JP6458355B2 - ボールジョイント、および、このジョイントを有するステアリング装置 - Google Patents

ボールジョイント、および、このジョイントを有するステアリング装置 Download PDF

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Description

本発明は、シャフトに接続されるソケット、および、ソケットに嵌め込まれるボールを有するボールジョイント、このジョイントを有するステアリング装置に関する。
特許文献1は、ボールジョイントを有するステアリング装置の一例を開示している。このステアリング装置は、ラックハウジングに収容されたラックシャフトと、ラックシャフトとタイロッドとを互いに連結するボールジョイントとを有する。ボールジョイントは、タイロッドの端部に形成されたボールと、ボールを収容するソケットとを有する。ラックハウジングの端部には、ラックシャフトの移動を規制するための端面である規制面が形成されている。ソケットには、ラックシャフトの規制面と対向する端面である被規制面が形成されている。
ラックハウジングの規制面とソケットの被規制面とが互いに接触していない状態において、ラックシャフトが一方向に移動することにより、ソケットの被規制面がラックハウジングの規制面に接近する。そして、ソケットの被規制面がラックハウジングの規制面に接触することにより、ソケットと結合しているラックシャフトの移動が規制される。
特開平11−342854号公報
本願発明者が実施した試験によれば、上記ステアリング装置は、スティックスリップに基づく大きな異音が発生することがある。その理由は、次のように考えられる。
ラックシャフトを撓ませる力がラックシャフトに作用した状態において、ラックハウジングの規制面とソケットの被規制面とが互いに接触し、ラックシャフトの移動が規制されたとき、ソケットの被規制面がラックハウジングの規制面に強く押し付けられる。このような力は、例えば、転舵輪が転舵するときにラックシャフトがタイロッドを介して転舵輪側から受ける反力に基づいて発生する。
一方、ボールジョイントの製造段階において、ソケットに対する加工により被規制面が形成されるとき、その加工誤差により、ハウジングの規制面側に向けて尖った部分が被規制面に形成されることがある。
そして、このような尖った部分が存在するソケットが形成され、そのソケットを含むボールジョイントがラックシャフトに接続されているステアリング装置において、上記のとおりソケットの被規制面がラックハウジングの規制面に強く押し付けられたとき、ソケットの尖った部分がハウジングの規制面に食い込む。
その後、ラックシャフトの撓みが解消するようにラックシャフトが変形することにともない、ソケットの尖った部分がラックハウジングの規制面に接触しながらその規制面上を移動する。このため、スティックスリップが発生し、それに基づく異音が発生する。なお、ここでは、ステアリング装置を例にその課題について検討したが、長手方向に移動するシャフトと、そのシャフトに接続されるボールジョイントとを有するステアリングであれば、上記と同様の問題が生じると考えられる。
本発明の目的は、スティックスリップが発生しにくいボールジョイント、および、このジョイントを有するステアリング装置を提供することである。
〔1〕本ボールジョイントの独立した一形態によれば、シャフトの周囲に配置される規制部材と接触し得る端面である被規制面が形成され、前記被規制面から突出して前記シャフトに接続される接続部が形成され、または、前記接続部が取り付けられ、前記被規制面が前記規制部材に形成される端面である規制面と接触することにより前記シャフトの移動を規制するソケットと、前記ソケットに嵌め込まれるボールとを有し、前記被規制面の形状が、その被規制面を形成するための加工において加工誤差が発生しても前記規制面に向かうように尖った部分が形成されにくい形状である。
本ボールジョイントによれば、規制部材の規制面に向かうように尖った部分がソケットの被規制面に実質的に存在しない。このため、ソケットの被規制面が規制部材の規制面に強く押し付けられるようにシャフトが撓み変形したとしても、ソケットの一部が規制部材の規制面に強く食い込む状態が形成されにくい。このため、撓みが解消するようにシャフトが変形することにともない、ソケットの被規制面が規制部材の規制面に接触しながらその規制面上を移動したとしても、スティックスリップが発生しにくい。
