JP2020050143A - Steering gear structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ラック・アンド・ピニオン式のステアリングギア構造に関する。 The present invention relates to a rack and pinion type steering gear structure.
ステアリングホイールの回転運動を直線運動に変えて車輪に舵角を与えるステアリングギア構造として、特許文献1にはラック・アンド・ピニオン式ステアリング装置が開示されている。ラック・アンド・ピニオン式ステアリング装置は、ピニオンと、ラックバー(ラック)と、ラックガイドと、ギアケース(ハウジング)と、蓋部材(キャップ部)と、皿ばねとを備える。
ピニオンは、ステアリング軸を介してギアケースの本体部に回転自在に支持されている。ラックバーは、ピニオンに噛み合うラック歯を有する。ラックガイドは、ラックバーをラックバーの軸方向に移動自在に支持する。ラックガイドは円筒状に形成されている。ラックガイドのラック側とは反対側(蓋部材側)の端面は平面で構成されている。この端面の外径は、皿ばねの外径よりも大きい。ギアケースは、本体部に一体に形成されてラックガイドを収納する円筒部を有する。蓋部材は、円筒部のラック側とは反対側の開口部に取り付けられている。蓋部材は、底板部と周壁部とを有し、ラックガイド側が開口する円形容器状に形成されている。周壁部の端面は、平面である。皿ばねは、ラックガイドの端面と蓋部材の周壁部の端面との間に介在されて圧縮されている。 The pinion is rotatably supported by the main body of the gear case via a steering shaft. The rack bar has rack teeth that mesh with the pinion. The rack guide supports the rack bar movably in the axial direction of the rack bar. The rack guide is formed in a cylindrical shape. The end face of the rack guide on the side opposite to the rack side (the lid member side) is formed as a flat surface. The outer diameter of this end face is larger than the outer diameter of the disc spring. The gear case has a cylindrical portion formed integrally with the main body to house the rack guide. The lid member is attached to the opening of the cylindrical portion opposite to the rack side. The lid member has a bottom plate portion and a peripheral wall portion, and is formed in a circular container shape having an open rack guide side. The end face of the peripheral wall is a flat surface. The disc spring is interposed and compressed between the end face of the rack guide and the end face of the peripheral wall of the lid member.
ラックガイドの端面の外周縁とギアケースの円筒部の内周面とが接触する虞がある。ラックガイドの端面の外周縁とギアケースの円筒部の内周面とが接触すると異音が発生する。特に、平面で構成されるラックガイドの端面の外径が皿ばねの外径よりも大きいため、ステアリングギア構造の組み立て時に皿ばねが径方向にずれる虞がある。皿ばねが径方向にずれた状態で組み立てられると、皿ばねの圧縮に伴う反力をラックガイドに対してラックガイドの周方向に均等に付与できない。そのため、ラックガイドがガタつき、ラックガイドの端面の外周縁がギアケースの円筒部の内周面に接触する。 The outer peripheral edge of the end face of the rack guide may come into contact with the inner peripheral surface of the cylindrical portion of the gear case. When the outer peripheral edge of the end surface of the rack guide comes into contact with the inner peripheral surface of the cylindrical portion of the gear case, abnormal noise is generated. In particular, since the outer diameter of the end face of the rack guide formed of a plane is larger than the outer diameter of the disc spring, the disc spring may be shifted in the radial direction when the steering gear structure is assembled. If the disc springs are assembled in a state shifted in the radial direction, the reaction force accompanying the compression of the disc springs cannot be uniformly applied to the rack guide in the circumferential direction of the rack guide. Therefore, the rack guide rattles, and the outer peripheral edge of the end face of the rack guide contacts the inner peripheral surface of the cylindrical portion of the gear case.
本発明の目的の一つは、皿ばねをラックガイドに対してセンタリングできて、異音の発生を抑制できるステアリングギア構造を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a steering gear structure in which a disc spring can be centered with respect to a rack guide and generation of abnormal noise can be suppressed.
