JP2013159293A - Steering device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ステアリング装置に関する。 The present invention relates to a steering device.
従来、車両用のステアリング装置では、ステアリングホールの操舵に伴うステアリングシャフトの回転を、ラックアンドピニオン機構等の転舵機構へと伝達することにより、転舵輪の舵角を変更している。 Conventionally, in a steering apparatus for a vehicle, the steering angle of a steered wheel is changed by transmitting rotation of a steering shaft accompanying steering of a steering hole to a steering mechanism such as a rack and pinion mechanism.
このようなラックアンドピニオン機構を構成するラック軸の軸端部には、同ラック軸に対してタイロッドを回動可能に連結するラックエンドが設けられている。なお、ラックエンドは、例えばボールジョイントにより構成されており、ボールジョイントのソケットがラック軸の軸端部に螺着されることで同ラック軸に固定されている(例えば、特許文献1参照)。 A rack end that rotatably connects the tie rod to the rack shaft is provided at the shaft end of the rack shaft that constitutes such a rack and pinion mechanism. The rack end is constituted by, for example, a ball joint, and is fixed to the rack shaft by screwing a socket of the ball joint to the shaft end portion of the rack shaft (see, for example, Patent Document 1).
上記のようにラックアンドピニオン機構を備えたステアリング装置では、ラック軸を収容するラックハウジングにラックエンドが当接してラック軸の移動が機械的に規制されることで、ラック軸の可動範囲、すなわち転舵輪の可動範囲が定められている。そのため、ステアリングホイールが許容される最大舵角近傍まで操作されている状態、すなわち転舵輪がその可動限界付近まで回転されている状態において、速い操舵角速度で切り込み操作を行うと、ラックエンドがラックハウジングに衝突するいわゆるエンド当てにより操舵系に衝撃が加わる。そこで、ラックハウジングの規制面とラックエンドの端面との間には、当接時における衝撃を吸収するための弾性体からなる衝撃吸収部材が設置されている。 In the steering device having the rack and pinion mechanism as described above, the rack end abuts against the rack housing that houses the rack shaft, and the movement of the rack shaft is mechanically restricted, so that the movable range of the rack shaft, that is, The movable range of the steered wheels is determined. For this reason, if the steering wheel is operated at a high steering angular speed in a state where the steering wheel is operated near the maximum allowable steering angle, that is, in a state where the steered wheel is rotated to the vicinity of its movable limit, An impact is applied to the steering system by so-called end contact that collides with the steering wheel. Therefore, an impact absorbing member made of an elastic body is installed between the regulating surface of the rack housing and the end surface of the rack end to absorb the impact at the time of contact.
ところで、ステアリングシャフトは、油圧式のパワーステアリングによって回転が補助されていたが、近年では電動パワーステアリング(EPS:Electric Power Steering)によって回転が補助されている。EPSを備えたステアリング装置では、瞬時に大きな駆動力が発生するので油圧式に比べて慣性が大きく、より大きな衝撃を吸収するには各部材の強度を向上させる必要があった。しかしながら、各部材の強度を向上させと、各部材が大型化し、重量が増えることで車両の燃費の悪化を招いてしまうため、既存の部材を使いながら、より大きな衝撃を吸収できることが求められていた。このため、EPSを備えたステアリング装置において、エンド当てによる衝撃を従来よりも吸収できるステアリング装置が求められていた。なお、EPSを備えたステアリング装置に限らず、高出力の油圧式パワーステアリングを備えたステアリング装置においても同様の要望があった。 Incidentally, rotation of the steering shaft is assisted by hydraulic power steering, but in recent years, rotation of the steering shaft is assisted by electric power steering (EPS). In a steering apparatus equipped with EPS, a large driving force is instantaneously generated, so that the inertia is larger than that of a hydraulic type, and it is necessary to improve the strength of each member in order to absorb a larger impact. However, increasing the strength of each member increases the size and weight of each member, which leads to a deterioration in fuel consumption of the vehicle. Therefore, it is required to absorb a larger impact while using existing members. It was. For this reason, in a steering apparatus provided with EPS, a steering apparatus that can absorb the impact caused by end contact more than before has been demanded. There is a similar demand not only for a steering device equipped with EPS but also for a steering device equipped with a high output hydraulic power steering.
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、エンド当てによる衝撃を従来よりも吸収できるステアリング装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a steering device that can absorb an impact caused by an end contact more than ever.
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について説明する。
請求項1に記載の発明は、ラックハウジング内において軸方向に往復動可能に設けられたラック軸と、前記ラック軸の軸端部に螺着されるソケットを有し、該ソケットに対してタイロッドを回動自在に連結するラックエンドと、を備え、前記ラックハウジング内に設けられ、前記ラックエンドの端面に当接して前記ラックエンドの移動を規制する規制面と、前記ラックエンドの端面との間に設けられた弾性体からなる衝撃吸収部材により、前記規制面と前記端面との当接による衝撃を吸収するステアリング装置において、前記衝撃吸収部材は、前記規制面と前記端面とに挟まれた際に、前記ラック軸の軸方向に縮小する軸方向変形部と、前記ラック軸の軸方向に縮小するとともに、前記ラック軸の径方向に拡大する径方向変形部とを備えることをその要旨としている。
Hereinafter, means for achieving the above-described object and its operation and effects will be described.
