JPH0277359A - Power steering device - Google Patents

Power steering device

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Publication number
JPH0277359A
JPH0277359A JP63227932A JP22793288A JPH0277359A JP H0277359 A JPH0277359 A JP H0277359A JP 63227932 A JP63227932 A JP 63227932A JP 22793288 A JP22793288 A JP 22793288A JP H0277359 A JPH0277359 A JP H0277359A
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JP
Japan
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steering
actuator
rack
shaft
steering shaft
Prior art date
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Pending
Application number
JP63227932A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shoichi Honda
本田 正一
Kiyotaka Hayashi
林 清孝
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH0277359A publication Critical patent/JPH0277359A/en
Priority to US07/789,523 priority patent/US5253730A/en
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Abstract

PURPOSE:To improve operability by providing a rack-pinion mechanism formed by engaging a rack portion disposed on an actuator with a pinion portion disposed on a steering shaft. CONSTITUTION:An actuator 30 for power shift provided separately from a steering mechanism and a steering shaft 20 are connected by a rack-pinion mechanism formed by engaging a rack portion 82 provided on the actuator 30 with a pinion portion 77 provided on the steering shaft 20. Accordingly, the actuator 30 is moved along the direction of the center line by the rectilinear motion of a rack portion 82 engaged with the pinion portion 77 of the steering shaft 20 rotated by steering. Accordingly, the vibration change of the center line of the actuator is not caused so that the power assisting force can be used effectively and the operability can be further improved.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、パワーステアリング装置に関し、特にステア
リング機構から別設したパワーアシスト用アクチュエー
タとステアリングシャフトとの連結構造に関するもので
ある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a power steering device, and particularly to a connection structure between a power assist actuator provided separately from a steering mechanism and a steering shaft.

[従来の技術] 本出願人は特願昭6:l−42468号において、ステ
アリングシャフトに連動するパワーアシスト用アクチュ
エータをステアリング機構から別設して備えた車両のパ
ワーステアリング装置を提案した。
[Prior Art] In Japanese Patent Application No. 6:1-42468, the present applicant proposed a power steering device for a vehicle that includes a power assist actuator that is connected to a steering shaft and is provided separately from a steering mechanism.

[発明が解決しようとする課題] ところが、従来は前記アクチュエータとステアリングシ
ャフトとの連結部をアームによるリンク機構で構成して
おり、ステアリングシャフト廻りのアームの揺動軌跡に
よりアクチュエータの中心線が揺動変化するため、アク
チュエータが発生する中心線方向のパワーアシスト力は
アームの揺動軌跡の接線方向の分力となる。従って操舵
角が大きくなるにつれパワーアシスト力が減少すること
になり、パワーアシスト力の有効利用が図れず、また逆
にその減少分を見込んだ余分なパワーアシスト力を発生
し得るようアクチュエータを設計する必要がある。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in the past, the connection between the actuator and the steering shaft was configured by a link mechanism using an arm, and the center line of the actuator oscillated due to the oscillation locus of the arm around the steering shaft. Therefore, the power assist force generated by the actuator in the center line direction becomes a component force in the tangential direction of the swing locus of the arm. Therefore, as the steering angle increases, the power assist force decreases, making it impossible to use the power assist force effectively, and conversely, the actuator is designed to generate extra power assist force to compensate for the decrease. There is a need.

そこで本発明の目的は、ステアリング機構から別設した
パワーアシスト用アクチュエータとステアリングシャフ
トとの連結構造に工夫を施すことにより、アクチュエー
タ中心線の揺動変化を防止してパワーアシスト力の有効
利用か図れ、操作性を向上するようにしたパワーステア
リング装置を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to prevent swinging changes in the center line of the actuator and effectively utilize the power assist force by devising a connection structure between the power assist actuator, which is installed separately from the steering mechanism, and the steering shaft. An object of the present invention is to provide a power steering device with improved operability.

[課題を解決するための手段] 以上の課題を達成すべく本発明は、ステアリングシャフ
ト20と連動するパワーアシスト用アクチュエータ30
をステアリング機構から別設して備える車両において、
前記アクチュエータ30とステアリングシャフト20と
の連結部を、アクチュエータ30に設けたラック部82
とステアリングシャフト20に設けたピニオン部77と
を互いに噛み合わせてなるラックピニオン機構で構成し
たことを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above problems, the present invention provides a power assist actuator 30 that interlocks with the steering shaft 20.
In a vehicle that is provided separately from the steering mechanism,
A rack portion 82 provided on the actuator 30 connects the actuator 30 and the steering shaft 20.
The present invention is characterized in that it is constituted by a rack and pinion mechanism in which the and pinion portion 77 provided on the steering shaft 20 are meshed with each other.

