JPH08230703A - パワーステアリング装置の緩衝機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 最大舵角時の衝撃を十分緩衝でき、常に油圧
がステアリング操作を補なうことができる耐久性に優れ
たパワーステアリング装置の緩衝機構を供する。 【構成】 シリンダ３の一定内径をなす長尺の中央円筒
部３ａの両側にそれぞれ内径を小さくした縮径円筒部４
ｅが形成され、両縮径円筒部４ｅの外端部にそれぞれ第
１の給排油用ポート10が形成されるとともに中央円筒部
３ａの両端部にそれぞれ第２の給排油用ポート11が形成
され、第２の給排油用ポート11と油圧制御部とを連通す
る通路31に絞り32を設け、ピストン20はシリンダ３の縮
径円筒部４ｅの内径に等しい外径の円筒基部21と同円筒
基部21の軸方向中央に周方向に亘って形成されシリンダ
３の中央円筒部３ａの内径に等しい外径の環状突部22と
からなり、ピストン20がシリンダ３の端部に近づくと円
筒基部21がシリンダ３の縮径円筒部４ｅ内に嵌挿される
パワーステアリング装置の緩衝機構。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、パワーステアリング装
置における最大操舵時に生じる衝撃を緩衝する機構に関
する。

【０００２】

【従来技術】パワーステアリング装置の一般的な例は、
ステアリングシャフトの回転をラックピニオン機構等を
介して摺動軸たるラックシャフトの往復動に変換し、ラ
ックシャフトの両端にボールジョイントを介して連結さ
れるタイロッドが操舵輪側に接続されてラックシャフト
の往復動を操舵輪の舵角に変えるとともに、ラックシャ
フトを摺動自在に支持するラックハウジングにシリンダ
が形成され、シリンダ内でラックシャフトに嵌着された
ピストンが左右のシリンダ室を画成し、各シリンダ室に
ポートを介してオイルが給排制御されることでラックシ
ャフトの往復動を補助するものである。

【０００３】油圧シリンダによる補助のためステアリン
グ操作が軽くなるが、軽くなった分最大操舵時にピスト
ンがシリンダ内端部に衝接したりあるいはボールジョイ
ント部がシリンダ外端部に衝接したりして衝撃を受け違
和感を感じることがある。そこでボールジョイントを備
えるラックエンド部に衝撃吸収材を設けてシリンダとの
衝撃を緩和しようとする例があるが、衝撃吸収材は耐久
性に問題があり、また大きな衝撃荷重には耐えられな
い。

【０００４】そこでラックシャフトがストロークエンド
に到達する手前で、油圧が作用して衝撃を緩衝する例
（実開平５−３２２３４号公報）が提案されている。図
６および図７は同例のシリンダの一側部の状態別の断面
図であり、シリンダ01内をラックシャフト02が摺動自在
に貫通しており、ラックシャフト02に嵌着されたピスト
ン03がシリンダ01内を左右のシリンダ室04，05に画成し
て左右に移動可能である。

【０００５】シリンダ01の端部には給排油用の油圧ポー
ト06とリターンポート08が設けられており、油圧ポート
06の方がリターンポート08よりシリンダの中央側に位置
している。油圧ポート06は連通管07により直接油圧制御
部に連結され、リターンポート08から延出する連通管09
は逆止弁010 を介して前記連通管07に連結され、同逆止
弁010 はリターンポート08側への給油は許し排油は禁止
するように作用するとともに同逆止弁010 を貫通して絞
り通路011 が形成されている。

【０００６】通常は油圧ポート06および連通管07を利用
したオイルの給排によりラックシャフト02に移動力を与
えるが、ピストン03が図６において右側に移動して図７
に示すようにストロークエンドに近づくと、ピストン03
自体が油圧ポート06を閉塞する。したがって右側のシリ
ンダ室05のオイルは油圧ポート06から抜けることができ
ず、リターンポート08を通って逆止弁010 の絞り通路01
1 から連通管07に抜けるため流動抵抗が大きくなりピス
トン03の移動を抑制し、ラックエンド等がシリンダ01に
衝接して停止するときの衝撃力を緩衝する。

