JP2006017248A - Rack boot - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、両端がタイロッドエンド側軸部とギアハウジング側軸部にそれぞれ保持され、ボールジョイント部を保護するラック&ピニオン式ステアリングギヤに用いられるラックブーツに関する。 The present invention relates to a rack boot used in a rack and pinion type steering gear in which both ends are respectively held by a tie rod end side shaft portion and a gear housing side shaft portion to protect a ball joint portion.
ステアリングピニオンギヤの回転運動をステアリングラックの軸方向の動きに変換するステアリングギヤ形式として、ステアリングラックにボールジョイントを介してタイロッドを結合し、そのタイロッドによりナックルアームを介してタイヤの切れ角を変える構造が知られている。この構造においては、ステアリングラックとタイロッドとの結合部分は蛇腹形状のラックブーツで覆われ、異物の侵入による不具合が防止されている。このラックブーツは、ステアリングラックエンド側はクリップなどを、ギアハウジング側はクランプなどを用いて保持されている。 As a steering gear type that converts the rotational movement of the steering pinion gear into the axial movement of the steering rack, a structure is adopted in which a tie rod is connected to the steering rack via a ball joint and the tire turning angle is changed by the tie rod via a knuckle arm. Are known. In this structure, the coupling portion between the steering rack and the tie rod is covered with a bellows-shaped rack boot, so that problems due to intrusion of foreign matter are prevented. The rack boot is held using a clip or the like on the steering rack end side and a clamp or the like on the gear housing side.
このようなステアリングギヤ形式においては、車両組立てラインにおいて、左右のタイヤの姿勢を微調整するために、ステアリングラックエンド側軸部を回すことでタイロッドの長さを調整するトーイン調整が行われる。ところがラックブーツはゴムなどから形成されているために一般に摩擦係数が大きく、トーイン調整時にタイロッドと共に回転し、両端部の回転角に差が生じて捻れが生じる場合があった。この捻れをそのまま放置すると、伸縮時にラックブーツを挟み込み、ラックブーツに損傷が生じる場合がある。 In such a steering gear type, in order to finely adjust the posture of the left and right tires in the vehicle assembly line, toe-in adjustment is performed in which the length of the tie rod is adjusted by turning the steering rack end side shaft portion. However, since the rack boot is made of rubber or the like, the coefficient of friction is generally large, and it rotates with the tie rod during toe-in adjustment, and there is a case where a twist occurs due to a difference in rotation angle between both ends. If this twist is left as it is, the rack boot may be caught during expansion and contraction, and the rack boot may be damaged.
そこで従来は、ラックブーツの少なくともタイロッドとの結合界面にグリースを塗布し、摩擦抵抗を小さくすることで、トーイン調整時にラックブーツがタイロッドと共回りするのを防止している。また実開昭62−093466号には、ラックブーツの軸部材との嵌合面部にシリコーンゴム被膜を塗着することが記載されている。シリコーンゴム被膜を塗着することで摩擦係数が低減化されるので、トーイン調整時にラックブーツがタイロッドと共回りするのを防止することができる。 Therefore, conventionally, grease is applied to at least the interface between the rack boot and the tie rod to reduce the frictional resistance, thereby preventing the rack boot from rotating together with the tie rod during toe-in adjustment. Japanese Utility Model Laid-Open No. 62-093466 describes that a silicone rubber coating is applied to the fitting surface portion of the rack boot with the shaft member. Since the friction coefficient is reduced by applying the silicone rubber coating, the rack boot can be prevented from rotating together with the tie rod during toe-in adjustment.
しかしながら、グリースを塗布することは、工数が大きくなりコストアップの一要因となっている。またシリコーンゴム被膜を形成することも、ラックブーツのコストが上昇し、やはりコストアップの要因となる。そこで特開昭60−215164号公報に記載のように、滑剤を添加した熱可塑性エラストマからラックブーツを形成することが考えられる。しかしこの場合でも、滑剤の添加によってラックブーツのコストが増大するとともに、ラックブーツの形状によっては滑剤の効果が得られず、共回りを完全に防止することは困難であった。
本発明は上記した事情に鑑みてなされたものであり、余分な材料を用いることなくラックブーツの形状を工夫することで、トーイン調整時における共回りを確実に防止することを解決すべき課題とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and a problem to be solved by reliably preventing co-rotation during toe-in adjustment by devising the shape of the rack boot without using extra material. To do.
