JP2589378Y2 - 油圧式パワーステアリング装置のロータリサーボバルブボディユニット - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、自動車の操舵力を軽減
するための油圧式パワーステアリング装置のロータリサ
ーボバルブボディユニットにおいて、入力軸および該入
力軸の外周に嵌合されたスリーブを密閉するバルブハウ
ジングと、前記入力軸とトーションバーを介して同一軸
線上に配置された出力軸および該出力軸と一体のピニオ
ンに噛合うラックを密閉するギヤハウジングとの両端面
を突合せ結合し、該突合せ結合部内方に位置して、前記
出力軸を枢支したころがり軸受の外輪を軸方向に移動不
能に固定するロータリサーボバルブボディユニットに関
するものである。

【０００２】

【従来技術および解決しようとする課題】図１に図示さ
れるように自動車の操舵力を軽減するために、ロータリ
サーボバルブボディユニット２を組込んだ油圧式パワー
ステアリング装置１が、広く用いられている。

【０００３】従来のロータリサーボバルブボディユニッ
ト01は、図５に図示されるように構成され、該ロータリ
サーボバルブボディユニット01では、バルブハウジング
02とギヤハウジング03とが同一軸線上に位置するように
相互に一体に結合され、該バルブハウジング02にスタブ
シャフト04が回転自在に嵌装されるとともに、該バルブ
ハウジング02とスタブシャフト04との間に、スタブシャ
フトスリーブ05が同心状に回転自在に嵌装され、該スタ
ブシャフト04の内端外周に軸受06を介して出力軸たるピ
ニオン07の内端が回転自在に嵌合されるとともに、ピニ
オン07の外端はころがり軸受08を介してギヤハウジング
03に回転自在に嵌合されている。

【０００４】またスタブシャフト04に中空の中心孔09が
形成され、該中心孔09にトーションバー010 が嵌合さ
れ、該トーションバー010 の外端はスタブシャフト04に
一体に結合されるとともに、該トーションバー010 の内
端はピニオン07に一体に結合され、スタブシャフト04と
ピニオン07とはトーションバー010 の捩り変形によって
相対的に回転可能に連結されている。

【０００５】さらにバルブハウジング02には給油ポート
011 および排油ポート012 が形成されるとともに、図示
されないパワーシリンダの左右シリンダ室に連通する左
方シリンダポート013 、右方シリンダポート014 が形成
されている。

【０００６】さらにまたバルブハウジング02のギヤハウ
ジング03側端部には、円筒状ノック部015 が形成される
とともに、ギヤハウジング03のバルブハウジング02側端
部には、該円筒状ノック部015 の外周部と嵌合する周方
向切欠き016 が形成されており、バルブハウジング02の
円筒状ノック部015 がギヤハウジング03の切欠き016に
嵌脱自在に結合されるようになっている。

【０００７】しかも切欠き016 の内方にさらに周方向切
欠き017 が形成され、該切欠き017にころがり軸受018
の外輪019 が嵌合されるとともに、ころがり軸受018 の
内輪020 はピニオン07の外周に嵌合され、ピニオン07に
嵌着されたストッパリング021 によってころがり軸受01
8 の内輪020 は軸方向に移動しないように固定されてい
る。

【０００８】また切欠き016 内にて、円筒状ノック部01
5 ところがり軸受018 の外輪019 とにワッシャ022 が介
装されており、ころがり軸受018 の軸方向ガタが除去さ
れて、ピニオン07およびころがり軸受018 の軸方向公差
と、ギヤハウジング03に対するバルブハウジング02の組
付公差の累積公差が、ワッシャ022 の弾性変形で吸収さ
れるようになっている。

【０００９】図５のロータリサーボバルブボディユニッ
ト01では、バルブハウジング02に円筒状ノック部015 を
形成し、かつギヤハウジング03には円筒状ノック部015
の外周とガタなく嵌合する切欠き016 を形成しなければ
ならないため、加工工数が増えて、コストダウンが困難
であった。

【００１０】また図５の円筒状ノック部015 を除去した
ものとして、図６に図示されたロータリサーボバルブボ
ディユニット023 がある。

【００１１】図６に図示のロータリサーボバルブボディ
ユニット023 においては、バルブハウジング02とギヤハ
ウジング03とを、ころがり軸受018 の軸方向中心を境と
して当接し、ワッシャ022 の代りにバックアップリング
024 を介装するとともに、ころがり軸受018 の外輪019
の他端面と、切欠き017 の端面とに、シム025 を介装
し、バルブハウジング02の切欠き026 の深さと、ギヤハ
ウジング03の切欠き017の深さと、ころがり軸受018 の
外輪019 の軸方向寸法と、バックアップリング024 の厚
さとを測定し、切欠き026 の深さおよび切欠き017 の深
さの和に、外輪019 の軸方向寸法とワッシャ022 の厚さ
と複数枚のシム025 の厚さとの和が合致するように、シ
ム025 の枚数を加減していた。

