JP2011051377A - Steering device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ステアリング装置に関し、特にギアハウジングの筒状のピニオン軸収容部の端部開口を防塵するためのダストカバーを有するステアリング装置に関するものである。 The present invention relates to a steering apparatus, and more particularly to a steering apparatus having a dust cover for preventing dust from opening at an end of a cylindrical pinion shaft housing portion of a gear housing.
この種のダストカバーを有するステアリング装置としては、特許文献1に開示されたものが知られている。 As a steering device having this type of dust cover, one disclosed in Patent Document 1 is known.
これは、スプラインやセレーションなどの縦溝を有する軸を密封するためのシールとして、縦溝の谷径よりも小さい内径の薄肉円形リップを一体的に設け、該薄肉円形リップを前記軸に挿入したときに前記縦溝にならった形状に破断することで縦溝を塞ぐことができる。それによって比較的小さな挿入荷重でシール効果を得ることが出来るというものである。 As a seal for sealing a shaft having a longitudinal groove such as a spline or serration, a thin circular lip having an inner diameter smaller than the valley diameter of the longitudinal groove is integrally provided, and the thin circular lip is inserted into the shaft. Sometimes, the vertical groove can be closed by breaking into a shape following the vertical groove. As a result, a sealing effect can be obtained with a relatively small insertion load.
また、図3に示す従来のダストカバーを有するステアリング装置では、ピニオン軸7に密封接触されたダストカバー200が、ギアハウジング5から分岐した筒状のピニオン軸収容部の円筒部5aの端部開口の外周面と隣接配置することでギアハウジングの円筒部開口に塵が入ることを防いでいる。
In the steering device having the conventional dust cover shown in FIG. 3, the
より詳細には、ダストカバー200は、ピニオン軸7と密封接触する小円筒部201、該小円筒部201の端部から連続して形成されピニオン軸7の径方向外方に向けて延在する円板部202、該円板部202の外周部から連続して形成されピニオン軸7と中心軸を同じくする大円筒部203で構成されており、該大円筒部203の内周面とギアハウジング5の円筒部5aの端部外周面とがグリス8を介して相対回転可能に互いに対向している。
More specifically, the
この場合、小円筒部201の外径に対して大円筒部203の外径が比較的大きいため、それらを連結する円板部202の面積が大きくなってしまう。そのため、剛性不足により容易に変形しやすくギアハウジングの円筒部5aと大円筒部203とが強く接触することで大円筒部203がめくれてしまい、ダストカバー200の防塵性が低下してしまうとともに、大円筒部203がめくれたままの状態で円筒部5aと接触することにより異音が発生してしまうおそれがあった。
In this case, since the outer diameter of the large
また、ダストカバー200をピニオン軸7に挿入して組付ける際にダストカバー200が変形しやすいため、挿入しにくいという問題があった。また、ダストカバー200が変形された状態で組み付けられると、大円筒部203と円筒部5aとが局部的に接触して、ピニオン軸回転時に異音が発生するおそれがあった。
Further, when the
本発明が解決しようとする課題は、ダストカバーを有するステアリング装置において、ダストカバーのめくれに対する剛性を向上させ、ダストカバー組み付け時の変形等の発生が少なく、さらに、使用時においては異音等の発生が少ないステアリング装置を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to improve the rigidity against turning of the dust cover in a steering device having a dust cover, and to reduce the occurrence of deformation or the like when the dust cover is assembled. The present invention provides a steering device that is less likely to occur.
本発明のステアリング装置は、上記課題を解決するために、1対の操舵輪の間に差し渡されたラックを覆う筒状のギアハウジングから分岐したピニオン軸収容部と、前記ピニオン軸収容部に収容されて前記ラックに噛合しかつ上端部が前記ピニオン軸収容部から外側に突出したピニオン軸と、前記ピニオン軸に密封接触され、前記ピニオン軸収容部の開口部に隣接配置されたダストカバーとを有するステアリング装置において、前記ダストカバーは、前記ピニオン軸と密封接触する小円筒部と、前記ピニオン軸収容部の開口部と対向する大円筒部と、前記小円筒部と前記大円筒部との間にさらに別の円筒部を設けたことを特徴とする。 In order to solve the above problems, a steering device of the present invention includes a pinion shaft housing portion branched from a cylindrical gear housing that covers a rack passed between a pair of steering wheels, and the pinion shaft housing portion. A pinion shaft which is received and meshes with the rack and whose upper end protrudes outward from the pinion shaft housing portion; a dust cover which is hermetically contacted with the pinion shaft and disposed adjacent to the opening of the pinion shaft housing portion; The dust cover includes: a small cylindrical portion that is in sealing contact with the pinion shaft; a large cylindrical portion that faces the opening of the pinion shaft accommodating portion; and the small cylindrical portion and the large cylindrical portion. Another cylindrical portion is provided between them.
