JP2009120027A - 油圧パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 油圧パワーステアリング装置において、シリンダチューブの油温の上昇による樹脂ブッシュの油膜切れを回避すること。
【解決手段】 パワーシリンダ１３のシリンダチューブ１４が形成する油室にラック軸１５を嵌挿し、シリンダチューブ１４の端部に設けられてラック軸１５を支持する軸受部に、メタルブッシュ３３と、該メタルブッシュ３３に隣接して該メタルブッシュ３３より小さい内径を有する樹脂ブッシュ３４を嵌着してなる油圧パワーステアリング装置１０において、前記シリンダチューブ１４の端部にラック軸１５の外周に臨むグリース溜り３５を設けたもの。
【選択図】 図２

Description

本発明は油圧パワーステアリング装置に関する。

電動パワーステアリング装置においては、特許文献１に記載の如く、ラック軸をギヤボックス内の軸受部に嵌着されたメタルブッシュと、該メタルブッシュに隣接して配置されて該メタルブッシュより小さい（締め代をもつ）内径を有する樹脂ブッシュにより支持するものがある。これによれば、ラック軸とメタルブッシュとの間のクリアランスに起因するラック軸のガタ（微振動）は、樹脂ブッシュにより吸収されるので、異音が発生することがない。また、ラック軸の大荷重は、メタルブッシュで受けることができるので、ラック軸の作動に支障を生じない。更に、ラック軸のガタをなくすために、メタルブッシュやラック軸の精度を特別に向上させる必要がなくなり、これらの精度を適正なものにすることができる。
特開2000-72005

油圧パワーステアリング装置において、パワーシリンダのシリンダチューブが形成する油室にラック軸を嵌挿し、シリンダチューブの端部に設けられるラック軸の軸受部に、特許文献１に記載の電動パワーステアリング装置のための軸受構造を適用しようとすると、シリンダチューブの油室において上昇した油温がラック軸を介して樹脂ブッシュに伝わり、ひいては樹脂ブッシュの油膜切れを生ずることが懸念される。この油膜切れは、樹脂ブッシュの磨耗と摺動音の発生を招く。

本発明の課題は、油圧パワーステアリング装置において、シリンダチューブの端部に設けられるラック軸の軸受部に締め代をもつ樹脂ブッシュを嵌着するに際し、シリンダチューブの油温の上昇による樹脂ブッシュの油膜切れを回避することにある。

請求項１の発明は、パワーシリンダのシリンダチューブが形成する油室にラック軸を嵌挿し、シリンダチューブの端部に設けられてラック軸を支持する軸受部に、メタルブッシュと、該メタルブッシュに隣接して該メタルブッシュより小さい内径を有する樹脂ブッシュを嵌着してなる油圧パワーステアリング装置において、前記シリンダチューブの端部にラック軸の外周に臨むグリース溜りを設けたものである。

請求項２の発明は、請求項１の発明において更に、前記グリース溜りがシリンダチューブの端部の軸方向で、メタルブッシュと樹脂ブッシュよりも油室の側に配置されてなるようにしたものである。

請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において更に、前記軸受部とグリース溜りがシリンダチューブに結合されて該シリンダチューブの端部を構成するシリンダエンドに設けられるようにしたものである。

（請求項１）
(a)油圧パワーステアリング装置において、シリンダチューブの端部に設けられるラック軸の軸受部に締め代をもつ樹脂ブッシュを嵌着した状態下で、グリース溜りのグリースがラック軸の外周を介して常に樹脂ブッシュに供給されて樹脂ブッシュの潤滑性を保証する。これにより、シリンダチューブ内の油室において上昇した油温がラック軸を介して樹脂ブッシュに伝わっても、樹脂ブッシュの油膜切れを生ずることがない。

（請求項２）
(b)グリース溜りがシリンダチューブの端部の軸方向で、メタルブッシュと樹脂ブッシュよりも油室の側に配置される。従って、シリンダチューブの端部とラック軸の端部とに掛け渡されてラック軸をカバーするゴムブーツ内の空気を給排して該ゴムブーツの伸縮を許容するため、中空ラック軸の端部寄りに穿設してある空気孔が該ラック軸のゴムブーツを最収縮させるストローク端でメタルブッシュと樹脂ブッシュに近づいても、グリース溜りは空気孔との間にそれらのメタルブッシュと樹脂ブッシュを挟む油室の側にあって、該グリース溜りのグリースが空気孔を塞ぐことがない。

