JP2013082345A

JP2013082345A - Steering device

Info

Publication number: JP2013082345A
Application number: JP2011224101A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Yoshioka; 加寿也吉岡; Kyosuke Yamanaka; 亨介山中
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2011-10-11
Filing date: 2011-10-11
Publication date: 2013-05-09

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rack-and-pinion type steering device that can improve lubricity.SOLUTION: The rack-and-pinion type steering device 1 includes: a rack shaft 8 of which surface a rack 8A is mounted thereon; a pinion shaft 7 that engages with the rack 8A each other. The rack shaft 8 includes: a cylindrical shaft (body part 20) made hollow to receive a grease G; the rack 8A formed to the outer peripheral surface 20C of the body part 20; a through hole 25 that penetrates through a tooth bottom part T of the rack 8A (fillet 24A of a tooth groove 24) and communicates with a hollow part 20B of the body 20; and an extrusion means (holder 33, piston 34, and elastic member 35) provided in the hollow part 20B to push out the grease G in the hollow part 20B from the through hole 25 to outside of the hollow part 20B.

Description

この発明は、ラックアンドピニオン式の操舵装置に関する。 The present invention relates to a rack and pinion type steering apparatus.

ラックアンドピニオン式の操舵装置として、特許文献１および２の各舵取装置では、一部にラックが形成された鋼管によって構成されたラック軸と、ピニオンを有するピニオン軸とが、ラックおよびピニオンにおいて噛合している。ピニオン軸が回転すると、ラック軸が軸方向にスライドし、これによって、ラック軸に連結された車輪の転舵が達成される。 As a rack-and-pinion type steering device, in each of the steering devices of Patent Documents 1 and 2, a rack shaft constituted by a steel pipe partially formed with a rack and a pinion shaft having a pinion are used in the rack and the pinion. Meshed. When the pinion shaft rotates, the rack shaft slides in the axial direction, whereby the steering of the wheels connected to the rack shaft is achieved.

特許文献１の舵取装置では、ラック軸（鋼管）において、ラック歯の歯底面の位置を鋼管内孔（鋼管の中空部）に交わる位置に設定し、これによって、ラック歯の歯底部には、鋼管内孔と連通する小孔が形成されている。
特許文献２の舵取装置では、ラック軸（鋼管）の内側に、軸方向に延びる凹溝が設けられていて、この凹溝によって、ラック軸には、鋼管内孔（鋼管の中空部）とラックの歯底部とを連通する小孔が形成されている。 In the steering device of Patent Document 1, the position of the bottom surface of the rack tooth is set to a position intersecting with the inner hole of the steel pipe (the hollow portion of the steel pipe) in the rack shaft (steel pipe). A small hole communicating with the steel pipe inner hole is formed.
In the steering device of Patent Document 2, a concave groove extending in the axial direction is provided inside the rack shaft (steel pipe), and by this concave groove, a steel pipe inner hole (a hollow portion of the steel pipe) is formed in the rack shaft. A small hole communicating with the bottom of the rack is formed.

実公平１−３７３３６号公報No. 1-337336 実開昭６１−４６２７８号公報Japanese Utility Model Publication No. 61-46278

ラックアンドピニオン式の操舵装置では、ラックとピニオンとの間での潤滑性が重要である。しかし、特許文献１および２の舵取装置では、ラック軸の中空部に潤滑剤を充填して、小孔からラックとピニオンとの間へ潤滑剤を供給しようとしても、中空部に潤滑剤を充填させただけでは、中空部内の潤滑剤を自発的に小孔から流出させることは難しい。それどころか、ラックとピニオンとの間の潤滑剤が、ピニオン軸の回転に伴って、ピニオンによってラックの歯底部の小孔からラック軸の中空部へ押し戻されてしまう。中空部へ押し戻された潤滑剤は、中空部へ押し戻されたきり、中空部からラックとピニオンとの間へ積極的に戻ることが困難である。そのため、最終的には、ラックとピニオンとの間から潤滑剤がなくなってしまう。これでは、ラックとピニオンとの間での潤滑性を維持することが困難である。 In the rack and pinion type steering device, lubricity between the rack and the pinion is important. However, in the steering devices of Patent Documents 1 and 2, even if an attempt is made to supply the lubricant from the small hole to the rack and the pinion by filling the hollow portion of the rack shaft with the lubricant, the lubricant is applied to the hollow portion. It is difficult to let the lubricant in the hollow part spontaneously flow out of the small holes only by filling. On the contrary, the lubricant between the rack and the pinion is pushed back from the small hole at the bottom of the rack by the pinion to the hollow part of the rack shaft as the pinion shaft rotates. The lubricant pushed back to the hollow part is hard to be pushed back to the hollow part, and it is difficult to positively return from the hollow part to between the rack and the pinion. As a result, the lubricant is finally lost from between the rack and the pinion. This makes it difficult to maintain lubricity between the rack and the pinion.

この発明は、かかる背景のもとでなされたもので、潤滑性の向上を図ることができるラックアンドピニオン式の操舵装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made under such a background, and an object thereof is to provide a rack and pinion type steering device capable of improving lubricity.

請求項１記載の発明は、表面にラック（８Ａ）が形成されたラック軸（８）と、前記ラックに噛み合うピニオン軸（７）とを備えるラックアンドピニオン式の操舵装置（１）であって、前記ラック軸は、潤滑剤（Ｇ）を収容するために中空にされた円筒軸（２０）と、前記円筒軸の表面（２０Ｃ）に形成されたラックと、前記ラックの歯底部分（Ｔ，２４Ａ）を貫通して前記円筒軸の中空部（２０Ｂ）に連通する貫通孔（２５）と、前記中空部に設けられ、前記中空部内の潤滑剤を前記貫通孔から前記中空部の外に押し出す押出手段（３３，３４，３５）と、を含むことを特徴とする、操舵装置である。 The invention according to claim 1 is a rack and pinion type steering device (1) comprising a rack shaft (8) having a rack (8A) formed on a surface thereof and a pinion shaft (7) meshing with the rack. The rack shaft includes a cylindrical shaft (20) that is hollowed in order to accommodate the lubricant (G), a rack formed on a surface (20C) of the cylindrical shaft, and a tooth bottom portion (T , 24A) and a through hole (25) communicating with the hollow portion (20B) of the cylindrical shaft, and provided in the hollow portion, the lubricant in the hollow portion is removed from the through hole to the outside of the hollow portion. A steering device including extrusion means (33, 34, 35) for extruding.

請求項２記載の発明は、前記ラック軸の軸中心（Ｓ）から前記中空部における前記ラック軸の内周面（２０Ａ）までの径方向寸法（Ｖ）は、前記軸中心から前記ラックの歯底部分までの最短直線距離（Ｗ）よりも大きく、かつ、前記ラック軸およびピニオン軸の軸間距離（Ｘ）から前記ピニオン軸の歯先円半径（Ｙ）を差し引いた値（Ｚ）よりも小さいことを特徴とする、請求項１記載の操舵装置である。 According to the second aspect of the present invention, the radial dimension (V) from the axial center (S) of the rack shaft to the inner peripheral surface (20A) of the rack shaft in the hollow portion is determined from the axial center to the teeth of the rack. More than a value (Z) that is larger than the shortest straight line distance (W) to the bottom portion and that is obtained by subtracting the tip circle radius (Y) of the pinion shaft from the inter-axis distance (X) of the rack shaft and pinion shaft The steering apparatus according to claim 1, wherein the steering apparatus is small.

請求項３記載の発明は、前記押出手段は、前記中空部内の潤滑剤を前記貫通孔へ向けて付勢する弾性部材（３５）を含むことを特徴とする、請求項１または２記載の操舵装置である。
請求項４記載の発明は、前記ラック軸は、前記ラック、中空部および押出手段が設けられた鉄製の本体部（２０）と、軸線方向における前記本体部の端部に連結されたアルミニウム製の延設部（２１，２２）と、を含むことを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の操舵装置である。 The invention according to claim 3 is the steering according to claim 1 or 2, wherein the push-out means includes an elastic member (35) for urging the lubricant in the hollow portion toward the through-hole. Device.
According to a fourth aspect of the present invention, the rack shaft includes an iron main body (20) provided with the rack, a hollow portion, and an extrusion means, and an aluminum-made link connected to an end of the main body in the axial direction. The steering device according to any one of claims 1 to 3, further comprising an extending portion (21, 22).

なお、上記において、括弧内の数字等は、後述する実施形態における対応構成要素の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。 In addition, in the above, the numbers in parentheses represent reference numerals of corresponding components in the embodiments described later, but the scope of the claims is not limited by these reference numerals.

