JPS6140620Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案はパワーシリンダのピストンの内部にサ
ーボ制御弁を備えた車両用液圧式動力舵取装置に
関するものである。

〔従来の技術〕

従来、この種の動力舵取装置として例えば実公
昭49−24823号公報に開示されるものでは、ピス
トンの内部に遊回転可能かつ軸方向移動不能に支
持した操向ナツトに操舵軸と一体をなすボールね
じ軸が螺合されるとともに、ピストンに嵌装した
外側弁要素と、操舵軸と外側弁要素との間に嵌装
した内側弁要素とをもつてサーボ制御弁が構成さ
れ、内側弁要素がピストンに対してばねをもつて
所定の範囲で相対回動し得るように支持され、こ
の内側弁要素と操向ナツトとの一体的運動により
内側弁要素と外側弁要素との間に相対回転が生
じ、液圧回路が制御されるようになつている。

しかし、操舵反力は内側弁要素の突片に係合す
る１対のばねだけで得られるものであり、低液圧
域の操向ではほぼ満足すべき操舵反力が得られる
ものの、高液圧域では操舵反力が十分でなく操縦
安定性を欠き運転者に不安を抱かせるという問題
がある。

また、操向ナツトが回転される時、突起に対す
る１対のばねの係合関係が不安定であり、突起の
ばね係合部が偏摩耗し、ガタが発生しやすい。

一方、操舵反力として液圧を作用させる特開昭
49−1809号公報に開示されるものでは、サーボ制
御弁がピストンの内部に操舵軸と同方向ではなく
直角方向に配置され、このサーボ制御弁と一体的
に反力機構が構成される。液圧はサーボ制御弁か
ら反力室とパワーシリンダの端室とへ分配され
る。

しかし、この構成ではサーボ制御弁からチヨー
クを経て反力室へ液圧が加えられるので、急激に
ハンドルを切つた場合に、パワーシリンダの端室
へ加えられる液圧と反力室へ加えられる液圧との
間に両者の比例関係が損われる。

また、サーボ制御弁を収容する弁室すなわちピ
ストンと直角方向に延びる円筒部は、この内径が
ピストンの外径とボールねじ軸の外径とにより制
限され、できるだけ大きな液圧による操舵反力を
得るために反力室の内径を大きく採ろうとして
も、弁室と同寸まで拡大することは構造上不可能
であるので、液圧による操舵反力が制限される。

〔考案が解決しようとする問題点〕

本考案の目的は上述の問題に鑑み、反力室の内
径を大きく採ることができ、しかも急激な舵取操
作に対してもパワーシリンダの液圧に比例した液
圧が反力室へ作用し、安定した操舵感覚が得られ
る車両用液圧式動力舵取装置を提供することにあ
る。

〔問題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本考案の構成はハ
ウジングに回転可能に配設されかつねじ軸部を有
する操舵軸４９と、前記ハウジングのパワーシリ
ンダ１３の内部に１対の端室４７，２６を区画
し、かつ舵取元腕軸２８に固定された部分歯車と
噛み合うラツクを備えるピストン１６と、前記ピ
ストンに回転可能に配設されていて前記ねじ軸部
が螺合する操向ナツト４５と、前記操向ナツトに
設けた軸方向の１対の弁溝７，９と前記ピストン
の操向ナツトを嵌合する円筒部に設けた軸方向の
１対の弁溝３，４とを有し、前記１対の端室への
圧液の流れを制御する回転式サーボ制御弁と、前
記ピストンにこの軸方向と直角な方向に設けた小
シリンダ３５に嵌合されていて、１対の圧縮ばね
６６により中立位置へ付勢されるプランジヤ６１
とを備えており、前記各圧縮ばね６６の一端は前
記プランジヤの端面に支持され、前記各圧縮ばね
６６の他端は前記小シリンダの壁の保持手段６
２，６３を介して支持されている動力舵取装置に
おいて、前記小シリンダ３５は前記ピストン１６
を貫通する貫通穴により形成され、かつその両端
は液圧に対してシールされていて、前記圧縮ばね
６６を収容する１対の反力室が各別に前記１対の
端室に連通され、前記プランジヤ６１はこの中央
部分に設けた穴の内部で、前記操向ナツト４５に
前記操舵軸４９と平行に固定した突片３４に係合
しているものである。

