JP2008273294A - Rack bar supporting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両用ラックピニオン式ステアリング装置のラックバー支持装置に関する。 The present invention relates to a rack bar support device for a vehicle rack and pinion type steering device.
この種のラックバー支持装置として、特許文献1に示されているものが知られている。特許文献1の図1に示されているように、ラックバー支持装置においては、ラックガイド11はラックハウジング7のガイド穴7aに嵌合され、スプリング5およびアジャストスクリュー6によってラックバー1に押圧されている。ラックガイド11は合成樹脂材によって形成されている。ラックガイド11のラックバー1と摺接する側の端部外周に、外周面11aから径方向外方へ突出した突起11bが形成されている。これにより、ラックガイド11の上端部外周とラックハウジング7のガイド穴7aとの隙間を詰めている。
As this type of rack bar support device, the one shown in Patent Document 1 is known. As shown in FIG. 1 of Patent Document 1, in the rack bar support device, the
また、他の形式のラックバー支持装置として、特許文献2に示されているものが知られている。特許文献2の図1−3に示されているように、ラックバー支持装置においては、補助部材12をサポートヨーク(ラックガイド)7の溝部7dに、サポートヨーク7の外周面および凹部7aに対して選択的に出没可能に嵌合している。サポートヨーク7がサポートヨーク収容孔1aに装着された状態で、補助部材12はサポートヨーク7の外周面より隙間Sに突出してサポートヨーク収容孔1aの内周面に当接する。また、Oリング11を、サポートヨーク7とサポートヨーク収容孔1aの内周面とヨークプラグ9とで囲まれる空間に介在している。これにより、サポートヨーク7のラック軸6側の端部外周がサポートヨーク収容孔1aの内周面に当たるのを防止するので、ステアリングホイールの操作や操向輪から伝わる振動等によって荷重がラック軸6からサポートヨーク7に作用する際にサポートヨーク7がサポートヨーク収容孔1aに接触する接触音が発生するのを抑制することができるようになっている。
上記特許文献1に記載されたラックバー支持装置においては、ラックガイド11の上端部外周とラックハウジング7のガイド穴7aとの隙間を詰めているので、ステアリングホイールの操作や操向輪から伝わる振動等によって荷重がラックバー1からラックガイド11に作用する際にラックガイド11がガイド穴7aに接触する接触音の発生を防止することができる。しかし、ラックガイド11が合成樹脂製であるため、金属製のものと比べると温度変化などの影響を受けるので耐久性・信頼性は低下する。
In the rack bar support device described in Patent Document 1, the clearance between the outer periphery of the upper end portion of the
また、上記特許文献2に記載されたラックバー支持装置においては、サポートヨーク7がサポートヨーク収容孔1aに接触する接触音が発生するのを抑制することができるが、サポートヨーク7以外に可動部品である補助部材12が少なくとも必要となり、構造が複雑となるという問題があった。また、補助部材12の分だけサポートヨーク7のラック軸6側の端部の剛性が弱くなるという問題があった。
Further, in the rack bar support device described in
本発明は、上述した各問題を解消するためになされたもので、ラックバー支持装置において、部品の増大化、構造の複雑化、剛性の低下を伴うことなく、耐久性・信頼性を高く維持しつつラックガイドの接触音などの異音の発生を抑制することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and in the rack bar support device, durability and reliability can be maintained high without increasing the number of parts, making the structure complicated, and reducing the rigidity. However, it aims at suppressing generation | occurrence | production of unusual noises, such as a contact sound of a rack guide.
