JP2020006843A - 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.
車両は、運転する操作者のステアリングホイールに対する操作を車輪に伝えるための装置としてステアリング装置が設けられている。ラックアンドピニオン式のステアリング装置においては、ステアリングホイールの回転が伝達されるステアリング軸にピニオンが接続され、このピニオンにラックが噛み合っている。ラックは、車両の左右方向に延在し、ピニオンと共にハウジングに支持されており、各端部がハウジングを貫通するように設けられて左右の車輪に連結されている。そして、ラックは、ステアリングホイールの回転に伴うピニオンの回転に従って車両の左右方向に移動することで、車輪の向きを変化させる。ラックは、各端部にそれぞれボールジョイントが取り付けられ、各ボールジョイントを介してタイロッドが車両の左右方向にそれぞれ延在して車輪に連結するように設けられている。ボールジョイントは、ブーツで覆われている。ブーツは、蛇腹形状により、ラックの移動に伴って伸縮が可能で、かつボールジョイントを介したタイロッドの揺動に伴って湾曲が可能に構成されている。一般的に使用されるブーツの材料としては、エチレンプロピレンゴムやオレフィン系エラストマーが採用されている。 2. Description of the Related Art In a vehicle, a steering device is provided as a device for transmitting an operation performed by a driving operator on a steering wheel to wheels. In a rack and pinion type steering device, a pinion is connected to a steering shaft to which rotation of a steering wheel is transmitted, and the rack meshes with the pinion. The rack extends in the left-right direction of the vehicle, is supported by a housing together with a pinion, and each end is provided to penetrate the housing and is connected to left and right wheels. The rack changes the direction of the wheels by moving in the left-right direction of the vehicle according to the rotation of the pinion accompanying the rotation of the steering wheel. The rack is provided with a ball joint attached to each end, and tie rods extend in the left-right direction of the vehicle and are connected to the wheels via the ball joints. The ball joint is covered with boots. The boot has a bellows shape so that it can expand and contract with the movement of the rack and bend as the tie rod swings via a ball joint. Ethylene propylene rubber and olefin-based elastomers have been employed as commonly used boot materials.
このような、ラックアンドピニオン式のステアリング装置のブーツは、例えば、特許文献1に記載されている。特許文献1に示されるブーツは、ステアリング装置の中立位置においてボールジョイントに対応する中央部分のみ内径を小さくして変形しやすくしている。 Such a boot of a rack-and-pinion type steering device is described in, for example, Patent Document 1. The boot disclosed in Patent Literature 1 has a small inner diameter only at a central portion corresponding to a ball joint at a neutral position of a steering device to facilitate deformation.
特許文献1に記載のブーツでは、ボールジョイントに対応する中央部分のみ内径を小さくしてあるため、ブーツの内周面とボールジョイントとの間で摩擦が生じ、長期間に亘って使用された場合、ブーツの摩耗する可能性がある。 In the boot described in Patent Document 1, since the inner diameter is reduced only in the central portion corresponding to the ball joint, friction occurs between the inner peripheral surface of the boot and the ball joint, and the boot is used for a long time. , Boots may wear out.
また、ブーツは、タイロッドが揺動することによってタイロッドの揺動方向に沿って湾曲するが、ボールジョイントからハウジング側では、タイロッドの揺動方向の反対側がボールジョイントに近づくように凹んで変形し、ブーツ全体としてS字形状に湾曲することがある。この場合、ブーツの内周面とボールジョイントとの間の摩擦が生じ易くなる。 Also, the boot is curved along the swing direction of the tie rod by swinging the tie rod, but from the ball joint, on the housing side, the opposite side of the swing direction of the tie rod is dented and deformed so as to approach the ball joint, The entire boot may be curved in an S-shape. In this case, friction between the inner peripheral surface of the boot and the ball joint is likely to occur.
本開示は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、ブーツの摩耗を抑制することのできるステアリング装置を提供することを目的とする。 The present disclosure has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a steering device that can suppress wear of boots.
上記の目的を達成するため、本開示の一態様のステアリング装置は、筒状のハウジングと、前記ハウジングを貫通して延在する軸方向に移動可能に設けられるラックと、前記ラックの端部に配置されるボールジョイントと、前記ボールジョイントを介して前記ラックに対し揺動可能に設けられるタイロッドと、前記ボールジョイントを覆うブーツと、を備え、前記ブーツは、前記ハウジング側と前記タイロッド側に固定される間に凸部と凹部が交互に連なる蛇腹部が形成され、前記蛇腹部は、前記ラックの中立位置において、前記ボールジョイントよりも前記タイロッド側となる軸方向の途中で他の部分よりも内径が小さい小径部を有する。 In order to achieve the above object, a steering device according to an embodiment of the present disclosure includes a cylindrical housing, a rack that extends through the housing, and is provided to be movable in an axial direction, and an end of the rack. A ball joint to be arranged, a tie rod provided swingably with respect to the rack via the ball joint, and a boot covering the ball joint, wherein the boot is fixed to the housing side and the tie rod side. A bellows portion in which the convex portion and the concave portion are alternately connected while the bellows portion is formed, and the bellows portion is located at the neutral position of the rack, and is located at a position closer to the tie rod side than the ball joint in the axial direction. It has a small diameter part with a small inside diameter.
