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JP2012218717A - Steering device for vehicle - Google Patents

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Publication number
JP2012218717A
JP2012218717A JP2011090298A JP2011090298A JP2012218717A JP 2012218717 A JP2012218717 A JP 2012218717A JP 2011090298 A JP2011090298 A JP 2011090298A JP 2011090298 A JP2011090298 A JP 2011090298A JP 2012218717 A JP2012218717 A JP 2012218717A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rack
pinion
shaft
guide
support
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2011090298A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsuji Watanabe
勝治 渡辺
Kenji Hattori
憲治 服部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Priority to JP2011090298A priority Critical patent/JP2012218717A/en
Priority to CN2012100835026A priority patent/CN102730051A/en
Priority to US13/434,943 priority patent/US20120248724A1/en
Priority to DE102012205288A priority patent/DE102012205288A1/en
Publication of JP2012218717A publication Critical patent/JP2012218717A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance a steering feeling, by miniaturizing a steering device.SOLUTION: This steering device 10 for a vehicle transmits steering torque to dirigible road wheels 21 and 21 via a rack and pinion mechanism 15 from a steering wheel, and includes: a rack shaft 16 where a rack 32 is formed; two rack support parts 50 and 50 positioned on both sides in the axial length direction of the rack shaft to a position of a pinion 31; and an biasing part 60 positioned between the two rack support parts. The two rack support parts are mutually closely positioned so as to slidably support only a back face 16a of a rack-formed part of the rack shaft positioned in a neutral position of steering. The biasing direction of the biasing part is set so as to be capable of biasing the rack shaft in directions except for at least the direction of the rack. The center line in the slide direction of a rack guide 61 of the biasing part is offset in the direction for contacting a support surface with the back face to a pinion orthogonal reference line.

Description

本発明は、車両に搭載されているラックアンドピニオン式ステアリング装置の改良技術に関する。   The present invention relates to an improved technique of a rack and pinion type steering device mounted on a vehicle.

ラックアンドピニオン式ステアリング装置は、ステアリングホイールを操舵することによって発生した操舵トルクを、ステアリングホイールからラックアンドピニオン機構を介して操舵車輪に伝えるものである。ラックアンドピニオン機構は、ステアリングホイールの回転運動を直線方向への運動に変換する。このようなラックアンドピニオン式ステアリング装置としては、各種の技術が知られている(例えば、特許文献1参照。)。   The rack and pinion type steering device transmits a steering torque generated by steering a steering wheel from a steering wheel to a steering wheel via a rack and pinion mechanism. The rack and pinion mechanism converts the rotational movement of the steering wheel into a linear movement. Various techniques are known as such a rack and pinion type steering device (for example, refer to Patent Document 1).

特許文献1で知られているラックアンドピニオン式ステアリング装置は、ラックアンドピニオン機構のラックが形成されているラック軸をスライド可能に支持するための、3個のラック支持部を備えている。3個のラック支持部は、ラック軸を軸長手方向にスライド可能に支持している。このラック軸は、ラックが形成されている部位の背面を、ラックガイドによって軸長手方向にスライド可能に支えられている。ラックガイドは、ラック軸を支持する方向に進退可能であって、圧縮コイルばねによってラック軸の背面へ向かって付勢される。   The rack and pinion type steering device known from Patent Document 1 includes three rack support portions for slidably supporting a rack shaft on which a rack of a rack and pinion mechanism is formed. The three rack support portions support the rack shaft so as to be slidable in the axial longitudinal direction. The rack shaft is supported by a rack guide so that the back surface of the portion where the rack is formed is slidable in the longitudinal direction of the shaft. The rack guide can advance and retreat in a direction to support the rack shaft, and is biased toward the back surface of the rack shaft by a compression coil spring.

しかしながら、特許文献1で知られているラック軸の長さは、ラックが直線方向へ運動する範囲の2倍以上必要である。このため、ラックアンドピニオン機構はラックの長手方向に大型にならざるを得ない。ラックアンドピニオン機構を収納するためのハウジングも大型化になってしまうので、ステアリング装置の小型化を図る上で不利である。   However, the length of the rack shaft known in Patent Document 1 needs to be at least twice the range in which the rack moves in the linear direction. For this reason, the rack and pinion mechanism must be large in the longitudinal direction of the rack. Since the housing for storing the rack and pinion mechanism is also increased in size, it is disadvantageous in reducing the size of the steering device.

ステアリング装置の小型化を図るためには、操舵の中立位置に位置している状態のラック軸の、ラックが形成されている部位の背面のみを、軸長手方向にスライド可能に支持するように、複数のラック支持部を互いに接近して位置することが考えられる。この場合であっても、ラック軸は、ラックが形成されている部位の背面を、ラックガイドによって軸長手方向にスライド可能に支えられる。ラック軸は、軸長手方向にスライドする他に、このラック軸に作用する外乱によって多少振動し得る。このようなラック軸の振動に対して、ラックガイドがラック軸を支持する方向に速やかに進退運動をする、いわゆる追従性は高いことが好ましい。この追従性は、ラックアンドピニオン式ステアリング装置の操舵感覚を高める要因の一つである。   In order to reduce the size of the steering device, only the rear surface of the portion of the rack shaft in the state where the rack is formed is supported so as to be slidable in the longitudinal direction of the shaft. It is conceivable that the plurality of rack support portions are positioned close to each other. Even in this case, the rack shaft is supported by the rack guide so that the back surface of the portion where the rack is formed is slidable in the longitudinal direction of the shaft. In addition to sliding in the longitudinal direction of the shaft, the rack shaft may vibrate somewhat due to disturbances acting on the rack shaft. It is preferable that the so-called follow-up property that the rack guide quickly moves forward and backward in the direction of supporting the rack shaft with respect to the vibration of the rack shaft is high. This followability is one of the factors that enhance the steering feeling of the rack and pinion type steering device.

特開2006−088978公報JP 2006-088978 A

本発明は、ラックアンドピニオン式ステアリング装置の小型化を図るとともに、操舵感覚を高めることができる技術を提供することを課題とする。   It is an object of the present invention to provide a technique capable of reducing the size of a rack and pinion type steering device and enhancing the steering feeling.

請求項1に係る発明では、ステアリングホイールを操舵することによって発生した操舵トルクを、前記ステアリングホイールからラックアンドピニオン機構を介して操舵車輪に伝える車両用ステアリング装置において、
前記ラックアンドピニオン機構のラックが形成されているラック軸と、前記ラックアンドピニオン機構のピニオンの位置に対して前記ラック軸の軸長手方向の両側に位置する2個のラック支持部と、この2個のラック支持部の間に位置し、前記ラック軸を少なくとも前記ラック以外の方向へ付勢することが可能な付勢部と、を備え、
前記2個のラック支持部は、操舵の中立位置に位置している状態の前記ラック軸の、前記ラックが形成されている部位の背面のみを、軸長手方向にスライド可能に支持するように、互いに接近して位置し、
前記付勢部は、前記ラック軸の中心線に直交し且つ前記ピニオンの中心線に直交するピニオン直交基準線に沿ってスライド可能であって、前記ラック軸の、前記ラックが形成されている部位の前記背面を、軸長手方向にスライド可能に支えるラックガイドと、このラックガイドを前記背面に向かって付勢する圧縮コイルばねと、からなり、
前記ラックガイドは、前記背面を支えるための支持面を有し、この支持面は、前記ピニオン直交基準線に対して前記背面の片側のみに接触可能に形成され、前記ラックガイドのスライド方向の中心線は、前記ピニオン直交基準線に対し、前記支持面が前記背面に接触する方にオフセットしていることを特徴とする。
In the invention according to claim 1, in the vehicle steering device that transmits the steering torque generated by steering the steering wheel to the steering wheel from the steering wheel via the rack and pinion mechanism,
A rack shaft on which a rack of the rack and pinion mechanism is formed, two rack support portions located on both sides in the longitudinal direction of the rack shaft with respect to the position of the pinion of the rack and pinion mechanism, An urging portion that is located between the rack support portions and is capable of urging the rack shaft in a direction other than at least the rack;
The two rack support parts are configured to support only the back surface of the rack shaft in a state where the rack shaft is positioned at a neutral position of steering so as to be slidable in the longitudinal direction of the shaft. Located close to each other,
The biasing portion is slidable along a pinion orthogonal reference line that is orthogonal to the center line of the rack shaft and orthogonal to the center line of the pinion, and is a portion of the rack shaft where the rack is formed A rack guide that slidably supports the back surface in the longitudinal direction of the shaft, and a compression coil spring that biases the rack guide toward the back surface,
The rack guide has a support surface for supporting the back surface, and the support surface is formed so as to be able to contact only one side of the back surface with respect to the pinion orthogonal reference line, and the center of the rack guide in the sliding direction. The line is offset with respect to the pinion orthogonal reference line so that the support surface is in contact with the back surface.

請求項2に係る発明では、前記背面に対する前記支持面の接触部位は、前記ラック軸の軸長手方向に直線状に延びるとともに、前記ラックガイドの大きさが前記ラック軸の軸長手方向に最大となるように位置していることを特徴とする。   In the invention according to claim 2, the contact portion of the support surface with respect to the back surface extends linearly in the axial longitudinal direction of the rack shaft, and the size of the rack guide is maximum in the axial longitudinal direction of the rack shaft. It is located so that it may become.

請求項3に係る発明では、前記ラックガイドは、このラックガイドの前記スライド方向の中心線を基準とした円形状断面に形成され、この中心線上に前記接触部位が位置していることを特徴とする。   The invention according to claim 3 is characterized in that the rack guide is formed in a circular cross section based on the center line of the rack guide in the sliding direction, and the contact portion is located on the center line. To do.

