JPH03239671A - 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、トラックやバスのような大
型自動車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 乗用車では、応答性に優れたパワー・ステアリングとし
て、ラック・アンド・ピニオン型パワー・ステアリング
が使用されてきているが、この種のパワー・ステアリン
グが、トラックやバスのような大型自動車に使われると
、ハンドルからコントロール・バルブまでの機構が長く
なり、また、それに伴って、その機構には、がたを生じ
る箇所が多くなるので、応答性が不十分になる虞れがあ
る。

発明の目的・課題 この発明の目的・課題は、ハンドル側およびタイヤ側入
力の双方に対する応答性に優れ、そして、大型自動車に
適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・ボアを有するシリンダ・ボディ、そのシリンダ・ボ
ア内に往復摺動可能に嵌め込まれてそのシリンダ・ボア
内に一対のシリンダ室を区画するピストン、および、そ
のピストンに固定的に連結されるラック付きピストン・
ロッドよりなるパワー・シリンダと、ステアリング・シ
ャフトを介してステアリング・ホイールで操作され、そ
のパワー・シリンダの一対のシリンダ室に給１１−され
る圧油を方向制御するコントロール・バルブと、そのコ
ントロール・バルブのコントロール・バルブ・シャフト
にトーション・バーを介して連結されるウオーム、およ
び、そのウオームに噛み合わせられるウォーム・ギアを
備える中間ギア・ボックスと、一端をそのウォーム・ギ
アに固定的に結合させ、そして、そのパワー・シリンダ
のピストン・ロッドのラックに噛み合わせられるビニオ
ンを他端に有する中間シャフトとを含み、そのパワー・
シリンダとそのコントロール・バルブとを互いに離して
配置可能にし、そして、ハンドル側およびタイヤ側人力
の双方に対する応答性を向上させるところにある。

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。

第１および２図は、一対の前々輪５５．５６が、前々車
軸（図示せず）の両端に揺動および回転可能に支持され
、そして、一対の前後輪５７．５８が、前後車軸（図示
せず）の両端に揺動および回転可能に支持されたところ
の前２軸型キャブ・オー八・トラック５０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
リングの具体例１０を概説的に示している。

そのラック・アンド・ピニオン型パワー・ステアリング
１０は、パワー・シリンダ１１と、コントロール・バル
ブ１２と、中間ギア・ボックス１３と、中間シャフト１
４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、ステアリング
・ホイール１８と、ステアリング・シャフト１９とを含
んで組み立てられた。

また、このパワー・ステアリング１０では、そのパワー
・シリンダ１１、コントロール・バルブ１２、オイル・
ポンプ１５、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２２、戻
り側油圧配管２３、および、給徘共用油圧配管２４．２
５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１７が、コントロール・バルブ・バイパ
ス２６でその戻り側油圧配管２３に接続された。

そのパワー・シリンダ１１は、内部にシリンダ・ボア（
図示せず）を備えた細長いシリンダ・ボディ３０と、そ
のシリンダ・ボア内に往復摺動可能に嵌め込まれてその
シリンダ・ボア内に一対のシリンダ室（図示せず）を区
画したピストン（図示せず）と、そのピストンに固定的
に連結され、そして、そのシリンダ・ボディ３０の一端
のギア・ハウジング３２において、一端側を、そのシリ
ンダ・ボディ３０の他端のロッド・カバー３３において
、他端側をそのシリンダ・ボディ３０にそれぞれ出し入
れ可能にして、そのギア・ハウジング３２およびロッド
・カバー３３の外側に伸長させ、そしてさらに、そのギ
ア・ハウジング３２内に位置される部分にラック（図示
せず）を切ったラック付きピストン・ロッド３４とを含
み、そのシリンダ・ボディ３０が、その前後車軸の後方
において、フレームにねじ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３１
、ギア・ハウジング３２、およびロンド・カバー３３か
ら組み立てられ、そして、そのギア・ハウジング３２お
よびロッド・カバー３３にそれぞれオイル・ボート（図
示せず）を形威しである。勿論、そのオイル・ボートは
、そのシリンダ室に対応されてそのギア・ハウジング３
２およびロッド・カバー３３に穴明けされ、そして、そ
の給徘共用油圧配管２４．２５でそのコントロール・バ
ルブ１２のシリンダ・ボート４５．４６に接続されであ
る。

そのピストン・ロッド３４は、両端にポール・ジヨイン
ト結合された押し引きリンク２０．２１を介して前後輪
軸５３．５４のナックル・アーム５９．６０にボール・
ジヨイント結合され、そのパワー・シリンダ１１の出力
をその前後輪軸５３５４に、さらに、前々輪軸５１．５
２に伝達可能にしている。勿論、その前々輪軸５１．５
２および前後輪軸５３．５４は、ステアリング・アーム
６１．６２および６３．６４と、そのステアリング・ア
ーム６１．６３および６２．６４間にピボット連結され
たインターロック・リンク６５．６６とによって互いに
連結されである。

