JP2019218967A - Rack shaft, steering device and method for manufacturing rack shaft - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ラック軸、ステアリング装置、及びラック軸の製造方法に関する。 The present invention relates to a rack shaft, a steering device, and a method of manufacturing a rack shaft.
ステアリングホイールの回転を直動運動に変換するラック軸及びピニオンを備えるステアリング装置が知られている。例えば特許文献1には、ラックアンドピニオン式のステアリング装置の一例が記載されている。特許文献1に示されるように、ラック軸は、ラックガイドに支持されており、ピニオンの回転に応じて軸方向に移動する。 2. Description of the Related Art A steering device including a rack shaft and a pinion that converts rotation of a steering wheel into a linear motion is known. For example, Patent Literature 1 discloses an example of a rack and pinion type steering device. As shown in Patent Document 1, the rack shaft is supported by a rack guide, and moves in the axial direction according to the rotation of the pinion.
ところで、ラック軸を鍛造によって製造することを求められることがある。ラック軸を鍛造で製造する場合、ラック軸のラックガイドに面する部分の全体を所定の形状に形成することが難しい。このため、高い形状精度を有するラック軸を、鍛造によって製造することは容易ではない。 By the way, it may be required to manufacture the rack shaft by forging. When the rack shaft is manufactured by forging, it is difficult to form the entire portion of the rack shaft facing the rack guide into a predetermined shape. For this reason, it is not easy to manufacture a rack shaft having high shape accuracy by forging.
本開示は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、高い形状精度を有し且つ鍛造によって容易に製造できるラック軸を提供することを目的とする。 The present disclosure has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a rack shaft that has high shape accuracy and can be easily manufactured by forging.
上記の目的を達成するため、本開示の一態様のラック軸は、鍛造によって成形されるラック軸であって、前記ラック軸の軸方向に沿って配置される複数のラック歯と、前記ラック歯とは反対側に配置され且つラックガイドに保持される被ガイド部と、を備え、前記被ガイド部は、前記ラックガイドに面する表面に設けられる溝である第1凹部を備える。 In order to achieve the above object, a rack shaft according to an embodiment of the present disclosure is a rack shaft formed by forging, and a plurality of rack teeth arranged along an axial direction of the rack shaft; And a guided portion which is arranged on the opposite side to the rack guide and is held by a rack guide, wherein the guided portion includes a first concave portion which is a groove provided on a surface facing the rack guide.
これにより、ラックガイドに接する部分ではない第1凹部は、所定の形状に成形する必要がない。被ガイド部の全体を所定の形状に成形しなくてもよくなる。このため、被ガイド部において、形状精度を高くする必要のある範囲が狭くなる。その結果、ラック軸は、高い形状精度を有し且つ鍛造によって容易に製造できる。また、第1凹部に潤滑剤を充填することができる。これにより、ラック軸は、ラック軸とラックガイドとの間の摩擦抵抗の増加を抑制できる。 This eliminates the need for forming the first concave portion, which is not the portion in contact with the rack guide, into a predetermined shape. It is not necessary to form the entire guided portion into a predetermined shape. For this reason, in the guided portion, the range in which the shape accuracy needs to be high is narrowed. As a result, the rack shaft has high shape accuracy and can be easily manufactured by forging. Further, the first concave portion can be filled with a lubricant. Thus, the rack shaft can suppress an increase in frictional resistance between the rack shaft and the rack guide.
上記のラック軸の望ましい態様として、前記被ガイド部は、前記第1凹部の縁に配置される曲面状の表面である第1曲面を備える。これにより、ラック軸の移動が滑らかになる。 As a desirable mode of the above-mentioned rack axis, the guided part is provided with the 1st curved surface which is the curved surface arranged at the edge of the 1st crevice. Thereby, the movement of the rack shaft becomes smooth.
上記のラック軸の望ましい態様として、前記被ガイド部は、前記ラックガイドに接する曲面状の表面である第2曲面を備え、前記軸方向に対して直交する平面で前記ラック軸を切った断面において、前記第1曲面は、前記第2曲面が描く円の内側に配置される。これにより、第1凹部の周辺部とラックガイドとの接触が抑制されるので、ラック軸の支持性が向上する。 As a desirable mode of the above-mentioned rack axis, the above-mentioned guided part is provided with the 2nd curved surface which is a curved surface in contact with the above-mentioned rack guide. The first curved surface is disposed inside a circle drawn by the second curved surface. This suppresses the contact between the periphery of the first recess and the rack guide, thereby improving the supportability of the rack shaft.