請求項1に係る発明では、2個のラック支持部は、ラック軸において、ラックが形成されている部位の背面のみを支持することが可能であって、互いに接近して位置している。背面にはラックを有していない。2個のラック支持部の間に位置するラックガイドは、ラック軸を少なくともラック以外の方向へ付勢することが可能である。つまり、ラックガイドは、ラック軸をピニオンに向かって押し付けるとともに、さらに、ラック軸の背面を各ラック支持部に押し付ける(予圧を付加する)ことが可能である。各ラック支持部には、予圧に応じた反力が発生する。各ラック支持部はラック軸の背面を支持することになる。このラック軸支持構成は、いわゆる「2個の支点の両側から梁が張り出し、この梁の長手中央に集中荷重(ピニオンの反力)が作用している」つり合い条件の支持構成に相当する。このようにして、ラック軸の背面は、ピニオンと2個のラック支持部との3点によって、軸長手方向へのスライドが可能に確実に支持される。しかも、ラック自体が各ラック支持部によって支持されることはない(接触することはない)。   In the invention according to claim 1, the two rack support portions can support only the back surface of the portion where the rack is formed on the rack shaft, and are positioned close to each other. There is no rack on the back. The rack guide positioned between the two rack support portions can urge the rack shaft at least in a direction other than the rack. That is, the rack guide can press the rack shaft toward the pinion, and can further press the back surface of the rack shaft against each rack support portion (add a preload). A reaction force corresponding to the preload is generated in each rack support portion. Each rack support portion supports the back surface of the rack shaft. This rack shaft support configuration corresponds to a so-called “support configuration under a balancing condition in which a beam projects from both sides of two fulcrums and a concentrated load (reaction force of pinion) acts on the longitudinal center of the beam”. In this way, the back surface of the rack shaft is reliably supported by the three points of the pinion and the two rack support portions so as to be slidable in the longitudinal direction of the shaft. In addition, the rack itself is not supported by each rack support portion (not in contact).

さらには、2個のラック支持部は、ラック軸において、ラックが形成されている部位の背面のみを支持することが可能なので、互いに接近して位置することができる。各ラック支持部がラックの長さの範囲内に位置することができるので、範囲外に位置している従来に比べて、ラック軸の全長を短くすることができる。このため、ラックアンドピニオン機構をラックの長手方向に小型にすることができる。ラックアンドピニオン機構を収納するためのハウジングも小型化できるので、ステアリング装置の小型化及び軽量化を図ることができる。   Furthermore, since the two rack support portions can support only the rear surface of the portion where the rack is formed on the rack shaft, they can be positioned close to each other. Since each rack support part can be located within the range of the length of the rack, the total length of the rack shaft can be shortened compared to the conventional case where the rack support part is located outside the range. For this reason, the rack and pinion mechanism can be reduced in size in the longitudinal direction of the rack. Since the housing for housing the rack and pinion mechanism can also be reduced in size, the steering device can be reduced in size and weight.

さらには、ラックガイドは、ラックの背面を支えるための支持面を有している。この支持面は、ラック軸の背面の全体に接触するのではなく、ピニオン直交基準線に対して片側のみに接触可能である。このため、支持面の接触面積が小さくてすむ。しかも、ラックガイドのスライド方向の中心線は、ピニオン直交基準線に対し、支持面が背面に接触する方にオフセットしている。   Furthermore, the rack guide has a support surface for supporting the back surface of the rack. This support surface does not contact the entire back surface of the rack shaft, but can contact only one side with respect to the pinion orthogonal reference line. For this reason, the contact area of a support surface is small. Moreover, the center line of the rack guide in the sliding direction is offset with respect to the pinion orthogonal reference line so that the support surface contacts the back surface.

上述のように、支持面は、ピニオン直交基準線に対して背面の片側のみに接触している。それにもかかわらず、ラックガイドのスライド方向の中心線がピニオン直交基準線に合致している場合には、支持面が背面に接触しない無駄な範囲は広い。その分、ラックガイドが大きくならざるを得ない。   As described above, the support surface is in contact with only one side of the back surface with respect to the pinion orthogonal reference line. Nevertheless, when the center line in the sliding direction of the rack guide matches the pinion orthogonal reference line, the useless range where the support surface does not contact the back surface is wide. That's why the rack guide must be bigger.

これに対し、請求項1に係る発明では、ラックガイドのスライド方向の中心線は、ピニオン直交基準線に対し、支持面が背面に接触する方にオフセットしている。このため、支持面が背面に接触しない無駄な範囲を狭くすることができる。その分、ラックガイドを小型にできるので、この結果、ラックガイドを軽量にできる。このように、支持面が背面に接触可能な範囲を確保しつつ、ラックガイドの小型化、軽量化を図ることができる。質量体であるラックガイドと、一定のバネ定数の圧縮コイルばねと、から成る振動系を考えたときに、この振動系の固有振動数(共振周波数)は、ラックガイドが軽量になることによって大きくなる。このため、ラック軸の振動に対するラックガイドの追従性が高まるので、ピニオンに対するラックの良好な噛み合い状態を十分に維持することができる。従って、ピニオンとラックとの摩擦特性が良好になるので、ラックアンドピニオン式ステアリング装置を、より円滑に操舵することができ、この結果、操舵感覚を高めることができる。しかも、ピニオンとラックとの良好な噛み合い状態を十分に維持できることによって、ラックアンドピニオン機構の強度や耐久性を高めることができる。   On the other hand, in the invention according to claim 1, the center line in the sliding direction of the rack guide is offset with respect to the pinion orthogonal reference line so that the support surface contacts the back surface. For this reason, the useless range in which the support surface does not contact the back surface can be reduced. Accordingly, the rack guide can be reduced in size, and as a result, the rack guide can be reduced in weight. In this manner, the rack guide can be reduced in size and weight while ensuring a range in which the support surface can contact the back surface. When considering a vibration system consisting of a rack guide, which is a mass body, and a compression coil spring having a constant spring constant, the natural frequency (resonance frequency) of this vibration system increases as the rack guide becomes lighter. Become. For this reason, since the followability of the rack guide to the vibration of the rack shaft is improved, the good meshing state of the rack with the pinion can be sufficiently maintained. Therefore, since the friction characteristic between the pinion and the rack becomes good, the rack-and-pinion type steering device can be steered more smoothly, and as a result, the steering feeling can be enhanced. Moreover, the strength and durability of the rack-and-pinion mechanism can be increased by sufficiently maintaining a good meshing state between the pinion and the rack.

さらには、ラックガイドのスライド方向の中心線を、ピニオン直交基準線に対し、支持面が背面に接触する方にオフセットさせたので、ラック軸の背面に対してラックガイドを誤った向きに組み付ける心配がない。   Furthermore, the center line of the rack guide slide direction is offset with respect to the pinion orthogonal reference line so that the support surface comes in contact with the back surface, so there is a risk of mounting the rack guide in the wrong direction with respect to the back surface of the rack shaft. There is no.

請求項2に係る発明では、背面に対する支持面の接触部位は、ラック軸の軸長手方向に直線状に延びるとともに、ラックガイドの大きさがラック軸の軸長手方向に最大となるように位置している。このため、ラックガイドのスライド方向の中心線がピニオン直交基準線に合致している場合に比べて、支持面が背面に接触しない無駄な範囲が狭くてすむ。従って、ラックガイドの大きさを小さくできるので、この結果、ラックガイドを軽量にできる。   In the invention according to claim 2, the contact portion of the support surface with respect to the back surface is linearly extended in the axial direction of the rack shaft and is positioned so that the size of the rack guide is maximized in the axial direction of the rack shaft. ing. For this reason, compared with the case where the center line in the sliding direction of the rack guide matches the pinion orthogonal reference line, the useless range in which the support surface does not contact the back surface is reduced. Accordingly, the size of the rack guide can be reduced, and as a result, the rack guide can be reduced in weight.

請求項3に係る発明では、ラックガイドは、このラックガイドのスライド方向の中心線を基準とした円形状断面に形成され、この中心線上に接触部位が位置している。このため、ラックガイドのスライド方向の中心線がピニオン直交基準線に合致している場合に比べて、支持面が背面に接触しない無駄な範囲が狭くてすむ。従って、ラックガイドの大きさを小さくできるので、この結果、ラックガイドを軽量にできる。   In the invention according to claim 3, the rack guide is formed in a circular cross section based on the center line in the sliding direction of the rack guide, and the contact portion is located on the center line. For this reason, compared with the case where the center line in the sliding direction of the rack guide matches the pinion orthogonal reference line, the useless range in which the support surface does not contact the back surface is reduced. Accordingly, the size of the rack guide can be reduced, and as a result, the rack guide can be reduced in weight.

本発明に係る車両用ステアリング装置の模式図である。1 is a schematic diagram of a vehicle steering apparatus according to the present invention. 図1に示されたピニオン軸とラックアンドピニオン機構とラック軸と2個のラック支持部との組立構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the assembly structure of the pinion shaft shown in FIG. 1, a rack and pinion mechanism, a rack shaft, and two rack support parts. 図2の3−3線断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line 3-3 in FIG. 2. 図2に示されたラックアンドピニオン機構とラック軸と2個のラック支持部との組立構成を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing an assembly configuration of a rack and pinion mechanism, a rack shaft, and two rack support portions shown in FIG. 2. 図2の5−5線断面図である。FIG. 5 is a sectional view taken along line 5-5 of FIG. 図3に示されたラックアンドピニオン機構とラック軸と付勢部との関係を模式的に表した図である。It is the figure which represented typically the relationship between the rack and pinion mechanism shown in FIG. 3, a rack shaft, and an urging | biasing part. 図6(c)に示されたラック軸とラックガイドとの関係を説明する図である。It is a figure explaining the relationship between the rack axis | shaft shown in FIG.6 (c), and a rack guide. 図1に示された車両用ステアリング装置の作用を説明する図である。It is a figure explaining the effect | action of the steering apparatus for vehicles shown by FIG. 図7(a)に示されたラック軸とラックガイドとの関係を説明する図である。It is a figure explaining the relationship between the rack axis | shaft shown by Fig.7 (a), and a rack guide.

本発明を実施するための形態を添付図に基づいて以下に説明する。   EMBODIMENT OF THE INVENTION The form for implementing this invention is demonstrated below based on an accompanying drawing.

実施例に係る車両用ステアリング装置を説明する。   A vehicle steering apparatus according to an embodiment will be described.

図1に示されるように、車両用ステアリング装置10は、ステアリングホイール11にステアリングシャフト12及び自在軸継手13,13を介してピニオン軸14(回転軸14)を連結し、このピニオン軸14にラックアンドピニオン機構15を介してラック軸16を連結し、このラック軸16の両端にボールジョイント17,17、タイロッド18,18及びナックル19,19を介して左右の操舵車輪21,21を連結した構成である。   As shown in FIG. 1, the vehicle steering apparatus 10 has a pinion shaft 14 (rotary shaft 14) connected to a steering wheel 11 via a steering shaft 12 and universal shaft joints 13, 13, and a rack mounted on the pinion shaft 14. A configuration in which a rack shaft 16 is connected through an and pinion mechanism 15, and left and right steering wheels 21 and 21 are connected to both ends of the rack shaft 16 through ball joints 17 and 17, tie rods 18 and 18, and knuckles 19 and 19. It is.

