JP5370417B2 - Steering device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はステアリング装置、特に、ラック軸を往復移動可能に内嵌する中空円筒部を有し、車体フレームに取り付け可能なステアリングギヤのハウジングを有するステアリング装置に関する。 The present invention relates to a steering device, and more particularly to a steering device having a hollow cylindrical portion that fits inside a rack shaft so as to be able to reciprocate and a steering gear housing that can be attached to a vehicle body frame.
ラックピニオン式ステアリング装置は、タイロッドを介して車輪の操舵角を変えるラック軸が、ステアリングギヤのハウジングに往復移動可能に支持され、ステアリングホイールの回転をラック軸に伝達するピニオン軸が、ステアリングギヤのハウジングに軸受を介して回転可能に軸支されている。 In a rack and pinion type steering device, a rack shaft that changes the steering angle of a wheel via a tie rod is supported by a housing of the steering gear so as to be able to reciprocate, and a pinion shaft that transmits the rotation of the steering wheel to the rack shaft is The housing is rotatably supported via a bearing.
このようなステアリングギヤのハウジングは、操舵時に車輪から伝達される操舵反力を受けるので、この操舵反力を吸収するために車体フレームに固定されている。すなわち、ハウジングの中空円筒部のピニオン側端部と反ピニオン側端部に各々形成された車体取り付け用ボス部にボルトを挿入し、このボルトを車体フレームに締め付けることで、ハウジングを車体フレームに固定している。 Since such a steering gear housing receives a steering reaction force transmitted from the wheels during steering, it is fixed to the vehicle body frame in order to absorb this steering reaction force. That is, a bolt is inserted into a boss portion for mounting a vehicle body formed on a pinion side end portion and a non-pinion side end portion of a hollow cylindrical portion of the housing, and the housing is fixed to the vehicle body frame by fastening the bolt to the vehicle body frame. doing.
反ピニオン側端部の車体取り付け用ボス部近傍は、ピニオン側端部の車体取り付け用ボス部近傍とは異なり、ピニオン軸挿入用の円柱状ボスやラックガイド挿入用の円柱状ボスが無い。従って、反ピニオン側端部の車体取り付け用ボス部近傍の剛性が小さく、操舵反力が作用した時の反ピニオン側端部の車体取り付け用ボス部近傍の変形が大きくなり、その結果として、操縦安定性が低下する不具合が生じる。 Unlike the vicinity of the boss portion for mounting the vehicle body at the end portion on the anti-pinion side, unlike the vicinity of the boss portion for mounting the vehicle body on the end portion of the pinion side, there is no cylindrical boss for inserting the pinion shaft and no cylindrical boss for inserting the rack guide. Therefore, the rigidity in the vicinity of the boss for mounting the vehicle on the side opposite to the pinion is small, and the deformation near the boss for mounting on the side on the side opposite to the pinion when the steering reaction force is applied increases. There arises a problem that the stability is lowered.
特許文献1に開示されたラックピニオン式のステアリング装置は、反ピニオン側端部の車体取り付け用ボス部と中空円筒部との結合部に、中空円筒部との接続側が互いに交わり、反ピニオン側の車体取り付け用ボス部との接続側が互いに離間した二個のリブを、V字形に形成して、反ピニオン側端部の車体取り付け用ボス部近傍の剛性を大きくしている。しかし、特許文献1に開示されたラックピニオン式のステアリング装置は、二個のリブで剛性を大きくしているため、軽量化の点で問題がある。 In the rack and pinion type steering device disclosed in Patent Document 1, the connection side of the hollow cylindrical portion intersects with the coupling portion of the vehicle body mounting boss portion and the hollow cylindrical portion at the end portion on the anti-pinion side, and the anti-pinion side Two ribs that are separated from each other on the connection side with the body mounting boss portion are formed in a V shape to increase the rigidity in the vicinity of the body mounting boss portion at the end portion on the side opposite to the pinion. However, the rack and pinion type steering device disclosed in Patent Document 1 has a problem in terms of weight reduction because the rigidity is increased by two ribs.
