JP2000318631A - 自動車用動力補助ステアリングシステム - Google Patents

自動車用動力補助ステアリングシステム

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JP2000318631A
JP2000318631A JP2000115173A JP2000115173A JP2000318631A JP 2000318631 A JP2000318631 A JP 2000318631A JP 2000115173 A JP2000115173 A JP 2000115173A JP 2000115173 A JP2000115173 A JP 2000115173A JP 2000318631 A JP2000318631 A JP 2000318631A
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steering
bellows
steering system
diaphragm
gear housing
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JP2000115173A
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English (en)
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Jens Stolzenburg
シュトルツェンブルク イェンス
Bernd Schiek
シエク ベルント
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ThyssenKrupp Presta Muelheim GmbH
Original Assignee
Mercedes Benz Lenkungen GmbH
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    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/06—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle
    • B62D5/20—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle specially adapted for particular type of steering gear or particular application
    • B62D5/22—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle specially adapted for particular type of steering gear or particular application for rack-and-pinion type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D3/00—Steering gears
    • B62D3/02—Steering gears mechanical
    • B62D3/12—Steering gears mechanical of rack-and-pinion type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
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  • Sealing Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ラックアンドピニオンタイプのステアリング
システムの、ベローズで囲まれた左右に生じる２つの空
気容積の差を補償する。 【解決手段】ステアリングギアハウジング内に長手方向
に変位自在に配置されたステアリングラックと、このス
テアリングラックに連動するトラックロッドと、一方で
ステアリングギアハウジングに接続され、他方で隣接す
るトラックロッドに接続された少なくとも１つのゲート
ルを有する、自動車用動力補助ステアリングシステムに
おいて、このゲートルの少なくとも一部を、ガス透過性
で、かつ撥水性の材料６、２１で製造する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ラックアンドピニ
オンタイプのステアリング（操舵）システムの形態をし
た、自動車用動力補助ステアリングシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の動力補助ステアリングシステム
は、ステアリングラックを有し、このステアリングラッ
クは、ステアリングラックギアハウジング内で長手方向
