JP4984489B2 - Rack and pinion type steering gear - Google Patents
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Description
本発明は操舵力を車輪に伝達するラックピニオン式ステアリングギヤに係わり、特に、軽量化したラック軸を有するラックピニオン式ステアリングギヤに関するものである。 The present invention relates to a rack and pinion type steering gear that transmits a steering force to wheels, and more particularly to a rack and pinion type steering gear having a lightweight rack shaft.
近年、燃費の向上を目的として各種自動車部品の軽量化が進められており、ラックピニオン式ステアリングギヤに使用されるラック軸においては、特許文献1のラック軸に示すように、ラック軸の軸心に中空長穴を加工して軽量化を図っている。
In recent years, various automobile parts have been reduced in weight for the purpose of improving fuel efficiency. As shown in the rack shaft of
図2〜図4は従来のラックピニオン式ステアリングギヤを示し、図2は従来のラックピニオン式ステアリングギヤの全体図、図3(1)は、図2のラックピニオン式ステアリングギヤの内部に往復摺動可能に組付けられるラック軸の断面図、図3(2)は、図3(1)のラック軸の両端にねじ込まれるタイロッドの正面図、図4(1)は図3(1)のラック軸のラック歯側端面の拡大断面図、図4(2)は図3(1)のラック軸の反ラック歯側端面の拡大断面図である。 2 to 4 show a conventional rack and pinion type steering gear, FIG. 2 is an overall view of the conventional rack and pinion type steering gear, and FIG. 3 (1) is a reciprocating slide inside the rack and pinion type steering gear of FIG. 3 is a cross-sectional view of the rack shaft that is movably assembled, FIG. 3B is a front view of a tie rod screwed into both ends of the rack shaft of FIG. 3A, and FIG. 4A is the rack of FIG. FIG. 4B is an enlarged cross-sectional view of the end surface on the rack tooth side of the rack shaft of FIG. 3A.
図2〜図4に示すように、従来のラックピニオン式ステアリングギヤ1は、ハウジング2内に、図示しないピニオンに噛合うラック軸3が往復摺動可能に支持されている。ラック軸3の左右両端に形成された雌ねじ5、6には、タイロッド4がねじ込まれて固定され、タイロッド4の左右両端にはタイロッドエンド41が取付けられている。タイロッドエンド41は、車輪を軸支する図示しないナックルアームに、ボールジョイントを介して連結され、ラック軸3の往復動を車輪に伝達している。
As shown in FIGS. 2 to 4, in a conventional rack and pinion
図3(2)に示すように、タイロッド4の左端に形成されたボール部(図示せず)が、ボールジョイント42に回転自在に嵌合しており、ボールジョイント42の左端面には雄ねじ43が形成されて、この雄ねじ43を、ラック軸3の左右両端に形成された雌ねじ5、6にねじ込んで、タイロッド4をラック軸3に連結している。
As shown in FIG. 3 (2), a ball portion (not shown) formed at the left end of the tie rod 4 is rotatably fitted to the
図3(1)に示すように、ラック軸3の左側下面にはラック歯31が形成され、ラック軸3のラック歯側端面(左側端面)の軸心に、上記した雌ねじ5が形成されている。また、ラック軸3の反ラック歯側端面(右側端面)の軸心には、上記した雌ねじ6が形成されている。さらにラック軸3には、ラック軸3を軽量化するために、ラック軸3の反ラック歯側端面から、ラック軸3の軸心に中空長穴7が形成されていて、この中空長穴7が、ラック歯31の右端近傍まで延びている。
As shown in FIG. 3 (1),
このような従来のラック軸3を更に軽量化するためには、中空長穴7の内径D1を大きくすればよいが、中空長穴7の内径D1を大きくすると、内径D1を大きくした分だけ、反ラック歯側端面の雌ねじ6の呼び径を大きくすることが必要となる。すなわち、図4(2)に示すように、中空長穴7の内径D1は、雌ねじ6の内径D2よりも小さくないと、ガンドリル工具による中空長穴7の加工ができないからである。
In order to further reduce the weight of such a
また、反ラック歯側端面の雌ねじ6の呼び径と、ラック歯側端面の雌ねじ5の呼び径を同一呼び径にすれば、タイロッド4を連結するボールジョイント42の雄ねじ43が共通になるため、部品点数が削減され、製造コストを低減することができるので好ましい。
Further, if the nominal diameter of the female screw 6 on the opposite end surface of the rack tooth side and the nominal diameter of the female screw 5 on the end face of the rack tooth side are set to the same nominal diameter, the
ところが、図4(1)に示すように、ラック歯側端面の雌ねじ5のねじ下穴51は、最も左端側のラック歯底32と接近している。従って、呼び径を大きくした反ラック歯側端面の雌ねじ6と同一呼び径にするために、ラック歯側端面の雌ねじ5の呼び径を大きくすると、拡径したねじ下穴51と最も左端側のラック歯底32との間の距離が接近して、ラック軸3の強度が低下するため、ラック歯側端面の雌ねじ5の呼び径を大きくするのには限界があった。
However, as shown in FIG. 4A, the
本発明は、中空長穴の内径を大きくしてラック軸を軽量化すると共に、ラック歯側端面の雌ねじのねじ下穴とラック歯底との間の距離を確保し、反ラック歯側端面の雌ねじの呼び径とラック歯側端面の雌ねじの呼び径を同一寸法にしたラックピニオン式ステアリングギヤを提供することを課題とする。 The present invention reduces the weight of the rack shaft by increasing the inner diameter of the hollow long hole, and secures the distance between the screw bottom hole of the female screw on the rack tooth side end face and the rack tooth bottom, It is an object of the present invention to provide a rack and pinion type steering gear in which the nominal diameter of the female screw and the nominal diameter of the female screw at the end face of the rack tooth are the same.
