JP3037798B2 - 油圧パワーステアリング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、操舵限界近傍において
操向補助力を解除することのできる油圧パワーステアリ
ング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】操向操作入力をピニオンとラックを介し
て操向用車輪に伝達すると共に、操向操作の補助力を付
与する油圧シリンダを備えるラックピニオン式油圧パワ
ーステアリング装置や、操向操作入力をボールスクリュ
ーとボールナットを介して操向用車輪に伝達すると共
に、操向操作の補助力を付与する油圧アクチュエータを
備えたボールスクリュー式油圧パワーステアリング装置
といった油圧パワーステアリング装置が従来より用いら
れている。

【０００３】このような油圧パワーステアリング装置に
あっては、操舵角度を一定範囲に規制するため、操向操
作入力により往復移動するラックやボールナットの移動
範囲を一定範囲に規制する規制手段が設けられている。
例えばラックピニオン式油圧パワーステアリング装置に
あっては、ラックと同行移動する被当接部と、この被当
接部に当接することでラックの移動を阻止するストッパ
ーを設けている。

【０００４】このような油圧パワーステアリング装置に
おいて、被当接部がストッパーに当接する操舵限界まで
油圧アクチュエータに高圧油を供給すると、その当接の
際に大きな打撃音や衝撃を生じる。また、不必要に操向
操作の補助力を付与することになるため省エネルギー化
に反することになる。

【０００５】このような問題を解決するものとして、実
開昭６０‐１２２２７７号公報に開示されたラックピニ
オン式油圧パワーステアリング装置が提案されている。
これは、操向操作の補助力を付与する油圧シリンダのシ
リンダチューブの内周面に凹部を形成し、ラックが移動
端に達する直前に油圧シリンダのピストンが凹部内に入
り込むようにしたものである。これにより、ラックが移
動端に達する直前に油圧シリンダの左右の油室を連通
し、操舵限界近傍において操向操作の補助力を解除する
ようにしたものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】操向操作の補助力を付
与する油圧シリンダのピストンの外周には、シリンダチ
ューブの内周に接するシールリングが取り付けられる。
そのため、上記従来のパワーステアリング装置のように
シリンダチューブの内周面に凹部を形成すると、その凹
部に入り込んだピストンが移動する際にシールリングが
凹部の縁に引っ掛かり破損してしまい、実用に供するこ
とができない。

【０００７】このような問題を解決するものとして本件
出願人が先に提案したラックピニオン式油圧パワーステ
アリング装置がある（特願平３‐１５７６８６５号参
照）。これは、車両幅方向移動により操向用車輪を操舵
するラックと、このラックの車両幅方向移動を一定範囲
に規制する規制手段と、操向操作の補助力を付与する油
圧シリンダとを備え、その油圧シリンダに供給される高
圧油の流路を低圧側に接続するバイパス流路と、このバ
イパス流路を開閉可能とする開閉部材とが設けられてい
る。その開閉部材とラックとが、ラックが移動端に近接
すると開閉部材がバイパス流路を開く方向に移動し、ラ
ックが移動端から離反すると開閉部材がバイパス流路を
閉鎖する方向に移動するように連動されている。

【０００８】これにより、操舵限界近傍まで操舵するこ
とでラックが移動端に近接すると、開閉部材がバイパス
流路を開く方向に移動し、油圧シリンダに供給される高
圧油が低圧側に流れることから、操向補助力の付与が解
除され、しかも、油圧シリンダのピストンの外周のシー
ルリングが破損するといった問題が生じることはない。

【０００９】しかし、この先の提案の構成では、ラック
が移動端から離反して開閉部材がバイパス流路を完全に
閉鎖するまでの間においては、高圧油を油圧シリンダに
供給することができない。そのため、操舵限界近傍まで
操舵した後に逆方向に操舵する際は、一時的に操向補助
力を付与することのできないマニュアルステアリング状
態になってしまうため、運転者は大きな労力を必要とす
るという問題がある。

