JP4334988B2 - パワーステアリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車の操舵機構から出力された操舵トルクに応じて油圧パワーシリンダを作動させることにより、操舵力や操舵アシスト力を付与するパワーステアリング装置に関する。

この種の従来のパワーステアリング装置としては、例えば以下の特許文献１に記載されているものが知られている。

このパワーステアリング装置は、ステアリングホィールに取付られた操舵軸と、該操舵軸の下端部に連結した出力軸と、該出力軸の下端部に設けられたラック・ピニオン機構と、該ラック・ピニオン機構のラックに連繋された油圧パワーシリンダと、該油圧パワーシリンダの左右の第１、第２油圧室に第１通路と第２通路を介して作動油を相対的に供給する可逆式ポンプと、前記第１、第２通路の間に接続されたバイパス通路に設けられて、該バイパス通路を開閉する電磁弁とを備えている。

そして、車両走行中において、ステアリングホィールにより通常の左右操舵を行なうと、この操舵トルクを検知した検知機構が制御回路を介して前記電磁弁に通路閉信号を出力すると共に、可逆式ポンプを正転あるいは逆転させていずれか一方の油圧室や連通路内の作動油を他方の油圧室及び連通路に相対的に供給するようになっている。

また、パワーステアリング装置の異常監視回路を備え、この異常監視回路によってパワーステアリング装置の故障が検出されたときは、前記電磁弁を開いてフェールセーフ機能を発揮させるようになっている。
特開２００２−１４５０８７号公報

ところで、前記従来のパワーステアリング装置にあっては、各構成部品を組み付けた後に、油圧パワーシリンダの各油圧室に作動油圧を選択的に給排する油圧回路に作動油を最初に注入充填する際には、まず予め油圧回路内を真空ポンプによっていわゆる真空引きを行い、その後、作動油を前記可逆式ポンプや各油圧室内に充填するようになっている。

しかしながら、前記真空引きにおいては、前記油圧回路が閉回路になっているため、前記可逆式ポンプの漏れ隙間から真空引きを行わなければならいない。このため、真空引きに多くの時間を費やさなければならない。

また、作動油の充填が不十分になる場合が多く発生し、真空引きを繰り返し行わなければならない。

この結果、かかるエアー抜き作業が煩雑になり、作動油の充填作業能率の低下を招いてと共に、コストの高騰が余儀なくされている。

本発明は、前記従来の技術的課題に鑑みて案出されたもので、請求項１記載の発明は、転舵輪を操舵制御する操舵機構と、該操舵機構の操舵力を補助し、ピストンによって隔成された第１油圧室および第２油圧室を有する油圧パワーシリンダと、該油圧パワーシリンダの両油圧室に油圧を供給する可逆式ポンプと、前記第１油圧室と前記可逆式ポンプとを接続する第１通路と、前記第２油圧室と前記可逆式ポンプとを接続する第２通路と、該可逆式ポンプに作動油を供給するリザーバタンクと、前記リザーバタンクと前記第１、第２通路とを連通させる連通路と、前記連通路に設けられ、前記可逆式ポンプを含む油圧回路及び前記各油圧室内に少なくとも作動油を充填する際に、前記リザーバタンクと前記第１通路、および前記リザーバタンクと前記第２通路の夫々を連通させる一方、充填後に前記リザーバタンクと前記第１通路、および前記リザーバタンクと前記第２通路の夫々の連通を遮断する栓部材と、を有することを特徴としている。

この発明によれば、例えば各構成部品の組み付け後に、油圧回路内に初期の作動油を充填する場合、予め油圧回路内を真空引きを行うが、このとき、栓部材を緩めておいて連通路を連通状態にしておく。このため、例えば、リザーバタンク側から所定の装置によって真空引きを行うと、連通路を利用して第１、第２通路から可逆式ポンプ及び各油圧室内の空気を吸引する。

その後、前記リザーバタンク内に作動油を供給すると、真空状態にある油圧回路内に作動油を効率よく充填することができる。

作動油の充填完了後は、前記栓部材を締めて連通路の連通を遮断して油圧回路内を通常の閉回路状態にする。

以上のように、この発明によれば、作動油の充填作業を連通路を利用して行うようにしたため、その真空引き作業と作動油充填作業が従来に比較して極めて容易になると共に、作動油の充填不良の発生を防止することができる。

この結果、かかる充填作業能率の低下と、コストの高騰を抑制することが可能になる。

請求項２に記載の発明は、前記連通路を、前記リザーバタンクと前記各第１通路と第２通路との間にそれぞれ個々に設けると共に、該各連通路に対して前記栓部材をそれぞれ設けたことを特徴としている。

