JP7189805B2 - How to adjust the steering device - Google Patents
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Description
本発明は、ステアリング装置の調整方法に関する。 The present invention relates to a method of adjusting a steering device.
車両用のステアリング装置は、ラックアンドピニオン機構により、ステアリングホイールに加えられた操舵角をラック軸の車両左右方向への移動に変換して車輪の向きを変化させるように構成されている（例えば特許文献１を参照）。 A steering device for a vehicle is configured to change the direction of the wheels by converting the steering angle applied to the steering wheel into the movement of the rack shaft in the lateral direction of the vehicle by means of a rack-and-pinion mechanism (for example, Patent See reference 1).
このようなステアリング装置は、ハウジング内に摺動可能に支持されるラック軸と、ハウジングに設けられたガイド孔に挿入されてラック軸を支持するラックガイドと、ガイド孔に螺合するキャップねじと、ラックガイドとキャップねじとの間に配置されてラックガイドをラック軸に押し付ける弾性部材とを有している。そして、ラックギヤやピニオンギヤの歯精度のバラつきを吸収すべく、ラックガイドとキャップねじとの間に余裕を持たせ、クリアランス（隙間）を設定している。 Such a steering device includes a rack shaft slidably supported in a housing, a rack guide inserted into a guide hole provided in the housing to support the rack shaft, and a cap screw screwed into the guide hole. and an elastic member disposed between the rack guide and the cap screw to press the rack guide against the rack shaft. A clearance is provided between the rack guide and the cap screw to absorb variations in tooth accuracy of the rack and pinion gears.
このクリアランスは重要であり、ゼロクリアランス以下になると、ラックアンドピニオンがスムーズに動作できなくなり、ラック軸を摺動させるのに必要な力（すなわちハンドルの重さ）が極端に重くなって操舵性が悪くなる。他方、クリアランスが大きすぎると、路面段差通過時にギヤ歯打ち音（異音）が発生する。この異音は、ステアリング装置から各シャフトを介してハンドル（ステアリングホイール）へ糸電話のように伝わり、運転手に聞こえてしまうので、車両品質を低下させてしまう。このクリアランスは、一般に０.１ｍｍ（ミリメートル）程度から異音が発生し始めるシビアな寸法である。 This clearance is important. If it becomes less than the zero clearance, the rack and pinion cannot operate smoothly, and the force required to slide the rack shaft (i.e., the weight of the steering wheel) becomes extremely heavy, resulting in poor steerability. become worse. On the other hand, if the clearance is too large, gear rattling noise (abnormal noise) will occur when the vehicle passes over a bump on the road surface. This noise is transmitted from the steering device to the steering wheel (steering wheel) through each shaft like a string telephone, and is heard by the driver, thus degrading the vehicle quality. This clearance is generally a severe dimension at which abnormal noise begins to occur from about 0.1 mm (millimeter).
そこで、ステアリング装置の製造工程においては、ラックガイドとキャップねじとの間のクリアランスを調整する調整工程を行っている。従来の調整工程では、ラックギヤの直進位置（ギヤ部中央位置）にて、キャップねじを所定トルクで締付けた後、所定角度だけ戻すことで、クリアランスを調整している。従来の調整工程では、上記クリアランスの寸法を全数一律で狙って生産している。 Therefore, in the manufacturing process of the steering device, an adjusting process is performed to adjust the clearance between the rack guide and the cap screw. In the conventional adjustment process, the clearance is adjusted by tightening the cap screw with a predetermined torque at the straight forward position (center position of the gear portion) of the rack gear and then returning it by a predetermined angle. In the conventional adjustment process, all products are produced with the same clearance dimensions.
しかし、従来のステアリング装置の調整方法では、直進位置のみで調整するため、ラック軸のストローク全域（ロック ｔｏ ロック全域）としては、組付け後に、ラック軸を摺動させるのに必要な力（以下、起動力という）を測定する起動力測定工程が完了するまで良品かどうかを判別できない、という問題があった。 However, in the conventional steering device adjustment method, adjustment is performed only in the straight-ahead position. , motive force) is completed.
例えば、ラックアンドピニオンの歯精度バラつきが上記クリアランスを縮小させる方向に働く場合、直進以外の位置での起動力が増大し、上述のように車両としては右左折後のハンドル戻りが悪いなどの不具合に繋がる。このような場合、作業者がクリアランスを手直し工程で再調整していた。 For example, if the variation in tooth precision of the rack and pinion works in the direction of reducing the clearance, the starting force increases at positions other than straight ahead, and as described above, the steering wheel returns poorly after turning left or right as a vehicle. connected to. In such cases, the operator readjusted the clearance in the rework process.
また、歯精度バラつきが上記クリアランスを拡大させる方向に働く場合、直進以外の位置でギヤ打ち音が増大して些細な路面段差で異音が発生してしまう。このような場合、上記クリアランスを詰め気味で組むなど、日々の傾向管理に基づいて、キャップねじの戻し角を調整していた。 Further, when the variation in tooth precision acts in the direction of enlarging the above-mentioned clearance, the rattling sound of the gears increases at positions other than the straight running position, and abnormal noise is generated at minor bumps in the road surface. In such a case, the return angle of the cap screw is adjusted based on daily trend management, such as assembling with the above clearance slightly reduced.
このように、従来のステアリング装置の調整方法では、各構成部品がもつ精度バラつきを考慮したクリアランス調整が行われておらず、ラック軸を摺動させるのに必要な起動力にバラつきが生じるとともに、作業者による手直し工数が必要となって製造コストが増大するという問題があった。 As described above, in the conventional adjustment method of the steering device, the clearance adjustment is not performed in consideration of the accuracy variation of each component. There is a problem that the man-hours for rework by workers are required and the manufacturing cost increases.
