JPS6149146B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、自動車用動力かじ取装置即ちパワー
ステアリングに関する。

操向ハンドルと一体回転するロータ（バルブイ
ンナー）及び、このロータと協同して絞りバルブ
機構を構成するウオーム端部を備え、かつ、ウオ
ームと係合するパワーピストン及び、パワーピス
トンの有するラツク、このラツクと係合する扇形
歯車、この扇形歯車を支持固着し以下操向車輪に
連動するセクタシヤフト等よりなるパワーステア
リングは既に提供されている。このパワーステア
リングにさらに、反力ピストン機構を付設してこ
れにパワーアシスト油圧を受圧させることにより
ハンドル操作に対する抵抗力すなわち反力を得て
いるものも既に提供されている。

本発明パワーステアリングは上記のパワーステ
アリングにおいて、ウオームの中空内腔を一方の
加圧室に連通させ、この内腔を介して反力ピスト
ンの受圧室に液圧を導くようにして別途、ハウジ
ングの壁に油圧用の通路を設ける必要をなくし、
かつ、反力ピストンとロータとをピン結合により
連結して作動の円滑、確実と構造の簡単化を達成
するものである。以下図において本発明の装置を
説明する。

第１図において右方の入力軸３はその右端部外
周面に刻成したスプライン３ｃにより操向だ軸
（図示省略）とトルク伝達可能に連結される。入
力軸３は中空管状をなしこの中空内をその中空内
周面との間に適当な間隙を残してトーーシヨンバ
ー１０が貫通する。トーシヨンバー１０の右端は
ピン１１によつて入力軸３に固着され、左端はウ
オーム４の中空部内にはまつてピン１２によりと
もに一体回転可能にウオーム４に連結されてい
る。ウオーム４は左方の半部外周面にウオームの
らせんが形成してあつてこれがボール５を介し、
ピストンパワー６（ピストンと略称する）の内周
面の内ねじと係合する。

ピストン６は下面のラツク６′を扇形歯車７′に
係合する。扇形歯車７′は、セクタシヤフト７上
に固着されセクタシヤフト７の他端には図示して
ないが、周知のピツトマンアームを備え、これが
以下ドラツクリンク、ナツクルアーム等をこの順
に介して、操向車輪に連結されて操向機構を構成
する。ウオーム４の右端部は膨大中空部となり、
カバー２に回転可能に軸受されている。ウオーム
４の左端は、ハウジング１の内端面に軸支され
る。ピストン６は密封ハウジング１の内部空間を
左右の加圧室８ａ，８ｂに区画する。

ハウジング右端のカバー２は上方にポンプから
の吐出流を受入れるポート８、下方にそのポンプ
流の排出用ポート９を有する。Ｍはポンプ駆動用
のモータを示し、Ｒはリザーバを示す。上方のポ
ート８からの液流は、かじ取装置の中立時には、
抵抗なくかじ取装置内を通過して、下方のポート
９からリザーバＲ内に排出される。操だ輪をその
中立位置から左右何れかの方向に回動しようとす
ると、以下詳述する絞り弁装置により上記の液流
が絞られ、その上流が昇圧し、この影響を受け加
圧室８ａ，８ｂの何れか一方が昇圧し、他方の加
圧室は大気連通に保たれる。従つて、ピストン６
は何れか一方に加圧される。その結果、ラツク
６′を介し、扇形歯車７′を駆動する。以下セクタ
ーシヤフト７以下の機構を経て操向車輪の方向を
変化させて、操向がなされる。

次にポンプ流に絞りによる抵抗を発生させ、従
つて液圧を発生させるための絞り弁装置を以下説
明する。ウオーム４の右端の膨大中空部４′内に
は、バルブスリーブ４ａが密嵌され、第２図に示
すようにピン１３によつて両者が一体回転できる
ように結合されている。このスリーブ４ａの中空
内部にさらに入力軸３が滑り回転可能にはまつて
いる。バルブスリーブ４ａにはその内周面に軸方
向の溝１８と１９が１本おきにかつ当間隔に設け
てある。これらの溝のうち溝１８は半径方向の通
孔１７により、スリーブ４ａの外周溝１６に連通
する。

入力軸３は第１図に示すようにその中間部がロ
ータすなわちバルブインナー３ａなつて以下説明
する絞り弁装置を構成する。ロータ３ａは、第２
図に示すように、外周に等間隔に、軸方向の溝２
０と２１を一つおきに全部で６方有する。これら
各溝とスリーブ４ａの内周面の溝１８，１９とが
互いに干渉し合つて、２種類の絞り弁作動をな
す。

