JPH10203389A - Power steering device - Google Patents

Power steering device

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Publication number
JPH10203389A
JPH10203389A JP9025874A JP2587497A JPH10203389A JP H10203389 A JPH10203389 A JP H10203389A JP 9025874 A JP9025874 A JP 9025874A JP 2587497 A JP2587497 A JP 2587497A JP H10203389 A JPH10203389 A JP H10203389A
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JP
Japan
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piston
steering
pressure
oil
hydraulic cylinder
Prior art date
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Pending
Application number
JP9025874A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshitomo Tokumoto
欣智 徳本
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Koyo Seiko Co Ltd
Original Assignee
Koyo Seiko Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power steering device by which durability of a pump part and a pressure oil supply hose or the like can be improved by reducing relief pressure of a pump to supply pressure oil to a steering assisting force generating hydraulic cylinder without enlarging the whole device. SOLUTION: Oil pressure of pressure oil supplied from a pump to a steering assisting force generating hydraulic cylinder 18, is controlled by a control valve according to steering resistance. Rightward steering assisting force is imparted by a unidirectional movement of a piston 20 by oil pressure of pressure oil supplied to one oil chamber 21 partitioned by the piston 20 in a cylinder tube 19 of its hydraulic cylinder 18, and leftward steering assisting force is imparted by the other directional movement of the piston 20 by oil pressure of pressure oil supplied to the other oil chamber 22. The pressure receiving area of its piston 20 changes so that the pressure receiving area of the piston 20 in a condition where a steering angle is not less than a preset value becomes larger than the pressure receiving area of the piston 20 in a condition where it is less than its preset value.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、油圧シリンダによ
り操舵補助力を発生させるパワーステアリング装置に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power steering device for generating a steering assist force by a hydraulic cylinder.

【0002】[0002]

【従来の技術】車両の操舵に要する力は、操舵角度が大
きくなるとタイヤに作用する路面からの反力が大きくな
るため、左右操舵限界直前まで操舵した状態において最
大になる。
2. Description of the Related Art The force required for steering a vehicle is maximized when the steering is performed up to just before the left and right steering limit, because the greater the steering angle, the greater the reaction force acting on the tire from the road surface.

【0003】そのため、ポンプからの圧油によって操舵
補助力を発生させる油圧シリンダを備えるパワーステア
リング装置においては、その操舵に要する力に見合った
操舵補助力を発生させるため、その油圧シリンダにポン
プから供給される圧油の油圧を操舵抵抗に応じて制御す
る制御弁を備えている。これにより、図8に示すよう
に、その油圧シリンダに作用する油圧は、操舵限界直前
において最大とされる。なお、操舵限界角度θまで操舵
した状態においては、その油圧シリンダに作用する油圧
を解除し、衝撃を防止することが行われている。
[0003] Therefore, in a power steering apparatus including a hydraulic cylinder that generates a steering assist force by pressure oil from a pump, in order to generate a steering assist force commensurate with the force required for the steering, the hydraulic cylinder is supplied from the pump to the hydraulic cylinder. A control valve is provided for controlling the hydraulic pressure of the pressurized oil according to the steering resistance. Thus, as shown in FIG. 8, the hydraulic pressure acting on the hydraulic cylinder is maximized immediately before the steering limit. When the steering is performed to the steering limit angle θ, the hydraulic pressure acting on the hydraulic cylinder is released to prevent an impact.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記パワーステアリン
グ装置におけるポンプのリリーフ圧力は、その油圧シリ
ンダに作用する油圧の最大値よりも大きくする必要があ
る。しかし、ポンプのリリーフ圧力を大きくすると、ポ
ンプ部品や圧油供給用ホース等の耐久性が低下する。
The relief pressure of the pump in the power steering apparatus needs to be larger than the maximum value of the hydraulic pressure acting on the hydraulic cylinder. However, if the relief pressure of the pump is increased, the durability of the pump parts, the pressure oil supply hose, and the like decreases.

【0005】また、その油圧シリンダに圧油を供給する
ポンプを電動モータにより駆動し、省エネルギーのため
に、そのモータの回転速度を操舵補助時に操舵補助速度
にすると共に操舵補助解除時に待機速度にするパワース
テアリング装置においては、その油圧シリンダに作用す
る油圧を大きくするには、モータの出力トルクを大きく
する必要があるため駆動電流値が大きくなり、省エネル
ギー化を充分に図ることができない。
In addition, a pump for supplying pressure oil to the hydraulic cylinder is driven by an electric motor, and to save energy, the rotation speed of the motor is set to a steering assist speed when assisting steering and to a standby speed when canceling steering assist. In the power steering apparatus, in order to increase the hydraulic pressure acting on the hydraulic cylinder, it is necessary to increase the output torque of the motor, so that the drive current value increases, and energy saving cannot be sufficiently achieved.

【0006】本発明は、上記課題を解決することのでき
るパワーステアリング装置を提供することを目的とす
る。
An object of the present invention is to provide a power steering device that can solve the above-mentioned problems.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、ポンプからの
圧油によって操舵補助力を発生させる油圧シリンダと、
その油圧シリンダに供給される圧油の油圧を操舵抵抗に
応じて制御する制御弁とを備え、その油圧シリンダは、
シリンダチューブと、このシリンダチューブ内を仕切る
ことで一対の油室を形成するピストンとを有し、一方の
油室に供給される圧油の油圧によるピストンの一方向移
動により右操舵補助力が付与され、他方の油室に供給さ
れる圧油の油圧によるピストンの他方向移動により左操
舵補助力が付与されるパワーステアリング装置に適用さ
れる。
According to the present invention, there is provided a hydraulic cylinder for generating a steering assist force by pressure oil from a pump;
A control valve that controls the hydraulic pressure of the hydraulic oil supplied to the hydraulic cylinder in accordance with the steering resistance.
It has a cylinder tube and a piston that forms a pair of oil chambers by partitioning the inside of the cylinder tube, and a right steering assist force is applied by one-way movement of the piston by hydraulic pressure of pressure oil supplied to one oil chamber. The present invention is applied to a power steering device in which a left steering assist force is applied by the piston moving in the other direction by the hydraulic pressure of the pressure oil supplied to the other oil chamber.

