JP2909322B2 - 操舵装置 - Google Patents
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Description
向する操舵装置、特にピニオンと内歯ギアよりなる減速
機構を内蔵した油圧式操舵装置に関する。
ンドル回転角の増大に応じて減少し、しかもその特性の
設計の自由度が高い操舵装置として、特願平3−240
398号に係る舵取装置を提案した。この技術は図4に
その主要部を示すように、入力軸1後端部に多少の相対
回動可能に弾性的に連結した動力操舵軸1aと、これに
対し所定量偏心して配置した中間回転部材2の間に入力
ピニオン5aと内歯ギア5bからなる減速機構5を設
け、また中間回転部材2と出力軸3の間にステアリング
ギア比(ハンドル回転角/タイヤ切れ角)を変えながら
回転を伝達する操舵特性付与機構4を設けたものであ
る。また、入力軸1に加わるトルクにより生じる入力軸
1と動力操舵軸1aの間の相対回動に応じて作動するサ
ーボ弁によりパワーシリンダを作動させて、出力作動部
材(ラックバー)にアシスト力を与えるようにしてい
る。
は、入力軸1と別体の動力操舵軸1aはただ1個の軸受
6により支持されると共に減速機構5の入力ピニオン5
aはこの軸受6から大きく突出する片持ち支持となって
いるので、作動に際して減速機構5の伝達トルクが増大
して噛合部に加わる荷重が増大すると軸受6への負荷が
増大し、これにより動力操舵軸1aが傾いて入力ピニオ
ン5aが撓み、このため操舵の剛性感が低下し、減速機
構5の噛合に悪影響を与え、操舵装置の円滑な作動を妨
げ、また耐久性を低下させるという問題がある。
力操舵軸1aに一体形成されているので軸受6の内径に
より制限されてその径を大きくすることができず、この
ため同一のトルクを伝達する際に減速機構5の噛合部に
加わる力が増大するので、これによっても上述と同様な
問題が生じる。本発明はこのような問題を解決して、よ
い操舵感と円滑な作動が得られ、耐久性にも優れ、しか
も構造簡単で小形な操舵装置を得ることを目的とする。
る操舵装置は、図1〜図3に例示するように、操舵ハン
ドルに一端部が連結されて共に回転され、他端部に動力
操舵軸12を同軸的に多少の相対回動可能に弾性的に連
結した入力軸11と、出力軸13及び連動機構15を介
して前記動力操舵軸12に連結され操舵リンクを介して
車輪を操舵する出力作動部材14と、この出力作動部材
にアシスト力を与える増力装置30と、前記入力軸11
と動力操舵軸12の間に設けられ、この両軸の間の相対
回動に応じて作動して前記増力装置30が前記出力作動
部材14に与えるアシスト力を変化させる制御装置20
と、これら各部材を支持するハウジング10を備えてな
る操舵装置において、前記動力操舵軸12と出力軸13
の間において同動力操舵軸に対し偏心して前記ハウジン
グ10に支持され、同出力軸に回転を伝達する中間回転
部材38と、前記動力操舵軸12を支持する軸受17b
の内輪の端面と当接して同動力操舵軸に同軸的に嵌合さ
れた入力ピニオン41と、前記動力操舵軸12の端部に
螺合されて前記入力ピニオン41を前記軸受の内輪と共
に動力操舵軸に共締め固定するねじ部材11bと、前記
中間回転部材38に一体的に設けられ前記入力ピニオン
41と噛合してこれと共に前記動力操舵軸12の回転を
減速して同中間回転部材に伝達する減速機構40を構成
する内歯ギア42と、前記ハウジング10の内周面に前
記中間回転部材38側からこれと同軸的に嵌合され、前
記動力操舵軸12を支持する前記軸受17bの外輪を同
弁ハウジングに押圧固定する筒状の軸受押え19と、こ
の軸受押えの外端側の内周面に設けられ前記入力ピニオ
ン41をその歯部41aと隣接するボス部の外周面で支
持する第2の軸受17cを備えたことを特徴とするもの
である。
は入力ピニオン41及び内歯ギア42よりなる減速機構
40により減速されて中間回転部材38に伝達され、操
舵特性付与機構45を介して出力軸13に伝達され、連
動機構15及び出力作動部材14を介して車輪を操舵す
る。
に応じてその噛合部に加わる荷重も増大するが、本発明
によれば、減速機構40の入力ピニオン41を設けた動
力操舵軸12は2個の軸受17b,17cにより支持さ
れているので、支持剛性が増大して減速機構40の噛合
部に加わる荷重による入力ピニオン41の撓みは減少
し、また一方の軸受17bに加わる負荷も減少する。ま
た、本発明によれば、軸受17bの内径に制限されるこ
となく入力ピニオン41の径を大きくすることができる