上記の課題を解決するため、請求項1に係る発明の構成上の特徴は、ラックバーがラック軸方向に摺動可能に組み付けられたハウジングと、ハウジングにラックバーに直交して形成されたラックガイドハウジング部内に摺動可能に組み付けられ、かつ、周方向に連続する外周壁面を有する柱状に形成された基部とラックバーが摺接する摺接凹部が形成されかつ周方向に不連続な一対の外周壁面を有する摺接部とが一体構造体に形成されたラックガイドと、ラックガイドの基部の外周壁面に固定され、ラックガイドハウジング部の内周壁面に密接してラックガイドを支持する第1支持部材と、ラックガイドの摺接部の各外周壁面に固定され、ラックガイドハウジング部の内周壁面に密接してラックガイドをそれぞれ支持する一対の第2支持部材と、を備えたことである。 In order to solve the above-mentioned problems, the structural features of the invention according to claim 1 are a housing in which a rack bar is slidably assembled in the rack axial direction, and a rack formed in the housing perpendicular to the rack bar. A pair of outer peripheries that are slidably assembled in the guide housing part and are formed in a columnar shape having an outer peripheral wall surface continuous in the circumferential direction and a sliding contact recess in which the rack bar is slidably contacted and discontinuous in the circumferential direction A rack guide in which a sliding contact portion having a wall surface is formed in an integral structure, and a first support that is fixed to the outer peripheral wall surface of the base portion of the rack guide and supports the rack guide in close contact with the inner peripheral wall surface of the rack guide housing portion A pair of second support members fixed to the outer peripheral wall surfaces of the member and the sliding contact portion of the rack guide and supporting the rack guide in close contact with the inner peripheral wall surface of the rack guide housing portion , Is that with.
請求項2に係る発明の構成上の特徴は、請求項1において、第2支持部材は、摺接部の外周壁面の周方向に沿って延在する形状に形成されていることである。
The structural feature of the invention according to
上記のように構成した請求項1に係る発明においては、ラックガイドの基部および摺接部は、基部および摺接部の外周壁面に固定されている第1および第2支持部材を介してラックガイドハウジング部の内周壁面に密接して支持されている。これにより、ラックガイドのラックバー側の端部(摺接部端部)の外周壁面がラックガイドハウジング部の内周壁面に当接するのを防止するので、ステアリングホイールの操作や操向輪から伝わる振動等によって荷重がラックバーからラックガイドに作用する際にラックガイドがラックガイドハウジング部の内周壁面に接触する接触音が発生するのを抑制することができる。また、ラックガイドは、周方向に連続する外周壁面を有する柱状に形成された基部とラックバーが摺接する摺接凹部が形成されかつ周方向に不連続な一対の外周壁面を有する摺接部とが一体構造体に形成されている。これにより、ラックガイドの高耐久性・高信頼性を実現し、ラックガイドの摺接部の剛性を高く維持することができる。以上のことから、ラックバー支持装置において、部品の増大化、構造の複雑化、剛性の低下を伴うことなく、耐久性・信頼性を高く維持しつつラックガイドの接触音などの異音の発生を抑制することができる。 In the invention according to claim 1 configured as described above, the base portion and the sliding contact portion of the rack guide are rack guides via the first and second support members fixed to the outer peripheral wall surfaces of the base portion and the sliding contact portion. It is closely supported by the inner peripheral wall surface of the housing part. This prevents the outer peripheral wall surface of the rack bar end portion (sliding contact portion end portion) of the rack guide from coming into contact with the inner peripheral wall surface of the rack guide housing portion. When a load acts on the rack guide from the rack bar due to vibration or the like, it is possible to suppress the generation of a contact sound in which the rack guide contacts the inner peripheral wall surface of the rack guide housing portion. The rack guide includes a base portion formed in a column shape having an outer peripheral wall surface that is continuous in the circumferential direction, and a sliding contact portion that has a pair of outer peripheral wall surfaces that are discontinuous in the circumferential direction. Are formed in an integral structure. Thereby, high durability and high reliability of the rack guide can be realized, and the rigidity of the sliding contact portion of the rack guide can be maintained high. From the above, the rack bar support device generates abnormal noise such as contact sound of the rack guide while maintaining high durability and reliability without increasing the number of parts, complicating the structure, and reducing the rigidity. Can be suppressed.
