(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング、
上記ハウジングに往復移動可能に支持され、ラック歯が形成された歯面と、該歯面の反対面である背面を有して、タイロッドを介して車輪の操舵角を変えるラック軸、
上記ハウジングにラック軸の端部を往復移動可能に軸支する軸受ブッシュ、
ステアリングホイールに連結され、上記ラック軸の上記歯面側に形成された上記ラック歯に噛み合うピニオンを有し、ステアリングホイールの回転を上記ラック軸に伝達するピニオン軸、
上記ハウジングに圧入され上記ピニオン軸を上記ハウジングに回転可能に軸支する軸受、
上記軸受の外輪を上記ハウジングに固定するスナップリング、
上記ラック軸に形成され、上記ラック歯の歯底を上記ラック軸のストローク端から当該ラック軸の中央側に向かって延長した逃がし部を備え、
上記ラック軸は、上記ラック歯が形成されている範囲をＬ１、上記逃がし部の範囲をＬ２、上記ラック歯から上記逃がし部までの範囲をＬ３、上記ラック軸の背面側の外周で上記ラック歯から上記逃がし部までの範囲をＬ４としたとき、上記Ｌ３の範囲と上記Ｌ４の範囲何れか一方又は双方を高周波焼入れ範囲として高周波焼き入れが施されており、
上記逃がし部を上記ピニオン軸の軸心に位置決めして、上記ピニオンとラック歯との噛み合いを外し、上記軸受を上記ハウジングに圧入すること
を特徴とするステアリング装置。
【請求項２】
請求項１に記載されたステアリング装置において、
上記逃がし部を上記ピニオン軸の軸心に位置決めした時に、上記ラック軸の端部が上記軸受ブッシュに軸支された状態を維持していること
を特徴とするステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はステアリング装置、特に、ラックピニオン式ステアリング装置のピニオン軸の組付けを容易にしたステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ラックピニオン式ステアリング装置は、タイロッドを介して車輪の操舵角を変えるラック軸が、ステアリングギヤのハウジングに往復移動可能に支持され、ステアリングホイールの回転をラック軸に伝達するピニオン軸が、ステアリングギヤのハウジングに軸受を介して回転可能に軸支されている。
【０００３】
このようなラックピニオン式のステアリング装置は、ピニオン軸をハウジングに軸支する軸受に予圧を付与して、操舵時にピニオン軸に加わる負荷によって、ピニオン軸がラジアル方向やスラスト方向に動いて、異音が生じたり、操舵力が変動するのを防止している。
【０００４】
リングナットで軸受に予圧を付与すれば、軸受のラジアル方向やスラスト方向の剛性が大きくなるため好ましいが、リングナットを組み込むためのスペースが必要となるため、ステアリングギヤが大型化し、リングナットの予圧調整作業にも時間が掛かる問題がある。
【０００５】
テーパースナップリング（止め輪）で軸受に予圧を付与すれば、テーパースナップリングを組み込むためのスペースが小さくで済むため、ステアリングギヤを小型化でき、テーパースナップリングの組付け作業時間も短縮できる。しかし、テーパースナップリングで軸受に予圧を付与すると、軸受のラジアル方向やスラスト方向の剛性が小さくなってしまう。軸受のラジアル方向やスラスト方向の剛性を大きくするためには、軸受をハウジングに圧入すればよい。しかし、軸受をハウジングに圧入すると、軸受圧入時に、ピニオンとラック歯の噛み合い部の歯面に大きな荷重が作用して、噛み合い部の歯面に圧痕が生じて、操舵時に異音が生じたり、ステアリングギヤの耐久性が低下する問題が生じる。
【０００６】
特許文献１に開示されたラックピニオン式のステアリング装置は、ラック軸にラック歯の歯底をストローク端の外側に延ばした逃がし部を形成し、この逃がし部をピニオンの位置に位置決めして、リングナットの締付け作業を行うようにしている。従って、ピニオン軸が回転してもラック軸は移動せず、ピニオン軸を必要なだけ回転させてリングナットの締付け作業を完了させることができるため、リングナットの締付け作業時間を短縮することができる。
【０００７】
