JP2014201160A - Steering device - Google Patents

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JP2014201160A JP2013077819A JP2013077819A JP2014201160A JP 2014201160 A JP2014201160 A JP 2014201160A JP 2013077819 A JP2013077819 A JP 2013077819A JP 2013077819 A JP2013077819 A JP 2013077819A JP 2014201160 A JP2014201160 A JP 2014201160A
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Masahito Nakauchi
雅人 中内
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a steering device which effectively suppresses vibrations transmitted to an upstream side through a rack shaft and a pinion shaft by reverse input from a wheel side, and materializes safety and comfortable steering, in the steering device which transmits the steering force of a steering wheel to the wheel through a steering shaft and an intermediate shaft, and is equipped with the rack shaft and the pinion shaft.SOLUTION: In a steering device equipped with a rack shaft 9 and a pinion shaft 8, at an intermediate shaft side part of the pinion shaft 8, a coupling shaft 14 capable of transmitting torque in a rotating direction between the pinion shaft 8 and the coupling shaft 14 and sliding in an axial direction is provided. Therefore, vibrations transmitted from the wheel to an upstream side through the rack shaft 9 and the pinion shaft 8 are absorbed by sliding between the coupling shaft 14 and the pinion shaft 8, and can be prevented from transmitting to the intermediate shaft and the steering shaft.

Description

この発明は、ステアリングホイールに連結され、ステアリングシャフト、中間軸、ピニオン軸およびラック軸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 device connected to a steering wheel and having a steering shaft, an intermediate shaft, a pinion shaft, and a rack shaft.

特許文献1には、路面の凹凸状況がハンドルの振動や異音となって運転者に伝わらないようにするため、ラック軸に噛み合うピニオン軸の軸端に、ピニオン軸に対して軸方向の一方向に付勢する弾性部材を設けることにより、ピニオン軸の軸方向振動を規制する方法が記載されている。   In Patent Document 1, in order to prevent the unevenness of the road surface from being transmitted to the driver due to vibrations or abnormal noise of the steering wheel, the axial end of the pinion shaft that meshes with the rack shaft is set in the axial direction relative to the pinion shaft. A method is described in which the axial vibration of the pinion shaft is regulated by providing an elastic member that biases in the direction.

しかし、この方法は、ピニオン軸方向の移動を規制することにより、ラックからピニオン軸への振動伝達やラックとピニオンの離間による打音を規制しようとするものであるが、弾性部材の付勢力を超える逆入力による打音や付勢力以内の微小振動を規制することはできない。   However, this method is intended to regulate vibration transmission from the rack to the pinion shaft by controlling the movement in the pinion axis direction and the sound generated by the separation between the rack and the pinion. It is not possible to regulate the impact sound caused by the reverse input exceeding or the minute vibration within the urging force.

特許文献2には、コラムアシスト型電動パワーステアリング装置により高トルクとなった操舵力をガタなく伝達でき、取付け時の伸縮と衝突時のコラプス機能を有するスライド機構を備えた中間軸が、その効果の一つとして車両走行時のステアリングギヤからの振動・変位を吸収し、不快な振動や音を伝えにくくする、と記載されている。   Patent Document 2 discloses that an intermediate shaft having a slide mechanism that can transmit a steering force having a high torque by a column assist type electric power steering device without backlash and has a telescopic function at the time of installation and a collapse function at the time of a collision. As one of them, it is described that it absorbs vibration and displacement from the steering gear when the vehicle travels, and makes it difficult to transmit unpleasant vibration and sound.

しかし、このスライド機構は、車輪からの振動の吸収が主目的でなく、車輪からラック軸およびピニオン軸を経て伝わる振動が既に中間軸まで伝わった後では、それを十分吸収、抑制することが難しい。   However, this slide mechanism is not mainly intended to absorb vibrations from the wheels, and it is difficult to sufficiently absorb and suppress the vibrations transmitted from the wheels through the rack shaft and pinion shaft to the intermediate shaft. .

特開2006−335101号公報JP 2006-335101 A 特開2004−262266号公報JP 2004-262266 A

近年、自動車においては安全・快適が強く求められ、走行中の操舵においても路面からの逆入力によりステアリング装置を介してステアリングホイールから運転者に伝わる振動・騒音について極力低減することが求められている。   In recent years, safety and comfort are strongly demanded in automobiles, and it is also required to reduce as much as possible vibration and noise transmitted from the steering wheel to the driver via the steering device by reverse input from the road surface even during steering while traveling. .

