JP2019199089A - Steering unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ステアリング装置に関する。 The present invention relates to a steering device.
車両用のステアリング装置においては、ステアリング操作に伴うピニオン軸の回転がラック軸の往復動に変換される。通常、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は、ラック軸が、筒状のハウジングとの間に介装されたラックブッシュによって径方向に支持される。ラックブッシュはフランジを有しており、このフランジがハウジングの円周溝に挿入される。ハウジングの円周溝とラックブッシュのフランジとには、軸方向に微小隙間が存在する。そのため、ラックバーが軸方向に摺動すると、ラックブッシュが摩擦で引きずられ、微小隙間分だけ軸方向に移動して打音を発することがある。また、ラックバーが微小隙間分を移動している間、操舵の剛性感が得られない。 In a vehicle steering device, the rotation of a pinion shaft accompanying a steering operation is converted into a reciprocating motion of a rack shaft. Usually, in such a rack and pinion type steering device, the rack shaft is supported in the radial direction by a rack bush interposed between the rack shaft and the cylindrical housing. The rack bush has a flange, which is inserted into the circumferential groove of the housing. A minute gap exists in the axial direction between the circumferential groove of the housing and the flange of the rack bush. Therefore, when the rack bar slides in the axial direction, the rack bush may be dragged by friction, and may move in the axial direction by a minute gap to generate a hitting sound. Further, the steering rigidity cannot be obtained while the rack bar is moving through the minute gap.
上記問題の対策をとる先行技術として、例えば以下に示す特許文献1〜6が知られている。特許文献1のステアリング装置は、ラックブッシュの一端に環状のフランジが形成され、フランジの軸方向両方向に、Oリング等の可撓性を有する環状の可撓体が挿入されている。
特許文献2、3のラック軸支持構造は、ラックブッシュの外周に空隙を形成する凹部を形成し、空隙によって係合突部(フランジ)を径方向に弾性変形可能とし、エンドハウジングの係合溝に係合突部を圧入している。
特許文献4のラック・ピニオン式ステアリング装置は、ラックブッシュの嵌合凸部(フランジ)における軸方向端面の一方に、三角錐状のリブを設けている。
特許文献5の滑り軸受を具備した軸受機構は、滑り軸受(ブッシュ)の鍔(フランジ)に円柱状の突起を設け、ハウジングに対するラックブッシュの軸方向の移動を規制している。
特許文献6のステアリング装置は、ハウジングにおける凹部の各対向面が、凹部に挿入された凸部から離間するにつれてその内径が直線的に小さくなるように傾斜したテーパ状に形成している。各対向面でOリングを圧縮することで、Oリングがラックブッシュを径方向内側に押圧するようになっている。
For example, Patent Documents 1 to 6 shown below are known as prior arts for taking measures against the above problem. In the steering device of Patent Document 1, an annular flange is formed at one end of a rack bush, and an annular flexible body such as an O-ring is inserted in both axial directions of the flange.
In the rack shaft support structures of Patent Documents 2 and 3, a recess that forms a gap is formed on the outer periphery of the rack bush, and the engagement protrusion (flange) can be elastically deformed in the radial direction by the gap. The engagement protrusion is press-fitted into the.
In the rack and pinion type steering device of Patent Document 4, a triangular pyramid-shaped rib is provided on one of axial end surfaces of the fitting projection (flange) of the rack bush.
In the bearing mechanism including the sliding bearing of Patent Document 5, a cylindrical protrusion is provided on a flange (flange) of the sliding bearing (bush) to restrict the axial movement of the rack bush with respect to the housing.
In the steering device of Patent Document 6, each facing surface of the concave portion in the housing is formed in a tapered shape so that the inner diameter thereof becomes linearly smaller as the distance from the convex portion inserted into the concave portion increases. By compressing the O-rings at the respective opposing surfaces, the O-rings press the rack bush radially inward.
しかしながら、上記した特許文献1〜6の構成においては、ラック軸の作動によるラックブッシュの打音は抑制できるものの、組立性に関しては依然として改善の余地がある。また、ハウジングの凹部にラックブッシュのフランジが挿入されても、必ずしも十分なガ夕詰め状態とはならず、ハウジングの係合溝とラックブッシュのフランジとの間の隙間をより発生し難くしたい要請がある。 However, in the configurations of the above-described Patent Documents 1 to 6, although the rack bushing sound caused by the operation of the rack shaft can be suppressed, there is still room for improvement in terms of assembly. In addition, even if the rack bush flange is inserted into the recess of the housing, the gap is not necessarily sufficiently packed, and it is desired to make the gap between the housing engaging groove and the rack bush flange less likely to occur. There is.
そこで本発明は、組立性を向上させながら、ハウジングの係合溝とブッシュのフランジとの間の隙間をより発生し難くすることができるステアリング装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a steering device capable of making it difficult to generate a gap between an engagement groove of a housing and a flange of a bush while improving assemblability.
本発明は下記構成からなる。
ラックアンドピニオン式のステアリング装置であって、
ラック軸とピニオン軸とを収容し、前記ラック軸のラック歯と前記ピニオン軸のピニオン歯の噛み合いを保持するハウジングと、
前記ハウジングの長手方向両端部に配置され、前記ラック軸を軸方向に摺動可能に支持する筒状のラックブッシュと、
を備え、
前記ハウジングは、前記ラックブッシュに対面する内周に円周溝が形成され、
前記ラックブッシュは、軸方向に関して一方の端部から他方の端部に向けて延びる軸方向スリットと、ブッシュ外周面から径方向外側に突出する突起部とを有し、
前記突起部は、前記径方向外側への突出高さが軸方向に関して徐々に低くなる傾斜面を前記円周溝の溝開口縁に接触させ、径方向外側へ弾性付勢された状態で前記円周溝に挿入されているステアリング装置。
The present invention has the following configuration.
