JP2006131051A - Steering gear device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両のステアリング系を構成するステアリングギヤ装置に関し、詳しくは、ラックアンドピニオン式のステアリングギヤ装置に関するものである。 The present invention relates to a steering gear device constituting a steering system of a vehicle, and more particularly to a rack and pinion type steering gear device.
車両のステアリング系を構成するステアリングギヤ装置として、左右の車輪側のナックルアームにタイロッドを介して両端部が連結されるラックバーと、ステアリングホイール側のステアリングシャフトに上端部が連結されるピニオン軸とを備え、両者をラックアンドピニオン機構により連動構成したラックアンドピニオン式のステアリングギヤ装置が従来一般に知られている。 As a steering gear device constituting a steering system of a vehicle, a rack bar having both ends connected to knuckle arms on the left and right wheels via tie rods, and a pinion shaft having an upper end connected to a steering shaft on the steering wheel side In general, a rack and pinion type steering gear device in which both are linked by a rack and pinion mechanism is generally known.
この種のラックアンドピニオン式のステアリングギヤ装置において、ラックバーは筒状のラックハウジングに内装されて軸方向に摺動自在に支持されており、ピニオン軸はラックハウジングに形成されたギヤボックスに回転自在に支持されている。そして、ラックハウジングには、ラックバーを摺動自在に支持するためのラックブッシュが装着されている(例えば特許文献1参照)。
ここで、特許文献1に記載されたステアリングギヤ装置のラックブッシュは、車輪側からの逆入力によってラックバーが打音を発生するのを防止できるように、径方向に弾力性を発揮する形状、構造を備えた合成樹脂製とされている。
Here, the rack bush of the steering gear device described in
ところで、特許文献1に記載のステアリングギヤ装置では、操舵(または切返し操舵)の開始初期において、その操舵トルクがラックバーの支持摩擦力に打ち勝つ所定の大きさに達するまで、ラックバーがその支持摩擦力によって停止状態に保持され、操舵トルクが所定の大きさに達すると、ラックバーが軸方向への移動を一気に開始する。そして、このようなラックバーのスティック・スリップ様の挙動は、ラックバーの支持摩擦力を大きくした場合に顕著となり、操舵開始初期の応答性が低下して操舵フィーリングが悪化するという問題が発生する。
By the way, in the steering gear device described in
そこで、本発明は、ラックバーの支持摩擦力を大きくした場合の操舵開始初期においても、良好な応答性を確保することができるステアリングギヤ装置を提供することを課題とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a steering gear device that can ensure good responsiveness even in the initial stage of steering when the support frictional force of the rack bar is increased.
本発明に係るステアリングギヤ装置は、ラックアンドピニオン機構を介して軸方向に操作されるラックバーがラックハウジングに摺動自在に支持されるステアリングギヤ装置であって、ラックハウジングには、ラックバーの周面に摺接してその軸方向に弾性変形可能な弾性ブッシュが組み付けられていることを特徴とする。 A steering gear device according to the present invention is a steering gear device in which a rack bar that is operated in an axial direction via a rack and pinion mechanism is slidably supported by a rack housing. An elastic bushing that is slidably contacted with the peripheral surface and elastically deformable in the axial direction is assembled.
本発明に係るステアリングギヤ装置では、操舵操作に伴ないラックアンドピニオン機構を介してラックバーが軸方向に操作される際、その操舵開始初期には、ラックバーの周面に摺接する弾性ブッシュがラックバーの軸方向に弾性変形することでラックバーが円滑に軸方向に移動する。 In the steering gear device according to the present invention, when the rack bar is operated in the axial direction via the rack and pinion mechanism in accordance with the steering operation, an elastic bushing that is slidably in contact with the circumferential surface of the rack bar is provided at the initial stage of the steering operation. The rack bar smoothly moves in the axial direction by elastically deforming in the axial direction of the rack bar.
本発明のステアリングギヤ装置において、弾性ブッシュは、ラックハウジングに組み付けられるブッシュベースと、このブッシュベースに保持されてラックバーの周面に摺接する弾性体とを有する構造とすることができる。この場合、操舵開始初期に弾性体がラックバーの軸方向に弾性変形することでラックバーが円滑に軸方向に移動する。 In the steering gear device of the present invention, the elastic bush can be structured to have a bush base assembled to the rack housing and an elastic body that is held by the bush base and slidably contacts the peripheral surface of the rack bar. In this case, the elastic body is elastically deformed in the axial direction of the rack bar at the beginning of steering, whereby the rack bar smoothly moves in the axial direction.