[作用] ステアリング機構から別設したパワーアシスト用アクチ
ュエータ30とステアリングシャフト20とが、アクチ
ュエータ30に設けたラック部82とステアリングシャ
フト20に設けたとニオン部77とを互いに噛み合わせ
てなるラックピニオン機構で連結されているので、操舵
により回転するステアリンクシャフト20のピニオン部
77に噛み合うラック部82の直線運動によってアクチ
ュエータ30が中心線方向に沿って移動することとなる
。従ってアクチュエータ中心線の揺動変化がなくなるた
め、パワーアシスト力を有効に利用でき、操作性か更に
向上するものとなる。
[Function] The power assist actuator 30 and the steering shaft 20, which are separately provided from the steering mechanism, are a rack and pinion mechanism in which the rack portion 82 provided on the actuator 30 and the onion portion 77 provided on the steering shaft 20 are engaged with each other. Since they are connected, the actuator 30 is moved along the centerline direction by the linear movement of the rack part 82 that meshes with the pinion part 77 of the steering link shaft 20 which is rotated by steering. Therefore, since there is no oscillating change in the center line of the actuator, the power assist force can be used effectively, and the operability is further improved.

[実施例] 以下に添付図面を基に実施例を説明する。[Example] Examples will be described below based on the accompanying drawings.

本発明を適用した鞍乗型四輪車の外観側面を示す第1図
において、エンジンlを中央に搭載した車体の前後に低
圧タイヤを装着した左右の前輪2及び後輪3か第2図の
ように懸架され、エンジン動力は前輪2及び後輪3に伝
達され、4はフロントフェンダ、5はシート、6はリヤ
フェンダてあり、運転者はシート5に跨がって車体前部
を覆うフロントフェンダ4上方に配設したバーハンドル
7を操作する。バーハンドル7はステアリングシャフト
20の上端に図示の如く固設され、ステアリングシャフ
ト20下部にパワーアシスト用アクチュエータ30が連
結され、ステアリングシャット20下端に固設したステ
アリングアーム29と前輪2を支持するナックルアーム
8間にタイロッド9か夫々架設されている。このように
バーハンドル7を備える鞍乗型四輪車であってステアリ
ングシャフト20からタイロッド9への伝達がステアリ
ングアーム29であり、大径タイヤあるいはワイドタイ
ヤになる程に大きな操舵力を要するため、実施例では油
圧式パワーステアリング装置が装備されている。
In FIG. 1 showing the external appearance of a straddle-type four-wheeled vehicle to which the present invention is applied, the left and right front wheels 2 and rear wheels 3 are shown in FIG. Engine power is transmitted to front wheels 2 and rear wheels 3, 4 is a front fender, 5 is a seat, and 6 is a rear fender. 4. Operate the bar handle 7 located above. The bar handle 7 is fixed to the upper end of the steering shaft 20 as shown in the figure, a power assist actuator 30 is connected to the lower part of the steering shaft 20, a steering arm 29 is fixed to the lower end of the steering shut 20, and a knuckle arm that supports the front wheel 2. A tie rod 9 is installed between each of the 8 spaces. In this straddle-type four-wheel vehicle equipped with the bar handle 7, the steering arm 29 is used to transmit power from the steering shaft 20 to the tie rod 9, and the larger the diameter tire or the wider the tire, the greater the steering force required. The embodiment is equipped with a hydraulic power steering device.

第3図及び第4図に示す如く車体フレーム10前部はメ
インパイプ11、アンダーパイプ12゜フロントパイプ
13、フロントクツションパイプ14、ステアリングア
ンダーホールドパイプ15から構成され、このフレーム
11の曲部空間内にパワーアシスト用アクチュエータ3
0が配置される。ステアリングシャフト20は上部をメ
インパイプti前端のホルダ18に支持されるとともに
下部をステアリングアンダーホールドパイプ15間に架
設したブラケット19に支持され、アクチュエータ30
は後部でステアリングアンダーホールトパイプ15から
延長した右側のパイプエンド16上に縦軸17を介して
枢支されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the front part of the vehicle body frame 10 is composed of a main pipe 11, an under pipe 12°, a front pipe 13, a front cushion pipe 14, and a steering under hold pipe 15. Power assist actuator 3
0 is placed. The steering shaft 20 has an upper part supported by a holder 18 at the front end of the main pipe ti, a lower part supported by a bracket 19 installed between the steering under-hold pipes 15, and an actuator 30.
is pivotally supported via a vertical shaft 17 on a right-hand pipe end 16 extending from a steering under-haul pipe 15 at the rear.

そしてパワーステアリング装置はアクチュエータ30に
内蔵されたコントロールバルブ部V及びパワーアシスト
シリンダ部S、オイルのりザーバータンクT、オイルポ
ンプP等から構成される。
The power steering device includes a control valve section V, a power assist cylinder section S, an oil reservoir tank T, an oil pump P, etc. built into the actuator 30.

リザーバータンクTはフロントパイプ13上部間に固定
され、オイルポンプPはエンジン1のシリンダへラドl
aに固設されてカムシャフト1bと一体または図示しな
いジヨイントを介して駆動されるトロコイド型のもので
ある。このオイルポンプPとリザーバータンクTはサク
ションホース旧て接続され、オイルポンプPとアクチュ
エータ30はフィートホースH2で接続され、アクチュ
エータ30とリザーバータンクTは戻りホースH3て接
続される。
The reservoir tank T is fixed between the upper parts of the front pipes 13, and the oil pump P is pumped into the cylinders of the engine 1.
The camshaft 1b is of a trochoid type that is fixedly attached to the camshaft 1b and driven integrally with the camshaft 1b or via a joint (not shown). The oil pump P and the reservoir tank T are connected by a suction hose, the oil pump P and the actuator 30 are connected by a foot hose H2, and the actuator 30 and the reservoir tank T are connected by a return hose H3.

