JP7369643B2 - ステアリングギアボックス - Google Patents

ステアリングギアボックス Download PDF

Info

Publication number
JP7369643B2
JP7369643B2 JP2020032741A JP2020032741A JP7369643B2 JP 7369643 B2 JP7369643 B2 JP 7369643B2 JP 2020032741 A JP2020032741 A JP 2020032741A JP 2020032741 A JP2020032741 A JP 2020032741A JP 7369643 B2 JP7369643 B2 JP 7369643B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bush
rack shaft
bushes
axial direction
rack
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2020032741A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2021133845A (ja
Inventor
一幸 根岸
龍矢 根岸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yamada Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Yamada Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yamada Manufacturing Co Ltd filed Critical Yamada Manufacturing Co Ltd
Priority to JP2020032741A priority Critical patent/JP7369643B2/ja
Priority to US17/117,496 priority patent/US11485402B2/en
Publication of JP2021133845A publication Critical patent/JP2021133845A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7369643B2 publication Critical patent/JP7369643B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D3/00Steering gears
    • B62D3/02Steering gears mechanical
    • B62D3/12Steering gears mechanical of rack-and-pinion type
    • B62D3/126Steering gears mechanical of rack-and-pinion type characterised by the rack
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D3/00Steering gears
    • B62D3/02Steering gears mechanical
    • B62D3/12Steering gears mechanical of rack-and-pinion type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C17/00Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
    • F16C17/02Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/08Attachment of brasses, bushes or linings to the bearing housing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/12Structural composition; Use of special materials or surface treatments, e.g. for rust-proofing
    • F16C33/128Porous bearings, e.g. bushes of sintered alloy
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/14Special methods of manufacture; Running-in
    • F16C33/145Special methods of manufacture; Running-in of sintered porous bearings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/26Brasses; Bushes; Linings made from wire coils; made from a number of discs, rings, rods, or other members
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H19/00Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion
    • F16H19/02Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion for interconverting rotary or oscillating motion and reciprocating motion
    • F16H19/04Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion for interconverting rotary or oscillating motion and reciprocating motion comprising a rack
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H57/00General details of gearing
    • F16H57/02Gearboxes; Mounting gearing therein
    • F16H57/021Shaft support structures, e.g. partition walls, bearing eyes, casing walls or covers with bearings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2220/00Shaping
    • F16C2220/02Shaping by casting
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2361/00Apparatus or articles in engineering in general
    • F16C2361/61Toothed gear systems, e.g. support of pinion shafts
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H19/00Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion
    • F16H19/02Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion for interconverting rotary or oscillating motion and reciprocating motion
    • F16H19/04Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion for interconverting rotary or oscillating motion and reciprocating motion comprising a rack
    • F16H2019/046Facilitating the engagement or stopping of racks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Sliding-Contact Bearings (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Description