車両用ステアリング装置10(以下、単に「ステアリング装置10」という。)によれば、運転者がステアリングホイール11を操舵することによって発生した操舵トルクを、ステアリングホイール11からラックアンドピニオン機構15及び左右のタイロッド18,18を介して、左右の操舵車輪21,21に伝えることができる。   According to the vehicle steering device 10 (hereinafter simply referred to as “steering device 10”), the steering torque generated when the driver steers the steering wheel 11 is transmitted from the steering wheel 11 to the rack and pinion mechanism 15 and the left and right steering wheels. It can be transmitted to the left and right steering wheels 21, 21 via the tie rods 18, 18.

ラックアンドピニオン機構15は、ピニオン軸14に形成されたピニオン31と、ラック軸16に形成されたラック32とからなる。ピニオン軸14は、車両の上下方向に延びている。ラック軸16は、車幅方向に延びた真円状断面の丸棒からなる。このラック軸16は、例えば機械構造用炭素鋼鋼材(JIS−G−4051)やクロムモリブデン鋼鋼材(JIS−G−4105)等の鉄鋼製品である。   The rack and pinion mechanism 15 includes a pinion 31 formed on the pinion shaft 14 and a rack 32 formed on the rack shaft 16. The pinion shaft 14 extends in the vertical direction of the vehicle. The rack shaft 16 is composed of a round bar having a perfect circular cross section extending in the vehicle width direction. The rack shaft 16 is a steel product such as a carbon steel material for machine structure (JIS-G-4051) or a chromium molybdenum steel material (JIS-G-4105).

図2及び図3に示されるように、ラック軸16は少なくとも、ラック32を形成されている部位の背面16aが略円弧状断面に形成されている。ピニオン軸14とラックアンドピニオン機構15とラック軸16は、少なくとも要部がハウジング41に収納されている。このハウジング41は、車幅方向に貫通した細長い筒状の部材であって、長手中央の上端から上方に開口している。ラック軸16の両端は、ハウジング41の両端よりも車幅方向の外方へ延びている。ハウジング41の両端と左右のタイロッド18,18との間は、ブーツ42,42によって覆われている。   As shown in FIGS. 2 and 3, the rack shaft 16 has at least a back surface 16 a of a portion where the rack 32 is formed in a substantially arc-shaped cross section. The pinion shaft 14, the rack-and-pinion mechanism 15, and the rack shaft 16 are housed in a housing 41 at least at a substantial part. The housing 41 is an elongated cylindrical member that penetrates in the vehicle width direction and opens upward from the upper end of the longitudinal center. Both ends of the rack shaft 16 extend outward in the vehicle width direction from both ends of the housing 41. A space between both ends of the housing 41 and the left and right tie rods 18 and 18 is covered with boots 42 and 42.

ピニオン軸14は、ピニオン31を挟んで上部及び下端部を、ハウジング41内に取り付けられている2個の軸受(上の第1軸受43と下の第2軸受44)によって、回転可能に且つ軸方向移動を規制するように支持されている。2個の軸受43,44はボールベアリングによって構成されているが、第2軸受44はニードルベアリングのようなラジアル軸受であってもよい。   The pinion shaft 14 has an upper portion and a lower end portion sandwiching the pinion 31 so that the pinion shaft 14 can be rotated by two bearings (an upper first bearing 43 and a lower second bearing 44) mounted in the housing 41. Supported to regulate directional movement. Although the two bearings 43 and 44 are constituted by ball bearings, the second bearing 44 may be a radial bearing such as a needle bearing.

ステアリング装置10は、ピニオン31の位置(ピニオン31とラック32との噛み合い位置)に対してラック軸16の軸長手方向の両側に位置する2個のラック支持部50,50と、この2個のラック支持部50,50の間に位置する付勢部60とを備えている。   The steering device 10 includes two rack support portions 50 and 50 positioned on both sides in the longitudinal direction of the rack shaft 16 with respect to the position of the pinion 31 (the meshing position of the pinion 31 and the rack 32). And an urging portion 60 positioned between the rack support portions 50 and 50.

図2、図4及び図5に示されるように、2個のラック支持部50,50は、ラック軸16を支持する部材であって、円筒状の軸受(例えばブッシュ)によって構成されている。各ラック支持部50,50は、ハウジング41内に圧入(締まり嵌め)等によって取り付けられており、それぞれ真円状の支持孔51,51を有する。各支持孔51,51の径は、ラック軸16の径よりも若干大きく設定されている。このため、ラック軸16と各支持孔51,51との間の隙間は、僅かである。   As shown in FIGS. 2, 4, and 5, the two rack support portions 50 and 50 are members that support the rack shaft 16, and are configured by cylindrical bearings (for example, bushes). Each rack support part 50, 50 is mounted in the housing 41 by press-fitting (interference fitting) or the like, and has perfect circular support holes 51, 51, respectively. The diameters of the support holes 51 and 51 are set slightly larger than the diameter of the rack shaft 16. For this reason, the clearance gap between the rack shaft 16 and each support hole 51 and 51 is few.

各ラック支持部50,50は、耐摩耗性を有するとともにラック軸16がスライドする際の摩擦抵抗が小さい材料によって構成されることが好ましい。例えば、各ラック支持部50,50は、ポリアセタール樹脂又はポリアセタールを含んだ樹脂や、ポリテトラフルエチレン樹脂(略記;PTFE、テフロン(登録商標))等のフッ素樹脂などの、樹脂製品によって構成することが可能である。また、例えば、各ラック支持部50,50は、弾性変形が可能な樹脂製ブッシュによって構成することが可能である。このような樹脂製ブッシュを採用した場合には、ラック軸16と各支持孔51,51との間の隙間は、零又はほとんど零の値に設定することができる。   Each rack support portion 50, 50 is preferably made of a material having wear resistance and a low frictional resistance when the rack shaft 16 slides. For example, each rack support 50, 50 is made of a resin product such as a polyacetal resin or a resin containing polyacetal, or a fluororesin such as polytetrafluethylene resin (abbreviation: PTFE, Teflon (registered trademark)). Is possible. For example, each rack support part 50 and 50 can be comprised by the resin-made bushes which can be elastically deformed. When such a resin bush is employed, the gap between the rack shaft 16 and each support hole 51, 51 can be set to zero or almost zero.

図2に示されるように、ラック32の長さLerは、ステアリングホイール11(図1参照)の回転範囲、例えば約3.5回転を考慮した一定の長さに、予め設定されている。ラック32が操舵の中立位置に位置している状態において、ラック32の長さLerは、ピニオン31との噛み合い位置を基準に、軸方向両側へ概ね均等に配分される。ラック32の両端は、操舵の中立位置に位置している状態において、ハウジング41の両端よりも車幅方向の外方へ延びている。   As shown in FIG. 2, the length Ler of the rack 32 is set in advance to a fixed range considering the rotation range of the steering wheel 11 (see FIG. 1), for example, about 3.5 rotations. In a state where the rack 32 is positioned at the neutral position of the steering, the length Ler of the rack 32 is distributed substantially evenly on both sides in the axial direction with reference to the meshing position with the pinion 31. Both ends of the rack 32 extend outward in the vehicle width direction from both ends of the housing 41 in a state where the rack 32 is positioned at the neutral position of steering.

2個のラック支持部50,50同士は、図2及び図4に示されるように操舵の中立位置(車両が直進走行をする位置)に位置している状態のラック軸16の、ラック32が形成されている部位の背面16aのみを、軸長手方向(車幅方向)にスライド可能に支持するように、互いに接近して位置している。   As shown in FIG. 2 and FIG. 4, the two rack support portions 50, 50 are arranged so that the rack 32 of the rack shaft 16 is in the neutral position of steering (the position where the vehicle travels straight). Only the back surface 16a of the formed part is located close to each other so as to be slidably supported in the axial longitudinal direction (vehicle width direction).

図3に示されるように、付勢部60の付勢方向は、ラック軸16を少なくともラック32以外の方向へ付勢することが可能に設定されている。詳しく述べると、付勢部60は、ラック軸16をピニオン31へ押し付ける作用をなすためのラックガイド機構によって構成されている。この付勢部60(ラックガイド機構60)は、ラック32とは反対側からラック軸16に当てるラックガイド61と、このラックガイド61をラック軸16の背面16aに向かって付勢する圧縮コイルばね62と、前記ラックガイド61を圧縮コイルばね62を介して押して付勢力を調整するための調整ボルト63とからなる。   As shown in FIG. 3, the urging direction of the urging unit 60 is set such that the rack shaft 16 can be urged at least in a direction other than the rack 32. More specifically, the urging portion 60 is configured by a rack guide mechanism for pressing the rack shaft 16 against the pinion 31. The urging unit 60 (rack guide mechanism 60) includes a rack guide 61 that contacts the rack shaft 16 from the side opposite to the rack 32, and a compression coil spring that urges the rack guide 61 toward the back surface 16a of the rack shaft 16. 62 and an adjusting bolt 63 for adjusting the urging force by pushing the rack guide 61 through the compression coil spring 62.

ラックガイド61は、ラック軸16の、ラック32が形成されている部位の背面16aを押し付けるための押し付け面61a(背面16aを支えるための支持面61a)を有する。つまり、ラックガイド61は、背面16aを軸長手方向にスライド可能に支える。このラックガイド61は、耐摩耗性を有するとともに摩擦抵抗が小さい材料からなり、例えば、ポリアセタール樹脂又はポリアセタールを含んだ樹脂や、ポリテトラフルエチレン樹脂(略記;PTFE、テフロン(登録商標))等のフッ素樹脂などの、樹脂製品が好適である。なお、ラックガイド61の押し付け面61aの部分だけを、上述の樹脂製品とすることが可能である。また、ラックガイド61を燒結金属によって構成することも可能である。   The rack guide 61 has a pressing surface 61a (a supporting surface 61a for supporting the back surface 16a) for pressing the back surface 16a of the portion of the rack shaft 16 where the rack 32 is formed. That is, the rack guide 61 supports the back surface 16a so as to be slidable in the axial longitudinal direction. The rack guide 61 is made of a material having wear resistance and low frictional resistance, such as polyacetal resin or resin containing polyacetal, polytetrafluethylene resin (abbreviation: PTFE, Teflon (registered trademark)), or the like. Resin products such as fluororesin are preferred. Only the portion of the pressing surface 61a of the rack guide 61 can be the above-described resin product. Further, the rack guide 61 can be made of sintered metal.

