JP2020051594A - Buffer stopper - Google Patents

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Abstract

To provide a buffer stopper capable of setting a large reception energy amount and improving durability of a rubber elastic body.SOLUTION: A buffer stopper 1 includes: a rubber elastic body 11 formed into the cylindrical shape, and mounted in a mounting space 71 surrounded at three sides by an end surface 52 of a movable member 51, an end surface 62 of a stationary member 61 opposed to the end surface 52, and an outer peripheral wall 63 of the stationary member 61; a movable member-side metal fitting 21 mounted on an end portion at one side of the rubber elastic body 11; a stationary member-side metal fitting 31 mounted on an end portion at the other side of the rubber elastic body 11; and a hole portion 41 opened on a stationary member-side end surface of the buffer stopper 1, and provided on the rubber elastic body 11 and the stationary member-side metal fitting 31 in a manner of penetrating through the stationary member-side metal fitting 31.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、緩衝ストッパに関する。   The present invention relates to a buffer stopper.

緩衝ストッパは、例えば自動車等車両のステアリング装置におけるステアリングラックおよびラックハウジング間に装着され、ステアリング装置の作動時、緩衝作用を発揮しながらステアリングラックの変位を停止させる機能を発揮する。   The cushioning stopper is mounted between a steering rack and a rack housing in a steering device of a vehicle such as an automobile, and has a function of stopping the displacement of the steering rack while exerting a buffering effect when the steering device is operated.

図8に示すように緩衝ストッパ1は、ステアリングラック51の端面52およびこの端面52に対向するラックハウジング61の端面62ならびに同ラックハウジング61の外周壁63によって三方を囲まれる装着空間71に装着される円筒状のゴム状弾性体11を備え、このゴム状弾性体11の一方の端部にステアリングラック51の端面52に接触するラック側金具21が取り付けられ、ゴム状弾性体11の他方の端部にラックハウジング61の端面62に接触するハウジング側金具31が取り付けられている。   As shown in FIG. 8, the buffer stopper 1 is mounted in a mounting space 71 surrounded on three sides by an end surface 52 of the steering rack 51, an end surface 62 of the rack housing 61 opposed to the end surface 52, and an outer peripheral wall 63 of the rack housing 61. A rack-side fitting 21 that is in contact with an end surface 52 of a steering rack 51 is attached to one end of the rubber-like elastic body 11, and the other end of the rubber-like elastic body 11 is provided. The housing-side fitting 31 that is in contact with the end surface 62 of the rack housing 61 is attached to the portion.

特開2017−77874号公報JP 2017-77874 A

上記緩衝ストッパ1は、ステアリングラック51の変位に伴う衝撃荷重の入力に対しゴム状弾性体11の圧縮バネ(線形領域)およびラックハウジング61への体積充満(非線形領域)により衝突エネルギーを受容(吸収)する緩衝機能を発揮する。   The shock absorbing stopper 1 receives (absorbs) collision energy by a compression spring (linear region) of the rubber-like elastic body 11 and a volume filling (nonlinear region) of the rack housing 61 in response to an input of an impact load due to the displacement of the steering rack 51. ).

このため、設定の狙いとする受容エネルギー量およびストローク制御に応じて、ゴム状弾性体11の外周面に図9または図10に示すような凹部12を設けて外周壁63との間に隙間空間を設けているが、図9に示すように凹部12の容積が小さい場合には、図11のグラフ図におけるラインAにて示すようにストローク小で受容エネルギー量が不足することがあり(ラインAの立ち上がりが早過ぎる)、反対に図10に示すように凹部12の容積が大きい場合には、図11のグラフ図におけるラインBにて示すように受容エネルギー量が大となるがストロークも大となり、よってゴム状弾性体11の変形応力が高まり耐久性が悪化することが懸念される(ラインBの立ち上がりが遅過ぎる)。   For this reason, a concave portion 12 as shown in FIG. 9 or FIG. However, when the volume of the concave portion 12 is small as shown in FIG. 9, the received energy amount may be insufficient due to a small stroke as shown by the line A in the graph of FIG. 11 (line A). On the contrary, when the volume of the concave portion 12 is large as shown in FIG. 10, the received energy amount becomes large as shown by the line B in the graph of FIG. 11, but the stroke also becomes large. Therefore, there is a concern that the deformation stress of the rubber-like elastic body 11 increases and the durability deteriorates (the rising of the line B is too slow).

