JP2004351996A - Rack pinion type steering system - Google Patents

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JP2004351996A
JP2004351996A JP2003149854A JP2003149854A JP2004351996A JP 2004351996 A JP2004351996 A JP 2004351996A JP 2003149854 A JP2003149854 A JP 2003149854A JP 2003149854 A JP2003149854 A JP 2003149854A JP 2004351996 A JP2004351996 A JP 2004351996A
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JP
Japan
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rack
gear case
peripheral surface
type steering
pinion type
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Pending
Application number
JP2003149854A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshiro Kusumi
美朗 久住
Hidekazu Yamashita
英一 山下
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Oiles Industry Co Ltd
Original Assignee
Oiles Industry Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rack pinion type steering system which smoothly moves a rack guide to a rack bar even a gear case and a rack guide base body are formed of aluminum or aluminum alloy. <P>SOLUTION: The rack pinion type steering system 1 is furnished with: the gear case 3 made of aluminum or aluminum alloy having a hollow part 2; a steering shaft 6 supported on the gear case 3 free to rotate through roller bearings 4 and 5; a pinion 7 integrally provided on a shaft end part of the steering shaft 6; the rack bar 9 on which a rack tooth 8 to bite on the pinion 7 is formed; the rack guide 10 arranged in the hollow part 2 of the gear case 3 and to support the rack bar 9 free to slide; and a coil spring 11 to pressurize the rack guide 10 toward the rack bar 9. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハンドルの回転動作に連動してピニオンを回転させ、該ピニオンと噛合するラック歯を有したラックバーを往復移動させて操舵を行うようにした、自動車等の車輌に用いられるラックピニオン式ステアリング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
ラックピニオン式ステアリング装置は、通常、ギヤケースと、このギヤケースにピニオン軸を介して回転自在に支持されたピニオンと、このピニオンに噛合うラック歯が形成されたラックバーと、ギヤケース内に配されて、ラックバーを摺動自在に支持するラックガイドと、このラックガイドをラックバーに向かって押圧するコイルばねとを具備している。
【0003】
斯かるラックピニオン式ステアリング装置においては、ラックバーのラック歯とピニオンとの噛合部でピニオン軸の回転に伴って互いに離反する向きの力が作用してラックバーに撓みが生じ、ラック歯の歯条の配列方向へのガタつきが大きくなる結果、ラック歯とピニオンとの歯部間に打音が生じるので、ラックバーを間にしてピニオン軸と反対側に摩擦抵抗の小さい摺動片を有したラックガイドを設け、このラックガイドをコイルばねの押圧力によりピニオン軸側に押圧し、摺動片をラックバーに摺接させてラックバーとの摺動摩擦抵抗を低減しつつ、ラック歯の歯条の配列方向のガタつきを抑制し、ラック歯とピニオンとの噛合部での打音を低減させるようになっている。
【0004】
【特許文献1】
実開昭58−19874号公報
【特許文献2】
実開昭53−47222号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ラックピニオン式ステアリング装置にあっては、近年、ギヤケースは、軽量であること、加工が容易であることなどからアルミニウム又はアルミニウム合金にて形成されており、またギヤケースの円筒部に配されていると共に摺動片を保持するラックガイド基体も、軽量であること、また加工が容易であることに加えて安価であることなどからアルミニウム又はアルミニウム合金で形成されている。
【0006】
ギヤケース及びラックガイド基体をアルミニウム又はアルミニウム合金で形成した場合、ギヤケースの円筒部内でのラックガイド基体の摺動機能を確保する必要上、ラックガイド基体とギヤケースの円筒部内周面との間にはおおよそ20μm程度の摺動隙間(クリアランス)が設けられているが、斯かる摺動隙間が設けられる場合でも、ピニオンとラック歯との噛合で生じる歯のねじれやラックバー両端の車輪からの作用によりラックガイドにラジアル方向の負荷が作用すると、ラックガイド基体がギヤケースの円筒部内周面側に強く押付けられる虞があり、この状態ではコイルばねによる押圧力の作用と相俟ってラックガイド基体とギヤケースとの両者間は、所謂「ともがね」となり、摩擦抵抗が増大し、ひいては凝着摩耗を引き起こし、ラックガイドのラックバー方向への移動を妨げるという問題が生じる。