【００１２】図６に図示のロータリサーボバルブボディ
ユニット023 では、これらの各寸法を測定し、計算によ
ってシム025 の枚数を求めたため、組立工数が増大する
とともに手間がかかり、やはりコストダウンが困難であ
った。

【００１３】

【課題を解決するための手段および効果】本考案は、こ
のような難点を克服したロータリサーボバルブボディユ
ニットの改良に係り、同一軸線上に配置された入力軸と
出力軸とをトーションバーを介して相対的に捩り可能に
連結し、前記入力軸の外周に相対的に回転自在にスリー
ブを嵌装し、前記入力軸とスリーブとを密閉するバルブ
ハウジングを形成し、前記出力軸と該出力軸と一体のピ
ニオンに噛合うラックとを密閉するギヤハウジングを形
成し、前記バルブハウジング端部とギヤハウジング端部
とを突合せて結合してなる油圧式パワーステアリング装
置のロータリサーボバルブボディユニットにおいて、前
記バルブハウジング合せ端部とギヤハウジング合せ端部
とに、該バルブハウジング合せ端部の反対側端部にて前
記入力軸の入力側部を枢支する軸受の回転中心と、前記
ギヤハウジング合せ端部の反対側端部にて前記出力軸の
出力側部を枢支する軸受の回転中心とを結ぶ回転中心線
を中心とする同一半径の円筒形の切欠きをそれぞれ形成
し、該円筒形切欠きにころがり軸受の外輪を嵌合すると
ともに、該ころがり軸受の内輪に前記出力軸を嵌着し、
該ころがり軸受の外輪の出力軸側端面を前記ギヤハウジ
ング合せ端部の円筒形切欠きの内端面に当接させ、前記
ころがり軸受の外輪の入力軸側端面と前記バルブハウジ
ング合せ端部の円筒形切欠きの内端面とに円錐台状厚肉
スプリングワッシャを介装したことを特徴とするもので
ある。

【００１４】本考案では、前記したように、同一軸線上
に配置された入力軸と出力軸とをトーションバーを介し
て相対的に捩り可能に連結し、前記入力軸の外周に相対
的に回転自在にスリーブを嵌装し、前記入力軸とスリー
ブとを密閉するバルブハウジングを形成し、前記出力軸
と該出力軸と一体のピニオンに噛合うラックとを密閉す
るギヤハウジングを形成し、前記バルブハウジング端部
とギヤハウジング端部とを突合せて結合してなる油圧式
パワーステアリング装置のロータリサーボバルブボディ
ユニットにおいて、前記バルブハウジング合せ端部とギ
ヤハウジング合せ端部とに、該バルブハウジング合せ端
部の反対側端部にて前記入力軸の入力側部を枢支する軸
受の回転中心と、前記ギヤハウジング合せ端部の反対側
端部にて前記出力軸の出力側部を枢支する軸受の回転中
心とを結ぶ回転中心線を中心とする同一半径の円筒形の
切欠きをそれぞれ形成し、該円筒形切欠きにころがり軸
受の外輪を嵌合したため、入力軸と出力軸との接合端部
の各中心を高精度に合致させ、入力軸への入力を出力軸
へ無理なく確実に伝達させることができる。

【００１５】また、本考案においては、前記円筒形切欠
きにころがり軸受の外輪を嵌合するとともに、該ころが
り軸受の内輪に前記出力軸を嵌着し、該ころがり軸受の
外輪の出力軸側端面を前記ギヤハウジング合せ端部の円
筒形切欠きの内端面に当接させ、前記ころがり軸受の外
輪の入力軸側端面と前記バルブハウジング合せ端部の円
筒形切欠きの内端面とに円錐台状厚肉スプリングワッシ
ャを介装したため、該出力軸の入力軸側端部を、前記こ
ろがり軸受の内輪を介して前記ギヤハウジングの円筒形
切欠きの内端面に当接させて、該ギヤハウジングに対す
る該出力軸の軸方向位置を高い精度で正確に設定するこ
とができる。さらに、本考案では、前記バルブハウジン
グから前記ギヤハウジングに向い前記出力軸に働く軸方
向力が大きくても、該出力軸はその方向には全く移動す
ることがなく、しかも前記ギヤハウジングから前記バル
ブハウジングに向う軸方向が前記出力軸に働いても、前
記スプリングワッシャが円錐台状であって、かつ厚肉で
あり、該スプリングワッシャの剛性が極めて高いので、
殆んどその方向には前記出力軸は移動しない。このた
め、前記出力軸と一体のピニオンがはすばであって、該
ピニオンが軸方向力を受けても、該ピニオンは殆んど軸
方向へ移動せず、出力軸の回転角度に対応した左右移動
量をラックに与えることができる。

