JP2001213338A

JP2001213338A - 動力舵取装置の油圧シリンダ及びその製造方法

Info

Publication number: JP2001213338A
Application number: JP2000022484A
Authority: JP
Inventors: Koji Kitahata; 浩二北畑; Noboru Minamoto; 昇源
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 2000-01-31
Filing date: 2000-01-31
Publication date: 2001-08-07

Abstract

(57)【要約】【課題】シリンダチューブの薄肉軽量化を図ることがで
きるとともに、内部欠陥を生じ難い動力舵取装置の油圧
シリンダ及びその製造を提供する。【解決手段】油圧シリンダ６のシリンダチューブ６ａ
を、引抜加工又は押出加工によって成形されたアルミニ
ウム合金製の管材で構成した。このシリンダチューブ６
ａに、アルミニウム合金製の管継手６ｆ，６ｇをスタッ
ド溶接にて接合した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、油圧ポンプから
供給される圧油によって操舵補助力を出力する動力舵取
装置の油圧シリンダに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、車両用の舵取装置として、油圧に
よって操舵力を補助する動力舵取装置が多用されてお
り、この動力舵取装置として、油圧ポンプから吐出され
る圧油を油圧シリンダに供給することにより、操舵補助
力を出力するものが提供されている。この種の動力舵取
装置において、前記油圧シリンダのシリンダチューブ
は、一般に、鉄製の鋳物やシームレス管か、アルミニウ
ム合金製のダイカスト成形品で構成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記シリン
ダチューブのうちの鉄製のものは、その重量が重くなる
ので、車両の燃費に悪影響を及ぼすとともに、内周面は
圧油をシールする必要があるため表面粗さを小さくする
ための後加工を行う必要があるという問題があった。ま
た、アルミニウム合金製のダイカスト成形品は、鉄製の
ものに比べて重量が軽いものの、その強度を確保するた
めに肉厚を厚くする必要があるので、アルミニウム合金
を用いているにもかかわらず、その重量軽減効果が少な
いととともに、ダイカスト成形時に巣等の内部欠陥が発
生し易いという問題があった。この発明は前記問題点に
鑑みてなされたものであり、シリンダチューブの薄肉軽
量化を図ることができるとともに、内部欠陥を生じ難い
動力舵取装置の油圧シリンダを提供することを目的とす
る。またこの発明は、前記油圧シリンダに好適に用いら
れる製造方法を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
のこの発明の動力舵取装置の油圧シリンダは、油圧ポン
プから供給される圧油によって操舵補助力を出力する動
力舵取装置の油圧シリンダにおいて、前記油圧シリンダ
のシリンダチューブを、引抜加工又は押出加工によって
成形されたアルミニウム合金製の管材で構成し、このシ
リンダチューブに当該シリンダチューブの内部に連通す
るアルミニウム合金製の管継手を溶接していることを特
徴とする（請求項１）。前記の構成の動力舵取装置の油
圧シリンダによれば、前記シリンダチューブが引抜加工
品又は押出加工品であるので、その組織を従来のダイカ
スト品よりも緻密にすることができ、必要強度を確保し
つつ薄肉軽量化を図ることができるとともに、巣等の内
部欠陥の生じ難いものとなる。また、シリンダチューブ
の寸法精度及び表面粗さを良好に確保できるので、当該
シリンダチューブの内周面の加工を省略することができ
る。

【０００５】また、この発明の動力舵取装置の油圧シリ
ンダの製造方法は、請求項１記載の動力舵取装置の油圧
シリンダを製造する方法であって、溶接側の端部が閉塞
された管継手を、シリンダチューブの所定部にスタッド
溶接にて接合した後、前記端部を開口することを特徴と
する（請求項２）。この油圧シリンダの製造方法によれ
ば、管継手の溶接側の端部を閉塞した状態で、当該管継
手をシリンダチューブに溶接するので、溶接時に生じる
スラグ等の異物が、管継手の内部に溶着するのを防止す
ることができる。また、スタッド溶接を用いて管継手を
シリンダチューブに接合するので、両者の熱歪みを少な
くすることができる。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて、添付図面を参照しながら説明する。図１はこの発
明の油圧シリンダが適用された動力舵取装置１を示す概
略図である。この動力舵取装置１は、図示しない操舵ハ
ンドルに連結される入力軸２と、この入力軸２の回転に
伴って回転するピニオン３と、このピニオン３に噛み合
うラック４と、このラック４を覆うハウジング５と、こ
のハウジング５に構成された油圧シリンダ６と、この油
圧シリンダ６に圧油を供給する油圧ポンプ７と、前記操
舵ハンドルに連動して油圧シリンダ６に対する圧油の給
排を制御する油圧コントロールバルブ８とによって主要
部が構成されている。

