JP2009160961A - ラック・アンド・ピニオン式ステアリング装置及びこの装置におけるガイド部材の摺動面形成方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ガイド部材の摺動部とラックの外周面の初期磨耗を抑制し、ラトル音の発生を防止するラック・アンド・ピニオン式ステアリング装置を提供する。
【解決手段】ラック26をピニオン25a側に押し付けるラックガイド36は、所定の曲率半径で凸状の円筒面形状に形成したラックのラック外周面26aに摺動自在に当接するガイド部材36bを備えている。このガイド部材の凹状の円筒面形状とした摺動部37の一部には、ラック外周面と同一曲率半径の円筒面形状とした摺動面37a,37bが形成されている。
【選択図】図3
【解決手段】ラック26をピニオン25a側に押し付けるラックガイド36は、所定の曲率半径で凸状の円筒面形状に形成したラックのラック外周面26aに摺動自在に当接するガイド部材36bを備えている。このガイド部材の凹状の円筒面形状とした摺動部37の一部には、ラック外周面と同一曲率半径の円筒面形状とした摺動面37a,37bが形成されている。
【選択図】図3
Description
本発明は、ラックシャフトをピニオンに押し付けるプレッシャーパッドを備えたラック・アンド・ピニオン式ステアリング装置及びこの装置におけるガイド部材の摺動面形成方法に関する。
ラック・アンド・ピニオン式ステアリング装置として、例えば特許文献1の装置が知られている。
この特許文献1の車両を操舵する操舵機構は、ピニオンを形成したピニオンシャフトと、ピニオンに噛合するラックを形成したラックシャフトとを備えており、ステアリングホイールの操舵力はピニオンシャフトに回転力として伝達され、ピニオンからラックに直線運動として伝達された操舵力は、ラックシャフトの両端に連結したタイロッドを介して左右の操舵輪に伝達されていく。ここで、ピニオン及びラックを収納しているラックハウジングには、ピニオン及びラックの噛合部のバックラッシュを無くすためにラックをピニオン側に押し付けるラックガイドが配置されている。
この特許文献1の車両を操舵する操舵機構は、ピニオンを形成したピニオンシャフトと、ピニオンに噛合するラックを形成したラックシャフトとを備えており、ステアリングホイールの操舵力はピニオンシャフトに回転力として伝達され、ピニオンからラックに直線運動として伝達された操舵力は、ラックシャフトの両端に連結したタイロッドを介して左右の操舵輪に伝達されていく。ここで、ピニオン及びラックを収納しているラックハウジングには、ピニオン及びラックの噛合部のバックラッシュを無くすためにラックをピニオン側に押し付けるラックガイドが配置されている。
ラックガイドは、ラックの外周面(歯の裏側の所定の曲率半径で凸状の円筒面形状に形成されている外周面)に向かうようにラックハウジングに形成したガイド穴と、このガイド穴に挿入されてラックの外周面に当接するガイド部材と、ガイド部材の背面に配置したバネと、ラックハウジングに係合してバネを付勢する付勢部材とを備えている。
ラックの外周面に当接するガイド部材の摺動部は、凹状の円筒面に形成されており、この摺動部の全域に設けた複数の窪みにグリース等の潤滑剤を溜めることによりガイド部材の摺動部とラックの外周面との間に油膜を介在させ、摺動部及び外周面の磨耗を抑制するようにしている。
特開2004−299514号公報
ラックの外周面に当接するガイド部材の摺動部は、凹状の円筒面に形成されており、この摺動部の全域に設けた複数の窪みにグリース等の潤滑剤を溜めることによりガイド部材の摺動部とラックの外周面との間に油膜を介在させ、摺動部及び外周面の磨耗を抑制するようにしている。
ところで、ガイド部材の摺動部は、ラックの外周面との接触面積が小さく接触面圧が高くなるので、初期磨耗が増大しやすいという問題がある。
すなわち、所定の曲率半径で凸状の円筒面形状となっているラックの外周面に対して、ガイド部材の摺動部は公差が存在する以上、同一曲率の凹状の円筒面形状に形成することができず、しかも、ガイド部材の摺動部はラックの離反力(ラックシャフトの進み角によって生じる分力、ラックシャフトの圧力角によって生じる分力)をサポートしなければならないので、ガイド部材の摺動部は、通常、曲率方向に2種類のゴシックアーチ形状の円弧面が連続するように形成されている。
すなわち、所定の曲率半径で凸状の円筒面形状となっているラックの外周面に対して、ガイド部材の摺動部は公差が存在する以上、同一曲率の凹状の円筒面形状に形成することができず、しかも、ガイド部材の摺動部はラックの離反力(ラックシャフトの進み角によって生じる分力、ラックシャフトの圧力角によって生じる分力)をサポートしなければならないので、ガイド部材の摺動部は、通常、曲率方向に2種類のゴシックアーチ形状の円弧面が連続するように形成されている。
