JPS60151179A - 車輛用パワ−ステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、車輌用パワーステアリング装置に関する。

（従来の技術） 自動車のパワーステアリング装置に関しては、よく知ら
れており、従来のものは、流体方向制御バルブを介して
ラム装置へ選択的に直接送られる流体圧源を有している
。この流体方向制御バルブは、ステアリングトルクに対
して敏感で、ラム装置に供給されている流体圧を制御す
る。

このような流体方向制御バルブは、その製造工程が棋雑
であるばかりでなく、機械的精度が要求されるため、製
造費が非常に高くつくという欠点を持っている。

（本発明の目的） 本発明の主な目的は、低コストの車輌用のパワーステア
リング装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明によれば、相互に係合する第１部材及び第２部材
を備え、かつ、ステアリングを助けるための流体圧応答
式運動補助装置と、ステアリングに応じて前記部材の少
なくとも一方の動きによって、センサにより発生する信
号に従い、流体圧を選択的に前記装置に与えるための装
置とを有する車輌用パワーステアリング装置が提供され
る。

前記第１部材はラックであり、前記第２部材は、ピニオ
ンであり、また、信号は、ピニオンの少なくとも一部分
の軸方向の動きによって発生する。

（実施例） 車輌のラックピニオン型ステアリング機構に対するパワ
ーステアリングを示す第１図について説明する。

ハンドル（］）は、ハウジング（３）におけるラックピ
ニオン型ステアリングアセンブリへ連通している１−ル
ク伝達用ステアリングコラム（２）を有している。運動
伝達用ロッド（４）は、通常の方法で操向前輪に連通さ
れている。

ラム（５）若しくはそれ以外の運動補助装置は、（６）
において固定されたシリンダ一部分と、リンク（７）を
介し、ロッド（４）の軸方向の動きを伝えるべく、通常
の方法で取り付けられているピストン部分とを備えてい
る。励動補助装置は、ロッド（４）と一体にすることが
できる。

流体は、リザーバ（８）の中に貯溜されており、パイプ
（９）（１ｏ）を介し、かつ、可逆電気モータ（１４）
若しくは他の回通原動機によって駆動されるポンプ（１
３）の回転方向に基づいて作用する一方向／＜ルブ（１
１）（１２）を介して、流れて行く。ポンプ（１３）に
よって生ずる流体圧は、パイプ（１５）　（１６）を介
し、ラム（５）のピストンのいずれかの側へ選択的に与
えられる。

一方向バルブ（１１）（１２）は、パワーステアリング
から省くことができ、また、ポンプ（１３）は、パイプ
（１５）　（１６）を介し、選択的にラム（５）のいず
れかの側に対して、簡単に駆動させることができる。

しかし、ラム（５）が、ピストンの両側に、異なる圧力
領域の存在するような種類のものであれば、ピストンの
運動方向による流体の差動流に対し、対策を講じなけれ
ばならない。これは、一方向バルブ（１１）（１２）若
しくはそれと同等のものか、或いは後段で詳述する、第
８図に示されるような実例態様によって可能である。

ラックピニオン型アセンブリを備えたハウジング（３）
には、バッテリ（２０）によって充電さＪしたマイクロ
プロセッサ（１９）に連通している電気接続部（１８）
を有するトルクセンサ（１７）が取り付けられており、
かつ、マイクロプロセッサ（１９）から出る出力は、リ
ード線（２１）を介して電気モータ（１４）へ供給され
る。

場合によっては、トルクセンサ（１７ａ）をつけること
ができ、その際、電気接続部（１８ａ）を介して信号を
送るロータリー装置形式とする。

具体的な購成要素については、後段で詳しく説明すると
して、ハンドル（１）に作用する相当大きいステアリン
グ・トルクはすべて、センサ（１７）若しくは（１７ａ
）によって電気信号に変換され、後で、適当な信号を電
気モータ（１４）に与えることになるマイクロプロセッ
サ（１９）に供給される。モータは、回転し、ステアリ
ング・ロフド（４）の運動を助けるべく、ラム（５）の
ピストンのいずれかの側を加圧しうる適当な方向へポン
プ（１３）を駆動する。勿論、従来骨なわれているよう
に、ステアリングコラム（２）を介しロフド（４）を直
接駆動することができる。

