JPH04123880U - 油圧反力式パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 入出力軸の相対回動をプランジャによって規
制して操舵反力を得るようにした油圧反力式パワーステ
アリング装置において、製造工数を少なくし、コストを
安くする。プランジャの移動により生じる入力軸への衝
突のさいの打音を小さくする。高速走行時に、ステアリ
ングホイールの操舵トルクを速やかに大きくする。ステ
アリングホイールの回転に対する出力軸の回転の追従性
を向上させ、操舵フィーリングを優れたものとする。 【構成】 出力軸11に形成された穴12内に摺動自在に嵌
め入れられたプランジャ1 全体を合成樹脂で形成する。
プランジャ1 の外周面に、穴12の内周面に接触するリッ
プ3aを有するエラストマ製シール3 を形成する。シール
3 のリップエッジを鋭角にする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、たとえば自動車に用いられる油圧反力式パワーステアリング装置 に関する。この明細書において、図２右側を前といい、同図左側を後というもの とする。

【０００２】

【従来の技術と考案の課題】

従来、自動車の油圧反力式パワーステアリング装置として、特開昭６１−２０ ００６３号公報に記載されているものが用いられている。これを図２に示す。同 図において、従来のパワーステアリング装置は、ハウジング(10)内に配置され、 かつ後部に軸線方向にのびる管状部(11a) が設けられるとともに、管状部(11a) の周壁に径方向にのびる貫通穴(12)が円周方向に所定間隔をおいて複数形成され た出力軸(11)と、ハウジング(10)内に配置され、かつ前部が出力軸(11)の管状部 (11a) 内に挿入された中空状入力軸(13)と、出力軸(11)と入力軸(13)との間に設 けられたトーションバー(14)とを備えている。

【０００３】 出力軸(11)の前部には前輪操舵用ラック棒(15)のラックと噛み合う歯を有する ピニオン(16)が一体的に設けられている。

【０００４】 入力軸(13)は、図示しないステアリングホイールが取付けられたステアリング シャフトに連結されている。入力軸(13)の周りにはロータリーバルブ(17)（コン トロールバルブ）が設けられ、そのバルブボディ(17a) は出力軸(11)に固定され ている。ロータリーバルブ(17)は、トーションバー(14)の捩じり作用による入力 軸(13)と出力軸(11)との間に生じる相対的な角度変位に基いて、エンジンの回転 で駆動される油圧ポンプ(18)で送られる圧力油を、導管(19)およびハウジング(1 0)のインポート(20)を経てハウジング(10)内に導入し、さらに図示しないパワー シリンダのいずれか一方のポートに選択的に供給しうるとともに、その供給量を 制御しうるようになされたものである。

【０００５】 出力軸(11)の管状部(11a) の貫通穴(12)内に、たとえばJIS ＳＵＪ２の焼入れ 品などの金属材料からなるプランジャ(21)が、貫通穴(12)の軸線方向に摺動自在 に嵌め入れられている。プランジャ(21)の入力軸(13)側の端部には球状凸部(21a ) が一体に形成されている。出力軸(11)の外周面における貫通穴(12)と対応する 位置には環状溝(22)が全周にわたって形成されており、この環状溝(22)内にプラ ンジャ(21)の径方向外方への移動を規制する割り目付きリング(23)が嵌め入れら れている。

【０００６】 ハウジング(10)内周面における貫通穴(12)と対応する位置には、環状溝(24)が 全周にわたって形成されており、その前後両側において出力軸(11)の外周面に全 周にわたって形成された環状溝内に嵌め止められたＯリングおよびシールリング によって圧力油室(25)が形成されている。圧力油室(25)には、導管(19)から分岐 した分岐管(26)が接続されており、この分岐管(26)に、車速センサ(27)によって 検出された車速に応じて制御装置(28)により制御される油圧反力制御バルブ(29) が設けられている。

