JP4341089B2

JP4341089B2 - Method of manufacturing rack guide in rack and pinion type steering device and rack and pinion type steering device provided with the rack guide

Info

Publication number: JP4341089B2
Application number: JP36135198A
Authority: JP
Inventors: 和宏山元; 美朗久住
Original assignee: Oiles Corp
Current assignee: Oiles Corp
Priority date: 1998-12-18
Filing date: 1998-12-18
Publication date: 2009-10-07
Anticipated expiration: 2018-12-18
Also published as: JP2000177605A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ラックピニオン式ステアリング装置におけるラックバーを摺動自在に支持するラックガイドの製造方法及びそのラックガイドを具備したラックピニオン式ステアリング装置に関する。
【０００２】
【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は、通常、ケーシングと、このケーシング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、ケーシング内に配されて、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スプリングとを具備している。
【０００３】
ラックピニオン式ステアリング装置において、ラックガイドのラックバーとの摺動面を、ラックバーと一定の帯状幅の領域内で接触させるように偏心曲率中心をもって円弧凹面に形成することが米国特許第３６２３３７９号明細書で提案されており、また、ラックガイドをラックガイド基体とこのラックガイド基体に固着された湾曲摺動板片とから形成することが、実公平１−２７４９５号公報、実公平１−２７４９６号公報及び実公平１−２７９８４号公報で提案されている。
【０００４】
そして、斯かるラックピニオン式ステアリング装置において、上記実公平１−２７９８４号公報に記載のラックガイドの製造方法では、まず、複層材からなる素板をラックガイド基体の円弧凹面に合致する形状に打ち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、この摺動板素材をラックガイド基体の円弧凹面に合致する湾曲状に曲げ加工して湾曲摺動板片を得て、この湾曲摺動板片にバーリング加工等により一体形成された円筒突起をラックガイド基体の中央に形成された貫通円孔に嵌入、嵌合させて、当該湾曲摺動板片をラックガイド基体に固着するようになっている。
【０００５】
ところで、上記のラックガイドの製造方法では、ラックガイド基体の円弧凹面に単に合致する湾曲状に曲げ加工された湾曲摺動板片を、ラックガイド基体に固着しているために、湾曲摺動板片の曲げ加工に対して高度な精度が要求され、これが満足されていないと、相互の固着後に、ラックガイド基体の円弧凹面と湾曲摺動板片の円弧凸面との間、特に湾曲摺動板片の円弧凸面の外縁側との間に隙間が生じる虞がある。
【０００６】
このような隙間をもったラックガイドでは、湾曲摺動板片の微小な撓みにより、湾曲摺動板片とラックバーとを特定の位置で相互に接触させることができなくなり、また、ラックバーに横ぶれが生じてピニオンとの間の噛合いにおいて歯打ち等の問題が生じる虞がある。一方、隙間を生じさせないように湾曲摺動板片の曲げ加工精度を上げようとすると、コストアップを招来することとなる。
【０００７】
本発明は、前記諸点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、湾曲摺動板片の外縁側をラックガイド基体の円弧凹面に、隙間を生じさせることなしに、ぴったりと合わせることができ、しかも、実質的にコストアップを招来しないラックガイドの製造方法及びそのラックガイドを具備した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。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
ラックピニオン式ステアリング装置におけるラックバーを摺動自在に支持するためのラックガイドを、ラックガイド基体と平坦摺動板片とから製造する本発明の第一の態様の方法は、ラックバーの曲率半径Ｒ０の円弧外周面の曲率中心を通る中心線の両側における角度範囲α°（但し、０°＜α°＜９０°）内の二部位で夫々ラックバーの曲率中心と同一の曲率中心を有した曲率半径（Ｒ０＋ｔ）（但し、０＜ｔ）の円筒面に外接するような二つの円弧凹面であって、夫々ラックバーの円弧外周面の曲率中心に対して偏心した曲率中心をもつと共に、曲率半径Ｒ１（但し、Ｒ０＋ｔ＜Ｒ１）をもった前記中心線に関して対称な二つの円弧凹面を有したラックガイド基体を準備すると共に、厚みｔの平坦摺動板片を準備し、この平坦摺動板片を、当該平坦摺動板片の厚みｔだけ縮小されて二つの円弧凹面と相似の形状を有する二つの円弧凸面を有する金型によって、二つの円弧凹面によって規定されるラックガイド基体の凹所に向かって押圧して円弧凹面との間に隙間が生じないように円弧凹面に倣うように湾曲させて湾曲摺動板片としつつ、この湾曲摺動板片の円弧凸面をラックガイド基体の円弧凹面に圧接させるようにしてラックガイド基体に湾曲摺動板片を嵌着することからなる。
【０００９】
第一の態様のラックガイドを製造する方法によれば、厚みｔの平坦摺動板片を、二つの円弧凹面によって規定されるラックガイド基体の凹所に向かって押圧して湾曲させて湾曲摺動板片としつつ、この湾曲摺動板片の円弧凸面をラックガイド基体の円弧凹面に圧接させるようにしてラックガイド基体に湾曲摺動板片を嵌着するために、特に、湾曲摺動板片の円弧凸面の外縁側をラックガイド基体の円弧凹面に倣って強制的に変形させることができ、而して、湾曲摺動板片の円弧凸面の外縁側をラックガイド基体の円弧凹面に、隙間を生じさせることなしに、ぴったりと合わせることができる。
【００１０】
本発明のラックガイド基体としては、金属、好ましくは、鉄系の焼結金属又はガラス繊維若しくは炭素繊維等の補強充填材入り合成樹脂から好ましくは一体形成される。
