JP3895437B2 - 動力舵取装置のハウジング構造 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、動力舵取装置のハウジング構造に関し、特にその軽量化と耐食処理に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来より動力舵取装置における軽量化のため、例えばピニオンハウジングの材料を、鉄からアルミニウムに変更したものが提案されている(例えば、特開昭55−79756号公報又は特開昭63−235168号公報参照。)。また、さらなる軽量化のため、マグネシウム合金の採用も検討されている。
しかしながら、動力舵取装置のピニオンハウジング等は、いわゆる車の下まわりの部品であるため、雨水の吹き込みや路面からのしぶきを浴びる。このような水は、ほとんどの場合、不純物を含む電解質水溶液である。また、海に近い道路であれば塩分を含んだ水、すなわち電解質水溶液を浴びることになる。マグネシウム合金でできたハウジングとボルト、シリンダチューブ等の異種金属(鉄等)との接触部に電解質水溶液がかかると、局部電池が構成され、マグネシウムがイオンとなって溶け出すことにより腐食が起こる。
このように、軽量化のためにマグネシウム合金をハウジングの材料として採用すると、ハウジングが腐食するという問題点がある。
【0003】
上記のような従来の問題点に鑑み、本発明は、ハウジングの軽量化とともに、ハウジングの腐食を防止することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明は、樹脂からなるバルブハウジングとマグネシウム合金からなるピニオンハウジングとを金属ボルトを介して締結することによりステアリングギヤハウジングを構成してなる動力舵取装置のハウジング構造において、前記ピニオンハウジングにおいて金属ボルトを螺合させる雌ねじ部から延設されたスリーブ状の突出部が、金属ボルトを挿通させるためのバルブハウジングの挿入口部として、当該バルブハウジングと嵌合し、少なくとも前記ピニオンハウジングと他の異種金属部材との接合部に絶縁部を形成したことを特徴とする(請求項1)。
このように構成されたハウジングにおいては、マグネシウム合金によりハウジングが軽量化されるとともに、絶縁部の存在によりハウジングの腐食が防止される。さらに、挿入口部がピニオンハウジングと一体であるため、挿入口部とピニオンハウジングとの接触による腐食を考慮する必要がない。
【0005】
本発明はまた、樹脂からなるバルブハウジングとマグネシウム合金からなるピニオンハウジングとを金属ボルトを介して締結することによりステアリングギヤハウジングを構成してなる動力舵取装置のハウジング構造において、前記バルブハウジングは、金属ボルトを挿通させるための鉄系金属からなる挿入口部を有し、この挿入口部と前記ピニオンハウジングとの間にゴム系又は合成樹脂系のシール部を設け、少なくとも前記ピニオンハウジングと他の異種金属部材との接合部に絶縁部を形成したことを特徴とする(請求項2)。
このように構成されたハウジングにおいては、マグネシウム合金によりハウジングが軽量化されるとともに、絶縁部の存在によりハウジングの腐食が防止され、さらにシール部によって挿入口部とピニオンハウジングとの直接接触が防止される。
【0006】
また本発明は、マグネシウム合金からなるバルブハウジングとマグネシウム合金からなるピニオンハウジングとを金属ボルトを介して締結することによりステアリングギヤハウジングを構成してなる動力舵取装置のハウジング構造において、前記バルブハウジング及びピニオンハウジングと金属ボルトとの間に樹脂コーティングが施されたシール部を設け、少なくとも前記ピニオンハウジングと他の異種金属部材との接合部に絶縁部を形成したことを特徴とする(請求項3)。
【0007】
このように構成されたハウジングにおいては、マグネシウム合金によりハウジングが軽量化されるとともに、絶縁部の存在によりハウジングの腐食が防止され、さらにバルブハウジングとピニオンハウジングとが互いに同種金属であるため、接触しても腐食は発生しない。また、バルブハウジング及びピニオンハウジングと金属ボルトとの直接接触は、シール部によって防止されるとともに、例えばクロメート処理・塗装処理が施された金属ボルトのクロメート処理・塗装処理部によっても防止される。
