JP2006248425A - Integral-type power steering device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、運転者の操舵力を油圧によりアシストするインテグラル型パワーステアリング装置に関する。 The present invention relates to an integral type power steering apparatus that assists a driver's steering force with hydraulic pressure.
従来、インテグラル型パワーステアリング装置に設けられるバルブはピンを備えており、このピンがセクタギヤに当接することにより押し下げられ、ピストン両側の圧力室を連通させている。これにより、ハンドル突き当て状態におけるアシスト側の圧力を低下させ、ハンドル突き当て状態からさらにハンドルを切り込もうとしたときの装置にかかる負担を軽減している(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら上記従来技術にあっては、ピンの長さは部材の加工誤差や組み付け誤差等を吸収するため、組み付け状態においてその長さを調節可能に設ける必要があり、ピンを完全に固着させて支持することはできず、またピンの周囲には油通路が設けられるため、ピンの取り付け剛性を十分に確保することができない、という問題があった。 However, in the above prior art, the length of the pin absorbs the processing error and assembly error of the member, so it is necessary to adjust the length in the assembled state, and the pin is completely fixed and supported. In addition, since an oil passage is provided around the pin, there is a problem that the mounting rigidity of the pin cannot be sufficiently ensured.
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、セクタギヤに当接するピンの取り付け剛性を改善したインテグラル型パワーステアリング装置を提供することにある。 The present invention has been made paying attention to the above problems, and an object of the present invention is to provide an integral type power steering apparatus in which the mounting rigidity of a pin abutting on a sector gear is improved.
上記目的を達成するため、本発明では、ハウジングと、ステアリングホイールに接続される入力軸と、前記ハウジングに収容され、このハウジング内部を第1圧力室及び第2圧力室に隔成するピストンと、前記入力軸の回転を前記ピストンの軸方向移動に変換する変換機構と、外部の油圧源から供給される作動油を選択的に前記第1圧力室と前記第2圧力室とに供給するコントロールバルブと、前記ピストンの軸方向運動を操舵輪に伝達する伝達機構と、前記第1圧力室に対向して前記ハウジング内壁に設けられ、この第1圧力室の内部圧力が所定圧以上のとき、この第1圧力室を低圧側と連通する第1バルブと、前記第2圧力室に対向して前記ハウジング内壁に設けられ、この第2圧力室の内部圧力が所定圧以上のとき、この第2圧力室を低圧側と連通する第2バルブとを備え、前記第1バルブまたは前記第2バルブは、バルブ収容孔を有するバルブハウジングと、前記バルブ収容孔に進退可能に設けられるとともに、軸方向孔を有する弁本体と、前記弁本体が当接することにより作動油の流れを遮断する弁座と、前記弁本体の軸方向孔に設けられ、前記ステアリングホイールの突き当て状態のとき押し下げられることにより、前記弁座から前記弁本体を離間させるピン部材と、前記ピン部材の外周側に設けられ、このピン部材の外周の一部を支持する複数個の支持部と、この複数個の支持部の間に形成された油通路と、を備える支持部材と、から構成されることとした。 In order to achieve the above object, in the present invention, a housing, an input shaft connected to a steering wheel, a piston housed in the housing and separating the interior of the housing into a first pressure chamber and a second pressure chamber, A conversion mechanism that converts rotation of the input shaft into axial movement of the piston, and a control valve that selectively supplies hydraulic oil supplied from an external hydraulic source to the first pressure chamber and the second pressure chamber. And a transmission mechanism for transmitting the axial movement of the piston to the steering wheel, and provided on the inner wall of the housing so as to face the first pressure chamber. When the internal pressure of the first pressure chamber is equal to or higher than a predetermined pressure, A first valve that communicates the first pressure chamber with the low pressure side, and is provided on the inner wall of the housing so as to face the second pressure chamber. When the internal pressure of the second pressure chamber is equal to or higher than a predetermined pressure, the second pressure chamber Room A second valve that communicates with the pressure side, wherein the first valve or the second valve is provided with a valve housing having a valve housing hole, a valve body that is provided in the valve housing hole so as to be able to advance and retreat, and has an axial hole And a valve seat that shuts off the flow of hydraulic oil when the valve main body abuts, and is provided in an axial hole of the valve main body, and is pushed down when the steering wheel is in contact with the valve seat. A pin member that separates the valve body, a plurality of support portions that are provided on the outer peripheral side of the pin member and support a part of the outer periphery of the pin member, and are formed between the plurality of support portions And a support member provided with an oil passage.
