JP2004237917A - Rack pinion type steering device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用の舵取装置の一形式として広く利用されているラックピニオン式舵取装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
ラックピニオン式舵取装置は、操舵部材(ステアリングホイール)に連結されたピニオン軸と、該ピニオン軸に噛合し、車体の左右方向に延設され、両端に操向車輪が連結されたラック軸とを備え、操舵部材の回転操作に応じて生じるピニオン軸の回動をラック軸の軸長方向への移動に変換して左右の操向車輪を操向し、舵取りを行わせる構成となっている。
【0003】
このようなラックピニオン式舵取装置においては、ラック軸に形成されたラック歯とピニオン軸に一体形成されたピニオンとの噛合部に適正な予圧を加え、左右両方向の舵取りを遅れを伴わずに高精度に行わせるために、ラック軸をピニオン軸へ押圧し、前記噛合部に予圧を加えつつラック軸を移動案内するサポートヨーク(ラックガイドとも称す)が用いられている。
【0004】
図4は従来のサポートヨーク及び環状弾性部の分解斜視図であり、図5は従来のサポートヨークの断面図である。
【0005】
図において3は円柱状をなすサポートヨークであり、サポートヨーク3は、径方向に横切るように形成され、断面がY字状をなす溝部31が、ラック軸を押圧する一側の端面に設けられている。この溝部31には、金属製の基材の一面にフッ素樹脂等の被膜を被着してなる薄肉のシート材をプレス加工により成形したラック受けシート4が装着されている。また、サポートヨーク3の他側には、他側の端面から軸長方向へ適長に亘って縮径された嵌合部37が設けられている。この嵌合部37には、外径がサポートヨーク3の一側の外径よりも幾分大きく形成され、内径が嵌合部37に対応し、軸長方向の長さが嵌合部37の軸長方向の長さよりも幾分長く形成された環状弾性部35が組み付けられている。このサポートヨーク3は、ラック軸を覆うラックハウジングに連設されたハウジングに内嵌保持される。
【0006】
なお、サポートヨークのガタ付きを抑えるために、サポートヨークと、該サポートヨークを収容するハウジングの内壁との嵌合隙間を埋める弾性リングを備えるものがある(例えば、特許文献1参照)。
【0007】
【特許文献1】
特開昭48−44928号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
図4及び図5に示したサポートヨーク3は、一側の端面に溝部31が設けられているために、サポートヨーク3を内嵌保持したハウジングの内壁との隙間を埋めるための環状弾性部35が他側にしか巻装できない。このため、ラック軸に加わる外力の作用によりサポートヨーク3の一側が、ラック軸の軸長方向に交叉する方向(図5中の矢印にて示した方向)へ揺動し、サポートヨーク3を内嵌保持したハウジングの内壁に衝突してラトル音のような不快な異音(コトコト音)を発生するという問題があった。
【0009】
このような問題を解決する手段として、サポートヨーク3の軸長方向の長さを長くすること、又はサポートヨーク3の一側外周にOリングを巻装すること等が考えられる。しかし、サポートヨーク3の軸長方向の長さを長くすることは、限られたスペースの制約から採用することができず、サポートヨーク3の一側外周にOリングを巻装することは、一側の周面が溝部31により分断されているために採用できない。
【0010】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、ハウジングに弾性的に当接する部分の配置を工夫することによりサポートヨークがラック軸の軸長方向に交叉する方向に揺動することを抑え、異音も発生しないラックピニオン式舵取装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るラックピニオン式舵取装置は、操舵部材に連結されたピニオン軸と、該ピニオン軸に噛合するラック軸と、円柱状をなし、一側の端面の中央部を径方向に横切るように溝部が形成され、該溝部に前記ラック軸を嵌め合わせて前記ピニオン軸へ押圧するラック押圧部材と、該ラック押圧部材を内嵌保持するハウジングと、前記ラック押圧部材に外嵌され、前記ハウジングの内壁に当接する環状弾性部とを備えるラックピニオン式舵取装置において、前記環状弾性部に連続し、前記ラック押圧部材の周面に沿って前記一側に向けて延設され、前記溝部と交叉する径方向位置にて前記ハウジングの内壁に当接する弾性部を備えることを特徴とする。
【0012】
本発明においては、ラック押圧部材の一側をラック軸の軸長方向に交叉する方向に揺動させようとする力が、舵取りのために移動するラック軸からラック押圧部材に働いても、弾性部とハウジングの内壁との当接により揺動が防止される。これによりラック押圧部材とハウジングの内壁とは直接的に衝突せず、異音を発生させることがない。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
【0014】
図1は、本発明に係るラックピニオン式舵取装置の要部の縦断面図である。
【0015】
図においてH2は略円筒形をなすピニオンハウジングであり、ピニオンハウジングH2の内部には、ピニオン軸2が配設されている。ピニオン軸2は、下半部を拡径して一体形成されたピニオン20を備えており、ピニオン20の上下両側に位置する一対のアンギュラ玉軸受21,22により、ピニオンハウジングH2の内部に同軸上での回動自在に支持されている。また、ピニオンハウジングH2の外部に突出するピニオン軸2の上端部は、図示しない操舵部材に連結されている。
