JP2576193Y2 - パワーステアリング装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、車両のハンドル操舵力
を軽減するためのパワーステアリング装置、特に動力源
として電動モータで駆動される油ポンプを用いたパワー
ステアリング装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、パワーステアリング装置
には油圧式と電気式があり、油圧式の多くは、油ポンプ
がエンジンによって駆動される。しかし、この方式で
は、パワーアシストを必要としない直進走行時において
も油ポンプが駆動されるので、エンジン馬力の損失が大
きい問題がある。

【０００３】そのため、油圧式パワーステアリング装置
で、油ポンプを電動モータで駆動する構成において、パ
ワーシリンダの両室と供給通路の油圧の差を検出する差
圧検出器を設置したものが知られている。これは、油ポ
ンプが駆動されて油が吐出されると、その圧油はアキュ
ムレータに蓄圧されるとともに、サーボ弁と差圧検出器
に供給される。そして、ハンドルが操舵されていない直
進走行時では、サーボ弁の入力軸と出力軸の相対回転が
なく中立状態で、供給通路はパワーシリンダの両室と連
通されず閉止状態にあるため、供給通路の油圧が上昇し
て、差圧検出器で検知するパワーシリンダの両室と供給
通路の油圧の圧力差が設定値以上になると、電動モータ
を非駆動状態にして油ポンプを停止する。

【０００４】また、ハンドルを操舵すると、サーボ弁の
入力軸と出力軸の相対回転が生じ、パワーシリンダのア
シストすべき方向のシリンダ室と供給通路が連通され
る。そして、アキュムレータに蓄圧されていた圧油がそ
のアシストすべき方向のシリンダ室に分配され、そのシ
リンダ室の圧力が上昇して、ハンドル操舵力をアシスト
する。差圧検出器で検出されるシリンダ室と供給通路の
油圧の差が設定値以下になると、電動モータを駆動して
油ポンプから圧油を吐出し、アキュムレータを蓄圧する
作動をするものである。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】ところが、この差圧検
出器を付属した電動ポンプ式の油圧式パワーステアリン
グ装置は、サーボ弁と差圧検出器が別々に設けられ、両
者を油圧配管で接続した構造からなっていた。そのた
め、サーボ弁と差圧検出器をそれぞれ車両に設置する必
要があり、その組付作業に時間がかかってしまう。ま
た、サーボ弁と差圧検出器を結ぶ油圧配管の接続作業が
必要で、かつこれら油圧配管がエンジンルーム内の機器
と干渉する問題が生じる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本考案は、上述した問題
を解決するためになされたもので、相対回転可能な入力
軸及び出力軸と、中立時においては供給通路を閉止する
とともに排出通路をパワーシリンダの両室に連通させ、
前記入力軸と出力軸との相対回転によって前記供給通路
をパワーシリンダの一方の室に連通させるとともに前記
排出通路をパワーシリンダの他方の室に連通させるサー
ボ弁と、このサーボ弁の供給通路に圧油を吐出する油ポ
ンプと、前記パワーシリンダの高圧側のシリンダ室と前
記供給通路の差圧を検出する差圧検出器と、この差圧検
出器で検出した差圧が所定値以下の場合に前記油ポンプ
を駆動して圧油を吐出する電動モータを備えたラックピ
ニオン型のパワーステアリング装置において、前記サー
ボ弁を収納するハウジングに、前記差圧検出器を結合固
定したことを特徴とするものである。

【０００７】

【作用】差圧検出器は、サーボ弁を収納したハウジング
に結合固定した構造からなり、差圧検出器とパワーシリ
ンダの両シリンダ室、及び差圧検出器と供給通路を結ぶ
通路はハウジング内に形成されているため、全体の設置
スペースを小さくすることができ、周辺の機器の干渉を
避けることができる。また、差圧検出器とサーボ弁を一
体にした状態でエンジンルームに搭載するので、簡単に
搭載することができる。

【０００８】

【実施例】以下に本考案の実施例を図面に基づいて説明
する。図１はパワーステアリング装置の全体構成を示
し、図２はサーボ弁と差圧検出器の断面を示したもので
ある。図２において、１０はギヤハウジングで、このギ
ヤハウジング１０にバルブハウジング９が固定されてい
る。バルブハウジング９内には、入力軸１１と出力軸１
２が同一の軸線上にそれぞれ回転可能に収納され、これ
ら入力軸１１と出力軸１２はトーションバー１３を介し
て相対回転可能に連結されている。入力軸１１の一端
は、操舵ハンドル１４（図１参照）が連結されている。