【0008】
また、上記ハウジング構造(請求項3)において、ピニオンハウジングに金属ボルトと螺合させるための雌ねじ部が設けられるとともに、この雌ねじ部の最下部から下方へ貫通する孔が形成され、当該雌ねじ部にシール剤が封入されるものであってもよい(請求項4)。
この場合、シール剤が金属ボルトの挿入により孔から押し出されるので、雌ねじ部に塩水等が侵入するのを防止できる。
【0009】
また、上記ハウジング構造(請求項1〜4)において、絶縁部は、金属部材の表面部に、下地処理層及び最表層としての塗装処理層を施すことにより形成されるものであってもよい(請求項5)。
この場合、下地処理層と塗装処理層とによって、より確実にハウジングの腐食が防止される。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の動力舵取装置のハウジング構造について添付図面を参照して説明する。図1〜5は各実施形態におけるハウジングの主要部の構造を示す断面図であり、図6は各実施形態に共通の、動力舵取装置全体の構成を示す断面図である。
【0011】
まず、動力舵取装置の全体構成について、図6を参照して説明する。当該動力舵取装置1は、バルブ装置1A、ラックピニオン装置1B及び油圧シリンダ装置1Cを相互に接続してなるラックピニオン式油圧動力舵取装置であり、出力軸4からラック8に与えられる操舵力に、油圧による補助操舵力をステアリング操作に応じて付加するように構成されている。バルブ装置1Aの筐体であるバルブハウジング6と、ラックピニオン装置1Bの筐体であるピニオンハウジング11と、油圧シリンダ装置1Cの筐体であるシリンダチューブ19とは、それぞれ個別に成型された後に連結されている。
【0012】
バルブ装置1A内にはロータリバルブ機構が備えられ、その中心部に、ステアリングホイール(図示せず)に連結された入力軸2と、この入力軸2と軸方向一端(図示しない上方端)でのみ相互に固定されたトーションバー3とが挿通されている。トーションバー3の下端部には出力軸4が接続され、入力軸2に与えられた操舵力(回転トルク)はトーションバー3を介して出力軸4に伝達される。従って、回転部材である入力軸2は、同様に回転部材である出力軸4に対して、操舵抵抗に応じたトーションバー3の捻れの分だけ相対回転可能である。
【0013】
バルブ装置1Aは外周面に入口ポート36、排出ポート40、配管接続用の第1ポート32及び第2ポート34を備えている。入口ポート36は配管73を介してポンプ37と接続され、このポンプ37によりタンク41から吸い上げた油が所定の圧力でバルブ装置1Aに供給される。また、排出ポート40は配管74を介してタンク41に連通しており、バルブ装置1Aから排出された油はタンク41に戻される。
【0014】
上記出力軸4は下端部にピニオン7が形成され、このピニオン7が、ラックピニオン装置1B内に支持されたラック8と噛み合っている。出力軸4はボールベアリング12とニードルベアリング13とを介してピニオンハウジング11に支持されている。
ラック8の左右両端部には操舵用車輪(図示せず)が連結されており、ラック8の左右方向の移動に応じて車輪が操舵される。ラックピニオン装置1Bに連設された油圧シリンダ装置1Cは、ラック8の左右方向への移動をピストン運動としたシリンダを構成しており、操舵補助力を付与するアクチュエータとして設けられている。
【0015】
油圧シリンダ装置1Cは、シリンダチューブ19と、ラック8に一体に形成されたピストン20とにより主として構成され、このピストン20により、シリンダチューブ19内が仕切られ、一対の油室21及び22が形成される。油室21側の端部におけるラック8とシリンダチューブ19との間にはオイルシール45が配設されている。また、油室22の端部におけるラック8とシリンダチューブ19との間にはラックブッシュ46が配設され、このラックブッシュ46とラック8との間にオイルシール47が配設され、また、ラックブッシュ46とシリンダチューブ19との間にOリング48が配設されている。なお、ラックブッシュ46は止め輪49によりシリンダチューブ19に固定されている。
【0016】
