JPS6145579B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は遊星歯車機構式パワーステアリング
装置において、遊星歯車機構に車速に関連づけた
遊びを持たせることによつて、特に高速運転時の
操舵安定性を高めるようにしたパワーステアリン
グ装置の改良に関する。

従来、この種のパワーステアリング装置は、本
出願人により数多く提案されている（例えば、特
開昭51−100542号公報、実開昭53−73636号公
報。

しかしながら、このような従来のパワーステア
リング装置は、低中速運転時のハンドル操舵力は
軽くて良いが、反面、高速運転時は路面との接地
摩擦力が小さいため、ハンドル操作力が小さくて
も簡単に操舵輪が転舵し、このためハンドルのき
り過ぎなどによつて、思わぬ事故を招来する危険
があるので、通常は操舵反力を附与する機構を併
設している。

この発明は、このような操舵安定性を高めるた
め、遊星歯車機構に、車速に関連づけた遊びを持
たせることによつて、高速運転時の操舵安定性の
問題を解決するようにしたパワーステアリング装
置を提供するものである。

以下、添附図面に基づいて、この発明の実施例
を説明する。

第１図において、１はシリンダハウジング、２
は差動機構ハウジング、３はインプツトシヤフト
でハンドル（図示せず）に連結してある。４はセ
クターギヤで、操舵輪（図示せず）のピツトマン
アームに連結してあり、最終的にインプツトシヤ
フト３の回転（入力）に比例したセクタギヤ４が
回転（出力）し、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。筒状のスクリユーシヤフト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を介して上記インプツトシヤフト
３に連結してある。

遊星歯車機構Ｃとしては回動自在のデイスク１
０を挾んでインプツトシヤフト３及びスクリユー
シヤフト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でデイ
スク１０両側に対称的に配設する。各々のプラネ
ツトギヤ１２ａ，１２ｂは同様に回転自在なリン
グギヤ１４ａとリングギヤ１４ｂとに噛合され、
一方のリングギヤ１４ａはロツド１５を介して、
第２図に示す制御バルブ１７のスプール１６に連
結され、他方のリングギヤ１４ｂは、スナツプリ
ング１８により横移動しないように取付けられて
いる。

前記リングギヤ１４ｂの外周面の一部には、第
４図に示すようにリングギヤ１４ｂの歯巾方向に
Ｖ溝１９が穿設してあり、このＶ溝１９には、そ
の係止手段としてソレノイドケース２０の中心か
ら偏心位置に設けた可動鉄心２１の先端が、戻し
ばね２５の弾性力によつて、常時係合している。

ソレノイドケース２０は、差動機構ハウジング
２に形成された凹部２２と螺合し、ロツクナツト
２３を介して固定されている。

可動鉄心２１は、差動機構ハウジング２に形成
された貫通孔２４を昇降し、通常はソレノイドケ
ース２０に内装された戻しばね２５の弾性力によ
つて貫通孔２４から突出して、リングギヤ１４ｂ
のＶ溝１９と係合し、またソレノイドケース２０
の内周壁に配設されたソレノイドコイル２６が高
速運転時に励磁されることによつてＶ溝１９から
所定のストローク引き上げられる。

ソレノイドコイル２６は、車速を検出している
制御装置２７の車速センサ２８の検出値が、一定
値以上になると、増巾器２９を介して電源３０か
らの増巾電流により励磁され、また車速が一定以
下に下がると、電流が断たれて非励磁になる。な
お、この実施例の場合には、ある車速以上になる
と作動する可動鉄心２１を設けているが、車速に
比例して働くものまたは、段階的に働くものを選
ぶことを可能である。次に第２図に示す制御バル
ブ１７は、このスプール１６の移行に伴なつて環
状の各ポート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。

次に作用について説明する。

第４図に示すように、リングギヤ１４ｂのＶ溝
１９に可動鉄心２１がぴつたりと係合している低
中速運転状態においてハンドルを転舵し、インプ
ツトシヤフト３を回転させると、転向前に連結す
るセクタギヤ４は接地抵抗により固定状態にある
ため、これと噛合するピストン５更には、スクリ
ユーシヤフト６は静止しており、一方サンギヤ１
１ｂもリングギヤ１１ｂと同様に固定されてい
る。従つてインプツトシヤフト３のサンギヤ１１
ａの回転により、プラネツトギヤ１２ａは公転せ
ずにその場で自転し、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。同時にインプツトシヤフト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
のスクリユーシヤフト６に伝達されるため、これ
によりサンギヤ１１ｂは僅かの位相遅れでサンギ
ヤ１１ａと同一回転速度で回転し始める。（第３
図の如くトーシヨンバー９の突起部がインプツト
シヤフト３に衝合する）。それ故、自転運動のみ
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運動を併行
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
ンプツトシヤフト３が停止するまで作動室内に圧
力流体を供給し続ける。

スクリユーシヤフト６の回転により、これと螺
合するピストン５はピツ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。そしてインプツ
トシヤフト３が回転している間はピストン５はこ
のピツチ比例量だけ作動流体により移行され追従
していく。

インプツトシヤフト３を停止させると、当然サ
ンギヤ１１ａも停止するが、他方のサンギヤ１１
ｂ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，１２ｂ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、インプツトシヤフト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グギヤ
１４ａは回動したことになりこれに応じてスプー
ル１６も中立位置に移動することになる。