本発明は、ステアリングギアボックスに関するものである。
車両には、例えば、ラックアンドピニオン式のステアリング装置が搭載されている。このステアリング装置は、ギアボックスの収容部にブッシュが取り付けられ、ブッシュによりラックシャフトが軸方向にスライド可能に支持されている。ステアリング装置において、車両の走行中にタイヤに及ぼされる荷重は、タイロッドを介してラックシャフトに伝達された後、ブッシュで支持される(例えば、特許文献1参照)。
特開2010-215094号公報
しかし、例えば、不整地走行が可能な車両(例えば、バギー等(特にオフロード用多目的四輪バギー))は、タイロッド角が大きな仕様が要求されることが考えられる。タイロッド角を大きくすると、タイヤを介してラックシャフトに作用する荷重の分力のうち、上下方向に沿う成分が大きくなる。その結果、ブッシュに伝達される荷重が大きくなり易く、ブッシュに必要な強度も大きくなる。
また、タイロッド角を大きくすると、ラックシャフトの倒れによる変位(上下方向の傾き)をブッシュで好適に規制することが難しくなる。
そこで、本発明は、上述した事情に考慮してなされたもので、ブッシュとラックシャフトとの間に作用する面圧を軽減させて強度を好適に確保し、ラックシャフトの倒れによる変位を好適に規制できるステアリングギアボックスを提供することを目的とする。
上記の課題を解決するために、本発明は以下の態様を採用した。
本発明の一態様に係るステアリングギアボックスは、ピニオンギアを有するピニオンシャフトと、前記ピニオンギアに噛み合うラックギアを有するラックシャフトと、前記ラックシャフトと車輪との間で揺動可能に連結されたタイロッドと、ブッシュを介して前記ラックシャフトを軸方向に移動可能に支持するケーシングと、を備え、前記ブッシュは、前記軸方向に並んで複数設けられるとともに、それぞれ金属により形成されている。
本態様のステアリングギアボックスでは、ブッシュが軸方向に複数並んで設けられているため、複数のブッシュ全体の軸方向の長さ(以下、ブッシュ長さという。)を、1つのブッシュに比べて大きくできる。すなわち、ラックシャフトと複数のブッシュとの接触面積を大きくできる。これにより、複数のブッシュに伝達された荷重による面圧を軽減させて、複数のブッシュの強度を好適に確保できる。
また、ラックシャフトの倒れは、ブッシュの両端開口縁において対角に位置する部分に接触することで、規制される。本態様によれば、複数のブッシュ全体のブッシュ長さを大きくすることにより、ラックシャフトがブッシュに接触するタイミングが早くなる。そのため、ラックシャフトの倒れによる変位を好適に抑えることができる。
さらに、複数のブッシュを軸方向に設けることにより、各ブッシュがケーシングとの間や各ブッシュ同士間のがた分、相対移動可能となる。したがって、同一のブッシュ長さを一つのブッシュで確保する場合に比べ、ラックシャフトの倒れによる変位に各ブッシュを好適に追従させ易くなる。これにより、例えば、ラックシャフトによる複数のブッシュの変形を抑制できる。
上記態様において、複数の前記ブッシュは、同一部材であることが好ましい。
本態様によれば、複数のブッシュを同一部材とすることにより、形状の異なる多種のブッシュを形成する必要がなく、各ブッシュの製造コストを抑えたり、ブッシュの欠品を生じ難くしたりできる。さらに、複数のブッシュを同一部材で構成することにより、例えば、複数のブッシュの内径精度を同等に確保できる。これにより、ラックシャフトを複数のブッシュで軸方向に円滑に移動可能に支持できる。
上記態様において、複数の前記ブッシュは、前記軸方向に2個配置されていることが好ましい。
本態様によれば、例えば、ラックシャフトが倒れにより変位した場合に、各ブッシュにおける軸方向の両端縁にラックシャフトが接触する。ラックシャフトが倒れにより変位した場合に、2個のブッシュによりバランスよくラックシャフトを支持できる。
上記態様において、前記ブッシュにおいて、内周面と前記軸方向の第1側を向く端面とが交差する部位、および前記内周面と前記軸方向の第2側を向く端面とが交差する部位にそれぞれ面取部が形成されていることが好ましい。
本態様によれば、ラックシャフトの倒れによる変位により、ラックシャフトが面取部に接触することで、ラックシャフトとブッシュとの間に作用する面圧を低減できる。これにより、ブッシュの強度を確保し易くなる。
上記態様において、複数の前記ブッシュは、前記ケーシングに形成された突起と、前記ケーシングに嵌め込まれたストッパと、の間にまとめて保持されていることが好ましい。
本態様によれば、ケーシングに対するブッシュの軸方向の移動を規制できるので、ラックシャフトから伝達される荷重を複数のブッシュ全体で好適に支持でき、かつ、ラックシャフトの倒れによる変位を複数のブッシュ全体で好適に規制できる。
上記態様において、複数の前記ブッシュは、第1ブッシュと、前記第1ブッシュに比べて前記軸方向の寸法が長い第2ブッシュと、を含み、前記ラックシャフトのうち、前記第2ブッシュからの前記軸方向の突出量は、前記第1ブッシュからの前記軸方向の突出量よりも長いことが好ましい。
