JPS643708B2 - - 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
ータリタイプである動力舵取装置に関する。

一般にロータリタイプの制御弁は、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
ンバーの捩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
の構成上左右への捩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は不可能である。

このため従来、前記トーシヨンバーに代えて、
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溌力を持つて挾持させ、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。

ところで、トーシヨンバーを用いる動力舵取装
置においては、入力軸と出力軸とがこのトーシヨ
ンバーを介して連結されているため、入出力軸が
軸方向に相対的に変位することはない。しかるに
トーシヨンバーに代えてＣ形ばねを用いた場合に
は、入出力軸を相互に連結する手段がないため入
出力軸が軸方向に相対的に変位して相互の端面が
接触し、舵取機能が阻げられるおそれがある。そ
こで従来は、入出力軸間に機械的なスラスト軸受
を介装して舵取性能の低下を防止している。

しかしながら、機械的なスラスト軸受を用いる
場合には、その分部品点数が増大するとともに、
装置が軸方向に長大化して装置の小型化が望み得
なかつた。

本発明はかかる現況に鑑みなされたもので、そ
の目的とするところは、部品点数の削減および軸
方向の長さの短縮を図ることができる動力舵取装
置を提供するにある。

本発明は、部品点数の削減および軸方向の長さ
の短縮を図る手段として、ロータリ型の制御弁で
使用された圧力流体を用いて入出力軸間に流体圧
軸受を形成するようにしたものである。

以下図示する実施例について本発明を説明する
と、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ニードル
軸受４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内にその開口
端側から挿入配置されている。そして入力軸１と
出力軸２とは、第１図に示すように前記突部３の
基端側位置に形成した連動機構６を介して回転方
向に連結される。この連動機構６は、入出力軸
１，２間の従来公知の連動機構と同様に、一定の
範囲内において入出力軸１，２間の相対回動を許
容し、かつそれ以上相対回動しようとしたときに
は前記両軸１，２を機械的に連結して連動させる
ようになつている。前記入力軸１は、ヨーク７を
介して図示しない舵取ハンドルに連動され、一方
出力軸２は、ボール８ａを有するボールねじ機構
を介して、前記ハウジング５内に摺動可能に内装
したピストン９に連動される。そしてこのピスト
ン９は、出力軸２の正逆回転に伴なつてハウジン
グ５内を一定のストロークで往復動するが、この
ピストン９の第１図における下部にはラツク９ａ
が設けられており、このラツク９ａには、図示し
ない操向車輪に連動するセクタギヤ１０が噛合さ
れ、前記ピストン９の往復動に伴なつて正逆回動
されるようになつている。また前記ハウジング５
のピストン９を介してその両側位置には、第１図
に示すように圧力室５ａ，５ｂがそれぞれ形成さ
れており、ピストン９は、これら各圧力室５ａ，
５ｂに後述する制御弁を介して供給される圧力流
体によつて補助力が附与される。

前記入力軸１の先端部で連動機構６より基端寄
りの部分には、第１図ないし第３図に示すように
その外周面に筒状の弁ロータ１１がピン１２を介
して一体に嵌装固設されており、この弁ロータ１
１と前記入力軸１との間には、第４図に示すよう
に所要の間隙１３が形成されている。また弁ロー
タ１１に対応する入力軸１の筒状部分には弁スリ
ーブ１４が形成され、この弁スリーブ１４の外周
面側には、前記ハウジング５の開口端に装着され
てこの部分を閉止するバルブハウジング１５が摺
接される。そして、前記弁ロータ１１と弁スリー
ブ１４とによつて基本的には従来公知のロータリ
型の制御弁を構成している。前記出力軸２の第２
図における右端部外周面には、出力軸２を回転自
在に支承する軸受１６のインナレース１６ａが一
体に設けられ、またこの軸受１６のアウタレース
１６ｂは、段部１５ａに一側面が当接した状態で
前記バルブハウジング１５に内装される。そして
このアウタレース１６ｂの他側面は、バルブハウ
ジング１５の端部に螺装したアジヤステイングプ
ラグ１７の先端で押圧され、前記段部１５ａとア
ジヤステイングプラグ１７との間で挾持固定され
る。このアジヤステイングプラグ１７は、図示す
るようにプラグ１７の端部に螺装したナツト１８
により緩み止めが施され、またプラグ１７等の外
面側は、入力軸１に取付けたカバー体１９によつ
て被覆される。

