JPH02258474A - ラック・アンド・ピニオン型パワー・ステアリング - Google Patents

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】 産業上の利用分野 この発明は、自動車、特に、トランクやバスに使用され
るラック・アンド・ピニオン型パワー・ステアリングに
関する。

背景技術 通常、この種のランク・アンド・ピニオン型パワー・ス
テアリングでは、ブースタが自動車の最大積載量に応じ
て製作されるので、ステアリング部品が、例えば、中型
車から大型車までに共通化することが困難であった。

発明の目的・課題 この発明の目的・課題は、異なったステアリング出力に
自由に対応可能にして、ステアリング部品の共通化を容
易にするに、加えて、ステアリング・リンクをシャシの
左右方向の中央に配置可能にして、トラックやバスに自
由に採用可能にするところのラック・アンド・ピニオン
型パワー・ステアリングの提供にある。

目的・課題に係る構成上の発明の概要：請求する発明の
内容 上述の目的・課題に関連して、この発明のラック・アン
ド・ピニオン型パワー・ステアリングは、内部にシリン
ダ・ボアを備えるシリンダ・ボディ、そのシリンダ・ボ
アに往復摺動可能に嵌め込まれてそのシリンダ・ボアに
一対のシリンダ室を区画するピストン、および、一端を
そのピストンに固定的に連結させ、かつ、そのシリンダ
・ボディのロッド・カバーにおいて、他端側をそのシリ
ンダ・ボディに出し入れ可能にしてその他端にラックを
有するラックド・ピストン・ロッドよりなるブースタと
、内部にそのラックド・ピストン・ロッドを収納し、そ
して、そのロッド・カバーに取り外し可能に組み付けら
れるラック・アンド・ピニオン・ケーシングと、所定の
位置において、そのラック・アンド・ピニオン・ケーシ
ングに組み付けられ、そして、コントロール・バルブ・
シャフトでバルブ切換え動作されてそのブースタの一対
のシリンダ室に圧油を選択的に給徘するコントロール・
バルブと、そのラック・アンド・ピニオン・ケーシング
内において、そのラックド・ピストン・ロッドのラック
に噛み合わせられ、そして、そのコントロール・バルブ
・シャフトにトーション・バーを介して連結されてその
ブースタの操作量をそのコントロール・バルブにフィー
ド・バックさせるピニオンとを含んで構成され、そのラ
ック・アンド・ピニオン・ケーシングをそのブースタに
組み付けおよび取り外し可能にし、異なったステアリン
グ出力のブースタをそのラック・アンド・ピニオン・ケ
ーシングに組み合わせ可能にするところにある。

具体例の説明 以下、この発明のラック・アンド・ピニオン型パワー・
ステアリングの特定された具体例について、図面を参照
して説明する。

図は、独立懸架装置（図示せず）でフレーム（図示せず
）の前方を一対の前輪（図示せず）に支持させたところ
のティルト・キャブ型トラック（図示せず）に適用され
たこの発明のラック・アンド・ピニオン型パワー・ステ
アリング１０を一部を省いて示している。

そのパワー・ステアリング１０は、ブースタ１１と、ラ
ック・アンド・ピニオン・ケーシング１２と、コントロ
ール・バルブ１３と、ピニオン１４と、オイル・ポンプ
１５と、オイル・リザーバ１６と、フロー・コントロー
ル・バルブ１７とを含んで製作された。

また、このパワー・ステアリング１０では、そのブース
タ１１、コントロール・バルブ１３、オイル・ポンプ１
５、オイル・リザーバ１６、およびフロー・コントロー
ル・バルブ１７が、供給側油圧配管２０、戻り側油圧配
管２１、および連通油圧配管２２．２３で油圧回路に接
続され、そして、そのフロー・コントロール・バルブ１
７が、ブースタ・バイパス２４でその戻り側油圧配管２
１に接続されである。

そのブースタ１１は、内部にシリンダ・ボア３１を備え
たシリンダ・ボディ３０と、そのシリンダ・ボア３１内
に往復摺動可能に嵌め合わせられ、そして、そのシリン
ダ・ボア３１内に一対のシリンダ室３４．３５を区画し
たピストン３２と、そのピストン３２に一端を固定的に
連結し、かつ、そのシリンダ・ボディ３０のロッド・カ
バー３８において、他端側をそのシリンダ・ボディ３０
に出し入れ可能にして、そのロッド・カバー３８の外側
に伸長させ、そして、その伸長された他端部分にラック
４１を形成したラックド・ピストン・ロッド３３とを含
み、そのシリンダ・ボディ３０が、そのフレームの最前
端にねし止めされて、そのトラックに配置された。

