JPS5984670A - 動力舵取装置 - 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】 この発明は、自動車の動力舵取装置、特に、Ｃ字形スプ
リングを用いてそのばね力で中立位置の保持と路面抵抗
に応じた反力をステアリングホイールに何局する動力舵
取装置に関する。

従来の動力舵取装置としては、例えば、特開昭５７−１
５０６５号公報に示すようなものがある。

かかる公開公報に示すＮυカ舵取装置は、バルブボデー
内において、操作力入力部材を兼ねるインナスリーフと
、操作力出力部材を兼ねるステアリングギヤ入力要素と
をトーションバーを介してピンで結合し、もって、イン
ナスリーブと人力９素とを可撓的に連結している。イン
ナスリーブにはアウタスリーブが回動可能に外嵌してあ
り、また、。

このアウタスリーブと前記入力要素とは、互いに同体的
に回動するようにピンで連結している。

インナスリーブの外周には、円周方向に連続する溝を設
け、この溝内に、径方向の断面の形状がＣ字形をなすＣ
字形スプリングを嵌合すると共に、このＣ字形スプリン
グの開口部内には、軸心線を径方向に向けてインナスリ
ーブに植設された反力ピンと、同じく軸心線を径方向に
向けてアウタスリーブに装設された係止ピンとを挿入し
ている。

したがって、反力ピンはインナスリーブの外側に突出す
る一方、係止ピンはアウタスリーブの内側に突出してお
り、両ピンの軸心線は略ロ１−線上に位置している。

而して、ステアリングギヤ入力敷素側に負荷があるとき
に、ステアリングホイールを回転させるトルクがインナ
スリーブに加えられると、インナスリーブと人力要素と
の間には、トーションバーの捩シばね定数とＣ字形スプ
リングのばね定数との総和に応じた椋れが生じ、前記負
荷の大きさに応じてインナスリーブと入力要素とが相対
的に回転変位する。この際、入力要才と一体に回転する
アウタスリーブの回転量によって、図示しないパワーシ
リ：・ダの左右の液圧室に供給される作動液量が制御さ
扛、これによって、そのときの負荷に応じたアノスト力
が生起される。また、アノスト力の発生と同時に、Ｃ字
形スプリングのばね力がステアリングホイールの回転力
に対する反力を付与し、この反力により、インナスリー
ブと入力髪素との間のオ目対回転変位量に応じてステア
リングホイールの回転力が袈化する。そして、インナス
リーブへの入力が小さい場合には、インナスリーブと入
力９素との間にオ目対捩れが生しないため、インナスリ
ーブと人力要素とは剛体的に一体回転するようになって
いる。

しかしながら、このような従来の動力舵取装置にあって
は５．インナスリーブとアウタスリーブとの間にＣ字形
スプリングを介在させると共に、アウタスリーブとステ
アリングギヤ入力要素とを、両部利が同体的に回動する
ようにピンで連結する構造となっていた。このため、ア
ウタスリーブの内側にＣ字形スプリングがあることがら
該Ｃ字形スプリングの外径をあまり大きくとることがで
きず、したがって、インナスリーブと入力要素との間の
相対回転変位の大きさに比して、Ｃ字形スプリングに生
ずる応力が大きくなり、該Ｃ字形スプリングの面ｊ久性
が悪かった。しかも、Ｃ字形スプリングの開口部の一方
の端面に当接してこのＣ字形スプリングの位置決めを行
々うための係止ピンとは別に、入力要素とアウタスリー
ブとを一体的に連結するだめのピンが必要とされていた
ため、このピンの分だけ部品点数が多くなり、しかも、
該ピンのための加工及び組イ」工数が増加されて不経済
であるという問題があった。

この発明は、このような従来の問題点に着目してなされ
たものであシ、前記係止ピンを、その軸心線がバルブロ
ータの軸心線に平行となるように配置すると共に１．前
記反力ビンを、その軸心線がバルブロータの径方向に延
びるように配置して、両ピンの軸心線を直交させるよう
にすることにより、バルブスリーブの外側にＣ字形スプ
リングを配設し、もって、上記問題を解決することを目
的としている。

