JPH0382674A - 液圧補助力制御装置 - 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、補助力かじ取りの場合普通のかじ取りハンド
ルに属する操作側軸部分と、これに対して同軸的な制御
伝動装置側軸部分と、一方の軸部分に設けられて移動可
能なスプールを持つ制御弁装置と、両方の軸部分の相対
回転に関係してスプールを移動させる制御機構と、両方
の軸部分の間で作用するばね装置とを備え、このばね装
置が両方の軸部分及び制御機構を相対中立位置へ押しや
る、液圧補助力制御装置特に自動車用液圧補助力かじ取
り装置（サーボかじ取り装置）に関する。

〔従来の技術〕

このような液圧補助力制御装置はドイツ連邦共和国特許
出願公告第１９２４０３２号明細書に示されている。こ
こでは両方の軸部分の間のばね装置ばねじり棒ばねとし
て構成されて、両軸部分の縦穴に収容されている。この
ねじり棒ばねはその端部をそれぞれ軸部分に相対回転し
ないように結合され、この結合を行なうピンが、両軸部
分及びねじり棒ばねの対応する端部にあって互いに一直
線をなす放射状穴を貫通している。

これに伴う製造費は比較的高い。

なおこの公知の補助力かじ取り装置において、ねじり棒
ばねがとわく構成されていても、両軸部分の間に僅かな
トルクが作用すると、このねじり棒ばねが弾性的に撓む
という欠点がある。

その結果、伝達されるトルクが小さくても、制御弁装置
のスプールが中立位置から移動してしまう。それにより
常に補助力が作用する。これは特に補助力かじ取り装置
においてしばしば望ましくない。なぜならば、それによ
り道路の性質又は走行状態がかじ取りハンドルにおける
主観的な運転感覚に殆ど影響を及ぼさないからである。

欧州特許第０１９０９６０号明細書に示す液圧補助力か
じ取り装置では、操作側軸部分及びこれに対して同軸的
な制御伝動装置側軸部分が互いに弾性的に連結されて、
両方の軸部分の相対回転の際、これらの間に設けられる
環状部材が軸線方向に移動される。この軸線方向行程は
、伝動レバーによりｗＪ＃弁装置のスプールへ伝達され
る。

この構造も比較的費用がかかる。なおこの場合も、両方
の軸部分の間に比較的小さいトルクが作用しても、制御
弁装置のスプールが移動される。なぜならば、ばね装置
をこわく構成しても、小さな力によりばね装置は便かで
あっても撓むからである。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第３５４５８５８号明細
書から公知の補助力かじ取り装置では、制御弁装置のス
プールの制御機構として、２つの同軸的な軸部分の間に
制御レバーが設けられて、一方の軸部分又はこれに固定
的に結合される部分に、軸中心線に対してほぼ平行な偏
心軸線の周りに揺動可能に枢着され、また他方の軸部分
又はこれに固定的に結合される部分に、前記の軸線及び
軸中心線から放射状に離れた所で揺動可能に枢着され、
制御レバ一端部によりスプールを操作する。制御レバー
と一方の軸部分との間にばね装置が作用して、一方の軸
部分に関する中立位置へ制御レバーを押しやる。従って
制御レバーは二重の機能を引受け、即ち一方ではスプー
ルの操作に役立ち、他方ではばね装置と共に戻し力を発
生して、両方の軸部分及び制御レバーを相対中立位置へ
押しやる。

なお公知の補助力かじ取り装置では、制御レバーが一方
の軸部分に設けられるストッパと相互作用することによ
って、両方の軸部分の可能な相対回転も制限する。

この公知の補助力かじ取り装置は、占有場所が少なく、
補助力かじ取り装置の圧力源の所要動力が比較的小さい
という点ですぐれている。

更にばね装置は、大きい予荷重を持つことができ、従っ
て両方の軸部分の間の最小トルクで初めてその相対回転
を許すので、最小トルク超過の際初めて最小トルクが発
生される。しかしこの公知の補助力かじ取り装置の構造
の簡単化が望ましい。