シリンダチューブ19の外周面には、上記油室21及び22にそれぞれ対応して配管接続ポート75及び76が設けられ、これらはそれぞれ配管72及び71を介してバルブ装置1Aの前記配管接続ポート34及び32に接続されている。
【0017】
次に、バルブハウジング6及びピニオンハウジング11の構造について図1を参照して詳細に説明する。ここで図1は、図6のA部の詳細構造の参考例を示す部分断面図である。
図1において、バルブハウジング6は鉄系金属からなり、ピニオンハウジング11は、軽量化のためマグネシウム合金からなる。バルブハウジング6とピニオンハウジング11とは、ピニオンハウジング11に形成された雌ねじ部11aに、スプリングワッシャ(鉄系金属)52及びワッシャ(鉄系金属)53を介してボルト(鉄系金属)51を螺合することにより、互いに締結され、全体としてステアリングギヤハウジングを構成している。
【0018】
バルブハウジング6の外周面には通常のエポキシ系塗装処理が施されており、ピニオンハウジング11の全表面には下地処理としてマグネシウム合金用クロメート処理が施されている。また、ボルト51、スプリングワッシャ52及びワッシャ53には、下地処理として鉄系金属用クロメート処理が施されることにより、耐食被膜(図示せず)が形成されている。ピニオンハウジング11のクロメート処理は、JIS2種MX−2と同等のシールドクロム酸処理法又は、JIS3種MX−3と同等のダイクロメート処理法により行われる。鉄系金属用クロメート処理の場合は一般に、予め亜鉛めっき処理が施されている。こうして、マグネシウム合金からなるピニオンハウジング11と、これに対しての異種金属であるバルブハウジング6、ボルト51、スプリングワッシャ52及びワッシャ53との直接の接触が防止される。
【0019】
さらに、バルブハウジング6及びピニオンハウジング11が、それぞれ他の部材と接合され又は接触する可能性のある箇所に、塗装により絶縁被膜54が形成されている。塗装はゴム系塗料又はエポキシ系塗料を用いて行い、絶縁被膜54の厚さは15〜20μmとする。これらの絶縁被膜54により、部材間の電子のやりとりを阻止して腐食を防ぐことができる。
【0020】
以上のような耐食処理の効果を確認すべく、JIS−Z2371に基づく塩水噴霧テストを、耐食処理なしの未処理品A、クロメート処理を施したクロメート処理品B、及び、Bにさらに絶縁被膜54を形成したクロメート処理・塗装品Cについて行った。その結果、未処理品Aでは、テスト開始後約4時間で錆の発生が確認された。一方、クロメート処理品Bは未処理品Aの発錆後約24時間(テスト開始後28時間)で錆の発生が確認された。また、クロメート処理・塗装品Cではクロメート処理品Bの発錆からさらに約452時間(テスト開始後480時間)で塗装部分に錆の発生が見られた。
従って、クロメート処理品Bは未処理品Aに比べて約7倍(28/4)の耐食性能が得られ、クロメート処理・塗装品Cは未処理品Aに比べて約120倍(480/4)の耐食性能が得られることが確認された。
【0021】
なお、クロメート処理品B及びクロメート処理・塗装品Cは、未処理品Aに比べて、飛石等の衝突による物理的衝撃に対する損傷の防止にも効果があることが確認された。すなわち、耐ピッチング性の向上という副次的な効果が得られる。
【0022】
図2は、第1の実施形態によるハウジング構造を示す部分断面図である。図において、バルブハウジング6は樹脂からなり、ピニオンハウジング11はマグネシウム合金からなる。ピニオンハウジング11の雌ねじ部11aは、バルブハウジング6側にも突出形成され、そのスリーブ状の突出部11bはバルブハウジング6に嵌合させるとともに、樹脂製のバルブハウジング6における挿入口部(インサート)の役目を果たす。ボルト51及びスプリングワッシャ52は鉄系金属製で、クロメート処理が施されている。ワッシャ55は樹脂からなり、バルブハウジング6を押さえ込んで固定する役目を有している。
上記のような構成においては、バルブハウジング6が樹脂製であるため、バルブハウジング6とピニオンハウジング11との接触によりピニオンハウジング11で腐食が生じることはない。ボルト51とピニオンハウジング11との接触に関しては、ボルト51が上述のクロメート処理及び塗装処理されていることで絶縁がなされ、腐食の発生が防止される。スプリングワッシャ52は、ワッシャ55が絶縁部として介在していることにより、ピニオンハウジング11と直接接触することはない。
