JPS588619Y2 - 車両かじ取装置用ラックピニオン収納ケ−ス - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、自動車等の車両のかじ取装置用ラックピニオ
ン収納ケースに関し、特に出願人の英国特許出願中４４
５７０ ／ ７０号（英国特許第１３４０８８２号）の
主題となっている発明の改良と修正とを目的とする。

前記英国特許出願中の発明は主として、内部に機械的駆
動伝達装置用の協働的入力要素と出力要素とが装着され
ているエンジニアリングプラスチック材製ハウジング装
置に関する。

このようなハウジング装置は自動車かじ取装置（ギヤ）
用ラックピニオンアセンブリを有する。

本考案の目的は、前記英国特許出願中の発明の主題であ
るラックピオン機構を改良または修正した簡単で経済的
な車両かじ取装置用ラックピニオン装置の収納ケースを
提供することにある。

本考案によって、ピニオンと協働するラックバー４−１
−るラックピニオン装置のピニオンとラックバ−との両
方を収納する単一のハウジングからなるラックピニオン
収納ケースが提供される。

ラックピニオン装置のハウジングは、互に接合乃至係合
せしめられ、ピニオンとラックバ−との周囲で一度だけ
固着されて単一の・・ウジングを構成する少くとも２つ
の予備成形されたシェル状要素からなる組立体である。

特に本考案は、ピニオンと協働するラックバ−を有する
ラックピニオン装置のピニオンとラックバ−との両方を
収納するエンジニアリングプラスチック（後に記載）製
の単一のハウジングからなり、自動車等車両のかじ取装
置用ラックピニオン収納ケースを提供するもので、この
ケースは、ラックを含むラックバ−の少くとも一部と、
ピニオンを含むピニオン軸の少くとも一部とを囲繞して
いるエンジニアリングプラスチック製ケースからなり、
このケースは、ピニオンの両側においてピニオン軸を回
転自在に支持する二つの軸受部材と、ピニオンとラック
との係合部においてラックバ−を滑動自在に支持する支
持部材と、ラックバ−の長手方向に関して支持部材から
離れた位置で支持部材と協働してラックバ−をその長手
方向に滑動自在に支持する案内部材との夫々を保持する
相補的凹部を有しており、且つケースの内壁にはラック
バ−の長手方向に伸延している複数の長手方向突出部と
、この長手方向突出部に交差して設けられた複数の環状
突出部とが形成されており、このケースはラックバ−の
長手方向に該ケースの全長にわたって伸長する接合面を
有する少なくとも２つのシェル状要素が接合面で相互に
一体的に且つ分解不能に固着されてなる車両かじ取装置
用うッ米来りビニオン収納ケースを構成する。

「エンジニアリングプラスチック材」といつ用語は丈夫
であるが剛性がそれ程大きくはない物理的性質を有し、
使用中に単一収納ケースが受けるショックエネルギを吸
収し消散し得る弾性を有するプラスチック材を意味する
。

このような材の適当なパラメータの一例ではヤング率が
１平方インチ当り３×１０５から２×１０６ポンドの範
囲にある。

他に考えられるパラメータでは引張強度が１平方インチ
あたり６，０００ポンド以下であるのが好１しく、破断
伸度が５％以上であることが不可欠とは言えないけれど
も好ましい。

更にこれ等の特性が少くとも一５℃から３５℃の範囲内
の温度下で甚だしく変ってはならない。

この温度範囲はできるだけ広いことが好ｔＬ＜−４０℃
から１００℃の温度範囲で上記特性が保たれることが望
寸しい。

必要であれば収納ケースのエンジニアリングプラスチッ
ク材を充填材で強化してもよく、充填材としてはガラス
繊維充填材が好ましい。

前記条件を満足させるエンジニアリングプラスチック材
の例を以下に記載する。

ガラス繊維で強化された材料の破断伸度は充填されたガ
ラス繊維の量の多少の程度によって決定される。

従って一般的にはガラス繊維充填量を調整して破断伸度
を所望の値に調節する方法が実際的である。

前記材料は熱可塑性プラスチックなので、射出成形が収
納ケースのシェル状要素を作るのに適当な方法である。

工業の幾つかの分野で一般にプラスチック材料が金属に
代って使用されることはしばしば認められているが、無
条件に代用できるのは軽量荷重を受ける要素に適用され
る場合であって、当業者に公知のブツシュ、タイヤ、駆
動ベルト等以外の中量筐たは重量荷重を受ける要素には
適用され難いことも認識されている。

