JPS61200063A - 油圧反力式パワーステアリング装置 - 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】 （技術分野） 本発明はエンジン駆動によるポンプからの圧油を車速に
より制御しこの圧油を油圧反力室に供給することにより
、操舵時の抵抗を車速に応じ変化させるパワーステアリ
ング装置の油圧反力装置においてバルブ中立位置と油圧
反力部の反力の中立位置（バルブの相対変位に対して油
圧牛刀の作用しない位置）とを一致させるセンターリン
グ機構を有する油圧反力装置に関するものである。

（従来技術） 一般にパワーステアリング装置の油圧補助装置に用いら
れているロータリーバルブにおいて。

バルブの中立位置は第７図、第８図に示す如くバルブボ
ディ５１の８ケ所の溝５１Ａの芯Ｘ−又と入力軸５２の
８ケ所の溝５２Ａ間凸部の芯Ｙ＝Ｙを合致させること、
即ち８ケ所の各溝５１Ａと各溝５２Ａ間の絞りａ、８′
をａ　＝　ａ　’とすることが望ましいが１つの溝５１
Ａでａ＝ａ’とすることが出来ても８ケ所全ての溝で芯
を合致させることは機械加工精度上極めて困難であり、
バルブボディ５１と入力軸５２の総合した累積誤差は第
９図の様に偏った状態になる。第９図は第７図において
バルブかに点から５点、さらにに点へと回転したときの
各溝５１Ａと５２Ａの加工累積誤差を表したグラフであ
る。

ところで第５図及び第６図の如〈従来のパワーステアリ
ング装置の油圧反力部は入力軸５２の外周縦方向にＶ溝
６０を形成し、パルプボディ５１外周より該Ｖ溝６０に
向けて複数個の反力室５８を形成してボール５９を該Ｖ
溝６０に圧油で押圧するようになっていたが、全ての反
力部の芯をバルブの各芯と合せることは機械加工精度及
び組立て工程での調整等不可能に近く、実車に於いては
バルブボディ５１と入力軸５２がバルブの中立位置に位
置した場合でも、反力部の芯とバルブの芯とは第１０図
の如くには一致せず第１１図の如くｖ溝６０の右斜面と
ボール５９との間に僅かな隙間ΔＱを生ずる。そしてこ
の時車速の増加と共に圧油がボール５９に作用するため
ボール５９は半径方向内方に押され入力軸５２を左回転
し第１０図の状態になろうとする。この時トーションバ
ー５３はバルブ中立位置からの捩りのため殆ど第１１図
の状態を保持する力が弱く、圧油の押圧力に負はボール
５９は第１０図の状態になる。即ちバルブは相対変位を
発生し、第１２図のように○→○′へバルブの中立位置
（最低回路圧）が右ヘズレ元のバルブ中立位置に於いて
はＰ′の圧力差を生じる。このＰ′はパワーステアリン
グ装置の油圧補助用の左右シリンダーＣＹＬＩ、ＣＹＬ
２の差圧として発生し、シリンダーを作動させ、操向輪
を左へ回し斜め走行の危険を生じさせ常に運転者は操向
軸を直進状態に保つために、ハンドルを直進状態に保た
なければ、ハンドルは油圧反力部のＶ溝の作用を受け、
常に斜め走行状態になろうとする危険を生ずるという問
題点があった。

また、油圧反力部がバルブボディ５１と入力軸５２間に
設けられているため、油圧反力がバルブボディ５１と出
力軸であるピニオン５４とを連結するドライブピン５５
に直接作用する。

このためピン５５の破損、摩耗が生じ易く、バルブ機能
の低下を招く欠点がある。

（目　的） 本発明はバルブの加工精度及び組立て調整に関係なくバ
ルブの中立位置で油圧反力部の中立位置を容易にセンタ
ーリング及び保持させ直進走行時に斜め走行の危険を生
ずるという欠点を確実に防止することを目的としている
。

本発明の他の目的は、油圧反力部をピニオン軸頭部と入
力軸間に設け、油圧反力がピニオンとバルブボディの連
結部に作用しないようにしてバルブの機能低下を防止す
ることにある。

