(57)【要約】【課題】  ラック軸において、ラック歯とボールねじ部のそれぞれに適する材料を選択して採用でき、しかもラック歯を備える部分とボールねじ部を備える部分の同軸度を確保すること。【解決手段】  ラック歯２０Ａとボールねじ部２０Ｂを備えるラック軸２０において、ラック軸本体２１の一部にラック歯２０Ａが形成され、ラック軸本体２１の他の部分に挿着されて固定された中空体２２にボールねじ部２０Ｂが形成されてなるもの。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラック歯とボールねじ部を備えるラック軸において、
ラック軸本体の一部にラック歯が形成され、
ラック軸本体の他の部分に挿着されて固定された中空体にボールねじ部が形成されてなることを特徴とするラック軸。
【請求項２】
前記ラック歯が形成されるラック軸本体を高靭性材料からなるものにするとともに、ボールねじ部が形成される中空体を高硬度材料からなるものにする請求項１に記載のラック軸。
【請求項３】
前記ラック歯が形成されるラック軸本体をパイプ材からなるものにする請求項１又は２に記載のラック軸。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のラック軸の製造方法であって、
ラック軸本体の一部にラック歯を形成し、
ラック軸本体の他の部分に中空体を挿着して固定し、
ラック軸本体に固定された中空体にボールねじ部を形成するラック軸の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれかに記載のラック軸を用いた電動パワーステアリング装置であって、
ステアリング軸により回転されるピニオンをラック歯に噛合いさせるとともに、電動モータにより回転されるナットをボールねじ部に噛合いさせてなる電動パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電動パワーステアリング装置等に用いて好適なラック軸に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動パワーステアリング装置に用いられるラック軸１として、図４に記載の如く、ラック軸本体にラック歯１Ａを形成し、更にボールねじ部１Ｂを形成してなるものがある。運転者によって操舵されるステアリング軸により回転されるピニオンをラック歯１Ａに噛合いさせてラック軸１を左右に直線移動させるとともに、電動モータにより回転されるナットをボールねじ部１Ｂに噛合いさせてラック軸１を左右に直線移動させて操舵アシストするものである。
【０００３】
特許文献１では、ステアリング用ラック軸において、第１パイプ素材にラック歯を形成するとともに、第１パイプ素材と異なる第２パイプ素材にねじ部を形成し、第１パイプ素材と第２パイプ素材の一方の端部に設けた凸部と、他方の端部に設けた凹部を嵌合させてからかしめ又は溶接により接合するものを開示している。
【特許文献１】特許第3739450号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図４に示した従来技術では、ラック歯１Ａとボールねじ部１Ｂを単一素材からなるラック軸１に形成しており、ラック歯１Ａに要求される材料特性（例えば高靭性）とボールねじ部１Ｂに要求される他の材料特性（例えば高硬度）を一挙に満足することができない。
【０００５】
特許文献１に記載のラック軸では、ラック歯を備えた部分（第１パイプ素材）とねじ部を備えた部分（第２パイプ素材）の同軸度の確保に困難がある。
【０００６】
本発明の課題は、ラック軸において、ラック歯とボールねじ部のそれぞれに適する材料を選択して採用でき、しかもラック歯を備える部分とボールねじ部を備える部分の同軸度を確保することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明は、ラック歯とボールねじ部を備えるラック軸において、ラック軸本体の一部にラック歯が形成され、ラック軸本体の他の部分に挿着されて固定された中空体にボールねじ部が形成されてなるようにしたものである。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１の発明において更に、前記ラック歯が形成されるラック軸本体を高靭性材料からなるものにするとともに、ボールねじ部が形成される中空体を高硬度材料からなるようにしたものである。