本発明は、このような現状を改善すべく成されたものであり、ステアリング装置の個体ごとに、ラックガイドとキャップねじとの間のクリアランスをより適切に調整することを目的とするものである。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to improve the current situation, and it is an object of the present invention to more appropriately adjust the clearance between the rack guide and the cap screw for each individual steering device. .
本発明のステアリング装置の調整方法は、ハウジング内に摺動可能に支持されるラック軸と、前記ハウジングに設けられたガイド孔に挿入されて前記ラック軸を支持するラックガイドと、前記ガイド孔に螺合するキャップねじと、前記ラックガイドと前記キャップねじとの間に配置されて前記ラックガイドを前記ラック軸に押し付ける弾性部材とを有するステアリング装置の調整方法であって、前記ラックガイドと前記キャップねじとの間のクリアランスの狙い値をゼロクリアランスとして前記キャップねじを捩じ込んだ状態にする初期工程と、前記ラック軸を摺動させる起動力を測定しながら前記ラック軸をストローク全域で摺動させて、前記ストローク全域のうち前記起動力が上限値を超える不良領域を検出する測定工程と、前記不良領域が検出されたときに、所定の戻し角だけ、又は前記起動力の最大値と前記上限値との乖離量に応じた戻し角だけ、前記キャップねじを緩める調整工程と、を含み、前記不良領域が検出されなくなるまで前記調整工程と前記測定工程とを繰り返す。 A method of adjusting a steering device according to the present invention includes a rack shaft slidably supported in a housing, a rack guide inserted into a guide hole provided in the housing to support the rack shaft, and a A method for adjusting a steering device having a screwed cap screw and an elastic member disposed between the rack guide and the cap screw to press the rack guide against the rack shaft, the method comprising: An initial step in which the cap screw is screwed in with the target value of the clearance between the screw and the cap screw as zero clearance, and the rack shaft is slid over the entire stroke while measuring the driving force for sliding the rack shaft. a measuring step of detecting a defective region in which the driving force exceeds the upper limit value within the entire stroke; an adjustment step of loosening the cap screw by a return angle corresponding to the amount of deviation from the upper limit, and the adjustment step and the measurement step are repeated until the defective area is no longer detected.
本発明のステアリング装置の調整方法によれば、ラックガイドとキャップねじとの間のクリアランスの狙い値をゼロクリアランスとしてキャップねじを捩じ込んだ状態でラック軸をストローク全域で摺動させることで、ラックアンドピニオンの歯精度バラつきなどの各構成部品が持つ精度バラつきが上記クリアランスを縮小させる方向へ働く個体に対して、起動力が上限値を超える不具合を意図的に生じさせて、ストローク全域で上記クリアランスが最も詰まる不良領域を検出して調整するので、ステアリング装置の個体ごとに、ラックガイドとキャップねじとの間のクリアランスをより適切に調整できる。これにより、各構成部品が持つ精度バラつきの限界までクリアランスを詰めることができ、異音不具合の発生率を減少できる。また、従来では個体ごとの調整を行っていないことから出来なりでバラつきが大きかった起動力を、任意の値を狙って生産できるので、ハンドル戻りや操舵感のバラつきを減少して車両品質を向上できる。また、従来は一定の確率で作業者による手直しが発生していたが、生産全量を自動調整で生産可能なので、手直し工数を削減でき、製造コストを低減できる。 According to the steering device adjustment method of the present invention, the target value of the clearance between the rack guide and the cap screw is set to zero, and the rack shaft is slid over the entire stroke while the cap screw is screwed in. Intentionally causing a problem where the starting force exceeds the upper limit value for the individual that the accuracy variation of each component such as the rack and pinion tooth accuracy variation works in the direction of reducing the above clearance, Since the defective area where the clearance is the tightest is detected and adjusted, the clearance between the rack guide and the cap screw can be adjusted more appropriately for each individual steering device. As a result, the clearance can be reduced to the limit of the accuracy variation of each component, and the occurrence rate of abnormal noise can be reduced. In addition, since there was no adjustment for each individual unit in the past, the driving force could be produced with an arbitrary value. can. In addition, conventionally, there was a certain probability that workers would have to rework, but since the entire production volume can be automatically adjusted, the number of man-hours for rework can be reduced, and the manufacturing cost can be reduced.
本発明のステアリング装置の調整方法において、２回目以降の前記測定工程で、直前の前記測定工程で検出した前記不良領域を含み、かつ前記ストローク全域よりも狭い範囲で前記ラック軸を摺動させるようにしてもよい。 In the steering device adjustment method of the present invention, in the second and subsequent measurement steps, the rack shaft is slid in a range including the defective area detected in the immediately preceding measurement step and narrower than the entire stroke. can be
このような局面によれば、２回目以降の前記測定工程で、ラック軸をストローク全域で摺動させる場合に比べて、ラック軸摺動時間を短くでき、ひいてはクリアランス調整にかかる時間を短縮して、生産効率を向上できる。 According to this aspect, in the second and subsequent measurement steps, the rack shaft sliding time can be shortened compared to the case where the rack shaft is slid over the entire stroke, and the time required for clearance adjustment can be shortened. , can improve production efficiency.
本発明のステアリング装置の調整方法は、ステアリング装置の個体ごとに、ラックガイドとキャップねじとの間のクリアランスをより適切に調整できる。 The steering device adjustment method of the present invention can more appropriately adjust the clearance between the rack guide and the cap screw for each individual steering device.
