JP2879156B2 - 動力舵取装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、舵取機構中に配した油圧アクチュエータの
発生力にて操舵補助を行う油圧式の動力舵取装置に関す
る。

〔従来技術〕

舵取りのための舵輪操作に要する力を油圧力により補
助する油圧式の動力舵取装置は、快適な操舵感覚を実現
するものとして、近年、トラック，バス等の大型車のみ
ならず、普通乗用車にも広く採用されるようになってい
る。この動力舵取装置は、操舵補助力を発生するパワー
シリンダ等の油圧アクチュエータを舵取機構中に配し、
これと油圧発生源たる油圧ポンプとの間に、該油圧アク
チュエータへの送給油圧を舵輪操作に応じて制御する油
圧制御弁を介装した構成となっている。この油圧制御弁
は、舵輪に連なる軸体のハウジング内部に該軸体と一体
的に構成されており、舵輪操作に伴う前記軸体の回動に
応じて油圧制御動作を行うようになしてある。

〔発明が解決しようとする課題〕

さて前記油圧ポンプは、一般的にエンジンにて駆動さ
れるが、この場合、油圧ポンプの取付位置がエンジンの
近傍に限定されるため、該油圧ポンプの吐出油を前記油
圧制御弁に導くための油圧配管、別途設けた油タンク内
の作動油を前記油圧ポンプの吸込側に導くための油圧配
管、及び前記油圧アクチュエータから油圧制御弁への戻
り油を前記油タンクに還流させるための油圧配管が長大
化せざるを得ず、これらの配管内を通流する際の管路抵
抗により作動油に生じる昇温が大きく、舵輪操作が連続
して行われる山道走行時等において、所定の操舵補助力
が得られず、操舵感覚の悪化を招来するという難点があ
った。また、特に小型車両においては、狭いエンジンル
ーム内での前記油圧配管の引き回しに非常な困難を伴う
上、エンジン近傍における油圧ポンプの取付空間の確保
も難しいという不都合があった。

例えば特開昭56−99859号公報に開示されている如
く、前記油圧ポンプに電動式のものを用いた場合、これ
の取付位置がエンジン近傍に限定されなくなるが、この
場合においても、油圧ポンプ及びこれの駆動モータの取
付空間をエンジンルーム内に確保せねばならず、この取
付空間を油圧制御弁又は油タンクの近傍に確保し得ない
場合、夫々の間の前述した油圧配管の引き回しにおける
困難さは解消されない。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、油
圧ポンプ及び油タンクと油圧制御弁との間にの油圧配管
を不要とし、油圧制御弁近傍の限られた空間内での油圧
ポンプのコンパクトな配置を実現して、前記油圧配管の
引き回しの困難さを解消すると共に、作動油の昇温を大
幅に抑制でき、油圧ポンプ及びこれの駆動用のモータを
コンパクトに配設し得る動力舵取装置を提供することを
目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る動力舵取装置は、操舵補助力を発生する
油圧アクチュエータと、これの動作油圧を発生する電動
式の油圧ポンプとの間に、舵輪に連なる軸体のハウジン
グ内部に前記油圧アクチュエータからの還流室と共に構
成された油圧制御弁を介装し、この油圧制御弁の動作に
より、前記油圧アクチュエータへの送給油圧を、舵輪操
作に伴う前記軸体の回動に応じて制御する動力舵取装置
において、前記ハウジングの外側に、該ハウジングと略
平行な軸心を有して一体的に並設され、前記油圧ポンプ
を、その吐出室及び吸込室を含めて内部に構成してなる
ポンプハウジングと、該ポンプハウジングの軸方向一側
に装着され、前記油圧ポンプに駆動連結された電動モー
タと、前記ポンプハウジングと前記ハウジングとの間の
隔壁に貫通形成され、ポンプハウジング内部の前記吐出
室をハウジング内部の前記油圧制御弁の構成部に、ポン
プハウジング内部の前記吸込室をハウジング内部の前記
還流室に夫々連通する導油孔とを具備することを特徴と
する。