ところで、ステアリングシャフト20は第5図のように
アウターシャフト21及びトーションバーであるインナ
ーシャフト22とシャフトエンド25から成り、ともに
パイプ製のアウターシャフト21とインナーシャフト2
2は上端てパイプコネクター24の割り締めによりバー
ハンドル7を固設するステアリングブリッジ23に結合
される。そしてインナーシャフト22下端内にシャフト
エンド25上端が挿入されて溶接結合部26により固着
され、アウタ−シャフト21下部内周とシャフトエンド
25上部外周とは第6図の如く互いに回転方向両側へ所
定の隙間C,Cを設けたスプライン嵌合部27により結
合されている。このスプライン嵌合部27の上方及び下
方間に軸受28か介装され、またシャフトエンド25下
端にステアリングアーム29が固設されている。
By the way, as shown in FIG. 5, the steering shaft 20 consists of an outer shaft 21, an inner shaft 22 which is a torsion bar, and a shaft end 25, both of which are made of pipes.
2 is connected at its upper end to a steering bridge 23 on which the bar handle 7 is fixedly secured by tightening a pipe connector 24. Then, the upper end of the shaft end 25 is inserted into the lower end of the inner shaft 22 and fixed by the welding joint 26, and the lower inner circumference of the outer shaft 21 and the upper outer circumference of the shaft end 25 are arranged at a predetermined angle on both sides in the rotational direction of each other as shown in FIG. They are connected by a spline fitting portion 27 provided with gaps C, C. A bearing 28 is interposed between the upper and lower portions of the spline fitting portion 27, and a steering arm 29 is fixed to the lower end of the shaft end 25.

そしてパワーアシスト用アクチュエータ30は第7図以
降にも拡大して示すように構成されている。即ちアクチ
ュエータ30はバルブボディ31をシリンダボディ41
上にボルト結合して成り、バルブボディ31に設けた前
面開口するバルブ穴32とシリンダボディ41に設けた
後面開口するシリンダ42とは上下並列となっている。
The power assist actuator 30 is configured as shown in an enlarged manner in FIGS. 7 and subsequent figures. That is, the actuator 30 connects the valve body 31 to the cylinder body 41.
The valve hole 32 provided in the valve body 31 and opened at the front and the cylinder 42 provided in the cylinder body 41 and opened at the rear are vertically parallel to each other.

バルブ穴32内に組み込んだスプールバルブ33の前方
突出部にスプールロッド34かボールジヨイント35て
枢着連結されており、またシリンダ42内にシールを介
して組み込んだピストン43のロッド44前部は前方に
突出したシリンダボデイ41前部のロッド穴45内に臨
んでいる。バルブボディ31とスプールロッド34間に
ブーツ36が設けられ、バルブボディ31の上面には前
記ホース82.113を接続するジヨイント38.39
か起設されている。ピストンロット44後部はシリンダ
42にロッドガイド46等でシールされて後方突出部に
設けたロッドエンド47がカラー付ラバーブツシュ48
を介して前記縦軸17に枢支されており、シリンダボデ
ィ41とロッドエンド47間にブーツ49か設けられる
A spool rod 34 is pivotally connected to the forward protruding part of a spool valve 33 installed in the valve hole 32 through a ball joint 35, and the front part of the rod 44 of a piston 43 installed in the cylinder 42 via a seal is It faces into the rod hole 45 in the front part of the cylinder body 41 that protrudes forward. A boot 36 is provided between the valve body 31 and the spool rod 34, and a joint 38.39 is provided on the upper surface of the valve body 31 to connect the hose 82.113.
or has been established. The rear part of the piston rod 44 is sealed to the cylinder 42 by a rod guide 46, etc., and the rod end 47 provided at the rear protrusion is connected to a rubber bushing 48 with a collar.
A boot 49 is provided between the cylinder body 41 and the rod end 47.

また第9図の如くステアリングシャフト20のアウタ−
シャフト21下部外周に溶接で固設したステイバイブ7
1にスプールレバー72がボルト結合され、このスプー
ルレバー72は右側に突出してその右端にボールジヨイ
ント73を介しスプールロット34か枢着連結されてい
る。実施、例では車両直進時において、ボールジヨイン
ト73は側面視にてステアリングシャフト20の中心線
に一致する。
Also, as shown in Fig. 9, the outer part of the steering shaft 20
Stay vibe 7 fixed by welding to the outer periphery of the lower part of the shaft 21
A spool lever 72 is bolted to the spool lever 1, and the spool lever 72 projects to the right and is pivotally connected to the spool rod 34 via a ball joint 73 at its right end. In the embodiment and example, when the vehicle is traveling straight, the ball joint 73 coincides with the center line of the steering shaft 20 when viewed from the side.

