JP2006001510A - Shock-absorber for rack stroke end - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance a spring load characteristic without increasing the volume of an elastic body. <P>SOLUTION: At a stroke end of a rack shaft 1, a stroke damper 10 for relaxing impact is interposed between an end surface at a ball joint 4 (rack end 3) side and an end surface at a rack housing 2 side. In the stroke damper 10, the elastic body 12 is adhered to a side surface of an outer peripheral part of an annular member 11 made of metal. The elastic body 12 has a taper shape part 12t continuously standing up from an inner diameter side end edge in a taper-like shape. Further, the taper shape part 12t almost completely covers a clearance groove 13. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、車両用ラック・アンド・ピニオン式ステアリング装置に使用されるラックストロークエンドの衝撃緩和装置に関する。   The present invention relates to an impact mitigation device for a rack stroke end used in a vehicle rack and pinion type steering device.

自動車のステアリング装置では、ステアリングホイールからの回転運動をラック・アンド・ピニオン機構によって、ラック軸の軸方向運動に変換するラック・アンド・ピニオン式ステアリシグ装置が装着してある。   2. Description of the Related Art A steering device for an automobile is equipped with a rack and pinion type steering device that converts rotational motion from a steering wheel into axial motion of a rack shaft by a rack and pinion mechanism.

このラック・アンド・ピニオン式には、ラック軸のストローク時、ラックエンドをラックハウジングに緩く当接して、ラック軸のストロークエンドを規制するラックストロークエンドの衝撃緩和装置が設けてある。   This rack-and-pinion type is provided with a rack stroke end impact mitigating device that restricts the stroke end of the rack shaft by loosely contacting the rack end with the rack housing during the stroke of the rack shaft.

このようなラックストロークエンドの衝撃緩和装置として、特許文献１では、ラック軸のストロークエンドに於いて、ボールジョイント側の端面を、ラックハウジング側の端面に突き当てて、ストロークエンドを規制するようになっている。ボールジョイント側と、ラックハウジング側とのいずれか一方の端面に、衝突寸前で相手側の端面に当接させるように、緩衝部材が突設してある。また、特許文献２では、ラックハウジング側に、金属環と、その外周に嵌合した筒状の緩衝部材とが設けてあり、ストロークエンド時、ボールジョイント側の端面がラックハウジング側の緩衝部材に当接し、緩衝部材の変形によって、衝撃を吸収するようになっている。   As an impact mitigating device for such a rack stroke end, in Patent Document 1, at the stroke end of the rack shaft, the end surface on the ball joint side is abutted against the end surface on the rack housing side to regulate the stroke end. It has become. A buffer member protrudes from one end surface of the ball joint side or the rack housing side so as to be brought into contact with the other end surface immediately before the collision. In Patent Document 2, a metal ring and a cylindrical buffer member fitted to the outer periphery of the metal ring are provided on the rack housing side, and at the end of the stroke, the end surface on the ball joint side serves as a buffer member on the rack housing side. The impact is absorbed by the deformation of the buffer member.

しかしながら、これら特許文献１及び特許文献２の構造では、ラックストローク量の規制を行う機構は、衝撃緩和用の弾性体を略筒状に形成して、ラックの軸方向に沿って配される。この弾性体は、ストロークエンド時の衝撃力を吸収するには、ストロークエンドを規制するストッパ部材の当たり面を大きくする必要がある。すなわち、筒状弾性体は、軸方向に沿って配されるため、半径を大きくすることによって、ストロークエンドを規制するストッパ部材の当たり面を大きくする必要がある。そのため、ストッパ部材が大きくなり、ストッパ部材を収容するため、ラックエンド側のハウジングやギアボックス側のラックハウジングが大型化してしまうという問題がある。しかも、ストッパ部材をラックハウジングなどの所定位置に収容するため、ラックハウジングなどに複雑な凹部加工などが必要になり、また、弾性体の保持部材やブーツなどの追加部品も必要になるという問題がある。   However, in the structures of Patent Document 1 and Patent Document 2, the mechanism for regulating the rack stroke amount is formed along the axial direction of the rack by forming an elastic body for shock reduction in a substantially cylindrical shape. In order to absorb the impact force at the stroke end, this elastic body needs to increase the contact surface of the stopper member that restricts the stroke end. That is, since the cylindrical elastic body is arranged along the axial direction, it is necessary to increase the contact surface of the stopper member that restricts the stroke end by increasing the radius. For this reason, the stopper member becomes large and accommodates the stopper member, so that there is a problem that the rack end side housing and the gear box side rack housing are enlarged. In addition, since the stopper member is accommodated in a predetermined position such as a rack housing, a complicated recess processing or the like is required for the rack housing or the like, and additional parts such as an elastic body holding member or a boot are also required. is there.

