JPH03235760A - 動力舵取装置 - 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） 本発明は動力舵取装置に係り、特に、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出力軸と、舵取ハンドルによ
って回転操作される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
ぞれ設けたアウタバルブとインナバルブとから成るコン
トロールバルブによって油路な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、
車両の走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４８−１
４７４３号）。

ところで、従来のインテグラル型動力舵取装置において
は、コントロールバルブを構成するアウタバルブと出力
軸とが別体構造となっており、また油圧反力室は、アウ
タバルブ側に設けるタイプと、出力軸側に設けるタイプ
とがある。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の動力舵取装置において、油圧反力室をアウタバル
ブ側に設ける前者は、アウタバルブと出力軸とを連結す
るビンに過大な力が加わり、ビンが破損するという問題
がある。

また、油圧反力室を出力軸側に設ける後者は、油圧反力
室を構成するためシール部材が、油圧反力室を設けない
タイプのものに比較して２本余計に必要となり、シール
箇所の増加に伴なうフリクション増加により、操舵性能
が低下するとともに、入力軸側寸法が大きくなるという
問題がある。

本発明は、かかる現況に鑑みなされたもので、ビンが破
損するおそれがないとともに、シール箇所の増加を極力
抑えて、操舵性能の低下および入力軸側の寸法増大を防
止でき、また反力機構を安定して動作させることができ
る動力舵取装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、前記目的を達成する手段として、アウタバル
ブを出力軸の内周面に直接形成するとともに、出力軸の
アウタバルブよりもピストン寄りの位置に、反力室な設
け、この反力室内に反力プランジャを嵌合するようにし
たことを特徴とする。

（作用） 本発明に係る動力舵取装置においては、従来のものとは
逆に、アクタバルブが、出力軸の内周面に直接形成され
るとともに、インチバルブは、入力軸とは別体構造とな
っている。このため、アウタバルブと出力軸とを連結す
るビンが破損するといった不具合がない。また反力室は
、出力軸のアクタバルブよりもピスト寄りの位置に設け
られるので、シール部を、アウタバルブ用と反力室用と
で共用とすることができ、シール箇所の増加を１箇所に
抑えることができる。このため、操縦性能の低下を防止
できるとともに、出力軸の径を増大させることなく、反
力プランジャのメタルシール部を長くとることができ、
反力機構の動作を安定させることが可能となる。

（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動するよう
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
し溝（１８）が螺設され、溝（１８）内の多数のボール
（１９）を介して出力軸（２０）が螺合されている。ギ
アハウジング（２）の一端には、バルブハウジング（２
２）が固定されており、このバルブハウジング（２２）
内には、前記出力軸（２０）と軸線を一致させて入力軸
（２４）が配設されている。

前記出力軸（２０）の入力軸（２４）側の端部には、第
１図に示すように、大径の筒部（２０ａ）が形成されて
おり、この筒部（２０ａ）内には、入力軸（２４）の先
端部がベアリング（２６）を介して嵌合されている。

そして、これら両軸（２０）、　　（２４）は、それら
の軸心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。また、出力軸（２ｏ）の内面と入
力軸（２４）の外面には、両軸（２０）、　　（２４）
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が形成されている。

なお、入力軸（２４）は、図示しない舵取ハンドルに連
結されて回転するようになっている。

前記出力軸（２０）の筒部（２０ａ）の先端内周面には
、第１図に示すように、アウタバルブ（３ｏ）が直接形
成されており、また前記入力軸（２４）の外周部には、
インナバルブ（３２）が嵌合され、このインナバルブ（
３２）は、ビン（３４）を介し入力軸（２４）に連結さ
れ一体的に回転するようになっている。そして、前記ア
ウタバルブ（３ｏ）とインナバルブ（３２）とにより、
ロータリタイプのコントロールバルブ（３６）が構成さ
れるようになっている。

このコントロールバルブ（３６）は、第１図に示すよう
に、バルブハウジング（２２）に形成した供給口（３８
）を介して図示しないオイルポンプに接続されており、
オイルポンプから吐出された圧油は、舵取ハンドルの操
作に伴なうコントロールバルブ（３Ｂ）の切換作動によ
り、圧力室（８）　、　（１０）の一方に供給されると
ともに、他方の圧力室は図示しないタンクに連通されて
両圧力室（８）　、　（１０）間に圧力差が生じ、この
圧力差でピストン（６）が作動して操舵方向に補助力が
与えられるようになっている。