〔発明が解決しようとする課題〕

さて本発明の課題は、組立て費用が特に少ない補助力制
御装置を提供すると共に、両方の軸部分の間の最小トル
クに達した際初めて補助力が発生されるようにすること
である。

〔課題を解決するための手段〕

この課題を解決するため本発明によれば、ばね装置とし
て、２つの脚を結合するコイルばね範囲を持ち予荷重を
かけられる脚付きねじりばねが設けられ、一方の軸部分
又はこれに固定的に結合される部分に、脚付きねじりば
ねのコイルばね範囲を収容する端面中心凹所と、この脚
付きねじりばねの脚用支持部として役立つ肩部を持つ放
射状スリットとが設けられ、他方の軸部分又はこれに固
定的に結合される部分に設けられる別のスリットへ脚付
きねじりばねの脚が入り込み、両方の軸部分の相対中立
位置において、脚付きねじりばねの両方の脚がそれぞれ
両方のスリットの一方の壁に当たっている。

〔発明の効果〕

本発明によれば、補助力制御装置の組立ての際、脚付き
ねじりばねは一方の軸部分又はこれに固定的に結合され
る部分にある凹所へ挿入される。脚付きねじりばねはそ
の予荷重のため凹所の壁又はスリットとのＩｌｌ擦結合
により凹所内に保持されるので、脚付きねじりばねは挿
入された状態を維持する。それにより脚付きねじりばね
は、両方の軸部分を相対中立位置で実際上刃なしにはめ
合わすことカ焚きる位置をとる。なお脚付きねじりばね
が両方の軸部分の間で直接作用し、制御機構とは別に設
けられていると有利である。この機能的分離により、制
御機構及びばね装置の組立てが更に容易になる。

〔実施例〕

本発明の特に好ましい実施例を図面に基いて以下に説明
する。

本発明による補助力かじ取り装置としてのサーボかじ取
り装置の動作原理を示す第１図によれば、このかじ取り
装置は自動車の運転席の前に設けられる普通のかじ取り
ハンドル１を持ち、このかじ取りハンドルは、それに相
対回転しないように結合されるかじ取り軸２を介して、
制御伝動装置としてのかじ取り歯車装置３を操作し、か
じ取りハンドル１の回転方向に応じてこのかじ取り歯車
装ｆａ３が、かじ取りリンク機構を介して自動車のかじ
取り車輪５を右方又は左方へ旋回させる。かじ取りハン
ドルｌを操作するのに必要な力を少なくするため、サー
ボモータ６が設けられて、かじ取り歯車装置３の動作を
補助し、すなわちかじ取り車輪５のかじ取りに必要な操
作力の一部を発生する。

サーボモータ６は複動ピストン７を持つピストン−シリ
ンダ装置としてｍｓでき、ピストン７の一方の側にある
室８か又はピストン７の他方の側にある室９が高い圧力
の流体一般に圧油を供給されることによって、ピストン
が右方又は左方へ移動する。

ピストン７のそのつと所望の移動を行なわせるため、室
８及び９を液圧導管１０及び１１を介してポンプ１２の
吐出側に接続し、その際室８及び９の圧力を制御弁装ｆ
ｌ１３により制御又は変化することができる。

制御弁装置１３は、かじ取り軸２の２つの軸部分２′と
２″との間に接続されている制御機構１５により制御さ
れる。両方の軸部分２′及び２″は、かじ取り軸２によ
り伝達すべき操作力の影響を受けて、互いに限られた範
囲だけ相・対回転でき、その際第１図には示してないば
ね装置が軸部分２′と２″との間で荷重をかけられて、
これらの軸部分ｉ及び２″を常に中立位置へ押しやろう
とする。軸部分２′及び２″の相対回転は、制御機構１
５により制御弁装置１３のスプール１６の移動行程に変
換される。

