JP2542486Y2

JP2542486Y2 - 車速応動型油圧式パワーステアリング装置

Info

Publication number: JP2542486Y2
Application number: JP1990117788U
Authority: JP
Inventors: 朝晴堀内; 正幸渡辺; 博久中尾
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 1990-11-09
Filing date: 1990-11-09
Publication date: 1997-07-30
Anticipated expiration: 2005-11-09
Also published as: JPH0474180U

Description

【考案の詳細な説明】産業上の利用分野この考案は、たとえば自動車に用いられる車速応動型
油圧式パワーステアリング装置に関する。この明細書に
おいて、第３図右側を前といい、同図左側を後というも
のとする。

従来の技術以下の説明において、全図面を通じて同一物および同
一部分には同一符号を付して説明を省略する。

従来、自動車の車速応動型油圧式パワーステアリング
装置として、特開昭61−200063号公報に記載されている
ものが用いられている。これを第３図〜第６図に示す。
同図において、従来のパワーステアリング装置は、ハウ
ジング（10）内に配置され、かつ後部に軸線方向にのび
る管状部（11a）が設けられるとともに、管状部（11a）
の周壁に径方向にのびる貫通穴（12）が円周方向に所定
間隔をおいて複数形成された出力軸（11）と、ハウジン
グ（10）内に配置され、かつ前部が出力軸（11）の管状
部（11a）内に挿入された中空状入力軸（13）と、出力
軸（11）と入力軸（13）との間に設けられたトーション
バー（14）とを備えている。出力軸（11）の前部には前
輪操舵用ラック棒（15）のラックと噛み合う歯を有する
ピニオン（16）が一体的に設けられている。入力軸（1
3）は、図示しないステアリングホイールが取付けられ
たステアリングシャフトに連結されている。入力軸（1
3）の周りにはロータリーバルブ（17）（コントロール
バルブ）が設けられ、そのバルブボディ（17a）は出力
軸（11）に固定されている。ロータリーバルブ（17）
は、トーションバー（14）の捩じり作用による入力軸
（13）と出力軸（11）との間に生じる相対的な角度変位
に基いて、エンジンの回転で駆動される油圧ポンプ（1
8）で送られる圧力油を、導管（19）およびハウジング
（10）のインポート（20）を経てハウジング（10）内に
導入し、さらに図示しないパワーシリンダのいずれか一
方のポートに選択的に供給しうるとともに、その供給量
を制御しうるようになされたものである。

出力軸（11）の管状部（11a）の貫通穴（12）内に、
たとえばJIS SUJ2の焼入れ品などの金属材料からなるプ
ランジャ（21）が、貫通穴（12）の軸線方向に摺動自在
に嵌め入れられている。プランジャ（21）の入力軸（1
3）側の端部には球状凸部（21a）が一体に形成されてい
る。出力軸（11）の外周面における貫通穴（12）と対応
する位置には環状溝（22）が全周にわたって形成されて
おり、この環状溝（22）内にプランジャ（21）の径方向
外方への移動を規制する割り目付きリング（23）が嵌め
入れられている。また、ハウジング（10）内周面におけ
る貫通穴（12）と対応する位置には、環状溝（24）が全
周にわたって形成されており、その前後両側において出
力軸（11）の外周面に全周にわたって形成された環状溝
（25）内に、Ｏリング（26）およびシールリング（27）
が嵌め止められることによって圧力油室（28）が形成さ
れている。圧力油室（28）には、導管（19）から分岐し
た分岐管（29）が接続されており、この分岐管（29）
に、車速センサ（30）によって検出された車速に応じて
制御装置（31）により制御される油圧反力制御バルブ
（32）が設けられている。また、入力軸（13）の周面に
おける貫通穴（12）と対応する位置には、円周方向に所
定間隔をおいて軸線方向にのびた複数の溝（33）が設け
られている。溝（33）は、底面（33a）が平坦で、両側
面（33b）が径方向外方に向かって円周方向外方に傾斜
している。そして、車速に応じて圧力油室（28）内に圧
力油が導入され、これによりプランジャ（21）先端の球
状凸部（21a）が入力軸（13）の周面の溝（33）の内面
に押し付けられ、入力軸（13）を軸線周りに回転させる
のに必要なステアリングホイールの操舵トルクが大きく
なるようになされている。プランジャ（21）に付与され
る反力圧は、パワーシリンダに付与される操舵圧力とと
もに上昇するようになっている。

