JPH0260554B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、プレート型弁機構を備えた動力操向
装置に関する。

従来の動力操向装置には、スプール式の弁機構
が多用されているが、これは、弁機構自体が複雑
で比較的長大となるばかりでなく、弁機構が高精
度の寸法を必要とし、したがつて、高価となる欠
点がある。

本発明は、このような欠点を有する従来のスプ
ール式弁機構とは全く異なる、新規なプレート型
弁機構をもつた動力操向装置を提案するものであ
り、弁機構の構成の簡素化、小型化を図るととも
に、作動油の油路をもつたバルブプレートの回動
を円滑にし、また、前記バルブプレートの回動摺
接面からの作動油の洩れを極力防止して、ポンプ
から送り出される油量の全部を操舵助勢力として
有効に利用できるようにした、動力操向装置を提
案するものである。

以下、本発明の実施例を図面と共に詳述する。

第１図は本発明の実施例を示す動力操向装置の
要部断面図である。即ち、本発明に係る動力操向
装置は、ピストン１によつてシリンダ２内を第１
作動室３と第２作動室４の二つに隔成してなり、
前記ピストン１には、図外の操縦リンクを駆動す
るラツク１ａが設けられている。５は前記ラツク
１ａと噛合するピニオン５ａを一端に有し、他端
を前記シリンダ２外に突出されたピニオンシヤフ
ト、６はピニオンシヤフト５をシリンダ２に対し
て耐液封止下に囲繞収容しているハウジングであ
り、該ハウジング６には作動液の供給孔７と排出
孔８が設けられていて、これら、供給孔７、排出
孔８を介して作動油を前記第１、第２の各作動室
３，４に選択的に給排して、前記ピストン１に設
けたラツク１ａの操舵動作を助勢するようになつ
ている。

前記ピニオンシヤフト５は、前記シリンダ２お
よびハウジング６に軸受９，１０を介して回動可
能に支承されている。また、このピニオンシヤフ
ト５の一端側頭部５ｂには、第３図ａ及び第４図
に示す如く、軸受孔５ｃと、後述するスタブシヤ
フト１３のフランジ１３ａを挿入する半径方向の
長溝５ｄが設けられている。さらに、該頭部５ｂ
の端面５b′には、少なくとも一つ（本実施例では
二つの供給通路５ｅ，５ｅと、この供給通路５
ｅ，５ｅの一つを円周方向に挾んでそれぞれ配置
された第１油路５ｆと第２油路５ｇが少なくとも
１組（本実施例では二つの供給通路５ｅ，５ｅに
それぞれ対応して２組）が開口している。前記第
１、第２の各油路５ｆ，５ｇは、第３図ａ及び第
４図に示すように、所定の直径を有する丸形の小
孔部５f₁，５g₁と、これらにそれぞれ連続してこ
れらよりも拡径形成された扇状凹部５f₂，５g₂〜
を有している。これら各油路５ｆ，５ｇのうち、
一方の第１油路５ｆは、ピニオンシヤフト５とハ
ウジング６の内周面との間に形成した環状空隙室
１１、ピニオンシヤフト５を回転自在に軸支する
軸受１０を介し、さらにシリンダ２内に形成され
た通路２ａをそれぞれ介して第１作動室３と連通
しており、他方の第２通路５ｇは、第２作動室４
に直接連通している。また、二つの供給通路５
ｅ，５ｅは、一端をピニオンシヤフト５の外周面
に開口して、ハウジング６の内周面に形成した環
状溝部１２を介して前記供給孔７と連通してい
る。なお、５ｈ…は後述するカラープレート１９
を連結するためのねじ孔、５ｉは同じくカラープ
レート１９の位置決めピン穴である。

