JP2002178935A - Steering device - Google Patents
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- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D3/00—Steering gears
- B62D3/02—Steering gears mechanical
- B62D3/12—Steering gears mechanical of rack-and-pinion type
- B62D3/123—Steering gears mechanical of rack-and-pinion type characterised by pressure yokes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
- F16H55/02—Toothed members; Worms
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- F16H55/28—Special devices for taking up backlash
- F16H55/283—Special devices for taking up backlash using pressure yokes
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用の舵取装
置の一形式として広く採用されているラックピニオン式
の舵取装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rack-and-pinion type steering device widely used as one type of steering device for automobiles.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ラックピニオン式の舵取装置は、車体の
左右方向に延設されたラックハウジングの内部に、軸長
方向への移動自在に支持されたラック軸と、前記ラック
ハウジングの中途部に軸心を交叉させて一体的に連設さ
れたピニオンハウジングの内部に、軸回りでの回動自在
に支持されたピニオン軸とを備え、該ピニオン軸に一体
形成されたピニオンを前記ラック軸の周面の一部に形成
されたラック歯に噛合させる共に、ラックハウジングの
両側に突出するラック軸の両端を左右の操向車輪（一般
的には前輪）に夫々連結し、また、ピニオンハウジング
から突出するピニオン軸の先端を舵輪（ステアリングホ
ィール）に連結して、舵輪操作に応じて生じる前記ピニ
オン軸の回動を前記ラック軸の軸長方向の移動に変換し
て、左右の操向車輪の操向、即ち、舵取りを行わせる構
成となっている。2. Description of the Related Art A rack and pinion type steering device includes a rack shaft movably supported in an axial direction inside a rack housing extending in the left-right direction of a vehicle body, and a middle portion of the rack housing. A pinion shaft that is rotatably supported around an axis inside a pinion housing that is integrally connected so as to intersect with the shaft center, and that the pinion formed integrally with the pinion shaft is connected to the rack shaft. , And both ends of a rack shaft protruding from both sides of the rack housing are connected to left and right steering wheels (generally, front wheels), respectively. The tip of a pinion shaft protruding from the steering wheel is connected to a steering wheel (steering wheel), and the rotation of the pinion shaft generated in response to the steering operation is converted into movement in the axial direction of the rack shaft, and the left and right steering vehicles Of steering, that is, it has a configuration to perform the steering.
【０００３】このようなラックピニオン式の舵取装置に
おいては、左右両方向の舵取りを遅れを伴わずに高精度
に行わせるために、ラック軸に形成されたラック歯とピ
ニオン軸に一体形成されたピニオンとの噛合部に適正な
予圧を加え、両者を実質的にバックラッシなしに噛み合
わせることが重要である。このため従来から、ラック軸
の周面に前記ピニオンとの噛合部の逆側から弾接し、該
ラック軸を、移動方向に案内すると共にピニオンに押し
付ける作用をなすラックガイドが用いられている。In such a rack and pinion type steering device, rack teeth formed on a rack shaft and a pinion shaft are integrally formed in order to perform steering in both left and right directions with high accuracy without delay. It is important that an appropriate preload is applied to the meshing portion with the pinion so that the two mesh with substantially no backlash. For this reason, conventionally, a rack guide that elastically contacts the peripheral surface of the rack shaft from the opposite side of the meshing portion with the pinion, guides the rack shaft in the moving direction, and presses the rack shaft against the pinion has been used.
【０００４】図５は、従来のラックピニオン式の舵取装
置の要部の構成を示す縦断面図である。本図に示す如
く、下半部にピニオン20が一体形成されたピニオン軸２
は、前記ピニオン20両側の一対の玉軸受21，22により、
ピニオンハウジングＨ2 の内部に同軸上での回動自在に
支承してあり、ピニオンハウジングＨ2 の上部に突出す
るピニオン軸２の突出端は、図中に模式的に示す舵輪
（ステアリングホイール）Ｓに連結されている。FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a main part of a conventional rack and pinion type steering device. As shown in this figure, a pinion shaft 2 in which a pinion 20 is integrally formed in a lower half portion
Is formed by a pair of ball bearings 21 and 22 on both sides of the pinion 20.
Yes and rotatably supported in coaxially inside the pinion housing H 2, the protruding end of the pinion shaft 2 that protrudes to the upper part of the pinion housing H 2 is the steering wheel shown schematically in FIG. (A steering wheel) S It is connected to.
【０００５】ピニオンハウジングＨ2 の中途部には、筒
形をなすラックハウジングＨ1 が、軸心を交叉させて連
設され、該ラックハウジングＨ1 の内部には、軸長方向
への移動自在にラック軸１が支承されている。ラック軸
１は、中途部の外側に適長に亘って形成されたラック歯
10を備えており、このラック歯10は、ピニオンハウジン
グＨ2 との交叉部において前記ピニオン20に噛合させて
ある。また、ラックハウジングＨ1 の両側に突出するラ
ック軸１の両端は、図示しない左右両側の操向車輪に夫
々連結されている。[0005] an intermediate portion of the pinion housing H 2 is the rack housing H 1 forming a cylindrical-shaped, is continuously provided by crossing the axis, the interior of the rack housing H 1, movable in the axial direction The rack shaft 1 is supported on the rack shaft 1. The rack shaft 1 has rack teeth formed over an appropriate length outside the intermediate portion.
Includes a 10, the rack teeth 10, are allowed to mesh with the pinion 20 at the intersection of the pinion housing H 2. Both ends of the rack shaft 1 that protrude on both sides of the rack housing H 1 is respectively connected to the steering wheel of the right and left sides, not shown.
【０００６】ラックハウジングＨ1 は、ピニオンハウジ
ングＨ2 との交叉部の逆位置に、両ハウジングＨ1 ，Ｈ
2 の夫々と略直交する向きに一体的に突設された保持ハ
ウジングＨ3 を備えている。該保持ハウジングＨ3 は、
軸心部を貫通する円形断面の保持孔30を備えており、該
保持孔30には、円筒形をなすラックガイド３が、軸長方
向への摺動自在に内嵌保持されている。The rack housing H 1 is located opposite to the intersection of the pinion housing H 2 and the two housings H 1 and H 2.