本態様によれば、ラックシャフトが倒れによって変位する際、ラックシャフトのうち、ブッシュからの突出量が大きい側が先にブッシュ(第2ブッシュ)に接触し易い。そのため、ラックシャフトが倒れによって変位する際に、ラックシャフトが先に接触する第2ブッシュの長さを比較的長くしておくことで、第2ブッシュの強度を確保し易くなる。その結果、耐久性を向上させることができる。
上記態様において、複数の前記ブッシュは、焼結材により成形されていることが好ましい。
ここで、例えば、軸方向の長さが大きいブッシュを焼結材で成形する場合、薄肉のブッシュを成形することが難しく、ブッシュを肉厚に成形する必要がある。ブッシュを肉厚に成形した場合、ブッシュを収容するケーシングの内径が大きくなり、ケーシングの外観は大きくなってしまう。
そこで、ラックシャフトを支持するブッシュを複数個で構成するようにした。よって、それぞれのブッシュの軸方向の長さを好適に抑えて、複数のブッシュを焼結材で薄肉のブッシュを成形できる。これにより、ブッシュを収容するケーシングの内径を小さく抑えて、ケーシングの外観を小さくできる。
本発明の一態様によれば、複数のブッシュでラックシャフトを軸方向へ移動可能に支持するようにした。これにより、ブッシュとラックシャフトとの間に作用する面圧を軽減させて強度を好適に確保し、ラックシャフトの倒れによる変位を好適に規制できる。
本発明に係る実施形態のステアリングギアボックスを備えたバギーの斜視図である。 実施形態のステアリングギアボックスの一部を破断した正面図である。 図2のIII部を拡大した断面図である。 実施形態のステアリングギアボックスからケーシングを省略した状態を示す斜視図である。 図3のV部を拡大した断面図である。 図2のVI矢視図である。 実施形態における変形例の第1ブッシュおよび第2ブッシュでラックシャフトを支持した状態を示す断面図である。
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。以下の説明では、車両としてバギーに、本発明に係るステアリングギアボックス15を採用した例について説明するが、本発明に係るステアリングギアボックス15をその他の車両に採用することも可能である。
<バギー>
図1は、ステアリングギアボックス15を備えたバギー1の斜視図である。
図1に示すように、バギー1は、車体2と、車体2の後下部に取り付けられた一対の後輪4と、車体2の前下部に取り付けられた一対の前輪5と、一対の前輪5を転舵するステアリング装置10と、を備えている。ステアリング装置10のステアリングホイール12は、ドライバシート6の車体前方に備えられている。
<ステアリングギアボックス>
図2は、ステアリングギアボックス15の一部を破断した正面図である。
図1、図2に示すように、ステアリング装置10は、ステアリングホイール12と、不図示の操舵軸と、ステアリングギアボックス15(図2参照)と、を備えている。ステアリング装置10は、ステアリングギアボックス15のピニオンシャフト17が不図示の操舵軸などを介してステアリングホイール12に連結されている。ステアリング装置10は、運転者がステアリングホイール12を回転操作することにより、ピニオンシャフト17が回転し、ピニオンシャフト17と噛み合うラックシャフト18が軸方向(車幅方向)に移動する。これにより、一対の前輪5を転舵させて、一対の前輪5を所望の転舵角に転舵する。
ステアリングギアボックス15は、ケーシング16と、ピニオンシャフト17と、ラックシャフト18と、ガイド19と、複数のブッシュ20と、一対のタイロッド21と、を備えている。
ケーシング16は、概ね筒状に形成されたケース本体25と、ケース本体25に一体に設けられた取付部26と、を有する。ケーシング16は、取付部26が車体2に取り付けられることによりケース本体25の軸方向が車幅方向に沿った状態で配置されている。
ケース本体25の内部には、第1収容部27(図6参照)および第2収容部28が形成されている。
第1収容部27は、ケース本体25の内部において、車幅方向に対して交差する方向に沿って形成されている。第1収容部27には、ピニオンシャフト17の下端部が収容されている。ピニオンシャフト17は、第1収容部27内において、例えば不図示のボールベアリングを介して回転可能(図4中のA方向)に支持されている。図示の例において、ピニオンシャフト17は、軸線42が上下方向に対して傾いた状態で、ケース本体25に支持されている。
図3は、図2のIII部を拡大した断面図である。
図2、図3に示すように、第2収容部28は、ケース本体25の内部において第1収容部27に交差するように車幅方向に沿って形成されている。第2収容部28は、車幅方向の中央部において、第1収容部27内に連通している。したがって、第2収容部28には、第1収容部27に収容されたピニオンシャフト17のピニオンギア31(図4参照)が露出している。第2収容部28は、第1開口部33と、第2開口部34と、第1拡径部35と、段部(突起)36と、第2拡径部37と、を有する。
