特許 6561002 ラック軸及び操舵装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6561002

(24)【登録日】2019年7月26日

(45)【発行日】2019年8月14日

(54)【発明の名称】ラック軸及び操舵装置

(51)【国際特許分類】

   B62D 3/12 20060101AFI20190805BHJP

   F16H 55/26 20060101ALI20190805BHJP

【ＦＩ】

   B62D3/12 503Z

   F16H55/26

【請求項の数】7

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2016-51148(P2016-51148)

(22)【出願日】2016年3月15日

(65)【公開番号】特開2017-165204(P2017-165204A)

(43)【公開日】2017年9月21日

【審査請求日】2018年10月1日

(73)【特許権者】

【識別番号】000146010

【氏名又は名称】株式会社ショーワ

(74)【代理人】

【識別番号】110000338

【氏名又は名称】特許業務法人ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ

(72)【発明者】

【氏名】大田 一希

【審査官】 森本 康正

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−１４７５７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１０５６００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０１７７７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 韓国公開特許第１０−２０１２−０１２７９２３（ＫＲ，Ａ）

【文献】 独国特許出願公開第１０２０１００３９３８４（ＤＥ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６２Ｄ ３／１２

Ｆ１６Ｈ １９／０４

Ｆ１６Ｈ ５５／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車輪を転舵するためのラック軸であって、
軸方向に沿って開口部が形成された筒状のラック軸本体と、
前記ラック軸本体の内部に固定される第１の固定部と、第１の結合部とを有する第１の結合部材と、
前記ラック軸本体の軸方向において、前記開口部の中心を挟んで前記第１の固定部とは反対側に配置され、前記ラック軸本体の内部に固定される第２の固定部と、第２の結合部とを有する第２の結合部材と、
前記第１の結合部と前記第２の結合部とに結合され、ラック歯が形成された歯部と、
を備えることを特徴とするラック軸。

【請求項2】

前記車輪に転舵力を伝達するタイロッドに結合されるラックエンド結合部を、前記ラック軸本体の両端に更に備えている請求項１に記載のラック軸。

【請求項3】

前記ラックエンド結合部の何れかは、前記第１の結合部材又は前記第２の結合部材と一体的に形成されている請求項２に記載のラック軸。

【請求項4】

前記第１の結合部材及び第２の結合部材の少なくとも一方は、筒状に形成されている請求項１から３の何れか１項に記載のラック軸。

【請求項5】

前記歯部は、前記ラック軸本体の内側面から離間して配置される請求項１から４の何れか１項に記載のラック軸。

【請求項6】

前記歯部の軸方向に沿った長さは、前記開口部の軸方向に沿った長さ以下である請求項１から５の何れか１項に記載のラック軸。

【請求項7】

車輪を操舵するための操舵装置であって、
軸方向に沿って開口部が形成された筒状のラック軸本体と、
前記ラック軸本体の内部に固定される第１の固定部と、第１の結合部とを有する第１の結合部材と、
前記ラック軸本体の軸方向において、前記開口部の中心を挟んで前記第１の固定部とは反対側に配置され、前記ラック軸本体の内部に固定される第２の固定部と、第２の結合部とを有する第２の結合部材と、
前記第１の結合部と前記第２の結合部とに結合され、ラック歯が形成された歯部と、
を含むラック軸を備えることを特徴とする操舵装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両のラック軸、及び車輪を操舵するための操舵装置に関する。

【背景技術】

【0002】

車輪を操舵するための操舵装置は、一般に、運転者による操舵操作を受け付ける操舵部と、操舵部が受け付けた操舵操作に応じて車輪を転舵する転舵部とを備えている。

【0003】

転舵部は、通常、入力シャフト、入力シャフトに接続されたピニオンギヤ、ピニオンギヤに噛み合うラック歯が形成されたラック軸、及びこれらの構成を収容するためのハウジングを備えている。

