JP2998480B2 - Power steering device - Google Patents

Power steering device

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JP2998480B2
JP2998480B2 JP4916893A JP4916893A JP2998480B2 JP 2998480 B2 JP2998480 B2 JP 2998480B2 JP 4916893 A JP4916893 A JP 4916893A JP 4916893 A JP4916893 A JP 4916893A JP 2998480 B2 JP2998480 B2 JP 2998480B2
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valve
spring
valve sleeve
power steering
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晃 長谷川
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Toyota Motor Corp
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は車両に搭載して使用され
る動力舵取装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power steering device mounted on a vehicle.

【0002】[0002]

【従来の技術】動力舵取装置の一形式として、バルブハ
ウジング内に回転可能に支持した第1軸と一体的に回転
するバルブロータと、前記第1軸に同軸的かつ所定量相
対回転可能に連結した第2軸と一体的に回転し前記バル
ブロータの外周に同心的に配置したバルブスリーブと、
このバルブスリーブと前記バルブロータ間に設けられパ
ワーシリンダの各油室に対する給排通路を切換え可能な
制御弁機構を備えて、前記両軸間の相対回転により前記
制御弁機構を作動して前記パワーシリンダの各油室に対
する作動油の給排を制御するロータリバルブ式制御弁を
具備する動力舵取装置において、前記第1軸の一端に回
転方向において対称的な立体カムを形成するとともに、
前記第2軸に前記立体カムに係合し前記両軸の相対回転
時軸方向に移動するカムフォロアを軸方向移動可能かつ
一体回転可能に組付け、このカムフォロアを前記第2軸
内に設けたスプリングにより前記立体カムに向けて付勢
するようにしたものが特開平4−19268号公報にて
提案されている。
2. Description of the Related Art As one type of a power steering apparatus, a valve rotor which is integrally rotatable with a first shaft rotatably supported in a valve housing, and which is rotatable coaxially with the first shaft by a predetermined amount. A valve sleeve which rotates integrally with the connected second shaft and is arranged concentrically on the outer periphery of the valve rotor;
A control valve mechanism provided between the valve sleeve and the valve rotor and capable of switching a supply / discharge passage for each oil chamber of the power cylinder; In a power steering apparatus provided with a rotary valve control valve for controlling supply and discharge of hydraulic oil to and from each oil chamber of a cylinder, a three-dimensional cam symmetrical in a rotational direction is formed at one end of the first shaft,
A spring in which a cam follower that engages with the three-dimensional cam and moves in the axial direction when the two shafts rotate relative to each other is mounted on the second shaft so as to be axially movable and integrally rotatable, and this cam follower is provided in the second shaft. Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-19268 proposes an apparatus for urging the three-dimensional cam toward the three-dimensional cam.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の動力舵
取装置においては、スプリングのばね諸元を適宜に設定
することにより所望のパワーステアリング特性を得るこ
とができるものの、スプリングが第2軸内に設けられる
ものであって大きなスプリングを採用することができな
いため、スプリングのばね諸元の自由度が限られ、パワ
ーステアリング特性の設計自由度が小さいという問題が
ある。本発明は、上記した問題に対処すべくなされたも
のであり、その目的は、大きなスプリングを採用するこ
とが可能でパワーステアリング特性の設計自由度が大き
い動力舵取装置を提供することにある。
In the above-described conventional power steering apparatus, although the desired power steering characteristics can be obtained by appropriately setting the spring specifications of the spring, the spring is not provided in the second shaft. However, since a large spring cannot be adopted, the degree of freedom of the spring specifications of the spring is limited, and there is a problem that the degree of freedom in designing the power steering characteristic is small. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to address the above-described problem, and an object of the present invention is to provide a power steering apparatus that can employ a large spring and has a large degree of freedom in designing power steering characteristics.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明においては、当該動力舵取装置を、バル
ブハウジング内に回転可能に支持された第1軸と一体的
に回転するバルブロータと、前記第1軸に同軸的かつ所
定量相対回転可能に連結された第2軸と一体的に回転し
前記バルブロータの外周に同心的に配置したバルブスリ
ーブと、このバルブスリーブと前記バルブロータ間に設
けられて前記両軸の相対回転によりパワーシリンダの各
油室に対する給排通路を切換える制御弁機構と、前記第
2軸の一端に回転方向において対称的に形成した立体カ
ムと、前記第1軸に軸方向移動可能かつ一体回転可能に
組付けられて前記立体カムに係合し前記両軸の相対回転
時軸方向に移動するカムフォロアと、前記バルブスリー
ブの前記第1軸側にて前記第1軸の外周に同軸的に配置
されて軸方向に撓むスプリングと、前記スプリングのば
ね力を前記カムフォロアに伝えて前記カムフォロアを前
記立体カムに向けて押圧する連結具とを備えてなり、前
記スプリングが一端にて前記第1軸を軸支するベアリン
グのインナーレースに係合し他端にて前記連結具の第1
軸側端部に係合する構成とした。
In order to achieve the above-mentioned object, according to the present invention, there is provided a power steering apparatus which rotates a power steering device integrally with a first shaft rotatably supported in a valve housing. A rotor, a valve sleeve coaxially connected to the first shaft and rotatably connected to the second shaft by a predetermined amount so as to be relatively rotatable, and concentrically disposed on the outer periphery of the valve rotor; and the valve sleeve and the valve A control valve mechanism provided between the rotors for switching a supply / discharge passage for each oil chamber of the power cylinder by the relative rotation of the two shafts, a three-dimensional cam formed at one end of the second shaft symmetrically in a rotational direction, A cam follower assembled to the first shaft so as to be axially movable and integrally rotatable, engages the three-dimensional cam, and moves in the axial direction when the two shafts rotate relative to each other; and the first shaft side of the valve sleeve. And a connector for pressing the spring flex coaxially disposed in the axial direction, the cam follower convey the spring force of the spring in the cam follower on the solid cam to the outer periphery of the first shaft Te Become before
A bearing in which the spring supports the first shaft at one end.
And the other end of the connecting member
It was configured to engage with the shaft side end .