A rack and pinion type steering device,
A housing that accommodates the rack shaft and the pinion shaft, and holds the rack teeth of the rack shaft and the pinion teeth of the pinion shaft;
A cylindrical rack bush arranged at both longitudinal ends of the housing and supporting the rack shaft so as to be slidable in the axial direction;
With
The housing is formed with a circumferential groove on the inner periphery facing the rack bush,
The rack bush has an axial slit extending from one end to the other end in the axial direction, and a protrusion protruding radially outward from the bush outer peripheral surface,
The projecting portion has an inclined surface in which the projecting height outward in the radial direction gradually decreases with respect to the axial direction in contact with the groove opening edge of the circumferential groove, and is elastically biased outward in the radial direction. Steering device inserted in the circumferential groove.
本発明に係るステアリング装置によれば、組立性を向上させながら、ハウジングの係合溝とブッシュのフランジとの間の隙間をより発生し難くすることができる。 According to the steering device of the present invention, it is possible to make it difficult to generate a gap between the engagement groove of the housing and the flange of the bush while improving the assemblability.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
<第1構成例>
図1は本発明の実施形態を説明するための図で、第1構成例のステアリング装置の全体構成図である。
本構成のステアリング装置100は、ステアリングホイール11が接続されるステアリングシャフト13を有する。ステアリングシャフト13は、ステアリングコラム15に回転自在に保持される。ステアリングシャフト13の車両前端(図1において左端)側には、ステアリングシャフト13に操舵補助トルクを付与するウォーム減速機17と、このウォーム減速機17に操舵補助トルクを発生する電動モータ19とで構成される操舵補助機構21が連結される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
<First configuration example>
FIG. 1 is a diagram for explaining an embodiment of the present invention, and is an overall configuration diagram of a steering device of a first configuration example.
The
ウォーム減速機17の出力軸23には、自在継手25を介して中間シャフト27が連結され、この中間シャフト27が自在継手29を介してラック・ピニオン式のステアリングギヤ機構31のピニオン軸33に連結される。ステアリングギヤ機構31のラック軸(図示せず)は、タイロッド35を介して図示しない転舵輪に連結される。
An
ステアリングシャフト13は、アウターシャフト37とインナーシャフト39とを有し、アウターシャフト37の前端部とインナーシャフト39の後端部とがスプライン結合される。また、ステアリングシャフト13を挿通した筒状のステアリングコラム15は、アウターコラム43とインナーコラム45とをテレスコープ状に組み合わせてなる、所謂、コラプシブル構造とされている。
The
インナーコラム45の前端部は、ウォーム減速機17の減速機ハウジング47の後端面に固定され、インナーシャフト39が減速機ハウジング47に挿通される。このインナーシャフト39の前端部が減速機ハウジング47の前端面から突出する出力軸23に連結される。
The front end portion of the
また、ステアリングコラム15のアウターコラム43は、アッパブラケット49によって車体側部材51にチルト及びテレスコ位置調整可能に支持される。これと共に、操舵補助機構21における減速機ハウジング47は、車体側部材51に取付けられたロアブラケット53に回動自在に支持されたピボットピン55を中心として上下方向に揺動可能に支持される。
The
図2は図1のステアリングギヤ機構31の一部を拡大して示す正面図である。
ステアリングギヤ機構31は、ハウジング57の内方に、ピニオン軸33に連結されたピニオン歯59と、このピニオン歯59に噛合するラック歯61を有するラック軸63とを配設したラックアンドピニオン形式に構成される。つまり、ハウジング57は、ラック軸63とピニオン軸33とを収容し、ラック軸63のラック歯61とピニオン軸33のピニオン歯59の噛み合いを保持する。そして、ステアリングギヤ機構31は、ピニオン軸33に伝達された回転運動をラック軸63の直進運動に変換する。ここで、ラック軸63は、ハウジング57の長手方向両端部に配設されたラック軸保持用のラックブッシュ65によって軸方向に摺動自在に保持される。ラック軸63の両端は、ボールジョイント67を介してタイロッド35が連結される。
FIG. 2 is an enlarged front view showing a part of the
The
図3は図2のA部近傍の拡大図である。
ラックブッシュ65は、例えば弾性を有する合成樹脂材を射出成形することによって得られる一体成形品からなる。合成樹脂としては、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエチレン樹脂及び四ふっ化エチレン樹脂等の熱可塑性合成樹脂を好ましい例として挙げることができる。
FIG. 3 is an enlarged view of the vicinity of portion A in FIG.