しかしながら、上述したような従来技術では、年々高まる高い快適操舵要求を満足することが難しい。   However, with the conventional technology as described above, it is difficult to satisfy the high demand for comfortable steering that increases year by year.

この発明は、自動車走行時に路面からステアリング装置を介して操舵系の上流、更には運転者に伝わる振動・騒音を大幅に低減し、高い快適操舵の要求を十分満足できるステアリング装置を提供することを目的とする。   It is an object of the present invention to provide a steering device that can significantly reduce the vibration and noise transmitted from the road surface to the upstream of the steering system and further to the driver through the steering device when the vehicle is running, and can sufficiently satisfy the demand for high comfortable steering. Objective.

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、ラック歯が形成されたラック軸と、前記ラック歯に噛み合うピニオン歯が形成されたピニオン軸と、前記ピニオン軸の上流側に配置されて、前記ピニオン軸に対して回転方向にトルク伝達可能かつ軸方向に摺動可能に取り付けられた連結軸と、を備えたことである。   In order to solve the above-described problem, the structural feature of the invention according to claim 1 is that a rack shaft formed with rack teeth, a pinion shaft formed with pinion teeth meshing with the rack teeth, and the pinion shaft And a connecting shaft that is arranged on the upstream side and is attached to the pinion shaft so that torque can be transmitted in the rotational direction and slidable in the axial direction.

上記の課題を解決するため、請求項2に係る発明の構成上の特徴は、互いにトルク伝達可能かつ軸方向に摺動可能に連結された、中間軸の第1軸および第2軸で連結構成される第2摺動部における摺動抵抗に比べて、前記ピニオン軸と前記連結軸で連結構成される第1摺動部における摺動抵抗が、小さいことである。   In order to solve the above-described problem, the structural feature of the invention according to claim 2 is that the first shaft and the second shaft of the intermediate shaft are coupled to each other so as to be able to transmit torque and slide in the axial direction. Compared with the sliding resistance in the 2nd sliding part, the sliding resistance in the 1st sliding part comprised by the said pinion shaft and the said connection shaft is small.

上記の課題を解決するため、請求項3に係る発明の構成上の特徴は、前記第1摺動部の摺動長さを、前記第2摺動部の摺動長にくらべて短くしたことである。   In order to solve the above problems, the structural feature of the invention according to claim 3 is that the sliding length of the first sliding portion is shorter than the sliding length of the second sliding portion. It is.

上記の課題を解決するため、請求項4に係る発明の構成上の特徴は、前記連結軸を前記ピニオン軸に対して軸方向の上流側か下流側の少なくとも一方向に向けて付勢する付勢部材を備えることである。   In order to solve the above-described problem, a structural feature of the invention according to claim 4 is that the connecting shaft is biased toward the pinion shaft toward at least one of the upstream side or the downstream side in the axial direction. A biasing member.

上記の課題を解決するため、請求項5に係る発明の構成上の特徴は、前記連結軸と前記ピニオン軸との間の摺動部が、ピニオン軸に設けられた円筒部分の内周部と連結軸の外周部との間に配置されたことである。   In order to solve the above-mentioned problem, the structural feature of the invention according to claim 5 is that the sliding portion between the connecting shaft and the pinion shaft is an inner peripheral portion of a cylindrical portion provided on the pinion shaft. That is, it is arranged between the outer periphery of the connecting shaft.

上記の課題を解決するため、請求項6に係る発明の構成上の特徴は、前記連結軸と前記ピニオン軸との間の摺動部が、連結軸に設けられた円筒部分の内周部とピニオン軸の外周部分との間に配置されたことである。   In order to solve the above-described problem, the structural feature of the invention according to claim 6 is that the sliding portion between the connecting shaft and the pinion shaft has an inner peripheral portion of a cylindrical portion provided on the connecting shaft. It is arranged between the outer peripheral part of the pinion shaft.

上記の課題を解決するため、請求項7に係る発明の構成上の特徴は、前記連結軸と前記ピニオン軸とが、摺動する部分の対向する内外周位置にそれぞれ軸方向に設けられた少なくとも一対の溝にそれぞれ配置された少なくとも一個の玉を介して、軸方向に相対移動可能かつ回転方向にトルク伝達可能な連結構造を有する、ことである。   In order to solve the above-mentioned problem, the structural feature of the invention according to claim 7 is that at least the connecting shaft and the pinion shaft are provided in the axial direction at the opposed inner and outer peripheral positions of the sliding portion. It has a connection structure that can be relatively moved in the axial direction and can transmit torque in the rotational direction via at least one ball respectively disposed in the pair of grooves.

