JPH0138028B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はプレート型弁機構を備えた動力操向装
置に関する。

従来の動力操向装置にはロータリ式やスプール
式の弁作動機構を使用したものが提供されている
が、これらは弁機構自体が複雑で比較的長大とな
るばかりか、弁構成が高精度の寸法を要し高価と
なる欠点があつた。

本発明は斯様な欠点を有する従来のロータリ式
やスプール式の弁作動機構とは全く異なる、プレ
ート型弁機構を持つた動力操向装置を提案するも
ので、弁機構の構成の簡素化、小形化を図り、も
つて加工が容易で低廉な動力操向装置を提供する
ことを目的とする。また、弁機構を構成する各プ
レートの油路周辺に、この油路を包囲するシール
材を設け、各プレート間や各プレートおよびこれ
に対接する部材間における油漏れ、更には各プレ
ートの自励振動やこれに伴う異音を防止して優れ
た操縦感覚が得られる動力操向装置を提供するこ
とを他の目的とする。

以下、本発明の実施例を図面と共に詳述する。

第１図は本発明の実施例を示す動力操向装置の
要部断面図である。即ち、ピストン１によつてシ
リンダ２内を二つの作動室３，４に隔成してな
り、前記ピストン１にはラツク１ａが設けられ、
図外の操縦リンクを駆動するセクタシヤフト５に
刻設されたセクタギヤ５ａに噛合しており、前記
シリンダ２の一端を封止するリヤハウジング６に
設けられた供給孔７、排出孔８を介して作動油を
前記作動室３，４に選択的に給排して、前記ピス
トン１に連結したセクタシヤフト５を回動助勢す
る動力操向装置であつて、ウオームシヤフト９は
前記リヤハウジング６を耐液封止下に貫通し、一
端が前記ピストン１にボールねじ１０により連結
され、他端が前記リヤハウジング６に軸受１１，
１２を介して回動可能に支承されている。また、
このウオームシヤフト９の他端側頭部９ａには第
２図及び第３図ａに示す如く、軸受孔９ｂと後述
するスタブシヤフト１３のフランジ１３ａを挿入
する半径方向の長溝９ｃ及び端面に開口する環状
凹所９ｄが設けられている。さらに、頭部９ａの
端面には所望のピツチ円径をもつて作動油の二組
の油路９ｅ，９ｆ及び供給通路９ｇが開口してお
り、一方の油路９ｅは直接前記作動室３に、他方
の油路９ｆは前記軸受１２を載置した空間１２ａ
を介し更にリヤハウジング６内の通路６ａ、シリ
ンダ２内の通路２ａを通つて作動室４に連通し、
供給通路９ｇは前記供給孔７に連通している。９
ｈはウオームシヤフト９に植設され、該ウオーム
シヤフト９と後述する第１プレート１９を一体的
に連結するピンである。

１３は一端を図外の操舵輪に連結されるスタブ
シヤフトで、該スタブシヤフト１３は前記ウオー
ムシヤフト９の軸受孔９ｂに載置した軸受１４及
び前記リヤハウジング６の端部に螺合されたリヤ
カバー１５内に面して置かれた軸受１６により回
動自在に支承されると共に、可捩性を有するトー
シヨンバー１７を介して前記ウオームシヤフト９
に連結されている。１７ａ，１７ｂは前記トーシ
ヨンバー１７の両端をそれぞれに固定するピンで
ある。１８はスタブシヤフト１３を封止する軸封
シールである。また、スタブシヤフト１３には、
少なくとも一つ（第３図ｅに示す実施例では軸対
称に２個）の半径方向フランジ１３ａが設けら
れ、前記ウオームシヤフト９の長溝９ｃ内に所望
の回転方向隙間をもつて遊嵌される。従つて、例
えばポンプ等の故障等により前記作動室３，４に
作動油が供給されない場合にあつても、操舵輪の
回転力を僅かな遊び角度をもつてウオームシヤフ
ト９に伝達し、所謂通常のマニユアル操作が可能
となつている。さらに、スタブシヤフト１３の軸
部には駆動ピン１３ｂが半径方向に植設されてお
り、この駆動ピン１３ｂはスタブシヤフト１３と
後述する第２プレート２０を一体回動可能に連結
する。なお、１３ｃは第２プレート２０を軸方向
に係止するストツパーリングである。

