JP4254380B2 - 操舵装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用の操舵装置の一形式として広く普及しているラックピニオン式の操舵装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
ラックピニオン式の操舵装置は、両端が左右の操向輪に連結され軸長方向への移動が可能なラック軸と、該ラック軸のラック歯に噛合するピニオンと、該ピニオン及び前記ラック軸を支持するハウジングとを備え、舵取り操作力をピニオン軸、ピニオン及びラック歯を介してラック軸に伝動し、該ラック軸を軸長方向へ移動させて、左右の操向輪を操向する構成となっている。
【0003】
このようなラックピニオン式の操舵装置においては、ピニオン及びラック歯の噛合部のバックラッシュ量を少なくするとともに、ラック軸の移動を円滑に行わせるべくラック軸のラック歯と反対側位置に、前記ラック軸の移動を案内する案内溝を有する円柱形の案内体と、該案内体を前記ラック軸の軸長方向と交差する方向へ摺動自在に支持する支持孔と、前記案内体を前記ラック軸に向けて付勢する皿ばね及びコイルばねとが設けられており、前記案内溝がラック軸と接触し、該ラック軸の移動を案内するように構成されている(例えば特許文献1。)。
【0004】
ところで、特許文献1のように支持孔内で摺動する案内体の周面と前記支持孔との間にはフレッチングが発生するため、成形性等を考慮して前記ハウジング及び案内体をアルミニウムにより形成した場合、フレッチングにより支持孔及び案内体の周面に固着現象が発生し、案内体の摺動性が悪くなると言う問題があり、改善策が要望されていた。前記フレッチングによる固着現象をなくすには、例えば前記案内体の全面にコーティング層を設け、このコーティング層を支持孔の周面に接触させることにより解消することができる。
【0005】
【特許文献1】
特開昭58−180377号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、以上のように案内体の全面にコーティング層を設けた場合、案内体を付勢する前記皿ばねの周縁が前記コーティング層に接触することになるため、前記ラック軸から案内体に加わる力により案内体が摺動し、前記皿ばねが撓む場合に、該皿ばねの周縁が前記コーティング層を削ることになり、該コーティング層に凹所が発生する。この結果、コーティング層の凹所が皿ばねの径方向へのスムーズな変形を阻害することになり、前記案内体の摺動性が悪くなる。
【0007】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、案内体にコーティング層が設けられた場合においても案内体の摺動性を簡易な構成で維持することができるとともに、皿ばね部分の振動により異音を低減することができる操舵装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
第1発明に係る操舵装置は、舵取り操作に応じて軸長方向への移動が可能なラック軸と、該ラック軸のラック歯と反対側に配置され前記ラック軸の移動を案内する案内体と、該案内体を前記ラック軸の軸長方向と交差する方向へ摺動自在に支持する支持孔を有する支持体と、前記案内体を前記ラック軸に向けて付勢する皿ばねとを備えた操舵装置において、前記皿ばねと前記案内体との間に配され全面が扁平とされた金属製の板体を備え、前記皿ばねは、前記板体の表面に沿うように扁平とされた扁平部及び該扁平部に連なり扁平部に対してテーパをなすテーパ部分を有し、前記扁平部及び板体の複数の周方向位置に、該扁平部及び板体をスポット溶接により結合してある結合部と、結合していない非結合部とを有し、前記案内体から加わった振動を、前記非結合部の隙間部分にて相互に干渉させることで振動を抑制するようになしてあることを特徴とする。
【0009】
第1発明にあっては、板体が案内体に接触し、該板体を介して皿ばねが案内体を付勢するため、案内体にコーティング層が設けられた場合においても皿ばねによるコーティング層の剥離を防ぐことができ、案内体の摺動性を維持することができる。しかも、板体は皿ばねに結合されているため、板体を有する割に組立作業性を維持することができ、さらに、板体は金属製であり、スポット溶接により皿ばねの複数の周方向位置で結合されており、結合部間に非結合部があるため、皿ばね及び板体の振動を抑制することができ、この振動による異音を低減できる。この異音はラック歯のピニオンとの噛合部から案内体を経て皿ばね及び板体に伝わる振動により該皿ばね及び板体が固有振動数にて振動することにより発生するものであるが、前記板体は皿ばねの複数の周方向位置で結合され、結合部間に非結合部があるため、皿ばね及び板体の振動が非結合の隙間部分(非結合部)にて相互に干渉し、振動エネルギが摩擦エネルギとして消費されることになり、皿ばね及び板体の振動による異音を低減できる。また、皿ばね及び板体に特別の加工を施すことなく板体を皿ばねに結合することができるため、板体を有する割に簡易に構成することができ、コストを抑制することができる。
【0010】