The
ハウジング57は、ラックブッシュ65に対面する内周に円周溝69が形成される。円周溝69は、ハウジング57の内周に、円環状の空間を形成する。この円周溝69には、ラックブッシュ65の後述する突起部が挿入される。
The
本構成例において、ハウジング57の円周溝69は、軸方向断面が矩形状の溝で形成される。したがって、円周溝69は、円環状の空間を挟んで一対の平行な溝内壁面が対向して配置される。この円周溝69は、ハウジング57の内周との境が溝開口縁71となる。溝開口縁71は、略直角の角(エッジ)となる。ハウジング57の内周は、この溝開口縁71から円周溝69の溝底へ窪んでいる。
In this configuration example, the
図4は図3に示したラックブッシュ65の斜視図である。
ラックブッシュ65は、円筒状のブッシュ本体部73と、ブッシュ本体部73の軸方向一端に形成され、ブッシュ外周面から径方向外側に突出する複数の突起部とを有する。複数の突起部は、全体としてフランジ状に形成される。なお、突起部の軸方向端面には、樹脂成形の型からラックブッシュ65を外す際のイジェクタピンのための凹部75が形成されている。以下、これらの突起部をフランジ77と称する。フランジ77の突出先端側は、図3に示すハウジング57の円周溝69に挿入される。
4 is a perspective view of the
The
フランジ77は、軸方向両脇に、軸方向中央から軸方向両脇側に向かうにつれて径方向外側への突出高さが徐々に低くなる傾斜面79を有する。即ち、フランジ77は、ブッシュ本体部73の軸線を含む断面において、軸方向に関して、突出先端に向かって薄くなるテーパ形状で形成される。このラックブッシュ65は、フランジ77が、ハウジング57の円周溝69に径方向外側へ弾性付勢されて挿入される。
The
図5はハウジング57の円周溝69とラックブッシュ65のフランジ77との拡大断面図である。
本構成のラックブッシュ65は、フランジ77に一対の傾斜面79が形成される。なお、フランジ77の傾斜面79は、軸方向両側に形成される構成の他、軸方向のいずれか一方に形成された構成であってもよい。フランジ77の突出基端側における軸方向最大寸法Wbは、ハウジング57の円周溝69の軸方向寸法Wgよりも大きい。また、突出先端側における平坦部78(傾斜面を除く円筒面)の軸方向寸法Wtは、ハウジング57の円周溝69の軸方向寸法Wgよりも小さい。
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of the
The
また、図4に示すように、ラックブッシュ65は、軸方向に関して一方の端部から他方の端部に向けて延びる複数の軸方向スリット81を有する。軸方向スリット81は、フランジ側に開口端を有するスリットと、反フランジ側に開口端を有するスリットからなり、いずれも他方の端部がラックブッシュ65を分断させない範囲に形成される。フランジ側に開口端を有する軸方向スリット81は、フランジ77を切り込んで形成される。これらの軸方向スリット81によって、ハウジング57の円周溝69にフランジ77を挿入する際、フランジ外径を容易に小さくできる。図示例の軸方向スリット81は、フランジ側に4箇所、反フランジ側に6箇所の合計10箇所に形成されるが、スリット数はこれに限定されない。
As shown in FIG. 4, the
本構成において、フランジ77は、ラックブッシュ65の軸方向スリット81が形成された部位以外の全周に形成される。なお、フランジ77は、周方向に沿って部分的に設けることもできる。その場合、フランジ77は、90°毎や120°毎のように周方同に等配されることが好ましく、スリット間の中央に設けることが更に好ましい。
In this configuration, the
軸方向スリット81により開口部分が形成されたブッシュ本体部73は、その外周上に、軸方向スリット81と交叉するように複数(図例では2つ)の周溝83が形成される。周溝83には、弾性リングであるOリング85がそれぞれ装着される。Oリング85は、ブッシュ外周から径方向外側に突出して設けられ、ハウジング57のブッシュ本体部73が収容される内周面に当接する。Oリング85は、フランジ77とは軸方向にオフセットした位置に設けられている。Oリング85を形成する弾性材料としては、天然ゴム、合成ゴム、弾性を有する熱可塑性合成樹脂、例えばポリエステルエラストマーのいずれであってもよい。
A plurality of (two in the illustrated example)
周溝83にOリング85を装着したラックブッシュ65は、ハウジング57の内周面にOリング85を介して圧入される。ラックブッシュ65は、ハウジング57に圧入されると、Oリング85を介して径方向内側に押圧され、軸方向スリット81同士の間隔が狭められてブッシュ内径が小さくなる。これにより、ラックブッシュ65は、ラック軸63の外径面との隙間がなくなる。
The
次に、上記第1構成例のラックブッシュ65のステアリングギヤ機構31への組立手順を説明する。
ステアリングギヤ機構31を組立てるには、まず、ハウジング57にピニオン軸33やラック軸63を装着していない状態で、ハウジング57の端面側からラックブッシュ65をフランジ77の非形成側となる軸方向端面から挿入する。ラックブッシュ65は、所定の治具を利用してフランジ77の外周面を径方向内側に圧縮させた状態で挿入される。その後、フランジ77とハウジング57の円周溝69とが一致する位置で治具を外し、フランジ77をその弾性によって拡径させる。これにより、フランジ77を円周溝69に嵌合させる。
Next, a procedure for assembling the
To assemble the
次に、ラックブッシュ65の円筒部の内周面にラック軸63を挿通させて、ラック軸63をラックブッシュ65の内周面に摺接させた状態で保持する。その後、ボールジョイント67を構成する一対のソケットをラック軸63に装着して、ラック軸63を、ラックブッシュ65を介してハウジング57に摺動自在に保持させる。そして、ラック軸63にボールジョイント67を介してタイロッド35を連結する。
Next, the
次いで、ハウジング57にピニオン軸33を装着して、ピニオン軸33に形成されたピニオン歯59をラック軸63のラック歯61に噛合させる。そして、ピニオン軸33を、自在継手29を介してステアリングコラム15及び操舵補助機構21が連結された中間シャフト27に連結する。これにより、ラック・ピニオン式のステアリング装置100の組立が完了する。なお、ボールジョイント67のソケットのラック軸63への取り付けは、ハウジング57にピニオン軸33を装着した後に行ってもよい。
Next, the