第２図以降の図面において、第１図と同じ部分を示すも
のは、同じ参照番号を付けである。

第２図について説明する。対向する一方向バルブｍ）（
１２）には、スプールバルブ（２２）　（２３）が設け
られ、それらのスプール（２４）　（２５）は、それぞ
れ、軽ばね（２６）　（２７）によって図面に示されて
いる位置で支持されている。これらのスプールバルブ（
２２）（２３）は、それぞれ、リザーバ（８）へ戻るよ
うに連通している別のパイプ（２８）　（２９）を有し
ている。

スプールバルブ によってもたらされる非常に大きなトルクが原因で生ず
る、パイプ（１５）若しくは（１６）を介して還ってく
る流体の自由な流れを可能とすることである。

即ち、衝撃荷重状態により、液体は、スプールバルブ（
２２）　（２３）およびパイプ（２Ｂ）（２９）を介し
てリザーバ（８）へ還る流れを生ずる。これらのスプー
ルバルブ（２２）　（２３）は、ラム（５）のピストン
の迅速なるセンタリングにも役立っている。スプールバ
ルブ（２２）　（２３）は、スプール（２４）　（２５
）がそれぞれのばね（２６）　（２７）に対して簡単に
動くので、ポンプ（１３）からパイプ（１５）　（１６
）を介して作用する流体圧に悪い影響を与えることはな
い。

一方面バルブの一つとスプールバルブのーっが、単一の
バルブに結合された変形実施例を、（３０）で示す。こ
れには、パイプ（２８）を使用していない。

パイプ（９）は、改良スプール（３１）のランドの間へ
直接にリザーバ（８）から伸び、かつ、一方向バルブ（
１１）が設けられている内部通路（３３）を経てポンプ
（１３）に連通しているパイプ（３２）に連結している
。

バルブ（３０）は、既に述べたように，分離したバルブ
（１１）および（２２）と関連して作動する。

第３図は、第２図の変形例であって、特に、第２図の２
つのバルブ（３０）を組み合わせたバルブ（３４）の構
造を示す。第３図において、液体は、パイプ（９）　（
１０）を介し、一方向バルブ（１１）（１２）をそれぞ
ＩＬ備えているスプール（３５）　（３６）のランドの
間へ供給される。スプール（３５）　（３６）は、共通
の軽バネ（３７）を備えている。

第３図に示されている機構は、第２図に示したものと同
じ要領で作動し、かつ、パイプ（１５）又は（１６）の
いずれかを介し、ラム（５）からリザーバ（８）への流
体圧の迅速なるもどりが可能である。

ラックピニオン型アセンブリにおける軸方向に可動なピ
ニオンの第１の実施例を第４図に示す。

ピニオン（３８）は、ステアリングコラム（２）に取り
付けるためのスプライン端（３９）を備え、ベアリング
（／１０）　（４１）によって回転白石に取り付けられ
、かつ、ばね（４２）によって軸方向の動きに対して中
心を保つようになっている。ピニオンには、ラック（４
５）の傾斜歯（４４）に係合する螺旋歯（４３）が設け
られている。

