JPH0554471B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ケーシングと、ケーシングの第１円
筒状ハウジング内を密封的に摺動し、第１対の対
向する室を形成する第１ピストンと、第１対の室
に圧力流体を選択的に供給するケーシング内の第
１対の通路手段とを備え、第１ピストンが、ねじ
部分を有し入力軸に連結されたスピンドルと協働
するナツト装置を内周側に備えると共に、ケーシ
ング内に回転可能に支持された出力ピニオンと噛
合するラツク装置を外周側に備えている型の、特
に自動車用の動力操向装置に関するものである。

この種の動力操向装置は特に本出願人名義の米
国特許第4128046号に記載されており、いずれか
一方の駆動方向において入力軸から出力ピニオン
へ伝達される力を援助するようにケーシング内に
配設された複動ピストンを備え、出力ピニオン自
体は典型的には車両の操向車輪を操向するリンク
機構に連結されている。

近年、特に運転を安易にすると共にエネルギを
節約するために、車両の使用及び走行状態に応じ
て動力援助を調整する必要性が生じてきている。
このため、２つの援助ピストンを選択的に作動さ
せるようにすることが提案されている。このよう
なシステムは米国特許第3602326号および第
4186818号に記載されている。後者の米国特許で
は、動力操向システムは詳細に述べた上記型の操
向装置と、そのケーシングの外部に配設された動
力援助シリンダとを備えている。この構成は、装
置車輪を操向するリンク機構に外部動力援助シリ
ンダを連結する特別な連結部と、この外部動力援
助シリンダに圧力流体を供給する付加の配管を必
要としており、従つて車両への設置が相当面倒と
なり、製造及び取付コストが増大し、しかも故障
の危険性を増すこととなる。

本発明の目的は、第１援助ピストンに結合され
た第２援助ピストンもケーシング内に配置される
ように構成し、しかもコンパクトで頑丈であり、
動力操向装置を設置される車両に特別に変更を施
す必要がないようにした複動型動力操向装置を提
供することにある。

この目的を達成するため、本発明の特徴による
と、動力操向装置は、第１ピストンに機械的に連
結され、第１円筒状ハウジングと共軸であるケー
シングの第２円筒状ハウジング内を密封的に摺動
し、且つ第１対の室から流体的に隔離された第２
対の対向する室を形成している第２ピストンと、
スピンドル内に形成され第１対の通路手段とは独
立して第２対の室に圧力流体を選択的に供給する
第２対の通路手段とを備えている。

この構成によると、ケーシング内に第１及び第
２ピストンを共軸的にコンパクトに配置し、互い
に独立した第１及び第２通路手段を介してそれぞ
れ第１及び第２対の圧力室に圧力流体を選択的に
供給することにより、第１及び第２ピストンを選
択的に作動させることができ、また第２対の通路
手段をスピンドル内に形成したことにより、車両
への取付け及び配管を容易にしている。

本発明の他の目的は、複式分配弁装置もケーシ
ング内に配置されるように構成し、しかもコンパ
クトで、取付コストを低減でき且つ融通性のある
モジユーラ設計型の上述した動力操向装置を提供
することにある。

この目的を達成するため、本発明の他の特徴に
よると、動力操向装置は、ケーシング内に配置さ
れ、入力軸によつて駆動でき且つ第１及び第２対
の通路手段に連通する分配弁装置を備えており、
分配弁装置は、入力軸と共軸で一列に配置され且
つ第１及び第２対の通路手段に夫々連結された第
１回転式弁組立体及び第２回転式弁組立体を備
え、各回転式弁組立体は平らな星形ロータを有す
る型のものであることが有利である。

本発明の上記及び他の特徴及び利点は、添付図
面を参照して行う実施例の下記説明から明白とな
るであろう。

第１図に示す小型の動力操向装置は総括的に符
号１で示すケーシングを備えており、ケーシング
内には、第１端部孔２、大径の中央孔３及び小径
の第２端部孔４が第１図の左側から右側に向かつ
て連続して形成され、第１円筒状ハウジングを構
成する中央孔３は両端部孔２と４に連通してい
る。総括的に符号６で示すピストン構造体の第１
ピストン５が中央孔３内に密封的且つ摺動自在に
嵌装されており、ピストン構造体６は、第２円筒
状ハウジングを構成する第２端部孔４内に密封的
且つ摺動自在に収蔵された小径の管状端部延長部
７と、中央孔９を設けた環状の第２ピストン８を
形成する前方端壁とを備えている。ピストン構造
体６は内部に、第１ピストン５の近傍で、中央の
長手方向スピンドル１３の中間ねじ部分１２と協
働する循環ボールナツト装置１１を形成している
縮径の中央部分１０を備えており、スピンドル１
３は、自動車のステアリングホイールに連結され
る機構の入力軸１４によつて、ケーシング内で回
転駆動されるようになつている。