スプール１６はピストン状部分として、軸部分２′又は
２″に固定的に結合される制御弁装置１３のハウジング
の穴１７内に移動可能に設けられている。スプール１６
及び穴１７には切欠き１９、２０及び２２ないし２４が
設けられて、スプール１６にある切欠き１９．２０が、
スプール１６の軸線方向において、穴１７の切欠き２２
ないし２４の間に残る突起より幅広くなっている。切欠
き１９及び２０には制御縁２６ないし２９が設けられて
、切欠き２２ないし２４にある制御縁３２ないし３５と
後述するように相互作用する。

既に述べた液圧導管１０及び１１は、切欠き１９及び２
０により形成される室から分岐している。

切欠き２３により形成される室は、ポンプ１２の吐出導
管３７にＰｉｆ：続され、このポンプの吸入導管３８は
液圧流体だめ３９に通じている。切欠き２２及び２４に
より形成される室は、導管４０及び４１を経て流体だめ
３９に接続されている。

スプール１６の図示した中立位置で、吐出導管３７を経
て切欠き２３へ供給される流体は、この切欠きの両端で
制御縁２７と３３及び２８と３４との間を通って切欠き
１９及び２０へ流れ、そこから液圧導管１０及び１１従
ってサーボモータ６の室８及び９へ流入すると共に、制
御縁２６と３２及び２９と３５との間を通って切欠き２
２及び２４へ達し、そこから導管４０及び４１を通って
流体だめ３９へ戻る。

スプール１６の図示した中立位置では、制御縁２８と３
４との間及び２９と３５との間に残る断面は、制御縁２
７と３３との間及び２６と３２との間の自由断面と同じ
大きさであるため、切欠き１９及び２０により形成され
る室も同じ圧力を導くので、室８及び９に同じ圧力が現
われる。

さて制御機＠１５がスプール１６を例えば左方へ移動さ
せると、￥ｉｊＪ御縁２７と３３との間及び２９と３５
との間の自由間隙が狭くなり、制御縁２６と３２との間
及び２８と３４との間の自由間隙が広くなる。それによ
り切欠き１９及び２０に形成される室に興なる圧力が現
われ、そ際切欠き１９人の流体の流入が絞られ、この切
欠き１９からの流体の流出が絞られないのに対し、切欠
き２゜への流入は絞られず、この切欠き２ｏからの流出
が絞られるので、切欠き１９の範囲には低い圧力が得ら
れ、切欠き２０の範囲には高い圧力が得られる。極端な
場合制御縁２７と３３との間を通って切欠き１９への流
入が完全に遮断され、一方切欠き２０への流入は完全に
自由になり、制御縁２９と３５との間を通る流出が完全
に遮断される。

切欠き１９及び２０により形成される室の異なる圧力は
、液圧導管１０及び１１を経てサーボモータ６の室８及
び９にも現われるので、スプール１６の左方への移動の
際ピストン７も左方へ移動され、その際生ずる操作力は
スプール１６の移動の程度に関係している。

スプール１６が右方へ移動されると、サーボモータ６の
室８及び９に逆の方向の圧力勾配が現われるので、スプ
ール１６の移動の程度に関係する操作力でピストン７が
右方へ移動される。

スプール１６の移動の程度は制御機構１５にそのつど生
ずる制御行程に関係し、この制御行程は、かじ取り軸２
により伝達すべきトルクに関係する軸部分２′と２″と
の相対回転の程度に関係しているので、かじ取り軸２の
回転方向に応じて、かじ取り車＠５からかじ取りハンド
ル１の操作に抗して及ぼされる抵抗が大きいほど、スプ
ール１６は一方又は他方の方向に大きく移動される。そ
れに応じてサーボモータ６により発生される操作力を増
大して、かじ取りハンドルｌにより行なわれるかじ取り
装置の操作を補助する。