上記の課題を解決するため、請求項8に係る発明の構成上の特徴は、前記連結軸と前記ピニオン軸とが、摺動する部分がスプラインを形成し、軸方向に相対移動可能かつ回転方向にトルク伝達可能な連結構造を有する、ことである。   In order to solve the above-mentioned problem, the structural feature of the invention according to claim 8 is that the connecting shaft and the pinion shaft form a spline in which the sliding portion forms a spline, and is relatively movable in the axial direction and in the rotational direction. It has the connection structure which can transmit torque.

上記の課題を解決するため、請求項9に係る発明の構成上の特徴は、前記連結軸とピニオン軸との摺動部のスプライン部分の少なくとも一方の噛み合い面に、摩擦抵抗を低減する表面被覆膜または表面処理層を形成したことを特徴とする、ことである。   In order to solve the above-mentioned problems, the structural feature of the invention according to claim 9 is that a surface coating that reduces frictional resistance is provided on at least one meshing surface of the spline portion of the sliding portion of the connecting shaft and the pinion shaft. It is characterized in that a covering film or a surface treatment layer is formed.

上記のように構成した請求項1に係る発明によれば、ピニオン軸の上流側に配置され、前記ピニオン軸に対してトルク伝達可能かつ摺動可能に取り付けられた連結軸を備えることで、車輪からラック軸、ピニオン軸を介して上流に伝わる振動を、ピニオン軸と連結軸との間の第1摺動部により、ラック&ピニオンステアリング装置の中で吸収することができ、その上流にある中間軸を含む操舵軸系に伝わることを防止することができる。   According to the invention according to claim 1 configured as described above, the wheel is provided with a connecting shaft that is disposed on the upstream side of the pinion shaft and is attached to the pinion shaft so as to be capable of transmitting torque and slidable. Can be absorbed in the rack and pinion steering device by the first sliding part between the pinion shaft and the connecting shaft, and the intermediate part upstream of the vibration transmitted to the upstream via the rack shaft and the pinion shaft. Transmission to the steering shaft system including the shaft can be prevented.

このことにより、車輪からの振動がそのままステアリングホイールに伝わることを防止できることに加え、中間軸自体の振動を低減でき、それによる二次振動の発生を防止することができる。また、中間軸の第2摺動部は、その主機能であるトルク伝達および取付け時と衝突時の伸縮機能の発揮に特化できる。   Thus, in addition to preventing vibrations from the wheels from being transmitted to the steering wheel as they are, it is possible to reduce the vibration of the intermediate shaft itself, thereby preventing the occurrence of secondary vibrations. Further, the second sliding portion of the intermediate shaft can be specialized in the main functions of torque transmission and the expansion / contraction function at the time of attachment and collision.

上記のように構成した請求項2に係る発明によれば、前記第1摺動部の摺動抵抗を前記第2摺動部の摺動抵抗よりも小さくすることで、第1摺動部における振動吸収をより効果的に行うことができる。   According to the invention according to claim 2 configured as described above, the sliding resistance of the first sliding portion is made smaller than the sliding resistance of the second sliding portion. Vibration absorption can be performed more effectively.

上記のように構成した請求項3に係る発明によれば、前記第1摺動部の長さを前記第2摺動部の長さよりも短くすることで、第1摺動部の摺動抵抗を第2摺動部の摺動抵抗に比べて小さくすることをより効果的に実現できる。   According to the invention according to claim 3 configured as described above, the sliding resistance of the first sliding portion is reduced by making the length of the first sliding portion shorter than the length of the second sliding portion. It is possible to more effectively achieve a reduction in the sliding resistance of the second sliding portion.

上記のように構成した請求項4に係る発明によれば、前記連結軸を前記ピニオン軸に対して軸方向の上流側か下流側の少なくとも一方向に向けて付勢する付勢部材と、を備えることにより、連結軸の軸方向位置を定めるとともに、ピニオン軸と連結軸の間の相対移動が可能なストロークを十分に確保することができる。   According to the invention according to claim 4 configured as described above, a biasing member that biases the connecting shaft toward at least one of the upstream side or the downstream side in the axial direction with respect to the pinion shaft, By providing, the axial position of the connecting shaft can be determined, and a stroke capable of relative movement between the pinion shaft and the connecting shaft can be sufficiently secured.

