(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵により回転するピニオンに噛み合うラックを覆うシリンダチューブと、そのラックの外周とシリンダチューブの内周との間をシールする２つのシール機構の間において、そのラックに一体化されるピストンと、
そのピストンによって仕切られる両シール機構の間の２つの油室に、それぞれ配管を介して接続される油圧制御弁とを備え、
そのピストンに作用する油圧により操舵補助力が付与されるように、その油圧制御弁により、ポンプから吐出される圧油が一方の油室に一方の配管を介して送られると共に、他方の油室から他方の配管を介して排出される油がタンクに送られ、
そのシリンダチューブは車体側に対して固定され、
各油室と各配管内部は、そのシリンダチューブの周壁に形成される通孔を介して連絡されるラックピニオン式パワーステアリング装置において、
前記ラックの軸線が水平方向に沿うように前記シリンダチューブを車体側へ固定した状態において、前記通孔は、前記両シール機構の間で前記シリンダチューブ内における最も高い位置に配置される部分を有し、
前記シリンダチューブの軸方向における前記各通孔の寸法は、前記シリンダチューブの周方向における前記各通孔の寸法よりも短くされ、
前記各通孔を囲むように前記シリンダチューブの外周に固定される筒状部材を有する継手を介して、前記各配管の一端部は前記シリンダチューブに接続されることを特徴とするラックピニオン式パワーステアリング装置。
【請求項２】
前記シリンダチューブの内周側での前記各通孔の内法寸法は、前記シリンダチューブの外周側での前記各通孔の内法寸法よりも大きくされ、
前記筒状部材の内径寸法は、前記シリンダチューブの外周側での前記シリンダチューブの周方向における前記通孔の寸法よりも大きくされると共に、前記シリンダチューブの内周側での前記シリンダチューブの周方向における前記通孔の寸法よりも小さくされている請求項１に記載のラックピニオン式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、ラックを覆うシリンダチューブ内に形成された油室に、配管を介して圧油を送ることで操舵補助力を発生させるラックピニオン式ステアリング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
操舵により回転するピニオンに噛み合うラックを覆うシリンダチューブと、そのラックの外周とシリンダチューブの内周との間をシールする２つのシール機構の間においてラックに一体化されるピストンと、そのピストンによって仕切られる両シール機構の間の２つの油室にそれぞれ配管を介して接続される油圧制御弁とを備えるパワーステアリング装置が従来から用いられている。
【０００３】
そのパワーステアリング装置においては、そのピストンに作用する油圧により操舵補助力が付与されるように、その油圧制御弁により、ポンプから吐出される圧油が一方の油室に一方の配管を介して送られると共に、他方の油室から他方の配管を介して排出される油がタンクに送られる。
【０００４】
図７に示すように、そのラック１０１を覆うシリンダチューブ１０２内に形成される各油室１０３と、各配管１０４の内部は、そのシリンダチューブ１０２の周壁に形成される通孔１０２ａを介して連絡される。その通孔１０２ａの内周は円に沿う。
【０００５】
従来、そのラック１０１の軸線が水平面Ｈに沿い、そのシリンダチューブ１０２を車体側に対して固定した状態では、その通孔１０２ａは、両シール部材の間でシリンダチューブ１０２内における最も高い位置Ｋよりも下方に配置されていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の構成では、ポンプから吐出される圧油中に空気が混入した場合、空気溜まり１０５がシリンダチューブ１０２内の最高位置Ｋ近傍に生じる。そのような空気溜まり１０５はピストンの応答性を低下させ、また、空気の圧縮性は油の圧縮性よりも大きいため、路面からタイヤを介してステアリング装置に伝達する振動を増幅する。そのため、操舵フィーリングが悪化する。
【０００７】
そのような空気をシリンダチューブ１０２の外部に排出するため、上記通孔１０２ａの径方向寸法ｄを大きくすることが考えられる。しかし、その通孔１０２ａの径方向寸法ｄを大きくすると、その通孔１０２ａと上記シール機構との干渉を防止する必要があるので、シリンダチューブ１０２の軸方向寸法が必要以上に大きくなり、コストや重量が増大する。また、その通孔１０２ａの径方向寸法ｄは、シリンダチューブ１０２と配管１０４との接続部分から油が漏れないように、そのシリンダチューブ１０２との配管１０４との接続部分の径Ｄよりも小さくする必要がある。
