JPH0138029B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はプレート型弁機能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、小形化を図るとと
もに、作動油が通過する油孔を持ちかつ互いに対
接関係にあるプレート間に前記油孔から作動油が
漏れ出ないようにして、ポンプより送り出す油量
を操舵助勢力として有効に利用できるようにした
動力操向装置を提供することを目的とする。

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９ａ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、該環状凹所９ｄの一部に
は、軸方向寸法（図示Ａ寸法）が管理された環状
室９d′が形成されている。さらに、頭部９ｃの端
面には所望のピツチ円径をもつて、少なくとも一
組（本実施例では二組）の油路９ｅ，９ｆ及び供
給通路９ｇが開口しており、一方の油路９ｆは直
接前記作動室３に、他方の油路９ｅは前記軸受１
２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。９ｈ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を一体的に回動可能に連結するピ
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には第３
図ｂに示す如く、少なくとも一つ（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とを一体回動可能に連
結する。

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
て片面がこれの底面に接触し、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ｃ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
各々開口する少なくとも一組（本実施例では二
組）の油路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。ここに、油
路１９ｃ，１９ｄは第４図に示すようにウオーム
シヤフトの油路９ｅ，９ｆの直径に略等しい直径
を有する丸孔部１９ｃ，１９ｄとこれらにそれぞ
れ連続しこれらより拡径した矩形孔部１９c₂，１
９d₂とからなり、この第１プレート１９は丸孔部
１９c₁，１９d₁をウオームシヤフト油路９ｅ，９
ｆに面して取付られる。なお、１９ｆはスタブシ
ヤフト１３の駆動ピン１３ｂの通過を許す逃げ溝
である。

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、前記駆動ピン１３ｂによつてス
タブシヤフト１３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ｄに示すよ
うに、前記スタブシヤフト１３挿入用中心孔２０
ａ，駆動ピン１３ｂの挿入孔２０ｂと共に、前記
第１プレート１９の供給通路１９ｅに連通する、
一対の略矩形状油路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、
少なくとも一組（本実施例では二組）の切欠き状
油路２０ｄ，２０ｅが形成されている。ここに、
各油路２０ｃ，２０ｄ，２０ｅは第５図に示すよ
うに、いずれも片面に貫通しない油路で、作動
油、特に油路２０ｃに流入する高圧の作動油が、
後述する第３プレート２２に直接作用しないよう
になつている。

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。

２２は前記ウオームシヤフト９の環状凹所９ｄ
の開口端に、その段差係止面９ｉに衝接する如く
螺合され、前記環状室９d′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ｅ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。

ここで、前記第１プレート１９、第２プレート
２０及び第３プレート２２相互間の軸方向隙間
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制御されなければならない。
而して本発明によれば、前記ウオームシヤフト９
端に設けられた環状凹所９ｄのうち、環状室９
d′の軸方向寸法Ａを予め測定しておき、ここに収
容される第１プレート１９及び第２プレート２０
の厚さを寸法管理して、これら各プレート１９，
２０を環状室９d′の軸方向寸法Ａに合せて選択収
容すると共に、その環状室９d′の段差係止面９ｉ
に第３プレート２２を前述の如く衝き当てるよう
に組付けることにより、各プレート１９，２０，
２２間の隙間の制御が容易になされる。

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２０
ｄ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２２ｂ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４に連通する油路９ｅが開口する第１
プレート１９の油路１９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３に連通する油路９ｆが開口する油路１９
ｄに対する開口面積を増大し、作動油を作動室３
に送り、作動室３の圧力を増大させる。同時に、
排出孔８に連通する油路２０ｄは、一方の作動室
４に連通する油路９ｅが開口する第１プレート１
９の油路１９ｃに対する開口面積を増大させ、作
動室４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を左行せしめ、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４内に作動油を供給し、作動室３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を右行させる。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。

この場合において、前記第１プレート１９の油
路１９ｃ，１９ｄがその丸孔部１９c₁，１９d₁に
おいてウオームシヤフト９の油路９ｅ，９ｆにそ
れぞれ開口する構成となつているため、これら油
路１９ｃ，１９ｄ，９ｅ，９ｆを通過する作動油
が第１プレート１９とウオームシヤフト９との間
に漏れる量を有効に抑制できる。また、第２プレ
ート２０の油路２０ｃ，２０ｄ，２０ｅの第３プ
レート側をそれぞれ閉塞する構成としたことによ
り、これらの油路２０ｃ，２０ｄ，２０ｅを通過
する作動油が第２プレート２０と第３プレート２
２との間に漏れるのを有効に防止できる。

また、第１プレート１９のウオームシヤフト９
に対向する面側の丸孔部１９c₁，１９d₁周辺に、
第６図ａ，ｂに示すようにＯリング２５を嵌挿す
ることにより、第１プレート１９とウオームシヤ
フト９との間の作動油の漏れを完全に防止でき
る。