【0016】
ピニオンハウジングH2の下半部の一側には、略円筒形をなすラックハウジングH1が軸心を交叉させて連設され、ラックハウジングH1の内部には、軸長方向への移動自在にラック軸1が支持されている。このラック軸1は、ピニオンハウジングH2との連通部を臨む側に適長に亘って形成されたラック歯10を備えており、このラック歯10はピニオン軸2のピニオン20に噛合させてある。ラック軸1のラック歯10が形成された側の逆側(背面側)には、ラック軸1に沿うように突条11が設けられている。この突条11の基端部両側には、突条11に沿うように傾斜面12,12が設けられており、ラック軸1の背面側は、この傾斜面12,12及び突条11によりY字状をなしている。また、ラック軸1の両端は、ラックハウジングH1の両側に突出しており、図示しない左右の操向車輪に各別に連結され、これらの操向車輪が、ラックハウジングH1内でのラック軸1の移動に応じて操向されるようになしてある。
【0017】
また、ラックハウジングH1には、ピニオンハウジングH2との連設部の逆側に、ラックハウジングH1及びピニオンハウジングH2と略直交する向きにサブハウジングH3が突設されている。サブハウジングH3には、ラック軸1のY字状の背面側からラックハウジングH1の内部に連通する円形断面の保持孔30が貫通形成されている。この保持孔30には、ラック押圧部材である円柱状をなすサポートヨーク3が軸長方向への移動自在に内嵌保持されている。保持孔30の壁面には、サポートヨーク3に組み付けられた後述の緩衝部材5が当接している。
【0018】
図2はサポートヨーク3及び緩衝部材5の分解斜視図であり、図3はサポートヨーク3に緩衝部材5が組み付けられた状態を示す斜視図である。
【0019】
サポートヨーク3の一側の端面の中央部には、径方向に横切るように、ラック軸1の背面側の形状に対応したY字状の溝部31が形成されている。この溝部31には、金属製の基材の一面にフッ素樹脂等の被膜を被着してなる薄肉のシート材をプレス加工により成形したラック受けシート4が装着されている。サポートヨーク3の他側には、他側の端面から軸長方向へ適長に亘って縮径された嵌合部37が設けられている。また、サポートヨーク3の周面には、嵌合部37に連続し、周面に沿って一側に向けて延設された矩形の嵌合凹部38,38が溝部31と交叉する径方向位置に形成されている(図2には1箇所のみ図示)。この嵌合凹部38,38の一側には、サポートヨーク3の周面に向かうテーパ面38a,38aが設けられている(図2には1箇所のみ図示)。
【0020】
嵌合部37に嵌合される環状弾性部35は、外周の半径がサポートヨーク3の一側の外周の半径よりも図1に示した寸法t1だけ大きく形成され、内径が嵌合部37に対応し、軸長方向の長さが嵌合部37の軸長方向の長さよりも図1に示した寸法t2だけ長く形成されている。嵌合凹部38,38に嵌合される矩形の弾性部36,36は、環状弾性部35から軸長方向に延設されており、厚みはサポートヨーク3の嵌合凹部38,38の深さよりも図1に示した寸法t1だけ厚く形成されている。嵌合凹部38,38の先端部の外側にはサポートヨーク3の周面に向かうテーパ面36a,36aが設けられ、内側にも同様にサポートヨーク3の周面に向かうテーパ面36b,36bが設けられている。これらの環状弾性部35及び弾性部36,36により緩衝部材5が構成されている。
【0021】
サポートヨーク3に緩衝部材5が組み付けられることにより、環状弾性部35は、サポートヨーク3の周面より適宜の寸法t1だけ凸設され(図1参照)、サポートヨーク3の他側の端面より適宜の寸法t2だけ凸設される(図1参照)。また、弾性部36,36は、溝部31と交叉する径方向位置において、サポートヨーク3の周面に沿って一側に向けて延設されることになり、サポートヨーク3の周面より適宜の寸法t1だけ凸設される(図1参照)。サポートヨーク3及び緩衝部材5の組み付けは、弾性部36,36の先端部内側に、サポートヨーク3の周面に向かうテーパ面36b,36bが設けられているから、テーパ面36b,36bの作用により滑らかに組み付けることができる。
【0022】
このようなサポートヨーク3は、一側の端面に形成された溝部31をラック軸1の背面側にラック受けシート4を介して当接させるように嵌め合わせてある。また、サポートヨーク3の他側の端面は、保持孔30の開口部にねじ込まれ、ロックナット33により位置決め固定された押えキャップ32に臨ませてあり、この押えキャップ32との間に介装された押しばね34によりサポートヨーク3はラック軸1に向けて押圧付勢されている。
【0023】
サポートヨーク3は、押しばね34の付勢力により、溝部31をラック受けシート4を介してラック軸1の背面に押し付け、ラック軸1をピニオン軸2へ押圧し、ラック歯10とピニオン20との噛合部に予圧を付与すると共に、ラック軸1を軸長方向への移動自在に案内する作用をなす。前記予圧の強さは、押えキャップ32のねじ込み量を増減し、ロックナット33の締め付けにより適宜のねじ込み位置にて押えキャップ32を固定することにより適正に設定することができる。
【0024】
このような作用をなすサポートヨーク3には、ラック軸1及びピニオン20の噛合反力等の作用により軸長方向に移動させる外力が加わる。押しばね34は、この外力と付勢力とのバランスによりサポートヨーク3の軸長方向への移動を許容し、ラック歯10とピニオン20との噛合部の予圧を略一定に保つ作用をなす。
【0025】