第３図の拡大縦断面図は、装置の中立状態にお
けるポンプ流の流路を示す。右上方の供給ボート
８からの液流は、ウオーム端部４′外周の円周溝
１４から、半径方向の通孔１５を経て、スリーブ
４ａの円周溝１６、半径方向の通孔１７、各溝１
８に至る。次に第２図において、各溝１８に到達
した液流は、ロータ３ａに衝突して両方に２分さ
れて両側の溝２０と２１に入る。一方の溝２０は
半径方向の通孔２２（第１図、第３図では点線を
もつて示す）を経てからロータ３ａの内腔２３に
通じ、第３図の左方に至つてウオーム４の内腔２
４、半径方向の通孔２５を経て、左方の加圧室８
ｂに通ずる。他方の溝２１は第３図に示すよう
に、切欠２６を経てウオーム端部４′半径方向の
通孔２７を経て右の加圧室８ａに通ずる。

第２図に戻り、要するに溝２０は加圧室８ｂに
通じ、他の溝２１は別の加圧室８ａに通ずる。

上記両加圧室は加圧のための室であつて、いわ
ゆる行き止まりの室であるから、加圧液が流れ通
過する室ではない。従つて第２図の各通孔１７か
ら各溝１８により、ここにおいて左右の溝２０，
２１に分れた液流のいわゆる行き場は他の溝１９
以外にない。各溝１９は第３図では点線をもつて
図示してあるが、その右端が排出用すなわち戻り
ポート９に連通している。従つて、ポンプ流は供
給用ポート８から入り、結局上述の回路をほとん
ど抵抗なく通過して、戻り用ポート９からリザー
バＲに戻る。

次に本発明装置の特徴とする構造を説明する。
第３図の中程に示すように、ロータ３ａの左端は
２本のピン２９により第４図に示すようにプラン
ジヤ状の２個の反力ピストン３０に長孔３０ａに
よつて連結されている。第４図で判るようにロー
タの左端の突起部３ｂは、ウオーム４の段付孔２
８内に位置を占める。突起部３ｂは操縦者のハン
ドル操作により、トーシヨンバー１０と同心で、
段付孔２８内で回転するが、ウオーム４もその
時、ほぼ同時に回方向に回転する。従つて、段付
孔２８の断面形状は、第４図のように長孔状でも
作動上の支障はない。各反力ピストン３０はウオ
ーム４の周壁に穿設した２個の孔３１内に滑動可
能にはまる。各孔３１はロータの突起３ｂのトル
ク方向に沿つて設けてあり、その中の反力ピスト
ンは内面に加圧室８ｂの液圧を受圧し、外面に他
の加圧室８ａの液圧を受圧する。Ｏリング３２
は、この両受圧面がそれぞれ露呈される空間内の
両液圧を互いに遮断し、シールする。

次に作動を説明する。第２図において、操縦者
がハンドルを右に切るとロータ３ａも右に回る。
この回転の初めには、ウオームの端部４′はまだ
静止しているから、瞬時的にはロータ３ａと端部
４′との間に相対回転あるいは差動ができる。そ
の結果第２図についてみると、各溝１８は各溝２
１との間の連通が絞られ、反対に各溝２０との間
の連通が、より緩められる。同時に溝２０及び溝
１９間の連通が絞られる。溝１９は排出ポート９
に連通する溝であるから、結局ポンプ流が溝２０
と１９間で絞り抵抗を受けることになる。その結
果この絞り箇所以上の上流のポンプ流は昇圧す
る。溝２０内も当然昇圧し、その昇圧はさらに派
及してロータ３ａの半径方向の通孔２２（第３
図）を経て以下内腔２３を左方に進み、ウオーム
の段付孔２８、及び内腔２４、半径方向の通孔２
５を経て、左方の加圧室８ｂ内を昇圧する。他方
の加圧室８ａは、ウオームの端部４′の半径方向
の通孔２７から、切欠２６を経て溝２１に連通し
ているのであるが、溝２１は、上流の溝１８との
連通が、上述の通り、ハンドル操作により絞ら
れ、もしくは遮断されている。従つて、加圧室８
ａは昇圧しない。要するに加圧室８ｂのみが昇圧
する。その結果、ピストン６は第１図を右方に動
き、ラツク６′を介し、扇形歯車７′を介して以下
これが伝達されて操向車輪を操向させる。

操向ハンドルを左に回したときの作動は、上記
から類推できるからその説明を省略する。

次にハンドル操作をなす操縦者の手に感ずる反
力について説明する。操向車輪から操向操作時に
ハンドルに伝わる抵抗は、セクタシヤフト７（第
１図）から扇形歯車７′、ラツク６′、ピストン
６、ウオーム４、トーシヨンバー１０、入力軸３
を介してハンドルへと伝達される。その際トーシ
ヨンバー１０は両端部間にトルクによる捩れ荷重
を受けて、捩れの歪みを受ける。しかしその捩れ
を消去するように、ウオーム４が、ロータ３ａを
追随して回転する。すなわち、ハンドル操作時に
は、この捩れの歪みに相当して、第２図のロータ
３ａよりスリーブ４ａの方が、若干の回動角度の
遅れができる。この遅れ分が前述の通り、ポンプ
流に対する絞り弁作動となつて、以下、両加圧室
８ａと８ｂ間に、換言するとピストン６の両受圧
面間に差圧が発生する。この差圧によつてピスト
ン６は何れか一方へと駆動される。この駆動力は
ボール５を介し、ウオーム４に対し、トルクに変
つて伝達される。このトルクの方向が、前述のロ
ータ３ａの先行回転方向と一致する。従つて、ロ
ータ３ａと、スリーブ４ａ間の差動を打消すよう
にウオーム４が回転する。ウオームが回転を許容
されることになり、ピストン６が動くことは、以
下伝達して車輪が操向されていることになる。