【0007】
上述した問題を解決するべくラックガイド基体の円筒状の外面にグリース溝を設けて、ラックガイド基体とギヤケースの円筒部内周面との間を潤滑する技術も提案されているが、グリース溝が単なる円弧形状であると、グリース溜の機能が主となり、摺動隙間へのグリースの効率的な供給及び展延を行い難く、結局、ラックガイド基体とギヤケースの円筒部内周面との間を効率よく潤滑できなくなる。
【0008】
本発明は、斯かる事情に鑑みなされたものであって、その目的とするところは、ギヤケース及びラックガイド基体がアルミニウム又はアルミニウム合金で形成された場合であっても、ラックバーに対するラックガイドの移動を円滑に行わせることができる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。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明の第一の態様のラックピニオン式ステアリング装置は、ギヤケースと、このギヤケースに回転自在に支持されたピニオンと、このピニオンに噛合うラック歯が形成されたラックバーと、このラックバーを摺動自在に支持するラックガイドと、このラックガイドをラックバーに向かって押圧するばねとを具備しており、ラックガイドは、ギヤケースの筒状の内周面に摺動自在に接する筒状の外周面を有したラックガイド基体と、ラックバーの円弧状外周面に摺動自在に当接してラックバーを摺動自在に支持する円弧状凹面を有していると共にラックガイド基体に固着された湾曲状の摺動板片とを具備しており、ラックガイド基体の筒状の外周面には、全周にわたって断面略V字状の螺旋状溝が形成されており、該螺旋状溝はその深さが10乃至100μmであって、その開口部の幅が100乃至600μmであり、該螺旋状溝には潤滑剤が充填されてなる。
【0010】
第一の態様のラックピニオン式ステアリング装置によれば、断面略V字状であって、深さが10乃至100μmで開口部の幅が100乃至600μmである螺旋状溝がラックガイド基体の筒状外周面の全周にわたって形成されているために、螺旋状溝が潤滑剤溜りの機能に加えて、ラックガイド基体の筒状外周面とギヤケースの筒状内周面との間の摺動隙間への潤滑剤の効率的な供給及び該潤滑剤の展延機能を発揮でき、而して、摺動隙間には常時潤滑剤が介在せしめられることになり、ピニオンとラック歯との噛合で生じる歯のねじれやラックバー両端の車輪の作用によりラックガイドにラジアル方向の負荷が作用し、ラックガイド基体がギヤケースの内周面側に強く押付けられ、この状態でコイルばねによる押圧力が作用して「ともがね」となっても、両者間に潤滑剤が介在しているので、摩擦抵抗の増大、ひいては凝着摩耗を引き起こすことなく、ラックバーに対するラックガイドの移動を円滑に行わせることができる。
【0011】
ラックガイド基体に固着された摺動板片は、ポリアセタール樹脂などの合成樹脂を成形して得られる湾曲状の摺動片、複層材料からなる素材を打抜き加工又は切断して略楕円形又は方形の摺動板素材を得て、この摺動板素材を湾曲状に曲げ加工して得られた摺動片を好ましい例として挙げることができる。複層材料としては、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、この多孔質焼結金属層に含浸され且つ一部が多孔質焼結金属層上に薄層として形成された合成樹脂層とからなる三層構造のものを好ましい例として挙げることができ、多孔質焼結金属層に含浸される合成樹脂としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン樹脂、ポリアセタール樹脂又はこれに潤滑油剤を含有させ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を使用し得る。
【0012】
本発明の第二の態様のラックピニオン式ステアリング装置では、第一の態様のその装置において、螺旋状溝の底部は微小な凹凸面に形成されている。
【0013】
第二の態様のラックピニオン式ステアリング装置によれば、螺旋状溝に充填される潤滑剤の保持性を高めることができるので、螺旋状溝による潤滑剤溜りの機能をより高めることができ、ラックガイド基体の筒状外周面とギヤケースの筒状内周面との間の摺動隙間への潤滑剤の効率的な供給及び該潤滑剤の展延機能を発揮できる。
【0014】
本発明の第三の態様のラックピニオン式ステアリング装置では、第一又は第二の態様のその装置において、潤滑剤はグリース又は固体潤滑剤である。
【0015】
本発明においてグリースとしては、増ちょう剤として石けんを使用した石けん系グリース、具体的にはカルシウム石けんグリース、ナトリウム石けんグリース、アルミニウム石けんグリース、リチウム石けんグリースなどが使用されて好適であり、増ちょう剤としてベントン、ファインシリカなどの無機物質、あるいは銅フタロシアニン、アリル尿素などの有機物質を使用した非石けん系グリースを使用することもできる。また、基油として鉱油系潤滑油の他にシリコーン油、ジエステル油、フルオロカーボン油などの合成油を使用したグリースであってもよい。
【0016】
固体潤滑剤としては、黒鉛、二硫化モリブデン、窒化ほう素、ポリテトラフルオロエチレン樹脂などがそれぞれ単独で、又は混合して使用される。
【0017】
本発明の第四の態様のラックピニオン式ステアリング装置では、第一から第三のいずれかの態様のその装置において、ギヤケース及びラックガイド基体のうちの少なくとも一方は、アルミニウム又はアルミニウム合金から形成されている。
【0018】
第四の態様のようにギヤケース及びラックガイド基体のうちの少なくとも一方がアルミニウム又はアルミニウム合金製であると、軽量であって、加工が容易であることに加えて安価なラックピニオン式ステアリング装置を提供できる。
【0019】
本発明の第五の態様のラックピニオン式ステアリング装置では、第一から第四のいずれかの態様のその装置において、ラックガイド基体の外周面には、所定間隔を隔てて少なくとも2つの環状溝が形成されていると共に該環状溝には弾性リングが該ラックガイド基体の外周面よりも突出させて嵌着されており、弾性リングは本発明の第六の態様のように、ゴム弾性体からなるOリングである。