本発明に係るラックピニオン式舵取装置においては、サポートヨーク3の一側をラック軸1の軸長方向に交叉する方向に揺動させようとする力がサポートヨーク3に加わっても、サポートヨーク3の周面には、環状弾性部35に連続し、周面に沿って一側に向けて延設され、溝部31と交叉する径方向位置にて保持孔30の壁面に当接する弾性部36,36が備えられているから、サポートヨーク3の揺動は、弾性部36,36と保持孔30の壁面との当接により防止され、サポートヨーク3が保持孔30の壁面に衝突することもなく、ラトル音のような異音の発生を防止できる。
【0026】
また、環状弾性部35をサポートヨーク3の周面だけでなく他側の端面に対しても凸設し、弾性部36,36を軸長方向に延設して緩衝部材5としたから、緩衝部材5を一つ備えるだけで、サポートヨーク3が軸長方向に移動した場合の押えキャップ32との衝突と、サポートヨーク3が揺動した場合の保持孔30の壁面との衝突との2種類の衝突を防止することができると共に、サポートヨーク3への緩衝部材5の取り付けに掛かる工数は従来のOリングの場合と略同等にできる。
【0027】
さらに、弾性部36,36の先端部外側には、サポートヨーク3の周面に向かうテーパ面36a,36aが設けられているから、サポートヨーク3を保持孔30に挿入する場合にもテーパ面36a,36aの作用により滑らかに挿入できると共に、サポートヨーク3がラック軸1側に移動した場合にも弾性部36,36の端部は大きな摺動抵抗を発生させることがなく、サポートヨーク3の移動を阻害しない。
【0028】
以上に説明した実施の形態においては、嵌合部37に連続し、サポートヨーク3の周面に沿って一側に向けて延設された矩形の嵌合凹部38,38を溝部31と交叉する径方向位置に形成し、環状弾性部35から弾性部36,36を軸長方向に延設したが、弾性部36,36は、環状弾性部35から延設して一体に形成する必要はなく、別体としてもよい。つまり、嵌合凹部38,38を嵌合部37に連続させずに、サポートヨーク3の周面にて分断されるように形成し、環状弾性部35と別体に形成された弾性部36,36をこの嵌合凹部38,38に嵌め合わせるようにしてもよい。
【0029】
また、環状弾性部35は、サポートヨーク3の他側の端面からも突出するように設けたが、サポートヨーク3の他側の端面から突出しないように設けてもよい。
【0030】
また、弾性部36,36は2箇所に各1つずつ設けたが、弾性部36,36の数は特に限定しない。
【0031】
また、嵌合凹部38,38及び弾性部36,36の形状を矩形としたが、形状は矩形に限らず、例えば三角形又は円形等、異なる形状としてもよい。
【0032】
さらに、以上の実施の形態においては、運転者により操舵部材に加えられる操作力のみで舵取りを行わせる構成としたマニュアルステアリング装置への適用例について述べたが、本発明は、油圧又は電動アクチュエータの発生力により舵取りを補助するパワーステアリング装置への適用も可能であり、同様の効果が得られることは言うまでもない。
【0033】
【発明の効果】
以上、詳述したように、本発明に係るラックピニオン式舵取装置においては、サポートヨークの一側をラック軸の軸長方向に交叉する方向に揺動させようとする力がサポートヨークに加わっても、弾性部と保持孔の壁面との当接により揺動が防止されるから、サポートヨークと保持孔の壁面とが衝突することはなく、運転者に不快な音として伝わる異音が発生しない等、本発明は優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るラックピニオン式舵取装置の要部の縦断面図である。
【図2】サポートヨーク及び緩衝部材の分解斜視図である。
【図3】サポートヨークに緩衝部材が組み付けられた状態を示す斜視図である。
【図4】従来のサポートヨーク及び環状弾性部の分解斜視図である。
【図5】従来のサポートヨークの断面図である。
【符号の説明】
1 ラック軸
2 ピニオン軸
3 サポートヨーク(ラック押圧部材)
30 保持孔(ハウジングの内壁)
31 溝部
35 環状弾性部
36 弾性部
H3 サブハウジング(ハウジング)[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a rack and pinion type steering device widely used as one type of a steering device for an automobile.
[0002]
[Prior art]
The rack and pinion type steering device includes a pinion shaft connected to a steering member (steering wheel), a rack shaft that meshes with the pinion shaft, extends in the left-right direction of the vehicle body, and has steered wheels connected to both ends. The rotation of the pinion shaft generated in response to the rotation operation of the steering member is converted into the movement in the axial direction of the rack shaft to steer the left and right steering wheels to perform steering. .
[0003]
