JPH0647079U - インテグラル型動力舵取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 インテグラル型動力舵取装置のラックとセク
タギアとの中立位置で付与するプリロードを調整可能に
する。 【構成】 シリンダ４内に摺動自在に嵌合されて、この
シリンダ内を２つの圧力室８，１０に区画するピストン
６と、このピストンの側面に形成されたラック１２と、
このラックに噛合い、ピストンの往復動に伴って正逆回
動されるセクタギア１４とを備えており、舵取ハンドル
の操作によってコントロールバルブ３４を切換えて両圧
力室に圧力流体を給排して操舵補助力を得る。上記ピス
トンの側面を押圧して回転力を与えるプランジャ４２
と、このプランジャの背面側の室４０ａ内に導入される
油圧を制御する圧力調整弁３３を備えている。 【効果】 ピストンを回転させてラックをセクタギアに
押付ける力を、圧力調整弁の構成によって任意に設定で
きる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はインテグラル型の動力舵取装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

インテグラル型の動力舵取装置は、一般に、ギアハウジング内に形成されたシ リンダと、このシリンダ内に摺動自在に嵌合されて、シリンダ内を２つの圧力室 に区画するピストンと、このピストンの一側面に形成されたラックと、ピストン の往復動する方向と直交する方向に配置され、リンク機構を介して操向車輪に連 結されたセクタシャフトと、このセクタシャフトに一体的に設けられて上記ラッ クに噛合うセクタギアとを備えており、舵取ハンドルの操作によってコントロー ルバルブを切換えることにより、作動油を一方の圧力室に供給するとともに、他 方の圧力室から排出し、これら両室の圧力差によってピストンを作動させること により操舵方向の補助力を付与するようになっている。

【０００３】 上記構成のインテグラル型動力舵取装置では、円滑な作動のために、ラックと セクタギアとの間にバックラッシュが必要であるが、中立位置においてバックラ ッシュがあると、直進時のハンドルの遊びが大きくなり車両のふらつきが発生す るという問題があるため、セクタシャフトに取付けたアジャスティングスクリュ ーによってセクタシャフトを軸方向に移動させることにより、舵取ハンドルの中 立位置においてプリロードを付与するようにしている。しかしながら、通常の場 合、走行距離に応じてプリロードが劣化し、ラックとセクタギアとの間にガタが 生じてハンドルの遊びが大きくなってしまうため、高速走行時のフィーリングが 悪化するという問題を生じている。

【０００４】 そこで、舵取ハンドルの中立位置において、確実にプリロードを付与し、高速 時の直進走行安定性を得るようにした動力舵取装置が提案されている（特開昭６ １−１０２３８１）。この動力舵取装置は、セクタギア１５の中央歯１５ａと対 向する位置にねじ軸９と直交する方向にピストン５に形成されたガイド穴３１と 、このガイド穴３１に摺動自在に嵌合され前記セクタギア１５の中央歯の大端部 側に当接するプランジャ３２と、このプランジャ３２に対してセクタギア１５方 向に押圧力を付与するスプリング３３とよりなる押圧力付与装置３０を備えてい る。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

上記従来の動力舵取装置では、プランジャをセクタギアの中央歯の歯先に直接 圧接させているため、舵取ハンドルの中立位置においてプリロードを付与するこ とはできるが、プランジャが中央歯に圧接されている間だけプリロードを発生さ せるもので、一定の操舵範囲においてプリロードを発生させ、あるいは、操舵角 に応じてプリロードの大きさを任意に変化させる等の調整は不可能であった。

【０００６】 本考案は上記欠点を除くためになされたもので、中立位置付近においてラック とセクタギアとの間に付与するプリロードの、発生させる操舵角の範囲や大きさ 、変化量等を任意に設定することができるインテグラル型動力舵取装置を提供す ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案に係るインテグラル型動力舵取装置は、シリンダ内に摺動自在に嵌合さ れて、このシリンダ内を２つの圧力室に区画するピストンと、このピストンの側 面に形成されたラックと、このラックに噛合い、ピストンの往復動に伴って正逆 回動されるセクタギアとを備えており、舵取ハンドルの操作によってコントロー ルバルブを切換えて両圧力室に圧力流体を給排して操舵補助力を得るもので、さ らに、上記ピストンに作用して回転力を付与する回転手段を設けて、上記コント ロールバルブの中立位置付近でピストンに回転力を作用させるようにするととも に、この回転力を調整する調整手段を設けたものである。

