JP2009018683A - 油圧パワーステアリング装置 - Google Patents
油圧パワーステアリング装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009018683A JP2009018683A JP2007182412A JP2007182412A JP2009018683A JP 2009018683 A JP2009018683 A JP 2009018683A JP 2007182412 A JP2007182412 A JP 2007182412A JP 2007182412 A JP2007182412 A JP 2007182412A JP 2009018683 A JP2009018683 A JP 2009018683A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- support portion
- valve element
- input
- input shaft
- shaft
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Power Steering Mechanism (AREA)
Abstract
【課題】操舵フィーリングに優れた小型の油圧パワーステアリング装置を提供すること。
【解決手段】揺動部材54の揺動に伴って、入、出力シャフトの相対回転をアウターバルブエレメント31及びインナーバルブエレメント32の相対回転に変換する。ステッピングモータの駆動により、揺動部材54を支持する第2支持部52の位置が変化する。入、出力シャフトの相対回転角に対する、両バルブエレメント31,32の相対回転角の比率が変化する。揺動部材54の一端部54a及び他端部54bを支持する第1支持部51及び第3支持部53としての凹部は、その断面形状がゴシックアーク形状である。
【選択図】図5
【解決手段】揺動部材54の揺動に伴って、入、出力シャフトの相対回転をアウターバルブエレメント31及びインナーバルブエレメント32の相対回転に変換する。ステッピングモータの駆動により、揺動部材54を支持する第2支持部52の位置が変化する。入、出力シャフトの相対回転角に対する、両バルブエレメント31,32の相対回転角の比率が変化する。揺動部材54の一端部54a及び他端部54bを支持する第1支持部51及び第3支持部53としての凹部は、その断面形状がゴシックアーク形状である。
【選択図】図5
Description
本発明は、操舵トルクに応じたトーションバーの捩れに応じて操舵補助特性を変化させる油圧パワーステアリング装置に関する。
ステアリングホイールに連なる入力部材とピニオンシャフトに連なる出力部材とをトーションバーを介して同軸心に相対回転可能に連結し、入力部材と出力部材との相対回転に応じて、油圧制御バルブの一対のバルブエレメントを相対回転させることにより、パワーシリンダへの供給油圧を制御するようにした油圧パワーステアリング装置が、従来から用いられている。
前記のような油圧パワーステアリング装置において、操舵特性を向上するため、トーションバーの捩れ角(入力部材および出力部材の相対回転角に相当)に対する一対のバルブエレメントの相対回転角の比率を可変とすることが提案されている(特許文献1参照)。
特開2007−45386号公報
しかしながら、入力シャフトの動きに対して、アウターバルブエレメントがスムーズに作動できない場合がある。その場合、操舵補助を迅速に行えず、操舵フィーリングが低下するという問題がある。
本発明の目的は、操舵フィーリングに優れた小型の油圧パワーステアリング装置を提供することである。
本発明の目的は、操舵フィーリングに優れた小型の油圧パワーステアリング装置を提供することである。
本願発明者は鋭意研究の結果、下記の知見を得た。例えば、アウターバルブエレメントと入力シャフトとを連動させるための揺動部材の端部を半球面状とし、その端部を受ける凹部を前記端部の半球面よりも少し大きめの半球面状とした場合、前記端部と凹部との接触が、いわゆる1点接触となるので、揺動ピン、先端半球部の中心点を偏位せずに作動させることができない。中心点を偏位せずに作動させるためには、前記端部と凹部との接触を、いわゆる2点接触とし、その接触に接触角を与える必要がある。
特許文献1のように、凹部が円錐テーパ面状に形成されている場合、前記の接触角を大きくするためには、円錐角を小さくする必要があり、形状として凹部が深くなる。その場合、構造が大型化する。逆に大型化しないようにしつつ凹部の深さを深くすると、凹部が形成される部材の強度が低下するおそれがある。
本発明は、かかる知見に基づいてなされたものであり、トーションバーを介して同軸心に相対回転可能に連結された入力シャフトおよび出力シャフトと、同軸心に相対回転可能に嵌め合わされた筒状のアウターバルブエレメントおよびインナーバルブエレメントを含み、操舵補助力発生用の油圧アクチュエータに供給される油圧を制御するための油圧制御バルブと、入力シャフトおよび出力シャフトの相対回転をアウターバルブエレメントおよびインナーバルブエレメントの相対回転に変換するための回転変換機構とを備え、アウターバルブエレメントは、入力シャフトおよび出力シャフトに対して相対回転可能に設けられ、インナーバルブエレメントは入力シャフトと同行回転可能に設けられ、回転変換機構は、入力シャフトと同行回転する第1支持部と、出力シャフトと同行回転する第2支持部と、アウターバルブエレメントと同行回転する第3支持部と、一対の端部を有する揺動部材とを含み、揺動部材は、入力シャフトおよび出力シャフトの相対回転に応じて揺動するよう第1支持部と第2支持部とにより支持されると共に、その揺動によりアウターバルブエレメントをインナーバルブエレメントに対して相対回転させるよう第3支持部により支持されており、第1支持部および第3支持部の少なくとも一方は、揺動部材の対応する端部を受ける凹部により構成され、その凹部の断面形状がゴシックアーク形状とされていることを特徴とする。
本発明は、かかる知見に基づいてなされたものであり、トーションバーを介して同軸心に相対回転可能に連結された入力シャフトおよび出力シャフトと、同軸心に相対回転可能に嵌め合わされた筒状のアウターバルブエレメントおよびインナーバルブエレメントを含み、操舵補助力発生用の油圧アクチュエータに供給される油圧を制御するための油圧制御バルブと、入力シャフトおよび出力シャフトの相対回転をアウターバルブエレメントおよびインナーバルブエレメントの相対回転に変換するための回転変換機構とを備え、アウターバルブエレメントは、入力シャフトおよび出力シャフトに対して相対回転可能に設けられ、インナーバルブエレメントは入力シャフトと同行回転可能に設けられ、回転変換機構は、入力シャフトと同行回転する第1支持部と、出力シャフトと同行回転する第2支持部と、アウターバルブエレメントと同行回転する第3支持部と、一対の端部を有する揺動部材とを含み、揺動部材は、入力シャフトおよび出力シャフトの相対回転に応じて揺動するよう第1支持部と第2支持部とにより支持されると共に、その揺動によりアウターバルブエレメントをインナーバルブエレメントに対して相対回転させるよう第3支持部により支持されており、第1支持部および第3支持部の少なくとも一方は、揺動部材の対応する端部を受ける凹部により構成され、その凹部の断面形状がゴシックアーク形状とされていることを特徴とする。
本発明によれば、揺動部材の端部を受けるための凹部の形状をゴシックアーク形状(半径が同じで中心が異なる二つの円弧が連結された形状)としたので、凹部の深さを深くせずとも、揺動部材の端部および凹部の両者の接触角を十分な大きさに設定することが可能となる。したがって、大型化を招来することなく、アウターバルブエレメントを作動させるに十分な大きさのトルクを前記両者間に伝達することができる。ひいては、操舵補助を迅速に行えるので、操舵フィーリングが向上する。
図1に示す本発明の第1実施形態のラックピニオン式の油圧パワーステアリング装置1は、車両のステアリングホイール(図示省略)に連結される筒状入力シャフト2と、出力シャフト3と、入力シャフト2と出力シャフト3を操舵トルクに応じて弾性的に相対回転するよう同軸心に連結するトーションバー6とを備えている。トーションバー6は入力シャフト2を貫通している。
