JP3952789B2

JP3952789B2 - インテグラル型動力舵取装置

Info

Publication number: JP3952789B2
Application number: JP2002017048A
Authority: JP
Inventors: 惣助須長
Original assignee: ユニシアジェーケーシーステアリングシステム株式会社
Priority date: 2002-01-25
Filing date: 2002-01-25
Publication date: 2007-08-01
Anticipated expiration: 2022-01-25
Also published as: JP2003212140A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はインテグラル型の動力舵取装置に係り、特に、ピストンに形成されたラックとセクタギアとの間にプリロードを付与する手段を備えたインテグラル型動力舵取装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
インテグラル型の動力舵取装置は、一般に、ギアハウジングに形成されたシリンダと、このシリンダ内に摺動自在に嵌合されて、シリンダ内を２つの圧力室に区画するピストンと、このピストンの一側面に形成されたラックと、ピストンの往復動する方向と直交する方向に配置され、リンク機構を介して操向車輪に連結されたセクタシャフトと、このセクタシャフトに一体的に設けられて前記ラックに噛合い、前記ピストンの往復動に伴なって正逆回転するセクタギアとを備えており、舵取ハンドルの操作によってコントロールバルブを切換えることにより、ポンプから供給された高圧油を前記圧力室の一方に供給するとともに、他方の圧力室内の作動油をタンク側に排出し、これら両室の圧力差によってピストンを作動させることにより操舵方向の補助力を付与するようになっている。
【０００３】
前記構成のインテグラル型動力舵取装置では、円滑な作動のために、ラックとセクタギアとの間にバックラッシュが必要であるが、中立位置においてバックラッシュがあると、直進時のハンドルの遊びが大きくなり車両のふらつきが発生するという問題があるため、セクタシャフトに取付けたアジャスティングスクリューによってセクタシャフトを軸方向に移動させることにより、舵取ハンドルの中立位置においてギアバックラッシュを零にして良好な操縦安定性が得られるようにしている。しかしながら、通常の場合、経時変化によりギアバックラッシュが増大することにより、ラックとセクタギアとの間にガタが生じてハンドルの遊びが大きくなってしまうため、高速走行時の操縦安定性が悪化するという問題を生じている。
【０００４】
そこで、舵取ハンドルの中立位置において、確実にプリロードを付与し、高速時の直進走行安定性を得るようにしたインテグラル型動力舵取装置がすでに提案され、従来から用いられている（特開昭６２−２１０１６６号公報、実開平５−８６７５４号公報等）。
【０００５】
前記公報に開示されたインテグラル型動力舵取装置のプリロード付与手段の一例について、図４により簡単に説明する。ギアハウジング１０２の壁面を貫通する段付きの取付け孔１０２ａを形成し、この取付け孔１０２ａの内部側（図４の右側）の小径部内にガイド筒１４６を挿入し、その外部側から挿入した筒体１４４を取付け孔１０２ａの大径部内に固定することにより、前記ガイド筒１４６をギアハウジング１０２内に保持している。
【０００６】
前記ガイド筒１４６内にはプランジャ１４８が摺動自在に嵌合され、外部側の筒体１４４内に収容したスプリング１５０によって、プランジャ１４８をシリンダ１０４の内部側に向けて付勢している。一方、ピストン１０６側には、前記プランジャ１４８の先端部が弾接するカム部１０６ａを形成し、前記プランジャ１４８の先端部でカム部１０６ａを押圧することによりピストン１０６に対して回転力を作用させてラック（図示せず）の歯の端部側をセクタギア（図示せず）の歯の端部に押し付けて、ピストン１０６に形成されたラックとセクタギアとの間にプリロードを付与するようにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来のプリロード付与手段の構成では、ギアハウジング１０２の取付け孔１０２ａの内部側にプランジャ１４８を摺動自在に支持するガイド筒１４６を挿入し、その外部側から筒体１４４を挿入して前記ガイド筒１４６をギアハウジング１０２に固定している。従って、ガイド筒１４６はギアハウジング１０２に保持された状態であるから、シリンダ１０４の内部側深く挿入することができず、しかも、スプリング１５０を収容している筒体１４４とガイド筒１４６との全長が長くなってしまうため、ギアハウジング１０２のシリンダ部１０４の壁面の肉厚を厚くするか、または、筒体１４４の後部を外側に大きく突出させなければならず、大きなスペースが必要となり、車両への搭載が困難になるという問題があった。
【０００８】