The invention according to claim 1 includes a rack shaft provided in a rack housing so as to be capable of reciprocating in an axial direction, and a socket screwed to an end portion of the rack shaft, and a tie rod with respect to the socket. A rack end that is rotatably connected to the rack housing, and a regulation surface that abuts against an end surface of the rack end to regulate movement of the rack end, and an end surface of the rack end. In a steering device that absorbs an impact caused by the contact between the restriction surface and the end surface by an impact absorption member made of an elastic body provided in between, the shock absorption member is sandwiched between the restriction surface and the end surface In this case, an axial deformation portion that reduces in the axial direction of the rack shaft and a radial deformation portion that reduces in the axial direction of the rack shaft and expands in the radial direction of the rack shaft are provided. Are you as its gist.
同構成によれば、ラックエンドがラックハウジングに衝突するいわゆるエンド当てが起きる際には、ラック軸が変位してラックエンドの端面とラックハウジングの規制面との間隔が狭まると、衝撃吸収部材がラックハウジングの規制面とラックエンドの端面とに挟まれる。このとき、衝撃吸収部材の軸方向変形部がラック軸の軸方向に縮小することでラックエンドが当接したことによる衝撃を吸収し、更に衝撃吸収部材の径方向変形部が軸方向へ縮小しながら径方向に拡大することでラックエンドが当接したことによる衝撃を吸収する。このため、従来であれば径方向変形部による衝撃吸収のみを行っていたが、軸方向変形部による衝撃吸収が追加されたので、エンド当てによる衝撃を従来よりも吸収できる。よって、EPSを備えたステアリング装置や高出力の油圧式パワーステアリングを備えたステアリング装置において、既存の部材を使いながら、エンド当てによる衝撃を吸収できる。 According to this configuration, when so-called end contact occurs where the rack end collides with the rack housing, if the rack shaft is displaced and the distance between the end surface of the rack end and the regulating surface of the rack housing is narrowed, the shock absorbing member is It is sandwiched between the regulation surface of the rack housing and the end surface of the rack end. At this time, the axially deformed portion of the shock absorbing member is reduced in the axial direction of the rack shaft to absorb the impact caused by the rack end contacting, and the radially deformable portion of the shock absorbing member is further reduced in the axial direction. While expanding in the radial direction, the shock due to the contact of the rack end is absorbed. For this reason, conventionally, only the impact absorption by the radially deformable portion is performed, but the impact absorption by the axially deformable portion is added, so that the impact due to the end contact can be absorbed more than before. Therefore, in a steering device equipped with EPS or a steering device equipped with high output hydraulic power steering, it is possible to absorb an impact caused by end contact while using an existing member.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のステアリング装置において、前記軸方向変形部は、前記ラック軸の軸方向において厚さが異なる凹凸部であることをその要旨としている。 The gist of the invention according to claim 2 is that, in the steering device according to claim 1, the axially deforming portion is an uneven portion having a different thickness in the axial direction of the rack shaft.
同構成によれば、軸方向変形部をラック軸の軸方向において厚さが異なる凹凸部とした。このため、衝撃吸収部材の軸方向の面がラックハウジングの規制面とラックエンドの端面とに挟まれると、凸部分が押し潰されて凹部分の空間に移動するように変形することで、ラックエンドが当接したことによる衝撃を従来よりも吸収できる。 According to this configuration, the axially deformed portion is an uneven portion having a different thickness in the axial direction of the rack shaft. For this reason, when the surface in the axial direction of the shock absorbing member is sandwiched between the restriction surface of the rack housing and the end surface of the rack end, the convex portion is crushed and deformed so as to move into the space corresponding to the concave portion. The impact due to the contact of the end can be absorbed more than before.
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載のステアリング装置において、前記軸方向変形部は、前記ラック軸の軸方向において両端面に設けることをその要旨としている。
同構成によれば、軸方向変形部を衝撃吸収部材のラック軸の軸方向において両端面に形成したので、片面のみに軸方向変形部を設けたときと比べて、ラックエンドが当接したことによる衝撃を更に吸収できる。
The gist of the invention according to claim 3 is that, in the steering device according to claim 2, the axially deforming portion is provided on both end faces in the axial direction of the rack shaft.
According to this configuration, since the axially deformed portions are formed on both end surfaces in the axial direction of the rack shaft of the shock absorbing member, the rack end is in contact with when the axially deformed portion is provided only on one side. The shock due to can be further absorbed.