１３は一端を図外の操舵輪に連結されるスタブ
シヤフトで、該スタブシヤフト１３は、前記ピニ
オンシヤフト５の軸受孔５ｃ、及び前記ハウジン
グ６の端部に取付けられた軸受１４により回動自
在に支承されると共に、可捩性を有するトーシヨ
ンバー１５を介して前記ピニオンシヤフト５に連
結されている。１６ａ，１６ｂは前記トーシヨン
バー１５の両端をそれぞれに固定するピン、１７
はスタブシヤフト１３を封止する軸封シールであ
る。また、スタブシヤフト１３には、少なくとも
一つの半径方向フランジ１３ａが設けられ、前記
ピニオンシヤフト５の長溝５ｄ内に所望の回転方
向隙間をもつて遊嵌されている。従つて、例えば
ポンプ等の故障等により前記作動室３，４に作動
油が供給されない場合にあつても、操舵輪の回転
力を僅かな遊び角度をもつてピニオンシヤフト５
に伝達し、所謂通常のマニユアル操作が可能とな
つている。さらに、スタブシヤフト１３には、こ
のスタブシヤフトと後述するバルブプレート１８
とを一体回動可能に連結する駆動ピン１３ｂが半
径方向に植設されている。

前記ピニオンシヤフト５の頭部５ｂの端面５
b′側には、前記スタブシヤフト１３の駆動ピン１
３ｂによりこのスタブシヤフト１３と一体回動さ
れるバルブプレート１８が摺接配置されており、
このバルブプレート１８には、第３図ｂ及び第５
図に示すように、前記スタブシヤフト１３を遊嵌
する中心孔１８ａ及び駆動ピン１３ｂが挿入係合
される係合溝１８ｂが形成されている。また、前
記ピニオンシヤフト頭部５ｂの端面５b′に摺接す
る面１８ｃには、前記ピニオンシヤフト５に形成
した供給油路５ｅのうちの一つと少なくとも１組
の第１、第２の各油路５ｆ，５ｇのそれぞれ一部
とを連通する、外周に開放しない第１凹部１８ｄ
と、この第１凹部１８ｄの円周方向両側にそれぞ
れ配設され、前記ピニオンシヤフト５の少なくと
も１組の第１、第２の各油路５ｆ，５ｇの一部に
それぞれ連通して外周に開放する第２、第３凹部
１８ｅ，１８ｆとが形成されている。

前記第１凹部１８ｄは、第５図に示す如く、前
記第１油路５ｆ及び第２油路５ｇの各扇状凹部５
f₂，５g₂の半径方向幅l₁と略等しい半径方向幅l₂
を有し、かつ前記各扇状凹部５f₂，５g₂と略同心
位置に形成された幅広の扇状凹部１８d₁と、該扇
状凹部１８d₁に連続し、その半径方向幅l₂よりも
小さい半径方向幅l₃を有する幅狭の扇状凹部１８
d₂からなつていて、第６図ａに示すバルブプレー
ト１８を回動しない標準位置の状態において、こ
れら幅広の扇状凹部１８d₁と幅狭の扇状凹部１８
d₂によつて、第１凹部１８ｄは第１油路５ｆより
も第２油路５ｇがより大きな開口面積をもつて、
これら第１油路５ｆ及び第２油路５ｇと一部分連
通している。このように第１油路５ｆ及び第２油
路５ｇの開口面積に差異をもたせたのは、前記し
たようにピストン１の一端にラツク１ａを設けた
のでピストン１の有効受圧面積が第１作動室３側
と第２作動室４側では異なり（ラツク１ａの断面
積分だけ第２作動室４側の受圧面積が小さくな
る）、これら第１作動室３と第２作動室４に導く
作動油の圧力が等しいと前記有効受圧面積の差に
相当する操舵助勢力の差が生じる。

前記幅広の扇状凹部１８d₁と幅狭の扇状凹部１
８d₂は第１作動室３と第２作動室４に導く作動油
の圧力に差をもたせて、該圧力差で前記有効受圧
面積の差を相殺してラツク１ａの左右方向の操作
助勢力を同一にする作用を為している。

