JPH05112247A - 油圧パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 操向操作入力により往復移動する操舵部材１
５と、高圧油が供給されることで操向補助力を付与する
油圧アクチュエータとを備える。操舵角度と操向用車輪
の転舵角度との比が、操舵角度が大きくなると小さくな
る。油圧アクチュエータへの高圧油の流路を絞り可能な
弁部材５０が設けられる。この弁部材５０と前記操舵部
材１５とが、操舵角度が大きくなると弁部材による流路
の絞り度が大きくなるように連動されている。 【効果】 走行安定性と旋回性能の向上が図られ、しか
も、急激な操向操作を防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、操舵角度と操向用車輪
の転舵角度との比が、操舵角度が大きくなると小さくな
る油圧パワーステアリング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】通常の車両にあっては、操向用車輪を操
舵限界まで転舵させるためにはハンドルを複数回転させ
る必要があるため、操作が煩わしいものである。そのた
め、操舵角度と操向用車輪の転舵角度との比を小さく
し、ハンドルを１回転させることなく操向用車輪を操舵
限界まで転舵させることのできる小操舵ステアリング装
置が提案されている。

【０００３】このような小操舵ステアリング装置にあっ
ては、操舵角度と操向用車輪の転舵角度との比が一定で
あると、僅かのハンドル操作により操向用車輪が大きく
転舵して走行安定性が損なわれることから、操舵角度が
小さい範囲では、操舵角度と操向用車輪の転舵角度との
比が大きく、操舵角度が大きくなるとその比を小さくし
ている。これにより、高速あるいは中速での走行時にお
ける走行安定性を確保すると共に、低速走行時や据え切
り時における旋回性能の向上を図っている（特開平２‐
４８２６９号公報参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のような小操舵ス
テアリング装置において油圧によって操向補助力を付与
すると、僅かの力で操向操作ができるため、高速あるい
は中速での走行時に不注意にハンドルを急回転させてし
まい、操向用車輪が急激に転舵されるおそれがある。ま
た、操舵限界において操向用車輪の転舵を阻止するため
にストッパーが設けられるが、低速時や据え切り時に操
舵限界まで操向用車輪が急激に転舵されると、そのスト
ッパーとの大きな衝突音や衝撃が生じるという問題があ
る。

【０００５】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。

【０００６】

【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、操向操作入力により往復移動する操舵部材と、高
圧油が供給されることで操向補助力を付与する油圧アク
チュエータとを備え、操舵角度と操向用車輪の転舵角度
との比が、操舵角度が大きくなると小さくなるものとさ
れている油圧パワーステアリング装置において、前記油
圧アクチュエータへの高圧油の流路を絞り可能な弁部材
が設けられ、この弁部材と前記操舵部材とが、操舵角度
が大きくなると弁部材による流路の絞り度が大きくなる
ように連動されている点にある。

【０００７】

【作用】本発明の構成によれば、操舵角度が大きくなる
と、油圧アクチュエータへの高圧油の流路の絞り度が大
きくなるため、ハンドルを急回転させようとしても操向
補助力は増加せず、不注意によるハンドルの急操作が防
止される。

【０００８】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。

【０００９】図１〜図３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Ｈ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
介して連結される第１ピニオン４と、この第１ピニオン
４に噛み合う中間ラック５と、この中間ラック５に噛み
合う第２ピニオン６とを備える。これら入力軸２、第１
ピニオン４、第２ピニオン６および中間ラック５はギヤ
ハウジング７により支持されている。

【００１０】その第２ピニオン６に第１十字継手８を介
し中間軸９が連結され、この中間軸９に第２十字継手１
０を介して第３ピニオン１１が連結されている。直進時
において、その第２ピニオン６と中間軸９とは一定の角
度αにより交差し、第２中間軸９と第３ピニオン１１と
は一定の角度βにより交差する。また、図１に示すよう
に、直進操向状態において、第１十字継手８の十字部材
と第２ピニオン６との相対回転中心８ａおよび第２十字
継手１０の十字部材と中間軸９との相対回転中心１０ａ
は、第２ピニオン６と第３ピニオン１１の各軸心を含む
平面に直交する。

【００１１】その第３ピニオン１１はピニオンハウジン
グ１２に軸受１３を介し支持されている。この第３ピニ
オン１１にラック１５（操舵部材）が噛み合わされてい
る。そのラック１５はラックハウジング１６に覆われ、
そのラックハウジング１６はピニオンハウジング１２と
前記ギヤハウジング７に連結されている。そのラック１
５の両端にボールジョイント１７、１８が取り付けら
れ、このボールジョイント１７、１８にリンクを介して
操向用車輪（図示省略）が連結される。

【００１２】そのハンドルＨの操作による入力軸２の回
転がトーションバー３を介して第１ピニオン４に伝達さ
れ、この第１ピニオン４の回転により中間ラック５が車
両幅方向に往復移動し、この中間ラック５の移動により
第２ピニオン６が回転し、この第２ピニオン６の回転が
十字継手８、１０と中間軸９を介し第３ピニオン１１に
伝達され、この第３ピニオン１１の回転によりラック１
５が車両幅方向移動し、このラック１５の移動により操
向用車輪の転舵がなされる。