高速走行状態においては、上記操舵トルクと上記操舵
圧力との関係、すなわち操舵特性は第７図に実線で示す
ようになる。すなわち、たとえば入力軸（13）が第５図
および第６図において反時計方向に回転するようにステ
アリングホイールを回した場合、当初は操舵トルクだけ
が増大し、入力軸（13）が所定角度回転すると、トーシ
ョンバー（14）に捩じれが生じ、パワーシリンダの一方
の圧力油室内の操舵圧力が上昇するとともに、プランジ
ャ（21）に付与される反力圧、および操舵トルクが直線
的に上昇する（第７図直線Ａ参照）。このとき、プラン
ジャ（21）の球状凸部（21a）は、溝（33）の底面（33
a）上を第６図右側に摺動するとともに、プランジャ（2
1）が貫通穴（12）内を径方向外方に若干摺動する。さ
らに、入力軸（13）を回転させると、トーションバー
（14）の捩じれが大きくなって操舵圧力は大きくなる
が、図示しない圧力コントロールバルブの働きにより、
反力圧は一定に保たれるので、操舵トルクは増大が止め
られる（第７図直線Ｂ参照）。このとき、プランジャ
（21）の球状凸部（21a）は溝（33）の傾斜した側面（3
3b）にそって上方に摺動するとともに、プランジャ（2
1）が貫通穴（12）内を径方向外方に摺動する。操舵圧
力が第７図の点Ｘに達すると、図示しないリリーフバル
ブの働きにより、操舵圧力がそれよりも大きくならない
ように保たれる。次に、出力軸（11）が反時計方向への
回転を開始したとき、操舵トルクが小さくなる（第７図
直線Ｃ参照）。このとき、プランジャ（21）の球状凸部
（21a）は溝（33）の傾斜した側面（33b）にそって若干
下方に摺動するとともに、プランジャ（21）が貫通穴
（12）内を径方向内方に若干摺動する。操舵トルクが第
７図の点Ｙに達した後操舵圧力だけが小さくなる（第７
図直線Ｄ参照）。このとき、出力軸（11）がさらに反時
計方向に回転し、プランジャ（21）の球状凸部（21a）
は溝（33）の傾斜した側面（33b）にそってその下端ま
で摺動するとともに、プランジャ（21）が貫通穴（12）
内を径方向内方に摺動する。操舵圧力が点Ｚまで低下す
ると、操舵圧力の低下とともに反力圧も小さくなり、操
舵トルクは操舵圧力、反力圧とともに直線的に小さくな
る（第７図直線Ｅ参照）。このとき、プランジャ（21）
の球状凸部（21a）は溝（33）の底面（33a）上を第６図
左側に摺動するとともに、プランジャ（21）が貫通穴
（12）内を径方向内方に摺動する。こうして、前輪が所
定操舵角度まで操舵される。

一方低速走行状態では、プランジャ（21）に対して反
力圧は付与されず、小さな操舵トルクで入力軸（13）が
回転し、トーションバー（14）が捩じれてパワーシリン
ダに圧力油が供給される。

考案が解決しようとする課題しかしながら、従来のパワーステアリング装置におい
ては、プランジャ（21）全体が金属で形成されているの
で、球状凸部（21a）が溝（33）の底面（33a）および側
面（33b）に対して摺動するさい、ならびにプランジャ
（21）が貫通穴（12）の軸線方向に摺動するさいの摩擦
力が大きくなり、第７図に示す操舵特性のヒステリシス
が大きくなって操舵フィーリングが悪くなるという問題
がある。