上記のように構成した請求項2に係る発明においては、請求項1に係る発明において、第2支持部材は、摺接部の外周壁面の周方向に沿って延在する形状に形成されている。これにより、ラックガイドの摺接部は、ラックガイドハウジング部の内周壁面により確実に密接して支持されるので、接触音が発生するのをより確実に抑制することができる。
In the invention which concerns on
以下、本発明によるラックバー支持装置を適用した車両用ラックピニオン式ステアリング装置の一実施形態について図面を参照して説明する。図1は車両用ラックピニオン式ステアリング装置の正面図であり、図2はラックバー支持装置の断面図であり、図3はラックガイドの断面図であり、図4はラックガイドの側面図であり、図5は第2支持部材の平面図である。 Hereinafter, an embodiment of a rack and pinion steering device for a vehicle to which a rack bar support device according to the present invention is applied will be described with reference to the drawings. 1 is a front view of a rack and pinion type steering device for a vehicle, FIG. 2 is a cross-sectional view of a rack bar support device, FIG. 3 is a cross-sectional view of the rack guide, and FIG. 4 is a side view of the rack guide. FIG. 5 is a plan view of the second support member.
図1に示すように、車両用ラックピニオン式ステアリング装置は、ハウジング11、ラックバー12、タイロッド13、ラックガイドハウジング部14、ピニオン軸15、ラックバー支持装置20を備えている。
As shown in FIG. 1, the vehicle rack and pinion type steering device includes a
ハウジング11は、車両(図示しない)の左右方向(図1の左右方向)に延在して車両に組み付けられている。ラックバー12は、ハウジング11にラック軸方向(図1の左右方向)に摺動可能に組み付けられている。ラックバー12の一側にはピニオン15aと噛合するラック12aが形成されている(図2参照)。
The
タイロッド13は、その基端がラックバー12の両端にそれぞれ組み付けられている。タイロッド13の各他端は、操向輪(例えば左右前輪)の各ナックルアーム(図示しない)に接続されている。これにより、ラックバー12の動きがタイロッド13を介してナックルアームに伝わるので、ステアリングの操作に応じて車両を操向することができる。
The base ends of the
ラックガイドハウジング部14は、ハウジング11にラックバー12に直交して形成されている。ラックガイドハウジング部14は、円筒状に形成されており、断面円形の収容穴14aを有している。この収容穴14a内には、ラックガイド21が摺動可能に組み付けられている。
The rack
ピニオン軸15は、図2に示すように、ハウジング11にベアリング16,17を介して回転自在に組み付けられている。ピニオン軸15は、ステアリングシャフト(図示省略)に連結されている。ピニオン軸15にはピニオン15aが形成されている。ピニオン15aははす歯が形成されており、ラックバー12のラック12aと噛合するようになっている。
As shown in FIG. 2, the
ラックバー支持装置20は、ラックガイド21、第1および第2支持部材22,23、アジャストスクリュー24、スプリング25から構成されている。
The rack bar support device 20 includes a
ラックガイド21は、図3および図4に示すように、周方向に連続する外周壁面31aを有する柱状(本実施形態では円柱状)に形成された基部31と、ラックバー12が摺接する摺接凹部32aが形成されかつ周方向に不連続な一対の外周壁面32b、32bを有する摺接部32と、から構成されている。このラックガイド21は、金属材(例えばアルミニウム材)で一体構造体に形成されている。すなわち、ラックガイド21の基部31の外周壁面31aは、周方向に沿って連続した壁面を有している。また、ラックガイド21の摺接部32の外周壁面は、摺接凹部32aによって一対の外周壁面32b,32bに割かれているので、周方向に沿って連続した壁面を有していない。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
