JP2599612Y2 - インテグラル型動力舵取装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案はインテグラル型の動力舵
取装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】インテグラル型の動力舵取装置は、一般
に、ギアハウジング内に形成されたシリンダと、このシ
リンダ内に摺動自在に嵌合されて、シリンダ内を２つの
圧力室に区画するピストンと、このピストンの一側面に
形成されたラックと、ピストンの往復動する方向と直交
する方向に配置され、リンク機構を介して操向車輪に連
結されたセクタシャフトと、このセクタシャフトに一体
的に設けられて上記ラックに噛合うセクタギアとを備え
ており、舵取ハンドルの操作によってコントロールバル
ブを切換えることにより、作動油を一方の圧力室に供給
するとともに、他方の圧力室から排出し、これら両室の
圧力差によってピストンを作動させることにより操舵方
向の補助力を付与するようになっている。

【０００３】上記構成のインテグラル型動力舵取装置で
は、円滑な作動のために、ラックとセクタギアとの間に
バックラッシュが必要であるが、中立位置においてバッ
クラッシュがあると、直進時のハンドルの遊びが大きく
なり車両のふらつきが発生するという問題があるため、
セクタシャフトに取付けたアジャスティングスクリュー
によってセクタシャフトを軸方向に移動させることによ
り、舵取ハンドルの中立位置においてプリロードを付与
するようにしている。しかしながら、通常の場合、走行
距離に応じてプリロードが劣化し、ラックとセクタギア
との間にガタが生じてハンドルの遊びが大きくなってし
まうため、高速走行時のフィーリングが悪化するという
問題を生じている。

【０００４】そこで、舵取ハンドルの中立位置におい
て、確実にプリロードを付与し、高速時の直進走行安定
性を得るようにした動力舵取装置が提案されている（特
開昭６１−１０２３８１）。この動力舵取装置は、セク
タギア１５の中央歯１５ａと対向する位置にねじ軸９と
直交する方向にピストン５に形成されたガイド穴３１
と、このガイド穴３１に摺動自在に嵌合され前記セクタ
ギア１５の中央歯の大端部側に当接するプランジャ３２
と、このプランジャ３２に対してセクタギア１５方向に
押圧力を付与するスプリング３３とよりなる押圧力付与
装置３０を備えている。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】上記従来の動力舵取装
置では、プランジャをセクタギアの中央歯の歯先に直接
圧接させているため、舵取ハンドルの中立位置において
プリロードを付与することはできるが、プランジャが中
央歯に圧接されている間だけプリロードを発生させるも
ので、一定の操舵範囲においてプリロードを発生させ、
あるいは、操舵角に応じてプリロードの大きさを任意に
変化させる等の調整は不可能であった。

【０００６】本考案は上記欠点を除くためになされたも
ので、中立位置付近においてラックとセクタギアとの間
に付与するプリロードの、発生させる操舵角の範囲や大
きさ、変化量等を任意に設定することができるインテグ
ラル型動力舵取装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本考案に係るインテグラ
ル型動力舵取装置は、シリンダ内に摺動自在に嵌合され
て、このシリンダ内を２つの圧力室に区画するピストン
と、このピストンの側面に形成されたラックと、このラ
ックに噛合い、ピストンの往復動に伴って正逆回動され
るセクタギアとを備えており、舵取ハンドルの操作によ
ってコントロールバルブを切換えて両圧力室に圧力流体
を給排して操舵補助力を得るもので、さらに、上記ピス
トンに作用して、舵取ハンドルの中立位置付近でピスト
ンに回転力を付与する回転手段と、この回転力を調整す
る調整手段とを設け、上記回転手段を、ピストンの側面
に設けられた切欠きに当接するプランジャと、このプラ
ンジャの背面に油圧を供給してピストン側に押圧する油
圧供給手段とから構成するとともに、上記調整手段を、
コントロールバルブの作動角に応じて、プランジャの背
面に作用する油圧を調整する圧力調整弁から構成したも
のである。また、第２の考案は、上記回転手段を、ピス
トン内に形成された穴内に摺動自在に嵌合され、その先
端のロッドがセクタギア側に突出したプランジャと、こ
のプランジャをセクタギア側に押圧するスプリングとか
ら構成するとともに、調整手段として、上記セクタギア
のシャフトの外周に別体のカム部材を固定することによ
り、上記プランジャのロッドが弾接されるカムを設けた
ものである。