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか一項に記載のステアリング装置において、前記ラックハウジングの規制面には、前記ラック軸の軸方向において前記ラックエンドの端面側が開口して凹んだ凹部が形成され、前記ラック軸の軸方向における前記凹部の底面と、前記ラックエンドの端面との間に前記衝撃吸収部材が設けられ、前記ラック軸の軸方向における前記衝撃吸収部材の厚さは、前記凹部の深さよりも厚く、前記衝撃吸収部材が前記凹部の底面と前記端面とに挟まれて縮小すると前記凹部の深さと同じ厚さとなるように設定されていることをその要旨としている。 According to a fourth aspect of the present invention, in the steering device according to any one of the first to third aspects, an end surface side of the rack end opens in the axial direction of the rack shaft on the regulation surface of the rack housing. And the impact absorbing member is provided between the bottom surface of the recessed portion in the axial direction of the rack shaft and the end surface of the rack end, and the impact absorbing member in the axial direction of the rack shaft is provided. The gist of the invention is that the thickness is greater than the depth of the recess and is set to have the same thickness as the depth of the recess when the shock absorbing member is sandwiched between the bottom surface and the end surface of the recess to reduce the thickness. It is said.
同構成によれば、衝撃吸収部材の厚さをエンド当て時に衝撃吸収部材が縮小した後に凹部の深さと同じ厚さ、すなわちラックハウジングの規制面とラックエンドの端面とが当接する厚さに設定した。このため、エンド当てが起きる際のラックエンドが当接したことによる衝撃を衝撃吸収部材が吸収し、転舵輪が可動限界まで回転されて衝撃吸収部材が圧縮されると、ラックハウジングの規制面とラックエンドの端面とが当接することでラックエンドの移動を規制してエンド位置を固定することができる。 According to the same configuration, the thickness of the shock absorbing member is set to the same thickness as the depth of the recess after the shock absorbing member is reduced at the time of end contact, that is, the thickness at which the regulation surface of the rack housing and the end surface of the rack end abut. did. For this reason, when the shock absorbing member absorbs the shock caused by the rack end coming into contact with the end hit and the steered wheel is rotated to the movable limit and the shock absorbing member is compressed, the restriction surface of the rack housing The end position can be fixed by restricting the movement of the rack end by contacting the end surface of the rack end.
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載のステアリング装置において、前記ラック軸の径方向における前記衝撃吸収部材の外径は、前記衝撃吸収部材が前記凹部の底面と前記端面とに挟まれて前記ラック軸の径方向に拡大しても前記凹部の側壁の内径よりも短く設定されていることをその要旨としている。 According to a fifth aspect of the present invention, in the steering apparatus according to the fourth aspect, the outer diameter of the shock absorbing member in the radial direction of the rack shaft is such that the shock absorbing member is sandwiched between the bottom surface and the end surface of the recess. Even if it expands in the radial direction of the rack shaft, the gist is that it is set shorter than the inner diameter of the side wall of the recess.
同構成によれば、エンド当てが起きる際にラックエンドが当接することで衝撃吸収部材の外径がラック軸の径方向に拡大しても、衝撃吸収部材はラック軸の径方向における凹部の側壁に接触しない。このため、衝撃吸収部材の径方向に拡大した部分がラックハウジングの規制面とラックエンドの端面との間に挟まれることがなく、衝撃吸収部材の劣化を抑制することができる。 According to this configuration, even if the outer diameter of the shock absorbing member expands in the radial direction of the rack shaft due to the rack end coming into contact when the end contact occurs, the shock absorbing member remains on the side wall of the recess in the radial direction of the rack shaft. Do not touch. For this reason, the part expanded in the radial direction of the shock absorbing member is not sandwiched between the restricting surface of the rack housing and the end surface of the rack end, and the deterioration of the shock absorbing member can be suppressed.
請求項6に記載の発明は、請求項4又は5に記載のステアリング装置において、前記ラック軸の径方向における前記衝撃吸収部材の内径は、前記衝撃吸収部材が前記凹部の底面と前記端面とに挟まれて前記ラック軸の径方向に縮径しても前記ラック軸の外周面の外径よりも長く設定されていることをその要旨としている。 According to a sixth aspect of the present invention, in the steering apparatus according to the fourth or fifth aspect, the inner diameter of the shock absorbing member in the radial direction of the rack shaft is such that the shock absorbing member is located between the bottom surface of the recess and the end surface. The gist of the invention is that it is set longer than the outer diameter of the outer peripheral surface of the rack shaft even if it is sandwiched and reduced in the radial direction of the rack shaft.
同構成によれば、エンド当てが起きる際にラックエンドが当接することで衝撃吸収部材の内径がラック軸の径方向に縮径しても、衝撃吸収部材はラック軸の径方向におけるラック軸の外周面に接触しない。このため、衝撃吸収部材の径方向に拡大した部分がラック軸の外周面に当接することがなく、衝撃吸収部材の劣化を抑制することができる。 According to this configuration, even if the inner diameter of the shock absorbing member is reduced in the radial direction of the rack shaft due to the rack end contacting when the end contact occurs, the shock absorbing member is Do not touch the outer surface. For this reason, the part expanded in the radial direction of the shock absorbing member does not contact the outer peripheral surface of the rack shaft, and deterioration of the shock absorbing member can be suppressed.