【0008】本発明のパワーステアリング装置は、左右
操舵角度が設定値以上の状態でのピストンの受圧面積
が、その設定値未満の状態でのピストンの受圧面積より
も大きくなるように、そのピストンの受圧面積が変化す
ることを特徴とする。
[0008] The power steering apparatus of the present invention is arranged such that the pressure receiving area of the piston when the left and right steering angles are equal to or greater than the set value is larger than the pressure receiving area of the piston when the left and right steering angles are less than the set value. It is characterized in that the pressure receiving area changes.

【0009】本発明によれば、ピストンの受圧面積を、
左右操舵角度が設定値以上の状態ではその設定値未満の
状態よりも大きくすることで、油圧シリンダに供給され
る圧油の油圧を大きくすることなく、操舵補助力を増大
して操舵抵抗を低減できる。よって、その油圧シリンダ
に作用させる油圧の最大値を低減し、そのポンプのリリ
ーフ圧力を小さくできる。
According to the present invention, the pressure receiving area of the piston is
When the left and right steering angles are larger than the set value, the steering resistance is reduced by increasing the steering assist force without increasing the hydraulic pressure of the hydraulic oil supplied to the hydraulic cylinder by making it larger than the state below the set value. it can. Therefore, the maximum value of the hydraulic pressure applied to the hydraulic cylinder can be reduced, and the relief pressure of the pump can be reduced.

【0010】そのシリンダチューブは、一方の油室にお
いて内径が一端に向かうに従い漸次大きくなる部分と、
他方の油室において内径が他端に向かうに従い漸次大き
くなる部分とを有し、そのピストンは、ピストン本体
と、このピストン本体の外周に嵌め合わされるピストン
リングとを有し、そのピストンの移動により、そのピス
トンリングの外径がシリンダチューブの内径の変化に応
じて変化するように、そのピストンリングは径方向に弾
性変形可能とされ、そのピストンリングの外径の変化に
よりピストンの受圧面積が変化するのが好ましい。これ
により、そのピストンの受圧面積を簡単な構成で変化さ
せることができる。この場合、そのピストン本体の外周
にピストンの移動方向に並列する複数のピストンリング
が嵌め合わされ、各ピストンリングは一箇所において分
断されることで外径が変化するように弾性変形可能とさ
れ、各ピストンリングの周方向に関する分断端位置は互
いに異なるものとされているのが好ましい。これによ
り、両油室間の圧油の漏れを確実に防止できる。
[0010] The cylinder tube has a portion in one of the oil chambers whose inner diameter gradually increases toward one end;
The other oil chamber has a portion whose inner diameter gradually increases as it goes to the other end, and the piston has a piston body and a piston ring fitted on the outer periphery of the piston body, and the piston moves. The piston ring is elastically deformable in the radial direction so that the outer diameter of the piston ring changes according to the change in the inner diameter of the cylinder tube, and the pressure receiving area of the piston changes due to the change in the outer diameter of the piston ring. Is preferred. Thus, the pressure receiving area of the piston can be changed with a simple configuration. In this case, a plurality of piston rings parallel to the movement direction of the piston are fitted around the outer periphery of the piston body, and each piston ring is elastically deformable so as to change its outer diameter by being divided at one place. It is preferable that the divided end positions in the circumferential direction of the piston ring are different from each other. As a result, leakage of pressure oil between the two oil chambers can be reliably prevented.

【0011】その油圧シリンダは、電動モータにより駆
動されるポンプからの圧油によって操舵補助力を発生さ
せ、そのモータの回転速度を、操舵補助時に操舵補助速
度にすると共に、操舵補助解除時に待機速度にする手段
を備えるのが好ましい。この場合、その油圧シリンダに
作用させる油圧の最大値を低減できるので、そのポンプ
の駆動用モータの出力トルクを小さくできる。
The hydraulic cylinder generates a steering assisting force by pressure oil from a pump driven by an electric motor, and sets the rotation speed of the motor to the steering assisting speed at the time of steering assist, and the standby speed at the time of canceling the steering assisting. It is preferable to provide a means for performing the following. In this case, the maximum value of the hydraulic pressure applied to the hydraulic cylinder can be reduced, so that the output torque of the drive motor of the pump can be reduced.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0013】図1に示すラックピニオン式パワーステア
リング装置1は、ステアリングホイール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を介し連
結される出力軸4とを備えている。そのトーションバー
3はピン5を介し入力軸2に連結され、また、セレーシ
ョン6を介し出力軸4に連結されている。その出力軸4
にピニオン7が形成され、このピニオン7に噛み合うラ
ック8が操舵用車輪(図示省略)に連結されている。そ
の入力軸2はベアリング9を介しバルブハウジング10
aに支持され、また、ブッシュ11を介し出力軸4に支
持されている。その出力軸4はベアリング12、13を
介しラックハウジング10bに支持されている。これに
より、操舵による入力軸2の回転がトーションバー3を
介しピニオン7に伝達されてラック8が車両幅方向に移
動し、このラック8の移動により車輪が操舵される。な
お、その入出力軸2、4とバルブハウジング10aとの
間にオイルシール14、15が設けられている。また、
そのラック8を支持するサポートヨーク16が設けら
れ、このサポートヨーク16はバネ17の弾性力により
ラック8に押し付けられている。
A rack and pinion type power steering apparatus 1 shown in FIG. 1 includes an input shaft 2 connected to a steering wheel H, and an output shaft 4 connected to the input shaft 2 via a torsion bar 3. The torsion bar 3 is connected to the input shaft 2 via a pin 5 and to the output shaft 4 via a serration 6. Its output shaft 4
A rack 8 meshing with the pinion 7 is connected to steering wheels (not shown). The input shaft 2 is connected to a valve housing 10 via a bearing 9.
a and is supported by the output shaft 4 via a bush 11. The output shaft 4 is supported by the rack housing 10b via bearings 12 and 13. As a result, the rotation of the input shaft 2 due to the steering is transmitted to the pinion 7 via the torsion bar 3, and the rack 8 moves in the vehicle width direction, and the wheels are steered by the movement of the rack 8. Note that oil seals 14, 15 are provided between the input / output shafts 2, 4 and the valve housing 10a. Also,
A support yoke 16 for supporting the rack 8 is provided. The support yoke 16 is pressed against the rack 8 by the elastic force of a spring 17.

