JP2013224106A - Steering device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、ステアリング装置に関する。 The present invention relates to a steering device.
ステアリング装置の一例として、下記特許文献1では、ラックアンドピニオン式電動パワーステアリング装置が開示されている。この電動パワーステアリング装置では、ラック軸が、軽量化のために、繊維強化プラスチック製の円筒部材で形成されていて、その内周面の両端部には、雌ねじが形成されている。円筒部材の両端部には、転舵輪につながる継ぎ手部材が連結されている。継ぎ手部材は、転舵輪側のボールジョイントと、円筒部材側のボス部とを備えている。ボス部の外周面には、雄ねじが形成されていて、当該雄ねじと円筒部材の雌ねじとが螺合することによって、継ぎ手部材と円筒部材とが連結されている。
As an example of the steering device,
特許文献1で開示された構成の場合、繊維強化プラスチック製の円筒部材では、金属製の場合に比べて剛性が低いことから、円筒部材と継ぎ手部材との連結部分が相対的に弱くなりやすく、その分、円筒部材と継ぎ手部材とを強固に連結することが困難である。特に、円筒部材の外径が小さくなるほど、円筒部材と継ぎ手部材との連結部分が小さくなるので、当該連結部分が弱くなりやすい。
In the case of the configuration disclosed in
また、プラスチック製の円筒部材では、金属製の場合に比べて、継ぎ手部材が連結される部分の寸法精度を確保することが困難であるので、継ぎ手部材を円筒部材に対して精度良く連結できない虞がある。
この発明は、かかる背景のもとでなされたもので、ラック軸と継手部材とを強固に連結することができるステアリング装置を提供することを主たる目的とする。
In addition, in the plastic cylindrical member, it is difficult to ensure the dimensional accuracy of the portion to which the joint member is connected as compared with the case of metal, and therefore, the joint member may not be accurately connected to the cylindrical member. There is.
The present invention has been made under such a background, and a main object of the present invention is to provide a steering device capable of firmly connecting a rack shaft and a joint member.
また、この発明は、継手部材をラック軸に対して精度良く連結できるステアリング装置を提供することを別の目的とする。 Another object of the present invention is to provide a steering device capable of accurately coupling the joint member to the rack shaft.
請求項1記載の発明は、操舵に伴って移動するラック軸(8)と、前記ラック軸の軸方向(X)端部(81,82)に結合され、前記ラック軸および転舵輪(12)の間を中継する継手部材(13)と、前記ラック軸の軸方向端部に圧入される金属部材(35)とを含み、前記継手部材が前記金属部材にねじ結合されることを特徴とする、ステアリング装置(1)である。
The invention according to
請求項2記載の発明は、前記ラック軸の軸方向端部は、縮径されて軸方向外側へ突き出た円筒部(30)を含み、前記金属部材は、前記円筒部の内周面(30C)に対して圧入される軸部(37)と、前記円筒部の外周面(30B)に対して圧入される環状のフランジ部(38)とを含み、前記軸部およびフランジ部の間で前記円筒部を径方向から挟み込んでいることを特徴とする、請求項1記載のステアリング装置である。
According to a second aspect of the present invention, the axial end of the rack shaft includes a cylindrical portion (30) that is reduced in diameter and protrudes outward in the axial direction, and the metal member includes an inner peripheral surface (30C) of the cylindrical portion. ) And an annular flange portion (38) that is press-fitted into the outer peripheral surface (30B) of the cylindrical portion, and between the shaft portion and the flange portion, the The steering device according to
請求項3記載の発明は、前記ラック軸が樹脂製であることを特徴とする、請求項2記載のステアリング装置である。
請求項4記載の発明は、前記フランジ部の外周面(38B)には、雄ねじ部(39)が形成され、前記継手部材は、前記フランジ部に対して外嵌されるスリーブ部(46)を含み、前記スリーブ部の内周面(46A)には、雌ねじ部(50)が形成され、前記雄ねじ部と前記雌ねじ部とが螺合することによって、前記スリーブ部が前記金属部材を前記円筒部側へ付勢することを特徴とする、請求項2または3記載のステアリング装置である。
The invention according to
According to a fourth aspect of the present invention, a male thread portion (39) is formed on the outer peripheral surface (38B) of the flange portion, and the joint member has a sleeve portion (46) that is externally fitted to the flange portion. A female screw part (50) is formed on the inner peripheral surface (46A) of the sleeve part, and the male screw part and the female screw part are screwed together so that the sleeve part causes the metal member to move into the cylindrical part. 4. The steering device according to claim 2, wherein the steering device is biased to the side.
