(57)【要約】【課題】  エンジンストールやアイドル回転数を上げる設定を行うことなく、かつ油の連通による異音の発生を防止することができるパワーステアリング装置を提供すること。【解決手段】  ラック軸１１と、ピストン１２と、シール部材１３と、シリンダチューブ１０の一端側内周壁に設けられ、シール部材１３がこの一端側にあるとき、第１油圧室１６ａと第２油圧室１６ｂを連通する連通溝１４と、シリンダチューブ１０の他端側内周壁に設けられ、シール部材１３がこの他端側にあるとき、第１油圧室１６ａと第２油圧室１６ｂとを連通する連通溝１４とを備え、連通溝１４は、その流路断面積が軸方向中間で縮小する絞り部１４３を有する。【選択図】      図１
2006290269.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前記シリンダチューブと、
前記シリンダチューブの内側を進退自在に設けられたラック軸と、
前記ラック軸に設けられ、前記シリンダチューブとラック軸との間に形成される空間を第１油圧室と第２油圧室とに隔成するピストンと、
前記シリンダチューブと前記ピストンとの間にあって、このピストン側に設けられ、前記第１油圧室と第２油圧室とを液密に遮断するシール部材と、
前記シリンダチューブの一端側内周壁に設けられ、前記シール部材がこの一端側にあるとき、前記第１油圧室と第２油圧室とを連通する第１連通路と、
前記シリンダチューブの他端側内周壁に設けられ、前記シール部材がこの他端側にあるとき、前記第１油圧室と第２油圧室とを連通する第２連通路と、を備え、
前記第１連通路及び第２連通路は、その流路断面積が軸方向中間部で縮小する絞り部を有することを特徴とするパワーステアリング装置。
【請求項２】
請求項１に記載のパワーステアリング装置において、
前記第１連通路及び第２連通路は、プレス加工により形成されることを特徴とするパワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧により操舵力のアシストを行うパワーアシスト装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一対の圧力室を有するパワーシリンダを備え、この圧力室に選択的にポンプからの圧力を供給することにより、操舵アシスト力を発生させている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】実開昭６１−２０１９７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述の従来技術にあっては、運転者が左右どちらか一杯までハンドルを切った状態で更にトルクを加えた場合、圧力室内圧が過大となり、この圧力室に油圧を供給するポンプ側の負荷が大きくなり、ポンプを駆動するエンジンがストールしたり、このストールを防止するためにアイドル回転数を高く設定しなければならないという問題がある。この問題を解決するために、シリンダチューブ内周壁に溝を設け、ハンドルが左右どちらか一杯に切られた状態において左右の圧力室同士を連通させる連通溝が設けられている。しかしながら、左右の圧力室を隔成するピストンがこの連通溝にかかったとき、高圧側の圧力室から低圧側の圧力室へ一気に高圧が流れ込むため、この油の流れにより連通溝周辺から異音が発生するという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記問題点に着目してなされたもので、その目的とするところは、
エンジンストールやアイドル回転数を上げる設定を行うことなく、かつ油の連通による異音の発生を防止することができるパワーステアリング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の目的を達成するため、本発明のパワーステアリング装置では、
前記シリンダチューブと、
前記シリンダチューブの内側を進退自在に設けられたラック軸と、
前記ラック軸に設けられ、前記シリンダチューブとラック軸との間に形成される空間を第１油圧室と第２油圧室とに隔成するピストンと、
前記シリンダチューブと前記ピストンとの間にあって、このピストン側に設けられ、前記第１油圧室と第２油圧室とを液密に遮断するシール部材と、