この状態で、ステアリングホイール11を操舵することにより、ステアリングホイール11に伝達された操舵トルクがステアリングシャフト13を介して操舵補助機構21に伝達される。そして、操舵補助機構21に配設された操舵トルクセンサ(図示せず)により操舵トルクが検出される。次いで、制御装置(図示せず)により、操舵トルクと車速センサ(図示せず)で検出した車速とに基づいて操舵補助電流指令値が算出され、この操舵補助電流指令値に基づいて、電動モータ19が駆動制御される。これにより、電動モータ19から操舵トルクに応じた操舵補助トルクが発生し、この発生した操舵補助トルクは、ウォーム減速機17で減速されてステアリングシャフト13に伝達される。
By steering the
ステアリングシャフト13に伝達された操舵トルク及び操舵補助トルクは、中間シャフト27を介してステアリングギヤ機構31のピニオン軸33に伝達される。ピニオン軸33は、ピニオン歯59がラック軸63のラック歯61と噛合しており、伝達されたトルクがラック軸63に伝達され、ラック軸63が軸方向に移動される。
The steering torque and steering assist torque transmitted to the steering
このようにラック軸63が軸方向に移動すると、ラック軸63にボールジョイント67を介して連結されているタイロッド35も軸方向に移動し、これに応じて転舵輪(図示せず)が転舵されて、車両が旋回走行される。
When the
ラック軸63が軸方向に移動する際、ラック軸63はラックブッシュ65の内周面に摺動自在に保持されている。そのため、ラック軸63と、ラックブッシュ65の内周面との間の摩擦力によって、ラックブッシュ65にもラック軸63を移動させる荷重が伝達される。
When the
次に、上記構成のラックブッシュ65の作用を説明する。
図6(A)はラック軸63が軸方向一方に移動する際の動作説明図、(B)はラック軸63が軸方向他方に移動する際の動作説明図である。
ここで、フランジ77がハウジング57の溝開口縁71から受ける力をF1、フランジ77が弾性復元力により拡径する力をF2とする。ラック軸63が軸方向一方に移動する際にラックブッシュ65が摩擦により牽引される力をF3、ラック軸63が軸方向他方に移動する際にラックブッシュ65が摩擦により牽引される力をF4とする。ラック軸63の移動によりラックブッシュ65が軸方向の力を受けると、軸方向の力が作用する側の傾斜面79が、溝開口縁71からの反力を受け、ラックブッシュ65の軸方向移動を規制することになる。
Next, the operation of the
6A is an operation explanatory diagram when the
Here, the force that the
特に、フランジ77の軸方向両側に傾斜面79が形成された場合には、溝開口縁71からの反力はバランスよく発生し、F3、F4の負荷により軸方向に隙間が生じようとすると、F2の力によって阻止される。つまり、円周溝69とフランジ77との間には、軸方向隙間がより発生し難くなる。これによれば、ラックブッシュ65は、軸方向の力が作用する側の傾斜面79と、溝開口縁71との間における、隙間による打音の発生を抑制できる。
In particular, when the
また、ラックブッシュ65は、ハウジング57への装着時、フランジ77を円周溝69に挿入すれば、フランジ77の軸方向両脇側の傾斜面79が、溝開口縁71に当接状態となる。そのため、単に装着するのみの簡単な組付け作業で、ガ夕詰めを実現できる。即ち、ラックブッシュ65のステアリングギヤ機構31への組立性が良好となる。また、フランジ77の傾斜面79を弾性付勢した状態で円周溝69に接触(弾接)させるので、フランジ77や円周溝69の製造公差を緩和でき、製造コストを低減できる。
Further, when the
そして、本構成のラックブッシュ65は、合成樹脂材料により形成されるため、ラックブッシュ65自体に良好な弾性を付与できる。これにより、フランジ77に良好な弾性復元力を付与して、円周溝69との間のガ夕詰め作用を高められる。
And since the
円周溝69は、軸方向断面が矩形状となるので、溝開口縁71が円環状の角となる。また、フランジ77は、前述したように、突出先端側の平坦部78の軸方向寸法Wtと、突出基端側の軸方向最大寸法Wbと、円周溝69の軸方向寸法Wgとの関係が、Wt<Wg<Wbとなっている。そのため、溝開口縁71の角に傾斜面79を安定して当接させることができ、フランジ77の突出先端側の平坦部78が、円周溝69の溝底や溝内壁面等に干渉することを確実に防止できる。
Since the
上記のように、フランジ77は、ハウジング57の円周溝69に、径方向外側へ弾性付勢されて挿入されると、軸方向両脇側の傾斜面79が、円周溝69の溝開口縁71に当接した状態となる。これにより、ラックブッシュ65の軸方向移動が規制され、ラックブッシュ65は、軸方向に移動可能な隙間を生じることがなくなる。
As described above, when the
更に、ラックブッシュ65は、Oリング85の弾性反発力によってもハウジング57の内周面に予圧保持される。これによって、ラックブッシュ65の径方向に関する隙間の発生を抑制し、径方向のガ夕詰めができる。
Further, the
即ち、ラックブッシュ65は、傾斜面79と溝開口縁71との間に作用する反力により径方向隙間をなくす作用と、Oリング85により径方向隙間をなくす作用とが協働して、ラックブッシュ65の軸方向全域で径方向の隙間を詰めることができる。また、フランジ77による軸方向のガタ詰め部と、Oリング85による径方向のガ夕詰め部との位置が、軸方向にずれて配置されているので、ラックブッシュ65が衝撃荷重を受けた場合にも、それぞれの機能に影響が及び難くなる。
That is, the
なお、上記したガタ詰めの効果は、フランジ77の傾斜面79が軸方向片側に形成された構成よりも、軸方向両側に形成された構成の方が顕著に得られる。また、傾斜面79が軸方向両側に形成された場合には、打音発生の防止効果を軸方向片側にのみ形成された場合よりも高めることができる。
In addition, the effect of the above-described backlash filling is more conspicuous in the configuration in which the
<第2構成例>
次に、本発明のステアリング装置の第2構成例を説明する。
図7は第2構成例のラックブッシュ87を備えるステアリング装置の要部拡大断面図である。なお、以下の説明においては、図1〜図6に示した部材や部位と同一の部材や部位については同一の符号を付与することで、重複する説明は省略又は簡略化する。
<Second configuration example>
Next, a second configuration example of the steering device of the present invention will be described.
FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of a main part of a steering apparatus including the
本構成のステアリング装置200は、ラックブッシュ87のフランジ89に、径方向スリット91を有する。径方向スリット91は、軸方向中央部に径方向内側へ窪み、周方向に沿って形成される。
The
図8は図7に示したラックブッシュ87の斜視図である。
径方向スリット91は、フランジ89が軸方向スリット81により分断されて形成されたブッシュ本体部73のスリット内壁面で開口する。フランジ89は、この径方向スリット91により、径方向スリット91を挟んで一対の対向壁部93が対峙する。それぞれの対向壁部93の径方向スリット91と反対側の面は、前述した傾斜面79となっている。フランジ89は、径方向スリット91が形成されていることにより、一対の対向壁部93が、径方向スリット91の内側に向かって、つまり、相互に接近する方向に僅かに弾性変形可能となっている。
FIG. 8 is a perspective view of the
The radial slit 91 opens at the slit inner wall surface of the bush
次に、上記した構成の作用を説明する。
図9は図8に示したラックブッシュ87の径方向スリット91を挟む対向壁部93の動作説明図である。
このステアリング装置200では、フランジ89が円周溝69に弾性付勢されて挿入されると、軸方向両脇側の傾斜面79が溝開口縁71から反力を受ける。フランジ89は、この反力により、径方向スリット91を隔てて対峙する両側の対向壁部93が、図9に示すように、径方向スリット91の内側に倒れて僅かに弾性変形する。このため、フランジ89は、対向壁部93の弾性復元力によって、円周溝69との間における軸方向の隙間の発生が更に抑制される。これにより、更に確実なガ夕詰めを実現できる。
Next, the operation of the above configuration will be described.
FIG. 9 is an operation explanatory view of the opposing
In the
また、フランジ89がテーパ状である場合、ハウジング57の円周溝69の溝開口縁71と、フランジ89の傾斜面79との当たり方で、ラックブッシュ87は、フランジ89の内径側の寸法が敏感に変化する。このため、ブッシュ内径とラック外径との当たり方が変化し、ラック摺動力が敏感に変化する可能性がある。溝開口縁71と傾斜面79との当たり位置によっては、ラックブッシュ87が軸方向から傾く可能性もある。しかし、本構成のステアリング装置200によれば、そのような場合でも、径方向スリット91により対向壁部93が弾性変形し易くなることにより、ラックブッシュ87の傾きや、ラック摺動力の変化をより確実に抑制できる。
Further, when the
<第3構成例>
次に、ステアリング装置の第3構成例を説明する。
図10は第3構成例のラックブッシュ95を備えるステアリング装置の要部拡大断面図である。
本構成のステアリング装置300は、ラックブッシュ95の内周面に大径部97を有する。大径部97は、ラックブッシュ95のフランジ89が形成された軸方向領域に、他の内周面よりも大径に形成される。即ち、フランジ89の内径側である裏側は、大径部97によって径方向に薄肉化されている。
<Third configuration example>
Next, a third configuration example of the steering device will be described.
FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view of a main part of a steering apparatus including the
The
図11は図10に示したラックブッシュ95の斜視図である。
ラックブッシュ95の内周面は、大径部97が形成されることにより、フランジ89の設けられた軸方向一端側が、半径方向内外(図11中の矢印P方向に)に変形し易くなる。本構成では、フランジ89が、軸方向スリット81により周方向に分断されているので、フランジ89は、一対の隣接する軸方向スリット81に挟まれた円弧状の分割円筒壁部が半径方向内外に変位し易くなっている。
FIG. 11 is a perspective view of the
By forming the
図12は図11に示したラックブッシュ95のB−B断面図である。
ラックブッシュ95は、内周面に大径部97が設けられることにより、ラック軸63に接する内周面との間に段差が形成される。この段差は、ラック軸63に外挿されたラックブッシュ95の大径部97との間に、空隙dを形成する。ラックブッシュ95は、この空隙dにより、フランジ89を円周溝69(図10参照)に弾性付勢する予圧力を十分に確保できる。ラックブッシュ95は、この予圧力によって、フランジ89がハウジング57の円周溝69に圧入され、主に軸方向にガタ詰めされる。また、この空隙dは、所謂、逃げ部となる。逃げ部となった空隙dは、フランジ89の圧入反力を弱めて撓み易くしている。これにより、ラックブッシュ95のステアリングギヤ機構への組立性がより良好となる。
12 is a cross-sectional view of the
The
また、Oリング85とフランジ89は、互いに軸方向へオフセットして配置されるので、ラックブッシュ一端側のフランジ89に作用する反力は、フランジ89を縮径させ、他端側のブッシュ本体部73の端部を拡径させる。そのため、ブッシュ本体部73の端部では、ラックブッシュ95とハウジング57との間の径方向隙間が狭くなり、径方向のガタ詰め効果が高まると共に、ラックブッシュ95とラック軸63との間の径方向隙間が広がり、ラック軸63とラックブッシュ95との接触圧力が低下して、ラック軸63の摺動力が低減する。更に、空隙dの存在によって、ラック軸63とラックブッシュ95との接触面積が少なくなるため、これによってもラック軸63の摺動抵抗が低減する。
Further, since the O-
上記構成のステアリング装置300によれば、ラックブッシュ95が、フランジ89が設けられている軸方向領域に、内周面を拡径させた大径部97を有する。そのため、ラックブッシュ95は、大径部97とラック軸63の外周面との間に空隙dが形成され、フランジ89が、円周溝69から離反する方向(径方向内側)の変位を許容する。よって、ラックブッシュ95は、ハウジング57への組付け時、フランジ89を空隙dへ変位させて、組付けし易く、つまり、挿入抵抗を小さくして組付けできる。これに加え、空隙dの分を変位させた状態でフランジ89を溝開口縁71(図6(A),(B)参照)に当接させることで、弾性復元力を生じさせてフランジ89を弾性付勢できる。その結果、径方向と軸方向の双方のガ夕詰めがより高精度で実現可能となる。
According to the
また、フランジ89の傾斜面79が円周溝69に当接する構成では、フランジ89の裏側の内径寸法管理が難しい。ラックブッシュ95は、内周面に大径部97を設けることにより、逃げ部が形成されるため、フランジ89の裏側部分の内径がラック軸63と過度に強く当接して摺動することがなくなる。これにより、本構成のラックブッシュ95を備えたステアリング装置300によれば、ラック摺動力をより安定させることができる。
Further, in the configuration in which the
上記した各構成のステアリング装置によれば、組立性を向上させながら、ハウジングの円周溝(係合溝)と、ラックブッシュのフランジとの間の隙間を、より発生し難くすることができる。 According to the steering device having each configuration described above, a gap between the circumferential groove (engagement groove) of the housing and the flange of the rack bush can be made less likely to be generated while improving assemblability.
このように、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、実施形態の各構成を相互に組み合わせることや、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。 As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and those skilled in the art can make changes and applications based on combinations of the configurations of the embodiments, descriptions in the specification, and well-known techniques. This is also the scope of the present invention, and is included in the scope of seeking protection.
例えば上記の構成例では、複数の軸方向スリットが設けられる場合を例に説明したが、軸方向スリットは少なくとも一つが設けられればよい。 For example, in the above configuration example, the case where a plurality of axial slits are provided has been described as an example, but it is sufficient that at least one axial slit is provided.
以上の通り、本明細書には次の事項が開示されている。
(1) ラックアンドピニオン式のステアリング装置であって、ラック軸とピニオン軸とを収容し、前記ラック軸のラック歯と前記ピニオン軸のピニオン歯の噛み合いを保持するハウジングと、前記ハウジングの長手方向両端部に配置され、前記ラック軸を軸方向に摺動可能に支持する筒状のラックブッシュと、を備え、前記ハウジングは、前記ラックブッシュに対面する内周に円周溝が形成され、前記ラックブッシュは、軸方向に関して一方の端部から他方の端部に向けて延びる軸方向スリットと、ブッシュ外周面から径方向外側に突出する突起部とを有し、前記突起部は、前記径方向外側への突出高さが軸方向に関して徐々に低くなる傾斜面を前記円周溝の溝開口縁に接触させ、径方向外側へ弾性付勢された状態で前記円周溝に挿入されているステアリング装置。
このステアリング装置によれば、ラックブッシュの突起部に傾斜面が形成され、この傾斜面が円周溝の溝開口縁に接触しながら、突起部が径方向外側へ弾性付勢されて、ハウジングの円周溝に挿入される。したがって、突起部の傾斜面が円周溝の溝開口縁に当接することで、ラックブッシュは、ハウジングとの間で軸方向移動が可能となる隙間を生じることながない。即ち、ラックブッシュは、ハウジングに対して確実に軸方向にガ夕詰めされる。また、ラックブッシュは、ハウジングへの装着時、突起部を円周溝に挿入すれば、突起部の傾斜面が溝開口縁に当接状態となるので、装着するのみの簡単な組付け作業で、確実なガ夕詰めが実現する。即ち、組立性が良好となる。
As described above, the following items are disclosed in this specification.
(1) A rack-and-pinion type steering device that houses a rack shaft and a pinion shaft and holds the mesh of the rack teeth of the rack shaft and the pinion teeth of the pinion shaft, and the longitudinal direction of the housing A cylindrical rack bush arranged at both ends and supporting the rack shaft so as to be slidable in the axial direction, and the housing has a circumferential groove formed on an inner periphery thereof facing the rack bush, The rack bush has an axial slit extending from one end portion toward the other end portion with respect to the axial direction, and a protruding portion protruding radially outward from the outer peripheral surface of the bush, and the protruding portion is the radial direction An inclined surface whose outward projecting height gradually decreases in the axial direction is brought into contact with the groove opening edge of the circumferential groove, and is inserted into the circumferential groove in a state of being elastically biased radially outward. Steering device.
