JPH08169353A - 車両用パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、自動車に用いて好適の車両用パワ
ーステアリング装置に関し、簡素な構成で低コストで製
造できて操舵アシスト量範囲を拡大して適切な操舵操作
を容易に実現できるようにすることを目的とする。 【構成】 ステアリングホイール側の入力軸に突出腕８
２を連結し、ステアリングギヤボックス側の出力軸に突
出腕８２を軸回り方向に回動可能に収容するケーシング
７８を連結し、ケーシング７８に収容され突出腕８２を
軸回り方向に押圧しうる左右のプランジャ８４ａ，８４
ｂと、各プランジャ８４ａ，８４ｂの背面側に形成され
た左右の制御圧室８５，８６と、各制御圧室８５，８６
への制御圧を可変制御する圧力制御バルブ１００と、圧
力制御バルブ１００から各制御圧室８５，８６への制御
圧を導入可能にする左右の制御ポート９４Ａ〜９５Ｂと
を設け、突出腕８２の中立時には各プランジャ８４ａ，
８４ｂで各制御ポート９４Ａ〜９５Ｂが閉鎖され且つ突
出腕８２の回動時にはこの回動により突出する側のプラ
ンジャ８４ａ又は８４ｂに対応する制御ポートが開放す
るよう設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車に用いて好適
の、車両用パワーステアリング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車をはじめとした車両では、
軽い操作力で操舵を行なえるパワーステアリング装置が
普及している。このようなパワーステアリング装置の代
表的なものは、油圧式パワーステアリング装置である。
この油圧式パワーステアリング装置では、ハンドルに連
結された入力軸と操舵車輪側に連結された出力軸との間
にトーションバーが介装され、入力軸と出力軸との間に
ロータリバルブが設けられ、操舵駆動軸にはこのロータ
リバルブを介して油圧を供給されるパワーシリンダがそ
なえられている。

【０００３】そして、ドライバがハンドルを回転させる
と、入力軸及びトーションバーを介して出力軸が回動す
る。このとき、出力軸には路面抵抗によって回転を妨げ
る反力が作用して、この路面抵抗による反力分だけトー
ションバーが捩じれ、この捩れの分だけ入力軸と出力軸
との間に回転位相差が生じることになり、この回転位相
差に応じてロータリバルブが変位し、操舵方向に対応し
たパワーシリンダの油室へ油圧が供給される。この結
果、パワーシリンダの力が、運転者の操舵をアシストす
るように発揮される。

【０００４】このような操舵アシスト力は、低速時には
大きく要求されるが、高速時にはそれほど要求されな
い。そこで、車速に感応してアシスト力が変化する車速
感応式パワーステアリング装置や、エンジンの回転速度
に感応してアシスト力が変化するエンジン回転数感応式
パワーステアリング装置等が開発されている。

【０００５】このようなアシスト力可変のパワーステア
リング装置では、例えば車速が高速になるのに対応させ
たり、エンジンが高回転になるのに対応させたりして、
操舵力を重くする方向に操舵力制御を行なうことが一般
に行なわれている。このような操舵力制御を行なう機構
には、いわゆる反力プランジャ方式がある。これは、入
力軸に対して回転操舵を妨げる方向にプランジャで押圧
するようになっており、このような操舵力に対する反力
の付与により、等価剛性を高め、マニュアル操舵力を増
加させるものである。

【０００６】例えば実開平３−５９２７０号には、反力
プランジャ方式を用いて、低速時において、ハンドル切
り戻し時にはハンドル切り込み時よりも上記等価剛性を
高めて、低速走行時のハンドル戻りを向上させようとす
る技術が開示されている。しかしながら、このように操
舵アシスト力に抗するように操舵力を重くする方向に制
御を行なったのでは、予め設定された操舵アシスト力が
十分に大きくないと操舵力の可変幅が十分にとれないと
いう不具合がある。

【０００７】すなわち、近年、自動車の利用は急速に拡
大しており、長距離走行，高速走行の増加に伴い運転者
に対するステアリング操作の負担が増えている。また四
輪駆動車，四輪操舵車など、付加機能が装備される自動
車は、その機能の付加にしたがってステアリング操作の
負担が大きくなる傾向になる。さらには、運転者の高齢
化が目立ってきているが、このような高齢運転者にとっ
てはステアリング操作の負担は大きなものである。これ
らを改善するには、据え切りから高速走行やスポーツ走
行など、あらゆる操舵条件下でも、その操舵条件に適し
た操舵操作を運転者に大きな負担を与えずに容易に行な
うことができるようにする必要がある。これには、運転
者の操舵力アシストを適切に実現できるようにすればよ
いが、操舵アシスト力の可変幅が小さいと、これに対応
できない。

【０００８】そこで、例えば実開平５−１１２２４９号
に開示されているように、反力プランジャの機構を利用
しながら、アシスト量を増加させる方向に制御すること
ができる車両用パワーステアリング装置も開発されてい
る。この車両用パワーステアリング装置は、図１３に示
すようなステアリング機構１をそなえており、このステ
アリング機構１は、ハンドル（ステアリングホイール）
１３から入力された操舵力は、ハンドル軸（ステアリン
グシャフト）１２から入力軸１１を経て、トーションバ
ー９を介して、出力軸５ａからステアリングギヤボック
ス２内のラック４とピニオン５のギヤ機構に伝達され、
さらに、ステアリングロッド６及びタイロッド６ａを介
してナックル６ｂから操舵車輪８へと伝達されるように
なっている。なお、ステアリングギヤボックス２はケー
シング３内にラック４，ピニオン５の他に、入力軸１１
やトーションバー９の主要部及び出力軸５ａ等を内蔵し
た構造になっている。

【０００９】また、ステアリングロッド６には、操舵力
の入力に応じて操舵アシスト力を発揮するパワーシリン
ダ７が装備され、操舵入力に応じて生じるトーションバ
ー９の捩れに応じてパワーシリンダ７へ圧力油が供給さ
れ、操舵アシスト力を発揮するようになっている。この
ため、トーションバー９の捩れに応じて相対回転する入
力軸１１と出力軸５ａとの間には、ロータリバルブ１６
が介設されている。

【００１０】このロータリバルブ１６は、ステアリング
ギヤボックス２の上部にバルブユニット１０として設け
られ、図１３，図１４に示すように、入力軸１１と一体
回転するインナバルブ１８と、出力軸５ａと一体回転す
るアウタバルブ１７とをハウジング１４内に回転可能に
そなえており、入力軸１１と出力軸５ａとの相対回転に
応じてこれらのインナバルブ１８とアウタバルブ１７と
が相対変位してパワーシリンダ７への圧力油を給排制御
する。