【0014】ポンプ37からの圧油によって操舵補助力
を発生する油圧シリンダ18が設けられている。その油
圧シリンダ18は、ラックハウジング10bの一部によ
り構成されるシリンダチューブ19と、ラック8に一体
に形成された円環状のピストン20とを有する。そのピ
ストン20は、そのシリンダチューブ19内を仕切るこ
とで一対の油室21、22を形成する。各油室21、2
2に、油圧シリンダ18に供給される圧油の油圧を操舵
抵抗に応じて制御するロータリー式油圧制御弁23が接
続されている。その制御弁23は、筒状の第1バルブ部
材24と、この第1バルブ部材24に相対回転可能に挿
入される第2バルブ部材25とを備えている。その第1
バルブ部材24は出力軸4にピン26を介し同行回転可
能に取り付けられている。その第2バルブ部材25は入
力軸2の外周に一体に形成されている。
A hydraulic cylinder 18 is provided for generating a steering assist force by pressure oil from a pump 37. The hydraulic cylinder 18 has a cylinder tube 19 formed by a part of the rack housing 10b, and an annular piston 20 formed integrally with the rack 8. The piston 20 partitions the inside of the cylinder tube 19 to form a pair of oil chambers 21 and 22. Each oil chamber 21, 2
2, a rotary hydraulic control valve 23 that controls the hydraulic pressure of the hydraulic oil supplied to the hydraulic cylinder 18 according to the steering resistance is connected. The control valve 23 includes a cylindrical first valve member 24 and a second valve member 25 inserted into the first valve member 24 so as to be relatively rotatable. The first
The valve member 24 is rotatably attached to the output shaft 4 via a pin 26. The second valve member 25 is formed integrally with the outer periphery of the input shaft 2.

