JP4457419B2

JP4457419B2 - Manufacturing method of rack guide in rack and pinion type steering device

Info

Publication number: JP4457419B2
Application number: JP35239198A
Authority: JP
Inventors: 和宏山元; 美朗久住
Original assignee: Oiles Corp
Current assignee: Oiles Corp
Priority date: 1998-12-11
Filing date: 1998-12-11
Publication date: 2010-04-28
Anticipated expiration: 2018-12-11
Also published as: JP2000168577A

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彎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１−２７４８６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彎曲状に曲げ加工して彎曲摺動板片を得て、この彎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、当該彎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彎曲状に曲げ加工された彎曲摺動板片を、ラックガイド基体に固着しているために、彎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彎曲摺動板片の円弧凸面との間、特に彎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、彎曲摺動板片の微小な撓みにより、彎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彎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、彎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彎曲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、ラックバー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β°（但し、０°≦β°≦α°）内の部位で夫々前記円筒面に外接するような二つの円弧凸面であって、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Ｒ２（但し、Ｒ１≦Ｒ２）をもった前記中心線に関して対称な二つの円弧凸面を有するようにして彎曲された厚みｔの彎曲摺動板片を準備し、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彎曲摺動板片を配し、彎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彎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、ラックバー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β°内の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）の円筒面に外接するような二つの円弧凸面であって、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Ｒ２をもつ前記中心線に関して対称な二つの円弧凸面を有するようにして彎曲された厚みｔの彎曲摺動板片を、当該彎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嵌着するために、特に、彎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、彎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、本発明の彎曲摺動板片は、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摺動板素材を得て、この摺動板素材を上記のように彎曲状に曲げ加工して形成する。複層材料としては、薄鋼板と、この薄鋼板上に一体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°のいずれかであり、円弧凸面が円筒面に外接するような二部位の角度としては、６０°から０°のいずれかであり、好ましくは、３０°から１０°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り、また、円弧凸面が円筒面に外接するような二部位の角度は、上記の円弧凹面が円筒面に外接する二部位の角度との関連で決定され得、例えば円弧凹面の外接二部位が４５°から３０°のいずれかから選択される場合は、３０°以下１０°以上のいずれかから選択されることが好ましい。
【００１４】
本発明の第四の態様のラックガイドを製造する方法では、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、曲率半径Ｒ１と曲率半径Ｒ２とが等しいラックガイド基体と彎曲摺動板片とを準備する。
【００１５】
本発明の第五の態様のラックガイドを製造する方法は、第一から第四のいずれか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、円弧凸面側において突出する円筒突起部を中央に有した彎曲摺動板片を準備し、ラックガイド基体の貫通円孔に彎曲摺動板片の円筒突起を嵌入して、ラックガイド基体に彎曲摺動板片を嵌着することからなる。
【００１６】
第五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彎曲摺動板片をしっかりと固着することができる。
【００１７】
本発明の第六の態様のラックガイドを製造する方法は、第四又は第五の態様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彎曲摺動板片を準備することからなる。
【００１８】
本発明において、円筒突起部は、摺動板素材の上記曲げ加工と共に、絞り成形を摺動板素材に加えて、一体形成するとよい。
【００１９】
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。
【００２０】
【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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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に固着された彎曲摺動板片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、彎曲摺動板片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。
【００２４】
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を介して彎曲摺動板片２６をラックバー９に向かって押圧している。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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、彎曲摺動板片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。
【００２８】
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摺動板素材５５を形成する。
【００２９】
こうして形成された摺動板素材５５に、合成樹脂層５３が円弧凹面２９及び３０側となるようにして、プレス加工と絞り加工とを施して、図８に示すような、円弧凹面２９及び３０並びに円弧凸面６３及び６４を有し、円弧凸面６３及び６４側において突出すると共に、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を中央に有した厚みｔの彎曲摺動板片２６を形成する。
【００３０】
ここで、円弧凸面６３は、図８に示すように、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の一方側における角度範囲β°（但し、０°≦β°≦α°）内の部位、本例ではβ１°＝３０°の部位７１で、曲率中心Ｏ１を有し曲率半径（Ｒ０＋ｔ）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Ｏ４をもつと共に、曲率半径Ｒ２（但し、Ｒ１≦Ｒ２）、本例では曲率半径Ｒ１の円弧凸面であり、一方、円弧凸面６４は、同じく図８に示すように、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の他方側における角度範囲β°内の部位、本例ではβ１°＝３０°の部位７２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Ｏ５をもつと共に、曲率半径Ｒ２（但し、Ｒ１≦Ｒ２）、本例では曲率半径Ｒ１の円弧凸面である。以上の円弧凸面６３及び６４は、中心線４３に関して対称に形成されている。
【００３１】
