JPS6116171A - 動力操向装置 - 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】 本発明は、クーシングと、クーシングの第１円筒状ハウ
ジング内を密封的に摺動し、第１対の対向する室を形成
する第１ピストンと、第１対の室に圧力流体を選択的に
供給するクーシング内の第１対の通路手段とを備え、第
１ピストンが、ねじ部分を有し入力軸に連結されたスピ
ンドルと協働するナット装置を内周側に備えると共に、
ケーシング内に回転可能に支持された出力ピニオンと噛
合するラック装置を外周側に備えている型の、特に自動
車用の動力操向装置に関するものである。

この種の動力操向装置は特に本出願人名義の米国特許第
４，１２８，０４６号に記載されており、いナれか一方
の駆動方向において入力軸から出力ビ二オンへ伝達され
る力を援助するようにケーシング内に配設された複動ビ
スト／を備え、出力ビ二オン自体は典型的には車両の操
向車輪を操向するリンク機構に連結されている。

近年、特に運転を安易にすると共にエネルギを節約する
ために、車両の使用及び走行状態に応じて動力援助を調
整する必要性が生じてきている。

このため、２つの援助ピストンを選択的に作動させるよ
うにすることが提案されている。このようなシステムは
米国特許第３，６０２，３２６号および第４，１８６，
８１８号に記載されている。後者の米国特許では、動力
操向システムは詳細に述べた上記型の操向装置と、その
クーシングの外部に配設された動力援助シリンダとを備
えている。この構成は、操向車輪を操向するリンク機構
に外部動力援助シリンダを連結する特別な連結部と、こ
の外部動力援助シリンダに圧力流体を供給する付加の配
管を必要としており、従って車両への設置が相当面倒と
なり、製造及び取付コストが増大し、しかも故障の危険
性を増すこととなる。

本発明の目的は、第１援助ピストンに結合された第２援
助ピストンもケーシング内に配置されるように構成し、
しかもコンパクトで頑丈であり、動力操向装置を設置さ
れる車両に特別に変更を施す必要がな〜）ようにした複
動型動力操向装置を提供することにある。

この目的を達成するため、′本発明の特徴によると、動
力操向装置は、第１ピストンに機械的に連結され、第１
円筒状ノ・ウジングと共軸であるケーシングの第２円筒
状ノ１ウジング内を密封的に摺動し、且つ第１対の室か
ら密封的に分離された第２対の対向する室を形成してい
る第２ピストンと、第１対の通路手段から区分され、第
２対の室に圧力流体を選択的に供給するケーシング内の
第２対の通路手段とを備えている。

本発明の他の目的は、複式分配弁装置もケーシング内に
配置されるように構成し、しか゛もコンパクトで、取付
コストを低減でき且つ融通性のあるモジ＼−ラ設計型の
上述した動力操向装置を提供することにある。

この目的を達成するため、本発明の他の特徴によると、
動力操向装置は、ケーシング内に配置され、入力軸によ
って駆動でき且つ第１及び第２対の通路手段に連通ずる
分配弁装置を備えており、分配弁装置は、入力軸と共軸
で一列に配置され且つ第１及び第２対の通路手段に夫々
連結された第１回転式弁組立体及び第２回転式弁組立体
を備え、各回転式弁組立体は平らな星形ロータを有する
型のものであることが有利である。

本発明の上記及び他の特徴及び利点は、添付図面を参照
して行う実施例の下記説明から明白となるであろう。

第１図に示す小型の動力操向装置は総括的に符号１で示
すケーシングを備えており、クー７ング内には、第１端
部孔２、大径の中央、７孔３及び小径の第２端部孔４が
第１図の左側から右側に向かって連続して形成され、中
央孔３は両端部孔２と４に連通している。総括的に符号
６で示すピストン構造゛体の第１ピストン５が中央孔３
内に密封的且り摺動自在に嵌装されており、ピストン構
造体６は、第２端部孔４内に密封的且つ摺動自在に収蔵
された小径の管状端部延長部７と、中央孔９を設けた環
状の第２ピストン８を形成する前方端壁と？備えている
。ピストン構造体６は内部に、第１ピストン５の近傍で
、中央の長手方向スピンドルを備えており、スピンドル
１３は、自動車のステアリングホイールに連結される機
構の入力軸１４によって、ケーシング内で回転駆動され
るように″なっている。