上記のラック軸の望ましい態様として、前記被ガイド部は、前記第1凹部の底面に設けられる第2凹部を備える。これにより、充填できる潤滑剤の量を増加させることができる。 As a preferable aspect of the rack shaft, the guided portion includes a second concave portion provided on a bottom surface of the first concave portion. Thereby, the amount of the lubricant that can be filled can be increased.
上記のラック軸の望ましい態様として、前記被ガイド部は、複数の前記第1凹部を備える。これにより、必要な部分にだけ第1凹部を設けることが可能となる。 As a desirable mode of the above-mentioned rack axis, the above-mentioned guided part is provided with a plurality of above-mentioned 1st crevice. Thereby, it is possible to provide the first concave portion only in a necessary portion.
上記のラック軸の望ましい態様として、1つの前記第1凹部の深さは、他の前記第1凹部の深さとは異なる。これにより、潤滑剤がより多く必要な部分に、深い第1凹部を配置することによって、ラック軸とラックガイドとの間の摩擦抵抗の増加をより抑制できる。 As a desirable mode of the above-mentioned rack shaft, the depth of one of the first concave portions is different from the depth of the other of the first concave portions. Thus, by arranging the deep first concave portion in a portion requiring more lubricant, it is possible to further suppress an increase in frictional resistance between the rack shaft and the rack guide.
上記の目的を達成するため、本開示の一態様のステアリング装置は、上記のラック軸と、前記ラック軸を支持するラックガイドと、を備える。これにより、ラック軸が高い形状精度を有するので、ステアリング装置は、ラック軸で生じる振動を低減できる。 In order to achieve the above object, a steering device according to one embodiment of the present disclosure includes the rack shaft described above, and a rack guide that supports the rack shaft. Accordingly, the rack shaft has a high shape accuracy, so that the steering device can reduce vibration generated in the rack shaft.
上記のステアリング装置の望ましい態様として、前記ラックガイドは、前記被ガイド部に面する表面である凹曲面を備え、前記第1凹部は、前記凹曲面の底に面するように配置される。これにより、ラックガイドが摩耗した場合でも、ラック軸のラックガイドとの接触位置は、第1凹部よりも凹曲面の底側に近付かなくなる。このため、ラック軸がラックガイドから受ける幅方向の分力が所定値以上に保持されるので、ラック軸の支持性が保たれる。 As a desirable mode of the above-mentioned steering device, the rack guide has a concave curved surface which is a surface facing the guided portion, and the first concave portion is arranged so as to face a bottom of the concave curved surface. Thereby, even when the rack guide is worn, the contact position of the rack shaft with the rack guide does not approach the bottom side of the concave curved surface more than the first concave portion. For this reason, since the component force in the width direction that the rack shaft receives from the rack guide is maintained at a predetermined value or more, the supportability of the rack shaft is maintained.
上記のステアリング装置の望ましい態様として、前記第1凹部は、前記ラック軸が中立位置にある時に前記ラックガイドに面するように配置される。これにより、ラック軸のうちラックガイドとの接触頻度の高い部分に第1凹部が配置されることになる。したがって、ステアリング装置は、ラック軸で生じる振動をより低減できる。 As a desirable mode of the steering device described above, the first recess is arranged so as to face the rack guide when the rack shaft is at a neutral position. Thus, the first concave portion is arranged in a portion of the rack shaft where the frequency of contact with the rack guide is high. Therefore, the steering device can further reduce the vibration generated in the rack shaft.
上記の目的を達成するため、本開示の一態様のラック軸の製造方法は、ラック軸の軸方向に沿って配置される複数のラック歯と、前記ラック歯とは反対側に配置され且つラックガイドに保持される被ガイド部と、を備えるラック軸の製造方法であって、前記被ガイド部は、前記ラックガイドに面する表面に設けられる溝である第1凹部を備え、前記ラック歯と、前記第1凹部と、を鍛造によって成形するステップを備える。 In order to achieve the above object, a method of manufacturing a rack shaft according to an embodiment of the present disclosure is directed to a method of manufacturing a rack shaft, the method comprising: a plurality of rack teeth arranged along an axial direction of a rack shaft; A method of manufacturing a rack shaft, comprising: a guided portion held by a guide, wherein the guided portion includes a first concave portion which is a groove provided on a surface facing the rack guide; , And the first concave portion are formed by forging.
