JPH0584570U - 舵角付与装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ロータリ式切換弁１２のスプール１４に回転力
を伝達する為の、駆動側傘歯車２５と従動側傘歯車２４
との間のバックラッシュを解消する。そして、前記ロー
タリ式切換弁１２切り換え駆動用の電動モータを大型化
する事なく、後輪に付与する舵角の微調節を可能とす
る。 【構成】スプール１４の端部を、深溝型の玉軸受４２に
より、蓋体４０の内側に回転自在に支承する。玉軸受４
２の内輪４２ａと従動側傘歯車２４の端面との間に皿板
ばね４６を設ける。この皿板ばね４６の弾力により、前
記従動側傘歯車２４を駆動側傘歯車２５に押圧し、バッ
クラッシュを解消する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案に係る舵角付与装置は、自動車の四輪操舵装置に組み込み、後輪に舵 角を付与する為に利用する。

【０００２】

【従来の技術】

例えば特開平２−２３７８６９号公報に記載されている様に、狭い道での進路 変更を容易に行なえる様に、自動車の回転半径を小さくする為、或は、高速走行 時に於ける進路変更でも車両の安定性が保たれる様にする為、ステアリングホイ ールを操作した場合に、前輪だけでなく後輪も動かす四輪操舵装置が、近年使用 される様になって来た。

【０００３】 図２は、この様な目的で使用される四輪操舵装置に組み込まれ、後輪に所定の 舵角付与を行なう舵角付与装置の１例を示している。自動車の後部床下に、この 自動車の幅方向に亙って支持された操舵軸１は、軸方向（自動車の幅方向、図の 左右方向）に変位する事により、図示しない後輪に舵角を付与する。この操舵軸 １の中間部にはラック２を、この操舵軸１と一体に形成している。又、前記操舵 軸１の中間部で前記ラック２から外れた部分には、油圧シリンダ３を、この操舵 軸１を囲んで設けている。尚、この油圧シリンダ３の両端部内周面と前記操舵軸 １の外周面との間の油密は、図示しないシール材により保持している。

【０００４】 前記操舵軸１の中間部に固定したピストン４は、前記油圧シリンダ３の内側に 油密に嵌装し、このピストン４によって前記油圧シリンダ３内を、第一の室５と 第二の室６とに分割している。

【０００５】 又、前記油圧シリンダ３の内周面には１対の段部７、７を、互いに間隔をあけ て形成し、前記操舵軸１の外周面には１対の鍔部８、８を、前記段部７、７と同 じ間隔をあけて形成している。そして、両鍔部８、８の間部分に於いて前記操舵 軸１に、１対のスリーブ９、９を、それぞれこの操舵軸１に対する摺動自在に外 嵌している。前記１対のスリーブ９、９の間には圧縮ばね１０を設け、両スリー ブ９、９に、互いに離れる方向の弾力を付与している。

【０００６】 前記操舵軸１が中立位置に存在する（後輪に舵角を付与していない）状態では 、各スリーブ９、９の端面外周縁部が前記各段部７、７に、同じく内周縁部が前 記各鍔部８、８に、それぞれ当接する。そして、前記操舵軸１が何れの方向に変 位した場合でも、前記圧縮ばね１０が、前記１対のスリーブ９、９の間で圧縮さ れる。従って、前記操舵軸１には常に、この操舵軸１を中立位置に復帰させる方 向の弾力が付与される。

【０００７】 一方、前記ラック２にはピニオン１１を噛合させ、前記第一、第二の室５、６ への油圧の給排状態を切り換える為のロータリ式切換弁１２を、このピニオン１ １と同軸に設けている。このロータリ式切換弁１２は、円筒状のスリーブ１３の 内側に円柱状のスプール１４を、両部材１３、１４同士の相対的回転を自在とし て挿通する事により構成される。

【０００８】 前記スリーブ１３の内周面には、それぞれが軸方向（図２の上下方向）に亙る 複数のポート溝１５が、前記スプール１４の外周面には、それぞれが軸方向に亙 る複数の連通溝１６、１６が、それぞれ形成されている。そして、前記複数のポ ート溝１５の内、何れか複数のポート溝には圧油供給口を、別の複数のポート溝 には第一の給排口を、又、別の複数のポート溝には第二の給排口を、更にスプー ル１４の中心部に軸方向に亙って設けられた排油通路３５には排油口を、それぞ れ連通させている。