更にステアリングシャフト20下部のシャフトエンド2
5中間部外周にはセンターパイプ75が下部のセレーシ
ョン嵌合部76て固定され、このセンタ−パイプ75上
端外周にはとニオン部77が形成されている。78はピ
ニオン部77が位置するアウタ−シャフト21下端外周
とセンタ−パイプ75上端内周との間に介装した滑りブ
ツシュである。
Furthermore, the shaft end 2 at the bottom of the steering shaft 20
A center pipe 75 is fixed to the outer periphery of the intermediate portion 5 through a lower serration fitting portion 76, and a serration portion 77 is formed on the outer periphery of the upper end of the center pipe 75. A sliding bush 78 is interposed between the outer circumference of the lower end of the outer shaft 21 where the pinion portion 77 is located and the inner circumference of the upper end of the center pipe 75.

そしてこのピニオン部77と噛み合うラック部82を形
成したラックパイプ81がアクチュエータ30のシリン
ダボデイ41前部に嵌合固定されている。このラックパ
イプ81のラウク部82とは背面側にベアリングガイド
溝83か形成され、このガイド溝83内に嵌合するボー
ルベアリング85かロット86に支持されおり、ロッド
86は例えば車体右側のステアリングアンダーホールド
パイプ15等に起設されている(以上、第10図及び第
11図参照)。
A rack pipe 81 having a rack portion 82 that engages with the pinion portion 77 is fitted and fixed to the front portion of the cylinder body 41 of the actuator 30. A bearing guide groove 83 is formed on the rear side of the rack part 82 of the rack pipe 81, and is supported by a ball bearing 85 or a rod 86 that fits in the guide groove 83, and the rod 86 is mounted, for example, under the steering wheel on the right side of the vehicle body. It is installed on the hold pipe 15 or the like (see FIGS. 10 and 11 above).

ここて、第9図はバーハンドル7を切らない直進状態て
の通常作動時を示しており、矢印のように入り油路51
からバルブ穴32内に流入したオイルか、スプールバル
ブ33のラント61からバルブ穴32に設けた油路52
,53を介してランド62.63に振り分けられ、直接
及び油路64を介して戻り油路59よりリザーバータン
クTに戻される。またスプールバルブ33内に設置され
て戻り油路59側から入り油路51側への流れのみを許
容するチエツクバルブ37によりポンプ停止時にアクチ
ュエータ30内でオイルの循環か行われる。
Here, FIG. 9 shows normal operation when the bar handle 7 is not turned and is running straight, and the oil passage 51 enters as shown by the arrow.
The oil flowing into the valve hole 32 from the oil passage 52 provided in the valve hole 32 from the runt 61 of the spool valve 33
, 53 to the lands 62, 63, and is returned to the reservoir tank T via the return oil passage 59 directly and via the oil passage 64. In addition, a check valve 37 installed in the spool valve 33 and allowing flow only from the return oil path 59 side to the input oil path 51 side allows oil to circulate within the actuator 30 when the pump is stopped.

バーハンドル7を右へ切ると、操舵力に応じてインナー
シャフト22が捩れ、ステアリングシャフトエント25
に第6図の如く隙間Cを設けたスプライン嵌合部27に
より結合したアウターシャフト21か先ずその捩れ分だ
け第7図の矢印Rの如く時計回りに回転し、このアウタ
ーシャフト21と一体のスプールレバー72に枢着した
スプールロツド34がi12図のように後方へ移動する
。シャフトエンド25と一体のトーションバーであるイ
ンナーシャフト22には前記隙間0分に応じた捩れが生
じ、即ちインナーシャフト22はアウターシャフト21
の回転に遅れる位相差を持つこととなる。このため、シ
ャフトエンド25にはインナーシャフト22の捩れ分の
操舵力が伝わり、このシャフトエンド25と一体のセン
ターパイプ75に設けたピニオン部77からシリンダボ
ディ41と二律のラックパイプ81に設けたラウク部8
2との噛み合いを介してアクチュエータ30へもインナ
ーシャフト捩れ分の操舵力かアクチュエータセンターに
一致した直線運動で伝わる。
When the bar handle 7 is turned to the right, the inner shaft 22 is twisted according to the steering force, and the steering shaft ent 25
The outer shaft 21 connected by the spline fitting part 27 with a gap C as shown in FIG. 6 first rotates clockwise by the amount of twist as shown by the arrow R in FIG. The spool rod 34, which is pivotally connected to the lever 72, moves rearward as shown in Figure i12. The inner shaft 22, which is a torsion bar integrated with the shaft end 25, is twisted in accordance with the gap 0 minutes, that is, the inner shaft 22 is twisted like the outer shaft 21.
There will be a phase difference that lags behind the rotation of . Therefore, the steering force corresponding to the torsion of the inner shaft 22 is transmitted to the shaft end 25, and from the pinion part 77 provided in the center pipe 75 integrated with the shaft end 25, the rake Part 8
The steering force corresponding to the torsion of the inner shaft is also transmitted to the actuator 30 through the engagement with the actuator 2 in a linear motion consistent with the actuator center.

