JPH0613300B2 - 動力舵取装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、動力舵取装置、特に操舵軸の操作に応答して
軸方向に作動するピストンの軸線と直交してクロスシャ
フトを配設し、このクロスシャフトと一体的に設けたセ
クターギヤを前記ピストンのラックに噛合してなるボー
ルねじ式動力舵取装置に関する。

＜従来の技術＞ 従来のこの種の動力舵取装置においては、クロスシャフ
トの軸方向にプリロードを付与してピストン上のラック
とセクターギヤ間のがたを除去するとともにハンドル中
立付近においてハンドルを重くし、操舵の安定性を付与
する構造となっている。

＜発明が解決しようとする問題点＞ しかしながらかかる従来装置によると、ギヤの製作誤差
があった場合、両ギヤ間に正確なプリロードを付与する
ことができなくなり、例えば第７図（Ａ）に示すように
ハンドル中立付近より外れた位置においてハンドルトル
クが増大する、いわゆる二山現象が生じ、これが直進操
向時におけるハンドルのふらつきの要因となったり、ま
た長期に使用することによってギヤが摩耗して両ギヤ間
にがたが発生し、これによって第７図（Ｂ）に示すよう
にハンドル中立付近においてプリロード抜けの現象が生
じ、操舵の安定性を損なう問題があった。

＜問題点を解決するための手段＞ 本発明はかかる従来の問題点を解決するためのになされ
たものであり、ねじ軸の中心から位置をずらして配置さ
れ、ピストンにねじ軸まわりの回転力を与えてラックな
らびにセクターギヤ間にプリロードを付与するプリロー
ド付与手段を、山形のカム部と、このカム部に当接する
方向にスプリングによって付勢された当接部材より構成
し、このカム部をピストンもしくはこれと相対移動する
部材の一方に配設し、ピストンもしくはこれと相対移動
する部材の他方に当接部材を操舵の中立位置においてカ
ム部の頂部に当接し、中立位置から外れるに従いカム部
の頂部から離脱し、操舵の中立位置において最大のプリ
ロードを付与する位置関係で配設したものである。

＜作用＞ 本発明は上記構成を備えているため、ハンドルが中立位
置にあるとき、当接部材はカム部の頂部に当接してい
る。

この当接によってスプリングが圧縮され、ピストンはこ
のスプリングの撥力によってねじ軸を中心として時計方
に回転され、その結果ピストンのラックはセクターギヤ
の小端部画側に密着され両者間のがたが除去される。こ
のギヤの密着現象によりハンドル中立付近におけるハン
ドルトルクが増大し、適度なハンドルの重さに設定され
る。

ハンドルがさらに操舵され、ピストが中立付近より更に
移動されると当接部材とカム部との当接は解除され、ス
プリグの撥力は作用しなくなる。

＜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
および第２図に示すように、本発明の動力舵取装置は、
パワーシリンダ１と、このパワーシリンダ１に供給する
圧力流体を制御する弁装置２とから構成されている。前
記パワーシリンダ１は、ハウジング３のシリンダ部４内
にその軸線方向に沿って摺動可能にピストン５が嵌装さ
れ、このピストン５の外周面の一部にラック１６が形成
されている。

前記ピストン５の軸心部に形成された雌ね５ａには多数
の循環されるボール８を介してねじ軸９の雄ねじ９ａが
螺合されている。前記ねじ軸９の一端部が弁ハウジング
１０の隔壁１０ａに回転可能に貫通支持されているとと
もに、トーションバー11を介して操舵軸12と連結され、
この操舵軸12が図示しない操向ハンドルと連結されてい
る。そして弁ハウジング１０内には操舵軸１２とねじ軸
９との相対関係によって作動されるノーマルオープン形
のサーボ弁が内蔵されている。

前記ハウジング３にはピストン５の軸方向と直交するク
ロスシャフト１３が収容されている。このクロスシャフ
ト１３上には所定角度傾斜して転位歯面としたセクター
ギヤ１５が形成され、このセクターギヤ１５と前記ピス
トン５のラック１６とが噛合されている。

