JPH01215669A - 油圧式パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、レバー及びアームによる入出力機構を用いた
油圧式パワーステアリング装置に関するものである。

［従来の技術］ ギヤ機構を用いない油圧式パワーステアリング装置の一
つとして、ステアリングシャフトをインプットシャフト
とアウトプットシャフトとに分割し、インプットシャフ
トとアウトプットシャフトとをトーションバーで接続し
て回転に位相差を生じさせ、インプット及びアウトプッ
トシャフト間にコントロールバルブを介設し、更にパワ
ーアシストシリンダ及びピストンと斜板機構とをアウト
プットシャフトの周囲に設けたものが、特公昭４９−２
３１７２号公報にて公知となっている。

［発明が解決しようとする課題］ この油圧式パワーステアリング装置は外観的に簡易型で
あるものの、ステアリングシャフト途中にコントロール
バルブを介設するとともに、その下方のステアリングシ
ャフト周囲にはパワーアシストシリンダ及びピストン、
更には斜板機構をも組み込む複雑な構造となっていた。

そこで本発明の目的は、ステアリングシャフトにコント
ロールバルブ部及びパワーアシストシリンダ部等を組み
込むことなく、簡単な入出力機構を用いながらアクチュ
エータ部のコンパクト化が図れ、簡易型で特に鞍乗型四
輪車に好適するようにした油圧式パワーステアリング装
置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 以上の課題を達成すべく本発明は、ステアリングシャフ
ト２０をアウターシャフト２１とインナーシャフト２２
とシャフトエンド２５から形成し、インナーシャフト２
２にシャフトエンド２５を固着するとともにアウターシ
ャフト２１とシャフトエンド２５とを互いに回転方向へ
所定の隙間Ｃを設けてスプライン嵌合する一方、コント
ロールバルブ部Ｖとパワーアシストシリンダ部Ｓとを一
体構造としたアクチュエータボディ３０を設け、アウタ
ーシャフト２１に固着したレバー７２をコントロールバ
ルブ部Ｖに連結するとともにシャフトエンド２５に固着
したアーム７５にパワーアシストシリンダ部Ｓを連結す
ることで、油圧式パワーステアリング装置を構成したこ
とを特徴とする。

［作用］ ステアリングシャフト２０に操舵荷重が入力されると、
シャフトエンド２５に回転方向へ所定の隙間Ｃを設けて
スプライン嵌合したアウターシャフト２１が先ずその隙
間Ｃ分だけ回転し、アウターシャフト２１に固着したレ
バー７２からコントロールバルブ部Ｖに操舵が入力され
る。この時、シャフトエンド２５に固着したインナーシ
ャフト２２には前記隙間Ｃ分に応じた捩れが生じ、即ち
インナーシャフト２２はアウターシャフト２１の回転に
遅れる位相差を持ったトーションバーとして機能する。

そしてコントロールバルブ部Ｖの作動によりパワーアシ
ストシリンダ部Ｓでの油圧が発生し、このパワーアシス
トシリンダ部Ｓからの力がアーム７５を介してシャフト
エンド２５に伝達され、これにより操舵力が軽減される
。

このようにステアリングシャフト２０にコントロールバ
ルブ部Ｖやパワーアシストシリンダ部Ｓといった複雑な
機構を組み込まないで、トーションバー式の位相差発生
部やレバー７２及びアーム７５といった簡単な構造にて
油圧の制御に必要な入出力機構を簡易に構成できる。

そしてステアリングシャフト２０と別設されるアクチュ
エータボディ３０にコントロールバルブ部Ｖとパワーア
シストシリンダ部Ｓを一体構造にできることから、アク
チエエータ部をコンパクトに構成でき、部品配置構造等
の設計自由度が高まる。