【０００８】

【作用】上記構成のインテグラル型動力舵取装置では、
中立位置付近でピストンに回転力を作用させることによ
り、ピストンに形成されたラックをセクタギアに押付け
てプリロードを発生させ、しかも、このプリロードは摩
耗により劣化するおそれがなく、その上、調整手段によ
って、発生させるプリロードの大きさ、範囲等を任意に
設定することができる。

【０００９】

【実施例】以下、図面に示す実施例により本考案を説明
する。図１は本考案の一実施例に係るインテグラル型動
力舵取装置の縦断面図、図２は図１の左側に一体的に設
けられたコントロールバルブ部を拡大して示す縦断面
図、図３は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図であ
り、ギアハウジング２のシリンダ部４内には、ピストン
６が摺動自在に嵌合され、このピストン６によってシリ
ンダ４内は２つの圧力室８，１０に区画されている。ピ
ストン６の一側面（図１および図３における上面）には
ラック１２が形成されており、このラック１２に、図示
しない操向車輪に連結されたセクタシャフト１３に一体
的に設けられたセクタギア１４が噛合わされ、ピストン
６の往復動に伴なって正逆回動するようになっている。
このセクタギア１４の歯は、図３に示すように、セクタ
シャフト１３の軸線方向に傾斜しており、セクタシャフ
ト１３の端部に設けたアジャスティングスクリュー１５
によってこのセクタシャフト１３を軸方向に移動させる
ことにより、ラック１２との噛合い状態を調整し、両者
１２，１４間のバックラッシュをなくし、あるいは適度
の与圧を付与することができるようになっている。

【００１０】上記ピストン６の軸芯部の孔１６にはボー
ルねじ溝１８が螺設され、このボールねじ溝１８内に収
容された多数のボール２０を介してウオームシャフト２
２が螺合されている。上記ギアハウジング２の一端（図
１の左方）にはバルブハウジング２４が固定され、この
バルブハウジング２４内に上記ウオームシャフト２２と
軸線を一致させてスタブシャフト（入力軸）２６が配設
されている。ウオームシャフト２２のスタブシャフト２
６側には筒状部２２ａが形成され、この筒状部２２ａ内
にスタブシャフト２６の端部が嵌合しており、これら両
シャフト２２，２６はそれぞれの軸芯の孔内に挿通され
たトーションバー２８によって連結されている。なお、
スタブシャフト２６は図示しない舵取ハンドルの操作に
よって回転される。

【００１１】ピストン６のラック１２が形成されている
側と逆の側面（図１の下方側の面）には、ピストン６の
往復動する方向に沿って切欠き６ａが形成され、ギアハ
ウジング２のこの切欠き６ａと向い合う部分内に、ピス
トン６に回転力を付与する回転手段４４を構成するミニ
シリンダ穴４０が形成されている。このミニシリンダ穴
４０内には、プランジャ４２が摺動自在に嵌合され、そ
のプッシュロッド４２ａの先端がギアハウジング２のシ
リンダ４内に突出して、ピストン６の上記切欠き６ａに
当接するようになっている。ミニシリンダ穴４０内のプ
ランジャ４２の背面側の室４０ａ内には、後に説明する
通路を介してオイルポンプＰからの油圧が導入されるよ
うになっており、その油圧によってプランジャ４２が押
圧されプッシュロッド４２ａの先端が上記ピストン６の
切欠き６ａに弾接する。これらピストン６の切欠き６
ａ、ミニシリンダ穴４０、プランジャ４２およびプラン
ジャ４２の背面側の室４０ａ内に圧油を供給するオイル
ポンプＰ等によってピストン６の回転手段４４が構成さ
れている。また、ミニシリンダ穴４０内のプッシュロッ
ド４２ａ側の室４０ｂ内は、後に説明するタンクＴに連
通され、あるいは、大気に開放されている。

