JPS6149147B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は回転型サーボ制御弁を備えた車両の動
力舵取装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、この種の動力舵取装置として、実公昭53
−20097号公報に開示されるものがある。これは
第１図に示すように、ボールねじ軸１０のつば部
１０ａの外周にピン孔６６を設け、かつその外周
に、一部切欠６２を設けた外スリーブ６を嵌合し
てピン孔６６と切欠６２とを一致させ、径方向に
ピン６３を圧入して結合されている。操舵時には
ピストン１２の軸方向の動きと同時に液圧が発生
し、前記ボールねじ軸１０と外スリーブ６にも軸
方向の荷重がかかる。この荷重による外スリーブ
６とボールねじ軸１０との運動を防止するため
に、一方はシリンダ１３の端壁３２へボールねじ
軸１０の端部を軸受４３を介して当て、他方は弁
ハウジング１７のねじ穴にプラグ６４をねじ込
み、これに軸受１５を介して外スリーブ６を押し
当て、プラグ６４の締付けによりつば部１０ａと
外スリーブ６との突合せ面に予荷重を与えている
が、これは次のような欠点がある。

(a) ボールねじ軸１０のつば部１０ａ及び弁部
（外スリーブ）の軸方向の軸受１５により弁ハ
ウジング部が外径及び長さとも大型となり軽量
化に問題がある。

(b) 操舵時に軸方向に荷重がかかり、弁作動以外
の不必要な力がかかり、作動が不円滑となり、
操舵感覚が悪くなる。

(c) ボールねじ軸１０の軸方向の動きは先端部を
軸受４３により基端部を外スリーブ６を介して
軸受１５により支持されるが、車輪からの外力
がピストン１２を介してボールねじ軸１０に作
用すると、この外力は外スリーブ６に作用し、
これに不円滑な運動をもたらし、これが操舵感
覚に悪影響を及ぼす。

また、特公昭51−2178号公報に開示されるよ
うな動力舵取装置では、１個の４点支持軸受を
もつてシリンダの端壁にボールねじ軸が支持さ
れているが、ボールねじ軸の４点支持軸受に隣
接する部分に弁要素が形成されているので、車
輪の外力はピストンからボールねじ軸の弁要素
を経て４点支持軸受でシリンダの端壁に受け止
められることとなり、弁要素が外力の伝達経路
内に配設されるために外力により弁要素に不円
滑な運動が引き起され、操舵感覚に悪影響を及
ぼす。

〔発明が解決しようとする問題点〕

そこで、本発明の目的は上述の問題に鑑み、車
輪からの外力がボールねじ軸の弁要素に伝達され
ないようにし、弁要素の円滑な動作が常に維持さ
れる、構成が簡単で小型の動力舵取装置を提供す
ることにある。

〔問題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明の構成は一
部外周に設けたラツクが出力歯車軸と噛み合つて
いるピストンと、該ピストンにより区画される１
対の液室を有するシリンダとを有し、操舵軸と前
記ピストンに螺合したボールねじ軸とが可撓軸を
もつて連結され、該ボールねじ軸に結合された円
筒形の第１弁要素と前記操舵軸に一体に形成され
かつ前記第１弁要素に嵌合された第２弁要素と
が、前記可撓軸のねじれにより前記１対の液室の
一方を液圧源に、他方を液槽にそれぞれ連通する
液圧回路を形成する動力舵取装置において、前記
ボールねじ軸の先端部に内輪を形成するフランジ
を一体に形成し、該内輪を含む４点支持軸受によ
り前記ボールねじ軸を前記シリンダの端壁部に軸
方向および径方向不動に支持するとともに、前記
ボールねじ軸と、前記操舵軸との各外経をほぼ同
寸法とし、前記ボールねじ軸の基端部に前記第１
弁要素を外嵌し、かつ径方向のピンにより回転結
合したものである。

〔作用〕

ボールねじ軸１０の先端部が４点支持軸受４３
をもつてシリンダの端壁３２に支持される一方、
ボールねじ軸１０の基端部に弁要素である外スリ
ーブ６が支持されるので、車輪からの外力がピス
トン１２を経てボールねじ軸１０に伝達される
と、４点支持軸受４３により受け止められる。外
スリーブ６は外力の伝達経路外にあるので、非常
に円滑な制御弁の動作が得られる。

