JPH08113153A - パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、パワーステアリング装置に関し、
操舵開始時のガタを防止することを目的とする。 【構成】 コントロールバルブ２３の油圧出力に応じて
複数のプランジャを押圧してステアリング操作系の剛性
を変化させる油圧反力機構３５を互いに独立した第１反
力圧室４４と第２反力圧室４５とから構成する。コント
ロールバルブの油圧出力に応じた高油圧を操舵に応じて
上記第１反力圧室又は第２反力圧室に供給して、第１反
力圧室又は第２反力圧室のプランジャをトーションバー
の捩れに対して反力を与える向きに押圧する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はパワーステアリング装置
に関し、特に油圧反力機構を設けたパワーステアリング
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、車輛の走行速度に応じてステ
アリング操作系の剛性を変化させ、ステアリングの操作
抵抗を常に適正に保つように機能する油圧反力機構を備
えたパワーステアリング装置が提案されている。例え
ば、本出願人の提案になる特開昭６３−２０２６９号公
報には、油圧反力機構と、この油圧反力機構のドレーン
回路に設けられ開口面積が制御される電磁弁とを備え、
車速センサと操舵角センサとの検出信号に基づいて、上
記電磁弁の開口面積を変更し、油圧反力機構のプランジ
ャのトーションバーに対する押圧力を可変して、ステア
リングの剛性を可変するパワーステアリング装置が記載
されている。

【０００３】この従来装置は図９（Ａ）に示す如く、反
力圧室１０の油圧を印加されるプランジャ１１，１２と
反力圧室１５の油圧を印加されるプランジャ１３，１４
によりトーションバー１６に固定されたレバー１７が回
転したとき、レバー１７に対する押圧力を加える。ここ
で、右操舵時により同図（Ｂ）に示す如くトーションバ
ー１６が右回転するとき、レバー１７はプランジャ１
２，１４夫々から反力（押圧力）を受ける。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ここで、図９（Ｃ）に
示す如く、レバー１７が回転していない中立位置で、プ
ランジャ１２，１３の先端がレバー１７に当接せず、プ
ランジャとレバーとの間に正のクリアランスがあると、
回転開始時にレバー１７は所定量回転するまでプランジ
ャ１２，１３から反力を受けない。また、レバー１７が
中立位置で、プランジャ１１，１４の先端がレバー１７
に当接しているにも拘らずプランジャ１１，１４の後端
が反力圧室１０，１５に突出してプランジャとレバーと
の間に負のクリアランスがあると、プランジャ１１，１
４が両側からレバー１７を押圧しているので、例えばレ
バー１７が右回転するときプランジャ１１の負のクリア
ランスがなくなるまでの間はプランジャ１１，１４の押
圧力が相殺されレバー１７は反力を受けない。

【０００５】このような正のクリアランス、負のクリア
ランスがあると、コントロールバルブ作動角・操舵トル
ク特性は図１０に示す如く操舵開始時のガタ即ちＮガタ
（中立位置のガタ）を生じ、操舵フィーリングが悪くな
るという問題があった。また、製造、組付け時に先端か
ら後端までの長さＬを異ならせた十数種類のプランジャ
を用意しておき、上記クリアランスが０に近くなるよう
にプランジャを選択することを行っても、上記クリアラ
ンスを完全に０にすることはできず、また十数種類のプ
ランジャを用意しなければならないためコストが高くな
るという問題が生じる。

【０００６】本発明は、上記の点に鑑みなされたもの
で、油圧反力機構の第１反力圧室と第２反力圧室とを独
立させ、操舵に応じて一方の反力室に高油圧を供給する
ことにより、操舵開始時のガタを防止するパワーステア
リング装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、ステアリング操作に連動するコントロールバルブ
と、上記コントロールバルブの油圧出力に応じてステア
リングの操作力をアシストするパワーシリンダと、油圧
によって複数のプランジャを押圧してステアリング操作
系の剛性を変化させる油圧圧力機構とを有するパワース
テアリング装置において、上記油圧反力機構を互いに独
立した第１反力圧室と第２反力圧室とから構成し、高油
圧を操舵に応じて上記第１反力圧室又は第２反力圧室に
供給して、第１反力圧室又は第２反力圧室のプランジャ
をトーションバーの捩れに対して反力を与える向きに押
圧する。