【０００９】入力軸１１と出力軸１２にはサーボ弁１７
を構成するインナバルブ１９とアウタバルブ２０がそれ
ぞれ設けられている。サーボ弁１７は、いわゆるロータ
リーバルブタイプのものであり、中立状態では供給ポー
ト２１が閉止されて、２つのシリンダポート２２，２３
は排出ポートに連通され、ハンドル操舵時は操舵ハンド
ル１４から入力軸１１に与えられたハンドルトルクに応
じて生ずる入力軸１１と出力軸１２の相対回転により、
２つのシリンダポート２２，２３に供給ポート２１から
の作動流体の給排を制御するように作動する圧力制御機
能と方向切替機能を有する弁である。

【００１０】前記出力軸１２の先端にはピニオン歯２５
が形成され、このピニオン歯２５にはラック軸２７に形
成したラック歯２６が噛合している。この噛合部は、前
記ギヤハウジング１０に収納され、かつ前記ギヤハウジ
ング１０は、ラック軸２７を往復動可能に支持してい
る。また、図１に示すように、ラック軸２７にはピスト
ン３１が固定され、このピストン３１は円筒形状のシリ
ンダ３２の内周面を液密に移動し、これらピストン３１
とシリンダ３２からパワーシリンダ３０を構成してい
る。パワーシリンダ３０内はピストン３１によって左室
と右室に区画され、これら左室と右室は前記シリンダポ
ート２２，２３のそれぞれに連通している。

【００１１】４０は油ポンプで、この油ポンプ４０の回
転軸は電動モータ５０によって回転駆動され、電動モー
タ５０の回転数に比例した圧油を吐出する。油ポンプ４
０の吐出側は、チェック弁４８を経て、圧力を蓄圧する
アキュムレータ４７に連通され、さらにサーボ弁１７の
供給ポート２１に連通している。電動モータ５０は、後
述する差圧検出器６０の出力信号が入力されるコントロ
ーラ９０から出力された信号に応じて一方向に回転駆動
される。

【００１２】差圧検出器６０は、図２に示すように、バ
ルブハウジング９に固設されたスプールハウジング６１
と、このスプールハウジング６１に結合された差動トラ
ンス６４からなる。スプールハウジング６１には、サー
ボ弁１７の軸線と平行に摺動孔６２が形成され、この摺
動孔６２内に摺動自在にスプール６３が嵌挿されてい
る。スプール６３は、軸部６５と、この軸部６５に設け
たプランジャ６６からなり、プランジャ６６は貫通孔６
２内を液密に摺動して、第１圧力室７０と第２圧力室７
１を形成している。第１圧力室７０は、連通孔９０，連
通孔９１を経て供給ポート２１と接続し、油ポンプ４０
の吐出油が導かれている。また、第２圧力室７１は、そ
れぞれ連通孔９２，連通孔９３を経て、スプールハウジ
ング６１に設けたシャトル弁７２を経由してシリンダポ
ート２２，２３と連通している。シャトル弁７２は、図
１に示すように、通路内にボール７２ａを配置した構成
からなり、シリンダポート２２，２３の圧力差によって
ボール７２ａが移動して、シリンダポート２２，２３の
圧力の高い方を第２圧力室７１に連通させる作動をす
る。また、第２圧力室７１にはスプリング６７が配置さ
れ、プランジャ６６を第１圧力室７０側に押圧してい
る。

【００１３】差動トランス６４は、スプール６３の軸部
６５の一端に取り付けたコア６８と、そのコア６８の外
周に位置する２次巻線６９から構成され、スプール６３
の軸方向の移動に伴って、コア６８が２次巻線６９に対
して相対移動し、その際に生じる起電力の変化から、ス
プール６３の移動量を検出する。この差動トランス６４
の出力信号はコントローラ９０に入力される。

【００１４】図３、図４に示すように、油ポンプ４０
は、複数のプランジャを半径方向に配置し、回転軸の回
転中心に対して偏心した位置に設けた円筒形状のロータ
と当接して、これらプランジャを半径方向に往復運動さ
せてポンプ作用を行う公知構造のラジアルプランジャタ
イプのポンプである。この回転軸は電動モータ５０の出
力軸に結合されている。４３は吸入口を示し、ホース４
５を介して図略のリザーバと連通している。４４は吐出
口を示し、サーボ弁１７の供給ポート２１と、脈動吸収
ホース４６ａと金属管４６ｂからなる供給管４６で接続
されている。そしてリザーバからホース４５を経て油ポ
ンプ４０に吸入した油は、プランジャの往復運動により
圧力が生じ、その吐出油は、前述したようにチェック弁
４８を経てアキュムレータ４７に導かれて蓄圧されると
ともに、吐出口４４から脈動吸収ホース４６ａの脈動低
減作用を受けつつ供給ポート２１に導かれる。

