JP3144275B2 - 車両用操舵装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は車両用の操舵装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】車両用の操舵装置のうち、パワーアシス
ト付きの操舵装置（所謂、パワーステアリング装置）が
一般的に知られている。（一例として、特開平６−１６
１４５号公報）。

【０００３】この操舵装置では、ラックアンドピニオン
から成るかじ取り機構に加えて、操舵補助力（アシスト
力）を発生する油圧ポンプを備えている。この油圧ポン
プは、例えばトロコイドポンプやギヤポンプとされ、モ
ータによって駆動される。さらに、この油圧ポンプは、
油圧管を介してアシスト用パワーシリンダの左右のシリ
ンダ室に連通された構成となっている。ハンドルが操舵
されると、この操舵トルクに基づいてモータが駆動さ
れ、油圧ポンプからの圧力流体（作動油）がパワーシリ
ンダに送給されて、操舵補助力（アシスト力）が得られ
るようになっている。

【０００４】ところで、前記公報に示される如き従来の
パワーアシスト付き操舵装置では、油圧ポンプで発生し
た圧力流体をハンドルの左右の操舵に応じてパワーシリ
ンダの左右のシリンダ室に送給する構成であるが、車両
直進時等の非パワーアシスト状態においては左右のシリ
ンダ室の連通が油圧ポンプによって遮断され、左右のシ
リンダ室の圧力流体が所謂ロック状態となるため、この
ようなマニアル操舵領域での操舵が円滑に実施できず、
さらに、転舵輪の反力による操舵軸（ステアリングホイ
ール）の戻りも円滑に実施できない欠点がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事実を考
慮し、操舵軸の操舵力に応じて迅速に補助駆動力を転舵
棒へ付与して操舵軸の操舵力を軽減することができるの
みならず、車両直進時等の非パワーアシスト状態におい
てもマニアル操舵が円滑に実施でき、さらには操舵軸
（ステアリングホイール）の戻りも円滑になる車両用操
舵装置を得ることが目的である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明の車
両用操舵装置は、左右のナックルアームを連結し転舵輪
を転舵するための転舵棒と、ステアリングホイールが取
り付けられ自動調心形軸受によって支持されると共に前
記転舵棒に連結され、操舵力を前記転舵棒へ伝達して軸
線方向に駆動させると共に操舵反力により前記自動調心
形軸受を支点として揺動変位される操舵軸と、前記転舵
棒に設けられた補助操舵力用のパワーシリンダと、ポン
プ室が前記パワーシリンダの左右のシリンダ室に連通さ
れ、正逆方向に回転することにより前記ポンプ室から前
記シリンダ室への吐出液の送給方向を切換え可能な可逆
型の油圧ポンプと、前記油圧ポンプを、前記操舵反力に
伴う前記操舵軸の変位に基づいた前記操舵軸の操舵状態
に応じて駆動する駆動手段と、前記油圧ポンプを介して
前記パワーシリンダの左右のシリンダ室を連通する油路
とは分離独立して設けられ、前記油圧ポンプを介するこ
となく前記パワーシリンダの左右のシリンダ室を独立し
て連通する分岐油路と、前記分岐油路に設けられ、前記
操舵軸の操舵状態に応じて前記分岐油路を開閉する開閉
手段と、を備えている。

【０００７】請求項１記載の車両用操舵装置では、操舵
軸が操舵されると、操舵軸の操舵力は転舵棒へ伝達され
て、転舵棒が軸線方向に駆動され転舵輪が転舵される。
さらに、操舵軸が操舵されると操舵軸は操舵反力によっ
て変位され、これにより、駆動手段が作動して油圧ポン
プが駆動される。油圧ポンプによって発生した圧力流体
は、ポンプ室から油路を介してパワーシリンダのシリン
ダ室へ送給される。これにより、補助駆動力が転舵棒に
付与され、操舵軸の操舵力が軽減される。

【０００８】さらにここで、パワーシリンダの左右のシ
リンダ室は油圧ポンプを介することなく分岐油路によっ
て連通されている。この場合、前述の如きパワーアシス
ト状態においては、分岐油路に設けられた開閉手段が操
舵軸の操舵状態に応じて作動されて分岐油路を閉鎖す
る。したがって、油圧ポンプによって発生した圧力流体
は、ポンプ室から油路を介してパワーシリンダのシリン
ダ室へ速やかに送給され、補助駆動力が転舵棒に付与さ
れる。

【０００９】一方、車両直進時等の非パワーアシスト状
態においては、駆動手段すなわち油圧ポンプが停止さ
れ、油路による左右のシリンダ室の連通が油圧ポンプに
よって遮断される。しかしながら、分岐油路に設けられ
た開閉手段が操舵軸の操舵状態に応じて作動されて分岐
油路を開放し、左右のシリンダ室は分岐油路によって連
通される。したがって、左右のシリンダ室の圧力流体が
所謂ロック状態となることがなく、このようなマニアル
操舵領域での操舵が円滑に実施できる。さらに、操舵状
態からステアリングホイールを戻す場合においても、転
舵輪の反力により分岐油路を介して圧力流体を戻すこと
ができ、操舵軸（ステアリングホイール）の戻りも円滑
に行われる。

【００１０】このように、請求項１記載の車両用操舵装
置では、操舵軸の操舵力に応じて迅速に補助駆動力を転
舵棒へ付与して操舵軸の操舵力を軽減することができる
のみならず、車両直進時等の非パワーアシスト状態にお
いてもマニアル操舵が円滑に実施でき、さらには操舵軸
（ステアリングホイール）の戻りも円滑になる。

