JPS58105875A

JPS58105875A - 舵取り装置

Info

Publication number: JPS58105875A
Application number: JP20660281A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Tobisawa; 飛沢　美雄; Satoshi Ikeda; 聡池田
Original assignee: Jidosha Kiki Co Ltd
Current assignee: Jidosha Kiki Co Ltd
Priority date: 1981-12-21
Filing date: 1981-12-21
Publication date: 1983-06-23

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 −ｌ　’　　　　　　　　　　　　ｓｒ：ｃ本発明は、
ランクビニオン型の舵取り装置に関し、特にそのラック
支持部の改良に関する。

ラックピニオン型の舵取り装置は、自動車の左。

右前車輪（舵取り輪）間で横方向に沿って酔設されたラ
ンクと、これに噛合するごとく舵取り・・ンドル軸先端
に設けられたピニオンとからなる舵取り歯車を有し、こ
の舵取り歯車の働きにより・・ンドル操作に伴う回転変
位４ランク軸線方向の直線変位として変換し、づらに舵
散りリンク機構を介して前記前車輪を所望の方向に旋回
づせる。そし〜で、このようなラックピニオン型の舵取
り装置は、比較的構成が簡牟で、舵取り性能にも浸れ、
さらて配設スペース的に有利であることから、特に小型
車々どに多く採用されている。

ところで、この種のランクピニオン型舵取り装置ニおい
て、ピニオンと噛合するランクは、ピニオンに対向して
その下方に配設されたランク支持部利により軸線方向に
摺動自在に支持さね、かつこのラック支持部材Ｋｎラン
クをピニオンと常時噛合させる方向に旧勢力が与えられ
ている。そ１〜２− て、ランクはこのラック支持部材の働きによりピニオン
と適正に噛合してハンドル操作による回転変位を軸線方
向への直線運動として取り出し、舵取り輪を所望の方向
に旋回させる。

したがって、上述したラックとラック支持部材とけ、ラ
ンクとピニオンとの円滑な噛合全保証し、適正な舵取！
ｌｌを行々うつえて重要なものであるが、ここで間亀と
なることは、ランクにはピニオンとの噛合状態から生じ
るラック横方向への分力による回転モーメントが加わり
、またランク自身に伝達される舵取り輪側からの衝撃荷
重による変位なども加わり、これらの変位力によりラッ
クとピニオンとの適正な噛合が妨げられる点である。

すなわち、従来装置では、ランクは断面が略円形状に形
成され、かつラック支持部材はこの円形ラックを単に摺
動自在に保持する案内溝を有しているだけであるため、
上述したようにランクに対し回転モーメントなどが働く
と、ランクが案内溝内で回動し、ピニオンとの間の適正
な噛合状態を保持することができないものであった。

このため、ランクを、ピニオン歯部に噛合するランク歯
部下面側で下方に向って収束する一対の傾斜面とその先
端から下方に突出し曲げ剛性を保持する延長部とを有す
る断面路Ｙ字状に形成し、かつラック支持部材に上述し
たランクの各傾斜面を支持案内するガイド面を有しラッ
クを安定して保持できる案内溝を形成するようにした構
造のものが、特開昭５２−９１２２９号公報などによ１
既に提案されている。そして、このような構造を採用す
ることによって、ランクに加わる種々の変位力に対しラ
ンクを適正に支持し回転などの無用な変動を規制してラ
ックをピニオンと適正な状態で噛合させ、かつラックを
軸線方向に円滑に摺動動作させることが可能となる。

しかしながら、このよう々Ｙ字状ランクを用いた構造で
は、ラックとランク支持部材との強度および耐久性、耐
摩耗性の面で若干の問題を生じている。すなわち、従来
からラック支持部材としては、ラックに加わる変位力に
対する緩衝機能金もたせるとともに、摺動抵抗を小さく
して円滑な操舵性を得るために、樹脂材やアルミニウム
合金などの比較的柔かい材質のものが用いられているが
、このようなラック支持部材ではラックに対して働く衝
撃力や回転力により無理な力が加わると、たとえば案内
溝底部両側付近で割れなどを生じ易いもので、強度が不
足し、またラックの摺動動作により早耗し易く、耐久性
の面からも好ましいものではなかった。

