JP2020090262A - Electric power steering device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動パワーステアリング装置に関するものである。 The present invention relates to an electric power steering device.
特許文献1には、操舵部からの操舵力をラック軸に伝達する伝達部と、伝達部を収容するハウジング内の圧力を調整する内圧調整部と、を備えた電動パワーステアリング装置が開示されている。 Patent Document 1 discloses an electric power steering apparatus including a transmission unit that transmits a steering force from a steering unit to a rack shaft, and an internal pressure adjustment unit that adjusts the pressure inside a housing that houses the transmission unit. There is.
特許文献1に記載の電動パワーステアリング装置における内圧調整部は、伝達部を収容するハウジングの外側に突出して設けられる。このため、電動パワーステアリング装置の周辺に設けられる部材と内圧調整部とが干渉し、車両に対する電動パワーステアリング装置の搭載性が悪化するおそれがある。 The internal pressure adjusting unit in the electric power steering device described in Patent Document 1 is provided so as to project to the outside of the housing that houses the transmitting unit. For this reason, there is a possibility that a member provided around the electric power steering device may interfere with the internal pressure adjusting section, and the mountability of the electric power steering device on the vehicle may deteriorate.
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、内圧調整部を備えた電動パワーステアリング装置の搭載性を向上させることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to improve the mountability of an electric power steering apparatus including an internal pressure adjusting unit.
本発明は、電動パワーステアリング装置が、ラックを有するラックシャフトと、ラックに噛み合うピニオンを有する駆動シャフトと、駆動シャフトに設けられるウォームホイールと、ウォームホイールと噛み合うウォームシャフトと、ウォームシャフトを回転駆動する電動モータと、ラックシャフトを収容する第1収容空間が形成されるラックハウジングと、ウォームホイール及びウォームシャフトを収容し第1収容空間と連通する第2収容空間が形成されるウォームハウジングと、ウォームハウジングに設けられ第1収容空間及び第2収容空間内の圧力を調整する内圧調整部と、を備え、第2収容空間は、ウォームホイールを収容する第1収容孔と、ウォームシャフトを収容する第2収容孔と、を有し、内圧調整部は、第1収容孔及び第2収容孔の少なくとも一方の開口端を閉塞する膜部材を有し、膜部材は、外部の圧力と第2収容空間内の圧力との差圧に応じて変形することを特徴とする。 According to the present invention, an electric power steering apparatus rotationally drives a rack shaft having a rack, a drive shaft having a pinion that meshes with the rack, a worm wheel provided on the drive shaft, a worm shaft that meshes with the worm wheel, and a worm shaft. An electric motor, a rack housing in which a first accommodation space for accommodating a rack shaft is formed, a worm housing in which a second accommodation space for accommodating a worm wheel and a worm shaft and communicating with the first accommodation space is formed, and a worm housing And an internal pressure adjusting section for adjusting the pressure in the first accommodation space and the second accommodation space, the second accommodation space including a first accommodation hole for accommodating the worm wheel and a second accommodation space for accommodating the worm shaft. And a housing member, and the internal pressure adjusting unit includes a membrane member that closes an open end of at least one of the first housing hole and the second housing hole, and the membrane member is configured to receive an external pressure and a second housing space. It is characterized in that it deforms in accordance with the pressure difference from the pressure.
この発明では、第1収容空間及び第2収容空間内の圧力を調整可能な内圧調整部が、第1収容孔及び第2収容孔の少なくとも一方の開口端に設けられる。このように、内圧調整部は、ラックハウジングやウォームハウジングから突出して設けられることなく、第1収容孔の開口端や第2収容孔の開口端に生じるデッドスペースに内蔵される。このため、電動パワーステアリング装置の周辺に設けられる部材と内圧調整部とが干渉することが回避される。 According to this aspect of the invention, the internal pressure adjusting section that can adjust the pressure in the first accommodation space and the second accommodation space is provided at the open end of at least one of the first accommodation hole and the second accommodation hole. As described above, the internal pressure adjusting portion is not provided so as to project from the rack housing or the worm housing, but is housed in the dead space generated at the opening end of the first accommodation hole or the opening end of the second accommodation hole. Therefore, it is possible to avoid the interference between the member provided around the electric power steering device and the internal pressure adjusting unit.
本発明は、内圧調整部が、膜部材を開口端に保持する保持部材をさらに有し、保持部材には、外気が流出入する通気孔が設けられ、通気孔には、液体の通過を抑制し気体の通過を許容するフィルタが設けられることを特徴とする。 According to the present invention, the internal pressure adjusting unit further has a holding member that holds the membrane member at the opening end, the holding member is provided with a vent hole through which outside air flows in and out, and the vent hole prevents liquid from passing therethrough. A filter that allows the passage of gas is provided.
この発明では、膜部材に外部の圧力を導く通気孔に液体の通過を抑制し気体の通過を許容するフィルタが設けられる。このように、防水透湿性のフィルタを設けることによって内圧調整部内に水が浸入することが防止されるため、結果として、電動パワーステアリング装置が水没したり被水したりした際に内圧調整部を通じて電動パワーステアリング装置の内部に水が浸入することを防止することができる。 In the present invention, a filter that suppresses the passage of liquid and allows the passage of gas is provided in the vent hole that guides the external pressure to the membrane member. By thus providing the waterproof and moisture-permeable filter, it is possible to prevent water from entering the internal pressure adjusting unit, and as a result, when the electric power steering device is submerged or exposed to water, the internal pressure adjusting unit can be used. It is possible to prevent water from entering the inside of the electric power steering device.
本発明は、内圧調整部が、膜部材の変形を制限する制限部をさらに有することを特徴とする。 The present invention is characterized in that the internal pressure adjusting section further includes a limiting section for limiting the deformation of the membrane member.
この発明では、膜部材の変形を制限する制限部が設けられる。このように、膜部材の変形を制限することで、膜部材が周囲の部材に接触して破損したり、周囲の部材に張り付いたりすることが防止される。この結果、膜部材を差圧に応じて円滑に変形させることが可能となる。 In the present invention, the limiting portion that limits the deformation of the membrane member is provided. In this way, by limiting the deformation of the membrane member, it is possible to prevent the membrane member from coming into contact with the surrounding members and being damaged or sticking to the surrounding members. As a result, the membrane member can be smoothly deformed according to the pressure difference.