上記のように構成した請求項5に係る発明によれば、前記第1摺動部を、ピニオン軸に設けられた円筒部分の内周部と連結軸の外周部との間に配置することにより、第1摺動部のサイズをコンパクトにすることができる。   According to the invention according to claim 5 configured as described above, the first sliding portion is disposed between the inner peripheral portion of the cylindrical portion provided on the pinion shaft and the outer peripheral portion of the connecting shaft. The size of the first sliding part can be made compact.

上記のように構成した請求項6に係る発明によれば、前記第1摺動部が、連結軸に設けられた円筒部分の内周部とピニオン軸の外周部分との間に配置されることにより、摺動部直径を大きくとることができ、伝達トルク容量が増加するほか、玉径を大きくとることができ、摺動部の剛性を高くすることができる。   According to the invention according to claim 6 configured as described above, the first sliding portion is disposed between the inner peripheral portion of the cylindrical portion provided on the connecting shaft and the outer peripheral portion of the pinion shaft. As a result, the sliding part diameter can be increased, the transmission torque capacity can be increased, the ball diameter can be increased, and the rigidity of the sliding part can be increased.

上記のように構成した請求項7に係る発明によれば、前記第1摺動部の構造を、転動体を介したころがり接触による連結構造とすることにより、摺動抵抗の大幅な低減を図り、微小な振動を効果的に吸収することができる。   According to the invention according to claim 7 configured as described above, the structure of the first sliding portion is a connecting structure by rolling contact via a rolling element, thereby greatly reducing sliding resistance. It is possible to effectively absorb minute vibrations.

上記のように構成した請求項8に係る発明によれば、前記第1摺動部がスプラインを形成し、軸方向に相対移動可能かつ回転方向にトルク伝達可能な連結構造を有することにより、コンパクトで製造容易な摺動部を低コストで形成することができる。   According to the invention according to claim 8 configured as described above, the first sliding portion forms a spline, and has a connecting structure that can be relatively moved in the axial direction and can transmit torque in the rotational direction. Thus, it is possible to form an easily manufactured sliding portion at a low cost.

上記のように構成した請求項9に係る発明によれば、前記第1摺動部のスプライン部分の少なくとも一方の噛み合い面に、摩擦抵抗を低減する表面被覆膜または表面処理層を形成すことにより、摺動抵抗の大幅な低減を図り、微小な振動を効果的に吸収することができる。   According to the invention according to claim 9 configured as described above, a surface coating film or a surface treatment layer for reducing frictional resistance is formed on at least one meshing surface of the spline portion of the first sliding portion. Thus, the sliding resistance can be greatly reduced and minute vibrations can be effectively absorbed.

以上に説明したように、この発明に従えば、運転者が不快に感じる車輪からの振動を早い段階で遮断し、安全、快適な操舵感覚を運転者に提供できる自動車用ステアリングシステムを実現できる。   As described above, according to the present invention, it is possible to realize an automotive steering system that can provide a driver with a safe and comfortable steering sensation by blocking vibrations from the wheels that the driver feels uncomfortable at an early stage.

本発明の第1の実施形態における自動車用ステアリングシステムの全体構成を示す概略図である。1 is a schematic diagram illustrating an overall configuration of an automobile steering system according to a first embodiment of the present invention. 図1における連結軸、ピニオン軸を示した軸方向断面図である。FIG. 2 is an axial sectional view showing a connecting shaft and a pinion shaft in FIG. 1. 図2の連結軸とピニオン軸との間の摺動部分の半径方向断面図である。FIG. 3 is a radial sectional view of a sliding portion between a connecting shaft and a pinion shaft of FIG. 2. 本発明の第2の実施形態における摺動部で相対する連結軸とピニオン軸との内外配置を逆にした構成の説明図である。(実施例2)It is explanatory drawing of the structure which reversed the inner and outer arrangement | positioning of the connection shaft and pinion shaft which are opposed in the sliding part in the 2nd Embodiment of this invention. (Example 2) 従来例におけるラック&ピニオンステアリング装置のピニオン軸とラック軸との噛み合い部分のピニオン軸方向断面図である。It is a pinion axial direction sectional view of the meshing part of a pinion axis and a rack axis of a rack & pinion steering device in a conventional example.