本発明は、前記課題を解決するためになされたもので、プリロード付与手段を小型化し、シリンダ部の外側に突出する量を小さくすることにより、車両への搭載を容易にしたインテグラル型動力舵取装置を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るインテグラル型動力舵取装置は、シリンダ内に摺動自在に嵌合されたピストンと、このピストンの外面に形成されたラックと、このラックに噛み合い、ピストンの往復動に伴って正逆回転されるセクタギアと、前記ピストンに回転力を作用させてラックとセクタギアとの間にプリロードを付与するプリロード付与手段を備え、このプリロード付与手段が、前記シリンダに形成された取付け孔と、この取付け孔内に挿入固定された円筒状の保持体と、この保持体内に進退動可能に保持されたプランジャと、前記保持体内に収容されて前記プランジャを付勢するスプリングと、前記プランジャの摺動部を摺動自在に支持するガイド部材と、前記シリンダまたはピストンの他方側に形成され、スプリングに付勢されたプランジャが弾接するカム部とから構成されており、さらに、前記ガイド部材を円筒状保持体の開口部内に挿入して固定し、前記円筒状保持体の前記ガイド部材が設けられる側の端部を前記シリンダの内周面から突出するように設けたことを特徴とするものである。
【００１０】
この発明に係るインテグラル型動力舵取装置では、プランジャを摺動自在に支持するガイド部材が、シリンダの取付け孔内に固定された円筒状保持体の内部に固定されているので、プリロード付与手段のプランジャ側（保持体、ガイド部材、スプリングおよびプランジャ）の全長を短縮することができ、しかも、プランジャを摺動自在に支持するガイド部材を、シリンダの壁面に保持させた場合よりも、シリンダの内部まで挿入することができるので、シリンダ壁面の肉厚を薄くし、または、プリロード付与手段のシリンダ外面側への突出量を小さくすることができる。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明に係るインテグラル型動力舵取装置は、前記プランジャの表面に化成被膜処理を施したことを特徴とするものである。
【００１２】
この発明では、プランジャがガイド部材に対してスムーズに摺動することができ、また、プランジャ先端がカム部に対してもスムーズに摺動することができるので、操舵フィーリングが向上するとともに、プランジャの摩耗や損傷を低減することができる。
【００１３】
さらに、請求項３に記載の発明に係るインテグラル型動力舵取装置は、前記ガイド部材が、円筒状の保持体と同心に配置されていることを特徴とするものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示す実施の形態により本発明を説明する。図１および図２は本発明の一実施の形態に係るインテグラル型動力舵取装置を示すもので、図１はそのセクタシャフトの軸線に沿う縦断面図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。ギアハウジング２のシリンダ部４内には、ピストン６が摺動自在に嵌合され、このピストン６によってシリンダ部４内は２つの圧力室８、１０に区画されている。ピストン６の一側面（図１および図２の下面側）にはラック１２が形成されており、このラック１２に、図示しない操向車輪に連結されたセクタシャフト１３に一体的に設けられているセクタギア１４が噛合わされ、ピストン６の往復動に伴なって正逆回転するようになっている。
【００１５】
このセクタギア１４の歯は、図１に示すように、セクタシャフト１３の軸線Ｌ_１に対して傾斜しており、セクタシャフト１３の端部（図１の右方）に設けたアジャスティングスクリュー１５によってこのセクタシャフト１３を軸方向に移動させることにより、ラック１２との噛合い状態を調整し、両者１２、１４間のバックラッシュをなくし、あるいは適度のプリロードを付与することができるようになっている。
【００１６】
前記ピストン６の軸芯部の孔にはボールねじ溝１８が螺設され、このボールねじ溝１８内に収容された多数のボール２０を介してウオームシャフト２２が螺合されている。これらボール２０は、ピストン６の外側から前記ボールねじ溝１８内に両端部を挿入されたボールチューブ２４の一端部から取出され、他端部からこのねじ溝１８内に戻されて循環するようになっている。前記ボールチューブ２４は、ピストン６の上面（ラック１２の形成されている面と反対側の面）にボルト２６によって固定されたボールチューブクランプ２８によって取付けられている。
【００１７】
前記ギアハウジング２の一端部（図２の右端）には、バルブハウジング３０が固定され、このバルブハウジング３０内に、前記ウオームシャフト２２と軸線を一致させてスタブシャフト（入力軸）３２が配置されて回転自在に支持されており、これら両シャフト２２、３２はそれぞれの軸芯の孔内に挿通されたトーションバー３４によって連結されて、所定角度の相対回転ができるようになっている。なお、スタブシャフト３２は図示しない舵取ハンドルの操作によって回転される。
【００１８】