前記出力軸（２０）の筒部（２０ａ）の先端外周部には
、第１図に示すように、出力軸（２ｏ）および入力軸（
２４）をバルブハウジング（２２）に回転自在に支持す
るためのボールベアリング（４０）のインナーレース（
４０ａ）が一体に形成されており、このボールベアリン
グ（４０）のアウターレース（４０ｂ）は、バルブハウ
ジング（２２）内の段部に圧入さね、バルブハウジング
（２２）の端部内に螺入されるナツト部材（４２）によ
り、バルブハウジング（２２）からの抜は止めがなされ
ている。

前記ナツト部材（４２）には、第１図に示すように、入
力軸（２４）をナツト部材（４２）に回転自在に支持す
るボールベアリング（４４）およびオイルシール（４６
）がそれぞれ装着されており、ナツト部材（４２）の外
面には、内径部が入力軸（２４）に密着し外径部がバル
ブハウジング（２２）とほぼ同一径をなすドーナツ円板
状のダストカバー（４８）が配置され、このダストカバ
ー（４８）は、その凸部（４８ａ）をナツト部材（４２
）の操作穴（４２ａ）に圧入することにより、ナツト部
材（４２）およびバルブハウジング（２２）の端面に密
着した状態で固定されている。

前記出力軸（２０）の筒部（２０ａ）の外周部には、第
１図に示すように、バルブハウジング（２２）の内周面
との間のシールを行なうための４本のシール部材（４９
ａ）　、　（４９ｂ）　、　（４９ｃ）　、　（４９ｄ
）がそれぞれ配設されており、前記出力軸（２０）の２
本のシール部材（４９ａ）　、　（ｎｂ）の間に位置す
る部位、すなわちアウタバルブ（３０）よりもピストン
（６）寄りの部位には、反力機構（５０）が設けられて
いる。すなわち、シー　羽部材（４９ｂ）は、反力機構
（５ｏ）のシールをも兼ねている。

前記反力機構（５０）は、第１図および第２図に示すよ
うに、出力軸（２０）の筒部（２０ａ）に周方向に等間
隔で径方向に設けられた４個の孔状の反力室（５２）を
備えており、これら各反力室（５２）内には、ボール（
５４）を有する反力プランジャ（５６）が摺動自在に、
それぞれ密嵌されている。

方、前記入力軸（２４）の外周部には、第１図に示すよ
うに、環状の大径部（２４ａ）が形成されており、この
大径部（２４ａ）の前記各ボール（５４）に対応する部
位には、第２図に示すように、２つの傾斜面を有する４
個の凹部（５８）がそれぞれ形成されている。そして、
通常状態においては、これら各凹部（５８）に各ボール
（５４）が嵌入係止されるようになっている。

前記各反力プランジャ（５６）の背面側には、第１図お
よび第２図に示すように、バルブハウジング（２２）に
設けた油通路（６ｏ）を介して油圧源からの圧油が作用
するようになっており、油通路（６ｏ）内には、任意数
のチョーク（８２）　（図面の場合は２個）が設置され
ている。そして、複数のチョーク（６２）を設けた場合
には、チョーク（６２）間に室が形成されることにより
、脈動吸収能力をアップさせることができるようになっ
ている。なお、前記油圧源は、パワーステアリング装置
と共通のポンプでもよく、また別個の車速に応じて吐出
量が増減するサブポンプ等を用いてもよい。

次に、本実施例の作用について説明する。

舵取ハンドルの操作によって入力軸（２４）が回転する
と、この入力軸（２４）と出力軸（２０）との間に相対
回転変位が生じ、これに伴ない、入力軸（２４）に連結
したインナバルブ（３２）と出力軸（２０）に形成した
アウタバルブ（３０）との間にも相対回転変位が生じて
コントロールバルブ（３６）内の流路が切換えられ、シ
リンダ部（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。そしてこれにより、動力舵取装
置としての作動が行なわれる。

方、入力軸（２４）と出力軸（２０）との間に相対回転
変位が生じると、反力機構（５０）の各ボール（５４）
の中心が、各凹部（５８）の中央からずれ、凹部（５８
）の傾斜面によって押し上げられる。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が増
大するオイルポンプから吐出された圧油が、油通路（６
０）を介して導入されているため、その油圧により、ボ
ール（５４）が凹部（５８）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の向上
が図られる。

