JPH0147349B2 - - 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、作動油の流れによつて
惹起される弁機構全体の振動を有効に防止して、
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
刻設されつセクタギヤ５ａに噛合しており、保持
板６ａと共に前記シリンダ２の一端を封止するリ
ヤハウジング６を構成するハウジング本体６ｂ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油
路９ｄ，９ｅが２組開口しており、一方の油路９
ｄは直接前記作動室３に、他方の油路９ｅは前記
軸受１２を載置した空間１２ａを介して更にリヤ
ハウジング６を構成するハウジング本体６ｂ内の
通路６ｃ、シリンダ２内の通路２ａを通つて作動
室４に連通している。９ｆ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内の軸受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２図に示す如
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。

１９は片面が前記ウオームシヤフト９の頭部９
ａ端面に接触し、ピン９ｆ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図及び第４図に示す
ように、前記スタブシヤフト１３を遊嵌する中心
孔１９ａと、ピン９ｆを挿入する穴１９ｂと、組
立の際、前記スタブシヤフト１３に植設した駆動
ピン１３ｂの通過を妨げないスロツト１９ｃと共
に、前記ウオームシヤフト９の油路９ｄ，９ｅに
各々開口する２組の孔状としての略矩形状油路１
８ｄ，１９ｅが形成されている。

２０は前記第１プレート１９と後述する第３プ
レート２１との間に在つて、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図及び第５図
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の挿入用スロツト２０
ｂと共に、前記作動油の供給孔７を開口する、必
ずしも外周に開放することを要しない一対の切欠
き状油路２０ｃと、前記排出孔８に連通する、必
らずしも中心孔２０ａに開放することを要しない
二対の切欠き状油路２０ｄが形成されている。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、油路２０ｃ，２０ｄは第３図に示す如く、
前記第１プレート１９の各油路１９ｄ，１９ｅの
両方に、好ましくは同一開口面積をもつて一部分
連通し、油路２０ｃと油路２０ｄとの間の部分は
第１プレート１９の油路１９ｄ，１９ｅの開口面
積の大部分を覆蓋しており、好ましくは、油路１
９ｄの覆蓋面積の合計と油路１９ｅの覆蓋面積の
合計とは等しくしてある。なお、前記スタブシヤ
フト１３に設けた駆動ピン１３ｂ及びこれを挿入
する第２プレート２０のスロツト２０ｂは、第２
プレート２０をスタブシヤフト１３に圧入固定す
れば、これらを廃止することができる。

２１は一面が前記第２プレート２０に面し、前
記リヤカバー１５の左端に載置されたスラスト軸
受２２を介して前記ハウジング６に対して回動可
能に支承される第３プレートで、この第３プレー
ト２１の中心には通孔２１ａが設けられており、
この通孔２１ａは前記スタブシヤフト１３を挿通
すると共に、前記第２プレート２０の油路２０ｄ
と前記スラスト軸受２２の軸受隙間を介して排出
孔８とに連通し、作動油の油路を兼ねる。また第
３プレート２１の外周には、好ましくは合成樹脂
材（例えば商品名テフロン）から成る矩形断面の
シールリング２３が備えられ、ハウジング本体６
ｂの内周面との間で作動油を封止すると共に、前
記各プレートの各油路を流れる、作動流体の流れ
によつて惹起される各プレートの振動を有効に防
止する作用をなす。

一方、第２プレート２０と第１プレート１９と
の間及び第３プレート２１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
ることで調整でき、この調整位置はロツクナツト
２４によつて保持される。なお、２５はリヤハウ
ジング６内に形成され、供給孔７と第２プレート
２０の油路２０ｃに連通する環状室、２６は同じ
く排出孔８と第３プレート２１の通孔２１ａに連
通する環状室である。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１９ｄ，１９ｅと第
２プレート２０の油路２０ｃ，２０ｄとの相対関
係位置は第３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２５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１９ｄ，１９
ｅに至る。これらの油路１９ｄ，１９ｅはそれぞ
れウオームシヤフト９の油路９ｄ，９ｅ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１９
ｄ，１９ｅは同時にそれらの一部分を第２プレー
ト２０の油路２０ｄに開口しており、従つて、第
１プレート１９の油路１９ｄ，１９ｅに流入した
作動油は第２プレート２０の油路２０ｄに至り、
第３プレート２１の通孔ａ及び通路２６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ブレー
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３図においてスタブシヤ
フト１３を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１９ｄに対する開口面積を油路
１９ｄの孔縁で除々に減少させ、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９ｅ
が開口する油路１９ｅに対する開口面積を増大
し、作動油を作動室４を送り、作動室４の圧力を
増大させる。同時に、第３プレート２１の通孔２
１ａを介して排出孔６に連通する油路２０ｄ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１９ｄに対する開口面積油
路１９ｄの孔縁で徐々に増大させ、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を反時計方向
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、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1₁、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が高圧をとき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、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。さらに、その軸方向の力に対し
て、、ウオームシヤフト９が供給孔７に連通する
環状室２５の油圧によつて受ける力（これは第２
プレート２０の外径及び油路２０ｃの面積を適当
に選択することによつて調節できる）を釣合わせ
ることにより、作動油の圧力によつてウオームシ
ヤフト９に生じる軸方向の力をバランスさせ、も
つて前記軸受１１，１２に荷重を与えることがな
く、これら軸受１１，１２の回転抵抗を小さくし
て軽快な操縦操作が可能となるのである。