【００１１】
また、本発明の平坦摺動板片は、複層材料からなる素板を打ち抜き加工又は切断して略楕円形又は方形の平坦摺動板片を得て、この平坦摺動板片を上記のように湾曲摺動板片にする。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前記の公報に記載のような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】
円弧凹面が円筒面に外接するような二部位の角度としては、好ましくは、６０°から３０°のいずれかであり、より好ましくは、４５°から３０°のいずれかである。
【００１３】
円弧凹面が円筒面に外接するような二部位の角度が、６０°を越えると、摺動抵抗が増大したり、摩耗が大きくなったりし、３０°よりも小さければ、ラックバーが横ぶれしたりする虞がある。
【００１４】
本発明の第三の態様のラックガイドを製造する方法は、第一又は第二の態様のラックガイドを製造する方法において、円弧凹面によって規定される凹所の中央に貫通円孔を有したラックガイド基体を準備する一方、円筒突起部を中央に有した平坦摺動板片を準備し、平坦摺動板片が湾曲されてなる湾曲摺動板片の円筒突起をラックガイド基体の貫通円孔に嵌入して、ラックガイド基体に湾曲摺動板片を嵌着することからなる。
【００１５】
第三の態様のラックガイドを製造する方法によれば、接着剤等を用いることなしに、ラックガイド基体に湾曲摺動板片をしっかりと固着することができる。
【００１６】
本発明の第四の態様のラックガイドを製造する方法は、第一から第三の態様のいずれかのラックガイドを製造する方法において、先端閉塞部が一体的に形成された有底の円筒突起部を有した平坦摺動板片を準備することからなる。
【００１７】
本発明の第五の態様のラックガイドを製造する方法は、第一から第四の態様のいずれかのラックガイドを製造する方法において、平坦摺動板片の中央に絞り成形を施して、円筒突起部を中央に有した平坦摺動板片を準備することからなる。
【００１８】
本発明のラックピニオン式ステアリング装置は、ケーシングと、このケーシング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、ケーシング内に配された上記のラックガイドと、このラックガイドをラックバーに向かって押圧するスプリングとを具備しており、ここにおいて、ラックガイドは、ラック歯が形成されたラックバーの面に対向する裏面側でラックバーの曲率半径Ｒ０の円弧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している。
【００１９】
【発明の実施の形態】
次に本発明及びその実施の形態を、図を参照して更に詳細に説明する。なお、本発明はこれら実施の形態に何等限定されないのである。
【００２０】
図１から図３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を有したケーシング３と、ケーシング３にボール軸受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、ケーシング３の中空部２に配されたラックガイド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スプリング１１とを具備している。
【００２１】
ケーシング３は円筒部１５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ケーシング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曲率半径Ｒ０の円弧外周面１６を有している。
【００２２】
後述の製造方法によって製造されたラックガイド１０は、凹所２１及び凹所２１に連通して形成された貫通円孔２２を有するラックガイド基体２３と、先端閉塞部２４が一体的に形成された有底の円筒突起部２５を有しており、当該円筒突起部２５が貫通円孔２２に嵌着されて、ラックガイド基体２３に固着された湾曲摺動板片２６とを具備しており、ラックガイド基体２３の円筒状の外周面２７でケーシング３の円筒部１５の内面２８に摺動自在に接しており、湾曲摺動板片２６の円弧凹面２９及び３０でラックバー９の円弧外周面１６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。
【００２３】
凹所２１に配されたコイルスプリング１１は、凹所２１において、一端がラックガイド基体２３に当接し、他端がケーシング３の蓋部材３１に当接して、ラックガイド基体２３を介して湾曲摺動板片２６をラックバー９に向かって押圧している。
【００２４】
ラックピニオン式ステアリング装置１におけるラックガイド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の移動を案内するようになっている。
【００２５】
以上のラックガイド１０は以下のようにして製造される。すなわち、まず、図４に示すような、二つの円弧凹面４１及び４２を有すると共に、凹所２１と、凹所２１に連通した貫通円孔２２を有したラックガイド基体２３を一体形成により形成する。
【００２６】
ここで、円弧凹面４１は、図４に示すように、ラックバー９の曲率半径Ｒ０の円弧外周面１６の曲率中心Ｏ１を通る中央の中心線４３の一方側の角度範囲α°（但し、０°＜α°＜９０°）内の部位、本例では、α１°＝４０°の部位４５で、曲率中心Ｏ１を有し曲率半径（Ｒ０＋ｔ）（但し、０＜ｔであって、ｔは、湾曲摺動板片２６の厚み）の円筒面４６に外接し、曲率中心Ｏ１に対して偏心した曲率中心Ｏ２をもつと共に、曲率半径Ｒ１（但し、Ｒ０＋ｔ＜Ｒ１）の円弧面からなり、一方、円弧凹面４２は、同じく図４に示すように、ラックバー９の曲率半径Ｒ０の円弧外周面１６の曲率中心Ｏ１を通る中央の中心線４３の他方側の角度範囲α°内の部位、本例では、α１°＝４０°の部位４７で、円筒面４６に外接し、曲率中心Ｏ１に対して偏心した曲率中心Ｏ３をもつと共に、曲率半径Ｒ１の円弧面からなる。以上の二つの円弧凹面４１及び４２は、中心線４３に関して対称に形成されている。
【００２７】
次に、図５及び図６に示すような、薄鋼板５１と、薄鋼板５１上に一体に被着形成された多孔質焼結金属層５２と、多孔質焼結金属層５２に含浸され且つ一部が多孔質焼結金属層５２上に薄層として形成された合成樹脂層５３とからなる複層材料からなる厚みｔの素板５４を準備し、素板５４から打ち抜き加工により、図７に示すような略楕円形の平坦摺動板片５５を形成する。
【００２８】
