JPH0143670B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はパワーステアリングの作動弁装置、特
にロータリ型作動弁装置に関するものである。

この種ロータリ型作動弁装置はパワーステアリ
ング作動系の構成を簡易化できるため、コンパク
トであることが使命であるパワーステアリングの
作動弁装置として有用であり、多用化される傾向
にある。この種作動弁装置は通常、互に摺接状態
を保つて相互に嵌合された内外スリーブを具え、
一方のスリーブをステアリングホイールに、又他
方のスリーブをステアリングギヤの入力ギヤ要素
に夫々駆動結合すると共に、両スリーブ間をトー
シヨンバーにて連結し、操舵負荷に対応したトー
シヨンバーの捩れにより内外スリーブを相対回転
せしめてこの相対回転量（操舵負荷）に対応した
アシスト油圧を生ぜしめ、該油圧により操向時に
おいてステアリングを舵取方向へパワーアシスト
し、軽快な動力操向が可能となるよう構成され
る。

ところで、上記他方のスリーブをステアリング
ギヤの入力ギヤ要素に駆動結合する手段が１個の
みであると、この手段が破損した時、当該スリー
ブの回転位置が定まらず、上記のアシスト油圧を
発生し得なくなつて、操舵力が急激に重くなり、
最悪の場合操舵不能を惹起し、いずれにしても頗
る危険である。そこで、従来上記の手段を２個１
組として設け、一方の手段が破損した場合でも他
方の手段にて動力操向が継続されるよう二重安全
対策を施こした作動弁装置が提案されている。し
かし従来の対策は、上記の両手段とも上記他方の
スリーブを入力ギヤ要素に密に駆動係合するもの
であつたため、一方の手段が切損して他方の手段
のみが有効になつている状態を知り得ず、この状
態での走行中当該他方の手段も切損するに至つて
初めて作動弁装置の故障を知ることになる。しか
るに、これでは時既に遅く、上述の危険を免れな
い。

本発明は一方の手段が破損した時、この状態を
感覚的に運転者が知り得るようにしておけば、こ
れを直ちに修理しておくことで、二重安全対策を
常時有効に保ち得て、大事故になるのを確実に防
止し得るとの観点から、この着想を具体化したパ
ワーステアリングの作動弁装置を提供しようとす
るものである。

以下、図示の実施例により本発明を詳細に説明
する。

第１図乃至第５図は本発明作動弁装置をラツク
アンドピンオン型ステアリングギヤに用いるよう
構成した実施例であるが、本発明装置はこの型式
のステアリングギヤに限らず、リサーキユレーテ
イングボール型等その他いかなる型式のステアリ
ングギヤにも用いることができる。

図中１は弁箱で、その一端にクツクガイド２を
一体に設けると共に、他端開口を端蓋３で閉塞す
る。ラツクガイド２にラツク４を挿通して、ラツ
ク４をその長手方向へ移動可能に案内し、このラ
ツク４とそのラツク歯４ａに後述の如く噛合する
ピニオン１１ａとでステアリングギヤを構成し、
この場合ピニオン１１ａがステアリングギヤの入
力ギヤ要素となる。ラツク４の両端には夫々図示
しないが、対応する側の操舵輪に設けたナツクル
アームを連節して、ピニオン１１ａの回転にとも
なうラツク４の長手方向移動により両操舵輪を舵
取方向へ転舵可能とする。ラツク４には第３図に
示す如くパワーピストン５を設け、パワーピスト
ン５はパワーシリンダ６内に摺動自在に嵌合して
パワーピストン５の両側にパワーシリンダ室７，
８を画成し、これら室に夫々コネクタ９，１０を
接続する。パワーシリンダ室７，８のうち、左室
７に油圧を供給すると、ラツク４は第３図中右方
へパワーアシストされ、両操舵輪が左に転舵され
るのを助勢し、右室８に油圧を供給すると、ラツ
ク４は第３図中左方へパワーアシストされ、両操
舵輪が右に転舵されるのを助勢することができ
る。

第１図及び第３図に示すように、ラツク歯４ａ
に、ピニオンシヤフト１１に設けたピニオン１１
ａを噛合させ、ピニオンシヤフト１１を軸受１
２，１３により軸方向位置を固定して回転自在に
支持する。ピニオン１１ａと反対のラツク４の側
を第３図に示すように柱体１４により支持し、こ
の柱体をばね１５でラツク４に向け附勢してラツ
ク歯４ａにピニオン１１ａに対する噛合い予圧を
与える。弁箱１内に、シール１６による液密封止
下で突出するピニオンシヤフト１１の端部にスタ
ブシヤフト１７を同軸に対設し、両シヤフトの対
向端部を軸受１８により相対回転可能にすると共
に、スタブシヤフト１７の他端は軸受１９を介し
端蓋３に支持し、且つシール２０による液密封止
下で端蓋３に貫通させる。なお、端蓋３を貫通し
て弁箱１より突出するスタブシヤフト１７の端部
にはセレーシヨン１７ａを形成し、このセレーシ
ヨンを介して図示せざるステアリングホイールと
一体回転可能なステアリングシヤフトを結合可能
とする。