【0005】[0005]

【発明の作用・効果】本発明による動力舵取装置におい
ては、スプリングがバルブスリーブの第1軸側にて第1
軸の外周に同軸的に配置されるようにした、すなわちバ
ルブスリーブの一端にて第1軸の一部分外周とこれを包
囲するバルブハウジング間に形成され第1軸とバルブハ
ウジングの部分的な形状変更によって適宜に大きくし得
るスペースにスプリングが配置されるようにしたため、
コンパクトな構成にて大きなスプリングを採用すること
が可能であり、ばね諸元の自由度が向上し、パワーステ
アリング特性の設計自由度が向上する。また、スプリン
グが一端にて第1軸を軸支するベアリングのインナーレ
ースに係合し他端にて連結具の第1軸側端部に係合する
構成であるため、スプリングの一端と係合するばね受け
部材やこれを第1軸に保持する保持部材を別途設ける必
要がなく、シンプルな構成にて安価に実施することが可
能である。
In the power steering apparatus according to the present invention, the spring is provided on the first shaft side of the valve sleeve.
The coaxial arrangement is arranged around the outer periphery of the shaft, that is, at one end of the valve sleeve, formed between a part of the outer periphery of the first shaft and the valve housing surrounding the first shaft, and partially changing the shape of the first shaft and the valve housing. Because the spring is arranged in a space that can be enlarged as appropriate,
It is possible to employ a large spring with a compact configuration , and the degree of freedom of spring specifications is improved, and the degree of freedom in designing power steering characteristics is improved. Also, Spring
The inner ring of the bearing that supports the first shaft at one end
And the other end engages the first shaft side end of the coupler.
Spring receiver that engages one end of the spring
It is necessary to separately provide a member and a holding member for holding it on the first shaft.
There is no need, and it can be implemented at low cost with a simple configuration
Noh.