ラックガイド21の摺接凹部32a上には、ラックバー12と当接する面に滑りをよくする材料(例えばポリアセタール樹脂)で表面処理したシート部材26が組み付けられている。シート部材26は摺接凹部32aの形状に合わせた形状に加工されている。シート部材26の凸部26aがラックガイド21の凹部21bに圧入されることにより、シート部材26がラックガイド21に固定されている。
On the sliding contact recess 32 a of the
第1支持部材22は、ラックガイド21の基部31の外周壁面31aに固定され、ラックガイドハウジング部14の内周壁面に密接してラックガイド21を支持するものである。第1支持部材22は、ラックガイドハウジング部14の収容穴14aに対して締め代を有している。第1支持部材22は、弾性材(例えばシリコン材)で環状に形成された部材であり、例えばOリングである。この第1支持部材22は、基部31の外周壁面31aに形成された環状溝31a1に装着されている。
The
一対の第2支持部材23,23は、ラックガイド21の摺接部32の各外周壁面32b,32bに固定され、ラックガイドハウジング部14の内周壁面に密接してラックガイド21をそれぞれ支持するものである。一対の第2支持部材23,23は、ラックガイドハウジング部14の収容穴14aに対して締め代を有している。第2支持部材23は、滑りのよい弾性材(例えばフッ素樹脂材(例えばポリテトラフルオロエチレン)、ポリアセタール樹脂材(例えばポリオキシメチレン)、ナイロン樹脂材、ウレタン樹脂材)や金属材(例えば、銅合金)で形成された部材である。第2支持部材23は、図5に示すように、摺接部32の外周壁面32bの周方向に沿って延在する(連続した)形状(例えば、三日月形状、円弧状)に形成されている。なお、全長は連続している外周壁面32bの長さより短く設定されている。
The pair of
第2支持部材23の内周面には固定用の係合凸部23aが複数(本実施形態では3個)形成されている。係合凸部23aは、摺接部32の外周壁面32bに周方向に沿って形成された溝32b1内に形成された係合凹部32b2に嵌合されるものである。この係合凸部23aは係合凹部32b2の外径より若干大径に設定されるとともに軸方向にスリット23a1が形成されている(図6参照)。これにより、係合凸部23aを係合凹部32b2に嵌合することにより、第2支持部材23は溝32b1に装着される。なお、係合凸部23aにはスリット23a1を設けなくてもよい。
On the inner peripheral surface of the
上記した第1および第2支持部材22,23は、ラックガイド21の基部31および摺接部32にできるだけ離してそれぞれ設ける、すなわち、第1支持部材22は、図3における基部31の左端に可及的に近く、第2支持部材23は、図3における摺接部32の右端に可及的に近く配置することが望ましい。これにより、ラックバー12がピニオン軸15の軸方向(図2にて上下方向)に往復動してもこの往復動によってラックガイド21が図2にて上下方向に揺動するのを確実に抑制することができる。
The first and
アジャストスクリュー24は、ラックガイド21の背面側(基部31側)に配置され、ラックガイドハウジング部14の収容穴14aを塞ぐものである。アジャストスクリュー24は、収容穴14aの開口端部に螺着されている。スプリング25は、ラックガイド21とアジャストスクリュー24との間に圧縮された状態で配設されるものであり、ラックガイド21の背部凹部21aに収容されている。これにより、スプリング25の付勢力によってラックガイド21は、ラックバー12をピニオン軸15に押圧している。すなわち、ラックバー12はラックバー支持装置20によってピニオン15aに向けて押圧されながらラック軸方向へ摺動可能に支持されている。
The
上述した説明から明らかなように、本実施形態によれば、ラックガイド21の基部31および摺接部32は、基部31の外周壁面31aおよび摺接部32の各外周壁面32bにそれぞれ設けられている第1および第2支持部材22,23を介してラックガイドハウジング部14の内周壁面に密接して支持されている。一般に、車両用ラックピニオン式ステアリング装置では、悪路走行時に操向輪から伝わる振動による荷重、またはステアリングホイールの据え切りでの切り返し操舵時の荷重がラックバー12からラックガイド21に作用することにより、ラックガイド21はラックガイド21の軸方向(図7にて左右方向)に沿って矢印aで示すように往復動をしたり、ピニオン軸15の軸方向(図7にて上下方向)に沿って矢印bで示すように揺動運動(首振り運動)をしたりする。このようにラックバー12からラックガイド21に荷重が作用した場合でも、本実施形態によれば、ラックガイド21のラックバー12側の端部(摺接部32の端部)の外周壁面32bがラックガイドハウジング部14の内周壁面に当接するのを防止するので、ラックガイド21がラックガイドハウジング部14の内周壁面に接触する接触音が発生するのを抑制することができる。
