JPH0728051Y2 - パワーステアリング装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は自動車のパワーステアリング装置に関するもの
である。

（従来の技術） 従来，ステアリングホイールに連結された入力軸と，同
入力軸の回転を出力軸に伝えるトーシヨンバーと，同出
力軸に連結されたパワーシリンダと，上記入力軸と上記
出力軸との回転角度差に応じて上記パワーシリンダへの
油路を切換える油路切換弁と，オイルポンプから吐出さ
れる作動油を上記油路切換弁を介して上記パワーシリン
ダへ供給する高圧油路と，同高圧油路の途中に設けられ
た主オリフイスと，上記パワーシリンダから上記油路切
換弁を介してオイルタンクへ作動油を戻す低圧油路と，
上記入力軸と上記出力軸との間で規制力を付与して同各
軸の回転角度差を制限する反力ピストンと，上記高圧油
路の途中から上記反力ピストンへ延びた制御油路と，上
記反力ピストンへ延びた上記制御油路の油圧を所定の最
高圧以下に制御する圧力制御バルブと，同圧力制御バル
ブと上記反力ピストンとの間の上記制御油路の途中から
分かれた一対の並列油路と，同各並列油路の一方に設け
られた第２のオリフイスと，同各並列油路の何れかを選
択してそこを流れる作動油の流量を車速に応じた流量に
制御する流量制御バルブと，同流量制御バルブの下流側
油路に作動油の流量に対応したパイロット圧を発生させ
る第１のオリフイスと，同パイロット圧を上記圧力制御
バルブに供給するパイロット油路と，上記主オリフイス
の上流側高圧油路と下流側高圧油路とをバイパスするバ
イパス通路と、上記圧力制御バルブ下流側の油圧が所定
の最低圧以下になったときだけに同バイパス通路を閉じ
て制御油路全体の油圧を増大させるチエンジ・オーバー
・バルブとを具えている自動車のパワーステアリング装
置は、公知である（必要ならば特願昭58-86598号明細書
（特開昭59-213564号公報）を参照されたい。

（考案が解決しようとする問題点） 前記自動車のパワーステアリング装置は，反力ピストン
へ延びた制御油路の油圧を所定の最高圧以下に制御する
圧力制御バルブ，並列油路の何れかを選択してそこを流
れる作動油の流量を車速に応じた流量に制御する流量制
御バルブ，圧力制御バルブ下流側の油圧が所定の最低圧
以下になったときだけに同バイパス通路を閉じて制御油
路全体の油圧を増大させるチエンジ・オーバー・バルブ
等の高精度の部品を多く必要として，製作コストを高め
ていた。それに対して本考案は，高精度の部品が圧力制
御バルブとソレノイドだけになるので，製作コストを低
減できるが，制御油路のインポート側から圧力制御バル
ブの外周面に設けた制御溝へ作動油を緩やかに流入させ
るようにしないと，同圧力制御バルブが振動して，所期
の制御を不安定にするという問題がある。

（問題点を解決するための手段） 本考案は前記の問題点に対処するもので、ステアリング
ホイールに連結された入力軸と、同入力軸の回転を出力
軸に伝えるトーシヨンバーと、同出力軸に連結されたパ
ワーシリンダと、上記入力軸と上記出力軸との回転角度
差に応じて上記パワーシリンダへの油路を切換える油路
切換弁と、オイルポンプから吐出される作動油を上記油
路切換弁を介して上記パワーシリンダへ供給する高圧油
路と、上記パワーシリンダから上記油路切換弁を介して
オイルタンクへ作動油を戻す低圧油路と、上記入力軸と
上記出力軸との間で規制力を付与して各軸の回転角度差
を制限する反力ピストンと、上記高圧油路の途中から上
記反力ピストンへ延びた制御油路と、上記反力ピストン
へ延びた上記制御油路に介装され上記反力ピストンに作
用する油圧の上昇と共に圧力制御用ばねの付勢力に抗し
て変位して上記油圧を所定の最高圧以下に制御する圧力
制御バルブと、同圧力制御バルブと上記反力ピストンと
の間の上記制御油路を上記低圧油路に連通させるリター
ン側オリフイスと、車速に応じて変わり且つ車速毎に略
一定の軸力を発生するプランジヤを介して上記ばねに対
抗して上記圧力制御バルブを変位させるソレノイドとを
具えているパワーステアリング装置において、前記圧力
制御バルブの制御ランドに対向する前記制御油路のイン
ポート孔から前記圧力制御バルブの外周面に設けた制御
溝へ作動油を緩やかに流入させるためのチヤンフアを同
圧力制御バルブの制御ランドの全周に設けたことを特徴
とするパワーステアリング装置に係わり，その目的とす
る処は，圧力制御バルブの振動を防止できて，所期の制
御を円滑に行うことができる改良された自動車のパワー
ステアリング装置を供する点にある。

（作用） 本考案は前記のように制御油路のインポート側から圧力
制御バルブの外周面に設けた制御溝へ作動油を緩やかに
流入させるためのチヤンフアを同圧力制御バルブの制御
ランドの全周に設けており，作動油が制御油路のインポ
ート側から圧力制御バルブの外周面に設けた制御溝へ緩
やかに流入し，圧力制御バルブが軸方向に振動すること
がなくて，所期の制御が円滑に行われる。

