JP4214846B2 - Steering device and electric power steering device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ラック歯とピニオンとの噛合い状態を高精度で維持することができるステアリング装置及び電動パワーステアリング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
昨今の自動車用ステアリング装置においては、ラックアシスト式のパワーステアリング装置が良く用いられている。ラックアシスト式のパワーステアリング装置では、電動モータの回転によりボールねじが回転するのに伴って、該ボールねじに螺合しているラック軸に回転変位(以下、ラックツイストという)が生じ、ラック歯とピニオンとの噛合い部分が破損するおそれがあった。したがって、ラック軸をピニオン軸側へ押し付けることによってラック軸の回転を止めるように、ラック軸の背面、すなわちラック歯とピニオンとの噛合い部分の反対側部分におけるラック軸の軸方向と垂直な方向の断面形状をV字形状とし、それに対応してラック軸を支持する側のラック軸の軸方向と垂直な方向の断面形状をV字形状としてラック軸を支持するサポートヨークを設けている。
【0003】
しかし、ラック軸の背面における軸方向と垂直な方向の断面形状がV字形状である場合には、ラック軸とサポートヨークとが面接触することから、フリクションが過大となり、特に負荷が大きい。ラックツイストが生じた場合においては、ラック軸とサポートヨークとが線接触することから、この接触部分に加わる圧力が増大し、磨耗が増大する原因となるという問題点があった。
【0004】
かかる問題点を解決するために、例えば(特許文献1)、(特許文献2)、(特許文献3)、及び(特許文献4)においては、ラック軸側における略V字形状の各辺が凸円弧形状を有し、対応する部分において、ラック軸の軸方向と垂直な方向の断面形状が凹円弧形状をなす部分を2つ有するサポートヨークを回転止めとして設けているステアリング装置が開示されている。
【0005】
このようにすることで、ラック軸とサポートヨークの接触面積が大きくなることがなく、同時にラック軸の回転を抑止する機能を損なうことのないステアリング装置及び電動パワーステアリング装置を提供することができる。
【0006】
【特許文献1】
特開2001−18812号公報
【特許文献2】
特開2001−10510号公報
【特許文献3】
特開2002−87289号公報
【特許文献4】
特開2001−151132号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、(特許文献1)ないし(特許文献4)に開示されている構造は、サポートヨークによる圧接摩擦力によってラック軸の回転を抑制しようとするものであり、完全にはラック軸の回転を止めることができない。したがって、ラックツイストによるラック歯とピニオンの噛合い抵抗の増加、又は歯面の偏磨耗等の支障が生じるおそれがあるという問題点があった。
【0008】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、フリクションを低減させつつ、ラック軸の回転を抑止することができ、ラックツイストによるラック歯とピニオンの噛合い抵抗の増加、又は歯面の偏磨耗等の支障の発生を低減することができるステアリング装置及び電動パワーステアリング装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために第1発明に係るステアリング装置は、相互に噛み合うピニオン軸及びラック軸と、前記ラック軸を摺動可能に支持するサポートヨークとを備えるステアリング装置において、前記ラック軸は、前記ピニオン軸との噛合い部分の反対側に、前記ラック軸の軸方向と垂直な方向の断面形状が略V字形状である部分を有し、略V字形状の各辺が凹円弧形状をなし、前記サポートヨークは、前記ラック軸の軸方向と垂直な方向の断面形状が、前記ラック軸の凹円弧形状と接する凸円弧形状をなす2つの部分を有し、前記ラック軸における凹円弧の半径が前記サポートヨークにおける凸円弧の半径よりも大きく、前記ラック軸における2つの凹円弧の中心と、前記サポートヨークにおける2つの凸円弧の中心とをそれぞれ結んだ2つの直線の交点が、軸方向に移動する前記ラック軸の全移動範囲で前記ラック軸に回転モーメントが生じた場合の回転中心に対して前記ピニオン軸との噛合い部分の反対側に位置することを特徴とする。
【0010】
第1発明に係るステアリング装置では、略V字形状の各辺が凹円弧形状をなすラック軸及びラック軸の凹円弧形状と接する凸円弧形状の2つの部分を有したサポートヨークにおける両円弧の半径が相違することによってラック軸とサポートヨークとを線接触させることができるとともに、ラック軸側における凹円弧の半径がサポートヨーク側における凸円弧の半径よりも大きいことから、ラック軸の回転半径を機構的に維持することができず、さらにラック軸における2つの凹円弧の中心とサポートヨークにおける2つの凸円弧の中心とをそれぞれ結んだ2つの直線の交点が、軸方向に移動するラック軸の全移動範囲でラック軸に回転モーメントが生じた場合の回転中心に対してピニオン軸との噛合い部分の反対側に位置することから、ラック軸の動きがラック軸の凹円弧形状とサポートヨークの凸円弧形状との当接点でサポートヨークにより規制され、その結果、ラック軸に回転モーメントを生じた場合であっても、ラック軸の回転を確実に抑止することができ、ラックツイストによるラック歯とピニオンの噛合い抵抗の増加、又は歯面の偏摩耗等を低減することが可能となる。
