JP3945977B2 - ラックピニオン式油圧パワーステアリング装置 - Google Patents
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Description
【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
【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
Claims (2)
- 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。 - 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。
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