JP6634266B2 - Rack bar and steering device - Google Patents

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Description

本発明は、ラックバー及びステアリング装置に関する。   The present invention relates to a rack bar and a steering device.

自動車等の車両のステアリング装置に組み込まれているラックバーには、例えば路面の凹凸に起因する振動、車輪の制動アンバランスや回転アンバランスに起因する振動、等の種々の振動が作用する。ラックバーに作用する振動は、ラック歯と噛み合うピニオンに連結されているステアリングシャフト及びステアリングシャフトに連結されているステアリングホイールを介して運転者に伝達され、運転者に不快感をもたらす。また、ラックバーの振動に起因してノイズが生じ、車両の静粛性が損なわれる。近年では、内燃機関と電動機とを動力源とするハイブリッド車両が普及し、また電動機のみを動力源とした電動車両も開発されており、これらの静粛性に優れた車両においてはノイズが殊更に目立つ傾向にある。   Various vibrations, such as vibrations caused by unevenness of a road surface, vibrations caused by braking imbalance and rotation imbalance of wheels, and the like, act on a rack bar incorporated in a steering device of a vehicle such as an automobile. The vibration acting on the rack bar is transmitted to the driver via the steering shaft connected to the pinion meshing with the rack teeth and the steering wheel connected to the steering shaft, and causes discomfort to the driver. Further, noise is generated due to the vibration of the rack bar, and the quietness of the vehicle is impaired. In recent years, hybrid vehicles using an internal combustion engine and an electric motor as power sources have become widespread, and electric vehicles using only an electric motor as a power source have been developed. In these quiet vehicles, noise is particularly noticeable. There is a tendency.

特許文献1に記載されたラックバーでは、ラックバーの内部の収容孔に錘が収容されており、錘がラックバーに対して相対的に振動することによって錘と収容孔の内周面とのすべり摩擦や衝突が生じ、すべり摩擦や衝突によるエネルギ損失によってラックバーの振動が減衰されている。   In the rack bar described in Patent Literature 1, the weight is housed in the housing hole inside the rack bar, and the weight vibrates relatively to the rack bar, so that the weight and the inner peripheral surface of the housing hole are moved. Sliding friction and collision occur, and vibration of the rack bar is attenuated by energy loss due to sliding friction and collision.

特許文献2や特許文献3に記載されたラックバーでは、ラック歯が形成されてなる歯部の軸方向に隣設された軸部が炭素繊維強化樹脂材料によって形成されており、炭素繊維強化樹脂材料の振動減衰特性によってラックバーの振動が減衰されている。   In the rack bars described in Patent Literature 2 and Patent Literature 3, a shaft portion provided in the axial direction of a tooth portion on which rack teeth are formed is formed of a carbon fiber reinforced resin material. The vibration of the rack bar is damped by the vibration damping characteristics of the material.

特開2002−161969号公報JP 2002-161969 A 特開2013−75533号公報JP 2013-75533A 特開2015−127187号公報JP 2015-127187 A

特許文献1に記載されたラックバーでは、錘とラックバーとのすべり摩擦や衝突が新たなノイズ源となり、車両の静粛性が損なわれる虞がある。また、炭素繊維強化樹脂材料は構成材料そのものが比較的高価であり、成形に時間もかかることから、特許文献2や特許文献3に記載されたラックバーのように、ラックバーの外形をなす軸部を炭素繊維強化樹脂材料によって形成した場合に、コストの増加が懸念される。   In the rack bar described in Patent Literature 1, sliding friction and collision between the weight and the rack bar may be a new noise source, and the quietness of the vehicle may be impaired. In addition, since the carbon fiber reinforced resin material itself is relatively expensive and takes a long time to form, a shaft forming the outer shape of the rack bar, such as the rack bar described in Patent Literature 2 or Patent Literature 3, is used. When the portion is formed of a carbon fiber reinforced resin material, there is a concern about an increase in cost.

本発明は、振動を抑制して運転者の操舵フィーリング及び車両の静粛性の向上を図ることができるラックバー及びステアリング装置を提供することを目的としている。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a rack bar and a steering device capable of suppressing a vibration and improving a driver's steering feeling and quietness of a vehicle.

本発明の一態様のラックバーは、複数のラック歯が形成されてなる歯部と、軸方向に前記歯部に隣設された軸部とを備え、軸方向の少なくとも一部に中空部を有し、管状に形成された制振材が軸に沿って前記中空部の内部に挿嵌されているラックバーであって、前記軸部の内部を軸方向に突き抜けて空気を流通させる通気路を有し、前記中空部は、少なくとも前記軸部に設けられ、前記通気路は、前記中空部の内部に通されており、前記制振材が設けられた前記中空部の内部には、前記通気路の両端を連通させる空隙が残されている。 A rack bar according to one embodiment of the present invention includes a tooth portion formed with a plurality of rack teeth, and a shaft portion provided adjacent to the tooth portion in the axial direction, and a hollow portion is formed in at least a part of the axial direction. A rack bar in which a tubular damping material is inserted along the axis inside the hollow portion, and a ventilation path that penetrates through the inside of the shaft portion in the axial direction to flow air. The hollow portion is provided at least in the shaft portion, the ventilation path is passed through the inside of the hollow portion, the inside of the hollow portion provided with the vibration damping material, A space is left to connect both ends of the air passage.