本発明は、受容エネルギー量を大きく設定することができ、しかもゴム状弾性体の耐久性を高めることが可能な緩衝ストッパを提供することを課題とする。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a shock-absorbing stopper that can set a large amount of energy to be received and that can increase the durability of a rubber-like elastic body.

上記課題を解決するため、本発明の緩衝ストッパは、円筒状に形成され、可動部材の端面および前記端面に対向する静止部材の端面ならびに前記静止部材の外周壁によって三方を囲まれる装着空間に装着されるゴム状弾性体と、前記ゴム状弾性体の一方の端部に取り付けられた可動部材側金具と、前記ゴム状弾性体の他方の端部に取り付けられた静止部材側金具と、緩衝ストッパの静止部材側端面に開口し、前記静止部材側金具を貫通するように前記ゴム状弾性体および前記静止部材側金具に設けられた孔部と、を備えることを特徴とする。   In order to solve the above problem, the shock-absorbing stopper of the present invention is mounted in a mounting space which is formed in a cylindrical shape and is surrounded on three sides by an end surface of a movable member, an end surface of a stationary member opposed to the end surface, and an outer peripheral wall of the stationary member. A rubber-like elastic body, a movable-member-side fitting attached to one end of the rubber-like elastic body, a stationary-member-side fitting attached to the other end of the rubber-like elastic body, and a buffer stopper. And a hole formed in the rubber-like elastic body and the stationary member-side fitting so as to penetrate the stationary member-side fitting.

また、実施の態様として、上記記載の緩衝ストッパにおいて、前記ゴム状弾性体と一体の膜部が前記緩衝ストッパの静止部材側端面に設けられ、前記孔部が前記膜部を貫通し、前記膜部の端面に開口するように設けられていることを特徴とする。   Further, as an embodiment, in the buffer stopper described above, a film portion integral with the rubber-like elastic body is provided on a stationary member side end surface of the buffer stopper, and the hole penetrates the film portion, It is provided so that it may open to the end face of a part.

また、実施の態様として、上記記載の緩衝ストッパにおいて、前記孔部の内部空間と前記緩衝ストッパの外部とを連通させるスリットが前記膜部に設けられていることを特徴とする。   In addition, as an embodiment, in the buffer stopper described above, a slit is provided in the film unit for communicating the internal space of the hole with the outside of the buffer stopper.

本発明では、上記構成により、受容エネルギー量を大きく設定することができ、しかもゴム状弾性体の耐久性を高めることが可能な緩衝ストッパを提供することができる。   According to the present invention, with the above-described configuration, it is possible to provide a shock-absorbing stopper capable of setting a large amount of received energy and improving the durability of the rubber-like elastic body.

実施の形態に係る緩衝ストッパの装着状態を示す断面斜視図Sectional perspective view showing a mounted state of a buffer stopper according to an embodiment. 同緩衝ストッパの装着前の状態を示す断面斜視図Sectional perspective view showing a state before mounting the buffer stopper. 同緩衝ストッパの下面図Bottom view of the buffer stopper 同緩衝ストッパの装着状態を示す要部断面図Sectional view of main part showing mounting state of the buffer stopper 同緩衝ストッパの装着状態を示す要部断面図Sectional view of main part showing mounting state of the buffer stopper 孔部の他の例を示す緩衝ストッパの下面図Bottom view of buffer stopper showing another example of hole 孔部の他の例を示す緩衝ストッパの一部下面図Partial bottom view of buffer stopper showing another example of hole 背景技術に係る緩衝ストッパの装着状態を示す断面斜視図Sectional perspective view showing a mounted state of a buffer stopper according to the background art. 同緩衝ストッパの装着状態を示す要部断面図Sectional view of main part showing mounting state of the buffer stopper 同緩衝ストッパの装着状態を示す要部断面図Sectional view of main part showing mounting state of the buffer stopper 緩衝ストッパの緩衝特性を示すグラフ図FIG. 4 is a graph showing the buffer characteristics of the buffer stopper.