〔2〕前記ボールジョイントに従属する一形態によれば、前記被規制面の形状が、前記被規制面における前記接続部の付け根から、または、前記付け根から所定の距離を隔てた位置から前記ソケットの外側に向かうにつれて前記規制面に対して後退した形状である。
〔3〕前記ボールジョイントに従属する一形態によれば、前記被規制面の形状が曲面形状である。
〔4〕前記ボールジョイントに従属する一形態によれば、前記被規制面のうちの前記規制面に対して後退している部分が斜面であり、その斜面の縁に面取りが形成されている。
〔5〕前記ボールジョイントに従属する一形態によれば、前記被規制面の一部に、前記規制面に向けて突出する球面が形成されている。
上記〔2〕〜〔5〕に示されるボールジョイントによれば、ソケットの被規制面を形成するための加工において加工誤差が発生しても規制面に向かうように尖った部分が被規制面に形成されにくいことが本願発明者の実施した試験により確認されている。
〔6〕前記ボールジョイントに従属する一形態によれば、前記ソケットの硬度が前記規制部材の硬度よりも高い。
本ボールジョイントによれば、ソケットが摩耗しにくい。このため、ボールジョイントが使用される期間が増加しても、ソケットに尖った部分が形成されるおそれが低い。このため、スティックスリップの発生を抑制する効果が継続的に得られる。
〔7〕本ステアリング装置は、前記シャフトを収容するハウジングである前記規制部材と、前記ボールジョイントとを有し、前記シャフトが、前記ハウジングに対して前記シャフトの長手方向に移動できるように前記ハウジング内に配置されている。
ステアリング装置のボールジョイントは、動力の伝達対象とシャフトとを互いに接続する。このため、動力の伝達対象に作用する力に基づいてシャフトが撓み変形することがある。一方、上記〔7〕のステアリング装置によれば、ハウジングの規制面に向かうように尖った部分がソケットの被規制面に実質的に存在しない。このため、シャフトの撓みが解消するときにスティックスリップが発生しにくい。
〔8〕前記ステアリング装置に従属する一形態によれば、前記ハウジングの端面である前記規制面が前記シャフト側から前記シャフトから離れる側に向かうにつれて前記被規制面に対して後退するように前記シャフトの長手方向に対して傾斜している。
本ステアリング装置によれば、シャフトに撓みが発生したときに被規制面が規制面に沿うように傾斜するため、被規制面と規制面とが面接触しやすくなり、被規制面の外周側の端部に形成される角が規制面に引っ掛かりにくい。このため、撓みが解消するようにシャフトが変形するとき、ソケットの被規制面が規制部材の規制面に接触しながらその規制面上を移動したとしても、スティックスリップが発生しにくい。
〔9〕本ステアリング装置は、シャフトを収容するためのハウジングと、前記ハウジングに収容され、前記ハウジングに対して長手方向に移動するシャフトと、前記シャフトに接続されるボールジョイントとを有し、前記ボールジョイントを構成するソケットの端面である被規制面が、前記ハウジングの端面である規制面と接触することにより、前記ハウジングに対する前記シャフトの移動が規制され、前記規制面が、前記シャフト側から前記シャフトから離れる側に向かうにつれて前記被規制面に対して後退するように前記シャフトの長手方向に対して傾斜している。
本ステアリング装置によれば、被規制面が被規制面の外側に向かうにつれて規制面に前進する形状となって被規制面に尖った部分が形成されている場合であっても、規制面が被規制面の傾斜とは反対方向に傾斜しているため、被規制面と規制面とが面接触しやすい。このため、被規制面に尖った部分が形成された場合であっても、尖った部分が規制部材の規制面に強く食い込む状態が形成されにくい。このため、撓みが解消するようにシャフトが変形するとき、ソケットの被規制面がハウジングの規制面に接触しながらその規制面上を移動したとしても、スティックスリップが発生しにくい。
ボールジョイント、および、このジョイントを有するステアリング装置によれば、スティックスリップが発生しにくい。
実施形態のステアリング装置の構成図。 実施形態のステアリング装置のボールジョイントの収容構造の断面図。 実施形態のソケットの斜視図。 実施形態のラックシャフトが撓んだときの規制面と被規制面との関係を示す模式図。 従来例の被規制面を高さ方向に誇張して示す断面図。 従来例の被規制面と規制面との作用を示す作用図。 実施形態の被規制面の中間部を高さ方向に誇張して示す図3のD4−D4線に沿う断面図。 実施形態の被規制面と規制面との作用を示す作用図。 被規制面と規制面との間の摩擦および変異量と関係を示すグラフ。 変形例の被規制面の中間部を高さ方向に誇張して示す断面図。 変形例の被規制面と規制面との作用を示す作用図。 変形例の被規制面の中間部を高さ方向に誇張して示す断面図。 変形例の被規制面と規制面との作用を示す作用図。