第2発明に係る操舵装置は、舵取り操作に応じて軸長方向への移動が可能なラック軸と、該ラック軸のラック歯と反対側に配置され前記ラック軸の移動を案内する案内体と、該案内体を前記ラック軸の軸長方向と交差する方向へ摺動自在に支持する支持孔を有する支持体と、前記案内体を前記ラック軸に向けて付勢する皿ばねとを備えた操舵装置において、前記皿ばねと前記案内体との間に配される合成樹脂製の板体を備え、前記皿ばねは、前記板体の表面に沿うように扁平とされた扁平部及び該扁平部に連なり扁平部に対してテーパをなすテーパ部分を有し、前記扁平部の複数の周方向位置に貫通孔を開設してあり、前記板体は、前記貫通孔に嵌合により結合された凸部を有し、前記案内体から加わった振動を、前記扁平部及び板体の前記貫通孔及び凸部にて結合されていない非結合部の隙間部分にて相互に干渉させることで振動を抑制するようになしてあることを特徴とする。
【0012】
【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。
実施の形態1
図1は本発明に係る操舵装置の実施の形態1の構成を示す断面図、図2の(a)は皿ばね及び板体の断面図、図2の(b) は皿ばね及び板体部分の側面図である。図1に示したラックピニオン式の操舵装置は、一端部が図示しないユニバーサルジョイント及び操舵軸を介して操舵輪(不図示)に繋がり、他端部にピニオン1aを有する伝動軸1と、ピニオン1aに噛合するラック歯2aを有し、伝動軸1に連動して軸長方向への移動が可能なラック軸2と、これら伝動軸1及びラック軸2を囲うアルミニウム製のハウジング3と、ラック軸2のラック歯2aと反対側に配置されラック軸2の移動を案内する案内溝4aを有する案内体4と、該案内体4をラック軸2に向けて付勢する皿ばね5及びコイルばね6とを備えている。
【0013】
ラック軸2は軸長方向の途中にラック歯2aが設けられており、該ラック歯2aと反対の側面を被案内面2bとしてある。
【0014】
支持体としてのハウジング3は、図1に示すように有底の第1軸孔31と、該第1軸孔31の中心軸線に対して偏位した位置から第1軸孔31と交差して貫通する第2軸孔32と、該第2軸孔32から外部に開放された支持孔33とを備えており、第1軸孔31に軸受7,7を介して伝動軸1が回転可能に支持され、第2軸孔32にラック軸2が軸長方向へ移動自在に挿通され、支持孔33に案内体4が摺動自在に支持されている。また、支持孔33には案内体4の抜け出しを阻止する蓋体8が螺着されており、該蓋体8と案内体4との間に皿ばね5、コイルばね6及び板体9が介装されており、皿ばね5及びコイルばね6が案内体4をラック軸2の被案内面2bへ付勢している。
【0015】
案内体4は支持孔33よりも僅かに小径に形成されたアルミニウム製の円柱形であり、全面にアルマイトのコーティング層が設けられている。この案内体4の一端にはラック軸2の被案内面2bに対応する案内溝4aを有する合成樹脂製の湾曲シート41が設けられており、他端の中央部には凹所4bが設けられており、該凹所4bにコイルばね6が収容されている。また、他端の外周部と蓋体8との間に、案内体4に接触、換言すれば案内体4のコーティング層に接触する板体9及び該板体9を案内体4に押付ける皿ばね5が介装されている。
【0016】
皿ばね5は内周部を扁平とし、外周部をテーパとした環状の金属板である。板体9は全面を扁平とした環状の金属板である。
皿ばね5及び板体9は、該板体9が皿ばね5の扁平部5aに重ねられた状態で扁平部5aの複数の周方向位置X(図2では3等配の位置)をスポット溶接することにより一体に結合されている。尚、非結合部における皿ばね5及び板体9の間は全面密着にならない。
【0017】
以上のように構成された操舵装置は、全面にフレッチング対策用のコーティング層を有する案内体4、板体9と一体の皿ばね5、コイルばね6をハウジング3の支持孔33に挿入し、板体9を案内体4に接触させ、蓋体7を支持孔33に螺着することにより、皿ばね5及びコイルばね6が案内体4をラック軸2に向けて付勢し、案内体4の案内溝4aをラック軸2の被案内面2bに接触させる。
【0018】
舵取り操作力は伝動軸1、ピニオン1a及びラック歯2aを介してラック軸2に伝動され、該ラック軸2が軸長方向へ移動することにより左右の操向輪を操向する。案内体4はハウジング3に対して摺動自在であるため、案内体4と支持孔33との間にフレッチングが発生するが、案内体4にはコーティング層が設けられており、該コーティング層が支持孔33と接触するため、フレッチングによる固着現象をなくすることができる。また、皿ばね5と案内体4との間には板体9が介装されており、該板体9が案内体4に面接触しているため、換言すれば皿ばね5を案内体4に接触させていないため、皿ばね5によるコーティング層の削減を防ぐことができ、皿ばね5の撓み性を維持することができる。この結果、フレッチング及びコーティング層に影響されることなく案内体4の摺動性を維持することができる。また、舵取り操作力、路面反力がラック軸2に伝動されるとき、ラック歯2aのピニオン1aとの噛合部から案内体4を経て皿ばね5及び板体9に振動が加わり、皿ばね5及び板体9が固有振動数にて振動することになるが、板体9は皿ばね5の複数の周方向位置で結合されているため、皿ばね5及び板体9の振動が、皿ばね5及び板体9の結合されていない隙間部分にて相互に干渉することになり、振動エネルギを摩擦エネルギとして消費させることができる。この結果、皿ばね5及び板体9の振動による異音を低減できる。
