JPH0637066U - パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】パワーシリンダ３０の高圧側のシリンダ室と供
給通路の差圧を差圧検出器６０で検出し、その差圧に基
づいて油ポンプ４０を駆動する電動モータ５０を制御し
て、ハンドル操舵のみ油ポンプ４０を作動するパワース
テアリング装置において、サーボ弁１７と差圧検出器６
０を結ぶ通路の設置スペースを削減するとともに、サー
ボ弁１７と差圧検出器６０を車両に容易に搭載すること
ができるようにする。 【構成】サーボ弁１７を収納したバルブハウジング９
に、差圧検出器６０を結合固定するように構成して、サ
ーボ弁１７と差圧検出器６０を結ぶ通路をハウジング内
に形成するとともに、バルブハウジング９と差圧検出器
６０を一体にした状態で車体に搭載するようにした。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、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で、油ポンプを電動モータで駆動す る構成において、パワーシリンダの両室と供給通路の油圧の差を検出する差圧検 出器を設置したものが知られている。これは、油ポンプが駆動されて油が吐出さ れると、その圧油はアキュムレータに蓄圧されるとともに、サーボ弁と差圧検出 器に供給される。そして、ハンドルが操舵されていない直進走行時では、サーボ 弁の入力軸と出力軸の相対回転がなく中立状態で、供給通路はパワーシリンダの 両室と連通されず閉止状態にあるため、供給通路の油圧が上昇して、差圧検出器 で検知するパワーシリンダの両室と供給通路の油圧の圧力差が設定値以上になる と、電動モータを非駆動状態にして油ポンプを停止する。

【０００４】 また、ハンドルを操舵すると、サーボ弁の入力軸と出力軸の相対回転が生じ、 パワーシリンダのアシストすべき方向のシリンダ室と供給通路が連通される。そ して、アキュムレータに蓄圧されていた圧油がそのアシストすべき方向のシリン ダ室に分配され、そのシリンダ室の圧力が上昇して、ハンドル操舵力をアシスト する。差圧検出器で検出されるシリンダ室と供給通路の油圧の差が設定値以下に なると、電動モータを駆動して油ポンプから圧油を吐出し、アキュムレータを蓄 圧する作動をするものである。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、この差圧検出器を付属した電動ポンプ式の油圧式パワーステアリン グ装置は、サーボ弁と差圧検出器が別々に設けられ、両者を油圧配管で接続した 構造からなっていた。そのため、サーボ弁と差圧検出器をそれぞれ車両に設置す る必要があり、その組付作業に時間がかかってしまう。また、サーボ弁と差圧検 出器を結ぶ油圧配管の接続作業が必要で、かつこれら油圧配管がエンジンルーム 内の機器と干渉する問題が生じる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案は、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、前記入力軸と前記出力軸との相対回転によって供給通路を前 記パワーシリンダの一方の室に連通させ前記パワーシリンダの他方の室を排出通 路に連通させるサーボ弁と、このサーボ弁の供給通路に圧油を吐出する油ポンプ と、この油ポンプにて吐出された圧油の圧力を蓄圧するアキュムレータと、前記 パワーシリンダの高圧側のシリンダ室と前記供給通路の差圧を検出する差圧検出 器と、この差圧検出器で検出した差圧が所定値以下の場合に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ラックピニオン型のパワーステアリング 装置において、前記サーボ弁を収納するハウジングに、前記差圧検出器を結合固 定したことを特徴とするものである。

【０００７】

【作用】

差圧検出器は、サーボ弁を収納したハウジングに結合固定した構造からなり、 差圧検出器とパワーシリンダの両シリンダ室、及び差圧検出器と供給通路を結ぶ 通路はハウジング内に形成されているため、全体の設置スペースを小さくするこ とができ、周辺の機器の干渉を避けることができる。また、差圧検出器とサーボ 弁を一体にした状態でエンジンルームに搭載するので、簡単に搭載することがで きる。

【０００８】

【実施例】

以下に本考案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はサーボ弁と差圧検出器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。入力軸１１ の一端は、操舵ハンドル１４（図１参照）が連結されている。

【０００９】 入力軸１１と出力軸１２にはサーボ弁１７を構成するインナバルブ１９とアウ タバルブ２０がそれぞれ設けられている。サーボ弁１７は、いわゆるロータリー バルブタイプのものであり、中立状態では供給ポート２１が閉止され、ハンドル 操舵時は操舵ハンドル１４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。

【００１０】 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３ ０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２２，２３のそれぞれに連通している。

【００１１】 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。油ポンプ４０の 吐出側は、チェック弁４８を経て、圧力を蓄圧するアキュムレータ４７に連通さ れ、さらにサーボ弁１７の供給ポート２１に連通している。電動モータ５０は、 後述する差圧検出器６０の出力信号が入力されるコントローラ９０から出力され た信号に応じて一方向に回転駆動される。

