JP4994272B2

JP4994272B2 - Rack and pinion steering system

Info

Publication number: JP4994272B2
Application number: JP2008055225A
Authority: JP
Inventors: 剛松尾; 康夫清水; 勝治渡辺
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2008-03-05
Filing date: 2008-03-05
Publication date: 2012-08-08
Anticipated expiration: 2028-03-05
Also published as: JP2009208687A

Description

本発明は、ステアリングホイールの操作を車輪に伝達するステアリングギヤボックスが、前記ステアリングホイールに接続されるピニオンと、前記ピニオンに噛合するラックを有して前記車輪に接続されるラックバーと、前記ラックバーを摺動自在に支持するハウジングと、前記ハウジングに形成したガイド孔に摺動自在に嵌合するラックガイドと、前記ラックガイドを付勢し、前記ラックバーの背面に形成した円弧状断面の第１摺動面に、前記ラックガイドの先端に形成した円弧状断面の第２摺動面を当接させる弾発部材とを備えるラックアンドピニオン式ステアリング装置に関する。 The present invention provides a steering gear box for transmitting an operation of a steering wheel to a wheel, a pinion connected to the steering wheel, a rack bar meshing with the pinion, a rack bar connected to the wheel, and the rack A housing that slidably supports the bar, a rack guide that slidably fits in a guide hole formed in the housing, and an arc-shaped cross section formed on the back surface of the rack bar that urges the rack guide. The present invention relates to a rack and pinion type steering apparatus comprising a first sliding surface and a resilient member that abuts a second sliding surface having an arcuate cross section formed at a tip of the rack guide.

かかるラックアンドピニオン式ステアリング装置は、下記特許文献１により公知である。
特開２００５−２４７０７９号公報 Such a rack-and-pinion type steering device is known from Patent Document 1 below.
JP 2005-247079 A

図１０は、かかる従来のラックアンドピニオン式ステアリング装置の、ラックバー２９の第１摺動面２９ａとラックガイド３１の第２摺動面３１ａとの接触状態を示すものである。ラックバー２９の第１摺動面２９ａはＯ１を中心とする半径Ｒ１の単一の円弧面で構成され、かつラックガイド３１の第２摺動面３１ａはＯ２，Ｏ２を中心とする前記半径Ｒ１よりも大きい半径Ｒ２を有する二つの円弧面で構成されており、第１摺動面２９ａおよび第２摺動面３１ａは２カ所で線接触するようになっている。従って、長期の使用に伴って前記線接触する部分が偏摩耗すると、ラックバー２９およびラックガイド３１間にガタが発生して騒音の原因となる問題合あった。 FIG. 10 shows a contact state between the first sliding surface 29 a of the rack bar 29 and the second sliding surface 31 a of the rack guide 31 in the conventional rack and pinion type steering device. The first sliding surface 29a of the rack bar 29 is composed of a single arc surface having a radius R1 centered on O1, and the second sliding surface 31a of the rack guide 31 is the radius R1 centered on O2 and O2. The first sliding surface 29a and the second sliding surface 31a are in line contact with each other at two locations. Therefore, if the portion in line contact with the long-term use is unevenly worn, there is a problem that the play occurs between the rack bar 29 and the rack guide 31 and causes noise.

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、ラックアンドピニオン式ステアリング装置において、ラックバーおよびラックガイド間のガタに起因する騒音を防止することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to prevent noise caused by play between a rack bar and a rack guide in a rack and pinion type steering apparatus.

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、ステアリングホイールの操作を車輪に伝達するステアリングギヤボックスが、前記ステアリングホイールに接続されるピニオンと、前記ピニオンに噛合するラックを有して前記車輪に接続されるラックバーと、前記ラックバーを摺動自在に支持するハウジングと、前記ハウジングに形成したガイド孔に摺動自在に嵌合するラックガイドと、前記ラックガイドを付勢し、前記ラックバーの背面に形成した円弧状断面の第１摺動面に、前記ラックガイドの先端に形成した円弧状断面の第２摺動面を当接させる弾発部材とを備えるラックアンドピニオン式ステアリング装置において、前記ラックガイドの前記第２摺動面の両先端部側の外周面に、肉厚を減少させるための切欠きを形成し、前記弾発部材により前記第１摺動面に前記第２摺動面が押圧されるときに、最初に前記第２摺動面の両先端部が前記第１摺動面に当接することを特徴とするラックアンドピニオン式ステアリング装置が提案される。 To achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a steering gear box for transmitting an operation of a steering wheel to a wheel includes a pinion connected to the steering wheel and a rack meshing with the pinion. A rack bar that is connected to the wheel, a housing that slidably supports the rack bar, a rack guide that slidably fits in a guide hole formed in the housing, and the rack guide A resilient member that biases and abuts a second sliding surface having an arcuate cross section formed at a tip of the rack guide on a first sliding surface having an arcuate cross section formed on a back surface of the rack bar; In the rack and pinion type steering device, a notch for reducing the wall thickness is formed on the outer peripheral surface of the second sliding surface of the rack guide on both ends. And, when the second sliding surface is pressed by the resilient member to the first slide surface, the first that both distal end portion of the second sliding surface is brought into contact with the first sliding surface A rack and pinion type steering device is proposed.

