(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボールナットの外周に形成されるピストンを摺動自在に収容するギヤハウジングの内部に、ピストンにより区画される第１及び第２の油室と、第１及び第２の油室に油圧源からの圧油を一方の油室に択一的に供給すると共に他方の油室の油を油タンクに戻すコントロールバルブとを備え、コントロールバルブと第２の油室との間に上記ピストンが介在する油圧式動力舵取装置において、
上記ギヤハウジングは、舵取機構としてのボールねじ機構を収容する筒状の第１のハウジングと、コントロールバルブを収容し第１のハウジングの一側に同軸的に連結された筒状の第２のハウジングとを組み合わせてなり、
上記コントロールバルブと第２の油室とを連通する油路は、コントロールバルブ側に開口する第１のポートと、第２の油室の最上位に開口する第２のポートとを含む油路を含み、
上記油路は、第１のハウジングに形成される第１の油路と、第２のハウジングに形成されて上記第１の油路をコントロールバルブに連通させる第２の油路とを含み、
車両搭載姿勢で第１のポートは第２のポートよりも上位に配置され、
第１および第２の油路同士の接続部分を密封するためのＯリングが、第１の油路の端部において拡径して形成された環状溝に収容され、
第２の油路の端部には上記Ｏリングの中心孔に向けて拡径し第１の油路の第１のポートに連通する円錐状の空間が、第１および第２の油路を含む上記油路の最上位に位置するように形成されていることを特徴とする油圧式動力舵取装置。
【請求項２】
上記コントロールバルブと第２の油室とを連通する油路はハウジングの内部に設けられることを特徴とする請求項１記載の油圧式動力舵取装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、舵輪から舵取機構への伝動手段としてボールねじ機構を用いた油圧式動力舵取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ボールねじ式舵取装置では、舵輪（ステアリングホイール）に連なるボールねじ軸と舵取機構に連なるクロスシャフトとを、ギヤハウジングの内部に、互いに交叉させて支持している。舵輪の操作に応じてボールねじ軸が回動されると、このボールねじ軸に螺合するボールナットが軸長方向に移動され、このボールナットの外周に形成されたラック歯と噛み合うセクタ歯車が揺動される。これにより、クロスシャフトが移動されて、ギアハウジングの外側へ突出しているクロスシャフトの端部に連結されたピットマンアームを介して舵取機構が駆動されるようになっている。
【０００３】
この種のボールねじ式舵取装置に油圧式の操舵補助力発生機構を組み込む場合、パワーシリンダをギヤハウジング内に一体に組み込む、いわゆるインテグラル型とされるのが一般的である。すなわち、ギヤハウジング内にボールナットを軸長方向に挟んで一対の油室が区画され、ボールナット自体がパワーシリンダのピストンとして構成されている。
【０００４】
そして、同じくハウジング内に配置されたコントロールバルブを介して、一対の油室の一方に油圧源からの圧油が択一的に供給され、ボールナットに油圧による操舵補助力が与えられるようになっている。また、コントロールバルブと上記一対の油室とをそれぞれ連通する一対の油路は、ギヤハウジングの内部に設けられている。上記一対の油室のうちボールナットを挟んでコントロールバルブの反対側に配置される油室と、コントロールバルブとを連通する油路は、ボールナットをバイパスするため、パス孔（或いはバイパス孔）と呼ばれている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この種の動力舵取装置では、自動車に搭載した後に、何れか一方の油室から油を入れ、内部の油路を介してコントロールバルブや他方の油室に油を充填している。このとき、装置内に残るエアの大部分は、装置の駆動による油の循環に伴って、油タンク内の上部の空気溜まりまで到達する。
【０００６】
ところが、抜け切れないで装置の内部に残留するエアが存在し、この残留エアが原因で、操舵時に操舵補助力の立ち上がりが遅れるおそれがある。