〔発明の実施例〕

以下本発明を図に示す実施例について説明す
る。第２図に示すように、まず、動力舵取装置は
端壁３２と弁ハウジング１７とにより閉鎖される
シリンダ１３内に、一部外周にラツク１８を備え
るピストン１２を嵌装し、該ラツク１８に操向車
輪に偏向動力を伝達する歯車軸１９を噛合させる
一方、ピストン１２の軸心にはボール１１を介し
て中空のボールねじ軸１０を螺合し、該ボールね
じ軸１０の基端中空部に軸受３８を介して操舵軸
１の先端を相対回転可能に支持するとともに、前
記ボールねじ軸１０の中空部に可撓軸８を挿通
し、この先端をピン４４をもつてボールねじ軸１
０の先端と回転結合し、基端をピン３をもつて操
舵軸１と回転結合し、またボールねじ軸１０の先
端を４点支持軸受４３により端壁３２に支持し、
操舵軸１を軸受３５をもつて弁ハウジング１７の
軸孔に支持され、前記操舵軸１を回転する時、ボ
ールねじ軸１０が受ける操向車輪の抗力によつて
生じる可撓軸８のねじれを利用してサーボ制御弁
の２個の弁要素間に回転差動を発生させ、ピスト
ン１２によつて２分されるシリンダの液室Ａ，Ｂ
の一方に液圧を付与し、ボールねじ軸１０の回転
を容易にする方向にピストン１２を押動するもの
である。

第３図に示すようにボールねじ軸１０の先端に
はフランジ１０ｂが一体に構成され、この外周に
ボールを係合する断面ゴシツクアーチの環状溝を
設けてなる内輪と、前記ボールを両側方から挟持
する分割型外輪１６とからなる分割型軸受すなわ
ち４点支持軸受４３が構成され、前記外輪１６は
端壁３２とこのねじ穴にねじ込んだ抑え板３６と
によつて支持される。

サーボ制御弁は第４図に示すように、シリンダ
１３と一体に構成される弁ハウジング１７の内部
にあつて互いに同心かつ回転可能に支持される外
スリーブ６と内スリーブ２とからなる１対の弁要
素を備えている。外スリーブ６はこの左端部を、
ボールねじ軸１０の基端部外周にシールリング３
７を介して嵌合され、かつ外スリーブ６に螺合し
たピン３４の先端小径部分をボールねじ軸１０の
ピン穴に挿通して回転結合され、前記ピン３４の
外端にはロツクナイト３９が締付けられる。外ス
リーブ６を嵌合する弁室６１の内周面には環状溝
２２が構成され、これは給液口２０と連通され
る。前記環状溝２２の両側に１対の環状溝が削設
されこれらにシールリング５０，５１が装着され
る。内スリーブ２は操舵軸１と一体に構成され、
この外周側にダンパシール４１を介して外スリー
ブ６が外嵌され、弁要素相互の振動を防止するよ
うになつている。

操舵軸１は内スリーブ２よりも左端側が細くな
つており、ボールねじ軸１０との間に、歯と歯の
間に十分間隙を有するスプラインに類似する相対
回転制限部材６５が構成され、液圧の失陥などに
よつて舵取動力が得られない場合には、手動によ
つて操舵軸１の回転力をボールねじ軸１０へ伝達
し得るようになつている。操舵軸１の内スリーブ
２よりも右端側は軸受３５をもつて弁ハウジング
１７の軸穴に支持され、この軸受部は止め輪４５
によつて支持されるシール部材５５によつて外部
から密封されている。外スリーブ６の右端部と軸
受３５との間の弁室６１には隙間６１ａが構成さ
れ、この隙間６１ａは還液口２１と連なつてい
る。操舵軸１の先端側は前述したように中空とな
つており、この内部に可撓軸８がシールリング４
７を介して嵌合され、径方向のピン３によつて互
いに回転結合される。

外スリーブ６と内スリーブ２とはこれらの摺動
面に弁溝を備えており、外スリーブ６の弁溝の１
つは傾斜した液孔２４ａを介してシリンダ液室Ｂ
と連なり、また内スリーブ２の弁溝の１つは径方
向の液孔３３を径て操舵軸１の中空部と連なり、
さらに、第２図に示すようにボールねじ軸１０の
中空部によつて構成される液路２９を通り、ボー
ルねじ軸１０の先端に設けた径方向の液孔２８を
経てシリンダ液室Ａと連なる。内スリーブ２の他
の弁溝は径方向の液孔２６ａを経て操舵軸１の軸
穴３０の閉鎖端部に連なり、さらに、操舵軸１に
設けた径方向の液路４２を経て前述した弁室６１
の隙間６１ａ、環液口２１へと連なる。

