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CN107097842A - 阻尼装置和转向装置 - Google Patents

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CN107097842A CN201610922095.1A CN201610922095A CN107097842A CN 107097842 A CN107097842 A CN 107097842A CN 201610922095 A CN201610922095 A CN 201610922095A CN 107097842 A CN107097842 A CN 107097842A
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Nok Corp
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Abstract

本发明提供了一种阻尼装置和转向装置。阻尼装置包括轴、大直径部壳体和冲击吸收构件。当大直径部不对凸缘部施加冲击力时,弹性体设置成在壳体的内周表面和筒形部的外周表面中的一者处具有间隙,并且当大直径部对凸缘部施加冲击力时,弹性体沿轴向方向变形并且变形成与壳体的内周表面、限制表面、筒形部的外周表面以及凸缘部都接触。冲击接受构件相对于壳体的相对运动通过变形的弹性体被限制并且冲击接受构件保持与壳体的非接触状态。

Description

阻尼装置和转向装置
技术领域
本发明涉及阻尼装置和使用该阻尼装置的转向装置。
背景技术
车辆用的转向装置通过使经由拉杆连接至车轮的齿条轴在轴向方向上的往复移动而改变转向轮(轮胎)的方向。齿条轴以可滑动的方式容置在壳体中。齿条轴构造成使得齿条轴的往复运动范围在达到往复运动范围的极限时通过在齿条轴的端部处形成的大直径部与壳体的碰撞而在物理上被限制。更详细地,伴随着车辆的驾驶员对方向盘的操作,输入了使齿条轴在轴向方向上移动的力(正向力)。反之亦然,例如由于转向轮的行驶到路边石上的操作,输入了从转向轮朝向齿条轴的过大力。这样的过大的力使齿条轴沿轴向方向移动(反向力)。伴随着正向力或反向力的输入,当齿条轴在轴向方向上移动直到其与壳体碰撞为止时,发生所谓的“端部抵接”。
在转向装置中,阻尼装置设置在端部抵接部处以吸收或抑制在端部抵接操作时产生的冲击。作为阻尼装置的已知装置包括具有大直径部的齿条轴、壳体和冲击吸收构件,齿条轴插入穿过壳体并且能够沿轴向方向以相对可滑动的方式移动但壳体限制齿条轴的大直径部的轴向运动,冲击吸收构件插入齿条轴的轴部中并且在轴线方向上设置在大直径部的端面与壳体之间。
根据专利文献1的转向装置包括设置在端部构件(大直径部)与壳体之间的弹性体(冲击吸收构件)。在大直径部与壳体碰撞时,冲击吸收构件通过经由大直径部接受冲击而吸收碰撞冲击。冲击吸收构件包括端板(冲击接受构件),端板在与大直径部碰撞时接受碰撞冲击。冲击接受构件形成有与壳体的预定部接触的限制部。在专利文献2中,公开了一种冲击吸收构件(阻尼构件),该冲击吸收构件具有与专利文献1中所公开的类似的环形板状限制部(止动构件)。
相关技术列表
专利文献
[专利文献1]:JP 2015-128981 A
[专利文献2]:JP2015-63157 A
发明内容
本发明要解决的问题
然而,根据专利文献1和2的阻尼装置,限制部与壳体的预定部相接触的结构是必要条件。冲击吸收构件在遭受预定力时沿轴向方向移位。限制部通过与壳体相接触使冲击吸收构件的移位停止。因而,冲击吸收构件的弹性体的压缩位移限制在一定范围内并且能够实现确保弹性体的耐久性的有利效果。通常,限制部和壳体由金属材料形成。因此,当冲击吸收构件接受到的碰撞力过大时,限制部和壳体在大力作用下立即接触并且产生了金属与金属的碰撞冲击。这会损坏齿条轴或连接至壳体的部分的最弱部分,并且因而必须提高最弱部分不被冲击力损坏的耐载荷性能,即使成本增加也要如此。
本发明是鉴于上述问题而做出的并且本发明的目的是提供一种阻尼装置和和转向装置,该阻尼装置和转向装置能够通过采用金属形成的部件之间不接触的结构以较少的成本制造。
解决问题的手段
根据本发明的阻尼装置包括轴、壳体和冲击吸收构件,轴具有轴部和大直径部,壳体形成为筒形并且轴插入穿过壳体以能够在轴向方向上以相对可滑动的方式移动,壳体设置有在轴线方向上面向大直径部的端面的限制表面,冲击吸收构件插在轴部上并且在轴向方向上设置在大直径部的端面与限制表面之间,其中,冲击吸收构件包括冲击接受构件和弹性体,冲击接受构件包括筒形部和凸缘部,筒形部面向壳体的内周表面,凸缘部从筒形部沿径向方向向外延伸并且面向限制表面,并且凸缘部能够与大直径部相接触,弹性体设置在由壳体的内周表面、限制表面、筒形部的外周表面以及凸缘形成的空间中并且弹性体由橡胶材料或具有类似橡胶的弹性的合成树脂材料形成。
当大直径部不对凸缘部施加冲击力时,弹性体设置成至少在壳体的内周表面和筒形部的外周表面中的一者处具有间隙,当大直径部对凸缘部施加冲击力时,弹性体通过限制表面和凸缘部在轴线方向上被压缩并且变形成与壳体的内周表面、限制表面、筒形部的外周表面和凸缘部都接触使得弹性体填充间隙;并且其中,冲击接受构件相对于壳体的相对运动在冲击接受构件相对于限制表面保持非接触状态下通过变形的弹性体被限制。
根据本发明的转向装置设置有本发明的阻尼装置。转向装置包括:作为阻尼装置的轴部的齿条轴,齿条轴在其两端处经由拉杆连接至转向轮(要转向的转向轮以使车辆转动)并且能够在轴向方向上往复移动以使转向轮转动,以及作为阻尼装置的大直径部的大直径部,该大直径部设置在齿条轴的两端处,拉杆枢转地连接至该大直径部;以及作为阻尼装置的壳体的壳体,该壳体用于容置齿条轴。
根据本发明的阻尼装置或转向装置,当大直径部不对凸缘部施加冲击力时,即,在弹性体开始变形之前的状态下,在弹性体与壳体的内周表面和筒形部的外周表面中的至少一者之间设置有间隙。当大直径部对凸缘部施加冲击力时,弹性体被压缩而变形从而使间隙的体积减小。最终,变形的弹性体填充满间隙。
在弹性体填充在间隙中之前,由于弹性体的类似橡胶的弹性特性,表现出了冲击吸收力。在最终弹性体填充满间隙的状态之后,弹性体变形成使得限制表面、凸缘部、壳体的内周表面以及筒形部的外周表面都与弹性体相接触。因此,通过弹性体与在竖向截面中的所有四个外表面的接触,弹性体的刚度变大使弹性体不再进一步变形。换句话说,通过利用弹性体的刚度的改变,冲击接受构件相对于限制表面的运动能够被限制。
在冲击接受构件的相对运动被限制的状态下,冲击接受构件保持与限制表面的非接触状态。弹性体保持持续与限制表面的非接触状态。换句话说,通过在冲击接受构件与壳体之间保持非接触状态,弹性体能够继续设置在壳体与大直径部之间。在冲击接受构件的相对运动被限制的状态下,弹性体的刚度变大并且通过刚度的这种增大,要传递至装置的每个部件的冲击力也增大。然而,与在冲击接受构件通过冲击接受构件与壳体之间接触的相对运动的情况下的传递的冲击力的增大率相比,根据本发明的结构的冲击力的增大率很小(在下文中,减小传递至装置的每个部件的冲击力的增大率的效果被简称为“冲击传递抑制效果”)。因此,能够减小装置的每个部件的耐载荷性能并且因而能够减小制造装置的成本。
在本说明书中,“弹性体”是指由表现出如一般限定的“类似橡胶的弹性”的材料形成的任何构件,并且这种意义内的任何构件不应被排除在外。可以优选地使用橡胶构件或具有类似橡胶的弹性的合成树脂作为这种弹性体。
附图说明
对本领域技术人员而言,本发明的各方面在借助于附图阅读下面优选实施方式的详细描述时变得明显,在附图中:
图1是根据本发明的实施方式的整个电动转向装置的概念图;
图2是根据第一实施方式的阻尼装置的结构的截面图;
图3是示出了阻尼装置的结构的扩大截面图;
图4A是示出了阻尼装置在端部抵接操作之前的状态下的截面图;
图4B是示出了阻尼装置端部抵接操作之后的状态下的截面图;
图5是冲击吸收构件的部分截面立体图;
图6A是示出了由弹性体实现的相对运动限制操作的说明的第一视图;
图6B是示出了由弹性体实现的相对运动限制操作的说明的第二视图;
图7是示出了关于冲击吸收构件的压缩载荷与压缩位移之间的关系的曲线图;
图8是说明冲击吸收构件在紧接端部抵接操作之后的视图;
图9是说明冲击吸收构件在端部抵接操作之后的压缩操作期间的视图;
图10A是说明根据改进实施方式1的冲击吸收构件在端部抵接操作之前的截面图;
图10B是说明根据改进实施方式1的冲击吸收构件在端部抵接操作之后的截面图;
图11是冲击吸收构件在冲击吸收构件的内周表面被粘附的情况下紧接在端部抵接操作之后的说明图;
图12是根据第二实施方式的阻尼装置的结构的扩大截面图;
图13是示出了阻尼装置在端部抵接操作之前的状态的截面图;
图14是示出了阻尼装置在端部抵接操作之后的状态的截面图;
图15是从与限制表面接触的一侧观察的阻尼装置的视图;
图16是根据第三实施方式的阻尼装置的结构的扩大截面图;
图17是示出了在径向上观察的图16的冲击吸收构件与大直径部之间的关系的视图;
图18是沿着图17的直线X-X截取的截面图,其中,可以看到沿着轴向方向的冲击吸收构件与大直径部之间的关系;
图19A是示出了阻尼装置在端部抵接操作之前的状态的截面图;
图19B是示出了阻尼装置在端部抵接操作之后的状态的截面图;
图20是根据第四实施方式的阻尼装置的结构的扩大截面图;
图21是示出了图20的冲击吸收构件的部分截面的立体图;
图22是弹性膜的扩大接触部的部分截面图;
图23是冲击吸收构件的扩大凸缘部的部分截面图;
图24A是阻尼装置在端部抵接操作之前的截面图;
图24B是阻尼装置在端部抵接操作之后的截面图;以及
图25是根据改进实施方式的阻尼系统的弹性膜的扩大接触部的部分截面图。
具体实施方式
(第一实施方式)
在下文中,将基于根据本发明的转向装置,对根据本发明的第一实施方式的阻尼装置进行说明,其中,阻尼装置参照附图使用。将对作为转向装置的示例的电动转向装置进行说明。电动转向装置是通过转向辅助力来辅助转向动力的转向装置。除了电动转向装置之外,还可以应用后轮转向装置和线控转向装置作为根据本发明的转向装置。在图1中,转向装置ST包括转向机构10、转动机构20、转向辅助机构30、扭矩检测装置40以及阻尼装置50。
(1-1.电动转向装置的结构)
如图1中所示,转向机构10包括方向盘11和转向轴12。方向盘11固定至转向轴12的端部。转向轴12传递施加至方向盘11的转向扭矩以使转向轮26转动。转向轴12通过将柱状轴13、中间轴14以及小齿轮轴15连接而形成。小齿轮轴15包括输入轴15a、输出轴15b以及扭力杆15c。输入轴15a的输入侧部连接至中间轴14的输出侧部。小齿轮15d形成在输出轴15b的输出侧部处。
转动机构20包括齿条轴21和形成为大致筒形的壳体22。齿条轴21容置在壳体中并且由此支承以便沿着A轴线方向(与轴向方向对应)直线地往复移动。壳体22包括第一壳体22a和第二壳体22b,第二壳体22b在图1中所示的沿着A轴线方向的左侧处固定至第一壳体22a。
小齿轮轴15以可旋转的方式支承在第一壳体22a中。齿条轴21设置有齿条21a并且齿条21a和小齿轮15d彼此相互啮合以形成齿条和小齿轮机构23。齿条和小齿轮机构23容置在第一壳体22a中。
齿条轴21包括位于轴部211的两端处的一对大直径部51、51。这一对大直径部51、51通过扩大轴部211在齿条轴21两端处的直径而形成。一对球头栓27、27容置在一对大直径部51、51中以形成球形接头。一对拉杆24、24各自连接至球头栓27、27的端部并且拉杆24、24的每个稍端连接至与转向轮26、26装配的转向节(未示出)。因此,当方向盘11转向时,转向扭矩传递至转向轴12并且接着小齿轮轴15旋转。小齿轮轴15的旋转通过小齿轮15d和齿条21a的接合而转变成齿条轴21的直线往复运动。A轴线方向上的这种往复运动经由拉杆24、24传递至转向节。因此,转向轮26、26转动从而改变车辆的行驶方向。此处应当指出的是,附图标记25指示用于保持转动机构20的处于气密状态的容置空间(包括壳体22内部)的套(boot)。
在壳体22的两端处设置有后面将详细描述的一对冲击吸收构件53、53。这一对冲击吸收构件53、53容置在一对大直径部壳体52、52中,一个大直径部壳体52形成在第一壳体22a的一个侧端部处另一大直径部壳体52形成在第二壳体22b的另一侧端部处并且这一对冲击吸收构件53、53附接至一对限制表面52b、52b。冲击吸收构件53、53设置在大直径部51、51与面向大直径部51、51的限制表面52b、52b之间。大直径部51、51限制齿条轴21在轴线方向上的直线运动。当齿条轴21沿着A轴线方向移动并且转向轮26、26达到最大可转向角度时,发生大直径部51与冲击吸收构件53碰撞的“端部抵接”操作。碰撞的冲击由冲击吸收构件53吸收。
转向辅助机构30是通过作为驱动源的马达M对转向机构10施加转向辅助力的机构,马达M根据扭矩检测装置40的输出而受到控制。如图2中所示,转向辅助机构30包括用于转向辅助装置的壳体22c、膨胀部22d、用于电子设备的壳体31、MCU(马达控制单元)、滚珠螺杆机构33以及驱动力传递机构35。在这里应当指出的是本实施方式的转向装置ST构造为所谓的齿条平行式转向装置。
转向辅助机构30经由驱动力传递机构35对滚珠螺杆机构33传递马达M的旋转扭矩并且旋转扭矩通过该滚珠螺杆机构33转换成直线往复运动的行进力从而施加转向辅助力(参见图1和图2)。