またレバー７２とアーム７５の揺動半径を変えることに
より回転に対するコントロールバルブ部Ｖのスプールバ
ルブ等の移動量を変化させることができるので、トーシ
ョンバーとしても機能するステアリングインナーシャフ
ト２２のバネ定数と併せてパワーアシスト特性を自由に
選択することができ、セツティング自由度も高められる
。

［実施例］ 以下に添付図面を基に実施例を説明する。

本発明を適用した鞍乗型四輪車の外観側面を示す第１図
において、エンジン１を中央に搭載した車体の前後に低
圧タイヤを装着した左右の前輪２及び後輪３が第２図の
ように懸架され、エンジン動力は前輪２及び後輪３に伝
達され、４はフロントフェンダ、５はシート、６はリヤ
フェンダであり、運転者はシート５に跨がって車体前部
を覆うフロントフェンダ４上方に配設したバーハンドル
７を操作する。バーハンドル７はステアリングシャフト
２０の上端に図示の如く固設され、ステアリングシャフ
ト２０下部にアクチュエータボディ３０が連結され、ス
テアリングシャフト２０下端に固設したステアリングア
ーム２９と前輪２を支持するナックルアーム８間にタイ
ロッド９が夫々架設されている。このようにバーハンド
ルフを備える鞍乗型四輪車であってステアリングシャフ
ト２０からタイロッド９への伝達がステアリングアーム
２９であり、大径タイヤあるいはワイドタイヤになる程
に大きな操舵力を要するため、油圧式パワーステアリン
グ装置が装備されている。

第３図及び第４図に示す如く車体フレーム１１前部はメ
インバイブ１１、アンダーバイブ１２）フロントバイブ
１３、フロントクツションバイブ１４、ステアリングア
ンダーホールドバイブ１５から構成され、このフレーム
１１の前部空間内にアクチエエータボディ３０が配置さ
れる。ステアリングシャフト２０は上部をメインバイブ
１１前端にホルダ１８に支持されるとともに下部をステ
アリングアンダーホールドバイブ１５間に架設したブラ
ケット１９に支持され、アクチュエータボディ３０は後
部でステアリングアンダーホールドバイブ１５から延長
した右側のバイブエンド１６上に縦軸１７を介して枢支
されている。

そして油圧式パワーステアリング装置はアクチュエータ
ボディ３０に内蔵されたコントロールバルブ部Ｖ及びパ
ワーアシストシリンダ部Ｓ１オイルのりザーパータンク
Ｔ１オイルポンプＰ等から構成される。リザーバータン
クＴはフロントバイブ１３上部間に固定され、オイルポ
ンプＰはエンジン１のシリンダヘッド１ａに固設されて
カムシャフト１ｂと一体または図示しないジヨイントを
介して駆動され、このオイルポンプＰとリザーバータン
クＴはサクションホースＨ１で接続され、オイルポンプ
Ｐとアクチエエータボディ３０はフィードホースト２接
続され、アクチュエータボディ３゜Ｏとリザーバータン
クＴは戻りホースＨ３で接続される。

ところで、ステアリングシャフト２０は第５図のように
アウターシャフト２１及びインナーシャフト２２とシャ
フトエンド２５から成り、ともにバイブ製のアウターシ
ャフト２１とインナーシャフト２２は上端でバイブコネ
クター２４の割り締めによりバーハンドル７を固設する
ステアリングブリッジ２３に結合される。そしてインナ
ーシャフト２２下端内にシャフトエンド２５上端が挿入
されて溶接結合部２６により固着され、アウタ−シャフ
ト２１下部内周とシャフトエンド２５上部外周とは第６
図（ｂ）の如く互いに回転方向両側へ所定の隙間Ｃ，Ｃ
を設けたスプライン嵌合部２７により結合されている。