しかして、アウタバルブ（３０）が出力軸（２０）の筒
部（２０ａ）内周面に直接形成されているので、アクタ
バルブと出力軸（２０）とを別体構造とし、これらをピ
ンで連結するとともに、アウタバルブ側に反力室を設け
ている従来のものと異なり、ビンが破損するどいフた不
具合がない。また、シール部材（４９ｂ　）は、バルブ
と反力機構（５０）の共用となっているので、出力軸側
に反力室を設ける従来のものと異なり、シール箇所の増
加が１箇所で済む。このようにバルブ回りのシール数が
４本で済むため、摺動抵抗が小さいので、操舵力が円滑
で軽い、ハンドルの戻りが良い、バルブからの異音がな
い等の効果が得られ、また、全体構造がシンプルであり
、外形寸法が短かく、コンパクトである。

また、反力機構（５０）は、出力軸（２０）のアウタバ
ルブ（３０）よりもピストン（６）寄りの部位に設けら
れているので、筒部（２０ａ）を大径化することなく、
反力室（５ｚ）の肉厚寸法を大きくとることができ、反
力プランジャ（５６）のメタリシール部を長くとって油
漏れを少なくすることができる。また、反力プランジャ
（５６）のガイド長さも長くなるので、反力プランジャ
（５６）の倒れ、こじり等がなくなって安定した動作が
得られる。

また、油通路（６０）内には、チョーク（６２）が設け
られているので、このチョーク（６２）を複数にするこ
とにより、チョーク（６２）間に室が形成され、脈動吸
収能力を向上させることができる。

また、ダストカバー（４８）は、バルブハウジング（２
２）およびナツト部材（４２）の外面に密着する構造に
なフているので、入力軸（２４）側の寸法および外径寸
法を縮小でき、また、ナツト部材（４２）のねじ嵌合部
がダストカバー（４８）で完全に覆われるので、ねじ嵌
合部の耐泥水性能を向上させることができる。また、ダ
ストカバー（４８）の内径部は入力軸（２４）に密着し
、内部にグリースを封入することができるので、入力軸
（２４）の耐泥水性能も向上させることができる。

なお、上記実施例では、反力室（５２）はシリンダの左
右の室（８）　、　（１０）に囲まれている。この構成
の効果について説明する。

高速走行時に於ける操舵の場合ハンドル操舵量に応じて
、動力舵取装置人口圧も（バルブ中立時から）上昇する
。当然シリンダ室の圧力も上昇する（反対のシリンダ室
は低圧のまま）。

ここで、人口圧に応じてコントロールバルブで圧力を制
御された圧油は反力室へ連通されているが、第５図のよ
うにポイントＡでそのシリンダ圧と反力圧は逆転する場
合がある。

その時のシールは装着箱内で第６図のように移動する。

この時につオーム軸（２０）を経由して入力軸（２４）
へショックが伝達する。この現象はやむを得ないとして
、そのショック感を半減する為にも反力室（５２）の両
側は別々のシリンダ室圧を持つようにすれば、シ日ツク
の発生は一方のシールのみで済むため両方が同一のシリ
ンダ室圧に囲まれている場合の半分で済むので好ましい
。

第３図および第４図は、本発明の他の実施例を示すもの
で、前記実施例における反力機構（５０）に代え、反力
機構（１５０）を設けるようにしたものである。

すなわち、この反力機構（１５０）は、第２図に示すよ
うに、入力軸（２４）外周の対称位置に形成された２つ
の突起（１５，２）を備えており、出力軸（ｚＯ）には
、これら各突起（１５２）の両側面に対して直交する方
向から、孔状をなす反力室（１５４）がそれぞれ形成さ
れ、これら各反力室（１５４）内には、反力プランジャ
（１５１１）が摺動自在にそれぞれ密嵌し、各突起（１
５２）に係合するようになっている。また、これら各反
力プランジャ（１５６）の背面側には、前記実施例と同
様、油通路（６０）を介して油圧が作用するようになっ
ている。