前記バルブハウジング３０内には、スタブシャフト３２と一体回転するインナーバルブ３６と、ウオームシャフト２２に形成され、前記インナーバルブの外周に嵌合されたアウターバルブ３８とから構成されたロータリタイプのコントロールバルブ４０が収容されている。このコントロールバルブ４０の構成は従来周知であるので、その詳細な説明は省略するが、供給通路を介してオイルポンプに、そして還流通路を介してタンクに連通しており、舵取ハンドルの操作によってこのコントロールバルブ４０が切換作動されると、オイルポンプから吐出された圧力流体は、前記ピストン６の両側に区画形成された両圧力室８、１０の一方に供給されるとともに、他方の圧力室がタンクに連通されてこの室内の作動油がタンクに還流され、両圧力室８、１０間に圧力差を生じさせ、この圧力差でピストン６を作動させることにより操舵方向に補助力を付与するようになっている。
【００１９】
次に、前記ピストン６に形成されたラック１２とセクタギア１４との間にプリロードを付与するプリロード付与手段４２について、前記図１およびその要部を拡大して示す図３により説明する。このプリロード付与手段４２は、前記ピストン６に回転力を作用させてラック１２の歯の端部（図１の右側端部）をセクタギア１４の歯の端部に押し付けることにより、ラック１２とセクタギア１４との噛合いの中立位置においてこれら両者１２、１４間にプリロードを付与するようになっている。
【００２０】
ギアハウジング２には、ピストン６の軸線Ｌ_２とほぼ直交し、かつ、この軸線Ｌ_２に対し偏芯した方向を向けて貫通穴（取付け孔）２ａが形成されている。この取付け孔２ａ内には、大径の底部４４ａおよび円筒部４４ｂを有する有底円筒状のプラグ（円筒状の保持体）４４の前記円筒部４４ｂが挿入され、取付け孔２ａの内面に螺合固定されている。この円筒部４４ｂの、ギアハウジング２のシリンダ部４内に臨む開口部内に、円筒状のガイド部材４６が同心的に圧入され、その開口部の先端４４ｃをかしめることにより固定されている。なお、ギアハウジング２の前記取付け孔２ａが貫通形成される部分の内面側は、素材の段階で予め球状に肉取りされている（図３中に符号２ｂで示す部分参照）。従って、取付け孔２ａの加工時にバリが出にくく、従来よりも加工が容易になっている。
【００２１】
プラグ４４の内部側の空間と前記ガイド部材４６の内周面とに、プランジャ４８が摺動自在に嵌合している。プランジャ４８は、拡大径部４８ａと、この拡大径部４８ａの前面側（図１および図３の右側）に形成された小径のロッド部４８ｂと、後方側に形成されたスプリング保持部４８ｃとを有しており、前記ロッド部４８ｂの先端面が球面状をしている。プランジャ４８の拡大径部４８ａの外径は、プラグ４４内の空間の内径とほぼ一致しており、拡大径部４８ａがこの空間の内面に支持されて進退動する。また、小径ロッド部４８ｂの外径はガイド部材４６の内径とほぼ一致しており、このガイド部材４６の内周面に対して摺動するようになっている。
【００２２】
前記プラグ４４の内部空間内にはスプリング５０が収容され、プランジャ４８をシリンダ部４の内部側に向けて常時付勢している。このスプリング５０の一端（図１および図３の左端）はプラグ４４の底面に当接し、他端はプランジャ４８のスプリング保持部４８ｃに嵌合している。スプリング５０に付勢されたプランジャ４８のロッド部４８ｂの先端球状部は、ガイド部材４６から突出し、前記ピストン６に形成されたカム部６ａに弾接している。このカム部６ａの形状は特に限定しないが、例えば、カム部６ａが中央の膨出部とその両側の平坦部を有し、膨出部の頂点が、ピストン６の軸線Ｌ_２方向の中央に位置するように形成されており、ラック１２とセクタギア１４との噛合いの中立位置で、ロッド部４８ｂの先端球状部が、カム部６ａの膨出部の頂点に弾接するようにしている。この実施の形態では、プラグ４４の開口部にガイド部材４６が固定され、これらプラグ４４とガイド部材４６の内部空間にスプリング５０およびプランジャ４８が保持されており、これら各部材４４、４６、４８、５０が一体の構造になっているので、組立および分解が容易である。
【００２３】
さらに、本発明の構成では、前記プランジャ４８全体が化成被膜処理（例えばリューブライト処理等）を施されており、プラグ４４およびガイド部材４６の内面に対しスムーズに摺動することができるようになっている。また、プランジャ４８の半球状の先端部とピストン６のカム部６ａとの間も円滑に摺動できるようになっている。
【００２４】
以上の構成に係るインテグラル型動力舵取装置では、スプリング５０によってシリンダ部４の内部側へ向けて付勢されたプランジャ４８のロッド部４８ｂの先端球状部が、ピストン６に形成されたカム部６ａに常時弾接して、ピストン６に図１の時計回り方向の回転力を作用させ、ラック１２の歯の図１の右側端部をセクタギア１４の歯の端部に押し付けているので、使用による経時変化によってギアが摩耗しても、常にバックラッシュを零にすることができる。しかも、中立位置では、プランジャ４８のロッド４８ｂの先端がカム部６ａの膨出部の頂点に弾接するようにしておけば、ピストン６に最も大きい回転力を作用させてラック１２をセクタギア１４に押し付けることにより、ラック１２とセクタギア１４との間にプリロードを付与することができ、高速での直進走行時等において良好な操縦安定性を維持することができる。
