JP2013237391A - Rack-and-pinion type steering device - Google Patents
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Description
本発明は、ラックアンドピニオン式ステリング装置に関する。 The present invention relates to a rack and pinion type steering device.
従来、車両の舵取りを行うステアリング装置として、操舵部材の回転操作に応じたピニオンの回転を、該ピニオンに噛合するラックを有するラック軸の軸長方向の移動に変換し、ラック軸の両端に連結された左右の前輪を押し引きして舵取りをおこなうように構成されたラックアンドピニオン式のステアリング装置が広く採用されている。このラックアンドピニオン式のステアリング装置は、一般的に、ラック軸に弾性接触し、前記噛合い部に与圧を加えるラックガイドを備えている。また、前記ラック及びピニオンは、大容量の負荷伝達とすべく、噛合い率が大きいはす歯に夫々形成してある。 Conventionally, as a steering device for steering a vehicle, the rotation of a pinion according to the rotation operation of a steering member is converted into movement in the axial direction of a rack shaft having a rack meshing with the pinion and connected to both ends of the rack shaft A rack and pinion type steering device configured to push and pull the left and right front wheels to steer is widely used. This rack-and-pinion steering device generally includes a rack guide that elastically contacts a rack shaft and applies pressure to the meshing portion. The rack and pinion are respectively formed on a tooth having a large meshing rate so as to transmit a large-capacity load.
このようなラックアンドピニオン式のステアリング装置においては、操舵時にラック及びピニオンの噛合いに伴ってラックガイドの軸動と、ラックガイドの径方向の移動が同時に発生する。ラックガイドとハウジングとの接触を防止するために、ラックガイドの外周面にOリングを設けたり、特許文献1に示すようにラックガイドの外周面に螺旋溝を形成してこの螺旋溝に潤滑剤を注入している。 In such a rack-and-pinion type steering device, the axial movement of the rack guide and the radial movement of the rack guide occur simultaneously with the engagement of the rack and the pinion during steering. In order to prevent contact between the rack guide and the housing, an O-ring is provided on the outer peripheral surface of the rack guide, or a spiral groove is formed on the outer peripheral surface of the rack guide as shown in Patent Document 1, and a lubricant is provided in the spiral groove. Injecting.
前記螺旋溝は、ラックガイドの軸動によって積極的に潤滑剤の圧力を発生させるものでなく、ラックガイドが径方向に大きく移動したときは、ラックガイドおよびハウジングが接触して打音が発生し、摩耗が発生する。そこで本発明の目的は、ラックガイドの軸動によって積極的に潤滑剤の圧力を発生させ、ラックガイドが径方向に大きく移動するのを防ぎ、接触による打音および摩耗を防ぐことが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である。 The spiral groove does not actively generate a lubricant pressure by the axial movement of the rack guide, and when the rack guide moves greatly in the radial direction, the rack guide and the housing come into contact with each other and a hitting sound is generated. Wear occurs. Accordingly, an object of the present invention is to generate rack pressure positively by the axial movement of the rack guide, prevent the rack guide from moving greatly in the radial direction, and prevent racking and wear caused by contact. A pinion type steering device is provided.
上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、ハウジングと、前記ハウジングに回転自在に支持されたピニオン軸と、前記ピニオン軸に噛合うラック軸と、前記ラック軸を摺動自在に支持するとともに前記ハウジングに摺動自在に支持されたラックガイドと、前記ラックガイドを前記ラック軸に向かって押圧するばねとを具備しており、前記ラックガイドは、前記ハウジングの筒状の内周面に摺動自在に接する筒状の外周面を有し、前記外周面にラックガイド軸方向の一方に通路が狭まる第1の油溝と、ラックガイド軸方向の一方に通路が広がる第2の油溝とを形成し、前記第1の油溝および前記第2の油溝を前記外周面に円周方向に交互に設けたことを要旨としている。 In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is a housing, a pinion shaft rotatably supported by the housing, a rack shaft meshing with the pinion shaft, and a slidable rack shaft. And a rack guide that is slidably supported by the housing and a spring that presses the rack guide toward the rack shaft. The rack guide has a cylindrical inner shape of the housing. A first oil groove having a cylindrical outer peripheral surface slidably in contact with the peripheral surface, the first oil groove having a passage narrowing in one of the rack guide axial directions, and a second expanding passage in one of the rack guide axial directions; The first oil groove and the second oil groove are alternately provided in the circumferential direction on the outer peripheral surface.
