ラック軸の移動を滑らかに行わせるためにラック受けシートが介装されている。
【０００５】
ラック受けシートは、金属材の一面に摺動層としての合成樹脂材を積層してなる積層構造を有する板材を、ラック軸の背面に押し付けるべくラックガイドに設けたガイド面に対応する形状に成形してなり、一面に突設された係止突起を、前記ガイド面の略中央に開口する係止孔に圧入せしめてラックガイドに装着されている。しかしながら、このように装着されたラック受けシートに対する摺動を伴ってラック軸が軸長方向に移動した場合、該ラック軸との間に作用する摺動抵抗が係止突起の根元部に集中し、該根元部に剪断力として加わる結果、多数回の操舵の繰り返しにより係止突起が損傷する虞れがあり、ラック受けシートの装着状態が損なわれてラック軸の移動案内を安定して行わせ得ず、操舵感の悪化を招来するという問題があった。
【０００６】
そこで、ラックガイドには、前記ガイド面を横切りラック軸の移動方向に延びる凹溝を前記係止孔と共に形成し、またラック受けシートには、ラックガイドの凹溝に対応する凸条を前記係止突起と共に形成して、この凸条を前記凹溝に圧入させることにより摺動抵抗による負荷を分担させ、ラック受けシートの装着強度を高め、ラック軸の移動案内を長期に亘って安定して行わせるようにしたラックピニオン式舵取装置がある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
【特許文献１】
実公平０２−４６４５３号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
図５は、特許文献１に開示されたラックピニオン式舵取装置の問題点の説明図である。図５（ａ）に示す如く、前述したガイド面30、凹溝31及び係止孔33を備え、複雑な形状を有するラックガイド３は、型内に粉末金属を充填し、加圧下にて加熱して成形する公知の焼結法により製造されているため、凹溝31には、型抜きのために開口側に向けて拡幅する抜け勾配βが形成される。
【０００９】
一方ラック受けシート５は、図５（ａ）に示す如く、ラックガイド３のガイド面30に対応する滑り部51の中央に凸条50及び係止突起52を備えており、係止突起52を係止孔33に圧入し、また凸条50を凹溝31に圧入してラックガイド３に装着されるが、このとき図５（ｂ）に示すように、凸条50の根本部と凹溝31の側壁との間に前記抜け勾配βに対応する隙間53が生じるため、凸条50と凹溝31とによる装着強度の向上効果が不十分となり、ラック軸の移動案内を安定して行わせるという目的を十分に果たすことができない。
【００１０】
またラック軸には、ラック歯の噛合部に加わる力及び操向車輪からの作用力等の外力の作用により軸回りの回転が定常的に生じるが、このラック軸に摺接するラック受けシート５が前述した隙間53を有して装着されている場合、該ラック受けシート５がラック軸の回転に伴って隙間53の内にて動き、初期の隙間53が経時的に拡大して、前述した不具合が助長される虞れがあった。
【００１１】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、ラック軸に摺接するラック受けシートのラックガイドへの装着状態が損なわれる虞れを軽減し、ラック軸の移動案内を長期に亘って安定して行わせることができ、良好な操舵感が得られるラックピニオン式舵取装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１発明に係るラックピニオン式舵取装置は、操舵部材の操作に応じて回転するピニオン軸と、該ピニオン軸に噛合され、操舵のために軸長方向に移動するラック軸と、ガイド面及び該ガイド面の中央を横切る凹溝を設けたラックガイドと、一面の中央部に設けた凸条を前記凹溝に圧入して前記ガイド面を被覆するように固定されたラック受けシートとを備え、前記ラックガイドのガイド面を前記ラック軸の周面にラック受けシートを介して押し付け、該ラック受けシートとの摺動下にて前記ラック軸を移動案内するラックピニオン式舵取装置において、前記ラック受けシートは、前記凸条の両側に連設されて先端に向かってテーパ状に拡幅する滑り部を有し、前記凸条は、前記ラックガイドの凹溝の勾配よりも大なる傾斜角度を有して圧入の進行方向に縮幅させてあり、前記凹溝への圧入に伴って該凹溝の側壁に倣って自身が変形し、前記ラック軸への押し付け前の状態で前記凹溝に前記滑り部との連設部位も含めて密着するように形成してあることを特徴とする。
