JP2738663B2 - 自動車用動力舵取装置 - Google Patents
自動車用動力舵取装置Info
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- JP2738663B2 JP2738663B2 JP7309918A JP30991895A JP2738663B2 JP 2738663 B2 JP2738663 B2 JP 2738663B2 JP 7309918 A JP7309918 A JP 7309918A JP 30991895 A JP30991895 A JP 30991895A JP 2738663 B2 JP2738663 B2 JP 2738663B2
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- JP
- Japan
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- reaction force
- reaction
- spool
- input shaft
- piston
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
- B62D6/02—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits responsive only to vehicle speed
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
- B62D5/06—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W2520/00—Input parameters relating to overall vehicle dynamics
- B60W2520/10—Longitudinal speed
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
- Power Steering Mechanism (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用動力舵取
装置に関し、特に、車速の変化によって適切に操舵補助
力を変化させ、低速の際には運転者のハンドルの操作に
必要な力を小さくし、高速の際には走行安定性を向上さ
せるべく運転者のハンドル操作に必要な力を相対的に大
きくさせる車速感応型動力舵取装置に関する。
装置に関し、特に、車速の変化によって適切に操舵補助
力を変化させ、低速の際には運転者のハンドルの操作に
必要な力を小さくし、高速の際には走行安定性を向上さ
せるべく運転者のハンドル操作に必要な力を相対的に大
きくさせる車速感応型動力舵取装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の流圧作動器を操舵補助力の発生源
にする動力舵取装置の一例は、次のように構成される。
即ち、車輪に連結された出力軸とハンドルに連結される
入力軸を仲介軸、例えば、トーションバーなどを介して
同軸上に連結してハンドルに運転者の操舵トルクが与え
られる場合、入力軸に形成された弁ロータと出力軸に連
結されたスリーブの間に角変位が発生して、このような
角変位の方向及び大きさによって流圧作動器内に流入さ
れた作動油の流入路及び流量を選択及び制御して適切に
操舵補助力を得るようになっているのである。例えば、
ロータリー弁がこのような機能を果たす代表的な機構で
ある。
にする動力舵取装置の一例は、次のように構成される。
即ち、車輪に連結された出力軸とハンドルに連結される
入力軸を仲介軸、例えば、トーションバーなどを介して
同軸上に連結してハンドルに運転者の操舵トルクが与え
られる場合、入力軸に形成された弁ロータと出力軸に連
結されたスリーブの間に角変位が発生して、このような
角変位の方向及び大きさによって流圧作動器内に流入さ
れた作動油の流入路及び流量を選択及び制御して適切に
操舵補助力を得るようになっているのである。例えば、
ロータリー弁がこのような機能を果たす代表的な機構で
ある。
【0003】一方、ハンドルの操作に必要な力の大きさ
は路面からハンドルに作用する力の大きさに比例し、こ
の力の大きさは車速に反比例する。即ち、自動車が高速
走行するほどハンドルの操作に必要の力の大きさは減
り、このような場合大きい操舵補助力の必要はなくなる
のみならず、大きい操舵補助力が作用すると、かえって
車の直進安定走行を損なう恐れがある。
は路面からハンドルに作用する力の大きさに比例し、こ
の力の大きさは車速に反比例する。即ち、自動車が高速
走行するほどハンドルの操作に必要の力の大きさは減
り、このような場合大きい操舵補助力の必要はなくなる
のみならず、大きい操舵補助力が作用すると、かえって
車の直進安定走行を損なう恐れがある。
【0004】このような問題を解消するために多様な構
造の動力舵取装置が提示されてきており、このような装
置は通常、車速の増加に比例する反力を提供する反力調
節装置と、トーションバーの周りで入力軸と係合して回
転し、出力軸に対しては選択的に回転連結される角変位
制限機構を備えている。このような構造では、車速が増
加すると、車速に比例して反力圧調節装置で高い反力圧
が与えられて、この反力圧が角変位制限機構に作用する
と、角変位制限機構はロータリー弁内の弁ロータとスリ
ーブ間の角変位の大きさの最大値を減らすようにする。
即ち、非常に高速で走行している車では、弁ロータ及び
スリーブは、互いの角変位が殆ど起こらない状態で共に
回転し、従って、操舵補助力を発生させる流体流動は殆
ど起こらない。
造の動力舵取装置が提示されてきており、このような装
置は通常、車速の増加に比例する反力を提供する反力調
節装置と、トーションバーの周りで入力軸と係合して回
転し、出力軸に対しては選択的に回転連結される角変位
制限機構を備えている。このような構造では、車速が増
加すると、車速に比例して反力圧調節装置で高い反力圧
が与えられて、この反力圧が角変位制限機構に作用する
と、角変位制限機構はロータリー弁内の弁ロータとスリ
ーブ間の角変位の大きさの最大値を減らすようにする。