【０００７】前記ラック４の両端部は、ハウジング５の
両端開口部５ａ，５ｂから突出しており、その突出端に
は、ボールジョイント１０，１１が一体化されており、
このボールジョイント１０，１１には、タイロッド１
２，１３がそれぞれ取付けられ、このタイロッド１２，
１３を介して前記ラック４の両端部が操舵輪に連結され
ている。したがって、前記操舵ハンドルの回転操作によ
り、入力軸２を介してピニオン３を回転させ、ラック４
を軸方向（車幅方向）へ移動させて、車両の操舵を行う
ことができる。

【０００８】前記油圧シリンダ６は、ハウジング５の一
部で構成されたシリンダチューブ６ａと、ラック４で構
成されたピストンロッド６ｂと、ラック４に一体化され
たピストン６ｃとからなり、このピストン６ｃを挟んだ
両側空間が、第１油室６ｄ及び第２油室６ｅとして構成
されている。前記シリンダチューブ６ａは、引抜加工に
よって成形されたアルミニウム合金製の管材で構成され
ている。このアルミニウム合金としては、Ａ５０５２Ｔ
Ｄ−Ｈ３４等の５０００系やＡ６０６３−Ｔ８３等の６
０００系の他、４０００系のものが好適に使用される。
また、前記シリンダチューブ６ａの内外周面は、引抜加
工に伴って仕上げられており、その表面粗さを小さくす
るための後加工が省略されている。

【０００９】図２も参照して、前記シリンダチューブ６
ａの外周には、貫通孔６ｈを介して油圧シリンダ６の第
１油室６ｄ及び第２油室６ｅに個別に連通するフレア式
の管継手６ｆ，６ｇが接続されている。この管継手６
ｆ，６ｇは、シリンダチューブ６ａの素材と同系のアル
ミニウム合金からなるものであり、例えばシリンダチュ
ーブ６ａのアルミニウム合金が５０００系の場合には、
これと同系のＡ５０５２、Ａ５０５６等が好適に用いら
れる。

【００１０】前記管継手６ｆ，６ｇは、スタッド溶接に
よってシリンダチューブ６ａに接合されている。このよ
うに両者の接合にスタッド溶接を用いると、両者の熱影
響を受ける範囲を極力狭くすることができるので、熱歪
みにより両者の真円度等の寸法精度が低下するのを抑制
することができる。また、前記管継手６ｆ，６ｇの溶接
に際しては、図３に示すように、溶接側の端部Ｅが閉塞
されているものを用い、これをシリンダチューブ６ａに
溶接した後、前記端部Ｅをドリル等を用いて開口するこ
とにより、管継手６ｆ，６ｇの内部と油圧シリンダ６の
第１油室６ｄ及び第２油室６ｅとをそれぞれ連通させて
いる（図４参照）。このため、溶接時に生じるスラグ等
の異物が、管継手６ｆ，６ｇの内部に飛散して溶着する
のを防止することができ、当該異物が剥離して管路が詰
まったり、当該異物によって第１，第２油圧配管ＰＡ，
ＰＢを管継手６ｆ，６ｇにねじ込み難くなったりするの
を防止することができる。なお、前記シリンダチューブ
６ａの貫通孔６ｈは、管継手６ｆ，６ｇを溶接する前に
予め形成しておいてもよいが、管継手６ｆ，６ｇの端部
Ｅを開口する際に同時に形成してもよく、この場合には
事前に貫通孔６ｈを形成しておく必要がないので、その
分製造工程を簡略化することができる。

【００１１】油圧コントロールバルブ８は、ロータリー
バルブによって構成されており、そのバルブハウジング
８ａには、入力ポート８ｂ、リターンポート８ｃ、第１
出力ポート８ｄ及び第２出力ポート８ｅがそれぞれ突出
形成されている。前記入力ポート８ｂは、油圧供給配管
Ｐ１を介して前記油圧ポンプ７の出力ポート７ａに接続
されており、リターンポート８ｃは、リターン配管Ｐ２
を介してリザーバタンクＴに接続されている。また、第
１出力ポート８ｄは、前記第１油圧配管ＰＡ及び一方の
管継手６ｆを介して油圧シリンダ６の第１油室６ｄに連
通されており、第２出力ポート８ｅは、前記第２油圧配
管ＰＢ及び他方の管継手６ｇを介して油圧シリンダ６の
第２油室６ｅに連通されている。この油圧コントロール
バルブ８は、操舵方向と操舵抵抗に応じて、各油室６
ｄ，６ｅの何れか一方に操舵力補助用の圧油を供給する
と同時に、他方の油室から作動油をリザーバタンクＴに
還流させる。