請求項１記載の発明によれば、中空部内の潤滑剤は、押出手段によって、貫通孔からラックの歯溝へ滲み出るようになっている。そのため、ピニオン軸の回転に伴ってピニオン軸のピニオンがラックに噛み合うことでラックの歯溝の潤滑剤が貫通孔から中空部内に押し出されると、これに応じて、中空部内の潤滑剤は、別の貫通孔から別の歯溝に滲み出るようになっている。また、ラックとピニオンとの噛み合い位置がピニオン軸の回転に伴って変化すると、今までの噛み合い位置における歯溝からピニオンが外れているので、当該歯溝には、中空部内の潤滑剤が貫通孔から再び供給される。 According to the first aspect of the present invention, the lubricant in the hollow portion oozes out from the through hole to the tooth gap of the rack by the pushing means. Therefore, when the pinion shaft pinion meshes with the rack as the pinion shaft rotates, and the lubricant in the tooth gap of the rack is pushed into the hollow portion from the through hole, the lubricant in the hollow portion is It oozes out from another through hole into another tooth space. Further, when the meshing position of the rack and the pinion changes with the rotation of the pinion shaft, the pinion is disengaged from the tooth groove at the conventional meshing position. Will be supplied again.

つまり、ピニオン軸が回転しているときには、ピニオンが歯溝の潤滑剤を中空部内へ一時的に押し出すが、すぐに、中空部内から潤滑剤が新たに歯溝に供給されるので、結果として、どの歯溝においても十分な量の潤滑剤が常に供給されている。
よって、ラックアンドピニオン式の操舵装置における潤滑性の向上を図ることができる。また、ラック軸に中空部を形成することによって、ラック軸の軽量化を図ることもできる。 That is, when the pinion shaft is rotating, the pinion temporarily pushes the lubricant in the tooth gap into the hollow part, but immediately, the lubricant is newly supplied from the hollow part to the tooth groove, A sufficient amount of lubricant is always supplied in every tooth space.
Therefore, it is possible to improve the lubricity in the rack and pinion type steering device. Moreover, the rack shaft can be reduced in weight by forming a hollow portion in the rack shaft.

請求項２記載の発明によれば、ラック軸の軸中心から中空部におけるラック軸の内周面までの径方向寸法を、前記軸中心からラックの歯底部分までの最短直線距離よりも大きくすることにより、ラック軸の表面にラックを形成すれば、貫通孔も同時に形成することができるので、製造工程の簡略化を図ることができる。
また、ラック軸の軸中心から中空部におけるラック軸の内周面までの径方向寸法を、ラック軸およびピニオン軸の軸間距離からピニオン軸の歯先円半径を差し引いた値よりも小さくすることにより、ラック軸とピニオン軸との噛み合い位置におけるピニオン軸（ピニオン）の歯先とラックの歯底部分（ラック軸の内周面に一致する部分）との間に隙間を確保できる。この隙間には、潤滑剤を常時溜めておくことができるので、潤滑切れを最低限防止できる。 According to invention of Claim 2, the radial direction dimension from the axial center of a rack shaft to the inner peripheral surface of the rack shaft in a hollow part is made larger than the shortest linear distance from the said axial center to the tooth bottom part of a rack. Thus, if the rack is formed on the surface of the rack shaft, the through hole can be formed at the same time, so that the manufacturing process can be simplified.
Also, the radial dimension from the axial center of the rack shaft to the inner peripheral surface of the rack shaft in the hollow portion should be smaller than the value obtained by subtracting the tooth tip circle radius of the pinion shaft from the distance between the rack shaft and pinion shaft. Thus, a gap can be secured between the tooth tip of the pinion shaft (pinion) and the bottom portion of the rack (the portion matching the inner peripheral surface of the rack shaft) at the meshing position of the rack shaft and the pinion shaft. Since the lubricant can be always stored in the gap, it is possible to prevent the lubrication from being lost at a minimum.

請求項３記載の発明によれば、弾性部材を含む押出手段によって、中空部内の潤滑剤を、貫通孔からラックの歯溝へ常に滲み出るようにすることが可能になる。
請求項４記載の発明によれば、ラックや中空部が設けられる本体部を加工が容易な鉄製とし、その他の延設部を安価なアルミニウム製とすることで、ラック軸全体の製造コストの低減を図ることができる。 According to the third aspect of the present invention, the extrusion means including the elastic member can always allow the lubricant in the hollow portion to ooze from the through hole to the tooth gap of the rack.
According to the invention described in claim 4, the manufacturing cost of the entire rack shaft can be reduced by making the main body provided with the rack and the hollow part made of iron that can be easily processed and making the other extending parts made of inexpensive aluminum. Can be achieved.

図１は、本発明の一実施形態における操舵装置１の概略構成を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a steering device 1 according to an embodiment of the present invention. 図２は、操舵装置１からラック軸８を抜き出して示した模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing the rack shaft 8 extracted from the steering device 1. 図３は、図２のＡ−Ａ線における断面図である。3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 図４は、図２のＢ−Ｂ線における断面図である。4 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG.

本発明の好ましい実施の形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の一実施形態における操舵装置１の概略構成を示す模式図である。
図１を参照して、操舵装置１は、ステアリングホイール等の操舵部材２と、ステアリングシャフト３と、第１自在継手４と、中間軸５と、第２自在継手６と、ピニオン軸７と、ラック軸８と、ハウジング９とを主に含んでいる。ステアリングシャフト３は、操舵部材２に連結されている。ステアリングシャフト３と中間軸５とは、第１自在継手４を介して連結されている。中間軸５とピニオン軸７とは、第２自在継手６を介して連結されている。 Preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a steering device 1 according to an embodiment of the present invention.
Referring to FIG. 1, a steering apparatus 1 includes a steering member 2 such as a steering wheel, a steering shaft 3, a first universal joint 4, an intermediate shaft 5, a second universal joint 6, a pinion shaft 7, A rack shaft 8 and a housing 9 are mainly included. The steering shaft 3 is connected to the steering member 2. The steering shaft 3 and the intermediate shaft 5 are connected via the first universal joint 4. The intermediate shaft 5 and the pinion shaft 7 are connected via a second universal joint 6.

ピニオン軸７の端部近傍には、ピニオン７Ａが設けられている。
ラック軸８は、車幅方向（図１における左右方向であり、「軸方向Ｊ」ともいうことがある）に延びる中空円筒状である。ラック軸８の外周面（表面）の周上１箇所において、軸方向Ｊにおける途中の領域には、ラック８Ａが形成されている。ピニオン軸７は、軸方向Ｊに延びるラック軸８と交差方向（図１では上下方向）に配置されていて、ピニオン軸７のピニオン７Ａとラック軸８のラック８Ａとが噛み合っている。このようなピニオン軸７およびラック軸８によってラックアンドピニオン機構１０が構成されている。そのため、この操舵装置１は、ラックアンドピニオン式の操舵装置である。 A pinion 7 A is provided near the end of the pinion shaft 7.
The rack shaft 8 has a hollow cylindrical shape extending in the vehicle width direction (the left-right direction in FIG. 1 and may also be referred to as “axial direction J”). A rack 8 A is formed in an intermediate region in the axial direction J at one place on the outer peripheral surface (surface) of the rack shaft 8. The pinion shaft 7 is arranged in a crossing direction (vertical direction in FIG. 1) with the rack shaft 8 extending in the axial direction J, and the pinion 7A of the pinion shaft 7 and the rack 8A of the rack shaft 8 are engaged with each other. A rack and pinion mechanism 10 is configured by the pinion shaft 7 and the rack shaft 8. Therefore, the steering device 1 is a rack and pinion type steering device.

ハウジング９は、たとえばアルミニウム等の金属で形成されてラック軸８（軸方向Ｊ）に沿って長手の中空円筒状であり、車体（図示せず）に固定されている。ハウジング９の軸方向Ｊにおける一方の端面（図１における左端面）には、開口１１が形成されていて、他方の端面（図１における右端面）には、開口１２が形成されている。ハウジング９の内部が開口１１及び１２を介して露出されている。 The housing 9 is formed of a metal such as aluminum, has a hollow cylindrical shape that is long along the rack shaft 8 (axial direction J), and is fixed to a vehicle body (not shown). An opening 11 is formed on one end surface (left end surface in FIG. 1) in the axial direction J of the housing 9, and an opening 12 is formed on the other end surface (right end surface in FIG. 1). The interior of the housing 9 is exposed through the openings 11 and 12.