即ち、非常に高速で走行している車では、弁ロータ及び
スリーブは、互いの角変位が殆ど起こらない状態で共に
回転し、従って、操舵補助力を発生させる流体流動は殆
ど起こらない。
【0005】このような油圧式の従来の動力舵取装置の
うち1つが特許公開公報第61−202976号に開示
されている。この動力舵取装置は出力軸と連結されるハ
ウジングに放射上に設けられた4つのプランジャー通路
と、各々前記通路内で摺動自在に設けられた4つのプラ
ンジャーを備えており、また各々のプランジャー正面に
は半球形突出部が形成され、入力軸には前記突出部に結
合可能な半球形溝が形成されている。
うち1つが特許公開公報第61−202976号に開示
されている。この動力舵取装置は出力軸と連結されるハ
ウジングに放射上に設けられた4つのプランジャー通路
と、各々前記通路内で摺動自在に設けられた4つのプラ
ンジャーを備えており、また各々のプランジャー正面に
は半球形突出部が形成され、入力軸には前記突出部に結
合可能な半球形溝が形成されている。
【0006】しかし、上述した従来技術による動力舵取
装置は、次のような短所がある。即ち、複数の摺動自在
に設けられたプランジャーとその通路の製造加工が困難
である。プランジャーは後方に作動油の圧力を受けなが
ら通路内を摺動するようになっているので、漏油を防止
するためにプランジャーと通路間のクリアランスを非常
に小さくしなければならず、これは製造コストを上昇さ
せる要因になる。
装置は、次のような短所がある。即ち、複数の摺動自在
に設けられたプランジャーとその通路の製造加工が困難
である。プランジャーは後方に作動油の圧力を受けなが
ら通路内を摺動するようになっているので、漏油を防止
するためにプランジャーと通路間のクリアランスを非常
に小さくしなければならず、これは製造コストを上昇さ
せる要因になる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の主な
目的は、車速の変化に応じて適切に変化するハンドル拘
束力を与える反力装置を備えた、より簡単な構造を有し
製造コストの小さい、改善された自動車用動力舵取装置
を提供することである。
目的は、車速の変化に応じて適切に変化するハンドル拘
束力を与える反力装置を備えた、より簡単な構造を有し
製造コストの小さい、改善された自動車用動力舵取装置
を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、ハンドルに連結された入力軸と、車輪にステアリ
ングリンケージを介して連結された出力軸と、ロータリ
ー弁と、車速の増減によって反力発生作動流体に適切な
反力圧を発生させる反力圧調節弁と、前記反力発生作動
流体の反力圧の大きさに応じて操舵補助力の大きさを制
御する角変位制限機構とを有する自動車用動力舵取装置
において、前記角変位制限機構が、前記入力軸に取着さ
れる円筒形の反力ピストンであって、組み立て時に前記
出力軸に近い側となる下側部に設けられた、フランジ状
に直径の拡がった部分である下側スカート部と、前記下
側スカート部の前記出力軸側の下側端面上に設けられた
少なくとも1つのV字形溝と、前記下側スカート部の前
記出力軸と反対側の上側端面を含む上側表面であって、
反力圧が出力軸方向に作用する反力圧作用面とを有す
る、該反力ピストンと、前記反力ピストンを、それが軸
方向には摺動可能であり、かつ、前記入力軸に対して円
周方向の相対運動が不可能なように前記入力軸に取着す
るための反力ピストン取着手段と、前記出力軸の入力軸
側端面に、前記V字形溝に嵌合可能な少なくとも1つの
半球形突出部とを有することを特徴とし、前記反力ピス
トン取着手段が、前記入力軸の出力軸側の端部に形成さ
れた十字形突出部と、前記十字形突出部の4つの各突出
部分の放射方向の端面に、軸方向に延在するように形成
された半円形の断面を有する第1溝と、前記反力ピスト
ンの内周面に前記第1溝と対向するように軸方向に延在
する形で形成された半円形の断面を有する4つの第2溝
と、各前記第1溝と前記第2溝との間に配置された複数
のボールと、 前記入力軸と前記反力ピストンとの間に配
置され、前記ボールを、各前記第1溝と前記第2溝とが
形成する空間内で互いに隔てて配置するべく捕捉する、
円筒形ボールリテーナーとを有することを特徴とする自
動車用動力舵取装置が提供される。
めに、ハンドルに連結された入力軸と、車輪にステアリ
ングリンケージを介して連結された出力軸と、ロータリ
ー弁と、車速の増減によって反力発生作動流体に適切な
反力圧を発生させる反力圧調節弁と、前記反力発生作動
流体の反力圧の大きさに応じて操舵補助力の大きさを制
御する角変位制限機構とを有する自動車用動力舵取装置
において、前記角変位制限機構が、前記入力軸に取着さ
れる円筒形の反力ピストンであって、組み立て時に前記
出力軸に近い側となる下側部に設けられた、フランジ状
に直径の拡がった部分である下側スカート部と、前記下
側スカート部の前記出力軸側の下側端面上に設けられた
少なくとも1つのV字形溝と、前記下側スカート部の前
記出力軸と反対側の上側端面を含む上側表面であって、
反力圧が出力軸方向に作用する反力圧作用面とを有す
る、該反力ピストンと、前記反力ピストンを、それが軸
方向には摺動可能であり、かつ、前記入力軸に対して円
周方向の相対運動が不可能なように前記入力軸に取着す
るための反力ピストン取着手段と、前記出力軸の入力軸
側端面に、前記V字形溝に嵌合可能な少なくとも1つの
半球形突出部とを有することを特徴とし、前記反力ピス
トン取着手段が、前記入力軸の出力軸側の端部に形成さ
れた十字形突出部と、前記十字形突出部の4つの各突出
部分の放射方向の端面に、軸方向に延在するように形成
された半円形の断面を有する第1溝と、前記反力ピスト
ンの内周面に前記第1溝と対向するように軸方向に延在
する形で形成された半円形の断面を有する4つの第2溝
と、各前記第1溝と前記第2溝との間に配置された複数
のボールと、 前記入力軸と前記反力ピストンとの間に配
置され、前記ボールを、各前記第1溝と前記第2溝とが
形成する空間内で互いに隔てて配置するべく捕捉する、
円筒形ボールリテーナーとを有することを特徴とする自
動車用動力舵取装置が提供される。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について図