【００１１】請求項２に係る発明の車両用操舵装置は、
請求項１記載の車両用操舵装置において、前記駆動手段
は、前記操舵軸に対応して配置され操舵軸の変位に応じ
て操舵状態を検出する検出部と、前記検出部が検出した
操舵状態に応じて正逆方向に回転して前記油圧ポンプを
駆動するモータと、を備え、前記開閉手段は、前記分岐
油路を開閉可能に設けられると共に前記モータに連係さ
れ、前記モータの正逆方向の回転に応じて作動して前記
分岐油路を開閉するスプール弁を備える、ことを特徴と
している。

【００１２】請求項２記載の車両用操舵装置では、操舵
軸が操舵され操舵反力によって変位されると、これが検
出部によって検出され、これに基づいてモータが正逆方
向に回転して油圧ポンプが駆動される。油圧ポンプによ
って発生した圧力流体は、ポンプ室から油路を介してパ
ワーシリンダのシリンダ室へ送給される。これにより、
補助駆動力が転舵棒に付与され、操舵軸の操舵力が軽減
される。

【００１３】さらにこの場合、前述の如きパワーアシス
ト状態においては、分岐油路に設けられたスプール弁が
モータの正逆方向の回転に応じて作動して分岐油路を閉
鎖する。したがって、油圧ポンプによって発生した圧力
流体は、ポンプ室から油路を介してパワーシリンダのシ
リンダ室へ速やかに送給され、補助駆動力が転舵棒に付
与される。

【００１４】一方、車両直進時等の非パワーアシスト状
態においては、モータすなわち油圧ポンプが停止され、
油路による左右のシリンダ室の連通が油圧ポンプによっ
て遮断される。しかしながら、分岐油路に設けられたス
プール弁がモータの停止状態に基づいて作動されて分岐
油路を開放し、左右のシリンダ室は分岐油路によって連
通される。したがって、左右のシリンダ室の圧力流体が
所謂ロック状態となることがなく、このようなマニアル
操舵領域での操舵が円滑に実施できる。さらに、転舵輪
の反力による操舵軸（ステアリングホイール）の戻りも
円滑に行われる。

【００１５】このように、請求項２記載の車両用操舵装
置では、操舵軸の操舵力に応じて迅速に補助駆動力を転
舵棒へ付与して操舵軸の操舵力を軽減することができる
のみならず、車両直進時等の非パワーアシスト状態にお
いてもマニアル操舵が円滑に実施でき、さらには操舵軸
（ステアリングホイール）の戻りも円滑になる。また、
分岐油路を開閉するスプール弁はモータに連係して作動
する構成であるため、特別なセンサや電磁弁等が不要で
あり、簡単な構造で低コストになる。

【００１６】請求項３に係る発明の車両用操舵装置は、
請求項１記載の車両用操舵装置において、前記駆動手段
は、一方向に回転すると共に前記油圧ポンプに係合可能
に配置され、軸線方向移動することにより前記油圧ポン
プとの係合状態を変更して前記油圧ポンプを正逆方向に
回転させる回転摩擦盤と、前記操舵軸と回転摩擦盤を連
結し前記操舵軸の変位に応じて前記回転摩擦盤を軸線方
向移動させる連結部材と、を備え、前記開閉手段は、前
記分岐油路を開閉可能に設けられると共に前記回転摩擦
盤に連係され、前記回転摩擦盤の軸線方向移動に応じて
作動して前記分岐油路を開閉するポペット弁を備える、
ことを特徴としている。

【００１７】請求項３記載の車両用操舵装置では、操舵
軸が操舵され操舵反力によって変位されると、これが連
結部材を介して伝達されて回転摩擦盤が軸線方向に移動
される。これにより、油圧ポンプとの係合状態が変更さ
れて油圧ポンプが正逆方向に回転される。油圧ポンプに
よって発生した圧力流体は、ポンプ室から油路を介して
パワーシリンダのシリンダ室へ送給される。これによ
り、補助駆動力が転舵棒に付与され、操舵軸の操舵力が
軽減される。

【００１８】さらにこの場合、前述の如きパワーアシス
ト状態においては、分岐油路に設けられたポペット弁が
回転摩擦盤の軸線方向移動に応じて作動して分岐油路を
閉鎖する。したがって、油圧ポンプによって発生した圧
力流体は、ポンプ室から油路を介してパワーシリンダの
シリンダ室へ速やかに送給され、補助駆動力が転舵棒に
付与される。

【００１９】一方、車両直進時等の非パワーアシスト状
態においては、操舵軸の操舵状態が連結部材を介して伝
達されて回転摩擦盤は中立状態に復帰され、油圧ポンプ
と非係合状態となって油圧ポンプが停止され、油路によ
る左右のシリンダ室の連通が油圧ポンプによって遮断さ
れる。しかしながら、分岐油路に設けられたポペット弁
が回転摩擦盤の中立状態に基づいて作動されて分岐油路
を開放し、左右のシリンダ室は分岐油路によって連通さ
れる。したがって、左右のシリンダ室の圧力流体が所謂
ロック状態となることがなく、このようなマニアル操舵
領域での操舵が円滑に実施できる。さらに、転舵輪の反
力による操舵軸（ステアリングホイール）の戻りも円滑
に行われる。

【００２０】このように、請求項３記載の車両用操舵装
置では、操舵軸の操舵力に応じて迅速に補助駆動力を転
舵棒へ付与して操舵軸の操舵力を軽減することができる
のみならず、車両直進時等の非パワーアシスト状態にお
いてもマニアル操舵が円滑に実施でき、さらには操舵軸
（ステアリングホイール）の戻りも円滑になる。また、
分岐油路を開閉するポペット弁は、機械的な連結部材を
介して操舵軸に連結された回転摩擦盤に連係して作動す
る構成であるため、特別なセンサや電磁弁等が不要であ
り、簡単な構造で低コストになる。

【００２１】

【発明の実施の形態】図１には本発明の第１の実施の形
態に係る車両用操舵装置１０の全体構成が断面図にて示
されており、図２乃至図４にはこの車両用操舵装置１０
の主要部の詳細が断面図にて示されている。