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において更に、前記ラック歯が形成されるラック軸本体をパイプ材からなるようにしたものである。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載のラック軸の製造方法であって、ラック軸本体の一部にラック歯を形成し、ラック軸本体の他の部分に中空体を挿着して固定し、ラック軸本体に固定された中空体にボールねじ部を形成するようにしたものである。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載のラック軸を用いた電動パワーステアリング装置であって、ステアリング軸により回転されるピニオンをラック歯に噛合いさせるとともに、電動モータにより回転されるナットをボールねじ部に噛合いさせてなるようにしたものである。
【発明の効果】
【００１２】
（請求項１）
(a)ラック軸が、ラック歯が形成されるラック軸本体と、ボールねじ部が形成される中空体の組合せからなるものにされた。従って、ラック歯とボールねじ部のそれぞれに適する材料を選択して採用できる。
【００１３】
(b)ラック軸において、ラック歯が形成されるラック軸本体に、ボールねじ部が形成される中空体を挿着して固定したから、両者の同軸度を容易に確保できる。中空体の外周の全長に渡りボールねじ部を転造等して形成することにより、不完全ねじ部を短縮でき、加工時間も短縮できる。
【００１４】
（請求項２）
(c)前述(a)に関し、ラック軸本体を高靭性材料からなるものにしてラック歯に高靭性を付与し、かつ中空体を高硬度材料からなるものにしてボールねじ部に高硬度を付与できる。
【００１５】
（請求項３）
(d)ラック軸において、ラック歯が形成されるラック軸本体をパイプ材からなるものにすることにより、ラック軸を軽量化できる。
【００１６】
（請求項４）
(e)ラック軸の製造過程で、ラック軸本体に挿着して固定された中空体にボールねじ部を転造等により形成することにより、ラック軸本体の例えば両端部を転造機等の加工機による加工のために保持される部分とし、中空体自体を保持することなく、該中空体の全長を有効にねじ加工できる。
【００１７】
（請求項５）
(f)電動パワーステアリング装置において、上述(a)〜(e)のラック軸を適用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は電動パワーステアリング装置を示す模式図、図２は本発明のラック軸を示す模式図、図３は本発明の他のラック軸を示す模式図、図４は従来例のラック軸を示す模式図である。
【実施例】
【００１９】
本発明のラック軸が適用される電動パワーステアリング装置１０は、例えば図１に示す如く、ハウジング１１を有し、ステアリングホイールが連結されるステアリング軸１２にトーションバー１３を介して不図示のピニオン軸を連結し、このピニオン軸のピニオン歯に噛合うラック歯２０Ａ（図２）を備えたラック軸２０をハウジング１１に左右動可能に支持している。ステアリング軸１２とピニオン軸の間には、ステアリングホイールに加えられた操舵トルクを検出する操舵トルク検出器（不図示）を設けてある。
【００２０】
電動パワーステアリング装置１０は、ラック軸２０の両端部をハウジング１１の左右に突出し、それらの端部に連結したタイロッド１４Ａ、１４Ｂを介して左右の車輪を操舵可能にする。
【００２１】
電動パワーステアリング装置１０は、ハウジング１１の内部でラック軸２０の周囲に電動モータ１５を設けている。電動モータ１５は、ハウジング１１の内周に固定されるステータ１５Ａと、鉄芯にコイルが巻き回されたロータ１５Ｂと、ロータ１５Ｂの内周に一体化されたスリーブ１５Ｃを有し、スリーブ１５Ｃの両端部を軸受１６Ａ、１６Ｂによりハウジング１１に支持している。電動パワーステアリング装置１０は、ラック軸２０にボールねじ部２０Ｂを設け、ボールねじ部２０Ｂにスチールボール１８を介して噛合うナット１７を軸受１９によりハウジング１１に支持している。そして、電動モータ１５のスリーブ１５Ｃとナット１７を同軸的に嵌合し、嵌合したスリーブ１５Ｃの例えば内周とナット１７の例えば外周の間にゴムダンパ等の緩衝部材を挟圧して設けている。
【００２２】
従って、電動パワーステアリング装置１０にあっては、操舵トルク検出器が所定値を超える操舵トルクを検出したときに電動モータ１５を駆動し、電動モータ１５のトルクがスリーブ１５Ｃからナット１７に伝えられ、ナット１７の回転がボールねじ部２０Ｂを介してラック軸２０の直線移動に変換され、ラック軸２０に連動する車輪に操舵アシスト力となって付与される。
