JPH05502835A - 液圧パワーステアリングシステムを作動させるための装置 - 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】 液圧パワーステアリングシステムを作動させるための装置本発明は以下の特徴を 有する自動車の液圧パワーステアリングシステムを作動させるための装置に関す る。

すなわち、この装置は、ハンドルに非回転状態で連結されたステアリングシャフ トにピニオンが設けられており、また、ステアリングシャフトがスリーブ内で支 持されている。ピニオンは操舵される車輪に連結されたギアラックと係合されて いる。スリーブはステアリングギアハウジング内で支持されてステアリングシャ フトと同一の軸の回りで回転することができる。スリーブはピニオンがギアラッ クと係合できる凹部を有し、スリーブ上でピン形状の延出部がステアリングシャ フトに関して垂直に締結され、前記延出部がリニアスライド弁として形成された ステアリングバルブであるスライド弁を作動させ、ギアラックをピニオンに対し て付勢するばねがステアリングギアハウジング内でスリーブを支持しているもの である。

このタイプの装置は、欧州特許出願０２９１１５５号によって公知である。この 従来の装置では、スリーブがギアラックから隔たったハウジング内のステアリン グシャフト側で支持されている。ベアリングは延出部内の球状の窪みとステアリ ングギアハウジング内の球状のシェル（ｓｈｃｌｌ）形状溝とによって形成され ている。付勢ばねによってもたらされる摩擦力の作用を発生させるベアリングの 大きな丸みによりベアリング内に大きな摩擦力が生じることがこの装置の欠点で ある。しかしながら、ピニオンとギアラックとの間の遊びの自由度を確保するた めに強いばねが要求される。さらに、ギアラックをピニオンに接触させるばねの 付勢力がギアラック上でステアリングシャフトの回転動作を引き起こし、その結 果ステアリングバルブか作動されるため、システムは不安定である。

このような場合、自動車は疎漏に操縦されるため、危険である。

したがって、本発明の目的は、公知のステアリング作動装置を改良して、ステア リング作動装置が中立位置で安定し、しかも、摩擦による損失がない状態でステ アリング作動装置が作動できるようにすることである。なお、本発明の装置はス テアリングシャフトの軸に平行にのみ回転自由度を有することができる。

この目的は公知の特徴と以下の特徴との組み合わせによって達成される。

スリーブとステアリングギアハウジングとの間のベアリングは２つのニードルに よって形成される。２つのニードルベアリングは互いにギアラックを挟んだ反対 側に設けられ、２つのニードルベアリングを相互に連絡するベアリング軸がステ アリングシャフトの中心線からピニオンとギアラック間の力伝達点よりも離れて おり、ベアリング軸がステアリングシャフトの中心線に対して前記力伝達点と同 じ側に配置され、スライド弁が付勢ばねによって付勢されている。

ニードルベアリングの形状と配置は、結果として、ばねによる負荷によって引き 起こされる摩擦力の作用を発生させる小さな丸みを形成し、これによって、容易 な動作を行なうことができる。付勢されたばねはスライド弁をその中立位置に安 定させる。

本発明における有利な改良は、ニードルがステアリングギアハウジングに連結さ れた各挿入リングに保持されていることである。この方法はステアリングギアハ ウジング内における挿入リングとニードルの組み立てを容易にする。スリーブの 第２のベアリング部は、スリーブの各環状延出部によってまっすぐな状態に形成 されており、ばねの付勢力によってニードルに押し付けられている。さらに、挿 入リングはベアリング軸の回りのスリーブの回転動作のストッパーとなっている 。これによって、スリーブとステアリングシャフトギアがラック上を噛み合いが 外れた状態で大きく離れて回転する（ｒｏｌｌ　ｏｆｆ）　ことを確実に防ぐこ とができ、ステアリングバルブやステアリングギアハウジングやギアラックの歯 を破損させることがない。

スリーブのねじ穴に延出部を捩じ込むため、組み立てが簡単である。この実施例 では、スリーブとステアリングシャフトがギアハウジングに挿入された後に延出 部か捩じ込まれる。

スリーブとステアリングシャフトが僅かに離れて回転している動作状態で最大許 容弁行程を調整することかできるように、便宜上、延出部がギアラックに対して 垂直に配置されている。

この発明の他の実施例では、延出部のスリーブに連結されていない端部に球状の 継手が設けられ、この継手がスライド弁の凹部に係合する。また、ステアリング バルブのハウジングがステアリングギアハウジングに連結されている。