【０００７】 入力軸(13)の周面における貫通穴(12)と対応する位置には、円周方向に所定間 隔をおいて軸線方向にのびた複数の溝(30)が設けられている。溝(30)は、底面が 平坦で、両側面が径方向外方に向かって円周方向外方に傾斜している。そして、 車速に応じて圧力油室(25)内に圧力油が導入され、これによりプランジャ(21)先 端の球状凸部(21a) が入力軸(13)の周面の溝(30)の内面に押し付けられ、入力軸 (13)を軸線周りに回転させるのに必要なステアリングホイールの操舵トルクが大 きくなるようになされている。プランジャ(21)に付与される反力圧は、パワーシ リンダに付与される操舵圧力とともに上昇するようになっている。

【０００８】 高速走行状態においては、パワーシリンダの一方の圧力油室内の操舵圧力が上 昇するとともに、圧力油室(25)内に圧力油が導入され、これによりプランジャ(2 1)先端の球状凸部(21a) が入力軸(13)の周面の溝(30)の内面に押し付けられ、入 力軸(13)を軸線周りに回転させるのに必要なステアリングホイールの操舵トルク が大きくなる。

【０００９】 一方低速走行状態では、プランジャ(21)に対して反力圧は付与されず、小さな 操舵トルクで入力軸(13)が回転し、トーションバー(14)が捩じれてパワーシリン ダに圧力油が供給される。

【００１０】 しかしながら、従来のパワーステアリング装置においては、プランジャ(21)全 体が金属で形成されており、その結果球状凸部(21a) が溝(30)の内面に対して摺 動するさいの摩擦力が大きくなり、操舵フィーリングが悪くなるという問題があ る。

【００１１】 また、たとえば停車時、低速走行時などプランジャ(21)に対して油圧が付与さ れていない平衡状態からプランジャ(21)に対して油圧を付与し始めたときにはプ ランジャ(21)が径方向に急激に移動し、入力軸(13)に衝突して打音が生じるとい う問題がある。特に、プランジャ(21)全体が金属材料からなり、入力軸(13)への 当接部である球状凸部(21a) が硬く、しかも重量が大きいので、上記打音が大き くなるという問題がある。

【００１２】 そこで、このような問題を解決した油圧反力式パワーステアリング装置として 、本出願人は、先に、外周面が出力軸の穴に摺接する金属製円筒状部と、円筒状 部内に一体に形成されかつ入力軸に当接する凸部を有する熱可塑性樹脂部とより なるプランジャを備えた装置を提案した（実願平２−４０４５０号）。

【００１３】 ところが、このプランジャを製造するためには、削り出し加工により金属製円 筒状部をつくった後、その内側に射出成形により熱可塑性樹脂部を一体に形成し 、さらに円筒状部の外周面に、摺動性および穴の内周面との間の密封性を向上さ せるために研摩仕上げ加工を施す必要がある。しかも、個々に研摩仕上げ加工を 施すので、寸法にばらつきが発生し、１つずつ寸法をチェックする必要がある。 したがって、工数が多くなり、コストが高くなるという問題がある。

【００１４】 この考案の目的は、上記問題を解決した油圧反力式パワーステアリング装置を 提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】

この考案による油圧反力式パワーステアリング装置は、 ハウジングと、 ハウジング内に配置された出力軸と、 ハウジング内に出力軸と同一軸線上に配置された入力軸と、 出力軸と入力軸との間に設けられたトーションバーと、 入力軸の周りに設けられ、かつトーションバーの捩じれに応じて油圧ポンプか らパワーシリンダに送られる圧力油の量を制御するコントロールバルブと、 出力軸に形成された穴内に摺動自在に嵌め入れられたプランジャとを備えてお り、 プランジャ先端が油圧によって入力軸に押し付けられて反力が得られるように なされている油圧反力式パワーステアリング装置において、 プランジャ全体が合成樹脂で形成され、出力軸の穴の内周面およびプランジャ の外周面のうちいずれか一方に、同他方に接触するリップを有するエラストマ製 シールが設けられ、シールのリップエッジが鋭角となされているものである。

