JP2005096650A

JP2005096650A - 油圧パワーステアリング装置

Info

Publication number: JP2005096650A
Application number: JP2003334082A
Authority: JP
Inventors: Koichi Haneda; 功一羽田
Original assignee: Showa Corp
Current assignee: Showa Corp
Priority date: 2003-09-25
Filing date: 2003-09-25
Publication date: 2005-04-14

Abstract

【課題】油圧パワーステアリング装置の軸方向サイズを小型化すること。
【解決手段】入力軸１３にトーションバー１４を介して出力軸１５を接続し、出力軸１５に連動するボールねじ軸１７にボールナット１８を螺合し、ボールナット１８を軸方向にのみ移動可能にするパワーシリンダ２０を備える油圧パワーステアリング装置１０において、パワーシリンダ２０の油室２１Ａ、２１Ｂをボールナット１８の外周に配置し、該ボールナット１８にパワーシリンダ２０のピストン２２を形成したもの。
【選択図】図２

Description

本発明は４輪バギー車等の鞍乗型車両等に用いて好適な油圧パワーステアリング装置に関する。

油圧パワーステアリング装置として、特許文献１に記載の如く、ステアリングホイールに連動する入力軸にトーションバーを介して出力軸を接続し、出力軸に連動するボールねじ軸にボールナットを螺合し、ボールナットを軸方向にのみ移動可能にするパワーシリンダを備え、ステアリング操作に応じて入力軸に発生する操舵トルクの方向及び大きさに従ってポンプからパワーシリンダの油室への供給圧力を制御するコントロールバルブを有してなるものがある。
実開平1-128465

特許文献１の油圧パワーステアリング装置では、ステアリングボディによりパワーシリンダを形成し、パワーシリンダの油室をボールねじ軸の外周に配置し、ボールナットをパワーシリンダのピストンとしている。従って、パワーシリンダの油室の外周と内周がステアリングボディとボールねじ軸にて構成され、油室はボールねじ軸のねじ部に対してシールされる必要から該ねじ部の両端に対する軸方向の両外側域に設置されなければならないし、ピストンを構成するボールナットの両側に延在させなければならない。このため、パワーシリンダの全長が長大化せざるを得ず、油圧パワーステアリング装置の軸方向サイズが大型になる。

本発明の課題は、油圧パワーステアリング装置の軸方向サイズを小型化することにある。

請求項１の発明は、ステアリングホイールに連動する入力軸にトーションバーを介して出力軸を接続し、出力軸に連動するボールねじ軸にボールナットを螺合し、ボールナットを軸方向にのみ移動可能にするパワーシリンダを備え、ステアリング操作に応じて入力軸に発生する操舵トルクの方向及び大きさに従ってポンプからパワーシリンダの油室への供給圧力を制御するコントロールバルブを有してなる油圧パワーステアリング装置において、パワーシリンダの油室をボールナットの外周に配置し、該ボールナットにパワーシリンダのピストンを形成したものである。

請求項２の発明は、ステアリングホイールに連動する入力軸にトーションバーを介して出力軸を接続し、出力軸に連動するボールねじ軸にボールナットを螺合し、ボールナットを軸方向にのみ移動可能にするパワーシリンダを備え、ステアリング操作に応じて入力軸に発生する操舵トルクの方向及び大きさに従ってポンプからパワーシリンダの油室への供給圧力を制御するコントロールバルブを有してなる油圧パワーステアリング装置において、パワーシリンダをボールナットの側傍に該ボールナットと並置し、該ボールナットにパワーステアリングのピストンを連結したものである。

請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において更に、前記ボールナットを軸方向に案内するガイドを設け、ガイドがボールナットに接するフリクションパッドを備え、ボールナットに対するフリクションパッドの接触力を調整し得るようにしたものである。

請求項４の発明は、請求項３の発明において更に、前記ガイドをボールナットの周方向の複数位置に設けたものである。

請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれかの発明において更に、前記パワーシリンダとコントロールバルブの間にダンパーバルブを設けたものである。

請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれかの発明において更に、前記ポンプとコントロールバルブの間にワンウェイバルブを設けたものである。

