JPH05262247A - ボールスクリュー型油圧パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 操舵入力により回転するボールスクリュー２
を支持するハウジング５の内部にインナーシリンダ４０
が挿入される。そのボールスクリュー２に噛み合うボー
ルナット７に一体化されるピストン８が、そのインナー
シリンダ４０に挿入される。そのインナーシリンダ４０
はハウジング５に対し径方向に弾性的に変位可能に支持
される。そのボールナット７に形成されるラック９に噛
み合うセクターギヤ９に、ハウジング５により支持され
る出力軸１１が一体化される。そのピストン８によりハ
ウジング５の内部が仕切られることで一対の油室４６、
４７が形成される。 【効果】 ボールナットに径方向の予圧を付与すること
でボールスクリューとボールナットとの相対的ながたつ
きを除去でき、路面から操舵用車両に作用する反力に基
づく一対の油室間でのオイル洩れを防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は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】操舵入力により回転するボールスクリュ
ーと、このボールスクリューを支持するハウジングと、
そのボールスクリューに噛み合うボールナットと、この
ボールナットに形成されるラックと、このラックに噛み
合うセクターギヤと、そのセクターギヤに一体化される
と共に前記ハウジングにより支持される出力軸とを備え
たボールスクリュー型ステアリング装置が従来より用い
られている。

【０００３】このようなボールスクリュー型ステアリン
グ装置にあっては、操舵入力によりボールスクリューが
回転するとナットが軸方向に移動し、このナットの軸方
向移動によりナットに形成されたラックに噛み合うセク
ターギヤが回転し、このセクターギヤの回転により出力
軸が回転する。この出力軸の回転がピットマンアーム等
の操舵部材を揺動させ、この操舵部材の揺動が、その操
舵部材にタイロッドやナックルアーム等を介し連結され
た操舵用車輪に伝達されることで車両の操舵がなされ
る。

【０００４】上記のようなボールスクリュー型ステアリ
ング装置にあっては、ボールスクリューとボールナット
とが相対的にがたつくと、操舵用ハンドルの遊びが過大
になるという問題がある。

【０００５】そこで、ボールスクリュー型マニュアルス
テアリング装置にあっては、ボールナットに径方向の予
圧を付与し、ボールスクリューとボールナットとの相対
的ながたつきを除去している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ボールスクリュー型マ
ニュアルステアリング装置にあっては、ボールナットの
径方向への変位を阻止するものはない。よって、ボール
ナットに径方向の予圧を付与すると、ボールナットは径
方向に変位することができるので、ボールスクリューと
ボールナットはボールを介し互いに押し付けられ、これ
によりボールスクリューとボールナットとの相対的なが
たつきは除去される。

【０００７】しかし、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、ボールナットにピストンが
一体化され、そのピストンによりハウジングの内部が仕
切られることで一対の油室が形成され、操舵方向に応じ
て油室に供給される高圧油により操舵補助力が付与され
る。そのピストンは、一対の油室間でオイル洩れが生じ
ないようにハウジングの内面にシールリング等を介し密
接する。そのようにピストンがハウジングの内面に密接
していると、ピストンとボールナットは一体であるた
め、ボールナットの径方向への変位はハウジングにより
阻止される。そのため、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、ボールナットに径方向の
予圧を付与しても、ボールスクリューとボールナットと
の相対的ながたつきを除去することができなかった。

【０００８】また、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、路面から操舵用車輪に作用す
る反力の一部を、ピストンを介しハウジングの内面によ
り支持している。そのためハウジングの内面が摩耗して
オイル洩れが発生し、操舵補助力が減少するという問題
があった。