【００１６】 上記において、プランジャを形成する合成樹脂としては、熱硬化性樹脂および 熱可塑性樹脂のいずれを用いてもよいが、熱可塑性樹脂を用いるのが好ましい。 プランジャ先端が油圧によって入力軸に当接したさいの吸音性が優れているから である。さらに、プランジャの吸音性を一層向上させる目的でゴムを混入したり 、強度を増大させる目的でガラス繊維などの繊維を混入した熱可塑性樹脂を用い るのがよい。

【００１７】 また、上記において、エラストマには、合成ゴム、天然ゴム、弾性プラスチッ ク、軟質プラスチックなどが含まれる。シールは、たとえば射出成形によりプラ ンジャ外周面または貫通穴の内周面に一体に形成される。また、予めリング状の シールを形成しておき、これをプランジャ外周面または貫通穴の内周面に取付け てもよい。

【００１８】

【作用】

出力軸の穴の内周面およびプランジャの外周面のうちいずれか一方に、同他方 に接触するリップを有するエラストマ製シールが設けられているので、プランジ ャの外周面または出力軸の穴の内周面の寸法精度を高めることなく、プランジャ と出力軸の穴内周面との間の密封性を向上させることができる。したがって、プ ランジャ外周面または出力軸の穴内周面に仕上げ加工を施す必要がなくなって製 造工数が少なくなる。また、シールのリップエッジが鋭角であるから、プランジ ャが出力軸の穴内を摺動するさいの抵抗は小さくなり、プランジャは出力軸の穴 内を滑らかに移動し、速やかに所要の操舵トルクが得られる。

【００１９】 さらに、シールのリップが出力軸の穴の内周面およびプランジャの外周面のう ちいずれか他方に接触しているので、穴内でのプランジャの急激な移動が緩和さ れる。しかも、プランジャ全体が合成樹脂で形成されているので、その重量は、 従来のものに比べて小さくなるとともに、入力軸への当接部が金属に比べて柔ら かいので、入力軸に当接したさいの打音が小さくなる。

【００２０】

【実施例】

以下、この考案の実施例を、この考案のパワーステアリング装置の要部を示す 図１を参照して説明する。なお、図１において、図２と同一部分には同一符号を 付して説明を省略する。

【００２１】 図１において、プランジャ(1) は、全体が、たとえばガラス繊維を充填した繊 維強化ナイロン６６などの熱可塑性樹脂にゴムを混入したものを用いて射出成形 によって形成されている。プランジャ(1) の径方向内方の端部には、球状凸部(1 a)が形成され、球状凸部(1a)が入力軸(13)の溝(30)内面への当接部となされてい る。

【００２２】 プランジャ(1) の外周面には、全周にわたって環状溝(2) が形成され、環状溝 (2) 内に全周にわたってエラストマからなるシール(3) が一体に形成されている 。シール(3) は、出力軸(11)の穴(12)内周面に接触するリップ(3a)を有している 。シール(3) のリップ(3a)のリップエッジは鋭角となされている。他の構成は、 上述した従来のパワーステアリング装置と同一である。

【００２３】 このパワーステアリング装置において、プランジャ(1) 外周面の環状溝(2) 内 に一体に形成されたシール(3) の働きにより、プランジャ(1) と出力軸(11)の穴 (12)内周面との間の密封性が確保される。したがって、プランジャ(1) 外周面の 寸法精度を高める必要はなく、仕上げ加工を施す必要がなくなって製造工数が少 なくなる。

【００２４】 また、シール(3) のリップ(3a)のリップエッジが鋭角であるから、プランジャ (1) が出力軸(11)の穴(12)内を摺動するさいの抵抗は小さくなり、プランジャ(1 ) は出力軸(11)の穴(12)内を滑らかに移動し、速やかに所要の操舵トルクが得ら れる。

【００２５】 また、プランジヤ(1) の球状凸部(1a)の溝(30)内面に対する滑り摩擦が小さく なるので、操舵するさいの操舵トルクと操舵圧力との関係、すなわち操舵特性の ヒステリシスは小さくなって、ステアリングホイールの回転に対する出力軸(11) の回転の追従性が向上し、操舵フィーリングが優れたものとなる。

