JPH07323851A - ラックピニオン式ステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 軽量化及び低廉化を図かり機械的強度も劣ら
ず、しかも低摩擦抵抗のラックガイド手段を具備したラ
ックピニオン式ステアリング装置を提供する。 【構成】 ラックピニオン式ステアリング装置はラック
ガイド手段２１を具備し、ラックバー８を摺接支持する
ラックガイド手段は、外側に摺動層を配して一体成形し
てなるラックガイド本体２２と、ラックガイド本体を補
強する補強体２３とを具備し、ラックガイド本体は、ラ
ックバーの背面２４に当接する摺動面として外面５１を
有した凹状面部２５と、凹状面部から一体的にラックバ
ーの軸心２６に直交して伸びた円筒部２７とを具備して
おり、補強体は、ラックガイド本体の内部２９に装着さ
れており、ラックガイド本体の凹状面部の内面３０に当
接して当該凹状面部を補強支持する補強部３１を具備し
ており、ラックガイド本体の凹状面部の摺動面としての
外面は、摺動層からなっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ラックピニオン式ステ
アリング装置において、特にラックバーを摺動自在に支
持するラックガイドに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のラックピニオン式ステアリング装
置は一般に図９に示すようような構成を具備し、この従
来のラックピニオン式ステアリング装置１は、ステアリ
ング操作により回転されるように、ケーシング３内に軸
受４及び５を介して回転自在に配されたピニオン６と、
ピニオン６の回転により紙面に直交する方向に移動され
るように、ピニオン６と噛合ったラック歯７を有して、
移動自在なラックバー８と、ラックバー８の移動を案内
するように、ケーシング３内の横方向（ラックバー８の
移動方向と直交する方向）に伸びる孔９に移動自在に配
されて、ラックバー８を摺接支持するラックガイド１０
と、ケーシング３及びラックガイド１０間に配されて、
ラックガイド１０を介してラックバー８のラック歯７を
ピニオン６に弾性的に押圧するコイルばね１１とを具備
してなる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで上述のような
従来のラックピニオン式ステアリング装置１におけるラ
ックガイド１０は、一般に、焼結金属又は合成樹脂等か
らなるが、焼結金属からなるラックガイド１０は、衝撃
荷重に対しては十分な機械的強度を有しそれ程問題がな
いが、その反面、重量が増し、加えて比較的高価とな
り、一方、合成樹脂で形成されたラックガイド１０は、
軽量化及び低廉化を図ることができるが、機械的強度に
問題を有し、いずれのものもそれ程満足し得るものでは
ない。

【０００４】本発明は、前記諸点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするとことは、軽量化及び低廉化を
図ることができる上に、機械的強度も焼結金属からなる
ラックガイドに比較してそれ程劣らず、しかも低摩擦抵
抗をもってラックバーの移動を案内することができるラ
ックガイド手段を具備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にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明によれば前記目的
は、ステアリング操作により回転されるように、ケーシ
ング内に回転自在に配されたピニオンと、このピニオン
の回転により移動されるように、ピニオンと噛合ったラ
ック歯を有する移動自在なラックバーと、このラックバ
ーの移動を案内するように、ケーシング内に移動自在に
配されて、ラックバーを摺接支持するラックガイド手段
と、このラックガイド手段を介してラックバーをピニオ
ンに弾性的に押圧する弾性押圧手段とを具備してなるラ
ックピニオン式ステアリング装置であって、ラックガイ
ド手段は、一方の面に摺動層を有する複層の板状部材
を、外側に前記摺動層を配して、一体成形してなる中空
のラックガイド本体と、このラックガイド本体とは別体
であってラックガイド本体を補強する補強体とを具備し
ており、ラックガイド本体は、ラックバー背面に当接す
る摺動面としての外面を有した凹状面部と、この凹状面
部から一体的に伸びた筒部とを具備しており、補強体
は、ラックガイド本体の中空部に装着されており、ラッ
クガイド本体の凹状面部の内面に当接して当該凹状面部
を補強支持する補強部を具備しており、ラックガイド本
体の凹状面部の摺動面としての外面は、前記摺動層から
なるラックピニオン式ステアリング装置によって達成さ
れる。