【0004】

この種の操舵装置では、ラック軸は鋼材からなる棒状であり、ラック歯部分は中実となっている。自動車の車両においては、燃費及び走行性能等の向上のため、自動車用部品の軽量化が要求されているが、ラック軸は操舵装置の中でも重量が重い。

【0005】

そこで、ラック軸を、部分的にＦＲＰ（Fiber Reinforced Plastic；繊維強化プラスチック）製とする技術が知られている。例えば、ラック歯を含み、金属製で棒状であるラック軸本体を備え、ラック軸本体のラック歯以外の部分に形成された凹部にＦＲＰ層が形成されたラック軸が知られている（例えば、特許文献１及び２）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１５−１５１１１０号公報

【特許文献2】特開２０１５−１８２７４５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

自動車用部品の軽量化のニーズを鑑みると、ラック軸の更なる軽量化を図ることが好ましい。

【0008】

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ラック軸の軽量化を実現することができるラック軸及び操舵装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

かかる目的のもと、本発明は、車輪を転舵するためのラック軸であって、軸方向に沿って開口部が形成された筒状のラック軸本体と、前記ラック軸本体の内部に固定される第１の固定部と、第１の結合部とを有する第１の結合部材と、前記ラック軸本体の軸方向において、前記開口部の中心を挟んで前記第１の固定部とは反対側に配置され、前記ラック軸本体の内部に固定される第２の固定部と、第２の結合部とを有する第２の結合部材と、前記第１の結合部と前記第２の結合部とに結合され、ラック歯が形成された歯部と、を備えるラック軸である。

【0010】

本構成により、ラック軸の軽量化を実現することができる。

【0011】

また、かかる目的のもと、本発明は、車輪を操舵するための操舵装置であって、軸方向に沿って開口部が形成された筒状のラック軸本体と、前記ラック軸本体の内部に固定される第１の固定部と、第１の結合部とを有する第１の結合部材と、前記ラック軸本体の軸方向において、前記開口部の中心を挟んで前記第１の固定部とは反対側に配置され、前記ラック軸本体の内部に固定される第２の固定部と、第２の結合部とを有する第２の結合部材と、前記第１の結合部と前記第２の結合部とに結合され、ラック歯が形成された歯部と、
を含むラック軸を備える操舵装置である。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、ラック軸の軽量化を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の実施形態に係る操舵装置の概略構成を模式的に示す模式図である。

【図2】本発明の実施形態に係る操舵装置が備える転舵部の構成を示す斜視図である。

【図3】本発明の実施形態に係るラック軸を示す断面図である。

【図4】本実施形態に係るラック軸本体を図３に示すｚ方向から見たときの断面図と、ｘ方向から見たときの側面図とを示す図である。

【図5】本実施形態に係る歯部を図３に示すｚ方向から見たときの断面図と、ｘ方向から見たときの側面図とを示す図である。

【図6】本実施形態に係る結合部材を図３に示すｚ方向から見たときの断面図と、ｘ方向から見たときの側面図とを示す図である。

【図7】本実施形態に係る結合部材を図３に示すｚ方向から見たときの断面図と、ｘ方向から見たときの側面図とを示す図である。

【図8】本実施形態に係るラックエンド結合部を図３に示すｚ方向から見たときの断面図と、ｘ方向から見たときの側面図とを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

本発明の一実施形態に係る操舵装置１について図１〜図８を参照して説明する。

【0015】

図１は、操舵装置１の概略構成の一例を模式的に示す模式図である。図１に示すように、操舵装置１は、運転者による操舵操作を受け付ける操舵部１０、及び操舵部１０が受け付けた操舵操作に応じて車輪４００を転舵する転舵部２０を備えている。

【0016】

なお、操舵装置１の例として、図１に示すように、操舵部１０と転舵部２０とが常時機械的に接続されたものを例に挙げたが、これは本実施形態を限定するものではなく、操舵装置１は、例えばステア・バイ・ワイヤ方式の操舵装置であってもよい。