更に、作動油を各作動室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が作動油の供給孔７に連通する第１プレート
１９の油路１９ｄ又は１９ｅの一部を覆蓋する面
積に応じて、第１図中右方向の力を受け、前記第
３プレート２１に押圧される。而して第３プレー
ト２１はスラスト軸受２２を介して回動自在に支
承されているので、斯かる場合にあつても第２プ
レート２０及びこれを連結するスタブシヤフト１
３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、第２プレート２０と第１プ
レート１９及び第３プレート２１との間はこれの
回動のために、前述の如く僅かではあるが相対隙
間を有している。ところが、この隙間のためにあ
るいは駆動ピン１３ｂとスロツト２０ｂとの間の
回動方向隙間のために、第１プレート１９に対し
て第２プレート２０が相対回動して第１プレート
１９の油路１９ｄ，１９ｅのいずれかが絞られ作
動油が流れるとき、特に第２プレート２０が微振
動を生ずる場合がある。この振動は作動油の脈動
を招来し、作動油の脈動がシリンダ２内のピスト
ンを振動させる結果、異音を生じ或いは図外の操
舵輪をも振動させる場合があり、運転者に不快感
を与えるところ、この場合は前述の如く第２プレ
ート２０は外周にシールリング２３を備える第３
プレート２１に押圧されており、第２プレート２
０は第３プレート２１と一体的に回動するため、
第２プレート２０の振動はシールリング２３の摺
動抵抗あるいは弾性による緩衝作用により有効に
防止される。

次に、車両の高速走行時等の、車輪の接地抵抗
が小さい状態で操舵輪を回動させた場合、ウオー
ムシヤフト９はトーシヨンバー１７に捩り角度を
生ずることなく容易にスタブシヤフト１３によつ
て回動せしめられる。従つて第１プレート１９と
第２プレート２０との間に相対回動がなく、前述
の標準状態における場合と同様に各作動室３，４
に油圧を生じることはない。このことは、第２プ
レート２０には前述の図中右方向の力が作用しな
いのであるから、第２プレート２０は第３プレー
ト２１に対して僅か離間した状態で回動可能であ
り、ここに、第３プレート２１のシールリング２
３の摺動抵抗は第２プレート２０の回動に関与せ
ず、操舵輪の回動が円滑となる。

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。

以上説明したように本発明によれば、二つの作
動室のそれぞれに連通する油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それ
ぞれの油路に連通する孔状の油路を有する第１プ
レートと、外周にハウジングの内周面に摺接する
シールリングを備え、かつ前記ハウジングに対し
て回動自在に支承されると共に、作動油の排出孔
に連通する通孔を有する第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これら
各プレートに直接的に支持されると共に、操舵輪
に連結されるスタブシヤフトと一体回動可能で、
作動油の供給孔及び第３プレートの通孔に連通す
る油路を有する第２プレートとから成り、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の孔縁でこの油路に対
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
御することとしたので、次に列記する効果を、奏
する。

(イ) ウオームシヤフトと、第１プレートと、第２
プレート及び第３プレートとからなるので、部
品点数が少なく、弁機構が簡単で、軸方向の長
さが短縮でき、かつ低廉な動力操向装置を得る
ことができる。

(ロ) 第２プレートが第１プレートと第３プレート
とに直接的に支持されるから、各プレート間の
隙間調整を、リヤーカバー１５のねじ込み量を
変えることによつて容易にできる。

(ハ) 第３プレートがハウジングに対して回動自在
で、かつシールリング２３を介して摺接してい
るので、第２プレート即ちスタブシヤフトを介
する操舵輪の回動が円滑に行えると共に、シー
ルリングで作動油の流れによつて惹起される弁
機構全体の振動を有効に抑御することができ
る。

(ニ) 第１プレートの油路は孔状であるから加工が
が容易である。

(ホ) 作動油の給排がスムーズで優れた操縦感覚が
得られる。

【図面の簡単な説明】

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、第２図は第１図の−線に沿つて
見た断面図、第３図は第１図の−線に沿つて
見た断面図、第４図は第１プレートの正面図、第
５図は第２プレートの正面図である。 １……ピストン、２……シリンダ、３，４……
作動室、５……セクタシヤフト、６……ハウジン
グ、７……供給孔、８……排出孔、９……ウオー
ムシヤフト、９ｃ……長溝、９ｄ，９ｅ……油
路、１３……スタブシヤフト、１３ａ……フラン
ジ、１９……第１プレート、１９ｄ，１９ｅ……
油路、２０……第２プレート、２０ｃ，２０ｄ…
…油路、２１……第３プレート、２１ａ……通
孔、２３……シールリング。

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、一端が前記ピストンに螺合し
   他端が前記作動室と反対側に伸びるハウジング内
   に臨みかつ前記作動室のそれぞれ連通する少なく
   とも１組の油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と一体回動可能で、前記ウ
   オームシヤフトのそれぞれの油路に連通する孔状
   の油路を有する第１プレートと、外周に前記ハウ
   ジングの内周面に摺接するシールリングを備え、
   かつ前記ハウジングに対して回動自在に支承され
   ると共に、作動油の排出孔に連通する通孔を有す
   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これら各プレートに直接的に
   支持されると共に、操舵輪に連結されるスタブシ
   ヤフトと一体回動可能で、作動油の供給孔及び第
   ３プレートの通孔にそれぞれ連通する少なくとも
   １組の油路を有する第２プレートとからなり、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プレートの油路の孔縁でこの油路に対す
   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。