【０００８】

【作用】 上記構成のインテグラル型動力舵取装置では、中立位置付近でピストンに回転 力を作用させることにより、ピストンに形成されたラックをセクタギアに押付け てプリロードを発生させ、しかも、このプリロードは摩耗により劣化するおそれ がなく、その上、調整手段によって、発生させるプリロードの大きさ、範囲等を 任意に設定することができる。

【０００９】

【実施例】

以下、図面に示す実施例により本考案を説明する。図１は本考案の一実施例に 係るインテグラル型動力舵取装置の縦断面図、図２は図１の左側に一体的に設け られたコントロールバルブ部を拡大して示す縦断面図、図３は図１のＩＩＩ−Ｉ ＩＩ線に沿う断面図であり、ギアハウジング２のシリンダ部４内には、ピストン ６が摺動自在に嵌合され、このピストン６によってシリンダ４内は２つの圧力室 ８，１０に区画されている。ピストン６の一側面（図１および図３における上面 ）にはラック１２が形成されており、このラック１２に、図示しない操向車輪に 連結されたセクタシャフト１３に一体的に設けられたセクタギア１４が噛合わさ れ、ピストン６の往復動に伴なって正逆回動するようになっている。このセクタ ギア１４の歯は、図３に示すように、セクタシャフト１３の軸線方向に傾斜して おり、セクタシャフト１３の端部に設けたアジャスティングスクリュー１５によ ってこのセクタシャフト１３を軸方向に移動させることにより、ラック１２との 噛合い状態を調整し、両者１２，１４間のバックラッシュをなくし、あるいは適 度の与圧を付与することができるようになっている。

【００１０】 上記ピストン６の軸芯部の孔１６にはボールねじ溝１８が螺設され、このボー ルねじ溝１８内に収容された多数のボール２０を介してウオームシャフト２２が 螺合されている。上記ギアハウジング２の一端（図１の左方）にはバルブハウジ ング２４が固定され、このバルブハウジング２４内に上記ウオームシャフト２２ と軸線を一致させてスタブシャフト（入力軸）２６が配設されている。ウオーム シャフト２２のスタブシャフト２６側には筒状部２２ａが形成され、この筒状部 ２２ａ内にスタブシャフト２６の端部が嵌合しており、これら両シャフト２２， ２６はそれぞれの軸芯の孔内に挿通されたトーションバー２８によって連結され ている。なお、スタブシャフト２６は図示しない舵取ハンドルの操作によって回 転される。

【００１１】 ピストン６のラック１２が形成されている側と逆の側面（図１の下方側の面） には、ピストン６の往復動する方向に沿って切欠き６ａが形成され、ギアハウジ ング２のこの切欠き６ａと向い合う部分内に、ピストン６に回転力を付与する回 転手段４４を構成するミニシリンダ穴４０が形成されている。このミニシリンダ 穴４０内には、プランジャ４２が摺動自在に嵌合され、そのプッシュロッド４２ ａの先端がギアハウジング２のシリンダ４内に突出して、ピストン６の上記切欠 き６ａに当接するようになっている。ミニシリンダ穴４０内のプランジャ４２の 背面側の室４０ａ内には、後に説明する通路を介してオイルポンプＰからの油圧 が導入されるようになっており、その油圧によってプランジャ４２が押圧されプ ッシュロッド４２ａの先端が上記ピストン６の切欠き６ａに弾接する。これらピ ストン６の切欠き６ａ、ミニシリンダ穴４０、プランジャ４２およびプランジャ ４２の背面側の室４０ａ内に圧油を供給するオイルポンプＰ等によってピストン ６の回転手段４４が構成されている。また、ミニシリンダ穴４０内のプッシュロ ッド４２ａ側の室４０ｂ内は、後に説明するタンクＴに連通され、あるいは、大 気に開放されている。

【００１２】 上記バルブハウジング２４内には、スタブシャフト２６の周囲に嵌合されピン ２７によって連結されてこのスタブシャフト２６と一体回転するインナーバルブ ３０と、ウオームシャフト２２の端部の拡大された筒状部に形成され、上記イン ナーバルブ３０の外周に嵌合されたアウターバルブ３２とから構成されたロータ リタイプのコントロールバルブ３４が収容されている。インナーバルブ３０およ びアウターバルブ３２がそれぞれ設けられたスタブシャフト２６およびウオーム シャフト２２は、これら両シャフトの内部に配置された上記トーションバー２８ によって中立位置に保持されている。