これにより、ラックの中立位置において、タイロッドがラックの軸方向に対して径方向に傾くように揺動した場合に、小径部が他の部分よりも大きく変形し、ボールジョイントよりもタイロッド側で曲がるため、ブーツがボールジョイントの外周面に摺接する事態を低減することができる。タイロッドの揺動が無いまたは極めて小さい場合では、小径部の他の部分が変形し難いことから、車両の走行時の振動によりブーツ全体の位置が大きく変化することが抑制される。ラックが中立位置よりもタイロッド側に伸長した場合では、小径部の他の部分が変形し難く、小径部が大きく変形することで、ボールジョイントの変曲点が小径部を超えることはない。このため、この状態でタイロッドが揺動したとしても、ブーツは、小径部が他の部分よりも大きく変形して、ボールジョイントよりもタイロッド側で曲がるため、ブーツがボールジョイントの外周面に摺接する事態を低減することができる。ラックが中立位置よりもハウジング側に縮小した場合では、ボールジョイントがハウジング側の小径部の他の部分の範囲で移動する。このため、この状態でタイロッドが揺動したとしても、ブーツは、小径部が他の部分よりも大きく変形して、ボールジョイントよりもタイロッド側で曲がため、ブーツがボールジョイントの外周面に摺接する事態を低減することができる。また、ハウジング側の小径部の他の部分が変形し難いことから、ラックが中立位置よりもハウジング側に縮小した時に、ブーツがボールジョイントとハウジングとによって挟み込まれることが抑制される。この結果、ステアリング装置は、ブーツの摩耗を抑制することができる。 Thereby, when the tie rod swings so as to be inclined in the radial direction with respect to the axial direction of the rack at the neutral position of the rack, the small-diameter portion deforms more than the other portions, and bends more on the tie rod side than the ball joint. Therefore, the situation where the boot slides on the outer peripheral surface of the ball joint can be reduced. When the tie rod does not swing or is extremely small, the other portion of the small-diameter portion is unlikely to be deformed, so that the position of the entire boot is largely prevented from changing due to vibration during traveling of the vehicle. When the rack extends to the tie rod side from the neutral position, the other portion of the small diameter portion is unlikely to be deformed, and the small diameter portion is largely deformed, so that the inflection point of the ball joint does not exceed the small diameter portion. For this reason, even if the tie rod swings in this state, the small diameter portion of the boot is more greatly deformed than the other portions, and the boot bends on the tie rod side of the ball joint, so that the boot slides on the outer peripheral surface of the ball joint. The situation can be reduced. When the rack is reduced toward the housing from the neutral position, the ball joint moves within a range of another portion of the small diameter portion on the housing side. For this reason, even if the tie rod swings in this state, the small diameter portion of the boot is more greatly deformed than the other portions, and the boot is bent on the tie rod side of the ball joint, so that the boot slides on the outer peripheral surface of the ball joint. Contact situations can be reduced. Further, since the other portion of the small-diameter portion on the housing side is unlikely to be deformed, when the rack is reduced to the housing side from the neutral position, the boot is suppressed from being pinched by the ball joint and the housing. As a result, the steering device can suppress wear of the boot.
上記のステアリング装置の望ましい態様として、前記小径部は、他の部分よりも内径及び外径が小さく形成されている。 As a desirable mode of the above-mentioned steering device, the inside diameter and the outside diameter of the small diameter portion are formed smaller than the other portions.
これにより、ブーツは、全体として、小径部が、他の部分よりもさらに柔軟に変形し易くなり、他の部分がより変形し難くなるため、ブーツがボールジョイントの外周面に摺接する事態をより低減することができる。この結果、ステアリング装置は、ブーツの摩耗をより抑制することができる。 Thereby, as a whole, the small diameter portion is more easily deformed than the other portions, and the other portions are harder to be deformed, so that the boot is less likely to slide on the outer peripheral surface of the ball joint. Can be reduced. As a result, the steering device can further suppress the wear of the boot.
上記のステアリング装置の望ましい態様として、前記小径部は、前記蛇腹部の軸方向で最も内径が小さく形成されている。 As a desirable mode of the above steering device, the small diameter portion is formed to have the smallest inner diameter in the axial direction of the bellows portion.
これにより、ブーツは、全体として、小径部が、蛇腹部の軸方向で最も変形し易くなるため、ブーツがボールジョイントの外周面に摺接する事態をより低減することができ。この結果、ステアリング装置は、ブーツの摩耗をより抑制することができる。 Thereby, as for the boot, as a whole, the small diameter portion is most easily deformed in the axial direction of the bellows portion, so that the situation where the boot slides on the outer peripheral surface of the ball joint can be further reduced. As a result, the steering device can further suppress the wear of the boot.