そこで、従来、ギヤハウジングの上部にエア抜き用の孔を設けてこの孔から油がこぼれる状態で孔をブリーザプラグで閉じるようにしたり、また、油を充填する前に装置内部を真空引きで負圧にしたりすることが行われているが、エア抜きが不十分となるおそれがあった。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、車両搭載状態でオイルを充填するときに確実なエア抜きが行え、残留エアに起因する応答遅れが生ずることのない油圧式動力舵取装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための課題解決手段として、請求項１記載の発明の態様は、ボールナットの外周に形成されるピストンを摺動自在に収容するギヤハウジングの内部に、ピストンにより区画される第１及び第２の油室と、第１及び第２の油室に油圧源からの圧油を一方の油室に択一的に供給すると共に他方の油室の油を油タンクに戻すコントロールバルブとを備え、コントロールバルブと第２の油室との間に上記ピストンが介在する油圧式動力舵取装置において、上記ギヤハウジングは、舵取機構としてのボールねじ機構を収容する筒状の第１のハウジングと、コントロールバルブを収容し第１のハウジングの一側に同軸的に連結された筒状の第２のハウジングとを組み合わせてなり、上記コントロールバルブと第２の油室とを連通する油路は、コントロールバルブ側に開口する第１のポートと、第２の油室の最上位に開口する第２のポートとを含む油路を含み、上記油路は、第１のハウジングに形成される第１の油路と、第２のハウジングに形成されて上記第１の油路をコントロールバルブに連通させる第２の油路とを含み、車両搭載姿勢で第１のポートは第２のポートよりも上位に配置され、第１および第２の油路同士の接続部分を密封するためのＯリングが、第１の油路の端部において拡径して形成された環状溝に収容され、第２の油路の端部には上記Ｏリングの中心孔に向けて拡径し第１の油路の第１のポートに連通する円錐状の空間が、第１および第２の油路を含む上記油路の最上位に位置するように形成されていることを特徴とするものである。
【０００９】
本願発明者は、実車に搭載した状態で、何れか一方の油室から油を充填していく際に、ボールナットを挟んでコントロールバルブの反対側に位置する第２の油室にエアが残留する傾向にあることに着目した。本態様では、第２の油室内にあるエアが、第２の油室の最上位に開口する第２のポートからこれより上位にある第１のポートを通じてコントロールバルブ側へ逃がされ、さらに、装置内の油の循環に伴ってコントロールバルブから油タンク内の上部のエア溜まりに逃がされる。
【００１０】
また、請求項２記載の発明の態様は、請求項１において、上記コントロールバルブと第２の油室とを連通する油路はハウジングの内部に設けられることを特徴とするものである。本態様では、従来よりあるいわゆるパス孔のレイアウトを小変更するだけで、エア抜き性を向上することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい態様を添付図面を参照しつつ説明する。
図１は本発明の第１の実施の形態としてのボールねじ機構を用いた油圧式動力舵取装置１（以下では、単に動力舵取装置という）の要部を示す縦断面図であり、図２は図１の要部の拡大図であり、図３は図１のIII −III 線に沿う横断面図である。
【００１２】
これら図１〜図３を参照して、２はギアハウジングであり、このギアハウジング２内には、出力軸としてのボールねじ軸３とクロスシャフト４とが相互に所定間隔を隔てて交叉する状態で配置されている。これらボールねじ軸３とクロスシャフト４はそれぞれの軸心回りに回動自在に支持されている。
ボールねじ軸３は、軸長方向への摺動自在にギアハウジング２の内部に保持されたボールナット５に挿入されている。ボールねじ軸３とボールナット５とは、両者３，５間に介在する多数のボール６，６…を介して互いに螺合し、ボールねじ機構を構成している。
【００１３】
ボールナット５の外面には、軸長方向の適宜の長さ範囲にわたってラック歯７が形成されており、このラック歯７は上記クロスシャフト４の中途に設けられたセクタ歯８に噛合されている。
ボールねじ軸３は、入力軸９を介してギアハウジング２の外側に延設されて、図示しない舵輪に連結されている。また、ギアハウジング２の外側へ突出するクロスシャフト４の端部は、図示しない舵取機構に連結されている。