【０００６】本発明において複層の板状部材の好ましい
一例としては、薄鋼板と、この薄鋼板上に一体に被着形
成された多孔質焼結金属層と、この焼結金属層に含浸さ
れかつ一部が焼結金属層上に薄く形成されており、ポリ
テトラフルオロエチレン樹脂若しくはポリアセタール樹
脂等又はこれに潤滑油剤を含有した含油ポリアセタール
樹脂等の自己潤滑性、耐摩耗性を有する合成樹脂等から
なる表面層とを具備した板状の複層材料を挙げることが
でき、ラックガイド本体としては、この板状の複層材料
からなる板状部材をドロー（深絞り）成形したものを好
ましい一例として挙げることができる。板状部材の厚み
としては、０．５０ｍｍから２．５０ｍｍのものを、好
ましくは０．５０ｍｍから２．００ｍｍのものを、更に
好ましくは０．５０ｍｍから１．５０ｍｍのものを挙げ
ることができる。

【０００７】本発明に従う補強体としては、補強部から
一体的に伸びた筒部を更に具備して、板金又は合成樹脂
材から一体成形されたものであってもよい。他の例で
は、補強部が、ラックガイド本体の凹状面部の内面形状
に相補的形状を有する凹状面部を具備しており、補強部
の当該凹状面部をラックガイド本体の凹状面部の内面に
当接させて補強体を構成してもよい。

【０００８】弾性押圧手段の一つとして、ケーシングと
補強体との間に配されたコイルばねを具備したものを好
ましい例として挙げることができ、ここで、補強部にコ
イルばねの一端を当接させ、補強体の補強部をコイルば
ねのばね受として機能させてもよい。

【０００９】

【作用】本発明のラックピニオン式ステアリング装置で
は、ステアリング操作によるピニオンの回転によりラッ
クバーが移動され、これにより操舵がなされる。ラック
バーの移動において、弾性押圧手段に弾性的に押圧され
たラックガイド手段は、ラックバーの歯をピニオンに押
し付けてラックバーを摺動自在に支持し、而してバック
ラッシュを常に最小にしてラックバーとピニオンとの噛
み合いを確保すると共に、ラックバーの移動を案内す
る。そして本発明では、ラックガイド本体が板状部材か
ら中空体状に一体成形され、補強体により補強されてい
るため、軽量化を図ることができる上に、機械的強度を
十分に維持し得ることになり、ラックバー背面に当接す
るラックガイド本体の凹状面部の摺動面としての外面が
複層の板状部材の摺動層からなるため、低摩擦抵抗をも
ってラックバーの移動が案内される。

【００１０】次に本発明を、図に示す好ましい具体例に
基づいて更に詳細に説明する。なお、本発明はこれら具
体例に何等限定されないのである。

【００１１】

【具体例】本例のラックピニオン式ステアリング装置
は、図９に示す従来のラックピニオン式ステアリング装
置１におけるラックガイド１０に対して、図１から図４
に示すラックガイド手段２１を用いたものであって、図
１から図４及び図８において、本例のラックバー８を摺
接支持するラックガイド手段２１は、一方の面に摺動層
Ｃを有する複層の板状部材Ｄ、本例では１．５０ｍｍ厚
の板状部材Ｄを、外側に前記摺動層Ｃを配して、ドロー
成形（深絞成形）により一体成形してなる中空のラック
ガイド本体２２と、ラックガイド本体２２とは別体であ
ってラックガイド本体２２を補強する補強体２３とを具
備し、ラックガイド本体２２は、ラックバー８の背面２
４に当接する摺動面として外面５１を有した凹状面部２
５と、凹状面部２５から一体的にラックバー８の軸心２
６に直交して伸びた円筒部２７と、円筒部２７から一体
的に内方に折り曲げられた環状の係止部２８とを具備し
ており、補強体２３は、１．００ｍｍ厚の鋼板からドロ
ー成形により一体成形されて、ラックガイド本体２２の
内部２９に装着されており、ラックガイド本体２２の凹
状面部２５の内面３０に当接して当該凹状面部２５を補
強支持する補強部３１と、補強部３１から一体的にラッ
クバー８の軸心２６に直交して伸びた円筒部３２と、円
筒部３２から一体的に外方に折り曲げられており、係止
部２８に外面で係止された環状の係合部３３とを具備し
ており、ラックガイド本体２２の凹状面部２５の摺動面
としての外面５１は、前記摺動層Ｃからなっている。な
お、係止部２８は、内部２９への補強体２３の挿入後
に、円筒部２７が内方に折り曲げられて形成される。