これにより、ラックガイドに接する部分ではない第1凹部は、所定の形状に成形する必要がない。被ガイド部の全体を所定の形状に成形しなくてもよくなる。このため、被ガイド部において、形状精度を高くする必要のある範囲が狭くなる。その結果、ラック軸の製造方法によれば、高い形状精度を有するラック軸を鍛造によって容易に製造できる。 This eliminates the need for forming the first concave portion, which is not the portion in contact with the rack guide, into a predetermined shape. It is not necessary to form the entire guided portion into a predetermined shape. For this reason, in the guided portion, the range in which the shape accuracy needs to be high is narrowed. As a result, according to the rack shaft manufacturing method, a rack shaft having high shape accuracy can be easily manufactured by forging.
本開示のラック軸は、高い形状精度を有し且つ鍛造によって容易に製造できる。 The rack shaft of the present disclosure has high shape accuracy and can be easily manufactured by forging.
以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の発明を実施するための形態(以下、実施形態という)により本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited by the following embodiments for carrying out the invention (hereinafter, referred to as embodiments). The components in the following embodiments include those that can be easily assumed by those skilled in the art, those that are substantially the same, and those that are in a so-called equivalent range. Furthermore, components disclosed in the following embodiments can be appropriately combined.
(実施形態)
図1は、本実施形態のステアリング装置の模式図である。図2は、本実施形態のステアリングギアユニットの正面図である。図3は、図2のA−A断面図である。図1に示すように、ステアリング装置80は、ステアリングホイール81と、ステアリングシャフト82と、ユニバーサルジョイント84と、ロアシャフト85と、ユニバーサルジョイント86と、ピニオンシャフト87と、ステアリングギアユニット1と、を備える。
(Embodiment)
FIG. 1 is a schematic diagram of the steering device of the present embodiment. FIG. 2 is a front view of the steering gear unit of the present embodiment. FIG. 3 is a sectional view taken along line AA of FIG. As shown in FIG. 1, the
図1に示すように、ステアリングホイール81は、ステアリングシャフト82に連結される。ステアリングシャフト82の一端は、ステアリングホイール81に連結される。ステアリングシャフト82の他端は、ユニバーサルジョイント84に連結される。ロアシャフト85の一端は、ユニバーサルジョイント84を介してステアリングシャフト82に連結される。ロアシャフト85の他端は、ユニバーサルジョイント86を介してピニオンシャフト87に連結される。
As shown in FIG. 1, the
図1及び図3に示すように、ステアリングギアユニット1は、ピニオン3と、ラック軸4と、ラックガイド5と、ハウジング10と、ラックガイドスクリュー15と、弾性部材16と、を備える。ピニオンシャフト87は、ピニオン3に連結される。ピニオン3は、ラック軸4に噛み合う。ピニオン3が回転すると、ラック軸4が車両の車幅方向に移動する。ピニオン3及びラック軸4は、ピニオンシャフト87に伝達された回転運動を直進運動に変換する。ラック軸4は、タイロッド89に連結される。ラック軸4が移動することで車輪の角度が変化する。なお、ステアリングホイール81の操作が電気信号に変換され、電気信号によって車輪の角度が変化させられてもよい。すなわち、ステアリング装置80に、ステアバイワイヤシステムを適用してもよい。
As shown in FIGS. 1 and 3, the steering gear unit 1 includes a
図1に示すように、ステアリング装置80は、電動モータ93と、トルクセンサ94と、車速センサ95と、ECU(Electronic Control Unit)90と、を備える。電動モータ93、トルクセンサ94及び車速センサ95は、ECU90と電気的に接続される。電動モータ93は、例えばブラシレスモータであるが、ブラシ(摺動子)及びコンミテータ(整流子)を備えるモータであってもよい。トルクセンサ94は、例えばピニオン3に取り付けられている。トルクセンサ94は、ピニオン3に伝達された操舵トルクをCAN(Controller Area Network)通信によりECU90に出力する。車速センサ95は、ステアリング装置80が搭載される車体の走行速度(車速)を検出する。車速センサ95は、車体に備えられ、車速をCAN通信によりECU90に出力する。