【0015】図2に示すように、第1バルブ部材24の
内周と第2バルブ部材25の外周とに、軸方向に沿う複
数の凹部が周方向等間隔に形成されている。その第1バ
ルブ部材側凹部は、互いに周方向等間隔に位置する4つ
の右操舵用凹部27と、互いに周方向等間隔に位置する
4つの左操舵用凹部28とで構成される。その第2バル
ブ部材側凹部は、互いに周方向等間隔に位置する4つの
圧油供給用凹部29と、互いに周方向等間隔に位置する
4つの圧油排出用凹部30とで構成される。各右操舵用
凹部27と各左操舵用凹部28とは周方向に交互に配置
され、各圧油供給用凹部29と各圧油排出用凹部30と
は周方向に交互に配置される。各右操舵用凹部27は、
第1バルブ部材24に形成された第1流路31およびバ
ルブハウジング10aに形成された第1ポート32を介
し、図1に示すように油圧シリンダ18の一方の油室2
1に通じる。各左操舵用凹部28は、第1バルブ部材2
4に形成された第2流路33およびバルブハウジング1
0aに形成された第2ポート34を介し、油圧シリンダ
18の他方の油室22に通じる。各圧油供給用凹部29
は、第1バルブ部材24に形成された第3流路35およ
びバルブハウジング10aに形成された入口ポート36
を介し、図1に示すようにポンプ37に通じる。そのポ
ンプ37は電動モータ50により駆動され、例えば、そ
のモータ50の回転速度に応じた流量の圧油を吐出する
ベーンポンプやギヤポンプにより構成できる。なお、ポ
ンプ37と入口ポート36との間にはリリーフバルブ8
0が設けられている。各圧油排出用凹部30は、第2バ
ルブ部材25に形成された第1排出路38、入力軸2と
トーションバー3の内外周間の通路47、図1に示す入
力軸2に形成された第2排出路39、及びバルブハウジ
ング10aに形成された排出ポート40を介して、タン
ク41に通じる。これにより、そのポンプ37、タンク
41、及び油圧シリンダ18の各油室21、22は、第
1バルブ部材24と第2バルブ部材25の内外周間の弁
間流路42を通じ連絡する。その弁間流路42における
第1バルブ部材側凹部と第2バルブ部材側凹部の間は、
両バルブ部材24、25の相対回転により開度が変化す
る絞り部A、B、C、Dとされ、その絞り部A、B、
C、Dの開度変化により油圧シリンダ18に作用する油
圧が制御される。
As shown in FIG. 2, a plurality of recesses along the axial direction are formed on the inner periphery of the first valve member 24 and the outer periphery of the second valve member 25 at equal intervals in the circumferential direction. The first valve member-side recess is composed of four right steering recesses 27 located at equal intervals in the circumferential direction and four left steering recesses 28 located at equal intervals in the circumferential direction. The second valve member-side recess is composed of four pressure oil supply recesses 29 located at equal intervals in the circumferential direction and four pressure oil discharge recesses 30 located at equal intervals in the circumferential direction. Each right steering recess 27 and each left steering recess 28 are alternately arranged in the circumferential direction, and each pressure oil supply recess 29 and each pressure oil discharge recess 30 are alternately arranged in the circumferential direction. Each right steering recess 27 is
As shown in FIG. 1, one of the oil chambers 2 of the hydraulic cylinder 18 passes through a first flow path 31 formed in the first valve member 24 and a first port 32 formed in the valve housing 10a.
Lead to 1. Each left steering recess 28 is provided with the first valve member 2.
2 and the second flow path 33 formed in the valve housing 1
Through the second port 34 formed at 0a, the oil port 22 communicates with the other oil chamber 22 of the hydraulic cylinder 18. Each pressure oil supply recess 29
Is a third flow path 35 formed in the first valve member 24 and an inlet port 36 formed in the valve housing 10a.
Through the pump 37 as shown in FIG. The pump 37 is driven by an electric motor 50, and can be configured by, for example, a vane pump or a gear pump that discharges hydraulic oil at a flow rate corresponding to the rotation speed of the motor 50. A relief valve 8 is provided between the pump 37 and the inlet port 36.
0 is provided. Each pressure oil discharge recess 30 is formed in the first discharge passage 38 formed in the second valve member 25, the passage 47 between the input shaft 2 and the inner and outer circumferences of the torsion bar 3, and the input shaft 2 shown in FIG. 1. It communicates with the tank 41 via a second discharge path 39 and a discharge port 40 formed in the valve housing 10a. Thus, the pump 37, the tank 41, and the oil chambers 21 and 22 of the hydraulic cylinder 18 communicate with each other through the inter-valve flow path 42 between the inner and outer circumferences of the first valve member 24 and the second valve member 25. Between the first valve member side concave portion and the second valve member side concave portion in the inter-valve flow path 42,
The throttle portions A, B, C, and D whose opening degree changes by the relative rotation of the two valve members 24 and 25 are defined as the throttle portions A, B,
The hydraulic pressure acting on the hydraulic cylinder 18 is controlled by the change in the opening degree of C and D.

【0016】図2は、操舵が行なわれていない直進操舵
状態での両バルブ部材24、25の相対位置を示す。こ
の状態において、各圧油供給用凹部29と各圧油排出用
凹部30とは全絞り部A、B、C、Dを介し連絡するた
め、ポンプ37から供給された圧油は直接タンク41へ
還流し操舵補助力は発生せず、そのため、上記モータ5
0を操舵補助に必要な操舵補助速度で駆動する必要はな
い。
FIG. 2 shows the relative positions of the two valve members 24 and 25 in a straight steering state where steering is not performed. In this state, since each pressure oil supply recess 29 and each pressure oil discharge recess 30 communicate with each other through the throttle portions A, B, C, and D, the pressure oil supplied from the pump 37 is directly sent to the tank 41. The motor does not return and no steering assist force is generated.
It is not necessary to drive 0 at the steering assist speed required for steering assist.

【0017】直進操舵状態から右方へ操舵すると、操舵
抵抗に応じてトーションバー3は捩じれ、両バルブ部材
24、25は弾性的に相対回転する。その結果、各右操
舵用凹部27と各圧油供給用凹部29との間の絞り部A
の開度および各左操舵用凹部28と各圧油排出用凹部3
0との間の絞り部Bの開度が大きくなり、各左操舵用凹
部28と各圧油供給用凹部29との間の絞り部Cの開度
および各右操舵用凹部27と各圧油排出用凹部30との
間の絞り部Dの開度が小さくなる。これにより、ポンプ
37から油圧シリンダ18の一方の油室21へ圧油が供
給され、その圧油の油圧によりピストン20が一方向に
移動し、油圧シリンダ18の他方の油室22からタンク
41へ圧油が還流され、車両の右方への操舵補助力がラ
ック8に付与される。
When the vehicle is steered rightward from the straight steering state, the torsion bar 3 is twisted in accordance with the steering resistance, and the two valve members 24 and 25 rotate relatively elastically. As a result, the throttle portion A between each right steering recess 27 and each pressure oil supply recess 29 is formed.
Of opening and each left steering recess 28 and each pressure oil discharge recess 3
The opening of the throttle portion B between 0 and 0 increases, the opening of the throttle portion C between each left steering recess 28 and each pressure oil supply recess 29, and each right steering recess 27 and each pressure oil. The degree of opening of the throttle portion D between the discharge recess 30 and the discharge recess 30 is reduced. As a result, pressure oil is supplied from the pump 37 to one oil chamber 21 of the hydraulic cylinder 18, the piston 20 moves in one direction due to the oil pressure of the hydraulic oil, and the piston 20 moves from the other oil chamber 22 of the hydraulic cylinder 18 to the tank 41. The pressure oil is recirculated, and a steering assist force to the right of the vehicle is applied to the rack 8.