上記のステアリング装置の望ましい態様として、前記小径部は、内径が前記ボールジョイントの外径よりも小さく形成されている。 As a desirable mode of the above-mentioned steering device, an inside diameter of the small diameter part is formed smaller than an outside diameter of the ball joint.
これにより、ブーツは、ボールジョイントよりもタイロッド側でより曲がり易くなり、他の部分がより変形し難くなるため、ブーツがボールジョイントの外周面に摺接する事態をより低減することができる。この結果、ステアリング装置は、ブーツの摩耗を抑制することができる。 Thereby, the boot is more likely to bend on the tie rod side than the ball joint, and the other portions are less likely to be deformed. Therefore, the situation where the boot slides on the outer peripheral surface of the ball joint can be further reduced. As a result, the steering device can suppress wear of the boot.
本開示のステアリング装置によれば、ブーツの摩耗を抑制できる。 According to the steering device of the present disclosure, wear of the boot can be suppressed.
以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の発明を実施するための形態(以下、実施形態という)により本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited by the following embodiments for carrying out the invention (hereinafter, referred to as embodiments). The components in the following embodiments include those that can be easily assumed by those skilled in the art, those that are substantially the same, and those that are in the so-called equivalent range. Furthermore, components disclosed in the following embodiments can be appropriately combined.
(実施形態)
図1は、本実施形態のステアリング装置の模式図である。図1に示すように、ステアリング装置80は、ステアリングホイール81と、ステアリングシャフト82と、ユニバーサルジョイント84と、中間シャフト85と、ユニバーサルジョイント86と、ピニオンシャフト87と、ピニオン88aと、ラック88bと、タイロッド89と、を備える。ステアリング装置80は、ステアリングホイール81、ステアリングシャフト82、ユニバーサルジョイント84、中間シャフト85、ユニバーサルジョイント86、ピニオンシャフト87、ピニオン88a、ラック88b、タイロッド89の順で連結される。
(Embodiment)
FIG. 1 is a schematic diagram of the steering device of the present embodiment. As shown in FIG. 1, the
図1に示すように、ステアリングホイール81は、ステアリングシャフト82の一端に連結される。ステアリングシャフト82は、他端がユニバーサルジョイント84に連結される。ユニバーサルジョイント84は、中間シャフト85の一端に連結される。中間シャフト85は、他端がユニバーサルジョイント86に連結される。ユニバーサルジョイント86は、ピニオンシャフト87の一端に連結される。ピニオンシャフト87は、他端がピニオン88aに連結される。ピニオン88aは、ラック88bと噛み合う。ラック88bは、タイロッド89に連結される。タイロッド89は、図示しないリンク機構を介して車輪に連結されている。従って、車両を運転する操作者によってステアリングホイール81が回転操作されると、この回転運動がステアリングシャフト82、ユニバーサルジョイント84、中間シャフト85、ユニバーサルジョイント86、ピニオンシャフト87、ピニオン88aの順に伝達される。
As shown in FIG. 1, the
ピニオン88aは、ピニオンシャフト87から伝達される回転運動をラック88bに伝達する。ラック88bは、その延在方向である軸方向が車幅方向に沿って配置され、車幅方向に移動可能に設けられており、ピニオン88aとの噛み合いにより車幅方向に移動することでピニオン88aの回転運動を直進運動に変換する。従って、ラック88bが軸方向に移動することによってタイロッド89が移動し、図示しないリンク機構を介して車輪の角度、すなわち向きが変化する。
The
以下の説明において、ラック88bの軸方向は、単に軸方向と記載される。また、軸方向に対して直交する方向は径方向と記載される。ラック88bの軸は、回転軸と記載され、回転軸を中心とした円周に沿う方向は周方向と記載される。
In the following description, the axial direction of the
図1に示すように、ステアリング装置80は、さらに、電動モータ93と、トルクセンサ94と、車速センサ95と、ECU(Electronic Control Unit)90と、を備える。電動モータ93、トルクセンサ94及び車速センサ95は、ECU90と電気的に接続される。
