JPH066435B2 - 動力舵取装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、自動車の動力舵取装置に関するものである。

＜従来の技術＞ 自動車の動力舵取装置において、インテグラルあるいは
セミインテグラルパワーステアリングにおいては、ステ
アリングシャフトによって回転するボールネジと、この
ボールネジと螺合し軸方向に移動するボールナットピス
トンと、このボールナットピストンに形成されたラック
に噛合するセクタギヤを有したクロスシャフトと、前記
ボールナットピストン並びにセクタギヤを囲み、ボール
ナットピストンの前後（左右）に油室を形成したパワー
シリンダを兼ねるギヤハウジングと、このギヤハウジン
グ内に設けられ前記油室に圧油を給排制御する方向切換
弁とから構成されている。

＜発明が解決しようとする問題点＞ このような動力舵取装置の必要条件としては、 A.操作量の低減 B.据切力の軽減 C.高速時操向安定性の向上 D.コストダウン E.軽量化 F.省燃費 が挙げられる。

しかしながら、上記ＡとＢ、ＢとＣ、ＢとＥ、ＢとＦ、
ＢとＤの関係は背反テーマであり両立させることが困難
であった。

＜問題点を解決するための手段＞ 本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたもので、そ
の特徴とする構成は、ステアリングシャフトによって回
転するボールネジと、このボールネジと螺合し軸方向に
移動するボールナットピストンと、このボールナットピ
ストンに形成されたラックに噛合するセクタギヤを備え
たクロスシャフトと、前記ボールナットピストン並びに
セクタギヤを囲み、ボールナットピストンの前後に油室
を形成したパワーシリンダを兼ねるギヤハウジングと、
このギヤハウジング内に設けられ前記パワーシリンダの
油室に圧油を給排制御する方向制御弁とを備えた動力舵
取装置において、前記セクタギヤに噛合するラックピス
トンを前記ボールナットピストンと平行な軸線で移動可
能に並設し、このラックピストン並びにセクタギヤを囲
み、ラックピストンの前後に油室を形成した補助シリン
ダを設け、この補助シリンダの後方油室と前記パワーシ
リンダの前方油室とを前記セクタギヤの周囲の空間を介
して連通した同室を形成し、前記方向制御弁で制御され
た圧油を操舵負荷の小さい場合は前記パワーシリンダの
前方油室又は後方油室に給排制御すると共に、補助シリ
ンダの前方油室と後方油室とに両油室が同圧になるよう
給排制御してパワーシリンダのボールナットピストン単
独出力とし、操舵負荷の大きい場合は前記パワーシリン
ダの前方油室と補助シリンダの後方油室又はパワーシリ
ンダの後方油室と補助シリンダの前方油室に給排制御し
てパワーシリンダのボールナットピストンと補助シリン
ダのラックピストンとの両方の出力を発生させる負荷感
応弁を備えたものである。

＜作用＞ 上記の構成により、高速走行時の操舵負荷の小さい場合
はパワーシリンダ単独作動力で操舵し、補助シリンダの
ラックピストンはパワーシリンダのボールナットピスト
ンの動きに追従して遊動する。このとき、補助シリンダ
後方油室とパワーシリンダの前方油室とをセクタギヤの
周囲の空間を介して連通した同室を形成しているため、
補助シリンダの後方油室と前方油室に流入し、かつ低圧
側へ排出する同圧の圧油により、ラックピストンの出力
はなく、パワーシリンダのボールナットピストンの動き
に追従移動（ロストモーション）となり、操舵力が確実
に重くなり、高速走行時における操向安定性を向上す
る。

また、低速走行あるいは据切時の操舵負荷の大きい場合
はパワーシリンダ並びに補助シリンダの両方の作動力で
操舵し、上記Ａ〜Ｆの条件を達成したものである。

＜実施例＞ 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。１はパ
ワーシリンダ1aを兼ねるギヤハウジングである。２は前
記ギヤハウジング１に回転自在に軸承された入力軸であ
りステアリングシャフト2aと連結している。２はギヤハ
ウジング１に回転自在に保持されたボールネジでありパ
ワーシリンダ1a内に臨んでいる。このボールネジ３は前
記入力軸２と同軸上でトーションバー４を介して結合し
ている。５は前記ボールネジ３にボールを介して螺合し
ているボールナットピストンであり、パワーシリンダ1a
内に摺動可能に嵌装され、パワーシリンダ1a内に前方油
室6aと後方油室6bとを形成し、前記ボールネジ３の回転
によって軸方向に移動する。

