JPH04123881U - 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、停車時、低速走行時などプラン
ジャに対して油圧が付与されていない平衡状態にあると
き、出力軸および／または入力軸が振動したさいに、打
音が発生するのを防止する。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 の外周面に、油溜め用環状溝
4 を形成する。

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１０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１０および図 １１に示す。なお、以下の説明において、全図面を通じて同一物および同一部分 には同一符号を付して説明を省略する。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(1 1a) 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(1 3)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。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。

【０００４】 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(1 8)で送られる圧力油を、導管(19)およびハウジング(10)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(3 0a) が平坦で、両側面(30b)(30c)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)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】 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においては、圧力油室(25)内の圧力が、出力軸(11)と入力軸 (13)との間の部分の圧力よりもわずかに大きくなっている。

【００１１】 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)が 貫通穴(12)の軸線方向に摺動するさいの摩擦力が大きくなり、摺動性が悪い。し たがって、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 ない平衡状態において、図１１に１点鎖線で示すようにプランジャ(21)の球状凸 部(21a) が溝(30)の一方の側面(30b) に接した状態にあるときに、出力軸(11)お よび／または入力軸(13)が振動し、たとえば出力軸(11)が同図に矢印(A) で示す 方向に回転し、および／または入力軸(13)が同図に矢印(B) で示す方向に回転す ることにより、両軸(11)(13)が同図に実線で示す状態となったときに、圧力油室 (25)内の圧力が、出力軸(11)と入力軸(13)との間の部分の圧力よりもわずかに大 きくなっているにもかかわらず、プランジャ(21)は穴(12)内を径方向の内方に移 動せず、同図に実線で示すように球状凸部(21a) が溝(30)の底面(30a) から離れ る。このため、さらに回転を続けて同図に２点鎖線で示す状態となったときに球 状凸部(21a) が溝(30)の反対側の側面(30c) に衝突し、打音が発生するという問 題がある。

【００１２】 さらに、プランジャ(21)が貫通穴(12)の軸線方向に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。

【００１３】 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。

【００１４】

【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、 プランジャの外周面および出力軸に形成された穴の内周面のうちいずれか一方 に油溜め用凹所が形成されているものである。

【００１５】

【作用】

プランジャの外周面および出力軸に形成された穴のうちいずれか一方に油溜め 用凹所が形成されているので、プランジャに油圧を付与する圧力油が凹所内に流 入してここに溜められる。したがって、この油が潤滑油として働き、プランジャ の穴の内周面に対する滑り摩擦が小さくなって、プランジャの穴内での移動がス ムーズに行われる。

【００１６】

【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〜図４を参照して説明する。

【００１７】 図１〜図４において、プランジャ(1) は、外周面が出力軸(11)の穴(12)の内周 面に摺接する金属円筒部(2) と、金属円筒部(2) 内に、たとえば熱可塑性樹脂で 一体に形成された樹脂部(3) とよりなる。

【００１８】 金属円筒部(2) の外周面には、軸方向に所定間隔をおいて複数、たとえば２つ の油溜め用環状溝（凹所）(4) が全周にわたって形成されている。また、金属円 筒部(2) の内周面には、樹脂部(3) の抜け止め用の環状突起(2a)が形成されてい る。

【００１９】 樹脂部(3) の径方向内方の端部は、全体に金属円筒部(2) よりも突出させられ て球状凸部(3a)が形成され、球状凸部(3a)が入力軸(13)の溝(30)の内面への当接 部となされている。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。

【００２０】 このパワーステアリング装置において、プランジャ(1) に油圧を付与する圧力 油が環状溝(4) 内に流入してここに溜められる。したがって、この油が潤滑油と して働き、プランジャ(1) の穴(12)の内周面に対する滑り摩擦が小さくなって、 プランジャ(1) の穴(12)内での移動がスムーズに行われる。したがって、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にお いて、図３に示すようにプランジャ(1) の樹脂部(3) の球状凸部(3a)が溝(30)の 一方の側面(30b) に接した状態にあるときに、出力軸(11)および／または入力軸 (13)が振動し、たとえば出力軸(11)が図３に矢印(A) で示す方向に回転し、およ び／または入力軸(13)が図３に矢印(B) で示す方向に回転することにより、両軸 (11)(13)が図２に示す状態となったときに、圧力油室(25)内の圧力が、出力軸(1 1)と入力軸(13)との間の部分の圧力よりもわずかに大きくなっているので、プラ ンジャ(1) は穴(12)内を径方向の内方にスムーズに移動し、球状凸部(3a)が溝(3 0)の底面(30a) から離れるのが防止される。そして、両軸(11)(13)がさらに回転 を続けても、球状凸部(3a)が溝(30)の底面(30a) および両側面(30b)(30c)から離 れないように図４に示す状態となり、打音の発生が防止される。