ので、同一のトルクを伝達する場合に減速機構40の噛
合部に加わる荷重が減少し、従ってこの荷重による入力
ピニオン41の撓みは減少し、また軸受17bに加わる
負荷も減少する。
構の噛合部に加わる荷重による入力ピニオンの撓みは減
少し、また軸受への負荷も減少するので、しっかりと手
ごたえのある良い操舵感が得られ、また作動が円滑で耐
久性にも優れた操舵装置が得られる。更に本発明によれ
ば、従来よりある軸受を弁ハウジングに固定する軸受押
えにより第2の軸受を保持させたので、部品点数の増加
はわずかであり、従って動力操舵軸を2個の軸受により
支持するようにしたにも係わらず、この部分の構造が簡
単で小形となる。また本発明によれば、外輪がハウジン
グに固定された軸受の内輪と入力ピニオンをねじ部材に
より動力操舵軸に共締め固定したので動力操舵軸の軸方
向位置保持のための構造が簡単となり、入力ピニオンを
動力操舵軸と別体としたにも係わらず小形となる。
の説明をする。図1に示すように、本実施例の操舵装置
のハウジング10は、互いにねじ止め固定された弁ハウ
ジング10a及びギアハウジング10bにより構成され
ている。互いに同軸的に配置された入力軸11及び動力
操舵軸12は、軸受17a,17bを介して弁ハウジン
グ10a内に支持され、トーションバー16により弾性
的に相対回動可能に連結されている。
輪は、弁ハウジング10aの内周面に入力ピニオン41
側からOリングを介して液密にねじ込まれた筒状の軸受
押え19により押圧されて、弁ハウジング10aに固定
されている。また動力操舵軸12の後部には、軸受17
bの内輪の端面と当接する入力ピニオン41がキー11
cにより回り止めされ、入力ピニオン41と軸受17b
の内輪は動力操舵軸12の先端に螺合されたナット11
bにより動力操舵軸12に共締め固定されている。これ
により動力操舵軸12は、ハウジング10に対し軸方向
位置が拘束されて回転自在に支持される。
るボス部41b外周が軸受押え19に保持された第2の
軸受17cにより支持され、2つの軸受17b,17c
の間には軸受押え19の内周面により液密に嵌合支持さ
れ内周のリップ部が入力ピニオン41のボス部41bの
外周面に液密かつ相対回転可能に当接されるオイルシー
ル49が設けられている。動力操舵軸12と入力ピニオ
ン41の嵌合面はOリング11dにより液密にシールさ
れている。
て中間回転部材38が、2個の軸受18cを介してギア
ハウジング10b内に支持され、この両者11,38の
回転軸線O1,O2の間の偏心量はeである。この中間
回転部材38の前半部に同軸的に形成された内歯ギア4
2は入力ピニオン41の歯部41aと互いに噛合して、
入力軸11の回転を減速して中間回転部材38に伝達す
る減速機構40を構成している。
ンジ39がキー39aを介して同軸的に前端に固定され
る出力軸13は、軸受18a,18bを介して入力軸1
1後方のギアハウジング10bに支持されている。ギア
ハウジング10bには出力軸13と立体的に交差して軸
動可能にラックバー(出力作動部材)14が支持され、
この両者13,14は連動機構15により連動されてい
る。本実施例においては、連動機構15は、出力軸13
に形成されたピニオン15aと、ラックバー14の一部
に形成されてピニオン15aと噛合するラック15bに
より構成され、ラックバー14の両端はそれぞれ操舵リ
ンクを介して左右の前輪(何れも図示省略)に連結され
ている。
らの回転角の増大に応じて減速比を次第に減少させなが
ら中間回転部材38の回転を出力軸13に伝達する操舵
特性付与機構45の説明をする。中間回転部材38の後
端面には、直径方向に延びるカム溝47が形成され、ま
たこれと対向する出力フランジ39の前端面には、突起
48が出力軸13の回転軸線O3から距離Rだけ偏心し
て軸方向に突出して設けられている。この距離Rは両部
材38,13の回転軸線O2,O3の間の偏心量eより
も大である。突起48は、回転軸線O3と平行に出力フ
ランジ39に植設固定されたピン48aと、ニードルロ
ーラ48cを介してピン48aに回転自在に設けられた
ローラ48bにより構成され、ローラ48bの外周面は
カム溝41内に実質的に隙間なく転動可能に係合されて
いる。
置は、サーボ弁20とパワーシリンダ30よりなる油圧
式の動力舵取り装置を備えている。サーボ弁20のロー
タ弁部材21は入力軸11に一体的に形成され、スリー
ブ弁部材22は内外周面がそれぞれロータ弁部材21の
外周面と弁ハウジング10aの内周面にそれぞれ回転可
能に嵌合され、係合ピン23により動力操舵軸12に連