And a retaining housing H 3 which is integrally projected from the 2 each substantially perpendicular to the direction. The holding housing H 3 is
A holding hole 30 having a circular cross section penetrating the shaft center portion is provided, and a cylindrical rack guide 3 is fitted in the holding hole 30 so as to be slidable in the axial direction.
【０００７】ラックハウジングＨ1 の内側を臨むラック
ガイド３の先端は、ラック軸１の外形に対応するアーチ
形状を有し、ラック軸１の背面側（ピニオン20との噛合
部の逆側）の外周面に滑り板31を介して摺接させてあ
る。またラックガイド３の基端は、保持孔30の他側開口
部にねじ込まれ、ロックナット33により位置決め固定さ
れた支持キャップ32の底面に臨ませてあり、該底面との
間に介装された押しばね34により内向きに、即ち、ラッ
ク軸１に向けて付勢されている。The front end of the rack guide 3 facing the inside of the rack housing H 1 has an arch shape corresponding to the outer shape of the rack shaft 1, and is located on the rear side of the rack shaft 1 (the side opposite to the meshing portion with the pinion 20). The outer peripheral surface is brought into sliding contact with a sliding plate 31. The base end of the rack guide 3 is screwed into the other opening of the holding hole 30 and faces the bottom surface of the support cap 32 which is positioned and fixed by the lock nut 33, and is interposed between the rack cap 3 and the bottom surface. It is urged inward by the pressing spring 34, that is, toward the rack shaft 1.
【０００８】而してラックガイド３は、押しばね34のば
ね力によりラック軸１の背面に弾接し、該ラック軸１を
ピニオン軸２に押し付けてラック歯10とピニオン20との
噛合部に予圧を付与して、両者をバックラッシなしに良
好に噛合させる作用をなす。前記予圧は、支持キャップ
32のねじ込み量の増減により適正に調整される。The rack guide 3 resiliently contacts the rear surface of the rack shaft 1 by the spring force of the pressing spring 34, and presses the rack shaft 1 against the pinion shaft 2 to preload the meshing portion between the rack teeth 10 and the pinion 20. , So that the two can be satisfactorily engaged without backlash. The preload is the support cap
It is properly adjusted by increasing or decreasing the screwing amount of 32.
【０００９】以上の構成により、舵取りのための舵輪Ｓ
の操作がなされた場合、該舵輪Ｓに連結されたピニオン
軸２が回動し、この回動が、ラックガイド３による押圧
下にて良好に噛合するピニオン20とラック歯10とにより
ラック軸１の軸長方向の移動に変換され、この移動が左
右の操向車輪に伝達されて前記舵輪Ｓの操作に応じた舵
取りがなされる。With the above configuration, the steering wheel S for steering
Is performed, the pinion shaft 2 connected to the steering wheel S rotates, and this rotation is performed by the rack shaft 1 by the pinion 20 and the rack teeth 10 that mesh well under the pressure of the rack guide 3. The movement is transmitted to the left and right steered wheels, and steering according to the operation of the steering wheel S is performed.
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】さて、このような舵取
り動作中のラック軸１には、操向車輪に付与される路面
反力が逆入力として加わっており、この逆入力の作用に
よりラック軸１は、ピニオン20から離反する向きに撓み
変位しようとする。ラック軸１に弾接するラックガイド
３は、支持キャップ32との間に確保された隙間の範囲内
で保持孔30に沿って摺動可能であり、押しばね34のばね
力に抗して生じるこの摺動により前記撓み変位に追随し
つつラック軸１を支持することができ、ピニオン軸２に
対する良好な噛合状態を安定して維持する作用をなす。The reaction of the road surface applied to the steered wheels is applied as a reverse input to the rack shaft 1 during such a steering operation. 1 attempts to bend and displace in a direction away from the pinion 20. The rack guide 3 elastically contacting the rack shaft 1 is slidable along the holding hole 30 within a gap secured between the rack guide 1 and the support cap 32, and is formed against the spring force of the pressing spring 34. By sliding, the rack shaft 1 can be supported while following the bending displacement, so that a good meshing state with the pinion shaft 2 is stably maintained.
【００１１】ところが、前記逆入力によりラック軸１に
作用する力は、ラック歯10及びピニオン20の圧力面に垂
直な方向の力であり、ラックガイド３には、自身の軸長
方向のみならず、図５の紙面と直交する方向、即ち、ラ
ック軸１の軸長方向の分力もまた作用する。従ってラッ
クガイド３の摺動は、前記分力の作用により保持孔30の
内面に押し付けられた状態で生じ、常に一定の条件下で
の滑らかな摺動がなされず、該ラックガイド３により案
内されるラック軸１の移動が阻害されて操舵感覚の悪化
を招来するという問題があった。However, the force acting on the rack shaft 1 due to the reverse input is a force in the direction perpendicular to the pressure surface of the rack teeth 10 and the pinion 20. 5, that is, the component force in the axial direction of the rack shaft 1 also acts. Therefore, the slide of the rack guide 3 occurs in a state where the rack guide 3 is pressed against the inner surface of the holding hole 30 by the action of the component force, and smooth sliding under constant conditions is not always performed. In this case, the movement of the rack shaft 1 is hindered, and the steering feeling is deteriorated.
【００１２】また、保持孔30内でのラックガイド３の摺
動の繰り返しにより、これらの摺動面、即ち、保持孔30
の内面及び／又はラックガイド３の外面に偏摩耗が生
じ、この偏摩耗が進行した場合、保持孔30の内部におい
てラックガイド３との引っかかりが生じ、この引っかか
りが外れるとき、振動、衝突に伴う耳障りな異音が発生
する上、前記ラック歯10及びピニオン20の良好な噛合状
態を保つという目的が果たせなくなる難点があった。Further, by repeating the sliding of the rack guide 3 in the holding hole 30, these sliding surfaces, that is, the holding hole 30
Uneven wear occurs on the inner surface of the rack guide 3 and / or the outer surface of the rack guide 3. If the uneven wear progresses, the rack guide 3 may be caught inside the holding hole 30. In addition to the generation of unpleasant noises, the rack teeth 10 and the pinion 20 are not able to fulfill their purpose of maintaining a good meshing state.
