JP2850146B2 - インテグラル型動力舵取装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は動力舵取装置に係り、得に、インテグラル型
の動力舵取装置に関するものである。

〔従来の技術〕

インテグラル型動力舵取装置は、ギアハウジングに設
けられたシリンダ内にピストンを往復動可能に嵌合さ
せ、このピストンに形成したラックに、操向車輪に連動
するセクタギアを噛み合わせるとともに、ピストン内に
ボールねじを介して螺合されたウォーム軸（出力軸）
と、舵取ハンドルによって回転操作されるスタブ軸（入
力軸）とを同一軸線上に配置してトーションバーによっ
て両軸を連結し、かつ、両軸にそれぞれ設けた弁部材か
ら成るコントロールバルブによって油路を切換えて上記
ピストンを作動させ、操舵力を補助するようになってい
る。

この動力舵取装置には、運転者に操向抵抗を感知させ
るために、反力室に油圧を作用させて操舵反力を発生さ
せる反力機構が設けられている。この反力機構は、通
常、車両の操行速度に応じて反力を生じさせるようにな
っており、車両の停止時または低速走行時には軽く、高
速走行時には比較的重く安定した操舵感が得られるよう
にしている。

上記インテグラル型動力舵取装置にこのような反力機
構を設けたものが従来から知られている（特公昭48−14
743号）。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来のインテグラル型動力舵取装置では、スタブ
軸とウォーム軸にそれぞれ筒状の弁部材をピンにより連
結させてコントロールバルブを構成しており、反力機構
はこれら両弁部材間に設けられている。このように反力
機構部がピン結合のため強度上の問題があり、また、コ
ントロールバルブ部外周に反力機構部があることにより
反力室の大きさにも制限があるため、所望の操舵反力を
得られない場合があった。

本発明は上記問題点に鑑みなされたもので、強度上の
問題がなく、しかも充分な大きさの反力室を有するイン
テグラル型動力舵取装置を提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係るインテグラル型動力舵取装置は、舵取ハ
ンドルによって回転されるスタブ軸と、このスタブ軸と
同一軸線上に配置されたウオーム軸と、これら両軸とそ
れぞれ一体回転可能に設けられた弁部材から成るコント
ロールバルブと、上記ウオーム軸にボールねじを介して
嵌合され、ギアハウジングに設けられたシリンダ内を往
復動するピストンと、このピストンに形成されたラック
に噛み合い、ピストンの往復動に伴って回転するセクタ
ギアとを備えており、得に、上記ウオーム軸を、この軸
に一体に加工した支持部を有する２個所のボール軸受で
支持し、かつ、これら２個所のボール軸受の間に形成し
た孔内に反力プランジャを摺動可能に嵌合させ、スタブ
軸の外周に形成した係合部にこの反力プランジャを係合
させるとともに、反力プランジャの背面側に油圧源から
の吐出油圧を作用させるようにしたものである。

〔作用〕

本発明に係るインテグラル型動力舵取装置では、舵取
ハンドルによってスタブ軸が回転され、ウォーム軸との
間に相対回転変異が生ずると、スタブ軸の係合部に押さ
れて後退した反力プランジャの背面側に作用する油圧に
よって両軸を中立位置に押し戻そうとする力が働き、こ
の力が操舵反力として舵取ハンドルに伝達される。

〔実施例〕

以下、図示実施例により本発明を説明する。第１図は
本発明の一実施例に係るインテグラル型動力舵取装置の
縦断面図であり、ギアハウジング（２）内のシリンダ部
（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）の側面（第１図における下面）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
向車輪に連動するセクタギア（14）が噛合わされ、ピス
トン（６）の往復動に伴なって正逆回転するようになっ
ている。

上記ピストン（６）の軸心部の孔（16）にはボールね
じ溝（18）が螺設され、溝（18）内の多数のボール（1
9）を介してウオーム軸（出力軸）（20）が螺合されて
回動可能に支持されている。ギアハウジング（２）の一
端には、バルブハウジング（22）の円筒部（22a）が嵌
合され、ボルト（24）によって固定されている。このバ
ルブハウジング（22）内には上記ウォーム軸（20）と軸
線を一致させてスタブ軸（入力軸）（26）が配設されて
いる。ウォーム軸（20）のスタブ軸（26）側端部には、
大径の筒部（20a）が形成され、この筒部（20a）内に、
スタブ軸（26）の先端部がベアリング（28）を介して嵌
合している。これら両軸（20），（26）は、それらの軸
心の孔内に挿通されたトーションバー（30）によって連
結されている。また、ウォーム軸（20）の内面とスタブ
軸（26）の外面には、両軸（20），（26）の所定量の相
対回転を許容するとともに、それ以上の回転は規制する
ようにフェイルセーフ（32）が形成されている。なお、
スタブ軸（26）は図示しない舵取ハンドルに連結されて
回転される。