ラック軸８は、ハウジング９内に収容されており、この状態で、軸方向Ｊに沿って直線往復移動可能である。ピニオン軸７（ピニオン７Ａ）は、ハウジング９において、軸方向Ｊにおける両端部の間の領域に収容されている。この実施形態では、ハウジング９の当該両端部のうち、第１端部１３（図１における左端部）および第２端部１４（図１における右端部）のそれぞれからピニオン軸７までの距離は、ほぼ同じである。ただし、ピニオン軸７は、軸方向Ｊにおいて第１端部１３および第２端部１４のいずれかに偏った位置に配置されていても構わない。 The rack shaft 8 is accommodated in the housing 9, and can reciprocate linearly along the axial direction J in this state. The pinion shaft 7 (pinion 7A) is housed in a region between both ends in the axial direction J of the housing 9. In this embodiment, the distance from the first end 13 (left end in FIG. 1) and the second end 14 (right end in FIG. 1) to the pinion shaft 7 of both ends of the housing 9 is as follows. It is almost the same. However, the pinion shaft 7 may be disposed at a position biased to either the first end portion 13 or the second end portion 14 in the axial direction J.

第１端部１３には、第１ブッシュ１５が配置されており、第２端部１４には、第２ブッシュ１６が配置されている。第１ブッシュ１５および第２ブッシュ１６は、筒状をなしていて、ハウジング９内において、軸方向Ｊからピニオン軸７を挟むように配置されている。ラック軸８は、第１ブッシュ１５および第２ブッシュ１６のそれぞれに対して挿通されていて、この状態で各ブッシュによって支持されており、これらのブッシュに対して軸方向Ｊへ摺動可能である。 A first bush 15 is disposed at the first end 13, and a second bush 16 is disposed at the second end 14. The first bush 15 and the second bush 16 have a cylindrical shape and are disposed in the housing 9 so as to sandwich the pinion shaft 7 from the axial direction J. The rack shaft 8 is inserted into each of the first bush 15 and the second bush 16 and is supported by each bush in this state, and is slidable in the axial direction J with respect to these bushes. .

ハウジング９に収容されたラック軸８の（軸方向Ｊにおける）両端部は、ハウジング９におけるいずれかの開口１１，１２を介して両外側へ突出し、各端部には、継手１７を介してタイロッド１８が結合されている。各タイロッド１８は、対応するナックルアーム（図示せず）を介して車輪１９に連結されている。
操舵部材２が操作されてステアリングシャフト３が回転されると、この回転がピニオン７Ａおよびラック８Ａによって、軸方向Ｊに沿ってのラック軸８の直線運動（スライド）に変換される。これにより、各車輪１９の転舵が達成される。 Both end portions (in the axial direction J) of the rack shaft 8 accommodated in the housing 9 protrude to both outer sides through one of the openings 11 and 12 in the housing 9, and each end portion is connected to a tie rod via a joint 17. 18 are connected. Each tie rod 18 is connected to a wheel 19 via a corresponding knuckle arm (not shown).
When the steering member 2 is operated and the steering shaft 3 is rotated, this rotation is converted into a linear motion (slide) of the rack shaft 8 along the axial direction J by the pinion 7A and the rack 8A. Thereby, steering of each wheel 19 is achieved.

次に、主にラック軸８について詳しく説明する。
図２は、操舵装置１からラック軸８を抜き出して示した模式図である。図３は、図２のＡ−Ａ線における断面図である。なお、図３では、ピニオン軸７およびハウジング９も図示している。図４は、図２のＢ−Ｂ線における断面図である。
図２を参照して、ラック軸８は、前述したように軸方向Ｊに沿って延びる中空円筒状（換言すれば、円管状）の軸（円筒軸）である。このように中空になったラック軸８では、中身が詰まった（中実の）円柱状の構成に比べて軽量化を図ることができる。図２では、ラック軸８の軸中心Ｓ（ラック軸８の円中心を通って軸方向Ｊに延びる仮想線）を１点鎖線で示している。 Next, the rack shaft 8 will be mainly described in detail.
FIG. 2 is a schematic diagram showing the rack shaft 8 extracted from the steering device 1. 3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. In FIG. 3, the pinion shaft 7 and the housing 9 are also illustrated. 4 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG.
Referring to FIG. 2, the rack shaft 8 is a hollow cylindrical (in other words, circular) shaft (cylindrical shaft) extending along the axial direction J as described above. The rack shaft 8 thus hollow can be reduced in weight compared to a solid (solid) columnar configuration. In FIG. 2, the axis center S of the rack shaft 8 (virtual line extending in the axial direction J through the circle center of the rack shaft 8) is indicated by a one-dot chain line.

ラック軸８は、本体部２０と第１延設部２１と第２延設部２２とを含んでいる。本体部２０、第１延設部２１および第２延設部２２は、軸方向Ｊに沿って並んでおり、別々に分割することができる。軸方向Ｊにおいて、第１延設部２１と第２延設部２２との間に本体部２０が位置している。
本体部２０、第１延設部２１および第２延設部２２は、いずれも軸方向Ｊに延びる中空円筒状の軸（円筒軸）であり、それぞれの外径および内径は大体同じである。なお、図２では、点線によって本体部２０の内周面２０Ａ、第１延設部２１の内周面２１Ａおよび第２延設部２２の内周面２２Ａを示している。また、本体部２０において内周面２０Ａによって区画された円筒状空間が中空部２０Ｂであり、第１延設部２１において内周面２１Ａによって区画された円筒状空間が中空部２１Ｂであり、第２延設部２２において内周面２２Ａによって区画された円筒状空間が中空部２２Ｂである。内周面２０Ａ、２１Ａおよび２２Ａは、ラック軸８全体の内周面でもあり、中空部２０Ｂ、２１Ｂおよび２２Ｂは、ラック軸８全体の中空部でもある。換言すれば、内周面２０Ａ、２１Ａおよび２２Ａは、中空部２０Ｂ、２１Ｂおよび２２Ｂにおけるラック軸８の内周面である。また、軸方向Ｊにおける寸法（長さ）に関し、第１延設部２１および第２延設部２２のそれぞれは、本体部２０よりも長い。 The rack shaft 8 includes a main body part 20, a first extension part 21, and a second extension part 22. The main body part 20, the first extending part 21, and the second extending part 22 are arranged along the axial direction J and can be divided separately. In the axial direction J, the main body portion 20 is located between the first extending portion 21 and the second extending portion 22.
The main body portion 20, the first extending portion 21, and the second extending portion 22 are all hollow cylindrical shafts (cylindrical shafts) extending in the axial direction J, and the outer diameters and inner diameters thereof are substantially the same. In FIG. 2, the inner peripheral surface 20 A of the main body 20, the inner peripheral surface 21 A of the first extending portion 21, and the inner peripheral surface 22 A of the second extending portion 22 are indicated by dotted lines. Further, the cylindrical space defined by the inner peripheral surface 20A in the main body 20 is a hollow portion 20B, and the cylindrical space defined by the inner peripheral surface 21A in the first extending portion 21 is a hollow portion 21B. 2 A cylindrical space defined by the inner peripheral surface 22A in the extending portion 22 is a hollow portion 22B. The inner peripheral surfaces 20A, 21A and 22A are also inner peripheral surfaces of the entire rack shaft 8, and the hollow portions 20B, 21B and 22B are also hollow portions of the entire rack shaft 8. In other words, the inner peripheral surfaces 20A, 21A, and 22A are inner peripheral surfaces of the rack shaft 8 in the hollow portions 20B, 21B, and 22B. Further, regarding the dimension (length) in the axial direction J, each of the first extending portion 21 and the second extending portion 22 is longer than the main body portion 20.

本体部２０の軸方向Ｊにおける一端部（図２では左端部）に、第１延設部２１の一端部（図２では右端部）が連結され、本体部２０の軸方向Ｊにおける他端部（図２では右端部）に、第２延設部２２の一端部（図２では左端部）が連結されている。
本体部２０が鉄製であり、第１延設部２１および第２延設部２２のそれぞれは、アルミニウム製である。本体部２０だけにラック８Ａが形成されている。本体部２０は、鉄の円柱に中空加工を施して中空部２０Ｂを形成してから、その外周面２０Ｃ（ラック軸８の外周面でもある）にラック８Ａを形成することによって、形成される。第１延設部２１および第２延設部２２には、アルミパイプを用いることができる。このように、ラック８Ａや中空部２０Ｂが設けられる本体部２０を加工が容易な鉄製とし、その他の第１延設部２１および第２延設部２２を安価なアルミニウム製（アルミパイプ）とすることで、ラック軸８全体の製造コストの低減を図ることができる。 One end portion (right end portion in FIG. 2) of the first extending portion 21 is connected to one end portion (left end portion in FIG. 2) of the main body portion 20 in the axial direction J, and the other end portion of the main body portion 20 in the axial direction J. One end portion (left end portion in FIG. 2) of the second extending portion 22 is connected to (right end portion in FIG. 2).
The main body portion 20 is made of iron, and each of the first extending portion 21 and the second extending portion 22 is made of aluminum. The rack 8A is formed only on the main body 20. The main body 20 is formed by forming a hollow portion 20B by subjecting an iron cylinder to hollow processing, and then forming a rack 8A on the outer peripheral surface 20C (also the outer peripheral surface of the rack shaft 8). An aluminum pipe can be used for the first extending portion 21 and the second extending portion 22. Thus, the main body 20 provided with the rack 8A and the hollow portion 20B is made of iron that can be easily processed, and the other first extending portion 21 and the second extending portion 22 are made of inexpensive aluminum (aluminum pipe). Thus, the manufacturing cost of the entire rack shaft 8 can be reduced.

