(57)【要約】【課題】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るようにする。【解決手段】ラック受けシート４に突設された凸条４０を、ラックガイド３の凹溝３１の側面に形成された抜け勾配βより大きい傾斜角度αを有して圧入の進行方向に縮幅する形状とし、ラック受けシート４の凸条４０をラックガイド３の凹溝３１に圧入したとき、両者が隙間なく密着して、これらにより十分な装着強度が確保されるようになし、ラック軸からの作用力によるラック受けシート４の位置ずれの発生を防ぎ、ラック軸の移動案内を長期に亘って安定して行わせる。【選択図】        図４
2004210078.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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の凸条は、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ることを特徴とするラックピニオン式舵取装置。
【請求項２】
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。
【発明の詳細な説明】
【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の凸条は、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、この凸条を前記ラックガイドの凹溝に圧入したとき、両者を隙間なく密着させてラック受けシートの装着強度を高める。
【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）
【図１】
2004210078.tif 000003
【図２】
2004210078.tif 000004
【図３】
2004210078.tif 000005
【図４】
2004210078.tif 000006
【図５】
2004210078.tif 000007