（請求項３）
(c)ラック軸の軸受部とグリース溜りがシリンダチューブに結合されて該シリンダチューブの端部を構成するシリンダエンドに設けられる。従って、軸受部へのメタルブッシュと樹脂ブッシュの組付性、グリース溜りへのグリースの充填性を向上できる。

図１は油圧パワーステアリング装置を示す全体図、図２は図１の要部拡大図、図３はラック軸とシリンダエンドを示す模式図、図４はラック軸の軸受構造を示す模式図である。

図１の油圧パワーステアリング装置１０は、ギヤボックス１１を有する。ギヤボックス１１は、ギヤハウジング１２と、パワーシリンダ１３のシリンダチューブ１４とからなる。シリンダチューブ１４の一端はギヤハウジング１２の円筒状取付部１２Ａの外周に圧入して固定される。

油圧パワーステアリング装置１０は、ギヤボックス１１のギヤハウジング１２、シリンダチューブ１４が形成する油室１７Ａ、１７Ｂに中空ラック軸１５を摺動可能に嵌挿し、このラック軸１５上に、シリンダチューブ１４に摺動可能に嵌合するピストン１６を固定する。パワーシリンダ１３は、シリンダチューブ１４の油室１７Ａ、１７Ｂをピストン１６によって第１室１７Ａと第２室１７Ｂに区画している。第１室１７Ａはシリンダチューブ１４の一端側に装填されてラック軸１５の外周と摺接するオイルシール１８Ａにより封止され、第２室１７Ｂはシリンダチューブ１４の他端側に装填されてラック軸１５の外周と摺接するオイルシール１８Ｂにより封止される。

油圧パワーステアリング装置１０は、ギヤハウジング１２に、コントロールバルブ２０のバルブボディ２１を固定してある。コントロールバルブ２０は、ステアリングホイールに連動して回転する入力軸２２をバルブボディ２１に枢支し、入力軸２２に一体の円形ロータ（不図示）と、入力軸２２に固定されるトーションバー２２Ａの先端部にピニオン（不図示）とともに固定される円形スリーブ（不図示）とを、ステアリングホイールに加えた操舵トルクに応ずるトーションバー２２Ａの弾性ねじり変形によって相対変位可能に同軸配置し、パワーシリンダ１３の第１室１７Ａと第２室１７Ｂにそれぞれ接続されている第１と第２の給排流路１９Ａ、１９Ｂにポンプ側供給流路とタンク側戻り流路をステアリング操作に応じて切換接続する。尚、スリーブ（不図示）に固定されるピニオン（不図示）は、ラック軸１５のラック歯に噛み合いされる。

油圧パワーステアリング装置１０は、図２に示す如く、パワーシリンダ１３のシリンダチューブ１４を薄肉の鋼管からなるものにし、シリンダチューブ１４の他端内周のねじ部に鉄製シリンダエンド３０を螺着して固定する。シリンダエンド３０の軸方向の中間部に設けた肩面３１がシリンダチューブ１４の端面に衝合する。ラック軸１５の一端はギヤハウジング１２の内部においてピニオン軸との噛合い部の背面側に設けたラックガイド（不図示）により支持され、ラック軸１５の他端はシリンダエンド３０の内周の軸受部３２に嵌着してあるメタルブッシュ３３と樹脂ブッシュ３４により支持される。樹脂ブッシュ３４はメタルブッシュ３３の反油室１７Ｂ側に隣接して配置され、メタルブッシュ３３より小さい内径を有し、ラック軸１５を締まり嵌め支持する。シリンダチューブ１４内で、シリンダチューブ１４の一端側に装填されて第１室１７Ａを封止するオイルシール１８Ａはギヤハウジング１２の円筒状取付部１２Ａの端面との間に設けられるバックアップリング１２Ｂによりバックアップされ、シリンダチューブ１４の他端側に装填されて第２室１７Ｂを封止するオイルシール１８Ｂはシリンダエンド３０の端面によりバックアップされる。