に変位自在に支持されており、両端にトラックロッドタ
ップが設けられている。
【０００３】このトラックロッドは、一般にネジおよび
ボールジョイントにより、ステアリングラックに接続さ
れており、ステアリングラックとネジとボールジョイン
トとは、ベローズによってほこりから保護されている。
ベローズの一端は、トラックロッドに締結されており、
他端は、ステアリングギアハウジングに締結されてい
る。
【０００４】ステアリング運動に際し、ベローズで囲ま
れた空間の容積が変化する。その結果、その空間内に含
まれる空気量を補償しなければならない。この目的のた
めに、公知の動力補助ステアリングシステムでは、ラッ
クアンドピニオンタイプのステアリングシステムの左右
に生じる２つの空気容積部の間に管路が設けられてお
り、ラックアンドピニオンタイプのステアリングシステ
ムの両側における２つの空間容積部の間で、補償を行う
ようになっている。
【０００５】この管路は、オプションとして、横方向ボ
アと組み合わされたステアリングラック内の長手方向の
ボア、またはステアリングギアハウジング、もしくはベ
ローズの外側にある別個の剛性管路のいずれかにより構
成されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前記のような接続部を
設けるようにした構造では、コストが相当に大きい。ま
た、かかる接続部がない場合、排除された容積の空気を
除去するか、または必要な容積の空気を供給するための
別の方法が必要である。
【０００７】従って、本発明の課題は、ベローズによっ
て囲まれた空間の容積を別個に変えるか、または補償す
ることができる、自動車用動力補助ステアリングを提供
することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記課題は、請求項１の
特徴事項を有する装置だけでなく、請求項６の特徴事項
を有する装置によっても達成される。
【０００９】従属請求項には、本発明の有利な変形例が
示されている。
【００１０】以下、添付図面を参照して、本発明の実施
例について説明する。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１は、動力補助ステアリングシ
ステムのための、それ自体公知のベローズ１を示す。か
かるベローズは「ステアリングゲートル」としても知ら
れている。このベローズ１は、ステアリングギアハウジ
ング側を向く大径の接続部２だけでなく、トラックロッ
ド側を向く小径の接続部３も含んでいる。
【００１２】双方の接続部２、３は、通常、クランプに
よりそれぞれの部品に締結されており。ステアリングゲ
ートルの場合、かかるベローズには、圧力補償用開口部
は設けられていない。
【００１３】図１に示されたベローズは、接続部３の領
域において、ゴム製の環状カラー４を支持している。ベ
ローズには、同じように大径の対応するカラー５が設け
られているが、カラー４から接続部２の方向に外側にず
れている点だけが異なっている。このカラー５も、ベロ
ーズの他の部分を製造するのに使用した材料から、一体
的に形成されている。
【００１４】２つの環状カラー４と５との間には、円錐
形の密閉体の形状をしたダイヤフラム６が延びている。
このダイヤフラム６では、小径の開端部は、端面にてカ
ラー４と一体化されており、一方、大径の他方の開端部
は、その環状端面において、カラー５と一体化されてい
る。
【００１５】ベローズの製造に際しては、ダイヤフラム
６の端面、またはエッジのまわりに、ベローズの材料を
射出成形することが好ましい。
【００１６】図２には、かかる公知の構造の動力補助ス
テアリングシステムが示されている。ステアリングギア
ハウジング１０は、図には詳細に示されていない他の部
品の他に、ステアリングラック１１を囲んでいる。ステ
アリングラック１１に隣接するハウジングの開端部１２
は、ベローズ１の端部２によって囲まれ、シールされて
いる。そのため、閉じ込められた動力補助ステアリング
システムの内部には、接続部１３を通って空気が流入し
たり、これより空気が排出されたりするる。
【００１７】ラックアンドピニオンタイプのステアリン
グシステムの（図２における）右側に、第２接続部１４
が設けられている。公知の構造の動力補助ステアリング
システムにおける接続部１３、１４は、このシステムに
ネジ留めされた接続管路により互いに接続されており、
その結果、この接続管路によって、動力補助ステアリン
グシステムの左右の側の空気空間容積の補償が行われ
る。
【００１８】図２の実施例では、接続部１４と同様の接
続部１３には、ネジキャップ１６が設けられている。こ
のネジキャップ１６は、図では拡大して示されており、
大気に開口する開口部１７を有する。この開口部には、
疎水性のガス透過性ダイヤフラム１８が挿入されてい
る。このダイヤフラム１８の材料は、図１に示されたダ
イヤフラム６の材料と同じでもよい。
【００１９】このダイヤフラム１８は、成形されたプラ
