JPH0642528U - 車両用パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 バルブ駆動機構の分解、組立てを容易にし、
押圧子の形状の制限を少なくする。 【構成】 バルブ駆動機構１５のスリーブ１０３をアウ
トプットシャフト５ａの大径部３８にはめあいによって
嵌合し、ピン１０４及びＣ形止め輪１０５によってスリ
ーブ１０３を大径部３８に固定し、分解、組立てを容易
にし、プランジャ４４ａ，４４ｂの形状の制限を少なく
する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、例えば自動車の前輪を操舵するために用いられる車両用パワーステ アリング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

自動車には、運転者の軽いハンドル操作によって操舵が行なえるように、油圧 式のパワーステアリング装置を装備しているものがある。

【０００３】 このパワーステアリング装置は、ハンドルにつながる入力軸と操舵輪（前輪） につながる出力軸とをトーションバーによって連結し、油圧のアシスト系を介入 して入力軸の回転力を前輪の操舵力として伝達するようにしている。

【０００４】 アシスト系には、トーションバーの捩じれに応じて相対変位するロータリバル ブが入力軸と出力軸の間に設けられている。ロータリバルブには、エンジン駆動 式のオイルポンプ及び前輪を操舵方向に駆動するパワーシリンダが接続されてい る。そして、ハンドルの回転で相対変位するロータリバルブによって得られる油 圧をパワーシリンダへ供給し、アシスト力を発生させている。

【０００５】 即ち、ハンドルを回転させると、入力軸及びトーションバーを介して出力軸が 回転する。この時、出力軸は前輪の路面抵抗によって回転が妨げられ、その路面 抵抗の分トーションバーが捩じられ、入力軸はトーションバーの捩じれ角の分余 分に回転することになる。

【０００６】 これにより、入力軸と出力軸との間に設けられたロータリバルブには回転差（ 相対変位）が生じ、この回転差によって発生する油圧がパワーシリンダのシリン ダ室に供給される。パワーシリンダに油圧が供給されることにより、ハンドルの 回転方向に前輪が操舵され、操舵力が軽くなるようになっている。

【０００７】 一方、従来のパワーステアリング装置では、アシスト系に反力を発生させる反 力機構（バルブ駆動機構）と、このバルブ駆動機構を制御するコントロールバル ブとを設け、ハンドルの手応えを油圧により可変にしてハンドルの切り戻し性を 向上させている。

【０００８】 従来のパワーステアリング装置を図６、図７に基づいて説明する。図６には従 来のパワーステアリング装置のステアリング機構の断面、図７には図６中のVII −VII 線矢視を示してある。

【０００９】 図６において、２はステアリング機構１を構成する例えばラック＆ピニオン式 のステアリングギヤであり、ステアリングギヤ２はケーシング３にラック４及び ピニオン５を内蔵した構造となっている。

【００１０】 ラック４の一方の端部はステアリングロッド６を介して一方の前輪に連結され 、他方の端部はステアリングロッド６及び図示しないパワーシリンダを介して他 方の前輪に連結されている。

【００１１】 ステアリングギヤ２のピニオン５には、アウトプットシャフト（出力軸）５ａ を介してトーションバー９の下端部が連結されている。トーションバー９の上端 部は、ステアリングギヤ２の上部に設けられたバルブユニット１０を貫通してイ ンプットシャフト１１（入力軸）に連結されている。インプットシャフト１１は ステアリングシャフトを介して図示しないハンドルに連結されている。ハンドル から回転変位が入力されると、インプットシャフト１１、トーションバー９、ピ ニオン５、ラック４及びステアリングロッド６を介して左右の前輪が操舵される 。

【００１２】 バルブユニット１０は、ステアリングギヤ２の上部にトーションバー９を囲む ようにハウジング１４が据付けられ、このステアリングギヤ２の上部からハウジ ング１４内にかけての部分に、バルブ駆動アクチュエータ（バルブ駆動機構）１ ５及びロータリバルブ１６が下側から順に設けられている。

【００１３】 ロータリバルブ１６は、ハウジング１４の内面に筒状のアウターバルブ１７が 回転可能に設けられ、インプットシャフト１１にアウターバルブ１７と組み合う 筒状のインナーバルブ１８が一体に設けられてなる。つまり、ロータリバルブ１ ６は、ハンドルからの回転操作によってトーションバー９が捩じれると、アウタ ーバルブ１７とインナーバルブ１８との間で相対的な変位が発生する構成となっ ている。