【００２１】 さらに、球状凸部(3a)の溝(30)の内面に対する滑り摩擦も小さくなるので、プ ランジャ(1) の穴(12)内での移動がスムーズに行われることと相俟って、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。

【００２２】 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油圧を付与し始めたときにプランジャ(1) が径方向に 急激に動いてプランジャ(1) が入力軸(13)に衝突しても、プランジャ(1) の入力 軸(13)への当接部である球状凸部(3a)が軟らかく、かつプランジャ(1) の重量が 小さいため打音が小さくなる。

【００２３】 図５〜図９は、油溜め用凹所の変形例を示す。

【００２４】 図５の場合、プランジャ(40)の金属円筒部(2) の外周面につる巻線状の油溜め 用溝（凹所）(41)が形成されている。

【００２５】 図６の場合、プランジャ(42)の金属円筒部(2) の外周面に、ローレット加工が 施され、軸線に対して２方向に傾斜した多数の油溜め用溝（凹所）(43)が、交差 状に形成された環状のローレット加工部(44)が設けられている。

【００２６】 図７の場合、プランジャ(45)の金属円筒部(2) の外周面に、軸方向に長い複数 の油溜め用凹所(46)が周方向に間隔をおいて形成されている。

【００２７】 図８の場合、プランジャ(47)の円筒状金属円筒部(2) の外周面に、周方向に長 い複数の油溜め用凹所(48)が周方向に間隔をおいて形成されている。

【００２８】 図９の場合、プランジャ(49)の円筒状金属円筒部(2) の外周面に、複数の円形 の油溜め用凹所(50)が周方向に間隔をおいて形成されている。

【００２９】 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。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。また、上記実施例においては、プランジャ の金属円筒部の外周面に油溜め用凹所が形成されているが、これに代えて、出力 軸の穴の内周面に油溜め用凹所が形成されていてもよい。さらに、上記実施例に おいては、プランジャが金属円筒部と、その内部に形成された樹脂部とよりなる が、これに限定されるものではない。

【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、出力 軸の穴の内周面に対するプランジャの滑り摩擦が小さくなって、プランジャの穴 内での移動がスムーズに行われるので、停車時、低速走行時などプランジャに対 して油圧が付与されていない平衡状態において、出力軸および／または入力軸が 振動したとしても、打音が発生するのを防止できる。しかも、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。

【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縦断面
図である。

【図２】図１のII−II線断面図である。

【図３】プランジャの球状凸部が入力軸の溝の一方の側
面に接している状態を示す図２相当の図である。

【図４】プランジャの球状凸部が入力軸の溝の他方の側
面に接している状態を示す図２相当の図である。

【図５】プランジャの第２の実施例を示す側面図であ
る。

【図６】プランジャの第３の実施例を示す側面図であ
る。

【図７】プランジャの第４の実施例を示す側面図であ
る。

【図８】プランジャの第５の実施例を示す側面図であ
る。

【図９】プランジャの第６の実施例を示す側面図であ
る。

【図１０】従来例の全体構成を示す垂直縦断面図であ
る。

【図１１】同じく一部分を示す垂直横断面図である。 １ プランジャ ２ 金属円筒部 ３ 樹脂部 ３ａ 球状凸部 ４ 油溜め用環状溝（凹所） １０ ハウジング １１ 出力軸 １２ 貫通穴 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 ４０ プランジャ ４１ つる巻線状の油溜め用溝（凹所） ４２ プランジャ ４３ 油溜め用溝（凹所） ４５ プランジャ ４６ 油溜め用凹所 ４７ プランジャ ４８ 油溜め用凹所 ４９ プランジャ ５０ 油溜め用凹所

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、プランジャの外周面および出力軸に形成された穴の
   内周面のうちいずれか一方に油溜め用凹所が形成されて
   いる油圧反力式パワーステアリング装置。