JP3005073B2

JP3005073B2 - ラックピニオン式油圧パワーステアリング装置

Info

Publication number: JP3005073B2
Application number: JP3157686A
Authority: JP
Inventors: 裕人佐々木; 泰宏蓬郷; 哲也村上
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 1991-05-31
Filing date: 1991-05-31
Publication date: 2000-01-31
Anticipated expiration: 2015-01-31
Also published as: JPH0577746A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ラックピニオン式油圧
パワーステアリング装置におけるラックの移動規制構造
の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両幅方向移動により操向用車輪を操舵
するラックと、このラックと同行移動する被当接部に当
接することでラックの車両幅方向移動を一定範囲に規制
するストッパーと、操向操作の補助力を付与する油圧シ
リンダとを備えるラックピニオン式油圧パワーステアリ
ング装置が用いられている。

【０００３】このような油圧パワーステアリング装置に
おいて、被当接部がストッパーに当接するまで油圧シリ
ンダに高圧油を供給すると、その当接の際に大きな打撃
音や衝撃を生じ、また、不必要に操向操作の補助力を付
与することになる。

【０００４】そこで、ラックが移動端に達する直前に操
向操作の補助力を解除することが、実開昭６０‐１２２
２７７号公報に開示されている。これは、操向操作の補
助力を付与する油圧シリンダのシリンダチューブの内周
面に凹部を形成し、ラックが移動端に達する直前に油圧
シリンダのピストンが凹部内に入り込むようにすること
で、油圧シリンダの左右の油室を連通して操向操作の補
助力を解除するようにしたものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】操向操作の補助力を付
与する油圧シリンダのピストンの外周には、シリンダチ
ューブの内周に接するシールリングが取り付けられる。
そのため、上記従来のパワーステアリング装置のように
シリンダチューブの内周面に凹部を形成すると、その凹
部に入り込んだピストンが移動する際にシールリングが
凹部の縁に引っ掛かり破損してしまい、実用に供するこ
とができない。

【０００６】本発明は上記従来技術の問題を解決するこ
とのできるラックピニオン式油圧パワーステアリング装
置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の特徴とするとこ
ろは、車両幅方向移動により操向用車輪を操舵するラッ
クと、このラックの車両幅方向移動を一定範囲に規制す
る規制手段と、操向操作の補助力を付与する油圧シリン
ダと、そのラックを覆うハウジング内に移動可能に設け
られるサポートヨークと、そのサポートヨークを介して
ラックをピニオンに押し付けるバネとを備えるラックピ
ニオン式油圧パワーステアリング装置において、前記油
圧シリンダに供給される高圧油の流路を低圧側に接続す
るバイパス流路と、このバイパス流路を開閉可能とする
開閉部材とが設けられ、その開閉部材は前記サポートヨ
ークに移動可能に挿入され、その開閉部材の移動方向は
サポートヨークの移動方向と等しくされ、この開閉部材
とラックとが、ラックが移動端に近接すると開閉部材が
バイパス流路を開く方向に移動すると共に、ラックが移
動端から離反すると開閉部材がバイパス流路を閉鎖する
方向に移動するように、カムを介し係合する点にある。

【０００８】

【作用】本発明の構成によれば、ラックが移動端に近接
すると開閉部材がバイパス流路を開く方向に移動する。
これにより、油圧シリンダに供給される高圧油は低圧側
に流れることから、操向操作の補助力を低減したりなく
すことができる。

【０００９】また、ラックが移動端から離反すると開閉
部材がバイパス流路を閉鎖する方向に移動する。これに
より、油圧シリンダに高圧油が供給されて操向操作の補
助力が付与される。その開閉部材はサポートヨークに移
動可能に挿入され、開閉部材の移動方向とサポートヨー
クの移動方向とは等しくされているので、開閉部材を設
けるための新たな設置空間や、開閉部材を移動方向に案
内する専用のガイドを設ける必要がなく、しかもサポー
トヨークによるラックのピニオンへのバネの弾性力によ
る押し付けが阻害されることがなく、構成が非常に簡単
化、小型化される。

