JPH0584569U - 舵角付与装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ロータリ式切換弁１２を中立位置に復帰させる
為のばねの弾力を大きくしなくても、車両への組み付け
作業を容易に行なえる様にする。 【構成】ロータリ式切換弁１２は、バルブボディ３３の
内側にスリーブ１３を回転自在に設け、このスリーブ１
３の内側にスプール１４を回転自在に設けている。バル
ブボディ３３の螺子孔４０に螺合した抑え螺子４１の先
端部４１ａを、前記スプール１４の外周面に対向させて
いる。車両への組み付け作業時には、前記先端部４１ａ
をスプール１４の外周面に突き当てる。この結果、組み
付け作業に伴なってスプール１４が変位する事がなくな
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案に係る舵角付与装置は、自動車の四輪操舵装置に組み込み、後輪に舵 角を付与する為に利用する。

【０００２】

【従来の技術】

例えば特開平２−２３７８６９号公報に記載されている様に、狭い道での進路 変更を容易に行なえる様に、自動車の回転半径を小さくする為、或は、高速走行 時に於ける進路変更でも車両の安定性が保たれる様にする為、ステアリングホイ ールを操作した場合に、前輪だけでなく後輪も動かす四輪操舵装置が、近年使用 される様になって来た。

【０００３】 図３は、この様な目的で使用される四輪操舵装置に組み込まれ、後輪に所定の 舵角付与を行なう後輪舵角付与装置の１例を示している。自動車の後部床下に、 この自動車の幅方向に亙って支持された操舵軸１は、軸方向（自動車の幅方向、 図の左右方向）に変位する事により、図示しない後輪に舵角を付与する。この操 舵軸１の中間部にはラック２を、この操舵軸１と一体に形成している。又、前記 操舵軸１の中間部で前記ラック２から外れた部分には、油圧シリンダ３を、この 操舵軸１を囲んで設けている。尚、この油圧シリンダ３の両端部内周面と前記操 舵軸１の外周面との間の油密は、図示しないシール材により保持している。

【０００４】 前記操舵軸１の中間部に固定したピストン４は、前記油圧シリンダ３の内側に 油密に嵌装し、このピストン４によって前記油圧シリンダ３内を、第一の室５と 第二の室６とに分割している。

【０００５】 又、前記油圧シリンダ３の内周面には１対の段部７、７を、互いに間隔をあけ て形成し、前記操舵軸１の外周面には１対の鍔部８、８を、前記段部７、７と同 じ間隔をあけて形成している。そして、両鍔部８、８の間部分に於いて前記操舵 軸１に、１対のスリーブ９、９を、それぞれこの操舵軸１に対する摺動自在に外 嵌している。前記１対のスリーブ９、９の間には圧縮ばね１０を設け、両スリー ブ９、９に、互いに離れる方向の弾力を付与している。

【０００６】 前記操舵軸１が中立位置に存在する（後輪に舵角を付与していない）状態では 、各スリーブ９、９の端面外周縁部が前記各段部７、７に、同じく内周縁部が前 記各鍔部８、８に、それぞれ当接する。そして、前記操舵軸１が何れの方向に変 位した場合でも、前記圧縮ばね１０が、前記１対のスリーブ９、９の間で圧縮さ れる。従って、前記操舵軸１には常に、この操舵軸１を中立位置に復帰させる方 向の弾力が付与される。

【０００７】 一方、前記ラック２にはピニオン１１を噛合させ、前記第一、第二の室５、６ への油圧の給排状態を切り換える為のロータリ式切換弁１２を、このピニオン１ １と同軸に設けている。このロータリ式切換弁１２は、円筒状のスリーブ１３の 内側に円柱状のスプール１４を、両部材１３、１４同士の相対的回転を自在とし て挿通する事により構成される。

【０００８】 前記スリーブ１３の内周面には、それぞれが軸方向（図３の上下方向）に亙る 複数のポート溝１５が、前記スプール１４の外周面には、それぞれが軸方向に亙 る複数の連通溝１６、１６が、それぞれ形成されている。そして、前記複数のポ ート溝１５の内、何れかの複数のポート溝には圧油供給口を、別の複数のポート 溝には第一の給排口を、又、別の複数のポート溝には第二の給排口を、更にスプ ール１４の中心部に軸方向に亙って設けられた排油通路３５には排油口を、それ ぞれ連通させている。