油圧パワーステアリング装置１０は、ラック軸１５の両端部をギヤボックス１１の左右に突出し、それらの端部内周に左右のラックエンド４０のおねじ部を螺着して固定し、ラックエンド４０の継手を介して左右のタイロッド４１を連結し、タイロッド４１に車輪を連結し、左右の車輪を操舵可能にする。ギヤボックス１１の一端側では、ゴムブーツ４２Ａの両端部のそれぞれがギヤハウジング１２の端部と一方のタイロッド４１（ラック軸１５の端部）のそれぞれに締結されて掛け渡され、ギヤボックス１１から突出するラック軸１５の一端部をカバーする。ギヤボックス１１の他端側では、ゴムブーツ４２Ｂの両端部のそれぞれがシリンダエンド３０の端部と他方のタイロッド４１（ラック軸１５の端部）のそれぞれに締結されて掛け渡され、ギヤボックス１１から突出するラック軸１５の他端部をカバーする。ギヤボックス１１から突出するラック軸１５の両端部寄りのそれぞれには、ラック軸１５の中空部の内外に貫通する空気孔１５Ａが穿設される。これにより、ラック軸１５が左右にストロークし、一方のゴムブーツ４２Ａと他方のゴムブーツ４２Ｂを互いに伸縮させるとき、ゴムブーツ４２Ａ内の空気とゴムブーツ４２Ｂ内の空気をラック軸１５の空気孔１５Ａ、中空部を介して互いに自由に流通させ、それらゴムブーツ４２Ａ、４２Ｂの伸縮を許容する。

油圧パワーステアリング装置１０は、ステアリング操作に連動するコントロールバルブの前述の作動により、パワーシリンダ１３の第１室１７Ａと第２室１７Ｂへの圧油の給排が制御され、ひいてはラック軸１５の左右のタイロッド４１を駆動し、運転者によるステアリングホイールの操舵力をアシストする。

このとき、油圧パワーステアリング装置１０にあっては、前述の如く、シリンダエンド３０に設けてあるラック軸１５のための軸受部３２が、メタルブッシュ３３と、メタルブッシュ３３の反油室１７Ｂ側に隣接して配置され、メタルブッシュ３３より小さい内径を有する樹脂ブッシュ３４を嵌着して構成されている。これにより、ラック軸１５とメタルブッシュ３３との間のクリアランスに起因するラック軸１５のガタ（微振動）は、樹脂ブッシュ３４により吸収されるので、異音が発生することがない。また、ラック軸１５の大荷重は、メタルブッシュ３３で受けることができるので、ラック軸１５の作動に支障を生じない。更に、ラック軸１５のガタをなくすために、メタルブッシュ３３やラック軸１５の精度を特別に向上させる必要がなくなり、これらの精度を適正なものにすることができる。

しかるに、油圧パワーステアリング装置１０にあっては、シリンダチューブ１４の油温の上昇による樹脂ブッシュ３４の油膜切れを回避するため、図２、図３、図４に示す如く、シリンダエンド３０の内周に、ラック軸１５の外周に臨むグリース溜り３５を設け、このグリース溜り３５にグリースＧを充填してある（図４）。

グリース溜り３５は、図４（Ａ）に示す如く、シリンダエンド３０の軸方向で、メタルブッシュ３３と樹脂ブッシュ３４よりも油室１７Ｂ（オイルシール１８Ｂ）の側に配置される。グリース溜り３５は、シリンダエンド３０の軸方向で、メタルブッシュ３３と樹脂ブッシュ３４よりも油室１７Ｂ（オイルシール１８Ｂ）に近い側の中間部の内周に設けた環状溝により形成される。

本実施例では、シリンダエンド３０の軸方向に油室１７Ｂの側から順にグリース溜り３５、メタルブッシュ３３、樹脂ブッシュ３４を配置し、グリース溜り３５とメタルブッシュ３３を隙間なく隣接させた。但し、シリンダエンド３０の軸方向に油室１７Ｂの側から順にグリース溜り３５、樹脂ブッシュ３４、メタルブッシュ３３を配置しても良く、その場合にグリース溜り３５と樹脂ブッシュ３４を隙間なく隣接させても良い。

従って、油圧パワーステアリング装置１０は、図３に示す如く、メタルブッシュ３３と樹脂ブッシュ３４を組付けたシリンダエンド３０のグリース溜り３５にグリースＧを充填し、ラック軸１５をシリンダエンド３０の内周に挿入し、このシリンダエンド３０をシリンダチューブ１４に螺着して固定するものとされる。

尚、シリンダエンド３０の油室１７Ｂ寄りの端面にオイルシール１８Ｂのためのバックアップリング３０Ａを設けるとき、グリース溜り３５は、図４（Ｂ）に示す如く、シリンダエンド３０の油室１７Ｂ寄りの端面に開口する内周の開口端に設けた環状孔（メタルブッシュ３３と樹脂ブッシュ３４よりも油室１７Ｂ（オイルシール１８Ｂ）の側に配置される）により形成されても良い。図４（Ｂ）では、シリンダエンド３０の軸方向に油室１７Ｂの側から順にグリース溜り３５、メタルブッシュ３３、樹脂ブッシュ３４を配置し、グリース溜り３５とメタルブッシュ３３を隙間なく隣接させた。但し、シリンダエンド３０の軸方向に油室１７Ｂの側から順にグリース溜り３５、樹脂ブッシュ３４、メタルブッシュ３３を配置しても良く、その場合にグリース溜り３５と樹脂ブッシュ３４を隙間なく隣接させても良い。

