JPH06321124A - 動力舵取装置の油圧反力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 動力舵取装置の油圧反力装置を、簡単な構造
で、加工精度を要せず、組立性にも優れ、さらに動作上
での信頼性をも向上させるように構成する。 【構成】 入、出力軸１０，１１の一方に設けられたフ
ランジ部２１に、軸線方向に貫通して複数のガイド孔２
２を形成する。これら各ガイド孔には、軸線方向にのみ
摺動自在な状態で複数のボール２３が保持される。これ
らのボールが係合する複数の係合凹部２４を有する反力
受部２５が、入、出力軸の他方にフランジ部の一側面と
対向して設けられる。フランジ部の他側面側には、油圧
反力室２６が形成される。この油圧反力室内に、ボール
を係合凹部内に押圧し反力油圧に応じた拘束力を入、出
力軸間に作用させる反力ピストン２７が、入、出力軸と
同軸上で摺動自在に保持される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、動力舵取装置において
車輌の走行速度や操舵角度等といった車輌の各種の走行
条件に応じた適切な操舵力を得るための油圧反力装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車のハンドル操作力（操舵力）を軽
減するための動力舵取装置において、運転者の操舵操作
に応じた操舵力や操舵角度、さらには車速などを始めと
する車輌の各種走行条件により装置動作を適切に制御す
ることが必要とされている。すなわち、車輌停車中の据
切り時や低速走行中の操舵時には、大きな操舵補助力を
出力し、きわめて軽い操舵操作を可能とする一方、車輌
の高速走行中に大きな操舵補助力を生じさせると操舵力
が軽くなり過ぎ、運転者に不安感を与える等の問題を招
き、運転感覚の適正化を図るうえで好ましくなく、充分
な手応え感のある操舵操作を行なえるように操舵補助力
を小さくして操舵力を増大させ、舵取ハンドルにある程
度の重さを持たせ、直進時の安定性等を確保することが
必要とされる。このような操舵力制御は、車速に限ら
ず、操舵角度が大きくなる場合にも同様に必要とされて
いる。

【０００３】このような要請に応えるものとして、上述
した車輌の各種走行条件に応じて制御される反力油圧に
より舵取ハンドルに適当な剛性（操舵反力）を与えるこ
とで、車輌の高、低速走行中等における操舵力を制御し
得るようにした油圧反力装置が知られており、従来から
種々の構成を有するものが多数提案されている。

【０００４】すなわち、この種の油圧反力装置として最
も一般には、たとえば特開昭49−102092号公報等に示さ
れるように、流路切換え用の回転式制御弁において入力
軸側に反力アームを突設するとともに、このアームの回
転方向両側から進退動作するようにして出力軸側に一対
の反力プランジャを設け、かつこれらプランジャの外方
端側に油圧反力室を形成するようにした構成のものが知
られている。このような従来装置によれば、油圧反力室
内に車輌の走行速度等に応じた適宜の反力油圧を供給し
てプランジャを駆動させることによって、アームを介し
て入力軸に所要の拘束力を作用させ、これにより適切な
操舵反力を得て車輌の走行条件に適合する操舵操作を行
なえるものであった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来構造では、出力軸内で軸線から離れた部分に反力
プランジャを配設しなければならず、このため反力装置
配設部分の径方向への大型化を避けられない。特に、こ
のような問題は、たとえばプランジャの受圧面積等を拡
大し、油圧反力容量を大きくしようとする場合に著しい
ものであった。一方において、この種の反力装置が付設
される動力舵取装置は、自動車のエンジンルーム下側等
のスペース的に制約の大きい場所に配設されるもので、
小型かつコンパクト化は満足しなければならない条件の
一つである。

【０００６】このような小型化等の要請を満足し得るも
のとして、たとえば特公昭54−9368号公報等に示される
ように、反力プランジャやボール等の係合ピストンを出
力軸側に求心方向に可動可能に保持しその外方端側から
油圧反力を作用させることで、この係合ピストンを入力
軸側に形成した係合凹部に係合させて拘束力を作用させ
たものも知られている。

【０００７】しかし、このような従来装置において、係
合ピストンがプランジャである場合には、このプランジ
ャ先端と前記係合凹部との間がすべり接触となり、油圧
反力を作用させたときに両者間で摺動抵抗が大きく、摩
擦力が増大して装置作動にあたっての安定性等を確保し
得ないものであった。さらに、プランジャの受圧面積を
大きくすると、この反力装置付設部分が径方向に大きく
なり、小型化を達成し得ないばかりでなく、プランジャ
径が太くなり、そのガイド長さが不足し、安定したプラ
ンジャ作動状態を得ることが困難であるといった問題が
あった。