図1を参照して、例えば、自動車(不図示)に用いられるステアリング装置1の構成について説明する。
ステアリング装置1は、ステアリングホイール2が接続された操舵機構10、および、操舵機構10に接続され、転舵輪3を転舵させるラックアンドピニオン式の転舵機構20を有している。
操舵機構10は、ステアリングホイール2の回転軸となるステアリングシャフト11を有している。ステアリングシャフト11は、ステアリングホイール2が連結されたコラムシャフト12、コラムシャフト12の下端部に連結されたインターミディエイトシャフト13、および、インターミディエイトシャフト13の下端部に連結されたピニオンシャフト14を有している。ピニオンシャフト14の下部には、歯14Aが形成されている。
転舵機構20は、ラックシャフト30、および、ラックシャフト30の周囲に配置されてラックシャフト30を覆うラックハウジング40を有している。ラックハウジング40は、例えば、アルミニウム、または、軽合金材料等により形成されている。ラックシャフト30の一部分には、歯31が形成されている。ピニオンシャフト14の歯14Aおよびラックシャフト30の歯31は、互いに噛み合わせられることによりラックアンドピニオン機構を構成している。
ラックシャフト30の両方の端部32は、ボールジョイント50およびタイロッド60等を介して転舵輪3に接続されている。ラックシャフト30とタイロッド60とは、ボールジョイント50により、タイロッド60がラックシャフト30に対して回転可能になるように連結されている。
操舵機構10および転舵機構20によれば、ステアリングホイール2が操作されるとき、コラムシャフト12、インターミディエイトシャフト13、および、ピニオンシャフト14が一体的に回転する。ピニオンシャフト14の回転運動がラックアンドピニオン機構を介してラックシャフト30の長手方向の移動に変換される。このラックシャフト30の移動によりボールジョイント50およびタイロッド60等を介して転舵輪3が転舵する。
図2〜図4を参照して、ボールジョイント50、および、ボールジョイント50の収容構造について説明する。
図2に示されるように、ラックハウジング40の内部空間41は、端部において拡径されており、段差を有している。この段差により、ラックシャフト30の長手方向と直交する規制面42が形成されている。
ボールジョイント50は、ラックシャフト30に固定されるソケット51、および、タイロッド60の端部に一体的に形成されたボール61により構成される。ソケット51は、ラックハウジング40よりも硬度の高い材料、例えば、鉄材料により形成されている。
ソケット51は、ラックシャフト30の端部32に形成されるねじ穴33にねじ込まれてラックシャフト30に接続される接続部であるねじ53、および、ボール61が嵌め込まれる穴52Aを有する基部52を有する。ねじ53は、基部52の穴52Aの開口とは反対側に形成される被規制面54から突出している。
図3に示されるように、被規制面54は、面取りされた外周縁55、および、外周縁55の内周側において外周縁55と連続する中間部56、および、中間部56の内周側において中間部56と連続し、ねじ53の付近に位置するねじ付近部57とを有する。ねじ付近部57と中間部56との境界は、ねじ53の付け根から所定の距離を隔てている。ねじ付近部57の外径は、例えばラックシャフト30(図2参照)の端面の外径と略等しい。
図4を参照して、ラックシャフト30にラックシャフト30の長手方向と直交する方向(以下、「軸直交方向」)の力が作用したときの被規制面54と規制面42との関係について説明する。
例えば、転舵輪3(図1参照)を転舵させるためにラックシャフト30が長手方向に移動するとき、転舵輪3(図1参照)のタイヤからの反力によりタイロッド60が引張力Fを受ける。そして、この引張力Fのうちの軸直交方向の成分FAによりラックシャフト30が撓む。この状態において、被規制面54と規制面42とが接触する。これにより、ラックシャフト30のそれ以上の移動が規制される。