As shown in FIG. 1, the
電動モータ93は、例えばブラシレスモータである。電動モータ93は、ブラシ(摺動子)及びコンミテータ(整流子)を備えるモータであってもよい。電動モータ93は、例えば後述するハウジング10に固定される。電動モータ93の動力は、ラック88bに伝達され、軸方向にラック88bを移動させる。電動モータ93で生じたトルクにより、操作者がラック88bを移動させるために要する力が小さくなる。すなわち、本実施形態のステアリング装置80は、ラックアシスト式が採用されている。
The
トルクセンサ94は、例えばピニオン88aに取り付けられている。トルクセンサ94は、ピニオン88aに伝達された操舵トルクをCAN(Controller Area Network)通信によりECU90に出力する。車速センサ95は、ステアリング装置80が搭載される車体の走行速度(車速)を検出する。車速センサ95は、車体に備えられ、車速をCAN通信によりECU90に出力する。
The
ECU90は、電動モータ93の動作を制御する。ECU90は、トルクセンサ94及び車速センサ95のそれぞれから信号を取得する。ECU90には、イグニッションスイッチ98がオンの状態で、電源装置99(例えば車載のバッテリ)から電力が供給される。ECU90は、操舵トルク及び車速に基づいて補助操舵指令値を算出する。ECU90は、補助操舵指令値に基づいて電動モータ93へ供給する電力値を調節する。ECU90は、電動モータ93から誘起電圧の情報または電動モータ93に設けられたレゾルバ等から出力される情報を取得する。ECU90が電動モータ93を制御することで、ステアリングホイール81の操作に要する力が小さくなる。
The
なお、ステアリング装置80は、必ずしも電動モータ93を備えていなくてもよい。すなわち、ステアリング装置80は、電動パワーステアリング装置でなくてもよい。
Note that the
図2は、本実施形態のステアリングギアボックスの断面図である。図3及び図4は、本実施形態のステアリングギアボックスの一端を拡大した断面図である。なお、図2において、電動モータ93及び電動モータ93に付随する部材は省略されている。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the steering gear box of the present embodiment. 3 and 4 are enlarged sectional views of one end of the steering gear box according to the present embodiment. In FIG. 2, the
図2及び図3に示すように、ステアリング装置80は、ステアリングギアボックスを構成するハウジング10と、ボールジョイント3と、ブーツ5と、を備える。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
ハウジング10は、筒状、詳しくは円筒状の部材である。ハウジング10は、ピニオン88aが回転可能に支持されている。また、ハウジング10は、ラック88bが軸方向に移動可能に支持されている。ラック88bは、ハウジング10を貫通して軸方向に延在して設けられている。ラック88bは、ステアリングホイール81の回転操作に伴う軸方向への移動に際し、各端部がハウジング10の各端に没入または突出する。
The
ボールジョイント3は、ラック88bとタイロッド89とを連結する。ボールジョイント3は、ソケット31と、ボール32と、を備える。ソケット31は、ラック88bの各端部に固定して接続される。ボール32は、タイロッド89の一端部に固定して接続される。タイロッド89の他端部は、上述した図示しないリンク機構に接続される。ボール32は、ソケット31に保持される。ボール32は、ソケット31に対して転動できるように支持される。従って、タイロッド89は、ソケット31に対するボール32の転動によりボールジョイント3を介して、ラック88bの軸方向に対し全ての径方向に傾くように揺動することが可能に設けられる。
The ball joint 3 connects the
図3に示すように、ブーツ5は、ボールジョイント3を覆う筒状の部材である。ブーツ5の材料は、例えばエチレンプロピレンゴムやオレフィン系エラストマーである。ブーツ5の伸び率は、例えば200%である。伸び率とは、材料の引張り試験において、試験片の当初の標点間距離をL0、破断時の標点間距離をLとした場合に、{(L−L0)/L0}×100で算出される値である。
As shown in FIG. 3, the
図3に示すように、ブーツ5は、第一固定部51と、第二固定部52と、蛇腹部53と、を備える。
As shown in FIG. 3, the
第一固定部51は、円筒状に形成されてブーツ5の基端部をなし、径方向でハウジング10の端部と重なる。第一固定部51は、径方向外側に締付部材11が設けられる。締付部材11は、例えば金属で形成された環状部材であって、第一固定部51に巻き付けられる。従って、締付部材11によって第一固定部51がハウジング10に取り付けられ、ブーツ5がハウジング10に接続される。
The
第二固定部52は、円筒状に形成されてブーツ5の先端部をなし、径方向でタイロッド89の途中部と重なる。第二固定部52は、径方向外側に締付部材12が設けられる。締付部材12は、例えば金属で形成された環状部材であって、第二固定部52に巻き付けられる。従って、締付部材12によって第二固定部52がタイロッド89に取り付けられ、ブーツ5がタイロッド89に接続される。
The
蛇腹部53は、第一蛇腹部53Aと、第二蛇腹部53Bと、小径部53Cと、を有する。
The
第一蛇腹部53Aは、径方向外側に径が徐々に大きくなる凸部53Aaと、径方向内側に径が徐々に小さくなる凹部53Abとが軸方向に交互に複数連なることで径方向の内外に蛇行する断面形状の壁が周方向に連続して筒状に形成されている。従って、第一蛇腹部53Aは、凸部53Aa及び凹部53Abの蛇腹形状によって軸方向や径方向に変形することが可能に形成されている。第一蛇腹部53Aは、ラック88bの中立位置において、ハウジング10に取り付けられる第一固定部51に対して一体に繋がり、ハウジング10から軸方向に連なってボールジョイント3の端まで配置されている。
