(57)【要約】【課題】  ラックバーの背面に形成する歯裏焼入層の範囲を適正範囲に短くし、ラックバーに引き起こされる熱処理歪を低減すること。【解決手段】  ラックピニオン式ステアリング装置１０において、ラックバー１６のラック歯１７に対する背面の一定範囲であり、ラックバー１６がギヤハウジング１１の開口端１１Ａから最も突き出る最大操舵時に該開口端１１Ａに相対する部分を少なくとも含む背面の一定範囲の両端に電極を接触させることにより、該背面の一定範囲に歯裏焼入層３０を形成し、ラックガイド２０がラックバー１６のラック歯１７に対する背面のうち、歯裏焼入層３０及びその両端の電極痕３１を逃げて該背面を摺動自在に支持するもの。【選択図】  図３
2007261434.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリング操作により回転されるピニオンをギヤハウジングに回転自在に支持し、
ピニオンに噛合うラック歯を有するラックバーをギヤハウジングに直線動自在に支持し、
ラックバーのラック歯に対する背面を摺動自在に支持するとともに、弾性押圧手段のばね力を受けてラックバーのラック歯をピニオンに押圧するラックガイドをギヤハウジングに設置してなるラックピニオン式ステアリング装置において、
ラックバーのラック歯に対する背面の一定範囲であり、ラックバーがギヤハウジングの開口端から最も突き出る最大操舵時に該開口端に相対する部分を少なくとも含む背面の一定範囲の両端に電極を接触させることにより、該背面の一定範囲に歯裏焼入層を形成し、
ラックガイドがラックバーのラック歯に対する背面のうち、歯裏焼入層及びその両端の電極痕を逃げて該背面を摺動自在に支持することを特徴とするラックピニオン式ステアリング装置。
【請求項２】
前記ラックガイドが、摺動板をラックガイド本体に組付けて構成され、
摺動板は、ラックバーの背面に倣う湾曲断面をラックバーの長手方向に沿って備える湾曲面部と、湾曲面部の湾曲断面の中央でラックバーの背面から離隔する溝状断面をラックバーの長手方向に沿って備える中高溝状部と、中高溝状部の背面から外方に突出する突起部を有し、
ラックガイド本体は、摺動板の湾曲面部に倣って該湾曲面部を嵌合可能にする湾曲凹部と、湾曲凹部の中央で摺動板の中高溝状部に倣って該中高溝状部を嵌合可能にする溝状凹部と、溝状凹部の底部に穿設されて摺動板の突起部を嵌入可能にする孔部を有してなる請求項１に記載のラックピニオン式ステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はラックピニオン式ステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載される如くの従来のラックピニオン式ステアリング装置は、図８、図９に示す如く、ステアリング操作により回転されるピニオン２をギヤハウジング１に回転自在に支持し、ピニオン２に噛合うラック歯３Ａを有するラックバー３をギヤハウジング１に直線動自在に支持し、ラックバー３のラック歯３Ａに対する背面を摺動自在に支持するラックガイド４をギヤハウジング１に設置している。ラックガイド４は、ギヤハウジング１に螺着されるキャップ５によってバックアップされるコイルばね６のばね力を受け、ラックバー３のラック歯３Ａをピニオン２に押圧する。
【０００３】
また、ラックピニオン式ステアリング装置は、図８に示す如く、ギヤハウジング１の開口端から突き出るラックバー３の端部に継手７を介してタイロッド８を連結し、タイロッド８につながる車輪を操舵可能にする。そして、ラックバー３がギヤハウジング１の開口端から最も突き出る最大操舵時に、タイロッド８の側からラックバー３に作用する曲げ力が最大になるから、ラックバー３の曲げ強度を向上させるために、ラックバー３のラック歯３Ａに対する背面の一定範囲の両側に電極を接触させることにより歯裏焼入層９を形成している。このとき、ラックバー３の背面において、歯裏焼入層９の両側には電極痕９Ａ、９Ａが生ずる。