ここで、ラック軸16について、図6に基づき次のように定義する。図6(a)は、図2に示されるラックアンドピニオン機構15を模式的に表した斜視図である。図6(b)は、図6(a)に示されたラックアンドピニオン機構15の平面図である。図6(c)は、図2に示されるラックアンドピニオン機構15とラックガイド61との関係を模式的に表した断面図である。   Here, the rack shaft 16 is defined as follows based on FIG. FIG. 6A is a perspective view schematically showing the rack and pinion mechanism 15 shown in FIG. FIG. 6B is a plan view of the rack and pinion mechanism 15 shown in FIG. FIG. 6C is a cross-sectional view schematically showing the relationship between the rack and pinion mechanism 15 and the rack guide 61 shown in FIG.

図6(a)〜(c)に示されるように、ラック軸16の中心線Prに直交し且つピニオン31の中心線Ppに直交する直線Lcのことを「ピニオン直交基準線Lc」とする。また、ラック軸16の中心線Prに直交し且つピニオン31の中心線Ppに平行な直線Lpのことを「ピニオン平行基準線Lp」とする。このピニオン平行基準線Lpは、ピニオン直交基準線Lcに対して直交している。   As shown in FIGS. 6A to 6C, a straight line Lc orthogonal to the center line Pr of the rack shaft 16 and orthogonal to the center line Pp of the pinion 31 is referred to as a “pinion orthogonal reference line Lc”. A straight line Lp perpendicular to the center line Pr of the rack shaft 16 and parallel to the center line Pp of the pinion 31 is referred to as a “pinion parallel reference line Lp”. The pinion parallel reference line Lp is orthogonal to the pinion orthogonal reference line Lc.

図3及び図6に示されるように、ラックガイド61は、スライド方向の中心線Lgを中心とする真円の円柱状の部材である。スライド方向の中心線Lgは、ピニオン直交基準線Lcに平行である。つまり、ラックガイド61は、中心線Lgを基準とした円形状断面に形成されている。ラックガイド61及び圧縮コイルばね62はラックガイドハウジング64に収納されている。このラックガイドハウジング64は、ハウジング41に一体に形成されており、ラックガイド61を中心線Lgに沿ってスライド可能に支持することが可能な円形状(真円状)の支持用孔64aを有している。ラックガイド61の外径はd1である。ラックガイド61の外周面と支持用孔64aの内面との間の隙間は、ラックガイド61がラック軸16を支持する方向にスライド可能な(進退運動が可能な)程度の極めて小さいものである。   As shown in FIGS. 3 and 6, the rack guide 61 is a perfect circular columnar member centered on the center line Lg in the sliding direction. A center line Lg in the sliding direction is parallel to the pinion orthogonal reference line Lc. That is, the rack guide 61 is formed in a circular cross section with the center line Lg as a reference. The rack guide 61 and the compression coil spring 62 are accommodated in a rack guide housing 64. The rack guide housing 64 is formed integrally with the housing 41, and has a circular (perfectly circular) support hole 64a capable of supporting the rack guide 61 so as to be slidable along the center line Lg. is doing. The outer diameter of the rack guide 61 is d1. The clearance between the outer peripheral surface of the rack guide 61 and the inner surface of the support hole 64a is extremely small enough to allow the rack guide 61 to slide in the direction in which the rack shaft 16 is supported (movable forward and backward).

ラックガイド61の支持面61aは、ラック軸16の背面16aに沿う略円弧状断面に形成されている。この支持面61aは、ラック軸16の背面16aのうち、ピニオン直交基準線Lcに対して、いずれか一方の面のみに接触可能に形成されている。例えば、支持面61aは、水平なピニオン直交基準線Lcに対して、上又は下の面のみに接触可能である。   The support surface 61 a of the rack guide 61 is formed in a substantially arc-shaped cross section along the back surface 16 a of the rack shaft 16. The support surface 61a is formed so as to be in contact with only one surface of the back surface 16a of the rack shaft 16 with respect to the pinion orthogonal reference line Lc. For example, the support surface 61a can contact only the upper or lower surface with respect to the horizontal pinion orthogonal reference line Lc.

より具体的には、支持面61aの円弧状の半径r1は、背面16aの円弧状の半径r2よりも大きく設定されている(r1>r2)。ラック軸16の背面16aの半径r2の中心は、ピニオン直交基準線Lc上に位置している。一方、支持面61aの円弧状の半径r1の中心は、ピニオン直交基準線Lcに対して上又は下に、つまり、ラック32の歯幅方向にオフセットしている。この結果、支持面61aは、水平なピニオン直交基準線Lcに対して、ラック軸16の背面16aの上又は下の面のみに接触する。図3及び図6では、支持面61aは、ピニオン直交基準線Lcに対して背面16aの上の面のみに接触している。   More specifically, the arc-shaped radius r1 of the support surface 61a is set larger than the arc-shaped radius r2 of the back surface 16a (r1> r2). The center of the radius r2 of the back surface 16a of the rack shaft 16 is located on the pinion orthogonal reference line Lc. On the other hand, the center of the arc-shaped radius r1 of the support surface 61a is offset above or below the pinion orthogonal reference line Lc, that is, in the tooth width direction of the rack 32. As a result, the support surface 61a contacts only the upper or lower surface of the back surface 16a of the rack shaft 16 with respect to the horizontal pinion orthogonal reference line Lc. 3 and 6, the support surface 61a is in contact with only the surface above the back surface 16a with respect to the pinion orthogonal reference line Lc.

ここで、ラック軸16の背面16aに対する支持面61aの接触関係について、図7(a),(b)に基づき説明する。図7(a)は、図6(c)に合わせてラック軸16とラックガイド61との関係を示している。図7(b)は、図7(a)に示されたラックガイド61を、ラックガイド61のスライド方向から見た構成を表している。   Here, the contact relationship of the support surface 61a with the back surface 16a of the rack shaft 16 will be described with reference to FIGS. 7 (a) and 7 (b). FIG. 7A shows the relationship between the rack shaft 16 and the rack guide 61 in conformity with FIG. FIG. 7B illustrates a configuration in which the rack guide 61 illustrated in FIG. 7A is viewed from the sliding direction of the rack guide 61.

上述のように、「r1>r2」の関係があるので、ラック軸16の背面16aに対して、支持面61aは1つの接触部位Qsでのみ接触する。背面16aに対する支持面61aの接触部位Qsは、ラック軸16の軸長手方向に直線状に延びる(図7(b)参照)とともに、ラックガイド61の大きさがラック軸16の軸長手方向に最大となるように位置している。より具体的には、ラックガイド61のスライド方向の中心線Lg及び圧縮コイルばね62の中心線Lgは、ピニオン直交基準線Lcに対し、支持面61aが背面16aに接触する方にオフセット量δだけオフセットしている。   As described above, since there is a relationship of “r1> r2”, the support surface 61a contacts the back surface 16a of the rack shaft 16 only at one contact portion Qs. A contact portion Qs of the support surface 61a with respect to the back surface 16a extends linearly in the longitudinal direction of the rack shaft 16 (see FIG. 7B), and the size of the rack guide 61 is maximum in the longitudinal direction of the rack shaft 16. It is located to become. More specifically, the center line Lg in the sliding direction of the rack guide 61 and the center line Lg of the compression coil spring 62 are offset by an offset amount δ so that the support surface 61a contacts the back surface 16a with respect to the pinion orthogonal reference line Lc. It is offset.

図3、図6及び図7(a),(b)では、ラックガイド61のスライド方向の中心線Lgは、ピニオン直交基準線Lcに対して上にオフセットしている。接触部位Qsは、円形状断面に形成されているラックガイド61の中心線Lg上に位置している。従って、背面16aに対する支持面61aの接触部位Qsは、ラック軸16の軸長手方向に直線状に延び、その延び長さはラックガイド61の外径d1と同じである。   In FIGS. 3, 6 and 7A and 7B, the center line Lg of the rack guide 61 in the sliding direction is offset upward with respect to the pinion orthogonal reference line Lc. The contact portion Qs is located on the center line Lg of the rack guide 61 formed in a circular cross section. Therefore, the contact portion Qs of the support surface 61 a with respect to the back surface 16 a extends linearly in the axial direction of the rack shaft 16, and the extending length is the same as the outer diameter d 1 of the rack guide 61.

図5に示されるように、ラック軸16の断面中心Pr(中心線Pr)は、2個の軸受50,50の断面中心Pj(中心線Pj)に対して、ピニオン31(図6参照)から離れる方向にオフセット量Δ1だけオフセットし、且つ、ピニオン31の中心線Ppに沿ってラック32の歯幅方向にオフセット量Δ2だけオフセットしている。このため、ラック32自体が2個の軸受50,50によって支持される(接触する)ことを、より一層確実に防ぐことができる。   As shown in FIG. 5, the cross-sectional center Pr (center line Pr) of the rack shaft 16 is from the pinion 31 (see FIG. 6) with respect to the cross-sectional center Pj (center line Pj) of the two bearings 50 and 50. It is offset by an offset amount Δ1 in the away direction, and is offset by an offset amount Δ2 in the tooth width direction of the rack 32 along the center line Pp of the pinion 31. For this reason, it is possible to more reliably prevent the rack 32 itself from being supported (contacted) by the two bearings 50 and 50.

次に、上記実施例のステアリング装置10の作用を説明する。図8(a)は、ラック32が操舵の中立位置(車両が直進走行をする位置)に位置している状態の、ステアリング装置10を平面視で模式的に表している。図8(b)は、ステアリング装置10を右へ操舵することによって、ラック32が右にスライド変位している状態のステアリング装置10を平面視で模式的に表している。図8(c)は、ステアリング装置10を左へ操舵することによって、ラック32が左にスライド変位している状態のステアリング装置10を平面視で模式的に表している。   Next, the operation of the steering device 10 of the above embodiment will be described. FIG. 8A schematically illustrates the steering device 10 in a plan view in a state where the rack 32 is positioned at a neutral position of steering (a position where the vehicle travels straight). FIG. 8B schematically shows the steering device 10 in a plan view in a state where the rack 32 is slid to the right by steering the steering device 10 to the right. FIG. 8C schematically shows the steering device 10 in a plan view in a state where the rack 32 is slid to the left by steering the steering device 10 to the left.