【０００８】
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パワーステアリング装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【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ピニオンに噛み合うラックを覆うシリンダチューブと、そのラックの外周とシリンダチューブの内周との間をシールする２つのシール機構の間において、そのラックに一体化されるピストンと、そのピストンによって仕切られる両シール機構の間の２つの油室に、それぞれ配管を介して接続される油圧制御弁とを備え、そのピストンに作用する油圧により操舵補助力が付与されるように、その油圧制御弁により、ポンプから吐出される圧油が一方の油室に一方の配管を介して送られると共に、他方の油室から他方の配管を介して排出される油がタンクに送られ、そのシリンダチューブは車体側に対して固定され、各油室と各配管内部は、そのシリンダチューブの周壁に形成される通孔を介して連絡されるラックピニオン式パワーステアリング装置に適用される。
【００１０】
本発明は、前記ラックの軸線が水平方向に沿うように前記シリンダチューブを車体側へ固定した状態において、前記通孔は、前記両シール機構の間で前記シリンダチューブ内における最も高い位置に配置される部分を有することを特徴とする。
この構成によれば、シリンダチューブ内に入った空気は、油との比重差により両シール機構の間でシリンダチューブ内における最も高い位置に至るので、その通孔を介して確実にシリンダチューブ外に排出できる。
【００１１】
前記シリンダチューブの軸方向における前記各通孔の寸法は、前記シリンダチューブの周方向における前記各通孔の寸法よりも短くされ、前記各通孔を囲むように前記シリンダチューブの外周に固定される筒状部材を有する継手を介して、前記各配管の一端部は前記シリンダチューブに接続される。この構成によれば、シリンダチューブの軸方向寸法を大きくすることなく、シリンダチューブの周方向における通孔の寸法を大きくできる。よって、シリンダチューブの車体への固定位置が誤差により変動しても、シリンダチューブ内に入った空気を、その通孔を介してシリンダチューブ外に排出できる。これにより、シリンダチューブを車体へ固定する際、シリンダチューブの周方向における位置決め誤差の許容値を大きくできる。
【００１２】
前記シリンダチューブの内周側での前記各通孔の内法寸法は、前記シリンダチューブの外周側での前記各通孔の内法寸法よりも大きくされ、前記筒状部材の内径寸法は、前記シリンダチューブの外周側での前記シリンダチューブの周方向における前記通孔の寸法よりも大きくされると共に、前記シリンダチューブの内周側での前記シリンダチューブの周方向における前記通孔の寸法よりも小さくされているのが好ましい。
この構成によれば、通孔と配管との接続部の径を大きくすることなく、シリンダチューブの内周側でシリンダチューブの周方向における通孔の寸法を大きくできる。よって、シリンダチューブの車体への固定位置が誤差により変動しても、シリンダチューブ内に入った空気を、その通孔を介してシリンダチューブ外に、より確実に排出できる。これにより、シリンダチューブを車体へ固定する際、シリンダチューブの周方向における位置決め誤差の許容値をより大きくできる。
【００１３】
【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に示す車両用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９に連結されるステアリングシャフト２と、このステアリングシャフト２の回転により回転するピニオン３と、このピニオン３に噛み合うラック４と、そのピニオン３とラック４とを覆うピニオンハウジング５と、このピニオンハウジング５から突出するラック４の一端側を覆うシリンダチューブ６とを備えている。そのピニオンハウジング５とシリンダチューブ６は一体化されている。そのラック４の両端はボールジョイント７やタイロッド８等を介して車輪に連結される。これにより、操舵によりピニオン３が回転し、そのピニオン３の回転によりラック４が車両幅方向に移動することで車輪の舵角が変化する。
【００１４】