上記課題を解決する本発明のラックブーツの特徴は、筒状で蛇腹形状をなし少なくとも一端部が締結クリップにより相手部材に保持されるラックブーツであって、少なくとも一端部の肉厚をt、内径をφ1 とし、相手部材の外径をφ2 、締結クリップの内径をφ3 としたとき、
2t/(φ3 −φ2 )で定義される圧縮比(Y)とφ2 /φ1 で定義される拡張比(X)との関係が、Y≧1.16かつX≦(28−Y)/22.9を満足することにある。
A feature of the rack boot of the present invention that solves the above problems is a rack boot that is cylindrical and has a bellows shape, and at least one end thereof is held by a mating member by a fastening clip, wherein the wall thickness of at least one end is t, was a phi 1, when 2 the outer diameter of the mating member phi, the inner diameter of the fastening clip has a phi 3,
The relationship between the compression ratio (Y) defined by 2t / (φ 3 −φ 2 ) and the expansion ratio (X) defined by φ 2 / φ 1 is Y ≧ 1.16 and X ≦ (28−Y) / To satisfy 22.9.
X≧1.037 を満足することが好ましく、X≦(9.93−Y)/7.29をさらに満足することが望ましい。また滑剤を含む軟質樹脂から形成すれば、上記関係式の許容範囲を広げることができる。そして一端部は、タイロッドエンド側軸部に保持される端部であることが好ましい。 It is preferable to satisfy X ≧ 1.037, and it is preferable to further satisfy X ≦ (9.93−Y) /7.29. Moreover, if it forms from soft resin containing a lubricant, the tolerance | permissible_range of the said relational expression can be extended. The one end is preferably an end held by the tie rod end side shaft.
本発明のラックブーツによれば、グリースの塗布やシリコーンゴム被膜の形成を行わず、ラックブーツ本体のみでトーイン調整時における共回りを確実に防止できるので、コストアップを回避しつつ使用時の損傷を防止することができる。 According to the rack boot of the present invention, it is possible to reliably prevent co-rotation during toe-in adjustment with only the rack boot main body without applying grease or forming a silicone rubber coating, so that damage during use is avoided while avoiding an increase in cost. Can be prevented.
本発明者らは、種々のラックブーツを製作して試験を繰り返し、トーイン調整時の共回り現象の有無と各部位の寸法との関係を鋭意調査した。その結果、少なくとも一端部の肉厚をt、内径をφ1 とし、相手部材の外径をφ2 、締結クリップの内径をφ3 としたとき、2t/(φ3 −φ2 )で定義される圧縮比(Y)とφ2 /φ1 で定義される拡張比(X)の二つの指標でまとめることで、共回りしない範囲を精度高く表現できることを見出し、本発明を完成した。 The inventors of the present invention manufactured various rack boots and repeated the tests, and intensively investigated the relationship between the presence or absence of the co-rotation phenomenon during toe-in adjustment and the dimensions of each part. As a result, it is defined as 2t / (φ 3 −φ 2 ) where t is the wall thickness of at least one end, φ 1 is the inner diameter, φ 2 is the outer diameter of the mating member, and φ 3 is the inner diameter of the fastening clip. The present invention has been completed by finding that a range that does not co-rotate can be expressed with high accuracy by combining the two compression ratios (Y) and the expansion ratio (X) defined by φ 2 / φ 1 .
2t/(φ3 −φ2 )で定義される圧縮比(Y)は、ラックブーツの端部の締め代に対する肉厚の比であり、Y<1.16では肉厚が薄くなりすぎるため、成形時の流動が困難となってラックブーツ端部の成形が困難となる。したがってY≧1.16とした。 The compression ratio (Y) defined by 2t / (φ 3 −φ 2 ) is the ratio of the wall thickness to the allowance at the end of the rack boot, and when Y <1.16, the wall thickness becomes too thin. This makes it difficult to form the rack boot end. Therefore, Y ≧ 1.16.