【0017】

（操舵部１０）
図１に示すように、操舵部１０は、操舵部材１０２、ステアリングシャフト１０４、第１の自在継手１０６、及び中間シャフト１０８を備えており、操舵部材１０２、ステアリングシャフト１０４、及び中間シャフト１０８は、互いにトルク伝達可能に接続されている。ここで、「トルク伝達可能に接続」とは、一方の部材の回転に伴い他方の部材の回転が生じるように接続されていることを指し、例えば、一方の部材と他方の部材とが一体的に成形されている場合、一方の部材に対して他方の部材が直接的又は間接的に固定されている場合、及び、一方の部材と他方の部材とが継手部材等を介して連動するよう接続されている場合を少なくとも含む。

【0018】

本実施形態においては、ステアリングシャフト１０４の上端は、操舵部材１０２に固定され、操舵部材１０２と一体的に回転する。また、ステアリングシャフト１０４の下端と、中間シャフト１０８の上端とは、第１の自在継手１０６を介して互いに連動するように接続されている。

【0019】

なお、「上端」とは、運転者の操舵操作に応じた操舵力の伝達経路において上流側の端部（すなわち、入力側の端部）のことを指し、「下端」とは、操舵力の伝達経路において下流側の端部（すなわち、出力側の端部）のことを指す（以下同様）。

【0020】

また、操舵部材１０２の例として、図１に示すように、円環状のステアリングホイールを例に挙げたが、これは本実施形態を限定するものではなく、運転者による操舵操作を受け付けることができるものであれば他の形状や機構を有するものであってもよい。

【0021】

（転舵部２０）
一方、転舵部２０は、図１に示すように、第２の自在継手２０２、ピニオンシャフト２０４、ピニオンギヤ２０６、ラック軸２０８、タイロッド２１０、及びナックルアーム２１２を備えており、中間シャフト１０８、ピニオンシャフト２０４、及びピニオンギヤ２０６は、互いにトルク伝達可能に接続されている。

【0022】

本実施形態では、ピニオンギヤ２０６は、ピニオンシャフト２０４の下端に固定され、ピニオンシャフト２０４と一体的に回転する。中間シャフト１０８の下端とピニオンシャフト２０４の上端とは、第２の自在継手２０２を介して互いに連動するように接続されている。

【0023】

ラック軸２０８は、ピニオンギヤ２０６の回転に応じて、軸方向に変位することにより、ラック軸２０８の両端に設けられたタイロッド２１０、及びタイロッド２１０に連結されたナックルアーム２１２を介して、車輪４００を転舵させるための構成である。ラック軸２０８には、ピニオンギヤ２０６と噛み合うラック歯が形成されている。

【0024】

なお、図１では図示を省略したが、転舵部２０は、ピニオンシャフト２０４の下端側、ピニオンギヤ２０６、及びラック軸２０８を収容するハウジングを備えている。

【0025】

上記のように構成された操舵装置１では、運転者が操舵部材１０２を介した操舵操作を行うと、ピニオンギヤ２０６が回転し、ラック軸２０８の軸方向に沿って、ラック軸２０８が変位する。これにより、ラック軸２０８の両端に設けられたタイロッド２１０、及び、タイロッド２１０に連結されたナックルアーム２１２を介して、車輪４００が転舵される。

【0026】

なお、図１に示す例では、ピニオンシャフト２０４とラック軸２０８との間の操舵力の伝達をピニオンギヤ２０６及びラック歯によって行う構成を例に挙げたが、これは本実施形態を限定するものではなく、ピニオンシャフト２０４とラック軸２０８との間の操舵力を伝達できるものであれば、他の構成であってもよい。例えば、転舵部２０は、ラック軸において、ピニオンギヤ２０６と噛み合うラック歯とは別の位置に、アシストピニオンギヤと噛み合うラック歯が形成されたＤＰＡ−ＥＰＳ（デュアルピニオンアシストシステム）の転舵部であってもよい。