According to this steering apparatus, the inclined surface is formed on the protrusion of the rack bush, and the protrusion is elastically biased radially outward while the inclined surface is in contact with the groove opening edge of the circumferential groove. Inserted into the circumferential groove. Therefore, the rack bush does not generate a gap that allows the rack bush to move in the axial direction because the inclined surface of the protrusion comes into contact with the groove opening edge of the circumferential groove. That is, the rack bushing is securely packed in the axial direction with respect to the housing. In addition, when the rack bush is mounted on the housing, if the protrusion is inserted into the circumferential groove, the inclined surface of the protrusion will be in contact with the groove opening edge. Realize a reliable packing. That is, the assemblability is improved.
(2) 前記突起部の傾斜面は、軸方向中央部から軸方向両脇側に向かうにつれて前記突出高さが低くなる一対の傾斜面である(1)に記載のステアリング装置。
このステアリング装置によれば、突起部に一対の傾斜面が形成されるため、双方の傾斜面に円周溝の溝開口縁が均等に当接し、溝開口縁からの反力がバランスよく発生する。これにより、円周溝と突起部との間に、軸方向隙間がより発生し難くなる。
(2) The steering device according to (1), wherein the inclined surfaces of the protrusions are a pair of inclined surfaces in which the protrusion height decreases from an axially central portion toward both axial sides.
According to this steering apparatus, since the pair of inclined surfaces are formed on the protrusion, the groove opening edge of the circumferential groove is in contact with both inclined surfaces uniformly, and the reaction force from the groove opening edge is generated in a balanced manner. . As a result, an axial gap is less likely to occur between the circumferential groove and the protrusion.
(3) 前記突起部は、軸方向中央部に径方向内側へ窪む径方向スリットが周方向に沿って形成された(1)又は(2)のステアリング装置。
このステアリング装置によれば、突起部は、円周溝に弾性付勢されて挿入されると、軸方向両脇側の傾斜面が溝開口縁から反力を受ける。突起部は、この反力により、径方向スリットを隔てて対峙する両側の対向壁部が径方向スリット側に僅かに弾性変形する。このため、突起部は、対向壁部の弾性復元力によって、円周溝との間における軸方向の隙間の発生が更に抑制される。これにより、更に確実なガ夕詰めがなされる。
(3) The steering device according to (1) or (2), wherein the protrusion includes a radial slit that is recessed radially inward at a central portion in an axial direction along the circumferential direction.
According to this steering device, when the protrusion is inserted while being elastically biased into the circumferential groove, the inclined surfaces on both sides in the axial direction receive reaction force from the groove opening edge. Due to this reaction force, the opposing wall portions on both sides facing each other across the radial slit are slightly elastically deformed toward the radial slit. For this reason, generation | occurrence | production of the axial clearance gap between a protrusion part and a circumferential groove is further suppressed by the elastic restoring force of an opposing wall part. As a result, more reliable filling is achieved.
(4) 前記ラックブッシュは、前記突起部が形成された軸方向領域の内周面に、他の内周面よりも大径な大径部を有する(1)〜(3)のいずれか一つのステアリング装置。
このステアリング装置によれば、ラックブッシュは、突起部が設けられている軸方向領域に、内周面を拡径させた大径部を有する。したがって、ラックブッシュは、大径部とラック軸の外周面との間に、空隙が設けられることになる。この空隙は、突起部が、円周溝から離反する径方向内側への変位を許容する。このため、ラックブッシュは、ハウジングへの組付け時、突起部を空隙側へ変位させて、組付けし易く、つまり、挿入抵抗を小さくして組付けできる。これに加え、空隙に変位した状態で突起部を溝開口縁に当接することで、より大きな弾性復元力を生じさせて突起部を弾性付勢することができる。その結果、径方向と軸方向の双方のガ夕詰めが可能となる。
(4) The rack bush has any one of (1) to (3) having a large-diameter portion that is larger in diameter than other inner peripheral surfaces on the inner peripheral surface of the axial region where the protrusions are formed. Steering device.
According to this steering device, the rack bush has a large-diameter portion in which the inner peripheral surface is expanded in the axial region where the protrusion is provided. Therefore, the rack bush is provided with a gap between the large diameter portion and the outer peripheral surface of the rack shaft. This gap allows the protrusion to displace radially inwardly away from the circumferential groove. For this reason, the rack bush can be easily assembled by displacing the protruding portion toward the gap when assembled to the housing, that is, the rack bush can be assembled with a small insertion resistance. In addition to this, when the protrusion is brought into contact with the groove opening edge while being displaced into the gap, a larger elastic restoring force can be generated to elastically bias the protrusion. As a result, both radial and axial corrections are possible.
(5) 前記ラックブッシュは、合成樹脂材料からなる(1)〜(4)のいずれか一つのステアリング装置。
このステアリング装置によれば、ラックブッシュを合成樹脂材料により形成することによって、ラックブッシュに良好な弾性を付与することができる。これにより、突起部に良好な弾性復元力を付与して、円周溝との間のガ夕詰め作用を高めることができる。
(5) The rack bush according to any one of (1) to (4), which is made of a synthetic resin material.
According to this steering device, the rack bush can be made of a synthetic resin material, whereby good elasticity can be imparted to the rack bush. Thereby, a favorable elastic restoring force can be imparted to the projecting portion, and the gathering action between the circumferential grooves can be enhanced.
