(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵により回転する出力シャフトと、
その出力シャフトの外周に一体的に形成されるピニオンと、
そのピニオンに噛み合うラックと、
そのピニオンを覆うピニオンハウジングと、
そのピニオンから軸方向に離れた位置において、その出力シャフトの周囲に設けられる油圧制御弁と、
その油圧制御弁を覆うと共に、そのピニオンハウジングに連結されるバルブハウジングとを備えるラックピニオン式油圧パワーステアリング装置において、
そのピニオンと油圧制御弁との間において、その出力シャフトを支持する転がり軸受が設けられ、
その転がり軸受の内輪は出力シャフトに固定され、
そのピニオンハウジングに、その転がり軸受の外輪のピニオン側端面を受けるピニオン側受け部が設けられ、
そのバルブハウジングの端面は、その外輪のバルブ側端面を受けるバルブ側受け部を有し、
その出力シャフトの外周とバルブハウジングの内周との間をシールするオイルシールが、その油圧制御弁と転がり軸受との間に配置され、
そのオイルシールは、シール材により被覆された環状の芯金を有し、
その芯金から出力シャフト径方向外方に延びる介在部が、その芯金と一体成形され、
その介在部は、前記バルブ側受け部と外輪のバルブ側端面との間に配置される内方部分と、その外輪のバルブ側端面よりも出力シャフト径方向外方において前記バルブハウジングの端面とピニオンハウジングの端面との間に配置される外方部分とを有し、
その介在部の外方部分と前記ピニオンハウジングの端面との間に配置される環状の弾性部材が、その介在部の外方部分に接着され、
そのピニオンハウジングとバルブハウジングとの連結により、その外輪と介在部の内方部分とはピニオン側受け部とバルブ側受け部とにより挟み込まれ、且つ、その介在部の外方部分と共に両ハウジングにより挟み込まれる弾性部材が出力シャフト軸方向に圧縮されることを特徴とするラックピニオン式油圧パワーステアリング装置。
【請求項２】
そのピニオンハウジングの端面は、その外輪のバルブ側端面よりもピニオン側に配置され、
その弾性部材の自然状態での出力シャフト軸方向の肉厚は、そのピニオンハウジングの端面と外輪のバルブ側端面との間の出力シャフト軸方向距離よりも大きくされている請求項１に記載のラックピニオン式油圧パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、いわゆるドロップイン構造のラックピニオン式油圧パワーステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４に示すドロップイン構造のラックピニオン式油圧パワーステアリング装置１００は、操舵により回転する出力シャフト１０１の外周に一体形成されるピニオン１０２をピニオンハウジング１０３により覆い、そのピニオン１０２から軸方向に離れた位置において出力シャフト１０１の周囲に設けられる油圧制御弁１０４をバルブハウジング１０５により覆い、その油圧制御弁１０４により制御される油圧に応じて作動する油圧アクチュエータ（図示省略）により操舵補助力を発生する。そのピニオンハウジング１０３の一端側内周にバルブハウジング１０５の一端側外周がＯリング１１３を介して嵌め合わされている。その出力シャフト１０１は、ピニオンハウジング１０３内で、ピニオン１０２と油圧制御弁１０４との間において転がり軸受１０６により支持され、ピニオン１０２よりも油圧制御弁１０４から離れた側において軸受１０７により支持される。その転がり軸受１０６の内輪１０６ａは、出力シャフト１０１の外周に形成された内輪受け部１１０と出力シャフト１０１に嵌め合わされる止め輪１１１との間に挟まれることで出力シャフト１０１に固定される。そのピニオンハウジング１０３内に、その転がり軸受１０６の外輪１０６ｂのピニオン側端面を受ける受け部１０８が設けられている。その外輪１０６ｂは、その受け部１０８とバルブハウジング１０５の端面１０５ａとの間に挟まれることで両ハウジング１０３、１０５に固定されている。その出力シャフト１０１の外周とバルブハウジング１０５の内周との間をシールするオイルシール１１２が、その油圧制御弁１０４と転がり軸受１０６との間に配置されている。また、そのピニオンハウジング１０３の一端側内周とバルブハウジング１０５の一端側外周との間にＯリング１１３が配置されることで、両ハウジング１０３、１０５内に両者の連結部間から水が浸入するのが防止されている。