【0020】
第五の態様のラックピニオン式ステアリング装置によれば、ピニオンとラック歯との噛合で生じる歯のねじれやラックバー両端の車輪の作用によりラックガイドにラジアル方向の負荷が作用し、ラックガイド基体がギヤケースの内周面側に強く押付けられる際に生じる異音の発生を防止することができる。
【0021】
次に本発明及びその実施の形態の例を、図を参照して更に詳細に説明する。なお、本発明はこれらの例に何等限定されないのである。
【0022】
【発明の実施の形態】
図1から図5において、本例のラックピニオン式ステアリング装置1は、中空部2を有したアルミニウム又はアルミニウム合金製のギヤケース3と、ギヤケース3にころがり軸受4及び5を介して回転自在に支持されたステアリング軸6と、中空部2に配されて、ステアリング軸6の軸端部(ピニオン軸)に一体的に設けられたピニオン7と、ピニオン7に噛合うラック歯8が形成されたラックバー9と、ギヤケース3の中空部2に配されて、ラックバー9を摺動自在に支持するラックガイド10と、ラックガイド10をラックバー9に向かって押圧するコイルばね11とを具備している。
【0023】
ギヤケース3は円筒部12を有しており、ステアリング軸6の軸心に対して直角な方向においてギヤケース3を貫通して、当該直角な方向に移動自在に配されたラックバー9は、ラック歯8が形成された面に対向する裏面側に円弧状外周面13を有している。
【0024】
アルミニウム又はアルミニウム合金製のラックガイド10は、円弧状凹面14を有すると共に、凹所15及び凹所15に連通して中央に形成された貫通円孔16を有するラックガイド基体17と、補強部としての先端閉塞部18が一体的に形成された中空の円筒状の突起部19を有しており、当該突起部19が貫通円孔16に嵌着されて、円弧状凹面14に密に着座するようにラックガイド基体17に突起部19を介して固着された湾曲状の摺動板片20とを具備している。
【0025】
ラックガイド基体17は、アルミニウム又はアルミニウム合金製の筒状、本例では円筒状のその外周面21でギヤケース3の円筒部12の筒状、本例では円筒状の内周面22に摺動隙間をもって摺動自在に接しており、これにより、ラックガイド10は、ステアリング軸6の軸心に対して直角な方向に移動自在となっている。
【0026】
ラックガイド基体17の外周面21には、断面略V字状であって、深さDが10乃至100μmで開口部の幅Wが100乃至600μmである螺旋状溝23が全周にわたって形成されており、該螺旋状溝23には潤滑剤としてグリースが充填されている。なお、螺旋状溝23は、深さDが20乃至40μmで開口部の幅Wが200乃至400μmであってもよい。
【0027】
螺旋状溝23の底部24は、微小な凹凸面25に形成されており、この凹凸面25により、該螺旋状溝23に充填される潤滑剤としてのグリースの該螺旋状溝23への保持性が高められ、該グリースの該螺旋状溝23からの流れ出しが極力防止することができるので、ラックガイド基体17の円筒状の外周面21とギヤケース3の円筒状の内周面22との間の摺動隙間への潤滑剤の効率的な供給及び該潤滑剤の展延機能を長期にわたって発揮させることができる。
【0028】
摺動板片20は、二つの円弧状凹面26及び27からなる円弧状凹面28を有しており、円弧状凹面26及び27でラックバー9の円弧状外周面13に後述するように部分的に摺動自在に接してラックバー9を摺動自在に支持している。二つの円弧状凹面26及び27からなる円弧状凹面28の裏側の面である摺動板片20の円弧状凸面29及び30は円弧状凹面14に密に接触している。
【0029】
円弧状凹面26は、ラックバー9の円弧状外周面13の曲率中心O1を通る中心線31の一方側における角度範囲α°(但し、0°<α°<90°)内の部位で、本例では、角度α1°=40°の部位32でラックバー9の円弧状外周面13に外接し、ラックバー9の円弧状外周面13の曲率中心O1に対して偏心した曲率中心O2を持つと共に、ラックバー9の円弧状外周面13の曲率半径よりも大きな曲率半径を持った円弧状凹面からなり、円弧状凹面27は、ラックバー9の円弧状外周面13の曲率中心O1を通る中心線31の他方側における角度範囲α°(但し、0°<α°<90°)内の部位、本例では角度α1°=40°の部位33でラックバー9の円弧状外周面13に外接し、ラックバー9の円弧状外周面13の曲率中心O1に対して偏心した曲率中心O3を持つと共に、ラックバー9の円弧状外周面13の曲率半径よりも大きな曲率半径であって、円弧状凹面26の曲率半径と同一の曲率半径を持った円弧状凹面からなり、二つの円弧状凹面26及び27は、中心線31に関して対称に形成されている。
【0030】
なお、ラックガイド基体17の円弧状凹面14は、摺動板片20の二つの円弧状凸面29及び30にぴったりと密接するように、当該二つの円弧状凸面29及び30の形状に相補的な形状を持った二つの円弧状凹面36及び37を持って形成されている。
【0031】
凹所15に配されたコイルばね11は、凹所15において、一端がラックガイド基体17に当接し、他端がギヤケース3の蓋部材38に当接して、ラックガイド基体17を介して摺動板片20をラックバー9に向かって押圧している。
【0032】
以上のラックピニオン式ステアリング装置1において、ラックガイド10は、ステアリング軸6の回転において、ラック歯8のピニオン7への噛合いを確保して、しかも、当該噛合いによるステアリング軸6の軸心に対して直角な方向のラックバー9の移動を案内する。
【0033】
そして、ラックピニオン式ステアリング装置1によれば、断面略V字状であって、深さDが20乃至40μmで開口部の幅Wが200乃至400μmである螺旋状溝23がラックガイド基体17の外周面21の全周にわたって形成されているため、螺旋状溝23が潤滑剤溜りの機能に加えて、ラックガイド基体17の外周面21とギヤケース3の内周面22との間の摺動隙間へのグリースの効率的な供給及び展延機能を発揮でき、而して、摺動隙間には常時グリースが介在せしめられることになり、ピニオン7とラック歯8との噛合で生じる歯のねじれやラックバー9両端の車輪の作用によりラックガイド10にラジアル方向の負荷が作用し、ラックガイド基体17がギヤケース3の内周面22側に強く押付けられ、この状態でコイルばね11による押圧力が作用してアルミニウム又はアルミニウム合金同士の摩擦、所謂「ともがね」となっても、両者間にグリースが介在しているので摩擦抵抗の増大、ひいては凝着摩耗を引き起こすことなく、ラックバー9に対するラックガイド10の移動を円滑に行わせることができる。
