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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