JP2850148B2 - 動力舵取装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は動力舵取装置に係り、特に反力機構を備えた
動力舵取装置に関するものである。

〔従来の技術〕

動力舵取装置は、舵取ハンドルに加えられた入力に応
じてコントロールバルブを切換え、パワーシリンダの一
方の室内に圧油を導入することにより操向車輪に補助動
力を付与するようになっている。この動力舵取装置に
は、高速走行中にハンドルが軽くなりすぎて運転者に不
安感を与えることがないように、反力室に油圧を作用さ
せて操舵反力を発生させる反力機構が設けられている。

従来の反力機構として、例えば、操向車輪に連動する
出力軸に半径方向の穴を形成し、この穴内に反力プラン
ジャを摺動可能に嵌合させるとともに、舵取ハンドルに
連動する入力軸の外面にＶ字状の溝を形成し、上記反力
プランジャに油圧を作用させて入力軸のＶ溝に圧接させ
るようにしたものが知られている（特開昭61−94871
号）。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のように動力舵取装置に反力機構を設けると、反
力プランジャが嵌合する油圧反力室の長さ、および油圧
反力室の両側に装着されたシール部材の長さ分だけ軸方
向に大型化してしまうという問題点があった。

本発明は上記問題点を除くためになされもたので、反
力機構を備えた動力舵取装置の軸方向の小型化・軽量化
を計ることを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る動力舵取装置は、舵取ハンドルによって
回転される入力軸と、この入力軸と同一軸線上に配置さ
れ、相対回転可能な出力軸と、これら両軸にそれぞれ一
体回転可能に設けられた弁部材から成るコントロールバ
ルブと、上記出力軸に形成した油圧反力室内に反力プラ
ンジャを半径方向に摺動可能に嵌合し、ハウジングに形
成した通路を介して反力室内に導入した油圧を反力プラ
ンジャに作用させて入力軸に設けた係合部に圧接させる
ようにした反力機構とを備えており、特に上記油圧反力
室の周囲に円筒部材を嵌合させ、この円筒部材に油圧反
力室と上記ハウジングの通路とを連通する小孔を形成す
るとともに、円筒部材外面の小孔の両側に、油圧反力室
の直径よりも狭い間隔でシール部材を装着したものであ
る。

〔作用〕

本発明に係る動力舵取装置では、油圧反力室の外側に
円筒部材を配設し、円筒部材の小孔の両側にシール部材
を装着したので、油圧反力室の直径よりも狭い間隔にシ
ール部材を配置することができ、その全長を短縮するこ
とができる。

〔実施例〕

以下、図示実施例により本発明を説明する。第１図は
本発明の一実施例に係るインテグラル型動力舵取装置の
縦断面図であり、ギアハウジング（２）内のシリンダ部
（４）内には、ピストン（６）が摺動自在に嵌合され、
このピストン（６）によってシリンダ（４）内は２つの
圧力室（８），（10）に区画されている。ピストン
（６）の側面（第１図における下面）にはラック（12）
が形成されており、このラック（12）に、図示しない操
向車輪に連動するセクタギア（14）が噛合わされ、ピス
トン（６）の往復動に伴なって正逆回動するようになっ
ている。

上記ピストン（６）の軸心部の孔（16）にはボールね
じ溝（18）が螺設され、溝（18）内の多数のボール（1
9）を介してウォーム軸（出力軸）（20）が螺合されて
いる。ギアハウジング（２）の一端には、バルブハウジ
ング（22）の円筒部（22a）が嵌合され、ボルト（24）
によって固定されている。このバルブハウジング（22）
内には上記ウォーム軸（20）と軸線を一致させたスタブ
軸（入力軸）（26）が配設されている。ウォーム軸（2
0）のスタブ軸（26）側端部には、大径の筒部（20a）が
形成され、この筒部（20a）内に、スタブ軸（26）の先
端部がベアリング（28）を介して嵌合している。これら
両軸（20），（26）は、それらの軸心の孔内に挿通され
たトーションバー（30）によって連結されている。ま
た、ウォーム軸（20）の内面とスタブ軸（26）の外面に
は、両軸（20），（26）の所定量の相対回転を許容する
とともに、それ以上の回転は規制するようにフェイルセ
ーフ（32）が形成されている。なお、スタブ軸（26）は
図示しない舵取ハンドルに連結されて回転される。

スタブ軸（26）の中央部外周面には直接弁ロータ（内
側弁部材）（34）が形成され、その外周に弁スリーブ
（外側弁部材）（36）が嵌合されている。この弁スリー
ブ（36）は、ピン（38）を介してウォーム軸（20）に連
結され一体的に回転するようになっており、これら弁ロ
ータ（34）および弁スリーブ（36）によってロータリタ
イプのコントロールバルブ（40）が構成されている。