【０００８】一方、係合ピストンとしてボールを用いた
場合には、このボールとそのシリンダ孔との間の油密性
を確保することが困難で、反力油圧の洩れ量が大きく、
その受圧面積も小さい等の理由から、有効な油圧反力を
生じさせるにあたって大容量の油圧源が必要となる等の
問題があり、実現性に乏しいものであった。

【０００９】また、特開昭60−226368号公報、特開昭60
−226369号公報には、動力舵取装置の出力軸等に設けた
嵌合孔内に、反力ピストンを、回り止めした状態で軸線
方向に沿って摺動自在に設けるとともに、この反力ピス
トンの係合端に形成した凹部にボールを保持させ、かつ
この反力ピストンのボールを、入力軸側に設けた反力受
部の係合凹部に選択的に係合させて拘束力を得ているも
のも知られている。

【００１０】しかしながら、このような従来構造によれ
ば、ボールを係合端の凹部に保持した反力ピストンを、
入、出力軸の一方に、突起とその係合部とからなる回り
止め手段を介して回転を規制した状態で軸線方向にのみ
摺動自在に保持させているだけのもので、操舵時に入、
出力軸が回転することによって生じる作用力により、反
力ピストンに回転方向への力と軸線方向への荷重とが同
時に働き、特にこれが反力ピストンを軸側に回り止め状
態で摺動自在に支持する部分に影響し、いわゆる「こじ
り」現象を生じ、これにより反力ピストンの安定した円
滑な動きが得られず、所要の操舵力を生じさせる油圧反
力が安定して得られず、動作上での信頼性が低下すると
いう問題があった。

【００１１】さらに、この従来構造では、反力ピストン
と一方軸との間での突起と係合部からなる回り止め手段
の周方向、径方向での形成位置精度やその係合部分の嵌
め合い精度、反力ピストンへのボール保持部での周方
向、径方向の位置精度、このボールが係合する反力受部
の係合凹部での周方向、径方向の形成位置精度などを、
全て一定の水準に保つことが必要で、厳密な加工精度を
要し、加工性の面で問題を生じている。特に、このよう
な加工精度は、反力ピストン側に保持されるボールが、
周方向の複数個所に設けられるとともに、これらに対向
して反力受部の複数個所に係合凹部が形成されるもの
で、これら複数のボールと係合凹部との係合個所に位置
ずれが生じ、各係合凹部の傾斜面へのボールの当接個所
が変わると、反力ピストンに傾きが生じ、これによって
も反力ピストンの安定した摺動動作が得られなくなると
いう問題を生じる。

【００１２】また、上述したように加工精度を要する
入、出力軸、反力ピストン、ボール等を順次組立てるに
あたっても、各部材間をそれぞれ所要の組み合わせ位置
で位置決めした状態で組立てることが必要で、しかもそ
の位置決め個所が多いことから、組立性の面でも問題を
持つものであった。さらに、上述した従来構造によれ
ば、各部の加工精度を厳密に行ない、かつ位置決めを確
実に行なう等、加工性、組立性の面で問題を持つことか
ら、各種の組立治具や検査装置を要する等といった問題
もあった。

【００１３】なお、上述したようなボールを係合部材と
して反力ピストンの係合端に保持させて油圧反力を得て
いる機構としては、実開昭61-48872号公報、実開昭61-4
8873号公報等に示されるような構造のものもある。しか
し、これらの従来構造のものも、上述した従来装置と同
様に、反力ピストンを、入、出力軸に回転を規制して回
り止めした状態で、軸線方向に摺動自在に保持させてい
るだけのもので、前述したと同様に操舵時において作用
力が働き、反力ピストンは回転方向への力と軸線方向へ
の荷重とが同時に受けて、いわゆる「こじり」現象を生
じ、反力ピストンの円滑な動きが妨げられることにな
る。

【００１４】さらに、反力ピストンと各軸との間での回
り止め手段の周方向、径方向での形成位置精度と係合部
の嵌め合い精度、反力ピストンへのボールの周方向、径
方向での保持位置の精度、このボールが係合する反力受
部における係合凹部の周方向、径方向での形成位置精度
等を精度よく形成することが必要で、加工性、さらには
組立性の面で問題を生じる。

【００１５】したがって、上述した従来例において問題
とされている動作上での信頼性、加工性および組立性等
を一掃し、かつ装置全体の小型かつコンパクト化や動作
性能の安定化等を満足し得る油圧反力装置の出現が望ま
れている。