また、たとえば停車時、低速走行時などプランジャ
（21）に対して油圧が付与されていない平衡状態におい
ては、プランジャ（21）が貫通穴（12）内を動き、操舵
時にプランジャ（21）が入力軸（13）に衝突して打音が
生じるという問題がある。また、上記平衡状態からプラ
ンジャ（21）に対して油圧を付与し始めたときにはプラ
ンジャ（21）が径方向に急激に移動し、入力軸（13）に
衝突して打音が生じるという問題がある。特に、プラン
ジャ（21）が金属材料からなり、重量が大きいので、上
記打音が大きくなるという問題がある。

この考案の目的は、上記問題を解決するとともに、製
造の容易な車速応動型油圧式パワーステアリング装置を
提供することにある。

課題を解決するための手段この考案による車速応動型油圧式パワーステアリング
装置は、ハウジングと、ハウジング内に配置された出力軸と、ハウジング内に出力軸と同一軸線上に配置された入力
軸と、出力軸と入力軸との間に設けられたトーションバー
と、入力軸の周りに設けられ、かつトーションバーの捩じ
れに応じて油圧ポンプからパワーシリンダに送られる圧
力油の量を制御するコントロールバルブと、出力軸に形成された穴内に摺動自在に嵌め入れられた
プランジャとを備えており、車速に応じてプランジャ先端が油圧によって入力軸に
押し付けられて反力が得られるようになされている車速
応動型油圧式パワーステアリング装置において、プランジャが、外周面が出力軸の穴に摺接するようにな
されている金属環と、金属環内に一体成形された合成樹
脂製本体とよりなり、金属環の内周面における軸線方向
の中央部に、内方に突出した環状突起が全周にわたって
形成され、環状突起が、本体の外周面に全周にわたって
形成された環状凹所内に密に嵌合させられ、本体の一端
に金属環よりも突出しかつ入力軸に当接する凸部が形成
されているものである。

作用プランジャが、外周面が出力軸の穴に摺接するように
なされている金属環と、金属環内に一体成形された合成
樹脂製本体とよりなり、金属環の内周面における軸線方
向の中央部に、内方に突出した環状突起が全周にわたっ
て形成され、環状突起が、本体の外周面に全周にわたっ
て形成された環状凹所内に密に嵌合させられ、本体の一
端に金属環よりも突出しかつ入力軸に当接する凸部が形
成されていると、プランジャの入力軸に当接する凸部の
入力軸の溝底面および溝側面に対する滑り摩擦が小さく
なる。また、金属環により、プランジャ周面と出力軸の
穴との摩擦によるプランジャ周面の摩耗を防止できると
ともに、熱によるプランジャ外径の寸法変化を防止でき
る。しかも、プランジャの重量が、全体が金属材料で形
成された従来のものに比べて小さくなる。また、プラン
ジャの合成樹脂製本体における一端の凸部が入力軸に押
し付けられた状態で入力軸が回転した場合にも、本体の
金属環からの外れが確実に防止される。また、本体が熱
膨張した場合にも、本体はその軸線方向の両側に膨張し
うるので、この状態で合成樹脂製本体の凸部が入力軸に
押し付けられて入力軸が回転したとしても、本体の金属
環からの外れが防止される。さらに、金属環の内周面に
おける軸線方向の中央部に、内方に突出した環状突起が
全周にわたって形成されているので、金属環の形状を、
軸線方向の中心を挟んでその両側において対称形とする
ことができ、合成樹脂製本体を金属環と一体成形するさ
い、金属環をどちらの方向に向けて配置しても良いこと
になり、その作業性が優れたものになる。