【００１１】なお、圧力油はエンジン３２の駆動による
オイルポンプ３３で加圧され、リザーバタンク３５から
分流ユニット３１及び流路３０を介して油入口１９から
アウタバルブ１７に形成された流入ポート１７ａを通っ
てロータリバルブ１６に供給され、ロータリバルブ１６
内の圧力油はインナバルブ１８に形成された流出ポート
１８ａから油出口２０を通って流路３４を介してリザー
バタンク３５に戻るようになっている。また、アウタバ
ルブ１７の出力ポート（図示略）がハウジング３に設け
られた一対の出力ポート部２１，２２に連通している。
なお、分流ユニット３１は、１つの入口部３１ａと２つ
の出口部３１ｂ，３１ｂとをオリフィス付の流路３１
ｃ，３１ｃで接続されたものである。

【００１２】パワーシリンダ７は、図１３に示すよう
に、シリンダ２３と、シリンダ２３を貫通するピストン
ロッド２４と、ピストンロッド２４の一部にシリンダ２
３を長手方向左右に仕切るように設けられたピストン２
５とをそなえ、ピストン２５で仕切られた左右の油室２
５ａ，２５ｂと連通する一対の入力ポート２６，２７が
流路２８，２９を介して上記出力ポート部２１，２２に
接続されている。

【００１３】そして、パワーシリンダ７では、ロータリ
バルブ１６を通じて出力ポート部２１，２２から給排さ
れる圧力油によって操舵操作力に応じた大きさの操舵ア
シスト力を発生するようになっている。さらに、このよ
うなパワーシリンダ７による操舵アシストを補助しうる
ように、プランジャ機構を利用してロータリバルブ１６
を駆動するバルブ駆動アクチュエータ１５が設けられて
いる。

【００１４】この操舵アシスト補助用のバルブ駆動アク
チュエータ１５は、図１３，図１４に示すように、ロー
タリバルブ１６の直下に設けられ、インナバルブ１８と
一体回転するインナ部３７と、アウタバルブ１７とピン
３６を通じて結合されてこれと一体回転するアウタ部３
８とをそなえている。インナ部３７はアウタ部３８内に
形成される中空部３８ａに所定の角度まで回動しうるよ
うに収容され、アウタ部３８はケーシング３内にインナ
スリーブ３９及びアウタスリーブ４０を介して回転自在
に内挿されている。

【００１５】そして、図１４〜図１６に示すように、中
空部３８ａ内のインナ部３７には、左右に対をなすよう
に突出した突出腕４２，４２が形成されている。一方、
アウタ部３８にはこれらの各突出腕４２，４２の両面に
それぞれ突起４２ａを当接するようにしてプランジャ４
４ａ，４４ｂが装備されている。各プランジャ４４ａ，
４４ｂは円形断面の孔部４３，４３内に進退可能に装備
され、背面に設けられた第１油圧室４５，第２油圧室４
６内に油圧を供給されると突出腕４２を押圧する。この
うちプランジャ４４ａ，４４ａは、突出腕４２，４２及
びインナ部３７を時計回りに回動させるような押圧力を
発生し、プランジャ４４ｂ，４４ｂは、突出腕４２，４
２及びインナ部３７を反時計回りに回動させるような押
圧力を発生する。

【００１６】ケーシング３及びアウタスリーブ４０，イ
ンナスリーブ３９には、プランジャ４４ａ，４４ａの第
１油圧室４５内の油圧給排のための第１油圧給排路と、
プランジャ４４ｂ，４４ｂの第２油圧室４６内の油圧給
排のための第２油圧給排路とがそなえられる。このう
ち、第１油圧給排路は、図１４，図１５に示すように、
圧力油入出口５４と、ケーシング３とアウタスリーブ４
０との間の第１外環油路５１と、アウタスリーブ４０に
形成された第１外側連通孔６１と、アウタスリーブ４０
とインナスリーブ３９との間の第１内環油路４８と、イ
ンナスリーブ３９に形成された第１内側連通孔５０ａと
から構成される。

【００１７】また、第２油圧給排路は、図１４，図１６
に示すように、圧力油入出口５５と、ケーシング３とア
ウタスリーブ４０との間の第２外環油路５２と、アウタ
スリーブ４０に形成された第２外側連通孔６２と、アウ
タスリーブ４０とインナスリーブ３９との間の第２内環
油路４９と、インナスリーブ３９に形成された第２内側
連通孔５０ｂとから構成される。

【００１８】なお、図１４において、５３は第１外環油
路５１の上段、第１外環油路５１と第２外環油路５２と
の間、第２外環油路５２の下段にそれぞれ設けられた油
路シール用のＯリングである。圧力油入出口５４，５５
は、それぞれ流路５６，５７，第１の制御弁５８又は第
２の制御弁５９および分流ユニット６０を介して、上記
分流ユニット３１の一方の出口部３１ｂに接続されてい
て、制御弁５８，５９の作動により、分流ユニット３
１，６０で分けられたオイルポンプ３３からの圧力油を
圧力油入出口５４，５５のいずれかに供給できるように
なっている。また、各制御弁５８，５９の戻り部は、リ
ザーバタンク３５につながる流路３４に接続されてい
る。なお、分流ユニット６０は、１つの入口部６０ａと
２つの出口部６０ｂ，６０ｂとをオリフィス付の流路６
０ｃ，６０ｃで接続されたものである。

【００１９】このようにして構成される油圧回路６４で
は、各制御弁５８，５９が作動しないときは、第１油圧
室４５，４５および第２油圧室４６，４６には油圧が作
用しない。また、第１の制御弁５８のみが作動すると、
オイルポンプ３３からの圧力油が第１油圧室４５，４５
に供給され、プランジャ４４ａで突出腕４２が押圧され
て、トーションバー９に例えばロータリバルブ１６の正
転方向（右方向）の捩じりモーメントを発生させるよう
になっている。

【００２０】また第２の制御弁５９のみが作動するとき
は、オイルポンプ３３からの圧油を第２油圧室４６，４
６に供給され、プランジャ４４ｂで突出腕４２が押圧さ
れ、トーションバー９に上記とは逆方向の捩じりモーメ
ントを発生させるようになっている。このように、第１
および第２の制御弁５８，５９を切り換えることによ
り、トーションバー９に、独立して捩じりモーメントを
発生させることができるようになっており、トーション
バー９の捩じりを増大させる方向への捩じりモーメント
を発生させれば操舵アシスト量が増大し、トーションバ
ー９の捩じりを減少させる方向への捩じりモーメントを
発生させれば操舵アシスト量が減少し、操舵アシスト量
の調整範囲が大幅に増大する。

