JP2576802Y2 - ボールスクリュー型油圧パワーステアリング装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、操舵限界近傍において
操舵補助を解除することのできるボールスクリュー型油
圧パワーステアリング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ボールスクリュー型油圧パワーステアリ
ング装置にあっては、シリンダと、このシリンダに挿入
されるピストンと、このピストンと一体のボールナット
と、このボールナットに挿入されるボールスクリューシ
ャフトとを備え、そのピストンによりシリンダの内部を
仕切ることで一対の油室を形成し、その油室の一方に供
給される高圧油により操舵補助力を発生している。その
ピストンと操舵用車輪との連動のため、ボールナットの
外周にラックが形成され、このラックに噛み合うセクタ
ーギヤに出力軸が一体化され、その出力軸にピットマン
アームが取り付けられ、そのピットマンアームにリンク
ロッドを介して操舵用車輪が連結されている。

【０００３】上記のようなボールスクリュー型油圧パワ
ーステアリング装置にあっては、操舵角度を一定範囲に
制限するため、ピットマンアームと操舵用車輪とを連結
するリンクロッドの動きを、車体側部材に取り付けたス
トッパーにより操舵限界において阻止している。

【０００４】しかし、そのリンクロッドがストッパーに
当接する際に操舵補助力が作用していると、リンクロッ
ドが曲がってしまったり、ストッパーが損傷したり、衝
撃や衝突音が生じるという問題がある。そこで、前記ピ
ストンが移動端近傍に達するとピストンにより仕切られ
る一対の油室を連通することで、操舵限界において操舵
補助を解除することが提案されている（実願平２‐７５
９４３号参照）。すなわち、そのピストンが移動端近傍
に達すると両油室を連通することができるように、ボー
ルスクリューシャフトに油通路を形成している。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】通常の操舵範囲では、
ピストンにより仕切られる両油室を互いにシールする必
要があることから、そのピストンの内周側に周溝が形成
され、その周溝にシールリングがボールスクリューシャ
フトの外周に押し付けられるように挿入されている。そ
のシールリングが、ボールスクリューシャフトの外周に
開口する前記油通路の高圧油導入側開口を通過すること
で、操舵限界近傍において両油室が連通する。

【０００６】そのシールリングの材質は、良好にシール
機能を奏させる上では合成樹脂製とすることが望まし
い。しかし、シールリングを合成樹脂製にすると、金属
製のボールスクリューの外周に開口する前記油通路の高
圧油導入側開口を通過する際、その開口周縁に引っ掛か
り損傷し易く耐久性が低下してしまう。また、そのシー
ルリングを金属製にすると耐久性は向上するが、良好に
シール機能を奏させることができない。

【０００７】本考案は、上記従来技術の問題を解決する
ことのできるボールスクリュー型油圧パワーステアリン
グ装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本考案の特徴とするとこ
ろは、シリンダと、このシリンダに挿入されるピストン
と、このピストンと一体のボールナットと、このボール
ナットに挿入されるボールスクリューシャフトとを備
え、そのピストンによりシリンダの内部を仕切ることで
一対の油室を形成し、その油室の一方に供給される高圧
油により操舵補助力を発生し、そのピストンが移動端近
傍に達すると両油室を連通する油通路がボールスクリュ
ーシャフトに形成され、そのピストンの内周側に周溝が
形成され、その周溝に合成樹脂製のシールリングがボー
ルスクリューシャフトの外周に押し付けられるように挿
入されているボールスクリュー型油圧パワーステアリン
グ装置において、前記ボールスクリューシャフトの外周
に合成樹脂製部材が取り付けられ、その合成樹脂製部材
に前記油通路の高圧油導入側開口が形成されている点に
ある。

