JPH0637065U - パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】トルクセンサ１５により検出した入力軸１１に
加えられた操舵トルクに基づいて電動モータ５０の回転
速度を制御し、電動モータ５０で駆動される油ポンプ４
０の圧油をサーボ弁１７で給排制御するパワーステアリ
ング装置において、トルクセンサ１５とサーボ弁１７の
装置全体を小型にして、周辺機器との干渉を防止すると
ともに、これらの車両へ搭載する組付作業が簡単に行え
るようにする。 【構成】 サーボ弁１７を入力軸１１と出力軸１２の相
対回転で圧油を制御するロータリーバルブタイプにする
とともに、トルクセンサ１５をサーボ弁１７を収納した
バルブハウジング９内に同軸に配置した。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本発明は、車両のハンドル操舵力を軽減するためのパワーステアリング装置、 特に動力源として電動モータで駆動される油ポンプを用いたパワーステアリング 装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

周知のように、パワーステアリング装置には油圧式と電気式があり、油圧式の 多くは、油ポンプがエンジンによって駆動される。しかし、この方式では、パワ ーアシストを必要としない直進走行時においても油ポンプが駆動されるので、エ ンジン馬力の損失が大きい問題がある。

【０００３】 そのため、油圧式パワーステアリング装置において、油ポンプを電動モータで 駆動する構成にし、ハンドルの操舵をトルクセンサで検出して、ハンドルが操舵 されていない直進走行状態では、電動モータを非駆動状態にして油ポンプを駆動 させず、ハンドルが操舵されるとトルクセンサで検出したハンドル操舵力の検出 信号に基づいて電動モータを回転制御して、油ポンプからアシストすべきトルク に応じて吐出した流量の油をサーボ弁を介してパワーステアリング装置に供給す るものが開発されている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、この電動ポンプ式の油圧式パワーステアリング装置において、ハン ドル軸に設けられたハンドル操舵力を検出するトルクセンサは、パワーシリンダ の両室への油の給排を制御するサーボ弁と、別々に配置されている。そのため、 これらの装置全体が大きくなり、車両に搭載する時に周辺機器と干渉するおそれ がある。また、ハンドル軸にトルクセンサとサーボ弁を別々に組付けるため、組 付作業の作業性が悪いという問題がある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本発明は、上述した問題を解決するためになされたもので、相対回転可能な入 力軸及び出力軸と、前記入力軸に加えられた操舵トルクを検出するトルクセンサ と、前記出力軸に形成したピニオン歯に噛合するラック歯を形成したラック軸上 に設けたパワーシリンダと、前記パワーシリンダの両室への油の給排を制御する サーボ弁と、前記サーボ弁の供給通路に圧油を吐出する油ポンプと、前記トルク センサの検出出力に応じた回転速度で前記油ポンプを駆動して圧油を吐出する電 動モータを備えたパワーステアリング装置において、前記サーボ弁を前記入力軸 と前記出力軸に設けた両バルブの相対回転に応じて前記パワーシリンダの両室へ の油の給排を制御するロータリーバルブタイプにするとともに、前記トルクセン サを前記サーボ弁を収納したハウジング内に同軸的に設けたことを特徴とするも のである。

【０００６】

【作用】

サーボ弁を入力軸と出力軸に設けた両バルブの相対回転により油の給排を制御 するロータリーバルブタイプにするともに、トルクセンサとサーボ弁を同じハウ ジング内に設けるようにしたので、サーボ弁とトルクセンサの装置全体が小型に なり、その設置スペースを削減することができる。

【０００７】

【実施例】

以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図１はパワーステアリング 装置の全体構成を示し、図２はサーボ弁とトルクセンサの断面を示したものであ る。図２において、１０はギヤハウジングで、このギヤハウジング１０にバルブ ハウジング９が固定されている。バルブハウジング９内には、入力軸１１と出力 軸１２が同一の軸線上にそれぞれ回転可能に収納され、これら入力軸１１と出力 軸１２はトーションバー１３を介して相対回転可能に連結されている。

【０００８】 前記入力軸１１にはインナバルブ１９が、また前記出力軸１２にはアウタバル ブ２０が設けられ、インナバルブ１９とアウタバルブ２０からサーボ弁１７を構 成している。サーボ弁１７は、いわゆるロータリーバルブタイプであり、操舵ハ ンドル１４（図１）から入力軸１１に与えられたハンドルトルクに応じて生じる 入力軸１１と出力軸１２の相対回転により、２つのシリンダポート２２，２３に 対して供給される供給ポート２１からの作動流体の給排を制御するように作動す る圧力制御機能と方向切替機能を有する弁である。