前記ボールナットピストン５にはラック5aが設けられて
おり、クロスシャフト7aに備えられているセクタギヤ７
と噛合している。10はクロスシャフト7aと連結されてい
るピットマンアームを示す。

８は前記入力軸２の回転方向によって制御される方向制
御弁であり、ギヤハウジング１内に設けられ、エンジン
にて駆動される油圧ポンプ９からの圧油をパワーシリン
ダ1aの前、後方油室6a、6bの何れか一方に供給し、また
何れか一方の前、後方油室6a、6bよりタンクに排出され
る切替制御を行う。

本発明は上記構成の動力舵取装置において、前記クロス
シャフト7aのセクタギヤ７と噛合するラックピストン11
を前記ボールナットピストン５と平行な軸線で移動可能
に並設する。このラックピストン11並びにセクタギヤ７
は前記ギヤハウジング１と一体形成されたハウジング12
にて囲まれ、このハウジング12はラックピストン11の補
助シリンダ12aを兼ねており、ラックピストン11により
補助シリンダ12a内に前方油室13と後方油室14とを形成
している。また、補助シリンダ12a内の後方油室14はパ
ワーシリンダ1aの前方油室6aとを前記セクタギヤ７の周
囲の空間を介して連通した同室を形成している。

さらに、前記方向切換弁８で制御された圧油を、前記パ
ワーシリンダ1a並びに補助シリンダ12aに操舵負荷の大
小に応じて給排制御する負荷感応弁15を圧油回路上に配
設している。

本発明は上記の通りの構成であるから次のような動作を
行う。入力軸２の回転方向により方向制御弁８で切換え
られた油圧ポンプ９からの圧油は、操舵負荷の大小に応
じて切替えられる負荷感応弁15に基づいてパワーシリン
ダ1a及び補助シリンダ12aに供給され、ボールナットピ
ストン５単独あるいはラックピストン11との両方を作動
する。

すなわち、方向制御弁８が図示の状態に切換えられてい
るときで、操舵負荷の小さい場合、油圧ポンプ９からの
圧油はパワーシリンダ1aの後方油室6bに供給され、パワ
ーシリンダ1aの前方油室6aと、補助シリンダ12aの前方
油室13と後方油室14はリザーバの低圧側に連通した状態
になり、パワーシリンダ1aの前方油室6a内の油と補助シ
リンダ12aの前方油室13と後方油室14に供給される油は
低圧側のリザーバへ排出される。このとき、補助シリン
ダ12aの前方油室13と後方油室14とは低圧で同圧状態と
なる。

また、操舵方向をかえた場合に、油圧ポンプ９からの圧
油はパワーシリンダ1aの前方油室6aと、補助シリンダ12
aの前方油室13と後方油室14とに供給され、このとき
も、補助シリンダ12aの前方油室13と後方油室14との両
油室は同圧状態となる。そして、パワーシリンダ1aの後
方油室6bは低圧側のリザーバに連通する。

従って、補助シリンダ12aのラックピストン11は、パワ
ーピストン５の動きに追従して動き、補助シリンダ12a
による出力は発生されない。

また、操舵負荷の大きい場合は、油圧ポンプ９から圧油
を補助シリンダ12aの後方油室14とパワーシリンダ1aの
前方油室6a又は補助シリンダ12aの前方油室13並びにパ
ワーシリンダ1aの後方油室6bに給排する。

従って、パワーシリンダ1aのボールナットピストン５と
補助シリンダ12aのラックピストン11の両方で出力する
ことにより、据え切り等における操舵力が軽減される。

これらの制御は、前記したように操舵負荷の大小に応じ
て切替えられる負荷感応弁15によって低速走行時あるい
は据切り時にはボールナットピストン５とラックピスト
ン11との両作動とし、高速走行時にはボールナットピス
トン５単独作動とされる。

