JPS6354592B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は動力舵取装置に係り、特にパワーシリ
ンダへの圧力流体の給排制御を行なう制御弁がロ
ータリ型である動力舵取装置に関する。

ロータリ型の制御弁は、通常、舵取ハンドル側
の入力軸に一体的に設けられた弁ロータと、操向
車輪側の出力軸に一体的に設けられて前記弁ロー
タの外周を回動可能な弁スリーブとから構成さ
れ、その作動時には、入力軸と出力軸との間、す
なわち弁ロータと弁スリーブとの間に惹起される
中立状態からの相対的な回転変位の方向に応じ
て、パワーシリンダへの圧力流体の給排方向を制
御する。そして従来一般には、入力軸と出力軸と
をトーシヨンバーを介して連結し、このトーシヨ
ンバーのねじり力により非作動時には前記弁ロー
タと弁スリーブとを中立状態に保持できるように
している。しかしながら、トーシヨンバーでは、
その構成上左右のねじり力が零の状態のときを前
記弁ロータと弁スリーブとの中立状態としなけれ
ばならず、したがつてトーシヨンバーでは入出力
軸間にプリロードを加えることが不可能であつ
た。

このため従来、前記トーシヨンバーに加えまた
はこれに代えて、例えばリンク状のばね材の一部
を切欠いて概略Ｃ字形状としたＣ形ばねを用い、
そのＣ形ばねの切欠き間で入力軸に一体の突起と
出力軸に一体の突起とを同時に所定の弾撥力を持
つて挟持させ、これにより両軸を中立状態に保つ
と同時にプリロードを与えることができるように
した動力舵取装置が提案されている。

しかしながら、Ｃ形ばねで前記一対の突起を挟
持させるに際しては、予め各突起を弁ロータまた
は弁スリーブに対してそれぞれ極めて高精度に所
定の位置に設ける必要があり、万一製造上の誤差
等から一方の突起に円周方向の位置ずれが生じた
場合には、両突起をＣ形ばねで挟持した際に弁ロ
ータと弁スリーブとが正規の中立状態位置からず
れた状態で組付けられることになる。そして一般
に、前記突起の位置ずれを修正することが困難で
あるために、従来はそのような偏倚量が一定の許
容範囲を越えたものについてはこれを廃棄してお
り極めて不経済であつた。

そこで本出願人は先に、一対の突起等の係合部
間に円周方向のずれが生じた際には両係合部をそ
のずれた状態のままでばねにより保持すれば制御
弁の中立位置を確保できることに着目し、ばねに
小さな修正を加えてその修正後のばねにより両係
合部をずれたままの状態で保持させるようにした
動力舵取装置を提案したが、本発明はそのような
偏倚量の検出方法およびその装置を提供すること
を目的とするものである。

本発明は、入力軸を回動させて一対の制御弁要
素の相対位置を変化させると、制御弁に供給され
る流体の圧力が変化することに着目するととも
に、その圧力値が最小となつた場合に一対の制御
弁要素が中立状態位置となることを実験により確
認し、かかる知見に基づき、入力軸を回動させて
両係合部の相対的非作動位置からの相対的回転変
位量を検出するとともに、前記制御弁に供給され
る流体圧力の入力軸の回動に伴なう変動の最小値
から一対の制御弁要素の中立状態位置を検出し、
この中立状態位置における前記相対回転変位量か
ら両係合部間の円周方向の偏倚量を検出するよう
にしたものである。

以下本発明実施の一態様を図面を参照して説明
する。

第１図において、入力軸１と出力軸２とは同一
軸線上に配設されており、入力軸１の先端軸部に
突設された突部３は出力軸２の末端軸部に嵌装さ
れたブシユ４内に回転自在に嵌合され、かつ入力
軸１と出力軸２とはその状態でハウジング５内に
軸受６ａ，６ｂを介して回転自在に軸支されてい
る。前記入力軸１は図示しない舵取ハンドルに連
動され、一方、出力軸２の先端部分にはヘリカル
ピニオン７が形成されてこのピニオン７は、従来
公知のラツクピニオン式動力舵取装置と同様に図
示しない操向車輪に連動されたラツクに噛合され
ている。