請求項5記載の発明は、前記フランジ部および前記継手部材のそれぞれの外周面(38B,45B)には、雄ねじ部(57)が形成され、前記フランジ部および前記継手部材の両方に対して外嵌されるスリーブ(55)をさらに含み、前記スリーブの内周面(55A)には、前記フランジ部および前記継手部材の両方の雄ねじ部に螺合する雌ねじ部(56)が形成されていることを特徴とする、請求項2または3記載のステアリング装置である。
According to a fifth aspect of the present invention, a male thread portion (57) is formed on each of the outer peripheral surfaces (38B, 45B) of the flange portion and the joint member, and is external to both the flange portion and the joint member. The sleeve further includes a sleeve (55) to be fitted, and an inner thread surface (55A) of the sleeve is formed with a female thread portion (56) that is screwed into the male thread portions of both the flange portion and the joint member. The steering apparatus according to
請求項6記載の発明は、前記フランジ部の外周面は、円錐状に形成されていて、前記フランジ部にはスリット(58)が形成されていることを特徴とする、請求項2〜5のいずれかに記載のステアリング装置である。
請求項7記載の発明は、前記軸部は、中空であって、前記軸部の内周面には、ねじ部(62)が形成されていて、前記軸部の中空部分にねじ込まれて当該中空部分を広げるボルト(60)をさらに含むことを特徴とする、請求項2〜6のいずれかに記載のステアリング装置である。
The invention according to claim 6 is characterized in that an outer peripheral surface of the flange portion is formed in a conical shape, and a slit (58) is formed in the flange portion. The steering apparatus according to any one of the above.
According to a seventh aspect of the present invention, the shaft portion is hollow, and a screw portion (62) is formed on an inner peripheral surface of the shaft portion, and is screwed into the hollow portion of the shaft portion. The steering device according to any one of claims 2 to 6, further comprising a bolt (60) for expanding the hollow portion.
なお、上記において、括弧内の数字等は、後述する実施形態における対応構成要素の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。 In addition, in the above, the numbers in parentheses represent reference numerals of corresponding components in the embodiments described later, but the scope of the claims is not limited by these reference numerals.
請求項1記載の発明によれば、継手部材は、ラック軸の軸方向端部に圧入された金属部材にねじ結合されることから、ラック軸と継手部材とを、金属部材を介して強固に連結することができる。
請求項2記載の発明によれば、金属部材が軸部およびフランジ部の間でラック軸の円筒部を径方向から挟み込むことによって、ラック軸の軸方向端部に対して金属部材を一層強固に圧入することができる。これにより、ラック軸と継手部材とを、金属部材を介して一層強固に連結することができる。
According to the first aspect of the present invention, since the joint member is screw-coupled to the metal member press-fitted into the axial end of the rack shaft, the rack shaft and the joint member are firmly connected via the metal member. Can be linked.
According to the second aspect of the present invention, the metal member sandwiches the cylindrical portion of the rack shaft from the radial direction between the shaft portion and the flange portion, thereby further strengthening the metal member with respect to the axial end portion of the rack shaft. Can be press-fitted. Thereby, a rack axis | shaft and a coupling member can be connected still more firmly through a metal member.
請求項3記載の発明のようにラック軸が樹脂製である場合、ラック軸と継手部材とを強固に連結できる効果は、特に有利である。さらに、継手部材は、ラック軸の軸方向端部に圧入された金属部材にねじ結合されるので、金属部材よりも剛性の低い(撓み易い)樹脂製のラック軸の軸方向端部に対して継手部材が直接連結される場合に比べて、継手部材をラック軸に対して精度良く連結できる。 When the rack shaft is made of resin as in the third aspect of the invention, the effect of being able to firmly connect the rack shaft and the joint member is particularly advantageous. Further, since the joint member is screwed to the metal member press-fitted into the axial end portion of the rack shaft, the joint member is less rigid than the metal member (easily flexible) with respect to the axial end portion of the resin rack shaft. Compared with the case where the joint member is directly connected, the joint member can be connected to the rack shaft with high accuracy.
請求項4記載の発明によれば、スリーブ部が金属部材をラック軸の円筒部側へ付勢することによって、ラック軸の軸方向端部に対して金属部材を一層強固に圧入することができる。これにより、ラック軸と継手部材とを、金属部材を介して一層強固に連結することができる。
請求項5記載の発明にように、スリーブの内周面の雌ねじ部をフランジ部および継手部材の両方の雄ねじ部に螺合させることによって、継手部材を、ラック軸の軸方向端部に圧入された金属部材にねじ結合してもよい。
According to the fourth aspect of the invention, the sleeve portion biases the metal member toward the cylindrical portion of the rack shaft, so that the metal member can be more firmly pressed into the axial end portion of the rack shaft. . Thereby, a rack axis | shaft and a coupling member can be connected still more firmly through a metal member.
According to the fifth aspect of the present invention, the joint member is press-fitted into the axial end portion of the rack shaft by screwing the female thread portion of the inner peripheral surface of the sleeve into the male thread portions of both the flange portion and the joint member. The metal member may be screwed.
請求項6記載の発明によれば、フランジ部が径方向に撓むことができるので、円筒部(ラック軸の軸方向端部)の外周面に圧入されたフランジ部を径方向内側の円筒部に食い込ませて、ラック軸の軸方向端部に対して金属部材を一層強固に圧入することができる。これにより、ラック軸と継手部材とを、金属部材を介して一層強固に連結することができる。 According to the sixth aspect of the invention, since the flange portion can be bent in the radial direction, the flange portion press-fitted into the outer peripheral surface of the cylindrical portion (the axial end portion of the rack shaft) is the radially inner cylindrical portion. The metal member can be pressed into the end of the rack shaft in the axial direction more firmly. Thereby, a rack axis | shaft and a coupling member can be connected still more firmly through a metal member.
