特許 7652911 ラックバー及びステアリング装置

(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】

(24)【登録日】2025-03-18

(45)【発行日】2025-03-27

(54)【発明の名称】ラックバー及びステアリング装置

(51)【国際特許分類】

   B62D 3/12 20060101AFI20250319BHJP

   B21J 5/12 20060101ALI20250319BHJP

   F16H 19/04 20060101ALI20250319BHJP

   B21K 1/76 20060101ALI20250319BHJP

【ＦＩ】

B62D3/12 503Z

B21J5/12 Z

F16H19/04 Z

B21K1/76 A

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2023546802

(86)(22)【出願日】2022-07-07

(86)【国際出願番号】 JP2022026909

(87)【国際公開番号】W WO2023037743

(87)【国際公開日】2023-03-16

【審査請求日】2024-02-01

(31)【優先権主張番号】P 2021148485

(32)【優先日】2021-09-13

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】509186579

【氏名又は名称】日立Ａｓｔｅｍｏ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100086232

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 博通

(74)【代理人】

【識別番号】100092613

【弁理士】

【氏名又は名称】富岡 潔

(74)【代理人】

【識別番号】100205682

【弁理士】

【氏名又は名称】高嶋 一彰

(72)【発明者】

【氏名】山中 伸一

(72)【発明者】

【氏名】濱中 大輔

(72)【発明者】

【氏名】木村 紀博

(72)【発明者】

【氏名】北村 圭祐

【審査官】神田 泰貴

(56)【参考文献】

【文献】特開平０３－１３８０４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５７－０７３２６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０４４２２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－００５８３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１５／１１１５９５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１３／０１９２３３０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１８－０４７４７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１７９４７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１６／０３１３２３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開昭５９－１０４２３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０５６４７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－２１８９６７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６２Ｄ ３／１２

Ｂ２１Ｊ ５／１２

Ｆ１６Ｈ １９／０４

Ｂ２１Ｋ １／７６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

型鍛造により成型され、ステアリングホイールに連係して回転するピニオン軸の回転運動を軸方向運動に変換することにより操舵操作を転舵輪に伝達するラックバーであって、
金属材料によって棒状に形成されたラック本体と、
前記型鍛造に供する鍛造型を介して前記金属材料を塑性流動させることにより前記ラック本体に形成されたラック歯成型部と、
を備え、
前記ラック歯成型部は、歯底と、突出歯と、歯面と、を有し、
前記歯底は、前記ラック本体の外周から径方向内側に向かって凹形状に形成される複数の歯底を含み、
前記複数の歯底は、それぞれ前記ラック本体の軸線に対して交差する方向に延びる歯幅を有し、かつ平行に並んで形成されていて、前記複数の歯底のうち前記ラック本体の軸方向の中央側に形成された一般歯底と、前記複数の歯底のうち前記軸方向の最端側に形成され、前記型鍛造の際に前記鍛造型に作用する応力が前記一般歯底よりも小さいものとなる最端側歯底と、を有し、
前記突出歯は、前記軸方向において隣り合う前記複数の歯底の間に形成されていて、前記ラック本体の径方向外側に向かって先細り状に突出して形成され、
前記歯面は、前記軸方向における前記複数の歯底の両側に形成されていて、前記ラック本体の前記軸方向の最端側の歯面は、前記ピニオン軸と当接せず、
前記最端側歯底の深さは、前記ラック本体の軸線に対して交差する方向に可変して形成されている
ことを特徴とするラックバー。

【請求項2】

請求項１に記載のラックバーであって、
前記最端側歯底の深さは、前記一般歯底の深さよりも浅く形成される
ことを特徴とするラックバー。

【請求項3】

請求項２に記載のラックバーであって、
前記一般歯底の深さよりも浅い前記最端側歯底は、前記ラック歯成型部の前記軸方向の両端側に１つずつ有する
ことを特徴とするラックバー。

【請求項4】

請求項１に記載のラックバーであって、
前記最端側歯底には、グリスが保持されている
ことを特徴とするラックバー。

【請求項5】

請求項１に記載のラックバーであって、
前記軸方向において、前記最端側歯底の長さは、前記一般歯底の長さよりも大きく形成されている
ことを特徴とするラックバー。

【請求項6】

請求項１に記載のラックバーであって、
前記最端側歯底と当該最端側歯底の軸方向一方側に接続する前記歯面との間、及び、前記最端側歯底と当該最端側歯底の軸方向他方側に接続する前記歯面との間に、アール部又は面取り部が形成されている
ことを特徴とするラックバー。

【請求項7】

請求項１に記載のラックバーであって、
前記最端側歯底と当該最端側歯底の軸方向一方側に接続する前記歯面との角度、及び、前記最端側歯底と当該最端側歯底の軸方向他方側に接続する前記歯面との角度は、前記一般歯底と当該一般歯底に接続する前記歯面との角度よりも大きく形成されている
ことを特徴とするラックバー。