【００２２】車両用操舵装置１０では、ハウジング１２
内に配置された転舵棒１４を備えている。この転舵棒１
４は、軸線方向両端部近傍がそれぞれブッシュ１６によ
って支持されており、さらに、ナックルアームに連結さ
れたタイロッド（共に図示省略）を介して転舵輪に連結
されている。これにより、転舵棒１４は軸線方向に移動
することによって転舵輪を転舵することができる。ま
た、転舵棒１４にはラックギヤ１８が形成されている．
また、ハウジング１２には、操舵軸２０が支持されてい
る。操舵軸２０は、転舵棒１４に略直交する向きに配置
され軸受２２によってハウジング１２に支持されてい
る。この軸受２２は自動調心形とされており、操舵軸２
０はこの軸受２２を支点として僅かに揺動可能である。
操舵軸２０にはピニオン２４が設けられており、転舵棒
１４のラックギヤ１８に噛み合っている。

【００２３】また、ハウジング１２には、転舵棒１４に
対応してパワーシリンダ２６が設けられている。パワー
シリンダ２６は、転舵棒１４に固着されたピストン２８
を備えており、このピストン２８によって互いに隔離さ
れたシリンダ室３０、シリンダ室３２が設けられてい
る。

【００２４】操舵軸２０の先端部には、これに対応して
検出手段としての一対のリミットスイッチ３４Ａ、３４
Ｂが配置されている。リミットスイッチ３４Ａ、３４Ｂ
は、操舵軸２０の先端部に係合することにより操舵軸２
０の操舵状態（左右の切り換え状態）を検出可能となっ
ている。このリミットスイッチ３４Ａ、３４Ｂはコント
ローラ３６に接続されている。

【００２５】一方、パワーシリンダ２６のシリンダ室３
０、シリンダ室３２は、ポンプユニット３８のトロコイ
ドポンプ４０に接続されている。図２乃至図４に詳細に
示す如く、トロコイドポンプ４０は内歯車４２と外歯車
４４から構成されており、内歯車４２は回転支軸を兼ね
る開閉手段としてのスプール弁４６によって支持されて
いる。この内歯車４２はスプール弁４６と一体回転する
と共に、スプール弁４６は軸線方向に沿ってスライド移
動（内歯車４２と相対移動）可能となっている。また、
トロコイドポンプ４０にはポート（油路）４８、ポート
（油路）５０が形成されており、一方のポート４８がシ
リンダ室３０に接続され他方のポート５０がシリンダ室
３２に接続されている。

【００２６】また、ポンプユニット３８のハウジング３
９には、分岐油路５２及び分岐油路５４が形成されてい
る。分岐油路５２は一方のポート４８に連通されると共
に分岐油路５４は他方のポート５０に連通されており、
互いの連通部分は弁室５６が形成されている。これによ
り、パワーシリンダ２６のシリンダ室３０とシリンダ室
３２は、トロコイドポンプ４０を介することなく、分岐
油路５２及び分岐油路５４によって独立して連通されて
いる。

【００２７】分岐油路５２と分岐油路５４の連通部分に
設けられた弁室５６には、前述したスプール弁４６の弁
部４７が位置しており、スプール弁４６が軸線方向にス
ライド移動することにより、分岐油路５２と分岐油路５
４の連通を開放または遮断することができる。また、前
記弁室５６はリザーバタンク５８に連通されている。リ
ザーバタンク５８には、ピストン６０及びバネ６２が設
けられており、内部の作動油を常に加圧している。この
ため、リザーバタンク５８に連通する弁室５６に位置す
る前述したスプール弁４６は、常に反弁室５６方向すな
わち、分岐油路５２と分岐油路５４の連通を開放する方
向（図２紙面右方向）へ加圧付勢されて位置している。

【００２８】また、一方の分岐油路５２は、チェック弁
６４を介してリザーバタンク５８に接続されており、さ
らに、他方の分岐油路５４は、チェック弁６６を介して
リザーバタンク５８に接続されている。さらに、分岐油
路５２と分岐油路５４には、一対のリリーフ弁６８、７
０が設けられており、ポート４８、５０から送給される
作動油の異常圧力（過負荷）を防止するようになってい
る。

【００２９】トロコイドポンプ４０の回転支軸を兼ねる
スプール弁４６の基端部（弁部４７と反対側端部）は、
ハウジング３９から外部に突出されており、カム機構部
７２を介してモータ７４の回転軸に接続されている。カ
ム機構部７２は、スプール弁４６に設けられた立体カム
７６と、モータ回転軸に設けられたカムフォロア７８と
によって構成されている。立体カム７６はＵ字形に切欠
かれて形成されており、この立体カム７６内にカムフォ
ロア７８が入り込んでいる。このため、モータ回転軸と
共にカムフォロア７８が回転すると、スプール弁４６す
なわち内歯車４２が回転されてトロコイドポンプ４０が
駆動されると共に、カムフォロア７８が立体カム７６の
傾斜面を登り上がり、スプール弁４６が軸線に沿って弁
室５６方向すなわち、分岐油路５２と分岐油路５４の連
通を遮断する方向（図２紙面左方向）へ移動される構成
である。

【００３０】なお、前記カム機構部７２の構成として
は、既に本出願人が特願平５−１１７３２９号（特開平
６−３２１１２３号公報）、あるいは特願平５−４９１
６８号（特開平６−２５５５０８号公報）等に詳細に提
案したものが適用可能である。