また、本発明の一態様のステアリング装置は、上記ラックバーが組み込まれている。   The steering device of one embodiment of the present invention incorporates the rack bar.

本発明によれば、振動を抑制して運転者の操舵フィーリング及び車両の静粛性の向上を図ることができるラックバー及びステアリング装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the rack bar and steering apparatus which can aim at the driver's steering feeling and the quietness of a vehicle by suppressing vibration can be provided.

本発明の実施形態を説明するための、ステアリング装置の一例の正面図である。It is a front view of an example of a steering device for explaining an embodiment of the present invention. 図1のステアリング装置に組み込まれたラックバーの断面図である。FIG. 2 is a sectional view of a rack bar incorporated in the steering device of FIG. 1. 図2ラックバーの変形例の断面図である。2 is a sectional view of a modification of the rack bar. 図2ラックバーの他の変形例の断面図である。2 is a sectional view of another modification of the rack bar. 図2ラックバーの他の変形例の断面図である。2 is a sectional view of another modification of the rack bar. 本発明の実施形態を説明するための、ステアリング装置の一例の正面図である。It is a front view of an example of a steering device for explaining an embodiment of the present invention. 図6のステアリング装置に組み込まれたラックバーの断面図である。It is sectional drawing of the rack bar integrated in the steering device of FIG. 図7のラックバーの変形例の断面図である。It is sectional drawing of the modification of the rack bar of FIG. 図7のラックバーの他の変形例の断面図である。It is sectional drawing of another modification of the rack bar of FIG. 本発明の実施形態を説明するための、ラックバーの他の例の断面図である。It is sectional drawing of another example of the rack bar for describing embodiment of this invention. 本発明の実施形態を説明するための、ラックバーの他の例の断面図である。It is sectional drawing of another example of the rack bar for describing embodiment of this invention.

図1は、本発明の実施形態を説明するための、ステアリング装置の一例を示す。   FIG. 1 shows an example of a steering device for describing an embodiment of the present invention.

図1に示すステアリング装置1は、略円筒状のラックハウジング2と、ラックハウジング2内に収容されたラックバー10とを備える。   The steering device 1 shown in FIG. 1 includes a substantially cylindrical rack housing 2 and a rack bar 10 housed in the rack housing 2.

ラックハウジング2の軸方向両端の開口から突出するラックバー10の両端部にはジョイント4を介してタイロッド3がそれぞれ連結されており、ジョイント4の周囲は、ラックハウジング2とタイロッド3とに跨って被さるブーツ5によって覆われている。   Tie rods 3 are connected to both ends of a rack bar 10 protruding from openings at both ends in the axial direction of the rack housing 2 via joints 4, and the periphery of the joint 4 extends over the rack housing 2 and the tie rods 3. It is covered by a boot 5 to cover.

ラックハウジング2の軸方向一方の端部にはステアリングギヤボックス6が設けられている。ステアリングギヤボックス6には、ステアリングシャフトに連結される入力軸7に形成された操舵ピニオン(不図示)が収納されている。また、ステアリングギヤボックス6には、アシスト機構のモータ8が取り付けられており、モータ8の駆動力は操舵ピニオンに伝達される。   A steering gear box 6 is provided at one axial end of the rack housing 2. The steering gear box 6 houses a steering pinion (not shown) formed on an input shaft 7 connected to a steering shaft. The steering gear box 6 is provided with a motor 8 of an assist mechanism, and the driving force of the motor 8 is transmitted to a steering pinion.

ラックバー10は、操舵ピニオンと噛み合うラック歯が形成された歯部11と、軸方向に歯部11に隣設された軸部12とを有する。軸部12は、軸方向に移動自在にすべり軸受(不図示)によって支持されている。   The rack bar 10 has a tooth portion 11 on which rack teeth meshing with the steering pinion are formed, and a shaft portion 12 provided adjacent to the tooth portion 11 in the axial direction. The shaft portion 12 is supported by a slide bearing (not shown) so as to be movable in the axial direction.

ステアリングホイールの回動操作によって入力軸7の操舵ピニオンが回動され、歯部11にて操舵ピニオンと噛み合うラックバー10が軸方向に移動される。ステアリングホイールの操舵力などに応じて制御されるアシスト機構のモータ8の駆動力が、操舵ピニオンを介してラックバー10に伝達され、ステアリングホイールの回動操作によるラックバー10の移動が補助される。そして、ラックバー10の移動により、タイロッド3及びタイロッド3が連結される転舵機構を介して、車両の舵輪が回される。   The steering pinion of the input shaft 7 is rotated by the rotation operation of the steering wheel, and the rack bar 10 meshing with the steering pinion is moved in the axial direction by the teeth 11. The driving force of the motor 8 of the assist mechanism, which is controlled in accordance with the steering force of the steering wheel, is transmitted to the rack bar 10 via the steering pinion, and assists the movement of the rack bar 10 by turning the steering wheel. . The movement of the rack bar 10 turns the steering wheel of the vehicle via the tie rods 3 and the steering mechanism to which the tie rods 3 are connected.

図2は、ラックバー10の構成を示す。   FIG. 2 shows the configuration of the rack bar 10.