スタブシヤフト１７を中空としてその中空孔に
トーシヨンバー２１を挿通し、トーシヨンバー２
１の一端は、ピニオンシヤフト１１の端面に形成
した盲孔１１ｂに嵌合してピン２２によりピニオ
ンシヤフト１１にかんぬき結合し、他端はピン２
３によりスタブシヤフト１７にかんぬき結合す
る。かくて、スタブシヤフト１７はトーシヨンバ
ー２１を介しピニオンシヤフト１１に結合される
と共に軸方向位置を固定される。

スタブシヤフト１７に内スリーブ２４を一体成
形し、この内スリーブを弁箱１内に配置する。内
スリーブ２４の外周面に外スリーブ２７を摺接状
態で相対回転可能に嵌合し、外スリーブ２７の外
周面を弁箱１の内周面に摺動自在に嵌合する。そ
して、外スリーブ２７は内スリーブ２４に設けた
突条２４ｅ及び軸受１９間に挾んで内スリーブ２
４に対する軸方向相対位置を決定すると共に、外
スリーブ２７の両端面２５，２６を夫々弁箱１の
底面１ａ及び軸受１９に当接させることにより軸
方向位置を固定する。外スリーブ２７の内周面に
第２図に示すようにその周方向へ相互に等間隔に
離間した例えば４個の円形窪み２７ａ，２７ｂ，
２７ｃ，２７ｄを形成して、内スリーブ２４の外
周面との間に空所２８，２９，３０，３１を画成
し、外スリーブ２７の外周面には３個の条溝２７
ｅ，２７ｆ，２７ｇを形成する。

内スリーブ２４の外周面には第２図に明示する
ように、空所２８〜３１のうち相隣れる空所同志
を連通させる溝２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ
を形成し、これら溝を溝２４ｂ，２４ｃについて
第３図に示すようつづみ形底面にすると共に、こ
れら溝の幅は窪み２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７
ｄの開口縁円直径にほぼ等しくする。

外スリーブ２７には更に、半径方向に貫通する
孔３３〜３６を設け、これら孔を外スリーブ２７
の内周面においては夫々溝２４ａ，２４ｃ，２４
ｂ，２４ｄに対向する位置に開口させ、孔３３，
３４の他端開口は条溝２７ｇに共通に、又孔３
５，３６の他端開口は第５図の如く条溝２９ｆに
共通に夫々連通させる。外スリーブ２７には又、
透孔３７，３８を穿ち、これら透孔により空所２
８，２９を夫々条溝２７ｅに連通させ、窪み３
０，３１は夫々、外スリーブ２７に穿つた斜孔５
０（窪み３０用の斜孔のみを第１図に示す）によ
り、端蓋３と外スリーブ２７との間に画成された
ドレン室３９に通じさせる。

ピニオンシヤフト１１には第４図及び第５図に
明示するように内スリーブ２４に近い端部に半径
方向外方へ突出する一対の突起１１ｃを一体に設
け、これら突起を内スリーブ２４の扇形切欠き２
４ｆに係合させると共に、突起１１ｃの外周面に
一対のピン４０，４７を植設する。扇形切欠き２
４ｆは突起１１ｃの幅より若干大きくして、これ
ら突起、従つてピニオンシヤフト１１が内スリー
ブ２４に対し許容範囲内で、即ち突起１１ｃの側
面が扇形切欠き２４ｆの壁に衝接するまでの範囲
内で相対回転可能とする。又、ピン４０，４７は
夫々外スリーブ２７の端面２５及び内周面に開口
させて形成した切欠き溝２５ｈ，２５ｉ内に侵入
させ、これら切欠き溝２５ｈ，２５ｉの幅を第４
図の如く同じにする。しかし、ピン４０，４７の
直径を異ならせ、ピン４０の直径はこれが第４図
の如く切欠き溝２５ｈに回転方向へ密に係合する
よう該切欠き溝２５ｈの幅に同じとし、ピン４７
の直径はこれが第４図の如く切欠き溝２５ｉに回
転方向へ若干の隙間を持つて係合するよう該切欠
き溝２５ｉの幅より若干小さくする。かくて、外
スリーブ２７はステアリングギヤの入力ギヤ要素
であるピニオン１１ａを持つたピニオンシヤフト
１１にピン４０及び切欠き溝２５ｈを介して駆動
係合され、ピニオン１１ａと一体回転可能であ
る。