本発明の特徴によると、スピンドル１３は、第
２ピストン８の孔を密封的且つ摺動自在に貫通す
る縮径の円筒状端部延長部１５と、端部延長部１
５から離れたねじ部分１２の側にある滑らかな円
周面を具えた大径の中間部分１６と、ケーシング
１の第１端部孔２内に密封的且つ回転可能に嵌装
されると共にボールレース１８によつて軸線方向
に固定されている端部延長部１５から離れた更に
大径の端部分１７とを備えている。大径の中間部
分１６は第１ピストン５の中央孔１９内に密封的
且つ摺動自在に収蔵されている。慣習的に、第１
ピストン５はその外周に、ケーシング１内に回転
可能に装架された出力ピニオン２００と噛合する
直線状ラツク装置２０を備えており、ピニオン２
００は典型的には車両の操向車輪を操向するリン
ク機構（図示しない）に連結されるようになつて
いる。

上述した構成では、第１ピストン５はスピンド
ル１３とで第１対の環状室２１と２２を中央孔３
内に形成する一方、第２ピストン８はスピンドル
１３及びケーシング１とで第２対の対向する室、
即ち、中央部分１０の両側にありスピンドル１３
の大径の中間部分１６によつて他端を限定された
内部環状室２３と、端部孔４を閉鎖しているケー
シングの底部によつてこの孔４内に限定された端
部室２４とを形成しており、これら多数の室は互
いに隔離されている。第１図に示されているよう
に、ピストン構造体６の端部延長部７はケーシン
グ１に支持された一対の環状シール２５によつて
孔４に対し密封されて、室２２を室２４から密封
的に分離していることが好ましく、環状シール２
５間には、リザーバ２７に連結される補給通路２
６が配設されている。同様に、第１ピストン５の
孔１９は一対のシール２８によつてスピンドル１
３の中間部分１６に対し、密封されて室２１と２
３を互いに隔離し、シール２８間には、リザーバ
２７に連結される補給通路２９が配設されてい
る。

本発明の特徴によると、動力操向装置は、ケー
シング１内に一列に配置され入力軸１４によつて
連続的に作動されるようになつている第１回転式
分配弁組立Ａ及び第２回転式分配弁組立体Ｂから
成る複式分配弁装置を備えている。２つの分配弁
組立体ＡとＢは、上述した米国特許第4128046号
に記載されている円筒状ロータ及び円筒状外周ス
リーブを備えた型のものでよい。しかし、動力操
向装置の軸線方向寸法の小型化を改善するため
に、分配弁組立体ＡとＢは、特に本出願人名義の
米国特許第4217932号及び第4320780号に記載され
ているような平らな星形ロータを備えた型のもの
であることが好ましい。

上記２つの後者の米国特許によると、第１回転
式分配弁組立体Ａは、第２図にも示されているよ
うに、ねじ３１によつて組付けられた２つの環状
端部材３２と３３及び環状スペーサ３４から成る
ステータの内部室内に密封的且つ回転可能に嵌装
されている星形ロータ３０を備えている。同様
に、第２回転式分配弁組立体Ｂは、２つの環状端
部材４１と４２及び環状スペーサ４３の積重体か
ら成るステータの環状空所内に密封的且つ回転可
能に嵌装されている星形ロータ４０を備えてい
る。本発明の特徴によると、第１分配弁組立体Ａ
のステータはケーシング１の第１端部孔２内に回
転可能に嵌装される一方、第２分配弁組立体Ｂの
ステータはスピンドル１３の大径の端部分１７の
孔４５内に収蔵されており、この後者のステータ
の構成部材４１，４２，４３は、第１分配弁組立
体Ａのステータの端部材３３と第２分配弁組立体
Ｂのステータの隣接する端部材４１との間に介装
された弾性ワツシヤ４６によつて、互いに対し保
持されている。ロータ３０と４０は角方向の遊隙
なしで入力軸１４の三角形延長部分１４０に堅固
に固定され、延長部分１４０は角方向の遊隙を存
して弁組立体ＡとＢの端部材３２，３３及び４
１，４２の対応する中央開口を貫通している。