前記シリンダチューブの一端側内周壁に設けられ、前記シール部材がこの一端側にあるとき、前記第１油圧室と第２油圧室とを連通する第１連通路と、
前記シリンダチューブの他端側内周壁に設けられ、前記シール部材がこの他端側にあるとき、前記第１油圧室と第２油圧室とを連通する第２連通路と、を備え、
前記第１連通路及び第２連通路は、その流路断面積が軸方向中間部で縮小する絞り部を有することを特徴とする。
よって、ポンプ側の負荷を抑制して、エンジンストールの発生を防止し、アイドル回転数を低く抑えつつ、異音が発生しないパワーステアリング装置にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下に、本発明を実施する最良の形態を、実施例に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００７】
まず、構成を説明する。
図１は実施例１のパワーステアリング装置の一部を断面とする説明図である。
実施例１のパワーステアリング装置Ａは、パワーステアリング１、バルブ部２０、油圧ポンプ３０、タンク３１を主な構成としている。
【０００８】
[バルブ部]
バルブ部２０は、ステアリング（図示しない）の回動動作が伝達されるトーションバー（図示しない）の一端に連結され、その延長上に設ける。
バルブ部２０の内部でトーションバーの回動動作が伝達される内部部材は、その回動力伝達の出力をピニオン部２１に行う。ピニオン部２１は、その回動を左右の直線運動へ変換するようラック軸に係合させる。
また、この内部部材は、回動伝達を行うため、バルブ部２０のハウジングの内部で回動可能とする。
【０００９】
バルブ部２０の外周と、ハウジングの内周には、図示しないが、その相対回動位置により通過させる油量が変更される油路を形成する。
さらに、この油量の変更は、内部部材の回動方向と回動位置に応じて、一方が増加し、一方が減少する対をなす。
この油路には、タンク３１から油圧ポンプ３０により油を供給し、余剰油はタンク３１へリターンさせる。
この油路により変更された油量は、２つの油圧出力としてシリンダチューブ１０の左右に隔成された油室へ供給する。
つまり、バルブ部の内部部材は、回動力の伝達を行うとともに、制御弁として機能する。
【００１０】
[パワーステアリング]
パワーステアリング１は、まず、バルブ部２０のピニオン部２１から伝達さされる操舵力を左右の横方向に長いラック軸１１の一部に設けたラック溝へ伝達し、ラック軸１１をその軸方向へ移動させることにより、車輪に角度を付ける機構を構成する。
パワーステアリング１は、このラック軸１１のラック溝が配置されない棒状部分の周囲を所定間隔空けて覆うように、シリンダチューブ１０を設ける。つまり、筒状のシリンダチューブ１０の内部をラック軸１１が貫通し、自在に軸方向へ移動する構造である。
【００１１】
このシリンダチューブ１０の内部には、シリンダチューブ１０の内周とラック軸１１の外周をシールして、油圧室を形成する隔壁シール部１５を設ける。
さらに、このシリンダチューブ１０の内部において、ラック軸１１から鍔状に外周に張り出し、ラック軸１１の外周と基端部がシールされたピストン１２を設ける。ピストン１２の外周には、シール部材１３を設けて、ピストン１２外周とシリンダチューブ１０の内周とをシールする。
このピストン１２により、隔壁シール部１５で形成された油圧室は、左右に分割され、第１油圧室１６ａと第２油圧室１６ｂが形成される。
第１油圧室１６ａ，第２油圧室１６ｂには、バルブ部２０の２つの油圧出力をそれぞれ入力する。
【００１２】
シリンダチューブ１０の内周において、第１油圧室１６ａ，第２油圧室１６ｂの隔壁シール部１５に近い部分には、ピストン１２のシール部材１３が、その位置に達しても、第１油圧室１６ａと第２油圧室１６ｂとを連通させる連通溝１４（第１連通路及び第２連通路に相当する）を設ける。
【００１３】
[連通溝]
図２はパワーステアリング１の連通溝部分の概略を示す断面図である。図３はシール部材が連通溝に位置した状態を示す説明図である。
連通溝１４は、図２に示すようにシリンダチューブ１０の内周に環状に複数を配置される。なお、図２では連通溝１４の大きさ、位置の概略を示し、詳細は以下に後述する。
【００１４】
図４は複数の連通溝の１つの平面図である。図５は図４のＡ−Ａ断面図である。図６は図４のＢ−Ｂ断面図である。
