JP2006007814A - 油圧式パワーステアリング装置用のリザーバ - Google Patents

Abstract

【課題】車体側に剛性高く取り付け可能な小型のリザーバを提供すること。
【解決手段】リザーバ１は、油圧式パワーステアリング装置の作動流体を貯留するためのものである。このリザーバ１は、作動流体を蓄える中空構造の略筒状を呈するリザーバ本体１０と、リザーバ本体１０の外周側面に取り付ける接合部２１及び、リザーバ本体１の底部１２よりも鉛直方向の下側に位置する車体側固定部２２を含むブラケット２０と、リザーバ本体１０の底部１２と、ブラケット２０の車体側固定部２２とを連結するステー３０とを有してなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、剛性高く車体側に取り付け可能に構成された油圧式パワーステアリング装置用のリザーバに関する。

従来より、油圧式パワーステアリング装置としては、作動流体であるパワーステアリングオイルを貯留するリザーバを備えたものがある。このリザーバは、例えば、エンジンブロックや車両ボディー等に取り付けられる（特許文献１参照。）。そして、リザーバ９をエンジンブロック等に固定するに当たっては、図８及び図９に示すごとく、リザーバ本体９１の外周側面にスポット溶接されたブラケット９２を用いる場合がある。

しかしながら、上記従来の油圧式パワーステアリング装置用のリザーバ９では、次のような問題がある。すなわち、リザーバ９が配置されるエンジンルームは、高温環境であって、さらに、エンジンブロック等からは激しい振動が反復的に作用する。そのため、長い期間に渡って、リザーバ本体９１とブラケット９２との接合箇所の亀裂や剥がれ等のトラブルを抑制するには、その接合箇所の接合強度を十分に確保する必要がある。それ故、従来のリザーバ９では、大型のブラケット９２が必要となり、全体サイズが大きくなっていた。

特開平３−２１７３７１号公報

本発明は、上記従来の問題点を鑑みてなされたもので、車体側に剛性高く取り付け可能な小型のリザーバを提供しようとするものである。

本発明は、油圧式パワーステアリング装置の作動流体を貯留するためのリザーバであって、
作動流体を蓄える中空構造の略筒状を呈するリザーバ本体と、
該リザーバ本体の外周側面に取り付ける接合部及び、上記リザーバ本体の底部よりも鉛直方向の下側に位置する車体側固定部を含むブラケットと、
上記リザーバ本体の底部と、上記ブラケットの上記車体側固定部とを連結するステーとを有してなることを特徴とする油圧式パワーステアリング装置用のリザーバにある（請求項１）。

本発明の油圧パワーステアリング装置用のリザーバは、上記リザーバ本体の外周側面に取り付ける接合部及び、上記リザーバ本体の底部よりも鉛直方向の下側に位置する車体側固定部を含むブラケットと、上記リザーバ本体の底面と、上記ブラケットの車体側固定部とを連結するステーとを有してなる。

上記のようにリザーバ本体の底部よりも鉛直方向の下側に位置する車体側固定部を有するブラケットによれば、上記車体側固定部と上記リザーバ本体の底部との間に、あたかもつっかえ棒のように上記ステーを介設することができる。このステーによれば、リザーバ本体の重量の少なくとも一部を、上記車体側固定部を介して車体側に伝達させることができる。すなわち、本発明のリザーバでは、上記リザーバ本体の重量を、上記ブラケットと上記ステーとで分割して負担でき、上記リザーバ本体の剛性高く支持することができる。言い換えれば、上記リザーバでは、上記リザーバ本体の底部と上記ステーと上記ブラケットとにより、略三角形状のトラス構造のごとき構造が実現されている。そして、一般に略三角形状のトラス構造は、高剛性の構造を実現し得るものである。

以上のように、本発明のリザーバでは、上記ステーを用いることにより、リザーバ本体の取り付け剛性を格段に向上することができる。そしてそれ故、リザーバ本体とブラケットとの接合箇所に作用するストレスを抑制でき、その接合信頼性を向上することができる。そして、相対的に、ブラケットとリザーバ本体との接合箇所に要求される接合強度が従来よりも低減できるため、上記ブラケットの小型化が可能になる。それ故、このリザーバは、小型であって、取り付け性に優れたものとなる。

