(57)【要約】【課題】操舵限界において操舵補助力が過大になるのを防止する際に簡単な構成で操舵フィーリングが悪化するのを防止できる油圧パワーステアリング装置を提供する。【解決手段】シリンダ内で操舵に応じ往復移動するピストンにより仕切られる一対の油室の中の一方が高圧とされ、他方が低圧とされることで操舵補助力が付与される。ピストンが各移動端近傍に到達した時、ピストン外周のシール部13ａとシリンダ内周の周方向間隔をおいた複数の凹部30の内面との間の隙間を介し両油室が互いに連通される。ピストンの各移動端近傍それぞれにおいて、凹部30の中の少なくとも一つの一端内面とシール部13ａとの間に隙間を生じ始める位置と、残りの凹部30の一端内面とシール部13ａとの間に隙間を生じ始める位置とがシリンダ軸方向において互いに異なるように、少なくとも一つの凹部30の一端と残りの凹部30の一端とがシリンダ軸方向に互いにオフセットして配置される。【選択図】図５
2005186853.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダと、
前記シリンダ内において操舵に応じて往復移動するピストンとを備え、
前記シリンダの内部に前記ピストンにより仕切られる一対の油室が設けられ、
両油室の中の一方が高圧とされると共に他方が低圧とされることで操舵補助力が付与され、
前記ピストンの各移動端近傍において、前記シリンダの内周に周方向間隔をおいて複数の凹部が形成され、
前記ピストンが各移動端近傍に到達した時、前記ピストンの外周のシール部と前記凹部の内面との間の隙間を介して前記両油室が互いに連通される油圧パワーステアリング装置において、
前記ピストンの各移動端近傍それぞれにおいて、前記凹部の中の少なくとも一つの内面と前記シール部との間に隙間を生じ始める位置と、残りの凹部の内面と前記シール部との間に隙間を生じ始める位置とが前記シリンダの軸方向において互いに異なるように、少なくとも一つの凹部の一端と残りの凹部の一端とが前記シリンダの軸方向に互いにオフセットして配置さ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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操舵限界において操舵補助力が過大になるのを防止できる油圧パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
油圧パワーステアリング装置においては、シリンダ内を操舵に応じて往復移動するピストンを備え、そのピストンによりシリンダ内を仕切ることで一対の油室を設け、一方の油室を高圧とすると共に他方の油室を低圧とすることで操舵補助力を付与している。このような油圧パワーステアリング装置において、車輪の動きが車体側のストッパーにより阻止される左右操舵限界において大きな操舵補助力が作用すると、衝撃や装置の損傷を生じたり、圧油供給用ポンプの負荷が過大になってエンジンが停止するおそれがある。そこで、左右操舵限界すなわちピストンが各移動端に到達する直前に、シリンダ内の両油室を互いに連通することが行われている。例えば、ピストンの各移動端近傍においてシリンダの内周に周方向間隔をおいて複数の凹部を形成し、ピストンが各移動端近傍に到達した時、ピストンのシール部と凹部の内面との間の隙間を介して両油室を互いに連通させることで操舵補助力が過大になるのを防止している（特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第３３１６８３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来技術においては、ピストンの各移動端近傍それぞれにおいて周方向間隔をおいて配列される複数の凹部は、シリンダの軸方向における寸法と配置とが互いに等しくされている。そのため、ピストンが各移動端近傍に到達した時にシール部と全ての凹部の内面との間に一挙に隙間が生じ、高圧側の油室の油圧が急激に変化するために操舵フィーリングが悪化するという問題がある。本発明は、このような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。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、シリンダと、前記シリンダ内において操舵に応じて往復移動するピストンとを備え、前記シリンダの内部に前記ピストンにより仕切られる一対の油室が設けられ、両油室の中の一方が高圧とされると共に他方が低圧とされることで操舵補助力が付与され、前記ピストンの各移動端近傍において、前記シリンダの内周に周方向間隔をおいて複数の凹部が形成され、前記ピストンが各移動端近傍に到達した時、前記ピストンの外周のシール部と前記凹部の内面との間の隙間を介して前記両油室が互いに連通される油圧パワーステアリング装置において、前記ピストンの各移動端近傍それぞれにおいて、前記凹部の中の少なくとも一つの内面と前記シール部との間に隙間を生じ始める位置と、残りの凹部の内面と前記シール部との間に隙間を生じ始める位置とが前記シリンダの軸方向において互いに異なるように、少なくとも一つの凹部の一端と残りの凹部の一端とが前記シリンダの軸方向に互いにオフセットして配置されていることを特徴とする。