本発明は、軽量で、反ピニオン側端部の車体取り付け部近傍の剛性を大きくしたステアリングギヤのハウジングを有するラックピニオン式ステアリング装置を提供することを課題とする。 It is an object of the present invention to provide a rack and pinion type steering device having a steering gear housing that is lightweight and has increased rigidity in the vicinity of a vehicle body attachment portion at an end portion on the side opposite to the pinion.
上記課題は以下の手段によって解決される。すなわち、第1番目の発明は、ステアリングシャフトの下端に取り付けられたピニオンの回転で往復移動するラック軸を摺動可能に内嵌する中空円筒部を有し、車体フレームに取り付け可能なハウジング、上記ハウジングの中空円筒部のピニオン側端部と反ピニオン側端部の両方に、中空円筒部の外周から車体前後方向のいずれか一方に突出して形成され、ハウジングを車体フレームに取り付けるための取り付け孔が車体上下方向に形成された車体取り付け部、上記反ピニオン側端部の車体取り付け部と中空円筒部外周とを接続する一個の第1のリブを備え、上記車体取り付け部は上記車体フレームに当接する当接面が下面に形成され、車体上下方向の厚さが小さいフランジ部と、上記フランジ部から車体上方側に延びて一体的に形成され、フランジ部よりも車体左右方向の幅が狭く車体上下方向の厚さが大きいボス部とを備え、上記第1のリブは上記中空円筒部の軸線に対して傾斜して形成されていることを特徴とするステアリング装置である。
The above problem is solved by the following means. That is, the first invention has a hollow cylindrical portion that slidably fits a rack shaft that reciprocates by rotation of a pinion attached to a lower end of a steering shaft, and a housing that can be attached to a vehicle body frame, Both the pinion-side end and the non-pinion-side end of the hollow cylindrical portion of the housing are formed so as to protrude from the outer periphery of the hollow cylindrical portion to either the vehicle body front-rear direction, and mounting holes for attaching the housing to the vehicle body frame are formed. A vehicle body attachment portion formed in the vertical direction of the vehicle body, a first rib that connects the vehicle body attachment portion at the end on the side opposite to the pinion and the outer periphery of the hollow cylindrical portion, and the vehicle body attachment portion abuts on the vehicle body frame A contact surface is formed on the lower surface, the flange portion having a small thickness in the vertical direction of the vehicle body, and integrally formed extending from the flange portion to the vehicle body upper side, Than lunge portion and a width of the lateral direction of the vehicle body is narrow vertical direction of the vehicle body in the thickness is large boss, wherein said first rib is formed to be inclined to the axis of the hollow cylindrical portion Is a steering device.
本発明のステアリング装置は、ハウジングの中空円筒部のピニオン側端部と反ピニオン側端部の両方に、中空円筒部の外周から車体前後方向のいずれか一方に突出して形成され、ハウジングを車体フレームに取り付けるための取り付け孔が車体上下方向に形成された車体取り付け部と、反ピニオン側端部の車体取り付け部と中空円筒部外周とを接続する一個の第1のリブを備え、第1のリブは、反ピニオン側端部の車体取り付け部のフランジ部から中空円筒部の車体前後方向の中心及び車体上下方向の中心に向かって形成されていることを特徴としている。 The steering device according to the present invention is formed on both the pinion side end and the non-pinion side end of the hollow cylindrical portion of the housing so as to protrude from the outer periphery of the hollow cylindrical portion to either one of the vehicle body longitudinal direction. A vehicle body mounting portion in which a mounting hole for mounting on the vehicle body is formed in the vertical direction of the vehicle body, and a first rib for connecting the vehicle body mounting portion on the side opposite to the pinion and the outer periphery of the hollow cylindrical portion. Is characterized in that it is formed from the flange portion of the vehicle body attachment portion at the end on the side opposite to the pinion toward the center of the hollow cylindrical portion in the longitudinal direction of the vehicle body and the center in the vertical direction of the vehicle body.
