JPH07323850A - ラックピニオン式ステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 軽量化及び低廉化を図ることができる上に、
機械的強度も焼結金属からなるラックガイドに比較して
それ程劣らないラックガイド手段を具備したラックピニ
オン式ステアリング装置を提供することにある。 【構成】 ラックピニオン式ステアリング装置１におけ
るラックガイド手段２１は、中空のラックガイド本体２
２と、ラックガイド本体２２を補強する補強体２３と、
ラックバー８の背面２４に当接する摺動片５３とを具備
し、ラックガイド本体２２は、ラックバー８の背面２４
に対面する凹状面部２５と、凹状面部２５から一体的に
ラックバー８の軸心２６に直交して伸びた円筒部２７と
を具備しており、補強体２３は、ラックガイド本体２２
の内部２９に装着されており、ラックガイド本体２２の
凹状面部２５の内面３０に当接して当該凹状面部２５を
補強支持する補強部３１を具備している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ラックピニオン式ステ
アリング装置において、特にラックバーを摺動自在に支
持するラックガイドに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のラックピニオン式ステアリング装
置は一般に図１０に示すようような構成を具備し、この
従来のラックピニオン式ステアリング装置１は、ステア
リング操作により回転されるように、ケーシング３内に
軸受４及び５を介して回転自在に配されたピニオン６
と、ピニオン６の回転により紙面に直交する方向に移動
されるように、ピニオン６と噛合ったラック歯７を有し
て、移動自在なラックバー８と、ラックバー８の移動を
案内するように、ケーシング３内の横方向（ラックバー
８の移動方向と直交する方向）に伸びる孔９に移動自在
に配されて、ラックバー８を摺接支持するラックガイド
１０と、ケーシング３及びラックガイド１０間に配され
て、ラックガイド１０を介してラックバー８のラック歯
７をピニオン６に弾性的に押圧するコイルばね１１とを
具備してなる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで上述のような
従来のラックピニオン式ステアリング装置１におけるラ
ックガイド１０は、一般に、焼結金属又は合成樹脂等か
らなるが、焼結金属からなるラックガイド１０は、衝撃
荷重に対しては十分な機械的強度を有しそれ程問題がな
いが、その反面、重量が増し、加えて比較的高価とな
り、一方、合成樹脂で形成されたラックガイド１０は、
軽量化及び低廉化を図ることができるが、機械的強度に
問題を有し、いずれのものもそれ程満足し得るものでは
ない。

【０００４】本発明は、前記諸点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするとことは、軽量化及び低廉化を
図ることができる上に、機械的強度も焼結金属からなる
ラックガイドに比較してそれ程劣らないラックガイド手
段を具備したラックピニオン式ステアリング装置を提供
することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明によれば前記目的
は、ステアリング操作により回転されるように、ケーシ
ング内に回転自在に配されたピニオンと、このピニオン
の回転により移動されるように、ピニオンと噛合ったラ
ック歯を有する移動自在なラックバーと、このラックバ
ーの移動を案内するように、ケーシング内に移動自在に
配されて、ラックバーを摺接支持するラックガイド手段
と、このラックガイド手段を介してラックバーをピニオ
ンに弾性的に押圧する弾性押圧手段とを具備してなるラ
ックピニオン式ステアリング装置であって、ラックガイ
ド手段は、板状部材から一体成形された中空のラックガ
イド本体と、このラックガイド本体とは別体であってラ
ックガイド本体を補強する補強体とを具備しており、ラ
ックガイド本体は、ラックバー背面に対面する凹状面部
と、この凹状面部から一体的に伸びた筒部とを具備して
おり、補強体は、ラックガイド本体の中空部に装着され
ており、ラックガイド本体の凹状面部の内面に当接して
当該凹状面部を補強支持する補強部を具備しており、ラ
ックガイド本体の凹状面部の外面には、ラックバー背面
に当接する摺動片が取り付けられているラックピニオン
式ステアリング装置によって達成される。