The first bellows
また、本実施形態において、第一蛇腹部53Aは、凸部53Aa間の径方向寸法である外径DaAが軸方向で一定に形成されている。また、第一蛇腹部53Aは、凹部53Ab間の径方向寸法である内径DbAが軸方向で一定に形成されている。そして、第一蛇腹部53Aは、凸部53Aaと凹部53Abとの間の振幅SAが軸方向で一定に形成されている。
In the present embodiment, the outer diameter DaA of the
ここで、ラック88bの中立位置について説明する。ラック88bは、上述したようにハウジング10を貫通して軸方向に延在して設けられ、ステアリングホイール81の回転操作に伴う軸方向への移動に際し、各端部がハウジング10の各端に没入または突出する。このラック88bは、軸方向に連続して延在する構成であり、ステアリングホイール81の回転操作において、一端部がハウジング10の端から突出する一方で、他端部がハウジング10の端に没入する。ラック88bは、一端部がハウジング10の端から最も突出した形態で、他端部がハウジング10の端に最も没入する。そして、ラック88bの一端部がハウジング10の端から最も突出し、他端部がハウジング10の端に最も没入した形態は、ステアリングホイール81の回転操作において最大回転位置に相当する。これに対し、ステアリングホイール81の回転操作において中立の回転位置では、ラック88bの各端部がハウジング10の各端から同じく突出する。このラック88bの各端部がハウジング10の各端から同じく突出する位置がラック88bの中立位置である。ラック88bの中立位置は、ステアリングホイール81の回転操作において中立の回転位置であって、車両が直進するように車輪が真っ直ぐになる。本実施形態では、各図において、ラック88bを中立位置で示している。なお、ラック88bは、端部がハウジング10の端に没入した形態においては、ハウジング10の筒内に固定された受部13に対してラック88bの外周に固定されたストッパ14が当接することで他端部の没入が規制され、これにより一端部の突出も規制される。
Here, the neutral position of the
また、ボールジョイント3の端とは、ボールジョイント3におけるソケット31のタイロッド89側に向く先端31aである。
The end of the ball joint 3 is a
よって、第一蛇腹部53Aは、ラック88bの中立位置において、ハウジング10に取り付けられる第一固定部51からボールジョイント3におけるソケット31の先端31aまでの間となる軸方向の寸法LAの範囲に配置されている。
Therefore, the
第二蛇腹部53Bは、径方向外側に径が徐々に大きくなる凸部53Baと、径方向内側に径が徐々に小さくなる凹部53Bbとが軸方向に交互に複数連なることで径方向の内外に蛇行する断面形状の壁が周方向に連続して筒状に形成されている。従って、第二蛇腹部53Bは、凸部53Ba及び凹部53Bbの蛇腹形状によって軸方向や径方向に変形することが可能に形成されている。第二蛇腹部53Bは、ラック88bの中立位置において、タイロッド89に取り付けられる第二固定部52に対して一体に繋がり、タイロッド89からボールジョイント3側に向けて配置されている。第二蛇腹部53Bは、タイロッド89からボールジョイント3の端であるソケット31の先端31aまでは至らない。よって、第二蛇腹部53Bは、ラック88bの中立位置において、タイロッド89に取り付けられる第二固定部52からタイロッド89のボールジョイント3側の途中までの間となる軸方向の寸法LBの範囲に配置されている。
The second bellows
また、本実施形態において、第二蛇腹部53Bは、凸部53Ba間の径方向寸法である外径DaBがタイロッド89側に向かって軸方向で漸次縮径して形成されている。また、第二蛇腹部53Bは、凹部53Bb間の径方向寸法である内径DbBがタイロッド89側に向かって軸方向で漸次縮径して形成されている。そして、第二蛇腹部53Bは、凸部53Baと凹部53Bbとの間の振幅SBが軸方向で一定に形成されている。
Further, in the present embodiment, the
小径部53Cは、径方向外側に径が徐々に大きくなる凸部53Caと、径方向内側に径が徐々に小さくなる凹部53Cbとが軸方向に交互に複数連なることで径方向の内外に蛇行する断面形状の壁が周方向に連続して筒状に形成されている。従って、小径部53Cは、凸部53Ca及び凹部53Cbの蛇腹形状によって軸方向や径方向に変形することが可能に形成されている。小径部53Cは、第一蛇腹部53Aと第二蛇腹部53Bとを接続するように第一蛇腹部53A及び第二蛇腹部53Bに対して一体に繋がり、ラック88bの中立位置において、ボールジョイント3の端であるソケット31の先端31aからタイロッド89側に向けて配置されている。よって、小径部53Cは、第一蛇腹部53Aと一体に繋がってボールジョイント3の端であるソケット31の先端31aからタイロッド89側に向け、第二蛇腹部53Bと一体に繋がってタイロッド89の途中までの間となる軸方向の寸法LCの範囲に配置されている。
The small-
小径部53Cは、凹部53Cb間の径方向寸法である内径DbCが、他の部分である第一蛇腹部53Aの内径DbA及び第二蛇腹部53Bの内径DbBよりも小さく形成されている。また、小径部53Cは、凸部53Ca間の径方向寸法である外径DaCが、他の部分である第一蛇腹部53Aの外径DaA及び第二蛇腹部53Bの外径DaBよりも小さく形成されている。なお、小径部53Cは、第二蛇腹部53Bに対しては、第二蛇腹部53Bとの接続部分において内径DbC及び外径DaCが第二蛇腹部53Bの内径DbB及び外径DaBよりも小さく形成され、漸次縮径された第二蛇腹部53Bのタイロッド89側において内径DbC及び外径DaCが第二蛇腹部53Bの内径DbB及び外径DaBよりも大きく形成されている構成であってもよい。