また請求項２に記載された発明によれば、ステアリングホイールの操作を車輪に伝達するステアリングギヤボックスが、前記ステアリングホイールに接続されるピニオンと、前記ピニオンに噛合するラックを有して前記車輪に接続されるラックバーと、前記ラックバーを摺動自在に支持するハウジングと、前記ハウジングに形成したガイド孔に摺動自在に嵌合するラックガイドと、前記ラックガイドを付勢し、前記ラックバーの背面に形成した円弧状断面の第１摺動面に、前記ラックガイドの先端に形成した円弧状断面の第２摺動面を当接させる弾発部材とを備えるラックアンドピニオン式ステアリング装置において、前記ラックガイドの前記第２摺動面の両先端部側の外周面に臨む前記ガイド孔に内周面に、前記第２摺動面の両先端部を逃がすために切欠きを形成したことを特徴とするラックアンドピニオン式ステアリング装置が提案される。 According to the invention described in claim 2, the steering gear box for transmitting the operation of the steering wheel to the wheel has a pinion connected to the steering wheel and a rack meshing with the pinion. A rack bar to be connected; a housing that slidably supports the rack bar; a rack guide that is slidably fitted into a guide hole formed in the housing; and the rack bar that biases the rack guide, A rack-and-pinion steering device comprising: a first sliding surface having an arc-shaped cross section formed on the back surface of the rack guide; and a resilient member for contacting the second sliding surface having an arc-shaped cross section formed at the tip of the rack guide. The both end portions of the second sliding surface are escaped to the inner peripheral surface of the guide hole facing the outer peripheral surface on the both end portions side of the second sliding surface of the rack guide. Rack and pinion steering apparatus characterized by forming a notch in Sutame is proposed.

また請求項３に記載された発明によれば、請求項２の構成に加えて、前記弾発部材により前記第１摺動面に前記第２摺動面が押圧されるときに、最初に前記第２摺動面の両先端部が前記第１摺動面に当接することを特徴とするラックアンドピニオン式ステアリング装置が提案される。According to the invention described in claim 3, in addition to the structure of claim 2, when the second sliding surface is pressed against the first sliding surface by the elastic member, A rack and pinion type steering device is proposed in which both end portions of the second sliding surface abut on the first sliding surface.

また請求項４に記載された発明によれば、請求項１〜請求項３の何れか１項の構成に加えて、前記ラックガイドの先端に形成されて前記第１摺動面に当接する第２摺動面は該第１摺動面の半径と同一の半径を有するとともに、前記第２摺動面は両先端部が相互に接近するように中間部において屈曲しており、前記ラックガイドの弾性変形により前記第１、第２摺動面が面接触することを特徴とするラックアンドピニオン式ステアリング装置が提案される。 According to the invention described in claim 4 , in addition to the structure of any one of claims 1 to 3, a first one formed at the tip of the rack guide and in contact with the first sliding surface. The two sliding surfaces have the same radius as the radius of the first sliding surface, and the second sliding surface is bent at an intermediate portion so that both ends approach each other. A rack and pinion type steering device is proposed in which the first and second sliding surfaces come into surface contact by elastic deformation.

また請求項５に記載された発明によれば、請求項１〜請求項３の何れか１項の構成に加えて、前記ラックガイドの先端に形成されて前記第１摺動面に当接する第２摺動面は該第１摺動面の半径よりも僅かに小さい半径を有しており、前記ラックガイドの弾性変形により前記第１、第２摺動面が面接触することを特徴とするラックアンドピニオン式ステアリング装置が提案される。 According to the fifth aspect of the present invention, in addition to the structure of any one of the first to third aspects, a first portion formed at the tip of the rack guide and in contact with the first sliding surface. The two sliding surfaces have a radius slightly smaller than the radius of the first sliding surface, and the first and second sliding surfaces are in surface contact by elastic deformation of the rack guide. A rack and pinion type steering device is proposed.

また請求項６に記載された発明によれば、請求項１〜請求項３の何れか１項の構成に加えて、前記ラックガイドの先端に形成されて前記第１摺動面に当接する第２摺動面は該第１摺動面の半径よりも僅かに小さい半径のみで構成されており、前記ラックガイドの弾性変形により前記第１、第２摺動面が面接触することを特徴とするラックアンドピニオン式ステアリング装置が提案される。 According to the invention described in claim 6 , in addition to the configuration of any one of claims 1 to 3, the first formed on the tip of the rack guide and abutting on the first sliding surface. The two sliding surfaces are configured with only a radius slightly smaller than the radius of the first sliding surface, and the first and second sliding surfaces are brought into surface contact by elastic deformation of the rack guide. A rack-and-pinion steering device is proposed.

尚、実施の形態の下部ハウジング２１は本発明のハウジングに対応し、実施の形態のスプリング３３は本発明の弾発部材に対応し、実施の形態の接点ｃは本発明の第２摺動面の中間部に対応する。 The lower housing 21 of the embodiment corresponds to the housing of the present invention, the spring 33 of the embodiment corresponds to the elastic member of the present invention, and the contact c of the embodiment is the second sliding surface of the present invention. Corresponds to the middle part.

請求項１の構成によれば、ラックバーに形成したラックとピニオンとの噛合部に作用する操舵トルクは、ラックバーをピニオンから離反させるように作用するが、ハウジングのガイド孔に摺動自在に嵌合するラックガイドを弾発部材で付勢してラックバーに背面に当接させることで、ラックおよびピニオンの噛合状態を適切に維持することができる。このとき、ラックガイドの第２摺動面の両先端部側の外周面に肉厚を減少させるための切欠きを形成し、弾発部材により第１摺動面に第２摺動面が押圧されるときに、最初に第２摺動面の両先端部が第１摺動面に当接するようにしたので、弾発部材の付勢力でラックガイドを容易に弾性変形させて第１、第２摺動面を確実に面接触させ、その摺動面の偏摩耗を抑制してガタによる騒音の発生を防止することができる。 According to the configuration of the first aspect, the steering torque that acts on the meshing portion between the rack and the pinion formed on the rack bar acts to separate the rack bar from the pinion, but is slidable in the guide hole of the housing. The meshing state of the rack and the pinion can be appropriately maintained by energizing the rack guide to be fitted with the elastic member and bringing the rack bar into contact with the back surface. At this time, a notch for reducing the wall thickness is formed on the outer peripheral surface of the both ends of the second sliding surface of the rack guide, and the second sliding surface is pressed against the first sliding surface by the resilient member. When the first and second sliding surfaces are first brought into contact with the first sliding surface , the rack guide is easily elastically deformed by the urging force of the resilient member so that the first and second sliding surfaces are in contact with each other . 2 The sliding surfaces can be reliably brought into surface contact, and uneven wear of the sliding surfaces can be suppressed to prevent the generation of noise due to backlash.