【0034】
図6及び図7は、ラックピニオン式ステアリング装置1の他の実施例を示すものであり、このラックピニオン式ステアリング装置1においては、上述した螺旋状溝23が形成されたラックガイド基体17の外周面21にさらに所定間隔を隔てて2つの環状溝39及び40が形成されていると共に、該環状溝39及び40にはゴム弾性体からなるOリング41及び42が該環状溝39及び40の開口部より僅かに突出させて装着されている。
【0035】
この外周面21にOリング41及び42を装着したラックガイド基体17がギヤケース3の中空部2に配されて、ラックバー9を摺動自在に支持することにより、該ラックガイド基体17の外周面21と円筒部12の内周面22との間にOリング41及び42が介在することになるので、ラックガイド10に車輪振動等が伝達されても該ラックガイド10がガタつくことはなく、したがって叩き音の発生を防止することができる。また、ハンドルの操作時にラック歯8にその移動方向と垂直な方向に力が作用しても、ラックガイド10の上下振動、すなわちおどりの発生は防止されるという効果が付与されることになる。
【0036】
【発明の効果】
本発明によれば、ギヤケース及びラックガイド基体がアルミニウム又はアルミニウム合金で形成された場合であっても、ラックバーに対するラックガイドの移動を円滑に行わせることができ、さらにラックガイドのガタつき及びおどりを防止して、叩き音の発生を防止したラックピニオン式ステアリング装置を提供し得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のラックピニオン式ステアリング装置の好ましい実施の態様の一例の断面図である。
【図2】図1に示す例のラックガイドの平面図である。
【図3】図1に示す例のラックガイドの側面図である。
【図4】図2に示す例のラックガイドのIV−IV線断面図である。
【図5】螺旋状溝の拡大断面図である。
【図6】他のラックガイドを用いた本発明のラックピニオン式ステアリング装置の好ましい実施の態様の一例の断面図である。
【図7】図6におけるラックガイド示す断面図である。
【符号の説明】
1 ラックピニオン式ステアリング装置
3 ギヤケース
7 ピニオン
8 ラック歯
9 ラックバー
10 ラックガイド
11 コイルばね
17 ラックガイド基体
21 外周面
23 螺旋状溝
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention is directed to a rack and pinion used in a vehicle such as an automobile, in which a pinion is rotated in conjunction with a rotation operation of a handle, and a rack bar having rack teeth meshing with the pinion is reciprocated to perform steering. The present invention relates to a steering apparatus.
[0002]
[Prior art]
The rack and pinion type steering device is generally arranged in a gear case, a pinion rotatably supported on the gear case via a pinion shaft, a rack bar formed with rack teeth meshing with the pinion, and a gear case. , A rack guide that slidably supports the rack bar, and a coil spring that presses the rack guide toward the rack bar.
[0003]
In such a rack-and-pinion type steering device, forces that move away from each other with the rotation of the pinion shaft at the meshing portion between the rack teeth of the rack bar and the pinion act to bend the rack bar, and the teeth of the rack teeth are bent. Since rattling in the arrangement direction of the strips increases, a tapping sound is generated between the teeth of the rack teeth and the pinion.There is a sliding piece having a small frictional resistance on the side opposite to the pinion shaft with the rack bar interposed. The rack guide is pressed against the pinion shaft side by the pressing force of the coil spring, and the sliding piece slides on the rack bar to reduce the sliding frictional resistance with the rack bar, and the tooth of the rack teeth is reduced. The rattle in the arrangement direction of the strips is suppressed, and the hitting sound at the meshing portion between the rack teeth and the pinion is reduced.