なお、その他の点については、前記実施例と同一構成と
なっている。

以上の構成において、入力軸（２４）と出力軸（２０）
と間に相対回転変位が生じると、反力機構（１５０）を
構成する入力軸（２４）の突起（１５２）が、その両側
に向かい合う反力プランジャ（１５６）の一方を押圧し
て後退させる。各反力プランジャ（１５６）の背面側に
は、車速の上昇に応じて吐臼量が増大するオイルポンプ
から吐出された圧油が、油通路（６０）を介して導入さ
れているため、その油圧により、押圧されて後退してい
た反力プランジャ（１５６）が、人力ｌ１ｌｌ（２４）
の突起（１５２）を、第４図に示す中立位置に戻そうと
する力を与える。この回転力が、舵取ハンドルに操舵反
力として伝送され、高速走行時の操舵安定性の向上が図
られる。

しかして、この反力機構（１５０）を用いても、前記実
施例と同様の効果が期待できる。

なお、上記各実施例では反力プランジャ（５Ｂ）。

（＋５１ｉ）を同上の４ケ所に設けたが第７図に示すよ
うに３ケ所にすることもできる。４ケ所設けた場合には
、同方向の精度が若干ずれると入力軸（２４）に回転力
が生じたり入力軸（２４）に偏荷重が生じ、円滑な操舵
性能が得られない場合があるが、３ケ所では反力プラン
ジャ（２５６）が入力軸（２４）中心方向に与える作用
荷重のバランスがとれるという効果が得られる。

また、コントロールバルブも周上３つの部分で構成され
ている為、バルブの軸断面で見た場合、反力プランジャ
（２５８）は３ケ所の方がバルブやつオーム軸（２０）
内のシリンダ通路との周方向の位置関係が拘束されず、
設計上自由度が大きく有利であり、しかも全体的に小さ
なバルブ構造に設計可能となる。

（発明の効果） 以上説明したように本発明は、コントロールバルブを構
成するアウタバルブが、出力軸の内周面に直接形成され
、また反力機構の反力室が、出力軸のアウタバルブより
もピストン寄りの部位に設けられているので、ビンが破
損するおそれがないとともに、シール箇所の増加による
操縦性能の低下および入力軸側の寸法増大を極力抑える
ことができる。また、出力軸の径を増大することなく、
反力室および反力プランジャのスライド方向の寸法を大
きくとることができ、反力機構を安定して動作させるこ
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動力舵取装置を示す縦
断面図、第２図はその反力機構の横断面図、第３図は本
発明の他の実施例に係る動力舵取装置を示す縦断面図、
第４図はその反力機構の横断面図、第５図は操舵量と圧
力の関係を示すグラフ、第６図はシール部材に対するシ
リンダ圧の作用を示す説明図、第７図は反力プランジャ
が３個の実施例の横断面図である。 （２）・・・ギアハウジング、 （４）・・・シリンダ部、 （６）・・・ピストン、 （１２）・・・ラック、 （１４・・・セクタギア、 （１８・・・ボール溝、 （１９）・・・ボール、 （２０・・・出力軸、 （２０ａ）・・・筒部、 ２４）・・・入力軸、 ２８・・・トーションバー ３０・・・アウタバルブ、 ３２）・・・インナバルブ、 ３４・・・ピン、 ３６・・・コントロールバルブ、 ４８・・・ダストカバー ４９ａ）　、　（４９ｂ）　、　（４９Ｃ）　、　（４
９ｄｌ　−・・シール部材、５Ｑ）　、　（１５Ｇ）　
、　（２５０）・・・反力機構、５２）　、　（１５４
）・・・反力室、（５４、（２５４）・・・ボール、 ５６）　、　（１５６）　、　（２，５６）・・・反力
プランジャ、５８）・・・凹部、 ６０）・・・油通路、 ６２・・・チョーク、 １５２）・・・突起。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　舵取ハンドルによって回転駆動される入力軸と、この
   入力軸と同一軸線上に配置されてトーションバーにより
   連結される出力軸と、この出力軸の内周面に直接形成さ
   れたアウタバルブと、前記入力軸の外周部に固定された
   インナバルブとからなるコントロールバルブと、前記出
   力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合し、ピストンの往復動
   に伴なって回転するセクタギアと、前記出力軸のアウタ
   バルブよりもピストン寄りの位置に形成された孔状の反
   力室と、この反力室内に摺動可能に嵌合された反力プラ
   ンジャと、前記入力軸の外周部に形成され、前記反力プ
   ランジャが係合する係合部とを備え、前記反力プランジ
   ャの背面側には、油圧源からの吐出油圧が、油通路を介
   して作用するようになっていることを特徴とする動力舵
   取装置。