このように操舵の初期に入力側のスプールレバー72は
出力側のセンターパイプ75とある位相差を持ってステ
アリングシャフトセンターを中心として回転する。
In this manner, at the beginning of steering, the spool lever 72 on the input side rotates about the steering shaft center with a certain phase difference from the center pipe 75 on the output side.

そしてステアリングアウターシャフト21と同インナー
シャフト22の位相差はスプールレバー72の揺動半径
により増幅されてスプールロッド34からスプールバル
ブ33に伝達される。このスプールバルブ33の作動に
よりオイルの流れは第12図の如く変化する。
The phase difference between the steering outer shaft 21 and the steering inner shaft 22 is amplified by the swing radius of the spool lever 72 and is transmitted from the spool rod 34 to the spool valve 33. By operating this spool valve 33, the oil flow changes as shown in FIG.

即ちスプールバルブ33が後方へ移動すると、オイルは
矢印のように入り油路51、ランド61、油路52,5
6.55を介してシリンダ42の後部室に送り込まれる
6また前部室内のオイルは油路54,53からランド6
3に流れ込むとともに、ロッド穴45内のオイルも油路
57,58から同じくランド63に流れ込み、油路64
から戻り油路59へと流れる。
That is, when the spool valve 33 moves backward, the oil enters as shown by the arrow and flows through the oil passage 51, the land 61, and the oil passages 52, 5.
6. Oil in the front chamber is sent to the rear chamber of the cylinder 42 via the oil passages 54 and 53 through the land 6.
3, the oil in the rod hole 45 also flows into the land 63 from the oil passages 57 and 58, and the oil in the rod hole 45 also flows into the land 63 from the oil passage 64
The oil returns from there and flows into the oil path 59.

このようにしてシリンダ42の後部室に送り込まれたオ
イルの圧力によりピストン43がシリンダ42内を前方
へ移動するか、ピストンロッド44はロッドエンド47
で車体に支持されているため、アクチュエータ30が後
方へ移動することとなる。アクチュエータ30の後方移
動によりシリンダボデイ41前部のラック部82からピ
ニオン部77の噛み合いを介してステアリングシャフト
エンド25に力が伝達され、このようにしてステアリン
、グシャフトエント25を油圧で回転することで操舵力
か軽減される。
The pressure of the oil sent into the rear chamber of the cylinder 42 in this way causes the piston 43 to move forward within the cylinder 42, or the piston rod 44 moves toward the rod end 47.
Since the actuator 30 is supported by the vehicle body, the actuator 30 moves rearward. As the actuator 30 moves backward, force is transmitted from the rack section 82 at the front of the cylinder body 41 to the steering shaft end 25 through the engagement of the pinion section 77, and in this way, the steering shaft end 25 is rotated by hydraulic pressure. The steering force is reduced.

またバーハンドル7からの入力が前記隙間Cを越える場
合は、スプライン嵌合部27から操舵力がダイレクトに
ステアリングシャフトエンド25へ伝達される。
Further, when the input from the bar handle 7 exceeds the gap C, the steering force is directly transmitted from the spline fitting portion 27 to the steering shaft end 25.

バーハンドル7を左へ切ると、先ず操舵力に応じたイン
ナーシャフト22の捩れ分だけ第7図の矢印りの如く反
時計回りに回転するアウターシャフト21からスプール
レバー72.スプールロッド34を介してスプールバル
ブ33か第13図のように前方へ移動する。アウターシ
ャフト21の回転に遅れる位相差を持ったトーションバ
ーとして機能するインナーシャフト22の捩れ分の操舵
力かシャフトエンド25からピニオン部77及びラック
部82を介しアクチュエータ30へと伝わり、操舵初期
に入力側スプールレバー72か出力側センターパイプ7
5とある位相差を持ってステアリングシャフトセンター
を中心に回転する。
When the bar handle 7 is turned to the left, the spool lever 72 is moved from the outer shaft 21, which rotates counterclockwise as shown by the arrow in FIG. The spool valve 33 is moved forward via the spool rod 34 as shown in FIG. The steering force of the torsion of the inner shaft 22, which functions as a torsion bar with a phase difference that lags behind the rotation of the outer shaft 21, is transmitted from the shaft end 25 to the actuator 30 via the pinion section 77 and the rack section 82, and is input at the initial stage of steering. Side spool lever 72 or output side center pipe 7
It rotates around the steering shaft center with a certain phase difference of 5.

スプールバルブ33の後方移動によってオイルは矢印の
ように入り油路51、ラント61、油路53.54から
シリンダ42前部室に送り込まれる。またシリンダ42
後部室内のオイルは油路55.56,52、ランド62
から戻り油路59に流れ込み、更に油路64、ラント6
3及び油路58.57からロッド穴45内に流れ込む。
By moving the spool valve 33 backward, oil enters as shown by the arrow and is sent into the front chamber of the cylinder 42 through the oil passage 51, the runt 61, and the oil passages 53 and 54. Also, the cylinder 42
The oil in the rear room is oil passages 55, 56, 52, and land 62.
It flows back into the oil passage 59, and further flows into the oil passage 64 and the runt 6.
3 and oil passages 58 and 57 into the rod hole 45.