ラックバー10は、例えばJIS−S45Cといった炭素鋼などの金属材料で形成された断面円形状の中実な一本の棒材からなる。ラックバー10の軸方向の一方の端部側には歯部11が設けられ、他方の端部側にはすべり軸受によって摺動自在に支持される軸部12が設けられており、軸方向の両端部にはジョイント4が締結されるネジ孔13がそれぞれ設けられている。   The rack bar 10 is formed of a single solid bar having a circular cross section formed of a metal material such as carbon steel such as JIS-S45C. A toothed portion 11 is provided on one end side of the rack bar 10 in the axial direction, and a shaft portion 12 slidably supported by a slide bearing is provided on the other end side. Screw holes 13 to which the joints 4 are fastened are provided at both ends.

棒材からなるラックバー10の歯部11に形成される複数のラック歯は、例えば切削加工や鍛造加工によって形成される。   The plurality of rack teeth formed on the tooth portions 11 of the rack bar 10 made of a bar are formed by, for example, cutting or forging.

さらに、ラックバー10は、軸方向の少なくとも一部に中空部15を有する。図示の例では、軸部12側のネジ孔13から軸部12の略全長に亘って軸方向に延びる孔14が形成されており、軸部12の全体が中空部15とされている。孔14は、例えばガンドリルを用いた切削加工によって形成される。   Further, the rack bar 10 has a hollow portion 15 in at least a part in the axial direction. In the illustrated example, a hole 14 extending in the axial direction over substantially the entire length of the shaft portion 12 is formed from the screw hole 13 on the shaft portion 12 side, and the entire shaft portion 12 is a hollow portion 15. The hole 14 is formed by a cutting process using a gun drill, for example.

なお、孔14は、軸部12側のネジ孔13から軸方向に延びて歯部11に及んでいてもよく、また、歯部11側のネジ孔13から歯部11の略全長に亘って軸方向に延びていてもよく、さらには軸部12に及んでいてもよい。   The hole 14 may extend in the axial direction from the screw hole 13 on the shaft portion 12 and extend to the tooth portion 11, and may extend from the screw hole 13 on the tooth portion 11 side to substantially the entire length of the tooth portion 11. It may extend in the axial direction, and may further extend to the shaft portion 12.

そして、中空部15の内部には、制振材16が固定されている。   A damping material 16 is fixed inside the hollow portion 15.

制振材16の材料は、制振性を有する限りにおいて限定されるものではないが、ラックバー10の軽量化の観点から、ラックバー10を構成する鋼などの金属材料に比べて比重の小さい材料が好ましく、例えばNBR(ニトリルゴム)やHNBR(水素添加ニトリルゴム)などのゴム系材料、CFRP(炭素繊維強化樹脂)やCFRTP(炭素繊維強化熱可塑性樹脂)などの樹脂系材料、等を好適に用いることができる。   The material of the damping material 16 is not limited as long as it has damping properties. However, from the viewpoint of reducing the weight of the rack bar 10, the specific gravity is smaller than that of a metal material such as steel constituting the rack bar 10. Materials are preferable, for example, rubber-based materials such as NBR (nitrile rubber) and HNBR (hydrogenated nitrile rubber), and resin-based materials such as CFRP (carbon fiber reinforced resin) and CFRTP (carbon fiber reinforced thermoplastic resin) are preferable. Can be used.

図示の例では、制振材16の材料が上記のゴム系材料であって、制振材16は、原料ゴムに発泡剤が添加されて中空部15の内部で発泡成形されている。発泡成形によれば、制振材16を中空部15の内部に充填でき、中空部15の内面に密接した状態にて制振材16を容易に固定することができる。   In the illustrated example, the material of the damping material 16 is the rubber-based material described above, and the damping material 16 is formed by adding a foaming agent to raw rubber and foaming the inside of the hollow portion 15. According to the foam molding, the vibration damping material 16 can be filled in the hollow portion 15, and the vibration damping material 16 can be easily fixed in a state of being in close contact with the inner surface of the hollow portion 15.

なお、制振材16は、中空部15の少なくとも一部において、中空部15の内面に密接して固定されていればよい。例えば制振材16はシート状に成形され、中空部15の内面に貼着されてもよく、制振材16は柱状又は管状に成形され、中空部15に圧入されてもよく、制振材16は粒状に成形され、多数の制振材16が中空部15に詰められて、ジョイント4等によって中空部15の内部に封入されてもよい。   Note that the vibration damping material 16 only needs to be fixed to at least a part of the hollow portion 15 in close contact with the inner surface of the hollow portion 15. For example, the damping material 16 may be formed in a sheet shape and adhered to the inner surface of the hollow portion 15, and the damping material 16 may be formed in a columnar or tubular shape and pressed into the hollow portion 15, 16 may be formed into a granular shape, and a large number of vibration damping materials 16 may be packed in the hollow portion 15 and sealed inside the hollow portion 15 by the joint 4 or the like.

ラックバー10に作用する振動は、制振材16の振動減衰特性によって減衰される。これにより、ラックバー10に作用する振動がステアリングシャフト及びステアリングホイールを介して運転者に伝達されることを抑制し、操舵フィーリングを向上させることができる。   The vibration acting on the rack bar 10 is attenuated by the vibration damping characteristics of the damping material 16. Thus, transmission of the vibration acting on the rack bar 10 to the driver via the steering shaft and the steering wheel can be suppressed, and the steering feeling can be improved.