（請求項１）
(a)パワーシリンダをステアリングボディにより形成し、パワーシリンダの油室をボールナットの外周に配置し、該ボールナットにパワーシリンダのピストンを形成した。従って、パワーシリンダの油室の外周と内周がステアリングボディとボールナットにて構成され、油室はボールねじ軸のねじ部に関係なく設置でき、ボールナットの軸方向長内に設置される。このため、パワーシリンダの全長を短縮化でき、油圧パワーステアリング装置の軸方向サイズを小型化できる。

（請求項２）
(b)パワーシリンダをボールナットの側傍に該ボールナットと並置し、ボールナットにパワーシリンダのピストンを連結した。従って、パワーシリンダの油室はボールねじ軸のねじ部やボールナットの軸方向長に関係なく設置できる。このため、パワーシリンダの全長を短縮化でき、油圧パワーステアリング装置の軸方向サイズを小型化できる。

（請求項３）
(c)ガイドによりボールナットを軸方向に案内できるし、ガイドに備えたフリクションパッドのボールナットに対する接触力を調整することにより、操舵感をセッティングできる。

（請求項４）
(d)ガイドをボールナットの周方向の複数位置に設けることにより、上述(c)の操舵感のセッティングの自由度が広がる。

（請求項５）
(e)パワーシリンダとコントロールバルブの間に設けたダンパーバルブが、パワーシリンダに作用する路面反力（キックバック）に対し、パワーシリンダを不動維持し、油圧パワーステアリング装置の中立安定性（高速直進性）を向上する。

（請求項６）
(f)ポンプとコントロールバルブの間に設けたワンウェイバルブが、パワーシリンダに作用する路面反力（キックバック）に対し、パワーシリンダを不動維持し、油圧パワーステアリンング装置の中立安定性（高速直進性）を向上する。

図１は実施例１の油圧パワーステアリング装置を示す模式図、図２は油圧パワーステアリング装置を示す模式回路図、図３はパワーシリンダを示す断面図、図４はコントロールバルブを示す断面図、図５はダンパーバルブを示す断面図、図６は実施例２の油圧パワーステアリング装置を示す模式図である。

油圧パワーステアリング装置１０は、図１に示す如く、４輪バギー車等の鞍乗型車両１１の車体フレーム等に固定されるステアリングボディ１２に、ステアリングホイールに連動する入力軸１３を回転自在に支持し、この入力軸１３にトーションバー１４を介して出力軸１５を接続している。出力軸１５には、スイングアーム１６を介して左右のタイロッド１６Ａ、１６Ｂ（１６Ｂは不図示）を連結し、運転者によるステアリングホイールの操舵力をアシストする。尚、出力軸１５に設けたピニオンにラック軸を結合し、ラック軸に左右のタイロッド１６Ａ、１６Ｂを連結するものでも良い。

油圧パワーステアリング装置１０は、出力軸１５の中間部をボールねじ軸１７とし、このボールねじ軸１７の外周の螺旋溝とボールナット１８の内周の螺旋溝をボール１９を介して相互に螺合し、ボールナット１８を軸方向にのみ移動可能にするパワーシリンダ２０を備える。パワーシリンダ２０の構成については後述する。

油圧パワーステアリング装置１０は、ステアリング操作によって入力軸１３に発生する操舵トルクの方向及び大きさに従って、ポンプ３０からパワーシリンダ２０の油室２１Ａ、２１Ｂへの供給圧力を制御するコントロールバルブ４０を有する。

コントロールバルブ４０は、図２〜図４に示す如く、ステアリングボディ１２にバルブボディ４１を固定してある。コントロールバルブ４０は、ステアリングホイールに連動して回転する入力軸１３をバルブボディ４１に枢支し、入力軸１３に一体の円形ロータ４２と、入力軸１３に固定されるトーションバー１４の先端部に出力軸１５とともに固定される円形スリーブ４３とを、ステアリングホイールに加えた操舵トルクに応ずるトーションバー１４の弾性ねじり変形によって相対変位可能に同軸配置し、パワーシリンダ２０の第１室２１Ａと第２室２１Ｂにそれぞれ接続されている第１と第２の給排流路４４Ａ、４４Ｂにポンプ側供給流路４５Ａとタンク側戻り流路４６Ａをステアリング操作に応じて切換接続する。図１、図２において、４６はタンクである。コントロールバルブ４０は、ポンプ３０の作動油を、中立操舵時にはパワーシリンダ２０の側へ供給せず、左方操舵時にはパワーシリンダ２０の第１室２１Ａへ供給し、右方操舵時にはパワーシリンダ２０の第２室２１Ｂへ供給する。