結されている。弁ハウジング10aにはサーボ弁20の
4つのポート、すなわち入力ポート25、排出ポート2
6及び1対の分配ポート27a,27bが形成されてい
る。
の途中に設けられており、ギアハウジング10bと一体
的に形成されラックバー14を同軸的かつ液密に貫通さ
せるシリンダ31と、ラックバー14に固定されシリン
ダ31の内周に液密に嵌合してその内部を左右の作動室
に分離するピストン32により構成されている。この左
右の作動室はそれぞれ連通路によりサーボ弁20の各分
配ポート27a,27bに連通され、また入力ポート2
5及び排出ポート26はそれぞれ連通路により供給ポン
プ35及びリザーバ36に連通されている。
捩れにより生じる入力軸11と動力操舵軸12の間の相
対回動に応じて作動し、供給ポンプ35からパワーシリ
ンダ30の各作動室への作動流体の供給及び各作動室か
らリザーバ36への作動流体の排出を、各分配ポート2
5,26,27a,27bを介して制御するものであ
る。これにより前記トルクに応じた操舵アシスト力がラ
ックバー14を介して前輪に与えられる。なお、入力軸
11と動力操舵軸12の間には、この両者11,12の
間の捩りばね特性を変化させて動力操舵特性を変化させ
る反力機構29が設けられているが、詳細な構造は省略
する。
ドル(何れも図示省略)と一緒に回転すれば、トーショ
ンバー16を介して動力操舵軸12も共に回転され、中
間回転部材38は入力ピニオン41及び内歯ギア42よ
りなる減速機構40により減速して回転される。図2に
示す前輪操舵中立位置から中間回転部材38が左右何れ
かに回転するにつれて、突起48のローラ48bはカム
溝47内に沿って半径方向外向きに転動して出力軸13
は回転され、この回転は連動機構15を介してラックバ
ー14の軸動に変換され、図略のリンクを介して前輪を
操舵する。中間回転部材38の回転角α及び操舵ハンド
ルに連結された入力軸11の回転角βに対する出力軸1
3の回転角θは、それぞれ次の通りとなる。
分値dθ/dαであり、中間回転部材回転角αが中立位置
から離れて180度に近付くにつれて次第に減少し、そ
れを過ぎれば増大する。また操舵ハンドル回転角βに対
するステアリングギア比の特性は後式の微分値dθ/dβ
に比例し、減速機構40の減速比gに応じて図3に示す
ようになる。すなわち、操舵中立位置ではステアリング
ギア比は大きく、操舵ハンドル回転角の増大に応じて次
第に減少し、減速比gに応じた所定の操舵ハンドル回転
角位置で最小値となり、それ以上の操舵ハンドル回転角
では増大傾向、すなわち逆の特性となる。このステアリ
ングギア比が最小となる操舵ハンドル回転角位置は、図
示のように、減速機構40の減速比gが1の場合は18
0度であり、減速比gの増大に応じて増大する。図3は
r=0.4の場合に減速比gを変化させた一例を示す。
本実施例では減速機構40の減速比gは1.4であり、
そのときの特性を実線で示す。この場合のステアリング
ギア比が最小となる操舵ハンドル回転角位置は252度
であるが、ストッパにより240度以上は操舵されな
い。
機構40の伝達トルクの増大に応じてその噛合部に加わ
る荷重も増大するが、互いに一体的に結合された動力操
舵軸12及び入力ピニオン41は2個の軸受17b,1
7cにより支持されているので、支持剛性が増大して作
動時に加わる荷重による入力ピニオン41の撓みが減少
し、また軸受17bに加わる負荷も減少する。また、ナ
ット11bにより動力操舵軸12に締付け固定された入
力ピニオン41の歯部41aは、軸受17bの内径に制
限されることなくその径を大きくすることができるの
で、同一のトルクを伝達する場合に減速機構40の噛合
部に加わる荷重が減少し、従ってこの荷重によっても入
力ピニオン41の撓みは減少し、軸受17bに加わる負
荷も減少する。これによりしっかりと手ごたえのあるよ
い操舵感が得られると共に、軸受17bにこじりを生じ
たり減速機構40の噛合に不具合が生じたりしないので
作動が円滑となり耐久性も向上する。しかも軸受17b
を弁ハウジング10aに固定すると共にオイルシール4
9の保持部材を兼用する軸受押え19により第2の軸受
17cを保持させたので、動力操舵軸12を2個の軸受
により支持するようにしたにも係わらず部品点数の増加
はわずかであり、また、外輪が弁ハウジング10aに固
定された軸受17bの内輪と入力ピニオン41をナット
11bにより動力操舵軸12に共締め固定したので入力
ピニオンを動力操舵軸と別体としたにも係わらず動力操
舵軸12の軸方向位置保持のための構造が簡単となり、
