JP3729652B2 - 動力舵取り装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の動力舵取り装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ラックアンドピニオン式舵取り装置において、ラック軸を移動させる力を油圧力により補助する動力舵取り装置がある。この動力舵取り装置では、ラック軸が、ラックハウジングを構成する鋼製のシリンダに挿通され、このシリンダに接続されたアルミニウム鋳物製の筒状のハウジング内まで達している。ハウジングおよびシリンダの対向する端部の一方が他方へ圧入されている。ハウジングの端部に設けられた環状の位置決め用の当接面が相対向するシリンダの端面と、全周にわたって当接することにより、圧入方向の位置決めがなされている。シリンダの一部には、ラック軸に設けられるピストンを収容する油室が区画され、パワーシリンダを構成している。
【０００３】
また、ハウジングはラック軸と噛み合うピニオンを収容している。このピニオンとラック軸との噛み合い部に与圧を与えるために、ラック軸を挟んでピニオンの反対側からサポートヨークがラック軸を付勢している。サポートヨークは、ハウジングの周側面に形成された横孔に保持されている。この横孔は、ハウジングとシリンダとの圧入前に予め高精度に加工されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、横孔は、ハウジングの周側面にあるので、軸方向の力を受けると変形し易い。その結果、ハウジングにシリンダを圧入する際に、横孔を高い寸法精度に維持できないことがある。
特に、上述のようにシリンダの端面とハウジングの当接面とを当接させる場合には、圧入荷重が大きくなる傾向にあるので、横孔が変形する可能性もより一層高くなる。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、上述の技術的課題を解決し、シリンダをハウジングに圧入する際に、ハウジングの横孔が変形しない動力舵取り装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するための課題解決手段として、
請求項１に記載の発明の態様は、ラック軸を挿通させるシリンダの端部と、ラック軸と噛み合うピニオンを収容する筒状のハウジングの端部とを圧入により互いに嵌め合わせてあり、上記ハウジングはラック軸を介してラック軸とピニオンとの噛合部に与圧を与える手段を挿通させる横孔を有している動力舵取り装置において、上記シリンダおよびハウジングの端部の少なくとも一方は、相手方に当接して圧入方向の位置決めをする当接部を周方向の一部に有し、この当接部は、ハウジングの周方向に関して横孔からずらされていることを特徴とする。
【０００７】
本態様によれば、組立工程における圧入時に、横孔からずれた位置にある当接部が相手方に当接して、圧入荷重を受け止める。その結果、横孔の変形を抑制することができる。
請求項２に記載の発明の態様は、請求項１において、上記ハウジングは、シリンダとの圧入時に当接部に連なって圧入荷重を受けることのできるリブを含むことを特徴とする。
【０００８】
本態様によれば、圧入荷重は、主にリブで確実に受け止められるので、横孔に負荷され難くなる結果、横孔の変形をより一層抑制することができる。
請求項３に記載の発明の態様は、ラック軸を挿通させるシリンダの端部と、ラック軸と噛み合うピニオンを収容する筒状のハウジングの端部とを圧入により互いに嵌め合わせてあり、上記ハウジングはラック軸を介してラック軸とピニオンとの噛合部に与圧を与える手段を挿通させる横孔を有している動力舵取り装置において、上記ハウジングの内周には、圧入時にハウジング内に導入される圧入用治具に当接して圧入荷重を受ける受け部が、横孔よりもシリンダ側に設けられていることを特徴とする。
【０００９】
例えば、受け部としては、ハウジングの内周に形成された段差や斜面を例示できる。また、圧入用治具としては、一端が受け部と当接した状態で他端がハウジングの内周の入口よりも延び出した棒状部材を用いることができる。
組立工程時には、圧入用治具をハウジング内に導入し、ハウジングの受け部と当接させて、この状態で、シリンダをハウジングに圧入する。
【００１０】