【０００８】請求項２に記載の発明は、前記第１反力圧
室に設けた一対のプランジャと、前記第２反力圧室に設
けた一対のプランジャとを前記トーションバーの軸を介
して対向配置する。

【０００９】

【作用】請求項１に記載の発明においては、操舵に応じ
て第１反力圧室、第２反力圧室のいずれか一方に高油圧
が供給されるため、この一方の反力圧室に設けたプラン
ジャだけがトーションバーに反力を与える向きに押圧さ
れ、他方の反力圧室に設けたプランジャは押圧されず、
従来のようにトーションバーに反力を与える向き及びそ
の逆向きにプランジャが押圧されてトーションバーの反
力が相殺されることがなく、操舵開始時にガタが生じる
ことを防止できる。

【００１０】請求項２に記載の発明においては、第１，
第２反力室夫々に設けた一対のプランジャをトーション
バーの軸を介して対向配置したため、各一対のプランジ
ャによりトーションバーの捩れに対して反力を与える向
きに押圧することができ、トーションバーに効率良く反
力を与えることができる。

【００１１】

【実施例】図２はラックアンドピニオン式のパワーステ
アリング装置の縦断面図を示す。同図中、バルブハウジ
ング２１の内部にはステアリングホイール（図示しな
い）からその操作に伴う回転力を受けるバルブシャフト
２５が、その軸心回りに回転するように軸支されてい
る。また、同じくバルブハウジング２１内において上記
バルブシャフト２５の外周には、このバルブシャフト２
５と共にパワーステアリング装置のコントロールバルブ
２３を構成するバルブボディ２４が、このバルブシャフ
ト２５に対して相対回転可能に組込まれている。

【００１２】上記バルブハウジング２１の下部には、ギ
ヤハウジング２２が互いの内部を連通させた状態で固定
されている。このギヤハウジング２２の内部にはピニオ
ンシャフト３０が、上記バルブシャフト２５と同軸上に
おいて回転可能に軸支されており、かつこのピニオンシ
ャフト３０と上記バルブボディ２４とは互いに一体関係
で回転するように結合されている。なお、ピニオンシャ
フト３０と一体に形成されているピニオン３０ａは通常
よく知られているようにラックバー３１のラック歯３１
ａと常に噛合っている。したがって、ピニオンシャフト
３０の回転とラックバー３１の軸方向へのスライド動作
とは互いに連動関係にあり、ラックバー３１のスライド
動作が車輛の操舵輪（図示しない）へステアリング操作
として伝えられるのである。

【００１３】上記バルブシャフト２５の軸心には、トー
ションバー３２が組込まれている。このトーションバー
３２の上部はピン３３によってバルブシャフト２５に結
合され、かつ下部は別のピン３４によって上記ピニオン
シャフト３０に結合されている。これにより、バルブシ
ャフト２５の回転は上記トーションバー３２を通じてピ
ニオンシャフト３０へ伝達されることになる。

【００１４】次に、パワーステアリング装置の油圧反力
機構３７について説明する。図３（Ａ），（Ｂ）は油圧
反力機構３７の側面図、正面図夫々を示す。図４
（Ａ），（Ｂ）夫々は図３（Ｂ）のＡ−Ａ’線、Ｂ−
Ｂ’線に沿う横断面図を示し、図４（Ｃ）は図４（Ｂ）
のＣ−Ｃ’線に沿う縦断面図を示す。図２乃至図４に示
すようにバルブハウジング２１の内側の空間には、油圧
反力機構３７が設置されている。油圧反力機構３７は、
互いに独立した油圧反力室４４，４５と、バルブシャフ
ト２５の下端に形成されたレバー５６と、そのレバー５
６を挟み付けるように配置されかつ油圧反力室４４，４
５内のフルードで可動する複数のプランジャ５１，５
２，５３，５４と、から構成されている。図３（Ａ），
（Ｂ）に示すように油圧反力機構３７は、略円筒状のケ
ース４０の外周に設けられたテフロンリング溝４１，４
２，４３夫々に嵌合するテフロンリングによって斜線で
示す第１反力圧室４４と、なし地で示す第２反力圧室４
５とに分離されている。この第１反力圧室４４，第２反
力圧室４５夫々には図２に示すポート３５，３６夫々よ
りフルードが送油される。