【００１５】油ポンプ４０および電動モータ５０は、こ
れらの回転軸の軸線がラック軸２７の軸線と平行となる
位置で、ギヤハウジング１０に設けられた取付座１０１
に取付部材５１で固定されている。取付部材５１は、両
端に設けたおねじ５０１、５０２と、これらの間に配置
した弾性部材５０３からなり、おねじ５０１を油ポンプ
４０のハウジングに螺合し、おねじ５０２を取付座１０
１にナット５２で固定することで、油ポンプ４０および
電動モータ５０はギヤハウジング１０に固定される。弾
性部材５０３は油ポンプ４０で生じた振動がギヤハウジ
ング１０を介して車室内に伝わることを防止する作用を
する。

【００１６】さらに、ギヤハウジング１０に対して油ポ
ンプ４０および電動モータ５０を保持するために、クラ
ンプ部材８０が設けられている。クランプ部材８０は、
環状部８１と、この環状部８１から両側に連なる延出部
８２ａ，８２ｂからなる。環状部８１は、電動モータ５
０の外周とパワーシリンダ３０の外周の両方に弾性部材
を介して巻き付いて固定し、電動モータ５０を保持す
る。また、延出部８２ａは、車体側の取付部８３でパワ
ーシリンダ３０外周に固定したブラケット８４が保持さ
れる箇所まで延び、このブラケット８４を固定する締付
ボルト８５によって取付部８３に固定される。また延出
部８２ｂも、車体側の取付部８６でギヤハウジング１０
外周に固定したブラケット８７が保持される箇所まで延
び、同様な方法で車体の取付部８６に固定される。この
ようなクランプ部材８０を設けたことにより、油ポンプ
４０および電動モータ５０を強固に支持して、振動時に
作用する大きな荷重に対しても十分に耐えることができ
る。

【００１７】上記した構成の作動について説明する。油
ポンプ４０が電動モータ５０にて駆動されると、吐出さ
れた油はアキュムレータ４７に導かれて蓄圧されるとと
もに、吐出口４４から供給ポート２１に導かれる。ハン
ドルが操舵されていない直進走行状態では、入力軸１１
と出力軸１２の相対回転が生じていないため、サーボ弁
１７は、供給ポート２１はシリンダポート２２，２３の
いずれとも連通しない閉止状態で、シリンダポート２
２，２３は排出ポート２４と連通する。そのため、シリ
ンダポート２２，２３と、シャトル弁７２を経由して連
通する差圧検出器６０の第２圧力室７１に圧力が作用せ
ず、スプール６３の位置は、第１圧力室７０に供給され
る供給ポート２１の油圧で決定され、差動トランス６４
から決められた差圧に相当する出力信号が出力された時
点で電動モータ５０が停止する。

【００１８】また、ハンドル１４を操舵すると、トーシ
ョンバー１３が捩じられ、サーボ弁１７の入力軸１１と
出力軸１２が相対回転して、供給ポート２１を一方のシ
リンダポート２２に連通し、他方のシリンダポート２３
を排出ポート２４に連通する。供給ポート２１がシリン
ダポート２２と連通することにより、アキュムレータ４
７に蓄圧されていた圧油はパワーシリンダ３０の一方の
室に供給され、ピストン３１を摺動して、所要のリンク
機構を介して操向車輪が操舵される。パワーシリンダ３
０の他方の室の油はサーボ弁１７の排出ポート２４より
タンクに排出される。

【００１９】この際、アキュムレータ４７によって保持
されていた供給ポート２１側の油の圧力が低下するの
で、供給ポート２１と連通された差圧検出器６０の第１
圧力室７０の圧力が低下する。また、高圧となったシリ
ンダポート２２に連通する第２圧力室７１の圧力が上昇
するので、第１圧力室７０と第２圧力室７１の差圧が小
さくなり、スプール６３は第１圧力室７０側に移動し
て、差動トランス６４からの出力信号が小さくなる。差
動トランス６４の出力信号が決められた差圧に相当する
出力値まで低下すると、電動モータ５０の駆動が開始す
る。以後、連続してハンドル１４を操舵すると、供給通
路４３とシリンダポート２２の圧力差が小さいままのた
め、油ポンプ４０は連続して駆動される。ハンドル１４
の操舵が完了して操舵を停止すると、入力軸１１と出力
軸１２の相対回転がなくなり、供給ポート２１はシリン
ダポート２２，２３のいずれとも連通しない閉止状態と
なる。そのため供給ポート２１の油圧が上昇して、差圧
検出器６０の第１圧力室７０内の圧力が上昇し、出力信
号が設定値となった時点で油ポンプ４０が停止する。