請求項7記載の発明によれば、軸部の中空部分にねじ込まれたボルトが当該中空部分を広げることによって、軸部の外周面が円筒部の内周面に対して径方向内側から圧接する。これにより、軸部を円筒部の内周面に対して強固に圧入することができるので、ラック軸の軸方向端部に対して金属部材を一層強固に圧入することができ、その分、ラック軸と継手部材とを、金属部材を介して一層強固に連結することができる。 According to the seventh aspect of the present invention, the bolt screwed into the hollow portion of the shaft portion expands the hollow portion, so that the outer peripheral surface of the shaft portion is in pressure contact with the inner peripheral surface of the cylindrical portion from the radially inner side. . As a result, the shaft portion can be firmly pressed into the inner peripheral surface of the cylindrical portion, so that the metal member can be pressed more firmly into the axial end portion of the rack shaft. The shaft and the joint member can be more firmly connected via the metal member.
以下では、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係るステアリング装置1の概略構成を示す模式的な斜視図である。
ステアリング装置1は、操舵部材としてのステアリングホイール2が連結されたステアリングシャフト3と、ステアリングホイール2の回転に連動して転舵輪12を転舵するステアリング機構4とを備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic perspective view showing a schematic configuration of a
The
ステアリングシャフト3は、前後に傾いた状態で上下方向に延びている。ステアリング装置1は、第1自在継手5と、中間軸6と、第2自在継手7とをさらに含む。ステアリングシャフト3は、第1自在継手5を介して中間軸6に連結されている。中間軸6は、第2自在継手7を介してステアリング機構4(具体的には、後述のピニオン軸9)に連結されている。したがって、ステアリングホイール2は、ステアリングシャフト3、第1自在継手5、中間軸6および第2自在継手7を介して、ステアリング機構4に機械的に連結されている。そのため、ステアリングホイール2の回転は、ステアリングシャフト3等を介してステアリング機構4に伝達される。
The steering
ステアリング機構4は、たとえば、ラック&ピニオン機構である。ステアリング機構4は、ラック軸8およびピニオン軸9を備えている。ピニオン軸9は、第2自在継手7を介して中間軸6に連結されている。ピニオン軸9は、ラック軸8に設けられたラック8Aに噛み合うピニオン9Aを有している。ステアリングホイール2の操舵に伴うピニオン軸9の回転は、ラック8Aおよびピニオン9Aによって、ラック軸8の軸方向Xへの往復直線移動に変換される。ラック軸8は、車両(図示せず)の左右方向に延びている。ラック軸8は、車体に固定された中空のハウジング(図示せず)内に収容されている。
The steering mechanism 4 is, for example, a rack and pinion mechanism. The steering mechanism 4 includes a
ラック軸8の各端部は、タイロッド10およびナックルアーム(図示せず)を介して転舵輪12に連結される。左右1対のタイロッド10のそれぞれにおいてラック軸8の端部に連結される部分には、継手部材としてのボールジョイント13が設けられている。左右1対のナックルアーム(図示せず)のそれぞれにおいて転舵輪12に連結される部分には、ボールジョイント14が設けられている。ボールジョイント13およびボールジョイント14は、ステアリング機構4に含まれる。ラック軸8の両端部において、タイロッド10、ナックルアーム(図示せず)およびボールジョイント13,14は、ラック軸8および転舵輪12の間を中継している。
Each end of the
ステアリングホイール2の操舵に伴ってラック軸8が軸方向Xに直線移動すると、適宜、各タイロッド10がラック軸8に対して揺動する。これによって、各転舵輪12が、ステアリングホイール2を操舵した方向へ転舵する。
また、ラック軸8の軸方向Xにおける両端部には、環状(途中で途切れていてもよい)のブッシュ15が外嵌されている。そのため、ブッシュ15は全体で2つ設けられている。各ブッシュ15は、前述したハウジング(図示せず)に固定されていて、ラック軸8を支持している。ラック軸8は、軸方向Xに直線移動する際、ブッシュ15の内周面に対して摺動する。
When the
Further, annular (may be interrupted)
また、ステアリング装置1は、ステアリングホイール2の操舵を補助するためのアシストモータ16および減速機17を含んでいてもよい。減速機17は、アシストモータ16の出力軸(図示せず)に連結されるウォーム軸18と、ウォーム軸18に噛み合った状態でステアリングシャフト3と一体回転可能なウォームホイール19とを含む。アシストモータ16が発生した駆動力は、ウォーム軸18とウォームホイール19との間で減速されてから、ステアリングシャフト3に伝達される。これにより、ステアリングホイール2の操舵に対して補助力が与えられる。
Further, the
次に、ラック軸8の軸方向端部(軸方向Xにおける端部であって、一端部81および他端部82)の周辺の構成について説明する。なお、以下では、ラック軸8の一端部81の周辺の構成だけを説明するが、ラック軸8の他端部82の周辺の構成は、一端部81の場合とほぼ同じものとし、他端部82の周辺の構成についての説明を省略する。
また、ラック軸8の端部の構成については、第1〜第4実施形態が挙げられ、以下では、第1〜第4実施形態について、この順番で説明する。
Next, the configuration around the axial end of the rack shaft 8 (the end in the axial direction X, that is, the one
Moreover, about the structure of the edge part of the
まず、第1実施形態について、図2A〜図2Cを参照しながら説明する。
図2Aを参照して、ラック軸8は、樹脂製(詳しくは、繊維強化樹脂製)であって、好ましくは、炭素繊維強化プラスチック等のコンポジット材で形成されている。なお、ラック軸8全体が樹脂製であってもよいし、ラック軸8の一部(軸方向端部等)が樹脂製であって、他の部分(ラック8Aが形成された部分等)が金属製であってもよい。
First, a first embodiment will be described with reference to FIGS. 2A to 2C.