このように2種類のゴシックアーチ形状の円弧面が連続するガイド部材の摺動部は、ラックの外周面に対して線接触で当接するので、摺動部及び外周面の接触面積が小さくなり、接触面圧が高くなって初期磨耗が増大してしまうのである。
また、ガイド部材の摺動部及びラックの外周面の初期磨耗が増大すると、ラックガイドのラックをピニオン側に押す力が低下し、バックラッシュが生じてラトル音(歯打ち音)が発生するおそれもある。
また、ガイド部材の摺動部及びラックの外周面の初期磨耗が増大すると、ラックガイドのラックをピニオン側に押す力が低下し、バックラッシュが生じてラトル音(歯打ち音)が発生するおそれもある。
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、ガイド部材の摺動部とラックの外周面の初期磨耗を抑制するとともに、ラトル音の発生を防止することができるラック・アンド・ピニオン式ステアリング装置及びこの装置におけるガイド部材の摺動面形成方法を提供することを目的としている。
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、ピニオンを形成したピニオンシャフトと、前記ピニオンに噛合するラックを形成したラックシャフトと、前記ラックを前記ピニオン側に押し付けるラックガイドとを有し、当該ラックガイドは、所定の曲率半径で凸状の円筒面形状に形成した前記ラックのラック外周面に摺動自在に当接するガイド部材を備えてなるラック・アンド・ピニオン式ステアリング装置において、前記ラック外周面に当接する前記ガイド部材の凹状の円筒面形状とした摺動部の一部に、前記ラック外周面と同一曲率半径の円筒面形状とした摺動面を形成した。
また、請求項2記載の発明は、請求項1記載のラック・アンド・ピニオン式ステアリング装置において、前記ガイド部材に形成した前記摺動面に、グリース等の潤滑剤が溜まる複数の溝を形成した。
また、請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載のラック・アンド・ピニオン式ステアリング装置の凹状の円筒面形状としたガイド部材の摺動部に摺動面を形成する方法であって、前記ラック外周面の曲率半径と同一の直径を有し、円筒外周面に、砥粒が付着した砥粒層が一体に設けられている回転研削棒を使用し、前記ガイド部材の摺動部を前記回転研削棒の前記砥粒層に押し付け、前記回転研削棒を所定方向に回転させることで前記摺動面を形成することを特徴とするガイド部材の摺動面形成方法である。
また、請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載のラック・アンド・ピニオン式ステアリング装置の凹状の円筒面形状としたガイド部材の摺動部に摺動面を形成する方法であって、前記ラック外周面の曲率半径と同一の直径を有し、円筒外周面に、砥粒が付着した砥粒層が一体に設けられている回転研削棒を使用し、前記ガイド部材の摺動部を前記回転研削棒の前記砥粒層に押し付け、前記回転研削棒を所定方向に回転させることで前記摺動面を形成することを特徴とするガイド部材の摺動面形成方法である。
また、請求項4記載の発明は、請求項3記載のガイド部材の摺動面形成方法において、前記回転研削棒を所定方向に回転させると同時に、前記ガイド部材を前記回転研削棒の軸方向に移動させるようにした。
また、請求項5記載の発明は、請求項1又は2記載のラック・アンド・ピニオン式ステアリング装置の凹状の円筒面形状としたガイド部材の摺動部に摺動面を形成する方法であって、前記ラック外周面の曲率半径と同一の直径を有する回転シャフトと、この回転シャフトの少なくとも半外周面に張力を付与した状態で掛け渡され、前記回転シャフトに接触しない面に砥粒が付着している砥粒シートとを使用し、前記ガイド部材の摺動部を前記砥粒シートを介して前記回転シャフトに押し付け、前記回転シャフトを所定方向に回転させ、この回転シャフトの回転とともに前記砥粒シートを移動させることで前記摺動面を形成することを特徴とするガイド部材の摺動面形成方法である。
また、請求項5記載の発明は、請求項1又は2記載のラック・アンド・ピニオン式ステアリング装置の凹状の円筒面形状としたガイド部材の摺動部に摺動面を形成する方法であって、前記ラック外周面の曲率半径と同一の直径を有する回転シャフトと、この回転シャフトの少なくとも半外周面に張力を付与した状態で掛け渡され、前記回転シャフトに接触しない面に砥粒が付着している砥粒シートとを使用し、前記ガイド部材の摺動部を前記砥粒シートを介して前記回転シャフトに押し付け、前記回転シャフトを所定方向に回転させ、この回転シャフトの回転とともに前記砥粒シートを移動させることで前記摺動面を形成することを特徴とするガイド部材の摺動面形成方法である。
さらに、請求項6記載の発明は、請求項5記載のガイド部材の摺動面形成方法において、前記回転シャフトを所定方向に回転させると同時に、前記ガイド部材を前記回転シャフトの軸方向に移動させるようにした。