このスプライン嵌合部２７の上方及び下方間に軸受２８
が介装され、またシャフトエンド２５下端にステアリン
グアーム２９が固設されている。

そしてアクチュエータボディ３０は第６図（ａ）及び（
ｃ）と第７図以降にも拡大して示す如く構成されている
。アクチュエータボディ３０はバルブボディ３１をシリ
ンダボディ４１上にボルト結合して成り、バルブボディ
３１に設けた前面開口するバルブ穴３２とシリンダボデ
ィ４１に設けた後面開口するシリンダ４２とは上下並列
となっている。

バルブ穴３２内に組み込んだスプールバルブ３３の前方
突出部にスプールロッド３４が縦ビン３５で枢着連結さ
れて、シリンダ４２内にシールを介して組み込んだピス
トン４３のロッド４４前部は前方に突出したシリンダボ
デイ４１前部のロッド穴４５内に臨んでいる。バルブボ
ディ３１とスプールロッド３４間にブーツ３６が設けら
れ、バルブボディ３１の上部内にチエツクバルブ３７が
組み込まれて上面には前記ホースＨ１，）１２を接続す
るジヨイント３８．３９が起設されている。ピストンロ
ッド４４後部はシリンダ４２にロッドガイド４６等でシ
ールされて後方突出部に設けたロッドエンド４７がカラ
ー付ラバーブツシュ４８を介して前記縦軸１７に枢支さ
れており、シリンダボディ４１とロッドエンド４７間に
ブーツ４９が設けられる。

そしてステアリングシャフト２０のアウタ−シャフト２
１下部外周に溶接等で固設したステイア１にスプールバ
ルブ２がボルト結合され、このスプールレバー７２は右
側に突出してその右端にスプールロッド３４前端が縦ビ
ン７３で枢着連結されている。またステアリングシャフ
ト２０下部のシャフトエンド２５中間部外周にはセンタ
ーアーム７５が溶接にて固定され、このセンターアーム
７５も右側に突出してその右端に縦ボルト７６で軸受７
７を介し枢着連結されている。実施例では車両直進時に
おいて、縦ピン７３及び縦ボルト７６は同一軸線に一致
する。

次に作動を説明する。

オイルポンプＰから吐出されたオイルはフィードホース
Ｈ２を通ってアクチュエータボディ３０内のスプールバ
ルブ３３等を通過して戻りホースＨ３からリザーバータ
ンクＴへ戻され、フィルターにより濾過されてからサク
ションホース旧を通ってオイルポンプＰへ循環される。

アクチュエータボディ３０に設けた入り油路５１及び戻
り油路５９間のバイパス油路５８に設置されて戻り油路
５９から入り油路５１への流れのみを許容するチエツク
バルブ３７によりポンプ停止時にアクチュエータボディ
３０内でオイルの循環が行われる。

バーハンドル７を切らない直進時においては、第７図の
矢印のように入り油路５１からバルブ穴３２内に流入し
たオイルが、スプールバルブ３３の中央ランド６１から
バルブ穴３２中夫の左右に設けた前後の油路５５．５２
を介して前後のランド６２．６４に振り分けられ、各油
孔６３，６５からスプール中央油路６６を通って戻り油
路５９よりリザーバータンクＴに戻される。

バーハンドル７を右へ切ると、操舵力に応じてインナー
シャフト２２が捩れ、ステアリングシャフトエンド２５
に第６図（ｂ）の如く隙間Ｃを設けたスプライン嵌合部
２７により結合したアウターシャフト２１が先ずその捩
れ分だけ同図（ａ）の矢印Ｒの如く時計回りに回転し、
このアウターシャフト２１と一体のスプールレバー７２
に枢着したスプールロッド３４が第８図のように後方へ
移動する。シャフトエンド２５と一体のインナーシャフ
ト２２には前記隙間０分に応じた捩れが生じ、即ちイン
ナーシャフト２２はアウターシャフト２１の回転に遅れ
る位相差を持ったトーションバーとして機能する。この
ため、シャフトエンド２５にはインナーシャフト２２の
捩れ分の操舵力が伝わり、このシャフトエンド２５と一
体のセンターアーム７５からアクチュエータボディ３０
へもインナーシャフト捩れ分の操舵力が伝わる。このよ
うにｔ’Ｊ舵の初期に入力側のスプールレバー７２は出
力側のセンターアーム７５とある位相差を持ってステア
リングシャフトセンターを中心として回転する。

