JP2006001510A

JP2006001510A - ラックストロークエンドの衝撃緩和装置

Info

Publication number: JP2006001510A
Application number: JP2004182763A
Authority: JP
Inventors: Kazutada Ohashi; 一恭大橋
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2004-06-21
Filing date: 2004-06-21
Publication date: 2006-01-05
Anticipated expiration: 2024-06-21
Also published as: JP4696483B2; WO2005123484A1

Abstract

【課題】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。
【解決手段】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。ストロークダンパー１０は、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。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。
【選択図】図１

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。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。（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）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。

符号の説明

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

Claims

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。