本発明に係るラック・アンド・ピニオン式ステアリング装置によると、ラックをピニオン側に押し付けるラックガイドのガイド部材の摺動部には、所定の曲率半径で凸状の円筒面形状となっているラックのラック外周面に面接触した状態で当接する摺動面が形成されるので、ガイド部材の摺動部とラック外周面の接触面積が大きくなり、接触面圧が低くなって初期磨耗を抑制することができる。そして、ガイド部材の摺動部及びラックのラック外周面の初期磨耗が抑制されると、ラックガイドがラックをピニオン側に押す力が常に一定となるのでバックラッシュが発生せず、ラトル音の発生を防止することができる。
また、本発明に係るガイド部材の摺動面形成方法によると、所定の曲率半径で凸状の円筒面形状となっているラックのラック外周面との接触面積が大きくなるガイド部材の摺動面を短時間で高精度に形成することができるので、ガイド部材の製造コストの低減化を図ることができる。
以下、本発明を実施するための最良の形態(以下、実施形態という。)を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は本発明に係るピニオンアシスト式電動パワーステアリング装置を示す全体図であり、図2は本発明に係る装置のステアリングギヤの構造を示す図である。
図1に示すピニオンアシスト式電動パワーステアリング装置10(以下、ステアリング装置10と称する)は、ステアリングシャフト11を回動自在に支持するステアリングコラム12を備えている。ステアリングシャフト11は、その上端にステアリングホイール(不図示)が装着され、ステアリングシャフト11の下端にはユニバーサルジョイント14を介して中間シャフト15が連結されている。中間シャフト15にはその下端にユニバーサルジョイント16を介してステアリングギヤ17が連結されている。このステアリングギヤ17の後述するラックシャフト27がタイロッド18を介して左右の操舵輪(不図示)に連結されている。
図1は本発明に係るピニオンアシスト式電動パワーステアリング装置を示す全体図であり、図2は本発明に係る装置のステアリングギヤの構造を示す図である。
図1に示すピニオンアシスト式電動パワーステアリング装置10(以下、ステアリング装置10と称する)は、ステアリングシャフト11を回動自在に支持するステアリングコラム12を備えている。ステアリングシャフト11は、その上端にステアリングホイール(不図示)が装着され、ステアリングシャフト11の下端にはユニバーサルジョイント14を介して中間シャフト15が連結されている。中間シャフト15にはその下端にユニバーサルジョイント16を介してステアリングギヤ17が連結されている。このステアリングギヤ17の後述するラックシャフト27がタイロッド18を介して左右の操舵輪(不図示)に連結されている。
ステアリングギヤ17は、ギヤハウジング21と、このギヤハウジング21に一体化されたラックハウジング40とを備えている。
ギヤハウジング21は、図2に示すように、電動モータ31のモータ出力軸32に同軸に固着されるウォーム33を収容する第1ギヤハウジング21Aと、操舵機構のピニオンシャフト25の外周に同軸に固着されてウォーム33に噛合するウォームホイール34を収容する第2ギヤハウジング21Bとを備えている。
ギヤハウジング21は、図2に示すように、電動モータ31のモータ出力軸32に同軸に固着されるウォーム33を収容する第1ギヤハウジング21Aと、操舵機構のピニオンシャフト25の外周に同軸に固着されてウォーム33に噛合するウォームホイール34を収容する第2ギヤハウジング21Bとを備えている。
操舵機構は、ピニオン25aを形成したピニオンシャフト25と、ピニオン25aに噛合するラック26を形成したラックシャフト27とを備えている。
ラックハウジング40は、ラックシャフト27を軸方向に移動自在となるように支持しており、ラックシャフト27の一方の端部は、タイロッド18を介して左右の一方の操舵輪に連結され、ラックシャフト27の他方の端部は、タイロッド18を介して左右の他方の操舵輪に連結されている。
ラックハウジング40は、ラックシャフト27を軸方向に移動自在となるように支持しており、ラックシャフト27の一方の端部は、タイロッド18を介して左右の一方の操舵輪に連結され、ラックシャフト27の他方の端部は、タイロッド18を介して左右の他方の操舵輪に連結されている。
また、ピニオンシャフト25にはトーションバー28の一端部が連結されている。トーションバー28は、ピニオンシャフト25に同軸に配置した円筒形状のインプットシャフト29の軸穴29aに挿通され、その他端部が軸穴29aに内嵌されている。そして、インプットシャフト29は、ユニバーサルジョイント16に結合されている。