【0006】[0006]

【実施例】以下に、本発明の一実施例を図面に基づいて
説明する。図1は本発明を自動車用ラック・ピニオン式
動力舵取装置に実施した例を示していて、この動力舵取
装置においては、バルブハウジング11内に回転可能に
支持された入力軸12とバルブハウジング11及びギヤ
ハウジング13内に回転可能に支持された出力軸14が
同軸的かつ所定量相対回転可能に連結されている。な
お、バルブハウジング11には、排出ポート11aが形
成されていてタンクTに接続されている。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an embodiment in which the present invention is applied to an automobile rack and pinion type power steering device. In this power steering device, an input shaft 12 rotatably supported in a valve housing 11 and a valve housing 11 and an output shaft 14 rotatably supported in the gear housing 13 are coaxially and rotatably connected to each other by a predetermined amount. Note that a discharge port 11 a is formed in the valve housing 11 and is connected to the tank T.

【0007】入力軸12は、その上端にて中間軸及びメ
インシャフトを介してステアリングホイール(共に図示
省略)に連結されるものであり、その下端部にはバルブ
ロータ15が一体的に形成されていて、このバルブロー
タ15の外周にはバルブスリーブ16が同心的に配置さ
れている。バルブロータ15は、図1及び図2にて示し
たように、外周に通路切換溝15aと連通溝15bを有
していて、通路切換溝15aは上下両端が閉じており、
連通溝15bは上下両端が開いている。また、バルブロ
ータ15の下端には軸心を通って径方向に延びる取付溝
15cが軸方向に形成されていて、この取付溝15cに
は一対のカムフォロア21を連結する連結軸22が軸方
向へ移動可能かつ一体回転可能に組付けられている。な
お、両カムフォロア21は、両シムプレート23ととも
に連結ロッド22に回転可能に組付けられ、E形クリッ
プ24にて抜け止めされている。
The input shaft 12 is connected at its upper end to a steering wheel (both not shown) via an intermediate shaft and a main shaft, and has a valve rotor 15 integrally formed at its lower end. A valve sleeve 16 is arranged concentrically on the outer periphery of the valve rotor 15. As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the valve rotor 15 has a passage switching groove 15a and a communication groove 15b on the outer periphery, and the passage switching groove 15a is closed at both upper and lower ends.
The communication groove 15b is open at both upper and lower ends. At the lower end of the valve rotor 15, a mounting groove 15c extending in the radial direction through the shaft center is formed in the axial direction. A connecting shaft 22 connecting the pair of cam followers 21 is formed in the mounting groove 15c in the axial direction. It is movable and integrally rotatable. The two cam followers 21 are rotatably mounted on the connecting rod 22 together with the two shim plates 23, and are prevented from coming off by the E-shaped clips 24.

【0008】バルブスリーブ16は、周知のようにバル
ブロータ15との間に、両軸12,14の相対回転によ
りパワーシリンダCの各油室C1,C2に対する給排通
路を切換える制御弁機構を形成するものであり、出力軸
14と一体的に回転するように出力軸14の上端に一体
的に組付けられており、バルブハウジング11に形成し
た供給ポート(図示省略)を通して油圧ポンプPに接続
される通路16aと、バルブハウジング11に形成した
各接続ポート(図示省略)を通してパワーシリンダCの
各油室C1,C2にそれぞれ接続される通路16b,1
6cを有している。
As is well known, the valve sleeve 16 forms a control valve mechanism between the valve rotor 15 and the supply / discharge passage for the oil chambers C1, C2 of the power cylinder C by relative rotation of the shafts 12, 14. And is integrally attached to the upper end of the output shaft 14 so as to rotate integrally with the output shaft 14, and is connected to a hydraulic pump P through a supply port (not shown) formed in the valve housing 11. Passages 16b, 1 connected to the oil chambers C1, C2 of the power cylinder C through respective connection ports (not shown) formed in the valve housing 11, respectively.
6c.