また、ラックバー10に作用する振動が制振材16によって減衰されることにより、ラックバーの振動に起因するノイズが抑制され、車両の静粛性を向上させることができる。制振材16は中空部15の内部で固定されているので、制振材16が相対的に振動して新たなノイズ源となることもない。   Further, since the vibration acting on the rack bar 10 is attenuated by the damping material 16, noise caused by the vibration of the rack bar is suppressed, and the quietness of the vehicle can be improved. Since the damping material 16 is fixed inside the hollow portion 15, the damping material 16 does not relatively vibrate and become a new noise source.

さらに、ラックバー10には、路面の凹凸に起因する振動などの車輪から伝わる振動に限らず、例えば車両に搭載される内燃機関や電動機などの動力源に生じる振動などであって、車両の各部からフレームを介して伝わる振動も作用し、これらの振動も制振材16によって減衰されることから、ラックバー10は車両全体の制振にも資する。   Further, the rack bar 10 is not limited to vibration transmitted from wheels such as vibration caused by unevenness of a road surface, but also includes, for example, vibration generated in a power source such as an internal combustion engine or an electric motor mounted on a vehicle. Vibration transmitted from the vehicle through the frame also acts, and these vibrations are also attenuated by the vibration damping material 16, so that the rack bar 10 also contributes to vibration damping of the entire vehicle.

上述したラックバー10は、中実の一本の棒材からなるものとして説明したが、図3に示す例のように、中空の一本の管材からなるものであってもよい。   Although the above-described rack bar 10 has been described as being made of a single solid bar, it may be made of a single hollow tube as in the example shown in FIG.

管材からなるラックバーの歯部11のラック歯は、例えば以下のようにして形成される。まず、管材の長手方向の一部で歯部とされる部位(以下、歯部形成部位という)に平坦状の歯形成面が予備成形される。歯形成面は、例えば成形型を用いて管材の歯部形成部位を潰すプレス加工によって形成される。   The rack teeth of the tooth portion 11 of the rack bar made of a tubular material are formed, for example, as follows. First, a flat tooth forming surface is preliminarily formed in a portion (hereinafter, referred to as a tooth forming portion) which is to be a tooth portion in a part of the tube material in the longitudinal direction. The tooth forming surface is formed by, for example, pressing using a molding die to crush the tooth forming portion of the tube material.

次いで、歯形成面に押し付けられる歯型を含み、管材の歯部形成部位を全周にわたって取り囲む成形型に管材が設置され、管材に芯金が挿通される。歯形成面を構成している管材の肉が、挿通された芯金によって内側からしごかれ、歯形成面に押し付けられている歯型に食い込む。挿通される芯金の太さが次第に大きくされ、しごき加工が繰り返されることにより、歯型に対応した複数のラック歯が管材に形成される。   Next, the tube is placed in a molding die including a tooth mold pressed against the tooth forming surface and surrounding the tooth forming portion of the tube over the entire circumference, and the core is inserted through the tube. The flesh of the tube material forming the tooth forming surface is squeezed from the inside by the inserted metal core and bites into the tooth mold pressed against the tooth forming surface. A plurality of rack teeth corresponding to the tooth form are formed on the pipe by gradually increasing the thickness of the inserted metal core and repeating ironing.

管材からなる図3に示すラックバーでは、素材である管材の形状が利用されて歯部11及び軸部12の全体が一続きの中空部15とされ、中空部15の内部に制振材16が固定されている。このように、管材からなるラックバーにおいては、素材の形状を利用して中空部15を設けることができ、制振材16の設置が容易である。   In the rack bar shown in FIG. 3 made of a tubular material, the tooth portion 11 and the shaft portion 12 are entirely formed as a continuous hollow portion 15 by utilizing the shape of the tubular material, which is a material, and a vibration damping material 16 is provided inside the hollow portion 15. Has been fixed. As described above, in the rack bar made of a tubular material, the hollow portion 15 can be provided by utilizing the shape of the material, and the installation of the vibration damping material 16 is easy.

なお、図4に示す例のように、歯部11が中実の棒材からなり、軸部12が管材からなっていてもよく、また、図5に示す例のように、歯部11が管材からなり、軸部12が中実の棒材からなっていてもよい。中空の棒材と管材とは、例えば端面が互いに突き合わされた状態で回転されることによる摩擦圧接にて接合される。   In addition, as in the example shown in FIG. 4, the tooth portion 11 may be made of a solid rod material, and the shaft portion 12 may be made of a tube material, and as in the example shown in FIG. The shaft portion 12 may be made of a solid bar material, and may be made of a tube material. The hollow bar and the tube are joined by, for example, friction welding by being rotated with their end faces abutting each other.

中実の棒材と管材とが接合されてラックバーが構成される場合に、図示の例のように管材にのみ制振材16が設けられていてもよいし、中実な棒材に孔が穿設され、中実な棒材にのみ制振材16が設けられ、或いは管材及び中実な棒材の両方に制振材16が設けられていてもよい。   When a solid bar and a tube are joined to form a rack bar, the damping material 16 may be provided only in the tube as shown in the illustrated example, or a hole may be formed in the solid bar. May be provided, and the damping material 16 may be provided only on the solid bar, or the damping material 16 may be provided on both the pipe and the solid bar.

図6は、本発明の実施形態を説明するための、ステアリング装置の他の例を示す。   FIG. 6 shows another example of the steering device for describing the embodiment of the present invention.