以上のように形成された彎曲摺動板片２６を、前記のように形成されたラックガイド基体２３の円弧凹面４１及び４２によって規定される凹所７５に配して、次に、外周面に円弧凹面４１及び４２の形状と相補的な形状を有したプレス金型（図示せず）の当該外周面を彎曲摺動板片２６の円弧凹面２９及び３０に押し付け、更に、当該プレス金型により、彎曲摺動板片２６をラックガイド基体２３に向けて押圧して、ラックガイド基体２３の貫通円孔２２に彎曲摺動板片２６の円筒突起２５を嵌入させると共に、彎曲摺動板片２６の円弧凸面６３及び６４をラックガイド基体２３の円弧凹面４１及び４２に圧接させて、彎曲摺動板片２６を円弧凹面４１及び４２に倣うように更に湾曲させ、而して、図９に示すように、ラックガイド基体２３に彎曲摺動板片２６を嵌着する。
【００３２】
図９に示すラックガイド１０では、彎曲摺動板片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と彎曲摺動板片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彎曲摺動板片２６に接触する結果、ラックバー９と彎曲摺動板片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、ラックガイド基体２３に嵌着する前の図８の彎曲摺動板片２６を、図４のラックガイド基体２３に、単に貫通円孔２２に円筒突起２５を嵌入させた状態で、重ね合わせると、図１０に示すように、彎曲摺動板片２６は、その円弧凸面６３及び６４における外周縁側で、ラックガイド基体２３に部分的に重なる、換言すれば、彎曲摺動板片２６は、その円弧凸面６３及び６４における外周縁側で、ラックガイド基体２３に食い込むことになるが、この部分的な重なり又は食い込みが、ラックガイド基体２３への嵌着における円弧凹面４１及び４２への倣い湾曲で解消されるようになっているために、彎曲摺動板片２６の外周縁側の円弧凸面６３及び６４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摺動板素材５５を形成したが、素板５４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摺動板素材を形成し、これを前記と同様に曲げ加工及び絞り成形して彎曲摺動板片を形成し、この矩形状又は短冊状の彎曲摺動板片８５又は８６を図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】
更に、前記実公平１−２７９８４号公報に記載のような立壁をラックガイド基体２３の円弧凹面４１及び４２に形成して、この立壁に囲まれるようにして彎曲摺動板片２６等をラックガイド基体２３に嵌着してもよい。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、彎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彎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彎曲摺動板片の摺動板素材の平面図である。
【図８】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彎曲摺動板片の断面図である。
【図９】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拡大断面図である。
【図１０】本発明の製造方法による作用の説明断面図である。
【図１１】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彎曲摺動板片の他の例の説明図である。
【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彎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彎曲摺動板片[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 in a casing, a pinion rotatably supported by the casing, a rack bar formed with rack teeth meshing with the pinion, and disposed in the casing to slide 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. In addition, it is proposed in the specification that the rack guide is formed of a rack guide base and a curved sliding plate piece fixed to the rack guide base. 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. Punching or cutting to obtain a substantially elliptical or rectangular sliding plate material, and bending the sliding plate material into a curved shape that matches the arc concave surface of the rack guide base to obtain a curved sliding plate piece A cylindrical projection integrally formed on the curved sliding plate piece by burring or the like is fitted and fitted into 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, 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. If a high degree of accuracy is required for the bending of the pieces, and this is not satisfied, it is between the arc concave surface of the rack guide base and the arc convex surface of the curved slide plate, and in particular, the curved slide plate. 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 a 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 it is attempted 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-described 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 of 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 device is manufactured from the rack guide base and the curved sliding plate piece is the radius of curvature of the rack bar. 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 body having two arc concave surfaces symmetrical with respect to the center line having a radius R1 (where R0 + t <R1) is prepared, and on both sides of the center line passing through the center of curvature of the arc outer peripheral surface of the rack bar. Two arc convex surfaces circumscribing the cylindrical surface at a position within an angle range β ° (where 0 ° ≦ β ° ≦ α °), respectively, with respect to the center of curvature of the arc outer peripheral surface of the rack bar. And a curved sliding plate having a thickness t, which is curved so as to have two arc convex surfaces symmetrical with respect to the center line having a radius of curvature R2 (where R1 ≦ R2). The curved guide plate is disposed in the recess of the rack guide base defined by the two arc concave surfaces, and the arc guide surface of the curved guide plate is brought into pressure contact with the arc concave surface of the rack guide base. And a curved sliding plate piece is fitted into the plate.