第１図ないし第４図に示すように、入力軸１の
先端部で突部３より手前の部分には概略方形の係
合部８が、また出力軸２にはその係合部８を受入
れる溝９が形成され、前記係合部８は円周方向に
所要の間隙をあけてその溝９内に配置されてい
る。したがつて、前記入力軸１と出力軸２とは、
その間隙によつて許容される量だけ相対的に回転
することができるようになつている。そして前記
係合部８、すなわち入力軸１と溝９の近傍、すな
わち出力軸２とにはそれぞれ突起１０，１１が設
けられ、これら両突起１０，１１は前記係合部８
や溝９の外周に配設したＣ形ばね１２の係合部分
１２ａ，１２ｂの両端面で挟持されている。

このとき、自然状態におけるＣ形ばね１２の前
記係合部分１２ａ，１２ｂのそれぞれの円周方向
間隔ｌは（第２図参照）各突起１０，１１の同方
向長さよりも小さく設定されており、したがつて
このＣ形ばね１２で前記両突起１０，１１を挟持
させることにより入出力軸１，２間に所望のプリ
ロードを附与することができる。そしてまた、Ｃ
形ばね１２の前記一対の係合部分１２ａ，１２ｂ
は、円周方向に僅かに位置をずらして形成してあ
り、その偏倚量Ｌは弁ロータ１３と弁スリーブ１
４とを正確に中立位置に配置したときの前記突起
１０，１１間の円周方向の偏倚量に一致させてあ
る。すなわち、前記一対の係合部分１２ａ，１２
ｂは、前記弁ロータ１３と弁スリーブ１４とを正
確に中立位置に配置した際の両突起１０，１１間
の円周方向の偏倚量を後述する検出方法により計
測した後に、その偏倚量に一致した偏倚量Ｌをも
つようにばね１２に形成したもので、したがつて
偏倚量Ｌを有する係合部分１２ａ，１２ｂで両突
起１０，１１を挟持させれば、弁ロータ１３と弁
スリーブ１４とは、入出力軸１，２に外力が作用
していない状態では、正確に中立状態に保たれる
ことになる。またこの状態では、前記係合部８は
溝９の円周方向に対して略中央位置に保持される
ことになる。

然して、入力軸１にはこれに直接に弁ロータ１
３が形成され、この弁ロータ１３の外周には弁ス
リーブ１４が回転自在に嵌装されて基本的には従
来公知のロータリ型制御弁が構成されている。前
記弁スリーブ１４の出力軸２側末端部は、前記突
起１１を設けた出力軸２の部分２ａに嵌装され得
る筒状部分１４ａとして形成され、この筒状部分
１４ａに突起１１の円周方向幅と一致する幅の軸
方向係合溝１５、および突起１０の貫通を許容す
るとともにその突起１０の円周方向変位を許容す
る貫通穴１６が形成されている。そしてその筒状
部分１４ａは、第１図および第３図に示すように
Ｃ形ばね１２の内部に位置し、かつ係合溝１５が
突起１１に係合して少なくとも出力軸２と弁スリ
ーブ１４とを回転方向に一体に連結し、また突起
１０は貫通穴１６内を少なくとも回転方向側に所
要の間隔をもつて遊嵌貫通している。なお、前記
Ｃ形ばね１２は、出力軸の段部２ｂに設けられた
スペーサ１７と弁スリーブ１４の段部１４ｂとの
間に保持されている。