〔作用〕

操向ナツト４５に固定した突片３４がピストン
１６の小シリンダ３５に嵌装したプランジヤ６１
に係合され、このプランジヤ６１により仕切られ
る小シリンダ３５の反力室がそれぞれパワーシリ
ンダの端室２６，４７に各別に接続されているの
で、操向ナツト４５の突片３４が小シリンダ３５
の両端側反力室に加えられる液圧により拘束さ
れ、この液圧は操舵方向を反対の抵抗を操舵軸に
及ぼす。この液圧による操舵反力はパワーシリン
ダの端室の液圧が高くなるほど増大し、中、高液
圧域での操向にも安定感が得られる。

〔考案の実施例〕

本考案を実施例に基づいて説明する。第１図に
示すように、ハウジングに形成したパワーシリン
ダ１３の内部にピストン１６を摺動可能に嵌合
し、この開口端にシールリング１２を有する端板
１１を螺合し、かつロツクナツト２９で固定して
閉鎖し、端室４７，２６が区画される。ピストン
１６を貫通して操舵軸４９の内端が端板１１にス
ラスト軸受３０およびコロ軸受３１を介して支持
され、外端部はパワーシリンダ１３の閉鎖端壁２
２に軸受２３を介して支持される。この軸支持部
はシールリング３９，２５，２４により封止さ
れ、かつ液圧源から通路２０，２１を経て潤滑さ
れるようになつている。

ピストン１６のシリンダ１３との摺動部はシー
ルリング１４により液密となつており、ピストン
１６の右半部分に削設したラツク２７に舵取元腕
軸２８の部分歯車が噛み合される。ピストン１６
は左半部に大径の円筒部５６を、右半部に小径の
円筒部５４をそれぞれ備えており、円筒部５４に
操向ナツト４５が回動可能に嵌合される。操向ナ
ツト４５の左端部の外径は円筒部５６の内径より
も幾分小さくなつており、中央段部がピストン１
６の円筒部の段部にスラスト軸受４３を介して衝
合される一方、操向ナツト４５の左端部にスラス
ト軸受４６を介して、円筒部５６に螺合しロツク
ナツト３２で固定した閉鎖板３３が衝合される。
したがつて、操向ナツト４５はピストン１６に対
して軸方向に相対移動は不可能で、回動だけが可
能である。

操向ナツト４５の左半部にボールねじ穴が構成
され、これに一連のボール４４を介して操舵軸４
９が螺合される。操向ナツト４５の外周に設けた
溝５５に突片３４が係合され、かつボルト１５に
より固定される。突片３４の先端はピストン１６
の段部のところから、ピストン１６の内部を横切
る小シリンダ３５の内部へ突出される。

第２図に示すように、小シリンダ３５は中央部
に突片３４を係合する穴をもつプランジヤ６１を
嵌合し、この両端側に衝合した１対のばね６６に
より操向ナツト４５のもつ弁要素を中立位置に保
持している。各ばね６６の外端は、小シリンダ３
５に嵌合されかつ止め輪６３により固定されたば
ね座６２に支持される。小シリンダ３５の両端部
は通路６４，４８を経てピストンの外周に削設し
た溝５０に連なり、さらにシリンダ１３の周壁の
還液口５７を経て図示してない液槽に接続され
る。

シリンダ１３の周壁には給液口１８が設けら
れ、ピストン１６の外周の軸方向の溝１７と常時
連なる。溝１７は第１図に示すようにピストン１
６に設けた径方向の通路６を経て、円筒部５４の
内周壁に設けた環状溝５に連通し、また通路４８
は円筒部５４の内端部と操向ナツト４５との間の
環状の室３７に連なつている。こうして、ピスト
ン１６の円筒部５４とこれにダンパリング４２を
介して嵌合する操向ナツト４５とで構成されるサ
ーボ制御弁に対する給液通路と還液通路とが構成
される。

操舵軸４９にスリーブ３６が回転可能に嵌合さ
れ、このスリーブ３６はピストン１６の右端部に
シールリング４０を介して嵌合されるともに、操
向ナツト４５にシールリング４１を介して嵌合さ
れている。シールリング４１とシールリング４０
との間で操向ナツト４５の軸穴がスリーブ３６よ
りも大径とされ、操向ナツト４５の径方向の通路
８と前述した室３７とを結ぶ通路５３を構成す
る。

