JPH0255260B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、車速等に応じた油圧が供給される反
力機構を備えた動力舵取装置の操舵力制御装置に
関するものである。

＜従来技術＞ 従来車速等に比例した油圧力を反力機構に加
え、動力舵取装置の操舵力を車速等に応じて制御
するものは公知である。かかる公知のものにおい
ては、手動操舵トルクによつて作動される一対の
弁部材の一方に反力プランジヤを弁部材の半径方
向に移動可能に収納し、他方にプランジヤが係合
する凹み部を設け、プランジヤの背面に車速等に
比例した油圧力を導入するようにしている。この
ようなものにおいては、プランジヤの有効面積を
大きくとることができないため、大きなトルク変
化を得るためにはプランジヤの背面に高い圧力を
導入することが必要となる。従つて高速時におい
ても反力機構に供給する油圧のためにポンプ圧が
高くなり、消費馬力が大きくなる問題がある。

＜発明の目的＞ 本発明の目的は、反力ピストンの有効面積を大
きくとれるようにし、小さな差圧で必要な操舵力
の変化を得られるようにすることである。

＜発明の構成＞ 本発明は上記した目的を達成するために、反力
機構を、入力軸及び出力軸に対して同心的に設け
られた反力室と、この反力室に軸方向に摺動可能
に嵌挿された反力ピストンと、この反力ピストン
と軸方向に対向して設けられた反力受部と、この
反力受部と反力ピストンとの対向間に設けられ入
力軸と出力軸との相対回転を妨げるように作用す
る係合部材と、反力ピストンの両側に車速等に応
じた差圧を発生させる差圧発生手段とによつて構
成したものである。

＜実施例＞ 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。第１図において、１０は動力舵取装置の本体
をなすギヤハウジングを示し、このギヤハウジン
グ１０にはピニオン軸（出力軸）１１が回転可能
に軸承され、このピニオン軸１１はこれと交差す
る方向に摺動可能なラツク軸１４に噛合されてい
る。ラツク軸１４の両端は所要の操リンク機構を
介して操向車輪に連結され、またラツク軸１４に
は図示してないがパワーシリンダのピストンが作
動的に連結されている。

前記ギヤハウジング１０には弁ハウジング１８
が固定され、この弁ハウジング１８内にロータリ
形サーボ弁２０が収納されている。かかるロータ
リ形サーボ弁２０は前記ピニオン軸１１の軸線を
中心として相対回転可能なスリーブ弁部材２１と
ロータ弁部材２２より構成され、このロータ弁部
材２２は操向ハンドルに連結された操舵軸（入力
軸）２４に一体的に形成されている。操舵軸２４
は前記ピニオン軸１１にトーシヨンバー２５を介
して可撓的に連結され、また係合部２３を介して
所定量だけ相対回転可能に係合されている。

前記スリーブ弁部材２１の内周及びロータ弁部
材２２の外周には、複数のポート溝２１ａ，２２
ａが円周上等角度間隔に形成され、スリーブ弁部
材２１とロータ弁部材２２の相対回転により、供
給ポート２６を前記パワーシリンダの両室に接続
された給排ポート２８，２９の一方に連通し、他
方を排出ポート２７に連通するようになつてい
る。

前記ピニオン軸１１の一端には、前記弁ハウジ
ング１８内に回転可能に嵌合する円筒部３０が形
成され、この円筒部３０の一端はスリーブ弁部材
２１に連結ピン３１を介して連結されている。か
かる円筒部３０内にはピニオン軸１１と同心的に
反力シリンダ室３３が形成され、この反力シリン
ダ室３３に操舵軸２４に形成されたフランジ状の
反力受部３４が相対回転可能に嵌合されている。
前記反力シリンダ室３３には反力受部３４に対向
してリング状の反力ピストン３５が軸方向に摺動
可能に嵌合され、この反力ピストン３５は回り止
めピン３８によつてピニオン軸１１に対して回り
止めされている。反力ピストン３５の内周は前記
操舵軸２４に嵌合され、この反力ピストン３５に
よつて反力シリンダ室３３を左室と右室に区画し
ている。前記反力受部２４と反力ピストン３５の
対向面には円錐形状の凹み部３４ａ，３５ａが円
周上複数形成され、これら凹み部３４ａ，３５ａ
に係合する円周上複数の係合ボール３６（第２図
参照）を保持したリテーナ３７が反力受部３４と
反力ピストン３５との間に介在されている。しか
して反力ピストン３５はその背面に設けたウエブ
ワツシヤー３９によつて常に係合ボール３６に係
合する方向に押圧されている。