シリンダ42前部室に送り込まれたオイルの圧力てピス
トン43がシリンダ42内を後方へ移動し、つまりアク
チュエータ30か前方へ移動してシリンダボデイ41前
部のラック部82からピニオン部77の噛み合いを介し
てステアリングシャフトエンド25に力が伝達される。
The piston 43 moves backward in the cylinder 42 due to the pressure of the oil sent into the front chamber of the cylinder 42. In other words, the actuator 30 moves forward and moves from the rack part 82 at the front part of the cylinder body 41 through the engagement of the pinion part 77. force is transmitted to the steering shaft end 25.

以上の油圧式パワーステアリング装置は市販車において
もステアリング系を交換するだけで簡単に装備できるも
のである。
The above hydraulic power steering device can be easily installed in commercially available vehicles by simply replacing the steering system.

そしてシリンダ42前方にピストンロッド44か進退す
るロウド穴45を設けているので、シリンダ42前壁で
のシール対策か不要となり、且つ油路57を設けたこと
で、ピストンロッド44の移動時におけるロット穴45
内のオイルの給排が行え、ピストンロット44の前後移
動か抵抗なくスムーズに行える。
Since a rod hole 45 is provided in front of the cylinder 42 through which the piston rod 44 moves forward and backward, there is no need for sealing measures on the front wall of the cylinder 42, and the provision of an oil passage 57 eliminates the need for sealing measures when the piston rod 44 moves. hole 45
The oil inside can be supplied and discharged, and the piston rod 44 can be moved back and forth smoothly without resistance.

以上において、ステアリングシャフトエント25に固定
したセンターパイプ75のビニオン部77と、アクチュ
エータ30のシリンダボディ41に固定したラックパイ
プ81のラック部82との噛み合いに関して、ビニオン
部77に対しラック部82が噛み合い歯の圧力角による
分圧でステアリングシャフトセンターより外方向に逃げ
ようとする。ところが、ラックパイプ81のラック部8
2と背面側に形成したベアリングガイド溝83内にはフ
レームlO側に固定のロッド86に位置決め支持したボ
ールベアリング85か嵌合しているので、常にラック部
82はビニオン部77に正常に噛み合うようになってい
る。
In the above, regarding the meshing between the binion part 77 of the center pipe 75 fixed to the steering shaft ent 25 and the rack part 82 of the rack pipe 81 fixed to the cylinder body 41 of the actuator 30, the rack part 82 has meshing teeth with respect to the binion part 77. The steering shaft tries to escape outward from the center due to the partial pressure caused by the pressure angle. However, the rack portion 8 of the rack pipe 81
A ball bearing 85 positioned and supported by a rod 86 fixed on the frame lO side is fitted into the bearing guide groove 83 formed on the rear side of the rack 82, so that the rack part 82 always meshes normally with the binion part 77. It has become.

次に本発明か適用されるステアリング機構から別設した
パワーアシスト用アクチュエータ30とステアリングシ
ャフト20との連結部の構成に関し、従来構造と本発明
構造との比較を・行う。
Next, a comparison will be made between the conventional structure and the structure of the present invention with regard to the configuration of the connecting portion between the power assist actuator 30 provided separately from the steering mechanism to which the present invention is applied and the steering shaft 20.

先ず従来構造に係る特願昭63−42468号ではアク
チュエータ30に対しステアリングシャフト20に固定
したセンターアームを枢着したリンク機構式のもののた
め、第17図の如くセンターアームとアクチュエータと
の枢着連結点が操舵中立位置Nから操舵角によって左右
最大操舵位置a、bへと円弧状に移動する軌跡を描く。
First, the conventional structure of Japanese Patent Application No. 63-42468 is of a link mechanism type in which a center arm fixed to the steering shaft 20 is pivotally connected to the actuator 30, so the center arm and the actuator are pivotally connected as shown in Fig. 17. The point draws a trajectory that moves in an arc from the steering neutral position N to the left and right maximum steering positions a and b depending on the steering angle.

このため、アクチュエータの中心線が支点P廻りに揺動
して方向か変化する(C−、Cb参照)。従ってアクチ
ュエータのパワーアシスト力F1は操舵力のモーメント
に対しその分力F1の分しかステアリングシャフトに作
用せず、パワーアシスト力はF、・Rとなって操舵中立
位置N付近の力F8・Rよりも減少する。即ち直進付近
からの操舵角の増加に応じてパワーアシスト力か減少す
るものである。ここでステアリングシャフトセンターが
0点である。
Therefore, the center line of the actuator swings around the fulcrum P and changes direction (see C- and Cb). Therefore, the power assist force F1 of the actuator acts on the steering shaft by only the component force F1 corresponding to the moment of the steering force, and the power assist force becomes F,・R, which is smaller than the force F8・R near the steering neutral position N. will also decrease. That is, the power assist force decreases as the steering angle increases from the vicinity of straight-ahead travel. Here, the steering shaft center is 0 point.