【００１２】凹状面部２５の中央部には、貫通孔４１を
規定する円筒部４２が凹状面部２５から一体的にラック
バー８の軸心２６に直交して伸びて形成されており、補
強部３１は、ラックガイド本体２２の凹状面部２５の内
面３０の形状に相補的形状の凹状面部４４と、凹状面部
４４から一体的にラックバー８の軸心２６に直交して伸
びて形成された側壁４５と、円筒部３２の一端面を閉鎖
して凹状面部４４、側壁４５及び円筒部３２のそれぞれ
に一体的に連設されたばね座用の上壁４６とを具備して
いる。本例では補強部３１の凹状面部４４がラックガイ
ド本体２２の凹状面部２５の内面３０に当接している。
凹状面部４４の中央部には、円筒部４２が嵌合された貫
通孔４７が形成されている。

【００１３】複層の板状部材Ｄとしては、図８に示すよ
うに、薄鋼板Ａと、この薄鋼板Ａ上に一体に被着形成さ
れた多孔質焼結金属（銅合金等）層Ｂと、この焼結金属
層Ｂに含浸されかつ一部が焼結金属層Ｂ上に薄く形成さ
れており、ポリテトラフルオロエチレン樹脂若しくはポ
リアセタール樹脂等又はこれに潤滑油剤を含有した含油
ポリアセタール樹脂等の自己潤滑性、耐摩耗性を有する
合成樹脂等からなる表面層Ｃとを具備したものを用いて
もよい。

【００１４】なお、本例では図１に示すように、ラック
バー８の外形の曲率半径Ｒに対して凹状面部２５の外面
５１の左右の部分の曲率半径Ｒ１及びＲ２を大きくし、
かつその曲率中心Ｏ１及びＯ２をラックバー８の外形の
曲率中心Ｏ（軸心２６に位置する）よりも上方にかつ横
方向に変位させ、ラックバー８の背面２４と外面５１と
の相互の摺接が領域６１及び６２でなされるようになっ
ており、これに対応して補強部３１の凹状面部４４は、
領域６１及び６２まで伸びて形成されている。このよう
に帯状又は線状領域６１及び６２でラックバー８の背面
２４と外面５１とが相互に摺接されるようにすると、摺
動摩擦抵抗を低減し得るので好ましいが、本発明はこれ
に限定されない。

【００１５】弾性押圧手段としては、図１に示すケーシ
ング３と補強部３１の上壁４６との間に配された従来の
コイルばね１１が用いられてもよく、この場合、補強体
２３の補強部３１は、当該補強部３１の上壁４６の下面
にコイルばね１１の一端が当接して、コイルばね１１の
ばね受ともなっている。

【００１６】以上のようなラックガイド手段２１を具備
するラックピニオン式ステアリング装置では、ステアリ
ング操作によるピニオン６の回転によりラックバー８が
Ｘ方向に移動され、これにより操舵がなされる。ラック
バー８の移動において、コイルばね１１に弾性的に押圧
されたラックガイド手段２１は、歯７をピニオン６に押
し付けてラックバー８を摺動自在に支持し、而してバッ
クラッシュを常に最小にしてラックバー８の歯７とピニ
オン６との噛み合いを確保すると共に、ラックバー８の
Ｘ方向の移動を案内する。