特に、近年では、ハンドル操作感覚を高速走行時と低速
走行時とでそれぞれ所望のものとするためランク歯部を
可変比率式とした構造のものが知られており、このよう
な構造ではランクに対して加わる回転モーメントが適宜
変化し、上述した強度等の問題は大きいものである。

そして、このような問題を取り除くためには、ラック支
持部材の硬度等を向上させ、強度を増大させることが必
要となるが、このようにするとランク側の強度、耐久性
および耐摩耗性も考慮しなければならず、両者の調和を
図る必要がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、ラッ
クを機械構造用炭素鋼材により形成するとともに、その
摺動面に高周波焼入れを施し、ラック支持部材を焼結合
金材により焼結形成するとともに、ランクを支持する摺
動部分に浸炭、含油処理′ｆｒ施すことによって、ラン
クおよびランク支持部材の強度および耐久性９．耐摩耗
性などが大幅に向上するばかりでなく、ラックとラック
支持部材との間の摺動抵抗が減少して操舵効率の面でも
良好であり、しかも種々の変位力に対しラックを適正に
支持しピニオンと常に良好な状態で噛合させることがで
きるラックピニオン型の舵取り装置を提供するものであ
る。

以下、本発明を図面に示した実施例を用いて詳細に説明
する。

第１図は本発明を適用したマニュアルステアリング用の
ラックピニオン型舵取り装置の一実施例を示すものであ
り、同図において、符号１けその先端側にピニオン２を
有するピニオン軸で、このピニオン軸１のピニオン２と
反対側の端部は図示しない舵取りハンドル側に連結され
、所望の舵取９方向に適宜回転される。３けこのピニオ
ン軸１の先端側を収容して一対を冷すニードルベアリン
グ４およびボールベアリング５により回動自在に支持す
るハウジングで、このハウジング３けピニオン２から下
方に向って開口された空間部を有し、この空間部内には
前記ピニオン２と噛合するラック６がピニオン軸１と略
直交する方向に配設されている。

そして、このラック６けハウジング３の下部開口から嵌
め込まれたラック支持部材Ｔによりその軸線方向に摺動
自在に支持され、かつ押え部材８により下方から押圧さ
れたスプリング９によりピニオン２と噛合するように付
勢力が与えられている。なお、図中１０は押え部材８を
ハウジング３に固定するための止めナツトで、また１１
は前記ピニオン軸１が嵌挿されたハウジンク３の側部開
口に螺合された環状部材、１２けこの環状部材１１を固
定する止めナツト、１３は環状部材１１とピニオン軸１
間を液封するシール部材である。

そして、このような構成において、ピニオン２と噛合す
るランク６け、第１図および第２図から明らかなように
、ピニオン歯部２ａＫ対面するラック歯部６ａの下面側
でラック６の両側から下方に向って収束する一対の傾斜
面５ｂ　、　６ｃとその先端から下方に突出する延長部
６ｄとからなる断面路Ｙ字状を呈するごとく形成されて
いる。々お、上述したラック６の延長部６ｄはこのラッ
ク６に加わる曲げなどに対し強度上有効に作用する部分
である。

一方、このようなランク６を軸線方向に摺動自在に支持
するラック支持部材７Ｆｉ、同じく第１図および第２図
から明らかなように、ラック６の下部形状に合わせて形
成されこのラック６を軸線方向ＰＣ案内する案内溝１４
を有し、この案内溝１４の内壁部上方には前記ラック６
の各傾斜面５ｂ、（ｉｃを支持案内するガイド面１４ａ
　、　１４ｂが形成されている。

そして、このようなラック６とランク支持部材Ｉとを組
合わせることによって、ラック６に加わる種々の変位力
、特に回転方向への力に対しラック６を適正に支持して
回転などの無用々変動を規制し、ラック６をピニオン２
と常に良好々状態で噛合させ、かつピニオン２の回転に
より軸線方向に円滑に摺動動作させることが可能となる
ものである。

さて、本発明によれば、上述したラック６およびラック
支持部材７′ｆｅ次のようにして製造加工することによ
シ、それぞれの強度および耐久性、耐摩耗性を向上させ
るようにしたところに特徴を有している。