【0018】直進操舵状態から左方へ操舵すると、各絞
り部A、B、C、Dの開度は右方へ操舵した場合と逆に
変化するので、ポンプ37から油圧シリンダ18の他方
の油室22へ圧油が供給され、その圧油の油圧によりピ
ストン20が他方向に移動し、油圧シリンダ18の一方
の油室21からタンク41へ圧油が還流され、車両の左
方への操舵補助力がラック8に付与される。
When the vehicle is steered to the left from the straight steering state, the opening of each of the throttles A, B, C, and D changes in the opposite direction to the case of steering to the right. The pressure oil is supplied to the chamber 22, and the hydraulic pressure of the pressure oil causes the piston 20 to move in the other direction, whereby the pressure oil is returned from one oil chamber 21 of the hydraulic cylinder 18 to the tank 41, and the vehicle is steered to the left. An auxiliary force is applied to the rack 8.

【0019】図1に示すように、上記モータ50はコン
トローラ60に接続される。そのコントローラ60は制
御回路61と駆動回路62とを有する。その制御回路6
1はコンピュータにより主構成され、ステアリングホイ
ールHの直進操舵状態からの操舵角度を検出する舵角セ
ンサ51と、車速センサ53とに接続される。この制御
回路61は記憶した制御プログラムに従って、操舵補助
時にはモータ50の回転速度を操舵補助速度とする指示
信号を駆動回路62に出力し、操舵補助解除時にはモー
タ50の回転速度を待機速度とする指示信号を駆動回路
62に出力する。すなわち、その制御回路61は、予め
設定した基準操舵角度を記憶する。その基準操舵角度
は、例えば、ステアリングホイールHの舵角中点からの
遊び角度とされる。上記舵角センサ51によって検知さ
れるステアリングホイールHの操舵角度が、その基準操
舵角度以上の場合に操舵補助時であると判断する。ま
た、その舵角の変化がない場合や、舵角が遊びの範囲に
戻ってから所定時間経過した場合は、操舵補助解除時で
あると判断する。その駆動回路62は、上記モータ50
とバッテリー電源63とに接続され、電力制御用スイッ
チング素子としてFET等のトランジスタを含む公知の
ものを用いることができる。この駆動回路62は、制御
回路61からのモータ50の回転速度を操舵補助速度と
する指示信号により、モータ50に駆動電流を流す。そ
の操舵補助速度は、上記ポンプ37から送り出される圧
油の流量が操舵補助に必要な流量になるように予め設定
される速度である。そのモータ50の操舵補助速度は、
設定車速に達するまでは車速に比例して減少するものと
される。これにより、低車速では操舵補助力を大きくし
て車両の旋回性能を向上し、高車速では操舵補助力を小
さくして車両の走行安定性を向上できる。その車速は上
記車速センサ53により検知される。また、制御回路6
1からモータ50の回転速度を待機速度とする指示信号
が駆動回路62に出力されると、駆動回路62はモータ
50への電流を遮断し、これにより操舵補助は解除され
る。その待機速度は、上記操舵補助速度よりも小さな予
め設定される速度であって、本実施形態では零とされ
る。
As shown in FIG. 1, the motor 50 is connected to a controller 60. The controller 60 has a control circuit 61 and a drive circuit 62. The control circuit 6
Reference numeral 1 is mainly composed of a computer, and is connected to a steering angle sensor 51 for detecting a steering angle of the steering wheel H from a straight steering state and a vehicle speed sensor 53. In accordance with the stored control program, the control circuit 61 outputs to the drive circuit 62 an instruction signal for setting the rotation speed of the motor 50 to the steering assist speed at the time of steering assist, and instructing to set the rotation speed of the motor 50 to the standby speed at the time of canceling the steering assist. The signal is output to the drive circuit 62. That is, the control circuit 61 stores a preset reference steering angle. The reference steering angle is, for example, a play angle from the steering wheel midpoint of the steering wheel H. When the steering angle of the steering wheel H detected by the steering angle sensor 51 is equal to or larger than the reference steering angle, it is determined that the steering is being performed. If there is no change in the steering angle or if a predetermined time has elapsed after the steering angle has returned to the play range, it is determined that the steering assist has been released. The drive circuit 62 includes the motor 50
A known device including a transistor such as an FET can be used as a power control switching element connected to the battery power source 63 and the battery power source 63. The drive circuit 62 supplies a drive current to the motor 50 in response to an instruction signal from the control circuit 61 that sets the rotation speed of the motor 50 to the steering assist speed. The steering assist speed is a speed preset so that the flow rate of the pressure oil sent from the pump 37 becomes a flow rate necessary for steering assist. The steering assist speed of the motor 50 is
Until the set vehicle speed is reached, it decreases in proportion to the vehicle speed. Thus, at low vehicle speeds, the steering assist force is increased to improve the turning performance of the vehicle, and at high vehicle speeds, the steering assist force is reduced to improve the running stability of the vehicle. The vehicle speed is detected by the vehicle speed sensor 53. The control circuit 6
When an instruction signal for setting the rotation speed of the motor 50 to the standby speed from 1 is output to the drive circuit 62, the drive circuit 62 cuts off the current to the motor 50, whereby the steering assist is released. The standby speed is a preset speed lower than the steering assist speed, and is zero in the present embodiment.

【0020】図3に示すように、上記油圧シリンダ18
のシリンダチューブ19の両端内周とラック8の外周と
の間は、シール部材82、83により閉鎖されている。
そのシリンダチューブ19の内径は、両端間部分19a
では一定とされ、一端近傍部分19bでは一端に向かう
に従い漸次大きくされ、他端近傍部分19cでは他端に
向かうに従い漸次大きくされている。
As shown in FIG. 3, the hydraulic cylinder 18
The space between the inner periphery of both ends of the cylinder tube 19 and the outer periphery of the rack 8 is closed by seal members 82 and 83.
The inner diameter of the cylinder tube 19 is a portion 19a between both ends.
In the portion 19b near one end, it is gradually increased toward one end, and in the portion 19c near the other end, it is gradually increased toward the other end.