【0027】

図２は、本実施形態に係る転舵部２０の構成の一例を示す斜視図である。図１に示したピニオンシャフト２０４の下端側、ピニオンギヤ２０６、及びラック軸２０８は、図２では、ハウジング４０に収容されている。また、タイロッド２１０のラック軸側の一部は、ダストブーツ４４に収容されている。

【0028】

ハウジング４０には、ピニオンシャフト２０４が突出する開口部が形成されており、この開口部は、図２に示すように、ピニオンシャフト２０４が貫通する貫通孔が形成されたカバー部材５０によって覆われている。

【0029】

（ラック軸２０８）
続いて、図３〜図８を参照して、本実施形態に係るラック軸２０８についてより具体的に説明する。

【0030】

図３は、本実施形態に係るラック軸２０８を示す断面図である。図３に示すように、ラック軸２０８は、歯部３０１、第１の結合部材３０２、第２の結合部材３０３、ラックエンド結合部３０４、及びラック軸本体３０５を有している。歯部３０１には、操舵部材１０２に対してトルク伝達可能に接続されたピニオンギヤ２０６に噛み合うラック歯３３１が形成されている。

【0031】

＜ラック軸本体３０５＞
図４に、本実施形態に係るラック軸本体３０５を図３に示すｚ方向から見たときの断面図と、ｘ方向から見たときの側面図とを示す。図４に示すように、ラック軸本体３０５は、筒状の部材であり、ラック軸本体３０５には、軸方向に沿った開口部３１５が形成されている。

【0032】

図３に示すように、ラック軸本体３０５の内部には、第１の結合部材３０２及び第２の結合部材３０３が結合され、第１の結合部材３０２及び第２の結合部材３０３に対して歯部３０１が固定されることにより、歯部３０１がラック軸本体３０５に対して結合される。この際、歯部３０１に形成されたラック歯３３１が開口部３１５から露出するようにして、歯部３０１は第１の結合部材３０２及び第２の結合部材３０３に結合されている。

【0033】

ラック軸本体３０５は、例えば、炭素鋼（Ｓ４５Ｃ等）、アルミニウム合金、チタン合金及びマグネシウム合金等の金属材料又はＦＲＰ等の樹脂材料から製造することができる。ラック軸本体３０５をＦＲＰから製造することにより、ラック軸２０８の軽量化に寄与することができる。

【0034】

ここで、ＦＲＰとは、樹脂製の母体内を、複数の強化繊維が配列することで構成されている。母体を形成する樹脂は、例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂から選択することができるが、強度及び成形性の点から熱硬化性樹脂が好ましい。

【0035】

また、ＦＲＰは、強化繊維として炭素繊維を用いたＣＦＲＰ（Carbon Fiber Reinforced Plastic；炭素繊維強化プラスチック）であってもよいし、強化繊維としてガラス繊維を用いたＧＦＲＰ（Glass Fiber Reinforced Plastic；ガラス繊維強化プラスチック）であってもよい。ＦＲＰは、強化繊維としてＳｉＣ繊維及びアラミド等の有機繊維を用いたものであってもよい。強化繊維は、連続繊維が好ましいが、不連続の繊維であってもよい。

【0036】

ＦＲＰの強度及び剛性は、強化繊維とラック軸２０８の軸方向とのなす角度をもって調整することができる。例えば、強化繊維がラック軸２０８の軸方向に沿って連続して延びるように強化繊維とラック軸２０８の軸方向とのなす角度を調整すると、強化繊維がラック軸２０８の軸方向に沿って連続して延びているので、ＦＲＰのラック軸２０８の軸方向における強度及び剛性は強くなる。

