JPH07502234A - 間隙の自動補償をもった動力援助操向装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 間隙の自動補償をもった動力援助操向装置本発明は、少なくとも部分的に軸線を 中心とする回転円筒体の形状をなす密閉内部容積部を有するケーシング： この軸線の方向に沿ってケーシングの内部容積部内に収蔵され、この方向に沿い 並進運動方向に固定され、且つ２つの端部のうちの第１端部への入力トルクの適 用によりケーシングの外部からこの軸線を中心として回転方向に駆動される軸； 前記入力トルクの関数として変化する圧力をそれぞれ受ける２つの密閉圧力室に ケーシングの内部容積部を区分するようにこの容積部内を軸線方向に摺動し、こ の圧力により出力トルクに変換され得る並進運動力が発揮されるピストン；及び 軸の第２端部近傍でピストンと軸との間に配置されて、軸の回転運動をピストン の並進運動に変換し、この結果軸が入力トルクの関数として強さ及び方向の変化 する軸線方向力を受けるようにする運動変換装置；を包含する動力援助操向装置 のためのものであって、軸に発揮されている軸線方向力を軸の第２端部から第１ 端部に向けてケーシングに伝達するように軸の第１端部とケーシングとの間に配 置された第１ころ接触軸受を少な（とも包含している、減少した間隙をもったこ ろ接触軸受装置に関する。

このような装置は例えば米国特許第４．１２８，０４６号に記載されている型式 の動力援助操向装置に用いられており、本質的には、特殊のころ接触軸受又は選 択の問題である軸受か、あるいは複数の設定により間隙が減少されているより一 般的なこる接触軸受から成る。

採用された解法法がどうあろうとも、現在使用中の減少した間隙をもったこる接 触軸受装置は、コスト高で、装着時点でのみ最大効率を示すという欠点を有して おり、摩耗がこの性能を低下させることとなる。

これに関連して、本発明の目的は、自動間隙補償を付与され、すなわち設定及び 調整を免除されるとともに、長期にわたり高い安定性を有する上記に限定した型 式のころ接触軸受装置を提供することにある。

この目的のため、本発明の装置は、本質的に、軸の第１端部とケーシングとの間 に配置された第２ころ接触軸受と、軸の第２端部から第１端部に向けて指向した 軸線方向力を第２ころ接触軸受を介してこの軸に発揮させるようにケーシングに 当接する弾性装置とをさらに包含しており、この軸線方向力はこの軸が受ける反 対方向の軸線方向力よりも強さが大きいことを特徴としている。

特にコスト及び嵩の理由のため、弾性装置は有益的には皿形ワッシャを包含する 。

１つの可能な実施例では、軸はその第１端部近傍に半径方向拡大部を有し、ケー シングは軸の２つの端部の間に位置する区域に半径方向縮小部を有し、第２ころ 接触軸受及び前記弾性装置は軸の半径方向拡大部とケーシングの半径方向縮小部 との間に配置されており、従って、第２ころ接触軸受は好ましくはニードル軸受 である。

他の可能な実施例では、軸はその第１端部近傍に、軸線を中心とする２つの円錐 形ころがり面を形成する正三角形断面の環状周辺溝を有していて、これら２つの 面のうちの第１の面が軸の第１端部に向かうとともに、第２の面が軸の第２端部 に向かい、従ってケーシングは第１ころがり面に対向して該面に平行な第３ころ がり面を呈するようになっており、離脱可能なリングが第３ころがり面のすぐ近 くで軸のまわりに配置されて、第２ころがり面に対向し且つこれに平行な第４こ ろがり面を呈し、更に、第１ころが第１及び第３ころがり面の間に配置されて該 面上を転動し前記第１ころ接触軸受を形成し、第２ころが第２及び第４ころがり 面の間に配置されて該面上を転勤し前記第２ころ接触軸受を形成し、弾性装置が 第４ころがり面を第２ころがり面に接近させようとする方向に前記リングを押圧 している。

