JPH059313B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ 発明の目的 (1) 産業上の利用分野 本発明は、車両のパワーステアリング装置、特
にポンプ室を備えるポンプケーシングに、該ポン
プ室内に収容されるポンプロータを連結した回転
軸を回転自在に支承し、前記ポンプ室の吸入側を
油タンクに、またその吐出側を、ステアリングハ
ンドルをパワーアシストし得るパワーシリンダに
それぞれ接続した形式の装置に関する。

(2) 従来の技術 従来、上記形式のパワーステアリング装置にお
いて、油圧ポンプの容量は、エンジンがアイドリ
ング状態にある時のポンプ作動時に、パワーシリ
ンダに充分な量の圧油を供給し得るように設定さ
れている。このため、パワーアシストを特に必要
としない高速走行時や直進走行時には、油圧ポン
プが必要以上に多くの圧油を吐出するようにな
り、そのポンピングロスのためにエンジンの動力
が無駄に消費されることになる。

そこでパワーアシストを必要とする場合にの
み、又はその必要量に応じて油圧ポンプを作動さ
せるために、例えば(a)ポンプと駆動プーリとの間
にクラツチや変速機を設けて制御するもの、(b)ポ
ンプを電動モータで駆動して吐出量を制御するも
の、(c)容量の異なる大小２つのポンプを使い分け
るもの、(d)可変容量ポンプを用いるもの等が既に
提案されている。

(3) 発明が解決しようとする課題 ところが上記(a)〜(c)のものは、従来用いられて
きたポンプ構造を大幅に変更するものであり、コ
スト高になると共に重量大となり、また上記(d)の
ものについては、ポンプ内のフリクシヨンロスの
低減をそれ程期待できない。

またポンピングロスを軽減するために、例えば
実公昭58−14144号公報に開示されるように、ポ
ンプケーシング内に、ポンプ室の内側壁を構成し
てポンプロータに摺接する可動隔壁部材を設け、
この可動隔壁部材をオンプロータ側に直接押付け
るバネと、そのバネの押付力に抗して該部材をポ
ンプロータより離間し得るソレノイドとを有する
電磁アクチユエータによつて該隔壁部材を直接駆
動するようにし、そのアクチユエータの励磁に可
動隔壁部材とポンプロータ間に、ポンプ室の吐出
側から吸入側へ吐出油を漏洩させる比較的大きな
クリアランスを形成できるようにしたものが提案
されているが、このものでは、ポンプの高い吐出
圧に抵抗し得るだけの弾発力の大きなバネと、そ
の大きな弾発力に抗して上記隔壁部材を駆動する
強力なソレノイドとを必要とするため、電磁アク
チユエータ自身が全体として大型化且つ大容量と
なり、しかも斯かる大型の電子アクチユエータを
上記隔壁部材に近接して設置する必要があるた
め、その設置場所が限定され、設計の自由度が狭
まる等の問題がある。

本発明は、上記従来装置の問題を全て解決し得
る、車両のパワーステアリング装置を提供するこ
とを目的とする。

Ｂ 発明の構成 (1) 課題を解決するための手段 上記目的を達成するために本発明は、ポンプ室
を備えるポンプケーシングに、該ポンプ室内に収
容されるポンプロータを連結した回転軸を回転自
在に支承し、前記ポンプ室の吸入側を油タンク
に、またその吐出側を、ステアリングハンドルを
パワーアシストし得るパワーシリンダにそれぞれ
接続してなる、車両のパワーステアリング装置に
おいて、前記ポンプケーシング内には、前記ポン
プ室の吸入側と吐出側とに亘り該ポンプ室の内側
壁を構成して前記ポンプロータに摺接する可動隔
壁部材が前記回転軸に沿つて摺動可能に設けられ
ると共に、油圧導入時に該可動隔壁部材にポンプ
室側へのスラストを作用させるべく該可動隔壁部
材に隣接する油圧室が画成され、その油圧室に
は、前記ポンプ室の吐出側が常に連通されると共
に、同ポンプ室の吸入側が、前記パワーシリンダ
によるパワーアシスト量を軽減すべき時を検出す
る検出器の検出信号に応じて開弁作動する電磁切
換弁を介して接続されたことを特徴とする。

(2) 作用 パワーアシスト量を軽減すべき時には、検出器
の検出信号に応動する電磁切換弁の開弁に伴い上
記油圧室がポンプ室の吸入側に連通されるので、
可動隔壁部材のポンプロータ側へのサイドスラス
トが減少して該部材とポンプロータ間のクリアラ
ンスが増大し、これによりポンプ室の吐出側から
吸入側への漏洩量を多くしてポンピングロス、延
いてはフリクシヨンロスが軽減される。

