JPH10329735A - 動力舵取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 既存のバルブボディ及び出力軸の構造を大幅
に変えることなく、バルブボディの回転振動を抑制で
き、この回転振動による音鳴り及び操舵感覚の悪化を抑
制することができるようにする。 【解決手段】 バルブボディ５１の一端部は、係合凹部
５３及び環状接触面５５を有し、バルブボディ５１と共
回りする出力軸３は、前記係合凹部５３に係合する回転
拘束ピン３２及び環状凹溝３３を備え、該環状凹溝３３
に、前記環状接触面５５と全周に亘って接触する弾性リ
ング７を保持して、バルブボディ５１と出力軸３との相
対回転を抑制するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主として自動車に
装備される油圧式の動力舵取装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】油圧式の動力舵取装置は、自動車の舵取
機構中に配設された複動式のパワーシリンダ（油圧シリ
ンダ）の発生力により舵取りを補助し、舵輪（ステアリ
ングホィール）の操作に要する運転者の労力負担を軽減
して、快適な操舵感覚を得ようとするものであり、前記
パワーシリンダの両シリンダ室（送油先）と、エンジン
にて駆動される油圧ポンプ（油圧源）及び作動油を収納
する油タンク（排油先）との間に、舵輪に加わる操舵ト
ルクの方向及び大きさに応じて油圧の給排制御を行う油
圧制御弁を配してなる。

【０００３】この油圧制御弁としては、舵輪の回転を直
接的に利用する回転式の油圧制御弁が広く用いられてい
る。これは、内周面に複数個の油溝を有し、一端部に係
合凹部を有する筒状のバルブボディと、前記油溝に対応
する油溝を外周面に有し、前記バルブボディの内側に相
対角変位可能に嵌合される筒状のバルブスプールと、該
バルブスプールの内側に挿入され、一端が前記バルブボ
ディに、他端がバルブスプールにそれぞれ結合されるト
ーションバーとを備えている。そして、バルブボディ
は、前記係合凹部に係合する回転拘束ピンを一端部に有
する出力軸を介して舵取機構に連なり、バルブスプール
は、入力軸を介して舵輪に連なっている。

【０００４】バルブボディ及びバルブスプールに設ける
各油溝は、周方向に略等配をなして並設されており、こ
れらは、嵌合周上にて周方向に千鳥配置されて、相隣す
る油溝間に前記相対角変位に応じて絞り面積を変える複
数の絞り部を形成している。油圧ポンプからの作動油圧
の供給は、前記油溝のいずれか（給油溝）に対してなさ
れ、該油溝の両側に相隣する油溝（分配溝）は、前記パ
ワーシリンダの両油室に夫々連通させてあり、更に、こ
れらの分配溝の他側に相隣する油溝（排出溝）は、排油
先となる油タンクに連通させてある。

【０００５】しかして、舵輪に操舵トルクが加えられた
とき、入力軸と出力軸との間、即ち、バルブボディとバ
ルブスプールとの間に前記トーションバーの捩れを伴っ
て相対角変位が生じ、前記絞り部の絞り面積が変化す
る。その結果、前記油圧ポンプから給油溝に供給される
油圧は、絞り面積を増した側の絞り部を経て同側に相隣
する分配溝に導入され、該分配溝に連通する前記パワー
シリンダの一方の油室に送給される。これによりパワー
シリンダは、他方の油室との間に生じる圧力差に応じた
油圧力を発生し、この油圧力が操舵補助力として舵取機
構に加えられて舵取りが補助される。また、このように
油圧制御弁が動作するとき、バルブボディには、前記絞
り部での圧油の流通に伴って周方向の回転力が作用する
ことになる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の動力
舵取装置は、バルブボディの一端部に設けられる係合凹
部の互いに対向する側面と、出力軸の一端部に設けられ
る回転拘束ピンとの間には、組付性などが考慮されて隙
間が存在し、この隙間分だけバルブボディと出力軸とが
相対回転可能になっているから、前記バルブボディに作
用する回転力により、バルブボディが回転振動を起こ
し、この結果、音鳴りが生ずるという問題があった。ま
た、このバルブボディの回転振動が、バルブスプール及
び入力軸を介して舵輪に伝達され、操舵感覚が悪くなる
という問題もあった。