ギヤハウジング21には、ラックガイド36が設けられている。このラックガイド36は、図2に示すように、ラック26の外周面26a(歯が形成されていない円筒形状の外周面)に向けてギヤハウジング21を貫通し、ギヤハウジング21の外周側に位置する内面に雌ねじを形成しているガイド穴36aと、このガイド穴36aに挿入され、ラック26の外周面26aに当接する円筒形状のガイド部材36bと、ガイド部材36bの背面に配置したバネ部材36cと、円筒外周に形成した雄ねじをガイド穴36aの雌ねじに螺合してガイド穴36a内に配置することでバネ部材36cに付勢力を付与するカバー36dとを備えている。
ギヤハウジング21には、ラックガイド36が設けられている。このラックガイド36は、図2に示すように、ラック26の外周面26a(歯が形成されていない円筒形状の外周面)に向けてギヤハウジング21を貫通し、ギヤハウジング21の外周側に位置する内面に雌ねじを形成しているガイド穴36aと、このガイド穴36aに挿入され、ラック26の外周面26aに当接する円筒形状のガイド部材36bと、ガイド部材36bの背面に配置したバネ部材36cと、円筒外周に形成した雄ねじをガイド穴36aの雌ねじに螺合してガイド穴36a内に配置することでバネ部材36cに付勢力を付与するカバー36dとを備えている。
そして、運転者がステアリングホイールを左右いずれかの方向に操舵すると、トルクセンサ35が操舵トルクを検出することにより、パワーアシスト制御装置からの駆動電流を受けて電動モータ31が起動される。これにより、電動モータ31のモータ出力軸32に固着されたウォーム33が回転し、その回転力がウォームホイール34を介してピニオンシャフト25に伝達される。ピニオンシャフト25が回転すると、ピニオン25aにラック26が噛み合ったラックシャフト27が軸方向に駆動され、タイロッド18に連結された左右の操舵輪が操舵される。
(第1実施形態)
図3から図5は、本発明に係る第1実施形態を示すものであり、図3はラック26をピニオン25a側に押し付けるラックガイド36の詳細を示す図、図4はラック26の外周面26aに当接するガイド部材36bの摺動部37の形状を示す図、図5は図4のA−A線矢視図である。
図3から図5は、本発明に係る第1実施形態を示すものであり、図3はラック26をピニオン25a側に押し付けるラックガイド36の詳細を示す図、図4はラック26の外周面26aに当接するガイド部材36bの摺動部37の形状を示す図、図5は図4のA−A線矢視図である。
図4に示すように、ガイド部材36bの摺動部37は凹状の円筒面形状として形成されている。
このガイド部材36bの摺動部37には、所定の曲率半径で凸状の円筒面形状となっているラック26の外周面26aと同一曲率半径の第1摺動面37a及び第2摺動面37bが曲率方向に離間して形成されている。
このガイド部材36bの摺動部37には、所定の曲率半径で凸状の円筒面形状となっているラック26の外周面26aと同一曲率半径の第1摺動面37a及び第2摺動面37bが曲率方向に離間して形成されている。
第1摺動面37aには、図5に示すように、この面の曲率方向に直交する方向に線状の溝38が連続して形成されている。また、図示しないが、第2摺動面37bにも、この面の曲率方向に直交する方向に線状の溝38が連続して形成されている。
なお、本発明のラック外周面が外周面26aに対応し、本発明の摺動面が第1手動面37a及び第2摺動面37bに対応し、本発明の溝が線状の溝38に対応している。
なお、本発明のラック外周面が外周面26aに対応し、本発明の摺動面が第1手動面37a及び第2摺動面37bに対応し、本発明の溝が線状の溝38に対応している。
そして、ガイド部材36bの摺動部37にグリース等の潤滑剤を塗布し、ガイド穴36aにガイド部材36bを挿入して摺動部37をラック26の外周面26aに当接し、ガイド部材36bの背面に配置したバネ部材36cをギヤハウジング21の雌ねじに雄ねじを螺合したカバー36dで付勢すると、バネ部材36cの弾性復元力によりガイド部材36bがラック26をピニオン25a側に押し付けていく。
この際、図3のα1、α2の領域で、ガイド部材36bの第1摺動面37a及び第2摺動面37bが、ラック26の外周面26aに面接触した状態で当接する。
したがって、本実施形態によると、ガイド部材36bの摺動部37に塗布した潤滑剤は、第1摺動面37a及び第2摺動面37bに形成した線状の溝38に溜まりながら、摺動部37とラック26の外周面26aとの間で潤滑膜を形成し、摺動部37及び外周面26aの磨耗を抑制することができる。
したがって、本実施形態によると、ガイド部材36bの摺動部37に塗布した潤滑剤は、第1摺動面37a及び第2摺動面37bに形成した線状の溝38に溜まりながら、摺動部37とラック26の外周面26aとの間で潤滑膜を形成し、摺動部37及び外周面26aの磨耗を抑制することができる。
また、ラック26の外周面26aに当接しているガイド部材36bの摺動部37は、第1摺動面37a及び第2摺動面37bが、所定の曲率半径で凸状の円筒面形状となっているラック26の外周面26aに面接触した状態で当接しているので、摺動部37及び外周面26aの接触面積が大きくなり、接触面圧が低くなって初期磨耗を抑制することができる。