【００１０】本発明は上記技術的課題を解決することの
できる油圧パワーステアリング装置を提供することを目
的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の特徴とするとこ
ろは、操向操作入力による往復移動により操向用車輪を
操舵する操舵部材と、この操舵部材の移動を一定範囲に
規制する規制手段と、一対の油室を有する油圧アクチュ
エータと、その油室に操舵方向に応じて高圧油を供給す
るコントロールバルブとを備え、その一方の油室に高圧
油が供給されることで左右一方向への操向操作の補助力
が付与されると共に他方の油室に高圧油が供給されるこ
とで左右他方向への操向操作の補助力が付与される油圧
パワーステアリング装置において、一方の油室に供給さ
れる高圧油の流路を低圧側に接続する第１バイパス流路
と、他方の油室に供給される高圧油の流路を低圧側に接
続する第２バイパス流路と、各バイパス流路を開閉可能
な開閉部材が設けられ、その開閉部材と前記操舵部材と
が、操舵部材が一方の移動端に近接すると開閉部材が第
１バイパス流路を開く方向に移動し、操舵部材が一方の
移動端から離反すると開閉部材が第１バイパス流路を閉
じる方向に移動するよう連動されると共に、操舵部材が
他方の移動端に近接すると開閉部材が第２バイパス流路
を開く方向に移動し、操舵部材が他方の移動端から離反
すると開閉部材が第２バイパス流路を閉じる方向に移動
するよう連動されている点にある。

【００１２】

【作用】本発明の構成によれば、左右一方向の操舵限界
近傍まで操舵を行なうと、操舵部材が一方の移動端に近
接して開閉部材が第１バイパス流路を開く方向に移動す
る。これにより、油圧アクチュエータの一方の油室に供
給される高圧油は低圧側に流れることから、操向操作の
補助力を解除することができる。

【００１３】左右一方の操舵限界近傍まで操舵した後に
左右他方に操舵を行なうと、操舵部材が一方の移動端か
ら離反して開閉部材が第１バイパス流路を閉鎖する方向
に移動する。この際、第２バイパス流路は開閉部材によ
り閉じられ、油圧アクチュエータの他方の油室には高圧
油が供給されるため、この左右他方への操舵の際に操向
操作の補助力を付与することができる。

【００１４】また、左右他方向の操舵限界近傍まで操舵
を行なうと、操舵部材が他方の移動端に近接して開閉部
材が第２バイパス流路を開く方向に移動する。これによ
り、油圧アクチュエータの他方の油室に供給される高圧
油は低圧側に流れることから、操向操作の補助力を解除
することができる。

【００１５】左右他方の操舵限界近傍まで操舵した後に
左右一方に操舵を行なうと、操舵部材が他方の移動端か
ら離反して開閉部材が第２バイパス流路を閉鎖する方向
に移動する。この際、第１バイパス流路は開閉部材によ
り閉じられ、油圧アクチュエータの一方の油室には高圧
油が供給されるため、この左右一方への操舵の際に操向
操作の補助力を付与することができる。

【００１６】これにより、操舵限界近傍まで操舵した場
合は操向操作の補助力を解除して衝撃や打撃音が生じる
のを防止できると共に、操舵限界近傍まで操舵した後に
逆方向に操舵する際に一時的に操向操作の補助力が付与
されなくなる事態が生じることはない。

【００１７】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。

【００１８】図１および図２に示すラックピニオン式油
圧パワーステアリング装置１は、自動車のハンドル（図
示省略）に連結される入力軸２と、この入力軸２にトー
ションバー３を介して連結されるピニオン４と、このピ
ニオン４に噛み合うラック（操舵部材）５とを備えてい
る。このラック５の両端にはボールジョイント６、７を
介して操向用車輪Ｗが連結されている。これにより、ハ
ンドルの操作により入力軸２の回転がトーションバー３
を介してピニオン４に伝達され、このピニオン４の回転
によりラック５が車両幅方向に往復移動して操向用車輪
Ｗの操舵がなされる。

【００１９】そのラック５の車両幅方向移動を一定範囲
に規制するため、ラックハウジング１１の両端にストッ
パー４０、４１が形成されている。これにより、ラック
５が移動端に達すると、そのストッパー４０、４１にラ
ック５の両端に取り付けられた前記ボールジョイント
６、７が当接し、ラックの車両幅方向移動が規制され
る。そのストッパー４０、４１は、例えばラックハウジ
ング１１の内周に一体形成する段部や、ラックハウジン
グ１１の内周に嵌合されるラック支持用ブッシュにより
構成する。