本発明は、膜部材が、第1収容孔の開口端に設けられることを特徴とする。 The present invention is characterized in that the membrane member is provided at the opening end of the first accommodation hole.
この発明では、膜部材は、ウォームホイールを収容する第1収容孔の開口端に設けられる。ウォームホイールを収容する第1収容孔の外径はウォームホイールの外径よりも大きいことから、膜部材の外径を比較的大きく設定することが可能となる。膜部材の外径が大きければ膜部材がわずかに変形した場合であっても第1収容空間及び第2収容空間の容積を大きく変化させることができるため、内圧調整部によって、第1収容空間及び第2収容空間内の圧力の調整を迅速に行うことが可能となる。 In the present invention, the membrane member is provided at the opening end of the first accommodation hole that accommodates the worm wheel. Since the outer diameter of the first housing hole for housing the worm wheel is larger than the outer diameter of the worm wheel, it is possible to set the outer diameter of the membrane member to be relatively large. If the outer diameter of the membrane member is large, the volumes of the first accommodating space and the second accommodating space can be greatly changed even if the membrane member is slightly deformed. It is possible to quickly adjust the pressure in the second accommodation space.
本発明は、第1収容孔の第1中心軸線と第2収容孔の第2中心軸線とは、第1中心軸線及び第2中心軸線に直交する方向から見て、傾いて交差していることを特徴とする。 In the present invention, the first central axis of the first accommodation hole and the second central axis of the second accommodation hole intersect at an angle when viewed from a direction orthogonal to the first central axis and the second central axis. Is characterized by.
この発明では、第1収容孔の第1中心軸線と第2収容孔の第2中心軸線とが傾いて交差している。第1中心軸線CL1と第2中心軸線CL2とが傾いて交差すると、第1収容孔と第2収容孔とを連通する連通開口の第1中心軸線CL1方向における幅が大きくなり、第1収容孔の開口端に生じるデッドスペースが大きくなる。このように、大きなデッドスペースが生じる第1収容孔の開口端に内圧調整部を内蔵させることによって、内圧調整部を備えた電動パワーステアリング装置の車両に対する搭載性を向上させることができる。 In the present invention, the first center axis of the first accommodation hole and the second center axis of the second accommodation hole intersect at an angle. When the first central axis CL1 and the second central axis CL2 intersect at an angle, the width of the communication opening communicating the first accommodation hole and the second accommodation hole in the direction of the first central axis CL1 increases, and the first accommodation hole The dead space generated at the open end of is large. As described above, by incorporating the internal pressure adjusting section at the opening end of the first accommodation hole where a large dead space is generated, it is possible to improve the mountability of the electric power steering apparatus including the internal pressure adjusting section on the vehicle.
本発明は、ラックシャフトに対して揺動自在に連結される一対のタイロッドと、ラックシャフトとタイロッドとの連結部を覆い、第1収容空間の一部を画定するブーツと、をさらに備え、膜部材はブーツよりも小さい圧力で変形することを特徴とする。 The present invention further includes a pair of tie rods swingably connected to the rack shaft, and a boot that covers a connecting portion between the rack shaft and the tie rod and defines a part of the first accommodation space. The member is characterized in that it deforms with less pressure than the boot.
この発明では、膜部材はブーツよりも小さい圧力で変形する。このように膜部材をブーツよりも変形し易くすることによって、圧力差が生じた場合にブーツが変形したり破損したりすることを確実に防止することができる。 In this invention, the membrane member deforms with a pressure smaller than that of the boot. By making the membrane member deformable more easily than the boot, it is possible to reliably prevent the boot from being deformed or damaged when a pressure difference occurs.
本発明は、膜部材が、ベローズまたはダイヤフラムであることを特徴とする。 The present invention is characterized in that the membrane member is a bellows or a diaphragm.
この発明では、膜部材がベローズまたはダイヤフラムである。このように、膜部材として、構成が簡素なベローズやダイヤフラムを採用することによって、内圧調整部を備えた電動パワーステアリング装置の製造コストを低減することができる。 In the present invention, the membrane member is a bellows or a diaphragm. As described above, by adopting the bellows or the diaphragm having a simple structure as the film member, it is possible to reduce the manufacturing cost of the electric power steering apparatus including the internal pressure adjusting section.