【０００９】 尚、前記スリーブ１３は円筒状のバルブボディ３３（本考案の実施例を示す図 １参照）に回転自在に内嵌されており、前記各口の内、排油口は後述する弾性継 手２３のハウジング２３ａの外周面に、残りの口は前記バルブボディ３３の外周 面に、それぞれ開口させている。そして、前記スリーブ１３の外周面には、それ ぞれが円周方向に亙る複数の凹溝３４、３４を形成し、前記スリーブ１３の回転 に拘らず、上記各口を通じての油の給排を行なえる様にしている。又、排油口に は、前記スプール１４の内側に形成した排油通路３５を通じて、前記連通溝１６ を通じさせている。この様なロータリ式切換弁の構造に就いては、従来から周知 であり、本考案の要旨でもない為、詳しい図示及び説明は省略する。

【００１０】 上述の様に構成されるロータリ式切換弁１２に設けた各口の内、圧油供給口は 給油管１７を介して圧油供給装置を構成する圧油ポンプ１８の吐出口に、第一の 給排口は第一の給排管１９を介して前記第一の室５に、第二の給排口は第二の給 排管２０を介して前記第二の室６に、排油口は排油管２１を介して油溜２２に、 それぞれ通じさせている。従って、前記スリーブ１３とスプール１４とを相対回 転させ、前記圧油供給口及び排油口と、前記第一、第二の給排口との連通状態を 切り換えれば、前記第一、第二の室５、６の一方の室に圧油を送り込み、他方の 室から油を排出する事で、前記ピストン４を介して前記操舵軸１を、その軸方向 に変位させ、後輪への舵角付与を行なえる。

【００１１】 又、前記ロータリ式切換弁１２のスプール１４の一端（図２の下端）は、弾性 継手２３を介して、前記ピニオン１１の基端部に接続している。この弾性継手２ ３は、ハウジング２３ａと前記スプール１４との間に、板ばね等の弾性部材を介 在させる事により構成されるもので、回転方向に弾性変位自在な構造を有する。 従って、前記スプール１４を回転させた場合でも、ピニオン１１には回転方向の 弾力が加わるのみで、前記スプール１４により、直接このピニオン１１が回転さ せられる事はない。

【００１２】 又、前記スリーブ１３とハウジング２３ａとは、本考案の実施例を示す図１に 示す様に、前記ハウジング２３ａの外周面に突設したピン３６と前記スリーブ１ ３の端縁に形成した切り欠き３７とを係合させる事により互いに結合し、前記ハ ウジング２３ａを固定したピニオン１１の回転に伴なって、スリーブ１３が回転 する様にしている。

【００１３】 更に、前記スプール１４の他端（図２の上端）には、従動側傘歯車２４を固定 し、この従動側傘歯車２４と駆動側傘歯車２５とを噛合させている。この駆動側 傘歯車２５を固定した入力軸２６は、サーボ型ステッピングモータ等の電動モー タ２７の出力軸２８と同心に配置し、この出力軸２８と前記入力軸２６とを、弾 性継手２９により連結している。この弾性継手２９は、前記出力軸２８と入力軸 ２６との取付位置が多少ずれた場合にも、このずれを吸収する役目を有する。

【００１４】 上述の様に構成される舵角付与装置の作用は、次の通りである。ステアリング シャフトの回転角度、同回転角速度、車体の横方向に加わる加速度（横Ｇ）等の 情報に基づいて図示しない制御器が、後輪に舵角付与を行なうべく前記操舵軸１ を、例えば図２の右方に変位させるべき旨の判定を行なうと、この制御器が前記 電動モータ２７の出力軸２８を、所定方向に所定量だけ回転させる。

【００１５】 前記出力軸２８の回転は、弾性継手２９、入力軸２６、駆動側傘歯車２５、従 動側傘歯車２４を介して、ロータリ式切換弁１２のスプール１４に伝達され、こ のスプール１４を所定方向に回転させる。この時点では、未だラック２と噛合し たピニオン１１並びにスリーブ１３は回転せず、前記弾性継手２３を構成する弾 性部材が弾性変形する事で、前記スプール１４とピニオン１１並びにスリーブ１ ３との相対的回転を許容する。

