(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハンドル軸の回転をギヤ伝達系を介して直線運動に変換し、車輪を操舵するためのラックバーにおいて、
前記ギヤ伝達系と噛合するラック部のラック歯列の幅に対応する長さの平面部を有し、前記平面部にラック歯が形成されている中空ラック杆と、
前記直線運動による動力の伝達を受けるための中空ネジ杆とを有し、
前記中空ラック杆と前記中空ネジ杆が別部材からなり、前記中空ラック杆の一端と前記中空ネジ杆の他端をかしめまたは溶接により接合してなることを特徴とするネジ軸を備えたステアリング用ラックバー。
【請求項２】
ハンドル軸の回転をギヤ伝達系を介して直線運動に変換し、車輪を操舵するためのラックバーにおいて、
前記ギヤ伝達系と噛合するラック部のラック歯列の幅に対応する長さの平面部を有し、前記平面部にラック歯が形成されている中空ラック杆と、
前記直線運動による動力の伝達を受けるためのネジ部を無空ねじ杆とを有し、
前記中空ラック杆と前記無空ネジ杆が別部材からなり、前記中空ラック杆の一端と前記無空ネジ杆の他端をかしめまたは溶接により接合してなることを特徴とするネジ軸を備えたステアリング用ラックバー。
【請求項３】
ハンドル軸の回転をギヤ伝達系を介して直線運動に変換し、車輪を操舵するためのラックバーにおいて、
前記ギヤ伝達系と噛合するラック部のラック歯列の幅に対応する長さの平面部を有し、前記平面部にラック歯が形成されている無空ラック杆と、
前記直線運動による動力の伝達を受けるためのネジ部を中空ねじ杆とを有し、
前記無空ラック杆と前記中空ネジ杆が別部材からなり、前記無空ラック杆の一端と前記中空ネジ杆の他端をかしめまたは溶接により接合してなることを特徴とするネジ軸を備えたステアリング用ラックバー。
【請求項４】
ギヤ伝達系と噛合するラック部を中空ラック杵と、直線運動による動力の伝達を受けるためのネジ部を有する中空ねじ杆とからなるネジ軸を備えたステアリング用ラックバーの製造方法において、
第１のパイプ素材にラック歯列の幅に対応する長さの平面部を有する一次形成体を加工する工程と、
内部にラック歯列に対応する凹凸部が形成された割型からなる成形用型内に納め、前記一次成形体にポンチを圧入して一次成形体の外周の肉を成形用型の凹凸部に圧入させて第１パイプ素材の外周にラック歯を成形する工程と、
ねじ型を有する成形型内に、両端を予め拡径加工された第２のパイプ素材を納め、外形が漸増するマンドレルを前記第２パイプ素材に圧入することにより前記第２パイプ素材に外周にネジ部を形成する工程と、
前記ラック歯の形成された第１パイプ素材と、ネジ部の形成された第２パイプ素材の両端部のうち、一方を凸、他方を凹として嵌合させてからかしめまたは溶接により接合する工程と、
からなることを特徴とするステアリング用ラックバーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車のステアリング機構に使用されるネジ軸を備えたステアリング用ラックバーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に自動車のステアリング（操向）は、ハンドルを回転させることによりハンドル軸の軸端に固着されている歯車がこれと噛み合っているラックを移動させることにより回転を直線運動に変えて行うものであるが、ハンドルの手動操作だけでは相当な手応えとなるので従来からパワーステアリング方式と呼ばれるものが採用されている。
【０００３】
この構造には主に油圧式が用いられており、ハンドル軸（ステアリングシャフト）の回転によりエンジンにより駆動された油圧ポンプからの圧油をラック杆のピストン部へ及ばせてラックを動かすことによりハンドルを軽く回すことができるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら油圧式では必ず油圧回路が必要であるために配管構造が複雑となり、組付性や高価格になる等の問題があり、同時にパワーステアリング系の駆動にエンジン馬力が必要なため、その分エンジンの出力が低下するという欠点があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ハンドル軸の回転をギヤ伝達系を介して直線運動に変換し、車輪を操舵するためのラックバーにおいて、前記ギヤ伝達系と噛合するラック部のラック歯列の幅に対応する長さの平面部を有し、前記平面部にラック歯が形成されている中空ラック杆と、前記直線運動による動力の伝達を受けるための中空ネジ杆とを有し、前記中空ラック杆と前記中空ネジ杆が別部材からなり、前記中空ラック杆の一端と前記中空ネジ杆の他端をかしめまたは溶接により接合してなることを特徴とするものである。
