JPH06107191A - パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】電動モータ５０で駆動される油ポンプ４０から
の圧油で作動するラックピニオン型のパワーステアリン
グ装置において、油ポンプ４０とサーボ弁１７を結ぶ吐
出流体用の油圧配管の短縮による設置スペースを削減で
き、かつポンプ部とギヤ部を車体に容易に搭載すること
ができるようにする。さらにポンプ部がギヤ部周辺に配
置した機器と干渉することなく設置できるようにする。 【構成】パワーステアリング装置のギヤハウジング１０
に形成した取付座１０１に、油ポンプ４０と電動モータ
５０からなる電動ポンプを、取付部材５１で固定するよ
うに構成して、この電動ポンプ部とギヤ部が一体になっ
たアッセンブリ状態で車体に搭載するようにした。ま
た、電動ポンプの軸線がギヤ部のラック軸と平行になる
位置に設置した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両のハンドル操舵力
を軽減するためのパワーステアリング装置、特に動力源
として電動モータで駆動される油ポンプを用いたパワー
ステアリング装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、パワーステアリング装置
には油圧式と電気式があり、油圧式の多くは、油ポンプ
がエンジンによって駆動される。しかし、この方式で
は、パワーアシストを必要としない直進走行時において
も油ポンプが駆動されるので、エンジン馬力の損失が大
きい問題がある。

【０００３】そのため、油圧式パワーステアリング装置
において、油ポンプを電動モータで駆動する構成にし
て、ハンドルが操舵されていない直進走行状態では、電
動モータを非駆動状態にして油ポンプを駆動させず、ハ
ンドルが操舵されるとそのハンドル操舵力をトルクセン
サ等で検出して、その検出信号に基づいて電動モータを
回転制御して、油ポンプからアシストすべきトルク等に
応じた流量の油を吐出してパワーステアリング装置に供
給するものが開発されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この電動ポ
ンプ式の油圧式パワーステアリング装置において、電動
モータと油ポンプからなる電動ポンプは、パワーステア
リングのギヤ部と、離れた位置に別々に車体に設置され
ていた。そのため、油ポンプから吐出された圧油を方向
切替弁に供給する油圧配管の長さは長くなり、この油圧
配管の設置スペースを多く必要とした。また、ギヤ部と
電動ポンプをそれぞれ車体に搭載した後に、この油圧配
管の接続作業を行うので、その接続作業は狭い車室内で
行われて、その作業性が悪いという問題があった。

【０００５】また、ギヤ部周辺にはトランスミッション
やオイルパンといった機器がギヤ部を取り巻くように配
置してあるのに対して、電動ポンプは全体が長い円筒状
からなって電動ポンプに必要なスペースは細長い形状で
あり、そのスペースをギヤの軸線に交差する方向に配置
すると上記の機器と干渉する問題が生じる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述した問題
を解決するためになされたもので、相対回転可能な入力
軸及び出力軸と、この入力軸に加えられた操舵トルクを
検出するトルクセンサと、前記出力軸に形成したピニオ
ン歯に噛合するラック歯を形成したラック軸上に設けた
パワーシリンダと、前記入力軸と前記出力軸との相対回
転によって前記パワーシリンダの両室への油の給排を制
御するサーボ弁と、前記パワーシリンダ及び前記サーボ
弁を収納するハウジングと、前記サーボ弁の供給通路に
圧油を吐出する油ポンプと、前記トルクセンサの検出出
力に応じた回転速度で前記油ポンプを駆動して圧油を吐
出する電動モータを備えたラックピニオン型のパワース
テアリング装置において、前記ハウジングに取付座を形
成し、この取付座に前記油ポンプと前記電動モータを取
付部材で固定したことを特徴とするものである。