【００１３】このような問題を解決するため、従来にお
いては、ラックガイド３と保持孔30との摺動面間にグリ
ースを封入し、このグリースの潤滑作用により摺動抵抗
を軽減して、前述した力の作用下においてもラックガイ
ド３が滑らかに摺動できるようにしている。しかしなが
らこの構成においては、ラックガイド３と保持孔30との
間に封入されたグリースが、ラックガイド３の摺動の繰
り返し、及び車両の走行中の振動により徐々に脱落し、
組立初期の抵抗軽減効果が早期に失われて、満足すべき
操舵感覚の改善効果が得られないという問題があった。In order to solve such a problem, conventionally, grease is sealed between the sliding surfaces of the rack guide 3 and the holding holes 30, and the sliding resistance is reduced by the lubricating action of the grease. The rack guide 3 can slide smoothly even under the action of the applied force. However, in this configuration, the grease sealed between the rack guide 3 and the holding hole 30 gradually drops due to the repeated sliding of the rack guide 3 and the vibration during traveling of the vehicle.
There is a problem that the effect of reducing the resistance at the initial stage of assembly is lost early, and a satisfactory effect of improving the steering feeling cannot be obtained.
【００１４】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、ラック軸を移動案内すると共にピニオン軸との
噛合部に押し付けるラックガイドを、ハウジングに設け
た保持孔内にて滑らかに摺動させることができ、またこ
の摺動面における偏摩耗の発生を抑えて、ラック軸の移
動案内を安定して行わせることができ、長期に亘って良
好な操舵感覚が得られるラックピニオン式の舵取装置を
提供することを目的とする。The present invention has been made in view of such circumstances, and a rack guide that guides the movement of a rack shaft and presses the rack shaft against a meshing portion with a pinion shaft slides smoothly in a holding hole provided in a housing. And a rack and pinion type rudder capable of stably guiding the movement of the rack shaft by suppressing the occurrence of uneven wear on the sliding surface and providing a good steering feeling over a long period of time. An object of the present invention is to provide a taking device.
【００１５】[0015]
【課題を解決するための手段】本発明の第１発明に係る
舵取装置は、舵輪の操作に応じたピニオン軸の回動を該
ピニオン軸に噛合するラック軸の軸長方向の移動に変換
して舵取りを行わせる構成であり、前記ラック軸のハウ
ジングに設けた保持孔内に摺動自在に内嵌保持され、前
記ラック軸の周面に前記ピニオン軸との噛合部の逆側か
ら弾接して、該噛合部に予圧を加えるラックガイドを備
えるラックピニオン式の舵取装置において、前記ラック
ガイド及び保持孔の夫々に対する摺動面間に介装された
固体潤滑材を備えることを特徴とする。A steering apparatus according to a first aspect of the present invention converts the rotation of a pinion shaft in accordance with the operation of a steering wheel into a movement in the axial direction of a rack shaft meshing with the pinion shaft. The rack shaft is slidably fitted in a holding hole provided in a housing of the rack shaft, and is provided on a peripheral surface of the rack shaft from a side opposite to a meshing portion with the pinion shaft. A rack-and-pinion type steering device including a rack guide that contacts and applies a preload to the meshing portion, wherein a solid lubricant is provided between sliding surfaces of the rack guide and the holding hole. I do.
【００１６】本発明においては、ピニオン軸との噛合部
の逆側からラック軸に弾接するラックガイドと、該ラッ
クガイドを摺動自在に保持する保持孔との摺動面に、固
体でありながら潤滑作用を有する固体潤滑材を介装し、
この固体潤滑材の潤滑作用により、種々の方向の外力の
作用下でのラックガイドの摺動を、長期に亘って滑らか
に行わせる。According to the present invention, the sliding surface of the rack guide elastically contacting the rack shaft from the opposite side of the meshing portion with the pinion shaft and the holding hole for slidably holding the rack guide is provided on the sliding surface. With a solid lubricant that has a lubricating effect,
Due to the lubricating action of the solid lubricant, the sliding of the rack guide under the action of external forces in various directions is smoothly performed for a long period of time.
【００１７】また本発明の第２発明に係る舵取装置は、
第１発明における固体潤滑材が、前記摺動面に被着され
た被膜層であることを特徴とする。Further, a steering device according to a second invention of the present invention comprises:
The solid lubricant according to the first invention is a coating layer adhered to the sliding surface.
【００１８】また本発明の第３発明に係る舵取装置は、
前記ラックガイドがアルミニウム合金製であるとき、第
２発明における被膜層が、アルマイト処理された前記ラ
ックガイドの外面にモリブデン硫化物を析出させて形成
してあることを特徴とする。Further, a steering device according to a third aspect of the present invention comprises:
When the rack guide is made of an aluminum alloy, the coating layer according to the second invention is formed by depositing molybdenum sulfide on an outer surface of the alumite-treated rack guide.
【００１９】これらの発明においては、ラックガイド及
び保持孔の夫々に対する摺動面の一方又は両方に固体潤
滑材からなる被膜層を形成し、摺動面間への固体潤滑材
の介装を確実に実現する。このような被膜層は、ラック
ガイドがアルミニウム合金製である場合、これの表面を
アルマイト処理した後、この処理面上に固体潤滑材とし
ての作用をなすモリブデン硫化物（２硫化モリブデン）
を析出させる手順により形成することができる。In these inventions, a coating layer made of a solid lubricant is formed on one or both of the sliding surfaces for the rack guide and the holding hole, and the solid lubricant is interposed between the sliding surfaces. To be realized. When the rack guide is made of an aluminum alloy, such a coating layer is formed by molybdenum sulfide (molybdenum disulfide) acting as a solid lubricant on the treated surface after anodizing the surface of the rack guide.
Can be formed by the procedure of precipitating.
【００２０】更に本発明の第４発明に係る舵取装置は、
第１発明における固体潤滑材が、前記摺動面に形成され
たスリットに埋設してあることを特徴とする。Further, a steering device according to a fourth invention of the present invention is characterized in that:
The solid lubricant according to the first aspect is embedded in a slit formed in the sliding surface.