第１図において、５０は自動車エンジンによつ
て駆動される供給ポンプを示し、この供給ポンプ
５０の吐出ポートはメータリングオリフイス５１
及び後述する構成の電磁流量制御弁５２を介して
前記供給ポート２６に接続されている。５３は前
記メータリングオリフイス５１の前後圧に応じて
作動するバイパス弁で、このバイパス弁５３はメ
ータリングオリフイス５１の前後圧を常に一定に
保持するようにリザーバに接続されたバイパス通
路５４を開口制御するようになつている。また前
記電磁流量制御弁５２の上流側には、前記ウエブ
ワツシヤ３９が内装された反力シリンダ室３３の
左室に通ずる導入ポート５５が連通され、下流側
には係合ボール３６が内装された反力シリンダ室
３３の右室に通ずる導入ポート５６が連通されて
いる。これにより反力ピストン３５は電磁流量制
御弁５２前後の差圧に応じて作動される。

次に前記電磁流量制御弁５２の構成を第３図に
基づいて説明する。かかる電磁流量制御弁５２は
供給ポンプ５０の吐出ポート側に接続される流路
６５と動力舵取装置の供給ポート２６に接続され
る流路６６とを連通する連通路６７の連通面積を
制御するもので、ポンプハウジング６０にねじ込
み固定されている。電磁流量制御弁５２はソレノ
イド６１とこのソレノイド６１への導通によつて
変位する可動スプール６２と、この可動スプール
６２と一体結合された弁軸６３を備えている。可
動スプール６２は通常スプリング６４によつて弁
軸６３と共に図の右方向に押圧され、連通路６７
の連通面積を最大に保持してる。しかるにソレノ
イド６１による吸引作用によつて可動スプール６
２がスプリング６４に抗して左方向に変位するに
したがい、弁軸６３は連通路６７の連通面積を減
少させ、その絞り作用により流路６５，６６の間
に可動スプール６２の変位量に応じた差圧ΔPを
発生させる。前記ソレノイド６１にはコンピユー
タ７０によつて制御されるソレノイド駆動回路７
１から車速信号Ｖに応じた電流値Ｉが供給され、
この電流値Ｉに応じて差圧ΔPは第４図に示すよ
うに変化する。

次に上記構成における動作について説明する。
供給ポンプ５０より吐出された圧油はメータリン
グオリフイス５１とバイパス弁５３とによつて所
定流量に制御され、電磁流量制御弁５２を介して
動力舵取装置の供給ポート２６に供給される。こ
の際電磁流量制御弁５２の前後圧が導入ポート５
５，５６を介して反力ピストン３５の両室に導入
される。車速が低い状態においては、電磁流量制
御弁５２のソレノイド６１には電流が供給され
ず、可動スプール６２及び弁軸６３は第３図に示
すようにスプリング６４によつて右方端に保持さ
れ、連通路６７の連通面積を最大に保持してい
る。従つて電磁流量制御弁５２の前後の流路６
５，６６間には差圧が発生せず、反力ピストン３
５はウエブワツシヤ３９の撥力のみによつて係合
ボール３６に押圧されている。従つてハンドル操
作により操舵軸２４が回転されると反力ピストン
３５はウエブワツシヤ３９の撥力に抗して容易に
後退され、これによりスリーブ弁部材２１とロー
タ弁部材２２が相対回転され、通常の動力舵取作
用が行われる。