【００１６】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、操舵時に入、出力軸間での相対的な回転変位を
拘束することで車輌の各種走行条件に応じた操舵力を得
るために用いられる油圧反力装置での反力ピストンに対
し、反力受部の係合凹部からの作用力を、ころがり可能
な点接触を得られるボールを用いることにより、軸線方
向への動きのみを伝えるようにし、従来問題であった
「こじり」現象の原因をなくし、円滑な反力ピストンの
動きを得て、所要の油圧反力を得ることが可能で、しか
も全体の構造が簡単で、各部の加工精度を要せず、加工
性、組立性の面でも優れている動力舵取装置の油圧反力
装置を得ることを目的としている。

【００１７】

【課題を解決するための手段】このような要請に応える
ために本発明に係る動力舵取装置の油圧反力装置は、
入、出力軸の一方に設けられ軸線方向に貫通して形成さ
れた複数のガイド孔を有するフランジ部と、このフラン
ジ部の各ガイド孔内で軸線方向にのみ摺動自在に保持さ
れた複数のボールと、これらのボールが係合する複数の
係合凹部を有し前記入、出力軸の他方に前記フランジ部
の一側面と対向して設けられた反力受部と、前記フラン
ジ部の他側面側に形成された油圧反力室と、この油圧反
力室内に入、出力軸と同軸上で摺動自在に保持され前記
ボールを反力受部の係合凹部内に押圧し反力油圧に応じ
た拘束力を入、出力軸間に作用させる反力ピストンを備
えた構成としたものである。

【００１８】

【作用】本発明によれば、操舵時において入、出力軸間
に相対的な回転変位が生じると、反力ピストンが車輌の
各種走行条件等に応じて供給される反力油圧により軸線
方向に移動し、このピストン端部で一方の軸側に形成し
たフランジ部に穿設されているガイド孔内に保持された
ボールが軸線方向に押圧されて他方軸側の反力受部係合
凹部に係合することで、所要の拘束力を生じさせるもの
である。

【００１９】

【実施例】図１、図２の(a),(b) および図３の(a),(b)
は本発明に係る動力舵取装置の油圧反力装置の一実施例
を示している。これらの図において、まず、動力舵取装
置におけるパワーステアリング本体部の概略構成を図１
を用いて簡単に説明すると、符号１０は図示しない舵取
ハンドル側に連結される入力軸（スタブシャフト）、１
１はこの入力軸１０の左端側にトーションバー１２を介
して連結されるとともに図示しない舵取リンク機構を構
成するラック１３と噛合するピニオン１１ａを有する出
力軸（ピニオン軸）で、これら両軸１０，１１はその操
舵方向に適宜回転操作される。なお、これら入力軸１０
と出力軸１１との間には、周知の通り、所定角度以上回
動されて当接することで、これら両軸１０，１１間を連
結するフェールセーフ機構が設けられている。

【００２０】また、パワーステアリング本体部を構成す
るボディ１４内で上述した両軸１０，１１には、回転式
流路切換弁１５を構成するロータ１６およびスリーブ１
７がそれぞれ一体的に設けられ、その相対的な回転変位
で図示しないオイルポンプＰ、オイルタンクＴとパワー
シリンダの左、右シリンダ室（Ｃ1 ，Ｃ2 ）との間の流
路切換えを行なう。なお、このような回転式流路切換弁
１５の構成およびその動作は従来から周知の通りであ
り、詳細な説明は省略する。

【００２１】２０は流路切換弁１５を構成するロータ１
６およびスリーブ１７と一体的な入、出力軸１０，１１
間に設けられた本発明を特徴づける油圧反力装置で、こ
の油圧反力装置２０は、図１、図２の(a),(b) および図
３の(a),(b) に示されるような構成となっている。すな
わち、この油圧反力装置２０は、出力軸１１に設けられ
たフランジ部２１と、このフランジ部２１に軸線方向に
貫通して形成された複数のガイド孔２２と、これら各ガ
イド孔２２内で軸線方向にのみ摺動自在に保持された複
数のボール２３と、これら各ボール２３が係合する回転
方向両側が傾斜面２４ａ，２４ａとされている複数の係
合凹部２４を有しかつ入力軸１０にフランジ部２１の一
側面と対向して設けられた反力受部２５と、フランジ部
２１の他側面側に形成された油圧反力室２６と、この油
圧反力室２６内に入、出力軸１０，１１と同軸上で摺動
自在に保持され各ボール２３を反力受部２５の対応して
いる係合凹部２４内に係合するように軸線方向に押圧し
反力油圧に応じた拘束力を入、出力軸１０，１１間に作
用させるリング状の反力ピストン２７とから構成されて
いる。