本願発明の実施形態について図面に基づいて説明する。なお、以下の説明で、各方向を特定するため、前後左右の文言を使用するが、前後左右の向きは、ステアリング装置が組み込まれる車両の直進方向を前方とする通常の基準に従うものとする。図中において、矢印ＦＲは前方向を、矢印ＲＲは後方向を、矢印ＬＨは左方向を、矢印ＲＨは右方向を示すものとする。 An embodiment of the present invention will be described based on the drawings. In the following description, terms of front, rear, left, and right are used to specify each direction, but the directions of front, rear, left, and right are based on the normal standard that the straight traveling direction of the vehicle in which the steering device is installed is forward. In the drawings, the arrow FR indicates the forward direction, the arrow RR indicates the rearward direction, the arrow LH indicates the left direction, and the arrow RH indicates the right direction.
図１は、車両前方向から見たステアリング装置のシステムを示す模式図である。図２は、ラックアンドピニオン機構及びラックガイド機構周辺を拡大して模式的に示す断面図である。 FIG. 1 is a schematic diagram showing the system of the steering device viewed from the front of the vehicle. FIG. 2 is an enlarged schematic cross-sectional view of the periphery of the rack and pinion mechanism and the rack guide mechanism.
ステアリング装置１は、車両に組み込まれており、ステアリング装置１のステアリング軸２は、ダッシュボード等にステアリングコラムを介して支持されている。ステアリング軸２の車室内側の端部にはステアリングホイール３が取り付けられており、他端部にはインターミディエイトシャフト４を介してピニオン軸５が連結されている。
A steering device 1 is incorporated in a vehicle, and a
ピニオン軸５は、ハウジング６内に回動自在に支持されており、ピニオン軸５にはピニオン７が一体的に形成されている。ピニオン７は、ハウジング６に挿通されたラック軸８のラック９に噛合しており、これによりラックアンドピニオン機構が構成されている。
The
ラック軸８の左右端部（車幅方向端部）には、ボールジョイント１０を介してタイロッド１１が接続されている。タイロッド１１の先端部は、ナックルアーム１２を介して車輪１３に連結されている。これにより、ステアリングホイール３の操舵が車輪１３に伝わり、車輪１３が操作される。
図２にも示すように、ハウジング６には、ラック軸８をピニオン７側に向けて押圧するラックガイド機構３１が設けられている。ラックガイド機構３１はラック軸８の後方に配置され、ラックガイド機構３１とピニオン７とでラック軸８を挟持している。
As also shown in FIG. 2, the
ラックガイド機構３１は、ハウジング６に設けられたガイド孔３７に挿入されてラック軸を支持するラックガイド３３と、ガイド孔３７に螺合するキャップねじ３５と、ラックガイド３３とキャップねじ３５との間に配置されてラックガイド３３をラック軸８に押し付ける圧縮ばね等の弾性部材３４と、キャップねじ３５の位置を固定するロックナット３６とを備える。
The
ガイド孔３７は、略円筒状であり、ハウジング６の後面に開口している。ガイド孔３７の内周面の開口側部位には、雌ねじ部３７ａが形成されている。ガイド孔３７内のラック軸８寄り位置に配置されるラックガイド３３は、略円柱状の金属材料からなり、ラック軸８の軸方向と直交する方向に摺動自在に設けられる。ラックガイド３３のラック軸向き端面３３ａは、ラック軸８の周面に沿って凹状に形成されている。ラック軸向き端面３３ａには、ラック軸８に接触する金属製の当接部材３２が取り付けられている。ラックガイド３３のキャップねじ向き端面３３ｂには、弾性部材３４の一端側を収容する凹部３３ｃが形成されている。
The
キャップねじ３５は、略円柱状の金属材料からなり、その外周面にラックガイド３３に、ガイド孔３７の雌ねじ部３７ａに噛み合う雄ねじ部３５ａが形成されている。キャップねじ３５のラックガイド向き端面３５ｂには、弾性部材３４の他端側を収容する凹部３５ｄが形成されている。キャップねじ３５のラックガイド向き端面３５ｂとは反対側の端面には、例えば六角穴からなる工具係合穴３５ｃが形成されている。
The
ガイド孔３７内に当接部材３２、ラックガイド３３、弾性部材３４を配置した後、キャップねじ３５をガイド孔３７の雌ねじ部３７ａに捩じ込むことで、弾性部材３４の一端がラックガイド３３の凹部３３ｃ底面に当接する一方、他端がキャップねじ３５の凹部３５ｄ底面に当接する。そして、弾性部材３４の弾性力によって、ラックガイド３３は当接部材３２を介してラック軸８へ押し付けられる。キャップねじ３５の捩じ込み加減を調整することで、ラックガイド３３（当接部材３２）は、適切な押圧力で、ラック軸８をピニオン７へ押し付ける。
After placing the
キャップねじ３５の工具係合穴３５ｃ側の端部は、ガイド孔３７の外部に露出している。キャップねじ３５の露出部分には、雄ねじ部３５ａに噛合うロックナット３６が取り付けられている。ロックナット３６は例えば六角ナットである。ロックナット３６をキャップねじ３５に取り付け、ハウジング６に接触させて締め付けることで、キャップねじ３５の緩みが防止される。
The end of the
図２に示すように、ラックガイド３３のキャップねじ向き端面３３ｂと、キャップねじ３５のラックガイド３３側のラックガイド向き端面３５ｂとの間には、ラック９やピニオン７の歯精度バラつきなどを吸収すべく、クリアランスＣが形成されている。クリアランスＣの量は、キャップねじ３５の締付け具合で決まるが、上述のように、クリアランスＣの量はシビアな寸法であることから、キャップねじ３５の締付け具合は厳密に調整されている。
As shown in FIG. 2, between the cap screw facing
次に、図３及び図４を参照しながら、クリアランスＣを調整する調整装置の一例について説明する。図３は、調整装置の概略構成図を示す。図４は、調整装置の概略的な機能ブロック図である。 Next, an example of an adjusting device for adjusting the clearance C will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. FIG. 3 shows a schematic configuration diagram of the adjusting device. FIG. 4 is a schematic functional block diagram of the adjusting device.
