JP2008254590A - パワーシリンダの配管取付構造およびこれを備えた車両用操舵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構造で配管を接続する向きを任意に選ぶことができる、パワーシリンダの配管取付構造を提供する。
【解決手段】配管１７をパワーシリンダ９のシリンダチューブ９ａに接続するエルボ継手３０が、シリンダチューブ９ａを所定の軸線３１に沿って貫通する接続孔３２に、ねじ込み固定された第１の部分３７と、第１の部分３６と交差する方向Ｘ１に延び、その方向Ｘ１に沿って配管１７を接続する第２の部分３７とを含む。接続孔３２の内周のねじ部３５およびエルボ継手３０の第１の部分３６の外周のねじ部４４の少なくとも一方を不等ピッチにする。第２の部分３７を所定の軸線３１の回りの任意の向きに向けて固定できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、パワーシリンダの配管取付構造およびこれを備えた車両用操舵装置に関するものである。

油圧式パワーステアリング装置では、パワーシリンダの一対の油室の一方を、油圧ポンプに接続し、他方を油タンクに接続するように、油圧制御弁が設けられている。その油圧制御弁とパワーシリンダの油室とを連通するための配管の一端が、エルボ継手を介してパワーシリンダのシリンダチューブに接続される場合がある。
シリンダチューブおよびエルボ継手がともに鉄製である場合は、そのエルボ継手は、一般に、溶接によりシリンダチューブに固定される（例えば特許文献１を参照）。

また、エルボ継手をシリンダチューブの孔に自由回動可能に嵌合し、Ｏリングの弾性反発力をエルボ継手に与えて、エルボ継手の自由回動を抑制する構造が提案されている（例えば特許文献２参照）。
特開平３−２４６１６４号公報 特開平５−２４０３７８号公報

ところで、近年、シリンダチューブの材質としてアルミニウムを用いることが要望されており、その場合、溶接による固定は困難である。また、溶接の場合、コストが高い。
また、特許文献２では、各種の振動（路面振動、エンジン振動等）の影響で、エルボ継手が回動してその向きが変わるおそれがあり、その場合、配管と他の部品とが干渉を起こすおそれがある。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、簡単な構造で配管を接続する向きを任意に選ぶことができる、パワーシリンダの配管取付構造およびこれを備えた車両用操舵装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、配管（１７）をパワーシリンダ（９）のシリンダチューブ（９ａ）に接続するためのエルボ継手（３０）を備え、このエルボ継手は、シリンダチューブの周壁（９ｂ）を所定の軸線（３１）に沿って貫通する接続孔（３２）に、ねじ込み固定される第１の部分（３６）と、この第１の部分と交差する方向（Ｘ１）に延び、当該方向に沿って配管を接続するための第２の部分（３７）とを含み、上記接続孔の内周のねじ部（３５）およびこれに噛み合うエルボ継手の第１の部分の外周のねじ部（４４）の少なくとも一方が不等ピッチに形成されることにより、エルボ継手の第２の部分を上記所定の軸線の回りの任意の向きに向けた状態で、エルボ継手がシリンダチューブに固定されるようにしてあることを特徴とするものである。

本発明では、エルボ継手の第１の部分をシリンダチューブの接続孔にねじ込んでいくと、両者のねじ部間に累積的なピッチのずれが発生し、少なくとも一方のねじ部が塑性変形を生じる（かしめ状態となる）ので、エルボ継手の第２の部分が任意の向きに向くような状態で、エルボ継手をシリンダチューブに強固に固定することができる。したがって、溶接やロックナットを用いることなく、非常に簡単な構造で、エルボ継手をその第２の部分が任意の向きに向くようにして取り付けることができる。

上記エルボ継手の第１の部分の外周とシリンダチューブの上記接続孔の内周との間を封止する環状の弾性部材（４６）を備える場合がある。その場合、エルボ継手の第１の部分とシリンダチューブの接続孔との間を確実に封止することができる。
上記シリンダチューブはアルミニウムを含む材料により形成され、上記エルボ継手は鉄を含む材料により形成されている場合がある。その場合、エルボ継手とシリンダチューブとの固定に溶接を用いることが困難であるので、特に、本発明の適用が好ましい。

