JP2005335667A - Rack and pinion type steering device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、操舵初期時の操舵遅れが改善された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 relates to a rack and pinion type steering apparatus in which a steering delay at the initial stage of steering is improved.
従来から、ラック軸と、ラック軸に噛み合うピニオン軸と、ラック軸に向けて付勢されたラックガイド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、ラックガイドとそのハウジングとの間にOリングを設けることで、ラック軸とピニオン軸との噛み合い部での歯打ち音等の異音を抑制する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、ラックガイドとそのハウジングとの間にOリングを設けること、即ちラックガイドとそのハウジングとの間の隙間をOリングで埋めることは、ラックガイドのハウジングに対する移動を抑制することである。従って、この構成は、歯打ち音等の異音を抑制できるという利点をもたらす反面、操舵初期時のラック軸の初期移動を妨げ、操舵初期時の操舵遅れ(応答遅れ)を引き起こすという問題を有している。 However, providing an O-ring between the rack guide and the housing, that is, filling the gap between the rack guide and the housing with the O-ring, suppresses the movement of the rack guide relative to the housing. Therefore, this configuration has the advantage that noise such as rattling noise can be suppressed, but has the problem that the initial movement of the rack shaft at the initial stage of steering is hindered and a steering delay (response delay) at the initial stage of steering is caused. doing.
そこで、本発明は、ラック軸とピニオン軸との噛み合い部での歯打ち音等を防止しつつ、操舵初期時の操舵遅れを改善できるラックアンドピニオン式ステアリング装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a rack and pinion type steering device that can improve a steering delay at the initial stage of steering while preventing a rattling noise or the like at a meshing portion of a rack shaft and a pinion shaft.
上記課題を解決するため、本発明の一局面によれば、
ラック軸と、
ラック軸に噛み合うピニオン軸と、
ラック軸をピニオン軸に向けて付勢するラックガイドと、
ラックガイドを収容するハウジングと、
ハウジングとラックガイドとの間に設けられるOリングとを備え、
ハウジング内でのラックガイドの可動範囲が、ラック軸方向の方が車両上下方向よりも大きいことを特徴とする、ラックアンドピニオン式ステアリング装置が提供される。
In order to solve the above problems, according to one aspect of the present invention,
A rack shaft,
A pinion shaft that meshes with the rack shaft;
A rack guide that urges the rack shaft toward the pinion shaft;
A housing that houses the rack guide;
An O-ring provided between the housing and the rack guide;
A rack and pinion type steering device is provided in which the movable range of the rack guide within the housing is larger in the rack axial direction than in the vehicle vertical direction.
本局面において、一実施例では、ラックガイドは、ハウジング内の円筒状の周壁面に対向する円筒状の外周面を有し、ラックガイドの外周面には、Oリングが嵌められる周溝が形成されており、Oリングのラックガイドの外周面からの径方向の突出量が、ラック軸方向の方が車両上下方向よりも小さい。この場合、前記Oリングが嵌められる周溝の深さが、ラック軸方向の方が車両上下方向よりも大きくてよい。 In this aspect, in one embodiment, the rack guide has a cylindrical outer peripheral surface facing a cylindrical peripheral wall surface in the housing, and a peripheral groove into which the O-ring is fitted is formed on the outer peripheral surface of the rack guide. Thus, the protruding amount of the O-ring from the outer peripheral surface of the rack guide in the radial direction is smaller in the rack axis direction than in the vehicle vertical direction. In this case, the depth of the circumferential groove into which the O-ring is fitted may be larger in the rack axis direction than in the vehicle vertical direction.
本発明によれば、ラック軸とピニオン軸との噛み合い部での歯打ち音等を防止しつつ、操舵初期時の操舵遅れを改善できるラックアンドピニオン式ステアリング装置を得ることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the rack and pinion type steering device which can improve the steering delay at the time of steering initial stage can be obtained, preventing the rattling noise etc. in the meshing part of a rack shaft and a pinion shaft.
