JPS6357371A

JPS6357371A - 倍力式ステアリング機構

Info

Publication number: JPS6357371A
Application number: JP62143037A
Authority: JP
Inventors: フレデリック　ジョン　アダムス
Original assignee: TRW Steering Systems Ltd
Current assignee: TRW Steering Systems Ltd
Priority date: 1986-06-09
Filing date: 1987-06-08
Publication date: 1988-03-12
Anticipated expiration: 2012-01-22
Also published as: BR8702888A; EP0249315B1; JP2573950B2; US4779694A; EP0249315A3; DE3765849D1; EP0249315A2

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】本発明は、ランクーキニオン装置を有する自動車用倍力
式ステアリング機構である。

イ、従来の技術自動車の倍力式ステアリング機構に横方向に可動のピニ
オンを備えるようにすることは公知である。その場合、
このピニオンは、自動車のステアリング・ホイールによ
フ与えられるステアリング・トルクによって運動し、こ
の運動が、ステアリング−トルクを増大させる倍力装置
を作動させる。

日本特許明細書第５７−７０７７３号に開示された公知
形式の提案では、第１図に示さｎている向には運動可能
だが上下には動かない。自動車のステアリング・ホイー
ルを回すことによりピニオン軸に回転運動が加えられる
と、ピニオンはラックと相対運動する。これは、軸受け
がその位誰決め穴の一方の端部へ向って動き、ピニオン
軸はピニオン軸に対し直角方向に横運動するからである
。

この運動が、ピニオンにサドル（第３図）を取付け、こ
のサドルから延びるアームを設けることによって利用さ
れる。

部分球形の軸受けは、このアームに固定され、ぎニオン
・ハウジング内の開口に受容される。ピニオン軸に加え
られる回転運動は、ぎニオン軸の横運動能力と一緒にな
って、アームを動かし、倍力モータからの、ま六、そこ
への液圧流を制御する弁の軸方向スプールを変位させる
。

前記は本特許の第５図と第６図には、似たようが配置が
示されているが、その実施例では、弁のスプールがラッ
クと平行位置にあり、第１図の実施例のように、ラック
と直角上なしてはいない。

また、いずれの実施例でも、ばねがスプールを中央位置
に維持する働きをしている。

更にまた、英国竹許明細書第７２０３２１号に開示され
た公知形式の場合は、軸に取付けられたステアリング・
ピニオンがラックバ−の歯と噛み合っておシ、このバー
の延長部が、シリンダ内を滑動可能−６１５ストンを保
持する？ストンロッドを形成している。液体の入口と出
口との連結により、シリンダを液圧源と溜めとに連通さ
せることができる。

前記の軸は円筒形のブロック全保持しており、このブロ
ックがピニオン・ノーウジングの孔内を軸を横切って滑
動可能であり、前記ブロックは、スプリングとピンとに
よジノ・シリンダ内の中央位置に軸を維持するように促
される。前記ピンは、−端にヘラｙ＋もち、他端にナツ
ト用のねじ山を有している。これらのナツトは、最初の
組立てのさい、軸が正確に中央位置に来ることを可能に
するものである。

前記ブロックは、ブロックからアームが出ており、この
アームがリンクを介して回転複式レバーと連結されてい
る。このレバーは、その最も離れた端部のところでピン
およびフォーク連結部を介して軸向き弁のスプールと結
合されている。この軸向き弁は、シリンダを出入する液
体の分配金制御する。ピニオンの向う側のステアリング
のシャフトは軸受は内に位置するように延ばされている
。

この延長部は、軸受は直径よシもいくぶん小さくなって
おシ、最初に組立てるさい、周囲に隙間が出来るように
軸受は内で中央に位置するようにされである。

操作時には、ステアリング・シャフトの回転によりピニ
オンが回動せしめられる。このピニオンはラックの歯に
抗して作用し、シャフト延長部をその軸受けと接触させ
、そのようにしてシャフトを十分に変位させ、シャフト
の孔内でブロックを滑動させる。このブロックの運動が
レバーに回転運動を生じさせる。そして、レバーの２つ
の端部のてこ比のために、弁のスプールは、シリンダを
出入する流れを制御するのに適切な方向に動かされる。