本発明においては、上記車体側固定部における車体側と当接する固定面は、上記リザーバ本体の軸方向と略平行であることが好ましい（請求項２）。
この場合には、上記リザーバ本体の底部と上記ステーと上記ブラケットとが、略直角三角形状のトラス構造を形成する。それ故、上記固定面を上記リザーバ本体の軸芯と略平行にした場合には、さらに剛性高くリザーバ本体を支持することができる。なお、上記固定面と上記軸芯とが略平行とは、固定面と上記軸芯のなす角度がおよそマイナス１０度〜１０度の範囲にある状態をいう。

また、上記リザーバ本体の軸芯と上記固定面との距離は、上記リザーバ本体の軸芯と上記リザーバ本体の外周側面との距離の１１０％以上１２０％以内であることが好ましい（請求項３）。
この場合には、上記固定面に対する上記リザーバ本体のオーバーハング量を小さくできる。それ故、車体側の振動が上記リザーバ本体に伝達される際の振動増幅率を抑制することができる。したがって、上記オーバーハング量を小さくすれば、上記リザーバ本体の振動を抑制でき、ブラケットの溶接部の割れ等、振動に起因した様々なトラブルが生じるおそれを抑制できる。さらに、上記オーバーハング量を小さくすれば、上記固定面を回転中心として上記リザーバ本体に作用するモーメント力を小さくできる。そして、このモーメント力を小さくすれば、上記固定面と車体側との接合箇所に作用する負担を効果的に軽減することができる。そのため、この接合箇所に要求される接合強度を低減することができる。

また、上記リザーバ本体の底部と上記ステーとは、上記リザーバ本体の底部に接合した補強板を介在して接続されており、該補強板と上記ステーとの接合箇所は、上記補強板の外周から後退した内周部に位置していることが好ましい（請求項４）。
この場合には、上記補強板を介在して、リザーバ本体の底部を上記ステーにより支持することで、該リザーバ本体に対する上記ステーの取り付け剛性を向上することができる。そして、リザーバ本体に対する上記ステーの取り付け剛性を高めることで、リザーバ本体の取り付け剛性を一層、向上することができる。

さらに、上記接合箇所を補強板の内周部に位置させることで、上記リザーバ本体の底部において、補強板から作用する応力を均一性高く分散させることができる。そのため、上記リザーバ本体の底部の一部に過大な応力が作用するのを未然に防止できる。

また、上記ブラケットの上記接合部は、上記リザーバ本体の外周側面に沿う取り付け面を有してなると共に、その内周部に、上記取り付け面側からその裏面に向けて貫通する内周穴を穿孔してなることが好ましい（請求項５）。
この場合には、例えば、ロウ付けにより、上記接合部の取り付け面を接合する際には、溶融させたロウ材を外周部から内周部に向けて流動させると共に、上記取り付け面に沿って存在していた空気や余剰のロウ材を内周穴から逃がすことができる。これにより、上記取り付け面の全面に渡ってロウ材を流動させて、上記リザーバ本体の外周側面に上記取り付け面を確実性高く接合することができる。さらに、例えば、接着剤を用いて、上記第１のステーの上記取り付け面をリザーバ本体の外周側面に接着する際には、余剰の接着剤を上記内周穴から逃がすことができる。そして、上記取り付け面と上記外周側面との間の接着剤の量を適切にして、確実性高く両者を接着することができる。

また、上記車体側固定部は、鉛直方向に略平行な辺と、水平方向に略平行な辺とよりなる略直角三角形の各頂点位置に、それぞれ取付用ボルト孔を設けてなると共に、上記略直角三角形の斜辺に沿う外縁辺を有する略三角形状を呈していることが好ましい（請求項６）。

この場合には、上記略直角三角形状の各頂点に配置した３箇所の上記取付用ボルト孔を利用して上記ブラケットを剛性高く車体側に取り付けできる。鉛直方向に沿って配置された２箇所の取付用ボルト孔によれば、リザーバ本体に対して鉛直方向に作用する荷重を剛性高く支持できる。さらに、水平方向に沿って配置された２箇所の取付用ボルト孔によれば、リザーバ本体に対して水平方向に作用する荷重を剛性高く支持できる。