コントロールバルブ（40）は、バルブハウジング（2
2）に形成された供給口（42）を介してオイルポンプ
に、そして還流口（44）を介してタンクに連通してお
り、舵取ハンドルの操作によってこのコントロールバル
ブ（40）が切換作動されると、オイルポンプから吐出さ
れた圧油は、圧力室（８），（10）の一方に供給される
とともに、他方の圧力室がタンクに連通されて両室間に
圧力差が生じ、この圧力差でピストン（６）を作動させ
て操舵方向に補助力を付与するようになっている。

ウォーム軸（20）の大径筒部（20a）のスタブ軸（2
6）側端部は、弁スリーブ（36）の外周に嵌合するとと
もに、ウォーム軸（20）およびスタブ軸（26）の両者を
バルブハウジング（22）に対して回転自在に支持するボ
ールベアリング（46）のインナーレース（46a）を構成
している。このボールベアリング（46）のアウターレー
ス（46b）は、ウォーム軸（20）の筒部（20a）外周面と
バルブハウジング（22）の円筒部（22a）との間に挿入
されねじ部（48）により固定されたアジャスティングプ
ラグ（50）によってバルブハウジング（22）の底部に保
持されている。

ウォーム軸（20）とスタブ軸（26）とが嵌合している
部分のシリンダ寄りには反力機構（51）が設けられてお
り、この反力機構（51）について第１図および第２図に
より詳細に説明する。ウォーム軸（20）の大径筒部（20
a）に円周方向等間隔で複数個（本実施例では４個）の
半径方向に貫通する円孔（52）が形成されている。これ
ら各円孔（52）内にはそれぞれ反力プランジャ（54）が
摺動可能に密嵌している。反力プランジャ（54）の内部
側の端面には円弧状の凹部が形成され、この凹部内にボ
ール（56）が保持されている。一方、スタブ軸（26）の
外周には、環状の大径部（26a）が設けられ、この大径
部（26a）に円周方向等間隔で４個所のＶ字状の溝（5
7）が形成されている。そして、各円孔（52）内に嵌合
している反力プランジャ（54）の外周側の室（油圧反力
室）（55）内に油圧が導入されると、反力プランジャ
（54）が内周側に押圧されボール（56）がＶ字状の溝
（57）に圧接される。また、アジャスティングプラグ
（50）の内周面とウォーム軸（20）の大径筒部（20a）
の外周面との間には、薄い円筒部材（49）が介在されて
いる。この円筒部材（49）の両端（49a）な肉厚になっ
ており、これら肉厚部（49a）の中間の凹部（49b）が上
記油圧反力室（55）に向かい合っている。

上記アジャスティングプラグ（50）の、反力機構（5
1）の周囲に位置する部分の内面には環状溝（50a）が形
成され、この環状溝（50a）の両側にＯリング等のシー
ル部材（58）が装着されて上記円筒部材（49）の外面に
接している。これら２つのＯリング（58）は油圧反力室
（55）の直径よりも狭い間隔で配置されている。円筒部
材（49）の外周面は、アジャスティングプラグ（50）の
内面に対して僅かな間隙を有しており、この間に装着さ
れたＯリング（58）によって液密が保持される。そし
て、円筒部材（49）とウォーム軸（20）との間は、ウォ
ーム軸（20）の回転時に円筒部材（49）の厚肉部（49
a）内周面がウォーム軸（20）外周面に摺接することに
よりメタルシールされる。また、アジャスティングプラ
グ（50）の外周面とバルブハウジング（22）の内周面と
の間には、環状の空間（60）が形成され、この空間（6
0）のシリンダ（４）寄りにＯリング（62）が装着され
ている。さらに、バルブハウジング（22）の円筒部（22
a）の外周面には環状溝（22b）が形成され、この環状溝
（22b）の両側にＯリング（64）が装着されている。

また、この環状溝（22b）には、ギアハウジング
（２）に形成された導入口（図示せず）を介して油圧源
からの圧油が導入されるようになっている。そして、バ
ルブハウジング（22）には、バルブハウジング（22）の
外周側環状溝（22b）と、内周側の環状空間（60）とを
連通する通路穴（22c）が、アジャスティングプラグ（5
0）には、上記環状空間（60）とアジャスティングプラ
グ（50）内周側の環状溝（50a）とを連通する通路穴（5
0b）が、さらに、円筒部材（49）には、上記環状溝（50
a）と油圧反力室（55）とを連通する小孔（49c）が設け
られている。従ってバルブハウジング（22）の環状溝
（22b）に導入された圧油は、通路穴（22c）、環状空間
（60）、通路穴（50b）、環状溝（50a）および小孔（49
c）を介して反力プランジャ（54）の背面側の油圧反力
室（55）に導入され、この反力プランジャ（54）に保持
されたボール（56）をスタブ軸（26）のＶ溝（57）に圧
接させる。なお、上記油圧源は、パワーステアリング装
置と共通のポンプでも良く、または別個の車速に応じて
吐出量の増減するサブポンプ等を用いても良い。