口１発明の目的本発明の主な目的は、公知形式のものよシー層敏感に作
動し、かつまたその固有の構造により摩耗が少なくされ
た自動車用倍力式ステアリング機構を得ることにある。

本発明の副次的な目的は、そのようなステアリング機構
に、自動車のステアリングに対して１感応する”度合を
示す装置が得られるようにすることである。そのさい、
この装置は、１数パラメータの１つ、たとえば自動車速
度に従属するようにしてもよい。

ハ０発明の説明本発明によれば、ラック−ｄ＝オン装置ｔ［する自動車
用倍力ステアリング機構であって、一端にステアリング
・ホイール金受容するようにされ７’２ｆニオン軸と、
自動車のステアリング全行なうために接続されたラック
に係合する、ステアリング・シャフトのピニオンと、ピ
ニオンと前記の一端との間に配置された１４ニオン軸用
軸受けとを有しており、更に、前記軸受けによりピニオ
ン軸の角遊びが可能にされ、前記−ニオン軸が、ステア
リング・トルクによるピニオン軸の角運動をステアリン
グ・トルクを増大させる倍力装置に伝達するために結合
された部分を有している形式のものが得られる。

前記ピニオン軸は、前記軸受けからピニオンの他側へ延
びる軸部分と、この延長部や１ら倍力装置ヘの連結部と
１有している。

前記ピニオン軸は、その延長部に第２の軸受けを備え、
この第２の軸受けが、一方の端部のところで旋回せしめ
られるレバー内の開口に係合し、他端が倍力装置を作動
させる。前記レバーは穴を有しており、この穴がステア
リング機構の静止部分の別の穴と整合せしめられており
、このためぎンがステアリング機構上組立てるさいに行
なわれるレバーの最初の中心位置設定のために双方の穴
に貫通せしめられる。

ピニオン軸の一端とぎニオンとの間の前記軸受けは、部
分球形の軸受けを有している。

倍力装置はスプール弁のスプールの運動によル作動され
るようにするのが好ましい。

スプール弁のスプールは、ばねなどの中央位置維持装置
を有するようにし、スプールがいずれかの軸方向に動か
されるさいに、このばねが圧縮されるようにしておく。

こうすることにより、ばねの反作用によってスプールが
中央に戻され、スプールのニュートラル位置が維持され
る。

あるいはまた、スプールの一部が、液圧室を通過するよ
うにし、前記液圧学内の液圧がスプールの運動に抗して
反作用し、スプール全中央に戻し、ニュートラル位置を
維持させるようにしてもよい。

液圧室内の液圧は、ステアリング・システム内の圧力に
依存し、エンジンにより駆動されるポンプから得られる
ようにしてもよいし、自動車のトランスミッション・シ
ステムにより駆動されるポンプの圧力アウトプットに依
存するようにしてもよく、更には電動モータにより駆動
されるポンプの圧力アウトプットに依存するようにして
もよい。

そのさい、このモータの速度は、自動車の速度、重量、
横加速などの複数パラメータのうちの１つ以上のパラメ
ータによって決定されるようにする。

液圧は、ケーシングを通して直接に液圧室へ供給される
か、弁口の１つからスプール弁自体に沿って軸方向に液
圧室へ供給されるようにする。

ステアリング・トルクによるピニオン軸の角運動を検知
するため、センサーを備えておくのが好ましい。そのさ
い、このセンサーが倍力装置を作動させるようにする。

センサーには、１対のマイクロスイッチ、ホール効果装
置、別のもう一つのセンサーのいずれかを備えておく。

別のセンサー金偏える場合は、このセンサーが前記セン
サーの部品の１つの運動に依存するようにしておく。

次に図面につき本発明の詳細な説明する。

第１図と第２図に示した自動車のステアリング機構は、
−力の端部２にステアリング・シャフトを取付けるよう
にされたピニオン軸１を有している。ぎニオン軸１の他
方の端部はケーシング３に入シ込んでいる。ケーシング
３内にでは、ピニオン軸１のピニオン５とラック４とが
噛合っている。