またパワーアシストを必要とする時には、電磁
切換弁が閉弁保持されて上記油圧室がポンプ室の
吐出側に連通されるので、可動隔壁部材のポンプ
ロータ側へのサイドスラストが増大して該部材と
ポンプロータ間のクリアランスが減少し、これに
よりポンプ室の吐出側から吸入側への漏洩が極力
抑えられ、油圧ポンプの吐出効率が向上する。

(3) 実施例 以下、図面により本発明の実施例について説明
すると、先ず本発明の第１実施例を示す第１図に
おいて、車両に搭載されたエンジンＥにより油圧
ポンプＰ１が駆動され、この油圧ポンプＰ１から
の吐出油はギヤボツクスＢに導かれる。ギヤボツ
クスＢ内にはステアリングハンドルＨの旋回操作
により位置を切換えられる切換弁（図示せず）が
内蔵されており、前記吐出油は切換弁によりパワ
ーシリンダ（図示せず）の左右の油圧室の切換、
供給される。これにより、車両の舵取り操作が助
けられる。また、ステアリングハンドルＨを直進
位置に保つときには前記切換弁は中立位置にあ
り、油圧ポンプＰ１からの圧油は油タンクＴに戻
される。

油圧ポンプＰ１はギヤポンプであり、ポンプケ
ーシング１内に画成されたポンプ室２には、ポン
プロータとしての一対の相互に噛合するギヤ３が
回転自在に収納される。また、両ギヤ３の噛合離
脱側でポンプ室２に臨む吸入口４がポンプケーシ
ング１に設けられ、この吸入口４に連通すべくポ
ンプケーシング１に設けられた吸入接続管５に
は、油タンクＴに連通する吸入管路６が接続され
る。さらに両ギヤ３の噛合開始側でポンプ室２に
臨む吐出口７と、その吐出口７に連通する吐出油
路８と、吐出油路８に連通する吐出接続管９とが
ポンプケーシング１に設けられる。吐出接続管９
には、吐出管路１０が接続され、この吐出管路１
０はギヤボツクスＢ内の前記切換弁に接続され
る。

吐出油路８の途中から戻り油路１１が分岐され
ており、この戻り油路１１と、吸入口４に連通す
る戻り油路１２との間に流量制御弁Vcが介装さ
れる。この流量制御弁Vcはスプール弁であり、
ポンプケーシング１に穿設された摺動孔１３内に
スプール弁体１４が摺動自在に摺合されて成る。
摺動孔１３の左端は前記戻り油路１１に偏心して
連通し、摺動孔１３の右端とスプール弁体１４と
の間にはばね室１５が画成される。ばね室１５に
はスプール弁体１４を左側に付勢するばね１６が
収容される。また吸入口４に連通する戻り油路１
２は摺動孔１３の途中の内側面に開口し、スプー
ル弁体１４には環状溝１７が設けられる。

この流量制御弁Vcにおいては、戻り油路１１
から流入する吐出油圧がスプール弁体１４の左端
に作用し、この吐出油圧によるスプール弁体１４
の右動力がばね１６による左動力よりも小さいと
きには、両戻り油路１１，１２間がスプール弁体
１４で図示のように遮断される。また吐出油圧に
よるスプール弁体１４の右動力が、ばね１６によ
る左動力に打ち勝つと、スプール弁体１４が右動
して両戻り油路１１，１２が連通される。したが
つて、吐出油路８の吐出圧がばね１６のセツト荷
重で定まる一定値以上とならないように、圧油吐
出量が制御される。

第２図を併せて参照して、ポンプ室２内におけ
る両ギヤ３の回転軸線に沿う一方側で、ポンプ室
２の内側壁は、前記回転軸線に沿つて移動自在に
ポンプケーシング１に摺動自在に嵌合された、可
動隔壁部材としての一対のプランジヤ１８ａ，１
８ｂの一端面により構成される。これらのプラン
ジヤ１８ａ，１８ｂは、両ギヤ３の側面に摺接す
るように該ギヤ３にそれぞれ対応して配設されて
おり、両ギヤ３にそれぞれ一体的に設けられた回
転軸１９ａ，１９ｂは、ポンプケーシング１で軸
受部材２０を介して支承されるとともに、各プラ
ンジヤ１８ａ，１８ｂ内で軸受部材２１ａ，２１
ｂによつてそれぞれ支承される。しかも両回転軸
１９ａ，１９ｂは、各プランジヤ１８ａ，１８ｂ
を同心に貫通し、そのプラジヤ１８ａ，１８ｂか
ら突出した部分でシール部材２２によつてシール
される。しかも一方の回転軸１９ａはシール部材
２２からさらに外方に突出され、この回転軸１９
ａの突出端部にはプーリ２３が固定される。この
プーリ２３と、エンジンＥのクランク軸に固定さ
れたプーリ２４とには無端状ベルト２５が巻きか
けており、エンジンＥの作動に応じて両ギヤ３が
回転せしめられる。