（実施例） 次に本考案のパワーステアリング装置を第１図乃至第15
図に示す各実施例により説明する。まず第１図によりそ
の概略を説明すると，（１）がエンジン（図示せず）に
より駆動されるオイルポンプで，同オイルポンプ（１）
は，流量が一定（7l/min程度）の，また吐出圧が可変
（0kg/cm²〜80kg/cm²）のオイルポンプである。また
（２）が四方向油路切換弁（ロータリバルブ），（2a）
が同油路切換弁（２）を操作するステアリングホイー
ル，（３）が操舵用パワーシリンダ，（４）がオイルタ
ンク，（５）が複数個の反力ピストン，（６）が同各反
力ピストン（５）の背後に形成したチヤンバー，（7a）
が上記オイルポンプ（１）から上記油路切換弁（２）へ
延びた高圧油路，（8a）が同油路切換弁（２）から上記
オイルタンク（４）へ延びた低圧油路，（9a）（10a）
が上記油路切換弁（２）から上記パワーシリンダ（３）
へ延びた油路，（7b）（7c）（7d）（7e）が上記高圧油
路（7a）から分岐した制御油路で，同制御油路（7b）
（7c）（7d）（7e）が上記各反力ピストン（５）背後の
チヤンバー（６）へ延びている。また（11）が上記制御
油路（7b）（7c）の間に介装した圧力制御バルブで，同
圧力制御バルブ（11）が上記反力ピストン（５）背後の
チヤンバー（６）へ延びた上記制御油路（7c）（7d）
（7e）の油圧を所定の最高圧以下に制御するようになっ
ている。また（12）がソレノイド，（14）が車速セン
サ，（15）が制御装置（コントローラ），（16）がイグ
ニツシヨンスイツチ，（17）がイグニシヨンコイル，
（18）が上記制御装置（15）から上記ソレノイド（12）
へ延びた配線で，上記車速センサ（14）が車速を検出
し，そのとき得られるパルス信号（車速に応じたパルス
信号）が制御装置（15）へ送られ，同制御装置（15）が
同パルス信号に対応した電流（電流値が零になる所定の
高速時から電流値が最大になる停車時までの車速に対応
した電流）が配線（18）を介してソレノイド（12）の電
磁コイル（図示せず）へ送られる。このとき、同ソレノ
イド（12）のプランジヤには、車速に応じて変わり且つ
車速毎に略一定の軸力が発生し，この軸力が上記圧力制
御バルブ（11）に伝えられて，同圧力制御バルブ（11）
がばね（19）に抗して作動するようになっている。また
（13）が上記圧力制御バルブ（11）と上記反力ピストン
（５）との間の上記制御油路（7c）（7d）（7e）を低圧
油路（8b）に連通させて同低圧油路（8b）上流側の同制
御油路（7c）（7d）（7e）に制御油圧を発生させるリタ
ーン側オリフイス，（7c₁）が圧力制御バルブ（11）に
設けた後記受圧部（43）に発生するパイロット圧であ
る。

次に前記油路切換弁（２）を第２図乃至第５図により具
体的に説明すると，ハウジングが鋳鉄等の硬金属製バル
ブハウジング（20a）と同質材製ピニオンハウジング（2
0b）とに分割され，同ピニオンハウジング（20b）がス
テアリングギヤ＆リンケージ（図示せず）に一体的に取
付けられ，上記バルブハウジング（20a）が同ピニオン
ハウジング（20b）に後述するように着脱自在に取付け
られている。また（21）がステアリングホイール（第１
図の（2a）参照）により操作される入力軸，（23）がニ
ードルベアリング（36）により上記バルブハウジング
（20a）内に回転可能に支持されたシリンダブロツク，
（22）が上記入力軸（21）内に挿入されたトーシヨンバ
ーで，同トーシヨンバー（22）の上部が上記入力軸（2
1）の上部に圧入ピン（22a）を介して固定され，同トー
シヨンバー（22）の下部が上記シリンダブロツク（23）
の内孔にスプライン係合されている。また（21a）が上
記入力軸（21）の下部外周面等間隔位置に設けた複数個
（本実施例では４個）の縦溝で、上記シリンダブロツク
（23）には，同各縦溝（21a）に対向して複数個（本実
施例では４個）のシリンダが横向きに設けられ，同各シ
リンダに反力ピストン（５）が嵌挿され，同各反力ピス
トン（５）の背後に相当するシリンダブロツク（23）と
バルブハウジング（20a）との間には，環状のチヤンバ
ー（６）が形成されている。また（23a）が上記シリン
ダブロツク（23）に一体のピニオンで，同ピニオン（23
a）が上記ピニオンハウジング（20b）内に垂下状態に突
出している。また（24a）が同ピニオン（23a）に噛合し
たラツク（出力軸），（24）が同ラツク（24a）の背後
に位置するラツクサポート，（26）が上記ピニオンハウ
ジング（20b）に固定したキヤツプ，（25）が同キヤツ
プ（26）と上記ラツクサポート（24）との間に介装した
ばね，（27）が上記バルブハウジング（20a）と上記入
力軸（21）との間に介装した油路切換弁（２）のバルブ
ボデイで，同バルブボデイ（27）もバルブハウジング
（20a）と同様に鋳鉄等の硬金属により作られており，
同バルブボデイ（27）がバルブハウジング（20a）の孔
に直接摺動可能に嵌挿されている。また（23b）が同バ
ルブボデイ（27）の下端部と上記シリンダブロツク（2
3）の上端部とを回転方向に係合するピン，（27a）（27
b）（27c）が上記バルブボデイ（27）の外周面に設けた
環状油路で，ステアリングホイール（2a）が中立位置に
あるときには，第１図の高圧油路（7a）がバルブボデイ
（27）の環状油路（27a）→入力軸（21）とバルブボデ
イ（27）に形成された油路（図示せず）→チヤンバー
（29）→低圧油路（8a）に連通して，オイルポンプ
（１）からの作動油が高圧油路（7a）→環状油路（27
a）→入力軸（21）とバルブボデイ（27）に形成された
油路→チヤンバー（29）→低圧油路（8a）→オイルタン
ク（４）→オイルポンプ（１）に循環するようになって
いる。またステアリングホイール（2a）を右に切って，
入力軸（21）をバルブボデイ（27）に対して右方向に相
対回転すると，高圧油路（7a）がバルブボデイ（27）の
環状油路（27a）（27b）を介してパワーシリンダ（３）
の油路（9a）に，パワーシリンダ（３）の油路（10a）
がバルブボデイ（27）の環状油路（27c）とチヤンバー
（29）とを介して低圧油路（8a）に，それぞれ連通し
て，オイルポンプ（１）からの作動油が高圧油路（7a）
→環状油路（27a）→油路（9a）→パワーシリンダ
（３）の左室へ送られる一方，パワーシリンダ（３）の
右室の作動油が油路（10a）→環状油路（27c）→チヤン
バー（29）→入力軸（21）を横方向に貫通した油路（4
7）→低圧油路（8a）→オイルタンク（４）へ戻され，
パワーシリンダ（３）のピストンロツドが右へ移動し
て，右方向への操舵が行われるようになっている。また
ステアリングホイール（2a）を左に切って，入力軸（2
1）をバルブボデイ（27）に対して左方向に相対回転す
ると，高圧油路（7a）がバルブボデイ（27）の環状油路
（27a）（27c）を介してパワーシリンダ（３）の油路
（10a）に，パワーシリンダ（３）の油路（9a）がバル
ブボデイ（27）の環状油路（27b）とチヤンバー（29）
とを介して低圧油路（8a）に，それぞれ連通して，オイ
ルポンプ（１）からの作動油が高圧油路（7a）→環状油
路（27c）→油路（10a）→パワーシリンダ（３）の右室
へ送られる一方，パワーシリンダ（３）の左室の作動油
が油路（9a）→環状油路（27b）→チヤンバー（29）→
入力軸（21）を横方向に貫通した油路（47）→低圧油路
（8a）→オイルタンク（４）へ戻され，パワーシリンダ
（３）のピストンロツドが左へ移動して，左方向への操
舵が行われるようになっている。また（30）がＯリン
グ，（31）（35）がオイルシール，（32）（38）がボー
ルベアリング，（33）（34）がシール，（37）がブツシ
ユ，（39）がナツト，（40）がキヤツプ，第５図の（20
c）（20c）が上記ハルブハウジング（20a）と上記ピニ
オンハウジング（20b）とを着脱自在に固定するボルト
で，ハルブハウジング（20a）がピニオンハウジング（2
0b）から分離した状態ときに，圧力制御バルブ（11）等
に対する入出力特性のチエツクが行われ，またハルブハ
ウジング（20a）側の圧力制御バルブ（11）等に対する
入出力特性のチエツクが終わったときに，バルブハウジ
ング（20a）をピニオンハウジング（20b）上にセツト
し，同バルブハウジング（20a）側のピニオン（23a）を
ピニオンハウジング（20b）内に突出して，ピニオンハ
ウジング（20b）側のラツク（24a）に噛み合わせ，ナツ
ト（39）を螺合し，キヤツプ（40）を締め付け，さらに
ボルト（20c）を締め付けて，本装置の全体を組み付け
る。また上記組み付け後の点検時等に，バルブハウジン
グ（20a）をピニオンハウジング（20b）から取り外して
も，入力軸（21）とバルブハウジング（20a）との間に
オイルシール（31）があり，シリンダブロツク（23）と
バルブハウジング（20a）との間にオイルシール（35）
があり，キヤツプ（49）とバルブハウジング（20a）と
の間及びキヤツプ（49）とばね支持部材（50）との間に
シール用Ｏリング（53）があり，さらにソレノイド（1
2）とバルブハウジング（20a）との間にシール用Ｏリン
グ（58）があるので，作動油の漏洩がない。

