JP2004299514A - Steering device for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両用ステアリング装置の改良技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
車両用ステアリング装置の種類としては、ラックアンドピニオン式、ボールナット式、ウォームセクタ式、ウォームピン式等がある。近年は、ラックアンドピニオン式ステアリング装置が多用され、開発も進んでいる(例えば、特許文献1参照。)。
【0003】
【特許文献1】
特開2002−331946公報(第4−5頁、図1−図3)
【0004】
特許文献1による従来の車両用ステアリング装置の概要を、次の図8で説明する。図8は従来の車両用ステアリング装置の概要図であり、特開2002−331946公報の図3を再掲する。なお、符号は振り直した。
【0005】
従来の車両用ステアリング装置100は、図示せぬステアリングハンドルから操舵車輪に至るステアリング系に補助トルクを加えるようにした、電動パワーステアリング装置である。詳しくは、車両用ステアリング装置100は、ステアリングハンドルにピニオン軸101を連結し、ピニオン軸101にラックアンドピニオン機構102を介してラック軸103を連結することで、ステアリング系にラックアンドピニオン機構102を備えた、ラックアンドピニオン式ステアリング装置である。ラックアンドピニオン機構102は、ピニオン軸101に形成したピニオン104とラック軸103に形成したラック105とからなる。
【0006】
さらに、車両用ステアリング装置100は、ラック軸103をピニオン104に押し付ける作用をなすラックガイド110を、ピニオン104と対向する位置に備える。ラックガイド110は、ラック105と反対側からラック軸103に当て部材111を当て、この当て部材111をガイド部112及び圧縮ばね113を介して調整ボルト114にて押すようにしたものである。ピニオン104とラック105との噛み合いの遊び(バックラッシ)を零又は最小限にすることができるとともに、ラック軸103をその軸方向へ摺動可能に支持することができる。
図中、121は操舵トルクセンサ、122は補助トルクをを発生する電動モータ、123はウォームギヤ機構、124はハウジングである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のラックガイド110は、当て部材111の接触面111aに対してラック軸103が頻繁に摺動するものである。摺動することで、ラック軸103の摺動面及び接触面111aは摩耗し得る。その摩耗粉は、ラック軸103の摺動面と接触面111aとの間に残留する。残留した摩耗粉によって、ラック軸103の摺動面や接触面111aは研磨され、更に摩耗が進むことになる。
【0008】
しかも、ラック軸103の摺動面や接触面111aは、全面が均一に摩耗するとは限らない。摩耗量が不均一であると、ピニオン104とラック105との間のバックラッシを、車両用ステアリング装置としての適切な状態に維持することは困難になる。その場合には、ラック軸は軸方向に摺動する他に、ラック軸103に作用する外乱によって周方向にも若干摺動し得る。この結果、更に摩耗が進むことになる。ラックアンドピニオン式ステアリング装置100の耐久性や操舵感覚(操舵フィーリング)をより高めるには、更なる検討の余地がある。
【0009】
そこで本発明の目的は、ラックアンドピニオン式ステアリング装置において、ラック軸の摺動面やラック軸を押すラックガイドの接触面の摩耗を抑制することができる技術を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項1は、車両のステアリングハンドルにより操舵車輪を操舵するステアリング系に、操舵車輪に連結したラック軸とピニオンとからなるラックアンドピニオン機構を備えるとともに、ラック軸をピニオンに押し付ける作用をなすラックガイドを備えた車両用ステアリング装置において、ラックガイドのうち、ラック軸に当てる接触面に複数の窪みを設けたことを特徴とする。
【0011】
ラックガイドのうち、ラック軸に当てる接触面に複数の窪みを設けたので、これらの窪みにグリース等の油を溜めることにより、ラックガイドの接触面とラック軸の摺動面との間に、油膜を介在させることができる。この油膜の潤滑効果によって、接触面と摺動面との間の摩擦抵抗を低減させることができるとともに、接触面や摺動面の摩耗を抑制することができる。
【0012】
さらには、接触面にラック軸が摺動することで発生した微量の摩耗粉を、複数の窪みに溜めることができる。この結果、摩耗粉は接触面と摺動面との間に残留しない。従って、残留した摩耗粉によって接触面や摺動面が研磨される心配はない。このため、接触面や摺動面の摩耗を抑制することができる。
【0013】