【００３１】また、モータ７４はコントローラ３６に接
続されており、車速に応じて回転速度が制御されてい
る。

【００３２】次に本実施の形態の作用を説明する。上記
構成の車両用操舵装置１０では、車両直進時（すなわ
ち、操舵軸２０が中立状態）においては、操舵軸２０の
先端部は何れのリミットスイッチ３４Ａ、３４Ｂとも非
係合状態であり、このためモータ７４（トロコイドポン
プ４０）は不作動である。したがって、トロコイドポン
プ４０の何れのポート４８、ポート５０からも作動油は
供給されない。また、この状態では、図２に示す如くリ
ザーバタンク５８に連通する弁室５６に弁部４７が位置
するスプール弁４６には、バネ６２（ピストン６０）に
よる加圧力が作用しており、これにより、反弁室５６方
向（図２紙面右方向）に位置して、分岐油路５２と分岐
油路５４の連通を開放している。

【００３３】操舵軸２０が左右何れかの方向に操舵され
ると、例えば、図１矢印Ａ方向にて示す如く右切り時に
は、操舵軸２０の操舵力はピニオン２４及びラックギヤ
１８を介して転舵棒１４へ伝達されて、転舵棒１４が軸
線方向（矢印Ｂ方向）に駆動され転舵輪が転舵される。

【００３４】この場合、操舵軸２０の操舵直後において
は、転舵棒１４（すなわち、タイヤ側）の抵抗が大きい
ため転舵棒１４は不動であり、このため操舵軸２０が軸
受２２を支点として僅かに揺動する。このため、操舵軸
２０の先端部が一方のリミットスイッチ３４Ａに係合し
てリミットスイッチ３４ＡがＯＮし、操舵軸２０の右切
り状態が検出される。この検出信号によってコントロー
ラ３６がモータ７４を作動させ、モータ７４の回転軸が
回転する。モータ７４が作動すると、カムフォロア７８
が立体カム７６を押圧してスプール弁４６すなわちトロ
コイドポンプ４０の内歯車４２が回転されて作動油が昇
圧される。

【００３５】またこれと同時に、モータ回転軸と共にカ
ムフォロア７８が回転すると、カムフォロア７８が立体
カム７６の傾斜面を登り上がり、スプール弁４６が軸線
に沿って弁室５６方向へ移動され、図４に示す如く分岐
油路５２と分岐油路５４の連通（弁室５６）を遮断す
る。

【００３６】これにより、作動油が一方のポート４８か
らパワーシリンダ２６のシリンダ室３０へ送給されると
共に、シリンダ室３２からポート５０を介して戻され
る。これによって、右切り方向（図１矢印Ｂ方向）の補
助駆動力が転舵棒１４に付与され、操舵軸２０の操舵力
が軽減される。

【００３７】またさらに、この状態から例えば据え切り
等の高圧状態になると、作動油は更に圧縮されるため低
圧側（他方のポート５０の側）の作動油が不足するが、
高圧側と低圧側の圧力差によって、他方の分岐油路５４
のチェック弁６６が開放され、リザーバタンク５８から
作動油が補給される。

【００３８】一方、操舵軸２０が左方向（図１矢印Ｅ方
向）に操舵されると、操舵軸２０の操舵力はピニオン２
４及びラックギヤ１８を介して転舵棒１４へ伝達され
て、転舵棒１４が軸線方向（矢印Ｆ方向）に駆動され転
舵輪が転舵される。

【００３９】この場合にも、操舵軸２０の操舵直後にお
いては、転舵棒１４（すなわち、タイヤ側）の抵抗が大
きいため転舵棒１４は不動であり、このため操舵軸２０
が軸受２２を支点として僅かに揺動する。このため、操
舵軸２０の先端部が他方のリミットスイッチ３４Ｂに係
合してリミットスイッチ３４ＢがＯＮし、操舵軸２０の
左切り状態が検出される。この検出信号によってコント
ローラ３６がモータ７４を作動させ、モータ７４の回転
軸が前述とは逆向きに回転する。モータ７４が作動する
と、カムフォロア７８が立体カム７６を押圧してスプー
ル弁４６すなわちトロコイドポンプ４０の内歯車４２が
回転されて作動油が昇圧される。

【００４０】またこれと同時に、モータ回転軸と共にカ
ムフォロア７８が回転すると、カムフォロア７８が立体
カム７６の傾斜面を登り上がり、スプール弁４６が軸線
に沿って弁室５６方向へ移動され、分岐油路５２と分岐
油路５４の連通（弁室５６）を遮断する。

【００４１】これにより、作動油が他方のポート５０か
らパワーシリンダ２６のシリンダ室３２へ送給されると
共に、シリンダ室３０からポート４８を介して戻され
る。これによって、左切り方向（図１矢印Ｆ方向）の補
助駆動力が転舵棒１４に付与され、操舵軸２０の操舵力
が軽減される。

【００４２】またさらに、この状態から例えば据え切り
等の高圧状態になると、作動油は更に圧縮されるため低
圧側（一方のポート４８の側）の作動油が不足するが、
高圧側と低圧側の圧力差によって、一方の分岐油路５２
のチェック弁６４が開放され、リザーバタンク５８から
作動油が補給される。

【００４３】以上の如く、車両用操舵装置１０では、操
舵軸２０が操舵され操舵反力によって変位されると、こ
れがリミットスイッチ３４Ａまたはリミットスイッチ３
４Ｂによって検出され、これに基づいてモータ７４が正
逆方向に回転してトロコイドポンプ４０が駆動され、高
圧の作動油がポート４８またはポート５０からパワーシ
リンダ２６のシリンダ室３０、シリンダ室３２へ送給さ
れる。これにより、補助駆動力が転舵棒１４に付与さ
れ、操舵軸２０の操舵力が軽減される。

【００４４】さらにこの場合、前述の如きパワーアシス
ト状態においては、分岐油路５２と分岐油路５４の連通
部分（弁室５６）に設けられたスプール弁４６がモータ
７４の正逆方向の回転に応じて作動して分岐油路５２と
分岐油路５４の連通（弁室５６）を閉鎖する。したがっ
て、トロコイドポンプ４０によって発生した高圧の作動
油は、ポート４８またはポート５０からパワーシリンダ
２６のシリンダ室３０、シリンダ室３２へ速やかに送給
され、補助駆動力が転舵棒１４に付与される。