【0037】

したがって、ＦＲＰ、すなわちラック軸本体３０５に、ラック軸２０８の軸方向において圧縮又は引張の荷重が作用しても、ラック軸本体３０５が変形し難くなる。また、同一の目標強度及び剛性とする場合において、強化繊維がラック軸２０８の軸方向に沿って延びていない構成に対して、ＦＲＰの体積及び質量を小さくできる。したがって、ラック軸２０８を軽量化できる。

【0038】

また、強化繊維がラック軸２０８の軸方向に対して傾斜するように強化繊維とラック軸２０８の軸方向とのなす角度を調整すると、強化繊維がラック軸２０８の軸方向に対して傾斜した方向で延びているので、傾斜した方向におけるＦＲＰの強度及び剛性は高くなる。

【0039】

したがって、例えば、ラック軸２０８の組み付け時等において取り回した際、ＦＲＰ、すなわちラック軸本体３０５に、ラック軸２０８に傾斜した方向、つまり捩り方向（ひねり方向）において圧縮又は引張の荷重が作用しても、ラック軸本体３０５の変形及び破損を抑制できる。

【0040】

また、ＦＲＰにおける強化繊維とラック軸２０８の軸方向とのなす角度は、上述のものに限定されず、ラック軸本体３０５に必要な強度及び剛性等に応じて調整することができる。なお、ＦＲＰの強度及び剛性は、ＦＲＰの厚さをもって調整することも可能である。そこで、ラック軸本体３０５に必要な強度及び剛性に応じて、ＦＲＰにおける強化繊維とラック軸２０８の軸方向とのなす角度だけでなく、ＦＲＰの厚さも調整してもよい。

【0041】

＜歯部３０１＞
図５に、本実施形態に係る歯部３０１を図３に示すｚ方向から見たときの断面図と、ｘ方向から見たときの側面図とを示す。図５に示すように、歯部３０１は、第１の連結部３１１ａと、第２の連結部３１１ｂと、ラック歯部３３１とを有している。

【0042】

第１の連結部３１１ａ及び第２の連結部３１１ｂは、歯部３０１の両端部に形成されている。第１の連結部３１１ａは、第１の凸部３２１ａ及び第１の穴３１６ａを有している。第２の連結部３１１ｂは、第２の凸部３２１ｂ及び第２の穴３１６ｂを有している。詳細は後述するが、第１の連結部３１１ａ及び第２の連結部３１１ｂを用いて、歯部３０１を第１の結合部材３０２及び第２の結合部材３０３に結合させている。

【0043】

ラック歯部３３１には、操舵部材１０２に対してトルク伝達可能に接続されたピニオンギヤ２０６に噛み合うラック歯が形成されている。なお、このラック歯は、必ずしもピニオンギヤ２０６に噛み合うものでなくてもよく、ピニオンギヤ２０６以外の歯車に噛み合うものであってもよい。

【0044】

なお、歯部３０１の軸方向に沿った長さは、ラック軸本体３０５の開口部３１５の軸方向に沿った長さ以下であることが好ましい。これにより、歯部３０１をラック軸本体３０５の開口部３１５から嵌め込める際、歯部３０１を容易に開口部３１５から嵌め込めることができ、効率的にラック軸２０８を製造することができる。

【0045】

歯部３０１は、ラック軸本体３０５の内側面から離間して配置されており、歯部３０１とラック軸本体３０５との間には空隙３０７が形成されている。この場合、歯部３０１とラック軸本体３０５との間に空隙がない構造と比較して、ラック軸２０８を軽量化することができる。

【0046】

歯部３０１は、炭素鋼（Ｓ４５Ｃ等）、アルミニウム合金、チタン合金及びマグネシウム合金等の金属材料又はＦＲＰ等の樹脂材料で形成することができる。

【0047】

＜第１の結合部材３０２＞
図６に、本実施形態に係る第１の結合部材３０２を図３に示すｚ方向から見たときの断面図と、ｘ方向から見たときの側面図とを示す。図６に示すように、第１の結合部材３０２は、第３の連結部（第１の結合部）３１２と、第１の固定部３３２とを有している。

