JPH05248412A - 油圧式アクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ダイカスト製品の利点を維持しつつ、封止を
完全に実現する油圧式アクチュエータを提供する。 【構成】 円筒状本体７と、一対の閉鎖部材８と、円筒
状本体７内を第一及び第二の加圧室１５，１６に画定
し、制御軸１０を支持するピストン９と、第一及び第二
の加圧室１５，１６に各々連通する第一及び第二の油圧
接続部材１７，１８と、円筒状本体７に固定された複数
の取付部分７ａとを備え、円筒状本体７は、第一及び第
二の油圧接続部材１７，１８の組み立て用の接合座２
６，２７を有する管状コア２１と、接合座２６，２７に
対応するように形成された取付け口２９，３０を有する
ダイカスト外殻２２と、管状コア２１上に形成された切
欠き２４を有する固定手段とを有するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、特にサ−ボ制御装置等
を作動させるための油圧式アクチュエータであって、円
筒状本体と、前記円筒状本体の各端部に各々が密封的に
組み立てられた一対の閉鎖部材と、円筒状本体内に位置
して前記閉鎖部材のうち少なくとも一方を貫通する少な
くとも１本の密封的に摺動する制御軸を支持する密封的
に摺動するピストンであって、前記円筒状本体内部に第
一及び第二の加圧室を画定するピストンと、前記円筒状
本体に組み立てられ、前記第一及び第二の加圧室に各々
連通した少なくとも１つの第一及び第二の油圧接続部材
と、前記アクチュエータを支持構造体へ組立てるために
前記円筒状本体に固定された複数の取付部分とを備えた
アクチュエータに関する。

【０００２】上述した利用分野において、本油圧式アク
チュエータは、特に自動車等のパワ−ステアリングへの
適用を念頭に置いている。従って、本明細書は、特にそ
うした技術分野に関するものであるが、他の分野におけ
る本発明の利用可能性を制限するものではない。

【０００３】

【従来技術】周知のように、自動車等の油圧式パワ−ス
テアリングにおいては、油圧式アクチュエータを例えば
ラック型の従来のステアリングボックスに連結する必要
がある。アクチュエータは、自動車の運転手により行わ
れるステアリング動作と共働してラック又はそれに相当
するステアリンングのための部品に作用するよう予め設
定されている。

【０００４】この油圧式アクチュエータは円筒状の本体
を有し、本体の両端部ではそれぞれ閉鎖部材が密封的に
組み立てられている。閉鎖部材の一方は、通常ステアリ
ングボックス本体と一体になっている。円筒状本体内部
には、制御軸により一体的に支持された摺動封止ピスト
ンが配設されている。制御軸は、管状本体にと交差し、
閉鎖部材を貫通して管状本体から突出すると共に、ラッ
ク端部の一方に一体的に接合される。

【０００５】前記ピストンは、円筒状本体の内部で第一
及び第二の加圧室を画定し、ステアリング時に作動可能
な選択弁に接続する各々の油圧接続部材は、円筒状本体
を介して前記それぞれの加圧室と連通する。詳細に述べ
ると、前記選択弁は、ステアリングの方向に応じて第一
の或いは第二の加圧室を選択することにより加圧作動油
の流入を制御する。かくして、運転手の操縦を容易にす
る長手方向の力が、ピストン及び制御軸を介してラック
へと伝動される。

【０００６】しかしながら、パワ−ステアリングの実現
にあたり、しばしば７０バ−ル以上に達する作動油の種
々の高い圧力の故に、機能性及び信頼性のために現在必
要とされる条件を満たすことのできる円筒状本体を適切
なコストで製造することは常に困難であった。

【０００７】従来、常温成形工程を経て得られる焼入鋼
製の円筒状本体が使用されていた。このような円筒状本
体は、優れた封止信頼性を達成したが、例えば自動車の
モノコック構造に液体機械アクチュエータ及び／又はス
テアリングボックスを固定するために、本体及び異なる
必要付加部品上にコンパウンドを個別にに且つ連続的に
配さなければならないため、幾つかの問題を含んでい
た。その上、前記管状本体の形成に使用される鋼鉄は、
高圧で供給される作動油内に生じた熱を効果的に除去す
るためには適していなかった。従って、特に頻繁且つ長
期に亘る使用の結果、例えばピストン及び／又は閉鎖部
材に接続された封止部材が高温に起因した損傷または消
耗により、問題を生じる可能性があった。