図6に示すステアリング装置101は、デュアルピニオン式のステアリング装置であって、ラックハウジング102の軸方向一方の端部には、ステアリングシャフトに連結される入力軸107に形成された操舵ピニオン(不図示)を収納するステアリングギヤボックス106が設けられており、ラックハウジング102の軸方向他方の端部には、アシスト機構のモータ108によって駆動される補助ピニオン(不図示)を収納する補助ギヤボックス109が設けられている。   A steering device 101 shown in FIG. 6 is a dual pinion type steering device. A steering pinion (not shown) formed on an input shaft 107 connected to a steering shaft is provided at one axial end of a rack housing 102. ) Is provided, and an auxiliary gear box 109 for storing an auxiliary pinion (not shown) driven by a motor 108 of an assist mechanism is provided at the other axial end of the rack housing 102. Is provided.

ラックバー110は、操舵ピニオンと噛み合うラック歯が形成された第1歯部111と、補助ピニオンと噛み合うラック歯が形成された第2歯部112と、第1歯部111と第2歯部112との間に軸方向に挟まれて設けられた軸部113とを有する。軸部113は、軸方向に移動自在にすべり軸受(不図示)によって支持されている。   The rack bar 110 has a first tooth portion 111 formed with rack teeth meshing with the steering pinion, a second tooth portion 112 formed with rack teeth meshing with the auxiliary pinion, and a first tooth portion 111 and a second tooth portion 112. And a shaft portion 113 interposed in the axial direction. The shaft portion 113 is supported by a slide bearing (not shown) movably in the axial direction.

図7は、ラックバー110の構成を示す。   FIG. 7 shows a configuration of the rack bar 110.

ラックバー110は、断面円形状の中実な一本の棒材からなる。ラックバー110の軸方向の一方の端部側には第1歯部111が設けられ、他方の端部側に第2歯部112が設けられ、第1歯部111と第2歯部112との間には軸部113が設けられており、軸方向の両端部にはジョイント104(図6参照)が締結されるネジ孔114がそれぞれ設けられている。車両におけるステアリングシャフトとアシスト機構との位置関係に応じて、第1歯部111と第2歯部112との間には中心軸まわりに所定の回転角度差が設定される。   The rack bar 110 is made of a single solid bar having a circular cross section. A first tooth 111 is provided at one end of the rack bar 110 in the axial direction, and a second tooth 112 is provided at the other end of the rack bar 110. The first tooth 111, the second tooth 112 A shaft portion 113 is provided therebetween, and screw holes 114 for fastening the joint 104 (see FIG. 6) are provided at both ends in the axial direction. A predetermined rotation angle difference is set between the first tooth portion 111 and the second tooth portion 112 around the central axis in accordance with the positional relationship between the steering shaft and the assist mechanism in the vehicle.

さらに、ラックバー110は、軸方向の少なくとも一部に中空部116を有する。図示の例では、第1歯部111側のネジ孔114から第1歯部111及び軸部113の略全長に亘って軸方向に延びる孔115が形成されており、第1歯部111及び軸部113の全体が一続きの中空部116とされている。なお、孔115は、第1歯部111で止まっていてもよいし、第2歯部112にまで及んでいてもよい。また、孔115は、第2歯部112側のネジ孔114から延びていてもよい。   Further, the rack bar 110 has a hollow portion 116 in at least a part in the axial direction. In the illustrated example, a hole 115 extending in the axial direction over substantially the entire length of the first tooth portion 111 and the shaft portion 113 is formed from the screw hole 114 on the first tooth portion 111 side, and the first tooth portion 111 and the shaft are formed. The entire part 113 is a continuous hollow part 116. In addition, the hole 115 may stop at the first tooth portion 111 or may extend to the second tooth portion 112. The hole 115 may extend from the screw hole 114 on the second tooth portion 112 side.

そして、中空部116の内部には、制振材117が固定されている。ラックバー110に作用する振動は、制振材117の振動減衰特性によって減衰される。これにより、ラックバー110に作用する振動がステアリングシャフト及びステアリングホイールを介して運転者に伝達されることを抑制し、操舵フィーリングを向上させることができる。また、制振材117は中空部116の内部で固定されているので、制振材117が相対的に振動して新たなノイズ源となることもない。これにより、車両の静粛性を向上させることができる。   The damping material 117 is fixed inside the hollow portion 116. The vibration acting on the rack bar 110 is attenuated by the vibration damping characteristics of the damping material 117. Accordingly, it is possible to suppress the vibration acting on the rack bar 110 from being transmitted to the driver via the steering shaft and the steering wheel, and to improve the steering feeling. Further, since the damping member 117 is fixed inside the hollow portion 116, the damping member 117 does not relatively vibrate and becomes a new noise source. Thereby, the quietness of the vehicle can be improved.

上述したラックバー110は、中実の一本の棒材からなるものとして説明したが、図8に示す例のように、第1歯部111及び軸部113が一本の管材からなり、第2歯部112が中実の棒材からなり、両材が摩擦圧接によって接合されて構成されてもよい。この場合、典型的には、第1歯部111が設けられる管材に第1歯部111のラック歯が予め形成され、両材が接合された後に、第2歯部112とされる中実な棒材の所定の部位、即ち第1歯部111との間に所定の回転角度差を与える部位に第2歯部112のラック歯が形成される。   Although the above-described rack bar 110 has been described as being made of a single solid bar, the first tooth portion 111 and the shaft portion 113 are made of one tube as shown in FIG. The two-tooth portion 112 may be made of a solid bar, and the two members may be joined by friction welding. In this case, typically, a rack tooth of the first tooth portion 111 is formed in advance on the tube material on which the first tooth portion 111 is provided, and after the two materials are joined, a solid tooth is formed as the second tooth portion 112. The rack teeth of the second tooth portion 112 are formed at a predetermined portion of the bar, that is, a portion where a predetermined rotation angle difference is provided between the bar portion and the first tooth portion 111.