ピニオン（３８）の自由端には、センサ（１７）に隣接
したその支点に永久磁石（４６）が設けられている。

このセンサは、「ホールＪ（Ｉｌａｌｌ．）センサとし
て知ら扛でいるセンサにするか、近くの永久磁石の動き
に対して鋭敏なその他のセンサとする。

作動時、ハンドルから伝えられる僅かな１〜ルクは、ば
ね（４２）によるピニオンのセンタリングに打ち勝つこ
となく、ピニオンからラックへ直接伝達される。しかし
、相当大きい１〜ルクが働くと、片方のばね（４２）の
圧力が打ち勝ち、かつ、ピニオンの螺旋歯及びラックの
傾斜歯の接触角度により、ピニオンの軸方向の動きが起
こる。永久磁石（４６）によって生ずる磁界は、センサ
（１７）に信号を発生させ、かつ、この信号は、磁石（
４６）とセンサ（１７）との間における運動度に依存し
ている。この運動は、マイクロプロセッサ（１９）へ伝
達され、このマイクロプロセッサは、モータ（１４）へ
送る信号を発生し、ラム（５）のピストンの片側におけ
る流体圧を高めるのに十分な速度でポンプ（１３）を回
転し、自動車の操縦を助ける所望の運動速度を与える。

ハンドル（１）からのステアリング・１〜ルクが断たれ
ると直ちに、ばね（１４）は、次のステアリング運動に
備えてピニオン（３８）を再び中央位置へ持って行く。

第５図は、ラックピニオン型ステアリング装置の第２の
実施例を示す。ピニオン（４７）には、ステアリングコ
ラム（２）に取り付けるためのスプラインシャツ１〜（
４８）が設けらオしている。ピニオン（４７）は、３つ
の主要部分で構成されている、即ち、スプラインシャツ
１〜（４８）を包むヘン１〜部（４９）と、通常の方法
で、ラック（５１）の横方向歯に係合しうる軸方向歯を
備えている外側ピニオン部分（５０）と、かつ、ピニオ
ンの軸方向に可動な部分である中央ロッド部分（５２）
とである。中央ロッド部分（５２）は、外側ピニオン部
分（５０）の内部で自由に回転でき、しかもそれに関し
軸方向の運動ができる。外側ピニオン部分（５０）は、
ベアリング（５３）（５４）に回転しうるべく取り付け
られているとともに、ばね（５５）によってヘッド部（
４９）に連結されている。このばね（５５）は、それ相
当のトルクが伝達されていない時に、外側ピニオン部分
（５０）に対し、ヘッド部（４９）を中心に据えて置く
。

中央ロッド（５２）の拡張部（５６）は、ヘッド部（４
９）に取り付けられているピン（５８）によって係合さ
汎るカム面（５７）を備えている。更に、拡張部（５６
）は、スロット（５９）を有し、スロットの内部には、
八ツ１く部（４９）に固定されたピン（６ｏ）が伸長し
ているため、中央ロッド部分（５２）を回転させること
ができ、かつ、外側ピニオン部分（５０）の内部で軸方
向に動くことができる。

もし、それ相当のトルクがヘッド部（４９）に加えられ
ているとすれば、この１−ルクが、ヘッド部（４９）と
中央ロッド部分（５２）を回転させることになる。ば６
　（５５）は力を与え、ピン（５８）のカム面（５７）
との係合作用は、ヘッド部（４９）の回転の向きによっ
て、軸方向に一方か、若しくは他方へ中央ロッド部分（
５２）を動かす。また、先の実施例において述へたよう
に、磁石（４６）は、センサ（１７）に信号を発生し、
この信号は、電気接続部（１８）を介してマイクロプロ
セッサへ送られる。ステアリングトルクが断たれると直
ちに、ばねは、次のステアリング運動をＹ（！！備する
ため、中央ロッド部分（５２）を、軸方向↓；再び中心
へ持って行く。

第６図は、第４図に示されている実施例について、更に
詳しくその磁石およびセンサの４ｉＷ成の様子を示した
ものである。ピニオン（３８）は、その自由端において
永久磁石（４６）を備えている。この磁石は、黄銅プラ
グ（６１）に取すイ」けられている。センサ（１７）は
、黄銅プレーｈ（６２）に取り付けら１＋、、また、黄
銅カバー（６３）は、ポルＩ−（６４）によって固着さ
れる。僅かな空隙が、磁石（４６）の自由端とセンサ（
１７）との間に残され、これによって、ピニオンの軸方
向の動きが可能となる。