また請求項２の構成によれば、ラックバーに形成したラックとピニオンとの噛合部に作用する操舵トルクは、ラックバーをピニオンから離反させるように作用するが、ハウジングのガイド孔に摺動自在に嵌合するラックガイドを弾発部材で付勢してラックバーに背面に当接させることで、ラックおよびピニオンの噛合状態を適切に維持することができる。このとき、ラックガイドの第２摺動面の両先端部側の外周面に臨むガイド孔に内周面に、第２摺動面の両先端部を逃がすために切欠きを形成したので、弾発部材の付勢力でラックガイドを容易に弾性変形させて第１、第２摺動面を確実に面接触させ、その摺動面の偏摩耗を抑制してガタによる騒音の発生を防止することができる。 According to the second aspect of the present invention, the steering torque that acts on the meshing portion between the rack and the pinion formed on the rack bar acts to separate the rack bar from the pinion, but is slidable in the guide hole of the housing. The rack guide and the pinion can be appropriately maintained in an engaged state by urging the rack guide fitted to the rack with a resilient member and bringing the rack bar into contact with the back surface. At this time, notches are formed in the inner peripheral surface of the guide hole facing the outer peripheral surface of the both ends of the second sliding surface of the rack guide so as to release both ends of the second sliding surface. The rack guide is easily elastically deformed by the urging force of the generating member to ensure that the first and second sliding surfaces are in surface contact, and the uneven wear of the sliding surfaces is suppressed to prevent the generation of noise due to backlash. Can do.

また請求項３の構成によれば、弾発部材により第１摺動面に第２摺動面が押圧されるときに、最初に第２摺動面の両先端部が第１摺動面に当接するようにしたので、弾発部材の付勢力でラックガイドを一層容易に弾性変形させて第１、第２摺動面を一層確実に面接触させることができる。According to the configuration of claim 3, when the second sliding surface is pressed against the first sliding surface by the elastic member, first, both end portions of the second sliding surface are first brought into the first sliding surface. Since the contact is made, the rack guide can be more easily elastically deformed by the urging force of the resilient member, and the first and second sliding surfaces can be more reliably brought into surface contact.

また請求項４の構成によれば、ラックガイドの先端に形成されてラックバーの第１摺動面に当接する第２摺動面が該第１摺動面の半径と同一の半径を有するとともに、第２摺動面は両先端部が相互に接近するように中間部において屈曲しているため、弾発部材の付勢力でラックガイドが弾性変形して第１、第２摺動面が面接触することで、それらの摺動面の偏摩耗を抑制してガタによる騒音の発生を防止することができる。 According to the fourth aspect of the present invention, the second sliding surface formed at the tip of the rack guide and in contact with the first sliding surface of the rack bar has the same radius as the radius of the first sliding surface. Since the second sliding surface is bent at the intermediate portion so that both tip portions approach each other, the rack guide is elastically deformed by the urging force of the resilient member, and the first and second sliding surfaces are surfaces. By contacting, uneven wear of those sliding surfaces can be suppressed and generation of noise due to play can be prevented.

また請求項５の構成によれば、ラックガイドの先端に形成されてラックバーの第１摺動面に当接する第２摺動面が該第１摺動面の半径よりも僅かに小さい半径を有しているため、弾発部材の付勢力でラックガイドが弾性変形して第１、第２摺動面が面接触することで、それらの摺動面の偏摩耗を抑制してガタによる騒音の発生を防止することができる。 According to the fifth aspect of the present invention, the second sliding surface formed at the tip of the rack guide and in contact with the first sliding surface of the rack bar has a radius slightly smaller than the radius of the first sliding surface. Since the rack guide is elastically deformed by the urging force of the elastic member and the first and second sliding surfaces come into surface contact with each other, the uneven wear of these sliding surfaces is suppressed and noise caused by backlash is generated. Can be prevented.

また請求項６の構成によれば、ラックガイドの先端に形成されてラックバーの第１摺動面に当接する第２摺動面が該第１摺動面の半径よりも僅かに小さい半径のみで形成されているため、第２摺動面の両先端部が確実に最初に第１摺動面に当接し、弾発部材の付勢力でラックガイドが弾性変形して第１、第２摺動面が面接触することで、それらの摺動面の偏摩耗を抑制してガタによる騒音の発生を防止することができる。 According to the configuration of claim 6, the rack guide of the second sliding surface which tip is formed in contact with the first sliding surface of the rack bar is only radius slightly smaller than the radius of the first sliding surface since the in formed, the both distal end of the second sliding surface is securely initially in contact with the first sliding surface, the first rack guide by the biasing force of the elastic member is elastically deformed, the second sliding When the moving surfaces come into surface contact, uneven wear of these sliding surfaces can be suppressed, and generation of noise due to play can be prevented.