As shown in FIG. 1, the
ECU90は、電動モータ93の動作を制御する。ECU90は、トルクセンサ94及び車速センサ95のそれぞれから信号を取得する。ECU90には、イグニッションスイッチ98がオンの状態で、電源装置99(例えば車載のバッテリ)から電力が供給される。ECU90は、操舵トルク及び車速に基づいて補助操舵指令値を算出する。ECU90は、補助操舵指令値に基づいて電動モータ93へ供給する電力値を調節する。ECU90は、電動モータ93から誘起電圧の情報又は電動モータ93に設けられたレゾルバ等から出力される情報を取得する。
The
図3に示すように、ピニオン3は、軸受11及び軸受12を介してハウジング10に支持される。ピニオン3は、複数のピニオン歯31を備える。ラックガイドスクリュー15は、ハウジング10に取り付けられる。例えば、ラックガイドスクリュー15の外周面に設けられるねじ溝が、ハウジング10の内周面に設けられるねじ溝に噛み合う。弾性部材16は、ラックガイドスクリュー15とラックガイド5との間に配置される。弾性部材16は、例えばコイルばねである。弾性部材16は、ラックガイド5をラック軸4に押し付ける。ラックガイド5は、ラック軸4を支持する。ラックガイド5は、ラック軸4をピニオン3に押し付ける。これにより、ラック軸4とピニオン3との間のバックラッシュが抑制される。
As shown in FIG. 3, the
図4は、図3のラック軸及びラックガイドの拡大図である。図5は、本実施形態のラック軸の平面図である。図6は、本実施形態のラック軸の正面図である。図7は、本実施形態のラック軸の背面図である。図8は、図7のB−B断面図である。図9は、図8の拡大図である。 FIG. 4 is an enlarged view of the rack shaft and the rack guide of FIG. FIG. 5 is a plan view of the rack shaft of the present embodiment. FIG. 6 is a front view of the rack shaft of the present embodiment. FIG. 7 is a rear view of the rack shaft of the present embodiment. FIG. 8 is a sectional view taken along the line BB of FIG. FIG. 9 is an enlarged view of FIG.
図4に示すように、ラックガイド5は、本体部51と、ガイド部53と、を備える。本体部51は、略円柱状である。本体部51は、例えば金属等で形成される。本体部51の一方の端面は、弾性部材16に接する。本体部51の他方の端面は、半円筒状に形成される。ガイド部53は、本体部51の半円筒状の端面に設けられる。ガイド部53は、例えば樹脂等で形成される。ガイド部53は、凹曲面531を備える。凹曲面531は、ラック軸4に面する表面である。図4に示すように、ラック軸4の軸方向に対して直交する平面でラックガイド5を切った断面において、凹曲面531は、例えばゴシックアーチ形状である。ゴシックアーチ形状は、2つの円弧で構成される形状である。凹曲面531は、底531aに対して対称である。以下の説明において、ラック軸4の軸方向は、単に軸方向と記載される。
As shown in FIG. 4, the
ラック軸4は、鍛造によって成形される。図4に示すように、ラック軸4は、ラック歯41と、被ガイド部42と、を備える。図3に示すように、ラック歯41は、ピニオン歯31と噛み合う。図5及び図6に示すように、複数のラック歯41は、軸方向に沿って配置される。ラック軸4は、複数のラック歯41で構成される第1グループG1、第2グループG2及び第3グループG3を備える。第1グループG1は、ラック軸4のうちラック歯41が配置される部分の中央に配置される。第1グループG1においては、比ストロークが一定となるように複数のラック歯41が配置される。比ストロークは、ピニオン3が1回転した時のラック軸4の移動量である。第2グループG2は、第1グループG1の隣りに配置される。第2グループG2においては、比ストロークが軸方向の位置によって変化するように複数のラック歯41が配置される。第3グループG3は、第2グループG2の隣りに配置される。第3グループG3においては、比ストロークが一定となるように複数のラック歯41が配置される。第3グループG3の比ストロークは、第1グループG1の比ストロークよりも大きい。比ストロークは、ラック歯41の諸元(ピッチ、形状、歯筋の傾斜角等)によって変化する。ラック歯41の諸元が一定であると、比ストロークが一定となる。軸方向の位置によってラック歯41の諸元が変化すると、比ストロークが軸方向の位置によって変化する。このように、ラック軸4には、バリアブルギアレシオが採用されている。なお、第1グループG1の比ストロークと第3グループG3の比ストロークとの大小関係は、上述した関係に限定されない。第3グループG3の比ストロークは、第1グループG1の比ストロークよりも小さくてもよい。
The
図4に示すように、被ガイド部42は、ラック歯41とは反対側に配置される。被ガイド部42は、ラックガイド5のガイド部53に保持される。被ガイド部42の一部は、ガイド部53に接する。図8に示すように、被ガイド部42は、第1凹部45と、第2凹部46と、第1曲面421と、第2曲面422と、を備える。
As shown in FIG. 4, the guided