また、本発明のステアリングギヤ装置において、弾性ブッシュは、ラックハウジングに組み付けられるブッシュベースと、このブッシュベースに保持される弾性体と、この弾性体に保持されてラックバーの周面に摺接する摺動部材とを有する構造とすることができる。この場合、操舵開始初期に弾性体がラックバーの軸方向に弾性変形することで摺動部材と共にラックバーが円滑に軸方向に移動する。 Further, in the steering gear device of the present invention, the elastic bush includes a bush base assembled to the rack housing, an elastic body held by the bush base, and a slide that is held by the elastic body and slidably contacts the peripheral surface of the rack bar. It can be set as the structure which has a moving member. In this case, the elastic body is elastically deformed in the axial direction of the rack bar at the beginning of steering, whereby the rack bar moves smoothly in the axial direction together with the sliding member.
なお、本発明のステアリングギヤ装置においては、ラックハウジングに外周部が組み付けられ、かつ、内周部がラックバーの周面に摺接するリング状の弾性体のみで弾性ブッシュを構成し、ブッシュベースや摺動部材を省略してもよい。 In the steering gear device of the present invention, the elastic bush is formed only by the ring-shaped elastic body having the outer peripheral portion assembled to the rack housing and the inner peripheral portion slidingly contacting the peripheral surface of the rack bar. The sliding member may be omitted.
本発明に係るステアリングギヤ装置では、操舵操作に伴ないラックアンドピニオン機構を介してラックバーが軸方向に操作される際、その操舵開始初期には、ラックバーの周面に摺接する弾性ブッシュがラックバーの軸方向に弾性変形することでラックバーが円滑に軸方向に移動する。従って、本発明のステアリングギヤ装置によれば、ラックバーの支持摩擦力を大きくした場合の操舵開始初期においても、良好な応答性を確保することができる。 In the steering gear device according to the present invention, when the rack bar is operated in the axial direction via the rack and pinion mechanism in accordance with the steering operation, an elastic bushing that is slidably in contact with the circumferential surface of the rack bar is provided at the initial stage of the steering operation. The rack bar smoothly moves in the axial direction by elastically deforming in the axial direction of the rack bar. Therefore, according to the steering gear device of the present invention, good responsiveness can be ensured even at the initial stage of steering when the support friction force of the rack bar is increased.
以下、図面を参照して本発明に係るステアリングギヤ装置の実施の形態を説明する。参照する図面において、図1は本発明の一実施形態に係るステアリングギヤ装置の構造を示す縦断面図、図2は図1のII部の部分拡大断面図である。 Embodiments of a steering gear device according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings to be referred to, FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a structure of a steering gear device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a partially enlarged sectional view of a portion II in FIG.
一実施形態に係るステアリングギヤ装置は、図示しない車両のステアリングホイールと車輪との間のステアリング系の一部を構成するラックアンドピニオン式のステアリングギヤ装置である。このステアリングギヤ装置は、図1に示すように、筒状のラックハウジング1に内装されて軸方向に摺動自在に支持されるラックバー2と、ラックハウジング1の一端部付近に形成されたギヤボックス1Aに回転自在に支持されてギヤボックス1Aから斜めに突出するピニオン軸3とを備えており、ピニオン軸3とラックバー2とはギヤボックス1A内のラックアンドピニオン機構(図示省略)を介して連動構成されている。