Referring to FIG. 2A,
そして、ラック軸8の一端部81は、一段縮径されて軸方向Xにおける外側(図2A〜図2Cにおける右側)へ突き出た円筒部30を一体的に含んでいる。円筒部30は、ラック軸8の一部であって、ラック軸8(円筒部30以外の部分)と同軸状をなしている。円筒部30は、ラック軸8の径方向に沿う円形の端面30Aを含んでいる。端面30Aは、一端部81におけるラック軸8の端面である。端面30Aの円中心位置には、丸い挿通孔31が形成されている。円筒部30は、端面30Aの外周縁からラック軸8の軸方向Xに沿って軸方向Xの内側(前述した軸方向Xにおける外側とは反対側)へ延びる外周面30Bを含んでいる。
One
円筒部30が一段縮径されていることから、ラック軸8の外周面には、円筒部30の外周面30Bにおける端面30A側とは反対側の端縁から径方向外側へ延びる段付き32が形成されている。段付き32は、ラック軸8の軸方向Xから見ると、円筒部30の外周面30Bを取り囲む環状をなしている。
また、円筒部30は、端面30Aにおいて挿通孔31を縁取る内周縁から軸方向Xに沿ってラック軸8における軸方向Xの内側(図2Aにおける左側)へ延びる内周面30Cを含んでいる。内周面30Cは、外周面30Bと同軸状に配置されている。円筒部30の中空部分は、内周面30Cによって区画された部分であって、この部分も挿通孔31である。つまり、挿通孔31は、軸方向Xに沿って端面30Aの円中心位置からラック軸8の内側へ延びている。挿通孔31の底31Aは、軸方向Xにおいて、段付き32よりも端面30A側にあってもよいし、段付き32よりも端面30Aから離れた側にあってもよい。
Since the
The
ステアリング装置1は、円筒部30に取り付けられる金属部材35を含んでいる。
金属部材35全体は、鉄やアルミニウム等の金属製である。金属部材35は、円板状のベース部36と、ベース部36の円中心位置からベース部36の軸方向に突出する円柱状の軸部37と、ベース部36の外周縁から軸部37と同じ方向へ向けて前記軸方向に突出する環状のフランジ部38とを一体的に含んでいる。軸部37とフランジ部38とは同軸状に配置されている。
The
The
金属部材35において、ベース部36の円中心を通ってベース部36の軸方向に延びる平坦面で切断したときの断面は、略E字形状をなしている。そのため、軸部37の外周面37Aとフランジ部38の内周面38Aとの間には、径方向において所定の隙間が確保されている。フランジ部38の外周面38Bの全域には、雄ねじ部39が形成されている。図2Aでは、ベース部36の軸方向において、軸部37がベース部36から離れる方向へ向けてフランジ部38よりも突出しているが、逆であってもよいし、軸部37およびフランジ部38においてベース部36から離れた側の端部(図2Aにおける左端部)の位置が揃っていてもよい。
In the
ここで、金属部材35と円筒部30とが組み合わされていない状態において、円筒部30の外周面30Bの直径Pは、金属部材35のフランジ部38の内周面38Aの直径Qよりも大きく、円筒部30の内周面30C(挿通孔31)の直径Rは、金属部材35の軸部37の外周面37Aの直径Sよりも小さい。
このような金属部材35は、ラック軸8の円筒部30に取り付けられる際、軸部37が挿通孔31に対して軸方向Xの外側から対向した状態で、円筒部30と同軸状で配置される。そのため、金属部材35(ベース部36)の軸方向が軸方向Xと一致する。
Here, in a state where the
When the
この状態で、金属部材35を円筒部30に押し込む。これにより、軸部37が挿通孔31に対して挿通され、フランジ部38が円筒部30に対して径方向外側から嵌まっていく。ここで、前述した直径P〜Sとの大小関係(直径P>直径Q、直径R<直径S)により、軸部37が挿通孔31(円筒部30の内周面30C)に対して圧入され、フランジ部38が円筒部30の外周面30Bに対して圧入される。
In this state, the
そして、図2Bに示すように、フランジ部38がラック軸8の段付き32に当接すると(ベース部36が円筒部30に当接したときでもよい)、金属部材35をこれ以上円筒部30に押し込むことができなくなり、円筒部30に対する金属部材35の取り付けが完了する。このとき、挿通孔31(円筒部30の内周面30C)に対して軸部37が圧入された状態と、円筒部30の外周面30Bに対してフランジ部38が圧入された状態とは、引き続き維持されている。そのため、金属部材35は、ラック軸8の一端部81(円筒部30)に圧入されていて、軸部37およびフランジ部38の間で円筒部30を(ラック軸8の)径方向から挟み込んでいる。また、このとき、軸部37の先端は、挿通孔31の底31Aに到達していない。
Then, as shown in FIG. 2B, when the
次いで、ラック軸8の一端部81に圧入された金属部材35に対してボールジョイント13が取り付けられる。
ここで、ボールジョイント13は、本体部45と、スリーブ部46と、ボール部47と、アーム部48とを含んでいる。ボールジョイント13の全体は、樹脂製または金属製である。
Next, the ball joint 13 is attached to the
Here, the ball joint 13 includes a
本体部45は、略円柱状である。本体部45の軸方向における一端面45Aは、径方向に延びる円形の平坦面である。本体部45の外周面45Bにおいて、一端面45Aとは反対側(図2Bにおける右側)の部分は、一端面45Aから離れるに従って徐々に縮径された円錐面である。本体部45において一端面45Aとは反対側の端部には、保持孔49が形成されている。保持孔49は、本体部45内では略球状に区画されていて、前記端部から外部に露出されている。