本発明によれば、内圧調整部を備えた電動パワーステアリング装置の搭載性を向上させることができる。 According to the present invention, it is possible to improve the mountability of the electric power steering device including the internal pressure adjusting unit.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<第1実施形態>
図1から図5を参照して、本発明の第1実施形態に係る電動パワーステアリング装置100について説明する。
<First Embodiment>
An electric
電動パワーステアリング装置100は、車両に搭載され、ドライバによるステアリングホイール1の操舵を補助する装置である。
The electric
本実施形態では、図1に示すように、ドライバによる操舵トルクと電動モータ21による操舵補助トルクとがそれぞれ独立してラックシャフト12に入力されるデュアルピニオン式の電動パワーステアリング装置100について説明する。
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, a dual pinion type electric
まず、図1を参照して、電動パワーステアリング装置100の全体構成について説明する。
First, the overall configuration of the electric
電動パワーステアリング装置100は、ドライバの操舵によるステアリングホイール1の回転に応じて車輪2を転舵させる転舵機構10と、ドライバの操舵を補助するアシスト機構20と、ドライバによってステアリングホイール1を通じて入力される操舵トルクを検出するトルクセンサ40と、トルクセンサ40の検出結果に基づいて電動モータ21の駆動を制御するコントローラ30と、を備える。
The electric
転舵機構10は、ステアリングホイール1の回転に応じて回転するステアリングシャフト11と、ステアリングシャフト11の回転に応じて車輪2を転舵させるラックシャフト12と、を有する。
The
ステアリングシャフト11は、ドライバによるステアリングホイール1の操舵に伴って回転する入力シャフト13と、車輪2を転舵するラックシャフト12に連係する出力シャフト15と、入力シャフト13と出力シャフト15を連結するトーションバー14と、を有する。出力シャフト15の下部には、ラックシャフト12に形成されたラック12aと噛み合う第1ピニオン16が形成される。
The
ラックシャフト12は、車両の左右方向に延びて設けられる軸状部材であり、タイロッド5及びナックルアーム4を介して車輪2に連結される。タイロッド5は、ラックシャフト12の両端部に設けられる連結部としてのボールジョイント6を介してラックシャフト12に対して揺動自在に連結されている。なお、ラックシャフト12とタイロッド5とを連結する連結部としては、ボールジョイント6に限定されず、他の形式の自在継手が用いられてもよい。
The
ドライバによりステアリングホイール1が操舵されると、ステアリングシャフト11が回転し、その回転が第1ピニオン16及びラック12aによってラックシャフト12の直線運動に変換され、タイロッド5及びナックルアーム4を介して車輪2が転舵される。なお、出力シャフト15の下部に第1ピニオン16が形成される構成に代えて、ラックシャフト12に噛み合うピニオンシャフトと出力シャフト15とをインターミディエートシャフトを介して連結する構成であってもよい。
When the steering wheel 1 is steered by the driver, the
アシスト機構20は、操舵補助トルクの動力源である電動モータ21と、電動モータ21の駆動力をラックシャフト12に伝達する駆動シャフト22と、電動モータ21の回転を減速して駆動シャフト22に伝達する減速機構50と、を有する。減速機構50は、電動モータ21の出力軸に連結されるウォームシャフト51と、ウォームシャフト51と噛み合うと共に駆動シャフト22に連結されるウォームホイール52と、を有する。
The
駆動シャフト22の下部には、ラックシャフト12に形成されたラック12aと噛み合うピニオンとしての第2ピニオン23が形成される。電動モータ21が回転すると、減速機構50を介して駆動シャフト22が回転し、その回転が第2ピニオン23及びラック12aによってラックシャフト12の直線運動に変換され、ラックシャフト12に操舵補助トルクが付与される。
A
トルクセンサ40は、入力シャフト13と出力シャフト15との回転角度差に基づいてトーションバー14に付与される操舵トルクを検出し、検出した操舵トルクに対応する電圧信号をコントローラ30へと出力する。
The
コントローラ30は、演算処理を行うCPU(Central Processing Unit)と、CPUにより実行される制御プログラム等を記憶するROM(Read−Only Memory)と、CPUの演算結果等を記憶するRAM(random access memory)と、を含むマイクロコンピュータで構成される。コントローラ30は、単一のマイクロコンピュータで構成されていてもよいし、複数のマイクロコンピュータで構成されていてもよい。
The
コントローラ30は、トルクセンサ40からの電圧信号に基づいて、電動モータ21が出力するトルクを演算し、そのトルクが発生するように電動モータ21の駆動を制御する。
The
このように、電動パワーステアリング装置100は、入力シャフト13に付与される操舵トルクをトルクセンサ40にて検出し、その検出結果に基づいて電動モータ21の駆動をコントローラ30にて制御してドライバのステアリング操作をアシストする。
As described above, the electric
また、電動パワーステアリング装置100は、図2に示すように、ラックシャフト12を収容するラックハウジング17と、ステアリングシャフト11を収容するシャフトハウジング18と、ウォームシャフト51及びウォームホイール52を収容するウォームハウジング53と、をさらに備える。
Further, as shown in FIG. 2, the electric
ラックハウジング17は、軸方向に貫通して形成されラックシャフト12が収容される収容孔17aと、外周面に一端が開口し収容孔17aと交差するように形成される第1挿通孔17b及び第2挿通孔17cと、を有する。ラックハウジング17には、第1挿通孔17bに出力シャフト15が挿通するようにシャフトハウジング18が図示しないボルトを介して結合され、第2挿通孔17cに駆動シャフト22が挿通するようにウォームハウジング53が図示しないボルトを介して結合される。
The
また、ラックハウジング17の両端部には、ボールジョイント6を保護するとともにラックハウジング17内への水等の侵入を防止するためにブーツ19がそれぞれ組み付けられる。ブーツ19はゴム製の蛇腹状部材であり、図示しないバンド状の締付部材によって、一端がラックハウジング17の端部に締結され、他端がタイロッド5に締結される。
このように、ラックハウジング17内には、収容孔17aとブーツ19とによって画定される第1収容空間としてのラック収容空間が形成される。このラック収容空間は、第1挿通孔17bを通じてシャフトハウジング18内に形成されるシャフト収容空間と連通するとともに、第2挿通孔17cを通じてウォームハウジング53内に形成される第2収容空間としてのウォーム収容空間と連通する。
In this way, in the
ここで、ラック収容空間とシャフト収容空間とウォーム収容空間とからなる収容空間は、外部から水や異物が侵入することを防止するために、密閉状態となっている。一般的に密閉された空間内の圧力は、温度の上昇と共に上昇し、温度の低下と共に低下するため、電動パワーステアリング装置100では、収容空間内の圧力と外部の圧力との間に圧力差が生じることとなる。この結果、ゴムや樹脂といった比較的変形しやすい材料によって形成されるブーツ19が圧力差によって破裂したり、極端に変形してラック12a等に接触し破損したりすることで水や異物が電動パワーステアリング装置100の内部に侵入してしまうおそれがある。