【０００９】 尚、前記スリーブ１３は円筒状のバルブボディ３３（本考案の実施例を示す図 １参照）に回転自在に内嵌されており、前記各口の内、排油口は後述する弾性継 手２３のハウジング２３ａの外周面に、残りの口は前記ハウジング３３の外周面 に、それぞれ開口させている。そして、前記スリーブ１３の外周面（又はバルブ ボディ３３の内周面）には、それぞれが円周方向に亙る複数の凹溝を形成し、前 記スリーブ１３の回転に拘らず、上記各口を通じての油の給排を行なえる様にし ている。又、排油口には、前記スプール１４の内側に形成した排油通路３５を通 じて、前記連通溝１６を通じさせている。この様なロータリ式切換弁１２の構造 に就いては、従来から周知であり、本考案の要旨でもない為、詳しい図示及び説 明は省略する。

【００１０】 上述の様に構成されるロータリ式切換弁１２に設けた各口の内、圧油供給口は 給油管１７を介して圧油供給装置を構成する圧油ポンプ１８の吐出口に、第一の 給排口は第一の給排管１９を介して前記第一の室５に、第二の給排口は第二の給 排管２０を介して前記第二の室６に、排油口は排油管２１を介して油溜２２に、 それぞれ通じさせている。従って、前記スリーブ１３とスプール１４とを相対回 転させ、前記圧油供給口及び排油口と、前記第一、第二の給排口との連通状態を 切り換えれば、前記第一、第二の室５、６の一方の室に圧油を送り込み、他方の 室から油を排出する事で、前記ピストン４を介して前記操舵軸１を、その軸方向 に変位させ、後輪への舵角付与を行なえる。

【００１１】 又、前記ロータリ式切換弁１２のスプール１４の一端（図３の下端）は、弾性 継手２３を介して、前記ピニオン１１の基端部に接続している。この弾性継手２ ３は、ハウジング２３ａと前記スプール１４との間に、板ばね等の弾性部材を介 在させる事により構成されるもので、回転方向に弾性変位自在な構造を有する。 従って、前記スプール１４を回転させた場合でも、ピニオン１１には回転方向の 弾力が加わるのみで、前記スプール１４により、直接このピニオン１１が回転さ せられる事はない。

【００１２】 又、前記スリーブ１３とハウジング２３ａとは、本考案の実施例を示す図１に 示す様に、前記ハウジング２３ａの外周面に突設したピン３７と前記スリーブ１ ３の端縁に形成した切り欠き３８とを係合させる事により互いに結合し、前記ハ ウジング２３ａを固定したピニオン１１の回転に伴なって、スリーブ１３が回転 する様にしている。

【００１３】 更に、前記スプール１４の他端（図３の上端）には、従動側傘歯車２４を固定 し、この従動側傘歯車２４と駆動側傘歯車２５とを噛合させている。回転伝達装 置を構成するこの駆動側傘歯車２５を固定した入力軸２６は、サーボ型ステッピ ングモータ等の電動モータ２７の出力軸２８と同心に配置し、この出力軸２８と 前記入力軸２６とを、弾性継手２９により連結している。この弾性継手２９は、 前記出力軸２８と入力軸２６との取付位置が多少ずれた場合にも、このずれを吸 収する役目を有する。

【００１４】 上述の様に構成される舵角付与装置の作用は、次の通りである。ステアリング シャフトの回転角度、同回転角速度、車体の横方向に加わる加速度（横Ｇ）等の 情報に基づいて図示しない制御器が、後輪に舵角付与を行なうべく前記操舵軸１ を、例えば図３の右方に変位させるべき旨の判定を行なうと、この制御器が前記 電動モータ２７の出力軸２８を、所定方向に所定量だけ回転させる。この電動モ ータ２７の回転角度はエンコーダ３６に入力されて、前記制御器に送られる。そ してこの制御器は、前記回転角度が所定量に達した時点で、前記電動モータ２７ を停止させる。

【００１５】 前記出力軸２８の回転は、弾性継手２９、入力軸２６、駆動側傘歯車２５、従 動側傘歯車２４を介して、ロータリ式切換弁１２のスプール１４に伝達され、こ のスプール１４を所定方向に回転させる。この時点では、未だラック２と噛合し たピニオン１１並びにスリーブ１３は回転せず、前記弾性継手２３を構成する弾 性部材が弾性変形する事で、前記スプール１４とピニオン１１並びにスリーブ１ ３との相対的回転を許容する。

【００１６】 この様にしてスプール１４が回転する結果、それ迄中立位置にあった前記ロー タリ式切換弁１２の流路が切り換えられ、前記給油管１７と第一の給排管１９と が、前記排油管２１と第二の給排管２０とが、それぞれ連通する。この結果、前 記第一の室５内に圧油が送り込まれ、前記ピストン４が図３の右方に押されて、 このピストン４を固定した操舵軸１が変位する。この際、前記第二の室６内の油 が油溜２２に排出される。