前記軸受１６のインナレース１６ａ外側面に
は、軸方向に突出する軸方向突起２０が設けら
れ、またこの軸方向突起２０が設けられた面に端
面周縁部が接する入力軸１の大径部１ａ外周面に
は、径方向に突出する径方向突起２１が設けら
れ、かつこれら両突起２０，２１は前記大径部１
ａの外周に配したＣ形ばね２２の切欠部２２ａ両
端面で挾持される。前記大径部１ａ端面の周縁部
を除く軸心側の部分には凹陥部２３が形成され、
この凹陥部２３に前記間隙を介して制御弁で用い
られる圧力流体を供給することにより、本発明の
特徴であるスラスト方向の流体圧軸受が形成され
る。そして圧力流体によつてスラスト軸受を形成
することにより、機械的軸受を用いる場合に比較
して軸方向の小型化が可能となる。なお、前記Ｃ
形ばね２２の切欠部２２ａにおける周方向間隔
は、自然状態、すなわち入力軸１への装着前の状
態においては、前記両突起２０，２１の同方向の
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２２で両突起２０，２１を挾持するこ
とにより、入出力軸１，２間には所望のプリロー
ドが附与される。そしてこれにより、入出力軸
１，２は正確な中立状態に確実に保持される。

一方、前記入力軸１の大径部１ａよりも基端寄
りの部分には、前記大径部１ａよりもさらに大径
の部分１ｂが形成されており、この部分１ｂは、
前記プラグ１７の段部１７ａに配した軸受２４に
より回転自在に支承され、また部分１ｂの外側面
には環状の凹陥部２５が形成され、この凹陥部２
５には前記軸受２４と軸方向に一部ラツプした状
態でパツキング２６が配設される。また前記軸受
２４のインナレース内側面には前記径方突起２１
が接触係止され、これにより入力軸１の出力軸２
からの抜け止めがなされる。

前記弁ロータ１１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図示しない
ポンプからの圧力流体を単に循環させている。す
なわち、前記ポンプからの圧力流体は、第２図な
いし第４図に示すようにバルブハウジング１５に
形成した供給孔３０および環状溝３１、並びに弁
スリーブ１４に形成した径方向通路３２をそれぞ
れ介して弁ロータ１１に形成した軸方向の供給溝
３３に流入し、さらにこの溝３３の周方向両側に
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３４，３５、並びに両溝３４，３５に重
合し得るように弁ロータ１１に形成した軸方向の
排出溝３６内に流入する。そしてこの排出溝３６
に流入した圧力流体は、弁スリーブ１４に設けた
径方向通路３７およびバルブハウジング１５に設
けた排出孔３８を介して前記ポンプの吸込側に還
流するとともに、弁ロータ１１に設けた径方向溝
３９および入力軸１と弁ロータ１１との間に形成
された間隙１３をそれぞれ介して前記ニードル軸
受４、連動機構６、および大径部１ａ端面の凹陥
部２３にも供給される。また、Ｃ形ばね２２が配
されている部分の空間部Ｆ、およびパツキング２
６部分の空間部Ｇは、軸受１６，２４のそれぞれ
の隙間を介して前記排出孔３８に連通している
が、大径部１ａ端面の周縁部Ｄが弁スリーブ１４
の端面に密接しているときには、凹陥部２３によ
り形成される空間部Ｅは前記空間部Ｆ，Ｇから隔
離されている。

前記供給溝３３の両側に位置する溝３４，３５
のうちの一方の溝３４は、径方向通路４０を介し
て前記ハウジング５の一方の圧力室５ａに連通
し、また他方の溝３５は通路４１を介して他方の
圧力室５ｂに連通しているが、中立状態では供給
溝３３とその両側の溝３４，３５とのそれぞれの
流路面積が実質的に等しく、両溝３４，３５間に
圧力差が生じないのでピストン９は非作動状態を
維持する。

