JPS628862A - 舵取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は円錐形のセクタギヤを備え、このセクタギヤを
軸方向に移動してラックとの間のバックラッシュを調整
するようにした形式の舵取装置に関する。

〔従来技術〕

この形式の舵取装置には、例えば第３図及び第４図に示
す如く、ケーシング１０により摺動可能に支持され操舵
軸１５の回動に応答して往復移動するラック２０と、こ
のラック２０の移動方向と直交して前記ケーシング１０
により軸支された出力軸１３と、この出力軸１３に一体
的に設けられ前記ラック２０のラック歯２１〜２５と噛
合する４枚のセクタ歯３１〜３４を有するセクタギヤ３
０を備え、このセクタ歯３１〜３４はその歯先が扇形円
錐形状をなすと共に小径端Ａより大径端Ｂに向かって次
第に転位量を増加させて歯切りしてなるものがある。こ
の種の舵取装置においては、中央に位置するラック歯２
３とこれに噛合する一対のセクタ歯３２．３３の間には
負のパフクラッシュを与え、他のラック歯とセクタ歯の
間には正のバックラッシュを与えて中央のラック歯２３
が両セクタ！３２．３３と噛合する操舵中立位置付近惇
おいて操向ハンドルにプリロードトルクを与え石°よう
にしている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

かかる舵取装置においては、セクタ歯３２．３３の転位
量が場所により異なるので、ラック歯２３との噛合線Ｐ
は、第１図に示す如く、ラック２０の歯先面とセクタ６
３２との交差線Ｒに対し傾斜する。従って、操舵中立位
置における噛合線Ｐの長さはＬであるが、セクタギヤ３
０が操舵中立位置から回動するにつれて噛合線の長さは
短くなるので、セクタギヤ３０の回動角に対するプリロ
ードトルクの変化特性は、第５図の２点鎖線Ｔ１に示す
如く、操舵中立位置を頂点とする山形となる。しかして
、セクタ歯３２．３３ならびにラック歯２３に加工誤差
があったり、また舵取装置や操舵リンク機構等の部品の
加工誤差や組立誤差があると前記変化特性の頂点部が操
舵中立位置からずれ、直線走行付近において操舵特性が
左右非対称になり、このため特に高速において直進走行
性が悪くなるという問題があった。本発明はプリロード
トルクの変化特性の中央付近を平坦にしてこの問題を解
決するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

このために、本発明による舵取装置は、第１図〜第４図
に示す如く、ケーシング１０により摺動可能に支持され
操舵軸１５の回動に応答して往復移動するラック２０と
、このラック２０の移動方向と直交して前記ケーシング
１０により軸支された出力軸１３と、この出力軸１３に
一体的に設けられ前記ラック２０のラック歯２１〜２５
と噛合する４枚のセクタ歯３１〜３４を有するセクタギ
ヤ３０を備え、このセクタ６３１〜３４はその歯先が扇
形円錐形状をなすと共に小径端Ａより大径端Ｂに向かっ
て次第に転位量を増加させて歯切りしてなる動力舵取装
置において、中央の一対のセクタ歯３２．３３の互に対
向するセクタ歯面３２ａ、３３ａとこれに噛合する中央
のラック歯２３のラック歯面２３ａ、２３ｂが操舵中立
位置において当接する噛合線Ｐを基準として、前記セク
タ歯面３２ａ、３３ａの前記噛合線Ｐよりも歯元側及び
前記ラック歯面２３ａ、２３ｂの前記歯合線Ｐよれも歯
先側の少なくとも何れか一方に、前記噛合線Ｐから距離
に応じて修正量が前記各歯面３２ａ、３３ａ、２３ａ、
２３ｂの膨出方向に増大する修正歯面Ｓを形成したこと
を特徴とするものである。

〔作用〕

第１図に示す如く、操舵中立位置においては噛合線Ｐの
長さはしてあるが、セクタギヤ３ｏが中立位置から回動
するにつれて噛合線Ｐはセクタ歯面３２ａ、３３ａ上を
平行移動し、修正歯面Ｓ上を移動する噛合線の長さは減
少する。しがしながら、この噛合線が移動するにつれて
その移動先における修正歯面Ｓの修正量が増大するので
負のバンクラッシュが増大し、噛合線の長さが減少する
にも拘わらずプリロードトルクは、第５図のＴに示す如
くほぼ一定に保たれる。セクタギヤ３ｏの回動角が大と
なり一方の噛合線の長さが０になればプリロードトルク
も０になる。

〔発明の効果〕

上述の如く、本発明によれば、操舵中立位置において、
プリロードトルクの変化特性が平坦となる。従って、部
品の加工誤差や組立誤差等により前記特性が全体として
左右にずれても、操舵中立位置付近における操舵特性が
左右非対称となることはないので満足すべき直線走行性
能を得ることができる。