【００２０】その操向操作の補助力を付与する油圧シリ
ンダ（油圧アクチュエータ）１０が設けられている。こ
の油圧シリンダ１０のシリンダチューブはラックハウジ
ング１１により構成されると共に、ピストン１２はラッ
ク５の外周に固定されている。そのピストン１２により
仕切られる油室１３、１４に、操向方向と路面からラッ
ク５に作用する反力とに応じて高圧油を供給するため、
前記入力軸２の外周囲にコントロールバルブ２０が形成
されている。このコントロールバルブ２０は、ラックハ
ウジング１１と一体化されたバルブハウジング２１と、
このバルブハウジング２１の内部において入力軸２を囲
む筒状の弁部材２２とを備えている。この弁部材２２は
前記ピニオン４に同行回転するよう連結されている。ま
た、バルブハウジング２１にはポンプ２３に接続される
入口ポート２４と、タンク２５に接続される出口ポート
２６と、前記油圧シリンダ１０の一方の油室１３に接続
される第１シリンダポート２７と、他方の油室１４に接
続される第２シリンダポート２８とが設けられている。
各ポート２４、２６、２７、２８は、入力軸２と弁部材
２２との相対回転により開閉される流路を介し連通す
る。すなわち、操向を行なっていない状態では入口ポー
ト２４と出口ポート２６とが連通し、ポンプ２３から供
給される高圧油はタンク２５に還流し、操向操作の補助
力が作用することはない。また、ハンドルを回転させて
操向操作を行なうと、操向用車輪Ｗを介し路面からラッ
ク５に作用する反力に応じてトーションバー３が捻じ
れ、ピニオン４と一体の弁部材２２が入力軸２に対し相
対回転する。すると、入口ポート２４と出口ポート２６
との間の油路が閉鎖され、入口ポート２４から油圧シリ
ンダ１０の油室１３、１４の一方に操向方向に応じて高
圧油が供給され、また、油室１３、１４の他方から油が
出口ポート２６を通ってタンク２５に還流する。これに
より油圧シリンダ１０は、操向方向と操向用車輪Ｗを介
し路面からラック５に作用する反力とに応じた操向補助
力を付与する。

【００２１】そのピニオン４とラック５との噛み合い状
態を円滑にするため、ラックハウジング１１に形成され
た挿入孔１１ａに筒状のサポートヨーク３０とバネ３１
が挿入され、また挿入孔１１ａは調節部材３２がねじ込
まれることで閉鎖されている。そのサポートヨーク３０
は図１において左右方向に移動可能とされ、バネ３１の
弾性力によりラック５をピニオン４に押し付ける。その
押し付け力は調節部材３２のラックハウジング１１への
ねじ込み量を変更することで調節可能とされている。

【００２２】そして、一方の油室１３に供給される高圧
油の流路を低圧側に接続する第１バイパス流路５０と、
他方の油室１４に供給される高圧油の流路を低圧側に接
続する第２バイパス流路５１が設けられている。本実施
例では、第１バイパス流路５０は、前記コントロールバ
ルブ２０の第１シリンダポート２７とタンク２５とを接
続し、第２バイパス流路５１は第２シリンダポート２８
とタンク２５とを接続する。

【００２３】そして、各バイパス流路５０、５１を開閉
可能な開閉部材６１が設けられている。

【００２４】すなわち、前記調節部材３２から図１にお
いて左方に突出する突出部３２ａが形成され、この突出
部３２ａにブロック５２が嵌合され、リング６０により
抜け止めされている。そのブロック５２に第１入口ポー
ト５４と、第２入口ポート５８と、出口ポート５６とが
形成されている。その第１入口ポート５４に第１バイパ
ス流路５０を構成する配管５３が接続され、第２入口ポ
ート５８に第２バイパス流路５１を構成する配管５９が
接続され、出口ポート５６にタンク２５に連通する配管
５７が接続されている。

【００２５】そして開閉部材６１は、突出部３２ａに形
成された油室５５に移動可能に挿入されている。この開
閉部材６１は円柱形で、その移動方向はサポートヨーク
３０の移動方向と等しくされている。また突出部３２ａ
に、前記第１入口ポート５４と油室５５とを連通する第
１連通路６２と、第２入口ポート５８と油室５５とを連
通する第２連通路６３と、出口ポート５６と油室５５と
を連通する第３連通路６４とが形成されている。