【0048】

第３の連結部３１２は、第１の結合部材３０２の一方の端部に形成されており、第１の凹部３２２を有している。この第１の凹部３２２を歯部３０１の第１の凸部３２１ａと嵌合させ、歯部３０１を第１の結合部材３０２に結合させている。なお、歯部３０１と第１の結合部材３０２との連結部分を接着又は溶接することにより歯部３０１と第１の結合部材３０２とを固着させてもよいし、歯部３０１を第１の結合部材３０２に圧入することによって、歯部３０１を第１の結合部材３０２に緊嵌させてもよい。

【0049】

あるいは、歯部３０１の第１の連結部３１１ａに形成された第１の穴３１６ａと、第１の結合部材３０２の第３の連結部３１２に形成された第３の穴３２６ａとにより形成される第１のボルト用穴３０６ａにボルトを止めることにより、歯部３０１と第１の結合部材３０２とを結合してもよい。また、歯部３０１と第１の結合部材３０２との結合は、接着、溶接、圧入及びボルト締結等の結合方法の併用によって行われてもよい。

【0050】

第１の固定部３３２は、第１の結合部材３０２の他方の端部に形成されており、ラック軸本体３０５内に固定される部分である。なお、第１の固定部３３２とラック軸本体３０５とは、接着又は溶接することにより第１の固定部３３２とラック軸本体３０５とを固着させてもよいし、第１の固定部３３２をラック軸本体３０５に圧入することによって、第１の固定部３３２をラック軸本体３０５に緊嵌させてもよい。これにより、第１の結合部材３０２に結合された歯部３０１がラック軸本体３０５内に結合される。

【0051】

第１の固定部３３２の形状に特に限定はないが、第１の固定部３３２を筒状に形成することが好ましい。これにより、ラック軸２０８の軽量化に寄与することができる。

【0052】

第１の結合部材３０２は、炭素鋼（Ｓ４５Ｃ等）、アルミニウム合金、チタン合金及びマグネシウム合金等の金属材料又はＦＲＰ等の樹脂材料で形成することができる。

【0053】

＜第２の結合部材３０３＞
図７に、本実施形態に係る第２の結合部材３０３を図３に示すｚ方向から見たときの断面図と、ｘ方向から見たときの側面図とを示す。図７に示すように、第２の結合部材３０３は、第４の連結部（第２の結合部）３１３と、第２の固定部３３３と、第１の結合端部３４３とを有している。

【0054】

第４の連結部３１３は、第２の結合部材３０３の一方の端部に形成されており、第２の凹部３２３を有している。この第２の凹部３２３を歯部３０１の第２の凸部３２１ｂと嵌合させ、歯部３０１を第２の結合部材３０３に結合させている。なお、歯部３０１と第２の結合部材３０３との連結部分を接着又は溶接することにより歯部３０１と第２の結合部材３０３とを固着させてもよいし、歯部３０１を第２の結合部材３０３に圧入することによって、歯部３０１を第２の結合部材３０３に緊嵌させてもよい。

【0055】

あるいは、歯部３０１の第２の連結部３１１ｂに形成された第２の穴３１６ｂと、第２の結合部材３０３の第４の連結部３１３に形成された第４の穴３２６ｂとにより形成される第２のボルト用穴３０６ｂにボルトを止めることにより、歯部３０１と第２の結合部材３０３とを結合してもよい。また、歯部３０１と第２の結合部材３０３との結合は、接着、溶接、圧入及びボルト締結等の結合方法の併用によって行われてもよい。

【0056】

第２の結合部材３０３の他方の端部には、第１の結合端部３４３が形成されており、第４の連結部３１３と第１の結合端部３４３との間には、第２の固定部３３３が形成されている。第２の固定部３３３は、ラック軸本体３０５の軸方向において、開口部３１５の中心を挟んで第１の固定部３３２とは反対側に配置され、ラック軸本体３０５内に固定される部分である。なお、第２の固定部３３３とラック軸本体３０５とは、接着又は溶接することにより第２の固定部３３３とラック軸本体３０５とを固着させてもよいし、第２の固定部３３３をラック軸本体３０５に圧入することによって、第２の固定部３３３をラック軸本体３０５に緊嵌させてもよい。これにより、第２の結合部材３０３に結合された歯部３０１がラック軸本体３０５内に結合される。