図4に示すように、第1凹部45は、ラックガイド5に面する表面に設けられる。図4に示すように、第1凹部45は、凹曲面531の底531aに面するように配置される。図7に示すように、第1凹部45は、軸方向に沿って延びる直線状の溝である。図5から図7に示すように、軸方向の第1凹部45の長さは、軸方向の一端のラック歯41から他端のラック歯41までの距離以上である。第1凹部45は、少なくとも、ラック軸4が中立位置にある時にラックガイド5に面するように配置される。中立位置とは、ラック軸4の移動範囲の両端との中点に対応する位置である。例えば、第1凹部45には、潤滑剤としてグリースが配置される。
As shown in FIG. 4, the first
図8に示すように、第2凹部46は、第1凹部45の底面に設けられる。第2凹部46は、凹曲面531の底531aに面するように配置される。図7に示すように、第1凹部45は、軸方向に沿って延びる直線状の溝である。被ガイド部42は、複数の第2凹部46を備える。複数の第2凹部46は、軸方向に隙間を空けて並ぶ。
As shown in FIG. 8, the second
図8及び図9に示すように、第1曲面421は、第1凹部45の縁に配置される曲面状の表面である。ラック軸4が鍛造によって成形されることによって、第1曲面421が形成される。例えば、第1曲面421は、鍛造時に形成される余肉部43の表面である。余肉部43は、第1凹部45が成形される際に、材料が第1凹部45の両側に向けて押しだされることによって形成される。図9に示すように、軸方向に対して直交する断面において、第1曲面421は、第2曲面422が描く円C1の内側に配置される。
As shown in FIGS. 8 and 9, the first
第2曲面422は、ラックガイド5のガイド部53に接する曲面状の表面である。図8に示すように、軸方向に対して直交する断面において、第2曲面422は円弧である。図4に示すように、第2曲面422の曲率は、ガイド部53の凹曲面531の曲率よりも大きい。すなわち、第2曲面422の曲率半径は、凹曲面531の曲率半径よりも小さい。このため、第2曲面422と凹曲面531との接触は、線接触である。
The second
図3に示すように、弾性部材16によってラックガイド5がラック軸4に押し付けられるので、ラック軸4は、図4に示すようにガイド部53から力Fを受ける。力Fは、分力F1と、分力F2と、を含む。分力F1は、ラック軸4をピニオン3に押し付ける方向の力である。分力F2は、分力F1に対して直交する方向の力である。ラック軸4に分力F2が加わることによって、軸方向に対して直交する方向へのラック軸4の移動が規制される。ラック軸4の支持性が向上する。これにより、ラック軸4の軸方向への移動が滑らかになる。
As shown in FIG. 3, the
ラックガイド5のガイド部53には摩耗が生じる。これにより、ラック軸4のガイド部53との接触位置は、図4に示す底531aに近付いていく。ラック軸4のガイド部53との接触位置が底531aに近付くほど、分力F2が小さくなる。このため、軸方向に対して直交する方向へのラック軸4の移動が規制されにくくなる。すなわち、ラック軸4の支持性が低下する可能性がある。これに対して、本実施形態のラック軸4は、底531aに面するように配置される第1凹部45を備える。これにより、ガイド部53が摩耗した場合でも、ラック軸4のガイド部53との接触位置は、少なくとも第1凹部45よりも凹曲面531の底531a側に近付かなくなる。このため、分力F2が所定値以上に保持されるので、ラック軸4の支持性が保たれる。
The
図10は、ラック軸の製造方法を示す模式図である。ラック軸4の製造方法は、ラック歯41と、第1凹部45とを鍛造によって成形するステップを含む。図10に示すように、受け部材102に載置された円柱状の中間素材がパンチ101によって押圧されることによって、ラック歯41及び第1凹部45が同時に成形される。パンチ101は、ラック歯41に対応する形状を有する。中間素材の一部がパンチ101の形状に沿って変形することによってラック歯41が形成される。受け部材102には、第1凹部45に対応する凸部が設けられる。中間素材の一部が受け部材102の凸部に沿って変形することによって第1凹部45が形成される。例えば、鍛造は、受け部材102の形状を変えて複数回行われる。
FIG. 10 is a schematic view illustrating a method of manufacturing a rack shaft. The method of manufacturing the
1回の鍛造が終わった後、中間素材は、受け部材102から取り外される。受け部材102から突出するように設けられたノックピンと呼ばれる部材によって、中間素材が受け部材102から押し出される。例えば、ノックピンは、受け部材102の凸部から突出するように設けられる。被ガイド部42の第2凹部46は、ノックピンによって成形される。なお、第2凹部46は、必ずしもノックピンによって成形されなくてもよく、中間素材の一部が受け部材102の凸部に沿って変形することによって第1凹部45と同時に成形されてもよい。
After one forging, the intermediate material is removed from the receiving
なお、第1凹部45の形状及び配置は、上述したものに限定されない。第1凹部45は、1つでなくてもよく、2つ以上であってもよい。複数の第1凹部45は、同じ形状を有していてもよいし、異なる形状を有していてもよい。
The shape and arrangement of the first
ラックガイド5は、必ずしもいわゆる滑りタイプでなくてもよい。ラックガイド5は、いわゆる転がりタイプであってもよい。すなわち、ラックガイド5は、転動体を備えていてもよい。
The
以上で説明したように、ラック軸4は、鍛造によって成形されるラック軸である。ラック軸4は、ラック軸4の軸方向に沿って配置される複数のラック歯41と、ラック歯41とは反対側に配置され且つラックガイド5に保持される被ガイド部42と、を備える。被ガイド部42は、ラックガイド5に面する表面に設けられる溝である第1凹部45を備える。
As described above, the