【請求項8】

ステアリングホイールに連係して回転するピニオン軸と、
型鍛造により成型され、前記ピニオン軸の回転運動を軸方向運動に変換することにより操舵操作を転舵輪に伝達するラックバーと、
を備えたステアリング装置であって、
前記ラックバーは、
金属材料によって棒状に形成されたラック本体と、
前記型鍛造に供する鍛造型を介して前記金属材料を塑性流動させることにより前記ラック本体に形成されたラック歯成型部と、
を備え、
前記ラック歯成型部は、歯底と、突出歯と、歯面と、を有し、
前記歯底は、前記ラック本体の外周から径方向内側に向かって凹形状に形成される複数の歯底を含み、
前記複数の歯底は、それぞれ前記ラック本体の軸線に対して交差する方向に延びる歯幅を有し、かつ平行に並んで形成されていて、前記複数の歯底のうち前記ラック本体の軸方向の中央側に形成された一般歯底と、前記複数の歯底のうち前記軸方向の最端側に形成され、前記型鍛造の際に前記鍛造型に作用する応力が前記一般歯底よりも小さいものとなる最端側歯底と、を有し、
前記突出歯は、前記軸方向において隣り合う前記複数の歯底の間に形成されていて、前記ラック本体の径方向外側に向かって先細り状に突出して形成され、
前記歯面は、前記軸方向における前記複数の歯底の両側に形成されていて、前記ラック本体の前記軸方向の最端側の歯面は、前記ピニオン軸と当接せず、
前記最端側歯底の深さは、前記ラック本体の軸線に対して交差する方向に可変して形成されている
ことを特徴とするステアリング装置。

【請求項9】

請求項８に記載のステアリング装置であって、
前記最端側歯底の深さは、前記一般歯底の深さよりも浅く形成される
ことを特徴とするステアリング装置。

【請求項10】

請求項９に記載のステアリング装置であって、
前記一般歯底の深さよりも浅い前記最端側歯底は、前記ラック歯成型部の前記軸方向の両端側に１つずつ有する
ことを特徴とするステアリング装置。

【請求項11】

請求項８に記載のステアリング装置であって、
前記最端側歯底には、グリスが保持されている
ことを特徴とするステアリング装置。

【請求項12】

請求項８に記載のステアリング装置であって、
前記軸方向において、前記最端側歯底の長さは、前記一般歯底の長さよりも大きく形成されている
ことを特徴とするステアリング装置。

【請求項13】

請求項８に記載のステアリング装置であって、
前記最端側歯底と当該最端側歯底の軸方向一方側に接続する前記歯面との間、及び、前記最端側歯底と当該最端側歯底の軸方向他方側に接続する前記歯面との間に、アール部又は面取り部が形成されている
ことを特徴とするステアリング装置。

【請求項14】

請求項８に記載のステアリング装置であって、
前記最端側歯底と当該最端側歯底の軸方向一方側に接続する前記歯面との角度、及び、前記最端側歯底と当該最端側歯底の軸方向他方側に接続する前記歯面との角度は、前記一般歯底と当該一般歯底に接続する前記歯面との角度よりも大きく形成されている
ことを特徴とするステアリング装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ラックバー及びステアリング装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来のラックバーとしては、例えば、以下の特許文献１に記載されたものが知られている。

【0003】

特許文献１に記載されたラックバーは、中実の丸棒状の素材を上型と下型とによって挟み込み、当該素材の材料を塑性流動させることによって行う、いわゆる型鍛造により成形され、ラック本体の所定の軸方向範囲に、ラック歯成型部を有する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０２０－１９２６８１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ここで、素材の材料を塑性流動させることにより行う前記型鍛造では、前記塑性流動の終端となる、前記ラック歯成型部の最端側の歯底を形成する際、当該ラック歯成型部を形成する前記上型に、例えばひび割れなど、いわゆるヒートチェックを招来するおそれがある。しかしながら、前記従来のラックバーでは、前記ヒートチェックについて、何ら考慮されていない。

【0006】

本発明は、かかる技術的課題に鑑みて案出されたものであり、ラックバーの型鍛造時に鍛造型に発生するヒートチェックを抑制することができるラックバー及びステアリング装置を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、その一態様として、複数の歯底の最端側に、型鍛造の際に鍛造型に作用する応力を小さくする最端側歯底が形成されている。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、ラックバーの型鍛造時に鍛造型に発生するヒートチェックを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明に係るステアリング装置の概略図である。

【図2】図１に示すラックバーの斜視図である。

【図3】図２に示すラックバーのＡ－Ａ線断面の要部拡大図である。

【図4】図２に示すラックバーとピニオン軸との噛み合い状態を現した矢視図である。

【図5】本発明に係るラックバーの製造方法（製造工程）を示し、（ａ）は鍛造型に素材をセットした状態、（ｂ）は鍛造工程、（ｃ）は鍛造品を離型した状態、（ｄ）はバリ除去工程を表した図５相当図である。

【図6】ラックバーの型鍛造時に上型に作用する応力の解析結果を示す図であって、（ａ）は本発明に係るラックバーの要部断面図、（ｂ）は従来のラックバーの要部断面図である。

【図7】本発明に係るラックバーの第２実施形態を表した図３相当図である。

【図8】本発明に係るラックバーの第３実施形態を表した図３相当図である。

【図9】本発明に係るラックバーの第４実施形態を表した図３相当図である。

【図10】本発明に係るラックバーの第５実施形態を表した図３相当図である。

【図11】本発明に係るラックバーの第６実施形態を示し、図３に示すラックバーのＢ－Ｂ線断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明に係るラックバー及びステアリング装置の各実施形態を図面に基づいて詳述する。なお、下記の各実施形態では、当該ラックバーを、従来と同様、自動車のステアリング装置に適用したものを示している。