【００１５】ケース４０の第１反力圧室４４を形成する
部分には図４（Ａ）に示す如き開口４６ａ，４６ｂが設
けられ、第２反力圧室４５を形成する部分には開口４７
ａ，４７ｂが設けられている。ケース４０内には図４
（Ｂ）に示す如く４つの反力圧室４７〜５０が設けられ
ており、反力圧室４７，５０夫々は図４（Ｃ）に示す如
く開口４６ａ，４６ｂより第１反力圧室４４と連通し、
反力圧室４８，４９夫々は開口４７ａ，４７ｂより第２
反力圧室４５と連通している。

【００１６】反力圧室４７〜５０夫々にはプランジャ５
１，５２，５３，５４が配設されている。プランジャ５
１〜５４夫々の先端はケース４０を挿通するトーション
バー３２に固定されたレバー５６にプランジャ５１と５
３，５２と５４が対向する（第１反力室の一対のプラン
ジャ５１，５４がトーションバー３２の軸を介して対向
配置され、同様に第２反力室の一対のプランジャ５２，
５３がトーションバー３２の軸を介して対向配置されて
いる）状態で当接しており、かつプランジャ５１〜５４
夫々の後端は反力圧室４７〜５０夫々に突出して、プラ
ンジャ５１〜５４とレバー５６との間に例えば0.5 mm程
度の負のクリアランスが設けられており、プランジャ５
１〜５４夫々は反力圧室４７〜５０夫々の油圧で押圧さ
れる構成である。

【００１７】ところで、前記のコントロールバルブ２３
は図２に示す如くバルブハウジング２１に形成された４
個のポート２６〜２９を備え、油圧反力機構３７もバル
ブハウジング２１に形成された２個のポート３５，３６
を備えている。これらの各ポートの油圧配管構成を図１
に示す。図１において、コントロールバルブ２３のポー
ト２６はポンプ６１に連通しており、ポンプ６１からコ
ントロールバルブ２３内に所定圧のフルードが送油され
る。ポート２７はリザーバタンク６２に連通している。
更にポート２８，２９夫々はステアリング操作のアシス
トを行うパワーシリンダ６３の左右のシリンダ室６３
ａ，６３ｂ夫々に連通している。

【００１８】また、ポート２８は固定オリフィス６４を
介してポート３６に連通され、ポート３６は左操舵時反
力圧回路６５の反力圧室４８，４９に連通されると共
に、電磁弁６７を介してリザーバタンク６２に通じてい
る。ポート２９は固定オリフィス６８を介してポート３
５に連通され、ポート３５は右操舵時反力圧回路６９の
反力圧室４７，５０に連通されると共に、電磁弁６７を
介してリザーバタンク６２に通じている。

【００１９】電子制御回路７０は車速センサ７１で検出
された車速が大きいほど電磁弁６７の弁開口面積を小さ
く絞る駆動信号を生成して電磁弁６７に供給する。上記
のパワーステアリング装置において、ステアリングホイ
ール７２の操作によってバルブシャフト２５が左右いず
れかの方向に回転操作されると、このバルブシャフト２
５はピニオンシャフト３０及びこれと一体関係にある前
記バルブボディ２４に対し、トーションバー３２の捩れ
量の範囲で相対的に回転する。このとき、コントロール
バルブ２３を構成するバルブボディ２４とバルブシャフ
ト２５との間に相互の回転方向のずれが生じる。この結
果、ポンプ６１からコントロールバルブ２３に送油され
ているフルードが、ポート２８，２９のいずれか一方を
通じてパワーシリンダ６３の左右いずれかのシリンダ室
に送油される。これにより、周知のようにラックバー３
１を左右いずれかの方向へスライドさせる力が生じ、ス
テアリング操作がアシストされる。なお、例えば右操舵
に応じコントロールバルブ２３によってパワーシリンダ
６３の右シリンダ室６３ｂにフルードが送油された場
合、左シリンダ室６３ａのフルードは同じくコントロー
ルバルブ２３を通じてポート２７からリザーバタンク６
２に戻される。