これを詳述すると、前記ラック６け前述したように断面
が略Ｙ字状を呈するごとく機械構造用炭素鋼材により形
成されるとともに、ラック支持部材Ｔにより支持される
ラック６下部の摺動面、すなわち傾斜面ｊｉｂ　、　６
ｃｓさらにけ延長部６ｄの外側面および端面に、高周波
焼入れを施し、この部分の硬度を上げ、強度および耐久
性、耐摩耗性を向上させるようにしている。この場合、
ラック６下部の摺動面の硬さはロックウェルＣ硬さくＨ
ＲＣ）５０以上で、また全硬化層深さが０．４〜２．５
ｉｉ程度が好ましいものである。

一方、ラック支持部材７け、第２図に示すように、断面
が略Ｙ字状をなす案内溝１４を有し、略円筒状を呈する
ごとく全体が鉄系焼結合金材により焼結して形成される
とともに、前Ｐラック６を支持案内するガイド面１４ｍ
　、　１４ｂを有する案内溝１４の内壁部に、浸炭、含
油処理が施されている。

なお、この浸炭、含油処理は、焼結晶を炭素中に放置し
て浸炭し、さらにこれを真空中に放置してガス抜きを行
なった後、油浴中に放置することによって行なう。また
、この処理部分の硬さはロックウェルＢ硬さくＨＲＢ）
で４０程度が好ましｂものである。

そして、このように形成されたラック６とラック支持部
材７を用いると、両者の強度および耐久性、耐摩耗性が
向上し、ラック６を常に適正な状態でピニオン２に噛合
させることができるばがりでなく、従来のようにラック
６に加わる変位力によりランク支持部材７に割れなどが
生じるといった不具合は解消できる。また、ラック支持
部材７の摺動部分には含油処理が施されているためラッ
ク６との間の摺動抵抗も小さく、操舵性および操舵効率
の面で優れている。

々お、上述した実施例で１、本発明全マニュアルステア
リング用の舵取シ装置に適用した場合を説明したが、こ
れに限定されず、パワーステアリング用装置にも適用で
きるもので、捷だ各部の構造、形状等を適宜変更するこ
とは自由である。

以上説明したように、本発明に係るラックピニオン型舵
椴シ装置によれば、ランクを、機械構造用炭素鋼材によ
り形成し、その摺動面に高周波焼入れを施すとともに、
ランク支持部材を、焼結合金材により焼結形成し、その
摺動部に浸炭、含油処理を施すようにしたので、簡単な
構成にも〃・かわらず、両者の強度および耐久性、耐摩
耗性を向上させ、ランクに加わる変位力で割れ等が生じ
るといった不具合を取り除くことができ、贅だランクと
ランク支持部材との間の摺動抵抗も小さく、操舵性等の
面でも何ら支障なく、シかもランクを常ＶＣ適正な状態
でピニオンと噛合させることが可能で、その効果は大で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明全適用［７たランクピニオン型舵取り装
置の一実施例を示す一部省略縦断側面図、第２図はその
要部とするランクおよびランク支持部材を拡大して示す
分解斜視図である。１・・−・ピニオン軸、２ＩＩａ・φピニオン、２ａ　
ＩＩ・・・ピニオン歯部、６１１ａ・・ラック、６ａ　
・・・・ラック歯部、６　ｂ　＋　６　ｃ・・・・傾斜
面、６ｄ・・・・延長部、７・・・・ラック支持部材、
１４・・・・案内溝、１４ａ　、　１４ｂ・・・・ガイ
ド面。特許出願人　自動車機器株式会社代理人　山川政樹（ほか１名）

Claims

【特許請求の範囲】

ハンドル操作に伴って回転するピニオンと噛合し軸線方
向に移動して舵取り輪を旋回させるランクと、このラッ
クを軸線方向に摺動自在に支持するラック支持部材とを
備えたラックピニオンＱの舵叡！ｌｌｌ装置において、
前記ラックは、ピニオン歯部に噛合するランク歯部下面
側で下方に向って収束する一対の傾斜面を有し、全体が
機械構造用炭素−補材ｒ（より形放さねるとともに、前
記一対の傾斜面には高周波燐入れが施されており、前記
ラック支持部材は、前＠己うンクの各傾斜面を支持案内
するガイド面が形成さねた案内溝を有し、全体が焼結合
金材により焼結して形成されるとともに、前記ガイド面
を有する案内溝内壁部には浸炭、含油処理が施されてい
ることを特徴とする舵取り装置。