【０００７】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、回転拘束ピンを有する入力軸又は出力軸の一端
と前記回転拘束ピンとの間に存在する周面を利用して、
該周面に環状凹溝を設け、該環状凹溝に弾性リングを保
持して、バルブボディの回転を拘束することにより、既
存のバルブボディ及び該バルブボディに連なる入力軸又
は出力軸の構造を大幅に変えることなく、バルブボディ
の回転振動を抑制でき、この回転振動による音鳴り及び
操舵感覚の悪化を抑制することができる動力舵取装置を
提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る動力舵取装
置は、内周面に複数個の油溝を有し、一端部に係合凹部
を有する回転可能なバルブボディと、前記油溝に対応す
る油溝を外周面に有し、前記バルブボディの内側に相対
角変位可能に嵌合されるバルブスプールと、前記係合凹
部に係合する回転拘束ピンを一端部に有し、他端部が舵
輪又は舵取機構に連なる入力軸又は出力軸とを備えた動
力舵取装置において、前記回転拘束ピンを有する前記入
力軸又は出力軸は、一端の前記回転拘束ピン近傍の外周
面に環状凹溝を備え、さらに前記バルブボディの一端部
は、前記環状凹溝と対向する環状接触面を備え、該環状
接触面と実質的に全周に亘って接触する弾性リングを前
記環状凹溝に保持していることを特徴とする。

【０００９】この発明においては、回転拘束ピンを有す
る入力軸又は出力軸の環状凹溝に保持した弾性リングの
外周面が、バルブボディの環状接触面に接触して、バル
ブボディの回転を拘束でき、バルブボディの回転振動を
抑制することができるから、バルブボディの回転振動に
よる音鳴り及び操舵感覚の悪化を抑制することができ
る。また、環状凹溝は、入力軸又は出力軸の一端の前記
回転拘束ピン近傍に存在する周面を利用して形成するこ
とができ、さらに環状接触面は、前記周面に対向するバ
ルブボディの内周面を利用することができるから、既存
のバルブボディ及び該バルブボディに連なる入力軸又は
出力軸の構造を大幅に変えることなく構成することがで
き、コストを低減できる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下本発明をその実施例を示す図
面に基づいて詳述する。図１は動力舵取装置の油圧制御
弁部分の縦断面図、図２は出力軸及びバルブボディ部分
の拡大断面図、図３は出力軸及びバルブボディの連結部
分の横断平面図、図４はバルブボディ及びバルブスプー
ル部分の断面図である。

【００１１】動力舵取装置は、舵取りのための舵輪１に
連なる中空の入力軸２と、車体の前部に左右方向に延設
されたラック軸１１の中途部に噛合するピニオン１２を
有し、舵取機構に連なる出力軸３と、これら入力軸２及
び出力軸３を同軸的に連結するトーションバー４と、入
力軸２及び出力軸３に設ける油圧制御弁５と、前記ラッ
ク軸１１の中途に構成された操舵補助用のパワーシリン
ダＳと、油圧源となる油圧ポンプＰと、排油先となる油
タンクＴとを備えてなり、舵輪１の操作に応じた油圧制
御弁５の後述する動作により、油圧ポンプＰの発生油圧
をパワーシリンダＳに送給する一方、該パワーシリンダ
Ｓからの戻り油を油タンクＴに排出する作動油の循環を
生ぜしめ、前記送給油圧によりパワーシリンダＳが発生
する油圧力（操舵補助力）をラック軸１１に加え、該ラ
ック軸１１の摺動を補助する構成となっている。