本発明の特徴によると、スピンドル１３は、第２ピスト
ン８の孔９を密封的且つ摺動自在に貫通する縮径の円筒
状端部延長部１５と、端部延長部１５から離れたねじ部
分１２の側にある滑らかな円周面を具えた大径の中間部
分１６と、ケーシング１の第１端部孔２内に密封的且つ
回転可能に嵌装されると共にボールレース１８によって
軸線方向に固定されている端部延長部１５から離れた更
に大径の端部分１７とを備えている。大径の中間部分１
６は第１ピストン５の中央孔１９内に密封的且つ摺動自
在に収蔵されている。慣習的に、第１ピストン５はその
外周に、ケーシング１内に回転可能に装架された出力ピ
ニオン２００と噛合する直線状ラック装置２０を備えて
おり、ピニオン２００は典型的には車両の操向車輪を操
向するリンク機構（図示しない）に連結されるようにな
っている。

上述した構成では、第１ピストン５はスピンドル１３と
で第１対の環状室２１と２２を中央孔３内に形成する一
方、第２ビ２トン８はスピンドル１３及びケーシング１
とで第２対の対向する室、即ち、中央部分１００両側に
ありスピンドル１３０大径の中間部分１６によって他端
を限定された内部環状室２３と、端部孔４を閉鎖してい
るケーシングの底部によってこの孔４内に限定された端
部室２４とを形成しており、これら多数の室は互いに隔
離されている。第１図に示されているように、ピストン
構造体６の端部延長部７はゲージング１に支持された一
対の環状シール２５によって孔４に対し密封されて、室
２２を室２４から密封的に分離していることが好ましく
、環状シール２５間には、リザーバ２７に連結される補
給通路２６が配設されている。同様に、第１ピストン５
の孔１９は一対のシール２８によってスピンドル１３の
中間部分１６に対し、密封きれて室２１と２３を互いに
隔離し、シール２８間には、リザーバ２７に連結される
補給通路２９が配設されている。

本発明の特徴によると、動力操向装置は、ケーシング１
内に一列に配置され入力軸１４によって連続的に作動さ
れるようになっている第１回転式分配弁組立体Ａ及び第
２回転式分配弁組立体Ｂから成る複式分配弁装置を備え
ている。２つの分配弁組立体ＡとＢは、上述した・米国
特許第４，１２８，０４６号に記載されている円筒状ロ
ータ及び円筒状外周７リープを備えた型のものでよい。

しかし、動力操向装置の軸線方向寸法の小型化を改善す
るために、分配弁組立体ＡとＢは、特に本出願人名義の
米国特許第４，２１７，９３２号及び第４，３２０，７
８０号に記載されているような平らな星形ロータを備え
た壓のものであることが好ましい。

上記２つの後者の米国特許によると、第１回転式分配弁
組立体Ａは、第２図にも示されているように、ねじ３１
によって組付けられた２つの環状端部材３２と３３及び
環状スペーサ３４から成るステータの内部室内に密封的
且つ回転可能に嵌装されている星形ロータ３０を備えて
いる。同様に、第２回転式分配弁組立体Ｂは、２つの環
状端部材４１と４２及び環状スペーサ４３の積重体から
成るステータの環状空所内に密封的且つ回転可能に嵌装
されている星形ロータ４０を備えている。本発明の特徴
によると、第１分配弁組立体Ａのステータはケーシング
１の第１端部孔２内に回転可能に嵌装される一方、第２
分配弁組立体Ｂのステータはヌビンドル１３０大径の端
部分１７の孔４５内に収蔵されており、この後者のステ
ータの構成部材（４１，４２，４３）は、第１分配弁組
立体Ａのステータの端部材３３と第２分配弁組立体Ｂの
ステータの隣接する端部材４１との間に介装された弾性
ワッシャ４６によって、互いに対し保持されている。ロ
ータ３０と４０は角方向の遊隙なしで入力軸１４の三角
形延長部分１４０に堅固に固定され、延長部分１４０は
角方向の遊隙な存して弁組立体ＡとＢの端部材３２．３
３及び４１．４２の対応する中央開口を貫通している。