【０００８】これらの問題を解決するために、上述の従
来技術は数年間使用が中断され、ダイカスト及び／又は
冷却工程を経てプレスされたアルミニウム合金または同
種の材料より成る円筒状本体を有するアクチュエータに
より代用されてきた。

【０００９】ダイカストによるプレスにより、必要な付
属部品を全て円筒状本体と一体的に機械加工することが
でき、例えば自動車のモノコック構造へのアクチュエー
タの固定及び／又は油圧接続部品などの組立てを可能に
している。更に、アルミニウム合金または同種の材料を
使用した結果、熱が効果的に除去され、アクチュエータ
の機能的信頼性を高めている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ダイカ
スト及び／又は冷却工程を経た円筒状本体の形成は、現
在の技術水準においては、幾つかの短所をも呈してい
る。実際、プレス工程に伴い加工素材が隆起するため
に、製品の最終的なトリミング作業に長い時間と高いコ
ストを要する。この観点から、管状本体の全長に亘って
その内部表面に穴をあけ多量の加工素材を除去できるよ
うにすることが特に重要である。その後、管状本体の内
部表面を更にトリミングすることが通常望まれる。

【００１１】加えて、ダイカストにより得られる製品
は、例えば、気泡によるブローホール、ひび割れ及び収
縮によるくぼみ等の種々の構造上の欠陥を呈しやすい。
以上の確認の意味で、ダイカストによる製品に見られる
欠陥の度合いに応じて幾つかの類別が作成されてきたこ
とが注目される。自動車のパワ−ステアリング用のアク
チュエータの信頼性は安全性確保のためには極めて重要
なので、ダイカストによる鋳物の品質が前記類別のうち
最上級の範疇にはいることが必要である。従って、比較
的高度かつ高価なダイカスト技術を用いて、生成した鋳
物の品質水準を十分高いものにする必要がある。

【００１２】更に、製造された部材が封止コンパウンド
により完全に封止されていることを確認するために、１
つ１つを厳格な対照検査に付す必要がある。この封止検
査に通らない部材は通常はかなりの量にのぼるが、原料
内に存在する小孔を封じるための含浸工程を通して再生
される。詳述すれば、含浸工程においては通常、予め表
面を磨いて乾燥させた欠陥部材を、９９％まで真空状態
にした容器に収容する必要がある。又、前記部材を約２
０分もほぼ真空状態に維持しなければならない。

【００１３】その後、樹脂及び／又はコロイド性金属成
分を含む適切なコンパウンドを容器に投入する。この状
態で、コロイド性コンパウンドは、部材に浸透し多数の
小孔を塞ぐ。次に、部材の洗浄及び乾燥工程を経て、小
孔内のコロイド性コンパウンドを乾燥させる。

【００１４】含浸工程を通じて処理された部材は再び封
止検査を受けなければならず、この第二の検査にも合格
しない場合は不良品とされる。

【００１５】以上の説明によれば、前記含浸工程の実施
により、アクチュエータの主要コストが大幅に増加する
ことは明らかである。

【００１６】本発明の主要目的は、公知の技術に関する
上記問題点を除去することである。

【００１７】特に、本発明は、アルミニウム合金または
同種の材料のダイカストを通して形成した製品の典型的
利点を維持しつつ、封止コンパウンドによる封止を完全
に実現して上記のような含侵工程の実施の必要性を省い
た油圧式アクチュエータを提供することを目的とする。