次に前記圧力制御バルブ（11）を第２図乃至第５図によ
り具体的に説明する。同圧力制御バルブ（11）は，前記
ハウジング（20a）（20b）と同様に鋳鉄等の硬金属で作
られており，同圧力制御バルブ（11）がバルブハウジン
グ（20a）の孔に直接摺動可能に嵌挿されている。なお
前記従来のパワーシリンダ装置では，ハウジングと各バ
ルブのバルブボデイとを軟金属材で作っているので、ハ
ウジングと各バルブボデイとの間に硬金属製スリーブを
介装する必要があったが，本パワーステアリング装置で
は，圧力制御バルブ（11）とバルブハウジング（20a）
とを耐摩耗性材例えば硬金属材で作っているので，硬金
属製スリーブを介装する必要がなくて，圧力制御バルブ
（11）をバルブハウジング（20a）の孔に直接摺動可能
に嵌挿している。この点は、前記油路切換弁（２）のバ
ルブボデイ（27）も同様である。また（41）が同圧力制
御バルブ（11）の上部外周面に設けた制御ランドの環状
制御溝，（41′）が同制御溝（41）よりも下方の同圧力
制御バルブ（11）の外周面に設けた環状バランス溝で，
同バランス溝（41′）が圧力制御バルブ（11）の右側及
び左側に設けた同一軸線上の制御油路（7b）（7b）に連
通し，これら左右の制御油路（7b）（7b）のうち，左側
（外側）の制御油路（インポート孔）（7b）の端部がメ
クラボール（59）によりシールされている。なお制御油
路（7b）が右側だけの場合，同制御油路（7b）の作動油
が圧力制御バルブ（11）を左方へ押し，圧力制御バルブ
（11）のバルブハウジング（20a）に対する摩擦抵抗が
増大して，圧力制御バルブ（11）が円滑に作動しなくな
るが，本パワーステアリング装置では，圧力制御バルブ
（11）の左右両側に制御油路（7b）（7b）があり，これ
らの制御油路（7b）（7b）が圧力制御バルブ（11）の外
周面に設けた環状のバランス溝（41′）で連通されてお
り，上記の不都合を生じない。また（43）が同圧力制御
バルブ（11）の下部外周面に設けた差圧部（環状溝）
で，同差圧部（43）の上部受圧面と下部受圧面とを比較
すると，上部受圧面の方が下部受圧面よりも受圧面積が
大きい。そのため，ここに圧油が供給されると，圧力制
御バルブ（11）が上方へ押し上げられることになる。な
お第１図の（7c₁）は上記受圧面積の差により生ずる上
向きのパイロツト圧を示している。また（42）が同圧力
制御バルブ（11）内を斜めに貫通した油路（インポート
側オリフイス）で，同油路（42）が上記制御溝（41）と
上記差圧部（43）とを連通し，同差圧部（43）が第1,3,
4,5図に示す制御油路（7a）（7b）（7c）を介して反力
ピストン（５）背後のチヤンバー（６）に連通してい
る。またシリンダブロツク（23）の内周面と入力軸（2
1）の下部外周面との間には，油路（45）が形成され、
同油路（45）が入力軸（21）を横方向に貫通した油路
（46）を介して前記低圧油路（8b）側のチヤンバー（2
9）に連通している。また第１図に示すリターン側オリ
フイス（13）がシリンダブロツク（23）内に設けられ，
同リターン側オリフイス（13）と上記油路（45）との間
に油路（44）が設けられ，上記制御油路（7a）（7b）
（7c）が同リターン側オリフイス（13）→上記油路（4
4）（45）（46）→チヤンバー（29）を介して低圧油路
（8b）に連通している。また（49）がキヤツプで，同キ
ヤツプ（49）が上記圧力制御バルブ（11）の上方のバル
ブハウジング（20a）上部に設けたねじ部に螺合してい
る。また（50）が同ねじ部内に上下方向への移動を可能
に嵌挿したばね支持部材，（51）が上記開口部に螺合し
たアジヤストスクリユウ，（19）（第1,3,4,5図参照）
が上記ばね支持部材（50）と圧力制御バルブ（11）との
間に介装した圧力制御バルブ用ばねで，同ばね（19）が
圧力制御バルブ（11）を下方に付勢している。また（5
3）がＯリング，（54）が上記ばね支持部材（50）の周
りに形成されたチヤンバー，（48）が上記バルブハウジ
ング（20a）に設けた油路で，上記チヤンバー（54）が
上記油路（48）を介して前記低圧油路（8b）に連通して
いる。また（55）が圧力制御バルブ（11）を上下方向に
貫通したドレン油路，（56）がソレノイド（12）内のプ
ランジヤ（57）部に連通したチヤンバーで，上記ドレン
油路（55）が圧力制御バルブ（11）の下方に形成した上
記チヤンバー（56）と圧力制御バルブ（11）の上方に形
成した上記上記チヤンバー（54）とを連通している。前
記リターン側オリフイス（13）は第13図に示すように制
御溝（41）とドレン油路（55）との間（または差圧部
（43）とドレン油路（55）との間）に設けてもよい。ま
た上記各チヤンバー（56）（54）を連通するドレン油路
（55）を圧力制御バルブ（11）に設けずに，バルブハウ
ジング（20a）に設けた場合には，圧力制御バルブ（1
1）と油路切換弁（２）との間のバルブハウジング（20
a）部分の上端面から同バルブハウジング（20a）内に向
かい縦方向のドレン油路を穿設し，同縦方向のドレン油
路の上部とチヤンバー（54）とを横方向のドレン油路に
より，同縦方向のドレン油路の下部とチヤンバー（56）
とを横方向のドレン油路により，それぞれ連通し，さら
に同縦方向のドレン油路の上端部をメクラボールにより
シールする必要があり，（Ｉ）多くの孔をバルブハウジ
ング（20a）内に穿設しなければならず，バリ取りも必
要で，工数が増加する。（II）または作動油に混入して
いる空気が上記メクラボール直下の縦方向ドレン油路内
上部に溜まって、制御上に不都合を生じるが，本パワー
ズテアリング装置では，上記２つのチヤンバー（56）
（54）を圧力制御バルブ（11）内を上下方向に貫通する
ドレン油路（55）により連通しており，上記の不都合を
生じない。また第４図の左上方に示すように，キヤツプ
（49）の上端縁部の一部がアジヤストスクリユウ（51）
のねじ溝内に折り曲げられて，ばね（19）のばね力を調
整した後の同アジヤストスクリユウ（51）が上記キヤツ
プ（49）に固定されるようになっている。