スタブ軸（26）の中央部外周面には直接弁ロータ（内
側弁部材）（34）が形成され、その外周に弁スリーブ
（外側弁部材）（36）が嵌合されている。この弁スリー
ブ（36）は、ピン（38）を介してウォーム軸（20）に連
結され一体的に回転するようになっており、これら弁ロ
ータ（34）および弁スリーブ（36）によってロータリタ
イプのコントロールバルブ（40）が構成されている。

コントロールバルブ（40）は、バルブハウジング（2
2）に形成された供給口（42）を介してオイルポンプ
に、そして環流口（44）を介してタンクに連通してお
り、舵取ハンドルの操作によってこのコントロールバル
ブ（40）が切換作動されると、オイルポンプから吐出さ
れた圧油は、圧力室（８），（10）の一方に供給される
とともに、他方の圧力室がタンクに連通されて両室間に
圧力室が生じ、この圧力差でピストン（６）を作動させ
て操舵方向に補助力を付与するようになっている。

ウォーム軸（20）の大径筒部（20a）のスタブ軸（2
6）側端部は、弁スリーブ（36）の外周に嵌合するとと
もに、ウォーム軸（20）およびスタブ軸（26）の両者を
バルブハウジング（22）に対して回転自在に支持するボ
ールベアリング（46）のインナーレース（46a）を構成
している。このボールベアリング（46）のアウターレー
ス（46b）は、ウォーム軸（20）の筒部（20a）外周面と
バルブハウジング（22）の円筒部（22a）との間に挿入
されねじ（48）により固定されたアジャスティングプラ
グ（50）によってバルブハウジング（22）の底部に保持
されている。

ウォーム軸（20）とスタブ軸（26）とが嵌合している
部分のシリンダ寄りには反力機構（51）が設けられてお
り、この反力機構（51）について第１図および第２図に
より詳細に説明する。スタブ軸（26）外周の対称位置に
２つの突起（52）が形成されており、ウォーム軸（20）
には、これら２つの突起（52）の両側面に対して直交す
る方向から孔（54）が形成され、これら各孔（54）内に
それぞれ反力プランジャ（56）が摺動自在に密嵌してい
る。

上記アジャスティングプラグ（50）の、反力機構（5
1）の周囲に位置する部分の内面には環状溝（50a）が形
成され、この環状溝（50a）の両側にシール部材（58）
が装着されている。なお、このシール部材（58）の外周
にＯリングを装着しても良い。また、アジャスティング
プラグ（50）の外周面とバルブハウジング（22）の内周
面との間には、環状の空間（60）が形成され、この空間
（60）のシリンダ（４）寄りに０リング（62）が装着さ
れている。さらに、バルブハウジング（22）の円筒部
（22a）の外周面に環状溝（22b）が形成され、この環状
溝（22b）の両側に０リング（64）が装着されている。

また、この環状溝（22b）には、ギアハウジング
（２）に形成された導入口（図示せず）を介して油圧源
からの圧油が導入されるようになっている。そして、バ
ルブハウジング（22）には、バルブハウジングの外周側
環状溝（22b）と、内周側の環状空間（60）とを連通す
る通路穴（22c）が、アジャスティングプラグ（50）に
は、上記環状空間（60）とアジャスティングプラグ（5
0）内周側の環状溝（50a）とを連通する通路穴（50b）
が設けられている。従って、バルブハウジング（22）の
環状溝（22b）に導入された圧油は、通路穴（22c）、環
状空間（60）、通路穴（50b）および環状溝（50a）を介
して反力ブランジャ（56）の背面側に導入される。な
お、上記油圧源は、パワーステアリング装置と共通のポ
ンプでも良く、または別個の車速に応じて吐出量の増減
するサブポンプ等を用いても良い。

次に、上記構成に係る動力舵取装置の作動について説
明する。舵取ハンドルの操作によってスタブ軸（26）が
回転すると、このスタブ軸（26）とウォーム軸（20）と
の間に相対回転変位を生じ、これに伴い、スタブ軸（2
6）に形成された弁ロータ（34）とウォーム軸（20）に
連結された弁スリーブ（36）との間にも相対回転変位が
生じてコントロールバルブ（40）内の流路が切換えら
れ、シリンダ（４）内の２つの圧力室（８），（10）の
一方がオイルポンプに、他方がタンクに連通してピスト
ン（６）が移動することにより動力舵取装置としての作
動が行われる。