また、例えば、図1に示されるように、ピニオンシャフト14からラックシャフト30にトルクが入力されたとき、ピニオンシャフト14の歯14Aとラックシャフト30の歯31との間のクリアランスにより、ラックシャフト30がクリアランスの部分から歯31の歯筋と直交する方向である軸直交方向に撓む。
また、例えば、ピニオンシャフト14からラックシャフト30にトルクが入力されたとき、ラックシャフト30が歯31の部分から歯筋方向である軸直交方向にずれてラックシャフト30が撓む。
そして、発明者が実施した試験によれば、図4に示されるように、被規制面54が規制面42に押し付けられた状態においてラックシャフト30に作用する軸直交方向の力が低減、または、消失することにより、ラックシャフト30の撓みが解消されるとき、スティックスリップに基づく大きな異音が発生することがあることが見出された。
発明者は、スティックスリップは、被規制面54と規制面42との最大静摩擦力と動摩擦力との差が大きい場合に発生することに着目した。そこで、発明者は、従来例のソケット510の被規制面540(以下、「従来の被規制面540」)の高さをμmレベルで測定することにより、以下のような知見を得た。すなわち、図5に示されるように、従来の被規制面540の加工方法等の理由により、従来の被規制面540の一部において、従来の被規制面540に尖った部分である微小なエッジ541が形成されていることがある。これは例えば、従来の被規制面540を平面形状に加工した場合に、加工誤差により内周側から外周側に向かうにつれて高くなる微小な傾斜が形成されることがあるためと考えられる。なお、図5は、従来の被規制面540のねじ53の軸方向における高さを誇張して示しているため、実際の従来の被規制面540の径に対するエッジ541の大きさは、図5に示すよりもさらに小さい。
そして、図6に示されるように、従来の被規制面540が規制面42に押し付けられた状態においてラックシャフト30の撓みが解消されるとき、エッジ541が規制面42に擦れながら実線で示される位置から二点鎖線で示される位置に移動する。エッジ541が規制面42に強く食い込む状態が形成されやすいため、エッジ541と規制面42との間の最大静摩擦力により、従来の被規制面540と規制面42との間の最大静摩擦力が大きくなる。このため、従来の被規制面540と規制面42との間の最大静摩擦力と動摩擦力との差が大きくなり、スティックスリップが発生すると考えられる。
発明者は、上記の知見に基づいて、被規制面54の形状を設定した。すなわち、図7に示されるように、ねじ付近部57は、ねじ53の軸方向に対して直交している。中間部56は、ねじ付近部57側から外周縁55に向けて低くなるように、すなわち、規制面42(図2参照)から後退するように、ねじ53の軸方向に対して湾曲し、曲面を形成している。中間部56の、最も内周側から最も外周側までの高さHBは、外周縁55の最も内周側から最も外周側までの高さHAよりも小さい。なお、図7は、中間部56のねじ53の軸方向における高さを誇張して示しているため、高さHAと、高さHBとの差は、図に示すよりもさらに大きい。なお、高さHBとしては、例えば1〜30μm程度を採用することができる。
図8に示されるように、被規制面54が規制面42に押し付けられた状態においてラックシャフト30の撓みが解消されるとき、被規制面54が規制面42に擦れながら実線で示される位置から二点鎖線で示される位置に移動する。被規制面54は、曲面形状を有する中間部56が形成されている。このため、中間部56から外周縁55までが滑らかに連続している。したがって、エッジ541が形成される従来の被規制面540(図6参照)と比較して被規制面54と規制面42との間の最大静摩擦力が、小さくなる。
図9を参照して、被規制面54の作用について説明する。
図9の実線L1は、図8に示される規制面42と被規制面54とを接触させて被規制面54に軸直交方向の荷重を付加し、被規制面54を軸直方向に平行に移動させたときの摩擦力を示している。図9の二点鎖線L2は、図6に示される規制面42と従来の被規制面540とを接触させて従来の被規制面540に軸直交方向の荷重を付加し、従来の被規制面540を軸直方向に平行に移動させたときの摩擦力を示している。
二点鎖線L2に示されるように、従来の被規制面540は、最大静摩擦力と動摩擦力との差Δμが大きい。このため、スティックスリップが発生する。
実線L1に示されるように、被規制面54は、最大静摩擦力と動摩擦力との差Δμが実質的に「0」である。すなわち、最大静摩擦力と動摩擦力との間の変化がなめらかであるため、スティックスリップが発生しにくい。
ステアリング装置1は、以下の効果を奏する。