こうして形成された厚みｔの平坦摺動板片５５の中央部に絞り加工を施して、薄鋼板５１側において突出し、先端閉塞部２４を一体的に有した有底の円筒突起部２５を中央に有した図８及び図９に示すような平坦摺動板片５５を形成する。
【００２９】
次に、円柱突起５７を有すると共に、平坦摺動板片５５の厚みｔだけ縮小されて、二つの円弧凹面４１及び４２と相似の形状を有する二つの円弧凸面５８及び５９を有する図１０に示すような金型６０を準備する。
【００３０】
ここで、円弧凸面５８は、円弧凹面４１とほぼ同様に、ラックバー９の曲率半径Ｒ０の円弧外周面１６の曲率中心Ｏ１を通る中央の中心線４３の一方側の部位であるα１°＝４０°の部位６１で、曲率中心Ｏ１を有し曲率半径Ｒ０のラックバー９の円弧外周面１６に相当する円筒面に外接し、曲率中心Ｏ１に対して偏心した曲率中心Ｏ２をもつと共に、曲率半径（Ｒ１−ｔ）の円弧面からなり、一方、円弧凸面５９は、円弧凹面４２とほぼ同様に、ラックバー９の曲率半径Ｒ０の円弧外周面１６の曲率中心Ｏ１を通る中央の中心線４３の他方側の角度範囲α°内の部位、本例では、α１°＝４０°の部位６２で、ラックバー９の円弧外周面１６に相当する円筒面に外接し、曲率中心Ｏ１に対して偏心した曲率中心Ｏ３をもつと共に、曲率半径（Ｒ１−ｔ）の円弧面からなる。円弧凸面５８及び５９は、中心線４３に関して対称に形成されている。
【００３１】
このような金型６０の円柱突起５７を、図８及び図９に示す平坦摺動板片５５の円筒突起部２５の空所６３に緩く嵌合して、図１０に示すように金型６０に平坦摺動板片５５を保持させ、次に、金型６０をラックガイド基体２３に向かって移動させて、平坦摺動板片５５を、二つの円弧凹面４１及び４２によって規定されるラックガイド基体２３の凹所７５に向かって押圧して、円弧凹面４１及び４２に倣うように湾曲させて湾曲摺動板片２６としつつ、この湾曲された湾曲摺動板片２６の円弧凸面６４及び６５を図１１に示すようにラックガイド基体２３の円弧凹面４１及び４２に圧接させるようにしてラックガイド基体２３に湾曲摺動板片２６を嵌着する。この際、平坦摺動板片５５が湾曲されてなる湾曲摺動板片２６の円筒突起部２５をラックガイド基体２３の貫通円孔２２に強く嵌入して、ラックガイド基体２３に湾曲摺動板片２６を嵌着して、ラックガイド基体２３から湾曲摺動板片２６が脱着しないようにする。その後、金型６０のみを除去することにより、図１から図３並びに図１１に示すようなラックガイド１０を得ることができる。
【００３２】
以上のように形成されたラックガイド１０では、図１１に示すように、湾曲摺動板片２６が円弧凹面４１及び４２に倣うように湾曲されているために、ラックバー９の円弧外周面１６と湾曲摺動板片２６の円弧凹面２９及び３０との当接位置が実質的に部位４５及び４７に相当する部位８１及び８２（部位６１及び６２に対応）となる。すなわち、円弧凹面２９及び３０上において、ラックバー９の円弧外周面１６の曲率中心Ｏ１を通る中心線４３の両側における角度α１°＝４０°の部位８１及び８２となり、したがって、ラックバー９は、部位８１及び８２において線的に又は部位８１及び８２を含む部位８１及び８２の近傍において狭帯状的に湾曲摺動板片２６に接触する結果、ラックバー９と湾曲摺動板片２６との摺動摩擦抵抗は大幅に低減されることになる。
【００３３】
また、円弧凹面４１及び４２に倣うように平坦摺動板片５５を湾曲させて、湾曲摺動板片２６を形成するために、湾曲摺動板片２６の外周縁側の円弧凸面６４及び６５とラックガイド基体２３の円弧凹面４１及び４２とは、隙間が生じないように、相互にぴったりと密接されることになる。
【００３４】
なお上記では、素板５４から打ち抜き加工により略楕円形の平板摺動板片５５を形成したが、平板摺動板片５５を矩形状又は短冊状に打ち抜き加工して又は切断して、矩形状又は短冊状の平板摺動板片５５を形成し、これを前記と同様にして絞り成形後、同じく前記と同様にして図１１及び図１２に示すようにラックガイド基体２３に嵌着してもよい。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、湾曲摺動板片の外縁側をラックガイド基体の円弧凹面に、隙間を生じさせることなしに、ぴったりと合わせることができ、しかも、実質的にコストアップを招来しないラックガイドの製造方法及びそのラックガイドを具備したラックピニオン式ステアリング装置を提供することができる。
【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に示すラックピニオン式ステアリング装置に用いられているラックガイドの平面図である。
【図３】図２に示すラックガイドのＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】図１に示すラックピニオン式ステアリング装置に用いられているラックガイドの製造方法におけるラックガイド基体の断面図である。
【図５】図１に示すラックピニオン式ステアリング装置に用いられているラックガイドの製造方法における湾曲摺動板片の素板の斜視図である。
【図６】図５に示す素板の断面図である。
【図７】図１に示すラックピニオン式ステアリング装置に用いられているラックガイドの製造方法における平板摺動板片の平面図である。
【図８】図７に示す平板摺動板片に絞り加工を施した図９に示すＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。
【図９】図７に示す平板摺動板片に絞り加工を施した平面図である。
【図１０】本発明の製造方法の金型等の説明断面図である。
【図１１】本発明の製造方法によって製造された図１から図３に示すラックガイドの拡大断面図である。
【図１２】図１に示すラックピニオン式ステアリング装置に用いることができる湾曲摺動板片の他の例の説明図である。
【図１３】図１に示すラックピニオン式ステアリング装置に用いることができる湾曲摺動板片の更に他の例の説明図である。
【符号の説明】
１ラックピニオン式ステアリング装置
３ケーシング
７ピニオン
８ラック歯
９ラックバー
１０ラックガイド
１１コイルスプリング
２３ラックガイド基体
２６湾曲摺動板片[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a rack guide for slidably supporting a rack bar in a rack and pinion type steering device, and a rack and pinion type steering device including the rack guide.
[0002]
[Problems to be solved by the invention]