１９は前記ウオームシヤフト９の環状凹所９ｄ
内に在つて、これの内径よりも小さい外径をもつ
て片面がこれの端面に接触し、ピン９ｈでウオー
ムシヤフト９と一体回動可能に連結される第１プ
レートで、この第１プレート１９には第３図ｂに
示すように、前記スタブシヤフト１３を遊嵌する
中心孔１９ａ、ピン９ｈを挿入する穴１９ｂと共
に、前記ウオームシヤフト９の油路９ｅ，９ｆに
各々開口する２組の略矩形油路１９ｃ，１９ｄ
と、前記ウオームシヤフト９の供給通路９ｇに連
通する、これと略同一直径の通路１９ｅが形成さ
れている。

２０は前記第１プレート１９と略同一外径を有
し、一面が第１プレート１９に、他面が後述する
第３プレート２２に面して、前記スタブシヤフト
１３に挿入され、前記ストツパーリング１３ｃで
図中右方向の動きを規制され、前記駆動ピン１３
ｂによつてスタブシヤフトと一体回動可能な第２
プレートで、この第２プレート２０には第３図ｃ
に示すように、前記スタブシヤフト１３挿入用中
心孔２０ａ、駆動ピン１３ｂの挿入用孔２０ｂと
共に、前記第１プレート１９の供給通路１９ｅに
連通する、一対の略矩形油路２０ｃと、前記第１
プレートの油路１９ｃ，１９ｄに連通し、外周に
開放する二組の切欠き状油路２０ｄ，２０ｅが形
成されている。なお、ウオームシヤフト９の環状
凹所９ｄの内径と第１プレート１９及び第２プレ
ート２０の外径との間は環状室９d′となつてい
る。

ここで、スタブシヤフト１３すなわちこれに連
結される第２プレート２０を回動しない標準状態
において、第２図に示す如く、油路２０ｃは前記
第１プレート１９の油路１９ｃ，１９ｄの両方に
好ましくは同一開口面積をもつて一部連結し、油
路２０ｄは第１プレート１９の一方の油路１９ｃ
に、油路２０ｅは他方の油路１９ｄにそれぞれ一
部分、好ましくは互いに同一の開口面積をもつて
開口している。換言すると、油路２０ｃと油路２
０ｄまたは油路２０ｅとの間の部分はそれぞれ第
１プレートの油路１９ｃ、または油路１９ｄの開
口面積の大部分を覆蓋しており、好ましくは、油
路１９ｃの覆蓋面積の合計と油路１９ｄの覆蓋面
積の合計とは等しくしてある。一方、前記第２プ
レート２０と第１プレート１９との間の軸方向隙
間は、作動油を封止しかつ第２プレート２０の回
動を円滑にするために、例えば0.01mm程度に制御
されなければならないが、これは第２プレート２
０がストツパーリング１３ｃによつてスタブシヤ
フト１３に対する図中右方向の動きを規制されて
いるので、前記リヤハウジング６に対するリヤカ
バー１５のねじ込み量を変え、前記軸受１６を介
してスタブシヤフト１３を僅か動かすことで調整
でき、この調整位置はロツクナツト２１によつて
保持される。

２２は前記ウオームシヤフト９の環状凹所９ｄ
の開口端に螺合され、これを閉塞する第３プレー
トで、この第３プレート２２は第３図ｄに示すよ
うに、前記スタブシヤフト１３挿入用中心孔２２
ａと共に、前記ウオームシヤフト９の環状凹所９
ｄ内と作動油の排出孔８に連通する絞り通路２２
ｂを有している。また、第２プレート２０との間
の軸方向間隙はこの第３プレートのねじ込み量を
調整することで調整される。

なお、２３は作動油の供給孔７とウオームシヤ
フト９の供給通路９ｇに連通する環状室、２４は
排出孔８と第３プレートの絞り通路２２ｂに連通
するスペースである。また、供給孔７及び排出孔
８はそれぞれ図外のポンプ及びリザーバに連通し
ている。