トーションバー6の一端は、ピン4を介して入力シャフト2に同軸中心に同行回転するよう連結されている。トーションバーの他端は出力シャフト3の一端に形成された凹部に挿入されると共にセレーション5を介して出力シャフト3に同軸中心に同行回転するよう圧入連結されている。これにより、入力シャフト2および出力シャフト3は、軸方向の相対移動が規制されている。
入力シャフト2の一端はハウジング7によりベアリング8を介して支持され、他端は出力シャフト3の凹部の内周によりブッシュ12を介して支持されている。出力シャフト3は、図外のラックピニオン式のステアリングギヤのハウジングにより回転可能に支持されている。出力シャフト3の他端の外周にピニオン15が一体的に形成されている。ステアリングギヤはピニオン15に噛み合うラック16を有している。ラック16の各端にタイロッド、ナックルアーム等を介して車輪が接続されている。
これにより、操舵による入力シャフト2の回転がトーションバー6を介して出力シャフト3に伝達されることで、ピニオン15が回転し、ラック16が車両幅方向に移動することで舵角が変化する。
操舵補助力発生用油圧アクチュエータとして油圧シリンダ20が設けられている。油圧シリンダ20は、シリンダチューブ20aと、ラック16に一体化されるピストン21を備えている。シリンダチューブ20a内に、ピストン21により仕切られる油室22、23が形成される。
操舵補助力発生用油圧アクチュエータとして油圧シリンダ20が設けられている。油圧シリンダ20は、シリンダチューブ20aと、ラック16に一体化されるピストン21を備えている。シリンダチューブ20a内に、ピストン21により仕切られる油室22、23が形成される。
油圧シリンダ20に供給される圧油の油圧を制御するロータリー式の油圧制御バルブ30が設けられている。制御バルブ30は、筒状のアウターバルブエレメント31と、アウターバルブエレメント31に同軸心に相対回転可能に嵌め合わされるインナーバルブエレメント32を有する。アウターバルブエレメント31は、入力シャフト2と出力シャフト3とに対して同軸心に相対回転可能にハウジング7に挿入される。インナーバルブエレメント32は、例えば入力シャフト2と単一の材料で一体に成形されることで入力シャフト2と同軸中心に同行回転する。
油圧シリンダ20に供給される圧油の油圧は両バルブエレメント31、32の相対回転角に応じて制御される。
すなわち、ハウジング7に、圧油吐出用ポンプ42に接続される接続ポート7Aと、タンク43に接続される接続ポート7Bと、油圧シリンダ20の一方の油室22に接続される接続ポート7Cと、他方の油室23に接続される接続ポート7Dが設けられ、各ポートはアウターバルブエレメント31とインナーバルブエレメント32の間の流路を介して互いに連通する。
すなわち、ハウジング7に、圧油吐出用ポンプ42に接続される接続ポート7Aと、タンク43に接続される接続ポート7Bと、油圧シリンダ20の一方の油室22に接続される接続ポート7Cと、他方の油室23に接続される接続ポート7Dが設けられ、各ポートはアウターバルブエレメント31とインナーバルブエレメント32の間の流路を介して互いに連通する。
両バルブエレメント31、32間の流路における絞り部の開度が両バルブエレメント31、32の相対回転角に応じて変化する。例えば図2に示すように、アウターバルブエレメント31の内周における複数の第1溝48の軸方向縁と、インナーバルブエレメント32の外周における複数の第2溝49の軸方向縁との間が絞り部A、B、C、Dとされる。 アウターバルブエレメント31に形成された圧油流路31Aとハウジング7に形成されたポート7Cを介して一方の油室22に通じる第1溝48と、アウターバルブエレメント31に形成された圧油流路31Bとハウジング7に形成されたポート7Dを介して他方の油室23に通じる第1溝48とが、周方向において交互に配置される。
アウターバルブエレメント31に形成された圧油流路31Cとハウジング7に形成されたポート7Aを介してポンプ42に通じる第2溝49と、入力シャフト2に形成された通孔2aからトーションバー6と入力シャフト2との間の空間と入力シャフト2の通孔2A(図1参照)を通りハウジング7に形成されたポート7Bを介してタンク43に通じる第2溝49とが、周方向において交互に配置される。これにより、図3に示す油圧回路が構成される。
なお、ハウジング7の内周とアウターバルブエレメント31の外周との間に、複数(本実施形態では4つ)の弾性材製シールリング11が軸方向の間隔をおいて介在し、圧油の漏れを防止している。
操舵が行なわれていない時は、各絞り部A、B、C、Dが開き油圧は上昇しないので操舵補助力は発生しない。右操舵時は、両バルブエレメント31、32の相対回転角に応じて絞り部A、Dの開度が大きくなり、絞り部B、Cの開度が小さくなり、一方の油室22に圧油が供給され、他方の油室23からタンク43に油が還流し、その相対回転角に応じた右方向への操舵補助力を油圧シリンダ20は発生する。
操舵が行なわれていない時は、各絞り部A、B、C、Dが開き油圧は上昇しないので操舵補助力は発生しない。右操舵時は、両バルブエレメント31、32の相対回転角に応じて絞り部A、Dの開度が大きくなり、絞り部B、Cの開度が小さくなり、一方の油室22に圧油が供給され、他方の油室23からタンク43に油が還流し、その相対回転角に応じた右方向への操舵補助力を油圧シリンダ20は発生する。
左操舵時は、両バルブエレメント31、32の相対回転方向が右操舵時と逆になり、これにより絞り部A、B、C、Dの開度が右操舵時と逆になり、その相対回転角に応じた左方向への操舵補助力を油圧シリンダ20は発生する。
入出力シャフト2、3の相対回転を両バルブエレメント31、32の相対回転に変換する回転変換機構50と、入出力シャフト2、3の相対回転角に対する両バルブエレメント31、32の相対回転角の比率を、車両の運転条件に応じて変化させる回転比変更機構70が設けられている。
入出力シャフト2、3の相対回転を両バルブエレメント31、32の相対回転に変換する回転変換機構50と、入出力シャフト2、3の相対回転角に対する両バルブエレメント31、32の相対回転角の比率を、車両の運転条件に応じて変化させる回転比変更機構70が設けられている。
図4に示すように、回転変換機構50は、入力シャフト2と同行回転する第1支持部51と、出力シャフト3と同行回転する第2支持部52と、アウターバルブエレメント31と同行回転する第3支持部53と、一対の端部54a,54bを有する揺動部材54とを含む。各支持部51、52、53は入出力シャフト2、3の軸方向において相互に離隔される。
本実施形態の第1支持部51は、入力シャフト2の外周から突出するアーム2′の一端に設けられた凹部により構成され、その凹部の断面形状は、後述する図7に示すようにゴシックアーク形状に形成されている。図4に示すように、第1の支持部51は、アウターバルブエレメント31の一端に対向している。第1支持部51は、例えば入力シャフト2と一体に形成されている。具体的には、第1支持部51は、入力シャフト2と単一の部材で一体に形成されていてもよいし、別部材を用いて一体に組み合わせられていてもよい。第1の支持部51の入出力シャフト2、3に対する軸方向相対変位が規制されている。
本実施形態の第2支持部52は移動体55と受け部56を有する。移動体55は、入出力シャフト2、3と同心の環状部55aと、環状部55aの周縁から入出力シャフト2、3の軸方向に延びる筒状部55bを有している。環状部55aの中央孔に入力シャフト2が相対回転可能に挿入されている。筒状部55bの内周は、入出力シャフト2、3の外周に対向する。出力シャフト3の外周と筒状部55bの内周とに、入出力シャフト2、3の軸方向に沿う溝3′、溝55b′が互いに対向するように設けられる。
両溝3′、溝55b′に複数の鋼球等のボール57が入出力シャフト2、3の軸方向に転動すると共に入出力シャフト2、3の周方向への変位が規制されるように挿入されている。これにより、移動体55は出力シャフト3にボール57を介して同行回転すると共に入出力シャフト2、3の軸方向に相対移動可能に連結されている。なお、ボール57を保持するリテーナ58が設けられている。