そして、上記車体側固定部において、上記取付用ボルト孔の配設位置を各頂点とする略直角三角形状に対応して、支持剛性に寄与しない不要な部分を切り欠けば、上記ブラケットを軽量化できると共に、上記車体側固定部と車体側の凹凸が干渉するおそれを抑制できる。

また、上記リザーバが、上記ブラケットの上記車体側固定部に上記ステーの一方の端部を接合した後、上記ブラケットの接合部及び上記ステーの他方の端部を上記リザーバ本体に接合したものであることが好ましい（請求項７）。
例えば、上記ブラケット及び上記ステーを上記リザーバ本体に接合した後に、ブラケットとステーとを溶融接合等する場合には、ブラケットとステーとの接合箇所に生じた熱歪み等による応力がリザーバ本体に作用するおそれがある。
一方、上記のごとく、上記ブラケットと上記ステーとを予め、接合しておき、上記リザーバ本体に一体的に接合する場合には、上記のような問題を未然に回避することができる。

（実施例１）
本例は、油圧式パワーステアリング装置５用のリザーバ１に関する例である。この内容について、図１〜図７を用いて説明する。
本例のリザーバ１は、図１〜図３に示すごとく、油圧式パワーステアリング装置５（図４参照。）の作動流体を貯留するためのものである。
このリザーバ１は、作動流体を蓄える中空構造の略筒状を呈するリザーバ本体１０と、該リザーバ本体１０の外周側面に取り付ける接合部２１及び、リザーバ本体１０の底部１２よりも鉛直方向の下側に位置する車体側固定部２２を含むブラケット２０と、リザーバ本体１０の底部１２と、ブラケット２０の車体側固定部２２とを連結するステー３０とを有してなる。
以下に、この内容について詳しく説明する。

まず、本例のリザーバ１を利用した油圧式パワーステアリング装置５の構成について説明する。
本例の油圧式パワーステアリング装置５は、図４に示すごとく、ラックギアを形成したラックシャフト（図示略）とピニオンギアを有するピニオンシャフト５３３とがギア係合するラックアンドピニオン式のギア機構を収容したステアリングギアボックス５５を有する。そして、この油圧式パワーステアリング装置５は、油圧回路を構成する要素として、油圧源として作動流体を吐出する油圧ポンプ５１と、ラックシャフトに操舵アシスト力を作用するパワーシリンダ５２と、油圧ポンプ５１とパワーシリンダ５２との間の作動流体の流路を切り替えるロータリー式のサーボバルブ５３と、上記のごとく作動流体を貯留するためのリザーバ１とを有している。

リザーバ１は、図１〜図３に示すごとく、作動流体を蓄える中空構造の略筒状を呈するリザーバ本体１０と、該リザーバ本体１０の外周側面に取り付けるブラケット２０と、リザーバ本体１０の底部１２と、ブラケット２０とを連結するステー３０とを有してなる。
本例のリザーバ本体１０は、厚さ１．２ｍｍの冷間圧延鋼板により形成されている。そして、リザーバ本体１０は、略円柱形状を呈する円筒部１１と、この円筒部１１の一方の端部に配設された底部１２と、円筒部１１の他方の端部から次第に縮径し、注入口１３０を形成する注入口部１３とを有している。円筒部１１の外周側面には、円筒部１１の軸方向と略直交するように流入パイプ１５が溶接されている。また、底部１２には、その中心からオフセットして軸芯方向に沿って流出パイプ１６が溶接されている。ここで、流入パイプ１５は、図示しないホース等を介して上記サーボバルブ５３に接続され、流出パイプ１６は、図示しないホース等を介して上記油圧ポンプ５１のサクションポートに接続してある。

次に、上記ブラケット２０は、図５に示すごとく、リザーバ本体１０の外周側面に取り付ける接合部２１及び、リザーバ本体１０の底部１２よりも鉛直方向の下側に位置する車体側固定部２２を有している。本例では、熱間圧延鋼板よりなる板厚３．２ｍｍの板状の部材を折り曲げ加工することにより、ブラケット２０を形成した。