【0011】

［第１実施形態］
（ステアリング装置の構成）
図１は、本発明に係るラックバーを備えたステアリング装置の一実施形態であって、本発明に係るステアリング装置の概略図を示している。

【0012】

図１に示すステアリング装置は、ステアリングホイールＳＷに連係して回転可能に設けられた操舵軸１と、周知のラック・ピニオン機構を介して操舵軸１と連係し、操舵軸１の回転運動を軸方向運動に変換することにより操舵操作を転舵輪ＷＬ，ＷＲに伝達するラックバー２と、を備える。

【0013】

操舵軸１は、一端がステアリングホイールＳＷと一体回転可能に接続された入力軸１１と、一端がトーションバー（図示外）を介して入力軸１１の他端に相対回転可能に接続され、他端がラックバー２に噛み合い接続された出力軸としてのピニオン軸１２と、を含む。入力軸１１は、軸継手等を介して、ステアリングホイールＳＷに、機械的に直接接続される。ピニオン軸１２は、ラックバー２に接続される他端側の外周に、ラックバー２に形成されたラック歯２０と噛み合うピニオン歯１２０を有する。また、入力軸１１とピニオン軸１２の間には、例えば入力軸１１とピニオン軸１２の相対回転に伴う磁束変化を検出するなどして操舵トルクを検出するトルクセンサＴＳが設けられている。

【0014】

ラックバー２は、軸線Ｚ方向に沿って直線状に延びる丸棒状を呈し、軸線Ｚ方向においてピニオン軸１２と噛み合う所定領域に、ピニオン歯１２０と噛み合い可能なラック歯２０が形成されている。ラックバー２の一端部及び他端部は、それぞれタイロッド３及び図示外のナックルアームを介して、左右の転舵輪ＷＲ，ＷＬに連係される。すなわち、ステアリング装置は、ラックバー２の軸方向移動に伴いそれぞれタイロッド３を介して前記図示外のナックルアームが引っ張られることにより、左右の転舵輪ＷＲ，ＷＬの向きが変更されるようになっている。

【0015】

また、ステアリング装置は、操舵軸１に設けられたトルクセンサＴＳや図示外の車速センサの検出結果に基づきラックバー２に対して運転者の操舵トルクに応じた操舵アシストトルクを付与する操舵アシスト機構を有する。この操舵アシスト機構は、動力源であるモータユニット４と、モータユニット４の回転をラックバー２に伝達する伝達機構５と、を含む。モータユニット４は、電動モータ４１と、この電動モータ４１を駆動制御する制御装置４２と、が一体に形成されている。電動モータ４１は、ラックバー２の軸線Ｚに平行な軸線Ｚｘを中心に回転する駆動軸４１０を有し、駆動軸４１０は、伝達機構５を介してラックバー２に接続される。制御装置４２は、電動モータ４１の駆動軸４１０の反対側に付設されていて、トルクセンサＴＳ及び前記図示外の車速センサ等から入力される各種検出信号に基づき、電動モータ４１を駆動制御する。

【0016】

伝達機構５は、入力側プーリ５１と、出力側プーリ５２と、図示外のボールねじ機構と、ベルト５３と、を含む。入力側プーリ５１は、電動モータ４１の駆動軸４１０の外周に設けられ、軸線Ｚｘを中心に駆動軸４１０と一体に回転する。出力側プーリ５２は、ラックバー２の外周に相対回転可能に設けられ、ラックバー２の軸線Ｚを中心に回転する。前記図示外のボールねじ機構は、出力側プーリ５２とラックバー２との間に設けられ、出力側プーリ５２の回転を減速してラックバー２の軸方向運動に変換する。ベルト５３は、入力側プーリ５１と出力側プーリ５２とに跨って巻き掛けられ、入力側プーリ５１の回転を出力側プーリ５２に伝達することにより入力側プーリ５１と出力側プーリ５２とを同期して回転させる。

【0017】

なお、本実施形態に係るステアリング装置では、電動モータ３１の回転力をラックバー２に付与することにより操舵アシストを行う、ラックアシスト型の電動パワーステアリング装置を例示するが、本発明に係るステアリング装置は、当該態様に限定されるものではない。換言すれば、本発明に係るステアリング装置は、上記ラックアシスト型のほか、例えば電動モータ３１の回転力をピニオン軸１２に付与することにより操舵アシストを行うピニオンアシスト型など、他のアシスト態様からなる電動パワーステアリングであってもよい。

【0018】

また、本発明に係るステアリング装置は、電動モータ３１の回転力をもって操舵アシストを行う電動パワーステアリング装置のほか、例えば油圧をもって操舵アシストを行う油圧パワーステアリング装置など、他の動力源を利用したパワーステアリング装置であってもよい。さらに、本発明に係るステアリング装置は、本実施形態で例示した、操舵軸１（入力軸１１）がステアリングホイールＳＷに直接接続された態様のほか、例えばステア・バイ・ワイヤのように操舵軸１（入力軸１１）がステアリングホイールＳＷと分離された態様（図示外のクラッチにより接続可能な態様を含む）であってもよい。加えて、本発明に係るステアリング装置は、運転者がステアリングホイールＳＷを介して操舵力を入力する手動運転用のステアリング装置のほか、運転者の操舵操作を介さずに例えば図示外の電動モータ等の動力源から操舵力が入力される自動運転用のステアリング装置であってもよい。