受け部56は円柱形状を有し、移動体55に形成された保持孔55cに、自身の軸中心に回転可能に挿入されている。受け部56の軸心は入出力シャフト2、3の軸心に対して直交する。これにより、受け部56は、入出力シャフト2、3の軸心に対して直交する軸中心に回転可能に移動体55により保持されている。第2支持部52は移動体55の移動により入出力シャフト2、3に対して軸方向相対移動することになる。
本実施形態の第3支持部53は、アウターバルブエレメント31の一端に設けられた凹部により構成され、その凹部の断面形状は、後述する図7に示すようにゴシックアーク形状に形成されている。第3の支持部53は、入力シャフト2のアーム2′の一端に対向する。第3支持部53はアウターバルブエレメント31と一体である。具体的には、第3支持部53は、アウターバルブエレメント31と単一の部材で一体に形成されていてもよいし、別部材を用いて一体に組み立てられていてもよい。第3支持部53のアウターバルブエレメント31に対する軸方向相対変位が規制されている。
揺動部材54は、入出力シャフト2、3の相対回転に応じて揺動するよう第1支持部51と第2支持部52とにより支持されていると共に、その揺動によりアウターバルブエレメント31をインナーバルブエレメント32に対して相対回転させるよう第3支持部53により支持されている。
すなわち、揺動部材54の外周部は円柱面とされ、各端部54a,54bは半球面とされる。揺動部材54の一端部54aは、第1支持部51を構成する凹部に嵌め合わされ、その凹部の内面に接することで第1支持部51と同行回転する。
すなわち、揺動部材54の外周部は円柱面とされ、各端部54a,54bは半球面とされる。揺動部材54の一端部54aは、第1支持部51を構成する凹部に嵌め合わされ、その凹部の内面に接することで第1支持部51と同行回転する。
揺動部材54の他端部54bは、第3支持部53を構成する凹部に嵌め合わされ、その凹部の内面に接することで第3支持部53と同行回転する。揺動部材54の両端部54a,54b間の外周部は受け部56を介して第2支持部52により支持される。
図5、図6に示すように、移動体55に形成された通孔55dと、受け部56に形成された通孔56cに、揺動部材54が軸方向移動可能に挿通される。通孔56cの内周面は、揺動部材54の外周に相対揺動可能に接する曲面56c′とされ、揺動部材54の両端部54a,54b間の外周部は曲面56c′に接することで第2支持部52と同行回転する。
図5、図6に示すように、移動体55に形成された通孔55dと、受け部56に形成された通孔56cに、揺動部材54が軸方向移動可能に挿通される。通孔56cの内周面は、揺動部材54の外周に相対揺動可能に接する曲面56c′とされ、揺動部材54の両端部54a,54b間の外周部は曲面56c′に接することで第2支持部52と同行回転する。
例えば、入出力シャフト2、3の相対回転により、図5、図6において実線で示す揺動部材54が2点鎖線で示すように揺動する。この揺動部材54の揺動により、受け部56は自身の軸56a中心に回転する。入出力シャフト2、3の軸方向において、第1支持部51と第3支持部53は揺動部材54に対する相対変位が規制されるので、入出力シャフト2、3の軸方向における第1支持部51と第3支持部53の間の距離は、揺動部材54の揺動により変化しようとする。
その揺動部材54の揺動による第1支持部51と第3支持部53との間の入出力シャフト2、3の軸方向における距離変化を許容するように、アウターバルブエレメント31はインナーバルブエレメント32に対して軸方向相対移動可能に嵌め合わされている。これにより、その距離変化だけ第3支持部53は入出力シャフト2、3に対して軸方向相対変位する。
なお、アウターバルブエレメント31が軸方向にがたつくのを防止するため、図1に示すように、第3支持部53を構成する凹部の内面を揺動部材54の他端部54bに押し付ける弾力を付与する圧縮バネ59が、アウターバルブエレメント31の他端部と入力シャフト2に取り付けられたバネ受け7aとで保持されている。
図7に示すように、揺動部材54の一端部54aを支持するために、入力シャフト2と一体のアーム2′に設けられた第1支持部51としての凹部は、その断面形状がゴシックアーク形状に形成されている。同様に、揺動部材の他端部54bを支持するために、アウターバルブエレメント31に設けられた第3支持部としての凹部は、その断面形状がゴシックアーク形状に形成されている。図7において、左右方向が入力シャフト2の周方向T1である。
図7に示すように、揺動部材54の一端部54aを支持するために、入力シャフト2と一体のアーム2′に設けられた第1支持部51としての凹部は、その断面形状がゴシックアーク形状に形成されている。同様に、揺動部材の他端部54bを支持するために、アウターバルブエレメント31に設けられた第3支持部としての凹部は、その断面形状がゴシックアーク形状に形成されている。図7において、左右方向が入力シャフト2の周方向T1である。
前記のように、第1支持部51および第3支持部53を構成する凹部の断面形状をゴシックアーク形状に形成することにより、下記の利点がある。
揺動部材54の半球面状の一端部54aを支持している第1支持部51に則して説明すると、揺動部材54の一端部54aおよび第1支持部51としての凹部の両者は、揺動部材54の中心軸線C1を中心とする環状の接触線60で接触しており、前記両者は接触角θ1を有している。ここで、接触角θ1は、両者の接触抗力の働く方向と揺動部材54の中心軸線C1とのなす角度である。
揺動部材54の半球面状の一端部54aを支持している第1支持部51に則して説明すると、揺動部材54の一端部54aおよび第1支持部51としての凹部の両者は、揺動部材54の中心軸線C1を中心とする環状の接触線60で接触しており、前記両者は接触角θ1を有している。ここで、接触角θ1は、両者の接触抗力の働く方向と揺動部材54の中心軸線C1とのなす角度である。
揺動部材54の一端部54aから第1支持部51としての凹部に及ぼされる力としては、揺動部材54の一端部54aが入力シャフト2のアーム2′を入力シャフト2の周方向に回転させようとする周方向力F1と、前記圧縮バネ59が、アウターバルブエレメント31および揺動部材54を介して、第1支持部51としての凹部を揺動部材54の中心軸線C1とは平行な方向に付勢する軸方向力F2とがある。
前記周方向力F1は、揺動部材54の一端部54aを第1支持部51としての凹部から凹部の斜面に沿って抜け出させるように働く力成分F11を持つ。一方、前記軸方向力F2は、揺動部材54の一端部54aが第1支持部51としての凹部から凹部の斜面に沿って抜け出すことに抗するように働く力成分F21を持つ。
したがって、揺動部材54の一端部54aが第1支持部51としての凹部から凹部の斜面に沿って抜け出そうとする力G(凹部の斜面を駆け上がろうとする力に相当)は、周方向力F1の力成分F11と軸方向力F2の力成分F21との差分となる。すなわち、下記式(1)が成立する。
したがって、揺動部材54の一端部54aが第1支持部51としての凹部から凹部の斜面に沿って抜け出そうとする力G(凹部の斜面を駆け上がろうとする力に相当)は、周方向力F1の力成分F11と軸方向力F2の力成分F21との差分となる。すなわち、下記式(1)が成立する。
G=F11−F21 …(1)
ここで、各力成分F11,F21は下記式(2)、(3)で表される。
F11=F1×cosθ1 …(2)
F21=F2×cosθ1 …(3)
式(1)に式(2)、(3)を代入すると、下記式(4)が成立する。
ここで、各力成分F11,F21は下記式(2)、(3)で表される。
F11=F1×cosθ1 …(2)
F21=F2×cosθ1 …(3)
式(1)に式(2)、(3)を代入すると、下記式(4)が成立する。
G=(F1−F2)×cosθ1 …(4)
ここで、cos0°=1であり、cos90°=0であるので、
式(4)から、揺動部材54の一端部54aが第1支持部51の凹部の斜面をせり上がろうとする力Gは、接触角θ1が90°に近付くように大きくなるほど、小さくなることになる。
ここで、cos0°=1であり、cos90°=0であるので、