【０００７】

【解決しようとする課題】しかし上記構造であると、図
７に示す状態からされにピストン03が右方に移動して停
止すると、油圧ポート06が再び開くことになり、したが
ってラックシャフト02を元に戻そうとしてハンドルを逆
に切ってもピストン03にはそれを補助するのではなく却
って逆方向の油圧がかかりハンドルが重くなる。

【０００８】そこでピストン03のストロークエンドをピ
ストン03が油圧ポート06を塞いだ状態とし、再び油圧ポ
ート06が開く手前でピストン03が停止するようにすれば
ラックシャフト02を戻すときに図７の状態で逆止弁010
を開きリターンポート08から圧油をシリンダ室05に供給
してステアリングの戻し操作を補助することができる。

【０００９】ところがピストン03のストロークエンドを
ピストン03が油圧ポート06を塞いだ状態とすることは、
前記緩衝機能が働くピストン03の移動距離を極めて短い
ものとし、十分な緩衝効果を得ることが難しい。

【００１０】本発明はかかる点に鑑みなされたもので、
その目的とする処は最大舵角時の衝撃を十分緩衝でき、
常に油圧がステアリング操作の補助を行うことができる
耐久性に優れたパワーステアリング装置の緩衝機構を供
する点にある。

【００１１】

【課題を解決するための手段および作用】上記目的を達
成するために、本発明は、ステアリングボデイに一体に
形成されたシリンダ内を摺動自在に貫通する摺動軸にピ
ストンが固着されてシリンダ内を左右シリンダ室に画成
しており、油圧制御部に連結された給排油用ポートが前
記左右のシリンダ室にそれぞれ設けられ、油圧制御部に
よりオイルの給排制御がなされて摺動軸を往復動させス
テアリング操作を補助するパワーステアリング装置にお
いて、シリンダの一定内径をなす長尺の中央円筒部の両
側にそれぞれ内径を小さくした縮径円筒部が形成され、
前記両縮径円筒部の外端部にそれぞれ第１の給排油用ポ
ートが形成されるとともに前記中央円筒部の両端部にそ
れぞれ第２の給排油用ポートが形成され、前記第２の給
排油用ポートと油圧制御部とを連通する通路に絞りを設
け、前記ピストンは前記シリンダの縮径円筒部の内径に
等しい外径の円筒基部と同円筒基部の軸方向中央に周方
向に亘って形成され前記シリンダの中央円筒部の内径に
等しい外径の環状突部とからなり、前記ピストンがシリ
ンダの端部に近づくと前記円筒基部が前記シリンダの縮
径円筒部内に嵌挿されるパワーステアリング装置の緩衝
機構とした。

【００１２】ピストンがシリンダの端部に近づくとまず
円筒基部がシリンダの縮径円筒部内に嵌挿されるので、
該シリンダ端部のシリンダ室は第１の給排油用ポートに
連通する縮径円筒部内と第２の給排油用ポートに連通す
る中央円筒部内に分断されるので、一方の中央円筒部内
のオイルは第２の給排油用ポートから絞りを抜けること
になり流動抵抗が増大しピストンの移動を抑制して緩衝
機能を果たす。緩衝機能が働くのは、ピストンの円筒基
部がシリンダの縮径円筒部内に嵌挿可能な距離であり十
分な距離を確保することができ、十分な緩衝効果を得る
ことができる。

【００１３】シリンダの縮径円筒部の端部すなわちシリ
ンダの最も内端部に第１の給排油用ポートがあるので、
ピストンのストロークエンドからのステアリングの戻し
操作においても油圧の補助を得ることができ、常にステ
アリング操作に油圧の補助が可能である。衝撃吸収材を
用いていないので耐久性に優れ、油圧による緩衝機構な
ので大きな衝撃荷重にも耐えられる。