この発明によれば、パワーステアリング装置の仕様に応じて連通路を第１、第２通路側にそれぞれ設けたことから、従来の油圧回路を変更する必要がなく、したがって、この点でもコストの高騰を抑制することが可能になる。

請求項３に記載の発明は、前記連通路を、第１通路と第２通路とを直接連通するように配置する共に、該連通路に１つの栓部材を設けたことを特徴としている。

この発明によれば、連通路を各第１、第２通路に対応して個々に設けるのではなく、両通路を連通する形で１つだけ設けるため、栓部材も１つだけで良いことから、連通路の形成作業が簡単になると共に、部品も削減できるので、製造作業コストの低下が図れる。
請求項４に記載の発明は、転舵輪を操舵制御する操舵機構と、該操舵機構の操舵力を補助し、ピストンによって隔成された第１油圧室および第２油圧室を有する油圧パワーシリンダと、該油圧パワーシリンダの両油圧室に油圧を供給する可逆式ポンプと、前記第１油圧室と前記可逆式ポンプとを接続する第１通路と、前記第２油圧室と前記可逆式ポンプとを接続する第２通路と、該可逆式ポンプに作動油を供給するリザーバタンクと、前記リザーバタンクと前記第１、第２通路の夫々とを連通させる一対の連通路と、前記一対の連通路の夫々に設けられ、前記可逆式ポンプを含む油圧回路及び前記各油圧室内に少なくとも作動油を充填する際に、前記連通路を連通させる一方、充填後に前記連通路を遮断する一対の栓部材と、を有することを特徴としている。

以下、本発明にかかるパワーステアリング装置の各実施形態を図面に基づいて詳述する。

図１は本発明の第１の実施形態におけるパワーステアリング装置の概略を示し、ステアリングホィール１と、該ステアリングホイール１が連結された操舵軸２の下端部の出力軸３に設けられた操舵機構であるラック・ピニオン機構４と、出力軸３の下端側に設けられてステアリングホィール１の操舵回転トルクや左右転舵輪からの路面入力を検出するトルクセンサ５と、前記ラック・ピニオン機構４のラック４ａに連繋された油圧パワーシリンダ６と、該油圧パワーシリンダ６に作動油圧を給排する油圧回路７と、該油圧回路７に有する後述のトロコイドポンプ８を駆動する電動モータ９と、該電動モータ９を正逆回転制御するコントロールユニット１０とから主として構成されている。

前記油圧パワーシリンダ６は、車体幅方向に延設された筒状シリンダ１１内を前記ラック４ａに連繋したピストンロッド１２が貫通していると共に、該ピストンロッド１２に筒状シリンダ１１内を摺動するピストン１３が固定されている。また、筒状シリンダ１１内には、ピストン７によって左右の第１油圧室１１ａと第２油圧室１１ｂが隔成されている。

前記油圧回路７は、図１〜図３に示すように、アルミ合金製のハウジング３０の内部に一部が形成されて、各一端部が前記各油圧室１１ａ、１１ｂに接続された一対の第１、第２通路１４，１５と、ハウジング３０の内部に収容配置され、該両通路１４，１５の他端部に接続された正逆回転可能な可逆式ポンプであるトロコイドポンプ８と、内部に貯留された作動油をトロコイドポンプ８に供給通路１６及び該供給通路１６の下流側で分岐された分岐通路１７ａ、１７ａを介して補給するリザーバタン１８と、前記第１通路１４とリザーバタンク１８とを連通する第１連通路１９及び第２通路１５とリザーバタンク１８とを連通する第２連通路２０とを備えている。

また、前記トロコイドポンプ８は、前記第１、第２通路１４，１５にそれぞれ連通し、切り換えによって相対的に吐出あるいは吸入側となるポート８ａ、８ｂが設けられている。

さらに前記各分岐通路１７ａ、１７ｂには、リザーバタンク１８内の作動油をトロコイドポンプ８方向へのみ流入を許容する逆止弁２１，２２が設けられている。

前記リザーバタンク１８は、図２に示すように、例えば合成樹脂材によって逆碗状に形成されて、ハウジング３０の上端部に有する通路構成部３１を被嵌するように配置固定され、上端部に作動油充填用の開口部１８ａが形成されている。なお、図２中３２，３２は、ハウジング３０に対する通路構成部３１に位置決めを行うロケートピンである。