【０００６】本発明においてラックガイド本体に対して
は、板状部材として冷間圧延鋼板（ＳＰＣＤ、ＳＰＣ
Ｅ、ＳＰＣＵ）（ＪＩＳ Ｇ ３１４１）、電気亜鉛め
っき鋼板（ＳＥＣＤ、ＳＥＣＥ）（ＪＩＳ Ｇ ３３１
３）などをドロー成形したものを用いことができ、板状
部材の厚みとしては、０．６０ｍｍから３．２０ｍｍの
ものを、好ましくは０．６０ｍｍから２．６０ｍｍのも
のを、更に好ましくは０．６０ｍｍから１．６０ｍｍの
ものを挙げることができる。ラックバーの背面が摺動自
在に当接する摺動面となる表面を具備する摺動片は、短
冊状又は略円形のいずれであっても、更には、略楕円な
どその他の形状であってもよい。摺動片としては、薄鋼
板と、この薄鋼板上に一体に被着形成された多孔質焼結
金属層と、この焼結金属層に含浸されかつ一部が焼結金
属層上に薄く形成されており、ポリテトラフルオロエチ
レン樹脂若しくはポリアセタール樹脂等又はこれに潤滑
油剤を含有した含油ポリアセタール樹脂等自己潤滑性、
耐摩耗性を有する合成樹脂等からなる表面層とを具備し
た板状の複層材料から形成したもの、又は、その全体が
上述の表面層と同様の合成樹脂材料から形成した単一体
のものを用いるとよい。

【０００７】本発明に従う補強体としては、補強部から
一体的に伸びた筒部を更に具備して、板金又は合成樹脂
材から一体成形されたものであってもよい。他の例で
は、補強部が、ラックガイド本体の凹状面部の内面形状
に相補的形状を有する凹状面部を具備しており、補強部
の当該凹状面部をラックガイド本体の凹状面部の内面に
当接させて補強体を構成してもよい。

【０００８】弾性押圧手段の一つとして、ケーシングと
補強体との間に配されたコイルばねを具備したものを好
ましい例として挙げることができ、ここで、補強部にコ
イルばねの一端を当接させ、補強体の補強部をコイルば
ねのばね受として機能させてもよい。

【０００９】

【作用】本発明のラックピニオン式ステアリング装置で
は、ステアリング操作によるピニオンの回転によりラッ
クバーが移動され、これにより操舵がなされる。ラック
バーの移動において、弾性押圧手段に弾性的に押圧され
たラックガイド手段は、ラックバーの歯をピニオンに押
し付けてラックバーを摺動自在に支持し、而してバック
ラッシュを常に最小にしてラックバーとピニオンとの噛
み合いを確保すると共に、ラックバーの移動を案内す
る。そして本発明では、ラックガイド本体が板状部材か
ら中空体状に一体成形され、補強体により補強されてい
るため、軽量化を図ることができる上に、機械的強度を
十分に維持し得ることになる。

【００１０】次に本発明を、図に示す好ましい具体例に
基づいて更に詳細に説明する。なお、本発明はこれら具
体例に何等限定されないのである。

【００１１】

【具体例】本例のラックピニオン式ステアリング装置
は、図１０に示す従来のラックピニオン式ステアリング
装置１におけるラックガイド１０に対して、図１から図
５に示すラックガイド手段２１を用いたものであって、
図１から図５において、本例のラックバー８を摺接支持
するラックガイド手段２１は、板状部材、本例では１．
２０ｍｍ厚の鋼板からドロー成形（深絞成形）により一
体成形された中空のラックガイド本体２２と、ラックガ
イド本体２２とは別体であってラックガイド本体２２を
補強する補強体２３とを具備し、ラックガイド本体２２
は、ラックバー８の背面２４に対面する凹状面部２５
と、凹状面部２５から一体的にラックバー８の軸心２６
に直交して伸びた円筒部２７と、円筒部２７から一体的
に内方に折り曲げられた環状の係止部２８とを具備して
おり、補強体２３は、１．００ｍｍ厚の鋼板から前記ラ
ックガイド本体２２と同様に、ドロー成形により一体成
形されて、ラックガイド本体２２の内部２９に装着され
ており、ラックガイド本体２２の凹状面部２５の内面３
０に当接して当該凹状面部２５を補強支持する補強部３
１と、補強部３１から一体的にラックバー８の軸心２６
に直交して伸びた円筒部３２と、円筒部３２から一体的
に外方に折り曲げられており、係止部２８に外面で係止
された環状の係合部３３とを具備している。なお、係止
部２８は、内部２９への補強体２３の挿入後に、円筒部
２７が内方に折り曲げられて形成される。