Here, the storage space including the rack storage space, the shaft storage space, and the worm storage space is in a hermetically sealed state in order to prevent water or foreign matter from entering from the outside. Generally, the pressure in the closed space rises as the temperature rises and drops as the temperature falls, so in the electric
このような現象は、ブーツ19によって一部が画定される収容空間内の圧力を調整することが可能な内圧調整部を設けることによって避けることができる。しかしながら、内圧調整部をラックハウジング17から突出させて設けると、電動パワーステアリング装置100の周辺に設けられる部材と内圧調整部とが干渉し、車両に対する電動パワーステアリング装置100の搭載性が悪化するおそれがある。
Such a phenomenon can be avoided by providing an internal pressure adjusting section capable of adjusting the pressure in the accommodation space partly defined by the
このように電動パワーステアリング装置100の搭載性が悪化することを避けるために、本実施形態では、内圧調整部を電動パワーステアリング装置100のデッドスペースに配置している。
In order to prevent the mountability of the electric
次に、図3及び図4を参照し、電動パワーステアリング装置100のデッドスペースに配置される第1内圧調整部60について説明する。図3は、駆動シャフト22の軸心に沿ったウォームハウジング53の断面の一部を示す部分断面図である。図4は、図3のIV−IV線に沿うウォームハウジング53の断面を示す断面図であり、ウォームハウジング53以外の部材については省略して示している。
Next, the first internal
図3に示すように、ウォームハウジング53には、第1中心軸線CL1を中心軸としウォームホイール52を収容する第1収容孔54と、第2中心軸線CL2を中心軸としウォームシャフト51を収容する第2収容孔55と、が互いに直交するように形成されており、第1収容孔54と第2収容孔55とは、連通開口57を通じて連通している。連通開口57は、ウォームシャフト51とウォームホイール52とを噛み合わせるために設けられる開口部である。
As shown in FIG. 3, the
ここで、図3及び図4に示されるように、第1中心軸線CL1方向における連通開口57の幅は、通常、ウォームホイール52の幅よりも大きくなる。第1収容孔54を確実に封止するためには、第1収容孔54の開口端を閉塞する閉塞部材を、連通開口57に差し掛からないようにウォームハウジング53に対して組み付ける必要がある。
Here, as shown in FIGS. 3 and 4, the width of the
つまり、閉塞部材が組み付けられるスペースを、連通開口57を避けて確保しなければならないことから、第1中心軸線CL1方向におけるウォームハウジング53の長さは、必然的に長くなる。この結果、第1収容孔54の開口端側には、連通開口57が開口することに起因して、何も配置されないデッドスペースが生じる。
That is, since the space for assembling the closing member has to be secured while avoiding the
特に、電動モータ21のレイアウトを変更するために、ウォームホイール52とウォームシャフト51とを所定の角度だけ傾いた状態で噛み合わせる必要がある場合、第1中心軸線CL1と第2中心軸線CL2とは、第1中心軸線CL1及び第2中心軸線CL2に直交する方向から見て、傾いて交差した状態となる。
In particular, in order to change the layout of the
この状態では、第1中心軸線CL1方向における連通開口57の幅は、図4において破線で示されるように、実線で示される場合(第1中心軸線CL1と第2中心軸線CL2とが直交する場合)と比べて大きくなる。したがって、第1中心軸線CL1方向におけるウォームハウジング53の長さは、連通開口57を避けて閉塞部材を組み付けるために、さらに長くなる。
In this state, the width of the
つまり、ウォームホイール52とウォームシャフト51とを所定の角度だけ傾いた状態で噛み合わせた場合には、ウォームホイール52とウォームシャフト51とを直交させた場合と比較し、第1収容孔54の開口端側にさらに大きなデッドスペースが生じることとなる。
That is, when the
本実施形態では、第1収容孔54と第2収容孔55とからなるウォーム収容空間内の圧力を調整可能な内圧調整部としての第1内圧調整部60を、上述のデッドスペースが生じる第1収容孔54の開口端に設けている。なお、ウォーム収容空間は、第2挿通孔17cを通じてラック収容空間と連通しているため、結果として、第1内圧調整部60は、ブーツ19によって一部が画定されるラック収容空間内の圧力を調整することとなる。
In the present embodiment, the first internal
図3に示すように、第1内圧調整部60は、圧力差に応じて変形する膜部材としてのベローズ61と、第1収容孔54へのベローズ61の組み付けを補助するサポート部材62と、ベローズ61を第1収容孔54の開口端に保持する保持部材63と、を有する。
As shown in FIG. 3, the first internal
ベローズ61は、円板状の底部61aと、一端が底部61aの周囲に結合される円筒状の蛇腹部61bと、内周側が蛇腹部61bの他端に結合される円環状のフランジ部61cと、フランジ部61cの外周側に設けられるOリング等の円環状のシール部61dと、を有する。底部61aと蛇腹部61bとフランジ部61cとは、厚さが薄い金属により形成され、シール部61dは、ゴムや樹脂によって形成される。
The bellows 61 includes a disc-shaped
サポート部材62は、第1収容孔54に挿入される円筒状の挿入部62aと、挿入部62aの外周面から径方向外側に向かって延びる環状のフランジ部62bと、を有する。第1収容孔54に挿入される側の挿入部62aの一方の端部には、内周面から径方向内側に向かって環状に形成される制限部としての第1制限部62dが形成され、挿入部62aの他方の端部には、ベローズ61のシール部61dを保持する保持溝62cが環状に形成される。
The
サポート部材62は、フランジ部62bに設けられた図示しない挿通孔を挿通するボルトによって、ウォームハウジング53に固定される。サポート部材62とウォームハウジング53との間には、ウォーム収容空間内への水等の侵入を防ぐとともにウォーム収容空間内からの空気の漏れを防ぐシール部材65が設けられる。
The
保持部材63は、円板状の保持部63aと、保持部63aの中央に貫通して形成される通気孔63bと、通気孔63bを囲んで保持部63aから円環状に突出して形成される制限部としての第2制限部63cと、を有する。
The holding
通気孔63bには、液体の通過を抑制しつつ気体の通過を許容するフィルタ64が設けられる。フィルタ64は、例えば、ゴアテックス(登録商標)といった防水透湿膜体である。フィルタ64は、通気孔63bの内部に設けられてもよいし、通気孔63bを塞ぐように保持部63aに貼り付けられてもよい。
The