【0023】
図3は、第2の実施形態によるハウジング構造を示す部分断面図である。図において、バルブハウジング6は樹脂からなり、ピニオンハウジング11はマグネシウム合金からなる。ピニオンハウジング11の全表面には、クロメート処理が施されている。バルブハウジング6にはボルト51を貫通させる鉄系金属製の挿入口部56が設けられている。ボルト51、スプリングワッシャ52及びワッシャ55については、第1の実施形態と同様であり、ボルト51はピニオンハウジング11の雌ねじ部11aに螺合している。挿入口部56とピニオンハウジング11との間には、ゴム系、合成樹脂系又は金属部材の表面にポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素系塗膜をコーティングしたシール部材57が配設されている。
上記のような構成においては、挿入口部56とピニオンハウジング11との間にシール部材57が設けられているため、挿入口部56とピニオンハウジング11とは直接接触せず、腐食は発生しない。また、バルブハウジング6が樹脂製であるため、バルブハウジング6とピニオンハウジング11との接触によりピニオンハウジング11で腐食が生じることはない。ボルト51とピニオンハウジング11との接触に関しては、ボルト51が前述のクロメート処理及び塗装処理されていることで絶縁がなされ、腐食の発生が防止される。
【0024】
図4は、第3の実施形態によるハウジング構造を示す部分断面図である。図において、バルブハウジング6及びピニオンハウジング11は共にマグネシウム合金からなる。バルブハウジング6及びピニオンハウジング11は、それぞれクロメート処理を施された後、外側面にはゴム系又はエポキシ系の樹脂をベースとした塗料が塗布されている。ボルト51及びスプリングワッシャ52については、第1の実施形態と同様であり、ボルト51はピニオンハウジング11の雌ねじ部11aに螺合している。スプリングワッシャ52とバルブハウジング6との間には、ガスケット状のシール58が介装されている。当該シール58は、金属にフッ素系樹脂をコーティングしたものである。また、バルブハウジング6とピニオンハウジング11との間にも、同様のシール59が介装されている。
上記のような構成においては、バルブハウジング6とボルト51との間にはシール58が介在しているため、互いに異種金属であるバルブハウジング6とボルト51とは接触せず、腐食は発生しない。また、ボルト51とピニオンハウジング11との接触に関しては、ボルト51が前述のクロメート処理及び塗装処理されていることで絶縁がなされ、腐食の発生が防止される。
【0025】
図5は、第4の実施形態によるハウジング構造を示す部分断面図である。ピニオンハウジング11の雌ねじ部11aの下部に孔11cを設けたこと以外は、第3の実施形態と同様である。
当該構造における組み付け時には、雌ねじ部11aにシール剤として接着剤が封入される。ピニオンハウジング11には、前述のようにクロメート処理が行われるが、そのためのディッピング工程において処理液が雌ねじ部11aの内部に溜まったり、若しくは空気が残ったりする。これらは処理むらの原因となるので除去することが好ましい。また、雌ねじ部11aの最下部から垂直下方へ貫通した孔11cを設け、この孔11cより前述の接着剤や空気を排出させる。接着剤は嫌気性(例えばアクリル系樹脂)硬化タイプのものを使用する。従って、ボルト51の挿入により未硬化の接着剤が押し出され、雌ねじ部11aに残った接着剤60は嫌気硬化してねじ部の腐食を防止する。なお、孔11cは小さいため、孔11cの出口近傍でも接着剤60は硬化する。これにより、孔11cは閉塞されるので、外部から孔11cを通じて雌ねじ部11aに塩水等が侵入することはない。
【0026】
【発明の効果】
以上のように構成された本発明は以下の効果を奏する。
請求項1の動力舵取装置のハウジング構造によれば、マグネシウム合金によりハウジングが軽量化されるとともに、絶縁部の存在によりハウジングの腐食が防止される。
【0027】
さらに、挿入口部がピニオンハウジングと一体であるため、挿入口部とピニオンハウジングとの接触による腐食が生じない。
【0028】
