JPS63145175A

JPS63145175A - 液圧式パワーステアリング装置の回転弁

Info

Publication number: JPS63145175A
Application number: JP62304700A
Authority: JP
Inventors: ディーター、エルザー; ルドルフ、シュール
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1986-12-06
Filing date: 1987-12-03
Publication date: 1988-06-17
Anticipated expiration: 2011-12-04
Also published as: JP2559777B2; DE3739848A1; DE3739848C2

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、自動車の液圧式パワーステアリング装置の回
転弁に関する。

〔従来の技術〕

パワーステアリング装置の場合、その都度作用する作動
圧力は舵取り棒にかかる反動ピストンによって舵取りハ
ンドルで感知できる。一般にその場合、反力は作動シリ
ンダにおける圧力に比例して上昇する。その結果生ずる
舵取り力は、ねじり棒の作用に抗して弾力的に相対回転
する二つの舵取り棒部分の回転力に加えられる。液圧反
力として自動車の走行速度に応じて発生される圧力も反
動ピストンに導かれるので、高速度の場合も良好な舵取
り感覚がｉ与られる。

かかる反作用装置を持ったパワーステアリング装置は例
えばヨーロッパ特許第０１５９６８７号明細書（その第
５図）で知られている。ブロック形ステアリング装置に
付属しているねじ付捧のヘッド部分には、同じ角度間隔
で四つの反動ピストンが案内されている。これらの反動
ピストンは鋼球を介して舵取り棒の屋根状切欠きにはま
り込んでいる。舵取りハンドルの回転運動の際、ピスト
ンに導入される走行速度に応じた圧力は鋼球を舵取り棒
の切欠きの中に押圧する。即ち運転者は、圧力調整にと
って必要な両方の回転弁部分の相対回転を引き起こすた
めに、大きな操作力を与えなければならない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、この公知の装置の場合、反作用装置は回
転弁の後に位置しているので、制御装置全体が大きな軸
方向構造長さを必要とする。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第２４３４６０４号公報
には、ラック形ステアリング装置と関連した別の液圧式
反作用装置が示されている。この装置において、反作用
ピストンとして弁ブツシュの孔内を案内され互いに１８
００ずらされた大きな二つの鋼球が設けられており、こ
れらの鋼球は同様に舵取り棒の屋根状切欠きにかみ合っ
ている。

鋼球は孔内における線接触により十分なシールができな
いので、比較的多量の漏洩流が生ずる。従って反作用圧
力の決定には問題がある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の液圧式パワーステアリング装置の回転弁は、回
転弁が回転スライダを取り囲む弁ブツシュから構成され
、回転スライダおよび弁ブツシュが制御ストローク内に
おいて弾性素子の作用に抗して相対回転でき、弁ブツシ
ュおよび回転スライダに互いに共同して作用する縦方向
の制御溝が加工され、回転スライダと弁ブツシュとの間
に半径方向に移動可能な反作用ピストンがあり、反作用
ピストンが転動体を介して屋根状傾斜面に接触し、反作
用ピストンに変更可能の圧力が作用するようになってい
る。

とくに、第３図に示すように反作用ピストン３６が回転
スライダ１２の半径方向孔３４の中に案内され、心出し
ばね３５によって付勢され、転動体４０を吸収するため
の屋根状傾斜面３８が弁ブツシュ１３に加工され、半径
方向孔３４が変更可能な圧力をわ案内する同心的な軸方
向孔４３に接続され、同心的な軸方向孔４３の中に反作
用圧を限定するカットオフ弁４４．４５がはめ込まれて
いることを特徴としている。

本発明の目的は、いわゆるカットオフ装置と組み合わさ
れた正確に応動する反作用装置を持った軸方向に短い構
造の回転弁を作ることにある。かかるカットオフ装置に
よって例えば駐車の際に液圧反作用力は最大値に限定さ
れる。