【0019】

（ラックバーの構成）
図２は、図１に示すラックバー２の斜視図を示している。なお、以下では、便宜上、ラックバー２の軸線Ｚ方向に沿った方向を「軸方向」と、ラックバー２の軸線Ｚ方向に直交する方向を「径方向」と、ラックバー２の軸線Ｚ周りの方向を「周方向」と、それぞれ定義して説明する。

【0020】

図２に示すように、ラックバー２は、金属材料（例えばＳ４５Ｃ、Ｓ４８Ｃ、又は鉄系材料など）によって一体に形成されたものである。このラックバー２は、概ね丸棒状に形成されたラック本体２１と、ラック本体２１の周方向の一部の範囲に軸方向に亘って型鍛造によりラック歯２０が形成されたラック歯成型部２２と、を有する。

【0021】

ラック本体２１は、ラックバー２の全体においてラック歯成型部２２が形成されていない部分が該当する。すなわち、ラック本体２１は、軸方向において、ラック歯成型部２２が形成されていない領域では、横断面が概ね円形状を呈し、ラック歯成型部２２が形成された領域では、横断面が概ねＤ字形状を呈する。

【0022】

ラック歯成型部２２は、型鍛造に供する図示外の鍛造型を介して前記金属材料を塑性流動させることによってラック本体２１の一部に形成され、それぞれが所定のねじれ角をもってラックバー２の軸線Ｚと交差する方向に延び、かつ軸方向に並列に形成された複数のラック歯２０を有する。具体的には、ラック歯成型部２２（複数のラック歯２０）は、ラック本体２１の外周から径方向内側に向かって凹形状に形成された複数の歯底２２１と、軸方向において隣り合う各歯底２２１の間に形成された複数の突出歯２２２と、を有する。

【0023】

複数の歯底２２１は、それぞれラックバー２（ラック本体２１）の軸線Ｚに対して交差する方向に延びる歯幅Ｗを有し、かつ平行に並んで設けられていて、軸方向両側には、それぞれ歯面２２３が形成されている。複数の突出歯２２２は、それぞれラック本体２１の径方向外側に向かって先細り状に突出して形成されている。

【0024】

図３は、図２に示すラックバー２をＡ－Ａ線に沿って切断した断面図であり、ラック歯成型部２２の最端部の拡大図を示している。図４は、ラック歯成型部２２の軸方向の最端部におけるラック歯２０とピニオン歯１２０との噛み合い状態を現した矢視図を示している。

【0025】

図３に示すように、複数の歯底２２１は、当該各歯底２２１のうち軸方向の最端側を除いた軸方向の中央側（中央寄り）に形成された一般歯底２２４と、当該各歯底２２１のうち軸方向の最端側に形成され、型鍛造時に図示外の鍛造型に作用する応力が一般歯底２２４よりも小さいものとなる最端側歯底２２５と、を有する。一般歯底２２４は、それぞれ所定の深さＤ１に設定され、かつ所定の幅Ｗ１を有する。最端側歯底２２５は、一般歯底２２４よりも差分Ｄｘだけ小さい深さＤ２に設定されていて、一般歯底２２４の幅Ｗ１と同じ幅Ｗ２を有し、ラック歯成型部２２の軸方向両側の最端部にそれぞれ１つずつ設けられている。なお、本実施形態は、ラック歯成型部２２の軸方向両側に１つずつ最端側歯底２２５が設けられた態様を例示するが、当該態様に限定されるものではなく、ラック歯成型部２２の軸方向両端側にそれぞれ最端側歯底２２５が複数設けられていてもよい。

【0026】

複数の歯面２２３は、それぞれ所定の圧力角θをもって傾斜しており、一般歯底２２４における軸方向両側に形成される一般歯面２２３ａと、最端側歯底２２５における軸方向の最端側に形成される最端側歯面２２３ｂと、を含む。図４に示すように、一般歯面２２３ａは、ピニオン軸１２のピニオン歯１２０と噛み合う一方、最端側歯面２２３ｂは、ピニオン軸１２と当接しない構成となっている。換言すれば、最端側歯底２２５は、基本的にピニオン歯１２０と噛み合わない、いわゆるダミーの歯部の形成に供するものであり、少なくとも最端側歯面２２３ｂはピニオン歯１２０と噛み合わない構成となっている。

【0027】

また、特に図４に示すように、ラック歯２０とピニオン歯１２０の表面には、グリスＧが塗布されていて、このグリスＧによってラック歯２０とピニオン歯１２０との噛み合いが潤滑されている。なお、このグリスＧは、ラック歯２０とピニオン歯１２０とが噛み合い、ピニオン軸１２がラック歯成型部２２の軸方向最端部に移動することに伴い、軸方向の中央側である一般歯底２２４から最端側歯底２２５へ移動し、当該最端側歯底２２５にて保持されることとなる。

【0028】

（ラックバーの製造方法）
図５は、ラックバー２の製造方法（製造工程）を示すラックバー２の横断面図であって、（ａ）は鍛造型に素材Ｍ１をセットした状態、（ｂ）は鍛造工程、（ｃ）は鍛造品Ｍ２を離型した状態、（ｄ）はバリ除去工程を示している。