サーボモータ６により発生される操作力とかじ取り軸２
により伝達されるトルクとの関係又は比例関係は、付加
的な構造手段により変えることができる。

例えばスプール１６の両方の端部に軸線方向盲穴４２及
び４３を設け、スプール１６にある通路４４及び４５を
経てこれらの盲穴を、切欠き１９及び２０により形成さ
れる室に接続し、これらの室に液圧導管ｌＯ及び１１を
接続すること力忙きる。盲穴４２及び４３にはピストン
４６及び４７が移動可能に設けられ、移動距離が環状ス
トッパ４８により制限される。ピストン４６及び４７に
作用する圧縮ばね４９のピストンから遠い方の端部は、
制御弁装置１３のハウジングの固定部分に支持されてい
る。

図示した配置により、サーボモータ６により発生される
操作力が直接かじ取り軸２に反作用を及ぼすので、かじ
取り軸２により伝達されるトルクと操作力との間にすぐ
れた直線関係が得られる。

第２図に構造を示す補助力制御装置の実施例では、かじ
取りハンドル１　（第１図）に相対回転しないように結
合される一方の軸部分２′に対して同軸的に、ウオーム
軸５１に続く他方の軸部分としての出力側軸部分２″が
設けられている。

ウオーム軸５１の回転の際、かじ取り歯車装置のハウジ
ング５３内に案内されて側面歯５４により扇形歯車５５
にかみ合うピストン７がウオーム軸５１上を移動し、こ
の扇形歯車５５がかじ取り車輪５　（第１図）を制御す
る図示しないリンクＲ構を駆動する。

ピストン７はハウジング５３内でその端部に設けられる
室８と９とを互いに隔離する。これらの室８及び９は液
圧流体を満たされ、異なる圧力を受けて、軸部分２′及
びこれに伝動結合される軸部分２″の回転により、ウオ
ーム軸５１が回転せしめられる。従ってピストン７はハ
ウジング５３と共に第１図のサーボモータ６に対応する
装置を形成している。第２図の室８及び９に液圧流体を
供給する導管１０及びＩＩ　　（第１図）は第２図には
示してない。

軸部分２′及び２″の互いに向き合う端部の間、又はこ
れらの軸部分２′及び２″に固定的に設けられる部分（
端部片）の間には、双腕の制御レバーとして構成される
制御機構１５が設けられている。この制御レバー１５は
、軸部分２′及び２″の軸線に対して平行に偏心して端
部片５０″に取付けられるピン５６上に回転可能に支持
されている。この制御レバー１５の両方の自由端は、ビ
ン５６に対して平行な湾曲片又は突起１５′及び１５″
を持っている。軸部分２′及び２″の軸線から遠い方に
ある突起１５’は、第２図及び第３図かられかるように
、軸部分２′の端部片５０′にある放射状スリット５７
に係合している。軸部分２′及び２″の軸線の近くにあ
る他方の突起１５″は、軸部分２″の端部片５０″の中
心端面開口を通って、制御弁装置１３のスプール１６に
枢着されている。このスプール１６は、軸部分２″の端
部片５０″の横穴内に、軸部分２′及び２″の軸線に対
して直角に移動可能に設けられている。

制御レバー１５の突起１５′を持つ比較的短いレバー腕
は、軸部分２′及び２″の軸線から比較的大きく離れた
所で軸部分２′の端部片５０′に結合され、端部片１５
″を持つレバー腕は比較的長いので、軸部分２′と２″
又はそれらの端部片５０′と５０″との比較的小さい相
対回転が、スプール１６の比較的大きい移動を行なわせ
る。

特に第３図かられかるように、軸部分２′の端部片５０
’は下方へ突出する突起を持つ著しく非円形の断面を持
ち、軸部分２″の端部片５０″にある類似の非円形端面
凹所へ軸線方向に入り込んで、端部片５０′及び５０″
がかみ合い継手のように、ただし遊隙をもって互いに連
結され、互いに限られた回転を行なうことができる。端
部片５０′と５０″とのこの限られた相対回転に応じて
、制御レバー１５も限られた揺動を行ない、この揺動に
応じてスプール１６が限られた移動を行なう。