本発明に基づいて反作用ピストンは回転スライダの半径
方向孔の中に案内され、ばねによって付勢されている。

転動体に対する屋根状傾斜面は弁ブツシュに加工されて
いる。反作用ピストンを収容するための半径方向孔は、
変化する圧力を導く同心的な軸方向孔に接続され、この
軸方向孔は反作用力を限定するカットオフ弁を有してい
る。

〔実施例〕

第１図および第２図は、ラック１に対して作動シリンダ
２が平行に配置されているラック形パワーステアリング
装置を示している。ラック１および作動シリンダ２内を
移動できるサーボピストン３は、舵取り棒４に支持され
ているピニオン５にかみ合っている。このピニオン５は
ブツシュ６と一体に形成されている。舵取り棒４を貫通
する横棒７はブツシュ６の孔８に制御隙間を隔ててかみ
合っている。回転スライダ１２と弁ブツシュ１３とから
成る回転弁に対する弁ケーシング１１は、ステアリング
装置ケーシング１０に設置されている。回転スライダ１
２は溝１４を有し、この満１４の中には舵取り棒４のキ
ー１５が十字溝形継手の形で隙間なしにかみ合っている
。同様にして弁ブツシュ１３にある突起１６はブツシュ
６の切欠き１７に隙間なしにかみ合っている。このよう
にして整合誤差を補償して回転弁の十字溝形接続が行わ
れる。弁ケーシング１１は高圧ポンプ２０に対する入口
接続口１８、二つの作動シリンダ接続口２１．２１Ａ、
および戻り接続口２３を有している。作動シリンダ接続
口２１．２１Ａは圧力室２４．２４Ａに接続されている
。作動ピストン３は舵取り運動をラック１と逆向きに支
援する。

第３図および第４図から、入口接続口１８が環状溝２６
を介して例えば弁ブツシュ１３の軸方向人口制御溝２７
に接続されていることが分かる。

入口制御溝２７は公知のように回転スライダ１２におけ
る軸方向制御溝２８，２８Ａと共同して作用する。これ
らの制御溝２８．２８Ａは図面では見えない通路を介し
て作動シリンダ接続口２１゜２１Ａ（第１図参照）の環
状溝３０．３０Ａに接続できる。更に弁ブツシュ１３に
例えば軸方向制御溝２５が設けられており、これは回転
スライダ１２における傾斜溝３１を介して戻り室３２に
接続できる。戻り室３２は環状溝３３を介して戻り接続
口２３に接続されている。なお、理解を容易にするため
に、回転弁において全部で３回繰り返される制御溝系統
のうちの一つだけに符号が付けられている。

星形に配置された半径方向孔３４の中に、心出しばね３
５で付勢された反作用ピストン３６が配置されている。

反作用ピストン３６は円錐状の凹所３７を有している。

対向して位置する弁ブツシュ１３の戻り溝２５には、半
径によって互いに接続された屋根状の傾斜面３８が加工
されている。

そのように形成された両方の傾斜面形状の間には、転動
体４０が設けられている。この場合６出しばね３５の力
は、回転弁１２．１３が中立位置において中心に位置す
るように作用する。人口側８　？Ｍ２７に常に接続され
絞り４１を有する人口孔４２は、同心的な軸方向孔４３
を介して半径方向孔３４に接続されている。心出しばね
３５および人口圧によって反作用ピストン３６に与えら
れる半径方向力は、これによって舵取りの際に、転動体
４０および傾斜面形状によって回転スライダ１２に作用
する円周力に変換される。作動シリンダ２において必要
とされる作動圧力に左右される半径方向孔３４に導入さ
れるポンプ圧の大きさに応じて、回転スライダ１２には
復帰トルクが発生される。従って運転者は、半径方向孔
３４に作用する反作用圧および心出しばね３５の力に打
ち勝つために、高い圧力を形成するために舵取り棒４を
トｕ応じて大きく回転しなければならない。例えば駐車
の際における大きな舵取り力において反作用圧を最大値
に限定するために、同心的な軸方向孔４３は小さなピス
トン４５を持ったカットオフ弁４４が圧入して設けられ
ている。ピストン４５は反作用圧によって最大カットオ
フ圧を決定するばね４６の力に抗して移動できる。その
場合反力が再びカットオフ圧以下低下するまで、制御面
４７は圧油の一部を戻り室３２に溢流する。