【0011】
また、第2発明に係るステアリング装置は、相互に噛み合うピニオン軸及びラック軸と、前記ラック軸を摺動可能に支持するサポートヨークとを備えるステアリング装置において、前記ラック軸は、前記ピニオン軸との噛合い部分の反対側に、前記ラック軸の軸方向と垂直な方向の断面形状が略V字形状である部分を有し、略V字形状の各辺が凸円弧形状をなし、前記サポートヨークは、前記ラック軸の軸方向と垂直な方向の断面形状が、前記ラック軸の凸円弧形状と接する凹円弧形状をなす2つの部分を有し、前記サポートヨークにおける凹円弧の半径が前記ラック軸における凸円弧の半径よりも大きく、前記ラック軸における2つの凸円弧の中心と、前記サポートヨークにおける2つの凹円弧の中心とをそれぞれ結んだ2つの直線の交点が、軸方向に移動する前記ラック軸の全移動範囲で前記ラック軸に回転モーメントが生じた場合の回転中心に対して前記ピニオン軸との噛合い部分の反対側に位置することを特徴とする。
【0012】
第2発明に係るステアリング装置では、略V字形状の各辺が凸円弧形状をなすラック軸及びラック軸の凸円弧形状と接する凹円弧形状の2つの部分を有したサポートヨークにおける両円弧の半径が相違することによってラック軸とサポートヨークとを線接触させることができるとともに、サポートヨーク側における凹円弧の半径がラック軸側における凸円弧の半径よりも大きいことから、ラック軸の回転半径を機構的に維持することができず、さらにラック軸における2つの凸円弧の中心とサポートヨークにおける2つの凹円弧の中心とをそれぞれ結んだ2つの直線の交点が、軸方向に移動するラック軸の全移動範囲でラック軸に回転モーメントが生じた場合の回転中心に対してピニオン軸との噛合い部分の反対側に位置することから、ラック軸の動きがラック軸の凸円弧形状とサポートヨークの凹円弧形状との当接点でサポートヨークにより規制され、その結果、ラック軸に回転モーメントを生じた場合であっても、確実にラック軸の回転を抑止することができ、ラックツイストによるラック歯とピニオンの噛合い抵抗の増加、又は歯面の偏摩耗等を低減することが可能となる。
【0013】
次に、上記目的を達成するために第3発明に係る電動パワーステアリング装置は、第1発明又は第2発明に係るステアリング装置を備え、電動モータと、該電動モータの回転を直線運動に変換して前記ラック軸に伝達するボールねじ機構とを備えることを特徴とする。
【0014】
第3発明に係る電動パワーステアリング装置では、電動モータの回転をボールねじ機構によって直線運動に変換してラック軸に伝達する際に、ラック軸に回転モーメントが生じた場合であっても、ラック軸の回転を機構的に抑止することができ、ラックツイストによるラック歯とピニオンの噛合い抵抗の増加、又は歯面の偏摩耗等を低減することが可能となる。
【0015】
【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具体的に説明する。
【0016】
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1に係るステアリング装置の概略構成を示す自動車の側面から見た側面断面図である。図1に示すように、ピニオン軸2は上下方向に配置されており、拡径された下半部にピニオン20が一体形成され、ピニオン20の下側及び上側に配置されている一対の玉軸受け21、22により、筒型のピニオンハウジングH2の内部に支持されている。
【0017】
ピニオン軸2はピニオンハウジングH2から上側に突出しており、斯かる突出部分が、模式的に図示されているステアリングホイールSに連結されている。
【0018】
ピニオンハウジングH2の中途部分には、筒型のハウジングH1が自動車の左右方向に軸を有するよう横置きされており、ハウジングH1の内部に、ラック軸1が、ハウジングH1の軸方向に摺動自在に支持されている。
【0019】
ラック軸1には、ピニオンハウジングH2とハウジングH1との交叉部においてピニオン20と噛合うラック歯10が形成されている。ラック軸1は、ハウジングH1における自動車の左右端から突出している。斯かる突出部分に、自動車の左右の車輪がそれぞれ連結されている。
【0020】
また、ハウジングH1は、ハウジングH1と一体的に設けられた筒型のヨークハウジングH3を備えている。該ヨークハウジングH3は、ハウジングH1、ピニオンハウジングH2のそれぞれと略直交する方向であり、かつラック歯10とピニオン20との噛合い部分と反対方向に突出するように設けられている。ヨークハウジングH3は、自動車の前後方向にハウジングH1内に連通する円形断面を有する保持孔30を有し、該保持孔30によって、円柱形状を有するサポートヨーク3が、自動車の前後方向に摺動可能に保持されている。