本発明によれば、小円筒部と大円筒部との間にさらに別の円筒部を設けたので、大円筒部のめくれがなくなり、異音の発生が防止できる。また、ピニオン軸への挿入時にダストカバーが変形しにくくなり、組立作業が容易になるという効果がある。 According to the present invention, since another cylindrical portion is provided between the small cylindrical portion and the large cylindrical portion, the large cylindrical portion is not turned over, and the generation of abnormal noise can be prevented. In addition, there is an effect that the dust cover is not easily deformed when inserted into the pinion shaft, and the assembling work is facilitated.
以下、本発明の実施の形態に係るステアリング装置について図面を参照しつつ説明する。図4は、本実施の形態に係るステアリング装置を車両に搭載した状態で示す概略図である。図1は、図4の構成のA部の拡大図である。図2は、図1のB部拡大図である。 Hereinafter, a steering apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is a schematic diagram showing the steering device according to the present embodiment mounted on a vehicle. FIG. 1 is an enlarged view of part A of the configuration of FIG. FIG. 2 is an enlarged view of a portion B in FIG.
自動車用のステアリング装置は、図4に示すように構成して、ステアリングホイール1の回転をステアリングギアユニット11のピニオン軸7に伝達し、このピニオン軸7の回転に伴って左右一対のタイロッド6、6を押し引きして、前車輪(操舵輪:図示せず)に舵角を付与するようにしている。ステアリングホイール1は、ステアリングシャフト9の後端部に支持固定されており、このステアリングシャフト9は、電動パワーステアリング装置2を挿通した状態で、回転自在に支持されている。又、ステアリングシャフト9の前端部は、自在継手12を介して中間シャフト4の後端部に接続し、この中間シャフト4の前端部を、別の自在継手13を介して、ピニオン軸7に接続している。尚、図示の例は、電動モータ3を補助動力源としてステアリングホイール1を操作する為に要する力の低減を図る、電動パワーステアリング装置2を組み込んでいる。
The steering apparatus for an automobile is configured as shown in FIG. 4, and transmits the rotation of the steering wheel 1 to the
ステアリングホイール1から入力された回転運動を舵角付与の為の直線運動に変換する為の機構として、ラックアンドピニオンを使用する、ラックアンドピニオン式のステアリングギアユニット11を備えたステアリング装置は、小型且つ軽量に構成でき、しかも剛性が高く良好な操舵感を得られる為、広く使用されている。このステアリングギアユニット11は、ピニオン軸7の一部に設けたピニオン歯7a(図1)と、ステアリングギアユニット11に内蔵される不図示のラックに設けたラック歯とを噛合させて成る。ステアリングホイール1の操作によりピニオン軸7を回転させると、ピニオン歯7aとラック歯との噛合に基づいて、ラックがギアハウジング5のラック収容部内で軸方向に変位し、その両端部に結合した1対のタイロッド6、6を押し引きして、操舵輪に所望の舵角を付与する。
A steering device having a rack and pinion type
図1に本発明のステアリング装置のダストカバーの実施形態の一例を示す。図1は図4のA部の拡大図であり、ステアリングギアユニット11のギアハウジング5のラック収容部から分岐した筒状のピニオン軸収容部拡大断面図である。ピニオン軸7は、ギアハウジング5のピニオン軸収容部の円筒部5aの内周面に固定された軸受10によって回転自在に保持されており、図1で見て下部にピニオン歯7aが形成されている。
FIG. 1 shows an example of an embodiment of a dust cover of a steering device of the present invention. FIG. 1 is an enlarged view of a portion A in FIG. 4, and is an enlarged cross-sectional view of a cylindrical pinion shaft housing portion branched from a rack housing portion of the
また、ピニオン軸収容部の円筒部5aの開口端部内周面には雌ねじ5bが形成されており、外周面に雄ねじ11aが形成された軸受サポート部材11と螺合固定することで軸受10の外輪を軸方向に押圧して、軸受10を軸方向の定位置に保持している。軸受サポート部材11は、ピニオン軸収容部の円筒部5aに螺合固定した時にピニオン軸収容部開口から突出する突出部11bが形成されている。突出部11bの内周面にはオイルシール14の外周面が圧入固定されている。突出部11bの外周面は円形や六角形などの断面形状をしている。オイルシール14の内周面にはシールリップが設けられており、ピニオン軸7の外周面と密封接触している。これにより、ピニオン軸収容部5aの端部開口部からの塵の侵入を防いでいる。
An