【００１３】
本発明においては、ラック受けシートに突設された凸条を、ラックガイドの凹溝に生じている抜け勾配より大きい傾斜角度を有して圧入の方向に縮幅した形状とし、この凸条をラックガイドの凹溝に圧入してなされるラック受けシートの装着時に、ラック受けシートの凸条がラックガイドの凹溝の側壁に倣って変形して両者が隙間なく密着し、ラック軸の押し付け前の状態においてラック受けシートの装着強度を高める作用をなし、ラック受けシートは、該ラック受けシートに押し付けられた状態で生じるラック軸の軸長方向の移動を、位置ずれを生じずに確実に案内する。
【００１４】
本発明の第２発明に係るラックピニオン式舵取装置は、第１発明におけるラック受けシートが、プレス成形してあることを特徴とする。
【００１５】
本発明においては、ラック受けシートをプレス成形により製造し、成形の過程において前述した縮幅形状を有する凸条を一体形成し、傾斜角度の設定のための後加工を不要とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。図１は、本発明に係るラックピニオン式舵取装置（以下、本発明装置という）の要部の構成を示す縦断面図である。
【００１７】
図中Ｈ2 はピニオンハウジングであり、このピニオンハウジングＨ2 の内部にはピニオン軸２が配してある。ピニオン軸２は、下半部を拡径して一体形成されたピニオン20を備えており、該ピニオン20の上下両側に位置する一対のアンギュラ玉軸受21，22により、ピニオンハウジングＨ2 の内部に同軸上での回転自在に支持されている。また、ピニオンハウジングＨ2 の外部に突出するピニオン軸２の上端部は、操舵部材としてのステアリングホイールＳに連結されている。而してピニオン軸２は、操舵のためのステアリングホイールＳの回転操作に応じてピニオンハウジングＨ2 の内部にて回動する。
【００１８】
またピニオンハウジングＨ2 の下半部の一側には、円筒形をなすラックハウジングＨ1 が軸心を交叉させて連設されており、該ラックハウジングＨ1 の内部には、軸長方向（紙面に直交する方向）への移動自在にラック軸１が支持されている。ラック軸１の周面には、ピニオンハウジングＨ2 との連通部を臨む側に適長に亘ってラック歯10が形成されており、該ラック歯10は、前記ピニオン20に噛合させてある。ラック軸１の両端は、ラックハウジングＨ1 の両側に突設され、図示しない左右の前輪に各別に連結されており、これらの前輪が、ラックハウジングＨ1 内でのラック軸１の移動に応じて操舵されるようになしてある。
【００１９】
更に、ラックハウジングＨ1 のピニオンハウジングＨ2 との交叉部の逆位置には、これら夫々と略直交する向きにガイドハウジングＨ3 が突設されている。ガイドハウジングＨ3 は、軸心部を貫通し、ラック軸１の背面側（ピニオン20との噛合部の逆側）からラックハウジングＨ1 の内部を臨む円形断面の保持孔23を備えており、該保持孔23には、ラックガイド３が軸長方向への摺動自在に内嵌保持されている。
【００２０】
ラック軸１の背面には、互いに逆向きに傾斜する一対のテーパ面12，12（図２参照）が、ラック歯10の形成域の略全長に亘って設けられている。このようなテーパ面12，12には、ラックガイド３の先端に設けられたガイド面30，30（図２及び図３参照）が、後述の如く装着されたラック受けシート４を介して当接させてある。
【００２１】
ラックガイド３の基端は、保持孔23の外側開口部にねじ込まれ、ロックナット25により位置決め固定された支持キャップ24に臨ませてあり、該支持キャップ24との間に介装された押しばね26により内向きに、即ち、ラック軸１に向けて押圧付勢されている。
【００２２】