実施の形態に係る緩衝ストッパは、自動車等車両のステアリング装置におけるステアリングラックおよびラックハウジング間に装着され、ステアリング装置の作動時、緩衝作用を発揮しながらステアリングラックの変位を停止させる機能を発揮する。   The shock-absorbing stopper according to the embodiment is mounted between a steering rack and a rack housing in a steering device of a vehicle such as an automobile, and has a function of stopping the displacement of the steering rack while exerting a shock-absorbing effect when the steering device is operated.

図1ないし図5に示すように実施の形態に係る緩衝ストッパ1は、以下のように構成されている。   As shown in FIGS. 1 to 5, the buffer stopper 1 according to the embodiment is configured as follows.

すなわち図1に示すように、ステアリングラック51の端面52およびこの端面52に対向するラックハウジング61の端面62ならびに同ラックハウジング61の外周壁63によって三方を囲まれる環状の装着空間71に装着される円筒状のゴム状弾性体11が設けられ、このゴム状弾性体11の一方の端部にステアリングラック51の端面52に接触する内周円筒22付きの環状のラック側金具(スリーブ)21が取り付けられ、ゴム状弾性体11の他方の端部にラックハウジング61の端面62に接触または対向する環状のハウジング側金具31が取り付けられている。   That is, as shown in FIG. 1, the steering rack 51 is mounted in an annular mounting space 71 surrounded on three sides by an end surface 52 of the steering rack 51, an end surface 62 of a rack housing 61 opposed to the end surface 52, and an outer peripheral wall 63 of the rack housing 61. A cylindrical rubber-like elastic body 11 is provided, and an annular rack-side metal fitting (sleeve) 21 having an inner peripheral cylinder 22 that is in contact with an end surface 52 of a steering rack 51 is attached to one end of the rubber-like elastic body 11. A ring-shaped housing-side bracket 31 that is in contact with or faces the end face 62 of the rack housing 61 is attached to the other end of the rubber-like elastic body 11.

ゴム状弾性体11の外周面に環状の凹部12が設けられている。凹部12底面の外径は外周壁63の内径よりも小さく形成され、これによりゴム状弾性体11と外周壁63との間にこの凹部12による初期的な隙間空間が形成される。凹部12の大きさとしては、上記図9に示した比較的小さな容積の凹部12に相当する。   An annular concave portion 12 is provided on the outer peripheral surface of the rubber-like elastic body 11. The outer diameter of the bottom surface of the concave portion 12 is formed smaller than the inner diameter of the outer peripheral wall 63, whereby an initial gap space is formed between the rubber-like elastic body 11 and the outer peripheral wall 63 by the concave portion 12. The size of the recess 12 corresponds to the recess 12 having a relatively small volume shown in FIG.

図2および図3に示すように、緩衝ストッパ1のハウジング側端部に孔部41が設けられている。   As shown in FIGS. 2 and 3, a hole 41 is provided at an end of the buffer stopper 1 on the housing side.

孔部41は、緩衝ストッパ1のハウジング側端面に開口し、緩衝ストッパ1の軸方向(中心軸線方向)に沿って延設され、ハウジング側金具31を軸方向(厚み方向)に貫通するように設けられている。したがって孔部41はゴム状弾性体11およびハウジング側金具31に跨って設けられている。孔部41は所定の開口面積および深さを有する先止まり状の孔部として設けられている。孔部41の開口形状は円形とされている。また孔部41は緩衝ストッパ1の円周上に複数の孔部41が一定の間隔をあけて設けられている(例えば8等配)。   The hole 41 is opened in the end face of the buffer stopper 1 on the housing side, extends along the axial direction (central axis direction) of the buffer stopper 1, and penetrates the housing-side bracket 31 in the axial direction (thickness direction). Is provided. Therefore, the hole 41 is provided across the rubber-like elastic body 11 and the housing-side fitting 31. The hole 41 is provided as a pointed hole having a predetermined opening area and depth. The opening shape of the hole 41 is circular. In the hole 41, a plurality of holes 41 are provided on the circumference of the buffer stopper 1 at regular intervals (for example, 8 equally distributed).