前記弁ロータ１３と弁スリーブ１４とから構成
される制御弁は、中立状態においては第６図に示
すポンプ１８からの圧力流体（オイル）を単に循
環させている。すなわちポンプ１８からの圧力流
体は、第１図、第５図および第６図に示すように
ハウジング５に形成した供給孔２０、弁スリーブ
１４に形成した環状溝２１および半径方向通路２
２を介して弁ロータ１３に形成した軸方向の供給
溝２３に流入し、さらにこの溝２３の円周方向両
側に重合し得るように弁スリーブ１４内面に形成
した軸方向溝２４，２５、並びに両溝２４，２５
に重合し得るように弁ロータ１３に形成した軸方
向の排出溝２６内に流入する。この排出溝２６内
に流入した圧力流体はその溝に沿つて入力軸１と
出力軸２との突合わせ部分側に流動し、ここから
前記貫通穴１６およびＣ形ばね１２の係合部分１
２ａ，１２ｂを介して弁スリーブ１４の外周に流
出し、さらにハウジング５に設けた排出孔２７か
らオイルタンク１９に排出され前記ポンプ１８の
吸込側に還流する。前記供給溝２３の一側の溝２
４は半径方向通路２８、環状溝２９およびハウジ
ング５に設けた給排孔３０を介して図示しないパ
ワーシリンダの一方の室に連通し、同様に他側の
溝２５も半径方向通路３１、環状溝３２および給
排孔３３を介して前記パワーシリンダの他方の室
に連通しているが、中立状態では供給溝２３とそ
の両側の溝２４，２５とのそれぞれの流路面積が
実質的に等しく、両溝２４，２５間に圧力差が生
じないのでパワーシリンダは非作動状態を維持し
ている。

これに対して入力軸１が一方向に回動される
と、Ｃ形ばね１２の弾撥力に抗して両突起１０，
１１間にしたがつて弁ロータ１３と弁スリーブ１
４間に相対的な回転が生じ、その回転方向に応じ
て供給溝２３とその両側の溝２４，２５間の流路
面積に差が生じると、これに伴なつて両溝２４，
２５間に圧力差が生じる。これにより、両溝２
４，２５のそれぞれに連通するパワーシリンダが
作動して従来周知のように操舵方向に補助力を附
与する。なおこの際、前記両溝２４，２５間に生
じる圧力差により、ポンプ１８から供給孔２０に
供給される圧力流体も前記圧力差の高い方の流体
圧力に規制されて上昇することになる。したがつ
て、ポンプ１８から供給孔２０に供給される圧力
流体の圧力は、制御弁が中立状態にある場合が最
も低い値を示すことになる。

第６図は本発明に係る前記偏倚量Ｌの検出装置
を示すもので、以下これについて説明する。

動力舵取装置は、その出力軸２が固定治具３５
により固定されるとともに、前記給排孔３０，３
３が閉止板３６によつて閉塞された状態で配置さ
れており、その入力軸１には可逆転モータ３７の
軸３８が接続されている。可逆転モータ３７に
は、後述する計算機３９からの信号がシーケンス
回路４０およびモータ駆動回路４１を介して入力
され、正逆転駆動されるようになつている。この
モータ３７の軸３８には、その入力トルクＴを検
出するトルクセンサ４２および入力角θを検出す
る角度センサ４３が取付けられ、また前記ポンプ
１８と供給孔２０とを結ぶ圧力流体ラインには、
その油圧Ｐを検出する油圧センサ４４が設けられ
ている。そしてこれら各センサ４２，４３，４４
により入力トルクＴ、入力角θおよび油圧Ｐがそ
れぞれ実測定されるようになつている。これらの
各実測値は、増巾回路４５，４６，４７および
Ａ／Ｄ変換器４８，４９，５０を介してデイジタ
ル信号として計算機３９にそれぞれ入力され記憶
されるようになつている。増幅回路４５，４６，
４７からの出力信号はまた、図示するように表示
器５１にアナログ信号として入力され、入力トル
クＴと油圧Ｐとの関係および入力角θと油圧Ｐと
の関係がグラフとして表示されるようになつてい
る。