更に、軸に作用する軸線方向力の各々の強さを考慮して、第１ころは第２ころよ りも数が多いことが好ましい。

本発明の他の特徴及び利点は、非限定的な例として添付図面を参照して行う下記 の説明から明らかとなるであろう。

図１は、本発明の第１実施例に応じた装置をその作動全体の関連において置き換 えて示している。

図２は、本発明の装置の構造を第１実施例に関して明確にできるようにした図１ の拡大断面図である。

図３は、本発明の第２実施例を示す図２と同様の断面図である。

図４は、本発明の第２実施例に関する詳細の部分斜視図である。

慣例により、作動において互いに一体をなす如何なる対の機械要素は、簡単明瞭 化のため、本説明及び請求の範囲において１つの同じ要素として支持するものと 考えてよ（、当業者は、図面及び又は経験に基づいて、装置の製造及び又は装着 のために１つの代りに２つの要素の組立体を備える必要性を実感する立場にある 。

図１は、本発明を実施している自動車用動力援助操向装置を部分的に断面で示し ている。

この装置は先ず第１に、少な（とも一部分が軸線２を中心とする回転円筒体１ａ の形状をなしている密閉内部容積部を画成するケーシング１を包含する。

軸３が軸線２の方向に沿ってケーシングの内部容積部内に収蔵され、この軸線に 沿い並進運動方向に固定され、且つ車両のステアリングホイールへの回転力から 得られケーシング１を経て伝えられるトルクＣ又はＣ′のその第１端部３ａへの 適用によりこの軸線を中心として回転方向に回転される。

第２端部３ｂの側で軸３を囲繞するピストン４は、ケーシングの内部容積部を２ つの密閉圧力室１ｂ、ＩＣに区分するようにこの容積部内を軸線方向に摺動し、 これら圧力室は、軸３により駆動される流体方向制御弁５によって制御されそし てこの軸に加えられるトルクの方向及び強さの関数として変化する圧力をそれぞ れ受ける。

ピストン４に発揮されるこれら圧力の差は、軸線２に沿う並進運動方向にピスト ンを一方向又は反対方向に駆動することができ、この運動は、ラック及び歯付セ クタをもった伝動装置（図示しない）を介して、車両の車輪に伝達される出力回 転運動に変換される。

互いに対向して軸３の外面とピストン４の内面にそれぞれえぐられた螺旋通路６ ｂ、６ｃ内を循環するボールで本質的に形成された運動変換装置は、特に流体援 助系統の故障の場合でさえも出力回転運動を得られるように、軸の回転運動をピ ストンの並進運動に変換できる。

このような条件のもとで、軸３は、それに加えられるトルクの強さ及び方向の関 数として、軸線２に沿って指向した可変の強さ及び方向の力を受けるのである。

実際に、本発明は、この軸が受けるより大きな軸線方向力が室１ｂ及びＩＣ内の 異なる圧力の適用から生じ、且つ、軸が密閉ケーシング１の外部から動かすこと ができるように大気との境界面で密封されていなければならない限り、またこれ ら室間の圧力差が零ではない時に室の一方又は他方が常に大気圧よりも大きい圧 力にある限り、軸３が受ける最も大きい軸線方向力はその第２端部３ｂからその 第１端部３ａに向けて、すなわち軸をケーシングから出そうとする方向に常に指 向されるという事実の観察から、半ば出たものである。

ピストン４を軸の第１端部３ａに接近させようとする回転トルクをこの軸に加え ている間、このトルクが流体方向制御弁５の駆動そして室１ｂ、ｌｃ内での圧力 差の確立を可能にする最小値に達する以前では、第１端部３ａから第２端部３ｂ に向かう方向に軸に発揮されている軸線方向力だけが現れる。