また、緩衝ストッパ1のハウジング側端面に、ゴム状弾性体11と一体の膜部13が設けられている。したがってハウジング側金具31はゴム状弾性体11および膜部13によって囲まれ、これらの内部に埋設されている。またこのように膜部13が設けられているので、孔部41はそれぞれ膜部13を軸方向に貫通し、膜部13の端面に開口するように設けられている。   Further, a film portion 13 integral with the rubber-like elastic body 11 is provided on the housing-side end surface of the buffer stopper 1. Therefore, the housing-side fitting 31 is surrounded by the rubber-like elastic body 11 and the film portion 13 and is buried therein. Further, since the film portion 13 is provided in this manner, the hole portions 41 are provided so as to penetrate through the film portion 13 in the axial direction, and to open at the end surfaces of the film portion 13.

また、膜部13に、孔部41の内部空間と緩衝ストッパ1の外部とを連通させるスリット14が孔部41から緩衝ストッパ1の径方向内方へ向けて設けられている。   Further, a slit 14 for communicating the internal space of the hole 41 with the outside of the buffer stopper 1 is provided in the film part 13 from the hole 41 toward the radial inside of the buffer stopper 1.

上記構成の緩衝ストッパ1は、以下のように作動する。   The buffer stopper 1 having the above configuration operates as follows.

初動姿勢・・・・
図4および図5は、緩衝ストッパ1がステアリングラック51およびラックハウジング61間の装着空間71に装着された緩衝ストッパ1の初動姿勢を示している。この初動姿勢において膜部13はラックハウジング61の端面62に接触し、孔部41を閉塞している。したがって孔部41の内部にエアが閉じ込められ、このエアが空気バネとして作用する。空気バネはゴム状弾性体11よりもバネ定数が高く設定される。
Initial movement posture ...
4 and 5 show an initial movement posture of the buffer stopper 1 in which the buffer stopper 1 is mounted in the mounting space 71 between the steering rack 51 and the rack housing 61. In this initial movement posture, the membrane portion 13 contacts the end face 62 of the rack housing 61 and closes the hole portion 41. Therefore, air is confined inside the hole 41, and this air acts as an air spring. The air spring has a higher spring constant than the rubber-like elastic body 11.

作動第1段階・・・・
上記初動姿勢において、ステアリングラック51が変位(ストローク)して衝撃荷重Fが入力すると、ゴム状弾性体11が圧縮され、ゴム状弾性体11の圧縮バネ(線形領域)による衝突エネルギー受容(吸収)機能が発揮される。図11のグラフ図で云うと実施の形態に係るラインCにおけるポイントPからポイントPに相当する。尚このとき、上記空気バネはバネ定数が高く設定されているので、孔部41は容積を未だ縮小せず、スリット14は閉じたままとされている。
First stage of operation ...
In the initial movement position, when the steering rack 51 is displaced (stroke) and an impact load F is input, the rubber-like elastic body 11 is compressed, and the compression spring (linear region) of the rubber-like elastic body 11 receives (absorbs) collision energy. Function is exhibited. Equivalent from the point P 1 to point P 2 on the line C of the embodiment In terms of the graph of FIG. 11. At this time, since the air spring has a high spring constant, the volume of the hole 41 has not been reduced yet, and the slit 14 is kept closed.

作動第2段階・・・・
次いで、ステアリングラック51が更に変位(ストローク)してさらに大きな衝撃荷重Fが入力すると、ゴム状弾性体11がさらに圧縮され上記空気バネも圧縮され、孔部41の容積が縮小し、スリット14が押し開かれ、上記エアが徐々に外部へ放出される。図11のグラフ図で云うと実施の形態に係るラインCにおけるポイントPからポイントPに相当する。
Second stage of operation ...
Next, when the steering rack 51 is further displaced (stroke) and a larger impact load F is input, the rubber-like elastic body 11 is further compressed, the air spring is also compressed, the volume of the hole 41 is reduced, and the slit 14 is closed. The air is pushed open and the air is gradually released to the outside. Corresponding In terms of the graph of FIG. 11 from the point P 2 on the line C according to the embodiment to the point P 3.