ピニオン軸7の外周面のうちギアハウジング5の円筒部5aの開口部近傍にはダストカバー100の第一の円筒部101の内周面と密封接触される小径部7bが形成されている。ピニオン軸7の一部を小径にすることで、ピニオン軸にダストカバー100を挿入して組み立てる際、ダストカバー100の位置決めがしやすくなる。またダストカバー100の第三の円筒部105の内周面は、ギアハウジング5の円筒部5aの開口端部外周面と隙間を介して隣接配置しており、該隙間にグリス8を介在させている。グリス8は、図1にも示すとおり、第三の円筒部105内周面から第二の円筒部103の内周面にわたって周方向全体に塗布している。
A small-
ダストカバー100の構成を具体的に説明する。ダストカバー100は樹脂製またはゴム製の成形品である。ダストカバー100の径方向中心側にピニオン軸7の小径部7bの外周面に密封接触される第一の円筒部101があり、その端部からピニオン軸の径方向外方に向けて延在する第一の円板部102が連続して形成されている。さらに第一の円板部102の外周部からピニオン軸7の軸方向へ向けて第二の円筒部103が連続して形成され、第二の円筒部103の端部からさらにピニオン軸7の径方向外方に向けて延在する第二の円板部104が連続して形成されている。第二の円板部104の外周部からさらにピニオン軸7の軸方向に向けて第三の円筒部105が連続して形成されている。
The configuration of the
第二の円筒部103の内径は、軸受サポート部材11の突出部11bの最大外径よりも大きく形成されている。また、第三の円筒部105の内径は、ピニオン軸収容部の円筒部5aの開口端部外周の最大外径よりも大きく形成されている。
The inner diameter of the second
本実施の形態の第一の円筒部101が特許請求の範囲の小円筒部に対応し、本実施の形態の第三の円筒部105が特許請求の範囲の大円筒部に対応する。
The first
図2は第三の円筒部105の周辺部拡大図であり図1のB部拡大図である。図1では第三の円筒部105の内周面とギアハウジング5の円筒部5aの開口部外周面との間にグリス8が介在している図を示しているが、分かりやすいように図2ではグリス8を省略して図示している。
FIG. 2 is an enlarged view of the periphery of the third
第三の円筒部105の外周面にはその周方向に連続して形成される2つの環状の突条部105a、105bがピニオン軸7の軸方向に互いに離隔して形成されている。また、第三の円筒部105の内周面にも、突条部に対応するように周方向にわたって2つの環状の溝部105c、105dがピニオン軸7の軸方向に互いに離隔して形成されている。図示した例では突条部105a、105bおよび溝部105c、105dはそれぞれ2つずつ形成しているが、これに限られずそれぞれ1つ以上あればよい。
Two
次に本実施の形態におけるステアリング装置の動作について、図4および図1を参照しながら説明する。ステアリングホイール1の操作によりステアリングシャフト9の回転に伴ってピニオン軸7が回転し、ピニオン歯7aと不図示のラック歯との噛合に基づいて、ラックが軸方向に変位し、その両端部に結合した1対のタイロッド6、6を押し引きして、操舵輪に所望の舵角を付与する。
Next, the operation of the steering apparatus in the present embodiment will be described with reference to FIGS. 4 and 1. When the steering wheel 1 is operated, the
この場合において、ピニオン軸7に密封接触されたダストカバー100はピニオン軸7と一体的に回転し、ダストカバーの第三の円筒部105内周面とギアハウジングの円筒部5aの開口端部外周面とがグリス8を介して相対回転する。ピニオン軸7の小径部7bと第一の円筒部101とが密封接触されるとともに、第三の円筒部105の内周面とギアハウジングの円筒部5aの開口端部外周面とがグリスを介して密封されているので、ギアハウジングの円筒部5aの開口端部からの塵の侵入を防止することができる。
In this case, the
さらに、ピニオン軸7の回転に伴ってオイルシール14のシールリップがピニオン軸7に対して摺動しており、ギアハウジングの円筒部5aの開口端部からの塵の侵入をさらに防止することができる。
Further, as the
ダストカバーはピニオン軸7に固定される第一の円筒部101とギアハウジングの円筒部5aと対向する第三の円筒部105との間に第二の円筒部103が存在する段付きの形状となっている。このような段付きの構成となっているため、第三の円筒部105のめくれに対する剛性が向上する。例えばダストカバーの第三の円筒部105の周方向の一部がギアハウジングに強く接触することによってめくれたりすることがなくなり、それに伴ってダストカバー100とギアハウジングとが局部的に接触して異音が発生することがなくなるとともに、第三の円筒部105のシール性の低下を防止することができる。
The dust cover has a stepped shape in which a second
また、第三の円筒部105の外周面に2つの突条部105a、105bを形成し、さらに内周面に溝部105c、105dを形成する凹凸形状としたことで第三の円筒部のめくれに対する剛性がさらに高まり、異音の発生を防止することが可能となる。また、2つの環状の溝部105c、105dではグリス8を保持することが可能となり、グリス切れを防止し長期にわたって防塵の効果を保つことが可能となる。
Further, by forming two
また、ギアハウジング5の円筒部5a開口から突出するピニオン軸7の長さが通常よりも長い場合であったとしても、ピニオン軸7の所定の組み付け位置である小径部7bまでダストカバー100を挿入していくまでにダストカバーがめくれることがなくなり、組立作業性が向上する。
Further, even if the length of the
また、第二の円筒部103を設けることでサポート部材11の突出部11b外周面から第二の円筒部103内周面までの空間が小さくなる。そして、塵の侵入の入り口であるピニオン軸収容部の円筒部5a外周面と第三の円筒部105の内周面の間の空間からオイルシール14のシールリップに到達するまでの空間の形状も段付きの形状となり、防塵の性能がさらに向上する。さらに、サポート部材11の突出部11b外周面から第二の円筒部103内周面までの空間が小さくなることから、その間にもグリスが介在し、防塵性能が向上する。