従って、この軸線方向力は通常作動のもとでは弱く、その値は流体方向制御弁の 駆動トルクの既知の値の正の関数であるため容易に決定できる。

次に、図２及び３を参照して装置を詳細に説明することとし、図２は図１の拡大 である。

装置は先ず第１に、ポール７ａところがり面７ｂ。

７ｃとボール保持器７ｄとから成る第１ころ接触軸受７を包含する。

このころ接触軸受７は軸の第１端部３ａとケーシング１との間に配置され、第２ 端部３ｂから第１端部３ａに向かう方向に軸線方向に軸に発揮される力をケーシ ングに伝達する。

図２に示すように、ころがり面７ｂは、例えば軸３を囲繞し且つケーシングに対 して当接するリングにより提供される。

この図の実施例では、軸３はその第１端部３ａ近傍に半径方向拡大部３Ｃを有す るのに対し、ケーシング１は半径方向拡大部３Ｃをケーシング１内に捕捉保持す る補完的な半径方向縮小部１ｄを有する。

従って、装置は、ニードル８ａところがり面８ｂ。

８Ｃとから成る第２ころ接触軸受８を包含しており、第１ころがり面８ｂが半径 方向拡大部３ｃの軸線方向面で部分的に構成され、第２ころがり面８Ｃが軸３を 囲繞する固定リングで形成され、そしてこの組立体が半径方向縮小部１ｄと半径 方向拡大部３Ｃとの間に閉じ込められ、軸を囲繞する予負荷皿形ワッシャ９によ り軸の第２端部から第１端部に向かって指向された弾性力によって押圧されてお り、ワッシャ自体はこの縮小部１ｄとこの拡大部３Ｃとの間に捕捉されている。

皿形ワッシャにより発揮される力は好ましくは設定でき、この場合、半径方向縮 小部１ｄをケーシング１に対して螺動させることにより設定でき、そしてこの力 は、第１端部３ａから第２端部３ｂに向けて軸３に発揮されている軸線方向力の 最大値よりも大きい値に調整される。

図３の実施例において、軸３は、その第１端部３ａ近傍に、正三角形断面をなし 且つ軸線２を中心とした２つの円錐形ころがり面１０ａ、１０ｂを形成する環状 周辺溝３ｄを有する。

これら２つの面のうちの第１ころがり面１０ａは例えば軸の第１端部３ａを指し つつ操向装置に対して４５°でこの端部に向かうのに対し、第２ころがり面１０ ｂは例えば軸の反対側端部３ｂを指しつつ操向装置に対して４５°でこの端部に 向かっている。

軸線２を囲繞しケーシング１に当接するリング１１は、軸線２を中心とし且つ第 １ころがり面１０ａに対向してこれに平行に配置された第３ころがり面１１ａを 呈する。

同様に、リング１２が第２ころがり面１０ｂに対向し且つこれに平行な第４ころ がり面１２ａを呈するが、リング１２は直接にでもリング１１を介してでもケー シング１には当接しないという相違がある。

逆に、リング１２は、ケーシング１に当接する皿形ワッシャ１４により発揮され る弾性力によって、リング１１に向けて押圧されており、この力は第２端部３ｂ の方向に軸３に発揮されている最大軸線方向力よりも大きい。

