JPH0551506B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は自動車のパワーステアリングギア、特
にこのギアに使用される回転弁に関するものであ
る。

この種の弁に一般的に使用される設計には、パ
ワーステアリングギア組立体から上方に突出する
入力軸（弁部材）を使用し、この入力軸を可撓継
手によりステアリングホイール軸に連結する。こ
の目的のため、入力軸の突出端部には雄形スプラ
インを形成する。

ステアリングギア組立体には入力軸に同軸状の
弁ハウジングを設け、入力軸に支承したスリーブ
部材をこの弁ハウジングに収納する。

入力軸をスリーブに貫通させ、また回転自在の
第１ステアリングギア部材即ちラツクアンドピニ
オンステアリングギアのためのピニオンに支承す
る。

弁スリーブはピニオンから半径方向に突出する
ピンによりガタなく駆動されるようにする。入力
軸の下方に突出する端部はピニオンにスプライン
により遊嵌し、入力軸とピニオンとの間に限定さ
れた相対回転ができるようにし、従つて入力軸と
スリーブとの間にも限定された相対回転を可能に
する。

入力軸およびスリーブ部材の双方は、それぞれ
外方および内方に指向して境界面に縦方向室を有
し、これら室がオープンセンタ四方弁を構成し、
対向室間の角度回転によつて動作する。

ハウジング内でスリーブは動作し、またスリー
ブには数個の周縁溝とシールを設け、加圧オイル
が外部の油圧ポンプに対して流出入し、また周知
のように左右のハンドアシストシリンダに流出入
しうるようにする。平素は入力軸およびスリーブ
はトーシヨンバーによりニユートラル（中心）位
置に偏倚される。このトーシヨンバーの下端はピ
ニオンに取付け、上端は入力軸に取付ける。

本発明は主にトーシヨンバーを入力軸の上端に
取付ける手段に関係する。

油圧アシストの左右の回転動作はできるだけ近
似することがステアリングギアの動作の必要条件
であり、この対称動作はステアリング弁の組立時
または好適にはステアリングギア全体の組立時に
決定されるようにすることができる。

この対称性を確保するには、入力軸に対するト
ーシヨンバーの正確な位置を決定するのに厳密な
精度が要求され、一旦この位置が決定されたらス
テアリングギアの寿命にわたり保持されなければ
ならない。

（従来の技術） 最も一般的な現行の方法は、「トリミング」機
で行う組立作業中にトーシヨンバーおよび入力軸
の双方にドリル穿孔し、リーマ加工した孔にピン
を圧入することによりトーシヨンバーを入力軸に
取付ける。

このトリミング機において入力軸およびトーシ
ヨンバーの双方は個別に駆動機構にクランプし、
互いの相対角度を微調整する。この駆動機構は、
左右のターンシリンダの合成圧力に注目しつつ回
転し、かつクランプされている部材に加わる入力
トルクを精密に決定しておくことができるもので
なければならない。精密な均衡が得られたとき、
駆動機構の回転を停止し、ステアリングギア組立
体および駆動機構の全体を「トリミング」機内の
上述のドリルおよびリーマ加工を行うステーシヨ
ンまたはピンを孔に圧入するステーシヨンに移動
させる。

これら種々の作業中には精密な調整が乱れ、完
成したステアリングギアまたは弁組立体を点検す
る際弁動作が対称でなくなつているとわかること
がよくある。この場合、組立体と多大な費用と手
間をかけて再加工しなければならなくなる。更
に、既存の方法には圧力および入力トルクの双方
の感知装置を含む上述のトリミング機のような精
密機械において調整した圧力および流量でオイル
を注意深くモニタして供給し、ドリルおよびリー
マ加工を行い、従つて装置を汚す危険性が内在す
るという好ましくない特徴がある。