【００１８】本発明の別の目的は、ダイカスト後の円筒
状本体の内部表面の穿孔及びトリミングを十分に簡易化
することである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記及びその他の目的
は、本明細書において明記されているが、特にサ−ボ制
御装置を作動させるための油圧式アクチュエータであっ
て、円筒状本体と、前記円筒状本体の両端部に各々が密
封的に組み立てられた一対の閉鎖部材と、前記円筒状本
体内部にあって、前記円筒状本体内を第一及び第二の加
圧室に画定し、前記閉鎖部材のうち少なくとも一方を貫
通する少なくとも１本の密封的に摺動する制御軸を支持
する密封的に摺動するピストンと、作動可能に前記円筒
状本体に組み合わされ、前記第一及び第二の加圧室に各
々連通する少なくとも１つの第一及び第二の油圧接続部
材と、前記アクチュエータを支持構造体に組み込めるよ
うに前記円筒状本体に固定された複数の取付部分とを有
するサ−ボ制御装置を作動させるための油圧式アクチュ
エータにおいて、前記円筒状本体は、両端部が前記閉鎖
部材により密封的に構成されていると共に、封止用コン
パウンドを配した前記第一及び第二の油圧接続部材の組
み立て用の接合座を有する押出成形材の管状コアと、前
記管状コアの周囲に配設されて前記取付部分を支持する
と共に、前記接合座の対応するようにそれぞれ形成され
た取付け口を有して前記接合座に油圧接続部材を組み立
てられるようにしたダイカスト外殻と、前記管状コア上
に機械加工され、前記ダイカスト外殻を構成するダイカ
スト材料を充填するように形成された切欠きを有する管
状コア上に外殻を一体的に固定する固定手段とを備えた
ことを特徴とするものである。

【００２０】更に別の特徴及び利点は、本発明に係る特
にサーボ制御装置等を作動させるための油圧アクチュエ
ータの好ましいが限定的ではない実施態様についての詳
細な説明において明らかにされる。この説明は、以下、
例示的従って非限定的な目的で添付した図面を参照して
行う。

【００２１】

【実施例】上述した各図面を参照すれば、符号１は、本
発明に係る特にサ−ボ制御装置等を始動するための油圧
式アクチュエータの全体を示す。

【００２２】図示された実行可能な例において、アクチ
ュエータ１は、従来のいわゆるステアリングボックス３
を含む自動車用ステアリング２と連動している。前記ボ
ックス３内では、ピニオン５を介して長手方向に移動可
能なラック４が摺動可能に駆動される。ピニオン５は軸
６の端部に溝を付けてはめられ、軸６は図示されていな
いステアリングホイールにより回転制御される。

【００２３】油圧式アクチュエータ１は、外側の取付部
分７ａを備えた円筒状の本体７を有し、取付部分７ａ
は、本体７及びステアリングボックス２を自動車の構造
体へ取り付けることができるような位置および形状に形
成されている。

【００２４】本体７の両端には、閉鎖部材８がはと目状
部材８ａを嵌挿して円筒状本体７の両端部で密封的に組
み立てられている。密閉プレート内に、前記部材のうち
１つのみを図示している。周知のように、図示されてい
ない閉鎖部材は、ステアリングボックス３の対応する端
部に一体的に配設されるが、本発明の目的に鑑みて重要
ではない。

【００２５】制御軸１０により一体的に支持された少な
くとも１本のピストン９が、円筒状本体７の内部に摺動
可能且つ気密的に収納されている。制御軸１０は、円筒
状本体７より長手方向寸法が大きく、摺動可能且つ気密
的に閉鎖部材８を貫通している。

【００２６】詳細に言えば、ピストン９は、制御軸１０
の長手方向長さを、第一の部分１０ａと、第二の部分１
０ｂとに隔てている。

【００２７】アクチュエータ１の図の左側に配設された
第一の部分１０ａは、円筒状本体７の一方の端部に固定
した第一の保護ベロー１１内に収容された玉継手を介し
て、ステアリング動作を自動車の第一の車輪に伝動する
ように予め据え付けた第一のア−ム１２に連結されてい
る。

【００２８】第二の部分１０ｂは、前記ラック４を一体
的に支持すると共にステアリングボックス３を越えて延
びており、第二の保護ベロー１３内に収容された別の玉
継手を介して、ステアリングの動作を自動車の第二の車
輪に伝動するように予め据え付けた第二のア−ム１４に
連結されている。