かかる構成において、図外の操舵輪を回動させ
ない標準状態にあつては、スタブシヤフト１３及
びこれに連結される第２プレート２０は回動せ
ず、第１プレート１９の油路１９ｃ，１９ｄと第
２プレート２０の油路２０ｃ，２０ｄ，２０ｅと
の相対関係位置は第２図に示す標準位置にある。
従つて、図外のポンプから供給される作動油は、
供給孔７から環状室２３、ウオームシヤフト９の
供給通路９ｇ及び第１プレート１９の通路１９ｅ
を介して第２プレート２０の油路２０ｃに至り、
さらに前記油路２０ｃに一部分開口する前記第１
プレート１９の油路１９ｃ，１９ｄに至る。これ
らの油路１９ｃ，１９ｄはそれぞれウオームシヤ
フト９の油路９ｅ，９ｆを介してシリンダ２内の
作動室３，４内に連通しているので、前記作動油
は作動室３，４に流入しようとするのであるが、
前記第１プレート１９の油路１９ｃ，１９ｄは同
時にそれらの一部分を第２プレート２０の油路２
０ｄまたは２０ｅに開口しており、従つて、第１
プレート１９の油路１９ｃ，１９ｄに流入した作
動油は第２プレート２０の油路２０ｄ，２０ｅを
介してウオームシヤフト９の環状凹所９ｄに至
り、第３プレート２２の絞り通路２２及びスペー
ス２４を介して排出孔８から図外のタンクにドレ
ンされ、前記作動室３，４に油圧を生じさせな
い。

一方、図外の操舵輪をしてスタブシヤフト１３
を時計方向または反時計方向に回動させると、ト
ーシヨンバー１７を介してスタブシヤフト１３に
連結されているウオームシヤフト９も回動しよう
とするが、回動の初期にあつては、セクタシヤフ
ト５が図外の操縦リンクを介して車輪の接地抵抗
を受けているので、ピストン１及びウオームシヤ
フト９は不動で、トーシヨンバー１７に捩り角度
を生じウオームシヤフト９とスタブシヤフト１３
との間、すなわちそれぞれに一体的な第１プレー
ト１９と第２プレート２０との間に相対回動を生
じる。すると、例えば第２図においてスタブシヤ
フト１３を反時計方向に回動した場合、供給孔７
に連通する第２プレート２０の油路２０ｃは、一
方の作動室３に連通する油路９ｄが開口する第１
プレート１９の油路１９ｃに対する開口面積を
徐々に減少させ、遂にはこれをゼロにし、かつ他
方の作動室４に連通する油路９ｆが開口する油路
１９ｄに対する開口面積を増大し、作動油を作動
室４に送り、作動室４の圧力を増大させる。同時
に、排出口８に連通する油路２０ｄは、一方の作
動室３に連通する油路９ｅが開口する第１プレー
ト１９の油路１９ｃに対する開口面積を増大さ
せ、作動室３内の作動油を図外のタンクにドレン
する。この結果、ピストン１を右行せしめ、セク
タシヤフト５の回動を助勢する。スタブシヤフト
１３を時計方向に回動した場合も同様であつて、
今度は作動室３内に作動油を供給し、作動室４内
の作動油は第２プレートの油路２０ｅを介して排
出され、ピストン１を左行させる。かくして、図
外の操舵輪の回動操作による車輪の操舵操作を有
効に助勢することができる。ここに、作動室３，
４への作動油の切換は前述の如く徐々に行なわれ
るので、操舵輪の回動に伴う作動油圧による助勢
動作が徐々に増大し、極めて優れた操縦感覚が得
られる動力操向装置を得ることができる。また、
作動油の選択的給排のための油路を設けるプレー
ト１９，２０は、薄い鋼板からプレス成形するか
または焼結材等で形成することができるので、軸
方向の長さを短縮化して、小形で低廉な動力操向
装置を得ることができる。

また、ウオームシヤフト９を回動可能に支承す
る軸受１１，１２の回転抵抗はスタブシヤフト１
３を介して操舵輪の回動トルクに影響するため、
運転者に敏感に感じられ、その大きさは各軸受１
１，１２が受ける軸方向の力の大きさで変り、特
に操舵輪の時計、反時計方向の回動で、この回転
抵抗の大きさが変化することは操縦感覚上好まし
くないものであるが、本発明にあつてはこれを有
利に解決し得る。即ち、いま作動室３に臨むウオ
ームシヤフト９の断面積をa₁、作動室４に連通す
る軸受１２の載置空間１２ａに臨むウオームシヤ
フト９の頭部９ａの断面積をa₂、作動油の単位面
積当りの圧力をｐとすると、ウオームシヤフト９
は作動室３が高圧のときa₁×ｐなる力を受け、作
動室４が高圧のとき（a₂−a₁）×ｐなる力を受け
る。従つて、a₁＝a₂−a₁なる関係の寸法にすれ
ば、作動室３，４への作動油の選択的給排によつ
て前記軸受１１，１２が受ける軸方向の力を同一
にすることができる。