【００２１】この発明においては、ラックガイド及び保
持孔の夫々に対する摺動面の一方又は両方に別体に用意
した固体潤滑材を埋設して、摺動面間への介装を実現す
る。In the present invention, a solid lubricant prepared separately is buried in one or both of the sliding surfaces for the rack guide and the holding hole, thereby realizing the interposition between the sliding surfaces.
【００２２】[0022]
【発明の実施の形態】以下本発明をその実施の形態を示
す図面に基づいて詳述する。図１は、本発明に係るラッ
クピニオン式の舵取装置の要部の構成を示す縦断面図で
ある。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to the drawings showing the embodiments. FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a main part of a rack and pinion type steering device according to the present invention.
【００２３】図中Ｈ2 はピニオンハウジングであり、こ
のピニオンハウジングＨ2 の内部にはピニオン軸２が配
してある。ピニオン軸２は、下半部を拡径して一体形成
されたピニオン20を備えており、該ピニオン20の上下両
側に位置する一対のアンギュラ玉軸受21，22により、ピ
ニオンハウジングＨ2 の内部に同軸上での回動自在に支
承されている。また、ピニオンハウジングＨ2 の外部に
突出するピニオン軸２の上端部は、図中に模式的に示す
舵輪（ステアリングホィール）SHに連結されている。而
してピニオン軸２は、舵取りのための舵輪Sの回転操作
に応じてピニオンハウジングＨ2 の内部にて回動する。In the drawing, reference numeral H 2 denotes a pinion housing, and a pinion shaft 2 is disposed inside the pinion housing H 2 . The pinion shaft 2 is provided with a pinion 20 which is integrally formed by expanded the lower half portion by a pair of angular ball bearings 21 and 22 located on both upper and lower sides of the pinion 20, the interior of the pinion housing H 2 It is rotatably supported on the same axis. The upper end portion of the pinion shaft 2 that protrudes to the outside of the pinion housing H 2 is connected to schematically shown the steering wheel (steering wheel) SH in FIG. Pinion shaft 2 Thus pivots in the interior of the pinion housing H 2 in response to the rotating operation of the steering wheel S for steering.
【００２４】前記ピニオンハウジングＨ2 の下半部の一
側には、円筒形をなすラックハウジングＨ1 が軸心を交
叉させて連設されており、該ラックハウジングＨ1 の内
部には、軸長方向への移動自在にラック軸１が支承され
ている。ラック軸１は、中途部外周に適長に亘って形成
されたラック歯10を備えており、該ラック歯10は、ピニ
オンハウジングＨ2 との交叉部において前記ピニオン20
に噛合させてある。またラック軸１の両端は、ラックハ
ウジングＨ1 の両側に突設され、図示しない左右の操向
車輪に各別に連結されており、これらの操向車輪が、ラ
ックハウジングＨ1 内でのラック軸１の移動に応じて操
向されるようになしてある。[0024] one side of the lower half portion of the pinion housing H 2 is the rack housing H 1 having a cylindrical shape are continuously provided by crossing the axis, the interior of the rack housing H 1, the shaft A rack shaft 1 is supported movably in the longitudinal direction. The rack shaft 1 is provided with a rack teeth 10 formed over the appropriate length in the middle portion periphery, the rack teeth 10, the pinion 20 in the intersection of the pinion housing H 2
Has been engaged. The ends of the rack shaft 1 is projected from the opposite sides of the rack housing H 1, is connected to each other to the left and right steered wheels (not shown), these steering wheels, rack shaft in the rack housing H 1 It is adapted to be steered according to the movement of one.
【００２５】以上の構成は、図５に示す従来の舵取装置
の構成と同様であるが、本発明に係る舵取装置の特徴
は、ラック軸１をピニオン軸２との噛合部の逆側から押
圧し、ラック軸１に形成されたラック歯10とピニオン軸
２に設けたピニオン20との噛合部に予圧を付与すべく設
けられたラックガイド３及びその保持部の構成にある。The above configuration is the same as the configuration of the conventional steering device shown in FIG. 5, but the feature of the steering device according to the present invention is that the rack shaft 1 is connected to the pinion shaft 2 on the opposite side of the meshing portion. And a rack guide 3 provided to apply a preload to a meshing portion between a rack tooth 10 formed on the rack shaft 1 and a pinion 20 provided on the pinion shaft 2 and a holding portion thereof.
【００２６】ラックハウジングＨ1 は、ピニオンハウジ
ングＨ2 との交叉部の逆位置に、両ハウジングＨ1 ，Ｈ
2 の夫々と略直交する向きに一体に突設された保持ハウ
ジングＨ3 を備えている。該保持ハウジングＨ3 には、
これの軸心部を貫通し、ラックハウジングＨ1 の内部
に、ラック軸１の背面側（ピニオン軸２との噛合部の逆
側）にて開口する円形断面の保持孔30が形成してあり、
該保持孔30には、軸長方向への摺動自在にラックガイド
３が内嵌保持されている。The rack housing H 1 is the inverse position of the intersection of the pinion housing H 2, the housings H 1, H
And a retaining housing H 3 extending integrally into two respective substantially orthogonal orientation. The said retention housing H 3,
This axial center portion through the, is inside the rack housing H 1, and the holding hole 30 of circular cross-section is formed to open at the rear side of the rack shaft 1 (reverse side of the meshing part between the pinion shaft 2) ,
The rack guide 3 is internally fitted and held in the holding hole 30 so as to be slidable in the axial direction.
【００２７】図２は、ラックガイド３の外観斜視図であ
る。本図に示す如くラックガイド３は、保持孔30の断面
に対応する円筒形状を有し、その一側端面には、アーチ
形に凹ませた凹部3aが設けてあり、該凹部3aに滑り板31
を一体に取り付けて構成されている。FIG. 2 is an external perspective view of the rack guide 3. As shown in the figure, the rack guide 3 has a cylindrical shape corresponding to the cross section of the holding hole 30, and has a concave portion 3a formed in an arched shape on one side end surface thereof. 31
Are integrally attached.