第３図に示すように、ピストン１６の円筒部５
４の内周面には、周方向に等間隔に３つの軸方向
の弁溝３，４が削設され、弁溝３は径方向の通路
および軸方向の通路２を介して端室２６に連な
る。一方、操向ナツト４５の外周に中立位置で弁
溝３，４に連通する軸方向の弁溝７，９が削設さ
れる。弁溝７は前述した通路８に連なり、弁溝９
は前述した環状溝５に連なる。操向ナツト４５は
さらに常時弁溝４に対向して一端が開口する径方
向の通路１０を備えており、通路１０の他端は操
向ナツト４５のボールねじ穴に開口している。

第１，２図に示すように、端室２６に連なる通
路２は通路５１を経て、小シリンダ３５にばね６
６を収容している一方の反力室に連なり、他方の
反力室は通路５９およびピストン１６の円筒部５
６を経て端室４７に連なる。

次に、本考案による動力舵取装置の作動につい
て説明する。第３図に示すようにサーボ制御弁が
中立状態（車両の直進状態）にある時、各弁溝
３，４は液圧源と連なる弁溝９に連なるととも
に、液槽と連なる弁溝７にも連なつているから、
ピストン１６の両端に作用する端室４７，２６の
液圧は小さくかつ平衡している。

いま、ハンドルを右に切ると、これに螺合する
操向ナツト４５はピストン１６に加わる操向車輪
からの抗力に打ち勝つて操舵軸４９と一諸に回転
し、軸方向には移動しない。そして、操向ナツト
４５の支持する突片３４が第２図において右側の
ばね６６の力に抗しプランジヤ６１を右方へ移動
させながら、操向ナツト４５が僅かに時計方向に
回転変位する。したがつて、第３図から明らかな
ように、給液口１８から溝１７、通路６、環状溝
５へ入つた圧液は、弁溝９、弁溝４、通路１０に
入り、ここからボールねじ穴を通つてパワーシリ
ンダ１３の端室４７に入り、ピストン１６を右方
へ押動する。一方、端室２６の液は通路２、弁溝
３、弁溝７、通路８、通路５３、室３７、通路４
８、溝５０を経て、還液口５７から液槽へ戻され
る。

このように操舵軸４９に僅かな回転力を加える
だけで、ピストン１６が液圧により右方へ押動さ
れ、ラツク２７に噛み合う舵取元腕軸２８が駆動
され、公知の舵取元腕（ピツトマンアーム）を介
して操向車輪にこれを偏向する動力が伝達され
る。そして、操舵軸４９の回転を止めると、ピス
トン１６の追随運動に伴つて、操向ナツト４５が
中立位置に戻され、端室４７に対する圧液の供給
が中断される。

操向時、ボールねじ穴に入つた圧液は軸受４６
を潤滑して円筒部５６へ入り、さらに通路５９か
ら小シリンダ３５の反力室へ入り、プランジヤ６
１を第２図において左方へ押動するように作用す
る。すなわち、このプランジヤ６１に作用する力
は突片３４を介して操向ナツト４５の回転に抗力
として作用し、操向ナツト４５の回転変位による
弁溝９と弁溝４との間の流路（一方の反力室を液
槽へ連通する流路）面積に反比例した操舵反力が
操舵軸４９に伝えられる。

ハンドルを左に切つた場合も同様であり、作動
方向が逆になるだけである。

なお、操向ナツト４５のダンパリング４２の部
分から右半部がサーボ制御弁の弁要素を構成して
おり、このダンパリング４２は操向ナツト４５の
発振およびこれに基づく作動波の流れの騒音を防
止する。

サーボ制御弁の内部を端室２６との間はシール
リング３８，４０により封止される。サーボ制御
弁の内部を端室４７に連通する通路を構成する操
向ナツト４５のボールねじ穴と、最終的に液槽に
連なる通路５３とは、シールリング４１により封
止される。

スリーブ３６は操舵軸４９の回転と軸方向運動
を案内し、ピストン１６が最左方へ移動した時ボ
ールねじ溝に係合してシールリング４１が破損す
るのを防止する。

ばね６６の荷重は中立位置における操向ナツト
４５のふち付きを抑えるものであるが、第４図に
示すように、シールリング６９を有するねじ栓６
７を小シリンダ３５の端部に螺合し、さらにロツ
クナツト６８により固定するようにすれば、サー
ボ制御弁の中立位置が調整される。

