JPH0399982A - 油圧式ステアリングユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、圧力チャンバを備えたハウジングを有し、該
圧力チャンバが、回転自在に装着されたステアリング制
御装置を外部へ導くための開口をその一端に有し、該開
口がシールリングによって外部からシールされている油
圧式ステアリングユニットに関するものである。

〔従来の技術〕

かかるステアリングユニットは、ｒＯ３ＰＪなる名称で
、本出戦人によって市販されている。これらステアリン
グユニットは下流運転に、すなわち、ステアリングユニ
ットは、ポンプと更に下流側の油圧装置との間に直列的
に配置されて、使用されるものである。圧力チャンバ内
には、ある圧力、すなわち、下流側油圧装置の供給圧力
が加わった作動油が存在している。ステアリング制御ユ
ニット、たとえば、ステアリングコラムに接続するスラ
イドによって、各種のオリフィスを開放、閉止して、作
動油を、最終的にホイールを回転させる油圧モータに到
達させる。圧力チャンバ内の圧力が上昇すると、シール
リングは、より大きな荷重を受け、ステアリング制御装
置とシールリングとの間の摩擦は増大する。その結果、
ステアリング制御装の動作、すなわち、ステアリングコ
ラムの回転によってもたらされるシールリングの摩耗は
増大する。さらに、増大した摩擦トルクにより、ステア
リング制御装置の動作させることが、より困難なものと
なる。

〔発明の目的〕

本発明は、組立てが簡単で、寿命の長い油圧式ステアリ
ングユニットを提供することを目的とするものである。

〔発明の構成および作用〕

本発明のかかる目的は、圧力チャンバを備えたハウジン
グを有し、該圧力チャンバが、回転自在に装着されたス
テアリング制御装置を外部へ導くための開口をその一端
に有し、該開口がシールリングによって外部からシール
されている油圧式ステアリングユニットにおいて、前記
シールリングと前記圧力チャンバとの間にステアリング
制御装置を囲む一体の減圧リングを配置し、該減圧リン
グと前記シールリングとの間に、出口を備えた流体回収
チャンバを配置するとともに、前記減圧リングに、前記
圧力チャンバの端部に対して、シールしつつ、ひろがる
円周状のフランジ状突き出し部を設けることによって達
成される。

米国特許第３．０４４．７８５号により、軸方向に可動
なピストンロッドにおいて、圧力チャンバとシールリン
グとの間のピストンロッドの周囲に金属ブツシュを設け
、作動油がブツシユを越えて流れることができるように
して、シールリングの負担を軽減することが知られてい
る。金属ブツシュとシールリングとの間には、作動油を
流出させるための手段が設けられている。この金属ブシ
ュは比較的多数の部分によって構成されている。したが
って、その組立ては難しく、さらに、従来のシールは比
較的大きなスペースをしめている。

本発明によれば、この新しい減圧リングは従来のシール
リングに比し、ステアリング制御装置においてわずかに
大音いスペースを占めるものにすぎない。これは、圧力
チャンバにおいて得られる圧力の下で、圧力チャンバの
端部に自動的に固定されるものである。この減圧リング
は一体で構成されるもので、米国特許第３．０４４．７
８５号に開示されるシールの構成と比して、その組立て
が極めて簡単である。この減圧リングは、圧力チャンバ
の端部に、内側からあてがわれなければならない。その
後に、ステアリング制御装置を、これまでと同じ方法で
、開口を通して外側へ押し出すことができる。二〇減圧
リングは、ステアリング制御装置との間の絞り効果によ
って、シールリング上の圧力を絞り込む効果を有してい
る。圧力チャンバにおける圧力が上昇すると、減圧リン
グとステアリング制御装置との間から流体回収チャンバ
へ流れる流体の流量は増大する。これが、減圧リングの
絞り効果によって生成される圧力降下を自動的に増大さ
せる。したがって、シールリングにかかる荷重は低い値
に保たれる。