【００１４】前記ピストンの円筒基部の両端外周縁を部
分的に切欠いて面取りを形成することで、ピストンがシ
リンダの端部に近づき円筒基部がシリンダの縮径円筒部
内に突入する時に、シリンダ室を瞬間的に分断するので
はなく、ピストンの円筒基部の外周縁に部分的に設けら
れた面取りにより徐々に分断していきサージ圧を抑制
し、この瞬間の衝撃を緩衝することができ、続いて絞り
による緩衝機能が働くという２段階の緩衝作用により益
々大きな緩衝効果を得ることができる。

【００１５】また前記絞りに並列にシリンダー室への給
油を許し排油を禁止する逆止弁を設けることで、ピスト
ンのストロークエンドあたりからのステアリングの戻し
操作時に第１の給排油用ポートからの圧油の供給ととも
に逆止弁を開いて第２の給排油用ポートからの圧油の供
給が可能でステアリング操作の補助を効果的に行うこと
ができる。

【００１６】

【実施例】以下図１ないし図５に図示した本発明の一実
施例について説明する。図１は本実施例のパワーステア
リング装置１のラックシャフト２を摺動自在に支持し補
助力を与えるシリンダ３の概略構造と油圧回路の概略を
示した図である。シリンダ３の両端部にはラックブッシ
ュ４が嵌入されており、ラックブッシュ４は略円筒状を
なし外端部にフランジ４ａを備えて円筒部４ｂをシリン
ダ３内に嵌入してフランジ４ａをシリンダ３の端面に当
接している。

【００１７】ラックブッシュ４の詳細は図３に示すよう
に、円筒部４ｂの外径はシリンダ３の内径に等しく外周
面の一部に周方向に亘って外周溝４ｃが形成されて、同
溝条４ｃにはＯリング５が嵌合される。ラックブッシュ
４の内周面は、中央よりフランジ４ａ寄りに内周溝４ｄ
が周方向に亘って形成され、同内周溝４ｄにはオイルシ
ール６が嵌合される。

【００１８】そして同内周溝４ｄよりフランジ４ａと反
対側内周面が端部まで内径を大きくしてラックシャフト
２との間に環状の空隙を形成し、同空隙の内周溝４ｄ側
の半分に摺動軸受部材７が嵌入されラックブッシュ４に
固着されてラックシャフト２を摺動自在に支持し、残り
の環状の空隙８はシリンダとしての端部空間をなし、シ
リンダ３の中央円筒部３ａに対して内径を小さくした縮
径円筒部４ｅが同環状空隙８を形成している。

【００１９】この縮径円筒部４ｅの端部に貫通孔がラッ
クシャフト２とシリンダ３に共通に穿設されて第１の給
排油用ポート10を構成しており、第１の給排油用ポート
10は縮径円筒部４ｅがラックシャフト４との間に形成す
る前記環状の空隙８の端部に連通している。シリンダ３
の前記第１の給排油用ポート10より内側にはいくらか径
が小さい第２の給排油用ポート11が設けられており、同
第２の給排油用ポート11はラックブッシュ４の端部に沿
った位置すなわち中央円筒部３ａの両端においてシリン
ダ内に連通している。

【００２０】一方ラックシャフト２は円筒状をしてお
り、図示されないが両端部がタイロッドに連結されてお
り、軸方向中央にピストン20が嵌着されている。図２に
示すようにピストン20は円筒基部21がラックシャフト２
の外周に嵌着され、同円筒基部21の外周面に軸方向中央
位置で周方向に亘って環状突部22が形成されている。

【００２１】円筒基部21は外径が縮径円筒部４ｅの内径
に略等しく、したがって環状の空隙８に嵌挿可能であ
り、その端部外周縁に部分的に数カ所斜めに切欠かれた
面取り21ａが形成されている。また環状突部22の外径は
シリンダ３の中央円筒部３ａの内径に略等しく、外周面
には一条の溝条22ａが形成されていて、同溝条22ａには
エキスパンダーリング23を介してピストンリング24が嵌
合される。