用于转向辅助装置的壳体22c设置在第一壳体22a与第二壳体22b之间的附接部处。用于转向辅助装置的壳体22c呈筒形并且通过扩大第一壳体22a和第二壳体22b的各自面向端部的直径而形成。用于转向辅助装置的壳体中主要容置转向辅助机构30的滚珠螺杆机构33的一部分。呈筒形的从壳体22c延伸的膨胀部22d布置在用于转向辅助装置的壳体22c的下侧。用于转向辅助装置的壳体22c和膨胀部22d中形成连续的一个容置空间。用于电子设备的壳体31附接至膨胀部22d的一个端面并且其中容置有电子设备MCU。膨胀部22d和用于电子设备的壳体31通过设置在其间的通孔而连通。
容置在电子设备壳体31中的电子设备MCU包括马达和用于驱动马达M的控制部ECU。马达M的输出轴32与齿条轴21在轴线方向上平行。输出轴32设置成使得轴的稍端延伸至膨胀部22d中。输出轴32用作马达M的输出轴并且传递转向辅助力。驱动带轮36插在布置在膨胀部22d中的输出轴32的稍端部的外周表面上。
滚珠螺杆机构33包括滚珠螺杆部21b和滚珠螺母33a。滚珠螺杆部21b在齿条轴21的外周上沿A轴线方向形成在其预定范围内(参见图1中的左侧)。滚珠螺母33a经由沿着滚珠螺杆部21b布置的多个滚珠与齿条轴21的滚珠螺杆部21b相接合。
驱动力传递机构35由驱动带轮36、齿形带35a和从动带轮34形成。驱动带轮36和从动带轮上分别具有外部齿。驱动力传递机构35在驱动带轮36与从动带轮34之间传递由马达M产生的旋转驱动力。驱动带轮36经由输出轴32执行旋转扭矩传递。齿形带35a由橡胶材料制成并且这是转向装置ST的部件中的强度上最弱的点。
具有外部齿的从动带轮34固定至与从动带轮34一体形成而整体旋转的滚珠螺母33a的外周缘。齿形带35a形成为在内周缘侧具有多个内部齿的环形橡胶带。齿形带35a在与设置在从动带轮34和驱动带轮36的各自外周上的相应外部齿接合状态下桥接在从动带轮34的外周缘与驱动带轮36的外周缘之间。此外,齿形带35a在无任何滑动操作的情况下将带齿的驱动带轮36的旋转传递至带齿的从动带轮34。
根据上面说明的结构,转向辅助机构30响应于方向盘11的旋转操作驱动马达M以使输出轴32旋转。通过输出轴32的旋转,旋转扭矩传递至驱动带轮36以使驱动带轮旋转。驱动带轮的旋转经由齿形带35a传递至从动带轮34以使从动带轮34旋转。通过从动带轮34的旋转,与从动带轮34一体形成的滚珠螺母33a旋转。通过从动带轮34的旋转,与从动带轮34一体形成的滚珠螺母33a旋转。通过滚珠螺母33a的旋转,转向辅助力经由滚珠33b沿齿条轴21的A轴线方向传递至齿条轴21。
在这里应当指出的是当齿条轴21突然停止其运动时,滚珠螺母33a和从动带轮34的旋转运动停止。另一方面,驱动带轮36和马达M的输出轴32的旋转由于惯性而继续。然后,桥接在从动带轮与驱动带轮之间的齿形带35a的带中的一个带的张力过度增大以使带中的其他带的张力松弛。因此,松弛侧带的内部齿与驱动带轮36的外部齿之间的接合齿的数量减小(齿滑脱(tooth lifting))并且齿形带35a的内部齿可以从每个带轮36和34的外部齿脱离(跳齿)。
扭矩检测装置40固定至围绕小齿轮轴15定位的附接开口部22e。扭矩检测装置40检测扭力杆15c的扭转量并且响应于扭转量向控制部ECU输出信号。应当指出的是这里提及的扭力杆是具有扭转特性的构件并且响应于输入轴15a与输出轴15b之间的扭矩差而扭转。控制部ECU通过基于预先存储的中性信息和车辆行驶状态的学习控制来确定转向中心位置。中性信息是存储在马达M中的角度传感器的与转向中心位置对应的位置(电角度)的信息并且在车辆装配时测得。这种信息存储在控制部ECU中的非易失性存储器中。
(1-1-1.阻尼装置)
将参照附图的图3和图4对阻尼装置50进行进一步说明。伴随着响应于车辆驾驶员的转向操作而输入的正向输入或伴随着经由转向轮26从车辆的外部输入的反向输入,大直径部51沿着A轴线方向移位并且阻尼装置50的冲击吸收构件53吸收大直径部51与壳体52的限制表面52b将要发生碰撞时产生的冲击。
根据本实施方式的阻尼装置50设置或位于转向装置ST的在A轴线方向上的左侧和右侧处的两部分。应当指出的是图1中所示的右侧被称为“一侧”而图1中的左侧被称为“另一侧”。除非另有所指,否则阻尼装置50将主要基于图1中的邻近转向辅助机构30的“另一侧”阻尼装置进行说明。
阻尼装置50包括齿条轴21、大直径部壳体52以及冲击吸收构件53。阻尼装置50的齿条轴21包括大直径部51、51和轴部211(图1)。大直径部51、51形成在齿条轴21的每个端部处。轴部211从各大直径部51、51连续形成。轴部211包括滚珠螺杆部21b和齿条21a。
如图3中所示,球头栓27的轴部271连接在大直径部51的另一侧处。定位在大直径部51的“一侧”处的端部511连接至轴部211。端部511的直径形成为比轴部211的直径大。外螺纹部51b形成在端部511处,从端部511沿A轴线方向延伸。在齿条轴21的轴部211的端面212的中央部处设置有内螺纹部213,内螺纹部在A轴线方向上朝向另一侧敞开并且与外螺纹部51b接合。
在外螺纹部51b的根部处形成有大直径部51的接触端面51a,并且接触端面51a与端面212接合。接触端面51a形成在外螺纹部51b的根部处并且从外螺纹部51b的根部沿径向方向向外延伸。根据本实施方式,接触端面51a是齿条轴21的最端面212。换句话说,接触端面51a用作所谓的齿条端。根据这种结构,当齿条轴21直线地往复移动时,接触端面51a经由冲击吸收构件53与限制表面52b接合并且用作限制齿条轴21的往复运动的止动件。
大直径部51在另一侧端部512处连接至球头栓27并且经由球头栓27、拉杆24和转向节(未示出)进一步连接至转向轮26(参见图2)。大直径部51形成凹窝部,在定位在另一侧的端部512处(参见图3),凹窝部中容置有球头栓27。球头栓27的在另一侧处的稍端形成为球形并且经由阻尼装置27c以可旋转的方式容置在凹窝中。轴部271的端部和连接至转向轮26的转向节经由拉杆24连接。齿条轴21的在A轴线方向上的轴向运动经由拉杆24、24传递至转向节。因此,转向轮26转动从而改变车辆的行驶方向。然后,转向轮26可以转动直到接触端面51a与安装在限制表面52b处的冲击吸收构件53接合为止。换句话说,这种传递操作被称为正向(或反向)输入操作。
大直径部壳体52、52中的每个大直径部壳体形成壳体22的一部分,大直径部壳体52、52中的每个大直径部壳体形成第一壳体22a的一侧端部和第二壳体22b的另一侧端部。大直径部壳体52、52形成为具有底部的大致筒形形状并且各自在A轴线方向上布置有朝向相应的转向轮26、26侧敞开的开口。每个大直径部壳体52包括轴容置部52e、大直径部容置部52a、限制表面52b以及内周表面52c。
如图3中所示,轴容置部52e和大直径部容置部52a具有柱形空间并且与A轴线共轴地形成,柱形空间分别具有大致恒定的内径。轴容置部52e在轴部211插入轴容置部52e的状态下容置齿条轴21的轴部211。大直径部容置部52a朝向转向轮26被定位的一侧敞开以用于将轴部211和大直径部51容置在大直径部容置部52a中。
限制表面52b是形成大直径部容置部52a的底壁的平的底表面并且形成为面向大直径部51的接触端面51a。限制表面52b通过冲击吸收构件53与作为最端面(齿条端)的接触端面51a相接触,从而在物理上限制齿条轴21在轴向方向上的直线运动的范围。
内周表面52c是大直径部容置部52a的内周表面并且在内周表面52c的在限制表面52b侧具有与限制表面52b共用的表面的端部设置有环形凹槽52d(与凹槽相对应),环形凹槽52d的直径从内周表面52c沿径向方向向外扩大。环形凹槽52d是与环形突出部536接合以将冲击吸收构件53固定至限制表面52b上的凹部。
(1-1-1-1.冲击吸收构件)
冲击吸收构件53设置用于吸收“端部抵接”时产生的碰撞冲击。如图5中所示,冲击吸收构件53由冲击接受构件53a和弹性体53b形成,冲击接受构件由具有凸缘部532的筒形钢板制成,弹性体53b由橡胶材料制成并且具有大致筒形形状。冲击吸收构件53插在轴部211上并且在A轴线方向上设置在大直径部的接触端面51a与大直径部壳体52的限制表面52b之间。冲击吸收构件53安装在大直径部壳体52的限制表面52b上使得冲击接受构件53a的要被接触的端面532a面向大直径部51的接触端面51a。
更详细地,如图3中所示,冲击吸收构件53总体上大致呈环形筒状,其中,冲击接受构件53a的筒形部531插入弹性体53b的通孔中。冲击吸收构件53通过将弹性体53b的在另一侧处的端面533a一体粘附至冲击接受构件53a而形成。冲击接受构件53a由筒形部531和凸缘部532形成。筒形部531面向大直径部壳体52的内周表面52c。凸缘部532从筒形部531沿径向方向向外延伸并且面向限制表面52b并且凸缘部532仍能够与大直径部51相接触。弹性体53b设置在初始设定空间S0中,初始设定空间S0通过壳体52的内周表面52c、限制表面52b、筒形部531的外周表面531b以及凸缘部532形成。
开口53d在冲击吸收构件53的内周表面处设置成在冲击接受构件53a的端部处以距离D1敞开。因此,处于未变形状态下的弹性体53b的内周表面534的一侧端部在冲击接受构件53a的筒形部531的径向方向上的内侧从开口53d暴露在外。
沿冲击接受构件53a的A轴线方向观察的截面为L形。筒形部531的L形的一边表示为A轴线方向上的水平边而L形的另一边表示为与A轴线方向正交的竖向边。当冲击接受构件53a在凸缘部532处接受由大直径部51的接触端面51a的接触或碰撞引起的冲击力时,冲击接受构件53a对弹性体53b施加压缩力以将冲击传递至弹性体53b并且由此吸收冲击。
筒形部531形成为大致直筒形。冲击吸收构件53的通孔设置在筒形部531的内周表面531a处以用于在筒形部531装配至大直径部壳体52的过程中将轴部211插入该通孔。筒形部531的内周表面531b的外径的尺寸设定成使得弹性体53b的内周表面534可以松弛地插在其上。筒形部531的整个长度设定成与压缩裕度(压缩位移X1)相对应的长度。
如图4A和图4B中所示,筒形部531在A轴线方向上的整个长度形成且调节成使得筒形部531的端部531c与限制表面52b之间的距离D1在设置在大直径部壳体52中的冲击吸收构件53(弹性体)的不变形状态下略大于压缩位移X1。图4A示出了在不变形状态下的冲击吸收构件53。图4B示出了在A轴线方向上移位达压缩位移X1的被压缩且已变形的冲击吸收构件53。图4A和图4B中的符号Pa表示凸缘部532在不变形条件下的要被接触的端面532a的位置。
筒形部531用于限制弹性体53b的内周表面534沿着A轴线方向的压缩位移的方向,并且另外,筒形部531还用于防止弹性体53b沿径向方向向内变形以不突出超过筒形部531。
凸缘部532形成为具有恒定厚度的环形板状。凸缘部532从筒形部531沿径向方向向外延伸。凸缘部532的外径设定成略小于大直径部壳体52的内周表面52c的内径(设定成在其间具有约0.15至0.6mm的间隙)。弹性体53b的另一侧端面533a粘附至凸缘部532的要被接触的端面532a的后表面532b。
接下来,将在下文中对弹性体53b进行说明。在这里应当指出的是除非另有所指,否则说明是对未变形状态下的弹性体做出的。冲击接受构件53a在冲击接受构件53a与大直径部51之间直接接触时接受的碰撞冲击传递至弹性体53b,弹性体53b通过在预定空间内变形来吸收冲击。弹性体53b包括筒形主体部535和环形突出部536。
筒形主体部535呈鼓状,在外周表面535d的在A轴线方向上的中央部处具有颈部。环形突出部536为从筒形主体部535的一侧端部沿径向向外突出的凸缘部。筒形主体部535的内径略大于筒形部531的外周表面531b的外径。因此,筒形部531被插入筒形主体部535的通孔中。
筒形主体部535的外径设定成小于凸缘部532的外径并且在筒形主体部535装配至大直径部壳体52的状态下,在筒形主体部535的外周表面535d与大直径部壳体52的内周表面52c之间形成具有预定体积的间隙S1。弹性体53b通过环形突出部536与环形凹槽52d的接合设置在初始设定空间S0内,环形凹槽52d形成在内周表面52c的在限制表面52b侧的端部处。初始设定空间S0由大直径部壳体52的内周表面52c、筒形部531的外周表面531b、限制表面52b以及凸缘部532封闭形成。
弹性体53b的在另一侧的端面533a粘附至凸缘部532的后表面532b(硫化粘附)。弹性体53b的内周表面534松弛地插在筒形部531上,在弹性体53b的内周表面534与筒形部531的外周表面531之间设置有微小的间隙G(参见图8)。换句话说,弹性体53b的内周表面534不粘附至筒形部531的外周表面531b。弹性体53b与其他部件的粘附表面区域局限于凸缘部532的粘附部533c。粘附部533c基本设置在凸缘部532的整个后表面532b使得能够确保最大粘附面积。应当指出的是当通过硫化粘附进行粘附时,预定粘合剂施用在凸缘部532的后表面532b上并且在未硫化橡胶朝向暴露在金属模具中的后表面532b注入之后,凸缘部532通过硫化作用粘附至弹性体53b。
扩大直径部534a设置在弹性体53b的内周表面534的限制表面52b所处的拐角部处。扩大直径部534a的直径朝向限制表面52b侧扩大。扩大直径部534a以在A轴线方向上朝向限制表面52b倾斜而形成,其中,扩大直径部534a的直径从内周表面534处的位置R1(参见图8)扩大,位置R1在凸缘部侧方向上相对于筒形部531的端部531c的端面略向内。内周表面534的面向开口53d的拐角部可以适当倾斜一定角度,从而可以在压缩变形时适当远离筒形部531的外周表面531b。因此,当弹性体53b通过压缩而变形时,开口53d处的内周表面534(扩大直径部534a)不会咬入筒形部531的端部531c的端面中。