図３に示すように、調整装置５１は、フレーム５２に設けられてステアリング装置１を着脱可能に保持する保持機構５３と、キャップねじ３５とロックナット３６とを別々に回転させ得るねじ回転駆動機構５４と、ラック軸８の起動力を測定する測定機構５５と、を有している。
As shown in FIG. 3, the
保持機構５３は、ステアリング装置１のハウジング６の両端部を支持し、ラックガイド機構３１が上向きになる姿勢でステアリング装置１を着脱可能に保持する。
The holding
ねじ回転駆動機構５４は、キャップ回転駆動部５６とナット回転駆動部５７とを備え、ステアリング装置１のラックガイド機構３１の上方に配置されるとともに、調整装置５１のフレーム（図示略）に上下昇降自在に設けられる。
The screw
キャップ回転駆動部５６は、ラックガイド機構３１のキャップねじ３５の締付け及び戻し（緩める）を行うものであり、キャップ用回転センサ６５が設けられたキャップ回転用モータ５８と、キャップ回転用モータ５８の出力軸５９に固定された駆動ギヤ６０と、駆動ギヤ６０と噛み合う従動ギヤ６１と、従動ギヤ軸６２にキャップ用トルクセンサ６３を介して連結されたキャップ回転用ソケット６４と、を有している。キャップ回転用ソケット６４の先端部（下端部）は、キャップねじ３５の工具係合穴３５ｃに係合するビット部６４ａを構成し、例えば六角柱状に形成されている。
The cap
ナット回転駆動部５７は、ロックナット３６の締付け及び戻し（緩める）を行うものであり、ナット用回転センサ７２が設けられたナット回転用モータ６６と、ナット回転用モータ６６の出力軸６７に固定された駆動ギヤ６８と、駆動ギヤ６８と噛み合う従動ギヤ６９と、従動ギヤ６９にナット用トルクセンサ７０を介して連結されたナット回転用ソケット７１と、を有している。ナット回転用ソケット７１の下端面中央部に、ロックナット３６に嵌り合うソケット穴７１ａが設けられている。ソケット穴７１ａは、例えば六角柱状に形成されている。
The nut
ナット回転駆動部５７の従動ギヤ６９、ナット用トルクセンサ７０及びナット回転用ソケット７１は、筒状に設けられて、上下方向に貫通する中空部を有している。当該中空部に、キャップ回転駆動部５６のキャップ回転用ソケット６４のビット部６４ａ側が挿入されており、キャップ回転用ソケット６４のビット部６４ａとナット回転用ソケット７１のソケット穴７１ａは同軸上で相対回転可能に設けられている。
The driven
ねじ回転駆動機構５４を下降させると、ナット回転用ソケット７１のソケット穴７１ａがロックナット３６に嵌り合う一方、キャップ回転用ソケット６４のビット部６４ａがキャップねじ３５の工具係合穴３５ｃに係合する。そして、ねじ回転駆動機構５４は、キャップ回転用モータ５８又はナット回転用モータ６６を回転させることで、キャップねじ３５とロックナット３６とを別々に回転可能に構成されている。
When the screw
図３に示すように、ラック軸８の起動力を測定する測定機構５５は、保持機構５３に保持されたステアリング装置１をラック軸８の軸方向で挟む位置に配置される右切用測定機構５５Ｒと左切用測定機構５５Ｌとを備える。
As shown in FIG. 3, the measuring
右切用測定機構５５Ｒは、ピストンロッド７４Ｒの伸長によってステアリング装置１のラック軸８を右切り側（図３の紙面左側）へ移動させる右切用シリンダ７３Ｒと、ラック軸８を右切り側へ移動させるときの起動力（荷重）を測定する右切起動力センサ７５Ｒとを備える。左切用測定機構５５Ｌは、ピストンロッド７４Ｌの伸長によってステアリング装置１のラック軸８を左切り側（図３の紙面右側）へ移動させる左切用シリンダ７３Ｌと、ラック軸８を左切り側へ移動させるときの起動力を測定する左切起動力センサ７５Ｌとを備える。
The right-turning
本実施形態では、シリンダ７３Ｒ，７３Ｌは、ピストンロッド７４Ｒ，７４Ｌを保持機構５３側（ステアリング装置１側）に向けて、ラック軸８の軸方向延長上に配置されている。また、起動力センサ７５Ｒ，７５Ｌは、ロードセル等の荷重検出センサで構成され、ピストンロッド７４Ｒ，７４Ｌの先端に取り付けられている。
In this embodiment, the
図４に示すように、調整装置５１には、調整装置５１の動作を制御する制御装置１００が搭載されている。制御装置１００は、各種演算処理や制御を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）や、制御プログラムや各種データを記憶したＲＯＭ（Read Only Memory）と制御プログラムや各種データを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）とを含む記憶装置１０１、入出力インターフェース等を有している。
As shown in FIG. 4 , the
制御装置１００の入力側には、調整条件を設定するための入力装置１０２、キャップねじ３５の締付けトルクを検出するキャップ用トルクセンサ６３、キャップねじ３５の回転角を検出するキャップ用回転センサ６５、ロックナット３６の締付けトルクを検出するナット用トルクセンサ７０、ロックナット３６の回転角を検出するナット用回転センサ７２、ステアリング装置１のラック軸８を右切り側へ移動させるときの起動力を測定する右切起動力センサ７５Ｒ、ラック軸８を左切り側へ移動させるときの起動力を測定する左切起動力センサ７５Ｌ等が電気的に接続されている。
On the input side of the