この発明の実施の形態を、以下図面を参照して説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、本発明の第1の実施形態における自動車用ステアリングシステムの全体構成を示す概略図である。   FIG. 1 is a schematic diagram showing an overall configuration of an automobile steering system according to a first embodiment of the present invention.

自動車用ステアリングシステムは、ステアリングホイール1と、ステアリングホイール1が連結されたステアリング装置と、ステアリング装置の出力側に連結された車輪13a、13bとを有する。   The automotive steering system includes a steering wheel 1, a steering device to which the steering wheel 1 is connected, and wheels 13a and 13b connected to the output side of the steering device.

本ステアリング装置は、ステアリングホイール1に連結されたステアリングシャフト2と、中間軸7と、連結軸14、ピニオン軸8、ラック軸9、タイロッド12a、12bおよびそれらに付随するラックハウジング10、継手6、11等から構成される。コラム式電動パワーステアリングの場合は、操舵補助力を付加するためのモータ5および減速機4等の補助システムが構成に含まれる。   The steering apparatus includes a steering shaft 2 connected to a steering wheel 1, an intermediate shaft 7, a connecting shaft 14, a pinion shaft 8, a rack shaft 9, tie rods 12a and 12b, and a rack housing 10 and a joint 6, which are associated therewith. 11 etc. In the case of column-type electric power steering, an auxiliary system such as a motor 5 and a reduction gear 4 for adding a steering assist force is included in the configuration.

中間軸は、互いに回転方向にトルク伝達可能かつ軸方向に摺動可能に連結された第1軸7aおよび第2軸7bとを有し、第1軸はステアリングジョイント6aを介してステアリングシャフト2に、第2軸はステアリングジョイント6bを介してピニオン軸8に連結する連結軸14に繋合している。   The intermediate shaft has a first shaft 7a and a second shaft 7b that are connected to each other so that torque can be transmitted in the rotational direction and slidable in the axial direction, and the first shaft is connected to the steering shaft 2 via the steering joint 6a. The second shaft is connected to a connecting shaft 14 connected to the pinion shaft 8 via a steering joint 6b.

運転者がステアリングホイール1に加えた操舵力はステアリングシャフト2から中間軸7を介して、連結軸14、ピニオン軸8に回転力として伝達される。ピニオン軸8に伝わった回転力は、ピニオン軸8およびラック軸9に設けられた歯車機構を介してラック軸方向力に変換され、タイロッド12a、12bを経由して、車輪13a、13bに伝達される。   A steering force applied to the steering wheel 1 by the driver is transmitted as a rotational force from the steering shaft 2 to the connecting shaft 14 and the pinion shaft 8 via the intermediate shaft 7. The rotational force transmitted to the pinion shaft 8 is converted into a rack axial force via a gear mechanism provided on the pinion shaft 8 and the rack shaft 9, and transmitted to the wheels 13a and 13b via the tie rods 12a and 12b. The

他方、路面からの反力、路面−タイヤ間の振動は、操舵力とは逆に、車輪13a、13bからタイロッド12a、12b、を介して、ラック軸9、ピニオン軸8、連結軸14に伝わり、中間軸7、ステアリングシャフト2、ステアリングホイール1を介して運転者に伝わる。   On the other hand, the reaction force from the road surface and the vibration between the road surface and the tire are transmitted to the rack shaft 9, the pinion shaft 8, and the connecting shaft 14 from the wheels 13a and 13b through the tie rods 12a and 12b, contrary to the steering force. , Transmitted to the driver via the intermediate shaft 7, the steering shaft 2, and the steering wheel 1.

図2は本発明の第1の実施形態のピニオン軸方向断面図である。
ラックハウジング10内に、ピニオン軸8とラック軸9が、それぞれに設けられた歯が噛み合った状態で配置される。ピニオン軸8は上下の軸受17、18で支持され、ラック軸9はラック歯16に対して背面に接するサポートヨーク20、その背後のバネ21によりピニオン歯15に押圧されている。
FIG. 2 is a sectional view in the pinion axial direction of the first embodiment of the present invention.
In the rack housing 10, the pinion shaft 8 and the rack shaft 9 are arranged in a state where the teeth provided on the pinion shaft 8 and the rack shaft 9 are engaged with each other. The pinion shaft 8 is supported by upper and lower bearings 17 and 18, and the rack shaft 9 is pressed against the pinion teeth 15 by a support yoke 20 that contacts the back surface of the rack teeth 16 and a spring 21 behind the support yoke 20.