好ましくは、減圧リングの内径は、圧力チャンバに隣接
する端部において、その一部の長さで、円錐状に増大す
る一方で、その長さの他の部分については一定となるよ
うに構成することが望ましい。流体回収チャンバは、フ
ランジ状突き出し部まで、減圧リングを囲んでいる。し
たがって、減圧リングはその長さの大部分において、外
側から流体回収チャンバ内の圧力を受けている。流体回
収チャンバの圧力が上昇すると、減圧リングは半径方向
にかつ内方に圧縮され、これによって、減圧リングとス
テアリング制御装置との間の環状の隙間における絞り効
果が増大する。これが、減圧リングを横切る圧力降下を
増大させて、流体回収チャンバ内の圧力が再び低下する
。減圧リングの内径を圧力チャンバに隣接する端部にお
いて増大させることによって、極めて高い圧力において
減圧リングの内径がわずかに小さくなることに起因する
影響を補償することができる。その長さの一部にわたる
内径の円錐状構造によって、内径の減少による減圧リン
グとステアリング制御装置との間の接触が防止される。

円錐状の内径拡大部分の勾配は、１：１００オーダー程
度のものである。例えば、２　ｍｍの長さにわたって、
内径は２０μｍ増加する。

好ましい実施態様においては、ステアリング制御装置は
、圧力チャンバの端部において軸方向軸受によって支持
され、減圧リングの突き出し部は、この端部と軸方向軸
受との間でクランプされている。このように構成するこ
とは、減圧リングが圧力チャンバの端部に、さらに、固
定されるという利点を有している。これにより、圧力チ
ャンバ内に、より大きな圧力が生じても、減圧リングが
開口内に、さらに押し込まれ、ステアリング制御装置と
減圧リングとの間の摩擦を増大させるということがない
ように保証している。代わりに、減圧リングを圧力チマ
ンバの端部に固定することは、減圧リングとステアリン
グ制御装置との間のスロットル間隔をほぼ一定に保つこ
とを可能にしている。

好ましくは、軸方向軸受は、適にはころ軸受の形状をし
ており、減圧リングと軸受のローラ要素との間に剛性材
料のローラープレートが設けられている。これにより、
ステアリング制御装置のハウジングに対して動くとき、
ステアリング制御装置と減圧リングのフランジ状突き出
し部との間の摩擦が防止される。個々のローラ要素にも
かかわらず、剛性材料のローラプレートにより、減圧リ
ングのフランジ状突き出し部上の圧力分布は一様になる
。

減圧リングの軸方向軸受に対向する側に、軸方向軸受の
センタリング手段を設けることが好ましい。これらのセ
ンタリング手段は、減圧リングが軸方向軸受にふいて、
中央に配置されることを確実にする。減圧リングは、ハ
ウジングの開口内の実質的に中央部にあるから、これに
よって、開口に対する軸方向軸受の比較的良好なセンタ
リングが自動的に達成される。

センタリング手段は、円周状のセンタリング突起により
、形成することが好ましい。このようにすることによっ
て、軸方向軸受とステアリング制御装置とが、直接接触
することが防止され、摩擦が低減される。

好ましい実施態様においては、減圧リングの半径方向の
内面に、少なくとも一つの周方向の溝が設けられている
。この溝は、その上方に、減圧リングがステアリング制
御装置と接触している部分の有効面積を減少させる。こ
れにより、摩擦が更に減少する。加えて、この溝は、圧
力チャンバから流体回収チャンバへ流体の流れが発生し
た際に、減圧リングがセンタリングされることを確実に
する。

この溝が、方形断面形状を有していることが、と（に好
ましい。このような溝は、つくるのが容易で、好ましい
挙動の流れを作り出すことができる。

〔実施例〕

以下、添付図面に基づいて、本発明の好ましい実施例に
つき、詳細に説明を加える。

第１図は、本発明の実施例に係るステアリング制御ユニ
ットの概略図である。

第１図に示されるように、ステアリング二二ツト１は、
圧力チャンバ３を備えたハウジング２を含んでいる。圧
力チャンバ３の一端部１６で、ハウジング２に、開口２
２が形成され、これを通じて、ステアリング制御装置の
内側スライド４が外部へと導かれるようになっている。

この内側スライド４は、スプライン接続部６を介して、
ステアリングコラム５に接続されている。ステアリング
コラム５を回転させることによって、内側スライド４も
同様に回転する。内側スライド４は、周知の態様で、外
側スライド７と協動して、図示しない油圧モータを制御
する。

圧力チャンバ３は、コネクタ８を介して、下流油圧装置
またはタンクと連通している。作動油は、コネクタ８を
通って、圧力チャンバ３から流出可能である。開口２２
は、内側スライド４を同心的に囲み、ハウジング２内に
配置されたシールリング９によって、外側からシールさ
れている。