そのコントロール・バルブ１２は、ロータリ型に製作さ
れ、そして、その中間ギア・ボックス１３にボルト締め
されて一体的に組み付けられた。

このロータリ型コントロール・バルブ１２　ハ、内部に
バルブ・ボア３６を備えて、その中間ギア・ボックス１
３に組み付けられたコントロール・バルブ・ハウジング
３５と、そのバルブ・ボア３６内に嵌め込まれたロータ
リ・バルブ３７と、そのロータリ・バルブ３７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３８
と、そのコントロール・バルブ・シャフト３８の内側に
６１されて、一端をそのコントロール・バルブ・シャフ
ト３８の根元にピン４０で廻り止め結合させたトーショ
ン・バー３９とを含み、そして、そのトーション・バー
３９の他端およびロータリ・バルブ３７が、その中間ギ
ア・ボックス１３のウオーム４８にビン４１．４２でそ
れぞれ廻り止め結合されて組み立てられた。

また、このコントロール・バルブ１２は、そのコントロ
ール・バルブ・ハウジング３５にポンプ・ボート４３、
タンク・ボート４４、および、シリンダ・ボート４５．
４６を形威し、そのポンプ・ボート４３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２２で、そ
のタンク・ボート４４をそのオイル・リザーバ１６にそ
の戻り側油圧配管２３でそれぞれ接続し、また、そのシ
リンダ・ボート４５．４６をそのパワー・シリンダ１１
の一対のオイル・ボート（図示せず）にその給徘共用油
圧配管２４．２５で接続させ、そして、そのコントロー
ル・バルブ・シャフト３８がそのステアリング・シャフ
ト１９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３８がそのステアリング・ホイール１８で
操作されると、そのパワー・シリンダ１１に給徘される
圧油を方向制御する。すなわち、このコントロール・バ
ルブ１２は、そのコントロール・バルブ・シャフト３８
が、そのステアリング・ホイール１８でそのロータリ・
バルブ３７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で流量調整された圧油をそのパワー・
シリンダ１１の一対のシリンダ室に選択的に供給し、同
時に、そのパワー・シリンダ１１の一対のシリンダ室の
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１２が、その中
間ギア・ボックス１３に組み付けられ、そして、そのピ
ストン・ロッド３４のラックに噛み合わせられたそのビ
ニオンを備えたその中間シャフト１４を介してそのピス
トンの動きをそのロータリ・バルブ３７およびトーショ
ン・バー３９の他端にフィード・バックさせるところに
そのパワー・シリンダ１１に組み合わせられたので、こ
のパワー・ステアリング１０では、そのパワー・シリン
ダ１１とそのコントロール・バルブ１２とが無理なく互
いに離して配置可能になり、そして、ハンドル側および
タイヤ側入力の双方に対する応答性が向上され、その結
果、未来指向大型自動車のパワー・ステアリングの実現
が可能になった。

その中間ギア・ボックス１３は、ケーシング４７と、そ
のケーシング４７内に組み込まれてそのコントロール・
バルブ１２のコントロール・バルブ・シャフト３８にそ
のトーション・バー３９を介して連結されたベベル・ピ
ニオン４８と、同様に、そのケーシング４７内に組み込
まれてそのベベル・ピニオン４８に噛み合わせられたベ
ベル・ホイール４９とを含んで組み立てられ、そのケー
シング４７が、その前々車軸の前方において、そのフレ
ームにねし止めされて、そのトラックに配置された。

その中間シャフト１４は、一端をそのベベル・ホイール
４９に固定的に結合させ、そして、そのパワー・シリン
ダ１１のピストン・ロッド３４のランクに噛み合わせら
れたピニオン（図示せず）を他端に備え、そのパワー・
シリンダ１１の操作量をそのロータリ・バルブ３７にそ
のベベル・ホイール４９およびベベル・ピニオン４日を
介してフィード・バックさせる。

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２２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１２との間で、その供給側油
圧配管２２に配置され、そして、そのコントロール・バ
ルブ・バイパス２６でその戻り側油圧配管２３に接続さ
れである。勿論、このフロー・コントロール・バルブ１
７は、そのオイル・ポンプ１５からそのコントロール・
バルブ１２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にそのコントロール
・バルブ・バイパス２６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で流量調整され、所定の圧油の流量がその供給側油
圧配管２２に流れてそのコントロール・バルブ１２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３８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４３、タンク・ボート４４、および、
戻り側油圧配管２３を経て、そのオイル・リザーバ１６
に戻され、そのパワー・シリンダ１１においては、その
ピストンが、そのシリンダ・ボディ３０のシリンダ・ボ
ア内でニュートラル位置に保持されている。

そのような走行から、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１
８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１８が回転さ
れると、そのコントロール・バルブ１２においては、そ
のコントロール・バルブ・シャフト３８が、そのステア
リング・シャフト１９を介してそのステアリング・ホイ
ール１８で操作され、そのロータリ・パルプ３７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３８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２２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で流量調整された圧油は、そのパワー・シ
リンダ１１の一対のシリンダ室の何れか一方にその給徘
共用油圧配管２４．２５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の何れか他方内の圧油は、
その給徘共用油圧配管２４．２５の何れか他方および戻
り側油圧配管２３を経てそのオイル・リザーバ１６に戻
される。