A rack and pinion type steering device is usually provided with a casing, a pinion rotatably supported by the casing, a rack bar formed with rack teeth meshing with the pinion, and the rack bar. A rack guide that is movably supported and a spring that presses the rack guide toward the rack bar are provided.
[0003]
In the rack and pinion type steering apparatus, US Pat. No. 3,623,379 may form a sliding surface of the rack guide with the rack bar in an arc concave surface with an eccentric center of curvature so as to contact the rack bar within a certain band-like width region. It has been proposed in the specification, and the fact that a rack guide is formed of a rack guide base and a curved sliding plate piece fixed to the rack guide base is disclosed in Japanese Utility Model Publication No. 1-24954 and Japanese Utility Model Publication No. 1-227496. And Japanese Utility Model Publication No. 1-27984.
[0004]
In such a rack and pinion type steering device, in the rack guide manufacturing method described in Japanese Utility Model Publication No. 1-27984, first, the base plate made of a multilayer material is formed into a shape that matches the arcuate concave surface of the rack guide base. By punching or cutting, a substantially elliptical or rectangular sliding plate material is obtained, and this sliding plate material is bent into a curved shape matching the arc concave surface of the rack guide base to obtain a curved sliding plate piece. A cylindrical protrusion integrally formed on the curved sliding plate piece by burring or the like is fitted into and fitted in a through-hole formed in the center of the rack guide base, and the curved sliding plate piece is attached to the rack guide base. It comes to stick.
[0005]
By the way, in the above rack guide manufacturing method, since the curved sliding plate piece bent into a curved shape that simply matches the arc concave surface of the rack guide base is fixed to the rack guide base, the curved sliding plate If a high degree of accuracy is required for the bending of the pieces, and this is not satisfied, the curved guide plate between the arc concave surface of the rack guide base and the curved slide plate, particularly the curved slide plate, is fixed after mutual fixation. There is a possibility that a gap may be formed between the outer edge side of the arcuate convex surface of the piece.
[0006]
In the rack guide having such a gap, the curved sliding plate piece and the rack bar cannot be brought into contact with each other at a specific position due to the minute bending of the curved sliding plate piece. There is a possibility that a problem such as rattling occurs in the meshing with the pinion due to the occurrence of a lateral shake. On the other hand, if an attempt is made to increase the bending accuracy of the curved sliding plate piece so as not to cause a gap, the cost increases.