本発明の装置は、ステアリングバルブを動作させる他、補助力を発生する２重作 用の液圧シリンダに直接に作用するポンプの偏心を再調整するため、もしくは、 電気式または電気流体式の動力補助ステアリングシステム（ｐｏｗｅｒａｓｓｉ ｓｔｅｄ　ｓｔｅｅｒｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ）の電気スイッチ、スライド接点、 電位差計またはセンサのそれぞれを作動するために使用される。

図１はステアリングシャフトに対して平行な面で断面したステアリングギアハウ ジングの断面図である。

図２はギアラックに対して平行な面で断面したステアリングギアハウジングとバ ルブハウジングの断面図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の詳細な説明する。図示しないハンドルに非回転 状態で連結されたステアリングシャフト１が図示されている。この実施例では、 ステアリングシャフト１にこれと一体成形されたピニオン２が設けられている。

ピニオン２は図面の平面に対して垂直に延びるギアラック３に係合されている。

ギアラック３の端部は操舵される車輪（図示せず）のガイドロッドと連結されて いる。ステアリングシャフト１とギアラック３は同一のステアリングギアハウジ ング４内に配置されている。ばね６と保持部材７とを介してギアラック３がスラ スト部材５内でステアリングギアハウジング４に対して支持されている。

２つのローラーベアリング８によってステアリングシャフト１かスリーブ９内で 回転自在に支持されている。また、２つのニードルベアリング１０とステアリン グギアハウジング４に連結固定された２つの挿入リング１１とを介してスリーブ ９がステアリングギアハウジング４内で枢支されている。

ニードルベアリング１０のニードル１２が挿入リング１１の孔１３内で保持され ている。スリーブ９は、環状延出部１４によって各ニードル１２に支持されてお り、ばね６の付勢力によってその位置で固定されている。ニードルベアリング１ ０の軸と、ステアリングシャフト１の中心線と、ピニオン２からギアラック３に 力を伝達する力伝達点とが同一の平面内にあり、ニードルベアリング１０の軸が ステアリングシャフト１から前記力伝達点よりも離れ、ニードルベアリングの軸 と前記力伝達点がステアリングシャフト１に対して同じ側に設けられている。こ のことは不可欠な要件である。

ギアラック３と反対側のスリーブ９の側面で、径方向に延びる延出部１５がスリ ーブ９のねじ穴１６内に捩じ込まれている。この延出部１５はステアリングシャ フト１とギアラック３のそれぞれに対して垂直に配置されている。延出部１５の 他端は、球状の頭部として形成され、リニアスライド弁として形成されたステア リングバルブであるスライド弁１９の四部１８に係合する。ステアリングバルブ のハウジング２０はステアリングギアハウジング４に締結されている。スライド 弁１９はギアラック３に対して平行に延在している。

図２は図１の２−２線に沿う断面図である。バルブハウジング２０は、液圧ポン プに連結するポート２１と、右方向への操舵時に加圧されるポート２２と、左方 向への操舵時に加圧されるポート２３とを結合する。図示の中立位置で３つのポ ート２１，２２．２３が全て連通される。操舵中、矢印と文字Ｒ，Ｌで示された 方向にスリーブ９がステアリングシャフト１とともに回転する。

スライド弁１９上に取り付けられた付勢ばね２４がハウジング２０内の右側に示 されている。付勢ばね２４は２つのストッパー２５．２６間で付勢されており、 スライド弁１９が移動すると付勢ばね２４がハウジングの挿入部材２７と当接す る。なお、ばね２４は極めてなめらかで特徴的なカーブををしている。挿入部材 ２７は戻しポートとしてのポート２８を備えている。バルブハウジング２０は予 め完全に組み立てられる。付勢ばね２４を有するスライド弁１９の調整後、挿入 部材２７はねじ２９によってハウジング２０に対して固定される。ステアリング ギアハウジング４に対するバルブハウジング２０の取り付けは、スライド弁１９ とスリーブ９を伴うステアリングシャフト１がバルブハウジング２０とステアリ ングギアハウジング４の中央位置にあるときに行なわれる。

次に、本発明の装置の作用について説明する。まず、操舵動作はステアリングシ ャフト１とピニオン２とを介してギアラック３に伝達される。しかしながら、ギ アラック３が車輪に連結され、路面との摩擦力によって車輪がその方向で止まっ て動かない場合は、ギアラック３もそのままの状態で動かない。このような状況 下では、スリーブ９を介してステアリングギアハウジング４に枢支されているス テアリングシャフト１はギアラック３上を噛み合いが外れた状態で離れて回転す る（ｒｏｌｌ　ｏｆｔ）。そうすることで、ステアリングシャフト１がスリーブ ９を回転させ、スリーブ９が延出部１５を回転させる。伝達される操舵動作の回 転方向によって、スライド弁１９に連結された球状の頭部１７が図中前方または 後方に移動して補助力を引き起こす弁内の流体流れを制御する。