その結果、そのパワー・シリンダ１１では、そのピスト
ンが、その一対のシリンダ室の何れか一方から他方に摺
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が摺動されると、そのラック付きピ
ストン・ロッド３４が、そのピストンに伴われて動かさ
れるので、そのピストン・ロッド３４の一端側がそのシ
リンダ・ボディ３０のギア・ハウジング３２において、
外側に押し出されるか、若しくは、内側に引っ込められ
、同時的に、そのピストン・ロッド３４の他端側がその
シリンダ・ボディ３０のロッド・カバー３３において、
内側に引っ込められるか、若しくは、外側に押し出され
、その結果、そのピストン・ロッド３４の両端にポール
・ジゴイント結合されたその押し引きリンク２０．２１
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。

その押し引きリンク２０．２１の動き、すなわち、その
パワー・シリンダ１１に発生された操舵力が、そのナッ
クル・アーム５９．６０を経てその前後輪軸５３．５４
に、さらに、そのステアリング・アーム６３，６４、イ
ンターロック・リンク６５．６６、および、ステアリン
グ・アーム６１゜６２を経てその前々輪軸５１．５２に
それぞれ伝達され、その前後輪軸５３．５４および前々
輪軸５１．５２に対応して回転可能に支持されたその前
後輪５７．５８および前々輪５５．５６は、そのトラッ
クの旋回方向に操舵される。

一方、そのピストンの動きに応じて、そのピストン・ロ
ッド３４のラックが、そのビニオンを回転させ、そのピ
ストンの動きをそのロータリ・バルブ３７にその中間シ
ャフト１４および中間ギア・ボックスエ３を介してフィ
ード・バックさせるので、そのピストンは、そのコント
ロール・バルブ・シャフト３８の回転に対応された位置
において、そのシリンダ・ボア内に保持される。すなわ
ち、そのピストンは、そのステアリング・ホイール１８
の回転に対応された位置において、そのシリンダ・ボア
内に保持される。

前述されたラック・アンド・ピニオン型パワー・ステア
リング１０では、ロータリ型コントロール・バルブ１２
が使用されたが、このロータリ型コントロール・バルブ
１２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、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
・ボアを有するシリンダ・ボディ、そのシリンダ・ボア
内に往復摺動可能に嵌め込まれてそのシリンダ・ボア内
に一対のシリンダ室を区画するピストン、および、その
ピストンに固定的に連結されるラック付きピストン・ロ
ッドよりなるパワー・シリンダと、ステアリング・シャ
フトを介してステアリング・ホイールで操作され、その
パワー・シリンダの一対のシリンダ室に給徘される圧油
を方向制御するコントロール・バルブと、そのコントロ
ール・バルブのコントロール・バルブ・シャフトにトー
ション・バーを介して連結されるウオーム、および、そ
のウオームに噛み合わせられるウォーム・ギアを備える
中間ギア・ボックスと、一端をそのウォーム・ギアに固
定的に結合させ、そして、そのパワー・シリンダのピス
トン・ロッドのラックに噛み合わせられるピニオンを他
端に有する中間シャフトとを含むところにあるので、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、そのパワー・シリンダとそのコントロール・
バルブとが無理なく自由に互いに離して配置可能になり
、その場合、そのパワー・シリンダが車輪に近接して配
置され、そして、そのコントロール・バルブがそのステ
アリング・シャフトに直接的に連結可能になるに伴って
、ハンドル側およびタイヤ側入力の双方に対する応答性
が向上され、それらの結果として、大型自動車にとって
非常に有用になる。

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】

第１図は、前２軸型キャブ・オーバ・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
テアリングの概説図、および、第２図は、第１図に示す
そのラック・アンド・ピニオン型パワー・ステアリング
に使用されたコントロール・バルブの縦断面図である。 １１・・・パワー・シリンダ、１２・・・コントロール
・バルブ、１３・・・中間ギア・ボックス、１４・・・
中間シャフト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）内部にシリンダ・ボアを有するシリンダ・ボディ
   、そのシリンダ・ボア内に往復摺動可能に嵌め込まれて
   そのシリンダ・ボア内に一対のシリンダ室を区画するピ
   ストン、および、そのピストンに固定的に連結されるラ
   ック付きピストン・ロッドよりなるパワー・シリンダと
   、 ステアリング・シャフトを介してステアリング・ホイー
   ルで操作され、そのパワー・シリンダの一対のシリンダ
   室に給徘される圧油を方向制御するコントロール・バル
   ブと、 そのコントロール・バルブのコントロール・バルブ・シ
   ャフトにトーション・バーを介して連結されるウォーム
   、および、そのウォームに噛み合わせられるウォーム・
   ギアを備える中間ギア・ボックスと、 一端をそのウォーム・ギアに固定的に結合させ、そして
   、そのパワー・シリンダのピストン・ロッドのラックに
   噛み合わせられるピニオンを他端に有する中間シャフト とを含むラック・アンド・ピニオン型パワー・ステアリ
   ング。