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図１〜図４は本発明の第１の実施の形態を示すもので、図１は電動パワーステアリング装置の全体斜視図、図２は図１の２−２線拡大断面図、図３は図２の３部拡大図、図４はラックバーおよびラックガイドの自由状態での形状を示す図である。 1 to 4 show a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is an overall perspective view of an electric power steering apparatus, FIG. 2 is an enlarged sectional view taken along line 2-2 of FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is a diagram showing the shape of the rack bar and the rack guide in a free state.

図１に示すように、ステアリングホイール１１と一体に回転する上部ステアリングシャフト１２は、上部ユニバーサルジョイント１３、下部ステアリングシャフト１４および下部ユニバーサルジョイント１５を介して、減速機１６から上方に突出するピニオンシャフト１７に接続される。減速機１６の下端に接続されたステアリングギヤボックス１８の左右両端から突出するタイロッド１９，１９が、左右の車輪ＷＬ，ＷＲの図示せぬナックルに接続される。減速機１６にはアシストモータＭが支持されており、このアシストモータＭの作動が、減速機１６の内部に収納した操舵トルク検出手段Ｓｔからの信号が入力される電子制御ユニットＵにより制御される。 As shown in FIG. 1, the upper steering shaft 12 that rotates integrally with the steering wheel 11 has a pinion shaft 17 that protrudes upward from the speed reducer 16 via an upper universal joint 13, a lower steering shaft 14, and a lower universal joint 15. Connected to. Tie rods 19 and 19 projecting from the left and right ends of the steering gear box 18 connected to the lower end of the speed reducer 16 are connected to knuckles (not shown) of the left and right wheels WL and WR. An assist motor M is supported on the speed reducer 16, and the operation of the assist motor M is controlled by an electronic control unit U to which a signal from the steering torque detecting means St stored in the speed reducer 16 is input. .

図２に示すように、減速機１６はステアリングギヤボックス１８と一体の下部ハウジング２１と、その上面にボルト２２…で結合された中間ハウジング２３と、その上面にボルト２４…で結合された上部ハウジング２５とを備えており、下部ハウジング２１および上部ハウジング２５にボールベアリング２６，２７で前記ピニオンシャフト１７が回転自在に支持される。ピニオンシャフト１７の下端に設けられたピニオン２８が、ステアリングギヤボックス１８の内部を左右に移動するラックバー２９に設けられらラック３０に噛合する。 As shown in FIG. 2, the speed reducer 16 includes a lower housing 21 integrated with the steering gear box 18, an intermediate housing 23 coupled to the upper surface thereof by bolts 22, and an upper housing coupled to the upper surface thereof by bolts 24. 25, and the pinion shaft 17 is rotatably supported by the lower housing 21 and the upper housing 25 by ball bearings 26 and 27. A pinion 28 provided at the lower end of the pinion shaft 17 meshes with a rack 30 provided on a rack bar 29 that moves left and right inside the steering gear box 18.

ステアリングギヤボックス１８の一部を構成する下部ハウジング２１に形成した円形断面のガイド孔２１ａに概略円柱状のラックガイド３１が摺動自在に収納される。ラックガイド３１の先端に形成した円弧状断面の第２摺動面３１ａを、ガイド孔２１ａを閉塞するナット部材３２との間に配置したスプリング３３でラックバー２９の背面の円弧状断面の第１摺動面２９ａに向けて付勢することで、ラックバー２９の撓みを抑制してラック３０をピニオン２８に正しく噛合させることができる。 A substantially cylindrical rack guide 31 is slidably accommodated in a guide hole 21 a having a circular cross section formed in a lower housing 21 constituting a part of the steering gear box 18. The first sliding surface 31a of the arcuate cross section on the back surface of the rack bar 29 is formed by a spring 33 disposed between the second sliding surface 31a having an arcuate cross section formed at the tip of the rack guide 31 and the nut member 32 that closes the guide hole 21a. By biasing toward the sliding surface 29 a, the rack 30 can be properly meshed with the pinion 28 while suppressing the bending of the rack bar 29.

減速機１６の内部に延びるアシストモータＭの回転軸３４に設けられたウオーム３５は、ピニオンシャフト１７に固定されたウオームホイール３６に噛合する。従って、アシストモータＭが駆動されると、その回転軸３４に設けたウオーム３５に噛合するウオームホイール３６を介して減速機１６のピニオンシャフト１７が回転し、ピニオン２８に噛合するラック３０が駆動されることで、ドライバーがステアリングホイール１１に加える操舵トルクがアシストモータＭによってアシストされる。 A worm 35 provided on the rotating shaft 34 of the assist motor M extending inside the speed reducer 16 meshes with a worm wheel 36 fixed to the pinion shaft 17. Therefore, when the assist motor M is driven, the pinion shaft 17 of the speed reducer 16 rotates through the worm wheel 36 that meshes with the worm 35 provided on the rotating shaft 34, and the rack 30 that meshes with the pinion 28 is driven. Thus, the steering torque applied by the driver to the steering wheel 11 is assisted by the assist motor M.

図４に示すように、スプリング３３の荷重Ｆが作用していない自由状態において、Ｏ２を中心とするラックガイド３１の第２摺動面３１ａの半径Ｒ２は、Ｏ１を中心とするラックバー２９の第１摺動面２９ａの半径Ｒ１よりも僅かに小さく設定されている。よって、ラックバー２９の中心Ｏ１とラックガイド３１の中心Ｏ２とは一致せず、第１摺動面２９ａおよび第２摺動面３１ａは、第２摺動面３１ａの両先端部ａ，ａ…において線接触するのみで、面接触することはない。 As shown in FIG. 4, in a free state where the load F of the spring 33 is not acting, the radius R2 of the second sliding surface 31a of the rack guide 31 centered on O2 is the radius R2 of the rack bar 29 centered on O1. It is set slightly smaller than the radius R1 of the first sliding surface 29a. Therefore, the center O1 of the rack bar 29 and the center O2 of the rack guide 31 do not coincide with each other, and the first sliding surface 29a and the second sliding surface 31a are both tip portions a, a. In this case, only line contact is made and no surface contact is made.