【００１６】

【実 施 例】以下、図１ないし図３に図示された本考
案の一実施例について説明する。油圧式パワーステアリ
ング装置１に付設されたロータリサーボバルブボディユ
ニット２においては、図２に図示されるように、バルブ
ハウジング10とギヤハウジング11とが同一軸線上に位置
するように相互に一体に結合され、該バルブハウジング
10に入力軸たるスタブシャフト12が回転自在に嵌装され
るとともに、該バルブハウジング10とスタブシャフト12
との間にスタブシャフトスリーブ13が同心状に回転自在
に嵌装され、該スタブシャフト12の内端外周に軸受14を
介して出力軸たるピニオン15の内端が回転自在に嵌合さ
れるとともに、ピニオン15の外端がころがり軸受16を介
して回転自在に嵌合されている。

【００１７】またスタブシャフト12に中空の中心孔17が
形成されて、該中心孔17にトーションバー18が嵌合さ
れ、該トーションバー18の外端はスタブシャフト12に一
体に結合されるとともに該トーションバー18の内端はピ
ニオン15に一体に結合されており、従って、スタブシャ
フト12とピニオン15とはトーションバー18の捩り変形に
よって相対的に回転可能に連結されている。

【００１８】さらに図１に図示されるように、ステアリ
ングホイール３と一体のステアリングコラムシャフト４
はステアリングジョイント５を介してスタブシャフト12
の外端に連結されており、ステアリングホイール３をい
ずれかの方向へ回転操作すると、スタブシャフト12はこ
れに対応して回転駆動されるようになっている。

【００１９】さらにまた図２に図示されるように、車巾
方向に指向したラック19がギヤハウジング11内に摺動自
在に嵌装され、該ラック19はパワーシリンダ６のピスト
ン（図示されず）およびタイロッド７を介してフロント
ホイール８に連結されており、ピニオン15が回転する
と、ラック19が左右に摺動されて、フロントホイール８
が左右に旋回されるようになっている。

【００２０】またバルブハウジング10には油圧ポンプ９
の吐出口と吸入口とにそれぞれ連通する給油ポート20お
よび排油ポート21が形成されるとともに、パワーシリン
ダ６の図示されない左右シリンダ室に連通する左方シリ
ンダポート22、右方シリンダポート23が形成されてい
る。

【００２１】さらにスタブシャフト12の外周面には、給
油ポート20に連通する周方向給油溝24が形成されるとと
もに、左方シリンダポート22、右方シリンダポート23に
それぞれ連通する周方向左方シリンダ溝25、周方向右方
シリンダ溝26が周方向給油溝24の軸方向両側に位置して
形成されている。

【００２２】さらにまた図３に図示されるように、スタ
ブシャフトスリーブ13にはその中心軸に指向するととも
に外端が周方向給油溝24に開口した４本の給油通路27が
周方向に亘り等間隔に形成され、この給油通路27の各周
方向両側にそれぞれスタブシャフトスリーブ13の中心線
に指向した左方シリンダ通路28と右方シリンダ通路29と
がそれぞれ形成され、これら左方シリンダ通路28、右方
シリンダ通路29の外端は周方向左方シリンダ溝25、周方
向右方シリンダ溝26にそれぞれ開口している。

【００２３】しかもスタブシャフトスリーブ13の内周面
には、左方シリンダ通路28、右方シリンダ通路29の中心
と溝中心が一致するとともにスタブシャフトスリーブ13
の軸方向と平行な軸方向溝30，31が交互に４条ずつ計８
条形成されており、左方シリンダ通路28、右方シリンダ
通路29の内端は各軸方向溝30，31にそれぞれ開口してい
る。