【００２２】ここで、上述したリング状の反力ピストン
２７は、出力軸１１上に嵌装されて軸線方向に摺動自在
で、かつ回転方向においても回動可能な状態となってい
る。さらに、この反力ピストン２７は、前述したよう
に、フランジ部２１の周方向に所定間隔をおいた位置に
貫通して形成されている複数のガイド孔２２に軸線方向
にのみ移動可能な状態で保持されたボール２３に、係合
端側の平坦面を圧接させた状態で配設されている。

【００２３】なお、本実施例では、出力軸１１側のフラ
ンジ部２１に対し四個のガイド孔２２を貫通して形成
し、これらに四個のボール２３をそれぞれに保持させて
いる場合を示し、勿論これに対応して係合凹部２４も同
数だけ入力軸１０の反力受部２５側に形成している。

【００２４】また、図２の(a),(b) から明らかなよう
に、ガイド孔２２のフランジ部２１外周側部分は切欠き
形成されているが、これはガイド孔２２のフランジ部２
１への形成位置を外径側のぎりぎりに位置させ、その結
果としてフランジ部２１の径寸法を最小限に小さく形成
するためである。

【００２５】さらに、図１中２８は前記油圧反力室２６
の他端側で出力軸１１の外周部とボディ１４の内周部と
を仕切ってシールするためのシール部材で、出力軸１１
の外周部にわずかな油密クリアランスをもって嵌装され
ている。また、このシール部材２８の外周部には、ボデ
ィ１４の内周部との間をシールするシールリング２８ａ
が設けられている。しかし、必ずしもこのようなシール
部材２８は必要なく、図中２９で示すオイルシールによ
ってシールするようにしてもよい。

【００２６】さらに、上述した反力ピストン２７を常時
ボール２３側に付勢し各ボール２３の無用な移動を阻止
するセットスプリング等を、油圧反力室２６内に必要に
応じて付設してもよい。

【００２７】そして、上述した構成によれば、ボディ１
４内で軸線方向に移動するリング状の反力ピストン２７
の反力受部２５とは逆の左端部が、油圧反力室２６内に
臨んで油圧反力を受ける受圧面とされるため、径方向に
おいて必要最小限のスペース内で受圧面積を従来に比べ
て増大させることができる。したがって、この油圧反力
装置２０付設部分での小型かつコンパクト化を達成し得
るとともに、相対的に所要の油圧反力を得るための油圧
発生源を小さくすることが可能となる。このように油圧
反力を低圧化すると、前述したようにシール部材２８を
省略することが可能となり、これにより部品点数の削減
と装置全体の小型、コンパクト化も図れるという利点が
ある。

【００２８】また、本実施例によれば、車速等といった
車輌の各種走行条件に応じて適宜供給される反力油圧に
よって軸線方向右側に移動される反力ピストン２７の平
坦面による右端部で、出力軸１１側のフランジ部２１に
おける複数のガイド孔２２内に保持されている各ボール
２３を押圧し、これらのボール２３を入力軸１０側の反
力受部２５のそれぞれの係合凹部２４内に係入するよう
に軸線方向に押圧し得るものである。その結果として、
油圧反力による所要の拘束力が得られ、入、出力軸１
０，１１間での相対的な回転変位を適宜拘束し、必要と
される操舵反力を得て適切な操舵力制御を行なうことが
可能となる。

【００２９】すなわち、上述した操舵時において入力軸
１０側が回転されると、ボール２３は係合凹部２４のい
ずれか一方の傾斜面２４ａに乗上げ、この傾斜量だけ軸
線方向で反力ピストン２７側に移動し、このときに反力
ピストン２７が押圧されることによる反力が、操舵反力
として入力軸１０側に伝達されることになる。

【００３０】そして、このような構成にあっては、ボー
ル２３は、出力軸１１側のフランジ部２１におけるガイ
ド孔２２や入力軸１０側の反力受部２５における係合凹
部２４の傾斜面２４ａ，２４ａ、さらにはピストン２７
端面に、ころがり可能な点接触状態で接触している。こ
のような構成によれば、摺動抵抗等が小さく、摩擦力の
発生が少なく、これによりシール部材やシールリングを
付設することで問題となる回転方向での摺動抵抗の増加
等を相殺し、結果として流路切換弁１５や舵取ハンドル
の円滑かつ適切な回転動作を得ることができる。

【００３１】ここで、上述したボール２３を、反力ピス
トン２７とは別に、出力軸１１上に一体に設けたフラン
ジ部２１に貫通して形成したガイド孔２２に保持させた
場合の利点を、図４と従来例を示した図５の(a),(b) と
を比較して説明する。