【００１２】入力軸２及び出力軸３を、筒形のバルブハ
ウジング５０内に同軸回りでの回動を自在に支承してい
る。出力軸３の一端部には、嵌合凹部３１が設けられ、
該嵌合凹部３１に入力軸２の一端部が回転自由に嵌合支
持され、さらにトーションバー４の一端部がスプライン
嵌合されている。また、入力軸２の他端部には、トーシ
ョンバー４の他端部がノックピン６により連結されてい
る。

【００１３】油圧制御弁５は、図１に示す如くバルブハ
ウジング５０内に回転自在に嵌合支持され、出力軸３と
共回りする筒形のバルブボディ５１と、該バルブボディ
５１の内側に相対回転自在挿入され、前記入力軸２の中
途部外周に一体形成されたバルブスプール５２とを備え
ている。

【００１４】出力軸３及びバルブボディ５１は、バルブ
ボディ５１の一端から他端に向かって凹入する係合凹部
５３と、出力軸３の一端部から径方向外方に向けて突設
された回転拘束ピン３２との係合により、共回り可能に
構成されている。

【００１５】バルブボディ５１の内周面とバルブスプー
ル５２の外周面とには、図４に示す如く軸方向に延びる
各複数の油溝５１ａ，５２ａが周方向に略等配をなして
並設されており、これらは、嵌合周上にて周方向に千鳥
配置されて、相隣する油溝５１ａ，５２ａ間に前記相対
角変位に応じて絞り面積を変える複数の絞り部を形成し
ている。

【００１６】給油源となる油圧ポンプＰは、図４に示す
如くバルブハウジング５０を内外に貫通するポンプポー
ト５０ａとバルブボディ５１を貫通する給油孔５１ｂと
を経て前記油溝５１ａ，５２ａのいずれか（給油溝）に
連通させてあり、該油溝５１ａ，５２ａの両側に相隣す
る油溝（分配溝）は、バルブボディ５１を貫通する各別
の送油孔５１ｃ，５１ｄ、及びバルブハウジング５０を
内外に貫通する各別のシリンダポート５０ｂ，５０ｃを
介して送油先となるパワーシリンダＳの両シリンダ室Ｓ
L ，ＳR に夫々連通させてある。更に、これらの分配溝
の他側に相隣する油溝（排油溝）は、入力軸２の中空部
を経てバルブボディ５１の一側に形成された排油室５４
に連通され、該排油室５４の該当位置にてバルブハウジ
ング５０を内外に貫通するタンクポート５０ｄを経て排
油先となる油タンクＴに連通させてある。

【００１７】バルブボディ５１とバルブスプール５２と
の嵌合周上に並ぶ複数の絞り部は、トーションバー４に
捩れが生じていない中立状態において互いに等しい絞り
面積を有するように中立点に調整されており、この中立
点で油圧ポンプＰからポンプポート５０ａを経て給油溝
に供給される圧油は、両側に相隣する分配溝に均等に導
入され、更にこれらの他側に相隣する排油溝に導入され
て、入力軸２の中空部・連通孔２１・排油室５４・タン
クポート５０ｄを経て油タンクＴに排出される。このと
き、前記分配溝に夫々連通されたシリンダ室ＳL ，ＳR
間に圧力差は生じず、パワーシリンダＳは何らの力も発
生しない。

【００１８】これに対し、舵輪１に舵取りのための回転
トルク（操舵トルク）が加えられたときには、入力軸２
と出力軸３との間、即ち、バルブスプール５２とバルブ
ボディ５１との間に、トーションバー４の捩れを伴って
前記操舵トルクの方向に相対角変位が生じ、両者の嵌合
周上に並ぶ絞り部の絞り面積が変化する。このとき、前
記給油溝に供給される圧油は、絞り面積を増した側の絞
り部を経て一方の分配溝に主として導入されるようにな
り、該分配溝にシリンダポートを介して連通された一方
のシリンダ室ＳL （又はＳR ）と、他方の分配溝にシリ
ンダポートを介して連通された他方のシリンダ室ＳR
（又はＳL ）との間に圧力差が生じ、パワーシリンダＳ
は、この圧力差に応じた油圧力を発生する。