これにより、ラックガイド5に接する部分ではない第1凹部45は、所定の形状に成形する必要がない。被ガイド部42の全体を所定の形状に成形しなくてもよくなる。このため、被ガイド部42において、形状精度を高くする必要のある範囲が狭くなる。その結果、ラック軸4は、高い形状精度を有し且つ鍛造によって容易に製造できる。また、第1凹部45に潤滑剤を充填することができる。これにより、ラック軸4は、ラック軸4とラックガイド5との間の摩擦抵抗の増加を抑制できる。
Thus, it is not necessary to form the
ラック軸4において、被ガイド部42は、第1凹部45の縁に配置される曲面状の表面である第1曲面421を備える。これにより、ラック軸4の移動が滑らかになる。
In the
ラック軸4において、被ガイド部42は、ラックガイド5に接する曲面状の表面である第2曲面422を備える。軸方向に対して直交する平面でラック軸4を切った断面において、第1曲面421は、第2曲面422が描く円C1の内側に配置される。これにより、第1凹部45の周辺部とラックガイド5との接触が抑制されるので、ラック軸4の支持性が向上する。
In the
ラック軸4において、被ガイド部42は、第1凹部45の底面に設けられる第2凹部46を備える。これにより、充填できる潤滑剤の量を増加させることができる。
In the
ステアリング装置80は、ラック軸4と、ラック軸4を支持するラックガイド5と、を備える。これにより、ラック軸4が高い形状精度を有するので、ステアリング装置80は、ラック軸4で生じる振動を低減できる。
The
ステアリング装置80において、ラックガイド5は、被ガイド部42に面する表面である凹曲面531を備える。第1凹部45は、凹曲面531の底531aに面するように配置される。これにより、ラックガイド5が摩耗した場合でも、ラック軸4のラックガイド5との接触位置は、第1凹部45よりも凹曲面531の底531a側に近付かなくなる。このため、ラック軸4がラックガイド5から受ける幅方向の分力(図4の分力F2)が所定値以上に保持されるので、ラック軸4の支持性が保たれる。
In the
ステアリング装置80において、第1凹部45は、ラック軸4が中立位置にある時にラックガイド5に面するように配置される。これにより、ラック軸4のうちラックガイド5との接触頻度の高い部分に第1凹部45が配置されることになる。したがって、ステアリング装置80は、ラック軸4で生じる振動をより低減できる。
In the
ラック軸の製造方法は、ラック軸4の軸方向に沿って配置される複数のラック歯41と、ラック歯41とは反対側に配置され且つラックガイド5に保持される被ガイド部42と、を備えるラック軸4の製造方法である。被ガイド部42は、ラックガイド5に面する表面に設けられる溝である第1凹部45を備える。ラック歯41と、第1凹部45と、を鍛造によって成形するステップを備える。
The method of manufacturing the rack shaft includes a plurality of
これにより、ラックガイド5に接する部分ではない第1凹部45は、所定の形状に成形する必要がない。被ガイド部42の全体を所定の形状に成形しなくてもよくなる。このため、被ガイド部42において、形状精度を高くする必要のある範囲が狭くなる。その結果、ラック軸の製造方法によれば、高い形状精度を有するラック軸4を鍛造によって容易に製造できる。
Thus, it is not necessary to form the
(第1変形例)
図11は、第1変形例のラック軸の断面図である。なお、上述した実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
(First Modification)
FIG. 11 is a cross-sectional view of a rack shaft according to a first modification. Note that the same components as those described in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
図11に示すように、第1変形例のラック軸4Aの被ガイド部42Aは、複数の第1凹部45Aを備える。複数の第1凹部45Aは、軸方向に沿って並べられる。これにより、必要な部分にだけ第1凹部45Aを設けることが可能となる。
As shown in FIG. 11, the guided
(第2変形例)
図12は、第2変形例のラック軸の断面図である。なお、上述した実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
(Second Modification)
FIG. 12 is a sectional view of a rack shaft according to a second modification. Note that the same components as those described in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
図12に示すように、第2変形例のラック軸4Bの被ガイド部42Bは、第1凹部451Bと、第1凹部452Bと、を備える。第1凹部451B及び第1凹部452Bは、軸方向に間隔を空けて並べられる。第1凹部451Bは、第1凹部452Bよりも軸方向に長い。第1凹部451Bは、2つの第1凹部452Bの間に配置される。
As shown in FIG. 12, the guided
(第3変形例)
図13は、第3変形例のラック軸の断面図である。なお、上述した実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
(Third Modification)
FIG. 13 is a sectional view of a rack shaft according to a third modification. Note that the same components as those described in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