【００４５】一方、車両直進時等の非パワーアシスト状
態においては、モータ７４すなわちトロコイドポンプ４
０が停止され、ポート４８とポート５０による左右のシ
リンダ室３０、シリンダ室３２の連通がトロコイドポン
プ４０によって遮断される。しかしながら、分岐油路５
２と分岐油路５４の連通部分（弁室５６）に設けられた
スプール弁４６が、モータ７４の停止状態に基づいて、
換言すればスプール弁４６にはバネ６２（ピストン６
０）による加圧力が作用しているため、図２に示す如く
スプール弁４６は反弁室５６方向（図２紙面右方向）に
位置して、分岐油路５２と分岐油路５４の連通を開放
し、左右のシリンダ室３０、シリンダ室３２は分岐油路
５２と分岐油路５４によって連通される。したがって、
左右のシリンダ室３０、シリンダ室３２の作動油が所謂
ロック状態となることがなく、このようなマニアル操舵
領域での操舵が円滑に実施できる。さらに、転舵輪の反
力による操舵軸２０（ステアリングホイール）の戻りも
円滑に行われる。

【００４６】このように、車両用操舵装置１０では、操
舵軸２０の操舵力に応じて迅速に補助駆動力を転舵棒１
４へ付与して操舵軸２０の操舵力を軽減することができ
るのみならず、車両直進時等の非パワーアシスト状態に
おいてもマニアル操舵が円滑に実施でき、さらには操舵
軸２０（ステアリングホイール）の戻りも円滑になる。
また、分岐油路５２と分岐油路５４の連通（弁室５６）
を開閉するスプール弁４６は、ポンプ駆動用のモータ７
４に連係して作動する構成であるため、特別なセンサや
電磁弁等が不要であり、簡単な構造で低コストになる。

【００４７】なお、前述した第１の実施の形態において
は、検出手段としての一対のリミットスイッチ３４Ａ、
３４Ｂを操舵軸２０の先端部に対応して配置し、操舵軸
２０の先端部に係合することにより操舵反力による操舵
軸２０の先端部の揺動に伴う変位により操舵軸２０の操
舵状態（左右の切り換え状態）を検出する構成とした
が、これに限らず、例えば操舵軸２０に操舵トルクセン
サ（歪センサ）や舵角センサを取り付けこれにより操舵
反力による操舵軸２０の先端部の揺動に伴う変位に基づ
いた操舵軸２０の操舵状態を検出する構成としてもよ
い。

【００４８】次に、本発明の他の実施の形態を説明す
る。なお、前記第１の実施の形態と基本的に同一の部品
には前記第１の実施の形態と同一の符号を付与し、その
説明を省略する。

【００４９】図５には本発明の第２の実施の形態に係る
車両用操舵装置９０の全体構成が断面図にて示されてい
る。

【００５０】車両用操舵装置９０では、入力軸としての
操舵軸２０が転舵棒１４に略直交する向きに配置され、
軸受９２によってハウジング１２に支持されている。こ
の軸受９２は自動調心形とされており、操舵軸２０はこ
の軸受９２を支点として僅かに揺動可能である。操舵軸
２０にはローラ９４が一体的に取り付けられている。こ
のローラ９４と転舵棒１４には、可撓性長尺体としての
ベルト９６が連結されている。ベルト９６は、長手方向
中間部が滑りが阻止された状態でローラ９４に巻き掛け
られると共に、両端部がそれぞれ転舵棒１４に連結固定
されている。

【００５１】また、車両用操舵装置９０では、ポンプユ
ニット９８を備えており、ギヤポンプ１００が設けられ
ている。図６及び図７に詳細に示す如く、ギヤポンプ１
００は、一対の歯車から構成されており、一方の歯車１
０２は回転支軸を兼ねる開閉手段としてのポペット弁１
０４によって支持されている。この歯車１０２はポペッ
ト弁１０４と一体回転すると共に、ポペット弁１０４は
軸線方向に沿ってスライド移動（歯車１０２と相対移
動）可能となっている。また、ギヤポンプ１００のハウ
ジング１０１にはポート１０６、１０８が設けられてお
り、一方のポート１０６がパワーシリンダ２６のシリン
ダ室３０に接続されると共に、他方のポート１０８がシ
リンダ室３２に接続されている。

【００５２】また、ギヤポンプ１００のハウジング１０
１には、分岐油路１１０及び分岐油路１１２が形成され
ている。分岐油路１１０は一方のポート１０６に連通さ
れると共に分岐油路１１２は他方のポート１０８に連通
されており、互いの連通部分は弁室１１４が形成されて
いる。これにより、パワーシリンダ２６のシリンダ室３
０とシリンダ室３２は、ギヤポンプ１００を介すること
なく、分岐油路１１０及び分岐油路１１２によって独立
して連通されている。

【００５３】分岐油路１１０と分岐油路１１２の連通部
分に設けられた弁室１１４には、前述したポペット弁１
０４の弁部１０５が位置しており、ポペット弁１０４が
軸線方向にスライド移動することにより、分岐油路１１
０と分岐油路１１２の連通を開放または遮断することが
できる。また、前記弁室１１４はリザーバタンク１１６
に連通されている。また、一方の分岐油路１１０は、チ
ェック弁１１８を介してリザーバタンク１１６に接続さ
れており、さらに、他方の分岐油路１１２は、チェック
弁１２０を介してリザーバタンク１１６に接続されてい
る。