これは主として普通のプラスチック材料のヤング率が金
属に比べて小さいことによる。

自動車かじ取装置用ラックピニオン装置を収納したケー
スは使用中に中量及びしばしば重量荷重を受け、これ等
の荷重の全部または大部分がしばしば収納ケースに支え
られる。

ここに記載のエンジニアリングプラスチック材製単一収
納ケースはかし取装置の互に係合する内部部材の堅固な
取付収納ケースとなる。

該ハウジングはｌた衝撃負荷に対する耐性を著しく改良
する。

更に本考案の単一収納ケースはラックピニオン装置の従
来の金属製収納ケースに比較して急速に振動を減少する
緩衝効果を与える。

「ピニオンケーシング」とは、回転自在に装着されてい
るピニオンと、ラックとピニオンとを係合状態に保つべ
くラックバ−のピニオンとの係合位置から離れた側でラ
ックバ−を支持する手段とが配設されている収納ケース
のハウジング部分を意味する。

一般にピニオンケーシング内のラックバ−支持手段はラ
ックバ−と係合され得るように弾性的にゆがみ得るか又
は弾性はねて付勢されているヨーク状または同型部材か
らなり、一般には実質的に滑動自在にラックバ−を受容
する適当な相補的溝が設けられている。

本考案の単一収納ケースは、ピニオン（及びより一般的
にはピニオンが回転自在に装着されるベアリング）、ラ
ックバ−１並びにピニオンと係合したラックバーを支持
する手段に必要な溝乃至シーテイングを設けるために適
当に成型された２つのシェル状要素で形成されるのが好
普しい。

ラックバ−支持手段は一般にヨーク型であり今後ヨーク
部材と称する。

組立を容易にするために２つの予備成形要素はラックバ
−の軸方向にハウジングの全長にわたって伸延する分割
線乃至接合面を有するように形成されると便利である。

この分割線は、少くともその一部が・・ウジングから突
出して伸長するピニオン軸を受容するためのピニオンケ
ーシング部分に形成される。

ノ・ウジングから突出したピニオン軸部は、ラックピニ
オン装置が装着される車両の回転自在なかじ取要素に連
結される。

ピニオン軸が突出され得るように、分割線はジグザグに
なっている。

単一ハウジングが管状ラックバ−ケーシングを有する好
捷しい構成のものでは、該ケーシングは、ラックバ−が
滑動自在に支持されるブツシュが配置され保持される適
当なシーテイングを備えている。

このようなブツシュはラックバ−ケーシング内の軸方向
にピニオンから離れた位置に配設される。

本考案のラックピニオン収納ケースを構成するために２
つまたはそれ以上のシェル状要素が予備成形されている
のが好渣しく、該シェル状要素は分割線で適当に当接せ
しめられ・・ウジングを形成すべく組立られる。

これ等のシェル状要素の１つは、ヨーク部材とピニオン
とラックバ−を支えるブツシュとからなる内部部材を受
容するシーテイングを備えるように形成されているのが
好筐しく、前記ブツシュはピニオン部材から離れた位置
のシーテイングに受容される。

これ等の内部部材は従来の方法で相互に協働するように
配設され、その後他のもう１つまたは複数のシェル状要
素がラックバ−とピニオンとの周りで接合されて組立て
られ一度だけ互に固着せしめられる。

予備成形されたシェル状要素は、分割線であるシェル状
要素の当接面に沿って、ケーシング材が熱可塑性プラス
チック材の場合は熱溶接によって、ケーシング乃至ハウ
ジング材が熱硬化性樹脂乃至プラスチック材又は常温硬
化性樹脂乃至プラスチック材の場合は適当な接着剤又は
結合剤によって固着せしめられる。

本考案によって提供される注目すべき利点は、シェル状
要素が予備成形されているので、ラックピニオン収納ケ
ースの内部部材に必要な溝とシーテイングとが正確に成
形され、それによってハウジング用機械加工の必要性と
、内部部材用固定プラグまたは他の保持手段の必要性と
が軽減せしめられる。