なお、第1歯部111及び軸部113が一本の中実な棒材からなり、第2歯部112が管材からなってもよく、また、第2歯部112及び軸部113が一本の管材又は中実な棒材からなってもよい。   Note that the first tooth 111 and the shaft 113 may be made of one solid bar, the second tooth 112 may be made of a tube, and the second tooth 112 and the shaft 113 may be made of one rod. Or a solid rod.

そして、中実の棒材と管材とが接合されてラックバーが構成される場合に、図示の例のように、管材にのみ制振材117が設けられていてもよいし、中実な棒材に孔が穿設され、中実な棒材にのみ制振材117が設けられ、或いは管材及び中実な棒材の両方に制振材117が設けられていてもよい。   When the solid bar and the tube are joined to form a rack bar, the damping material 117 may be provided only on the tube as shown in the illustrated example, or the solid bar may be provided. A hole may be formed in the material, and the vibration damping material 117 may be provided only on the solid bar material, or the vibration damping material 117 may be provided on both the pipe material and the solid bar material.

また、図9に示すように、第1歯部111及び第2歯部112がそれぞれ管材からなり、軸部113が、継手部材として、第1歯部111及び第2歯部112と異なる中実な棒材からなり、これらの材が摩擦圧接によって接合されてラックバーが構成されてもよい。この場合、第1歯部111とされる管材及び第2歯部112とされる管材をそれぞれ固定し、軸部113とされる中実な棒材を回転させて摩擦圧接することができるので、第1歯部111とされる管材に第1歯部111のラック歯を予め形成し、第2歯部112とされる管材に第2歯部112のラック歯を予め形成しておき、第1歯部111と第2歯部112との間の回転角度差を高精度に設定できる。   As shown in FIG. 9, the first tooth portion 111 and the second tooth portion 112 are each made of a tube material, and the shaft portion 113 is a solid member different from the first tooth portion 111 and the second tooth portion 112 as a joint member. It is also possible to form a rack bar by joining these members by friction welding. In this case, the tube material serving as the first tooth portion 111 and the tube material serving as the second tooth portion 112 can be fixed, and the solid bar material serving as the shaft portion 113 can be rotated to perform friction welding. The rack teeth of the first tooth portion 111 are formed in advance on the tube material that is the first tooth portion 111, and the rack teeth of the second tooth portion 112 are formed in advance on the tube material that is the second tooth portion 112. The rotation angle difference between the tooth 111 and the second tooth 112 can be set with high accuracy.

そして、中実の棒材と管材とが接合されてラックバーが構成される場合に、図示の例のように、管材にのみ制振材117が設けられていてもよいし、中実な棒材に孔が穿設され、中実な棒材にのみ制振材117が設けられ、或いは管材及び中実な棒材の両方に制振材117が設けられていてもよい。   When the solid bar and the tube are joined to form a rack bar, the damping material 117 may be provided only on the tube as shown in the illustrated example, or the solid bar may be provided. A hole may be formed in the material, and the vibration damping material 117 may be provided only on the solid bar material, or the vibration damping material 117 may be provided on both the pipe material and the solid bar material.

また、上述したステアリング装置101及びラックバー110では、アシスト機構のモータ108の駆動力が補助ピニオンと第2歯部112のラック歯との噛み合いによってラックバー110に伝達されるが、ボールネジによって伝達されるように構成されてもよく、この場合に、ラックバー110には第2歯部112のラック歯に替えてボールネジのネジ溝が形成される。ボールナットがネジ溝を摺動する際の摺動音も、制振材117によって抑制することができる。   In the steering device 101 and the rack bar 110 described above, the driving force of the motor 108 of the assist mechanism is transmitted to the rack bar 110 by engagement of the auxiliary pinion and the rack teeth of the second tooth portion 112, but is transmitted by the ball screw. In this case, a thread groove of a ball screw is formed in the rack bar 110 instead of the rack teeth of the second tooth portion 112. The sliding noise when the ball nut slides in the thread groove can also be suppressed by the damping material 117.

図10は、本発明の実施形態を説明するための、ラックバーの他の例の構成を示す。   FIG. 10 shows a configuration of another example of a rack bar for describing the embodiment of the present invention.

図10に示すラックバーは、図2に示したラックバー10において、軸部12の内部を軸方向に突き抜けて空気を流通させる通気路17がさらに設けられたものである。   The rack bar shown in FIG. 10 is different from the rack bar 10 shown in FIG. 2 in that an air passage 17 that penetrates the inside of the shaft portion 12 in the axial direction and allows air to flow is further provided.