図13に示すように、第3変形例のラック軸4Cの被ガイド部42Cは、第1凹部451Cと、第1凹部452Cと、を備える。第1凹部451C及び第1凹部452Cは、軸方向に間隔を空けて並べられる。第1凹部451Cの深さは、第1凹部452Cの深さとは異なる。第1凹部451Cは、第1凹部452Cよりも深い。第1凹部451Cは、2つの第1凹部452Cの間に配置される。これにより、潤滑剤がより多く必要な部分に、深い第1凹部451Cを配置することによって、ラック軸4Cとラックガイド5との間の摩擦抵抗の増加をより抑制できる。
As shown in FIG. 13, the guided
(第4変形例)
図14は、第4変形例のラック軸の断面図である。なお、上述した実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
(Fourth modification)
FIG. 14 is a sectional view of a rack shaft according to a fourth modification. Note that the same components as those described in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
図14に示すように、第4変形例のラック軸4Dの被ガイド部42Dは、第1凹部45Dを備える。第1凹部45Dは、第1グループG1に対応する位置のみに配置される。第1凹部45Dは、第1グループG1の反対側に配置される。第1凹部45Dの軸方向の長さは、第1グループG1の軸方向の長さ以下である。
As shown in FIG. 14, the guided
(第5変形例)
図15は、第5変形例のラック軸の断面図である。なお、上述した実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
(Fifth Modification)
FIG. 15 is a sectional view of a rack shaft according to a fifth modification. Note that the same components as those described in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
図15に示すように、第5変形例のラック軸4Eの被ガイド部42Eは、第1凹部45Eを備える。第1凹部45Eは、第3グループG3に対応する位置のみに配置される。第1凹部45Eは、第3グループG3の反対側に配置される。第1凹部45Eの軸方向の長さは、第3グループG3の軸方向の長さ以下である。
As shown in FIG. 15, the guided
(第6変形例)
図16は、第6変形例のラック軸の断面図である。なお、上述した実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
(Sixth modification)
FIG. 16 is a sectional view of a rack shaft according to a sixth modification. Note that the same components as those described in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
図16に示すように、第6変形例のラック軸4Fの被ガイド部42Fは、第1凹部45Fを備える。第1凹部45Fの深さは、軸方向の位置によって異なる。第1凹部45Fは、第1グループG1の反対側の位置で最も深くなる。第1凹部45Fは、両端に向かって浅くなる。
As shown in FIG. 16, the guided
1 ステアリングギアユニット
10 ハウジング
11、12 軸受
15 ラックガイドスクリュー
16 弾性部材
3 ピニオン
31 ピニオン歯
4、4A、4B、4C、4D、4E、4F ラック軸
41 ラック歯
42 被ガイド部
42A、42B、42C、42D、42E、42F 被ガイド部
43 余肉部
5 ラックガイド
51 本体部
53 ガイド部
531 凹曲面
531a 底
80 ステアリング装置
81 ステアリングホイール
82 ステアリングシャフト
84 ユニバーサルジョイント
85 ロアシャフト
86 ユニバーサルジョイント
87 ピニオンシャフト
89 タイロッド
90 ECU
93 電動モータ
94 トルクセンサ
95 車速センサ
98 イグニッションスイッチ
99 電源装置
101 パンチ
102 受け部材
G1 第1グループ
G2 第2グループ
G3 第3グループ
F 力
F1、F2 分力
Reference Signs List 1
93
Claims (10)
前記ラック軸の軸方向に沿って配置される複数のラック歯と、
前記ラック歯とは反対側に配置され且つラックガイドに保持される被ガイド部と、を備え、
前記被ガイド部は、前記ラックガイドに面する表面に設けられる溝である第1凹部を備える
ラック軸。 A rack shaft formed by forging,
A plurality of rack teeth arranged along the axial direction of the rack shaft;
A guided portion arranged on the opposite side to the rack teeth and held by a rack guide,
The rack shaft, wherein the guided portion includes a first recess which is a groove provided on a surface facing the rack guide.
