JPH0558562U - 油圧パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 シリンダに挿入されると共に操舵用車輪に連
動するピストン５が移動端近傍に達すると、そのピスト
ン５により仕切られる油室１５、１６を連通する油通路
２５がボールスクリューシャフト３の外周に形成され
る。そのピストン５の内周側に周溝３２が形成され、こ
の周溝３２に径方向に弾性変形可能な金属製シールリン
グ３８がボールスクリューシャフト３の外周に押し付け
られるように挿入される。その金属製シールリング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３９が挟み込まれている。 【効果】 操舵限界において操舵補助力の付与を解除で
きる。シールリングは金属製であるので、油通路の開口
周縁部との引っ掛かりにより損傷しない。金属製シール
リングと周溝との間の加工公差による隙間をバックアッ
プ用シールリングによりシールできる。

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力の付与を解除する油圧パワーステ アリング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

例えば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と共に操舵用車輪と連動するピストンと、このピ ストンと一体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の一方に供給される高圧油により操舵の補助力を発生して 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】 また、ラックピニオン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と共に操舵用車輪に連動するピストンとを備え、そ のピストンにより一対の油室が形成され、操舵方向に応じて油室の一方に供給さ れる高圧油により操舵の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、ピストンにラックを一体化し、そのラックにタイロッド、ナックル アームを介して操舵用車輪が連結されている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

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 いて阻止していた。

【０００５】 また、上記のようなラックピニオン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、ラックの動きをシリンダ側部材に取り付 けたストッパーにより操舵限界において阻止していた。

【０００６】 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おいて、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 題があった。また、ラックピニオン型油圧パワーステアリング装置において、ラ ック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、衝撃や衝突音が 生じるという問題があった。

【０００７】 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力の付与を解除することが 提案されている（実願平２‐７５９４２号、実願平２‐７５９４３号参照）。

【０００８】 すなわち、油圧パワーステアリング装置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、シリンダの内周やボールスクリューシャフ トの外周に油通路を形成している。

【０００９】 しかし、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、図１１の（２）に示すようにピストン１０１の外周に 形成された周溝１０２に合成樹脂製のシールリング１０３を挿入し、ピストン１ ０１の外周とシリンダ１０４の内周との間をシールしている。そのため、シリン ダ１０４の内周に両油室を連通する油通路１０５を形成すると、シールリングが 油通路１０５の開口周縁部１０５′に引っ掛かり損傷してしまい、シール機能を 奏することができなくなる虞がある。また、ボールスクリュー型油圧パワーステ アリング装置においては、ピストンの内周にも周溝を形成して合成樹脂製のシー ルリングを挿入し、ピストンの内周とボールスクリューシャフトの外周との間を シールしている。そのため、ボールスクリューシャフトの外周に両油室を連通す る油通路を形成すると、やはりシールリングが油通路の周縁部に引っ掛かって損 傷してしまい、シール機能を奏することができなくなる虞がある。

【００１０】 そこで、そのシールリングを金属製とすることでその損傷を防止することが考 えられる。しかし、シールリングを金属製とすると、図１１に示すようにシール リング１０３′とピストン１０１に形成される周溝１０２との間に加工公差によ る隙間δが必要になり、通常の操舵範囲では充分なシール機能を奏することがで きなくなって初期設定性能を奏することができなくなるという問題がある。この 問題は、ピストンの内周とボールスクリューシャフトの外周との間をシールする 場合も同様に生じる。

【００１１】 本考案は上記従来技術の問題を解決することのできる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。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

本件第１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 と共に操舵用車輪に連動するピストンとを備え、そのピストンによりシリンダの 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の一方に 供給される高圧油により操舵の補助力を発生する油圧パワーステアリング装置に おいて、前記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 うにシリンダの内周に油通路が形成され、前記ピストンの外周側に周溝が形成さ れ、この周溝に径方向に弾性変形可能な金属製シールリングがシリンダの内周に 押し付けられるように挿入され、その金属製シールリングの内周面と前記周溝の 底面との間に弾性材製のバックアップ用シールリングが挟み込まれている点にあ る。

【００１３】 本件第２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 と共に操舵用車輪に連動するピストンと、このピストンと一体のボールナットに 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の一方に 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の外周に油通路が形成され、 前記ピストンの内周側に周溝が形成され、この周溝に径方向に弾性変形可能な金 属製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、その金属製シールリングの外周面と前記周溝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が挟み込まれている点にある。