このようなことから、接触面や摺動面の摩耗を抑制することによって、ラックアンドピニオン機構におけるピニオンとラックとの間のバックラッシを、車両用ステアリング装置としての適切な状態に維持することができる。従って、車両用ステアリング装置の耐久性をより高めることができるとともに、車両用ステアリング装置をより円滑に操舵できるようにして操舵感覚を高めることができる。
しかも、バックラッシを適切な状態に維持できるので、ラック軸が外乱によって周方向に摺動することを抑制でき、この結果、接触面や摺動面の摩耗を、より抑制することができる。
【0014】
請求項2は、ステアリング系が、ステアリングハンドルで発生した操舵トルクを検出する操舵トルクセンサと、この操舵トルクセンサの検出信号に応じた補助トルクを発生してステアリング系に付加する電動モータと、を備えたことを特徴とする。
ラックガイドの接触面やラック軸の摺動面の摩耗を抑制することによって、ラックアンドピニオン機構におけるピニオンとラックとの間のバックラッシを、車両用ステアリング装置としての適切な状態に維持することができる。
【0015】
ところで、操舵トルクに電動モータの補助トルクを加えた複合トルクにより、ラックアンドピニオン機構を介して操舵車輪を操舵しているとき、電動モータが停止信号や逆転信号を受けた直後には、電動モータのロータは慣性によって回り続けようとする。この結果、ピニオンも回り続けようとする。
【0016】
これに対して、ラック軸には路面反力が作用しているので、停止しようとする。しかも、ピニオンとラックとの間のバックラッシは、車両用ステアリング装置としての適切な状態にある。すなわち、バックラッシが零又は微小なので、ピニオンが慣性によって回ろうとしても、極めて速やかに応答性良く停止する。
【0017】
このようにして、電動モータが過剰応答(オーバーシュート)することを抑制することができる。従って、車両用ステアリング装置を電動パワーステアリング装置として用いる場合であっても、車両用ステアリング装置の操舵感覚を高めることができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図面に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図1は本発明に係る車両用ステアリング装置の模式図である。車両用ステアリング装置10は、車両のステアリングハンドル21から車両の操舵車輪(前輪)29,29に至るステアリング系20と、このステアリング系20に補助トルクを加える補助トルク機構40とからなる、電動パワーステアリング装置である。
【0019】
ステアリング系20は、ステアリングハンドル21にステアリングシャフト22及び自在軸継手23,23を介してピニオン軸24を連結し、ピニオン軸24にラックアンドピニオン機構25を介してラック軸26を連結し、ラック軸26の両端に左右のタイロッド27,27及びナックル28,28を介して左右の操舵車輪29,29を連結したものである。
【0020】
ラックアンドピニオン機構25は、ピニオン軸24に形成したピニオン31に、ラック軸26に形成したラック32を噛み合わせた、ラックアンドピニオン歯車である。このようにして、ピニオン31を車両のステアリングハンドル21に連結し、ラック32を車両の操舵車輪29,29に連結することができる。すなわち、ステアリングハンドル21に連結したピニオン31と操舵車輪29,29に連結ラック軸26とからなるラックアンドピニオン機構25をステアリング系20に備える。
【0021】
運転者がステアリングハンドル21を操舵することで、この操舵トルクによりラックアンドピニオン機構25及び左右のタイロッド27,27を介して、左右の操舵車輪29,29を操舵することができる。
【0022】
補助トルク機構40は、ステアリングハンドル21に加えたステアリング系20の操舵トルクを操舵トルクセンサ41で検出し、このトルク検出信号に基づき制御部42で制御信号を発生し、この制御信号に基づき操舵トルクに応じた補助トルクを電動モータ43で発生し、補助トルクを伝動機構44及びピニオン軸24を介して、ステアリング系20のラックアンドピニオン機構25に伝達し、このラックアンドピニオン機構25及び左右のタイロッド27,27によって、左右の操舵車輪29,29を操舵することができる。
従って、運転者の操舵トルクに電動モータ43の補助トルクを加えた複合トルクによって、操舵車輪29,29を操舵することができる。
【0023】
このようにして、電動モータ43の出力軸46とピニオン31との間に、伝動機構44を介在させ、この伝動機構44とステアリングハンドル21との間に、操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ41を介在させる。ピニオン31は、ステアリングハンドル21の操舵トルクに応じて電動モータ43が発生した補助トルクを付加される歯車である。
【0024】