前記計算機３９は、記憶機能、比較機能および
演算機能をそれぞれ有するミニコンピユータで形
成され、この計算機３９には、前記Ａ／Ｄ変換器
４８，４９，５０からの実測値とともに基準信号
入力装置５２からの基準信号が入力され記憶され
るようになつている。この基準信号には、入力軸
１の回転角β₁が−β₁＜θ＜β₁を満足するように可
逆転モータ３７を制御する制御信号５３、偏倚角
Δθを−α＜Δθ＜αに設定する偏倚角許容範囲信
号５４、プリセツトトルクΔTをt₂以下でかつt₁
以上に設定するプリセツトトルク許容範囲信号５
５、および基準Ｃ形ばね溝幅ｈを設定する溝幅信
号５６がある。

これらの基準値は計算機３９内で前記実測値と
比較、演算され、計算機３９からの出力は、Ｃ形
ばね１２の溝加工位置補正信号５７およびＣ形ば
ね１２の溝幅補正信号５８としてＣ形ばね１２を
加工するNCマシン５９に入力されるようになつ
ている。計算機３９からの出力はまた、表示器６
０，６１にそれぞれ入力され、偏倚角補正表示お
よび溝幅補正表示として表示されるようになつて
いる。

次に偏倚量の検出方法について説明する。

制御信号５３に基づいて可逆転モータ３７が回
転駆動されると入力軸１を回転駆動されるが、そ
の入力トルクＴおよび入力角θはトルクセンサ４
２および角度センサ４３によつて実測定される。
一方、入力軸１が回動すると、ポンプ１８から供
給孔２０に供給される油圧が変動するが、その値
は油圧センサ４４によつて実測定される。これら
の実測値は表示器５１に入力されてアナログ表示
されるとともに、計算機３９に入力されて基準信
号入力装置５２からの信号と比較、演算される。

まず入力トルクＴは、プリセツトトルク許容範
囲信号５５および溝幅信号５６と比較、演算さ
れ、許容範囲内にある場合には、計算機３９から
溝幅補正信号５８は出力されない。したがつて、
表示器６１にも溝幅補正表示はなされない。これ
に対して入力トルクＴが許容範囲外となつた場合
には、基準Ｃ形ばね溝幅ｈに対する補正値が溝幅
補正信号５８として計算機３９から出力されて
NCマシン５９に入力されるとともに、計算機３
９からの出力はまた表示器６１に入力されて溝幅
補正表示がなされる。NCマシン５９では入力さ
れた溝幅補正信号５８に基づいて数値制御がなさ
れ、修正されたＣ形ばね１２が加工される。

一方、入力角θは、油圧Ｐとともに計算機３９
に入力されて偏倚角許容範囲信号５４と比較、演
算される。そして油圧Ｐが最低値を示したときの
入力角θが許容範囲内にある場合には、計算機３
９からは溝加工位置補正信号５７が出力されな
い。したがつて表示器６０にも偏倚角補正表示は
なされない。これに対して前記入力角θが許容範
囲外となつた場合には、前記突起１０，１１の相
対的非作動位置からの偏倚量が溝加工位置補正信
号５７として計算機３９から出力されてNCマシ
ン５９に入力されるとともに、計算機３９からの
出力はまた表示器６０に入力されて偏倚角補正表
示がなされる。NCマシン５９では入力された溝
加工位置補正信号５７に基づいて数値制御がなさ
れ、修正されたＣ形ばね１２が加工される。

しかして、前記両補正信号５７，５８に基づい
て数値制御されるNCマシン５９によつて修正加
工されたＣ形ばね１２は、動力舵取装置に装着さ
れているＣ形ばね１２と交換される。

このように、油圧特性補正のための補正データ
に基づいてＣ形ばねが修正加工されるので、油圧
特性にずれがなく、かつ最適なプリロードを有す
る動力舵取装置を容易に組立てることが可能とな
る。

なお、第６図においては、入力トルクＴと入力
角θとをともに測定する場合について説明した
が、トルクセンサ４２等を省略して偏倚角Δθの
みを検出するようにしてもよい。