よって、セクタギヤに当接するピンの取り付け剛性を確保したインテグラル型パワーステアリング装置を提供できる。 Therefore, it is possible to provide an integral type power steering device that secures the mounting rigidity of the pins that contact the sector gear.
以下、本発明のインテグラル型パワーステアリング装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例に基づいて説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The best mode for realizing an integral type power steering apparatus of the present invention will be described below based on an embodiment shown in the drawings.
[インテグラル型パワーステアリング装置の全体構成]
実施例1につき図1ないし図6に基づき説明する。図1は、インテグラル型パワーステアリング装置1の側面図、図2は軸方向断面図である。説明のため、入出力軸40,60の軸方向をy軸と定義し、入力軸40側を正とする。
[Overall configuration of integral power steering system]
Example 1 will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a side view of an integral type
インテグラル型パワーステアリング装置1は、アシスト方向を切り替えるコントロールバルブを収装する第1ハウジング10と、油圧によりアシスト力を発生するピストン70を収装する第2ハウジング20と、ピストン70に噛合い、ピストンの往復運動により回転して転舵輪を転舵するセクターシャフト30とを有する。
The integral type
また、本願インテグラル型パワーステアリング装置1においては、ストロークリミッタとしての第1、第2バルブ100,200が設けられている。この第1、第2バルブ100,200は、セクターシャフト30及びピストン70のストローク終了位置近傍に設けられ、装置内の過大油圧や、過大ストロークが発生した際に開弁し、装置内の作動油を図外の低圧部にリリーフすることでセクターシャフト30及びピストン70が第2ハウジング20と干渉することを回避するため設けられている。
Further, in the present integral type
第1ハウジング10及び第2ハウジング20はともに略カップ状部材であり、互いの軸方向開口部において接続される。第1ハウジング10の軸方向底部にはステアリングホイールと接続された入力軸40が挿入され、この入力軸0の回転に応じて第2ハウジング20内のピストン70を油圧により軸方向に摺動させる。第1ハウジング10には作動油の給排を行うINポート300及びOUTポート(図示せず)が設けられている。
Both the
また、第2ハウジング20とセクターシャフト30は互いに軸方向直角に設けられ、第2ハウジング20内のピストンに設けられた歯とセクターシャフト30に設けられた歯が噛合い、ピストンの摺動によりセクターシャフト30を回転させて操舵アシストを行う。
The
第2ハウジング20にはピストン70が軸方向移動可能に収装され、このピストン70によって、第2ハウジング20は入力軸側の第1油室21と、カップ形状底部側の第2油室22に液密を保って隔成される。この第2油室22内であって第2ハウジング20の底部には、第2油室22の油圧が過大となってピストン70のy軸正方向に過大ストロークすることを回避する第1バルブ100が設けられている。
A
入力軸40はトーションバー50によって出力軸60と接続する。出力軸60はピストン70へ軸方向に挿入され、リサーキュレーティング型のボールねじ機構61によりピストン70と嵌合する。また、ピストン70の外周には周方向に刻まれたピストン歯部71が設けられ、このピストン歯部71においてピストン70はセクターシャフト30と噛合う。
The
第2ハウジング20はセクターシャフト30と互いの軸が直交するよう設けられ、第2ハウジング20の径方向一部にはセクターシャフト30の一部を格納するセクターシャフト格納部23が設けられている。このセクターシャフト格納部23は、作動油が導入されて第1油室21と連通してセクターシャフト30とピストン歯部71の噛合いにおける潤滑を行う。
The
また、セクターシャフト格納部23のy軸正方向側部分には、第2バルブ200が設けられている。ここで、第2油室22に設けられた第1バルブ100はピストン70がy軸負方向側に過大ストロークすることを回避する機能、すなわち第1油室21の油圧が過大となってセクターシャフト30の反時計回り回転方向の過大ストロークを回避する機能を持つ。
In addition, a
したがって第2バルブ200をセクターシャフト格納部23のy軸正方向側部分に設け、セクターシャフト30の時計回り回転方向の過大ストロークを回避することで、ピストン70のy軸正方向側過大ストロークを回避する。これにより、ピストン70のy軸両方向移動、セクターシャフト30の両回転方向の過大ストロークを回避し、第2ハウジング20への干渉を回避する。
Accordingly, the
第2ハウジング20内の第1油室21は第1ハウジング10に設けられた第1油室連通路(図示せず)によりコントロールバルブ600と連通し、第2油室22は第2ハウジング20及び第1ハウジング10にまたがって設けられた第2油室連通路16によりコントロールバルブ600と連通する。
The
コントロールバルブ600は、入力軸40の回転に応じてINポート300及びOUTポートから第1、第2油室21,22へのオイルの導入または排出を行うロータリーバルブ機構として機能する。
The
[バルブの詳細]