[0007]
The present invention has been made in view of the above-mentioned points, and the object of the present invention is to fit the outer edge side of the curved sliding plate piece into the arc concave surface of the rack guide base body without causing a gap. Another object of the present invention is to provide a rack guide manufacturing method and a rack and pinion type steering apparatus including the rack guide, which can be combined and do not substantially increase the cost.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The method according to the first aspect of the present invention, in which the rack guide for slidably supporting the rack bar in the rack and pinion type steering apparatus is manufactured from the rack guide base and the flat sliding plate piece, the radius of curvature of the rack bar is provided. It has the same center of curvature as the center of curvature of the rack bar at two sites within an angle range α ° (where 0 ° <α ° <90 °) on both sides of the center line passing through the center of curvature of the arc outer peripheral surface of R0. Two arc concave surfaces circumscribing a cylindrical surface having a radius of curvature (R0 + t) (where 0 <t), each having a center of curvature eccentric with respect to the center of curvature of the arc outer circumferential surface of the rack bar, and the curvature A rack guide base having two arc concave surfaces symmetrical with respect to the center line having a radius R1 (where R0 + t <R1) is prepared, and a flat sliding plate piece having a thickness t is prepared. migraine, those The mold having two arcuate convex surface having the shape of being reduced by the thickness t of the flat sliding plate pieces similar to the two arcuate concave, pressed against the recess of the rack guide base body defined by two arcs concave Then, the curved slide plate piece is curved to follow the arc concave surface so that no gap is formed between the arc concave surface and the arc convex surface of the curved slide plate piece is pressed against the arc concave surface of the rack guide base. Thus, the curved sliding plate piece is fitted to the rack guide base.
[0009]
According to the method of manufacturing the rack guide of the first aspect, the flat sliding plate piece having the thickness t is pressed and curved toward the recess of the rack guide base defined by the two arc concave surfaces. In order to fit the curved sliding plate piece to the rack guide base so that the arc convex surface of the curved sliding plate piece is pressed against the arc concave surface of the rack guide base while being a moving plate piece, in particular, the curved sliding plate The outer edge side of the arc convex surface of the piece can be forcibly deformed following the arc concave surface of the rack guide base, and thus the outer edge side of the arc convex surface of the curved sliding plate piece is changed to the arc concave surface of the rack guide base. It is possible to fit closely without creating a gap.
[0010]
The rack guide base of the present invention is preferably integrally formed from a metal, preferably an iron-based sintered metal, or a synthetic resin with a reinforcing filler such as glass fiber or carbon fiber.
[0011]
Further, the flat sliding plate piece of the present invention is obtained by punching or cutting a base plate made of a multilayer material to obtain a substantially elliptical or square flat sliding plate piece. A curved sliding plate piece is obtained. The multilayer material includes a thin steel plate, a porous sintered metal layer integrally formed on the thin steel plate, and a porous sintered metal layer that is impregnated in the porous sintered metal layer and partially porous. Examples of the synthetic resin impregnated in the porous sintered metal layer can include, for example, those described in the above-mentioned publication consisting of a synthetic resin layer formed thereon as a thin layer. A synthetic resin having self-lubricating properties and wear resistance such as tetrafluoroethylene resin, polyacetal resin, or oil-containing polyacetal resin containing a lubricating oil agent may be used.
[0012]
The angle between the two portions where the arcuate concave surface circumscribes the cylindrical surface is preferably 60 ° to 30 °, and more preferably 45 ° to 30 °.
[0013]
If the angle of the two parts where the arcuate concave surface circumscribes the cylindrical surface exceeds 60 °, the sliding resistance increases or wear increases. If the angle is less than 30 °, the rack bar is shaken sideways. There is a risk that.
[0014]
The method of manufacturing the rack guide according to the third aspect of the present invention is the method of manufacturing the rack guide according to the first or second aspect, wherein the rack has a through-hole in the center of the recess defined by the arc concave surface. While preparing the guide base, a flat sliding plate piece having a cylindrical protrusion at the center is prepared, and the cylindrical protrusion of the curved sliding plate piece formed by bending the flat sliding plate piece is passed through the circular hole of the rack guide base. The curved sliding plate piece is fitted to the rack guide base.
[0015]
According to the method of manufacturing the rack guide of the third aspect, the curved sliding plate piece can be firmly fixed to the rack guide base without using an adhesive or the like.
[0016]
A method for manufacturing a rack guide according to a fourth aspect of the present invention is the method for manufacturing a rack guide according to any one of the first to third aspects, wherein the bottomed cylindrical protrusion is integrally formed with a tip closing portion. A flat sliding plate piece having a portion.
[0017]
The method for manufacturing the rack guide according to the fifth aspect of the present invention is the method for manufacturing the rack guide according to any one of the first to fourth aspects, wherein the center of the flat sliding plate piece is drawn and formed into a cylinder. This comprises preparing a flat sliding plate piece having a projection at the center.
[0018]
The rack and pinion type steering apparatus of the present invention includes a casing, a pinion rotatably supported by the casing, a rack bar formed with rack teeth meshing with the pinion, and the rack guide disposed in the casing. And a spring that presses the rack guide toward the rack bar. Here, the rack guide has a radius of curvature R0 of the rack bar on the back side facing the surface of the rack bar on which the rack teeth are formed. The rack bar is slidably brought into contact with the outer circumferential surface of the arc and supports the rack bar slidably.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, the present invention and its embodiments will be described in more detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to these embodiments.
[0020]
1 to 3, a rack and pinion type steering apparatus 1 of this example includes a casing 3 having a hollow portion 2, a steering shaft 6 rotatably supported on the casing 3 via ball bearings 4 and 5, Arranged in the hollow portion 2, the pinion 7 integrally provided at the shaft end of the steering shaft 6, the rack bar 9 formed with the rack teeth 8 meshing with the pinion 7, and the hollow portion 2 of the casing 3 The rack guide 10 and a coil spring 11 that presses the rack guide 10 toward the rack bar 9 are provided.