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明によるラックアンドピニオン式ステアリング装置の一実施例を示す要部断面図である。本実施例のラックアンドピニオン式ステアリング装置10は、ピニオン軸12を備える。ピニオン軸12は、ステアリングシャフトを介してステアリングホイールに接続されている。ピニオン軸12には、ラック軸14が噛み合っている。ラック軸14は、車両の左右方向に延在し、ピニオン軸12の回転運動により左右に移動する。ラック軸14の両端には、タイロッドの一端がそれぞれ接続され、各タイロッドの他端にはナックルアーム等を介して車輪が接続される。ステアリングホイールが操舵されると、ピニオン軸12の回転がラック軸14の左右の動きに変換され、タイロッド等を介して車輪が転舵される。
FIG. 1 is a cross-sectional view of an essential part showing an embodiment of a rack and pinion type steering apparatus according to the present invention. The rack and pinion
ラック軸14には、ラックガイド20が設けられる。ラックガイド20は、ラック軸14をガイドシート(ラックガイドシート)30を介して摺動可能に支持・案内している。ラックガイド20は、略円筒状の形態を有し、ハウジング16のラックガイド収容室18に収容されている。ラックガイド20の外周面とハウジング16(ラックガイド収容室18の周壁)との間には、ラックガイド20の径方向で所定の隙間Δが設定されている。この所定の隙間Δは、ラックガイド20の周方向に沿って一定であってよい。
A
ラックガイド20は、ラック軸14とピニオン軸12との適切な噛み合いを確保するため、スプリング40によりラック軸14に向かって付勢されている。ラック軸14とラックガイド20との間に設けられるガイドシート30は、ラック軸14に向かって押圧された状態で、ラック軸14との間の滑り摩擦力を低減する役割を果たしている。
The
ラックガイド20の外周面とハウジング16との間には、ラック軸14とピニオン軸12との噛み合い部での歯打ち音の低減のため、Oリング70が設定されている。Oリング70は、悪路走行時等に発生しうるラック軸14とピニオン軸12との噛み合い部での歯打ち音等の異音を低減するため、ラック軸に直角な方向(車両上下方向)の移動を制限する役割を果たす。一方、本実施例のOリング70は、操舵初期時のラック軸14の初期移動を抑制しないように、ラックガイド収容室18内でのラックガイド20のラック軸方向の移動を許容している。以下、この特徴的な構成について詳説する。
An O-
図2は、本実施例のラックガイド20の側面図であり、図3は、図2のラックガイド20のA−A断面図である。ラックガイド20は、図2及び図3に示すように、略円筒形の部材であり、その外径は、図1に示すように、ラックガイド収容室18の周壁の径よりも僅かに(隙間Δだけ)小さく設定されている。
FIG. 2 is a side view of the
尚、ラックガイド20は、ラック軸14を部分的に収容するラック収容室22を有する。ラック収容室22は、ラック軸方向に見て、断面が略半円の半円筒状の空間であり、ラック軸14に対向するシート座面24を有している。シート座面24は、ガイドシート30の背面との接触面を提供する。ラックガイド20は、ラック収容室22とは逆側にスプリング収容室26を有する。スプリング収容室26には、ラック軸14をピニオン軸12に向けて付勢するための上述のスプリング40が収容される。
The
ラックガイド20の外周面には、その周方向に沿って周溝28が形成されている。周溝28には、上述のOリング70が装着される。尚、Oリング70は、周溝28の周長に対応した所定の径を有する一定断面の通常的なOリングであってよい。本実施例の周溝28は、図3に示すように、ラックガイド20の周方向に沿って一定の深さを有していない。即ち、周溝28は、ラックガイド20の上面視(図3)で、円形のラックガイド20の外周面に対して、ラック軸方向に長い長円形(楕円形)の底面を有している。これにより、周溝28の深さHは、ラックガイド20の車両上下方向の周位置では小さく、ラックガイド20のラック軸方向の周位置では大きくなる。従って、この周溝28に嵌められるOリング70は、ラックガイド20の車両上下方向の周位置では、ラックガイド20の外周面から径方向に大きく突出するが、ラックガイド20のラック軸方向の周位置では、ラックガイド20の外周面から径方向に僅かな量(ゼロでもよい)しか突出しない。
A
従って、ラックガイド収容室18内にラックガイド20が収容された状態において、Oリング70は、ラックガイド20の車両上下方向の周位置では、ラックガイド収容室18の周壁に接触(若しくは近接)しており、ラックガイド20のラック軸方向の周位置では、ラックガイド収容室18の周壁から離間している。即ち、ラックガイド20は、Oリング70により、ハウジング16に対する車両上下方向の移動が抑制されるが、ハウジング16に対するラック軸方向の移動は、Oリング70とラックガイド収容室18の側壁との間のクリアランスの分だけ、依然として可能となっている。