【００２８】滑り板31は、炭素繊維強化ポリアセタノー
ル（ＰＯＭ）等、耐摩耗性に優れ、低摩擦係数を有する
合成樹脂材料製の板材であり、図２中に取り外して示さ
れているように、前記支持面3aに対応するアーチ形に湾
曲成形されており、凸側の一面の略中央には、円形断面
を有する係合突起3bが突設されている。一方ラックガイ
ド３には、前記係合突起3bに対応する係合孔3cが、前記
凹部3aの中央に開口を有して形成されており、前記滑り
板31は、図２中に矢符により示す如く、これに突設され
た係合突起3bをラックガイド３の係合孔3cに嵌め込み、
これらの係合により位置決めされて、前記凹部3aの内面
に沿うように取付けられている。The sliding plate 31 is a plate made of a synthetic resin material having excellent abrasion resistance and a low coefficient of friction, such as carbon fiber reinforced polyacetanol (POM). As shown in FIG. An engaging projection 3b having a circular cross section is provided so as to protrude from substantially the center of one surface on the convex side, corresponding to the supporting surface 3a. On the other hand, an engaging hole 3c corresponding to the engaging protrusion 3b is formed in the rack guide 3 with an opening at the center of the concave portion 3a, and the sliding plate 31 is formed by an arrow in FIG. As shown, the engaging projection 3b protruding therefrom is fitted into the engaging hole 3c of the rack guide 3,
Positioned by these engagements, it is attached along the inner surface of the concave portion 3a.
【００２９】また、このように構成されたラックガイド
３の外面には、図２中にハッチングを施して示す如く、
その全面に亘って固体潤滑材からなる被膜層４が形成さ
れている。この被膜層４を形成する固体潤滑材は、後述
の如く、前記保持孔30の内部においてラックガイド３が
摺動するとき、両者間の摺動抵抗を軽減する作用をなす
ものであり、ラックガイド３の材質、及び保持孔30が形
成された保持ハウジングＨ3 の材質に応じて適宜の材料
が選定される。As shown in FIG. 2, the outer surface of the rack guide 3 thus configured is hatched.
A coating layer 4 made of a solid lubricant is formed over the entire surface. The solid lubricant forming the coating layer 4 functions to reduce the sliding resistance between the rack guide 3 when the rack guide 3 slides inside the holding hole 30 as described later. An appropriate material is selected according to the material of No. 3 and the material of the holding housing H3 in which the holding hole 30 is formed.
【００３０】例えば、保持ハウジングＨ3 及びラックガ
イド３が、共にアルミニウム合金製である一般的な構成
において、該ラックガイド３の外面の被膜層４は、以下
に示す手順にて形成されるモリブデン硫化物（２硫化モ
リブデン）製とすることができる。For example, in a general configuration in which the holding housing H 3 and the rack guide 3 are both made of an aluminum alloy, the coating layer 4 on the outer surface of the rack guide 3 is made of molybdenum sulfide formed by the following procedure. (Molybdenum disulfide).
【００３１】図３は２硫化モリブデンの被膜層４の形成
手順の説明図である。この形成においては、まず図３
（ａ）に示す如く、アルミニウム合金製のラックガイド
３の表面にアルマイト層4aを形成する。該アルマイト層
4aは、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）を主成分とするアルミニ
ウムの酸化被膜であり、硫酸等の電解質を含む水溶液中
において、アルミニウム合金製のラックガイド３を陽極
酸化せしめる公知のアルマイト処理の手順により形成す
ることができる。FIG. 3 is an explanatory view of a procedure for forming the coating layer 4 of molybdenum disulfide. In this formation, first, FIG.
As shown in (a), an alumite layer 4a is formed on the surface of a rack guide 3 made of an aluminum alloy. The anodized layer
Reference numeral 4a denotes an oxide film of aluminum containing alumina (Al 2 O 3 ) as a main component, which is formed by a known alumite treatment procedure in which an aluminum alloy rack guide 3 is anodized in an aqueous solution containing an electrolyte such as sulfuric acid. Can be formed.
【００３２】以上の如く形成されたアルマイト層4aは、
図示の如く、表面に多数の小孔を備える多孔質の被膜で
ある。次いで、このようなアルマイト層4aが形成された
ラックガイド３を、チオモリブデン酸アンモニウム水溶
液中にて電解処理すると、図３（ｂ）中に白丸により示
す如くアルマイト層4a表面の小孔中に発生する水素イオ
ン（Ｈ+ ）と、同じく黒丸により示す如くチオモリブデ
ン酸アンモニウムの解離により生成される硫化モリブデ
ンイオン（ＭｏＳ4 2- ）とが反応し、各小孔内部に２硫
化モリブデン（ＭｏＳ2 ）が析出して、図３（ｃ）に示
す如く各小孔内を埋め、更にアルマイト層4aの表面、即
ち、ラックガイド３の表面を覆うように２硫化モリブデ
ンからなる被膜層４が形成される。The alumite layer 4a formed as described above is
As shown, it is a porous coating having a large number of small holes on the surface. Next, when the rack guide 3 on which such an alumite layer 4a is formed is subjected to electrolytic treatment in an aqueous solution of ammonium thiomolybdate, as shown by a white circle in FIG. 3B, the rack guide 3 is generated in small holes on the surface of the alumite layer 4a. hydrogen ions (H +), likewise closed circles molybdenum sulfide ions produced by the dissociation of the thio ammonium molybdate and (MoS 4 2-) is reacted as shown by, each of the small holes therein molybdenum disulfide (MoS 2) Is deposited, and as shown in FIG. 3C, a coating layer 4 made of molybdenum disulfide is formed so as to fill the small holes and further cover the surface of the alumite layer 4a, that is, the surface of the rack guide 3. .
【００３３】このように形成される被膜層４の厚さは、
前記アルマイト処理の処理時間に応じて自在に設定する
ことができ、この厚さは、母材となるラックガイド３表
面のアルミニウム部分の減少厚さに略相当する。従っ
て、ラックガイド３の外径は、前記被膜層４の形成前後
において略等しく、該被膜層４の形成後における表面の
追加加工は殆ど必要ない。なお、図１に示す被膜層４
は、その存在を明示するために、ラックガイド３の表面
に大なる厚さを有して図示してあるが、該被膜層４の厚
さは数十〜数百μｍ程度である。The thickness of the coating layer 4 thus formed is
The thickness can be freely set according to the processing time of the alumite processing, and this thickness substantially corresponds to the reduced thickness of the aluminum portion on the surface of the rack guide 3 serving as the base material. Therefore, the outer diameter of the rack guide 3 is substantially equal before and after the formation of the coating layer 4, and additional processing of the surface after the formation of the coating layer 4 is almost unnecessary. The coating layer 4 shown in FIG.