図3に示されるように、ラックガイド61に形成されている略円弧状断面の押し付け面61aは、ラック軸16の背面16aのうち、ピニオン直交基準線Lcに対していずれか一方の面のみに接触している。このため、ラックガイド61は、圧縮コイルばね62の付勢力F1によって、ラック軸16をピニオン31へ向かって押し付けるとともに、図5に示されるように、ラック軸16の背面16aを各ラック支持部50,50に押し付けている(予圧を付加している。)。   As shown in FIG. 3, the pressing surface 61a of the substantially arc-shaped cross section formed on the rack guide 61 is only on one surface of the back surface 16a of the rack shaft 16 with respect to the pinion orthogonal reference line Lc. In contact. For this reason, the rack guide 61 presses the rack shaft 16 toward the pinion 31 by the urging force F1 of the compression coil spring 62, and, as shown in FIG. , 50 (preload is added).

図5に示されるように、ラック軸16の断面中心Pr(中心線Pr)は、各ラック支持部50,50の断面中心Pj(中心線Pj)に対して、ピニオン31(図6参照)から離れる方向にオフセット量Δ1だけオフセットし、且つ、ラック32の歯幅方向にオフセット量Δ2だけオフセットしている。この結果、図5及び図8(a)に示されるように、ラック軸16は、各ラック支持部50,50の断面中心Pjとラック軸16の断面中心Prとを結んだ作用線WL上に接点Qwを有し、この作用線WLの方向に反力F2が発生する。各ラック支持部50,50はラック軸16の背面16aを支持することになる。このラック軸支持構成は、いわゆる「2個の支点の両側から梁が張り出し、この梁の長手中央に集中荷重(ピニオン31の反力)が作用している」つり合い条件の支持構成に相当する。なお、オフセット量Δ1のオフセットは無くてもよい。その場合には、反力F2がラック下点Quから発生する。   As shown in FIG. 5, the cross-sectional center Pr (center line Pr) of the rack shaft 16 is from the pinion 31 (see FIG. 6) with respect to the cross-sectional center Pj (center line Pj) of each rack support 50, 50. It is offset by an offset amount Δ1 in the direction of leaving, and is offset by an offset amount Δ2 in the tooth width direction of the rack 32. As a result, as shown in FIG. 5 and FIG. 8A, the rack shaft 16 is on the action line WL connecting the cross-sectional center Pj of the rack support portions 50 and 50 and the cross-sectional center Pr of the rack shaft 16. A contact point Qw is provided, and a reaction force F2 is generated in the direction of the action line WL. Each rack support portion 50, 50 supports the back surface 16 a of the rack shaft 16. This rack shaft support configuration corresponds to a so-called “support configuration under a balancing condition in which a beam projects from both sides of two fulcrums and a concentrated load (reaction force of the pinion 31) acts on the longitudinal center of the beam”. The offset amount Δ1 may not be offset. In that case, a reaction force F2 is generated from the rack lower point Qu.

このようにして、ラック軸16の背面16aは、ピニオン31と2個のラック支持部50,50との3点によって、軸長手方向へのスライドが可能に確実に支持される。しかも、ラック32自体が各ラック支持部50,50によって支持されることはない(接触することはない)。ラック軸16を支持するための別個の支持部材を設ける必要はなく、ラック軸16を支持するための支持構成を簡略化することができる。   In this way, the back surface 16a of the rack shaft 16 is reliably supported by the three points of the pinion 31 and the two rack support portions 50 and 50 so as to be slidable in the longitudinal direction of the shaft. In addition, the rack 32 itself is not supported by the rack support portions 50 and 50 (not in contact with each other). There is no need to provide a separate support member for supporting the rack shaft 16, and the support configuration for supporting the rack shaft 16 can be simplified.

さらには、ピニオン直交基準線Lc(図3参照)に対して、いずれか一方の面のみに接触可能に形成されただけの、極めて簡単な構成の押し付け面61aによって、ラック軸16をピニオン31へ向かって押し付けるとともに、ラック軸16の背面16aを各ラック支持部50,50に押し付けることができる。このため、ラック軸16の背面16aを各ラック支持部50,50に押し付けるのに、別個の部品を設ける必要はない。しかも、ラック軸16の背面16aに対して、押し付け面61aの略半分だけが接触する。このため、押し付け面61aの接触面積が少ないので、押し付け面61aを精度良く滑らかに加工することができる。この結果、ラック軸16がスライドするときの摩擦抵抗を抑制することができる。   Furthermore, with respect to the pinion orthogonal reference line Lc (see FIG. 3), the rack shaft 16 is connected to the pinion 31 by the pressing surface 61a having a very simple configuration that is formed so as to be able to contact only one of the surfaces. The rear surface 16a of the rack shaft 16 can be pressed against the rack support portions 50, 50. For this reason, it is not necessary to provide a separate component for pressing the back surface 16a of the rack shaft 16 against the rack support portions 50, 50. In addition, only about half of the pressing surface 61 a contacts the back surface 16 a of the rack shaft 16. For this reason, since the contact area of the pressing surface 61a is small, the pressing surface 61a can be processed accurately and smoothly. As a result, the frictional resistance when the rack shaft 16 slides can be suppressed.

さらには、2個のラック支持部50,50は、ラック軸16において、ラック32が形成されている部位の背面16aのみを支持することが可能であって、互いに接近して位置している。各ラック支持部50,50がラック32の長さの範囲内に位置するので、範囲外に位置している従来に比べて、ラック軸16の全長を短くすることができる。このため、ラックアンドピニオン機構15をラック32の長手方向に小型にすることができる。ラックアンドピニオン機構15を収納するためのハウジング41(図3参照)も小型化できるので、ステアリング装置10の小型化及び軽量化を図ることができる。   Further, the two rack support portions 50, 50 can support only the back surface 16a of the portion where the rack 32 is formed on the rack shaft 16, and are positioned close to each other. Since each rack support part 50 and 50 is located in the range of the length of the rack 32, the full length of the rack shaft 16 can be shortened compared with the conventional one located outside the range. For this reason, the rack and pinion mechanism 15 can be reduced in size in the longitudinal direction of the rack 32. Since the housing 41 (see FIG. 3) for housing the rack and pinion mechanism 15 can also be reduced in size, the steering device 10 can be reduced in size and weight.

さらには、ラック軸16が従来に比べて短くなった分、ラック軸16に連結されているタイロッド18,18を長く設定することができる。このため、ステアリング装置10及びこのステアリング装置10を搭載する車両の、設計の自由度を高めることができる。例えば、ステアリング装置10のタイロッド18,18と図示せぬサスペンション装置とによって形成される、サスペンションジオメトリの設計自由度を高めることができる。   Furthermore, the tie rods 18 and 18 connected to the rack shaft 16 can be set longer because the rack shaft 16 is shorter than the conventional one. For this reason, the freedom degree of design of the steering apparatus 10 and the vehicle which mounts this steering apparatus 10 can be raised. For example, the design freedom of the suspension geometry formed by the tie rods 18 and 18 of the steering device 10 and the suspension device (not shown) can be increased.

特に、このようなステアリング装置10を、車幅が小さい小型車に搭載する場合に、配置上の制約が小さい。しかも、タイロッド18,18を長く設定すれば、左右の操舵車輪21,21がバンプやリバウンドをしたときにおいて、トーの変化の影響を抑制することができる。この結果、車両の操縦性を高めることができる。   In particular, when such a steering device 10 is mounted on a small vehicle having a small vehicle width, restrictions on arrangement are small. In addition, if the tie rods 18 and 18 are set long, the influence of the toe change can be suppressed when the left and right steering wheels 21 and 21 bump or rebound. As a result, the controllability of the vehicle can be improved.

さらには、ラック軸16が短くなることにより、タイロッド18,18を長く設定することができる。従って、ラック軸16に対するタイロッド18,18の傾き角φ(張り角φともいう)を、小さく設定することができる。このため、図8(b)及び図8(c)に示されるように、ラック軸16が車幅方向にスライド変位したときに、ラック軸16に垂直な方向に作用する力fb(曲げ力fb)は小さくてすむ。曲げ力fbが小さいので、ラック軸16に生じる曲げモーメントは小さい。従って、ラック軸16の曲げ強度を十分に高めることができるとともに、ラック軸16の撓みを抑制することができる。ラック軸16の撓みが小さいので、操舵時における左右の操舵車輪21,21の転舵角の精度を高めることができる。しかも、ピニオン31に対するラック32の噛み合い状態を良好に保つことができ、この結果、ラックアンドピニオン機構15の耐久性を十分に確保することができる。   Furthermore, since the rack shaft 16 is shortened, the tie rods 18 and 18 can be set longer. Therefore, the inclination angle φ (also referred to as tension angle φ) of the tie rods 18 and 18 with respect to the rack shaft 16 can be set small. Therefore, as shown in FIGS. 8B and 8C, when the rack shaft 16 is slid in the vehicle width direction, a force fb (bending force fb) acting in a direction perpendicular to the rack shaft 16 is obtained. ) Is small. Since the bending force fb is small, the bending moment generated on the rack shaft 16 is small. Therefore, the bending strength of the rack shaft 16 can be sufficiently increased and the deflection of the rack shaft 16 can be suppressed. Since the deflection of the rack shaft 16 is small, the accuracy of the turning angle of the left and right steering wheels 21 and 21 during steering can be increased. In addition, the meshing state of the rack 32 with the pinion 31 can be kept good, and as a result, the durability of the rack and pinion mechanism 15 can be sufficiently ensured.

図8(a)に示されるように、走行中に左右の操舵車輪21,21に加わる外乱、例えば路面の凹凸などに起因して発生した各操舵車輪21,21の振動は、左右の操舵車輪21,21からタイロッド18,18を介してラック軸16に伝わる。   As shown in FIG. 8A, the vibrations of the respective steering wheels 21 and 21 generated due to disturbance applied to the left and right steering wheels 21 and 21 during traveling, for example, road surface unevenness, are caused by the left and right steering wheels. 21 and 21 are transmitted to the rack shaft 16 through the tie rods 18 and 18.