しかるに、コントロールバルブ２０は、図２、図３に示す如く、ボールナット１８の外周に第１室２１Ａ、第２室２１Ｂを形成し、ボールナット１８の両端小径部１８Ａ、１８Ｂに挟まれる部分を大径ピストン２２とし、ピストン２２の両端に設けたピストンリング２３Ａ、２３Ｂをステアリングボディ１２の内周に液密に摺接させるものである。ステアリングボディ１２の内周の左右には、ボールナット１８の両端小径部１８Ａ、１８Ｂの外周に液密に摺接するオイルシール２４Ａ、２４Ｂが固定される。これにより、パワーシリンダ２０は、ステアリングボディ１２の内周と、ボールナット１８の両端小径部１８Ａ、１８Ｂと、ピストン２２のピストンリング２３Ａ、２３Ｂと、ステアリングボディ１２に固定のオイルシール２４Ａ、２４Ｂとにより区画される空間を、第１室２１Ａ、第２室２１Ｂとする。尚、ステアリングボディ１２は、ピストン２２のピストンリング２３Ａが摺接する側のボディ１２Ａと、ピストンリング２３Ｂが摺接する側のボディ１２Ｂの結合体である。

パワーシリンダ２０は、ボールナット１８（ピストン２２）を軸方向に案内するガイド２５を有する。ガイド２５は外周のおねじ部をステアリングボディ１２（１２Ａ）に螺着し、ロックナット２６によりその螺着状態を固定化されるとともに、先端の凸状ガイド部２５Ａをピストン２２の外面の軸方向に延在したキー溝２７に係合し、ボールナット１８（ピストン２２）を軸方向に案内する。ガイド２５のガイド部２５Ａの端面にはフリクションパッド２５Ｂが設けられ、フリクションパッド２５Ｂはボールナット１８（ピストン２２）のキー溝２７の溝面に接する。ステアリングボディ１２に対するガイド２５の螺着位置の調整により、ボールナット１８（ピストン２２）に対するフリクションパッド２５Ｂの接触力を調整し、操舵感をセッティングできる。

ガイド２５は、ボールナット１８（ピストン２２）の周方向に180度間隔をなす２位置等、複数位置に設けることもできる。

油圧パワーステアリング装置１０は、図２に示す如く、パワーシリンダ２０の第１室２１Ａ、第２室２１Ｂとコントロールバルブ４０の間にダンパーバルブ５０Ａ、５０Ｂを設けてある。ダンパーバルブ５０Ａ（５０Ｂも同じ）は、図５に示す如く、コントロールバルブ４０のバルブボディ４１の一部であるハウジング５１と、ハウジング５１の内部をパワーシリンダ２０の側とコントロールバルブ４０の側とに仕切る仕切部材５２と、仕切部材５２に備えられてコントロールバルブ４０の側からパワーシリンダ２０の側への供給方向流れだけを許容するボール弁５３Ａを備えた第１弁装置５３と、仕切部材５２に備えられてパワーシリンダ２０の側からコントロールバルブ４０の側への戻り方向流れに減衰力を付与する弁板５４Ａを備えた第２弁装置５４とを有する。ダンパーバルブ５０Ａは、ハウジング５１に被着されるキャップ５５を有する。尚、仕切部材５２は、第１弁装置５３と第２弁装置５４を組付けた状態で、ハウジング５１の内部に設けられた段部にサークリップ５６で止着される。
油圧パワーステアリング装置１０は、図２に示す如く、ポンプ３０とコントロールバルブ４０の間に、ポンプ３０からコントロールバルブ４０への供給方向流れを許容し、コントロールバルブ４０からポンプ３０への戻り方向流れを阻止するワンウェイバルブ６０を設けている。