Is shown with a large thickness on the surface of the rack guide 3 to clearly show its existence, but the thickness of the coating layer 4 is about several tens to several hundreds μm.
【００３４】以上の如きラックガイド３は、図１に示す
如く、保持ハウジングＨ3 に形成された保持孔30内に凹
部3aの形成側を先として嵌め込まれ、ラックハウジング
Ｈ1内への連通部においてラック軸１の背面側（ピニオ
ン20との噛合部の逆側）の外周面に、前記凹部3aに被着
された滑り板31を当接させてある。凹部3a及び滑り板31
のアーチ形状はラック軸１の外形形状に合わせて設定し
てあり、ラックガイド３への当接は、図示の如く、滑り
板31の略全面において行われる。The above-described rack guide 3, as shown in FIG. 1, is fitted to the formation side of the concave portion 3a as previously in the holding hole 30 formed in the holding housing H 3, the communicating portion of the rack housing H 1 2, a slide plate 31 attached to the recess 3a is brought into contact with the outer peripheral surface on the back side of the rack shaft 1 (the side opposite to the portion meshed with the pinion 20). Recess 3a and sliding plate 31
Is set in accordance with the outer shape of the rack shaft 1, and the contact with the rack guide 3 is performed on substantially the entire surface of the slide plate 31, as shown in the figure.
【００３５】またラックガイド３の基端は、保持孔30の
他側開口部にねじ込まれ、ロックナット33により位置決
め固定された支持キャップ32の底面に臨ませてあり、該
底面との間に介装された押しばね34により内向きに、即
ち、ラック軸１に向けて付勢されている。而してラック
ガイド３は、押しばね34のばね力によりラック軸１の背
面に弾接し、該ラック軸１をピニオン軸２に押し付け、
ラック歯10とピニオン20との噛合部に予圧を付与して、
両者をバックラッシなしに良好に噛合させる作用をな
す。この予圧は、支持キャップ32のねじ込み量の増減に
より適正に調整される。The base end of the rack guide 3 is screwed into the opening on the other side of the holding hole 30 and faces the bottom surface of the support cap 32 positioned and fixed by the lock nut 33. It is urged inward, that is, toward the rack shaft 1 by the mounted push spring 34. The rack guide 3 elastically contacts the rear surface of the rack shaft 1 by the spring force of the pressing spring 34, and presses the rack shaft 1 against the pinion shaft 2.
By applying a preload to the meshing portion between the rack teeth 10 and the pinion 20,
It works to make the two mesh well without backlash. This preload is appropriately adjusted by increasing or decreasing the amount of screwing of the support cap 32.
【００３６】以上の如く構成された本発明に係るラック
ピニオン式の舵取装置において、舵取りのための舵輪Ｓ
の操作がなされた場合、該舵輪Ｓに連結されたピニオン
軸２がピニオンハウジングＨ2 の内部にて回動し、この
回動が、前記ピニオン20と前記ラック歯10との噛合によ
りラック軸１の軸長方向の移動に変換され、ラックハウ
ジングＨ1 の内部にて生じるラック軸１の移動が、これ
の両端に連結された左右の操向車輪に伝達され、これら
の操向車輪が操向されて、前記舵輪Ｓの操作に応じた舵
取りがなされる。In the rack and pinion type steering apparatus according to the present invention having the above-described structure, the steering wheel S for steering is provided.
If the operation has been performed, rotates the pinion shaft 2 which is connected to該舵wheel S is at the interior of the pinion housing H 2, the rack shaft 1 by engagement of the rotation is, with the rack teeth 10 and the pinion 20 is converted to the movement in the axial direction, the movement of the rack shaft 1 caused by the internal of the rack housing H 1 is transmitted to the left and right steering wheels that are connected to both ends, these steering wheels steered Then, steering according to the operation of the steering wheel S is performed.
【００３７】このような舵取り動作中、ラック歯10とピ
ニオン20とは、ラックガイド３による押圧下にて適正な
予圧を付与されて噛合しており、ピニオン軸２の回動か
らラック軸１の移動への運動変換が遅れを伴うことなく
高効率にて行われる。またラックガイド３は、耐摩耗性
に優れ、低摩擦係数を有する合成樹脂材料製の滑り板31
を介してラック軸１に弾接しており、該ラック軸１を、
前述した押圧下において滑らかに移動案内することがで
き、良好な操舵感覚が得られる。During such a steering operation, the rack teeth 10 and the pinion 20 are meshed with each other under an appropriate preload under the pressure of the rack guide 3, and the rotation of the pinion shaft 2 causes the rack shaft 1 to rotate. The conversion of movement to movement is performed with high efficiency without delay. The rack guide 3 has a sliding plate 31 made of a synthetic resin material having excellent wear resistance and a low friction coefficient.
The rack shaft 1 is in elastic contact with the rack shaft 1 through
The movement can be smoothly guided under the above-mentioned pressing, and a good steering feeling can be obtained.
【００３８】また前述した舵取り動作中のラック軸１
は、操向車輪に付与される路面反力等の逆入力の作用に
より、ピニオン20から離反する向きに撓み変位しようと
する。ラック軸１に弾接するラックガイド３は、支持キ
ャップ32との間に確保された隙間の範囲内で保持孔30に
沿って摺動可能であり、押しばね34のばね力に抗して生
じるこの摺動により、前記逆入力の作用による撓み変位
に追随しつつラック軸１を支持することができる。The rack shaft 1 during the steering operation described above.
Is bent and displaced in a direction away from the pinion 20 by the action of a reverse input such as a road surface reaction force applied to the steered wheels. The rack guide 3 elastically contacting the rack shaft 1 is slidable along the holding hole 30 within a gap secured between the rack guide 1 and the support cap 32, and is formed against the spring force of the pressing spring 34. By sliding, the rack shaft 1 can be supported while following the bending displacement caused by the action of the reverse input.