車速が所定値を越えると、コンピユータ７０に
入力される車速信号Ｖに応じてソレノイド駆動回
路７１が制御され、電磁流量制御弁５２のソレノ
イド６１に車速に応じた電流値が供給される。か
かる電流値に応じて可動スプール６２及び弁軸６
３がスプリング６４に抗して変位され、連通路６
７の連通面積を減少させる。この連通路６７の絞
り作用により流路６５，６６間に差圧が発生さ
れ、この差圧が導入ポール５５，５６を介して反
力ピストン３５の両室に導入される。これにより
反力ピストン３５は差圧に応じた軸方向推力で係
合ボール３６に押付けられ、スリーブ弁部材２１
とロータ弁部材２２とを相対回転させるマニアル
トルクを増大させる。このように車速が上昇する
と、車速に応じた差圧が反力ピストン３５に作用
され、車速の上昇に比例してマニアルトルクが増
大する車速感応性がもたらされる。この場合反力
ピストン３５はサーボ弁２０と同心の反力シリン
ダ室３３に軸方向移動可能に嵌挿されているの
で、反力ピストン３５の有効面積を大きくでき、
反力ピストン３５による必要な押付け反力を小さ
な差圧で与えることができる。

次に本発明の他の実施例を説明する。第５図は
反力ピストン３５と反力受部３４との係合を係合
ピン１３６によつて行う例を示すもので、係合ピ
ン１３６は反力ピストン３５の一端に圧入固定さ
れ、この係合ピン１３６は反力受部３４の端面に
形成された円錐形状の凹み部３４ａに係合され
る。すなわち、係合ピン１３６は反力ピストン３
５を介して出力軸１１と回転方向に一体的に連結
される。この場合係合ピン１３６の反力受部３４
側に、凹み部を反力ピストン３５側に形成しても
同様である。

第６図から第８図は前記反力ピストン３５の両
側に差圧を作用させるための別の実施例を示すも
ので、以下これを順に説明する。

第６図は反力ピストン３５の片側にリザーバに
連通した例を示し、従つて反力ピストン３５に導
入する圧力を低圧にできる。同図において、メー
タリングオリフイス５１Ａ，５１Ｂとバイアス弁
５３Ａ，５３Ｂからなる２組の流量制御機構が直
列に接続され、供給ポンプ５０より吐出された圧
油を第１段目の流量制御機構によつて所定流量に
制御し、第２段目の流量制御機構によつて動力舵
取装置１００に供給する流量を一定に制御すると
ともに、残りの一定流量をバイパス通路５４Ｂに
バイパスし、このバイパス通路５４Ｂを電磁レリ
ーフ弁８０を介してリザーバに接続したものであ
る。しかして電磁レリーフ弁８０のレリーフ圧を
車速等に応じて制御することにより、バイパス通
路５４Ｂの圧力を車速に比例して制御し、この圧
力を反力ピストン３５に作用させる。

第７図はポンプ回転数に応じた差圧によつて反
力ピストン３５を作動させる例を示し、供給ポン
プ５０は固定絞り８１と、この固定絞り８１前後
の差圧に応じて絞り面積が変化される可変絞り８
２を介して動力舵取装置１００に接続され、この
可変絞り８２前後の圧力差を一定に保持するよう
にバイパス通路５４を開口制御するバイパス弁５
３が設けられている。反力ピストン３５の両側に
は前記固定絞り８１前後の差圧が導入されるよう
になつており、従つてポンプ回転数の増大による
吐出流量の増加により固定絞り８１の前後にポン
プ回転数に比例した差圧が発生すると、その差圧
が反力ピストン３５に作用される。この場合、固
定絞り８１前後の差圧によつて可変絞り８２の絞
り面積も変化されるので、ポンプ回転数に応じて
動力舵取装置１００への供給流量も同時に制御し
得る。