【００１２】凹状面部２５の中央部には、貫通孔４１を
規定する円筒部４２が凹状面部２５から一体的にラック
バー８の軸心２６に直交して伸びて形成されており、補
強部３１は、ラックガイド本体２２の凹状面部２５の内
面３０の形状に相補的形状の凹状面部４４と、凹状面部
４４から一体的にラックバー８の軸心２６に直交して伸
びて形成された側壁４５と、円筒部３２の一端面を閉鎖
して凹状面部４４、側壁４５及び円筒部３２のそれぞれ
に一体的に連設されたばね座用の上壁４６とを具備して
いる。本例では補強部３１の凹状面部４４がラックガイ
ド本体２２の凹状面部２５の内面３０に当接している。
凹状面部４４の中央部には、円筒部４２が嵌合された貫
通孔４７が形成されている。

【００１３】ラックガイド本体２２の凹状面部２５の外
面５１には、ラックバー８の移動方向Ｘに対して直交す
る方向に伸びる溝５２が形成されており、溝５２に嵌合
して短冊状の摺動片５３が配されている。摺動片５３の
中央部には、バーリング加工などにより形成されて、貫
通孔５４を規定する円筒状の突起部５５がその裏面から
突出しており、突起部５５が貫通孔４１に嵌入されて、
摺動片５３は、凹状面部２５の外面５１の溝５２に保持
されている。摺動片５３は、その表面５６が外面５１か
ら僅かに突出してラックバー８の背面２４に摺動自在に
当接するようになっている。摺動片５３としては、図９
に示すように、薄鋼板Ａと、この薄鋼板Ａ上に一体に被
着形成された多孔質焼結金属（銅合金等）層Ｂと、この
焼結金属層Ｂに含浸されかつ一部が焼結金属層Ｂ上に薄
く形成されており、ポリテトラフルオロエチレン樹脂若
しくはポリアセタール樹脂等又はこれに潤滑油剤を含有
した含油ポリアセタール樹脂等自己潤滑性、耐摩耗性を
有する合成樹脂等からなる表面層Ｃとを具備した複層板
材Ｄを、当該表面層Ｃを表面５６側に配して用いても、
または、ポリテトラフルオロエチレン樹脂若しくはポリ
アセタール樹脂等又はこれに潤滑油剤を含有した含油ポ
リアセタール樹脂等の自己潤滑性、耐摩耗性を有する合
成樹脂等からなる単層板材を用いてもよい。

【００１４】なお、本例では図１に示すように、ラック
バー８の外形の曲率半径Ｒに対して凹状面部２５の外面
５１及び溝５２の底面の左右の部分の曲率半径Ｒ１及び
Ｒ２並びにＲ３及びＲ４を大きくし、かつその曲率中心
Ｏ１及びＯ２をラックバー８の外形の曲率中心Ｏ（軸心
２６に位置する）よりも上方にかつ横方向に変位させ、
ラックバー８の背面２４と摺動片５３の表面５６との相
互の摺接が領域６１及び６２でなされるようになってお
り、これに対応して補強部３１の凹状面部４４は、領域
６１及び６２まで伸びて形成されている。このように帯
状又は線状領域６１及び６２でラックバー８の背面２４
と摺動片５３の表面５６とが相互に摺接されるようにす
ると、摺動摩擦抵抗を低減し得るので好ましいが、本発
明はこれに限定されない。

【００１５】弾性押圧手段としては、図１に示すケーシ
ング３と補強部３１の上壁４６との間に配された従来の
コイルばね１１が用いられてもよく、この場合、補強体
２３の補強部３１は、当該補強部３１の上壁４６の下面
にコイルばね１１の一端が当接して、コイルばね１１の
ばね受ともなっている。

【００１６】以上のようなラックガイド手段２１を具備
するラックピニオン式ステアリング装置では、ステアリ
ング操作によるピニオン６の回転によりラックバー８が
Ｘ方向に移動され、これにより操舵がなされる。ラック
バー８の移動において、コイルばね１１に弾性的に押圧
されたラックガイド手段２１は、歯７をピニオン６に押
し付けてラックバー８を摺動自在に支持し、而してバッ
クラッシュを常に最小にしてラックバー８の歯７とピニ
オン６との噛み合いを確保すると共に、ラックバー８の
Ｘ方向の移動を案内する。