操舵装置を全体として小形にする なお上記各実施例は、油圧式の動力舵取装置を使用した
例を示したが、本発明は他の形式の動力舵取装置、例え
ば電気式の動力舵取装置を使用して実施することもでき
る。また本発明は、連動機構15としてボールスクリュ
ー式、ウオームピン式などラックピニオン式以外のもの
を使用した前輪操舵装置に実施することもできる。ま
た、前輪操舵装置に限らず、後輪操舵装置にも適用する
ことができる。
面図である。
特性の一例を示す図である。
面図である。
(ナット)12…動力操舵軸、13…出力軸、14…出
力作動部材(ラックバー)、15…連動機構、17b…
軸受、17c…第2の軸受、19…軸受押え、20…制
御装置、30…増力装置、38…中間回転部材、40…
減速機構、41…入力ピニオン、41a…歯部、42…
内歯ギア、45…操舵特性付与機構、49…オイルシー
ル。
Claims (1)
- 【請求項1】 操舵ハンドルに一端部が連結されて共に
回転され、他端部に動力操舵軸を同軸的に多少の相対回
動可能に弾性的に連結した入力軸と、 出力軸及び連動機構を介して前記動力操舵軸に連結され
操舵リンクを介して車輪を操舵する出力作動部材と、 この出力作動部材にアシスト力を与える増力装置と、 前記入力軸と動力操舵軸の間に設けられ、この両軸の間
の相対回動に応じて作動して前記増力装置が前記出力作
動部材に与えるアシスト力を変化させる制御装置と、 これら各部材を支持するハウジングを備えてなる操舵装
置において、 前記動力操舵軸と出力軸の間において同動力操舵軸に対
し偏心して前記ハウジングに支持され、同出力軸に回転
を伝達する中間回転部材と、 前記動力操舵軸を支持する軸受の内輪の端面と当接して
同動力操舵軸に同軸的に嵌合されて、同動力操舵軸に同
軸受の内輪と共締め固定された入力ピニオンと、 前記中間回転部材に一体的に設けられ前記入力ピニオン
と噛合してこれと共に前記動力操舵軸の回転を減速して
同中間回転部材に伝達する減速機構を構成する内歯ギア
と、 前記ハウジングの内周面に前記中間回転部材側からこれ
と同軸的に嵌合され、前記動力操舵軸を支持する前記軸
受を同弁ハウジングに押圧固定する筒状の軸受押えと、 この軸受押えの外端側の内周面に設けられ前記入力ピニ
オンをその歯部と隣接するボス部の外周面で支持する軸
受を備えたことを特徴とする操舵装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25148792A JP2909322B2 (ja) | 1992-09-21 | 1992-09-21 | 操舵装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25148792A JP2909322B2 (ja) | 1992-09-21 | 1992-09-21 | 操舵装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0699821A JPH0699821A (ja) | 1994-04-12 |
JP2909322B2 true JP2909322B2 (ja) | 1999-06-23 |
Family
ID=17223538
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25148792A Expired - Fee Related JP2909322B2 (ja) | 1992-09-21 | 1992-09-21 | 操舵装置 |
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JP (1) | JP2909322B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004291740A (ja) * | 2003-03-26 | 2004-10-21 | Nsk Ltd | ステアリング装置 |
CN103043091B (zh) * | 2012-12-21 | 2016-07-13 | 徐州重型机械有限公司 | 一种角传动器及转向操纵机构 |
-
1992
- 1992-09-21 JP JP25148792A patent/JP2909322B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH0699821A (ja) | 1994-04-12 |
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