このためこの問題点を解決し、非対称性が検出
されたときの廃棄処分を回避し、また機械加工に
よる加工屑汚染なしに組立作業を続行できるよう
にする幾つかの試みがなされてきた。例えば米国
特許第3145626号（発明者はジエームズ・エル・
ビツカーズおよびフアーロー・ブイ・バート）に
よれば、スリーブと入力軸との間の上述のピン連
結に一部が球体のヘツドを有する偏心ピンを使用
することを提案している。この構成においてはね
じ山を設けることによりピンを入力部材内に回転
自在に保持し、またねじ山にナイロン製のインサ
ートを設けることによりロツクを行つている。半
径方向外方に拡大するピンの端部を球状に形成し
てスリーブ部材の拡大端部に形成したテーパ付き
溝孔に掛合させる。組立てに際し、弁ハウジング
に設けた着脱自在のプラグを外すことによりこの
偏心ピンにアクセスすることができ、工具を挿入
してこの偏心ピンを回転させる。

（発明が解決しようとする課題） しかし、この米国特許の構成のものは、ステア
リングギアにつきものの入力軸の正逆両方向への
繰返しの回転があるためナイロンによるロツク方
法は不適当であり調整状態が失われる点で十分な
製造が行われないことがわかつた。更に、ハウジ
ングからプラグを外す必要があるため、弁ハウジ
ングにオイルを流動させながら弁の均衡をとるこ
とができない。従つて、プラグは繰返し付けたり
外したりしなければならず、調整を行う度毎にハ
ウジングからピンにアクセスすることができるよ
う入力軸を位置決めしなければならなかつた。

これら従来技術の幾つかの欠点を解決するた
め、本発明の目的は、トーシヨンバー、入力軸お
よびロツクピンを低コストで構成し、ロツクピン
の回転により組立作業における上述の相対回転を
精密に行うことができるパワーステアリングギア
調整機構を得るにある。また本発明の目的は、適
正位置が見つかつたとき、簡単なかしめ作業によ
りピンを適正位置に固定し、ステアリングギアの
寿命全体にわたりこの適正位置を保持することが
できるパワーステアリングギア調整機構を得るに
ある。

（課題を解決するための手段） 上述の目的を達成するため本発明は、入力軸
と、この入力軸に形成した孔内に入力軸が同軸状
に配置したトーシヨンバーとを有し、このトーシ
ヨンバーおよび入力軸に形成し半径方向に整列し
た横孔に貫通するピンによりトーシヨンバーおよ
び入力軸を相対回転不能に連結した液圧弁のパワ
ーステアリングギアにおいて、ピン軸線の周りの
ピンの回転により入力軸に対してトーシヨンバー
を限定角度にわたる回転を生ぜしめる形状に前記
ピンおよび前記横孔を形成し、前記ピンは、同軸
状で互いに離れた２個の円筒部を有し、これら２
個の円筒部間に截頭円錐状のテーパ部を設け、こ
のテーパ部の軸線を前記２個の円筒部のピン軸線
に対して傾斜させ、円筒部のピン軸線を前記入力
軸の縦方向軸線でまたはこの縦方向軸線に隣接し
て前記テーパ部の軸線に交差させ、前記円筒部を
入力軸の横孔に密嵌させ、またテーパ部をトーシ
ヨンバーに形成したテーパ孔に密嵌させ、また前
記円筒部には前記ピンをピン軸線の周りに回転で
きるようにする部分と、前記ピンを入力軸に対し
て所要回転位置に固定することができるようにす
る部分とを設けたことを特徴とする。

（作用効果） 本発明のキーポイントは独特な幾何学的形状の
ピンを使用し、トーシヨンバーを入力軸に最終的
に組付ける点である。

この幾何学的形状によれば、ピンの円筒部の一
部に作用を加えてピン軸線の周りにピンを比較的
大きな角度例えば約±20°回転させたときでもト
ーシヨンバーに掛合するテーパ部の作用によつ
て、トーシヨンバーを入力軸に対して約±2°の微
小角度にわたり微小回転させることができる。こ
れに対し、従来の偏心ピンの場合ピンの本体部分
の回転に対する偏心部の微小回転は得ることがで
きず、精密な微調整を行うのは困難である。

本発明によれば、このように簡単な構成のピン
によりトーシヨンバーの精密な微調整を簡単に行
うことができるとともに、ピンのテーパ部により
トーシヨンバーと入力軸との間にガタのない連結
を生ずることができる。