(1)ボールジョイント50は、被規制面54の形状が、規制面42におけるねじ53の付け根から所定の距離を隔てた位置からソケット51の外側に向かうにつれて規制面42に対して後退した形状である。また、被規制面54の形状が曲面形状である。この被規制面54の形状は、ソケット51の被規制面54を形成するための加工において加工誤差が発生しても規制面42に向かうように尖った部分が被規制面54に形成されにくいことが本願発明者の実施した試験により確認されている。
このため、規制面42に向かうように尖った部分がソケット51の被規制面54に存在しない。このため、ソケット51の被規制面54が規制面42に強く押し付けられるようにラックシャフト30が撓み変形したとしても、ソケット51の一部が規制面42に強く食い込む状態が形成されにくい。このため、撓みが解消するようにラックシャフト30が変形することにともない、被規制面54が規制面42に接触しながらその規制面42上を移動したとしても、スティックスリップが発生しにくい。
また、被規制面54を形成するための加工において加工誤差が発生しても規制面42に向かうように尖った部分が被規制面54に形成されにくいため、加工の回数または加工の精度の増大を抑制することとスティックスリップの抑制とを両立することができる。
(2)ソケット51の硬度がラックハウジング40の硬度よりも高いため、ソケット51が摩耗しにくい。このため、ボールジョイント50が使用される期間が増加しても、ソケット51に尖った部分が形成されるおそれが低い。このため、スティックスリップの発生を抑制する効果が継続的に得られる。
(3)ねじ付近部57は、ねじ53の軸方向に対して直交している。ラックシャフト30の端面はラックシャフト30の長手方向に対して直交している。このため、ねじ53がねじ穴33にねじ込まれたときの締結トルクを従来の締結トルクと同様のものにすることができる。
本ボールジョイントが取り得る具体的な形態は、上記実施形態に例示された形態に限定されない。本ボールジョイントは、本発明の目的が達成される範囲において、上記実施形態とは異なる各種の形態を取り得る。以下に示される上記実施形態の変形例は、本ボールジョイントが取り得る各種の形態の一例である。
・曲面を形成する中間部56を、図10に示されるように、直線的に傾斜する中間部156に変更する。中間部156は、規制面42に対して後退している。図11に示されるように、被規制面54が規制面42に押し付けられた状態においてラックシャフト30の撓みが解消されるとき、被規制面54が規制面42に擦れながら実線で示される位置から二点鎖線で示される位置に移動する。なお、この場合、中間部156と外周縁55との間に角が形成されている。しかし、ラックシャフト30に作用するラックハウジング40側に向かう力により被規制面54が規制面42に押し付けられているため、中間部156と規制面42とが面接触することにより、角が規制面42に引っ掛かりにくい状態が形成されると考えられる。このため、被規制面54と規制面42との間の最大静摩擦力が小さくなる。そして、最大静摩擦力と動摩擦力との差は、従来の被規制面540(図6参照)と比較して小さくなる。このため、スティックスリップが発生しにくい。
・外周縁55に向かうほど規制面42に対して後退する中間部56を、図12に示されるように、中間部256をその外周側と内周側との間が最も突出した球面形状に変更することもできる。この場合、球面部分が形成されることにより、規制面42と接触する部分に尖った部分が実質的に形成されないため、スティックスリップが発生しにくい。
・外周縁55の面取りを省略することもできる。この場合、中間部56が被規制面54の外周まで連続する。
・ねじ付近部57をねじ53の軸方向に対して傾斜させることもできる。また、ねじ付近部57を湾曲させることもできる。
・被規制面54の全体を中間部56として形成することもできる。
・図13に示されるように、内部空間41側の内周部分142Bと外周側の外周部分142Aとを含む規制面142にすることもできる。内周部分142Bは、ラックシャフト30側からラックシャフト30から離れる側に向けて被規制面54に対して後退するようにラックシャフト30の長手方向に対して直線的に傾斜する。この変形例において、例えば、ねじ53の軸方向に直交する中間部356を有する被規制面54を採用したとき、ラックシャフト30が軸直交方向に撓むことにより、中間部356と外周縁55との間に形成される角356Aが、内周部分142Bに向かった状態が形成される。このとき、内周部分142Bが被規制面54に沿うように傾斜しているため、内周部分142Bがラックシャフト30の長手方向に直交している場合と比較して、被規制面54と内周部分142Bとが面接触しやすくなり、角356Aが内周部分142Bに引っ掛かりにくくなる。このため、規制面142と被規制面54との間の最大静摩擦力を低減できる。このため、スティックスリップが発生しにくい。なお、この変形例において図7に示される中間部56を有する被規制面54を採用することもできる。
