JPH07502236A - 高性能動力援助操向装置 - 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】 高性能動力援助操向装置 本発明は、少な（とも一部分が主軸線を中心とする回転円筒体を形成するケーシ ング； この主軸線の方向に沿ってケーシング内に収蔵され、この方向に沿い並進運動方 向に固定され、且つ入力回転運動によりこの主軸線を中心として回転方向に駆動 される入力軸： 入力軸と同軸ではなく、方向が入力軸の方向に対して略直角である出力軸： 前記円筒体内に画成された第１及び第２室間の圧力差を生起するように入力軸の 回転により駆動できる回転式流体方向制御弁； 少なくとも部分的に前記圧力差の作用のもとて軸線方向に摺動するようにケーシ ング内に収蔵され、入力軸と実質的に同軸で入力軸を少なくとも部分的に囲繞し 、且つ、一方において２つの室を密封的に区分する密封部分及び他方において出 力軸に回転方向に連結された歯付セクタに噛合するラックを与える伝達部分を有 するピストン；及び 入力軸とピストンとの間に配置されて、前者の回転運動を後者の並進運動に変換 する運動変換装置；を包含する、自動車用動力援助操向装置として用いられ且つ 入力回転運動を出力回転運動に変換するのに適した流体援助装置に関する。

この型式の装置は先行技術において公知であり、例えば米国特許第４，１２８， ０４６号に記載されている。

このような装置は、全体として非常に満足のゆ（作動ではあるが、比較的大きい 重量及び嵩を有する。

更に、装置は歯付セクタのラックとの噛合間隙の調整を必要としており、製造の 複雑さ及び製造コストを増すこととなる。

これに関連して、本発明の目的は、公知の装置のものよりも高い機能的性能特性 を有し、特に同等の動力援助に関し寸法及び重量を減少させるようにした前記型 式の装置を提供することにある。

本発明によると、この目的は、本質的に、ピストンの伝達部分が前記主軸線の方 向において２つのブランチをもったＵ形状の輪郭を有し、両ブランチがラックを 形成し、互いに且つ前記主軸線と実質的に同一平面である幾何学的位置において 、互いに且つ出力軸と一体である歯付セクタにそれぞれ噛合することを特徴とす る装置によって達成される。

従って、前記特許に記載した公知の装置と比較すると、本発明の装置は、ピスト ンの伝達部分上の出力トルクの反力が軸線方向力の他に、歯付セクタのラックと の偏心した噛合のためピストンをその並進運動方向に直角な軸線を中心として回 転させそして装置の全体効率を低下させる摩擦力を生じさせるような寄生のトル クを、ピストンに発生させることを防止できるようにしている。

本発明の他の特徴によると、好ましくは、運動変換装置は、一方において、ピス トンにより形成されたＵ影輪郭の内部に間隙をもって収蔵され且つボールのため の螺旋軌道を内面に有する本質的に円筒状のスリーブと、他方において、前記主 軸線を中心とするピストンとスリーブとの相対回転及び前記主軸線に対して直角 な方向に沿う相対並進運動以外の相対並進運動を実質的に防止するのに適した、 ピストンに対してスリーブを固定する装置とを包含している。

この構成は、入力軸に対するピストン特にその伝達部分の幾らかのオフセットを 可能にし、従って歪みを発生させたり調整を必要とすることなしに多種の構成要 素の製造公差を吸収できるようにしている。

例えば、締着装置は、スリーブの半径方向拡大部；スリーブの半径方向拡大部に 対向配置してピストンに形成された軸線方向停止部； 半径方向拡大部から直径方向に突出する２つのスタフ　ド　： 内部に２つのスタッドが挿入されて前記主軸線を中心とする回転の自由度なしで それらの共通軸線に沿って摺動できるような２つのハウジングを互いに形成する ２つの非平坦形の弾性リング； リングにより部分的に形成された各ハウジングに対し９０°に配置された、この リング上に心出しされる角方向基準フレームのための各リングの少なくとも１つ の半径方向延長部；及び ピストンに設けた少なくとも２つの溝：を包含し、各リングの各半径方向延長部 がこれら溝の１つに収容され、半径方向に沿って摺動し且つこのリングに対して 接線方向に沿って溝に当接するようにして溝に収蔵されている。

更に、入力軸がピストンの密封部分を密封的に貫通し、ピストンにより形成され た軸線方向停止部がこの密封部分に配置されていることは有益であり、この特徴 は、一方において装置の小型化を増すとともに、他方において入力軸に対するピ ストンのその伝達部分の区域における移動の自由度を増す方向に寄与している。