本発明の構造によると、ラック軸とピニオン軸の噛み合いによってラックガイドの軸動と径方向の移動が同時に発生し、ラックガイドの軸動によって積極的に第1の油溝または第2の油溝で潤滑剤の圧力を発生させ、ラックガイドが径方向に大きく移動するのを防ぎ、接触による打音および摩耗を防ぐことが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できる。 According to the structure of the present invention, the axial movement of the rack guide and the radial movement simultaneously occur due to the meshing of the rack shaft and the pinion shaft, and the first oil groove or the second oil groove is positively generated by the axial movement of the rack guide. Thus, it is possible to provide a rack and pinion type steering device that can generate a lubricant pressure, prevent the rack guide from moving greatly in the radial direction, and prevent hitting sound and wear due to contact.
請求項2に記載の発明は、前記第1の油溝が外周面の外径側から見てラックガイド軸方向の一方に三角形状に狭くなり、前記第2の油溝がラックガイド軸方向の一方に三角形状に広くなる形状を有することを要旨としている。そのため、ラックガイドの左右両方向の傾き方向に適応できるように油膜圧力を発生する油溝と潤滑剤を保持する油溝が円周状幅方向で潤滑剤の通路が狭くなるように形成設置されているため、ラックガイドの軸動によって積極的に潤滑剤の圧力を発生させ、ラックガイドが径方向に大きく移動するのを防ぎ、接触による打音および摩耗を防ぐことが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できる。 According to a second aspect of the present invention, the first oil groove narrows in a triangular shape on one side in the rack guide axial direction when viewed from the outer diameter side of the outer peripheral surface, and the second oil groove extends in the rack guide axial direction. On the other hand, the gist is to have a shape that widens in a triangular shape. Therefore, the oil groove for generating the oil film pressure and the oil groove for holding the lubricant are formed and installed so that the passage of the lubricant is narrow in the circumferential width direction so that it can be adapted to the inclination directions in both the left and right directions of the rack guide. Therefore, the rack and pinion type steering device can positively generate the lubricant pressure by the axial movement of the rack guide, prevent the rack guide from moving greatly in the radial direction, and prevent hitting sound and wear due to contact. Can provide.
請求項3に記載の発明は、前記第1の油溝が前記外周面の径方向断面で見てラックガイド軸方向の一方に三角形状に浅くなり、第2の油溝がラックガイド軸方向の一方に三角形状に深くなる形状を有することを要旨としている。そのため、ラックガイドの左右両方向の傾き方向に適応できるように油膜圧力を発生する油溝と潤滑剤を保持する油溝が径方向断面で深さ方向に潤滑剤の通路が狭くなるように設置されているため、さらに油膜圧力を発生する油溝と潤滑剤を保持する油溝が円周状に設置されているため、ラックガイドの軸動によって積極的に潤滑剤の圧力を発生させ、ラックガイドが径方向に大きく移動するのを防ぎ、接触による打音および摩耗を防ぐことが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できる。 According to a third aspect of the present invention, the first oil groove is shallow in a triangular shape on one side in the rack guide axis direction when viewed in the radial section of the outer peripheral surface, and the second oil groove is in the rack guide axis direction. On the other hand, the gist is to have a shape that is deepened in a triangular shape. For this reason, the oil groove for generating the oil film pressure and the oil groove for holding the lubricant are installed so that the passage of the lubricant becomes narrower in the depth direction in the radial section so that it can be adapted to both the left and right inclination directions of the rack guide. Therefore, the oil groove that generates the oil film pressure and the oil groove that holds the lubricant are installed circumferentially, so that the rack guide positively generates the lubricant pressure by the axial movement of the rack guide. It is possible to provide a rack-and-pinion type steering device that can prevent the wheel from moving greatly in the radial direction and can prevent hitting sound and wear due to contact.