また同様の理由により第２凹部１８ｅの扇状凹
部１８e₁の半径方向幅l₄は前記第１油路５ｆの扇
状凹部５f²の半径方向幅l₁と略等しく、また逆第
３凹部１８ｆの扇状凹部１８f′の半径方向幅l₅は
前記第２油路５ｇの扇状凹部５g²の半径方向幅l₁
よりも小さく形成されている。

１９は環状のカラープレートで、このカラープ
レート１９には、第３図ｃに示す如く、片側面に
放射方向に設けられた複数個の溝１９ａ、ボルト
挿通孔１９ｂ…、及び位置決めピン孔１９ｃが形
成されている。また、このカラープレート１９
は、これの内周部に前記バルブプレート１８及び
このバルブプレート１８の円滑な回動を司る軸受
２０を収容した状態で、それらの収容内部を軸方
向に閉塞するシヤツトプレート２１と共に前記ピ
ニオンシヤフト９に固定されている。２２…はこ
れらカラープレート１９及びシヤツトプレート２
１をピニオンシヤフト５に固定するボルト、２３
はカラープレート１９とピニオンシヤフト５との
位置決めピンである。

なお、前記カラープレート１９及びシヤツトプ
レート２１の外周とハウジング６の内周との間に
は、排出孔８と連通する環状室２４が形成されて
いる。また、シヤツトプレート２１とハウジング
６との間には、シム２５を介してスラスト軸受２
６が配設されている。

次に、以上のような構成を有する本発明に係る
動力操向装置の作用について説明する。

まず、図示外の操舵輪を回動しない、標準位置
の状態の場合について説明すると、この場合には
スタブシヤフト１３及びこれに駆動ピン１３ｂに
より連結されたバルブプレート１８は、回動せ
ず、したがつてピニオンシヤフト５に形成した第
１、第２の各油路５ｆ，５ｇとバルブプレート１
８の第１，第２，第３の各凹部１８ｄ，１８ｅ，
１８ｆとの相対位置関係は、第６図ａに示すよう
な位置関係となる。したがつて、図示外のポンプ
から供給される作動油は、供給孔７から、順次ハ
ウジング６の内周面に形成した環状室１２、この
環状室１２に一端が開口しているピニオンシヤフ
ト５の供給通路５ｅ，５ｅ、この各供給通路５
ｅ，５ｅの他端が開口しているバルブプレート１
８の第１凹部１８ｄを通つてこの第１凹部１８ｄ
とその両側端部において開口連通しているピニオ
ンシヤフト５に形成された第１及び第２の各油路
５ｆ，５ｇに至る。これら各第１及び第２の各油
路５ｆ，５ｇは、シリンダ２内の第１、第２の各
作動室３，４と連通しているので、第１及び第２
の各油路５ｆ，５ｇに至つた作動油は、各作動室
３，４内に流入しようとするが前記第１及び第２
の各油路５ｆ，５ｇの一部は、同時にバルブプレ
ート１８に形成した第２凹部１８ｅ及び第３凹部
１８ｆの双方に開口連通しているのでこれら第
２、第３の各凹部１８ｅ，１８ｆから、カラープ
レート１９に形成した溝１９ａを通つて、このカ
ラープレート１９の外周面とハウジング６の内周
面との間に形成した環状室２４に至る。したがつ
て、作動油はこの環状室２４と連通している排出
孔８から図示外のタンク室に排出される。このた
め、第１、第２の各作動室３，４間には、油圧差
は生じない。したがつて、シリンダ２内のピスト
ン１は、軸方向に移動しない。