図示の実施例では、主弁又は第１分配弁組立体Ａは星形
ロータを備えた流体反動弁であり、副弁又は第２分配弁
組立体Ｂは流体反力を実質的に有しない星形ロータを備
えた弁である。変形例として、両弁組立体は流体反力を
有しない型のものでよいが、少な（とも第１分配弁組立
体に関しては、本出願人名義のヨーロッパ特許出願第Ｅ
Ｐ　−Ａ　−０，０７７，７１０号に記載されているよ
うに、一対のＣ形スプリングによって反力が与えられる
をのものがよい。星形ロータを備えた弁に関してどのよ
うな特定の構造が用いられていても、慣習的に、星形ロ
ータの腕はステータの端部材の対向する面に形成された
開口とで、ステータに対するロータの位置関係に応じて
変化して、分配弁を通って°リザーバ２７へ通常流れる
圧力源からの調整された圧力を適宜の゛回路へ選択的に
分配する可変絞りを形成する。本発明の構成によると、
第１圧力源又はポンプ５０が第１分配弁組立体Ａと組合
わ７される一方、第２圧力源又はポンプ５１が第２分配
弁組立体Ｂと組合わされ【おり、第２圧力源５１は典型
的には第１圧力源５０よりも小さい容量のものであるか
、あるいは車両の作動パラメータの関数として間欠的に
作動されるものである。図示の実施例では、第１分配弁
組立体Ａのロータ３０は、流体反力を与える３つり主腕
３５と、供給通路６１を介して圧力源５０に゛連結され
たステータの入口開口６０と協働することにより圧力流
体を分配する３つの短かい腕３６とを備えており、主腕
３５の縁部は、通路６３によってリザーバ２７に連結さ
れたステータの出口開口６２と協働する。一対の分配室
６４と６５が各短かい腕３６と隣接する主腕３５との間
に°形成され、ステータの部材３３に形成された通路６
６と６７及びスピンドル１３０大径の端部分１７に形成
された対応する通路６６０と６７０を介して第１ビヌト
ン５０室２］と２２に夫々連結されており、室２２の通
路６７０はケーシング１内に形成された通路６７１によ
り延長されている。同様に、第２分配弁組立体Ｂのロー
タ４０は主腕４７と短かい腕４８を備えている。短かい
腕４８は、通路７１によって圧力源５１に連結された入
口間ロア０と協働し、主腕４７は、通路７３によってリ
ザーバ２７に連結された出口間ロア２と協働する。第２
分配弁組立体Ｂの分配室７４と７５は、ステータの部材
４２に形成されスピンドル１３に形成された通路７６０
と７，７０に連通する通路７６と７７によって、第２ピ
ストン８０室２４と２３に夫々連結されている。

第４図及び第５図に示されているように、２つの弁組立
体ＡとＢを連続して作動させるため、即ち実際には、例
えば車両の駐車操作状態のように。

入力軸１４が相当量回転した後にのみ第２分配弁組立体
Ｂを作動させるため、第２分配弁組立体Ｂの分配絞り８
０と排出制御絞り８１が入力軸１４０回転に応じて即座
に作動せしめられる第１分配弁組立体への対応する絞り
８２と８３よりも値Ｒだけ大きくなるように、第１分配
弁組立体Ａの腕３６と３５及び対応する開口６０と６２
は第２分配弁組立体Ｂの腕４８と４７及び対応する開ロ
ア０と７２に対して寸法づけられており、その結果、駐
車操作時あるいは急カーブ走行時以外では、第１圧力源
５０から圧力流体を供給される室２１と２２を形成して
いる第１ピストン５によって実質的に動力援助が行われ
、容量の小さい第２圧力源５１から圧力流体を供給され
る室２３と２４を形成している第２ピストン８は、臨時
の場合のみに介入して第１ピストン５によって与えられ
た動力援助を補足するのである。変形例として、弁組立
体ＡとＢを連続的に作動させるため、入力軸の部分１４
０と第２分配弁組立体Ｂのロータ４０との間に空動き連
結部を設けてもよい。