【０００９】

【作用】本考案の構成によれば、ピストンが移動端近傍
に達し、ピストンの内周側の周溝に挿入された合成樹脂
製シールリングが、ボールスクリューシャフトの外周に
開口する油通路の高圧油導入側開口を通過すると、その
油通路を介しピストンにより仕切られる両油室が連通
し、操舵補助が解除される。その高圧油導入側開口は、
ボールスクリューシャフトの外周に取り付けられた合成
樹脂製部材に形成されているので、その開口縁が合成樹
脂製シールリングに引っ掛かったとしても、合成樹脂材
同志の接触であるため損傷が生じにくい。

【００１０】

【実施例】以下、図面を参照して本考案の実施例を説明
する。

【００１１】図４および図５に示すボールスクリュー型
油圧パワーステアリング装置１のハウジング２は、ピス
トン５が挿入されるシリンダ２ａと、出力軸８がベアリ
ング１０を介し挿入される出力軸カバー２ｂとで主構成
されている。そのピストン５にボールナット５ａが一体
化され、そのボールナット５ａにボール４を介してボー
ルスクリューシャフト３が挿入されている。そのボール
スクリューシャフト３は、シリンダ２ａの両端開口を閉
塞する蓋部材１１、１２にベアリング１３、１４を介し
回転可能に支持されている。また、ボールスクリューシ
ャフト３には貫通孔３ａが設けられ、この貫通孔３ａに
トーションバー１７が挿入され、このトーションバー１
７を介しボールスクリューシャフト３と入力軸１８とが
連結されている。その入力軸１８は車両の操舵用ハンド
ル（図示省略）に連結される。

【００１２】そのボールナット５ａの外周にラック６が
形成され、このラック６に噛み合うセクターギヤ７が前
記出力軸８に一体化されている。その出力軸８にピット
マンアーム９がセレーションを介し嵌合され、そのピッ
トマンアーム９にリンクロッドおよびナックルアームを
介し操舵用車輪が連結される。

【００１３】これにより、操舵によって入力軸１８が回
転すると、その回転がトーションバー１７を介してボー
ルスクリューシャフト３に伝達され、このボールスクリ
ューシャフト３の回転によりボールナット５ａがピスト
ン５と共に軸方向移動する。このボールナット５ａの移
動がラック６とセクターギヤ７を介して出力軸８に伝達
されて出力軸８が回転する。この出力軸８の回転により
ピットマンアーム９が揺動し、このピットマンアーム９
の揺動がリンクロッドとナックルアームを介して操舵用
車輪に伝達されて車両の操舵がなされる。

【００１４】そのシリンダ２ａの内部はピストン５によ
り仕切られることで一対の油室１５、１６が形成されて
いる。なお、ボールスクリュー５ａの内周とボールスク
リューシャフト３の外周との間は一方の油室１５に連通
するものとされている。

【００１５】そのピストン５の外周とシリンダ２ａの内
周との間のシールのため、ピストン５の外周に周溝３０
が形成され、この周溝３０にＯリング３１が挿入されて
いる。

【００１６】そのピストン５の内周とボールスクリュー
シャフト３の外周との間のシールのため、ピストン５の
内周にシール装置３３が設けられている。図１および図
２に示すように、そのシール装置３３は筒状の第１部材
３４と筒状の第２部材３５とを備えている。その第１部
材３４は径方向内方に張り出す張出部３４ａを有し、ピ
ストン５の内周にＯリング３６を介して挿入され、その
ピストン５の内周に形成された段部５ｂとピストン５の
内周に嵌め込まれた止め輪３７とに挟まれて固定されて
いる。その第２部材３５は径方向内方に張り出す張出部
３５ａを有し、第１部材３４の内周に挿入され、第１部
材３４の張出部３４ａとピストン５の段部５ｂとに挟ま
れて固定されている。その第１部材３４の張出部３４ａ
の内周に段差面３４ｂが形成され、この段差面３４ｂと
第２部材３５の張出部３５ａの端面３５ｂとにより周溝
３２が形成されている。その周溝３２に合成樹脂製のシ
ールリング３８が挿入されている。そのシールリング３
８の内径は、自然状態においてボールスクリューシャフ
ト３の外径よりも小さくされ、これにより、シールリン
グ３８はボールスクリューシャフト３の外周に押し付け
られている。そのシールリング３８の外周面と前記周溝
３２の底面との間に弾性材製のバックアップ用シールリ
ングとしてＯリング３９が挟み込まれている。そのＯリ
ング３９の内径は、自然状態においてシールリング３８
の外径よりも小さく、そのＯリング３８の外径は、自然
状態において周溝３２の底面の径よりも大きくされてい
る。これにより、Ｏリング３９は周溝３２の底面とシー
ルリング３８の外周面とに挟み込まれて弾性変形する。