しかし、特許文献１に開示されたラックピニオン式のステアリング装置は、リングナットで軸受に予圧を付与するため、リングナットを組み込むためのスペースが必要となるため、ステアリングギヤが大型化し、リングナットの予圧調整作業に時間が掛かる問題は解決されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−２５５１２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、ピニオン軸をハウジングに組付ける作業時間を短縮するとともに、軸受をハウジングに圧入した時に、ピニオンとラック歯の噛み合い部の歯面に圧痕が生じないように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を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題は以下の手段によって解決される。すなわち、第１番目の発明は、ハウジング、上記ハウジングに往復移動可能に支持され、ラック歯が形成された歯面と、該歯面の反対面である背面を有して、タイロッドを介して車輪の操舵角を変えるラック軸、上記ハウジングにラック軸の端部を往復移動可能に軸支する軸受ブッシュ、ステアリングホイールに連結され、上記ラック軸の上記歯面側に形成された上記ラック歯に噛み合うピニオンを有し、ステアリングホイールの回転を上記ラック軸に伝達するピニオン軸、上記ハウジングに圧入され上記ピニオン軸を上記ハウジングに回転可能に軸支する軸受、上記軸受の外輪を上記ハウジングに固定するスナップリング、上記ラック軸に形成され、上記ラック歯の歯底を上記ラック軸のストローク端から当該ラック軸の中央側に向かって延長した逃がし部を備え、上記ラック軸は、上記ラック歯が形成されている範囲をＬ１、上記逃がし部の範囲をＬ２、上記ラック歯から上記逃がし部までの範囲をＬ３、上記ラック軸の背面側の外周で上記ラック歯から上記逃がし部までの範囲をＬ４としたとき、上記Ｌ３の範囲と上記Ｌ４の範囲何れか一方又は双方を高周波焼入れ範囲として高周波焼き入れが施されており、上記逃がし部を上記ピニオン軸の軸心に位置決めして、上記ピニオンとラック歯との噛み合いを外し、上記軸受を上記ハウジングに圧入することを特徴とするステアリング装置である。
【００１１】
第２番目の発明は、第１番目の発明のステアリング装置において、上記逃がし部を上記ピニオン軸の軸心に位置決めした時に、上記ラック軸の端部が上記軸受ブッシュに軸支された状態を維持していることを特徴とするステアリング装置である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のステアリング装置は、ハウジングに圧入されてピニオン軸をハウジングに回転可能に軸支する軸受の外輪をスナップリングでハウジングに固定し、ラック歯の歯底をラック軸のストローク端からラック軸の中央側に向かって延長した逃がし部をラック軸に形成し、逃がし部をピニオン軸の軸心に位置決めして、ピニオンとラック歯との噛み合いを外し、軸受をハウジングに圧入している。従って、ピニオン軸をハウジングに組付ける作業時間が短縮され、軸受を軸受孔に圧入しても、ピニオンとラック歯の噛み合い部の歯面には圧痕が生じることはなく、操舵時に異音が生じたり、ステアリングギヤの耐久性が低下する問題は生じない。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例のステアリング装置を示し、コラムアシスト型ラックピニオン式ステアリング装置の全体斜視図である。
【図２】図１のステアリングギヤの要部を示す一部を断面した正面図である。
【図３】図２のラックとピニオンとの噛み合い部を示す一部を断面した拡大正面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ断面図である。
【図５】図２からピニオン軸を取り外した状態を示す一部を断面した正面図である。