そのシリンダ・ボディ３０は、シリンダ・チューブ３６
と、ヘッド・カバー３７と、ロッド・カバー３８とより
組み立てられ、そのヘッド・カバー３７およびロッド・
カバー３８にそれぞれオイル・ボー１−３９．４０が形
成されである。勿論、そのオイル・ボート３９４０は、
そのシリンダ室３４．３５に対応されて開口され、そし
て、その連通油圧配管２２．２３でそのコントロール・
バルブ１３のシリンダ・ポート６３．６４に接続されで
ある。

そのラックド・ピストン・ロッド３３は、長さ方向の中
間にかしめて固定された一対の支柱ビン４２．４３を備
えている。勿論、その支柱ビン４２゜４３の先端は、そ
のラック・アンド・ピニオン・ケーシング１２のスリッ
ト４日から外側に突き出され、そして、ブースタ側リン
ク・ロッド１８゜１９をボール・ジヨイント結合しであ
る。

そのブースタ側リンク・ロッド１８，１９は、それぞれ
揺動リンク（図示せず）、および、前輪側リンク・ロッ
ド（図示せず）を介して対応された前輪軸（図示せず）
に連結され、そのブースタ１′１の出力をその前輪軸に
伝達可能にしである。

また、そのラックド・ピストン・ロッド３３のランク４
１は、そのう・ンク・アンド・ピニオン・ケーシング１
２の先端部分内に置かれである。

そのラック・アンド・ピニオン・ケーシング１２は、ロ
ッド・ケーシング４４とギア・ハウジング４５とより組
み立てられである。

そのロッド・ケーシング４４は、一端に大きいフランジ
４６を、他端に小さいフランジ４７をそれぞれ備え、そ
の大きいフランジ４６をそのシリンダ・ボディ３０のロ
ッド・カバー３８に取り外し可能にボルト締めされてそ
のシリンダ・ボディ３０に組み付けられたところのバイ
ブ構造に製作された。

そして、そのスリット４８は、そのロッド・ケーシング
４４に形成された。

そのギア・ハウジング４５は、一端を開口し、他端を塞
いだ長穴４９を備え、そして、その一端にフランジ５０
を備えて鋳造され、そのフランジ５０をそのロッド・ケ
ーシング４４の小さいフランジ４７に取り外し可能にボ
ルト締めされたところの構造に製作された。

また、このギア・ハウジング４５は、そのラックド・ピ
ストン・ロッド３３のラック４１に噛み合わせられると
ころのそのピニオン１４を嵌め込むピニオン・ボア５１
を備え、そして、そのピニオン・ボア５１が開口された
ところに取付は座面５２が形成されである。

そのように、そのラック・アンド・ピニオン・ケーシン
グ１２が、そのロッド・ケーシング４４およびギア・ハ
ウジング４５から組み立てられたので、そのラックド・
ピストン・ロッド３３のラック４１は、そのロッド・ケ
ーシング４４の先端部分およびギア・ハウジング４５内
に置かれである。

そのコントロール・バルブ１３は、ロータリ型に製作さ
れ、そして、そのギア・ハウジング４５の取付は座面５
２にボルト締めされた。

このロータリ型コントロール・バルブ１３は、内部にバ
ルブ・ボア５４を備えて、そのラック・アンド・ピニオ
ン・ケーシング１２のギア・ハウジング４５に組み付け
られたコントロール・バルブ・ハウジング５３と、その
バルブ・ボア５４内に嵌め込まれたロータリ・バルブ５
５と、そのロータリ・バルブ５５の内側に嵌め合わせら
れたコントロール・バルブ・シャフト５６と、そのコン
トロール・バルブ・シャフト５６の内側に配置されて、
一端をそのコントロール・バルブ・シャフト５６の根元
にビン５８で廻り止め結合させたトーション・バー５７
とを含み、そして、そのトーション・バー５７の他端お
よびロークリ・バルブ５５が、そのラック４１に噛み合
わせられたそのピニオン１４にピン５９．６０でそれぞ
れ廻り止め結合されてそのブースタ１１の操作量がフィ
ード・バックされるところに組み立てられた。