第７図は、センサに対する別の改良型を示し。

この場合、センサ（１７）は、ガスケツＩ−（６５）に
よって離隔さｈだ磁石（４６）側に置かれる。

簡単なパワーステアリングで十分なら、センサはステア
リングの方向だけに敏感であＪしばよいが、場合によっ
ては、ステアリングの方向とステアリングトルクとに鋭
敏なものも可能である。

第８図は、第３の実施例を示す。」二で述べてきたよう
に、主な原動機であるモータ（１４）は、ハンドル（１
）から伝えられるステアリングによって一方向か、また
は他の方向へ選択的に流体ポンプ（１３）を駆動する。

このポンプ（１３）は、対向するブレー１〜（６９）　
（７０）を各ばねで定位置にイ４勢させるようにしてい
るシャトルバルブ（６８）の両側に連通ずるパイプ（６
６）若しくは（６７）の中に流体を加圧する。

プレート（６９）　（７０）の間には、軸方向に可動で
、しかもプレート（６９）　（７０）のばねによって中
心に保たれているシャトル（７１）がある。プレー１−
　（６９）　（７０）の座面には、溝などが設けられ、
それによって、パイプ（６６）　（６７）から、平面部
と溝を有しているシャ１〜ルへの流体の連通が可能とな
り、その結果、流体を、パイプ（７２）を介してリザー
バ（８）へ、また、パイプ（６６）がらパイプ（７３）
へ、またパイプ（６７）からパイプ（７４）へ通すこと
ができる。流体供給バルブ（７５）は、リザーバ（８）
とポンプ（１３）の両側との間に設けられる。

作動の際、ハンドル（１）が回転し、かつモータ（１４
）が、ポンプ（１３）を成る一定方向へ駆動すると、流
体はパイプ（６６）の中を流れ、プレート（６９）を通
過して、第８図から見て左の方へシャ１〜ル（７１）を
押しやる。これによって、流体は、パイプ（７３）を通
って、ラム（５）の右端へ流れ、かつ、戻り流体は、パ
イプ（７４）及びパイプ（７２）を介してリザー、＜へ
、またパイプ（６７）を介してポンプ（１３）のもう一
つの側へ流れて行く。ハンドルを反対の方向へ回すと、
モータ（１４）は、ポンプ（１３）に逆向きの回転を与
え、図から見て右の方ヘシャ１〜ルを押しやる。