【００２１】なお、ここでは、図１３に示すように、第
１の制御弁５８及び第２の制御弁５９は、いずれもソレ
ノイド５８ａ，５９ａへの制御電流が増加するにしたが
って圧力油入出口５４，５５に供給する圧力が高くなる
ような制御弁が用いられ、ソレノイド５８ａ，５９ａは
コントローラ７０を通じて電子制御されるようになって
いる。

【００２２】つまり、コントローラ７０では、車速セン
サ７１，ハンドル角センサ７２，トルクセンサ７３から
の検出信号に基づいて、ソレノイド部５８ａ，５９ａを
通じて制御弁５８，５９を制御する。アシスト方向の切
換は、トルクセンサ７３からの検出信号或いはパワーシ
リンダ７への出力ポート圧等に基づいて電流を供給すべ
き制御弁５８，５９を選択して、車速センサ７１やハン
ドル角センサ７２からの上方に基づいて車速や操舵状態
に応じた所望のアシスト量が得られるように制御電流が
設定される。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】上述の実開平３−５９
２７０号のものでは、トーションバーの等価剛性を上げ
て操舵力を重く制御するので、操舵力の可変幅を十分に
とりにくいのはもちろんであるが、十分な操舵アシスト
量を得るためには、トーションバー単体の剛性を低く抑
えるようにしなくてはならない。このため、中立付近で
の操舵手応えが軽くなってしまい、特に、高速走行時に
強く要求される中立操舵剛性が不足し易い。また、ハン
ドル操作におけるダイレクト感が欠乏しやすいという不
具合も招く。さらに、中立付近では操舵力が軽いがハン
ドルを切り込むと重くなる特性となるため、ハンドル切
り戻し時とハンドル切り込み時との操舵力のヒステリシ
スが大きくなってしまい、操舵フィーリングの悪化を招
く。

【００２４】また、上述の実開平５−１１２２４９号の
ものでは、操舵力の可変幅を十分にとれて中立付近での
操舵手応えを十分に与えられるものの、アシスト方向の
切換をトルクセンサ７３からの検出信号又はパワーシリ
ンダ７の出力ポート圧等に基づいて制御する必要がある
ため、装置が複雑且つ高価なものになり易い。本発明
は、上述の課題に鑑み創案されたもので、簡素な構成で
低コストで製造できるようにしながら、操舵アシスト量
を広い範囲で制御できるようにすることで適切な操舵操
作を容易に実現できるようにした、車両用パワーステア
リング装置を提供することを目的とする。

【００２５】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載
の本発明の車両用パワーステアリング装置は、ステアリ
ングホイール側に連結された入力軸とステアリングギヤ
ボックス側に連結された出力軸とがトーションバーを介
して連結され、該トーションバーの捩れにより生じる上
記入力軸と上記出力軸との相対変位に応じて作動するコ
ントロールバルブによってパワーシリンダへの供給油圧
を制御される車両用パワーステアリング装置において、
上記入力軸と上記出力軸とのうちの一方に連結され径方
向に突出した突出腕と、上記入力軸と上記出力軸とのう
ちの他方に連結され上記突出腕を軸回り方向に回動可能
に収容するケーシングと、上記ケーシングに摺動可能に
収容され上記突出腕を軸回り方向に押圧可能に設けられ
た左右のプランジャと、上記の各プランジャの背面側に
形成された左右の制御圧室と、上記の各制御圧室への制
御圧を可変制御する圧力制御バルブと、上記圧力制御バ
ルブから上記の各制御圧室への制御圧を導入可能にする
ように上記ケーシングに形成された左右の制御ポートと
をそなえ、上記各制御ポートと上記各プランジャとの配
置関係が、上記突出腕の中立時には上記各プランジャに
より上記各制御ポートが閉鎖され且つ上記突出腕の回動
時にはこの回動に伴って突出する側のプランジャに対応
する制御ポートが開放するよう設定されていることを特
徴としている。

【００２６】請求項２記載の本発明の車両用パワーステ
アリング装置は、請求項１記載の構成において、上記圧
力制御バルブが、軸方向の変位に応じて上記制御圧を可
変制御する弁体と、該弁体を軸方向に付勢するスプリン
グと、該スプリングの付勢力に抗して上記弁体を変位さ
せるソレノイドと、上記弁体に設けられた受圧面積の異
なる一対のスプール部にて構成され上記制御圧が導入さ
れると該制御圧を所定値以下に制限するように形成され
た差圧部とを有して構成されていることを特徴としてい
る。

【００２７】請求項３記載の本発明の車両用パワーステ
アリング装置は、請求項１記載の構成において、上記各
制御圧室に、低圧源と常時連通する固定オリフィスが設
けられていることを特徴としている。請求項４記載の本
発明の車両用パワーステアリング装置は、請求項１記載
の構成において、上記の左右のプランジャが一体に構成
され、該プランジャには左右一方の制御ポートが開いた
際に左右他方の制御圧室を低圧源に連通する排出ポート
が形成されていることを特徴としている。

【００２８】

【作用】上述の請求項１記載の本発明の車両用パワース
テアリング装置では、ステアリングホイールに操舵力を
加えると、この操舵力は入力軸，トーションバー，出力
軸を経てステアリングギヤボックスから操舵車輪側に出
力され、操舵車輪が転舵される。このとき、操舵力によ
りトーションバーに捩れが生じると上記入力軸と上記出
力軸との相対変位が生じる。この相対変位に応じてコン
トロールバルブがパワーシリンダへの供給油圧を制御す
るので、パワーシリンダが、この供給される油圧によっ
て操舵をアシストする。

【００２９】ところで、上記入力軸と上記出力軸とのう
ちの一方には径方向に突出した突出腕が連結され、上記
入力軸と上記出力軸とのうちの他方には上記突出腕を軸
回り方向に回動可能に収容するケーシングが連結され
て、このケーシングに上記突出腕を軸回り方向に押圧可
能に設けられた左右のプランジャが摺動可能に収容され
るが、突出腕の中立時、即ち操舵入力のない時には、各
プランジャにより各プランジャ背面の各制御圧室の制御
ポートが閉鎖される。このため、各制御圧室には制御圧
が導入されず、各プランジャは作用しない。即ち、突出
腕が中立に保持される。

【００３０】一方、上記突出腕の回動時には、この回動
に伴って、左右のうちの一方のプランジャは突出し他方
のプランジャは後退して、この突出する側のプランジャ
背面の制御圧室への制御ポートが開放する。これによ
り、突出したプランジャの制御圧室へ制御圧が導入され
るようになり、この制御圧が当該プランジャをさらに突
出させるため、上記突出腕の回動が促進される。