本発明によれば、エンド当てによる衝撃を従来よりも吸収できる。 According to the present invention, it is possible to absorb the impact caused by the end contact more than before.
以下、本発明を具体化した一実施形態について図1〜図8を参照して説明する。
図1に示されるように、電動パワーステアリング(EPS)1を備えたステアリング装置において、ステアリングホイール2が固定されたステアリングシャフト3は、ラックアンドピニオン機構4を介してラック軸5と連結されている。このラック軸5は、略円筒状をなすラックハウジング6の筒内に挿通されるとともに図示しないラックブッシュを介してその軸方向に往復動可能に支持されている。これにより、ステアリングホイール2の操作に伴うステアリングシャフト3の回転は、ラックアンドピニオン機構4によってラック軸5の往復直線運動に変換される。なお、ステアリングシャフト3は、コラムシャフト8、インターミディエイトシャフト9、及びピニオンシャフト10を連結して構成されている。
Hereinafter, an embodiment embodying the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, in a steering device including an electric power steering (EPS) 1, a steering shaft 3 to which a steering wheel 2 is fixed is connected to a
ラック軸5の両端には、その軸端部11に設けられたラックエンド12を介してタイロッド13がそれぞれ回動自在に連結されている。このタイロッド13の先端は、転舵輪14が組付けられた図示しないナックルに連結されている。そして、このステアリングシャフト3の回転に伴うラック軸5の往復直線運動が、同ラック軸5の両端に連結されたタイロッド13を介してナックルに伝達されることにより、転舵輪14の舵角、即ち車両の進行方向が変更される。
A
また、EPS1は、モータ21を駆動源として操舵系にステアリングホイール2の操作を補助するためのアシスト力を付与するEPSアクチュエータ22と、該EPSアクチュエータ22の作動を制御するECU23とを備えている。
The EPS 1 also includes an
このEPSアクチュエータ22は、いわゆるコラムアシスト型のEPSアクチュエータとして構成されており、その駆動源であるモータ21は、減速機構25を介してコラムシャフト8と駆動連結されている。なお、減速機構25は、コラムシャフト8に連結されたホイールギア26と、モータ21に連結されたウォームギア27とを噛合することにより構成されている。そして、モータ21の回転を減速機構25により減速してコラムシャフト8に伝達することによって、そのモータトルクをアシスト力として操舵系に付与する構成になっている。
The
一方、ECU23には、車速センサ28及びトルクセンサ29が接続されている。そして、ECU23は、これらセンサにより検出される車速V及び操舵トルクτに基づいて、EPSアクチュエータ22の作動、すなわち操舵系に付与するアシスト力の制御を実行する構成になっている。
On the other hand, a
次に、本実施形態のEPS1におけるラックエンド12の構造について説明する。
図2及び図3に示すように、ラックエンド12は、先端にボール部31aが設けられたボールスタッド31と、そのボール部31aを回動自在に収容する略有底筒状のソケット32とを備えたボールジョイントとして構成されている。このソケット32の内部には、ボールスタッド31のボール部31aに対応した球面状の球面座が形成された樹脂シート32aが装着されている。そして、ボールスタッド31は、そのボール部31aが樹脂シート32aに嵌合されることにより、ソケット32に対して回動自在に連結されている。なお、このボールスタッド31にタイロッド13の一端が固定されることにより、同タイロッド13がラック軸5に対して回動自在に連結されている。
Next, the structure of the
As shown in FIGS. 2 and 3, the
また、ラックエンド12は、そのソケット32が、ラック軸5の軸端部11に螺着されることにより、同ラック軸5に固定されている。具体的には、ソケット32の底部34には、ラック軸5側に突出する螺子軸35が形成されている。一方、ラック軸5は、中空状に形成されている。軸端部11の内周面には、上記螺子軸35に対応する螺子部36が形成されている。そして、ラックエンド12は、この螺子部36に上記螺子軸35が螺合することにより、ラック軸5の軸端部11に固定されている。また、軸端部11とソケット32との間には、ラック軸5とラックエンド12との相対回転を規制するクローワッシャ39が設けられている。このクローワッシャ39は、例えば車両の走行に伴って生じる振動によって螺子軸35の螺子部36に対する締め付けが緩むことを防止する。
The
そして、ソケット32の外径は、ラック軸5の外径よりも大きく形成されており、該ソケット32のラック軸5側の軸方向の底部34は、ラック軸5の往復動によりラックハウジング6の内部に形成された規制面38に当接可能な構成となっている。すなわち、ラックハウジング6の両端内部には、ラック軸5が挿通される挿通部6aと、挿通部6aよりも拡径してソケット32が挿通される拡径部6bと、挿通部6aと拡径部6bとの境界となる段差部6cとが形成されている。この段差部6cには金属製の円環状のストッパ40が嵌装され、このストッパ40のソケット32側の端面が規制面38として機能する。よって、ストッパ40とクローワッシャ39とが当接することで、ラックエンド12の移動が規制されている。ストッパ40の内部にはラック軸5が非接触なく貫装されている。また、ストッパ40の規制面38のラック軸5側の内端部には、円環状の凹部41が形成されている。