スチック部品１９によってネジキャップ１６内に固定さ
れており、ネジキャップを接続部１３にねじ込むときに
生じる軸方向の力によって支持表面に押圧され、これに
より、ネジキャップは特定の限度内の荷重に耐えること
ができ、かつ防水性となっている
【００２０】接続部１４には、対応するネジキャップが
ねじ込まれ、この接続部に連通する空気容積部も、防水
性かつ防塵性となるようにシールされているが、ある程
度大気にガスを通すことができるように開口している。
【００２１】図３は、ステアリング側に接続部２を備
え、トラックロッド側に接続部３を備えるベローズ１の
別の実施例を示す。
【００２２】この実施例では、ベローズ１からほぼ丸い
領域２０が切り欠かれており、この領域には、可撓性膨
張要素２１が設けられている。この領域は、図３に示す
ように、より大きい折りたたみ部、すなわち大きいリフ
ト部だけでなく、より密に隣接する折りたたみ部をも有
するベローズ領域を含んでいる。これらの折りたたみ部
は、実際のベローズとは異なる材料から形成してもよ
い。
【００２３】特に、ダイヤフラム６および１８と同様の
ガス透過性および疎水性材料で領域２１を製造すること
も可能である。この場合、領域２１は、膨張性が大きい
こと、および面積が比較的広いことの双方により、ベロ
ーズの内側にガスが流入したり、またはこれから流出し
たりすることができるようになる。
【００２４】上に述べた実施例は、次のように作動す
る。すなわち、ステアリングラックがステアリングギア
ハウジング内に進入すると、図１のベローズ１は収縮す
るので、ベローズによって囲まれた空気量の利用可能な
空間が小さくなり、過剰圧力が発生する。この過剰圧力
は、疎水性で、かつガス透過性であるダイヤフラム６を
通って逃げることができる。
【００２５】圧力解放レートは、空気容積、圧力差、ダ
イヤフラム６の面積、および平均孔径によって決まる。
ステアリングラックがギアハウジングから出るように移
動すると、ベローズ１内の容積は増加するが、一方、空
気容積は、最初は一定のままである。閉じ込められてい
る空気量が先に逃げている場合、その結果生じる部分真
空圧によって、大気からダイヤフラム６を通して内部に
ガスが流入し、必要な圧力補償が行われる。ラックアン
ドピニオンタイプのステアリングシステムの他方の空気
容積は、逆のプロセスを経過する。
【００２６】図２のラックアンドピニオンタイプのステ
アリングシステムでは、接続部１２の領域における空気
容積も、大気との交換ができない従来のベローズによっ
て、オプションとしてシールされている。この場合、ス
テアリングラックが右に移動すると、左側で過剰圧が発
生し、この過剰圧は、接続部１３およびこの内部に位置
するダイヤフラム１８を通って大気に向かって逃げる。
ダイヤフラム１８は、この場合には、同じように、水、
ほこり、その他好ましくない不純物を退けることができ
るが、望ましくない程度にまで、ガスの移動を阻害する
ことはない。
【００２７】上記ステアリングラックが右側に上記のよ
うに移動した場合、右側（図２）の空気容積は増加する
ので、接続部１４および対応するダイヤフラム１８を通
して、大気から必要なガス量が吸引される。ステアリン
グラック１１が左側に移動することにより、ステアリン
グが逆方向にロックされると、上記プロセスの逆が生
じ、その結果、排除すべき空気は接続部１４を通って逃
れ、一方、対応する空気容積は、接続部１３を通って吸
引される。
【００２８】図３のベローズは、図１のベローズと同様
な動作を可能にする。しかし、ダイヤフラム６の孔を通
って拡散ガスの移動が起こり得る他に、領域２１の拡大
部を通した内外方向への機械的な圧力補償を行える可能
性もある。ここで、圧力補償のためにある種の膨張容器
が形成される。
【００２９】前記領域２１が、ガス透過性の疎水性ダイ
ヤフラムによって形成されると、最終的にガスの上昇を
同じように逃すことができる。また大気からガスを吸引
することもできる。
【００３０】高速ステアリング運動が予想され、極めて
短時間のうちに必要な流量の容積を、単にダイヤフラム
を通過する拡散によって移動させることができない場合
には、かかる態様が好ましい。ここで、純粋に機械的な
バッファとしては、高速で反応する、肉薄の膨張要素２
１が好ましい。
【００３１】本発明は、実施例に記載されていない他の
構造でも実現できる。従って、例えばベローズ１全体
を、ガス透過性の疎水性ダイヤフラムから製造すること
もできる。このようにすると、利用可能な拡散表面が極
めて広くなり、過剰圧が低い場合でも信頼できるガスの
移動が可能となる。例えば、ドイツ国、プッツブルン
（Putzbrunn）のダブリュー・エル・ゴア・アンド・ア
ソシエイツ（W.L. Gore & Associate）社から、「ゴア
テックス（Goretex）」なるブランド名で市販されてい
るダイヤフラムが適当である。好ましくは、ハロゲン化
炭化水素をベースとする他のダイヤフラムを使用するこ
とも可能である。必要な性質（ガス透過性、撥水性およ