ポンプ室２とは反対側で、ポンプケーシング１
と両プランジヤ１８ａ，１８ｂの他端とによつて
油圧室２６が画成される。この油圧室２６で両プ
ランジヤ１８ａ，１８ｂの他端には、両プランジ
ヤ１８ａ，１８ｂ間をシールしかつ両プランジヤ
１８ａ，１８ｂを一体的に保持するためのゴム製
キヤツプ２７が嵌着され、このキヤツプ２７に油
圧室２６の油圧が作用する。また油圧室２６に連
通する油路２８がオリフイス６２を介して吐出通
路８の途中に連通されており、油圧室２６には吐
出通路８の吐出油圧が作用する。このような構造
によれば、吐出油圧に応じて油圧ポンプＰ１のサ
イドクリアランスを適正に制御してフリクシヨン
ロスを低減することができるが、現実には設計的
なマージンも含めて、プランジヤ１８ａ，１８ｂ
が両ギヤ３の側面に軽く押し付けられることにな
る。

そこで、パワーアシスト量を軽減すべきときに
は、油圧室２６を吸入口４に連通して油圧室２６
の圧力を解放し、フリクシヨンロスを低減するた
めに、油路２８の途中と、吸入口４とが電磁切換
弁Vsを介して接続される。

電磁切換弁Vsは、吸入口４に連通した戻り油
路１２の軸線延長線上でポンプケーシング１に装
着される。この電磁切換弁Vsは、油路２８の途
中を遮断することなく横切つて配置された弁孔２
９および該弁孔２９に通じる通路３０を備える通
路部材３１と、該通路部材３１に嵌着される弁座
部材３２と、弁座部材３２に近接離反変位して弁
孔２９を開閉する円筒弁体３３と、弁体３３を閉
弁方向に付勢するばね３４と、励磁時にばね３４
のばね力に抗して前記弁体３３を開弁作動するソ
レノイド３５とを含む。

通路部材３１は、ケーシング本体１に螺着され
る大径部３１ａと、段部３１ｃを介して大径部３
１ａに連なる小径部３１ｂとを有し、大径部３１
ａには、スプール弁体１４の環状溝１７を介して
戻り油路１２に常時連通する通路３０が穿設さ
れ、小径部３１ｂにはその側部に開口する弁孔２
９が穿設される。また弁座部材３２は前記段部３
１ｃに嵌着される。小径部３１ｂには弁体３３が
移動自在に嵌合されており、弁体３３が弁座部材
３２に着座したときには弁孔２９が閉じられ、弁
体３３が弁座部材３２から離反変位したときの弁
孔２９が開放される。また通路部材３１の周囲に
は油路２８に連通した油路３６が穿設されてお
り、弁体３３が開弁作動したときに油路３６は弁
孔２９に連通する。

パワーアシスト量を軽減すべきときを検出する
ために、エンジンＥに付設された変速機３７には
検出器としての車速センサ３８が設置され、ステ
アリングシヤフト４０には検出器としての舵角セ
ンサ３９が設置される。両センサ３８，３９から
の信号はマイクロコンピユータなどの処理装置４
１に入力されており、処理装置４１は、車速が設
定値以上かつ舵角が設定値以下であるとき、ある
いはそれらが単独に成立するときに、増幅器４２
を介して電磁切換弁Vsのソレノイド３５を励磁
する。

次にこの実施例の作用について説明すると、パ
ワーアシストを必要とするとき、すなわち、車速
が設定値未満でかつ舵角が設定値を超えるとき、
あるいはそれらが単独に成立するときには、電磁
切換弁Vsのソレノイド３５が消磁されており、
弁体３３は弁座部材３２に着座して弁孔２９を閉
鎖する。したがつて、油圧室２６には吐出油路８
からの吐出油圧が作用しており、プランジヤ１８
ａ，１８ｂはポンプ室２内の圧力と前記圧力室２
６の圧力との差圧に応じてギヤ３の側面に押付け
られる。これにより、油圧ポンプＰ１の吐出効率
が向上する。