ラック４は、ヨーク６とばね７とによりぎニオン５の方
向へ押付けられる。

ピニオン軸１の１端２とピニオン５との間には軸受け８
が配置されている。この軸受けは部分球形であり、ケー
シング３に増付けられたころがり軸受け９の内レースに
より保持さｎている。ピニオン軸１の環状切欠き１１内
へばね力を有しながらはめ込まれている止め輪１０は、
皿はねワッシャー１２１−ころが９軸受け９の内レース
に押付けている。

ピニオン５の、軸受は部８から遠いほうの側に、−ニオ
ン軸１は延長部１３を有しており、この延長部１３の周
囲には、レバー１６の開口１５内にはころがシ軸受け１
４が配置されている。このレバー１６は、一方の端部の
ところにビン１７が配置されており、他端のところには
ヘッド１８に備えている。ヘラ１Ｂは、スプール弁２１
のスプール２０の一端のところの開口１９内に受容され
ている。このスプール弁２１は公矧の構造ｔもち、ステ
アリングΦトルクを増強する圧力液体が流れることがで
きる。

スプール２０の左端部（第２１）には、ばね２２が配置
されている。このばね２２は、肩２４に支えられたワッ
シャー２３と止め輪２６．２７に支えられたワッシャー
２５との間に配置されている。このばね２２は、スプー
ル２０がステアリング操作で動かされ九あと、スプール
２０’ｉｋ中央位置に４位させるためのものである。ス
プール２０が中央位置にあるときには、圧力液体が弁を
通って自由に流れることができる。

Ｌ／　Ａ　−１５１ｄ穴２８を有してお勺、この穴２８
は（レバーがそのニュートラル位置に在るときには）、
ケーシング３の穴２９と同軸的に整合せしめられている
。製作時の組立てのさいには、ぎン（図示せず）が穴２
８を貫通し、穴２９内へ差込まれる。

操作時には、−ニオン軸１０回転によりピニオン５がラ
ック４と反作用し、これによりピニオン軸がいずれかの
側（第１図の場合は、図を見る者に近づく方向か遠去か
る方向〕へ傾けられる。−ニオン軸１のこの運動により
しＡ−１６は１！：ン１７を中心として回転せしめられ
、その結果、スプール２０はそのハウジング内を軸方向
に動かされる。

このように構成することによって、公知形式のものより
敏感度が改良され、摩耗部品も少数となり、耐用寿命も
長くなる。

第３図から第５図には、スプール２０の左側の（第２図
で見て）中央位置維持部材の改良型が示しである。第３
図から第５図では、スプール２０の一部が（前記の実施
例同様）液圧室３０内を貫通しており、液圧室内では、
ワッシャー２４が肩２３に支えられている。ケーシング
２１は止め輪３１ｔ、スプール２０は止め輪３２を、そ
れぞれ保持している。また、スプール２０とケーシング
２１との間には、液圧室３０の一方の端部を画定するバ
ッキング３３が配置されている。また、液圧室３０内に
はばね２２が配置されている。

液圧源からの液圧は、パイプ３４１−介してケーシング
２１’＋！−通シ液圧呈３０へ供給される。この液圧源
は、自動車のエンジンにより駆動されるポンプによって
得ることができる。あるいはまた、自動車のトランスミ
ッション・システムにより駆動されるポンプにより得る
こともできる。更にまた、電動モータにより駆動される
ポンプによって得るようにしてもよい。そのさい、この
電動モータの速度は、自動車の速度、重量、横加速など
のり数パラメータの１つ以上によ）決定されるようにす
る。

パイプ３４は無して済ませてもよい。軸方向孔３５は、
液圧室３０内の圧力が増力の度合に依存するようにした
場合、液圧室３０をスプール弁の弁口３６と連通させる
働きｔする。

液圧室３０内の液圧液により生ぜしめらする中央位置維
持圧力がスツール２００両軸方向で等しくなるようにす
るには、液圧室３０の一方の端部のところに肩３７（第
５図）により生ぜしめられころに配置されたバッキング
３３の横断面面積の２分の１となるようにすべをである
。