操舵補助力を発生するパワーシリンダのシリンダチューブに、上記パワーシリンダの配管取付構造を用いて配管が取り付けられていれば好ましい。
なお、上記において、括弧内の英数字は、後述する実施形態における対応構成要素の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。

本発明の好ましい実施の形態を添付図面を参照しつつ説明する。
図１は本発明の一実施の形態のパワーシリンダの配管取付構造が適用された、車両用操舵装置としての油圧式パワーステアリング装置の要部の一部破断側面図である。図１を参照して、パワーステアリング装置１は、ラック歯２ａを有するラック軸２とピニオン（図示せず）を含む油圧式パワーアシスト付きのラックアンドピニオン機構を備えている。

ラック軸２は、車体の左右方向に延設される筒状のラックハウジング３およびこのラックハウジング３の一端に連なるギヤハウジング４の内部に、軸長方向に摺動自在に支持されている。ラック軸２の両端部は、図示しない前輪にそれぞれ連なるタイロッド５にボールジョイント６を介して連結されている。
ラック軸２の一部にはロッド７が形成され、このロッド７と、ロッド７の周囲を取り囲むラックハウジング３との間を、左右一対のロッドシール８，８で封止することにより、操舵補助力発生用のパワーシリンダ９が構成されている。したがって、ラックハウジング３の一部によってパワーシリンダ９のシリンダチューブ９ａが構成されることになる。

ギヤハウジング４側のロッドシール８は、シリンダチューブ９ａ内において支持筒部１０の端部に当接する位置に圧入されている。他方のロッドシール８は、シリンダチューブ９ａの端部に固定されるラックブッシュ２１に当接して位置決めされている。
ギヤハウジング４は、ラックハウジング３の一端に圧入連結される支持筒部１０と、この支持筒部１０に対して斜交する態様で斜め上方へ延びる主ハウジング１１とを備えている。

パワーステアリング１の入力軸１２の一端が主ハウジング１１から突出し、ステアリングホイールからなる操舵部材１３に一体回転可能に連結されている。主ハウジング１１内には、図示していないが、ピニオンを形成する出力軸と、入力軸１２および出力軸を互いに相対角変位可能に連結するトーションバーとが収容されている。
また、主ハウジング１１の上部の内部には、入、出力軸間の相対角変位に基づいて油圧ポンプＰからの圧油を、ピストン１４によって互いに仕切られるパワーシリンダ９の左右の油室１５，１６の一方に択一的に供給するとともに、他方の油室からの油を油タンクＴに戻すコントロールバルブＣが内蔵されている。パワーシリンダ９への油圧の給排を司る油圧制御装置Ａは、主ハウジング１１の上部からなるハウジングＨと、このハウジングＨに内蔵されるコントロールバルブＣとを含んで構成される。

パワーシリンダ９の各油室１５，１６は、それぞれ対応する配管１７，１８を介してコントロールバルブＣに接続されている。具体的には、一方の配管１７が、油制御装置ＡのハウジングＨの周面に形成されてコントロールバルブＣに連通する第１ポート１９と、パワーシリンダ９のシリンダチューブ９ａに形成されて油室１５に連通する第２ポート２０とを連通している。配管１７の端部１７ａは、エルボ継手３０を介してパワーシリンダ９のシリンダチューブ９ａに接続されており、この配管１７の取付構造Ｓにより、本実施の形態のパワーシリンダの配管取付構造が構成されている。

