JP2006007858A - 油圧式パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】圧抜き時における作動油の流れを安定させることができ、よって、その急激な流れに伴う流動音の発生を防止することができる油圧式パワーステアリング装置を提供する。
【解決手段】ステアリングハンドルの回転操作に連動して回転されるピニオン軸に噛合するラック軸４と、該ラック軸を挿通するパワーシリンダと、前記ラック軸上に固着されて前記パワーシリンダ内を２つの油圧室１０，１１に区画するパワーピストン９と、２つの油圧室１０，１１に独立して作動油を給排するようにパワーシリンダに接続された２つの油圧管１２，１３と、パワーシリンダ９の内周面の周方向に複数形成されてパワーピストンのストロークエンド付近での２つの油圧室１０，１１を連通する連通溝２３とを備えていると共に、その連通溝２３がパワーピストン９側から油圧管１２，１３側に向けて徐々に拡開されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、パワーシリンダ内を摺動するパワーピストンに作用する油圧により、操舵輪の操舵補助力を発生させる車両用の油圧式パワーステアリング装置に関する。

従来から、車両の操舵輪に連動連結されたラック軸に固着されたパワーピストンがパワーシリンダに摺動自在に嵌合され、パワーピストンに作用する油圧によって操舵輪によるラック軸の移動を補助する操舵補助力を発生させる油圧式パワーステアリング装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

図３は、このような油圧式パワーステアリング装置の一例を示し、油圧式パワーステアリング装置のラック軸の軸方向に沿った部分断面図である。

図３において、パワーステアリング装置１は、ラックアンドピニオン式のものであり、車体左右方向（図の左右方向と同じ）に略水平に延びる略円筒状のラック軸ハウジング２と、ラック軸ハウジング２の右端部２Ｒの近傍で斜め上方に向けて延びるピニオンハウジング３とを備えている。

ラック軸ハウジング２には、ラック軸４がその軸線方向である左右方向に移動自在に収容されている。

ピニオンハウジング３は、ラック軸ハウジング２と一体成形された下部ハウジング３Ｌと、下部ハウジング３Ｌの上部に結合された上部ハウジング３Ｕとを備えている。また、ピニオンハウジング３には、操舵輪に連結された入力軸５が回転自在に支持されている。また、ピニオンハウジング３には、トーションバーを介して連結された回転自在な出力軸（図示せず）と入力軸５との相対回転により後述する一対の油圧室１０，１１の油圧を制御すべく、各油圧室１０，１１に対する作動油の給排を制御する制御バルブ（図示されず）が収容されている。そして、下部ハウジング３Ｌ内で、出力軸の下部に形成されたピニオンが、ラック軸４に形成されたラック歯と噛合していて、ピニオンの回転によりラック軸４が軸線方向（左右方向）に移動する。したがって、ラック軸４は、入力軸５、出力軸等を介して操舵輪に連動連結されており、操舵輪の操作に基づいてラック軸４が軸線方向に移動することとなる。

より詳細には、ラック軸ハウジング２は、中間部２Ｍ、左端部２Ｌ、右端部２Ｒからなり、ラック軸ハウジング２の略中央から左方に位置する中間部２Ｍおよび左端部２Ｌの一部はパワーシリンダ６を形成している。

ラック軸４は、このパワーシリンダ６の左右の両端部に設けられた左右一対の端壁７及び端壁８を貫通して、パワーシリンダ６内を通って軸線方向に沿って延びている。さらに、パワーシリンダ６内に位置するラック軸４は、パワーシリンダ６に摺動自在に嵌合して、パワーシリンダ６内を軸線方向に沿って往復動するパワーピストン９が一体的に固着されている。また、パワーシリンダ６内には、パワーピストン９を挟んでその左右の両側方であって、パワーピストン９と左右の端壁７，端壁８との間に、左右の油圧室１０，油圧室１１がそれぞれ画成されている。

油圧室１０，油圧室１１には、ピニオンハウジング３に収容された制御バルブの動作に基づいて作動油を給排するための油圧管１２，油圧管１３がそれぞれ接続される。そして、制御バルブは、操舵トルクに応じてオイルポンプ（図示せず）から圧送された作動油を、制御バルブ内の供給路及び油圧管１２，油圧管１３の一方を介してパワーシリンダ６の油圧室１０，油圧室１１の一方に供給し、油圧室１０，油圧室１１の他方の作動油を、油圧管１２，油圧管１３の他方および制御バルブ内の還流路を介して、図示されないリザーバタンクに還流させる。

ラック軸ハウジング２の左端部２Ｌは、中間部２Ｍの内径よりも大きな内径を有すると共に左方に向かって開放する大径部から構成され、ラック軸ハウジング２の右端部２Ｒは、中間部２Ｍの内径よりも大きな内径を有すると共に右方に向かって開放する大径部から構成される。