（構　成） 本発明は上記目的を達成するため入力軸と出力軸のピニ
オンとをトーションバーで一体化し、ピニオン大端部と
バルブボディとドライブピンで回転方向に一体化し、ピ
ニオン軸頭部外周に外周溝を設け、該外周溝より軸直角
方向に複数個の圧油室を形成しプランジャーを摺動可能
に嵌合し、エンジンにより駆動されるポンプよりの圧油
を車速により制御し該圧油を圧油室に供給してプランジ
ャー先端を入力軸外周軸方向にのびる凹溝に圧接する如
くなし、プランジャー先端の球状頭部を前記凹溝底部に
当接した時球状頭部と凹溝両側面との間にバルブボディ
の回転方向に対し隙間を設け、バルブ中立位置と油圧反
力中立位置とを該隙間の範囲内で一致させる如くしたこ
とを特徴とするパワーステアリング装置に対するセンタ
ーリング機構を有する油圧反力装置に関するものである
。

以下実施例に基すいて具体的に説明する。

入力軸１と、ラック２と噛合っている出力軸であるピニ
オン３とをトーションバー４で各々の端部において固定
一体化し、ピニオン３の大端部にはドライブピン５を圧
入固定し、ロータリーバルブの外側部材であるバルブボ
ディ６に形成した溝７にドライブピン５を係合しピニオ
ン３とバルブボディ６を一体化している。バルブボディ
６の内側は入力軸１の外径部と僅かな隙間で嵌合し、公
知のロータリーバルブを形成しており、トーションバー
４の捩り作用により入力軸１とピニオン３との間で相対
角変位を生じさせ、バルブを作動させてエンジンの回転
で駆動されるポンプ２４からの圧油を油路２９を通じて
インポート８からバルブへ供給し、右シリンダーポート
１０、左シリンダーポート１１へ選択的に供給、油圧補
助を行うようになっている。このようなパワーステアリ
ング装置は周知である。

一方、ピニオン軸３の頭部の外周には周溝３２が設けら
れ、その周溝３２の円周４個所に軸直角方向に穴１５が
設けられ、該各穴１５には各々プランジャー１６が僅か
な隙間で摺動可能に嵌合されており、さらに周溝３２に
は割り目をもつ環体３１が嵌められてプランジャー１６
の半径方向外方へ移動を規制している。ピニオン軸３の
頭部外周とハウジング３２′の内壁との間に、周溝３２
の両側に設けられたシールリング１２．１３により密封
された圧油室１４が形成されている。前記プランジャー
１６は圧油室１４の圧油を受けて半径方向内側へ摺動出
来る様になっている。

プランジャー１６の先端は球状頭部１７を有し、入力軸
１の一端外周軸方向には前記球状頭部１７に対応して凹
溝１８が形成されている。

該凹溝１８の底部１８ａはバルブ中心より半径Ｒの円弧
面とし、両側面１８ｂ、１８ｃと球状頭部１７との間に
はバルブ中立位置と反力部中立位置（バルブの相対変位
に対して油圧反力の作用しない位置をいう）の機械加工
精度上考えられるズレ量に相当した隙間Ｓ１．Ｓ、を形
成しである。

また圧油室１４には、第１導管２９から分岐した第２導
管３０を連通し、さらに第２導管３゜に、車速センサー
２３から入力されるソレノイドを含む電子制御部２２に
よって開度を制御される油圧反力制御バルブ２１を設け
ている。

これにより圧油室１４へは車速により制御された圧油が
ＩＮボート１９を通じて供給される。

今、第１図にて、右操舵した時、入力軸１の回転に対し
ピニオン３は操舵軸の換向抵抗により動かないラック２
と噛合っている為に容易に回転しない。

そのため、トーションバー４に捩り変位を生じて入力軸
１とバルブボディ６との間に変位が発生し、ポンプ２４
からの圧油がＩＮポート８→シリンダーボート１０→動
力補助モータ２５の右シリンダー２６へ供給され、油圧
補助される。

一方、動力補助モータ２５の左シリンダー２７の戻り油
は、左シリンダー２７からシリンダーポート１１、戻り
油路２０、戻りポート９．タンク２８へと戻される。

車の走行時、車速センサー２３から検出された車速が入
力される電子制御部２２により油圧反力制御バルブ２１
が制御されているため、圧油室１４には圧油が車速に応
じて供給され、第４図に示すように穴１５内のプランジ
ャー１６は圧油により半径方向内方に押圧され、プラン
ジャー１６の球状頭部１７が入力軸１の凹部１８の底部
１８ａに押し付けられる。