【0019】
実施の形態2
図3は操舵装置の実施の形態2の構成を示すもので、(a) は皿ばね及び板体の断面図、(b) は皿ばね及び板体部分の側面図である。
この実施の形態2の操舵装置は、皿ばね5の内周部に板体9を結合する代わりに、皿ばね5の外周部に板体9を結合したものである。
【0020】
実施の形態2において、皿ばね5は外周部を扁平とし、内周部をテーパとした環状の金属板である。
この皿ばね5の扁平部5bに板体9を重ねた状態で扁平部5bの複数の周方向位置X(図3では3等配の位置)をスポット溶接することにより一体に結合されている。尚、非結合部における皿ばね5及び板体9の間は全面密着にならない。その他の構成及び作用は実施の形態1と同様であるため、同様の部品については同じ符号を付し、その詳細な説明及び作用効果の説明を省略する。
【0021】
尚、以上説明した実施の形態では板体9をスポット溶接により皿ばね5に結合したが、その他、図示していないが例えば前記皿ばねに複数の貫通孔を設け、該貫通孔に嵌合される凸部を複数の周方向位置に突設された合成樹脂製の板体を設け、前記凸部を前記貫通孔に嵌合することにより前記板体を結合するように構成してもよいし、また、外周部又は内周部の複数の周方向位置に凸片を有する金属製の板体を設け、該板体を前記皿ばねに重ねた状態で前記凸片を前記皿ばね側へ折り曲げることにより前記板体を結合するように構成してもよいのであり、板体9の結合手段、及び板体9の材料は特に制限されない。
また、以上説明した実施の形態では皿ばね5及びコイルばね6を有する構成としたが、コイルばね6は必ずしも必要でない。
また、本発明に係る操舵装置は電動モータ等の操舵補助手段を備えていない操舵装置である他、電動モータ等の操舵補助手段を備えた操舵装置であってもよい。
【0022】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、フレッチング及びコーティング層に影響されることなく案内体の摺動性を維持することができ、しかも、板体を有する割に組立作業性を維持することができるとともに、皿ばね及び板体の振動による異音を低減できる。
【0023】
また、本発明によれば、板体を有する割に簡易に構成することができ、コストを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る操舵装置の実施の形態1の構成を示す断面図である。
【図2】本発明に係る操舵装置の実施の形態1の構成を示すもので、(a) は皿ばね及び板体の断面図、(b) は皿ばね及び板体部分の側面図である。
【図3】本発明に係る操舵装置の実施の形態2の構成を示すもので、(a) は皿ばね及び板体の断面図、(b) は皿ばね及び板体部分の側面図である。
【符号の説明】
2 ラック軸
2a ラック歯
3 ハウジング(支持体)
33 支持孔
4 案内体
5 皿ばね
9 板体
Claims (2)
- 舵取り操作に応じて軸長方向への移動が可能なラック軸と、該ラック軸のラック歯と反対側に配置され前記ラック軸の移動を案内する案内体と、該案内体を前記ラック軸の軸長方向と交差する方向へ摺動自在に支持する支持孔を有する支持体と、前記案内体を前記ラック軸に向けて付勢する皿ばねとを備えた操舵装置において、前記皿ばねと前記案内体との間に配され全面が扁平とされた金属製の板体を備え、前記皿ばねは、前記板体の表面に沿うように扁平とされた扁平部及び該扁平部に連なり扁平部に対してテーパをなすテーパ部分を有し、前記扁平部及び板体の複数の周方向位置に、該扁平部及び板体をスポット溶接により結合してある結合部と、結合していない非結合部とを有し、前記案内体から加わった振動を、前記非結合部の隙間部分にて相互に干渉させることで振動を抑制するようになしてあることを特徴とする操舵装置。
- 舵取り操作に応じて軸長方向への移動が可能なラック軸と、該ラック軸のラック歯と反対側に配置され前記ラック軸の移動を案内する案内体と、該案内体を前記ラック軸の軸長方向と交差する方向へ摺動自在に支持する支持孔を有する支持体と、前記案内体を前記ラック軸に向けて付勢する皿ばねとを備えた操舵装置において、前記皿ばねと前記案内体との間に配される合成樹脂製の板体を備え、前記皿ばねは、前記板体の表面に沿うように扁平とされた扁平部及び該扁平部に連なり扁平部に対してテーパをなすテーパ部分を有し、前記扁平部の複数の周方向位置に貫通孔を開設してあり、前記板体は、前記貫通孔に嵌合により結合された凸部を有し、前記案内体から加わった振動を、前記扁平部及び板体の前記貫通孔及び凸部にて結合されていない非結合部の隙間部分にて相互に干渉させることで振動を抑制するようになしてあることを特徴とする操舵装置。
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