・図13に示される変形例を採用する場合、図5に示される従来の被規制面540を有するソケット510を採用することもできる。この場合も、従来の被規制面540と内周部分142Bとが面接触しやすくなるため、規制面142と被規制面540との間の最大静摩擦力を低減できる。このため、スティックスリップが発生しにくい。
・図13に示される変形例において、内周部分142Bを湾曲させることもできる。
・被規制面54に潤滑剤、例えばグリスを塗布することもできる。この場合、規制面42と被規制面54との境界が潤滑剤により潤滑されるため、撓みが解消するようにラックシャフト30が変形するときに、スティックスリップが一層発生しにくくなる。
・転舵機構20をボールねじ式の転舵機構に変更することもできる。要するに、長手方向に移動するシャフトを有する転舵機構であれば、いずれの転舵機構を採用することもできる。
・ステアリング装置以外の装置に用いられるボールジョイントにボールジョイント50を適用することもできる。
1…ステアリング装置、20…転舵機構、30…ラックシャフト(シャフト)、40…ラックハウジング(規制部材)、42…規制面、50…ボールジョイント、51…ソケット、53…ねじ(接続部)、54…被規制面、60…タイロッド、61…ボール。

Claims (7)

  1. シャフトの周囲に配置される規制部材と接触し得る端面である被規制面が形成され、前記被規制面から突出して前記シャフトに接続される接続部が形成され、または、前記接続部が取り付けられ、前記被規制面が前記規制部材に形成される端面である規制面と接触することにより前記シャフトの移動を規制するソケットと、
    前記ソケットに嵌め込まれるボールと
    を有し、
    前記被規制面の形状は、前記被規制面における前記接続部の付け根から、または、前記付け根から所定の距離を隔てた位置から前記ソケットの外側に向かうにつれて前記規制面に対して後退した形状であり、
    前記ソケットの硬度が前記規制部材の硬度よりも高い
    ボールジョイント。
  2. 前記被規制面の形状が曲面形状である
    請求項1に記載のボールジョイント。
  3. 前記被規制面のうちの前記規制面に対して後退している部分が斜面であり、その斜面の縁に面取りが形成されている
    請求項1に記載のボールジョイント。
  4. 前記被規制面の一部に、前記規制面に向けて突出する球面が形成されている
    請求項1に記載のボールジョイント。
  5. 前記シャフトを収容するハウジングである前記規制部材と、
    請求項1〜のいずれか一項に記載のボールジョイントと
    を有し、
    前記シャフトが、前記ハウジングに対して前記シャフトの長手方向に移動できるように前記ハウジング内に配置されている
    ステアリング装置。
  6. 前記ハウジングの端面である前記規制面が前記シャフト側から前記シャフトから離れる側に向かうにつれて前記被規制面に対して後退するように前記シャフトの長手方向に対して傾斜している
    請求項に記載のステアリング装置。
  7. シャフトを収容するためのハウジングと、
    前記ハウジングに収容され、前記ハウジングに対して長手方向に移動するシャフトと、
    前記シャフトに接続されるボールジョイントと
    を有し、
    前記ボールジョイントを構成するソケットの端面である被規制面が、前記ハウジングの端面である規制面と接触することにより、前記ハウジングに対する前記シャフトの移動が規制され、
    前記規制面が、前記シャフト側から前記シャフトから離れる側に向かうにつれて前記被規制面に対して後退するように前記シャフトの長手方向に対して傾斜している
    ステアリング装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8906021B1 (en) * 2012-08-20 2014-12-09 Stryker Trauma Sa Telescopic strut for an external fixator