【0057】

第２の固定部３３３の形状に特に限定はないが、第２の固定部３３３を筒状に形成することが好ましい。これにより、ラック軸２０８の軽量化に寄与することができる。なお、ラック軸２０８の軽量化のために、第１の結合部材３０２の第１の固定部３３２と、第２の結合部材３０３の第２の固定部３３３との双方を筒状に形成することが好ましい。ただし、両者の少なくとも一方を筒状に形成するだけでもラック軸２０８の軽量化に寄与することができる。

【0058】

第１の結合端部３４３は、車輪に転舵力を伝達するタイロッド２１０に結合する部分であり、第１の当接部３５３を有している。第２の結合部材３０３の第４の連結部３１３側をラック軸本体３０５の端部から挿入することにより、第１の当接部３５３がラック軸本体３０５の端部に当接し、第１の結合端部３４３がラック軸本体３０５の外部に位置した状態で第２の結合部材３０３はラック軸本体３０５に結合される。

【0059】

第２の結合部材３０３は、炭素鋼（Ｓ４５Ｃ等）、アルミニウム合金、チタン合金及びマグネシウム合金等の金属材料又はＦＲＰ等の樹脂材料で形成することができる。

【0060】

第２の結合部材３０３は、歯部３０１をラック軸本体３０５に結合させるための結合部材としての機能と、タイロッド２１０に結合するためのラックエンド結合部材としての機能とを併せ持っており、歯部３０１をラック軸本体３０５に結合させるための結合部材と、ラックエンド結合部材とが一体的に形成された部材となっている。これにより、ラックエンド結合部材を別体で設けた場合と比較して、ラック軸２０８を製造するために必要な工程数を減らすことができる。

【0061】

また、第２の結合部材３０３の第１の当接部３５３と、第２の結合部材３０３に結合された歯部３０１とで、ラック軸本体３０５を挟み込むため、第２の結合部材３０３及び歯部３０１のラック軸本体３０５に対する結合はより強固なものとなる。

【0062】

このように、本実施形態に係るラック軸２０８では、ラック歯が形成された歯部３０１と、当該歯部３０１をラック軸本体３０５に結合させるための第１の結合部材３０２及び第２の結合部材３０３とは、ラック軸本体３０５とは別体として形成されている。このため、ラック軸本体３０５を筒状に形成することができ、ラック軸２０８を軽量化することができる。

【0063】

また、歯部３０１と第１の結合部材３０２及び第２の結合部材３０３とは、ラック軸本体３０５とは別体として形成されているため、強度が必要な歯部３０１と第１の結合部材３０２及び第２の結合部材３０３とは鋼材から製造しながらも、ラック軸本体３０５は軽量なＣＦＲＰ等のＦＲＰから製造することができる。これにより、ラック軸２０８のさらなる軽量化を実現することができる。

【0064】

＜ラックエンド結合部３０４＞
歯部３０１をラック軸本体３０５に結合させるための結合部材と、タイロッド２１０に結合するためのラックエンド結合部材とは必ずしも一体的に形成されていなくてもよく、ラック軸２０８は、ラックエンド結合部材を別体で有していてもよい。本実施形態に係るラック軸２０８は、ラックエンド結合部３０４を、ラックエンド結合部材として別体で有している。

【0065】

図８に、本実施形態に係るラックエンド結合部３０４を図３に示すｚ方向から見たときの断面図と、ｘ方向から見たときの側面図とを示す。図８に示すように、ラックエンド結合部３０４は、第３の固定部３１４と、第２の結合端部３２４とを有している。