形成在弹性体53b的外周表面535d上的凹部535c在外周表面535d的在A轴线方向上的中央部处最深并且其外径变得最小。换句话说,外周表面535d的外径形成为:在筒形主体部535的另一侧的拐角部535e处和在筒形主体部535的一侧的拐角部535b处的直径比其余部分的直径大并且直径从拐角部535a和535b朝向中央部逐渐减小。另一侧的拐角部535e和筒形主体部535与凸缘部532之间的粘附部533c的外径相对应。粘附部533c形成在凸缘部532的整个后表面532b上。由于设置在弹性体53b的外周表面535d处的凹部535c的中央部在压缩变形发生时能够容易沿径向向外膨胀,并且还容易与大直径部壳体52的外周表面52c产生可滑动摩擦,因此凹部535c设置成防止这样的不期望的问题如不期望的向外膨胀或摩擦操作的发生。
根据本发明的弹性体53b的材料不限于特定材料并且可以使用任何材料,只要这样的材料表现类似橡胶的弹性即可。例如,可以使用比如交联橡胶、热塑性或热固性合成树脂系弹性体等来形成弹性体53b。二烯基橡胶——比如天然橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、氯丁橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶(下文中也被称为“NBR”)等——和其不饱和部加有氢的橡胶等示例作为交联橡胶,烯烃系橡胶——比如乙丙橡胶、丁烯橡胶、丙烯橡胶、聚氨酯橡胶、硅橡胶、氟橡胶等——示例作为热固性合成树脂系弹性体,弹性体——比如苯乙烯系、烯烃系、聚酯系、聚氨酯系、聚酰胺系、氯乙烯等——示例作为热塑性合成树脂系弹性体。
根据本发明的实施方式,作为在要安装在转向装置ST的大直径部壳体52中的冲击吸收构件53中使用的弹性体53b的材料,考虑到耐热性、耐寒性、耐气候性性能的问题,可以适当应用NBR、氯丁橡胶、丁基橡胶、乙丙橡胶等,另外考虑到耐油性,可以适当应用具有极性基团的氯丁橡胶或NBR作为弹性体53b。
(1-1-1-2.弹性体的相对运动限制)
根据本发明的阻尼装置50,当大直径部51对凸缘部532施加冲击力时,弹性体53b变形成使得弹性体53b与大直径部壳体52(壳体22)的内周表面52c、筒形部531的外周表面531b、限制表面52b以及凸缘部532都接触。因此,根据本实施方式的冲击接受构件53a的特征在于通过变形的弹性体53b保持相对于限制表面52b的非接触状态,能够限制与大直径部壳体52的相对运动。下面将进行详细说明。
当冲击吸收构件53在未变形状态下设置在大直径部壳体52中时,弹性体53b的筒形主体部535设置在由大直径部壳体52的内周表面52c、大直径部壳体52的限制表面52b、外周表面531b以及凸缘部532形成的初始设定空间S0中,如图6A中所示。此外,在这种未变形状态下,弹性体53b、筒形部531以及内周表面52c分别相对于齿条轴21的中心轴线C同轴地布置(参见图2)。弹性体53b是具有中心轴线C的旋转轴线的旋转体。此外,大直径部壳体52的限制表面52b和凸缘部532分别相对于齿条轴21的中心轴线C沿竖向方向布置并且彼此平行地定位。此外,在冲击力施加之前的状态下,在A轴线方向上在筒形部531的端部531c的端面与限制表面52b之间形成有开口53d。开口具有略大于压缩位移X1的距离D1,压缩位移X1与压缩裕度相对应。
当大直径部51不对凸缘部532施加冲击力时,弹性体53b设置成在大直径部壳体52中具有距大直径部壳体52的内周表面52c的间隙S1。此外,弹性体53b设置成在筒形部531的外周表面上具有间隙S2,筒形部531的外周表面是假想筒形部531的端面531d沿A轴线方向延伸至限制表面52b的位置形成的假想的外周表面。假设旋转体在间隙S1和S2中的体积V1和V2具有旋转中心线C并且假设筒形主体部535的体积为Vr,则初始设定空间S0形成为体积V1、V2和Vr之和的值。这种关系通过下面的等式(1)表示:
S0=Vr+V1+V2 (1)
当大直径部51对凸缘部532施加冲击力时,如图6B中所示,筒形主体部535通过限制表面52b和凸缘部532在A轴线方向上变形。然后,筒形主体部535从图6A中所示的状态通过压缩而变形以填充间隙S1和S2。因此,筒形部531的端部531c的端面与限制表面52b之间的开口53d的距离从值D1逐渐减小。最终,筒形主体部535被压缩变形成下述状态:筒形主体部535在沿A轴线方向移位达距离X11之后与大直径部壳体52的内周表面52c、大直径部壳体52的限制表面52b、筒形部531的外周表面531b以及凸缘部532*中的全部相接触(具有标记*的部件在图6B中示出在压缩变形之后的部件的位置)。因此,开口53d由此基本封闭。筒形部531的端部531c的端面与限制表面52b分开,其间有微小的间隙。
换句话说,如图6B中所示,在压缩变形之后且在A轴线方向上移位达距离X1之后,压缩变形之后的筒形主体部535*填充在压缩空间SX中。在这种状态下,压缩变形之后的筒形主体部535*的体积因弹性体53b的非压缩流体特性而在压缩变形之前与压缩变形之后之间保持恒定。因此,压缩空间SX的体积等于筒形主体部535(筒形主体部535*)的体积Vr(参见等式(2))。此外,如图6B中所示,从初始设定空间S0至压缩空间SX的压缩变形之前与之后之间的体积变化量(S0-SX)等于间隙S1、S2的体积V1、V2之和(参见等式(3))。
Sx=Vr (2)
(S0–SX)=V1+V2 (3)
当弹性体53b由预定NBR材料形成时,冲击吸收构件53具有如图7中所示的曲线图所示的压缩载荷与压缩位移(压缩裕度)之间的关系。如图7中的曲线图中所示,压缩载荷性能在压缩载荷的预定小范围内以沿着直线l1的类似橡胶的线性弹性性能表示,但当压缩载荷变大到超过预定范围时,压缩载荷性能以沿着直线l2的弹性性能表示并且弹性体53b的刚度变大而被固化。
如曲线图中所示,在压缩位移X1(mm)处,筒形主体部535的压缩性能在从直线l1变为直线l2的线上,主体部在此点将难以压缩变形,即使施加与曲线图中的压缩载荷Y[k N]对应的冲击力也是如此。例如,当弹性体53b接受压缩载荷Y的2.5倍大的冲击力时,主体部353c的位移仅是位移X1(mm)的1.16倍。换句话说,在A轴线方向上移位(压缩变形)达X1(mm)的筒形主体部535不再进一步移位(压缩变形),即使弹性体53b接受A轴线方向上的冲击力也是此。
移位达X1(mm)的筒形主体部535*填充在压缩空间SX中并且在该空间中没有压缩变形的余地并且在体积上已充满。此时,弹性53b设置在压缩空间SX中并且通过在压缩空间SX中的内部接触而密封在压缩空间SX中。不存在至空间外部的出口。因此,弹性体53b保持延续在凸缘部532与限制表面52b之间的填充状态从而防止冲击吸收构件53在限制表面52b侧移位达距离X1(mm)或更多。冲击吸收构件53的冲击接受构件53a保持下述位置:在所述位置,端部531c(端面)保持与限制表面52b的非接触状态。换句话说,防止了冲击吸收构件53相对于大直径部壳体52的相对运动。因此,可以防止金属制成的端部531c(端面)和金属制成的限制表面52b彼此碰撞(金属与金属的碰撞)。另外,固化的弹性体53b在被压缩且填充的状态下插置在空间中以实现冲击传递抑制的有利效果。
(1-1-1-3.操作)
此外,将在时间上对根据本发明的阻尼装置的操作进行说明。图8表示在大直径部51刚对凸缘部53施加冲击力之后的阻尼装置50。此外,图9表示在接受到凸缘部532上的冲击力时压缩变形操作期间的阻尼装置50。如图8中所示,冲击接受构件53a在“端部抵接”时被大直径部51碰撞并且接受A轴线方向上的冲击力F。此时,由金属材料制成的冲击接受构件53a在弹性体53b在限制表面侧的部分移位之前朝向限制表面侧移位(参见图8,从Q0移位至Q1)。扩大直径部534a形成为使得其直径从弹性体53b的内周表面534上的点R1扩大,点R1定位成在A轴线方向上相对于筒形部531的端部531c的朝向限制表面52b侧的端面的位置位于更凸缘部532侧。作为扩大直径部534a的开始点的点R1跟随筒形部531的端部531c的端面的移位并且在筒形部531的端部531c的端面移位之后开始朝向限制表面52b侧移位。
如图9中所示,即使在压缩变形的过程中,在作为直径扩大部的开始点的起始点R1上的弹性体跟随筒形部531的端部531c的端面的移位运动的移位关系也延续保持。因此,起始点R1上的弹性体以下述距离与限制表面52b分开定位的关系继续保持:所述距离大于筒形部531的端部532c的端面532距限制表面52b的距离。因此,即使在起始点R1上的弹性体试图如图8中的P3箭头方向所指示的沿径向方向向内移动,筒形部531的外周表面531b也约束弹性体并且限制弹性体的该运动。
应当指出的是图11示出了在除了将弹性体53b粘附至凸缘部532的后表面532b之外,还将弹性体的内周表面534粘附至筒形部531的外周表面531b的情况下的压缩变形的弹性体53b的变形方向。如附图所指示的,接受压缩力的弹性体可以从粘附限制部R10作为开始点沿着端部531c的端面朝向如P10箭头方向所指示的沿径向方向向内流出,其中,粘附限制部R10是粘附至筒形部531的端部531c的粘附部533c2的末端边缘。此外,应力集中将容易以粘附限制部R10为中心产生。
然而,根据图8中所指示的示例,弹性体53b的内周表面534是未被粘附的自由的前表面并且不发生由粘附至筒形部531的外周表面531b而形成的任何应力集中。此外,不受到沿P10箭头方向指向的限制。此外,在图8中指示的示例中,内周表面534面向筒形部531的外周表面531b,在其之间有微小的间隙G。因此,例如,与内周表面534面向并且与筒形部531的外周表面531b相接触的结构相比,可以认为表示内周表面534不受到限制的程度的自由度是相对高的。
根据图8中指示的示例,受到A轴线方向上的压缩力的弹性体53b从粘附限制部R2作为开始点朝向P1箭头指示的限制表面52b方向以流的方式开始压缩变形,其中,粘附限制部R2是粘附部533c的边缘部和凸缘部532与筒形部531之间的拐角部。此外,扩大直径部534a的面向开口53d的内周表面跟随P1方向上的这样的流并且开始沿着扩大直径部534a的倾斜方向以流的方式变形。
此外,如图9中所示,类似地,在压缩变形下的弹性体53b的内周表面534继续沿着P1和P2方向流动以抑制径向方向向内的流动(P3箭头方向)。更进一步,定位在起始点R1处的弹性体布置在筒形部531的外周表面531b的径向方向上的外侧,其朝向限制表面52b侧移位。因此,即使定位在起始点R1处的弹性体53b在压缩变形下试图沿径向方向向内流动,也能够通过筒形部531的外周表面531b防止这样的流动运动。从初始位置R1连续形成的扩大直径部534a的周缘表面处的弹性体定位成在径向方向与筒形部53的外周表面531b分开的距离比定位在起始点R1处的弹性体在径向方向上距筒形部531的外周表面531b的距离更大,这取决于压缩变形前直径扩大的程度。因此,即使弹性体沿径向方向向内流出开口53d,筒形部531的外周表面531b也阻止弹性体的流出。
根据上面说明的实施方式,筒形部531的端部531c的端面与限制表面52b之间的距离D1设定成略大于压缩位移X1。然而,本发明不限于这种结构。例如,距离D1可以设定成比压缩位移X1大预定长度,并且压缩空间SX在弹性体53b填满压缩空间SX的状态下可以设置有用于使弹性体从压缩空间SX流出的避让部(开口53d)。如所述的,弹性体53b的内周表面534难以从开口53d沿径向方向向内避让。因此,距离D1可以设定得较大,并且在压缩变形下不受筒形部531的外周表面531b限制的弹性体的长度可以设定得较大。因此,能够适当地保持冲击吸收构件的类似橡胶的弹性性能以改善冲击吸收性能从而实现其效果。
如图8中所示,在弹性体53b的外周表面535d的在A轴线方向上的在凸缘部532侧的端部处,拐角部535e被粘附部533c限制,并且在弹性体的外周表面535d的在A轴线方向上的在限制表面侧的端部处,从拐角部535b(参见图5)沿径向方向向外突出的环形突出部536被环形凹槽52d限制。如附图中所示,在A轴线方向上远离两个端部的限制部(粘附部533c和环形突出部536的接合部)的中央部处的弹性体容易沿径向方向向外(箭头P4方向)流动并且能够在径向方向上向外膨胀最多。
此外,弹性体53b的外周表面535d具有这样的形状:粘合部533c中的凸缘部532侧处的拐角部535e具有最大的直径并且弹性体在作为开始点的点R5处的直径沿径向方向向内开始减小从而相对于凸缘部532具有锐角R6并且使直径连续减小至中央部处的最深凹部535c处。因此,能够使定位在点R5处的弹性体的流能够容易地沿如P5箭头方向指示的径向向内的减小直径方向导引。
此外,如图9中所示,在冲击吸收构件53的压缩变形正在进行期间,弹性体53b的外周表面535d的中央部附近的凹部535c的形成保持不变并且与大直径部壳体52的内周表面52c的摩擦几乎不发生直到弹性体变为完全填充状态为止。此外,由于拐角部535e的角度为锐角R6,起始点R5的弹性体的流动方向能够容易地沿径向方向向内沿着以箭头方向指示的方向P5导引。与在中央部附近的部分的情况类似,这可以容易地防止与大直径部壳体52的内周表面52c的摩擦。此外,这种结构防止由大直径部壳体52的内周表面52c和弹性体形成的死空间DS(参见图11)的产生。因此,能够增大弹性体53b完全填满空间SX时的占用率(弹性体占用压缩空间SX的体积比)并且因此弹性体的刚度变高以避免金属与金属的碰撞。因此,能够有效限制冲击接受构件53a相对于大直径部壳体52的相对运动以展现相对运动限制效果。此外,增大粘附部533c的接触区域(以增大直径)变得容易,因而增大应力集中的粘附部533c的截面系数变得容易。因此,能够确保装置的耐久性。