【００１２】 差圧検出器６０は、図２に示すように、バルブハウジング９に固設されたスプ ールハウジング６１と、このスプールハウジング６１に結合された差動トランス ６４からなる。スプールハウジング６１には、サーボ弁１７の軸線と平行に摺動 孔６２が形成され、この摺動孔６２内に摺動自在にスプール６３が嵌挿されてい る。スプール６３は、軸部６５と、この軸部６５に設けたプランジャ６６からな り、プランジャ６６は貫通孔６２内を液密に摺動して、第１圧力室７０と第２圧 力室７１を形成している。第１圧力室７０は、連通孔９０，連通孔９１を経て供 給ポート２１と接続し、油ポンプ４０の吐出油が導かれている。また、第２圧力 室７１は、それぞれ連通孔９２，連通孔９３を経て、スプールハウジング６１に 設けたシャトル弁７２を経由してシリンダポート２２，２３と連通している。シ ャトル弁７２は、図１に示すように、通路内にボール７２ａを配置した構成から なり、シリンダポート２２，２３の圧力差によってボール７２ａが移動して、シ リンダポート２２，２３の圧力の高い方を第２圧力室７１に連通させる作動をす る。また、第２圧力室７１にはスプリング６７が配置され、プランジャ６６を第 １圧力室７０側に押圧している。

【００１３】 差動トランス６４は、スプール６３の軸部６５の一端に取り付けたコア６８と 、そのコア６８の外周に位置する２次巻線６９から構成され、スプール６３の軸 方向の移動に伴って、コア６８が２次巻線６９に対して相対移動し、その際に生 じる起電力の変化から、スプール６３の移動量を検出する。この差動トランス６ ４の出力信号はコントローラ９０に入力される。

【００１４】 図３、図４に示すように、油ポンプ４０は、複数のプランジャを半径方向に配 置し、回転軸の回転中心に対して偏心した位置に設けた円筒形状のロータと当接 して、これらプランジャ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。この回転軸は電動モータ５０の出 力軸に結合されている。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、サーボ弁１７の供給ポート２１と、脈 動吸収ホース４６ａと金属管４６ｂからなる供給管４６で接続されている。そし てリザーバからホース４５を経て油ポンプ４０に吸入した油は、プランジャの往 復運動により圧力が生じ、その吐出油は、前述したようにチェック弁４８を経て アキュムレータ４７に導かれて蓄圧されるとともに、吐出口４４から脈動吸収ホ ース４６ａの脈動低減作用を受けつつ供給ポート２１に導かれる。

【００１５】 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に設けられた取付座１０１に取 付部材５１で固定されている。取付部材５１は、両端に設けたおねじ５０１、５ ０２と、これらの間に配置した弾性部材５０３からなり、おねじ５０１を油ポン プ４０のハウジングに螺合し、おねじ５０２を取付座１０１にナット５２で固定 することで、油ポンプ４０および電動モータ５０はギヤハウジング１０に固定さ れる。弾性部材５０３は油ポンプ４０で生じた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する。

【００１６】 さらに、ギヤハウジング１０に対して油ポンプ４０および電動モータ５０を保 持するために、クランプ部材８０が設けられている。クランプ部材８０は、環状 部８１と、この環状部８１から両側に連なる延出部８２ａ，８２ｂからなる。環 状部８１は、電動モータ５０の外周とパワーシリンダ３０の外周の両方に弾性部 材を介して巻き付いて固定し、電動モータ５０を保持する。また、延出部８２ａ は、車体側の取付部８３でパワーシリンダ３０外周に固定したブラケット８４が 保持される箇所まで延び、このブラケット８４を固定する締付ボルト８５によっ て取付部８３に固定される。また延出部８２ｂも、車体側の取付部８６でギヤハ ウジング１０外周に固定したブラケット８７が保持される箇所まで延び、同様な 方法で車体の取付部８６に固定される。このようなクランプ部材８０を設けたこ とにより、油ポンプ４０および電動モータ５０を強固に支持して、振動時に作用 する大きな荷重に対しても十分に耐えることができる。

【００１７】 上記した構成の作動について説明する。油ポンプ４０が電動モータ５０にて駆 動されると、吐出された油はアキュムレータ４７に導かれて蓄圧されるとともに 、吐出口４４から供給ポート２１に導かれる。ハンドルが操舵されていない直進 走行状態では、入力軸１１と出力軸１２の相対回転が生じていないため、サーボ 弁１７は、供給ポート２１はシリンダポート２２，２３のいずれとも連通しない 閉止状態で、シリンダポート２２，２３は排出ポート２４と連通する。そのため 、シリンダポート２２，２３と、シャトル弁７２を経由して連通する差圧検出器 ６０の第２圧力室７１に圧力が作用せず、スプール６３の位置は、第１圧力室７ ０に供給される供給ポート２１の油圧で決定され、差動トランス６４から決めら れた差圧に相当する出力信号が出力された時点で電動モータ５０が停止する。

【００１８】 また、ハンドル１４を操舵すると、トーションバー１３が捩じられ、サーボ弁 １７の入力軸１１と出力軸１２が相対回転して、供給ポート２１を一方のシリン ダポート２２に連通し、他方のシリンダポート２３を排出ポート２４に連通する 。供給ポート２１がシリンダポート２２と連通することにより、アキュムレータ ４７に蓄圧されていた圧油はパワーシリンダ３０の一方の室に供給され、ピスト ン３１を摺動して、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。

