JPS60226367A

JPS60226367A - 動力舵取装置

Info

Publication number: JPS60226367A
Application number: JP59082732A
Authority: JP
Inventors: Susumu Honaga; 進穂永; Mikio Suzuki; 幹夫鈴木
Original assignee: Toyoda Koki KK
Current assignee: Toyoda Koki KK
Priority date: 1984-04-23
Filing date: 1984-04-23
Publication date: 1985-11-11
Also published as: US4605085A

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】〈産業上の利用分野〉本発明は、パワーシリンダのピストンに形成されたラッ
ク歯と、このラック歯と噛合うセクタシャフトに形成さ
れたセクタギヤとのプリロードを可変に制御することに
よって操舵力を制御するようにした動力舵取装置に関す
るものである。

〈従来技術〉一般にボールスクリュー形舵取装置は、ねじ軸と、この
ねじ軸にボールを介して取付けられたボールナツトと、
ポールナツトに形成されたランク歯と噛合うセクタギヤ
をもつセクタシャフトとを備えｔおり、従来はシリンダ
装置の作動により前前記ラック歯とセクタギヤとのプリ
ロードを車速に応じて制御していた。すなわち、低速走
行時には前記プリロードを小さくしてハンドルを軽くし
、高速走行時にはプリロードを大きくしてハンドルを重
（していた。

このものは、高速走行時にハンドルが重い状態で切らな
ければならない不具合があった。

〈発明の目的〉上述した問題点を解決すべ（本発明の目的とするところ
は、車速に応じて操舵力を制御でき、かつハンドルを切
った時に操舵力を軽減させることのできる動力舵取装置
を提供することである。

〈発明の構成〉本発明による動力舵取装置は、セクタシャフトを軸方向
に移動させるシリンダ装置として、前後に流体の圧力が
作用する面積が異なるピストンを用い、このピストンに
よって区分された一方のシリンダ室にはポンプの吐出側
から吐出され流量制御弁に導かれる圧力流体を供給し、
他方のシリンダ室には流量制御弁の絞りを通りコントロ
ールバルブに導かれる圧力流体を供給するようにしたこ
とを特徴とするものである。

〈実施例〉以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図において、１０はギヤハウジングであり、このギ
ヤハウジング１０内にはセクタシャフト１１が回転かつ
軸動可能にころがりベアリング１３によって軸承されて
いる。前記セクタシャフト１工にはセクタシャフト１１
の軸線に対して所定角度傾斜したセクタギヤ１２が形成
されている。

ギヤハウジングｌＯにはシリンダ室１０ａが形成され、
このシリンダ室１０ａ内にセクタシャフト１１の軸線と
直角方向に摺動可能にピストン２０が嵌挿されている。

このピストン２０の軸線方向の中央部外周にはラック歯
２１が形成され、このランク歯２１は前記セクタギヤ１
２と噛合している。前記ピストン２０の軸線部にはボー
ル２２を介してねじ軸２３が甥合されており、このねじ
軸２３の一端はコントロールバルブを介して囲路のステ
アリングホイールに連結されている。

ギヤハウジング１０にはシリンダブロック３０が固定さ
れ、このシリンダブロック３０にエンドカバー３１が固
定されている。シリンダブロック３０とエンドカバー３
１によってシリンダ室３２が形成され、このシリンダ室
３２にピストン３３がセクタシャフト１１の軸線方向に
摺動可能に嵌挿されている。ピストン３３の中心部には
セクタシャフト１１と反対側へ突出して小径部３３ａが
形成され、この小径部３３ａにピストン３３と同軸に調
整軸３４の一端がねじ込み固定されている。

前記調整軸３４の他端には拡大頭部３４ａが形成されて
おり、この拡大頭部３４ａをセクタシャフト１１の一端
に形成された係合部１１ａに係合させて固定ねじ３５を
ねじ込むことにより調整軸３４の他端が固定される。シ
リンダブロック３０、エンドカバー３１、シリンダ室３
２、ピストン３３、調整軸３４によってシリンダ装置７
２が構成される。このシリンダ装置７２はピストン３３
に小径部３３ａを設けたことにより、このピストン３３
の前後の流体の圧力が作用する面積が異なり、すなわち
ピストン３３のエンドカバー３１側の面積に比べてセク
タシャフト１１例の面積が大きくなるよう設定されてい
る。さらに小径部３３ａの径はセクタシャフト１１のピ
ストン３３例の径より大き（なるよう設定されている。

前記シリンダブロック３０には外部からセクタシャフト
１１例のシリンダ室３２へ圧力流体を供給する第１の送
出口３６が形成され、エンドカバー３１には外部から小
径部３３ａ側のシリンダ室３２へ圧力流体を供給する第
２の送出口３７が形成されている。