すなわち、ステアリング系20に、ステアリングハンドル21で発生した操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ41と、この操舵トルクセンサ41の検出信号に応じた補助トルクを発生してステアリング系20のうちステアリングハンドル21とピニオン31との間に付加する電動モータ43と、を備えることで、車両用ステアリング装置10を電動パワーステアリング装置として用いることができる。
【0025】
図2は本発明に係る車両用ステアリング装置の全体構成図であり、左端部及び右端部を断面して表したものである。この図は、車両用ステアリング装置10のラック軸26を、車幅方向(図左右方向)に延びるハウジング51に軸方向へスライド可能に収容したことを示す。
ラック軸26は、ハウジング51から突出した長手方向両端にボールジョイント52,52を介してタイロッド27,27を連結した軸である。53,53はダストシール用ブーツである。
【0026】
図3は図2の3−3線断面図であり、車両用ステアリング装置10の縦断面構造を示す。
車両用ステアリング装置10は、ピニオン軸24、ラックアンドピニオン機構25、操舵トルクセンサ41及び伝動機構44をハウジング51に収納し、このハウジング51の上部開口を上部カバー部54で塞いだものである。操舵トルクセンサ41は、上部カバー部54に取付けたものである。
【0027】
伝動機構44は、電動モータ43で発生した補助トルクをピニオン軸24に伝達するウォームギヤ機構、すなわち倍力機構である。詳しく述べると伝動機構44は、電動モータ43の出力軸46に設けたウォーム47と、ピニオン軸24に結合するとともにウォーム47に噛み合わせたウォームホイール48(以下、単に「ホイール48」と言う。)とからなる。
【0028】
ハウジング51は、上下に延びるピニオン軸24の上部、長手中央部及び下端を3個の軸受55〜57を介して回転可能に支承したものであり、さらに電動モータ43を取付けるとともに、ラックガイド70を備える。図中、58はロックナット、59はオイルシールである。
【0029】
ところで、操舵トルクセンサ41は、ピニオン軸24に、残留歪みが付与され作用トルクに応じて磁歪特性が変化する第1残留歪み部61及び第2残留歪み部62を設け、これら第1・第2残留歪み部61,62の周囲に、第1・第2残留歪み部61,62に生じた磁歪効果を電気的に検出する検出部63を設け、検出部63の検出信号をトルク検出信号として出力するようにした、磁歪式トルクセンサである。
【0030】
第1・第2残留歪み部61,62は、ピニオン軸24の軸長手方向に互いに逆方向の残留歪みが付与された磁歪膜からなる。
検出部63は、ピニオン軸24を通した筒状のコイルボビン64,65と、コイルボビン64,65に巻いた第1多層ソレノイド巻きコイル66並びに第2多層ソレノイド巻きコイル67と、第1・第2多層ソレノイド巻きコイル66,67の周囲を囲う磁気シールド用バックヨーク68と、からなる。
【0031】
ラックガイド70は、ラック32と反対側からラック軸26に当てるガイド部71と、このガイド部71を圧縮ばね72(調整ばね72)を介して押す調整ボルト73と、からなる押圧手段である。ガイド部71と調整ボルト73との間には、調整ボルト73の調整方向に若干の隙間を有する。ガイド部71は、ラック軸26の背面を滑らせる当て部材74を備える。75はロックナットである。
【0032】
すなわち、車両用ステアリング装置10は、ラック軸26をピニオン31に押し付ける作用をなすラックガイド70を、ピニオン31と対向する位置に設けたものである。このようにして、ピニオン31に対してラック32を互いに噛み合う方向に押すことができるラックガイド70(押圧手段70)を設けた。
【0033】
ラック軸26がピニオン軸24の長手方向へ移動することを、ラックガイド70によって規制しつつ、このラックガイド70によって、ラック軸26をその軸方向へ摺動可能に支持することができる。
【0034】
さらにラックガイド70によれば、ハウジング51にねじ込んだ調整ボルト73にて、圧縮ばね72を介してガイド部71を適切な押圧力で押すことにより、ガイド部71でラック32に予圧を与えて、ラック32をピニオン31に押し付けることができる。すなわち、ピニオン31に対して、ラック32を互いに噛み合う方向に押すことで、ピニオン31とラック32との噛み合いの遊び(バックラッシ)を零又は最小限にして、支持することができる。
【0035】
ピニオン31の歯やラック32の歯が摩耗したときには、ラックガイド70によってラック軸26をピニオン31側に更に押すことができる。ピニオン31やラック32の歯が摩耗したり噛み合い誤差が生じることで、噛み合わせ部分の遊びが増した場合には、ラックガイド70に押されて1組の歯車の軸間距離Di、すなわちピニオン軸24の中心からラック軸26の中心までの距離Diは小さくなる。
【0036】
