JP3316834B2 - ラックアンドピニオン形動力舵取装置 - Google Patents

ラックアンドピニオン形動力舵取装置

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JP3316834B2 JP27256593A JP27256593A JP3316834B2 JP 3316834 B2 JP3316834 B2 JP 3316834B2 JP 27256593 A JP27256593 A JP 27256593A JP 27256593 A JP27256593 A JP 27256593A JP 3316834 B2 JP3316834 B2 JP 3316834B2
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尚志 大上
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ピストンのストローク
エンド付近において圧抜きを行えるようにしたラックア
ンドピニオン形動力舵取装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ピストンのストロークエンド付近におい
て圧抜きを行えるようにしたラックアンドピニオン形動
力舵取装置には、例えば図7に示すようなものがある。
このものは、パワーシリンダ50内に挿通されたラック
軸51の外周にピストン本体52が嵌着され、このピス
トン本体52の外周面中央部に形成された凹溝53内に
Oリング54、テフロンリング55を介して剛性リング
体56が嵌装され、この剛性リング体56の外周面がパ
ワーシリンダ50の内周面に摺接するようになってい
る。
【0003】また、ピストン本体52がストロークエン
ド付近に位置した際に、ピストン本体52により区画さ
れた左右シリンダ室50a、50bを連通させる連通溝
57がパワーシリンダ50の内周面の周方向に複数形成
されている。この連通溝57の断面形状は、図8に示す
ようなV溝形状である。上記の構成で、シリンダ左室5
0aに高圧の作動油が供給され、ピストン本体52が図
7に示すストロークエンド付近に移動されると、連通溝
57を介して高圧のシリンダ左室50aと低圧のシリン
ダ右室50bとが連通し、高圧側の作動油が低圧側に流
出し、シリンダ左室50aの内圧の過度の上昇が防止さ
れる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構造では、剛性リング体56が連通溝57を通過す
る際に、図9の矢印に示すようにシリンダ左室50aか
ら連通溝57に流入する作動油の流れ方向が均一でない
ため、シュー音が発生する。また、圧抜き開始時、剛性
リング体56の移動により作動油が流入する流入開口面
積が急激に増加するため、剛性リング体56が連通溝5
7を通過直後に急激に圧力が下がり、ストロークエンド
手前でハンドル操作が急に重くなり、ハンドルフィーリ
ングが悪くなる。
【0005】さらに、上記V溝形状の連通溝57を形成
するためのV溝加工は、パワーシリンダ50の内周面に
おいて切削工具を上下方向および軸方向に動かして加工
するため、加工が難しく、加工のサイクルタイムが長
く、また、加工によるバリの発生が大である。また、V
溝形状の連通溝57と剛性リング体56の外周とで形成
される作動油の流出開口面積のぬれ縁長さが短いため、
剛性リング体56が連通溝を通過する際に、さらにシュ
ー音が発生する要因となっている。
【0006】以上のような問題があった。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明のラックアンドピ
ニオン形動力舵取装置は、上記した問題を解決するため
になされたもので、ハンドル操舵により回転されるピニ
オン軸と、このピニオン軸に噛合するラック軸と、この
ラック軸を挿通するパワーシリンダと、前記ラック軸上
に固着され、前記パワーシリンダ内を2つのシリンダ室
に区画するピストン本体と、このピストン本体の外周に
弾性シール部材を介して軸方向移動を規制されるととも
に前記パワーシリンダ内の内周面に摺接する剛性リング
体と、前記パワーシリンダの内周面に複数形成され、前
記ピストンのストロークエンド付近で前記2つのシリン
ダ室を連通する連通溝とを備えたラックアンドピニオン
形動力舵取装置において、前記剛性リング体の外周面両
端にテーパ部を設け、前記連通溝をその連通溝の全長に
おいてパワーシリンダ軸線と平行でかつパワーシリンダ
の内周面の直径より小さな直径の円スリット形状にした
ことを特徴とするものである。
【0008】
【作用】上記の構成において、ピストン本体の移動に伴
い、剛性リング体がパワーシリンダの内周面に接して摺
動する。ピストン本体がストロークエンド付近に達する
と、円スリット形状の連通溝と剛性リング体の外周とで
形成される作動油の流出開口面積が徐々に大きくなり、
高圧側シリンダ室から低圧側シリンダ室に作動油が流出
することによりピストン背圧の上昇が防止される。この