【００１７】そして本発明のラックピニオン式ステアリ
ング装置では、ラックガイド本体２２が板状部材から一
体成形され、補強体２３により補強されているため、軽
量化を図ることができる上に、機械的強度を十分に維持
し得る。しかも本例の補強体２３では、その凹状面部４
４が凹状面部２５の領域６１及び６２まで伸びて形成さ
れているため、最も負荷がかかる凹状面部２５の領域６
１及び６２をしっかりと補強することができ、凹状面部
２５が変形したりする虞がなく、而して帯状又は線状領
域６１及び６２でのラックバー８の背面２４と外面５１
との設計した通りの相互摺接を長期に亘り維持すること
ができる。

【００１８】なお、前記の複層板材Ｄで形成されたラッ
クガイド本体２２を用いた場合、合成樹脂層Ｃに摩耗が
生じても、摺動面（外面５１）には多孔質焼結金属層Ｂ
中に含浸された合成樹脂が露出するため、凹状面部２５
における摺動摩擦抵抗は尚且長期に亘って維持され、ま
た、ラックバー８からの衝撃荷重に対しても、合成樹脂
層Ｃは、極めて薄い（０．０３ｍｍ程度）層であって、
かつ多孔質焼結金属層Ｂ、更には薄鋼板Ａに支持されて
いるため、その耐圧強度が高められ、層Ｃ中の合成樹脂
の塑性流動は生じ難く、ラックバー８の円滑な移動を確
保し得る。

【００１９】前記では帯状又は線状領域６１及び６２ま
で補強支持する補強体２３でラックガイド手段２１を構
成したが、これに代えて図５及び図６に示すような補強
体でラックガイド手段を構成してもよい。すなわち図５
及び図６に示すラックガイド手段７１は、前記のラック
ガイド本体２２と、ラックガイド本体２２とは別体であ
ってラックガイド本体２２を補強する補強体７２とを具
備し、本例の補強体７２は、１．００ｍｍ厚の鋼板から
ドロー成形により一体成形されて、ラックガイド本体２
２の内部２９に装着されており、円筒部４２の周りでラ
ックガイド本体２２の凹状面部２５に当接して当該円筒
部４２の周りを補強支持する環状の補強部７３と、補強
部７３の外縁から一体的にラックバー８の軸心２６に直
交して伸びた円筒部７４と、円筒部７４の下端から一体
的に外方に伸びた環状部７５と、環状部７５の外縁から
円筒部７４と平行に伸びて、円筒部２７の内面に嵌合さ
れた円筒部７６とを具備している。なお、貫通孔７７を
規定する補強部７３の内周縁７８は、内部２９への補強
体７２の挿入後に、筒部４２の一端７９側が外方向にか
しめられて、円筒部４２に固定されている。

【００２０】かかる補強体７２を用いてラックガイド手
段７１を構成しても、ラックガイド本体２２が板状部材
から一体成形され、補強体７２により補強されているた
め、軽量化を図ることができる上に、機械的強度を十分
に維持し得ることになる。しかも本例の補強体７２で
は、補強体２３に比較して帯状又は線状領域６１及び６
２まで補強支持しないので、帯状又は線状領域６１及び
６２での補強効果は若干劣るものの、更に軽量化を図り
得る上に、補強体７２の構成が簡単となり、製造が容易
となる利点を有する。

【００２１】また上述の板状体からなる補強体２３又は
７２に代えて、図７に示すような、硬質の合成樹脂材で
一体成形された補強体９５を用いてもよい。補強体９５
は、外形が補強部３１と同様の中実な補強部９６と、補
強部９６から一体的にラックバー８の軸心２６に直交し
て伸びて形成された円筒部９７とを具備しており、中央
部には貫通孔９８を規定する円筒状の突起９９が補強部
９６に一体形成されている。本例の補強体９５を用いて
ラックガイド手段を構成すると、更に軽量化を図り得る
と共に製造が容易となり、低価格化を期待し得る。