第1開口部33は、ケース本体25の両端部のうち一方の端部に開口されている。第2開口部34は、ケース本体25の両端部のうち他方の端部に開口されている。第1拡径部35は、第2収容部28のうち、第2開口部34側に形成されている。第1拡径部35は、第2収容部28のうち第1開口部33側に位置する部分より内径が大きくなっている。第1拡径部35において、車幅方向の外側を向く面(第2開口部34を向く面)には段部36が形成されている。段部36は、第2収容部28の内周面と第1拡径部35の内周面とを繋ぐ面である。
第2拡径部37は、第2収容部28において、第1拡径部35よりも第2開口部34側に形成されている。第2拡径部37は、第1拡径部35より内径が大きくなっている。第2収容部28にはラックシャフト18が収容されている。ラックシャフト18は、軸線が車幅方向に沿って配置され、軸方向に移動可能に第2収容部28内に収容されている。
図4は、ステアリングギアボックス15からケーシング16を省略した状態を示す斜視図である。
図4に示すように、ラックシャフト18は、ピニオンシャフト17のピニオンギア31に前後方向で対向する位置において、軸方向に沿って延びるラックギア41を有する。ラックギア41は、ピニオンギア31に噛み合わされている。
ラックシャフト18のうち、ピニオンギア31の反対側にガイド19(ラックガイドやスクリュー、スプリング等を含む)が接触している。ガイド19は、ケーシング16に固定され、先端に湾曲部19aを有する。湾曲部19aは、ラックシャフト18の外周面18aに沿って凹状の湾曲状に形成されている。これにより、ラックシャフト18の概ね中央部18bがガイド19により、軸方向に対して移動可能に支持されている。
これにより、ラックシャフト18の中央部18bは、ガイド19およびピニオンギア31により前後方向で挟持された状態に支持されている。この状態において、ピニオンシャフト17が軸線42を軸にして矢印A方向に回転することにより、ピニオンシャフト17の回転力がピニオンギア31を介してラックギア41に伝達される。これにより、ラックシャフト18が軸方向に移動する。
ここで、ピニオンシャフト17は、ステアリングホイール12(図1参照)に不図示の操舵軸などを介して連結されている。よって、運転者がステアリングホイール12を回転操作することにより、ラックシャフト18が軸方向に移動する。
<ブッシュ>
図5は、図3のV部を拡大した断面図である。
図4、図5に示すように、ブッシュ20は、軸方向と同軸に配置された円筒状である。ブッシュ20は、ケーシング16の第1拡径部35内に軸方向に並んで取り付けられている。実施形態においては、複数のブッシュ20として2個を例示するが、ブッシュ20の個数は任意に選択可能である。2個のブッシュ20は、例えば、鉄系の焼結材で成形された同一部材のメタルブッシュである。但し、各ブッシュ20は、金属製であれば焼結材でなくてもよく、互いに異種材料であってもよい。
ブッシュ20は、例えば、軸方向のブッシュ長さL1が15mmに形成されている。よって、ブッシュ20が軸方向に2個配置することにより、2個のブッシュ20のブッシュ長さL2が30mmに設定されている。なお、ブッシュ20のブッシュ長さL1は15mmに限らないで、用途に応じて任意に選択してもよい。この場合、2個のブッシュ20のブッシュ長さL2は、10mm~50mm程度の範囲であることが好ましく、15mm~45mm程度の範囲に設定することがより好ましい。
また、ブッシュ20は、両端部において、外周面20aと端面20bとが交差する部位に外面取部20cが形成されている。さらに、ブッシュ20は、両端部において、内周面20dと端面20bとが交差する部位に内面取部(面取部)20eが形成されている。
このように、ブッシュ20は、両端部において外面取部20cおよび内面取部20eが形成されることにより、端面20bの面積が小さく抑えられている。これにより、ブッシュ20の端面20bが焼結材で精度よく形成されている。
また、ブッシュ20の両端部に内面取部20eを形成することにより、内周面20dと内面取部20eとが交差する部位の交差角を鈍角に大きくできる。これにより、内周面20dと内面取部20eとが交差する部位の強度が確保されている。
2個のブッシュ20は、第2収容部28の第2開口部34(図3参照)から第2拡径部37を経て第1拡径部35に挿入されることにより、第1拡径部35内で保持されている。
以下、2個のブッシュ20のうち、第2拡径部37寄りに位置するブッシュ20を「第1ブッシュ20A」、第1ブッシュ20Aに対して第2拡径部37とは反対側に位置するブッシュ20を「第2ブッシュ20B」ということがある。
第2ブッシュ20Bは、軸方向の一端(第2開口部34とは反対側を向く方向)側の端面20bが段部36に軸方向で近接又は当接している。第2ブッシュ20Bの他端(第2開口部34を向く方向)側の端面20bに、第1ブッシュ20Aの一端側の端面20bが当接(接触)している。第1ブッシュ20Aは、他端側の端面20bが第2開口部34に向いている。
第1拡径部35において、第1ブッシュ20Aの他端側の端面20bよりも第2開口部34側に位置する部分には、環状溝45が形成されている。環状溝45にはスナップリング(ストッパ)46が係止されている。スナップリング46は、第1ブッシュ20Aの他端(複数のブッシュ20のうち外側の他端)に対して軸方向に近接又は当接している。