液圧室３０内の圧力は自動車の速度に依存するため、ス
テアリングの１感じ’　（＠ｆａｅ１”）は、低速の時
の軽い感じから、高速の時の重い感じに変る。これは、
液圧室３０内の圧力が低速の時には低く、高速の時には
高いためである。

第６図の実施例は、第１図と第２図の実施例と似ている
が、参熱番号３９で示したセンサーｔもっている点だけ
が違う。レバー１６は第２図のレバー１６とは、延長部
４０をもつ点で異なっている。延長部４０は、ケーシン
グ３に付加されたゾラツケット４４に配置されている２
つのマイクロスイッチ４２．４３の間に、プレート４１
′を保持している。これらのマイクロスイッチはセンサ
ーとして働き、ステアリング・トルクによるレバー１６
の、ぎン１７を中心とした時計回シもしくは逆時計回り
の旋回（第６図）により、マイクロスイッチ４３もしく
は４２が、それぞれ作動せしめられる。このように作動
させることにより、モータが励起さ詐、ポンプが動かさ
れて、スプール弁２１へ液体圧力が供給される。

このようにセンサを利用することにより、連続的に駆動
されるスプール弁２１へ液体圧力を供給するポンプの必
要が無くなシ、この結果、ステアリング機構の耐用寿命
が増す。

第７図のセンサは、スプール弁２１が無い点を除けば、
第６図のセンサ３９と同じである。中央位置維持装置（
２２がら２７）は、第２図の実施例の場合と同じように
配置されている。第７図の実施例には、液圧装置が備え
られていないので、センサ３９は直接に電気式の倍力装
置、たとえば、ピニオン相の一部を取り囲むステータに
作用する。

その結果、ステータ巻線の励磁により生じた磁束が、ス
テアリング１助けるトルクを生せしめるのである。この
形式の装置は、この分野でよく知らｎているので、これ
以上の説明は不要であろう。

マイクロスイッチやセンナを用いる代りに、第８図に示
したホール効果装置を用いてもよい。ステアリング・ト
ルクに起因するレバー１６の回転がロッド４５に動かし
、ロッド４５の一方の端部には磁石４６が配置されてい
る。磁石４６の運動はピックアップ４７内に電気の流れ
金生じさせる。

この電気の流ｔが増巾さハ、第７囚の場合に説明したよ
うな倍力装置へ供給される、ロッド４５と磁石４６の中
央位置維持は、既述のように中央位置維持装置（２２か
ら２７）により行なわれる。