ラック８Ａは、本体部２０の外周面２０Ｃ（表面）の周上１箇所において、軸方向Ｊにおける中央寄りの領域に設けられている。ラック８Ａは、軸方向Ｊに並ぶ複数のギヤ歯２３によって構成されている。ギヤ歯２３に関連して、本体部２０の外周面２０Ｃには、複数の歯溝２４が形成されている。
複数（ここでは、説明の便宜上、１５本）の歯溝２４は、軸方向Ｊにおいて等間隔を隔てて並んで形成されている。本体部２０の周方向外側から見て、各歯溝２４は、軸中心Ｓ（軸方向Ｊ）に対する交差方向（図２では、軸中心Ｓに対する直交方向に対して少し傾斜した方向）に沿って直線状に延びていて、全ての歯溝２４は、平行になっている。この交差方向が、歯溝２４の長さ方向となっている。各歯溝２４を本体部２０の周方向から見ると、各歯溝２４は、軸中心Ｓ側（本体部２０の径方向内側）へ向けてＶ字状に窪んでいる。各歯溝２４の溝底２４Ａ（歯溝２４の最深部）は、本体部２０の周方向に対する接線方向と、前述した交差方向との両方に沿って延びる直線になっている。 The rack 8 A is provided in a region closer to the center in the axial direction J at one location on the outer peripheral surface 20 C (front surface) of the main body 20. The rack 8A is configured by a plurality of gear teeth 23 arranged in the axial direction J. In relation to the gear teeth 23, a plurality of tooth grooves 24 are formed on the outer peripheral surface 20 C of the main body portion 20.
A plurality (15 here for convenience of explanation) of the tooth spaces 24 are formed side by side at equal intervals in the axial direction J. When viewed from the outer side in the circumferential direction of the main body 20, each tooth groove 24 is along a crossing direction with respect to the axial center S (axial direction J) (in FIG. 2, a direction slightly inclined with respect to a direction orthogonal to the axial center S). It extends in a straight line and all the tooth spaces 24 are parallel. This intersecting direction is the length direction of the tooth gap 24. When each tooth groove 24 is viewed from the circumferential direction of the main body portion 20, each tooth groove 24 is recessed in a V shape toward the axial center S side (the radially inner side of the main body portion 20). The groove bottom 24A (the deepest part of the tooth groove 24) of each tooth groove 24 is a straight line extending along both the tangential direction with respect to the circumferential direction of the main body 20 and the above-described intersecting direction.

このような歯溝２４では、溝底２４Ａが、歯溝２４の長さ方向中央側において、軸中心Ｓに近くなっている（図４参照）。そして、各歯溝２４の長さ方向中央部分（図２で黒く塗り潰された部分）は、当該長さ方向に細長い貫通孔２５として、溝底２４Ａ（厳密には、溝底２４Ａにおける本体部２０の周壁）を、その径方向において貫通して本体部２０の中空部２０Ｂに連通している（図４も参照）。本体部２０の外周面２０Ｃに歯溝２４を形成する際に、歯溝２４を深くしていけば、自然に貫通孔２５が形成されるようになっている。そのため、歯溝２４を形成してから、別途貫通孔２５を形成するための加工を省略できるので、製造工程の簡略化を図ることができる。 In such a tooth groove 24, the groove bottom 24A is close to the shaft center S on the center side in the length direction of the tooth groove 24 (see FIG. 4). Then, the central portion in the longitudinal direction of each tooth groove 24 (the portion painted black in FIG. 2) is formed as a through hole 25 elongated in the longitudinal direction as a groove bottom 24A (strictly speaking, the main body portion 20 in the groove bottom 24A). In the radial direction thereof and communicates with the hollow portion 20B of the main body portion 20 (see also FIG. 4). When the tooth groove 24 is deepened when the tooth groove 24 is formed on the outer peripheral surface 20 C of the main body 20, the through hole 25 is naturally formed. Therefore, since the process for forming the through-hole 25 separately after forming the tooth groove 24 can be omitted, the manufacturing process can be simplified.

そして、本体部２０の外周部分において、軸方向Ｊで隣り合う歯溝２４に挟まれた部分が、１つのギヤ歯２３となっている。ギヤ歯２３は、歯溝２４を平行に延びつつ、前記交差方向に長手の凸状であり（図３も参照）、複数（ここでは、説明の便宜上、１４本）のギヤ歯２３は、軸方向Ｊにおいて等間隔を隔てて平行に並んでいる。歯溝２４を本体部２０に形成することによって、ギヤ歯２３が形成されるようになっている。ここで、歯溝２４を深くして貫通孔２５を形成する際には、各ギヤ歯２３における歯元応力が許容範囲内となるように、歯溝２４の深さが設定されている。 In the outer peripheral portion of the main body 20, a portion sandwiched between the tooth grooves 24 adjacent in the axial direction J constitutes one gear tooth 23. The gear teeth 23 extend in parallel in the tooth gap 24 and have a convex shape that is long in the intersecting direction (see also FIG. 3), and a plurality (here, 14 for convenience of explanation) of the gear teeth 23 are shafts. They are arranged in parallel in the direction J at equal intervals. The gear teeth 23 are formed by forming the tooth grooves 24 in the main body portion 20. Here, when the through hole 25 is formed by deepening the tooth groove 24, the depth of the tooth groove 24 is set so that the tooth root stress in each gear tooth 23 falls within an allowable range.

なお、図２では、各ギヤ歯２３（歯溝２４）が、軸中心Ｓに対する直交方向に対して少し傾斜した方向に沿って延びているが、軸中心Ｓに対する直交方向に沿って延びていてもよい。
次に、図３を参照して、本体部２０の詳細等について説明する。なお、図３では、説明の便宜上、本体部２０、本体部２０に設けられる部材（後述するプラグ３２、ホルダ３３およびピストン３４等）、および、ピニオン軸７のそれぞれの断面にはハッチングを付していない。 In FIG. 2, each gear tooth 23 (tooth groove 24) extends along a direction slightly inclined with respect to the direction orthogonal to the axis center S, but extends along the direction orthogonal to the axis center S. Also good.
Next, details and the like of the main body 20 will be described with reference to FIG. In FIG. 3, for convenience of explanation, the cross section of the main body 20, members provided on the main body 20 (a plug 32, a holder 33, a piston 34, etc., which will be described later) and the pinion shaft 7 are hatched. Not.

軸方向Ｊにおける本体部２０の両端部の外周面には、ねじ部２６が形成されている。ねじ部２６に対応して、前述した第１延設部２１および第２延設部２２のそれぞれにおいて本体部２０側の端部の内周面には、ねじ部２７が形成されている。
本体部２０の一端部（図３における左端部）に対して第１延設部２１の端部（図３における右端部）を外嵌して、ねじ部２６とねじ部２７とを噛み合わせることによって、本体部２０と第１延設部２１とが連結されている。同様に、本体部２０の他端部（図３における右端部）に対して第２延設部２２の端部（図３における左端部）を外嵌して、ねじ部２６とねじ部２７とを噛み合わせることによって、本体部２０と第２延設部２２とが連結されている。これにより、第１延設部２１および第２延設部２２のそれぞれと本体部２０とが同軸状になっていて、ラック軸８が完成している。なお、第１延設部２１および第２延設部２２のそれぞれと本体部２０とは、以上のようにねじ嵌合によって連結されていてもよいし、圧入等によって連結されていてもよい。 Threaded portions 26 are formed on the outer peripheral surfaces of both end portions of the main body portion 20 in the axial direction J. Corresponding to the screw portion 26, a screw portion 27 is formed on the inner peripheral surface of the end portion on the main body portion 20 side in each of the first extending portion 21 and the second extending portion 22 described above.
The end portion (right end portion in FIG. 3) of the first extending portion 21 is externally fitted to one end portion (left end portion in FIG. 3) of the main body portion 20, and the screw portion 26 and the screw portion 27 are engaged with each other. Thus, the main body 20 and the first extending portion 21 are connected. Similarly, the end portion (left end portion in FIG. 3) of the second extending portion 22 is externally fitted to the other end portion (right end portion in FIG. 3) of the main body portion 20, and the screw portion 26, the screw portion 27, The main body part 20 and the second extending part 22 are connected to each other. Thereby, each of the 1st extension part 21 and the 2nd extension part 22, and the main-body part 20 are coaxial, and the rack axis | shaft 8 is completed. In addition, each of the 1st extension part 21 and the 2nd extension part 22, and the main-body part 20 may be connected by the screw fitting as mentioned above, and may be connected by press-fitting etc.