【0021】
サポートヨーク3は、保持孔30に挿入されており、自動車の前側に配置されている押しバネ34の弾性力によって、ラック軸1の方向へ押圧され、ラック軸1を支持している。該押しバネ34は、ロックナット33により固定されている支持キャップ32とサポートヨーク3との間に設けられている。
【0022】
図2は本発明の実施の形態1に係るステアリング装置におけるラック軸1とピニオン軸2との噛合い部分近傍について、ラック軸1の軸方向と垂直な方向の断面を示す拡大断面図である。図2に示すように、サポートヨーク3は、ラック軸1をラック歯10とピニオン20との噛合い部分の反対方向から押圧し、該噛合い部分に予圧を付与しつつラック軸1を摺動可能に支持する。なお、予圧の調整は、ロックナット33の締め付けにより支持キャップ32の位置を変えることにより行うことができる。
【0023】
ラック軸1の背面側、すなわちラック歯10とピニオン20との噛合い部分の反対側部分には、ラック軸1の軸方向と垂直な方向の断面形状が略V字形状であり、かつ略V字形状の2辺がそれぞれ円弧形状を有する凹面が形成されている。
【0024】
斯かる形状に対応するように、ラック軸1を支持するサポートヨーク3の先端部には、ラック軸1の軸方向と垂直な方向の断面形状が円弧形状である2つの凸面が、ラック軸1における凹面と接するように設けられ、ラック受けシート4が被着されている。該ラック受けシート4は、耐摩耗性に優れ、低摩擦係数を有する材質による薄膜シートで構成されており、例えばPTFE等の合成樹脂製のコーティング膜を基材となる金属板の一面に形成した金属製のシート、又は炭素繊維強化ポリアセタノール(POM)等の合成樹脂製のシート等を用いる。なお、材質については、特にこれらに限定されるものではない。
【0025】
ラック軸1の背面側における2つの円弧の半径は、サポートヨーク3の先端部における2つの円弧の半径よりも大きな値を有する。このように両円弧の半径を相違させることで、ラック軸1とサポートヨーク3とを面接触ではなく、線接触させることができ、両者のフリクションを低減させることができ、ラック軸1の背面側における2つの円弧の半径を、サポートヨーク3の先端部における2つの円弧の半径よりも大きな値とすることにより、ラック軸に回転モーメントが生じた場合であってもラック軸の回転半径を機構的に維持することができず、ラック軸1が回転することを確実に抑止することが可能となる。
【0026】
図3に、本発明の実施の形態1に係るステアリング装置における円弧の半径の関係を示す。図3に示すように、サポートヨーク3は、押しバネ等による弾性力によりラック受けシート4を介してラック軸1の背面に押し付けられ、ラック軸1をピニオン軸2に向けて押圧する。そして、ラック軸1の背面側における2つの円弧の半径R1が、サポートヨーク3の先端部における2つの円弧の半径R3よりも大きいことから、ラック軸1とサポートヨーク3とは当接点Pにおいて線接触する。
【0027】
加えて、ラック軸1の回転をより効果的に抑止するために、ラック軸1の背面側における2つの円弧の中心O1、サポートヨーク3の先端部における2つの円弧の中心O3、及びラック軸1とサポートヨーク3との当接点Pを結ぶ2本の直線の交点OPがラック軸1の回転中心OQと一致しないように配置する。
【0028】
このようにすることで、例えばラック軸1にOQを中心とした図中時計回りの回転モーメントが生じた場合であっても、当接点Pにおいてラック軸1の背面の動きがサポートヨーク3により規制され、ラック軸1の回転半径が、2つの凹円弧の中心と、サポートヨーク3とラック軸1との接合部とで定まる物理的な回転半径と相違することにより、両半径が一致している場合と異なり機構的に回転できない。なぜなら、両半径と中心間間隔とで形成される三角形OPOQPが一意に定まるからである。したがって、ピニオン軸2に対してラック軸1が傾くことがなく、ラックツイストが生じることがないことから、ラック歯10とピニオン20の噛合いを高い精度で維持することが可能となる。ラック軸1にOQを中心とした図中反時計回りの回転モーメントが生じた場合についても同様の効果が期待できる。
【0029】
(実施の形態2)
次に本発明の実施の形態2に係る電動パワーステアリング装置について、図面を参照しながら説明する。図4は本発明の実施の形態2に係る電動パワーステアリング装置におけるラック軸1とピニオン軸2との噛合い部分近傍について、ラック軸1の軸方向と垂直な方向の断面を示す拡大断面図である。図4に示すように、サポートヨーク3は、実施の形態1と同様に、ラック軸1をラック歯10とピニオン20との噛合い部分の反対方向から押圧し、当該噛合い部分に予圧を付与しつつラック軸1を摺動可能に支持している。
【0030】
そして、ラック軸1の背面側、すなわちラック歯10とピニオン20との噛合い部分の反対側の部分には、ラック軸1の軸方向と垂直な方向の断面形状が略V字形状であり、かつ略V字形状の2辺が円弧形状を有する凸面が形成されている。
