JP3667072B2 - ラックピニオン式舵取装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、舵取り操作に応じて車体の左右方向へ移動するラック軸に補助力を加える液圧シリンダを備えたラックピニオン式の舵取装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
ラックピニオン式の舵取装置は、図6に示す如く舵取り操作に応じて車体の左右方向へ移動するラック軸101の一端部に連結されるピストンロッド102と、該ピストンロッド102のピストン102aを案内するシリンダチューブ103及び該シリンダチューブ103に前記ピストンロッド102の中間部を支持する支持具104とを有し前記ラック軸101に補助力を加える液圧シリンダ105を備えている。
【0003】
また、前記シリンダチューブ103の外側には被覆チューブ106が設けられ、該被覆チューブ106の基端部が前記ラック軸101を被覆するラックハウジング107に圧入固定され、該ラックハウジング107の基端部が前記ラック軸101及び該ラック軸101のラック歯と噛合するピニオンが設けられたピニオン軸(図示せず)を支持するギヤハウジング108に着脱可能に連結されている。
【0004】
前記支持具104は、図5に示す如く前記ピストンロッド102が挿通されて移動を案内する合成樹脂製の案内環109と、該案内環109が挿嵌して保持される内側保持環110と、該内側保持環110及び前記シリンダチューブ103内に充填される作動油がピストンロツド102の回りから洩れるのを防止するための封止部材111が挿嵌して保持される外側保持環112とを備えている。
【0005】
内側保持環110の内面には、両端部から径方向内方へ突出して案内環109がピストンロッド102の移動に追従して移動するのを拘束する第1拘束部113及び第2拘束部114を設け、案内環109には縮径が可能となる割り溝115を設けている。そして、案内環109を縮径し、割り溝115側端部を重合させた状態で内側保持環110内に挿入し、案内環109の弾性復元力により加工誤差を吸収して案内環109を挿嵌している。
【0006】
このように構成された支持具104は、第1及び第2拘束部113,114が外側保持環112の内面に対し径方向内方位置にあるから、前記シリンダチューブ103及び被覆チューブ106内のゴミなどの異物、又はピストンロッド102の傷などにより前記封止部材111に傷ができて、該封止部材111の傷部からピストンに対し一方側油室の作動油が洩れるような状態となった場合、ラックハウジング107をギヤハウジング108から取外し、該ラックハウジング107の基端部からシリンダチューブ103内へ筒状の治具を挿入して、該治具を前記内側保持環110の第2拘束部114に当てることにより、治具を叩いて内側保持環110を移動させ、封止部材111を外側保持環112から抜き取ることができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記した従来の支持具104の案内環109は内径が10mm程度に小径であるため、該案内環109を割り溝115側端部が重合するように縮径して内側保持環110の内面に挿嵌する作業が行い難いという問題があり、さらに、この案内環109を内側保持環110へ挿嵌するとき、該案内環109が縮径に伴う湾曲部から割れ易いという問題があった。また、案内環109は合成樹脂材料を成形したものであり、この案内環109を縮径して挿嵌するため、案内環109が縮径以前の元の形状に弾性復帰しないという不具合もあった。
【0008】
ところで、この従来の問題点を解消するには、図7に示す如く案内環109が挿嵌される内側保持環110の一端部に前記第1拘束部113を設け、内側保持環110及び封止部材111が挿嵌して保持される外側保持環112の内面に前記第2拘束部114を設けた構成とすることにより、案内環109を縮径させることなく内側保持環110の一端部から内側保持環110内に容易に挿嵌することができ、また、案内環109の縮径に伴う割れをなくすることができる。
【0009】