【００１０】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。

【００１１】図１および図２に示すラックピニオン式油
圧パワーステアリング装置１は、自動車のハンドル（図
示省略）に連結される入力軸２と、この入力軸２にトー
ションバー３を介して連結されるピニオン４と、このピ
ニオン４に噛み合うラック５とを備えている。このラッ
ク５の両端にはボールジョイント６、７を介して操向用
車輪Ｗが連結されている。これにより、ハンドルの操作
により入力軸２の回転がトーションバー３を介してピニ
オン４に伝達され、このピニオン４の回転によりラック
５が車両幅方向に移動して操向用車輪Ｗの操舵がなされ
る。

【００１２】そのラック５の車両幅方向移動を一定範囲
に規制するため、ラックハウジング１１の両端にストッ
パー４０、４１が形成されている。これにより、ラック
５が移動端に達すると、そのストッパー４０、４１にラ
ック５の両端に取り付けられる前記ボールジョイント
６、７が当接し、ラックの車両幅方向移動が規制され
る。そのストッパー４０、４１は、例えば図２に示すよ
うに、ラックハウジング１１の内周に一体形成する段部
や、ラックハウジング１１の内周に嵌合されるラック支
持用ブッシュにより構成する。

【００１３】その操向操作の補助力を付与する油圧シリ
ンダ１０が設けられている。この油圧シリンダ１０は、
ラックハウジング１１によりシリンダチューブが構成さ
れると共に、ラック５の外周にピストン１２が設けられ
ている。そのピストン１２により仕切られる油室１３、
１４に、操向方向と路面からラック５に作用する反力に
応じて高圧油を供給するため、前記入力軸２の外周囲に
ロータリーバルブ２０が形成されている。このロータリ
ーバルブ２０は、ラックハウジング１１と一体化された
バルブハウジング２１と、このバルブハウジング２１の
内部において入力軸２を囲む筒状の弁部材２２とを備え
ている。この弁部材２２は前記ピニオン４に同行回転す
るよう連結されている。また、バルブハウジング２１に
はポンプ２３に接続される入口ポート２４と、タンク２
５に接続される出口ポート２６と、前記油圧シリンダ１
０の一方の油室１３に接続される第１シリンダポート２
７と、他方の油室１４に接続される第２シリンダポート
２８とを備えている。各ポート２４、２６、２７、２８
は、入力軸２と弁部材２２との相対回転により開閉され
る流路を介し連通する。すなわち、操向を行なっていな
い状態では入口ポート２４と出口ポート２６とが連通
し、ポンプ２３から供給される高圧油はタンク２５に還
流し、操向操作の補助力が作用することはない。また、
ハンドルを回転させて操向操作を行なうと、操向用車輪
Ｗを介し路面からラック５に作用する反力に応じてトー
ションバー３が捻じれ、ピニオン４と一体の弁部材２２
が入力軸２に対し相対回転する。すると、入口ポート２
４と出口ポート２６との間の油路が閉鎖され、入口ポー
ト２４から油圧シリンダ１０の油室１３、１４の一方に
操向方向に応じて高圧油が供給され、また、油室１３、
１４の他方から油が出口ポート２６を通ってタンク２５
に還流する。これにより、操向方向と操向用車輪Ｗを介
し路面からラック５に作用する反力に応じた操向補助力
が油圧シリンダ１０により付与される。

【００１４】そのピニオン４とラック５との噛み合い状
態の調節のため、ラックハウジング１１に形成された挿
入孔１１ａに筒状のサポートヨーク３０とバネ３１が挿
入され、その挿入孔１１ａは調節部材３２がねじ込まれ
ることで閉鎖されている。そのサポートヨーク３０は図
１において左右方向に移動可能とされ、バネ３１の弾性
力によりラック５をピニオン４に押し付け、その押し付
け力は調節部材３２のラックハウジング１１へのねじ込
み量を変更することで調節可能とされる。