As is clear from the above description, according to the present embodiment, the
また、第2支持部材23,23は、上記した揺動運動(首振運動)によってラックガイド21の外周壁面32bがラックガイドハウジング部14に衝突する際の頂部となる箇所を含むよう、ラックガイド21の円周方向に延在させた(図7参照)ので、ラックガイド21の外周面上に、無駄に広範囲にわたる第2支持部材23,23を設けることなく、最も効果的に揺動運動を抑制できる。
Further, the
また、ラックガイド21は、連続である外周壁面31aを有する柱状に形成された基部31とラックバー12が摺接する摺接凹部32aが形成されかつ不連続である一対の外周壁面32b,32bを有する摺接部32とが金属材で一体構造体に形成されている。これにより、ラックガイド21の高耐久性・高信頼性を実現し、ラックガイド21の摺接部32の剛性を高く維持することができる。以上のことから、ラックバー支持装置20において、部品の増大化、構造の複雑化、剛性の低下を伴うことなく、耐久性・信頼性を高く維持しつつラックガイド21の接触音などの異音の発生を抑制することができる。
The
また、ラックガイド21の揺動運動を低減することにより、ラックバー12を滑らかに往復動することができるので、ラック12aとピニオン15aとの摩擦特性を安定化することができる。
Moreover, since the
また、第2支持部材23は、摺接部32の外周壁面32bの周方向に沿って延在する(連続した)形状に形成されている。これにより、ラックガイド21の摺接部32は、ラックガイドハウジング部14の内周壁面により確実に密接して支持されるので、接触音が発生するのをより確実に抑制することができる。しかも、例えば軸方向に延在する支持部材を用いるよりも、ラックガイド21の軸線方向の動きを阻害することが抑制され、良好な操舵フィーリングを維持できる。
The
ラックガイド21が軸線方向に往復動することによって、ラックガイドハウジング部14との間の接触抵抗による応力が第2支持部材23,23に作用するが、第2支持部材23,23は溝32b1内に収容されているので、前記応力が第2支持部材23,23の係合凸部23aに集中することなく、第2支持部材23,23の耐久性を高めることができる。したがって、係合凸部23aは、必ずしも図6に示すように3個必要ではなく、1個でもよい。
As the
また、第2支持部材23,23の断面形状を略半円形としているので、例えば円形とするよりも溝32b1の深さを浅くでき、基部31と比べて薄肉となっている摺接部32に溝32b1を設けても、摺接部32の強度を確保できる。第2支持部材23,23の断面形状は、溝32b1の溝底に底辺が位置する略三角形、略台形とすることができる。
Moreover, since the cross-sectional shape of the
また、第1および第2支持部材22,23は断面円弧状(図6参照)に形成されており、第1および第2支持部材22,23がラックガイドハウジング部14に対して線接触となることも、ラックガイド21の軸線方向の動きを阻害しないことに寄与している。
The first and
なお、上述した実施形態においては、第2支持部材23は、摺接部32の外周壁面32bの周方向に沿って連続した(延在する)形状に形成されているが、連続した(延在する)形状のものでなく、例えば複数のピン状のものを所定間隔で配置して構成するようにしてもよい。この場合、第2支持部材は頭部と頭部より小径の軸部とから構成されるようにすればよい。
In the above-described embodiment, the
第2支持部材23,23は、図8に示すように、断面略半円形状の頭部23b1と、この頭部23b1の一部を切り欠くようにして形成した弾性変形部23b2と、係合凸部23aとで構成することもできる。弾性変形部23b2は、頭部23b1と溝32b1の底部との間に位置するように組み付けられ、係合凸部23aと係合凹部32b2とは遊嵌状態としている。
As shown in FIG. 8, the
頭部23b1の硬度を、通常走行時にラックガイド21に作用する比較的小さな荷重によっては変形しない程度に設定すれば、前記荷重に対しては、頭部23b1は弾性変形せず、弾性変形部23b2の弾発力によってラックガイド21の揺動運動を弾性的に支持して、ラックバー12の振動を吸収し、良好な操舵フィーリングを維持できる。
If the hardness of the head 23b1 is set so as not to be deformed by a relatively small load acting on the