第１６図は、本発明におけるパワーステアリング装置の
他の実施例であり、第１図の実施例では、エンジンによ
り駆動されるポンプ２４からの圧油を第１導管２９から
分岐した第２導管３０を通じて圧油室１４に作用させて
いたものを、前記ポンプ２４とは別にもう−っのエンジ
ンにより駆動される補助ポンプ３４を設けて。

該ポンプ３４からの圧油を導管３３を通じ圧油室１４に
作用させるようにしたものである。

なお、前記ポンプ２４及び補助ポンプ３４は別個に２つ
用いるようにしても良く、また２つのポンプが１つのポ
ンプケース内にユニット化されたいわゆる２連ポンプを
用いるようにすれば良い。

この実施例によれば、圧油室１４に導かれる圧油は、第
１導管２９内に発生する圧力の影響を受けず、該圧力と
は無関係に制御することができるので、反力制御するた
めの油圧反力制御バルブ２１及び電子制御部２２の機構
を簡素化できる。

なお、その他の構成については、第１図の実施例の構造
と同一であり、同一の部分には同一の符号を付しである
。

次に本発明の作用について説明する。バルブ中立位置と
油圧反力部中立位置がバルブの回転方向にズレを生じた
状態で１反力室１４に圧油が作用しても入力軸１とピニ
オン３と一体のバルブボディ６は隙間Ｓ□ｔＳ２の範囲
内で遊びを生じているためバルブの相対変位は起らない
。

したがって左右シリンダー２６．２７に差圧が生じない
ので、車が斜め・走行する危険は全くない。

バルブ及び油圧反力部のそれぞれの中立位置間にズレが
発生しても、バルブの相対変位を起させないためには、
上述の隙間Ｓ１．Ｓ、を設けることに加えて凹溝１８の
底面形状を考慮する必要がある。

望ましい凹溝１８の底面形状は、例えば第３図のように
バルブ軸芯と向応の円弧面１８ａであるか、あるいは凹
溝の加工の容易さ、加工精度維持のため第４図の如く円
弧面の接線を含む平面１８ａ′としてもよい。

第１３図のｏＣは通常のパワーステアリング特性（トー
ションバーのみ）でトーションバーの捩りに比例して一
次的に入力トルクとバルブの相対変位量との関係が表示
される。

ＯＢＥは第５図及び第６図の従来装置で０８間は油圧反
力により完全にバルブ相対運動がロックされるためバル
ブ変位として表われない。

ＢＥ間は油圧反力のロックの力より入力トルクが大にな
った時からバルブ相対運動が開始される。

これに反し本発明の○ＡＤのＯＡ間は第３図の隙間Ｓ、
、Ｓ、の分に相当する油圧反力が作用しない範囲で通常
のトーションバーのみの作用となる。ＡＤ間はプランジ
ャー１６の球状頭部１７が入力軸１の凹溝１８の底面１
８ａと側面１８ｃに同時に接触した時から油圧反力が作
用し一次的に表われる。

第１４図は本発明のバルブの中立位置と油圧反力の中立
位置がほぼ一致して、しかも油圧反力の作用しない範囲
が明確に出ている。

即ちＣはトーションバーのみが作用した時の捩れ角と入
力トルクとの関係を示す。Ｂはバルブの入力軸捩れ角と
油圧との関係でほぼ左右対称である。Ａは油圧反力（図
では反力圧２０ｋｇ／ｄ）が作用した時のトーションバ
ー捩れ角と入力トルクとの関係をあられしており、バル
ブ中立附近での勾配Ｓ部がトーションバ＝の勾配Ｃに類
似していることが理解できる。（油圧反力が作用してい
る時のＲ部と油圧反力が作用していない時の８部の勾配
が違う）即ちバルブ中立附近で圧油室に反力圧が作用し
ていても油圧反力として働いていないことが分かる。