【０００９】本発明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。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の特徴とするとこ
ろは、操舵入力により回転するボールスクリューと、こ
のボールスクリューを支持するハウジングと、そのボー
ルスクリューに噛み合うボールナットと、このボールナ
ットに一体化されるピストンと、そのボールナットに形
成されるラックと、このラックに噛み合うセクターギヤ
と、このセクターギヤに一体化されると共に前記ハウジ
ングにより支持される出力軸とを備え、そのピストンに
よりハウジングの内部が仕切られることで一対の油室が
形成され、操舵方向に応じて油室に供給される高圧油に
より操舵の補助力を発生す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、前記ハウジングの内部
にインナーシリンダが挿入され、このインナーシリンダ
の内部に前記ピストンが挿入され、そのインナーシリン
ダはハウジングに対し径方向に弾性的に変位可能に支持
されている点にある。

【００１１】

【作用】本発明の構成によれば、ハウジングの内部にイ
ンナーシリンダが挿入され、そのインナーシリンダにピ
ストンが挿入されているため、ピストンはインナーシリ
ンダの内面にシール部材を介し密接することで一対の油
室間でのオイル洩れが防止される。よって、ボールナッ
トに径方向の予圧を付与すると、ボールナットと一体の
ピストンはインナーシリンダを径方向に押す。そのイン
ナーシリンダはハウジングに対し径方向に弾性的に変位
可能に支持されているので、インナーシリンダは径方向
に変位する。よって、ボールナットに径方向の予圧を付
与すると、ボールナットは径方向に変位することができ
るので、ボールナットとボールスクリューはボールを介
し互いに押し付けられ、ボールスクリューとボールナッ
トとの相対的ながたつきは除去される。

【００１２】また、路面から操舵用車両に作用した反力
の一部によりピストンはインナーシリンダの内面に押し
付けられるが、インナーシリンダが径方向に弾性的に変
位することにより、ピストンとインナーシリンダとの間
の摩擦は低減される。よって、インナーシリンダの内面
の摩耗が防止され、一対の油室間でのオイル洩れを防止
できる。

【００１３】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。

【００１４】図１および図２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は、ボールスクリュー２
と、このボールスクリュー２をベアリング３、４を介し
支持するハウジング５と、そのボールスクリュー２にボ
ール６を介し噛み合うボールナット７と、このボールナ
ット７に一体化されるピストン８と、そのボールナット
７に形成されるラック９と、このラック９に噛み合うセ
クターギヤ１０と、このセクターギヤ１０に一体化され
ると共にベアリング１２、１３を介し前記ハウジング５
に支持される出力軸１１とを備えている。

【００１５】そのボールスクリュー２はトーションバー
２０を介し入力軸２１に連結され、その入力軸２１はベ
アリング２２を介しハウジング５により支持され、オイ
ルシール２３を介しハウジング５から突出する。この入
力軸２１に操舵用ハンドル（図示省略）が連結される。
また、出力軸１１とハウジング５との間にはシールリン
グ１８、１９が介在し、出力軸１１はダストシール１６
を介しハウジング５から突出する。この出力軸１１にピ
ットマンアーム１４が取り付けられ、そのピットマンア
ーム１４はリンクロッドおよびナックルアームを介し車
両の操舵用車輪（図示省略）に連結される。

【００１６】これにより、ハンドルの操作により入力軸
２１が回転すると、その回転はトーションバー２０を介
してボールスクリュー２に伝達されるのでボールスクリ
ュー２は回転する。このボールスクリュー２の回転によ
りボールナット７がピストン８と共に軸方向に移動す
る。このボールナット７の移動がラック９とセクターギ
ヤ１０を介して出力軸１１に伝達されるので出力軸１１
は回転する。この出力軸１１の回転によりピットマンア
ーム１４が揺動し、このピットマンアーム１４の揺動が
リンクロッドおよびナックルアームを介して操舵用車輪
に伝達されるので車両の操舵がなされる。

【００１７】そのハウジング５は、ボールナット７およ
びピストン８を覆う第１部材５ａと、この第１部材の一
端にシール３０を介し嵌合されると共にボルトにより連
結される第２部材５ｂと、その第１部材５ａの他端にシ
ール３１を介しねじ込まれる第３部材５ｃと、その第１
部材５ａと一体的に鋳造されてセクターギヤ１０と出力
軸１１とを覆う第４部材５ｄと、この第４部材５ｄにシ
ール部材３２を介し嵌合されると共にボルトにより連結
される第５部材５ｅとで構成されている。