このように、段部36とスナップリング46とにより、2個の第1ブッシュ20Aおよび第2ブッシュ20Bが軸方向に連続して第1拡径部35内で保持されている。
この状態において、2個の第1ブッシュ20Aおよび第2ブッシュ20Bによりラックシャフト18の他端部18c寄りの部位18dが軸方向へ移動可能に支持されている。
すなわち、ラックシャフト18は、中央部18bがガイド19およびピニオンギア31に支持され、他端部18c寄りの部位18dが2個の第1ブッシュ20Aおよび第2ブッシュ20Bで軸方向に移動可能に支持されている。
図2、図3に示すように、ラックシャフト18の両端部18c,18eにそれぞれリテーナ52が設けられている。リテーナ52の内周面にタイロッド21の球状部53が摺動可能に連結されている。リテーナ52および球状部53でボールジョイント51が構成されている。すなわち、ラックシャフト18の両端部18c,18eにタイロッド21がボールジョイント51で連結されている。これにより、タイロッド21は、前輪5とラックシャフト18とを、前輪5とラックシャフト18との間で揺動可能に連結している。なお、ボールジョイント51は、伸縮可能に形成された防塵用のブーツ55により被覆されている。
次に、ラックシャフト18を2個のブッシュ20で支持する理由を図1から図3、図6に基づいて説明する。
図6は、図2のVI矢視図である。
図2、図6に示すように、タイロッド21は、リテーナ52を軸にして、タイロッド角θ1で下方に傾斜され、タイロッド角θ2で車体前方に傾斜されている。タイロッド角θ1およびタイロッド角θ2は、一般的なバギー1のステアリングギアボックスと比べて傾斜角が大きく設定されている。
図1、図3に示すように、バギー1の走行中において、前輪5から及ぼされる荷重がタイロッド21を経てラックシャフト18に伝達される。このため、タイロッド角θ1(図2参照)およびタイロッド角θ2(図6参照)の傾斜角が大きく設定される場合、車輪(後輪4や前輪5)を介してラックシャフト18に作用する荷重の分力のうち、上下方向に沿う成分が比較的大きくなる。すなわち、ラックシャフト18を軸方向に対して倒れる方向に変位させる荷重が大きくなる。以下、ラックシャフト18を軸方向に対して倒れる方向に変位させる荷重を「変位荷重」ということがある。
そこで、ステアリングギアボックス15において、ラックシャフト18を2個のブッシュ20で軸方向に移動可能に支持するようにした。よって、2個のブッシュ20全体の軸方向のブッシュ長さL2(図5参照)を、1つのブッシュ20に比べて大きくできる。すなわち、ラックシャフト18と2個のブッシュ20との接触面積を大きくできる。これにより、2個のブッシュ20に伝達された荷重による面圧を軽減させて、2個のブッシュ20の強度を好適に確保できる。
また、ラックシャフト18の倒れは、ブッシュ20の両端開口縁において対角に位置する部分に接触することで、規制される。そのため、2個のブッシュ20全体のブッシュ長さL2を大きくすることにより、ラックシャフト18がブッシュ20に接触するタイミングが早くなる。これにより、ラックシャフト18の倒れによる変位を好適に抑えることができる。
さらに、2個のブッシュ20を軸方向に設けることにより、各ブッシュ20がケーシング16との間や各ブッシュ20同士間のがた分、相対移動可能となる。したがって、ブッシュ長さL2を一つのブッシュで確保する場合に比べ、ラックシャフト18の倒れによる変位に各ブッシュ20を好適に追従させ易くなる。これにより、例えば、ラックシャフト18による2個のブッシュ20の変形を抑制できる。
また、2個のブッシュ20は、同一部材で構成されている。よって、形状の異なる多種のブッシュを形成する必要がなく、2個のブッシュ20の製造コストを抑えたり、ブッシュ20の欠品を生じ難くしたりできる。
さらに、2個のブッシュ20を同一部材で構成することにより、例えば、2個のブッシュ20の内周面20dの内径精度を同等に確保できる。これにより、ラックシャフト18を2個のブッシュ20で軸方向に円滑に移動可能に支持できる。
加えて、2個のブッシュ20は、同一部材で構成することにより、例えば、2個のブッシュ20の一方において、内周面20dにへたり(変形)が発生しても、他方のブッシュ20でラックシャフト18の倒れを十分に抑えることができる。
ここで、ブッシュ20を2個とすることで、例えば、ラックシャフト18が倒れにより変位した場合に、各ブッシュ20における軸方向の両端縁にラックシャフト18が接触する。これにより、ラックシャフト18が倒れにより変位した場合に、配置された2個のブッシュ20によりバランスよくラックシャフト18を支持できる。
また、ラックシャフト18の倒れによる変位により、ラックシャフト18が面取部20dに接触することで、ラックシャフト18とブッシュ20との間に作用する面圧を低減できる。