これに対して実施例では、ラック32が操舵の中立位置の付近に位置している場合には、ラック軸16の背面16aから左右のラック支持部50,50に予圧が付加されている。このため、ラック軸16の背面16aと各ラック支持部50,50との間には、隙間を有していない。予圧が付加されているとともに隙間が無いので、前記振動に起因して、ラック軸16の背面16aが各ラック支持部50,50に当たる音、つまり打音の発生を十分に防止することができる。   On the other hand, in the embodiment, when the rack 32 is located near the neutral position of steering, preload is applied to the left and right rack support portions 50, 50 from the back surface 16a of the rack shaft 16. For this reason, there is no gap between the back surface 16 a of the rack shaft 16 and the rack support portions 50, 50. Since the preload is applied and there is no gap, it is possible to sufficiently prevent the sound that the rear surface 16a of the rack shaft 16 hits the rack support portions 50 and 50, that is, the hitting sound, due to the vibration.

例えば、図8(b)に示される右操舵のときや、図8(c)に示される左操舵のときに、ラック支持部50,50が受ける反力の方向は、ラック軸16の背面16aから左右のラック支持部50,50に予圧が付加されている方向である。このため、右操舵と左操舵とを反転させるときに、ラック軸16の背面16aが各ラック支持部50,50に当たる音(打音)の発生を、十分に防止することができる。   For example, during the right steering shown in FIG. 8B or the left steering shown in FIG. 8C, the direction of the reaction force received by the rack support portions 50, 50 is the back surface 16a of the rack shaft 16. The preload is applied to the left and right rack support portions 50, 50. For this reason, when the right steering and the left steering are reversed, it is possible to sufficiently prevent the occurrence of a sound (sounding sound) in which the back surface 16a of the rack shaft 16 hits the rack support portions 50 and 50.

しかも、ラック軸16は従来に比べて短いので軽量である。仮に、予圧を上回る大きい外乱がラック軸16に伝わった場合であっても、打音を抑制することができる。従って、ステアリング装置10から車室に伝わる騒音を十分に防止することができ、この結果、車室内の環境をより高めることができる。   Moreover, since the rack shaft 16 is shorter than the conventional one, it is lightweight. Even if a large disturbance exceeding the preload is transmitted to the rack shaft 16, the hitting sound can be suppressed. Therefore, noise transmitted from the steering device 10 to the vehicle compartment can be sufficiently prevented, and as a result, the environment in the vehicle compartment can be further enhanced.

次に、ピニオン直交基準線Lcに対してラックガイド61の中心線Lgをオフセットしたことによる作用を説明する。図7(c)は、ピニオン直交基準線Lcに対して、ラックガイド61Aの中心線Lgがオフセットしていない場合(比較例)を示している。図7(b)には、図7(a)に示された実施例のラックガイド61と、図7(c)に示された比較例のラックガイド61Aとを、ラックガイド61,61Aのスライド方向から見た構成を表している。   Next, the effect obtained by offsetting the center line Lg of the rack guide 61 with respect to the pinion orthogonal reference line Lc will be described. FIG. 7C shows a case where the center line Lg of the rack guide 61A is not offset with respect to the pinion orthogonal reference line Lc (comparative example). In FIG. 7B, the rack guide 61 of the embodiment shown in FIG. 7A and the rack guide 61A of the comparative example shown in FIG. The structure seen from the direction is shown.

図7(c)に示されるように、比較例の付勢部60Aの基本構成は図7(a)に示される実施例の付勢部60と実質的に同じであって、ラックガイド60Aと圧縮コイルばね62とからなる。図7(b),(c)に示されるように、比較例のラックガイド60Aの支持面61Aaは、ピニオン直交基準線Lcに対して背面16aの片側のみに接触している。それにもかかわらず、ラックガイド61Aのスライド方向の中心線Lgはピニオン直交基準線Lcに合致している。このため、支持面61Aaが背面16aに接触しない無駄な範囲は広い。その分、ラックガイド61Aの外径d2が大きくならざるを得ない。   As shown in FIG. 7C, the basic configuration of the biasing portion 60A of the comparative example is substantially the same as the biasing portion 60 of the embodiment shown in FIG. A compression coil spring 62; As shown in FIGS. 7B and 7C, the support surface 61Aa of the rack guide 60A of the comparative example is in contact with only one side of the back surface 16a with respect to the pinion orthogonal reference line Lc. Nevertheless, the center line Lg in the sliding direction of the rack guide 61A coincides with the pinion orthogonal reference line Lc. For this reason, the useless range in which the support surface 61Aa does not contact the back surface 16a is wide. Accordingly, the outer diameter d2 of the rack guide 61A must be increased.

さらには、図7(c)に示されるように、圧縮コイルばね62の付勢点Qc(圧縮コイルばね62の中心)はピニオン直交基準線Lc上に位置する。このピニオン直交基準線Lcから接触部位Qsまでの距離はδAである。このため、圧縮コイルばね62の付勢力によって、ラックガイド61の接触部位Qsがラック軸16を押したときに、このラック軸16から接触部位Qsに反力Poが加わる。この反力Poは圧縮コイルばね62の付勢力と同等である。従って、ラックガイド61には、モーメントMaが発生する(Ma=δA×Po)。   Further, as shown in FIG. 7C, the urging point Qc of the compression coil spring 62 (the center of the compression coil spring 62) is located on the pinion orthogonal reference line Lc. The distance from the pinion orthogonal reference line Lc to the contact site Qs is δA. For this reason, when the contact portion Qs of the rack guide 61 pushes the rack shaft 16 by the biasing force of the compression coil spring 62, a reaction force Po is applied from the rack shaft 16 to the contact portion Qs. This reaction force Po is equivalent to the urging force of the compression coil spring 62. Accordingly, a moment Ma is generated in the rack guide 61 (Ma = δA × Po).

図3に示されるように、ラックガイド61はラックガイドハウジング64の支持用孔64aにスライド可能に嵌合されている。ラックガイド61と支持用孔64aの壁面との間には、モーメントMaに応じた「こじれ力」(偏り荷重)が作用する。このため、この「こじれ力」に摩擦係数を乗じた値の摩擦力が、ラックガイド61と支持用孔64aの壁面との間に生じる。この摩擦力は、ラックガイド61のスライド運動を阻害する抗力となる。このような抗力は、ラック軸16の振動に対するラックガイド61の追従性を高める上で、好ましくない。しかも、ラックガイド61と支持用孔64aの壁面との間に、偏った摩耗現象が発生することによって、ラックガイド61のガタツキの要因となり得るので、付勢部60Aの耐久性を高める上で改良の余地がある。   As shown in FIG. 3, the rack guide 61 is slidably fitted in the support hole 64 a of the rack guide housing 64. Between the rack guide 61 and the wall surface of the support hole 64a, a “twisting force” (bias load) corresponding to the moment Ma acts. Therefore, a frictional force having a value obtained by multiplying the “twisting force” by the friction coefficient is generated between the rack guide 61 and the wall surface of the support hole 64a. This frictional force is a drag that inhibits the sliding movement of the rack guide 61. Such a drag is not preferable for improving the followability of the rack guide 61 to the vibration of the rack shaft 16. In addition, since an uneven wear phenomenon occurs between the rack guide 61 and the wall surface of the support hole 64a, it may cause a backlash of the rack guide 61. Therefore, the durability of the urging portion 60A is improved. There is room for.

これに対し、図7(a),(b)に示されるように、実施例では、ラックガイド61のスライド方向の中心線Lgは、ピニオン直交基準線Lcに対し、支持面61aが背面16aに接触する方にオフセットしている。このため、支持面61aが背面16aに接触しない無駄な範囲を狭くすることができる。その分、ラックガイド61の外径d1を小さくできるので、この結果、ラックガイド61を軽量にできる。このように、支持面61aが背面16aに接触可能な範囲を確保しつつ、ラックガイド61の小型化、軽量化を図ることができる。   On the other hand, as shown in FIGS. 7A and 7B, in the embodiment, the center line Lg in the sliding direction of the rack guide 61 is such that the support surface 61a is on the back surface 16a with respect to the pinion orthogonal reference line Lc. Offset to contact. For this reason, the useless range in which the support surface 61a does not contact the back surface 16a can be narrowed. Accordingly, the outer diameter d1 of the rack guide 61 can be reduced, and as a result, the rack guide 61 can be reduced in weight. In this manner, the rack guide 61 can be reduced in size and weight while ensuring a range in which the support surface 61a can contact the back surface 16a.

質量体であるラックガイド61と、所定のバネ定数の圧縮コイルばね62と、から成る振動系を考えたときに、この振動系の固有振動数(共振周波数)は、ラックガイド61が軽量になることによって大きくなる。このため、ラック軸16の振動に対するラックガイド61の追従性が高まるので、ピニオン31(図3参照)に対するラック32の良好な噛み合い状態を十分に維持することができる。従って、ピニオン31とラック32との摩擦特性が良好になるので、ラックアンドピニオン式ステアリング装置10(図1参照)を、より円滑に操舵することができ、この結果、操舵感覚を高めることができる。しかも、ピニオン31とラック32との良好な噛み合い状態を十分に維持できることによって、ラックアンドピニオン機構15の強度や耐久性を高めることができる。   When considering a vibration system comprising a rack guide 61 that is a mass body and a compression coil spring 62 having a predetermined spring constant, the natural frequency (resonance frequency) of the vibration system is such that the rack guide 61 is lightweight. It grows by things. For this reason, since the followability of the rack guide 61 with respect to the vibration of the rack shaft 16 is enhanced, the good meshing state of the rack 32 with the pinion 31 (see FIG. 3) can be sufficiently maintained. Therefore, since the friction characteristics between the pinion 31 and the rack 32 are improved, the rack and pinion type steering device 10 (see FIG. 1) can be steered more smoothly, and as a result, the steering feeling can be enhanced. . In addition, since the good meshing state between the pinion 31 and the rack 32 can be sufficiently maintained, the strength and durability of the rack and pinion mechanism 15 can be increased.