ピンの初期組付け状態においては、ピンの円筒
部の一部を入力軸から半径方向に突出し、ピンを
回転させるために掴むことができるようにすると
好適である。通常はこの回転調整は「トリミン
グ」機内で行い、このトリミング機では組立体に
オイルを流動させながら組立てた弁を正逆両方向
に交互に回転させる。入力軸の左旋回回転および
右旋回回転における圧力を観察し、対称性が得ら
れるまでピンを調整する。この後ピンの突出端部
を切り取り、入力軸の横孔の端縁をかしめること
により適正位置に保持する。このかしめ固定を確
実にするため、円筒部の一部に歯付溝を形成する
と好適である。

このようなピンを使用することにより最終組立
段階に至るまでに入力軸およびトーシヨンバーは
仕上げ加工を行つておくことができ、最終組立時
には加工は何ら必要でなくなる。トーシヨンバー
に関してこのことの重要性は、トーシヨンバーを
適正の材料により形成し、組立時にドリルおよび
リーマ加工をすることに無関係に熱処理を行うこ
とができる点である。従つて、ほぼロツクウエル
（Rockwell）硬さ50に焼き入れおよび焼き戻した
高品位ばね鋼を使用することができる。これに対
し、現行方法では、ロツクウエル硬さ35に焼き入
れした品度の低い合金鋼を使用している。このこ
とは本発明によれば疲労限界が相当高い耐久性が
得られ、従つてより一層高いこわさのトーシヨン
バーを使用することができることを意味する。こ
のことはステアリングギアの或る種の新しい型式
のものを最適特性にする上で重要な要因である。

（実施例） 次に、図面につき本発明の好適な実施例を説明
する。

入力軸１をハウジング２に担持し、また入力軸
１はスリーブ３に支承しておく。入力軸およびス
リーブの作用によりオイルを油圧ポンプとアシス
トシリンダとの間に流出入させる方法は当業界で
既知であるので詳細には説明しない。入力軸１の
下端部６をピニオン４に支承する。このピニオン
から突出するスリーブ駆動ピン７をスリーブ３に
形成した溝孔に掛合させ、スリーブとピニオンと
の間にガタのない連結を生ずる。トーシヨンバー
８を普通の方法で、例えば部分９を鋸歯状に形成
し、この部分をピニオン内に圧入することによつ
てピニオン４に強固に連結する。

トーシヨンバー８および入力軸１をピン５によ
り連結する。このピン５はトーシヨンバー８と入
力軸１との間の角度関係を調整する作用も行う。

ピン５の精密な幾何学的形状を第２，３，４お
よび５図に示す。第５図から明らかなように、ピ
ン５はピン軸線１１と同軸状の大径部（円筒部）
１０と、やはりピン軸線１１に同軸状の小径部
（円筒部）１２とを有する。これら同軸状の大径
部と小径部との間にテーパ部１４を設け、このテ
ーパ部１４の軸線（テーパ軸線）１３はピン軸線
１１に対して約5°の角度をなすように形成する。
テーパ部の傾斜角度は約6°とすることもできる。
第５図に示す状態では、ピンはピン軸線１１の周
りに時計方向に若干の角度１６にわたり僅かに回
転している（第３および４図参照）。この結果、
断面AA（第４図）およびBB（第３図）で見ると
軸線１３はそれぞれ左および右に変位量１７およ
び１８だけずれる。

上述したように軸線１１，１３相互は弁軸線２
５の近傍位置で交差し、断面AAおよび断面BB
が中心線２５から等距離にあるとすると変位量１
７，１８は等しくなる。

従つてトーシヨンバー８は変位角度１９、代表
的には約1.5°にわたり回転する。

ピン５の反時計方向の回転によりトーシヨンバ
ー８を図示とは逆方向に回転させることもでき
る。

第４図は拡大図でみると、テーパ軸線１３が左
に変位量１７だけ移動すると極く僅かな変位量２
０だけ上昇する。上述のように第５図におけるト
ーシヨンバー８の軸線１１と１３との交点の周り
のこの反時計方向の回転は約10分の円弧にわたる
回転となる。この程度の変位は入力軸１とトーシ
ヨンバー８との間のクリアランスで容易に吸収さ
れる。しかし、かみつきを生じないようにするた
めに、第５図で示すように、ピン５の同軸状の径
部にウオツシユアウト（ねじれ下げ）部２１を形
成し、トーシヨンバー８と入力軸１との間の連結
のこわさを第２図に示すねじりのこわさは損なう
ことなく低下させる。