通気路17は、軸部113の内部に通されており、軸部12の歯部11側の端部に設けられた通気孔17a、及び軸部12のネジ孔13側の端部に設けられた通気孔17bを含む。   The ventilation path 17 is passed through the inside of the shaft portion 113, and is provided at a ventilation hole 17 a provided at an end of the shaft portion 12 on the tooth 11 side and at an end of the shaft portion 12 on the screw hole 13 side. Including the vent hole 17b.

通気孔17a,17bは、ラックバー10の外周面に開口した状態に形成されており、軸部12と軸部12を支持するすべり軸受によって隔てられ、且つブーツ5(図1参照)によって囲われている左右の密閉空間にそれぞれ連通している。   The ventilation holes 17a and 17b are formed to be open on the outer peripheral surface of the rack bar 10, are separated by the shaft portion 12 and a slide bearing that supports the shaft portion 12, and are surrounded by the boot 5 (see FIG. 1). To the left and right enclosed spaces.

そして、制振材16は管状に成形され、中空部15である軸部12に挿嵌されており、軸部12の内部には、通気路17の両端である通気孔17a,17bを連通させる空隙が管状の制振材16の中心軸に沿って残されている。よって、ブーツ5によって囲われている左右の密閉空間の間の通気路17を介した空気の流通が保たれている。   The damping material 16 is formed in a tubular shape and is inserted into the shaft portion 12 as the hollow portion 15, and the inside of the shaft portion 12 communicates with the ventilation holes 17 a and 17 b at both ends of the ventilation path 17. An air gap is left along the central axis of the tubular damping material 16. Therefore, the flow of air through the ventilation path 17 between the left and right sealed spaces surrounded by the boots 5 is maintained.

ラックバー10が移動された際に、ブーツ5によって囲われている左右の密閉空間のうちラックバー10が突出する一方の空間から他方の空間に通気路17を介して空気が流動される。これにより、ラックバー10が突出する一方の空間において空気が圧縮され、その反作用としてラックバー10の移動が阻害されることを抑制でき、操舵フィーリングを向上させることができる。   When the rack bar 10 is moved, air flows from one of the left and right sealed spaces surrounded by the boot 5 from one of the spaces where the rack bar 10 protrudes to the other space via the ventilation path 17. Thereby, it is possible to suppress that the air is compressed in one space where the rack bar 10 protrudes, and that the movement of the rack bar 10 is hindered as a reaction, and the steering feeling can be improved.

なお、制振材16が粒状に成形され、多数の制振材16が軸部12の内部に詰められていてもよく、この場合にも、粒状の制振材16の間に空隙が残され、これらの空隙が連なることにより、通気路17の両端である通気孔17a,17bを連通させる空隙が軸部12の内部に残される。   Note that the vibration damping material 16 may be formed into a granular shape, and a large number of the vibration damping materials 16 may be packed inside the shaft portion 12. In this case, a gap is left between the granular vibration damping materials 16. By connecting these gaps, a gap for communicating the ventilation holes 17 a and 17 b at both ends of the ventilation path 17 is left inside the shaft portion 12.

上記の通気路17の構成は、図6及び図7に示したデュアルピニオン式のステアリング装置101に組み込まれるラックバー110にも適用可能であり、図11に示すラックバーは、図7に示したラックバー110において、軸部113の内部を軸方向に突き抜けて空気を流通させる通気路118がさらに設けられたものである。   The configuration of the ventilation path 17 described above is also applicable to the rack bar 110 incorporated in the dual pinion type steering device 101 shown in FIGS. 6 and 7, and the rack bar shown in FIG. 11 is shown in FIG. The rack bar 110 is further provided with an air passage 118 that penetrates the inside of the shaft portion 113 in the axial direction and allows air to flow.

通気路118は、一続きの中空部116とされた第1歯部111及び軸部113の内部に通されており、第1歯部111の端部に設けられた通気孔118a、及び軸部113の第2歯部112側の端部に設けられた通気孔118bを含む。   The ventilation passage 118 is passed through the interior of the first tooth portion 111 and the shaft portion 113 which are formed as a continuous hollow portion 116, and has a ventilation hole 118 a provided at an end of the first tooth portion 111, and a shaft portion. 113 includes a vent hole 118b provided at the end of the second tooth portion 112 side.

通気孔118a,118bは、ラックバー110の外周面に開口した状態に形成されており、軸部113と軸部113を支持するすべり軸受によって隔てられ、且つブーツ105(図6参照)によって囲われている左右の密閉空間にそれぞれ連通している。   The ventilation holes 118a and 118b are formed to be open on the outer peripheral surface of the rack bar 110, are separated by the shaft 113 and a slide bearing supporting the shaft 113, and are surrounded by the boot 105 (see FIG. 6). To the left and right enclosed spaces.

そして、制振材117は管状に成形され、中空部116である第1歯部111及び軸部113に挿嵌されており、第1歯部111及び軸部113の内部には、通気路118の両端である通気孔118a,118bを連通させる空隙が管状の制振材117の中心軸に沿って残されている。よって、ブーツ105によって囲われている左右の密閉空間の間の通気路118を介した空気の流通が保たれている。   The vibration damping material 117 is formed in a tubular shape, and is fitted into the first tooth portion 111 and the shaft portion 113 which are the hollow portions 116. A gap for communicating the ventilation holes 118a and 118b, which are both ends, is left along the central axis of the tubular damping material 117. Therefore, the circulation of the air through the ventilation path 118 between the left and right sealed spaces surrounded by the boots 105 is maintained.