そして、ガイド部材36bの摺動部37及びラック26の外周面26aの初期磨耗が抑制されると、ラックガイド36がラック26をピニオン25a側に押す力が常に一定となるのでバックラッシュが発生せず、ラトル音の発生を防止することができる。
なお、本実施形態は、ガイド部材36bの摺動部37に、所定の曲率半径で凸状の円筒面形状となっているラック26の外周面26aと同一曲率半径の摺動面を2箇所(第1摺動面37a及び第2摺動面37b)形成したが、本発明の要旨がこれに限定されるものではなく、摺動部37及び外周面26aの接触面圧が低くなるように互いの接触面積が大きくなるのであれば、摺動部37に、ラック26の外周面26aと同一曲率の摺動面を1箇所、或いは3箇所以上設けてもよい。
なお、本実施形態は、ガイド部材36bの摺動部37に、所定の曲率半径で凸状の円筒面形状となっているラック26の外周面26aと同一曲率半径の摺動面を2箇所(第1摺動面37a及び第2摺動面37b)形成したが、本発明の要旨がこれに限定されるものではなく、摺動部37及び外周面26aの接触面圧が低くなるように互いの接触面積が大きくなるのであれば、摺動部37に、ラック26の外周面26aと同一曲率の摺動面を1箇所、或いは3箇所以上設けてもよい。
(第2実施形態、第3実施形態)
次に、図6及び図7は本発明に係る第2及び第3実施形態であり、ガイド部材36bの摺動部37に、所定の曲率半径で凸状の円筒面形状となっているラック26の外周面26aと同一曲率の摺動面を形成する方法である。
次に、図6及び図7は本発明に係る第2及び第3実施形態であり、ガイド部材36bの摺動部37に、所定の曲率半径で凸状の円筒面形状となっているラック26の外周面26aと同一曲率の摺動面を形成する方法である。
図6で示す第2実施形態の摺動面の形成方法は、ガイド部材36bの凹状の円筒面形状に形成した摺動部37に、回転研削棒41を使用して摺動面を形成する方法である。
回転研削棒41は、中実円筒形状の回転体41aと、この回転体41aの外周全域に設けられた砥粒層41bとで構成されている。砥粒層41bは、回転体41aの外周全域に砥粒を電着により付着させることで設けられている。また、回転体41aの直径は、所定の曲率半径で凸状の円筒面形状となっているラック26の外周面26aと同一の曲率半径となる寸法に設定されている。
回転研削棒41は、中実円筒形状の回転体41aと、この回転体41aの外周全域に設けられた砥粒層41bとで構成されている。砥粒層41bは、回転体41aの外周全域に砥粒を電着により付着させることで設けられている。また、回転体41aの直径は、所定の曲率半径で凸状の円筒面形状となっているラック26の外周面26aと同一の曲率半径となる寸法に設定されている。
本実施形態の摺動面の形成方法は、先ず、回転研削棒41の外周にガイド部材36bの摺動部37を押し付ける(図6の矢印の押圧方向にガイド部材36bを押し付ける)。次に、回転研削棒41の外周にガイド部材36bの摺動部37を押し付けながら、回転研削棒41を軸回りの正逆方向に所定角度だけ往復回転させる。
本実施形態によると、回転研削棒41が軸回りの正逆方向に往復回転すると、砥粒層41bがガイド部材36bの摺動部37を研削していき、少なくとも1箇所にラック26の外周面26aと同一曲率半径の摺動面が形成されていく。また、この摺動面には、曲率方向に直交する方向に複数の線状の溝38が形成されていく。なお、摺動部37に形成された摺動面は、第1実施形態で示した2箇所の第1摺動面37a及び第2摺動面37b、或いは所定の曲率半径で凸状の円筒面形状となっているラック26の外周面26aと同一曲率の1箇所の摺動面、或いはラック26の外周面26aと同一曲率の3箇所以上の摺動面である。
本実施形態によると、回転研削棒41が軸回りの正逆方向に往復回転すると、砥粒層41bがガイド部材36bの摺動部37を研削していき、少なくとも1箇所にラック26の外周面26aと同一曲率半径の摺動面が形成されていく。また、この摺動面には、曲率方向に直交する方向に複数の線状の溝38が形成されていく。なお、摺動部37に形成された摺動面は、第1実施形態で示した2箇所の第1摺動面37a及び第2摺動面37b、或いは所定の曲率半径で凸状の円筒面形状となっているラック26の外周面26aと同一曲率の1箇所の摺動面、或いはラック26の外周面26aと同一曲率の3箇所以上の摺動面である。
したがって、本実施形態によると、回転体41aの外周面に砥粒層41bを設けた回転研削棒41にガイド部材36bの摺動部37を押し付け、回転研削棒41を軸回りに往復回転するだけで、所定の曲率半径で凸状の円筒面形状となっているラックの外周面26aとの接触面積が大きくなる摺動面を短時間で高精度に形成することができるので、ガイド部材36bの製造コストの低減化を図ることができる。
また、図7で示す第3実施形態の摺動面の形成方法は、回転シャフト42と、この回転シャフト42の略半周に張力が付与された状態で掛け渡されている砥粒シート43とを使用してガイド部材36bの摺動部37に摺動面を形成する方法である。