【００１４】

【作用】

本件第１考案の構成によれば、ピストンが移動端近傍に達すると、そのピスト ンにより仕切られる両油室がシリンダの内周に形成された油通路により連通され るため操舵補助力の付与が解除される。そのシリンダの内周とピストンの外周と の間は、ピストンの外周側の周溝に挿入された金属製のシールリングによりシー ルされる。その金属製シールリングの内周面と周溝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が挟み込まれるため、金属製シールリングと周溝との 間の加工公差による隙間は、そのバックアップ用シールリングによりシールされ る。

【００１５】 本件第２考案の構成によれば、ピストンが移動端近傍に達すると、そのピスト ンにより仕切られる両油室がボールスクリューシャフトの外周に形成された油通 路により連通されるため、操舵補助力の付与が解除される。そのボールスクリュ ーシャフトの外周とピストンの内周との間は、ピストンの内周側の周溝に挿入さ れた金属製シールリングによりシールされる。その金属製シールリングの外周面 と周溝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が挟み込まれるた め、金属性シールリングと周溝との間の加工公差による隙間は、そのバックアッ プ用シールリングによりシールされる。

【００１６】

【実施例】

図１〜図７を参照して第１実施例を説明する。

【００１７】 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１７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。

【００１８】 また、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。

【００１９】 これにより、操舵入力により入力軸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。

【００２０】 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。

【００２１】 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 。

【００２２】 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に金属製のシールリ ング３８が挿入されている。

【００２３】 その金属製シールリング３８は、図３に示すように分離部分を有し、この分離 部分において軸方向に重ね合わせられる重ね合わせ部３８ａ、３８ｂが形成され 、径方向に弾性変形可能とされている。この金属製シールリング３８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ている。 これにより、金属製シールリング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。

【００２４】 その金属製シールリング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、自然状態においてボールスクリューシャフト３に嵌合した 金属製シールリング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の底面と金属製シールリング３８の外周面とに挟み込まれて弾 性変形する。

【００２５】 また、入力軸１８の外周にはロータリーバルブ１９が設けられている。このロ 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 に応じて油室１５、１６の一方に供給し、油室１５、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が作用し 、操舵補助力を付与することができる。

【００２６】 そして、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の外周に油通路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と一方の油室１５とを連 通する第１通路２６ｂと、その内周孔３ａと他方の油室１６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、２ ６ｃとは周方向等間隔に４か所形成されている。

【００２７】 上記構成によれば、ピストン５が移動端近傍に達すると両油室１５、１６が連 通するので操舵補助力の付与は解除される。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、ボールスクリューシャフト３の外周とピストン５の内 周との間をシールするシールリング３８は金属製であるため、両油室１５、１６ を連通するため形成された油通路２５、２６の開口周縁部２５′、２６′との引 っ掛かりにより損傷することはなく、長期に亘りシール機能を奏することができ る。また、金属製シールリング３８と、このシールリング３８を挿入する周溝３ ２との間に加工公差による隙間δがあっても、その隙間δは弾性材製のＯリング ３９によりシールされるため、通常の操舵範囲において高圧油が油室１５、１６ の一方から他方に漏洩することはない。なお、図２は図中左方側の油室が高圧の 場合を示し、図中右方側の油室が高圧の場合は隙間δはシールリング３８の図中 右方側に移る。

【００２８】 図８〜図１０を参照して第２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１′を示す。なお、上記第１実施例と同一部分は同一符号で示し、相違 点を説明する。

【００２９】 まず、ピストン５が移動端近傍に達すると両油室１５、１６を連通する油通路 ４０、４１は、シリンダ２の内周に形成された凹部４０ａ、４１ａとピストン５ の外周に形成された溝５ｃとにより構成されている。すなわち、ピストン５が図 ９に示す実線位置から図中右方もしくは左方に移動して仮想線で示すように移動 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、ピストン ５の移動端近傍それぞれにおいてシリンダ２ａの内周に凹部４０ａ、４１ａが形 成されると共に、ピストン５の外周にその凹部４０ａ、４１ａと一方の油室１６ を連通する溝５ｃが形成されている。これにより、ピストン５が移動端に達する と、一方の油室１５は溝５ｃを介し凹部４０ａ、４１ａに連通し、他方の油室１ ６は凹部４０ａ、４１ａに直接連通する。なお、各凹部４０ａ、４１ａと溝５ｃ とは周方向等間隔に４か所形成されている。