【0029】

まず、ラックバー２の製造（型鍛造）に用いる鍛造型について、図５（ａ）に基づいて説明する。この鍛造型は、ラック本体２１（素材）の周方向一方側に配置された可動型である第１鍛造型ＦＤ１と、第１鍛造型ＦＤ１の反対側に対向して配置された固定型である第２鍛造型ＦＤ２と、を含む。第１鍛造型ＦＤ１は、ラック歯成型部２２の形成に供するラック形成部６１と、ラック形成部６１の両側に設けられ、後述するバリＢの形成に供する一対のバリ形成部６２と、を有する。第２鍛造型ＦＤ２は、素材Ｍ１の外形に対応する横断面がほぼ凹半円形状の素材支持部６３を有し、この素材支持部６３をもって型鍛造時における素材Ｍ１の支持に供する。

【0030】

第１鍛造型ＦＤ１及び第２鍛造型ＦＤ２からなる鍛造型を用いてラックバー２を製造するには、まず、図５（ａ）に示すように、第１鍛造型ＦＤ１を上昇させることによって、型開きされた第２鍛造型ＦＤ２の素材支持部６３に、素材Ｍ１をセットする。

【0031】

続いて、図５（ｂ）に示すように、第１鍛造型ＦＤ１を下降させ、第１鍛造型ＦＤ１及び第２鍛造型ＦＤ２によって素材Ｍ１を挟み込むかたちで素材Ｍ１を加圧変形させることにより、ラック形成部６１を転写して型鍛造を行う（鍛造工程）。すなわち、第１鍛造型ＦＤ１のラック形成部６１により素材Ｍ１を加圧することで当該素材Ｍ１の上端部が押し潰されて、この押し潰された分の材料が軸方向両側のバリ形成部６２内へ塑性流動する。これにより、ラック形成部６１が転写されてラック歯成型部２２（ラック歯２０）が形成されると共に、一対のバリ形成部６２によって一対のバリＢが形成される。

【0032】

その後、図５（ｃ）に示すように、第１鍛造型ＦＤ１を上昇させることにより型開きを行い、型鍛造された鍛造品Ｍ２を取り出す。そして、最後に、図５（ｄ）に示すように、前記型鍛造により形成された一対のバリＢの先端側を切除することにより、一対のバリ除去部２２６が形成され（バリ除去工程）、ラックバー２の製造が完了する。

【0033】

（本実施形態の作用効果）
図６は、ラックバー２の型鍛造時において第１鍛造型ＦＤ１に作用する応力の解析結果を示す図であって、（ａ）は本実施形態に係るラックバー２の要部断面図、（ｂ）は従来のラックバー２´の要部断面図を示している。

【0034】

前記従来のラックバー２´に係る型鍛造によれば、図６（ｂ）に示すように、素材Ｍ１の塑性流動の終端となる、ラック歯成型部２２の最端側の一般歯底２２４を形成する際に、第１鍛造型ＦＤ１に比較的大きな応力が作用する。具体的には、第１鍛造型ＦＤ１のラック形成部６１に突出形成された歯底形成部６１１のうち、最端側の一般歯底２２４の反最端側の歯面（一般歯面２２３ａ）の形成に供する第１歯面形成部６１１ａに比較的大きな応力が作用することとなる（図６（ｂ）の濃色部Ｐ参照）。これにより、当該第１鍛造型ＦＤ１の第１歯面形成部６１１ａに、例えばひび割れなど、いわゆるヒートチェックが発生してしまうおそれがある。ところが、前記従来のラックバー２´では、前記ヒートチェックについて何ら考慮されていない。

【0035】

これに対して、本実施形態に係るラックバー２は、型鍛造により成型され、ステアリングホイールＳＷに連係して回転するピニオン軸１２の回転運動を軸方向運動に変換することにより操舵操作を転舵輪ＷＲ，ＷＬに伝達するラックバーであって、金属材料によって棒状に形成されたラック本体２１と、前記型鍛造に供する鍛造型（第１鍛造型ＦＤ１及び第２鍛造型ＦＤ２）を介して前記金属材料を塑性流動させることによりラック本体２１に形成されたラック歯成型部２２と、を備え、ラック歯成型部２２は、歯底２２１と、突出歯２２２と、歯面２２３と、を有し、歯底２２１は、ラック本体２１の外周から径方向内側に向かって凹形状に形成される複数の歯底を含み、前記複数の歯底は、それぞれラック本体２１の軸線Ｚに対して交差する方向に延びる歯幅Ｗを有し、かつ平行に並んで形成されていて、前記複数の歯底のうちラック本体２１の軸方向の中央側に形成された一般歯底２２４と、前記複数の歯底のうち前記軸方向の最端側に形成され、前記型鍛造の際に前記鍛造型に作用する応力が一般歯底２２４よりも小さいものとなる最端側歯底２２５と、を有し、突出歯２２２は、前記軸方向において隣り合う前記複数の歯底の間に形成されていて、ラック本体２１の径方向外側に向かって先細り状に突出して形成され、歯面２２３は、前記軸方向における前記複数の歯底の両側に形成されていて、ラック本体２１の前記軸方向の最端側の歯面（最端側歯面２２３ｂ）は、ピニオン軸１２と当接しないものとなっている。