弁箱１には第１図に示すように条溝２７ｅに開
口するインレントポート４１と、ドレン室３９に
通じたドレンポート４２と、第３図に示すように
条溝２７ｆ，２７ｇに通じた連絡ポート４３，４
４とを形成する。インレツトポート４１はオイル
ポンプ（図示せず）に、又ドレンポート４２はオ
イルリザーバに夫々接続し、連絡ポート４３，４
４は夫々管路４５，４６及びコネクタ９，１０を
介してパワーシリンダ室７，８に接続する。

上述の構成になる本発明作動弁装置の作用を次
に説明する。

第１図乃至第５図はステアリングホイールの回
転を停止させており、本発明作動弁装置が中立の
時の状態を示す。この状態では、第２図から明ら
かなように、溝２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ
の両端が等しく対応する空所２８〜３１に開口し
ており、オイルポンプからインレツトポート４
１、条溝２７ｅ、透孔３７，３８を経て空所２
７，２８に供給されてくる作動油は上記溝及び空
所３０，３１、更には斜孔５０、ドレン室３９及
びドレンポート４２を経て抜取られ、空所２８，
２９には油圧を生じない。同時に、第３図に示す
パワーシリンダ室７，８は管路４５，４６、連絡
ポート４３，４４、条溝２７ｆ，２７ｇ、孔３
３，３４，３５，３６、溝２４ａ，２４ｂ，２４
ｃ，２４ｄを経てドレン用の空所３０，３１に通
じており、ラツク４は自由にその長手方向に移動
できる。

ここで、ステアリングホイールを回転して舵取
操作をすると、操舵負荷が小さい場合は、トーシ
ヨンバー２１が捩られず、このトーシヨンバーを
介しスタブシヤフト１１が回転され、上記中立状
態を保つてラツク４の長手方向移動によりパワー
アシストなしに操舵輪を転舵する。

しかし、舵取操作時、操舵負荷が大きいと、ピ
ニオンシヤフト１１はスタブシヤフト１７に追従
回転せず、トーシヨンバー２１が操舵負荷に応じ
舵取方向に捩られ、上述の如くピン４０を介しピ
ニオンシヤフト１１と一体的に回転する外スリー
ブ２７と、スタブシヤフト１７に一体の内スリー
ブ２４とが操舵負荷に応じた角度だけ舵取方向へ
相対回転し、本発明作動弁装置は以下の作用によ
り舵取操作時のパワーアシストを行なう。

即ち、左に舵取操作すると、内スリーブ２４は
外スリーブ２７に対し相対的に第２図に矢印で示
す方向へ、操舵負荷に応じた角度だけ回転する。
この時、溝２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄは
夫々内スリーブ２４の回転方向遅れ側における空
所２８，３０，２９，３１との連通度を小さくさ
れ、内スリーブ２４の回転方向進み側における空
所３０，２９，３１，２８との連通度を増す。こ
れにより、空所２８，２９内にアシスト油圧が生
じ、前述の如く右側のパワーシリンダ室８（第３
図参照）と通じている孔３３，３４がドレン用の
空所３０，３１に大きく通じる。空所２８，２９
内に生じたアシスト油圧は溝２４ｄ，２４ｂ、孔
３６，３５、条溝２７ｆ、連絡ポート４３、管路
４５を経て左側のパワーシリンダ室７に供給さ
れ、ラツク４を第３図中右方向へパワーアシスト
して操舵輪を左に転舵するのを助ける。

又、右に舵取操作すると、内スリーブ２４が上
記と逆方向へ外スリーブ２７に対し相対的に回転
され、この時も空所２８，２９内に同様にしてア
シスト油圧が発生する。しかし、この場合、空所
２８，２９内のアシスト油圧が溝２４ａ，２４
ｃ、孔３３，３４を経て右側のパワーシリンダ室
８に供給され、左側のパワーシリンダ室７が孔３
５，３６を経てドレン用の空所３０，３１に大き
く通じることから、ラツク４は第３図中左方向へ
パワーアシストされ、右に舵取操作する時の動力
操向が可能である。

そして、オイルポンプ又はその駆動系の故障等
によりインレツトポート４１への作動油流がなく
なり、上記の動力操向が不可能になると、パワー
アシスト力がないためトーシヨンバー２１が大き
く捩られ、第４図に示す扇形切欠き２４ｆの壁と
突起１１ｃの側面とが衝接する。これがため、ス
タブシヤフト１７と一体の内スリーブ２４に入力
された操舵（回転）力は突起１１ｃを介しピニオ
ンシヤフト１１に機械的に伝達され、パワーステ
アリングの故障時はマニユアル転舵にて操舵可能
であり、この場合に舵取不能になる危険を防止す
ることができる。