車両の高速直進走行時などのようにパワーアシ
スト量を軽減すべきときには、ソレノイド３５が
励磁され、弁体３３が弁座部材３２から離反して
弁孔２９が開放される。これにより、油圧室２６
が、油路２８，３６、弁孔２９、通路３０、環状
溝１７および戻り油路１２を介して吸入口４に連
通されるので、油圧室２６の油圧が低減し、プラ
ンジヤ１８ａ，１８ｂはギヤ３の側面とのクリア
ランスを比較的大にするように移動する。この
際、オリフイス６２の働きにより吐出油路８の圧
力の急激な低下が防止される。このようにしてフ
リクシヨンロスが低減し、エンジンＥの消費動力
が低減される。たとえば本発明者が実験した結果
によると、油圧ポンプＰ１の回転数が4000rpmの
ときサイドクリアランスを約1.2mm程度とするこ
とにより油圧ポンプＰ１の動力消費を約75％低減
することができた。

第３図は本発明の第２実施例を示すものであ
り、前述の第１実施例に対応する部分には同一の
参照符を付す。この油圧ポンプＰ２はベーンポン
プであり、プツシング側板４３と、可動隔壁部材
としてのプレツシヤプレート４４と、カムリング
４５とによつてポンプ室４６が画成され、このポ
ンプ室４６内には、一端面をプレツシヤプレート
４４前面に摺接させるポンプロータ４７が回転自
在に収納され、このポンプロータ４７は、その半
径方向に移動自在に複数のベーン４８を保持して
いる。ポンプロータ４７とスプライン結合された
回転軸４９はブツシング側板４３を貫通し、軸受
５０，５１を介してポンプケーシング５６に回転
自在に支承され、そのポンプケーシング５６から
の突出端部にはエンジンＥからの駆動力を伝達す
るためのプーリ２３が固定される。また回転軸４
９とポンプケーシング５６との間には、両軸受５
０，５１間でシール部材５２が介装される。

プレツシヤプレート４４、回転軸４９の軸方向
に沿つて移動可能にポンプケーシング５６に摺合
されており、ポンプ室４６と反対側でポンプケー
シング５６に固定された端板５３とプレツシヤプ
レート４４との間に油圧室５４が画成され、この
油圧室５４にはプレツシヤプレート４４をロータ
４７側に付勢するばね５５が収納される。またプ
レツシヤプレート４４には、吐出口５７および吸
入口５８が穿設されており、ポンプケーシング５
６に穿設された吐出油路５９および吸入油路６０
は、吐出口５７および吸入口５８にそれぞれ連通
される。さらに、油圧室５４と吐出口５７とを連
通するオリフイス６１がプレツシヤプレート４４
に穿設される。

ポンプケーシング５６には油圧室５４に連通す
る油路６２が穿設されており、この油路６２と吸
入油路６０とは電磁切換弁Vsを介して接続され
る。

この第２実施例の作用について説明すると、パ
ワーアシストを必要とするときは、電磁切換弁
Vsを閉じており、油圧室５４には吐出口５７か
らオリフイス６１を介して吐出油圧が作用するの
でプレツシヤプレート４４は、ばね５５のばね力
および吐出油圧によりロータ４７およびカムリン
グ４５側に押圧され、油圧ポンプＰ２は優れた吐
出効率で圧油を吐出する。またパアーアシスト量
を軽減するときには、電磁切換弁Vsが開いて油
圧室５４の圧油が低減されるので、プレツシヤプ
レート４４はその低減した油圧およびばね５５の
ばね力による右動力とポンプ室４６の油圧による
左動力とがバランスする位置に変位し、ロータ４
７およびカムリング４５とのサイドクリアランス
が比較的大になり、フリクシヨンロスが低減され
る。これにより、油圧ポンプＰ２の消費動力をた
とえば８５％低減することができる。