次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。 Next, the operation of the embodiment of the present invention having the above configuration will be described.

運転者がステアリングホイール１１を操作すると、操舵トルクは上部ステアリングシャフト１２、上部ユニバーサルジョイント１３、下部ステアリングシャフト１４、下部ユニバーサルジョイント１５、ピニオンシャフト１７およびピニオン２８を介してラック３０に伝達され、ステアリングギヤボックス１８の内部でラックバー２９を左右方向に駆動する。このとき、アシストモータＭが作動すると、そのアシストトルクがウオーム３４、ウオームホイール３６を介してピニオンシャフト１７に伝達され、運転者のステアリング操作がアシストされる。 When the driver operates the steering wheel 11, the steering torque is transmitted to the rack 30 via the upper steering shaft 12, the upper universal joint 13, the lower steering shaft 14, the lower universal joint 15, the pinion shaft 17 and the pinion 28, and the steering gear. The rack bar 29 is driven in the left-right direction inside the box 18. At this time, when the assist motor M is activated, the assist torque is transmitted to the pinion shaft 17 via the worm 34 and the worm wheel 36, and the driver's steering operation is assisted.

さて、図３に示すように、実際にはラックガイド３１はスプリング３３の荷重Ｆによってラックバー２９に向けて付勢されるため、ラックガイド３１の先端部ａ，ａはラックバー２９の第１摺動面２９ａに案内されて相互に離反する方向（矢印ｂ参照）に弾性変形し、ラックバー２９の第１摺動面２９ａの中心Ｏ１はラックガイド３１の第２摺動面３１ａの中心Ｏ２に一致し、かつラックガイド３１の第２摺動面３１ａの半径Ｒ２は拡大してラックバー２９の第１摺動面２９ａの半径Ｒ１に一致し、第１、第２摺動面２９ａ，３１ａは相互に密着するように面接触する。 As shown in FIG. 3, the rack guide 31 is actually urged toward the rack bar 29 by the load F of the spring 33, so that the leading ends a and a of the rack guide 31 are the first of the rack bar 29. The center O1 of the first sliding surface 29a of the rack bar 29 is centered O2 of the second sliding surface 31a of the rack guide 31 by being elastically deformed in directions away from each other (see arrow b) guided by the sliding surface 29a. And the radius R2 of the second sliding surface 31a of the rack guide 31 expands to match the radius R1 of the first sliding surface 29a of the rack bar 29, and the first and second sliding surfaces 29a, 31a. Are in surface contact so that they are in close contact with each other.

このとき、第２摺動面３１ａの両先端部ａ，ａの外周部に形成した段付きの切欠き３１ｂ，３１ｂにより、ラックガイド３１の上下の両先端部ａ，ａの近傍の肉厚が小さくなり、ラックガイド３１の両先端部ａ，ａの近傍を矢印ｂ方向に容易に弾性変形させることが可能になるだけでなく、ラックガイド３１の両先端部ａ，ａが上下方向に弾性変形したとき、下部ハウジング２１のガイド孔２１ａの内面と干渉するのを避けることができる。 At this time, due to the stepped notches 31b and 31b formed on the outer peripheral portions of the both end portions a and a of the second sliding surface 31a, the thickness in the vicinity of the upper and lower end portions a and a of the rack guide 31 is increased. Not only can the size of the rack guide 31 be reduced, the vicinity of both ends a, a of the rack guide 31 can be easily elastically deformed in the direction of the arrow b, but both ends of the rack guide 31 can be elastically deformed in the vertical direction. When it does, it can avoid interfering with the inner surface of the guide hole 21a of the lower housing 21. FIG.

このように、本実施の形態によれば、ラックバー２９の第１摺動面２９ａおよびラックガイド３１の第２摺動面３１ａが確実に面接触することで、第１、第２摺動面２９ａ，３１ａが偏摩耗することがなくなり、第１、第２摺動面２９ａ，３１ａのガタによる騒音の発生を防止することができる。 As described above, according to the present embodiment, the first sliding surface 29a of the rack bar 29 and the second sliding surface 31a of the rack guide 31 are in surface contact with each other, so that the first and second sliding surfaces can be obtained. 29a and 31a do not wear unevenly, and the generation of noise due to backlash of the first and second sliding surfaces 29a and 31a can be prevented.

次に、図５に基づいて本発明の第２の実施の形態を説明する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

第１の実施の形態では、第２摺動面３１ａの両先端部ａ，ａの上下方向への拡開が下部ハウジング２１によって阻害されないように、両先端部ａ，ａの外周部に段付きの切欠き３１ｂ，３１ｂを形成しているが、第２の実施の形態では、前記切欠き３１ｂ，３１ｂを形成する代わりに、前記両先端部ａ，ａに対向する下部ハウジング２１側に凹部２１ｂ，２１ｂを形成したものである。本実施の形態のラックガイド３１および下部ハウジング２１の干渉を回避する効果は、第１の実施の形態と同じである。 In the first embodiment, the outer peripheral portions of both tip portions a and a are stepped so that the lower housing 21 does not obstruct the vertical expansion of both tip portions a and a of the second sliding surface 31a. In the second embodiment, instead of forming the notches 31b and 31b, a recess 21b is formed on the side of the lower housing 21 facing both the tip portions a and a. , 21b. The effect of avoiding interference between the rack guide 31 and the lower housing 21 of the present embodiment is the same as that of the first embodiment.