【００１９】このとき、他方のシリンダ室ＳR （又はＳ
L ）から作動油が押し出され、対応するシリンダポート
を経て他方の分配溝に還流し、該分配溝の一側にて絞り
面積を増した絞り部を経て排油溝に導入されて、入力軸
２の中空部・排油室５４・タンクポート５０ｄを経て油
タンクＴに排出される。

【００２０】しかして、以上の如く構成された動力舵取
装置の出力軸３には、一端と回転拘束ピン３２との間の
外周面に環状凹溝３３を設け、さらに前記バルブボディ
５１の一端部内周に、前記環状凹溝３３と対向する環状
接触面５５を有し、該環状接触面５５と全周に亘って接
触する弾性リング７を前記環状凹溝３３に保持して、前
記係合凹部５２と回転拘束ピン３２との間の隙間に関係
なく、バルブボディ５１と出力軸３との相対回転を抑制
するようにしている。尚、出力軸３の回転拘束ピン３２
用の嵌合孔３４には、バルブハウジング５０と出力軸３
との間の空間Ａに背圧用の圧油を、入力軸２の中空部・
連通孔２２及び嵌合凹部３１を介して導入するための一
つの切欠き溝３５が全長に亘って設けられている。そし
て、バルブボディ５１の排油室５４側端部に作用する排
油圧とバルブボディ５１の前記空間Ａ側端部に作用する
背圧とがバランスするようにしている。

【００２１】弾性リング７は、ゴム製のＯリングを用い
てなり、その内周面が環状凹溝３３と、また外周面が環
状接触面５５とそれぞれ接触している。

【００２２】このように、弾性リング７を用いてバルブ
ボディ５１の出力軸３に対する回転を拘束しているか
ら、前記油圧制御弁が動作するとき、バルブボディ５１
に、前記絞り部での圧油の流通に伴ってバルブボディ５
１に周方向の回転力が作用したとしても、この回転力に
よるバルブボディの回転振動を抑制することができる。
従って、回転振動による音鳴り及び操舵感覚の悪化を抑
制することができる。

【００２３】また、環状凹溝３３は、出力軸３の一端と
回転拘束ピン３２との間に存在する周面を利用して形成
することができ、さらに環状接触面５５は、出力軸３の
一端と回転拘束ピン３２との間の外周面に対向する内周
面を利用することができるから、既存のバルブボディ５
１及び回転拘束ピンを介してバルブボディ５１に連なる
出力軸３の構造を大幅に変えることなく構成することが
でき、コストを低減できる。図６〜図８は他の実施の形
態を示すもので、出力軸３の回転拘束ピン３２よりもピ
ニオン１２側外周面に環状凹溝３３を設け、さらにバル
ブボディ５１の一端部内周に、前記環状凹溝３３と対向
する環状接触面５５を有し、該環状接触面５５と実質的
に全周に亘って接触する弾性リング７を前記環状凹溝３
３に保持して、前記係合凹部５３と回転拘束ピン３２と
の間の隙間に関係なく、バルブボディ５１と出力軸３と
の相対回転を抑制するようにしたもので、その他の構成
及び作用は図１〜図３に示したものと同じであるため、
同じ符号を付し、その詳細な説明及び作用を省略する。
この実施の形態にあっては、図１〜図３に示した実施の
形態に比べて出力軸３の一端部外周に嵌合されるバルブ
ボディ５１の一端部を延長するだけで対応することがで
きるので、出力軸３の延伸を伴わず、さらにコスト面で
有利となる。また、図１〜図３に示した実施の形態のよ
うに回転拘束ピン嵌合孔３４内に背圧導入用の切欠き溝
３５を別段設けることなく、係合凹部５３を介して背圧
油を空間Ａに導入することができるので、加工コストを
より一層削減できる。