【0031】
斯かる形状に対応するように、ラック軸1を支持するサポートヨーク3の先端部には、ラック軸1の軸方向と垂直な方向の断面形状が円弧形状である2つの凹面が、ラック軸1における凸面と接するように設けられ、ラック受けシート4が被着されている。当該ラック受けシート4に要求される性質及び材質については、実施の形態1と同様である。
【0032】
また、サポートヨーク3の先端部における2つの円弧の半径は、ラック軸1の背面側における2つの円弧の半径よりも大きな値を有する。このように円弧の半径を相違させることで、ラック軸1とサポートヨーク3とを面接触ではなく、線接触させることができ、両者のフリクションを低減させることができ、サポートヨーク3の先端部における2つの円弧の半径を、ラック軸1の背面側における2つの円弧の半径よりも大きな値とすることにより、ラック軸に回転モーメントが生じた場合であってもラック軸の回転半径を機構的に維持することができず、ラック軸1が回転することを確実に抑止することが可能となる。
【0033】
図5に、本発明の実施の形態2に係る電動パワーステアリング装置における円弧の半径の関係を示す。図5に示すように、サポートヨーク3は、押しバネ等による弾性力によりラック受けシート4を介してラック軸1の背面に押し付けられ、ラック軸1をピニオン軸2に向けて押圧する。そして、サポートヨーク3の先端部における2つの円弧の半径R3が、ラック軸1の背面側における2つの円弧の半径R1よりも大きいことから、ラック軸1とサポートヨーク3とは当接点Pにおいて線接触する。
【0034】
そして、ラック軸1の回転をより効果的に抑止するために、ラック軸1の背面側における2つの円弧の中心O1、サポートヨーク3の先端部における2つの円弧の中心O3、及びラック軸1とサポートヨーク3との当接点Pを結ぶ2本の直線の交点OPがラック軸1の回転中心OQと一致しないように配置する。
【0035】
このようにすることで、例えばラック軸1にOQを中心とした図中時計回りの回転モーメントが生じた場合であっても、当接点Pにおいてラック軸1の背面の動きがサポートヨーク3により規制され、ラック軸1は回転運動を行うことができない。したがって、ピニオン軸2に対してラック軸1が傾くことがなく、ラックツイストが生じることがないことから、ラック歯10とピニオン20の噛合いを高い精度で維持することが可能となる。ラック軸1にOQを中心とした図中反時計回りの回転モーメントが生じた場合についても同様の効果が期待できる。
【0036】
【発明の効果】
以上詳述した如く本発明によれば、ラック軸とサポートヨークとの当接面におけるラック軸の軸方向と垂直な方向の断面形状の円弧半径が相違することによってラック軸とサポートヨークとを線接触させることができるとともに、ラック軸の回転半径を機構的に維持することができず、さらにラック軸における2つの円弧の中心とサポートヨークにおける2つの円弧の中心とをそれぞれ結んだ2つの直線の交点が、軸方向に移動するラック軸の全移動範囲でラック軸に回転モーメントが生じた場合の回転中心に対してピニオン軸との噛合い部分の反対側に位置することで、ラック軸の動きがサポートヨークとの当接点でサポートヨークにより規制され、その結果、ラック軸の回転を確実に抑止することができ、ラックツイストによるラック歯とピニオンの噛合い抵抗の増加、又は歯面の偏磨耗等の発生を低減することが可能となるステアリング装置及び電動パワーステアリング装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1に係るステアリング装置の概略構成を示す側面断面図である。
【図2】本発明の実施の形態1に係るステアリング装置におけるラック軸とピニオン軸2との噛合い部分近傍について、ラック軸の軸方向と垂直な方向の断面を示す拡大断面図である。
【図3】本発明の実施の形態1に係るステアリング装置における円弧半径の関係を示す説明図である。
【図4】本発明の実施の形態2に係る電動パワーステアリング装置におけるラック軸とピニオン軸との噛合い部分近傍について、ラック軸の軸方向と垂直な方向の断面を示す拡大断面図である。
【図5】本発明の実施の形態2に係る電動パワーステアリング装置における円弧半径の関係を示す説明図である。
【符号の説明】
1 ラック軸
2 ピニオン軸
3 サポートヨーク
4 ラック受けシート
10 ラック歯
20 ピニオン
O1 ラック軸1の背面側における2つの円弧の中心
O3 サポートヨーク3の先端部における2つの円弧の中心
OP 当接点Pを結ぶ2本の直線の交点
OQ ラック軸1の回転中心
P ラック軸1とサポートヨーク3との当接点[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a steering device and an electric power steering device that can maintain the meshing state of a rack tooth and a pinion with high accuracy.
[0002]
[Prior art]