【００１２】上記バルブハウジング２４内には、スタブ
シャフト２６の周囲に嵌合されピン２７によって連結さ
れてこのスタブシャフト２６と一体回転するインナーバ
ルブ３０と、ウオームシャフト２２の端部の拡大された
筒状部に形成され、上記インナーバルブ３０の外周に嵌
合されたアウターバルブ３２とから構成されたロータリ
タイプのコントロールバルブ３４が収容されている。イ
ンナーバルブ３０およびアウターバルブ３２がそれぞれ
設けられたスタブシャフト２６およびウオームシャフト
２２は、これら両シャフトの内部に配置された上記トー
ションバー２８によって中立位置に保持されている。

【００１３】インナーバルブ３０の外周面には、複数本
（例えば６本）の軸方向に延びるバルブ溝３０ａ，３０
ｂが形成され、一方アウターバルブ３２の内周面には、
同数のバルブ溝３２ａ，３２ｂが形成されており、図４
に示す中立位置では、インナーバルブ３０とアウターバ
ルブ３２のバルブ溝３０ａ，３０ｂ，３２ａ，３２ｂが
交互に位置し、これら各バルブ溝３０ａ，３０ｂ，３２
ａ，３２ｂの両側が互いに僅かにオーバラップした状態
に保持されている。インナーバルブ３０の１つおきのバ
ルブ溝（供給側バルブ溝）３０ａの長手方向の一端部に
は、平行な２本の導入溝３０ｃ，３０ｄが接続形成され
ている。これら２本の導入溝３０ｃ，３０ｄは、バルブ
ハウジング２４に形成された入口ポート２４ａ、供給通
路２４ｂ、バルブハウジング２４の内周面の環状溝２４
ｃ（図２参照）およびアウターバルブ３２に形成された
供給穴３２ｃを介してオイルポンプＰに連通されるよう
になっており、上記中立位置では、アウターバルブ３２
の供給穴３２ｃが２本の導入溝３０ｃ，３０ｄの中間に
位置して、両側の導入溝３０ｃ，３０ｄに僅かに連通し
ている。

【００１４】また、インナーバルブ３０の他方のバルブ
溝（排出側バルブ溝）３０ｂは、アウターバルブ３２に
形成された排出穴３２ｄ、アウターバルブ３２とバルブ
ハウジング２４との間の空間３５およびバルブハウジン
グ２４に形成された排出通路２４ｄと出口ポート（図示
を省略）を介してタンクＴに連通される。

【００１５】一方、アウターバルブ３２内周面に設けら
れた各バルブ溝３２ａ，３２ｂは、このアウターバルブ
３２（ウオームシャフト２２）に形成された給排通路２
２ｂを介して図１の左方の圧力室８に、また、バルブハ
ウジング２４とギアハウジング２に形成された給排通路
２４ｆ，２ａを介して他方の圧力室１０に交互に連通さ
れている。

【００１６】さらに、オイルポンプＰからインナーバル
ブ３０の供給側バルブ溝３０ａへの供給通路の一部を構
成するバルブハウジング２４の内面の環状溝２４ｃは、
バルブハウジング２４内の通路２４ｇおよびギアハウジ
ング２内の通路２ｂを介して、上記ミニシリンダ穴４０
のプランジャ４２の背面側の室４０ａ内に接続されてい
る。