端部片５０’及び５０″従って軸部分２′及び２″は、
脚付きねじりばね５８により互いに中立位置へ荷重をか
けられ、この中立位置で制御レバー１５従ってスプール
１６も中立位置をとる。

脚付きねじりばね５８はその両方の脚を結合するコイル
ばね範囲を持ち、軸部分２′の端部片５０′にあって端
部片５０″の方へ開く端面中心凹所としての盲穴５９へ
このコイルばね範囲が挿入されている（特に第３図参照
） 脚付きねじりばね５８は予荷重をかけられて、そのコイ
ルばね範囲が盲穴５９の壁にある支持点６０に当たり、
端部片５０′及び５０″が第３図に示す相対中立位置を
とると、脚付きねじりばね５８の脚が端部片５０’にあ
る肩部６１に当たり、同時にこれらの脚の自由端が、端
部片５０″にあって肩部６１に対して一直線をなす放射
状スリット６３の壁６２に当たる。放射状スリット６３
は端部片５０′に面した端部片５０″の端面で開いてお
り、同様に端部片５０’の端面に端部片５０″の方へ開
くている放射状スリット６４が設けられ、その一方の壁
は前記の肩部６１により形成されている。

端部片５０′と５０″とが相対回転せしめられると、１
つの肩部６１が脚付きねじりばね５８の対応する脚から
離れるが、この脚は端部片５０″にある放射状スリット
６３の壁６２上に載ったままである。同時に他方の肩部
６１は、脚付きねじりばね５８の他方の脚を、端部片５
０″にある放射状スリット６３の壁６２から離す。それ
により、端部片５０’及び５０″がその相対中立位置か
ら外れると、脚付きねじりばね５８の荷重は端部片５０
′及び５０″の回転方向に関係なく高められる。

図示した脚付きねじりばね５８は比較的大きい予荷重と
比較的小さいばね率とを持つことができる。これは、端
部片５０′と５０″との間に、脚付きねじりばね５８の
予荷重により規定される最小トルクが作用する時に初め
て、端部片５０’と５０″が互いに回転せしめられるこ
とを意味している。

比較的小さいばね率のため、最小トルクの超過後端部片
５０′と５０″との相対回転を行なうのに、比較的小さ
い付加的トルクで充分である。

これは、かじ取り車＠５のかじ取りに必要な力が、脚付
きねじりばね５８の予荷重に関係する限界値を超過する
時初めて、サーボモータ６　（第１図）が作用すること
も意味している。この限界値を超過すると、サーボモー
タ６は運転者によりかじ取りハンドルＩに生ずべきかじ
取り方を制限するように作用し、即ちかじ取り方は脚付
きねじりばね５８の予荷重により規定される限界値より
僅か上にある。

それにより運転者は道路状態に対してよい感覚を与えら
れる。なぜならば、比較的小さい抵抗に杭してのみかじ
取り車輪５をかじ取りする多数のかじ取り操作は、サー
ボモータ６の補助なしに充分行なわれるからである。他
方かじ取り車Ｉ！５を大きい抵抗に杭してかじ取りする
かじ取り操作特に操車は、サーボモータ６による可能な
著しい補助のため、容易に行なうことができる。

上述した補助力制御装置の組立ては有利に簡単である。

軸部分２″にある端部片５０″は同時に制御弁装置１３
のハウジングを形成している。この端部片５０″又は制
御弁装置１３のハウジングには、更に制御レバー１５が
ビン５６により支持されているので、この制御レバー１
５を制御弁装置１３と共に！＠部片５０″に予め組込ん
でおくこと力埒きる。

脚付きねじりばね５８は最初に端部片５０’に取付けて
おくことができ、その際脚付きねじりばね５８は、その
予荷重のため、盲穴５９の壁にある支持点６０及び肩部
６１に摩擦結合により保持される。