更に、作動油を各動作室３，４に供給するとき
に、前記第２プレート２０は、この第２プレート
２０が供給通路９ｇ及び通路１９ｅを介して供給
孔７に連通する第１プレート１９の油路１９ｃ又
は油路１９ｄを覆蓋する面積に応じて、作動油圧
によつて第１図中の右方向の力を受ける。而し
て、第２プレート２０はストツパーリング１３ｃ
によつてスタブシヤフト１３に対してその軸方向
の動きを規制されており、このスタブシヤフトは
軸受１６によつて回動自在に支承されているの
で、結局、第２プレート２０が受ける前記力は軸
受１６によつて受けることとなり、第２プレート
２０及びこれを連結するスタブシヤフト１３は円
滑に回動することができ、操縦操作は極めて円滑
となる。

また、一般に油圧機器では、バルブによつて作
動油の流れを絞り、油圧を生じせしめるのである
が、このとき、その絞り部で作動油の流速が増大
し、キヤビテーシヨンが発生して流体音（異音）
或いは振動が発生する場合がある。斯かる不具合
の対策としては、良く知られているように絞り部
よりも下流のドレン通路に適当なオリフイースを
設け、ドレン通路内の圧力を僅かに高くすること
が有効である。而して本発明によれば、第１プレ
ート１９と第２プレート２０の相対回動によりそ
れぞれのプレートに設けた油路を選択的に絞り、
各作業室３，４に油圧を生じせしめる構造にあつ
て、第２プレート２０の油路２０ｄ，２０ｅが開
口し絞り部よりも下流のドレン通路たる前記環状
室９d′と排出口８との間は、第３プレート２２に
設けられた絞り通路２２ｂを介して連通してお
り、絞り通路２２ｂのオリフイース効果により前
記環状室９d′内の圧力は排出孔８部分の圧力より
も僅かに高くなつているので、前記の油圧機器に
特有な不具合を有利に解決し得る。また、絞り通
路２２ｂは前記環状室内に僅かな圧力を生ぜしめ
るのみであるから、これよりも下流の、シール１
８で封止されるスペース２４内の圧力は排出孔８
部分の圧力と同じ略大気圧であり、シール１８の
封止効果を高めると共に、スタブシヤフト１３に
対して比較的低い緊迫力をもつて作動油を封止で
きるので、スタブシヤフト１３の回動を円滑にす
ることができる。

更にまた、第２プレート２０と第１プレート１
９および第３プレート２２との間の軸方向隙間
は、前述の如く、作動油を封止しかつ第２プレー
ト２０の回動を円滑にするために所望のギヤツプ
寸法に調整されなければならず、実用的には10μ
以下に抑える必要がある。このため、各プレート
１９，２０，２２やウオームシヤフト９の頭部９
ａ構造等の寸法精度を高くし、さらにこの寸法を
厳重に管理する必要がある。

このため、本発明においては、第３図ｂに示す
ように、第１プレート１９のウオームシヤフト９
端面に対向する面に開口する油路１９ｃ，１９ｄ
および通路１９ｅ周辺に、第３図ｆに示すような
略矩形状シール材２５および略同一直径のリング
状シール材２６が、接着その他の方法により固着
されている。また、第３図ｃに示すように、第２
プレート２０の第３プレート２２に対向する面に
開口する油路２０ｃ周辺にも、第３図ｇに示すよ
うな略矩形状シール材２７が同様にして固着され
ている。

したがつて、これらの各プレート１９，２０，
２２がウオームシヤフト９の環状凹所９ｄ内に第
１図に示すように収容されたとき、シール材２
５，２６はウオームシヤフト９端面に開口する２
組の油路９ｅ，９ｆおよび供給通路９ｇの周囲を
包囲し、シール材２７は第３プレート２２の片面
に密に接触する。

なお、かかるシール材２５，２６，２７は第１
プレート１９及び第２プレート２０に予め切り込
んで作つたシール溝などに嵌入保持させるように
できる。

こうすることにより、ウオームシヤフト９の端
面および各プレート１９，２０，２２どうしの間
隙から各油路１９ｃ，１９ｄ等を通過する作動油
が漏出することを防止できる。この場合におい
て、円滑な回動を許容するため、第１プレート１
９と第２プレート２０との間にはシール材が介在
することができないが、この場合においても、前
記シール材２５，２６，２７の弾撥力を受けて、
互いに両プレート１９，２０は弾接される結果、
これらの隙間は零に近づけることができることと
なり、油漏れが有効に防止できる。なお、シール
材２５，２６，２７の弾撥力を適当に選定するこ
とで、第１プレート１９および第２プレート２０
の相対回転に何ら支障も生じない。