【００１６】 この様にしてスプール１４が回転する結果、それ迄中立位置にあった前記ロー タリ式切換弁１２の流路が切り換えられ、前記給油管１７と第一の給排管１９と が、前記排油管２１と第二の給排管２０とが、それぞれ連通する。この結果、前 記第一の室５内に圧油が送り込まれ、前記ピストン４が図２の右方に押されて、 このピストン４を固定した操舵軸１が変位する。この際、前記第二の室６内の油 が油溜２２に排出される。

【００１７】 操舵軸１が変位する結果、前記ラック２と噛合したピニオン１１並びにスリー ブ１３が回転する。そして、このスリーブ１３と前記スプール１４との相対的変 位に基づいて、油圧シリンダ３内に存在する油圧と、前記圧縮ばね１０等により 前記操舵軸１に加えられる力とが釣り合った位置で、前記ロータリ式切換弁１２ が停止し、前記油圧シリンダ３の第一、第二の室５、６への油の給排が停止され 、前記操舵軸１が変位したままの状態に保持され、後輪に舵角が付与されたまま の状態となる。

【００１８】 後輪に付与した舵角を解消する場合には、前記制御器が前記電動モータ２７を 、舵角付与の場合と逆方向に回転させる。この結果、前記スプール１４が、舵角 付与の場合とは逆方向に回転する。以下、各部材が舵角付与の場合とは逆方向に 変位する事で、前記舵角を解消する。

【００１９】 尚、前記操舵軸１の変位量は、この操舵軸１の変位に伴なって、ピニオン３０ 、弾性継手３１を介して回転する変位センサ３２により検出され、この検出信号 が前記制御器に送られる。

【００２０】

【考案が解決しようとする課題】

本考案は、上述の様に構成され作用する舵角付与装置により、後輪に対して微 妙な舵角付与を行なえる様にするものである。

【００２１】 即ち、後輪に付与する舵角を微調節する為には、電動モータ２７によるスプー ル１４の回転角度を微調節しなければならないが、このスプール１４と電動モー タ２７の出力軸２８との間には、駆動側傘歯車２５と従動側傘歯車２４とが存在 する為、両傘歯車２５、２４の噛合部にバックラッシュが存在すると、前記出力 軸２８の回転がそのままスプール１４に伝達されなくなり、前記舵角を微調節出 来なくなる。

【００２２】 又、舵角の微調節を行なうべく、前記バックラッシュをなくす為に、駆動側傘 歯車２５と従動側傘歯車２４との予圧を過大にすると、両傘歯車２５、２４の噛 合部に於ける摩擦損失が大きくなって、前記電動モータ２７として出力が大きな ものを使用しない限り、前記スプール１４を回転させる事が出来なくなってしま う。

【００２３】 バックラッシュをなくしてスプール１４の回転量を微調節自在とすると共に、 前記摩擦損失を低く抑える為には、前記予圧を適正値にすれば良いが、従来構造 の場合、この予圧を適正値に調節する事は難しい。

【００２４】 本考案の舵角付与装置は、上述の様な事情に鑑みて考案されたものである。

【００２５】

【課題を解決する為の手段】

本考案の舵角付与装置は、軸方向に変位する事によって後輪に舵角を付与する 操舵軸と、この操舵軸の中間部に固設したラックと、前記操舵軸の中間部で、こ のラックから外れた部分を囲んで設けられた油圧シリンダと、前記操舵軸の中間 部に固定された状態で、前記油圧シリンダの内側に油密に嵌装され、前記油圧シ リンダ内を第一、第二の室に分割するピストンと、前記ラックに噛合したピニオ ンと、固定の円筒状のバルブボディの内側に挿入され、前記ピニオンと共に回転 するスリーブ、及びこのスリーブの内側に回転自在に挿入されたスプール、及び 圧油供給口、第一、第二の給排口、排油口を有し、前記スリーブと前記スプール との相対回転に基づき、前記圧油供給口及び排油口と第一、第二の給排口との連 通状態を切り換えるロータリ式切換弁と、前記スプールの他端に、このスプール と共に回転自在に、且つ、端面と反対側に形成した歯を前記スプールの一端側に 向けた状態で支承した従動側傘歯車と、この従動側傘歯車と噛合した駆動側傘歯 車と、この駆動側傘歯車を回転駆動する電動モータと、前記圧油供給口に圧油を 送り込み、前記排油口から吐出される油を受け入れる圧油供給装置と、前記第一 の給排口と前記第一の室とを接続する第一の給排管と、前記第二の給排口と前記 第二の室とを接続する第二の給排管とを備えている。