本発明の一態様に係るステアリングギア構造は、
ステアリングホイールの回転に連動して回転するピニオンと、
前記ピニオンに噛み合うラックと、
前記ラックをその長手方向に移動自在に支持するラックガイドと、
前記ラックガイドを収納するハウジングと、
前記ハウジングの前記ラック側とは反対側に取り付けられるキャップ部と、
前記ラックガイドと前記キャップ部との間に介在されて、前記ラックガイドを介して前記ラックを前記ピニオン側に付勢する皿ばねとを備えるステアリングギア構造であって、
前記ラックガイドは、前記ラックガイドにおける前記皿ばね側の端面の延長面と、前記ラックガイドの外周面の延長面とで形成される角部を切り欠いて形成される凹部を有し、
前記ラックガイドの前記端面の外径は、前記皿ばねの内径よりも大きく、かつ前記皿ばねの外径よりも小さく、
前記皿ばねは、前記ラックガイド側が凹となるように配置される。
The steering gear structure according to one embodiment of the present invention includes:
A pinion that rotates in conjunction with the rotation of the steering wheel,
A rack that meshes with the pinion;
A rack guide movably supporting the rack in the longitudinal direction thereof,
A housing for accommodating the rack guide;
A cap portion attached to the opposite side of the housing from the rack side,
A steering gear structure including a disc spring interposed between the rack guide and the cap portion to bias the rack toward the pinion via the rack guide,
The rack guide has a recess formed by cutting out a corner formed by an extension surface of the disc guide side end surface of the rack guide and an extension surface of an outer peripheral surface of the rack guide,
The outer diameter of the end face of the rack guide is larger than the inner diameter of the disc spring, and smaller than the outer diameter of the disc spring,
The disc spring is arranged so that the rack guide side is concave.
上記ステアリングギア構造は、皿ばねをラックガイドに対してセンタリングできて、異音の発生を抑制できる。ラックガイドの端面の外径と皿ばねの内径及び外径とが上記特定の大小関係を満たすと共に、皿ばねをラックガイド側が凹となるように配置することで、皿ばねの凹側の傾斜面をラックガイドの端面の外周縁に当接させられる。そのため、皿ばねの径方向へのずれを規制できる。皿ばねが径方向へずれないことで、皿ばねをラックガイドに対してセンタリングさせられる。よって、皿ばねとハウジングの内周面との接触に伴う異音の発生を防止できる。また、皿ばねのセンタリングにより、皿ばねの弾性力をラックガイドに対してラックガイドの周方向に均等に付与できる。よって、ラックガイドのガタつきを抑制できて、ラックガイドとハウジングとの接触に伴う異音の発生を抑制できる。 In the steering gear structure, the disc spring can be centered with respect to the rack guide, and generation of abnormal noise can be suppressed. The outer diameter of the end face of the rack guide and the inner diameter and the outer diameter of the disc spring satisfy the above-mentioned specific magnitude relationship, and the disc spring is arranged so that the rack guide side is concave, so that the concave inclined surface of the disc spring is provided. Is brought into contact with the outer peripheral edge of the end face of the rack guide. Therefore, displacement of the disc spring in the radial direction can be restricted. Since the disc spring does not shift in the radial direction, the disc spring can be centered with respect to the rack guide. Therefore, it is possible to prevent generation of abnormal noise due to contact between the disc spring and the inner peripheral surface of the housing. In addition, the centering of the disc spring allows the elastic force of the disc spring to be evenly applied to the rack guide in the circumferential direction of the rack guide. Therefore, rattling of the rack guide can be suppressed, and generation of abnormal noise due to contact between the rack guide and the housing can be suppressed.