び液体不透性）が保証されるならば、他の材料を使用す
ることもできる。
【００３２】特に図２の実施例では、ダイヤフラムとし
て、フォイルの代わりに、ネット、織物またはメッシュ
サイズが小さく、疎水性表面、または表面コーティング
を有する同等品を使用することも可能である。
【００３３】これまで説明した本発明の実施例による
と、動力補助ステアリングシステムにおいて、両端部に
おける２つの容積部の間の圧力補償を行うために、ステ
アリングシステムの外側に設けられた接続管路、または
ステアリングラックを貫通する従来の長手方向ボアを不
要にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】疎水性のガス透過性ダイヤフラムを有するベロ
ーズを示す図である。
【図２】ダイヤフラムによってシールされた通気口を有
する動力補助ステアリングシステムのためのステアリン
グギアハウジングを示す図である。
【図３】連動する可撓性膨張チャンバを有するベローズ
を示す図である。
【符号の説明】
１ ベローズ ２ 大径の接続部 ３ 小径の接続部 ４ 環状カラー ５ カラー ６ ダイヤフラム １０ ステアリングギアハウジング １１ ステアリングラック １３、１４ 接続部 １６ ネジキャップ １７ 開口部 １８ ダイヤフラム ２０ 丸い領域 ２１ 膨張要素
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ベルント シエク ドイツ国 デー−73650 ヴィンターバッ ハ カルルシュトラーセ 13

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ステアリングギアハウジング内に長手方
    向に変位自在に配置されたステアリングラックと、この
    ステアリングラックに連動するトラックロッドと、一方
    でステアリングギアハウジングに接続され、他方で隣接
    するトラックロッドに接続された少なくとも１つのゲー
    トルを有する、自動車用動力補助ステアリングシステム
    において、このゲートルの少なくとも一部を、ガス透過
    性で、かつ撥水性材料６、２１からなるものとしたこと
    を特徴とする、動力補助ステアリングシステム。
  2. 【請求項２】 前記材料６、２１が、ガスが拡散によっ
    て透過できるダイヤフラムであることを特徴とする、請
    求項１記載の動力補助ステアリングシステム。
  3. 【請求項３】 前記材料が、多孔質のフォイル、好まし
    くはプラスチックフォイルであることを特徴とする、請
    求項１または２記載の動力補助ステアリングシステム。
  4. 【請求項４】 前記材料６、２１が、ベローズ１のほぼ
    回転対称の領域を形成していることを特徴とする、請求
    項１〜３のいずれかに記載の動力補助ステアリングシス
    テム。
  5. 【請求項５】 前記材料２１が、高度に弾性変形可能な
    ベローズ１１の領域２０を形成していることを特徴とす
    る、請求項１〜４のいずれかに記載の動力補助ステアリ
    ングシステム。
  6. 【請求項６】 ステアリングギアハウジングと、該ステ
    アリングギアハウジング内で長手方向に変位可能なステ
    アリングラックと、該ステアリングラックに連動するト
    ラックロッドと、前記ステアリングギアハウジングとト
    ラックロッドとの間に設けられた、ガスをほぼ通過させ
    ないベローズとを有する、自動車用動力補助ステアリン
    グシステムであって、 前記ステアリングギアハウジング１０が、ベローズ１に
    よって囲まれた空間と連通する少なくとも１つの接続部
    １３、１４を支持し、かつ接続部１３、１４が、ガス透
    過性の、液体を通過させないダイヤフラム１８によって
    シールされていることを特徴とする、動力補助ステアリ
    ングシステム。
  7. 【請求項７】 ネジキャップ１６内に、ダイヤフラム１
    ８が配置されていることを特徴とする、請求項６記載の
    動力補助ステアリングシステム。
  8. 【請求項８】 寸法がほぼ安定しているリング内に、前
    記ダイヤフラム１８が保持されていることを特徴とす
    る、請求項６または７記載の動力補助ステアリングシス
    テム。
  9. 【請求項９】 前記材料６、１８、２１が、疎水性とな
    るようにコーティングされたネット、フリースまたは織
    物であることを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに
    記載の動力補助ステアリングシステム。
JP2000115173A 1999-04-16 2000-04-17 自動車用動力補助ステアリングシステム Pending JP2000318631A (ja)

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