制御装置１００の出力側には、調整条件や起動力測定結果、調整結果などを表示する表示装置１０３、キャップねじ３５を回転させる動力源としてのキャップ回転用モータ５８、ロックナット３６を回転させる動力源としてのナット回転用モータ６６、ラック軸８を右切り側又は左切り側へ移動させるシリンダ７３Ｒ，７３Ｌが電気的に接続されている。なお、図４は概略的な機能ブロック図であり、図示は省略されているが制御装置１００には他にも各種センサや駆動装置等が電気的に接続されている。
On the output side of the
制御装置１００は、キャップねじ３５を所望の締付けトルクで締め付けるように、又は所望の戻し角（もしくは締付け角）だけ回転させるように、キャップ用トルクセンサ６３又はキャップ用回転センサ６５の検出信号を監視しながらキャップ回転用モータ５８の駆動を制御する。また、制御装置１００は、ロックナット３６を所望の締付けトルクで締め付けるように、又は所望の戻し角（もしくは締付け角）だけ回転させるように、ナット用トルクセンサ７０又はナット用回転センサ７２の検出信号を監視しながらナット回転用モータ６６の駆動を制御する。
The
また、制御装置１００は、起動力センサ７５Ｒ，７５Ｌの検出信号を監視しながら、シリンダ７３Ｒ，７３Ｌを駆動させて、ラック軸８の右切り側移動時又は左切り側移動時の起動力（ラック軸８を摺動させるのに必要な力）を少なくとも１度はストローク全域にわたって測定する。なお、ラック軸８の右切り側又は左切り側へ移動時には、右切用シリンダ７３Ｒと左切用シリンダ７３Ｌは、一方のシリンダのピストンロッド７４Ｒ又は７４Ｌを伸長してラック軸８を移動させる一方、他方のシリンダのピストンロッド７４Ｌ又は７４Ｒを収縮させてラック軸８の移動を阻害しないように駆動される。
In addition, the
また、制御装置１００は、ストローク全域で測定した起動力が、予め設定された起動力の上限値を超える不良領域があるか否かを判定し、該不良領域がなくなるように、キャップ回転用モータ５８を駆動してキャップねじ３５を緩め方向に回転させる。
In addition, the
次に、図５及び図６も参照しながら、ラックガイド３３とキャップねじ３５との間のクリアランスＣ（図２参照）の調整方法を説明する。図５は、ステアリング装置の調整方法の一例を示すフローチャートである。図６は、起動力測定結果の一例を示すグラフであり、横軸は転舵ストローク位置、縦軸は起動力を示す。制御装置１００は、記憶装置１０１に格納された制御プログラムに従って、クリアランスＣの調整を実行する。
Next, a method of adjusting the clearance C (see FIG. 2) between the
まず、ステアリング装置１が調整装置５１の保持機構５３に配置されると、制御装置１００は、図示しない駆動機構を用いてステアリング装置１を保持機構５３に固定する。その後、制御装置１００は、ねじ回転駆動機構５４を下降させて、ナット回転用ソケット７１のソケット穴７１ａをロックナット３６に嵌め合うとともに、キャップ回転用ソケット６４のビット部６４ａをキャップねじ３５の工具係合穴３５ｃに嵌め込む。そして、制御装置１００は、ナット回転用モータ６６を駆動させてロックナット３６を緩め、キャップ回転用モータ５８を駆動させてキャップねじ３５を緩めた状態にする。なお、ステアリング装置１のラック軸８は直進位置（ラック軸８の可動範囲の中央位置）になっている。
First, when the steering device 1 is placed on the
図５に示すように、制御装置１００は、キャップ用トルクセンサ６３の検出信号を監視しながら、キャップ回転用モータ５８を駆動させ、キャップねじ３５を規定トルクで締付ける（ステップＳ１）。この規定トルクは、キャップねじ３５が、キャップねじ３５とラックガイド３３との間のクリアランスＣが丁度ゼロクリアランスになる締付け位置からさらに捩じ込まれた状態になるトルク値に設定される。
As shown in FIG. 5, the
制御装置１００は、キャップねじ３５とラックガイド３３との間のクリアランスＣがゼロクリアランスになるように、キャップ回転用モータ５８を駆動してキャップねじ３５を緩める方向へ所定戻し角だけ回転させる（ステップＳ２）。この所定戻し角は、クリアランスＣがゼロクリアランスの状態、かつその状態からキャップねじ３５を緩めるとキャップねじ３５とラックガイド３３との間に隙間が形成される戻し角を狙って設定される。
The
上記ステップＳ１，Ｓ２の動作は、ラックガイド３３とキャップねじ３５との間のクリアランスＣの狙い値をゼロクリアランスとしてキャップねじ３５を捩じ込んだ状態にする初期工程に相当する。なお、ゼロクリアランスを狙ってキャップねじ３５の捩じ込み具合を調整しても、各構成部品の公差や製造バラつきなどによって、必ずしもクリアランスＣが丁度ゼロになっているとは限らない。
The operations of steps S1 and S2 correspond to the initial process in which the
次に、制御装置１００は、ナット用トルクセンサ７０の検出信号を監視しながら、ナット回転用モータ６６を駆動して、ロックナット３６を規定トルクで締め付けて、キャップねじ３５の位置を固定する（ステップＳ３）。
Next, while monitoring the detection signal of the