次にソレノイド（12）を第3,4図により具体的に説明す
ると，同ソレノイド（12）の上部が上記圧力制御バルブ
（11）の直下の前記バルブハウジング（20a）にねじ込
まれている。なお（58）はシール用Ｏリングである。ま
た同ソレノイド（12）内には，電磁コイル（図示せず）
とプランジヤ（57）とがあり，既に述べたように、車速
センサ（14）により得られるパルス信号（車速に応じた
パルス信号）が制御装置（15）へ送され，同制御装置
（15）が同パルス信号に対応した電流（電流値が零にな
る所定の高速時から電流値が最大になる停車時までの車
速に対応した電流）が配線（18）を介してソレノイド
（12）の電磁コイルへ送られる。このとき，同ソレノイ
ド（12）のプランジヤ（57）には，車速に応じて変わり
且つ車速毎に略一定の軸力が発生し，この軸力が上記圧
力制御バルブ（11）に伝えられて，同圧力制御バルブ
（11）がばね（19）に抗して作動するようになってい
る。第19図は，同プランジヤ（57）の軸力（ｇ）とスト
ロークｌ（mm）との関係を示している。同第19図から明
らかなように，ソレノイド（12）のプランジヤ（57）に
は，車速（電流値）に応じて変わり且つ車速（電流値）
毎に略一定の軸力が発生する。同第19図の（ａ）から左
側が通常の使用範囲である。なお制御油路（インポート
孔）（7b）から制御溝（41）→油路（インポート側オリ
フイス）（42）を経て差圧部（43）に加わる油圧を
（Ａ），同差圧部（43）の上部受圧面と下部受圧面との
受圧面積差を（Ｂ），プランジヤ（57）の車速に応じて
変わり且つ車速毎に略一定の軸力を（Ｃ），ばね（19）
の反力を（Ｄ）とすると,A×Ｂ＋Ｃ＝Ｄの関係にあり，
圧力制御バルブ（11）は，上記関係式の成立する位置に
バランスを保って保持されている。