而してラックガイド３の先端のガイド面30，30は、押しばね26のばね力によりラック軸１背面のテーパ面12，12にラック受けシート４を介して押し付けられ、該ラック軸１をピニオン20との噛合部に向けて押圧し、該噛合部に適正な予圧を付与しつつ前記ラック軸１を移動案内する作用をなす。なお前記予圧は、支持キャップ24のねじ込み量の増減により調整される。
【００２３】
以上の構成により、操舵のためにステアリングホイールＳが操作された場合、該ステアリングホイールＳに連結されたピニオン軸２が回動し、この回動が、ラックガイド３による予圧下にて噛合するピニオン20とラック歯10とによりラック軸１の軸長方向の移動に変換され、この移動が左右の前輪に伝達されて操舵がなされる。このときラック受けシート４は、ラック軸１のテーパ面12，12に摺接して操舵のためのラック軸１の移動を滑らかに案内する作用をなす。
【００２４】
本発明装置の特徴は、以上の如きラックガイド３の先端部におけるラック受けシート４の装着態様にある。図２は、ラック軸１とピニオン20との噛合部近傍の拡大断面図、図３は、ラックガイド３及びラック受けシート４の分解斜視図である。
【００２５】
ラックガイド３は、ガイドハウジングＨ3 に設けられた保持孔23の断面に対応する円筒形状を有しており、該ラックガイド３の先端部には、図３に示す如く、中心部を横切るように凹溝31が形成されている。凹溝31の両側には、ラック軸１の背面に設けたテーパ面12，12と対応する角度を有し、先端に向けてテーパ状に拡幅するガイド面30，30が設けられ、また凹溝31の底面には、略中央に開口する円形断面の係止孔33が形成されている。
【００２６】
ラック受けシート４は、板材のプレス成形により、図３に示す如く、一面側に突設された矩形断面の凸条40と、該凸条40の両側に連設されラックガイド３のガイド面30，30に対応するようにテーパ状に拡がる滑り部41，41と、凸条40の中央部に突設された有底円筒形の係止突起42とを備えて構成されている。凸条40は、ラックガイド３に設けられた凹溝31への嵌め込みが可能な幅を有し、係止突起42は、ラックガイド３に設けられた係止孔33への嵌め込みが可能な外径を有している。
【００２７】
図４は、ラックガイド３へのラック受けシート４の装着手順の説明図である。図４（ａ）には、ラック受けシート４の装着前の状態が示されている。ラック受けシート４が装着されるラックガイド３は、前述した焼結法により製造されることから、ラックガイド３の先端部中央を横切る凹溝31の両側面には、図中にβとして示すように、型抜きのために必要な抜け勾配が、例えば、最大２°の傾斜を有し、開口側に向けて溝幅を増すように形成されている。
【００２８】
一方、このような凹溝31に圧入させるべくラック受けシート４に突設された凸条40は、図中αとして示す傾斜角度を有して先端部に向けて縮幅せしめられた断面形状を有しており、この凸条40の傾斜角度αは、例えば、最小２、５°とし、凹溝31の抜け勾配βよりも大きくしてある。なお、このような傾斜を有する凸条40は、プレス成形に用いるプレス型の形状設定により、滑り部41，41及び係止突起42と共に一体形成することができる。
【００２９】
以上の如く構成されたラック受けシート４は、凸条40及び係止突起42の突設側をラックガイド３先端に向け、凸条40の延設方向がガイド面30，30の中央の凹溝31に整合するように位置決めされ、図４（ａ）及び図３中に矢符により示すように、凸条40を凹溝31に圧入し、また係止突起42を係止孔33に圧入せしめて、図４（ｂ）に示す如く、ラックガイド３のガイド面30，30の全面を覆った状態に装着される。
【００３０】
ここでラック受けシート４の凸条40は、先端部に向けて、即ち、凹溝31への圧入の進行方向に向けてテーパ状に縮幅する断面形状を有しており、この部分の傾斜角度αが凹溝31の抜け勾配βよりも大きいことから、凹溝31に圧入される凸条40は、圧入に伴って凹溝31の側壁に倣うように変形する。従って、図４（ｂ）に示す装着後の状態において、凸条40と凹溝31とは、圧入長さの全体に亘って隙間なく密着するようになり、これら両者が強固に一体化させられ、ラックガイド３へのラック受けシート４の装着強度を十分に高めることが可能となる。
【００３１】