【特許文献１】特許3586905
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術では、ラックバー３の背面に歯裏焼入層９を形成するに際し、ラックバー３の背面に生ずる電極痕９Ａがラックガイド４をキズつけることのないように、ラックバー３のラックガイド４に対する全摺動範囲Ｌの両外側に電極を接触させ、電極痕９Ａ、９Ａをその全摺動範囲Ｌの範囲外に位置付けるようにしている。しかしながら、ラックバー３の背面に本来的に必要とされる歯裏焼入層９の適正範囲Ｌ0は、ラックバー３がギヤハウジング１の開口端から最も突き出る最大操舵時に、ラックバー３に作用することになる最大曲げ力に対して曲げ支点となるギヤハウジング１の開口端に相対する部分を含めば足りる（図８（Ｂ））。にもかかわらず、ラックバー３のラックガイド４に対する全摺動範囲Ｌに歯裏焼入層９を形成している従来技術では、歯裏焼入層９が適正範囲Ｌ0を大きくこえて長くなり、ラックバー３に大きな熱処理歪を引き起こしてその修正に困難を伴なう。
【０００５】
本発明の課題は、ラックバーの背面に形成する歯裏焼入層の範囲を適正範囲に短くし、ラックバーに引き起こされる熱処理歪を低減することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明は、ステアリング操作により回転されるピニオンをギヤハウジングに回転自在に支持し、ピニオンに噛合うラック歯を有するラックバーをギヤハウジングに直線動自在に支持し、ラックバーのラック歯に対する背面を摺動自在に支持するとともに、弾性押圧手段のばね力を受けてラックバーのラック歯をピニオンに押圧するラックガイドをギヤハウジングに設置してなるラックピニオン式ステアリング装置において、ラックバーのラック歯に対する背面の一定範囲であり、ラックバーがギヤハウジングの開口端から最も突き出る最大操舵時に該開口端に相対する部分を少なくとも含む背面の一定範囲の両端に電極を接触させることにより、該背面の一定範囲に歯裏焼入層を形成し、ラックガイドがラックバーのラック歯に対する背面のうち、歯裏焼入層及びその両端の電極痕を逃げて該背面を摺動自在に支持するようにしたものである。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１の発明において更に、前記ラックガイドが、摺動板をラックガイド本体に組付けて構成され、摺動板は、ラックバーの背面に倣う湾曲断面をラックバーの長手方向に沿って備える湾曲面部と、湾曲面部の湾曲断面の中央でラックバーの背面から離隔する溝状断面をラックバーの長手方向に沿って備える中高溝状部と、中高溝状部の背面から外方に突出する突起部を有し、ラックガイド本体は、摺動板の湾曲面部に倣って該湾曲面部を嵌合可能にする湾曲凹部と、湾曲凹部の中央で摺動板の中高溝状部に倣って該中高溝状部を嵌合可能にする溝状凹部と、溝状凹部の底部に穿設されて摺動板の突起部を嵌入可能にする孔部を有してなるようにしたものである。
【発明の効果】
【０００８】
（請求項１）
(a)ラックバーのラック歯に対する背面の一定範囲であり、ラックバーがギヤハウジングの開口端から最も突き出る最大操舵時に該開口端に相対する部分を少なくとも含む背面の一定範囲の両端に電極を接触させることにより、該背面の一定範囲に歯裏焼入層を形成する。従って、ラックバーの背面に形成する歯裏焼入層の範囲を、ラックバーがギヤハウジングの開口端から最も突き出る最大操舵時に、ラックバーに作用することになる最大曲げ力に対して曲げ支点となるギヤハウジングの開口端に相対する部分を含む、ラックバーの背面に本来的に必要とされる適正範囲Ｌ0に短くできる。これにより、ラックバーに引き起こされる熱処理歪を低減できる。