このようなことから、特許文献３では、ラック軸のストロークエンドに於いて、ボールジョイント側の端面と、ラックハウジング側の端面との間に、衝撃緩和用のストロークダンパーが介装してある。   For this reason, in Patent Document 3, at the stroke end of the rack shaft, a shock damper for shock reduction is interposed between the end surface on the ball joint side and the end surface on the rack housing side.

図４（ａ）は、従来に係る衝撃緩和用のストロークダンパーの断面図であり、（ｂ）は、その要部の拡大断面図であり、（ｃ）は、その作用図である。   4A is a cross-sectional view of a conventional shock damper for shock reduction, FIG. 4B is an enlarged cross-sectional view of the main part thereof, and FIG. 4C is an operation view thereof.

このストロークダンパー２０は、図４（ａ）（ｂ）に示すように、環状の金属製部材２１の外周部の側面に、弾性体２２が貼着してあり、この弾性体２２は、図示しないが、周方向に沿って４分割してある。また、環状の金属製部材２１の外周部には、弾性体２２の内径側に、弾性体２２の変形時を考慮して、逃げ溝２３が設けてある。
実開平６−６９０６１号公報 特許第３２３１９５９号公報（特開平８−１３３１０２号公報） 特願２００３−３２５７３０号 As shown in FIGS. 4A and 4B, the stroke damper 20 has an elastic body 22 adhered to the side surface of the outer peripheral portion of the annular metal member 21, and the elastic body 22 is not shown. However, it is divided into four along the circumferential direction. In addition, a clearance groove 23 is provided on the outer peripheral portion of the annular metal member 21 on the inner diameter side of the elastic body 22 in consideration of deformation of the elastic body 22.
Japanese Utility Model Publication No. 6-69061 Japanese Patent No. 3321959 (Japanese Patent Laid-Open No. 8-133102) Japanese Patent Application No. 2003-325730

しかしながら、特許文献３の図４に示す構造では、ラック軸のストロークエンドの際の衝撃緩和時、図４（ｃ）に示すように、弾性体２２は、弾性変形して、内径側の逃げ溝２３内に入り込もうとする。その結果、ボールジョイント側の端面又はラックハウジング側の端面と、環状の金属製部材２１との金属接触が生起される虞れがある。   However, in the structure shown in FIG. 4 of Patent Document 3, the elastic body 22 is elastically deformed when the impact is reduced at the stroke end of the rack shaft, as shown in FIG. 23 trying to get inside. As a result, metal contact between the end surface on the ball joint side or the end surface on the rack housing side and the annular metal member 21 may occur.

このようなことから、弾性体２２の体積を大きくして、弾性体２２のバネ荷重特性を上げることが考えられるが、これでは、衝撃緩和用のストロークダンパーの周辺部の大型化を招来してしまうといったことがある。   For this reason, it is conceivable to increase the volume of the elastic body 22 and improve the spring load characteristic of the elastic body 22, but this leads to an increase in the size of the periphery of the shock damper for shock reduction. There is a case.

本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであって、弾性体の体積を大きくすることなく、バネ荷重特性を上げることができる、ラックストロークエンドの衝撃緩和装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the circumstances as described above, and provides a rack stroke end impact mitigation device capable of improving spring load characteristics without increasing the volume of an elastic body. Objective.