【００２６】図１、図３に示すように開閉部材６１が各
連通路６２、６３、６４の間を閉鎖することで、各バイ
パス流路５０、５１は閉鎖された状態となる。この図１
の状態から開閉部材６１がラック５に向かって移動し、
図４に示すように第１連通路６２と第３連通路６４とが
油室５５を介し連通することで、第１バイパス流路５０
は開かれた状態となる。この際、第２連通路６３と第３
連通路６４との間は開閉部材６１により閉鎖されている
ため、第２バイパス流路５１は閉鎖された状態が維持さ
れる。また、図１の状態から開閉部材６１がラック５か
ら離反する方向に移動し、図５に示すように第２連通路
６３と第３連通路６４とが油室５５を介し連通すること
で、第２バイパス流路５１は開かれた状態となる。この
際、第１連通路６２と第３連通路６４との間は開閉部材
６１により閉鎖されるため、第１バイパス流路５０は閉
鎖状態が維持される。

【００２７】そして、ラック５が左右一方の移動端に近
接すると開閉部材６１が第１バイパス流路５０を開く方
向に移動し、ラック５が一方の移動端から離反すると開
閉部材６１が第１バイパス流路５０を閉じる方向に移動
するように、ラック５と開閉部材６１とが連動されてい
る。また、ラック５が左右他方の移動端に近接すると開
閉部材６１が第２バイパス流路５１を開く方向に移動
し、ラック５が他方の移動端から離反すると開閉部材６
１が第２バイパス流路５１を閉じる方向に移動するよう
に、ラック５と開閉部材６１とが連動されている。

【００２８】すなわち、開閉部材６１にロッド７０が連
結され、このロッド７０は調節部材３２とサポートヨー
ク３０に形成されたガイド孔３２ａ、３０ａに挿入さ
れ、ボール７１を介しラック５の歯の形成側と反対側の
背面に当接する。そのボール７１をラック５の背面に押
し付けることができるように開閉部材６１を押すバネ７
２が油室５５の内部に配置されている。そのラック５の
背面に凹部７３と凸部７４とが形成され、ラック５が左
右一方の移動端に近接してボールジョイント７がストッ
パー４１に当接する直前になるとボール７１は凹部７３
に嵌まり込み、ラック５が左右他方の移動端に近接して
ボールジョイント６がストッパー４０に当接する直前に
なるとボール７１は凸部７４に乗り上げる。

【００２９】左右一方への操舵によりボール７１が凹部
７３に嵌まり込むことで、開閉部材６１はバネ７２に押
されてラック５に向かって移動する。これにより、第１
バイパス流路５０は図４に示すように開かれ、油圧シリ
ンダ１０の一方の油室１３に供給される高圧油がタンク
２５に還流するので、油圧シリンダ１０により付与され
る左右一方への操向操作の補助力が解除される。この
際、操向操作の補助力は完全になくしてもよく、あるい
は低減するだけでもよい。

【００３０】この左右一方の操舵限界近傍から左右他方
に操舵すると、ラック５が車両幅方向他方に移動し、ボ
ール７１はラック５に押されて凹部７３内から抜け出
し、開閉部材６１はバネ７２の弾性力に抗してラック５
から離反する方向に移動することから、図３に示すよう
に第１バイパス流路５０と第２バイパス流路５１の双方
が閉鎖される。この左右一方の操舵限界近傍から左右他
方への操舵の際、第２バイパス流路５１は閉鎖されてい
るので、油圧シリンダ１０の他方の油室１４には高圧油
が供給され、操向操作の補助力が付与される。

【００３１】左右他方への操舵によりボール７１が凸部
７４に乗り上げることで、開閉部材６１はラック５に押
されてラック５から離反する方向に移動する。これによ
り、第２バイパス流路５１は図５に示すように開かれ、
油圧シリンダ１０の他方の油室１４に供給される高圧油
がタンク２５に還流するので、油圧シリンダ１０により
付与される左右他方への操向操作の補助力が解除され
る。この際、操向操作の補助力を完全になくしてもよ
く、あるいは低減するだけでもよい。