上記課題は以下の手段によって解決される。すなわち、第1番目の発明は、操舵力を車輪に伝達するラックピニオン式ステアリングギヤにおいて、上記ピニオンに噛合うラック歯が形成されたラック軸、上記ラック軸のラック歯側端面に形成された雌ねじ、上記ラック軸の反ラック歯側端面からラック歯側に向かってガンドリル工具によりラック歯側端面の近傍まで形成され、上記ラック歯側端面の雌ねじの内径よりも大径の中空長穴、および、上記中空長穴に反ラック歯側端面からタップ加工された雌ねじに挿入されるねじインサートであって、内径には上記ラック歯側端面の雌ねじと同一の呼び径の雌ねじを有するとともに、外径には前記ラック歯側端面の雌ねじよりも大きな呼び径を有し、上記タップ加工された雌ねじにねじ込まれる雄ねじを有するねじインサートを備えたことを特徴とするラックピニオン式ステアリングギヤである。
The above problem is solved by the following means. That is, the first invention is a rack and pinion type steering gear for transmitting a steering force to a wheel, a rack shaft in which rack teeth meshing with the pinion are formed, and a female screw formed on a rack tooth side end surface of the rack shaft A hollow slot having a diameter larger than the inner diameter of the female screw on the rack tooth side end surface, formed from a non-rack tooth side end surface of the rack shaft toward the rack tooth side by a gun drill tool , a ball screw insert is inserted into the female screw which is tapped from the opposite rack teeth side end face to the hollow elongated hole, which has a female screw of the female screw same nominal diameter as the rack teeth side end face to the inner diameter, the outer diameter said has a greater nominal diameter than the internal thread of the rack teeth side end face, provided with a threaded insert having an external thread to be screwed into the tapped processed internal thread A rack and pinion type steering gear characterized.
本発明のラックピニオン式ステアリングギヤでは、ラック軸のラック歯側端面の雌ねじの内径よりも大径の中空長穴を反ラック歯側端面からラック歯側に向かって形成し、この中空長穴に、ラック歯側端面の雌ねじと同一の呼び径の雌ねじを有するねじインサートを挿入している。従って、中空長穴の内径を大きくしてラック軸を軽量化すると共に、ラック歯側端面の雌ねじのねじ下穴とラック歯底との間の距離を確保して、ラック軸の強度を確保するとともに、反ラック歯側端面の雌ねじの呼び径とラック歯側端面の雌ねじの呼び径を同一寸法にすることが可能となった。 In the rack and pinion type steering gear of the present invention, a hollow long hole having a diameter larger than the inner diameter of the female screw on the rack tooth side end surface of the rack shaft is formed from the end surface on the opposite rack tooth side toward the rack tooth side. A screw insert having a female screw having the same nominal diameter as the female screw on the rack tooth side end face is inserted. Therefore, the inner diameter of the hollow long hole is increased to reduce the weight of the rack shaft, and the distance between the screw lower hole of the female screw on the rack tooth side end surface and the rack tooth bottom is ensured to ensure the strength of the rack shaft. At the same time, the nominal diameter of the female screw on the end surface on the opposite side of the rack tooth and the nominal diameter of the female screw on the end surface on the rack tooth side can be made the same size.
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。図1(1)は本発明の実施形態のラック軸の反ラック歯側端面の断面図、図1(2)は図1(1)の拡大断面図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 (1) is a cross-sectional view of the end surface on the side opposite to the rack teeth of the rack shaft according to the embodiment of the present invention, and FIG. 1 (2) is an enlarged cross-sectional view of FIG.