【００１８】そのハウジング５の第１部材５ａの内部に
インナーシリンダ４０が挿入されている。このインナー
シリンダ４０は両端が開口し、図３にも示すように、そ
の側壁に開口４０ａを有する。前記セクターギヤ１０
は、その開口４０ａからインナーシリンダ４０の内部に
入り込むことでラック９に噛み合う。また、インナーシ
リンダ４０とハウジング５の第５部材５ｅとにダウエル
ピン５５が挿入され、インナーシリンダ４０のハウジン
グ５に対する回り止めがなされている。

【００１９】そのインナーシリンダ４０は、ハウジング
５の第１部材５ａに取り付けられた弾性を有するＯリン
グ４１により支持され、その第１部材５ａの内周面とイ
ンナーシリンダ４０の外周面との間には隙間δが設けら
れている。これにより、インナーシリンダ４０はシリン
ダ５に対し径方向に弾性的に変位可能とされている。な
お、インナーシリンダ４０が軸方向に移動してがたつく
のを防止するため、インナーシリンダ４０の一方の端面
とハウジング５の第２部材５ｂとの間に弾性を有するＯ
リング４２が介在されている。また、インナーシリンダ
４０の径方向の変位の円滑化のため、インナーシリンダ
４０の他方の端面とシリンダ５の第１部材５ａに形成さ
れた段差面との間に、摩擦係数の小さな環状部材４３が
介在されている。

【００２０】そのインナーシリンダ４０の内部に前記ピ
ストン８が挿入されている。このピストン８によりハウ
ジング５の内部が仕切られることで一対の油室４６、４
７が形成されている。その一対の油室４６、４７間でオ
イル洩れが生じるのを防止するため、ピストン８はイン
ナーシリンダ４０の内面にシールリング４５を介し密接
する。また、ピストン８の内周とボールスクリュー２の
外周との間のシールのため、ピストン８の内周に筒部材
４８がシールリング４９と止め輪５１を介し挿入され、
その筒部材４８にシールリング５０を介しボールスクリ
ュー２が挿入されている。なお、インナーシリンダ４０
を支持する前記Ｏリング４１は、インナーシリンダ４０
とシリンダ５との間の隙間δを介し両油室４６、油室４
７が連通するのを防止するシール部材を兼用する。

【００２１】前記入力軸２１の外周にコントロールバル
ブ６０が設けられている。このコントロールバルブ６０
は、ポンプに接続されるポンプポート６１と、タンクに
接続されるタンクポート６２と、ハウジング５内に形成
された油路（図示省略）を介し一方の油室４６に通じる
第１ポート６３と他方の油室４７に通じる第２ポート６
４と、操舵方向と操舵抵抗に基づく前記トーションバー
２０のねじれにより入力軸２１に対し相対回転する弁部
材６５とを有する。このコントロールバルブ６０は、ポ
ンプポート６１から供給される高圧油を操舵方向と操舵
抵抗に応じて油室４６、４７の一方に供給し、油室４
６、４７の他方から油をタンクに還流させる。これによ
り、ピストン８に油圧が作用してボールナット７を軸方
向移動させようとする力、すなわち操舵補助力が発生す
る。このコントロールバルブ６０は公知のものを用いる
ことができる。

【００２２】そのハウジング５の第５部材５ｅにネジ軸
３３がねじ合わされている。そのネジ軸３３は出力軸１
１に、軸中心に相対回転可能かつ軸方向に相対移動しな
いように連結されている。また、出力軸１１はハウジン
グ５に対し軸方向に移動可能に支持されている。これに
より、ネジ軸３３を回転させると出力軸１１は軸方向移
動する。この出力軸１１の軸方向移動によりラック９の
歯とセクターギヤ１０の歯との間のバックラッシ調節が
なされるように、ラック９の歯とセクターギヤ１０の歯
とは互いに傾斜する。なお、ネジ軸３３にはロックナッ
ト３４がねじ合わされている。