〔作用〕

本発明においては、油圧制御弁及び油圧アクチュエー
タからの還流室をその内部に構成してなるハウジングの
外側に、該ハウジングと略平行な軸心を有してポンプハ
ウジングを一体的に並設し、このポンプハウジングの内
部に吸込室及び吐出室を含めて油圧ポンプを構成して、
両ハウジング間の隔壁に貫通形成された導油孔により、
前記吸込室と還流室とを、また前記吐出室と油圧制御弁
の構成部とを夫々連通し、油圧ポンプの吐出油を、ポン
プハウジング内の吐出室、及び対応する導油孔を経てハ
ウジング内部に構成された油圧制御弁に導き、該油圧制
御弁の動作により油圧アクチュエータに送給せしめ、ま
た油圧アクチュエータからの戻り油を、ハウジング内部
の還流室及び対応する導油孔を経てポンプハウジング内
の吸込室に導き、油圧ポンプに直接的に吸込ませる。

〔実施例〕

以下本発明のその実施例を示す図面に基づいて詳述す
る。第１図は本発明に係る動力舵取装置の要部を示す一
部破断正面図、第２図は第１図のII−II線による縦断面
図である。

これらの図は、ラック・ピニオン式の舵取機構におけ
る実施例を示してある。図中１はラック軸であり、車体
前部に固設された筒形をなすラックハウジング10の内部
に、軸長方向への摺動自在に支承されている。ラックハ
ウジング10の両端開口部からのラック軸１の突出端は、
図示しない左右の前輪に夫々連なるタイロッド12,12
に、各別の玉継手11,11を介して連結されている。ラッ
クハウジング10の一側端部近傍には、これに斜交する態
様にて筒形をなすハウジング13が連設されており、第２
図に示す如く、該ハウジング13の内部上側には中空の入
力軸２が、また下側にはその中途部にピニオン30を備え
たピニオン軸３が、同軸上での回動自在に夫々支承され
ている。入力軸２とピニオン軸３とは、入力軸２の中空
部に内挿されたトーションバー４を介して連結されてお
り、またピニオン軸３中途のピニオン30は、ハウジング
13とラックハウジング10と交叉部においてラック軸５に
噛合させてある。ハウジング13の外部に突出する前記入
力軸２の上端は、第１図に２点鎖線にて示す如く、舵輪
（ステアリングホイール）20に連結されており、舵輪20
が回動操作されると、この回動が入力軸２及びトーショ
ンバー４を介してピニオン軸３に伝達され、ピニオン30
と噛合するラック軸５の軸長方向の摺動に変換された
後、玉継手11,11及びタイロッド12,12を介して左右の前
輪に夫々伝達され、これらが方向転換して舵取りがなさ
れる。

この舵取りを補助するためのパワーシリンダＳは、ラ
ックハウジング10の内側に所定長さに亘って形成された
シリンダ室14に、ラック軸１の中途に固設した円板形の
ピストン板15を摺動自在に内嵌せしめ、該ピストン板15
の両側に液密に封止された一対の油室を形成してなり、
両油室間の圧力左によりピストン板15に作用する油圧力
にてラック軸１を押圧し、該ラック軸１の摺動、即ち舵
取り動作を補助する構成となっている。

このパワーシリンダＳへの送給油圧を舵取り操作に応
じて制御する油圧制御弁５は、前記ハウジング13の内部
の入力軸２とピストン軸３の連結部分に構成してあり、
ハウジング13に回動自在に内嵌された円筒形のバルブボ
ディー50を、ピニオン軸３の上端にこれに回動を拘束し
て連結する一方、このバルブボディー50の内側に、入力
軸２の下半部にこれと一体的に構成されたスプール51を
同軸回動自在に遊嵌してなる。入力軸２とピニオン軸３
とは前述した如くトーションバー４を介して連結してあ
り、舵輪20が回動操作されたとき、これに伴うトーショ
ンバー４の捩れにより、入力軸２とピニオン３との間、
及びこれらと夫々一体化されたスプール51とバルブボデ
ィー50との間には、舵輪20の操作に伴い入力軸２に加わ
る操舵トルクの方向及び大きさに対応する相対角変位が
生じる。油圧制御弁５は、この相対角変位を利用して前
記パワーシリンダＳへの送給油圧を制御するものであ
り、該パワーシリンダＳと、これの動作油圧を発生する
油圧ポンプ６との間に介装されている。