【0036】

換言すれば、本実施形態に係るステアリング装置は、ステアリングホイールＳＷに連係して回転するピニオン軸１２と、型鍛造により成型され、ピニオン軸１２の回転運動を軸方向運動に変換することにより操舵操作を転舵輪ＷＲ，ＷＬに伝達するラックバー２と、を備えたステアリング装置であって、ラックバー２は、金属材料によって棒状に形成されたラック本体２１と、前記型鍛造に供する鍛造型（第１鍛造型ＦＤ１及び第２鍛造型ＦＤ２）を介して前記金属材料を塑性流動させることによりラック本体２１に形成されたラック歯成型部２２と、を備え、ラック歯成型部２２は、歯底２２１と、突出歯２２２と、歯面２２３と、を有し、歯底２２１は、ラック本体２１の外周から径方向内側に向かって凹形状に形成される複数の歯底を含み、前記複数の歯底は、それぞれラック本体２１の軸線Ｚに対して交差する方向に延びる歯幅Ｗを有し、かつ平行に並んで形成されていて、前記複数の歯底のうちラック本体２１の軸方向の中央側に形成された一般歯底２２４と、前記複数の歯底のうち前記軸方向の最端側に形成され、前記型鍛造の際に前記鍛造型に作用する応力が一般歯底２２４よりも小さいものとなる最端側歯底２２５と、を有し、突出歯２２２は、前記軸方向において隣り合う前記複数の歯底の間に形成されていて、ラック本体２１の径方向外側に向かって先細り状に突出して形成され、歯面２２３は、前記軸方向における前記複数の歯底の両側に形成されていて、ラック本体２１の前記軸方向の最端側の歯面（最端側歯面２２３ｂ）は、ピニオン軸１２と当接しないものとなっている。

【0037】

このように、本実施形態に係るラックバー２及びこれを用いたステアリング装置では、複数の歯底の最端側に、ラック歯成型部２２を型鍛造する際の第１鍛造型ＦＤ１に作用する応力を小さくする最端側歯底２２５が形成されている。具体的には、本実施形態では、最端側歯底２２５の深さＤ２が、一般歯底２２４の深さＤ１よりも浅く形成されている。

【0038】

このように、本実施形態では、最端側歯底２２５の深さＤ２が、一般歯底２２４の深さＤ１に対して差分Ｄｘの分だけ浅く形成されている。これにより、前記差分Ｄｘの分だけ、最端側歯底２２５を形成する際の素材の流動量を低減することが可能となる。その結果、図６（ａ）に示すように、第１鍛造型ＦＤ１の第１歯面形成部６１１ａに作用する応力を低減させることができ、当該第１鍛造型ＦＤ１の第１歯面形成部６１１ａにおける前記ヒートチェックの発生を抑制することができる。

【0039】

さらに、本実施形態では、一般歯底２２４の深さＤ１よりも浅い最端側歯底２２５は、ラック歯成型部２２の前記軸方向の両端側に１つずつ有する。

【0040】

このように、本実施形態では、最端側歯底２２５が、ラック歯成型部２２の軸方向の両端側にそれぞれ１つずつ設けられている。これにより、最端側歯底２２５を複数設ける場合と比べてラック歯成型部２２を縮小することが可能となり、ラックバー２の小型化を図ることができる。

【0041】

また、本実施形態では、最端側歯底２２５には、グリスＧが保持されている。

【0042】

このように、ピニオン歯１２０との噛み合いに供しない最端側歯底２２５に、グリスＧが保持されている。これにより、当該最端側歯底２２５に保持されたグリスＧの油分が一般歯底２２４へと流動し（浸み出し）、一般歯底２２４に接続する一般歯面２２３ａとピニオン歯１２０との潤滑を図ることができる。

【0043】

［第２実施形態］
図７は、本発明に係るラックバー及びステアリング装置の第２実施形態を示している。なお、本実施形態は、前記第１実施形態において、最端側歯底２２５の構成を変更したものであり、他の構成については、前記第１実施形態と同様である。このため、前記第１実施形態と同じ構成については、同一の符号を付すことにより、その説明を省略する。

【0044】

（ラックバーの構成）
図７に示すように、本実施形態に係るラックバー及びステアリング装置では、最端側歯底２２５と当該最端側歯底２２５の軸方向一方側（反最端側）に接続する一般歯面２２３ａとの間、及び、最端側歯底２２５と当該最端側歯底２２５の軸方向他方側（最端側）に接続する最端側歯面２２３ｂとの間が、面取り部である、縦断面が円弧状をなすアール部２２６ａによって接続されている。

【0045】

すなわち、本実施形態では、最端側歯底２２５の形成に係る除肉量、つまり当該最端側歯底２２５の形成に係る素材Ｍ１の流動量が、アール部２２６ａの分だけ、一般歯底２２４よりも少なくなるように形成されている。換言すれば、アール部２２６ａにより、最端側歯底２２５の軸方向両側に残存する残肉部Ｍが一般歯底２２４（図７の仮想線参照）よりも多くなるように形成されている。