図4は本発明に係るラック軸とラックガイドの関係を示す斜視図であり、当て部材74の接触面74aによって、丸棒状のラック軸26を軸方向、すなわち矢印Sa方向へ摺動可能に支持するために、ラック軸26の表面26a(摺動面26a)に合わせて、当て部材74の接触面74aを円弧状に形成したことを示す。
【0037】
ラック軸26は、例えば機械構造用炭素鋼鋼材(JIS−G−4051)やクロムモリブデン鋼鋼材(JIS−G−4105)等の鉄鋼製品である。
当て部材74は、ほぼ一定厚み(例えば1〜2mm程度)の湾曲したガイド用パッドであり、耐摩耗性を有するとともに摩擦抵抗が小さい材料からなり、例えば、ポリアセタール樹脂又はポリアセタールを含んだ樹脂や、ポリテトラフルエチレン樹脂(略記;PTFE、テフロン(登録商標))等のフッ素樹脂などの、樹脂製品が好適である。
【0038】
図5は本発明に係るラック軸とラックガイドの関係を示す断面図であり、上記図3に対応させて表した。
当て部材74の接触面74aは、ラック軸26の半径(例えば15mm程度)と同一又は若干大きい半径Ruの円弧面である。当て部材74は、接触面74aとは反対側に嵌合凸部74bを一体に形成したものである。
【0039】
ガイド部71は、一端に当て部材74を支持する支持面71aを形成するとともに、支持面71aの中心に嵌合孔71bを形成し、さらに他端に圧縮ばね72を受けるばね受け面71cを形成した、焼結金属製丸棒材である。
【0040】
支持面71aは、当て部材74の背面全体を受けるように円弧面としたものである。嵌合孔71bに嵌合凸部74bを圧入等によって嵌合することにより、ガイド部71に当て部材74を一体的に取付けることができる。
なお、ガイド部71に対する当て部材74の取付け構造は任意であり、適宜設定すればよく、例えば接着してもよい。
【0041】
図6は図5の6矢視図であり、当て部材74の接触面74aに複数の窪み74c・・・(・・・は複数を示す。以下同じ。)を形成したことを示す。具体的には、接触面74aの全面にわたって、多数の窪み74c・・・を一定間隔で千鳥状に配列した。これらの窪み74c・・・は小径の円形状の凹部であり、グリース等の油を溜める油溜めの役割、及び、摩耗粉を溜める摩耗粉溜めの役割を果たす。
【0042】
多数の窪み74c・・・を有する複雑な当て部材74を、ガイド部71とは別部材によって構成したので、これらの当て部材74並びにガイド部71を別々に生産することができ、生産性が高まる。
【0043】
図7は本発明に係るラックガイドの窪みの断面図である。接触面74aに形成した窪み74cは、深さが概ね一様であり、例えば0.5mm程度である。なお、窪み74cは、当て部材74を貫通した貫通孔を含む。
【0044】
次に、上記構成のラックガイド70の作用について図5に基づき説明する。
多数の窪み74c・・・にグリース等の油を溜めることにより、接触面74aとラック軸26の摺動面26aとの間には、油膜が介在する。油膜の潤滑効果によって、接触面74aと摺動面26aとの間の摩擦抵抗を低減させることができるとともに、接触面74aや摺動面26aの摩耗を抑制することができる。しかも、接触面74aと摺動面26aとの間の、使用初期における摩擦抵抗を長期にわたって維持することができる。
【0045】
さらには、接触面74aに対してラック軸26が摺動することにより、接触面74aや摺動面26aは微小ではあるが摩耗し得る。その摩耗粉は、ラック軸26が接触面74aを摺動することにより移動して、窪み74c・・・に溜まる。この結果、摩耗粉は接触面74aと摺動面26aとの間に残留しない。従って、残留した摩耗粉によって接触面74aや摺動面26aが研磨される心配はない。このため、接触面74aや摺動面26aの摩耗を抑制することができる。
【0046】
本発明者等が実験したところによると、接触面74aに多数の窪み74c・・・を設けた場合には、従来の窪みが無い平坦な接触面74aに比べて、摩耗量が概ね1/10程度に低減したことが判明した。
【0047】
特に、接触面74aに対してラック軸26を高速で摺動させる場合に、摩耗を抑制する効果が顕著になる。
このようなことから、接触面74aや摺動面26aの摩耗を抑制することによって、ピニオン31(図3参照)とラック32との間のバックラッシを、車両用ステアリング装置10(図3参照)としての適切な状態に維持することができる。従って、車両用ステアリング装置10の耐久性をより高めることができるとともに、車両用ステアリング装置10をより円滑に操舵できるようにして操舵感覚を高めることができる。
しかも、バックラッシを適切な状態に維持できるので、ラック軸26が外乱によって周方向に摺動することを抑制でき、この結果、接触面74aや摺動面26aの摩耗を、より抑制することができる。
【0048】
次に、上記構成の車両用ステアリング装置10の作用について、図1に基づき説明する。
操舵トルクに電動モータ43の補助トルクを加えた複合トルクにより、ラックアンドピニオン機構25を介して操舵車輪29,29を操舵しているとき、電動モータ43が制御部42から停止信号や逆転信号を受けた直後には、電動モータ43のロータは慣性によって回り続けようとする。この結果、ピニオン軸24並びにピニオン31も回り続けようとする。