このように装着されたラック受けシート４は、ラックガイド３の組み付けにより、図２に示す如く、ガイド面30，30により裏面を支えられた滑り部41，41の表面をラック軸１背面のテーパ面12，12に当接させた状態となり、この状態においてラック軸１は、テーパ面12，12を滑り部41，41に摺接させつつ軸長方向に移動案内される。
【００３２】
この間、ラック軸１を移動案内するラック受けシート４の滑り部41，41には、前記テーパ面12，12の摺動抵抗が加わり、更に、ピニオン軸２との噛合部における噛合反力及び操向車輪に加わる路面反力等の外力の作用により、ラック軸１の軸回りの回転力が加わるが、ラック受けシート４は、密に嵌合する凸条40と凹溝31との作用によりラックガイド３に強固に一体化されているため、前記摺動抵抗及び回転力の作用による位置ずれの発生を抑え、ラック軸１の移動案内を長期に亘って安定して行わせることができる。
【００３３】
なお、以上の実施の形態においては、運転者によりステアリングホイールＳに加えられる操作力のみで操舵を行わせる構成としたマニュアルステアリング装置への適用例について述べたが、本発明は、油圧又は電動アクチュエータの発生力により操舵を補助するパワーステアリング装置への適用も可能であり、同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００３４】
【発明の効果】
以上詳述した如く本発明に係るラックピニオン式舵取装置においては、ラック受けシートをラックガイドに隙間なく装着することができ、ラック軸の移動案内に際して加わる外力よりラック受けシートの装着状態が損なわれる虞れが軽減され、ラック軸の移動案内を長期に亘って安定して行わせて、良好な操舵感が得られるようになる。
【００３５】
また、ラック受けシートをプレス成形により形成するから、前述した装着のために必要なテーパ形をなす凸条を後工程を要さずに形成することができる等、本発明は優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明装置の要部の構成を示す縦断面図である。
【図２】ラック軸とピニオンとの噛合部近傍の拡大断面図である。
【図３】ラックガイド及びラック受けシートの分解斜視図である。
【図４】ラックガイドへのラック受けシートの装着手順の説明図である。
【図５】従来のラックピニオン式舵取装置の問題点の説明図である。。
【符号の説明】
１ ラック軸
２ ピニオン軸
３ ラックガイド
４ ラック受けシート
10 ラック歯
20 ピニオン
30 ガイド面
31 凹溝
33 係止孔
40 凸条
42 係止突起
Ｓ ステアリングホイール（操舵部材）
【発明の属する分野】
本発明は、自動車用の舵取装置の一形式として広く採用されているラックピニオン式舵取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ラックピニオン式舵取装置は、車体の左右方向に延設されたラックハウジングの内部に軸長方向に移動自在にラック軸を支持し、また前記ラックハウジングの中途部に軸心を交叉させて連設されたピニオンハウジングの内部に軸回りでの回動自在にピニオン軸を支持し、該ピニオン軸に一体形成されたピニオンを前記ラック軸の周面の一部に適長に亘って形成されたラック歯に噛合させると共に、ラックハウジングの両側に突出するラック軸の両端を左右の操向車輪（一般的には左右の前輪）に夫々連結し、またピニオンハウジングから突出するピニオン軸の先端を操舵部材としてのステアリングホイールに連結してなり、該ステアリングホイールの操作に応じて生じる前記ピニオン軸の回動を前記ラック軸の軸長方向の移動に変換して、該ラック軸の両端に連結された左右の操向車輪を操舵せしめる構成となっている。
【０００３】
このようなラックピニオン式舵取装置においては、左右両方向の操舵を遅れを伴わずに高精度に行わせるために、前記ラック軸に形成されたラック歯と前記ピニオン軸に一体形成されたピニオンとの噛合部の逆側（背面側）に適正な予圧を加え、両者を実質的にバックラッシなしに噛み合わせることが重要である。このため従来から、前記ラック軸の周面を前記ピニオンとの噛合部の背面側から押圧し、該噛合部に予圧を加えつつ前記ラック軸を移動案内するラックガイドが用いられている。