The
スリーブ部46は、本体部45の一端面45Aの外周縁に連結された環状であって、本体部45の軸方向に沿って、保持孔49から離れる方向へ延び出ている。スリーブ部46と本体部45とは一体形成されていて、互いに同軸状になっている。スリーブ部46の内周面46Aと一端面45Aとに囲まれた空間Uは、スリーブ部46における一端面45Aとは反対側の端部(図2Bにおける左端部)から外部へ露出されている。スリーブ部46の内周面46Aには、雌ねじ部50が形成されている。
The
ボール部47は、球体状であって、本体部45の保持孔49内に、外れ不能に収容されている。また、ボール部47は、遊びを持って保持孔49内に収容されているので、保持孔49内で転動可能である。
アーム部48は、ボール部47の外周面の1箇所に接続され、ボール部47の径方向に沿って延びている。アーム部48では、ボール部47側とは反対側の端部がタイロッド10に連結されている。または、アーム部48自体がタイロッド10であってもよい。タイロッド10は、保持孔49内のボール部47を中心として揺動可能である。
The
The
このようなボールジョイント13は、(ラック軸8の一端部81に圧入された)金属部材35に対して取り付けられる際、本体部45の一端面45Aが金属部材35のベース部36に対して軸方向Xの外側から対向した状態で、金属部材35および円筒部30と同軸状で配置される。そのため、本体部45およびスリーブ部46の軸方向が軸方向Xと一致する。
When such a ball joint 13 is attached to the metal member 35 (press-fitted into the one
この状態で、ボールジョイント13を金属部材35に組み付ける。これにより、ボールジョイント13のスリーブ部46の内周面46Aが、金属部材35のフランジ部38の外周面38Bに対して外嵌され、金属部材35がボールジョイント13の空間U(スリーブ部46の内側)に入り込んでいく。ここで、ボールジョイント13は、軸回りに回転させられながら金属部材35にねじ込まれる。これにより、スリーブ部46の内周面46Aの雌ねじ部50とフランジ部38の外周面38Bの雄ねじ部39とが螺合していく。つまり、ボールジョイント13が金属部材35にねじ結合される。
In this state, the ball joint 13 is assembled to the
そして、図2Cに示すように、ボールジョイント13の本体部45の一端面45Aが金属部材35のベース部36に当接すると、ボールジョイント13をこれ以上ねじ込むことができなくなり、金属部材35に対するボールジョイント13の取り付けが完了する。このとき、スリーブ部46の内周面46Aの雌ねじ部50とフランジ部38の外周面38Bの雄ねじ部39とが引き続き螺合している。これにより、金属部材35のフランジ部38は、ボールジョイント13のスリーブ部46によって、全周に亘って、径方向外側から内側(円筒部30側)へ付勢されている。そのため、金属部材35がラック軸8の一端部81に強固に圧入されている。
2C, when the one
以上により、ボールジョイント13が、金属部材35を介してラック軸8の一端部81に結合される。
このように、ボールジョイント13は、ラック軸8の一端部81(円筒部30)に圧入された金属部材35にねじ結合されることから、樹脂製のラック軸8を用いる構成において、ラック軸8とボールジョイント13とを、金属部材35を介して強固に連結することができる。つまり、ボールジョイント13がラック軸8から外れることを防止できる。
As described above, the ball joint 13 is coupled to the one
Thus, since the ball joint 13 is screwed to the
特に、金属部材35が軸部37およびフランジ部38の間で樹脂製のラック軸8の円筒部30を径方向から挟み込むことによって、金属部材35と円筒部30との接触圧力および接触面積を向上させている。そのため、ラック軸8の一端部81に対して金属部材35を一層強固に圧入することができる。換言すれば、一端部81と金属部材35との圧入荷重が大きく確保されている。さらに換言すれば、金属部材35による一端部81の締め付け力が強化されている。これにより、ラック軸8とボールジョイント13とを、金属部材35を介して一層強固に連結することができる。特に、金属部材35が円筒部30を径方向から挟み込む構成は、小径(薄肉)の円筒部30(ラック軸8)と金属部材35との圧入荷重を確保したい場合に有効である。
Particularly, when the
また、スリーブ部46が金属部材35を樹脂製のラック軸8の円筒部30側へ付勢することによって、ラック軸8の一端部81に対して金属部材35を一層強固に圧入することができる。これにより、ラック軸8とボールジョイント13とを、金属部材35を介して一層強固に連結することができる。
さらに、ボールジョイント13は、ラック軸8の一端部81に圧入された金属部材35にねじ結合されるので、金属部材35よりも剛性の低い(撓み易い)樹脂製のラック軸8の一端部81に対してボールジョイント13が直接連結される場合に比べて、ボールジョイント13をラック軸8に対して精度良く連結できる。つまり、樹脂製のラック軸8において、高い精度が要求される部分(ボールジョイント13が取り付けられる部分)には、金属部材35を取り付けて、金属部材35にボールジョイント13を取り付けるようにしている。これにより、ラック軸8の必要な寸法精度を低下させることなく、ラック軸8の重量を格段に下げることができる。