【0009】出力軸14は、ラック17(パワーシリン
ダCのピストンロッドに一体的に形成されている)と噛
合するピニオン14aを一体的に備えていて、その上端
には一対の立体カム14bが形成されており、各立体カ
ム14bにはスプリング24,連結具25及び連結軸2
2を介して下方へ付勢された各カムフォロア21がそれ
ぞれ係合している。各立体カム14bは、U字状に形成
されていて、入力軸12と出力軸14の相対回転によっ
て各カムフォロア21をスプリング24の作用に抗して
上方へ移動させる円弧部分aと、この円弧部分aの両端
に形成されて入力軸12と出力軸14の最大相対回転量
を所定量に規定する直線部分bによって構成されてい
る。
The output shaft 14 integrally includes a pinion 14a that meshes with a rack 17 (integrally formed on the piston rod of the power cylinder C), and has a pair of three-dimensional cams 14b formed at its upper end. Each of the three-dimensional cams 14b has a spring 24, a connecting member 25, and a connecting shaft 2.
The respective cam followers 21 urged downward via the two are engaged with each other. Each of the three-dimensional cams 14b is formed in a U-shape, and has an arc portion a for moving each cam follower 21 upward against the action of the spring 24 by the relative rotation of the input shaft 12 and the output shaft 14; The linear portion b is formed at both ends of the input shaft 12a and defines the maximum relative rotation amount of the input shaft 12 and the output shaft 14 to a predetermined amount.

【0010】スプリング24は、バルブスリーブ16の
上側にて入力軸12の外周に同軸的に配置されて軸方向
に撓む圧縮コイルスプリングであり、上端にて入力軸1
2を軸支するベアリング26のインナレース26aにリ
テーナ27を介して係合するとともに、下端にて連結具
25の上端リング部25aに係合している。連結具25
は、上端リング部25aと一対の脚部25bとスプリン
グ24の位置決めをするストッパ25cによって構成さ
れていて、入力軸12の外周に上下動可能に組付けられ
ており、各脚部25bはバルブロータ15の各連通溝1
5bに沿って設けられていて上端リング部25aに上端
にて係合し下端にて連結軸22に係合している。
The spring 24 is a compression coil spring which is coaxially arranged on the outer periphery of the input shaft 12 above the valve sleeve 16 and flexes in the axial direction.
2 is engaged with an inner race 26a of a bearing 26 which supports the bearing 2 via a retainer 27, and is engaged with an upper end ring portion 25a of the connecting member 25 at a lower end. Connector 25
Is constituted by an upper end ring portion 25a, a pair of leg portions 25b, and a stopper 25c for positioning the spring 24, and is mounted on the outer periphery of the input shaft 12 so as to be vertically movable, and each leg portion 25b is a valve rotor. 15 communication grooves 1
5b, the upper end is engaged with the upper ring portion 25a at the upper end, and is engaged with the connecting shaft 22 at the lower end.

【0011】上記のように構成した本実施例において
は、車両の直進時、入力軸12と出力軸14が相対回転
していないため、立体カム14bとカムフォロア21の
関係が図示のようになっていて、バルブスリーブ16の
通路16aが両通路16b,16cとバルブロータ15
の連通溝15bに連通しているため、油圧ポンプPから
通路16aに供給された作動油はパワーシリンダCに供
給されることなくバルブロータ15の連通溝15bとバ
ルブハウジング11の排出ポート11aを通してタンク
Tに還流する。
In this embodiment constructed as described above, the input shaft 12 and the output shaft 14 do not rotate relative to each other when the vehicle is traveling straight, so that the relationship between the three-dimensional cam 14b and the cam follower 21 is as shown in the figure. Thus, the passage 16a of the valve sleeve 16 is connected to both passages 16b and 16c and the valve rotor 15.
The hydraulic oil supplied from the hydraulic pump P to the passage 16a is not supplied to the power cylinder C, but is supplied to the tank 15 through the communication groove 15b of the valve rotor 15 and the discharge port 11a of the valve housing 11. Reflux to T.