また、このコントロール・バルブ１３は、そのコントロ
ール・バルブ・ハウジング５３にポンプ・ボート６１、
タンク・ボート６２、およびシリンダ・ボート６３．６
４を形成し、そのポンプ・ボート６１をそのオイル・ポ
ンプ１５の吐出し口にその供給側油圧配管２０で、その
タンク・ボート６２をそのオイル・リザーバ１６にその
戻り側油圧配管２１でそれぞれ接続し、また、そのシリ
ンダ・ボー）６３．６４をそのブースタ１１のオイル・
ボート３９．４０にその連通油圧配管２２゜２３で接続
させ、そして、そのコントロール・バルブ・シャフト５
６がステアリング・シャフト（図示せず）に連結されで
あるので、そのコントロール・バルブ・シャフト５６が
ステアリング・ホイール（図示せず）で操作されると、
そのブースタ１１に給徘される圧油を方向制御する。す
なわち、そのコントロール・バルブ１３は、そのコント
ロール・バルブ・シャフト５６が、そのステアリング・
ホイールでそのロークリ・バルブ５５内に回転されると
、それに伴って、そのオイル・ポンプ１５から吐き出さ
れ、そのフロー・コントロール・バルブ１７で流Ｍ’Ｆ
Ｍ整された圧油をそのブースタ１１のシリンダ室３４．
３５に選択的に供給し、同時に、そのブースタ１１のシ
リンダ室３４．３５の圧油をそのオイル・リザーバ１６
に選択的に戻す。

そのように、そのコントロール・バルブ１３が、そのラ
ックド・ピストン・ロッド３３のラック４１に噛み合わ
せられたそのピニオン１４でそのピストン３２の動きを
そのロータリ・バルブ５５およびトーション・バー５７
の他端にフィード・バンクさせるところにそのブースタ
１１に組み合わせられたので、このパワー・ステアリン
グ１０は、そのピニオン１４およびラック４１によって
、バリアプル・レシオおよびゲイン・アンド・フェーズ
・コントロールが容易になり、−層、操作がしやすくな
り、そして、操作に対する応答性を一層向上させること
が可能になった。

そのピニオン１４は、そのギア・ハウジング４５のピニ
オン・ボア５１に嵌め合わせられてそのラノクド・ピス
トン・ロッド３３のラック４１に噛み合わせられ、そし
て、そのコントロール・バルブ１３のトーション・バー
５７の他端およびロークリ・バルブ５５にピン５９．６
０で廻り止め結合されである。

そのように組み合わせられたそのピニオン１４は、その
ブースタ１１の操作量をそのロータリ・バルブ５５にフ
ィード・バックさせる。また、このピニオン１４は、そ
のラックド・ピストン・ロッド３３のラック４１に噛み
合わせらる結果、前述されたように、バリアプル・レシ
オが容易に選択可能になり、そのブースタ１１のゲイン
・アンド・フェーズ・コントロールが容易になり、−ｉ
、操作がしやすくなり、そして、操作に対する応答性を
一層向上させることを可能にする。

そのオイル・ポンプ１５は、通常のパワー・ステアリン
グに使用されるオイル・ポンプと同様に製作され、そし
て、その供給側油圧配管に配置されである。勿論、この
オイル・ポンプ１５は、そのトラックに搭載されたディ
ーゼル・エンジン（図示せず）で駆動され、そのオイル
・リザーバ１６から油を汲み上げ、加圧し、そのディー
ゼルエンジンの回転数にほぼ比例した圧油の吐出量が得
られるようにしである。

そのフロー・コントロール・バルブ１７は、通常のパワ
ー・ステアリングに使用されるフロー・コントロール・
バルブと同様に製作されて、そのオイル・ポンプ１５と
そのコントロール・バルブ１３との間で、その供給側油
圧配管２０に配置され、そして、そのブースタ・バイパ
ス２４でその戻り側油圧配管２１に接続されである。勿
論、このフロー・コントロール・バルブ１７は、そのオ
イル・ポンプ１５からそのコントロール・バルブ１３に
流れる圧油の流量を調整し、その圧油の余剰流量をその
オイル・リザーバ１６にそのブースタ・バイパス２４を
経て戻す。