Further, the
Further, since the ball joint 13 is screwed to the
次に、第2実施形態について、図3Aおよび図3Bを参照しながら説明する。第2実施形態において、今まで説明した部材と同様の部材には、同一の参照符号を付し、その説明を省略する。
第2実施形態では、ボールジョイント13において、前述したスリーブ部46が省略され、代わりに、スリーブ55という単独の部品がステアリング装置1に設けられている。スリーブ55は、スリーブ部46と同じ外径および内径を有する円筒状であり、スリーブ55の軸方向両側は、開放されている。スリーブ55の内周面55Aには、全域に亘って雌ねじ部56が形成されている。
Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS. 3A and 3B. In the second embodiment, the same members as those described so far are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
In the second embodiment, in the ball joint 13, the
一方、ボールジョイント13の本体部45の外周面45B(保持孔49側の円錐面以外の円筒状部分)には、雄ねじ部57が形成されている。つまり、第2実施形態では、(金属部材35の)フランジ部38およびボールジョイント13のそれぞれの外周面に、雄ねじ部が形成されている。
第1実施形態の場合と同様に、図3Aに示すように、ラック軸8の一端部81に対して、金属部材35が圧入される。
On the other hand, a
As in the case of the first embodiment, as shown in FIG. 3A, the
そして、一端部81に圧入された金属部材35に対してスリーブ55が外嵌される。このとき、スリーブ55は、金属部材35のフランジ部38に対してねじ込まれ、スリーブ55の内周面55Aの雌ねじ部56とフランジ部38の外周面38Bの雄ねじ部39とが螺合する。このとき、スリーブ55は、金属部材35(円筒部30)と同軸状で配置される。そのため、スリーブ55の軸方向が軸方向Xと一致する。
Then, the
次いで、図3Bに示すように、雌ねじ部56において軸方向Xにおける略半分(図3Bにおける左半分)が雄ねじ部39と螺合すると、フランジ部38に対するスリーブ55のねじ込みを停止する。
次いで、ボールジョイント13の本体部45が、軸方向Xにおいてスリーブ55に対する金属部材35の反対側(ラック軸8の外側)から、スリーブ55内にねじ込まれる。これにより、スリーブ55の雌ねじ部56において雄ねじ部39と螺合していない部分(図3Bにおける右半分)に対して本体部45の雄ねじ部57が螺合する。そして、図3Bに示すように本体部45の一端面45Aが金属部材35のベース部36に当接すると、ボールジョイント13をこれ以上ねじ込むことができなくなる。
Next, as shown in FIG. 3B, when approximately half of the
Next, the
このとき、スリーブ55は、(金属部材35の)フランジ部38および(ボールジョイント13の)本体部45の両方に対して外嵌されている。また、スリーブ55の内周面55Aの雌ねじ部56は、フランジ部38および本体部45の両方の雄ねじ部(雄ねじ部39および57)に螺合している。そのため、ボールジョイント13は、スリーブ55を介して金属部材35にねじ結合されているとともに、金属部材35を介してラック軸8の一端部81に結合されている。
At this time, the
また、第2実施形態でも、金属部材35のフランジ部38は、スリーブ55によって、全周に亘って、径方向外側から内側(円筒部30側)へ付勢されているので、金属部材35がラック軸8の一端部81に強固に圧入されている。
次に、第3実施形態について、図4、図5Aおよび図5Bを参照しながら説明する。第3実施形態において、今まで説明した部材と同様の部材には、同一の参照符号を付し、その説明を省略する。
Also in the second embodiment, the
Next, a third embodiment will be described with reference to FIGS. 4, 5A and 5B. In the third embodiment, the same members as those described so far are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
第3実施形態では、金属部材35のフランジ部38の形状が第1実施形態と相違し、それ以外の構成は、第1実施形態と同じである。
図4を参照して、第3実施形態では、フランジ部38の外周面38Bが、ベース部36へ向けて次第に縮径される(換言すれば、ベース部36から離れるのに従って拡径される)円錐状に形成されている。一方、フランジ部38の内周面38Aの直径Q(図2A参照)は、軸方向全域に亘って一定であることから、フランジ部38の径方向における肉厚Tが、ベース部36から離れるのに従って次第に厚くなっている(図5Aも参照)。
In 3rd Embodiment, the shape of the
Referring to FIG. 4, in the third embodiment, the outer