上記の目的を達成するため、本発明の請求項１に係るラックストロークエンドの衝撃緩和装置は、前記ラック軸のストロークエンドで、ボールジョイント側の端面と、ラックハウジング側の端面との間に、衝撃緩和用のストロークダンパーを介装したラックストロークエンドの衝撃緩和装置において、
前記ストロークダンパーは、環状の金属製部材と、当該金属製部材に取付けた弾性体と、を備え、
当該弾性体は、その内径側端縁からテーパー状に連続的に立ち上がるテーパー形状部を有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, an impact mitigation device for a rack stroke end according to claim 1 of the present invention is provided between an end surface on the ball joint side and an end surface on the rack housing side at the stroke end of the rack shaft. In the shock mitigation device at the rack stroke end with a shock damper for shock mitigation,
The stroke damper includes an annular metal member and an elastic body attached to the metal member,
The elastic body is characterized by having a tapered portion that continuously rises in a tapered shape from its inner diameter side edge.

本発明によれば、弾性体は、その内径側端縁からテーパー状に連続的に立ち上がるテーパー形状部を有することから、このテーパー形状部の角度を適宜調整することにより、バネ定数の変更を容易に行うことができ、バネ定数を任意に設定することができる。   According to the present invention, the elastic body has the tapered portion that continuously rises in a tapered shape from the inner edge of the inner diameter side. Therefore, the spring constant can be easily changed by appropriately adjusting the angle of the tapered portion. The spring constant can be arbitrarily set.

また、従来の逃げ溝は、テーパー形状部により、略完全に被覆してしまうことができるため、弾性体は、その収縮変形時、逃げ溝に入り込むことがなくなり、径方向外方に変形するようになる。その結果、弾性体の体積を大きくすることなく、バネ荷重特性を上げることができ、ストロークダンパーの小型化を図ることができる。   In addition, since the conventional relief groove can be almost completely covered by the tapered portion, the elastic body does not enter the escape groove at the time of contraction deformation, and deforms outward in the radial direction. become. As a result, the spring load characteristic can be improved without increasing the volume of the elastic body, and the stroke damper can be downsized.

以下、本発明の実施の形態に係るラックストロークエンドの衝撃緩和装置を図面を参照しつつ説明する。   Hereinafter, an impact mitigation device at a rack stroke end according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１（ａ）は、本発明の実施の形態に係るラックストロークエンドの衝撃緩和装置の断面図であり、（ｂ）は、その要部の拡大断面図である。   FIG. 1A is a cross-sectional view of an impact mitigation device for a rack stroke end according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is an enlarged cross-sectional view of the main part thereof.

図２は、本発明の実施の形態に係る衝撃緩和用のストロークダンパーの正面図である。   FIG. 2 is a front view of the shock damper for impact reduction according to the embodiment of the present invention.

図３（ａ）は、本発明の実施の形態に係る衝撃緩和用のストロークダンパーの断面図であり、（ｂ）は、その要部の拡大断面図であり、（ｃ）は、その作用図である。   FIG. 3A is a cross-sectional view of a shock damper for shock reduction according to an embodiment of the present invention, FIG. 3B is an enlarged cross-sectional view of the main part thereof, and FIG. It is.

図１（ａ）に示すように、ラック・アンド・ピニオン式ステアリング装置に於いて、ラック軸１は、図示しないピニオンに噛合してあると共に、円筒状のラックハウジング２内で、矢印方向に摺動自在に構成してある。ラック軸の端部には、ラックエンド３が固定してある。このラックエンド３は、ボールジョイント４を介して、タイロッド５に連接してあり、図示しないステアリングホイールの操舵力を車輪に伝達するようになっている。   As shown in FIG. 1 (a), in the rack and pinion type steering device, the rack shaft 1 is engaged with a pinion (not shown) and slides in the direction of the arrow in the cylindrical rack housing 2. It is configured to move freely. A rack end 3 is fixed to the end of the rack shaft. The rack end 3 is connected to a tie rod 5 via a ball joint 4 so as to transmit a steering force of a steering wheel (not shown) to the wheels.