前記クロスシャフト１３は第２図に示すようにその一端
をハウジング３の外方に突出し、その突出端部がリンク
機構を介して操向車輪に連結され、またクロスシャフト
１３の他端はエンドカバー４０にローラベアリグ１７を
介して回転可能に支持されている。

さらに前記ピストン５とクロスシャフト１５間にはプリ
ロード付与手段３０が設けられている。このプリロード
付与手段３０は前記クロスシャフト１３上に一体形成さ
れたカム部３１と、ピストン５にねじ軸９の中心から位
置をずらして形成されたガイド穴３３に摺動可能に嵌合
された当接部材３２よりなる。この当接部材３２はスプ
リング３４によって前記カム部３１に向けて撥力が付さ
れており、この撥力によって、前記ピストン５にねじ軸
９を中心とする時計方向に回転力を付与し、ラック１６
をセクターギヤ１５の小端部側に密着噛合させるように
なっている。

またカム部３１は第３図に示すようにセクターギヤ１５
の中央の歯底に対応する角度位相を頂部３１ａとした山
形をなし、前記当接部材３２は操舵の中立位置において
この頂部３１ａと対応してプリロードを増大させ、また
中立位置から左右への操舵に伴って前記当接部材３２は
前記頂部３１ａより次第に離脱し、プリロードを減少さ
せるようになっている。

なお、３２ａは前記ガイド穴３３の端部に当接して当接
部材３２の突出量を規制する係止フランジである。

次に上記構成における動力舵取装置の作動を説明する。
まず操向ハンドルを右に操作するとねじ軸９には図示し
ない操向車輪側からの路面抵抗が作用しているため、ト
ーショバー１１がねじられてねじ軸９と操舵軸１２との
間に相対回転が生じ、弁装置２が作動してポンプからの
圧力流体がパワーシリンダの右室４ａに導入される。

その結果ピストン５は第１図の矢印Ａ方向に移動し、パ
ワーシリンダの左室４ｂ内の流体が弁装置２を通してタ
ンクに流出される。そしてピストン５の矢印Ａ方向への
移動に伴い、その直線運動はラック１６とセクターギヤ
１５の噛合いにより回転運動に変換されてクロスシャフ
ト１３に伝達される。これによって操向ハンドルに加え
られた操舵力はパワーシリンダ１の動力でアシストさ
れ、クロスシャフト１３に連結された図略の操向車輪が
軽快に偏向操作される。

かかる操作において、ピストン２２が中立位置にあると
き、当接部材３２がカム部３１の頂部３１ａに対応し、
この頂部３１ａに対してスプリング３３の撥力を付与す
る。その結果このスプリング３３の撥力によりピストン
５はねじ軸９を中心として時計方向に回動し、ラック１
６はセクターギヤ１５の小端部側に密着噛合する。これ
によってハンドル中立付近においてはハンドルトルクが
重くなり、直進時における操舵の安定性が高められる。

またハンドルが中立位置を外れて右あるいは左に操舵さ
れた場合には、ピストン５が軸方向に移動するため、当
接部材３２はカム部３１の頂部３１ａとの当接状態が次
第に解除され、これによりスプリング３３により圧力は
次第に小さくなり、最後には作用しなくなる。これによ
りラック１６とセクターギヤ１５との噛合いは通常の噛
合い状態となり、ハンドル中立時のような大きなプリロ
ードは作用しなくなる。

なお、上記実施例では、当接部材３２をピストン５に設
け、カム部３１をクロスシャフト１３に形成している
が、これに限定されるものではなく、第４図ないし第５
図に示すように当接部材３２をパワーシリンダ１上に摺
動自在に嵌合させ、カム部３１をピストン５上に形成す
るものであってもよい。この場合の当接部材３の支持構
成としては第４図および第５図に示すようにクロスシャ
フト１３の軸線と直角をなす方向に摺動自在に嵌合させ
るものあるいは第６図に示すようにクロスシャフト１３
の軸線と平行をなす方向のいずれの方向に摺動自在に嵌
合させるものであってもよい。