【００２４】尚、以上の実施の形態においては、トーシ
ョンバー４を備えた動力舵取装置について説明したが、
その他、前記トーションバー４をなくした構成の動力舵
取装置であっても同様に構成することができ、同様の作
用効果を得ることができる。

【００２５】また、以上の実施の形態においては、バル
ブボディ５１に出力軸３が連なり、入力軸２にバルブス
プール５２が設けられている構成について説明したが、
その他、バルブボディ５１に入力軸２が連なり、出力軸
３にバルブスプール５２が設けられている構成とした場
合についても同様に構成することができ、同様の作用効
果を得ることができる。

【００２６】また、図１〜図３に示した環状接触面５５
は係合凹部５３を外れた位置に形成しているが、その
他、前記係合凹部５３の凹入深さが深くなっている場合
は、該係合凹部５３が前記環状接触面５５の周域に入る
ことになる。この場合、係合凹部５３の幅は狭いもので
あるから、前記弾性リング７は環状接触面５５と実質的
に全周に亘って接触させることができる。

【００２７】

【発明の効果】以上詳述した如く本発明に係る動力舵取
装置によれば、回転拘束ピンを有する入力軸又は出力軸
に環状凹溝を設け、該環状凹溝に弾性リングを保持し
て、バルブボディの回転を拘束するようにしたから、バ
ルブボディの回転振動を抑制することができ、該バルブ
ボディの回転振動による音鳴り及び操舵感覚の悪化を抑
制することができるのであり、しかも、環状凹溝は、入
力軸又は出力軸の一端と回転拘束ピンとの間に存在する
周面を利用して形成することができ、さらに環状接触面
は、前記周面に対向するバルブボディの内周面を利用す
ることができるから、既存のバルブボディ及び該バルブ
ボディに連なる入力軸又は出力軸の構造を大幅に変える
ことなく構成することができ、コストを低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る動力舵取装置の油圧制御弁部分の
縦断面図である。

【図２】本発明に係る動力舵取装置の出力軸及びバルブ
ボディ部分の拡大断面図である。

【図３】本発明に係る動力舵取装置の出力軸及びバルブ
ボディの連結部分の横断平面図である。

【図４】本発明に係る動力舵取装置のバルブボディ及び
バルブスプール部分の断面図である。

【図５】本発明に係る動力舵取装置の模式図である。

【図６】本発明に係る動力舵取装置の別の実施の形態を
示す油圧制御弁部分の縦断面図である。

【図７】本発明に係る動力舵取装置の別の実施の形態の
出力軸及びバルブボディ部分の拡大断面図である。

【図８】本発明に係る動力舵取装置の別の実施の形態の
出力軸及びバルブボディの連結部分の横断平面図であ
る。

【符号の説明】 ２ 入力軸 ３ 出力軸 ３２ 回転拘束ピン ３３ 環状凹溝 ４ トーションバー ５１ バルブボディ ５１ａ 油溝 ５２ バルブスプール ５２ａ 油溝 ５３ 係合凹部 ５５ 環状接触面 ７ 弾性リング

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内周面に複数個の油溝を有し、一端部に
   係合凹部を有する回転可能なバルブボディと、前記油溝
   に対応する油溝を外周面に有し、前記バルブボディの内
   側に相対角変位可能に嵌合されるバルブスプールと、前
   記係合凹部に係合する回転拘束ピンを一端部に有し、他
   端部が舵輪又は舵取機構に連なる入力軸又は出力軸とを
   備えた動力舵取装置において、前記回転拘束ピンを有す
   る前記入力軸又は出力軸は、一端の前記回転拘束ピン近
   傍の外周面に環状凹溝を備え、さらに前記バルブボディ
   の一端部は、前記環状凹溝と対向する環状接触面を備
   え、該環状接触面と実質的に全周に亘って接触する弾性
   リングを前記環状凹溝に保持していることを特徴とする
   動力舵取装置。