さらに、ブッシュ20は、両端部に外面取部20cおよび内面取部20eが形成されることにより、端面20bの面積が小さく抑えられている。よって、ブッシュ20の端面20bが焼結材で精度よく形成されている。このため、第1ブッシュ20Aの一端側の端面20bを段部36に良好に接触させることができる。また、第1ブッシュ20Aの他端側の端面20bと第2ブッシュ20Bの一端側の端面20bとを良好に接触させることができる。これにより、2個の第1ブッシュ20Aおよび第2ブッシュ20Bを軸方向に精度よく配置でき、ラックシャフト18を軸方向へ円滑に移動できる。
加えて、ブッシュ20の両端部に外面取部20cおよび内面取部20eが形成されることにより、ブッシュ20を軽量化できる。また、ケーシング16へのブッシュ20の挿入性も向上させることができる。
実施形態では、ブッシュ20の両端部に外面取部20cおよび内面取部20eを形成した例について説明したが、これに限らない。その他の例として、例えば、ブッシュ20の両端部に外面取部20cおよび内面取部20eの一方を形成してもよい。
また、2個のブッシュ20が段部36とスナップリング46とにより連続させた状態で第1拡径部35内に保持されている。これにより、ケーシング16に対するブッシュ20の軸方向の移動を規制できるので、ラックシャフト18から伝達する荷重を2個のブッシュ20全体で好適に支持でき、かつ、ラックシャフト18の倒れによる変位を2個のブッシュ20全体で好適に規制できる。
さらに、2個のブッシュ20は、例えば、鉄系の焼結材で成形されている。
ここで、例えば、ブッシュ長さが大きいブッシュを焼結材で成形する場合、薄肉のブッシュを成形することが難しく、ブッシュを肉厚に成形する必要がある。ブッシュを肉厚に成形した場合、ブッシュを収容する第1拡径部35の内径が大きくなり、ケーシングの外観は大きくなってしまう。
そこで、ラックシャフト18を2個のブッシュ20で支持するようにした。よって、各ブッシュ20のブッシュ長さL1を好適に抑えて、2個のブッシュ20を鉄系の焼結材で薄肉に成形できる。これにより、2個のブッシュ20を収容する第1拡径部35の内径を小さく抑えて、ケーシング16の外観を小さくできる。
(変形例)
前記実施形態では、2個のブッシュ20を同一部材で構成する例について説明したが、これに限らない。その他の例として、2個のブッシュをブッシュ長さが異なる第1ブッシュ80および第2ブッシュ81で構成してもよい。
以下、変形例の第1ブッシュ80および第2ブッシュ81を図4、図7に基づいて説明する。図7は、変形例の第1ブッシュ80および第2ブッシュ81でラックシャフト18を支持した状態を示す断面図である。
ラックシャフト18のうち、第2ブッシュ81からの突出量(端面20bからガイド19までの距離L3(図4参照))が、第1ブッシュ80からの突出量(端面20bから他端部18cまでの距離L4(図4参照))より大きい。この状態において、ラックシャフト18が倒れにより変位して、2個のブッシュ80,81にラックシャフト18から押付力が伝達される場合に、2個のブッシュ80,81のうち第2ブッシュ20Bに押付力が最初に伝達される(ラックシャフト18が押し付けられる。)。そこで、図7に示すように、第1ブッシュ80および第2ブッシュ81は軸方向の長さが異なるように形成されている。具体的は、第2ブッシュ81が第1ブッシュ80よりガイド19(図4参照)側に配置され、第2ブッシュ81のブッシュ長さL5が第1ブッシュ80のブッシュ長さL6より大きく形成されている。
よって、倒れにより変位したラックシャフト18の荷重F1,F2が、第1ブッシュ80および第2ブッシュ81に伝達される場合に、第2ブッシュ81に最初に伝達される。これにより、ブッシュ長さL5が大きな第2ブッシュ81で、ラックシャフト18から伝達された荷重F2を良好に支持して、2個のブッシュ80,81の強度を好適に確保でき、さらに、ラックシャフト18の倒れによる変位を好適に規制できる。
なお、本発明の技術範囲は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
例えば、上述した実施形態では、突起として段部36を例示したが、これに限らない。その他の例として、例えば、スナップリング等の他の部材を突起として使用してもよい。また、各ブッシュ20に対して軸方向の両側に、ブッシュ20の移動を規制する規制部材をそれぞれ設けてもよい。
上述した実施形態では、2個のブッシュ20が軸方向で近接又は当接している構成について説明したが、この構成に限られない。各ブッシュ20は、軸方向に離間していてもよい。
上述した実施形態では、ブッシュ20に面取部20c,20eが形成された構成について説明したが、面取部20c,20eを有さない構成であってもよい。
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上述した変形例を適宜組み合わせてもよい。
1…バギー
10…ステアリング装置
15…ステアリングギアボックス
16…ケーシング
18…ラックシャフト
20…ブッシュ
20A,80…第1ブッシュ
20B,81…第2ブッシュ
20b…端面
20d…内周面
20e…内面取部(面取部)
36…段部(突起)