(6) 前記ラックブッシュは、ブッシュ外周から径方向外側に突出して設けられ、前記ハウジングの内周面に当接する弾性リングを有する(1)〜(5)のいずれか一つのステアリング装置。
このステアリング装置によれば、ラックブッシュは、弾性リングによってもハウジングの内周面に予圧保持される。これによって径方向のガ夕詰めもできる。また、径方向のガタ詰め部と、軸方向のガ夕詰め部との位置が、軸方向でずれているので、衝撃荷重を受けた場合にもそれぞれの機能に影響を及ぼし難くできる。
(6) The steering device according to any one of (1) to (5), wherein the rack bush includes an elastic ring that protrudes radially outward from the outer periphery of the bush and contacts the inner peripheral surface of the housing.
According to this steering apparatus, the rack bush is preloaded on the inner peripheral surface of the housing also by the elastic ring. In this way, radial radial packing can be performed. Further, since the positions of the radial backlash filling portion and the axial backlash filling portion are shifted in the axial direction, even when an impact load is applied, the respective functions can be hardly affected.
(7) 前記ハウジングの前記円周溝は、軸方向断面が矩形状の溝である(1)〜(6)のいずれか一つのステアリング装置。
このステアリング装置によれば、円周溝の軸方向断面が矩形状となるので、溝開口縁が環状の角となる。突起部は、この角に傾斜面を安定して当接させることができ、フランジの他の部位が円周溝の溝底等に干渉しないようにできる。
(7) The steering device according to any one of (1) to (6), wherein the circumferential groove of the housing is a groove having a rectangular cross section in the axial direction.
According to this steering device, the circumferential cross-section of the circumferential groove is rectangular, so that the groove opening edge is an annular corner. The protrusion can stably abut the inclined surface at this corner, and the other part of the flange can be prevented from interfering with the groove bottom of the circumferential groove.
(8) 前記突起部の前記傾斜面が、前記ハウジングの前記円周溝の溝開口縁に接触して前記ラックブッシュの軸方向移動が規制される(1)〜(7)のいずれか一つのステアリング装置。
このステアリング装置によれば、ラック軸の摺動によりラックブッシュが軸方向の力を受けると、軸方向力が作用する側の突起部の面が、円周溝の軸方向内側の溝開口縁から反力を受ける。その際、ラックブッシュは、突起部の傾斜面と溝開口縁との接触状態が、径方向外側への弾性力によって維持される。これにより、ラックブッシュの軸方向移動が規制される。よって、軸方向力の非作用側の突起部の面と溝開口縁との間に、打音の発生要因となる隙間を発生させることがない。また、ラックブッシュは、ハウジングへの装着時、突起部を円周溝に挿入すれば、突起部の傾斜面が、溝開口縁に当接状態となるので、装着するのみの簡単な組付け作業で、ガ夕詰めが実現する。
(8) Any one of (1) to (7), wherein the inclined surface of the protrusion is in contact with a groove opening edge of the circumferential groove of the housing to restrict axial movement of the rack bush. Steering device.
According to this steering device, when the rack bush receives an axial force due to the sliding of the rack shaft, the surface of the protruding portion on the side on which the axial force acts acts from the groove opening edge on the axially inner side of the circumferential groove. Receive reaction force. At that time, in the rack bush, the contact state between the inclined surface of the protrusion and the groove opening edge is maintained by the elastic force radially outward. Thereby, the axial movement of the rack bush is restricted. Therefore, a gap that causes a hitting sound is not generated between the surface of the protrusion on the non-acting side of the axial force and the groove opening edge. In addition, when the rack bush is mounted on the housing, if the protrusion is inserted into the circumferential groove, the inclined surface of the protrusion will be in contact with the groove opening edge. This will make it easier.
33 ピニオン軸
57 ハウジング
59 ピニオン歯
61 ラック歯
63 ラック軸
65 ラックブッシュ
69 円周溝
71 溝開口縁
77 フランジ(突起部)
79 傾斜面
81 軸方向スリット
85 Oリング(弾性リング)
87 ラックブッシュ
89 フランジ(突起部)
91 径方向スリット
95 ラックブッシュ
97 大径部
100 ステアリング装置
200 ステアリング装置
300 ステアリング装置
33
79
87
91 Radial slit 95
Claims (8)
ラック軸とピニオン軸とを収容し、前記ラック軸のラック歯と前記ピニオン軸のピニオン歯の噛み合いを保持するハウジングと、
前記ハウジングの長手方向両端部に配置され、前記ラック軸を軸方向に摺動可能に支持する筒状のラックブッシュと、
を備え、
前記ハウジングは、前記ラックブッシュに対面する内周に円周溝が形成され、
前記ラックブッシュは、軸方向に関して一方の端部から他方の端部に向けて延びる軸方向スリットと、ブッシュ外周面から径方向外側に突出する突起部とを有し、
前記突起部は、前記径方向外側への突出高さが軸方向に関して徐々に低くなる傾斜面を前記円周溝の溝開口縁に接触させ、径方向外側へ弾性付勢された状態で前記円周溝に挿入されているステアリング装置。 A rack and pinion type steering device,
A housing that accommodates the rack shaft and the pinion shaft, and holds the rack teeth of the rack shaft and the pinion teeth of the pinion shaft;
A cylindrical rack bush disposed at both longitudinal ends of the housing and supporting the rack shaft so as to be slidable in the axial direction;
With
The housing is formed with a circumferential groove on the inner periphery facing the rack bush,
The rack bush has an axial slit extending from one end portion to the other end portion in the axial direction, and a protrusion protruding radially outward from the outer peripheral surface of the bush,
The projecting portion has an inclined surface in which the projecting height outward in the radial direction gradually decreases with respect to the axial direction in contact with the groove opening edge of the circumferential groove, and is elastically biased outward in the radial direction. Steering device inserted in the circumferential groove.
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