さらには、図7(b)に示されるように、背面16aに対する支持面61aの接触部位Qsは、ラック軸16の軸長手方向に直線状に延びるとともに、ラックガイド61の大きさがラック軸16の軸長手方向に最大(外径d1の値)となるように位置している。つまり、ラックガイド61は、このラックガイド61のスライド方向の中心線Lgを基準とした円形状断面に形成され、この中心線Lg上に接触部位Qsが位置している。従って、背面16aに対する支持面61aの接触部位Qsは、ラック軸16の軸長手方向に直線状に延び、この直線状の延び長さはラックガイド61の外径d1と同じであり、最大である。このため、ラックガイド61のスライド方向の中心線Lgがピニオン直交基準線Lcに合致している場合(図7(c)参照)に比べて、支持面61aが背面16aに接触しない無駄な範囲が狭くてすむ。従って、ラックガイド61の大きさ(外径d1)を小さくできるので、この結果、ラックガイド61を軽量にできる。   Further, as shown in FIG. 7B, the contact portion Qs of the support surface 61 a with respect to the back surface 16 a extends linearly in the longitudinal direction of the rack shaft 16, and the size of the rack guide 61 is the rack shaft 16. It is located so that it may become the maximum (value of outer diameter d1) in the longitudinal direction of the axis. That is, the rack guide 61 is formed in a circular cross section with the center line Lg in the sliding direction of the rack guide 61 as a reference, and the contact site Qs is located on the center line Lg. Therefore, the contact portion Qs of the support surface 61a with respect to the back surface 16a extends linearly in the axial direction of the rack shaft 16, and the linear extension length is the same as the outer diameter d1 of the rack guide 61 and is the maximum. . For this reason, compared with the case where the center line Lg in the sliding direction of the rack guide 61 matches the pinion orthogonal reference line Lc (see FIG. 7C), there is a useless range in which the support surface 61a does not contact the back surface 16a. It ’s narrow. Accordingly, the size (outer diameter d1) of the rack guide 61 can be reduced, and as a result, the rack guide 61 can be reduced in weight.

さらには、図7(a)に示されるように、圧縮コイルばね62の付勢点Qcは接触部位Qsに合致している。このため、ラック軸16から接触部位Qsへ加わる反力Poによってモーメントが発生することはない。従って、ラック軸16の振動に対するラックガイド61の追従性を高めることができる。しかも、付勢部60の耐久性を高めることができる。例えば、前記モーメントが発生しないので、このモーメントによる過大な「こじれ力」(偏り荷重)がラックガイド61、圧縮コイルばね62及び調整ボルト63(図3参照)に作用しない。このため、ラックガイド61の各座面(支持面61aやばね受け面)や調整ボルト63の座面(ばね受け面)に変形(へたり現象)や損耗が発生することによる、ラックガイド61と調整ボルト63との間の隙間が増大することはない。   Furthermore, as shown in FIG. 7A, the urging point Qc of the compression coil spring 62 matches the contact site Qs. For this reason, no moment is generated by the reaction force Po applied from the rack shaft 16 to the contact portion Qs. Therefore, the followability of the rack guide 61 to the vibration of the rack shaft 16 can be improved. In addition, the durability of the urging unit 60 can be increased. For example, since the moment does not occur, an excessive “twisting force” (bias load) due to the moment does not act on the rack guide 61, the compression coil spring 62, and the adjusting bolt 63 (see FIG. 3). For this reason, the rack guide 61 and the rack guide 61 are caused by deformation (sagging) and wear on each seating surface (support surface 61a and spring receiving surface) of the rack guide 61 and the seating surface (spring receiving surface) of the adjusting bolt 63. The gap between the adjusting bolt 63 does not increase.

さらには、ラックガイド61のスライド方向の中心線Lgを、ピニオン直交基準線Lcに対し、支持面61aが背面16aに接触する方にオフセットさせたので、ラック軸16の背面16aに対してラックガイド61を誤った向きに組み付ける心配がない。このため、車両用ステアリング装置10の生産性が高まる。例えば、ラック軸16の背面16aに対して、ラックガイド61を天地逆向きに組み付けた場合には、ラックガイド61の支持面61aが背面16aから離れてしまう。このため、作業者は誤った向きであることを目視によって容易に認識することができる。   Further, since the center line Lg in the sliding direction of the rack guide 61 is offset with respect to the pinion orthogonal reference line Lc so that the support surface 61a comes into contact with the back surface 16a, the rack guide is relative to the back surface 16a of the rack shaft 16. There is no worry of assembling 61 in the wrong direction. For this reason, productivity of the steering apparatus 10 for vehicles increases. For example, when the rack guide 61 is assembled upside down with respect to the back surface 16a of the rack shaft 16, the support surface 61a of the rack guide 61 is separated from the back surface 16a. For this reason, the operator can easily recognize visually that the orientation is wrong.

次に、ピニオン直交基準線Lcに対して支持面61aの接触部位Qsが片側のみに設けられていることによる作用を説明する。図9(a)は、図7(a)に合わせてラック軸16とラックガイド61との関係を示している。図9(b)は、ピニオン直交基準線Lcに対して、ラックガイド61Bの中心線Lgがオフセットしていない場合(比較例)を示している。図9(c)には、図9(a)に示された実施例のラックガイド61と、図9(b)に示された比較例のラックガイド61Bとを、ラックガイド61,61Bのスライド方向から見た構成を表している。   Next, the effect | action by the contact part Qs of the support surface 61a being provided only in the one side with respect to the pinion orthogonal reference line Lc is demonstrated. FIG. 9A shows the relationship between the rack shaft 16 and the rack guide 61 in conformity with FIG. FIG. 9B shows a case where the center line Lg of the rack guide 61B is not offset with respect to the pinion orthogonal reference line Lc (comparative example). In FIG. 9C, the rack guide 61 of the embodiment shown in FIG. 9A and the rack guide 61B of the comparative example shown in FIG. 9B are slid on the rack guides 61 and 61B. The structure seen from the direction is shown.

図9(b),(c)に示されるように、比較例の付勢部60Bは、ラックガイド60Bと圧縮コイルばね62とからなる。ラックガイド61Bのスライド方向の中心線Lgはピニオン直交基準線Lcに合致している。しかも、ラックガイド60Bの支持面61Baは、ピニオン直交基準線Lcに対して背面16aの両側に接触している。つまり、ピニオン直交基準線Lcに対して支持面61Baの接触部位Qsが2箇所である。   As shown in FIGS. 9B and 9C, the biasing portion 60 </ b> B of the comparative example includes a rack guide 60 </ b> B and a compression coil spring 62. A center line Lg in the sliding direction of the rack guide 61B coincides with the pinion orthogonal reference line Lc. Moreover, the support surface 61Ba of the rack guide 60B is in contact with both sides of the back surface 16a with respect to the pinion orthogonal reference line Lc. That is, there are two contact parts Qs of the support surface 61Ba with respect to the pinion orthogonal reference line Lc.

図9(b)に示されるように、圧縮コイルばね62の付勢点Qc(圧縮コイルばね62の中心)はピニオン直交基準線Lc上に位置する。このピニオン直交基準線Lcから各接触部位Qs,Qsまでの距離はδB,δBである。このため、圧縮コイルばね62の付勢力によって、ラックガイド61の各接触部位Qs,Qsがラック軸16を押したときに、このラック軸16から各接触部位Qs,Qsにそれぞれ反力Po/2,Po/2が加わる。この反力Po/2は、圧縮コイルばね62の付勢力Poの半分である。従って、ラックガイド61Bには、ピニオン直交基準線Lcに対して両側にモーメントMb,Mbが発生する(Mb=δB×Po/2)。   As shown in FIG. 9B, the urging point Qc of the compression coil spring 62 (the center of the compression coil spring 62) is located on the pinion orthogonal reference line Lc. The distances from the pinion orthogonal reference line Lc to the contact portions Qs and Qs are δB and δB. For this reason, when each contact part Qs, Qs of the rack guide 61 pushes the rack shaft 16 by the biasing force of the compression coil spring 62, the reaction force Po / 2 is applied from the rack shaft 16 to each contact part Qs, Qs. , Po / 2 is added. This reaction force Po / 2 is half of the biasing force Po of the compression coil spring 62. Accordingly, moments Mb and Mb are generated on both sides of the rack guide 61B with respect to the pinion orthogonal reference line Lc (Mb = δB × Po / 2).

さらに、図8(a)及び図8(b)に示されるように、左右の操舵車輪21,21を操舵しているときには、ラック軸16は操舵車輪21,21から推力(ラック軸16を車幅方向にスライド変位させようとする力)を受ける。この推力は、ラック32の圧力角により、ラック32がピニオン直交基準線Lc方向の反力に変換される。この反力の分、各接触部位Qs,Qsに加わる反力Po/2,Po/2が、更に大きくなる。   Further, as shown in FIGS. 8A and 8B, when the left and right steering wheels 21 and 21 are being steered, the rack shaft 16 is driven by the thrust (the rack shaft 16 is moved from the steering wheels 21 and 21). Receives force to slide and displace in the width direction. This thrust is converted into a reaction force of the rack 32 in the direction of the pinion orthogonal reference line Lc by the pressure angle of the rack 32. Due to this reaction force, reaction forces Po / 2 and Po / 2 applied to the contact parts Qs and Qs are further increased.

このため、ラックガイド61Bは、モーメントMb,Mbを考慮した大きい高強度の材料、例えば鋼材を採用する必要がある。   For this reason, the rack guide 61B needs to employ a large and high-strength material, for example, a steel material in consideration of the moments Mb and Mb.

これに対し、図9(a),(b)に示されるように、実施例では、ラックガイド60の支持面61aは、ピニオン直交基準線Lcに対して背面16aの片側のみに接触している。しかも、ラックガイド61のスライド方向の中心線Lgは、ピニオン直交基準線Lcに対し、支持面61aが背面16aに接触する方にオフセットしている。さらには、圧縮コイルばね62の付勢点Qcは接触部位Qsに合致している。このため、ラック軸16から接触部位Qsへ加わる反力Poによってモーメントが発生することはない。従って、ラックガイド61は、モーメントを考慮しない分だけ低強度の材料、例えば上述のように樹脂を採用することができる。   In contrast, as shown in FIGS. 9A and 9B, in the embodiment, the support surface 61a of the rack guide 60 is in contact with only one side of the back surface 16a with respect to the pinion orthogonal reference line Lc. . Moreover, the center line Lg in the sliding direction of the rack guide 61 is offset with respect to the pinion orthogonal reference line Lc so that the support surface 61a contacts the back surface 16a. Furthermore, the urging point Qc of the compression coil spring 62 matches the contact site Qs. For this reason, no moment is generated by the reaction force Po applied from the rack shaft 16 to the contact portion Qs. Therefore, the rack guide 61 can employ a low-strength material, for example, a resin as described above, so as not to consider the moment.