弁要素である外スリーブ６と内スリーブ２の構
成について詳述すると、第４，５図に示すように
外スリーブ６は周方向に位置を異にして径方向の
液孔２２ａ，２４ａを穿設される。液孔２２ａの
外周端は給液口２０と連なる前述した環状溝２２
に連なり、液孔２４ａの内端は連絡溝２４に、外
端は液室Ｂに直接連なる。

内スリーブ２はこの外周に周方向の位置を異に
して、軸方向に延びる制御溝２５，２６を削設さ
れ、特に制御溝２６は径方向の液孔２６ａによつ
て操舵軸１に可撓軸８を嵌合するための軸穴３０
の閉鎖端部に連通する。

また、制御溝２３に対して、内スリーブ２に径
方向の液孔３３が設けられる。

そうして、内外両スリーブ２，６は中立位置、
すなわち可撓軸８にねじれが生じていない場合、
制御溝２５は液孔２２ａを連絡溝２３，２４に連
通させ、また制御溝２６は連絡溝２３，２４を液
孔２６ａに連通させる。

ピストン１２により仕切られる液室Ａ，Ｂ間の
液密を得るために、シリンダ１３と摺接するピス
トン外周部にシールリング４８が、ボールねじ軸
１０とピストン１２との摺動部にシールリング５
６が装着され、また給液口２０に連なる環状溝２
２と液室Ｂとの間の液密を得るためのシールリン
グ５０と、環状溝２２と還液口２１に連なる隙間
６１ａとの液密を得るためのシールリング５１が
それぞれ弁室６１の内周壁部に装着される。ま
た、還液口２１に連なる軸穴３０の閉鎖端部と、
室Ａに連なる液路２９との間の液密を得るため
に、可撓軸８の端部外周にシールリング４７が装
着される。

次に上記構成の液圧式動力舵取装置の作用につ
いて説明する。第５図は動力舵取装置の中立状態
（車両が直進走行）を示しており、この時圧液は
給液口２０から環状溝２２、液孔２２ａを経て制
御溝２５に入り、ここから連絡溝２４、液孔２４
ａを経て液室Ｂに入る一方、連絡溝２３、液孔３
３、液路２９，２８を経て液室Ａに入り、ピスト
ン１２の両端面に圧力を及ぼすが、各連絡溝２
４，２３はまた液孔２６ａを経て操舵軸１の軸穴
３０、液路４２、隙間６１ａに入り、軸受３５を
潤滑し、還液口２１に戻るようになつているか
ら、ピストン１２に作用する液圧は液路抵抗によ
る極く低いものであり、その圧力は左右同じであ
るから、ピストン１２には推力が生じない。

いまハンドルを右に切ると、ボールねじ軸１０
は操向車輪からの抗力を受けていため、操舵軸１
だけが可撓軸８のねじれを伴つて回転され、内ス
リーブ２が外スリーブ６に対して時針方向（第５
図）に回転差動を生じる。従つて、溝２５，２４
間及び溝２３，２６間が閉じ、溝２５，２３間及
び溝２４，２６間が拡がるから、給液口２０から
の圧液は環状溝２２、液孔２２ａ、液溝２５、液
溝２３、液孔３３、液路２９，２８を通つてシリ
ンダ液室Ａに入つてピストン１２の左端に液圧を
及ぼし、一方シリンダ液室Ｂの液は液孔２４ａ連
絡溝２４、制御溝２６、液孔２６ａ、操舵軸１の
軸穴３０、液路４２、隙間６１ａを通つて軸受３
５を潤滑して還液口２１に戻る。ピストン１２の
右方移動はボールねじ軸１０が右ねじ軸となつて
いるから、可撓軸８にねじれを生じる僅かの回転
力を付与するだけでボールねじ軸１０の右回転を
容易にし、ピストン１２の受ける液圧動力によつ
て歯車軸１９を時計方向に回転し、図示していな
いピツトマンアーム及びリンク機構を介して操向
車輪の右偏向を達成する。