【００１７】 操舵軸１が変位する結果、前記ラック２と噛合したピニオン１１並びにスリー ブ１３が回転する。そして、このスリーブ１３と前記スプール１４との相対的変 位に基づいて、油圧シリンダ３内に存在する油圧と、前記圧縮ばね１０等により 前記操舵軸１に加えられる力とが釣り合った位置で、前記ロータリ式切換弁１２ が停止し、前記油圧シリンダ３の第一、第二の室５、６への油の給排が停止され 、前記操舵軸１が変位したままの状態に保持され、後輪に舵角が付与されたまま の状態となる。

【００１８】 後輪に付与した舵角を解消する場合には、前記制御器が前記電動モータ２７を 、舵角付与の場合と逆方向に回転する。この結果、前記スプール１４が、舵角付 与の場合とは逆方向に回転する。以下、各部材が舵角付与の場合とは逆方向に変 位する事で、前記舵角を解消する。

【００１９】 尚、前記操舵軸１の変位量は、この操舵軸１の変位に伴なって、ピニオン３０ 、弾性継手３１を介して回転する変位センサ３２により検出され、この検出信号 が前記制御器に送られる。

【００２０】

【考案が解決しようとする課題】

本考案は、上述の様に構成され作用する舵角付与装置を車両に組み付ける際の 、組み付け作業を容易にするものである。

【００２１】 即ち、ロータリ式切換弁１２を含む舵角付与装置を車両に組み付ける際には、 後輪を中立位置（舵角零の状態）に保持し、且つ、ロータリ式切換弁１２を中立 位置に保持した状態（第一、第二の給排口と他の口とを遮断した状態）で、組み 付け作業を行なわなければならない。具体的には、前記ロータリ式切換弁１２を 中立位置に保持したまま、構成各部材を組み立てた後、その状態で電動モータ２ ７に付属のエンコーダ３６が出す信号が中立位置を表わす基準信号になる様に、 前記電動モータ２７を所定部分に組み付けなければならない。

【００２２】 この電動モータ２７の組み付け時にスプール１４が動くのを防止し、ロータリ 式切換弁１２を中立状態のままに保持する為には、スリーブ１３とスプール１４ との間に中立位置復帰ばねを設ける事が考えられるが、前記ロータリ式切換弁１ ２の切り換えを行なわせる為の電動モータ２７の出力との兼ね合いで、この復帰 ばねの弾力を大きくする事が難しい。即ち、中立位置保持機能を確実にする為、 前記復帰ばねの弾力を大きくした場合、前記電動モータ２７の出力を大きくする 必要が生じ、舵角付与装置の大型化、重量増大、コスト高、消費電力の増大を招 来する為、好ましくない。

【００２３】 図３に示した構造の場合、弾性継手２３が前記ロータリ式切換弁１２を中立位 置に復帰させる機能を有するが、この弾性継手２３の弾性を大きくする事は、上 述の理由から好ましくない。逆に言えば、この弾性継手２３の弾性を小さく出来 れば、前記電動モータ２７としてより小型のものを使用して、小型、軽量、且つ 低廉な舵角付与装置を得られる。

【００２４】 本考案の舵角付与装置は、上述の様な事情に鑑みて考案されたものである。

【００２５】

【課題を解決する為の手段】

本考案の舵角付与装置は、軸方向に変位する事によって後輪に舵角を付与する 操舵軸と、この操舵軸の中間部に固設したラックと、前記操舵軸の中間部でこの ラックから外れた部分を囲んで設けられた油圧シリンダと、前記操舵軸の中間部 に固定された状態で、前記油圧シリンダの内側に油密に嵌装され、前記油圧シリ ンダ内を第一、第二の室に分割するピストンと、前記ラックに噛合したピニオン と、固定の円筒状のバルブボディの内側に挿入され、前記ピニオンと共に回転す るスリーブ、及びこのスリーブの内側に回転自在に挿入されたスプール、及び圧 油供給口、第一、第二の給排口、排油口を有し、前記スリーブと前記スプールと の相対回転に基づき、前記圧油供給口及び排油口と第一、第二の給排口との連通 状態を切り換えるロータリ式切換弁と、前記スプールの他端に設けた回転伝達装 置と、この回転伝達装置を介して前記スプールを回転する電動モータと、この電 動モータの回転量を検出するエンコーダと、前記圧油供給口に圧油を送り込み、 前記排油口から吐出される油を受け入れる圧油供給装置と、前記第一の給排口と 前記第一の室とを接続する第一の給排管と、前記第二の給排口と前記第二の室と を接続する第二の給排管とを備えている。