Claims (6)

  1. ピニオンギアを有するピニオンシャフトと、
    前記ピニオンギアに噛み合うラックギアを有するラックシャフトと、
    前記ラックシャフトと車輪との間で揺動可能に連結されたタイロッドと、
    ブッシュを介して前記ラックシャフトを軸方向に移動可能に支持するケーシングと、を備え、
    前記ブッシュは、前記軸方向に並んで複数設けられるとともに、それぞれ金属により形成され
    複数の前記ブッシュは、同一部材であるステアリングギアボックス。
  2. 複数の前記ブッシュは、前記軸方向に2個配置されている請求項1に記載のステアリングギアボックス。
  3. ピニオンギアを有するピニオンシャフトと、
    前記ピニオンギアに噛み合うラックギアを有するラックシャフトと、
    前記ラックシャフトと車輪との間で揺動可能に連結されたタイロッドと、
    ブッシュを介して前記ラックシャフトを軸方向に移動可能に支持するケーシングと、を備え、
    前記ブッシュは、前記軸方向に並んで複数設けられるとともに、それぞれ金属により形成され、
    前記ブッシュにおいて、内周面と前記軸方向を向く端面とが交差する部位にそれぞれ面取部が形成されていステアリングギアボックス。
  4. ピニオンギアを有するピニオンシャフトと、
    前記ピニオンギアに噛み合うラックギアを有するラックシャフトと、
    前記ラックシャフトと車輪との間で揺動可能に連結されたタイロッドと、
    ブッシュを介して前記ラックシャフトを軸方向に移動可能に支持するケーシングと、を備え、
    前記ブッシュは、前記軸方向に並んで複数設けられるとともに、それぞれ金属により形成され、
    複数の前記ブッシュは、前記ケーシングに形成された突起と、前記ケーシングに嵌め込まれたストッパと、の間にまとめて保持されていステアリングギアボックス。
  5. 前記ラックギアは、前記ラックシャフトのうち前記ブッシュに対して軸方向の中央部寄りに位置する部分に形成され、
    複数の前記ブッシュは、
    第1ブッシュと、
    前記第1ブッシュに対して前記ラックシャフトのうち前記ピニオンギアの噛み合い部分側に配置され、前記第1ブッシュに比べて前記軸方向の寸法が長い第2ブッシュと、を含み、
    前記第2ブッシュから前記ラックシャフトのうち前記噛み合い部分までの距離は、前記第1ブッシュから前記ラックシャフトの端部までの距離よりも長い請求項1から請求項のいずれか1項に記載のステアリングギアボックス。
  6. 複数の前記ブッシュは、焼結材により成形されている請求項1から請求項のいずれか1項に記載のステアリングギアボックス。
JP2020032741A 2020-02-28 2020-02-28 ステアリングギアボックス Active JP7369643B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020032741A JP7369643B2 (ja) 2020-02-28 2020-02-28 ステアリングギアボックス
US17/117,496 US11485402B2 (en) 2020-02-28 2020-12-10 Steering gearbox