サポート部材62と保持部材63とは、ベローズ61を挟み込んだ状態において、保持部63aの周縁がサポート部材62に溶接等により接合されることによって互いに結合される。なお、サポート部材62と保持部材63との結合は溶接に限定されず、ねじ結合であってもよいし、サポート部材62と保持部材63とが樹脂製であれば溶着接合であってもよい。サポート部材62と保持部材63との間の隙間はベローズ61のシール部61dによって封止されるため、ウォーム収容空間内への水等の侵入と、ウォーム収容空間内からの空気の漏れと、が防止される。そして、保持部材63側に臨むベローズ61の一方の面には、通気孔63bを通じて導かれる外部の圧力が作用し、ベローズ61の他方の面には、ウォーム収容空間内の圧力が作用することになる。
The
また、ベローズ61は、サポート部材62と保持部材63とにより挟み込まれることで、第1制限部62d及び第2制限部63cにより、その伸縮量が制限される。具体的には、ベローズ61の伸張は、ウォームホイール52側に設けられる第1制限部62dによって制限されるため、ベローズ61がウォームホイール52に接触し、破損することが防止される。また、ベローズ61の収縮は、第2制限部63cによって制限されるため、ベローズ61が保持部63aに張り付くことが防止される。
Further, the
次に上記構成の第1内圧調整部60の作用について説明する。
Next, the operation of the first internal
ラック収容空間とシャフト収容空間とウォーム収容空間とからなる収容空間内の温度が上昇し、収容空間内の圧力が外部の圧力よりも高くなると、ベローズ61は、これらの圧力の圧力差に応じて収容空間の容積を拡大するように収縮する。このように容積が拡大することで収容空間内の圧力が低下し、内外の圧力差が小さくなる。この結果、ブーツ19の破損が防止され、水や異物が電動パワーステアリング装置100の内部に侵入してしまうことが防止される。
When the temperature in the accommodation space including the rack accommodation space, the shaft accommodation space, and the worm accommodation space rises, and the pressure in the accommodation space becomes higher than the external pressure, the
一方、収容空間内の温度が低下し、収容空間内の圧力が外部の圧力よりも低くなると、ベローズ61は、これらの圧力の圧力差に応じて収容空間の容積を縮小するように伸長する。このように容積が縮小することで収容空間内の圧力が上昇し、内外の圧力差が小さくなる。この結果、ブーツ19の破損が防止され、水や異物が電動パワーステアリング装置100の内部に侵入してしまうことを防止することができる。
On the other hand, when the temperature in the accommodation space decreases and the pressure in the accommodation space becomes lower than the external pressure, the
また、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置100は、上述の第1内圧調整部60に加えて、内圧調整部としての第2内圧調整部70をさらに備えている。
Further, the electric
次に図5を参照し、第2内圧調整部70について説明する。図5は、図3のV−V線に沿うアシスト機構20の一部の断面を示す断面図である。
Next, the second internal
ウォームシャフト51を収容する第2収容孔55の開口端は、通常、閉塞部材によって閉塞される。つまり、第2収容孔55の開口端側には、少なからずデッドスペースが生じる。
The opening end of the
本実施形態では、第1収容孔54と第2収容孔55とからなるウォーム収容空間内の圧力を調整可能な第2内圧調整部70を、上述のデッドスペースが生じる第2収容孔55の開口端に設けている。なお、上述のように、ウォーム収容空間は、第2挿通孔17cを通じてラック収容空間と連通しているため、結果として、第2内圧調整部70は、ブーツ19によって一部が画定されるラック収容空間内の圧力を調整することとなる。
In the present embodiment, the second internal
図5に示すように、第2内圧調整部70は、圧力差に応じて変形する膜部材としてのベローズ71と、ベローズ71を第2収容孔55の開口端に保持する保持部材72と、を有する。
As shown in FIG. 5, the second internal
ベローズ71は、ベローズ61と同様に、円板状の底部71aと、一端が底部71aの周囲に結合される円筒状の蛇腹部71bと、内周側が蛇腹部71bの他端に結合される円環状のフランジ部71cと、フランジ部71cの外周側に設けられるOリング等の円環状のシール部71dと、を有する。底部71aと蛇腹部71bとフランジ部71cとは、厚さが薄い金属により形成され、シール部71dは、ゴムや樹脂によって形成される。
Similar to the
保持部材72は、円板状部材であり、中央に通気孔72aが貫通して形成される。通気孔72aには、液体の通過を抑制しつつ気体の通過を許容するフィルタ73が設けられる。フィルタ73は、例えば、ゴアテックス(登録商標)といった防水透湿膜体である。フィルタ73は、通気孔72aの内部に設けられてもよいし、通気孔72aを塞ぐように保持部材72に貼り付けられてもよい。
The holding
また、ウォームハウジング53の第2収容孔55の開口端部には、ベローズ71のシール部71dを保持する保持溝55aが環状に形成される。
A holding
ウォームハウジング53と保持部材72とは、ベローズ71を挟み込んだ状態において、保持部材72の周縁がウォームハウジング53に溶接接合されることによって互いに結合される。
The
ウォームハウジング53と保持部材72との間の隙間はベローズ71のシール部71dによって封止されるため、ウォーム収容空間内への水等の侵入と、ウォーム収容空間内からの空気の漏れと、が防止される。そして、保持部材72側に臨むベローズ71の一方の面には、通気孔72aを通じて導かれる外部の圧力が作用し、ベローズ71の他方の面には、ウォーム収容空間内の圧力が作用することになる。
Since the gap between the
上記構成の第2内圧調整部70は、上述の第1内圧調整部60と同様に機能する。このため、その作用についての説明は省略する。
The second internal
このように本実施形態では、ラック収容空間とシャフト収容空間とウォーム収容空間とからなる収容空間内の圧力を調整可能な第1内圧調整部60及び第2内圧調整部70を、ラックハウジング17から突出させることなく、上述のように電動パワーステアリング装置100のデッドスペースを利用して配置している。このため、第1内圧調整部60及び第2内圧調整部70を備えた電動パワーステアリング装置100の搭載性を向上させることができる。
As described above, in the present embodiment, the first internal
なお、第1内圧調整部60及び第2内圧調整部70を設けた場合であっても、ブーツ19よりもベローズ61の方が変形しにくいと、ブーツ19の破損を防止できないおそれがある。このため、ブーツ19の破損をより確実に防止するために、ベローズ61の材質や形状は、ブーツ19よりも低い圧力でベローズ61が伸縮するように適宜設定される。
Even when the first internal
具体的には、ベローズ61の形状及び材質は、ブーツ19よりも低い弾性率を有するように選定される。なお、膜部材としては、ベローズ61に限定されず、内外の圧力差によって変形可能な部材であればどのような部材であってもよく、例えば、ゴム製または金属製のダイヤフラムであってもよい。
Specifically, the shape and material of the
以上の第1実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。 According to the above-mentioned 1st Embodiment, there exists an effect shown below.