(1.2改进实施方式1)
通过使用图7中所示的类似橡胶的弹性性能,冲击吸收构件满足预定条件。例如,根据个人用户规范,相对于与图7中所示的压缩载荷W相对应的冲击力的施加,必须保证冲击吸收构件(冲击吸收构件63)的冲击吸收功能或冲击传递抑制效果。在这种情况下,作为改进实施方式1,弹性体可以构造成使得当冲击吸收构件63在A轴线方向相对于大直径部壳体52压缩变形达位移U1(mm)时,弹性体填充在压缩空间SX中并且其体积变为Vr。符号U1(mm)是指与图7中的压缩载荷W相对应的压缩位移长度。
应当指出的是在压缩变形之前和之后的从初始设定空间S0至压缩空间SX的体积变化量[S0-SX]与弹性体的压缩变形之前的体积和在压缩变形之前的设置在大直径部壳体52的内周表面52c和筒形部531的外周表面531b中的至少一者与弹性体之间的间隙的体积相对应。间隙的形状不限于根据实施方式的形状并且改进实施方式1的详细形状示出在图10A和10B中。应当指出的是图10A示出了处于未变形状态下的冲击吸收构件63并且图10B示出了处于冲击吸收构件63被压缩并且在A轴线方向上移位达压缩位移U1的状态下的冲击吸收构件63。在图10A和图10B中,符号Pb表示在未变形状态下的凸缘部532的要被接触的端面532a在A轴线方向上的位置。
压缩变形之前与之后之间的与位移U1(mm)相对应的体积变化量[S02-SX2]通过将凸缘部532的后表面532b的面积乘以位移U1而得到(参见图6B)。根据改进实施方式1的阻尼装置60设置成在压缩变形之前在弹性体53b2与大直径部壳体52的内周表面52c之间具有间隙S3(参见图10A)。此外,弹性体53b2与筒形部531的外周表面531b之间设置有另一间隙S4
应当指出的是,假设间隙S3和S4的体积分别具有V3和V4的值,间隙S3和S4的尺寸能够调节成使得体积V3和V4之和等于压缩变形之前(图10A;变形之前)与压缩变形之后(图10B;变形之后)之间的体积变化量[S02-SX2](参见等式(3))。然后,通过对间隙S3和S4的体积V3和V4以及筒形主体部535c2的体积Vr2求和,能够形成初始设定空间S02。此外,设置在筒形部531的端部531c的端面与限制表面52b之间的开口部53d1在筒形部531的端部531c的端面与限制表面52b之间具有略大于沿着A轴线方向的位移U1的距离D0。如图10B中所示,在冲击吸收构件63处接受冲击力的弹性体53b2继续在弹性体填充在压缩空间SX2中并且在凸缘部532与限制表面52b之间具有体积Vr2的状态下存在。因此,限制了接受冲击力的冲击吸收构件63在A轴线方向上移位等于或超过U1(mm)。
根据改进实施方式1,因压缩变形以值U1移位的冲击吸收构件63的弹性体53b2的刚度变得进一步大于移位达值X1(mm)的弹性体53b2的刚度。因此,能够更加提升在压缩空间SX2内体积充满的弹性体53b2的相对运动限制效果。在每种情况下,针对当反向输入冲击吸收构件53、63从大直径部51接受到的冲击力时的情况,使用者可能需要抗冲击力性能,从而能够耐受压缩载荷W[k N]的两倍到五倍大的冲击力。然而,即使在这种情况下,只要用于反向输入的输入时间很短暂,就能够通过在压缩操作时体积充满的弹性体53b、53b2充分实现冲击接受构件53a的相对运动限制效果。因此,也能够实现冲击传递抑制效果。此外,根据通过体积充满弹性体53b、53b2限制冲击接受构件53a的相对运动的限制方法,弹性体53b、53b2的压缩变形的移位长度根据实施方式能够局限于最多X1(mm)或U1(mm)的值。因此,能够抑制由不期望的大位移量引起的冲击吸收构件53、63的疲劳或耐久性劣化。
应当指出的是根据改进实施方式1,弹性体53b设置成在大直径部壳体52(壳体22)的内周表面52c与筒形部531的外周表面531b之间具有间隙S1和径向间隙G等。然而,本发明并不限于这种结构并且弹性体53b可以设置成在大直径部壳体(壳体22)的内周表面52c与筒形部531的外周表面531b之间的仅在一侧处具有间隙(壳体22的内周表面52c侧有间隙或凸缘部532的外周表面531b侧有间隙)。任一结构可以实现对应的效果。此外,筒形主体部535与凸缘部532之间的连接可以是粘附连接或非粘附连接。这两种连接方法都能够实现本发明的效果。
(2.第二实施方式)
(2-1阻尼装置)
接着,下文将对根据第二实施方式的阻尼装置150进行说明。根据第二实施方式的阻尼装置150与第一实施方式的阻尼装置50的不同之处仅在于冲击吸收构件153的结构。换言之,阻尼装置150包括齿条轴21(对应于轴)、大直径部壳体52、52(壳体)和冲击吸收构件153、153。更详细地,与根据第一实施方式的冲击吸收构件53的结构相比,第二实施方式的冲击吸收构件153的不同之处在于,冲击吸收构件153包括环形突出保护板153c。将详细说明该不同点并且将省略其他类似部分的说明。将通过引用相同的附图标记或符号来对与阻尼装置50相对应的相同部分进行说明。
(2-1-1.冲击吸收构件)
如图12和图13中所示,冲击吸收构件153包括冲击接受构件153a、弹性体153b和环形突出保护板153c。此处应当指出的是,图13指示了在“端部抵接”之前的状态下的阻尼装置150的冲击吸收构件153的截面图。如沿冲击接受构件153a的A轴线方向观察到的截面呈L形,并且冲击接受构件153a由钢板形成并且冲击接受构件153a与根据第一实施方式的冲击接受构件53a相类似,该实施方式的冲击接受构件153a具有与第一实施方式的冲击接受构件53a的形状和功能相同的形状和功能。如图12和图13中所指示的,冲击接受构件153a包括筒形部531A,该筒形部531A面向大直径部壳体52(壳体22)的内周表面52c。此外,冲击接受构件153a包括环形圆板制成的凸缘部532A,该凸缘部532A从筒形部531A的端部部分沿径向方向向外延伸。
筒形部531A沿A轴线方向的高度h2(参见图13)由与冲击吸收构件153的压缩裕量X2相对应的长度以及距离突出保护板153c的限制表面52b的高度h3确定。更详细地,在设置在冲击吸收构件153——该冲击吸收构件153布置在大直径部壳体52中——处的弹性体153b的筒形主体部535A是未变形的状态下,筒形部531A的高度h2被调节成大于压缩位移X2。此外,在筒形主体部531A是未变形的状态下,如图13中所示,筒形部531A和突出保护板153c被调节成彼此重叠长度OL。
现在将对弹性体153b的结构进行说明。此处应当指出的是,除非另有定义,将对处于未变形状态下的弹性体153b进行说明。如图13中所示,弹性体153b包括筒形主体部535A和突出部536A。筒形主体部535A布置在限制表面52b与凸缘部532A的在限制表面52b一侧的后表面532b之间。狭窄凹部535cA设置在筒形主体部535A的外周表面535dA的沿A轴线方向的中央部处。凹部535cA的形状形成为与根据第一实施方式的筒形主体部535的狭窄凹部535c的形状相类似并且可以实现与其相同的效果。
筒形主体部535A的另一侧端面533aA粘附于凸缘部532A的在限制表面52b一侧的后表面532bA。粘附方法和粘附区域与第一实施方式的粘附方法和粘附区域相同。冲击接受构件153a的筒形部531A通过筒形部531A与内周表面534A之间的微小间隙插入筒形主体部535A的内周表面534A中。换言之,筒形部531A以及筒形主体部535A的内周表面534A不被粘附,并且仅在凸缘部532A的在限制表面52b一侧的后表面532bA之间的区域被粘附。
在筒形主体部535A的内周表面534A的在限制表面52b一侧处的拐角部处设置有渐缩的扩大直径部534aA。扩大直径部534aA的直径朝向限制表面52b扩大。扩大直径部534aA以从内周表面534A的作为起始点的位置沿A轴线方向倾斜的方式形成,扩大直径部534aA与筒形部531A的在限制表面52b一侧的端部部分531cA的端面531cA相一致。在筒形主体部535A是未变形的状态下,筒形部531A布置成使得在筒形部531A的端面531c1与限制表面52b之间形成有预定距离D2(参见图13)。扩大直径部534aA在筒形主体部535A的压缩下弹性变形(参见图14),如类似于根据第一实施方式的扩大直径部534a,使得筒形主体部535A将不会流出进入到筒形部531A的端面531c1A与限制表面52b之间的空间中,由此防止筒形主体部535A——该筒形主体部535A已经流出进入到介于筒形部531A的端面531c1A与限制表面52b之间的空间中——被夹在该空间中。
突出部536A与根据第一实施方式的筒形主体部535的环形突出部536相对应。突出部536A设置在四个部分处(参见图15),每个部分从筒形主体部535A的在限制表面52b一侧的外周表面535dA沿径向方向向外突出并且容置(压配合)在环形凹槽52d(对应于凹槽)中。四个突出部536A以沿周向方向彼此间隔开相等距离的方式布置在外周表面535dA上。突出部536A被指定为图15中的部分P并且连接至筒形主体部535A。突出部536A容置(压配合)在形成在大直径部壳体52的内周表面52c处的环形凹槽52d中,并且冲击吸收构件153的轴向位置被固定(受轴向运动限制)。应当指出的是,突出部536A可以形成为具有沿周向方向连续设置的突出部的环形突出部536。
图12至图14中指示的突出保护板153c是金属比如钢制成的环形构件。在一侧端面153c1暴露于限制表面52b一侧的情况下,突出保护板153c相对于突出部536A布置在径向方向的内侧(内周侧)并且突出保护板153c被嵌在筒形主体部535A中。突出保护板153c的另一端面153c2(对应于一个端面)粘附并固定至形成在筒形主体部535A上的环形凹槽535A1的底部表面535A1a。因而,突出保护板153c的暴露于限制表面52b侧的一个端面153c1变得能够与限制表面52b相接触。应当指出的是,本发明不限于该实施方式,并且突出保护板153c可以通过插入筒形主体部535A中而形成,并且只要筒形主体部535A由橡胶材料形成,硫化成型即可以用于形成筒形主体部。
从限制表面52b至突出保护板153c的另一侧端面153c2(一侧端面)的高度(参见图13)被设定为“h3”。在筒形主体部535A为未变形的状态下,高度“h3”形成为比介于限制表面52b与筒形部531A的端部部分531cA的端面531c1A之间的距离D2大。筒形部531A和突出保护板153c布置成沿A轴线方向彼此重叠长度OL。应当指出的是,根据本实施方式的形成弹性体153b的材料与第一实施方式的材料相同并且将省略对其的详细说明,其他实施方式的弹性体的材料与第一实施方式的材料相同并且也将省略对其的说明。
(2-1-2.操作)
根据第二实施方式的阻尼装置150,当在图13中指示的状态下大直径部51从起始点对待接触的端面532aA施加冲击力时,弹性体153b的筒形主体部535A被夹在突出保护板153c(限制表面52b)与凸缘部532A之间并且弹性体153b的筒形主体部535A沿轴向方向变形(压缩)移位。因此,筒形主体部535A变形为找到任何避让部。然后,筒形主体部535A朝向大直径部壳体52(壳体22)的内周表面52c变形以填充最初设定的空间间隙(对应于第一实施方式的间隙S1)。
然后,最后,如图14中所示,筒形主体部535A对大直径部壳体52的内周表面52c的整个表面、筒形部531A的外周表面531bA的整个表面、突出保护板153c的整个表面、以及凸缘部532的在限制表面52b一侧的后表面532bA的整个表面进行压缩,该凸缘部532A已经沿A轴线方向移位了压缩位移X2并且被压缩变形。换言之,如图14中所示,筒形主体部535A被填充在空间中,该空间在凸缘部532A沿A轴线方向压缩了压缩位移X2之后形成。
因此,由大直径部51施加在凸缘部532A上的冲击力通过筒形主体部535A的弹性变形的操作被适当地吸收,如类似于第一实施方式的情况。应当指出的是,筒形主体部535A由非压缩性流体材料制成,并且因此,冲击接受构件153a将不再沿A轴线方向朝向限制表面52b一侧移位。因而,冲击接受构件153a的筒形部531A不与限制表面52b相接触并且与其保持非接触状态,相对于大直径部壳体52(壳体22)的相对运动受变形弹性体153b的筒形主体部535A限制。
在筒形主体部535A中产生的应力主要施加在下述表面上:大直径部壳体52的内周表面52c、筒形部531A的外周表面531bA、在突出保护板153c与筒形主体部535A之间的接触表面、以及凸缘部532A的在限制表面52b一侧的后表面532bA。然而,施加在突出部536A上的应力被突出保护板153c防止并且难以受筒形主体部535A中增加的应力影响。因而,由于过度应力未施加在突出部536A上,因此突出部536A将不会被损坏,由此最终改善了弹性体153b的耐久性。
此外,如上所述,在图13中示出的筒形主体部535A的未变形状态下,筒形部531A和突出保护板153c布置成沿A轴线方向彼此重叠长度OL。因此,在筒形主体部535A中的突出保护板153c的另一内周表面侧拐角部(扩大直径部534aA)处,突出保护板153c防止筒形主体部535A中的本体运动。因而,适当地防止了筒形主体部535A的部分流出并且被咬合在筒形部531A的端面531c1A与限制表面52b之间。然而,本发明不限于该结构,并且以下结构在本发明的范围内并且可以由此实现对应的效果:在筒形主体部的未变形状态下,在筒形部531A与突出保护板153c之间没有形成重叠,但是在筒形主体部535A的压缩变形之后,形成了这样的重叠。