面を参照しながらより詳しく説明する。
面を参照しながらより詳しく説明する。
【0010】図1は本発明による動力舵取装置100の
概略的構成を示している。本発明による動力舵取装置1
00は大きく入力軸10、出力軸20、トーションバー
30、ロータリー弁40、反力機構50、軸ハウジング
60に分けられる。まず、入力軸10はハンドルに連結
され、運転者がハンドルを操作することによって回転す
る。出力軸20は車輪にステアリングリンケージを介し
て連結され、トーションバー30は両側に入力軸10と
出力軸20とが連結されていて、運転者が操舵トルクを
ハンドルに与える際、一定範囲内で回転可能にされてい
る。
概略的構成を示している。本発明による動力舵取装置1
00は大きく入力軸10、出力軸20、トーションバー
30、ロータリー弁40、反力機構50、軸ハウジング
60に分けられる。まず、入力軸10はハンドルに連結
され、運転者がハンドルを操作することによって回転す
る。出力軸20は車輪にステアリングリンケージを介し
て連結され、トーションバー30は両側に入力軸10と
出力軸20とが連結されていて、運転者が操舵トルクを
ハンドルに与える際、一定範囲内で回転可能にされてい
る。
【0011】ロータリー弁40は、一般に弁ロータ40
bとスリーブ40aからなり、操舵補助力の方向及び大
きさを決定する機構である。即ち、入力軸10に操舵ト
ルクが加えられると、入力軸10に形成された弁ロータ
40bと出力軸20に取着されたスリーブ40aとの間
に相対的な角変位が生じる結果、角変位の方向及び大き
さによって舵取補助力を発生させる流圧作動器(図示せ
ず)内に流入される作動油の流入流路を選択し、流量を
制御して舵取補助力の大きさが調節される。反力機構5
0は反力圧調節弁50bと角変位制限機構50aに分け
られるが、反力圧調節弁50bは、車速が増加すると反
力圧発生流体に適切に高められた反力圧、即ち操舵トル
クに対する反力を生じさせる圧力を形成させ、この反力
圧を反力チャンバ51へ伝達させる。角変位制限機構5
0aは、反力圧調節弁50bで与えられた反力圧発生作
動流体の反力圧の大きさに応じて、弁ロータ40bとス
リーブ40a間に生じ得る角変位の大きさを制限し、発
生する操舵補助力の大きさを調節するものである。
bとスリーブ40aからなり、操舵補助力の方向及び大
きさを決定する機構である。即ち、入力軸10に操舵ト
ルクが加えられると、入力軸10に形成された弁ロータ
40bと出力軸20に取着されたスリーブ40aとの間
に相対的な角変位が生じる結果、角変位の方向及び大き
さによって舵取補助力を発生させる流圧作動器(図示せ
ず)内に流入される作動油の流入流路を選択し、流量を
制御して舵取補助力の大きさが調節される。反力機構5
0は反力圧調節弁50bと角変位制限機構50aに分け
られるが、反力圧調節弁50bは、車速が増加すると反
力圧発生流体に適切に高められた反力圧、即ち操舵トル
クに対する反力を生じさせる圧力を形成させ、この反力
圧を反力チャンバ51へ伝達させる。角変位制限機構5
0aは、反力圧調節弁50bで与えられた反力圧発生作
動流体の反力圧の大きさに応じて、弁ロータ40bとス
リーブ40a間に生じ得る角変位の大きさを制限し、発
生する操舵補助力の大きさを調節するものである。
【0012】軸ハウジング60は、上述した入力軸1
0、出力軸20、トーションバー30、ロータリー弁4
0、角変位制限機構50aが設置される空間を提供す
る。
0、出力軸20、トーションバー30、ロータリー弁4
0、角変位制限機構50aが設置される空間を提供す
る。
【0013】図2A及び図2Bを参照して、本発明の動
力舵取装置100に用いた入・出力軸10、20及び角
変位制限機構50aについて以下説明する。舵取ハンド
ルに連結された入力軸10には、トーションバー30の
上側がピンなどで固定されて、軸10中央には弁ロータ
40bが、下側には十字形部70が形成されている。十
字形部70は4つの突出部71を有し、各突出部71は
外側面に前記入力軸10の軸方向に平行に形成された半
円形の断面を有する第1溝72を有する。出力軸20の
上端部には上側に延出する4つのストッパ61が形成さ
れており、隣接したストッパ61間には前記突出部71
を受容するための突出部受容スロット62が形成されて
いる。十字形部70は、各突出部71が受容スロット6
2に受容されるように、前記ストッパ61内に挿入され
る。突出部71が受容スロット62へ挿入される際の組
立容易性を向上させるように、前記ストッパ61の側面
は軸方向に2段に段差24が設けられている。出力軸2
0には前記トーションバー30の下側部が取着され、そ
の上側面21には半球形状の突出部22が前記ストッパ
61の周りに形成されている。または前記ストッパ61
の上部には放射方向に突出した突起23が形成されてい
る。
力舵取装置100に用いた入・出力軸10、20及び角
変位制限機構50aについて以下説明する。舵取ハンド
ルに連結された入力軸10には、トーションバー30の
上側がピンなどで固定されて、軸10中央には弁ロータ
40bが、下側には十字形部70が形成されている。十
字形部70は4つの突出部71を有し、各突出部71は
外側面に前記入力軸10の軸方向に平行に形成された半
円形の断面を有する第1溝72を有する。出力軸20の
上端部には上側に延出する4つのストッパ61が形成さ
れており、隣接したストッパ61間には前記突出部71
を受容するための突出部受容スロット62が形成されて
いる。十字形部70は、各突出部71が受容スロット6
2に受容されるように、前記ストッパ61内に挿入され
る。突出部71が受容スロット62へ挿入される際の組
立容易性を向上させるように、前記ストッパ61の側面
は軸方向に2段に段差24が設けられている。出力軸2
0には前記トーションバー30の下側部が取着され、そ
の上側面21には半球形状の突出部22が前記ストッパ
61の周りに形成されている。または前記ストッパ61
の上部には放射方向に突出した突起23が形成されてい
る。
【0014】一方、ストッパ61の前記上側面21と前
記突起23との間の外周面の上には円筒形の反力ピスト
ン80が配置される。反力ピストン80は、図1の反力
圧調節弁50bから出た反力圧発生作動流体が作用する