【００１３】 インナーバルブ３０の外周面には、複数本（例えば６本）の軸方向に延びるバ ルブ溝３０ａ，３０ｂが形成され、一方アウターバルブ３２の内周面には、同数 のバルブ溝３２ａ，３２ｂが形成されており、図４に示す中立位置では、インナ ーバルブ３０とアウターバルブ３２のバルブ溝３０ａ，３０ｂ，３２ａ，３２ｂ が交互に位置し、これら各バルブ溝３０ａ，３０ｂ，３２ａ，３２ｂの両側が互 いに僅かにオーバラップした状態に保持されている。インナーバルブ３０の１つ おきのバルブ溝（供給側バルブ溝）３０ａの長手方向の一端部には、平行な２本 の導入溝３０ｃ，３０ｄが接続形成されている。これら２本の導入溝３０ｃ，３ ０ｄは、バルブハウジング２４に形成された入口ポート２４ａ、供給通路２４ｂ 、バルブハウジング２４の内周面の環状溝２４ｃ（図２参照）およびアウターバ ルブ３２に形成された供給穴３２ｃを介してオイルポンプＰに連通されるように なっており、上記中立位置では、アウターバルブ３２の供給穴３２ｃが２本の導 入溝３０ｃ，３０ｄの中間に位置して、両側の導入溝３０ｃ，３０ｄに僅かに連 通している。

【００１４】 また、インナーバルブ３０の他方のバルブ溝（排出側バルブ溝）３０ｂは、ア ウターバルブ３２に形成された排出穴３２ｄ、アウターバルブ３２とバルブハウ ジング２４との間の空間３５およびバルブハウジング２４に形成された排出通路 ２４ｄと出口ポート（図示を省略）を介してタンクＴに連通される。

【００１５】 一方、アウターバルブ３２内周面に設けられた各バルブ溝３２ａ，３２ｂは、 このアウターバルブ３２（ウオームシャフト２２）に形成された給排通路２２ｂ を介して図１の左方の圧力室８に、また、バルブハウジング２４とギアハウジン グ２に形成された給排通路２４ｆ，２ａを介して他方の圧力室１０に交互に連通 されている。

【００１６】 さらに、オイルポンプＰからインナーバルブ３０の供給側バルブ溝３０ａへの 供給通路の一部を構成するバルブハウジング２４の内面の環状溝２４ｃは、バル ブハウジング２４内の通路２４ｇおよびギアハウジング２内の通路２ｂを介して 、上記ミニシリンダ穴４０のプランジャ４２の背面側の室４０ａ内に接続されて いる。

【００１７】 以上の構成に係るインテグラル型動力舵取装置では、直進走行時には、コント ロールバルブ３４が中立状態にあり（図４の状態）、オイルポンプＰから吐出さ れた作動油は、バルブハウジング２４の入口ポート２４ａ、供給通路２４ｂ、環 状溝２４ｃ、アウターバルブ３２の供給穴３２ｃおよびインナーバルブ３０に形 成された２本の導入溝３０ｃ，３０ｄを介してインナーバルブ３０の供給側バル ブ溝３０ａ内に入り、両側にオーバラップするアウターバルブ３２のバルブ溝３ ２ａ，３２ｂを通ってインナーバルブ３０の排出側バルブ溝３０ｂ、さらに、ア ウターバルブ３２の排出穴３２ｄ、アウターバルブ３２とバルブハウジング２４ の間の空間３３、バルブハウジング２４の排出通路２４ｄ等を介してタンクＴへ 還流する。従って、この時には、ピストン６には油圧が作用せず中立状態を保っ ている。

【００１８】 コントロールバルブ３４の中立位置では、オイルポンプＰから供給側バルブ溝 ３０ａへの供給通路内に設けられたアウターバルブ３２の供給穴３２ｃと、イン ナーバルブ３０の２本の導入溝３０ｃ，３０ｄとが、図４に示すように、部分的 に連通して絞られているので、これらの上流側の高圧が、上記通路２４ｇ，２ｂ を介してミニシリンダ穴４０のプランジャ４２の背面側の室４０ａ内に導入され る。その結果、プランジャ４０のプッシュロッド４０ａが強い力でピストン６の 側面の切欠き６ａを押圧し、ピストン６を図３の反時計回り方向に回転させ、ピ ストン６のラック１２とセクタギア１４との間にプリロードを付与する。これに より舵取ハンドルの中立位置付近では、操舵トルクが大きくなり、直進時の走行 安定性を向上させることができる。