〔実施例〕

以下に、添付図面により本発明の一実施例を説明する。

第３図及び第４図において、舵取装置のケーシング１０
にはシリンダ面１０ａが形成され、一体に形成されたピ
ストン１１とラック２ｏはシリンダ面１０ａに摺動可能
に案内支持されている。ラック２０にはボールねじ軸１
２がボールを介して螺合され、ボールねじ軸１２はケー
シング１０の一端に設けられたサーボ弁１４を介して、
操向ハンドルに接続された操舵軸１５により回動され、
ラック２０を往復動させる。この作動に際してサーボ弁
１４はポンプ（図示せず）よりの圧力流体を操舵軸１５
に加わる手動操舵トルクに応じてピストン１１の両側の
作動室に供給し、舵取装置にアシスト力を与えている。

ケーシング１０にはラック２０の摺動方向と直交して出
力軸１３が軸支され、出力軸１３にはラック２０のラッ
ク歯２１〜２５と噛合する４枚のセクタ歯３１〜３４を
有するセクタギヤ３０が一体に設けられている。セクタ
１３１〜３４は、図示の如く、その歯先面が扇形円錐形
状をなすと共に小径端Ａより大径端Ｂに向って次第に転
位量を増加させて歯切りされている。第４図に示す如く
、ケーシング１０に固定された軸受部材１６は出力軸１
３の一端を軸支すると共にその中心には調整ねじ１７が
設けられている。

第１図〜第３図に示す如く、操舵中立位置においては中
央の一対のセクタ６３２．３３が中央のラック歯２３と
噛合し、この状態において調整ねじ１７の先端を出力軸
１３に当接して、セクタ歯３２．３３とラックＭ１２３
の間に適当な負のバンクラッシュを与えるように出力軸
１３の軸方向位置を調整している。出力軸１３が回動す
れば他のラック歯２１，２２．２４．２５がセクタ歯３
１〜３４と噛合するようになるが、この状態においては
他のラック歯２１，２２．２４．２５とセクタ歯３１〜
３４の間には適当な正のバックラッシュを与えるように
する。

次に、中央のセクタ１３２．３３の互いに対向するセク
タ歯面３２ａ、３３ａの形状につき説明する。第１図は
操舵中立位置におけるラック２０とセクタギヤ３０の噛
合状態を示し、セクタ歯面３２ａ、３３ａと中央のラッ
ク歯２３のラック歯面２３ａ、２３ｂが当接する噛合線
Ｐ　［１面３２ａ側のみを示す）は、前述の如（、ラッ
ク２０の歯先面とセクタ歯面３２ａとの交差線Ｒに対し
傾斜し、噛合線Ｐは歯底から離れた点Ｐａにおいてセク
タギヤ３０の小径端Ａと交差し、歯底に近い点ｐｂにお
いて大径端Ｂと交差している。しかして、セクタ歯面３
２ａは、この噛合線Ｐを境界として、その歯先側は転位
歯形を含む正常な歯形とし、歯元側は、以下に述べる如
く、負のバックラッシュが次第に増大する修正歯面Ｓと
する。

第２図（ａ）は操舵中立位置における小径端Ａの部分拡
大断面図を示す。第２図（ａｌにおいて、ラック歯面２
３ａと噛合するセクタ歯面３２ａは、前述の如く、噛合
点Ｐａを境界として歯先側は前述の適当な負のバンクラ
ッシュを与える正常な歯形であり、歯元側は２点鎖線で
示す正常な歯形３２ｃから膨出する方向に形成された修
正歯面Ｓとなっている。正常な歯形３２ｃに対する修正
歯面Ｓの修正量即ち歯形３２ｃからの膨出量は噛合点Ｐ
ａから歯元への距離に応じて増大させ、ラック歯面２３
ａとの間に、負のバックラッシュが次第に増大するよう
にする。セクタギヤ３０が第２図（ａｌにおいて矢印方
向に回動すれば、噛合点はＰａから修正歯面Ｓに沿って
移動するが、噛合点の移動位置における修正歯面Ｓの修
正量の一例をあげれば、セクタギヤ３０の回動角４度に
対応する噛合点の移動位置において４ミクロンである。

修正歯面Ｓは、第１図に示す如く、セクタギヤ３０の小
径端Ａから大径端Ｂに移るにつれて次第°　に幅が狭く
なるが、操舵中立位置における噛合線Ｐと平行な噛合線
Ｐ１上における修正量は基本的に同一である。大径端Ｂ
においては、第２図（ｂ）に示す如（、噛合点Ｐｂは歯
底に近いので修正歯面Ｓはわずかとなり、かつ前述の交
差線Ｒの下側となってラック歯面２３ａと当接しなくな
る。以上はセクタ歯面３２ａの形状について述べたが、
これと対向するセクタ歯面３３ａの形状も同様である。