しかしながら、図7の如く外側保持環112の内面に第2拘束部114を設けた場合、前記封止部材111を抜き取るための治具を外側保持環112内に挿入したとき、該治具を案内環109及び内側保持環110の第1拘束部113に当接させることができなくなる。このため、内側保持環110を移動させて封止部材111のみを交換することができなくて、該封止部材111を備える支持具104と、該支持具104が設けられたシリンダチューブ103と、該シリンダチューブ103を被覆する被覆チューブ106及び該被覆チューブ106に圧入固定されたラックハウジング107をも交換する必要があり、補修費が高いという問題がある。
【0010】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、案内環の一端部に内側保持環の一端部の端面及び第2拘束部と対向する突起を設けて、該突起と対向する第2拘束部を外側保持環に設け、該第2拘束部を案内環の内面に対し径方向外方位置に設けて、案内環の一端部の端面に長手方向の力を付与することが可能とすることにより、案内環を容易に挿嵌することができて、しかも、案内環を介して内側保持環を移動させることができ、また、前記突起及び内側保持環の一端部の端面間の間隔を、案内環の他端部の端面及び第1拘束部間の間隔よりも大きくすることにより、ピストンロッドの移動に追従して案内環が往復移動するときの移動力による前記突起の破損を防止することができるラックピニオン式舵取装置を構成することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るラックピニオン式舵取装置は、舵取り操作に応じて車体の左右方向へ移動するラック軸の一端部に連結されるピストンロッドと、該ピストンロッドのピストンを案内するシリンダチューブ及び該シリンダチューブに前記ピストンロッドの中間部を支持する支持具とを有し前記ラック軸に補助力を加える液圧シリンダを備え、前記支持具は、前記ピストンロッドが挿通されて該ピストンロッドの移動を案内する案内環と、該案内環が挿嵌して保持され、前記案内環の他端側で前記案内環の一方側への移動を拘束する第1拘束部を有する内側保持環、及び該内側保持環が挿嵌して保持され、前記案内環の一端側で前記案内環の他方側への移動を拘束する第2拘束部を有する外側保持環とを備えているラックピニオン式舵取装置において、前記案内環は一端部から径方向外方へ突出して前記内側保持環の一端部の端面、及び前記第2拘束部と対向する突起を備えており、該突起及び前記端面間の間隔が、前記案内環の他端部の端面及び前記第1拘束部間の間隔よりも大きくしてあり、前記突起と対向する前記第2拘束部が前記案内環の内面に対し径方向外方位置に設けてあることを特徴とする。
【0012】
本発明にあっては、案内環の一端部に内側保持環の一端部の端面及び第2拘束部と対向する突起を設けて、該突起と対向する第2拘束部を外側保持環に設け、該第2拘束部を案内環の内面に対し径方向外方位置に設けて、案内環の一端部の端面に長手方向の力を付与することができるようにしたから、案内環を内側保持環に容易に挿嵌することができ、内側保持環の組込み作業性を良好にできる。
【0013】
しかも、内側保持環とともに外側保持環に挿嵌して保持される封止部材から洩れが生ずる場合、シリンダチューブ内に筒状の治具を挿入して、該治具を前記案内環の一端部の端面に当てることにより、治具を叩いて内側保持環を移動させることができる。従って、この内側保持環の移動により、封止部材を外側保持環から抜き取ることができ、この封止部材のみの交換が可能であり、補修費を安くすることができる。
【0014】
また、前記突起及び内側保持環の一端部の端面間の間隔を、案内環の他端部の端面及び第1拘束部間の間隔よりも大きくすることにより、ピストンロッドの移動に追従して案内環が長手方向一方側へ移動するときは突起が第2拘束部に当接して移動が拘束され、また、他方側へ移動するときは案内環の他端部の端面が第1拘束部に当接して移動が拘束される。このように突起には、案内環が一方側へ移動するときにのみ拘束部と当接するから、突起の基部に作用する応力を片振幅にすることができ、案内環の耐久性を向上することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。図1は本発明に係るラックピニオン式舵取装置の支持具の拡大断面図、図2は要部の構成を拡大したもので、(a)は断面図、(b)は案内環が移動した状態の説明図、図3は支持具が設けられた部分の一部を切欠いた正面図、図4はラックピニオン式舵取装置全体の断面図である。