次に、上記構成に係る動力舵取装置の作動について説
明す。舵取ハンドルの操作によってスタブ軸（26）が回
転すると、このスタブ軸（26）とウォーム軸（20）との
間に相対回転変位を生じ、これに伴い、スタブ軸（26）
に形成された弁ロータ（34）とウォーム軸（20）に連結
された弁スリーブ（36）との間にも相対回転変位が生じ
てコントロールバルブ（40）内の流路が切換えられ、シ
リンダ（４）内の２つの圧力室（８），（10）の一方が
オイルポンプに、他方がタンクに連通してピストン
（６）が移動することにより、ラック（12）およびセク
タギア（14）を介して操向車輪の方向を変えるととも
に、ウォーム軸（20）にスタブ軸（26）と同方向の回転
運動を与える。このウォーム軸（20）の回転は、円筒部
材（49）の肉厚部（49a）内周面によって摺接支持され
る。

ウォーム軸（20）の大径筒部（20a）とアジャスティ
ングプラグ（50）の間に円筒部材（49）を配置しない場
合には、両Ｏリング（58）内の間隔を油圧反力室（55）
の直径よりも大きい間隔に離して配置しなければならな
いが、上記実施例では、アジャスティングプラグ（50）
の環状溝（50a）の幅を狭くして、２つのＯリング（5
8）を近接配置することができ、動力舵取装置の全長を
短かくして軽量化を図ることができる。また、従来は、
ポンプからの吐出油圧の脈動により油圧反力室（55）内
の圧力が上下するため操舵力が変化してフィーリングに
悪影響を与える場合があったが、円筒部材（48）の小孔
（49c）を脈動防止用オリフィスとして機能させること
により操舵フィーリングを向上させることができる。し
かも、油圧反力室（55）から反力プランジャ（54）が抜
け出すことを防止することもできる。また、回転するウ
ォーム軸（20）が固定されたアジャスティングプラグ
（50）のＯリング（58）に直接当たらないためフリクシ
ョンが低下するという効果も得られる。

なお、円筒部材（49）の形状は上記のものち限定され
るものではなく、内面に肉厚部（49a）のない単純な円
筒形等であっても良い。また、上記実施例では、円筒部
材（49）の小孔（49a）によって油圧反力室アジャステ
ィングプラグ（50）に形成した通路穴（50b）および環
状溝（50a）とを連通したが、アジャスティングプラグ
（50）に限らず、ハウジング側の固定部材の通路と油圧
反力室（55）とを連通するものであれば良い。

上記実施例では、反力機構（51）の構成として油圧反
力室（55）を放射方向に設けたが、異なる構成の反力機
構にも適用することができる。例えば、スタブ軸の外周
の対称位置に２つの突起を形成し、ウォーム軸には、こ
れら２つの突起の両側面に対して直交する方向から孔を
形成し、これら各孔内にそれぞれ反力プランジャを摺動
自在に密嵌した構成の場合にも、円筒部材を設けること
により上記実施例と同様の効果を得ることができる。

〔発明の効果〕 以上述べたように本発明によれば、油圧反力室をシー
ルする２つのシール部材の間隔を近づけて配置すること
ができるので、動力舵取装置の全長を短縮し、小型化・
軽量化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る動力舵取装置の縦断面
図、第２図は反力機構の横断面図、第３図は第１図の要
部の拡大図である。 （20）……出力軸（ウォーム軸）、 （26）……入力軸（スタブ軸）、 （34），（36）……弁部材、 （40）……コントロールバルブ、 （49）……円筒部材、 （49）……円筒部材の小孔、 （51）……反力機構、 （54）……反力プランジャ、 （55）……油圧反力室、 （58）……シール部材。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】舵取ハンドルによって回転される入力軸
   と、この入力軸と同一軸線上に配置され、相対回転可能
   な出力軸と、これら両軸にそれぞれ一体回転可能に設け
   られた弁部材から成るコントロールバルブと、上記出力
   軸に形成した油圧反力室内に反力プランジャを半径方向
   に摺動可能に嵌合し、ハウジングに形成した通路を介し
   て反力室内に導入した油圧を反力プランジャに作用させ
   て入力軸に設けた係合部に圧接させるようにした反力機
   構とを備えた動力舵取装置において、上記油圧反力室の
   周囲に円筒部材を嵌合させ、この円筒部材に油圧反力室
   と上記ハウジングの通路とを連通する小孔を形成すると
   ともに、円筒部材外面の小孔の両側に、油圧反力室の直
   径よりも狭い間隔でシール部材を装着したことを特徴と
   する動力舵取装置。