本発明のステアリングギア構造の実施形態1を、図1,図2を参照しつつ以下に説明する。図中の同一符号は同一名称物を示す。図1の「UP」は車両の上方、「LWR」は下方、「LH」は左側、「RH」は右側を示す。
《実施形態1》
〔ステアリングギア構造〕
実施形態1に係るステアリングギア構造1は、ラック・アンド・ピニオン式のステアリングギア構造である。このステアリングギア構造1は、ステアリングホイール11の回転運動を直線運動に変えて車輪12(前輪)に舵角を与える。本例のステアリングホイール11とステアリングギア構造1とは、ステアリングシャフト13と、インターミディエイトシャフト14と、カルダンジョイント15とを介して連結されている(図1)。ステアリングシャフト13は、ステアリングホイール11に接続される。カルダンジョイント15は、ステアリングシャフト13とインターミディエイトシャフト14との間と、インターミディエイトシャフト14とステアリングギア構造1との間に介在される。ステアリングギア構造1は、ピニオン2とラック3とラックガイド4とハウジング5とキャップ部6と弾性部材7と皿ばね8とを備える(図2)。ピニオン2は、ステアリングホイール11の回転に連動して回転する。ラック3は、ピニオン2に噛み合う。ラックガイド4は、ラック3をその長手方向(車幅方向)に移動自在に支持する。ハウジング5は、ラックガイド4を収納するガイドハウジング部54を有する。キャップ部6は、ガイドハウジング部54におけるラック3側とは反対側に取り付けられる。弾性部材7及び皿ばね8は、ラックガイド4とキャップ部6との間に介在されている。このステアリングギア構造1の特徴の一つは、ラックガイド4の皿ばね8側の端面46における外径と皿ばね8の内径及び外径とが特定の大小関係を満たす点にある。以下、各構成を詳細に説明する。
<<
[Steering gear structure]
The
[ピニオン]
ピニオン2は、ステアリングホイール11の回転に連動して回転する(図1)。ピニオン2は、本例ではカルダンジョイント15を介してインターミディエイトシャフト14に接続されている。ピニオン2の外周面には、周方向に沿って複数の歯部と複数の歯溝とが交互に形成されている(いずれも図示略)。ピニオン2は、後述するハウジング5のピニオンハウジング部52に回転自在に収納される(図2)。
[Pinion]
The
[ラック]
ラック3は、ピニオン2の回転に伴い、その長手方向(車幅方向)に移動する。ラック3は、車幅方向に延びる長尺状の棒材であり、ピニオン2の軸方向に交差するように配置されている(図1,図2)。ラック3の車幅方向の各端部には、タイロッド16が接続されている(図1)。ラック3の車幅方向への移動により、ナックルアーム及びステアリングナックル(いずれも図示略)を介してタイロッド16に接続された車輪12が操舵される。ラック3におけるピニオン2との対向面には、ピニオン2の歯部及び歯溝が噛み合う歯溝及び歯部が形成されている(いずれも図示略)。ラック3におけるピニオン2側とは反対側の面は、本例では円弧面で形成され、ラックガイド4に支持されている。このラック3は、後述するハウジング5のラックハウジング部53に移動自在に収納されている。
[rack]
The
[ラックガイド]
ラックガイド4は、ラック3をその長手方向(車幅方向)に移動自在に支持する。ラックガイド4は、ラック3におけるピニオン2側とは反対側に設けられている。このラックガイド4は、ハウジング5のガイドハウジング部54に摺動自在に収納されている。ラックガイド4は、キャップ部6と共に、弾性部材7と皿ばね8とを圧縮する。この圧縮に伴う反力により、ラックガイド4はラック3を押圧してラック3をピニオン2側へ付勢する。ラックガイド4は、本例では円柱状の部材である。本例のラックガイド4は、支持面41と溝部42と収納部43と凹部44と端面46とを有する。
[Rack guide]
The
(支持面)
支持面41は、ラック3を摺動可能に支持する面である。支持面41は、ラックガイド4におけるラック3との対向面に形成される。支持面41の形状は、ラック3の上記円弧面に対応した円弧状である。
(Support surface)
The
(溝部)
溝部42は、Oリング9をはめ込む溝である。溝部42は、ラックガイド4の外周面(ガイドハウジング部54の内周面との対向面)における周方向の全周に亘ってリング状に形成されている。溝部42の断面形状は、矩形状である。溝部42の数は適宜選択でき、本例では2つとしている。この溝部42の形成は、切削加工などで行える。
(Groove)
The
(収納部)
収納部43は、弾性部材7を収納する。収納部43は、ラックガイド4におけるラック3側とは反対側(キャップ部6との対向面)の中央に、凹状に形成されている。収納部43の底面が弾性部材7の一端に押圧される。収納部43の形状は、弾性部材7の外形に対応した形状とすることが挙げられる。本例の収納部43の形状は、円柱状である。収納部43の内径は、弾性部材7の外径よりも少し大きく、かつ皿ばね8の内径よりも小さいことが挙げられる。弾性部材7を内部に収納し易く、弾性部材7と皿ばね8とが互いに緩衝することを抑制し易いからである。
(Storage section)
The
(凹部)