还应当指出的是,根据如上所述的第二实施方式,在筒形主体部535A的未变形状态下,扩大直径部534aA以从内周表面534A的与筒形部531A的端部部分531cA的端面531c1A的位置相一致的位置开始朝向限制表面52b倾斜的方式形成。然而,本发明不限于该结构,并且扩大直径部534aA可以以相对于内周表面534A的与筒形部531A的端部部分531cA的端面531c1A的更凸缘部532A侧的位置相一致的位置开始朝向限制表面52b倾斜的方式形成。该结构也实现了本发明的效果。
(3.第三实施方式)
(3-1.阻尼装置)
接着,下文将对根据第三实施方式的阻尼装置250进行说明。根据第三实施方式的阻尼装置250与第一实施方式和第二实施方式的阻尼装置50、150的不同之处在于:齿条轴221(对应于轴)的大直径部251的结构以及冲击吸收构件253的结构。因此,阻尼装置250包括齿条轴221(对应于轴)、大直径部壳体52、52(壳体)和冲击吸收构件253、253。更详细地,与根据第一实施方式和第二实施方式的冲击吸收构件53、153的结构相比,第三实施方式的冲击吸收构件253不同之处在于,大直径部251的形状、冲击接受构件253a的形状、以及弹性体253b的形状。将详细说明该不同点并且将省略其他类似部分的说明。将通过引用相同的附图标记或符号来对与阻尼装置50相对应的相同部分进行说明。
如图16中所示,齿条轴221包括轴部211B和连接至轴部211B的大直径部251。在大直径部251的外螺纹部251b的根部处形成有接触端面251a,并且接触端面251a从外螺纹部251b的根部径向向外延伸形成。接触端面251a与冲击接受构件253a的凸缘部532B相接触,该冲击接受构件253a布置在冲击吸收构件253的待与接触端面251a接合的另一侧处的端面处。
在大直径部251的在用于接合工具的一侧处的端部部分511B处形成有双宽度,该工具在外螺纹部251b与轴部211B的内螺纹部213B接合时使一侧端部部分511B旋转(参见图17)。换言之,大直径部251的外边缘部251e的形状形成呈非正圆。应当指出的是,图17为从Y方向(参见图16)观察到的冲击吸收构件253的视图。图17为主要说明了大直径部251的接触端面251a以及凸缘部532B的沿径向方向的待接触的端面532aB的布置的说明性视图。
(3-1-1.冲击吸收部件)
冲击吸收构件253包括冲击接受构件253a和弹性体253b。如类似于以上实施方式,弹性体253b的另一侧端面533aB粘附于冲击接受构件253a并且与冲击接受构件253a一体地形成。此外,冲击接受构件253a包括凸缘部532B和筒形部531B。筒形部531B沿轴向方向的长度被确定为与压缩位移X3相对应,如类似于其根据以上实施方式的长度。压缩位移X3被确定为比介于筒形部531B的端面与限制表面52b之间的沿A轴线方向的距离D3小的长度,如类似于以上实施方式的压缩位移X2(参见图19A)。应当指出的是,图19A指示了在未变形状态下的冲击吸收构件253,并且图19A中的附图标记Pc表示在未变形状态下的凸缘部532B的待接触的端面532aB的在A轴线方向上的位置。
如沿冲击接受构件253a的A轴线方向观察到的截面呈L形并且L字符的内拐角部(内侧处的拐角部)形成为拱形凹部,并且外拐角部(外侧处的拐角部)形成有直角。如图18中所示,在L字符的内拐角部处的拱形凹部具有曲率“r”并且曲率“r”的半径比从凸缘部532B的内端位置532eB(稍后详细说明)至径向方向外侧的边界位置B1的长度略大。冲击接受构件253a具有减弱冲击的功能,如类似于根据其他实施方式的冲击接受构件53a、63a和153a。
图18为沿着图17中的线X-X截取的截面图并且图18主要说明了凸缘部532B的与在径向方向上的位置相对应的厚度。图17和图18两者示出了每个部件的布置及其操作位置,并且从附图中省略了齿条轴、壳体和若干剖面线。
筒形部531B的在一侧处的端部部分531cB具有直线形外周表面531bB。然而,筒形部531B的另一侧端部部分形成有外周表面531bB,该外周表面531bB具有从在径向方向外侧的一个端部处的外周表面连续形成的拱形凹部。筒形部531B的内周表面531aB设置有通孔,轴部211B在组装状态下插入通过该通孔直至大直径部壳体52。
凸缘部532B具有在另一侧外表面(端面)处的待接触的平坦的平面形状的端面532aB,该另一侧外表面能够与大直径部251的接触端面251a接触。待接触的端面532aB的后表面532bB沿径向方向具有两个表面,一个表面为从位于径向方向内侧处的筒形部531B的外周表面531bB连续形成的拱形凹入表面,而另一表面为形成在径向方向外侧的平面表面。
假定冲击接受构件253a与大直径部251相接触的表面,即,凸缘部532B的待接触的端面532aB被定义为前表面,则于是假定从冲击接受构件253a的反向表面侧观察时,筒形部531B形成为具有直线形状并且凸缘部532B形成为具有扁平形状,凸缘部532B相对于筒形部531B沿径向方向被扩大,并且直角拐角部——该直角拐角部为竖向延伸部的根部——的径向位置被定义为凸缘部532B的内端位置532eB(参见图18)。
图17中用粗线指示的外边缘部E(边界位置B1、B2)设置在凸缘部532B的待接触的接触端面532aB处。边界位置B1和B2与大直径部251同待接触的端面532aB相接触的外边缘部251e(图17中的粗线E)相对应。因而,类似于外周边缘部251e的形状,边界位置B1和B2的形状呈非正圆形。
边界位置B1呈具有如图17中所示的半径R1的拱形形状的形式。边界位置B1布置在沿上下方向彼此面向且关于拱形中心轴线定中心的两个部分处。此外,边界位置B2为与工具的双面宽度相对应的一对两个直线部分251c并且边界位置B2以左侧和右侧彼此平行的方式布置在两个部分处。每个直线部分251c之间的距离被设定为“2x R2”的值,其中,半径R2小于半径R1。
凸缘部532B的后表面532bB设置有拱形凹入表面部532r,该拱形凹入表面部532r具有曲率半径“r”、与内端位置532eB相接触、并且沿A轴线方向在一侧延伸。拱形凹入表面部532r从定位在径向方向外侧处的平面表面连续形成。因此,凸缘部532B的厚度在从内端位置532eB至拱形凹入表面部532r直到位置不超过其半径“r”的范围内沿径向方向向外逐渐减小。因而,凸缘部532B在边界位置B1、B2处的厚度被设定为使得边界位置B2的具有半径R2的内接圆的径向位置处的厚度比边界位置B2的具有半径R1的内接圆的径向位置处的厚度薄。
将对在未变形状态下的弹性体253b进行说明。类似于第一实施方式的弹性体53b,弹性体253b包括筒形主体部535B和环形突出部536B。狭窄凹部535cB设置在筒形主体部535B的外周表面的沿A轴线方向的中央部处。凹部535cB的形状形成为类似于根据第一实施方式的筒形主体部535的狭窄凹部535c的形状,并且可以实现与其相同的效果。环形突出部536B沿A轴线方向形成在一个端侧处并且形成为沿径向方向向外延伸的凸缘形状。环形突出部536B与大直径部52(壳体)的从限制表面52b沿径向方向向外延伸的环形凹槽52d接合。环形突出部536B的形状类似于第一实施方式的环形突出部536的形状并且可以实现相同的效果。
筒形主体部535B(弹性体253b)设置在由下述表面形成的初始设定的空间So内:大直径部壳体52的内周表面52c、限制表面52b、筒形部531B的外周表面531bB、以及凸缘部532B,筒形主体部535B具有沿径向方向相对于大直径部壳体52的内周表面52c的间隙S1。
如图16中所示,弹性体253b的另一端面533aB粘附于凸缘部532B的后表面532bB的整个表面。另一侧端面533aB具有后表面532bB的拱形凹入表面部532r以及沿着后表面从位于径向方向外侧处的拱形凹入表面部532r持续平坦的端面。此外,弹性体253b的内周表面534B不粘附于筒形部531B的外周表面531bB。该实施方式的固定结构还实现了与如上所述的第一实施方式和第二实施方式的效果相同的效果。
在弹性体253b的内周表面534B的限制表面侧处的拐角部设置有扩大直径部534aB,该扩大直径部534aB的直径朝向限制表面52b一侧扩大。扩大直径部534aB实现了与第一实施方式和第二实施方式的扩大直径部534a和534aA的效果相同的效果。
凸缘部532B形成有内周侧区域IN和外周侧区域OUT,其中,当大直径部251对凸缘部532B施加冲击力时,该内周侧区域IN与大直径部251相接触,外周侧区域OUT相对于内周侧区域IN设置在径向方向的外侧并且不与大直径部251相接触(参见图17)。此时,外周侧区域OUT的厚度被设定为比内周侧区域IN的厚度以及边界位置B1和B2的厚度薄。
换言之,如图17中所示,当大直径部251对凸缘部532B施加冲击力时,接触端面251a的与在外周边缘部251e处的弧形部相对应的部分与待接触的端面532aB相接触以形成边界位置B1。边界位置B1与端面532aB的沿着具有半径R1的内接圆的径向位置P100的部分重叠,并且边界位置B1外接粗线E(外周边缘部251e)。
此外,接触端面251a的与外周边缘部251e中的沿着直线部251c的直线部相对应的部分以及待接触的端面532aB相接触以形成直线形边界位置B2。边界位置B1与端面532aB的沿着具有半径R1的内接圆的径向位置P100的部分重叠并且外接粗线E(外周边缘部251e)。边界位置B2内接在具有半径R2的内接圆中。邻接于边界位置B1和B2形成有与接触端面251a相接触的内周侧区域IN以及不与接触端面251a相接触的外周侧区域OUT。边界位置B2限定了比边界位置B2部(拱形部)更窄的内周侧区域IN以及比拱形部更宽的外周侧区域。如图17中所示,外周边缘部251e的整个周缘由连续地形成的位置B1、B2、B1和B2形成。外周边缘部251e布置在下述区域内:该区域由与沿着具有半径R1的外接圆的径向位置P100相比沿径向方向进一步向内的位置限定以及同时由与沿着具有半径R2的内接圆的径向位置P200相比沿径向方向进一步向外的位置限定。换言之,邻接于粗线E,相对于粗线E沿径向方向向外定位的区域被定义为外周侧区域OUT,相对于粗线E沿径向方向向内定位的区域被定义为内周侧区域IN。
形成在凸缘部532B的后表面532bB上的拱形凹入表面部532r的曲率半径“r”比从凸缘部532B的内端位置532eB至位于径向方向外侧的边界位置B1的长度大。因此,从作为起始点的内端位置532eB开始朝向径向方向的外侧具有曲率半径“r”并且位于超过边界位置B1的外周侧区域OUT内的区域,凸缘部532B的与拱形凹入表面部532r相对应的厚度朝向径向方向的外侧逐渐减小(定义为图17中的“H”区域)。
因此,在与外周边缘部251e相对应的整个周缘中的边界位置B1和B2的位置之中,凸缘部532B的在边界位置B1的进一步向外的外周侧区域OUT的区域处的厚度T0比在具有半径R1的外接圆的径向位置P100处的最薄厚度T1薄。此外,凸缘部532B的在与外周侧区域OUT相比沿径向方向进一步向内的内周侧区域IN处的厚度T0变得在沿着外接圆的径向位置P100处最薄而在沿着内接圆的径向位置P200处最厚。换言之,关于凸缘部532B在边界位置B1和B2处的厚度,径向位置P100沿着外接圆在边界位置B1处的厚度T1比径向位置P200沿着内接圆在边界位置B2处的厚度T2薄。
因而,凸缘部532B具有结构特征,其中,外周侧区域OUT中的厚度设定为比内周侧区域IN和外周侧区域OUT的边界位置B1和B2的厚度薄。根据该结构,当弹性体253b从待压缩变形的大直径部251接收冲击力时,弹性体253b的内部压力被增大,并且凸缘部532B接受弹性体253b的内部压力的这种增大。在这种情况下,甚至当凸缘部532B接收伴随来自弹性体253b的内部压力的该增大的力时,凸缘部532B仍可以抵抗该力。下文将对这种功能的细节进行说明。
(3-1-2.操作)
根据以上结构,当冲击力通过大直径部251被施加至冲击接受构件253a时,弹性体253b经由冲击接受构件253a被压缩变形(参见图19A和图19B)。此处应当指出的是,图19B指示了在冲击吸收构件253被压缩并沿A轴线方向移位了压缩位移X3的状态下的冲击吸收构件253。在图19B中,附图标记Pc指示凸缘部532B在未变形状态下沿A轴线方向的待接触的端面532aB的位置,如类似于图19A中图示的状态。
因而,压缩弹性体253b的内部压力Q增大并且如图18中所示,内部压力Q影响凸缘部532B。详细地,内部压力Q作用在从沿径向方向向外延伸的内端位置532eB到达外周表面532dB的区域(图17中用灰色虚线示出的区域)。
在与大直径部251的外周边缘部251e相对应的边界位置B和B2相比进一步向外的外周侧区域OUT(图17中用灰虚线指示的区域)不与接触端面251a相接触(不接触接触端面251a),该接触端面251a干涉凸缘部532B的弯曲操作。因此,当弹性体253b的内部压力Q作用在外周侧区域OUT上时,弹性体253b形成悬臂使得具有作为支点的边界位置B1和B2的弹性体253b沿与压缩方向相反的方向对凸缘部532B施加力。然后,弯曲力矩M0被施加在凸缘部532B上并且弯曲力矩M0在为支点的边界位置B1和B2处(与外周边缘部251e相对应的粗线E处)最大。此外,在边界位置B1和B2中,最大力矩被施加在沿着与大直径部251的直线部251c相对应的边界位置B2延伸的径向位置P200处并且与内接圆相接触。
如上所述,与内接圆的径向位置P200相对应的凸缘部532B的厚度T2在包括边界位置B1和B2的整个周缘的区域之中最厚,截面模量为大的,并且此外提高了弯曲强度。凸缘部532B的厚度沿着拱形凹入表面部532r从内端位置532eB逐渐减小。厚度没有在径向方向上突然改变。因此,设置有拱形凹入表面部532r的区域防止由弯曲力矩M0引起的应力的强烈施加。