また、フランジ部38には、ベース部36側とは反対側の端縁からベース部36側へ向けて直線状に延びるスリット58が形成されている。スリット58は、フランジ部38を肉厚方向に貫通しつつ、軸方向に沿って延びている。スリット58は、1つまたは複数形成されており、複数形成される場合には、フランジ部38の周方向に等間隔で配置されている。スリット58は、フランジ部38におけるベース部36側の端縁まで到達していてもよい。フランジ部38は、スリット58が形成されることによって、径方向に撓むこと(変形すること)ができる。
The
このようなフランジ部38を有する金属部材35は、第1実施形態の場合と同様に、図5Aに示すように、ラック軸8の一端部81に対して圧入される。圧入直後の金属部材35では、フランジ部38の外周面38Bが、ベース部36から離れるのに従って径方向外側へ張り出している。
その後、第1実施形態の場合と同様に、図5Bに示すように、ボールジョイント13を金属部材35に取り付ける。すると、金属部材35のフランジ部38は、ボールジョイント13のスリーブ部46によって、全周に亘って、円筒部30側へ付勢されるだけでなく、フランジ部38が、ベース部36から離れるのに従って径方向内側へ撓んで円筒部30に食い込んでいる。これにより、金属部材35がラック軸8の一端部81に一層強固に圧入されている。よって、ラック軸8とボールジョイント13とを、金属部材35を介して一層強固に連結することができる。
As in the case of the first embodiment, the
Thereafter, as in the case of the first embodiment, the ball joint 13 is attached to the
次に、第4実施形態について、図6Aおよび図6Bを参照しながら説明する。第4実施形態において、今まで説明した部材と同様の部材には、同一の参照符号を付し、その説明を省略する。
第4実施形態では、金属部材35の一部の形状が第1実施形態と相違しているとともに、ボルト60がステアリング装置1における新たな部品として存在し、それ以外の構成は、第1実施形態と同じである。
Next, a fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 6A and 6B. In the fourth embodiment, the same members as those described above are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
In the fourth embodiment, a part of the shape of the
第4実施形態では、金属部材35にねじ穴61が形成されている。ねじ穴61は、ベース部36において、軸部37側とは反対側の端面36Aの円中心に形成された丸穴であって、軸方向に沿って軸部37内まで延びている。つまり、ベース部36および軸部37は、ねじ穴61が形成されることによって、中空になっている。ベース部36および軸部37において中空部分を区画する内周面には、ねじ部62が形成されている。
In the fourth embodiment, a
ボルト60は、外周面にねじ部63が形成された軸状体である。ボルト60の根元側には、頭部64が一体的に設けられてもよい。
このような金属部材35は、第1実施形態の場合と同様に、図6Aに示すように、ラック軸8の一端部81に対して圧入される。
その後、金属部材35のねじ穴61(ベース部36および軸部37の中空部分)に対してボルト60がねじ込まれる。これにより、ねじ穴61がボルト60によって広げられる。その結果、軸部37が拡径して、軸部37の外周面37Aが円筒部30の内周面30Cに対して径方向内側から圧接する。これにより、軸部37を円筒部30の内周面30Cに対して強固に圧入することができるので、ラック軸8の一端部81に対して金属部材35を一層強固に圧入することができる。
The
As in the case of the first embodiment, such a
Thereafter, the
その後、第1実施形態の場合と同様に、図6Bに示すように、ボールジョイント13を金属部材35に取り付ける。ここで、前述したようにラック軸8の一端部81に対して金属部材35を一層強固に圧入することができる分、ラック軸8とボールジョイント13とを、金属部材35を介して一層強固に連結することができる。
なお、ボルト60とボールジョイント13とは一体化されていてもよい。その場合、ボールジョイント13を金属部材35に取り付けるのと同時に、金属部材35のねじ穴61にボルト60をねじ込むことができる。
Thereafter, as in the case of the first embodiment, the ball joint 13 is attached to the
The
この発明は、以上の実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。
たとえば、ラック軸8が軸方向Xに移動する際、ラック軸8と一緒に移動する金属部材35が、前述したブッシュ15(図1参照)に対して摺擦してもよい。つまり、金属部材35は、ブッシュ15と接触する位置にあってもよい。ただし、この場合、金属部材35のフランジ部38の外周面38Bの(軸方向Xにおける)長さは、ラック軸8のラックストローク量より大きいことが好ましい。
The present invention is not limited to the contents of the above embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims.