シールリング９と圧力チャンバ３との間には、減圧リン
グ１０が配置され、減圧リング１０は、圧力チャンバ３
の端部１６に対して、シールしつつ、存在するフランジ
状突き出し部１７を含んでいる。フランジ状突き出し部
１７は、第２図に、減圧リング１０の断面図が示される
ように、部材２３から、半径方向にかつ外方に延びてい
る。部材２３は、開口２２を半径方向に拡大した穴２４
に挿入されている。減圧リング１０とシールリング９と
の間には、流体回収チャンバ１１が配置されており、流
体は、ここから出口１２を通って流れ出すことができる
ようになっている。穴２４は、減圧リング１０の部材２
３の外径より大きい内径を有している。したがって、穴
２４と減圧リング１０とで画される流体回収チャンバ１
１は、減圧リング１０の部材２３を、実際に、フランジ
状突き出し部１７まで囲んでいる。圧力チャンバ３と流
体回収チャンバ１１との間のシールは、フランジ状突き
出し部１７と圧力チャンバ３の端部１６との間の接触に
よってなされている。したがって、減圧リング１０の部
材２３は、その外側で、流体回収チャンバ１１内の圧力
を受けることになる。

流体回収チャンバ１１内の圧力が上昇すると、減圧リン
グは内側スライド４の方向、すなわち、半径方向でかつ
内方に圧縮され、これによって、内側スライド４と減圧
リング１０との間の環状隙間は小さくなる。これは、こ
の環状隙間の絞り効果を増大させる。圧力チャンバ３と
流体回収チャンバ１１との開の圧力降下は増大する。こ
れによって、流体回収チャンバ１１内の圧力が再び低下
して、シールリング９は、これに対応して、より小さな
荷重を受けることになる。

内側スライド４、ステアリングコラム５および外側スラ
イド７で形成されるステアリング制御ユニットは、圧力
チャンバ３の端部１６において、軸方向軸受１３を介し
て軸方向に取付けられる。

軸方向軸受１３は、ローラブレート１５上で回転可能な
ローラ要素１４を含んでいる。ローラブレート１５は、
減圧リング１０のフランジ状突き出し部１７を、圧力チ
ャンバ３の端部１６に向けて押圧している。このように
して、減圧リングｌＯは、その所望の位置に確実に保持
される。減圧リング１０は、第２図の拡大図である第３
図に示されるように、軸方向軸受１３と隣接するその側
面において、ローラブｌ／−）１５の対応する所望の中
央穴と係合する中央突き出し部２１を備えている。この
中央突き出し部２１は、周方向に突き出した形状をなし
ており、すなわち、ローラプレート１５と、実際に、層
全体で接触するように形成されている。これが、減圧リ
ング１０に対する均一な力の分布を生じさせる。同時に
、これによって、軸方向軸受１３が、減圧リング１０に
対してセンタリングされることを保証している。また、
この中央突き出し部２１は、ローラプレート１５と内側
スライド４とが接触することを防止しており、その結果
、摩耗が減少される。

減圧リング１０は、断面が方形である溝２５を有してい
る。溝２５は圧力補償溝であり、内側スライド４と減圧
リング１０との間の流体の流れとともに、減圧リング１
０がそれ自体を中央に位置することを保証している。こ
こでは、減圧リング１０の製造における小さな許容誤差
が考慮に入れられている。他方、溝２５は、流体の流量
が極度に少ないため、減圧リング１０が、中央に位置し
ていない場合に、その上方に、減圧リング１０が内側ス
ライド４上に位置し得る部分の有効面積を減少させてい
る。この場合、摩擦は減少し、ステアリングユニット１
の操作が容易になる。

減圧リング１０の内径は一定ではない。圧力チャンバ３
と隣接する端部において、その内径は、その長さの一部
にわたって、円錐状に拡大している。この直径の増大は
、たとえば、μｍオーダー程度のものである。−例を挙
げると、内径は、２鮒の長さに対して、２０μｍだけ増
大する。したがって、円錐状の内径拡大の勾配は、１：
１００のオーダー程度である。これらにより、圧力チャ
ンバ３が高圧になった場合に必然的に生ずる減圧リング
１０の内径の減少により、減圧リング１０と内側スライ
ド４との間の接触、したがって、減圧リング１０と内側
スライド４との間に犬舎な摩擦が生ずることを確実に防
止している。

ハウジング２には、ステアリングコラムホルダ１８が接
続されており、ステアリングコラム軸受１９を介して、
ステアリングコラム５を支持している。ハウジング２と
ステアリングコラムホルダ１８との間には、防塵シール
２０が設けられている。