作動第3段階・・・・
次いで、ステアリングラック51が更に変位(ストローク)してさらに大きな衝撃荷重Fが入力すると、ゴム状弾性体11および上記空気バネがさらに圧縮され、孔部41の容積が限度まで縮小し、上記エアが限度まで放出され、引きつづきゴム状弾性体11のラックハウジング61への体積充満(非線形領域)による衝突エネルギー受容(吸収)機能が発揮される。図11のグラフ図で云うと実施の形態に係るラインCにおけるポイントP以降に相当する。
Third stage of operation
Next, when the steering rack 51 is further displaced (stroke) and a larger impact load F is input, the rubber-like elastic body 11 and the air spring are further compressed, the volume of the hole 41 is reduced to the limit, and the air is reduced. The rubber housing 11 is discharged to the limit, and a function of receiving (absorbing) collision energy by the volume filling (non-linear region) of the rubber-like elastic body 11 into the rack housing 61 is exerted. In terms of the graph of FIG. 11 corresponds to the point P 3 after the line C according to the embodiment.

したがって、上記構成の緩衝ストッパ1によると図11のグラフ図から判るように、上記図9相当の比較的小さな凹部12を備えるものでありながら、上記図10相当の比較的大きな凹部12を備える緩衝ストッパ1とほぼ同様な衝突エネルギー受容(吸収)特性が発揮されるため、受容エネルギー量を大きく設定することが可能とされている。   Therefore, according to the buffer stopper 1 having the above-described structure, as can be seen from the graph of FIG. 11, the buffer provided with the relatively small recess 12 corresponding to FIG. 9 but the relatively large recess 12 corresponding to FIG. Since the impact energy receiving (absorbing) characteristics substantially similar to those of the stopper 1 are exhibited, it is possible to set the received energy amount large.

またそのうえ、作動第2段階では、孔部41の容積が縮小するだけでゴム状弾性体11の体積が殆んど変化しないため、このあいだ、ゴム状弾性体11では変形応力が殆んど増大しない。したがってゴム状弾性体11の変形応力が増大し、これに伴ってゴム状弾性体11の耐久性が悪化するのを抑制することが可能とされている。   In addition, in the second stage of operation, the volume of the rubber-like elastic body 11 hardly changes only by reducing the volume of the hole 41, so that the deformation stress in the rubber-like elastic body 11 hardly increases during this time. . Therefore, it is possible to suppress an increase in the deformation stress of the rubber-like elastic body 11 and the deterioration of the durability of the rubber-like elastic body 11 accompanying this.

また、上記構成の緩衝ストッパ1では、孔部41がハウジング側金具31を貫通するように設けられているため、金具31による補強作用が発揮され、ゴム状弾性体11が変形してゆく過程で孔部41の開口部が塞がれてしまうと云った事態が発生しない。したがって上記エアの放出さらには吸入を繰り返し円滑に行うことが可能とされている。   Further, in the buffer stopper 1 having the above configuration, since the hole 41 is provided so as to penetrate the housing-side fitting 31, the reinforcing action by the fitting 31 is exhibited, and the rubber-like elastic body 11 is deformed in the process of being deformed. The situation that the opening of the hole 41 is closed does not occur. Therefore, it is possible to repeatedly and smoothly perform the discharge and the suction of the air.

また、ゴム状弾性体11と一体の膜部13が設けられているため、この膜部13がラックハウジング61の端面62に密着することによりエアに対するシール作用が発揮される。したがって上記作動第1段階において孔部41を閉塞しやすく、孔部41内部にエアを封入しやすい。   Further, since the film portion 13 integrated with the rubber-like elastic body 11 is provided, the film portion 13 is brought into close contact with the end surface 62 of the rack housing 61 to exert a sealing effect on air. Therefore, the hole 41 is easily closed in the first stage of the operation, and air is easily sealed in the hole 41.

また、膜部13にスリット14が設けられているため、このスリット14を介して外部のエアが孔部41内部へ導入される。したがって上記作動第3段階から初動姿勢へ緩衝ストッパ1が復帰動するときに、緩衝ストッパ1が吸盤のごとくラックハウジング61の端面62に吸着してしまって復帰動しないと云った事態が発生するのを防止することができ、緩衝ストッパ1の復帰動を円滑化することができる。尚、緩衝ストッパ1に膜部13やスリット14が設けられていない場合には、ハウジング側金具31がラックハウジング61の端面62に直接接触するので、両者の金属接触による隙間を介してエアが放出・吸入される。   Further, since the slits 14 are provided in the film portion 13, external air is introduced into the holes 41 through the slits 14. Therefore, when the buffer stopper 1 returns to the initial movement posture from the third stage of operation, a situation occurs in which the buffer stopper 1 is attracted to the end face 62 of the rack housing 61 like a suction cup and does not return. Can be prevented, and the return movement of the buffer stopper 1 can be smoothed. If the film portion 13 and the slit 14 are not provided in the buffer stopper 1, the housing-side fitting 31 directly contacts the end surface 62 of the rack housing 61, so that air is released through a gap due to metal contact between the two.・ Inhaled.