接合部２１は、同図に示すごとく、リザーバ本体１０の外周側面の曲面形状に対応して湾曲して形成してある。そして、接合部２１の湾曲形状の湾曲内周面が、リザーバ本体１０の外周側面との取り付け面２１１をなしている。特に、本例の接合部２１は、その内周部に、接合部２１を貫通する内周穴２１０を設けてある。一方、車体側固定部２２は、リザーバ本体１０の軸芯と略平行な車体側の設置面（例えば、エンジンブロックの外表面等。）に対応して、リザーバ本体１０の軸芯と略平行に形成された固定面２２０を有している。そして、この固定面２２０には、車体側の設置面のねじ穴（図示略）に螺入する固定ボルト（図示略）を挿通させるボルト穴２２１を３カ所、設けてある。

さらに、本例のブラケット２０では、図５に示すごとく、湾曲形状の接合部２１と、略平板状の車体側固定部２２との間に、両者を滑らかに連結する連結部２３を形成してある。特に、本例では、リザーバ本体１０の軸芯と外周側面との距離に対して、リザーバ本体１０の軸芯と車体側固定部２２の固定面２２０との距離がおよそ１２０％となるよう、連結部２３を形成してある。
また、本例のブラケット２０では、接合部２１自体の剛性や、接合部２１と車体側固定部２２との剛性等を向上できるよう、接合部２１から車体側固定部２２の上部にかけての軸芯方向に沿う縁部に補強部２４を形成してある。この補強部２４は、接合部２１及び車体側固定部２２に対して略直交するよう、リブ状に折り曲げて形成されたものである。

次に、ステー３０は、図６に示すごとく、リザーバ本体１０（図３）の底部１２とブラケット２０の車体側固定部２２とを連結するものであり、ブラケット２０に支持されたリザーバ本体１０の支持剛性を高めるための構造部材である。本例では、熱間圧延鋼板よりなる板厚３．２ｍｍの板材を折り曲げ加工して上記ステー３０を形成した。このステー３０は、リザーバ本体１０とブラケット２０とを連結する斜行部３１と、この斜行部３１に対して略直交するように折り曲げられた第１及び第２の当接片３２、３３とからなる。第１の当接片３２は、リザーバ本体１０の底部１２に当接ように構成されており、第２の当接片３３は、ブラケット２０の車体側固定部２２に当接するように構成されている。特に、本例では、リザーバ本体１０とステー３０との取り付け剛性を高く確保し得るように、図３に示すごとく、熱間圧延鋼板よりなる板厚２．３ｍｍの補強板３５を介設してステー３０を取り付けてある。

この補強板３５は、図７に示すごとく、略円形状を呈するリザーバ本体１０の底部１２の底面の形状に対応する略円形状のものである。この補強板３５には、その周方向の１カ所に、リザーバ本体１０の底部１２に接続された流出パイプ１６（図３参照。）との干渉を回避するための切り欠き部３５０を設けてある。本例では、この切り欠き部３５０における切り欠き方向に奥まった縁部を、流出パイプ１６の断面形状に添うように略円弧状に形成してある。本例の補強板３５では、上記のように切り欠き部３５０を略円弧状に形成することで、補強板３５と底部１２との間で生じるおそれのある応力集中を回避している。一方、切り欠き部３５０における切り欠き方向に奥まった縁部に角部を設ける（例えば、同図中、点線ａで示すような形状。）と、底部１２と補強板３５０との間に作用する応力が、その角部に集中するおそれがある。さらに、本例では、流出パイプ１６との干渉を避けることができるように、流出パイプ１６の外径よりも切り欠き部３５０の形成幅を大きくしてある。これにより、車両搭載時に流出パイプ１６が加振されたような場合にも、確実性高く、補強板３５との干渉を抑制できる。

次に、本例のリザーバ１の組み立て方法を説明しながら、リザーバ本体１０に対するブラケット２０及びステー３０等の取り付け構造を、さらに詳しく説明する。
まず、リザーバ本体１０の底部１２の外表面である底面に上記補強板３５を接合する。本例では、スポット溶接により、補強板３５を接合した。なお、本例では、リザーバ本体１０の底部１２の外周のうち、ブラケット２０から最も離れた外周位置を基準とした補強板３５の後退量Ｇ１（図１参照。）を、底部１２の半径ｒの１０％に設定してある。