そして、前記第１連通路１９と第２連通路２０は、各一端部がリザーバタンク１８側で合流していると共に、第１連通路１９の他端部が第１通路１４に接続され、その途中が分岐孔１９ａを介してトロコイドポンプ８に連通している一方、第２連通路２０の他端部がトロコイドポンプ８と逆止弁２１間の第２通路１５に接続されている。

前記第１連通路１９は、前記分岐孔１９ａと第１通路１４との間に、第１通路１４とリザーバタンク１８とを連通あるいは連通を遮断する栓部材２３が設けられている一方、第２連通路２０の途中にも第２通路１５とリザーバタンク１８とを連通あるいは連通を遮断する栓部材２４が設けられている。

この各栓部材２３，２４は、図２に示すように、ハウジング３０に穿設されたボルト孔３０ａ、３０ａに螺合するボルト状に形成され、緩めると前記第１、第２連通路１９，２０の途中を開成する一方、締め付けると先端部材２３ａ、２４ａ側が各連通路１９，２０の通路壁に突き当たってシールして連通を遮断するようになっている。

前記コントロールユニット１０は、トルクセンサ信号処理回路と、電動モータ制御演算回路と、電動モータ駆動回路が組み込まれている。そして、前記トルクセンサ５からの情報信号に基づき前記電動モータ制御演算回路と電動モータ駆動回路により電動モータ９を正逆回転駆動させることによって、前記トロコイドポンプ８の駆動制御が行われ、これによって油圧パワーシリンダ６の各油圧室１１ａ、１１ｂに供給される油圧が制御されて、ステアリングホイール１による操舵力及び操舵方向に応じて操舵アシスト制御が行われるようになっている。

したがって、この実施形態によれば、各構成部品の組み付け後に、油圧回路７及び各油圧室１１ａ、１１ｂ内に初期の作動油を充填する場合、予め油圧回路７や各油圧室１１ａ、１１ｂ内の真空引きを行うが、このとき、各栓部材２３，２４を緩めておいて各連通路１９，２０を連通状態にしておく。

その後、図２に示すように、リザーバタンク１８の開口部１８ａ側から真空引き装置３３によって真空引きを行うと、各連通路１９，２０を利用して第１、第２通路１４，１５からトロコイドポンプ８及び各油圧室１１ａ、１１ｂ内の空気を吸引して、油圧回路７及び各油圧室１１ａ、１１ｂを真空状態にする。

続いて、前記リザーバタンク１８内に作動油を開口部１８ａから供給すると、真空状態にある油圧回路７や各油圧室１１ａ、１１ｂ内に作動油を効率よく充填することができる。

作動油の充填完了後は、前記栓部材２３，２４を締めて各連通路１９，２０の連通を遮断して油圧回路７内を通常の閉回路状態にする。

このように、作動油の充填作業を各連通路１９，２０を利用して行うようにしたため、その真空引き作業と作動油充填作業が従来に比較して極めて容易になると共に、作動油の充填不良の発生を防止することができる。

この結果、かかる充填作業能率の低下と、コストの高騰を抑制することが可能になる。

また、この実施形態では、各連通路１９，２０を第１、第２通路１４，１５側にそれぞれ設けたことから、従来の油圧回路を変更する必要がない。したがって、この点でもコストの高騰を抑制することが可能になる。

さらに、前記真空引き作業中には、逆止弁２２，２３に掛かる供給通路１６内の負圧と各連通路１９，２０側の負圧がほぼ同圧になることから、該各逆止弁２１，２２は、図外のスプリングのばね力によって閉止状態になるから、該各逆止弁２１，２２を封止する作業を別途行う必要がない。したがって、その封止作業が不要になることから、真空引き作業がさらに容易になる。

図４及び図５は第２の実施形態を示し、ハウジング３０内に第１通路１４と第２通路１５を連通する１つの連通路３４が形成され、この連通路３４のほぼ中央位置に外部と連通するほぼＬ字形状の連通孔３５が形成されている。また、前記連通孔３５の位置に上下方向から１つの雌ねじ孔３６が形成され、この雌ねじ孔３６に栓部材３７が螺着されている。

この栓部材３７は、基端部側外周に雌ねじ孔３６に螺合する雄ねじが形成されていると共に、ほぼ円錐状の先端部３７ａが連通孔３５の開口部を開閉するようになっている。

したがって、この実施形態によれば、連通路３４を第１実施形態のように、各第１、第２通路１４，１５に対応して個々に設けるのではなく、両通路１４，１５を連通する形で１つだけ設けるため、栓部材３７も１つだけで良いことから、連通路３４の形成作業が簡単になると共に、部品も削減できる。よって、製造作業コストの低下が図れる。