Therefore, in a state where the
次に、本実施例のラックアンドピニオン式ステアリング装置10の動作について、具体的には、ステアリングホイールの操舵時のラック軸14及びラックガイド20の動きについて説明する。
Next, the operation of the rack and pinion
ステアリングホイールの操舵が開始されると(即ち操舵初期時)、ラック軸14には、ピニオン軸12の回転力により、ラック軸方向に沿って移動しようとする力が働く。この際、ラック軸14がラック軸方向に沿って動き始めるためには、ラック軸14にピニオン軸12を介して伝達される力が、ラック軸14に作用する静止摩擦力に打ち勝つことが必要となる。
When steering of the steering wheel is started (that is, at the initial stage of steering), the
これに関して、ラックガイド20がラックガイド収容室18内でラック軸方向に変位できない従来的な構成では、ラック軸14は、ガイドシート30との間の静止摩擦力に打ち勝つ力を得るまで、動き始めることができない。即ち、ガイドシート30との間の静止摩擦力を振り切るだけの操舵トルクが入るまでラック軸14が動けず、操舵初期時の操舵遅れ(応答遅れ)が発生する。
In this regard, in a conventional configuration in which the
一方、本実施例では、上述の如く、ラックガイド20がラックガイド収容室18内でラック軸方向に変位可能であるので、ラック軸14は、ラックガイド20と共にラック軸方向に沿って動き始めることができる。ラック軸14の移動が開始されると、ラックガイド20のラックガイド収容室18内での移動は、Oリング70とラックガイド収容室18の側壁との間のラック軸方向のクリアランスが無くなった時点で抑制される。即ち、この時点から、ラック軸14は、ガイドシート30に対して動き始めなればならなくなる。しかしながら、この時点では、ラック軸14自体は既に動き始めているので、ラック軸14は、ガイドシート30との間の静止摩擦力に容易に打ち勝って動き続けることができる。このように、本実施例によれば、ステアリングホイールの操舵が開始されると、直ぐにラック軸14が動き始めることができるので、操舵初期時の操舵遅れ(応答遅れ)が大幅に低減される。
On the other hand, in the present embodiment, as described above, the
また、本実施例によれば、ステアリングホイールの操舵方向が変更された場合にも、上述のラック軸方向のクリアランスにより、ラック軸14が容易に動き始めることができるので、応答性が良好となる。
Further, according to the present embodiment, even when the steering direction of the steering wheel is changed, the
一方、本実施例では、悪路走行時等に車輪からラック軸14に車両上下方向の入力が加わった場合でも、ラックガイド20の車両上下方向の移動が上述の如く抑制されているので、ラック軸14の車両上下方向の移動がラックガイド20により抑制され、これにより、ラック軸14とピニオン軸12との噛み合い部での歯打ち音が効果的に抑制されている。
On the other hand, in this embodiment, even when a vehicle vertical direction input is applied from the wheels to the
次に、図4を参照して、上述の実施例に対する変形例を説明する。図4は、本変形例によるラックガイド20の図2のA−A断面図に相当する。図4の変形例では、ラックガイド20の周溝28は一定の深さを有している。代わって、ラックガイド20の周溝28には、その深さを変えるための調整部材72が設けられる。調整部材72は、図4に示すように、ラックガイド20の車両上下方向の周位置(2箇所)に設けられ、他の周位置(特にラック軸方向の周位置)に比してOリング70をラックガイド20の外周面から大きく突出させる機能を果たす。これにより、上述の実施例と同様の効果を得ることができる。尚、本実施例では、ラックガイド20の周溝28が円形であるのでラックガイド20の生産性が良好である。
Next, with reference to FIG. 4, a modified example of the above-described embodiment will be described. FIG. 4 corresponds to a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 2 of the
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and substitutions can be made to the above-described embodiments without departing from the scope of the present invention. Can be added.