【０００９】
(b)ラックガイドはラックバーのラック歯に対する背面のうち、歯裏焼入層及びその両端の電極痕を逃げて該背面を摺動自在に支持する。従って、ラックバーの背面に形成される歯裏焼入層の範囲Ｌ0が、ラックバーのラックガイドに対する全摺動範囲Ｌより短くなっても、歯裏焼入層の両端の電極痕がラックガイドをキズつけることもない。
【００１０】
（請求項２）
(c)ラックガイドが摺動板をラックガイド本体に組付けて構成されるとき、摺動板がラックバーの長手方向に沿う中高溝状部を有し、ラックガイド本体が摺動板の中高溝状部を嵌合可能にする溝状凹部を有することにより、ラックガイドが摺動板の中高溝状部の存在によってラックバーのラック歯に対する背面のうち、歯裏焼入層及びその両端の電極痕を確実に逃げて該背面を摺動自在に支持できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１はラックピニオン式ステアリング装置を示す断面図、図２は図１のII−II線に沿う断面図、図３は図２の要部拡大図、図４はラックガイドを示す断面図、図５は図４のＶ−Ｖ線を沿う断面図、図６は摺動板を示す斜視図、図７はラックガイド本体を示す正面図、図８は従来例を示す模式図、図９は図８のIX−IX線を沿う断面図である。
【実施例】
【００１２】
図１、図２のラックピニオン式ステアリング装置１０は、電動パワーステアリング装置であり、車体フレーム等に固定されるギヤハウジング１１を有する。ステアリング操作により回転されるステアリング軸１２にトーションバー１３を介してピニオン軸１４を連結し、ピニオン軸１４にピニオン１５を設け、ステアリング軸１２とピニオン軸１４を軸受１２Ａ、１４Ａ、１４Ｂによりギヤハウジング１１に回転自在に支持する。
【００１３】
ステアリング装置１０は、ピニオン１５に噛合うラック歯１７を備えたラックバー１６を不図示の軸受とラックガイド２０によりギヤハウジング１１に直線動自在に支持する。ラックガイド２０は、ギヤハウジング１１に設けられた丸孔２１に嵌入され、ギヤハウジング１１に螺着されるとともにロックナット２２により固定されるキャップ２３にコイルばね２４を介して背面支持され、ラックバー１６のラック歯１７に対する背面を摺動自在に支持する。また、ラックガイド２０は、弾性押圧手段としてのコイルばね２４のばね力を受けてラックバー１６のラック歯１７をピニオン１５に押圧する。
【００１４】
ステアリング装置１０は、ラックバー１６の両端部をギヤハウジング１１の左右に突出し、それらの端部にラックエンド２５を螺合して固定し、ラックエンド２５に継手を介してタイロッド２６の一端を連結し、タイロッド２６の他端に車輪を連結し、左右の車輪を操舵可能にする。
【００１５】
ステアリング装置１０は、ギヤハウジング１１の内部で、ステアリング軸１２とピニオン軸１４の間に、操舵トルク検出装置２７を設けている。また、ギヤハウジング１１の内部で、ラックバー１６の周囲に不図示の電動モータを内蔵し、電動モータの回転を不図示のボールねじによりラックバー１６の直線運動に変換する。
【００１６】
従って、不図示の車速センサや操舵トルク検出装置２７の検出結果を得たコントロールユニットにより電動モータの駆動電流を決定し、車速と操舵トルクに応じた適切な操舵アシスト力となる電動モータのトルクをラックバー１６に付与する。
【００１７】