なお、上記実施例では、中高形状のカム部を利用した
が、このカム部の形状としては、例えば頂部３１ａの中
央に小さなくぼみを形成する等、必要とするプリロード
によって便宜その形状を設定すればよい。

＜発明の効果＞ 以上述べたように本発明においては、ねじ軸の中心から
位置をずらして配置され、ピストンにねじ軸まわりの回
転力を与えてラックならびにセクターギヤ間にプリロー
ドを付与するプリロード付与手段を、山形のカム部と、
このカム部に当接する方向にスプリングによって付勢さ
れた当接部材より構成し、このカム部をピストンもしく
はこれと相対移動する部材の一方に配設し、ピストンも
しくはこれと相対移動する部材の他方に当接部材を操舵
の中立位置においてカム部の頂部に当接し、中立位置か
ら外れるに従いカム部の頂部から脱離し、操舵の中立位
置において最大のプリロードを付与する位置関係で配設
した構成であるため、ギヤの歯面の製作誤差による影響
を受けることなく、ハンドルが中立時に操作された時の
み確実にプリロードを作用することができ、従来装置の
ように二山現象が発生したりするのを防止でき、また長
期使用においてギヤが摩耗してもギヤ間のがたの発生が
なく、プリロード抜けを確実に防止できる利点を有す
る。

また本発明においては、当接部材をカム部に当接させて
いるため、例えばセクタギヤの中央歯に当接部材を当接
させるもののように歯数による制限を受けることなく、
４枚歯のものにも適用可能となり、しかも歯形形状によ
る影響を受けることなく、カム部のカム形状にて設定さ
れた最適のプリロード特性を得ることができる利点を有
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す動力舵取装置の一部を断
面した一部断面図、第２図は第１図のII−II線断面矢視
図、第３図は第２図のIII−III線断面矢視図、第４図は
本発明の第２実施例を示す第１図のII−II線断面矢視
図、第５図は第４図のＶ−Ｖ線断面矢視図、第６図は本
発明の第３実施例を示す第１図のII−II線断面矢視図、
第７図ＡおよびＢは従来装置における操舵角とハンドル
トルクの関係を示すグラフである。 １……パワーシリンダ、５……ピストン、５ａ……雌ね
じ、８……ボール、９……ねじ軸、９ａ……雄ねじ、１
２……操舵軸、１３……クロスシャフト、１５……セク
ターギヤ、１６……ラック、３０……プリロード付与装
置、３１……カム部、３２……当接部材、３３……ガイ
ド穴、３４……スプリング。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】パワーシリンダと、このパワーシリンダに
   嵌合されたピストンと、操向ハンドル側に連結されかつ
   前記ピストンに設けた雌ねじに循環する多数のボールを
   介して螺合されたねじ軸と、車輪側に連結されかつ前記
   ピストンに設けたラックと噛合するセクターギヤを有す
   るクロスシャフトと、前記ねじ軸の中心から位置をずら
   して配置され、前記ピストンにねじ軸まわりの回転力を
   与えて前記ラックならびにセクターギヤ間にプリロード
   を付与するプリロード付与手段とを備えた動力舵取装置
   において、前記プリロード付与手段を、山形のカム部
   と、このカム部に当接する方向にスプリングによって付
   勢された当接部材より構成し、このカム部を前記ピスト
   ンもしくはこれと相対移動する部材の一方に配設し、前
   記ピストンもしくはこれと相対移動する部材の他方に前
   記当接部材を操舵の中立位置において前記カム部の頂部
   に当接し、中立位置から外れるに従い前記カム部の頂部
   から離脱し、操舵の中立位置において最大のプリロード
   を付与する位置関係で配設したことを特徴とする動力舵
   取装置。