図1(1)、(2)に示すように、本発明のラック軸33の反ラック歯側端面(右側端面)の軸心には、上記した従来の中空長穴7の内径D1よりも大径の内径D3を有する中空長穴71が、ガンドリル工具によって加工されている。中空長穴71には、ラック軸33の反ラック歯側端面(右側端面)から雌ねじ61が、タップ工具により加工されている。
As shown in FIGS. 1 (1) and (2), the axial center of the
この雌ねじ61の呼び径は、図4(1)、(2)に示す従来のラック歯側端面の雌ねじ5、及び、反ラック歯側端面の雌ねじ6の呼び径よりも大きな寸法で形成されている。そして、この雌ねじ61にねじインサート8がねじ込まれている。
The nominal diameter of the
本発明の実施形態のねじインサート8は、図1(2)に示すように、断面が菱形の線材をコイル状に巻き上げて製造されたものである。このねじインサート8の内径には、従来の雌ねじ5及び6の呼び径と同じ呼び径の雌ねじ81が形成され、ねじインサート8の外径には、雌ねじ61と同じ呼び径の雄ねじ82が形成されている。すなわち、中空長穴71の内径D3は、ねじインサート8の雌ねじ81の内径D2よりも大径に形成することができる。
As shown in FIG. 1 (2), the screw insert 8 of the embodiment of the present invention is manufactured by winding up a wire having a rhombus cross section in a coil shape. A female screw 81 having the same nominal diameter as that of the conventional female screws 5 and 6 is formed on the inner diameter of the
従って、専用の挿入工具(マンドレル)を使用して、ねじインサート8を反ラック歯側端面の雌ねじ61にねじ込めば、従来よりも大径の内径D3を有する中空長穴71が形成されたラック軸33の反ラック歯側端面に、従来と同じ呼び径の雌ねじ81を形成することができる。
Therefore, if the
従って、ラック歯側端面には、図4(1)に示す従来と同じ呼び径の雌ねじ5を形成すれば良いので、雌ねじ5のねじ下穴51と、最も左端側のラック歯底32との間の距離が確保されるため、ラック軸33の強度が低下することはない。よって、反ラック歯側端面の雌ねじ81とラック歯側端面の雌ねじ5の呼び径が共通になるため、部品点数が削減されて、製造コストを低減することができる。また、上記したように中空長穴71の内径D3は、従来の中空長穴7の内径D1よりも大径にできるため、ラック軸33を軽量化することができる。
Therefore, since it is only necessary to form the female screw 5 having the same nominal diameter as shown in FIG. 4 (1) on the end surface of the rack tooth side, the screw
上記実施形態では、ねじインサート8は、断面が菱形の線材をコイル状に巻き上げて形成されているが、この実施形態に限定されるものではなく、円筒状のブッシュの内径に雌ねじが、外径に雄ねじが形成されたもの、あるいは、円筒状のブッシュの内径に雌ねじが形成され、外径をラック軸の下穴に圧入するもの等、種々の方式のねじインサートを使用することができる。
In the above embodiment, the
1 ラックピニオン式ステアリングギヤ
2 ハウジング
3 ラック軸
31 ラック歯
32 ラック歯底
33 ラック軸
4 タイロッド
41 タイロッドエンド
42 ボールジョイント
43 雄ねじ
5 雌ねじ
51 ねじ下穴
6 雌ねじ
61 雌ねじ
7 中空長穴
71 中空長穴
8 ねじインサート
81 雌ねじ
82 雄ねじ
DESCRIPTION OF
Claims (1)
上記ピニオンに噛合うラック歯が形成されたラック軸、
上記ラック軸のラック歯側端面に形成された雌ねじ、
上記ラック軸の反ラック歯側端面からラック歯側に向かってガンドリル工具によりラック歯側端面の近傍まで形成され、上記ラック歯側端面の雌ねじの内径よりも大径の中空長穴、および、
上記中空長穴に反ラック歯側端面からタップ加工された雌ねじに挿入されるねじインサートであって、内径には上記ラック歯側端面の雌ねじと同一の呼び径の雌ねじを有するとともに、外径には前記ラック歯側端面の雌ねじよりも大きな呼び径を有し、上記タップ加工された雌ねじにねじ込まれる雄ねじを有するねじインサート
を備えたことを特徴とするラックピニオン式ステアリングギヤ。 In the rack and pinion type steering gear that transmits the steering force to the wheels,
Rack shaft formed with rack teeth meshing with the pinion,
An internal thread formed on the rack tooth side end surface of the rack shaft,
A hollow oblong hole having a diameter larger than the inner diameter of the female screw on the rack tooth side end surface, formed from a non-rack tooth side end surface of the rack shaft toward the rack tooth side by a gun drill tool to the vicinity of the rack tooth side end surface, and
A ball screw insert is inserted into the female screw which is tapped from the opposite rack teeth side end face to the hollow elongated hole, which has a female screw of the female screw same nominal diameter as the rack teeth side end face to the inner diameter, the outer diameter A rack and pinion type steering gear having a nominal diameter larger than the female screw on the rack tooth side end surface and having a male screw screwed into the tapped female screw.
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