これに対し本発明においては、アクチュエータ30(シ
リンダボディ41)とステアリングシャフト20(シャ
フトエンド25)との連結部が、シリンダボディ41に
設けたラック部82とシャフトエンド25に設けたビニ
オン部77とを互いに噛み合わせてなるラックピニオン
機構となっているため、第17図のようにとニオン部7
7に噛み合うラック部82か操舵中立位置Nから操舵に
応じ左右最大操舵位置a l + b lへ直線移動す
る軌跡を描く。つまりアクチュエータ30は中心線(シ
リンダセンター)CIに沿った直線運動のみを行うため
、パワーアシスト力は操舵角によって変化せず、常にF
 a−Rとなる。このように変化のないパワーアシスト
力F 、−Rを得ることがてきるため、運転者の必要操
舵力か車両の旋回半径により変化(操舵角に応じ増加)
しなくなり、従って操作性を更に向上てきるものとなる
On the other hand, in the present invention, the connection portion between the actuator 30 (cylinder body 41) and the steering shaft 20 (shaft end 25) is connected to the rack portion 82 provided on the cylinder body 41 and the binion portion 77 provided on the shaft end 25. Since the rack and pinion mechanism is made by meshing the 7 and 7 with each other, as shown in FIG.
The rack portion 82 that engages with the steering wheel 7 draws a trajectory that moves linearly from the neutral steering position N to the left and right maximum steering positions a l + b l in response to steering. In other words, since the actuator 30 only performs linear motion along the center line (cylinder center) CI, the power assist force does not change depending on the steering angle and is always F
It becomes a-R. In this way, it is possible to obtain power assist forces F and -R that do not change, so they change depending on the driver's required steering force or the turning radius of the vehicle (increases according to the steering angle).
Therefore, the operability can be further improved.

この場合において、スプールレバー72とスプールバル
ブ33とはスプールロッド34及び両端のボールジヨイ
ント73.35を介して連結されているため、アクチュ
エータ30の中心線C1に沿った直線運動に伴なうスプ
ールレバー72及びスプールロット34の揺動は各ボー
ルジヨイント73.35によって吸収される。
In this case, since the spool lever 72 and the spool valve 33 are connected via the spool rod 34 and the ball joints 73.35 at both ends, the spool lever 72 and the spool valve 33 are Swinging of the lever 72 and the spool rod 34 is absorbed by each ball joint 73.35.

ところで、第14図のようにステアリングアウターシャ
フト21とスプールバルブ33との連結構造にもラック
ピニオン機構を採用しても良い。
Incidentally, as shown in FIG. 14, a rack and pinion mechanism may also be adopted for the connection structure between the steering outer shaft 21 and the spool valve 33.

即ち第15図及び第16図にも示す如くアウターシャフ
ト21にビニオン部92が形成されたインプットパイプ
91を溶接等で固設する一方、スプールバルブ33にラ
ックパー93を一体に溶接等て固設し、そのラック部9
4をビニオン部92に噛み合わせたものである。この場
合、アクチュエータ30のボディ内のバルブ孔32及び
シリンダ42が平行なため、上方のラック部94が下方
のラック部82と平行であり、アウターシャフト21か
らスプールバルブ33への操舵方向の検知もアクチュエ
ータ30の中心線に平行な直線運動で行われる。但し、
このラック部94とビニオン部92におけるバックラッ
シュは操舵方向を敏感にスプールバルブ33に伝えるた
めには極力小さくしなければならない。
That is, as shown in FIGS. 15 and 16, the input pipe 91 with the binion portion 92 formed thereon is fixed to the outer shaft 21 by welding or the like, and the rack par 93 is integrally fixed to the spool valve 33 by welding or the like. , its rack part 9
4 is meshed with the pinion portion 92. In this case, since the valve hole 32 in the body of the actuator 30 and the cylinder 42 are parallel, the upper rack part 94 is parallel to the lower rack part 82, and the steering direction from the outer shaft 21 to the spool valve 33 can also be detected. This is performed in a linear motion parallel to the center line of the actuator 30. however,
This backlash in the rack portion 94 and the pinion portion 92 must be made as small as possible in order to sensitively transmit the steering direction to the spool valve 33.

尚、実施例ては鞍乗型四輪車に装備したが、本発明のパ
゛ワーステアリング装置は一般車両に適用することも可
能である。
Although the power steering device of the present invention is installed on a saddle type four-wheeled vehicle in the embodiment, it is also possible to apply it to general vehicles.