【００１７】そして本発明のラックピニオン式ステアリ
ング装置では、ラックガイド本体２２が板状部材から一
体成形され、補強体２３により補強されているため、軽
量化を図ることができる上に、機械的強度を十分に維持
し得る。しかも本例の補強体２３では、その凹状面部４
４が凹状面部２５の領域６１及び６２まで伸びて形成さ
れているため、最も負荷がかかる凹状面部２５の領域６
１及び６２をしっかりと補強することができ、凹状面部
２５が変形したりする虞がなく、而して帯状又は線状領
域６１及び６２でのラックバー８の背面２４と摺動片５
３の表面５６との設計した通りの相互摺接を長期に亘り
維持することができる。

【００１８】なお、前記の複層板材Ｄで形成された摺動
片５３を用いた場合、合成樹脂層Ｃに摩耗が生じても、
摺動面には多孔質焼結金属層Ｂ中に含浸された合成樹脂
が露出するため、摺動片５３による低い摺動摩擦抵抗は
尚且長期に亘って維持され、また、ラックバー８からの
衝撃荷重に対しても、合成樹脂層Ｃは、極めて薄い
（０．０３ｍｍ程度）層であって、かつ多孔質焼結金属
層Ｂ、更には薄鋼板Ａに支持されているいるため、その
耐圧強度が高められ、層Ｃ中の合成樹脂の塑性流動は生
じ難く、ラックバー８の円滑な移動を確保し得る。

【００１９】また本例の摺動片５３は、その突起部５５
が貫通孔４１に嵌入されて、外面５１の溝５２に配され
ているため、摺動片５３の外面５１上での位置ずれは生
じなく、仮に突起部５５と貫通孔４１との圧入嵌着に不
完全さを生じた場合でも、溝５２を規定する側壁によ
り、摺動片５３の外面５１に沿う回動又はラックバー８
の軸心２６に沿うＸ方向の移動は規制され、摺動片５３
の外面５１上での位置ずれに起因する摺接位置の変化等
の不具合をなくすことができる。

【００２０】前記では帯状又は線状領域６１及び６２ま
で補強支持する補強体２３でラックガイド手段２１を構
成したが、これに代えて図６及び図７に示すような補強
体でラックガイド手段を構成してもよい。すなわち図６
及び図７に示すラックガイド手段７１は、前記のラック
ガイド本体２２と、ラックガイド本体２２とは別体であ
ってラックガイド本体２２を補強する補強体７２とを具
備し、本例の補強体７２は、ラックガイド本体２２と同
様に、１．００ｍｍ厚の鋼板からドロー成形により一体
成形されて、ラックガイド本体２２の内部２９に装着さ
れており、円筒部４２の周りでラックガイド本体２２の
凹状面部２５に当接して当該円筒部４２の周りを補強支
持する環状の補強部７３と、補強部７３の外縁から一体
的にラックバー８の軸心２６に直交して伸びた円筒部７
４と、円筒部７４の下端から一体的に外方に伸びた環状
部７５と、環状部７５の外縁から円筒部７４と平行に伸
びて、円筒部２７の内面に嵌合された円筒部７６とを具
備している。なお、貫通孔７７を規定する補強部７３の
内周縁７８は、内部２９への補強体７２の挿入後に、筒
部４２の一端７９側が外方向にかしめられて、円筒部４
２に固定されている。

【００２１】かかる補強体７２を用いてラックガイド手
段７１を構成しても、ラックガイド本体２２が板状部材
から一体成形され、補強体７２により補強されているた
め、軽量化を図ることができる上に、機械的強度を十分
に維持し得ることになる。しかも本例の補強体７２で
は、補強体２３に比較して帯状又は線状領域６１及び６
２まで補強支持しないので、帯状又は線状領域６１及び
６２での補強効果は若干劣るものの、更に軽量化を図り
得る上に、補強体７２の構成が簡単となり、製造が容易
となる利点を有する。

【００２２】また前記例では、板状部材を一体形成した
補強体２３又は７２を用いが、これに代えて図８に示す
ような、硬質の合成樹脂材で一体成形された補強体９５
を用たラックガイド手段８１でもよい。本補強体９５
は、外形が補強部３１と同様の中実な補強部９６と、補
強部９６から一体的にラックバー８の軸心２６に直交し
て伸びて形成された円筒部９７とを具備しており、中央
部には貫通孔９８を規定する円筒状の突起９９が補強部
９６に一体形成されている。本例の硬質の合成樹脂材で
一体成形された補強体９５を用いると、更に軽量化を図
り得ると共に製造が容易となり、低価格化を期待し得
る。