スリーブ９は約２〜３度回転した後に挿入リング１１と当接してその回転運動が 制限される。スリーブ９がニードルベアリング１０を中心として回転できなくな り、補助力が作用するとすぐ、ステアリングシャフト１は単にスライドベアリン グすなわち各ローラーベアリング８内でのみ回転してギアラック３を移動する。

補助力が作用しない場合、操舵機動の始めにだけ僅かなりリアランスが克服され なければならない。

ブースト（増圧）がない通常の操舵が実質的に可能となる。

本発明の他の利点は補助力が操舵抵抗に応じて制御されるということである。例 えば高速で、車輪が操舵動作に対して全く抵抗を示さない時、ステアリングシャ フト１がギアラック３上を噛み合いが外れた状態で離れて回転する（ｒｏｌｌ　 ｏｆｆ）ことはない。これはさらに付勢ばね２４によって実現される。ステアリ ングシャフト１はスリーブ９内でのみ回転し、補助力のいらない操舵機動が達成 される。同様のことが滑りやすい路面、例えば水や雪が存在する路面上で行なわ れる。

参照番号リスト ド・・ステアリングシャフト ４・・・ステアリングギアハウジング ５・・・スラスト部材 ６・・・ばね ７・・・保持部材 ８・・・ローラーベアリング ９・・・スリーブ １０・・・ニードルベアリング １１・・・挿入リング １４・・・環状延出部 １５・・・延出部 １６・・・ねじ穴 １７・・・球状先端部 １８・・凹部 ２１．２２，２３．２８・・・ポート ２４・・・付勢ばね ２５．２６・・・ストッパー ２７・・・挿入部材 ２９・・・ねじ 要約書 本発明は自動車の液圧パワーステアリングシステムを作動させるための装置に関 する。ステアリングバルブを作動させるために、ステアリングシャフト（１）が 僅かな角度だけがギアラック（３）上を噛み合いが外れた状態で離れて回転する （Ｔｏｌｌ　ｏｆｆ）。この回転動作を可能とするために、ステアリングシャフ ト（１）は、ステアリングギアハウジング（４）に対して回転できるようにニー ドルベアリング（１０）を介して支持されたスリーブ（９）内に支持されている 。システムが部分的あるいは全面的に異常を呈した場合において疎漏なステアリ ング機動を防止するため、ニードルベアリング軸は、ステアリングシャフト（１ ）の中心線に対して平行に設けられるとともに、ビニオン（２）とギアラック（ ３）との間の力伝達点とステアリングシャフト（１）の中心線と同一平面内に設 けられている。ニードルベアリング軸はステアリングシャフト中心線から前記力 伝達点よりも離れている。スライド弁（１９）を中立位置に保持するために付勢 ばね（２４）が設けられている。

