JPH05345572A - パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明の目的は、操舵フィーリングを向上
させたクローズドセンタータイプのサーボバルブ１を用
いたパワーステアリング装置を提供することである。 【構成】 ステアリングホイールの操作量に応じて切換
わるクローズドセンタータイプのサーボバルブ１と、こ
のサーボバルブ１の切換え動作に抗する力を発揮する反
力機構７と、この反力機構７に圧油を供給するポンプＰ
と、ポンプＰからの圧油をパワーシリンダ１９の負荷圧
に応じて制御し反力機構７に作用させる反力圧力制御機
構１６と、ステアリングホイールとクローズドセンター
タイプのサーボバルブ１との間に設けた弾性体部材３０
とを備えた構成としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、クローズドセンター
タイプのサーボバルブを用いたパワーステアリング装置
の操舵フィーリング向上に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５〜８は従来のパワーステアリング装
置である。この装置はクローズドセンタータイプのサー
ボバルブ１を用いながら、ステアリングホイールの操作
量に応じた反力が得られるようにしたものである。図５
に示すように、ケーシング２内にクローズドセンタータ
イプのサーボバルブ１としてロータリーバルブＶを設け
ている。このロータリーバルブＶは図示しないステアリ
ングホイールと直接に連係させたスプール３と、このス
プール３に相対回転自在に嵌合したスリーブ４とからな
る。また、上記ケーシング２内には、ピニオンシャフト
５を上記スリーブ４と直列に設けている。そして、ピニ
オンシャフト５とスリーブ４とを連結ピン６で連結し
て、両者が一体回転するようにしている。

【０００３】上記のようにしたピニオンシャフト５の中
心部分にはスプール３の先端を挿入しているが、これら
両者は、機械的には連結されていない。ただし、スプー
ル３は図示していないストッパで規制される範囲、すな
わち、スプール３とスリーブ４との相対回転角を維持し
てロータリーバルブＶが機能するのに必要な範囲で、ス
プール３が回転できるようにしている。

【０００４】また、スプール３に連係した反力機構７は
以下の通りである。すなわち、上記ピニオンシャフト５
には図６に示すように、一対の挿入孔８、９を軸線に直
交する方向に貫通させている。そして、一方の挿入孔８
の両端開口部分に一対のプランジャ１０を挿入し、他方
の挿入孔９の両端開口部分にも一対のプランジャ１１を
摺動自在に挿入している。このようにしたピニオンシャ
フト５の周囲を反力室１２とするとともに、上記プラン
ジャ１０、１１の外側面を、この反力圧力室１２に臨ま
せている。したがって、反力圧力室１２内の圧力作用
で、プランジャ１０、１１、挿入孔８、９に押し込めら
れる力を受ける。

【０００５】そして、上記スプール３の先端には直径方
向に伸びる突部１３を形成しているが、この突部１３
が、上記プランジャ１０、１１の間に位置するようにし
ている。しかも、プランジャ１０、１１に形成した突部
１４、１５がスプール３の突部１３に当たるようにして
いる。したがって、スプール３を回すと、点対称になっ
ているプランジャ１０と１１とが、反力圧力室１２内に
突出する。しかし、反力圧力室１２内に圧力が発生して
いれば、プランジャ１０、１１が移動しようとする力が
規制される。つまり、この規制力がスプール３に対する
反力となる。

【０００６】また上記反力機構７には、反力圧力制御機
構１６で制御された圧油を作用させている。この反力圧
力制御機構１６は、比例電磁弁１７と、コントローラ１
８と、パワーシリンダ１９の圧力差を検知する圧力セン
サー２０、２１とから構成している。上記比例電磁弁１
７はコントローラ１８によって制御され、反力機構７へ
作用させる圧油の圧力を制御している。また、コントロ
ーラ１８は、パワーシリンダ１９の両室１９ａ、１９ｂ
の圧力を検知する圧力センサー２０、２１から情報を入
力し、パワーシリンダ１９の両室１９ａ、１９ｂの圧力
差に応じた圧力を反力機構７に作用させるように比例電
磁弁１７に対する出力電流を制御している。

【０００７】このような構成において、クローズドセン
タータイプのサーボバルブ１の切換えによる動作を図
６、７に示す。クローズドセンタータイプのサーボバル
ブ１は図６の中立位置にあるとき、ポート２２、２３が
閉じてポート２４、２５が解放された状態を保つ。この
ときポンプＰの吐出圧は、アキュムレータ２６に蓄圧さ
れるとともに、その圧力がリリーフ弁２７の設定圧以上
になると、このリリーフ弁２７を経由してタンクＴに戻
される。また、パワーシリンダ１９の圧力室１９ｂは、
解放されたポート２４、２５を介してタンクＴに連通す
るので、パワーシリンダ１９は動作しない。