【0049】
これに対して、ラック軸26には操舵車輪29,29を介して路面反力が作用しているので、停止しようとする。しかも、ピニオン31とラック32との間のバックラッシは、車両用ステアリング装置10としての適切な状態にある。すなわち、バックラッシが零又は微小なので、ピニオン31が慣性によって回ろうとしても、極めて速やかに停止する。
【0050】
このようにして、電動モータ43が過剰応答(オーバーシュート)することを抑制することができる。従って、車両用ステアリング装置10を電動パワーステアリング装置として用いる場合であっても、車両用ステアリング装置10の操舵感覚を高めることができる。
【0051】
なお、上記本発明の実施の形態において、車両用ステアリング装置10は、操舵トルクに補助トルクを付加する形式の電動パワーステアリング装置に限定されるものではない。例えば、(1)ステアリングハンドル21や操舵用ジョイステイックからピニオン軸24を分離・独立させた構成とし、ステアリングハンドル21やジョイステイックの操舵トルクに応じて電動モータから駆動トルクを発生させ、この駆動トルクによってピニオン軸24を転舵させる形式の、通称「ステアバイワイヤ式ステアリング」(特開2002−229656公報等によって知られている。)や、(2)四輪操舵(4WS)形式、等のラックアンドピニオン機構により操舵するステアリング装置にも適用することができる。
【0052】
また、ラックガイド70は、ガイド部71に当て部材74を一体に形成したものであってもよい。
また、当て部材74の材質は任意である。
また、接触面74aに形成された窪み74c・・・の形状、寸法、配列並びに間隔は任意である。
また、窪み74c・・・にグリース等の油を溜めることは、任意である。但し、油を溜めることによって、摩耗を抑制する効果は、より顕著になる。
【0053】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項1は、ラックガイドのうち、ラック軸に当てる接触面に複数の窪みを設けたので、これらの窪みにグリース等の油を溜めることにより、ラックガイドの接触面とラック軸の摺動面との間に、油膜を介在させることができる。この油膜の潤滑効果によって、接触面と摺動面との間の摩擦抵抗を低減させることができるとともに、接触面や摺動面の摩耗を抑制することができる。
【0054】
さらには、接触面にラック軸が摺動することで発生した微量の摩耗粉を、複数の窪みに溜めることができる。この結果、摩耗粉は接触面と摺動面との間に残留しない。従って、残留した摩耗粉によって接触面や摺動面が研磨される心配はない。このため、接触面や摺動面の摩耗を抑制することができる。
【0055】
このようなことから、接触面や摺動面の摩耗を抑制することによって、ラックアンドピニオン機構におけるピニオンとラックとの間のバックラッシを、車両用ステアリング装置としての適切な状態に維持することができる。従って、車両用ステアリング装置の耐久性をより高めることができるとともに、車両用ステアリング装置をより円滑に操舵できるようにして操舵感覚を高めることができる。
しかも、バックラッシを適切な状態に維持できるので、ラック軸が外乱によって周方向に摺動することを抑制でき、この結果、接触面や摺動面の摩耗を、より抑制することができる。
【0056】
請求項2は、ステアリング系に、ステアリングハンドルで発生した操舵トルクを検出する操舵トルクセンサと、この操舵トルクセンサの検出信号に応じた補助トルクを発生してステアリング系のうちステアリングハンドルとピニオンとの間に付加する電動モータと、を備えることで、車両用ステアリング装置を電動パワーステアリング装置として用いることができる。
【0057】
操舵トルクに電動モータの補助トルクを加えた複合トルクにより、ラックアンドピニオン機構を介して操舵車輪を操舵しているとき、電動モータが停止信号や逆転信号を受けた直後には、電動モータのロータは慣性によって回り続けようとする。この結果、ピニオンも回り続けようとする。
【0058】
これに対して、ラック軸には路面反力が作用しているので、停止しようとする。しかも、ピニオンとラックとの間のバックラッシは、車両用ステアリング装置としての適切な状態にある。すなわち、バックラッシが零又は微小なので、ピニオンが慣性によって回ろうとしても、極めて速やかに応答性良く停止する。
【0059】
このようにして、電動モータが過剰応答(オーバーシュート)することを抑制することができる。従って、車両用ステアリング装置を電動パワーステアリング装置として用いる場合であっても、車両用ステアリング装置の操舵感覚を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る車両用ステアリング装置の模式図
【図2】本発明に係る車両用ステアリング装置の全体構成図