The outer diameter of the
ストッパ40の規制面38とクローワッシャ39の端面39aとの間には、ラックエンド12がストッパ40に当接する際の衝撃を吸収する衝撃吸収部材としてのスペーサ50が設けられている。このスペーサ50は弾性体からなり、クローワッシャ39の端面39aに取り付けられている。ラックエンド12がストッパ40に当接する際には、スペーサ50のラック軸5の軸方向における各端面がクローワッシャ39と凹部41の底面41aとに当接しながら、スペーサ50がストッパ40の凹部41内に位置する。
Between the regulating
図4に示されるように、本実施例のスペーサ50の両端面には、ラック軸5の軸方向に厚さが異なる凹凸部51が一体に形成されている。凹凸部51は、スペーサ50の周方向に沿って円状に形成され、スペーサの端面から所定量突出した複数の突条部53と、突条部53と突条部53との間が、突出量が略零である溝部52とからなっている。よって、凹凸部51は、ラック軸5の径方向に溝部52と突条部53とが交互に並んで形成されている。なお、凹凸部51は軸方向変形部として機能する。スペーサ50の凹凸部51以外の部分は、ラック軸5の軸方向に縮小するとともに、ラック軸5の径方向に拡大する径方向変形部54を構成する。
As shown in FIG. 4,
次に、前述のように構成されたステアリング装置の動作について図5〜図8を参照して説明する。ここで、ストッパ40の凹部41の側壁41bの内径(半径)をR1、ラック軸5の外径(半径)をR2とし、ラック軸5の外周面と凹部41の側壁41bとの長さをL1=R1−R2とする。
Next, the operation of the steering apparatus configured as described above will be described with reference to FIGS. Here, the inner diameter (radius) of the
図5に示されるように、操舵されていない状態では、ラックエンド12の底部34に設けられたクローワッシャ39の端面39aと、ラックハウジング6内に形成された段差部6cに取り付けられたストッパ40の規制面38とは離れている。また、スペーサ50は、クローワッシャ39の端面39aに接して変形しない状態でラック軸5に嵌着されている。このときのスペーサ50の外径R3は凹部41の側壁41bの内径R1よりも短く、スペーサ50の内径R4はラック軸5の外径R2よりも長い。すなわち、スペーサ50の径方向の幅W1(W1=R3−R4)は、ストッパ40の凹部41の側壁41bとラック軸5の外周面との長さL1(L1=R1−R2)よりも短い(W1<L1)。また、スペーサ50の厚さD1は、ストッパ40の凹部41の深さL2よりも長い(D1>L2)。
As shown in FIG. 5, in an unsteered state, an
図6に示されるように、操舵されてラック軸5が可動範囲の限界付近に達した状態では、クローワッシャ39の端面39aとストッパ40の規制面38とが、図5の状態よりも接近しているが離れている。また、スペーサ50は、クローワッシャ39の端面39aとストッパ40の規制面38との両方に押圧されて、ラック軸5の軸方向に圧縮された状態である。スペーサ50の凹凸部51は、突条部53が押し潰されて溝部52に移動するように変形する。このときのスペーサ50の外径R5は凹部41の側壁41bの内径R1よりも短く、スペーサ50の内径R6はラック軸5の外径R2よりも長い。すなわち、スペーサ50の径方向の幅W2(W2=R5−R6)は、操舵していない状態における幅W1と変化なく、ストッパ40の凹部41の側壁41bとラック軸5の外周面との長さL1よりも短い(W2=W1<L1)。また、スペーサ50の厚さD2は、ラック軸5の軸方向に圧縮されているので操舵していない状態における厚さD1よりも短いが、ストッパ40の凹部41の深さL2よりも長い(D1>D2>L2)。
As shown in FIG. 6, when the
図7に示されるように、操舵されてラック軸5が可動範囲の限界に達した状態では、クローワッシャ39の端面39aと、ストッパ40の規制面38とが当接する。また、スペーサ50は、クローワッシャ39の端面39aとストッパ40の規制面38との両方に押圧されて、ラック軸5の軸方向に圧縮された状態である。スペーサ50は、凹凸部51のラック軸5の軸方向への圧縮変形に加えて、径方向変形部54がラック軸5の軸方向へ圧縮変形するとともに、ラック軸5の径方向へ拡大変形する。このときのスペーサ50の外径R7は凹部41の側壁41bの内径R1よりも短く、スペーサ50の内径R8はラック軸5の外径R2よりも長い。すなわち、スペーサ50の径方向の幅W3(W3=R7−R8)は、限界付近に達した状態における幅W2よりも長く、ストッパ40の凹部41の側壁41bとラック軸5の外周面との長さL1よりも短い(W2<W3<L1)。ここで、スペーサ50の外側面が凹部41の側壁41bに接しないので、クローワッシャ39の端面39aとストッパ40の規制面38とにスペーサ50が挟まることがないので、端部が劣化することがない。また、スペーサ50の厚さD3は、ラック軸5の軸方向に圧縮されているので限界付近に達した状態における厚さD2よりも短く、ストッパ40の凹部41の深さL2と同じである(D3=L2<D2)。