【００３１】このように突出腕の回動が促進されると、
トーションバーの捩れが促進されることになるが、突出
腕が入力軸に連結される場合には、突出腕の回動が入力
軸側の回動を促進して操舵アシストを増強させるように
はたらく。一方、突出腕が出力軸に連結される場合に
は、突出腕の回動が出力軸の入力軸に対する遅れを助長
して操舵アシストを低減させるようにはたらく。各場合
のアシスト増強の程度やアシスト低減の程度は、突出腕
の回動量に対応する。

【００３２】また、上記の制御圧室への制御圧の導入
は、圧力制御バルブを通じて可変制御することができ、
圧力制御バルブによる制御で、操舵アシスト量の増大特
性や減少特性を調整することができる。操舵アシスト量
を増大できるようにすると、トーションバーの剛性を上
げることができて、中立時にはハンドルを重く安定させ
ながら、切り込み時にはハンドルが軽くなるようにする
ことができる。

【００３３】上述の請求項２記載の本発明の車両用パワ
ーステアリング装置では、上記圧力制御バルブにおい
て、弁体が軸方向に変位することで上記制御圧を可変制
御するが、この弁体はスプリングにより軸方向の一方向
に付勢されていて、ソレノイドによってこのスプリング
の付勢力に抗するように軸方向の他方向に駆動され、こ
れにより制御圧が変更される。この弁体には、受圧面積
の異なる一対のスプール部によって構成された差圧部が
設けられており、この差圧部に生じる差圧によって、上
記の制御圧が所定値以下に制限される。

【００３４】上述の請求項３記載の本発明の車両用パワ
ーステアリング装置では、上記各制御圧室に、低圧源と
常時連通する固定オリフィスが設けられているので、操
舵操作のような制御圧室に加わる動的な動きに対しては
固定オリフィスの流通抵抗が大きく作用して応答性良く
制御圧を作用させることができ、通常時には固定オリフ
ィスを通じて制御圧室から低圧源へと圧力油が流通す
る。

【００３５】上述の請求項４記載の本発明の車両用パワ
ーステアリング装置では、左右のプランジャが一体に構
成されているため、プランジャがガタつくことなく作動
し、左右一方の制御ポートが開いた際には排出ポートを
通じて左右他方の制御圧室を低圧源に連通する。このた
め、開放した制御ポート側の制御圧室への制御圧の供給
と低圧源に連通した排出ポート側の制御圧室からの制御
圧の排出が滑らか且つ速やかに行なわれ、プランジャの
作動が円滑に行なわれるようになり、突出腕の駆動も円
滑に行なわれるようになる。

【００３６】

【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。まず、本発明の第１実施例としての車両用パ
ワーステアリング装置を説明する。この車両用パワース
テアリング装置には、ステアリング機構１がそなえられ
るが、このステアリング機構１は、前述の従来例とほぼ
同様に構成される。

【００３７】つまり、図２に示すように、ハンドル（ス
テアリングホイール）１３から入力された操舵力は、ハ
ンドル軸（ステアリングシャフト）１２から入力軸１１
を経て、トーションバー９を介して、出力軸５ａからス
テアリングギヤボックス２内のラック４とピニオン５の
ギヤ機構に伝達され、さらに、ステアリングロッド６及
びタイロッド６ａを介してナックル６ｂから操舵車輪８
へと伝達されるようになっている。そして、ステアリン
グギヤボックス２はケーシング３内にラック４，ピニオ
ン５の他に、入力軸１１やトーションバー９の主要部及
び出力軸５ａ等を内蔵した構造になっている。

【００３８】また、ステアリングロッド６には、操舵力
の入力に応じて操舵アシスト力を発揮するパワーシリン
ダ７が装備され、操舵入力に応じて生じるトーションバ
ー９の捩れに応じてパワーシリンダ７へ圧力油が供給さ
れ、操舵アシスト力を発揮するようになっている。この
ため、トーションバー９の捩れに応じて相対回転する入
力軸１１と出力軸５ａとの間には、ロータリバルブ１６
が介設されている。

【００３９】このロータリバルブ１６も、従来のものと
同様に構成される。つまり、ロータリバルブ１６は、ス
テアリングギヤボックス２の上部にバルブユニット１０
として設けられ、図２，図３に示すように、入力軸１１
と一体回転するインナバルブ１８と、出力軸５ａと一体
回転するアウタバルブ１７とをハウジング１４内に回転
可能にそなえており、入力軸１１と出力軸５ａとの相対
回転に応じてこれらのインナバルブ１８とアウタバルブ
１７とが相対変位してパワーシリンダ７への圧力油を給
排制御するようになっている。

【００４０】なお、圧力油はエンジン３２の駆動による
オイルポンプ３３で加圧され、リザーバタンク３５から
流路３０を介して油入口１９からアウタバルブ１７に形
成された流入ポート１７ａを通ってロータリバルブ１６
に供給され、ロータリバルブ１６内の圧力油はインナバ
ルブ１８に形成された流出ポート１８ａから油出口２０
を通って流路３４を介してリザーバタンク３５に戻るよ
うになっている。また、アウタバルブ１７の出力ポート
（図示略）がハウジング３に設けられた一対の出力ポー
ト部２１，２２に連通している。

【００４１】パワーシリンダ７も、周知のもので、図２
に示すように、シリンダ２３と、シリンダ２３を貫通す
るピストンロッド２４と、ピストンロッド２４の一部に
シリンダ２３を長手方向左右に仕切るように設けられた
ピストン２５とをそなえ、ピストン２５で仕切られた左
右の油室２５ａ，２５ｂと連通する一対の入力ポート２
６，２７が流路２８，２９を介して上記出力ポート部２
１，２２に接続されている。

【００４２】そして、パワーシリンダ７では、ロータリ
バルブ１６を通じて出力ポート部２１，２２から給排さ
れる圧力油によって操舵操作力に応じた大きさの操舵ア
シスト力を発生するようになっている。このようなパワ
ーシリンダ７による操舵アシストを補助しうるように、
プランジャ機構を利用して入力軸１２側を駆動する操舵
補助アシスト機構７５が設けられている。

【００４３】この操舵補助アシスト機構７５は、図２，
図３に示すように、ロータリバルブ１６の下方に設けら
れ、インナバルブ１８と一体回転するインナ部７７と、
アウタバルブ１７とピン７６を通じて結合されてこれと
一体回転するアウタ部７８とをそなえている。インナ部
７７はアウタ部７８内に形成される中空部７８ａに収容
され、アウタ部７８に対して所定の角度まで相対回転し
うるようになっている。アウタ部７８はケーシング３内
にインナスリーブ７９及びアウタスリーブ８０を介して
回転自在に内挿されている。なお、このアウタ部７８は
内部にインナ部７７を収容するので、以下、アウタ部７
８を第２ケーシングという。

