JPS6042066B2 - パワ−ステアリング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は差動機構を構成する歯車群が摩耗・損傷し遊
びが生じても、この遊び量を補償し、常に入出力比を一
定に維持するパワーステアリング装置に関する。

本願出願人は既に差動歯車機構を備えたパワーステア
リング装置を開発し出願している（特願昭 ４８−１１
５５２訝（特公昭５６−４５８２４号）、特願昭４７−
１２７９７四（特公昭５６−２０２２６号））。

これらに開示されているように、パワーステアリング装
置に差動歯車機構を採用する効果は著大なるもので、操
舵安定を飛躍的に向上させた。しカルながら多数の歯車
群より構成される差動歯車機構には、長期の使用により
各噛合部が摩耗し嵌合部に緩みが生じ易く、この機構自
体に所謂遊びが発生する。また、差動歯車機構で操作す
る制御バルブ内には、“スプリングによるイニシャル反
力及及び油圧反力が導入されており、ここで生じる全て
の反力が逆に上記差動歯車機構の摩耗を促進している。
この差動歯車機構に遊びが発生する事態は、操縦安定性
の見地から好ましくなく、特に高速に直進性が低下し操
舵ミスを誘発する原因となることもある。 本発明はか
かる課題を克服するために提案されたもので、差動歯車
機構に遊びが生じても、これを吸収し安定したステアリ
ング特性を維持することを目的とするものである。

以下図面に基づいて詳しく説明すると、１はシリンダハ
ウジング、２は差動機構ハウジング、３はインプットシ
ャフトでハンドル（図示せず）に直結してある。４はセ
クターギヤで、操舵（図示せず）のピットマンアームに
連結してあり、最終的にインプットシャフト３の回転（
入力）に比例してセクタギヤ４が回転（出力）、操舵輪
を転舵する。

シリンダハウジング１内にはセクタギヤ４と噛合するピ
ストン５が配置され、両側に作動室Ａ，Ｂを区画形成し
ている。筒状のスクリューシャフト６はこのピストン５
の内周面と螺合し、ピン７，８によりトーシヨンバー９
を介して上部インプットシャフト３に連結してある。差
動歯車機構Ｃとしては回動自在のディスク１０を挾んで
インプットシャフト３及びスクリューシャフト６の周面
に、それぞれ対称的にサンギヤ１１ａ，１１ｂを刻設し
、これと噛合する複数のプラネツトギヤ１２ａ，１２ｂ
をピン１３でディスク１０両側に対称に配設する。

各々のプラネツトギヤ１２ａ，１２ｂは同様にリングギ
ヤ１４ａ，１４ｂに噛合され、回動自在に支承された一
方のリングギヤ１４ａはロッド１５を介して制御バルブ
１７のスプール１６に連結され、他方のリングギヤ１４
ｂは差動機構ハウジング２に固定されている。制御バル
ブ１７はこのスプール１６の移行に伴なつて環状の各ボ
ートＰ，Ｔ，Ｍを適宜接続し、シリンダハウジング１内
に区画された作動室ＡあるいはＢへ圧力流体を選択的に
供給する。尚、制御バルブ１７のスプール１６は、リン
グギヤ１４ａの回転接線方向へ移動するようになつてお
り、リングギヤ１４ａの左右への回転によりロッド１５
を介して左右へと摺動する。ところで、上記リングギヤ
１４ｂは固定せずに回動可能に配置してバルブスプール
１６に連結し、かつ他方のインプットシャフト側のリン
グギヤ１４ａを固定側としてもよく、或いはリングギヤ
１４ｂを車速センサや転舵角センサに基づいて制御回転
させる補正入力方式でも良く、またスプールバルブ１７
内にスプリング反力もしくは油圧反力を付与して、適度
の応答性及び操縦感覚性を維持しても良い。次に作用を
説明すると、まずハンドルを転舵しインプットシャフト
３を回転させる。