【０００３】
上記構造においては、バルブハウジング１０５に油圧制御弁１０４と出力シャフト１０１とを組み込んで組み立て体とした後に、その組み立て体における出力シャフト１０１をピニオンハウジング１０３に挿入するドロップイン工程の後に、バルブハウジング１０５とピニオンハウジング１０３とを連結するだけで組み立てが完了するので、組み立てが作業が簡単化される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、加工公差や組み立て公差により、受け部１０８とバルブハウジング１０５の端面１０５ａとの間の距離は、転がり軸受１０６の外輪１０６ｂの軸方向寸法よりも大きくなる。そのため、ハウジング１０３、１０５に対して出力シャフト１０１が軸方向にがたつくという問題がある。そこで、その受け部１０８と外輪１０６ｂとの間に、その隙間に応じたシムを介在させているが、部品点数、組み立て工数が増大するという問題がある。
【０００５】
また、両ハウジング１０３、１０５内への水の浸入を防止するためにＯリング１１３のような防水部材が必要なことも、部品点数、組み立て工数を増大させる原因になっている。
【０００６】
本発明は、上記問題を解決することのできるラックピニオン式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。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、操舵により回転する出力シャフトと、その出力シャフトの外周に一体的に形成されるピニオンと、そのピニオンに噛み合うラックと、そのピニオンを覆うピニオンハウジングと、そのピニオンから軸方向に離れた位置において、その出力シャフトの周囲に設けられる油圧制御弁と、その油圧制御弁を覆うと共に、そのピニオンハウジングに連結されるバルブハウジングとを備えるラックピニオン式油圧パワーステアリング装置に適用される。
本発明は、そのピニオンと油圧制御弁との間において、その出力シャフトを支持する転がり軸受が設けられ、その転がり軸受の内輪は出力シャフトに固定され、そのピニオンハウジングに、その転がり軸受の外輪のピニオン側端面を受けるピニオン側受け部が設けられ、そのバルブハウジングの端面は、その外輪のバルブ側端面を受けるバルブ側受け部を有し、その出力シャフトの外周とバルブハウジングの内周との間をシールするオイルシールが、その油圧制御弁と転がり軸受との間に配置され、そのオイルシールは、シール材により被覆された環状の芯金を有し、その芯金から出力シャフト径方向外方に延びる介在部が、その芯金と一体成形され、その介在部は、前記バルブ側受け部と外輪のバルブ側端面との間に配置される内方部分と、その外輪のバルブ側端面よりも出力シャフト径方向外方において前記バルブハウジングの端面とピニオンハウジングの端面との間に配置される外方部分とを有し、その介在部の外方部分と前記ピニオンハウジングの端面との間に配置される環状の弾性部材が、その介在部の外方部分に接着され、そのピニオンハウジングとバルブハウジングとの連結により、その外輪と介在部の内方部分とはピニオン側受け部とバルブ側受け部とにより挟み込まれ、且つ、その介在部の外方部分と共に両ハウジングにより挟み込まれる弾性部材が出力シャフト軸方向に圧縮されることを特徴とする。
本発明の構成によれば、出力シャフトを支持する転がり軸受の内輪は出力シャフトに固定され、外輪は介在部の内方部分と共にピニオンハウジングに設けられるピニオン側受け部とバルブハウジングに設けられるバルブ側受け部とに挟み込まれるので、両ハウジングに対する出力シャフトの軸方向のがたつきを防止できる。
その介在部の外方部分と共に両ハウジングにより挟み込まれる弾性部材が出力シャフト軸方向に圧縮されるので、両ハウジングを互いにがたつきなく連結でき、且つ、その弾性部材により両ハウジングへの水の浸入を防止できる。すなわち、その弾性部材が転がり軸受の両ハウジングに対する出力シャフトのがたつきを防止するためのシムと、両ハウジング内への水の浸入を防止する止水部材を兼用する。