以上本発明を好適な実施の態様に基づいて説明
したが、本発明によれば、制御弁に供給される圧
力流体の圧力変動に基づいて両係合部間の円周方
向の偏倚量を検出するようにしたので、その検出
が正確かつ容易であり、この偏倚量に基づいてば
ねを修正加工すれば、圧力流体の流体圧特性にず
れのない動力舵取装置を容易に組立てることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る動力舵取装置の一例を示
す縦断面図、第２図は第１図の要部の分解斜視
図、第３図は第１図の−線に沿う断面図、第
４図は第３図のＡ方向矢視図、第５図は第１図の
−線に沿う断面図、第６図は本発明実施の一
態様を示すブロツク線図である。 １：入力軸、２：出力軸、１０，１１：突起、
１２：Ｃ形ばね、１２ａ，１２ｂ：係合部分、１
３：弁ロータ、１４：弁スリーブ、３７：可逆転
モータ、３９：計算機、４３：角度センサ、４
４：油圧センサ、５７：溝加工位置補正信号、５
９：NCマシン、Ｌ：偏倚量、θ：入力角、Ｐ：
油圧、Δθ：偏倚角。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 舵取ハンドルに連動する入力軸と、この入力
   軸と同一軸線上に配設され操向車輪に連動する出
   力軸と、前記両軸の各々に設けられた一対の制御
   弁要素で構成され両制御弁要素の相対回転変位に
   応じてパワーシリンダへの圧力流体の給排を制御
   するロータリ型の制御弁と、各制御弁要素にそれ
   ぞれ一体的に設けられた係合部と、両係合部に係
   合付勢して両係合部を所定の相対的非作動位置に
   保持するばねとを備え、このばねの前記各係合部
   への各係合部分を、前記一対の制御弁要素を正規
   の中立状態位置としたときの両係合部間の上記相
   対的非作動位置からの円周方向の偏倚量に応じた
   量だけ円周方向にずらせるに際し、前記入力軸を
   出力軸に対して相対的に回動させて両係合部の相
   対的非作動位置からの相対回転変位量を検出する
   とともに、前記制御弁に供給される圧力流体の入
   力軸の回動に伴なう圧力変動の最小値から一対の
   制御弁要素の中立状態位置を検出し、この中立状
   態位置における前記相対回転変位量から両係合部
   間の円周方向の偏倚量を検出することを特徴とす
   る動力舵取装置における中立状態位置からの偏倚
   量検出方法。 ２ 舵取ハンドルに連動する入力軸と、この入力
   軸と同一軸線上に配設され操向車輪に連動する出
   力軸と、前記両軸の各々に設けられた一対の制御
   弁要素で構成され両制御弁要素の相対回転変位に
   応じてパワーシリンダへの圧力流体の給排を制御
   するロータリ型の制御弁と、各制御弁要素にそれ
   ぞれ一体的に設けられた係合部と、両係合部に係
   合付勢して両係合部を所定の相対的非作動位置に
   保持するばねとを備え、このばねの前記各係合部
   への各係合部分を、前記一対の制御弁要素を正規
   の中立状態位置としたときの両係合部間の上記相
   対的非作動位置からの円周方向の偏倚量に応じた
   量だけ円周方向にずらせるに際し、前記入力軸を
   出力軸に対して相対的に回動させて両係合部の相
   対的非作動位置からの相対回転変位量を検出する
   とともに、前記制御弁に供給される圧力流体の入
   力軸の回動に伴なう圧力変動の最小値から一対の
   制御弁要素の中立状態位置を検出し、この中立状
   態位置における前記相対回転変位量から両係合部
   間の円周方向の偏倚量を検出する動力舵取装置に
   おける中立状態位置からの偏倚量検出装置であつ
   て、該検出装置は、前記入力軸を出力軸に対して
   相対的に回動させるモータと、このモータによる
   入力軸の回転角度を検出する角度センサと、前記
   制御弁に圧力流体を供給する圧力流体供給源と、
   その制御弁に供給される圧力流体の入力軸の回動
   に伴なう圧力変動を検出する圧力センサと、前記
   角度センサと圧力センサからの信号を入力する計
   算機とを備えることを特徴とする動力舵取装置に
   おける中立状態位置からの偏倚量検出装置。