本態様によれば、圧入荷重を受け部によって受け止めることにより、圧入荷重は横孔に負荷されず、その結果、横孔の変形を防止することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態の動力舵取り装置を、添付図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態を示す動力舵取り装置の正面断面図である。
本動力舵取り装置１は、ラックアンドピニオン式舵取り装置のラック軸３を移動させる力を油圧力により補助するようにしたものである。
【００１２】
本動力舵取り装置１は、ハンドル（図示せず）に連動して回動するピニオン２と、このピニオン２と噛み合うラック３ａが周面の一部に形成された円柱状のラック軸３と、このラック軸３を取り囲むラックハウジングを構成するシリンダ４と、このシリンダ４に連接されてピニオン２を収容する略筒状のハウジング５とを備えている。ラック軸３は、ハウジング５およびシリンダ４内を挿通している。ラック軸３の端部に、ボールジョイント６等を介して操向車輪（図示せず）が連結されている。
【００１３】
ハンドルを操作すると、ピニオン２が回動し、これに噛み合うラック軸３がその軸方向に移動する。これにより操向車輪を操向することができる。
また、本動力舵取り装置１では、シリンダ４の一部に、ラック軸３に設けられるピストン２１を収容する油室２２が区画され、ラック軸３のその軸方向の移動を補助する操舵補助用のパワーシリンダ２０を構成している。
【００１４】
すなわち、シリンダ４の一方の端部４ａ寄りの内部には、ラック軸３を摺動可能に挿通させたセンターブッシュ２３が装着され、その近傍でシリンダ４とラック軸３との間がラックシール２４によりシールされている。また、シリンダ４の他方の端部４ｂの内部には、ラック軸３を摺動可能に挿通させたエンドカバー２５が装着され、その近傍でシリンダ４とラック軸３との間がラックシール２６によりシールされている。センターブッシュ２３とエンドカバー２５との間に油室２２が区画され、油室２２内に、ピストン２１がラック軸３に一体化されて装着されて、シリンダ４内に摺動可能に嵌入されている。このピストン２１により油室２２が２つの部分２２ａ，２２ｂに仕切られている。この互いに仕切られた部分２２ａ，２２ｂに、操舵方向と操舵抵抗に応じて圧油が供給されることで、操舵補助力が得られる。
【００１５】
また、ハウジング５内には、ラック軸３を介してラック軸３とピニオン２との噛合部に与圧を与える手段３０が設けられている。すなわち、サポートヨーク３１がピニオン２に向けてラック軸３を付勢している。
サポートヨーク３１は、ラック軸３を挟んでピニオン２の反対側に配置されており、ハウジング５の周側面に形成された横孔５ａに保持されている。この横孔５ａ内には、ラック軸３寄りから順に、サポートヨーク３１、バネ３２および調節部材３３が配置されている。調節部材３３は、横孔５ａにねじ込まれてこれを閉塞している。バネ３２は、調節部材３３とサポートヨーク３１との間に挟持されてサポートヨーク３１を押圧している。サポートヨーク３１は、横孔５ａ内を横孔５ａの延びる方向に移動可能とされ、バネ３２の弾性力によりラック軸３をピニオン２に押し付けている。その押し付け力は調節部材３３のハウジング５へのねじ込み量を調節することで調節可能とされている。
【００１６】
図２は、図１のハウジング５およびシリンダ４だけを示す一部断面正面図である。
ハウジング５は、アルミニウム合金製の鋳物部品である。ハウジング５は、筒状に形成され、その内部をラック軸３が挿通する。なお、以下では、円柱状のラック軸３の軸方向、径方向および周方向をもとに方向を説明する。
【００１７】
ハウジング５は、ラック軸３に沿って延びる主筒部５ｇと、この主筒部５ｇの外周面から軸方向に直交して突出する第１副筒部５ｈと、外周面から軸方向に斜めに交差して突出する２つの第２副筒部５ｉとを有している。第１副筒部５ｈ内に、サポートヨーク３１用の上述の横孔５ａが区画されている。各第２副筒部５ｉに、ピニオン２を回動自在に支持するためのピニオン用斜孔５ｂが区画されている。２つの第２副筒部５ｉは、それぞれ斜孔５ｂが一直線状になるように、主筒部５ｇから互いに反対方向に向いて延びている。横孔５ａと２つの斜孔５ｂとは、互いに交差するように、主筒部５ｇの内部に連通している。
【００１８】
ハウジング５の主筒部５ｇは、その端部５ｅにある外周面からなる圧入嵌合面５ｊと、この圧入嵌合面５ｊに隣接して設けられた環状のフランジ部５ｋと、このフランジ部５ｋと平行な環状凸部５ｍと、端部５ｆ近傍にある環状凸部５ｎと、主筒部５ｇの外周面に沿う複数のリブ５ｓ，５ｔ，５ｕ，５ｖ，５ｗ，５ｘ，５ｙ，５ｚとを有している。圧入嵌合面５ｊに、シリンダ４の端部４ａの内周面が軸方向に圧入されている。