そして、制御装置１００は、測定機構５５を駆動して、ラック軸８のストローク全域Ｗで起動力を測定する（ステップＳ４）。例えば、左切用シリンダ７３Ｌのピストンロッド７４Ｌを伸長して、ラック軸８の端部に左切起動力センサ７５Ｌをスペーサ（図示省略）を介して押し付けて、ラック軸８を左切フルロック位置まで左切り側へ移動させる。その後、右切起動力センサ７５Ｒの検出信号を取得しながら、右切用シリンダ７３Ｒのピストンロッド７４Ｒを伸長して、ラック軸８の端部に右切起動力センサ７５Ｒをスペーサ（図示省略）を介して押し付けて、ラック軸８を左切フルロック位置から右切フルロック位置へ移動させる。その後、左切起動力センサ７５Ｌの検出信号を取得しながら、左切用シリンダ７３Ｌのピストンロッド７４Ｌを伸長して、ラック軸８を右切フルロック位置から左切フルロック位置へ移動させる。これにより、右切り時と左切り時の両方について、ラック軸８のストローク位置と起動力との関係を示すデータを得る。
Then, the
図６の測定結果の一例に示すように、ラック軸８をストローク全域Ｗで移動させたとき、起動力（ラック軸８を移動させるのに必要な力）は、ラック軸８の移動に伴って変動する。なお、図６では、ラック軸８をストローク全域Ｗで一方向に移動させたときに得られる起動力変動を示す波形だけを示しているが、本実施形態では、ラック軸８を上記一方向とは逆方向へ移動させたときに得られる起動力変動データも取得する。
As shown in an example of the measurement results in FIG. fluctuate. FIG. 6 shows only waveforms showing the variation in the starting force obtained when the
そして、制御装置１００は、ラック軸８をストローク全域Ｗで移動させたときの起動力の変化が予め設定された上限値ＵＬと下限値ＬＬとの間の範囲に収まるように、キャップねじ３５の位置を調整する。以下の説明では、ストローク全域Ｗで起動力が下限値ＬＬ以上であるとして、下限値ＬＬに対する判定については説明を省略する。なお、起動力が下限値ＬＬよりも小さい領域が検出されたときには、制御装置１００は、保持機構５３に保持しているステアリング装置１が出荷基準を満たしていないと判断して、調整動作を中断するとともに表示装置１０３に異常表示を表示する。
Then, the
制御装置１００は、上記ステップＳ４で得られた測定結果において、ストローク全域Ｗで起動力が上限値ＵＬ以下であるか否かを判定する（ステップＳ５）。ストローク全域Ｗで起動力が上限値ＵＬ以下であるとき（Ｙｅｓ）、制御装置１００は、保持機構５３に保持しているステアリング装置１が出荷基準を満たしていると判定し、ステアリング装置１の調整動作を終了する。
The
他方、上記ステップＳ４で得られた測定結果において、起動力が上限値ＵＬを超える不良領域Ｘ（図６参照）が存在すると判定したとき（Ｎｏ）、制御装置１００は、キャップねじ３５とラックガイド３３との間のクリアランスＣが拡大すべく、ステップＳ６へ移行する。ラック軸８が例えば直進位置にある状態でクリアランスゼロを狙ってキャップねじ３５を締め込むことで、ラック軸８を摺動させたときに、ピニオン７、ラック９の歯精度バラつきやラック軸８の加工バラつきなどで、ラックガイド３３をキャップねじ３５側へ押す力が働いて起動力が上限値ＵＬを超える不具合が出やすくなる。つまり、本実施形態では、起動力が上限値ＵＬを超える不具合を意図的に出やすくしている。
On the other hand, when it is determined that there is a defective region X (see FIG. 6) in which the starting force exceeds the upper limit UL in the measurement result obtained in step S4 (No), the
制御装置１００は、ナット用回転センサ７２の検出信号を監視しながらナット回転用モータ６６を駆動して、ロックナット３６を所定戻し角だけ緩め、キャップねじ３５を回転可能な状態にする（ステップＳ６）。その後、制御装置１００は、キャップ用回転センサ６５の検出信号を監視しながらキャップ回転用モータ５８を駆動して、キャップねじ３５を所定の戻し角だけ緩める方向へ回転させる（ステップＳ７）。これにより、キャップねじ３５とラックガイド３３との間のクリアランスＣが上記所定戻し角に応じた所定寸法だけ拡大する。
The
ステップＳ７の後、キャップねじ３５の調整フローはステップＳ３に戻る。すなわち、制御装置１００は、ナット用トルクセンサ７０の検出信号を監視しながらナット回転用モータ６６を駆動して、ロックナット３６を規定トルクで締め付けてキャップねじ３５の位置を固定し（ステップＳ３）、その後、再度、測定機構５５を駆動してラック軸８のストローク全域で起動力を測定し（ステップＳ４）、ストローク全域Ｗで起動力が上限値ＵＬ以下であるか否かを判定する（ステップＳ５）。
After step S7, the adjustment flow of the
上記ステップＳ６，Ｓ７を実行することでクリアランスＣが拡大されると、図６において一点鎖線で示すように、直前のステップＳ５の不良領域検出工程で検出された不良領域Ｘにおいて起動力が小さくなる。 When the clearance C is enlarged by executing steps S6 and S7, as shown by the dashed line in FIG. 6, the driving force in the defective area X detected in the immediately previous defective area detection process of step S5 becomes small. .