[0021]
The casing 3 has a cylindrical portion 15. The rack bar 9 that passes through the casing 3 in a direction perpendicular to the axis of the steering shaft 6 and is movably arranged in the perpendicular direction includes rack teeth. An arc outer peripheral surface 16 having a radius of curvature R0 is provided on the back side facing the surface on which 8 is formed.
[0022]
A rack guide 10 manufactured by a manufacturing method described later has a recess 21 and a rack guide base 23 having a through-hole 22 formed in communication with the recess 21 and a tip closing portion 24 formed integrally. A cylindrical projecting portion 25 having a bottom, the cylindrical projecting portion 25 is fitted in the through-hole 22, and includes a curved sliding plate piece 26 fixed to the rack guide base 23. The cylindrical outer peripheral surface 27 of the rack guide base 23 is slidably in contact with the inner surface 28 of the cylindrical portion 15 of the casing 3, and the arc outer peripheral surfaces of the rack bar 9 are formed by the arc concave surfaces 29 and 30 of the curved sliding plate piece 26. As will be described later, the rack bar 9 is slidably supported so as to be partially slidable.
[0023]
The coil spring 11 disposed in the recess 21 has one end in contact with the rack guide base 23 and the other end in contact with the lid member 31 of the casing 3 in the recess 21. The moving plate piece 26 is pressed toward the rack bar 9.
[0024]
The rack guide 10 in the rack and pinion type steering device 1 ensures the meshing of the rack teeth 8 with the pinion 7 during the rotation of the steering shaft 6 and is perpendicular to the axis of the steering shaft 6 due to the meshing. The movement of the rack bar 9 in any direction is guided.
[0025]
The above rack guide 10 is manufactured as follows. That is, first, as shown in FIG. 4, a rack guide base 23 having two arc concave surfaces 41 and 42 and having a recess 21 and a through-hole 22 communicating with the recess 21 is integrally formed. .
[0026]
Here, as shown in FIG. 4, the arc concave surface 41 has an angular range α ° on one side of the center line 43 passing through the center of curvature O <b> 1 of the arc outer peripheral surface 16 of the rack bar 9 with the radius of curvature R <b> 0 (however, 0 A portion within ° <α ° <90 °), in this example, a portion 45 where α1 ° = 40 °, and has a curvature center O1 and a radius of curvature (R0 + t) (where 0 <t, t is Circumscribed to the cylindrical surface 46 of the curved sliding plate piece 26), has a center of curvature O2 eccentric to the center of curvature O1, and comprises an arc surface of a radius of curvature R1 (where R0 + t <R1), As shown in FIG. 4, the arc concave surface 42 is a portion within the angular range α ° on the other side of the center line 43 passing through the center of curvature O <b> 1 of the arc outer peripheral surface 16 with the radius of curvature R <b> 0 of the rack bar 9. Then, a part 47 of α1 ° = 40 ° circumscribes the cylindrical surface 46 and is deviated from the center of curvature O1. The center of curvature is a center of curvature O3, and the arc surface has a radius of curvature R1. The above two arc concave surfaces 41 and 42 are formed symmetrically with respect to the center line 43.
[0027]
Next, as shown in FIGS. 5 and 6, the thin steel plate 51, the porous sintered metal layer 52 integrally formed on the thin steel plate 51, the porous sintered metal layer 52 is impregnated, and A base plate 54 having a thickness t made of a multilayer material composed of a synthetic resin layer 53 partially formed as a thin layer on the porous sintered metal layer 52 is prepared, and punching is performed from the base plate 54 to obtain FIG. A substantially oval flat sliding plate piece 55 as shown in FIG.
[0028]
The central portion of the flat sliding plate piece 55 having a thickness t formed in this way is subjected to drawing processing, protrudes on the thin steel plate 51 side, and has a bottomed cylindrical protruding portion 25 integrally having a tip closing portion 24 at the center. The flat sliding plate piece 55 as shown in FIGS. 8 and 9 is formed.
[0029]
Next, FIG. 10 shows a cylindrical projection 57 and two arc convex surfaces 58 and 59 which are reduced by the thickness t of the flat sliding plate piece 55 and have a shape similar to the two arc concave surfaces 41 and 42. A mold 60 like this is prepared.
[0030]
Here, the arc-shaped convex surface 58 is substantially the same as the arc-shaped concave surface 41, and is α1 ° = 40, which is a part on one side of the center line 43 passing through the center of curvature O1 of the arc outer peripheral surface 16 of the rack bar 9 with the radius of curvature R0. In the region 61 °, it has a center of curvature O1 and circumscribes a cylindrical surface corresponding to the arc outer peripheral surface 16 of the rack bar 9 having a radius of curvature R0, and has a center of curvature O2 eccentric to the center of curvature O1 and a radius of curvature. On the other hand, the arc-shaped convex surface 59 is substantially the same as the arc-shaped concave surface 42, and the central center line 43 passing through the center of curvature O1 of the arc outer peripheral surface 16 having the radius of curvature R0 of the rack bar 9 is formed. The part within the angle range α ° on the other side, in this example, the part 62 where α1 ° = 40 ° circumscribes the cylindrical surface corresponding to the arc outer peripheral surface 16 of the rack bar 9 and is eccentric with respect to the center of curvature O1. It has a center of curvature O3 and a radius of curvature (R1 -T). The arc convex surfaces 58 and 59 are formed symmetrically with respect to the center line 43.