図3は図2におけるピニオン軸8、連結軸14から構成される第1摺動部の半径方向断面図である。
第1摺動部は、連結軸14の下部軸部26とピニオン軸8上部に設けられた円筒部27からなり、連結軸下部軸部26とピニオン軸上部円筒部27には、相対する位置に少なくとも一対の軸方向溝26g、27gを有し、そこに少なくとも一個の転動体(玉)28が配置されている。
FIG. 3 is a radial cross-sectional view of the first sliding portion constituted by the pinion shaft 8 and the connecting shaft 14 in FIG.
The first sliding portion includes a lower shaft portion 26 of the connecting shaft 14 and a cylindrical portion 27 provided on the pinion shaft 8. The connecting shaft lower shaft portion 26 and the pinion shaft upper cylindrical portion 27 are positioned at opposite positions. At least one pair of axial grooves 26g and 27g is provided, and at least one rolling element (ball) 28 is disposed therein.

連結軸14とピニオン軸8はそれぞれに設けられた溝26g、27gとその間に配置された転動体(玉)28を介して繋合し、回転方向には回転トルクを伝達し、軸方向にはころがり接触により低抵抗で相対移動が可能である。   The connecting shaft 14 and the pinion shaft 8 are connected to each other through grooves 26g and 27g provided in each of them and rolling elements (balls) 28 disposed therebetween, and transmit rotational torque in the rotational direction, and transmit axially in the axial direction. Relative movement is possible with low resistance by rolling contact.

この第1摺動部は、中間軸7の第1軸7aと第2軸7bとの間の第2摺動部と比べて、摺動ストロークは小さく、摺動抵抗も小さく設定されている。   The first sliding portion is set to have a smaller sliding stroke and smaller sliding resistance than the second sliding portion between the first shaft 7a and the second shaft 7b of the intermediate shaft 7.

従って、ラック軸9よりピニオン軸8に伝達された車輪からの振動は、ピニオン軸8と連結軸14との間の第1摺動部における相対移動(摺動)により吸収される。
このため、車輪からの振動は、ピニオン上流にあって連結軸14にセレーション23で連結される中間軸7にはほとんど伝達されない。
Therefore, the vibration from the wheel transmitted from the rack shaft 9 to the pinion shaft 8 is absorbed by the relative movement (sliding) in the first sliding portion between the pinion shaft 8 and the connecting shaft 14.
For this reason, vibration from the wheel is hardly transmitted to the intermediate shaft 7 upstream of the pinion and connected to the connecting shaft 14 by the serration 23.

第1摺動部の連結軸軸端に配置された弾性付勢部材29は、連結軸14とピニオン軸8との相対位置を定めるとともに、軸方向相対移動のストロークを確保し、効果的に振動を吸収することに貢献する。
弾性付勢部材29は、金属、樹脂等様々な弾性材料を用いることができる。また、部材形状もコイル状、板状等の様々な選択が可能である。
The elastic urging member 29 disposed at the end of the connecting shaft of the first sliding portion determines the relative position between the connecting shaft 14 and the pinion shaft 8 and ensures a stroke of relative movement in the axial direction to effectively vibrate. Contributes to absorbing.
The elastic urging member 29 can use various elastic materials such as metal and resin. Various member shapes such as a coil shape and a plate shape can be selected.

第1摺動部は、転動体(玉)28を介したころがり摺動であっても、スプラインによるすべり摺動であってもよい。 スプラインで摺動部を形成する場合は、よりコンパクトで製造容易であり、低コストで提供可能である。   The first sliding portion may be rolling sliding via a rolling element (ball) 28 or sliding sliding by a spline. When the sliding portion is formed by a spline, it is more compact and easy to manufacture, and can be provided at a low cost.

すべり摺動の場合は、互いに接触する面の少なくとも一方に摩擦抵抗を低減する表面被覆膜または表面処理層を設けることにより、振動吸収効果を高めることができる。   In the case of sliding, the vibration absorption effect can be enhanced by providing a surface coating film or a surface treatment layer that reduces frictional resistance on at least one of the surfaces that are in contact with each other.