【００２６】 特に、本考案の舵角付与装置に於いては、前記バルブボディの開口端部に装着 した蓋体と、この蓋体と前記従動側傘歯車の端面との間に、弾性的に圧縮された 状態で設けられた弾性体とを備え、この弾性体の弾力に基づき、前記従動側傘歯 車と前記駆動側傘歯車との間のバックラッシュを解消している。

【００２７】

【作用】

上述の様に構成される本考案の舵角付与装置の場合、弾性体の弾力に基づき、 従動側傘歯車を駆動側傘歯車に押し付けている為、両傘歯車の噛合部に於ける摩 擦損失を低く抑えつつ、前記両傘歯車の間のバックラッシュを解消出来る。

【００２８】

【実施例】

図１は本考案の実施例を示している。尚、本考案の特徴は、駆動側傘歯車２５ と従動側傘歯車２４との間のバックラッシュを解消する部分にあり、その他の部 分の構成及び作用は、前述した舵角付与装置と同様である為、重複する説明を省 略する。

【００２９】 車両の所定部分に固定される円筒状のバルブボディ３３の内側には、やはり円 筒状のスリーブ１３を挿入し、このスリーブ１３の内側に円柱状のスプール１４ を、回転自在に挿入して、ロータリ式切換弁１２を構成している。このロータリ 式切換弁１２は、圧油供給口、第一、第二の給排口、排油口を有し、前記スリー ブ１３と前記スプール１４との相対回転に基づき、前記圧油供給口及び排油口と 第一、第二の給排口との連通状態を切り換える。

【００３０】 前記バルブボディ３３の開口端部内周面には雌螺子３９を形成しており、この 雌螺子３９に、有底円筒状の蓋体４０の外周面に形成した雄螺子４１を螺合させ ている。前記蓋体４０の内周面に嵌合固定した、深溝型の玉軸受４２の内側には 、前記スプール１４の端部を内嵌する事で、このスプール１４の端部を前記蓋体 ４０の内側に、回転自在に支承している。

【００３１】 前記スプール１４の端部で、前記玉軸受４２よりも少し中間に寄った部分には 従動側傘歯車２４を外嵌している。この従動側傘歯車２４の内周面に形成した凹 溝４３と、前記スプール１４の端部外周面に形成した凹溝４４との間には、キー ４５を掛け渡す様に設け、前記従動側傘歯車２４が前記スプール１４に対して、 軸方向（図１の上下方向）には変位するが、前記スプール１４に対する回転は不 能とし、前記従動側傘歯車２４の回転に伴なって前記スプール１４が回転する様 にしている。

【００３２】 更に、前記玉軸受４２の内、スプール１４の端部に外嵌した内輪４２ａと前記 従動側傘歯車２４の端面との間には、弾性体である皿板ばね４６を、弾性的に圧 縮した状態で設けている。そして、この皿板ばね４６の弾力に基づいて前記従動 側傘歯車２４を前記駆動側傘歯車２５に押し付け、これら両傘歯車２４、２５の 間のバックラッシュを解消している。

【００３３】 尚、前記皿板ばね４６の弾力に基づいて、前記従動側傘歯車２４を前記駆動側 傘歯車２５に押し付ける力の大きさは、前記蓋体４０を回転させる事により調節 自在である。即ち、この蓋体４０の外端面に形成した係止孔４７、４７に適当な 工具を係止し、この蓋体４０を回転させれば、この蓋体４０が前記バルブボディ ３３の軸方向（図１の上下方向）に変位して、前記皿板ばね４６の圧縮量を変え 、前記押し付ける力を調節出来る。この力が適正値に調節された後は、前記雄螺 子４１に螺合したロックナット３８の緊締に基づいて、前記蓋体４０が不用意に 回転するのを防止する。