前記歯付セクタに向けて指向した弾性力をラックとは反対の側でピストンの伝達 部分の接触面に加えるようにケーシングに当接する弾性スラスト装置を、本発明 の装置に与えることにより、他の実質的な利点が得られる。

事実、公知の装置ではラックと歯付セクタとの間の間隙を減少させるために十分 な注意が払われているが、間隙の完全な排除はピストンのその中央位置に接近す る位置に関してのみ可能となるだけである。逆に、このような弾性スラスト装置 を装備した本発明による装置では、入力及び出力回転運動間の間隙はピストンの 位置とはかかわりな（感知し得ない程度のものである。

例えば、この弾性スラスト装置は、出力軸の方向に略平行な少なくとも１つの第 １回転ピンのまわりに回転可能に嵌装された少な（とも１つのローラを包含し、 このローラが前記接触面に向けて弾性的に押圧されつつこの面上を転勤する。

可能な実施例では、ローラの第１回転ピンは、第１回転ピンに略平行であるがこ のピンに対して偏心した第２回転ピンに連結され、第２回転ピンは、第１回転ビ ンを前記接触面に接近させるに適した方向にケーシングに対し回転方向に弾性的 に押圧されている。

従って、第２回転ピンは環状輪郭をもったスプリングにより押圧され、このスプ リングは、この環状輪郭の長さに沿い相対角方向位置をとる２つの端部を有して いて、これらの位置から端部が弾性的に離隔でき、これら２つの端部のうちの第 １端部はケーシングに固定され、第２端部は第２回転ピンに回転方向に連結され ている。

例えば、環状輪郭をもったスプリングは、弾性開口部をもった単一コイルの開放 リングである。

他の可能な実施例では、弾性スラスト装置は、出力軸の方向に略平行をなす回転 及び並進運動可能なピンを有する少なくとも１つのローラを包含し、このローラ は、この回転及び並進運動可能なピンに沿って指向する力により、主軸線に平行 に且つ前記回転及び並進運動可能なピンに対して傾斜して方向づけられた接触面 の少なくとも一部分に対して弾性的に押圧されている。

本発明の他の特徴及び利点は、非限定的な例として添付図面を参照して行う下記 の説明から明らかとなるであろう。

図１は、図５のＩ−Ｉ線に沿う本発明の装置の部分的な断面図である。

図２は、ピストンの斜視図である。

図３は、出力軸及び歯付セクタの斜視図である。

図４は、弾性リングの斜視図である。

図５は、図１のＶ−Ｖ線に沿う本発明の装置の断面図である。　゛ 図６は、図１のＶｌ−ＶＩ線に沿う本発明の装置の断面図である。

図７は、弾性スラスト装置の変形例を示す図５と同様の図である。

図８は、図７の■−■線に沿う細部の断面図である。

図９は、スラスト装置の変形例を示す図５と同様の図である。

図１０は、弾性スラスト装置の更に池の変形例を示す図１と同様の図である。

慣例により、作動において互いに一体をなす２つの構成要素は、簡単明瞭化のた め、本発明において１っの同じ構成要素を構成するとして理解するものと考えて よく、当業者は、図面及び経験に基づいて、製造及び装着のために単一の構成要 素の代りに２つの組付けた構成要素を備える必要性を実感する立場にある。

本発明の装置は、その好ましい適用では、車両のステアリングホイールに連結さ れた入力軸に適用される回転運動を、この車両の操向車輪に連結された出力軸に 適用される相応した回転運動に変換できる自動車用動力操向装置を構成する。

この装置は先ず第１に、（図１に示す配列における）上方部分１ａが主軸線２を 中心とする回転円筒体２を形成するケーシング１を包含する。

入力回転運動が加えられる入力軸３は、主軸線２の方向に沿ってケーシング１内 に収蔵され、この軸線２の方向に並進運動方向に固定されるように周知の型式の 手段によりケーシングに堅固に連結される。

出力回転運動を行う出力軸４は、主軸線２を含む平面とは異なった平面に位置し 且つこの主軸線２の方向に対して略直角な方向をとる副軸線５上に心出しされる 。

それ自体周知の型式の回転式流体方向制御弁６がケーシング１の頭部内に収蔵さ れ、圧力流体を供給され、そして入力軸３の回転により駆動されて、ケーシング １の円筒状部分１ａ内に画成された第１及び第２室７ａ、７ｂにそれぞれ相違し 得る圧力を受けることができるようにする。