式(4)から、揺動部材54の一端部54aが第1支持部51の凹部の斜面をせり上がろうとする力Gは、接触角θ1が90°に近付くように大きくなるほど、小さくなることになる。
仮に、第1支持部としての凹部の形状が単一のR形状である場合、凹部の深さを深くしないという条件を満たすためには、揺動部材の端部と凹部との接触角が小さくなってしまう。このため、前記の抜け出そうとする力が大きくなってしまう。
これに対して、本実施の形態では、揺動部材54の一端部54aを受けるための第1支持部51として凹部の断面形状をゴシックアーク形状としたので、凹部の深さを深くせずとも、揺動部材54の一端部54aおよび第1支持部51の凹部の両者の接触角を十分な大きさに設定することが可能となる。したがって、大型化を招来することなく、アウターバルブエレメント31を作動させるに十分な大きさのトルクを前記両者間に伝達することができる。ひいては、操舵補助を迅速に行えるので、操舵フィーリングが向上する。
これに対して、本実施の形態では、揺動部材54の一端部54aを受けるための第1支持部51として凹部の断面形状をゴシックアーク形状としたので、凹部の深さを深くせずとも、揺動部材54の一端部54aおよび第1支持部51の凹部の両者の接触角を十分な大きさに設定することが可能となる。したがって、大型化を招来することなく、アウターバルブエレメント31を作動させるに十分な大きさのトルクを前記両者間に伝達することができる。ひいては、操舵補助を迅速に行えるので、操舵フィーリングが向上する。
なお、揺動部材54の他端部54bと第3支持部53としての凹部との関係についても、同様である。すなわち、揺動部材54の他端部54bが第3支持部53としての凹部から凹部の斜面に沿って抜け出そうとする力G′(凹部の斜面を駆け上がろうとする力に相当)は、周方向力F1′の力成分F11′と軸方向力F2′の力成分F22′との差分となり、下記式(5)、(6)が成立する。
G′=F11′−F21′ …(5)
G′=(F1′−F2′)×cosθ1 …(6)
本実施形態の回転比変更機構70は、第2支持部52を車両の運転条件に応じた距離だけ入出力シャフト2、3に対して軸方向変位させる。図4に示すように、本実施形態の回転比変更機構70においては、ハウジング7に取り付けられたケーシング71により保持されるステッピングモータ72の回転シャフトに、入出力シャフト2、3の軸心と平行な軸心を有するネジシャフト73が取り付けられ、ネジシャフト73にねじ合わされる作動部材74がケーシング71に入出力シャフト2、3の軸方向と平行に移動可能に嵌め合わされている。
G′=(F1′−F2′)×cosθ1 …(6)
本実施形態の回転比変更機構70は、第2支持部52を車両の運転条件に応じた距離だけ入出力シャフト2、3に対して軸方向変位させる。図4に示すように、本実施形態の回転比変更機構70においては、ハウジング7に取り付けられたケーシング71により保持されるステッピングモータ72の回転シャフトに、入出力シャフト2、3の軸心と平行な軸心を有するネジシャフト73が取り付けられ、ネジシャフト73にねじ合わされる作動部材74がケーシング71に入出力シャフト2、3の軸方向と平行に移動可能に嵌め合わされている。
なお、ケーシング71にプラグ75がねじ合わされ、プラグ75と作動部材74とにより圧縮バネ76が保持され、ネジシャフト73の軸方向に沿う弾力を付与することで、作動部材74を常にネジシャフト73のネジ面の一方に押圧することにより作動部材74の位置ずれをなくすように構成される。
作動部材74と移動体55は連結部材77により入出力シャフト2、3の軸方向に同行移動可能に連結されている。連結部材77は、ハウジング7に形成された通孔7bを貫通し、軸心が入出力シャフト2、3の軸心に対して直交する円柱状とされている。連結部材77の一端側は、作動部材74に圧入等により固定され、ネジシャフト73の通過孔77aを有する。
作動部材74と移動体55は連結部材77により入出力シャフト2、3の軸方向に同行移動可能に連結されている。連結部材77は、ハウジング7に形成された通孔7bを貫通し、軸心が入出力シャフト2、3の軸心に対して直交する円柱状とされている。連結部材77の一端側は、作動部材74に圧入等により固定され、ネジシャフト73の通過孔77aを有する。
なお、作動部材74はネジシャフト73の回転に連れ回りしないように、通孔7bはネジシャフト73の軸方向が長径方向とされた長孔とされ、その通孔7bにネジシャフト73の軸方向に移動可能かつ自身の軸中心に回転しないように挿入されている。移動体55の外周に入出力シャフト2、3と同心の周溝55eが形成されている。図8に示すように、連結部材77の他端側は周溝55eに、入出力シャフト2、3の軸心に対して直交する軸を有する転がり軸受78を介して挿入される。
図1に示すように、ステッピングモータ72は制御装置80に接続され、制御装置80は運転条件として本実施形態では車速を検出するセンサ81に接続され、車速に応じてステッピングモータ72の回転シャフトの回転角度を変化させる。これにより、作動部材74がネジシャフト73に対して車速に応じて軸方向相対移動し、第2支持部52が作動部材74と同行変位する。本実施形態では、車速が増大する程に第2支持部52は図1において上方に変位するものとされている。
前記実施形態によれば、入出力シャフト2、3の相対回転により、入力シャフト2と同行回転する第1支持部51に対して出力シャフト3と同行回転する第2支持部52が周方向に相対変位し、第1支持部51と第2支持部52により支持される揺動部材54が揺動する。この揺動部材54の揺動により、揺動部材54を支持する第3支持部53と同行回転するアウターバルブエレメント31が、入力シャフト2と同行回転するインナーバルブエレメント32に対して相対回転する。第2支持部52が車速に応じた距離だけ入出力シャフト2、3に対して軸方向変位することで、各支持部51、52、53相互間の距離が変化する。各支持部51、52、53相互間の距離変化に応じて第3支持部53での揺動部材54の揺動量が変化する。
例えば図5に示すように、第1支持部51と第2支持部52との距離をL1、第2支持部52と第3支持部53との距離をL2とする。入出力シャフト2、3が相対回転すると、入力シャフト2と一体のインナーバルブエレメント32は出力シャフト3に対して、入力シャフト2と同一方向に同一角度だけ相対回転する。一方、アウターバルブエレメント31は、その入出力シャフト2、3の相対回転が揺動部材54を介して伝達されることで、出力シャフト3に対して、入力シャフト2と逆方向に比率L2/L1に応じた角度だけ相対回転する。L2/L1=1であれば、両バルブエレメント31、32の相対回転角は、アウターバルブエレメント31が出力シャフト3と同行回転するのに比べて2倍となる。第2支持部52の車速に応じた軸方向移動によりL2/L1が変化することで両バルブエレメント31、32の相対回転角が変化し、車速に応じた適度な操舵トルクを得ることができる。
すなわち、低車速でL2/L1を大きくして操作性を向上し、高車速でL2/L1を小さくして安定性を向上できる。また、アウターバルブエレメント31が出力シャフト3と同行回転するのに比べ、入出力シャフト2、3の相対回転角を大きくすることなく両バルブエレメント31、32の相対回転角を大きくできるので、トーションバー6の剛性を大きくして車両の直進安定性を向上することができる。
この場合において、アウターバルブエレメント31とインナーバルブエレメント32と入力シャフト2の三者を相互に同軸中心に相対回転させる必要はなく、インナーバルブエレメント32を入力シャフト2と一体的に成形でき、一体化された入力シャフト2とインナーバルブエレメント32とに対してアウターバルブエレメント31を相対回転させれば足りる。これにより、部品点数が増大することはなく、さらに、3部品を同軸中心に相対回転させる従来例に比べて高い同心加工精度を要求されない。
