JPH0649461B2 - 油圧反力式パワーステアリング装置 - Google Patents

油圧反力式パワーステアリング装置

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JPH0649461B2
JPH0649461B2 JP60052442A JP5244285A JPH0649461B2 JP H0649461 B2 JPH0649461 B2 JP H0649461B2 JP 60052442 A JP60052442 A JP 60052442A JP 5244285 A JP5244285 A JP 5244285A JP H0649461 B2 JPH0649461 B2 JP H0649461B2
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JP
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input shaft
valve
reaction force
groove
hydraulic
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武四 二葉
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Koyo Seiko Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • B62D6/02Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits responsive only to vehicle speed

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  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野) 本願発明は、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反力の作用し
ない位置)とを一致させるセン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、バルブボデイ51の8
ケ所の溝51Aの芯X−Xと入力軸52の8ケ所の溝5
2A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,a′をa=a′と
することが望ましいが、1つの溝51A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、バルブボデイ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図においてバルブがK点から
J点、さらにK点へと回転したときの各溝51Aと52
A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図の如く、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、バルブボデイ51外周より該V溝60
に向けて複数個の反力室58を形成してボールであるピ
ストン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イ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の右斜面とピストン59との間に僅かな隙間
Δlを生ずる。そしてこの時、車速の増加と共に圧油が
ピストン59に作用するピストン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、圧油の押圧力に負けピストン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O→O′へバルブの中立位置(最低回路圧)が右へ
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CYL1,CYL2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輪を直進状態に保つ
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。
(目 的) 本願発明は、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。
(構 成) 本願発明は上記目的を達成するため、ハウジングと、ハ
ウジング内に配置された出力軸と、ハウジング内に出力
軸と同一軸線上に配置された入力軸と、出力軸と入力軸
との間に設けられたトーションバーと、出力軸とドライ
ブピンで回転方向に一体化されると共に、入力軸を内嵌
するバルブボデイと、入力軸の周りに設けられ、かつト
ーションバーの捩れに応じて油圧ポンプからパワーシリ
ンダに送られる圧油の量を、バルブボデイとの間で制御
するコントロールバルブと、バルブボデイの外周に設け
られた外周溝より軸直角方向に形成された圧油室に摺動
自在に嵌め入れられたプランジャーとを備えており、車
速に応じた油圧によって、プランジャー先端の球状頭部
が、入力軸外周で軸方向にのびる凹溝に押し付けられて
反力が得られるようになされている油圧反力式パワース
テアリング装置に於て、前記凹溝はバルブ軸芯と同芯の
円弧面又は該円弧面の接線を含む平面状の底部と、その
両側にあって周方向に向かって中心から離れる向きに傾
斜する側面とを有し、トーションバーの非捩れ位置にお
いて、前記プランジャーの球状頭部が前記入力軸の凹溝
底部に当接したとき、球状頭部と凹溝両側面との間に周
方向に対し隙間を有することを特徴とする油圧反力式パ
ワーステアリング装置に関するものである。
以下実施例に基づ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
デイ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とバルブボデイ6を一体化している。バルブボデイ
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9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、バルブボデイ6の外周には周溝が設けられ、その
周溝の円周4個所に軸直角方向に圧油室15が設けら
れ、該各圧油室15には各々ピストン16が僅かな隙間
で摺動可能に嵌合されている。ピストン16の先端は球
状部17を有し、入力軸1の一端外周軸方向には前記球
状部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,S2を形成してあ
る。
また圧油室15には導管30を連通し、さらに導管30
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15へは車速により制御された圧油が
INポート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は操舵輪の操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とバルブボデイ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→シリンダーポート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、戻りポート、タンクへと戻される。
車の走行時、車速センサーから検出された車速が入力さ
れる電子制御部により油圧反力制御バルブが制御されて
いるため、圧油室15には圧油が車速に応じて供給さ
れ、第4図に示すように圧油室15内のピストン16は
圧油により半径方向内方に押圧され、ピストン16の球
状部17が入力軸1の凹溝18の底部18aに押し付け
られる。
次に本願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、圧油室15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イ6は隙間S1,S2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,S2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
バルブ軸芯と同芯の円弧面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OB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、本願発明のOADのOA間は第3図の隙間
S1,S2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間はピストン
16の球状部17が入力軸1の凹溝18の底面18a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図は本願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。特性線Aは本願
発明における入力軸捩れ角−入力トルク特性を示したも
のである。
1) A0,A1の範囲はピストン16の球状部17が入力軸
1の凹溝18の底面18a上を移動するとき特性を表わ
す。
2) A1,A2の範囲はピストン16の球状部17が入力軸
1の凹溝18の側面18b,18cに当接したときの特
性を表わす。
3) A2,A3の範囲はピストン16の球状部17が入力軸
1の凹溝18の側面18b,18c上に乗りり上げたと
きの特性を表わす。
つまり、 入力軸1の凹溝18の底面18a(円弧面)を平面状底
面18a′代えても、ピストン16が持ち上げられる量
はわずかであるので、A0,A1の特性の変化もわずかであ
り(入力トルクの増加もわずかであり)全体の特性から
みれば目的を逸脱することはない。
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S部において勾配が極端に異なってる。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S1,S2
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。
前記実施例は、エンジンに依り駆動されるポンプよりの
圧油をバルブと圧油室に分岐供給し、圧油室への圧油を
車速に依り制御する構造であるが、本願発明はこれに限
定されず別にもう1つのエンジンにより駆動される補助
ポンプからの圧油を圧油室へ供給してもよく、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連ポンプからの圧油を夫々バルブおよび圧油
室へ供給する方法でもよい。
更にエンジン以外の駆動源、例えばプロペラシャフト等
に依り駆動されるポンプよりの圧油を、圧油室に供給す
る構造のものにも適用できることは、云うまでもない。
又、ピストンは前記実施例の如くプランジャーであって
も、第5図の様にボールであってもよい。
(効 果) 本願発明は、ハウジングと、ハウジング内に配置された
出力軸と、ハウジング内に出力軸と同一軸線上に配置さ
れた入力軸と、出力軸と入力軸との間に設けられたトー
ションバーと、出力軸とドライブピンで回転方向に一体
化されると共に、入力軸を内嵌するバルブボデイと、入
力軸の周りに設けられ、かつトーションバーの捩れに応
じて油圧ポンプからパワーシリンダに送られる圧油の量
を、バルブボデイとの間で制御するコントロールバルブ
と、バルブボデイの外周に設けられた外周溝より軸直角
方向に形成された圧油室に摺動自在に嵌め入れられたプ
ランジャーとを備えており、車速に応じた油圧によっ
て、プランジャー先端の球状頭部が、入力軸外周で軸方
向にのびる凹溝に押し付けられて反力が得られるように
なされている油圧反力式パワーステアリング装置に於
て、前記凹溝はバルブ軸芯と同芯の円弧面又は該円弧面
の接線を含む平面状の底部と、その両側にあって周方向
に向かって中心から離れる向きに傾斜する側面とを有
し、トーションバーの非捩れ位置において、前記プラン
ジャーの球状頭部が前記入力軸の凹溝底部に当接したと
き、球状頭部と凹溝両側面との間に周方向に対し隙間を
有す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、プランジャーが第16図の如く、前記凹溝の底部
に当接している間は入力軸が回転しても反力は作用しな
い。つまり、入力軸が更に回転してプランジャーが第1
7図如く、前記凹溝の側面乗り上げるまで反力作用を防
止できるという効果がある。
【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S
部の拡大図、第9図は従来のバルブの軸芯の累積誤差を
示すグラフ、第10図は従来の油圧反力部の中立位置を
示す図、第11図は第10図の中立位置がズレた状態を
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−入力トルクの特
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図は入力回
転軸が反作用を生じない位置に回転している説明図、第
17図は入力回転軸が反作用を生じる位置に回転してい
る説明図である。 1……入力軸、2……ラック、3……ピニオン 4……トーションバー、15……圧油室、16……ピス
トン 17……ピストン球状部、18……入力軸凹溝、18a
……凹溝底面 18b,18c……凹溝両側面、S1,S2……凹溝両側面
と球状部間の隙間