【0046】

なお、本実施形態で例示したアール部２２６ａは、最端側歯底２２５と一般歯底２２４との間、及び最端側歯底２２５と最端側歯面２２３ｂとの間に形成する面取り部の好ましい一態様を示している。換言すれば、最端側歯底２２５と一般歯底２２４との間、及び最端側歯底２２５と最端側歯面２２３ｂとの間に形成する面取り部は、本実施形態で例示したアール部２２６ａに限られず、例えばいわゆるＣ面取りのような、平坦状の傾斜面からなる面取り部２２６ｂによって構成することも可能である。

【0047】

（本実施形態の作用効果）
以上のように、本実施形態に係るラックバー及びステアリング装置では、最端側歯底２２５と当該最端側歯底２２５の軸方向一方側に接続する歯面（一般歯面２２３ａ）との間、及び、最端側歯底２２５と当該最端側歯底２２５の軸方向他方側に接続する歯面（最端側歯面２２３ｂ）との間に、アール部２２６ａ（又は面取り部２２６ｂ）が形成されている。

【0048】

このように、本実施形態では、最端側歯底２２５と、当該最端側歯底２２５に接続する歯面である一般歯面２２３ａ及び最端側歯面２２３ｂと、の間に、アール部２２６ａ（又は面取り部２２６ｂ）が形成されている。これにより、最端側歯底２２５の形成に係る除肉量、つまり当該最端側歯底２２５の形成に係る素材Ｍ１の流動量が、アール部２２６ａの分だけ、一般歯底２２４よりも少なくなる。その結果、ラック歯成型部２２の型鍛造時において、第１鍛造型ＦＤ１の歯底形成部６１１の角部６１１ｂ（図６（ａ）参照）に作用する面圧を低減することができる。これにより、最端側歯底２２５の形成時において第１鍛造型ＦＤ１（歯底形成部６１１の角部６１１ｂ）に対する局所的な応力の作用を抑制することが可能となり、第１鍛造型ＦＤ１における前記ヒートチェックの発生を抑制することができる。

【0049】

［第３実施形態］
図８は、本発明に係るラックバー及びステアリング装置の第３実施形態を示している。なお、本実施形態は、前記第１実施形態において、最端側歯底２２５の構成を変更したものであり、他の構成については、前記第１実施形態と同様である。このため、前記第１実施形態と同じ構成については、同一の符号を付すことにより、その説明を省略する。

【0050】

（ラックバーの構成）
図８に示すように、本実施形態に係るラックバー及びステアリング装置では、軸方向において、最端側歯底２２５の長さである幅Ｗ２が、一般歯底２２４の長さである幅Ｗ１よりも大きく形成されている。

【0051】

なお、本実施形態では、最端側歯底２２５の深さＤ２が、一般歯底２２４の深さＤ１よりも大きく設定されているが、当該態様に限定されるものではない。換言すれば、本発明によれば、最端側歯底２２５の幅Ｗ２が一般歯底２２４の幅Ｗ１よりも大きく形成されていればよく、最端側歯底２２５の深さＤ２は、一般歯底２２４の深さＤ１と同じ深さであってもよく、また、一般歯底２２４の深さＤ１よりも小さくてもよい。

【0052】

（本実施形態の作用効果）
以上のように、本実施形態に係るラックバー及びステアリング装置では、軸方向において、最端側歯底２２５の長さ（幅Ｗ２）は、一般歯底２２４の長さ（幅Ｗ１）よりも大きく形成されている。

【0053】

このように、最端側歯底２２５の幅Ｗ２が、一般歯底２２４の幅Ｗ１よりも大きく設定されていることにより、ラック歯成型部２２の型鍛造時において、第１鍛造型ＦＤ１の歯底形成部６１１の歯先６１１ｂ（図６（ａ）参照）に作用する面圧を低減することができる。これにより、最端側歯底２２５の形成時において第１鍛造型ＦＤ１（歯底形成部６１１の角部６１１ｂ）に対する局所的な応力の作用を抑制することが可能となり、第１鍛造型ＦＤ１における前記ヒートチェックの発生を抑制することができる。

【0054】

また、本実施形態では、一般歯面２２３ａ及び最端側歯面２２３ｂと最端側歯底２２５とが角部２２５ａによって接続された態様を例示しているが、当該態様に限定されるものではない。換言すれば、本発明では、最端側歯底２２５の幅Ｗ２が一般歯底２２４の幅Ｗ１よりも大きく設定されていればよく、例えば図９に示すように、一般歯面２２３ａ及び最端側歯面２２３ｂと最端側歯底２２５とが、前記第２実施形態で開示したようなアール部２２６ａによって接続されていてもよい。

【0055】

［第４実施形態］
図１０は、本発明に係るラックバー及びステアリング装置の第４実施形態を示している。なお、本実施形態は、前記第１実施形態において、最端側歯底２２５の構成を変更したものであり、他の構成については、前記第１実施形態と同様である。このため、前記第１実施形態と同じ構成については、同一の符号を付すことにより、その説明を省略する。

【0056】

（ラックバーの構成）
図１０に示すように、本実施形態に係るラックバー及びステアリング装置では、最端側歯底２２５と当該最端側歯底２２５の軸方向一方側（反最端側）に接続する一般歯面２２３ａとの角度θ２、及び、最端側歯底２２５と当該最端側歯底２２５の軸方向他方側（最端側）に接続する最端側歯面２２３ｂとの角度θ２が、一般歯底２２４と当該一般歯底２２４に接続する一般歯面２２３ａ（図１０の仮想線参照）との角度θ１よりも大きく形成されている。換言すれば、本実施形態では、最端側歯底２２５に接続する一般歯面２２３ａ及び最端側歯面２２３ｂの長さＬ２が、一般歯底２２４に接続する一般歯面２２３ａの長さＬ１よりも長くなるように構成されている。