さらに、ラック軸４の左右の両端部には、一対のタイロッド１４，タイロッド１５の一端部がそれぞれボールジョイント１６，ボールジョイント１７を介して連結され、ラック軸ハウジング２の左右の両端部とタイロッド１４，タイロッド１５とにそれぞれ跨って、ボールジョイント１６，ボールジョイント１７を覆う伸縮自在な防塵用のブーツ１８，ブーツ１９が装着される。そして、タイロッド１４，タイロッド１５は、図示されないが、その他端に螺合されるタイロッドエンドさらにリンク機構を介して転舵輪に連結される。

パワーシリンダ６の右端壁８は、ラック軸４が貫通する支持板２０と、支持板２０の左端面に当接して支持されると共に段部の内周に装着されたオイルシール２１とから構成される。

このような構成において、操舵輪が操舵されて、入力軸５、出力軸等を介して操舵輪に連動連結されたラック軸４が軸線方向に沿ってに移動すると、タイロッド１４，タイロッド１５がラック軸４と一体に軸線方向に沿って移動して、左右の転舵輪の転舵が行なわれる。同時に、制御バルブにより車輪の操舵トルクに応じて制御された作動油が、油圧管１２，油圧管１３を介して左右の油圧室１０，油圧室１１に対して給排され、パワーピストン９に作用する油圧室１０，油圧室１１の油圧の差圧に基づく操舵補助力が、ラック軸４に付与され、さらにタイロッド１４，１５に伝達されて、運転者による転舵輪の転舵を助勢する。

一方、このようなラック軸４を用いた油圧式パワーステアリング装置にあっては、制御バルブにより車輪の操舵トルクに応じて制御された作動油を油圧管１２，油圧管１３を介して油圧室１０，油圧室１１に対して給排する際、作動油の流れ方向が安定しないとストロークエンド付近でのステアリングハンドルの操作感が安定しないという問題が生じていた。

そこで、作動油の給排時の作動油の流れ方向を安定させるため、図４に示すように、略円筒状のラック軸ハウジング２の油圧管１２（及び油圧管１３）の近傍に位置する内壁面に、パワーシリンダ６の軸線方向に沿って延びる連通溝２２を周方向に隣接して複数形成することが考えられている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００１−２６０９１５号公報 特許第３２６１９２１号公報

ところで、上述した油圧式パワーステアリング装置における連通溝２２にあっては、同一周方向に均等に配置され且つ軸線方向に沿って同一長さに形成された正面視矩形に形成されている。

これに対し、圧抜き時における作動油の流れは急激であることから、単なる矩形状の連通溝では、作動油の流れを充分に安定させることが困難であるうえ、その急激な流れに伴い作動油と連通溝との間で流動音が発生してしまうという問題が生じていた。

本発明は、上記問題を解決するため、圧抜き時における作動油の流れを安定させることができ、よって、その急激な流れに伴う流動音の発生を防止することができる油圧式パワーステアリング装置を提供することを目的とする。

その目的を達成するため、請求項１に記載の油圧式パワーステアリング装置は、ステアリングハンドルの回転操作に連動して回転されるピニオン軸と、該ピニオン軸に噛合するラック軸と、該ラック軸を挿通するパワーシリンダと、前記ラック軸上に固着されて前記パワーシリンダ内を２つの油圧室に区画するパワーピストンと、該２つの油圧室に独立して作動油を給排するように前記パワーシリンダに接続された２つの油圧管と、前記パワーシリンダの内周面の周方向に複数形成されて前記パワーピストンのストロークエンド付近での前記２つの油圧室を連通する連通溝とを備えた油圧式パワーステアリング装置において、前記連通溝を前記パワーピストン側から前記油圧管側に向けて徐々に拡開させたことを特徴とする。

また、請求項２に記載の油圧式パワーステアリング装置は、前記連通溝を開放方向に拡開させたことを特徴とする。

また、請求項３に記載の油圧式パワーステアリング装置は、前記連通溝は、その幅が前記開放方向に向かって増大していることを特徴とする。

また、請求項４に記載の油圧式パワーステアリング装置は、前記連通溝は、その深さが前記開放方向に向かって増大していることを特徴とする。

本発明の油圧式パワーステアリング装置によれば、連通溝をパワーピストン側から油圧管側に向けて徐々に拡開させたことにより、油圧管から供給された作動油がパワーピストン側に向けて急激に流れる際、その流れを連通溝の形状により制御することができ、安定した流れとすることができる。