第５図の実施例において、同心的な軸方向孔４３は、ば
ね４８で付勢されたピストン５０を有し、これは電磁石
５２のプランジャ５１に接している。電磁石５２は簡単
に接近可能にケーシングカバー４９にはめ込まれている
。ピストン５０は環状溝５３を有し、これは流路５４を
介して戻り室３２に接続されている。電磁石５２の励磁
電流に応じてピストン５０が左側に移動して、環状溝５
３は人口孔４２の環状溝５５に接続する。これによって
半径方向孔３４内における反作用圧は減少し、舵取り棒
で感知し得る復帰トルクは小さくなる。このことは、例
えば大きな実負荷およびゆっくりした速度の場合に有利
である。この場合反作用圧を限定するために、ピストン
５０にカットオフ弁４４を設けると良い。反作用圧の電
子制御によって、第６図に相応した可変の特性曲線が得
られる。限界曲線ＹとＺとの間において、ピストン５０
の位置および回転弁の調整位置に相応してその都度の運
転状態に任意に合わせられた特性曲線が形成される。特
性曲線Ｙは駐車の際における垂直に増加する作動圧力を
示し、その場合舵取りハンドルにおける操作力は非常に
小さい。その場合、電磁石５２はピストン５０を満５３
が完全に開かれるまで左側に変位する。

特性曲線Ｚの上向きに折れ曲がった経過は、走行の際に
カットオフ弁４４Ａが所定の操作力から開き、その操作
力をそれ以上増加しないことを示している。

〔発明の効果〕

この装置によれば次のような利点が得られる。

即ち反作用装置およびカットオフ弁が回転弁の内部に収
容されているので、制御装置全体が短い構造長さとなる
。この場合反作用ピストンを外側に押圧するばねは、中
立位置において両方の回転弁部分を正確に心出しする働
きをする。これによって高価なねじり棒およびそのため
に必要な長い軸方向構造体の長さが省略できる。

本発明の実施態様において、弁ブツシュに設けられる心
出し用の屋根状傾斜面は戻り制御溝に加工されている。

これは、傾斜面が制御棒と一緒に一つの工具の切削加工
によって正確に加工できるという利点がある。

液圧反作用を変更するために、回転スライダの同心的な
軸方向孔に、電磁石によって調整可能で戻り流路を制御
するピストンが設けられている。

この電磁石は、種々の運転状態量、例えば速度および積
載量、を処理して制御信号に変換する電子制御装置を介
して作動される。この場合調整可能なピストンにカット
オフ弁が一体にされていると有利である。

電磁石はケーシングカバーの中に点検し易く防護して収
容されている。

本発明の別の実施態様において、反作用ピストンの半径
方向孔に接続されている軸方向孔に、絞りを持った人口
孔が接続されている。この絞りによって流れ損失は小さ
くされ、良好な減衰作用が得られる。