一方、図示外の操舵輪を回動操作してスタブシ
ヤフト１３を時計方向または反時計方向に回動さ
せると、トーシヨンバー１５を介して前記スタブ
シヤフト１３に連結されているピニオンシヤフト
５も回動しようとするが、スタブシヤフト１３の
回動初期状態にあつては、ラツク１ａが、それに
連結されている操縦リンクを介して車輪の接地抵
抗を受けているので、ピストン１及びピニオンシ
ヤフト５は不動のままで、可捩性を有するトーシ
ヨンバー１５に捩り角度が生じて、ピニオンシヤ
フト５とスタブシヤフト１３に対して駆動ピン１
３ｂにより一体的に連結されているバルブプレー
ト１８との間に相対回動が生ずる。すると、例え
ば第６図ａに示すバルブプレート１８の標準位置
から、スタブシヤフト１３を回動することにより
バルブプレート１８を反時計方向に回動させた場
合には、ピニオンシヤフト５の第１油路５ｆを構
成する扇状凹部５f²に対するバルブプレート１８
に形成した第１凹部１８ｄの開口面積X₁は徐々
に減少されてゆき最終的には、第６図ｂに示すよ
うにその開口面積X₁はゼロとなる。一方、これ
とは逆に、ピニオンシヤフト５の第２油路５ｇを
構成する扇状凹部５g²に対する前記第１凹部１８
ｄの開口面積Y₁は増大され、供給通路７からの
作動油は、ピニオンシヤフト５の第２油路５ｇを
通つて、第２作動室４内にのみ供給される。これ
と同時に、ピニオンシヤフト５の第１油路５ｆを
構成する扇状凹部５f²に対するバルブプレート１
８に形成した第２凹部１８ｅの開口面積X₂は
徐々に増加されることとなるので、第１作動室３
内の作動油は、この第１作動室３に連通している
前記第１油路５ｆ、第２凹部１８ｅを通つて、環
状室２４に流れ、さらに排出孔８を通つて、図示
外のタンク室に排出される。

従つて、第１作動室３内の油圧は、、第２作動
室４の油圧よりも小となるので、この油圧差によ
りピストン１は、シリンダ２内を左行されて、こ
のピストン１に設けられたラツク１ａに左行方向
の摺動操舵助勢力が付与される。したがつて、こ
のラツク１ａの働きにより図示外のサイドロツド
を介して操舵リンクが所定方向に回動されて、車
輪の左回りの操舵操作が行われる。

なお、スタブシヤフト１３を時計方向に回動さ
せた場合も、前述の操舵操作と同様であり、この
場合は、第１作動室３内の油圧を、第２作動室４
内の油圧よりも大となし、ピストン１を右行せし
め、ラツク１ａに右行方向の摺動助勢力を付与す
る。このようにして、図示外の操舵輪の回動操作
による車輪の操舵操作の助勢を有効に行う。

この場合において、バルブプレート１８の第１
凹部１８ｄが、左右面に貫通せず、かつ外周に開
放しない構成となつているので、この第１凹部１
８ｄ内に流入する高圧の作動油の漏れを最少限に
抑えることができる。

また、本発明において、作動油の洩れを唯一懸
念されるピニオンシヤフト頭部５ｂの端面５b′と
バルブプレート１８との間の接触隙間は、バルブ
プレート１８と軸受２０の厚さに合せて、カラー
プレート１９の厚さを適宜選択して組付けること
により、必要最少限の大きさに制御することがで
きるので、更に作動油の洩れを抑制できる。