第１５図は油圧反力の作用しない範囲を極端に少なくし
た場合、バルブの中立位置と油圧反力の中立位置は第７
図と同様にほぼ一致している。そしてトーションバー特
性Ｃと８部において勾配が極端に異なっている。しかし
トーションバー捩れ角と入力トルクとの関係を示す特性
は、油圧反力の作用をしているＲ部においてもＰ点を通
過する特性にはなっておらずある勾配でもって変化して
いる。このことは第５図及び第６図の従来装置のバルブ
のロック（Ｐ点を通過する特性）のようになっていない
ことを示している。又トーションバー４に隙間Ｓ□ｔＳ
Ｚ分の弾性的捩れ効果を常に備えておくことができ、常
にバルブを油圧補助の働いた状態にしておける。従って
直進走行から操舵時に反力が滑らかに作用し、ハンドル
操作の手応えの急変がない。

（効　果） 本発明は入力軸と出力軸のピニオンとをトーションバー
で一体化し、ピニオン大端部とバルブボディとをドライ
ブピンで回転方向に一体化し、ピニオン軸頭部外周に外
周溝を設け、該外周溝より軸直角方向に複数個の圧油室
を形成しプランジャーを摺動可能に嵌合し、エンジンに
より駆動されるポンプよりの圧油を車速により制御し該
圧油を圧油室に供給してプランジャー先端を入力軸外周
軸方向にのびる凹溝に圧接する如くなし、プランジャー
先端の球状頭部を前記凹溝底部に当接した時１球状頭部
両側面と凹溝両側面との間にバルブボディの回転方向に
対し隙間を設け、バルブ中立位置と油圧反力中立位置を
隙間の範囲内で一致させる如くなっているのでバルブの
中立位置で油圧反力部の中立位置を加工精度及び組立て
調整に関係なく保持させ直進走行時に斜め走行の危険を
生じさせないパワーステアリング装置に対するセンター
リング機構を有する油圧反力装置を提供するものである
。

また、油圧反力部をビニオン軸頭部と入力軸間に設け、
油圧反力がピニオンとバルブボディの連結部に作用しな
いので、ドライブピンの破損、摩耗が生じに＜＜、バル
ブ機能の低下を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例正断面図と油路系を示す図、
第２図は第１図のＡ−Ａ側断面図。 第３図は第２図の圧油室部の拡大図、第４図は第３図の
変形例、第５図は従来装置の正断面図、第６図は第５図
のＢ−Ｂ側断面図、第７図は従来のバルブの側断面図、
第８図は第７図の８部の拡大図、第９図は従来のバルブ
の導芯の累積誤差を示すグラフ、第１０図は従来の油圧
反力部の中立状態を示す図、第１１図は第１０図の中立
状態がズした状態を示す図、第１２図はバルブの相対変
位による入力トルクとシリンダへ作用する圧力を示すグ
ラフ、第１３図は従来装置と本発明の入力トルク−バル
ブ相対変位量の比較図、第１４図は本発明の入力軸捩れ
角−人力トルクの特性を示す図、第１５図は第１４図の
油圧反力の影響しない範囲を極端に少なくした・場合の
図、第１６図は本発明の他の実施例正断面図と油路系を
示す図である。 １・・・入力軸　　２・・・ラック　　３・・・ビニオ
ン４・・・トーションバー　　１４・・・圧油室　　１
６・・・プランジャー　　１７・・・プランジャー球状
頭部　　１８・・・入力軸凹溝　　１８ａ・・・凹溝底
面１８ｂ、１８ｃ・・・凹溝両側面　　Ｓ、、Ｓ、・・
・凹溝両側面と球状頭部間の隙間 特　許　出　願　人　　　光洋自動機株式会社第１図 第３図 第４図 第５図 第６図 Ｒ 第７図　　　第８図 第９図 第１Ｏ図 弓Ｑ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 入力軸と出力軸のピニオンとをトーシヨンバーで一体化
   し、ピニオン大端部とバルブボディとをドライブピンで
   回転方向に一体化し、ピニオン軸頭部外周に外周溝を設
   け、該外周溝より軸直角方向に複数個の圧油室を形成し
   プランジャーを摺動可能に嵌合し、エンジンにより駆動
   されるポンプよりの圧油を車速により制御し該圧油を圧
   油室に供給してプランジャー先端を入力軸外周軸方向に
   のびる凹溝に圧接する如くなし、プランジャー先端の球
   状頭部を前記凹溝底部に当接した時球状頭部と凹溝両側
   面との間にバルブボディの回転方向に対し隙間を設け、
   バルブ中立位置と油圧反力中立位置とを、隙間の範囲内
   で一致させる如くなしたパワーステアリング装置に対す
   るセンターリング機構を有する油圧半力装置