【0016】
図4に示したラックピニオン式の舵取装置は、一端部が舵輪(ステアリングホイール)に連動連結され、他端部にピニオン(図示せず)が設けられたピニオン軸1と、前記ピニオンに噛合するラック歯(図示せず)が設けられ、車体の左右方向へ延設されたラック軸2と、これらピニオン軸1及びラック軸2を支持するギヤハウジング3と、基端部が前記ラック軸2の長手方向一端部に連結されるピストンロッド4及び該ピストンロッド4のピストン4aを案内するシリンダチューブ5を有し前記ラック軸2に補助力を加える液圧シリンダAと、前記ギヤハウジング3に着脱可能に連結され前記ラック軸2を被覆するラックハウジング10と、該ラックハウジング10の回りに配置され両端部が封止される円筒状の伸縮可能なブーツ11と、前記ラックハウジング10に設けられる長孔10aから前記ラック軸2に取付けるブラケット12とを備え、該ブラケット12に一対のタイロッド13,13の基端部を取付けてなるセンタテイクオフ形の動力舵取装置である。
【0017】
ラックハウジング10は、図3、図4に示す如く基端部が複数本の取付ねじ14により前記ギヤハウジング3に着脱可能に取付けられ、該ラックハウジング10の先端部に前記ピストンロッド4の中間部を支持する支持具6を介して前記シリンダチューブ5の基端部を連結している。
【0018】
このシリンダチューブ5は、その基端部に前記支持具6を取付けて封止し、先端部に栓部材7を挿嵌して封止し、ピストン4aの両側、詳しくはピストン4aと前記支持具6に設ける封止部材63及び前記栓部材7間に油室5a,5bを設けている。また、シリンダチューブ5を被覆する被覆チューブ8を設けて、該被覆チューブ8の基端部を前記ラックハウジング10の先端部に圧入により連結固定して、これら被覆チューブ8及びラックハウジング10間に前記支持具6を挾着固定し、被覆チューブ8の先端部に前記栓部材7を着脱可能に挿嵌している。
【0019】
液圧シリンダAは、前記ピストンロッド4と、前記シリンダチューブ5及び支持具6とを備えている。
【0020】
支持具6は、図1に示す如く前記ピストンロッド4が挿通されて移動を案内する案内環61と、該案内環61が挿嵌して保持される内側保持環62と、該内側保持環62及び前記シリンダチューブ5内に充填される作動油がピストンロツド4の回りから洩れるのを防止するための環状の前記封止部材63が挿脱が可能に挿嵌して保持される外側保持環64とを備え、該外側保持環64が前記被覆チューブ8の基端部内側に取付けられている。
【0021】
内側保持環62の内面には、図1に示す如く前記案内環61が嵌合される嵌合面62aと、一端部から前記嵌合面62aに対し径方向外方へ凹む環状の凹所62bと、他端部から前記嵌合面62aに対し径方向内方へ突出して案内環61がピストンロッド4の移動に追従して一方側(ラック軸2と反対側)へ移動するのを拘束する第1拘束部62cとが設けられている。
【0022】
外側保持環64の内面には、図1に示す如く中間部から一端にかけて設けられ、前記内側保持環62及び封止部材63が挿脱が可能に嵌合して保持される嵌合面64aと、前記中間部から前記嵌合面64aに対し径方向内方へ突出して前記案内環61がピストンロッド4の移動に追従して他方側(ラック軸2側)へ移動するのを拘束する第2拘束部64bと、他端部に設けられ前記ラック軸2の一端部が当接したときの衝撃を緩和する弾性筒65が保持される保持面64cとを備えている。また、外側保持環64の他端部には、径方向外方へ突出して前記被覆チューブ8の基端部の端面及びラックハウジング10の先端部内面に設けられた段部間に挟まれ、移動を拘束する鍔部64dが設けられており、また、一端部の外面には前記シリンダチューブ5の基端部に嵌合支持される嵌合面64eが設けられている。
【0023】
案内環61は、図1、図2に示す如く一端部から径方向外方へ突出して前記内側保持環62の凹所62bの端面62d及び第2拘束部64bと対向する突起61aを備えており、該突起61a及び前記凹所62bの端面62d間の間隔H1を、前記案内環61の他端部の端面61b及び前記第1拘束部62c間の間隔H2よりも大きくする。
【0024】