For example, when the
また、ラック軸8は、樹脂製に限らず、金属製であってもよい。また、ラック軸8では、前述した円筒部30以外の部分が中実であってもよいし、中空であってもよい。
また、ラック軸8は、樹脂部分と金属部分とに分割可能であって、樹脂部分と金属部分とを、金属部材35とボールジョイント13(ここでは、前記金属部分に相当する)とによって結合させてもよい。つまり、前記金属部分をボールジョイント13とみなして、前記金属部分と前記樹脂部分とを、金属部材35を介して強固に連結することもできる。
The
Further, the
また、前述した実施形態では、ラック軸8の両端部(一端部81および他端部82)の構成が同じであるとして、一端部81の周辺についてのみ説明したが、一端部81と他端部82とで構成が異なっていても構わない。つまり、一端部81および他端部82のいずれか一方だけに、本発明の構成が適用されていて、一端部81および他端部82のいずれか他方では、ラック軸8とボールジョイント13とが一体化されていても構わない。
In the above-described embodiment, the configuration of both end portions (one
また、ラック軸8の円筒部30に圧入した金属部材35を、ボールジョイント13にねじ結合する前に、円筒部30側へかしめてもよい。そうすれば、金属部材35を円筒部30に対して強固に圧入することができる。
また、前述した第3実施形態(図4〜図5B参照)および第4実施形態(図6Aおよび図6B参照)は、第1実施形態(図2A〜図2C参照)に基づいて説明したが、第3実施形態および第4実施形態の構成は、単独または組み合わされた状態で、第1実施形態および第2実施形態(図3Aおよび図3B参照)のそれぞれに対して適用可能である。
Further, the
Moreover, although 3rd Embodiment (refer FIGS. 4-5B) and 4th Embodiment (refer FIG. 6A and 6B) which were mentioned above were demonstrated based on 1st Embodiment (refer FIG. 2A-FIG. 2C), The configurations of the third embodiment and the fourth embodiment can be applied to each of the first embodiment and the second embodiment (see FIGS. 3A and 3B) alone or in combination.
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。 In addition, various design changes can be made within the scope of matters described in the claims.
1…ステアリング装置、8…ラック軸、12…転舵輪、13…ボールジョイント、30…円筒部、30B…外周面、30C…内周面、35…金属部材、37…軸部、38…フランジ部、38B…外周面、39…雄ねじ部、45B…外周面、46…スリーブ部、46A…内周面、50…雌ねじ部、55…スリーブ、55A…内周面、56…雌ねじ部、57…雄ねじ部、58…スリット、60…ボルト、62…ねじ部、81…一端部、82…他端部、X…軸方向
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記ラック軸の軸方向端部に結合され、前記ラック軸および転舵輪の間を中継する継手部材と、
前記ラック軸の軸方向端部に圧入される金属部材とを含み、
前記継手部材が前記金属部材にねじ結合されることを特徴とする、ステアリング装置。 A rack shaft that moves with steering;
A joint member coupled to the axial end of the rack shaft and relaying between the rack shaft and the steered wheels;
A metal member press-fitted into an axial end of the rack shaft,
The steering device, wherein the joint member is screwed to the metal member.
前記金属部材は、前記円筒部の内周面に対して圧入される軸部と、前記円筒部の外周面に対して圧入される環状のフランジ部とを含み、前記軸部およびフランジ部の間で前記円筒部を径方向から挟み込んでいることを特徴とする、請求項1記載のステアリング装置。 The axial end of the rack shaft includes a cylindrical portion that is reduced in diameter and protrudes outward in the axial direction.
The metal member includes a shaft portion that is press-fitted into the inner peripheral surface of the cylindrical portion, and an annular flange portion that is press-fitted into the outer peripheral surface of the cylindrical portion. The steering apparatus according to claim 1, wherein the cylindrical portion is sandwiched from the radial direction.
前記継手部材は、前記フランジ部に対して外嵌されるスリーブ部を含み、前記スリーブ部の内周面には、雌ねじ部が形成され、
前記雄ねじ部と前記雌ねじ部とが螺合することによって、前記スリーブ部が前記金属部材を前記円筒部側へ付勢することを特徴とする、請求項2または3記載のステアリング装置。 On the outer peripheral surface of the flange portion, a male screw portion is formed,
The joint member includes a sleeve portion that is externally fitted to the flange portion, and an internal thread portion is formed on an inner peripheral surface of the sleeve portion,
4. The steering device according to claim 2, wherein the sleeve portion biases the metal member toward the cylindrical portion when the male screw portion and the female screw portion are screwed together. 5.
前記フランジ部および前記継手部材の両方に対して外嵌されるスリーブをさらに含み、
前記スリーブの内周面には、前記フランジ部および前記継手部材の両方の雄ねじ部に螺合する雌ねじ部が形成されていることを特徴とする、請求項2または3記載のステアリング装置。 On each outer peripheral surface of the flange portion and the joint member, a male screw portion is formed,
A sleeve that is externally fitted to both the flange portion and the joint member;
4. The steering device according to claim 2, wherein an internal thread portion that engages with both external thread portions of the flange portion and the joint member is formed on an inner peripheral surface of the sleeve. 5.
前記軸部の中空部分にねじ込まれて当該中空部分を広げるボルトをさらに含むことを特徴とする、請求項2〜6のいずれかに記載のステアリング装置。 The shaft portion is hollow, and a screw portion is formed on an inner peripheral surface of the shaft portion,
The steering apparatus according to any one of claims 2 to 6, further comprising a bolt that is screwed into a hollow portion of the shaft portion to expand the hollow portion.
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WO2014200040A1 (en) * | 2013-06-12 | 2014-12-18 | 日本精工株式会社 | Rack-and-pinion steering gear unit |
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