(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラック歯面を形成したラックのラック歯にピニオンギヤ又はピニオンギヤに類する成形用ギヤを噛み合わせ、
該ラックの背面にラックガイド支持面と同一断面形状を有する回転砥石又はフライスを回転しながら前記ピニオンギヤ又は成形用ギヤと一定距離を維持して押し当て長尺方向に亘って切削加工をなすことを特徴とするラック製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ラックピニオン式ステアリング装置に使用されるステアリングギヤ用ラックに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ステアリング装置のラックピニオン機構は、左右方向に摺動自在に支持されたラックのラック歯に操舵力が伝達されるピニオンギヤが噛み合い、その噛合い部の背面をラックガイドが所定のバックラッシュを保持するような押圧力でラックの摺動を許して押圧している。
【０００３】
斯かるステアリングギヤ用ラックは、通常ホブによる切削加工又は鍛造プレスによる塑性加工により成形されるが、切削加工は時間を要してコスト高となり、鍛造プレス加工は加工時間は短いが高い精度は望めず、結局後工程で仕上げ加工を必要としたりする。
【０００４】
そこで鍛造プレス成形されたラックにピニオン形支持台を噛み合わせながら加圧することによって短い作業時間でラック歯の変形及び歪みを修正する方法（特開昭５７−１３７７６３号公報）が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このようにラックの歯面の精度を向上させる工夫はされているが、ラック歯面のうねり（基準ピッチ線の波状湾曲）については考慮されておらず、ラック歯面と略直線状の背面との間の幅長については必ずしも一定になっているわけではない。
【０００６】
斯かるラックを使用したラックピニオン機構の概略模式図を図５に示す。
ラック01の歯にピニオンギヤ02が噛み合っており、ラック01の噛合い部の背面をラックガイド03がラック01の相対的な摺動を許して押圧している。
【０００７】
ラックガイド03はギアボックスに螺着されロックナット05で固定されたラックガイドスクリュー04との間に介装されたスプリング06により付勢され、ラック01を押圧する。
ラックガイド03とラックガイドスクリュー04との間に若干のクリアランスｄを有する。
【０００８】
図５に示すようにラック01の歯面がうねり、基準ピッチ線ｐが波状に湾曲していると（図５は湾曲の程度を実際より大きく模式的に示している）、ピニオンギヤ02の回転でラック01が左右軸方向に移動するときラック01が左右軸方向とは直角な方向に変位し、波状の歯面（基準ピッチ線ｐ）と略直線状の背面との間の幅長が一定でないので、ラックガイド03が変位し、この変位をクリアランスｄが吸収することになる。
【０００９】
したがってラック01の歯面のうねりの幅が大きくラックガイド03の変位幅が大きい場合を考慮してクリアランスｄを大きく設定しておく必要がある。
するとスプリング06による付勢力が大きく変化し、ラック01とピニオンギヤ02の噛み合いの適正なバックラッシュを維持することが困難となる。
【００１０】
そしてラック01がラックガイドスクリュー04に近づく方向に変位するときは、スプリング06のばね力が強まってラックガイド03との間にフリクションが発生し操舵感が重くなり、逆にラック01がラックガイドスクリュー04から離れる方向に変位するときは、クリアランスｄが大きくなりばね力が弱まってラック01とピニオンギヤ02の間、ラック01とラックガイド03の間、ラックガイド03とラックガイドスクリュー04との間で打音が発生する場合がある。
このようにラック01とラックガイド03との間のフリクションが変化するとラックピニオン機構が滑らかに作動せず安定した操舵感が得られない。
【００１１】
本発明は斯かる点に鑑みなされたもので、その目的とする処は、フリクション変化や打音の発生を抑制し滑らかな作動による安定した操舵感を得ることができるステアリングギヤ用ラックのラック製造方法を供する点にある。
【００１４】
【課題を解決するための手段及び作用効果】
上記目的を達成するために、本発明は、ラック歯面を形成したラックのラック歯にピニオンギヤ又はピニオンギヤに類する成形用ギヤを噛み合わせ、該ラックの背面にラックガイド支持面と同一断面形状を有する回転砥石又はフライスを回転しながら前記ピニオンギヤ又は成形用ギヤと一定距離を維持して押し当て長尺方向に亘って切削加工をなすラック製造方法である。
【００１５】
一定距離に維持されたピニオンギヤ等と回転砥石等との間に、ラックを挟むようにし、回転砥石等を回転しながらラック歯に噛み合ったピニオンギヤを回転してラックを軸方向に移動すると、ラックの背面が切削されてラック歯面と背面との間の幅長を長尺方向に一定に成形することが短い作業時間で容易にできる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下本発明に係る一実施の形態について図１ないし図４に基づき説明する。
本実施の形態に係るステアリング用のラック１を切削加工するラック加工装置５の概略模式図を図１及び図２に示す。
【００１７】
ラック加工装置５は、基台６から成形用ギヤ７と回転砥石８の回転軸９とが所定距離離れて突出しており、成形用ギヤ７と回転軸９とはそれぞれ別のモータにより回転駆動される。