【００１４】 アウターバルブ１７に形成されている流入ポート１７ａはハウジング３に設け られた流入口体１９に連通し、インナーバルブ１８に形成されている流出ポート １８ａはハウジング３に設けられた流出口体２０に連通している。またアウター バルブ１７に形成されている出力ポート（図示省略）は、ハウジング３に設けら れた一対の出力ポート部２１，２２に連通している。出力ポート部２１，２２は 図示しないパワーシリンダに接続されている。

【００１５】 ロータリバルブ１６のアウターバルブ１７とインナーバルブ１８とが相対的に 変位すると、油圧回路によって、操舵力及び操舵方向に応じた油圧がロータリバ ルブ１６からパワーシリンダに供給される。つまり、前輪は油圧でアシストされ ながら操舵される。

【００１６】 ここで、図６、図７に基づいてバルブ駆動アクチュエータ１５を説明する。

【００１７】 インプットシャフト１１の下端部（インナーバルブ１８の直下の軸部分）には 延長部分３７が形成され、延長部分３７はインプットシャフト１１の下端部分が トーションバー９の軸心方向に沿って下方へ延長された状態になっている。この 延長部分３７の周囲のケーシング３は大径部分となり、大径部分には円形の室４ ７が形成されている。この室４７の内部には、アウトプットシャフト５ａと一体 に連結された中空の円形な大径部３８が回転自在に収容されている。大径部３８ はピン３６を介してロータリバルブ１６のアウターバルブ１７に連結されている 。

【００１８】 大径部３８の外周にはバルブボデーとしてのスリーブ３９が圧入され、スリー ブ３９はケーシング３の室４７内に嵌合している。スリーブ３９の外周面には軸 方向の３個所にシールリング５３が取付けられ、スリーブ３９と室４７の間は３ 箇所のシールリング５３によってシールされている。

【００１９】 一方図７に示すように、大径部３８の内部には、大径部３８の貫通孔３８ａ（ 図６）における円周方向の１８０度隔たった対称の２箇所の地点から、それぞれ 半径方向の外側に延びる偏平な凹部状の室４１が形成されている。

【００２０】 大径部３８で覆われた延長部分３７には、円周方向の１８０度隔たった対称の ２箇所の地点から半径方向の外側に張出する板状の張出し部４２（被押圧部）が それぞれ形成されている。張出し部４２はいずれも室４１の長さ及び幅寸法より も小さな外形に形成され、張出し部４２は室４１内に同心的に遊嵌されている。

【００２１】 板状の張出し部４２と偏平な室４１との隙間は、ロータリバルブ１６の作動角 を補償するに必要な領域が設定できる寸法に定められ、トーションバー９がイン プットシャフト１１に対して所定角度の範囲で捩じられるようになっている。ま た、張出し部４２によってロータリバルブ１６の変位量を規制するストッパを兼 ねているため、張出し部４２の幅寸法はストッパとしての強度を有した寸法とな っている。

【００２２】 大径部３８の室４１を挾む両側の部分には、張出し部４２を挾んで直列に連な る２個の円形の孔部４３がそれぞれ形成されている。これら各孔部４３にはプラ ンジャ４４ａ，４４ｂ（押圧子）が軸方向に摺動自在に嵌挿され、プランジャ４ ４ａ，４４ｂはバルブシート４０ａ，４０ｂ及びスプリング５３ａ，５３ｂによ って張出し部４２を付勢している。

【００２３】 一方のバルブシート４０ａ，４０ｂ（張出し部４２を時計回り方向に押圧する 側）には第１油圧室４５が形成され、他方のバルブシート４０ａ，４０ｂ（張出 し部４２を反時計回り方向に押圧する側）には第２油圧室４６が形成されている 。ケーシング３には第１入口体５４及び第２入口体５５が設けられ、第１入口体 ５４は第１油圧室４５に連通し、第２入口体５５は第２油圧室４６に連通してい る。

【００２４】 第１入口体５４及び第２入口体５５は図示しない油圧回路につながり、所定の 油圧が供給されることによりプランジャ４４ａ，４４ｂを駆動し、張出し部４２ を押圧してトーションバー９に独立して捩じりモーメントを発生させる。

【００２５】 第１入口体５４及び第２入口体５５に供給する油圧を制御することで、トーシ ョンバー９の捩じれ方向と同じ方向にロータリバルブ１６を回転させることで得 られるアシスト力と、トーションバー９の捩じれ方向と逆の方向にロータリバル ブ１６を回転させることで得られるアシスト力とが生じる。これにより、操舵力 の可変幅を格段に広くすることができ、据え切り戻し時の運転者の負担を大幅に 軽減し、運転条件に応じた操舵力を得ることができる。