A steering gear device according to an embodiment is a rack and pinion type steering gear device that constitutes a part of a steering system between a steering wheel and wheels of a vehicle (not shown). As shown in FIG. 1, the steering gear device includes a
ラックバー2の両端部には左右のタイロッド4,4の内端部がそれぞれボールジョイント5,5を介して連結されており、このボールジョイント5,5は、ラックハウジング1の両端部とタイロッド4,4とに間に装着されたブーツ6,6に覆われている。そして、左右のタイロッド4,4の外端部には、図示しないボールジョイントを介して左右の車輪側のナックルアームがそれぞれ連結される。
The inner ends of the left and
一方、ピニオン軸3の上端部は、図示しないステアリングホイール側のステアリングシャフトに連動構成される。そして、ステアリングホイールの操作に伴なうピニオン軸3の正逆回転に応じ、ラックアンドピニオン機構を介してラックバー2が軸方向に往復駆動され、図示しない左右の車輪が左右に操舵されるようになっている。
On the other hand, the upper end portion of the pinion shaft 3 is interlocked with a steering shaft on the steering wheel side (not shown). Then, the
ここで、ラックハウジング1のギヤボックス1Aと反対側の他端部の内周には、ラックバー2の周面に摺接してラックバー2の軸方向に弾性変形可能な弾性ブッシュ7が組み付けられている。この弾性ブッシュ7は、図2に拡大して示すように、角型断面の幅広のリング状に形成された鉄系金属からなるブッシュベース7Aと、角型断面のリング状に形成された合成ゴム材料などからなる左右一対の弾性体リング7B,7Bとで構成されている。そして、この左右一対の弾性体リング7B,7Bは、ブッシュベース7Aの内周に形成された左右一対の装着溝7A1,7A1に嵌合して保持されており、その内周部は装着溝7A1,7A1から突出している。
Here, on the inner periphery of the other end of the
ブッシュベース7Aは、ラックハウジング1の他端部の内周に形成された段付き穴部1Bの奥側の小径段部1C側に嵌合されている。このブッシュベース7Aは、段付き穴部1Bの手前側の大径段部1D側に圧入嵌合されたストッパリング8により小径段部1Cに押圧されてラックハウジング1の軸方向に位置決めされている。
The
一方、弾性体リング7B,7Bの内周部は、ブッシュベース7Aの各装着溝7A1,7A1から突出してラックバー2の周面に摺接している。そして、この弾性体リング7B,7Bの内周部がラックバー2の軸方向に無理なく弾性変形できるように、ブッシュベース7Aの各装着溝7A1,7A1の開口部の両側には、面取り状の逃げ面7A2,7A2が形成されている。
On the other hand, the inner peripheral portions of the
以上のように構成された一実施形態のステアリングギヤ装置では、図1に示したピニオン軸3が図示しないステアリングホイールの操作によりステアリングシャフトを介して回転操作されると、ギヤボックス1A内のラックアンドピニオン機構を介してラックバー2が軸方向に操作される。その際、操舵開始初期には、図3に示した弾性ブッシュ7を構成する弾性体リング7B,7Bの内周部がラックバー2の周面に摺接して矢印方向に無理なく弾性変形するため、ラックバー2は矢印に示す軸方向に円滑に移動するのであり、図示しない左右の車輪が即座に操舵される。
In the steering gear device according to the embodiment configured as described above, when the pinion shaft 3 shown in FIG. 1 is rotated through the steering shaft by operating a steering wheel (not shown), the rack and The
すなわち、図示しないステアリングホイールの操舵トルクとラックバー2のラックストロークとの関係特性は、図4のグラフに破線で示す従来例とは異なって実線で示すような関係特性となり、操舵開始の初期や切返し操舵の初期においても、ラックバー2はスティック・スリップ様の挙動を示すことなく円滑に移動する。従って、一実施形態のステアリングギヤ装置によれば、良好な応答性を確保でき、その結果、良好な操舵フィーリングを確保することができる。
That is, the relational characteristic between the steering torque of the steering wheel (not shown) and the rack stroke of the
また、一実施形態のステアリングギヤ装置において、弾性ブッシュ7の弾性体リング7B,7Bは、ラックバー2の周面に摺接してラックバー2に支持摩擦力を付与しており、この弾性体リング7B,7Bは、ラックバー2を径方向に弾性的に支持することにより、車輪側からの逆入力によるラックバー2の振動を抑制して打音の発生を効果的に防止することができる。
In the steering gear device of one embodiment, the
本発明に係るステアリングギヤ装置は、前述した一実施形態に限定されるものではない。例えば図2に示した構造を有する弾性ブッシュ7は、図5〜図9に示すような種々の構造を有する弾性ブッシュに変更することができ、その場合にも一実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
The steering gear device according to the present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, the