また、本発明は、ハンドル軸の回転をギヤ伝達系を介して直線運動に変換し、車輪を操舵するためのラックバーにおいて、前記ギヤ伝達系と噛合するラック部のラック歯列の幅に対応する長さの平面部を有し、前記平面部にラック歯が形成されている中空ラック杆と、前記直線運動による動力の伝達を受けるためのネジ部を無空ねじ杆とを有し、前記中空ラック杆と前記無空ネジ杆が別部材からなり、前記中空ラック杆の一端と前記無空ネジ杆の他端をかしめまたは溶接により接合してなることを特徴とするものである。
さらに、本発明は、ハンドル軸の回転をギヤ伝達系を介して直線運動に変換し、車輪を操舵するためのラックバーにおいて、前記ギヤ伝達系と噛合するラック部のラック歯列の幅に対応する長さの平面部を有し、前記平面部にラック歯が形成されている無空ラック杆と、前記直線運動による動力の伝達を受けるためのネジ部を中空ねじ杆とを有し、前記無空ラック杆と前記中空ネジ杆が別部材からなり、前記無空ラック杆の一端と前記中空ネジ杆の他端をかしめまたは溶接により接合してなることを特徴とするものである。
【０００６】
また、本発明は、ギヤ伝達系と噛合するラック部を中空ラック杵と、直線運動による動力の伝達を受けるためのネジ部を有する中空ねじ杆とからなるネジ軸を備えたステアリング用ラックバーの製造方法において、第１のパイプ素材にラック歯列の幅に対応する長さの平面部を有する一次形成体を加工する工程と、内部にラック歯列に対応する凹凸部が形成された割型からなる成形用型内に納め、前記一次成形体にポンチを圧入して一次成形体の外周の肉を成形用型の凹凸部に圧入させて第１パイプ素材の外周にラック歯を成形する工程と、ねじ型を有する成形型内に、両端を予め拡径加工された第２のパイプ素材を納め、外形が漸増するマンドレルを前記第２パイプ素材に圧入することにより前記第２パイプ素材に外周にネジ部を形成する工程と、前記ラック歯の形成された第１パイプ素材と、ネジ部の形成された第２パイプ素材の両端部のうち、一方を凸、他方を凹として嵌合させてからかしめまたは溶接により接合する工程と、からなることを特徴とするものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施の形態を参照して説明する。
【０００８】
本発明にかかるステアリング用ラックバーは、図１に示すように中空材のラック部１Ａとネジ部１Ｂとからなるもので、上記ラック部１Ａにはステアリングシャフト３１に固定されたピニオン３２が噛合され、ネジ部１Ｂには電動モータにより駆動される例えばボールネジ機構３３（位置は固定）が設けられ、ステアリング操作時に前記ボールネジ機構３３が作動してラックバーをステアリング方向（図の矢印方向）へ移動させるものである。
【０００９】
以下図２乃至図５に示すラックバーのいずれにおいても図１の場合と全く同様にして用いられる。
【００１０】
図２は本発明の請求項２にかかるラックバーを具体化した請求項３の場合の斜視図を示すもので、ラックバー１は中空ラック杆２Ａからなるラック部１Ａと、別体の中空ネジ杆２Ｂからなるネジ部１Ｂとで構成され、両者は同一軸線上で隣り合うように一体に結合させたものてある。
【００１１】
図４は請求項２にかかるラックバーを具体化した請求項４の場合のラックバー２を示すもので、この場合ラック部１Ａは図２に示す中空ラック杆２Ａであり、ネジ部１Ｂは無空ネジ杆３Ｂとして、別材料により作り、出来たものを同一軸線上で隣り合うように一体に結合させたものである。
【００１２】
図５は請求項２にかかるラックバーを具体化した請求項５の場合のラックバー３を示すもので、ラック部１Ａを無空材から作った無空ラック杆３Ａとし、ネジ杆２Ｂを図２と同じ中空ネジ杆２Ｂとして一体に結合させたものである。
【００１３】
そして図２乃至図５の場合の結合は公知の手段によるもので、例えば両端面のうち、何れか一方を凸、他方を凹として嵌合させた後かしめによる結合、あるいは圧接溶接等の溶接による結合等で行う。
【００１４】
また上記のラック杆２Ａはパイプ材から形成されるもので、その製造方法は、例えば、図６乃至図１０に示すように、中空ラック杆２Ａの形成には左右対称をなす１対の半円筒状の第１次成形用割型１１，１２が使用される。両割型１１，１２の垂直をなす下部対向面１１ａ，１２ａ同士は互いに間隔なく当接し、かつ垂直をなす上部対向面１１ｂ，１２ｂは、得ようとするラックの歯列を幅と等しい間隔を持って、互いに側方に引き込んでいる。
各割型１１，１２の上下の対向面１１ｂ，１１ａ，１２ｂ，１２ａの間はパイプ材２ａ’の外側と接する凹状の円弧面１１ｃ，１２ｃとなっている。
【００１５】
そこで円弧面１１ｃ，１２ｃ内に、得ようとするラック杆２Ａの素材であるパイプ材２ａ’を弛みなく嵌合してから、両割型１１，１２を適宜の手段により結合する。つぎに上部対向面１１ｂ，１２ｂ面間に露出するパイプ材２ａ’の上面部２ｂを適宜の手段で加熱して軟化させる。
【００１６】
この状態において、両割型１１，１２の上部対向面１１ｂ，１２ｂ間に、得ようとするラックの歯列７形成部となる平面部４とほぼ等しい長さの角杆状プレス型１３を圧入してパイプ材２ａ’の上面部２ｂを平らにプレス加工する。
【００１７】