【００１２】以上の構成の動力舵取装置においては、シ
リンダチューブ６ａを引抜加工されたアルミニウム合金
製の管材で構成しているので、当該シリンダチューブ６
ａの組織を従来のダイカスト品よりも緻密にすることが
できる。このため、シリンダチューブ６ａの薄肉軽量化
を図ることができるとともに、ダイカスト品に比べて巣
等の内部欠陥の生じ難いものとなる。表１は、各素材の
引っ張り強さ及び耐力の値を示している。この表からア
ルミニウム合金の引抜加工品の引っ張り強さ及び耐力
は、鉄の約１／２であるがダイカスト成形品の約１．７
倍であることが分かる。

【００１３】

【表１】

【００１４】表２は表１に示す各材質を用いて内径３６
ｍｍ、全長２３７．５ｍｍのシリンダチューブを作製し
た場合において、その必要強度を確保する上で各シリン
ダチューブに要求される外径及び肉厚と、その外径及び
肉厚における各シリンダチューブの重量を示すものであ
る。

【００１５】

【表２】

【００１６】この表２から明らかなように、アルミニウ
ム合金の引抜加工品は、鉄に対して肉厚で１ｍｍ、外径
で２ｍｍ大きくなるが、ダイカスト成形品に対しては、
肉厚で２．７５ｍｍ、外径で５．５ｍｍ小さくすること
ができ、重量については、鉄の４８％、ダイカスト成形
品の５４％であり、大幅に軽量化できることが分かる。

【００１７】なお、前記シリンダチューブ６ａは、引抜
加工に代えて押出加工にて成形された管材で構成しても
よく、この場合にも引抜加工された管材と同等の作用効
果を奏することができる。

【００１８】

【発明の効果】以上のように、この発明の動力舵取装置
の油圧シリンダによれば、シリンダチューブが引抜加工
品又は押出加工品であり、その組織を従来のダイカスト
品よりも緻密にすることができるので、必要強度を確保
しつつ薄肉軽量化を図ることができるとともに、巣等の
内部欠陥の生じ難いものとなる。また、良好な寸法精度
及び表面粗さを確保できるので、シリンダチューブの内
周面の加工を省略することができる。

【００１９】また、この発明の動力舵取装置の油圧シリ
ンダの製造方法によれば、管継手の溶接側の端部を閉塞
した状態で、当該管継手をシリンダチューブにスタッド
溶接するので、溶接時に生じるスラグ等の異物が、管継
手の内部に溶着するのを防止することができる。このた
め、前記異物が剥離して管路が詰まったり、当該異物に
よって油圧配管を管継手にねじ込み難くなったりするの
を防止することができる。しかも、スタッド溶接を用い
て管継手をシリンダチューブに接合するので、熱歪みに
よって両者の寸法精度が低下するのを防止することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の油圧シリンダを適用した動力舵取装
置を示す概略図である。

【図２】シリンダチューブの拡大断面図である。

【図３】溶接前の管継手の断面図である。

【図４】端部を開口した状態の管継手の断面図である。

【符号の説明】

１動力舵取装置６油圧シリンダ６ａシリンダチューブ６ｆ管継手６ｇ管継手

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】油圧ポンプから供給される圧油によって操
舵補助力を出力する動力舵取装置の油圧シリンダにおい
て、前記油圧シリンダのシリンダチューブを、引抜加工又は
押出加工によって成形されたアルミニウム合金製の管材
で構成し、このシリンダチューブに当該シリンダチュー
ブの内部に連通するアルミニウム合金製の管継手を溶接
していることを特徴とする動力舵取装置の油圧シリン
ダ。
【請求項２】請求項１記載の動力舵取装置の油圧シリン
ダを製造する方法であって、溶接側の端部が閉塞された管継手を、シリンダチューブ
の所定部にスタッド溶接にて接合した後、前記端部を開
口することを特徴とする動力舵取装置の油圧シリンダの
製造方法。