一方、入力軸１が一方向に回動すると、Ｃ形ば
ね２２の弾溌力に抗して両突起２０，２１間に、
したがつて弁ロータ１１と弁スリーブ１４との間
に相対的な回転が生じ、その回転方向に応じて供
給溝３３とその両側の溝３４，３５間の流路面積
に差が生じ、これに伴なつて両溝３４，３５間に
圧力差が生じる。これにより、両溝３４，３５の
それぞれに連通する圧力室５ａ，５ｂ間に圧力差
が生じてピストン９が作動し、従来公知のように
操舵方向に補助力が附与される。

ところで、前記するように排出溝３６は、径方
向通路３７および排出孔３８を介してポンプの吸
引側に連通しているとともに、径方向溝３９およ
び間隙１３を介して空間部Ｅに連通している。

ここで、径方向通路３７の流路面積が戻りの圧
力流体を充分に流すだけの大きさがない場合、す
なわち径方向通路３７の孔径が小さい場合には、
その大きさにより通路３７の前後、すなわち排出
溝３６側と排出孔３８側との間に圧力差が生じ
る。これと同時に空間部Ｅと空間部Ｆ，Ｇとの間
にも同様に圧力差が生じるため、空間部Ｅにおい
て入力軸１をヨーク７側に押圧する流体圧が作用
する。この流体圧が作用すると、それまで出力軸
２側に密接していた大径部１ａの周縁部Ｄが出力
軸２側から離れ、空間部ＥとＦとが連通される。
空間部Ｆに流れ込んだ圧力流体は、軸受１６の隙
間を介して排出孔３８に排出される。空間部Ｅの
圧力流体が空間部Ｆに流れると前記周縁部Ｄは再
び出力軸２側に密接して両空間部Ｅ，Ｆを再び隔
離する。

しかして、空間部Ｅには常時流体圧が発生する
ため、入力軸１と出力軸２とのスラスト方向の受
けが流体圧軸受となり、したがつて従来のように
機械的な軸受を装着する必要がない。また径方向
通路３７の孔径を変えることにより空間部Ｅにお
いて入力軸１に作用する流体圧を調節することも
可能である。

なお、本発明は図示したボールねじ機構を有す
る動力舵取装置だけでなく他の動力舵取装置に適
用することも可能である。

以上説明したように本発明は、入出力軸のスラ
スト方向の受けを流体圧軸受としたので、機械的
な軸受を組込む場合に比較して部品点数を削減し
て構造の簡素化を図ることができ、またスラスト
方向の長さを短縮して小型化を図ることもでき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す縦断面図、第
２図は第１図の要部拡大断面図、第３図は第２図
と切断位置を異にした制御弁部分の断面図、第４
図は軸方向に直交して切断した制御弁部分の断面
図である。 １：入力軸、１ａ：大径部、２：出力軸、１
１：弁ロータ、１３：間隙、１４：弁スリーブ、
２０：軸方向突起、２１：径方向突起、２２：Ｃ
形ばね、２３：凹陥部、３７：径方向通路、Ｄ：
周縁部、Ｅ：空間部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 舵取ハンドルに連動される入力軸と、この入
   力軸と同一軸線上に配設され操向車輪に連動され
   る出力軸と、前記両軸のそれぞれに設けた一対の
   制御弁要素から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、前記各制御弁
   要素のそれぞれに一体的に設けた係合部と、両係
   合部に係合してそれら係合部を所定の相対的非作
   動位置に付勢保持するばねとを具備する動力舵取
   装置において、前記入力軸に設けた大径部の端面
   を出力軸の突合わせ面に対向させ、かつ前記制御
   弁からの圧力流体出口通路における流路面積変化
   により出口通路前後の圧力流体に圧力差を生じさ
   せるとともに、前記出口通路流入側の圧力流体を
   前記大径部の端面に作用させて入力軸と出力軸と
   の間にスラスト方向の流体圧軸受を形成したこと
   を特徴とする動力舵取装置。