反力圧作用面をその上側面81に有し、前記上側面81
から出力軸方向に延在する大直径スカート部82と、前
記上側面81から入力軸方向に延在する小直径スカート
部83を含んでいる。前記小直径スカート部83の外周
面83aも反力圧作用面として機能する。大直径スカー
ト部82の下側末端部にはV字形の溝85が前記上側面
21の半球形突出部22の数だけ形成されている。V字
形の溝85のV字形部分の角度θは約100°乃至14
0°の範囲であるのが好ましい。または前記反力ピスト
ン80の内周面は4つの第2溝84を含むが、各第2溝
84は前記十字形突出部71の各第1溝72に対向する
ように配置され、半円形の断面を有している。
記突起23との間の外周面の上には円筒形の反力ピスト
ン80が配置される。反力ピストン80は、図1の反力
圧調節弁50bから出た反力圧発生作動流体が作用する
反力圧作用面をその上側面81に有し、前記上側面81
から出力軸方向に延在する大直径スカート部82と、前
記上側面81から入力軸方向に延在する小直径スカート
部83を含んでいる。前記小直径スカート部83の外周
面83aも反力圧作用面として機能する。大直径スカー
ト部82の下側末端部にはV字形の溝85が前記上側面
21の半球形突出部22の数だけ形成されている。V字
形の溝85のV字形部分の角度θは約100°乃至14
0°の範囲であるのが好ましい。または前記反力ピスト
ン80の内周面は4つの第2溝84を含むが、各第2溝
84は前記十字形突出部71の各第1溝72に対向する
ように配置され、半円形の断面を有している。
【0015】図2Bは各部品が組み合わせられた状態の
角変位制限機構50aの出力軸のストッパ61の部位に
おける断面図である。図示されたように、前記十字形突
出部の第1溝72と反力ピストンの内周面の第2溝84
が形成する空間には複数のボール90が配置されてい
る。このボール90は、前記反力ピストン80を前記入
力軸10方向へ摺動可能にすると共に、回転方向には、
即ち円周方向には固定されるようにする役割を果たす。
このボール90を隔てて配置させるために、前記第1溝
72と第2溝84との間には、ボールリテーナー91が
設けられる。ボールリテーナー91には、前記ボール9
0を捕捉する複数の貫通孔が形成されている。本発明に
用いられるボールリテーナー91は耐熱性プラスチック
製であるのが好ましい。
角変位制限機構50aの出力軸のストッパ61の部位に
おける断面図である。図示されたように、前記十字形突
出部の第1溝72と反力ピストンの内周面の第2溝84
が形成する空間には複数のボール90が配置されてい
る。このボール90は、前記反力ピストン80を前記入
力軸10方向へ摺動可能にすると共に、回転方向には、
即ち円周方向には固定されるようにする役割を果たす。
このボール90を隔てて配置させるために、前記第1溝
72と第2溝84との間には、ボールリテーナー91が
設けられる。ボールリテーナー91には、前記ボール9
0を捕捉する複数の貫通孔が形成されている。本発明に
用いられるボールリテーナー91は耐熱性プラスチック
製であるのが好ましい。
【0016】出力軸20の突起23を受容する凹部96
を有し、反力ピストン80上側に設置されるスリーブ4
0aは、前記軸ハウジング60に対して回転可能に設け
られ、上述した入力軸の弁ロータ40bと共にロータリ
ー弁を構成する。
を有し、反力ピストン80上側に設置されるスリーブ4
0aは、前記軸ハウジング60に対して回転可能に設け
られ、上述した入力軸の弁ロータ40bと共にロータリ
ー弁を構成する。
【0017】図3及び図4を参照して、本発明による動
力舵取装置100に用いられる反力圧調節弁50bにつ
いて以下説明する。
力舵取装置100に用いられる反力圧調節弁50bにつ
いて以下説明する。
【0018】図3に示されたように、本発明による反力
圧調節弁50bは弁ハウジング101、スプール10
2、複数のピン103、ソレノイド弁104、及びスプ
リング105を有する。弁ハウジング101には反力圧
発生作動流体が流入される流入ポット106と、反力ピ
ストン80の反力圧作用面81、83aに連通する反力
流路107が形成されている。
圧調節弁50bは弁ハウジング101、スプール10
2、複数のピン103、ソレノイド弁104、及びスプ
リング105を有する。弁ハウジング101には反力圧
発生作動流体が流入される流入ポット106と、反力ピ
ストン80の反力圧作用面81、83aに連通する反力
流路107が形成されている。
【0019】スプール102は前記弁ハウジング101
内に摺動自在に設けられ、第1オリフィス108と第2
オリフィス109を有している。第1及び第2オリフィ
ス108、109は各々スプール102側面に外周面に
沿って隔てられて形成されており、スプール102を貫
通するように形成された第1流路110によって互いに
連通をなすようにされている。第2オリフィス109は
常に前記反力流路107と連通するように設けられて、
このような状態を維持したままで、スプール102は前
記弁ハウジング101内で前記第1オリフィス108が
流入ポット106と完全に連通する第1位置と、前記第
1オリフィス108と流入ポット106との連通が完全
に遮断される第2位置の間で摺動する。図3において、
スプール102は第2位置にある。
内に摺動自在に設けられ、第1オリフィス108と第2
オリフィス109を有している。第1及び第2オリフィ
ス108、109は各々スプール102側面に外周面に
沿って隔てられて形成されており、スプール102を貫
通するように形成された第1流路110によって互いに
連通をなすようにされている。第2オリフィス109は
常に前記反力流路107と連通するように設けられて、
このような状態を維持したままで、スプール102は前
記弁ハウジング101内で前記第1オリフィス108が
流入ポット106と完全に連通する第1位置と、前記第
1オリフィス108と流入ポット106との連通が完全
に遮断される第2位置の間で摺動する。図3において、
スプール102は第2位置にある。
【0020】一方、第2オリフィス109は、弁スプー
ル102を貫通するように形成された第2流路112と
も連通する。この第2流路112は、弁スプール102
内にスプールの移動方向と平行に形成された複数のピン
ホール113と連通をなすようにされている。前記ピン
ホール113内にはピンホール113に対して摺動自在
で、一端部が前記ソレノイド弁104に固定されたピン
103が設けられる。
ル102を貫通するように形成された第2流路112と
も連通する。この第2流路112は、弁スプール102
内にスプールの移動方向と平行に形成された複数のピン
ホール113と連通をなすようにされている。前記ピン
ホール113内にはピンホール113に対して摺動自在
で、一端部が前記ソレノイド弁104に固定されたピン
103が設けられる。
【0021】このようなピン103は、前記反力調節弁
50bの流体通路107、110及び112内に許容さ
れる最大の反力圧を越える反力圧が生成された場合、ス
プール102を図の右側方向に移動させ、弁ハウジング
101の流入ポット106と第1オリフィス108との
連通をなす部分の面積を減少させる機能を果たす。図4
を参照すると、反力圧によってピン103の断面に作用
する力Fpは、弁スプール102を第2位置の方に付勢
することが分かる。
50bの流体通路107、110及び112内に許容さ
れる最大の反力圧を越える反力圧が生成された場合、ス
プール102を図の右側方向に移動させ、弁ハウジング
101の流入ポット106と第1オリフィス108との
連通をなす部分の面積を減少させる機能を果たす。図4
を参照すると、反力圧によってピン103の断面に作用
する力Fpは、弁スプール102を第2位置の方に付勢
することが分かる。
【0022】図3を再度参照すると、図の右側に設置さ
れている反力スプリング105は常にスプール102を
第1位置の方に加圧するように機能する。図の左側に位
置したソレノイド弁104は、正面に形成されたロッド
を含み、これは与えられる電流の大きさに応じてスプー
ル102を第2位置の方に加圧する。ロッドはソレノイ
ド弁の外に突出するかソレノイド弁内に後退するように
なっている。ロッドが突出する長さは電子制御装置(E
CU)115から与えられる電流の大きさに比例する。
車速センサー114に接続されたECU115は、車速
が減少すると、ソレノイド弁104に与える電流を小さ
くする。
れている反力スプリング105は常にスプール102を
第1位置の方に加圧するように機能する。図の左側に位
置したソレノイド弁104は、正面に形成されたロッド
を含み、これは与えられる電流の大きさに応じてスプー
ル102を第2位置の方に加圧する。ロッドはソレノイ
ド弁の外に突出するかソレノイド弁内に後退するように
なっている。ロッドが突出する長さは電子制御装置(E
CU)115から与えられる電流の大きさに比例する。
車速センサー114に接続されたECU115は、車速
が減少すると、ソレノイド弁104に与える電流を小さ
くする。
【0023】以下、このような構造の反力圧調節弁50
bの動作について説明する。
bの動作について説明する。
【0024】反力圧によって生ずる力Fp及びソレノイ
ド弁による力Frは、弁スプール102を第2位置に向
けて加圧する役割を果たし、スプリング105の弾性力
Fsは、スプールを第1位置に加圧する役割を果たす。
従って、弁スプール102は、Fp+Frの合力と力F
sの大きさの差に応じてハウジング内を往復する。
ド弁による力Frは、弁スプール102を第2位置に向
けて加圧する役割を果たし、スプリング105の弾性力
Fsは、スプールを第1位置に加圧する役割を果たす。
従って、弁スプール102は、Fp+Frの合力と力F
sの大きさの差に応じてハウジング内を往復する。
【0025】まず、自動車が高速で走行中の場合、ソレ
ノイド弁104のロッド111は弁104の胴体外に突
出せず、反力スプリング105の弾性力によって、スプ
ール102は図の左側に弾性的に付勢されて、スプール
の第1オリフィス108と流入ポット106との連通を
なす開口部の面積が最大となる第1位置に置かれる。こ
の場合には、流入ポット106を通じて最大量の反力圧
発生作動流体が流入されることによって、反力ピストン
80の反力圧作用面81、83aには第2オリフィス1
09と反力流路107を通じて最高圧が加わることにな
る。この際、操舵補助力は殆ど発生しない。
ノイド弁104のロッド111は弁104の胴体外に突
出せず、反力スプリング105の弾性力によって、スプ
ール102は図の左側に弾性的に付勢されて、スプール
の第1オリフィス108と流入ポット106との連通を
なす開口部の面積が最大となる第1位置に置かれる。こ
の場合には、流入ポット106を通じて最大量の反力圧
発生作動流体が流入されることによって、反力ピストン
80の反力圧作用面81、83aには第2オリフィス1
09と反力流路107を通じて最高圧が加わることにな
る。この際、操舵補助力は殆ど発生しない。
【0026】車速が減少すると、ソレノイド弁104に
は徐々に高い電流が与えられて、ロッド111は漸次弁
104の胴体外に突出してスプリング105の弾性力F
sを上まわり、スプール102を図の右側の方向に押し
て動かし、これによって流入ポット106と第1オリフ
ィス108の連通をなす開口部の面積は減少し、より低
圧の反力圧が反力圧作用面81、83aに作用すること
になる。
は徐々に高い電流が与えられて、ロッド111は漸次弁
104の胴体外に突出してスプリング105の弾性力F
sを上まわり、スプール102を図の右側の方向に押し
て動かし、これによって流入ポット106と第1オリフ
ィス108の連通をなす開口部の面積は減少し、より低
圧の反力圧が反力圧作用面81、83aに作用すること
になる。
【0027】自動車が停止しているか、または低速走行
中の場合には、ソレノイド弁104のロッド111は胴
体の外に最大限に突出して、スプール102を殆ど第2
位置に置いて、この際スプール102の第1オリフィス
108と流入ポット106との連通をなす開口部の面積
は0に近づく。従って、反力ピストン80の反力圧作用
面81、83aには殆ど反力圧が作用せず、充分な操舵
補助力が発生することになる。
中の場合には、ソレノイド弁104のロッド111は胴
体の外に最大限に突出して、スプール102を殆ど第2
位置に置いて、この際スプール102の第1オリフィス
108と流入ポット106との連通をなす開口部の面積
は0に近づく。従って、反力ピストン80の反力圧作用
面81、83aには殆ど反力圧が作用せず、充分な操舵
補助力が発生することになる。
【0028】反力圧調節弁50b内で生成される反力圧
はピン103の断面にも力を加えているが、弁スプール
内の各通路内の許容最大圧力を超過する圧力が反力圧調
節弁50b内に生成されると、この反力圧によって、個
別ピン103断面が受ける力の合力Fpとロッド111
の加圧力Frとの合力は、前記スプリング105の弾性
力Fsより大きくなる。このようになると、スプール1
02は図4に於いて太い矢印で示されるようにスプリン
グ105の弾性力Fsを上まわり、ピン103に対して
右側に移動する。従って、流入ポット106と第1オリ
フィス108との連通をなす開口部の面積が減少して、
反力圧は減少することになる。これによって、流入ポッ
トを通過する流体量がより少なくなり、危険な大きさの
反力圧生成を回避することができる。P′を許容最大圧
力とした場合、ピン103の断面積の大きさは少なくと
も(Fs−Fp)/P′より大きくなければならない。
はピン103の断面にも力を加えているが、弁スプール
内の各通路内の許容最大圧力を超過する圧力が反力圧調
節弁50b内に生成されると、この反力圧によって、個
別ピン103断面が受ける力の合力Fpとロッド111
の加圧力Frとの合力は、前記スプリング105の弾性
力Fsより大きくなる。このようになると、スプール1
02は図4に於いて太い矢印で示されるようにスプリン
グ105の弾性力Fsを上まわり、ピン103に対して
右側に移動する。従って、流入ポット106と第1オリ
フィス108との連通をなす開口部の面積が減少して、
反力圧は減少することになる。これによって、流入ポッ
トを通過する流体量がより少なくなり、危険な大きさの
反力圧生成を回避することができる。P′を許容最大圧
力とした場合、ピン103の断面積の大きさは少なくと
も(Fs−Fp)/P′より大きくなければならない。
【0029】以下、図5及び図6を参照して、本発明に
よる動力舵取装置100の反力ピストン80の動作につ
いてより詳細に説明する。
よる動力舵取装置100の反力ピストン80の動作につ
いてより詳細に説明する。
【0030】上述したように、操舵補助力はロータリー
弁40の入力軸10に形成された弁ロータ40bと出力
軸20に取着されたスリーブ40aとの間に生ずる角変
位の大きさに比例して発生する。本発明による角変位制
限機構50aは、上述したように、車速に比例して発生
する反力圧の大きさに応じて、ロータリー弁40内で生
じ得る弁ロータ40bとスリーブ40aとの間の角変位
の大きさを制限して操舵補助力の大きさを調節する。
弁40の入力軸10に形成された弁ロータ40bと出力
軸20に取着されたスリーブ40aとの間に生ずる角変
位の大きさに比例して発生する。本発明による角変位制
限機構50aは、上述したように、車速に比例して発生
する反力圧の大きさに応じて、ロータリー弁40内で生
じ得る弁ロータ40bとスリーブ40aとの間の角変位
の大きさを制限して操舵補助力の大きさを調節する。
【0031】運転者が操舵トルクを加えていない状態で
は、反力圧の大きさに関係なく、図5に示したように、
反力ピストン80のV字形溝85と出力軸上断面21に
形成された半球形突出部22は互いに中心が一直線上に
あるようにされる。
は、反力圧の大きさに関係なく、図5に示したように、
反力ピストン80のV字形溝85と出力軸上断面21に
形成された半球形突出部22は互いに中心が一直線上に
あるようにされる。
【0032】高速走行モードでは、出力軸20は、入力
軸10に取着された反力ピストン80に対して上述した
中心が一直線上にある状態を維持しつつ回転する。この
ような動作は、反力圧調節弁50bからの高圧の反力圧
が反力ピストン80の反力圧作用面81、83aに作用
して、反力ピストン80の上昇運動が押さえられた状態
で起きる。
軸10に取着された反力ピストン80に対して上述した
中心が一直線上にある状態を維持しつつ回転する。この
ような動作は、反力圧調節弁50bからの高圧の反力圧
が反力ピストン80の反力圧作用面81、83aに作用
して、反力ピストン80の上昇運動が押さえられた状態
で起きる。
【0033】図6を参照すると、反力ピストン80は、
その上昇運動なしでは、出力軸20に対し相対的に回転
運動できないということが分かる。本発明による動力舵
取装置はこのような反力ピストンの上昇運動を適切に制
限して、適切な大きさの操舵補助力を得る。また、適切
な上昇運動を制限する機能は、車速に比例して増加する
反力圧によって得られる。
その上昇運動なしでは、出力軸20に対し相対的に回転
運動できないということが分かる。本発明による動力舵
取装置はこのような反力ピストンの上昇運動を適切に制
限して、適切な大きさの操舵補助力を得る。また、適切
な上昇運動を制限する機能は、車速に比例して増加する
反力圧によって得られる。
【0034】運転者の操舵トルクTdより反力圧による
加圧力Fdnが小さい場合、反力ピストン80は突出部
22に対して相対的に回転可能となるため、力Fdnの
大きさが大きければ大きいほど、反力ピストン80と突
出部22の間で生じ得る相対的角変位dの大きさは小さ
くなる。
加圧力Fdnが小さい場合、反力ピストン80は突出部
22に対して相対的に回転可能となるため、力Fdnの
大きさが大きければ大きいほど、反力ピストン80と突
出部22の間で生じ得る相対的角変位dの大きさは小さ
くなる。
【0035】非常に大きい反力圧が反力ピストン80に
作用する場合においては、運転者が操舵トルクを増加さ
せる過程で、殆ど運転者の力のみで車輪回転が行われ
る。
作用する場合においては、運転者が操舵トルクを増加さ
せる過程で、殆ど運転者の力のみで車輪回転が行われ
る。
【0036】自動車が中低速で走行中の場合では、反力
圧の大きさによって2つの部材20、80の間に発生す
る相対的角変位dは許容され、この角変位に応じた操舵
補助力が生成される。
圧の大きさによって2つの部材20、80の間に発生す
る相対的角変位dは許容され、この角変位に応じた操舵
補助力が生成される。
【0037】上記に於いて、好適な実施例について説明
したが、本明細書に記載の特許請求の範囲を逸脱するこ
となく、当業者は種々の変更をなし得ることは明らかで
ある。