回転シャフト42は、所定の曲率半径で凸状の円筒面形状となっているラック26の外周面26aと同一の曲率半径となる直径に設定されている。砥粒シート43は、可撓性シートの表面(回転シャフト42に接触しない面)の全域に砥粒を電着により付着させた部材である。
回転シャフト42は、所定の曲率半径で凸状の円筒面形状となっているラック26の外周面26aと同一の曲率半径となる直径に設定されている。砥粒シート43は、可撓性シートの表面(回転シャフト42に接触しない面)の全域に砥粒を電着により付着させた部材である。
本実施形態の摺動面の形成方法は、先ず、回転シャフト42の半外周に張力を付与した状態で砥粒シート43を掛け渡す。次に、回転シャフト42に掛け渡された砥粒シート43の表面にガイド部材36bの摺動部37を押し付ける(図7の矢印の押圧方向にガイド部材36bを押し付ける)。次に、回転シャフト42を軸回りの正逆方向に所定角度だけ往復回転させる。
本実施形態によると、回転シャフト42が軸回りの正逆方向に往復回転すると、回転シャフト42に掛け渡されている砥粒シート43も矢印方向に移動していき、砥粒シート43に接触しているガイド部材36bの摺動部37が研削されていき、少なくとも1箇所のラック26の外周面26aと同一曲率の摺動面が形成されていく。また、この摺動面には、曲率方向に直交する方向に複数の線状の溝38が形成されていく。本実施形態の摺動部37に形成された摺動面も、第1実施形態で示した2箇所の第1摺動面37a及び第2摺動面37b、或いは所定の曲率半径で凸状の円筒面形状となっているラック26の外周面26aと同一曲率の1箇所の摺動面、或いはラック26の外周面26aと同一曲率の3箇所以上の摺動面である。
したがって、本実施形態によると、回転シャフト42の略半外周に掛け渡した砥粒シート43の表面にガイド部材36bの摺動部37を押し付け、回転シャフト42を軸回りに往復回転するだけで、所定の曲率半径で凸状の円筒面形状となっているラックの外周面26aとの接触面積が大きくなる摺動面を短時間で高精度に形成することができるので、ガイド部材36bの製造コストの低減化を図ることができる。
(第4実施形態)
次に、図8は、本発明に係る第5実施形態のガイド部材44の詳細を示すものである。なお、図3に示した形状と同一構成部分には同一符号を付してその説明を省略する。
次に、図8は、本発明に係る第5実施形態のガイド部材44の詳細を示すものである。なお、図3に示した形状と同一構成部分には同一符号を付してその説明を省略する。
本実施形態のガイド部材は、凹状の円筒面形状として形成した摺動部45に、所定の曲率半径で凸状の円筒面形状となっているラック26の外周面26aと同一曲率半径の第1摺動面45a及び第2摺動面45bが曲率方向に離間して形成されている。
第1摺動面45aには、綾目(あやめ)状に多数の線状の溝が交差してなる綾目溝46が形成されている。また、第2摺動面45bにも綾目溝46が形成されている。
第1摺動面45aには、綾目(あやめ)状に多数の線状の溝が交差してなる綾目溝46が形成されている。また、第2摺動面45bにも綾目溝46が形成されている。
なお、本発明のラック外周面が外周面26aに対応し、本発明の溝が綾目溝46に対応している。
そして、ガイド部材44の摺動部45にグリース等の潤滑剤を塗布し、ガイド穴36aにガイド部材44を挿入して摺動部45をラック26の外周面26aに当接し、ガイド部材44の背面に配置したバネ部材36cをギヤハウジング21の雌ねじに雄ねじを螺合したカバー36dで付勢すると、バネ部材36cの弾性復元力によりガイド部材44がラック26をピニオン25a側に押し付けていく。
そして、ガイド部材44の摺動部45にグリース等の潤滑剤を塗布し、ガイド穴36aにガイド部材44を挿入して摺動部45をラック26の外周面26aに当接し、ガイド部材44の背面に配置したバネ部材36cをギヤハウジング21の雌ねじに雄ねじを螺合したカバー36dで付勢すると、バネ部材36cの弾性復元力によりガイド部材44がラック26をピニオン25a側に押し付けていく。
この際、ガイド部材44の第1摺動面45a及び第2摺動面45bが、所定の曲率半径で凸状の円筒面形状となっているラック26の外周面26aに面接触した状態で当接する。
本実施形態によると、ガイド部材44の摺動部45に塗布した潤滑剤は、第1摺動面45a及び第2摺動面45bに形成した綾目溝46に溜まりながら、摺動部45とラック26の外周面26aとの間で潤滑膜を形成し、摺動部45及び外周面26aの磨耗を抑制することができる。
本実施形態によると、ガイド部材44の摺動部45に塗布した潤滑剤は、第1摺動面45a及び第2摺動面45bに形成した綾目溝46に溜まりながら、摺動部45とラック26の外周面26aとの間で潤滑膜を形成し、摺動部45及び外周面26aの磨耗を抑制することができる。