１つのラックピニオン装置収納ケースの２つ捷たはそれ
以上のシェル状要素は共通の成形型装置乃至工具内に同
時的に射出成形されるのが適当であり、このシェル状要
素が熱硬化性プラスチック材から成形される場合シェル
状要素はプラスチックシートからプレス成形されるのが
好都合である。

更に、本考案は、自動車等車両のかじ取装置用ラックピ
ニオン装置を構成する方法を提供し、このラックピニオ
ン装置では、協働的ラックバ−とピニオンとが単一のハ
ウジングで囲繞される。

この方法は、組立られて単一ハウジングとなる少くとも
２つのシェル状要素を形成すること、前記シエル状要素
のうちの１つもしくは複数のシェル状要素内における適
当なシーテイングに相互に協働的に係合するようにラッ
クバ−とピニオンとを配設すること、協働するラックバ
−とピニオンとの周りでもう１つ又は複数のシェル状要
素を接合乃至係合させ１度だけシェル状要素を相互に固
着せしめて単一の収納ケース乃至・・ウジングを形成す
る。

本考案は更に本考案の方法に従って構成されたラックピ
ニオン収納ケースを含む。

更にまた本考案によれば、本考案に従って構成されるラ
ックピニオン装置と協働する、自動車等車両のかじ取装
置が提供される。

本考案に従って構成されたラックピニオン収納ケースが
組込１れている自動車かじ取装置の具体例を添附図面を
参照して以下に説明する。

かじ取装置はピニオン軸１ａ、１ｂと一体的なピニオン
１を有する。

ピニオン１は、ピニオンケーシング３と、ケーシング３
から伸長している管状ラックバ−ケーシング４とからな
るハウジング２内に回転自在に装着されている。

ラックピニオン収納ケースとしてのハウジング２は２つ
のシェル状要素５，６から形成されており、各シェル状
要素５．６は例えば（インペリアルケ□カルインダスト
リイ株式会社製：商品名’ Ｋｅｍｅ Ｔａｌ 〃
のような）アセタル共重合体のようなエンジニアリング
プラスチックの射出成形によって形成される。

軸方向に伸長するそれぞれの接合面としての分割線５ａ
、６ａに沿ってシェル状要素５，６を互に接合、固着す
ることによってハウジング２が形成される。

（分割線５ａ、６ａの詳細は後に説明する。

）ハウジング２の軸方向の全長にわたってラック８を有
する円柱状ラックパー７が伸長しており、該ラック８は
公知の方法、たとえば噛合でピニオン１と係合しており
、ピニオン１が回転すると、ハウジング２のピニオンケ
ーシング３と管状ラックバ−ケーシング４の内部でラッ
クバー７が軸方向に動かされる。

ピニオンケーシング３には、回転可能に装着されている
ピニオン１と、ラックバー７のピニオン１との係合位置
から離れた側に配置されているヨーク状部材９とが収納
されている。

支持部材としてのヨーク状部材９は装置の組立られた状
態でラック８とピニオン１とを噛合（さらに一般的には
係合）させている。

ヨーク状部材９は、滑動自在にラックバー７を受容する
溝１０を有しており、シェル状要素６の壁部に形成され
ている相補的凹部としてのシーテイング１１内に装着さ
れている。

ピニオン１はピニオン軸１ａに嵌装された軸受部材トし
てのボールベアリング１２とピニオン軸１ｂに装着され
たもう１つの軸受部材としてのプレーンベアリングブツ
シュ１３との間でピニオンケーシング３内部に回転自在
に装着されている。

シェル状要素６は、ベアリングブツシュ１３とボールベ
アリング１２の外レース１２ａとを受容する適当な相補
的凹部としてのシーテイングをピニオンケーシング３に
備えるように成形されている。

（第３図参照）。

ラックバー７の軸方向に関してピニオン１とラック８と
の係合部から離れた位置でラックバー７をその軸方向に
滑動自在に受容し支持すべく、ラックバ−ケーシング４
内には、案内部材としてのベアリングブツシュ１４が配
設されている。

このブツシュ１４は、シェル状要素６内に形成されてい
る相補的凹部としてのシーテイング内に配設されており
、ヨーク状部材９と共にラックバー７を滑動自在に支持
する案内部材として機能している。