The
また、小径部53Cは、内径DbC及び外径DaCが、第一蛇腹部53A及び第二蛇腹部53Bとの接続部分から離れるにしたがって徐々に小さくなるように形成され、軸方向の中央部で一定となる。そして、小径部53Cは、中央部において凸部53Caと凹部53Cbとの間の振幅SCが軸方向で一定に形成されている。
The small-
このように、ブーツ5は、第一蛇腹部53A、第二蛇腹部53B、及び小径部53Cが、ハウジング10に取り付けられる第一固定部51からタイロッド89に取り付けられる第二固定部52の間の軸方向の寸法Lの範囲において、第一蛇腹部53A、小径部53C、第二蛇腹部53Bの順で配置されて蛇腹部53を構成する。
As described above, the
また、ブーツ5は、第一蛇腹部53Aにおいて軸方向で隣り合う凸部53Aaと凹部53Abの間隔であるピッチPAと、第二蛇腹部53Bにおいて軸方向で隣り合う凸部53Baと凹部53Bbの間隔であるピッチPBと、小径部53Cにおいて軸方向で隣り合う凸部53Caと凹部53Cbの間隔であるピッチPCとが、それぞれ同等で均一に形成されている。第一蛇腹部53A、第二蛇腹部53B、及び小径部53Cは、肉厚がそれぞれ同等で均一に形成されている。
Also, the
以上説明したように、本実施形態のステアリング装置80は、ブーツ5の蛇腹部53が、ラック88bの中立位置において、ボールジョイント3よりもタイロッド89側となる軸方向の途中で他の部分よりも内径DbCが小さい小径部53Cを有する。この構成により、ブーツ5全体として、小径部53Cが柔軟に変形し易くなり、その他の部分(本実施形態では第一蛇腹部53A及び第二蛇腹部53B)が変形し難くなる。
As described above, in the
これにより、ブーツ5は、図4に示すように、ラック88bの中立位置において、タイロッド89がラック88bの軸方向に対して径方向に傾くように揺動した場合に、小径部53Cが他の部分(本実施形態では第一蛇腹部53A及び第二蛇腹部53B)よりも大きく変形し、ボールジョイント3よりもタイロッド89側で曲がる。この結果、ステアリング装置80は、ブーツ5がボールジョイント3の外周面に摺接する事態を低減することができ、ブーツ5の摩耗を抑制することができる。
Thereby, as shown in FIG. 4, when the
タイロッド89の揺動が無いまたは極めて小さい場合では、小径部53Cの他の部分(本実施形態では第一蛇腹部53A及び第二蛇腹部53B)が変形し難いことから、車両の走行時の振動によりブーツ5全体の位置が大きく変化することが抑制される。この結果、ステアリング装置80は、ブーツ5がボールジョイント3の外周面に摺接する事態を低減することができ、ブーツ5の摩耗を抑制することができる。
When the
ラック88bが中立位置よりもタイロッド89側に伸長した場合では、小径部53Cの他の部分(本実施形態では第一蛇腹部53A及び第二蛇腹部53B)が変形し難く、小径部53Cが大きく変形することで、ボールジョイント3が小径部53Cを超えることはない。このため、この状態でタイロッド89が揺動したとしても、ブーツ5は、小径部53Cが他の部分(本実施形態では第一蛇腹部53A及び第二蛇腹部53B)よりも大きく変形して、ボールジョイント3よりもタイロッド89側で曲がる。この結果、ステアリング装置80は、ブーツ5がボールジョイント3の外周面に摺接する事態を低減することができ、ブーツ5の摩耗を抑制することができる。
When the
ラック88bが中立位置よりもハウジング10側に縮小した場合では、ボールジョイント3がハウジング10側の小径部53Cの他の部分(本実施形態では第一蛇腹部53A)の範囲で移動する。このため、この状態でタイロッド89が揺動したとしても、ブーツ5は、小径部53Cが他の部分(本実施形態では第一蛇腹部53A及び第二蛇腹部53B)よりも大きく変形して、ボールジョイント3よりもタイロッド89側で曲がる。この結果、ブーツ5がボールジョイント3の外周面に摺接する事態を低減することができ、ブーツ5の摩耗を抑制することができる。また、ハウジング10側の小径部53Cの他の部分(本実施形態では第一蛇腹部53A)が変形し難いことから、ラック88bが中立位置よりもハウジング10側に縮小した時に、ブーツ5がボールジョイント3とハウジング10とによって挟み込まれることが抑制される。この結果、ステアリング装置80は、ブーツ5の摩耗を抑制できる。
When the
また、本実施形態のステアリング装置80では、小径部53Cは、他の部分(本実施形態では第一蛇腹部53A及び第二蛇腹部53B)よりも内径DbC及び外径DaCが小さく形成されていることが好ましい。
In the
これにより、ブーツ5は、全体として、小径部53Cが、他の部分(本実施形態では第一蛇腹部53A及び第二蛇腹部53B)よりもさらに柔軟に変形し易くなり、他の部分(本実施形態では第一蛇腹部53A及び第二蛇腹部53B)がより変形し難くなる。この結果、ステアリング装置80は、ブーツ5がボールジョイント3の外周面に摺接する事態をより低減することができ、ブーツ5の摩耗をより抑制することができる。
Thereby, as a whole, the
また、本実施形態のステアリング装置80では、小径部53Cは、蛇腹部53の軸方向で最も内径が小さく形成されていることが好ましい。
In the
これにより、ブーツ5は、全体として、小径部53Cが、蛇腹部53の軸方向で最も変形し易くなる。この結果、ステアリング装置80は、ブーツ5がボールジョイント3の外周面に摺接する事態をより低減することができ、ブーツ5の摩耗をより抑制することができる。
As a result, in the
また、本実施形態のステアリング装置80では、小径部53Cは、内径DbCがボールジョイント3の外径Dよりも小さく形成されている。
In the
ここで、ボールジョイント3の外径Dは、ボールジョイント3のソケット31において最も径方向の寸法が大きい部分である。