【００１３】その第３ピニオン１１が大径とされること
で、ハンドルＨを１回転させることなく操舵限界まで操
舵することが可能とされている。また、操向操作入力が
十字継手８、１０を介して不等速に第２ピニオン６から
第３ピニオン１１に伝達される。図５は横軸に入力軸２
の回転角度を示し、縦軸にラック１５の移動量を示すも
ので、操舵角度が大きくなると、操舵角度と操向用車輪
の転舵角との比が小さくなるものとされている。これに
より高速時あるいは中速時の走行安定性と、低速時ある
いは据え切り時の旋回性能の向上が図られている。

【００１４】図２に示すように、そのラック１５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１６の両端にストッパー２０、２１が形成されてい
る。これにより、ラック１５が移動端に達すると、その
ストッパー２０、２１にラック１５の両端に取り付けら
れた前記ボールジョイント１７、１８が当接し、ラック
１５の車両幅方向移動が規制される。そのストッパー２
０、２１は、例えばラックハウジング１６の内周に一体
形成する段部や、ラックハウジング１６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。

【００１５】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）２５が設けられている。こ
の油圧シリンダ２５のシリンダチューブは前記ラックハ
ウジング１６により構成されると共に、ピストン２６は
ラック１５の外周に固定されている。図３に示すよう
に、そのピストン２６により仕切られる油室２７、２８
に、操向方向と路面から操向用車輪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３０が形成されている。このコント
ロールバルブ３０は、前記ギヤハウジング７に一体化さ
れたバルブハウジング３１と、このバルブハウジング３
１の内部において入力軸２を囲む筒状の弁部材３２とを
備えている。この弁部材３２は前記第１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３１にはポンプ３３に接続される入口ポート３４と、
タンク３５に接続される出口ポート３６と、油圧シリン
ダ２５の一方の油室２７に接続される第１シリンダポー
ト３７と、他方の油室２８に接続される第２シリンダポ
ート３８とが設けられている。各ポート３４、３６、３
７、３８は、入力軸２と弁部材３２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
っていない直進状態では入口ポート３４と出口ポート３
６とが連通し、ポンプ３３から供給される高圧油はタン
ク３５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に路面から作用する反力に応じてトーショ
ンバー３が捻じれ、第１ピニオン４と一体の弁部材３２
が入力軸２に対し相対回転する。すると、入口ポート３
４と出口ポート３６との間の油路が閉鎖され、入口ポー
ト３４から油圧シリンダ２５の油室２７、２８の一方に
操向方向に応じて高圧油が供給され、また、油室２７、
２８の他方から油が出口ポート３６を通ってタンク３５
に還流する。これにより油圧シリンダ２５は、操向方向
と操向用車輪に路面から作用する反力とに応じた操向補
助力を付与する。

【００１６】図１に示すように、第３ピニオン１１とラ
ック１５との噛み合い状態を円滑にするため、ラックハ
ウジング１６に形成された挿入孔１６ａに筒状のサポー
トヨーク４０とバネ４１が挿入され、また挿入孔１６ａ
は調節部材４２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４０は図１において上下方向に移動
可能とされ、バネ４１の弾性力によりラック１５を第３
ピニオン１６に押し付ける。その押し付け力は調節部材
４２のラックハウジング１６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。

【００１７】前記油圧シリンダ２５に高圧油を供給する
流路を絞り可能な弁部材５０が設けられている。すなわ
ち、前記ピニオンハウジング１２にブロック５１が取り
付けられ、このブロック５１に、図４に示すように前記
コントロールバルブ３０の第１シリンダポート３７に配
管５２を介し接続される第１ポート５３と、第２シリン
ダポート３８に配管５４を介し接続される第２ポート５
５と、前記油圧シリンダ２５の一方の油室２７に配管５
６を介し接続される第３ポート５７と、他方の油室２８
に配管５８を介し接続される第４ポート５９とが形成さ
れている。各ポート５３、５５、５７、５９は、ブロッ
ク５１の内部に形成された通孔６０により互いに連通さ
れている。この通孔６０は、第３ポート５７と第４ポー
ト５９とを結ぶ第１通孔６０ａと、この第１通孔６０ａ
と第１ポート５３とを結ぶ第２通孔６０ｂと、第１通孔
６０ａと第２ポート５５とを結ぶ第３通孔６０ｃとで構
成されている。その第１通孔６０ａに弁部材５０がシー
ル部材６１を介し挿入されている。

【００１８】その弁部材５０は円柱状で、両端部は先端
に向かうに従い小径とされ、図４において左右方向に移
動可能である。この弁部材５０により、第１ポート５３
と第３ポート５７に対し第２ポート５５と第４ポート５
９とが互いに連通しないものとされている。