また、グリース溜り３５は、図４（Ｃ）に示す如く、シリンダエンド３０の軸方向でメタルブッシュ３３と樹脂ブッシュ３４に挟まれる中間部の内周に設けた環状溝により形成されても良い。図４（Ｃ）では、シリンダエンド３０の軸方向に油室１７Ｂの側から順にメタルブッシュ３３、グリース溜り３５、樹脂ブッシュ３４を配置したが、シリンダエンド３０の軸方向に油室１７Ｂの側から順に樹脂ブッシュ３４、グリース溜り３５、メタルブッシュ３３を配置しても良い。

本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)油圧パワーステアリング装置１０において、シリンダチューブ１４の端部に設けられるラック軸１５の軸受部３２に締め代をもつ樹脂ブッシュ３４を嵌着した状態化で、グリース溜り３５のグリースＧがラック軸１５の外周を介して常に樹脂ブッシュ３４に供給されて樹脂ブッシュ３４の潤滑性を保証する。これにより、シリンダチューブ１４内の油室１７Ａ、１７Ｂにおいて上昇した油温がラック軸１５を介して樹脂ブッシュ３４に伝わっても、樹脂ブッシュ３４の油膜切れを生ずることがない。

(b)グリース溜り３５がシリンダチューブ１４の端部の軸方向で、メタルブッシュ３３と樹脂ブッシュ３４よりも油室１７Ｂの側に配置される。従って、シリンダチューブ１４の端部とラック軸１５の端部とに掛け渡されてラック軸１５をカバーするゴムブーツ４２Ａ、４２Ｂ内の空気を給排して該ゴムブーツ４２Ａ、４２Ｂの伸縮を許容するため、中空ラック軸１５の端部寄りに穿設してある空気孔１５Ａが該ラック軸１５のゴムブーツ４２Ａ、４２Ｂを最収縮させるストローク端でメタルブッシュ３３と樹脂ブッシュ３４に近づいても、グリース溜り３５は空気孔１５Ａとの間にそれらのメタルブッシュ３３と樹脂ブッシュ３４を挟む油室１７Ｂの側にあって、該グリース溜り３５のグリースＧが空気孔１５Ａを塞ぐことがない。

(c)ラック軸１５の軸受部３２とグリース溜り３５がシリンダチューブ１４に結合されて該シリンダチューブ１４の端部を構成するシリンダエンド３０に設けられる。従って、軸受部３２へのメタルブッシュ３３と樹脂ブッシュ３４の組付性、グリース溜り３５へのグリースＧの充填性を向上できる。

以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。例えば、本発明のラック軸の軸受部とグリース溜りは、シリンダチューブの端部そのものに設けられても良い。

図１は油圧パワーステアリング装置を示す全体図である。 図２は図１の要部拡大図である。 図３はラック軸とシリンダエンドを示す模式図である。 図４はラック軸の軸受構造を示す模式図である。

符号の説明

１０ 油圧パワーステアリング装置
１３ パワーシリンダ
１４ シリンダチューブ
１５ ラック軸
１７Ａ、１７Ｂ 油室
３０ シリンダエンド
３２ 軸受部
３３ メタルブッシュ
３４ 樹脂ブッシュ
３５ グリース溜り

Claims (3)

1. パワーシリンダのシリンダチューブが形成する油室にラック軸を嵌挿し、シリンダチューブの端部に設けられてラック軸を支持する軸受部に、メタルブッシュと、該メタルブッシュに隣接して該メタルブッシュより小さい内径を有する樹脂ブッシュを嵌着してなる油圧パワーステアリング装置において、
   前記シリンダチューブの端部にラック軸の外周に臨むグリース溜りを設けたことを特徴とする油圧パワーステアリング装置。
2. 前記グリース溜りがシリンダチューブの端部の軸方向で、メタルブッシュと樹脂ブッシュよりも油室の側に配置されてなる請求項１に記載の油圧パワーステアリング装置。
3. 前記軸受部とグリース溜りがシリンダチューブに結合されて該シリンダチューブの端部を構成するシリンダエンドに設けられる請求項１又は２に記載の油圧パワーステアリング装置。

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