【００３２】すなわち、たとえば特開昭60−226368号公
報、特開昭60−226369号公報等に示された従来の油圧反
力装置は、図５の(a) から明らかなように、出力軸１側
に摺動自在に支持される反力ピストン２を、その係合突
起２ａと出力軸１側の係合孔１ａとの係合によって回り
止めした状態で軸線方向に摺動自在に保持している。ま
た、この反力ピストン２の反力受部４側の係合端には、
係合部材としてのボール５が凹部５ａにより一体的に保
持され、このボール５が、入力軸６側の反力受部７での
傾斜面８ａ，８ａからなる係合凹部８内に係合すること
により、反力ピストン２による反力油圧を、入、出力軸
６，１間の拘束力として作用させ得るようになってい
る。

【００３３】そして、操舵時において入、出力軸６，１
間で生じる回動変位は、図５の(a)に示されるように、
反力受部７での係合凹部８の傾斜面８ａ，８ａによる斜
面の原理によって、ボール５を介して、回転が規制され
ている反力ピストン２に対し、軸線方向への変位として
作用し、その作用、反作用の原理で、操舵抵抗が得られ
ることになる。ここで、ボール５の中心が反力ピストン
２と相対変位しないことが、一体化の要件である。

【００３４】たとえば入力トルクＴ1 が作用すると、反
力ピストン２上でのｎ個のボール５が配列されているピ
ッチ円半径をｒとすると、 Ｆ1 ＝Ｔ1 ／ｎｒ の接線力が図５の(b) に示されるように作用する。ここ
で、この図５の(b) は三個のボール５を用いた場合を示
している。また、このようなＦ1 の作用下での各ボール
５における平衡状態を図５の(a)に示す。すなわち、回
転自在なボール５と係合凹部８での傾斜面８ａとの間の
力伝達は、ボール５の中心を通り、傾斜面８ａに垂直な
ベクトルとなる（同図Ｆ3で示す）。

【００３５】そして、図５の(a) に示した状態で平衡し
ている場合、入力Ｆ3 はこれに対応する逆入力ｆ3 が対
抗している。ここで、入力Ｆ3 は舵取ハンドル側から伝
達された力であり、またｆ3 は反力ピストン２から伝達
された力である。

【００３６】これらの入力Ｆ3 と逆入力ｆ3 を回転方向
（周方向）と軸線方向とに分解すると、それぞれ以下の
ようになる。なお、θは係合凹部２４ａでの斜面の角度
に相当する。すなわち、 Ｆ1 ＝Ｆ3 sinθ Ｆ2 ＝Ｆ3 cosθ と、 ｆ1 ＝ｆ3 sinθ ｆ2 ＝ｆ3 cosθ となる。

【００３７】そして、これらの力関係から、Ｆ3 ＝ｆ3
である平衡状態は、回転方向に関して、Ｆ1 ＝ｆ1 であ
り、かつ軸線方向に関して、Ｆ2 ＝ｆ2 である平衡状態
に当たる。

【００３８】ところが、上述した従来例でのボール５が
反力ピストン２からｆ1 の力を受けるためには、反力ピ
ストン２が、このｆ1 方向への力を出力軸１側から受け
なければならない。しかし、この反力ピストン２におい
て、ボール５の中心に向かう位置で前記Ｆ1 に対応する
力は存在しない。この場合において、この反力ピストン
２は、出力軸１側に係合突起２ａと係合孔１ａとの回り
止め係合部で関係付けられており、この係合突起２と係
合孔１ａとの係合部分において、前記入力Ｆ1 に対応す
るｆ1 ’（＝ｆ1 ）の力を受け、これによって平衡する
方向への作用力を与えることができる。

【００３９】しかし、このような係合突起２ａと係合孔
１ａとによる係合部分は、反力ピストン２の他端側での
ボール５の中心から距離ｌだけ離れていることから、こ
の距離ｌだけ離れている反力ピストン２に対し、前記入
力Ｆ1 とこれに対応する逆入力ｆ1 ’が作用するもの
で、これによりこの反力ピストン２には、時計回りの回
転モーメントＭ＝ｆ1 ’×ｌが作用することになる。

【００４０】特に、この種の油圧反力装置は、精密なサ
ーボバルブ（ロータリバルブ）と共に作動するため、き
わめて円滑な作動を要求されるものであり、摩擦力を極
力低減し、スティックスリップ等の不円滑作動を防止す
るように構成されることが必要となるが、従来構造によ
れば、上述した通り、スティックスリップの最大の要因
である「こじり」モーメントＭが、出力軸１との係合部
分に作用し、こじりを生じて反力ピストン２の円滑な動
きが妨げられてしまうものである。