As shown in FIG. 7, when the
そして、逆方向に操舵されると、ラックエンド12の端面39aがラックハウジング6内の規制面38から離間し、スペーサ50はラック軸5の径方向に縮小し、軸方向に拡大して、図6に示される形状になり、更に図5に示される元の形状に戻る。
When the steering is performed in the reverse direction, the
図8に示されるように、本実施例のスペーサ50では、従来の衝撃吸収部材と比べて、衝撃に対して大きく変位することで衝撃吸収の時間が長くなり、従来よりも衝撃を吸収している。ここでの変位はラック軸5の軸方向と径方向との両方の変位量を合わせたものである。詳しく説明すると、実線で示した本実施例では、エンド当てが発生する際に、ラックエンド12の端面39aがスペーサ50に当接した時点を0として、初期段階(時間T1まで)ではスペーサ50の凹凸部51が軸方向に縮小すること(変位量Ya)で衝撃を吸収する。更に、スペーサ50の径方向変形部54が時間Taから時間T2まで軸方向に縮小しながら径方向に拡大すること(変位量Y1=Y2−Ya)で衝撃を吸収する。一方、一点鎖線で示した従来では、時間0から時間T1まで軸方向へ短縮しながら径方向へ拡大すること(変位量Y1)で衝撃を吸収していた。すなわち、本実施例のスペーサ50は、凹凸部51による変形分(変位量Ya)が従来よりも多く変形するので、従来よりも衝撃を大きく吸収することができる。よって、操舵によってラック軸5が可動範囲の限界まで移動されて、ラックエンド12の端面39aがラックハウジング6の規制面38に当接したエンド当て時に、既存の部材を使いながらスペーサ50の変形によって衝撃を吸収することができる。
As shown in FIG. 8, in the
以上、説明した実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
(1)ラックエンド12がラックハウジング6に衝突するいわゆるエンド当てが起きる際には、ラック軸5が変位してラックエンド12の端面39aとラックハウジング6の規制面38との間隔が狭まると、スペーサ50がラックハウジング6の規制面38とラックエンド12の端面39aとに挟まれる。このとき、スペーサ50の凹凸部51がラック軸5の軸方向に縮小することでラックエンド12が当接したことによる衝撃を吸収し、更にスペーサ50の径方向変形部54が軸方向へ縮小しながら径方向に拡大することでラックエンド12が当接したことによる衝撃を吸収する。このため、従来であれば径方向変形部による衝撃吸収のみを行っていたが、凹凸部51による衝撃吸収が追加されたので、エンド当てによる衝撃を従来よりも吸収できる。よって、EPS1を備えたステアリング装置において、既存の部材を使いながら、エンド当てによる衝撃を吸収できる。
As described above, according to the embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) When so-called end contact occurs in which the
(2)軸方向変形部をラック軸5の軸方向において厚さが異なる凹凸部51とした。このため、スペーサ50の軸方向の面がラックハウジング6の規制面38とラックエンド12の端面39aとに挟まれると、突条部53が押し潰されて溝部52の空間に移動するように変形することで、ラックエンド12が当接したことによる衝撃を従来よりも吸収できる。
(2) The axially deformed portion is an
(3)凹凸部51をスペーサ50のラック軸5の軸方向において両端面に形成したので、片面のみに凹凸部51を設けたときと比べて、ラックエンド12が当接したことによる衝撃を更に吸収できる。
(3) Since the concavo-
(4)スペーサ50の厚さをエンド当て時にスペーサ50が縮小した後に凹部41の深さと同じ厚さ、すなわちラックハウジング6の規制面38とラックエンド12の端面39aとが当接する厚さに設定した。このため、エンド当てが起きる際のラックエンド12が当接したことによる衝撃をスペーサ50が吸収し、転舵輪が可動限界まで回転されてスペーサ50が圧縮されると、ラックハウジング6の規制面38とラックエンド12の端面39aとが当接することでラックエンド12の移動を規制してエンド位置を固定することができる。
(4) The thickness of the
(5)エンド当てが起きる際にラックエンド12が当接することでスペーサ50の外径がラック軸5の径方向に拡大しても、スペーサ50はラック軸5の径方向における凹部41の側壁41bとラック軸5の外周面とに接触しない。このため、スペーサ50の径方向に拡大した部分がラックハウジング6の規制面38とラックエンド12の端面39aとの間に挟まれることがなく、スペーサ50の劣化を抑制することができる。
(5) Even if the outer diameter of the
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することができる。
・上記実施形態では、スペーサ50の外径面を凹部41の内壁面に接触しないようにしたが、クローワッシャ39の端面39aとストッパ40の規制面38とが当接した際に、凹部41から飛び出さなければ、凹部41の内壁面に接触してもよい。
In addition, the said embodiment can be implemented with the following forms which changed this suitably.