電動パワーステアリング装置100では、ラック収容空間とシャフト収容空間とウォーム収容空間とからなる収容空間内の圧力を調整可能な第1内圧調整部60及び第2内圧調整部70が、第1収容孔54の開口端と第2収容孔55の開口端とにそれぞれ設けられる。このように、第1内圧調整部60及び第2内圧調整部70は、ラックハウジング17やウォームハウジング53から突出して設けられることなく、第1収容孔54の開口端及び第2収容孔55の開口端に生じるデッドスペースに内蔵される。このため、電動パワーステアリング装置100の周辺に設けられる部材と第1内圧調整部60及び第2内圧調整部70とが干渉することが回避され、結果として、第1内圧調整部60及び第2内圧調整部70を備えた電動パワーステアリング装置100の車両に対する搭載性を向上させることができる。
In the electric
なお、電動パワーステアリング装置100では、内圧調整部として第1内圧調整部60及び第2内圧調整部70が設けられているが、何れか一方のみが設けられていれば、収容空間内の圧力を調整することは可能である。
Although the electric
<第2実施形態>
次に、図6及び図7を参照して、本発明の第2実施形態に係る電動パワーステアリング装置200について説明する。以下では、第1実施形態と異なる点を中心に説明し、第1実施形態と同様の構成には、同一の符号を付し説明を省略する。
<Second Embodiment>
Next, an electric
電動パワーステアリング装置200の基本的な構成は、第1実施形態に係る電動パワーステアリング装置100と同様である。電動パワーステアリング装置200は、いわゆるシングルピニオン式であり、アシスト機構20が、出力シャフト15の下部に形成された第1ピニオン16を介して、ステアリングシャフト11と連結されている点でデュアルピニオン式の電動パワーステアリング装置100と相違する。
The basic configuration of the electric
図6に示すように、電動パワーステアリング装置200では、アシスト機構20がラックシャフト12を挟んでステアリングシャフト11とは反対側に配置されており、図7に示すように、ウォームハウジング53に形成されウォームホイール52を収容する第1収容孔54は、下方に向けて開口している。
As shown in FIG. 6, in the electric
つまり、電動パワーステアリング装置200では、第1内圧調整部60が、第1実施形態に係る電動パワーステアリング装置100の第1内圧調整部60とは、上下方向が反対に組み付けられている。
That is, in the electric
このように、第1内圧調整部60が下方に配置されている場合、第1内圧調整部60を通じて、ウォーム収容空間内に水が浸入するおそれが高くなる。しかしながら、第1内圧調整部60の接合部には、シール部61dやシール部材65が設けられ、また、通気孔63bには防水透湿膜体であるフィルタ64が設けられることから、第1内圧調整部60を通じてウォーム収容空間内に水が浸入することは防止される。
As described above, when the first internal
第1内圧調整部60の構造及び機能は、上述の第1実施形態に係る電動パワーステアリング装置100の第1内圧調整部60と同様であるため、その説明は省略する。
The structure and function of the first internal
このように本実施形態では、ラック収容空間とシャフト収容空間とウォーム収容空間とからなる収容空間内の圧力を調整可能な第1内圧調整部60を、ラックハウジング17から突出させることなく、電動パワーステアリング装置200のデッドスペースを利用して配置している。このため、第1内圧調整部60を備えた電動パワーステアリング装置200の搭載性を向上させることができる。なお、図示は省略するが、第2収容孔55の開口端には、第2内圧調整部70が設けられていてもよい。
As described above, in the present embodiment, the first internal
以上の第2実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。 According to the second embodiment described above, the following effects can be obtained.
電動パワーステアリング装置200では、ラック収容空間とシャフト収容空間とウォーム収容空間とからなる収容空間内の圧力を調整可能な第1内圧調整部60が、第1収容孔54の開口端に設けられる。このように、第1内圧調整部60は、ラックハウジング17やウォームハウジング53から突出して設けられることなく、第1収容孔54の開口端に生じるデッドスペースに内蔵される。このため、電動パワーステアリング装置200の周辺に設けられる部材と第1内圧調整部60とが干渉することが回避され、結果として、第1内圧調整部60を備えた電動パワーステアリング装置200の車両に対する搭載性を向上させることができる。
In the electric
なお、次のような変形例も本発明の範囲内であり、変形例に示す構成と上述の各実施形態で説明した構成を組み合わせたり、以下の異なる変形例で説明する構成同士を組み合わせたりすることも可能である。 Note that the following modified examples are also within the scope of the present invention, and the configurations described in the modified examples may be combined with the configurations described in the above-described embodiments, or the configurations described in different modified examples below may be combined. It is also possible.
上記各実施形態では、ステアリングホイール1とラックシャフト12とがステアリングシャフト11を介して機械的に連結されている。電動パワーステアリング装置の構成は、これに限定されず、減速機構50を介して電動モータ21がラックシャフト12に連結されていればよく、ステアリングホイール1とラックシャフト12とが機械的に連結されていないステアバイワイヤ式の電動パワーステアリング装置であってもよい。
In each of the above-described embodiments, the steering wheel 1 and the
また、電動パワーステアリング装置の構成は、ドライバによる操舵トルクと電動モータ21による操舵補助トルクとが共通のステアリングシャフト11を介してラックシャフト12に入力されるシングルピニオン式の電動パワーステアリング装置であってもよい。この場合は、ウォームハウジング53に第1内圧調整部60を設けることができないことから、第2内圧調整部70のみが設けられる。
The configuration of the electric power steering device is a single pinion type electric power steering device in which the steering torque by the driver and the steering assist torque by the
また、上記各実施形態における第1内圧調整部60は、サポート部材62を有している。第1内圧調整部60の構成は、これに限定されず、第2内圧調整部70のようにベローズ61のシール部61dをウォームハウジング53に保持させる構成とすることによって、サポート部材62を廃止し、部品点数を削減してもよい。この場合、ベローズ61は、ボルトを介して保持部材63をウォームハウジング53に結合することによって固定されてもよいし、保持部材63をウォームハウジング53に溶接接合することによって固定されてもよい。
Further, the first internal
また、上記各実施形態における第2内圧調整部70は、第1内圧調整部60のサポート部材62に相当する部材を有していない。第2内圧調整部70の構成は、これに限定されず、サポート部材62に相当する部材を有する構成であってもよい。また、第2内圧調整部70は、第1内圧調整部60の第1制限部62d及び第2制限部63cに相当する制限部を有していないが、制限部を有する構成としてもよい。また、第2内圧調整部70では、保持部材72はウォームハウジング53に溶接接合されているが、保持部材63はボルトを介してウォームハウジング53に結合されてもよい。
Further, the second internal
また、上記各実施形態におけるベローズ61,71は、底部61a,71aと蛇腹部61b,71bとフランジ部61c,71cとが金属によって形成されている。ベローズ61,71は、これに限定されず、底部61a,71aと蛇腹部61b,71bとフランジ部61c,71cとが樹脂等によって一体的に形成されたものであってもよいし、底部61a,71aと蛇腹部61b,71bとが金属によって形成されフランジ部61c,71cが樹脂によって形成されたものであってもよい。このように少なくともベローズ61,71のフランジ部61c,71cを樹脂製とし、さらにベローズ61,71が組み付けられるサポート部材62を樹脂製とすることによって、ベローズ61,71をサポート部材62に対して予め溶着させておくことが可能となり、結果として、内圧調整部60,70の組付性を向上させることができる。なお、ベローズ61,71がサポート部材62に溶着される場合は、シール部61d,71dをベローズ61,71とは別に設けてもよい。
Further, in the
また、上記各実施形態では、通気孔63b,72aに防水透湿膜体であるフィルタ64,73が設けられる。通気孔63b,72aが設けられる位置が、水が掛かったり水没したりするおそれのない位置である場合は、フィルタ64,73をメッシュ状フィルタや微細孔フィルタとすることによって、製造コストを低減させてもよい。
Further, in each of the above-described embodiments, the ventilation holes 63b and 72a are provided with the
以下、本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。 Hereinafter, the configuration, operation, and effect of the embodiment of the present invention will be collectively described.