そしてステアリングアウターシャフト２１と同インナー
シャフト２２の位相差はスプールレバー７２の揺動半径
により増幅されてスプールロッド３４からスプールバル
ブ３３に伝達される。このスプールバルブ３３の作動に
よりオイルの流れは第８図の如く変化する。

即ちスプールバルブ３３が後方へ移動すると、オイルは
矢印のように入り油路５１、中央ランド６１、油路５２
からシリンダボディ４１内の油路５３．５４を介してシ
リンダ４２の後方油圧室に送り込まれる。またシリンダ
４２の前方油圧室内のオイルはシリンダボディ４１内の
油路５６から油路５５を介して前方ランド６２に流れ込
むとともに、ウッド穴４５内のオイルもシリンダボディ
４１内の油路５７から同じく前方ランド６２に流れ込み
、油孔６３、油路６６、戻り油路５９へと流れる。

このようにしてシリンダ４２の後方油圧室に送り込まれ
たオイルの圧力によりピストン４３がシリンダ４２内を
前方へ移動するが、ピストンロッド４４はロッドエンド
４７で車体に支持されているため、アクチュエータボデ
ィ３０が後方へ移動することとなる。アクチュエータボ
ディ３０の後方移動によりこのボディ３０前部に枢着連
結したセンターアーム７５を介して一体のステアリング
シャフトエンド２５に力が伝達され、このステアリング
シャフトエンド２５を油圧で回転することで操舵力が軽
減される。

この場合において、ピストンロッドエンド４７はラバー
ブツシュ４８を介して車体フレーム１０（右側のステア
リングアンダーホールドパイプエンド１６）に対し縦軸
１７廻り揺動可能に枢支されているため、スプールレバ
ー７２とセンターアーム７５の回転に伴うアクチュエー
タボディ３０の左右揺動が吸収される。

またバーハンドル７からの入力が前記隙間Ｃを越える場
合は、スプライン嵌合部２７から操舵力がダイレクトに
ステアリングシャフトエンド２５へ伝達される。

バーハンドル７を左へ切ると、先ず操舵力に応じたイン
ナーシャフト２２の捩れ分だけ第６図（ａ）の矢印りの
如く反時計回りに回転するアウターシャフト２１からス
プールレバー７２）スプールロッド３４を介してスプー
ルバルブ３３が第９図のように前方へ移動する。アウタ
ーシャフト２１の回転に遅れる位相差を持ったトーショ
ンバーとして機能するインナーシャフト２２の捩れ分の
操舵力がシャフトエンド２５、センターアーム７５、ア
クチュエータボディ３０へと伝わり、操舵初期に入力側
スプールレバー７２が出力側センターアーム７５とある
位相差を持ってステアリングシャフトセンターを中心に
回転する。

スプールバルブ３３の後方移動によってオイルは矢印の
ように入り油路５１、中央ランド６１、油路５５，５６
からシリンダ４２前方油圧室に送り込まれる。またシリ
ンダ４２後方油圧室内のオイルは油路５４，５３，５２
）後方ランド６４、油孔６５から油路６６に流れ込み、
ここで前後に振り分けられて油孔６３、前方ランド６２
及び油路５７からロッド穴４５内に流れ込むとともに、
油路６６から戻り油路５９へと流れる。

シリンダ４２前方油圧室に送り込まれたオイルの圧力で
ピストン４３がシリンダ４２内を後方へ移動し、つまり
アクチュエータボディ３０が前方へ移動してセンターア
ーム７５からステアリングシャフトエンド２５に力が伝
達される。