【００３９】本発明に係る舵取装置において前記ラック
ガイド３は、前記保持孔30の内面に対する摺動面となる
外周面の全体が、前述の如く形成された２硫化モリブデ
ンからなる被膜層４により被覆されている。固体潤滑材
である２硫化モリブデンは、保持孔30の内面に対するラ
ックガイド３の摺動に際して潤滑作用をなし、両者間の
摺動抵抗が軽減される。また前記被膜層４は、ラックガ
イド３の摺動の繰り返し、及び車両の走行中の振動によ
り脱落することがなく、該被覆層４による抵抗軽減効果
は、長期に亘って変わることなく維持される。In the steering apparatus according to the present invention, the rack guide 3 has a coating layer 4 made of molybdenum disulfide formed as described above so that the entire outer peripheral surface serving as a sliding surface against the inner surface of the holding hole 30 is formed. Coated. Molybdenum disulfide, which is a solid lubricant, performs a lubricating action when the rack guide 3 slides on the inner surface of the holding hole 30, and the sliding resistance between the two is reduced. Further, the coating layer 4 does not fall off due to the repeated sliding of the rack guide 3 and the vibration during running of the vehicle, and the effect of reducing the resistance by the coating layer 4 is maintained without change over a long period of time. .
【００４０】従って、前記ラックガイド３の摺動は、前
記逆入力の分力の作用により保持孔30の内面に押し付け
られた状態においても滑らかに生じ、該ラックガイド３
により案内されるラック軸１の移動が阻害される虞れが
ない。また、保持孔30とラックガイド３の摺動面に、前
記押し付けに伴う偏摩耗が生じ、進行する虞れが回避さ
れ、ラック歯10及びピニオン20の良好な噛合状態を保つ
という本来の目的を長期に亘って変わりなく維持するこ
とができる。Accordingly, the sliding of the rack guide 3 occurs smoothly even when the rack guide 3 is pressed against the inner surface of the holding hole 30 by the action of the component force of the reverse input.
There is no fear that the movement of the rack shaft 1 guided by the guide will be hindered. In addition, uneven wear caused by the pressing occurs on the sliding surface of the holding hole 30 and the rack guide 3 to avoid the possibility of progress, and the original purpose of maintaining a good meshing state of the rack teeth 10 and the pinion 20 is achieved. It can be maintained unchanged for a long time.
【００４１】ラックガイド３外周面の被膜層４は、前記
２硫化モリブデンに限らず、他の固体潤滑材により形成
されたものであってもよい。例えば、２硫化モリブデン
と同様の相乗格子構造物であるグラファイトのコーティ
ングにより形成された被膜層４は、同等の潤滑作用を期
待することができる。固体潤滑材としては、これらの外
に、各種金属の酸化物、水酸化物、硫化物、りん酸化合
物等が挙げられる。The coating layer 4 on the outer peripheral surface of the rack guide 3 is not limited to molybdenum disulfide, but may be formed of another solid lubricant. For example, the coating layer 4 formed by the coating of graphite, which is a synergistic lattice structure similar to molybdenum disulfide, can expect the same lubricating effect. In addition to these, solid lubricants include oxides, hydroxides, sulfides, and phosphate compounds of various metals.
【００４２】また被膜層４は、ラックガイド３の外周面
に限らず、保持孔30の内周面に形成してもよく、更に
は、ラックガイド３の外周面及び保持孔30の内周面の両
方に形成してもよい。The coating layer 4 is not limited to the outer peripheral surface of the rack guide 3 but may be formed on the inner peripheral surface of the holding hole 30. Further, the outer peripheral surface of the rack guide 3 and the inner peripheral surface of the holding hole 30 may be formed. It may be formed in both.
【００４３】また前述した被膜層４の形成に限らず、ラ
ックガイド３の外周面及び保持孔30の内周面に、これら
と別体に構成された固体潤滑材を取り付けることにより
摺動抵抗の軽減を図ることが可能である。図４は、本発
明の他の実施の形態を示すラックガイド３の外観斜視図
である。Not only the formation of the coating layer 4 described above, but also a solid lubricant formed separately from the outer peripheral surface of the rack guide 3 and the inner peripheral surface of the holding hole 30 is attached to the rack guide 3 to reduce the sliding resistance. Reduction can be achieved. FIG. 4 is an external perspective view of a rack guide 3 showing another embodiment of the present invention.
【００４４】本図に示すラックガイド３には、外周面の
複数か所に軸長方向に延びる細幅のスリット35，35…が
略等配をなして形成されており、各スリット35，35…の
夫々に棒状に成形された固体潤滑材36，36…が、前記外
周面にわずかに露出する態様に埋設され、これらの露出
端が前記保持孔30の内面に摺接する構成としてある。他
の部分の構成は、図２に示すラックガイド３と同一であ
り、対応する部分に図２と共通の参照符号を付して説明
を省略する。In the rack guide 3 shown in this figure, narrow slits 35 extending in the axial direction are formed at a plurality of positions on the outer peripheral surface so as to be substantially equally arranged. Each of the solid lubricants 36, 36 formed into a rod shape is embedded so as to be slightly exposed on the outer peripheral surface, and these exposed ends are in sliding contact with the inner surface of the holding hole 30. The configuration of the other parts is the same as that of the rack guide 3 shown in FIG. 2, and the corresponding parts are denoted by the same reference numerals as in FIG.