【００３２】この左右他方の操舵限界近傍から左右一方
に操舵すると、ラック５が車両幅方向一方に移動し、バ
ネ７２により開閉部材６１が押されることでボール７１
の凸部７４への乗り上げが解除され、開閉部材６１はラ
ック５に向かって移動することから、図３に示すように
第１バイパス流路５０と第２バイパス流路５１の双方が
閉鎖される。この左右他方の操舵限界近傍から左右一方
への操舵の際、第１バイパス流路５０は閉鎖されている
ので、油圧シリンダ１０の一方の油室１３には高圧油が
供給され、操向操作の補助力が付与される。

【００３３】上記構成の油圧パワーステアリング装置１
によれば、操舵限界近傍において油圧シリンダ１０によ
る操向操作の補助力が解除されるため、ボールジョイン
ト６、７とストッパー４０とが激しく当接することはな
く、大きな打撃音や衝撃の発生が防止される。また、油
圧シリンダ１０のピストン１２の外周のシールリング
（図示省略）が破損するといった問題が生じることはな
く実用的なものである。そして、操舵限界近傍から中央
に向かって操舵する場合、その操舵の開始当初において
も操向操作の補助力が付与されるため、運転者は大きな
労力を費やす必要がないものとされている。

【００３４】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではない。例えば、上記実施例では操舵部材としてラ
ックを有するラックピニオン式油圧パワーステアリング
装置に本発明を適用したが、操舵部材としてボールナッ
トを有するボールスクリュー式油圧パワーステアリング
装置にも本発明を適用することができる。また、上記実
施例では開閉部材を単一としたが、第１バイパス流路を
開閉する部材と第２バイパス流路を開閉する部材とによ
り構成してもよい。

【００３５】

【発明の効果】本発明による油圧パワーステアリング装
置によれば、油圧アクチュエータにより付与される操向
操作の補助力の付与を操舵限界近傍において解除するこ
とができるので、操舵部材の移動規制のために大きな打
撃音や衝撃が発生するのを防止することができる。ま
た、油圧アクチュエータのシールリングが破損するとい
った問題が生じることはなく実用的なものである。さら
に、操舵限界近傍まで操舵して操向操作の補助力の解除
が行なわれた後に、逆方向に操舵する際、一時的に操向
操作の補助力が付与されなくなるといった事態が生じる
ことはなく、運転者の労力が大きくなるのを防止でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例に係る油圧パワーステアリン
グ装置の縦断面図

【図２】 本発明の実施例に係る油圧パワーステアリン
グ装置の横断面図

【図３】 本発明の実施例に係る油圧パワーステアリン
グ装置の作用説明図

【図４】 本発明の実施例に係る油圧パワーステアリン
グ装置の作用説明図

【図５】 本発明の実施例に係る油圧パワーステアリン
グ装置の作用説明図

【符号の説明】

４ ピニオン ５ ラック １０ 油圧シリンダ １３ 一方の油室 １４ 他方の油室 ２０ コントロールバルブ ５０ 第１バイパス流路 ５１ 第２バイパス流路 ６１ 開閉部材

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B62D 5/22 B62D 5/07 B62D 5/10

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 操向操作入力による往復移動により操向
   用車輪を操舵する操舵部材と、この操舵部材の移動を一
   定範囲に規制する規制手段と、一対の油室を有する油圧
   アクチュエータと、その油室に操舵方向に応じて高圧油
   を供給するコントロールバルブとを備え、その一方の油
   室に高圧油が供給されることで左右一方向への操向操作
   の補助力が付与されると共に他方の油室に高圧油が供給
   されることで左右他方向への操向操作の補助力が付与さ
   れる油圧パワーステアリング装置において、一方の油室
   に供給される高圧油の流路を低圧側に接続する第１バイ
   パス流路と、他方の油室に供給される高圧油の流路を低
   圧側に接続する第２バイパス流路と、各バイパス流路を
   開閉可能な開閉部材が設けられ、その開閉部材と前記操
   舵部材とが、操舵部材が一方の移動端に近接すると開閉
   部材が第１バイパス流路を開く方向に移動し、操舵部材
   が一方の移動端から離反すると開閉部材が第１バイパス
   流路を閉じる方向に移動するよう連動されると共に、操
   舵部材が他方の移動端に近接すると開閉部材が第２バイ
   パス流路を開く方向に移動し、操舵部材が他方の移動端
   から離反すると開閉部材が第２バイパス流路を閉じる方
   向に移動するよう連動されていることを特徴とする油圧
   パワーステアリング装置。