こｈによって、ラム（５）の左側に圧力が加えられる。

この第３の実施例は、ラムが差動圧力型の場合、非常に
都合がよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、パワーステアリング装置の第１の実施例な示
す図式図である。 第２図は、パワーステアリング装置の第２図の実施例を
示す図式図である。 第３図は、第２図の装置の変形例を示す図式図である。 第４図は、第１のラックピニオン型ステアリング装置を
示す縦断面図である。 第５図は、第２のラックピニオン型ステアリング装置を
示す縦断面図である。 第６図は、第１のセンサの様子を示す部分縦断面図であ
る。 第７図は、第２のセンサの様子を示す部分縦断面図であ
る。 第８図は、パワーステアリング装置の第３の実施例を示
す図式図である。 （１）ハンドル　（２）ステアリングコラム（３）ハウ
ジング　（４）ロッド （５）ラム　（７）リンク （８）リザーバ　（９）（１０）パイプ（１１）　（１
２）一方向バルブ　（１３）ポンプ（１４）電気モータ
　（１５）　（１６）パイプ（１７）　（１７ａ）　ｈ
ルクセンサ　（１８）　（１８ａ）電気接続部（１９）
マイクロプロセッサ　（２０）バッテリ（２１）リード
線　（２２）　（２３）スプールノベルブ（２ａ　（２
５）スプール　（２６）　（２７）ばね（２Ｂ）　（２
９）パイプ　（３０）バルブ（３１）スプール　（３２
）パイプ （３４）バルブ　（３５）　（３６）スプール（３７）
ばね　（３８）ピニオン （３９）スプライン端　（４０）　（／１１）ベアリン
グ（４２）ばね　（４３）螺旋歯 （４４）傾斜歯　（４５）ラック （４６）永久磁石　（４７）ピニオン （４８）スプラインシャフト　（４９）ヘッド部（５０
）ピニオン部分　（５１）ラック（５２）ロッド部分　
（５３）　（５４）ベアリング（５５）ばね　（５６）
拡張部 （５７）力１１面　（５８）　（６０）ビン（５９）ス
ロツ＋−（６１）プラグ （６２）プレー＋−（６３）カバー （６４）ポルＩ−（６５）ガスケツ１〜（６６）　（４
３７）パイプ　（６８）シャ（〜ルバルブ（６９）　（
７０）プレート　（７１）シャトル（７２）　（７３）
　（７４）パイプ　（７５）バルブ手ｉ売ネ山正巧訃（
方式） 昭和６０年２月２０目 特許庁長官志賀学殿 ｊ、事件の表示　昭和５９年特許願第２０３９６０号２
、発明の名称　車輌用パワーステアリング装置：３．補
正をする者 １１［件との関係　特許出願人 名　称　ティーアールダブリュー　カム　ギャズ　リミ
テッド４、代理人 ８、補正の内容　（１）　（２）別紙の通り（３）図面
の浄書（内容に変更なし）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）相互に係合する第１部材および第２部材を備え、
   かつ、ステアリングを助けるための流体圧応答式運動補
   助装置と、ステアリングに応じて発生する前記部材の少
   なくとも一方の動きに従って、センサより発生する信号
   によって、流体圧を前記運動補助装置に選択的に与える
   ための装置とを有することを特徴とする車輌用パワース
   テアリング装置。 （２）センサによって発生する信号が、ステアリングの
   動きの方向のみに対応していることを特徴とする特許請
   求の範囲第（１）項に記載の車輌用パワーステアリング
   装置。 （３）センサによって発生する信号が、ステアリングの
   動きの方向、及びステアリング１−ルクに対応している
   ことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項に記載の車
   輌用パワーステアリング装置。 （４）第１部材がラックであり、第２部材がピニオンで
   あり、かつ、信号が、ピニオンの少なくとも一部分の軸
   方向の動きによって発生することを特徴とする特許請求
   の範囲第（１）項乃至第（３）項のいずれかに記載の車
   輌用パワーステアリング装置。　゛（５）ピニオンが、
   ばね力によって、軸方向に動くことなく、中心位置を保
   つようになっていることを特徴とする特許請求の範囲第
   （４）項に記載の車輌用パワーステアリング装置。 （６）軸方向の動きが、同じ傾斜を有するラック歯と係
   合する螺旋歯を有するピニオンによってなされることを
   特徴とする特許請求の範囲第（４）項または第（５）項
   に記載の車輌用パワーステアリング装置。 （７）軸方向の動きが、ピニオンと回転可能で、しかも
   軸方向に相対的に可動な中央ロフド部分を有するピニオ
   ン装置によって達成され、前記中央ロフド部分が、ステ
   アリングアセンブリの１ヘルク伝達部材によって支持さ
   れているピンが当接しうるカム面を備えていることを特
   徴とする特許請求の範囲第（４）項に記載の車輌用パワ
   ーステアリング装置。 （８）センサが、軸方向に可動な装置に取付られでいる
   永久磁石によって、電気的に作動するようになっている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項乃至第（７
   ）項のいずれかに記載の車輌用パワーステアリング装置
   。