さらに、その弾性部材は介在部に接着され、その介在部は、出力シャフトの外周とバルブハウジングの内周との間をシールするオイルシールの芯金と一体成形されていることから、オイルシールと弾性部材の組み込みを同時に行うことができ、組み立て工数を低減できる。
【０００８】
そのピニオンハウジングの端面は、その外輪のバルブ側端面よりもピニオン側に配置され、その弾性部材の自然状態での出力シャフト軸方向の肉厚は、そのピニオンハウジングの端面と外輪のバルブ側端面との間の出力シャフト軸方向距離よりも大きくされているのが好ましい。
これにより、その外輪を確実に両受け部により挟み込むと共に弾性部材を圧縮することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図１に示すラックピニオン式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（図示省略）に連結される入力シャフト２と、この入力シャフト２にトーションバー３を介して連結される出力シャフト４とを備えている。そのトーションバー３はピン５を介して入力シャフト２に連結され、また、セレーション６を介して出力シャフト４に連結されている。これにより、その入力シャフト２と出力シャフト４とは操舵トルクに応じて弾性的に相対回転する。その出力シャフト４の外周にピニオン７が同行回転するように一体的に形成され、このピニオン７に噛み合うラック８が車輪（図示省略）に連結されている。操舵による入力シャフト２の回転がトーションバー３を介して伝達されることで、出力シャフト４はピニオン７と共に回転し、ラック８は車両幅方向に移動する。このラック８の移動により車輪の舵角が変化する。なお、そのラック８を支持するサポートヨーク１６がバネ１７の弾力によりラック８に押し付けられている。
【００１０】
操舵補助力発生用油圧アクチュエータとして油圧シリンダ１２が設けられている。その油圧シリンダ１２は、上記ピニオン７とラック８とを覆うピニオンハウジング２１により構成されるシリンダチューブと、ラック８に一体に形成されたピストン１３と、そのピストン１３により仕切られる一対の油室１４、１５を備える。
【００１１】
そのピニオン７から軸方向に離れた位置において、その出力シャフト４の周囲にロータリー式油圧制御弁１１が設けられている。その油圧制御弁１１は、上記ピニオンハウジング２１に連結されるバルブハウジング２２により覆われ、上記出力シャフト４に同行回転するように連結される筒状の第１バルブ部材２４と、この第１バルブ部材２４により覆われる上記入力シャフト２の外周に一体的に設けられる第２バルブ部材２５とを有する。その第１バルブ部材２４は出力シャフト４の回転によりバルブハウジング２２に対して出力シャフト４の軸中心に相対回転する。操舵操舵トルクに応じた入出力シャフト２、４の弾性的な相対回転により両バルブ部材２４、２５は相対回転する。両バルブ部材２４、２５の間は弁間油路２７とされ、この弁間油路２７にポンプＰと油圧シリンダ１２の各油室１４、１５が、バルブハウジング２２に設けられたポート２２ａ、２２ｃ、２２ｅと第１バルブ部材２４に形成された油路２４ａ、２４ｂ、２４ｃとを介して個別に接続され、また、その弁間油路２７にタンクＴがバルブハウジング２２に設けられたポート２２ｄ、入力シャフト２に形成された油路２ａ、２ｂ、および入力シャフト２とトーションバー３との間を介して接続される。その第１バルブ部材２４の外周面とバルブハウジング２２の内周面との間に配置されるシールリング２６により、各ポート２２ａ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅの間はシールされている。その弁間油路２７に、両バルブ部材２４、２５の相対回転量に応じて開度が変化する絞りが、その相対回転量に応じてポンプＰから吐出される圧油の油圧を制御できるように設けられている。その圧油は、操舵方向に応じて油圧シリンダ１２の両油室１４、１５の中の一方に供給され、他方から油圧制御弁１１を介してタンクＴに還流する。これにより、その油圧制御弁１１により制御される油圧に応じて油圧シリンダ１２が作動することで、ラック８に作用する操舵補助力が発生する。その油圧制御弁１１は公知のものを用いることができる。