[0031]
The cylindrical protrusion 57 of such a mold 60 is loosely fitted into the space 63 of the cylindrical protrusion 25 of the flat sliding plate piece 55 shown in FIGS. 8 and 9, and as shown in FIG. The flat sliding plate piece 55 is then held, and then the mold 60 is moved toward the rack guide base 23 to bring the flat sliding plate piece 55 into the rack guide defined by the two arc concave surfaces 41 and 42. The curved sliding plate piece 26 is pressed toward the recess 75 of the base 23 and curved so as to follow the arc concave surfaces 41 and 42, and the curved convex surfaces 64 and 65 of the curved curved sliding plate piece 26. As shown in FIG. 11, the curved sliding plate piece 26 is fitted to the rack guide base 23 so as to be brought into pressure contact with the arcuate concave surfaces 41 and 42 of the rack guide base 23. At this time, the cylindrical projecting portion 25 of the curved sliding plate piece 26 formed by bending the flat sliding plate piece 55 is firmly fitted into the through-hole 22 of the rack guide base 23, and the curved sliding plate is inserted into the rack guide base 23. The piece 26 is fitted so that the curved sliding plate piece 26 is not detached from the rack guide base 23. Thereafter, by removing only the mold 60, the rack guide 10 as shown in FIGS. 1 to 3 and FIG. 11 can be obtained.
[0032]
In the rack guide 10 formed as described above, the curved sliding plate piece 26 is curved so as to follow the arc concave surfaces 41 and 42 as shown in FIG. And the arcuate surfaces 29 and 30 of the curved sliding plate piece 26 are substantially the portions 81 and 82 (corresponding to the portions 61 and 62) corresponding to the portions 45 and 47, respectively. That is, on the circular arc concave surfaces 29 and 30, the portions 81 and 82 of the angle α1 ° = 40 ° on both sides of the center line 43 passing through the center of curvature O1 of the circular arc outer peripheral surface 16 of the rack bar 9 are obtained. As a result of contacting the curved sliding plate piece 26 linearly in the portions 81 and 82 or narrowly in the vicinity of the portions 81 and 82 including the portions 81 and 82, the sliding between the rack bar 9 and the curved sliding plate piece 26 is achieved. The dynamic friction resistance will be greatly reduced.
[0033]
Further, in order to form the curved sliding plate piece 26 by bending the flat sliding plate piece 55 so as to follow the arc concave surfaces 41 and 42, arc convex surfaces 64 and 65 on the outer peripheral side of the curved sliding plate piece 26, and The arcuate concave surfaces 41 and 42 of the rack guide base 23 are brought into close contact with each other so that no gap is generated.
[0034]
In the above, the substantially elliptical flat plate sliding plate piece 55 is formed by punching from the base plate 54. However, the flat plate sliding plate piece 55 is punched or cut into a rectangular shape or a strip shape to obtain a rectangular shape. Alternatively, a strip-shaped flat sliding plate piece 55 is formed, and after drawing it in the same manner as described above, it may be fitted to the rack guide base 23 as shown in FIGS. Good.
[0035]
【The invention's effect】
According to the present invention, the rack guide can be closely aligned with the outer edge side of the curved sliding plate piece on the arc concave surface of the rack guide base body without generating a gap, and does not substantially increase the cost. And a rack and pinion type steering apparatus provided with the rack guide.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-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 a rack guide used in the rack and pinion type steering device shown in FIG.
3 is a cross-sectional view of the rack guide shown in FIG. 2 taken along the line III-III.
4 is a cross-sectional view of a rack guide base body in the rack guide manufacturing method used in the rack and pinion type steering device shown in FIG.
5 is a perspective view of a base plate of a curved sliding plate piece in a method for manufacturing a rack guide used in the rack and pinion type steering device shown in FIG. 1. FIG.
6 is a cross-sectional view of the base plate shown in FIG.
7 is a plan view of a flat plate sliding plate piece in a method of manufacturing a rack guide used in the rack and pinion type steering device shown in FIG. 1. FIG.
8 is a cross-sectional view taken along line VIII-VIII shown in FIG. 9 in which the flat plate sliding plate piece shown in FIG. 7 has been drawn.
9 is a plan view of the flat plate sliding plate piece shown in FIG.
FIG. 10 is an explanatory cross-sectional view of a mold or the like in the manufacturing method of the present invention.
FIG. 11 is an enlarged cross-sectional view of the rack guide shown in FIGS. 1 to 3 manufactured by the manufacturing method of the present invention.
12 is an explanatory view of another example of a curved sliding plate piece that can be used in the rack and pinion type steering device shown in FIG. 1. FIG.