〔考案の効果〕

(1) 操向ナツト４５に固定した突片３４ががピス
トン１６の小シリンダ３５に嵌装したプランジ
ヤ６１に係合され、このプランジヤ６１により
仕切られる小シリンダ３５の両端反力室がそれ
ぞれパワーシリンダの端室２６，４７に各別に
接続されているので、操向ナツト４５の突片３
４が小シリンダ３５の反力室に加えられる液圧
により拘束され、操舵方向と反対方向の抗力を
操舵軸に及ぼす。反力室の液圧は操向に伴う流
量の変化に対して安定であり、かつパワーシリ
ンダの端室の液圧が高くなるほど曲線的に増大
するので、中・高液圧域での操向にも安定感が
得られる。

(2) 小シリンダ３５に形成される反力室の内径は
ピストン１６の外径と操向ナツト４５の外径と
を勘案して十分大きく採ることができる。ま
た、反力室はサーボ制御弁から延びる通路５
１，５９の直接接続され、通路５１，５９はピ
ストン１６の内部に形成されるので、十分大き
な通路面積を採ることができ、これにより通路
抵抗（チヨーク）が少なく、パワーシリンダの
両端室の液圧に比例した液圧が導入され、急激
な舵取操作に対しても安定した操舵反力が得ら
れる。

(3) 一般に、エンジンにより駆動される液圧ポン
プは回転数により吐出量が変化するが、このよ
うな流量変化に対しても(2)の理由から安定した
入力・出力特性が得られる。さらに、作動液の
温度変化、例えば夏と冬、機関の始動直後と走
行時、一般道路走行と山間道路走行などにより
作動液の温度が変化するが、作動液の温度によ
る粘度変化に対応して入力・出力特性が変化し
ても、作動液に状態変化に応じた液圧による操
舵反力が操舵軸に加えられるので、結局、作動
液の温度変化による操舵感覚への悪影響が相殺
されることになり、常に安定した操舵感覚が得
られる。

(4) 操舵反力を発生する１対のばね６６はこの一
端をプランジヤ６１の円筒部に、他端を小シリ
ンダ３５に嵌合したばね座６２に係合されるの
で、プランジヤ６１の往復動に際してプランジ
ヤ６１とばね６６の係合部に偏摩耗が生じるな
どの恐れがなく、作動が安定である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る動力舵取装置の側面断面
図、第２図は同装置におけるピストンと操向ナツ
トとの係合状態を示す正面断面図、第３図はサー
ボ制御弁についての正面断面図、第４図は操向ナ
ツトの回転差動を制限するプランジヤ部分につい
ての変更実施例を示す正面断面図である。 １３：パワーシリンダ、１８：給液口、２６：
端室、２８：舵取元腕軸、３４：突片、３５：小
シリンダ、３６：スリーブ、４５：操向ナツト、
４９：操舵軸、５４：小径円筒部、５７：還液
口、６１：プランジヤ、６６：ばね。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 ハウジングに回転可能に配設されかつねじ軸部
   を有する操舵軸と、 前記ハウジングのパワーシリンダの内部に１対
   の端室を区画し、かつ舵取元腕軸に固定された部
   分歯車と噛み合うラツクを備えるピストンと、 前記ピストンに回転可能に配設されていて前記
   ねじ軸部が螺合する操向ナツトと、 前記操向ナツトに設けた軸方向の１対の弁溝と
   前記ピストンの操向ナツトを嵌合する円筒部に設
   けた軸方向の１対の弁溝とを有し、前記１対の端
   室への圧液の流れを制御する回転型サーボ制御弁
   と、前記ピストンにこの軸方向と直角な方向に設
   けた小シリンダに嵌合されていて、１対の圧縮ば
   ねにより中立位置へ付勢されるプランジヤとを備
   えおり、 前記各圧縮ばねの一端は前記プランジヤの端面
   に支持され、 前記各圧縮ばねの他端は前記小シリンダの壁に
   保持手段を介して支持されている動力舵取装置に
   おいて、 前記小シリンダは前記ピストンを貫通する貫通
   穴により形成され、かつその両端は液圧に対して
   シールされていて、前記圧縮ばねを収容する１対
   の圧力室が各別に前記１対の端室に連通され、 前記プランジヤはこの中央部分に設けた穴の内
   部で、前記操向ナツトに前記操舵軸と平行に固定
   した突片に係合していることを特徴とする車両用
   液圧式動力舵取装置。