【００２６】 特に、本考案の舵角付与装置に於いては、前記バルブボディの一部で前記スリ ーブから外れた部分に、このバルブボディの外周面から内周面迄を貫通する状態 で設けられた螺子孔と、この螺子孔に螺合して、その先端部を前記スプールの一 部外周面に突き当て自在とした抑え螺子とを備えている。

【００２７】

【作用】

上述の様に構成される本考案の舵角付与装置の場合、車両への組み付け作業の 最終工程に於いて、電動モータを組み付ける際には、ロータリ式切換弁を中立位 置にすべく、スリーブとスプールとの位置合わせをした状態で、抑え螺子の先端 部をスプールの外周面に突き当て、このスプールを不動にする。

【００２８】 この結果、前記電動モータの組み付け作業に伴なって、前記スプールが動く事 がなくなり、エンコーダの基準信号を確認しつつ、この電動モータを正しい位置 に組み付ける事を容易に行なえる。前記抑え螺子の先端部は、前記電動モータの 取み付け作業を完了した後に、前記スプールの外周面から離しておく。

【００２９】

【実施例】

図１〜２は本考案の実施例を示している。尚、本考案の特徴は、車両への組み 付け作業時にロータリ式切換弁１２のスプール１４を不動に固定する部分にあり 、その他の部分の構成及び作用は、前述した舵角付与装置と同様である為、重複 する説明を省略する。

【００３０】 車両の所定部分に固定される円筒状のバルブボディ３３の内側には、やはり円 筒状のスリーブ１３を挿入し、このスリーブ１３の内側に円柱状のスプール１４ を、回転自在に挿入して、ロータリ式切換弁１２を構成している。このロータリ 式切換弁１２は、圧油供給口、第一、第二の給排口、排油口を有し、前記スリー ブ１３と前記スプール１４との相対回転に基づき、前記圧油供給口及び排油口と 第一、第二の給排口との連通状態を切り換える。

【００３１】 前記バルブボディ３３の一部で前記スリーブ１３から外れた部分には、このバ ルブボディ３３の外周面から内周面迄貫通する、螺子孔４０を設けている。そし てこの螺子孔４０に抑え螺子４１を、この螺子孔４０の外周側開口から螺合させ ている。この抑え螺子４１の先端部４１ａは、円錐状に尖らせており、この先端 部４１ａを、前記スプール１４の一部外周面に突き当て自在としている。

【００３２】 上述の様な抑え螺子４１を有するロータリ式切換弁１２を含んで構成される、 本考案の舵角付与装置の場合、車両への組み付け作業の最終工程に於いて、電動 モータ２７（図３）を組み付ける際には、前記ロータリ式切換弁１２を中立位置 にすべく、中立位置復帰ばねとして機能する、前記弾性継手２３の弾力により、 スリーブ１３とスプール１４との位置合わせをした状態で、前記抑え螺子４１の 先端部４１ａをスプール１４の外周面に突き当て、このスプール１４を不動にす る。

【００３３】 即ち、操舵軸１のラック２（図３）とピニオン１１とを噛合させ、この操舵軸 １を中立位置（後輪舵角零）にした状態で、前記ロータリ式切換弁１２を中立位 置にすべく、前記弾性継手２３の弾力により、スリーブ１３とスプール１４との 位置合わせをした後、前記抑え螺子４１を回転させる事により、この抑え螺子４ １を前記バルブボディ３３の直径方向内方に移動させ、この抑え螺子４１の先端 部４１ａをスプール１４の外周面に強く突き当てる。この結果、前記スプール１ ４が前記バルブボディ３３に対して不動になる。

【００３４】 そこで、この状態のまま、エンコーダ３６の基準信号を確認しつつ、前記スプ ール１４を回転駆動する為の電動モータ２７の組み付け作業を行なえば、この電 動モータ２７を容易に正しい位置に取り付ける事が出来る。即ち、前記電動モー タ２７の取付フランジ（図示せず）には、この電動モータ２７の出力軸２８を中 心とする円弧状の長孔が形成されており、この長孔の内側で取付ボルトが変位出 来る範囲内で、車体への前記電動モータの取付位置調整が可能である。

【００３５】 この取付位置調整作業の際、前記出力軸２８が回転しようとし、この回転力が 弾性継手２９、入力軸２６、駆動側傘歯車２５、従動側傘歯車２４を介してスプ ール１４に伝達されるが、前記抑え螺子４１の作用に基づき、このスプール１４ が回転する事はなく、従ってロータリ式切換弁１２は中立状態のままに保持され る。