【図６】（ａ）は本発明の実施例のラック軸単体のラック歯近傍を示す正面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図７】（ａ）は本発明の実施例のラック軸単体の全体を示す正面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は本発明の実施例のステアリング装置を示し、コラムアシスト型ラックピニオン式パワーステアリング装置の全体斜視図である。図１に示すように、本発明の実施例のコラムアシスト型ラックピニオン式パワーステアリング装置は、ステアリングホイール１０１の操作力を軽減するために、コラム１０５の中間部に取付けたモータ１０２の操舵補助力をステアリングシャフトに付与している。そして、ステアリングシャフトの回転を中間シャフト１０６に伝達し、ピニオン軸１０７を介してラックピニオン式のステアリングギヤ１０３のラック軸を往復移動させ、タイロッド１０４を介して舵輪を操舵している。
【００１８】
図２は図１のステアリングギヤの要部を示す一部を断面した正面図、図３は図２のラックとピニオンとの噛み合い部を示す一部を断面した拡大正面図である。図４は図３のＡ−Ａ断面図、図５は図２からピニオン軸を取り外した状態を示す一部を断面した正面図である。図６（ａ）は本発明の実施例のラック軸単体のラック歯近傍を示す正面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。図７（ａ）は本発明の実施例のラック軸単体の全体を示す正面図、図７（ｂ）は図７（ａ）のＣ−Ｃ拡大断面図である。
【００１９】
本発明の実施例のステアリングギヤ１０３は、フロントサブフレーム等の図示しない車体フレームに取り付けられている。図３の紙面に直交する手前側が車体前方側、図３の紙面に直交する奥側が車体後方側、図３の左右方向が車幅方向、図３の上方向が車体上方側、図３の下方向が車体下方側である。
【００２０】
ステアリングギヤ１０３のハウジング２１の内周２１１には、図２の左右方向に摺動可能にラック軸３１が内嵌している。ハウジング２１の内周２１１の左端には、軸受ブッシュ２１２が内嵌され、ラック軸３１の左端を摺動可能に軸支している。ラック軸３１の左右両端には図示しないボールジョイントソケットが各々ねじ込まれて取り付けられ、、ボールジョイントソケットに連結されたタイロッド（図１参照）１０４、１０４が、図示しないナックルアームを介して車輪に接続されている。
【００２１】
ハウジング２１には、２箇所に車体取り付け用ボス部２１３、２１３が形成されている。車体取り付け用ボス部２１３、２１３に形成された図示しない取り付け孔に図示しないボルトを挿入し、このボルトを車体フレームに締め付けることで、ハウジング２１は車体フレームに取り付けられている。
【００２２】
図２、図３に示すように、ピニオン軸１０７は、ピニオン２２の直上で、ボール軸受（軸受）２３によりハウジング２１に軸支されている。ピニオン軸１０７の溝２６に装着してカシメられたカシメリング２７は、ボール軸受２３の内輪を、ピニオン軸１０７の段差面２８との間で挟み込んでいる。また、ボール軸受２３の外輪は、ハウジング２１に形成された軸受孔２１４に圧入され、この軸受穴２１４の環状溝２１５に装着されたテーパースナップリング（止め輪）２９によって軸方向に押圧されて、ハウジング２１に固定されている。テーパースナップリング２９及び環状溝２１５の片面側には傾斜面が形成されていて、環状溝２１５にテーパースナップリング２９を挿入すると、楔作用によってボール軸受２３の外輪との間の隙間が除去されて、ボール軸受２３に予圧が付与される。
【００２３】
ピニオン軸１０７の下端部は、ニードル軸受２４によりハウジング２１にラジアル方向にのみ軸支されている。ピニオン軸１０７の上端は、図１の自在継手１０８を介して中間シャフト１０６に連結されている。ピニオン軸１０７の回転は、ピニオン２２を介してラック軸３１に伝達され、ラック軸３１に連結された図１のタイロッド１０４、１０４を介して、舵輪の向きを変更する。
【００２４】
図６、図７に示すように、ラック軸３１のラック歯３２には、ラック歯３２の歯底をストローク端（使用範囲）からラック軸３１の中央側（図６、図７の左側）に向かって延長した逃がし部３３を形成している。しかし、ラック軸３１に逃がし部３３を形成すると、ラック軸３１の強度が低下する恐れがある。
【００２５】