しかるに、ステアリング装置１０にあっては、ラックバー１６がギヤハウジング１１の開口端１１Ａから最も突き出る、図２に示す如くの最大操舵時に、タイロッド２６の側からラックバー１６に作用する曲げ力が最大になるのに対し、ラックバー１６の曲げ強度を向上させるために、ラックバー１６のラック歯１７に対する背面の一定範囲に歯裏焼入層３０を形成している。尚、ラックバー１６は円形断面の円弧状外周の一部に弦を設ける如くにラック歯１７を形成したものであり、歯裏焼入層３０はラックバー１６の円形断面の円弧の中心軸Ｃを挟むラック歯１７に対する正反対側の背面の中央部に形成され、かつラックバー１６の長手方向に沿う一定範囲に渡って形成される。即ち、高周波通電焼入装置を用いて、ラックバー１６の背面の長手方向に沿う熱処理範囲の両側に電極を接触させ、熱処理範囲に高周波電流を直接流すとともに、熱処理範囲に誘導電流を流し、熱処理範囲を加熱し、次いで所定の焼入温度に加熱された熱処理範囲を冷却することにより、熱処理範囲に焼入硬化層たる歯裏焼入層３０を形成するものである。ラックバー１６の背面の長手方向において、歯裏焼入層３０の両側には上述の電極の接触痕である電極痕３１、３１が生ずる。
【００１８】
本実施例では、ラックバー１６のラック歯１７に対する背面の一定の範囲Ｌ0であり、ラックバー１６がギヤハウジング１１の開口端１１Ａから最も突き出る最大操舵時（図２）に、開口端１１Ａに相対する部分を少なくとも含む背面の一定範囲Ｌ0の両端に上述の電極を接触させることにより、該背面の一定範囲Ｌ0に歯裏焼入層３０を形成する。即ち、ラックバー１６の背面に形成する歯裏焼入層３０の範囲を、ラックバー１６がギヤハウジング１１の開口端１１Ａから最も突き出る最大操舵時に、ラックバー１６に作用することになる最大曲げ力に対して曲げ支点Ｐ（図２）となるギヤハウジング１１の開口端１１Ａに相対する部分を含む、ラックバー１６の背面に本来的に必要とされる適正範囲Ｌ0に短くするものである。
【００１９】
このとき、ラックガイド２０は、図３に示す如く、ラックバー１６の円形断面の円弧の中心軸ｃを挟むラック歯１７の正反対側の背面を摺動自在に支持しており、この背面のうち、歯裏焼入層３０及びその両端の電極痕３１、３１を逃げて該背面を摺動自在に支持する。
【００２０】
具体的には、ラックガイド２０は、図４、図５に示す如く、摺動板４０をラックガイド本体５０に組付けて構成される。ギヤハウジング１１の丸孔２１にラックガイド本体５０を嵌入し、ギヤハウジング１１に螺着されるキャップ２３によりコイルばね２４を支持し、コイルばね２４のばね力によりラックガイド本体５０を背面支持し、ラックガイド本体５０に組付けた摺動板４０によりラックバー１６の上述した背面を摺動自在に支持する。
【００２１】
摺動板４０は、図４、図５、図７に示す如く、ラックバー１６の背面に倣う円弧状湾曲断面をラックバー１６の長手方向に沿って備える左右の湾曲面部４１、４１と、左右の湾曲面部４１、４１の湾曲断面の中央でラックバー１６の背面から離隔する溝状断面をラックバー１６の長手方向に沿って備える中高溝状部４２と、中高溝状部４２の背面から外方に突出する突起部４３を有する。摺動板４０は、左右の湾曲面部４１、４１によりラックバー１６の前述した背面を摺動自在に支持し、中高溝状部４２によりラックバー１６の背面の歯裏焼入層３０及びその両端の電極痕３１、３１を逃げる。
【００２２】
ラックガイド本体５０は、図４〜図６に示す如く、概ね短円柱をなす。ラックガイド本体５０は、短円柱の中心軸に沿う前面に設けられ、摺動板４０の湾曲面部４１に倣って該湾曲面部４１を嵌合可能にする湾曲凹部５１と、湾曲凹部５１の中央で摺動板４０の中高溝状部４２に倣って該中高溝状部４２を嵌合可能にする溝状凹部５２と、溝状凹部５２の底部に穿設されて摺動板４０の突起部４３を嵌入可能にし、摺動板４０をラックガイド本体５０に対して位置決め保持可能にする孔部５３を有する。ラックガイド本体５０は、湾曲凹部５１に嵌合した摺動板４０の湾曲面部４１の外周縁に係止してこれを保持する段差状ストッパ５１Ａを湾曲凹部５１の外縁に備えるとともに、溝状凹部５２に嵌合した摺動板４０の中高溝状部４２の両端部に係止してこれを保持する段差状ストッパ５２Ａを溝状凹部５２の両端部に備える。ラックガイド本体５０は、短円柱の背面側にコイルばね２４の一端を納める大径孔５４を備え、孔部５３を大径孔５４に開口している。尚、コイルばね２４の他端はキャップ２３の大径孔２３Ａに納められる。