本例においても、ラックバー110が移動された際に、ブーツ105によって囲われている左右の密閉空間のうちラックバー110が突出する一方の空間から他方の空間に通気路118を介して空気が流動される。これにより、ラックバー110が突出する一方の空間において空気が圧縮され、その反作用としてラックバー110の移動が阻害されることを抑制でき、操舵フィーリングを向上させることができる。   Also in this example, when the rack bar 110 is moved, air flows from the one space where the rack bar 110 projects out of the left and right sealed spaces surrounded by the boots 105 to the other space via the air passage 118. Flowed. Thereby, it is possible to suppress that the air is compressed in one space where the rack bar 110 protrudes, and that the movement of the rack bar 110 is hindered as a reaction, and the steering feeling can be improved.

なお、制振材117が粒状に成形され、多数の制振材117が第1歯部111及び軸部113の内部に詰められていてもよく、この場合にも、粒状の制振材117の間に空隙が残され、これらの空隙が連なることにより、通気路118の両端である通気孔118a,118bを連通させる空隙が第1歯部111及び軸部113の内部に残される。   In addition, the vibration damping material 117 may be formed into a granular shape, and a large number of the vibration damping materials 117 may be packed inside the first tooth portion 111 and the shaft portion 113. Air gaps are left between the air gaps, and the air gaps connecting the air holes 118 a and 118 b at both ends of the air passage 118 are left inside the first tooth portion 111 and the shaft portion 113.

以上、モータ8,108を用いた電動パワーステアリング装置1,101に組み込まれるラックバー10,110を例に、本発明を説明したが、本発明は、マニュアルステアリング装置に組み込まれるラックバーや、油圧パワーステアリング装置に組み込まれるラックバーにも適用可能である。   The present invention has been described above by taking the rack bars 10 and 110 incorporated in the electric power steering devices 1 and 101 using the motors 8 and 108 as an example. The present invention is also applicable to a rack bar incorporated in a power steering device.

1 ステアリング装置
2 ラックハウジング
3 タイロッド
4 ジョイント
5 ブーツ
6 ステアリングギヤボックス
7 入力軸
8 モータ
10 ラックバー
11 歯部
12 軸部
13 ネジ孔
14 孔
15 中空部
16 制振材
17 通気路
17a,17b 通気孔
101 ステアリング装置
102 ラックハウジング
104 ジョイント
105 ブーツ
106 ステアリングギヤボックス
107 入力軸
108 モータ
109 補助ギヤボックス
110 ラックバー
111 第1歯部
112 第2歯部
113 軸部
114 ネジ孔
115 孔
116 中空部
117 制振材
118 通気路
118a,118b 通気孔
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Steering device 2 Rack housing 3 Tie rod 4 Joint 5 Boot 6 Steering gear box 7 Input shaft 8 Motor 10 Rack bar 11 Teeth 12 Shaft 13 Screw hole 14 Hole 15 Hollow 16 Damping material 17 Ventilation passages 17a, 17b Ventilation holes 101 Steering device 102 Rack housing 104 Joint 105 Boot 106 Steering gear box 107 Input shaft 108 Motor 109 Auxiliary gear box 110 Rack bar 111 First tooth portion 112 Second tooth portion 113 Shaft portion 114 Screw hole 115 Hole 116 Hollow portion 117 Vibration suppression Material 118 Ventilation passage 118a, 118b Vent

Claims (4)

複数のラック歯が形成されてなる歯部と、軸方向に前記歯部に隣設された軸部とを備え、軸方向の少なくとも一部に中空部を有し、管状に形成された制振材が軸に沿って前記中空部の内部に挿嵌されているラックバーであって、
前記軸部の内部を軸方向に突き抜けて空気を流通させる通気路を有し、
前記中空部は、少なくとも前記軸部に設けられ、
前記通気路は、前記中空部の内部に通されており、
前記制振材が設けられた前記中空部の内部には、前記通気路の両端を連通させる空隙が残されているラックバー。
A vibration damper having a tooth portion formed with a plurality of rack teeth and a shaft portion provided adjacent to the tooth portion in the axial direction, having a hollow portion in at least a part in the axial direction, and having a tubular shape. A rack bar in which a material is inserted inside the hollow portion along an axis ,
An air passage that pierces the inside of the shaft portion in the axial direction and allows air to flow therethrough,
The hollow portion is provided at least in the shaft portion,
The air passage is passed through the inside of the hollow portion,
A rack bar in which a void for communicating both ends of the ventilation path is left inside the hollow portion provided with the vibration damping material.
請求項1記載のラックバーであって、
少なくとも一部が管材からなり、
前記制振材は、前記管材の内部に固定されているラックバー。
The rack bar according to claim 1, wherein
At least partially made of tubing,
A rack bar, wherein the vibration damping material is fixed inside the pipe material.
請求項1記載のラックバーであって、
少なくとも一部が中実の棒材からなり、
前記棒材には、一方の端部から軸方向に延在する孔が形成されており、
前記制振材は、前記孔の内部に固定されているラックバー。
The rack bar according to claim 1, wherein
At least partially made of solid bars,
A hole extending in the axial direction from one end is formed in the bar,
A rack bar, wherein the damping material is fixed inside the hole.
請求項1から3のいずれか一項記載の前記ラックバーが組み込まれたステアリング装置。A steering device incorporating the rack bar according to claim 1.
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