【０００４】
さて、以上の如く構成されたラックピニオン式舵取装置において、ラック軸の背面とラックガイドとの間には、前述した押圧下にて移動案内されるラック軸の摺動抵抗を軽減し、ラック軸の移動を滑らかに行わせるためにラック受けシートが介装されている。
【０００５】
ラック受けシートは、金属材の一面に摺動層としての合成樹脂材を積層してなる積層構造を有する板材を、ラック軸の背面に押し付けるべくラックガイドに設けたガイド面に対応する形状に成形してなり、一面に突設された係止突起を、前記ガイド面の略中央に開口する係止孔に圧入せしめてラックガイドに装着されている。しかしながら、このように装着されたラック受けシートに対する摺動を伴ってラック軸が軸長方向に移動した場合、該ラック軸との間に作用する摺動抵抗が係止突起の根元部に集中し、該根元部に剪断力として加わる結果、多数回の操舵の繰り返しにより係止突起が損傷する虞れがあり、ラック受けシートの装着状態が損なわれてラック軸の移動案内を安定して行わせ得ず、操舵感の悪化を招来するという問題があった。
【０００６】
そこで、ラックガイドには、前記ガイド面を横切りラック軸の移動方向に延びる凹溝を前記係止孔と共に形成し、またラック受けシートには、ラックガイドの凹溝に対応する凸条を前記係止突起と共に形成して、この凸条を前記凹溝に圧入させることにより摺動抵抗による負荷を分担させ、ラック受けシートの装着強度を高め、ラック軸の移動案内を長期に亘って安定して行わせるようにしたラックピニオン式舵取装置がある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
【特許文献１】
実公平０２−４６４５３号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
図５は、特許文献１に開示されたラックピニオン式舵取装置の問題点の説明図である。図５（ａ）に示す如く、前述したガイド面30、凹溝31及び係止孔33を備え、複雑な形状を有するラックガイド３は、型内に粉末金属を充填し、加圧下にて加熱して成形する公知の焼結法により製造されているため、凹溝31には、型抜きのために開口側に向けて拡幅する抜け勾配βが形成される。
【０００９】
一方ラック受けシート５は、図５（ａ）に示す如く、ラックガイド３のガイド面30に対応する滑り部51の中央に凸条50及び係止突起52を備えており、係止突起52を係止孔33に圧入し、また凸条50を凹溝31に圧入してラックガイド３に装着されるが、このとき図５（ｂ）に示すように、凸条50の根本部と凹溝31の側壁との間に前記抜け勾配βに対応する隙間53が生じるため、凸条50と凹溝31とによる装着強度の向上効果が不十分となり、ラック軸の移動案内を安定して行わせるという目的を十分に果たすことができない。
【００１０】
またラック軸には、ラック歯の噛合部に加わる力及び操向車輪からの作用力等の外力の作用により軸回りの回転が定常的に生じるが、このラック軸に摺接するラック受けシート５が前述した隙間53を有して装着されている場合、該ラック受けシート５がラック軸の回転に伴って隙間53の内にて動き、初期の隙間53が経時的に拡大して、前述した不具合が助長される虞れがあった。
【００１１】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、ラック軸に摺接するラック受けシートのラックガイドへの装着状態が損なわれる虞れを軽減し、ラック軸の移動案内を長期に亘って安定して行わせることができ、良好な操舵感が得られるラックピニオン式舵取装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１発明に係るラックピニオン式舵取装置は、操舵部材の操作に応じて回転するピニオン軸と、該ピニオン軸に噛合され、操舵のために軸長方向に移動するラック軸と、ガイド面及び該ガイド面の中央を横切る凹溝を設けたラックガイドと、一面の中央部に設けた凸条を前記凹溝に圧入して前記ガイド面を被覆するように固定されたラック受けシートとを備え、前記ラックガイドのガイド面を前記ラック軸の周面にラック受けシートを介して押し付け、該ラック受けシートとの摺動下にて前記ラック軸を移動案内するラックピニオン式舵取装置において、前記ラック受けシートは、前記凸条の両側に連設されて先端に向かってテーパ状に拡幅する滑り部を有し、前記凸条は、前記ラックガイドの凹溝の勾配よりも大なる傾斜角度を有して圧入の進行方向に縮幅させてあり、前記凹溝への圧入に伴って該凹溝の側壁に倣って自身が変形し、前記ラック軸への押し付け前の状態で前記凹溝に前記滑り部との連設部位も含めて密着するように形成してあることを特徴とする。