今や制御レパーエ５が端部片５０″に対して中立位置へ
もたらされ、それから端部片５０’に挿入されている脚
付きねじりばね５８によりこの端部片５０′が、端部片
５０″に対して同軸的な中立位置へもたらされ、端部片
５０″へ向かって軸線方向に移動される。その際制御レ
バー１５の突起１５’が端部片５０’の放射状スリット
５７へはまり、脚付きねじりばね５８の脚の自由端が端
部片５０″の放射状スリット６３へはまる。

なお両方の端部片５０′及び５０″が、かじ取り歯車装
置ハウジング５３に続いているか又はかじ取り歯車装置
、ハウジング５３を閉鎖するハウジング７０内に収容さ
れ、従って容易に組立て可能な４ モジュールを構成していると、有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による補助力かじ取り装置の原理的構成
図、第２図はその構造的に好ましい実施例の軸部分の軸
中心線を通る断面図、第３図は第２図のＩＩＩ−ＩＩＩ
線による軸部分の断面図、第４図は第２図のＩＶ−ＩＶ
線による断面図、第５図は第２図のｖ−ｖ線による断面
図である。 ２・・・軸部分軸、２′、２″　・・・軸部分、３・・
・制御伝動装置（かじ取り歯車装置）　　　１３・・・
制御弁装置、１５・・・制御機構（制御レバー）４１６
・・・スプール、５０’、　５０”・・・軸部分の部分
（端部片）５８・・・ばね装置（脚付きねじりばね）５
９・・・凹所、６１・・・肩部、６３．６４・・・放射
状スリット。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　操作側軸部分と、これに対して同軸的な制御伝動装
   置側軸部分と、一方の軸部分に設けられて移動可能なス
   プールを持つ制御弁装置と、両方の軸部分の相対回転に
   関係してスプールを移動させる制御機構と、両方の軸部
   分の間で作用するばね装置とを備え、このばね装置が両
   方の軸部分及び制御機構を相対中立位置へ押しやるもの
   において、ばね装置として、２つの脚を結合するコイル
   ばね範囲を持ち予荷重をかけられる脚付きねじりばね（
   ５８）が設けられ、一方の軸部分（２′）又はこれに固
   定的に結合される部分（５０′）に、脚付きねじりばね
   （５８）のコイルばね範囲を収容する端面中心凹所（５
   ９）と、この脚付きねじりばねの脚用支持部として役立
   つ肩部 （６１）を持つ放射状スリット（６４）とが設けられ、
   他方の軸部分（２″）又はこれに固定的に結合される部
   分（５０″）に設けられる別のスリット（６３）へ脚付
   きねじりばね（５８）の脚が入り込み、両方の軸部分（
   ２′，２″）の相対中立位置において、脚付きねじりば
   ね（５８）の両方の脚がそれぞれ両方のスリット（６３
   ，６４）の一方の壁に当たつていることを特徴とする、
   液圧補助力制御装置。 ２　軸部分（２′，２″）の互いに向き合う端部又はこ
   れに固定的に設けられる部分（５０′，５０″）がかみ
   合い継手のように遊隙をおいて互いに係合していること
   を特徴とする、請求項１に記載の補助力制御装置。 ３　脚付きねじりばね（５８）が比較的大きい予荷重と
   比較的少ないばね率とを持つていることを特徴とする、
   請求項１に記載の補助力制御装置。 ４　制御機構として双腕制御レバー（１５）が設けられ
   、その軸中心線側の長いレバー腕が制御弁装置（１３）
   のスプール（１６）を操作し、軸中心線に対してほぼ放
   射状に外方へ向く短いレバー腕が一方の軸部分（２′）
   又はこれに固定的に結合される部分（５０′）に係合し
   、制御レバー（１５）が、他方の軸部分（２″）又はこ
   れに固定的に結合される部分（５０″）に、軸中心線に
   対して平行に偏心した軸線の周りに揺動可能に支持され
   ていることを特徴とする、請求項１ないし３の１つに記
   載の補助力制御装置。