【００２３】上記構成によれば、ボールナット７を図１
および図２において右方に押すことでボールナット７に
径方向の予圧を付与すると、ボールナット７と一体のピ
ストン８はインナーシリンダ４０を径方向に押し付ける
ので、インナーシリンダ４０は径方向に変位する。従来
であれば、ボールナットに予圧を付与してもピストンが
ハウジングの内面に当接するため、ボールナットの径方
向の変位は阻止されていたが、上記構成によればインナ
ーシリンダ４０が径方向に変位できることにより、ボー
ルナット７は径方向に変位可能である。よって、ボール
ナット７に径方向の予圧を付与すると、ボールナット７
は径方向に変位し、ボールナット７とボールスクリュー
２はボール６を介し互いに押し付けられ、ボールスクリ
ュー２とボールナット７との相対的ながたつきが除去さ
れる。

【００２４】なお、ボールナット７に付与する予圧の大
きさは、ボールスクリュー２の軸心と出力軸１１の軸心
との距離の設定値により定まる。

【００２５】また、路面から操舵用車両に作用した反力
の一部によりピストン８はインナーシリンダ４０の内面
に押し付けられるが、インナーシリンダ４０は径方向に
弾性的に変位するので、ピストン８とインナーシリンダ
４０との間の摩擦は低減される。よって、インナーシリ
ンダ４０の内面の摩耗が防止され、一対の油室４６、４
７間でのオイル洩れを防止できる。

【００２６】また、上記実施例では、複雑な形状のハウ
ジング５の第１部材は、ピストン８と接することがない
ので内面の研磨は不要であり、一方、インナーシリンダ
４０は両端が開口した単純な円筒形なので内面の研磨が
容易であり、研磨工程が容易になる。

【００２７】なお、本発明は上記実施例に限定されな
い。例えば、上記実施例ではインナーシリンダをシール
部材を兼用するＯリングを介し支持したが、弾性的に支
持すれば支持手段は限定されない。

【００２８】

【発明の効果】本発明のボールスクリュー型油圧パワー
ステアリング装置によれば、ボールナットに径方向の予
圧を付与することでボールスクリューとボールナットと
の相対的ながたつきを除去できるので、ハンドルの遊び
が過大なることはない。また、路面から操舵用車両に反
力が作用してもインナーシリンダの内面が摩耗すること
はなく、一対の油室間でのオイル洩れを防止できるの
で、操舵補助力が減少することはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例のステアリング装置の平断面図

【図２】本発明の実施例のステアリング装置の縦断面図

【図３】本発明の実施例のインナーシリンダの斜視図

【符号の説明】

２ ボールスクリュー ５ ハウジング ７ ボールナット ８ ピストン ９ ラック １０ セクターギヤ １１ 出力軸 ４０ インナーシリンダ ４６、４７ 油室

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 操舵入力により回転するボールスクリュ
   ーと、このボールスクリューを支持するハウジングと、
   そのボールスクリューに噛み合うボールナットと、この
   ボールナットに一体化されるピストンと、そのボールナ
   ットに形成されるラックと、このラックに噛み合うセク
   ターギヤと、このセクターギヤに一体化されると共に前
   記ハウジングにより支持される出力軸とを備え、そのピ
   ストンによりハウジングの内部が仕切られることで一対
   の油室が形成され、操舵方向に応じて油室に供給される
   高圧油により操舵の補助力を発生す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、前記ハウジン
   グの内部にインナーシリンダが挿入され、このインナー
   シリンダの内部に前記ピストンが挿入され、そのインナ
   ーシリンダはハウジングに対し径方向に弾性的に変位可
   能に支持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。