【００１４】
そして舵取りのために舵輪の回動操作が行われた場合、これに伴ってボールねじ軸３が回動し、この回動がギアハウジング２の内部でのボールナット５の軸長方向の移動に変換され、この移動が、ラック歯７とセクタ歯車８との噛合部を介してクロスシャフト４の回動に変換され、舵取機構に伝達されて舵取りが行われるようになっている。
【００１５】
なお、図示の動力舵取装置１は、前述の如き舵取り動作をパワーシリンダ１０の油圧発生力により補助するものである。上記パワーシリンダ１０は、ボールナット５に形成されたピストン１１の外周溝に嵌め入れられたシール部材１２によりギアハウジング２の内部を軸長方向に２分割し、ボールナット５の両側に液密に封止された第１及び第２の圧油室１３，１４を形成してなる油圧シリンダである。両油室１３，１４間に生ずる圧力差によってボールナット５を押圧して、このボールナット５の移動に応じて前述の如く行われる舵取りを補助する構成となっている。
【００１６】
ギヤハウジング２は、主に舵取機構としてのボールねじ機構を収容する第１のハウジング１５と、第１のハウジング１５の一側に同軸的に連結された筒形の第２のハウジング１６とを組み合わせてなる。第２のハウジング１６は、トーションバー１９にて連結された入出力軸と、及び上記油室１３，１４への送給油圧を制御するコントロールバルブ１７を収容している。
【００１７】
図３に示す如くボールねじ軸３は、第２のハウジング１６の連設側端部に嵌着された転がり軸受１８により支持されている。ボールねじ軸３の端部には、第２のハウジング１６の他側から挿入された中空の入力軸９の先端部が適長嵌入され、これらは、入力軸９の中空部に内挿されたトーションバー１９を介して同軸的に連結されている。コントロールバルブ１７は、第２のハウジング１６の内部に支承されてボールねじ軸３の端部に連結された筒形のバルブボディ２０の内側に、入力軸９の外周に一体的に形成されたバルブスプール２１を遊嵌して構成される。
【００１８】
第２のハウジング１６の外側に突出する入力軸９の他端は、前述の如く舵輪に連結されており、舵輪操作がなされた場合、入力軸９に加わる操舵トルクに応じてトーションバー１９に捩じれが生じ、これに伴って、ボールねじ軸３及びバルブボディ２０と、入力軸９及びバルブスプール２１との間に相対角変位が生じる。
【００１９】
コントロールバルブ１７は、この相対角変位を利用して油圧の給排動作をなす公知のものであり、具体的には、油圧源Ｐからポンプポート２２を介して送給される圧油を、ピストン１１両側の油室１３，１４の一方に、上記相対角変位に応じて、すなわち、舵輪に加わる操舵トルクに応じて選択的に振り分け、これに伴って、他方の油室１３又は１４から還流する油をタンクポート２３を経て油タンクＴに排出する動作をなす。
【００２０】
第２の油室１４はピストン１１を挟んでコントロールバルブ１７の反対側に配置されているため、図１および図２に示す、上記コントロールバルブ１７と第２の油室１４とを連通する油路２４は、パス孔と呼ばれている。この油路２４は、第１のハウジング１５に形成される第１の油路２５と、第２のハウジング１６に形成されて第１の油路２５をコントロールバルブ１７に連通させる第２の油路２６とを含んでいる。図において、第１の油路２５は右肩上がりであり、第２の油路２６は左肩上がりである。第１の油路２５は、コントロールバルブ１７側（すなわち第２の油路２６側）に開口する第１のポート２７と、第２の油室１４の最上位に開口する第２のポート２８とを含んでおり、図１に示す車両搭載姿勢において、第１のポート２７は第２のポート２８よりも上位に配置されている。
【００２１】
図２において３７は第１および第２の油路２５，２６同士の接続部分を密封するＯリングであり、第１のハウジング１５に形成される環状溝３８に収容される。３９は第１の油路２５の第１のポート２７に連通する円錐状の空間であり、第２の油路２６を穴あけ加工する前段階の座ぐりにより形成される。