これらの室７ａ、７ｂはピストン８の密封部分８ａにより互いに密封的に隔離さ れ、ピストン８はケーシング１内に収蔵されて、特に室７ａ、７ｂ内にそれぞれ 発揮された圧力の差の作用のもので主軸線２の方向に沿いケーシング内を摺動で きる。

入力軸３と実質的に略同軸なこのピストン８は少な（とも部分的に入力軸を囲繞 し、密封部分８ａの延長上に、主軸線２の方向（図５）において見られるように 入力軸３を部分的に囲繞する２つのブランチをもったＵ形状の輪郭を有する運動 伝達部分８ｂを有する。

このＵ影輪郭の２つのブランチは、副軸線５上に心出しされて出力軸４と回転方 向に一体の歯付セクタ１０ａ、１０ｂ（図３）に入力軸３の両側でそれぞれ噛合 するラック９ａ、９ｂ　（図２）の形となっている。

図１の主軸線２と事実上一致する２つの歯付セクタに対する２つのラックの噛合 位置は、互いに且つこの主軸線２と実質的に同一平面である。

本質的に円筒状のスリーブ１１から成る運動変換装置が入力軸３とピストン８と の間に収蔵されて、入力軸の回転運動をピストン８の並進運動に変換するととも に、特に流体圧力供給系統の故障により室７ａ及び７ｂ間の圧力差が零の時でさ えも出力軸４を回転させることができる。

スリーブ１１は、その内面に、軸３に設けた逆ピッチの同様の軌道とでころがり ポール１４を閉じ込める螺旋軌道１１ａを有する。

ピストン８の長さよりも長さが極く僅か短いスリーブ１１は、ピストン８の内部 、特にこのピストンの運動伝達部分８ｂにより形成されたＵ影輪郭の内部におい て間隙をもって収蔵されている。

主軸線２を中心とするピストン８に対するスリーブ１１の回転、及び互いに且つ 主軸線２に対して直角な２方向に沿う並進運動を除（ピストンに対するスリーブ の相対並進運動を事実上防止するために、締着装置が設けられている。

好ましくは、図１に示すように、入力軸はピストン８の密封部分８ａを密封的に 貫通し、この締着装置は先ず第１に、スリーブの半径方向拡大部１１ｂと、スリ ーブ１１とピストン８との間で発揮され得る大きい軸線方向力が主軸線２の方向 に沿いいずれの方向に他方に対する一方の並進運動を生じさせるのを防止するよ うに半径方向拡大部１１ｂに対向する、ピストン８の密封部分８ａに設けた軸線 方向停止部８ｃ、８ｄとを包含する。

更に、スリーブ１１をピストン８に締着する装置は、半径方向拡大部１１ｂから 直径方向に突出し、且つ各々が例えば鋼で作られた２つの非平坦形の弾性リング １２及び１３により生起される１２ａ、１３ａのような２つの半ハウジング（図 １及び４）内に挿入される２つのスタッドｌｌｃ、ｌｌｄ　（図６）を包含する 。

ハウジングの寸法はスタッドの寸法に対して選択されるので、１２ａ、１３ａの ようなこれらハウジングに対するスタッドｌｌｃ、ｌｉｄの事実上可能な移動は 、共通の直径方向Ｄ（図６）に沿うスタッドの摺動すなわち並進運動だけである 。

更に、各弾性リングは、このリングにより形成されてスタッドｌｌｃ、ｌｉｄを 収容する半ハウジングに対し９０°に配置された、このリング上に心出しされる 角方向基準フレームのための１２Ｃ，１３Ｃのような少な（とも１つの半径方向 延長部を有する。

ピストン８自体は８ｅのような溝（図６）を有し、１３Ｃのような各半径方向延 長部がこれら溝の１つに収容され、１５のような半径方向に沿って摺動し且つこ の半径方向延長部を支持するリングに対して接線方向に沿う溝の両端縁に当接す るようにして溝に収蔵されている。

本発明の装置は更に、幾つかの可能な形状をとり得るが、ランク９ａ、９ｂとは 反対の側でピストン８の運動伝達部分８ｂの接触面８ｆにわたり歯付セクタ１０ ａ、１０ｂに向けて指向した弾性力を加えるようにケーシング１に当接するとい う共通の特徴を有する弾性スラスト装置を包含する。