Here, the outer diameter D of the ball joint 3 is a portion having the largest radial dimension in the
これにより、ブーツ5は、ボールジョイント3よりもタイロッド89側でより曲がり易くなり、他の部分(本実施形態では第一蛇腹部53A及び第二蛇腹部53B)がより変形し難くなる。この結果、ステアリング装置80は、ブーツ5がボールジョイント3の外周面に摺接する事態をより低減することができ、ブーツ5の摩耗をより抑制することができる。
Accordingly, the
(変形例)
図5及び図6は、変形例のステアリングギアボックスの一端を拡大した断面図である。なお、上述した実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
(Modification)
5 and 6 are enlarged cross-sectional views of one end of a steering gear box according to a modification. Note that the same components as those described in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
図5に示すように、変形例のステアリング装置80は、ブーツ5の蛇腹部53が、ラック88bの中立位置において、ボールジョイント3よりもタイロッド89側となる軸方向の途中で他の部分よりも内径DbCが小さい小径部53Cを有する。この構成により、ブーツ5全体として、小径部53Cが柔軟に変形し易くなり、その他の部分(本実施形態では第一蛇腹部53A及び第二蛇腹部53B)が変形し難くなる。
As shown in FIG. 5, in the
具体的に、小径部53Cは、内径DbCが他の部分(変形例では第一蛇腹部53Aの内径DbA及び第二蛇腹部53Bの内径DbB)よりも小さく、外径DaCが他の部分(変形例では第一蛇腹部53Aの外径DaA及び第二蛇腹部53Bの最大の外径DaB)と同等である。したがって、小径部53Cは、他の部分(変形例では第一蛇腹部53A及び第二蛇腹部53B)と比較して凸部53Caと凹部53Cbとの間の振幅SCが大きく形成されている。この構成により、ブーツ5全体として、小径部53Cがより柔軟に変形し易くなり、その他の部分(本実施形態では第一蛇腹部53A及び第二蛇腹部53B)がより変形し難くなる。
Specifically, the small-
これにより、ブーツ5は、図6に示すように、ラック88bの中立位置において、タイロッド89がラック88bの軸方向に対して径方向に傾くように揺動した場合に、小径部53Cが他の部分(本実施形態では第一蛇腹部53A及び第二蛇腹部53B)よりも大きく変形し、ボールジョイント3よりもタイロッド89側で曲がる。この結果、ステアリング装置80は、ブーツ5がボールジョイント3の外周面に摺接する事態を低減することができ、ブーツ5の摩耗を抑制することができる。
Thereby, as shown in FIG. 6, when the
タイロッド89の揺動が無いまたは極めて小さい場合では、小径部53Cの他の部分(本実施形態では第一蛇腹部53A及び第二蛇腹部53B)が変形し難いことから、車両の走行時の振動によりブーツ5全体の位置が大きく変化することが抑制される。この結果、ステアリング装置80は、ブーツ5がボールジョイント3の外周面に摺接する事態を低減することができ、ブーツ5の摩耗を抑制することができる。
When the
ラック88bが中立位置よりもタイロッド89側に伸長した場合では、小径部53Cの他の部分(本実施形態では第一蛇腹部53A及び第二蛇腹部53B)が変形し難く、小径部53Cが大きく変形することで、ボールジョイント3が小径部53Cを超えることはない。このため、この状態でタイロッド89が揺動したとしても、ブーツ5は、小径部53Cが他の部分(本実施形態では第一蛇腹部53A及び第二蛇腹部53B)よりも大きく変形して、ボールジョイント3よりもタイロッド89側で曲がる。この結果、ステアリング装置80は、ブーツ5がボールジョイント3の外周面に摺接する事態を低減することができ、ブーツ5の摩耗を抑制することができる。
When the
ラック88bが中立位置よりもハウジング10側に縮小した場合では、ボールジョイント3が第一蛇腹部53Aの範囲で移動する。このため、この状態でタイロッド89が揺動したとしても、ブーツ5は、小径部53Cが他の部分(本実施形態では第一蛇腹部53A及び第二蛇腹部53B)よりも大きく変形して、ボールジョイント3よりもタイロッド89側で曲がる。この結果、ブーツ5がボールジョイント3の外周面に摺接する事態を低減することができ、ブーツ5の摩耗を抑制することができる。また、小径部53Cの他の部分(本実施形態では第一蛇腹部53A及び第二蛇腹部53B)が変形し難いことから、ラック88bが中立位置よりもハウジング10側に縮小した時に、ブーツ5がボールジョイント3とハウジング10とによって挟み込まれることが抑制される。この結果、ステアリング装置80は、ブーツ5の摩耗を抑制できる。
When the
3 ボールジョイント
5 ブーツ
10 ハウジング
11 締付部材
12 締付部材
13 受部
14 ストッパ
31 ソケット
31a 先端
32 ボール
51 第一固定部
52 第二固定部
53 蛇腹部
53A 第一蛇腹部
53Aa 凸部
53Ab 凹部
53B 第二蛇腹部
53Ba 凸部
53Bb 凹部
53C 小径部
53Ca 凸部
53Cb 凹部
80 ステアリング装置
81 ステアリングホイール
82 ステアリングシャフト
84 ユニバーサルジョイント
85 中間シャフト
86 ユニバーサルジョイント
87 ピニオンシャフト
88a ピニオン
88b ラック
89 タイロッド
93 電動モータ
94 トルクセンサ
95 車速センサ
98 イグニッションスイッチ
99 電源装置
DaA 第一蛇腹部の外径