図5に示す弾性ブッシュ9は、図2に示した弾性ブッシュ7のブッシュベース7Aに対応するブッシュベース9Aと、弾性体リング7B,7Bに対応する弾性体リング9B,9Bとを備えて構成されている。ここで、弾性体リング9B,9Bの内周部の左右の角部には、ラックバー2の軸方向への弾性変形を容易にするためのカット面9B1,9B1が形成されている。なお、ブッシュベース9Aには、ブッシュベース7Aの逃げ面7A2,7A2に対応するような逃げ面は省略されている。
The
図6に示す弾性ブッシュ10は、図2に示した弾性ブッシュ7のブッシュベース7Aに対応するブッシュベース10Aと、弾性体リング7B,7Bに対応する弾性体リング10B,10Bとを備えて構成されている。ここで、弾性体リング10B,10Bの両端面には、ラックバー2の軸方向への弾性変形を容易にするためのリング状の抜き溝10B1,10B1が形成されている。なお、ブッシュベース10Aには、ブッシュベース7Aの逃げ面7A2,7A2に対応するような逃げ面は省略されている。
The
図7に示す弾性ブッシュ11は、弾力性のある合成ゴム材料などにより角型断面の幅広のリング状に形成された弾性体のみで構成されており、その外周部にはリング状の係合溝11Aが形成されている。この弾性ブッシュ11の外周部は、ラックハウジング1の他端部の内周に形成された装着溝1Eに嵌合して保持されている。そして、装着溝1Eの底部には、弾性ブッシュ11の係合溝11Aに係合する係合突部1Fが形成され、また、装着溝1Eの開口部の両側には、弾性ブッシュ11の内周部がラックバー2の軸方向に無理なく弾性変形できるようにするための面取り状の逃げ面1G,1Gが形成されている。
The
図8に示す弾性ブッシュ12は、鋼板などのプレス加工により幅広のリング状に形成されたブッシュベース12Aと、弾力性のある合成ゴム材料などの成形により幅広のリング状に形成された弾性リング体12Bと、耐摩耗性の高い適宜の合成樹脂材料の成形により幅広のリング状に形成された摺動部材12Cとの組み合わせにより構成されている。ここで、ブッシュベース12Aの内周側には浅い凹溝が形成されており、この浅い凹溝内に弾性リング体12Bの外周側が嵌合して保持されている。また、弾性リング体12Bの内周側には浅い凹溝が形成されており、この浅い凹溝内に摺動部材12Cの外周側の装着部12C1が嵌合して保持されている。
The
このような弾性ブッシュ12は、図2に示した弾性ブッシュ7と同様にラックハウジング1の段付き穴部1Bに嵌合される。そして、この弾性ブッシュ12は、図2に示したストッパリング8と同様のストッパリング13(図8参照)によってブッシュベース12Aがラックハウジング1の小径段部1Cに押圧されることにより、ラックハウジング1の軸方向に位置決めされている。
Such an
このような弾性ブッシュ12の組み付け状態において、摺動部材12Cは、弾性リング体12Bの径方向の弾力性によってラックバー2の外周面に弾性接触し、かつ、弾性リング体12Bの軸方向の弾力性によってラックバー2の軸方向に移動可能となっている。そして、この場合、図示しないステアリングホイールの操作に伴なう操舵開始初期には、弾性リング体12Bがラックバー2の軸方向に弾性変形することにより、摺動部材12Cと共にラックバー2が円滑に軸方向に移動する。
In such an assembled state of the
図9に示す弾性ブッシュ14は、鋼板などのプレス加工により幅広のリング状に形成されたブッシュベース14Aと、耐摩耗性の高い適宜の合成樹脂材料の成形により幅広の段付きリング状に形成された摺動部材14Bと、この摺動部材14Bの外周の左右の角部に形成されたリング状の段部14B1,14B1に装着される左右一対の皿ばね14C,14Cと、摺動部材14Bの外周に被着される弾性リング体14Dとの組み合わせにより構成されている。ここで、ブッシュベース14Aの内周側には凹溝が形成されており、この凹溝内に摺動部材14Bの外周側が皿ばね14C,14Cと共に嵌合して保持されている。
The
このような弾性ブッシュ14は、図2に示した弾性ブッシュ7と同様にラックハウジング1の段付き穴部1Bに嵌合される。そして、この弾性ブッシュ14は、ストッパリング8によってブッシュベース14Aがラックハウジング1の小径段部1Cに押圧されることにより、ラックハウジング1の軸方向に位置決めされている。
Such an
このような弾性ブッシュ14の組み付け状態において、摺動部材14Bは、弾性リング体14Dの径方向の弾力性によってラックバー2の外周面に弾性接触し、かつ、皿ばね14C,14Cの弾力性によってラックバー2の軸方向に移動可能となっている。そして、この場合、図示しないステアリングホイールの操作に伴なう操舵開始初期には、皿ばね14C,14Cがラックバー2の軸方向に弾性変形することにより、摺動部材14Bと共にラックバー2が円滑に軸方向に移動する。
In such an assembled state of the
1 ラックハウジング
1A ギヤボックス
1B 段付き穴部
1C 小径段部
1D 大径段部
2 ラックバー
3 ピニオン軸
4 タイロッド
5 ボールジョイント
6 ブーツ
7 弾性ブッシュ
7A ブッシュベース
7A1装着溝
7A2逃げ面
7B 弾性体リング
8 ストッパリング
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記ラックハウジングには、前記ラックバーの周面に摺接してその軸方向に弾性変形可能な弾性ブッシュが組み付けられていることを特徴とするステアリングギヤ装置。 A steering gear device in which a rack bar operated in an axial direction via a rack and pinion mechanism is slidably supported by a rack housing,
A steering gear device, wherein the rack housing is assembled with an elastic bush that is slidably contacted with the peripheral surface of the rack bar and elastically deformable in the axial direction thereof.
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