本体部２０は、前述したように中空円筒状（円管状）であり、本体部２０の軸方向Ｊにおける両端には、本体部２０の中空部２０Ｂを露出させる丸い開口２８が形成されている。ここでは、第１延設部２１側（図３における左側）の開口２８を、第１開口２８Ａといい、および第２延設部２２側（図３における右側）の開口２８を、第２開口２８Ｂということにする。本体部２０の内径（ここでは、軸中心Ｓから内周面２０Ａまでの半径）は、第１開口２８Ａに連続する部分では、第１開口２８Ａの内径（半径）と同じであるが、第１開口２８Ａに対して直近の歯溝２４（図３では左端に位置する歯溝２４）に到るまでの途中において階段状に小さくなり、その後は、第２開口２８Ｂまでの間においてほぼ一定になっている。つまり、内周面２０Ａには、軸中心Ｓを円中心とする環状の段付き２９が形成されていて、段付き２９を境界とする第１開口２８Ａ側と第２開口２８Ｂ側とで内周面２０Ａの半径が異なっている。段付き２９よりも第２開口２８Ｂ側における内周面２０Ａの半径は、図３において符号Ｖを付して示されている。この半径Ｖは、本体部２０の中空部２０Ｂを形成するために、前述したように鉄の円柱に中空加工を施す際における中空加工寸法である。 As described above, the main body portion 20 has a hollow cylindrical shape (circular tube shape), and round openings 28 for exposing the hollow portion 20B of the main body portion 20 are formed at both ends in the axial direction J of the main body portion 20. Here, the opening 28 on the first extension portion 21 side (left side in FIG. 3) is referred to as a first opening 28A, and the opening 28 on the second extension portion 22 side (right side in FIG. 3) is referred to as a second opening. 28B. The inner diameter of the main body 20 (here, the radius from the axis center S to the inner peripheral surface 20A) is the same as the inner diameter (radius) of the first opening 28A in the portion continuing to the first opening 28A. In the middle of reaching the tooth groove 24 closest to the opening 28A (the tooth groove 24 positioned at the left end in FIG. 3), the step size decreases in a stepwise manner, and thereafter becomes substantially constant until the second opening 28B. ing. That is, the inner peripheral surface 20A is formed with an annular stepped portion 29 having the axis center S as a circle center, and the inner periphery between the first opening 28A side and the second opening 28B side with the stepped portion 29 as a boundary. The radius of the surface 20A is different. The radius of the inner peripheral surface 20A on the second opening 28B side with respect to the stepped portion 29 is indicated by reference sign V in FIG. The radius V is a hollow processing dimension when hollow processing is performed on an iron column as described above in order to form the hollow portion 20B of the main body portion 20.

内周面２０Ａにおいて、第１開口２８Ａに対して直近の歯溝２４と段付き２９との間の領域には、ねじ部３０が形成されていて、第２開口２８Ｂ周辺の領域には、ねじ部３１が形成されている。
そして、本体部２０の中空部２０Ｂには、プラグ３２と、ホルダ３３と、ピストン３４と、弾性部材３５とが設けられている。 On the inner peripheral surface 20A, a threaded portion 30 is formed in a region between the tooth gap 24 and the stepped portion 29 closest to the first opening 28A, and in a region around the second opening 28B, a screw is formed. A portion 31 is formed.
The hollow portion 20 B of the main body portion 20 is provided with a plug 32, a holder 33, a piston 34, and an elastic member 35.

プラグ３２は、円柱または円筒状であって、外周面にねじ部３６が形成されている。また、プラグ３２において軸線方向における一端（図３における左端）には、径方向外側へ張り出した環状のフランジ部３７が一体的に設けられている。プラグ３２では、フランジ部３７の外径（半径）が、段付き２９よりも第２開口２８Ｂ側における内周面２０Ａの半径Ｖよりも大きく、段付き２９よりも第１開口２８Ａ側における内周面２０Ａの半径（つまり、第１開口２８Ａの半径）よりも小さい。プラグ３２では、フランジ部３７以外の部分（ねじ部３６が形成された部分）の外径（半径）が、前述した半径Ｖとほぼ同じである。 The plug 32 has a columnar shape or a cylindrical shape, and a threaded portion 36 is formed on the outer peripheral surface. In addition, an annular flange portion 37 projecting radially outward is integrally provided at one end (left end in FIG. 3) in the axial direction of the plug 32. In the plug 32, the outer diameter (radius) of the flange portion 37 is larger than the radius V of the inner peripheral surface 20 A on the second opening 28 B side than the stepped 29, and the inner periphery on the first opening 28 A side than the stepped 29. It is smaller than the radius of the surface 20A (that is, the radius of the first opening 28A). In the plug 32, the outer diameter (radius) of the portion other than the flange portion 37 (the portion where the screw portion 36 is formed) is substantially the same as the radius V described above.

このようなプラグ３２を、第１開口２８Ａから本体部２０内（中空部２０Ｂ）に挿入する。このとき、ねじ部３６がフランジ部３７よりも先に第１開口２８Ａを通過するようにする。そして、プラグ３２を回転させながら本体部２０内に挿入することによって、ねじ部３６と内周面２０Ａのねじ部３０とを噛み合わせる。フランジ部３７が第１開口２８Ａ側から段付き２９に当接するまでプラグ３２を挿入すると、本体部２０に対するプラグ３２の組み付けが完了する。この状態では、中空部２０Ｂにおける第１開口２８Ａ側の端部は、プラグ３２によって完全に塞がれている。 Such a plug 32 is inserted into the main body 20 (hollow part 20B) from the first opening 28A. At this time, the screw portion 36 passes through the first opening 28 A before the flange portion 37. Then, by inserting the plug 32 into the main body portion 20 while rotating, the screw portion 36 and the screw portion 30 of the inner peripheral surface 20A are engaged with each other. When the plug 32 is inserted until the flange portion 37 contacts the stepped 29 from the first opening 28A side, the assembly of the plug 32 to the main body portion 20 is completed. In this state, the end of the hollow portion 20B on the first opening 28A side is completely closed by the plug 32.

ホルダ３３は、円柱または円筒状であって、外周面にねじ部３８が形成されている。ホルダ３３の外径（半径）は、前述した半径Ｖとほぼ同じである。
このようなホルダ３３を、第２開口２８Ｂから本体部２０内に挿入する。このとき、ホルダ３３を回転させながら本体部２０内に挿入することによって、ねじ部３８と内周面２０Ａのねじ部３１とを噛み合わせる。ねじ部３１において第１開口２８Ａ側の端部とねじ部３８とが噛み合うまでホルダ３３を挿入すると、ホルダ３３をそれ以上挿入できなくなる。軸方向Ｊにおいて、ねじ部３１がねじ部３８よりも長く設定されているので、ねじ部３８とねじ部３１とが噛み合った状態で、軸方向Ｊにおけるホルダ３３の位置を調整することができる。いずれにせよ、ねじ部３８とねじ部３１とが噛み合った状態でホルダ３３の挿入を停止すれば、本体部２０に対するホルダ３３の組み付けが完了する。この状態では、中空部２０Ｂにおける第２開口２８Ｂ側の端部は、ホルダ３３によって完全に塞がれている。 The holder 33 has a columnar shape or a cylindrical shape, and a screw portion 38 is formed on the outer peripheral surface. The outer diameter (radius) of the holder 33 is substantially the same as the radius V described above.
Such a holder 33 is inserted into the main body 20 through the second opening 28B. At this time, the screw portion 38 and the screw portion 31 of the inner peripheral surface 20A are engaged with each other by inserting the holder 33 into the main body portion 20 while rotating it. If the holder 33 is inserted until the end on the first opening 28A side of the screw portion 31 and the screw portion 38 are engaged with each other, the holder 33 cannot be inserted any further. Since the screw part 31 is set longer than the screw part 38 in the axial direction J, the position of the holder 33 in the axial direction J can be adjusted in a state where the screw part 38 and the screw part 31 are engaged with each other. In any case, if the insertion of the holder 33 is stopped in a state where the screw portion 38 and the screw portion 31 are engaged with each other, the assembly of the holder 33 to the main body portion 20 is completed. In this state, the end on the second opening 28 B side in the hollow portion 20 B is completely closed by the holder 33.