連通溝１４は、中立状態でピストン１２側の一端から、ラック軸１１の両端側へ、順に、第１漸増部１４１、絞り部１４３、第２漸増部１４２、幅一定の溝部分が配置され、構成される。
第１漸増部１４１は、中立状態でピストン１２側の一端から、徐々に周方向幅を小さくするとともに、図６に示すように徐々に深さを深くして形成される。
【００１５】
絞り部１４３は、第１漸増部１４１と第２漸増部１４２の接続部分であり、周方向幅方向を最も小さくした部分である。
第２漸増部１４２は、ラック軸１１の両端方向へ行くに従って、徐々に周方向幅を大きくする。深さは、所定の深さに達した位置で一定の深さにする。
第２漸増部１４２のラック軸１１両端方向には、幅一定の溝部分を設け、第１漸増部１４１、絞り部１４３、第２漸増部１４２と同様に、ラック軸１１両端方向に行くに従って、深さを浅くする傾斜を設ける。
【００１６】
次に作用を説明する。
[アシスト作用]
ここで、アシスト作用について説明しておく。
ステアリングホイールが操作されると、その回動操作がトーションバーにより、バルブ部２０に入力され、まず、機械的にピニオン部２１からラック軸１１へ伝達される。
さらに、バルブ部２０で制御された油圧が、第１油圧室１６ａと第２油圧室１６ｂへ供給され、その油圧差により、ラック軸１１のピストン１２が油圧を低くした側に移動するよう力を受ける。
これにより、操作力によるラック軸１１の移動に加えて、油圧力によるラック軸１１へのパワーアシストが行われる。
【００１７】
このパワーアシストにおけるピストン１２の移動が限界に達する直前においては、図３に示すように、連通溝１４上にピストン１２が位置し、油圧差をなくし、アシスト力を低減させて、操舵限界位置であることを操作者へ伝達し、また、油圧が高圧になりすぎることによる弊害を防止する。
【００１８】
［異音発生の防止作用］
実施例１では、ピストン１２が連通溝１４の位置まで移動し、第１油圧室１６ａと第２油圧室１６ｂの高圧側、つまり軸方向端側から油が連通溝１４に流れ込む際に、第１漸増部１４１へ流れ込むことになる。
【００１９】
この際には、ピストン１２と連通溝１４との間の隙間がオリフィスとして機能する。このオリフィス前後の差圧が大きく、オリフィス下流側圧力が負圧となると、キャビテーションが発生して異音が発生するおそれがあるが、連通溝１４に絞り部１４３を設けたため、絞り部１４３の上流側の圧力を上昇させることになる。よって、ピストン１２と連通溝１４とで構成するオリフィスの前後差圧が小さくなり、オリフィス下流側圧力が負圧となることが防止され、異音の発生が抑制される。
【００２０】
さらに、第１漸増部１４１では、深さ方向は、徐々に深くなるものの、周方向の幅は徐々に小さくなる。これにより、油が連通溝１４に流れ込む際の流路断面積の変化は緩やかに増加する。そのため、高圧側から低圧側への油圧の開放が緩やかとなり、異音の発生を防止する。
【００２１】
また、さらに、第２漸増部１４２では、深さと周方向の幅を徐々に大きくする。絞り部１４３の上流側で上昇した油圧が、絞り部１４３の下流側に開放される際に、緩やかな油路断面積の変化となるようにし、高圧側から低圧側への油圧の開放が緩やかとなり、異音の発生を防止する。
【００２２】
［連通溝の形状について］
連通溝１４は、シリンダチューブ１０の肉厚により調整幅が制限される。本実施例１では、周方向幅で調整することにより、調整幅（絞り加減）を大きくする。しかしながら、周方向幅と深さ方向の両方で調整するようにしてもよいし、深さ方向のみで調整するようにしてもよい。
【００２３】
［連通溝の形成について］
シリンダチューブ１０の内周に複数設けられる連通溝１４は、プレス加工によって、形成する。実施例１では、第１漸増部１４１、絞り部１４３、第２漸増部１４２を設けることにより、プレス加工量は、従来に対して減少させることになり、プレス加工はより精度よく、また型持ちよく行われる。
【００２４】
次に効果を説明する。
実施例１のパワーステアリング装置Ａにあっては、以下に列挙する効果が得られる。
【００２５】