そのシリンダチューブ６の内周とラック４の外周との間をシールする２つのシール機構１０、１１が設けられている。両シール機構１０、１１の間においてラック４にピストン１２が一体化されている。これにより、両シール機構１０、１１の間にピストン１２によって仕切られる一対の油室１３、１４が形成されている。各シール機構１０、１１の構成は特に限定されない。例えば、一方のシール機構１０を、図４に示すように、ラック４の支持用ブッシュ１０ａの外周とシリンダチューブ６の内周との間に配置されるＯリング１０ｂと、そのブッシュ１０ａの内周とラック４の外周との間に配置されるオイルシール１０ｃにより構成し、また、他方のシール機構１１をラック４の外周とシリンダチューブ６の内周との間に配置されるオイルシールにより構成する。
【００１５】
そのステアリングシャフト２の外周に設けられている油圧制御弁１５に、上記両油室１３、１４が、それぞれ配管１６、１７を介して接続される。その油圧制御弁１５に、タンクＴと、このタンクＴから吸引した油を吐出するポンプＰが接続される。この油圧制御弁１５は、操舵方向と操舵抵抗に応じて、ポンプＰから吐出される圧油を油室１３、１４の一方に配管１６、１７の一方を介して送り、油室１３、１４の他方から配管１６、１７の他方を介して排出される油をタンクＴに送る。これにより、そのピストン１２に作用する油圧により操舵補助力が付与される。この油圧制御弁１５は公知のものを用いることができる。
【００１６】
図２に示すように、上記シリンダチューブ６の外周側に、ゴム製の筒状第１支持部材２１が嵌め合わされている。その第１支持部材２１を介してシリンダチューブ６はブラケット２３により車体側部材２２に連結される。すなわち、そのブラケット２３は、弧形状部２３ａと、この弧形状部２３ａの両端から張り出す取付け部２３ｂ、２３ｃとを有し、その弧形状部２３ａはシリンダチューブ６の外周一部に嵌め合わされる。そのシリンダチューブ６の外周残部は、車体側部材２２に形成された凹部２２ａに嵌入される。そのブラケット２３の両取付け部２３ｂ、２３ｃが車体側部材２２にボルト２５とナット２６により取り付けられる。本実施形態では、その車体側部材２２の上面は水平面Ｈに対して傾斜するが、平行でもよい。
【００１７】
そのピニオンハウジング５の外周に形成された一対のフランジ部５ａ、５ｂの間において、図３に示すように、ピニオンハウジング５の外周側にゴム製の筒状第２支持部材３１が嵌め合わされている。その第２支持部材３１を介して、ピニオンハウジング５の外周一部にブラケット３２が嵌め合わされ、ピニオンハウジング５の外周残部が車体側部材２２に形成された凹部２２ｂに嵌め合わされる。そのブラケット３２は、ピニオンハウジング５の外周に沿う部分３２ａと、この部分３２ａの両端から張り出す部分３２ｂ、３２ｃとを有し、両張り出し部分３２ｂ、３２ｃが車体側部材２２にボルト４５とナット４６により取り付けられる。そのピニオンハウジング５の外周、第２支持部材３１の内外周、ブラケット３２の内周、凹部２２ｂの内周は非円形に沿う形状とされ、ピニオンハウジング５の車体側部材２２に対するラック４の軸線回りの回転が阻止されている。そのピニオンハウジング５にシリンダチューブ６が一体化されている。これにより、シリンダチューブ６は車体側部材２２に、そのシリンダチューブ６の周方向において一定位置に配置されるように固定される。
【００１８】
図４〜図６に示すように、各油室１３、１４と各配管１６、１７の内部は、そのシリンダチューブ６の周壁に形成される通孔５０を介して連絡される。すなわち、各配管１６、１７の一端部は、継手５１を介してシリンダチューブ６に接続される。各継手５１は第１筒状部材５１ａと第２筒状部材５１ｂとを有する。各第１筒状部材５１ａは、通孔５０を囲むようにシリンダチューブ６の外周に溶接等により固定される。その第２筒状部材５１ｂに配管１６、１７が挿通される。その第２筒状部材５１ｂが第１筒状部材５１ａにねじ合わされることで、各配管１６、１７の外周に形成されるフランジ部１６ａ、１７ａが、その第２筒状部材５１ｂの端面と第１筒状部材５１ａの内周の段差との間にＯリング５２を介して挟み込まれる。
【００１９】
上記ラック４の軸線が水平方向に沿うように上記シリンダチューブ６を車体側部材２２へ固定した状態において、各通孔５０は、上記両シール機構１０、１１の間でシリンダチューブ６内における最も高い位置Ｋに配置される部分を有する。すなわち、車両が水平面上に配置され、ラック４の軸線方向が水平方向に沿う状態において、図５に示すように、そのラック４の軸線と水平面Ｈとに直交する線６１が、各通孔５０の中心を通るように、各通孔５０のシリンダチューブ６に対する位置が定められている。
【００２０】
そのシリンダチューブ６の内周側での各通孔５０の内法寸法は、シリンダチューブ６の外周側での各通孔５０の内法寸法よりも大きくされている。図６に示すように、各通孔５０は長孔状とされている。