【０００７】また、前記油ポンプと前記電動モータを、
前記ラック軸と平行な位置で前記ハウジングに固定した
ことを特徴とするものである。

【０００８】

【作用】油ポンプと電動モータからなる電動ポンプは、
パワーステアリング装置のハウジングに取り付けられて
いるため、油ポンプとサーボ弁を結ぶ吐出流体用の油圧
配管の長さが短くなり、その設置スペースを削減するこ
とができる。また、この電動ポンプをハウジングに取り
付けて、油ポンプとサーボ弁を結ぶ油圧配管を接続した
アッセンブリ状態で車体に搭載するので、油圧配管の接
続作業を容易に行なうことができ、かつ、このアッセン
ブリ状態の電動ポンプとギヤ部を車体に簡単に搭載する
ことができる。

【０００９】また、長い円筒形状の電動ポンプは、その
軸線がラック軸の軸線と平行の位置に取り付けられるの
で、電動ポンプに必要なスペースがギヤ部と平行な細長
い形状となり、ギヤ部周辺に位置するトランスミッショ
ン等の機器との干渉を容易に避けることができる。

【００１０】

【実施例】以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１はパワーステアリング装置の全体構成を示
し、図２はバルブ部の断面を示したものである。１０は
ギヤハウジングで、このギヤハウジング１０にバルブハ
ウジング９が固定されている。バルブハウジング９内に
は、入力軸１１と出力軸１２が同一の軸線上にそれぞれ
回転可能に収納され、これら入力軸１１と出力軸１２は
トーションバー１３を介して相対回転可能に連結されて
いる。入力軸１１は一端が操舵ハンドル１４に連結さ
れ、かつ入力軸１１の中間部にはトルクセンサ１５が設
置され、このトルクセンサ１５にて操舵ハンドル１４に
加えられたハンドルトルクが検出される。

【００１１】前記入力軸１１と出力軸１２にはサーボ弁
１７を構成するインナバルブ１９とアウタバルブ２０が
それぞれ設けられている。サーボ弁１７は、公知のロー
タリータイプのものであり、操舵ハンドル１４から入力
軸１１に与えられたハンドルトルクに応じて生じる入力
軸１１と出力軸１２の相対回転により、２つのシリンダ
ポート２２，２３に対して供給される供給ポート２１か
らの作動流体の給排を制御するように作動する圧力制御
機能と方向切替機能を有する弁である。

【００１２】前記出力軸１２の先端にはピニオン歯２５
が形成され、このピニオン歯２５にはラック軸２７に形
成したラック歯２６が噛合している。この噛合部は、前
記ギヤハウジング１０に収納され、かつ前記ギヤハウジ
ング１０は、ラック軸２７を往復動可能に支持してい
る。また、図１に示すように、ラック軸２７にはピスト
ン３１が固定されていて、このピストン３１はギヤハウ
ジング１０の一端に固定した円筒形状のシリンダ３２の
内周面を液密に移動し、これらピストン３１とシリンダ
３２からパワーシリンダ３０を構成している。パワーシ
リンダ３０内はピストン３１によって左室と右室に区画
され、これら左室と右室は前記シリンダポート２２，２
３のそれぞれに連通している。

【００１３】４０は油ポンプで、この油ポンプ４０の回
転軸は電動モータ５０によって回転駆動され、電動モー
タ５０の回転数に比例した圧油を吐出する。この電動モ
ータ５０は、マイクロプロセッサからなるコントローラ
６０により、前記トルクセンサ１５の出力信号に比例し
た回転速度で一方向に回転駆動される。図３、図４に示
すように、油ポンプ４０は、複数のプランジャ４１を半
径方向に配置して、回転軸４２の回転中心に対して偏心
した位置に設けられた円筒形状のロータ４２ａとの当接
で、これらプランジャ４１を半径方向に往復運動させて
ポンプ作用を行う公知構造のラジアルプランジャタイプ
のポンプである。この回転軸４２は電動モータ５０の出
力軸に結合している。４３は吸入口を示し、ホース４５
を介して図略のリザーバと連通している。４４は吐出口
を示し、金属管４６を介してサーボ弁１７の供給ポート
２１と連通している。そしてリザーバから吸入された油
は、プランジャ４１の往復運動により圧力が生じ、吐出
口４４から供給ポート２１に導かれる。４７は吐出油に
生じている脈動を低減するため設けたアキュムレータで
ある。