【００１９】 舵取ハンドルを操作すると、スタブシャフト２６が回転するが、ウオームシャ フト２２には図示しない操向車輪側からの接地抵抗が作用しているため、トーシ ョンバー２８が捩られて、インナーバルブ３０がアウターバルブ３２に対して回 転する。図５の場合には、インナーバルブ３０の供給側バルブ溝３０ａは、シリ ンダ４の第１図における左側の圧力室８に接続されたアウターバルブ３２のバル ブ溝３２ａとの連通が遮断され、右側の圧力室１０に接続されたバルブ溝３２ｂ との流路が拡大する。その結果、シリンダ４の右側圧力室１０内にオイルポンプ Ｐからの作動油が導入されるとともに、左側圧力室８内の作動油はタンクＴに還 流され、両室８，１０の圧力差によってピストン６が作動し、セクタギア１４の 回転をアシストする。

【００２０】 上記舵取ハンドルの操作時には、オイルポンプＰからインナーバルブ３０の供 給側バルブ溝３０ａへ作動油を供給する通路内の、アウターバルブ３２の供給穴 ３２ｃは、インナーバルブ３０の２本の導入溝３０ｃ，３０ｄの一方（図５の例 では３０ｄ）と、その溝の幅全体で連通するので、作動油の供給通路が絞られな いため、ミニシリンダ穴４０のプランジャ４２の背面側の室４０ａ内に導入され る油圧が低く、ピストン６を回転させる力として作用しない。その結果、ラック １２とセクタギア１４とは通常の噛合い状態となり、軽快な操舵感を得ることが できる。この実施例に係る動力舵取装置では、回転手段４４によって、舵取ハン ドルの中立位置付近でラック１２とセクタギア１４との間にプリロードを付与す ることにより、高速直進時のふらつきを低減することができる。また、ピストン ６に回転力を付与するプランジャ４２に作用する油圧を調整するための圧力調整 弁（調整手段）３３を、アウターバルブ３２の供給穴３２ｃとインナーバルブ３ ０の導入溝３０ｃ，３０ｄとにより構成したので、これら両者３２ｃおよび３０ ｃ，３０ｄの大きさ、形状、配置等を適宜設定することにより、中立位置付近に おいてラック１２とセクタギア１４との間に発生するプリロードを自由に制御す ることができる。

【００２１】 次に、図６および図７により第２の実施例について説明する。この実施例は、 インテグラル型動力舵取装置としての基本的構成は上記実施例と同一であるので 、対応する部分には同一の符号を付してその説明を省略する。セクタシャフト１ ３のセクタギア１４よりもアジャスティングスクリュー１５寄りに、カムリング ５０が圧入または螺合等により固定されている。このカムリング５０は、図７に 示すように、全体としてほぼ円形をなし、セクタギア１４の中央の歯１４ｂと対 応する位置５０ａがセクタシャフト１３の軸線Ｏから最も大きい距離を有するよ うに突出している。

【００２２】 一方、ピストン６には、上記カムリング５０と向かい合う位置（より正確には 、セクタシャフト１３の軸線ｏ方向に対しては、図６に示すようにカムリング５ ０に対応する位置に、ラック１２の長手方向に対しては、図７に示すようにセク タギア１４の中央の歯１４ｂが噛合う中央の歯溝１２ｂに対応する位置）に、ピ ストン６に回転力を付与する回転手段５２が設けられている。この回転手段５２ は、セクタシャフト１３の軸線ｏに直交する方向に穿設されたミニシリンダ穴５ ４と、このミニシリンダ穴５４内に進退動可能に挿入したプランジャ５６と、ミ ニシリンダ穴５４の開口に螺合固定され、上記プランジャ５６のプッシュロッド ５６ａが貫通される孔５８ａが形成されたストッパ５８と、ミニシリンダ穴５４ の内部に配置され、プランジャ５６をセクタシャフト１３側に押圧するスプリン グ６０とを備えている。