根据以上实施方式,拱形凹入表面部532r设置在凸缘部532B的后表面532bB处。然而,本发明不限于该拱形凹入表面并且其他结构比如非拱形形状可以应用于本发明,只要凸缘部532B的厚度在从沿凸缘部532B的径向方向的内端至在径向方向上超过内周侧区域IN和外周侧区域OUT的边界位置B1和B2的位置的区域内朝向径向方向的外侧逐渐减小即可。此外,大直径部251具有双宽度且呈非正圆形,用以与工具接合。然而,本发明不限于双宽形状,例如,六边形形状可以适用,只要大直径部可以与工具接合接口。此外,冲击接受构件并非必须具有筒形部,只要这种结构实现相同的效果即可。
(4.第四实施方式)
(4-1.阻尼装置)
接着,将对根据第四实施方式的阻尼装置350进行说明。此处应当指出的是,根据第四实施方式的阻尼装置350包括齿条轴21(对应于轴)、大直径部壳体52、52(壳体)和冲击吸收构件353、353。详细地,与第一实施方式至第三实施方式的阻尼装置53、153、253相比,根据第四实施方式的阻尼装置350与其的不同之处在于,冲击吸收构件353的凸缘部532C通过弹性膜535a布置在大直径部壳体52、52的内周表面52c上。因此,将详细说明不同点并且将省略其他类似部分的说明。将通过引用相同的附图标记来对根据先前实施方式的阻尼装置的相同部分进行说明。
(4-1-1.冲击吸收构件)
冲击吸收构件353包括冲击接受构件353a、弹性体353b和弹性膜535a。如图20中所示,冲击吸收构件353通过将弹性体353b的另一侧端面533a以及弹性膜535a一体地粘附于凸缘部532C而形成。凸缘部532C的另一侧前部表面(端面)形成待接触的端面532aC,该待接触的端面532aC呈平坦的平面形状且能够与大直径部51连接。
如图21中所示,外周表面532dC的拐角部532cC在凸缘部532C的一侧(限制表面侧)处的直径朝向限制表面52b被减小(参见图23)。拐角部532cC沿径向方向的内侧逐渐减小以在沿A轴线方向的截面中形成拱形突出部(R)。布置在径向方向外侧的三分之一的凸缘部532C在径向方向的外侧被逐渐地且平稳地减小以在待接触的端面532aC的后表面532bC处形成倾斜。
因此,如图22和图23中所示,凸缘部532C的外周边缘部形成连续地形成为从后表面532bC渐缩的外周表面532dC(端面)。凸缘部532C的外径形成为使得大直径部52的内周表面52c的内径与凸缘部532C的外周表面532dC之间的间隙为最小。
接着,下文将对在未变形状态下的弹性体353b进行说明。弹性体353b包括筒形主体部和环形突出部536C,如类似于先前实施方式的弹性体53b和253b。筒形主体部535C在外周表面的沿A轴线方向的中央部处形成有狭窄凹部535cC。凹部535cC的形状与根据第一实施方式的筒形主体部535的凹部535c的形状相类似并且可以实现与其相同的效果。环形突出部536C沿A轴线方向形成在一个端侧处并且形成为沿径向方向向外延伸的凸缘形状。环形突出部536C与大直径部壳体52(壳体)的从限制表面52b沿径向方向向外延伸的环形凹槽52d接合。环形突出部536C的形状类似于第一实施方式的环形突出部536的形状并且可以实现相同的效果。
然后,弹性体353b的另一侧端面533aC粘附于凸缘部532C的后表面532bC。此外,弹性膜535a借助于另一侧端面533aC一体地形成在凸缘部532C的外周表面532dC上。弹性膜535a借助于另一侧端面533aC连续地形成以形成弹性体353b的外周表面535dC的另一侧的拐角部。如类似于先前实施方式的粘附方法,在可接触的后表面532bC的整个表面以及外周表面532dC上执行粘附。
在覆盖外周表面532dC的弹性膜535a与大直径部壳体52的内周表面52c之间的在径向方向上的间隙Z与在筒形主体部535C与大直径部壳体52的内周表面52c之间的在径向方向上的间隙S1之中的最小间隙相对应。此处应当指出的是,弹性膜535a被解释为弹性体353b的一部分(弹性体353b的另一侧外周表面535dC的拐角部)。
粘附部533cC形成在凸缘部532C的后表面532bC的整个表面上以确保最大可用粘附区域。粘附部533cC沿着外周表面532dC从凸缘部532C的拐角部532cC连续地形成。因此,另一侧端部表面533aC的径向方向的外侧通过沿着拐角部532cC的R形形成弯曲表面而连续地覆盖凸缘部532C的外周表面532dC。
弹性膜535a与由外周表面535dC和弹性体353b的另一侧端面533aC形成的拐角部相对应并且弹性膜535a沿着凸缘部532C的拐角部532cC以及外周表面532dC定位。另一侧端面533aC借助于覆盖外周表面532dC的弹性膜535a的内周表面连续地形成。沿径向方向面向大直径部壳体52的内周表面52c的弹性膜535a的厚度在覆盖凸缘部532C的外周表面532dC的部分处最薄(厚度T)。弹性膜535a的厚度从外周表面532dC朝向限制表面52b直至为拐角部532cC的端部部分逐渐变厚(形成R形弯曲表面的起始点,在图23中表示为R0)。
如图22中所示,覆盖凸缘部532C的外周表面532dC的弹性膜535a的厚度T在最薄部分处为约0.3(mm)(包括粘附部533cC)。当两个部分定位成彼此最接近时,在弹性膜535a与大直径部壳体52的内周表面52c之间的在径向方向上的间隙Z被设定为从0.15(mm)至0.6(mm)。弹性体353b的在另一侧(弹性膜535a侧)处的外周表面535dC通过粘附部533cC覆盖外周表面532dC的外周表面的整个周向表面。
此外,如类似于第一实施方式至第三实施方式,弹性体353b的内周表面534C通过其之间的微小间隙松散地插在筒形部531C上。换言之,弹性体353b的内周表面534C不粘附于筒形部531C的外周表面531bC。因此,可以实现与第一实施方式至第三实施方式的效果相同的效果。扩大直径部534aC——该扩大直径部534aC的直径被朝向限制表面侧扩大——形成在弹性体353b的内周表面534C的限制表面侧处的拐角部处。扩大直径部534aC形成为类似于第一实施方式至第三实施方式的扩大直径部,并且其效果可以实现为如同第一实施方式至第三实施方式的效果一样。
(4-1-2.操作)
根据以上结构,当冲击力被大直径部51施加在冲击接受构件353a上时,弹性体353b通过冲击接受构件353a被压缩(参见图24A和图24B)。应当指出的是,图24A图示了在未变形状态下的冲击吸收构件353,图24B图示了已经被压缩且沿A轴线方向移位了距离X4的冲击接受构件353。图24A和图24B中的附图标记Pd指示在未变形状态下待接触的端面532aC的在A轴线方向上的位置。
在图24A图示的状态下,冲击吸收构件353设置在初始设定空间S0的内部。具有沿A轴线方向的距离D4——该距离D4长于压缩位移X4——的开口部353d设置在筒形部531C的端部部分531cC的端面与限制表面52b之间。
凸缘部532C设置在冲击吸收构件353的另一侧处的端部部分处。凸缘部532C为接触部,该接触部在冲击吸收构件353中直接接受来自大直径部51的冲击碰撞。因此,凸缘部由具有高刚度的重金属材料制成。因此,当凸缘部532C由于车辆振动等而沿径向方向移位时,环形突出部536C与环形凹槽52d之间在与固定一侧分开的另一侧处接合。因而,易于增大凸缘部532C的在径向方向上的位移。
当冲击吸收构件353的凸缘部532C由于车辆振动等沿径向方向移位以闭合在径向方向上的间隙Z并且凸缘部532C与大直径部壳体52的内周表面52c碰撞时,凸缘部532C通过弹性膜535a与内周表面52c相接触(参见图22中的双点划线)。因而,弹性膜535a吸收介于凸缘部532C的外周表面532dC与大直径部壳体52的内周表面52c之间的金属对金属碰撞冲击并且减小接触噪音(减弱声压)。弹性膜535a的与大直径部壳体52的内周表面52c对置的薄膜厚度从为覆盖凸缘部532C的外周表面532dC的最薄膜(厚度T)的部分朝向限制表面52b直至到达形成拐角部532cC的端部部分(R形弯曲表面)逐渐变厚。这可以在很大程度上实现降低接触噪音的效果。
此外,当大直径部51不对凸缘部532C施加冲击力时,弹性体353b的筒形主体部535C设置成在大直径部壳体52的内周表面52c中且沿径向方向具有间隙S1。此外,弹性体53b设置成在筒形部531的外周表面上具有间隙S2,该外周表面为假定筒形部531的端面531d延伸为与限制表面52b相接触而形成的假想外周表面(参见图24A)。
当大直径部51对凸缘部532C施加冲击力时,筒形主体部535C由于限制表面52b和凸缘部532C而沿A轴线方向变形以填充由间隙S1和间隙S2占据的空间。因而,筒形主体部535C*在压缩变形之后由于压缩位移X4(<距离D4)而填充在压缩空间Sx中。
如说明的,在弹性体353b的压缩过程期间,从端面533aC的在弹性体353b的连续地继续弹性膜535a的另一侧处的部分形成为渐进R形并且从凸缘部532C的拐角部532cC延续至外周表面532dC,如图23中所示。因此,当冲击力F由大直径部51通过凸缘部532C施加时,由此产生的应力未集中在靠近拐角部P11的部分处并且由弹性体353b或与弹性体353b一体地形成的弹性膜535a形成。因此,在弯曲表面附近拐角部P11——其覆盖凸缘部532C的拐角部532cC并且可以成为橡胶等弹性膜535a的流动的起始点——处生成的应力可以在弹性体353b的压缩变形时减小。因而,可以通过在弹性体353b的压缩变形时封闭凸缘部532C的周向表面532dC来防止对在A轴线方向上凸缘部532C的外周表面532dC进行覆盖的弹性膜535a的部分(在图22中,用附图标记P21指示)流出。
此外,弹性体353b的对凸缘部532C的外周表面532dC进行覆盖的弹性膜535a粘附于凸缘部532C的外周表面532dC。可以由冲击吸收构件353来减小接触噪音。因而,可以尽可能多地减小在大直径部壳体52的内周表面52c与具有膜厚度T的弹性膜535a之间的在径向方向上的间隙Z。换言之,可以扩大凸缘部532C的外径并且可以在很大程度上提供大的压缩空间SX——该压缩空间SX不具有用于与外部连通的间隙。可以增大弹性体353b的在空间SX中的占用比并且因此冲击吸收功能变高。
本发明不限于如上所述的结构并且拐角部532cC可以不设置在凸缘部532C的后表面532bC处,如图25中所示。在这种修改的实施方式中,凸缘部532C的外周表面532d2可以通过弹性膜535a2而与壳体的内周表面52c相接触(参见图25中的双点划线)。因而,可以吸收在凸缘部532C的外周表面532d2与大直径部壳体52的内周表面52c之间生成的金属对金属碰撞冲击,由此吸收接触噪音。应当指出的是,冲击吸收构件353的与部分相对应的部件表示为相同的附图标记。
(5.实施方式的效果)
根据本发明的第一实施方式至第四实施方式,阻尼装置50、150、250和350包括轴21、221和大直径部壳体52(壳体22),其中,轴21、221由轴部211和大直径部51、251形成,大直径部壳体52(壳体22)形成为筒形形状并且轴21插入通过该大直径部壳体52(壳体22)以便轴21相对于壳体在轴向方向(A轴线方向)上的可滑动运动。大直径部壳体52(壳体22)设置有限制表面52b和冲击吸收构件53、153、253和353,其中,限制表面52b沿轴向方向面向大直径部51、251的接触端面51a、251a(端面),冲击吸收构件53、153、253和353插在轴部211上并且沿轴向方向设置在端面51a、251a(端面)与限制表面52b之间。冲击吸收构件53、153、253和353包括冲击接受构件53a、153a、253a和353a和弹性体53b、153b、253b和353b,该冲击接受构件53a、153a、253a和353a设置有筒形部531、531A、531B和531C以及凸缘部532、532A、532B和532C,其中,筒形部531、531A、531B和531C面向大直径部壳体52(壳体22)的内周表面52c,凸缘部532、532A、532B和532C从筒形部531、531A、531B和531C沿径向方向向外延伸、面向限制表面52b并且能够与大直径部51、251接触,该弹性体53b、153b、253b和353b设置在由大直径部壳体52(壳体22)的内周表面52c、限制表面52b、筒形部531、531A、531B和531C的外周表面、以及凸缘部532、532A、532B和532C形成的空间中并且该弹性体53b、153b、253b和353b由橡胶材料或具有类似橡胶的弹性的合成树脂材料形成。
当大直径部51、251不对凸缘部532、532A、532B和532C施加冲击力时,弹性体53b、153b、253b和353b设置成至少在大直径部壳体52(壳体22)的内周表面52c与筒形部531、531A、531B和531C的外周表面531b、531bB和531bC中的一者处具有间隙S1至间隙S4。当大直径部51、251对凸缘部532、532A、532B和532C施加冲击力时,弹性体53b、153b、253b和353b沿轴向方向因限制表面52b和凸缘部532、532A、532B和532C变形且变形为与大直径部壳体52(壳体22)的内周表面52c、限制表面52b、筒形部531、531A、531B和531C的外周表面531b、531bB和531bC、以及凸缘部532、532A、532B和532C都相接触使得间隙S1至间隙S4填充有弹性体。冲击接受构件53a、153a、253a和353a相对于大直径部壳体52(壳体22)的相对运动在冲击接受构件相对于限制表面52b保持为非接触状态下通过变形的弹性体53b、153b、253b和353b被限制。