（図１） 国際調査報告 国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ハンドルに非回転状態で連結されたステアリングシャフトにピニオンが設け られ、前記ステアリングシャフトがスリーブ内で支持され、前記ピニオンが操舵 される車輪に連結されたギアラックに係合され、前記スリーブがステアリングシ ャフトと同一の軸の回りで回転することができるようにステアリングギアハウジ ング内に支持され、スリーブはピニオンがギアラックと係合できる凹部を有し、 前記スリーブ上にピン形状の延出部がステアリングシャフトに関して垂直に締結 され、前記延出部がリニアスライド弁として形成されたステアリングバルブであ るスライド弁を作動し、ギアラックをピニオンに対して付勢するばねがステアリ ングギアハウジング内でスリーブを支持する、自動車の液圧パワーステアリング システムを作動させるための装置において、スリーブ（９）とステアリングギア ハウジング（４）との間のベアリングが２つのニードル（１２）によって形成さ れ、２つのニードルベアリング（１０）が互いにギアラックの反対側に設けられ 、２つのニードルベアリング（１０）を相互に連絡するベアリング軸がステアリ ングシャフト中心線からピニオン（２）とギアラック（３）との間の力伝達点よ りも離れ、前記ステアリングシャフト中心線と前記ベアリング軸と前記力伝達点 とが同一平面内にあり、前記ベアリング軸と前記力伝達点がステアリングシャフ ト中心線に対して同じ側に配置され、スライド弁（１９）が付勢ばね（２４）に よって付勢されていることを特徴とする装置。 ２．ニードル（１２）がステアリングギアハウジング（４）に連結固定された各 挿入リング（１１）内で保持されていることを特徴とする請求項１に記載の装置 。 ３．スリーブの環状延出部（１４）がそれぞればね（６）によって各ニードル（ １２）に対して保持されていることを特徴とする請求項１または２に記載の装置 。 ４．挿入リング（１１）がベアリング軸の回りのスリーブ（９）の回転動作のス トッパーとなっていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の 装置。 ５．延出部（１５）がスリーブ（９）のねじ穴（１６）に螺着されていることを 特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の装置。 ６．延出部（１５）がギアラック（３）に対して垂直に延在していることを特徴 とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の装置。 ７．スリーブ（９）に連結されていない延出部（１５）の端部には球状頭部（１ ７）が設けられ、この延出部（１５）の端部がスライド弁（１９）の凹部（１８ ）に係合することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の装置。 ８．ステアリングバルブのハウジング（２０）がステアリングギアハウジング（ ４）に連結されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の 装置。 ９．ハンドルに非回転状態で連結されたステアリングシャフト（１）にピニオン （２）が設けられ、前記ステアリングシャフト（１）がスリーブ（９）内で支持 され、前記ピニオン（２）が操舵される車輪に連結されたギアラック（３）に係 合し、前記スリーブ（９）がステアリングシャフト（１）と同一の軸の回りで回 転することができるようにステアリングギアハウジング（４）内に支持され、ス リーブ（９）はピニオン（２）がギアラック（３）と係合できる凹部を有し、前 記スリーブ（９）上にピン形状の延出部（１５）がステアリングシャフト（１） に関して垂直に締結され、前記延出部（１５）がギアラック（３）の動作を助け る２重作用の液圧シリンダに作用するポンプの偏心を調整し、ギアラック（３） をピニオン（２）に対して付勢するばね（６）がステアリングギアハウジング（ ４）内でスリーブ（９）を支持し、スリーブ（９）とステアリングギアハウジン グ（４）との間のベアリングが２つのニードル（１２）によって形成され、２つ のニードルベアリング（１０）が互いにギアラックの反対側に設けられ、２つの ニードルベアリング（１０）を相互に連絡するベアリング軸がステアリングシャ フト中心線からピニオン（２）とギアラック（３）との間の力伝達点よりも離れ 、前記ベアリング軸と前記力伝達点がステアリングシャフト中心線に対して同じ 側に配置され、前記ステアリングシャフト中心線と前記ベアリング軸と前記力伝 達点のうちの２つが同一平面内にあることを特徴とする自動車の液圧パワーステ アリングシステムを作動させるための装置。 １０．ハンドルに非回転状態で連結されたステアリングシャフト（１）にピニオ ン（２）が設けられ、前記ステアリングシャフト（１）がスリーブ（９）内で支 持され、前記ピニオン（２）が操舵される車輪に連結されたギアラック（３）に 係合し、前記スリーブ（９）がステアリングシャフト（１）と同一の軸の回りで 回転することができるようにステアリングギアハウジング（４）内に支持され、 スリーブ（９）はピニオン（２）がギアラック（３）と係合できる凹部を有し、 前記スリーブ（９）上にピン形状の延出部（１５）がステアリングシャフト（１ ）に関して垂直に締結され、前記延出部（１５）がパワーアシステッドステアリ ングシステムを制御するために電気スイッチ、スライド接点、電位差計またはセ ンサを動作させ、ギアラック（３）をピニオン（２）に対して付勢するばね（６ ）がステアリングギアハウジング（４）内でスリーブ（９）を支持し、スリーブ （９）とステアリングギアハウジング（４）との間のベアリングが２つのニード ル（１２）によって形成され、２つのニードルベアリング（１０）が互いにギア ラックの反対側に設けられ、２つのニードルベアリング（１０）を相互に連絡す るベアリング軸がステアリングシャフト中心線からピニオン（２）とギアラック （３）との間の力伝達点よりも離れ、前記ベアリング軸と前記力伝達点がステア リングシャフト中心線に対して同じ側に配置され、前記ステアリングシャフト中 心線と前記ベアリング軸と前記力伝達点のうちの２つが同一平面内にあることを 特徴とする自動車のパワーステアリングシステムを作動させるための装置。