本発明によれば、ピストンが移動端近傍に到達した時、一部の凹部の内面とシール部との間に隙間が形成され、しかる後に残りの凹部の内面とシール部との間に隙間が形成される。これにより、全ての凹部の内面とシール部との間に一挙に隙間が生じる従来例と比べて、シリンダ内の両油室が互いに連通する時に操舵補助力発生用の油圧が急激に変化するのを抑制できる。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の油圧パワーステアリング装置によれば、操舵限界において操舵補助力が過大になるのを防止する際に簡単な構成で操舵フィーリングが悪化するのを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図１に示す車両用ラックピニオン型油圧パワーステアリング装置１は、ステアリングホイール２の操舵によるステアリングシャフト３の回転をユニバーサルジョイント４を介してピニオン５に伝達し、ピニオン５に噛み合うラック６を車両幅方向に移動させる。ラック６の移動がタイロッド７、ナックルアーム８を介して車輪９に伝達されることで舵角が変化する。車輪９の動きが車体側のストッパー（図示省略）により阻止される左右操舵限界まで舵角は変化可能とされている。
【０００７】
操舵補助力発生用油圧シリンダ１０が設けられている。油圧シリンダ１０は、ラック６を覆うシリンダ１１と、ラック６の外周とシリンダ１１の内周との間を油密状に閉鎖する一対のシール１２ａ、１２ｂと、シリンダ１１内においてラック６の外周に一体化されるピストン１３を備える。図２に示すように、ピストン１３の外周はバックアップリングを介してシールリングが嵌め合わされたシール部１３ａとされている。シールリングは、例えばポリテトラフルオロエチレン製とされ、割りを有することで弾性的に径方向に拡縮可能とされ、シリンダ１１の内周に押し付けられる。これにより、シリンダ１１の内部にピストン１３により仕切られる一対の油室１４ａ、１４ｂが設けられている。ピストン１３はラック６の外周に一体化されることでシリンダ１１内において操舵に応じて往復移動し、また、ラック６は油圧シリンダ１０のピストンロッドを兼用する。図２に示すように、ピストン１３は実線で示す車両直進状態での位置から左右操舵限界において２点鎖線で示す左右移動端に変位する。
【０００８】
各油室１４ａ、１４ｂに油圧制御弁２０が配管２１ａ、２１ｂを介して接続されている。油圧制御弁２０は、操舵方向と操舵抵抗に応じて、圧油発生用ポンプ２２から吐出される圧油を両油室１４ａ、１４ｂの中の一方に導くと共に他方から油をタンク２３に導く。これにより、両油室１４ａ、１４ｂの中の一方が高圧とされると共に他方が低圧とされることで操舵補助力が付与される。油圧制御弁２０として、例えば公知のロータリー式油圧制御弁を用いることができる。ポンプ２２の駆動源は特に限定されず、例えば車両のエンジンにより駆動されてもよいし、電動モータにより駆動されてもよい。
【０００９】
図２に示すように、ピストン１３の各移動端近傍において、シリンダ１１の内周に周方向間隔をおいて複数の凹部３０が形成されている。ピストン１３が各移動端近傍に到達した時、ピストン１３のシール部１３ａと凹部３０の内面との間の隙間を介して両油室１４ａ、１４ｂが互いに連通される。凹部３０の数は複数であれば特に限定されず、周方向間隔も特に限定されない。本実施形態の各凹部３０は、図３〜図５に示すように、寸法、形状は互いに等しくされ、長手方向がシリンダ１１の軸方向に沿う溝状であり、両端間部分は幅が一定で内面は円柱面に沿い、両端近傍部分は端に向かうに従い幅が小さくなると共に内面は円錐面に沿い、図３に示すようにシリンダ１１の軸方向に対して図中角度αで示すように傾斜する。各凹部３０は、図３、図４において２点鎖線で示すように、シリンダ１１の軸方向に平行な軸中心に回転するカッター５０により加工され、カッター５０の刃部の回転軌跡は凹部３０の内面に対応するように、両端間において円柱面に沿い、両端近傍において円錐面に沿う。
【００１０】