制御装置１００は、ステップＳ５で不良領域Ｘが検出されなくなるまで、ステップＳ６，Ｓ７及びステップＳ３，Ｓ４，Ｓ５の動作を繰り返す。これにより、ステアリング装置１の個体ごとに、ラックガイド３３とキャップねじ３５との間のクリアランスＣをより適切に調整できる。そして、各構成部品が持つ精度バラつきの限界までクリアランスＣを詰めることができ、異音不具合の発生率を減少できる。また、従来では個体ごとの調整を行っていないことから出来なりでバラつきが大きかった起動力を、任意の値を狙って生産できるので、ハンドル戻りや操舵感のバラつきを減少して車両品質を向上できる。また、従来は一定の確率で作業者による手直しが発生していたが、生産全量を自動調整で生産可能なので、手直し工数を削減でき、製造コストを低減できる。
The
なお、保持機構５３に保持しているステアリング装置１に対してキャップねじ３５を所定戻し角だけ緩める動作（ステップＳ７）を繰り返した結果、キャップねじ３５の戻し角が規定戻し角上限値を超えてしまった場合には、制御装置１００は、そのステアリング装置１が出荷基準を満たしていないと判断して、調整動作を中断するとともに表示装置１０３に異常表示を表示する。
As a result of repeating the operation of loosening the
また、調整装置５１では、上限値ＵＬの値は、入力装置１０２の操作によって変更可能に構成されている。これにより、ステアリング装置１のラック軸８を摺動させるのに必要な力（起動力）をニーズに合わせた任意の大きさに設定できる。
Further, the adjusting
次に、図７を参照しながら、クリアランスＣの調整方法の他の実施形態を説明する。この実施形態では、図５に示したフローチャートのステップＳ５で不良領域Ｘが検出されたときに、起動力の最大値と上限値ＵＬとの乖離量ΔＧに応じて、キャップねじ３５の戻し角を設定する。 Next, another embodiment of the method for adjusting the clearance C will be described with reference to FIG. In this embodiment, when the defective region X is detected in step S5 of the flowchart shown in FIG. set.
図７に示すフローチャートにおいて、ステップＳ１～Ｓ６は、図５に示したフローチャートのステップＳ１～Ｓ６と同様なので、これらのステップの説明は省略する。 In the flowchart shown in FIG. 7, steps S1 to S6 are the same as steps S1 to S6 in the flowchart shown in FIG. 5, so description of these steps will be omitted.
図７に示すように、制御装置１００は、ステップＳ５で不良領域Ｘを検出したとき（Ｎｏ）、ロックナット３６を所定戻し角だけ緩めた後（ステップＳ６）、起動力の最大値と上限値ＵＬとの乖離量ΔＧに応じた戻し角だけ、キャップねじ３５を緩める方向へ回転させる（ステップＳ７－１）。調整装置５１がキャップねじ３５を緩める動作は、図５の上記ステップＳ７で説明した動作と同様である。
As shown in FIG. 7, when the defective area X is detected in step S5 (No), the
ここで、制御装置１００の記憶装置１０１には、乖離量ΔＧの起動力が上限値未満（ほぼ上限値）になる戻し角を求めるための、乖離量ΔＧと戻し角との関係を示す戻し角算出用情報（例えば関数又はテーブル）が記憶されている。制御装置１００は、ステップＳ７－１の処理に先立って、記憶装置１０１に記憶された戻し角算出用情報に基づいて、乖離量ΔＧに応じた戻し角を求める。そして、求めた戻し角だけ、制御装置１００は、ステップＳ７－１でキャップねじ３５を緩める処理を実行する。
Here, in the
図７に示すように、ステップＳ７－１の後、制御装置１００は、ステップＳ３，Ｓ４，Ｓ５の処理を実行し、ステップＳ５で不良領域Ｘが検出されなくなるまで、ステップＳ６，Ｓ７及びステップＳ３，Ｓ４，Ｓ５の処理を繰り返す。
As shown in FIG. 7, after step S7-1, the
この実施形態では、キャップねじ３５を緩めて調整する際に、起動力の最大値と上限値ＵＬとの乖離量ΔＧに応じた戻し角だけ、キャップねじ３５を緩める方向へ回転させる（ステップＳ７－１）。これにより、乖離量ΔＧが大きい場合に、１回又は２回程度のキャップねじ３５戻し処理でストローク全域Ｗにおける不良領域Ｘをなくす（起動力を上限値以下にする）ことができ、所定戻し角度ずつキャップねじ３５を戻す処理を繰り返す処理（図５のフローチャートのステップＳ３～Ｓ７及びその説明部分参照）に比べて、調整時間を短縮して生産能率を向上でき、ひいては製造コストを低減できる。
In this embodiment, when the
次に、図８を参照しながら、クリアランスＣの調整方法のさらに他の実施形態を説明する。この実施形態では、図５に示したフローチャートのステップＳ５で不良領域Ｘが検出されたときに、２回目以降の測定工程で、直前の測定工程で検出した不良領域を含み、かつストローク全域Ｗよりも狭い範囲でラック軸８を摺動させる。
Next, still another embodiment of the method for adjusting the clearance C will be described with reference to FIG. In this embodiment, when the defective area X is detected in step S5 of the flowchart shown in FIG. The
図８に示すフローチャートにおいて、ステップＳ１～Ｓ７は、図５に示したフローチャートのステップＳ１～Ｓ７と同様なので、これらのステップの説明は省略する。 In the flowchart shown in FIG. 8, steps S1 to S7 are the same as steps S1 to S7 in the flowchart shown in FIG. 5, so description of these steps is omitted.