【００４４】そして、図１の下部（この断面図は、図１
中に示すステアリングギヤボックス２のＡ−Ａ矢視断面
に相当する）に示すように、中空部７８ａ内のインナ部
７７には、左右に対をなすように突出した突出腕（ウィ
ング）８２，８２が形成されている。この突出腕８２，
８２は入出力軸１１，５ａの軸心即ちインナ部７７の軸
心に対して、点対称となるように１８０°だけ位相をず
らして設けられている。

【００４５】一方、第２ケーシング７８にはこれらの各
突出腕８２，８２の両面にそれぞれ突起８２ａを当接す
るようにして右プランジャ８４ａ，左プランジャ８４ｂ
が装備されている。各プランジャ８４ａ，８４ｂは円形
断面のプランジャ室８３，８３内に進退可能に装備さ
れ、各プランジャ８４ａ，８４ｂの背面には第１油圧室
（右回転用制御圧室）８５，第２油圧室（左回転用制御
圧室）８６が設けられている。これらの油圧室８５，８
６内に油圧が供給されるとプランジャ８４ａ，８４ｂが
突出して突出腕８２を押圧するようになっている。

【００４６】このうち右プランジャ８４ａ，８４ａは、
突出腕８２，８２及びインナ部７７を時計回り（右回
転）に回動させるような押圧力を発生する右回転用プラ
ンジャであり、左プランジャ８４ｂ，８４ｂは、突出腕
８２，８２及びインナ部７７を反時計回り（左回転）に
回動させるような押圧力を発生する左回転用プランジャ
である。なお、各プランジャ８４ａ，８４ｂの先端部の
突起８２ａは、突出腕８２と円滑に当接するように球面
状に形成されている。

【００４７】そして、油圧室８５，８６への油圧の給排
は、プランジャ８４ｂ，８４ｂの移動により自動的に行
なわれるようになっている。つまり、第２ケーシング７
８には、油圧室８５，８６に通じる油路９４，９５が設
けられており、これらの油路９４，９５の一端は、イン
ナスリーブ７９及びアウタスリーブ８０に形成された内
通路９０，内環状通路８８，外通路９１，外環状通路８
９（図３参照）及び流路９６を通じて外部の油圧給排系
９９に連通している。また、油路９４，９５の他端は、
油圧室８５，８６に開口しうるようになっている。特
に、油路９４，９５の油圧室８５，８６側の端部開口
（以下、制御ポートという）９４Ａ，９４Ｂ，９５Ａ，
９５Ｂは、プランジャ８４ａ，８４ｂが突出しない位置
にあるときには閉鎖し、プランジャ８４ｂ，８４ｂが突
出すると開放するように配設されている。

【００４８】つまり、操舵力が入力されないと、突出腕
８２，８２は図５に示すような中立位置となるが、この
時には、各制御ポート９４Ａ，９４Ｂ，９５Ａ，９５Ｂ
がいずれもプランジャ８４ａ，８４ｂによって閉鎖され
る。ところが、操舵力が入力されると、突出腕８２，８
２は、図１に示すように第２ケーシング７８に対して相
対回転するので、この相対回転に伴って、プランジャ８
４ａ，８４ａが突出する方の制御ポート（図１中では、
右回転用の制御ポート９４Ａ，９５Ａ）が、このプラン
ジャ８４ａ，８４ａの移動によって開放する。

【００４９】このような制御ポート９４Ａ，９５Ａの開
放により、突出したプランジャ８４ａ，８４ａの背面の
第１油圧室８５には外部の油圧給排系９９から油圧供給
が行なわれるようになり、第１油圧室８５への供給油圧
に応じて、プランジャ８４ａ，８４ａがさらに突出しな
がら突出腕８２，８２をその回転方向へ押圧する。この
突出腕８２，８２は入力軸１１と一体に結合されている
ので、プランジャ８４ａ，８４ａによる突出腕８２，８
２の押圧は、操舵力をアシストするようにはたらくこと
になる。

【００５０】図１では時計回り（右回転）の操舵力が加
わっているが、もしも反時計回り（左回転）の操舵力が
加われば、左回転用のプランジャ８４ｂ，８４ｂが突出
して、これに対応する左回転用の制御ポート９４Ｂ，９
５Ｂが開放する。そして、プランジャ８４ｂ，８４ｂの
背面の第２油圧室８６への供給油圧に応じて、プランジ
ャ８４ａ，８４ａが突出腕８２，８２をその回転方向へ
押圧し、操舵力をアシストする。

【００５１】このように、本装置では、制御ポート９４
Ａ，９５Ａ又は９４Ｂ，９５Ｂが操舵力の入力に連動し
て自動的に開閉しながら、外部の油圧給排系９９からの
油圧供給に応じて、パワーピストン７とは独立して運転
者の操舵力をアシストすることができるようになる。と
ころで、このような操舵補助アシスト機構７５のアシス
ト量を制御する油圧給排系９９は、図１に示すように、
オイルポンプ３３とリザーバタンク３５と流路３０，３
４と圧力制御バルブ１００とから構成される。

【００５２】圧力制御バルブ１００は、ケーシング３内
に収納されたスプール１０１を有するスプール弁であ
り、スプール１０１はケーシング３内に形成されたスプ
ール室１０２内に進退可能に設けられている。スプール
室１０２の一端にはスプリング１０３がリテーナ１０４
に支持されてそなえられ、このスプール１０１の一端は
このスプリング１０３により付勢されている。一方、ス
プール１０１の他端にはソレノイド１０５が設けられて
おり、ソレノイド１０５が作動するとスプリング１０３
の付勢力に抗してスプール１０１が駆動されるようにな
っている。

【００５３】このスプール１０１を収容するケーシング
３内には、入力ポート（パイロットポート）１０６と出
力ポート（コントロールポート）１０７と排出ポート
（リザーバポート）１０８とがいずれもスプール室１０
２に開口するように設けられている。このうち、入力ポ
ート１０６はオイルポンプ３３側から導かれた流路３０
に接続されている。また、排出ポート１０８はリザーブ
タンク３５に通じる流路３４に接続されている。そし
て、出力ポート１０７が、上記油路９４，９５に通じる
流路９６と接続されている。

【００５４】また、スプール１０１には、入力ポート１
０６及び出力ポート１０７と連通しうる第１環状油路１
０９と、後述する制御圧制限機構（差圧部）１２０を形
成する第２環状油路１１０と、２つの環状油路１０９，
１１０を連通する連通孔１１１と、スプール１０１の一
端側に開口する軸心線に沿って形成され排出ポート１０
８と連通する排出路１１２と、この排出孔１１２をスプ
ール１０１の他端側とを連通する排出孔１１３とが形成
される。