【００１９】
リブ５ｓ，５ｔ，５ｕは、軸方向に平行に延びて形成され、互いに周方向に関してほぼ同じ位置に配置され、互いに連なっている。すなわち、リブ５ｓは、フランジ部５ｋと環状凸部５ｍとをつなぎ、リブ５ｔは、環状凸部５ｍと第１副筒部５ｈの端部５ｅ寄りの周面とをつなぎ、リブ５ｕは、第１副筒部５ｈの端部５ｆ寄りの周面と環状凸部５ｎとをつないでいる。
【００２０】
また、リブ５ｖ，５ｗ，５ｘは、上述のリブ５ｓ，５ｔ，５ｕと周方向の異なる位置に形成され、互いに連なっている。すなわち、リブ５ｖは、フランジ部５ｋと環状凸部５ｍとをつなぎ、軸方向に平行に延びている。リブ５ｗは、環状凸部５ｍと第２副筒部５ｉの端部５ｅ寄りの周面とをつなぎ、軸方向と傾斜する方向に延びている。リブ５ｘは、第２副筒部５ｉの端部５ｆ寄りの周面と環状凸部５ｎとをつなぎ、軸方向と傾斜する方向に延びている。リブ５ｗとリブ５ｘとは互いに逆向きに傾斜しており、リブ５ｗと環状凸部５ｍとの接続部、およびリブ５ｘと環状凸部５ｎとの接続部は、周方向にほぼ同じ位置に配置されている。また、リブ５ｖとリブ５ｗとは、環状凸部５ｍを介して周方向に同じ位置でつながっている。図示していないが、これらのリブ５ｖ，５ｗ，５ｘは、２つの第２副筒部５ｉに対応して、２組が設けられている。
【００２１】
また、リブ５ｙは、第２副筒部５ｉ同士が接続されている端部５ｆ寄りの周面と環状凸部５ｎとをつなぎ、リブ５ｚは、第２副筒部５ｉ同士が接続されている環状凸部５ｍ寄りの周面と環状凸部５ｍとをつないでいる。リブ５ｙは、リブ５ｕの径方向に関して反対側に、リブ５ｚは、リブ５ｔの径方向に関して反対側に設けられている。
【００２２】
また、ハウジング５の端部５ｅは、相手方となるシリンダ４の端面４ｃに当接して圧入方向となる軸方向の位置決めをする当接部５ｐを有している。この当接部５ｐは、圧入嵌合面５ｊとフランジ部５ｋとの間に形成されている。
このように、シリンダ４の端面４ｃは、ハウジング５の端部５ｅの当接部５ｐによって圧入方向に位置決めされているので、ピニオン２に過負荷がかかる場合に生じるシリンダ４とハウジング５との相対変位を確実に防止することができる。
【００２３】
ところで、上述の圧入方向の位置決めを、シリンダ４の端面４ｃとハウジング５の当接部５ｐとを互いに当接させて行う場合には、組立時の圧入荷重が大きくなる傾向にあるので、上述のサポートヨーク用の横孔５ａが変形することが想定される。特に、鋼製のシリンダ４とアルミニウム製のハウジング５との組み合わせの場合には、横孔５ａが変形する可能性が高くなる。
【００２４】
これに対して本発明の第１の実施の形態では、図３に示すハウジング５の一部断面側面図のように、上述の当接部５ｐは、周方向の一部に形成され、ハウジング５の周方向に関して、サポートヨーク用の横孔５ａからずらされている。これにより、横孔５ａの変形を防止することができる。
当接部５ｐは、主筒部５ｇのフランジ部５ｋのシリンダ側の面を軸方向に盛り上がらせて形成され、複数箇所、例えば、２か所に形成されている。これらの当接部５ｐの間の、フランジ部５ｋのシリンダ側の面には、シリンダ４の端面４ｃとの当接を回避する凹部状の逃がし部５ｑが形成されている。逃がし部５ｑは、当接部５ｐに比べて周方向に大きい。ラック軸３の軸方向に見たときに、逃がし部５ｑと横孔５ａとが重なり、且つ当接部５ｐと横孔５ａとが重ならないように配置されている。当接部５ｐは、互いにハウジング５の中心に関して対称な位置に配置されている。また、周方向に関して、２つの当接部５ｐの中間位置に、主筒部５ｇの外周面に沿って、横孔５ａが配置されている。
【００２５】
また、当接部５ｐは、図２に示すように、フランジ部５ｋを挟んで、リブ５ｖと周方向に関して一致して配置され、フランジ部５ｋを介してリブ５ｖと連なり、このリブ５ｖは環状凸部５ｍを介してリブ５ｗと連なり、このリブ５ｗは第２副筒部５ｉを介してリブ５ｘと連なり、環状凸部５ｎから端部５ｆに連なっている。このように、リブ５ｖ，５ｗ，５ｘは、軸方向の荷重を受けることができるように、当接部５ｐに連なっているので、組立時のシリンダ４との圧入荷重の大部分を受けることができ、この圧入荷重に対してハウジング５を補強することができる。
【００２６】
一方、逃がし部５ｑは、横孔５ａと周方向に関して相対する位置に配置されている。その結果、組立時に圧入荷重が横孔５ａにかかることを抑制することができる。