【００２３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ラックバ
ーを摺接支持するラックガイド手段が板状部材から一体
成形されたラックガイド本体と、ラックガイド本体とは
別体であってラックガイド本体を補強する補強体とを具
備して構成されているため、軽量化及び低廉化を図るこ
とができる上に、機械的強度も焼結金属からなるラック
ガイドに比較してそれ程劣らないラックガイド手段を具
備したラックピニオン式ステアリング装置を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好ましい一具体例の断面説明図であ
る。

【図２】図１に示す具体例の平面説明図である。

【図３】図１に示す具体例のラックガイド本体の斜視図
である。

【図４】図１に示す具体例の補強体の斜視図である。

【図５】図１に示す具体例のＶ−Ｖ線断面図である。

【図６】本発明の好ましい他の具体例の断面説明図であ
る。

【図７】図６に示す具体例の補強体の斜視図である。

【図８】本発明の好ましい更に他の具体例の断面説明図
である。

【図９】本発明の具体例に用いられる材料の説明図であ
る。

【図１０】従来のラックピニオン式ステアリング装置の
断面説明図である。

【符号の説明】

１ ラックピニオン式ステアリング ８ ラックバー ２１ ラックガイド手段 ２２ ラックガイド本体 ２３ 補強体 ２５ 凹状面部 ３１ 補強部 ３２ 円筒部 ５３ 摺動片

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステアリング操作により回転されるよう
   に、ケーシング内に回転自在に配されたピニオンと、こ
   のピニオンの回転により移動されるように、ピニオンと
   噛合ったラック歯を有する移動自在なラックバーと、こ
   のラックバーの移動を案内するように、ケーシング内に
   移動自在に配されて、ラックバーを摺接支持するラック
   ガイド手段と、このラックガイド手段を介してラックバ
   ーをピニオンに弾性的に押圧する弾性押圧手段とを具備
   してなるラックピニオン式ステアリング装置であって、
   ラックガイド手段は、板状部材から一体成形された中空
   のラックガイド本体と、このラックガイド本体とは別体
   であってラックガイド本体を補強する補強体とを具備し
   ており、ラックガイド本体は、ラックバー背面に対面す
   る凹状面部と、この凹状面部から一体的に伸びた筒部と
   を具備しており、補強体は、ラックガイド本体の中空部
   に装着されており、ラックガイド本体の凹状面部の内面
   に当接して当該凹状面部を補強支持する補強部を具備し
   ており、ラックガイド本体の凹状面部の外面には、ラッ
   クバー背面に当接する摺動片が取り付けられているラッ
   クピニオン式ステアリング装置。
2. 【請求項２】 摺動片は、短冊状又は略円形である請求
   項１に記載のラックピニオン式ステアリング装置。
3. 【請求項３】 摺動片は、薄鋼板と、この薄鋼板上に一
   体に被着形成された多孔質焼結金属層と、この焼結金属
   層に含浸されかつ一部が焼結金属層上に薄く形成されて
   おり、ポリテトラフルオロエチレン樹脂若しくはポリア
   セタール樹脂又はこれに潤滑油剤を含有した含油ポリア
   セタール樹脂からなる表面層とを具備した板状の複層材
   料、又はポリテトラフルオロエチレン樹脂若しくはポリ
   アセタール樹脂又はこれに潤滑油剤を含有した含油ポリ
   アセタール樹脂からなる板状の単層材料から形成されて
   いる請求項１又は２に記載のラックピニオン式ステアリ
   ング装置。
4. 【請求項４】 弾性押圧手段は、ケーシングと補強部と
   の間に配されたコイルばねを具備しており、補強体の補
   強部は、当該補強部にコイルばねの一端が当接して、コ
   イルばねのばね受となっている請求項１から３のいずれ
   か一項に記載のラックピニオン式ステアリング装置。
5. 【請求項５】 補強体は、補強部から一体的に伸びた筒
   部を更に具備して、板金から一体成形されている請求項
   １から４のいずれか一項に記載のラックピニオン式ステ
   アリング装置。
6. 【請求項６】 補強体は、補強部から一体的に伸びた筒
   部を更に具備して、合成樹脂材から一体成形されている
   請求項１から４のいずれか一項に記載のラックピニオン
   式ステアリング装置。
7. 【請求項７】 補強部は、ラックガイド本体の凹状面部
   の内面形状に相補的形状の凹状面部を具備しており、補
   強部の凹状面部がラックガイド本体の凹状面部の内面に
   当接している請求項１から６のいずれか一項に記載のラ
   ックピニオン式ステアリング装置。