【００２２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ラックバ
ーを摺接支持するラックガイド手段が、一方の面に摺動
層を有する複層の板状部材から一体成形されたラックガ
イド本体と、ラックガイド本体とは別体であってラック
ガイド本体を補強する補強体とを具備して構成されてい
るため、軽量化及び低廉化を図ることができる上に、機
械的強度も焼結金属からなるラックガイドに比較してそ
れ程劣らず、しかも低摩擦抵抗をもってラックバーの移
動を案内することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好ましい一具体例の断面説明図であ
る。

【図２】図１に示す具体例の平面説明図である。

【図３】図１に示す具体例のラックガイド本体の斜視図
である。

【図４】図１に示す具体例の補強体の斜視図である。

【図５】本発明の好ましい他の具体例の断面説明図であ
る。

【図６】図５に示す具体例の補強体の斜視図である。

【図７】本発明の好ましい更に他の具体例の断面説明図
である。

【図８】本発明の具体例に用いられる材料の説明図であ
る。

【図９】従来のラックピニオン式ステアリング装置の断
面説明図である。

【符号の説明】

１ ラックピニオン式ステアリング ８ ラックバー ２１ ラックガイド手段 ２２ ラックガイド本体 ２３ 補強体 ２５ 凹状面部 ３１ 補強部 ３２ 円筒部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステアリング操作により回転されるよう
   に、ケーシング内に回転自在に配されたピニオンと、こ
   のピニオンの回転により移動されるように、ピニオンと
   噛合ったラック歯を有する移動自在なラックバーと、こ
   のラックバーの移動を案内するように、ケーシング内に
   移動自在に配されて、ラックバーを摺接支持するラック
   ガイド手段と、このラックガイド手段を介してラックバ
   ーをピニオンに弾性的に押圧する弾性押圧手段とを具備
   してなるラックピニオン式ステアリング装置であって、
   ラックガイド手段は、一方の面に摺動層を有する複層の
   板状部材を、外側に前記摺動層を配して、一体成形して
   なる中空のラックガイド本体と、このラックガイド本体
   とは別体であってラックガイド本体を補強する補強体と
   を具備しており、ラックガイド本体は、ラックバー背面
   に当接する摺動面としての外面を有した凹状面部と、こ
   の凹状面部から一体的に伸びた筒部とを具備しており、
   補強体は、ラックガイド本体の中空部に装着されてお
   り、ラックガイド本体の凹状面部の内面に当接して当該
   凹状面部を補強支持する補強部を具備しており、ラック
   ガイド本体の凹状面部の摺動面としての外面は、前記摺
   動層からなるラックピニオン式ステアリング装置。
2. 【請求項２】 複層の板状部材は、薄鋼板と、この薄鋼
   板上に一体に被着形成された多孔質焼結金属層と、この
   焼結金属層に含浸されかつ一部が焼結金属層上に薄く形
   成されており、ポリテトラフルオロエチレン樹脂若しく
   はポリアセタール樹脂又はこれに潤滑油剤を含有した含
   油ポリアセタール樹脂からなる摺動層としての表面層と
   を具備している、請求項１に記載のラックピニオン式ス
   テアリング装置。
3. 【請求項３】 弾性押圧手段は、ケーシングと補強部と
   の間に配されたコイルばねを具備しており、補強体の補
   強部は、当該補強部にコイルばねの一端が当接して、コ
   イルばねのばね受となっている、請求項１又は２に記載
   のラックピニオン式ステアリング装置。
4. 【請求項４】 補強体は、補強部から一体的に伸びた筒
   部を更に具備して、板金から一体成形されている、請求
   項１から３のいずれか一項に記載のラックピニオン式ス
   テアリング装置。
5. 【請求項５】 補強体は、補強部から一体的に伸びた筒
   部を更に具備して、合成樹脂材から一体成形されてい
   る、請求項１から３のいずれか一項に記載のラックピニ
   オン式ステアリング装置。
6. 【請求項６】 補強部は、ラックガイド本体の凹状面部
   の内面形状に相補的形状の凹状面部を具備しており、補
   強部の凹状面部がラックガイド本体の凹状面部の内面に
   当接している、請求項１から５のいずれか一項に記載の
   ラックピニオン式ステアリング装置。