【００５４】以上の構成のギヤポンプ１００は、ポンプ
ユニット９８のハウジング９９に固定されている。ま
た、ギヤポンプ１００の回転支軸を兼ねるポペット弁１
０４の基端部（弁部１０５と反対側端部）は、ハウジン
グ９９内に突出されており、さらに、ポンププーリ１２
２が一体的に取り付けられている。このポンププーリ１
２２は、円錐台形に形成されている。ポンププーリ１２
２とハウジング９９との間にはバネ１２４が設けられて
おり、常にポンププーリ１２２を加圧している。このた
め、リザーバタンク１１６に連通する弁室１１４に位置
する前述したポペット弁１０４は、常に反弁室１１４方
向すなわち、分岐油路１１０と分岐油路１１２の連通
（弁室１１４）を開放する方向（図６紙面下方向）へ加
圧付勢されて位置している。

【００５５】また、ハウジング９９内のポンププーリ１
２２の近傍には、駆動手段としての回転摩擦盤１２６が
配置されている。回転摩擦盤１２６は回転軸１２８に取
り付けられており、さらに回転軸１２８は軸受１３０に
よってハウジング９９に支持されている。この回転摩擦
盤１２６は、回転軸１２８と一体回転しかつ軸線方向に
相対移動可能となっている。また、回転摩擦盤１２６は
所謂糸巻形に形成されており、互いに離間して対向し合
う一対の接触部１３２、接触部１３４が形成されてい
る。これらの接触部１３２と接触部１３４との間に、ギ
ヤポンプ１００のポンププーリ１２２が位置し互いに対
向し合う状態で配置されている。この場合、回転摩擦盤
１２６の接触部１３２と接触部１３４は、通常は何れも
ポンププーリ１２２から離間して非接触状態となってお
り、回転摩擦盤１２６が回転軸１２８に沿って移動した
場合に、接触部１３２または接触部１３４の何れか一方
がポンププーリ１２２に摩擦接触可能とされている。

【００５６】また、回転摩擦盤１２６の回転軸１２８に
は、図示しないエンジンあるいはモータ等の駆動源に接
続されたプーリー１３６が固定されており、一方向に回
転されるようになっている。これにより、回転摩擦盤１
２６の接触部１３２または接触部１３４の何れか一方が
ポンププーリ１２２に摩擦接触することで、ギヤポンプ
１００に回転力を伝達して正逆方向に回転させることが
できる構成である。

【００５７】一方、前述の如き構成の回転摩擦盤１２６
を支持するハウジング９９には、揺動アーム１３８が配
置されている。揺動アーム１３８は、支軸１４０によっ
て揺動可能にハウジング９９に支持されており、一端部
は回転摩擦盤１２６に連結されている。このため、揺動
アーム１３８が揺動することにより、回転摩擦盤１２６
が回転軸１２８に沿って移動される構成である。

【００５８】さらに、揺動アーム１３８の他端部には、
連結部材としてのプッシュプルケーブル１４２が連結さ
れている。このプッシュプルケーブル１４２は、全体と
して無端状とされており、揺動アーム１３８に対向する
他の中間部分は、操舵軸２０の先端（軸受９２と反対側
の端部）に設けられた連結部１４４に連結されている。
このため、操舵軸２０が軸受９２を支点として揺動する
と、連結部１４４の変位に伴って揺動アーム１３８が揺
動される構成である。

【００５９】上記構成の車両用操舵装置９０では、車両
直進時（すなわち、操舵軸２０が中立状態）において
は、回転摩擦盤１２６の接触部１３２及び接触部１３４
は何れもポンププーリ１２２から離間して非接触状態と
なっている。したがって、回転摩擦盤１２６の回転力は
ポンププーリ１２２へ伝達されず、ギヤポンプ１００は
非作動状態で、何れのポート１０６、ポート１０８から
も作動油は供給されない。

【００６０】操舵軸２０が左右何れかの方向に操舵され
ると（例えば、図５矢印Ａ方向にて示す如く、右切り時
には）、操舵軸２０の操舵力はベルト９６を介して転舵
棒１４へ伝達されて、転舵棒１４が軸線方向（矢印Ｂ方
向）に駆動され転舵輪が転舵される。

【００６１】この場合、操舵軸２０の操舵直後において
は、転舵棒１４（すなわち、タイヤ側）の抵抗が大きい
ため転舵棒１４は不動であり、このため操舵軸２０が軸
受９２を支点として僅かに揺動し（図５矢印Ｃ方向）、
操舵軸２０の連結部１４４が変移される。このため、連
結部１４４の変移がプッシュプルケーブル１４２を介し
て伝達されて揺動アーム１３８が支軸１４０周りに揺動
され、これにより回転摩擦盤１２６が回転軸１２８に沿
って移動される。これにより、図７に示す如く、回転摩
擦盤１２６の一方の接触部１３２がポンププーリ１２２
に摩擦接触され、回転摩擦盤１２６の回転力がポンププ
ーリ１２２へ伝達されてギヤポンプ１００が駆動され、
作動油が昇圧される。

【００６２】またこれと同時に、回転摩擦盤１２６の接
触部１３２がポンププーリ１２２に摩擦接触すると、ポ
ンププーリ１２２が押圧されてポペット弁１０４がバネ
１２４の付勢力に抗して軸線に沿って弁室１１４方向へ
移動され、分岐油路１１０と分岐油路１１２の連通（弁
室１１４）を遮断する。

【００６３】このため、作動油が一方のポート１０６か
らパワーシリンダ２６のシリンダ室３０へ送給されると
共に、シリンダ室３２からポート１０８を介して戻され
る。これにより、右切り方向（矢印Ｂ方向）の補助駆動
力が転舵棒１４に付与され、操舵軸２０の操舵力が軽減
される。

【００６４】またさらに、この状態から例えば据え切り
等の高圧状態になると、作動油は更に圧縮されるため低
圧側（他方のポート１０８の側）の作動油が不足する
が、高圧側と低圧側の圧力差によって、他方の分岐油路
１１２のチェック弁１２０が開放され、リザーバタンク
１１６から作動油が補給される。

【００６５】一方、左切り時においては、前述と同様の
作用により操舵軸２０が軸受９２を支点として前述とは
逆向きに揺動する（図５矢印Ｅ方向）。このため、揺動
アーム１３８が前述とは逆向きに支軸１４０周りに揺動
され、回転摩擦盤１２６が前述とは逆向きに回転軸１２
８に沿って移動される。これにより、回転摩擦盤１２６
の他方の接触部１３４がポンププーリ１２２に摩擦接触
され、回転摩擦盤１２６の回転力がポンププーリ１２２
へ伝達されてギヤポンプ１６６が駆動される。この場
合、回転摩擦盤１２６の回転方向は一方向とされてお
り、回転摩擦盤１２６の他方の接触部１３４がポンププ
ーリ１２２に摩擦接触して駆動させるため、ギヤポンプ
１００は実質的に前述とは逆向きに駆動される。

【００６６】またこれと同時に、回転摩擦盤１２６の接
触部１３４がポンププーリ１２２に摩擦接触すると、ポ
ンププーリ１２２が押圧されてポペット弁１０４がバネ
１２４の付勢力に抗して軸線に沿って弁室１１４方向へ
移動され、分岐油路１１０と分岐油路１１２の連通（弁
室１１４）を遮断する。

【００６７】このため、作動油がポート１０８からパワ
ーシリンダ２６のシリンダ室３２へ送給されると共に、
シリンダ室３０からポート１０６を介して戻される。こ
れにより、左切り方向（矢印Ｆ方向）の補助駆動力が転
舵棒１４に付与され、操舵軸２０の操舵力が軽減され
る。

【００６８】以上の如く、車両用操舵装置９０では、前
述の如きパワーアシスト状態においては、分岐油路１１
０と分岐油路１１２の連通部分（弁室１１４）に設けら
れたポペット弁１０４が回転摩擦盤１２６の軸線方向移
動に応じて作動して分岐油路１１０と分岐油路１１２の
連通を閉鎖する。したがって、ギヤポンプ１００によっ
て発生した作動油は、ポート１０６またはポート１０８
を介してパワーシリンダ２６のシリンダ室３０、シリン
ダ室３２へ速やかに送給され、補助駆動力が転舵棒１４
に付与される。

【００６９】一方、車両直進時等の非パワーアシスト状
態においては、操舵軸２０の操舵状態がプッシュプルケ
ーブル１４２を介して伝達されて回転摩擦盤１２６は中
立状態に復帰され、ギヤポンプ１００（ポンププーリ１
２２）と非係合状態となってギヤポンプ１００が停止さ
れ、シリンダ室３０とシリンダ室３２の連通がギヤポン
プ１００によって遮断される。しかしながら、分岐油路
１１０と分岐油路１１２の連通部分（弁室１１４）に設
けられたポペット弁１０４が回転摩擦盤１２６の中立状
態に基づいて（バネ１２４の付勢力によって）作動され
て弁室１１４を開放し、左右のシリンダ室３０とシリン
ダ室３２は分岐油路１１０と分岐油路１１２によって連
通される。したがって、左右のシリンダ室３０とシリン
ダ室３２の作動油が所謂ロック状態となることがなく、
このようなマニアル操舵領域での操舵が円滑に実施でき
る。さらに、転舵輪の反力による操舵軸２０（ステアリ
ングホイール）の戻りも円滑に行われる。

【００７０】このように、本実施の形態に係る車両用操
舵装置９０では、操舵軸２０の操舵力に応じて迅速に補
助駆動力を転舵棒１４へ付与して操舵軸２０の操舵力を
軽減することができるのみならず、車両直進時等の非パ
ワーアシスト状態においてもマニアル操舵が円滑に実施
でき、さらには操舵軸２０（ステアリングホイール）の
戻りも円滑になる。また、分岐油路１１０と分岐油路１
１２の連通部分（弁室１１４）を開閉するポペット弁１
０４は、機械的なプッシュプルケーブル１４２を介して
操舵軸２０に連結された回転摩擦盤１２６に連係して作
動する構成であるため、特別なセンサや電磁弁等が不要
であり、簡単な構造で低コストになる。

【００７１】なお、分岐油路１１０と分岐油路１１２の
連通部分（弁室１１４）を開閉するポペット弁１０４
は、他の形状の圧力制御弁であってもよく、また、ギヤ
ポンプ１００から送給される作動油の圧力補償を行うた
めに、リリーフ弁を設けてもよい。図８乃至図１１には
この場合の一例が示されている。

【００７２】図８乃至図１１に示す如く、ギヤポンプ１
５０では、ポート１０６、１０８に一対のリリーフ弁１
５２、１５４が設けられており、ポート１０６、１０８
から送給される作動油の異常圧力（過負荷）を防止する
ようになっている。

【００７３】このギヤポンプ１５０では、車両直進時等
の非パワーアシスト状態においては、図８に示す如く、
分岐油路１１０と分岐油路１１２の連通部分（弁室１１
４）に設けられたポペット弁１５６が弁室１１４を開放
しており、分岐油路１１０と分岐油路１１２は連通され
ている。

【００７４】ギヤポンプ１５０が駆動され、作動油が昇
圧されると、図９に示す如く、ポペット弁１５６が次第
に軸線に沿って弁室１１４方向へ移動され、分岐油路１
１０と分岐油路１１２の連通（弁室１１４）を次第に閉
鎖する。したがって、この状態においては、一方のポー
ト１０６内の作動油が次第に高圧になると共に、弁室１
１４からリザーバタンク１１６及び分岐油路１１２へ若
干の作動油が流出される。

【００７５】ポペット弁１５６の移動が進行し、図１０
に示す如く分岐油路１１０と分岐油路１１２の連通（弁
室１１４）を遮断すると、高圧の作動油が一方のポート
１０６から送給される。