回転弁がステアリング伝動装置から分離されたケーシン
グ内に収容されているので、既存のステアリング装置ケ
ーシングに追加してフランジ接続することもできる。

回転弁とステアリング伝動装置とのねじり接続は、目的
に応じて十字溝形継手によって行われる。

この継手によって整合誤差が補償できる。

本発明は請求の範囲に記載の手段に限定されるものでは
ない。当該技術者によって目的に応じて請求の範囲の個
々の手段を有効に組み合わせることかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明において使用されるラック形パワーステ
アリング装置の一部断面図、第２図は第１図における■−■線に沿った縮小断面図、第３図は回転弁の拡大断面図、第４図は第３図におけるＴＶ−ＴＶ線に沿っゲ回転弁の
縮小断面図、第５図は回転弁の異なった実施例の断面図、第６図は第
５図における回転弁で得られる作動圧力と操作力との関
係を示す特性曲線図である。１・・・ラック、２・・・作動シリンダ、３・・・サー
ボピストン、４・・・舵取り棒、５・・・ピニオン、６
・・・ブツシュ、７・・・横棒、８・・・孔、１０・・
・ステアリング装置ケーシング、１１・・・弁ケーシン
グ、１２・・・回転スライダ、１３・・・弁ブツシュ、
１４・・・溝、１５・・・キー、１６・・・突起、１７
・・・切欠き、１８・・・入口接続口、２０・・・高圧
ポンプ、２１，２１Ａ・・・作動シリンダ接続口、２３
・・・戻り接続口、２４．２４Ａ・・・圧力室、２５・
・・戻り制御溝、２６・・・環状溝、２７・・・入口制
御溝、２８．２８Ａ・・・制御溝、３０゜３０Ａ・・・
環状溝、３１・・・孔、３２・・・戻り室、３３・・・
環状溝、３４・・・半径方向孔、３５・・・心出しばね
、３６・・・反作用ピストン、３７・・・円錐状凹所、
３８・・・屋番艮状傾斜面、４０・・・転動体、４１・
・・絞り、４２・・・人口、孔、４３・・・同心的な軸
方向孔、４４゜４４Ａ・・・カットオフ弁、４５・・・
ピストン、４６・・・ばね、４７・・・制御面、４８・
・・ばね、４つ・・・ケーシングカバー、５０・・・ピ
ストン、５１・・・プランジャ、５２・・・電磁石、５
３・・・環状溝、５４・・・流路、５５・・・環状溝。

Claims

【特許請求の範囲】１、回転弁が回転スライダを取り囲む弁ブッシュから構
成され、回転スライダおよび弁ブッシュが制御ストロー
ク内において弾性素子の作用に抗して相対回転でき、弁
ブッシュおよび回転スライダに互いに共同して作用する
縦方向の制御溝が加工され、回転スライダと弁ブッシュ
との間に半径方向に移動可能な反作用ピストンがあり、
反作用ピストンが転動体を介して屋根状傾斜面に接触し
、反作用ピストンに変更可能の圧力が作用するような液
圧式パワーステアリング装置の回転弁において、反作用ピストン（３６）が回転スライダ（１２）の半径
方向孔（３４）の中に案内され、心出しばね（３５）に
よって付勢され、転動体（４０）を吸収するための屋根
状傾斜面（３８）が弁ブッシュ（１３）に加工され、半
径方向孔（３４）が変更可能な圧力を案内する同心的な
軸方向孔（４３）に接続され、同心的な軸方向孔（４３
）の中に反作用圧を限定するカットオフ弁（４４、４５
）がはめ込まれていることを特徴とする液圧式パワース
テアリング装置の回転弁。２、屋根状傾斜面（３８）が弁ブッシュ（１３）の戻り制御溝（２５）に加工されていることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の回転弁。３、回転スライダ（１２）の同心的な軸方向孔（４３）
にかかる液圧反作用力を変更するために、電磁石（５２
）によって調整可能で戻り流路（５３）を制御するピス
トン（５０）が設けられていることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の回転弁。４、調整可能なピストン（５０）がカットオフ弁（４５
）を有していることを特徴とする特許請求の範囲第３項
記載の回転弁。５、電磁石（５２）がピストン（５０）に対して同心的
にケーシングカバー（４９）の中に設けられていること
を特徴とする特許請求の範囲第３項記載の回転弁。６、回転スライダ（１２）内において、同心的な軸方向
孔（４３）に接続されている入口孔（４２）が絞り（４
１）を有していることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の回転弁。７、回転弁が別個の弁ケーシング（１１）においてステ
アリング装置ケーシング（１０）にフランジ接続されて
いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の回転
弁。８、回転スライダ（１２）が十字溝形継手（溝１４とキー１５）を介して舵取り棒（４）に接続さ
れ、弁ブッシュ（１３）が別の十字溝形継手（爪１６と
切欠き１７）を介してラック形ステアリング装置の駆動
ピニオン（５）に接続されていることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の回転弁。