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ハウジングと、ハウジング内に配置された
    出力軸と、ハウジング内に出力軸と同一軸線上に配置さ
    れた入力軸と、出力軸と入力軸との間に設けられたトー
    ションバーと、出力軸とドライブピンで回転方向に一体
    化されると共に、入力軸を内嵌するバルブボデイと、入
    力軸の周りに設けられ、かつトーションバーの捩れに応
    じて油圧ポンプからパワーシリンダに送られる圧油の量
    を、バルブボデイとの間で制御するコントロールバルブ
    と、バルブボデイの外周に設けられた外周溝より軸直角
    方向に形成された圧油室に摺動自在に嵌め入れられたプ
    ランジャーとを備えており、 車速に応じた油圧によって、プランジャー先端の球状頭
    部が、入力軸外周で軸方向にのびる凹溝に押し付けられ
    て反力が得られるようになされている油圧反力式パワー
    ステアリング装置に於て、前記凹溝はバルブ軸芯と同芯
    の円弧面又は該円弧面の接線を含む平面状の底部と、そ
    の両側にあって周方向に向かって中心から離れる向きに
    傾斜する側面とを有し、トーションバーの非捩れ位置に
    おいて、前記プランジャーの球状頭部が前記入力軸の凹
    溝底部に当接したとき、球状頭部と凹溝両側面との間に
    周方向に対し隙間を有することを特徴とする油圧反力式
    パワーステアリング装置。
JP60052442A 1985-03-01 1985-03-18 油圧反力式パワーステアリング装置 Expired - Lifetime JPH0649461B2 (ja)

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JP60052442A JPH0649461B2 (ja) 1985-03-18 1985-03-18 油圧反力式パワーステアリング装置
DE19863690102 DE3690102T (ja) 1985-03-01 1986-02-28
GB8625137A GB2183573B (en) 1985-03-01 1986-02-28 Hydraulic pressure reaction device in a power steering device
DE3690102A DE3690102C2 (ja) 1985-03-01 1986-02-28
PCT/JP1986/000105 WO1986005152A1 (fr) 1985-03-01 1986-02-28 Dispositif a force de reaction hydraulique pour systemes de direction assistee sensibles a la vitesse pour vehicules automobiles
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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