請求項2の動力舵取装置のハウジング構造によれば、マグネシウム合金によりハウジングが軽量化されるとともに、絶縁部の存在によりハウジングの腐食が防止され、さらにシール部によって挿入口部とピニオンハウジングとの直接接触が防止され、腐食が防止される。
【0029】
請求項3の動力舵取装置のハウジング構造によれば、マグネシウム合金によりハウジングが軽量化されるとともに、絶縁部の存在によりハウジングの腐食が防止され、さらにバルブハウジングとピニオンハウジングとが互いに同種金属であるため、接触しても腐食は発生しない。また、バルブハウジング及びピニオンハウジングと金属ボルトとの直接接触は、シール部によって防止されるとともに、例えばクロメート処理・塗装処理が施された金属ボルトのクロメート処理・塗装処理部によっても防止され、腐食が防止される。
【0030】
請求項4の動力舵取装置のハウジング構造によれば、シール剤が金属ボルトの挿入により孔から押し出されるので、雌ねじ部に塩水等が侵入するのを防止することができ、腐食を防止できる。
【0031】
請求項5の動力舵取装置のハウジング構造によれば、下地処理層と塗装処理層とによって、より確実にハウジングの腐食が防止される。従って、長期にわたっての防食が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 参考例となる動力舵取装置のハウジング構造の要部を示す部分断面図である。
【図2】 本発明の第1の実施形態による動力舵取装置のハウジング構造の要部を示す部分断面図である。
【図3】 本発明の第2の実施形態による動力舵取装置のハウジング構造の要部を示す部分断面図である。
【図4】 本発明の第3の実施形態による動力舵取装置のハウジング構造の要部を示す部分断面図である。
【図5】 本発明の第4の実施形態による動力舵取装置のハウジング構造の要部を示す部分断面図である。
【図6】 動力舵取装置全体の構成を示す断面図である。
Claims (5)
- 樹脂からなるバルブハウジングとマグネシウム合金からなるピニオンハウジングとを金属ボルトを介して締結することによりステアリングギヤハウジングを構成してなる動力舵取装置のハウジング構造において、
前記ピニオンハウジングにおいて前記金属ボルトを螺合させる雌ねじ部から延設されたスリーブ状の突出部が、前記金属ボルトを挿通させるための前記バルブハウジングの挿入口部として、当該バルブハウジングと嵌合し、少なくとも前記ピニオンハウジングと他の異種金属部材との接合部に絶縁部を形成したことを特徴とする動力舵取装置のハウジング構造。 - 樹脂からなるバルブハウジングとマグネシウム合金からなるピニオンハウジングとを金属ボルトを介して締結することによりステアリングギヤハウジングを構成してなる動力舵取装置のハウジング構造において、
前記バルブハウジングは、前記金属ボルトを挿通させるための鉄系金属からなる挿入口部を有し、この挿入口部と前記ピニオンハウジングとの間にゴム系又は合成樹脂系のシール部を設け、少なくとも前記ピニオンハウジングと他の異種金属部材との接合部に絶縁部を形成したことを特徴とする動力舵取装置のハウジング構造。 - マグネシウム合金からなるバルブハウジングとマグネシウム合金からなるピニオンハウジングとを金属ボルトを介して締結することによりステアリングギヤハウジングを構成してなる動力舵取装置のハウジング構造において、
前記バルブハウジング及び前記ピニオンハウジングと前記金属ボルトとの間に樹脂コーティングが施されたシール部を設け、少なくとも前記ピニオンハウジングと他の異種金属部材との接合部に絶縁部を形成したことを特徴とする動力舵取装置のハウジング構造。 - 前記ピニオンハウジングに前記金属ボルトと螺合させるための雌ねじ部が設けられるとともに、この雌ねじ部の最下部から下方へ貫通する孔が形成され、当該雌ねじ部にシール剤が封入されることを特徴とする請求項3記載の動力舵取装置のハウジング構造。
- 前記絶縁部が、前記金属部材の表面部に、下地処理層及び最表層としての塗装処理層を施すことにより形成されることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の動力舵取装置のハウジング構造。
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