本実施の形態では、動力舵取装置１を実車に搭載した状態で、例えば一方の油室１３又は１４から油を充填していく際に、ピストン１１を挟んでコントロールバルブ１７の反対側に位置する第２の油室１４にエアが残留することを防止することができる。すなわち、例えば第２の油室１４から油を充填していくときに、第２の油室１４内にあるエアが、第２の油室１４の最上位に開口する第１の油路２５の第２のポート２８からこれより上位にある第１のポート２７を通じてコントロールバルブ１７側へ逃がされ、さらに、装置内の油の循環に伴ってコントロールバルブ１７から油タンクＴ内の上部のエア溜まりに逃がされる。これにより、確実なエア抜きが達成でき、残留エアに起因する操舵の応答遅れの発生を防止することができる。
【００２２】
特に、油路２４を構成する第１及び第２の油路２５，２６はギヤハウジング２を構成する第１及び第２のハウジング１５，１６の内部に一体に設けられるので、従来よりあるいわゆるパス孔のレイアウトを小変更するだけで、エア抜き性を向上することができる。
なお、油路２４において最上位に位置する空間３９は円錐状をしていてエアが残留し難いうえに、空間３９の容積も僅かであるので、仮にこの部分にエアが残ったとしても、性能上ほとんど影響がない。また、Ｏリング３７が収容される環状溝３８はＯリング３７が塞ぐので、エアは残らない。ただし万全を期するために空間３９の残留エアを逃がすためのブリーザプラグを設けることは可能である。
【００２３】
次いで、図４は本発明の実施の形態ではなく、参考例を示している。図４を参照して、本参考例が図１〜図３の実施の形態と異なるは、コントロールバルブ１７と第２の油圧１４とを連通する油路２９を、ギヤハウジング２と別体に設けた外部配管３０により構成した点である。配管３０の上端３１は、第２のハウジング１６の上部の接続口３２に接続され、配管３０の下端３３は第１のハウジング１５の下部の接続口３４に接続されている。本参考例においても、動力舵取装置１の車両搭載姿勢において、油路２９がコントロールバルブ１７側に連通する第１のポート３５が、第２の油室１４側に連通する第２のポート３７よりも高位に配置されるので、確実なエア抜きが達成でき、残留エアに起因する操舵の応答遅れの発生を防止することができる。
【００２４】
また、実車への搭載状態に応じて、最もエア抜きしやすい位置に外部配管をレイアウトすることが可能である。また、手間のかかるパス孔を加工することが不要となり、その分、製造コストを安くすることができる。
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更を施すことができる。
【００２５】
【発明の効果】
請求項１記載の発明では、実車に搭載した状態で、第２の油室内にあるエアが、第２の油室の最上位に開口する第２のポートからこれより上位にある第１のポートを通じてコントロールバルブ側へ逃がされ、さらに、装置内の油の循環に伴ってコントロールバルブから油タンク内の上部のエア溜まりに逃がされる。これにより、確実なエア抜きが達成でき、残留エアに起因する操舵の応答遅れの発生を防止することができる。
【００２６】
請求項２記載の発明では、従来よりあるいわゆるパス孔のレイアウトを小変更するだけで、エア抜き性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のボールねじ式の動力舵取装置の一部破断側面図である。
【図２】図１の要部の拡大図である。
【図３】図１のIII −III 線に沿う断面図である。
【図４】  参考例の動力舵取り装置の断面図である。
【符号の説明】
１    動力舵取装置
２    ギアハウジング
３    ボールねじ軸（出力軸）
５    ボールナット
７    ラック歯
８    セクタ歯
９    入力軸
１０  パワーシリンダ
１１  ピストン
１３  第１の油室
１４  第２の油室
１７  コントロールバルブ
１９  トーションバー
２０  バルブボディ
２１  バルブスプール
２４  油路
２５  第１の油路
２６  第２の油路
２７  第１のポート
２８  第２のポート
２９  油路
３０  配管
３５  第１のポート
３６  第２のポート
Ｐ    油圧源
Ｔ    油タンク
【図１】
0003819617.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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