JPS6328762A - 動力舵取装置の油圧反力装置 - 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、動力舵取装置において車輌の走行速度や操舵
角度等といった車輌の各種の走行条件に応じた＾切な操
舵力を得るための抽圧反力装置の改良に関する。

〔従来の技術〕

自動車のハンドル操作力（操舵力）を軽減するための動
力舵取装とにおいて、運転者の操舵操作に応じた操舵力
や操舵角度、さらには重速などを始めとする車輌の各種
走行条件により装置動作を適切に制御することが必要と
されている。すなわち、市軸停車中の据切り時や低速走
行中の操舵時には、大きな操舵補助力を出力し、きわめ
て軽い操舵操作を可能とする一方、・Ｆ輌の高速走行中
に大きな操舵補助力を生じさせると操舵力が軽くなりす
ぎ、運転者に不安袢を与える等の問題をＨ）き、運転感
覚の適正化を図るうえで＆ｆましくなく、充分な手応え
感のある操舵操作を行なえるように操舵補助力を小さく
して操舵力を増大させ。

舵取ハンドルにある程度の屯さをもたせ２．／ｒ　ａ時
の安定性笠を確保することが必要とされる。そして、こ
のような操舵力制御は、操舵角四が大きくなるにしたが
っても同様に必要とされている。

このような要請に応えるものとして、＋ｌｊ輌の各種走
行条件に応じて制御される反力油圧によ（Ｊ虹取ハンド
ルに適当な剛性（）榮舵反力）を与えることで、車輌の
高、低速走行中等における操舵力を制御し得るようにし
てなる油圧反力装置が知られており、従来から種々の構
成を有するものが多数提案されている。すなわち、この
種の油圧反力装置として最も一般には、たとえば特開昭
４３−１０２０９２号公＋ｇ等に示されるように、流路
切換え用の回転式制御弁において入力軸側に反力アーム
を突１役するとともに、このアームの回転方向両側から
進退動作するようにして出力軸側に一対の反力プランジ
ャを１没け、かつこれらプランジャの外方端側に油圧反
力室を形成してなる構成のものが知られている。そして
、この油圧反力室内に車輌の走行速度等に応じて反力油
圧を適宜供給することでプランジャを駆動させ、アーム
を介して人力軸に所要の拘束力を作用させることにより
、適切な操舵反力を１１）で車輌の走行条件に適合する
操舵操作を’Ｔ　ｆ＠とするものであった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上述した従来構造では、出力軸内で軸線
から尊れた部分に反力プランジャを配設しなければなら
ず、このために反力装置配設部分の径方向への大型化を
避けられず、特にこれは、たとえばプランジャの受圧面
積等を拡大して油圧反力室内（受圧面積×腕の長さ）を
大きくしようとする場合等において著しいものであった
。そして一方において、この種の油圧反力装置が付設さ
れる動力舵取装置は、自動車のエンジンルーム下側等の
スペース的に制約の大きい場所に配、没されるものであ
り、その小型かつコンパクト化は満足しなければならな
い条件の一つである。

また、このような小型化等の要請を満足し得るものとし
て、たとえば特開昭４９−１１００３７号公報等に示さ
れるように、反力プランジャやボール等の係合子を出力
軸側に求心方向に可動可能に保持しその外方端側から油
圧反力を作用させることで、この係合子を人力軸側に形
成した係合四部に係合させることで拘束力を作用させる
ようにした構成を有する装置も知られている。

しかし、このような従来構成によれば、保合子かプラン
ジャである場合には、その嵌合長さを充分に取るとこの
油圧反力装置部分が径方向に大きくなり、またプランジ
ャ先端と前記係合凹部との間はすベリ接触となることか
ら、摺動抵抗が大きく、摩擦力が増大して装置作動にあ
たっての安定性等を確保し得ない等の問題を招いてしま
うものであった。一方、上述した係合子としてボールを
用いた場合には、このボールとそのガイド孔との間の油
密性を充分に確保することが困難でしかもその受圧面積
も小さい等の理由から、有効な油圧反力を生じさせるた
めには大流量の油圧源が必要で、実現性の乏しいもので
、これらの問題点を一掃し１−述した装置全体の小型か
つコンパクト化や動作性能の安定化等を満足しく１トる
油圧反力装置の出現が望まれている。