ラックピニオン装置を組立る場合、１ずヨーク状部材９
をシーテイング１１に配設する。

次にベアリングブツシュ１４が嵌装されたラックバー７
をシェル状要素６にはめ込んでラックバー７がヨーク状
部材９の溝１０に係合しブツシュ１４がシェル状要素６
内の相補的シーテイング内に配置されるようにする。

次にベアリング１２．１３がピニオン軸１ａ、１ｂに嵌
装されたピニオン１を、ピニオン１がラック８と係合し
、２つのベアリング１２，１３がシェル状要素６のピニ
オンケーシング３内に形成されているそれぞれのシーテ
イング内に配設されるように取付ける。

尚、ピニオン軸１ａ、Ｉｂと一体的なピニオン１が配設
され得るように（ピニオン１のピニオン軸１ｂのうちピ
ニオンケーシング３から突出した端部にはスプラインが
施されており、装置が装着される自動車の回転かじ取要
素に結合し得る）、そしてピニオン軸１ｂの受容に適す
るように、分割線６ａ（同様に相補的分割線５ａ）がピ
ニオンケーシング３０部分でジグザグに形成されている
。

次にシェル状要素５をラックバー７とピニオン１とを覆
って分割線５ａと６ａとを接触面としてシェル状要素６
に相補的に配設する。

２つのシェル状要素５．６を分割線の接合乃至接触面で
適当な熱溶接で接合、固着して単一・・ウジングを完成
する。

シェル状部材５の内側はシェル状部材６と同様にベアリ
ングブツシュ１４とベアリングブツシュ１３とボールベ
アリング１２の外レース１２ａとを受容するシーテイン
グ部分を有するように適当な形に形成されている。

２つのシェル状部材５゜６を一度固着してし１うとラッ
クパー７乃至ピニオン１を修理するためまたはそれぞれ
のベアリング１２，１３．１４を修理するために再組立
可能に分離することはできない。

しかしながら修理の必要が生じた時にハウジング２を切
開しもし内部部材にオだ使用し得る状態のものがあれば
、新しいシェル状要素５，６と共に使用してもよい、こ
の後者の交換シェル状部材５，６は割合に安価になる。

自動車かじ取装置の組立を完了するために、ラックバー
７の端部は継手１５を介してタイロッド１６に関節連結
され、タイロッド１６は公知の方法で自動車のかじ服用
の車輪に連結される。

各タイロッド１６とそれに近接したハウジング２の端部
との間に接合されて弾性ベローズ１７が伸長シている。

ベローズ１７はクリップ（図示せず）によってそれぞれ
ハウジング２の端部に接合乃至固定されている。

ベローズ１７と単一ケース乃至ハウジング２とによって
適当な潤滑材を包含し得る接合チャンバが形成される。

第２図に示されているとおり、シェル１素５゜６のラッ
クバ−ケーシング４内部には、軸方向に伸長し横断面方
向に離れている長手方向の突出部１８と横断面方向に伸
長し軸方向に離れている環状突出部１８ａとが形成され
ている。

これ等の各突出部１８と１８ａラックバ−ケーシング４
の適当な強手段となり、また単一の収納ケース２内で潤
滑剤を流れ易くする軸方向の溝１９を提供する。

収納ケースを単一体にする別の接合法としては、２つの
シェル状要素５．６を分割線５ａ、６ａの接触面に沿っ
てフェノール樹脂またはポリエステル樹脂を用いて接合
し、樹脂が硬化する捷でこれ等の接触面を押し合わせる
方法が用いられる。

以上のとおり、本考案車両かじ取装置用ラックピニオン
収納ケースでは、 ケースがラックを含むラックバ−の少なくとも一部とピ
ニオンを含むピニオン軸の少なくとも一部とを囲繞して
いるために、ラックとピニオンとの保合部への異物の侵
入を回避し得るのは勿論のこと、ラックバ−の長手方向
にケースの全長にわたって伸長する接合面を有する少な
くとも２つのシェル状要素を接合面で相互に一体的に且
つ分解不能に固着することによってケースを構成してい
るために、螺着部を設ける必要がなく、車両に不可避で
あり、特にかじ取装置において不可避な振動によっても
、ケースが分解することがなく、ラックとピニオンとの
係合が解けたり一不完全になったりすることを避は得る
のみならず、該振動によってケースの一部に（螺着部の
螺合部材が弛んだ場合に生じるような）穴が生じること
もなく、ラックピニオンとの係合部への異物の侵入の生
起を回避し得る。