【００５５】第１環状油路１０９は出力ポート１０７と
常時連通しているが、入力ポート１０６とはスプール１
０１の位置に応じて開閉するようになっている。つま
り、ソレノイド１０５が作動しなければスプリング１０
３の付勢によりスプール１０１が図５に示すように最も
下がった位置にあり、この時には、第１環状油路１０９
は入力ポート１０６と連通しない。そして、ソレノイド
１０５が作動してスプール１０１が図１，図５中の上方
へ移動すると、図１に示すように、第１環状油路１０９
が入力ポート１０６と連通するようになる。この連通す
る流路面積は、スプール１０１の移動量、したがって、
ソレノイド１０５への供給電流に対応する。つまり、ソ
レノイド１０５へ電流が供給されなければ、入力ポート
１０６と出力ポート１０７とは連通しないで、ソレノイ
ド１０５へ電流が供給されれば、この時の供給電流に応
じた開度で入力ポート１０６と出力ポート１０７とが連
通する。

【００５６】このように、入力ポート１０６は、これの
みで流量調整できるシングル可変絞りとして構成されて
いるのである。また、スプール１０１よりも下方のスプ
ール室１０２の下部には、油溜まり１１４が形成されて
おり、圧力油の一部はスプール１０１とスプール室１０
２との間の潤滑に利用された後、この油溜まり１１４に
流入する。この油溜まり１１４は排出孔１１３，排出路
１１２及び流路３４を通じて、リザーブタンク３５に通
じており、潤滑に利用された油はこのリザーブタンク３
５に戻るようになっている。

【００５７】ところで、プランジャ８４ａ，８４ａ又は
８４ｂ，８４ｂが突出して背面の第１油圧室８５又は第
２油圧室８６へ油圧が供給されると、プランジャ８４
ａ，８４ａがさらに突出して制御ポート９４Ａ，９５Ａ
又は９４Ｂ，９５Ｂの開度を増加させることになるた
め、供給油圧が高いと、この後操舵力を加えなくても第
１油圧室８５又は第２油圧室８６への油圧供給が続行さ
れて、過大な操舵アシストを行なうようになってしま
う。

【００５８】そこで、この圧力制御バルブ１００には、
制御圧制限機構（差圧部）１２０が設けられており、出
力ポート１０７から吐出される油圧が過大にならないよ
うになっている。この制御圧制限機構（差圧部）１２０
は、図４に示すように、スプール１０１は、第２環状油
路１１０を境に、スプール上部１０１Ａとスプール下部
１０１Ｂとで外径が異なるように設定することで構成さ
れている。

【００５９】つまり、スプール上部１０１Ａの外径ａよ
りもスプール下部１０１Ｂの外径ｂの方が大きく（ａ＜
ｂ）設定されており、スプール１０１の移動方向（即
ち、軸方向）への受圧面積を比べると、第２環状油路１
１０に面するスプール上部１０１Ａの環状端面１１０Ａ
よりも第２環状油路１１０に面するスプール下部１０１
Ｂの環状端面１１０Ｂの方が大きくなる。したがって、
この第２環状油路１１０内では、受圧面積の差によって
下向きの力（これを便宜上、差圧という）Ｒがスプール
１０１に作用するようになる。この下向きの力（差圧）
Ｒは、スプリング１０３の付勢方向と同方向であり、入
力ポート１０６と出力ポート１０７との連通開度を小さ
くするように働き、出力ポート１０７から吐出される油
圧（即ち、制御圧）を制限する。なお、第２環状油路１
１０内には、連通孔１１１を通じて第１環状油路１０９
内の圧力油が供給される。

【００６０】この制御圧制限機構１２０により、オイル
ポンプ３３側からのパイロット油圧に対する操舵補助ア
シスト機構７５に出力される制御圧の特性は、図６に示
すようになる。つまり、ソレノイド１０５へ制御電流
１．０Ａが供給されると、制御圧制限（制御圧カット）
制御が行なわれなければ、直線Ａ１のようにパイロット
油圧に比例して制御圧が出力されるが、制御圧制限（制
御圧カット）制御が行なわれると、曲線Ａ２のように制
御圧が一定レベルで制限される。この制御圧の制限は、
当然ソレノイド１０５へ供給される制御電流に対応し、
制御電流を少なくすると、曲線Ａ３（制御電流０．６
Ａ），Ａ４（制御電流０．３Ａ）のようにさらに低いレ
ベルに制限される。

【００６１】このような制御圧制限により、操舵入力ト
ルクに対する制御圧（出力油圧）の特性は、図７に実線
で示すようになる。図７において、曲線Ａ５は制御電流
１．０Ａを与えたときの特性であり、曲線Ａ６は制御電
流を与えないときの特性である。制御圧制限を行なわな
ければ、破線Ａ７で示すように入力トルクをある程度与
えるとこれ以後は入力トルクを減らしても出力油圧が増
大して、操舵補助アシスト機構７５による操舵アシスト
量が増加してしまう。これに対して、制御圧制限を行な
うことにより、制御電流を制御することで、曲線Ａ５と
曲線Ａ６との間で特性を調整できるようになる。

【００６２】ここでは、最大制御電流１．０Ａにする
と、例えばＴ１で示す程度に操舵入力トルクを与えると
この後は僅かに操舵入力を加えるだけで出力油圧が増大
し操舵アシスト量も増大するようになっており、軽いハ
ンドル操作で操舵角を増大できるように設定されてい
る。一方、制御電流を与えないと、操舵入力の増大に対
して徐々に出力油圧が増大するため、ハンドルが適当な
重さに設定される。また、何れの場合も、操舵入力トル
クが小さければ、即ち、ハンドル操作をしなければハン
ドルが重い状態に保たれて、中立安定性が確保されてい
る。

【００６３】この制御電流の制御は、コントローラ７０
により行なわれるようになっている。つまり、コントロ
ーラ７０では、車速センサ７１，ハンドル角センサ７２
からの検出信号に基づいて、高速時や急旋回時に制御電
流を低下させて、ハンドルを重くするよう制御する。急
旋回の判定については、ハンドル角センサ７２からのハ
ンドル角の時間微分値（速度）を用いて、このハンドル
角の速度か所定値を越えたら急旋回と判定することがで
きるが、車両に横Ｇセンサを設置して、この横Ｇセンサ
の検出信号から横Ｇが所定値を越えたら急旋回と判定す
るようにしてもよい。