図５に示すように、ピストン１３の各移動端近傍それぞれにおいて、凹部３０の中の少なくとも一つの内面とピストン１３のシール部１３ａとの間に隙間を生じ始める位置Ｐ１と、残りの凹部３０の内面とシール部１３ａとの間に隙間を生じ始める位置Ｐ２とがシリンダ１１の軸方向において互いに異なるように、少なくとも一つの凹部３０の一端と残りの凹部３０の一端とがシリンダ１１の軸方向に互いにオフセットして配置されている。本実施形態では、各移動端近傍それぞれにおいて凹部３０の数は偶数とされ、半数の凹部３０の一端Ｅが残りの半数の凹部３０の一端Ｅ′に対して、図中寸法Ｆだけシリンダ１１の中央寄りにオフセットされている。例えば、ピストン１３の各移動端近傍それぞれにおいて、凹部３０の数は周方向等間隔に１２、軸方向寸法Ｌは１２ｍｍ、両端間部分の幅寸法ｗは３ｍｍ、シール部１３ａの幅寸法ｋは２．６ｍｍであり、シール部１３ａは各移動端において移動端側に位置する凹部３０の略中央に位置するものとされ、周方向において相隣接する凹部３０の一端Ｅ、Ｅ′が互いに３ｍｍオフセットされるが、これに限定されるものではない。また、凹部３０の深さや両端近傍部分の傾斜角度αは要求される特性に応じて適宜設定すればよい。
【００１１】
上記実施形態によれば、ピストン１３が移動端近傍に到達した時、一部の凹部３０の内面とシール部１３ａとの間に隙間が形成され、しかる後に残りの凹部３０の内面とシール部１３ａとの間に隙間が形成される。これにより、全ての凹部３０の内面とシール部１３ａとの間に一挙に隙間が生じる従来例と比べて、シリンダ１１内の両油室１４ａ、１４ｂが互いに連通する時に操舵補助力発生用の油圧が急激に変化するのを抑制できる。
例えば、操舵限界において操舵補助力を解除する場合、従来であれば図６において破線で示すようにピストン１３のストローク位置が移動端近傍位置ｓ１で高圧側油室の油圧が下降を開始して移動端位置ｓ２で低圧側油室の油圧と等しくされていたのを、高圧側油室の油圧が下降を開始するピストン１３のストローク位置ｓ３を従来よりも上記オフセット寸法Ｆだけシリンダ１１の中央寄りにずらすことができる。これにより、図６において実線で示すように高圧側油室の油圧の下降を操舵限界近傍において緩やかにできる。
また、操舵限界において操舵補助力は付与するが過大にならないように高圧側油室の油圧の上昇を緩やかにする場合、両油室１４ａ、１４ｂを互いに連通させなければ図７において実線で示すようにピストン１３のストローク位置が移動端位置ｓ２になる前に高圧側油室の油圧が急上昇するが、両油室１４ａ、１４ｂを互いに連通させることで１点鎖線で示すように油圧の上昇を緩やかにすることができ、さらに、凹部３０の深さや両端近傍部分の傾斜角度αを調節することで破線で示すように油圧変化特性を微調節することができる。
【００１２】
なお、本件発明は上記実施形態に限定されるものでない。例えば、凹部の形状、寸法、成形方法は本実施形態に限定されるものではなく、各凹部の形状や寸法が互いに異なるものであってもよい。また、油圧シリンダはラックがピストンロッドを兼用するものでなく、ラックとは独立したピストンロッドを備え、そのピストンロッドがラックに連結されるものでもよい。さらに、本発明が適用される油圧パワーステアリング装置はラックピニオン型に限定されず、例えばボールスクリュー型でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態の油圧パワーステアリング装置の構成説明図
【図２】本発明の実施形態の油圧パワーステアリング装置における要部の断面図
【図３】本発明の実施形態の油圧パワーステアリング装置における凹部の側断面図
【図４】本発明の実施形態の油圧パワーステアリング装置における凹部の正断面図
【図５】本発明の実施形態の油圧パワーステアリング装置における凹部の展開図
【図６】本発明の実施形態の油圧パワーステアリング装置におけるピストンのストロークと高圧側油室の油圧との関係の一例を示す図
【図７】本発明の実施形態の油圧パワーステアリング装置におけるピストンのストロークと高圧側油室の油圧との関係の異なる一例を示す図
【符号の説明】
【００１４】
１１  シリンダ
１３  ピストン
１３ａ  シール部
１４ａ、１４ｂ  油室
３０  凹部
【図１】
2005186853.tif 000003
【図２】
2005186853.tif 000004
【図３】
2005186853.tif 000005
【図４】
2005186853.tif 000006
【図５】
2005186853.tif 000007
【図６】
2005186853.tif 000008
【図７】
2005186853.tif 000009