さて本発明に係る動力舵取装置は、前記油圧ポンプ６
が電動式であり、入力軸２とピニオン軸３との連結部分
に構成された油圧制御弁５を囲繞するハウジング13の外
側に、これと一体的に並設されたポンプハウジング７の
内部に構成されていることを特徴とする。

第３図は第２図のIII−III線による断面図であり、本
図及び第２図に示す如く、ポンプハウジング７は、前記
ハウジング13の外側にこれと略平行な軸心を有して並設
され、上下に開口を有する円形断面の空洞を備えてな
り、油圧ポンプ６は、この空洞下半の大径部に構成され
ている。また該油圧ポンプ６を駆動するモータ８は、ポ
ンプハウジング７の上端に固設され、該モータ８の出力
軸80は、前記大径部の軸心上に突出させてある。

図示の油圧ポンプ６は、矩形平板状のベーン複数枚
を、その周方向に等配してなる短寸円筒形のロータ60
を、偏肉環状をなすカムリング61に同軸的に収納し、カ
ムリング61内周に等配された複数個所の凹所と、ロータ
60の外周との間にポンプ室を形成してなる公知のベーン
ポンプである。ポンプハウジング７の前記空洞には、こ
れの下側開口部から、ロータ60をその内部に同軸的に収
納してなるカムリング61、及び厚肉円板形のプレッシャ
プレート62がこの順に内嵌され、ロータ60は、該空洞内
に突出するモータ８の出力軸80にスプライン結合されて
いる。更に前記空洞には、これの下側開口部を閉塞する
蓋板63が、該開口部からの抜け止めを施されて嵌着して
あり、該蓋板63とプレッシャプレート62との間には、両
者を離反する向きに付勢するコイルばね69が介装されて
いる。以上の構成により、カムリング61は、前記空洞の
大径部端面とプレッシャプレート62との間に、前記コイ
ルばね69の付勢力にて挾持固定されることになり、モー
タ８の回転に応じてこのカムリング61の内部に生じるロ
ータ60の回転により、該ロータ60とカムリング61との間
に形成された複数のポンプ室にてポンプ作用が生じる。
油圧ポンプ６は、プレッシャプレート62と蓋板63との間
に吐出室64を、またポンプハウジング７の空洞部内周と
カムリング61の外周との間に吸込室65を夫々備えてお
り、吐出室64はプレッシャプレート62を厚さ方向に貫通
する吐出孔66（第２図参照）により、吸込室65は、カム
リング61の周壁を半径方向に貫通する吸込孔67（第３図
参照）により、前記ポンプ室内に夫々連通させてある。
前記吐出室64はまた、ポンプハウジング７と前記ハウジ
ング13との境界壁を貫通して形成された導油孔70によ
り、該ハウジング13の内部の前記油圧制御弁５の構成
部、より具体的には、油圧制御弁５のバルブボディー50
外周の所定位置に連通させてある。

一方、カムリング61の外側に周設された吸込室65は、
ハウジング13とポンプハウジング７との隔壁に貫通形成
された導油孔73により、前記ハウジング13の内部に前記
油圧制御弁５の上部に設けられた還流室18に連通されて
いる。

以上の構成によりモータ８への通電により油圧ポンプ
６が駆動されると、ポンプハウジング７の内部に構成さ
れた前記吸込室65内の作動油が、カムリング61を貫通す
る吸込孔67を経て各ポンプ室に吸込まれて、ロータ60の
回転により昇圧された後、吐出孔66を経て吐出室64に吐
出され、導油孔70を経てハウジング13内に導入されて、
該ハウジング13内に構成された油圧制御弁５に送給され
る。