従って、油圧パワーステアリング装置１０は以下の如く動作する。
(1)中立操舵時には、コントロールバルブ４０がポンプ３０の作動油をパワーシリンダ２０の側へ供給しないから、パワーシリンダ２０は作動しない。

(2)左右操舵時には、コントロールバルブ４０がポンプ３０の作動油をパワーシリンダ２０の第１室２１Ａ又は第２室２１Ｂへ供給し、パワーシリンダ２０のピストン２２（ボールナット１８）が軸方向に移動し、結果としてボールナット１８が螺合しているボールねじ軸１７（出力軸１５）が回転せしめられ、左右操舵の操舵力をアシストする。

本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)パワーシリンダ２０をステアリングボディ１２により形成し、パワーシリンダ２０の油室２１Ａ、２１Ｂをボールナット１８の外周に配置し、該ボールナット１８にパワーシリンダ２０のピストン２２を形成した。従って、パワーシリンダ２０の油室２１Ａ、２１Ｂの外周と内周がステアリングボディ１２とボールナット１８にて構成され、油室２１Ａ、２１Ｂはボールねじ軸１７のねじ部に関係なく設置でき、ボールナット１８の軸方向長内に設置される。このため、パワーシリンダ２０の全長を短縮化でき、油圧パワーステアリング装置１０の軸方向サイズを小型化できる。

(b)ガイド２５によりボールナット１８を軸方向に案内できるし、ガイド２５に備えたフリクションパッド２５Ｂのボールナット１８に対する接触力を調整することにより、操舵感をセッティングできる。

(c)ガイド２５をボールナット１８の周方向の複数位置に設けることにより、上述(b)の操舵感のセッティングの自由度が広がる。

(d)パワーシリンダ２０とコントロールバルブ４０の間に設けたダンパーバルブ５０が、パワーシリンダ２０に作用する路面反力（キックバック）に対し、パワーシリンダ２０を不動維持し、油圧パワーステアリング装置１０の中立安定性（高速直進性）を向上する。
(e)ポンプ３０とコントロールバルブ４０の間に設けたワンウェイバルブ６０が、パワーシリンダ２０に作用する路面反力（キックバック）に対し、パワーシリンダ２０を不動維持し、油圧パワーステアリンング装置の中立安定性（高速直進性）を向上する。

実施例２の油圧パワーステアリング装置１００は、図６に示す如く、実施例１の油圧パワーステアリング装置１０と同様に、４輪バギー車等の鞍乗型車両１１の車体フレーム等に固定されるステアリングボディ１２に、ステアリングホイールに連動する入力軸１３を回転自在に支持し、この入力軸１３にトーションバー１４（不図示）を介して出力軸１５を接続している。出力軸１５には、スイングアーム１６を介して左右のタイロッド１６Ａ、１６Ｂを連結し、運転者によるステアリングホイールの操舵力をアシストする。尚、出力軸１５に設けたピニオンにラック軸を結合し、ラック軸に左右のタイロッド１６Ａ、１６Ｂを連結するものでも良い。

油圧パワーステアリング装置１０は、出力軸１５の中間部をボールねじ軸１７とし、このボールねじ軸１７の外周の螺旋溝とボールナット１８の内周の螺旋溝をボール１９を介して相互に螺合し、ボールナット１８を軸方向にのみ移動可能にするパワーシリンダ２０を備える。

しかるに、油圧パワーステアリング装置１００にあっては、パワーシリンダ２０をボールナット１８の側傍に該ボールナット１８と並置し、該ボールナット１８にパワーシリンダ２０のピストン２２を連結アーム２２Ａにより連結している。

尚、油圧パワーステアリング装置１００は、油圧パワーステアリング装置１０と同様に、ステアリング操作によって入力軸１３に発生する操舵トルクの方向及び大きさに従って、ポンプ３０からパワーシリンダ２０の油室２１Ａ、２１Ｂへの供給圧力を制御するコントロールバルブ４０(不図示)をステアリングボディ１２の内部に有する。