[0004]
[Patent Document 1]
Published Japanese Utility Model Application No. 58-19874 [Patent Document 2]
JP-A-53-47222 [0005]
[Problems to be solved by the invention]
In recent years, in a rack-and-pinion type steering device, a gear case is formed of aluminum or an aluminum alloy because of its light weight, easy processing, and the like, and is arranged in a cylindrical portion of the gear case. The rack guide base holding the sliding piece is also made of aluminum or an aluminum alloy because of its light weight, easy processing and low cost.
[0006]
When the gear case and the rack guide base are made of aluminum or an aluminum alloy, it is necessary to secure the sliding function of the rack guide base in the cylindrical part of the gear case. Although a sliding gap (clearance) of about 20 μm is provided, even when such a sliding gap is provided, the rack may be twisted due to the twisting of the teeth caused by the engagement between the pinion and the rack teeth or the action from the wheels at both ends of the rack bar. When a radial load is applied to the guide, the rack guide base may be strongly pressed against the inner peripheral surface of the cylindrical portion of the gear case. In this state, the rack guide base and the gear case may be pressed together with the pressing force of the coil spring. Between the two, so-called "togane", increases the frictional resistance, eventually causing cohesive wear, Problem hindering the movement of the rack bar direction Kkugaido occurs.
[0007]
In order to solve the above-mentioned problem, a technique of providing a grease groove on a cylindrical outer surface of the rack guide base to lubricate between the rack guide base and the inner peripheral surface of the cylindrical portion of the gear case has also been proposed. In the case of the arc shape, the function of the grease reservoir is mainly used, and it is difficult to efficiently supply and spread the grease to the sliding gap, and after all, the gap between the rack guide body and the inner peripheral surface of the cylindrical portion of the gear case is efficiently formed. No lubrication.
[0008]
The present invention has been made in view of such circumstances, and a purpose thereof is to move a rack guide relative to a rack bar even when a gear case and a rack guide base are formed of aluminum or an aluminum alloy. Is to provide a rack-and-pinion type steering device that can smoothly perform the steering.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
A rack and pinion type steering apparatus according to a first aspect of the present invention includes a gear case, a pinion rotatably supported by the gear case, a rack bar having rack teeth meshing with the pinion, and a rack bar. A rack guide movably supported; and a spring pressing the rack guide toward a rack bar, wherein the rack guide is slidably in contact with a cylindrical inner peripheral surface of the gear case. A rack guide base having a surface, and a curved arc-shaped concave surface that slidably abuts the arc-shaped outer peripheral surface of the rack bar to slidably support the rack bar and is fixed to the rack guide base. And a spiral groove having a substantially V-shaped cross section is formed all around the cylindrical outer peripheral surface of the rack guide base, and the spiral groove has a depth of Saga 1 To a 100 [mu] m, a width of 100 to 600μm of the opening, the lubricant is filled in the said spiral grooves.
[0010]
According to the rack and pinion type steering device of the first aspect, the spiral groove having a substantially V-shaped cross section, a depth of 10 to 100 μm, and an opening width of 100 to 600 μm is formed in the cylindrical shape of the rack guide base. Since the spiral groove is formed over the entire outer peripheral surface, in addition to the function of the lubricant reservoir, the spiral groove is formed in a sliding gap between the cylindrical outer peripheral surface of the rack guide base and the cylindrical inner peripheral surface of the gear case. And the spreading function of the lubricant can be exhibited. Therefore, the lubricant is always interposed in the sliding gap, and the teeth generated by the meshing between the pinion and the rack teeth are formed. A radial load is applied to the rack guide by the torsion of the rack bar and the action of the wheels at both ends of the rack bar, and the rack guide base is strongly pressed against the inner peripheral surface side of the gear case. Tomoe " However, since the lubricant is interposed between the two, the rack guide can be smoothly moved with respect to the rack bar without increasing frictional resistance and eventually causing adhesive wear.
[0011]
The sliding plate piece fixed to the rack guide base is a curved sliding piece obtained by molding a synthetic resin such as polyacetal resin, or a substantially elliptical or rectangular shape by punching or cutting a material made of a multilayer material. A sliding piece obtained by obtaining the above-mentioned sliding plate material and bending the sliding plate material into a curved shape can be mentioned as a preferred example. Examples of the multilayer material include a thin steel sheet, a porous sintered metal layer integrally formed on the thin steel sheet, and a porous sintered metal layer impregnated in the porous sintered metal layer and partly. Preferable examples include those having a three-layer structure consisting of a synthetic resin layer formed as a thin layer thereon. Examples of the synthetic resin impregnated in the porous sintered metal layer include polytetrafluoroethylene resin. And a synthetic resin having self-lubricating properties and abrasion resistance, such as a polyacetal resin or an oil-containing polyacetal resin containing a lubricating oil agent.