13 is an explanatory view of still another example of a curved sliding plate piece that can be used in the rack and pinion type steering device shown in FIG. 1. FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rack and pinion type steering device 3 Casing 7 Pinion 8 Rack tooth 9 Rack bar 10 Rack guide 11 Coil spring 23 Rack guide base 26 Curved sliding plate piece

Claims

ラックピニオン式ステアリング装置におけるラックバーを摺動自在に支持するためのラックガイドを製造する方法であって、ラックバーの曲率半径Ｒ０の円弧外周面の曲率中心を通る中心線の両側における角度範囲α°（但し、０°＜α°＜９０°）内の二部位で夫々ラックバーの曲率中心と同一の曲率中心を有した曲率半径（Ｒ０＋ｔ）（但し、０＜ｔ）の円筒面に外接するような二つの円弧凹面であって、夫々ラックバーの円弧外周面の曲率中心に対して偏心した曲率中心をもつと共に、曲率半径Ｒ１（但し、Ｒ０＋ｔ＜Ｒ１）をもった前記中心線に関して対称な二つの円弧凹面を有したラックガイド基体を準備すると共に、厚みｔの平坦摺動板片を準備し、この平坦摺動板片を、当該平坦摺動板片の厚みｔだけ縮小されて二つの円弧凹面と相似の形状を有する二つの円弧凸面を有する金型によって、二つの円弧凹面によって規定されるラックガイド基体の凹所に向かって押圧して円弧凹面との間に隙間が生じないように円弧凹面に倣うように湾曲させて湾曲摺動板片としつつ、この湾曲摺動板片の円弧凸面をラックガイド基体の円弧凹面に圧接させるようにしてラックガイド基体に湾曲摺動板片を嵌着し、ラックガイド基体と平坦摺動板片とからラックガイドを製造する方法。A method for manufacturing a rack guide for slidably supporting a rack bar in a rack and pinion type steering device, wherein the angle range α is on both sides of a center line passing through the center of curvature of the arc outer peripheral surface of the rack bar with a radius of curvature R0. It circumscribes a cylindrical surface with a radius of curvature (R0 + t) (where 0 <t) having the same center of curvature as the center of curvature of the rack bar at two sites within 0 ° (where 0 ° <α ° <90 °). Two arc concave surfaces, each having a center of curvature eccentric with respect to the center of curvature of the arc outer peripheral surface of the rack bar and symmetrical with respect to the center line having a radius of curvature R1 (where R0 + t <R1). A rack guide base having two arc concave surfaces is prepared, a flat sliding plate piece having a thickness t is prepared, and the flat sliding plate piece is reduced by the thickness t of the flat sliding plate piece to obtain two pieces. Arc concave and The mold having two arcuate convex surface having the shape of similar, an arc concave surface so as not to create a gap between the arc concave surface are pressed against the recess of the rack guide base body defined by two arcs concave The curved sliding plate piece is fitted to the rack guide base so that the curved convex portion of the curved sliding plate is brought into pressure contact with the concave arc surface of the rack guide base while being curved to follow the curved sliding plate piece. A method of manufacturing a rack guide from a rack guide base and a flat sliding plate piece.

角度範囲α°が６０°から３０°又は４５°から３０°である請求項１に記載のラックガイドを製造する方法。 The method of manufacturing a rack guide according to claim 1, wherein the angle range α ° is 60 ° to 30 ° or 45 ° to 30 °.

円弧凹面によって規定される凹所の中央に貫通円孔を有したラックガイド基体を準備する一方、円筒突起部を中央に有した平坦摺動板片を準備し、平坦摺動板片が湾曲されてなる湾曲摺動板片の円筒突起部をラックガイド基体の貫通円孔に嵌入して、ラックガイド基体に湾曲摺動板片を嵌着する請求項１又は２に記載のラックガイドを製造する方法。 While preparing a rack guide base having a through-hole in the center of the recess defined by the arc concave surface, a flat sliding plate piece having a cylindrical projection in the center is prepared, and the flat sliding plate piece is curved. The rack guide according to claim 1 or 2, wherein the cylindrical protruding portion of the curved sliding plate piece is fitted into a through-hole of the rack guide base, and the curved sliding plate piece is fitted to the rack guide base. Method.

先端閉塞部が一体的に形成された有底の円筒突起部を有した平坦摺動板片を準備する請求項１から３のいずれか一項に記載のラックガイドを製造する方法。 The method of manufacturing a rack guide according to any one of claims 1 to 3, wherein a flat sliding plate piece having a bottomed cylindrical projection portion integrally formed with a tip closing portion is prepared.

平坦摺動板片の中央に絞り成形を施して、円筒突起部を中央に有した平坦摺動板片を準備する請求項１から４のいずれか一項に記載のラックガイドを製造する方法。 The method for manufacturing a rack guide according to any one of claims 1 to 4, wherein a flat sliding plate piece having a cylindrical projecting portion at the center is prepared by drawing the center of the flat sliding plate piece.

請求項１から５のいずれか一項に記載のラックガイドを製造する方法に用いるためのラックガイド基体又は平坦摺動板片。 A rack guide base or a flat sliding plate piece for use in the method for producing a rack guide according to any one of claims 1 to 5.

請求項１から５のいずれか一項に記載のラックガイドを製造する方法によって製造されたラックガイドを具備したラックピニオン式ステアリング装置。 A rack and pinion type steering apparatus comprising a rack guide manufactured by the method for manufacturing a rack guide according to any one of claims 1 to 5.