〔問題点を解決するための手段〕

上述した要請に応えるために、本発明に係る動力舵取装
置の油圧反力装置は、出力軸側で放射力向に形成された
ガイド孔内に摺動可能に保持されかつ内方端が人力軸外
周に凹設した係合凹部に選択的に係合することで入力軸
に対し拘束力を作用せしめるボールと、このボールに求
心力向への力を作用せしめるテーパ面を一端部に有し前
記人、出力軸と回軸りで軸線方向に摺動自在に配設され
たリング状の反力プランジャと、この反力プランジャの
他端部側に形成された油圧反力室とを備えてなる構成と
したものである。

〔作用〕

本発明によれば、操舵時において人、出力軸間に相対的
な回転変位が生じると、リング状の反力プランジャが車
輌の走行条件等の応じた大きさをもつ反力油圧により軸
線方向に移動し、このプランジャ端部のテーパ面でボー
ルが求心方向に押圧されることによりボールが入力軸側
の係合四部に係入し、所要の拘束力が得られるものであ
る。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示した実施例を用いて詳細に説ｌ
ηする。

ｍ１図および第２図は本発明に係る動力舵取装置の油圧
反力装置の一実施例を示すものであり、これらの図にお
いて、まず、動力舵取装首におけるパワーステアリング
本体部の概略構成を第１図を用いて筒中に説明すると、
図中符号１０は図示しない舵取ハンドル側に連結される
入力軸（スタブシャフト）、１１はこの入力軸１０の左
端側にトーションバー１２を介して連結されるとともに
図示しない舵取リンク機構を構成するラック１３と１−
合するピニオンｌｌａを有する出力軸（ビニオン軸）で
、これら両軸１０，１１はその操、舵方向に適宜回転操
作される。ここで、これら人力軸１０と出力軸１１との
間には、所定角度以上回動されることにより当接するこ
とで、これら両輪１０．１１間を連結するフェールセー
フ機構（図示せず）が設けられているものである。

また、パワーステアリング本体部を構成するボディ１４
内で上述した両輪ｔｏ、ｉｔには、回転式流路切換弁１
５を構成するロータ１６およびスリーブ１７がそれぞれ
一体的に設けられ、その相対的な回転変位で図示しない
オイルポンプＰ、オイルタンクＴとパワーシリンダの左
、右シリンダ室（Ｃｌ　、Ｃ２）との間の流路切換えを
行なうように構成されている。なお、このような回転式
流路切換弁１５の構成およびその動作は従来から周知の
通りで、その詳、細な説明は省略する。

２０は流路切換弁１５を構成するロータ１６およびスリ
ーブ１７と一体的な人、出力軸１０゜１１間に設けられ
た本発明に係る油圧反力装装置で、この油圧反力装け２
０は、第１図および第２図から明らかなように、出力軸
ｌｌ側で放射方向に形成された二個のガイド孔２１．２
１内にｍ動口丁能に保持されかつ内方端が人力軸１０外
周に凹設した係合四部２２．２２に選択的に係合するこ
とで人力軸１０に対し拘束力を作用せしめる二個のボー
ル２３．２３と、これらのボール２３゜２３に求心方向
への力を作用せしめるテーパ面２４ａを一端部に有し前
記人、出力軸１０．１１と同軸上で軸線方向にｍ動自在
に配設されたリング状の反力プランジャ２４とを備え、
この反力プランジャ２４の他端部側に適宜の油圧発生源
から反力油圧が導入される油圧反力室２５を形成するこ
とで構成されている。なお、図中２６は前記油圧反力室
２５内に配設され反力プランジャ２４をボール２３．２
３側に接するように付勢することでボール２３．２３を
所要の組込み状態で保持するセット用スプリングである
。ここで、本実施例では、二個のボール２３．２３を対
向する位置に等配させて配置させた場合を示したが、こ
れに限定されず、−個であっても、また複数個のボール
を軸回りに等配して配置させるようにしてもよいことは
容易に理解されよう。