[0009]
According to the method of manufacturing the rack guide of the first aspect, the center of curvature is the same as the center of curvature of the rack bar at each of the portions within the angle range β ° on both sides of the center line passing through the center of curvature of the arc outer peripheral surface of the rack bar. Two arc convex surfaces circumscribing a cylindrical surface having a radius of curvature (R0 + t), 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 a radius of curvature R2. A curved sliding plate piece having a thickness t that is bent so as to have two circular convex surfaces that are symmetrical with respect to the center line, and the circular convex surface of the curved sliding plate piece is brought into pressure contact with the circular concave surface of the rack guide base. In order to fit the rack guide base, in particular, the outer edge side of the arc convex surface of the curved sliding plate piece can be forcibly deformed following the arc concave surface of the rack guide base, and thus the curved sliding plate One circular convex surface The outer edge side of the rack guide base can be closely aligned with the arcuate concave surface of the rack guide base body without causing 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]
The curved 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 rectangular sliding plate material. It is formed by bending into a curved shape. The multilayer material includes a thin steel plate, a porous sintered metal layer integrally formed on the thin steel plate, and a part of the porous sintered metal layer impregnated on the porous sintered metal layer. Examples of the synthetic resin impregnated in the porous sintered metal layer may include, for example, those described in the above-mentioned publication consisting of a synthetic resin layer formed as a thin layer. A synthetic resin having self-lubricating property and wear resistance such as fluoroethylene resin, polyacetal resin, or oil-containing polyacetal resin containing a lubricating oil agent may be used.
[0012]
The angle of the two parts where the arc concave surface circumscribes the cylindrical surface is preferably 60 ° to 30 °, more preferably 45 ° to 30 °, and the arc convex surface is cylindrical. The angle of the two parts circumscribing the surface is either 60 ° to 0 °, preferably 30 ° to 10 °.
[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. In addition, the angle of the two parts where the arc convex surface circumscribes the cylindrical surface can be determined in relation to the angle of the two parts where the arc concave surface circumscribes the cylindrical surface. When the circumscribed two parts are selected from any one of 45 ° to 30 °, it is preferable to select any one of 30 ° or less and 10 ° or more.
[0014]
In the method of manufacturing the rack guide according to the fourth aspect of the present invention, the rack guide base body and the curve having the same radius of curvature R1 and the radius of curvature R2 in the method of manufacturing the rack guide according to any one of the first to third aspects. A sliding plate piece is prepared.
[0015]
A method of manufacturing a rack guide according to a fifth aspect of the present invention is the method of manufacturing a rack guide according to any one of the first to fourth aspects, wherein a through-hole is formed at the center of the recess defined by the arc concave surface. While preparing a rack guide base having a curved slide plate piece having a cylindrical projection protruding in the center on the arc convex surface side, the cylindrical protrusion of the curved slide plate piece is provided in the through-hole of the rack guide base. The curved sliding plate piece is fitted to the rack guide base.
[0016]
According to the method of manufacturing the rack guide of the fifth aspect, the curved sliding plate piece can be firmly fixed to the rack guide base body without using an adhesive or the like.
[0017]
The method of manufacturing the rack guide according to the sixth aspect of the present invention is the method of manufacturing the rack guide according to the fourth or fifth aspect, and has a bottomed cylindrical projection portion integrally formed with a tip closing portion. Preparing a curved sliding plate piece.
[0018]
In the present invention, the cylindrical protruding portion may be integrally formed by adding drawing to the sliding plate material together with the bending process of the sliding plate material.
[0019]
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.
[0020]
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.
[0021]
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.
[0022]
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.
[0023]
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 a curved sliding plate piece 26 fixed to the rack guide base 23 is provided. 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.
[0024]
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.
[0025]
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.
[0026]
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. .
[0027]
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 on the cylindrical surface 46 of the curved sliding plate piece 26), has a center of curvature O2 eccentric with respect to the center of curvature O1, and comprises an arc surface with 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.
[0028]
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 7 is prepared by punching from the base plate 54 and punching the base plate 54 having a thickness t made of a multilayer material composed of a synthetic resin layer 53 formed as a thin layer on the porous sintered metal layer 52. A substantially elliptical sliding plate material 55 as shown is formed.