因而,与其中冲击接受构件通过与大直径部壳体52碰撞来限制冲击吸收构件相对于大直径部壳体52的相对运动的常规结构相比,根据各实施方式的以上结构,已改善刚性的弹性体53b、153b、253b和353b继续设置在大直径部壳体52与冲击接受构件53a、153a、253a和353a之间。因此,可以减小待传递至装置的每个部件的冲击力的增大率,并且因此用于每个部件的负载电阻的设定可以被最小化以由此总体上执行装置的成本降低。
根据第一实施方式至第四实施方式,在弹性体53b、153b、253b和353b的内周表面534、534A、534B和534C的在其限制表面52b一侧处的拐角部处设置有直径朝向限制表面52b被扩大的扩大直径部534、534a、534aA、534aB和534aC。
根据以上结构,扩大直径部534、534a、534aA、534aB和534aC可以限制弹性体53b、153b、253b和353b的压缩变形,使得弹性体53b、153b、253b和353b在大直径部51、251对凸缘部532、532A、532B和532C施加冲击力时从初始设定空间S0向外膨胀。因而,防止扩大直径部534、534a、534aA、534aB和534aC咬入筒形部531、531A、531B和531C的端部部分531c的端面与限制表面52b之间。因此,可以避免弹性体53b劣化以改善耐久性。
根据第一实施方式至第四实施方式,当弹性体53b、153b、253b和353b在未变形状态下并且在弹性体保持与限制表面52b和凸缘部532、532A、532B和532C相接触的状态下时,扩大直径部534、534a、534aA、534aB和534aC以从筒形部531、531A、531B和531C的端部部分531c、531cA、531cB和531cC朝向限制表面52b倾斜的方式形成、或者以从相对于筒形部531、531A、531B和531C的朝向限制表面52b的端部部分531c、531cA、531cB和531cC的更凸缘部532、532A、532B和532C侧的位置倾斜的方式形成。
根据以上结构,筒形部531、531A、531B和531C可以可靠地限制扩大直径部534a、534aA、534aB和534aC的压缩变形,使得扩大直径部534a、534aA、534aB和534aC在大直径部51、251对凸缘部532、532A、532B和532C施加冲击力时从初始设定空间S0向外膨胀。
根据第一实施方式至第四实施方式,弹性体53b、153b、253b和353b在粘附至凸缘部532、532A、532B和532C的状态下以及在非粘附至筒形部531、531A、531B和531C、限制表面52b和大直径部壳体52的内周表面52c的状态下提供。
根据以上结构,应力集中生成在弹性体53b、153b、253b和353b的在另一侧处的端面533a、533aA、533aB和533aC上,其中,粘附(硫化)部具有凸缘部532、532A、532B和532C,并且可以抑制应力生成在除在端部表面533a、533aA、533aB和533aC处之外的内周表面和外周表面附近。因而,可以防止弹性体的劣化,并且可以通过避免损坏诸如例如在弹性体从初始设定空间S0——该初始设定空间S0从作为起始点的应力生成部开始——向外膨胀的方向上的压缩变形、被压伤或擦伤——这些将会是劣化的起因——来改善装置的耐久性。
根据第二实施方式的阻尼装置150,大直径部壳体52(壳体)设置有形成在内周表面52c处的环形凹槽52d。此外,弹性体153b设置有筒形主体部535A和突出部536A,其中,筒形主体部535A设置在限制表面52b与凸缘部532A之间,突出部536A被抑制。此外,冲击吸收构件153设置有环形突出保护板153c,该环形突出保护板153c嵌在筒形主体部535A中并且相对于突出部536A布置在径向方向的内侧。
此外,筒形主体部535A设置在由大直径部壳体52(壳体)的内周表面52c、突出保护板153c、筒形部531A的外周表面531b、以及凸缘部532A形成的空间中。此外,筒形主体部535A的面向凸缘部532A的端面533aA被粘附于凸缘部532A,并且筒形主体部535A的面向筒形部531A的外周表面531b的内周表面534A不粘附于筒形部531A的外周表面531b。此外,当大直径部51不对凸缘部532A施加冲击力时,筒形主体部535A设置成至少在大直径部壳体52(壳体)的内周表面52c与筒形部531的外周表面531b中的一者处具有间隙。
根据以上结构,冲击吸收构件153的弹性体153b包括具有防止沿A轴线方向跌落的功能的突出部536A以及具有用于吸收通过轴向压缩输入的冲击的减弱功能的筒形主体部535A。突出保护板153c设置在突出部536A与筒形主体部535A之间。在筒形主体部535A的内侧通过下述所产生的应力由于突出保护板153c的掩蔽效果而将不会在很大程度上影响突出部536A:所述应力通过大直径部51——该大直径部51对应于齿条轴21(轴)的“端部部分”——与冲击吸收构件153的冲击接受构件153a的碰撞、以及通过筒形主体部535A的压缩而使冲击吸收构件153位移所产生。因而,可以适当地避免应力在突出部536A处集中以防止突出部536A损坏。此外,在突出保护板153c的在筒形主体部535A处的另一内周表面侧处的拐角部(扩大直径部534aA)由于突出保护板153c而防止在筒形主体部535A中的本体的运动。因此,筒形主体部535的在筒形部531的端面531c1A(端部部分)与限制表面52b之间的部分没有发生膨胀。因此,筒形主体部535的膨胀部没有咬合发生在端面531c1A与限制表面52b之间。
此外,根据第二实施方式,筒形部531A和突出保护板153c在筒形主体部535A处于未变形状态下沿A轴线方向(沿轴向方向)彼此重叠了距离OL。根据该结构,筒形部531A可以物理干扰筒形主体部535A的部分的膨胀,并且可以进一步抑制筒形主体部535A的在筒形部531A的端面531c1A与限制表面52b之间的部分的这种膨胀。
根据第三实施方式,凸缘部532B包括内周侧区域IN和外周侧区域OUT,当大直径部51对凸缘部532B施加冲击力时,在内周侧区域IN中,凸缘部532B与大直径部51相接触,外周侧区域OUT相比于内周侧区域IN进一步定位在径向方向的外侧,并且在外周侧区域OUT中,凸缘部532B不与大直径部51相接触。此外,外周侧区域OUT的厚度形成为比内周侧区域IN和外周侧区域OUT的边界位置B1、B2的厚度薄。
根据以上结构,当大直径部251对凸缘部532B施加冲击力、弹性体253b被压缩、并且由弹性体253b的压缩生成的内部压力Q影响外周侧区域OUT时,弹性体253b形成悬臂使得具有作为支点的边界位置B1和B2的弹性体253b沿与压缩方向相反的方向对凸缘部532B施加力。然而,凸缘部532B的厚度T2在整个周缘的包括边界位置B1和B2的区域之中充分厚,凸缘部532B具有大的截面模量并且提高了弯曲强度。因此,可以适当地抑制凸缘部532B的弯曲。
根据第三实施方式,大直径部251和凸缘部532B沿轴线方向(A轴方向)彼此同轴地布置,大直径部251的与凸缘部532B相接触的外周边缘部的形状形成为呈非正圆,并且凸缘部i532B的内周侧区域IN和外周侧区域OUT的边界位置B1、B2的形状形成为与大直径部251的外周边缘部251e的非正圆形状相对应的非正圆,其中,边界位置B1、B2的厚度被设定为使得外接圆在边界位置B1处的径向位置P100处的厚度比内接圆在边界位置B2处的径向位置P200处的厚度薄。因此,当凸缘部532B为非正圆时,对于弹性体253b的具有弯曲力矩Mo和内部压力Q的部分可以可靠地设定较高的截面模量。这可以实现高度保证的弯曲强度改进。
此外,根据第四实施方式,冲击吸收构件353粘附于凸缘部532C的外周表面532dC的整个周缘,布置成在径向方向上相对于大直径部壳体52的内周表面52c具有间隙Z,并且形成有由橡胶材料或具有类似橡胶的弹性的合成树脂材料形成的弹性膜535a。因此,当凸缘部532C由于车辆振动等而沿径向方向移位时,弹性膜535a与大直径部壳体52的内周表面52c相接触。因此,凸缘部532不与大直径部壳体52直接接触并且可以抑制接触噪音。
根据第四实施方式,凸缘部532C的外周表面532dc的在限制表面52b一侧处的拐角部532cC形成为使得拐角部532cC的直径被朝向限制表面52b减小。弹性体535b被粘附于凸缘部532C并且弹性膜535a与弹性体353b一体地形成。因此,当弹性体353b被压缩时,可以避免在拐角部P11的附近或在覆盖拐角部532cC的弹性膜535a的拐角部P11处的应力集中。因而,可以改善弹性体353b的耐久性并且因此冲击吸收构件353的耐久性。
根据第一实施方式至第四实施方式,配备有阻尼装置50、150、250、350的转向装置ST包括:齿条轴21,该齿条轴21在其两个端部处经由拉杆24、24连接至转向轮26、26并且该齿条轴21能够沿轴向方向往复移动以使转向轮26、26转动,齿条轴21包括作为大直径部51的大直径部51、51,大直径部51、51设置在齿条轴21的两个端部处,拉杆24、24以枢转的方式连接至大直径部51、51;以及用于容置齿条轴21的壳体作为大直径部壳体52。因而,配备有阻尼装置50、150、250、350中的一者的转向装置ST可以显示由每个阻尼装置实现的各种效果。
显然,鉴于以上教示,本发明的许多改型和变型是可能的。因此,应当理解的是,在所附权利要求的范围内,可以以除如本文中具体描述的方式之外的其他方式来实施本发明。
[附图标记说明]
21,221;轴(齿条轴),22;壳体,26;转向轮,50,60,150,250,350;阻尼装置,51,251;大直径部,51a,251a;接触端面,52;大直径部壳体(壳体),53,63,153,253,353;冲击吸收构件,53a,63a,153a,253a,353a;冲击接受构件,53b,53b2,153b,253b,353b;弹性体,53d,53d1;开口部,153c;突出保护板,153c2;另一侧处的端面(一侧端面),213,213B;内螺纹部,531,531A,531B,531C;筒形部,532,532A,532B,532C;凸缘部,533c,633c2,533cC粘附部,534a,534aA,534aB,534aC;扩大直径部,535,5352,535A,535B,535C;筒形主体部,535A1;环形凹槽,635c,535cA,535c,535cC;凹部,536,536B,536C;环形凸出部,536A;突出部,D1,D2,D3,D4;距离,S0,S02;初始设定空间,S1,S2,S3,S4;间隙,ST;转向装置,X1,X2,X3,X4;压缩位移。

Claims (20)

1.一种阻尼装置,包括:
轴,所述轴具有轴部和大直径部;
壳体,所述壳体形成为筒形并且所述轴插入穿过所述壳体以能够在轴向方向上以相对可滑动的方式移动,所述壳体设置有在所述轴向方向上面向所述大直径部的端面的限制表面;以及
冲击吸收构件,所述冲击吸收构件插在所述轴部上并且在所述轴向方向上设置在所述大直径部的端面与所述限制表面之间,其中,所述冲击吸收构件包括:
冲击接受构件,所述冲击接受构件包括筒形部和凸缘部,所述筒形部面向所述壳体的内周表面,所述凸缘部从所述筒形部沿径向方向向外延伸并且面向所述限制表面,并且所述凸缘部能够与所述大直径部相接触;以及
弹性体,所述弹性体设置在由所述壳体的内周表面、所述限制表面、所述筒形部的外周表面以及所述凸缘部形成的空间中,并且所述弹性体由橡胶材料或具有类似橡胶的弹性的合成树脂材料形成,其中,
当所述大直径部不对所述凸缘部施加冲击力时,
所述弹性体设置成至少在所述壳体的内周表面和所述筒形部的外周表面中的一者处具有间隙;
当所述大直径部对所述凸缘部施加冲击力时,
所述弹性体通过所述限制表面和所述凸缘部在所述轴向方向上被压缩并且变形成与所述壳体的内周表面、所述限制表面、所述筒形部的外周表面以及所述凸缘部都接触使得所述弹性体填充所述间隙;
其中,所述冲击接受构件相对于所述壳体的相对运动在所述冲击接受构件相对于所述限制表面保持为非接触状态下通过变形的弹性体被限制。
2.根据权利要求1所述的阻尼装置,其中,
直径朝向所述限制表面扩大的扩大直径部设置在所述弹性体的内周表面的位于所述壳体的限制表面侧的拐角部处。
3.根据权利要求1所述的阻尼装置,其中,
当所述弹性体处于未变形状态下和处于所述弹性体保持与所述限制表面和所述凸缘部接触的状态下时,扩大直径部以从所述筒形部的朝向所述限制表面的端部倾斜的方式形成,或者所述扩大直径部以从相对于所述筒形部的朝向所述限制表面的端部更凸缘部侧的位置倾斜的方式形成。
4.根据权利要求1所述的阻尼装置,其中,
所述弹性体在粘附至所述凸缘部的状态下并且在非粘附至所述筒形部、所述壳体的限制表面和内周表面的状态下提供。
5.根据权利要求1所述的阻尼装置,其中,
所述壳体设置有形成在所述内周表面处的凹槽;
所述弹性体设置有筒形主体部和突出部,所述筒形主体部设置在所述限制表面与所述凸缘部之间,所述突出部从所述筒形主体部沿所述径向方向向外突出并且容置在所述凹槽中;
所述冲击吸收构件设置有嵌在所述筒形主体部中的环形突出保护板并且相对于所述突出部布置在所述径向方向上的内侧;
所述筒形主体部设置在由所述壳体的内周表面、所述突出保护板、所述筒形部的外周表面以及所述凸缘部形成的空间中,其中,所述筒形主体部的面向所述凸缘部的端面粘附至所述凸缘部并且所述筒形主体部的面向所述筒形部的外周表面的内周表面不粘附至所述筒形部的外周表面;
当所述大直径部不对所述凸缘部施加冲击力时,
所述筒形主体部设置成至少在所述壳体的内周表面和所述筒形部的外周表面中的一者处具有间隙。
6.根据权利要求5所述的阻尼装置,其中,
当所述大直径部不对所述凸缘部施加冲击力时,所述筒形部和所述突出保护板在所述轴向方向上彼此重叠。