４０は弁ハウジングであり、この弁ハウジング４０に貫
通して弁収納穴４１が形成されている。

弁収納穴４１の一端には電磁弁４２の弁体４３が嵌合固
定され、弁収納穴４１の他端には止め栓４４が固着され
ている。弁体４３と止め栓４４間の弁収納穴４１内には
流量制御弁４５が摺動可能に嵌挿され、止め栓４４と流
量制御弁４５間には流量制御弁４５の一端を弁体４３に
弾撥的に当接させるスプリング４６が介装されている。

弁ハウジング４０には流量制御弁４５の軸線方向に互い
に離間して弁収納穴４１と連通ずる供給通路４７および
バイパス通路４８が形成されている。供給通路４７はポ
ンプ４９の吐出側に連通され、バイパス通路４８はポン
プ４９の吸入側に連通されている。弁体４３の内端外周
と弁収納穴４１間に環状の固定絞り５０が形成され、供
給通路４７からの圧力流体が固定絞り５０を通過するこ
とによって固定絞り５０の上流側と下流側とで圧力差が
生起される。弁体４３内には流量制御弁４５側の弁収納
穴４１と連通ずる流通孔５１が形成され、この流通孔５
１の途中に絞り通路５２が形成されている。弁ハウジン
グ４０には絞り通路５２による絞り後の圧力流体をコン
トロールバルブ５３に導く送出路５４が形成されるとと
もに、絞り通路５２による絞り後の圧力流体をスプリン
グ４６側の弁収納穴４１に導く連通路５５が形成されて
いる。これによって流量制御弁４５には絞り通路５２前
後の圧力が作用し、この圧力差によって流量制御弁４５
が軸動してバイパス通路４８の一開口面積を調整する。

電磁弁４２は弁体４３゛と、流量制御弁４５の軸線方向
に摺動可能なスプール弁６０と、スプール弁６０に固着
されたロッド６１と、スプール弁６０を流量制御弁４５
の軸線方、向にバランスするスプリング６２．６３と、
スプール弁６０を弁体４３側へ吸引するソレノイド６４
を主要構成としている。

この電磁弁４２の作動について述べる。ソレノイド６４
に印加される電流によってロッド６１が軸動し、このロ
ッド６１の軸動により絞り通路５２の開口面積が可変に
制御されるようになっている。この場合、ソレノイド６
４には車速に応じた電流が印加され、絞り通路５２の前
後の圧力差によって流量制御弁４５はバイパス通路を開
口することによって車速に応じた流量がコントロールバ
ルブ５３に導かれる。絞り通路５２による絞り後の圧力
流体がコントロールバルブ５３に導かれる流路の途中で
第１の送出口３６に圧力流体が導かれるようになってお
り、ポンプ４９から吐出され供給通路４７へ導かれる流
路の途中で第２の送出口３７に圧力流体が導かれるよう
になっている。

コントロールバルブ５３に供給された流体は、　（ハン
ドルの中立状態においてタンク７０に戻され、コントロ
ールバルブ５３に導かれる流体の圧力はタンク圧に近い
状態となる。ハンドルを切ると送出路５４からタンク７
０への流路が絞られるためコントロールバルブ５３に導
かれる流体の圧力は上昇する。このとき送出路５４から
の圧力流体はパワーシリンダ７１のビストーン２０に区
切られた一方のシリンダ室１０ａへ供給され、他方のシ
リンダ室１０ａからタンク７０へ流体が戻される。

ポンプ４９はエンジンの回転によって駆゛動され、エン
ジンの回転数Ｎが上昇するにつれて供給通路４７に供給
される圧力流体の流量は増加する。この流量の増加につ
れて固定絞り５０前後の差圧が上昇する。

絞り通路５２前後の差圧ΔＰはエンジンの回転数Ｎに応
じて第２図の一点鎖線で示すＡ線のように上昇する。第
２図のＢ線は固定絞り５ｏ、絞り通路５２による絞り前
後の差圧ΔＰとエンジンの回転数Ｎとの関係を示すもの
である。

次にラック歯２１とセクタギヤ１２との間に慟くプリロ
ードについて述べる。セタクシャフト１１、ピストン２
０等を組付けてピストン３３のエンドカバー３１側への
摺動が阻止されている状態において、調整軸３４を回転
させて拡大頭部３４ａをセタクシャフト１１側へ突出さ
せることによってセタクシャフト１１を図面における右
側へ押付けようとする力が働き、これカによって組付は
時の初期荷重が設定される。ポンプ４９から吐出された
圧力流体がピストン３３のエンドカバー３１側の面に作
用することによってセタクシャフト１１を右側へ押付け
る力が働く。送出路５４から送出された流体がセタクシ
ャフト１１のピストン３３側の端面に作用することによ
ってセタクシャフト１１を右側へ押付けようとする力が
働き、ピストン３３のセタクシャフト１１例の面に作用
することによってセタクシャフト１１を左側へ押付けよ
うとする力が働く。これら力を総合した結果の大きさの
力がセタクシャフト１１に作用する。