本体部２０に組み付けられたホルダ３３において、第１開口２８Ａ側を臨む端面３３Ａは、開口が形成されていない円形状の端面になっている。
ピストン３４は、円柱状である。ピストン３４の外径（半径）は、前述した半径Ｖよりも僅かに小さい。ピストン３４は、本体部２０の中空部２０Ｂに収容されており、この状態で、本体部２０と同軸状になっている。また、この状態のピストン３４は、軸方向Ｊにおいて、本体部２０に組み付けられたホルダ３３と、第２開口２８Ｂに対して直近（図３における右端）の歯溝２４との間の範囲に常に位置している。 In the holder 33 assembled to the main body 20, the end surface 33 A facing the first opening 28 A is a circular end surface in which no opening is formed.
The piston 34 has a cylindrical shape. The outer diameter (radius) of the piston 34 is slightly smaller than the radius V described above. The piston 34 is accommodated in the hollow portion 20 B of the main body portion 20, and is coaxial with the main body portion 20 in this state. Further, the piston 34 in this state is always in the range between the holder 33 assembled to the main body 20 and the tooth groove 24 closest to the second opening 28B (right end in FIG. 3) in the axial direction J. positioned.

弾性部材３５として、ゴムのブロックや圧縮ばねを用いることができる。ここでは、弾性部材３５として圧縮ばねを用いており、弾性部材３５は、ホルダ３３の端面３３Ａの円中心部分と、ピストン３４において前記端面３３Ａに対向する端面３４Ａの円中心部分との間に架設されている。この状態の弾性部材３５は、軸方向Ｊにおいて圧縮されており、ピストン３４をホルダ３３（換言すれば第２開口２８Ｂ）から離れる方向（軸方向Ｊにおいて中空部２０Ｂ内に進出する方向であって、図３における左側）へ常に付勢している。 As the elastic member 35, a rubber block or a compression spring can be used. Here, a compression spring is used as the elastic member 35, and the elastic member 35 is installed between the circle center portion of the end surface 33 A of the holder 33 and the circle center portion of the end surface 34 A facing the end surface 33 A of the piston 34. Has been. The elastic member 35 in this state is compressed in the axial direction J and is a direction in which the piston 34 moves away from the holder 33 (in other words, the second opening 28B) (the direction in which the piston 34 advances into the hollow portion 20B in the axial direction J). The left side in FIG. 3 is always energized.

そして、この本体部２０の中空部２０Ｂには、潤滑剤（ここでは、一例としてグリースＧ）が充填（収容）されている。厳密には、中空部２０Ｂにおいてプラグ３２とピストン３４とに挟まれた領域に、グリースＧ（薄いドットで塗り潰した部分）が充填されている。前述したようにピストン３４が弾性部材３５によって中空部２０Ｂ内に進出する方向へ常に付勢されているので、中空部２０Ｂ内のグリースＧには、常に圧力がかかっている。そのため、中空部２０Ｂ内のグリースＧは、ピストン３４（厳密には弾性部材３５の付勢力）によって各貫通孔２５へ向けて付勢されているので、常に、いずれかの貫通孔２５から歯溝２４（つまり、中空部２０Ｂの外）へ勝手に滲み出るようになっている（図３における太い実線矢印参照）。 The hollow portion 20B of the main body portion 20 is filled (accommodated) with a lubricant (here, grease G as an example). Strictly speaking, the region sandwiched between the plug 32 and the piston 34 in the hollow portion 20B is filled with grease G (portion filled with thin dots). As described above, since the piston 34 is constantly urged by the elastic member 35 in the direction to advance into the hollow portion 20B, pressure is always applied to the grease G in the hollow portion 20B. Therefore, the grease G in the hollow portion 20B is urged toward each through hole 25 by the piston 34 (strictly, the urging force of the elastic member 35). 24 (that is, outside the hollow portion 20B) oozes out freely (see the thick solid arrow in FIG. 3).

このように、ピストン３４および弾性部材３５（ホルダ３３も含む）は、中空部２０Ｂ内のグリースＧを貫通孔２５から中空部２０Ｂの外に押し出す押出手段を構成している。
なお、前述したように、中空部２０Ｂにおける第１開口２８Ａ側の端部は、プラグ３２によって完全に塞がれていて、中空部２０Ｂにおける第２開口２８Ｂ側の端部は、ホルダ３３によって完全に塞がれているので、中空部２０Ｂ内のグリースＧが第１開口２８Ａや第２開口２８Ｂから漏れ出ることはない。また、前述したように、ピストン３４の外径（半径）と、内周面２０Ａの半径Ｖとの差が僅かになっている。これにより、中空部２０Ｂにおいてプラグ３２とピストン３４とに挟まれた領域におけるグリースＧが、ピストン３４と内周面２０Ａとの隙間を通ってピストン３４とホルダ３３との間の空間に侵入することが極力防止されている。 Thus, the piston 34 and the elastic member 35 (including the holder 33) constitute an extruding means for pushing out the grease G in the hollow portion 20B from the through hole 25 to the outside of the hollow portion 20B.
As described above, the end of the hollow portion 20B on the first opening 28A side is completely closed by the plug 32, and the end of the hollow portion 20B on the second opening 28B side is completely closed by the holder 33. Therefore, the grease G in the hollow portion 20B does not leak from the first opening 28A or the second opening 28B. Further, as described above, the difference between the outer diameter (radius) of the piston 34 and the radius V of the inner peripheral surface 20A is small. Thereby, the grease G in the region sandwiched between the plug 32 and the piston 34 in the hollow portion 20B enters the space between the piston 34 and the holder 33 through the gap between the piston 34 and the inner peripheral surface 20A. Is prevented as much as possible.

ここで、弾性部材３５の付勢力（図３における左向きの白抜きの矢印参照）を変更することによって、中空部２０Ｂ内のグリースＧにかかる圧力を調整することができる。詳しくは、ホルダ３３を第１開口２８Ａ側へ移動させることによって、第２開口２８Ｂから本体部２０内へのホルダ３３の挿入量を増やすと、弾性部材３５の圧縮量が増えて付勢力が大きくなるので、前述した圧力を高めることができる。逆に、ホルダ３３を第２開口２８Ｂ側へ移動させることによって、第２開口２８Ｂから本体部２０内へのホルダ３３の挿入量を減らすと、弾性部材３５の圧縮量が減って付勢力が小さくなるので、前述した圧力を弱めることができる。この圧力を高めれば、貫通孔２５から歯溝２４から滲み出るグリースＧの量を多くすることができ、この圧力を弱めれば、貫通孔２５から歯溝２４から滲み出るグリースＧの量を少なくすることができる。 Here, the pressure applied to the grease G in the hollow portion 20B can be adjusted by changing the biasing force of the elastic member 35 (see the white arrow pointing leftward in FIG. 3). Specifically, when the amount of insertion of the holder 33 into the main body 20 from the second opening 28B is increased by moving the holder 33 toward the first opening 28A, the amount of compression of the elastic member 35 increases and the biasing force increases. Therefore, the pressure described above can be increased. Conversely, if the amount of insertion of the holder 33 from the second opening 28B into the main body 20 is reduced by moving the holder 33 toward the second opening 28B, the amount of compression of the elastic member 35 is reduced and the urging force is reduced. Therefore, the pressure mentioned above can be weakened. If this pressure is increased, the amount of grease G that exudes from the tooth groove 24 from the through hole 25 can be increased, and if this pressure is reduced, the amount of grease G that exudes from the tooth groove 24 from the through hole 25 is reduced. can do.

グリースＧを中空部２０Ｂ内に充填する手順について説明する。なお、ここでの「充填」には、中空部２０ＢにグリースＧが全くない状態で、中空部２０Ｂにおいてプラグ３２とピストン３４とに挟まれた領域にグリースＧを目一杯詰め込むことと、当該領域に既にグリースＧが入っている状態で、不足分のグリースＧを当該領域に補充することとの少なくともいずれかを指している。 A procedure for filling the grease G into the hollow portion 20B will be described. The “filling” here includes filling the grease G into a region sandwiched between the plug 32 and the piston 34 in the hollow portion 20B with no grease G in the hollow portion 20B, This means at least one of replenishing the region with the insufficient amount of grease G in a state where the grease G is already contained.