そして本発明のラックブーツでは、少なくとも一方の端部の肉厚をt、端部の内径をφ1 、端部が保持されるタイロッドエンド側軸部及びステアリングラックエンド側軸部の少なくとも一方の外径をφ2 としたとき、圧縮比(Y)とφ2 /φ1 で定義される拡張比(X)との関係が、Y≧1.16かつX≦(28−Y)/22.9を満足する。 In the rack boot of the present invention, the wall thickness of at least one end portion is t, the inner diameter of the end portion is φ 1 , and the outer end portion of at least one of the tie rod end side shaft portion and the steering rack end side shaft portion where the end portion is held. When the diameter is φ 2 , the relationship between the compression ratio (Y) and the expansion ratio (X) defined by φ 2 / φ 1 satisfies Y ≧ 1.16 and X ≦ (28−Y) /22.9.
式X=(28−Y)/22.9は図1の直線L1 で示されるので、上記二つの関係を満足する範囲は、図1に右上がりの斜線で示す範囲Aとなる。拡張比(X)が(28−Y)/22.9を超えると(範囲Aを超えると)、トーイン調整時にラックブーツが共回りするようになる。 Since the equation X = (28−Y) /22.9 is indicated by the straight line L 1 in FIG. 1, the range satisfying the above two relations is the range A indicated by the oblique line rising to the right in FIG. When the expansion ratio (X) exceeds (28−Y) /22.9 (exceeds range A), the rack boots rotate together during toe-in adjustment.
拡張比(X)は、ラックブーツ端部の内径φ1 に対する軸部材の外径φ2 の比であり、端部と軸部との嵌合によって端部に作用する応力の強さに相当する。Xが小さすぎると、使用時に圧縮された場合に端部が軸部材との係合部から外れるので、この押し抜けを防止するにはX≧0.977 を満足することが好ましい。また使用時に引っ張られた場合に端部が軸部材との係合部から外れる引き抜けを防止するには、X≧1.037 を満足することが望ましい。X≧1.037 を満足すれば、押し抜けと引き抜けの両方を防止することができる。したがってさらに好ましい範囲は、図1に右下がりの斜線で示す範囲Bとなる。 The expansion ratio (X) is the ratio of the outer diameter φ 2 of the shaft member to the inner diameter φ 1 of the rack boot end, and corresponds to the strength of the stress acting on the end due to the fitting between the end and the shaft. . If X is too small, the end portion is disengaged from the engaging portion with the shaft member when compressed in use, and therefore it is preferable to satisfy X ≧ 0.977 in order to prevent this push-through. In order to prevent the end portion from being pulled out of the engagement portion with the shaft member when pulled during use, it is desirable to satisfy X ≧ 1.037. If X ≧ 1.037 is satisfied, both push-through and pull-out can be prevented. Therefore, a more preferable range is a range B indicated by a slanted line in FIG.
TPO製のラックブーツでは、組付直後から経時で摩擦係数が増加するという現象がある。上記した圧縮比(Y)と拡張比(X)との関係は組付1時間後のラックブーツに適用できるが、組付後一週間経過したラックブーツの場合には、X≦(9.93−Y)/7.29を満足することが望ましいことになる。式X=(9.93−Y)/7.29は図2の直線L2 で示されるから、組付直後でも一週間経過後でも共回りしないようにするには、図2に右上がりの斜線で示す範囲C、すなわちX≦(28−Y)/22.9とX≦(9.93−Y)/7.29の両方を満足することが特に好ましい。 The rack boot made of TPO has a phenomenon that the coefficient of friction increases over time immediately after assembly. The relationship between the compression ratio (Y) and the expansion ratio (X) described above can be applied to rack boots that are one hour after assembly, but in the case of rack boots that have passed one week after assembly, X ≦ (9.93−Y ) /7.29 is desirable. Since the formula X = (9.93−Y) /7.29 is shown by the straight line L 2 in FIG. 2, in order not to rotate together even immediately after assembly or after one week, the range shown by the upward slanting line in FIG. It is particularly preferable to satisfy C, that is, both X ≦ (28−Y) /22.9 and X ≦ (9.93−Y) /7.29.