【００１７】以上の構成に係るインテグラル型動力舵取
装置では、直進走行時には、コントロールバルブ３４が
中立状態にあり（図４の状態）、オイルポンプＰから吐
出された作動油は、バルブハウジング２４の入口ポート
２４ａ、供給通路２４ｂ、環状溝２４ｃ、アウターバル
ブ３２の供給穴３２ｃおよびインナーバルブ３０に形成
された２本の導入溝３０ｃ，３０ｄを介してインナーバ
ルブ３０の供給側バルブ溝３０ａ内に入り、両側にオー
バラップするアウターバルブ３２のバルブ溝３２ａ，３
２ｂを通ってインナーバルブ３０の排出側バルブ溝３０
ｂ、さらに、アウターバルブ３２の排出穴３２ｄ、アウ
ターバルブ３２とバルブハウジング２４の間の空間３
３、バルブハウジング２４の排出通路２４ｄ等を介して
タンクＴへ還流する。従って、この時には、ピストン６
には油圧が作用せず中立状態を保っている。

【００１８】コントロールバルブ３４の中立位置では、
オイルポンプＰから供給側バルブ溝３０ａへの供給通路
内に設けられたアウターバルブ３２の供給穴３２ｃと、
インナーバルブ３０の２本の導入溝３０ｃ，３０ｄと
が、図４に示すように、部分的に連通して絞られている
ので、これらの上流側の高圧が、上記通路２４ｇ，２ｂ
を介してミニシリンダ穴４０のプランジャ４２の背面側
の室４０ａ内に導入される。その結果、プランジャ４０
のプッシュロッド４０ａが強い力でピストン６の側面の
切欠き６ａを押圧し、ピストン６を図３の反時計回り方
向に回転させ、ピストン６のラック１２とセクタギア１
４との間にプリロードを付与する。これにより舵取ハン
ドルの中立位置付近では、操舵トルクが大きくなり、直
進時の走行安定性を向上させることができる。

【００１９】舵取ハンドルを操作すると、スタブシャフ
ト２６が回転するが、ウオームシャフト２２には図示し
ない操向車輪側からの接地抵抗が作用しているため、ト
ーションバー２８が捩られて、インナーバルブ３０がア
ウターバルブ３２に対して回転する。図５の場合には、
インナーバルブ３０の供給側バルブ溝３０ａは、シリン
ダ４の第１図における左側の圧力室８に接続されたアウ
ターバルブ３２のバルブ溝３２ａとの連通が遮断され、
右側の圧力室１０に接続されたバルブ溝３２ｂとの流路
が拡大する。その結果、シリンダ４の右側圧力室１０内
にオイルポンプＰからの作動油が導入されるとともに、
左側圧力室８内の作動油はタンクＴに還流され、両室
８，１０の圧力差によってピストン６が作動し、セクタ
ギア１４の回転をアシストする。

【００２０】上記舵取ハンドルの操作時には、オイルポ
ンプＰからインナーバルブ３０の供給側バルブ溝３０ａ
へ作動油を供給する通路内の、アウターバルブ３２の供
給穴３２ｃは、インナーバルブ３０の２本の導入溝３０
ｃ，３０ｄの一方（図５の例では３０ｄ）と、その溝の
幅全体で連通するので、作動油の供給通路が絞られない
ため、ミニシリンダ穴４０のプランジャ４２の背面側の
室４０ａ内に導入される油圧が低く、ピストン６を回転
させる力として作用しない。その結果、ラック１２とセ
クタギア１４とは通常の噛合い状態となり、軽快な操舵
感を得ることができる。この実施例に係る動力舵取装置
では、回転手段４４によって、舵取ハンドルの中立位置
付近でラック１２とセクタギア１４との間にプリロード
を付与することにより、高速直進時のふらつきを低減す
ることができる。また、ピストン６に回転力を付与する
プランジャ４２に作用する油圧を調整するための圧力調
整弁（調整手段）３３を、アウターバルブ３２の供給穴
３２ｃとインナーバルブ３０の導入溝３０ｃ，３０ｄと
により構成したので、これら両者３２ｃおよび３０ｃ，
３０ｄの大きさ、形状、配置等を適宜設定することによ
り、中立位置付近においてラック１２とセクタギア１４
との間に発生するプリロードを自由に制御することがで
きる。