以下、この発８ｒｌヲ図面に基づいて説明する。

第１図ない３第７図は、この発明の一実施例を示すもの
で、伯！！力舵取装置の一部を構成するロータリーバル
ブの要部を示す図である。

まず構成を説明すると、第１図等に示す１がバルブボデ
ーであり、このノ・シブボデー１内にバルブスリーブで
あるアウタスリーブ２及びバルブロータであるインナス
リーブ３を設け、インナスリーブ３を軸受５によりバル
ブボデー１に回転自在に支持する。アウタスリーブ２は
第１図の如く軸方向へ分割体６，７に２分割し１．イン
ナスリーブ３は操作力入力部材に兼用してステアリング
ホイールに駆動結合する。両アウタスリーブ分割体６゜
７は、それぞれバルブボデー１の内円面及びインナスリ
ーブ３の外周面に摺接状態を保って嵌合し、一方のアウ
タスリーブ分割体６にはインナスリーブ３と摺接する内
筒面に第４図及び第５図１の如く奇数個（図示例では３
個）の縦溝５ａｉ好ましくは円周方向等間隔に配して形
成すると共に、これら縦溝６ａ間に配して縦溝６ｂｔ形
成する。一方縦溝６ａは、もう一方のアウタスリーブ分
割体７に近いアウタスリーブ分割体６の端面に第７図の
如く開口さゼー、他方の縦溝６ｂは、アウタスリーブ分
割体６の反対清面に同じく第７図の如く開口させる。ア
ウタスリーブ分割体６には更にバルブボデー１の内周面
と摺接する外周面に条溝５ｃ。

６ｄを形成し、これら条溝にそれぞれ開口させてバルブ
ボデー１に連絡ポート８，９を形成する。

インナスリーブ３には、一方のアウタスリーブ分割体６
と摺接する外円面に、屈隔れる縦溝６ａ。

６ｂ間を連通ずる６個の縦溝３ａを第１図、第４図及び
第５図の如く形成して６個のリブ３ｂｉ設定し、これら
の縦溝３ａ、６ａ＋６ｂで作動流体路を構成する。第４
図に示すように、インナスリーブ３の縦溝３ａのうち１
つおきの３個の縦溝を、個々にアウタスリーブ分割体６
に設けた半径方向孔６ｅにより条溝６Ｃに通じさせ、第
５図に示すヨウニ、インナスリーブ３の残９の３個の縦
溝３ａを、個々にアウタスリーブ分割体６の同様な半径
方向孔６ｆにより条溝６ｄに通じさせる。そして、イン
ナスリーブ３には更に、その内周面と、の如くに形成す
る。

また、一方のアウタスリーブ分割体７の、他方のアウタ
スリーブ分割体６に近い外聞隅角部を切除して第１図の
如く環状室１０を画成し、この室１０をアウタスリーブ
分割体６の一方の各縦溝６ａの端面開口に通じさせて作
動流体供給路とし、これに開口するようバルブボテ−１
に作動流体入口ポート１１を形成する。

さらに、一方のアウタスリーブ分割体６の、第１図中左
側の端部にはり欠溝６ｇを設け、この切欠？１９６ｇに
、出力軸であるステアリングギヤ入力’ｆｆ素（ＩＪサ
ーキュレーテイングボール型スステアリングギヤ場合に
はボールスクリュー、ラックアンドピニオン型ステアリ
ングギヤの場合にはピニオン）１３の端部に植設した係
止ピア２５に係合して、該人力要素１３とアウタスリー
ブ分割体６とを回転方向に一体として速結する。すなわ
ち、前記係止ピン２５は、入力要素１３の、アウタスリ
ーブ分割体６側の端面から、その軸心線がインナスリー
ブ３の軸心線と平行となるように配置している。そして
、入力昭素１３とアウタスリーブ分割体６との間には、
径方向の断面の形状がＣ字形をなすＣ字形スプリング２
３を介在し、このＣ字形スプリング２３の開口部内に前
記係止ピン２５を貫通して、その先部を前記切欠溝６ｇ
に係合する。前記開口部を形成するＣ字形スプリング２
３の両端部には、半径方向外方に突出するフランジ２３
＆を設けており、このフランジ２３ａの内側端面に係止
ピン２５が当接する。

さらに、Ｃ字形スプリング２３の開口部内には、インナ
スリーブ３に植設され、かつ、前記係止ピン２５と同一
径をなす反力ビン２４を係合している。すなわち、反力
ピン２４は、第２勇等に示すように、その軸心線がイン
ナスリーブ３の径方向に延びるように、該インナスリー
ブ３の外周面から半径方向外方に突出しており、したが
って、反力ピン２４の軸心線は係止ビン２５の軸心線と
直交し、壕だ、その外周には、係止ピン２５と同様に前
り己フランジ２３ａの内側端面が当接する。また、イン
ナスリーブ３と入力要素１３とは、　８．入を図、及び
第６図に示すように、スプライン１４により円１１方向
へ後述するコントロールバルブの機能を妨げない角度だ
け相対回転し得るように遊びを持たせて同軸に駆動結合
すると共に、入力要素１３を軸償４によりバルブボテ−
１に回転自在に支持する。さらにまた、人力要素１３と
インナスリーブ３との間は５．トーンヨンバ−１５によ
っても駆動結合し、この目的のためトーションバー１５
の両端はそれぞれピン１６．１７により人力要素１３及
びインナスリーブ３にかんぬき結合する。