【図3】図2の3−3線断面図
【図4】本発明に係るラック軸とラックガイドの関係を示す斜視図
【図5】本発明に係るラック軸とラックガイドの関係を示す断面図
【図6】図5の6矢視図
【図7】本発明に係るラックガイドの窪みの断面図
【図8】従来の車両用ステアリング装置の概要図
【符号の説明】
10…車両用ステアリング装置、20…ステアリング系、21…ステアリングハンドル、24…ピニオン軸、25…ラックアンドピニオン機構、26…ラック軸、26a…ラック軸の摺動面(表面)、29…操舵車輪、31…ピニオン、32…ラック、70…ラックガイド、71…ガイド部、74…当て部材、74a…ラック軸に当てる接触面、74c…窪み。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an improved technique for a vehicle steering device.
[0002]
[Prior art]
As a type of the vehicle steering device, there are a rack and pinion type, a ball nut type, a worm sector type, a worm pin type and the like. In recent years, rack-and-pinion type steering devices have been frequently used, and development has been progressing (for example, see Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-331946 (pages 4-5, FIGS. 1-3)
[0004]
An outline of a conventional vehicle steering device according to Patent Document 1 will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a schematic diagram of a conventional vehicle steering device, and FIG. 3 of JP-A-2002-331946 is shown again. The reference numerals have been re-assigned.
[0005]
The conventional
[0006]
Further, the
In the figure, 121 is a steering torque sensor, 122 is an electric motor for generating an auxiliary torque, 123 is a worm gear mechanism, and 124 is a housing.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In the above-described
[0008]
In addition, the entire sliding surface and the
[0009]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a technique in a rack-and-pinion type steering device that can suppress wear of a sliding surface of a rack shaft and a contact surface of a rack guide pressing the rack shaft.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a steering system for steering a steering wheel by a steering handle of a vehicle includes a rack and pinion mechanism including a rack shaft and a pinion connected to the steering wheel, and the rack shaft is connected to a pinion. A steering device for a vehicle provided with a rack guide that presses against a rack shaft is characterized in that a plurality of depressions are provided on a contact surface of the rack guide that contacts a rack shaft.