図７に示すように、ラック軸３１の強度を大きくするために、ラック歯３２が形成されている範囲Ｌ１の歯面を高周波焼き入れする時に、逃がし部３３の範囲Ｌ２も高周波焼き入れを施して、ラック歯３２から逃がし部３３までの範囲Ｌ３を高周波焼き入れ（図７の二点鎖線で示す高周波焼き入れ範囲３５）している。
【００２６】
また、ラック軸３１の背面側の外周３４を、ラック歯３２から逃がし部３３までの範囲Ｌ４にわたって高周波焼き入れ（図７の二点鎖線で示す高周波焼き入れ範囲３６）すれば、ラック軸３１の強度を更に大きくすることができるため、好ましい。また、高周波焼き入れ範囲３５または高周波焼き入れ範囲３６のうちのいずれか一方を高周波焼き入れしてもよい。
【００２７】
図５に示すように、ラック軸３１をストローク端（使用範囲）を越えて右側に移動し、逃がし部３３をピニオン軸１０７の軸心２５に位置決めする。逃がし部３３をピニオン軸１０７の軸心２５に位置決めした時、ラック軸３１の左端部は軸受ブッシュ２１２に軸支された状態が維持されている。
【００２８】
ピニオン軸１０７にボール軸受２３の内輪を圧入した後、ピニオン軸１０７の溝２６にカシメリング２７をカシメて装着し、ボール軸受２３の内輪をピニオン軸１０７に固定して、ピニオン軸１０７とボール軸受２３の組付け品を作る。ニードル軸受２４をハウジング２１に圧入した後、ピニオン軸１０７とボール軸受２３の組付け品をハウジング２１に挿入する。その結果、ピニオン軸１０７の下端部がニードル軸受２４に挿入されるとともに、ボール軸受２３の外輪が軸受孔２１４に圧入される。最後に、環状溝２１５にテーパースナップリング２９を装着し、ボール軸受２３の外輪をハウジング２１に固定する。
【００２９】
テーパースナップリング２９でボール軸受２３の外輪をハウジング２１に固定するため、ボール軸受２３の組付け作業が容易で、ステアリングギヤを小型化することができる。また、逃がし部３３がピニオン軸１０７の軸心に位置決めされていて、ピニオン２２とラック歯３２との噛み合いが外れている。従って、ボール軸受２３を軸受孔２１４に圧入しても、ピニオン２２とラック歯３２の噛み合い部の歯面には圧痕が生じることはなく、操舵時に異音が生じたり、ステアリングギヤの耐久性が低下する問題は生じない。
【００３０】
また、逃がし部３３をピニオン軸１０７の軸心に位置決めした時、ラック軸３１の左端部は軸受ブッシュ２１２に軸支された状態が維持されている。従って、ラック軸３１がハウジング２１の内周２１１内で暴れないので、ボール軸受２３を軸受孔２１４に圧入した後、ラック軸３１を左側に移動し、ピニオン２２とラック歯３２を噛み合わせることが容易になる。また、ピニオン２２とラック歯３２との噛み合いが外れた状態で、ボール軸受２３を軸受孔２１４に圧入するため、ピニオン軸上端の雄セレーション（図２参照）１０７Ａの位相を所定の位相に位置決めした後、ピニオン２２とラック歯３２を噛み合わせることができる。
【００３１】
上記実施例では、コラムアシスト型ラックピニオン式パワーステアリング装置に適用した例について説明したが、ピニオンアシスト型ラックピニオン式パワーステアリング装置やマニュアル型ラックピニオン式ステアリング装置に適用してもよい。
【符号の説明】
【００３２】
１０１  ステアリングホイール
１０２  モータ
１０３  ステアリングギヤ
１０４  タイロッド
１０５  コラム
１０６  中間シャフト
１０７  ピニオン軸
１０７Ａ  雄セレーション
１０８  自在継手
２１  ハウジング
２１１  内周
２１２  軸受ブッシュ
２１３  車体取り付け用ボス部
２１４  軸受孔
２１５  環状溝
２２  ピニオン
２３  ボール軸受（軸受）
２４  ニードル軸受
２５  軸心
２６  溝
２７  カシメリング
２８  段差面
２９  テーパースナップリング
３１  ラック軸
３２  ラック歯
３３  逃がし部
３４  背面側の外周
３５  高周波焼き入れ範囲
３６  高周波焼き入れ範囲
【図１】
0005370410.tif 000002
【図２】
0005370410.tif 000003
【図３】
0005370410.tif 000004
【図４】
0005370410.tif 000005
【図５】
0005370410.tif 000006
【図６】
0005370410.tif 000007
【図７】
0005370410.tif 000008