In the above embodiment, the outer diameter surface of the
・上記実施形態では、凹部41の側壁41bとラック軸5側とを開口したが、ラック軸5側には開口せず、端面側のみが開口した形状でもよい。なお、この凹部41は、クローワッシャ39の端面39aとストッパ40の規制面38とが当接した際に、スペーサ50が収納できる大きさである。
In the above-described embodiment, the
・上記実施形態では、ラック軸5の軸方向においてスペーサ50の両端面に凹凸部51を形成したが、エンド当て時の衝撃を吸収することができるならば、ラック軸5の軸方向においてスペーサ50の片面のみに凹凸部51を形成してもよい。
In the above embodiment, the concave and
・上記実施形態では、ラック軸5の径方向に溝部52と突条部53とが交互に並んだ凹凸部51としたが、軸方向変形部として、スペーサ50が最初に押し潰された際に軸方向縮小することで衝撃を吸収できる形状であれば他の形状でもよい。例えば、図9に示されるように、スペーサ50のラック軸5の軸方向の端面を多数の凸部55がラック軸5の軸方向に突出した形状としてもよい。また、スペーサ50のラック軸5の軸方向の端面を波状に形成してもよい。
In the above embodiment, the concave and
・上記実施形態では、クローワッシャ39をラック軸5とソケット32との間に設けたが、ラック軸5とラックエンド12のソケット32との相対回転を規制できれば、クローワッシャ39を省略してもよい。
In the above embodiment, the
・上記実施形態では、ラックエンド12の端面39aとラックハウジング6内の規制面38とが当接した際に、スペーサ50が収容される凹部41をストッパ40に設けた。しかしながら、ラック軸5の軸方向においてスペースがあれば、凹部41を形成せず、スペーサ50がラックエンド12の端面39aとラックハウジング6内の規制面38とに直接挟まれるようにしてもよい。
In the above embodiment, the
・上記実施形態では、ラックハウジング6内にストッパ40を設けたが、ラックハウジング6自体でラックエンド12が当接したことによる衝撃を吸収することができるならば、ストッパ40を省略して、ラックハウジング6内の段差部6cにラックエンド12の端面を当接させてもよい。
In the above embodiment, the
・上記実施形態では、ラックエンド12には、ボールジョイントを用いる構成を採用したが、その他の継手をラックエンドに用いる構成を採用してもよい。
・上記実施形態では、本発明をコラムアシスト型の電動パワーステアリング装置(EPS)として構成されたステアリング装置に具体化した。しかし、これに限らず、例えばいわゆるラックアシスト型等、コラムアシスト以外のEPSや油圧式のパワーステアリング装置に適用してもよい。
In the above embodiment, the
In the above embodiment, the present invention is embodied in a steering apparatus configured as a column assist type electric power steering apparatus (EPS). However, the present invention is not limited to this, and the present invention may be applied to an EPS other than column assist, such as a so-called rack assist type, or a hydraulic power steering device.