[0011]
Of the rack guides, a plurality of depressions are provided on the contact surface that is applied to the rack shaft, so that oil such as grease is stored in these depressions, so that a space between the contact surface of the rack guide and the sliding surface of the rack shaft is provided. An oil film can be interposed. Due to the lubrication effect of the oil film, the frictional resistance between the contact surface and the sliding surface can be reduced, and the wear of the contact surface and the sliding surface can be suppressed.
[0012]
Further, a small amount of abrasion powder generated by sliding of the rack shaft on the contact surface can be stored in the plurality of depressions. As a result, no abrasion powder remains between the contact surface and the sliding surface. Therefore, there is no fear that the contact surface and the sliding surface are polished by the residual wear powder. Therefore, abrasion of the contact surface and the sliding surface can be suppressed.
[0013]
For this reason, the backlash between the pinion and the rack in the rack and pinion mechanism can be maintained in an appropriate state as a vehicle steering device by suppressing wear of the contact surface and the sliding surface. . Therefore, the durability of the vehicle steering device can be further enhanced, and the steering feeling can be enhanced by enabling the vehicle steering device to be steerable more smoothly.
In addition, since the backlash can be maintained in an appropriate state, the rack shaft can be prevented from sliding in the circumferential direction due to disturbance, and as a result, the wear of the contact surface and the sliding surface can be further suppressed.
[0014]
According to a second aspect of the present invention, the steering system includes: a steering torque sensor that detects a steering torque generated by a steering handle; and an electric motor that generates an auxiliary torque corresponding to a detection signal of the steering torque sensor and adds the assist torque to the steering system. It is characterized by having.
By suppressing the wear of the contact surface of the rack guide and the sliding surface of the rack shaft, the backlash between the pinion and the rack in the rack and pinion mechanism can be maintained in an appropriate state as a vehicle steering device. .
[0015]
By the way, when steering a steering wheel via a rack and pinion mechanism by a combined torque obtained by adding an auxiliary torque of the electric motor to the steering torque, immediately after the electric motor receives a stop signal or a reverse rotation signal, the electric motor Of the rotor try to keep rotating by inertia. As a result, the pinion also tries to keep turning.
[0016]
On the other hand, since a road surface reaction force is acting on the rack shaft, an attempt is made to stop. In addition, the backlash between the pinion and the rack is in a state suitable for a vehicle steering device. That is, since the backlash is zero or minute, even if the pinion tries to rotate by inertia, the pinion stops very quickly with good responsiveness.
[0017]
Thus, it is possible to suppress the electric motor from responding excessively (overshoot). Therefore, even when the vehicle steering device is used as the electric power steering device, the steering feeling of the vehicle steering device can be enhanced.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. The drawings should be viewed in the direction of reference numerals.
FIG. 1 is a schematic view of a vehicle steering device according to the present invention. The
[0019]
The
[0020]
The rack and
[0021]
When the driver steers the
[0022]
The
Accordingly, the steered
[0023]
Thus, the
[0024]
That is, a
[0025]
FIG. 2 is an overall configuration diagram of the vehicle steering device according to the present invention, and shows a left end portion and a right end portion in cross section. This figure shows that the
The
[0026]
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line 3-3 of FIG.
The
[0027]
The
[0028]
The
[0029]
By the way, the
[0030]
The first and second
The
[0031]
The
[0032]
That is, the
[0033]
While the
[0034]
Further, according to the
[0035]
When the teeth of the
[0036]
FIG. 4 is a perspective view showing the relationship between the rack shaft and the rack guide according to the present invention. The
[0037]
The
The
[0038]
FIG. 5 is a sectional view showing the relationship between the rack shaft and the rack guide according to the present invention, and is shown corresponding to FIG.