(1)シリンダチューブ１０と、シリンダチューブ１０の内側を進退自在に設けられたラック軸１１と、ラック軸１１に設けられ、シリンダチューブ１０とラック軸１１との間に形成される空間を第１油圧室１６ａと第２油圧室１６ｂとに隔成するピストン１２と、シリンダチューブ１０とピストン１２との間にあって、このピストン１２側に設けられ、第１油圧室１６ａと第２油圧室１６ｂとを液密に遮断するシール部材１３と、シリンダチューブ１０の一端側内周壁に設けられ、シール部材１３がこの一端側にあるとき、第１油圧室１６ａと第２油圧室１６ｂを連通する連通溝１４と、シリンダチューブ１０の他端側内周壁に設けられ、シール部材１３がこの他端側にあるとき、第１油圧室１６ａと第２油圧室１６ｂとを連通する連通溝１４とを備え、連通溝１４は、その流路断面積が軸方向中間で縮小する絞り部１４３を有するため、エンジンストールやアイドル回転数を上げる設定を行うことなく、かつ油の連通による異音の発生を防止することができる。
【００２６】
(2)また、プレス加工により連通溝１４を設けることにより、第１漸増部１４１、絞り部１４３、第２漸増部１４２を容易かつ正確に形成することができる。
【００２７】
（他の実施例）
以上、本発明のパワーステアリング装置を、実施例１に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は、各実施例に示した構成に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
【００２８】
例えば、連通溝は、全てＲ形状で接続することが、流れをスムーズにするため、望ましい。
【００２９】
さらに、上記各実施例から把握し得る請求項以外の技術的思想について、以下にその効果と共に記載する。
【００３０】
（イ）請求項１に記載のパワーステアリング装置において、前記第１連通溝及び第２連通溝の軸方向内側端部は、徐々に流路断面積の大きくなる第１漸増部を備えることを特徴とするパワーステアリング装置。
よって、第１、第２連通路にシール部材がかかり始めるとき、ピストンと第１、第２連通路との間で形成される流路の断面積が徐々に大きくなることにより、高圧側から低圧側への油圧の開放が緩やかとなり、異音の発生を更に抑制することができる。
【００３１】
（ロ）請求項１又は（イ）に記載のパワーステアリング装置において、前記絞り部は、前記第１連通路及び第２連通路の周方向幅を縮小させることにより形成されることを特徴とするパワーステアリング装置。
よって、第１、第２連通路の深さ方向はシリンダチューブの肉厚により調整幅が制限されるため、周方向幅で調整することにより、調整幅（絞り加減）を大きくとることができる。
【００３２】
（ハ）請求項１、(イ)、(ロ)のいずれか１項に記載のパワーステアリング装置において、前記絞り部から軸方向外側に向かって流路断面積が徐々に拡大する第２漸増部を備えることを特徴とするパワーステアリング装置。
よって、絞り部の上流側で上がった油圧が絞り部の下流側に開放されるとき、高圧側から低圧側への油圧の開放が緩やかとなり、異音の発生を更に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】実施例１のパワーステアリング装置の一部を断面とする説明図である。
【図２】パワーステアリングの連通溝部分の概略を示す断面図である。
【図３】シール部材が連通溝に位置した状態を示す説明図である。
【図４】複数の連通溝の１つの平面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ断面図である。
【図６】図４のＢ−Ｂ断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  パワーステアリング
１０  シリンダチューブ
１１  ラック軸
１２  ピストン
１３  シール部材
１４  連通溝
１４１  第１漸増部
１４２  第２漸増部
１４３  絞り部
１５  隔壁シール部
１６ａ  第１油圧室
１６ｂ  第２油圧室
２０  バルブ部
２１  ピニオン部
３０  油圧ポンプ
３１  タンク
Ａ  パワーステアリング装置
【図１】
2006290269.tif 000003
【図２】
2006290269.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006290269.tif 000006
【図５】
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【図６】
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