【００２４】またスタブシャフト12の外周面には、スタ
ブシャフトスリーブ13の軸方向溝30，31で挟まれた部分
の巾と等しい巾の軸方向溝32, 33が周方向に亘り交互に
等間隔に形成され、スタブシャフト12の中心孔17と軸方
向溝33とを連通する排油通路34が形成され、中心孔17は
別の排油通路35を介して排油ポート21に連通されてい
る。

【００２５】さらに図２に図示されるようにスタブシャ
フトスリーブ13のピニオン15側に係止ピン36が中心方向
に向って突設され、ピニオン15のスタブシャフトスリー
ブ13側に軸方向係合溝37が形成され、該係合溝37に係止
ピン36が係合されており、ピニオン15の回転がスタブシ
ャフトスリーブ13に伝達されるようになっている。

【００２６】さらにまたバルブハウジング10とギヤハウ
ジング11との当接部内方に周方向へ指向した切欠き38,
39がそれぞれ形成され、該切欠き38, 39にころがり軸受
40の外輪41が嵌合されるとともに、ころがり軸受40の内
輪42はピニオン15の外周に嵌合され、ピニオン15に嵌着
されたストッパリング43によってころがり軸受40の内輪
42は軸方向に移動しないように固定されるようになって
いる。

【００２７】しかもバルブハウジング10の切欠き38とギ
ヤハウジング11の切欠き39とには、スタブシャフトスリ
ーブ13に向って中心側が弯曲した円錐台状スプリングワ
ッシャたるバックアップリング44が介装されており、バ
ルブハウジング10とギヤハウジング11とを結合した場合
の切欠き38と切欠き39との両端間の寸法およびころがり
軸受40の外輪41の軸方向巾の寸法の誤差をバックアップ
リング44の弾性変形で吸収できるようになっている。

【００２８】またバルブハウジング10内においてスタブ
シャフトスリーブ13の軸方向両側に位置してオイルシー
ル45, 46が介装されており、バルブハウジング10内の圧
油が外部へ漏出しないように油密に形成されるようにな
っている。

【００２９】図１ないし図３に図示の実施例は前記した
ように構成されているので、ステアリングホイール３の
左方（運転席から見て反時計方向）へ回転すると、スタ
ブシャフト12がトーションバー18の捩れ反力に打勝って
スタブシャフトスリーブ13に対しステアリングホイール
３と同じ方向に回転し、スタブシャフト12の軸方向溝32
がスタブシャフトスリーブ13の軸方向溝30に連通し、給
油ポート20から周方向給油溝24、給油通路27を介して軸
方向溝32に流入した圧油は、軸方向溝30から左方シリン
ダ通路28、周方向左方シリンダ溝25、左方シリンダポー
ト22を経由し、パワーシリンダ６の左方シリンダ室に流
入し、図示されないピストンが右方に移動し、操舵輪８
は左方へ向く。なお右方シリンダ室内の油の排出状態は
省略する。

【００３０】そして、図示されないピストンおよびラッ
ク19の右方移動に対応してピニオン15およびスタブシャ
フトスリーブ13がスタブシャフト12の反時計回転方向と
同じ反時計方向に回転し、スタブシャフト12の回転角度
と等しい回転角度にスタブシャフトスリーブ13が回転し
た時に、軸方向溝32と軸方向溝30との連通が遮断され、
パワーシリンダ６への作動油の供給は停止する。

【００３１】またころがり軸受40の内輪42はピニオン15
の段部とストッパリング43とで軸方向へ移動できないよ
うに固定され、ころがり軸受40の外輪41の軸方向のガタ
は、外輪41の端面とバルブハウジング10の切欠き38の端
面とに介装された皿状弯曲のバックアップリング44の弾
性変形により除去されるので、切欠き38, 39の軸方向の
深さの公差およびころがり軸受40の外輪41の軸方向寸法
の公差を合せた軸方向累積公差が吸収される。

【００３２】さらにバックアップリング44はバルブハウ
ジング10、ギヤハウジング11の軸方向に対して変形し易
い形状になっているので、ころがり軸受40の外輪41の軸
方向のガタが大きくても充分に除去されうる。

【００３３】さらにまたバルブハウジング10とギヤハウ
ジング11との結合部は相互に端面が当接するような形状
でよいため、加工が簡単となり、またガタを測定してこ
れに対応したシムを介装する必要がないので、組立作業
が簡略化され、コストダウンが可能となる。

【００３４】しかして図１ないし図３に図示の実施例で
は、バックアップリング４４を切欠き３８と外輪４１と
に介装したが、該バックアップリング４４を左右逆にし
て該バックアップリング４４の中心部をバルブハウジン
グ１０側に弯曲してもよい。