筐た、ケースが、ピニオンの両側においてピニオン軸を
回転自在に支持する２つの軸受部材と、ピニオンとラッ
クとの係合部においてラックバ−を滑動自在に支持する
支持部材と、ラックバ−の長手方向に関して支持部材か
ら離れた位置で支持部材と協働してラックバ−をその長
手方向に滑動自在に支持する案内部材との夫々を保持す
る相補的凹部を有しているために、ラック及びピニオン
の支持が、支持部材及び案内部材、並びに軸受部材を介
してケース自体によって行なわれ得、しかも、ケースが
エンジニアリングプラスチックからなっているために、
支持部材、案内部材及び軸受部材のケースによる保持に
螺合部材を用いる必要がなく、車両の振動によってもラ
ックとピニオンの支持が不完全になる虞れがなく、ラッ
クとピニオンとの完全な保合が維持され得るのみならず
、ピニオンの回転及びラックの滑動が阻害される虞れが
ない。

更に、前記の如く、相補的四部で軸受部材、支持部材及
び案内部材の夫々を保持すると共に、ケースを前記の如
き接合面を有する少なくとも２つのシェル状要素の接合
、固着によって構成するようにしたため、単に、支持部
材及び案内部材をラックバ−と共にケースのシール状要
素の所定凹部に配設し、軸受部材をピニオン軸を含むピ
ニオンと共に所定凹部に配設した後、シェル状要素の接
合、固着を行なうのみで、前記の如きラックピニオンの
確実な係合が半永久的に維持され得る。

加うるに、ケースの内壁には、ラックバ−の長手方向に
伸延している複数の長手方向突出部と、この突出部に交
差した複数の環状突出部とが形成されているために、ケ
ースが補強され得るのみならず、長手方向突出部と環状
突出部とによってケース内壁に複数の区画された凹部が
形成されるために、万一ケース内に異物が混入しても、
異物が突出部に妨げられて区画凹部の隅部に沈着され、
該異物のラックピニオン係合部への混入が突出部によっ
て妨げられ得る。

他方では、長手方向突出部が設けられているために、ケ
ース内の潤滑剤の軸方向の流動が確実に行なわれ得るの
みならず、潤滑剤の流動性が大きい場合、環状突出部に
よって潤滑剤流中に適度な乱流が生起せしめられ得、万
一ラックピニオン係合部に異物が付着しても該異物が潤
滑剤によって洗い流され得る。

また、前記の如く、本願考案のケースでは、ケースが完
全に閉塞され得るために、潤滑剤の酸化等による劣化が
極力抑えられ得る。

本考案の実施の態様のいくつかを以下に列記する。

（１） ケースとしての単一ハウジングがピニオンケ
ーシングとピニオンケーシングから伸長してラックバ−
の全長の大部分を取囲むラックバ−ケーシングとからな
り、該ハウジングの各シェル状要素がピニオンケーシン
グの一部分とラックバ−ケーシングの一部分として一体
的に結合されるように構成された実用新案登録請求の範
囲に記載のケース。

（２） ケースとしての単一ノ・ウジングが、ラック
バ−の軸方向にハウジングの全長にわたって伸長する分
割線を有する２つのシェル状要素からなる実用新案登録
請求の範囲又は前項１に記載のケース。

（３）接合面と、しての分割線がケースとしての・・ウ
ジングから突出して伸長し回転自在なかじ取要素に連結
されるピニオン軸を受容し得る形状に形成されている実
用新案登録請求の範囲及び前項１．２のいずれかに記載
のケース。

（４）シェル状要素が、ピニオンが回転自在に装着され
ているベアリングと、ピニオンと係合させてラックバ−
を支持する手段とが配設され保持される溝とシーテイン
グとを有するように形成されている実用新案登録請求の
範囲及び前項１乃至３のいずれかに記載のケース。