【００２２】かかるピストン20によりシリンダ３内は左
右のシリンダ室15，16に画成されて、各シリンダ室15，
16はともに中央円筒部３ａの側方に縮径円筒部４ｅが形
成されていて、同縮径円筒部４ｅの端部に第１の給排油
用ポート10が連通し、中央円筒部３ａの端部に第２の給
排油用ポート11が連通している。

【００２３】第１の給排油用ポート10は連通管30により
直接油圧制御部40に接続され、第２の給排油用ポート11
と油圧制御部40との間を連通する連通管31には途中に絞
り32と逆止弁33とが並列に配設されている。逆止弁33は
シリンダ室への給油は許し排油は禁止する。

【００２４】油圧制御部40にはオイルリサーバ41からオ
イルポンプ42により汲み上げられたオイルが供給され、
油圧制御部40ではステアリング操作に基づき油圧のシリ
ンダ室15，16への分配制御が行われ、逆にシリンダ室1
5，16からの排油をオイルリサーバ41に回収する。以上
の油圧回路の下で左右のシリンダ室15，16に適宜油圧の
給排制御が行われてステアリング操作の補助がなされ
る。

【００２５】いまピストン20がストロークエンドに近づ
くと、図４に図示するようにまずピストン20の円筒基部
21が縮径円筒部４ｅ内の環状空隙８に突入しようとし、
円筒基部21が縮径円筒部４ｅ内に嵌挿されると、図５に
図示するようにシリンダ室15は中央円筒部３ａ内の空間
と縮径円筒部４ｅ内の空間とに分断される。

【００２６】通常シリンダ室15が分断される瞬間に大き
な圧力変化があってサージ圧が発生するが、本実施例の
場合円筒基部21の端部外周縁に数カ所斜めに切欠かれた
面取り21ａが形成されているので、円筒基部21が縮径円
筒部４ｅに突入する際にシリンダ室15を瞬時に分断する
のではなく面取り21ａが徐々に分断していくようにし、
サージ圧を抑制して、この瞬間の衝撃を緩和することが
できる。

【００２７】次いで円筒基部21が縮径円筒部４ｅ内に嵌
挿されてシリンダ室15が分断されると、一方の縮径円筒
部４ｅ内の環状空隙８は第１の給排油用ポート10に連通
していて殆ど抵抗なく排油がなされるが、他方の中央円
筒部３ａ内のオイルは第２の給排油用ポート11から連通
管31の絞り32を抜けることになり（逆止弁33は排油を禁
止して閉塞状態にある）、流動抵抗が増大し油圧がピス
トン20の移動を抑制して緩衝機能を果たしピストンのス
トロークエンド時の衝撃を緩和する。

【００２８】以上のように最大舵角時には、まず円筒基
部21が縮径円筒部４ｅに突入する際の面取り21ａによる
サージ圧抑制の緩衝作用が働き、次いで絞り32による緩
衝作用が働くというように２段に亘る緩衝作用により衝
撃に対する緩衝が適切かつ効果的になされ操作者に違和
感を与えることがない。衝撃吸収材等を使用していない
ので耐久性に優れ、また大きな衝撃荷重にも耐えること
ができる。

【００２９】図５に示すようにピストン20がストローク
エンドに達した場合でも縮径円筒部４ｅ内に第１の給排
油用ポート10が開口しているので、このストロークエン
ドの状態からステアリングを逆方向に操作する際にも連
通管30を介して第１の給排油用ポート10から縮径円筒部
４ｅ内に給油可能であり、また連通管31を介しても逆止
弁33が開いて第２の給排油用ポート11から中央円筒部３
ａ内に給油も可能であってピストン20に油圧を効果的に
作用させステアリング操作の補助を行うことができる。

【００３０】

【発明の効果】本発明は、ピストンがシリンダの端部に
近づくとまず円筒基部がシリンダの縮径円筒部内に嵌挿
されるので、該シリンダ端部のシリンダ室の分断された
一方の中央円筒部内のオイルは第２の給排油用ポートか
ら絞りを抜けることになり流動抵抗が増大しピストンの
移動を抑制して常に十分な緩衝効果を得ることができ
る。