【００２６】 さらに、たとえば停車時、低速走行時などプランジャ(1) に対して油圧が付与 されていない平衡状態からプランジャ(1) に対して油圧を付与し始めたときにプ ランジャ(1) が径方向に動いたとしても、シール(3) のリップ(3a)が出力軸(11) の穴(12)の内周面に摺接しているので、急激な移動が緩和される。しかも、プラ ンジャ(1) の球状凸部(1a)が入力軸(13)に当たっても、球状凸部(1a)が軟らかく 、しかもその重量が小さいので、打音は小さくなる。

【００２７】 上記実施例はラックピニオン式パワーステアリング装置であるが、この考案は ボールねじ式パワーステアリング装置にも適用できる。

【００２８】 また、上記実施例においては、出力軸の管状部に形成されかつその径方向にの びる貫通穴内に、プランジャが貫通穴の軸線方向に摺動自在に嵌め入れられてい るが、これに限るものではなく、実開昭６３−７５４７１号公報に記載されてい るように、入力軸に半径方向に突出した凸部が一体に形成され、出力軸における 凸部の軸線方向両側に形成されかつ出力軸の軸線と直角方向にのびる穴内にプラ ンジャが摺動自在に嵌め入れられ、プランジャ先端で入力軸の上記凸部を両側か ら挾んで油圧反力を付与するような形式の装置にも適用可能である。

【００２９】 さらに、上記実施例においては、プランジャ(1) の外周面に環状溝(2) が形成 され、環状溝(2) 内にシール(3) が設けられているが、これとは逆に、出力軸(1 1)の穴(12)の内周面に環状溝を形成しておき、この環状溝内にシールが設けられ ていてもよい。なお、環状溝は必ずしも必要としない。

【００３０】

【考案の効果】

この考案の油圧反力式パワーステアリング装置によれば、上述のように、製造 工数が少なくなるので、作業が簡単になり、コストが安くなる。

【００３１】 また、シールのリップエッジが鋭角であるから、プランジャが出力軸の穴内を 摺動するさいの抵抗は小さくなり、プランジャは出力軸の穴内を滑らかに移動し 、速やかに所要の操舵トルクが得られる。

【００３２】 また、シールのリップが出力軸の穴の内周面およびプランジャの外周面のうち いずれか他方に摺接しているので、穴内でのプランジャの急激な移動が緩和され る。しかも、プランジャ全体が合成樹脂で形成されているので、その重量は、従 来のものに比べて小さくなるとともに、入力軸への当接部が金属に比べて柔らか いので、入力軸に当接したさいの打音が小さくなる。

【００３３】 さらに、プランジヤの入力軸への当接部の入力軸に対する滑り摩擦が小さくな るので、ステアリングホイールの操舵フィーリングが優れたものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の１実施例を示す要部拡大垂直断面図
である。

【図２】従来例の全体構成を示す垂直断面図である。 １ プランジャ １ａ 球状凸部 ２ 環状溝 ３ シール ３ａ リップ １０ ハウジング １１ 出力軸 １２ 穴 １３ 入力軸 １４ トーションバー １７ ロータリーバルブ（コントロールバル
ブ） １８ 油圧ポンプ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジングと、ハウジング内に配置され
   た出力軸と、ハウジング内に出力軸と同一軸線上に配置
   された入力軸と、出力軸と入力軸との間に設けられたト
   ーションバーと、入力軸の周りに設けられ、かつトーシ
   ョンバーの捩じれに応じて油圧ポンプからパワーシリン
   ダに送られる圧力油の量を制御するコントロールバルブ
   と、出力軸に形成された穴内に摺動自在に嵌め入れられ
   たプランジャとを備えており、プランジャ先端が油圧に
   よって入力軸に押し付けられて反力が得られるようにな
   されている油圧反力式パワーステアリング装置におい
   て、プランジャ全体が合成樹脂で形成され、出力軸の穴
   の内周面およびプランジャの外周面のうちいずれか一方
   に、同他方に接触するリップを有するエラストマ製シー
   ルが設けられ、シールのリップエッジが鋭角となされて
   いる油圧反力式パワーステアリング装置。