図８に示すように、制御装置１００は、ステップＳ５で不良領域Ｘを検出したとき（Ｎｏ）、ロックナット３６を所定戻し角だけ緩めた後（ステップＳ６）、キャップねじ３５を所定戻し角だけ緩める方向へ回転させる（ステップＳ７）。
As shown in FIG. 8, when the defective area X is detected in step S5 (No), the
制御装置１００は、測定機構５５を駆動して、測定工程（ステップＳ５）で検出した不良領域Ｘを含み、かつストローク全域Ｗよりも狭い範囲でラック軸８を摺動させて、起動力を測定する（ステップＳ８）。ここで、制御装置１００は、ステップＳ５の後、ステップＳ８の処理に先立って、ステップＳ８でラック軸８を摺動させるストローク領域を算出する。例えば、直前の起動力測定工程（ステップＳ４）の終了後にラック軸８が左切りフルロック位置で停止している場合、当該ストローク領域は、左切りフルロック位置から、不良領域Ｘの右切フルロック位置側エンド位置までの間の領域に設定される。
The
図８に示すように、ステップＳ８の後、制御装置１００は、ステップＳ５の処理を実行し、ステップＳ５で不良領域Ｘが検出されなくなるまで、ステップＳ６，Ｓ７，Ｓ８及びＳ５の処理を繰り返す。
As shown in FIG. 8, after step S8, the
この実施形態では、２回目以降の測定工程（ステップＳ８）で、ラック軸８をストローク全域Ｗで摺動させる場合に比べて、ラック軸８を摺動させる時間を短くできる。これにより、ラックガイド３３とキャップねじ３５との間のクリアランスＣの調整にかかる時間を短縮して生産効率を向上でき、ひいては製造コストを低減できる。
In this embodiment, the time for which the
なお、本実施形態において、キャップねじ３５を所定の戻し角度だけ緩める処理（ステップＳ７）に替えて、起動力の最大値と上限値ＵＬとの乖離量ΔＧに応じた戻し角だけ、キャップねじ３５を緩める処理（図７のステップＳ７－１及びその説明部分参照）を実行してもよい。
In this embodiment, instead of loosening the
また、ステアリング装置の調整方法の上記各実施形態を実行する調整装置５１（図３及び図４参照）は、ステアリング装置１のラック軸８を摺動させて起動力を測定する機構として、シリンダ７３Ｒ，７３Ｌ及び起動力センサ７５Ｒ，７５Ｌを有する測定機構５５を備えているが、このような測定機構は、ラック軸８を摺動させながら起動力を測定可能な構成であれば、どのような構成であってもよい。
Further, the adjusting device 51 (see FIGS. 3 and 4) for executing each of the above embodiments of the steering device adjusting method includes a
例えば、このような測定機構は、保持機構５３に保持されたステアリング装置１のピニオン軸５に連結されるモータを備え、当該モータの駆動によってピニオン軸５及びピニオン７を回転させてラック軸８を摺動可能に構成されるとともに、ピニオン軸５を回転させるのに必要なトルクを、ラック軸８を摺動させるのに必要な力（起動力）として測定可能に構成した機構であってもよい。
For example, such a measuring mechanism includes a motor connected to the
また、キャップねじ３５を回転させる回転駆動機構は、図３に示したキャップ回転駆動部５６に限定されず、キャップねじ３５を所望の締付けトルクで締付け可能であるとともに所望の回転角で回転可能な構成であればよい。同様に、ロックナット３６を回転させる回転駆動機構は、図３に示したナット回転駆動部５７に限定されず、ロックナット３６を所望の締付けトルクで締付け可能であるとともに所望の回転角で回転可能な構成であればよい。
Further, the rotation drive mechanism for rotating the
本発明は、前述の実施形態に限らず、様々な態様に具体化できる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be embodied in various aspects.
１ ステアリング装置
５ ピニオン軸
６ ハウジング
７ ピニオン
８ ラック軸
９ ラック
３１ ラックガイド機構
３３ ラックガイド
３４ 弾性部材
３５ キャップねじ
３６ ロックナット
３７ ガイド孔
Ｃ クリアランス
ＵＬ 上限値
Ｗ ストローク全域
Ｘ 不良領域
ΔＧ 乖離量
Claims (2)
前記ラックガイドと前記キャップねじとの間のクリアランスの狙い値をゼロクリアランスとして前記キャップねじを捩じ込んだ状態にする初期工程と、
前記ラック軸を摺動させる起動力を測定しながら前記ラック軸をストローク全域で摺動させて、前記ストローク全域のうち前記起動力が上限値を超える不良領域を検出する測定工程と、
前記不良領域が検出されたときに、所定の戻し角だけ、又は前記起動力の最大値と前記上限値との乖離量に応じた戻し角だけ、前記キャップねじを緩める調整工程と、
を含み、
前記不良領域が検出されなくなるまで前記調整工程と前記測定工程とを繰り返す、ステアリング装置の調整方法。 a rack shaft slidably supported in a housing; a rack guide inserted into a guide hole provided in the housing to support the rack shaft; a cap screw screwed into the guide hole; and an elastic member disposed between the cap screw and pressing the rack guide against the rack shaft,
an initial step of screwing in the cap screw with a target clearance between the rack guide and the cap screw as zero clearance;
a measurement step of sliding the rack shaft over the entire stroke while measuring the driving force for sliding the rack shaft, and detecting a defective area in the entire stroke where the driving force exceeds an upper limit value;
an adjustment step of loosening the cap screw by a predetermined return angle or by a return angle corresponding to the amount of divergence between the maximum value of the driving force and the upper limit value when the defective area is detected;
including
A method for adjusting a steering device, wherein the adjusting step and the measuring step are repeated until the defective area is no longer detected.
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