また、案内環61は、全長に亘って割り溝61cを設けて、前記内側保持環62の嵌合面62aへ嵌合するとき、弾性的に縮径させるようにしている。従って、案内環61は弾性復元力により加工誤差を吸収して前記嵌合面62aに保持されるから、前記ピストンロッド4との接触抵抗によりピストンロッド4の移動に追従して案内環61が往復移動することになる。
【0025】
また、前記外側保持環64の第2拘束部64bは、前記案内環61の内面に対し径方向外方に設けて、外側保持環64の長手方向他端部内に挿入する例えば筒状の治具を、第2拘束部64bに阻害されることなく案内環61の一端部の端面61dに当接させることができるようにしている。
【0026】
また、図4に示した実施の形態の動力舵取装置は、前記ピストン4aの両側にて液密に封止された油室5a,5bへの外部からの油圧送給に応じてピストン4aの両側に発生する圧力差により前記ピストンロッド4を軸長方向へ押し引きし、該ピストンロッド4の基端に連結された前記ラック軸2に軸長方向の移動力を加える構成となっている。
【0027】
ピストン4aの両側の油室5a,5bは、ピストン4aのストローク以上の長さを隔てて被覆チューブ8に接続された一対の送油管15,15により、前記ギヤハウジング3の外側に設けられた一対の送油ポート16,16に連通されている。ギヤハウジング3には、舵取りのための舵輪の操作に伴って前記ピニオン軸1に加わる操舵トルクに応じて油圧の給排動作を行い、前記送油ポート16,16のいずれかに送出する公知の油圧制御弁が内蔵されており、送油ポート16,16への送出油圧が送油管15,15を経てシリンダチューブ5の油室5a,5bに送給され、この送給に応じて発生する油圧力がラック軸2に加えられ、前述の如く生じる舵取りが補助される構成となっている。
【0028】
以上の如く構成されたセンタテイクオフ形の動力舵取装置の支持具6は、案内環61を内側保持環62の嵌合面62aに挿嵌し、該内側保持環62及び封止部材63を外側保持環64の嵌合面64aに挿嵌した状態で外側保持環64を被覆チューブ8の基端部内面に挿嵌し、被覆チューブ8の基端部をラックハウジング10の先端部内面に圧入して外側保持環64の鍔部64dを挾着固定する。
【0029】
前記案内環61を挿嵌する場合、内側保持環62に第1拘束部62cを設け、外側保持環64に第2拘束部64bを設けて、案内環61を縮径させることなく内側保持環62の一端部から嵌合面62aに挿嵌することができるようにしたから、案内環61を内側保持環62に容易に挿嵌することができ、内側保持環62の組込み作業性を良好にできる。
【0030】
また、実施の形態の動力舵取装置は、舵輪の操作に伴ってピニオン軸1が回転し、該ピニオン軸1のピニオン及びラック歯を介してラック軸2が車体の左右方向へ移動するとともに、ピニオン軸1に加わる操舵トルクに応じて油圧制御弁から送油管15,15を介してピストン4aの両側の油室5a,5bに油圧が給排され、この送給に応じて発生する油圧力がラック軸2に加えられ、該ラック軸2の往復移動とともにピストンロッド4が往復移動する。
【0031】
このため、前記シリンダチューブ5及びラックハウジング10内のゴミなどの異物、又はピストンロッド4の傷などにより支持具6の封止部材63に傷ができて、該封止部材63の傷部から作動油が洩れることがある。この場合、案内環61の一端部に内側保持環62の端面62d及び第2拘束部64bと対向する突起61aを設けて、該突起61aと対向する第2拘束部64bを案内環61の内面に対し径方向外方位置に設け、案内環61の一端部の端面61dに長手方向の力を付与することができるようにしたから、シリンダチューブ5の基端部からシリンダチューブ5内に例えば筒状の治具を挿入して、該治具を前記案内環61の一端部の端面61dに当てることにより、治具を叩いて内側保持環62を移動させることができる。
【0032】
具体的には、例えば栓部材7を被覆チューブ8から取外し、該被覆チューブ8の先端からシリンダチューブ5内にボックスレンチなどの工具を挿入してピストン4aをピストンロッド4から取外し、ブラケット12をラック軸2から取外し、さらに、取付ねじ14を弛緩してラックハウジング10をギヤハウジング3から取外し、ラックハウジング10を引張ってピストンロッド4を支持具6及びシリンダチューブ5から抜き出す。この場合、ラックハウジング10内には支持具6が取付けられているだけであるから、ラックハウジング10の基端部から例えば筒状の治具を挿入することにより、該治具の先端を案内環61の突起61aが設けられている一端部の端面61dに当てることができ、この状態で治具を叩くことにより、案内環61を介して内側保持環62及び封止部材63を移動させることができ、該封止部材63のみを交換することができ、補修費を安くすることができる。