【００１７】前記入力軸１８の外周にロータリーバルブ
１９が設けられている。そのロータリーバルブ１９は、
図外ポンプから供給される高圧油を操舵方向と操舵抵抗
に応じて前記油室１５、１６の一方に供給し、油室１
５、１６の他方から油を図外タンクに還流させるもので
あり、公知のものを用いることができる。これにより、
ボールナット５ａと一体のピストン５を軸方向移動させ
ようとする油圧を作用させ、操舵補助力を付与する。

【００１８】前記ピストン５が移動端近傍に達すると両
油室１５、１６を連通することができるように、ボール
スクリューシャフト３に油通路２５、２６が形成されて
いる。すなわち、図６に示すようにピストン５が図中左
方の移動端近傍に達した場合に両油室１５、１６を連通
する油通路２５は、ボールスクリューシャフト３の内周
に形成される周溝２５ａと、この周溝２５ａと一方の油
室１５とを連通する第１通路２５ｂと、その周溝２５ａ
と他方の油室１６とを連通する第２通路２５ｃとで構成
されている。また、図７に示すようにピストン５が図中
右方の移動端近傍に達した場合に両油室１５、１６を連
通する油通路２６は、ボールスクリューシャフト３の内
周孔３ａと、この内周孔３ａと他方の油室１６とを連通
する第１通路２６ｂと、その内周孔３ａと一方の油室１
５とを連通する第２通路２６ｃとで構成されている。各
第１通路２５ｂ、２６ｂと第２通路２５ｃ、２６ｃとは
周方向等間隔に４か所形成されている。

【００１９】各油通路２５、２６の第１通路２５ｂ、２
６ｂは、ピストン５が移動端近傍に達した場合に両油室
１５、１６のうちの高圧側に位置する。この高圧側に位
置する各第１通路２５ｂ、２６ｂの、ボールスクリュー
シャフト３の外周における高圧油導入側開口は、ボール
スクリューシャフト３の外周に取り付けられた合成樹脂
製のリング部材５０、５１に形成されている。すなわ
ち、ボールスクリューシャフト３の外周に各第１通路２
５ｂ、２６ｂに沿って周溝５２、５３が形成され、各周
溝５２、５３に合成樹脂製のリング部材５０、５１が嵌
合され、各リング部材５０、５１それぞれに径方向に沿
う貫通孔５０ａ、５１ａが周方向等間隔に４か所形成さ
れ、各貫通孔５０ａ、５１ａが各第１通路２５ｂ、２６
ｂに連通する高圧油導入側開口とされている。なお、各
第１通路２５ｂ、２６ｂと高圧油導入側開口を構成する
各貫通孔５０ａ、５１ａとの周方向位置を一致させるた
め、各リング部材５０、５１には軸方向に突出する突起
５０′、５１′が一体的に形成され、その突起５０′、
５１′が嵌合する凹部５２′、５３′が各周溝５２、５
３に連なってボールスクリューシャフト３に形成されて
いる。また、各貫通孔５０ａ、５１ａは、径方向内方側
が外方側よりも大径とされている。また、前記シールリ
ング３８が移動端近傍において各リング部材５０、５１
上を円滑に通過することができるように、各リング部材
５０、５１の軸方向両端の外周面は、軸方向外方に向か
うに従い径方向内方に向かうテーパ面５０″、５１″と
されている。