【００１５】そして、前記油圧シリンダ１０に供給され
る高圧油の流路を低圧側に接続するバイパス流路５０が
形成されている。本実施例ではバイパス流路５０は、前
記ロータリーバルブ２０の入口ポート２４とタンク２５
とを接続するものであって、バルブハウジング２１に形
成された第１流路５０ａと、この第１流路５０ａに通じ
るようにラックハウジング１１に形成された第２流路５
０ｂと、この第２流路５０ｂに通じるようにサポートヨ
ーク３０に形成された第３流路５０ｃと、前記挿入孔１
１ａに通じるように調節部材３２に接続された配管の内
部の第４流路５０ｄとで構成される。その第１流路５０
ａが入口ポート２４に接続され、第４流路５０ｄがタン
ク２５に接続さている。第１流路５０ａと第２流路５０
ｂとの間のシールのため、バルブハウジング２１とラッ
クハウジング１１の間にシールリング５５が介在され、
第２流路５０と第３流路５０ｃとの間のシールのため、
サポートヨーク３０の外周と挿入孔１１ａの内周との間
および調節部材３２の外周と挿入孔１１ａの内周との間
にそれぞれシールリング５６、５７が介在されている。

【００１６】このバイパス流路５０を開閉する円柱状の
開閉部材５１がサポートヨーク３０の内周孔３０ａに移
動可能に挿入されている。その開閉部材５１の移動方向
はサポートヨーク３０の移動方向と等しくされている。
そのサポートヨーク３０の内周孔３０ａに、前記第３流
路５０ｃに通じる周溝５２が形成されている。その開閉
部材５１の外周に周溝５３が形成され、この周溝５３と
挿入孔１１ａとを連通する連通孔５４が開閉部材５０に
形成されている。開閉部材５１が図１の位置では、周溝
５２と周溝５３とは重なり合わないものとされ、これに
より第３流路５０ｃが開閉部材５１の外周面により閉鎖
され、バイパス流路５０は閉じられる。この図１の位置
から開閉部材５１がラック５側に移動すると、周溝５２
と周溝５３とが重なり合い、第３流路５０ｃと第４流路
５０ｄとが周溝５２、５３および連通孔５４を介して連
通し、バイパス流路５０は開かれる。

【００１７】そして、開閉部材５１とラック５とは、ラ
ック５が移動端に近接すると開閉部材５１がバイパス流
路を開く方向に移動すると共に、ラック５が移動端から
離反すると開閉部材５１がバイパス流路５０を閉鎖する
方向に移動するように、カムを介し係合する。すなわ
ち、開閉部材５１はボール（カムフォロア）６１を介し
ラック５の歯の形成側と反対側の背面に当接し、その当
接方向に開閉部材５１を押すバネ６２が挿入孔１１ａに
挿入されている。そのラック５の背面に、左右一対のカ
ム面６３、６４が形成され、ラック５が車両幅方向に移
動してボールジョイント６、７がストッパー４０、４１
に当接する直前になると、ボール６１がカム面６３、６
４と係合する。このボール６１とカム面６３、６４との
係合により、開閉部材５１はバネ６２に押されてラック
５側に次第に移動する。これによりバイパス流路５０が
次第に開かれ、油圧シリンダ１０に供給される高圧油が
バイパス流路５０を通ってタンク２５に還流するので、
油圧シリンダ１０により付与される操向操作の補助力が
次第に低減される。そして、図３に示すように開閉部材
５１が最もラック５側に移動した状態で、バイパス流路
５０を通ってタンク２５に還流する油量が最大となる。
この状態で、操向操作の補助力を完全になくすようにし
てもよいし、あるいは低減するだけでもよい。

【００１８】また、ラック５が車両幅方向に移動してボ
ールジョイント６、７がストッパー４０、４１から離反
すると、カム面６３とボール６１との係合が解除され、
開閉部材５１はラック５の背面に押されてラック５から
離れる方向に移動する。これによりバイパス流路５０が
閉鎖され、油圧シリンダ１０に高圧油が供給され、操向
操作の補助力が付与される。