凹部44は、ラックガイド4の外周面におけるラック3側とは反対側(皿ばね8側)とガイドハウジング部54の内周面との間のクリアランスを確保する。凹部44は、ラックガイド4の皿ばね8側の外周縁に、ラックガイド4における凸部45の端面46の延長面とラックガイド4の外周面の延長面とで形成される角部を切り欠いてリング状に形成される。この凹部44により、ラックガイド4の皿ばね8側の外周縁とガイドハウジング部54の内周面との接触を防止できる。凹部44の断面形状は、適宜選択でき、本例では矩形状としている。凹部44の深さ(ラックガイド4の径方向に沿った長さ)は、深いほど上記クリアランスを大きくできる。その上、ラックガイド4の端面46の外径を小さくできる。凹部44の深さは、一般的なラックガイド4の角部の面取りなどよりも大きい。本例の凹部44の深さは、溝部42の深さと同等程度の深さとしている。凹部44の深さを溝部42の深さと同等とすることで、凹部44の形成が容易である。溝部42の形成と併せて凹部44を形成すればよいからである。
(Recess)
The
(端面)
端面46は、ラックガイド4における皿ばね8側の面である。本例の端面46は、凸部45に設けられている。凸部45は、ラックガイド4における収納部43と凹部44との間に、ラックガイド4の周方向の全周に亘ってリング状に形成されている。即ち、端面46は、リング状に形成されている。この端面46は、平面で構成されている。端面46の外周縁は、面取りされている。端面46の外径は、ラックガイド4の外周面の直径よりも小さい。端面46の外径がラックガイド4の外周面の直径よりも小さいことで、端面46(凸部45)の外周縁とガイドハウジング部54の内周面との接触に伴う異音の発生を抑制できる。端面46の内径及び外径は、「ラックガイド4の端面46の内径<皿ばね8の内径<ラックガイド4の端面46の外径<皿ばね8の外径」の関係を満たす。端面46の内径及び外径と皿ばね8の内径及び外径の大小関係については後述する。
(End face)
The
[ハウジング]
ハウジング5は、ピニオン2とラック3とラックガイド4などを内部に収納する。ハウジング5は、ピニオンハウジング部52とラックハウジング部53とガイドハウジング部54とを備える。ピニオンハウジング部52とラックハウジング部53とガイドハウジング部54とは、各内部空間が連通するように一体に形成されている。
[housing]
The
ピニオンハウジング部52は、短尺の筒状に形成され、ピニオン2を回転自在に収納する。ラックハウジング部53は、車幅方向に延びる長尺の筒状に形成され、ラック3を移動自在に収納する。ラックハウジング部53は、ピニオンハウジング部52の軸方向に交差するように設けられている。ガイドハウジング部54は、短尺の円筒状に形成され、ラックガイド4を摺動自在に収納する。ガイドハウジング部54は、ピニオンハウジング部52の軸方向及びラックハウジング部53の軸方向の両方向に交差するように設けられている。
The
ガイドハウジング部54には、更に、キャップ部6の一部と弾性部材7と皿ばね8とが収納される。ガイドハウジング部54のラック3側との反対側には、ラックガイド4を内部に収納するための開口部が形成されている。この開口部はキャップ部6により封止されている。本例では、開口部の内周面にキャップ部6を締結するためのねじ溝(図示略)が形成されている。
The
[キャップ部]
キャップ部6は、ラックガイド4と共に、弾性部材7と皿ばね8とを圧縮する。キャップ部6は、ガイドハウジング部54に対してガイドハウジング部54の開口部を塞ぐように固定される。本例のキャップ部6は、ガイドハウジング部54の開口部の内周面に嵌まる円柱状の部材で構成されている。キャップ部6の外周面には、ねじ溝が形成されている。キャップ部6のねじ溝をガイドハウジング部54の開口部のねじ溝に螺合させることで、キャップ部6がガイドハウジング部54に固定されている。キャップ部6の端面(ラックガイド4側の面)は、平面で構成されている。キャップ部6におけるガイドハウジング部54の開口部のねじ溝への締付により、キャップ部6の端面が弾性部材7の他端と皿ばね8の凸側とを押圧している。なお、キャップ部6は、底板部と周壁部とを有し、ラックガイド4側が開口した円形容器状の部材で構成してもよい。この場合、底板部が弾性部材7の他端を押圧し、周壁部の端面が皿ばね8の凸側を押圧する。
[Cap part]
The
[弾性部材]
弾性部材7は、ラックガイド4を介してラック3をピニオン2側に付勢する。弾性部材7は、ラックガイド4の収納部43に配置され、収納部43の底面とキャップ部6の端面とに圧縮されている。この圧縮に伴う反力により、弾性部材7はラックガイド4をラック3側に押圧することでラック3をピニオン2側に付勢する。弾性部材7は、本例ではコイルばねで構成されている。
[Elastic member]
The
[皿ばね]
皿ばね8は、弾性部材7と共に、ラックガイド4を介してラック3をピニオン2側に付勢する。皿ばね8は、ラックガイド4の端面46とキャップ部6の端面との間にラックガイド4側が凹となるように配置されている。皿ばね8は、ラックガイド4と同心状となるように弾性部材7の外周に配置されている。
[Disc spring]
The
皿ばね8の内径及び外径は、「ラックガイド4の端面46の内径<皿ばね8の内径<ラックガイド4の端面46の外径<皿ばね8の外径」の関係を満たす。皿ばね8の内径がラックガイド4の端面46の外径よりも小さく、皿ばね8の外径がラックガイド4の端面46の外径よりも大きいことで、皿ばね8の凹側の傾斜面を端面46(凸部45)の外周縁に当接させられる。そのため、皿ばね8の径方向へのずれを規制できる。皿ばね8が径方向へずれないことで、皿ばね8をラックガイド4に対してセンタリングさせられる。
The inner diameter and the outer diameter of the
〔作用効果〕
実施形態1に係るステアリングギア構造1は、皿ばね8をラックガイド4に対してセンタリングできて、異音の発生を抑制できる。ラックガイド4の端面46の外径と皿ばね8の内径及び外径とが上記特定の大小関係を満たすと共に、皿ばね8をラックガイド4側が凹となるように配置することで、皿ばね8の凹側の傾斜面をラックガイド4の端面46(凸部45)の外周縁に当接させられる。そのため、皿ばね8の径方向へのずれを規制できる。皿ばね8が径方向へずれないことで、皿ばね8をラックガイド4に対してセンタリングさせられる。よって、皿ばね8とガイドハウジング部54の内周面との接触に伴う異音の発生を防止できる。また、皿ばね8のセンタリングにより、皿ばね8の圧縮に伴う反力をラックガイド4に対してラックガイド4の周方向に均等に付与できる。よって、ラックガイド4のガタつきを抑制できて、ラックガイド4とガイドハウジング部54との接触に伴う異音の発生を抑制できる。そして、皿ばね8の内径が端面46の内径よりも大きいことで、皿ばね8と弾性部材7との互いの干渉を抑制できる。