まず、第１延設部２１を本体部２０から取り外してから、プラグ３２を本体部２０から取り外す。そして、第１開口２８Ａから中空部２０Ｂ内に必要量のグリースＧを充填し、その後、プラグ３２を本体部２０に組み付ける。これにより、グリースＧの充填が完了する。次いで、必要に応じて、前述したように本体部２０内へのホルダ３３の挿入量を変更して、中空部２０Ｂ内のグリースＧにかかる圧力を調整する。また、最初に取り外した第１延設部２１を、本体部２０に取り付ける。なお、第１延設部２１を本体部２０から取り外さなくてもプラグ３２を本体部２０から取り外すことができれば、本体部２０に対する第１延設部２１の着脱を省略してグリースＧを充填できる。 First, after removing the first extending portion 21 from the main body portion 20, the plug 32 is removed from the main body portion 20. Then, a necessary amount of grease G is filled into the hollow portion 20 B from the first opening 28 A, and then the plug 32 is assembled to the main body portion 20. Thereby, the filling of the grease G is completed. Next, if necessary, the pressure applied to the grease G in the hollow portion 20B is adjusted by changing the amount of insertion of the holder 33 into the main body portion 20 as described above. Further, the first extending portion 21 removed first is attached to the main body portion 20. If the plug 32 can be removed from the main body 20 without removing the first extension 21 from the main body 20, the grease G can be filled without attaching or detaching the first extension 21 to the main body 20. .

次に、ハウジング９およびピニオン軸７について補足説明する。
ハウジング９は、前述したようにラック軸８を収容可能な大きさを有する中空円筒状である。ハウジング９の内周面３９において、軸方向Ｊにおける１箇所には、ハウジング９の径方向外側（図３では上側）へ向けて窪む窪み４０が形成されている。ハウジング９の周壁において窪み４０と一致する部分は、窪み４０に応じて径方向外側へ膨出している。 Next, the housing 9 and the pinion shaft 7 will be supplementarily described.
As described above, the housing 9 has a hollow cylindrical shape having a size capable of accommodating the rack shaft 8. A recess 40 that is recessed toward the radially outer side of the housing 9 (upper side in FIG. 3) is formed at one location in the axial direction J on the inner peripheral surface 39 of the housing 9. A portion of the peripheral wall of the housing 9 that coincides with the recess 40 bulges outward in the radial direction according to the recess 40.

ピニオン軸７のピニオン７Ａは、円筒状または円柱状であり、ピニオン軸７に対して同軸状となるように連結されて一体化されている。ピニオン７Ａは、前述した窪み４０に収容されている。ピニオン７Ａの外周面には、複数のギヤ歯４１が周方向に並んで形成されている。
そして、ピニオン７Ａのギヤ歯４１と、ラック８Ａのギヤ歯２３とが噛み合っている。ギヤ歯４１とギヤ歯２３とが噛み合っているということは、ピニオン７Ａとラック８Ａとが最も接近した領域（噛み合い位置）において、ギヤ歯４１がラック８Ａ側の歯溝２４に入り込んでいて、ギヤ歯２３が、ピニオン７Ａにおける当該ギヤ歯４１の周囲の歯溝４２に入り込んでいることを意味している。 The pinion 7 A of the pinion shaft 7 has a cylindrical shape or a columnar shape, and is connected and integrated so as to be coaxial with the pinion shaft 7. The pinion 7A is accommodated in the recess 40 described above. A plurality of gear teeth 41 are formed side by side in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the pinion 7A.
The gear teeth 41 of the pinion 7A and the gear teeth 23 of the rack 8A mesh with each other. The fact that the gear teeth 41 and the gear teeth 23 mesh with each other means that the gear teeth 41 enter the tooth groove 24 on the rack 8A side in the region (meshing position) where the pinion 7A and the rack 8A are closest to each other. This means that the tooth 23 has entered the tooth groove 42 around the gear tooth 41 in the pinion 7A.

図３では、車輪１５（図１参照）が転舵していない中立状態におけるラック軸８を示しており、このとき、ピニオン７Ａは、ラック８Ａの軸方向Ｊにおける中央部分と噛み合っている。
このようにピニオン７Ａ（ギヤ歯４１）とラック８Ａ（ギヤ歯２３）とが噛み合っていることによって、前述したラックアンドピニオン機構１０が完成している。 FIG. 3 shows the rack shaft 8 in a neutral state in which the wheels 15 (see FIG. 1) are not steered. At this time, the pinion 7A meshes with a central portion in the axial direction J of the rack 8A.
As described above, the pinion 7A (gear teeth 41) and the rack 8A (gear teeth 23) mesh with each other, thereby completing the rack and pinion mechanism 10 described above.

ここで、ラックアンドピニオン機構１０が完成している状態において、ラック軸８において、前述したプラグ３２（必要に応じて第１延設部２１も）を本体部２０から取り外せば、本体部２０の中空部２０Ｂ内にグリースＧを充填できる。そのため、ピニオン軸７とラック軸８とを分離することでラックアンドピニオン機構１０を分解しなくても、外部からグリースＧを充填することができる。 Here, in the state where the rack and pinion mechanism 10 is completed, if the plug 32 (and the first extending portion 21 as necessary) is removed from the main body 20 on the rack shaft 8, The grease G can be filled in the hollow portion 20B. Therefore, it is possible to fill the grease G from the outside without separating the rack and pinion mechanism 10 by separating the pinion shaft 7 and the rack shaft 8.

そして、このラックアンドピニオン機構１０における要部の寸法の大小関係は、以下の通りである。
条件（１）：ラック軸８の軸中心Ｓから内周面２０Ａまでの径方向寸法Ｖ（中空加工寸法であり、内周面２０Ａの半径）＞軸中心Ｓからラック８Ａの歯底部分（前述した溝底２４Ａであり、図３では符号Ｔを付した部分）までの最短直線距離Ｗ
条件（２）：径方向寸法Ｖ＜ラック軸８およびピニオン軸７の軸間距離Ｘからピニオン軸７（ピニオン７Ａ）の歯先円半径Ｙを差し引いた値Ｚ
なお、図３における歯底部分Ｔは、貫通孔２５が形成されていない領域における溝底２４Ａ（図４参照）を指している。また、符号Ｖ、Ｗ、Ｚは、図４にも図示されている。 And the magnitude relationship of the dimension of the principal part in this rack and pinion mechanism 10 is as follows.
Condition (1): Radial dimension V from the axial center S of the rack shaft 8 to the inner peripheral surface 20A (a hollow processing dimension, the radius of the inner peripheral surface 20A)> A tooth bottom portion of the rack 8A from the axial center S (described above) The shortest straight line distance W to the groove bottom 24A and the portion indicated by the symbol T in FIG.
Condition (2): radial dimension V <value Z obtained by subtracting the tip circle radius Y of the pinion shaft 7 (pinion 7A) from the inter-axis distance X between the rack shaft 8 and the pinion shaft 7
In addition, the tooth bottom part T in FIG. 3 points out the groove bottom 24A (refer FIG. 4) in the area | region in which the through-hole 25 is not formed. The symbols V, W, and Z are also illustrated in FIG.

前述したように、中空部２０Ｂ内のグリースＧは、いずれかの貫通孔２５から歯溝２４へ滲み出しており、噛み合っているピニオン７Ａ（ギヤ歯４１）とラック８Ａ（ギヤ歯２３）との間に油膜を形成している。これにより、ピニオン７Ａとラック８Ａとの間における潤滑性が確保されている。
そして、操舵部材２（図１参照）の操作によってピニオン軸７が回転すると（回転方向は、２点鎖線矢印参照）、今までギヤ歯２３に噛み合っていたギヤ歯４１に対して回転方向上流側で隣接するギヤ歯４１が、最寄りの歯溝２４に入り込み、この際、当該歯溝２４内のグリースＧを、当該歯溝２４の溝底２４Ａ（図２参照）における貫通孔２５から中空部２０Ｂ内へ押し出す（図３における太い破線矢印参照）。換言すれば、当該歯溝２４内のグリースＧは、貫通孔２５から中空部２０Ｂ内に逃げる。 As described above, the grease G in the hollow portion 20B oozes out of one of the through holes 25 into the tooth groove 24, and the pinion 7A (gear tooth 41) and the rack 8A (gear tooth 23) mesh with each other. An oil film is formed between them. Thereby, the lubricity between the pinion 7A and the rack 8A is ensured.
Then, when the pinion shaft 7 is rotated by the operation of the steering member 2 (see FIG. 1) (see the two-dot chain line arrow for the rotation direction), the upstream side in the rotation direction with respect to the gear tooth 41 that has meshed with the gear tooth 23 until now. The adjacent gear teeth 41 enter the nearest tooth groove 24. At this time, the grease G in the tooth groove 24 is removed from the through hole 25 in the groove bottom 24A (see FIG. 2) of the tooth groove 24 to the hollow portion 20B. Push in (see thick dashed arrow in FIG. 3). In other words, the grease G in the tooth gap 24 escapes from the through hole 25 into the hollow portion 20B.