【0012】しかして、車両の旋回時には、入力軸12
と出力軸14間に相対回転が生じて、バルブスリーブ1
6の通路16aが両通路16b,16cの一方との連通
を遮断されるとともに両通路16b,16cの他方がバ
ルブロータ15の連通溝15bとの連通を遮断されるよ
うになり、パワーシリンダCの両油室C1,C2の一方
に作動油が供給されるとともに、両油室C1,C2の他
方から作動油がタンクTに向けて流れてパワーシリンダ
Cが作動し、旋回の操舵力が助勢される。また、このと
きには、入力軸12と出力軸14間の相対回転によって
両カムフォロア21が立体カム14bに沿って移動して
スプリング24の作用に抗して軸方向へ移動するため、
スプリング24のばね力がステアリングホイールに反力
として作用する。
However, when the vehicle turns, the input shaft 12
Relative rotation is generated between the valve sleeve 1 and the output shaft 14.
6 is blocked from communicating with one of the two passages 16b and 16c, and the other of the two passages 16b and 16c is blocked from communicating with the communication groove 15b of the valve rotor 15. Hydraulic oil is supplied to one of the two oil chambers C1 and C2, and hydraulic oil flows from the other of the two oil chambers C1 and C2 toward the tank T to operate the power cylinder C, thereby assisting the turning steering force. You. Also, at this time, the cam followers 21 move along the three-dimensional cam 14b due to the relative rotation between the input shaft 12 and the output shaft 14, and move in the axial direction against the action of the spring 24.
The spring force of the spring 24 acts as a reaction force on the steering wheel.

【0013】ところで、本実施例においては、スプリン
グ24がバルブスリーブ16の上側にて入力軸12の外
周に同軸的に配置されるようにした、すなわちバルブス
リーブ16の一端にて入力軸12の一部分外周とこれを
包囲するバルブハウジング11間に形成され入力軸12
とバルブハウジング11の部分的な形状変更によって適
宜に大きくし得るスペースにスプリング24が配置され
るようにしたため、大きなスプリングを採用することが
可能であり、ばね諸元の自由度が向上し、パワーステア
リング特性の設計自由度が向上する。
In this embodiment, the spring 24 is arranged coaxially on the outer periphery of the input shaft 12 above the valve sleeve 16, that is, a part of the input shaft 12 is provided at one end of the valve sleeve 16. An input shaft 12 formed between an outer periphery and a valve housing 11 surrounding the outer periphery.
The spring 24 is arranged in a space that can be appropriately enlarged by partially changing the shape of the valve housing 11 and the valve housing 11, so that a large spring can be adopted, the degree of freedom of the spring specifications is improved, and the power is increased. The degree of freedom in designing steering characteristics is improved.

【0014】図3は本発明の他の実施例を示していて、
この実施例においては、スプリング24のばね力をバル
ブロータ15を通してカムフォロア21に伝える連結具
として連結具125が採用されている。連結具125
は、上端リング部125aと、入力軸12に設けた径方
向の取付孔12aを貫通して両端にて上端リング部12
5aに連結された連結ロッド125bと、入力軸12の
軸心に設けられて上端にて取付孔12aの中央に連通す
る第2の取付孔12bに挿通されて上端にて連結ロッド
125bに係合し下端にて連結軸22に係合する第2の
連結ロッド125cによって構成されている。この実施
例のその他の構成及び作用効果は図1及び図2に示した
上記実施例と実質的に同じであるため、類似部材に同一
符号を付してその説明は省略する。
FIG. 3 shows another embodiment of the present invention.
In this embodiment, a connector 125 is employed as a connector for transmitting the spring force of the spring 24 to the cam follower 21 through the valve rotor 15. Connector 125
The upper end ring portion 125a and the upper end ring portion 12 at both ends through a radial mounting hole 12a provided in the input shaft 12 are provided.
A connecting rod 125b connected to the connecting rod 5a is inserted into a second mounting hole 12b provided at the axis of the input shaft 12 and communicating with the center of the mounting hole 12a at the upper end, and engaged with the connecting rod 125b at the upper end. The lower end is constituted by a second connecting rod 125c which engages with the connecting shaft 22. Since the other configuration, operation and effect of this embodiment are substantially the same as those of the above-described embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the same reference numerals are given to the similar members, and the description thereof will be omitted.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明による動力舵取装置の一実施例を示す
全体構成図である。
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an embodiment of a power steering device according to the present invention.