【００２１】次に、図６および図７により第２の実施例
について説明する。この実施例は、インテグラル型動力
舵取装置としての基本的構成は上記実施例と同一である
ので、対応する部分には同一の符号を付してその説明を
省略する。セクタシャフト１３のセクタギア１４よりも
アジャスティングスクリュー１５寄りに、別体のカムリ
ング（カム部材）５０が圧入または螺合等により固定さ
れている。このカムリング５０は、図７に示すように、
全体としてほぼ円形をなし、セクタギア１４の中央の歯
１４ｂと対応する位置５０ａがセクタシャフト１３の軸
線０から最も大きい距離を有するように突出している。

【００２２】一方、ピストン６には、上記カムリング５
０と向かい合う位置（より正確には、セクタシャフト１
３の軸線ｏ方向に対しては、図６に示すようにカムリン
グ５０に対応する位置に、ラック１２の長手方向に対し
ては、図７に示すようにセクタギア１４の中央の歯１４
ｂが噛合う中央の歯溝１２ｂに対応する位置）に、ピス
トン６に回転力を付与する回転手段５２が設けられてい
る。この回転手段５２は、セクタシャフト１３の軸線ｏ
に直交する方向に穿設されたミニシリンダ穴５４と、こ
のミニシリンダ穴５４内に進退動可能に挿入したプラン
ジャ５６と、ミニシリンダ穴５４の開口に螺合固定さ
れ、上記プランジャ５６のプッシュロッド５６ａが貫通
される孔５８ａが形成されたストッパ５８と、ミニシリ
ンダ穴５４の内部に配置され、プランジャ５６をセクタ
シャフト１３側に押圧するスプリング６０とを備えてい
る。

【００２３】この実施例では、舵取ハンドルの中立位置
では、セクタギア１４の中央の歯１４ｂがラック１２の
中央の歯溝１２ｂに噛合っているので、回転手段５２の
プランジャ５６は、そのプッシュロッド５６ａの先端が
カムリング５０の突出部５０ａのピークに当り、スプリ
ング６０を撓めてミニシリンダ穴５４の内部側へ押込ま
れる。するとピストン６は、撓められたスプリング６０
の反力によって、図６における反時計回り方向に回転さ
れる。その結果、ラックの１２がセクタギア１４に押付
けられて、両者１２，１４間にプリロードを付与するこ
とができる。このようにピストン６を回転させる回転手
段５２を設け、舵取ハンドルの中立位置においてこの回
転手段５２にピストン６を回転させる力を作用させるよ
うにしたことにより、使用による摩耗等によって、中立
位置におけるプリロードが劣化するおそれがなく、長期
間に亘り、高速時の直進走行の安定性を維持することが
できる。しかも、上記回転手段５２に作用する力をカム
リング５０によって得るようにしたので、その形状を適
宜選定することにより、発生するプリロードの大きさ、
範囲、変化量等を任意に設定することができる。

【００２４】例えば、図８のように突出部１５０ａの先
端に小さい凹部を形成した形状のカムリング１５０を用
いれば、図９に破線ａで示すような直進走行安定性の向
上が可能な特性を得ることもできる。その他、カムリン
グの形状を選択することによって、種々の特性を得るこ
とが可能である。なお、図９の実線ｂは、従来の動力舵
取装置の一般的特性を示す。また、カムリングの形状
は、図７および図８に示すように円形の一部に突起を有
するものに限らず、例えば、円形のリングを、セクタシ
ャフトの軸線からラック側に偏心させて取付けるように
しても同様の効果を奏することができる。。