In recent automobile steering devices, rack assist type power steering devices are often used. In the rack assist type power steering device, as the ball screw rotates due to the rotation of the electric motor, a rotational displacement (hereinafter referred to as a rack twist) is generated in the rack shaft that is screwed to the ball screw. There was a possibility that the meshing part of the pinion and the pinion might be damaged. Therefore, a direction perpendicular to the axial direction of the rack shaft on the back surface of the rack shaft, that is, the portion opposite to the meshing portion of the rack teeth and the pinion so as to stop the rotation of the rack shaft by pressing the rack shaft toward the pinion shaft. A support yoke for supporting the rack shaft is provided with a V-shaped cross-sectional shape and a V-shaped cross-sectional shape perpendicular to the axial direction of the rack shaft on the side supporting the rack shaft.
[0003]
However, when the cross-sectional shape in the direction perpendicular to the axial direction on the back surface of the rack shaft is V-shaped, the rack shaft and the support yoke are in surface contact with each other, resulting in excessive friction and particularly heavy load. When the rack twist is generated, the rack shaft and the support yoke are in line contact with each other. Therefore, there is a problem that the pressure applied to the contact portion increases and wear increases.
[0004]
In order to solve such a problem, for example, in (Patent Literature 1), (Patent Literature 2), (Patent Literature 3), and (Patent Literature 4), each side of the substantially V-shape on the rack shaft side is convex. A steering device is disclosed that has a circular arc shape and a support yoke having two portions in which the cross-sectional shape in the direction perpendicular to the axial direction of the rack shaft forms a concave arc shape at a corresponding portion as a rotation stopper. .
[0005]
By doing so, it is possible to provide a steering device and an electric power steering device that do not increase the contact area between the rack shaft and the support yoke and at the same time do not impair the function of suppressing the rotation of the rack shaft.