次にインポートフイルタ（60）を第2,5〜８図により具
体的に説明する。オイルポンプ（１）から高圧油路（7
a）が延び，また同高圧油路（7a）から制御油路（7b）
〜（7e）が分かれている。同高圧油路（7a）は，通路の
径が太く，流量も多いため，仮に油路切換弁（２）の部
分にごみ等が侵入しても，同油路切換弁（２）が動かな
くなる虞れはないが，上記制御油路（7b）〜（7e）は，
通路の径が細く，流量も少なくて，ごみ等が侵入する
と，ごみ等が同制御油路（7b）〜（7e）の途中の狭隘な
部分，例えば圧力制御バルブ（11）の部分に溜り，同圧
力制御バルブ（11）がソレノイド（12）の力では動かな
くなる虞れがある。このため，高圧油路（7a）から制御
油路（7b）〜（7e）への分岐部に，インポートフイルタ
（60）を設けて，制御油路（7b）〜（7e）へのごみ等の
侵入を防止するようにしている。同インポートフイルタ
（60）は，配管（高圧油路（7a））と略同じ径の環状体
（61）（61）と同各環状体（61）を連結する複数本の連
結片（62）と同各環状体（61）と同各連結片（62）との
内面に添設した円筒状網（63）とにより構成されてい
る。同インポートフイルタ（60）は，配管（高圧油路
（7a）と略同じ径で，組み付けるときには，バルブハウ
ジング（20a）に設けた作動油の入口に嵌挿され，次い
で配管（高圧油路（7a））の先端部が同入口に嵌挿され
て，ナツト（64）が同入口にねじ込まれ，同配管の先端
部が同入口に固定されて，抜け出さないように且つ交換
可能に保持されている。この状態では，同インポートフ
イルタ（60）の円筒状網（63）が高圧油路（7a）と制御
油路（7b）〜（7e）との間に介在して，ごみ等の制御油
路（7b）〜（7e）への侵入を防止する。一方，円筒状網
（63）の両端部は開口しており，円筒状網（63）の内部
は，高圧油路（7a）の一部を形成することになる。なお
配管（高圧油路（7a））とインポートフイルタ（60）と
は直接接触していても，接触していなくてもよい。また
インポートフイルタ（60）を交換する場合には，ナツト
（64）を取り外して，配管（高圧油路（7a））を抜き出
せばよい。

次に前記圧力制御バルブ（11）の振動防止対策について
説明する。

まず圧力制御バルブ（11）の振動を第９図に示すように
上記制御ランドの制御溝（41）とバランス溝（41′）と
の間に角度θをもつチヤンフア（41a）を設けて防止す
る場合を説明する。制御ランドに（41a′）の外径をも
つチヤンフア（41a）がないと，圧力制御バルブ（11）
が第３図の停車位置から第４図の走行位置に移動して，
制御油路（7b）と制御溝（41）とが連通したときに，作
動油が制御油路（7b）から制御溝（41）へ急激に流入し
て，圧力制御バルブ（11）が振動するが，本パワーステ
アリング装置では，制御溝（41）とバランス溝（41′）
との間に角度（θ）をもつチヤンフア（41a）が設けら
れており，作動油が制御油路（7b）から制御溝（41）へ
緩やかに流入して，圧力制御バルブ（11）の振動が抑制
される。第16図の（θ₁）はチヤンフア（41a）の角度
（θ）が小さい場合の，（θ₂）はチヤンフア（41a）の
角度（θ）が（θ₁）よりも大きい場合の，（θ₃）はチ
ヤンフア（41a）の角度（θ）が（θ₂）よりも大きい場
合の，〔ステアリングホイール入力トルク〕−〔油路
（7a）の油圧〕の特性変化の様相を示しており，チヤン
フア（41a）の角度（θ）は，制御油路（7b）の孔径と
の関係で同第16図に示す曲線の変曲点のカーブが緩やか
になるように選定されている。

次に圧力制御バルブ（11）の上流側にインポート側オリ
フイスを設けて，圧力制御バルブ（11）の振動を防止す
る場合を説明する。ソレノイド（12）のプランジヤ（5
7）が昇降すると，前記関係式の成立する位置にバラン
スを保って保持されている圧力制御バルブ（11）が同プ
ランジヤ（57）の動きに追従して昇降する。このとき，
制御溝（41）の制御油路（7b）に対する開口量が変わっ
て，制御ランド（41）→油路（42）→差圧部（43）→制
御油路（7b）の系統の油圧が上記開口量に対応して変動
する。このとき，制御溝（41）前後の圧力差が大きい
と，圧力制御バルブ（11）が同圧力差に基づいて軸方向
に振動する場合がある。この対策としては，（Ｉ）第10
図に示すようにインポートフイルター（60）の部分にイ
ンポート側オリフイス（42′）を設けるか，（II）第11
図に示すようにインポートフイルター（60）と圧力制御
バルブ（11）との間の制御油路（7b）にインポート側オ
リフイス（42″）を設けるかして，高圧油路（7a）から
制御油路（7b）への作動油の流量を絞り，制御溝（41）
前後の圧力差を小さくして，圧力制御バルブ（11）の振
動を抑制する。第17図の（ａ）はインポート側オリフイ
スがない場合の油圧−入力特性〔制御油路（インポート
孔）（7b）のポンプ吐出圧−ステアリングホイールの入
力トルク〕特性を示し，（ｂ）は孔径の大きいインポー
ト側オリフイスを使用した場合の上記油圧−入力トルク
特性を示し，（ｃ）は孔径の小さいインポート側オリフ
イスを使用した場合の上記油圧−入力トクル特性を示し
ており，同油圧−入力トルク特性がインポート側オリフ
イスの孔径により変化する。特に第10図に示すインポー
ト側オリフイス（42′）を使用する場合には，交換が可
能で，自動車の仕様に応じて上記油圧−入力トルク特性
を任意に変えることができる。また第3,4図に示すよう
に圧力制御バルブ（11）の制御溝（41）と差圧部（43）
との間の油路（42）の全体またはその一部をインポート
側オリフイスにしてもよい。この場合には，制御溝（4
1）から差圧部（43）への作動油の流量が絞られ，差圧
部（43）に対する感度が鈍くなって，圧力制御バルブ
（11）の振動が抑制される。なお上記のようにインポー
ト側オリフイスがある場合には，差圧部に作用する油圧
が絞られるので，反力ピストン（５）に作用する油圧も
小さくなり，結果的に小さなトルクで同一のポンプ吐出
圧（油路（7a）の圧力）を得ることができる。