次に、上述されたそのラック・アンド・ピニオン型パワ
ー・ステアリング１０の動作をそのトラックの走行状態
に関連して説明する。

今、そのトラックが、直線道路上に走行されていると、
そのオイル・ポンプ１５は、そのディーゼル・エンジン
で駆動されているので、そのオイル・ポンプ１５から吐
き出された圧油は、そのフロー・コントロール・バルブ
１７で流ｆｆｌ　１１　整され、所定の圧油の流量がそ
の供給側油圧配管２０に流れてそのコントロール・バル
ブ１３に送られる。

そして、その圧油は、そのコントロール・バルブ・シャ
フト５６が、ニュートラル位置に置かれているので、そ
のポンプ・ボート６１、タンク・ボート６２、および、
戻り側油圧配管２１を経て、そのオイル・リザーバ１６
に戻され、そのブースタ１１においては、図示されたよ
うに、ニュートラル位置に保持されている。

そのような走行状態から、そのトラックが、その道路に
沿って旋回しようとすると、そのステアリング・ホイー
ルが旋回方向に回転される。

そのように、そのステアリング・ホイールが回転される
と、そのコントロール・バルブ１３においては、そのコ
ントロール・バルブ・シャフト５６が、そのステアリン
グ・シャフトを介してそのステアリング・ホイールで操
作され、そのロータリ・バルブ５５内に摺動的に回転さ
れる。

そのコントロール・バルブ・シャフト５６の回転方向に
応じて、そのオイル・ポンプ１５から吐き出され、その
供給側油圧配管２０を経てそのフロー・コントロール・
バルブ１７に流れ、そして、そのフロー・コントロール
・バルブ１７でｍ　ｆｆｉ　８Ｊ１整された圧油は、そ
のブースタ１１の一対のシリンダ室３４．３５の何れか
一方にその連通油圧配管２２．２３の何れか一方を経て
送られ、同時に、その一対のシリンダ室３４．３５の何
れか他方内の圧油は、その連通油圧配管２２．２３の何
れか他方および戻り側油圧配管２１を経てそのオイル・
リザーバ１６に戻される。

その結果、そのブースタ１１では、そのピストン３２が
、その一対のシリンダ室３４．３５の何れか一方からそ
の一対のシリンダ室３１．３５の何れか他方に摺動され
、そのような方向において、操舵力が発生される。

そのように操舵力が発生されると、すなわち、そのよう
にしてそのピストン３２が摺動されると、そのラックド
・ピストン・ロッド３３が、そのピストン３２に伴われ
て動かされるので、そのランクド・ピストン・ロッド３
３の他端側がそのブースタ１１のシリンダ・ボディ３０
のロッド・カバー３８において、外側に押し出されるか
、若しくは、そのシリンダ・ボディ３０のロッド・カバ
ー３８において、内側に引っ込められ、その結果、その
ラソクド・ピストン・ロッド３３の支柱ビン４２１３に
ボール・ジヨイント結合されたその一対のブースタ側リ
ンク・ロッド１８．１９は、そのトラックのフレームの
横方向において、左右方向の何れか一方に移動される。

そのブースタ側リンク・ロッド１８．１９の動き、すな
わち、そのブースタ１１に発生された操舵力は、順次、
その揺動リンク、および、前輪側リンク・ロッドを経て
その前輪軸のステアリング・アーム（図示せず）に伝達
され、その前輪軸に回転可能に支持された前輪（図示せ
ず）は、そのトラックの旋回方向に操舵される。

一方、そのピストン３２の動きに応じて、そのラノクド
・ピストン・ロッド３３のランク４１が、そのピニオン
１４を回転させ、そのピストン３２の動きをそのローク
リ・バルブ５５にフィード・バックさせるので、そのピ
ストン３２は、そのコントロール・バルブ・シャフト５
６の回転に対応された位置において、そのシリンダ・ボ
ア３１内に保持される。すなわち、そのピストン３２は
、そのステアリング・ホイールの回転に対応された位置
において、そのシリンダ・ボア３１内に保持される。

前述されたランク・アンド・ピニオン型パワー・ステア
リング１０では、ロークリ型コントロール・バルブ１３
が使用されたが、このロークリ型コントロール・バルブ
１３は、スプール型コントロール・バルブに置き換え可
能である。