請求項1に記載のラック軸。 The rack shaft according to claim 1, wherein the guided portion includes a first curved surface that is a curved surface disposed on an edge of the first recess.
前記軸方向に対して直交する平面で前記ラック軸を切った断面において、前記第1曲面は、前記第2曲面が描く円の内側に配置される
請求項2に記載のラック軸。 The guided portion includes a second curved surface that is a curved surface in contact with the rack guide,
The rack shaft according to claim 2, wherein the first curved surface is disposed inside a circle drawn by the second curved surface in a cross section obtained by cutting the rack axis along a plane orthogonal to the axial direction.
請求項1から3のいずれか1項に記載のラック軸。 The rack shaft according to any one of claims 1 to 3, wherein the guided portion includes a second recess provided on a bottom surface of the first recess.
請求項1から4のいずれか1項に記載のラック軸。 The rack shaft according to claim 1, wherein the guided portion includes a plurality of the first recesses.
請求項5に記載のラック軸。 The rack shaft according to claim 5, wherein a depth of one of the first concave portions is different from a depth of another of the first concave portions.
前記ラック軸を支持するラックガイドと、
を備えるステアリング装置。 A rack shaft according to any one of claims 1 to 6,
A rack guide supporting the rack shaft;
A steering device comprising:
前記第1凹部は、前記凹曲面の底に面するように配置される
請求項7に記載のステアリング装置。 The rack guide includes a concave curved surface that is a surface facing the guided portion,
The steering device according to claim 7, wherein the first concave portion is arranged to face a bottom of the concave curved surface.
請求項7又は8に記載のステアリング装置。 The steering device according to claim 7, wherein the first recess is arranged to face the rack guide when the rack shaft is at a neutral position.
前記被ガイド部は、前記ラックガイドに面する表面に設けられる溝である第1凹部を備え、
前記ラック歯と、前記第1凹部と、を鍛造によって成形するステップを備える
ラック軸の製造方法。 A method of manufacturing a rack shaft, comprising: a plurality of rack teeth arranged along an axial direction of a rack shaft; and a guided portion arranged on a side opposite to the rack teeth and held by a rack guide,
The guided portion includes a first recess which is a groove provided on a surface facing the rack guide,
A method of manufacturing a rack shaft, comprising a step of forming the rack teeth and the first recess by forging.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018114761A JP2019218967A (en) | 2018-06-15 | 2018-06-15 | Rack shaft, steering device and method for manufacturing rack shaft |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2018114761A JP2019218967A (en) | 2018-06-15 | 2018-06-15 | Rack shaft, steering device and method for manufacturing rack shaft |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2019218967A true JP2019218967A (en) | 2019-12-26 |
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ID=69095977
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2018114761A Pending JP2019218967A (en) | 2018-06-15 | 2018-06-15 | Rack shaft, steering device and method for manufacturing rack shaft |
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JP (1) | JP2019218967A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023037743A1 (en) * | 2021-09-13 | 2023-03-16 | 日立Astemo株式会社 | Rack bar and steering device |
-
2018
- 2018-06-15 JP JP2018114761A patent/JP2019218967A/en active Pending
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WO2023037743A1 (en) * | 2021-09-13 | 2023-03-16 | 日立Astemo株式会社 | Rack bar and steering device |
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