【００１９】 この際、アキュムレータ４７によって保持されていた供給ポート２１側の油の 圧力が低下するので、供給ポート２１と連通された差圧検出器６０の第１圧力室 ７０の圧力が低下する。また、高圧となったシリンダポート２２に連通する第２ 圧力室７１の圧力が上昇するので、第１圧力室７０と第２圧力室７１の差圧が小 さくなり、スプール６３は第１圧力室７０側に移動して、差動トランス６４から の出力信号が小さくなる。差動トランス６４の出力信号が決められた差圧に相当 する出力値まで低下すると、電動モータ５０の駆動が開始する。以後、連続して ハンドル１４を操舵すると、供給通路４３とシリンダポート２２の圧力差が小さ いままのため、油ポンプ４０は連続して駆動される。ハンドル１４の操舵が完了 して操舵を停止すると、入力軸１１と出力軸１２の相対回転がなくなり、供給ポ ート２１はシリンダポート２２，２３のいずれとも連通しない閉止状態となる。 そのため供給ポート２１の油圧が上昇して、差圧検出器６０の第１圧力室７０内 の圧力が上昇し、出力信号が設定値となった時点で油ポンプ４０が停止する。

【００２０】 このように、供給ポート２１とシリンダポート２２，２３の高圧側の間の圧力 差が設定値以下になった時、すなわちハンドルが操舵された時だけ、油ポンプ４ ０を駆動して圧油を吐出するようにしたので、油ポンプ４０の無駄な吐出動作が なくなり、エンジン馬力の損失を小さくすることが可能となる。 そして、本実施例においては、バルブハウジング９に差圧検出器６０のハウジ ング６１を固定して、サーボ弁１７に差圧検出器６０を一体的に結合固定した構 成からなるため、差圧検出器６０の第１圧力室７０と油ポンプ４０の供給側通路 を連通する通路、及び差圧検出器６０の第２圧力室７１とシリンダポート２２， ２３を連通する通路を、油圧配管を介することなく両ハウジング９，６１に形成 することができ、その設置スペースを削減することができる。また、差圧検出器 ６０とサーボ弁１７が一体になった状態でエンジンルーム内に搭載されるので、 周辺の機器の干渉を容易に避けつつ簡単に搭載することができる。

【００２１】 なお、本実施例は、油ポンプ４０と電動モータ５０はギヤハウジング１０に固 定されているが、パワーシリンダ３０のシリンダ３２に固定してもよい。また油 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。

【００２２】

【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 と前記出力軸との相対回転によって供給通路を前記パワーシリンダの一方の室に 連通させ前記パワーシリンダの他方の室を排出通路に連通させるサーボ弁と、こ のサーボ弁の供給通路に圧油を吐出する油ポンプと、この油ポンプにて吐出され た圧油の圧力を蓄圧するアキュムレータと、前記パワーシリンダの高圧側のシリ ンダ室と前記供給通路の差圧を検出する差圧検出器と、この差圧検出器で検出し た差圧が所定値以下の場合に前記油ポンプを駆動して圧油を吐出する電動モータ を備えたラックピニオン型のパワーステアリング装置において、前記サーボ弁を 収納するハウジングに、前記差圧検出器を結合固定したことを特徴とするので、 差圧検出器とパワーシリンダの両室、及び差圧検出器と供給通路を結ぶ通路をハ ウジング内に形成することができ、従来のこれら通路を配管で構成した構造に比 べて、全体の設置スペースを小さくすることができ、周辺の機器の干渉を避ける ことができる。また、差圧検出器とサーボ弁を一体にした状態でエンジンルーム に搭載するので、周辺の機器の干渉を容易に避けつつ簡単に搭載することができ 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
のバルブ部の断面図である。

【図３】本考案の実施例を示すパワーステアリング装置
の油ポンプ部とパワーシリンダ部の外形図である。

【図４】本考案の実施例を示す図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 １７ サーボ弁 ３０ パワーシリンダ ４０ 油ポンプ ４７ アキュムレータ ５０ 電動モータ ６０ 差圧検出器

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
   記入力軸と前記出力軸との相対回転によって供給通路を
   前記パワーシリンダの一方の室に連通させ前記パワーシ
   リンダの他方の室を排出通路に連通させるサーボ弁と、
   このサーボ弁の供給通路に圧油を吐出する油ポンプと、
   この油ポンプにて吐出された圧油の圧力を蓄圧するアキ
   ュムレータと、前記パワーシリンダの高圧側のシリンダ
   室と前記供給通路の差圧を検出する差圧検出器と、この
   差圧検出器で検出した差圧が所定値以下の場合に前記油
   ポンプを駆動して圧油を吐出する電動モータを備えたラ
   ックピニオン型のパワーステアリング装置において、前
   記サーボ弁を収納するハウジングに、前記差圧検出器を
   結合固定したことを特徴とするパワーステアリング装
   置。