一方、上記の補強板３５を接合する作業と並行して、ブラケット２０の車体側固定部２２に、ステー３０の第２の当接片３３をスポット溶接して、ブラケット２０とステー３０とを予め、接合しておく。
次に、上記のブラケット２０及びステー３０を、一体的に、リザーバ本体１０に取り付けるに当たっては、ブラケット２０における湾曲形状を呈する接合部２１の湾曲内周面である取り付け面２１１を、リザーバ本体１０の外周側面の所定の位置に当接させる。そして、接合部２１の湾曲外周面側からスポット溶接を数カ所、実施してリザーバ本体１０の外周側面にブラケット２０を接合する。

そして、ステー３０の第１の当接片３２を、リザーバ本体１０の底部１２に接合した補強板３５にスポット溶接する。なお、ここで、本例では、補強板３５の外周のうち、ブラケット２０から最も離れた外周位置を基準としたステー３０の第１の当接片３２の後退量Ｇ２（図１参照。）を、底部１２の半径ｒの１０％に設定した。

その後、接合部２１とリザーバ本体１０とのすき間に沿わせるように、接合部２１の外周に針金状のロウ材を巻き付ける。そして、このロウ材を加熱することにより、溶融したロウ材を、接合部２１とリザーバ本体１０とのすき間に流入させる。ここで、本例のブラケット２０では、接合部２１の内周側に内周穴２１０を設けてある。そのため、接合部２１とリザーバ本体１０とのすき間にあった空気や余分なロウ材等は、この内周穴２１０から外部に排出される。これにより、取り付け面２１１の全面に渡ってロウ材を流動でき、接合部２１とリザーバ本体１０とを強固にロウ付け接合できる。以上のように、本例のリザーバ１では、スポット溶接とロウ付け接合との併用により、リザーバ本体１０とブラケット２０とを強固に接合してある。

以上のように本例のリザーバ１は、リザーバ本体１０の外周側面に取り付ける接合部２１及び、リザーバ本体１０の底部１２よりも鉛直方向の下側に位置する車体側固定部２２を含むブラケット２０と、リザーバ本体１０の底部１２と、ブラケット２０の車体側固定部２２とを連結するステー３０とを有してなる。

上記ブラケット２０では、車体側固定部２２とリザーバ本体１０の底部１２との間に、あたかもつっかえ棒のようにステー３０を介設することで、略三角形状のトラス構造を形成できる。そして、このトラス構造により、リザーバ本体１０を剛性高く支持している。さらに、上記ステー３０によれば、リザーバ本体１０の重量の少なくとも一部を、車体側固定部２２を介して車体側に直接的に伝達させることができる。

すなわち、本例のリザーバ１は、リザーバ本体１０の重量を、ブラケット２０とステー３０とで分割して負担でき、リザーバ本体１０を剛性高く支持し得る。それ故、本例のリザーバ１では、リザーバ本体１０とブラケット２０との接合箇所に作用するストレスを抑制でき、その接合信頼性を向上することができる。そして、相対的に、ブラケット２０を小型化でき、リザーバ１全体の体格を小さくできる。

特に、本例のリザーバ１では、リザーバ本体１０の軸芯と固定面２２０との距離は、リザーバ本体１０の軸芯とリザーバ本体１０の外周側面との距離の１２０％としてある。すなわち、本例のリザーバ１では、固定面２２０に対するリザーバ本体１０のオーバーハング量をできる限り小さくしてある。それ故、車体側の振動がリザーバ本体１０に伝達される際の振動増幅率が抑制されている。したがって、本例のリザーバ１では、リザーバ本体１０の振動自体を低減でき、ブラケット２０の溶接部の割れ等、リザーバ本体１０の振動に起因した様々なトラブルが生じるおそれが少ない。

さらに、本例のリザーバ１では、リザーバ本体１０の底部１２に接合した補強板３５を介して、リザーバ本体１０とステー３０とを連結してある。そのため、このステー３０からリザーバ本体１０に向けて作用する応力を、補強板３５により均一性高く分散させることができる。それ故、本例のリザーバ１では、リザーバ本体１０に作用する応力の集中により変形や破壊等が生じるおそれが極めて少ない。