第８図は動力舵取装置１００に圧油を供給する
供給ポンプ５０とは別のポンプ８３によつて反力
ピストン３５に導入する圧力を発生させる例を示
し、この別ポンプ８３はエンジンあるいはプロペ
ラシヤフトによつて駆動され、エンジン回転数あ
るいは車速に比例した圧力を発生し、この圧力が
反力ピストン３５に作用される。

このように反力ピストン３５の両側に差圧を発
生させる差圧発生手段は、各種の構成を採り得
る。なお、、反力ピストン３５への圧力を電磁弁
にて制御するものにおいては、ソレノイドに供給
する電流を車速のみならず、ハンドル回転角、ハ
ンドル回転速度等によつても制御できることは勿
論である。

上記実施例においては、ラツクピニオン形の動
力舵取装置に適用した例について説明したが、ボ
ールスクリユー形の動力舵取装置にも同様にも適
用でき、この場合の出力軸はねじ軸となる。

＜発明の効果＞ 以上述べたように本発明は、入力軸及び出力軸
との間に反力室をこれら両軸に対して同心的に設
け、この反力室に反力ピストンを軸方向に摺動可
能に嵌挿し、この反力ピストンと軸方向に対向し
て反力受部を設け、この反力受部と反力ピストン
との対向面の少なくとも一方に形成された凹み部
に係合し入力軸と出力軸との相対回転を妨げるよ
うに作用する係合部材を設け、前記反力ピストン
の両側に車速等に応じた差圧を発生させるように
した構成であるので、ハンドル戻りに悪影響を及
ぼすことなく操舵力を制御できるとともに、反力
は圧力とカム作用にて与えられるので、小さな圧
力で操舵力制御に必要な反力を容易に得ることが
でき、しかも反力ピストンの有効面積を大きくと
れることから、これにより反力ピストンに作用す
べき軸方向推力を小さな圧力（差圧）で付与でき
るようになり、ポンプの駆動に必要な消費動力を
軽減できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は
動力舵取装置の断面図に油圧系統図を併図した
図、第２図は第１図の−線矢視断面図、第３
図は電磁流量制御弁を示す断面図、第４図は電流
値に対する差圧の関係を示す図、第５図は本発明
の他の実施例を示す要部断面図、第６図ないし第
８図は本発明のさらに他の実施例を示す油圧系統
図である。 １１……出力軸（ピニオン軸）、２０……サー
ボ弁、２４……入力軸（操舵軸）、３３……反力
シリンダ室、３４……反力受部、３５……反力ピ
ストン、３６，１３６……係合部材、５０……供
給ポンプ、５２……電磁流量制御弁、５５，５６
……導入ポート。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 入力軸と出力軸との相対回転に基づいて作動
   されパワーシリンダへの圧油の給排を制御するサ
   ーボ弁と、車速等に応じてハンドルトルクを変化
   させる反力機構を備えた動力舵取装置の操舵力制
   御装置において、前記反力機構は、前記入力軸及
   び出力軸との間にこれら両軸に対して同心的に設
   けられた反力室と、この反力室に軸方向に摺動可
   能に嵌挿された反力ピストンと、この反力ピスト
   ンと軸方向に対向して設けられた反力受部と、こ
   の反力受部と反力ピストンとの対向面の少なくと
   も一方に形成された凹み部に係合し前記入力軸と
   出力軸との相対回転を妨げるように作用する係合
   部材と、前記反力ピストンの両側に車速等に応じ
   た差圧を発生させる差圧発生手段とによつて構成
   してなる動力舵取装置の操舵力制御装置。 ２ 前記差圧発生手段は、車速等に応じて制御さ
   れる電磁制御弁からなつている特許請求の範囲第
   １項に記載の動力舵取装置の操舵力制御装置。 ３ 前記係合部材が、前記出力軸と回転方向に一
   体的に連結されてなる特許請求の範囲第１項に記
   載の動力舵取装置の操舵力制御装置。