動作中には、圧力チャンバ３において圧力をかけられた
咋劾油は、必然的に、内側スライド４に沿って、開口２
２を通って外部にまで達しようとする。これは、減圧リ
ング１０を越えて流れる。

減圧リング１０と内側スライド４との間の小さな隙間は
、流体における著しい圧力降下をもたらす絞りを構成し
ている。流体は、流体回収チャンバ１１に集まり、出口
１２を通って流出する。そのとき、依然としてシールリ
ング９に作用し得る圧力は、実質的に無視することがで
きる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、組立てが簡単で、寿命の長い油圧式ス
テアリングユニットを提供することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例に係るステアリング制御ユニ
ットの概略図である。 第２図は、減圧リングの断面図である。 第３図は、第２図の一部の拡大図である。 １・・・ステアリングユニット、 ２・・・ハウジング、　　　３・・・圧力チャンバ、４
・・・内側スライド、 ５・・・ステアリングコラム、 ７・・・外側スライド、　　９・・・シールリング、ｌ
Ｏ・・・減圧リング、　　１１・・・流体回収チャンバ
、１３・・・軸方向軸受、　　１４・・・ローラ要素、
１５・・・ローラプレート、 １７・・・フランジ状突き出し部、 １８・・・ステアリングコラムホルダ、１９・・・ステ
アリングコラム軸受 ２０・・・防塵シール、　　２１・・・中央突き出し部
、２２・・・開口、　　　　　２５・・・溝。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧力チャンバを備えたハウジングを有し、該圧力
   チャンバが、回転自在に装着されたステアリング制御装
   置を外部へ導くための開口をその一端に有し、該開口が
   シールリングによって外部からシールされている油圧式
   ステアリングユニットにおいて、前記シールリング（９
   ）と前記圧力チャンバ（３）との間にステアリング制御
   装置（４）を囲む一体の減圧リング（１０）を配置し、
   該減圧リング（１０）と前記シールリング（９）との間
   に、出口を備えた流体回収チャンバ（１１）を配置する
   とともに、前記減圧リング（１０）に、前記圧力チャン
   バ（３）の端部に対して、シールしつつ、ひろがる円周
   状のフランジ状突き出し部（１７）を設けたことを特徴
   とする油圧式ステアリングユニット。
2. （２）前記減圧リングの内径が、圧力チャンバに隣接す
   る端部において、その一部の長さで、円錐状に増大する
   一方で、その長さの他の部分については一定となるよう
   に構成され、前記流体回収チャンバ（１１）が、前記フ
   ランジ状突き出し部（１７）まで、前記減圧リング（１
   ０）を囲んでいることを特徴とする請求項（２）に記載
   の油圧式ステアリングユニット。
3. （３）前記減圧リングの内径が、円錐状に増大する部分
   における内径増大の勾配が、１：１００のオーダー程度
   であることを特徴とする請求項（２）に記載の油圧式ス
   テアリングユニット。
4. （４）ステアリング制御装置（４、５、７）が、圧力チ
   ャンバ（３）の端部（１６）において、軸方向軸受（１
   ３）によって支持され、減圧リング（１０）の突き出し
   部（１７）は、前記端部（１６）と軸方向軸受（１３）
   との間でクランプされていることを特徴とする請求項（
   １）乃至（３）のいずれか１項に記載の油圧式ステアリ
   ングユニット。
5. （５）軸方向軸受（１３）が、ころ軸受の形状をしてお
   り、剛性材料のローラプレート（１５）が減圧リング（
   １０）とローラ要素（１４）との間に設けられたことを
   特徴とする請求項（４）に記載の油圧式ステアリングユ
   ニット。
6. （６）軸方向軸受（１３）をセンタリングするセンタリ
   ング手段（２１）が、減圧リング（１０）の軸方向軸受
   （１３）に対向する側に設けられたことを特徴とする請
   求項（５）に記載の油圧式ステアリングユニット。
7. （７）センタリング手段が、円周状のセンタリング突起
   （２１）によって形成されたことを特徴とする請求項（
   ６）に記載の油圧式ステアリングユニット。
8. （８）減圧リング（１０）の半径方向内面に、少なくと
   も一つの周状溝（２５）が設けられたことを特徴とする
   請求項（１）乃至（７）のいずれか１項に記載の油圧式
   ステアリングユニット。
9. （９）溝（２５）が、方形断面形状を有していることを
   特徴とする請求項（８）に記載の油圧式ステアリングユ
   ニット。