第1摺動部は、連結軸14に設けた円筒部の内径とピニオン軸8の外径との間に配置することもできる。   The first sliding portion can also be disposed between the inner diameter of the cylindrical portion provided on the connecting shaft 14 and the outer diameter of the pinion shaft 8.

図4はその実施例のピニオン軸方向断面図である。
第1摺動部は、連結軸下部円筒部30の内径側およびピニオン軸上部軸部31の外形側にそれぞれ溝が設けられ、その間に転動体(玉)28が配置される。
FIG. 4 is a sectional view in the pinion axis direction of the embodiment.
The first sliding portion is provided with grooves on the inner diameter side of the connecting shaft lower cylindrical portion 30 and the outer shape side of the pinion shaft upper shaft portion 31, and the rolling elements (balls) 28 are disposed therebetween.

連結軸14とピニオン軸8とは、回転方向には回転トルクを伝達し、軸方向にはころがり接触により低抵抗で相対移動が可能である。
この相対移動により、ラック軸9よりピニオン軸8に伝達された車輪からの振動は
ピニオン上流にあって連結軸14に連結される中間軸7にはほとんど伝達されない。
The connecting shaft 14 and the pinion shaft 8 transmit rotational torque in the rotational direction, and can be relatively moved with low resistance by rolling contact in the axial direction.
Due to this relative movement, the vibration from the wheel transmitted from the rack shaft 9 to the pinion shaft 8 is hardly transmitted to the intermediate shaft 7 upstream of the pinion and connected to the connecting shaft 14.

この配置の場合、転動体中心からの軸中心までの距離を大きくとることができるため、より大きな回転トルクが伝達可能になる。また転動体径も大きくすることが可能であり、剛性を高くすることができる。従って、高トルク、高剛性が要求される用途にも対応可能である。   In this arrangement, since the distance from the rolling element center to the shaft center can be increased, a larger rotational torque can be transmitted. In addition, the rolling element diameter can be increased, and the rigidity can be increased. Therefore, it can be used for applications that require high torque and high rigidity.

図5は、従来例におけるラック&ピニオンステアリング装置のピニオン軸8とラック軸9の噛み合い部分のピニオン軸方向断面図である。
車輪の振動は、ラック軸方向振動としてラック軸9に伝達され、ラック歯16と噛み合うピニオン軸下部に設けられたピニオン歯15に伝達されピニオン軸8の振動となる。
その振動は、セレーション23を介して上流に連結された中間軸7にそのまま伝達される。
FIG. 5 is a cross-sectional view in the pinion axis direction of a meshing portion between the pinion shaft 8 and the rack shaft 9 of the rack and pinion steering device in the conventional example.
The vibrations of the wheels are transmitted to the rack shaft 9 as vibrations in the rack axis direction, and are transmitted to the pinion teeth 15 provided at the lower part of the pinion shaft that meshes with the rack teeth 16 to become vibrations of the pinion shaft 8.
The vibration is transmitted as it is to the intermediate shaft 7 connected upstream via the serration 23.

1:ステアリングホイール、 2:ステアリングシャフト、 3:ステアリングコラム
4:減速機、5:モータ、6a、6b:ステアリングジョイント、7:中間軸、
7a:第1軸、7b:第2軸、8:ピニオン軸、9:ラック軸、
10:ラックハウジング、12a、12b:タイロッド、13a、13b:車輪、
14:連結軸、15:ピニオン歯、16:ラック歯、17:上部ベアリング、
18:下部ベアリング、19:シール、20:サポートヨーク、21:ばね、
22:ナット、23:セレーション、24:中間軸固定溝、25:摺動部シール、
26:連結軸摺動部、26g:連結軸転動溝、27:ピニオン軸摺動部、
27g:ピニオン軸転動溝、28:転動体(玉)、29:付勢部材
1: Steering wheel, 2: Steering shaft, 3: Steering column 4: Reduction gear, 5: Motor, 6a, 6b: Steering joint, 7: Intermediate shaft,
7a: first shaft, 7b: second shaft, 8: pinion shaft, 9: rack shaft,
10: rack housing, 12a, 12b: tie rods, 13a, 13b: wheels,
14: connecting shaft, 15: pinion teeth, 16: rack teeth, 17: upper bearing,
18: Lower bearing, 19: Seal, 20: Support yoke, 21: Spring,
22: Nut, 23: Serration, 24: Intermediate shaft fixing groove, 25: Sliding part seal,
26: connecting shaft sliding part, 26g: connecting shaft rolling groove, 27: pinion shaft sliding part,
27 g: pinion shaft rolling groove, 28: rolling element (ball), 29: biasing member