かくして、ポンプより各作動室３，４に至るま
でに、ウオームシヤフト９と、第１プレート１９
との間および第２プレート２０と第３プレート２
２との間での作動油が無駄に漏れて油圧効果が低
下するのを有効に防止し、以つてポンプからの作
動油の送り出し量を減じることができ、この結果
ポンプの小形化を図ることができる。なお、前記
第１プレート１９の油路１９ｃ，１９ｄを円周方
向両端に行くに従つて狭幅となるように形成する
ことで、第２プレート２０によつて開閉される当
初の油圧特性を緩かに変化せしめうる。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、第２プレート２０と第１プレート１９及
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隙間に調整されな
ければならないが、これは環状室９d′の軸方向寸
法Ａを予め測定しておき、ここに収容される第１
プレート１９及び第２プレート２０の厚さを寸法
管理して、これら各プレート１９，２０を環状室
９d′の軸方向寸法Ａに合せて選択収容すると共
に、その環状室９d′の段差係止面９ｉに第３プレ
ート２２を衝き当てるように組付ることにより、
各プレート１９，２０，２２間の隙間の制御が容
易で組立が簡単となる。

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、
各作動室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′と排出孔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９d′内に僅かな圧力を生じ
せしめるのみであるから、これよりも下流の、シ
ール１８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。

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、環状凹所が
形成されると共に二つの作動室のそれぞれに連通
する油路及び作動油の供給通路が開口するウオー
ムシヤフトと、このウオームシヤフトに係合する
スタブシヤフトと、前記ウオームシヤフトの環状
凹所内に在つてこれと一体回動可能で、ウオーム
シヤフトのそれぞれの油路に連通し、この油路と
略同径の丸孔部およびこれに連続する拡径した矩
形孔部からなる油路及び供給通路に連通する通路
を有する第１プレートと、前記ウオームシヤフト
の環状凹所内と排出通路とに連通する絞り通路を
有し環状凹所を閉塞する第３プレートと、前記第
１プレートと第３プレートとの間に在つてスタブ
シヤフトと一体回動可能で、前記第１プレートの
油路に連通し前記第３プレート側で塞がれた通路
と環状凹所内に連通する油路とを有する第２プレ
ートとからなり、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
排を前記ウオームシヤフトおよび第１プレート間
および第１プレートおよび第２プレート間におけ
る漏れが少なくなるように制御することとしたの
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、前記作動油の漏れが少くなるようにした
ことで、ポンプより送り出される作動油の量を少
くでき、このためポンプの出力を削減でき、これ
の小形化を図ることができ経済的になるなどの利
点が得られる。

【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はスタブ
シヤフトの要部斜視図、第３図ｃは第１プレート
の斜視図、第３図ｄは第２プレートの斜視図、第
３図ｅは第３プレートの斜視図、第４図ａ，ｂは
第１プレートの正面図および背面図、第４図ｃは
第４図ａの−線断面図、第５図ａ，ｂは第２
プレートの正面図および背面図、第５図ｃは第５
図ａの−線断面図、第６図ａは第１プレート
の他の実施例を示す背面図、第６図ｂは第６図ａ
の−線断面図である。 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、９ｄ…
…環状凹所、９ｅ，９ｆ……油路、９ｇ……供給
通路、１３……スタブシヤフト、１３ａ……フラ
ンジ、１７……トーシヨンバー、１９……第１プ
レート、１９ｃ，１９ｄ……油路、１９c₁，１９
d₁……丸孔部、１９c₂，１９d₂……矩形孔部、１
９ｅ……油路、２０……第２プレート、２０ｃ，
２０ｄ，２０ｅ……油路、２２……第３プレー
ト、２２ｂ……絞り通路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 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、
   かつ他端側には半径方向の長溝と端面に開口する
   環状凹所が形成されると共に、前記作動室のそれ
   ぞれに連通する少なくとも一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の長溝に回転方
   向の隙間をもつて係合するフランジを有するスタ
   ブシヤフトと、前記ウオームシヤフトの環状凹所
   内に在つてこれと一体回動可能で、ウオームシヤ
   フトのそれぞれの油路に連通しこの油路と略同径
   の丸孔部およびこれに連続する拡大した矩形孔部
   からなる油路及びウオームシヤフトの供給通路に
   連通する通路を有する第１プレートと、前記ウオ
   ームシヤフトの環状凹所内と作動油の排出孔とを
   連通する絞り通路を有し、前記環状凹所の開口端
   を閉塞する第３プレートと、前記第１プレートと
   第３プレートとの間に在つて前記スタブシヤフト
   と一体回動可能で、前記第１プレートの油路に連
   通し前記第３プレート側が塞がれた油路と前記環
   状凹所内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プレートからなり、前記第１プレ
   ートと第２プレートとの相対回動により、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、前記二つの作動室への作動油の給排
   を制御することを特徴とする動力操向装置。