【００６４】また、操舵補助アシスト機構７５は、パワ
ーシリンダ７とは別個に操舵をアシストするため、本パ
ワーステアリング装置では、操舵時に、トーションバー
９を僅かに捩じる程度の小さな操舵力入力により操舵を
行なうことができる。そこで、本装置では、トーション
バー９の剛性が高めに設定されている。ところで、本実
施例では、各油圧室８５，８６に固定オリフィス９７が
設けられている。このオリフィス９７はケーシング３内
の図示しない流路を通じて低圧源としてのリザーブタン
ク３５側と常時連通しており、操舵操作のような動的な
動きにより油圧室８５，８６に圧力油が流入した際に
は、この固定オリフィス９７の流通抵抗が大きく作用し
て応答性良く制御圧を作用させることができ、通常時に
は、固定オリフィス９７を通じて油圧室８５，８６から
リザーブタンク３５へと圧力油が流出するため、タンク
３５内の圧力油は再び利用されるようになっている。

【００６５】なお、図３において、９３はシール用のＯ
リングである。本発明の第１実施例としての車両用パワ
ーステアリング装置は、上述のように構成されているの
で、操舵力が入力されていなければ、パワーシリンダ７
の油室２５ａ，２５ｂにも操舵補助アシスト機構７５の
油圧室８５，８６にも、圧力油は供給されない。そし
て、トーションバー９の剛性が高めに設定されているた
め、操舵の中立安定性が向上して、中立位置の付近では
手応え良くダイレクト感に優れた操舵特性を得られるよ
うになる。

【００６６】そして、操舵力が入力されると、コントロ
ールバルブ１６を通じてパワーシリンダ７の油室２５ａ
又は２５ｂに圧力油が供給されてパワーシリンダ７に操
舵アシスト力が発生するとともに、操舵補助アシスト機
構７５の油圧室８５又は８６にも圧力油が供給されて、
この操舵補助アシスト機構７５でも操舵アシスト力が発
生するようになる。

【００６７】つまり、操舵補助アシスト機構７５では、
操舵力が入力されると、突出腕８２，８２が、図５に示
すような中立状態から例えば図１に示すように第２ケー
シング７８に対して相対回転した状態になる。この相対
回転に伴って、一方のプランジャ（図１の場合、８４
ａ，８４ａ）が突出するため、このプランジャの後方の
制御ポート（図１中では、制御ポート９４Ａ，９５Ａ）
が開放するようになる。

【００６８】制御ポート９４Ａ，９５Ａ又は９４Ｂ，９
５Ｂが開放すると、突出したプランジャ８４ａ，８４ａ
又は８４ｂ，８４ｂの背面の油圧室８５又は８６に油圧
給排系９９から油圧供給が行なわれ、油圧室８５又は８
６への供給油圧に応じて、プランジャ８４ａ，８４ａ又
は８４ｂ，８４ｂがさらに突出しながら突出腕８２，８
２をその回転方向へ押圧する。そして、このプランジャ
８４ａ，８４ａ又は８４ｂ，８４ｂの押圧を通じて、突
出腕８２，８２と一体結合された入力軸１１を介しなが
ら操舵力をアシストする。

【００６９】この操舵補助アシスト機構７５による補助
アシスト量は、油圧給排系９９の圧力制御バルブ１００
を通じてコントローラ７０により制御される。つまり、
コントローラ７０では、車速センサ７１，ハンドル角セ
ンサ７２からの検出信号に基づいて、高速時や急旋回時
に圧力制御バルブ１００のソレノイド１０５への供給電
流を低下させる。これにより、圧力制御バルブ１００で
は、スプール１０１の変位が少なくなり、入力ポート１
０６の開度が小さくなる。したがって、油圧室８５又は
８６への油圧はこれに応じて少なめになり、プランジャ
８４ａ，８４ａ又は８４ｂ，８４ｂの突出腕８２，８２
に対する押圧力も少なめになる。

【００７０】したがって、このような高速時や急旋回時
には、操舵アシスト量が小さくなって、所謂ハンドルが
重い状態となり、安定した高速性能や的確な急旋回を行
なえるようになる。コントローラ７０では、この一方
で、車速が低下するほど、及び、旋回が緩やかなほど、
圧力制御バルブ１００のソレノイド１０５への供給電流
を高める。これにより、圧力制御バルブ１００では、ス
プール１０１の変位が大きくなり、入力ポート１０６の
開度も大きくなる。したがって、油圧室８５又は８６へ
の油圧はこれに応じて多くなり、プランジャ８４ａ，８
４ａ又は８４ｂ，８４ｂの突出腕８２，８２に対する押
圧力が増加する。

【００７１】したがって、低速時や、腕力のない人が緩
やかに操舵操作を行なった場合には、操舵アシスト量が
大きくなって所謂ハンドルが軽い状態となる。これによ
り、操舵操作にかかる負担が軽減され、大きな負担にな
り易い低速時の操舵負担が軽減されて、腕力のない人で
も容易に操舵操作を行なえるようになる。この場合も、
勿論、中立付近ではハンドルの手応えがあり、ハンドル
を切り込むと軽く切り込めるようになり、切り込み時と
切り戻し時との操舵力のヒステリシスが小さく操舵フィ
ーリングが大きく向上する。

【００７２】なお、圧力制御バルブ１００には、制御圧
制限機構（差圧部）１２０が設けられているので、出力
ポート１０７から吐出される油圧が過大にならないよう
に安定させることができ、パワーステアリング装置の信
頼性を向上させることができる。また、固定オリフィス
９７によって、操舵時には応答性良く制御圧を作用させ
ながら操舵力のアシストを適切に行なうことができ、一
方、操舵入力のないときなどには、固定オリフィス９７
を通じて油圧室８５，８６からリザーブタンク３５へと
圧力油が流出し、油圧室８５，８６内の圧力油が循環す
るようになり、油温の上昇を防止でき、装置の信頼性を
高めることができる。

【００７３】いずれにしても、本車両用パワーステアリ
ング装置では、操舵力の可変幅を十分にとれて、トーシ
ョンバー９の剛性が高めに設定できるため、中立付近で
の操舵手応えを十分に与えながら、必要に応じて操舵ア
シストを高めるようにすることができるのである。ま
た、アシスト方向の切換をトルクセンサ７３からの検出
信号やパワーシリンダ７の出力ポート圧等に基づいて制
御する必要がなく、方向切換バルブも不要となり、簡素
な構成で自動的に行なわれるので、装置の信頼性が向上
し、低コストで製造できるようになる。

【００７４】次に、第１実施例の変形例について説明す
ると、図８に示すように、このパワーステアリング装置
では、第１実施例のものにおいて、プランジャ８４ａ，
８４ｂの背面に、プランジャ８４ａ，８４ｂを、突出腕
８２，８２を押圧する方向に付勢するスプリング９８が
付加されている。ここでは、各油圧室８５，８６内にス
プリング９８が装備される。