ピニオン軸の延長部を軸受は全弁してスプール弁に連結
する代りに、直接的々リンケージにすることもできる。

また、部分球形の軸受け８は用いないでもよく、ピニオ
ン軸１は単に軸受け９のような軸受けで増囲むだけでも
よい。但し、その場合、ステアリング・トルクに応じた
ピニオン軸の傾斜運動を可能にするだけの一定の遊びは
設けておかねばならない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるステアリング機構の部分縦断面図
、第２図は第１図の別の部分断面図、第６図は本発明に
よるステアリング機構の別の実施例の部分縦断面図、第
４図は第６図の機構の１部を略示した図、第５図は第４
図に示した機構部分が別の位置にあるところを示した図
、第６図は第２図の機構に七ンサ″Ｉｔ取付けて示した
図、第７図は第６図のセンサの変化形を示した図、第８
図は本発明に用いられる別の形式のセンサの部分断面図
である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ラック−ピニオン装置を有する自動車用倍力式ス
テアリング機構において、この機構が、一端にステアリ
ングホイールを受容するようにされたピニオン軸（１）
と、自動車のステアリングを行なうために結合されたラ
ック（４）と噛合うステアリング・シャフトのピニオン
（５）と、ピニオンと前記の一端（２）との間に配置さ
れたピニオン軸用軸受け（８）とを有しており、前記軸
受け（８）によりピニオン軸（１）の角遊びが可能にさ
れ、前記ピニオン軸（１）が、ステアリング・トルクに
よるピニオン軸の角運動を、ステアリング・トルクを増
大させる倍力装置に伝達するために結合された部分を有
していることを特徴とする自動車用倍力式ステアリング
機構。
（２）前記ピニオン軸（１）が、前記軸受け（８）から
ピニオンの他側に延びる部分（１３）と、この延長部（
１３）から倍力装置への連結部とを有していることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載のステアリング機構
。
（３）前記ピニオン軸（１）が、前記延長部（１３）に
第２の軸受け（１４）を備えており、この第２の軸受け
が、一方の端部のところで旋回せしめられるレバー（１
６）内の開口（１５）に係合し、他端が倍力装置を作動
させることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載のス
テアリング機構。
（４）前記レバー（１６）に穴（２８）が形成されてお
り、この穴がステアリング機構の静止部分内の別の穴（
２９）と同軸線上に整合せしめられており、このため、
ピン（１７）が、ステアリング機構の組立てのさいに行
なわれるレバーの最初の中央位置設定のために、双方の
穴に貫通せしめられることを特徴とする特許請求の範囲
第３項記載のステアリング機構。
（５）ピニオン軸（１）の一端とピニオンとの間の前記
軸受け（８）が部分球形の軸受け部を有していることを
特徴とする特許請求の範囲第１項から第４項のいずれか
１つの項に記載のステアリング機構。
（６）倍力装置がスプール弁（２１）のスプール（２０
）の運動により作動せしめられることを特徴とする特許
請求の範囲第１項から第５項のいずれか１つの項に記載
のステアリング機構。
（７）スプール弁のスプールに中央位置維持装置（２２
ないし２７）が備えられていることを特徴とする特許請
求の範囲第６項記載のステアリング機構。
（８）中央位置維持装置（２２ないし２７）が、ばねを
有しており、スプール（２０）が軸方向にいずれか一方
の方向に動かされるときに、前記ばねが圧縮され、この
ばねの反作用によりスプールが中央に戻され、ニュート
ラル位置に維持されることを特徴とする特許請求の範囲
第７項記載のステアリング機構。
（９）中央位置維持装置（２２ないし２７）が液圧室を
有しており、この液圧室（３０）をスプールの一部分が
通過するようにし、前記液圧室内の液圧が、スプールの
運動に抗する作用をもち、スプールを中央に戻し、ニュ
ートラル位置を維持するようにすることを特徴とする特
許請求の範囲第７項記載のステアリング機構。
（１０）前記液圧室内の液圧が、ステアリング・システ
ム内の圧力に依存し、エンジンにより駆動されるポンプ
から得られることを特徴とする特許請求の範囲第９項記
載のステアリング機構。
（１１）前記液圧室内の液圧が、自動車のトランスミッ
ション・システムにより駆動されるポンプの圧力アウト
プットに依存していることを特徴とする特許請求の範囲
第９項記載のステアリング機構。
（１２）前記液圧室内の液圧が、電動モータにより駆動
されるポンプの圧力アウトプットに依存しており、前記
モータの速度が、自動車の速度、重量、横加速などの複
数パラメータのうちの１つ以上のパラメータによつて決
定されることを特徴とする特許請求の範囲第９項記載の
ステアリング機構。
（１３）前記液圧がケーシングを通して直接に液圧室（
３０）へ供給されることを特徴とする特許請求の範囲第
９項から第１２項のいずれか１つの項に記載のステアリ
ング機構。
（１４）前記液圧が、弁口の１つからスプール弁（２１
）自体に沿つて軸方向に液圧室（３０）へ供給されるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第９項から第１２項のい
ずれか１つの項に記載のステアリング機構。
（１５）ステアリング・トルクにより生ぜしめられるピ
ニオン軸（１）の角運動を検知するセンサー装置（３９
）が備えられており、このセンサー装置が前記倍力装置
を作動させることを特徴とする特許請求の範囲第１項か
ら第１４項のいずれか１つの項に記載のステアリング機
構。
（１６）前記センサー装置（３９）が１対のマイクロス
イッチ（４２、４３）を有していることを特徴とする特
許請求の範囲第１５項に記載のステアリング機構。
（１７）前記センサー装置がホール効果装置を有してい
ることを特徴とする特許請求の範囲第１５項記載のステ
アリング機構。