以上説明したように本発明によれば、一端がシ
リンダ内を二室に隔成するピストンに設けられた
ピニオンシヤフトの他端側端面に、バルブプレー
トを摺接配置して、ピニオンシヤフトとの相対回
動により作動油を切換制御するようにしたので、
弁機構の構成の簡素化、小型化を図ることができ
る。また、バルブプレートに設けた第１凹部を、
左右面に貫通せず、かつ外周面に開放しない構成
としたので、この第１凹部内に流入する作動油が
この第１凹部から漏洩するのを最少限に抑制し、
ポンプからの作動油を有効に利用することができ
るという優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る動力操向装置の一実施例
を示す断面図、第２図は第１図の−線断面
図、第３図ａはピニオンシヤフトの他端側を示す
一部省略斜視図、第３図ｂはバルブプレートを示
す斜視図、第３図ｃはカラープレートを示す斜視
図、第３図ｄはシヤツトプレートを示す斜視図、
第４図はピニオンシヤフトの他端側の端面を示す
正面図、第５図はバルブプレートの背面図、第６
図ａは第１図における−線拡大断面図、第６
図ｂはバルブプレートをピニオンシヤフトに対し
て反時計方向に回動した状態を示す拡大断面図、
第６図ｃはバルブプレートをピニオンシヤフトに
対して時計方向に回動した状態を示す拡大断面図
である。 １……ピストン、１ａ……ラツク、２……シリ
ンダ、３……第１作動室、４……第２作動室、５
……ピニオンシヤフト、５ａ……ピニオン、６…
…ハウジング、５ｅ……供給通路、５ｆ……第１
油路、５f¹……小孔部、５f²……扇状凹部、５ｇ
……第２油路、５g¹……小孔部、５g²……扇状凹
部、６……ハウジング、７……供給孔、８……排
出孔、１８……バルブプレート、１８ｄ……第１
凹部、１８ｅ……第２凹部、１８ｆ……第３凹
部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 作動油を充填したシリンダと、このシリンダ
   内を第１作動室と第２作動室とに隔成するピスト
   ンと、このピストンに形成したラツクと噛合する
   ピニオンを一端に有し、他端が前記シリンダ外に
   突出するピニオンシヤフトと、このピニオンシヤ
   フトをシリンダに対して耐液封止下に囲繞収容し
   ていると共に、作動液の供給孔及び排出孔を有す
   るハウジングと、前記ピニオンシヤフトの他端側
   に作動的に連結されたスタブシヤフトとを備え、
   前記ピニオンシヤフトとスタブシヤフトの相対回
   動により、前記ハウジングに設けた供給孔及び排
   出孔を通じて前記第１作動室と第２作動室とに作
   動油を給排して、前記ピストンを前記シリンダ軸
   方向に往復動させることにより、前記ラツクの操
   舵動力を助勢するようにした動力操向装置におい
   て、前記ハウジング内部には、前記ピニオンシヤ
   フトの他端側端面に対して相対摺接しながら前記
   スタブシヤフトと一体的に回動されるバルブプレ
   ートを配置し、前記ピニオンシヤフトの他端側に
   は、一端が前記供給孔に連通し、他端がこのピニ
   オンシヤフトの端面に開口する供給通路と、一端
   が前記第１、第２の各作動室のそれぞれに連通
   し、他端が前記ピニオンシヤフトの端面に、前記
   供給通路の開口を円周方向に挾んでそれぞれ開口
   する、小孔部、およびこの小孔部のピニオンシヤ
   フト端面開口位置においてこの小孔部に連続し、
   かつこの小孔部よりも拡径形成され、ピニオンシ
   ヤフトの外周に開放しない扇状凹部を有する、少
   なくとも１組の第１、第２の各油路を形成し、前
   記バルブプレートの、前記ピニオンシヤフトの端
   面との摺接面には、このバルブプレートを回動し
   ない標準位置において、前記ピニオンシヤフトの
   供給通路と少なくとも１組の第１、第２の各油路
   のそれぞれの一部とを同時に連通する、反摺接面
   側及び外周側に開放しない第１凹部と、この第１
   凹部の円周方向両側に位置してそれぞれ配設さ
   れ、前記ピニオンシヤフトの少なくとも１組の第
   １、第２の各油路の一部にそれぞれ導通すると共
   に、反摺接面側に開放せず、外周側に開放して前
   記排出孔と連通する、第２、第３凹部を形成して
   なり、前記ピニオンシヤフトとバルブプレートと
   の相対回動により、ピニオンシヤフトの第１、第
   ２の各油路に対するバルブプレートの第１、第
   ２、第３の各凹部の開口面積を変え、前記シリン
   ダの二つの作動室への作動油の給排を制御するよ
   うにしたことを特徴とする動力操向装置。