また、リブ５ｓ，５ｔ，５ｕの各リブは、圧入荷重をあまり受けないが、ハウジング５を、特に第１副筒部５ｈの周辺に関して補強している。
【００２７】
以上のように本実施の形態によれば、組立工程における圧入時に、横孔５ａからずれた位置にある当接部５ｐが相手方となるシリンダ４の端部４ａの端面４ｃに当接して、圧入荷重を受け止める。その結果、横孔５ａの変形を抑制することができて、横孔５ａを高い寸法精度に維持できる。
従って、寸法精度が低い不良品が、組立時に発生することを防止できるので、製造コストを低減することができる。
【００２８】
このように、安価に、サポートヨーク３１と横孔５ａとの間の隙間を適切に確保できるので、ラック軸３に適切な与圧を付与することができる結果、操舵操作のためのトルクが大きくならず、また、ハンドルの遊びも過度に大きくなることも防止できる。
また、圧入荷重は、主にリブ５ｖ，５ｗ，５ｘで確実に受け止められるので、サポートヨーク用の横孔５ａに、より一層負荷され難くなる結果、横孔５ａの変形をより一層抑制することができる。
【００２９】
なお、当接部５ｐは上述の構成に限定されない。例えば、シリンダ４の端面４ｃの一部が軸方向に突出して設けられ、ここに相手方に当接して圧入方向の位置決めをする当接部を設け、この当接部とハウジング５のフランジ部５ｋとが当接するようにしてもよい。また、シリンダ４とハウジング５との両方に当接部を設けてもよく、要は、シリンダ４の端部４ａおよびハウジング５の端部５ｅの少なくとも一方が、相手方に当接して圧入方向の位置決めをする当接部を有していればよい。
【００３０】
また、リブの構成は上述のものに限定されず、要は、当接部５ｐにつながり、組立時の圧入荷重を受けることのできるリブが設けられていればよい。
次に、第２の実施の形態を説明する。図４は、本発明の第２の実施の形態を示す動力舵取り装置１のハウジングおよびシリンダの一部断面正面図である。
第２の実施の形態では、ハウジング５の内周面５ｃに、圧入時にハウジング５内に導入される圧入用治具Ｇ（図５参照）に当接して圧入荷重を受ける受け部５ｒが、横孔５ａよりもシリンダ４側に設けられている。
【００３１】
受け部５ｒは、軸方向に関して、横孔５ａと当接部５ｐとの間に配置されている。
受け部５ｒは、内周面５ｃに形成された段差である。シリンダ４側の内周面５ｃの部分は、相対的に細く形成されており、内径の太い部分と細い部分との接続部分に段差が形成されている。この段差は、ハウジング５の端部５ｆ側から導入される圧入用治具Ｇと当接可能に形成されている。受け部５ｒは、環状に形成されており、全周にわたって圧入用治具Ｇと当接して、荷重を受ける。
【００３２】
内周面５ｃは、圧入用治具Ｇを案内可能に形成され、圧入用治具Ｇを受け部５ｒに導くことができる。また、端部５ｆの内周面５ｃの部分と、この部分に対向する圧入用治具Ｇの外周面とは、互いに嵌合され、圧入用治具Ｇとハウジング５の内周面５ｃとの中心同士を位置合わせできるようにされている。これにより、圧入用治具Ｇをハウジング５の受け部５ｒに確実に装着することができる。
【００３３】
当接部５ｐは、シリンダ４の端面４ｃと全周にわたって当接可能に環状に形成され、第１の実施の形態の逃がし部５ｑは設けられていない。
圧入用治具Ｇとしては、例えば、一端が受け部５ｒと当接した状態で他端がハウジング５の他端側の内部よりも延び出す長さを有する棒状部材を用いることができる。図５は、圧入用治具Ｇを作業台Ｔ上に立設した状態を図示している。
【００３４】
組立工程時には、図５に示すように、圧入用治具Ｇをハウジング５内に端部５ｆ側より導入し、ハウジング５の受け部５ｒと当接させて、この状態で、シリンダ４の端部４ａをハウジング５の圧入嵌合面５ｊに圧入すればよい。
以上のように本実施の形態によれば、組立時に、圧入荷重を受け部５ｒによって受け止めることにより、圧入荷重はサポートヨーク用の横孔５ａに負荷されず、その結果、横孔５ａの変形を防止することができる。従って、横孔５ａを高い寸法精度に維持でき、その結果、横孔５ａとサポートヨーク３１との間の隙間を適切に得るための作業を簡素化することができる。
【００３５】
また、ハウジング５の内周面５ｃで圧入用治具Ｇを受け部５ｒに案内できるので、圧入用治具Ｇのハウジング５への装着が容易で、しかも、圧入用治具Ｇによりハウジング５を内側から確実に保持できる。また、圧入用治具による保持や圧入用治具の容易な装着のために、ハウジング５の内周面５ｃを利用できるので、圧入用治具を簡素化することができ、ひいては、圧入用治具のための設備コストを低減できる。