本発明の構造によれば、ラック軸が揺動して大きく傾動しても、ラックガイドの軸動によって積極的に潤滑剤の圧力を発生させ、ラックガイドが径方向に大きく移動するのを防ぎ、接触による打音および摩耗を防ぐことが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できる。 According to the structure of the present invention, even if the rack shaft swings and tilts greatly, the axial movement of the rack guide positively generates lubricant pressure to prevent the rack guide from moving greatly in the radial direction. In addition, it is possible to provide a rack and pinion type steering device that can prevent a hitting sound and wear due to contact.
以下、本発明のラックアンド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に示すように、車両用ラックアンドピニオン式ステアリング装置は、ラックハウジング11、ラックバー12(ラック)、タイロッド13、ギヤハウジング部14、ピニオン軸15(ピニオン)、ラックバー支持装置20を備えている。
Hereinafter, an embodiment of a rack and pinion type steering apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the vehicle rack and pinion type steering device includes a
ラックハウジング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、ラックハウジング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。
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
ギヤハウジング部14は、ラックハウジング11と鋳造で一体成形されており、ラックバー12に直交して形成されている。図2に示すように、ギヤハウジング部14は、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
ピニオン軸15は、ラックハウジング11に玉軸受16,ころ軸受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。
The
ラックバー支持装置20は、ラックガイド21、調整ねじ24、スプリング25から構成されている。
The rack
調整ねじ24は、ラックガイド21の背面側に配置され、ギヤハウジング部14の収容穴14aを塞ぐものである。調整ねじ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と調整ねじ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21b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バー軸方向へ摺動可能に支持されている。
The
ラックガイド21は、アルミニウム又はアルミニウム合金製の筒状、本例では円筒状のその外周面21aでギヤハウジング14の円筒部の筒状、本例では円筒状の内周面14aに摺動隙間をもって摺動自在に接しており、これにより、ラックガイド21は、ラックバー12の軸心に対して直角な方向に移動自在となっている。
The
図3および4に示すように、ラックガイド21の外周面21a には、外周面21aの外径側から見て略三角形状を有し、外周面21aの径方向断面で三角形状を有する第1の油溝22および第2の油溝23が形成されている。第1の油溝22および第2の油溝23は、深さDが10乃至1000μm、長さLが1乃至5mm、一方の幅W
が100乃至1000μm、他方の幅Wが50乃至500μmを有する。第1の油溝22および第2の油溝23は、外周面21aの円周方向に交互に形成され、互いに逆向きに形成されている。第1の油溝22および第2の油溝23は、ラックガイド21の軸方向に複数配置されている。第1の油溝22および第2の油溝23には潤滑剤としてグリースが充填されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the outer
Has a width W of 50 to 500 μm. The
第1の油溝22および第2の油溝23の作用について図5から図8で詳述する。ラック軸12およびピニオン軸15の噛み合いによって、ラックガイド21に軸動および径方向に移動が同時に発生する。例えばラックガイド12がラック軸12側へ軸動することになった場合、図5に示すように第2の油溝23が外周面21aの円周方向において潤滑剤の通路が狭くなるため、第2の油溝23に油膜圧力が発生して、ラックガイド12とギヤハウジング14との直接接触が防止できる。逆にラックガイド21がラック軸12と反対側へ軸動することになった場合、第1の油溝22が外周面21aの円周方向において潤滑剤の通路が狭くなり、図7に示すように第1の油溝22により潤滑剤の油膜圧力が発生してラックガイド12とギヤハウジング14との直接接触が防止できる。