Claims (9)

第1軸および第2軸が回転方向にトルク伝達可能かつ軸方向に摺動可能に連結構成された第2摺動部を有する中間軸と
軸表面の一部にラック歯が形成されたラック軸と、
前記ラック歯と噛み合うピニオン歯が形成されたピニオン軸と、
前記ピニオン軸の中間軸側に配置された連結軸と、
前記ピニオン軸および前記連結軸が回転方向にトルク伝達可能かつ軸方向に摺動可能に連結構成された第1摺動部と、
を備えたことを特徴とするステアリング装置。
An intermediate shaft having a second sliding portion in which the first shaft and the second shaft are connected to transmit torque in the rotational direction and are slidable in the axial direction, and a rack shaft in which rack teeth are formed on a part of the shaft surface When,
A pinion shaft formed with pinion teeth that mesh with the rack teeth;
A connecting shaft disposed on the intermediate shaft side of the pinion shaft;
A first sliding part configured to connect the pinion shaft and the connecting shaft so that torque can be transmitted in the rotational direction and slidable in the axial direction;
A steering apparatus comprising:
前記第1摺動部の摺動抵抗が、前記第2摺動部の摺動抵抗に比べて小さいことを特徴とする請求項1に記載のステアリング装置。 The steering device according to claim 1, wherein a sliding resistance of the first sliding portion is smaller than a sliding resistance of the second sliding portion. 前記第1摺動部の摺動長さが、前記第2摺動部の摺動長さに比べて短いことを特徴とする請求項1または2に記載のステアリング装置。   The steering device according to claim 1 or 2, wherein a sliding length of the first sliding portion is shorter than a sliding length of the second sliding portion. 前記連結軸を前記ピニオン軸に対して軸方向に付勢する付勢部材を備えたことを特徴とする請求項1から3のうちいずれか1項に記載のステアリング装置。 4. The steering device according to claim 1, further comprising an urging member that urges the connection shaft in an axial direction with respect to the pinion shaft. 5. 前記第1摺動部が、ピニオン軸に設けられた円筒部分の内周部と連結軸の外周部との間に配置されたことを特徴とする、請求項1から4のうちいずれか1項に記載のステアリング装置。   The said 1st sliding part is arrange | positioned between the inner peripheral part of the cylindrical part provided in the pinion shaft, and the outer peripheral part of a connection shaft, The any one of Claim 1 to 4 characterized by the above-mentioned. A steering device according to claim 1. 前記第1摺動部が、ピニオン軸の外周部分と連結軸に設けられた円筒部分の内周部との間に配置されたことを特徴とする、請求項1から4のいずれか1項に記載のステアリング装置。   The said 1st sliding part is arrange | positioned between the outer peripheral part of a pinion shaft, and the inner peripheral part of the cylindrical part provided in the connection shaft, The any one of Claim 1 to 4 characterized by the above-mentioned. The steering apparatus as described. 前記第1摺動部は、対向する内外周位置にそれぞれ軸方向に設けられた少なくとも一対の溝と、その溝に配置された少なくとも一個の玉とを有する、請求項5または6に記載のステアリング装置。   The steering according to claim 5 or 6, wherein the first sliding portion has at least a pair of grooves provided in the axial direction at opposing inner and outer peripheral positions, and at least one ball disposed in the grooves. apparatus. 前記第1摺動部を、ピニオン軸と連結軸との間のスプライン構造とした、請求項1から6のうちいずれか1項に記載のステアリング装置。   The steering apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the first sliding portion has a spline structure between a pinion shaft and a connecting shaft. 前記スプライン構造の少なくとも一方の噛み合い面に、摩擦抵抗を低減する表面被覆膜または表面処理層を形成したことを特徴とする請求項8に記載のステアリング装置。   The steering apparatus according to claim 8, wherein a surface coating film or a surface treatment layer for reducing frictional resistance is formed on at least one meshing surface of the spline structure.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110997456A (en) * 2017-08-30 2020-04-10 五十铃自动车株式会社 Steering device
CN111032484A (en) * 2017-08-30 2020-04-17 五十铃自动车株式会社 Steering device
CN111032488A (en) * 2017-08-30 2020-04-17 五十铃自动车株式会社 Steering device

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