発明の利便・利益 上述から理解されるように、既に提案され、使用されて
きているところの自ｖＪ車のパワー・ステアリングに比
較していえば、この発明のラック・アント・ピニオン型
パワー・ステアリングは、内部にシリンダ・ボアを備え
るシリンダ・ボディ、そのシリンダ・ボアに往復摺動可
能に嵌め込まれてそのシリンダ・ボアに一対のシリンダ
室を区画するピストン、および、一端をそのピストンに
固定的に連結させ、かつ、そのシリンダ・ボディのロッ
ド・カバーにおいて、他端側をそのシリンダ・ボディに
出し入れ可能にしてその他端にラックを有するラックド
・ピストン・ロッドよりなるブースタと、内部にそのラ
ックド・ピストン・ロッドを収納し、そして、そのロッ
ド・カバーに取り外し可能に組み付けられるラック・ア
ンド・ピニオン・ケーシングと、所定の位置において、
そのラック・アンド・ピニオン・ケーシングに組み付け
られ、そして、コントロール・バルブ・シャフトでバル
ブ切換え動作されてそのブースタの一対のシリンダ室に
圧油を選択的に給徘するコントロール・バルブと、その
ラック・アンド・ピニオン・ケーシング内において、そ
のラックド・ピストン・ロッドのラックに噛み合わせら
れ、そして、そのコントロール・バルブ・シャフトにト
ーション・バーを介して連結されてそのブースタの操作
量ヲそのコントロール・バルブにフィード・バックさせ
るピニオンとを含んで構成されるので、この発明のラッ
ク・アンド・ピニオン型パワー・ステアリングでは、異
なったステアリング出力のブースタがそのラック・アン
ド・ピニオン・ケーシングに組み合わせ可能になり、中
型から大型までの自動車において、ステアリング部品の
共通化が図られ、また、ステアリング・リンクがシャシ
の左右方向の中央に配置可能になり、それに伴って、ト
ラックやバスに採用することが非常に自由になり、その
ようにして、車両搭載の自由度が拡大され、トラックや
バスにとって極めて有用であり、実用的である。

発明と具体例との関係 先のように、図面を参照しながら説明されたこの発明の
具体例からして、この発明の属する技術の分野における
通常の知識を有する者にとって、種々の設計的修正や変
更は容易に行われることであり、さらには、この発明の
内容が、その発明の課題を遂行ならしめる発明の成立に
必須であり、その発明の性質であるその発明の技術的本
質に由来し、そして、それを内在させると客観的に認め
られる態様に容易に置き換えられる。

【図面の簡単な説明】

図は、独立懸架装置を使用したところのティルト・キャ
ブ型トラックに適用されたこの発明のラック・アンド・
ピニオン型パワー・ステアリングの継断面図である。 １１・・・ブースタ、１２・・・ラック・アンド・ピニ
オン・ケーシング、１３・・・コントロール・バルブ、
１４・・・ピニオン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）内部にシリンダ・ボアを備えるシリンダ・ボディ
   、そのシリンダ・ボアに往復摺動可能に嵌め込まれてそ
   のシリンダ・ボアに一対のシリンダ室を区画するピスト
   ン、および、一端をそのピストンに固定的に連結させ、
   かつ、そのシリンダ・ボディのロッド・カバーにおいて
   、他端側をそのシリンダ・ボディに出し入れ可能にして
   その他端にラックを有するラックド・ピストン・ロッド
   よりなるブースタと、 内部にそのラックド・ピストン・ロッドを収納し、そし
   て、そのロッド・カバーに取り外し可能に組み付けられ
   るラック・アンド・ピニオン・ケーシングと、 所定の位置において、そのラック・アンド・ピニオン・
   ケーシングに組み付けられ、そして、コントロール・バ
   ルブ・シャフトでバルブ切換え動作されてそのブースタ
   の一対のシリンダ室に圧油を選択的に給徘するコントロ
   ール・バルブと、そのラック・アンド・ピニオン・ケー
   シング内において、そのラックド・ピストン・ロッドの
   ラックに噛み合わせられ、そして、そのコントロール・
   バルブ・シャフトにトーション・バーを介して連結され
   てそのブースタの操作量をそのコントロール・バルブに
   フィード・バックさせるピニオン とを含むラック・アンド・ピニオン型パワー・ステアリ
   ング。