[0029]
The sliding plate material 55 thus formed is subjected to pressing and drawing so that the synthetic resin layer 53 is on the side of the arc concave surfaces 29 and 30, and the arc concave surfaces 29 and 30 as shown in FIG. In addition, the curved sliding surface having a thickness t, which has arc-shaped convex surfaces 63 and 64, protrudes on the side of the arc-shaped convex surfaces 63 and 64, and has a bottomed cylindrical projecting portion 25 formed integrally with the tip closing portion 24 at the center. A plate piece 26 is formed.
[0030]
Here, as shown in FIG. 8, the arc convex surface 63 has an angle range β ° 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 (however, 0 ° ≦ β ° ≦ α °), a part 71 in this example, β1 ° = 30 °, a center of curvature O4 circumscribing the cylindrical surface 46 having the center of curvature O1 and having a radius of curvature (R0 + t) and decentering from the center of curvature O1. And a radius of curvature R2 (where R1 ≦ R2), which in this example is an arc convex surface having a radius of curvature R1, while the arc convex surface 64 is also formed on the arc outer peripheral surface 16 of the rack bar 9 as shown in FIG. A center of curvature that circumscribes the cylindrical surface 46 and is eccentric with respect to the center of curvature O1 at a portion within the angle range β ° on the other side of the center line 43 passing through the center of curvature O1, in this example, a portion 72 of β1 ° = 30 °. O5 and radius of curvature R2 (where R1 ≦ R2), this example It is an arc convex radius of curvature R1. The arc convex surfaces 63 and 64 are formed symmetrically with respect to the center line 43.
[0031]
The bent sliding plate piece 26 formed as described above is disposed in the recess 75 defined by the arc concave surfaces 41 and 42 of the rack guide base 23 formed as described above, and then on the outer peripheral surface. The outer peripheral surface of a press die (not shown) having a shape complementary to the shapes of the arc concave surfaces 41 and 42 is pressed against the arc concave surfaces 29 and 30 of the curved sliding plate piece 26, and further, by the press die The curved sliding plate piece 26 is pressed toward the rack guide base 23 so that the cylindrical protrusion 25 of the curved sliding plate piece 26 is fitted into the through-hole 22 of the rack guide base 23 and the curved sliding plate piece 26 is inserted. 9 are brought into pressure contact with the arc concave surfaces 41 and 42 of the rack guide base 23, and the curved sliding plate piece 26 is further curved so as to follow the arc concave surfaces 41 and 42, and as shown in FIG. As shown in FIG. Fitting the curved sliding plate piece 26.
[0032]
In the rack guide 10 shown in FIG. 9, since the curved sliding plate piece 26 is curved so as to follow the arc concave surfaces 41 and 42, the arc outer peripheral surface 16 of the rack bar 9 and the arc concave surface of the curved sliding plate piece 26 are used. The contact positions with 29 and 30 are portions 81 and 82 substantially corresponding to the portions 45 and 47. 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 rack bar 9 and the curved sliding plate piece 26 slide. The dynamic friction resistance will be greatly reduced.
[0033]
Further, the curved sliding plate piece 26 of FIG. 8 before being fitted to the rack guide base 23 is overlapped with the rack guide base 23 of FIG. 4 in a state where the cylindrical protrusion 25 is simply fitted into the through-hole 22. As shown in FIG. 10, the curved sliding plate piece 26 partially overlaps the rack guide base 23 on the outer peripheral edge side of the arc convex surfaces 63 and 64, in other words, the curved sliding plate piece 26 is The arcuate convex surfaces 63 and 64 bite into the rack guide base 23 on the outer peripheral edge side, and this partial overlap or bite is caused by the curved curvature of the arc concave surfaces 41 and 42 when fitted to the rack guide base 23. Therefore, the arc-shaped convex surfaces 63 and 64 on the outer peripheral edge side of the curved sliding plate piece 26 and the arc-shaped concave surfaces 41 and 42 of the rack guide base 23 are mutually connected so that no gap is generated. To become close to be that perfect.
[0034]
In the above description, the substantially elliptical sliding plate material 55 is formed by punching from the base plate 54. However, the base plate 54 is punched or cut into a rectangular shape or a strip shape to obtain a rectangular shape or a strip shape. A sliding plate material is formed and bent and drawn in the same manner as described above to form a curved sliding plate piece. This rectangular or strip-shaped curved sliding plate piece 85 or 86 is shown in FIGS. 12 may be fitted to the rack guide base 23.
[0035]
Further, a standing wall as described in Japanese Utility Model Publication No. 1-297984 is formed on the arc concave surfaces 41 and 42 of the rack guide base 23, and the curved sliding plate piece 26 and the like are surrounded by the standing wall so that the rack guide plate 26 and the like are enclosed by the rack guide. You may fit in the base | substrate 23. FIG.