次に制御油路（7d）での油圧の立ち上がり位相遅れを防
止することにより圧力制御バルブ（11）の振動を防止す
る場合を説明する。既に述べたように，ソレノイド（1
2）のプランジヤ（57）が昇降すると，前記関係式の成
立する位置にバランスを保って保持されている圧力制御
バルブ（11）が同プランジヤ（57）の動きに追従して昇
降する。このとき，制御溝（41）の制御油路（7b）に対
する開口量が変わって，制御溝（41）→油路（42）→差
圧部（42）→制御油路（7d）の系統の油圧が上記開口量
に対応して変動する。この際，リターン側オリフイス
（13）が圧力制御バルブ（11）の近くにあればある程，
差圧部（43）及び制御油路（7d）での油圧の立ち方が遅
くなる。そのため，ソレノイド（12）のプランジヤ（5
7）が下降するとき，本来なら差圧部（43）の油圧によ
り，その下降が抑制されて，バランスが保たれるはずな
のに，前述のように差圧部（43）及び制御油路（7d）の
油圧の立ち上がり方が遅くなるので（制御溝（41）と差
圧部（43）との圧力の立ち上がりに位相遅れを生ずるの
で），圧力制御バルブ（11）が必要以上に下降してしま
う。そのため，制御溝（41）の制御油路（7b）に対する
開口量が大きくなり過ぎ，油路（42）及び差圧部（43）
の圧力が急激に高くなって，今度は逆に圧力制御バルブ
（11）が上昇を始める。このように圧力制御バルブ（1
1）の動きと差圧部（43）の油圧とに位相遅れを生じ
て，圧力制御バルブ（11）が軸方向に振動する。この振
動を防止するためには，（Ｉ）第12図に示すようにリタ
ーン側オリフイス（13）をシリンダブロツク（23）に設
けるか，（II）同第12図に破線で示すように反力ピスト
ン（５）の背後のチヤンバー（６）と圧力制御バルブ
（11）下方のチヤンバー（56）との間にリターン側オリ
フイスを設けるか，（III）同第12図に破線で示すよう
に制御油路（7d）と上記チヤンバー（56）との間にリタ
ーン側オリフイスを設けるかして，つまりリターン側オ
リフイスを圧力制御バルブ（11）の下流側に設けて，差
圧部（43）及び制御油路（7d）での油圧の立ち上がりの
遅れを防止するのが有効である。

次に圧力制御バルブ（11）の差圧部（43）を制御ランド
の位置に設けて，圧力制御バルブ（11）の振動を防止す
る場合を説明する。ソレノイド（12）のプランジヤ（5
7）が昇降すると，圧力制御バルブ（11）も同プランジ
ヤ（57）の昇降に追従して昇降する。このとき，制御油
路（7b）の油圧が制御溝（41）→油路（インポート側オ
リフイス）（42）を介して差圧部（43）に伝えられる
と，圧力制御バルブ（11）に前述のように応答遅れを生
じるが，第14図のように制御ランドの部分に差圧部（4
3）を設けると，同差圧部（43）がインポートに近くな
り，圧力フイードバツクのレスポンスが向上して，応答
遅れが防止され，それに伴い圧力制御バルブ（11）の振
動が抑制される。

次に前記制御装置（コントローラ）を第15図により具体
的に説明すると，（16）がイグニシヨンスイツチ，（6
0）が車速センサ（14）からの車速信号入力部，（61）
がソレノイド（12）の通電チエツク機能を有するソレノ
イド通電テストスイツチである。なお本パワーステアリ
ング装置は，アイドリング停車時にソレノイド（12）に
最大値の電流が流れており，同パワーステアリング装置
を最も軽い力で操舵できるが，この状態でダイアグノシ
ステスタを使用すると，ソレノイド（12）に流れる電流
を最大値の略半分以下にすることができ，停車状態で中
・高速走行時の操舵特性を確認できる。同ソレノイド通
電テストスイツチ（61）は，そのために設けられてい
る。また（62）が特性切換えスイツチ，（63）がエンジ
ンの点火信号（イクニシヨンコイル−端子）により感知
するエンジン回転信号信号，（64）が電源回路，（65）
が周波数→電圧回路，（66）が特性切換回路で，同特性
切換回路（66）は，上記特性切換えスイツチ（62）の切
換え操作により，第11図に示すように車速に応じたソレ
ノイド電流を選択できるようになっている。また（67）
が誤差増幅器，（68）が機械的なヒステリシスを減少さ
せるために低周波振動を加えるデイザ用発信器，（69）
が磁気的なヒステリシスを減少させるために比較的高い
高周波振動を加えるPWM用発信器，（70）が誤差デユー
テイ変換回路，（71）がソレノイド駆動回路，（72）が
フイルタ回路，（73）が増幅回路，（74）が過電圧検出
回路で，同過電圧検出回路（74）は，上記電源回路（6
4）の故障等により同電源回路（64）の各部に過電圧が
かかったときに，制御装置（15）のリレーをONにするよ
うになっている。また（75）が帰還異常検出回路で，同
帰還異常検出回路（75）は，ソレノイド（12）の電磁コ
イルや車体ハーネス等の故障によりソレノイド電流制御
特性に異常が発生したときに，制御装置（15）のリレー
をONにするようになっている。また（76）が過電流検出
回路で，同過電流検出回路（76）は，上記ソレノイド駆
動回路（71）の故障等によりソレノイド（12）への電流
が異常に増加したときに，制御装置（15）のリレーをON
にするようになっている。また（77）が周波数→電圧変
換回路，（78）がエンジン回転数検出回路，（79）がタ
イマー回路で，同タイマー回路（79）は，高速走行時に
車速信号が所定時間以上入力しないと，車速センサ（1
4）またはハーネスに異常が発生したと判断して，イグ
ニシヨンスイツチ（16）がOFFになるまでリレーをONに
するようになっている。以上の各機器により構成された
制御装置（15）は，（Ｉ）車速センサ（14）からのパル
ス信号により，ソレノイド（12）に流れる電流を車速に
反比例して減少させる車速感応機能と，（II）電気系統
に故障が発生しても，制御装置（15）内のリレーをONに
して，ソレノイド（12）への出力電流を遮断し，イグニ
シヨンスイツチ（16）をOFF（ACCまたはLOCK位置）にす
るまで，その状態を保持するというフエイルセーフ機能
と，（III）ソレノイド（12）の通電チエツク機能と，
（IV）車速に応じたソレノイド電流特性の選択機能とを
有している。なお上記（II）のフエイルセーフ機能が働
いたときの操舵特性は，中・高走行時の特性になってい
るため，正常なときと同じ安全な走行になる。