次にリングギヤ１４ｂのＶ溝１９に可動鉄心２
１がぴつたりと係合している低中速運転状態か
ら、車速がある一定速度以上になると、この車速
を検出している制御装置２７の車速センサ２８か
ら増巾器２９に出力信号が発信され、これによつ
て電源３０からの電流が増巾されてソレノイドコ
イル２６に通電される。ソレノイドコイル２６が
励磁されると、リングギヤ１４ｂのＶ溝１９に、
戻しばね２５の弾性力によつて係合されていた可
動鉄心２１が、第５図に示すように、所定のスト
ローク引上げられる。可動鉄心２１が引き上げら
れると、リングギヤ１４ｂのＶ溝１９との間に遊
び、つまり間隙Ｘが発生する。

このため、このような高速運転時の状態で、ハ
ンドルを転舵させると、リングギヤ１４ｂが、可
動鉄心２１との間に形成された間隙Ｘだけ回転可
能な状態にあるため、この間１段目のリングギヤ
１４ａは、スプール１６の図示しないリターンス
プリングのばね反力により回転しないため、リン
グギヤ１４ａに取付けられたロツド１５によりス
プール１６は移動しない。

従つて作動室Ａ又Ｂ内には、圧力流体が供給さ
れないため操舵輪は転舵しない。

そして、更にハンドルを所定の方向に転舵させ
ると、前述した遊び分だけ移動しながらリングギ
ヤ１４ｂが固定するので、上記したようにこんど
はリングギヤ１４ａが回転して、リングギヤ１４
ａに取付けられたロツド１５によりスプール１６
が所定方向に移動し、作動室Ａ，Ｂの一方に圧力
流体が供給されて操舵輪が所定の方向に転舵す
る。その他の作動は、上記低中速時と同じなので
説明は省略する。

次に、この発明の装置において、バルブのセン
タリング（入力−圧力特性において右切、左切の
特性が中立軸に対して左右対象になること）を行
なう場合には、パワーステアリング装置を台上性
能試験に載せ、セクターシヤフト（図示せず）を
固定して入力と圧力上昇特性を記録する。そして
この記録に基づき、第４図に示すロツクナツト２
３をゆるめておいて、ソレノイドケース２０を左
右どちらか一方に回転させると、ソレノイドケー
ス２０に対し偏心した可動鉄心２１の回転によ
り、Ｖ溝１９内を相対的に移動しつつＶ溝１９を
介してリングギヤ１４ｂをその軸心を中心に回転
させ、これと同時にこのリングギヤ１４ｂと噛合
するプラネツトギヤ１２ａ，１２ｂが回転して当
初から回転自在に組込まれたリングギヤ１４ａを
回転させる。なお、リングギヤ１４ｂの回転は可
動鉄心２１の偏心量の２倍までで、したがつて、
その範囲での調整が可能となる。

そしてこのセンタリングが完了した時点で、前
記ソレノイドケース２０をロツクナツト２３によ
つて固定すれば、こんどは偏心させた可動鉄心２
１が固定部材として機能し、本来の作動を行なう
ことができる。

なお、この発明の実施例ではリングギヤ１４ｂ
の固定部としてソレノイドケース２０内に設けた
可動鉄心２１と、リングギヤ１４ｂに穿設したＶ
溝１９とで構成したが、第６図に示すようにリン
グギヤ１４ｂにピン１９ｂを植設し、可動鉄心２
１ａにＶ溝１９ｃを形成して、夫々を係合するよ
うに構成しても良い。

以上のようにこの発明は、リングギヤに形成し
たＶ溝に、車速に応じて昇降する可動鉄心を係合
し、特に高速運転時に可動鉄心を一定量引上げる
ことによつてリングギヤのＶ溝と可動鉄心との係
合状態に遊び、つまり間隙を持たせるようにした
ため、ハンドル操作力がすぐに操舵輪に伝達され
ないので、ハンドルのきり過ぎによる事故を未然
に防止でき、高速運転時の操舵安定性を高めるこ
とができる。

また可動鉄心が偏心位置に設けてあるため、バ
ルブセンタリングも容易に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の縦断正面図、第２図は、
第１図の−線に沿う縦断側面図、第３図は、
第１図の−線に沿う縦断側面図、第４図は第
１図の−線に沿う一部拡大断面図、第５図は
作動状態を示す説明図、第６図は他の実施例を示
す縦断面図である。 １７……制御バルブ、３……インプツトシヤフ
ト、６……スクリユーシヤフト、Ｃ……遊星歯車
機構、１４ｂ……リングギヤ、２……差動機構ハ
ウジング、１９……Ｖ溝、２０……ソレノイドケ
ース、２１……可動鉄心、２７……制御装置、２
８……車速センサ、２９……増巾器、３０……電
源。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ パワーシリンダに供給する圧力流体を制御す
   る制御バルブを、インプツトシヤフトとスクリユ
   ーシヤフトとに生ずる位相差により作動する対称
   的に連係配設した遊星歯車機構を介して切換制御
   するようにしたパワーステアリング装置におい
   て、一方の遊星歯車機構のリングギヤに前記制御
   バルブを連係し、他方の遊星歯車機構のリングギ
   ヤを差動機構ハウジングに対して回転自在にし、
   このリングギヤにＶ溝を形成し、このＶ溝に係合
   可能にソレノイドの可動鉄心を対峙させ、かつソ
   レノイドを車速に応じて励磁する制御装置を設け
   たことを特徴とするパワーステアリング装置。