図3は、第1、第2バルブ100,200の軸方向断面図及び正面図である。なお、第1、第2バルブ100,200は同一構成の部材であり、以下では第1バルブ100についてのみ説明する。なお、バルブ100の軸方向をξ軸と定義し、第2ハウジング20への挿入側方向(図2参照)を正とする。
[Valve details]
FIG. 3 is an axial sectional view and a front view of the first and
バルブ100は、バルブハウジング110、弁本体120、ピン130、支持部材140、スプリング150を有する。有底筒状部材であるバルブハウジング110はバルブ収容孔111を有し、内部に弁本体120、ピン130、支持部材140、スプリング150が収装される。また、バルブ収容孔111は油路112によって外部と連通されている。
The
弁本体120は軸方向の貫通孔であるピン収装孔121を有し、バルブハウジング110に対しξ軸正方向側から挿入され、軸方向移動可能に収装される。また、ξ軸正方向端部における外周部は弁座部122として支持部材140と当接し、ξ軸負方向側端部にはスプリング150の台座となる台座部123が設けられている。
The
ピン130は弁本体120のピン収装孔121に挿入され、弁本体120に対し軸方向を規制されて嵌合される。一方、支持部材140の内周面141に対しては軸方向摺動可能に挿入される。組み付けの際には、ξ軸正方向端部131が支持部材140のξ軸正方向端部から表出するよう、ピン収装孔121に嵌合される。
The
支持部材140は円筒部材であり、支持部材140は外周面142においてバルブハウジング110のξ軸正方向端部に固定支持されるとともに、内周面141においてピン130の径方向移動を規制しつつ軸方向摺動可能に収装する。
The
この内周面141には軸方向の溝143が複数設けられ、ピン130を嵌合した際に支持部材140のξ軸両端部はこの溝143により連通され、弁本体120の外周とも連通することとなる。なお、溝143の最外周部は弁本体120の弁座部122よりも内周側に位置するものとする。
A plurality of
また、支持部材140において内周面141のξ軸方向長さは外周面142よりも小さく設けられ、内周面141と外周面142との間にはテーパ面144が形成される。したがって、弁本体120の弁座部122との当接の際には、テーパ面144において弁座部122と当接し、内周面141に設けられた溝143と弁本体120の外周との連通は、当接により遮断されることとなる。
In the
スプリング150はバルブハウジング110の底部113及び弁本体120の台座部123によりξ軸方向を規制され、弁本体120をξ軸正方向に付勢する。
The
したがって、ノーマル時には弁本体120と支持部材140は弁座部122及びテーパ面144において当接し、溝143と弁本体120の外周は遮断される。また、ピン130がスプリング150の付勢力に抗してξ軸負方向に押圧され、ピン130に嵌合する弁本体120がξ軸負方向に移動すれば溝143とバルブハウジング110の外周は連通される。
Therefore, at the normal time, the valve
弁本体120外周とバルブハウジング110外周は油路112により連通されているため、弁本体120と支持部材140の離間/当接に伴って支持部材140の溝143とバルブハウジング110外周も連通/遮断される。これにより、バルブ100は支持部材140のξ軸正方向側とバルブハウジング110外周の連通/遮断を行う常閉弁として機能する。
Since the outer periphery of the
[支持部材の詳細]
図4(a),(b)は、支持部材140の軸方向正面図及び径方向断面図である。図4(b)では図4(a)のA−A断面を示す。
[Details of support member]
4A and 4B are an axial front view and a radial sectional view of the
上述のように支持部材140の内周面141には円弧状の溝143が設けられ、溝143が設けられていない部分は支持部145としてピン130を軸方向摺動可能に支持する。本願実施例では、溝143は内周面141に等間隔で4つ設けられているが、支持部材140のξ軸方向両端間を作動油がスムーズに連通するものであればよく、溝143の数及び形状については特に限定しない。
As described above, the arc-shaped
また、上述のように溝143の最外周部は弁本体120の弁座部122よりも内周側に位置し、弁座部122との当接位置Dはテーパ面144となる。弁座部122と当接しないとき、すなわちバルブ100の開放時に溝143が弁本体120により閉塞されないよう、テーパ面144における溝143の外周側で当接しない形状となっている。
Further, as described above, the outermost peripheral portion of the
[従来技術と本願実施例における作用効果の対比]
図5は従来例におけるバルブ100‘の軸方向断面図及び正面図、図6は従来例における支持部材140‘の軸方向正面図及びその径方向断面図である。従来のインテグラル型パワーステアリング装置に設けられるバルブ100‘は、ピン130’がセクタギヤに当接することにより押し下げられ、ピストン両側の圧力室を連通させることにより、ハンドル突き当て状態におけるアシスト側の圧力を低下させ、ハンドル突き当て状態からさらにハンドルを切り込もうとしたときの装置にかかる負担を軽減している。
[Contrast between the effect of the prior art and the embodiment of the present application]
FIG. 5 is an axial sectional view and a front view of the
しかし、ピン130‘の長さは部材の加工誤差や組み付け誤差等を吸収するため、組み付け状態においてその長さを調節可能に設ける必要があり、ピン130’を完全に支持部材140‘に固着させて支持することはできない。
However, since the length of the