ラックハウジング２は、図１（ｂ）に示すように、その一端側（右側）に、孔加工により、軸方向に延びる凹部６が形成してあり、この凹部６に、ラックエンド３が摺動自在に挿入してある。   As shown in FIG. 1B, the rack housing 2 is formed with a recess 6 extending in the axial direction on one end side (right side) by drilling, and the rack end 3 slides in the recess 6. Inserted freely.

また、ラック軸１は、環状のブッシュ７を介して、ラックハウジング２に対して摺動自在になっている。即ち、ブッシュ７側の外周面に形成した環状凸条８と、ラックハウジング２の内周面に形成した環状凹溝９とが嵌合してあり、これにより、ラック軸１は、環状のブッシュ７の内周面を摺動できるようになっている。   The rack shaft 1 is slidable with respect to the rack housing 2 via an annular bush 7. That is, the annular ridge 8 formed on the outer peripheral surface on the bush 7 side and the annular concave groove 9 formed on the inner peripheral surface of the rack housing 2 are fitted, whereby the rack shaft 1 is connected to the annular bush. 7 can slide on the inner peripheral surface.

さて、本実施の形態では、ラック軸１のストロークエンドに於いて、ボールジョイント４（ラックエンド３）側の端面と、ラックハウジング２側の端面との間に、衝撃緩和用のストロークダンパー１０が介装してある。   In the present embodiment, at the stroke end of the rack shaft 1, a shock damper 10 for reducing the impact is provided between the end surface on the ball joint 4 (rack end 3) side and the end surface on the rack housing 2 side. It is intervening.

このストロークダンパー１０は、図２及び図３（ａ）（ｂ）に示すように、環状の金属製部材１１の外周部の側面に、弾性体１２が貼着してある。なお、環状の金属製部材１１は、本例では、ラックエンド３に固定してある。   As shown in FIGS. 2 and 3A and 3B, the stroke damper 10 has an elastic body 12 attached to the side surface of the outer peripheral portion of the annular metal member 11. In addition, the cyclic | annular metal member 11 is being fixed to the rack end 3 in this example.

この弾性体１２は、図２に示すように、周方向に沿って例えば４分割してあり、各弾性体１２の周方向の角度（θ）は、例えば、６４°である。なお、これら分割個数又は角度は、図示例に限定されるものではない。   As shown in FIG. 2, the elastic body 12 is divided into, for example, four along the circumferential direction, and the angle (θ) in the circumferential direction of each elastic body 12 is, for example, 64 °. In addition, these division | segmentation numbers or angles are not limited to the example of illustration.

図３（ａ）（ｂ）に示すように、弾性体１２は、その内径側端縁からテーパー状に連続的に立ち上がるテーパー形状部１２ｔを有している。また、このテーパー形状部１２ｔは、逃げ溝１３を略完全に被覆している。   As shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b), the elastic body 12 has a tapered portion 12t that continuously rises in a tapered shape from its inner edge. The tapered portion 12t covers the escape groove 13 almost completely.

以上から、本実施の形態では、弾性体１２は、その内径側端縁からテーパー状に連続的に立ち上がるテーパー形状部１２ｔを有することから、このテーパー形状部１２ｔの角度を適宜調整することにより、バネ定数の変更を容易に行うことができ、バネ定数を任意に設定することができる。   As described above, in the present embodiment, the elastic body 12 has the tapered portion 12t that continuously rises in a tapered shape from the inner edge of the inner diameter side. By appropriately adjusting the angle of the tapered portion 12t, The spring constant can be easily changed, and the spring constant can be arbitrarily set.