[0012]
In the rack-and-pinion type steering device according to the second aspect of the present invention, in the device according to the first aspect, the bottom of the spiral groove is formed with a minute uneven surface.
[0013]
According to the rack-and-pinion type steering device of the second aspect, since the retention of the lubricant filled in the spiral groove can be improved, the function of the lubricant reservoir by the spiral groove can be further improved, and the rack The lubricant can be efficiently supplied to the sliding gap between the cylindrical outer peripheral surface of the guide base and the cylindrical inner peripheral surface of the gear case, and the lubricant can be spread.
[0014]
In the rack and pinion type steering apparatus according to the third aspect of the present invention, in the apparatus according to the first or second aspect, the lubricant is grease or a solid lubricant.
[0015]
In the present invention, as the grease, a soap-based grease using soap as a thickener, specifically, calcium soap grease, sodium soap grease, aluminum soap grease, lithium soap grease, and the like are preferably used, and a thickener is preferable. A non-soap grease using an inorganic substance such as benton or fine silica, or an organic substance such as copper phthalocyanine or allyl urea can also be used. A grease using a synthetic oil such as a silicone oil, a diester oil, a fluorocarbon oil or the like as the base oil in addition to the mineral oil-based lubricating oil may be used.
[0016]
As the solid lubricant, graphite, molybdenum disulfide, boron nitride, polytetrafluoroethylene resin, or the like is used alone or in combination.
[0017]
In the rack and pinion type steering device according to the fourth aspect of the present invention, in the device according to any one of the first to third aspects, at least one of the gear case and the rack guide base is formed from aluminum or an aluminum alloy. I have.
[0018]
When at least one of the gear case and the rack guide base is made of aluminum or an aluminum alloy as in the fourth embodiment, a lightweight and easy-to-work rack / pinion type steering device is provided in addition to being inexpensive. it can.
[0019]
In the rack and pinion type steering device according to a fifth aspect of the present invention, in the device according to any one of the first to fourth aspects, at least two annular grooves are formed on the outer peripheral surface of the rack guide base at predetermined intervals. An elastic ring is formed and fitted in the annular groove so as to protrude from the outer peripheral surface of the rack guide base, and the elastic ring is made of a rubber elastic body as in the sixth embodiment of the present invention. O-ring.
[0020]
According to the rack and pinion type steering device of the fifth aspect, a radial load acts on the rack guide due to the twisting of the teeth caused by the meshing between the pinion and the rack teeth and the action of the wheels at both ends of the rack bar, and the rack guide base is formed. It is possible to prevent generation of abnormal noise generated when the gear case is strongly pressed against the inner peripheral surface side.
[0021]
Next, examples of the present invention and its embodiments will be described in more detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to these examples.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
1 to 5, a rack and pinion type steering device 1 of the present embodiment is rotatably supported by a gear case 3 having a hollow portion 2 and made of aluminum or an aluminum alloy via rolling bearings 4 and 5. Rack bar having a steering shaft 6, a pinion 7 disposed in the hollow portion 2 and integrally provided at a shaft end (pinion shaft) of the steering shaft 6, and rack teeth 8 meshing with the pinion 7. 9, a rack guide 10 disposed in the hollow portion 2 of the gear case 3 and slidably supporting the rack bar 9, and a coil spring 11 for pressing the rack guide 10 toward the rack bar 9. .
[0023]
The gear case 3 has a cylindrical portion 12. The rack bar 9, which penetrates through the gear case 3 in a direction perpendicular to the axis of the steering shaft 6 and is movably arranged in the perpendicular direction, has rack teeth 9. An arc-shaped outer peripheral surface 13 is provided on the back surface side opposite to the surface on which 8 is formed.
[0024]
The rack guide 10 made of aluminum or an aluminum alloy has an arc-shaped concave surface 14, a rack guide base 17 having a recess 15 and a through-hole 16 formed in the center in communication with the recess 15, and a reinforcing portion as a reinforcing portion. Has a hollow cylindrical projection 19 integrally formed, and the projection 19 is fitted into the through-hole 16 and closely seats on the arc-shaped concave surface 14. As described above, a curved sliding plate piece 20 fixed to the rack guide base 17 via the projection 19 is provided.
[0025]
The rack guide base 17 has a sliding gap formed between the cylindrical outer peripheral surface 21 of the aluminum or aluminum alloy, the cylindrical outer peripheral surface 21 of the cylindrical portion 12 of the gear case 3, and the cylindrical inner peripheral surface 22 of the present embodiment. , So that the rack guide 10 can move in a direction perpendicular to the axis of the steering shaft 6.
[0026]
A spiral groove 23 having a substantially V-shaped cross section, a depth D of 10 to 100 μm, and an opening width W of 100 to 600 μm is formed on the outer peripheral surface 21 of the rack guide base 17 over the entire circumference. The spiral groove 23 is filled with grease as a lubricant. The spiral groove 23 may have a depth D of 20 to 40 μm and an opening width W of 200 to 400 μm.