【００２３】
本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)ラックバー１６のラック歯１７に対する背面の一定範囲Ｌ0であり、ラックバー１６がギヤハウジング１１の開口端１１Ａから最も突き出る最大操舵時に該開口端１１Ａに相対する部分を少なくとも含む背面の一定範囲Ｌ0の両端に電極を接触させることにより、該背面の一定範囲Ｌ0に歯裏焼入層３０を形成する。従って、ラックバー１６の背面に形成する歯裏焼入層３０の範囲Ｌ0を、ラックバー１６がギヤハウジング１１の開口端１１Ａから最も突き出る最大操舵時に、ラックバー１６に作用することになる最大曲げ力に対して曲げ支点Ｐとなるギヤハウジング１１の開口端１１Ａに相対する部分を含む、ラックバー１６の背面に本来的に必要とされる適正範囲Ｌ0に短くできる。これにより、ラックバー１６に引き起こされる熱処理歪を低減できる。
【００２４】
(b)ラックガイド２０はラックバー１６のラック歯１７に対する背面のうち、歯裏焼入層３０及びその両端の電極痕３１を逃げて該背面を摺動自在に支持する。従って、ラックバー１６の背面に形成される歯裏焼入層３０の範囲Ｌ0が、ラックバー１６のラックガイド２０に対する全摺動範囲Ｌより短くなっても、歯裏焼入層３０の両端の電極痕３１がラックガイド２０をキズつけることもない。
【００２５】
(c)ラックガイド２０が摺動板４０をラックガイド本体５０に組付けて構成されるとき、摺動板４０がラックバー１６の長手方向に沿う中高溝状部４２を有し、ラックガイド本体５０が摺動板４０の中高溝状部４２を嵌合可能にする溝状凹部５２を有することにより、ラックガイド２０が摺動板４０の中高溝状部４２の存在によってラックバー１６のラック歯１７に対する背面のうち、歯裏焼入層３０及びその両端の電極痕３１を確実に逃げて該背面を摺動自在に支持できる。
【００２６】
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】
【００２７】
【図１】図１はラックピニオン式ステアリング装置を示す断面図である。
【図２】図２は図１のII−II線に沿う断面図である。
【図３】図３は図２の要部拡大図である。
【図４】図４はラックガイドを示す断面図である。
【図５】図５は図４のＶ−Ｖ線を沿う断面図である。
【図６】図６は摺動板を示す斜視図である。
【図７】図７はラックガイド本体を示す正面図である。
【図８】図８は従来例を示す模式図である。
【図９】図９は図８のIX−IX線を沿う断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１０  ステアリング装置
１１  ギヤハウジング
１５  ピニオン
１６  ラックバー
１７  ラック歯
２０  ラックガイド
２４  コイルばね（弾性押圧手段）
３０  歯裏焼入層
３１  電極痕
４０  摺動板
４１  湾曲面部
４２  中高溝状部
４３  突起部
５０  ラックガイド本体
５１  湾曲凹部
５２  溝状凹部
５３  孔部
【図１】
2007261434.tif 000003
【図２】
2007261434.tif 000004
【図３】
2007261434.tif 000005
【図４】
2007261434.tif 000006
【図５】
2007261434.tif 000007
【図６】
2007261434.tif 000008
【図７】
2007261434.tif 000009
【図８】
2007261434.tif 000010
【図９】
2007261434.tif 000011