【００２０】一方、右操舵時にはコントロールバルブ２
３から右シリンダ室６３ｂに送油されるフルードの一部
が固定オリフィス６８を通して右操舵時反力圧回路６９
に流入し、図５（Ａ），（Ｂ）に斜線で示す第１反力圧
室４４及び反力圧室４７，５０にフルードが流入する。
これによって、トーションバー３２の軸を介して対向配
置された一対のプランジャ５１，５４に油圧が加わり、
プランジャ５１，５４の先端で右操舵により右回転する
レバー５６を押圧してトーションバー３２の捩れに対し
て反力を与える。このときの反力圧即ちレバー５６に対
する押圧力は電磁弁６７の弁開口面積に従い、車速が大
きいほど反力圧が大きくなるように電子制御回路７０に
よって制御されている。

【００２１】この場合、プランジャ５１，５４とレバー
５６との間には負のクリアランスが設けられると共にト
ーションバー３２の捩れに対して反力を与える側のプラ
ンジャ５１，５４の反力圧室４７，５０の油圧（反力
圧）を高めているため、対向するプランジャ５１と５
３，又は５２と５４間のクリアランスによる操舵開始時
のガタ、即ちＮガタが発生しない。

【００２２】また、左操舵時にはコントロールバルブ２
３から左シリンダ室６３ａに送油されるフルードの一部
が固定オリフィス６４を通して右操舵時反力圧回路６５
に流入し、図６（Ａ），（Ｂ）に斜線で示す第２反力圧
室４５及び反力圧室４８，４９にフルードが流入する。
これによって、トーションバー３２の軸を介して対向配
置された一対のプランジャ５２，５３に油圧が加わり、
プランジャ５２，５５の先端で左操舵により左回転する
レバー５６を押圧してトーションバー３２の捩れに対し
て反力を与える。このときの反力圧即ちレバー５６に対
する押圧力は電磁弁６７の弁開口面積に従い、車速が大
きいほど反力圧が大きくなるように電子制御回路７０に
よって制御されている。

【００２３】この場合、プランジャ５２，５３とレバー
５６との間には負のクリアランスが設けられると共に、
トーションバー３２の捩れに対して反力を与える側のプ
ランジャ５２，５３の反力圧室４８，４９の油圧（反力
圧）を高めているため、対向するプランジャ５１と５
３，又は５２と５４間のクリアランスによる操舵開始時
のガタ、即ちＮガタが発生しない。

【００２４】更に、プランジャ５１〜５４はレバー５６
に対して負のクリアランスを持てば良いため、プランジ
ャの先端から後端までの長さＬは１種類であっても対応
でき、製造、組付け時は、１種類のプランジャを用意す
れば良いためコストを低減できる。次に本発明の他の実
施例について説明する。図１においては、コントロール
バルブ２３で発生した油圧を反力圧室４７〜５０に供給
しているが、これに限らず図７又は図８に示す如く、コ
ントロールバルブ２３とは別系統の油圧を反力圧室４７
〜５０に供給する構成としても良い。図７，図８におい
て図１と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を
省略する。

【００２５】図７において、ポンプ６１から送油される
フルードは分流弁８０で分流されて反力圧回路８１の左
右切換弁８３に供給され、またポート２６は固定オリフ
ィス８２を介して反力圧回路８１に連通されている。反
力圧回路８１は電磁弁６７を介してリザーバタンク６２
に通じており、この電磁弁６７は車速センサ７１で検出
される車速に応じて電子制御回路７０により弁開口面積
を可変制御される。

【００２６】舵角センサ８４はステアリングホイール７
２の操舵角を検出し、左右切換弁８３は上記操舵角の値
が例えば正で右操舵時であれば反力圧回路８１の油圧を
ポート３５に切換えて連通して反力圧室４７，５０に高
油圧を加え、また操舵角の値が負で左操舵時であれば反
力圧回路８１の油圧をポート３６に切換えて連通して反
力圧室４８，４９に高油圧を加える。