[0027]
The bottom 24 of the spiral groove 23 is formed on a minute uneven surface 25, and the uneven surface 25 retains grease as a lubricant filled in the spiral groove 23 in the spiral groove 23. And the grease can be prevented from flowing out from the spiral groove 23 as much as possible. Therefore, the gap between the cylindrical outer peripheral surface 21 of the rack guide base 17 and the cylindrical inner peripheral surface 22 of the gear case 3 can be reduced. The efficient supply of the lubricant to the sliding gap and the spreading function of the lubricant can be exhibited for a long period of time.
[0028]
The sliding plate piece 20 has an arcuate concave surface 28 composed of two arcuate concave surfaces 26 and 27, and the arcuate concave surfaces 26 and 27 partially cover the arcuate outer peripheral surface 13 of the rack bar 9 as described later. And slidably supports the rack bar 9. The arcuate convex surfaces 29 and 30 of the sliding plate piece 20 which are the surfaces on the back side of the arcuate concave surface 28 composed of the two arcuate concave surfaces 26 and 27 are in close contact with the arcuate concave surface 14.
[0029]
The arc-shaped concave surface 26 is a portion within an angular range α ° (where 0 ° <α ° <90 °) on one side of a center line 31 passing through the center of curvature O1 of the arc-shaped outer peripheral surface 13 of the rack bar 9. In the example, a portion 32 at an angle α1 ° = 40 ° circumscribes the arc-shaped outer peripheral surface 13 of the rack bar 9 and has a center of curvature O2 eccentric with respect to the center of curvature O1 of the arc-shaped outer peripheral surface 13 of the rack bar 9. The arc-shaped concave surface 27 has a radius of curvature larger than the radius of curvature of the arc-shaped outer peripheral surface 13 of the rack bar 9, and the arc-shaped concave surface 27 is a center line passing through the center of curvature O 1 of the arc-shaped outer peripheral surface 13 of the rack bar 9. A portion 33 within the angle range α ° (where 0 ° <α ° <90 °) on the other side of 31, in this example, a portion 33 having an angle α1 ° = 40 ° circumscribes the arc-shaped outer peripheral surface 13 of the rack bar 9. Eccentric with respect to the center of curvature O1 of the arc-shaped outer peripheral surface 13 of the rack bar 9 Having a curvature center O3, a radius of curvature larger than the radius of curvature of the arc-shaped outer peripheral surface 13 of the rack bar 9, and having the same radius of curvature as the radius of curvature of the arc-shaped concave surface 26. The two arc-shaped concave surfaces 26 and 27 are formed symmetrically with respect to the center line 31.
[0030]
The arc-shaped concave surface 14 of the rack guide base 17 is complementary to the shape of the two arc-shaped convex surfaces 29 and 30 so that the two arc-shaped convex surfaces 29 and 30 of the sliding plate piece 20 are in close contact with each other. It is formed with two arcuate concave surfaces 36 and 37 having a shape.
[0031]
The coil spring 11 disposed in the recess 15 has one end in contact with the rack guide base 17 and the other end in contact with the lid member 38 of the gear case 3 in the recess 15, and slides via the rack guide base 17. The plate piece 20 is pressed toward the rack bar 9.
[0032]
In the rack and pinion type steering device 1 described above, the rack guide 10 secures the meshing of the rack teeth 8 with the pinion 7 during the rotation of the steering shaft 6, and furthermore, the rack guide 10 is attached to the axis of the steering shaft 6 due to the meshing. The movement of the rack bar 9 in a direction perpendicular to the direction is guided.
[0033]
According to the rack-and-pinion type steering device 1, the spiral groove 23 having a substantially V-shaped cross section, a depth D of 20 to 40 μm, and an opening width W of 200 to 400 μm is formed in the rack guide base 17. Since the spiral groove 23 is formed over the entire circumference of the outer peripheral surface 21, the spiral groove 23 has a sliding clearance between the outer peripheral surface 21 of the rack guide base 17 and the inner peripheral surface 22 of the gear case 3 in addition to the function of the lubricant reservoir. Grease can be efficiently supplied and spread out to the sliding gap. Therefore, grease is always interposed in the sliding gap, and the torsion of the teeth caused by the meshing between the pinion 7 and the rack teeth 8 is reduced. A radial load is applied to the rack guide 10 by the action of the wheels at both ends of the rack bar 9, and the rack guide base 17 is strongly pressed against the inner peripheral surface 22 side of the gear case 3. Even if the pressing force acts due to the friction between aluminum or aluminum alloy, so-called `` together '', the grease is interposed between them, so that the frictional resistance does not increase, and, consequently, does not cause adhesive wear, The movement of the rack guide 10 with respect to the rack bar 9 can be performed smoothly.
[0034]
FIGS. 6 and 7 show another embodiment of the rack and pinion type steering device 1. In this rack and pinion type steering device 1, the outer periphery of the rack guide base 17 in which the above-mentioned spiral groove 23 is formed. Two annular grooves 39 and 40 are further formed at a predetermined interval on the surface 21, and O-rings 41 and 42 made of rubber elastic material are formed in the annular grooves 39 and 40. It is mounted with a slight protrusion from the part.