【００３５】図１ないし図３に図示の実施例では皿状弯
曲のバックアップリング44を用いたが、図４に図示する
ように周方向へ進むにつれて波状に弯曲したバックアッ
プリング47を用いてもよい。

【００３６】

【考案の効果】このように本考案においては、円錐台状
スプリングワッシャまたは波状スプリングワッシャの弾
性変形によってころがり軸受の外輪の軸方向ガタが除去
されるため、バルブハウジングおよびギヤハウジングの
各円筒状切欠きの軸方向深さと、ころがり軸受の外輪の
軸方向寸法とに誤差が確実に吸収される。

【００３７】またすべり軸受の外輪を係止する円錐状ス
プリングワッシャまたは波状スプリングワッシャは軸方
向へ弾性変形し易い形状になっているので、これらの切
欠きやころがり軸受の外輪の軸方向累積公差が大きくて
も、これを充分に吸収することができる。

【００３８】さらに本考案においては、従来の円筒状ノ
ック部を形成する必要もなければ、シムを介装する必要
もないので、加工工数および組立工数を節減して大巾な
コストダウンが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係るロータリサーボバルブボディユニ
ットを備えた油圧パワーステアリング装置全体を図示し
た斜視図である。

【図２】図１に図示された本考案のロータリサーボバル
ブボディユニットの一実施例を図示した縦断側面図であ
る。

【図３】図２のIII −III 線に沿って切断した横断面図
である。

【図４】本考案の他の実施例の要部拡大斜視図である。

【図５】従来のロータリバルブボディユニットの縦断側
面図である。

【図６】従来の他のロータリバルブボディユニットの要
部縦断側面図である。

【符号の説明】

１…油圧式パワーステアリング装置、２…ロータリサー
ボバルブボディユニット、３…ステアリングホイール、
４…ステアリングコラムシャフト、５…ステアリングジ
ョイント、６…パワーシリンダ、７…タイロッド、８…
フロントホイール、９…油圧ポンプ、10…バルブハウジ
ング、11…ギヤハウジング、12…スタブシャフト、13…
スタブシャフトスリーブ、14…軸受、15…ピニオン、16
…ころがり軸受、17…中心孔、18…トーションバー、19
…ラック、20…給油ポート、21…排油ポート、22…左方
シリンダポート、23…右方シリンダポート、24…周方向
給油溝、25…周方向左方シリンダ溝、26…周方向右方シ
リンダ溝、27…給油通路、28…左方シリンダ通路、29…
右方シリンダ通路、30, 31, 32, 33…軸方向溝、34, 35
…排油通路、36…係止ピン、37…係合溝、38, 39…切欠
き、40…ころがり軸受、41…外輪、42…内輪、43…スト
ッパリング、44…バックアップリング、45,46…オイル
シール、47…波状弯曲バックアップリング。

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 同一軸線上に配置された入力軸と出力軸
   とをトーションバーを介して相対的に捩り可能に連結
   し、前記入力軸の外周に相対的に回転自在にスリーブを
   嵌装し、前記入力軸とスリーブとを密閉するバルブハウ
   ジングを形成し、前記出力軸と該出力軸と一体のピニオ
   ンに噛合うラックとを密閉するギヤハウジングを形成
   し、前記バルブハウジング端部とギヤハウジング端部と
   を突合せて結合してなる油圧式パワーステアリング装置
   のロータリサーボバルブボディユニットにおいて、前記バルブハウジング合せ端部とギヤハウジング合せ端
   部とに、該バルブハウジング合せ端部の反対側端部にて
   前記入力軸の入力側部を枢支する軸受の回転中心と、前
   記ギヤハウジング合せ端部の反対側端部にて前記出力軸
   の出力側部を枢支する軸受の回転中心とを結ぶ回転中心
   線を中心とする同一半径の円筒形の切欠きをそれぞれ形
   成し、 該円筒形切欠きにころがり軸受の外輪を嵌合するととも
   に、 該ころがり軸受の内輪に前記出力軸を嵌着し、 該ころがり軸受の外輪の出力軸側端面を前記ギヤハウジ
   ング合せ端部の円筒形切欠きの内端面に当接させ、 前記ころがり軸受の外輪の入力軸側端面と前記バルブハ
   ウジング合せ端部の円筒形切欠きの内端面とに円錐台状
   厚肉スプリングワッシャを介装した ことを特徴とする油
   圧式パワーステアリング装置のロータリサーボバルブボ
   ディユニット。