本説明の意味として、弾性力は、この力が加えられる面が平均位置のまわりでこ の力の作用方向に沿って限られた振幅を移動した時に強さが多少変化する力であ る。

好ましくは、弾性スラスト装置は、出力軸４の軸線５に略平行な第１回転ピン１ ７を少なくとも中心として回転可能に嵌装された少なくとも１つのローラ１６を 包含しており、ローラ１６は接触面８ｆに向けて弾性的に押圧されつつこの面上 を転勤する。

例えば、ローラ１６の第１回転ピン１７は、第１回転ピンに略平行であるがこの ピンに対して偏心した第２回転ピン１８に連結され、第２回転ピンは、第１回転 ピン１７とローラ１６を接触面８ｆに接近させるに適した方向にケーシング１に 対し回転方向に弾性的に押圧されている。

第２ピン１８の弾性押圧力は１９又は２０のような環状輪郭をもったスプリング により得られ、このスプリングは、この輪郭の長さに沿い相対角方向位置をとる １９ａ、１９ｂ又は２０ａ、２０ｂのような２つの先端部を有していて、これら の位置から先端部が弾性的に離隔でき、これら先端部のうちの１９ａ又は２０ａ のような第１先端部はケーシング１に固定され、１９ｂ又は２０ｂのような第２ 先端部は第２ビン１８に回転方向に連結されている。

このスプリングは、図５に示すスプリング１９のように幾つかのコイルを備えて いてもよいし、あるいは図７及び８に示すスプリング２０のように弾性開口部を もった単一コイルの開放リングから成っていてもよい。

弾性スラスト装置は図９に示す更に他の実施例を採用してもよい。

この実施例によると、２つのローラ２１及び２２が出力軸４の軸線５に略平行な ビン２３に回転可能且つ並進運動可能に嵌装されている。

各ローラは、ピン２３に沿って指向され且つ例えば皿形ワッシャ２４のような適 宜の手段により発揮される弾性力により、他方に向けて押圧されている。

ピストン８の接触面の少な（とも一部分８ｇが主軸線２に平行に且つビン２３に 対して傾斜して方向づけられているので、各ローラ２１．２２は接触面のこの部 分８ｇに対して押圧され、歯付セクタ１０ａ、１０ｂに向けて指向した成分を有 する弾性力をローラに加える。

好ましくは、弾性手段２４は、その弾性変形がピン２３及びローラの当接面に対 する接触面の部分８ｇの傾斜を、一方において歯付セクタに向けて指向した力成 分の強さを維持し且つ他方において転動に加えローラ２１，２２と接触面の部分 ８ｇとの間に生じる摩擦を制限する所望の値にできるように選定される。

図１０は弾性スラスト装置の更に他の実施例を示しており、この装置は技術面全 体としては前述した解決法よりも多少不利であるが、経済上の利点を有していて 、成る場合では十分であることが実証されている。

この実施例では、ピストン８は、歯付セクタの方向にスプリング２６によりこの 方向に押圧された摩擦バッド２５によって押しつけられているだけであり、この スプリングは例えば皿形ワッシャの形状をなし、ケーシング１に螺着された支持 体２７に当接する。