[0006]
[Patent Document 1]
JP 2001-18812 A [Patent Document 2]
JP 2001-10510 A [Patent Document 3]
JP 2002-87289 A [Patent Document 4]
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-151132
[Problems to be solved by the invention]
However, the structures disclosed in (Patent Document 1) to (Patent Document 4) attempt to suppress the rotation of the rack shaft by the pressure frictional force by the support yoke, and completely stop the rotation of the rack shaft. I can't. Therefore, there has been a problem that there is a possibility that troubles such as an increase in the meshing resistance between the rack teeth and the pinion due to the rack twist, or uneven wear of the tooth surface may occur.
[0008]
The present invention has been made in view of such circumstances, and can reduce the rotation of the rack shaft while reducing the friction, increase the meshing resistance between the rack teeth and the pinion due to the rack twist, or the tooth surface. An object of the present invention is to provide a steering device and an electric power steering device that can reduce the occurrence of troubles such as uneven wear.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a steering apparatus according to a first invention includes a pinion shaft and a rack shaft that mesh with each other, and a support yoke that slidably supports the rack shaft, wherein the rack shaft includes: On the opposite side of the meshing portion with the pinion shaft, there is a portion having a substantially V-shaped cross section in a direction perpendicular to the axial direction of the rack shaft, and each side of the substantially V-shaped has a concave arc shape. None, the support yoke has two portions in which a cross-sectional shape in a direction perpendicular to the axial direction of the rack shaft forms a convex arc shape in contact with the concave arc shape of the rack shaft, connecting radius much larger than the radius of the convex circular arc in the support yoke, and centers of the two recessed circular in the rack shaft, and the center of the two convex arc in the support yoke respectively Intersection of the two straight lines, located on the opposite side of the meshing portion between the pinion shaft with respect to the rotation center when the rotational moment to the rack shaft in a total travel of the rack shaft moves in the axial direction is generated It is characterized by that.
[0010]
In the steering device according to the first aspect of the invention, the radius of both arcs in the support yoke having the rack shaft in which each side of the substantially V-shape forms a concave arc shape and the convex arc shape contacting the concave arc shape of the rack shaft. mechanism but it is possible to a rack shaft and the support yoke is line contact by different, since the radius of the concave arc is greater than the radius of the convex circular arc in the support yoke side of the rack shaft side, the rotation radius of the rack shaft In addition, the intersection of two straight lines connecting the centers of the two concave arcs on the rack shaft and the centers of the two convex arcs on the support yoke is the total of the rack shaft moving in the axial direction. Because it is located on the opposite side of the meshing portion with the pinion shaft with respect to the center of rotation when a rotational moment is generated on the rack shaft in the movement range, the rack Movement of the shaft is restricted by the contact point with the support yoke with recessed circular shape and support yoke convex arc shape of the rack shaft, as a result, even if the rotational moment generated in the rack shaft, the rotation of the rack shaft It can be surely suppressed, and it becomes possible to increase the meshing resistance between the rack tooth and the pinion due to the rack twist, or reduce the uneven wear of the tooth surface.
[0011]
A steering device according to a second aspect of the present invention is a steering device including a pinion shaft and a rack shaft that mesh with each other, and a support yoke that slidably supports the rack shaft, and the rack shaft is connected to the pinion shaft. The support yoke has a portion whose cross-sectional shape in a direction perpendicular to the axial direction of the rack shaft is substantially V-shaped on the opposite side of the meshing portion, and each side of the substantially V-shaped has a convex arc shape. Has two portions in which a cross-sectional shape in a direction perpendicular to the axial direction of the rack shaft forms a concave arc shape in contact with the convex arc shape of the rack shaft, and the radius of the concave arc in the support yoke is the rack shaft The intersection of two straight lines that are larger than the radius of the convex arc at the center and connect the center of the two convex arcs at the rack shaft and the center of the two concave arcs at the support yoke. , Characterized in that opposite the meshing portion between the pinion shaft with respect to the rotation center when the rotational moment to the rack shaft in a total travel of the rack shaft moves in the axial direction is generated.