【００１２】
その入力シャフト２は、バルブハウジング２２内に設けられたボールベアリング３１と、出力シャフト４の端部に形成された凹部に嵌め合わされたブッシュ３２とにより支持されている。そのベアリング３１とブッシュ３２との間に上記油圧制御弁１１が配置されている。その入力シャフト２の外周とバルブハウジング２２の内周との間をシールするオイルシール３３が、その油圧制御弁１１の反ピニオン側に設けられている。
【００１３】
その出力シャフト４は、ピニオン７と油圧制御弁１１との間において、バルブハウジング２２内に設けられたボールベアリング（転がり軸受）４１により支持され、ピニオン７よりも油圧制御弁１１から離れた側においてニードルベアリング４９により支持されている。
【００１４】
図２、図３に示すように、そのボールベアリング４１の内輪４１ａは、出力シャフト４の外周に形成される段差により構成される内輪受け部４２と、出力シャフト４の外周に嵌め合わされた止め輪４３とにより挟まれることで出力シャフト４に固定されている。
【００１５】
そのピニオンハウジング２１の内周に形成された段差により、そのボールベアリング４１の外輪４１ｂのピニオン側端面を受けるピニオン側受け部４４が構成されている。そのバルブハウジング２２の端面２２ａにおける内方側は、その外輪４１ｂのバルブ側端面を受けるバルブ側受け部４５とされている。
【００１６】
その出力シャフト４の外周とバルブハウジング２２の内周との間をシールするオイルシール５１が、油圧制御弁１１とボールベアリング４１との間に配置されている。本実施形態のオイルシール５１は、バルブハウジング２２の内周に形成された段差２２′とボールベアリング４１との間に配置されることで位置決めされている。そのオイルシール５１は、芯金５１ａをゴム製シール材５１ｂにより被覆した構成で、そのシール材５１ｂの内周側に出力シャフト４の外周に接するリップ部５１ｂ′が設けられている。
【００１７】
そのオイルシール５１の芯金５１ａから出力シャフト４の径方向外方に延びる板状の円環形介在部５２が、その芯金５１ａと一体成形されている。その介在部５２は内方部分５２ａと外方部分５２ｂとを有する。その内方部分５２ａは上記バルブ側受け部４５と外輪４１ｂのバルブ側端面との間に配置される。その外方部分５２ｂは、その外輪４１ｂのバルブ側端面よりも出力シャフト径方向外方においてバルブハウジング２２の端面２２ａとピニオンハウジング２１の端面２１ａとの間に配置される。その介在部５２の外方部分５２ｂの外周面は、出力シャフト４の外周に接するオイルシール５１の内周面と同心の円筒面に沿うものとされている。
【００１８】
その介在部５２の外方部分５２ｂとピニオンハウジング２１の端面２１ａとの間に配置される円環状の弾性部材５３が、その介在部５２の外方部分５２ｂに接着されている。その弾性部材５３は、本実施形態ではシール材５１ｂと同じゴム製とされている。そのピニオンハウジング２１の端面２１ａは、その外輪４１ｂのバルブ側端面よりも、図３においてｔ１で示すだけピニオン側に配置されている。その弾性部材５３の自然状態での出力シャフト軸方向の肉厚は、図２においてｔ２で示され、その肉厚ｔ２はピニオンハウジング２１の端面と外輪４１ｂのバルブ側端面との間の出力シャフト軸方向距離ｔ１よりも大きくされている。例えば、ｔ１＝０．３ｍｍとされ、ｔ２＝０．５ｍｍとされる。
【００１９】
そのピニオンハウジング２１とバルブハウジング２２は外方に突出するフランジ２１ｂ、２２ｂを有し、一方のフランジ２２ｂに挿通されるボルト５５が他方のフランジ２１ｂに形成される雌ねじにねじ合わされることで、両ハウジング２１、２２は連結される。そのピニオンハウジング２１とバルブハウジング２２との連結により、上記外輪４１ｂと介在部５２の内方部分５２ａとはピニオン側受け部４４とバルブ側受け部４５とにより挟み込まれ、且つ、その介在部５２の外方部分５２ｂと共に両ハウジング２１、２２により挟み込まれる弾性部材５３は出力シャフト軸方向に圧縮される。例えば、ｔ１＝０．３ｍｍとされ、ｔ２＝０．５ｍｍとされることで、弾性部材５３は０．２ｍｍだけ確実に圧縮される。両フランジ２１ｂ、２２ｂの端面２１ｂ′、２２ｂ′は、ピニオンハウジング２１の端面２１ａと外輪４１ｂのバルブ側端面との間の出力シャフト軸方向距離ｔ１だけ、互いから離間する。これにより、ボルト５５により両フランジ２１ｂ、２２ｂを締結することで、両フランジ２１ｂ、２２ｂは互いの端面に向かい弾性的に撓む。これにより、ボルト５５の緩みを防止するための弾力を付与することができる。