例えば、上述した実施例において、Oリング70と周溝28との組み合せは必ずしも1組である必要はなく、1つのラックガイド20に対して2組以上設定されてもよい。
For example, in the above-described embodiment, the combination of the O-
また、ラックガイド20をラック軸方向に動き易くし、車両上下方向に動き難くするためには、上述の実施例以外には種々の構成が考えられる。例えば、Oリング70のバネ定数(径方向の入力に対するバネ定数)について、ラック軸方向に入力に対しては小さくし、車両上下方向の入力に対しては大きくしてもよい。また、ラックガイド収容室18側にラックガイド20の周溝28に対向する周溝が形成されてもよく、この場合、ラックガイド収容室18側の周溝は、例えばラック軸方向にのみ設けられてもよい。また、ラックガイド20の周溝28の深さを一定とし、ラックガイド20の外周面とラックガイド収容室18の周壁との間の隙間を周方向沿って適切に変化させる構成であってもよい。
Further, various configurations other than the above-described embodiments are conceivable in order to make the
10 ラックアンドピニオン式ステアリング装置
12 ピニオン軸
14 ラック軸
16 ハウジング
18 ラックガイド収容室
20 ラックガイド
22 ラック収容室
24 シート座面
26 スプリング収容室
28 周溝
30 ガイドシート
40 スプリング
70 Oリング
72 調整部材
DESCRIPTION OF
Claims (3)
ラック軸に噛み合うピニオン軸と、
ラック軸をピニオン軸に向けて付勢するラックガイドと、
ラックガイドを収容するハウジングと、
ハウジングとラックガイドとの間に設けられるOリングとを備え、
ハウジング内でのラックガイドの可動範囲が、ラック軸方向の方が車両上下方向よりも大きいことを特徴とする、ラックアンドピニオン式ステアリング装置。 A rack shaft,
A pinion shaft that meshes with the rack shaft;
A rack guide that urges the rack shaft toward the pinion shaft;
A housing that houses the rack guide;
An O-ring provided between the housing and the rack guide;
A rack and pinion type steering device, wherein a movable range of a rack guide in a housing is larger in a rack axial direction than in a vehicle vertical direction.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004288528A JP2005335667A (en) | 2004-04-26 | 2004-09-30 | Rack and pinion type steering device |
Applications Claiming Priority (2)
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JP2004129893 | 2004-04-26 | ||
JP2004288528A JP2005335667A (en) | 2004-04-26 | 2004-09-30 | Rack and pinion type steering device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2005335667A true JP2005335667A (en) | 2005-12-08 |
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Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005335667A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012214192A (en) * | 2011-03-31 | 2012-11-08 | Honda Motor Co Ltd | Vehicle steering device |
JP2012218512A (en) * | 2011-04-06 | 2012-11-12 | Hitachi Automotive Systems Steering Ltd | Rack pinion type steering device |
JP2015058819A (en) * | 2013-09-19 | 2015-03-30 | 日立オートモティブシステムズステアリング株式会社 | Steering device |
JP2016137857A (en) * | 2015-01-28 | 2016-08-04 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Rack and pinion type steering device |
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2004
- 2004-09-30 JP JP2004288528A patent/JP2005335667A/en active Pending
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