【０００９】 また、バルブハウジング９内の操舵ハンドル１４が連結された側に、操舵ハン ドル１４に加えられたハンドルトルクを検出するトルクセンサ１５が同軸的に設 置されている。トルクセンサ１５は、入力軸１１に設置されてピン６１により円 周方向の位相が決められた筒部６２と、アウタバルブ２０に対してピン６３によ り円周方向の位相が決められた筒部６４を有している。そして、筒部６２の一端 には円周上等間隔に複数の凹部を形成した切欠部６２ａが設けられ、かつ筒部６ ４の前記切欠部６２ａと重なる位置に円周上等間隔に複数の凹部を形成した切欠 部６４ａが設けられている。

【００１０】 また、バルブハウジング９の端面にはエンドストッパ６８を螺着して、エンド ストッパ６８とバルブハウジング９の間にコイル６６が配置してある。そして、 このコイル６６と、前記切欠部６２ａと切欠部６４ａからなるコア６５とで、差 動トランス６７を構成して、ハンドルトルクが付与されて筒部６２と筒部６４の 相対回転が生じると、その相対回転に伴って変化する切欠部６２ａと切欠部６４ ａのオーバラップ量によってコイル６６に発生する誘導起電力が変化し、その値 からハンドルトルクを検出する。また、コイル６６のバルブハウジング９内部側 にはリング部材６９を設け、このリング部材６９のバルブハウジング９とエンド ストッパ６８に接する面には、シール材としてＯリング６９ａ，６９ｂを配置し て、コイル６６に油が接触して故障が発生することを防止している。

【００１１】 前記出力軸１２の先端にはピニオン歯２５が形成され、このピニオン歯２５に はラック軸２７に形成したラック歯２６が噛合している。この噛合部は、前記ギ ヤハウジング１０に収納され、かつ前記ギヤハウジング１０は、ラック軸２７を 往復動可能に支持している。また、図１に示すように、ラック軸２７にはピスト ン３１が固定され、このピストン３１はギヤハウジング１０の一端に固定した円 筒形状のシリンダ３２の内周面を液密に移動し、これらピストン３１とシリンダ ３２からパワーシリンダ３０を構成している。パワーシリンダ３０内はピストン ３１によって左室と右室に区画され、これら左室と右室は前記シリンダポート２ ２，２３のそれぞれに連通している。

【００１２】 ４０は油ポンプで、この油ポンプ４０の回転軸は電動モータ５０によって回転 駆動され、電動モータ５０の回転数に比例した圧油を吐出する。この電動モータ ５０は、マイクロプロセッサからなるコントローラ６０により、前記トルクセン サ１５の出力信号に比例した回転速度で一方向に回転駆動される。 図３、図４に示すように、油ポンプ４０は、複数のプランジャ４１を半径方向 に配置して、回転軸４２の回転中心に対して偏心した位置に設けられた円筒形状 のロータ４２ａとの当接で、これらプランジャ４１を半径方向に往復運動させて ポンプ作用を行う公知構造のラジアルプランジャタイプのポンプである。この回 転軸４２は電動モータ５０の出力軸に結合している。４３は吸入口を示し、ホー ス４５を介して図略のリザーバと連通している。４４は吐出口を示し、金属管４ ６を介してサーボ弁１７の供給ポート２１と連通している。そしてリザーバから 吸入された油は、プランジャ４１の往復運動により圧力が生じ、吐出口４４から 供給ポート２１に導かれる。４７は吐出油に生じている脈動を低減するため設け たアキュムレータである。

【００１３】 油ポンプ４０および電動モータ５０は、これらの回転軸の軸線がラック軸２７ の軸線と平行となる位置で、ギヤハウジング１０に設けられた４箇所の取付座１ ０１に、取付部材５１によって固定されている。取付部材５１は、中間に弾性部 材５０３を配置した構成からなり、両端のおねじを油ポンプ４０のハウジングと 取付座１０１の貫通穴に挿入して突出した端部にナット５２を螺合することで、 油ポンプ４０および電動モータ５０をギヤハウジング１０と結合する。弾性部材 ５０３は、油ポンプ４０で発生する振動がギヤハウジング１０を介して車室内に 伝わることを防止する作用を有する。

【００１４】 上記した構成において、ハンドルが操舵されていない直進走行状態においては 、トルクセンサ１５の出力は０であり、この状態では、電動モータ５０は起動さ れず、油ポンプ４０は駆動されない。 ハンドルが操舵されると、トーションバー１３が捩じられ、入力軸１１と出力 軸１２が相対回転される。この両軸の相対回転によりサーボ弁１７が作動して、 供給ポート２１を一方のシリンダポートに連通し、他方のシリンダポートを排出 ポート２４に連通する。