ここで、歯溝２４のグリースＧが貫通孔２５から中空部２０Ｂ内へ押し出されたのに応じて、常に圧力がかかっている中空部２０Ｂ内のグリースＧが、別の貫通孔２５から別の歯溝２４に滲み出てくる（図３における太い実線矢印参照）。また、ラック８Ａとピニオン７Ａとの噛み合い位置がピニオン軸７の回転に伴って変化すると、今までの噛み合い位置における歯溝２４からギヤ歯４１が外れる。これにより、この歯溝２４の溝底２４Ａにおける貫通孔２５から、中空部２０Ｂ内のグリースＧが滲み出てきて、当該歯溝２４に再び供給される（図３における太い実線矢印参照）。 Here, as the grease G in the tooth groove 24 is pushed out from the through hole 25 into the hollow portion 20B, the grease G in the hollow portion 20B, which is constantly under pressure, is transferred from another through hole 25 to another It exudes into the tooth gap 24 (see the thick solid line arrow in FIG. 3). Further, when the meshing position of the rack 8A and the pinion 7A changes with the rotation of the pinion shaft 7, the gear teeth 41 are disengaged from the tooth grooves 24 at the conventional meshing position. Thereby, the grease G in the hollow portion 20B oozes out from the through hole 25 in the groove bottom 24A of the tooth groove 24 and is supplied again to the tooth groove 24 (see the thick solid line arrow in FIG. 3).

つまり、ピニオン軸７が回転しているときには、ピニオン７Ａ（ギヤ歯４１）が歯溝２４のグリースＧを中空部２０Ｂ内へ一時的に押し出すが、すぐに、中空部２０Ｂ内からグリースＧが新たに歯溝２４に供給されるので、結果として、どの歯溝２４においても十分な量のグリースＧが常に供給されている。
さらに、上記条件（２）により、ピニオン７Ａのギヤ歯４１の歯先が貫通孔２５まで届かないので、ラック軸８とピニオン軸７との噛み合い位置におけるピニオン軸７（ピニオン７Ａのギヤ歯４１）の歯先とラック８Ａの歯底部分（本体部２０の内周面２０Ａに一致する部分）との間に隙間Ｑ（図４参照）を確保できる。この隙間Ｑには、グリースＧを常時溜めておくことができる。そのため、ピニオン軸７の回転に伴ってギヤ歯４１が歯溝２４に入り込んで歯溝２４内のグリースＧを貫通孔２５から中空部２０Ｂ内に押し出しても、隙間Ｑに一定量のグリースＧが残っているので、当該歯溝２４においてピニオン７Ａ（ギヤ歯４１）とラック８Ａ（ギヤ歯２３）との間における潤滑切れを最低限防止できる。 That is, when the pinion shaft 7 is rotating, the pinion 7A (gear tooth 41) temporarily pushes the grease G in the tooth groove 24 into the hollow portion 20B, but immediately, the grease G is newly added from the hollow portion 20B. As a result, a sufficient amount of grease G is always supplied in any tooth gap 24.
Further, because the tooth tip of the gear tooth 41 of the pinion 7A does not reach the through hole 25 due to the above condition (2), the pinion shaft 7 (the gear tooth 41 of the pinion 7A) at the position where the rack shaft 8 and the pinion shaft 7 are engaged with each other. A gap Q (see FIG. 4) can be ensured between the tooth tip of the rack 8A and the tooth bottom portion of the rack 8A (the portion matching the inner peripheral surface 20A of the main body portion 20). In this gap Q, the grease G can be always stored. Therefore, even if the gear teeth 41 enter the tooth groove 24 as the pinion shaft 7 rotates, and the grease G in the tooth groove 24 is pushed out from the through hole 25 into the hollow portion 20B, a certain amount of grease G remains in the gap Q. Since it remains, the lack of lubrication between the pinion 7A (gear tooth 41) and the rack 8A (gear tooth 23) in the tooth groove 24 can be prevented at a minimum.

以上の結果、ラックアンドピニオン式の操舵装置１において、ピニオン７Ａ（ギヤ歯４１）とラック８Ａ（ギヤ歯２３）との噛み合い部分が潤滑された状態（潤滑切れのない状態）を維持できるので、潤滑性の向上を図ることができる。そして、潤滑性の向上により、ピニオン７Ａおよびラック８Ａの耐久性の向上を図ることもできる。
また、上記条件（１）により、ラック軸８の表面にラック８Ａを形成すれば、貫通孔２５も同時に形成することができるので、前述したように製造工程の簡略化を図ることができる。 As a result, in the rack-and-pinion type steering device 1, the meshed portion of the pinion 7A (gear teeth 41) and the rack 8A (gear teeth 23) can be maintained in a lubricated state (a state where there is no lubrication failure). Lubricity can be improved. The durability of the pinion 7A and the rack 8A can be improved by improving the lubricity.
Further, if the rack 8A is formed on the surface of the rack shaft 8 according to the condition (1), the through hole 25 can be formed at the same time, so that the manufacturing process can be simplified as described above.

この発明は、以上に説明した実施形態に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。
例えば、この発明のラック軸は、操舵装置のラックアンドピニオン機構に用いられているが、操舵装置を問わず、いかなる装置のラックアンドピニオン機構にも適用可能である。 The present invention is not limited to the embodiment described above, and various modifications can be made within the scope of the claims.
For example, the rack shaft of the present invention is used in a rack and pinion mechanism of a steering device, but can be applied to a rack and pinion mechanism of any device regardless of the steering device.

１…操舵装置、７…ピニオン軸、８…ラック軸、８Ａ…ラック、２０…本体部、２０Ａ…内周面、２０Ｂ…中空部、２０Ｃ…外周面、２１…第１延設部、２２…第２延設部、２４Ａ…溝底、２５…貫通孔、３３…ホルダ、３４…ピストン、３５…弾性部材、Ｇ…グリース、Ｓ…ラック軸８の軸中心、Ｔ…ラック８Ａの歯底部分、Ｖ…軸中心Ｓからラック軸８の内周面２０Ａまでの径方向寸法、Ｗ…軸中心Ｓからラック８Ａの歯底部分Ｔまでの最短直線距離、Ｘ…ラック軸８およびピニオン軸７の軸間距離、Ｙ…ピニオン軸７の歯先円半径、Ｚ…ＸからＹを差し引いた値 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Steering device, 7 ... Pinion shaft, 8 ... Rack shaft, 8A ... Rack, 20 ... Body part, 20A ... Inner peripheral surface, 20B ... Hollow part, 20C ... Outer peripheral surface, 21 ... First extending part, 22 ... Second extending portion, 24A ... groove bottom, 25 ... through hole, 33 ... holder, 34 ... piston, 35 ... elastic member, G ... grease, S ... axial center of rack shaft 8, T ... tooth bottom portion of rack 8A , V: radial dimension from the shaft center S to the inner peripheral surface 20A of the rack shaft 8, W: the shortest linear distance from the shaft center S to the bottom portion T of the rack 8A, X: the rack shaft 8 and the pinion shaft 7 Distance between shafts, Y: radius of tip circle of pinion shaft 7, Z: Value obtained by subtracting Y from X

Claims

A rack and pinion type steering device comprising a rack shaft having a rack formed on a surface thereof and a pinion shaft meshing with the rack,
The rack shaft is
A cylindrical shaft hollowed to contain a lubricant;
A rack formed on the surface of the cylindrical shaft;
A through-hole penetrating the bottom of the rack and communicating with the hollow portion of the cylindrical shaft;
An extrusion means provided in the hollow part, for extruding the lubricant in the hollow part from the through hole to the outside of the hollow part;
A steering apparatus comprising:

The radial dimension from the axial center of the rack shaft to the inner peripheral surface of the rack shaft in the hollow portion is greater than the shortest linear distance from the axial center to the bottom portion of the rack, and the rack shaft and The steering apparatus according to claim 1, wherein the steering device is smaller than a value obtained by subtracting a tip circle radius of the pinion shaft from an inter-axis distance of the pinion shaft.

The steering device according to claim 1, wherein the push-out means includes an elastic member that urges the lubricant in the hollow portion toward the through hole.

The rack shaft is
An iron main body provided with the rack, hollow portion and extrusion means;
An aluminum extension connected to the end of the body in the axial direction;
The steering apparatus according to claim 1, wherein the steering apparatus includes: