(57)【要約】【課題】ばね特性が改善されたトーション部材を得る。【解決手段】ステアリング弁用のトーション部材は、トーションバー２とスリーブ６とを備える。スリーブ６は、トーションバー２の第１の端部区域４に回動不能に固定された第１の端部区域と、トーションバー２の第２の端部区域３に回動可能に支承された第２の端部区域とを有する。スリーブ６の第２の端部区域にスリット７が形成され、それによってスリーブ６の第２の端部区域に半径方向にばね弾性を有するばね弾性部が形成されている。トーションバー２の第２の端部区域に溝９が形成されるとともに、スリーブ６のばね弾性部に溝１０が形成され、それらの溝９と１０との間に球８が間挿されていて、ばね弾性部が球８を、トーションバー２へ向けてスリーブ６の半径内向へ弾性的に押圧している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パワーステアリング装置のステアリング弁用のトーション部材において、
ねじり弾性を有するとともに第１及び第２の端部区域（４、３）を有しているトーションバー（２）と、ねじりこわさを有していて前記トーションバー（２）を取囲むスリーブ（６）とを備え、
前記スリーブ（６）が、前記トーションバー（２）の第１の端部区域（４）に回動不能に固定された第１の端部区域と、該トーションバー（２）の第２の端部区域（３）に回動可能に支承された第２の端部区域とを有しており、
前記スリーブ（６）の第２の端部区域に複数のスリット（７）が形成され、それらスリットのそれぞれが該スリーブ（６）の軸線方向に延びていて該スリーブ（６）の一端に開口するとともに、それぞれのスリットが互いに該スリーブ（６）の周方向へ互いに隔てられ、それによって該スリーブ（６）の第２の端部区域に半径方向にばね弾性を有するばね弾性部が形成されており、
前記トーションバー（２）の第２の端部区域に、その第２の端部区域の軸線方向へ延びて該第２の端部区域の周方向へ互いに隔てられた複数の溝（９）が形成されるとともに、前記スリーブ（６）の前記ばね弾性部に、それぞれが前記溝（９）のそれぞれと向かい合って該スリーブ（６）の軸線方向へ延びる複数の溝（１０）が形成され、互いに向かい合う前記トーションバー（２）の溝と（９）前記スリーブ（６）の溝（１０）との間に球（８）が間挿されていて、前記ばね弾性部が前記球（８）を、前記トーションバー（２）へ向けて該スリーブ（６）の半径内向へ弾性的に押圧していることを特徴とするトーション部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車のパワーステアリング装置用ステアリング弁のトーション部材、それも２つの端部区域を有するトーション部材１に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
前記種類のステアリング弁は、特にパワーステアリング装置内に用いられる。ドラッグロッド（Ｌｅｎｋｓｔａｎｇｅ）と結合された入力軸は、入力軸を取囲む弁スリーブと液圧式に協働し、弁スリーブのほうはピニオンを有する出力軸と結合されている。このピニオンはステアリングのラックに作用している。ポンプからは、圧媒液（Ｈｙｄｒａｕｌｉｋｆｌuｓｓｉｇｋｅｉｔ）が低圧で装置に送られる。弁スリーブに対する入力軸の相対回転の際、液圧が、液圧モータに送られ、液圧モータは、２つの可能な方向の一方へのラックの運動を補助する。入力軸と出力軸とは、ねじりこわさを得るために、弾性的なトーション部材、好ましくはトーションバーを介して相互結合されている。パワーステアリング装置には、圧力負荷可能の反動装置（Ｄｒｕｃｋ  ｂｅａｕｆｓｃｈｌａｇｂａｒｅ  Ｒｅａｋｔｉｏｎｓｖｏｒｒｉｃｈｔｕｎｇ）が配置され、付加的な定心トルク（Ｚｅｎｔｒｉｅｒｍｏｍｅｎｔ）又は限界トルク（Ｓｃｈｗｅｌｌｍｏｍｅｎｔ）を発生させる。
通常、この目的のためには、圧縮ばねの作用を受ける反動ピストン（Ｒｅａｋｔｉｏｎｓｋｏｌｂｅｎ）が用いられる。この反動ピストンには、付加的に、例えば速度に応じて液圧を負荷し、それによって、弁スリーブに対して入力軸を回動させるために克服せねばならないトルクを、速度に応じて変化させることができる。この種の公知反動ピストンは、入力軸に対し回動不能に球を介して固定されており、これらの球が、入力軸上に設けられた縦溝内を案内される。更に、この反動ピストンは、圧縮ばねによって弁スリーブの方向へ予圧を与えられて（ｖｏｒｇｅｓｐａｎｎｔ）いる。入力軸にトルクが加わると、このトルクは、反動ピストンと球連結部とを介して軸方向力に変換され、この軸方向力が、反動ピストンに働くばねの力に抗して作用する。球連結部によって生ぜしめられるこの軸方向力が、ばねの反力を上回れば、反動ピストンは、軸方向に弁スリーブから離間し、入力軸と弁スリーブとの間の相対回動が可能になる。トルクの変化は、調節可能の液圧を、反動ピストンのばねとは反対の側に負荷することによって生ぜしめられる。
【０００３】
例えばコイルばねにより圧力負荷される反動ピストンを、定心（Ｚｅｎｔｒｉｅｒｕｎｇ）に用いた場合、反動ピストンに与えられる予圧は、弁の前組立の品質に依存する。このため、調節を要する予圧（Ｆｅｄｅｒｖｏｒｓｐａｎｎｕｎｇ）に、望ましくないばらつき幅が発生する。加えて、コイルばねの使用により、ばね力は、反動ピストンに対して同心的ではない。このため、弁の揺動が生じることにより、入力軸に対する摩擦の形式でヒステリシスの問題を発生させることもある。
【０００４】
機械的な調節が困難なこと等の前述の欠点や、構成部品が高価であること、圧力負荷時に液圧の密封が困難なこと等のほかに、この種の公知ステアリング弁の欠点は、事実上軸方向に作用する付加的な反動部材のため、寸法、特に全長を低減できない点にある。
【０００５】
コイルばねの代わりに、例えば、ねじりこわさを有するが軸方向には弾性的な金属製ベローズを用い、組立てと前調節とにより、一定のトルクを発生可能にすることも公知である。
総じて、前述のどのステアリング弁も、次の欠点を有している。すなわち、異なる箇所に異なる部材を別個に組付け、互い定心させるか、又は液圧を平衡させる必要がある点である。
【０００６】
この種の定心装置（Ｚｅｎｔｒｉｅｒｅｉｎｒｉｃｈｔｕｎｇ）は、例えばヨーロッパ特許第０２４４４４９号（ＥＰ０２４４４４９Ｂ１）に記載されている。異なる箇所に個々の構成部材を組付けることを避けるために、また特に軸方向の所要スペースと、正確な中心調節とが保証されるように、前記特許では、次のような定心装置が提案されている。すなわち、２つの連結部材から成り、これらの連結部材が、内部ではトーションバーと連結され、外周区域には、金属製ベローズと協働する球連結部を有している定心装置である。構成ユニットとしてパワーステアリング弁に組付け可能なこの定心装置により、調節可能な定心トルクを発生させることができる。
【０００７】
この公知定心装置の欠点は、必要な構成部品の数が多く、しかも、それらの構成部品を互いに別個に組付けねばならないだけでなく、相互調節を要する点である。そのほか、金属製ベローズの外径が比較的大きく、かつまた高価な点も欠点である。この公知装置の作用形式の特徴は、回転運動を軸方向運動に変換することにある。
【０００８】
ヨーロッパ特許公開第０６２１１６８号（ＥＰ０６２１１６８Ａ１）により公知の別の装置の場合、トーションバーが、異なるばね特性を有する複数の管によって取囲まれている。反動力は、Ｃ−ばね装置（Ｃ−Ｆｅｄｅｒｓｙｓｔｅｍ）を介して接線力に変換され、それによって、トーションバーを取囲む管に、偏心的な変位が生ぜしめられる。復元力から生じるこの付加的なトルクが、定心に役立ち、応動挙動（Ａｎｓｐｒｅｃｈｖｅｒｈａｌｔｅｎ）が改善される。この公知装置も、多数の構成部品が必要なため、高価である。これら多数の部品を互いに別個に組付けた上で、相互調節せねばならないからである。また、構造形態も小型化できない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
以上のような従来技術を前提として、本発明が課題とするところは、この種のトーション部材のばね特性を改善し、それも、僅かな出費で適用でき、かつまた、特に定心トルクの改善が、著しく厄介な調節の手間なしに、簡単に実現できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この課題を技術的に解決するために、本発明は、パワーステアリング装置のステアリング弁用のトーション部材において、ねじり弾性を有するとともに第１及び第２の端部区域を有しているトーションバーと、ねじりこわさを有していて前記トーションバーを取囲むスリーブとを備え、前記スリーブが、前記トーションバーの第１の端部区域に回動不能に固定された第１の端部区域と、該トーションバーの第２の端部区域に回動可能に支承された第２の端部区域とを有しており、前記スリーブの第２の端部区域に複数のスリットが形成され、それらスリットのそれぞれが該スリーブの軸線方向に延びていて該スリーブの一端に開口するとともに、それぞれのスリットが互いに該スリーブの周方向へ互いに隔てられ、それによって該スリーブの第２の端部区域に半径方向にばね弾性を有するばね弾性部が形成されており、前記トーションバーの第２の端部区域に、その第２の端部区域の軸線方向へ延びて該第２の端部区域の周方向へ互いに隔てられた複数の溝が形成されるとともに、前記スリーブの前記ばね弾性部に、それぞれが前記溝のそれぞれと向かい合って該スリーブの軸線方向へ延びる複数の溝が形成され、互いに向かい合う前記トーションバーの溝と前記スリーブの溝との間に球が間挿されていて、前記ばね弾性部が前記球を、前記トーションバーへ向けて該スリーブ（６）の半径内向へ弾性的に押圧していることを特徴とするトーション部材を提供する。
【００１１】
本発明の構成によれば、トーションバーと、自体ねじりこわさを有するスリーブからなる補足部材とを重ね合わせ、しかもこの本質的にねじりこわさを有する補足部材が、半径方向にトーションバーに対して予圧を与えるようにする。また、回転運動は、半径方向運動に変換され、この変換は、従来技術による回転力の軸方向又は接線方向への変換に比して、はるかに簡単である。これによって、調節作業、構成部品、方法の適用が、著しく簡単化される。また、定心トルクを、大きな変向（Ｕｍｌｅｎｋｕｎｇｅｎ）又は変換なしに、直接に作用させることができる。定心トルクは、半径方向に作用する弾性手段（即ちばね弾性部）のばね定数に依存するだけである。この解決策により、トーション部材の小型化も可能となる。
【００１２】
効果的な一提案によれば、トーション部材の双方の取付け端部区域は、スリーブ部材によって連結される。取付け端部区域の一方へのスリーブの連結は、好ましくは圧着（Ａｕｆｐｒｅｓｓｅｎ）によって行われる。補足部材とトーションバーとの結合部には、球を間挿する。特に効果的な提案は、双方の部材に溝を設け、そこに球を配置することである。
また、特に効果的な提案は、弾性手段を直接に補足部材に形成することである。その場合に、補足部材の端部区域にスリットを設けるようにする。この端部区域は、簡単な措置により、トーションバーに対し半径方向に予圧を与えるように、弾性的に構成できる。
【００１３】
本発明によれば、力の大幅な変向を行うことなく、回転力が半径方向に簡単に変換される。これにより、繁雑な変換伝動機構は不要となる。
更に、本発明の特に効果的な提案によれば、ステアリング弁用のトーション部材が、２つの取付け端部区域と少なくとも１つのねじり区域を有するようにされる。このトーション部材の特徴は、トーション部材が、２つの取付け端部区域を連結する補足部材を有しており、この補足部材が、本質的にねじりこわさを有し、弾性手段により本質的に半径方向に作用せしめられる力に応じて、トーションバーに対して回動可能に、一方の取付け端部区域のところで支承されている点である。本発明の提案になるこのトーション部材は、小型化可能であり、かつまたトーション部材の、定心に関わるばね特性が、トーションバーの弾性と弾性手段（即ちばね弾性部）の特性とが重複することによって改善される。