時、連通溝を円スリット形状としたために、円スリット
形状の連通溝と剛性リング体の外周面とで形成される作
動油の流出開口面積のぬれ縁長さが大となり、また、剛
性リング体の外周面両端にテーパ部を設けたために、圧
抜き開始時からストロークエンド時までの作動油の流れ
方向が均一となることにより、シュー音が低減される。
【0009】
【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図1において、1はギヤハウジングで、このギヤハウジ
ング1にはラック軸2が摺動可能に貫通され、このラッ
ク軸2の両端は図略のボール継手等を介して操向車輪に
連結されている。ラック軸2の一端外周にはラック歯2
aが形成され、このラック歯2aはギヤハウジング1に
回転可能に軸承されたピニオン軸3に噛合されている。
ピニオン軸3はサーボ弁4を介して図略の操向ハンドル
に連結されている。
【0010】ラック軸2上にはピストン5が設けられ、
このピストン5はパワーシリンダ6に摺動可能に嵌装さ
れている。パワーシリンダ6の一端はギヤハウジング1
の一端に嵌着され、他端には図略のシリンダエンドが固
定されている。このようにして、ピストン5によりパワ
ーシリンダ6内をシリンダ左室6aとシリンダ右室6b
とに区画している。
【0011】前記各シリンダ室6a、6bの端部付近に
は、圧油の導入または排出を行うためのポート7、8が
設けられ、このポート7、8は各々管継手9、10、配
管11、12を介してサーボ弁4に接続されており、こ
のサーボ弁4は図略の入力軸と出力軸の相対回転により
作動され、ポンプ13から供給される作動油をパワーシ
リンダ6のシリンダ室6a、6bの一方へ分配し、他方
から作動油をタンク14へ還流させるものである。
【0012】また、ピストン5のストロークエンド付近
のパワーシリンダ6の内周面には、各々軸方向に、図3
に示すように、後述する剛性リング体20の軸方向幅よ
り長く延びる円スリット形状の連通溝15が円周方向9
0°間隔位置に形成されている。ここでいう円スリット
形状は、その連通溝15の全長においてパワーシリンダ
軸線と平行でかつパワーシリンダの内周面の直径より小
さな直径を有している。かかる円スリット形状の連通溝
15は、図4に示すように、パワーシリンダ6の内周面
直径Rに対して、R>rとなる直径rの砥石16を用
い、砥石偏心加工によってパワーシリンダ6の内周面に
形成している。これにより、従来のV溝加工に比較し
て、連通溝15の加工精度が向上し、さらに、加工サイ
クルタイムが短縮できる。
【0013】前記ピストン5は、図2に示すように、ピ
ストン本体17と、弾性シール部材に相当するOリング
18およびテフロンリング19と、鋳物等からなる剛性
リング体20とで構成されている。さらに、ピストン本
体17は、第1ピストン本体21と、第2ピストン本体
22とから構成されている。第1ピストン本体21には
剛性リング体20の軸方向移動の一方向を規制するため
の第1係止壁23が形成され、第2ピストン本体22に
は剛性リング体20の軸方向移動の他方向を規制するた
めの第2係止壁24が形成され、また、第1ピストン本
体21には第1係止壁23に連なる小径部25が形成さ
れ、この小径部25と第1係止壁23と第2係止壁24
とによって、ピストン本体17の外周に第1環状凹溝2
6が形成されている。また、前記小径部25の中央には
前記第1環状凹溝26の軸方向幅より小となる第2環状
凹溝27が形成されている。
【0014】この第2環状凹溝27にOリング18、テ
フロンリング19が嵌装されており、前記第1環状凹溝
26に剛性リング体20が嵌装されている。剛性リング
体20の外周面には、図6に示すように、パワーシリン
ダ6の内周面に摺接する摺接部28と、この摺接部28
から軸方向両端に向かってゆるやかに傾斜するテーパ部
29とが形成されている。ここで、剛性リング体20の
内周面と前記小径部25の外周面との間はOリング1
8、テフロンリング19によりシールされ、このOリン
グ18、テフロンリング19によって、ラック軸2に生
じる振れを吸収し、剛性リング体20を常に適正にパワ
ーシリンダ6の内周面に摺接させている。
【0015】次に、上述した構成に基づき本実施例の動
作を説明する。図略の操向ハンドルが操舵されることに
より、ピニオン軸3が回転し、ラック歯2aすなわちラ
ック軸2が例えば図1の右方向に移動されると同時に、
サーボ弁4の作動によりポンプ13からの作動油がポー
ト7からパワーシリンダ6のシリンダ左室6aに供給さ
れ、ピストン5が図1の右方向に移動される。このよう
にして、ピストン5がストロークエンド付近以外の位置
では、シリンダ左室6aに供給される全ての作動油によ
って、ハンドル操舵にパワーアシストが付加され、ラッ
ク軸2の両端の図略の操向車輪は所望の向きに偏向され
る。
【0016】ピストン5がストロークエンド付近に達す
ると、図6の点線に示す位置から実線に示す位置まで剛
性リング体20が移動する間において、剛性リング体2
0の外周面に形成されたテーパ部29により、円スリッ