【００１５】 また、ハンドルが操舵されて入力軸１１と出力軸１２が相対回転すると、トル クセンサ１５において、筒部６２と筒部６４が相対回動して、差動トランス６７ のコア６５である切欠部６２ａと切欠部６４ａのオーバラップ量が変化する。こ れにより、差動トランス６７のコイル６６に発生する誘導起電力が変化して、そ のハンドルトルクに応じて変化する検出値がコントローラ６０に入力される。コ ントローラ６０では、このトルクセンサ１５の出力信号に比例した回転速度で電 動モータ５０を回転制御する。この電動モータ５０の回転により油ポンプ４０が 駆動されて、電動モータ５０の回転速度に比例した流量の圧油を吐出し、サーボ 弁１７の供給ポート２１に供給する。

【００１６】 サーボ弁１７にて、供給ポート２１に導かれた圧油は一方のシリンダポート２ ２に分配され、パワーシリンダ３０の一方の室に供給される。このパワーシリン ダ３０に供給された圧油によってピストン３１が摺動し、所要のリンク機構を介 して操向車輪が操舵される。パワーシリンダ３０の他方の室の油はサーボ弁１７ の排出ポート２４よりタンクに排出される。

【００１７】 このように、本実施例において、サーボ弁１７を入力軸１１と出力軸１２に設 けたインナバルブ１９とアウタバルブ２０の相対回転によりパワーシリンダ３０ の両室への油の給排を制御するロータリーバルブタイプにするとともに、入力軸 １１に加えられた操舵トルクを検出するトルクセンサ１５をサーボ弁１７を収納 したバルブハウジング９内に同軸的に設けた構成からなるので、トルクセンサ１ ５とサーボ弁１７の装置全体が小さくなり、車両に搭載する時に周辺機器との干 渉を容易に避けることができる。また、トルクセンサ１５とサーボ弁１７を車両 に搭載する組付作業を簡単にすることができる。

【００１８】 なお、油ポンプ４０はラジアルプランジャタイプのポンプから構成されている が、例えばアキシャルプランジャポンプ、ベーンポンプ、ギヤポンプ等で構成し てもよいのはもちろんである。

【００１９】

【考案の効果】

以上述べたように本考案は、相対回転可能な入力軸及び出力軸と、前記入力軸 に加えられた操舵トルクを検出するトルクセンサと、前記出力軸に形成したピニ オン歯に噛合するラック歯を形成したラック軸上に設けたパワーシリンダと、前 記パワーシリンダの両室への油の給排を制御するサーボ弁と、前記サーボ弁の供 給通路に圧油を吐出する油ポンプと、前記トルクセンサの検出出力に応じた回転 速度で前記油ポンプを駆動して圧油を吐出する電動モータを備えたパワーステア リング装置において、前記サーボ弁を前記入力軸と前記出力軸に設けた両バルブ の相対回転に応じて前記パワーシリンダの両室への油の給排を制御するロータリ ーバルブタイプにするとともに、前記トルクセンサを前記サーボ弁を収納したハ ウジング内に同軸的に設けたことを特徴とするので、前記トルクセンサと前記サ ーボ弁が１つのハウジング内に配置されているため、装置全体が小さくなり、車 両に搭載する時に周辺機器との干渉を容易に避けることができる。また、前記ト ルクセンサと前記サーボ弁を車両に搭載する組付作業を、簡単に行うことができ る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示すパワーステアリング装置
の全体構成図である。

【図２】本考案の実施例を示すパワーステアリング装置
のバルブ部とトルクセンサ部の詳細断面図である。

【図３】本考案の実施例を示すパワーステアリング装置
のバルブ部とポンプ部の外形図である。

【図４】本考案の実施例を示すパワーステアリング装置
の図３のＡ矢視の一部断面図である。

【符号の説明】

９ バルブハウジング １１ 入力軸 １２ 出力軸 １３ トーションバー １５ トルクセンサ １７ サーボ弁 ３０ パワーシリンダ ４０ 油ポンプ ５０ 電動モータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 日比野 浩典 愛知県刈谷市朝日町１丁目１番地 豊田工 機株式会社内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 相対回転可能な入力軸及び出力軸と、前
   記入力軸に加えられた操舵トルクを検出するトルクセン
   サと、前記出力軸に形成したピニオン歯に噛合するラッ
   ク歯を形成したラック軸上に設けたパワーシリンダと、
   前記パワーシリンダの両室への油の給排を制御するサー
   ボ弁と、前記サーボ弁の供給通路に圧油を吐出する油ポ
   ンプと、前記トルクセンサの検出出力に応じた回転速度
   で前記油ポンプを駆動して圧油を吐出する電動モータを
   備えたパワーステアリング装置において、前記サーボ弁
   を前記入力軸と前記出力軸に設けた両バルブの相対回転
   に応じて前記パワーシリンダの両室への油の給排を制御
   するロータリーバルブタイプにするとともに、前記トル
   クセンサを前記サーボ弁を収納したハウジング内に同軸
   的に設けたことを特徴とするパワーステアリング装置。