【００１３】
本発明においては、ラック受けシートに突設された凸条を、ラックガイドの凹溝に生じている抜け勾配より大きい傾斜角度を有して圧入の方向に縮幅した形状とし、この凸条をラックガイドの凹溝に圧入してなされるラック受けシートの装着時に、ラック受けシートの凸条がラックガイドの凹溝の側壁に倣って変形して両者が隙間なく密着し、ラック軸の押し付け前の状態においてラック受けシートの装着強度を高める作用をなし、ラック受けシートは、該ラック受けシートに押し付けられた状態で生じるラック軸の軸長方向の移動を、位置ずれを生じずに確実に案内する。
【００１４】
本発明の第２発明に係るラックピニオン式舵取装置は、第１発明におけるラック受けシートが、プレス成形してあることを特徴とする。
【００１５】
本発明においては、ラック受けシートをプレス成形により製造し、成形の過程において前述した縮幅形状を有する凸条を一体形成し、傾斜角度の設定のための後加工を不要とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。図１は、本発明に係るラックピニオン式舵取装置（以下、本発明装置という）の要部の構成を示す縦断面図である。
【００１７】
図中Ｈ2 はピニオンハウジングであり、このピニオンハウジングＨ2 の内部にはピニオン軸２が配してある。ピニオン軸２は、下半部を拡径して一体形成されたピニオン20を備えており、該ピニオン20の上下両側に位置する一対のアンギュラ玉軸受21，22により、ピニオンハウジングＨ2 の内部に同軸上での回転自在に支持されている。また、ピニオンハウジングＨ2 の外部に突出するピニオン軸２の上端部は、操舵部材としてのステアリングホイールＳに連結されている。而してピニオン軸２は、操舵のためのステアリングホイールＳの回転操作に応じてピニオンハウジングＨ2 の内部にて回動する。
【００１８】
またピニオンハウジングＨ2 の下半部の一側には、円筒形をなすラックハウジングＨ1 が軸心を交叉させて連設されており、該ラックハウジングＨ1 の内部には、軸長方向（紙面に直交する方向）への移動自在にラック軸１が支持されている。ラック軸１の周面には、ピニオンハウジングＨ2 との連通部を臨む側に適長に亘ってラック歯10が形成されており、該ラック歯10は、前記ピニオン20に噛合させてある。ラック軸１の両端は、ラックハウジングＨ1 の両側に突設され、図示しない左右の前輪に各別に連結されており、これらの前輪が、ラックハウジングＨ1 内でのラック軸１の移動に応じて操舵されるようになしてある。
【００１９】
更に、ラックハウジングＨ1 のピニオンハウジングＨ2 との交叉部の逆位置には、これら夫々と略直交する向きにガイドハウジングＨ3 が突設されている。ガイドハウジングＨ3 は、軸心部を貫通し、ラック軸１の背面側（ピニオン20との噛合部の逆側）からラックハウジングＨ1 の内部を臨む円形断面の保持孔23を備えており、該保持孔23には、ラックガイド３が軸長方向への摺動自在に内嵌保持されている。
【００２０】
ラック軸１の背面には、互いに逆向きに傾斜する一対のテーパ面12，12（図２参照）が、ラック歯10の形成域の略全長に亘って設けられている。このようなテーパ面12，12には、ラックガイド３の先端に設けられたガイド面30，30（図２及び図３参照）が、後述の如く装着されたラック受けシート４を介して当接させてある。
【００２１】
ラックガイド３の基端は、保持孔23の外側開口部にねじ込まれ、ロックナット25により位置決め固定された支持キャップ24に臨ませてあり、該支持キャップ24との間に介装された押しばね26により内向きに、即ち、ラック軸１に向けて押圧付勢されている。