従って、第1のリブは、中空円筒部の中心軸線に対して傾斜して形成されるため、反ピニオン側端部の車体取り付け部の車体上下方向と車体前後方向の両方の変形に対する剛性が大きく、反ピニオン側端部の車体取り付け部の車体前後方向と車体上下方向の両方の変形が減少する。また、一個のリブで済むため、ステアリングギヤを軽量化することができる。 Therefore, since the first rib is formed to be inclined with respect to the central axis of the hollow cylindrical portion, the rigidity against deformation in both the vehicle body vertical direction and the vehicle body front-rear direction of the vehicle body attachment portion at the end on the side opposite to the pinion is large. The deformation in both the longitudinal direction of the vehicle body and the vertical direction of the vehicle body of the vehicle body mounting portion at the end on the side opposite to the pinion is reduced. Further, since only one rib is required, the steering gear can be reduced in weight.
図1は本発明の実施例のステアリング装置を示し、コラムアシスト型ラックピニオン式パワーステアリング装置の全体斜視図である。図1に示すように、本発明の実施例のコラムアシスト型ラックピニオン式パワーステアリング装置は、ステアリングホイール101の操作力を軽減するために、コラム105の中間部に取付けたモータ102の操舵補助力をステアリングシャフトに付与している。そして、ステアリングシャフトの回転を中間シャフト106に伝達し、ピニオン軸107を介してラックピニオン式のステアリングギヤ103のラック軸を往復移動させ、タイロッド104を介して舵輪を操舵している。
FIG. 1 shows a steering apparatus according to an embodiment of the present invention, and is an overall perspective view of a column assist type rack and pinion type power steering apparatus. As shown in FIG. 1, the column assist type rack and pinion type power steering apparatus according to the embodiment of the present invention has a steering assist force of a
図2は図1のステアリングギヤのハウジング1の要部を示す正面図である。図3は図2の平面図である。図4は図3のA−A断面図である。本発明の実施例のステアリングギヤ103のハウジング1は、フロントサブフレーム等の車体フレーム2(図4参照)に取り付けられている。
FIG. 2 is a front view showing a main part of the housing 1 of the steering gear of FIG. FIG. 3 is a plan view of FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. The housing 1 of the
図2の紙面に直交する手前側が車体後方側、図2の紙面に直交する奥側が車体前方側、図2の左右方向が車体左右方向、図2の上方向が車体上方側、図2の下方向が車体下方側である。また、図3の紙面に直交する手前側が車体上方側、図3の紙面に直交する奥側が車体下方側、図3の左右方向が車体左右方向、図3の上方向が車体前方側、図3の下方向が車体後方側である。 The front side perpendicular to the paper surface of FIG. 2 is the rear side of the vehicle body, the back side orthogonal to the paper surface of FIG. 2 is the front side of the vehicle body, the left-right direction of FIG. 2 is the left-right direction of the vehicle body, the upward direction of FIG. The direction is the vehicle body lower side. 3 is the vehicle body upper side, the rear side orthogonal to the paper surface of FIG. 3 is the vehicle body lower side, the left-right direction of FIG. 3 is the vehicle body left-right direction, and the upper direction of FIG. The downward direction is the vehicle body rear side.