7.根据权利要求1所述的阻尼装置,其中,
所述凸缘部包括内周侧区域和外周侧区域,当所述大直径部对所述凸缘部施加冲击力时,在所述内周侧区域中,所述凸缘部与所述大直径部相接触,所述外周侧区域相对于所述内周侧区域定位在所述径向方向上的更外侧并且在所述外周侧区域中,所述凸缘部不与所述大直径部相接触,并且其中,
所述外周侧区域的厚度形成为比所述内周侧区域和所述外周侧区域的边界位置的厚度薄。
8.根据权利要求7所述的阻尼装置,其中,
所述大直径部和所述凸缘部在所述轴向方向上彼此同轴地布置;
所述大直径部的与所述凸缘部接触的外周边缘部的形状形成为非正圆并且所述凸缘部的内周侧区域和外周侧区域的边界位置的形状形成为与所述大直径部的外周边缘部的非正圆形状相对应的非正圆形状;并且其中,
所述边界位置的厚度设定为使得外接圆的在边界位置处的径向位置处的厚度比内接圆的在边界位置处的径向位置处的厚度薄。
9.根据权利要求1所述的阻尼装置,其中,
所述冲击吸收构件粘附至所述凸缘部的外周表面的整个周缘,布置成在径向方向上相对于所述壳体的内周表面具有间隙并且所述冲击吸收构件形成有由橡胶材料或具有类似橡胶的弹性的合成树脂材料形成的弹性膜。
10.根据权利要求9所述的阻尼装置,其中,
所述凸缘部的外周表面的在所述限制表面侧处的拐角部形成为使得所述拐角部的直径朝向所述限制表面减小;
所述弹性体粘附至所述凸缘部;以及
所述弹性膜与所述弹性体一体地形成。
11.一种设置有如权利要求1中所限定的阻尼装置的转向装置,其中,所述转向装置包括:
作为所述轴的齿条轴,所述齿条轴在其两端处经由拉杆连接至转向轮并且能够沿轴向方向往复移动以使所述转向轮转动,以及设置在所述齿条轴的两端处的大直径部作为所述大直径部,所述拉杆枢转地连接至所述大直径部;以及
作为所述壳体的用于容置所述齿条轴的壳体。
12.根据权利要求11所述的转向装置,其中,
直径朝向所述限制表面扩大的扩大直径部设置在所述弹性体的内周表面的位于所述壳体的限制表面侧的拐角部处。
13.根据权利要求12所述的转向装置,其中,
当所述弹性体处于未变形状态下和处于所述弹性体保持与所述限制表面和所述凸缘部接触的状态下时,所述扩大直径部以从所述筒形部的朝向所述限制表面的端部倾斜的方式形成,或者所述扩大直径部以从相对于所述筒形部的朝向所述限制表面的端部更凸缘部侧的位置倾斜的方式形成。
14.根据权利要求11所述的转向装置,其中,
所述弹性体在粘附至所述凸缘部的状态下并且在非粘附至所述筒形部、所述壳体的限制表面和内周表面的状态下提供。
15.根据权利要求11所述的转向装置,其中,
所述壳体设置有形成在所述内周表面处的凹槽;
所述弹性体设置有筒形主体部和突出部,所述筒形主体部设置在所述限制表面与所述凸缘部之间,所述突出部从所述筒形主体部沿所述径向方向向外突出并且容置在所述凹槽中;
所述冲击吸收构件设置有嵌在所述筒形主体部中的环形突出保护板并且相对于所述突出部布置在径向方向上的内侧;
所述筒形主体部设置在由所述壳体的内周表面、所述突出保护板、所述筒形部的外周表面以及所述凸缘部形成的空间中,其中,所述筒形主体部的面向所述凸缘部的端面粘附至所述凸缘部并且所述筒形主体部的面向所述筒形部的外周表面的内周表面不粘附至所述筒形部的外周表面;
当所述大直径部不对所述凸缘部施加冲击力时,
所述筒形主体部设置成至少在所述壳体的内周表面和所述筒形部的外周表面中的一者处具有间隙。
16.根据权利要求15所述的转向装置,其中,
当所述大直径部不对所述凸缘部施加冲击力时,所述筒形部和所述突出保护板在所述轴向方向上彼此重叠。
17.根据权利要求11所述的转向装置,其中,
所述凸缘部包括内周缘区域和外周侧区域,当所述大直径部对所述凸缘部施加冲击力时,在所述内周侧区域中,所述凸缘部与所述大直径部相接触,所述外周侧区域相对于所述内周缘侧区域定位在所述径向方向上的更外侧并且在所述外周侧区域中,所述凸缘部不与所述大直径部相接触,并且其中,
所述外周侧区域的厚度形成为比所述内周侧区域和所述外周侧区域的边界位置的厚度薄。
18.根据权利要求17所述的转向装置,其中,
所述大直径部和所述凸缘部在所述轴向方向上彼此同轴地布置;
所述大直径部的与所述凸缘部接触的外周边缘部的形状形成为非正圆并且所述凸缘部的内周侧区域和外周侧区域的边界位置的形状形成为与所述大直径部的外周边缘部的非正圆形状相对应的非正圆形状;并且其中,
所述边界位置的厚度设定为使得外接圆的在边界位置处的径向位置处的厚度比内接圆的在所述位置处的径向位置处的厚度薄。
19.根据权利要求11所述的转向装置,其中,
所述冲击吸收构件粘附至所述凸缘部的外周表面的整个周缘,布置成在径向方向上相对于所述壳体的内周表面具有间隙并且所述冲击吸收构件形成有由橡胶材料或具有类似橡胶的弹性的合成树脂材料形成的弹性膜。
20.根据权利要求19所述的转向装置,其中,
所述凸缘部的外周表面的在所述限制表面侧处的拐角部形成为使得所述拐角部的直径朝向所述限制表面减小;
所述弹性体粘附至所述凸缘部;以及
所述弹性膜与所述弹性体一体地形成。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108945084A (zh) * 2017-05-18 2018-12-07 株式会社捷太格特 转向装置

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6534907B2 (ja) * 2015-10-22 2019-06-26 株式会社ジェイテクト ダンパ装置及びステアリング装置
CN107097842B (zh) * 2015-10-22 2021-03-16 株式会社捷太格特 阻尼装置和转向装置
WO2017154857A1 (ja) * 2016-03-11 2017-09-14 Nok株式会社 緩衝ストッパー
CN110603186A (zh) * 2017-06-29 2019-12-20 株式会社昭和 车辆用转向装置
JP6939291B2 (ja) * 2017-09-07 2021-09-22 株式会社ジェイテクト ラックアンドピニオン式操舵装置及びラックアンドピニオン式操舵装置の製造方法
JP7109216B2 (ja) * 2018-03-12 2022-07-29 日立Astemo株式会社 ステアリング装置の転舵軸の製造方法
US10955033B2 (en) * 2018-10-02 2021-03-23 Eaton Intelligent Power Limited Linear actuator
US10988171B2 (en) * 2019-04-04 2021-04-27 Honda Motor Co., Ltd. Steering rack stopper
US20240034400A1 (en) * 2022-07-29 2024-02-01 Robert Bosch Gmbh Multi-Axis Damper for Steering Rack Bar
DE102022133910B4 (de) * 2022-12-19 2024-10-17 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Schraubverband zwischen Lenkungskomponenten sowie Hinterachslenkungeines Kraftfahrzeugs mit Schraubverband

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005028284A1 (ja) * 2003-09-18 2005-03-31 Nsk Ltd. ストロークエンド緩衝装置
US7258035B2 (en) * 2001-09-28 2007-08-21 Zf Lenksysteme Gmbh Rack and pinion steering device
US8616565B1 (en) * 2012-09-06 2013-12-31 Watson & Chalin Manufacturing, Inc. Self-steer lift axle suspension system having a steering return, damper and lock integrated with a steering knuckle assembly
EP2881304A1 (en) * 2013-12-03 2015-06-10 Jtekt Corporation Steering apparatus

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003312491A (ja) 2002-04-25 2003-11-06 Nsk Ltd 電動式パワーステアリング装置
JP4696483B2 (ja) 2004-06-21 2011-06-08 日本精工株式会社 ラックストロークエンドの衝撃緩和装置
US7331627B2 (en) * 2005-05-19 2008-02-19 Joel Dean Van Den Brink Lateral control rod for a cab suspension system
DE102005050798B4 (de) 2005-10-24 2022-01-13 Robert Bosch Gmbh Lenkeinrichtung für ein Kraftfahrzeug
JP2007263154A (ja) 2006-03-27 2007-10-11 Tokai Rubber Ind Ltd 防振ブッシュ組立体
JP5131449B2 (ja) 2007-10-05 2013-01-30 日本精工株式会社 ラックストロークエンドの衝撃緩和装置
DE102007000680A1 (de) * 2007-11-12 2009-05-14 Zf Lenksysteme Gmbh Lenkvorrichtung für Fahrzeuge
JP2012035713A (ja) 2010-08-05 2012-02-23 Nok Corp ラックエンドストッパの破損防止構造
DE102011051715A1 (de) 2011-07-11 2013-01-17 Zf Lenksysteme Gmbh Zahnstangenlenkgetriebe
JP2013023154A (ja) 2011-07-25 2013-02-04 Jtekt Corp ステアリング装置
JP6051804B2 (ja) 2012-11-16 2016-12-27 株式会社ジェイテクト ステアリング装置
DE112014002716T5 (de) * 2013-06-06 2016-02-25 Firestone Industrial Products Company, Llc Ringfedersystem
WO2014200040A1 (ja) 2013-06-12 2014-12-18 日本精工株式会社 ラックピニオン式ステアリングギヤユニット
JP6149276B2 (ja) 2013-09-24 2017-06-21 日立オートモティブシステムズ株式会社 パワーステアリング装置
JP6209114B2 (ja) 2014-03-26 2017-10-04 株式会社ショーワ 操舵装置
JP6510893B2 (ja) 2015-06-05 2019-05-08 Nok株式会社 緩衝ストッパ
JP6534907B2 (ja) * 2015-10-22 2019-06-26 株式会社ジェイテクト ダンパ装置及びステアリング装置
CN107097842B (zh) * 2015-10-22 2021-03-16 株式会社捷太格特 阻尼装置和转向装置
JP6686574B2 (ja) * 2016-03-15 2020-04-22 株式会社ジェイテクト ダンパ装置およびステアリング装置
JP2018192955A (ja) * 2017-05-18 2018-12-06 株式会社ジェイテクト ステアリング装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7258035B2 (en) * 2001-09-28 2007-08-21 Zf Lenksysteme Gmbh Rack and pinion steering device
WO2005028284A1 (ja) * 2003-09-18 2005-03-31 Nsk Ltd. ストロークエンド緩衝装置
US8616565B1 (en) * 2012-09-06 2013-12-31 Watson & Chalin Manufacturing, Inc. Self-steer lift axle suspension system having a steering return, damper and lock integrated with a steering knuckle assembly
EP2881304A1 (en) * 2013-12-03 2015-06-10 Jtekt Corporation Steering apparatus

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108945084A (zh) * 2017-05-18 2018-12-07 株式会社捷太格特 转向装置

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