【００３４】 上述の様に構成される本考案の舵角付与装置の場合、皿板ばね４６の弾力に基 づき、前記従動側傘歯車２４を駆動側傘歯車２５に向けて、弾性的に押し付けて いる為、両傘歯車２４、２５の噛合部に付与された予圧を常に適正値とする事が 出来、この噛合部に於ける摩擦損失を低く抑えつつ、前記両傘歯車２４、２５の 間のバックラッシュを解消出来る。

【００３５】

【考案の効果】 本考案の舵角付与装置は、以上に述べた通り構成され作用するが、出力の小さ な電動モータを使用しても、ロータリ式切換弁のスプールの回転量を微調節出来 、後輪に付与する舵角を微調節出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示す要部断面図。

【図２】本考案の対象となる舵角付与装置の１例を、一
部を切断して示す斜視図。

【符合の説明】

１ 操舵軸 ２ ラック ３ 油圧シリンダ ４ ピストン ５ 第一の室 ６ 第二の室 ７ 段部 ８ 鍔部 ９ スリーブ １０ 圧縮ばね １１ ピニオン １２ ロータリ式切換弁 １３ スリーブ １４ スプール １５ ポート溝 １６ 連通溝 １７ 給油管 １８ 圧油ポンプ １９ 第一の給排管 ２０ 第二の給排管 ２１ 排油管 ２２ 油溜 ２３ 弾性継手 ２３ａ ハウジング ２４ 従動側傘歯車 ２５ 駆動側傘歯車 ２６ 入力軸 ２７ 電動モータ ２８ 出力軸 ２９ 弾性継手 ３０ ピニオン ３１ 弾性継手 ３２ 変位センサ ３３ バルブボディ ３４ 凹溝 ３５ 排油通路 ３６ ピン ３７ 切り欠き ３８ ロックナット ３９ 雌螺子 ４０ 蓋体 ４１ 雄螺子 ４２ 玉軸受 ４２ａ 内輪 ４３、４４ 凹溝 ４５ キー ４６ 皿板ばね ４７ 係止孔

フロントページの続き (72)考案者 秋田 龍也 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 (72)考案者 島田 悟 群馬県前橋市鳥取町845−12 (72)考案者 恵田 広 群馬県前橋市駒形町1612の10 (72)考案者 安藤 信康 群馬県高崎市江木町504−１

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸方向に変位する事によって後輪に舵角
   を付与する操舵軸と、この操舵軸の中間部に固設したラ
   ックと、前記操舵軸の中間部で、このラックから外れた
   部分を囲んで設けられた油圧シリンダと、前記操舵軸の
   中間部に固定された状態で、前記油圧シリンダの内側に
   油密に嵌装され、前記油圧シリンダ内を第一、第二の室
   に分割するピストンと、前記ラックに噛合したピニオン
   と、固定の円筒状のバルブボディの内側に挿入され、前
   記ピニオンと共に回転するスリーブ、及びこのスリーブ
   の内側に回転自在に挿入されたスプール、及び圧油供給
   口、第一、第二の給排口、排油口を有し、前記スリーブ
   と前記スプールとの相対回転に基づき、前記圧油供給口
   及び排油口と第一、第二の給排口との連通状態を切り換
   えるロータリ式切換弁と、前記スプールの他端に、この
   スプールと共に回転自在に、且つ、端面と反対側に形成
   した歯を前記スプールの一端側に向けた状態で支承した
   従動側傘歯車と、この従動側傘歯車と噛合した駆動側傘
   歯車と、この駆動側傘歯車を回転駆動する電動モータ
   と、前記圧油供給口に圧油を送り込み、前記排油口から
   吐出される油を受け入れる圧油供給装置と、前記第一の
   給排口と前記第一の室とを接続する第一の給排管と、前
   記第二の給排口と前記第二の室とを接続する第二の給排
   管とを備えた舵角付与装置であって、前記バルブボディ
   の開口端部に装着した蓋体と、この蓋体と前記従動側傘
   歯車の端面との間に、弾性的に圧縮された状態で設けら
   れた弾性体とを備え、この弾性体の弾力に基づき、前記
   従動側傘歯車と前記駆動側傘歯車との間のバックラッシ
   ュを解消した舵角付与装置。