この方Ｆは、組付は時の初期荷重をＦｏ、ピストン３３
の径をｄＩ、小径部３３ａの径をｄ２、セフタシャフト
１１の径をｄ３、固定絞り５０、絞り通路５２前後の差
圧をΔＰ、固定絞り５０、絞り通路５２後の圧力をＰす
ると、次式％式％）（１１で表される。この場合、ｄ２〉ｄ３となるよう設定した
ため固定絞り５０、絞り通路５２前後の差圧ΔＰが一定
で絞り後の圧力Ｐが上昇すると第３図のＣ線に沿ってプ
リロードＦを減少させることができる。

上述した式（１１に基づいてプリロードＦの変化につい
て述べる。ハンドルを切っていない絞り後の圧力Ｐが０
に近い状態でエンジンの回転数が小さいうちは、ポンプ
４９から吐出される流体の流量が少なく、固定絞り５０
、絞り通路５２前後の差圧ΔＰは小さい。このためセク
タギヤ１２とう・７り歯２１間のプリロードＦは小さく
、ハンドルを軽（することができる。

ハンドルを切っていない絞りの後の圧力ＰがＯに近い状
態でエンジンの回転数が上昇するにつれてポンプ４９か
ら吐出される流体の流量が多くなり、固定絞り５０、絞
り通路５２前後の差圧ΔＰは増々大きくなる。このため
セクタギヤ１２とラック歯２１間のプリロードＦは増々
大きくなり、ハンドルを重たくすることができる。

これによってエンジンの回転数が高い車の高速走行時に
おけるハンドルの安定性が良くなる。

高速走行時にハンドルを切ると、送出路５４がらタンク
７０への流路が絞られるため送出路５４から送出された
流体の圧力、すなわち絞り後の圧力Ｐが上昇する。この
ためセクタギヤ１２とラック歯２１間のプリロードＦが
軽減されハンドルを軽くすることができる。

ハンドルは再び中立状態となり送出路５４がらコントロ
ールバルブ５３に送出される流体の圧力がタンク圧に近
い圧力になるとセクタギヤ１２とラック歯２１間のプリ
ロードは復帰し、ハンドルは再び重くなる。

〈発明の効果〉以上述べたように本発明は、セクタシャフトを軸方向に
移動させるシリンダ装置として、前後に流体の圧力が作
用する面積が異なるピストンを用い、このピストンによ
って区分された一方のシリンダ室にはポンプの吐出側か
ら吐出され流量制御弁に導かれる圧力流体を供給し、他
方のシリンダ室には流量制御弁の絞りを通りコントロー
ルバルブに導かれる圧力流体を供給するようにしたので
車速に応じて操舵力を制御でき、かつ］＼ンドルを切っ
た時に操舵力を軽減させることができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は本発明に
かかる動力舵取装置の断面図、第２図は絞りによる前後
の差圧ΔＰとエンジンの回転数Ｎとの関係を示す図、第
３図は絞り後の圧力ＰとプリロードＦとの関係を示す図
。１０・・・ギヤハウジング、１０ａ・・・シリンダ室、
１１・・・セクタシャフト、１２・・・セクタギヤ、２
０・・・ピストン、２１・・・ラック歯、３０・・・シ
リンダブロック、３１・・・エンドカバー、３２・・・
シリンダ室、３３・・・ピストン、３４・・・調整軸、
３６・・・第１の送出口、３７・・・第２の送出口、４
２・・・電磁弁、４９・・・ポンプ、５０・・・固定絞
り、５２・・・絞り通路、５３・・・コントロールバル
ブ、７１・・・パワーシリンダ。特許出願人豊田工機株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

（１１パワーシリンダと、ポンプから供給される圧力流
体をパワーシリンダの左右室に分配するコントロールバ
ルブと、前記パワーシリンダのピストンに形成されたラ
ンク歯と噛合するセクタギヤを持つセクタシャフトとを
有し、前記ラック歯と前記セクタギヤとのプリロードを
調整できるようセクタシャフトを軸方向に移動させるシ
リンダ装置を備えた動力舵取装置において、前記シリン
ダ装置は、シリンダ室と、このシリンダ室に摺動可能に
嵌装され前後に流体の圧力が作用する面積が異なるピス
トンと、このピストンと前記セクタシャフトとを連結す
るロンドとを備え、前記ピストンによって区分された一
方のシリンダ室にはポンプの吐出側から吐出され流量制
御弁に導かれる圧力流体を供給し、他方のシリンダ室に
は流量制御弁の１２Ｊｌ）を通りコントロールバルブに
導かれる圧力流体を供給するようにしたことを特徴とす
る動力舵取装置。