実施例以下、この考案の実施例を、図面を参照して説明す
る。

第１図はこの考案のパワーステアリング装置の要部を
示す。

第１図において、プランジャ（１）は、たとえばJIS
SUJ2の焼入れ品、または焼結合金などからなる金属環
（３）と、たとえばガラス繊維を充填した繊維強化ナイ
ロン66などの合成樹脂からなり、かつ金属環（３）内に
一体成形された本体（２）とよりなる。本体（２）の径
方向内方の端部は、全体に金属環（３）よりも突出させ
られて球状凸部（2a）が形成され、球状凸部（2a）が入
力軸（13）の溝（33）の底面（33a）および溝（33）の
側面（33b）への当接部となされている。本体（２）の
他端は、金属環（３）の他端よりも凹んでおり、球状凸
部（2a）よりも大きくかつ凸部（2a）が入りうる凹所
（2b）が形成されている。また、本体（２）の他端面は
凹球面状となされており、この凹球面の中心部に球状凸
部（2a）側にのびる軽量化用穴（2c）が形成されてい
る。金属環（３）の内周面における軸線方向の中央部に
は、本体（２）抜け止め用の環状突起（3a）が全周にわ
たって形成されている。環状突起（3a）は、本体（２）
の外周面に全周にわたって形成された環状凹所（2d）内
に密に嵌合している。他の構成は、上述した従来のパワ
ーステアリング装置と同一である。

プランジャ（１）は、たとえば金属環（３）内に本体
（２）を一体成形した後、第２図に示すように、１つの
プランジャ（１）の一端の球状凸部（2a）を、他のプラ
ンジャ（１）の他端の凹所（2b）内に入れるようにして
複数のプランジャ（１）を重ね合わせ、たとえばセンタ
レス研摩装置で全てのプランジャ（１）の金属環（３）
の外周面に、一挙に研摩仕上げを施すことによって製造
される。

このパワーステアリング装置において、プランジャ
（１）の球状凸部（2a）の溝（33）の底面（33a）およ
び側面（33b）に対する滑り摩擦が小さくなるので、操
舵するさいの操舵トルクと操舵圧力との関係、すなわち
操舵特性のヒステリシスは第７図に破線で示すように小
さくなって、ステアリングホイールの回転に対する出力
軸（11）の回転の追従性が向上し、操舵フィーリングが
優れたものとなる。

また、金属環（３）働きにより、プランジャ（１）周
面と出力軸（11）の貫通穴（12）との摩擦によるプラン
ジャ（１）周面の摩耗を防止できるとともに、熱による
プランジャ（１）外径の寸法変化を防止できる。

さらに、たとえば停車時、低速走行時などプランジャ
（１）に対して油圧が付与されていない平衡状態におい
てプランジャ（１）が径方向に動いてプランジャ（１）
が入力軸（13）に衝突しても、プランジャ（１）の入力
軸（13）への当接部である球状凸部（2a）が柔らかいの
で、打音が小さくなるとともに、その重量が小さいため
打音が小さくなる。

上記実施例においては、合成樹脂製本体（２）の他端
に、入力軸（13）に当接する凸部（2a）が入りうる凹所
（2b）が形成されているので、１つのプランジャ（１）
の一端の凸部（2a）を他のプランジャ（１）の他端の凹
所（2b）内に入れるようにすれば、複数のプランジャ
（１）を重ね合わせることができる。したがって、金属
環（３）の外周面に研摩仕上げを施すさいには、１つの
プランジャ（１）の一端の凸部（2a）を他のプランジャ
（１）の他端の凹み（2b）内に入れるようにすれば、複
数のプランジャ（１）を重ね合わせることができ、たと
えばセンタレス研摩装置を用いて複数のプランジャ
（１）を金属環（３）に一挙に研摩仕上げを施すことが
できる。その結果、プランジャ（１）の製造が容易にな
る。

上記実施例はラックピニオン式パワーステアリング装
置であるが、この考案はボールねじ式パワーステアリン
グ装置にも適用できる。また、上記実施例においては、
出力軸の管状部に形成されかつその径方向にのびる貫通
穴内に、プランジャが貫通穴の軸線方向に摺動自在に嵌
め入れられているが、これに限るものではなく、実開昭
63−75471号公報に記載されているように、入力軸に半
径方向に突出した凸部が一体に形成され、出力軸におけ
る凸部の軸線方向両側に形成されかつ出力軸の軸線と直
角方向にのびる穴内にプランジャが摺動自在に嵌め入れ
られ、プランジャ先端で入力軸の上記凸部を両側から挾
んで油圧反力を付与するような形式の装置にも適用可能
である。さらに、上記実施例においては、プランジャの
合成樹脂製本体の一端全体に凸部が形成され、同他端全
体に凹所が形成されているが、これに限るものではな
く、それぞれ一部に凸部や凹所が形成されていてもよ
い。