【００２９】ア−ム１２、１４の接続玉継手及び両車輪
は、従来より既に知られているので図示されていない
が、本発明の目的に鑑みて重要ではない。

【００３０】ピストン９は、円筒状本体７の内部にあっ
て、第一及び第二の加圧室１５、１６の境界をなしてい
る。両室内には、円筒状本体７を通って液密にそれぞれ
組み立てられた油圧接続部材１７、１８が、連通してい
る。油圧接続部材１７、１８は、従来の油圧供給回路の
一部である加圧主管１９、２０とそれぞれ接続されてい
る。周知のように、この回路は、高圧の作動油、一般に
はオイルを選択弁に送り込むように予め配設された燃料
供給ポンプを含むが、本発明の目的に鑑みて重要でない
ので詳細には図示されていない。

【００３１】選択弁は、運転手により歯車及びラックに
伝動されたステアリング動作を感知すると共にステアリ
ング動作の方向に応じて加圧作動油を第一のあるいは第
二の加圧室１５、１６へ選択的に送り込むように、例え
ばラック４及びピニオン５の少なくとも一方に連結され
ている。詳細に言えば、ステアリング動作によりラック
４を軸方向右側へ移動させると、前記選択弁は、アクチ
ュエータ１内でピストン９の左側に配設された第一の加
圧室１５に加圧作動油を送り込む。従って、ラック４の
このような移動は、第一の加圧室１５に送り込まれる作
動油の圧力から生じるピストン９の推力により促進され
る。同様に、ステアリング動作によりラック４を軸方向
左側に移動させると、加圧作動油は第二の加圧室１６に
送り込まれる。

【００３２】本発明によれば、円筒状本体７は本来、押
出成形材として成形された管状コア２１を有する。前記
管状コア２１は、好ましくはアルミニウム合金あるいは
他の軽合金から成る。前記コア２１を囲むとともに、前
記取付部分７ａを一体的に支持しているダイカスト外殻
２２が円筒状本体７の外側を覆っている。

【００３３】管状コア２１は、軽合金、特にアルミニウ
ム合金から成る押出棒で形成することが好ましいが、異
なる材料または合金によって形成してもよい。

【００３４】管状コア２１は、適切に研磨された円筒状
の内表面２１ａを有しており、その内部で、前記ピスト
ン９を密封状態で摺動させている。管状コア２１の両端
部には、円筒状の内表面２１ａと常に対応させて、はと
目状部材８ａを介して各閉鎖部材８と円筒状本体７の間
に封止用コンパウンドを塗布している。管状コア２１は
その外側に、それぞれの切欠き２４を画成する固定手段
２３を備えている。外殻２２のダイカスト工程中に、外
殻２２を構成する材料を前記切欠き２４に充填すること
により、外殻をコア２１上に一体的に固定することがで
きる。図示した実現可能な実施例において、固定手段２
３は、多数の長手方向のリブ２５を有する。リブ２５
は、管状コア２１に沿って平行に延びており、また切欠
き２４が管状コア２１の外周面に均等に配設された鳩の
尾型のスプライン２４ａからほぼ構成されるように、成
形されている。

【００３５】尚、組み立てに際して、封止コンパンウド
を介して予め配設された接合座２６、２７と、前記第一
及び第二の油圧接続部材１７、１８は、管状コア２１の
上で好適に機械加工される。図示した実現可能な実施例
では、接合座２６、２７は、半径方向の貫通孔２６ｂ、
２７ｂの上に形成された切頭円錐形の皿穴により構成さ
れる。貫通孔２６ｂ，２７ｂは、管状コア２１から外側
へ突出したそれぞれのブロック２６ａ（一方のみ図示）
を貫通している。これらのブロック２６ａは、外殻２２
のダイカスト前に、例えば、管状コア２１を構成する断
面棒の長手方向長さ全体に亘り本来は延びている補助リ
ブ２８（破線で図示）上で、フライス作業を行うことに
より得ることができる。