そして、上述した構成によれば、ボディ１４内で軸線方
向に移動されるリング状反力プランジャ２４の左端部を
油圧反力室２５内に臨ませ油圧反力を受ける受圧面とし
ているため、径方向において必１＆小限のスペース内で
受圧面積を従来に比べて増大させることができ、これに
よりこの油圧反力装Ｎ２０付設部分での小型かつコンパ
クト化を達成し得るとともに、相対的に所要の油圧反力
を得るための油圧発生源を小さくし得る等の利へかある
。

また、本実施例によれば、車速等といった東輌の各種走
行条件に応じて適宜供給される反力油圧により軸線方向
左側に移動される反力プランジャ２４の右端部に形成し
た内向きテーパ面２４ａで出力軸ｌｌ側のガイド孔２１
．２１内に保持されているボール２３．２３を押圧する
ことにより、このテーパ面２４ａで前記押圧力が求心方
向への力に変換され、ボール２３．２３が人力軸１０側
の係合凹部２１．２１内に係入するように押圧されるこ
ととなり、これにより油圧反力による所要の拘束力が得
られ、人、出力軸１０．１１間での相対的な回転状！８
を適宜拘束し、必要とされる操舵反力を得て適切な操舵
力制御を行なうことが可ｆＥとなるものである。そして
、この場合において、Ｅ述した構成によれば、テーパ面
２４ａとボール２３とは転動接触で接触することから、
摺動抵抗等が小さく摩擦力の発生が少なく、力の変換率
も高効率となり、さらにボール２３．２３と入力軸１０
側の係合凹部２１，２１との間もころがり接触で摩擦力
が小さいため、安定した滑らかな作動状態が得られるも
のである。

なお、本実施例において反力プランジャ２４は、前記出
力軸１１外周部にわずかな油密クリアランスをもって軸
線方向に摺動動作可能に案内支持されるとともに、その
外１３Ｍ部にボディ１４との間をシールするシール材２
７を設けた場合を例示したが、これに限定されず、内、
外周のシール構造を逆にしてもよいし、また内、外周共
シール材を用いず、上述した油密クリアランスによる金
属面シールでシールするようにしてもよいものである。

嬰は、反力プランジャ２４を適切なシール状、態を確保
したうえで摺動抵抗が必要最小限となるようにして支持
するとよいものである。

また、前述した油圧反力室２５の右端側は、出力軸１１
のフランジ部外周に圧入等で嵌装された金属筒体２８と
流路νＪ換弁１５側のスリーブ１７との間にＯリング２
８ａを設け、かつこの金属筒体２８とボディ１４との間
隙を介してスリーブ１７側のシールリング１７ａにより
密封する構造とされている。そして、このようなシール
構造によれば、ボディ１４に接して動作するシール材を
付設することで問題とされる回転方向での摺動抵抗の増
加等は生ぜず、流路切換弁１５や舵取ハンドルの円滑か
つ適切な回転動作を得ることが町１屯で、その実用Ｅで
の利点は大きい。

なお１本発す１は上述した実施例構造に限定されず、動
力舵取装と各部の形状、構造等を、適宜変形、変更する
ことは自由である。たとえばし述した実施例では、油圧
反力室２５の反力プランジャ２４と反対側の端部をシー
ルするために金属筒体２８等を用いた場合を説明したが
、未発【Ｊｌはこれに限定されず、第３図に示すように
、出力軸１１外周部に油密クリアランスをもって内周部
を嵌装させたリング状部材３０を用い、このリング状部
材３０の外周にシール材３０ａを付設するようにしても
よいものである。これは、このような構造としても、回
転方向における摺動抵抗が流路切換弁１５等に影響しな
いことから容易に理解されよう。