また、ピン130‘の周囲には支持部材140’内周に設けられた油通路141’が設けられており、この油通路141‘は支持部材140’の内周全面にわたって設けられているため、ピン130‘と支持部材140’との間に油通路141’分のクリアランスが発生し、ピン130‘の取り付け剛性を十分に確保することができない、という問題があった。
Further, an
これに対し本願実施例では、ピン130は弁本体120のピン収装孔121に挿入され、弁本体120に対し軸方向を規制されて嵌合される一方、支持部材140の内周面141に対しては軸方向摺動可能に挿入されることとした。支持部材140は円筒部材であり、外周面142においてバルブハウジング110のξ軸正方向端部に固定支持されるとともに、内周面141においてピン130の径方向移動を規制しつつ軸方向摺動可能に収装することとした。
On the other hand, in the present embodiment, the
また、支持部材140の内周面141には円弧状の溝143が設けられ、溝143が設けられていない部分は支持部145としてピン130を軸方向摺動可能に支持するとともに、溝143の最外周部は弁本体120の弁座部122よりも内周側に位置するよう設けた。すなわち、バルブ100の開放時に溝143が弁本体120により閉塞されないよう、テーパ面144における溝143の外周側で当接しない形状とした。
In addition, an arc-shaped
これにより、軸方向の溝143により支持部材140のξ軸両端面を連通しつつ内周面141における支持部145においてピン130を支持することが可能となり、作動油の流路断面積を確保しつつピン130を確実に支持し、取り付け剛性を確保することができる。
As a result, it is possible to support the
また、ピン130に特別に支持部を設けずともよいため、ピン130を単純円柱とすることが可能となり、弁本体120のピン収装孔121に対して進退自在として取り付け位置調整の自由度が抑制されることを回避できる。
In addition, since it is not necessary to provide a special support portion for the
実施例2につき図7,8に基づき説明する。図7は実施例2の支持部材140a、図8は図7のB−B断面図である。基本的な構成は実施例1と同様であるため異なる点についてのみ説明する。実施例1の支持部材140においては内周面141に円弧状の溝143を形成して流路面積を確保し、支持部145によってピン130を支持した。
The second embodiment will be described with reference to FIGS. 7 is a
これに対し実施例2では、内周面141aから内径方向に突出した支持部145aによりピン130を支持し、内周面141aにおいて支持部145aが設けられていない溝部143aにより流路面積を確保する点で実施例1と異なる。なお、流路面積が確保できれば支持部145aの数については2つ以上であればよく特に限定しない。また、実施例1と同様バルブハウジング110の弁座部112との当接位置Dは、内周面141aよりも外周側に設けられている。
On the other hand, in Example 2, the
実施例2においては、支持部材140の支持部145aにおいてピン130を軸方向摺動可能に支持する。内周面141aにおいて支持部145aが設けられていない溝部143aではピン130と内周面141aとの間にクリアランスが形成され、この溝部143aのクリアランスによって流路面積を確保することで、実施例1と同様の作用効果が得られる。
In the second embodiment, the
実施例3につき図9,10に基づき説明する。図9は実施例3におけるバルブ100の軸方向断面図、図10は実施例3の支持部材140b及びそののC−C断面図である。実施例3においても基本構成は実施例1と同様である。実施例3では、支持部材140の内周面141bよりもさらに内周側に円筒状の支持部145bを設け、この支持部145bによりピン130を支持する。
A third embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 9 is a sectional view in the axial direction of the
また、支持部145bは内周面141bから突出するリブ143bにより支持されるものとする。リブ143bの数は周方向等間隔に3個とするが、流路面積が確保されれば数については限定しない。実施例1と同様バルブハウジング110の弁座部112との当接位置Dは、内周面141bよりも外周側に設けられている。
Further, the
実施例3にあっても、円筒状の支持部145bによりピン130を軸方向摺動可能に支持し、支持部145bと内周面141bとのクリアランスにおいて作動油の流路面積を確保することで、実施例1と同様の作用効果が得られる。
Even in the third embodiment, the
[他の実施例]
以上、本発明を実施するための最良の形態を、実施例1及び実施例2に基づいて説明してきたが、本発明の具体的な構成は各実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
[Other embodiments]
As described above, the best mode for carrying out the present invention has been described based on the first embodiment and the second embodiment. However, the specific configuration of the present invention is not limited to each embodiment. Design changes and the like within a range that does not depart from the gist are also included in the present invention.