【００３６】補助リブ２８は、一体構成部分として残る
ので、管状コア２１の周囲のダイカストにより、外殻２
２内に嵌合し得ることは言うまでもない。

【００３７】油圧接続部材１７、１８の対応する接合座
２６、２７への取り付けは、接合座に対応して外殻２２
内に機械加工された取付け口２９、３０を介してなされ
る。

【００３８】図示例では、外殻２２の厚さは、コア２１
の外側表面に対して、ブロック２６ａの高さより厚い。
図３から分かるように、ねじ山を付けた受け座２９ａ
（一方のみ図示）は、接合座２６、２７と対応するよう
に機械加工することが望ましい。受け座２９ａにおい
て、油圧接続部材１７、１８を螺合させて組み立てを行
う。

【００３９】他の方法としては、外殻２２内に画成され
た各々の取付け口２９、３０を介してブロック２６ａが
アクチュエータ１の外側に直接出るように、外殻２２の
厚さをブロック２６ａの高さより薄くしてもよい。この
場合、ねじ山を付けた受け座２９ａは、ブロック２６ａ
内で直接機械加工される。

【００４０】本発明により、所期の目的は達成される。
押出成形棒として形成された管状コア２１は、ダイカス
トよる鋳物に特有のブローホールまたは管状くぼみなど
の構造上の欠陥を完全に除去しているため、事実上、加
圧作動油に対する完璧な油圧封止を実現できる。

【００４１】管状コア２１を構成する押出成形棒により
作動油に対する不浸透性が必然的に得られる他に、油圧
接続部材１７、１８及び閉鎖部材８に対応して封止コン
パウンドを管状コア２１の上に直接配することにより、
アクチュエータ１の作動油に対する完璧な封止状態を実
現している。換言すれば、ダイカストされた外殻２２は
加圧作動油から完全に遮断されているため、ダイカスト
による鋳物に特有の穴あるいは細かい管状くぼみが内部
に存在していても、本アクチュエータの機能性及び信頼
性には全く影響を与えない。加えて、押出成形の管状コ
アの使用により、公知の技術と比較して、円筒状本体の
内部表面のトリミング中に多量の加工素材を取り除く必
要性が省かれる。これらのトリミング作業は、既知の技
術によりダイカストされた鋳物と比較して、管状コア２
１を構成する押出成形棒が現出する構造上の簡便性に依
拠した高度の作業性のゆえに、更に簡素化される。

【００４２】押出成形棒の構造上の簡便性により、従来
のダイカストによる鋳物と比較して、更に、ピストン９
及び円筒状本体７の機能的必要性により多く応え得る優
れた機械的特性が得られる。

【００４３】結局、管状コア２１の形成と、外側外殻２
２のダイカストに使用する機械内部に前記コアを予め配
置するために必要な操作とに必然的に伴うコストはかか
るものの、欠陥部品の再生利用のため時間とコストを非
常に要する含浸工程と、部品の機械トリミング加工の殆
どが省かれるので、本発明は公知の技術でかかるコスト
と比較すれば、かなり低いコストでより優れた機能的信
頼性を有する油圧式アクチュエータを得ることができ
る。

【００４４】多くの修正及び変形例、即ち本発明の特徴
を有する発明の着想は全て本発明に包含されるものであ
ることは言うまでもない。

【００４５】

【発明の効果】上記説明から明らかなように、本発明に
よる油圧式アクチュエータは、円筒状本体の内側に押出
成形棒からなる管状コアを有し、この管状コアの外側を
ダイカスト外殻によって覆っているので、管状コアによ
って高い封止信頼性を得るとともに、ダイカスト外殻に
よって好ましい適切な形状に形成することができる。

【００４６】管状コアの内周面は、ダイカスト工程に見
られるような隆起や膨出がないので、多量の削り出し加
工を必要としない。

【００４７】ダイカスト外殻は、ダイカストに伴う気泡
が発生した場合にも、気泡を充填する含浸加工を必要と
しない。

【００４８】また、本発明の油圧式アクチュエータは、
円筒状コアの外周面に多数のリブを有し、このリブはダ
イカスト外殻と隙間なく接しているので、放熱性が高
く、封止部材等が熱によって破損する可能性を少なくす
ることが出きる。

【００４９】このことにより、本発明によれば、全体が
ダイカストからなる油圧式アクチュエータと全体が押出
成形品からなる油圧式アクチュエータ双方の利点を具備
し、高い機能性と高い信頼性を有し、かつ製造が容易な
油圧式アクチュエータを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】自動車のステアリングに接続される油圧式アク
チュエータを一部切断して示した斜視図。