【０００８】上記の状態から操作レバー２８（ステアリ
ングホイールに相当）を回動すると、スプール３とスリ
ーブ４とが反力機構７からの力に抗して相対移動し、図
７の状態になる。（２９はセンタリングスプリングであ
り、反力とは直接に関係していない。）そして、両者が
この状態からさらに相対移動するとポート２２が開く。
ポート２２が開けば、ポンプＰの吐出油がパワーシリン
ダ１９の一方の圧力室１９ａに供給されるとともに、他
方の圧力室１９ｂがポート２３を経由してタンクＴに戻
される。したがって、パワーシリンダ１９が図面左の方
向に移動するが、それにともなってスリーブ４も左方向
に移動して相対的には図６の状態に戻る。この繰り返し
により、パワーシリンダ１９を作動させている。

【０００９】このとき、パワーシリンダ１９の両圧力室
１９ａ、１９ｂに圧力差が発生するが、その圧力差は、
圧力センサー２０、２１で検知されてコントローラ１８
に入力される。コントローラ１８は、あらかじめ設定さ
れた入出力マップによって、上記差圧に対応する電流を
比例電磁弁１７に供給する。比例電磁弁１７は供給電流
に応じて反力機構７に作用させる圧油の圧力を制御す
る、この制御された圧油により反力機構７は、パワーシ
リンダ１９の負荷圧に応じた反力を発生させる。このよ
うな装置によれば、反力機構７に作用する圧力を、パワ
ーシリンダ１９の出力に応じて反力圧力制御機構１６で
制御するようにしているので、クローズドセンタータイ
プのサーボバルブ１を用いても、ステアリングホイール
の操作量の応じた操作感をドライバーにフィードバック
できる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の装
置では、ステアリングホイールとスプール３とを直接連
係し、ステアリングホイールの操作量に応じてスプール
３とスリーブ４とを相対移動させて、切換え動作をおこ
なっている。この切換え動作によって、パワーシリンダ
１９が動作するが、パワーシリンダ１９の動作によりク
ローズドセンタータイプのサーボバルブ１のスリーブ４
がスプール３に追従して両者の対応関係は中立位置にな
る。このようなクローズドセンタータイプのサーボバル
ブ１では、切換え時のスプール３とスリーブ４との相対
位置はほぼ一定となっている。このため、ステアリング
ホイールの操作は、常に反力に抗して、力に頼った操作
になってしまい、操舵フィーリングが悪くなるという問
題があった。この発明の目的は、操舵フィーリングを向
上させたクローズドセンタータイプのサーボバルブを用
いたパワーステアリング装置を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明は、ステアリン
グホイールの操作量に応じて切換わるクローズドセンタ
ータイプのサーボバルブと、このサーボバルブの切換え
動作に抗する力を発揮する反力機構と、この反力機構に
圧油を供給するポンプと、上記サーボバルブの切換え位
置に応じて出力するパワーシリンダと、ポンプからの圧
油をパワーシリンダの負荷圧に応じて制御し反力機構に
作用させる反力圧力制御機構とを備えたパワーステアリ
ング装置における操舵反力機構を前提にするものであ
る。上記の装置を前提にしつつ、この発明ではステアリ
ングホイールと上記クローズドセンタータイプのサーボ
バルブとをトーションバーやスプリング等の弾性体部材
を介して連結した構成にしている。

【００１２】

【作用】上記のように構成したので、ステアリングホイ
ールを操作すると、その操作量に応じてトーションバー
等の弾性体部材がたわむ。このたわみ力の大小に応じ
て、クローズドセンタータイプのサーボバルブは反力に
抗して切換わる。

【００１３】

【実施例】図１〜４に示したものはこの発明の実施例で
ある。前記した従来例との相違点はステアリングホイー
ルとクローズドセンタータイプのサーボバルブ１とを、
トーションバーやスプリング等の弾性体部材２９を介し
て連係している点である。したがって、この相違点を中
心に説明するとともに、前記した従来例と同様の構成要
素については同一符号を用い、その詳細な説明を省略す
る。図１、２に示した第１実施例ではクローズドセンタ
ータイプのサーボバルブ１として、従来例と同様にロー
タリーバルブＶを用い、このロータリーバルブＶのスプ
ール３とステアリングホイールとを弾性体部材３０（こ
こではトーションバー３１を用いている）を介して連係
している。その他の構成は前記従来例と同じである。