上記のようにスタブ軸（26）とウォーム軸（20）とが
相対的に回転すると、反力機構（51）を構成するスタブ
軸（26）の突起（52）が、その両側向かい合う反力プラ
ンジャ（56）の一方を押圧して後退させる。各反力プラ
ンジャ（56）の背面側には、車速の上昇に応じて吐出量
の増大するオイルポンプから吐出された圧油が、環状溝
（22b）、通路穴（22c）、環状の空間（60）、通路穴
（50b）および環状溝（50a）を介して導入されているた
め、その油圧によって、押圧されて後退している反力プ
ランジャ（56）が、スタブ軸（26）の突起（52）を中立
位置（第２図の状態）に押し戻そうとする回転力を与え
る。この回転力が舵取ハンドルに操舵反力として伝達さ
れ、高速走行時の操舵安定性を向上させることができ
る。

本実施例装置では、スタブ軸（26）とウォーム軸（2
0）との間に反力機構（51）を設けたので強度上の問題
がなく、しかも、ウォーム軸（20）に、反力プランジャ
（62）に作用する油圧を導入する油圧反力室を設けたの
で、この反力室を大きくすることが可能となり、各走行
条件におけるハンドル操舵力の設定の自由度を増すこと
ができる。また、バルブハウジング（22）の外周に環状
溝（22b）を形成したことにより、全周上どこからでも
油圧を導入することができる。さらに、上記構成では、
反力機構を持たないインテグラル型動力舵取装置と基本
構造を同一にすることができ、反力機構を設けることに
よるデメリットがなく、しかも、大型化するおそれもな
い。

第３図および第４図は第２の実施例を示すもので、反
力機構（151）の構成を除き上記実施例と同一であるの
で同一の部分には同一の符号を付してその説明を省略す
る。本実施例では、スタブ軸（26）の外周に環状の大径
部（102）が形成され、この大径部（102）に円周方向等
間隔で４個所の凹部（104）が設けられている。これら
凹部（104）は２つの傾斜面から成っている。一方、ウ
ォーム軸（20）の大径部（20a）には、円周方向等間隔
で４個の直径方向に貫通する穴（106）が形成され、こ
れら各貫通穴（106）内にそれぞれ、ボール（108）を備
えた反力プランジャ（110）が摺動自在に密嵌してい
る。これら各反力プランジャ（110）の背面側には、上
記実施例と同様に油圧が作用するようになっている。

本実施例装置では、スタブ軸（26）とウォーム軸（2
0）とが相対的に回転すると、各ボール（108）の中心が
各凹部（104）の中央からずれ、凹部（104）の傾斜面に
よって押し上げられる。上記実施例と同様に反力プラン
ジャ（110）の背面に作用する油圧によってボール（10
8）が凹部（104）の傾斜面を押して中立位置に戻そうと
する力が働き、この力が操舵反力としてハンドルに伝達
される。この動力舵取装置も上記実施例と同様の効果を
奏しうることは勿論である。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、インテグラル型動
力舵取装置のスタブ軸とウォーム軸との間に反力機構を
設けたことにより高速走行中の操舵安定性を向上させる
ことができ、しかも強度の高い反力機構を得ることがで
き、大型化も避けることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明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、第２図は反力機構の横断面図、第３
図および第４図はそれぞれ第２実施例の第１図および第
２図に対応する図である。 （２）……ギアハウジング （４）……シリンダ （６）……ピストン （12）……ラック （14）……セクタギア （20）……ウォーム軸 （26）……スタブ軸 （34），（36）……弁部材 （40）……コントロールバルブ （52）……スタブ軸の係合部 （54）……ウォーム軸の孔 （56）……反力プランジャ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】舵取ハンドルによって回転されるスタブ軸
   と、このスタブ軸と同一軸線上に配置されたウオーム軸
   と、これら両軸とそれぞれ一体回転可能に設けられた弁
   部材から成るコントロールバルブと、上記ウオーム軸に
   ボールねじを介して嵌合され、ギアハウジングに設けら
   れたシリンダ内を往復動するピストンと、このピストン
   に形成されたラックに噛み合い、ピストンの往復動に伴
   って回転するセクタギアとを備えたインテグラル型動力
   舵取装置において、上記ウオーム軸を、この軸に一体に
   加工した支持部を有する２個所のボール軸受で支持し、
   かつ、これら２個所のボール軸受の間に形成した孔内に
   反力プランジャを摺動可能に嵌合させ、スタブ軸の外周
   に形成した係合部にこの反力プランジャを係合させると
   ともに、反力プランジャの背面側に油圧源からの吐出油
   圧を作用させることを特徴とするインテグラル型動力舵
   取装置。