また、前記各プレート１９，２０どうしが作動
液圧の変動に起因して自励振動するのを防止でき
る。

なお、前記第１プレート１９及び第２プレート
２０、第３プレート２２の軸方向隙間は、リヤカ
バー１５及び第３プレート２２のねじ込み量を調
整することで選択し、寸法管理、組立が容易とな
る。

なお、作動室３，４に連通する油路を、ウオー
ムシヤフト９、第１プレート１９及び第２プレー
ト２０のそれぞれに２組設けた例について述べた
が、これは各々１組だけでもよい。

以上説明した如く本発明によれば、第１プレー
トと第２プレートとの相対回動により、第１プレ
ートのそれぞれの油路に対する第２プレートのそ
れぞれの油路の開口面積を変え、前記二作動室へ
の作動油の選択的給排を制御することにしたの
で、給排がスムーズで優れた操縦感覚が得られる
と共に、弁機構が簡単で組付容易にして小形で、
かつ低廉な動力操向装置を得ることができる。

また、第１プレートのウオームシヤフトに当接
する面の油路の開口部周辺および第２プレートの
第３プレートに当接する面の油路の開口部周辺に
シール材を囲むように設けたことによつて、各プ
レート間や第１プレートおよびウオームシヤフト
端間の油漏れを防止できるとともに、第１プレー
トおよび第２プレートの自励振動を有効に防止で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の動力操向装置の要部断面図、
第２図は第１図の−線断面図、第３図ａはウ
オームシヤフトの頭部斜視図、第３図ｂは第１プ
レートの斜視図、第３図ｃは第２プレートの斜視
図、第３図ｄは第３プレートの斜視図、第３図ｅ
はスタブシヤフトの要部斜視図、第３図ｆは第１
プレートに取付けるシール材の配置図、第３図ｇ
は第２プレートに取り付けるシール材の配置図で
ある。 １……ピストン、２……シリンダ、３，４……
作動室、５……セクタシヤフト、７……供給孔、
８……排出孔、９……ウオームシヤフト、９ｃ…
…長溝、９ｄ……環状凹所、９ｅ，９ｆ……油
路、９ｇ……供給油路、１３……スタブシヤフ
ト、１３ａ……フランジ、１３ｂ……駆動ピン、
１３ｃ……ストツパーリング、１５……リヤープ
レート、１６……軸受、１７……トーシヨンバ
ー、１９……第１プレート、１９ｃ，１９ｄ……
油路、１９ｅ……通路、２０……第２プレート、
２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ……油路、２２……第３
プレート、２２ｂ……絞り通路、２５，２６，２
７……シール材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ピストンによつて隔成したシリンダ内の二つ
   の作動室に作動油を選択的に給排し、前記ピスト
   ンに連結したセクタシヤフトを回動助勢する動力
   操向装置において、 前記シリンダの一端を耐液封止下に貫通して、
   一端が前記ピストンに螺合し他端が前記シリンダ
   の一端に回動可能に支承され、かつ他端側には前
   記作動室のそれぞれに連通する少なくとも１組の
   油路及び作動油の供給孔に連通する供給通路が開
   口するウオームシヤフトと、 該ウオームシヤフトと一体回動可能で、ウオー
   ムシヤフトの前記一組の油路に連通する少なくと
   も一組の油路及びウオームシヤフトの前記供給通
   路に連通する通路を有する第１プレートと、 該第１プレートに隣接し、該第１プレートの通
   路とドレン通路にそれぞれ連通する少なくとも一
   組の油路を有する第２プレートと、該第２プレー
   トに隣接配置された第３プレートとを備え、さら
   に前記ウオームシヤフト端部と第１プレートとの
   間の前記一組の油路と通路の周辺部および前記第
   ２プレートと第３プレートとの間の前記一組の油
   路の少なくとも一方の油路の周辺部に、シール部
   材を備えてなり、前記第１プレートと第２プレー
   トとの相対回動によつて、第１プレートの油路に
   対する第２プレートの油路の開口面積を変えて、
   前記二つの作動室への作動油の給排を制御する場
   合における各プレートおよびウオームシヤフト端
   面相互間の油漏れを防止するようにした動力操向
   装置。