本発明の他の実施例として、前記第２実施例に
おけるブツシング側板４３をもプレツシヤプレー
トとして軸方向移動可能とすることもできる。

Ｃ 発明の効果 以上のように本発明によれば、ポンプケーシン
グ内には、前記ポンプ室の吸入側と吐出側とに亘
り該ポンプ室の内側壁を構成して前記ポンプロー
タに摺接する可動隔壁部材が前記回転軸に沿つて
摺動可能に設けられると共に、油圧導入時に該可
動隔壁部材をポンプ室側へのスラストを作用させ
るべく該可動隔壁部材に隣接する油圧室が画成さ
れ、その油圧室には、前記ポンプ室の吐出側が常
に連通されると共に、同ポンプ室の吸入側が、前
記パワーシリンダによるパアーアシスト量を軽減
すべき時を検出する検出器の検出信号に応じて開
弁作動する電磁切換弁を介して接続されるので、
パワーアシスト量を軽減すべき時には、検出器の
検出信号に応動する電磁切換弁の開弁に伴い上記
油圧室がポンプ室に吸入側に連通されることによ
り、可動隔壁部材のポンプロータ側へのサイドス
ラストが減少して該部材とポンプロータ間のクリ
アランスが増大し、これによりポンプ室の吐出側
から吸入側への漏洩量を多くしてポンピングロ
ス、延いてはフリクシヨンロスを軽減することが
できるから、油圧ポンプの動力消費量の節減に寄
与することができる。またパアーアシストを必要
とする時には、電磁切換弁が閉弁保持されて上記
油圧室がポンプ室の吐出側に連通されることによ
り、可動隔壁部材のポンプロータ側へのサイドス
ラストが増大して該部材としてポンプロータ間の
クリアランスが減少し、これによりポンプ室の吐
出側から吸入側への漏洩が極力抑えられるから、
押圧ポンプの吐出効率向上に寄与することができ
る。

また特に本発明装置では、油圧ポンプの比較的
大きな吐出圧を、可動隔壁部材に加えるべきポン
プロータ側への駆動力の全部又は一部とし直接利
用することができるから、その駆動力発生手段と
して、強力なバネやソレノイドを有する電磁アク
チユエータを該隔壁部材に近接して特別に設ける
必要はないし、該隔壁部材の駆動に専用の油圧源
を特別に用意する必要もない。しかも上記電磁切
換弁は、可動隔壁部材の油圧室とポンプ室吸入側
との間の連絡油路の単なる開閉機能を果たすに過
ぎないから、該弁を駆動する電磁アクチユエータ
の小型・小容量化を図ることができて、ポンプケ
ーシング内に容易に組み込むことができ、従つ
て、前述の如く可動隔壁部材の駆動に専用の油圧
源を用意する必要がない効果と相俟つて、装置の
コストダウンに寄与することができ、しかも比較
的小さな電磁切換弁を該連絡油路の何処にでも設
置することができるから、それだけ設計の自由度
が大きくなる。更に本発明装置では、フリクシヨ
ンロス軽減のために、ポンプ駆動系を特別に断接
したり或いは油圧ポンプ自身の吐出容量を特別に
制御したりする必要はないから、それだけポンプ
構造やポンプ駆動系の構造が簡素化される。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の第１実施例を示
すものであり、第１図は縦断側面図、第２図は第
１図の−線断面図、第３図は本発明の第２実
施例の縦断側面図である。 １，５６……ポンプケーシング、２，４６……
ポンプ室、３，４７……ポンプロータ、１８ａ，
１８ｂ……可動隔壁部材としてのプランジヤ、１
９ａ，１９ｂ，４９……回転軸、２６，５４……
油圧室、３８……検出器としての車速センサ、３
９……検出器としての舵角センサ、４４……可動
隔壁部材としてのプレツシヤプレート、Ｐ１，Ｐ
２……油圧ポンプ、Vs……電磁切換弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ポンプ室２，４６を備えるポンプケーシング
   １，５６に、該ポンプ室２，４６内に収容される
   ポンプロータ３，４７を連結した回転軸１９ａ，
   １９ｂ，４９を回転自在に支承し、前記ポンプ室
   ２，４６の吸入側を油タンクＴに、またその吐出
   側を、ステアリングハンドルＨをパワーアシスト
   し得るパワーシリンダにそれぞれ接続してなる、
   車両のパワーステアリング装置において、前記ポ
   ンプケーシング１，５６内には、前記ポンプ室
   ２，４６の吸入側と吐出側とに亘り該ポンプ室
   ２，４６の内側壁を構成して前記ポンプロータ
   ３，４７に摺接する可動隔壁部材１８ａ，１８
   ｂ，４４が前記回転軸１９ａ，１９ｂ，４９に沿
   つて摺動可能に設けられると共に、油圧導入時に
   該可動隔壁部材１８ａ，１８ｂ，４４にポンプ室
   ２，４６側へのスラストを作用させるべく該可動
   隔壁部材１８ａ，１８ｂ，４４に隣接する油圧室
   ２６，５４が画成され、その油圧室２６，５４に
   は、前記ポンプ室２，４６の吐出側が常に連通さ
   れると共に、同ポンプ室２，４６の吸入側が、前
   記パワーシリンダによるパワーアシスト量を軽減
   すべき時を検出する検出器３８，３９の検出信号
   に応じて開弁作動する電磁切換弁Vsを介して接
   続されたことを特徴とする、車両のパワーステア
   リング装置。