【００４１】これに対し、本発明によれば、前述した通
り、出力軸１１に設けたフランジ部２１に軸線方向に貫
通させて形成した複数のガイド孔２２内に、複数個のボ
ール２３を軸線方向にのみ摺動自在に保持させるととも
に、入力軸１０に前記フランジ部２１に対向して設けた
反力受部２５に、各ボール２３が係合する複数の係合凹
部２４を設け、かつ前記フランジ部２１の他側面側に形
成される油圧反力室２６内に、各ボール２３を反力受部
２５の各係合凹部２４内に押圧し入、出力軸１０，１１
間に反力油圧に応じた拘束力を作用させる反力ピストン
２７を、入、出力軸１０，１１と同軸上で摺動自在に保
持させるように構成したので、図４から明らかなよう
に、操舵時において生じる作用力が、全てフランジ部２
１のガイド孔２２に保持されているボール２３の中心に
集中して平衡し、前述したような従来例のような「こじ
り」モーメントＭは生じない。

【００４２】すなわち、図４において操舵時に反力受部
２５の係合凹部２４における傾斜面２４ａからボール２
３の中心に作用する入力Ｆ3 とこれに対応する逆入力ｆ
3 とは、Ｆ3 ＝ｆ3 の関係にあり、これを分解すると、
回転方向では、Ｆ1 ＝ｆ1 であり、かつ軸線方向では、
Ｆ2 ＝ｆ2 であるという、力学上での平衡式となる。こ
れは、前述した図５の(a) で説明したと同じであるが、
ここで注目すべき点は、次の通りである。

【００４３】つまり、本発明の構成によれば、回転方向
での平衡に関与する部材は、ボール２３と、ガイド孔２
２を有するフランジ部２１（出力軸１１）だけであり、
従来例のように反力ピストンは関与しない。

【００４４】これを詳述すると、ボール２３に作用する
接線力Ｆ1 は、同じくボール２３の中心を通り、ガイド
孔２２とボール２３の接触点を通るｆ1 と対抗して平衡
しており、これらは共に、ボール２３の中心を通るベク
トルであるために、ｌ＝０となる。なお、ボール２３と
ガイド孔２２の内面との接触点は、ボール２３の中心を
通りガイド孔２２の貫通している内面に垂直な線上にあ
る。したがって、従来例において問題となっていた「こ
じり」の原因となる回転モーメントは生じない。（Ｍ＝
ｆ1 ×０＝０）

【００４５】このような構成による本発明では、反力ピ
ストン２７は、油圧反力室２６への反力油圧によって反
力ピストン２７に垂直な力を生じさせ、その力を軸線方
向の力ｆ2 の形でボールに伝えるだけでよく、反力ピス
トン２７の軸線方向での変位を乱す作動メカニズムを持
っていないために、円滑な作動状態を得ることができ、
これにより従来のような「こじり」による反力ピストン
２７の不安定な動きは生ぜず、油圧反力による操舵力制
御を適切に行なえる。

【００４６】換言すれば、前述した従来例では、反力ピ
ストン２には、回転モーメントと軸線方向への荷重との
両方が同時に作用し、これにより回り止め部分での「こ
じり」現象を生じていたのに対し、本発明では、回転モ
ーメントは作用せず、軸線方向への荷重のみが作用し、
上述した「こじり」現象は生ぜず、その結果円滑で安定
した軸線方向への動きを得ることができるものである。
このような利点は、反力ピストン２７からの作用力を、
反力受部２５の係合凹部２４に伝えるボール２３を、反
力ピストン２７とは独立して、出力軸１１のフランジ部
２１に設けたガイド孔２２に摺動自在に保持しているこ
とによる。

【００４７】特に、このような構成とすると、反力ピス
トン２７には、入力軸１０の軸回りに配置された係合凹
部２４のボール２３とのころがり可能な点接触による軸
線方向での作用力のみが伝達されるために「こじり」の
原因は存在せず、円滑な反力ピストン２７の動きを得
て、油圧反力に応じた操舵力制御を行ない、動作上での
信頼性を向上させ得るものである。

【００４８】ところで、上述した図４や図５は反力ピス
トン、ボール、反力受部の係合凹部等が、所定の位置に
精度よく形成され、かつ所要の状態で組立てられている
場合を前提として説明したが、図５に示した従来構造と
本発明構造とは、次のような加工精度の点および組立性
の面でも相違し、本発明はこれらの加工性や組立性を向
上させている点でも優れた効果を奏する。