また、上述したボール２３．２３と反力プランジャ２４
とによる油圧反力装ｆｉ２０の変形例として、たとえば
第４図に示すように、一対の反力プランジャ２４．２４
をｑいに離間する方向に移動可能に配設し、その間に油
圧反力室２５を形成するとともに、各プランジャ２４．
２４の他端に形成したテーパ面２４ａ　、２４ａに対向
してボール２３．２３を出力軸１１側のガイド孔２１．
２１内に保持させるようにしてもよいものである。そし
て、このような構成では、内プランジャ２４゜２４外周
部のシール材２７．２７で油圧反力室２５のシールは適
切かつ確実に確保し得るものである。

さらに、−個のボール２３に対し第５図に示すように、
軸線方向両側から一対の反力プランジャ２４．２４を押
付けるような構成としてもよいものである。そして、こ
のような第４図、第５図に示す構成によれば、ｌ−述し
た実施例に比べ倍加された押圧力でボール２３を人力軸
１０の係合凹部２１側に押付けることが１１丁能となる
もので、その利！気は容易に理解されよう。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明に係る動力舵取装置の油圧反
力装置によれば、出力軸側で放射方向に形成されたガイ
ド孔内に摺動回旋に保持されかつ内方端が入力軸外周に
凹設した係合四部に選択的に係合することで入力軸に対
し拘束力を作用せしめるボールと、このボールに求心方
向への力を作用せしめるテーパ面を一端部に有し前記人
、出力軸と回軸Ｆで軸線方向に摺動自在に配設されたリ
ング状の反力プランジャを備え、この反力プランジャの
他端部側に油圧反力室を形成するようにしたので、筒中
かつ安価な構成にもかかわらず、拘束力を生じさせるボ
ールとこれを押圧する受圧面積の大きな反力プランジャ
を限られたスペース内に適切かつ確実に配設することが
可能で、これにより装置全体の径方向の小型かつコンパ
クト化を図り、また小さい反力油圧で大きな反力トルク
を得ることが可能となることから、別置の小η１ポンプ
を反力油圧Ｘ）として用いることも回走で、さらにボー
ルの転勤接触により安定した滑らかな作動状態を得るこ
とができる等といった種々優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る油圧反力装置の一実施例を示す動
力舵取装計全体の概略断面図、第２図はそのＩＩ　−Ｉ
Ｉ線拡大断面図、第３図ないし第５図は本発明の別の実
施例を示す要部拡大断面図である。 １０・・・・入力軸、１１・・・・出力軸、１２・・・
・トーション八−１１５・・・・回転式流路切換弁、２
０・・・・油圧反力！Ａｉ１．２１・・・・ガイド孔、
２２・・・・係合凹部、２３・・・・ボール、２４・・
・・反力プランジャ、２４ａ・・・・テーパ面、２５・
・・・油圧反力室、２６・・・・セット用スプリング。 特許出願人　自動車機器株式会社 代　　理　　人　　山　用政樹（ほか２名）ぐ　　　　
　　　　　寸 ｒ−＾−一　　　Ｎ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 出力軸側で放射方向に形成されたガイド孔内に摺動可能
   に保持されかつ内方端が入力軸外周に凹設した係合凹部
   に選択的に係合することで入力軸に対し拘束力を作用せ
   しめるボールと、このボールに求心方向への力を作用せ
   しめるテーパ面を一端部に有し前記入、出力軸と同軸上
   で軸線方向に摺動自在に配設されたリング状の反力プラ
   ンジャと、この反力プランジャの他端部側に形成された
   油圧反力室とを備えてなることを特徴とする動力舵取装
   置の油圧反力装置。