特に、本例では、上記のごとく、リザーバ本体１０の底部１２の外周位置からの補強板３５の後退量Ｇ１（図１）及び補強板３５の外周位置からのステー３０の後退量Ｇ２（図１）を、それぞれ、底部１２の半径ｒの１０％に設定してある。上記の後退量Ｇ１及びＧ２を、それぞれ、底部１２の半径ｒの５〜１５％の範囲に設定すると、補強板３５を介して、ステー３０からリザーバ本体１０の底部１２に対して、一層、均一性高く応力を分散して作用させることができる。

以上のように、本例のリザーバ１は、剛性高くリザーバ本体１０を支持したものであり、油圧式パワーステアリング装置５の耐久性、信頼性の向上に貢献し得るものである。

実施例１における、リザーバの正面図。 実施例１における、リザーバの側面図。 実施例１における、リザーバの下面図。 実施例１における、油圧式パワーステアリング装置の構成を示すシステム図。 実施例１における、ブラケットを示す正面図（Ａ）及び側面図（Ｂ）。 実施例１における、ステーを示す上面図（Ａ）及び側面図（Ｂ）。 実施例１における、底板を示す正面図。 従来例における、リザーバを示す正面図。 従来例における、リザーバの断面構造を示す断面図（図７におけるＢ−Ｂ線矢視断面図。）。

符号の説明

１ リザーバ
１０ リザーバ本体
１１ 円筒部
１２ 底部
１３ 注入口部
１３０ 注入口
２０ ブラケット
２１ 接合部
２２ 車体側固定部
２３ 連結部
２２０ 固定面
３０ ステー
３１ 斜行部
３２ 第１の当接片
３３ 第２の当接片
３５ 補強板
５ 油圧式パワーステアリング装置
５１ 油圧ポンプ

Claims (7)

1. 油圧式パワーステアリング装置の作動流体を貯留するためのリザーバであって、
   作動流体を蓄える中空構造の略筒状を呈するリザーバ本体と、
   該リザーバ本体の外周側面に取り付ける接合部及び、上記リザーバ本体の底部よりも鉛直方向の下側に位置する車体側固定部を含むブラケットと、
   上記リザーバ本体の底部と、上記ブラケットの上記車体側固定部とを連結するステーとを有してなることを特徴とする油圧式パワーステアリング装置用のリザーバ。
2. 請求項１において、上記車体側固定部における車体側と当接する固定面は、上記リザーバ本体の軸方向と略平行であることを特徴とする油圧式パワーステアリング装置用のリザーバ。
3. 請求項２において、上記リザーバ本体の軸芯と上記固定面との距離は、上記リザーバ本体の軸芯と上記リザーバ本体の外周側面との距離の１１０％以上１２０％以内であることを特徴とする油圧式パワーステアリング装置用のリザーバ。
4. 請求項１〜３のいずれか１項において、上記リザーバ本体の底部と上記ステーとは、上記リザーバ本体の底部に接合した補強板を介在して接続されており、該補強板と上記ステーとの接合箇所は、上記補強板の外周から後退した内周部に位置していることを特徴とする油圧式パワーステアリング装置用のリザーバ。
5. 請求項１〜４のいずれか１項において、上記ブラケットの上記接合部は、上記リザーバ本体の外周側面に沿う取り付け面を有してなると共に、その内周部に、上記取り付け面側からその裏面に向けて貫通する内周穴を穿孔してなることを特徴とする油圧式パワーステアリング装置用のリザーバ。
6. 請求項１〜５のいずれか１項において、上記車体側固定部は、鉛直方向に略平行な辺と、水平方向に略平行な辺とよりなる略直角三角形の各頂点位置に、それぞれ取付用ボルト孔を設けてなると共に、上記略直角三角形の斜辺に沿う外縁辺を有する略三角形状を呈していることを特徴とする油圧式パワーステアリング装置用のリザーバ。
7. 請求項１〜６のいずれか１項において、上記ブラケットの上記車体側固定部に上記ステーの一方の端部を接合した後、上記ブラケットの接合部及び上記ステーの他方の端部を上記リザーバ本体に接合したことを特徴とする油圧式パワーステアリング装置用のリザーバ。

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