考案の効果この考案の車側応動型油圧式パワーステアリング装置
によれば、上述のように、プランジャの入力軸への当接
部の入力軸の溝底面および溝側面に対する滑り摩擦が小
さくなるので、操舵特性のヒステリシスが従来のものよ
りも小さくなって、ステアリングホイールの回転に対す
る出力軸の回転の追従性が向上し、操舵フィーリングが
優れたものとなる。また、プランジャが軽量となるの
で、プランジャの移動により生じる入力軸への衝突のさ
いの打音を小さくできる。

さらに、プランジャの金属環の働きにより、プランジ
ャ周面と出力軸の穴との摩擦によるプランジャ周面の摩
耗を防止できるとともに、熱によるプランジャ外径の寸
法変化を防止できるので、寿命がのびる。

また、プランジャの合成樹脂製本体における一端の凸
部が入力軸に押し付けられた状態で入力軸が回転した場
合にも、本体の金属環からの外れが確実に防止される。
また、本体が熱膨張した場合にも、本体はその軸線方向
の両側に膨張しうるので、この状態で合成樹脂製本体の
凸部が入力軸に押し付けられて入力軸が回転したとして
も、本体の金属環からの外れが防止される。さらに、金
属環の内周面における軸線方向の中央部に、内方に突出
した環状突起が全周にわたって形成されているので、金
属環の形状を、軸線方向の中心を挟んでその両側におい
て対称形とすることができ、合成樹脂製本体を金属環と
一体成形するさい、金属環をどちらの方向に向けて配置
しても良いことになり、その作業性が優れたものにな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の１実施例を示す要部拡大垂直断面
図、第２図はプランジャの金属環の外周面に研摩仕上げ
を施す状態の断面図、第３図は従来例の全体構成を示す
垂直断面図、第４図は第３図の一部拡大図、第５図は第
４図のＶ−Ｖ線拡大断面図、第６図は第５図の一部拡大
図、第７図は操舵時の操舵トルクと操舵圧力との関係を
示す図である。（１）…プランジャ、（２）…本体、（2a）…球状凸
部、（2d）…環状凹所、（３）…金属環、（3a）…環状
突起、（10）…ハウジング、（11）…出力軸、（11a）
…管状部、（12）…貫通穴、（13）…入力軸、（14）…
トーションバー、（17）…ロータリーバルブ（コントロ
ールバルブ）、（18）…油圧ポンプ、（33）…溝、（33
a）…底面、（33b）…側面。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭62−53282（ＪＰ，Ａ) 実開昭61−61281（ＪＰ，Ｕ)

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】ハウジングと、ハウジング内に配置された出力軸と、ハウジング内に出力軸と同一軸線上に配置された入力軸
と、出力軸と入力軸との間に設けられたトーションバーと、入力軸の周りに設けられ、かつトーションバーの捩じれ
に応じて油圧ポンプからパワーシリンダに送られる圧力
油の量を制御するコントロールバルブと、出力軸に形成された穴内に摺動自在に嵌め入れられたプ
ランジャとを備えており、車速に応じてプランジャ先端が油圧によって入力軸に押
し付けられて反力が得られるようになされている車速応
動型油圧式パワーステアリング装置において、プランジャが、外周面が出力軸の穴に摺接するようにな
されている金属環と、金属環内に一体成形された合成樹
脂製本体とよりなり、金属環の内周面における軸線方向
の中央部に、内方に突出した環状突起が全周にわたって
形成され、環状突起が、本体の外周面に全周にわたって
形成された環状凹所内に密に嵌合させられ、本体の一端
に金属環よりも突出しかつ入力軸に当接する凸部が形成
されている車速応動型油圧式パワーステアリング装置。