次に、図６に基づいて本発明の第３の実施の形態を説明する。 Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

第３の実施の形態は第１の実施の形態の変形であり、第１の実施の形態のラックガイド３１の切欠き３１ａ，３１ａが段付き形状であるのに対し、第３の実施の形態のラックガイド３１の切欠き３１ａ，３１ａはテーパー形状である点でのみ異なっているが、その作用効果は同じである。 The third embodiment is a modification of the first embodiment. While the notches 31a and 31a of the rack guide 31 of the first embodiment have a stepped shape, the third embodiment is different from the first embodiment. The notches 31a and 31a of the rack guide 31 are different only in that they are tapered, but the effects are the same.

次に、図７に基づいて本発明の第４の実施の形態を説明する。 Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

第４の実施の形態はラックガイド３１の形状に特徴があり、その他の構造は第３の実施の形態と同一である。即ち、第３の実施の形態は、ラックガイド３１の第２摺動面３１ａが共通の中心Ｏ２を有する単一の円弧面で構成されているのに対し、第４の実施の形態のラックガイド３１の第２摺動面３１ａは、軸線Ｌを挟んで上側部分と下側部分とが異なる中心Ｏ２，Ｏ２を有している。より具体的には、軸線Ｌの上側の第２摺動面３１ａの中心Ｏ２は軸線Ｌの下側に僅かに偏倚し、かつ軸線Ｌの下側の第２摺動面３１ａの中心Ｏ２は軸線Ｌの上側に僅かに偏倚しており、二つの第２摺動面３１ａは軸線Ｌ上の仮想的な接点ｃで折れ曲がり状態で接続している。そしてラックバー２９の第１摺動面２９ａの半径Ｒと、ラックガイド３１の第２摺動面３１ａの半径Ｒとは同一に設定される。 The fourth embodiment is characterized by the shape of the rack guide 31, and the other structure is the same as that of the third embodiment. That is, in the third embodiment, the second sliding surface 31a of the rack guide 31 is configured by a single arc surface having a common center O2, whereas the rack guide of the fourth embodiment. The second sliding surface 31a of 31 has centers O2, O2 in which the upper part and the lower part are different across the axis L. More specifically, the center O2 of the second sliding surface 31a on the upper side of the axis L is slightly biased to the lower side of the axis L, and the center O2 of the second sliding surface 31a on the lower side of the axis L is the axis. It is slightly biased to the upper side of L, and the two second sliding surfaces 31a are connected in a bent state at a virtual contact c on the axis L. The radius R of the first sliding surface 29a of the rack bar 29 and the radius R of the second sliding surface 31a of the rack guide 31 are set to be the same.

よって、図７に示す自由状態（スプリング３３の弾発力Ｆが作用しない状態）では、第２摺動面３１ａの先端部ａ，ａが第１摺動面２９ａに線接触することになる。しかしながら、スプリング３３の弾発力Ｆが作用する使用状態では、接点ｃを中心として二つの第２摺動面３１ａの先端部ａ，ａが相互に離反する方向に弾性変形して拡開することで、第１、第２摺動面２９ａ，３１ａを相互に面接触させて偏摩耗の発生を防止することができる。 Therefore, in the free state shown in FIG. 7 (the state in which the spring force F of the spring 33 does not act), the leading ends a of the second sliding surface 31a are in line contact with the first sliding surface 29a. However, in a use state in which the elastic force F of the spring 33 acts, the tips a and a of the two second sliding surfaces 31a center on the contact point c and elastically deform in a direction away from each other and expand. Thus, the first and second sliding surfaces 29a and 31a can be brought into surface contact with each other to prevent the occurrence of uneven wear.

次に、図８に基づいて本発明の第５の実施の形態を説明する。 Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

第５の実施の形態は第１の実施の形態の変形であって、ラックガイド３１の第２摺動面３１ａの先端部ａ，ａの径方向外側に２個の切欠き３１ｂ，３１ｂが形成される。この切欠き３１ｂ，３１ｂの作用は、図３で説明した第１の実施の形態の切欠き３１ｂ，３１ｂと同じである。 The fifth embodiment is a modification of the first embodiment, and two notches 31b and 31b are formed on the radially outer side of the tip end portions a and a of the second sliding surface 31a of the rack guide 31. Is done. The operation of the notches 31b and 31b is the same as the notches 31b and 31b of the first embodiment described with reference to FIG.

ラックガイド３１は下部ハウジング２１に形成したガイド孔２１ａに摺動自在に案内されるため、ラックガイド３１がガイド孔２１ａに案内される長さが、前記切欠き３１ｂ，３１ｂを形成した分だけ減少して本来のＬ１からＬ２になってしまい、ラックガイド３１のスムーズな摺動が阻害される可能性がある。 Since the rack guide 31 is slidably guided in the guide hole 21a formed in the lower housing 21, the length of the rack guide 31 guided in the guide hole 21a is reduced by the amount of the notches 31b and 31b. As a result, the original L1 is changed to L2, and the smooth sliding of the rack guide 31 may be hindered.

そこで本実施の形態では、ラックガイド３１の外周に嵌合させたパイプ３７を下部ハウジング２１のガイド孔２１ａに摺動自在に案内させることで、その案内長さを本来のＬ１に増加させてラックガイド３１のスムーズな摺動を可能にしている。 Therefore, in the present embodiment, the pipe 37 fitted to the outer periphery of the rack guide 31 is slidably guided to the guide hole 21a of the lower housing 21, so that the guide length is increased to the original L1. The guide 31 can be smoothly slid.