前記インナスリーブ３及びトーションバー１５間には、
環状室１８を形成し、この室１８は、第５図に示す前記
半径方向孔３ｃに通じさせる他、インナスリーブ３に２
イ固１組とし、かつ、軸方向に位置ずれさせて設けた別
の）４（径方向孔３ｄ、３ｅ　’ｉ＋７経て、アウタス
リーブ分割体７の第１図中右側に存在する室１９に通じ
させ、これらにょ９ドレン路を構成する。室１９内には
ばね２０を設け、これによシ、アウタスリーブ２の一方
の分割体７を他方の分割体６に押付け、ばね２０に抗し
て後述の如く行なわれる室１１側分割体７の軸方向への
移動全インナスリーブ３の外周に設けたスナップリング
２１によシ制限する。！ｆ、た、室１９に通ずるように
、バルブボデー１には第１図の如くドレンボート２２を
形成する。

上述の如くに構成した本発明の一部を構成するロークリ
バルブは、ボート１１をポンプに、また、ボート２２を
当該ポンプのリザーバタンクにそれぞれ接続すると共に
、ボート８，９をそれぞれパワーステアリング用パワー
シリンダの左右シリンダ室に接続して実用に供する。

つぎに作用を説明する。

第１図等に示す図面ば、この発明の一部を構成するロー
タリーバルブの非作動伏態を示してオリ、この状態では
糖４図及び第５図から明らか人ように、インナスリーブ
３の各リブ３ｂは、これらに各対応するアウタスリーブ
分割体６側縦溝６ａ。

６ｂの幅方向中央に位置し、回転方向両側において等し
く対応する縦溝（ｉａ、５ｂをインナスリーブ３側縦溝
３ａに通じさせている。したがって、ポンプ１１からの
作動流体は室１０を経てアウタスリーブ分割体６側各縦
溝６ａに達した後、回転方向両側にあるインナスリーブ
３側縦溝３ａ、アウタスリーブ分割体６＠１１縦η＋；
６ｂ、半径方向孔３Ｃ１室１８、半径方向孔３ｄ、３ｅ
、室１９及びボート２２ケ経てポンプのリザーバタンク
に全て戻され、このため、各縦溝３ａ内には、これらに
半径方向孔６ｅ、条溝６ｃ及びボート８を経て通ずる一
部のパワーシリンダ室、並びに半径方向孔６ｆ、条溝６
ｄ及びボート９を経て通ずる他方のパワー７リング室に
（ｔｊそれぞれ圧力を生ぜず、当該圧力による操舵力は
発生しない。

ここで、ステアリングホイールを操作して舵取操作する
と、操舵力がインナスリーブ３に入力された後、ピン１
７、）・−ノヨンバー１５、ピン１６及び入力要素１３
を介してステアリングギヤに伝達され、１り舵車輪を舵
取方向に転舵する。ところで、この時トーションバー１
５は抄舵負荷に応じた角度だけ捩られ、これに起因して
インナスリーブ３は、入力要素１３、したがって、これ
にピン１２及び切欠Ｆ　１３　ａ　ｆ介して結合された
アウタスリーブ分割分６に対して、舵取方向進み側に相
対回転する。この相対回転によシ、第４図及び第５図中
時針方向に生ずる右方向舵取操作時、インナスリーブ３
側の各縦溝３ａは、回転方向進み側のアウタスリーブ分
割体６側縦溝６ａ又は６ｂとの連通度を大きくされ、回
転方向遅れ側の縦溝６ｂ又は６ａとの連通度を小さくさ
れる。これによシ、一方の縦溝６ａとの連通度を大きく
され、他方の縦溝６ｂとの連通度を小さくされた、イン
ナスリーブ３　ｌ！ｌ縦溝３ａの内の一部の縦溝３ａ（
孔６ｅに通ずる縦溝３ａ）内にアシスト圧が生じ、かつ
、一方の縦溝６ｂとの連通度を大きくされ、他方の縦溝
６ａとの連通度をｌ」・さくされた、インナスリーブ３
側縦溝３ａの内の残シの縦溝３　？、　（孔６ｆに通ず
る縦溝３ａ）内は無圧状態に保たれる。上記アンスト圧
は、半径方向孔６ｅ、条溝６Ｃ及びボート８を経てこれ
に接続した左側のパワーシリンダ室に供給される一部、
右側のパワーシリンダ室Ｑ：Ｊ−、ボート９、条溝６ｄ
及び半径方向孔６ｆを経てこれに通じている上記無圧状
態の縦溝３ａと連通して無圧状態を保たれるため、パワ
ー・シリンダは、右方向舵取操作をパワーアシストし、
軽快な動力操向を可能にする。