【００２２】
而してラックガイド３の先端のガイド面30，30は、押しばね26のばね力によりラック軸１背面のテーパ面12，12にラック受けシート４を介して押し付けられ、該ラック軸１をピニオン20との噛合部に向けて押圧し、該噛合部に適正な予圧を付与しつつ前記ラック軸１を移動案内する作用をなす。なお前記予圧は、支持キャップ24のねじ込み量の増減により調整される。
【００２３】
以上の構成により、操舵のためにステアリングホイールＳが操作された場合、該ステアリングホイールＳに連結されたピニオン軸２が回動し、この回動が、ラックガイド３による予圧下にて噛合するピニオン20とラック歯10とによりラック軸１の軸長方向の移動に変換され、この移動が左右の前輪に伝達されて操舵がなされる。このときラック受けシート４は、ラック軸１のテーパ面12，12に摺接して操舵のためのラック軸１の移動を滑らかに案内する作用をなす。
【００２４】
本発明装置の特徴は、以上の如きラックガイド３の先端部におけるラック受けシート４の装着態様にある。図２は、ラック軸１とピニオン20との噛合部近傍の拡大断面図、図３は、ラックガイド３及びラック受けシート４の分解斜視図である。
【００２５】
ラックガイド３は、ガイドハウジングＨ3 に設けられた保持孔23の断面に対応する円筒形状を有しており、該ラックガイド３の先端部には、図３に示す如く、中心部を横切るように凹溝31が形成されている。凹溝31の両側には、ラック軸１の背面に設けたテーパ面12，12と対応する角度を有し、先端に向けてテーパ状に拡幅するガイド面30，30が設けられ、また凹溝31の底面には、略中央に開口する円形断面の係止孔33が形成されている。
【００２６】
ラック受けシート４は、板材のプレス成形により、図３に示す如く、一面側に突設された矩形断面の凸条40と、該凸条40の両側に連設されラックガイド３のガイド面30，30に対応するようにテーパ状に拡がる滑り部41，41と、凸条40の中央部に突設された有底円筒形の係止突起42とを備えて構成されている。凸条40は、ラックガイド３に設けられた凹溝31への嵌め込みが可能な幅を有し、係止突起42は、ラックガイド３に設けられた係止孔33への嵌め込みが可能な外径を有している。
【００２７】
図４は、ラックガイド３へのラック受けシート４の装着手順の説明図である。図４（ａ）には、ラック受けシート４の装着前の状態が示されている。ラック受けシート４が装着されるラックガイド３は、前述した焼結法により製造されることから、ラックガイド３の先端部中央を横切る凹溝31の両側面には、図中にβとして示すように、型抜きのために必要な抜け勾配が、例えば、最大２°の傾斜を有し、開口側に向けて溝幅を増すように形成されている。
【００２８】
一方、このような凹溝31に圧入させるべくラック受けシート４に突設された凸条40は、図中αとして示す傾斜角度を有して先端部に向けて縮幅せしめられた断面形状を有しており、この凸条40の傾斜角度αは、例えば、最小２、５°とし、凹溝31の抜け勾配βよりも大きくしてある。なお、このような傾斜を有する凸条40は、プレス成形に用いるプレス型の形状設定により、滑り部41，41及び係止突起42と共に一体形成することができる。
【００２９】
以上の如く構成されたラック受けシート４は、凸条40及び係止突起42の突設側をラックガイド３先端に向け、凸条40の延設方向がガイド面30，30の中央の凹溝31に整合するように位置決めされ、図４（ａ）及び図３中に矢符により示すように、凸条40を凹溝31に圧入し、また係止突起42を係止孔33に圧入せしめて、図４（ｂ）に示す如く、ラックガイド３のガイド面30，30の全面を覆った状態に装着される。
【００３０】
ここでラック受けシート４の凸条40は、先端部に向けて、即ち、凹溝31への圧入の進行方向に向けてテーパ状に縮幅する断面形状を有しており、この部分の傾斜角度αが凹溝31の抜け勾配βよりも大きいことから、凹溝31に圧入される凸条40は、圧入に伴って凹溝31の側壁に倣うように変形する。従って、図４（ｂ）に示す装着後の状態において、凸条40と凹溝31とは、圧入長さの全体に亘って隙間なく密着するようになり、これら両者が強固に一体化させられ、ラックガイド３へのラック受けシート４の装着強度を十分に高めることが可能となる。