（５） ケースとしての単一ハウジングがラックバ−
の全長の大部分を取囲むテユニプ状ラックバーケーシン
グを含んでおり、このラックバ−ケーシングが、ラック
バ−が滑動自在に支持されるブツシュ手段が内部に配設
され保持される成形シーテイングを有し、前記ブツシュ
手段がラックバ−ケーシング内でピニオンから軸方向ニ
離れた位置に配置される実用新案登録請求の範囲及び前
項１乃至４のいずれかに記載のケース。

（６） ケースとしての単一ノ・ウジングがラックバ
−の全長の大部分を取囲むチューブ状ラックバ−ケーシ
ングを含んでおり、このラックバ−ケーシングに、軸方
向に伸長し、横断面方向に離れた補強用、及び必要時に
はラックバ−ケーシング内で軸方向に流体を流動させる
溝形成用突出部が一体的に成形されている実用新案登録
請求の範囲及び前項ｌ乃至５のいずれかに記載のケース
。

（７） ケースとしての単一ハウジングがラックバ−
の全長の大部分を取囲むチューブ状ラックバ−ケーシン
グを含んでおり、このラックバ−ケーシングに横断面方
向に伸長する補強用内部突出部手段が一体的に成形され
ている実用新案登録請求の範囲及び前項１乃至６のいず
れかに記載のケース。

（８） エンジニアリングプラスチック材が、ヤング
率３×１０５〜２×１０６ポンド／平方インチ、引張強
度６，０００ポンド／平方インチ以上、破断伸度５％以
上である実用新案登録請求の範囲及び前項１乃至７のい
ずれかに記載のケース。

（９） エンジニアリングプラスチック材の前記物理
的性質が少くとも一５℃〜３５℃の温度範囲内で、好捷
しくは一４０℃〜１００℃の温度範囲内で安定している
前項８に記載のケース。

（１０）ケースとしての単一ノ・ウジングのエンジニア
リングプラスチックが熱可塑性プラスチックであり、シ
ェル状要素が熱溶接によって接合、固着される実用新案
登録請求の範囲及び前項１乃至９のいずれかに記載のケ
ース。

（１１）シェル状要素が接着剤または粘結剤によって接
合、固着されている実用新案登録請求の範囲及び前項１
乃至９のいずれかに記載のケース。

【図面の簡単な説明】 第１図はラックピニオン収納ケースとしての単一ハウジ
ングが２つのエンジニアリングプラスチック材製の予備
成形されたシェル状要素から形成されているラックピニ
オン装置の側面図（２つのシェル状要素の接合が完了す
る前のハウジングが示されている）、第２図は第１図の
Ｂ−Ｂ線に沿った装置の断面図、第３図は・・ウジング
の上部の予備成形されたシェル状要素が除かれた第１図
の装置の平面図である。 １・・・・・・ピニオン、１ａ １ｂ・・・・・・ピニ
オン軸、２・・・・・・ケース、５，６・・・・・・シ
ェル状要素、５ａ。 ６ａ・・・・・・分割線（接合面）、７・・・・・・ラ
ックバ−１８・・・・・・ラック、９・・・・・・ヨー
ク状部材、１０・・・・・・溝、１１・・・・・・シー
テイング、１２・・・・・・ホールベアリング、１２ａ
・・・・・・外レース、１３．１４・・・・・・ヘアリ
ングブツシュ、１８，１８ａ・・・・・・突出部、１９
・・・・・・溝。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ラックを含むラックバ−の少くとも一部と、ピニオンを
   含むピニオン軸の少くとも一部とを囲繞しているエンジ
   ニアリングプラスチックス製ケースからなり、このケー
   スは、ピニオンの両側においてピニオン軸を回転自在に
   支持する二つの軸受部材と、ピニオンとラックとの係合
   部に卦いてラックバ−を滑動自在に支持する支持部材と
   、ラックバ−の長手方向に関して支持部材から離れた位
   置で支持部材と協働してラックバ−をその長手方向に滑
   動自在に支持する案内部材との夫々を保持する相補的凹
   部を有しており、かつケースの内壁にはラックバ−の長
   手方向に伸延している複数の長手方向突出部と、この突
   出部に交差した複数の環状突出部とが形成されており、
   このケースはラックバ−の長手方向に該ケースの全長に
   わたって伸長する接合面を有する少なくとも二つのシェ
   ル状要素が接合面で相互に一体的且つ分解不能に固着さ
   れてなる車両かじ取装置用ラックピニオン収納ケース。