また、前記実施形態によれば、第1支持部51と第3支持部53との間の入出力シャフト2、3の軸方向における距離が、揺動部材54の揺動により変化しても、その変化はアウターバルブエレメント31のインナーバルブエレメント32に対する軸方向相対変位により吸収される。よって、各支持部51、52、53においてこじれを生じさせることなく揺動部材54を円滑に揺動させることができる。さらに第2支持部52において、揺動部材54の揺動により受け部56が入出力シャフト2、3の軸心に対して直交する軸中心に回転することで、揺動中心の変位に応じることができ、揺動部材54は円滑に揺動できる。また、第2支持部52の移動体55の周溝55eに連結部材77を転がり軸受78を介して挿入することで、連結部材77と周溝55eとの間の摩擦を低減し、入出力シャフト2、3を円滑に回転させることができる。
さらに、連結部材77と周溝55eとの間の遊びを小さくでき、移動体55を入出力シャフト2、3の軸方向に移動させる際に大きな打撃音が発生するのを防止できる。また、第2支持部52の移動体55は、出力シャフト3に対して溝3′、溝55b′に挿入されたボール57を介して軸方向相対移動するので、入出力シャフト2、3の相対回転角に対する両バルブエレメント31、32の相対回転角の比率を変化させる際に、入出力シャフト2、3の軸方向に円滑に移動することができる。
さらに、入出力シャフト2、3の軸方向において、第2支持部52が第1支持部51と第3支持部53との間に配置され、入力シャフト2と同行回転する第1支持部51は揺動部材54の力点、出力シャフト3と同行回転する第2支持部52は揺動部材54の支点、アウターバルブエレメント31と同行回転する第3支持部53は揺動部材54の作用点となる。
これにより、入出力シャフト2、3の軸方向において揺動部材54の支点が力点と作用点の間に配置されることから揺動部材54の支持バランスが良く、その支点を揺動部材54の一端側に配置するのに比べ、支点に対する作用点の相対変位が小さくなる。よって、揺動部材54の各支持部51、52、53や両バルブエレメント31、32間のこじれを防止し、両バルブエレメント31、32の円滑な相対回転を図ることで操舵補助を迅速に行い、操舵フィーリングを向上できる。
図9〜図11に示す本発明の第2実施形態のラックピニオン式油圧パワーステアリング装置101は、第1実施形態とは異なる回転変換機構150と回転比変更機構170を備える。以下、第1実施形態と同様部分は同一符号で示して相違点を説明する。
回転変換機構150における第1支持部151は、入力シャフト2の外周に一体化された環状部材2″の一端に設けられた凹部により構成され、その凹部の断面形状は図7に示す第1の支持部51のようなゴシックアーク形状に沿うものとされている。
回転変換機構150における第1支持部151は、入力シャフト2の外周に一体化された環状部材2″の一端に設けられた凹部により構成され、その凹部の断面形状は図7に示す第1の支持部51のようなゴシックアーク形状に沿うものとされている。
第2実施形態の第2支持部152は、入出力シャフト2、3に対する軸方向相対変位が規制され、出力シャフト3に同行回転するよう嵌め合わされた筒状部材152aと、筒状部材152aに取り付けられた支持シャフト152bを有する。支持シャフト152bは筒状部材152aに、入出力シャフト2、3の軸心に対して直交する自身の軸中心に回転可能に取付けられ、ピン152b′により抜け止めされている。
第2実施形態の第3支持部153は、移動体155と受け部156と保持部160を有する。移動体155は、内輪部155aと外輪部155bが入出力シャフト2、3と同心に相対回転可能に複数のボール等の転動体155cを介して嵌め合わせることで構成され、内輪部155aにアウターバルブエレメント31が挿入される。アウターバルブエレメント31の外周に入出力シャフト2、3の軸方向に沿う複数の溝31′が周方向間隔をおいて設けられ、各溝31′に転動可能に挿入される鋼球等のボール157が内輪部155aにより転動可能に保持される。
受け部156は、アウターバルブエレメント31の一端部と対向する位置で内輪部155aに一体化された円環状部材により構成されている。受け部156は凹部156aと、凹部156a内に配置される受け部材156bを有する。受け部材156bの外周一部は凹部156aの内面に相対回転可能に接する球面とされている。揺動部材154は受け部材156bを貫通する保持孔156b′に微小な隙間を介して挿入されている。
保持部160は、入出力シャフト2、3と同心のリング形状を有し、ハウジング7に固定される。外輪部155bの外周に入出力シャフト2、3の軸方向に沿う複数の溝155b′が周方向間隔をおいて設けられ、各溝155b′に転動可能に挿入される鋼球等のボール161が保持部160により転動可能に保持される。
これにより、第3支持部153は、アウターバルブエレメント31と同行回転可能かつ入出力シャフト2、3に対して軸方向に相対移動可能とされている。
これにより、第3支持部153は、アウターバルブエレメント31と同行回転可能かつ入出力シャフト2、3に対して軸方向に相対移動可能とされている。
第2実施形態の揺動部材154の外周部は円柱面とされ、一端部154aは球面とされ、他端部は平坦面とされる。揺動部材154の一端部154aは、第1支持部151を構成する凹部に嵌め合わされ、その凹部の内面に接することで第1支持部151と同行回転する。揺動部材154の他端部は、第3支持部153を構成する受け部材156bを貫通する保持孔156b′に挿入され、受け部材156bの外周球面が凹部156aの内面に接することで、第3支持部153と同行回転する。
揺動部材154の両端部間は、第2支持部152の支持シャフト152bに一体化されている。入出力シャフト2、3の相対回転により揺動部材154が円滑に揺動するように、揺動部材154の外周と保持孔156b′との間に微小な隙間が設けられ、支持シャフト152bは筒状部材152aにより微小な隙間を介して回転可能に支持されている。
第2実施形態の回転比変更機構170においては、ハウジング7に取り付けられたステッピングモータ72の回転シャフトにネジ歯車173が取り付けられ、そのネジ歯車173に噛み合うネジ歯車155b″が移動体155の外輪部155bの外周に形成されている。車速に応じてステッピングモータ72の回転シャフトの回転角度が変化することで、第3支持部153の移動体155が入出力シャフト2、3に対して車速に応じて軸方向相対移動する。本実施形態では、車速が増大する程に第3支持部153は図9において下方に移動するものとされている。他は第1実施形態と同様の構成とされている。
第2実施形態の回転比変更機構170においては、ハウジング7に取り付けられたステッピングモータ72の回転シャフトにネジ歯車173が取り付けられ、そのネジ歯車173に噛み合うネジ歯車155b″が移動体155の外輪部155bの外周に形成されている。車速に応じてステッピングモータ72の回転シャフトの回転角度が変化することで、第3支持部153の移動体155が入出力シャフト2、3に対して車速に応じて軸方向相対移動する。本実施形態では、車速が増大する程に第3支持部153は図9において下方に移動するものとされている。他は第1実施形態と同様の構成とされている。
前記第2実施形態によれば、入出力シャフト2、3の相対回転により、入力シャフト2と同行回転する第1支持部151に対して出力シャフト3と同行回転する第2支持部152が周方向に相対変位し、第1支持部151と第2支持部152により支持される揺動部材154が揺動する。この揺動部材154の揺動により、揺動部材154を支持する第3支持部153と同行回転するアウターバルブエレメント31が、入力シャフト2と同行回転するインナーバルブエレメント32に対して相対回転する。
第3支持部153が車速に応じた距離だけ入出力シャフト2、3に対して軸方向変位することで、各支持部151、152、153相互間の距離が変化する。各支持部151、152、153相互間の距離変化に応じて第3支持部153での揺動部材154の揺動量が変化する。
例えば図11において、入出力シャフト2、3の軸方向における第1支持部151と第2支持部152との距離をL1、第2支持部152と第3支持部153との距離をL2とすれば、第3支持部153での揺動部材154の揺動量はL2/L1に比例し、距離L1、L2は第3支持部153の軸方向変位に応じて変化する。第3支持部153での揺動部材154の揺動量は両バルブエレメント31、32の相対回転角に対応するので、入出力シャフト2、3の相対回転角に対する両バルブエレメント31、32の相対回転角の比率が車速に応じて変化する。