1…電動パワーステアリング(EPS)、4…ラックアンドピニオン機構、5…ラック軸、6…ラックハウジング、11…軸端部、12…ラックエンド、13…タイロッド、31…ボールスタッド、32…ソケット、34…底部、35…螺子軸、36…螺子部、38…規制面、39…クローワッシャ、39a…端面、40…ストッパ、41…凹部、41a…底面、41b…側壁、50…衝撃吸収部材としてのスペーサ、51…軸方向変形部としての凹凸部、52…溝部、53…突条部、54…径方向変形部、D1,D2,D3…スペーサの厚さ、L1…ラック軸の外周面と凹部の側壁との長さ、L2…凹部の深さ、R1…凹部の内径、R2…ラック軸の外径、R3…スペーサの外径、R4…スペーサの内径、W1,W2,W3…スペーサの幅。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electric power steering (EPS), 4 ... Rack and pinion mechanism, 5 ... Rack shaft, 6 ... Rack housing, 11 ... Shaft end, 12 ... Rack end, 13 ... Tie rod, 31 ... Ball stud, 32 ... Socket, 34 ... Bottom part, 35 ... Screw shaft, 36 ... Screw part, 38 ... Restricting surface, 39 ... Claw washer, 39a ... End face, 40 ... Stopper, 41 ... Recess, 41a ... Bottom surface, 41b ... Side wall, 50 ... As an impact absorbing member , 51 ... Uneven portion as axially deforming portion, 52 ... Groove portion, 53 ... Projection portion, 54 ... Radially deforming portion, D1, D2, D3 ... Thickness of spacer, L1 ... Outer circumferential surface of rack shaft Length of recess with side wall, L2 ... Depth of recess, R1 ... Inner diameter of recess, R2 ... Outer diameter of rack shaft, R3 ... Outer diameter of spacer, R4 ... Inner diameter of spacer, W1, W2, W3 ... width
Claims (6)
前記ラック軸の軸端部に螺着されるソケットを有し、該ソケットに対してタイロッドを回動自在に連結するラックエンドと、を備え、
前記ラックハウジング内に設けられ、前記ラックエンドの端面に当接して前記ラックエンドの移動を規制する規制面と、前記ラックエンドの端面との間に設けられた弾性体からなる衝撃吸収部材により、前記規制面と前記端面との当接による衝撃を吸収するステアリング装置において、
前記衝撃吸収部材は、前記規制面と前記端面とが当接する際に、前記ラック軸の軸方向に縮小する軸方向変形部と、前記ラック軸の軸方向に縮小するとともに、前記ラック軸の径方向に拡大する径方向変形部とを備える
ことを特徴とするステアリング装置。 A rack shaft provided in the rack housing so as to be capable of reciprocating in the axial direction;
A rack end having a socket screwed to the shaft end portion of the rack shaft, and a tie rod rotatably connected to the socket;
A shock absorbing member made of an elastic body provided between the end surface of the rack end and a restricting surface that is provided in the rack housing and contacts the end surface of the rack end to restrict the movement of the rack end. In a steering device that absorbs an impact caused by contact between the regulation surface and the end surface,
The shock absorbing member has an axially deforming portion that contracts in the axial direction of the rack shaft when the regulation surface and the end surface abut, a contraction in the axial direction of the rack shaft, and a diameter of the rack shaft. A steering device comprising: a radially deforming portion that expands in a direction.
前記軸方向変形部は、前記ラック軸の軸方向において厚さが異なる凹凸部である
ことを特徴とするステアリング装置。 The steering apparatus according to claim 1, wherein
The steering device according to claim 1, wherein the axially deforming portion is an uneven portion having a different thickness in the axial direction of the rack shaft.
前記軸方向変形部は、前記ラック軸の軸方向において両端面に設ける
ことを特徴とするステアリング装置。 The steering apparatus according to claim 2, wherein
The steering device according to claim 1, wherein the axially deforming portion is provided on both end surfaces in the axial direction of the rack shaft.
前記ラックハウジングの規制面には、前記ラック軸の軸方向において前記ラックエンドの端面側が開口して凹んだ凹部が形成され、
前記ラック軸の軸方向における前記凹部の底面と、前記ラックエンドの端面との間に前記衝撃吸収部材が設けられ、
前記ラック軸の軸方向における前記衝撃吸収部材の厚さは、前記凹部の深さよりも厚く、前記衝撃吸収部材が前記凹部の底面と前記端面とに挟まれて縮小すると前記凹部の深さと同じ厚さとなるように設定されている
ことを特徴とするステアリング装置。 In the steering device according to any one of claims 1 to 3,
On the regulation surface of the rack housing, a recess is formed in which the end surface side of the rack end is opened and recessed in the axial direction of the rack shaft.
The shock absorbing member is provided between a bottom surface of the recess in the axial direction of the rack shaft and an end surface of the rack end;
The thickness of the shock absorbing member in the axial direction of the rack shaft is thicker than the depth of the recess, and when the shock absorbing member is sandwiched between the bottom surface and the end surface of the recess, the thickness is the same as the depth of the recess. A steering device characterized by being set to be
前記ラック軸の径方向における前記衝撃吸収部材の外径は、前記衝撃吸収部材が前記凹部の底面と前記端面とに挟まれて前記ラック軸の径方向に拡大しても前記凹部の側壁の内径よりも短く設定されている
ことを特徴とするステアリング装置。 The steering apparatus according to claim 4, wherein
The outer diameter of the shock absorbing member in the radial direction of the rack shaft is equal to the inner diameter of the side wall of the concave portion even when the shock absorbing member is sandwiched between the bottom surface and the end surface of the concave portion and expands in the radial direction of the rack shaft. Steering device characterized by being set shorter than the above.
前記ラック軸の径方向における前記衝撃吸収部材の内径は、前記衝撃吸収部材が前記凹部の底面と前記端面とに挟まれて前記ラック軸の径方向に縮径しても前記ラック軸の外周面の外径よりも長く設定されている
ことを特徴とするステアリング装置。 The steering apparatus according to claim 4 or 5,
The inner diameter of the shock absorbing member in the radial direction of the rack shaft is equal to the outer peripheral surface of the rack shaft even if the shock absorbing member is sandwiched between the bottom surface and the end surface of the recess and is reduced in the radial direction of the rack shaft. Steering device characterized in that it is set longer than the outer diameter.
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