【００１４】
補足部材は、管状のスリーブにより構成される。このスリーブは、トーション部材の一方の取付け端部区域に圧着することができる。スリーブの他端には、軸方向に延びるスリットを設け、それによって端縁区域にばね弾性を有するばね弾性部が得られる。補足部材とトーションバーとの間には、回動可能な端部区域の、トーションバーの溝内及びスリーブの溝内に、球を配置しておくことができる。
【００１５】
本発明のトーション部材の場合、要するに、ねじり運動が、公知の形式で入力軸及び出力軸と連結されているトーション部材に導入されると、まず、事実上ねじりこわさを有するスリーブに、ひいては半径方向のばね弾性を有する取付け端部区域に、荷重が負荷される。このねじり力により、反力が、半径方向に作用する弾性手段に加わり、最終的にこの反力が克服され、トーション部材の、もっぱらそのばね弾性に依存する回動、すなわちねじりが可能になる。
本発明により、経済的に安価に製作可能で、後装備可能な、小型化でき、簡単な構造でありながら、きわめて効果的な装置が提案される。
【実施例】
【００１６】
第１図〜第４図には本発明の実施例が示されている。トーション部材１の形式の定心装置は、図示の実施例では取付け端部区域３、４を有するトーションバー２から成っている。トーションバー２は、通常の形式で一方の取付け端部区域、例えば区域３を介して出力軸と連結され、他方の取付け端部区域４を介して入力軸と連結されている。トーションバー２は、取付け端部区域３、４の間に、ねじり区域５を有している。入力軸から得られた力は、まずトーションバー２のねじり弾性を介して両取付け端部区域３、４の相対ねじりを生じさせる。
【００１７】
図示実施例では、トーションバー２は、スリーブ６に取囲まれており、このスリーブ６が、それぞれ取付け端部区域３、４で、つまりねじり区域５の両端区域で、トーションバー２と結合されている。取付け端部区域４の側では、スリーブ６は、回動不能にトーションバー２と、例えば圧着（Ｖｅｒｐｒｅｓｓｅｎ）によって結合される。取付け端部区域３では、スリーブ６は、トーションバー２に対して回動可能である。この目的のため、スリーブ６の端部区域にはスリット７が設けられている。これにより、半径方向にばね弾性を有する端部区域が得られる。図示の実施例では、この端部区域に溝９が形成されており、これらの溝９が、それぞれ、トーションバー２に形成されている溝１０と向かい合って位置している（第３図）。これにより構成される溝対９、１０内には、それぞれ、球８がはめ込まれている。第４図には、最大の変位が示されている。取付け端部区域４が、取付け端部区域３と相対回動する場合、自体ねじり弾性を有さないスリーブ６は、一緒に回動し、スリットを有する端部区域の、半径方向に作用するばね弾性に抗する挙動を示す。なぜなら、この回動により、球８が溝対９、１０から脱出せしめられるからである。このため、スリーブ６の端部区域のばね弾性が、トーションバー２のねじり弾性にオーバラップされる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施例の略示図である。
【図２】第１図の実施例の部分断面図である。
【図３】第２図のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図４】第３図の実施例を変位した位置で示した図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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