Further, by providing the second
本発明のギアユニットとしてラックアンドピニオン機構を示したが、これに限られることなく、たとえばボールネジ機構を用いてもよい。また、本実施の形態では第一の円筒部101と第三の円筒部105との間に第二の円筒部103を1つだけ有する段付き形状としたが、さらに複数の円筒部を設けることで多段の段付き形状としてもよい。
Although the rack and pinion mechanism is shown as the gear unit of the present invention, the present invention is not limited thereto, and for example, a ball screw mechanism may be used. Further, in the present embodiment, the stepped shape has only one second
本発明は、電動パワーステアリング装置等に利用可能である。 The present invention can be used for an electric power steering device or the like.
1 ステアリングホイール
2 電動パワーステアリング装置
3 電動モータ
4 中間シャフト
5 ギアハウジング
5a 円筒部
6 タイロッド
7 ピニオン軸
8 グリス
9 ステアリングシャフト
10 軸受
11 軸受サポート部材
12 自在継手
13 自在継手
14 オイルシール
100 ダストカバー
101 第一の円筒部
102 第一の円板部
103 第二の円筒部
104 第二の円板部
105 第三の円筒部
105a,105b 突条部
105c,105d 溝部
1 Steering wheel
2 Electric power steering device
3 Electric motor
4 Intermediate shaft
5 Gear housing
5a Cylindrical part
6 Tie rod
7 Pinion shaft
8 Grease
9 Steering shaft
10 Bearing
11 Bearing support member
12 Universal joint
13 Universal joint
14 Oil seal
100 dust cover
101 First cylindrical part
102 First disc
103 Second cylindrical part
104 Second disc
105 Third cylinder
105a, 105b ridge
105c, 105d Groove
Claims (3)
前記ピニオン軸収容部に収容されて前記ラックに噛合しかつ上端部が前記ピニオン軸収容部から外側に突出したピニオン軸と、
前記ピニオン軸に密封接触され、前記ピニオン軸収容部の開口部に隣接配置されたダストカバーとを有するステアリング装置において、
前記ダストカバーは、前記ピニオン軸と密封接触する小円筒部と、前記ピニオン軸収容部の開口部と対向する大円筒部と、前記小円筒部と前記大円筒部との間にさらに別の円筒部を設けたことを特徴とするステアリング装置。 A pinion shaft accommodating portion branched from a cylindrical gear housing covering a rack passed between a pair of steered wheels;
A pinion shaft housed in the pinion shaft housing portion, meshing with the rack, and having an upper end protruding outward from the pinion shaft housing portion;
In the steering device having a dust cover that is hermetically contacted with the pinion shaft and disposed adjacent to the opening of the pinion shaft housing portion,
The dust cover includes a small cylindrical portion that is in sealing contact with the pinion shaft, a large cylindrical portion that faces the opening of the pinion shaft accommodating portion, and another cylinder between the small cylindrical portion and the large cylindrical portion. A steering device characterized in that a portion is provided.
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CN103203271A (en) * | 2013-04-19 | 2013-07-17 | 昆山聚贝机械设计有限公司 | Dust-proof structure of bearing for classification wheel of jet mill |
US20200406956A1 (en) * | 2018-02-28 | 2020-12-31 | Zf Automotive Germany Gmbh | Steering system shaft bearing assembly, steering system and method for producing a steering system |
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