[0035]
A rack guide base 17 having O-rings 41 and 42 mounted on the outer peripheral surface 21 is disposed in the hollow portion 2 of the gear case 3 and slidably supports the rack bar 9. Since the O-rings 41 and 42 are interposed between the inner peripheral surface 21 and the inner peripheral surface 22 of the cylindrical portion 12, even if wheel vibrations or the like are transmitted to the rack guide 10, the rack guide 10 does not rattle. Therefore, generation of a tapping sound can be prevented. In addition, even if a force is applied to the rack teeth 8 in a direction perpendicular to the direction in which the rack teeth 8 are moved when the handle is operated, an effect of preventing vertical vibration of the rack guide 10, that is, occurrence of a dance is provided.
[0036]
【The invention's effect】
According to the present invention, even when the gear case and the rack guide base are made of aluminum or an aluminum alloy, the movement of the rack guide with respect to the rack bar can be performed smoothly, and further, the rattle of the rack guide and dance And a rack-and-pinion type steering device in which hitting noise is prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view of an example of a preferred embodiment of a rack and pinion type steering device of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of the rack guide of the example shown in FIG.
FIG. 3 is a side view of the rack guide of the example shown in FIG. 1;
FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV of the rack guide of the example shown in FIG. 2;
FIG. 5 is an enlarged sectional view of a spiral groove.
FIG. 6 is a sectional view of an example of a preferred embodiment of a rack and pinion type steering device of the present invention using another rack guide.
FIG. 7 is a sectional view showing a rack guide in FIG. 6;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rack and pinion type steering device 3 Gear case 7 Pinion 8 Rack teeth 9 Rack bar 10 Rack guide 11 Coil spring 17 Rack guide base 21 Outer peripheral surface 23 Helical groove

Claims (6)

ギヤケースと、このギヤケースに回転自在に支持されたピニオンと、このピニオンに噛合うラック歯が形成されたラックバーと、このラックバーを摺動自在に支持するラックガイドと、このラックガイドをラックバーに向かって押圧するばねとを具備しており、ラックガイドは、ギヤケースの筒状の内周面に摺動自在に接する筒状の外周面を有したラックガイド基体と、ラックバーの円弧状外周面に摺動自在に当接してラックバーを摺動自在に支持する円弧状凹面を有していると共にラックガイド基体に固着された湾曲状の摺動板片とを具備しており、ラックガイド基体の筒状の外周面には、その全周にわたって断面略V字状の螺旋状溝が形成されており、該螺旋状溝はその深さが10乃至100μmであって、その開口部の幅が100乃至600μmであり、該螺旋状溝には潤滑剤が充填されていることを特徴とするラックピニオン式ステアリング装置。A gear case, a pinion rotatably supported by the gear case, a rack bar formed with rack teeth meshing with the pinion, a rack guide slidably supporting the rack bar, and a rack bar A rack guide body having a cylindrical outer peripheral surface slidably in contact with the cylindrical inner peripheral surface of the gear case, and an arc-shaped outer periphery of the rack bar. A curved slide plate piece having an arcuate concave surface slidably in contact with the surface and slidably supporting the rack bar and being fixed to a rack guide base. A spiral groove having a substantially V-shaped cross section is formed on the entire cylindrical outer peripheral surface of the base, and the spiral groove has a depth of 10 to 100 μm and a width of the opening. Is 100 or more A 00Myuemu, rack and pinion type steering apparatus in the spiral groove, characterized in that the lubricant is filled. 螺旋状溝の底部近傍は、微小な凹凸面に形成されている請求項1に記載のラックピニオン式ステアリング装置。2. The rack and pinion type steering apparatus according to claim 1, wherein a portion near the bottom of the spiral groove is formed with a minute uneven surface. 潤滑剤はグリース又は固体潤滑剤である請求項1又は2に記載のラックピニオン式ステアリング装置。The rack and pinion type steering device according to claim 1 or 2, wherein the lubricant is grease or a solid lubricant. ギヤケース及びラックガイド基体のうちの少なくとも一方は、アルミニウム又はアルミニウム合金から形成されている請求項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。The rack and pinion type steering apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein at least one of the gear case and the rack guide base is formed of aluminum or an aluminum alloy. ラックガイド基体の外周面には、所定間隔を隔てて少なくとも2つの環状溝が形成されていると共に該環状溝には弾性リングが該ラックガイド基体の外周面よりも突出させて嵌着されている請求項1から4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。At least two annular grooves are formed on the outer peripheral surface of the rack guide base at predetermined intervals, and an elastic ring is fitted in the annular groove so as to protrude from the outer peripheral surface of the rack guide base. The rack and pinion type steering apparatus according to any one of claims 1 to 4. 弾性リングは、ゴム弾性体からなるOリングである請求項5に記載のラックピニオン式ステアリング装置。The rack and pinion type steering device according to claim 5, wherein the elastic ring is an O-ring made of a rubber elastic body.
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