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020032741A JP7369643B2 (ja) 2020-02-28 2020-02-28 ステアリングギアボックス

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021133845A JP2021133845A (ja) 2021-09-13
JP7369643B2 true JP7369643B2 (ja) 2023-10-26

Family

ID=77463350

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020032741A Active JP7369643B2 (ja) 2020-02-28 2020-02-28 ステアリングギアボックス

Country Status (2)

Country Link
US (1) US11485402B2 (ja)
JP (1) JP7369643B2 (ja)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004268606A (ja) 2003-03-05 2004-09-30 Suzuki Motor Corp ステアリングラックの支持構造
JP2006264621A (ja) 2005-03-25 2006-10-05 Honda Motor Co Ltd 電動パワーステアリング装置
JP2015189301A (ja) 2014-03-27 2015-11-02 株式会社ショーワ ステアリング装置
JP2016020146A (ja) 2014-07-14 2016-02-04 日本精工株式会社 ラックピニオン式ステアリングギヤユニット
JP2016180427A (ja) 2015-03-23 2016-10-13 Ntn株式会社 流体動圧軸受装置用軸受部材及びその製造方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4127186A (en) * 1976-05-07 1978-11-28 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Power steering device for automotive vehicles
GB2183778B (en) * 1985-12-06 1989-10-11 Trw Cam Gears Ltd A rack and pinion steering gear assembly
JP2600108Y2 (ja) * 1993-06-02 1999-10-04 光洋精工株式会社 ラックピニオン式油圧パワーステアリング装置
JPH08169350A (ja) * 1994-12-19 1996-07-02 Toyota Motor Corp ラックエンドブッシュ構造
DE1120329T1 (de) * 2000-01-24 2002-02-07 Visteon Automotive Systems Inc., Dearborn Verbesserungen an Gehäusen und Zahnstangen für Zahnstangenlenksysteme
JP2006088978A (ja) * 2004-09-27 2006-04-06 Showa Corp ラック・ピニオン式パワーステアリング装置
JP5316125B2 (ja) 2009-03-17 2013-10-16 トヨタ自動車株式会社 ラックアンドピニオン式ステアリング装置
JP7145014B2 (ja) * 2018-09-11 2022-09-30 日立Astemo株式会社 ステアリング装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004268606A (ja) 2003-03-05 2004-09-30 Suzuki Motor Corp ステアリングラックの支持構造
JP2006264621A (ja) 2005-03-25 2006-10-05 Honda Motor Co Ltd 電動パワーステアリング装置
JP2015189301A (ja) 2014-03-27 2015-11-02 株式会社ショーワ ステアリング装置
JP2016020146A (ja) 2014-07-14 2016-02-04 日本精工株式会社 ラックピニオン式ステアリングギヤユニット
JP2016180427A (ja) 2015-03-23 2016-10-13 Ntn株式会社 流体動圧軸受装置用軸受部材及びその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20210269082A1 (en) 2021-09-02
US11485402B2 (en) 2022-11-01
JP2021133845A (ja) 2021-09-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4957307A (en) Suspension for the front steered wheels of a motor vehicle
EP1857304B1 (en) Shackle structure for suspension leaf spring
JP2004522093A (ja) 転動体ねじ装置並びに自動車のアクスルステアリングモジュールの駆動装置
CN102365198B (zh) 带有盒式轴承的枢轴轴承及其车辆转向连杆
IE50252B1 (en) Ball and socket joints
JP2009535251A (ja) 自動車用スタビライザーバー
JP2004521818A (ja) 低摩擦ローラヨークの設計のラック及びピニオンステアリング歯車
CN109476355A (zh) 带反应式约束悬架的具有三个或更多个倾斜的车轮的车辆
US6311996B1 (en) Suspension arm
US4556235A (en) Independent wheel suspension for non-steered wheels of motor vehicles
JP7369643B2 (ja) ステアリングギアボックス
US20030090045A1 (en) Sleeve, particularly a rod sleeve
JP7495174B2 (ja) ウォーム減速機
EP1519845B1 (de) Pendelstütze mit integriertem kugelgelenk
JP4928982B2 (ja) スタビライザーの支持構造
JP3095225B2 (ja) 板ばね
JP7236387B2 (ja) 改良されたステアリング機構を有する、2つのフロントステアリングホイールを備えたモータビークル
WO2006092418A1 (fr) Bras de suspension et procede pour sa fabrication
JP2008075682A (ja) ボールジョイントのベアリングシート及びボールジョイント
EP1811195B1 (de) Gelenklager, insbesondere zur Lagerung von Achslenkern in Kraftfahrzeugen
US20060293108A1 (en) Solid prop rod of folding type seat
JPS6250687B2 (ja)
CN212148999U (zh) 用于车辆转向装置的齿条衬套
JP7393236B2 (ja) 鍛造装置及び車両用ナックル
JP4100298B2 (ja) ゴムブッシュ

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20221110

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230525

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230613

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230807

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230919

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20231016

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7369643

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150