In such a rack and pinion type steering device, an appropriate preload is applied to a meshing portion between a rack tooth formed on the rack shaft and a pinion formed integrally with the pinion shaft, and steering in both the left and right directions is performed without delay. In order to perform the operation with high precision, a support yoke (also referred to as a rack guide) that presses the rack shaft to a pinion shaft and moves and guides the rack shaft while applying a preload to the meshing portion is used.
[0004]
FIG. 4 is an exploded perspective view of a conventional support yoke and an annular elastic portion, and FIG. 5 is a cross-sectional view of the conventional support yoke.
[0005]
In the figure,
[0006]
In addition, in order to suppress backlash of the support yoke, there is one that includes an elastic ring that fills a fitting gap between the support yoke and an inner wall of a housing that houses the support yoke (for example, see Patent Document 1).
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-48-44928
[Problems to be solved by the invention]
Since the
[0009]
As a means for solving such a problem, it is conceivable to increase the length of the
[0010]
The present invention has been made in view of such circumstances, and suppresses the swing of the support yoke in the direction intersecting with the axial direction of the rack shaft by devising the arrangement of the portion that elastically contacts the housing. It is another object of the present invention to provide a rack and pinion type steering device that does not generate abnormal noise.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
A rack-and-pinion type steering device according to the present invention is configured so that a pinion shaft connected to a steering member, a rack shaft that meshes with the pinion shaft, and a columnar shape, and radially crosses a central portion of one end surface. A rack pressing member that fits the rack shaft into the groove portion and presses the rack pressing member against the pinion shaft; a housing that internally holds the rack pressing member; and a housing that is externally fitted to the rack pressing member, In the rack and pinion type steering device having an annular elastic portion abutting on an inner wall of the rack pinion type steering device, the annular elastic portion is continuous with the rack pressing member, and is extended toward the one side along the peripheral surface of the rack pressing member. An elastic portion is provided which abuts on the inner wall of the housing at a crossing radial position.