したが、本明細書に記載の特許請求の範囲を逸脱するこ
となく、当業者は種々の変更をなし得ることは明らかで
ある。
【0038】
【発明の効果】以上より、車速の変化に応じて適切に変
化するハンドル拘束力を与える反力装置を備えた、より
簡単な構造を有し製造コストの小さい、改善された自動
車用動力舵取装置が提供される。
化するハンドル拘束力を与える反力装置を備えた、より
簡単な構造を有し製造コストの小さい、改善された自動
車用動力舵取装置が提供される。
【図1】本発明による動力舵取装置の構成を示す、概略
的な部分断面図である。
的な部分断面図である。
【図2】A及びBからなり、Aは、本発明による動力舵
取装置の、入力軸及び出力軸と角変位制限機構の分解斜
視図である。Bは、Aの2bー2b線で切った断面図で
あって、角変位制限機構の組み立てられた模様を示した
図である。
取装置の、入力軸及び出力軸と角変位制限機構の分解斜
視図である。Bは、Aの2bー2b線で切った断面図で
あって、角変位制限機構の組み立てられた模様を示した
図である。
【図3】本発明による動力舵取装置の、反力圧調節弁の
概略的な部分断面図である。
概略的な部分断面図である。
【図4】本発明による動力舵取装置の、反力圧調節弁の
ピンの動作を説明するための概略図である。
ピンの動作を説明するための概略図である。
【図5】本発明による動力舵取装置に用いられた角変位
制限機構の作動状態を説明するための概略図である。
制限機構の作動状態を説明するための概略図である。
【図6】本発明による動力舵取装置の用いられた反力ピ
ストンとボールの関係を説明するための概略図である。
ストンとボールの関係を説明するための概略図である。
10 入力軸 20 出力軸 21 (出力軸の)上側面 22 半球形突出部 23 突起 24 段差 30 トーションバー 40a スリーブ 40b 弁ロータ 50 反力機構 50a 角変位制限機構 50b 反力圧調節弁 51 反力チャンバ 60 ハウジング 61 ストッパ 62 突出部受容スロット 70 十字形部 71 突出部 72 第1溝 80 反力ピストン 81 (反力ピストンの)上側面 82 大直径スカート部 83 小直径スカート部 83a (小直径スカート部の)外周面 84 第2溝 85 V字形溝 90 ボール 91 ボールリテーナー 100 動力舵取装置 101 ハウジング 102 スプール 103 ピン 104 ソレノイド弁 105 スプリング 106 流入ポット 107 反力流路 108 第1オリフィス 109 第2オリフィス 110 第1流路 111 ロッド 112 第2流路 113 ピンホール 114 車速センサ 115 電子制御装置(ECU)
Claims (9)
- 【請求項1】 ハンドルに連結された入力軸と、 車輪にステアリングリンケージを介して連結された出力
軸と、 ロータリー弁と、 車速の増減によって反力発生作動流体に適切な反力圧を
発生させる反力圧調節弁と、 前記反力発生作動流体の反力圧の大きさに応じて操舵補
助力の大きさを制御する角変位制限機構とを有する自動
車用動力舵取装置において、 前記角変位制限機構が、 前記入力軸に取着される円筒形の反力ピストンであっ
て、組み立て時に前記出力軸に近い側となる下側部に設
けられた、フランジ状に直径の拡がった部分である下側
スカート部と、前記下側スカート部の前記出力軸側の下
側端面上に設けられた少なくとも1つのV字形溝と、前
記下側スカート部の前記出力軸と反対側の上側端面を含
む上側表面であって、反力圧が出力軸方向に作用する反
力圧作用面とを有する、該反力ピストンと、 前記反力ピストンを、それが軸方向には摺動可能であ
り、かつ、前記入力軸に対して円周方向の相対運動が不
可能なように前記入力軸に取着するための反力ピストン
取着手段と、 前記出力軸の入力軸側端面に、前記V字形溝に嵌合可能
な少なくとも1つの半球形突出部とを有することを特徴
とし、 前記反力ピストン取着手段が、 前記入力軸の出力軸側の端部に形成された十字形突出部
と、 前記十字形突出部の4つの各突出部分の放射方向の端面
に、軸方向に延在するように形成された半円形の断面を
有する第1溝と、 前記反力ピストンの内周面に前記第1溝と対向するよう
に軸方向に延在する形で形成された半円形の断面を有す
る4つの第2溝と、 各前記第1溝と前記第2溝との間に配置された複数のボ
ールと、 前記入力軸と前記反力ピストンとの間に配置され、前記
ボールを、各前記第1溝と前記第2溝とが形成する空間
内で互いに隔てて配置するべく捕捉する、円 筒形ボール
リテーナーとを有することを特徴とする自動車用動力舵
取装置 。 - 【請求項2】 前記反力圧調節弁が、 前記反力発生作動流体が流入される流入ポットと、前記
反力発生作動流体が前記反力ピストンの反力圧作用面に
作用するように形成された反力流路とを備えたハウジン
グと、前記ハウジング内で第1位置と第2位置との間で摺動自
在に設けられたスプールであって、それぞれ外周面上
に、前記スプールの長手方向に間隔をおいて設けられた
第1オリフィス及び第2オリフィスと、両オリフィスを
連通せしめる流体通路とを備えており、前記第1オリフ
ィスの前記スプール長手方向の軸線に沿った位置は、前
記スプールが第1位置にあるときには、前記流入ポット
と位置が合って前記第1オリフィスと前記流入ポットと
の連通をなす開口部の面積が最大となり、前記スプール
が第2位置にあるときには、前記流入ポットと位置がず
れて前記開口部の面積がゼロになり前記第1オリフィス
と前記流入ポットとの連通が遮断されるような位置であ
り、一方前記第2オリフィスは、前記スプールの前記第
1位置と前記第2位置との間の移動距離より長く前記ス
プールの長手方向に延在しており、前記スプールが前記
第1位置と前記第2位置との間の何れの位置にあるとき
でも前記反力流路と常に連通をなすような位置に設けら
れている、該スプールと、 車速が減少する場合前記スプールを第2位置に向けて押
すように設けられたソレノイド弁と、 前記スプールを常に第1位置に向けて弾性的に付勢する
スプリング手段とを有することを特徴とする請求項1に
記載の自動車用動力舵取装置。 - 【請求項3】 前記反力ピストンが、前記下側スカー
ト部の直径より小さい直径の、入力軸側に延在する上側
スカート部を有し、前記反力圧作用面が、前記上側スカ