【００２５】

【考案の効果】以上述べたように、本考案によれば、ピ
ストンに作用して回転力を付与する回転手段と、この回
転力を調整する調整手段とを設け、上記回転手段を、ピ
ストンの側面に設けられた切欠きに当接するプランジャ
と、このプランジャの背面に油圧を供給してピストン側
に押圧する油圧供給手段とから構成するとともに、上記
調整手段を、コントロールバルブの作動角に応じて、プ
ランジャの背面に作用する油圧を調整する圧力調整弁か
ら構成したことにより、舵取ハンドルの中立位置付近に
おいて、ラックとセクタギアとの間に半永久的に劣化す
るおそれのないプリロードを付与することができるとと
もに、発生するプリロードを自由に設定することが可能
になる。また、第２の考案によれば、上記回転手段を、
ピストン内に形成された穴内に摺動自在に嵌合され、そ
の先端のロッドがセクタギア側に突出したプランジャ
と、このプランジャをセクタギア側に押圧するスプリン
グとから構成するとともに、調整手段として、上記セク
タギアのシャフトの外周に別体のカム部材を固定するこ
とにより、上記プランジャのロッドが弾接されるカムを
設けたことにより、上記第１の考案と同様の効果を奏す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例に係るインテグラル型動力舵
取装置のギア部の縦断面図である。

【図２】図１に示すインテグラル型動力舵取装置のギア
部の左側に一体的に連結されたコントロールバルブ部を
拡大して示す縦断面図である。

【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。

【図４】コントロールバルブの中立状態を示す展開図で
ある。

【図５】コントロールバルブの作動時を示す展開図であ
る。

【図６】第２の実施例に係るインテグラル型動力舵取装
置の図３に対応する横断面図である。

【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図である。

【図８】図２の実施例の変形例を示す図７に対応する図
である。

【図９】図８の実施例の特性を説明する線図である。

【符号の説明】

４ シリンダ ６ ピストン ８ シリンダの圧力室 １０ シリンダの圧力室 １２ ラック １４ セクタギア ３３ 調整手段 ３４ コントロールバルブ ４４ 回転手段

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダ内に摺動自在に嵌合されて、こ
   のシリンダ内を２つの圧力室に区画するピストンと、こ
   のピストンの側面に形成されたラックと、このラックに
   噛合い、ピストンの往復動に伴って正逆回動されるセク
   タギアとを備え、舵取ハンドルの操作によってコントロ
   ールバルブを切換えて両圧力室に圧力流体を給排するイ
   ンテグラル型動力舵取装置において、上記ピストンに作
   用して、舵取ハンドルの中立位置付近でピストンに回転
   力を付与する回転手段と、この回転力を調整する調整手
   段とを設け、上記回転手段を、ピストンの側面に設けら
   れた切欠きに当接するプランジャと、このプランジャの
   背面に油圧を供給してピストン側に押圧する油圧供給手
   段とから構成するとともに、上記調整手段を、コントロ
   ールバルブの作動角に応じて、プランジャの背面に作用
   する油圧を調整する圧力調整弁から構成したことを特徴
   とするインテグラル型動力舵取装置。
2. 【請求項２】 シリンダ内に摺動自在に嵌合されて、こ
   のシリンダ内を２つの圧力室に区画するピストンと、こ
   のピストンの側面に形成されたラックと、このラックに
   噛合い、ピストンの往復動に伴って正逆回動されるセク
   タギアとを備え、舵取ハンドルの操作によってコントロ
   ールバルブを切換えて両圧力室に圧力流体を給排するイ
   ンテグラル型動力舵取装置において、上記ピストンに作
   用して、舵取ハンドルの中立位置付近でピストンに回転
   力を付与する回転手段と、この回転力を調整する調整手
   段とを設け、上記回転手段を、ピストン内に形成された
   穴内に摺動自在に嵌合され、その先端のロッドがセクタ
   ギア側に突出したプランジャと、このプランジャをセク
   タギア側に押圧するスプリングとから構成するととも
   に、調整手段として、上記セクタギアのシャフトの外周
   に別体のカム部材を固定することにより、上記プランジ
   ャのロッドが弾接されるカムを設けたことを特徴とする
   インテグラル型動力舵取装置。