【図２】図３の線II−IIに沿った本発明の油圧式アクチ
ュエータの横断面図。

【図３】図２の線III −III に沿った本発明の油圧式ア
クチュエータ端部の軸方向断面図。

【符号の説明】

１ 油圧式アクチュエータ ７ 円筒状本体 ７ａ 取付部分 ８ 閉鎖部材 ９ ピストン １０ 制御軸 １５ 加圧室 １６ 加圧室 １７ 油圧接続部材 １８ 油圧接続部材 ２１ 管状コア ２２ ダイカスト外殻 ２４ 切欠き ２６ 接合座 ２７ 接合座 ２９ 取付け口 ３０ 取付け口

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】円筒状本体と、 前記円筒状本体の両端部に各々が密封的に組み立てられ
   た一対の閉鎖部材と、 前記円筒状本体内部にあって、前記円筒状本体内を第一
   及び第二の加圧室に画定し、前記閉鎖部材のうち少なく
   とも一方を貫通する少なくとも１本の密封的に摺動する
   制御軸を支持する密封的に摺動するピストンと、 作動可能に前記円筒状本体に組み合わされ、前記第一及
   び第二の加圧室に各々連通する少なくとも１つの第一及
   び第二の油圧接続部材と、 前記アクチュエータを支持構造体に組み込めるように前
   記円筒状本体に固定された複数の取付部分とを有するサ
   −ボ制御装置を作動させるための油圧式アクチュエータ
   において、 前記円筒状本体は、両端部が前記閉鎖部材により密封的
   に構成されていると共に、封止用コンパウンドを配した
   前記第一及び第二の油圧接続部材の組み立て用の接合座
   を有する押出成形材の管状コアと、前記管状コアの周囲
   に配設されて前記取付部分を支持すると共に、前記接合
   座の対応するようにそれぞれ形成された取付け口を有し
   て前記接合座に油圧接続部材を組み立てられるようにし
   たダイカスト外殻と、前記管状コア上に機械加工され、
   前記ダイカスト外殻を構成するダイカスト材料を充填す
   るように形成された切欠きを有する管状コア上に外殻を
   一体的に固定する固定手段とを備えたことを特徴とする
   油圧式アクチュエータ。
2. 【請求項２】前記固定手段は、管状コアに沿って平行に
   延びる複数の長手方向のリブを有し、前記リブは管状コ
   アの外周面に均等に配設されてほぼ鳩の尾状のスプライ
   ンからなり、前記切欠きを形成することを特徴とする請
   求項１記載の油圧式アクチュエータ。
3. 【請求項３】前記接合座は、前記管状コアから半径方向
   に突出するブロックに半径方向に穿孔された貫通孔の切
   頭円錐状の皿穴によって構成されていることを特徴とす
   る油圧式アクチュエータ。
4. 【請求項４】前記ブロックは、前記管状コアを構成する
   押出成形棒に長手方向に機械加工された少なくとも１本
   の補助リブから一部を除去することにより得られること
   を特徴とする請求項１記載の油圧式アクチュエータ。
5. 【請求項５】前記接合座が、前記管状コアに沿って延在
   する少なくとも１本の補助リブを通して穿孔された半径
   方向の貫通孔の切頭円錐状の皿穴によって構成されてい
   ることを特徴とする請求項１記載の油圧式アクチュエー
   タ。
6. 【請求項６】前記外殻は、前記接合座のそれぞれに対応
   して、油圧接続部材を螺合して組み立てるために予め配
   設したねじ山付きの受け座を有することを特徴とする請
   求項１記載の油圧式アクチュエータ。
7. 【請求項７】前記管状コアは、押出し成形したアルミニ
   ウム合金の成形棒で構成されていることを特徴とする請
   求項１記載の油圧式アクチュエータ。
8. 【請求項８】特にサ−ボ制御装置等を作動させるための
   油圧式アクチュエータであって、 前記各請求項に記載して、且つ特定の目的のために説明
   し例示してきたものに係る油圧式アクチュエータ。