ート部の外周面と、直径の異なる前記下側スカート部と
前記上側スカート部との間の軸に垂直な円環状の面とか
らなることを特徴とする請求項1に記載の自動車用動力
舵取装置。 - 【請求項4】 前記反力ピストンのV字形溝のV字形
部分の角度が100°乃至140°の範囲にあることを
特徴とする請求項1に記載の自動車用動力舵取装置。 - 【請求項5】 前記反力圧調節弁は前記第2オリフィ
スと連通可能に前記スプール内に前記スプールの移動方
向と平行に形成された複数のピンホールと、前記個別の
ピンホール内に各々設置されて前記ピンホールに対して
滑り移動可能であり、一段部が前記ソレノイド弁に固定
されている複数のピンを更に含むことを特徴とする請求
項2に記載の自動車用動力舵取装置。 - 【請求項6】 前記ボールリテーナーは耐熱性プラス
チックからなることを特徴とする請求項1に記載の自動
車用動力舵取装置。 - 【請求項7】 前記反力ピストン取着手段が、前記十
字形突出部が受容され得る突出部受容スロットを形成す
るように、出力軸入力軸側端面から延出する形で設けら
れた、前記入力軸の回転範囲を制限するストッパを更に
含むことを特徴とする請求項1に記載の自動車用動力舵
取装置。 - 【請求項8】 前記複数のピンの断面積の大きさの和
は、Fsを前記スプリングの弾性力とし、Fpを前記ソ
レノイド弁が前記弁スプールを押す力とし、P′を弁ス
プール内の許容最大反力圧をしたとき、少なくとも(F
s−Fp)/P′であることを特徴とする請求項5に記
載の自動車用動力舵取装置。 - 【請求項9】 前記各々のストッパが、前記入力軸と
前記出力軸との組立容易性を向上させるべくその側面に
形成された一対の階段形状部を有することを特徴とする
請求項7に記載の自動車用動力舵取装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1994P33706 | 1994-12-12 | ||
KR1019940033706A KR0135019B1 (ko) | 1994-12-12 | 1994-12-12 | 자동차용 조향핸들의 파워스티어링장치 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08216911A JPH08216911A (ja) | 1996-08-27 |
JP2738663B2 true JP2738663B2 (ja) | 1998-04-08 |
Family
ID=19401021
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7309918A Expired - Fee Related JP2738663B2 (ja) | 1994-12-12 | 1995-11-02 | 自動車用動力舵取装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5687810A (ja) |
JP (1) | JP2738663B2 (ja) |
KR (1) | KR0135019B1 (ja) |
CN (1) | CN1047135C (ja) |
Families Citing this family (9)
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---|---|---|---|---|
WO1997000188A1 (de) * | 1995-06-19 | 1997-01-03 | Trw Fahrwerksysteme Gmbh & Co. Kg | Zentriereinrichtung |
KR100470318B1 (ko) * | 1997-06-11 | 2005-07-01 | 고요 세이코 가부시키가이샤 | 동력보조스티어링기어용서보밸브 |
JPH11152053A (ja) * | 1997-11-25 | 1999-06-08 | Toyota Motor Corp | 動力舵取装置 |
KR100792818B1 (ko) * | 2002-08-26 | 2008-01-14 | 주식회사 만도 | 파워 스티어링 시스템 |
DE202004011804U1 (de) * | 2004-07-28 | 2004-12-02 | Trw Automotive Gmbh | Hydraulisches Servolenkventil mit Lenkmomentüberlagerung |
KR100738393B1 (ko) * | 2005-10-24 | 2007-07-12 | 주식회사 만도 | 반력식 압력 제어 밸브 및 이를 구비한 자동차의 전자 제어 동력 보조 조향장치 |
JP2007261507A (ja) * | 2006-03-29 | 2007-10-11 | Jtekt Corp | 油圧パワーステアリング装置 |
KR100854780B1 (ko) * | 2007-02-14 | 2008-08-27 | 주식회사 만도 | 필터 및 이를 포함하는 전자 제어 동력 보조 조향장치의압력 제어 밸브 |
US7832523B2 (en) * | 2007-03-29 | 2010-11-16 | Ford Global Technologies | Power assist steering system |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59114159A (ja) * | 1982-12-20 | 1984-07-02 | Mitsubishi Motors Corp | パワ−ステアリング装置 |
US4621704A (en) * | 1983-05-19 | 1986-11-11 | Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Power steering system |
JPS60176935A (ja) * | 1984-02-22 | 1985-09-11 | Central Glass Co Ltd | ガラス板の屈曲成形方法およびその装置 |
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