【００３６】
また、本実施の形態は、シリンダ４とハウジング５との圧入時の位置決めを、シリンダ４とハウジング５とを互いに当接させないで行うタイプの動力舵取り装置１に適用することができる。この場合には、横孔５ａが変形しないので、例えば、より大きな圧入荷重で圧入が可能となる。
なお、本実施の形態での受け部５ｒは、当接部５ｐよりも、シリンダ４のある側に配置されてもよい。要は、サポートヨーク用横孔５ａよりも、シリンダ４側にあればよい。
【００３７】
また、受け部５ｒとしては、内周面５ｃに形成された段差の他、斜面でもよい。また、受け部５ｒは、周方向の複数箇所にあってもよい。要は、圧入時にハウジング５内に導入される圧入用治具Ｇに当接して圧入荷重を受けることができる部分が設けられていればよい。
また、ハウジング５の当接部５ｐが、第１の実施の形態のように周方向の一部に設けられ、逃がし部５ｑが設けられていてもよい。
【００３８】
なお、上述の各実施の形態では、シリンダ４の内周面がハウジング５の外周面に圧入されているが、シリンダ４の外周面がハウジング５の内周面に圧入されてもよい。
その他、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【００３９】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、組立時の圧入荷重を、横孔からずれた位置にある当接部で受け止めるので、横孔の変形を抑制でき、横孔の寸法精度を確実に維持することができる。
請求項２に記載の発明によれば、当接部とこれに連なるリブにより、圧入荷重の大部分を確実に受け止めることができ、横孔の変形をより一層抑制することができる。
【００４０】
請求項３に記載の発明によれば、圧入荷重が、ハウジングの内周の受け部によって受け止められるので、横孔には負荷されない結果、横孔の変形を防止でき、横孔の寸法精度を確実に維持できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す動力舵取り装置の断面正面図である。
【図２】図１のハウジングおよびシリンダの一部断面正面図である。
【図３】図２のＡ断面を示すハウジングの一部断面側面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態を示す動力舵取り装置のハウジングおよびシリンダの一部断面正面図である。
【図５】図４のハウジングとシリンダとの組立を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 動力舵取り装置
２ ピニオン
３ ラック軸
４ シリンダ
４ａ 端部
４ｃ 端面（相手方）
５ ハウジング
５ａ 横孔
５ｅ 端部
５ｐ 当接部
５ｒ 受け部
５ｖ，５ｗ，５ｘ リブ
３１ サポートヨーク（与圧を与える手段）
Ｇ 圧入用治具

Claims (3)

1. ラック軸を挿通させるシリンダの端部と、ラック軸と噛み合うピニオンを収容する筒状のハウジングの端部とを圧入により互いに嵌め合わせてあり、上記ハウジングはラック軸を介してラック軸とピニオンとの噛合部に与圧を与える手段を挿通させる横孔を有している動力舵取り装置において、
   上記シリンダおよびハウジングの端部の少なくとも一方は、相手方に当接して圧入方向の位置決めをする当接部を周方向の一部に有し、
   この当接部は、ハウジングの周方向に関して横孔からずらされていることを特徴とする動力舵取り装置。
2. 請求項１に記載の動力舵取り装置において、
   上記ハウジングは、シリンダとの圧入時に当接部に連なって圧入荷重を受けることのできるリブを含むことを特徴とする動力舵取り装置。
3. ラック軸を挿通させるシリンダの端部と、ラック軸と噛み合うピニオンを収容する筒状のハウジングの端部とを圧入により互いに嵌め合わせてあり、上記ハウジングはラック軸を介してラック軸とピニオンとの噛合部に与圧を与える手段を挿通させる横孔を有している動力舵取り装置において、
   上記ハウジングの内周には、圧入時にハウジング内に導入される圧入用治具に当接して圧入荷重を受ける受け部が、横孔よりもシリンダ側に設けられていることを特徴とする動力舵取り装置。

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