【００２６】 図８に基づいてプランジャ４４ａ，４４ｂの組立状況を説明する。図８にはバ ルブ駆動アクチュエータ１５の分解斜視を示してある。

【００２７】 スリーブ３９に溝穴加工、焼入れ等の前加工を行ない、アウトプットシャフト ５ａの大径部３８の外周にスリーブ３９を圧入する。室４１側から孔部４３に、 バルブシート４０ａ，４０ｂ、スプリング５３ａ，５３ｂ、プランジャ４４ａ， ４４ｂを挿入する。スリーブ３９の外周にシールリング５３を取付ける。従って 、室４１の幅は、プランジャ４４ａ，４４ｂ等が挿入できる寸法になっている。

【００２８】

【考案が解決しようとする課題】

従来のパワーステアリング装置では、バルブ駆動アクチュエータ１５のアウト プットシャフト５ａの大径部３８の外周にスリーブ３９を圧入した構成となって いるので、バルブシート４０ａ，４０ｂ、スプリング５３ａ，５３ｂ、プランジ ャ４４ａ，４４ｂを室４１側から孔部４３に挿入している。このため、プランジ ャ４４ａ，４４ｂ等の形状と室４１の形状とが互いに制約を受け、大径部３８の 小型化には限度があった。また、大径部３８の外周にスリーブ３９が圧入されて いるので、バルブ駆動アクチュエータ１５の分解、組立てが困難であった。

【００２９】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するための本考案の構成は、操舵輪につながる出力軸をトーシ ョンバーの一端部に連結すると共にハンドルにつながる入力軸をトーションバー の他端部に連結してなるステアリング機構と、該ステアリング機構の入力軸と出 力軸との間に設けられこれら入力軸及び出力軸の一方に被押圧部を突設し他方に この被押圧部を前記軸の周方向両側に沿って押圧する押圧子を備え、押圧子の駆 動によって前記トーションバーに対し独立して捩じりモーメントを発生させるバ ルブ駆動機構とからなり、前記入力軸もしくは前記出力軸の外周にバルブボデー を嵌合し、前記入力軸もしくは前記出力軸と前記バルブボデーとを位置固定ピン で結合したことを特徴とする。

【００３０】

【作用】

バルブボデーは入力軸もしくは出力軸の外周に位置固定ピンを介して結合され る。押圧子の組付けは、バルブボデーを嵌合する前に入力軸もしくは出力軸の外 周側から挿入される。

【００３１】

【実施例】

図１には本考案の一実施例に係るパワーステアリング装置のステアリング機構 の断面、図２には図１中のII−II線矢視、図３には図１中のIII −III 線矢視を 示してある。尚、図６乃至図８で示した部材と同一部材には同一符号を付して重 複する説明は省略してある。

【００３２】 アウトプットシャフト５ａの大径部３８の下部には小径の段部１０１が形成さ れ、段部１０１の外周はシールリング１０２によってシールされている。

【００３３】 大径部３８の外周にはバルブボデーとしてのスリーブ１０３がはめあいによっ て嵌合し、スリーブ１０３の外周はケーシング３の室４７内に嵌合している。ス リーブ１０３の外周面には軸方向の２箇所にシールリング５３が取付けられ、ス リーブ１０３と室４７の間は２箇所のシールリング５３によってシールされてい る。

【００３４】 大径部３８の下部とスリーブ１０３とに亘りピン１０４（例えばダウエルピン ）が係合し、ピン１０４によってスリーブ１０３の回転方向の固定が行なわれて いる。また、大径部３８の上部とスリーブ１０３とに亘りＣ形止め輪１０５が係 合し、Ｃ形止め輪１０５によってスリーブ１０３の軸方向の固定が行なわれてい る。つまり、ピン１０４及びＣ形止め輪１０５によって位置固定ピンが構成され ている。

【００３５】 図３に示すように、アウトプットシャフト５ａの大径部３８の上部にはストッ パ１０６が形成され、ストッパ１０６の部位がピン３６によってロータリバルブ １６のアウターバルブ１７に連結されている。インプットシャフト１１とストッ パ１０６との隙間は、ロータリバルブ１６の作動角を補償する寸法に定められ、 インプットシャフト１１がストッパ１０６に当接した際にトーションバー９に最 大の捩りモーメントが発生する。