[0012]
In the steering device according to the second aspect of the invention, the radius of both arcs in the support yoke having two portions of the rack shaft in which each substantially V-shaped side forms a convex arc shape and the concave arc shape contacting the convex arc shape of the rack shaft. The rack shaft and the support yoke can be brought into line contact with each other, and the radius of the concave arc on the support yoke side is larger than the radius of the convex arc on the rack shaft side. In addition, the intersection of two straight lines connecting the centers of the two convex arcs on the rack shaft and the two concave arcs on the support yoke, respectively, is the entire rack axis moving in the axial direction. Because it is located on the opposite side of the meshing portion with the pinion shaft with respect to the center of rotation when a rotational moment is generated on the rack shaft in the movement range, the rack Movement of the shaft is restricted by the contact point with the support yoke with recessed circular convex arc shape and support the yoke of the rack shaft, as a result, even if the rotational moment generated in the rack shaft, a reliable rack shaft The rotation can be suppressed, and it becomes possible to increase the meshing resistance between the rack tooth and the pinion due to the rack twist, or reduce the uneven wear of the tooth surface.
[0013]
Next, an electric power steering apparatus according to a third invention to achieve the above object, comprises a steering device according to the first or second aspect of the invention, an electric motor, the rotation of the electric motor is converted into linear motion It characterized the Turkey and a ball screw mechanism for transmitting to the rack shaft Te.
[0014]
In the electric power steering apparatus according to the third aspect of the invention, even when a rotation moment is generated in the rack shaft when the rotation of the electric motor is converted into a linear motion by the ball screw mechanism and transmitted to the rack shaft , the rack shaft Rotation can be mechanically suppressed, and the increase in the meshing resistance between the rack teeth and the pinion due to the rack twist, or the uneven wear of the tooth surfaces can be reduced.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the drawings illustrating embodiments thereof.
[0016]
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a side cross-sectional view seen from the side of an automobile, showing a schematic configuration of a steering apparatus according to
[0017]
The
[0018]
The middle part of the pinion housing H 2, the housing H 1 of the cylindrical are transversely so as to have an axis in the lateral direction of the automobile, the interior of the housing H 1, the
[0019]
The
[0020]
The housing H 1 includes a cylindrical yoke housing H 3 provided integrally with the housing H 1 . The yoke housing H 3 is provided so as to protrude in a direction substantially orthogonal to each of the housing H 1 and the pinion housing H 2 and in a direction opposite to the engagement portion between the
[0021]
The
[0022]
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing a cross section in the direction perpendicular to the axial direction of the
[0023]
The cross-sectional shape perpendicular to the axial direction of the
[0024]
In order to correspond to such a shape, two convex surfaces whose cross-sectional shape in a direction perpendicular to the axial direction of the
[0025]
The radius of the two arcs on the back side of the
[0026]
FIG. 3 shows the relationship between the arc radii in the steering apparatus according to
[0027]
In addition, in order to more effectively suppress the rotation of the
[0028]
In this way, for example, even if the rotational moment in the drawing clockwise to the
[0029]
(Embodiment 2)
Next, an electric power steering apparatus according to
[0030]
The cross-sectional shape in the direction perpendicular to the axial direction of the
[0031]
In order to correspond to such a shape, two concave surfaces whose cross-sectional shape in a direction perpendicular to the axial direction of the
[0032]
Further, the radius of the two arcs at the tip of the
[0033]
FIG. 5 shows the relationship between the arc radii in the electric power steering apparatus according to
[0034]
In order to more effectively suppress the rotation of the
[0035]
In this way, for example, even if the rotational moment in the drawing clockwise to the