【００３１】
このように装着されたラック受けシート４は、ラックガイド３の組み付けにより、図２に示す如く、ガイド面30，30により裏面を支えられた滑り部41，41の表面をラック軸１背面のテーパ面12，12に当接させた状態となり、この状態においてラック軸１は、テーパ面12，12を滑り部41，41に摺接させつつ軸長方向に移動案内される。
【００３２】
この間、ラック軸１を移動案内するラック受けシート４の滑り部41，41には、前記テーパ面12，12の摺動抵抗が加わり、更に、ピニオン軸２との噛合部における噛合反力及び操向車輪に加わる路面反力等の外力の作用により、ラック軸１の軸回りの回転力が加わるが、ラック受けシート４は、密に嵌合する凸条40と凹溝31との作用によりラックガイド３に強固に一体化されているため、前記摺動抵抗及び回転力の作用による位置ずれの発生を抑え、ラック軸１の移動案内を長期に亘って安定して行わせることができる。
【００３３】
なお、以上の実施の形態においては、運転者によりステアリングホイールＳに加えられる操作力のみで操舵を行わせる構成としたマニュアルステアリング装置への適用例について述べたが、本発明は、油圧又は電動アクチュエータの発生力により操舵を補助するパワーステアリング装置への適用も可能であり、同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００３４】
【発明の効果】
以上詳述した如く本発明に係るラックピニオン式舵取装置においては、ラック受けシートをラックガイドに隙間なく装着することができ、ラック軸の移動案内に際して加わる外力よりラック受けシートの装着状態が損なわれる虞れが軽減され、ラック軸の移動案内を長期に亘って安定して行わせて、良好な操舵感が得られるようになる。
【００３５】
また、ラック受けシートをプレス成形により形成するから、前述した装着のために必要なテーパ形をなす凸条を後工程を要さずに形成することができる等、本発明は優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明装置の要部の構成を示す縦断面図である。
【図２】ラック軸とピニオンとの噛合部近傍の拡大断面図である。
【図３】ラックガイド及びラック受けシートの分解斜視図である。
【図４】ラックガイドへのラック受けシートの装着手順の説明図である。
【図５】従来のラックピニオン式舵取装置の問題点の説明図である。。
【符号の説明】
１ ラック軸
２ ピニオン軸
３ ラックガイド
４ ラック受けシート
10 ラック歯
20 ピニオン
30 ガイド面
31 凹溝
33 係止孔
40 凸条
42 係止突起
Ｓ ステアリングホイール（操舵部材）
Claims (2)
- 操舵部材の操作に応じて回転するピニオン軸と、該ピニオン軸に噛合され、操舵のために軸長方向に移動するラック軸と、ガイド面及び該ガイド面の中央を横切る凹溝を設けたラックガイドと、一面の中央部に設けた凸条を前記凹溝に圧入して前記ガイド面を被覆するように固定されたラック受けシートとを備え、前記ラックガイドのガイド面を前記ラック軸の周面にラック受けシートを介して押し付け、該ラック受けシートとの摺動下にて前記ラック軸を移動案内するラックピニオン式舵取装置において、
前記ラック受けシートは、前記凸条の両側に連設されて先端に向かってテーパ状に拡幅する滑り部を有し、前記凸条は、前記ラックガイドの凹溝の勾配よりも大なる傾斜角度を有して圧入の進行方向に縮幅させてあり、前記凹溝への圧入に伴って該凹溝の側壁に倣って自身が変形し、前記ラック軸への押し付け前の状態で前記凹溝に前記滑り部との連設部位も含めて密着するように形成してあることを特徴とするラックピニオン式舵取装置。 - 前記ラック受けシートは、プレス成形してある請求項１記載のラックピニオン式舵取装置。
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