以上の簡易型油圧式パワーステアリング装置は市販車に
おいてもステアリング系を交換するだけで簡単に装備で
きるものである。

そしてシリンダ４２前方にピストンロッド４４が進退す
るロッド穴４５を設けているので、シリンダ４２前壁で
のシール対策が不要となり、且つ油路５７を設けたこと
で、ピストンロッド４４の移動時におけるロッド穴４５
内のオイルの給排が行え、ピストンロッド４４の前後移
動が抵抗なくスムーズに行える。

尚、実施例では鞍乗型四輪車に装備したが、本発明の油
圧式パワーステアリング装置は一般車両に適用すること
も可能である。

［発明の効果］ 以上のように本発明に係る油圧式パワーステアリング装
置によれば、コントロールバルブ部及びパワーアシスト
シリンダ部等の複雑な機構をステアリングシャフトに組
み込むことなく、トーションバー式の位相差発生部やレ
バー及びアーム等の簡単構造にて油圧制御に必要な入出
力機構を簡易に構成できるとともに、ステアリングシャ
フトと別設されるアクチュエータボディにコントロール
バルブ部Ｖ及びパワーアシストシリンダ部を一体構造に
したため、アクチュエータ部をコンパクトに構成でき、
部品配置構造等の設計自由度を高められる。またレバー
とアームの揺動半径を変えてコントロールバルブ部のス
プールバルブ移動量を変化させることも可能であり、ト
ーションバーとしてのステアリングインナーシャフトの
バネ定数と併せてパワーアシスト特性のセツティング自
由度も高められる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置を装備した鞍乗型四輪車の外観側面
図、第２図はステアリング系と動力伝達系及び懸架装置
を示す概略斜視図、第３図はアクチュエータボディ等の
配置を示す車体フレーム前部の概略側面図、第４図は第
３図の矢印■方向からの正面図、第５図はステアリング
シャフトを含むアクチュエータボディ部分の縦断側面図
、第６図（ａ）乃至（Ｃ）は第５図の矢印Ａ−Ａ線に沿
った部分平面図と同矢印Ｂ−Ｂ線に沿った部分断面図と
同矢印Ｃ方向からの部分正面図、第７図は直進時におけ
るアクチュエータボディ内の拡大縦断側面図、第８図と
第９図は夫々ハンドルを右と左に切った場合の同縦断側
面図である。 尚、図面中、７はハンドル、２０はステアリングシャフ
ト、２１はアクタ−シャフト、２２はインナーシャフト
、２５はシャフトエンド、２７はスプライン嵌合部、Ｃ
は隙間、２９はステアリングアーム、３０はアクチュエ
ータボディ、■はコントロールバルブ部、３２はバルブ
穴、３３はスプールバルブ、３４はスプールロッド、Ｓ
はパワーアシストシリンダ部゛、４２はシリンダ、４３
はピストン、４４はピストンロッド、７２はスプールレ
バー、７５はセンターアームである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ステアリングシャフトをアウターシャフトとイン
   ナーシャフトとシャフトエンドから形成し、インナーシ
   ャフトにシャフトエンドを固着するとともにアウターシ
   ャフトとシャフトエンドとを互いに回転方向へ所定の隙
   間を設けてスプライン嵌合する一方、 コントロールバルブ部とパワーアシストシリンダ部とを
   一体構造としたアクチュエータボディを設け、 アウターシャフトに固着したレバーをコントロールバル
   ブ部に連結するとともにシャフトエンドに固着したアー
   ムにパワーアシストシリンダ部を連結したこと、 を特徴とする油圧式パワーステアリング装置。
2. （２）特許請求の範囲第１項において、 前記コントロールバルブ部と前記パワーアシストシリン
   ダ部とは上下並列に設けられ、 パワーアシストシリンダ部から突出したピストンロッド
   部が車体に対し縦軸廻り揺動可能に枢支されていること
   、 を特徴とする油圧式パワーステアリング装置。