【００３６】 そこで、前記エンコーダ３６の出力が基準信号となる様に、前記電動モータ２ ７の取付位置を調節した後、前記取付ボルトを緊締すれば、前記操舵軸１、ピニ オン１１、スプール１４、スリーブ１３、電動モータ２７の出力軸２８が何れも 中立位置のままの状態で、舵角付与装置の組み立てを行なえる。

【００３７】 前記抑え螺子４１の先端部４１ａは、前記電動モータ２７の組み付け作業を完 了した後に、前記スプール１４の外周面から離しておく。尚、組み付け作業の完 了後は、この抑え螺子４１の先端部４１ａが不用意にスプール１４の外周面に接 触しない様にする為、図示しないロックナットを緊締したり、或は前記抑え螺子 ４１を螺子孔４０から抜き取っておく。抑え螺子４１を抜き取った後の螺子孔４ ０には、図示しない螺子蓋を螺着しておく。

【００３８】

【考案の効果】

本考案の舵角付与装置は、以上に述べた通り構成され作用するが、出力の小さ な電動モータを使用しても、車両への組み付け作業を容易に行なう事が出来る為 、小型化、重量軽減、コスト低減、消費電力の軽減を図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示す要部断面図。

【図２】同じく要部斜視図。

【図３】本考案の対象となる舵角付与装置の１例を、一
部を切断して示す斜視図。

【符合の説明】

１ 操舵軸 ２ ラック ３ 油圧シリンダ ４ ピストン ５ 第一の室 ６ 第二の室 ７ 段部 ８ 鍔部 ９ スリーブ １０ 圧縮ばね １１ ピニオン １２ ロータリ式切換弁 １３ スリーブ １４ スプール １５ ポート溝 １６ 連通溝 １７ 給油管 １８ 圧油ポンプ １９ 第一の給排管 ２０ 第二の給排管 ２１ 排油管 ２２ 油溜 ２３ 弾性継手 ２３ａ ハウジング ２４ 従動側傘歯車 ２５ 駆動側傘歯車 ２６ 入力軸 ２７ 電動モータ ２８ 出力軸 ２９ 弾性継手 ３０ ピニオン ３１ 弾性継手 ３２ 変位センサ ３３ バルブボディ ３４ 凹溝 ３５ 排油通路 ３６ エンコーダ ３７ ピン ３８ 切り欠き ４０ 螺子孔 ４１ 抑え螺子 ４１ａ 先端部

フロントページの続き (72)考案者 秋田 龍也 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 (72)考案者 島田 悟 群馬県前橋市鳥取町845−12 (72)考案者 恵田 広 群馬県前橋市駒形町1612の10 (72)考案者 安藤 信康 群馬県高崎市江木町504−１

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸方向に変位する事によって後輪に舵角
   を付与する操舵軸と、この操舵軸の中間部に固設したラ
   ックと、前記操舵軸の中間部でこのラックから外れた部
   分を囲んで設けられた油圧シリンダと、前記操舵軸の中
   間部に固定された状態で、前記油圧シリンダの内側に油
   密に嵌装され、前記油圧シリンダ内を第一、第二の室に
   分割するピストンと、前記ラックに噛合したピニオン
   と、固定の円筒状のバルブボディの内側に挿入され、前
   記ピニオンと共に回転するスリーブ、及びこのスリーブ
   の内側に回転自在に挿入されたスプール、及び圧油供給
   口、第一、第二の給排口、排油口を有し、前記スリーブ
   と前記スプールとの相対回転に基づき、前記圧油供給口
   及び排油口と第一、第二の給排口との連通状態を切り換
   えるロータリ式切換弁と、前記スプールの他端に設けた
   回転伝達装置と、この回転伝達装置を介して前記スプー
   ルを回転させる電動モータと、この電動モータの回転量
   を検出するエンコーダと、前記圧油供給口に圧油を送り
   込み、前記排油口から吐出される油を受け入れる圧油供
   給装置と、前記第一の給排口と前記第一の室とを接続す
   る第一の給排管と、前記第二の給排口と前記第二の室と
   を接続する第二の給排管とを備えた舵角付与装置であっ
   て、前記バルブボディの一部で前記スリーブから外れた
   部分に、このバルブボディの外周面から内周面迄貫通す
   る状態で設けられた螺子孔と、この螺子孔に螺合して、
   その先端部を前記スプールの一部外周面に突き当て自在
   とした抑え螺子とを備えた舵角付与装置。