[0036]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, the rack shaft and the support yoke are connected to each other by the difference in the arc radius of the cross-sectional shape in the direction perpendicular to the axial direction of the rack shaft at the contact surface between the rack shaft and the support yoke. The rotation radius of the rack shaft cannot be mechanically maintained, and two straight lines connecting the centers of the two arcs on the rack shaft and the centers of the two arcs on the support yoke can be used. When the intersection is located on the opposite side of the meshed part with the pinion shaft with respect to the center of rotation when a rotational moment is generated in the rack shaft in the entire movement range of the rack shaft moving in the axial direction, the movement of the rack shaft There is restricted by the contact point with the support yoke and the support yoke, as a result, the rotation of the rack shaft can be reliably suppressed, the rack teeth by the rack twist Increased meshing pinions resistance or steering it is possible to reduce the occurrence of uneven wear such as a tooth surface and an electric power steering device is provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side sectional view showing a schematic configuration of a steering apparatus according to
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing a cross section in a direction perpendicular to the axial direction of the rack shaft in the vicinity of the meshing portion between the rack shaft and the
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a relationship between arc radii in the steering device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing a cross section in the direction perpendicular to the axial direction of the rack shaft in the vicinity of the meshing portion between the rack shaft and the pinion shaft in the electric power steering apparatus according to
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a relationship between arc radii in the electric power steering apparatus according to
[Explanation of symbols]
1
Claims (3)
前記ラック軸を摺動可能に支持するサポートヨークとを備えるステアリング装置において、
前記ラック軸は、前記ピニオン軸との噛合い部分の反対側に、前記ラック軸の軸方向と垂直な方向の断面形状が略V字形状である部分を有し、略V字形状の各辺が凹円弧形状をなし、
前記サポートヨークは、前記ラック軸の軸方向と垂直な方向の断面形状が、前記ラック軸の凹円弧形状と接する凸円弧形状をなす2つの部分を有し、
前記ラック軸における凹円弧の半径が前記サポートヨークにおける凸円弧の半径よりも大きく、前記ラック軸における2つの凹円弧の中心と、前記サポートヨークにおける2つの凸円弧の中心とをそれぞれ結んだ2つの直線の交点が、軸方向に移動する前記ラック軸の全移動範囲で前記ラック軸に回転モーメントが生じた場合の回転中心に対して前記ピニオン軸との噛合い部分の反対側に位置することを特徴とするステアリング装置。A pinion shaft and a rack shaft that mesh with each other;
In a steering apparatus comprising a support yoke that slidably supports the rack shaft,
The rack shaft has a portion having a substantially V-shaped cross section in a direction perpendicular to the axial direction of the rack shaft on the opposite side of the meshing portion with the pinion shaft, and each side of the substantially V-shaped side. Has a concave arc shape,
The support yoke has two portions in which a cross-sectional shape in a direction perpendicular to the axial direction of the rack shaft forms a convex arc shape in contact with the concave arc shape of the rack shaft,
The radius of the concave arc of the rack shaft is much larger than the radius of the convex circular arc in the support yoke, and centers of the two recessed circular in the rack shaft, connecting each of the two convex arc and a center of the support yoke 2 The intersection of the two straight lines is located on the opposite side of the meshing portion with the pinion shaft with respect to the rotation center when a rotational moment is generated in the rack shaft in the entire movement range of the rack shaft moving in the axial direction. A steering apparatus characterized by the above.
前記ラック軸を摺動可能に支持するサポートヨークとを備えるステアリング装置において、
前記ラック軸は、前記ピニオン軸との噛合い部分の反対側に、前記ラック軸の軸方向と垂直な方向の断面形状が略V字形状である部分を有し、略V字形状の各辺が凸円弧形状をなし、
前記サポートヨークは、前記ラック軸の軸方向と垂直な方向の断面形状が、前記ラック軸の凸円弧形状と接する凹円弧形状をなす2つの部分を有し、
前記サポートヨークにおける凹円弧の半径が前記ラック軸における凸円弧の半径よりも大きく、前記ラック軸における2つの凸円弧の中心と、前記サポートヨークにおける2つの凹円弧の中心とをそれぞれ結んだ2つの直線の交点が、軸方向に移動する前記ラック軸の全移動範囲で前記ラック軸に回転モーメントが生じた場合の回転中心に対して前記ピニオン軸との噛合い部分の反対側に位置することを特徴とするステアリング装置。 A pinion shaft and a rack shaft that mesh with each other;
In a steering apparatus comprising a support yoke that slidably supports the rack shaft,
The rack shaft has a portion having a substantially V-shaped cross section in a direction perpendicular to the axial direction of the rack shaft on the opposite side of the meshing portion with the pinion shaft, and each side of the substantially V-shaped side. Has a convex arc shape,
The support yoke has two portions in which a cross-sectional shape in a direction perpendicular to the axial direction of the rack shaft forms a concave arc shape in contact with the convex arc shape of the rack shaft,
The radius of the concave arc in the support yoke is larger than the radius of the convex arc in the rack shaft, and two centers connecting the centers of the two convex arcs in the rack shaft and the centers of the two concave arcs in the support yoke, respectively. The intersection of the straight lines is located on the opposite side of the meshing portion with the pinion shaft with respect to the rotation center when a rotational moment is generated in the rack shaft in the entire movement range of the rack shaft moving in the axial direction. features and to Luz tearing apparatus.
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