【００４９】すなわち、従来例を図５の(a) を用いて説
明すると、係合突起２ａとこれに対応する係合孔１ａと
の加工精度は高精度としなければならない。これは、こ
のような係合突起２ａと係合孔１ａによる反力ピストン
２の回り止めは、通常周方向において複数個所に設ける
ことが、反力ピストン２の軸線方向での安定した移動を
得るうえで必要であるが、このような複数個所での係合
部を全て所要の位置精度とクリアランスをもって形成す
ることは、現実的にかなり困難である。さらに、このよ
うな係合部を形成するにあたっては、反力ピストン２と
これを摺動自在に保持する出力軸１との軸心のずれをも
配慮しなければならない。

【００５０】換言すれば、反力ピストン２に、その外径
嵌合部と複数の係合突起２ａとを同軸上に形成するとと
もに、これら各係合突起２ａを周方向での所定の分割精
度をもって形成する一方、出力軸１に、前記ピストン２
の外径嵌合部と同軸関係をもって反力室を形成し、さら
にその同軸上に複数の係合孔１ａを周方向での所定の分
割精度をもって形成し、しかもその分割精度を前記係合
突起２ａと合致させることが必要となる等の加工精度上
できわめて高い精度を要する。

【００５１】これは、係合突起２ａと係合孔１ａとが複
数組設けられてるとして、いずれかの分割精度が狂う
と、少なくとも一組の係合部が干渉し、伝達力が集中
し、軸心対称の作動状態が得られず、この場合にも「こ
じれ」現象を生じて円滑な作動を実現できないことから
明らかである。また、このような問題は、上述したピス
トン２の外径嵌合部と出力軸１の反力室との関係や、こ
れらと係合突起２ａ、係合孔１ａとの関係が、同軸関係
になくなっても同様に生じ、さらに出力軸１と入力軸７
との軸心が不一致となっても、「こじれ」現象を招く結
果となることは勿論である。

【００５２】さらに、反力ピストン２を保持する反力室
を出力軸１に形成し、しかもその内部に係合孔１ａを、
前述した関係を持って形成したり、ピストン２の安定し
た作動状態を確保できるように面荒さ、分割精度、同軸
度をもって加工することは、きわめて高い加工精度を要
し、加工、検査等の手間と熟練とが必要となる。

【００５３】ここで、前述したような回転モーメントＭ
による回転量を小さくするには、反力ピストン２の軸線
方向での長さを充分に長くするといった対策も考えられ
るが、装置の大型化につながり、実現化は困難である。

【００５４】一方、前述したような従来装置にあって
は、出力軸１と反力ピストン２とが回転方向で連結さ
れていること（係合突起２ａと係合孔１ａとの係合）、
反力ピストン２にボール５が所定位置で正しく保持さ
れていること、入力軸６の反力受部７での係合凹部８
がボール５と相対向していること等が、適切な作動状態
を得る前提条件として必要で、これに合わせて組立てな
ければならない。

【００５５】しかし、は出力軸１の奥深くに嵌合され
る反力ピストン２の差込み端側での係合部であり、特殊
な治具を要する困難な作業である。また、は反力ピス
トン２の凹部５ａへのボール５の組付け保持作業を行な
うことであるが、一旦組付け保持させたボール５がずれ
ないような作業を必要とする。さらに、は入力軸６の
先端でのフランジ状部分の見えない端面に形成した凹部
８とボール５との組み合わせであり、その作業性が悪
く、しかもボール５のずれも生じることから、検査、確
認作業を要する等の問題がある。

【００５６】そして、このように種々の面倒でかつ煩雑
な組立作業を要する従来例に比べて、本発明では、反力
ピストン２７とボール２３とは無関係であり、単にボー
ル２３を出力軸１１のフランジ部２１におけるガイド孔
２２への組込みと、入力軸１０側の反力受部２５での係
合凹部２４との位置決め作業が必要なだけであり、組立
性の面でも優れている。

【００５７】なお、本発明は上述した実施例構造に限定
されず、装置各部の形状、構造等を、適宜変形、変更す
ることは自由である。たとえば上述した実施例では、ボ
ール２３を出力軸１１側に、係合凹部２４を有する反力
受部２５を入力軸１０側に設けた場合を説明したが、本
発明はこれに限定されず、入、出力軸１０，１１を逆に
構成してもよいことは勿論である。