【００７６】また、この状態から例えば据え切り等の高
圧状態になると、作動油は更に圧縮されるため低圧側
（他方のポート１０８の側）の作動油が不足するが、図
１１に示す如く高圧側と低圧側の圧力差によって、他方
の分岐油路１１２のチェック弁１２０が開放され、リザ
ーバタンク１１６から作動油が補給される。さらに、高
圧側の分岐油路１１０のリリーフ弁１５２が開放されて
圧力補償される。

【００７７】

【発明の効果】以上説明した如く本発明に係る車両用操
舵装置は、操舵軸の操舵力に応じて迅速に補助駆動力を
転舵棒へ付与して操舵軸の操舵力を軽減することができ
るのみならず、車両直進時等の非パワーアシスト状態に
おいてもマニアル操舵が円滑に実施でき、さらには操舵
軸（ステアリングホイール）の戻りも円滑になるという
優れた効果を有している。。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る車両用操舵装
置の全体構成を示す断面図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態に係る車両用操舵装
置のポンプユニットの詳細を示す断面図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態に係る車両用操舵装
置のトロコイドポンプの詳細を示す断面図である。

【図４】本発明の第１の実施の形態に係る車両用操舵装
置のポンプユニットの詳細を示しパワーアシスト状態に
おける断面図である。

【図５】本発明の第２の実施の形態に係る車両用操舵装
置の全体構成を示す断面図である。

【図６】本発明の第２の実施の形態に係る車両用操舵装
置のポンプユニットの詳細を示し非パワーアシスト状態
における断面図である。

【図７】本発明の第２の実施の形態に係る車両用操舵装
置のポンプユニットの詳細を示しパワーアシスト状態に
おける断面図である。

【図８】本発明の第２の実施の形態に係る車両用操舵装
置のギヤポンプの変形例を示し中立時における断面図で
ある。

【図９】本発明の第２の実施の形態に係る車両用操舵装
置のギヤポンプの変形例を示し低圧時における断面図で
ある。

【図１０】本発明の第２の実施の形態に係る車両用操舵
装置のギヤポンプの変形例を示し高圧時における断面図
である。

【図１１】本発明の第２の実施の形態に係る車両用操舵
装置のギヤポンプの変形例を示し圧力リリーフ時におけ
る断面図である。

【符号の説明】

１０ 車両用操舵装置 １４ 転舵棒 ２０ 操舵軸 ２６ パワーシリンダ ３０ シリンダ室 ３２ シリンダ室 ３４Ａ リミットスイッチ（検出部） ３４Ｂ リミットスイッチ（検出部） ３８ ポンプユニット ４０ トロコイドポンプ（油圧ポンプ） ４６ スプール弁（開閉手段） ４７ 弁部 ４８ ポート ５０ ポート ５２ 分岐油路 ５４ 分岐油路 ５６ 弁室 ７４ モータ（駆動手段） ９０ 車両用操舵装置 ９８ ポンプユニット １００ ギヤポンプ（油圧ポンプ） １０４ ポペット弁（開閉手段） １０５ 弁部 １０６ ポート １０８ ポート １１０ 分岐油路 １１２ 分岐油路 １１４ 弁室 １２６ 回転摩擦盤（駆動手段） １３２ 接触部 １３４ 接触部 １３８ 揺動アーム １４２ プッシュプルケーブル（連結部材）

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 左右のナックルアームを連結し転舵輪を
   転舵するための転舵棒と、 ステアリングホイールが取り付けられ自動調心形軸受に
   よって支持されると共に前記転舵棒に連結され、操舵力
   を前記転舵棒へ伝達して軸線方向に駆動させると共に操
   舵反力により前記自動調心形軸受を支点として揺動変位
   される操舵軸と、 前記転舵棒に設けられた補助操舵力用のパワーシリンダ
   と、 ポンプ室が前記パワーシリンダの左右のシリンダ室に連
   通され、正逆方向に回転することにより前記ポンプ室か
   ら前記シリンダ室への吐出液の送給方向を切換え可能な
   可逆型の油圧ポンプと、 前記油圧ポンプを、前記操舵反力に伴う前記操舵軸の変
   位に基づいた前記操舵軸の操舵状態に応じて駆動する駆
   動手段と、 前記油圧ポンプを介して前記パワーシリンダの左右のシ
   リンダ室を連通する油路とは分離独立して設けられ、前
   記油圧ポンプを介することなく前記パワーシリンダの左
   右のシリンダ室を独立して連通する分岐油路と、 前記分岐油路に設けられ、前記操舵軸の操舵状態に応じ
   て前記分岐油路を開閉する開閉手段と、 を備えた車両用操舵装置。
2. 【請求項２】 前記駆動手段は、前記操舵軸に対応して
   配置され操舵軸の変位に応じて操舵状態を検出する検出
   部と、前記検出部が検出した操舵状態に応じて正逆方向
   に回転して前記油圧ポンプを駆動するモータと、を備
   え、 前記開閉手段は、前記分岐油路を開閉可能に設けられる
   と共に前記モータに連係され、前記モータの正逆方向の
   回転に応じて作動して前記分岐油路を開閉するスプール
   弁を備える、 ことを特徴とする請求項１記載の車両用操舵装置。
3. 【請求項３】 前記駆動手段は、一方向に回転すると共
   に前記油圧ポンプに係合可能に配置され、軸線方向移動
   することにより前記油圧ポンプとの係合状態を変更して
   前記油圧ポンプを正逆方向に回転させる回転摩擦盤と、
   前記操舵軸と回転摩擦盤を連結し前記操舵軸の変位に応
   じて前記回転摩擦盤を軸線方向移動させる連結部材と、
   を備え、 前記開閉手段は、前記分岐油路を開閉可能に設けられる
   と共に前記回転摩擦盤に連係され、前記回転摩擦盤の軸
   線方向移動に応じて作動して前記分岐油路を開閉するポ
   ペット弁を備える、 ことを特徴とする請求項１記載の車両用操舵装置。