【００１４】このような構成において、ステアリングホ
イールを操作した場合を図に示す。操作レバー２８（図
のステアリングホイールに相当）とスプール３との間に
弾性体部材３０を介在させているので、操作レバー２８
を操作するとその操作量に応じて弾性体部材３０がたわ
む。この弾性体部材３０のたわみ力により、スプール３
は反力に抗して相対移動し、パワーシリンダ１９を動作
させる。パワーシリンダ１９の動作によりスリーブ４が
スプール３に追従して、両者の相対位置が中立状態にな
る。この繰り返しによりパワーシリンダ１９を作動させ
る。このようにステアリングホイールを操作するとき、
ドライバーは弾性体部材３０をたわませる力を作用させ
るだけでよいので、力のみに頼ったステアリング操作を
しなくてすみ、操舵フィーリングが向上する。

【００１５】図４、５は第２実施例を示したものであ
る。ここではスライディングバルブ３２を用いている。
すなわち、バルブケーシング３３内に揺動可能に設けた
揺動レバー３４とピニオンシャフト５とをはめ合わせ、
ステアリングの操作によって揺動レバー３４を揺動させ
る。この揺動レバー３４の揺動方向には、図５に示すよ
うにプッシュロッド３５が設けてある。そして、このプ
ッシュロッド３５左右外側方向は、スプリング３６及び
スプリングシート３７を介してスライディングバルブ３
２のスプール３８に接している。また、このスライディ
ングバルブ３２の両外側には反力圧力室を設け、反力圧
力制御機構で制御された圧油を作用させているととも
に、この反力圧力室に設けたスプリング３９により、ス
プール３８を揺動レバー３４方向に押しつけている。

【００１６】したがって、揺動レバー３４はスプール３
８およびスプリング３６の力で両揺動方向から等しい力
で押しつけられ、図示の非揺動状態を保っている。そし
て、揺動レバー３４がこのような状態にあるとき、スラ
イディングバルブ３２も中立位置を保っている。このよ
うな状態において、ステアリングホイールを操作して揺
動レバー３４を揺動させた場合を示す。例えば、図の左
方向に揺動レバー３４を揺動させると、その揺動に応じ
てスプリング３６がたわむ。このたわみ力に応じてスラ
イディングバルブ３２のスプール３８が反力に抗して移
動し、パワーシリンダ１９の圧力室ｂに圧油が供給さ
れ、パワーシリンダ１９を図の左側に動かす。このと
き、ステアリングホイールに作用させる力は、第１実施
例同様にスプリング３６をたわませる力だけでよく、力
に頼った操作をしないでよい。

【００１７】

【効果】ステアリングホイールとクローズドセンタータ
イプのサーボバルブとの間にトーションバー等の弾性体
部材を設けたので、力に頼ったステアリングホイールの
操作をしなくてもよくなり、操舵フィーリングが向上し
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の回路構成も含めた要部の断面図で
ある。

【図２】第１実施例の装置のスプールが少し動いた状態
の断面図である。

【図３】第２実施例の要部断面図である。

【図４】図３のIV−IV断面図である。

【図５】従来の回路構成も含めた要部の断面図である。

【図６】従来の装置のスプールが中立位置にある状態の
断面図である。

【図７】従来の装置のスプールが少し動いた状態の断面
図である。

【図８】図５のVIII−VIII断面図である。

【符号の説明】

１ クローズドセンタータイプのサーボバルブ ７ 反力機構 １６ 反力圧力制御機構 １９ パワーシリンダ ３０ 弾性体部材 Ｐ ポンプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村吉 浩三 岐阜県可児市土田2548 カヤバ工業株式会 社岐阜北工場内 (72)発明者 広島 二郎 岐阜県可児市土田2548 カヤバ工業株式会 社岐阜北工場内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステアリングホイールの操作量に応じて
   切換わるクローズドセンタータイプのサーボバルブと、
   このサーボバルブの切換え動作に抗する力を発揮する反
   力機構と、この反力機構に圧油を供給するポンプと、上
   記サーボバルブの切換え位置に応じて出力するパワーシ
   リンダと、ポンプからの圧油をパワーシリンダの負荷圧
   に応じて制御し反力機構に作用させる反力圧力制御機構
   とを備えたパワーステアリング装置において、ステアリ
   ングホイールと上記クローズドセンタータイプのサーボ
   バルブとをトーションバーやスプリング等の弾性体部材
   を介して連係した構成としたパワーステアリング装置。