上記のロータ３ａとスリーブ４ａ間の差動は、
ハンドルを切りつつある間続く。又この差動は、
トーシヨンバー１０の捩りの歪を続けさせる。こ
の捩りの反力がハンドルを介して、ハンドルの操
向反力として操縦者に感じられ、操向制御に役立
ものである。

然しながら、トーシヨンバーの捩れ特性は、正
確な操向反力を表わさない。この不正確を補なう
ように反力ピストンが作動する。第４―Ａ図に示
すように、ハンドルを右に切つたときは、ロータ
の突起部３ｂはロータ４に対し図示のように角度
扁位し、従つて各反力ピストン３０をこれに付随
して各孔３１内に滑動させる。ハンドルの右切り
時には、段付孔２８内が高圧、ロータ４外周は比
較的低圧であるから、その差圧が各反力ピストン
３０の両側受圧面間に働く。この差圧は、その段
階において、パワーピストン６の受圧面に対し、
働いている差圧であつて、パワーアシストとして
働いている差圧である。従つて、この差圧は、第
４―Ａ図においてロータの突起部３ｂの同図の反
時計方向回転に抵抗するように、各反力ピストン
に対して働く。然もこの差圧は、正確な、パワー
アシスト圧であるから、以下ロータ３ａを介し
て、正確な反力としてハンドルに伝達されて操向
制御に役立つ。以上ハンドルを右に切る場合につ
いて説明したが、反対にハンドルを左に切る場合
には、第４―Ｂ図に示すように、正反対の作動が
なされる。なお、第４―Ａ図では、段付孔２８内
（加圧室８ｂ）の方が高圧であつたが、第４―Ｂ
図では、逆にロータ４外周（加圧室８ａ）の方が
高圧である。

本発明の装置は、ウオームの中空内腔を一方の
加圧室８ｂへの通路として利用しているために、
反力室すなわち、孔３１と加圧室との連通路を特
にハウジング１の壁に設けることを要しない。ま
たウオーム４に反力室即ち孔３１を設けたから、
反力室の設計上反力室の受圧面積を比較的大きく
設けることが可能であり、反力トルクを大きく得
られる。また反力ピストン３０から突起部３ｂへ
の反力トルク伝達がピン及び長孔３０ａを利用す
るリンク機構によつているから、構造が簡単で作
動が円滑で確実である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明動力かじ取装置の縦断面図、第
２図は第１図及び第３図の―線断面図、第３
図は一部拡大縦断面図、第４図は第１図及び第３
図の―線の横断面、第４―Ａ図、第４―Ｂ図
は作動を示すための第４図同様の図である。 １…ハウジング、２…カバー、３…入力軸、３
ａ…ロータ、４…ウオーム、４ａ…ウオーム端
部、６…パワーピストン、６′…ラツク、７′…扇
形歯車、７…セクタシヤフト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 操向ハンドルと一体回転するロータ及びこれ
   と協同して回転絞りバルブ機構を構成するウオー
   ムの端部、ウオームと係合するパワーピストン及
   び、パワーピストンとラツクを介して係合す扇形
   歯車を支持固着し、以下操向車輪に連動するセク
   タシヤフトを備えてなる動力かじ取装置におい
   て、ウオームを中空に形成し、この中空部分の内
   部を、上記パワーピストンの両側にある加圧室の
   何れか一方の加圧室に連通し、また、この中空部
   の壁にウオームの回転軸方向に対し直角に作動す
   るシリンダ及び反力ピストンよりなる反力装置を
   設け、この反力ピストンの一側受圧面を上記ウオ
   ーム中空部の内部を介し前記一方の加圧室の液圧
   に露呈させ、反対側受圧面を中空部外周空間に露
   呈させこの外周空間を前記加圧室の反対側加圧室
   に連通させ、反力ピストンは前記のロータとピン
   及びそのピンの係合する長孔よりなる結合によ
   り、作動的に連結し、反力ピストンの受圧作動
   は、ロータの回動に抵抗するように働くように、
   前記の絞りバルブ機構を、液圧源ポンプからの吐
   出流の入口と前記両加圧室を連通する液圧回路上
   に配設したことを特徴とする自動車用動力かじ取
   装置。