【００３６】 大径部３８の上部にストッパ１０６を形成したことにより、張出し部４２の幅 寸法はトーションバー９に捩りモーメントを発生させることができるだけの寸法 であればよく、張出し部４２を薄板状にできる。

【００３７】 図４に基づいてプランジャ４４ａ，４４ｂの組立状況を説明する。図４にはバ ルブ駆動アクチュエータの分解斜視を示してある。

【００３８】 アウトプットシャフト５ａの大径部３８の外周側から、孔部４３にプランジャ ４４ａ，４４ｂ、スプリング５３ａ，５３ｂ、バルブシート４０ａ，４０ｂを挿 入する。その後、大径部３８の外周にスリーブ１０３を嵌め込み、ピン１０４で スリーブ１０３の回転方向の固定を行なうと共に、Ｃ形止め輪１０５でスリーブ １０３の軸方向の固定を行なう。

【００３９】 上述したパワーステアリング装置では、バルブ駆動アクチュエータのスリーブ １０３と大径部３８とをはめあいにより嵌合し、ピン１０４及びＣ形止め輪で位 置固定を行なうようにしたので、スリーブ１０３を嵌合する前にプランジャ４４ ａ，４４ｂ等を大径部３８の外側から挿入することができる。このため、プラン ジャ４４ａ，４４ｂ等の形状と室４１の形状とは互いに制約を受けることがなく なり、プランジャ４４ａ，４４ｂの長さを長くできると共に、室４１の幅を必要 最少限の幅とすることができ、分解、組立てが容易となる。

【００４０】 また、大径部３８の上部にストッパ１０６を形成したので、張出し部４２にス トッパの機能は必要なく、張出し部４２を薄板状にできる。このため、室４１の 幅を狭くできることと相俟って大径部３８を小径化でき、ステアリング機構を小 型化できる。

【００４１】 また、スリーブ１０３は軸方向の２箇所のシールリング５３でシールするよう にしたので、シールフリクションによる操舵フィーリングへの影響を少なくする ことができる。

【００４２】 尚、図５に示したように、アウトプットシャフト５ａの大径部３８の上部にお けるケーシング３に段部１１０を形成し、段部１１０と大径部３８とをシールリ ング１１１でシールすることにより、スリーブ１０３のシールを１箇所にするこ とができ、シールフリクションを一層少なくすることができる。

【００４３】

【考案の効果】

本考案のパワーステアリング装置は、バルブ駆動機構のバルブボデーを入力軸 もしくは出力軸の外周に嵌合し、位置固定ピンによってバルブボデーを結合した ので、分解、組立てが容易となり、押圧子の形状の制限が少なくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例に係るパワーステアリング装
置のステアリング機構の断面図。

【図２】図１中のII−II線矢視図。

【図３】図１中のIII −III 線矢視図。

【図４】バルブ駆動アクチュエータの分解斜視図。

【図５】本考案の他実施例に係るパワーステアリング装
置のステアリング機構の断面図。

【図６】従来のパワーステアリング装置のステアリング
機構の断面図。

【図７】図６中のVII −VII 線矢視図。

【図８】バルブ駆動アクチュエータの分解斜視図。

【符号の説明】

１ ステアリング機構 ３ ハウジング ５ａ アウトプットシャフト ９ トーションバー １１ インプットシャフト １５ バルブ駆動アクチュエータ １６ ロータリバルブ １７ アウターバルブ ３８ 大径部 ３９ スリーブ ４２ 張出し部 ４３ 孔部 ４４ａ，４４ｂ プランジャ ５３ シールリング １０１ 段部 １０２ シールリング １０３ スリーブ １０４ ピン １０５ Ｃ形止め輪 １０６ ストッパ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 操舵輪につながる出力軸をトーションバ
   ーの一端部に連結すると共にハンドルにつながる入力軸
   をトーションバーの他端部に連結してなるステアリング
   機構と、該ステアリング機構の入力軸と出力軸との間に
   設けられこれら入力軸及び出力軸の一方に被押圧部を突
   設し他方にこの被押圧部を前記軸の周方向両側に沿って
   押圧する押圧子を備え、押圧子の駆動によって前記トー
   ションバーに対し独立して捩じりモーメントを発生させ
   るバルブ駆動機構とからなり、前記入力軸もしくは前記
   出力軸の外周にバルブボデーを嵌合し、前記入力軸もし
   くは前記出力軸と前記バルブボデーとを位置固定ピンで
   結合したことを特徴とする車両用パワーステアリング装
   置。