【００２０】このように、供給ポート２１とシリンダポ
ート２２，２３の高圧側の間の圧力差が設定値以下にな
った時、すなわちハンドルが操舵された時だけ、油ポン
プ４０を駆動して圧油を吐出するようにしたので、油ポ
ンプ４０の無駄な吐出動作がなくなり、エンジン馬力の
損失を小さくすることが可能となる。そして、本実施例
においては、バルブハウジング９に差圧検出器６０のハ
ウジング６１を固定して、サーボ弁１７に差圧検出器６
０を一体的に結合固定した構成からなるため、差圧検出
器６０の第１圧力室７０と油ポンプ４０の供給側通路を
連通する通路、及び差圧検出器６０の第２圧力室７１と
シリンダポート２２，２３を連通する通路を、油圧配管
を介することなく両ハウジング９，６１に形成すること
ができ、その設置スペースを削減することができる。ま
た、差圧検出器６０とサーボ弁１７が一体になった状態
でエンジンルーム内に搭載されるので、周辺の機器の干
渉を容易に避けつつ簡単に搭載することができる。

【００２１】なお、本実施例は、油ポンプ４０と電動モ
ータ５０はギヤハウジング１０に固定されているが、パ
ワーシリンダ３０のシリンダ３２に固定してもよい。ま
た油ポンプ４０はラジアルプランジャタイプのポンプか
ら構成されているが、例えばアキシャルプランジャポン
プ、ベーンポンプ、ギヤポンプ等で構成してもよいのは
もちろんである。

【００２２】

【考案の効果】以上述べたように本考案は、相対回転可
能な入力軸及び出力軸と、中立時おいては供給通路を閉
止するとともに排出通路をパワーシリンダの両室に連通
させ、前記入力軸と出力軸との相対回転によって前記供
給通路をパワーシリンダの一方の室に連通させるととも
に前記排出通路をパワーシリンダの他方の室に連通させ
るサーボ弁と、このサーボ弁の供給通路に圧油を吐出す
る油ポンプと、前記パワーシリンダの高圧側のシリンダ
室と前記供給通路の差圧を検出する差圧検出器と、この
差圧検出器で検出した差圧が所定値以下の場合に前記油
ポンプを駆動して圧油を吐出する電動モータを備えたラ
ックピニオン型のパワーステアリング装置において、前
記サーボ弁を収納するハウジングに、前記差圧検出器を
結合固定した構成であるので、差圧検出器とパワーシリ
ンダの両室、及び差圧検出器と供給通路をハウジング内
に形成した通路で接続することができ、従来のこれら通
路を配管で構成した構造に比べて、全体の設置スペース
を小さくすることができ、周辺の機器の干渉を避けるこ
とができる。また、差圧検出器とサーボ弁を一体にした
状態でエンジンルームに搭載できるので、搭載を容易に
行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示すパワーステアリング装置
の全体構成図である。

【図２】本考案の実施例を示すパワーステアリング装置
のバルブ部の断面図である。

【図３】本考案の実施例を示すパワーステアリング装置
の油ポンプ部とパワーシリンダ部の外形図である。

【図４】本考案の実施例を示す図３のＡ矢視の一部断面
図である。

【符号の説明】

９ バルブハウジング １１ 入力軸 １２ 出力軸 １３ トーションバー １７ サーボ弁 ３０ パワーシリンダ ４０ 油ポンプ ４７ アキュムレータ ５０ 電動モータ ６０ 差圧検出器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B62D 5/22 B62D 5/07 B62D 6/00

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 相対回転可能な入力軸及び出力軸と、中
   立時においては供給通路を閉止するとともに排出通路を
   パワーシリンダの両室に連通させ、前記入力軸と出力軸
   との相対回転によって前記供給通路をパワーシリンダの
   一方の室に連通させるとともに前記排出通路をパワーシ
   リンダの他方の室に連通させるサーボ弁と、このサーボ
   弁の供給通路に圧油を吐出する油ポンプと、前記パワー
   シリンダの高圧側のシリンダ室と前記供給通路の差圧を
   検出する差圧検出器と、この差圧検出器で検出した差圧
   が所定値以下の場合に前記油ポンプを駆動して圧油を吐
   出する電動モータを備えたラックピニオン型のパワース
   テアリング装置において、前記サーボ弁を収納するハウ
   ジングに、前記差圧検出器を結合固定したことを特徴と
   するパワーステアリング装置。