図示の実施例では、主弁又は第１分配弁組立体
Ａは星形ロータを備えた流体反動弁であり、副弁
又は第２分配弁組立体Ｂは流体反力を実質的に有
しない星形ロータを備えた弁である。変形例とし
て、両弁組立体は流体反力を有しない型のもので
よいが、少なくとも第１分配弁組立体に関して
は、本出願人名義のヨーロツパ特許第0077710号
に記載されているように、一対のＣ形スプリング
によつて反力が与えられる型のものがよい。星形
ロータを備えた弁に関してどのような特定の構造
が用いられていても、慣習的に、星形ロータの腕
はステータの端部材の対向する面に形成された開
口とで、ステータに対するロータの位置関係に応
じて変化して、分配弁を通つてリザーバ２７へ通
常流れる圧力源からの調整された圧力を適宜の回
路へ選択的に分配する可変絞りを形成する。本発
明の構成によると、第１圧力源又はポンプ５０が
第１分配弁組立体Ａと組合わされる一方、第２圧
力源又はポンプ５１が第２分配弁組立体Ｂと組合
わされており、第２圧力源５１は典型的には第１
圧力源５０よりも小さい容量のものであるか、あ
るいは車両の作動パラメータの関数として間欠的
に作動されるものである。図示の実施例では、第
１分配弁組立体Ａのロータ３０は、流体反力を与
える３つの主腕３５と、供給通路６１を介して圧
力源５０に連結されたステータの入口開口６０と
協働することにより圧力流体を分配する３つの短
かい腕３６とを備えており、主腕３５の縁部は、
通路６３によつてリザーバ２７に連結されたステ
ータの出口開口６２と協働する。一対の分配室６
４と６５が各短かい腕３６と隣接する主腕３５と
の間に形成され、ステータの部材３３に形成され
た通路６６と６７及びスピンドル１３の大径の端
部分１７に形成された対応する通路６６０と６７
０を介して第１ピストン５の室２１と２２に夫々
連結されており、室２２の通路６７０はケーシン
グ１内に形成された通路６７１により延長されて
いる。通路６６０と通路６７０，６７１とは第１
対の通路手段を構成している。同様に、第２分配
弁組立体Ｂのロータ４０は主腕４７と短かい腕４
８を備えている。短かい腕４８は、通路７１によ
つて圧力源５１に連結された入口開口７０と協働
し、主腕４７は、通路７３によつてリザーバ２７
に連結された出口開口７２と協働する。第２分配
弁組立体Ｂの分配室７４と７５は、ステータの部
材４２に形成されスピンドル１３に形成された通
路７６０と７７０に連通する通路７６と７７によ
つて、第２ピストン８の室２４と２３に夫々連結
されている。通路７６０と通路７７０とは第２対
の通路手段を構成している。

第４図及び第５図に示されているように、２つ
の弁組立体ＡとＢを連続して作動させるため、即
ち実際には、例えば車両の駐車操作状態のよう
に、入力軸１４が相当量回転した後にのみ第２分
配弁組立体Ｂを作動させるため、第２分配弁組立
体Ｂの分配絞り８０と排出制御絞り８１が入力軸
１４の回転に応じて即座に作動せしめられる第１
分配弁組立体Ａの対応する絞り８２と８３よりも
値Ｒだけ大きくなるように、第１分配弁組立体Ａ
の腕３６と３５及び対応する開口６０と６２は第
２分配弁組立体Ｂの腕４８と４７及び対応する開
口７０と７２に対して寸法づけられており、その
結果、駐車操作時あるいは急カーブ走行時以外で
は、第１圧力源５０から圧力流体を供給される室
２１と２２を形成している第１ピストン５によつ
て実質的に動力援助が行われ、容量の小さい第２
圧力源５１から圧力流体を供給される室２３と２
４を形成している第２ピストン８は、臨時の場合
のみに介入して第１ピストン５によつて与えられ
た動力援助を補足するものである。変形例とし
て、弁組立体ＡとＢとを連続的に作動させるた
め、入力軸の部分１４０と第２分配弁組立体Ｂの
ロータ４０との間に空動き連結部を設けてもよ
い。