【００２０】上記構成によれば、ピストン５が移動端近
傍に達し、ピストン５の内周側の周溝３２に挿入された
合成樹脂製シールリング３８が、油通路２５、２６の高
圧油導入側開口５０ａ、５１ａを通過すると、両油室１
５、１６が油通路２５、２６を介し連通するので操舵補
助は解除される。よって、操舵限界においてピットマン
アーム９と操舵用車輪とを連結するリンクロッドがスト
ッパーとの衝突により曲がってしまったり、ストッパー
が損傷したり、大きな衝撃や衝突音が発生するのを防止
できる。そして、その高圧油導入側開口５０ａ、５１ａ
は、ボールスクリューシャフト３の外周に取り付けられ
た合成樹脂製のリング部材５０、５１に形成されている
ので、その高圧油導入側開口５０ａ、５１ａの開口縁が
合成樹脂製シールリング３８に引っ掛かったとしても、
合成樹脂材同志の接触であるため損傷は生じにくく、シ
ールリング３８は長期に亘りシール機能を奏することが
できる。なお、操舵補助の解除状態において油通路２
５、２６によって高圧油を絞ることで、多少の操舵補助
力を付与してもよい。

【００２１】本考案は上記実施例に限定されるものでな
い。例えば、高圧油導入側開口５０ａ、５１ａを形成す
る合成樹脂製部材の形状はリング形状に限定されず、例
えばその軸方向がボールスクリューシャフトの径方向に
沿うようにボールスクリューシャフトに挿入される筒状
であってもよい。

【００２２】

【考案の効果】本考案のボールスクリュー型パワーステ
アリング装置によれば、ピストンとボールスクリューと
の間をシールするシールリングを合成樹脂製として良好
にシール機能を奏させることができると共に、ピストン
により仕切られる両油室を操舵限界において連通する油
通路の高圧油導入側開口を、ボールスクリューシャフト
の外周に取り付けられた合成樹脂製部材に形成するの
で、そのシールリングの耐久性を向上することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案の実施例の油圧パワーステアリング装
置の要部の断面図

【図２】 本考案の実施例の油圧パワーステアリング装
置の要部の拡大断面図

【図３】 本考案の実施例の合成樹脂製リング部材の正
断面図

【図４】 本考案の実施例のボールスクリュー型油圧パ
ワーステアリング装置の平断面図

【図５】 本考案の実施例のボールスクリュー型油圧パ
ワーステアリング装置の縦断面図

【図６】 本考案の実施例の油圧パワーステアリング装
置の作用説明用断面図

【図７】 本考案の実施例の油圧パワーステアリング装
置の作用説明用断面図

【符号の説明】

２ａ シリンダ ３ ボールスクリューシャフト ５ ピストン ５ａ ボールナット １５、１６ 油室 ２５、２６ 油通路 ３２ 周溝 ３８ シールリング ５０、５１ 合成樹脂製リング部材 ５０ａ、５１ａ 高圧油導入側開口

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダと、このシリンダに挿入される
   ピストンと、このピストンと一体のボールナットと、こ
   のボールナットに挿入されるボールスクリューシャフト
   とを備え、そのピストンによりシリンダの内部を仕切る
   ことで一対の油室を形成し、その油室の一方に供給され
   る高圧油により操舵補助力を発生し、そのピストンが移
   動端近傍に達すると両油室を連通する油通路がボールス
   クリューシャフトに形成され、そのピストンの内周側に
   周溝が形成され、その周溝に合成樹脂製のシールリング
   がボールスクリューシャフトの外周に押し付けられるよ
   うに挿入されているボールスクリュー型油圧パワーステ
   アリング装置において、前記ボールスクリューシャフト
   の外周に合成樹脂製部材が取り付けられ、その合成樹脂
   製部材に前記油通路の高圧油導入側開口が形成されてい
   ることを特徴とするボールスクリュー型油圧パワーステ
   アリング装置。