次に、本発明の油圧式パワーステアリング装置を図面に基づいて説明する。

図１は本発明の油圧式パワーステアリング装置の要部の断面図、図２（Ａ）は本発明の油圧式パワーステアリングのさらに要部の拡大断面図、図２（Ｂ）は連通溝の拡大正面図、図２（Ｃ）は連通溝の拡大断面図である。

尚、本発明の油圧式パワーステアリング装置は、図１及び図２に示した要部を除く構成は図３に示したものと実質的に同一であるため、その全体構成の図面ならびに説明は省略するとともに、同一の構成には同一の符号を用いてその説明を省略する。

図１において、パワーシリンダを構成するラック軸ハウジング２の油圧管１２及び油圧管１３の近傍に位置する内壁面には、パワーシリンダの軸線方向に沿って延びる連通溝２３を周方向に隣接して複数形成されている。

この連通溝２３は、パワーピストン９側から油圧管１２又は油圧管１３側に向けて徐々に拡開されている。

より具体的には、図２（Ａ）に示すように、連通溝２３は同一形状及び同一長さのものが均等に周方向に形成（例えば、１６箇所）されており、図２（Ｂ）に示すように、油圧管１２側端部から中央付近までは均一幅に形成され、パワーピストン９側に向かうほどその幅が狭くなっている（言い換えれば油圧管１２側に向けて徐々に幅が増大している）。また、図２（Ｃ）に示すように、油圧管１２側端部から一旦傾斜状態で深くなり、その後、パワーピストン９側に向かうほど段階的に傾斜状態で浅くなるように深さ設定がなされている（言い換えれば油圧管１２側に向けて徐々に深さが増大している）。

これにより、パワーピストン９側に向かうほど、作動油の流速が早くなり、安定した流れを形成することができる。

上記の構成において、図示を略するステアリングハンドルの回転操作により操舵輪が操舵されると、この操舵輪に連動連結されたラック軸４が軸線方向に沿って移動すると左右の転舵輪の転舵が行なわれる。

同時に、制御バルブにより車輪の操舵トルクに応じて制御された作動油が、油圧管１２，油圧管１３を介して左右の油圧室１０，油圧室１１に対して給排され、パワーピストン９に作用する油圧室１０，油圧室１１の油圧の差圧に基づく操舵補助力がラック軸４に付与されて、運転者による転舵輪の転舵が助勢される。

即ち、ステアリングハンドルの回転方向に応じて油圧管１２，油圧管１３の一方から油圧室１０，油圧室１１の一方へと作動油が供給されると同時に油圧室１０，油圧室１１の他方から油圧管１２，油圧管１３の他方へと作動油が排出される。

この際、例えば、図２（Ａ）に示すように、油圧管１２から油圧室１０へと作動油が供給される際には、油圧管１２の近傍には急激な作動油が供給されることとなるが、その作動油の流れの流速並びに方向は、連通溝２３の形状により整流されつつその延在方向に沿って、即ち、パワーシリンダの軸線方向に沿って流れる。

したがって、作動油の急激な流れにより連通溝２３の形状に起因する異音の発生を防止することができる。

本発明の油圧式パワーステアリング装置の要部の断面図である。 （Ａ）は本発明の油圧式パワーステアリングのさらに要部の拡大断面図、（Ｂ）は連通溝の拡大正面図、（Ｃ）は連通溝の拡大断面図である。 従来の油圧式パワーステアリング装置の要部の断面図である。 従来の油圧式パワーステアリング装置における連通溝の拡大正面図である。

符号の説明

２…ラック軸ハウジング
４…ラック軸
９…パワーピストン
１０…油圧室
１１…油圧室
１２…油圧管
１３…油圧管
２３…連通溝

Claims (4)

1. ステアリングハンドルの回転操作に連動して回転されるピニオン軸と、該ピニオン軸に噛合するラック軸と、該ラック軸を挿通するパワーシリンダと、前記ラック軸上に固着されて前記パワーシリンダ内を２つの油圧室に区画するパワーピストンと、該２つの油圧室に独立して作動油を給排するように前記パワーシリンダに接続された２つの油圧管と、前記パワーシリンダの内周面の周方向に複数形成されて前記パワーピストンのストロークエンド付近での前記２つの油圧室を連通する連通溝とを備えた油圧式パワーステアリング装置において、
   前記連通溝を前記パワーピストン側から前記油圧管側に向けて徐々に拡開させたことを特徴とする油圧式パワーステアリング装置。
2. 前記連通溝を開放方向に拡開させたことを特徴とする請求項１に記載の油圧式パワーステアリング装置。
3. 前記連通溝は、その幅が前記開放方向に向かって増大していることを特徴とする請求項２に記載の油圧式パワーステアリング装置。
4. 前記連通溝は、その深さが前記開放方向に向かって増大していることを特徴とする請求項２又は３に記載の油圧式パワーステアリング装置。

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