【0021】その油圧シリンダ18のピストン20は、
ラック8の外周に嵌め合わされた状態で、そのラック8
の外周の周溝8′の内面に接する抜け止め部20′を有
し、また、そのラック8との間に止め輪81が嵌め込ま
れることで、そのラック8に一体化されている。このピ
ストン20は、円環状のピストン本体20aと、図4に
示すように、そのピストン本体20aの外周の周溝20
a′に隙間を介して嵌め合わされる単一の円環状ピスト
ンリング20bとを有する。図5の(1)、(2)、
(3)に示すように、そのピストンリング20bは一箇
所において分断され、径方向に弾性変形可能とされてい
る。その弾性変形により、ピストンリング20bを図5
の(2)に示す径の大きな自然状態から、図5の(3)
に示す径の小さな状態にすることができる。このピスト
ンリング20bの外径は、自然状態において上記シリン
ダチューブ19の両端近傍部分19b、19cの内径の
最大値よりも大きくされている。本実施形態では、その
ピストンリング20bの各分断端近傍では、分断端に向
かうに従い肉厚が小さくされ、両分断端は径方向に対し
て傾斜する面20b′を介して互いに面接合するものと
されている。
The piston 20 of the hydraulic cylinder 18 is
The rack 8 is fitted to the outer periphery of the rack 8
Has a retaining portion 20 'which is in contact with the inner surface of a peripheral groove 8' on the outer periphery of the outer periphery of the rack 8 and is integrated with the rack 8 by fitting a retaining ring 81 between the rack 8 and the rack. This piston 20 has an annular piston main body 20a and, as shown in FIG.
a 'having a single annular piston ring 20b fitted with a gap therebetween. (1), (2),
As shown in (3), the piston ring 20b is divided at one location and is elastically deformable in the radial direction. Due to the elastic deformation, the piston ring 20b
From the natural state having a large diameter shown in (2) of FIG. 5, (3) of FIG.
Can be reduced to the state shown in FIG. The outer diameter of the piston ring 20b is larger than the maximum value of the inner diameter of the portions 19b and 19c near both ends of the cylinder tube 19 in a natural state. In the present embodiment, in the vicinity of each divided end of the piston ring 20b, the wall thickness is reduced toward the divided end, and the divided ends are surface-joined to each other via a surface 20b 'inclined with respect to the radial direction. It is supposed to.

【0022】そのピストンリング20bは、左右操舵角
度が設定値以上になると、そのシリンダチューブ19の
内径が変化する両端近傍部分19b、19cに至るもの
とされている。これにより、そのピストン20の図3で
実線で示す直進操舵状態から2点鎖線で示す操舵限界近
傍までの移動により、そのピストンリング20bの外径
はシリンダチューブ19の両端近傍部分19b、19c
における内径の変化に応じて外径が変化する。そのピス
トンリング20bの外径の変化により、そのピストン2
0の受圧面積は、操舵角度が設定値以上の状態では、そ
の設定値未満の状態よりも大きくなるように変化する。
なお、本実施形態では、ピストン20が操舵限界まで操
舵された場合、そのピストンリング20bはシリンダチ
ューブ19における制御弁23との配管接続口19″を
通過し、これにより、両油室21、22が互いに連絡さ
れ、その油圧シリンダ18に作用する油圧が解除可能と
されている。
When the left-right steering angle exceeds a set value, the piston ring 20b reaches the portions 19b and 19c near both ends where the inner diameter of the cylinder tube 19 changes. As a result, the outer diameter of the piston ring 20b is reduced by the movement of the piston 20 from the straight-ahead steering state shown by the solid line in FIG. 3 to the vicinity of the steering limit shown by the two-dot chain line.
The outer diameter changes according to the change in the inner diameter at. Due to the change in the outer diameter of the piston ring 20b, the piston 2
The pressure receiving area of 0 changes so as to be larger when the steering angle is equal to or larger than the set value than when the steering angle is smaller than the set value.
In the present embodiment, when the piston 20 is steered to the steering limit, the piston ring 20b passes through the pipe connection port 19 ″ with the control valve 23 in the cylinder tube 19, and thereby the two oil chambers 21 and 22 Are communicated with each other, and the hydraulic pressure acting on the hydraulic cylinder 18 can be released.

【0023】上記構成によれば、ピストン20の受圧面
積を、左右操舵角度が設定値以上の状態では設定値未満
の状態よりも大きくすることで、油圧シリンダ18に供
給される圧油の油圧を大きくすることなく、操舵補助力
を増大して操舵抵抗を低減できる。よって、その油圧シ
リンダ18に作用させる油圧の最大値を低減し、ポンプ
37のリリーフ圧力を小さくできる。これにより、その
ポンプ37のリリーフ圧力を小さくし、ポンプ部品や圧
油供給用ホース等の耐久性を向上できる。さらに、その
ポンプ37の駆動用モータ50の出力トルクを小さくで
きるので、そのモータ駆動電流値を小さくして省エネル
ギー化を向上できる。
According to the above configuration, the pressure receiving area of the piston 20 is made larger when the left and right steering angles are larger than the set value than when the left and right steering angles are smaller than the set value. Without increasing the steering assist force, the steering resistance can be reduced by increasing the steering assist force. Therefore, the maximum value of the hydraulic pressure applied to the hydraulic cylinder 18 can be reduced, and the relief pressure of the pump 37 can be reduced. Thereby, the relief pressure of the pump 37 can be reduced, and the durability of the pump parts, the pressure oil supply hose, and the like can be improved. Further, since the output torque of the drive motor 50 of the pump 37 can be reduced, the motor drive current value can be reduced to improve energy saving.