例えば図11において、入出力シャフト2、3の軸方向における第1支持部151と第2支持部152との距離をL1、第2支持部152と第3支持部153との距離をL2とすれば、第3支持部153での揺動部材154の揺動量はL2/L1に比例し、距離L1、L2は第3支持部153の軸方向変位に応じて変化する。第3支持部153での揺動部材154の揺動量は両バルブエレメント31、32の相対回転角に対応するので、入出力シャフト2、3の相対回転角に対する両バルブエレメント31、32の相対回転角の比率が車速に応じて変化する。
これにより、トーションバー6として剛性の大きなものを用いることで高車速での直進安定性を向上し、且つ、低車速ではL2/L1を大きくすることで操舵補助力を大きくして操舵性能を向上させることができるのは第1実施形態と同様である。
この場合において、アウターバルブエレメント31とインナーバルブエレメント32と入力シャフト2の三者を相互に同軸中心に相対回転させる必要はないので、インナーバルブエレメント32を入力シャフト2と一体的に成形でき、一体化された入力シャフト2とインナーバルブエレメント32とに対してアウターバルブエレメント31を相対回転させれば足りる。これにより、3部品を同軸中心に相対回転させる従来例に比べて高い同心加工精度を要求されない。
この場合において、アウターバルブエレメント31とインナーバルブエレメント32と入力シャフト2の三者を相互に同軸中心に相対回転させる必要はないので、インナーバルブエレメント32を入力シャフト2と一体的に成形でき、一体化された入力シャフト2とインナーバルブエレメント32とに対してアウターバルブエレメント31を相対回転させれば足りる。これにより、3部品を同軸中心に相対回転させる従来例に比べて高い同心加工精度を要求されない。
また、第3支持部153の移動体155はアウターバルブエレメント31に対して溝31′とボール157を介して入出力シャフト2、3の軸方向に相対移動可能に連結されているので、入出力シャフト2、3の相対回転角に対する両バルブエレメント31、32の相対回転角の比率を変化させる際に、移動体155を入出力シャフト2、3の軸方向に円滑に移動させることができる。
さらに、入出力シャフト2、3の軸方向において、第2支持部152が第1支持部151と第3支持部153との間に配置されているので、第1実施形態と同様に揺動部材154の支持バランスが良く、揺動部材154の各支持部151、152、153や両バルブエレメント31、32間のこじれを防止し、両バルブエレメント31、32の円滑な相対回転を図ることで操舵補助を迅速に行い、操舵フィーリングを向上できる。
しかも、第1支持部151としての凹部の断面形状がゴシックアーク形状に形成されているので、第1の実施の形態と同様に、第1支持部151としての凹部の深さを深くせずとも、揺動部材154の一端部154aおよび第1支持部151の凹部の両者の接触角を十分な大きさに設定することが可能となる。したがって、大型化を招来することなく、アウターバルブエレメント31を作動させるに十分な大きさのトルクを前記両者間に伝達することができる。ひいては、操舵補助を迅速に行えるので、操舵フィーリングが向上する。
図12、図13に示す本発明の第3実施形態のラックピニオン式油圧パワーステアリング装置201は、第1実施形態とは異なる回転変換機構250と回転比変更機構270を備える。以下、第1実施形態と同様部分は同一符号で示して相違点を説明する。
回転変換機構250における第1支持部251は、入力シャフト2の外周に圧入等により一体化された環状部材2″の一端に設けられた凹部251a′により構成され、その凹部251a′の内面が揺動部材254の一端部254aに接する。凹部251a′の断面形状はゴシックアーク形状に形成されている。
回転変換機構250における第1支持部251は、入力シャフト2の外周に圧入等により一体化された環状部材2″の一端に設けられた凹部251a′により構成され、その凹部251a′の内面が揺動部材254の一端部254aに接する。凹部251a′の断面形状はゴシックアーク形状に形成されている。
第3実施形態の第2支持部252は移動体255を有する。移動体255は、入出力シャフト2、3と同心の環形状を有し、その中央孔に入力シャフト2が相対回転可能かつ軸方向相対移動可能に挿入されている。移動体255は割り部を有し、その割り部における相対向する端面は、揺動部材254の外周面に相対揺動可能に接する曲面255′とされ、例えば鼓形に沿う面とされる。出力シャフト3は、その一端外周から軸方向に向かい延びる円筒形周壁3bを有し、周壁3bに複数の連結溝3b′が形成されている。
移動体255は、入力シャフト2の外周と周壁3bの内周に案内されることで、入出力シャフト2、3に対して軸方向相対移動可能とされている。連結溝3b′は入出力シャフト2、3に沿って長径方向とされた長孔状とされている。各連結溝3b′に挿通される連結ピン257が移動体255に圧入等により固定される。連結ピン257は、軸心が入出力シャフト2、3の軸心に対して直交し、連結溝3b′に入出力シャフト2、3の軸方向に移動可能かつ周方向同行移動可能に挿通される。これにより、移動体255は出力シャフト3に、連結ピン257を介して同行回転すると共に入出力シャフト2、3の軸方向に相対移動可能に連結されている。
第3実施形態の第3支持部253は、アウターバルブエレメント31の一端に設けられた凹部253a′により構成され、その凹部253a′の内面は揺動部材254の他端部254bに相対揺動可能に接する。凹部253a′の断面形状はゴシックアーク形状に形成されている。
第3実施形態の揺動部材254の外周部は円柱面とされ、両端部254a,254bは球面とされる。揺動部材254の一端部254aは、第1支持部251を構成する凹部に嵌め合わされ、その凹部の内面に接することで第1支持部251と同行回転する。揺動部材254の他端部254bは、第3支持部253を構成する凹部に挿入され、その凹部の内面に接することで第3支持部253と同行回転する。揺動部材254の両端部254a,254b間は、移動体255の割り部における相対向する両端面を構成する両曲面255′間に挿通され、その外周が両曲面255′に接することで第2支持部252と同行回転する。入出力シャフト2、3の相対回転により揺動部材254が円滑に揺動するように、揺動部材254の外周と第2支持部252の両曲面255′との間に微小な隙間が設けられる。
第3実施形態の揺動部材254の外周部は円柱面とされ、両端部254a,254bは球面とされる。揺動部材254の一端部254aは、第1支持部251を構成する凹部に嵌め合わされ、その凹部の内面に接することで第1支持部251と同行回転する。揺動部材254の他端部254bは、第3支持部253を構成する凹部に挿入され、その凹部の内面に接することで第3支持部253と同行回転する。揺動部材254の両端部254a,254b間は、移動体255の割り部における相対向する両端面を構成する両曲面255′間に挿通され、その外周が両曲面255′に接することで第2支持部252と同行回転する。入出力シャフト2、3の相対回転により揺動部材254が円滑に揺動するように、揺動部材254の外周と第2支持部252の両曲面255′との間に微小な隙間が設けられる。
第3実施形態の回転比変更機構270においては、ハウジング7に取り付けられるステッピングモータ72の回転シャフト72aがクランク機構271を介して移動体255に接続されている。クランク機構271は、回転シャフト72aに一体化された偏心シャフト272と、円筒状作動部材273を有する。
偏心シャフト272の軸心は回転シャフト72aの軸心に対して図13においてεだけ偏心した軸心を有する。作動部材273は周壁3bの外周に入出力シャフト2、3と同軸心に相対回転可能かつ軸方向相対移動可能に嵌め合わされる。作動部材273の外周に形成される第1周溝273aに偏心シャフト272が周方向相対移動可能に挿入され、作動部材273の内周に形成される第2周溝273bに連結ピン257が周方向相対移動可能かつ軸方向同行移動可能に挿入される。