さらに、成形時の流動性と製造時の寸法のバラツキを勘案すると、圧縮比(Y)は1.28〜1.82の範囲であることが特に望ましい。また拡張比(X)が小さすぎると異物の侵入を防止することが困難となり、拡張比(X)が大きいほど共回りしやすくなるので、拡張比(X)は1.042 〜1.082 の範囲とすることが特に望ましい。したがって図2に右下がりの斜線で示すように、範囲Dの範囲で拡張比(X)と圧縮比(Y)を決定し、端部が保持されるタイロッドエンド側軸部及びギアハウジング側軸部の少なくとも一方の外径(φ2 )に応じて、端部の肉厚(t)、端部の内径(φ1 )、締結クリップの内径(φ3 )をそれぞれ決定することが特に望ましい。 Furthermore, the compression ratio (Y) is particularly preferably in the range of 1.28 to 1.82 in consideration of fluidity during molding and dimensional variation during production. Also, if the expansion ratio (X) is too small, it is difficult to prevent the intrusion of foreign matter, and the larger the expansion ratio (X), the easier it is to rotate together. Therefore, the expansion ratio (X) should be in the range of 1.042 to 1.082. Is particularly desirable. Therefore, as shown by the slanting line in the lower right in FIG. 2, the expansion ratio (X) and the compression ratio (Y) are determined within the range D, and the tie rod end side shaft portion and the gear housing side shaft portion where the ends are held are determined. It is particularly desirable to determine the thickness (t) of the end portion, the inner diameter (φ 1 ) of the end portion, and the inner diameter (φ 3 ) of the fastening clip according to at least one outer diameter (φ 2 ).
本発明のラックブーツは、熱可塑性エラストマなどの軟質樹脂、ゴムなどから製造することができる。一般に筒状で蛇腹状とされるが、少なくとも一端部の形状が上記範囲を満足すれば、形状は特に制限されない。また上記範囲の形状とされるのは、タイロッドエンド側軸部に保持される一端部、ギアハウジング側軸部に保持される他端部のどちらでもよいし、両方とも上記範囲の形状としてもよい。一般に小径とされ共回りしやすいタイロッドエンド側軸部に保持される一端部を、上記範囲の形状とすることが望ましい。 The rack boot of the present invention can be manufactured from a soft resin such as a thermoplastic elastomer, rubber or the like. Although it is generally cylindrical and bellows-shaped, the shape is not particularly limited as long as the shape of at least one end satisfies the above range. The shape in the above range may be either one end held by the tie rod end side shaft portion or the other end held by the gear housing side shaft portion, or both may be in the shape of the above range. . In general, it is desirable that the one end portion held by the tie rod end side shaft portion which is generally small in diameter and easily rotates together has a shape in the above range.
本発明のラックブーツを滑剤を含む軟質樹脂から形成すれば、上記関係式の許容範囲を広げることができる。滑剤を含むTPOから形成されたラックブーツでは、直線L2 に対応する直線が図2の直線L3 あるいは直線L4 に示されるようになるので、共回りを防止できる範囲Cを拡大することができ寸法の自由度が高まる。なお滑剤としては、用いる樹脂の組成によって異なるが、ラックブーツの表面にブリードするものが望ましく、シリコーン系滑剤、脂肪族モノアミン系滑剤、パラフィン系滑剤などを用いることができる。またその添加量は、特に制限されず、実験によって最適範囲を決定すればよい。 If the rack boot of the present invention is formed from a soft resin containing a lubricant, the allowable range of the above relational expression can be expanded. In a rack boot formed from TPO containing a lubricant, the straight line corresponding to the straight line L 2 is shown by the straight line L 3 or the straight line L 4 in FIG. 2, so that the range C that can prevent co-rotation can be expanded. This increases the degree of freedom of dimensions. The lubricant varies depending on the composition of the resin to be used, but is preferably one that bleeds to the surface of the rack boot, and a silicone lubricant, an aliphatic monoamine lubricant, a paraffin lubricant, or the like can be used. The amount of addition is not particularly limited, and the optimum range may be determined by experiment.
以下、実施例及び比較例により本発明を具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples and Comparative Examples.