【００１９】なお、開閉部材５１の外周とサポートヨー
ク３０の内周との間にはシールリング５９が介在され、
ラック５の背面に油圧が作用するのを防止している。

【００２０】上記構成のパワーステアリング装置１によ
れば、ラック５の移動端近傍において油圧シリンダ１０
により付与される操向操作の補助力が低減され、あるい
はなくされるため、ボールジョイント６、７とストッパ
ー４０とが激しく当接することはなく、大きな打撃音や
衝撃の発生が防止され、また、操向操作の補助力が不必
要に付与されることもない。さらに、開閉部材５１とラ
ック５とは油圧シリンダ１０の外部においてカム６０を
介し係合するものであるため、従来のように油圧シリン
ダのピストンの外周のシールリングが破損するといった
問題が生じることはなく、実用的なものである。

【００２１】また、上記実施例ではサポートヨーク３０
に開閉部材５１を挿入し、サポートヨークに形成したバ
イパス流路５０の一部５０ｃを開閉しているので、開閉
部材やバイパス流路を別の位置に設ける場合に比べ構造
が簡単化される。また、ロータリーバルブ２０とサポー
トヨーク３０とは近接しているため、バイパス流路５０
をバルブハウジング２１やラックハウジング１１に配管
を用いることなく直接に形成することができ、構造が簡
単化される。

【００２２】また、上記実施例のカム面６３、６４は、
ラック５が移動端に近接するにつれて開閉部材５１が次
第にラック側に移動するように傾斜するテーパ面とされ
ているため、ラック５を移動端から離反させる方向に移
動させる際の抵抗が小さくされている。

【００２３】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではない。

【００２４】例えば、開閉部材５１とカム面６３、６４
との間にボール６１にかえてニードルローラーベアリン
グを介在させてもよく、あるいは開閉部材５１を直接カ
ム面に当接させるようにしてもよい。また、図２におい
て仮想線で示すようにカム面を凹部６３′、６４′状と
してもよい。

【００２５】

【発明の効果】本発明によるラックピニオン式油圧パワ
ーステアリング装置によれば、油圧シリンダにより付与
される操向操作の補助力をラックの移動端近傍において
低減し、あるいはなくすことができ、ラックの移動規制
のために大きな打撃音や衝撃が発生するのを防止するこ
とができ、また、不必要な操向操作の補助力の付与をな
くすことができる。しかも、油圧シリンダのピストンの
シールリングが破損したり構成が複雑化したり大型化す
るといった問題が生じることはなく、実用的なものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るパワーステアリング装置
の縦断面図

【図２】本発明の実施例に係るパワーステアリング装置
の横断面図

【図３】本発明の実施例に係るパワーステアリング装置
の要部の横断面図

【符号の説明】

４ピニオン５ラック１０油圧シリンダ５０バイパス流路５１開閉部材６３、６４カム面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭61−115775（ＪＰ，Ａ) 実開昭62−46266（ＪＰ，Ｕ) 実開昭53−120036（ＪＰ，Ｕ) 実開平４−80768（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B62D 5/22 B62D 5/07

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】車両幅方向移動により操向用車輪を操舵
するラックと、このラックの車両幅方向移動を一定範囲
に規制する規制手段と、操向操作の補助力を付与する油
圧シリンダと、そのラックを覆うハウジング内に移動可
能に設けられるサポートヨークと、そのサポートヨーク
を介してラックをピニオンに押し付けるバネとを備える
ラックピニオン式油圧パワーステアリング装置におい
て、前記油圧シリンダに供給される高圧油の流路を低圧
側に接続するバイパス流路と、このバイパス流路を開閉
可能とする開閉部材とが設けられ、その開閉部材は前記
サポートヨークに移動可能に挿入され、その開閉部材の
移動方向はサポートヨークの移動方向と等しくされ、こ
の開閉部材とラックとが、ラックが移動端に近接すると
開閉部材がバイパス流路を開く方向に移動すると共に、
ラックが移動端から離反すると開閉部材がバイパス流路
を閉鎖する方向に移動するように、カムを介し係合する
ことを特徴とするラックピニオン式油圧パワーステアリ
ング装置。