偏心シャフト272の軸心は回転シャフト72aの軸心に対して図13においてεだけ偏心した軸心を有する。作動部材273は周壁3bの外周に入出力シャフト2、3と同軸心に相対回転可能かつ軸方向相対移動可能に嵌め合わされる。作動部材273の外周に形成される第1周溝273aに偏心シャフト272が周方向相対移動可能に挿入され、作動部材273の内周に形成される第2周溝273bに連結ピン257が周方向相対移動可能かつ軸方向同行移動可能に挿入される。
これにより、車速に応じてステッピングモータ72の回転シャフト72aの回転角度が変化することで、第2支持部252の移動体255が作動部材273と共に入出力シャフト2、3に対して車速に応じて軸方向相対移動する。
本実施形態では、車速が増大する程に第2支持部252は図13において上方に移動するものとされている。なお、作動部材273は組立てが容易なように3つの環状部品273a、273b、273cから構成されている。他は第1実施形態と同様の構成とされている。
本実施形態では、車速が増大する程に第2支持部252は図13において上方に移動するものとされている。なお、作動部材273は組立てが容易なように3つの環状部品273a、273b、273cから構成されている。他は第1実施形態と同様の構成とされている。
前記第3実施形態によれば、入出力シャフト2、3の相対回転により、入力シャフト2と同行回転する第1支持部251に対して出力シャフト3と同行回転する第2支持部252が周方向に相対変位し、第1支持部251と第2支持部252により支持される揺動部材254が揺動する。この揺動部材254の揺動により、揺動部材254を支持する第3支持部253と同行回転するアウターバルブエレメント31が、入力シャフト2と同行回転するインナーバルブエレメント32に対して相対回転する。
第2支持部252が車速に応じた距離だけ入出力シャフト2、3に対して軸方向変位することで、各支持部251、252、253相互間の距離が変化する。各支持部251、252、253相互間の距離変化に応じて第3支持部253での揺動部材254の揺動量が変化する。
例えば図13に示すように、第1支持部251と第2支持部252との距離をL1、第2支持部252と第3支持部253との距離をL2とすれば、第3支持部253での揺動部材254の揺動量はL2/L1に比例し、距離L1、L2は第2支持部252の軸方向変位に応じて変化する。第3支持部253での揺動部材254の揺動量は両バルブエレメント31、32の相対回転角に対応するので、入出力シャフト2、3の相対回転角に対する両バルブエレメント31、32の相対回転角の比率が車速に応じて変化する。
例えば図13に示すように、第1支持部251と第2支持部252との距離をL1、第2支持部252と第3支持部253との距離をL2とすれば、第3支持部253での揺動部材254の揺動量はL2/L1に比例し、距離L1、L2は第2支持部252の軸方向変位に応じて変化する。第3支持部253での揺動部材254の揺動量は両バルブエレメント31、32の相対回転角に対応するので、入出力シャフト2、3の相対回転角に対する両バルブエレメント31、32の相対回転角の比率が車速に応じて変化する。
これにより、トーションバー6として剛性の大きなものを用いることで高車速での直進安定性を向上し、且つ、低車速ではL2/L1を大きくすることで操舵補助力を大きくして操舵性能を向上させることができるのは第1実施形態と同様である。
この場合において、アウターバルブエレメント31とインナーバルブエレメント32と入力シャフト2の三者を相互に同軸中心に相対回転させる必要はなく、インナーバルブエレメント32を入力シャフト2と一体的に成形でき、一体化された入力シャフト2とインナーバルブエレメント32とに対してアウターバルブエレメント31を相対回転させれば足りる。これにより、部品点数が増大することはなく、さらに、3部品を同軸中心に相対回転させる従来例に比べて高い同心加工精度を要求されない。
この場合において、アウターバルブエレメント31とインナーバルブエレメント32と入力シャフト2の三者を相互に同軸中心に相対回転させる必要はなく、インナーバルブエレメント32を入力シャフト2と一体的に成形でき、一体化された入力シャフト2とインナーバルブエレメント32とに対してアウターバルブエレメント31を相対回転させれば足りる。これにより、部品点数が増大することはなく、さらに、3部品を同軸中心に相対回転させる従来例に比べて高い同心加工精度を要求されない。
また、入出力シャフト2、3の軸方向において、第2支持部252が第1支持部251と第3支持部253との間に配置されているので、第1実施形態と同様に揺動部材254の支持バランスが良く、揺動部材254の各支持部251、252、253や両バルブエレメント31、32間のこじれを防止し、両バルブエレメント31、32の円滑な相対回転を図ることで操舵補助を迅速に行い、操舵フィーリングを向上できる。
また、第1支持部251および第3支持部253としての凹部の断面形状がゴシックアーク形状に形成されているので、第1の実施の形態と同様に、第1支持部251および第3支持部253としての凹部の深さを深くせずとも、揺動部材254の各端部254aと第1支持部251および第3支持部253の各凹部の両者の接触角を十分な大きさに設定することが可能となる。したがって、大型化を招来することなく、アウターバルブエレメント31を作動させるに十分な大きさのトルクを前記両者間に伝達することができる。ひいては、操舵補助を迅速に行えるので、操舵フィーリングが向上する。
図14は本発明の第4実施形態のラックピニオン式油圧パワーステアリング装置301を示し、以下、第1実施形態と同様部分は同一符号で示して相違点を説明する。なお、図14においては回転比変更機構70の図示は省略している。
第4実施形態の油圧パワーステアリング装置301はハウジング7に挿入される円筒状のシールボディ310を備えている。シールボディ310にアウターバルブエレメント31が同軸心に相対回転可能に挿入されている。
第4実施形態の油圧パワーステアリング装置301はハウジング7に挿入される円筒状のシールボディ310を備えている。シールボディ310にアウターバルブエレメント31が同軸心に相対回転可能に挿入されている。
ハウジング7、シールボディ310、アウターバルブエレメント31に、油圧シリンダ20への圧油供給のための圧油流路が形成されている。その圧油流路は、ハウジング7およびアウターバルブエレメント31においては第1実施形態と同様に形成される。
すなわち、ハウジング7の圧油流路は、圧油吐出用ポンプ42との接続ポート7A、油圧シリンダ20の一方の油室22との接続ポート7C、および他方の油室23との接続ポート7Dにより構成され、ハウジング7の内外周において開口する。また、タンク43との接続ポート7Bもハウジング7に併せて形成されている。
すなわち、ハウジング7の圧油流路は、圧油吐出用ポンプ42との接続ポート7A、油圧シリンダ20の一方の油室22との接続ポート7C、および他方の油室23との接続ポート7Dにより構成され、ハウジング7の内外周において開口する。また、タンク43との接続ポート7Bもハウジング7に併せて形成されている。
シールボディ310の圧油流路は、接続ポート7Aに通じる圧油流路310A、接続ポート7Cに通じる圧油流路310C、および接続ポート7Dに通じる圧油流路310Dにより構成され、シールボディ310の内外周において開口する。また、接続ポート7Bに通じる流路310Bもシールボディ310に併せて形成されている。
アウターバルブエレメント31の圧油流路は、第1溝48を一方の油室22に接続するため流路310Cに通じる圧油流路31A、第1溝48を他方の油室23に接続するため流路310Dに通じる圧油流路31B、および第2溝49をポンプ42に接続するため流路310Aに通じる圧油流路31Cにより構成され、アウターバルブエレメント31の内外周において開口する。
アウターバルブエレメント31の圧油流路は、第1溝48を一方の油室22に接続するため流路310Cに通じる圧油流路31A、第1溝48を他方の油室23に接続するため流路310Dに通じる圧油流路31B、および第2溝49をポンプ42に接続するため流路310Aに通じる圧油流路31Cにより構成され、アウターバルブエレメント31の内外周において開口する。