次に、図９に基づいて本発明の第６の実施の形態を説明する。 Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

第６の実施の形態は第５の実施の形態の変形であって、第５の実施の形態ではラックガイド３１と別体のパイプ部材３７を用いているが、第６の実施の形態では前記パイプ部材３７をラックガイド３１と一体に形成している。この構成により、パイプ部材３７の分だけ部品点数を削減することができる。 The sixth embodiment is a modification of the fifth embodiment, and in the fifth embodiment, the rack guide 31 and a separate pipe member 37 are used, but in the sixth embodiment, the above-described pipe member 37 is used. A pipe member 37 is formed integrally with the rack guide 31. With this configuration, the number of parts can be reduced by the amount of the pipe member 37.

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various design changes can be made without departing from the present invention described in the claims. Is possible.

例えば、実施の形態ではシャフト式ステアリング装置を例示したが、本発明はケーブル式ステアリング装置やステア・バイ・ワイヤ式ステアリング装置に対して適用することができる。勿論、アシストモータＭを持つ電動ステアリング装置に限らず、アシストモータＭを持たないマニュアルステアリング装置であっても良い。 For example, although the shaft type steering device is exemplified in the embodiment, the present invention can be applied to a cable type steering device and a steer-by-wire type steering device. Of course, not only the electric steering apparatus having the assist motor M but also a manual steering apparatus having no assist motor M may be used.

第１の実施の形態に係る電動パワーステアリング装置の全体斜視図1 is an overall perspective view of an electric power steering apparatus according to a first embodiment. 図１の２−２線拡大断面図2-2 line enlarged sectional view of FIG. 図２の３部拡大図Part 3 enlarged view of FIG. ラックバーおよびラックガイドの自由状態での形状を示す図The figure which shows the shape in the free state of a rack bar and a rack guide 第２の実施の形態に係る、前記図３および図４に対応する図The figure corresponding to the said FIG. 3 and FIG. 4 based on 2nd Embodiment. 第３の実施の形態に係る、前記図４に対応する図The figure corresponding to the said FIG. 4 based on 3rd Embodiment 第４の実施の形態に係る、前記図４に対応する図The figure corresponding to the said FIG. 4 based on 4th Embodiment 第５の実施の形態に係る、前記図４に対応する図The figure corresponding to the said FIG. 4 based on 5th Embodiment 第６の実施の形態に係る、前記図４に対応する図The figure corresponding to the said FIG. 4 based on 6th Embodiment 従来例に係る、前記図３に対応する図FIG. 3 is a diagram corresponding to FIG. 3 according to the conventional example.

１１ステアリングホイール
１８ステアリングギヤボックス
２１下部ハウジング（ハウジング）
２１ａガイド孔
２１ｂ切欠き
２８ピニオン
２９ラックバー
２９ａ第１摺動面
３０ラック
３１ラックガイド
３１ａ第２摺動面
３１ｂ切欠き
３３スプリング（弾発部材）
ａ第２摺動面の先端部
ｃ接点（第２摺動面の中間部）
Ｒ第１、第２摺動面の半径
Ｒ１第１摺動面の半径
Ｒ２第２摺動面の半径
ＷＬ車輪
ＷＲ車輪 11 Steering wheel 18 Steering gear box 21 Lower housing (housing)
21a Guide hole 21b Notch 28 Pinion 29 Rack bar 29a First sliding surface 30 Rack 31 Rack guide 31a Second sliding surface 31b Notch 33 Spring (elastic member)
a Tip of second sliding surface c Contact (intermediate part of second sliding surface)
R Radius R1 of the first and second sliding surfaces R1 Radius of the first sliding surface R2 Radius of the second sliding surface WL Wheel WR Wheel

Claims

ステアリングホイール（１１）の操作を車輪（ＷＬ，ＷＲ）に伝達するステアリングギヤボックス（１８）が、前記ステアリングホイール（１１）に接続されるピニオン（２８）と、前記ピニオン（２８）に噛合するラック（３０）を有して前記車輪（ＷＬ，ＷＲ）に接続されるラックバー（２９）と、前記ラックバー（２９）を摺動自在に支持するハウジング（２１）と、前記ハウジング（２１）に形成したガイド孔（２１ａ）に摺動自在に嵌合するラックガイド（３１）と、前記ラックガイド（３１）を付勢し、前記ラックバー（２９）の背面に形成した円弧状断面の第１摺動面（２９ａ）に、前記ラックガイド（３１）の先端に形成した円弧状断面の第２摺動面（３１ａ）を当接させる弾発部材（３３）とを備えるラックアンドピニオン式ステアリング装置において、
前記ラックガイド（３１）の前記第２摺動面（３１ａ）の両先端部（ａ）側の外周面に、肉厚を減少させるための切欠き（３１ｂ）を形成し、前記弾発部材（３３）により前記第１摺動面（２９ａ）に前記第２摺動面（３１ａ）が押圧されるときに、最初に前記第２摺動面（３１ａ）の両先端部（ａ）が前記第１摺動面（２９ａ）に当接することを特徴とするラックアンドピニオン式ステアリング装置。 A steering gear box (18) that transmits the operation of the steering wheel (11) to the wheels (WL, WR) includes a pinion (28) connected to the steering wheel (11) and a rack that meshes with the pinion (28). A rack bar (29) connected to the wheels (WL, WR), a housing (21) that slidably supports the rack bar (29), and a housing (21) A rack guide (31) slidably fitted in the formed guide hole (21a), and a first arc-shaped cross section formed on the back surface of the rack bar (29) by biasing the rack guide (31). A rack and pinio comprising a resilient member (33) that abuts the second sliding surface (31a) having an arcuate cross section formed at the tip of the rack guide (31) on the sliding surface (29a). In the formula steering device,
A notch (31b) for reducing the wall thickness is formed on the outer peripheral surface on the both end portions (a) side of the second sliding surface (31a) of the rack guide (31), and the elastic member ( 33), when the second sliding surface (31a) is pressed against the first sliding surface (29a), first, both end portions (a) of the second sliding surface (31a) are A rack-and-pinion type steering device that abuts against one sliding surface (29a) .