(Effects)
In the
本発明は、これらの例示に限定されず、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The present invention is not limited to these examples, but is indicated by the appended claims, and is intended to include all modifications within the scope and meaning equivalent to the appended claims.
1 ステアリングギア構造
2 ピニオン
3 ラック
4 ラックガイド
41 支持面
42 溝部
43 収納部
44 凹部
45 凸部
46 端面
5 ハウジング
52 ピニオンハウジング部
53 ラックハウジング部
54 ガイドハウジング部
6 キャップ部
7 弾性部材
8 皿ばね
9 Oリング
11 ステアリングホイール
12 車輪
13 ステアリングシャフト
14 インターミディエイトシャフト
15 カルダンジョイント
16 タイロッド
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記ピニオンに噛み合うラックと、
前記ラックをその長手方向に移動自在に支持するラックガイドと、
前記ラックガイドを収納するハウジングと、
前記ハウジングの前記ラック側とは反対側に取り付けられるキャップ部と、
前記ラックガイドと前記キャップ部との間に介在されて、前記ラックガイドを介して前記ラックを前記ピニオン側に付勢する皿ばねとを備えるステアリングギア構造であって、
前記ラックガイドは、前記ラックガイドにおける前記皿ばね側の端面の延長面と、前記ラックガイドの外周面の延長面とで形成される角部を切り欠いて形成される凹部を有し、
前記ラックガイドの前記端面の外径は、前記皿ばねの内径よりも大きく、かつ前記皿ばねの外径よりも小さく、
前記皿ばねは、前記ラックガイド側が凹となるように配置されるステアリングギア構造。 A pinion that rotates in conjunction with the rotation of the steering wheel,
A rack that meshes with the pinion;
A rack guide movably supporting the rack in the longitudinal direction thereof,
A housing for accommodating the rack guide;
A cap portion attached to the opposite side of the housing from the rack side,
A steering gear structure including a disc spring interposed between the rack guide and the cap portion to bias the rack toward the pinion via the rack guide,
The rack guide has a recess formed by cutting out a corner formed by an extension surface of the disc guide side end surface of the rack guide and an extension surface of an outer peripheral surface of the rack guide,
The outer diameter of the end face of the rack guide is larger than the inner diameter of the disc spring, and smaller than the outer diameter of the disc spring,
A steering gear structure in which the disc spring is arranged so that the rack guide side is concave.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018181595A JP2020050143A (en) | 2018-09-27 | 2018-09-27 | Steering gear structure |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018181595A JP2020050143A (en) | 2018-09-27 | 2018-09-27 | Steering gear structure |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020050143A true JP2020050143A (en) | 2020-04-02 |
Family
ID=69995490
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018181595A Pending JP2020050143A (en) | 2018-09-27 | 2018-09-27 | Steering gear structure |
Country Status (1)
Country | Link |
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2018
- 2018-09-27 JP JP2018181595A patent/JP2020050143A/en active Pending
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