また、ラック26の外周面26aに当接しているガイド部材44の摺動部45は、第1摺動面45a及び第2摺動面45bが、所定の曲率半径で凸状の円筒面形状となっているラック26の外周面26aに面接触した状態で当接しているので、摺動部45及び外周面26aの接触面積が大きくなり、接触面圧が低くなって初期磨耗を抑制することができる。
そして、ガイド部材44の摺動部37及びラック26の外周面26aの初期磨耗が抑制されると、ラックガイド36がラック26をピニオン25a側に押す力が常に一定となるのでバックラッシュが発生せず、ラトル音の発生を防止することができる。
なお、本実施形態も、ガイド部材44の摺動部45に、ラック26の外周面26aと同一曲率の摺動面を2箇所(第1摺動面45a及び第2摺動面45b)形成したが、本発明の要旨がこれに限定されるものではなく、摺動部45及び外周面26aの接触面圧が低くなるように互いの接触面積が大きくなるのであれば、摺動部45に、所定の曲率半径で凸状の円筒面形状となっているラック26の外周面26aと同一曲率半径の摺動面を1箇所、或いは3箇所以上設けてもよい。
なお、本実施形態も、ガイド部材44の摺動部45に、ラック26の外周面26aと同一曲率の摺動面を2箇所(第1摺動面45a及び第2摺動面45b)形成したが、本発明の要旨がこれに限定されるものではなく、摺動部45及び外周面26aの接触面圧が低くなるように互いの接触面積が大きくなるのであれば、摺動部45に、所定の曲率半径で凸状の円筒面形状となっているラック26の外周面26aと同一曲率半径の摺動面を1箇所、或いは3箇所以上設けてもよい。
(第5実施形態)
次に、図9は本発明に係る第5実施形態であり、第4実施形態で示したガイド部材44の摺動部45に、所定の曲率半径で凸状の円筒面形状となっているラック26の外周面26aと同一曲率半径の摺動面を形成する方法である。
次に、図9は本発明に係る第5実施形態であり、第4実施形態で示したガイド部材44の摺動部45に、所定の曲率半径で凸状の円筒面形状となっているラック26の外周面26aと同一曲率半径の摺動面を形成する方法である。
本実施形態の摺動面の形成方法は、第3実施形態の回転研削棒41を使用しており、先ず、回転研削棒41の外周にガイド部材44の摺動部37を押し付ける。次に、回転研削棒41を軸回りの正逆方向に所定角度だけ往復回転させながら、ガイド部材44を回転研削棒41の長手方向に往復移動させる。
本実施形態によると、回転研削棒41が軸回りの正逆方向に往復回転し、ガイド部材44を回転研削棒41の長手方向に往復移動すると、砥粒層41bがガイド部材36bの摺動部37を研削していき、少なくとも1箇所のラック26の外周面26aと同一曲率半径の摺動面が形成されていくとともに、この摺動面に綾目溝46が形成されていく。
本実施形態によると、回転研削棒41が軸回りの正逆方向に往復回転し、ガイド部材44を回転研削棒41の長手方向に往復移動すると、砥粒層41bがガイド部材36bの摺動部37を研削していき、少なくとも1箇所のラック26の外周面26aと同一曲率半径の摺動面が形成されていくとともに、この摺動面に綾目溝46が形成されていく。
なお、摺動部45に形成された摺動面は、第4実施形態で示した2箇所の第1摺動面45a及び第2摺動面45b、或いは所定の曲率半径で凸状の円筒面形状となっているラック26の外周面26aと同一曲率の1箇所の摺動面、或いはラック26の外周面26aと同一曲率の3箇所以上の摺動面である。
したがって、本実施形態によると、回転体41aの外周面に砥粒層41bを設けた回転研削棒41にガイド部材44の摺動部45を押し付け、回転研削棒41を軸回りに往復回転し、且つガイド部材44を回転研削棒41の長手方向に往復移動するだけで、ラックの外周面26aとの接触面積が大きくなる摺動面を短時間で高精度に形成することができるので、ガイド部材44の製造コストの低減化を図ることができる。
したがって、本実施形態によると、回転体41aの外周面に砥粒層41bを設けた回転研削棒41にガイド部材44の摺動部45を押し付け、回転研削棒41を軸回りに往復回転し、且つガイド部材44を回転研削棒41の長手方向に往復移動するだけで、ラックの外周面26aとの接触面積が大きくなる摺動面を短時間で高精度に形成することができるので、ガイド部材44の製造コストの低減化を図ることができる。
なお、第5実施形態では、回転体41aの外周面に砥粒層41bを設けた回転研削棒41を使用したが、第3実施形態のように回転シャフト42と回転シャフト42に掛け渡した砥粒シート43とを使用し、回転シャフト42の回転とともにガイド部材44を回転シャフト42の長手方向に往復移動させることでガイド部材44の摺動面を形成してもよい。
また、上記各実施形態では、ピニオンアシスト式電動パワーステアリング装置について説明したが、コラムアシスト式電動パワーステアリング装置、或いはラックアシスト式電動パワーステアリング装置に適用してもよい。