[発明の効果] 以上のように本発明のパワーステアリング装置によれば
、ステアリング機構から別設したアクチュエータとステ
アリングシャフトとを、アクチュエータに設けたう・ン
ク部とステアリングシャフトに設けたとニオン部とを互
いに噛み合わせてなるラックピニオン機構て連結した構
造のため、操舵により回転するステアリングシャフトの
ピニオン部に噛み合うラック部の直線運動によってアク
チュエータを中心線方向に沿って移動することかできる
。従ってアクチュエータ中心線の揺動変化を防止してパ
ワーアシスト力を有効に利用することかできるのて、操
作性を更に向上することかてきる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the power steering device of the present invention, the actuator and the steering shaft, which are separately provided from the steering mechanism, can be connected to the ink portion provided on the actuator and the nion portion provided on the steering shaft. Because of the structure in which the rack and pinion mechanisms are connected by meshing with each other, the actuator can be moved along the centerline direction by linear movement of the rack part that meshes with the pinion part of the steering shaft that rotates by steering. Therefore, it is possible to prevent swinging changes in the center line of the actuator and effectively utilize the power assist force, thereby further improving operability.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明装置を、装備した鞍乗型四輪車の外観側
面図、第2図はステアリング系と動力伝達系及び懸架装
置を示す概略斜視図、第3図はノ(ワーアシスト用アク
チュエータ等の配置を示す車体フレーム前部の概略側面
図、第4図は第3図の矢印■方向からの正面図、第5図
はステアリングシャフトを含むアクチュエータ部分の縦
断側面図、第6図は第5図の矢印■−■線に沿った断面
図、第7図は第5図の矢印■方向からの平面図、第8図
は第7図の矢印■−■線に沿った断面図、第9図は直進
時におけるステアリングシャフトとの連結部を含むアク
チュエータ内の拡大縦断側面図、第1O図はラックピニ
オン機構部分の要部破断平面図、第11図は第10図の
矢印X[−XI線に沿った要部破断正面図、第12図と
第13図は夫々ハンドルを右と左に切った場合の第9図
と同様の各縦断側面図、第14図はステアリングシャフ
トからアクチュエータのスプールバルブへの入力連結部
にもラックピニオン機構を採用した場合を示す第9図と
同様の縦断側面図、第15図はそのラックピニオン機構
部分の要部破断平面図、゛第16図は第15図の矢印潤
−膓線に沿った要部破断正面図、第17図はステアリン
グシャフトとアクチュエータとの連結点の軌跡を説明す
る線図である。 尚、図面中、20はステアリングシャフト。 30はパワーアシスト用アクチュエータ、77はピニオ
ン部、82はラック部である。
Fig. 1 is an external side view of a straddle-type four-wheel vehicle equipped with the device of the present invention, Fig. 2 is a schematic perspective view showing the steering system, power transmission system, and suspension system, and Fig. 3 is a FIG. 4 is a schematic side view of the front part of the vehicle body frame showing the arrangement of actuators, etc., FIG. 4 is a front view taken from the direction of arrow ■ in FIG. 3, FIG. 5 is a longitudinal side view of the actuator portion including the steering shaft, and FIG. A cross-sectional view along the arrow ■-■ line in FIG. 5, FIG. 7 is a plan view taken from the direction of the arrow ■ in FIG. 5, and FIG. 8 is a cross-sectional view along the arrow ■-■ line in FIG. FIG. 9 is an enlarged vertical sectional side view of the inside of the actuator including the connection part with the steering shaft when traveling straight, FIG. 1O is a cutaway plan view of the main part of the rack and pinion mechanism, and FIG. 12 and 13 are longitudinal sectional side views similar to FIG. 9 when the steering wheel is turned to the right and left, respectively. Figure 15 is a longitudinal cross-sectional side view similar to Figure 9 showing the case where a rack and pinion mechanism is also adopted for the input connection to the spool valve, Figure 15 is a cutaway plan view of the main part of the rack and pinion mechanism, and Figure 16 is a 15 is a cutaway front view of the main part along the arrow Jun-Ren line, and FIG. 17 is a line diagram explaining the locus of the connection point between the steering shaft and the actuator. In addition, in the drawing, 20 is the steering shaft. 30 77 is a pinion portion, and 82 is a rack portion.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 ステアリングシャフトと連動するパワーアシスト用アク
チュエータをステアリング機構から別設して備える車両
において、 前記アクチュエータとステアリングシャフトとの連結部
を、アクチュエータに設けたラック部とステアリングシ
ャフトに設けたピニオン部とを互いに噛み合わせてなる
ラックピニオン機構で構成したことを特徴とするパワー
ステアリング装置。
[Claims] In a vehicle that is equipped with a power assist actuator that is connected to a steering shaft and is provided separately from a steering mechanism, a connecting portion between the actuator and the steering shaft is provided on a rack portion provided on the actuator and on the steering shaft. A power steering device comprising a rack and pinion mechanism in which a pinion part and a pinion part are meshed with each other.
JP63227932A 1988-06-08 1988-09-12 Power steering device Pending JPH0277359A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63227932A JPH0277359A (en) 1988-09-12 1988-09-12 Power steering device
US07/789,523 US5253730A (en) 1988-06-08 1991-11-07 Power steering apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63227932A JPH0277359A (en) 1988-09-12 1988-09-12 Power steering device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0277359A true JPH0277359A (en) 1990-03-16

Family

ID=16868544

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63227932A Pending JPH0277359A (en) 1988-06-08 1988-09-12 Power steering device

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JP (1) JPH0277359A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008118878A (en) * 2006-11-09 2008-05-29 Kanto Noki Kk Inter-ridge guide of farm working vehicle

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