樹脂製のラックガイド61を採用することにより、質量体であるラックガイド61を軽量にすることができる。質量体であるラックガイド61と圧縮コイルばね62とから成る振動系を考えたときに、この振動系の固有振動数は、ラックガイド61が軽量になることによって、より大きくなる。このため、ラック軸16の振動に対するラックガイド61の追従性が一層高まるので、ピニオン31(図6参照)に対するラック32の良好な噛み合い状態をより十分に維持することができる。従って、ピニオン31とラック32との摩擦特性が良好になるので、ラックアンドピニオン式ステアリング装置10(図1参照)を、より円滑に操舵することができ、この結果、操舵感覚を高めることができる。   By employing the resin rack guide 61, the rack guide 61, which is a mass body, can be reduced in weight. When considering a vibration system composed of a rack guide 61 and a compression coil spring 62 which are mass bodies, the natural frequency of this vibration system becomes larger as the rack guide 61 becomes lighter. For this reason, since the trackability of the rack guide 61 with respect to the vibration of the rack shaft 16 is further enhanced, the good meshing state of the rack 32 with the pinion 31 (see FIG. 6) can be more sufficiently maintained. Therefore, since the friction characteristics between the pinion 31 and the rack 32 are improved, the rack and pinion type steering device 10 (see FIG. 1) can be steered more smoothly, and as a result, the steering feeling can be enhanced. .

なお、本発明では、ラックガイド61は、ラック軸16の背面16aに対する支持面61aの接触部位Qsが、ラック軸16の軸長手方向に直線状に延びるとともに、ラックガイド61の大きさがラック軸16の軸長手方向に最大(直線状に延びる接触部位Qsの長さが最大)となるように、ラックガイド61の形状や、ピニオン直交基準線Lcに対するオフセット量δが設定されることが、最も好ましい。   In the present invention, the rack guide 61 is such that the contact portion Qs of the support surface 61a with respect to the back surface 16a of the rack shaft 16 extends linearly in the longitudinal direction of the rack shaft 16, and the size of the rack guide 61 is the rack shaft. It is most preferable that the shape of the rack guide 61 and the offset amount δ with respect to the pinion orthogonal reference line Lc are set so as to be maximum in the longitudinal direction of the 16 axes (the length of the contact portion Qs extending linearly is maximum). preferable.

例えば、ラックガイド61を支持面61a側から見た端面(ラック軸16に臨んでいる方の端面の形状、つまり、ラックガイド61のスライド方向から見たとき(スライド方向の中心線Lgに沿って見たとき)の断面形状は、真円の円形状の断面の他に、楕円状の断面、ラック軸16の中心線Prに対して多角形(四角形や三角形など)の断面に設定することが可能である。   For example, the end surface of the rack guide 61 viewed from the support surface 61a (the shape of the end surface facing the rack shaft 16, that is, when viewed from the sliding direction of the rack guide 61 (along the center line Lg in the sliding direction). The cross-sectional shape (when viewed) may be set to an elliptical cross-section, a polygonal cross-section (rectangle, triangle, etc.) with respect to the center line Pr of the rack shaft 16 in addition to a perfect circular cross-section. Is possible.

また、ラックガイド61の支持面61aの形状は、図3に示される略円弧状断面の他に、ラック軸16の背面16aに対して、「接触部位Qsを通る接線」を基本とした平坦面とすることが可能である。   Further, the shape of the support surface 61a of the rack guide 61 is a flat surface based on the “tangent line passing through the contact portion Qs” with respect to the back surface 16a of the rack shaft 16 in addition to the substantially arc-shaped cross section shown in FIG. Is possible.

また、ピニオン31とラック32は「はす歯」の構成であるが、ラック32をラック軸16に対して直交する「すぐ歯」にし、ピニオン31を「はす歯」にし、ピニオン軸14をラック軸16の軸長手方向に傾けた構成にすることが可能である。また、ピニオン31とラック32の両方共に「すぐ歯」にすることも可能である。   Further, the pinion 31 and the rack 32 have a “helical tooth” configuration, but the rack 32 is set to “immediate tooth” orthogonal to the rack shaft 16, the pinion 31 is set to “helical tooth”, and the pinion shaft 14 is It is possible to adopt a configuration in which the rack shaft 16 is inclined in the longitudinal direction of the rack. It is also possible for both the pinion 31 and the rack 32 to be “quick teeth”.

本発明の車両用ラックアンドピニオン式ステアリング装置10は、車幅が小さい小型車に搭載するのに好適である。   The vehicle rack and pinion type steering device 10 of the present invention is suitable for mounting on a small vehicle having a small vehicle width.

10…車両用ステアリング装置、11…ステアリングホイール、14…ピニオン軸、15…ラックアンドピニオン機構、16…ラック軸、16a…背面、21…操舵車輪、31…ピニオン、32…ラック、50…ラック支持部(円筒状の軸受)、51…支持孔、60…付勢部、61…ラックガイド、61a…支持面、62…圧縮コイルばね、64…ラックガイドハウジング、64a…支持用孔、d1…ラックガイドの大きさ、Pr…ラック軸の断面中心(ラック軸の中心)、Pp…ピニオンの中心線、Lc…ピニオン直交基準線、Lp…ピニオン平行基準線、r1…押し付け面の円弧状の半径、r2…背面の円弧状の半径、Pj…軸受の中心線、Qs…接触部位、δ…オフセット量。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Vehicle steering apparatus, 11 ... Steering wheel, 14 ... Pinion shaft, 15 ... Rack and pinion mechanism, 16 ... Rack shaft, 16a ... Back surface, 21 ... Steering wheel, 31 ... Pinion, 32 ... Rack, 50 ... Rack support Part (cylindrical bearing), 51 ... support hole, 60 ... biasing part, 61 ... rack guide, 61a ... support surface, 62 ... compression coil spring, 64 ... rack guide housing, 64a ... support hole, d1 ... rack Guide size, Pr ... rack shaft cross-sectional center (rack shaft center), Pp ... pinion center line, Lc ... pinion orthogonal reference line, Lp ... pinion parallel reference line, r1 ... arc-shaped radius of the pressing surface, r2: arcuate radius of the back surface, Pj: bearing center line, Qs: contact area, δ: offset amount.

Claims (3)

ステアリングホイールを操舵することによって発生した操舵トルクを、前記ステアリングホイールからラックアンドピニオン機構を介して操舵車輪に伝える車両用ステアリング装置において、
前記ラックアンドピニオン機構のラックが形成されているラック軸と、
前記ラックアンドピニオン機構のピニオンの位置に対して前記ラック軸の軸長手方向の両側に位置する2個のラック支持部と、
この2個のラック支持部の間に位置し、前記ラック軸を少なくとも前記ラック以外の方向へ付勢することが可能な付勢部と、を備え、
前記2個のラック支持部は、操舵の中立位置に位置している状態の前記ラック軸の、前記ラックが形成されている部位の背面のみを、軸長手方向にスライド可能に支持するように、互いに接近して位置し、
前記付勢部は、
前記ラック軸の中心線に直交し且つ前記ピニオンの中心線に直交するピニオン直交基準線に沿ってスライド可能であって、前記ラック軸の、前記ラックが形成されている部位の前記背面を、軸長手方向にスライド可能に支えるラックガイドと、
このラックガイドを前記背面に向かって付勢する圧縮コイルばねと、からなり、
前記ラックガイドは、前記背面を支えるための支持面を有し、
この支持面は、前記ピニオン直交基準線に対して前記背面の片側のみに接触可能に形成され、
前記ラックガイドのスライド方向の中心線は、前記ピニオン直交基準線に対し、前記支持面が前記背面に接触する方にオフセットしていることを特徴とする車両用ステアリング装置。
In a vehicle steering apparatus for transmitting a steering torque generated by steering a steering wheel from a steering wheel to a steering wheel via a rack and pinion mechanism,
A rack shaft on which a rack of the rack and pinion mechanism is formed;
Two rack support portions located on both sides in the longitudinal direction of the rack shaft with respect to the position of the pinion of the rack and pinion mechanism;
An urging portion located between the two rack support portions and capable of urging the rack shaft at least in a direction other than the rack;
The two rack support parts are configured to support only the back surface of the rack shaft in a state where the rack shaft is positioned at a neutral position of steering so as to be slidable in the longitudinal direction of the shaft. Located close to each other,
The biasing part is
The rack shaft is slidable along a pinion orthogonal reference line orthogonal to the center line of the rack axis and orthogonal to the center line of the pinion, and the rear surface of the portion of the rack shaft where the rack is formed is A rack guide that is slidable in the longitudinal direction;
A compression coil spring that urges the rack guide toward the back surface, and
The rack guide has a support surface for supporting the back surface,
The support surface is formed so as to be able to contact only one side of the back surface with respect to the pinion orthogonal reference line,
A vehicle steering apparatus, wherein a center line in a sliding direction of the rack guide is offset with respect to the pinion orthogonal reference line so that the support surface is in contact with the back surface.
前記背面に対する前記支持面の接触部位は、前記ラック軸の軸長手方向に直線状に延びるとともに、前記ラックガイドの大きさが前記ラック軸の軸長手方向に最大となるように位置していることを特徴とする請求項2記載の車両用ステアリング装置。   The contact portion of the support surface with respect to the rear surface extends linearly in the longitudinal direction of the rack shaft and is positioned so that the size of the rack guide is maximized in the longitudinal direction of the rack shaft. The vehicle steering apparatus according to claim 2. 前記ラックガイドは、このラックガイドの前記スライド方向の中心線を基準とした円形状断面に形成され、この中心線上に前記接触部位が位置していることを特徴とする請求項2記載の車両用ステアリング装置。   3. The vehicle according to claim 2, wherein the rack guide is formed in a circular cross section with respect to a center line in the sliding direction of the rack guide, and the contact portion is located on the center line. Steering device.
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