ステアリングギヤ103のハウジング1はアルミニウム合金のダイキャスト製で、中空円筒部11の内周12には、図2、図3の左右方向に摺動可能にラック軸31が内嵌している。ラック軸31の左右両端には図示しないボールジョイントソケットが各々ねじ込まれて取り付けられ、、ボールジョイントソケットに連結されたタイロッド(図1参照)104、104が、図示しないナックルアームを介して車輪に接続されている。
The housing 1 of the
中空円筒部11の左端には、中空円筒部11の外周15から車体上方側へ突出してピニオン軸挿入用の円柱状ボス13が一体的に形成され、このピニオン軸挿入用の円柱状ボス13に挿入されたピニオン軸32の下端には、ラック軸31に噛み合う図示しないピニオンが形成されている。ピニオン軸32の上端は、ステアリングホイール101に連結された図1の自在継手108の下端に連結されている。
A
中空円筒部11の左端には、ピニオン軸挿入用の円柱状ボス13に隣接して、中空円筒部11の外周15から車体後方側(紙面に直交する手前方向)に突出して、ラックガイド挿入用の円柱状ボス14が一体的に形成されている。このラックガイド挿入用の円柱状ボス14には、図示しないラックガイドが挿入され、ラック軸31の背面(ラック歯面と反対側)をローラー等により案内して、ピニオンとの噛み合い時の反力によるラック軸31の変形を防止して、ラック軸31が円滑に摺動するようにしている。
At the left end of the hollow
運転者がステアリングホイール101を回転すると、ピニオン軸32のピニオンが回転し、ピニオンの回転に応じて、ラック軸31が左右に摺動して、車輪の操舵角を変えることができる。
When the driver rotates the
中空円筒部11の左端(ピニオン側端部)、及び、中空円筒部11の右端(反ピニオン側端部)には、中空円筒部11の外周15から車体後方側(紙面に直交する手前方向)に突出して、車体取り付け部4、5が形成されている。車体取り付け部4、5には、雌ねじ(取り付け孔)41、51が車体上下方向(図2の上下方向、図3の紙面に直交する方向)に各々一箇所形成されている。雌ねじ41、51に車体下方側からボルト6(図4参照)をねじ込み、ボルト6を車体フレーム2に締め付けることで、ハウジング1を車体フレーム2に固定する。
The left end (pinion side end) of the hollow
車体取り付け部4、5には、車体左右方向の幅が広く車体上下方向の厚さが小さいフランジ部42、52が形成され、フランジ部42、52の下面に形成された当接面421、521が車体フレーム2の上面(図4参照)21に当接して、ボルト6によって車体フレーム2に締め付けられる。両方のフランジ部42、52には、フランジ部42、52から車体上方側に延びて形成され、フランジ部42、52よりも車体左右方向の幅が狭く車体上下方向の厚さが大きいボス部43、53が形成されている。
The vehicle
ボス部43、53の車体左右方向の幅をフランジ部42、52の車体左右方向の幅と同一にすれば、ボス部43、53の剛性を大きくすることができる。しかし、ダイキャスト成型時の巣の発生を抑制するために、フランジ部42、52の車体左右方向の幅よりもボス部43、53の車体左右方向の幅を狭くしている。
If the width of the
反ピニオン側端部の車体取り付け部5近傍の変形を抑制するために、反ピニオン側端部のフランジ部52には、フランジ部52と中空円筒部11の外周15とを接続する一個の第1のリブ55が形成されている。第1のリブ55は、フランジ部52から中空円筒部11の車体前後方向の中心及び車体上下方向の中心に向かって形成されている。
In order to suppress deformation in the vicinity of the vehicle
また、両方のボス部43、53には、ボス部43、53の上面の車体左右方向の両端に、ボス部43、53の上面と中空円筒部11の外周15とを接続する第2のリブ44、44、54、54が形成されている。
Further, a second rib connecting the upper surface of the
上記したように、反ピニオン側端部の車体取り付け部5のフランジ部52には、フランジ部52から中空円筒部11の車体前後方向の中心及び車体上下方向の中心に向かって形成された第1のリブ55が一体的に形成されている。従って、第1のリブ55は、中空円筒部11の中心軸線に対して傾斜して形成されるため、反ピニオン側端部の車体取り付け部5の車体上下方向と車体前後方向の両方の変形に対する剛性が大きく、反ピニオン側端部の車体取り付け部5の車体前後方向と車体上下方向の両方の変形が減少する。そのため、ステアリングギヤ103に操舵反力が作用した時の操縦安定性が向上する。また、一個のリブで済むため、ステアリングギヤ103を軽量化することができる。
As described above, the
また、反ピニオン側端部の車体取り付け部5のボス部53の上面と中空円筒部11の外周15とを接続する第2のリブ54、54が、反ピニオン側端部の車体取り付け部5の捩れ方向の変形に対する剛性を大きくしている。
Further, the
上記実施例では、コラムアシスト型ラックピニオン式パワーステアリング装置に適用した例について説明したが、ピニオンアシスト型ラックピニオン式パワーステアリング装置やマニュアル型ラックピニオン式ステアリング装置に適用してもよい。 In the above-described embodiment, an example in which the present invention is applied to a column assist type rack and pinion type power steering apparatus has been described. However, the present invention may be applied to a pinion assist type rack and pinion type power steering apparatus and a manual type rack and pinion type steering apparatus.