ところで本発明においては、外スリーブ２７を
ピニオンシヤフト１１に駆動係合させるのに、ピ
ン４０及び切欠き２５ｈを用いるだけでなく、ピ
ン４７及び切欠き２７ｉによつても上記の駆動係
合を行なつていることから、ピン４０の切損を生
じた時はピン４７による駆動係合が有効となり、
この場合も外スリーブ２７とピニオンシヤフト１
１との駆動係合は維持され、前記動力操向が不可
能になるのを防止する二重安全機能が得られる。
しかして、この場合ピン４７の直経が切欠き溝２
５ｉの幅より小さく、これらによる外スリーブ２
７とピニオンシヤフト１１との駆動係合が回転方
向に若干のガタを持つて行なわれているため、動
力操向に応答遅れが出たり、ガタつきがステアリ
ングホイールに伝わり、運転者は感覚的に主たる
駆動係合要素であるピン４０の切損を即座に知る
ことができる。

かように本発明作動弁装置は内外スリーブ２
４，２７のうち、ステアリングギヤの入力ギヤ要
素（図示例ではピニオンシヤフト１１）に駆動係
合すべき一方のスリーブ（図示例では外スリーブ
２７）と入力ギヤ要素とを一対１組の手段（図示
例ではピン４０，４７及び切欠き溝２５ｈ，２５
ｉ）を介して駆動係合させ、一方の手段（図示例
ではピン４０及び切欠き溝２５ｈ）は上記一方の
スリーブを入力ギヤ要素に密に駆動係合させるよ
う、又他方の手段（図示例ではピン４７及び切欠
き溝２５ｉ）は上記一方のスリーブを入力ギヤ要
素に若干のガタを持たせて駆動係合させるよう
夫々構成したから、上記一方の手段が破損しても
上記他方の手段が有効で、動力操向がいきなり不
可能になるのを防止した二重安全機能が達成され
ると共に、この状態を上記のガタにより運転者が
いち早く感覚的に知ることができる。従つて、運
転者は当該故障を知つて直ちにこれを修理してお
くことで、上記二重安全対策を常時有効に保ち得
て、大事故になるのを確実に防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明作動弁装置を第２図のA₁−Ｏ
−A₂−A₃−A₄線上で断面とし矢の方向に見た断
面図、第２図は第１図のB₁−B₂断面図、第３図
は第２図のC₁−A₂−C₂−Ｏ−C₃−C₄−C₅線上で
断面とし矢の方向に見た断面図、第４図は第１図
のD₁−D₂断面図、第５図は第４図のE₁−E₂線上
で断面として矢の方向に見た部分断面図である。 １……弁箱、２……ラツクガイド、３……端
蓋、４……ラツク、４ａ……ラツク歯、５……パ
ワーピストン、６……パワーシリンダ、７，８…
…パワーシリンダ室、１１……ピニオンシヤフ
ト、１１ａ……ピニオン（入力ギヤ要素）、１７
……スタブシヤフト、２１……トーシヨンバー、
２２，２３……ピン、２４……内スリーブ、２５
ｈ，２５ｉ……切欠き溝、２７……外スリーブ、
２８〜３１……空所、２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，
２４ｄ……溝、２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ
……円形窪み、２７ｅ，２７ｆ，２７ｇ……条
溝、３３〜３８……孔、３９……ドレン室、４
０，４７……ピン、４１……インレツトポート、
４２……ドレンポート、４３，４４……連結ポー
ト、４５，４６……管路、５０……斜孔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 操舵負荷に応じ相対回転してこの相対回転量
   に対応したアシスト油圧を生ずるよう相互に嵌合
   した内スリーブ及び外スリーブを具え、これらス
   リーブのうち一方をステアリングホイールに駆動
   結合し、他方をステアリングギヤの入力ギヤ要素
   に駆動係合させたパワーステアリングの作動弁装
   置において、前記他方のスリーブをステアリング
   ギヤの入力ギヤ要素に駆動係合させる手段を一対
   １組として設け、一方の手段は前記他方のスリー
   ブを入力ギヤ要素に密に駆動係合させるよう、他
   方の手段は前記他方のスリーブを入力ギヤ要素に
   若干のガタを持たせて駆動係合させるよう夫々構
   成したことを特徴とするパワーステアリングの作
   動弁装置。 ２ 前記両手段が夫々、ピン及びこれが貫入する
   切欠き溝で構成され、前記一方の手段のピンが対
   応する切欠き溝に密に貫入するようピンの直径及
   び切欠き溝の幅を決定し、前記他方の手段のピン
   が対応する切欠き溝にガタを持つて貫入するよう
   ピンの直径及び切欠き溝の幅を決定したものであ
   る特許請求の範囲第１項記載のパワーステアリン
   グの作動弁装置。