【００３０】 そして、ピストン５の外周に形成された周溝３０に、金属製シールリング４５ が挿入されている。その金属製シールリング４５は図３に示したシールリング３ ８と同様の構造で径方向に弾性変形可能とされている。この金属製シールリング ４５の内径は自然状態においてシリンダ２の内径よりも大きくされている。これ により、金属製シールリング４５はシリンダ２の内周に押し付けられている。ま た、その金属製シールリング４５の内周面と前記周溝３０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４６が挟み込まれている。その Ｏリング４６は自然状態において、外径はシリンダ２に押し付けられた金属製シ ールリング４５の内径よりも大きく、内径は周溝３０の底面の径よりも小さくさ れている。これにより、Ｏリング４６は金属製シールリング４５の内周面と周溝 ３０の底面とに挟み込まれて弾性変形する。

【００３１】 なお、ボールスクリューシャフト３ａの外周とシール装置３３の第２部材３５ との間のシールはＯリング３９′とされている。

【００３２】 この第２実施例によっても、第１実施例と同様にピストン５が移動端近傍に達 すると両油室１５、１６が連通することで操舵補助力の付与が解除される。また 、シールリング４５が金属製であることから、油通路４０、４１の開口周縁部４ ０′、４１′との引っ掛かりにより損傷することはない。また金属製シールリン グ４５と周溝３０との間の加工公差による隙間δはＯリング４６によりシールさ れる。

【００３３】 なお、本件各考案は上記実施例に限定されるものでない。例えば、上記第２実 施例ではボールスクリュー型油圧パワーステアリング装置に本件第１考案を適用 したが、ラックピニオン型油圧パワーステアリング装置において、操舵補助力を 付与する油圧シリンダ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 路をシリンダ内周に形成する場合は、本件第１考案を適用することができる。

【００３４】

【考案の効果】

本件各考案の油圧パワーステアリング装置によれば、シリンダの内周あるいは ボールスクリューシャフトの外周に油通路を形成し、ピストンにより仕切られる 両油室をピストンの移動端近傍において連通するため、操舵限界において操舵補 助力を解除することができる。しかも、通常の操舵範囲においてピストンとシリ ンダとの間あるいは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 グは金属製であるので、その油通路の開口周縁部との引っ掛かりにより損傷する ことはなく、シール機能が損なわれることはない。また、その金属製シールリン グとピストンに形成される周溝との間に弾性材製のバックアップ用シールリング が挟み込まれるため、その金属製シールリングと周溝との間の加工公差による隙 間をそのバックアップ用シールリングによりシールでき、通常の操舵範囲におい て高圧油が一方の油室から他方の油室に漏洩するのを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１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】第１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】第１実施例の金属製シールリングを示し、
（１）は正面図、（２）は底面図

【図４】第１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】第１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】第１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】第１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８】第２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９】第２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１０】図９のＸ‐Ｘ線断面図

【図１１】従来例の説明図

【符号の説明】

２ａ シリンダ ５ ピストン １５、１６ 油室 ２５、２６ 油通路 ３０、３２ 周溝 ３８、４５ 金属製シールリング ３９、４６ バックアップ用シールリング

Claims (2)

【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
   と共に操舵用車輪に連動するピストンとを備え、そのピ
   ストンによりシリンダ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の一方に供給さ
   れる高圧油により操舵の補助力を発生する油圧パワース
   テアリング装置において、前記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シリンダ
   の内周に油通路が形成され、前記ピストンの外周側に周
   溝が形成され、この周溝に径方向に弾性変形可能な金属
   製シールリングがシリンダの内周に押し付けられるよう
   に挿入され、その金属製シールリングの内周面と前記周
   溝の底面との間に弾性材製のバックアップ用シールリン
   グが挟み込まれていることを特徴とする油圧パワーステ
   アリング装置。
2. 【請求項２】 シリンダと、このシリンダに挿入される
   と共に操舵用車輪に連動するピストンと、このピストン
   と一体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
   じて油室の一方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
   ャフトの外周に油通路が形成され、前記ピストンの内周
   側に周溝が形成され、この周溝に径方向に弾性変形可能
   な金属製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、その金属製シール
   リングの外周面と前記周溝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が挟み込まれていることを特
   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。