ｈ恢ａ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　少なくとも一部分が主軸線（２）を中心とする回転円筒体（１ａ）を形成す るケーシング（１）；この主軸線の方向に沿ってケーシング内に収蔵され、この 方向に沿い並進運動方向に固定され、且つ入力回転運動によりこの主軸線を中心 として回転方向に駆動される入力軸（３）； 入力軸と同軸ではなく、方向が入力軸の方向に対して略直角である出力軸（４） ； 前記円筒体内に画成された第１及び第２室（７ａ，７ｂ）間の圧力差を生起する ように入力軸の回転により駆動できる回転式流体方向制御弁（６）；少なくとも 部分的に前記圧力差の作用のもとで軸線方向に摺動ずるようにケーシング内に収 蔵され、入力軸（３）と実質的に同軸で入力軸を少なくとも部分的に囲繞し、且 つ、一方において２つの室を密封的に区分する密封部分（８ａ）及び他方におい て出力軸に回転方向に連結された歯付セクタ（１０ａ）に噛合するラック（９ａ ）を与える伝達部分（８ｂ）を有するピストン（８）；及び 入力軸とピストンとの間に配置されて、前者の回転運動を後者の並進運動に変換 する運動変換装置（１１〜１４）； を包含する、自動車用動力援助操向装置として用いられ且つ入力回転運動を出力 回転運動に変換するのに適した流体援助装置において、ピストンの伝達部分（８ ｂ）が前記主軸線の方向において２つのブランチをもったＵ形状の輪郭を有し、 両ブランチがラック（９ａ，９ｂ）を形成し、互いに且つ前記主軸線と実質的に 同一平面である幾何学的位置において、互いに且つ出力軸（４）と一体である歯 付セクタ（１０ａ，１０ｂ）にそれぞれ噛合することを特徴とする流体援助装置 。 ２　請求項１記載の装置において、運動変換装置が、一方において、ピストン（ ８）により形成されたＵ形輪郭の内部に間隙をもって収蔵され且つボールのため の螺旋軌道（１１ａ）を内面に有する本質的に円筒状のスリーブ（１１）と、他 方において、前記主軸線（２）を中心とするピストンとスリーブとの相対回転及 び前記主軸線に対して直角な方向に沿う相対並進運動以外の相対並進運動を実質 的に防止するのに適した、ピストンに対してスリーブを固定する装置（８ｃ，８ ｄ，８ｅ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１２，１３，１３ｂ）とを包含することを 特徴とする装置。 ３　請求項２記載の装置において、前記締着装置が、スリーブの半径方向拡大部 （１１ｂ）；スリーブの半径方向拡大部に対向配置してピストンに形成された軸 線方向停止部（８ｃ，８ｄ）；半径方向拡大部から直径方向に突出する２つのス タッド（１１ｃ，１１ｄ）； 内部に２つのスタッドが挿入されて前記主軸線を中心とする回転の自由度なしで それらの共通軸線に沿って摺動できるような２つのハウジングを互いに形成する ２つの非平坦形の弾性リング（１２，１３）；リングにより部分的に形成された 各ハウジングに対し９０°に配置された、このリング上に心出しされる角方向基 準フレームのための各リングの少なくとも１つの半径方向延長部（１２ｃ，１３ ｃ）；及びピストンに設けた少なくとも２つの溝（８ｅ）；を包含し、各リング の各半径方向延長部がこれら溝の１つに収容され、半径方向（１５）に沿って摺 動し且つこのリングに対して接線方向に沿って溝に当接するようにして溝に収蔵 されていることを特徴とする装置。 ４　請求項３記載の装置において、入力軸（３）がピストンの密封部分を密封的 に貫通し、ピストンにより形成された軸線方向停止部がこの密封部分に配置され ていることを特徴とする装置。 ５　請求項１記載の装置において、前記歯付セクタに向けて指向した弾性力をラ ックとは反対の側でピストンの伝達部分（８ｂ）の接触面（８ｆ）に加えるよう にケーシングに当接する弾性スラスト装置（１６〜２７）を包含せしめたことを 特徴とする装置。 ６　請求項５記載の装置において、前記弾性スラスト装置が、出力軸の方向に略 平行な少なくとも１つの第１回転ピン（１７，２３）のまわりに回転可能に嵌装 された少なくとも１つのローラ（１６，２１，２２）を包含し、このローラが前 記接触面に向けて弾性的に押圧されつつこの面上を転動することを特徴とする装 置。 ７　請求項６記載の装置において、ローラの第１回転ピンが、第１回転ビンに略 平行であるがこのピンに対して偏心した第２回転ピン（１８）に連結され、第２ 回転ピンが、第１回転ピンを前記接触面に接近させるに適した方向にケーシング （１）に対し回転方向に弾性的に押圧されていることを特徴とする装置。 ８　請求項７記載の装置において、第２回転ピン（１８）が環状輪郭をもったス ブリング（１９，２０）により押圧され、このスブリングが、この環状輪郭の長 さに沿い相対角方向位置をとる２つの端部（１９ａ，１９ｂ；２０ａ，２０ｂ） を有していて、これらの位置から端部が弾性的に離隔でき、これら２つの端部の うちの第１端部（１９ａ，２０ａ）がケーシング（１）に固定され、第２端部（ １９ｂ，２０ｂ）が第２回転ピン（１８）に回転方向に連結されていることを特 徴とする装置。 ９　請求項８記載の装置において、環状輪郭をもったスブリングが、弾性開口部 をもった単一コイルの開放リング（２０）であることを特徴とする装置。 １０　請求項５記載の装置において、前記弾性スラスト装置が、出力軸の方向に 略平行をなす回転及び並進運動可能なピンを有する少なくとも１つのローラ（２ １，２２）を包含し、このローラが、この回転及び並進運動可能なピンに沿って 指向する力により、主軸線に平行に且つ前記回転及び並進運動可能なピンに対し て傾斜して方向づけられた接触面の少なくとも一部分（８ｇ）に対して弾性的に 押圧されていることを特徴とする装置。