すると図７および図８に示すように、両端部は断面円形をなし、かつその間に、得ようとするラック杆２Ａの歯列７の幅と同幅で、所要の長さの平面部４を備える第１次成形体２ａが形成される。
【００１８】
なおこの際、第１次成形体２ａの上面部２ｂは加熱軟化されているから、形成された平面部４の裏側は中央部が厚肉の凸レンズ状の盛上がり状態となる。図中、５，６は第１次成形体２ａの両端部で円形断面をとなっている。
【００１９】
さらに図９および図１０に示すように、得ようとするラックと補形をなす左右１対の第２次成形用割型２１，２２を用意する。
【００２０】
これは両割型２１，２２とも半円筒状をなし、その対向面における凹入孔２１ａ，２２ａの上面は両端を除いて軸線と直交し、かつラックの歯列７と対応する凹凸部２１ｂ，２２ｂに形成されている。凹入孔２１ａ，２２ａの両端部は合体して第１次成形体２ａの両端部と等形等寸の円形部となるような半円形部２１ｃ，２２ｃとなっている。
【００２１】
ここで２３は欠円状をなすポンチで、その外形は第１次成形体２ａの非円形部の内形とほぼ等しく、かつその中心より上面である平面部２３ａまでの距離は、第１次成形体２ａの軸線より、その平面部４までの距離よりも大である。
【００２２】
平面部２３ａの前端部は前方に向って下傾する傾斜部２３ｃに形成されている。
【００２３】
ポンチ２３の前端面２３ｄは第１次成形体３ａの内面形と同形で、かつそれよりも僅かに小寸となっている。
【００２４】
この第２次成形用割型２１，２２内に第１次成形体２ａを嵌入するとともに、第２次成形用割型２１，２２を結合し、ついで第１次成形体２ａ内にその右端よりポンチ２３を強制的に圧入する。
【００２５】
するとポンチ２３の前端の傾斜部２３ｃにより、第１次成形体３ａの平面部４のみが押されて、その外周面の肉は、割型２１，２２の凹凸部２１ｂ，２２ｂに喰込み、塑性変形して歯列７が形成されることになる。
【００２６】
なお歯列７の形状および寸法は、これに噛合させるべきピニオン等を歯形に応じて定められる。
【００２７】
また中空ネジ杆３Ｂの成形については、種々の方法があるが、例えば図１１に示すように、割型２４ａ，２４ｂの合せ面に得ようとするネジ杆３Ｂのネジ山の半周ずつのネジ型２５，２５を有する成形用型２４内に、両端を予め拡径加工されたパイプ素材３ａを納め、上記成形用型２４内のパイプ素材３ａに、先端から外径がＤ1 ，Ｄ2 ，Ｄ3 のように漸増するマンドレル２６を油圧等の加圧手段により白矢印方向に圧入してパイプ素材３ａの外周の肉を成形用型２４内のネジ型２５，２５に圧入させてパイプ素材３ａの外周にネジ山を形成することによりネジ杆３Ｂを形成する方法による。この場合、マンドレル２６は、パイプ素材３ａの両端からそれぞれパイプ素材３ａの全長にわたり圧入することが好ましい。
このほかバルジ加工による成形、外周からの転造成形、またはこれらの組合せ等により行われ、外観では図２に示すもの、その軸方向断面については図３に示すように外周面にネジ８ａが形成される。
【００２８】
【発明の効果】
本発明は以上説明したように構成したから、ステアリング方式を電動式とする場合はバッテリ駆動となるからエンジン馬力の低下が防止されるラックバーを使用することができる。また、ラックバーの軽量化は請求項３に示すようにラック部、およびネジ部に中空パイプを使用することによりその目的を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の請求項１にかかるステアリング用ラックバーおよびその作動原理を示す説明図。
【図２】本発明の請求項３にかかるステアリング用ラックバーを示す斜視図。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図。
【図４】本発明の請求項４にかかるステアリング用ラックバーを示す斜視図。
【図５】本発明の請求項５にかかるステアリング用ラックバーを示す斜視図。
【図６】中空ラック杆の製造方法において、パイプを第１次成形用割型に嵌入して、成形を開始する直前の状態を示す縦断側面図。
【図７】同じく成形終了時の状態を示す縦断側面図。
【図８】同じく第１次成形体の斜視図。
【図９】同じく第１次成形体を第２次成形用割型内において、成形中の状態を示す中央縦断正面図。
【図１０】図９のＢ−Ｂ断面図。
【図１１】請求項６にかかる中空ネジ杆の製造方法を示す断面図。
【符号の説明】
１  ラックバー
１Ａ  ラック部
１Ｂ  ネジ部
２  ラックバー
２Ａ  ラック杆
２Ｂ  ネジ杆
３  ラックバー
３Ａ  ラック杆
３Ｂ  ネジ杆
３１  ステアリングシャフト
３２  ピニオン
３３  ボールネジ機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003739450.tif 000009
【図９】
0003739450.tif 000010
【図１０】
0003739450.tif 000011
【図１１】
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