また、油圧パワーステアリング装置１００は、油圧パワーステアリング装置１０と同様に、ボールナット１８を軸方向に案内するガイド２５（不図示）を設け、ガイド２５がボールナット１８に接するフリクションパッドを備え、ボールナット１８に対するフリクションパッドの接触力を調整し得る。ガイド２５は、ボールナット１８の周方向の複数位置に設けることができる。

また、油圧パワーステアリング装置１００は、油圧パワーステアリング装置１０と同様に、パワーシリンダ２０とコントロールバルブ４０の間にダンパーバルブ５０（不図示）を設ける。

また、油圧パワーステアリング装置１００は、油圧パワーステアリング装置１０と同様に、ポンプ３０とコントロールバルブ４０の間にワンウェイバルブ６０を設ける。

本実施例によれば、以下の作用効果を奏する。
パワーシリンダ２０をボールナット１８の側傍に該ボールナット１８と並置し、ボールナット１８にパワーシリンダ２０のピストン２２を連結した。従って、パワーシリンダ２０の油室２１Ａ、２１Ｂはボールねじ軸１７のねじ部やボールナット１８の軸方向長に関係なく設置できる。このため、パワーシリンダ２０の全長を短縮化でき、油圧パワーステアリング装置１００の軸方向サイズを小型化できる。

以上、本発明の実施例を図面により記述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。ポンプは電動ポンプの他、エンジンの出力により駆動される直動ポンプでも良い。

図１は実施例１の油圧パワーステアリング装置を示す模式図である。図２は油圧パワーステアリング装置を示す模式回路図である。図３はパワーシリンダを示す断面図である。図４はコントロールバルブを示す断面図である。図５はダンパーバルブを示す断面図である。図６は実施例２の油圧パワーステアリング装置を示す模式図である。

符号の説明

１０、１００油圧パワーステアリング装置
１２ステアリングボディ
１３入力軸
１４トーションバー
１５出力軸
１７ボールねじ軸
１８ボールナット
２０パワーシリンダ
２１Ａ、２１Ｂ油室
２２ピストン
２２Ａ連結アーム
２５ガイド
２５Ｂフリクションパッド
３０ポンプ
４０コントロールバルブ
５０ダンパーバルブ
６０ワンウェイバルブ

Claims

ステアリングホイールに連動する入力軸にトーションバーを介して出力軸を接続し、
出力軸に連動するボールねじ軸にボールナットを螺合し、
ボールナットを軸方向にのみ移動可能にするパワーシリンダを備え、
ステアリング操作に応じて入力軸に発生する操舵トルクの方向及び大きさに従ってポンプからパワーシリンダの油室への供給圧力を制御するコントロールバルブを有してなる油圧パワーステアリング装置において、
パワーシリンダの油室をボールナットの外周に配置し、該ボールナットにパワーシリンダのピストンを形成したことを特徴とする油圧パワーステアリング装置。
ステアリングホイールに連動する入力軸にトーションバーを介して出力軸を接続し、
出力軸に連動するボールねじ軸にボールナットを螺合し、
ボールナットを軸方向にのみ移動可能にするパワーシリンダを備え、
ステアリング操作に応じて入力軸に発生する操舵トルクの方向及び大きさに従ってポンプからパワーシリンダの油室への供給圧力を制御するコントロールバルブを有してなる油圧パワーステアリング装置において、
パワーシリンダをボールナットの側傍に該ボールナットと並置し、該ボールナットにパワーステアリングのピストンを連結したことを特徴とする油圧パワーステアリング装置。
前記ボールナットを軸方向に案内するガイドを設け、ガイドがボールナットに接するフリクションパッドを備え、ボールナットに対するフリクションパッドの接触力を調整し得る請求項１又は２に記載の油圧パワーステアリング装置。
前記ガイドをボールナットの周方向の複数位置に設けた請求項３に記載の油圧パワーステアリング装置。
前記パワーシリンダとコントロールバルブの間にダンパーバルブを設けた請求項１〜４のいずれかに記載の油圧パワーステアリング装置。
前記ポンプとコントロールバルブの間にワンウェイバルブを設けた請求項１〜５のいずれかに記載の油圧パワーステアリング装置。