ハウジング7の内周とシールボディ310の外周との間に、複数(本実施形態では4つ)の弾性材製シールリング311が軸方向の間隔をおいて介在する。これらシールリング311の軸方向間に、ハウジング7の内周における接続ポート7A、7C、7Dの開口と、シールボディ310の外周における圧油流路310A、310C、310Dの開口とが配置されている。各シールリング311はシールボディ310の外周に形成された周溝に嵌め合わされ、ハウジング7の円筒に沿う内周面に接する。
シールボディ310の円筒に沿う内周面とアウターバルブエレメント31の円筒に沿う外周面との間に微小な径方向隙間が設けられる。その径方向隙間は、シールボディ310の圧油流路310A、310C、310Dとアウターバルブエレメント31の圧油流路31A、31B、31Cとの間から圧油が漏れないように設定されればよく、例えば、使用される圧力や作動油の種類に応じて5μm〜25μm程度に設定される。他は第1実施形態と同様の構成とされている。
前記第4実施形態によれば、シールボディ310の内周とアウターバルブエレメント31の外周との間に微小な径方向隙間を設けることで、アウターバルブエレメント31の回転が摩擦により阻害されるのを防止できる。また、ハウジング7の内周とシールボディ310の外周との間に弾性材製シールリング311を介在させることで、アウターバルブエレメント31と入出力シャフト2、3を支持する軸受8等との同心度をシールリング311の弾性変形により確保できる。よって、組立てに支障をきたすことなく、操舵角の変化に対する操舵補助力のヒステリシスの増大や操舵補助力の変動を防止でき、操舵フィーリングを向上できる。他は第1実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
本発明は前記実施形態に限定されない。例えば、車両の運転条件は車速に限定されず、他の舵角のような運転条件に応じて入出力シャフトの相対回転角に対する両バルブエレメントの相対回転角の比率を変化させてもよい。
また、第1実施形態において、入出力シャフトに対して第2支持部の軸方向相対変位が規制され、第1支持部が回転比変更機構により入出力シャフトに対して軸方向に変位されてもよい。
また、第1実施形態において、入出力シャフトに対して第2支持部の軸方向相対変位が規制され、第1支持部が回転比変更機構により入出力シャフトに対して軸方向に変位されてもよい。
また、第1、第3および第4の実施形態において、第1支持部および第3支持部の何れか一方の凹部の断面形状のみをゴシックアーク形状に形成するようにしてもよい。
2…入力シャフト、3,…出力シャフト、6…トーションバー、20…油圧アクチュエータ、30…油圧制御バルブ、31…アウターバルブエレメント、32…インナーバルブエレメント、50,150,250…回転変換機構、51,151,251第1支持部(凹部)、52,152,252、…第2支持部(凹部)、53,153,253…第3支持部(凹部)、54,154,254…揺動部材、54a,154a,254a…一端部、54b,154b,254b…他端部
Claims (1)
- トーションバーを介して同軸心に相対回転可能に連結された入力シャフトおよび出力シャフトと、
同軸心に相対回転可能に嵌め合わされた筒状のアウターバルブエレメントおよびインナーバルブエレメントを含み、操舵補助力発生用の油圧アクチュエータに供給される油圧を制御するための油圧制御バルブと、
入力シャフトおよび出力シャフトの相対回転をアウターバルブエレメントおよびインナーバルブエレメントの相対回転に変換するための回転変換機構とを備え、
アウターバルブエレメントは、入力シャフトおよび出力シャフトに対して相対回転可能に設けられ、インナーバルブエレメントは入力シャフトと同行回転可能に設けられ、
回転変換機構は、入力シャフトと同行回転する第1支持部と、出力シャフトと同行回転する第2支持部と、アウターバルブエレメントと同行回転する第3支持部と、一対の端部を有する揺動部材とを含み、
揺動部材は、入力シャフトおよび出力シャフトの相対回転に応じて揺動するよう第1支持部と第2支持部とにより支持されると共に、その揺動によりアウターバルブエレメントをインナーバルブエレメントに対して相対回転させるよう第3支持部により支持されており、
第1支持部および第3支持部の少なくとも一方は、揺動部材の対応する端部を受ける凹部により構成され、その凹部の断面形状がゴシックアーク形状とされていることを特徴とする油圧パワーステアリング装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007182412A JP2009018683A (ja) | 2007-07-11 | 2007-07-11 | 油圧パワーステアリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007182412A JP2009018683A (ja) | 2007-07-11 | 2007-07-11 | 油圧パワーステアリング装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009018683A true JP2009018683A (ja) | 2009-01-29 |
Family
ID=40358701
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007182412A Pending JP2009018683A (ja) | 2007-07-11 | 2007-07-11 | 油圧パワーステアリング装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009018683A (ja) |
-
2007
- 2007-07-11 JP JP2007182412A patent/JP2009018683A/ja active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2007045386A (ja) | 油圧パワーステアリング装置 | |
EP1652751B1 (en) | Power steering apparatus | |
JP2002255046A (ja) | 車両の操舵制御装置 | |
JP2009018683A (ja) | 油圧パワーステアリング装置 | |
JP4831427B2 (ja) | トロイダル型無段変速機 | |
WO2024034432A1 (ja) | 回転制限装置およびステアリング装置 | |
JP3655696B2 (ja) | 可変絞り弁および油圧パワーステアリング装置 | |
JP4433178B2 (ja) | 油圧パワーステアリング装置とその製造方法 | |
JP4484049B2 (ja) | 油圧パワーステアリング装置 | |
JP5678610B2 (ja) | 無段変速機の変速制御装置 | |
JPS6312041Y2 (ja) | ||
JP3634014B2 (ja) | 油圧パワーステアリング装置 | |
JP2005262929A (ja) | 油圧パワーステアリング装置 | |
JP2012006515A (ja) | 車両用操舵装置 | |
JP2008100562A (ja) | 油圧パワーステアリング装置 | |
JPH072356Y2 (ja) | 動力舵取装置の油圧反力装置 | |
JPS63544Y2 (ja) | ||
JP3645123B2 (ja) | トルクセンサ | |
JPH0634208Y2 (ja) | 動力舵取装置の油圧反力装置 | |
JP2005247085A (ja) | 油圧パワーステアリング装置 | |
JP2985227B2 (ja) | 動力舵取装置 | |
JP2006168579A (ja) | 油圧パワーステアリング装置とその製造方法 | |
JPH068841A (ja) | 油圧パワーステアリング装置用ロータリー式制御バルブ | |
JP2005247290A (ja) | 油圧パワーステアリング装置 | |
JP2006298058A (ja) | パワーステアリング装置 |