本発明において、孔部41の形成数は特に限定されない。例えば図6の例では、上記実施の形態の2倍の、16等配とされている。   In the present invention, the number of holes 41 formed is not particularly limited. For example, in the example shown in FIG. 6, the pitches are arranged 16 times, which is twice as large as that of the above embodiment.

また、孔部41の開口形状はこれも特に限定されない。すなわち上記実施の形態では図7(A)に示すように孔部41の開口形状が円形であったところ、例えば図7(B)の例では、孔部41の開口形状が円周方向に長い長円形または楕円形とされている。   The shape of the opening of the hole 41 is not particularly limited. That is, in the above embodiment, the opening of the hole 41 is circular as shown in FIG. 7A, but in the example of FIG. 7B, the opening of the hole 41 is long in the circumferential direction. Oval or elliptical.

1 緩衝ストッパ
11 ゴム状弾性体
12 凹部
13 膜部
14 スリット
21 ラック側金具(可動部材側金具)
22 内周円筒
31 ハウジング側金具(静止部材側金具)
41 孔部
51 ステアリングラック(可動部材)
52,62 端面
61 ラックハウジング(静止部材)
63 外周壁
71 装着空間
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Buffer stopper 11 Rubber-like elastic body 12 Concave part 13 Film part 14 Slit 21 Rack side metal fitting (movable member metal fitting)
22 Inner circumference cylinder 31 Housing side bracket (stationary member side bracket)
41 Hole 51 Steering rack (movable member)
52, 62 End surface 61 Rack housing (stationary member)
63 Outer wall 71 Mounting space

Claims (3)

円筒状に形成され、可動部材の端面および前記端面に対向する静止部材の端面ならびに前記静止部材の外周壁によって三方を囲まれる装着空間に装着されるゴム状弾性体と、
前記ゴム状弾性体の一方の端部に取り付けられた可動部材側金具と、
前記ゴム状弾性体の他方の端部に取り付けられた静止部材側金具と、
緩衝ストッパの静止部材側端面に開口し、前記静止部材側金具を貫通するように前記ゴム状弾性体および前記静止部材側金具に設けられた孔部と、
を備えることを特徴とする緩衝ストッパ。
A rubber-like elastic body which is formed in a cylindrical shape and is mounted in a mounting space surrounded on three sides by an end surface of the movable member and an end surface of the stationary member opposed to the end surface and an outer peripheral wall of the stationary member,
A movable member side bracket attached to one end of the rubber-like elastic body,
A stationary member-side fitting attached to the other end of the rubber-like elastic body,
A hole provided in the rubber-like elastic body and the stationary member-side bracket so as to open to the stationary member-side end surface of the buffer stopper and penetrate the stationary member-side bracket;
A buffer stopper characterized by comprising:
請求項1記載の緩衝ストッパにおいて、
前記ゴム状弾性体と一体の膜部が前記緩衝ストッパの静止部材側端面に設けられ、
前記孔部が前記膜部を貫通し、前記膜部の端面に開口するように設けられていることを特徴とする緩衝ストッパ。
The buffer stopper according to claim 1,
A film portion integral with the rubber-like elastic body is provided on the stationary member side end surface of the buffer stopper,
The buffer stopper is provided so that the hole penetrates the film part and is opened at an end face of the film part.
請求項2記載の緩衝ストッパにおいて、
前記孔部の内部空間と前記緩衝ストッパの外部とを連通させるスリットが前記膜部に設けられていることを特徴とする緩衝ストッパ。
The buffer stopper according to claim 2,
A buffer stopper, wherein a slit is provided in the membrane portion to allow communication between the internal space of the hole and the outside of the buffer stopper.
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