【００５８】また、上述した実施例では、反力ピストン
２７は、出力軸１１外周部にわずかな油密クリアランス
をもって軸線方向に摺動動作可能に案内支持されるとと
もに、その外周部にボディ１４との間をシールするシー
ルリング２７ａを設けた場合を例示したが、これに限定
されず、内、外周のシール構造を逆にしてもよく、さら
に内、外周共シール材を用いず、上述した油密クリアラ
ンスによる金属面シールでシールするようにしてもよ
い。要は、反力ピストン２７を適切なシール状態を確保
したうえで摺動抵抗が必要最小限となるようにして支持
し、各部の回転動作等を円滑かつ適切に行なえるように
するとよい。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る動力舵
取装置の油圧反力装置によれば、入、出力軸の一方に設
けたフランジ部に軸線方向に貫通させて形成した複数の
ガイド孔内に、複数個のボールを軸線方向にのみ摺動自
在に保持させるとともに、入、出力軸の他方に前記フラ
ンジ部に対向して設けた反力受部に、前記各ボールが係
合する複数の係合凹部を設け、かつ前記フランジ部の他
側面側に形成される油圧反力室内に、各ボールを反力受
部の各係合凹部内に押圧し入、出力軸間に反力油圧に応
じた拘束力を作用させる反力ピストンを、入、出力軸と
同軸上で摺動自在に保持させるように構成したので、簡
単かつ安価な構成にもかかわらず、以下に列挙する種々
優れた効果を奏する。

【００６０】(１)入、出力軸の一方に形成したフランジ
部のガイド孔にボールを軸線方向に移動自在に支持し、
これを他方軸側の反力受部における係合凹部に係合させ
るとともに、ボールに他方から反力ピストンを押し当て
ることが可能となるようにすればよいため、操舵時に生
じる作用力を、全てボールの中心に集中させて平衡させ
ることができ、しかもボールのころがりによる点接触に
よって無用な作用力をなくすことが可能で、反力ピスト
ンには従来のような「こじり」モーメントは生ぜず、反
力ピストンの円滑で安定した動きを得て、油圧反力によ
る操舵力制御を適切に行なえる。

【００６１】(２)油圧反力装置の構成が簡素化し、各部
の加工精度等が要求されず、加工性、組立性に優れ、コ
スト低減化が図れる。

【００６２】(３)特に、複数個のボールを一方軸に設け
たフランジ部の複数のガイド孔に保持し、これらを軸線
方向に摺動自在な反力ピストンで押圧して他方軸側の反
力受部のそれぞれに対応する係合凹部に係合させている
ことから、各部での加工誤差等の発生個所を必要最小限
とし、加工性を向上させ得るとともに、組立精度が要求
される個所も少なく、組立性が向上する。

【００６３】(４)ボール、係合凹部を有する反力受部お
よび受圧面積の大きな反力ピストン等を限られたスペー
ス内に適切かつ確実に配設でき、装置全体の径方向の小
型かつコンパクト化を図り、また小さい反力油圧で大き
な反力トルクを得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る油圧反力装置の一実施例を示す動
力舵取装置全体の概略断面図である。

【図２】油圧反力装置において出力軸のフランジ部への
ボールの保持状態を示し、(a)は概略側面図、(b) はそ
の端面図である。

【図３】入力軸側の反力受部に対するボールの係合状態
を説明するための図であって、(a) は端面図、(b) は側
面図である。

【図４】本発明を特徴づけるボールおよびそのガイド孔
に対しての反力受部の係合凹部と反力ピストンとの関係
を示す説明図である。

【図５】図４に対応して従来技術の不具合を(a),(b) に
よって説明するための説明図である。

【符号の説明】

１０ 入力軸 １１ 出力軸 １２ トーションバー １５ 回転式流路切換弁 ２０ 油圧反力装置 ２１ フランジ部 ２２ ガイド孔 ２３ ボール ２４ 係合凹部 ２４ａ 傾斜面 ２５ 反力受部 ２６ 油圧反力室 ２７ 反力ピストン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入、出力軸の一方に設けられ軸線方向に
   貫通して形成された複数のガイド孔を有するフランジ部
   と、このフランジ部の各ガイド孔内で軸線方向にのみ摺
   動自在に保持された複数のボールと、これらのボールが
   係合する複数の係合凹部を有し前記入、出力軸の他方に
   前記フランジ部の一側面と対向して設けられた反力受部
   と、前記フランジ部の他側面側に形成された油圧反力室
   と、この油圧反力室内に前記入、出力軸と同軸上で摺動
   自在に保持され前記ボールを反力受部の係合凹部内に押
   圧し反力油圧に応じた拘束力を入、出力軸間に作用させ
   る反力ピストンとを備えたことを特徴とする動力舵取装
   置の油圧反力装置。