悪路走行時等におけるキックバックによってラックガイド21に作用する比較的大きな荷重に対しては、まず、弾性変形部23b2の弾発力によってラックガイド21の揺動運動を弾性的に支持し、頭部23b1が弾性変形部23b2と当接するまで押し込められた以降は、頭部23b1の弾性変形によってラックガイド21の揺動運動を弾性的に支持する。このように、2段階で弾力的にラックガイド21の揺動運動を支持して良好な操舵フィーリングを維持しつつ、ラックガイド21とラックガイドハウジング部14との接触を確実に防止できる。
For a relatively large load acting on the
また、上述した実施形態においては、第1支持部材22を1つでなく2つ設けるようにしてもよい。この場合、基部31の両端部に設けることが望ましい。ラックガイド21のラック軸方向に沿った揺動をより確実に抑制することができる。
In the embodiment described above, two
また、上述した実施形態においては、第2支持部材23は、係合凸部23aと係合凹部32b2との係合によって摺接部32に組み付けるようにしたが、溶着や接着によって組み付けるようにしてもよい。
In the above-described embodiment, the
11…ハウジング、12…ラックバー、13…タイロッド、14…ラックガイドハウジング部、15…ピニオン軸、15a…ピニオン、16,17…ベアリング、20…ラックバー支持装置、21…ラックガイド、22…第1支持部材、23…第2支持部材、23a…係合凸部、23b1…頭部、23b2…弾性変形部、24…アジャストスクリュー、25…スプリング、26…シート部材、31…基部、31a…外周壁面、31a1…溝、32…摺接部、32a…摺接凹部、32b…外周壁面、32b1…溝、32b2…係合凹部。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記ハウジングに前記ラックバーに直交して形成されたラックガイドハウジング部内に摺動可能に組み付けられ、かつ、周方向に連続する外周壁面を有する柱状に形成された基部と前記ラックバーが摺接する摺接凹部が形成されかつ周方向に不連続な一対の外周壁面を有する摺接部とが一体構造体に形成されたラックガイドと、
前記ラックガイドの基部の外周壁面に固定され、前記ラックガイドハウジング部の内周壁面に密接して前記ラックガイドを支持する第1支持部材と、
前記ラックガイドの摺接部の各外周壁面に固定され、前記ラックガイドハウジング部の内周壁面に密接して前記ラックガイドをそれぞれ支持する一対の第2支持部材と、を備えたことを特徴とするラックバー支持装置。 A housing in which the rack bar is slidably assembled in the rack axis direction;
A slidably assembled in a rack guide housing part formed perpendicular to the rack bar on the housing, and a base part formed in a column shape having an outer peripheral wall surface continuous in the circumferential direction, and the rack bar in sliding contact A rack guide in which a contact portion is formed and a sliding contact portion having a pair of outer peripheral wall surfaces discontinuous in the circumferential direction is formed in an integral structure;
A first support member fixed to an outer peripheral wall surface of the base portion of the rack guide and supporting the rack guide in close contact with an inner peripheral wall surface of the rack guide housing portion;
A pair of second support members fixed to each outer peripheral wall surface of the sliding contact portion of the rack guide and supporting the rack guide in close contact with an inner peripheral wall surface of the rack guide housing portion, Rack bar support device.
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