【0033】
また、前記ピストンロッド4が移動するとき、該ピストンロッド4を案内する案内環61はピストンロッド4との接触抵抗により長手方向の力が付与されることになるが、案内環61の突起61a及び内側保持環62の一端部の端面62d間の間隔H1を、案内環62の他端部の端面61b及び第1拘束部62c間の間隔H2よりも大きく設定したから、ピストンロッド4の移動に追従して案内環61が長手方向一方側へ移動するときは図1、図2(a)に示す如く突起61aが第2拘束部64bに当接して移動が拘束される。
【0034】
また、他方側へ移動するときは図2(b)に示す如く案内環61の他端部の端面61bが第1拘束部62cに当接して移動が拘束される。このように突起61aには、案内環61が一方側へ移動するときにのみ拘束部と当接するから、突起61aの基部に作用する応力を片振幅にすることができ、案内環61の耐久性を向上することができる。
【0035】
尚、以上説明した実施の形態では、案内環61に割り溝61cを設けたが、この割り溝61cは必ずしも必要でない。
【0036】
【発明の効果】
以上詳述した如く本発明によれば、案内環を縮径させることなく内側保持環に容易に挿嵌することができ、内側保持環の組込み作業性を良好にできて、しかも、案内環の一端部の端面に長手方向の力を付与することができ、内側保持環を移動させることができるから、該内側保持環とともに外側保持環に挿嵌して保持される封止部材から洩れが生ずる場合、該封止部材のみの交換が可能であり、補修費を安くすることができる。さらに、案内環の突起の基部に作用する応力を片振幅にすることができ、案内環の耐久性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るラックピニオン式舵取装置の支持具の拡大断面図である。
【図2】本発明に係るラックピニオン式舵取装置の要部の構成を拡大したもので、(a)は断面図、(b)は案内環が移動した状態の説明図である。
【図3】本発明に係るラックピニオン式舵取装置の支持具が設けられた部分の一部を切欠いた正面図である。
【図4】本発明に係るラックピニオン式舵取装置全体の断面図である。
【図5】従来例を示すラックピニオン式舵取装置の支持具の断面図である。
【図6】従来例を示すラックピニオン式の舵取装置全体の断面図である。
【図7】従来例を示すラックピニオン式の舵取装置の支持具の説明図である。
【符号の説明】
2 ラック軸
4 ピストンロッド
4a ピストン
5 シリンダチューブ
6 支持具
61 案内環
61a 突起
61b 端面
62 内側保持環
62c 第1拘束部
62d 端面
64 外側保持環
64b 第2拘束部
A 液圧シリンダ
Claims (1)
- 舵取り操作に応じて車体の左右方向へ移動するラック軸の一端部に連結されるピストンロッドと、該ピストンロッドのピストンを案内するシリンダチューブ及び該シリンダチューブに前記ピストンロッドの中間部を支持する支持具とを有し前記ラック軸に補助力を加える液圧シリンダを備え、前記支持具は、前記ピストンロッドが挿通されて該ピストンロッドの移動を案内する案内環と、該案内環が挿嵌して保持され、前記案内環の他端側で前記案内環の一方側への移動を拘束する第1拘束部を有する内側保持環、及び該内側保持環が挿嵌して保持され、前記案内環の一端側で前記案内環の他方側への移動を拘束する第2拘束部を有する外側保持環とを備えているラックピニオン式舵取装置において、前記案内環は一端部から径方向外方へ突出して前記内側保持環の一端部の端面、及び前記第2拘束部と対向する突起を備えており、該突起及び前記端面間の間隔が、前記案内環の他端部の端面及び前記第1拘束部間の間隔よりも大きくしてあり、前記突起と対向する前記第2拘束部が前記案内環の内面に対し径方向外方位置に設けてあることを特徴とするラックピニオン式舵取装置。
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