このような液圧回路は可撓軸８に捩れが生じて
いる期間だけ生じ、その間車輪の偏向角度は増大
する。所要の偏向角度に達した時、操舵軸１の回
転力の付与を停止すれば、ピストン１２の移動が
可撓軸８のねじれを解消する位置にまで追随運動
し、そこで、外スリーブ６と内スリーブ２との関
係は第５図の中立状態となり、歯車軸１９は停止
し、このようにして操舵軸１にサーボ運動する。

次にハンドルと一緒に操舵軸１を左に回転させ
た場合については、前述の右に回転させた場合と
逆方向の液圧回路が形成されるが、作用は全く同
様であるので説明を省略する。

〔発明の効果〕

本発明は上述のように構成したので、次のよう
な効果が得られる。

(a) ボールねじ軸１０の先端部を４点支持軸受４
３をもつてシリンダの端壁３２に支持するとと
もに、ボールねじ軸１０の基端部に制御弁の弁
要素である外スリーブ６を支持したものである
から、ピストンを経てボールねじ軸１０へ伝達
される車輪からの外力は４点支持軸受４３によ
り端壁３２に受け止められ、外スリーブ６を支
持するボールねじ軸１０の基端部への外力の伝
達が抑えられる。すなわち、外力の伝達経路で
あるボールねじ軸１０を支持する４点支持軸受
４３とボールねじ軸１０のピストン１２に螺合
する部分との間には弁要素が配設されていない
から、弁要素が直接外力を受けることがなく、
制御弁としての円滑な作動が得られる。

(b) ボールねじ軸１０と操舵軸１の各外径はほぼ
同寸とされ、ボールねじ軸１０に支持した外ス
リーブ６に操舵軸１に一体的に形成した内スリ
ーブ２が嵌合されることとなり、全体としての
制御弁の外径寸法が小さくなり、このことはキ
ヤブオーバ型トラツクなどの場合のように運転
室の床下および前方部分が狭い場合でも、ブレ
ーキペダルやアクセルペダルの配置に影響を及
ぼすことなく、取付けが可能となる。

(c) 内スリーブ２が操舵軸１と一体的に形成され
るのに対して、外スリーブ６はボールねじ軸１
０の基端部にいわばフローテイング支持される
ので、制御弁の一層円滑な作動が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の動力舵取装置の縦断面図、第２
図は本発明に係る動力舵取装置の縦断面図、第３
図は同装置におけるボールねじ軸先端の回転支持
部についての縦断面図、第４図は同装置のサーボ
制御弁部についての縦断面図、第５図はサーボ制
御弁についての作動を説明する横断面図である。 Ａ，Ｂ：液室、１：操舵軸、２：内スリーブ、
６：外スリーブ、８：可撓軸、１０：ボールねじ
軸、１０ｂ：フランジ、１２：ピストン、１３：
シリンダ、１６：外輪、１７：弁ハウジング、１
９：出力歯車軸、２０：給液口、２１：還液口、
２８，２９：液路、３４：ピン、３５：軸受、３
６：抑え板、３８：軸受、４３：軸受、６１：弁
室。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一部外周に設けたラツクが出力歯車軸と噛み
   合つているピストンと、該ピストンにより区画さ
   れる１対の液室を有するシリンダとを有し、操舵
   軸と前記ピストンに螺合したボールねじ軸とが可
   撓軸をもつて連結され、該ボールねじ軸に結合さ
   れた円筒形の第１弁要素と前記操舵軸に一体に形
   成されかつ前記第１弁要素に嵌合された第２弁要
   素とが、前記可撓軸のねじれにより前記１対の液
   室の一方を液圧源に、他方を液槽にそれぞれ連通
   する液圧回路を形成する動力舵取装置において、
   前記ボールねじ軸の先端部に内輪を形成するフラ
   ンジを一体に形成し、 該内輪を含む４点支持軸受により前記ボールね
   じ軸を前記シリンダの端壁部に軸方向および径方
   向不動に支持するとともに、 前記ボールねじ軸と前記操舵軸との各外径をほ
   ぼ同寸法とし、前記ボールねじ軸の基端部に前記
   第１弁要素を外嵌し、かつ径方向のピンにより回
   転結合したことを特徴とする動力舵取装置。