The
[0039]
The
[0040]
The
The attachment structure of the
[0041]
FIG. 6 is a view taken in the direction of
[0042]
Since the
[0043]
FIG. 7 is a sectional view of a recess of the rack guide according to the present invention. The
[0044]
Next, the operation of the
By storing oil such as grease in the
[0045]
Further, when the
[0046]
According to experiments conducted by the present inventors, when a large number of
[0047]
In particular, when the
Therefore, by suppressing the wear of the
In addition, since the backlash can be maintained in an appropriate state, the
[0048]
Next, the operation of the
When the
[0049]
On the other hand, since a road surface reaction force acts on the
[0050]
In this way, it is possible to suppress the
[0051]
In the above embodiment of the present invention, the
[0052]
Further, the
The material of the
Further, the shapes, dimensions, arrangements, and intervals of the
It is optional to store oil such as grease in the
[0053]
【The invention's effect】
The present invention has the following effects by the above configuration.
According to the first aspect of the present invention, since a plurality of depressions are provided on the contact surface of the rack guide which is in contact with the rack shaft, oil such as grease is stored in these depressions, so that the contact surface of the rack guide and the sliding surface of the rack shaft. , An oil film can be interposed. Due to the lubrication effect of the oil film, the frictional resistance between the contact surface and the sliding surface can be reduced, and the wear of the contact surface and the sliding surface can be suppressed.
[0054]
Further, a small amount of abrasion powder generated by sliding of the rack shaft on the contact surface can be stored in the plurality of depressions. As a result, no abrasion powder remains between the contact surface and the sliding surface. Therefore, there is no fear that the contact surface and the sliding surface are polished by the residual wear powder. Therefore, abrasion of the contact surface and the sliding surface can be suppressed.
[0055]
For this reason, the backlash between the pinion and the rack in the rack and pinion mechanism can be maintained in an appropriate state as a vehicle steering device by suppressing wear of the contact surface and the sliding surface. . Therefore, the durability of the vehicle steering device can be further enhanced, and the steering feeling can be enhanced by enabling the vehicle steering device to be steerable more smoothly.
In addition, since the backlash can be maintained in an appropriate state, the rack shaft can be prevented from sliding in the circumferential direction due to disturbance, and as a result, the wear of the contact surface and the sliding surface can be further suppressed.
[0056]
According to a second aspect of the present invention, a steering system includes a steering torque sensor for detecting a steering torque generated by a steering handle, and an auxiliary torque corresponding to a detection signal of the steering torque sensor to generate a steering torque between the steering handle and the pinion. And an electric motor to be added therebetween, so that the vehicle steering device can be used as an electric power steering device.
[0057]
When the steering wheel is steered through the rack and pinion mechanism by the combined torque obtained by adding the assist torque of the electric motor to the steering torque, immediately after the electric motor receives the stop signal or the reverse rotation signal, the rotor of the electric motor is rotated. Tries to keep turning by inertia. As a result, the pinion also tries to keep turning.
[0058]
On the other hand, since a road surface reaction force is acting on the rack shaft, an attempt is made to stop. In addition, the backlash between the pinion and the rack is in a state suitable for a vehicle steering device. That is, since the backlash is zero or minute, even if the pinion tries to rotate by inertia, the pinion stops very quickly with good responsiveness.
[0059]
Thus, it is possible to suppress the electric motor from responding excessively (overshoot). Therefore, even when the vehicle steering device is used as the electric power steering device, the steering feeling of the vehicle steering device can be enhanced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view of a vehicle steering device according to the present invention.
FIG. 2 is an overall configuration diagram of a vehicle steering device according to the present invention.
FIG. 3 is a sectional view taken along line 3-3 in FIG. 2;
FIG. 4 is a perspective view showing a relationship between a rack shaft and a rack guide according to the present invention.
FIG. 5 is a sectional view showing a relationship between a rack shaft and a rack guide according to the present invention.
6 is a view taken in the direction of
FIG. 7 is a sectional view of a recess of a rack guide according to the present invention.
FIG. 8 is a schematic view of a conventional vehicle steering device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003094170A JP2004299514A (en) | 2003-03-31 | 2003-03-31 | Steering device for vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2004299514A true JP2004299514A (en) | 2004-10-28 |
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ID=33406793
Family Applications (1)
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Country | Link |
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---|---|---|---|---|
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2003
- 2003-03-31 JP JP2003094170A patent/JP2004299514A/en active Pending
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