【００２０】
そのバルブハウジング２２のフランジ２２ｂの端面２２ｂ′は、バルブ側受け部４５を構成するバルブハウジング２２の端面２２ａよりも、オイルシール５１の芯金５１ａにより構成される介在部５２の肉厚寸法だけピニオン側に位置されている。これにより、その介在部５２を囲むようにバルブハウジング２２の端面からピニオン側に向かい延びる周壁面６１が形成されている。
【００２１】
上記構成によれば、バルブハウジング２２に油圧制御弁１１と出力シャフト４とを組み込んで組み立て体とした後に、その組み立て体における出力シャフト４をピニオンハウジング２１に挿入するドロップイン工程の後に、バルブハウジング２２とピニオンハウジング２１とがボルト５５により連結される。その出力シャフト４を支持するボールベアリング４１の内輪４１ａは出力シャフト４に固定され、外輪４１ｂは介在部５２の内方部分５２ａと共にピニオンハウジング２１に設けられるピニオン側受け部４４とバルブハウジング２２に設けられるバルブ側受け部４５とに挟み込まれるので、両ハウジング２１、２２に対する出力シャフト４の軸方向のがたつきを防止できる。その介在部５２の外方部分５２ｂに接着される弾性部材５３が、その介在部５２の外方部分５２ｂと共に両ハウジング２１、２２により挟み込まれることで出力シャフト軸方向に圧縮されるので、両ハウジング２１、２２を互いにがたつきなく連結でき、且つ、その弾性部材５３により両ハウジング２１、２２内への水の浸入を防止できる。すなわち、その弾性部材５３がボールベアリング４１の両ハウジング２１、２２に対する出力シャフト４のがたつきを防止するためのシムと、両ハウジング２１、２２内への水の浸入を防止する止水部材を兼用する。さらに、その弾性部材５３が接着されている介在部５２は、出力シャフト４の外周とバルブハウジング２２の内周との間をシールするオイルシール５１の芯金５１ａと一体成形されていることから、オイルシール５１と弾性部材５３の組み込みを同時に行うことができ組み立て工数を低減できる。
【００２２】
本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、ピニオンと油圧制御弁との間において出力シャフトを支持するのはボールベアリングに限定されず、転がり軸受であればよい。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、ハウジングに対する出力シャフトのがたつき防止と防水のための部品点数、組み立て工数を低減できるラックピニオン式油圧パワーステアリング装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態のステアリング装置の断面図
【図２】本発明の実施形態のステアリング装置における要部の組み立て前の断面図
【図３】本発明の実施形態のステアリング装置における要部の組み立て後の断面図
【図４】従来のステアリング装置の断面図
【符号の説明】
１  ラックピニオン式油圧パワーステアリング装置
４  出力シャフト
７  ピニオン
８  ラック
１１  油圧制御弁
１２  油圧シリンダ
２１  ピニオンハウジング
２２  バルブハウジング
２４  第１バルブ部材
４１  ボールベアリング
４１ａ  内輪
４１ｂ  外輪
４４  ピニオン側受け部
４５  バルブ側受け部
５１  オイルシール
５１ａ  芯金
５１ｂ  シール材
５２  介在部
５２ａ  内方部分
５２ｂ  外方部分
５３  弾性部材
【図１】
0003945977.tif 000002
【図２】
0003945977.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003945977.tif 000005