【0066】

第３の固定部３１４は、ラックエンド結合部３０４の一方の端部に形成されており、ラック軸本体３０５内に固定される部分である。なお、第３の固定部３１４とラック軸本体３０５とは、接着又は溶接することにより第３の固定部３１４とラック軸本体３０５とを固着させてもよいし、第３の固定部３１４をラック軸本体３０５に圧入することによって、第３の固定部３１４をラック軸本体３０５に緊嵌させてもよい。

【0067】

第３の固定部３１４の形状に特に限定はないが、第３の固定部３１４を筒状に形成することが好ましい。これにより、ラック軸２０８の軽量化に寄与することができる。

【0068】

第２の結合端部３２４は、ラックエンド結合部３０４の他方の端部に形成されており、タイロッド２１０に結合する部分であり、第２の当接部３３４を有している。ラックエンド結合部３０４の第３の固定部３１４側をラック軸本体３０５の端部から挿入することにより、第２の当接部３３４がラック軸本体３０５の端部に当接し、第２の結合端部３２４がラック軸本体３０５の外部に位置した状態でラックエンド結合部３０４はラック軸本体３０５に結合される。

【0069】

なお、第２の結合端部３２４は、ラック軸２０８が変位した際に車輪４００を転舵するための転舵力を、タイロッド２１０及びナックルアーム２１２に伝達し得るようにタイロッド２１０と結合されている。

【0070】

ラックエンド結合部３０４は、炭素鋼（Ｓ４５Ｃ等）、アルミニウム合金、チタン合金及びマグネシウム合金等の金属材料又はＦＲＰ等の樹脂材料で形成することができる。

【0071】

本実施形態に係るラック軸２０８では、ラック軸本体３０５の両端にラックエンド結合部３０４を有していてもよい。この場合は、第２の結合部材３０３の代わりに、ラックエンド結合部３０４をラック軸本体３０５の端部に設け、歯部３０１をラック軸本体３０５に結合させるために新たな結合部材（すなわち、第２の結合部材３０３の第４の連結部３１３及び第２の固定部３３３に相当する部分）を別途設ければよい。

【0072】

（ラック軸２０８の組み立て方法）
本実施形態に係るラック軸２０８の組み立て方法について簡単に説明する。まず、予め製造したラック軸本体３０５の開口部３１５からラック軸本体３０５内に第１の結合部材３０２を入れ込み、第２の結合部材３０３をラック軸本体３０５の端部からラック軸本体３０５内に挿入する。これにより、ラック軸本体３０５の内部に第１の結合部材３０２及び第２の結合部材３０３を結合させる。

【0073】

続いて、ラック軸本体３０５の開口部３１５からラック軸本体３０５内に歯部３０１を入れ込み、第１の結合部材３０２及び第２の結合部材３０３に対して歯部３０１を結合させる。これにより、歯部３０１がラック軸本体３０５に対して結合されたラック軸２０８が組み立てられる。

【0074】

このように、本実施形態に係るラック軸２０８は、製造工程において、歯部３０１、第１の結合部材３０２、及び第２の結合部材３０３を、ラック軸本体３０５内に入れ込むことによって製造されるので、容易に製造することができる。また、ラック軸本体３０５については、単純なパイプ形状をしているため、量産に適している。

【0075】

このように、本実施形態に係るラック軸２０８は、軽量化を実現しながらも、高い量産性で容易に製造することができる。

【0076】

なお、以上の工程は、作業者の手作業によって行われてもよいし、各工程の一部又は全部を、作業装置等を用いて自動的に行ってもよい。

【0077】

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0078】

１ 操舵装置
１０２ 操舵部材
２０６ ピニオンギヤ
２０８ ラック軸
３０１ 歯部
３０２ 第１の結合部材
３０３ 第２の結合部材
３０４ ラックエンド結合部
３０５ ラック軸本体
４００ 車輪

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】