【００１４】油ポンプ４０および電動モータ５０は、こ
れらの回転軸の軸線がラック軸２７の軸線と平行となる
位置で、ギヤハウジング１０に設けられた４箇所の取付
座１０１に、取付部材５１によって固定されている。取
付部材５１は、両端におねじ５０１，５０２を設け、こ
れらおねじ５０１，５０２の中間に弾性部材５０３を配
置した構成からなり、一方のおねじ５０１を油ポンプ４
０のハウジングにねじ込み固定し、他方のおねじ５０２
を取付座１０１の貫通穴に挿入して突出した端部にナッ
ト５２を螺合することで、油ポンプ４０および電動モー
タ５０をギヤハウジング１０と結合する。弾性部材５０
３は、油ポンプ４０で発生する振動がギヤハウジング１
０を介して車室内に伝わることを防止する作用を有す
る。

【００１５】上記した構成において、ハンドルが操舵さ
れていない直進走行状態においては、トルクセンサ１５
の出力は０であり、この状態では、電動モータ５０は起
動されず、油ポンプ４０は駆動されない。ハンドルが操
舵されると、トーションバー１３が捩じられ、入力軸１
１と出力軸１２が相対回転される。この両軸の相対回転
によりサーボ弁１７が作動して、供給ポート２１を一方
のシリンダポート２２に連通し、他方のシリンダポート
２３を排出ポート２４に連通する。

【００１６】一方、トルクセンサ１５にてハンドルトル
クが検出され、その検出信号がコントローラ６０に入力
される。コントローラ６０では、トルクセンサ１５の出
力信号に比例した回転速度で電動モータ５０を回転制御
する。この電動モータ５０の回転により油ポンプ４０が
駆動されて、電動モータ５０の回転速度に比例した流量
の圧油を吐出し、サーボ弁１７の供給ポート２１に供給
する。供給ポート２１に導かれた圧油は一方のシリンダ
ポート２２に分配され、パワーシリンダ３０の一方の室
に供給される。このパワーシリンダ３０に供給された圧
油によってピストン３１が摺動し、所要のリンク機構を
介して操向車輪が操舵される。パワーシリンダ３０の他
方の室の油はサーボ弁１７の排出ポート２４よりタンク
に排出される。

【００１７】このように、本実施例において、油ポンプ
４０と電動モータ５０が、ギヤハウジング１０に設けた
取付座１０１に、取付部材５１によって固定された構造
からなるため、油ポンプ４０とサーボ弁１７を結ぶ吐出
流体用の油圧配管４６の長さを短くすることができ、そ
の設置スペースを削減することが可能となる。また、油
ポンプ４０と電動モータ５０をギヤハウジング１０に固
定し、かつ油圧配管４６を接続したアッセンブリ状態で
車体に搭載できるので、油圧配管４６の接続作業を狭い
車室内で行う必要がなくなり、その接続作業を容易に行
うことが可能となり、かつポンプ部とギヤ部を１つの部
品として車体に簡単に搭載することができる。

【００１８】さらに、長い円筒形状の油ポンプ４０と電
動モータ５０は、その軸線がラック軸２７の軸線と平行
の位置に取り付けられるので、油ポンプ４０と電動モー
タ５０に有するスペースがギヤ部と平行な細長い形状と
なり、ギヤ部周辺に位置するトランスミッション等の機
器との干渉を容易に避けることができる。また、油ポン
プ４０と電動モータ５０は、弾性部材５０３を介してギ
ヤハウジング１０に固定してあるので、油ポンプ４０で
発生した振動は弾性部材５０３で低減され、その振動が
ギヤハウジング１０側に伝わって車室内の騒音の原因と
なることを防止できる。

【００１９】なお、本実施例は、取付部材５１はおねじ
５０１，５０２の中間に弾性部材５０３を配置した構造
となっているが、弾性部材５０３が除いた構造であって
もよい。また、油ポンプ４０と電動モータ５０はギヤハ
ウジング１０に固定されているが、パワーシリンダ３０
を構成するシリンダ３２に固定してもよく、さらに油ポ
ンプ４０はラジアルプランジャタイプのポンプから構成
されているが、例えばアキシャルプランジャポンプ、ベ
ーンポンプ、ギヤポンプ等で構成してもよいのはもちろ
んである。