転向前の操舵輪に連結するセクタギヤ４は接地抵抗によ
り固定状態にあるため、これに噛合するピストン５更は
スクリューシャフト６は静止しており、一方のサンギヤ
１１ｂもリングギヤ１４ｂと同様に固定一している。従
つてインプットシャフト３のサンギヤ１１ａの回転によ
り、プラネツトギヤ１２ａは公転しないで自転し、リン
グギヤ１４ａを回転させてスプール１６を移行させる。
切換えられた制御バルブ１７は油圧ポンプからの圧力流
体をピストン５内に区画された作動室ＡまたはＢの一方
へ給送する。同時にインプットシャフト３の回転力（転
舵力）はトーシヨンバー９を捩りながら他方のスクリュ
ーシャフト６に伝達されるため、これによりサンギヤ１
１ｂは僅かの位相れでサンギヤ１１ａと同一回転速度で
回転し始める。それ故、自動運動のみ行なつていたプラ
ネツトギヤ１２ａは他のプラネツトギヤ１２ｂと同様に
自転及び公・転を併行し、リングギヤ１４ａを停止させ
る。つまり、制御バルブ１７は切換えた状態に維持され
、以後インプットシャフト３が停止するまで作動室内に
圧力流体を供給し続ける。スクリューシャフト６の回転
により、これと螺合するピストン５はピッチ比例量移行
するのであるが作動室ＡまたはＢに給送された上記圧力
流体により、この移行動作は円滑に行なわれ、操縦者は
極めて僅かの力でセクタギヤ４を回転させ、転舵輪を転
向させることができる。そしてインプットシャフト３が
回転している間はピストン５はこのピッチ比例量だけ作
動流体により移行され追従していく。インプットシャフ
ト３は停止させると、当然サンギヤ１１ａも停止するが
、他方のサンギヤ１１ｂはトーシヨンバー９に付与され
た捩り量相当分だけ回転して停止する。

この停止するまでの僅かの間プラネツトギヤ１２ａ，１
２ｂは継続して回転しているため、今まで停止していた
リングギヤ１４ａは逆方向に回転し初期位置で停止する
。つまり、インプットシャフト３の回転時に附与したト
ーシヨンバー９の捩り量致当分だけリンゲギヤ１４ａは
回動したことになりこれに応じてスプール１６も中立位
置に移転することになる。なお、油圧源等の故障により
作動流体の圧力が低下し、制御バルブを切換えてもパワ
ーシリンダの駆動力が発生しないなど、インプットシャ
フト３に入力する回転力で、トーシヨンバー９を捩りな
がら直接的にスクリューシャフト６を回転させるため、
このようなときでも転舵輪を転向させることができ、操
安性の点から、いわゆるフェイルセーブの機能が発揮で
きるし、また、このことは結局差動歯車機構Ｃを構成す
る各ギヤは単に制御バルブを切換えるのに必要な機械的
強度をもつだけでよいことを意味し、したがつて各ギヤ
はいわば信号伝達部材として小型のものを採用できる。

以上のように本発明は、ピストン５に螺合するスクリュ
ーシャフト６をトーシヨンバー９を介してインプットシ
ャフト３に連結し、両者の位相差を利用して二列の遊星
歯車列からなる差動歯車機構Ｃの働きで、上記ピストン
５両側に区画された作動室に圧力流体を供給する制御バ
ルブ１７を作動させ、インプットシャフト３の回転を差
動歯車機構Ｃの遊びに関係なく、セクタギヤ４に伝達す
るため、プラネツトギヤ１２ａ，１２ｂやリングギヤ１
４ａ，１４ｂ等に摩耗による遊びが生じても入力軸と出
力軸との関係においては何等の影響がなく、長期に亘る
使用においても操縦安定性及びステアリング特性は変化
せず、特に高速時の直進性を担保できる。また、制御バ
ルブ１７内の反力をトーシヨンバー９等で補うこともで
き、差動歯車機構Ｃの動力伝達の負担を低減できる効果
もある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明実施の一例を示すものでして、第１図は縦
断正面図、第２図は同上のＩ−１線に沿う断面図、第３
図は同上の■−■線に沿う断面図である。 Ｃ・・・・・・差動歯車機構、３・・・・・・インプッ
トシャフト、５・・・・・・ピストン、６・・・・・・
スクリューシャフト、１７・・・・・・制御バルブ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ パワーシリンダのピストンに螺合するスクリューシ
   ャフトと、入力軸であるインプットシャフトとをトーシ
   ヨンバーを介在して連結し、インプットシャフトとスク
   リューシャフトとのそれぞれ外周にサンギヤを形成し、
   これらサンギヤにそれぞれ噛み合うプラネツトギヤを設
   け、これらプラネツトギヤを前記入力軸回りに回動自在
   に配置したディスクの両面に装着支持し、さらにその外
   側にそれぞれリングギヤを噛み合せて一方のリングギヤ
   は固定配置するとともに他方のリングギヤは回動自在に
   配置してトーシヨンバー連結された二列の遊星歯車列か
   らなるバルブのフィードバック制御用差動歯車機構を構
   成し、かつ上記可動側リングギヤをこの回転接線方向に
   配置した制御バルブと連動させ、上記入力軸の回動変位
   による上記制御バルブの切換えにともなつて上記パワー
   シリンダのピストン両側に区画形成した作動室に圧力流
   体を選択的に供給し得るようにしたことを特徴とするパ
   ワーステアリング装置。