また、他方の配管１８が、油制御装置ＡのハウジングＨの周面に形成されてコントロールバルブＣに連通する第１ポート２２と、パワーシリンダ９のシリンダチューブ９ａに形成されて油室１６に連通する第２ポート２３とを連通している。
図２を参照して、パワーシリンダ９のシリンダチューブ９ａは、アルミニウムを含む材料により形成されている。シリンダチューブ９ａの周壁９ｂには、所定の軸線３１に沿って貫通する接続孔３２が形成されている。接続孔３２は、エルボ継手３０を接続するための大径部３３と、絞りを形成するための小径部３４とを備えている。大径部３３の内周面には、エルボ継手３０をねじ嵌合するためのねじ部３５が形成されているが、接続孔３２の入口の内周面は円筒面とされている。

エルボ継手３０は、シリンダチューブ９の接続孔３２の大径部３３のねじ部３５に、ねじ込み固定される円筒状の第１の部分３６と、この第１の部分３６と交差する方向（例えば、第１の部分３６と直交する方向）に延び、上記の交差する方向Ｘ１に沿って配管１７を接続するための円筒状の第２の部分３７とを含んでいる。
その第２の部分３７に連結される配管１７の端部１７ａには、膨出により形成された中間フランジ３８が設けられている。この中間フランジ３８よりも末端の部分は、先にいくほど拡げられたフレア部３９となっている。フレア部３９には、中間フランジ３８に接する状態でＯリング４０が嵌められている。また、配管１７には中間フランジ３８によって抜け止めされた状態で配管１７の周面に空回り自在に金属製の締め具４１が嵌められている。その締め具４１の外周には、ねじ部４２と多角形断面の工具係合部４３が設けられている。

エルボ継手３０の第１の部分３６の外周には、接続孔３２のねじ部３５と嵌合するねじ部４４が形成されている。また、第１の部分３６の基端部の外周には、周溝からなる収容溝４５が形成され、この収容溝４５に、環状の弾性部材としてのＯリング４６が収容されている。Ｏリング４６によって、エルボ継手３０の第１の部分３６の外周とシリンダチューブ９の接続孔３２の内周との間が封止されている。

接続孔３２の内周のねじ部３５およびエルボ継手３０の第１の部分３６の外周のねじ部４４の少なくとも一方が、不等ピッチに形成されている。例えば、図３に示すように、エルボ継手３０の第１の部分３６の外周のねじ部４４が不等ピッチに形成されている。すなわち、ねじ部４４は、相対的に小さいねじピッチＰ１の部分と、相対的に大きいねじピッチＰ２の部分とを含んでいる（Ｐ２＞Ｐ１）。これにより、図４に示すように、エルボ継手３０を上記所定の軸線３１を中心とする回動方向Ｒに回動変位させて、エルボ継手３０の第２の部分３７を上記所定の軸線３１回りの任意の向きに向けた状態で、エルボ継手３０をシリンダチューブ９ａに固定できるようになっている。

エルボ継手３０内の油路４７は、第１の部分３６の中心を貫き上記所定の軸線３１に沿って延びる第１の油路４８と、第１の油路４８の端部から第２の部分３７の中心を貫き上記交差する方向Ｘ１に延びる第２の油路４９とを備える。第２の部分には、配管１７の端部１７ａを接続するための収容する収容部５０が、上記第２の油路４９に連なるようにして設けられている。

その収容部５０は、上記締め具４１のねじ部４２にねじ結合するねじ部５１を内周に有する第１収容孔５２と、この第１収容孔５２よりも小径であって、第１収容孔５２の奥部に連続し、配管１７のフレア部３９を収容するための第２収容孔５３とを含んでいる。
第１収容孔５２と第２収容孔５３との間に形成される環状段部５４の内周には、面取り部５５が形成され、この面取り部５５とフレア部３９の根元部分との間で、上記のＯリング４０が弾力的に挟持され、そのＯリング４０によって、面取り部５５とフレア部３９の間が密封されている。