【００１９】そして、弁部材５０が図４において左方に
移動するに従い、第２通路６０ｂの第１通路６０ａへの
接続口６０ｂ′の開口面積が小さくなり、油圧シリンダ
２５の一方の油室２７への高圧油の流路の絞り度が大き
くなる。また、弁部材５０が図４において右方に移動す
るに従い、第３通路６０ｃの第１通路６０ａへの接続口
６０ｃ′の開口面積が小さくなり、油圧シリンダ２５の
他方の油室２８への高圧油の流路の絞り度が大きくな
る。

【００２０】そして、弁部材５０とラック１５とが、操
舵角度が大きくなると弁部材５０による高圧油の流路の
絞り度が大きくなるように連動されている。すなわち、
図１に示すように弁部材５０にＬ字形のレバー６３の一
端が連結され、このレバー６３の他端はピニオンハウジ
ング１２の内部に配置される。そのレバー６３の他端
に、図４に示すように図中上下に長寸の長孔６３ａが形
成され、この長孔６３ａにピン６４が挿入され、このピ
ン６４が第３ピニオン１１に連結されている。直進時に
おいては、図４に示すようにピン６４は長孔６３ａの図
中上端に位置するものとされる。この状態から第３ピニ
オン１１が回転すると、ピン６４はレバー６３を介して
弁部材５０を左右に押し、長孔６３ａ内を下方に向かっ
て移動する。

【００２１】これにより、左右一方に操舵されることに
より第３ピニオン１１が図中矢印Ａ方向に回転し、ラッ
ク１５が図４において左方に移動すると、その第３ピニ
オン１１の回転がピン６４とレバー６３を介して弁部材
５０に伝達され、弁部材５０が図４において左方に移動
する。すなわち、左右一方への操舵角度が大きくなる
と、油圧シリンダ２５の一方の油室２７に高圧油を供給
する流路の弁部材５０による絞り度が大きくなる。同様
に、左右他方に操舵されることにより第３ピニオン１１
が図中矢印Ｂ方向に回転し、ラック１５が図４において
右方に移動すると、その第３ピニオン１１の回転がピン
６４とレバー６３を介して弁部材５０に伝達され、弁部
材５０が図４において右方に移動する。すなわち、左右
他方への操舵角度が大きくなると、油圧シリンダ２５の
他方の油室２８に高圧油を供給する流路の弁部材５０に
よる絞り度が大きくなる。

【００２２】上記構成によれば、操舵角度と操向用車輪
の転舵角度との比が、操舵角度が大きくなると小さくな
るので、高速走行時や中速走行時における走行安定性
と、低速走行時や据え切り時における旋回性能が向上す
る。そして、操舵角度が大きくなると、弁部材５０の移
動により油圧シリンダ２５への高圧油の流路の絞り度が
大きくなる。これにより、ハンドルＨを急回転させよう
としても操向補助力は増加せず、不注意によるハンドル
Ｈの急操作が防止される。また、低速走行時あるいは据
え切り時に操舵限界まで操舵する場合、ストッパー２
０、２１とボールジョイント１７、１８との激しい衝突
が防止されるので、衝撃や衝突音が低減される。

【００２３】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、上記実施例では十字継手を介して
操向操作入力を操舵部材に伝達したが、操舵角度と操向
用車輪の転舵角度との比が、操舵角度が大きくなると小
さくなるように伝達できれば操向操作入力の操舵部材へ
の伝達手段は限定されない。

【００２４】

【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、操舵角度と操向用車輪の転舵角度との比が
操舵角度が大きくなると小さくされることで、走行安定
性と旋回性能の向上が図られ、しかも、急激な操向操作
を防止することができるので、高速あるいは中速での走
行時における車両の急激な方向転換が防止されると共
に、低速走行時あるいは据え切り時に操舵限界まで操舵
する場合においてストッパーとの衝突による衝撃や衝突
音を低減できる。

【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
装置の側断面図

【図２】本発明の実施例に係る油圧パワーステアリング
装置の正断面図

【図３】本発明の実施例に係る油圧パワーステアリング
装置の部分側断面図

【図４】図１のＩＶ‐ＩＶ線断面図

【図５】本発明の実施例に係る油圧パワーステアリング
装置の入力軸回転角とラック移動量との関係を示す図

【符号の説明】

１５ ラック ２５ 油圧シリンダ ５０ 弁部材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 操向操作入力により往復移動する操舵部
   材と、高圧油が供給されることで操向補助力を付与する
   油圧アクチュエータとを備え、操舵角度と操向用車輪の
   転舵角度との比が、操舵角度が大きくなると小さくなる
   ものとされている油圧パワーステアリング装置におい
   て、前記油圧アクチュエータへの高圧油の流路を絞り可
   能な弁部材が設けられ、この弁部材と前記操舵部材と
   が、操舵角度が大きくなると弁部材による流路の絞り度
   が大きくなるように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。