ピン５の適正位置が得られたとき、この状態を
かしめ部２３により保持する。好適にはピン５に
溝２４を設け、この溝面に歯２２を設ける。この
ようにしてピン５は軸線方向にも回転方向にも移
動を阻止される。

次に、ピン５は溝２４のくびれの位置で突出部
を切り取る。

上述したところは本発明の例を示したに過ぎず
請求の範囲において種々の変更を加えることがで
きること勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による調整機構を有するステ
アリング弁の実施例の縦断面図、第２図は、第１
図のCC線上の断面図、第３図は、第２図のBB線
上の断面図、第４図は、第２図のAA線上の断面
図、第５図は、第２図のDD線上の断面図であ
る。 １……入力軸、２……ハウジング、３……スリ
ーブ、４……ピニオン、５……ピン、７……駆動
ピン、８……トーシヨンバー、１０……大径部、
１１……ピン軸線、１２……小径部、１３……テ
ーパ軸線、１４……テーパ部、１６……角度、１
７，１８，２０……変位量、１９……変位角度、
２１……ウオツシユアウト（ねじれ下げ）部、２
２……歯、２３……かしめ部、２４……溝、２５
……弁軸線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 入力軸と、この入力軸に形成した孔内に入力
   軸に同軸状に配置したトーシヨンバーとを有し、
   このトーシヨンバーおよび入力軸に形成し半径方
   向に整列した横孔に貫通するピンによりトーシヨ
   ンバーおよび入力軸を相対回転不能に連結した液
   圧弁のパワーステアリングギアにおいて、ピン軸
   線の周りのピンの回転により入力軸に対してトー
   シヨンバーを限定角度にわたる回転を生ぜしめる
   形状に前記ピンおよび前記横孔を形成し、前記ピ
   ンは、同軸状で互いに離れた２個の円筒部を有
   し、これら２個の円筒部間に截頭円錐状のテーパ
   部を設け、このテーパ部の軸線を前記２個の円筒
   部のピン軸線に対して傾斜させ、円筒部のピン軸
   線を前記入力軸の縦方向軸線でまたはこの縦方向
   軸線に隣接して前記テーパ部の軸線に交差させ、
   前記円筒部を入力軸の横孔に密嵌させ、またテー
   パ部をトーシヨンバーに形成したテーパ孔に密嵌
   させ、また前記円筒部には前記ピンをピン軸線の
   周りに回転できるようにする部分と、前記ピンを
   入力軸に対して所要回転位置に固定することがで
   きるようにする部分とを設けたことを特徴とする
   パラーステアリングギア調整機構。 ２ ピンの性逆両方向へ20°の回転によりトーシ
   ヨンバーの2°のオーダーの回転を生ずる構成とし
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   のパワーステアリングギア調整機構。 ３ 前記テーパ部の大径端部に隣接する側の円筒
   部を、テーパ部の小径端部に隣接する側の円筒部
   よりも直径を大きくし、これら円筒部が密嵌する
   入力軸の横孔もこれに対応の寸法の直径に形成し
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   のパワーステアリングギア調整機構。 ４ ピン軸線の周りにピンを回転させることがで
   きる部分は、ピンの円筒部の一方の端部における
   軸線方向延長部により構成し、ピンの固定後にこ
   の延長部を残りの部分から切り取ることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載のパワーステア
   リングギア調整機構。 ５ ピンを所定位置にセツトする部分はピンの円
   筒部に形成した歯付溝により構成し、入力軸の一
   部をかしめによりこの歯付溝内に入り込ませるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のパ
   ワーステアリングギア調整機構。