本発明を特定の実施例に関して上述したが、本
発明はこれにのみ限定されるものではなく、当業
者には本発明の範囲を逸脱することなく幾多の変
更及び修正を加え実施し得ることが理解できよ
う。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による動力操向装置の縦断面
図、第２図及び第３図は夫々第１図の−線及
び−線に沿つて示す分配弁組立体の断面図、
第４図及び第５図は夫々第２図及び第３図の分配
弁組立体の流体循環回路を示す展開図である。 １……ケーシング、２……第１端部孔、３……
中央孔（第１円筒状ハウジング）、４……第２端
部孔（第２円筒状ハウジング）、５……第１ピス
トン、７，１５……端部延長部、８……第２ピス
トン、１１……循環ボールナツト装置、１２……
ねじ部分、１３……スピンドル、１４……入力
軸、１６……中間部分、１７……端部分、２０…
…ラツク装置、２１，２２，２３，２４……室、
３０，４０……星形ロータ、４５……孔、５０，
５１……圧力源、２００……出力ピニオン、６６
０，６７０，６７１……通路（第１対の通路手
段）、７６０，７７０……通路（第２対の通路手
段）、Ａ……第１回転式分配弁組立体、Ｂ……第
２回転式分配弁組立体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ケーシング１と、ケーシングの第１円筒状ハ
   ウジング３内を密封的に摺動し、第１対の対向す
   る室２１，２２を形成する第１ピストン５と、第
   １対の室に圧力流体を選択的に供給するケーシン
   グ内の第１対の通路手段６６０，６７０，６７１
   とを備え、第１ピストンが、ねじ部分１２を有し
   入力軸１４に連結されたスピンドル１３と協働す
   るナツト装置１１を内周側に備えると共に、ケー
   シング１内に回転可能に支持された出力ピニオン
   ２００と噛合するラツク装置２０を外周側に備え
   ている動力操向装置において、第１ピストン５に
   機械的に連結され、第１円筒状ハウジング３と共
   軸であるケーシング１の第２円筒状ハウジング４
   内を密封的に摺動し、且つ第１対の室２１，２２
   から流体的に隔離された第２対の対向する室２
   ３，２４を形成している第２ピストン８と、スピ
   ンドル１３内に形成され第１対の通路手段とは独
   立して第２対の室に圧力流体を選択的に供給する
   第２対の通路手段７６０，７７０とを備えている
   ことを特徴とする動力操向装置。 ２ 第２ピストン８が環状であり、その内周側で
   スピンドル１３のねじを形成されていない円筒状
   端部延長部１５上を密封的に摺動するようになつ
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の動力操向装置。 ３ 第１ピストン５がその内周側で、ねじ部分１
   ２に対し端部延長部１５とは反対側のスピンドル
   １３のねじを形成されていない円筒状中間部分１
   ６上を密封的に摺動するようになつていることを
   特徴とする特許請求の範囲第２項記載の動力操向
   装置。 ４ 第２ピストン８が、入力軸１４から離れた側
   にある第１ピストン５の管状端部延長部７から成
   り、ケーシング１の第２ハウジング４がケーシン
   グの第１ハウジング３から軸線方向に離されてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第２項又は第
   ３項記載の動力操向装置。 ５ スピンドル１３の端部延長部１５がねじ部分
   １２よりも小さい直径を有し、ケーシングの第２
   ハウジング４が第１ハウジング３よりも小さい直
   径を有していることを特徴とする特許請求の範囲
   第４項記載の動力操向装置。 ６ ケーシング１内に配置され、入力軸１４によ
   つて作動でき且つ第１及び第２対の通路手段に連
   通する分配弁装置Ａ，Ｂを備えていることを特徴
   とする特許請求の範囲第２項ないし第５項のいず
   れか１項に記載の動力操向装置。 ７ 分配弁装置が、入力軸１４と共軸で一列に配
   置され且つ第１及び第２対の通路手段に夫々連結
   された第１回転式弁組立体Ａ及び第２回転式弁組
   立体Ｂを備えていることを特徴とする特許請求の
   範囲第６項記載の動力操向装置。 ８ 第１回転式弁組立体Ａ及び第２回転式弁組立
   体Ｂが平らな星形ロータ３０，４０を有する型の
   ものであることを特徴とする特許請求の範囲第７
   項記載の動力操向装置。 ９ 第１回転式弁組立体Ａがケーシング１の孔２
   内に配置され、第２回転式弁組立体Ｂが、ケーシ
   ングのこの孔２内に回転可能に嵌装されたスピン
   ドル１３の大径の端部分１７の孔４５内に配置さ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第８項
   記載の動力操向装置。 １０ 第１対の通路手段６６０，６７０，６７１
   がスピンドル１３の大径の端部分１７内に少なく
   とも部分的に形成されていることを特徴とする特
   許請求の範囲第９項記載の動力操向装置。 １１ 各弁組立体Ａ，Ｂを対応する圧力源５０，
   ５１に連通する手段を備えていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第７項ないし第１０項のいずれ
   か１項に記載の動力操向装置。 １２ 圧力源５０，５１が異なる容量のポンプで
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１１項記
   載の動力操向装置。