電動パワーステアリング装置100,200は、ラック12aを有するラックシャフト12と、ラック12aに噛み合う第2ピニオン23を有する駆動シャフト22と、駆動シャフト22に設けられるウォームホイール52と、ウォームホイール52と噛み合うウォームシャフト51と、ウォームシャフト51を回転駆動する電動モータ21と、ラックシャフト12を収容するラック収容空間が形成されるラックハウジング17と、ウォームホイール52及びウォームシャフト51を収容しラック収容空間と連通するウォーム収容空間が形成されるウォームハウジング53と、ウォームハウジング53に設けられラック収容空間及びウォーム収容空間内の圧力を調整する内圧調整部60,70と、を備え、ウォーム収容空間は、ウォームホイール52を収容する第1収容孔54と、ウォームシャフト51を収容する第2収容孔55と、を有し、内圧調整部60,70は、第1収容孔54及び第2収容孔55の少なくとも一方の開口端を閉塞するベローズ61,71を有し、ベローズ61,71は、外部の圧力とウォーム収容空間内の圧力との差圧に応じて変形する。
The electric
この構成では、ラック収容空間及びウォーム収容空間内の圧力を調整可能な内圧調整部60,70が、第1収容孔54及び第2収容孔55の少なくとも一方の開口端に設けられる。このように、内圧調整部60,70は、ラックハウジング17やウォームハウジング53から突出して設けられることなく、第1収容孔54の開口端や第2収容孔55の開口端に生じるデッドスペースに内蔵される。このため、電動パワーステアリング装置100,200の周辺に設けられる部材と内圧調整部60,70とが干渉することが回避され、結果として、内圧調整部60,70を備えた電動パワーステアリング装置100,200の車両に対する搭載性を向上させることができる。
In this configuration, the internal
また、内圧調整部60,70は、ベローズ61,71を開口端に保持する保持部材63,72をさらに有し、保持部材63,72には、外気が流出入する通気孔63b,72aが設けられ、通気孔63b,72aには、液体の通過を抑制し気体の通過を許容するフィルタ64,73が設けられる。
Further, the internal
この構成では、ベローズ61,71に外部の圧力を導く通気孔63b,72aに液体の通過を抑制し気体の通過を許容するフィルタ64,73が設けられる。このように、防水透湿性のフィルタ64,73を設けることによって内圧調整部60,70内に水が浸入することが防止されるため、結果として、電動パワーステアリング装置100,200が水没したり被水したりした際に内圧調整部60,70を通じて電動パワーステアリング装置100,200の内部に水が浸入することを防止することができる。また、この構成では、ベローズ61,71内に水が浸入することが防止されることから、ベローズ61,71の変形が水によって阻害されることが避けられるため、内圧調整部60,70を安定して作動させることができる。
In this structure, filters 64 and 73 that suppress passage of liquid and allow passage of gas are provided in the vent holes 63b and 72a that guide external pressure to the
また、内圧調整部60,70は、ベローズ61,71の変形を制限する制限部62d,63cをさらに有する。
Further, the internal
この構成では、ベローズ61,71の変形を制限する制限部62d,63cが設けられる。このように、ベローズ61,71の変形を制限することで、ベローズ61,71が周囲の部材に接触して破損したり、周囲の部材に張り付いたりすることが防止される。この結果、ベローズ61,71を差圧に応じて円滑に変形させることが可能となる。
In this configuration, the limiting
また、ベローズ61は、第1収容孔54の開口端に設けられる。
Further, the
この構成では、ベローズ61は、ウォームホイール52を収容する第1収容孔54の開口端に設けられる。ウォームホイール52を収容する第1収容孔54の外径はウォームホイール52の外径よりも大きいことから、ベローズ61の外径を比較的大きく設定することが可能となる。ベローズ61の外径が大きければベローズ61がわずかに変形した場合であってもラック収容空間及びウォーム収容空間の容積を大きく変化させることができるため、内圧調整部60によって、ラック収容空間及びウォーム収容空間内の圧力の調整を迅速に行うことが可能となる。
In this configuration, the
また、第1収容孔54の第1中心軸線CL1と第2収容孔55の第2中心軸線CL2とは、第1中心軸線CL1及び第2中心軸線CL2に直交する方向から見て、傾いて交差している。
Further, the first central axis line CL1 of the
この構成では、第1収容孔54の第1中心軸線CL1と第2収容孔55の第2中心軸線CL2とが傾いて交差している。第1中心軸線CL1と第2中心軸線CL2とが傾いて交差すると、第1収容孔54と第2収容孔55とを連通する連通開口57の第1中心軸線CL1方向における幅が大きくなり、第1収容孔54の開口端に生じるデッドスペースが大きくなる。このように、大きなデッドスペースが生じる第1収容孔54の開口端に内圧調整部60を内蔵させることによって、内圧調整部60を備えた電動パワーステアリング装置100の車両に対する搭載性を向上させることができる。
In this configuration, the first central axis line CL1 of the
また、ラックシャフト12に対して揺動自在に連結される一対のタイロッド5と、ラックシャフト12とタイロッド5との連結部6を覆い、ラック収容空間の一部を画定するブーツ19と、をさらに備え、ベローズ61,71はブーツ19よりも小さい圧力で変形する。
Further, a pair of
この構成では、ベローズ61,71はブーツ19よりも小さい圧力で変形する。このようにベローズ61,71をブーツ19よりも変形し易くすることによって、圧力差が生じた場合にブーツ19が変形したり破損したりすることを確実に防止することができる。
In this configuration, the
また、膜部材は、ベローズまたはダイヤフラムである。 The membrane member is a bellows or a diaphragm.