【0024】なお、本発明は上記実施形態に限定されな
い。例えば、ピストンの受圧面積が変化する操舵角度の
設定値は、上記作用効果を奏することができれば特に限
定されず、例えば、その設定角度を零とすることで、図
3において2点鎖線で示すように、シリンダチューブ1
9の内径がピストン20の直進操舵位置から漸次変化す
るようにしてもよい。また、図6の(1)に示すよう
に、ピストン本体20aの外周にピストン20の移動方
向に並列する一対の周溝20a′を形成し、各周溝20
a′それぞれにピストンリング20bを嵌め合わせるよ
うにしたり、図6の(2)に示すように、ピストン本体
20aの外周に上記実施形態よりも幅の広い単一の周溝
20a″を形成し、その周溝20a″にピストン20の
移動方向に並列する一対のピストンリング20bをバッ
クアップワッシャ20dを介して嵌め合わせてもよい。
その図6の(1)、(2)それぞれの変形例において
は、一対のピストンリング20bの一方の分断端位置と
他方の分断端位置とは周方向に関して互いに異なる位置
とされ、両油室21、22間の圧油の漏れ防止を確実な
ものとしている。また、図7の(1)、(2)、(3)
に示すように、ピストンリング20bの各分断端近傍で
段差20b′が形成されることで肉厚が小さくされ、両
分断端近傍部分は径方向に平行な面20b″を介して互
いに面接合するものとされてもよい。また、本発明が適
用されるパワーステアリング装置のポンプは車両のエン
ジンにより駆動されるものであってもよい。さらに、本
発明をラックピニオン式パワーステアリング装置以外に
適用してもよく、例えばボールスクリュー式パワーステ
アリング装置にも適用できる。
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, the set value of the steering angle at which the pressure receiving area of the piston changes is not particularly limited as long as the above-mentioned effect can be obtained. For example, by setting the set angle to zero, as shown by a two-dot chain line in FIG. And cylinder tube 1
The inner diameter of the piston 9 may gradually change from the straight steering position of the piston 20. As shown in FIG. 6A, a pair of circumferential grooves 20a 'are formed on the outer periphery of the piston main body 20a in parallel with the moving direction of the piston 20, and each circumferential groove 20a' is formed.
a ′, a single circumferential groove 20a ″ wider than the above embodiment is formed on the outer periphery of the piston body 20a, as shown in FIG. A pair of piston rings 20b arranged in parallel in the movement direction of the piston 20 may be fitted into the circumferential groove 20a ″ via a backup washer 20d.
In each of the modified examples (1) and (2) of FIG. 6, one divided end position of the pair of piston rings 20b and the other divided end position are different from each other in the circumferential direction. The leakage of pressure oil between the chambers 21 and 22 is reliably prevented. Also, (1), (2), and (3) in FIG.
As shown in FIG. 7, the step 20b 'is formed near each divided end of the piston ring 20b to reduce the wall thickness, and the portions near both divided ends are in contact with each other via a radially parallel surface 20b ". Further, the pump of the power steering apparatus to which the present invention is applied may be driven by an engine of a vehicle, and the present invention may be applied to a power steering apparatus other than a rack and pinion type power steering apparatus. The present invention may be applied to, for example, a ball screw type power steering device.

【0025】[0025]

【発明の効果】本発明によれば、装置全体を大型化する
ことなく、簡単な構成で操舵補助力発生用油圧シリンダ
に圧油を供給するポンプのリリーフ圧力を小さくし、ポ
ンプ部品や圧油供給用ホース等の耐久性を向上でき、ま
た、そのポンプを電動モータにより駆動する場合はモー
タ駆動電流値を小さくして省エネルギー化を向上できる
と共に、モータ及びその駆動回路の電流負荷を小さくで
き、耐久性を向上できるパワーステアリング装置を提供
できる。
According to the present invention, the relief pressure of a pump for supplying pressure oil to a hydraulic cylinder for generating a steering assist force can be reduced with a simple configuration without increasing the size of the entire device, and the pump parts and the pressure oil can be reduced. The durability of the supply hose and the like can be improved, and when the pump is driven by an electric motor, the motor drive current value can be reduced to improve energy saving, and the current load on the motor and its drive circuit can be reduced. A power steering device capable of improving durability can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施形態のパワーステアリング装置の
縦断面図
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a power steering device according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1のII‐II線断面図FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II of FIG.

【図3】本発明の実施形態のパワーステアリング装置に
おける油圧シリンダの断面図
FIG. 3 is a sectional view of a hydraulic cylinder in the power steering device according to the embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施形態のパワーステアリング装置に
おける油圧シリンダの要部の断面図
FIG. 4 is a sectional view of a main part of a hydraulic cylinder in the power steering device according to the embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施形態のパワーステアリング装置に
おける油圧シリンダのピストンリングの(1)は正面
図、(2)は自然状態での断面図、(3)は縮小状態で
の断面図
FIG. 5 is a front view of a piston ring of a hydraulic cylinder in a power steering apparatus according to an embodiment of the present invention, (1) is a front view, (2) is a cross-sectional view in a natural state, and (3) is a cross-sectional view in a contracted state.

【図6】本発明の実施形態のパワーステアリング装置に
おける油圧シリンダの要部の(1)は変形例の断面図、
(2)は異なる変形例の断面図
FIG. 6 is a sectional view of a main part of a hydraulic cylinder in a power steering device according to an embodiment of the present invention;
(2) is a cross-sectional view of a different modification.