(実施例1)
図3に、本実施例のラックブーツをラック&ピニオン式ステアリングギヤに組付けた状態で示す。タイロッドエンド本体2にはラックエンド軸3の一端が螺合され、ラックエンド軸3の他端はボールジョイント30を介してラックバー4と回動自在に結合されている。ラックバー4の他端は、ギアハウジング5内に位置している。そしてラックエンド軸3とラックバー4との結合部分は、TPOから形成されたラックブーツ1によって覆われ、異物の侵入が阻止されている。
Example 1
FIG. 3 shows the rack boot of the present embodiment in a state assembled to a rack and pinion type steering gear. One end of a rack end shaft 3 is screwed into the tie rod end
トーイン調整時には、ラックエンド軸3を回動させることで、ラックエンド軸3のタイロッドエンド本体2内への侵入深さが調整され、左右のタイヤの姿勢が微調整される。調整終了後は、ラックエンド軸3に螺合されているナット31を締め付けることで、ターンロッド調整軸3とタイロッドエンド本体2とが一体的に固定される。
At the time of toe-in adjustment, the rack end shaft 3 is rotated to adjust the penetration depth of the rack end shaft 3 into the tie rod end
ラックブーツ1は蛇腹形状をなす筒状に射出成形により形成され、小径の一端部10がラックエンド軸3に保持され、大径の他端部11がギアハウジング5に保持されている。一端部10には、図4に示すように先端に内外周に突出する突条12が形成されている。またラックエンド軸3の外周表面には、リング溝32が形成されている。そして突条12をリング溝32に係合させ、突条12に隣接するクリップ溝13にクリップ33(締結クリップ)を係合させ、クリップ33のバネ力によって一端部10がラックエンド軸3(タイロッドエンド側軸部)に保持される。またラックブーツ1の他端部11は、板バンド14によってギアハウジング5の外周表面に保持される。
The
本実施例のラックブーツ1は、一端部10のクリップ溝13の肉厚(t)が 1.7mm、クリップ溝13の内径(φ1 )が15.8mm、ラックエンド軸3の外径(φ2 )が16.8mm、クリップ33の内径(φ3 )が19mmとなるように設計されている。したがって、2t/(φ3 −φ2 )で定義される圧縮比(Y)は1.55となり、φ2 /φ1 で定義される拡張比(X)は1.06となるので、図2の点(P)に相当し、範囲Cの内部に存在する。
In the
したがって本実施例のラックブーツ1は、トーイン調整時に一端部10がターンロッド調整軸3と共回りするような不具合がなく、使用時の耐久性に優れている。また圧縮比(Y)は1.28を超えているので成形時の流動性は問題がなく、拡張比(X)は1.037 を超えているので、使用時における押し抜けと引き抜けの両方が防止されている。
Therefore, the
(実施例2)
本実施例のラックブーツは、シリコーン系滑剤を含むTPOを用いて製造されたこと以外は実施例1と同様である。このラックブーツでは、直線L2 に対応する直線が図2の直線L3 に示されるようになるので、共回りを防止できる範囲Cを拡大することができ寸法の自由度が高まる。したがって不良率を低減することができ、歩留まりの向上により安価となるので、滑剤を添加した分のコストの上昇を吸収することができる。
(Example 2)
The rack boot of this example is the same as that of Example 1 except that it was manufactured using TPO containing a silicone-based lubricant. In this rack boot, since the straight line corresponding to the straight line L 2 is shown by the straight line L 3 in FIG. 2, the range C in which co-rotation can be prevented can be expanded, and the degree of freedom in dimensions increases. Therefore, the defect rate can be reduced, and the cost is reduced by improving the yield. Therefore, the increase in cost corresponding to the addition of the lubricant can be absorbed.
1:ラックブーツ 2:タイロッドエンド本体
3:ラックエンド軸(タイロッドエンド側軸部)
4:ラックバー 5:ギアハウジング
33:クリップ(締結クリップ)
1: Rack boot 2: Tie rod end body 3: Rack end shaft (tie rod end side shaft)
4: Rack bar 5: Gear housing
33: Clip (fastening clip)
Claims (5)
2t/(φ3 −φ2 )で定義される圧縮比(Y)とφ2 /φ1 で定義される拡張比(X)との関係が、Y≧1.16かつX≦(28−Y)/22.9を満足することを特徴とするラックブーツ。 A rack boot at least one end forms a bellows in the tubular is maintained in mating member by fastening clip, the thickness of the at least one end portion t, an inner diameter and phi 1, 2 the outer diameter of the mating member phi, when the inside diameter of the fastening clip was φ 3,
The relationship between the compression ratio (Y) defined by 2t / (φ 3 −φ 2 ) and the expansion ratio (X) defined by φ 2 / φ 1 is Y ≧ 1.16 and X ≦ (28−Y) / Rack boot characterized by satisfying 22.9.
The rack boot according to claim 1, wherein the one end portion is an end portion held by a tie rod end side shaft portion.
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JPH02121627U (en) * | 1989-03-16 | 1990-10-03 |
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2004
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