そのシリンダチューブ６の外周側において、そのシリンダチューブ６の軸方向における各通孔５０の寸法Ｓａは、そのシリンダチューブの周方向における各通孔５０の寸法Ｌａよりも短くされている。
また、そのシリンダチューブ６の内周側において、そのシリンダチューブ６の軸方向における各通孔５０の寸法Ｓｂは、そのシリンダチューブの周方向における各通孔５０の寸法Ｌｂよりも短くされている。
本実施形態における各通孔５０の内法寸法は、シリンダチューブ６の内周側から外周側に向かうに従い漸次小さくなった後に一定となるが、シリンダチューブ６の内周側と外周側との間に段差が形成されることでステップ状に変化してもよい。
そのシリンダチューブ６と配管１６、１７との接続部分である第１筒状部材５１ａの内径寸法Ｄは、そのシリンダチューブ６の外周側でのシリンダチューブの周方向における各通孔５０の寸法Ｌａよりも大きく、そのシリンダチューブ６の内周側でのシリンダチューブの周方向における各通孔５０の寸法Ｌｂよりも小さくされている。
【００２１】
上記構成によれば、シリンダチューブ６内に入った空気は、油との比重差により両シール機構１０、１１の間でシリンダチューブ６内における最も高い位置Ｋに至るので、その最高位置Ｋに配置される部分を有する各通孔５０を介して確実にシリンダチューブ６外に排出できる。
また、シリンダチューブ６の軸方向における前記各通孔５０の寸法Ｓａ、Ｓｂは、前記シリンダチューブ６の周方向における前記各通孔５０の寸法Ｌａ、Ｌｂよりも短くされているので、シリンダチューブ６の軸方向寸法を大きくすることなく、シリンダチューブ６の周方向における通孔５０の寸法Ｌａ、Ｌｂを大きくできる。よって、シリンダチューブ６の車体への固定位置が誤差により変動しても、シリンダチューブ６内に入った空気を、その通孔５０を介してシリンダチューブ６外に排出できる。これにより、シリンダチューブ６を車体側部材２２へ固定する際、シリンダチューブ６の周方向における位置決め誤差の許容値を大きくできる。
さらに、シリンダチューブ６の内周側での前記各通孔５０の内法寸法は、シリンダチューブ６の外周側での前記各通孔５０の内法寸法よりも大きくされているので、通孔５０と配管１６、１７との接続部の径Ｄを大きくすることなく、シリンダチューブ６の内周側でシリンダチューブ６の周方向における通孔５０の寸法Ｌｂを大きくできる。よって、シリンダチューブ６の車体側部材２２への固定位置が誤差により変動しても、シリンダチューブ６内に入った空気を、その通孔５０を介してシリンダチューブ６外に、より確実に排出できる。これにより、シリンダチューブ６を車体側部材２２へ固定する際、シリンダチューブ６の周方向における位置決め誤差の許容値をより大きくできる。例えば、図５に示すように、シリンダチューブ６の内周側でのシリンダチューブ６の周方向における通孔５０の一端とラック４の軸線とを通る線６２と、上記通孔５０の中心を通る線６１とのなす角をθ、シリンダチューブ６の内径をαとした場合、ｓｉｎ-1（Ｌｂ／α）の位置決め誤差が許容される。
【００２２】
なお、本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、上記実施形態では長孔状とされている通孔や凹部を、周縁が楕円に沿う形状としてもよい。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、シリンダチューブ内に空気溜まりが生じるのを装置を大型化することなく防止し、操舵フィーリングが悪化するのを防止できるラックピニオン式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部分破断正面図
【図２】本発明の実施形態のステアリング装置の側断面図
【図３】本発明の実施形態のステアリング装置の異なった側断面図
【図４】本発明の実施形態のステアリング装置の要部の正断面図
【図５】本発明の実施形態のステアリング装置の要部の側断面図
【図６】図５のＶＩ矢視図
【図７】従来のステアリング装置の問題点を示す断面図
【符号の説明】
３  ピニオン
４  ラック
６  シリンダチューブ
１０、１１  シール機構
１２  ピストン
１３、１４  油室
１５  油圧制御弁
１６、１７  配管
２２  車体側部材
５０  通孔
６０  凹部
【図１】
0003766544.tif 000002
【図２】
0003766544.tif 000003
【図３】
0003766544.tif 000004
【図４】
0003766544.tif 000005
【図５】
0003766544.tif 000006
【図６】
0003766544.tif 000007
【図７】
0003766544.tif 000008