【0057】

なお、本実施形態では、最端側歯底２２５の深さＤ２が、一般歯底２２４の深さＤ１よりも大きく、また、最端側歯底２２５の深さＷ２が、一般歯底２２４の深さＷ１よりも大きく設定されているが、当該態様に限定されるものではない。換言すれば、本発明によれば、最端側歯底２２５に接続される一般歯面２２３ａ及び最端側歯面２２３ｂとの角度θ２が、一般歯底２２４に接続される一般歯面２２３ａとの角度θ１よりも大きく形成されていればよく、最端側歯底２２５の深さＤ２及び幅Ｗ２は、一般歯底２２４の深さＤ１及び幅Ｗ１と同じであってもよく、また、一般歯底２２４の深さＤ１及び幅Ｗ１よりも小さくてもよい。

【0058】

（本実施形態の作用効果）
以上のように、本実施形態に係るラックバー及びステアリング装置では、最端側歯底２２５と当該最端側歯底２２５の軸方向一方側（反最端側）に接続する歯面（一般歯面２２３ａ）との角度θ２、及び、最端側歯底２２５と当該最端側歯底２２５の軸方向他方側（最端側）に接続する歯面（最端側歯面２２３ｂ）との角度θ２は、一般歯底２２４と当該一般歯底２２４に接続する歯面（一般歯面２２３ａ）との角度θ１よりも大きく形成されている。

【0059】

このように、本実施形態では、最端側歯底２２５と当該最端側歯底２２５に接続する歯面である一般歯面２２３ａ及び最端側歯面２２３ｂとの角度θ２が、一般歯底２２４と当該一般歯底２２４に接続する歯面である一般歯面２２３ａとの角度θ１よりも大きく形成されている。これにより、最端側歯底２２５に接続する一般歯面２２３ａ及び最端側歯面２２３ｂの長さＬ２が、一般歯底２２４に接続する一般歯面２２３ａの長さＬ１よりも長く形成することが可能となる。その結果、ラック歯成型部２２の型鍛造時において、第１鍛造型ＦＤ１の歯底形成部６１１の歯面６１１ｃ（図６（ａ）参照）に作用する面圧を低減することができる。これにより、最端側歯底２２５の形成時において第１鍛造型ＦＤ１（歯底形成部６１１の歯面６１１ｃ）に対する局所的な応力の作用を抑制することが可能となり、第１鍛造型ＦＤ１における前記ヒートチェックの発生を抑制することができる。

【0060】

［第５実施形態］
図１１は、本発明に係るラックバー及びステアリング装置の第５実施形態を示している。なお、本実施形態は、前記第１実施形態において、最端側歯底２２５の構成を変更したものであり、他の構成については、前記第１実施形態と同様である。このため、前記第１実施形態と同じ構成については、同一の符号を付すことにより、その説明を省略する。

【0061】

（ラックバーの構成）
図１１に示すように、本実施形態に係るラックバー及びステアリング装置では、ラック歯成型部２２の最端側歯底２２５の深さＤ２が、ラック本体２１の軸線Ｚに対して交差する方向に可変して形成されている。具体的には、図示外のピニオン歯と噛み合う幅方向一端側（図１１の右側）では、最端側歯底２２５の深さが、当該ピニオン歯との噛み合いを確保するため、比較的大きな深さに形成される。一方、図示外のピニオン歯と噛み合うことがない幅方向他端側（図１１の左側）では、最端側歯底２２５の深さが、比較的小さい深さに形成される。これにより、最端側歯底２２５では、最端側歯底２２５の深さＤ２が、幅方向の一端側から他端側に向かって上り傾斜状、すなわち突出歯２２２の歯先２２２ａまでの距離Ｓが徐々に小さくなるように構成されている。

【0062】

（本実施形態の作用効果）
以上のように、本実施形態に係るラックバー及びステアリング装置では、最端側歯底２２５の深さＤ２は、ラック本体２１の軸線Ｚに対して交差する方向に可変して形成されている。

【0063】

このように、本実施形態では、ピニオン軸１２（ピニオン歯１２０）と噛み合う領域と、ピニオン軸１２（ピニオン歯１２０）と噛み合わない領域とで、最端側歯底２２５の深さＤ２が変更されている。具体的には、ピニオン歯１２０と噛み合う幅方向一端側では、最端側歯底２２５の深さＤ２が比較的大きく、ピニオン歯１２０と噛み合うことがない幅方向他端側では、最端側歯底２２５の深さＤ２が比較的小さくなるように形成されている。このため、ラックバー２を型鍛造する際の最端側歯底２２５における素材Ｍ１の流動量を必要最低限に抑えることが可能となる。その結果、ラックバー２の型鍛造時において第１鍛造型ＦＤ１に発生する前記ヒートチェックを抑制することができる。

【0064】

本発明は、前記各実施形態の構成に限定されるものではなく、ラックバー２及び当該ラックバー２が適用されるステアリング装置の仕様等に応じて自由に変更することができる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】