【００２３】
しかるに、ラック軸２０は、上述の如くのラック歯２０Ａとボールねじ部２０Ｂを備えるに際し、図２に示す如く、長尺のラック軸本体２１の一部、本実施例では一端寄りの中間部Ａにラック歯２０Ａが形成される。ラック軸本体２１の他の部分、本実施例では軸方向の概ね中央に位置する中間部Ｂに挿着されて固定された中空体２２にボールねじ部２０Ｂが形成される。このとき、ラック軸本体２１は高靭性材料（例えばＳ48Ｃ調質材）からなるものとされ、中空体２２は高硬度材料（例えばＳ55Ｃ）からなるものとされる。
【００２４】
従って、ラック軸２０は以下の如くに製造される。
(1)ラック軸本体２１を用意し、ラック軸本体２１の一端側の中間部Ａに切削加工（歯切り）（転造加工等でも可）によりラック歯２０Ａを形成する（図２（Ａ））。尚、ラック軸本体２１は高靭性材料の中実体からなるものとされ、ラック歯２０Ａが設けられない他端側に孔部を穿設して軽量化等を図ることができる。
【００２５】
(2)ラック軸本体２１の軸方向の概ね中央に位置する中間部Ｂに中空体２２を挿着して固定する（図２（Ｂ））。中空体２２はラック軸本体２１に圧入又は一部かしめ又は溶接により固定される。中空体２２はラック軸本体２１にセレーション結合されても良い。
【００２６】
(3)ラック軸本体２１に固定された中空体２２に転造加工（切削加工（ねじ切り)等でも可）によりボールねじ部２０Ｂを形成する。
【００２７】
ラック軸２０にあっては、ラック軸本体２１をパイプ材からなるものにしても良い（図３）。このとき、ラック軸本体２１のラック歯２０Ａは、例えば特開2003-48039に記載の如くの歯形金型とマンドレルを用いるパイプラック成形装置により形成できる。
【００２８】
本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)ラック軸２０が、ラック歯２０Ａが形成されるラック軸本体２１と、ボールねじ部２０Ｂが形成される中空体２２の組合せからなるものにされた。従って、ラック歯２０Ａとボールねじ部２０Ｂのそれぞれに適する材料を選択して採用できる。
【００２９】
(b)ラック軸２０において、ラック歯２０Ａが形成されるラック軸本体２１に、ボールねじ部２０Ｂが形成される中空体２２を挿着して固定したから、両者の同軸度を容易に確保できる。中空体２２の外周の全長に渡りボールねじ部２０Ｂを転造等して形成することにより、不完全ねじ部を短縮でき、加工時間も短縮できる。
【００３０】
(c)前述(a)に関し、ラック軸本体２１を高靭性材料からなるものにしてラック歯２０Ａに高靭性を付与し、かつ中空体２２を高硬度材料からなるものにしてボールねじ部２０Ｂに高硬度を付与できる。
【００３１】
(d)ラック軸２０において、ラック歯２０Ａが形成されるラック軸本体２１をパイプ材からなるものにすることにより、ラック軸２０を軽量化できる。
【００３２】
(e)ラック軸２０の製造過程で、ラック軸本体２１に挿着して固定された中空体２２にボールねじ部２０Ｂを転造等により形成することにより、ラック軸本体２１の例えば両端部を転造機等の加工機による加工のために保持される部分とし、中空体２２自体を保持することなく、該中空体２２の全長を有効にねじ加工できる。
【００３３】
(f)電動パワーステアリング装置１０において、上述(a)〜(e)のラック軸２０を適用できる。
【００３４】
以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】図１は電動パワーステアリング装置を示す模式図である。
【図２】図２は本発明のラック軸を示す模式図である。
【図３】図３は本発明の他のラック軸を示す模式図である。
【図４】図４は従来例のラック軸を示す模式図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０  電動パワーステアリング装置
１２  ステアリング軸
１５  電動モータ
１７  ナット
２０  ラック軸
２０Ａ  ラック歯
２０Ｂ  ボールねじ部
２１  ラック軸本体
２２  中空体
【図１】
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【図２】
2008273324.tif 000004
【図３】
2008273324.tif 000005
【図４】
2008273324.tif 000006