【００３１】またシリンダの最も内端部に第１の給排油
用ポートがあるので、ピストンのストロークエンドから
のステアリングの戻し操作においても油圧の補助を得る
ことができ、常にステアリング操作に油圧の補助が可能
である。衝撃吸収材を用いていないので耐久性に優れ、
油圧による緩衝機構なので大きな衝撃荷重にも耐えられ
る。

【００３２】ピストンの円筒基部の両端外周縁を部分的
に切欠いて面取りを形成することで、ピストンがシリン
ダの端部に近づき円筒基部がシリンダの縮径円筒部内に
突入する時に、サージ圧を抑制し、この瞬間の衝撃を緩
衝することができ、続いて絞りによる緩衝機能が働くと
いう２段階の緩衝作用により益々大きな緩衝効果を得る
ことができる。

【００３３】また前記絞りに並列にシリンダー室への給
油を許し排油を禁止する逆止弁を設けることで、ピスト
ンのストロークエンドあたりからのステアリングの戻し
操作時に第１の給排油用ポートからの圧油の供給ととも
に逆止弁を開いて第２の給排油用ポートからの圧油の供
給が可能でステアリング操作の補助を効果的に行うこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る一実施例のパワーステアリング装
置１のシリンダ３の概略構造と油圧回路の概略を示した
図である。

【図２】ラックシャフトのピストン嵌着部分を示した斜
視図である。

【図３】シリンダ端部の詳細を示す断面図である。

【図４】ピストンがストロークエンドに近づいた状態に
あるときのシリンダ端部の詳細を示す断面図である。

【図５】ピストンが略ストロークエンド状態にあるとき
のシリンダ端部の詳細を示す断面図である。

【図６】従来のパワーステアリング装置のシリンダの端
部の断面図である。

【図７】別の状態の同シリンダの端部の断面図である。

【符号の説明】

１…パワーステアリング装置、２…ラックシャフト、３
…シリンダ、４…ラックブッシュ、５…Ｏリング、６…
オイルシール、７…摺動軸受部材、８…空隙、10…第１
の給排油用ポート、11…第２の給排油用ポート、20…ピ
ストン、21…円筒基部、22…環状突部、23…エキスパン
ダーリング、24…ピストンリング、30，31…連通管、32
…絞り、33…逆止弁、40…油圧制御部、41…オイルリサ
ーバ、42…オイルポンプ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステアリングボデイに一体に形成された
   シリンダ内を摺動自在に貫通する摺動軸にピストンが固
   着されてシリンダ内を左右シリンダ室に画成しており、
   油圧制御部に連結された給排油用ポートが前記左右のシ
   リンダ室にそれぞれ設けられ、油圧制御部によりオイル
   の給排制御がなされて摺動軸を往復動させステアリング
   操作を補助するパワーステアリング装置において、 シリンダの一定内径をなす長尺の中央円筒部の両側にそ
   れぞれ内径を小さくした縮径円筒部が形成され、 前記両縮径円筒部の外端部にそれぞれ第１の給排油用ポ
   ートが形成されるとともに前記中央円筒部の両端部にそ
   れぞれ第２の給排油用ポートが形成され、 前記第２の給排油用ポートと油圧制御部とを連通する通
   路に絞りを設け、 前記ピストンは前記シリンダの縮径円筒部の内径に等し
   い外径の円筒基部と同円筒基部の軸方向中央に周方向に
   亘って形成され前記シリンダの中央円筒部の内径に等し
   い外径の環状突部とからなり、 前記ピストンがシリンダの端部に近づくと前記円筒基部
   が前記シリンダの縮径円筒部内に嵌挿されることを特徴
   とするパワーステアリング装置の緩衝機構。
2. 【請求項２】 前記ピストンの円筒基部の両端外周縁を
   部分的に切欠いて面取りを形成したことを特徴とする請
   求項１記載のパワーステアリング装置の緩衝機構。
3. 【請求項３】 前記絞りに並列にシリンダー室への給油
   を許し排油を禁止する逆止弁を設けたことを特徴とする
   請求項１または２記載のパワーステアリング装置の緩衝
   機構。