なお、セクタ８３２．３３の反対側のセクタ歯面３２ｂ
、３３ｂとこれに噛合するラック歯２２．２４のラック
歯面２２ａ、２４ａの間には、従来同様適当な正のバッ
クラッシュを与えるものとする。

操舵中立位置においては、第１図に示す如く、セクタ歯
面３２ａ、３３ａとラック歯面２３ａ。

２３ｂが当接する各噛合線Ｐ（セクタ歯面３２ａ上のも
ののみを示す）の長さは何れもＬである。

セクタギヤ３０が中立位置から図示の矢印方向に回動す
れば各噛合線Ｐはセクタ歯面３２ａ、３３ａ上を平行移
動し、セクタ歯面３２ａ上の噛合線Ｐは図示の如く歯元
側の修正歯面Ｓ上を移動して噛合線Ｐ１となってその長
さＬｌはしよりも減少し、更に移動して小径端Ａの噛合
点Ｐａが前述した交差線Ｒ上の噛合点Ｐｒに達すれば、
噛合線の長さはＯとなる。これに対し他方のセクタ歯面
３３ａ上の噛合線（図示せず）は歯先側に平行移動して
その長さはセクタギヤ３０の歯幅まで増大する。

セクタ歯面３２ａ、３３ａとラック歯面２３ａ。

２３ｂの当接によるセクタギヤ３０とラック２０の間の
プリロードトルクは、負のバックラッシュ量が一定であ
れば、第５図の２点鎖線Ｔ１に示す如く、歯元側に移動
する噛合線Ｐ１の長さの減少に応じて減少する。しかし
ながら本実施例においては、噛合線Ｐ１が修正歯面Ｓ上
を歯元側に移動するにつれて負のバンクラッシュ量が増
大するので噛合線Ｐ１の長さの減少が補われ、プリロー
ドトルクは第５図のＴに示す如くほぼ一定に保たれる。

セクタギヤ３０が回動して噛合点Ｐａが前述の点Ｐｒに
達すればプリロードトルクは急激に減少して０になる。

このように本実施例によれば操舵中立位置付近において
プリロードトルクの変化特性が平坦となるので、製作誤
差等により前記特性が左右にずれても操舵中立位置付近
における操舵特性が左右非対称となることはなく、満足
すべき直線走行特性を得ることができる。

以上においてはセクタ歯面３２ａ、３３ａの噛合線Ｐよ
りも歯元側に修正歯面Ｓを形成した例につき説明したが
、本発明はセクタ歯面３２ａ、３３ａの前記歯元側と当
接するラック歯面２３ａ。

２３ｂの噛合線Ｐよりも歯先側に同様の修正歯面を形成
することにより実施することもでき、またセクタ歯面３
２ａ、３３ａの歯元側とラック歯面２３ａ、２３ｂの歯
先側の両方に修正歯面を形成することにより実施するこ
ともできる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明による舵取装置の一実施例を示
し、第１図は操舵中立位置における噛合状態を示す斜視
図、第２図（ａ）及び（ｂｌは同状態を示すセクタギヤ
の小径端及び大径端における部分拡大断面図、第３図は
全体の縦断面図、第４図は第３図のＩＶ−ＩＶ断面図、
第５図はセクタギ十回動角に対するプリロードトルクの
特性図である。 符号の説明 １０・・・ケーシング、１３・・・出力軸、１５・・・
操舵軸、２０・・・ラック、２１〜２５・・・ラック歯
、２３ａ、２３ｂ・・・ラック歯面、３０・・・セクタ
ギヤ、３１〜３４・・・セクタ歯、３２ａ、３３ａ・・
・セクタ歯面、Ａ・・・小径端、Ｂ・・・大径端、Ｐ・
・・噛合線、Ｓ・・・修正歯面。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ケーシングにより摺動可能に支持され操舵軸の回動に応
   答して往復移動するラックと、このラックの移動方向と
   直交して前記ケーシングにより軸支された出力軸と、こ
   の出力軸に一体的に設けられ前記ラックのラック歯と噛
   合する４枚のセクタ歯を有するセクタギヤを備え、この
   セクタ歯はその歯先が扇形円錐形状をなすと共に小径端
   より大径端に向かって次第に転位量を増加させて歯切り
   してなる舵取装置において、中央の一対のセクタ歯の互
   に対向する各セクタ歯面とこれに噛合する中央のラック
   歯の各ラック歯面が操舵中立位置において当接する噛合
   線を基準として、前記各セクタ歯面の前記噛合線よりも
   歯元側及び前記各ラック歯面の前記噛合線よりも歯先側
   の少なくとも何れか一方に、前記噛合線からの距離に応
   じて修正量が前記各歯面の膨出方向に増大する修正歯面
   を形成したことを特徴とする舵取装置。