上記相対回転が前述の場合とは逆に、第４し」及び第５
図中反時針方向に生ずる左方向舵取操作時も５．上述し
たと同様の作用により、一方の孔６ｆと通じた縦溝３ａ
内にアシスト圧が発生すると共に、他方の孔６ｅと］ｍ
じた縦溝３ａ内が無圧状態にされるため、パワーシリン
ダは左方向舵取操作をパワーアノストするよう作動され
、軽快な動力操向を可能にする。

ところで、インナスリーブ３に連結されたステアリング
ホイールの回転力に対しては、Ｃ字形スプリング２３が
そのばね力によって操舵反力を付与し、インナスリーブ
３と入力凹素１３との間の相対回転変位量に応じてＣ字
形スプリング２３が弾性変形して、そのばね力に応じた
反力がステアリングホイールに加えられる。すなわち、
インナスリーブ３の回転に伴なって反力ピン２４が、Ｃ
字形スプリング２３の一層のフランツ２３ａ側を押圧し
て回転移動すると、Ｃ字形スプリング２３の他方のフラ
ンジ２３ａは係止ピン２５によって位置決め係止されて
いるため、Ｃ字形スプリング２３が拡径され、このとき
に生ずるばね力が操舵反力となる。

かくして、Ｃ字形スプリング２３をアウタスリーブ２の
外側に配設するようにして、とのＣ字形スプリング２３
を従来のそれに比べて大径化させているため、インナス
リーブ３と入力要素１３との間に相対変位量に対してこ
のＣ字形スプリング２３の変位量を著しく小さくするこ
とができる。

したがって、Ｃ字形スプリング２３の撓み凧が小さいた
め、このＣ字形スプリングに生ずる内部応力を小さくす
ることができ、該Ｃ字形スプリングの耐久性を大幅に向
上させることができる。しかも、係止ピン２５が、Ｃ字
形スプリング２３の位置決めのほかに、入力要素１３と
アウタスリーブ分割体６を連結するだめのピンを兼ねて
いるため、このピンの分だけ部品点数を少なくすること
ができ、捷だ、このピンに保わる加工及び組付工数を減
少させることができる。

彦お、この実施例てばＣ字形スプリング２３に、半径方
向の外側に向かって突出するフランジ２３ａを設けたが
、このＣ字形スプリング２３０本体部分をさらに大きく
してバルブロータ１の内周面にて位置決めし、半径方向
の内部１に向がって突出するフランジを設けるようにし
てもよく、この場合には、Ｃ字形スプリングに生ずる内
部応力を一層小さくすることかできる。

なお、前述したように、ロークリバルブに通流する作動
流体は、その一部が縦溝６ｂ内よυ、第１図及び第７図
中左端における開口部を経てスプライン１４に向かいこ
れを潤滑する。このスプライン１４は、ロータリバルブ
の故障等にょジ前記アシスト圧が得られず、動力級向不
能になった時にマニュアル操舵に移行し得るよう設けた
もので、以下の如くに機能する。すなわち、この時トー
ションバー１５は、上記パワーアシストが得られないた
め大きく捩られ、インナスリーブ３とアウタスリーブ分
割体６、Ｌ、たがって、入力閥素１３とは舵取方向へ大
きく相対回転する。これがため、インナスリーブ３は、
当該相対回転中スプライン１４を介して入力冴素１３に
機械的に駆動結合され、インナスリーブ３に入力された
操舵力をそのまま入力要素１３に伝達し得てマニュアル
操舵が勇能になる。

そして、前記動力操向中に生じたアシスト圧はＨＩｎ　
６　ａを経て室１ｏにも達し、このアシスト圧は、その
大きさに応じた量だけアウタスリーブ分割体７をばね２
０に抗して、ｗ１図の位置からこの図中右行させる。こ
れにより、アウタスリーブ分割体７は、その移動量に応
じ（上記アシスト圧に応じ）半径方向孔３ｄを絞って作
動流体ドレン路の流路抵抗を増大させる。かくして、リ
ブ８ｂ及び縦溝６ｂの側縁部で構成される絞シ部の下流
側（縦溝６ｂ内）は、上記流路抵抗増大分だけ圧力が発
生し、この箇所における圧力と上記アシスト圧との圧力
差が小さくなってロークリバルブ内に作動流体音が発生
した９、キャビテーションが生ずるのを防止することが
てきる。