前記実施形態から把握される前記請求項に記載した発明以外の技術的思想について、その作用効果と共に以下に説明する。
（１）前記リザーバタンクと第１、第２通路との間には、リザーバタンクから第１、第２通路へのみ作動油の流入を許容する逆止弁を設けると共に、前記連通路を前記逆止弁の第１，第２通路寄りの下流側に配置したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のパワーステアリング装置。

この発明によれば、連通路が逆止弁のリザーバタンク側に形成されている場合は、各構成部品の組み付けを完了した後に、油圧回路内に作動油を充填するが、この充填作業前に、油圧回路内の空気をリザーバタンク側からいわゆる真空引きによって吸引するときに、バキュームの負圧が逆止弁を閉止する方向に作用することから逆止弁を封止する作業を別途行う必要がない。したがって、その封止作業が不要になることから、真空引き作業が容易になる。

本発明は、前記各実施形態の構成に限定されるものではなく、例えば、可逆式ポンプをトロコイドポンプ８に変えて他のギアポンプなどに変更することも可能であり、また、栓部材２３，２４、３７も他の構造にすることも可能である。

さらに、油圧回路７の構成も車両の仕様などに応じて適宜変更することも可能である。

本発明の第１の実施形態におけるパワーステアリング装置の概略図である。 本実施形態に供されるハウジング内部とリザーバタンクを示す縦断面図である。 図２のＡ−Ａ線矢視図である。 第２の実施形態のパワーステアリング装置の要部断面図である。 図４のＢ−Ｂ線断面図である。

符号の説明

２…操舵軸
４…ラック・ピニオン機構（操舵機構）
６…油圧パワーシリンダ
７…油圧回路
８…トロコイドポンプ（可逆式ポンプ）
１０…コントロールユニット
１１ａ・１１ｂ…油圧室
１４・１５…第１、第２通路
１８…リザーバタンク
１９・２０…連通路
２１・２２…逆止弁
２３・２４…栓部材

Claims (4)

1. 転舵輪を操舵制御する操舵機構と、
   該操舵機構の操舵力を補助し、ピストンによって隔成された第１油圧室および第２油圧室を有する油圧パワーシリンダと、
   該油圧パワーシリンダの両油圧室に油圧を供給する可逆式ポンプと、
   前記第１油圧室と前記可逆式ポンプとを接続する第１通路と、
   前記第２油圧室と前記可逆式ポンプとを接続する第２通路と、
   該可逆式ポンプに作動油を供給するリザーバタンクと、
   前記リザーバタンクと前記第１、第２通路とを連通させる連通路と、
   前記連通路に設けられ、前記可逆式ポンプを含む油圧回路及び前記各油圧室内に少なくとも作動油を充填する際に、前記リザーバタンクと前記第１通路、および前記リザーバタンクと前記第２通路の夫々を連通させる一方、充填後に前記リザーバタンクと前記第１通路、および前記リザーバタンクと前記第２通路の夫々の連通を遮断する栓部材と、
   を有することを特徴とするパワーステアリング装置。
2. 前記連通路を、前記リザーバタンクと前記各第１通路と第２通路との間にそれぞれ個々に設けると共に、該各連通路に対して前記栓部材をそれぞれ設けたことを特徴とする請求項１に記載のパワーステアリング装置。
3. 前記連通路を、第１通路と第２通路とを直接連通するように配置する共に、該連通路に１つの栓部材を設けたことを特徴とする請求項１に記載のパワーステアリング装置。
4. 転舵輪を操舵制御する操舵機構と、
   該操舵機構の操舵力を補助し、ピストンによって隔成された第１油圧室および第２油圧室を有する油圧パワーシリンダと、
   該油圧パワーシリンダの両油圧室に油圧を供給する可逆式ポンプと、
   前記第１油圧室と前記可逆式ポンプとを接続する第１通路と、
   前記第２油圧室と前記可逆式ポンプとを接続する第２通路と、
   該可逆式ポンプに作動油を供給するリザーバタンクと、
   前記リザーバタンクと前記第１、第２通路の夫々とを連通させる一対の連通路と、
   前記一対の連通路の夫々に設けられ、前記可逆式ポンプを含む油圧回路及び前記各油圧室内に少なくとも作動油を充填する際に、前記連通路を連通させる一方、充填後に前記連通路を遮断する一対の栓部材と、
   を有することを特徴とするパワーステアリング装置。

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