101 ステアリングホイール
102 モータ
103 ステアリングギヤ
104 タイロッド
105 コラム
106 中間シャフト
107 ピニオン軸
108 自在継手
1 ハウジング
11 中空円筒部
12 内周
13 ピニオン軸挿入用の円柱状ボス
14 ラックガイド挿入用の円柱状ボス
15 外周
2 車体フレーム
21 上面
31 ラック軸
32 ピニオン軸
4 車体取り付け部
41 雌ねじ(取り付け孔)
42 フランジ部
421 当接面
43 ボス部
44 第2のリブ
5 車体取り付け部
51 雌ねじ(取り付け孔)
52 フランジ部
521 当接面
53 ボス部
54 第2のリブ
55 第1のリブ
6 ボルト
DESCRIPTION OF
42
52
Claims (1)
上記ハウジングの中空円筒部のピニオン側端部と反ピニオン側端部の両方に、中空円筒部の外周から車体前後方向のいずれか一方に突出して形成され、ハウジングを車体フレームに取り付けるための取り付け孔が車体上下方向に形成された車体取り付け部、
上記反ピニオン側端部の車体取り付け部と中空円筒部外周とを接続する一個の第1のリブを備え、
上記車体取り付け部は、上記車体フレームに当接する当接面が下面に形成され、車体上下方向の厚さが小さいフランジ部と、
上記フランジ部から車体上方側に延びて一体的に形成され、フランジ部よりも車体左右方向の幅が狭く車体上下方向の厚さが大きいボス部とを備え、
上記第1のリブは、上記中空円筒部の軸線に対して傾斜して形成されていること
を特徴とするステアリング装置。 A housing having a hollow cylindrical portion that slidably fits a rack shaft that reciprocates by rotation of a pinion attached to a lower end of a steering shaft, and that can be attached to a vehicle body frame;
A mounting hole for attaching the housing to the vehicle body frame, which is formed on both the pinion side end portion and the non-pinion side end portion of the hollow cylindrical portion of the housing so as to protrude from the outer periphery of the hollow cylindrical portion to either the vehicle body longitudinal direction. A vehicle body mounting portion formed in the vehicle body vertical direction
A first rib for connecting the vehicle body attachment portion at the end portion on the side opposite to the pinion and the outer periphery of the hollow cylindrical portion;
The vehicle body mounting portion has a contact surface that contacts the vehicle body frame formed on the lower surface, and a flange portion having a small thickness in the vertical direction of the vehicle body,
A boss part that extends from the flange part to the upper side of the vehicle body and is integrally formed, and has a narrower width in the left-right direction of the vehicle body and a greater thickness in the vertical direction of the vehicle body than the flange part,
The steering device according to claim 1, wherein the first rib is formed to be inclined with respect to an axis of the hollow cylindrical portion .
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