１５のような第１ころ（図４）が第１及び第３ころがり面１０ａ、ｌｌａの間に 配置されて、これら面上を転勤するとともに、これら面とで第１ころ接触軸受を 構成する。

同様に、１６のような第２ころが第２及び第４ころがり面１０ｂ、１２ａの間に 配置されて、これら面上を転勤するとともに、これら面とで第２ころ接触軸受を 構成する。

好ましくは、２つのころ接触軸受のころは保持器１７によって分離されており、 第１ころ１５は第２ころ１６よりも数が多く、第２ころの間で等間隔に配置され ている。

図３及び４に示す実施例は非常に低い製造コストで嵩を大幅に減少させるもので ある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １少なくとも部分的に軸線（２）を中心とする回転円筒体（１ａ）の形状をなす 密閉内部容積部を有するケーシング（１）； この軸線の方向に沿ってケーシングの内部容積部内に収蔵され、この方向に沿い 並進運動方向に固定され且つ２つの端部のうちの第１端部（３ａ）への入力トル クの適用によりケーシングの外部からこの軸線を中心として回転方向に駆動され る軸（３）；前記入力トルクの関数として変化する圧力をそれぞれ受ける２つの 密閉圧力室（１ｂ，１ｃ）にケーシングの内部容積部を区分するようにこの容積 部内を軸線方向に摺動し、この圧力により出力トルクに変換され得る並進運動力 が発揮されるピストン（４）；及び軸の第２端部（３ｂ）近傍でピストンと軸と の間に配置されて、軸の回転運動をピストンの並進運動に変換し、この結果軸が 入力トルクの関数として強さ及び方向の変化する軸線方向力を受けるようにする 運動変換装置（６ａ，６ｂ，６ｃ）； を包含する動力援助操向装置のためのものであって、軸に発揮されている軸線方 向力を軸の第２端部から第１端部に向けてケーシングに伝達するように軸の第１ 端部とケーシングとの間に配置された第１ころ接触軸受（７）を少なくとも包含 している、減少した間隙をもったころ接触軸受装置において、ケーシングに対す る軸の軸線方向間隙を自動的に補償するために、軸の第１端部とケーシングとの 間に配置された第２ころ接触軸受（８ａ，８ｂ，８ｃ；１０ｂ，１２ａ，１６） と、軸の第２端部から第１端部に向けて指向した軸線方向力を第２ころ接触軸受 を介してこの軸に発揮させるようにケーシングに当接する弾性装置（９，１４） とをさらに包含しており、この軸線方向力はこの軸が受ける反対方向の軸線方向 力よりも強さが大きいことを特徴とするころ接触軸受装置。 ２請求項１記載の装置において、前記弾性装置（９）が少なくとも１つの皿形ワ ッシャを包含することを特徴とする装置。 ３請求項１記載の装置において、軸がその第１端部近傍に半径方向拡大部（３ｃ ）を有し、ケーシングが軸の２つの端部の間に位置する区域に半径方向縮小部（ １ｄ）を有し、第２ころ接触軸受（８ａ，８ｂ，８ｃ）及び前記弾性装置（９） が軸の半径方向拡大部とケーシングの半径方向縮小部との間に配置されているこ とを特徴とする装置。 ４請求項３記載の装置において、第２ころ接触軸受がニードル軸受であることを 特徴とする装置。 ５請求項１記載の装置において、軸がその第１端部近傍に、軸線（２）を中心と する２つの円錐形ころがり面（１０ａ，１０ｂ）を形成する正三角形断面の環状 周辺溝（３ｄ）を有していて、これら２つの面のうちの第１の面（１０ａ）が軸 の第１端部（３ａ）に向かうとともに、第２の面（１０ｂ）が軸の第２端部（３ ｂ）に向かい、ケーシング（１）が第１ころがり面に対向して該面に平行な第３ ころがり面（１１ａ）を有し、離脱可能なリング（１２）が第３ころがり面（１ １ａ）のすぐ近くで軸線のまわりに配置されて、第２ころがり面（１０ｂ）に対 向し且つこれに平行な第４ころがり面（１２ａ）を呈し、第１ころ（１５）が第 １及び第３ころがり面の間に配置されて該面上を転動し前記第１ころ接触軸受を 形成し、第２ころ（１６）が第２及び第４ころがり面の間に配置されて該面上を 転動し前記第２ころ接触軸受を形成し、前記弾性装置（１４）が第４ころがり面 を第２ころがり面に接近させようとする方向に前記リングを押圧することを特徴 とする装置。 ６請求項５記載の装置において、第１ころ（１５）は第２ころ（１６）よりも数 が多いことを特徴とする装置。