JP2019077250A (ja) * 2017-10-20 2019-05-23 株式会社ジェイテクト ステアリング装置
DE102020214156A1 (de) * 2020-11-11 2022-05-12 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Achsträger eines Fahrzeugs

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1916576A1 (de) 1969-04-01 1971-01-21 Schmid Leopold F Kugelgelenk mit einem besonders grossen Beugungswinkel insbesondere fuer Lenkgestaenge von Kraftfahrzeugen
DE2404853A1 (de) 1973-07-27 1974-08-08 Automotive Prod Co Ltd Kugelgelenk und verfahren zu seiner herstellung
FR2436278A1 (fr) 1978-09-14 1980-04-11 Peugeot Articulation a rotule et son procede de fabrication
JPS617669U (ja) * 1984-06-19 1986-01-17 リズム自動車部品製造株式会社 ブ−ツシ−ル装置
JPS6184078U (ja) * 1984-11-09 1986-06-03
DE3631592C2 (de) 1986-09-17 1995-05-18 Audi Ag Anordnung eines Gelenkes an der Zahnstange eines Zahnstangengetriebes
JPH01299314A (ja) * 1988-05-24 1989-12-04 Toyota Motor Corp ボールジョイント
KR970006035A (ko) * 1995-07-04 1997-02-19 전성원 완충장치를 구비한 스티어링 휠 기어박스
FR2737176B1 (fr) * 1995-07-24 1997-08-29 Soc D Mecanique D Irigny Direction assistee a cremaillere pour vehicules automobiles
JPH11342854A (ja) 1998-06-01 1999-12-14 Koyo Seiko Co Ltd ラックピニオン式ステアリング装置
JP3775573B2 (ja) * 2001-05-18 2006-05-17 武蔵精密工業株式会社 ジョイント部材用ハウジングの鍛造成形方法
US20050184480A1 (en) * 2004-02-25 2005-08-25 Arlt George E. Boot shield
JP2007015516A (ja) * 2005-07-06 2007-01-25 Nissan Motor Co Ltd ステアリング装置
DE102006021863B4 (de) * 2006-05-09 2009-02-19 Zf Friedrichshafen Ag Gelenkanordnung für ein Fahrzeug
KR101204612B1 (ko) * 2006-09-06 2012-11-23 주식회사 만도 동력 보조 조향장치의 노이즈 방지 구조
JP2009024774A (ja) * 2007-07-19 2009-02-05 Jtekt Corp ボールジョイント
DE102008007107A1 (de) * 2008-01-31 2009-08-13 Zf Friedrichshafen Ag Axialkugelgelenk mit Anschlagdämpfung
JP2014080147A (ja) * 2012-10-18 2014-05-08 Jtekt Corp ステアリング装置
JP6087311B2 (ja) * 2014-03-27 2017-03-01 株式会社ショーワ 操舵装置

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