油圧制御弁５に送給された油圧ポンプ６の吐出油は、
舵輪20の操作に応じて前述の如く生じる油圧制御弁５の
動作により、ハウジング13の外部に開口する一対のシリ
ンダポート16,17の内、例えばシリンダポート16を経て
パワーシリンダＳの一方の油室に送給され、舵輪20の操
作方向に対応する向きの操舵補助力を発生させる。この
とき、パワーシリンダＳの他方の油室内の作動油は、ピ
ストン板15の摺動に伴って押し出され、他方のシリンダ
ポート17を経て油圧制御弁５に還流し、更に入力軸２の
中空部を経て、油圧制御弁５の上側に形成された還流室
18に導かれ、還流室18に導かれる。

このように還流室18内に導かれたパワーシリンダＳか
らの戻り油は、当該位置に開口する前記導油孔73を経て
ポンプハウジング７内部の吸込室65に直接的に導入さ
れ、前記吸込孔67を経て油圧ポンプ６の各ポンプ室に吸
込まれて、ロータ60の回転により再度昇圧され、前述し
た経路を再循環する。

以上の如く本発明に係る動力舵取装置においては、油
圧ポンプ６が油圧制御弁５を収納するハウジング13の外
側に並設されたポンプハウジング７内に構成されてお
り、油圧ポンプ６及びこれを駆動するモータ８が、図示
の如く、前記ハウジング13に沿う態様にて位置するか
ら、これらの配設のためにハウジング13の周囲にわずか
な空間を確保するのみでよく、従来の如く油圧ポンプの
配設位置の確保に困難を伴うことがない。

また油圧ポンプ６の吐出油が、ポンプハウジング７と
ハウジング13との間の隔壁に貫通形成された導油孔70を
経て、ハウジング13の内部の油圧制御弁５の構成部に直
接的に送給されるから、この送給のために従来必要とさ
れた長尺の油圧配管が不要となり、配管の引き回しのた
めの困難さが解消されると共に、配管抵抗に起因する作
動油の温度上昇が抑制される。

更にハウジング13内部の前記還流室18に還流するパワ
ーシリンダＳからの戻り油が、ポンプハウジング７とハ
ウジング13との間の隔壁に貫通形成された導油孔73を経
てポンプハウジング７内部の吸込室67に導入され、該吸
込室67から油圧ポンプ６のポンプ室に直接的に吸込まれ
る構成としたから、作動油を収納する油タンクが不要と
なり、該油タンクとの接続のための長尺の油圧配管が不
要となり、この配管の引き回しのための困難さが解消さ
れる。

なお吸込室65は、第３図に示す如く、ポンプハウジン
グ７上端の前記モータ８の取付け座に該モータ８と略平
行をなして取付けられた油溜め９の内部に、ポンプハウ
ジング７内に形成された連通油路71を介して連通されて
いる。この油溜め９の上端部には、レベルゲージを備え
たキャップ91が着脱自在に装着してあり、各部からの漏
れ出し等の原因により減少した作動油の補給が、前記キ
ャップ91を取り外して行えるようにしてある。

なお、油圧ポンプ６が電動式であるために、第１図に
示す如く、油圧ポンプ６の駆動用モータ８に直流モータ
を用いると共に、該モータ８の通電電流を制御する通電
制御部21を設け、該通電制御部21の動作により油圧ポン
プ６の回転速度を変更し、該油圧ポンプ６の発生油圧を
自在に設定し得るようになすことができる。例えば、通
電制御部21に車速センサ22による車速の検出値を与え、
車速の遅速に応じてモータ８への通電電流を大小に変更
した場合、油圧ポンプ６の発生油圧が車速の遅速に応じ
て高低となり、この油圧の送給によりパワーシリンダＳ
が発生する操舵補助力を、低速走行時には大きく、高速
走行時には小さくすることができる。これにより、舵取
りのための舵輪20の操作に多大の力を必要とする低速走
行時において、パワーシリンダＳが発生する大きい操舵
補助力により軽快な操舵感が得られる一方、高速走行時
においては、パワーシリンダＳが発生する操舵補助力が
小さく、舵輪20に適宜の剛性が付与される結果、舵輪20
に加わるわずかな力により舵取りがなされることがな
く、走行安定性の低下が解消される。また、前記車速セ
ンサ22の検出結果のみならず、例えば、操舵角センサ，
加速センサ等の走行状態を検出する種々のセンサの検出
結果を通電制御部21に与え、これらに基づいてモータ８
への通電電流を制御する構成とした場合、走行状態に応
じた適正な操舵補助力が得られ、快適な操舵感覚を実現
することができる。

なお油圧ポンプ６は、本実施例中のベーンポンプに限
らず、トロコイドポンプ、ギヤポンプ等の他の形式の油
圧ポンプであってもよい。

〔効果〕

以上詳述した如く本発明に係る動力舵取装置において
は、パワーシリンダの動作油圧を発生する電動式の油圧
ポンプが、油圧制御弁をその内部に構成してなるハウジ
ングの外側にこれと略平行な軸心を有して一体的に並設
されたポンプハウジング内に構成されており、前記油圧
ポンプ及びこれの駆動用のモータが、油圧制御弁のハウ
ジングの外側に沿うように位置するから、該油圧ポンプ
の配設空間の確保が容易となる。

またポンプハウジング内部の吐出室とハウジング内部
の油圧制御弁の構成部とを両ハウジング間の隔壁に貫通
形成された導油孔により連通したから、油圧ポンプの吐
出側と油圧制御弁とを接続する油圧配管が不要となり、
またポンプハウジング内部の吸込室とハウジング内部の
還流室とを両ハウジング間の隔壁に貫通形成された導油
孔により連通したから、作動油を収納するための油タン
クが不要となり、該油タンクと油圧ポンプの吸込側とを
接続する油圧配管が不要となって、これらの油圧配管の
引回しの困難さが解消されると共に、駆動用の電動モー
タを含めた油圧ポンプを油圧制御弁のハウジングの外側
にコンパクトに配設することができ、この配設空間の確
保が一層容易となる上、管路抵抗に起因する作動油の昇
温を抑制でき、山道走行時等、舵輪操作が連続して行わ
れる走行条件下での操舵感覚の悪化を防止することがで
きる等、本発明は優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る動力舵取装置の要部を示す一部破
断正面図、第２図は第１図のII−II線による縦断面図、
第３図は第２図のIII−III線による縦断面図である。 ２……入力軸、３……ピニオン軸、５……油圧制御弁、
６……油圧ポンプ、７……ポンプハウジング、８……モ
ータ、13……ハウジング、50……バルブボディー、51…
…スプール、60……ロータ、61……カムリング、64……
吐出室、65……吸込室70,71……導油孔、Ｓ……パワー
シリンダ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】操舵補助力を発生する油圧アクチュエータ
   と、これの動作油圧を発生する電動式の油圧ポンプとの
   間に、舵輪に連なる軸体のハウジング内部に前記油圧ア
   クチュエータからの還流室と共に構成された油圧制御弁
   を介装し、この油圧制御弁の動作により、前記油圧アク
   チュエータへの送給油圧を、舵輪操作に伴う前記軸体の
   回動に応じて制御する動力舵取装置において、 前記ハウジングの外側に、該ハウジングと略平行な軸心
   を有して一体的に並設され、前記油圧ポンプを、その吐
   出室及び吸込室を含めて内部に構成してなるポンプハウ
   ジングと、 該ポンプハウジングの軸方向一側に装着され、前記油圧
   ポンプに駆動連結された電動モータと、 前記ポンプハウジングと前記ハウジングとの間の隔壁に
   貫通形成され、ポンプハウジング内部の前記吐出室をハ
   ウジング内部の前記油圧制御弁の構成部に、ポンプハウ
   ジング内部の前記吸込室をハウジング内部の前記還流室
   に夫々連通する導油孔と を具備することを特徴とする動力舵取装置。