本実施の形態によれば、エルボ継手３０の第１の部分３６をシリンダチューブ９ａの接続孔３２にねじ込んでいくと、第１の部分３６および接続孔のねじ部４４，３５間に累積的なピッチのずれが発生し、少なくとも一方のねじ部４４または３５が塑性変形を生じる（かしめ状態となる）。したがって、エルボ継手３０の第２の部分３７の延びる方向である上記交差する方向Ｘ１が、図４に示すように、任意に向きに向くような状態で、エルボ継手３０をシリンダチューブ９ａに強固に固定することができる。したがって、溶接やロックナットを用いることなく、非常に簡単な構造で、エルボ継手３０をその第２の部分３７が任意の向きに向くようにして取り付けることができる。その結果、配管１７と他の車両部品との干渉を容易に避けることができる。

また、上記エルボ継手３０の第１の部分３６の外周とシリンダチューブ９ａの接続孔３２の内周との間が、Ｏリング４６によって封止されているので、エルボ継手３０の第１の部分３６の、接続孔３２に対するねじ込み位置に拘らず、すなわち、両ねじ部４４および３５の締結位置に拘らず、エルボ継手３０の第１の部分３６とシリンダチューブ９ａの接続孔３２との間を確実に封止することができる。

エルボ継手の固定に溶接を用いる必要がないので、本実施の形態のようにシリンダチューブ９ａがアルミニウムを含む材料により形成され、エルボ継手３０が鉄を含む材料により形成されている場合との組み合わせにおいて、特に、顕著な効果を奏することができる。
なお、本実施の形態では、油圧式パワーステアリング装置のパワーシリンダの配管の取付に適用したが、操舵部材と舵取り機構との機械的な連結が解かれた、いわゆるステアバイワイヤシステムの車両用操舵装置において、操舵用アクチュエータとしてのパワーシリンダの配管を取り付ける構造に適用することもできる。その他、本発明の特許請求の範囲で種々の変更を施すことができる。

本発明の一実施の形態のパワーシリンダの配管取付構造が適用された車両用操舵装置としての油圧式パワーステアリングの一部破断正面図である。 パワーシリンダの配管取付構造の断面図である。 エルボ継手の要部の概略拡大断面図である。 配管取付構造の要部の模式的平面図である。

符号の説明

１…パワーステアリング装置（車両用操舵装置）、９…パワーシリンダ、９ａ…シリンダチューブ、９ｂ…周壁、１７…配管、１７ａ…端部、Ｓ…パワーシリンダの配管取付構造、３０…エルボ継手、３１…所定の軸線、３２…接続孔、３５…ねじ部、３６…第１の部分、３７…第２の部分、Ｘ１…（第１の部分と）交差する方向、４４…ねじ部、４６…Ｏリング（環状の弾性部材）

Claims (4)

1. 配管をパワーシリンダのシリンダチューブに接続するためのエルボ継手を備え、
   このエルボ継手は、シリンダチューブの周壁を所定の軸線に沿って貫通する接続孔に、ねじ込み固定される第１の部分と、この第１の部分と交差する方向に延び、当該方向に沿って配管を接続するための第２の部分とを含み、
   上記接続孔の内周のねじ部およびこれに噛み合うエルボ継手の第１の部分の外周のねじ部の少なくとも一方が不等ピッチに形成されることにより、エルボ継手の第２の部分を上記所定の軸線の回りの任意の向きに向けた状態で、エルボ継手がシリンダチューブに固定されるようにしてあることを特徴とするパワーシリンダの配管取付構造。
2. 請求項１において、上記エルボ継手の第１の部分の外周とシリンダチューブの上記接続孔の内周との間を封止する環状の弾性部材を備えることを特徴とするパワーシリンダの配管取付構造。
3. 請求項１または２において、上記シリンダチューブはアルミニウムを含む材料により形成され、上記エルボ継手は鉄を含む材料により形成されていることを特徴とするパワーシリンダの配管取付構造。
4. 操舵補助力を発生するパワーシリンダのシリンダチューブに、請求項１から３の何れか１項に記載のパワーシリンダの配管取付構造を用いて配管が取り付けられたことを特徴とする車両用操舵装置。

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