10…ステアリング装置、11…ステアリングシャフト、12…ステアリングコラム、14…ユニバーサルジョイント、15…中間シャフト、16…ユニバーサルジョイント、17…ステアリングギヤ、18…タイロッド、21…ギヤハウジング、21A…第1ギヤハウジング、21B…第2ギヤハウジング、25…ピニオンシャフト、25a…ピニオン、26…ラック、26a…外周面、27…ラックシャフト、28…トーションバー、29…インプットシャフト、29a…軸穴、31…電動モータ、32…モータ出力軸、33…ウォーム、34…ウォームホイール、35…トルクセンサ、36…ラックガイド、36a…ガイド穴、36b…ガイド部材、36c…バネ部材、36d…カバー、37…摺動部、37a…第1摺動面、37b…第2摺動面、38…線状の溝、40…ラックハウジング、41…回転研削棒、41a…回転体、41b…砥粒層、42…回転シャフト、43…砥粒シート、44…ガイド部材、45…摺動部、45a…第1摺動面、45b…第2動面、46…綾目溝
Claims (6)
- ピニオンを形成したピニオンシャフトと、前記ピニオンに噛合するラックを形成したラックシャフトと、前記ラックを前記ピニオン側に押し付けるラックガイドとを有し、当該ラックガイドは、所定の曲率半径で凸状の円筒面形状に形成した前記ラックのラック外周面に摺動自在に当接するガイド部材を備えてなるラック・アンド・ピニオン式ステアリング装置において、
前記ラック外周面に当接する前記ガイド部材の凹状の円筒面形状とした摺動部の一部に、前記ラック外周面と同一曲率半径の円筒面形状とした摺動面を形成したことを特徴とするラック・アンド・ピニオン式ステアリング装置。 - 前記ガイド部材に形成した前記摺動面に、グリース等の潤滑剤が溜まる複数の溝を形成したことを特徴とする請求項1記載のラック・アンド・ピニオン式ステアリング装置。
- 請求項1又は2記載のラック・アンド・ピニオン式ステアリング装置の凹状の円筒面形状としたガイド部材の摺動部に摺動面を形成する方法であって、
前記ラック外周面の曲率半径と同一の直径を有し、円筒外周面に、砥粒が付着した砥粒層が一体に設けられている回転研削棒を使用し、
前記ガイド部材の摺動部を前記回転研削棒の前記砥粒層に押し付け、前記回転研削棒を所定方向に回転させることで前記摺動面を形成することを特徴とするガイド部材の摺動面形成方法。 - 前記回転研削棒を所定方向に回転させると同時に、前記ガイド部材を前記回転研削棒の軸方向に移動させることを特徴とする請求項3記載のガイド部材の摺動面形成方法。
- 請求項1又は2記載のラック・アンド・ピニオン式ステアリング装置の凹状の円筒面形状としたガイド部材の摺動部に摺動面を形成する方法であって、
前記ラック外周面の曲率半径と同一の直径を有する回転シャフトと、この回転シャフトの少なくとも半外周面に張力を付与した状態で掛け渡され、前記回転シャフトに接触しない面に砥粒が付着している砥粒シートとを使用し、
前記ガイド部材の摺動部を前記砥粒シートを介して前記回転シャフトに押し付け、前記回転シャフトを所定方向に回転させ、この回転シャフトの回転とともに前記砥粒シートを移動させることで前記摺動面を形成することを特徴とするガイド部材の摺動面形成方法。 - 前記回転シャフトを所定方向に回転させると同時に、前記ガイド部材を前記回転シャフトの軸方向に移動させることを特徴とする請求項5記載のガイド部材の摺動面形成方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007339350A JP2009160961A (ja) | 2007-12-28 | 2007-12-28 | ラック・アンド・ピニオン式ステアリング装置及びこの装置におけるガイド部材の摺動面形成方法 |
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JP (1) | JP2009160961A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013043496A (ja) * | 2011-08-23 | 2013-03-04 | Nsk Ltd | ラックアンドピニオン式ステアリングギヤユニットの製造方法 |
JP2016064738A (ja) * | 2014-09-24 | 2016-04-28 | 大豊工業株式会社 | ラックガイドおよび当該ラックガイドを備えるラックピニオン式舵取り装置 |
CN114571342A (zh) * | 2022-02-28 | 2022-06-03 | 佛山市林丰砂光科技有限公司 | 一种用于大面积木板抛光的高速抛光头 |
-
2007
- 2007-12-28 JP JP2007339350A patent/JP2009160961A/ja active Pending
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