[0036]
【The invention's effect】
According to the present invention, the outer edge side of the curved sliding plate piece can be closely aligned with the arc concave surface of the rack guide base body without causing a gap, and the rack guide 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 of 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 sliding plate material of a curved 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 of a curved sliding plate piece in a method of manufacturing a rack guide used in the rack and pinion type steering device shown in FIG.
FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view of a rack guide used in the rack and pinion type steering device shown in FIG. 1;
FIG. 10 is an explanatory cross-sectional view of the operation of the manufacturing method of the present invention.
FIG. 11 is an explanatory diagram 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;
12 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ラックガイド基体と彎曲摺動板片とから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６０°から３０°又は４５°から３０°の角度範囲α°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であって、ｔは、彎曲摺動板片の厚み）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する一方、この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と共に、ラックバーの円弧外周面の曲率中心を通る中心線の両側における６０°から０°又は３０°から１０°の角度範囲β°（但し、０°≦β°≦α°）内の部位で夫々前記円筒面に外接するような二つの円弧凸面であって、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Ｒ２（但し、Ｒ１＜Ｒ２）をもった前記中心線に関して対称な二つの円弧凸面を有して、ラックガイド基体の円弧凹面への重ね合せにおいて各円弧凸面の外周縁側でラックガイド基体に食い込むように彎曲された厚みｔを有している一方、円弧凸面側において突出する円筒突起部を中央に有した彎曲摺動板片を準備し、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彎曲摺動板片を配し、ラックガイド基体の貫通円孔に彎曲摺動板片の円筒突起を嵌入させると共に彎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彎曲摺動板片を嵌着し、この嵌着に際し各円弧凸面における外周縁側でのラックガイド基体への彎曲摺動板片の食い込みを対応の円弧凹面への彎曲摺動板片の倣い湾曲で解消する、ラックガイド基体と彎曲摺動板片とからラックガイドを製造する方法。A method of manufacturing a rack guide for slidably supporting a rack bar in a rack and pinion type steering apparatus from a rack guide base and a curved sliding plate piece, the curvature of the outer circumferential surface of the arc having a radius of curvature R0 of the rack bar A radius of curvature (R0 + t) having the same center of curvature as the center of curvature of the rack bar at two sites within an angular range α ° of 60 ° to 30 ° or 45 ° to 30 ° on both sides of the center line passing through the center (however, , a 0 <t, t is a two arcuate concave so as to circumscribe the cylindrical surface of the thickness of the curved sliding plate piece), eccentric to the center of curvature of the circular arc outer peripheral surface of each rack bar together with center of curvature, the radius of curvature R1 (where, R0 + t <R1) while have a symmetrical two arc concave with respect to said center line with the center through the circular hole of the recess defined by the circular arc concave surface Together to prepare the rack guide base body, 0 ° or 30 ° from the 10 ° angular range beta ° from 60 ° on either side of the center line passing through the center of curvature of the circular arc outer peripheral surface of the rack bar (however, 0 ° ≦ β ° ≦ two arc-convex surfaces circumscribing the cylindrical surface at each portion within α °), each having a center of curvature eccentric to the center of curvature of the arc outer peripheral surface of the rack bar, and a radius of curvature R2 (however, , R1 < R2) having two arc convex surfaces symmetrical with respect to the center line and being bent so as to bite into the rack guide base at the outer peripheral edge side of each arc convex surface when the rack guide base is overlapped with the arc concave surface. A curved sliding plate piece having a cylindrical projection protruding in the center on the convex side of the arc and having a thickness t and a curved sliding plate in the recess of the rack guide base defined by the two arc concave surfaces. Moving plate Arranged, rack guide an arc convex surface of the curved sliding plate piece causes fitting the cylindrical protrusion of the curved sliding plate piece through the circular hole of the base body so as to be pressed against the arcuate concave surface of the rack guide base body rack guide base body in curved sliding The moving plate piece is fitted, and the biting of the curved sliding plate piece into the rack guide base on the outer peripheral edge side of each arc convex surface is eliminated by copying the curved sliding plate piece into the corresponding arc concave surface at the time of fitting. A method of manufacturing a rack guide from a rack guide base and a curved sliding plate piece.

円筒突起部は、先端閉塞部が一体的に形成された有底の円筒突起部である請求項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 cylindrical protruding portion is a bottomed cylindrical protruding portion integrally formed with a tip closing portion.