1 インテグラル型パワーステアリング装置
10 第1ハウジング
20 第2ハウジング
23 セクターシャフト格納部
30 セクターシャフト
40 入力軸
50 トーションバー
60 出力軸
70 ピストン
71 ピストン歯部
100,200 第1、第2バルブ
110 バルブハウジング
111 バルブ収容孔
112 油路
113 底部
120 弁本体
121 ピン収装孔
122 弁座部
123 台座部
130 ピン
131 ξ軸正方向端部
140 支持部材
141 内周面
142 外周面
143 溝
144 テーパ面
145 支持部
150 スプリング
DESCRIPTION OF
Claims (1)
ステアリングホイールに接続される入力軸と、
前記ハウジングに収容され、このハウジング内部を第1圧力室及び第2圧力室に隔成するピストンと、
前記入力軸の回転を前記ピストンの軸方向移動に変換する変換機構と、
外部の油圧源から供給される作動油を選択的に前記第1圧力室と前記第2圧力室とに供給するコントロールバルブと、
前記ピストンの軸方向運動を操舵輪に伝達する伝達機構と、
前記第1圧力室に対向して前記ハウジング内壁に設けられ、この第1圧力室の内部圧力が所定圧以上のとき、この第1圧力室を低圧側と連通する第1バルブと、
前記第2圧力室に対向して前記ハウジング内壁に設けられ、この第2圧力室の内部圧力が所定圧以上のとき、この第2圧力室を低圧側と連通する第2バルブと
を備え、
前記第1バルブまたは前記第2バルブは、
バルブ収容孔を有するバルブハウジングと、
前記バルブ収容孔に進退可能に設けられるとともに、軸方向孔を有する弁本体と、
前記弁本体が当接することにより作動油の流れを遮断する弁座と、
前記弁本体の軸方向孔に設けられ、前記ステアリングホイールの突き当て状態のとき押し下げられることにより、前記弁座から前記弁本体を離間させるピン部材と、
前記ピン部材の外周側に設けられ、このピン部材の外周の一部を支持する複数個の支持部と、この複数個の支持部の間に形成された油通路と、を備える支持部材と、から構成されること
を特徴とするインテグラル型パワーステアリング装置。 A housing;
An input shaft connected to the steering wheel;
A piston housed in the housing and separating the interior of the housing into a first pressure chamber and a second pressure chamber;
A conversion mechanism that converts rotation of the input shaft into axial movement of the piston;
A control valve for selectively supplying hydraulic oil supplied from an external hydraulic source to the first pressure chamber and the second pressure chamber;
A transmission mechanism for transmitting the axial movement of the piston to the steering wheel;
A first valve that is provided on the inner wall of the housing so as to face the first pressure chamber, and that communicates the first pressure chamber with the low pressure side when the internal pressure of the first pressure chamber is equal to or higher than a predetermined pressure;
A second valve that is provided on the inner wall of the housing so as to face the second pressure chamber and communicates with the low pressure side when the internal pressure of the second pressure chamber is equal to or higher than a predetermined pressure;
The first valve or the second valve is
A valve housing having a valve receiving hole;
A valve body provided in the valve housing hole so as to be movable back and forth, and having an axial hole;
A valve seat that shuts off the flow of hydraulic oil by contacting the valve body;
A pin member that is provided in an axial hole of the valve body, and is pushed down when the steering wheel is in contact with the valve body to separate the valve body from the valve seat;
A support member provided on the outer peripheral side of the pin member, and comprising a plurality of support portions for supporting a part of the outer periphery of the pin member; and an oil passage formed between the plurality of support portions; An integral type power steering device characterized by comprising:
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