ステアリングホイール（１１）の操作を車輪（ＷＬ，ＷＲ）に伝達するステアリングギヤボックス（１８）が、前記ステアリングホイール（１１）に接続されるピニオン（２８）と、前記ピニオン（２８）に噛合するラック（３０）を有して前記車輪（ＷＬ，ＷＲ）に接続されるラックバー（２９）と、前記ラックバー（２９）を摺動自在に支持するハウジング（２１）と、前記ハウジング（２１）に形成したガイド孔（２１ａ）に摺動自在に嵌合するラックガイド（３１）と、前記ラックガイド（３１）を付勢し、前記ラックバー（２９）の背面に形成した円弧状断面の第１摺動面（２９ａ）に、前記ラックガイド（３１）の先端に形成した円弧状断面の第２摺動面（３１ａ）を当接させる弾発部材（３３）とを備えるラックアンドピニオン式ステアリング装置において、
前記ラックガイド（３１）の前記第２摺動面（３１ａ）の両先端部（ａ）側の外周面に臨む前記ガイド孔（２１ａ）に内周面に、前記第２摺動面（３１ａ）の両先端部（ａ）を逃がすために切欠き（２１ｂ）を形成したことを特徴とするラックアンドピニオン式ステアリング装置。 A steering gear box (18) that transmits the operation of the steering wheel (11) to the wheels (WL, WR) includes a pinion (28) connected to the steering wheel (11) and a rack that meshes with the pinion (28). A rack bar (29) connected to the wheels (WL, WR), a housing (21) that slidably supports the rack bar (29), and a housing (21) A rack guide (31) slidably fitted in the formed guide hole (21a), and a first arc-shaped cross section formed on the back surface of the rack bar (29) by biasing the rack guide (31). A rack and pinio comprising a resilient member (33) that abuts the second sliding surface (31a) having an arcuate cross section formed at the tip of the rack guide (31) on the sliding surface (29a). In the formula steering device,
On the inner peripheral surface of the guide hole (21a) facing the outer peripheral surface on the both end portions (a) side of the second sliding surface (31a) of the rack guide (31), the second sliding surface (31a). A rack-and-pinion type steering device, characterized in that a notch (21b) is formed in order to escape both of the front end portions (a).

前記弾発部材（３３）により前記第１摺動面（２９ａ）に前記第２摺動面（３１ａ）が押圧されるときに、最初に前記第２摺動面（３１ａ）の両先端部（ａ）が前記第１摺動面（２９ａ）に当接することを特徴とする、請求項２に記載のラックアンドピニオン式ステアリング装置。When the second sliding surface (31a) is pressed against the first sliding surface (29a) by the elastic member (33), first, both end portions of the second sliding surface (31a) ( The rack-and-pinion steering device according to claim 2, wherein a) abuts on the first sliding surface (29a).

前記ラックガイド（３１）の先端に形成されて前記第１摺動面（２９ａ）に当接する第２摺動面（３１ａ）は該第１摺動面（２９ａ）の半径（Ｒ）と同一の半径（Ｒ）を有するとともに、前記第２摺動面（３１ａ）は両先端部（ａ）が相互に接近するように中間部（ｃ）において屈曲しており、前記ラックガイド（３１）の弾性変形により前記第１、第２摺動面（２９ａ，３１ａ）が面接触することを特徴とする、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のラックアンドピニオン式ステアリング装置。 Identical to the radius (R) of the previous SL rack guide (31) second sliding surface which tip is formed in contact with the first sliding surface (29a) of (31a) said first sliding surface (29a) And the second sliding surface (31a) is bent at the intermediate portion (c) so that both tip portions (a) approach each other, and the rack guide (31) The rack and pinion type steering device according to any one of claims 1 to 3, wherein the first and second sliding surfaces (29a, 31a) are in surface contact by elastic deformation.

前記ラックガイド（３１）の先端に形成されて前記第１摺動面（２９ａ）に当接する第２摺動面（３１ａ）は該第１摺動面（２９ａ）の半径（Ｒ１）よりも僅かに小さい半径（Ｒ２）を有しており、前記ラックガイド（３１）の弾性変形により前記第１、第２摺動面（２９ａ，３１ａ）が面接触することを特徴とする、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のラックアンドピニオン式ステアリング装置。 Than the radius (R1) of the previous SL rack guide (31) second sliding surface which tip is formed in contact with the first sliding surface (29a) of (31a) is first sliding surface (29a) The first and second sliding surfaces (29a, 31a) are in surface contact by elastic deformation of the rack guide (31), having a slightly smaller radius (R2). The rack and pinion type steering apparatus according to any one of claims 3 to 4 .

前記ラックガイド（３１）の先端に形成されて前記第１摺動面（２９ａ）に当接する第２摺動面（３１ａ）は該第１摺動面（２９ａ）の半径（Ｒ１）よりも僅かに小さい半径（Ｒ２）のみで形成されており、前記ラックガイド（３１）の弾性変形により前記第１、第２摺動面（２９ａ，３１ａ）が面接触することを特徴とする、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のラックアンドピニオン式ステアリング装置。 Than the radius (R1) of the previous SL rack guide (31) second sliding surface which tip is formed in contact with the first sliding surface (29a) of (31a) is first sliding surface (29a) The first and second sliding surfaces (29a, 31a) are in surface contact by elastic deformation of the rack guide (31), and are formed with a slightly smaller radius (R2). The rack and pinion type steering device according to any one of claims 1 to 3 .