【図2】 図1に示した動力舵取装置の要部部分破断側
面図である。
FIG. 2 is a partial cutaway side view of a main part of the power steering device shown in FIG.

【図3】 連結具の変形例を示す要部部分破断側面図で
ある。
FIG. 3 is a partial cutaway side view of a main part showing a modification of the coupler.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…バルブハウジング、12…入力軸(第1軸)、1
4…出力軸(第2軸)、14b…立体カム、15…バル
ブロータ、16…バルブスリーブ、16a,16b,1
6c…通路、21…カムフォロア、24…スプリング、
25…連結具、C…パワーシリンダ、C1,C2…油
室。
11: valve housing, 12: input shaft (first shaft), 1
4 output shaft (second shaft), 14b three-dimensional cam, 15 valve rotor, 16 valve sleeve, 16a, 16b, 1
6c: passage, 21: cam follower, 24: spring,
25: coupling tool, C: power cylinder, C1, C2: oil chamber.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 バルブハウジング内に回転可能に支持さ
れた第1軸と一体的に回転するバルブロータと、前記第
1軸に同軸的かつ所定量相対回転可能に連結された第2
軸と一体的に回転し前記バルブロータの外周に同心的に
配置したバルブスリーブと、このバルブスリーブと前記
バルブロータ間に設けられて前記両軸の相対回転により
パワーシリンダの各油室に対する給排通路を切換える制
御弁機構と、前記第2軸の一端に回転方向において対称
的に形成した立体カムと、前記第1軸に軸方向移動可能
かつ一体回転可能に組付けられて前記立体カムに係合し
前記両軸の相対回転時軸方向に移動するカムフォロア
と、前記バルブスリーブの前記第1軸側にて前記第1軸
の外周に同軸的に配置されて軸方向に撓むスプリング
と、前記スプリングのばね力を前記カムフォロアに伝え
て前記カムフォロアを前記立体カムに向けて押圧する連
結具とを備えてなり、前記スプリングが一端にて前記第
1軸を軸支するベアリングのインナーレースに係合し他
端にて前記連結具の第1軸側端部に係合する動力舵取装
置。
A valve shaft rotatably supported in a valve housing and integrally rotatable with a first shaft; and a second shaft coaxially and rotatably connected to the first shaft by a predetermined amount.
A valve sleeve that rotates integrally with a shaft and is concentrically disposed on the outer periphery of the valve rotor; and a valve sleeve that is provided between the valve sleeve and the valve rotor and supplies and discharges each oil chamber of the power cylinder by relative rotation of the two shafts. A control valve mechanism for switching a passage, a three-dimensional cam formed at one end of the second shaft in a rotationally symmetrical manner, and an axially movable and integrally rotatable assembly attached to the first shaft; A cam follower that moves in the axial direction when the two shafts rotate relative to each other; a spring that is coaxially disposed on the outer periphery of the first shaft on the first shaft side of the valve sleeve and flexes in the axial direction; A coupling for transmitting a spring force of a spring to the cam follower and pressing the cam follower toward the three-dimensional cam , wherein the spring has an end connected to the
Engage with the inner race of the bearing that supports one shaft
A power steering device engaged at an end with a first shaft end of the coupling tool .
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP3301303B2 (en) * 1995-10-13 2002-07-15 トヨタ自動車株式会社 Electric motor

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