次に前記パワーステアリング装置の作用を具体的に説明
する。油路切換弁（２）の出力油圧（オイルポンプ
（１）の吐出圧）Ppは，ステアリングホイール（2a）を
中立位置から右または左に切って，入力軸（21）のバル
ブボデイ（27）に対する相対回転角度が大きくなれば，
第21図に示すように２次曲線を描いて上昇する。このオ
イルポンプ（１）の吐出圧Ppの影響は，高圧油路（7a）
や制御油路（インポート孔）（7b）にそのまま表れて，
同制御油路（7b）の油圧が同様に上昇する。このとき，
自動車が停止していれば，制御装置（15）は，車速セン
サ（14）からのパルス信号がないので，所定の最大電流
をソレノイド（12）へ送り，プランジヤ（57）を第３図
の位置まで上昇させる。このとき，圧力制御バルブ（1
1）も同プランジヤ（57）の上昇に追従して同第３図の
位置までばね（19）に抗して上昇して，制御油路（7b）
（7c）の連通が同圧力制御バルブ（11）により遮断され
る。そのため，同圧力制御バルブ（11）よりも下流側の
制御油路（7c）（7d）（7e）の油圧は，最も低くて，反
力ピストン（５）の背後のチヤンバー（６）の油圧も最
も低くなる。この状態は，それからも同じで，ステアリ
ングホイール（2a）をさらに右または左に切って，高圧
油路（7a）や制御油路（7b）の油路Ppがさらに上昇して
も，圧力制御バルブ（11）は，制御油路（7b）を制御油
路（7c）（7d）（7e）の油圧を最も低い状態に保持す
る。このときの制御油路（インポート孔）（7b）と制御
油路（7d）との圧力関係は，第18図の停車時の通りにな
る。従って前記相対回転角度を大きくして，大きな出力
油圧Ppを得るときに，反力ピストン（５）背後のチヤン
バー（６）の油圧とトーシヨンバー（22）の捩れ角度と
で決まるステアリングホイール（2a）のトルクＴが大き
くならない。

また自動車が低速走行状態に入れば，制御装置（15）
は，車速センサ（14）からのパルス信号を受けて，その
ときの車速に対応した電流をソレノイド（12）へ送り、
プランジヤ（57）を同電流値に対応する量だけ下降させ
る。このとき，第４図に示すように圧力制御バルブ（1
1）は，ばね（19）によりプランジヤ（57）の下降量だ
け下降して，制御溝（41）の一部が制御油路（インポー
ト孔）（7b）に連通し，同制御溝（41）と油路（42）と
制御油路（7c）（7d）（7e）と反力ピストン（５）背後
のチヤンバー（６）とに圧力が立って，同チヤンバー
（６）の油圧が上記停車時よりも高くなる。以上の低速
時にステアリングホイール（2a）を右または左に切る
と，高圧油路（7a）や制御油路（7b）の油路Ppが上昇す
るが，上記制御油路（7c）（7d）（7e）及び反力ピスト
ン（５）背後のチヤンバー（６）に作用する油圧は，プ
ランジヤ（57）の軸出力の低下量に応じて停車時よりも
高い一定レベルに制御される。このときの制御油路（イ
ンポート孔）（7b）と制御油路（7d）との圧力関係は，
第18図の低速時の通りになる。従って前記相対回転角度
を大きくして，大きな出力P_pを得るときには，ステアリ
ングホイール（2a）のトルクＴが前記停車時よりは大き
くなるが，後記高速走行時のようには大きくならない。
このとき，上記チヤンバー（６）内に供給された作動油
は，リターン側オリフイス（13）→油路（45）→油路
（46）→チヤンバー（29）→低圧油路（8b）→低圧油路
（8a）を経てオイルタンク（４）へ戻って，オイルポン
プ（１）により再び吸引される。

また自動車が所定の高速走行状態に入れば，制御装置
（15）が車速センサ（14）からのパルス信号を受けて，
ソレノイド（12）への電流を略零にして，プランジヤ
（57）を下限位置まで下降させる。このとき，圧力制御
バルブ（11）は，ばね（19）によりプランジヤ（57）の
下降量だけ下降して，制御溝（41）の殆どが制御油路
（7b）に連通する。以上の高速走行時に，ステアリング
ホイール（2a）を右または左に切ると，高圧油路（7a）
や制御油路（インポート孔）（7b）の油路Ppが上昇する
が，上記制御油路（7c）（7d）（7e）及び反力ピストン
（５）背後のチヤンバー（６）に作用する油圧は，プラ
ンジヤ（57）の軸力が略零になるので，低速走行時より
も高い一定レベルに制御される。このときの制御油路
（インポート孔）（7b）と制御油路（7d）との圧力関係
は，第18図の高速時の通りになる。従って前記相対回転
角度を大きくして，大きな出力P_pを得るときには，ステ
アリングホイール（2a）のトルクＴが前記低速走行時よ
りもさらに大きくなる。このときにも，上記チヤンバー
（６）内に供給された作動油は，オリフイス（13）→油
路（45）→油路（46）→チヤンバー（29）→低圧油路
（8b）→低圧油路（8a）を経てオイルタンク（４）へ戻
って，オイルポンプ（１）に再び吸引される。

第21図の各曲線は，停車時から高速走行時までの各車速
に対応したステアリングホイール（2a）の入力トルクと
オイルポンプ吐出圧との特性変化の様相を示している。

（考案の効果） 本考案は前記のように構成されており、入力軸と出力軸
との間で規制力を付与して各軸の回転角度差を制限する
反力ピストンの作動が、高圧油路の途中から反力ピスト
ンへ延びた制御油路を介して供給される油圧に応じて制
御されて操舵力が制御される。

そして、圧力制御バルブと反力ピストンとの間の制御油
路を低圧油路に連通させるリターン側オリフイスが設け
られていることから、反力ピストンに供給される油圧
は、圧力制御バルブと反力ピストンとの間の制御油路に
供給される作動油の流量により変化する。また、反力ピ
ストンへ延びた制御油路には反力ピストンに作用する油
圧を圧力制御用はねの付勢力に抗して所定の最高圧以下
に制御する圧力制御バルブが介装されているため、圧力
制御バルブと反力ピストンとの間の制御油路に供給され
る作動油の流量が増大して反力ピストンに作用する油圧
が上昇すると、圧力制御バルブが圧力制御用ばねの付勢
力に抗して変位して反力ピストンに作用する油圧を所定
の最高圧以下に制御することとなり、操舵力が必要以上
に増大することを防止できる。