The operation of the
また、第2の油溝23は半径方向断面で深さが軸方向に傾斜しており、例えばラックガイド12がラック軸12側へ軸動することになった場合、図6に示すように第2の油溝23が軸方向に潤滑剤の通路が狭くなるため、第2の油溝23に油膜圧力が発生して、ラックガイド12とギヤハウジング14との直接接触が防止できる。逆にラックガイド21がラック軸12と反対側へ軸動することになった場合、第1の油溝22が半径方向断面の深さ方向で軸方向に潤滑剤の通路が狭くなり、図8に示すように第1の油溝22により潤滑剤の油膜圧力が発生してラックガイド12とギヤハウジング14との直接接触が防止できる。
すなわち、第1の油溝22および第2の油溝23が交互に形成されていることで、ラックガイド21のどちらの方向の往復摺動の場合にも第1の油溝22および第2の油溝23の円周方向外周面および、半径方向断面の両方で潤滑剤の通路が狭くなり、潤滑剤の油膜圧力により、ラックガイド21とギヤハウジング14との直接接触が防止できる。
Further, the
That is, the
以上のようにラックアンドピニオン式ステアリング装置1によれば、第1の油溝22および第2の油溝23がラックガイド21の外周面21aの全周にわたって形成されているため、第1の油溝22および第2の油溝23がラックガイド21の往復動方向により交互にが潤滑剤溜りの機能に加えて、ラックガイド21の外周面21aとギヤハウジング14の内周面22との間の摺動隙間へのグリースの効率的な供給及び展延機能を発揮でき、摺動隙間には常時グリースが介在せしめられることになり、ピニオン15とラック歯12aとの噛合で生じる歯のねじれやラックバー12両端の車輪の作用によりラックガイド21にラジアル方向の負荷が作用し、ラックガイド21がギヤハウジング14の内周面14a側に強く押付けられ、この状態でコイルばね25による押圧力が作用してアルミニウム又はアルミニウム合金同士の摩擦、所謂「ともがね」となっても、両者間にグリースが介在しているので摩擦抵抗の増大、ひいては凝着摩耗を引き起こすことなく、ラックバー12に対するラックガイド21の移動を円滑に行わせることができる。
As described above, according to the rack-and-pinion steering device 1, the
図9は、ラックガイド50の他の実施例を示すものであり、このラックガイド50においては、上述した油溝53,54が形成されたラックガイド50の外周面50aにさらに所定間隔を隔てて2つの環状溝51及び52が形成されていると共に、該環状溝51及び52にはゴム弾性体からなるOリング61及び62が該環状溝51及び52の開口部より僅かに突出させて装着されている。
FIG. 9 shows another embodiment of the
この外周面50aにOリング61及び62を装着したラックガイド50がギヤハウジング14の中空部14aに配されて、ラックバー12を摺動自在に支持することにより、該ラックガイド50の外周面50aと円筒部14の内周面14aとの間にOリング61及び62が介在することになるので、油溝53,54の潤滑剤がいつまでも保持されて、ラックガイド50に車輪振動等が伝達されても該ラックガイド50がガタつくことはなく、したがって叩き音の発生を防止することができる。また、ハンドルの操作時にラック歯8にその移動方向と垂直な方向に力が作用しても、ラックガイド50の上下振動、すなわちおどりの発生は防止されるという効果が付与されることになる。
A
11…ラックハウジング、12…ラック軸、12a…ラック、14…ギヤハウジング部、15…ピニオン、16…玉軸受,17…ころ軸受、20…ラックバー支持装置、21…ラックガイド、21a…ラックガイド外周部、22…第1の油溝、23…第2の油溝、24…調整ねじ、25…スプリング
DESCRIPTION OF
Claims (3)
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JP2012112490A JP2013237391A (en) | 2012-05-16 | 2012-05-16 | Rack-and-pinion type steering device |
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Cited By (1)
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JP2017024620A (en) * | 2015-07-24 | 2017-02-02 | 大豊工業株式会社 | Rack guide and rack-pinion type steering device |
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2012
- 2012-05-16 JP JP2012112490A patent/JP2013237391A/en active Pending
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