なお、この際アシスト圧が椰端に大きくなる操向条件の
もとでは、アウタスリーブ分割体７が極瑞に大きく、第
１図中布行されようとするが、これをスナップリング２
１により制限するため、ドレン路は最低限−万の半径方
向孔３ｅ分だけ確保され、パワーステアリングの配管が
破損されるのを防止することができる。

また、本実施例ではトーションバー１５を設はテするも
のについて説明したが、トーンヨンバ＝１５を省略して
もよい。

以上説明してきたように、この発明では、ステアリング
ホイールに連動する入力）咄と、この人力軸と同一軸線
上に配設されステアリングギヤに連結される出力軸と、
前記入力軸と出力軸のいずれか一層に設けられ反力ピン
を有するバルブロータと、他方の軸に係止ピンを弁して
連結し、前記バルブロータの外周に回転自在に嵌装され
たバルブスリーブと、前記反力ピンと前記係＋）ピンと
を開口部に臨まぜたＣ字形スプリングとを備え、前記バ
ルブロータとバルブスリーブとが人力軸と出力軸間のオ
百対回転変位に応じて圧力流体の給排を制御する制御弁
を構成している動力舵取装置において、前記係止ピンを
、その軸心線が前記バルブロータの軸心線に平行となる
ように配置し、かつ、前記反力ピンを、その軸心線が前
記バルブロータの径方向に延びるように配はして、両ピ
ンの軸心線を直交させるようにした。このため、入力軸
と出力軸との間の相対変位量に対してＣ字形スフリング
の形状を大きくとることができる。したがって、Ｃ字形
スプリングに発生する内部応力ヲｌ」・さくすることが
でき、とのＣ字形スプリングの耐久性を大幅に向上させ
ることができる。しかも、Ｃ字形スプリングの位置決め
を行なう係止ピンが、アウタスリーブと入力快素とを連
結するだめの部材を兼ねているため、）＜１ζ品点数の
軽減と共に、不要となった部品に係る加工及び組付工数
音減少させることができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図１１７１、この発明の一実施例を示す要部半断面
図、第２図は、第１図の■−■線断面図、第３図は、第
１１″Ｓ８ｉの■矢視図、第４図は、第１図の■−ＩＶ
線断−ｒｘｔ　図、第５図は、？ｉｆ、１１ン１のＶ−
ｖ線断面図、第６図は第１［ｆｆｌのＶｌ−〜’Ｔ線断
面図、第７図は、この発明の一構成蟹素であるアウタス
リーブ分割体の断面肖である。 １・・・バルブボデー、２・・アウタスリーブ（バルブ
ス！Ｊ−〕）、３　　インナヌリーブ（バルブロータ）
、６，７・・・アウタスリーブ分割体、６ｇ・・・切欠
溝、１３・・・ステアリングギヤ入力反未（出力側１）
、１５・・ｌ−−ンヨンバー、２３・・・Ｃ字形スプリ
ング、２４・・・反力ピン、２５・・係止ピン特許出願
人　日産自動車株式会社 代理人　弁理士　森　　　　　哲　　也弁理士　　内　
　藤　　嘉　　昭 弁理士　清　　水　　　　　正 弁理士　梶　　山　　（げｊ　　是

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ステアリングホイールに連動する入力軸と、この入力軸
   と同一軸線上に配設されステアリングギヤに連結される
   出力軸と５、前記入力軸と出力軸のいずれか一方に設け
   られ反力ピンを有するバルブロータと、他方の軸に係止
   ピンを介して連結し、前記バルブロータの外円に回転自
   在に嵌装されたバルブスリーブと、前記反力ピンと前記
   保止ピンとを開口部に臨ませたＣ字形スプリングとを備
   え、前記バルブロータとバルブスリーブとが入力軸と出
   力軸間のオ目対回転変位に応じて圧力流体の給排を制御
   する制御−１ｌ′Ｔ−を構成している動力舵取装置にお
   いて、前記係止ピンを、その軸心線が前記バルブロータ
   の軸心線に平行となるように配置し、かつ、前記反力ピ
   ンを、その軸心線が前記パルブロークの径方向に延びる
   ように配置して、両ピンの軸心線を直交させるようにし
   たことを特徴とする動力舵取装置。