[0012]
In the present invention, even if a force that causes one side of the rack pressing member to swing in a direction crossing the axial direction of the rack shaft acts on the rack pressing member from the rack shaft that moves for steering, Oscillation is prevented by the contact between the portion and the inner wall of the housing. Thus, the rack pressing member does not directly collide with the inner wall of the housing, and no abnormal noise is generated.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings showing the embodiments.
[0014]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a main part of a rack and pinion type steering device according to the present invention.
[0015]
In the figure, reference numeral H2 denotes a pinion housing having a substantially cylindrical shape, and a
[0016]
On one side of the lower half of the pinion housing H2, a rack housing H1 having a substantially cylindrical shape is continuously provided with its axis intersecting. Inside the rack housing H1, a rack shaft movably in the axial direction is provided. 1 is supported. The rack shaft 1 has
[0017]
A sub-housing H3 protrudes from the rack housing H1 in a direction substantially orthogonal to the rack housing H1 and the pinion housing H2, on a side opposite to a portion connected to the pinion housing H2. A holding
[0018]
FIG. 2 is an exploded perspective view of the
[0019]
At the center of one end surface of the
[0020]
The annular
[0021]
When the cushioning
[0022]
Such a
[0023]
The
[0024]
An external force for moving the
[0025]
In the rack and pinion type steering device according to the present invention, even if a force is applied to the
[0026]
Further, since the annular
[0027]
Furthermore, since the tapered surfaces 36a, 36a facing the peripheral surface of the
[0028]
In the embodiment described above, the rectangular fitting recesses 38, 38 continuing to the
[0029]
Further, the annular
[0030]
Further, the
[0031]
Further, although the shapes of the fitting
[0032]
Furthermore, in the above embodiment, an example of application to a manual steering device configured to perform steering only by an operating force applied to a steering member by a driver has been described.However, the present invention relates to a hydraulic or electric actuator. It is needless to say that the present invention can be applied to a power steering device that assists steering by generated force, and a similar effect can be obtained.
[0033]
【The invention's effect】
As described above in detail, in the rack and pinion type steering apparatus according to the present invention, a force for swinging one side of the support yoke in a direction crossing the axial direction of the rack shaft is applied to the support yoke. However, since the swinging is prevented by the contact between the elastic portion and the wall surface of the holding hole, the support yoke does not collide with the wall surface of the holding hole, and abnormal noise transmitted as unpleasant sound to the driver is generated. For example, the present invention has excellent effects.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a main part of a rack and pinion type steering device according to the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view of a support yoke and a cushioning member.
FIG. 3 is a perspective view showing a state in which a buffer member is assembled to a support yoke.
FIG. 4 is an exploded perspective view of a conventional support yoke and an annular elastic portion.
FIG. 5 is a sectional view of a conventional support yoke.
[Explanation of symbols]
1
30 Holding hole (inner wall of housing)
31
Claims (1)
前記環状弾性部に連続し、前記ラック押圧部材の周面に沿って前記一側に向けて延設され、前記溝部と交叉する径方向位置にて前記ハウジングの内壁に当接する弾性部を備えることを特徴とするラックピニオン式舵取装置。A pinion shaft connected to the steering member, a rack shaft meshing with the pinion shaft, a columnar shape, and a groove formed radially across a central portion of one end surface; and the rack shaft is formed in the groove. A rack pressing member that presses the rack pressing member against the pinion shaft, a housing that internally fits and holds the rack pressing member, and an annular elastic portion that is externally fitted to the rack pressing member and abuts against an inner wall of the housing. In pinion type steering devices,
An elastic portion that is continuous with the annular elastic portion, extends toward the one side along the peripheral surface of the rack pressing member, and contacts an inner wall of the housing at a radial position crossing the groove portion; A rack and pinion type steering device characterized by the following.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
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- 2003-02-07 JP JP2003031140A patent/JP2004237917A/en active Pending
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Legal Events
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Effective date: 20080129 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
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A521 | Written amendment |
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20080819 |