DaB 第二蛇腹部の外径
DaC 小径部の外径
DbA 第一蛇腹部の内径
DbB 第二蛇腹部の内径
DbC 小径部の内径
L 蛇腹部の軸方向の寸法
LA 第一蛇腹部の軸方向の寸法
LB 第二蛇腹部の軸方向の寸法
LC 小径部の軸方向の寸法
PA 第一蛇腹部のピッチ
PB 第二蛇腹部のピッチ
PC 小径部のピッチ
SA 第一蛇腹部の振幅
SB 第二蛇腹部の振幅
SC 小径部の振幅
3
Claims (4)
前記ハウジングを貫通して延在する軸方向に移動可能に設けられるラックと、
前記ラックの端部に配置されるボールジョイントと、
前記ボールジョイントを介して前記ラックに対し揺動可能に設けられるタイロッドと、
前記ボールジョイントを覆うブーツと、
を備え、
前記ブーツは、前記ハウジング側と前記タイロッド側に固定される間に凸部と凹部が交互に連なる蛇腹部が形成され、前記蛇腹部は、前記ラックの中立位置において、前記ボールジョイントよりも前記タイロッド側となる軸方向の途中で他の部分よりも内径が小さい小径部を有する
ステアリング装置。 A cylindrical housing;
An axially movable rack extending through the housing;
A ball joint disposed at an end of the rack;
A tie rod provided swingably with respect to the rack via the ball joint;
Boots covering the ball joint,
With
The boot is formed with a bellows portion in which convex portions and concave portions are alternately connected while being fixed to the housing side and the tie rod side, and the bellows portion is, at a neutral position of the rack, the tie rod than the ball joint. A steering device having a small-diameter portion having an inner diameter smaller than other portions in the axial direction on the side.
請求項1に記載のステアリング装置。 The steering device according to claim 1, wherein the small diameter portion has an inner diameter and an outer diameter smaller than other portions.
請求項1又は2に記載のステアリング装置。 The steering device according to claim 1, wherein the small-diameter portion has the smallest inner diameter in the axial direction of the bellows portion.
請求項1から3のいずれか1項に記載のステアリング装置。 The steering device according to any one of claims 1 to 3, wherein the small diameter portion has an inner diameter smaller than an outer diameter of the ball joint.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018130353A JP2020006843A (en) | 2018-07-10 | 2018-07-10 | Steering device |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2018130353A JP2020006843A (en) | 2018-07-10 | 2018-07-10 | Steering device |
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JP2018130353A Pending JP2020006843A (en) | 2018-07-10 | 2018-07-10 | Steering device |
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Country | Link |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20230110871A1 (en) * | 2021-09-30 | 2023-04-13 | Robert Bosch Gmbh | Steering Rack and Protective Bellows |
-
2018
- 2018-07-10 JP JP2018130353A patent/JP2020006843A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US20230110871A1 (en) * | 2021-09-30 | 2023-04-13 | Robert Bosch Gmbh | Steering Rack and Protective Bellows |
US11933406B2 (en) * | 2021-09-30 | 2024-03-19 | Robert Bosch Automotive Steering Llc | Steering rack and protective bellows |
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