ト形状の連通溝15と剛性リング体20の摺接部28と
で形成される作動油の流出開口面積は徐々に大きくな
り、左右シリンダ室6a、6bが連通し、シリンダ左室
6aに供給された高圧の作動油が連通溝15を介してス
ムーズにシリンダ右室6bに供給され、シリンダ右室6
bのポート8からタンク14に作動油が還流されること
によって、高圧側であるシリンダ左室6aの圧抜きがな
され、ピストン5がストロークエンドに達した状態にお
いてポンプ13の圧力がリリーフ圧まで上昇しない。
【0017】ここで、連通溝15を円スリット形状とし
たので、図5に示すように、円スリット形状の連通溝1
5と剛性リング体5の摺接部28とで形成される作動油
の流出開口面積のぬれ縁長さが大となり、シュー音が低
減される。また、剛性リング体20の外周面両端にテー
パ部29を設けたので、図6の矢印に示すように、作動
油の流れ方向が均一となり、シュー音が低減される。さ
らに、テーパ部29により圧抜き時に作動油の流出開口
面積が徐々に大きくなるため、圧抜き開始時の急激な圧
力降下を防止できる。
【0018】
【発明の効果】本発明のラックアンドピニオン形動力舵
取装置は、パワーシリンダの内周と摺接する剛性リング
体の外周面両端にテーパ部を設けたので、圧抜き開始時
からストロークエンド時までの作動油の流れ方向が均一
となり、また、連通溝を円スリット形状としたので、円
スリット形状の連通溝と剛性リング体の外周面とで形成
される作動油の流出開口面積のぬれ縁長さが大となり、
シュー音が低減される。
【0019】また、圧抜き開始時においては、剛性リン
グ体の外周面に形成されたテーパ部により、円スリット
形状の連通溝と剛性リング体の外周とで形成される作動
油の流出開口面積が徐々に大きくなるため、圧抜き開始
時の急激な圧力降下を防止でき、ハンドルフィーリング
を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示すラックアンドピニオン形
動力舵取装置の全体構成を示す断面図である。
【図2】図1におけるA部の拡大断面図である。
【図3】パワーシリンダの要部拡大断面図である。
【図4】図3におけるB−B線断面図である。
【図5】図4におけるC部の拡大断面図である。
【図6】ストロークエンド付近での剛性リング体と連通
溝の作動状態図である。
【図7】従来のラックアンドピニオン形動力舵取装置に
おけるピストン部の拡大断面図である。
【図8】図7におけるD−D線断面での連通溝の拡大断
面図である。
【図9】従来におけるストロークエンド付近での剛性リ
ング体と連通溝の作動状態図である。
【符号の説明】 2 ラック軸 3 ピニオン軸 5 ピストン 6 パワーシリンダ 6a、6b シリンダ室 15 連通溝 17 ピストン本体 18 Oリング 19 テフロンリング 20 剛性リング体 28 摺動部 29 テーパ部
フロントページの続き (72)発明者 椎名 克己 愛知県刈谷市朝日町1丁目1番地 豊田 工機株式会社内 審査官 久島 弘太郎 (56)参考文献 実開 昭61−201976(JP,U) 実開 平5−58562(JP,U) 実開 昭62−185178(JP,U) 実開 昭57−121367(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B62D 5/08 - 5/22

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ハンドル操舵により回転されるピニオン軸
    と、このピニオン軸に噛合するラック軸と、このラック
    軸を挿通するパワーシリンダと、前記ラック軸上に固着
    され、前記パワーシリンダ内を2つのシリンダ室に区画
    するピストン本体と、このピストン本体の外周に弾性シ
    ール部材を介して軸方向移動を規制されるとともに前記
    パワーシリンダの内周面に摺接する剛性リング体と、前
    記パワーシリンダの内周面に複数形成され、前記ピスト
    ンのストロークエンド付近で前記2つのシリンダ室を連
    通する連通溝とを備えたラックアンドピニオン形動力舵
    取装置において、前記剛性リング体の外周面両端にテー
    パ部を設け、前記連通溝をその連通溝の全長において
    ワーシリンダ軸線に平行でかつパワーシリンダの内周面
    の直径より小さな直径の円スリット形状にしたことを特
    徴とするラックアンドピニオン形動力舵取装置。
JP27256593A 1993-10-29 1993-10-29 ラックアンドピニオン形動力舵取装置 Expired - Fee Related JP3316834B2 (ja)

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JP4593982B2 (ja) * 2004-06-23 2010-12-08 株式会社ショーワ 油圧式パワーステアリング装置

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