【００２０】

【発明の効果】以上述べたように本発明は、相対回転可
能な入力軸及び出力軸と、この入力軸に加えられた操舵
トルクを検出するトルクセンサと、前記出力軸に形成し
たピニオン歯に噛合するラック歯を形成したラック軸上
に設けたパワーシリンダと、前記入力軸と前記出力軸と
の相対回転によって前記パワーシリンダの両室への油の
給排を制御するサーボ弁と、前記パワーシリンダ及び前
記サーボ弁を収納するハウジングと、前記サーボ弁の供
給通路に圧油を吐出する油ポンプと、前記トルクセンサ
の検出出力に応じた回転速度で前記油ポンプを駆動して
圧油を吐出する電動モータを備えたラックピニオン型の
パワーステアリング装置において、前記ハウジングに取
付座を形成し、この取付座に前記油ポンプと前記電動モ
ータを取付部材で固定したことを特徴とするので、油ポ
ンプと電動モータをギヤ側のハウジングに取り付けるた
め、油ポンプとサーボ弁を結ぶ吐出流体用の油圧配管の
長さを短くすることができ、その設置スペースを削減す
ることができる。また、油ポンプと電動モータをハウジ
ングに固定し、油ポンプとサーボ弁を油圧配管で接続し
たアッセンブリ状態で車体に搭載するので、車体に搭載
する作業に先立って油圧配管の接続作業を容易に行うこ
とができ、かつこれらポンプ部とギヤ部を一つの部品と
して車体に容易に搭載することが可能になる。

【００２１】また、前記油ポンプと前記電動モータを、
前記ラック軸と平行な位置で前記ハウジングに固定した
ことを特徴とするので、前記油ポンプと前記電動モータ
は、全体が長い円筒形状をしているにも関わらず、その
軸線をラック軸の軸線と平行となるように取り付けるの
で、電動ポンプに必要なスペースがギヤ部と平行な細長
い形状となり、ギヤ部周辺に位置するトランスミッショ
ン等の機器との干渉を容易に避けることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示すパワーステアリング装置
の全体構成図である。

【図２】本発明の実施例を示すパワーステアリング装置
のバルブ部の断面図である。

【図３】本発明の実施例を示すパワーステアリング装置
の要部の外形図である。

【図４】本発明の実施例を示す図３のＡ矢視の一部断面
図である。

【符号の説明】

１０ ギヤハウジング １０１ 取付座 １１ 入力軸 １２ 出力軸 １３ トーションバー １５ トルクセンサ １７ サーボ弁 ３０ パワーシリンダ ４０ 油ポンプ ５０ 電動モータ ５１ 取付部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 夏目 正則 愛知県刈谷市朝日町１丁目１番地 豊田工 機株式会社内 (72)発明者 日比野 浩典 愛知県刈谷市朝日町１丁目１番地 豊田工 機株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 相対回転可能な入力軸及び出力軸と、こ
   の入力軸に加えられた操舵トルクを検出するトルクセン
   サと、前記出力軸に形成したピニオン歯に噛合するラッ
   ク歯を形成したラック軸上に設けたパワーシリンダと、
   前記入力軸と前記出力軸との相対回転によって前記パワ
   ーシリンダの両室への油の給排を制御するサーボ弁と、
   前記パワーシリンダ及び前記サーボ弁を収納するハウジ
   ングと、前記サーボ弁の供給通路に圧油を吐出する油ポ
   ンプと、前記トルクセンサの検出出力に応じた回転速度
   で前記油ポンプを駆動して圧油を吐出する電動モータを
   備えたラックピニオン型のパワーステアリング装置にお
   いて、前記ハウジングに取付座を形成し、この取付座に
   前記油ポンプと前記電動モータを取付部材で固定したこ
   とを特徴とするパワーステアリング装置。
2. 【請求項２】 前記油ポンプと前記電動モータを、前記
   ラック軸と平行な位置で前記ハウジングに固定したこと
   を特徴とするパワーステアリング装置。