【００１８】
成形用ギヤ７は、円柱の周面に歯が形成されたピニオンギヤに類するものであり、ラックピニオン機構のピニオンギヤと同じものを用いてもよい。
また回転軸９に一体に嵌着された回転砥石８は、切削する外周砥石面が円弧状の溝を形成した形状をしており、ラック１を背後から押えるラックガイド支持面と略同一断面形状すなわちラック１の背面の円筒面に合致する半円弧状をなしている。
成形用ギヤ７と回転砥石８が一定距離離れ、両者間にラック１が挟まれる。
【００１９】
斯かるラック加工装置５により加工するラック１は、円柱棒状のラック部材を鍛造プレス加工することによりラック歯面１ａが形成されており、背面１ｂが円筒面をなしている。
この状態のラック１は、略直線状の背面１ｂに対してラック歯面１ａがうねり、基準ピッチ線ｐが波状に湾曲している。
【００２０】
このラック１をラック加工装置５の成形用ギヤ７と回転砥石８の間に挿入し、ラック歯面１ａを成形用ギヤ７に噛み合わせ、背面１ｂを回転砥石８が切削する。
【００２１】
すなわち回転砥石８は図１において時計回りに高速回転し、回転砥石８から一定距離離れた位置にある成形用ギヤ７がラック歯面１ａに噛み合って図１において時計回りに低速に回転してラック１を徐々に移動しながら高速回転する回転砥石８が背面１ｂを切削する。
【００２２】
なお成形用ギヤ７を回転フリーに軸支してラック１のラック歯面１ａを噛み合わせ回転砥石８との間に挟み、ラック１を引っ張るなり押すなりして徐々に移動させるようにしながら回転砥石８の高速回転によりラック１の背面１ｂを切削してもよい。
【００２３】
成形用ギヤ７と回転砥石８は、ともに位置を固定されており、両者間の間隔は一定なので、回転砥石８はラック歯面１ａ（基準ピッチ線ｐ）からの距離が一定になるように背面１ｂを切削し、よって図１にハッチを施した部分を切削して基準ピッチ線ｐと平行に湾曲する背面を切削成形する。
すなわち切削加工されたラック１はラック歯面１ａの基準ピッチ線ｐと背面１ｂとの距離は長尺方向に亘って一定である。
【００２４】
この切削加工されたラック１を用いたパワーステアリング装置の例を図３に示す。
ラック１を収容して左右軸方向に摺動自在に支持するラックハウジングの端部にステアリングギヤボックス10が設けられている。
【００２５】
ステアリングギヤボックス10には、ステアリングホイールが一体的に取り付けられたステアリング軸にジョイントを介して連結される入力軸11が軸受を介して回動自在に軸支されており、入力軸11はステアリングギヤボックス10内でトーションバーを介して相対的なねじり可能にピニオンギヤ12と連結されている。
【００２６】
このピニオンギヤ12がラック１のラック歯と噛合している。
したがってステアリングホイールの回動操作により入力軸11に伝達された操舵力は、トーションバーを介してピニオンギヤ12を回動してピニオンギヤ12とラック歯の噛合によりラック１を左右軸方向に摺動し転舵がなされる。
【００２７】
ステアリングギヤボックス10は、ピニオンギヤ12とラック歯との噛合い部のラック１の背後にラック１及びピニオンギヤ12と直交する方向にラックガイド円筒部10ａが突出形成されている。
【００２８】
ラックガイド円筒部10ａに摺動自在にラックガイド15が嵌挿され、ラックガイド円筒部10ａの開口に螺着されロックナット17で固定されたラックガイドスクリュー16との間に介装されたスプリング18によりラックガイド15が付勢されてピニオンギヤ12に噛合するラック１の背後を押圧している。
【００２９】
図４に概略模式図で示すようにラック１は、ラック歯面１ａが波状に湾曲していても、ラック歯面１ａ（基準ピッチ線ｐ）と背面１ｂとの間の幅長が長尺方向に亘って一定に維持されているので、ピニオンギヤ12の回転でラック１が左右軸方向に移動するときピニオンギヤ12との距離を一定に保ってラックガイド15は変位しない。
【００３０】
したがってラックガイド15とラックガイドスクリュー16との間のクリアランスを小さく設定でき、スプリング18の適正な常に一定のばね力でラックガイド15が付勢されるため、フリクション変化や打音の発生が抑制され滑らかな作動による安定した操舵感を得ることができる。
【００３１】
なお回転砥石のほか円筒周上に円弧状をした切れ刃を複数形成し回転させるフライスを使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るラックを加工するためのラック加工装置の要部概略模式図である。
【図２】図１におけるII−II線に沿って切断した断面図である。
【図３】該ラックを用いたステアリング装置のステアリングギヤボックス内の構造を示す図である。
【図４】同ステアリング装置のラックピニオン機構の要部概略模式図である。
【図５】従来のラックを用いたラックピニオン機構の要部概略模式図である。
【符号の説明】
１…ラック、
５…ラック加工装置、６…基台、７…成形用ギヤ、８…回転砥石、９…回転軸、
10…ステアリングギヤボックス、11…入力軸、12…ピニオンギヤ、15…ラックガイド、16…ラックガイドスクリュー、17…ロックナット、18…スプリング。
【図１】
0004454081.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
0004454081.tif 000005
【図５】
0004454081.tif 000006