さらに本考案では、車速に応じて変わり且つ車速毎に略
一定の軸力を発生するプランジヤを介して圧力制御用ば
ねに対抗して圧力制御バルブを変位させるソレノイドを
設けているので、圧力制御バルブを付与される付勢力が
車速に応じて変化することになり、このことから、上記
の所定の最高圧が車速に応じて変化して、操舵力が車速
に応じて制御される。

このように、本考案によれば、油圧の上昇に伴い圧力制
御用ばねの付勢力に抗して変位する圧力制御バルブと、
圧力制御用ばねに対向して圧力制御バルブを変位させる
ソレノイドとを使用することにより、比較的簡素な構成
で確実に操舵力を制御できる利点がある。

そして、本考案のように圧力制御用ばねで付勢された圧
力制御バルブをソレノイドにより作動させて作動油の流
量を制御する場合、圧力制御バルブは反力ピストンに作
用する油圧に応じて変位することから、流量が急変して
油圧が大きく変化すると、油圧の変化の影響を受けて圧
力制御バルブが振動して制御が不安定になる問題を生じ
るが、本件考案では、特に圧力制御バルブの制御ランド
に対向する制御油路のインポート孔から圧力制御バルブ
の外周面に設けた制御溝へ作動油を緩やかに流入させる
ためのチヤンフアを圧力制御バルブの制御ランドの全周
に設けており、このチヤンフアにより、作動油の流量変
化が緩やかになって、油圧の急変を防止でき、圧力制御
バルブの振動が防止されて安定した制御が可能となる。
またこのチヤンフアは、圧力制御バルブの制御ランドに
設ければよく、制御油路側は、インポート孔でよいの
で、加工が容易になる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係わるパワーステアリング装置の一実
施例の油圧回路図，第２図は油路切換弁及び圧力制御バ
ルブ部分の縦断一側面図，第３図は同油路切換弁及び圧
力制御バルブ部分の停車時における縦断他側面図，第４
図は同油路切換弁及び圧力制御バルブ部分の走行時にお
ける縦断他側面図，第５図は同圧力制御バルブ及び反力
ピストン部分の横断平面図，第６図はインポートフイル
タの第７図矢視VI-VI線に沿う横断平面図，第７図は同
インポートフイルタの側面図，第８図は同インポートフ
イルタの拡大斜視図，第９図は制御ランドに設けたチヤ
ンフアの縦断側面図，第10図はインポート側オリフイス
の一例を示す横断平面図，第11図は同インポート側オリ
フイスの他の例を示す横断平面図，第12図はリターン側
オリフイスの各例を示す縦断側面図，第13図は同リター
ン側オリフイスのさらに他の例を示す縦断側面図，第14
図は圧力制御バルブの差圧部の他の例を示す縦断側面
図，第15図は制御装置の系統図，第16図は制御ランドに
設けたチヤンフアの角度により変わる油圧−入力特性説
明図，第17図はインポートオリフイスの孔径により変わ
る油圧−入力特性説明図，第18図は圧力制御バルブ上流
側制御油路の油圧と圧力制御バルブ下流側制御油路の油
圧との関係を示す説明図，第19図はソレノイドのプラン
ジヤのストロークと軸力との関係を示す説明図，第20図
は車速とソレノイド電流との関係を示す説明図，第21図
は入力トルク−オイルポンプ吐出圧特性を示す説明図で
ある。 （１）……オイルポンプ，（２）……油路切換弁，（2
a）……ステアリングホイール，（３）……パワーシリ
ンダ，（４）……オイルタンク，（５）……反力ピスト
ン，（7a）……高圧油路，（7b）……制御油路のインポ
ート孔、（7c）（7d）（7e）……制御油路，（8a）（8
b）……低圧油路，（11）……圧力制御バルブ，（12）
……ソレノイド，（13）……オリフイス，（20a）……
ハルブハウジン，（21）……入力軸，（22）……トーシ
ヨンバー，（24a）……出力軸，（41）……制御溝，（4
1a）……チヤンフア。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭52−106528（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−109334（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−104774（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−83666（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ステアリングホイールに連結された入力軸
   と、同入力軸の回転を出力軸に伝えるトーシヨンバー
   と、同出力軸に連結されたパワーシリンダと、上記入力
   軸と上記出力軸との回転角度差に応じて上記パワーシリ
   ンダへの油路を切換える油路切換弁と、オイルポンプか
   ら吐出される作動油を上記油路切換弁を介して上記パワ
   ーシリンダへ供給する高圧油路と、上記パワーシリンダ
   から上記油路切換弁を介してオイルタンクへ作動油を戻
   す低圧油路と、上記入力軸と上記出力軸との間で規制力
   を付与して各軸の回転角度差を制限する反力ピストン
   と、上記高圧油路の途中から上記反力ピストンへ延びた
   制御油路と、上記反力ピストンへ延びた上記制御油路に
   介装され上記反力ピストンに作用する油圧の上昇と共に
   圧力制御用ばねの付勢力に抗して変位して上記油圧を所
   定の最高圧以下に制御する圧力制御バルブと、同圧力制
   御バルブと上記反力ピストンとの間の上記制御油路を上
   記低圧油路に連通させるリターン側オリフイスと、車速
   に応じて変わり且つ車速毎に略一定の軸力を発生するプ
   ランジヤを介して上記ばねに対抗して上記圧力制御バル
   ブを変位させるソレノイドとを具えているパワーステア
   リング装置において、前記圧力制御バルブの制御ランド
   に対向する前記制御油路のインポート孔から前記圧力制
   御バルブの外周面に設けた制御溝へ作動油を緩やかに流
   入させるためのチヤンフアを同圧力制御バルブの制御ラ
   ンドの全周に設けたことを特徴とするパワーステアリン
   グ装置。