【図7】本発明の実施形態のパワーステアリング装置に
おける油圧シリンダのピストンリングの変形例の(1)
は正面図、(2)は自然状態での断面図、(3)は縮小
状態での断面図
FIG. 7 shows a modification of the piston ring of the hydraulic cylinder in the power steering device according to the embodiment of the present invention (1).
Is a front view, (2) is a sectional view in a natural state, and (3) is a sectional view in a reduced state.

【図8】従来のパワーステアリング装置の操舵角と操舵
補助力発生用油圧シリンダに作用する油圧との関係を示
す図
FIG. 8 is a diagram showing a relationship between a steering angle of a conventional power steering device and a hydraulic pressure acting on a hydraulic cylinder for generating a steering assist force.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 パワーステアリング装置 18 油圧シリンダ 19 シリンダチューブ 20 ピストン 20b ピストンリング 21、22 油室 23 制御弁 37 ポンプ 50 モータ 60 コントローラ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power steering device 18 Hydraulic cylinder 19 Cylinder tube 20 Piston 20b Piston ring 21, 22 Oil chamber 23 Control valve 37 Pump 50 Motor 60 Controller

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ポンプからの圧油によって操舵補助力を
発生させる油圧シリンダと、 その油圧シリンダに供給される圧油の油圧を操舵抵抗に
応じて制御する制御弁とを備え、 その油圧シリンダは、シリンダチューブと、このシリン
ダチューブ内を仕切ることで一対の油室を形成するピス
トンとを有し、 一方の油室に供給される圧油の油圧によるピストンの一
方向移動により右操舵補助力が付与され、他方の油室に
供給される圧油の油圧によるピストンの他方向移動によ
り左操舵補助力が付与されるパワーステアリング装置に
おいて、 左右操舵角度が設定値以上の状態でのピストンの受圧面
積が、その設定値未満の状態でのピストンの受圧面積よ
りも大きくなるように、そのピストンの受圧面積が変化
することを特徴とするパワーステアリング装置。
A hydraulic cylinder for generating a steering assist force by hydraulic oil from a pump; and a control valve for controlling a hydraulic pressure of hydraulic oil supplied to the hydraulic cylinder in accordance with a steering resistance. A cylinder tube and a piston that forms a pair of oil chambers by partitioning the inside of the cylinder tube. One-way movement of the piston by the hydraulic pressure of the pressure oil supplied to one of the oil chambers increases the right steering assist force. In a power steering device in which the left steering assist force is given by the piston moving in the other direction by the hydraulic pressure of the pressure oil supplied to the other oil chamber, the pressure receiving area of the piston when the left and right steering angles are equal to or greater than a set value But the pressure receiving area of the piston changes so as to be larger than the pressure receiving area of the piston in a state of being less than the set value. Apparatus.
【請求項2】 そのシリンダチューブは、一方の油室に
おいて内径が一端に向かうに従い漸次大きくなる部分
と、他方の油室において内径が他端に向かうに従い漸次
大きくなる部分とを有し、 そのピストンは、ピストン本体と、このピストン本体の
外周に嵌め合わされるピストンリングとを有し、 そのピストンの移動により、そのピストンリングの外径
がシリンダチューブの内径の変化に応じて変化するよう
に、そのピストンリングは径方向に弾性変形可能とさ
れ、 そのピストンリングの外径の変化によりピストンの受圧
面積が変化する請求項1に記載のパワーステアリング装
置。
The cylinder tube has a portion in one of the oil chambers whose inner diameter gradually increases toward one end, and a portion in the other oil chamber whose inner diameter gradually increases toward the other end. Has a piston main body and a piston ring fitted on the outer periphery of the piston main body. The movement of the piston causes the outer diameter of the piston ring to change according to the change in the inner diameter of the cylinder tube. The power steering apparatus according to claim 1, wherein the piston ring is elastically deformable in a radial direction, and a pressure receiving area of the piston changes according to a change in an outer diameter of the piston ring.
【請求項3】 そのピストン本体の外周にピストンの移
動方向に並列する複数のピストンリングが嵌め合わさ
れ、各ピストンリングは一箇所において分断されること
で外径が変化するように弾性変形可能とされ、各ピスト
ンリングの周方向に関する分断端位置は互いに異なるも
のとされている請求項2に記載のパワーステアリング装
置。
3. A plurality of piston rings arranged in parallel in the movement direction of the piston are fitted around the outer periphery of the piston body, and each piston ring is elastically deformable so as to change its outer diameter by being divided at one location. The power steering apparatus according to claim 2, wherein the divided ends of the piston rings in the circumferential direction are different from each other.
【請求項4】 その油圧シリンダは、電動モータにより
駆動されるポンプからの圧油によって操舵補助力を発生
させ、 そのモータの回転速度を、操舵補助時に操舵補助速度に
すると共に、操舵補助解除時に待機速度にする手段を備
える請求項1〜3の何れかに記載のパワーステアリング
装置。
4. The hydraulic cylinder generates a steering assist force by pressure oil from a pump driven by an electric motor, and sets the rotation speed of the motor to the steering assist speed at the time of steering assist and to the steering assist speed at the time of canceling the steering assist. The power steering device according to any one of claims 1 to 3, further comprising a unit for setting a standby speed.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011017441A (en) * 1999-04-22 2011-01-27 Nvb Internatl Chamber and piston combined structure, and pump, motor, shock absorber, and transducer adopting the same
KR101144494B1 (en) * 2008-04-11 2012-05-11 주식회사 만도 Hydraulic power steering apparatus

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