【００２３】 この実施例では、舵取ハンドルの中立位置では、セクタギア１４の中央の歯１ ４ｂがラック１２の中央の歯溝１２ｂに噛合っているので、回転手段５２のプラ ンジャ５６は、そのプッシュロッド５６ａの先端がカムリング５０の突出部５０ ａのピークに当り、スプリング６０を撓めてミニシリンダ穴５４の内部側へ押込 まれる。するとピストン６は、撓められたスプリング６０の反力によって、図６ における反時計回り方向に回転される。その結果、ラックの１２がセクタギア１ ４に押付けられて、両者１２，１４間にプリロードを付与することができる。こ のようにピストン６を回転させる回転手段５２を設け、舵取ハンドルの中立位置 においてこの回転手段５２にピストン６を回転させる力を作用させるようにした ことにより、使用による摩耗等によって、中立位置におけるプリロードが劣化す るおそれがなく、長期間に亘り、高速時の直進走行の安定性を維持することがで きる。しかも、上記回転手段５２に作用する力をカムリング５０によって得るよ うにしたので、その形状を適宜選定することにより、発生するプリロードの大き さ、範囲、変化量等を任意に設定することができる。

【００２４】 例えば、図８のように突出部１５０ａの先端に小さい凹部を形成した形状のカ ムリング１５０を用いれば、図９に破線ａで示すような直進走行安定性の向上が 可能な特性を得ることもできる。その他、カムリングの形状を選択することによ って、種々の特性を得ることが可能である。なお、図９の実線ｂは、従来の動力 舵取装置の一般的特性を示す。また、カムリングの形状は、図７および図８に示 すように円形の一部に突起を有するものに限らず、例えば、円形のリングを、セ クタシャフトの軸線からラック側に偏心させて取付けるようにしても同様の効果 を奏することができる。。

【００２５】

【考案の効果】

以上述べたように、本考案によれば、ピストンに作用して回転力を付与する回 転手段と、この回転力を調整する調整手段とを設けたことにより、舵取ハンドル の中立位置において、ラックとセクタギアとの間に半永久的に劣化するおそれの ないプリロードを付与することができるとともに、発生するプリロードを自由に 設定することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例に係るインテグラル型動力舵
取装置のギア部の縦断面図である。

【図２】図１に示すインテグラル型動力舵取装置のギア
部の左側に一体的に連結されたコントロールバルブ部を
拡大して示す縦断面図である。

【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。

【図４】コントロールバルブの中立状態を示す展開図で
ある。

【図５】コントロールバルブの作動時を示す展開図であ
る。

【図６】第２の実施例に係るインテグラル型動力舵取装
置の図３に対応する横断面図である。

【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図である。

【図８】図２の実施例の変形例を示す図７に対応する図
である。

【図９】図８の実施例の特性を説明する線図である。

【符号の説明】

４ シリンダ ６ ピストン ８ シリンダの圧力室 １０ シリンダの圧力室 １２ ラック １４ セクタギア ３３ 調整手段 ３４ コントロールバルブ ４４ 回転手段

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダ内に摺動自在に嵌合されて、こ
   のシリンダ内を２つの圧力室に区画するピストンと、こ
   のピストンの側面に形成されたラックと、このラックに
   噛合い、ピストンの往復動に伴って正逆回動されるセク
   タギアとを備え、舵取ハンドルの操作によってコントロ
   ールバルブを切換えて両圧力室に圧力流体を給排するイ
   ンテグラル型動力舵取装置において、上記ピストンに作
   用して回転力を付与する回転手段を設けて、舵取りハン
   ドルの中立位置付近でピストンに回転力を作用させると
   ともに、この回転力を調整する調整手段を設けたことを
   特徴とするインテグラル型動力舵取装置。
2. 【請求項２】 上記回転手段を、ピストンの側面に設け
   られた切欠きに当接するプランジャと、このプランジャ
   の背面に油圧を供給してピストン側に押圧する油圧供給
   手段とから構成するとともに、上記調整手段を、コント
   ロールバルブの作動角に応じて、プランジャの背面に作
   用する油圧を調整する圧力調整弁から構成したことを特
   徴とする請求項１に記載のインテグラル型動力舵取装
   置。
3. 【請求項３】 上記回転手段を、ピストン内に形成され
   た穴内に摺動自在に嵌合され、その先端のロッドがセク
   タギア側に突出したプランジャと、このプランジャをセ
   クタギア側に押圧するスプリングとから構成するととも
   に、調整手段として、上記セクタギアのシャフトの外周
   に、上記プランジャのロッドが弾接されるカムを設けた
   ことを特徴とする請求項１に記載のインテグラル型動力
   舵取装置。