本発明を特定の実施例に関して上述したが、本発明はこ
れにのみ限定されるものではなく、尚業者には本発明の
範囲を逸脱することなく幾多の変更及び修正を加え実施
し得ることが理解できよう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による動力操向装置の縦断面図、第２図
及び第３図は夫々第１図の■−■線及び■−ｍ線に沿っ
て示す分配弁組立体の断面図、第４図及び第５図は夫々
第２図及び第３図の分配弁組立体の流体循環回路を示す
展開図である。 １・・ケーシング、２ｔ３ｅ４ｔ４５　＠一孔、５・・
第１ピストン、７．１５・・端部延長部、８・Ｏ第２ピ
ストン、１１＠−循環ポールナツト装置、１２−・ねじ
部分、１３・・スピンドル、１４１人力入力軸％６・・
中間部分、１７・・端部分、２゜・・ランク装置、２１
，２２，２３．２４−・室、３０゜４０−−星形ロータ
、５０，５１−−圧力源、２００・・出力ピニオン、６
６０　、７７０　、６７１　、７６０　、６７０・・通
路、Ａ・・第１回転式分配弁組立体、Ｂ・・第２回転式
分配弁組立体。 （ほか７名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　ケーシング（１）と、ケーシングの第１円筒状ハウ
   ジング（３）内を密封的に摺動し、第１対の対向する室
   （２１、２２）を形成する第１ピストン（５）と、第１
   対の室に圧力流体を選択的に供給するケーシング内の第
   １対の通路手段（６６０；６７０、６７１）とを備え、
   第１ピストンが、ねじ部分（１２）を有し入力軸（１４
   ）に連結されたスピンドル（１３）と協働するナット装
   置（１１）を内周側に備えると共に、ケーシング（１）
   内に回転可能に支持された出力ピニオン（２００）と噛
   合するラック装置（２０）を外周側に備えているものに
   おいて、第１ピストン（５）に機械的に連結され、第１
   円筒状ハウジング（３）と共軸であるケーシング（１）
   の第２円筒状ハウジング（４）内を密封的に摺動し、且
   つ第１対の室（２１、２２）から密封的に分離された第
   ２対の対向する室（２３、２４）を形成している第２ピ
   ストン（８）と、第１対の通路手段から区分され、第２
   対の室に圧力流体を選択的に供給するケーシング内の第
   ２対の通路手段（７６０、７７０）とを備えていること
   を特徴とする動力操向装置。 ２　第２ピストン（８）が環状であり、その内周側でス
   ピンドル（１３）の滑らかな円筒状端部延長部（１５）
   上を密封的に摺動するようになつており、第２対の通路
   手段（７６０、７７０）がスピンドル（１３）内に形成
   されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の動力操向装置。 ３　第１ピストン（５）がその内周側で、ねじ部分（１
   ２）に対し端部延長部（１５）から離れたスピンドル（
   １３）の大径部分（１６）の滑らかな円筒状中間区域上
   を密封的に摺動するようになつていることを特徴とする
   特許請求の範囲第２項記載の動力操向装置。 ４　第２ピストン（８）が、入力軸（１４）から離れた
   側にある第１ピストン（５）の管状端部延長部（７）か
   ら成り、ケーシング（１）の第２ハウジング（４）がケ
   ーシングの第１ハウジング（３）から軸線方向に離され
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第２項又は第３
   項記載の動力操向装置。 ５　スピンドル（１３）の端部延長部（１５）がねじ部
   分（１２）よりも小さい直径を有し、ケーシング（１）
   の第２ハウジング（４）が第１ハウジング（３）よりも
   小さい直径を有していることを特徴とする特許請求の範
   囲第４項記載の動力操向装置。 ６　ケーシング（１）内に配置され、入力軸（１４）に
   よつて作動でき且つ第１及び第２対の通路手段に連通す
   る分配弁装置（Ａ、Ｂ）を備えていることを特徴とする
   特許請求の範囲第２項ないし第５項のいずれか１項に記
   載の動力操向装置。 ７　分配弁装置が、入力軸（１４）と共軸で一列に配置
   され且つ第１及び第２対の通路手段に夫々連結された第
   １回転式弁組立体（Ａ）及び第２回転式弁組立体（Ｂ）
   を備えていることを特徴とする特許請求の範囲第６項記
   載の動力操向装置。 ８　第１回転式弁組立体（Ａ）及び第２回転式弁組立体
   （Ｂ）が平らな星形ロータ（３０、４０）を有する型の
   ものであることを特徴とする特許請求の範囲第７項記載
   の動力操向装置。 ９　第１回転式弁組立体（Ａ）がケーシング（１）の孔
   （２）内に配置され、第２回転式弁組立体（Ｂ）が、ケ
   ーシングのこの孔（２）内に回転可能に嵌装されたスピ
   ンドル（１３）の大径の端部分（１７）の孔（４５）内
   に配置されていることを特徴とする特許請求の範囲第８
   項記載の動力操向装置。 １０　第１対の通路手段（６６０；６７０、６７１）が
   スピンドル（１３）の大径の端部分（１７）内に少なく
   とも部分的に形成されていることを特徴とする特許請求
   の範囲第９項記載の動力操向装置。 １１　各弁組立体（Ａ、Ｂ）を対応する圧力源（５０、
   ５１）に連結する手段を備えていることを特徴とする特
   許請求の範囲第７項ないし第１０項のいずれか１項に記
   載の動力操向装置。 １２　圧力源（５０、５１）が異なる容量のポンプであ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１１項記載の動力
   操向装置。