この構成では、膜部材がベローズまたはダイヤフラムである。このように、膜部材として、構成が簡素なベローズやダイヤフラムを採用することによって、内圧調整部60,70を備えた電動パワーステアリング装置100,200の製造コストを低減することができる。
In this configuration, the membrane member is a bellows or a diaphragm. As described above, by adopting the bellows or the diaphragm, which has a simple structure, as the film member, it is possible to reduce the manufacturing cost of the electric
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。 Although the embodiment of the present invention has been described above, the above embodiment merely shows a part of the application example of the present invention, and the technical scope of the present invention is limited to the specific configuration of the above embodiment. Absent.
100,200・・・電動パワーステアリング装置、5・・・タイロッド、6・・・ボールジョイント(連結部)、12・・・ラックシャフト、12a・・・ラック、17・・・ラックハウジング、17a・・・収容孔(第1収容空間)、19・・・ブーツ、21・・・電動モータ、22・・・駆動シャフト、23・・・第2ピニオン(ピニオン)、51・・・ウォームシャフト、52・・・ウォームホイール、53・・・ウォームハウジング、54・・・第1収容孔、55・・・第2収容孔、57・・・連通開口、60・・・第1内圧調整部(内圧調整部)、61・・・ベローズ(膜部材)、62・・・サポート部材、62d・・・第1制限部(制限部)、63・・・保持部材、63b・・・通気孔、63c・・・第2制限部(制限部)、64・・・フィルタ、70・・・第2内圧調整部(内圧調整部)、71・・・ベローズ(膜部材)、72・・・保持部材、72a・・・通気孔、73・・・フィルタ、CL1・・・第1中心軸線、CL2・・・第2中心軸線 100, 200... Electric power steering device, 5... Tie rod, 6... Ball joint (connecting part), 12... Rack shaft, 12a... Rack, 17... Rack housing, 17a. ..Housing hole (first housing space), 19... Boots, 21... Electric motor, 22... Drive shaft, 23... Second pinion (pinion), 51... Worm shaft, 52 ... worm wheel, 53... worm housing, 54... first accommodation hole, 55... second accommodation hole, 57... communication opening, 60... first internal pressure adjusting portion (internal pressure adjustment Part), 61... Bellows (membrane member), 62... Support member, 62d... First restricting part (restricting part), 63... Holding member, 63b... Vent hole, 63c... -Second limiting portion (limiting portion), 64... Filter, 70... Second internal pressure adjusting portion (internal pressure adjusting portion), 71... Bellows (membrane member), 72... Holding member, 72a... ..Ventilation holes, 73... Filters, CL1... First central axis, CL2... Second central axis
Claims (7)
ラックを有するラックシャフトと、
前記ラックに噛み合うピニオンを有する駆動シャフトと、
前記駆動シャフトに設けられるウォームホイールと、
前記ウォームホイールと噛み合うウォームシャフトと、
前記ウォームシャフトを回転駆動する電動モータと、
前記ラックシャフトを収容する第1収容空間が形成されるラックハウジングと、
前記ウォームホイール及び前記ウォームシャフトを収容し前記第1収容空間と連通する第2収容空間が形成されるウォームハウジングと、
前記ウォームハウジングに設けられ前記第1収容空間及び前記第2収容空間内の圧力を調整する内圧調整部と、を備え、
前記第2収容空間は、前記ウォームホイールを収容する第1収容孔と、前記ウォームシャフトを収容する第2収容孔と、を有し、
前記内圧調整部は、前記第1収容孔及び前記第2収容孔の少なくとも一方の開口端を閉塞する膜部材を有し、
前記膜部材は、外部の圧力と前記第2収容空間の圧力との差圧に応じて変形することを特徴とする電動パワーステアリング装置。 An electric power steering device,
A rack shaft having a rack,
A drive shaft having a pinion that meshes with the rack;
A worm wheel provided on the drive shaft,
A worm shaft that meshes with the worm wheel,
An electric motor for rotationally driving the worm shaft,
A rack housing in which a first housing space for housing the rack shaft is formed;
A worm housing for accommodating the worm wheel and the worm shaft, and forming a second accommodating space communicating with the first accommodating space;
An internal pressure adjusting portion provided in the worm housing for adjusting the pressure in the first accommodation space and the second accommodation space,
The second accommodation space has a first accommodation hole for accommodating the worm wheel and a second accommodation hole for accommodating the worm shaft,
The internal pressure adjusting section has a membrane member that closes an open end of at least one of the first accommodation hole and the second accommodation hole,
The electric power steering device according to claim 1, wherein the membrane member is deformed according to a pressure difference between an external pressure and a pressure in the second accommodation space.
前記保持部材には、外気が流出入する通気孔が設けられ、
前記通気孔には、液体の通過を抑制し気体の通過を許容するフィルタが設けられることを特徴とする請求項1に記載の電動パワーステアリング装置。 The internal pressure adjusting unit further includes a holding member that holds the membrane member at the opening end,
The holding member is provided with a vent hole through which outside air flows in and out,
The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein a filter that suppresses passage of liquid and allows passage of gas is provided in the vent hole.
前記ラックシャフトと前記タイロッドとの連結部を覆い、前記第1収容空間の一部を画定するブーツと、をさらに備え、
前記膜部材は前記ブーツよりも小さい圧力で変形することを特徴とする請求項1から5の何れか1つに記載の電動パワーステアリング装置。 A pair of tie rods swingably connected to the rack shaft,
A boot that covers the connecting portion between the rack shaft and the tie rod and defines a part of the first housing space,
The electric power steering apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the film member is deformed with a pressure smaller than that of the boot.
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