【００４５】前記固体潤滑材36，36…としては、例え
ば、所定長に裁断したグラファイトの棒材を用いること
ができ、対応するスリット35，35…の内部に接着して固
定されている。固体潤滑材36，36…の本数は、図に示す
８本に限らず、加工及び組付けに要する時間が過大とな
らない範囲において可及的に多数とし、保持孔30内での
摺動時に荷重の分散を図るのが望ましい。また固体潤滑
材36，36…の形状は、図に示す単純な棒状に限らず適宜
の形状とすることが可能であり、例えば、ラックガイド
３の外周面への露出端を拡幅した形状とすることによ
り、保持孔30内での摺動時に夫々の固体潤滑材36，36…
の接触面積を増し、荷重の分散を図ることができる。As the solid lubricants 36, 36, for example, graphite rods cut to a predetermined length can be used, and are adhered and fixed inside corresponding slits 35, 35,. The number of the solid lubricants 36, 36 ... is not limited to eight as shown in the figure, and should be as large as possible within a range where the time required for processing and assembling is not excessive. Is desirable. The shape of the solid lubricants 36 is not limited to the simple rod shape shown in the figure, but may be any appropriate shape. For example, the shape of the exposed end of the rack guide 3 on the outer peripheral surface is widened. As a result, the solid lubricants 36, 36,.
Can be increased, and the load can be dispersed.
【００４６】[0046]
【発明の効果】以上詳述した如く本発明の第１発明に係
る舵取装置においては、ラック軸に弾接するラックガイ
ドと、これを摺動自在に保持する保持孔との摺動面に固
体潤滑材を介装したから、種々の方向に加わる外力の作
用下でのラックガイドの摺動を滑らかに行わせ、保持孔
との摺動面における偏摩耗の発生を抑えてラック軸の移
動案内を安定して行わせることができ、長期に亘って良
好な操舵感覚を維持することが可能となる。As described in detail above, in the steering apparatus according to the first aspect of the present invention, the solid surface is provided on the sliding surface of the rack guide which elastically contacts the rack shaft and the holding hole which slidably holds the rack guide. Since the lubricating material is interposed, the rack guide slides smoothly under the action of the external force applied in various directions, and the occurrence of uneven wear on the sliding surface with the holding hole is suppressed to guide the rack shaft movement. Can be stably performed, and a good steering feeling can be maintained for a long period of time.
【００４７】また第２発明に係る舵取装置においては、
ラックガイド及び保持孔の摺動面に固体潤滑材製の被膜
層を形成したから、摺動面間の固体潤滑材の介装を、容
易にしかも確実に実現することができる。In the steering device according to the second invention,
Since the coating layer made of the solid lubricant is formed on the sliding surfaces of the rack guide and the holding holes, the solid lubricant can be easily and reliably interposed between the sliding surfaces.
【００４８】また第３発明に係る舵取装置においては、
アルミニウム合金製のラックガイドの外面をアルマイト
処理し、この処理面に、固体潤滑材としてのモリブデン
硫化物を析出させて被膜層を形成したから、強固な被着
強度を有する固体潤滑材製の被膜を容易に形成すること
ができる。Further, in the steering device according to the third invention,
The outer surface of the aluminum alloy rack guide was subjected to alumite treatment, and molybdenum sulfide as a solid lubricant was deposited on this treated surface to form a coating layer. Therefore, a solid lubricant coating having a strong adhesion strength was formed. Can be easily formed.
【００４９】更に第４発明に係る舵取装置においては、
摺動面に形成されたスリットに固体潤滑材を埋設したか
ら、被膜の形成が難しい固体潤滑材の介装が可能となる
等、本発明は優れた効果を奏する。Further, in the steering device according to the fourth invention,
Since the solid lubricant is buried in the slit formed on the sliding surface, the present invention has excellent effects, for example, it is possible to interpose a solid lubricant in which formation of a coating is difficult.
【図１】本発明に係る舵取装置の要部の構成を示す縦断
面図である。FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a main part of a steering device according to the present invention.
【図２】ラックガイドの外観斜視図である。FIG. 2 is an external perspective view of a rack guide.
【図３】２硫化モリブデンの被膜層の形成手順の説明図
である。FIG. 3 is an explanatory view of a procedure for forming a coating layer of molybdenum disulfide.
【図４】本発明の他の実施の形態を示すラックガイドの
外観斜視図である。FIG. 4 is an external perspective view of a rack guide showing another embodiment of the present invention.
【図５】従来の舵取り装置の要部の構成を示す縦断面図
である。FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a main part of a conventional steering device.
１ ラック軸 ２ ピニオン軸 ３ ラックガイド ４ 被膜層 10 ラック歯 20 ピニオン 35 スリット 36 固体潤滑材 Ｈ1 ラックハウジング Ｈ2 ピニオンハウジング Ｈ3 保持ハウジング1 rack shaft 2 the pinion shaft 3 rack guide 4 coating layer 10 rack teeth 20 pinion 35 slit 36 solid lubricant H 1 rack housing H 2 pinion housing H 3 holds the housing
Claims (4)
該ピニオン軸に噛合するラック軸の軸長方向の移動に変
換して舵取りを行わせる構成であり、前記ラック軸のハ
ウジングに設けた保持孔内に摺動自在に内嵌保持され、
前記ラック軸の周面に前記ピニオン軸との噛合部の逆側
から弾接して、該噛合部に予圧を加えるラックガイドを
備えるラックピニオン式の舵取装置において、 前記ラックガイド及び保持孔の夫々に対する摺動面間に
介装された固体潤滑材を備えることを特徴とする舵取装
置。1. A structure in which rotation of a pinion shaft in accordance with operation of a steering wheel is converted into movement of a rack shaft meshing with the pinion shaft in the axial direction to perform steering, and is provided on a housing of the rack shaft. Slidably fitted inside the holding hole,
In a rack-and-pinion type steering device including a rack guide that elastically contacts the peripheral surface of the rack shaft from the opposite side of the meshing portion with the pinion shaft and applies a preload to the meshing portion, each of the rack guide and the holding hole A solid lubricating material interposed between sliding surfaces of the steering device.
被膜層である請求項１記載の舵取装置。2. The steering device according to claim 1, wherein the solid lubricant is a coating layer applied to the sliding surface.
であるとき、前記被膜層は、アルマイト処理された前記
ラックガイドの外面にモリブデン硫化物を析出させて形
成してある請求項２記載の舵取装置。3. The steering device according to claim 2, wherein, when the rack guide is made of an aluminum alloy, the coating layer is formed by depositing molybdenum sulfide on an outer surface of the alumite-treated rack guide. .
れたスリットに埋設してある請求項１記載の舵取装置。4. The steering device according to claim 1, wherein the solid lubricant is embedded in a slit formed in the sliding surface.
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