このボールナットピストン５を単独で作動するときは、
補助シリンダ12aのラックピストン11は、パワーシリン
ダ1aのボールナットピストン５の動きに追従して動き、
補助シリンダ12aによる出力は発生されないため、ラッ
クピストン11の追従移動（ロストモーション）で操舵力
が重くなり、高速走行時における操向安定性を向上す
る。

また、補助シリンダ12aの後方油室14とパワーシリンダ1
aの前方油室6aとをセクタギヤ７の周囲の空間を介して
連通した同室を形成しているため、圧油の配管の取り回
しを簡略することができる。

＜発明の効果＞ 以上のように本発明は、従来のインテグラルあるいはセ
ミインテグラルパワーステアリングのパワーシリンダと
並列してセクタギヤに噛合するラックピストンを前記パ
ワーシリンダのボールナットピストンと平行な軸線で移
動可能に並設し、このラックピストン並びにセクタギヤ
を囲み、ラックピストンの前後に油室を形成した補助シ
リンダを設け、この補助シリンダの後方油室と前記パワ
ーシリンダの前方油室とを前記セクタギヤの周囲の空間
を介して連通した同室を形成し、操舵負荷の大小に応じ
て切替えられる負荷感応弁により圧油を補助シリンダの
後方油室を通してパワーシリンダの前方油室に給排し、
パワーシリンダのボールナットピストンの単独出力ある
いはパワーシリンダのボールナットピストンと補助シリ
ンダのラックピストンとの両方の出力を得るようにした
構成であるため、殊にパワーシリンダのボールナットピ
ストン単独で出力する高速走行時において、補助シリン
ダの前後方油室に流入する圧油の同圧状態により、ラッ
クピストンの追従移動（ロストモーション）により操舵
力が確実に重くなり、操舵力軽過ぎを防止し、高速走行
時における操向安定性を向上することができる。

また、圧油の配管の取り回しを簡略することができ、上
記のような能力向上により、小型軽量化が図られ、これ
によりコストダウン、省燃費化が達成される。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の断面図である。 １…ギヤハウジング、1a…パワーシリンダ、２…入力
軸、３…ボールネジ、５…ボールナットピストン、７…
セクタギヤ、7a…クロスシャフト、８…方向制御弁、９
…油圧ポンプ、11…ラックピストン、12…ハウジング、
12a…補助シリンダ、15…負荷感応弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ステアリングシャフトによって回転するボ
   ールネジと、このボールネジと螺合し軸方向に移動する
   ボールナットピストンと、このボールナットピストンに
   形成されたラックに噛合するセクタギヤを備えたクロス
   シャフトと、前記ボールナットピストン並びにセクタギ
   ヤを囲み、ボールナットピストンの前後に油室を形成し
   たパワーシリンダを兼ねるギヤハウジングと、このギヤ
   ハウジング内に設けられ前記パワーシリンダの油室に圧
   油を給排制御する方向制御弁とを備えた動力舵取装置に
   おいて、前記セクタギヤに噛合するラックピストンを前
   記ボールナットピストンと平行な軸線で移動可能に並設
   し、このラックピストン並びにセクタギヤを囲み、ラッ
   クピストンの前後に油室を形成した補助シリンダを設
   け、この補助シリンダの後方油室と前記パワーシリンダ
   の前方油室とを前記セクタギヤの周囲の空間を介して連
   通した同室を形成し、前記方向制御弁で制御された圧油
   を操舵負荷の小さい場合は前記パワーシリンダの前方油
   室又は後方油室に給排制御すると共に、補助シリンダの
   前方油室と後方油室とに両油室が同圧になるよう給排制
   御してパワーシリンダのボールナットピストン単独出力
   とし、操舵負荷の大きい場合は前記パワーシリンダの前
   方油室と補助シリンダの後方油室又はパワーシリンダの
   後方油室と補助シリンダの前方油室に給排制御してパワ
   ーシリンダのボールナットピストンと補助シリンダのラ
   ックピストンとの両方の出力を発生させる負荷感応弁を
   備えたことを特徴とする動力舵取装置。