【００２７】なお、分流弁８０による反力圧回路８１へ
の送油は、コントロールバルブ２３の作動角が小さい領
域で操舵トルクを急速に変化させるためのもので、固定
オリフィス８２を介しての反力圧回路８１への送油はコ
ントロールバルブ２３の作動角が大きい領域で操舵トル
クを緩やかに変化させるためのものである。更に他の実
施例として、図８に示すように反力回路の油圧源とし
て、ポンプ６１に対して独立した油圧源８７によって反
力回路の油圧を発生させるものである。舵角センサ８４
で検出した操舵角、ギヤ圧センサ８５で検出したコント
ロールバルブ２３のポート２６における油圧、及び車速
センサ７１で検出した車速夫々が電子制御回路８６に供
給される。電子制御回路８６は上記操舵角とポート２６
の油圧と車速とに応じて油圧源８７からフルードを供給
されている反力圧制御弁８８の制御を行う。

【００２８】反力圧制御弁８８は上記制御によりポート
２６の油圧及び車速に応じた油圧（反力圧）を発生し、
かつ右操舵時には発生した油圧をポート３５に供給して
反力圧室４７，５０に反力圧を加え、また左操舵時には
発生した油圧をポート３６に供給して反力圧室４８，４
９に反力圧を加える。

【００２９】

【発明の効果】上述の如く、請求項１に記載の発明によ
れば、操舵に応じて第１反力圧室、第２反力圧室のいず
れか一方に高油圧が供給されるため、この一方の反力圧
室に設けたプランジャだけがトーションバーに反力を与
える向きに押圧され、他方の反力圧室に設けたプランジ
ャは押圧されず、従来のようにトーションバーに反力を
与える向き及びその逆向きにプランジャが押圧されてト
ーションバーの反力が相殺されることがなく、操舵開始
時にガタが生じることを防止できる。

【００３０】また、請求項２に記載の発明によれば、第
１，第２反力圧室夫々に設けた一対のプランジャをトー
ションバーの軸を介して対向配置したため、各一対のプ
ランジャによりトーションバーの捩れに対して反力を与
える向きに押圧することができ、トーションバーに効率
良く反力を与えることができ、実用上きわめて有用であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の構成図である。

【図２】パワーステアリング装置の縦断面図である。

【図３】油圧反力機構の側面図及び正面図である。

【図４】油圧反力機構の横断面図及び正面図である。

【図５】右操舵時の反力発生を説明するための図であ
る。

【図６】左操舵時の反力発生を説明するための図であ
る。

【図７】本発明装置の構成図である。

【図８】本発明装置の構成図である。

【図９】従来装置を説明するための図である。

【図１０】Ｎガタを説明するための図である。

【符号の説明】

２１ バルブハウジング ２２ ギヤハウジング ２３ コントロールバルブ ２４ バルブボディ ２５ バルブシャフト ２６〜２９，３５，３６ ポート ３０ ピニオンシャフト ３１ ラックバー ３２ トーションバー ４０ ケース ４１，４２，４３ テフロンリング溝 ４４ 第１反力圧室 ４５ 第２反力圧室 ４６ａ，４６ｂ，４７ａ，４７ｂ 開口 ４７〜５０ 反力圧室 ５１〜５４ プランジャ ５６ レバー ６１ ポンプ ６２ リザーバタンク ６３ パワーシリンダ ６７ 電磁弁 ７０ 電子制御回路 ７１ 車速センサ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステアリング操作に連動するコントロー
   ルバルブと、 上記コントロールバルブの油圧出力に応じてステアリン
   グの操作力をアシストするパワースシリンダと、 油圧によって複数のプランジャを押圧してステアリング
   操作系の剛性を変化させる油圧圧力機構とを有するパワ
   ーステアリング装置において、 上記油圧反力機構を互いに独立した第１反力圧室と第２
   反力圧室とから構成し、 高油圧を操舵に応じて上記第１反力圧室又は第２反力圧
   室に供給して、第１反力圧室又は第２反力圧室のプラン
   ジャをトーションバーの捩れに対して反力を与える向き
   に押圧することを特徴とするパワーステアリング装置。
2. 【請求項２】 前記第１反力圧室に設けた一対のプラン
   ジャと、前記第２反力圧室に設けた一対のプランジャと
   を前記トーションバーの軸を介して対向配置したことを
   特徴とする請求項１記載のパワーステアリング装置。