【００２５】
さらに、舵取ハンドルの操作によってコントロールバルブ４０が切換えられ、ピストン６の両側の圧力室８、１０間に差圧が生じてピストン６が作動した場合に、シリンダ４内をピストン６が移動することによって、このピストン６のカム部６ａとプランジャ４８のロッド部４８ｂの先端球状部とが摺動する際に、プランジャ４８が化成被膜処理を施されているので、両者６ａ，４８ｂが円滑に摺動することができる。従って、ハンドルの切込み感が不鮮明になったり、ハンドルの戻りが悪くなるということがない。
【００２６】
また、ピストン６がシリンダ４内で移動することによって、カム部６ａがプランジャ４８に対して摺動すると、カム部６ａには膨出部と平坦部が形成されているため、プランジャ４８は、ギアハウジング２の取付け孔２ａ内に固定されているプラグ４４およびガイド部材４６に対して摺動して進退動するが、この摺動も円滑に行なわれるので、プランジャ４８が摩耗したり傷ついたりすることがなく耐久性が向上する。なお、前記実施例では、ピストン６にカム部６ａを設け、ギアハウジング２側にプランジャ４８およびスプリング５０を配置したが、逆に、ピストン内に孔を形成してこの孔内にプランジャおよびスプリングを配置し、ボディ側にカム部を設けるようにした場合でも、プランジャに化成被膜処理を施せば同様の効果を得ることができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１に記載の発明によれば、シリンダ内に摺動自在に嵌合されたピストンと、このピストンの外面に形成されたラックと、このラックに噛み合い、ピストンの往復動に伴って正逆回転されるセクタギアと、前記ピストンに回転力を作用させてラックとセクタギアとの間にプリロードを付与するプリロード付与手段を備え、前記プリロード付与手段が、前記シリンダに形成された取付け孔と、この取付け孔内に挿入固定された円筒状の保持体と、この保持体内に進退動可能に保持されたプランジャと、前記保持体内に収容されて前記プランジャを付勢するスプリングと、前記プランジャの摺動部を摺動自在に支持するガイド部材と、前記シリンダまたはピストンの他方側に形成され、スプリングに付勢されたプランジャが弾接するカム部とから構成されたインテグラル型動力舵取装置において、前記ガイド部材を円筒状保持体の開口部内に挿入して固定し、前記円筒状保持体の前記ガイド部材が設けられる側の端部を前記シリンダの内周面から突出するように設けたことにより、プリロード付与手段の全長を短縮することができ、しかも、プランジャを摺動自在に支持するガイド部材を、シリンダの壁面に保持させた場合よりも、シリンダの内部まで挿入することができるので、シリンダ壁面の肉厚を薄くし、または、プリロード付与手段のシリンダ外面側への突出量を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るインテグラル型動力舵取装置のセクタシャフトの軸線に沿う断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】図１の要部の拡大図である。
【図４】従来のインテグラル型動力舵取装置に設けられたプリロード付与手段の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
２ａ取付け孔
４シリンダ
６ピストン
６ａカム部
１２ラック
１４セクタギア
４２プリロード付与手段
４４円筒状保持体
４６ガイド部材
４８プランジャ
４８ｂプランジャの摺動部
５０スプリング

Claims

シリンダ内に摺動自在に嵌合されたピストンと、このピストンの外面に形成されたラックと、このラックに噛み合い、ピストンの往復動に伴って正逆回転されるセクタギアと、前記ピストンに回転力を作用させてラックとセクタギアとの間にプリロードを付与するプリロード付与手段を備え、
前記プリロード付与手段が、前記シリンダに形成された取付け孔と、この取付け孔内に挿入固定された円筒状の保持体と、この保持体内に進退動可能に保持されたプランジャと、前記保持体内に収容されて前記プランジャを付勢するスプリングと、前記プランジャの摺動部を摺動自在に支持するガイド部材と、前記シリンダまたはピストンの他方側に形成され、スプリングに付勢されたプランジャが弾接するカム部とから構成されたインテグラル型動力舵取装置において、
前記ガイド部材を円筒状保持体の開口部内に挿入して固定し、前記円筒状保持体の前記ガイド部材が設けられる側の端部を前記シリンダの内周面から突出するように設けたことを特徴とするインテグラル型動力舵取装置。
前記プランジャの表面に化成被膜処理を施したことを特徴とする請求項１に記載のインテグラル型動力舵取装置。
前記ガイド部材は、円筒状保持体と同心に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のインテグラル型動力舵取装置。