また、逃げ溝１３は、テーパー形状部１２ｔにより、略完全に被覆してしまうことができるため、弾性体１２は、その収縮変形時、逃げ溝１３に入り込むことがなくなり、図３（ｃ）に示すように、径方向外方に変形するようになる。その結果、弾性体１２の体積を大きくすることなく、バネ荷重特性を上げることができ、ストロークダンパーの小型化を図ることができる。   Further, since the escape groove 13 can be almost completely covered by the tapered portion 12t, the elastic body 12 does not enter the escape groove 13 at the time of contraction deformation, as shown in FIG. As shown, it is deformed radially outward. As a result, the spring load characteristic can be improved without increasing the volume of the elastic body 12, and the stroke damper can be downsized.

なお、弾性体１２は、図１（ｂ）に示すように、ラックハウジング２側の端面と環状の金属製部材１１との金属接触が生起される前に止められるだけの弾性係数を有する必要がある。   As shown in FIG. 1B, the elastic body 12 needs to have an elastic coefficient that can be stopped before the metal contact between the end surface on the rack housing 2 side and the annular metal member 11 occurs. is there.

なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されず、種々変形可能である。   In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A various deformation | transformation is possible.

（ａ）は、本発明の実施の形態に係るラックストロークエンドの衝撃緩和装置の断面図であり、（ｂ）は、その要部の拡大断面図である。(A) is sectional drawing of the impact relaxation apparatus of the rack stroke end which concerns on embodiment of this invention, (b) is an expanded sectional view of the principal part. 本発明の実施の形態に係る衝撃緩和用のストロークダンパーの正面図である。It is a front view of a stroke damper for shock relaxation concerning an embodiment of the invention. （ａ）は、本発明の実施の形態に係る衝撃緩和用のストロークダンパーの断面図であり、（ｂ）は、その要部の拡大断面図であり、（ｃ）は、その作用図である。(A) is sectional drawing of the stroke damper for impact reduction which concerns on embodiment of this invention, (b) is an expanded sectional view of the principal part, (c) is the effect | action figure. . （ａ）は、従来に係る衝撃緩和用のストロークダンパーの断面図であり、（ｂ）は、その要部の拡大断面図であり、（ｃ）は、その作用図である。(A) is sectional drawing of the stroke damper for the impact relaxation based on the past, (b) is an expanded sectional view of the principal part, (c) is the effect | action figure.

符号の説明Explanation of symbols

１ ラック軸
２ ラックハウジング
３ ラックエンド
４ ボールジョイント
５ タイロッド
６ 凹部
７ 環状のブッシュ
８ 環状凸条
９ 環状凹溝
１０ ストロークダンパー
１１ 環状の金属製部材
１２ 弾性体
１２ｔ テーパー形状部
１３ 逃げ溝
２０ ストロークダンパー
２１ 環状の金属製部材
２２ 弾性体
２３ 逃げ溝 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rack axis | shaft 2 Rack housing 3 Rack end 4 Ball joint 5 Tie rod 6 Recessed part 7 Annular bushing 8 Annular ridge 9 Annular groove 10 Stroke damper 11 Annular metal member 12 Elastic body 12t Taper shape part 13 Escape groove 20 Stroke damper 21 annular metal member 22 elastic body 23 relief groove

Claims (1)

前記ラック軸のストロークエンドで、ボールジョイント側の端面と、ラックハウジング側の端面との間に、衝撃緩和用のストロークダンパーを介装したラックストロークエンドの衝撃緩和装置において、
前記ストロークダンパーは、環状の金属製部材と、当該金属製部材に取付けた弾性体と、を備え、
当該弾性体は、その内径側端縁からテーパー状に連続的に立ち上がるテーパー形状部を有することを特徴とするラックストロークエンドの衝撃緩和装置。 In a rack stroke end impact mitigating device in which an impact mitigating stroke damper is interposed between an end surface on the ball joint side and an end surface on the rack housing side at the stroke end of the rack shaft,
The stroke damper includes an annular metal member and an elastic body attached to the metal member,
The impact reducing device for a rack stroke end, wherein the elastic body has a taper-shaped portion that continuously rises in a tapered shape from an edge on the inner diameter side.
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