【００７５】このスプリング９８は、突出腕８２，８２
が中立状態になるように付勢しており、操舵力が解除さ
れると、トーションバー９の剛性にこのスプリング９８
の作用が付加されて、突出腕８２，８２が速やかに中立
状態に復帰する。また、このスプリング９８により、油
圧室８５，８６内に制御圧を供給した際に、プランジャ
８４ａ，８４ｂが安定した動作を行ない、制御圧に対し
て突出腕８２，８２が確実に変位して確実な操舵アシス
ト力を得ることができる。

【００７６】次に、第２実施例の車両用パワーステアリ
ング装置について説明すると、図９に示すように、この
パワーステアリング装置では、第１実施例のものと、操
舵補助アシスト機構７５の内部構造が異なっている。つ
まり、本実施例の操舵補助アシスト機構７５も、第１実
施例のものと同様に、図９に示すように、インナバルブ
１８と一体回転するインナ部７７と、アウタバルブ１７
とピン７６を通じて結合されてこれと一体回転するアウ
タ部（第２ケーシング）７８とをそなえているが、本実
施例では、右回転用プランジャ（時計回り用プランジ
ャ）と左回転用プランジャ（反時計回り用プランジャ）
とが一体に構成されている。

【００７７】すなわち、第２ケーシング７８内には、図
１０，図１１に示すような左右一体型プランジャ８７が
そなえられている。この一体型プランジャ８７は、中間
部に突出腕（ウィング）８２Ａが嵌入する溝８７Ａが形
成され、この溝８７Ａの両側の溝８７Ａから適当に離隔
した箇所に排出ポートとしての環状溝８７Ｂ，８７Ｃが
形成されている。プランジャ８７内には、プランジャ８
７の軸心線と平行に形成されてプランジャ８７の各端部
に開口する縦油孔８７Ｄ，８７Ｅが形成されており、何
れの縦油孔８７Ｄ，８７Ｅも両環状溝８７Ｂ，８７Ｃに
開口している。さらに、プランジャ８７内には、プラン
ジャ８７の軸心線と直交する方向に横油孔８７Ｆ，８７
Ｇが形成されている。このうち、横油孔８７Ｆは環状溝
８７Ｂと縦油孔８７Ｅとを連通し、横油孔８７Ｇは環状
溝８７Ｃと縦油孔８７Ｄとを連通する。

【００７８】一方、突出腕８２Ａは、図１１に示すよう
に、円筒表面を有するように構成され、突出腕８２Ａが
回動したときにも、この突出腕８２Ａの円筒表面が一体
型プランジャ８７の溝８７Ａの左右両面に滑らかに接合
するようになっている。また、この突出腕８２Ａも入出
力軸１１，５ａの軸心即ちインナ部７７の軸心に対し
て、点対称となるように１８０°だけ位相をずらして２
つ設けられている。したがって、一体型プランジャ８７
も各突出腕８２Ａ毎に２つ設けられている。

【００７９】また、第２ケーシング７８には、この一体
型プランジャ８７を進退可能に内挿するプランジャ室８
３Ａ，８３Ａが形成され、各プランジャ室８３Ａ，８３
Ａにおける一体型プランジャ８７の両端部後方にはそれ
ぞれ第１油圧室（右回転用制御圧室）８５，第２油圧室
（左回転用制御圧室）８６が設けられている。また、第
２ケーシング７８には、プランジャ室８３Ａ，８３Ａの
油圧室８５，８６に開口するように油路９４，９５が形
成されており、これらの油路９４，９５の一端も、第１
実施例と同様に、インナスリーブ７９及びアウタスリー
ブ８０に形成された内通路９０，内環状通路８８，外通
路９１，外環状通路８９（図３参照）及び流路９６を通
じて外部の油圧給排系９９に連通している。

【００８０】また、油路９４，９５の他端は、油圧室８
５，８６に開口しうるようになっている。特に、油路９
４，９５の油圧室８５，８６側の制御ポート９４Ａ，９
４Ｂ，９５Ａ，９５Ｂは、一体型プランジャ８７が中立
位置にあるときには閉鎖し、一体型プランジャ８７が中
立位置からいずれかに変位すると開放するように配設さ
れている。

【００８１】さらに、第２ケーシング７８の一体プラン
ジャ８７よりも軸心側には、漏出油の溜まる油溜まり９
２が設けられ、また、第２ケーシング７８の一体プラン
ジャ８７よりも外側にも油溜まり８１，８１が設けられ
ている。そして、一体型プランジャ８７の環状溝８７
Ｂ，８７Ｃは、一体型プランジャ８７が中立位置にある
ときには油溜まり８１，９２と連通しないが、一体型プ
ランジャ８７が中立位置からいずれかに変位すると、環
状溝８７Ｂ，８７Ｃのいずれか一方が油溜まり８１，９
２に開口するように配設されている。このとき開口する
環状溝は、一体型プランジャ８７の移動方向に対して後
ろ側の環状溝である。

【００８２】例えば図９に示すように、突出腕８２Ａ，
８２Ａが右回りすると、図９中、下方の一体型プランジ
ャ８７は左に、上方の一体型プランジャ８７は右にそれ
ぞれ変位する。これにより、各一体型プランジャ８７で
は、右回転用油圧室８５に圧力油が供給されるようにな
り、これとともに、一体型プランジャ８７の移動方向に
対して後ろ側の環状溝８７Ｃ（図１０参照）が油溜まり
８１，９２と連通するようになる。

【００８３】この環状溝８７Ｃは、横油孔８７Ｇと縦油
孔８７Ｄとを通じて左回転用油圧室８６と連通している
ので、左回転用油圧室８６が油溜まり８１，９２と連通
することになる。このときには、左回転用油圧室８６は
一体型プランジャ８７に押圧されて圧縮されるが、油圧
室８６内部の油は、縦油孔８７Ｄ，横油孔８７Ｇを通じ
て環状溝８７Ｃを排出ポートとするようにして油溜まり
８１，９２へと流出する。このため、圧縮される油圧室
８６内の油の圧力抵抗を受けにくくなって、一体型プラ
ンジャ８７の移動が円滑に行なわれるようになってい
る。

【００８４】また、外側の油溜まり９２，９２には、そ
れぞれケーシング３内の図示しない流路を通じて低圧源
としてのリザーブタンク３５側と常時連通する固定オリ
フィス９７Ａが設けられている。このオリフィス９７Ａ
も第１実施例のオリフィス９７と同様に、操舵操作のよ
うな動的な動きにより油圧室８５，８６に圧力油が流入
した際には、この固定オリフィス９７の流通抵抗が大き
く作用して応答性良く制御圧を作用させることができ、
油圧室８５，８６にこのような動的な動きが加わらなけ
れば固定オリフィス９７を通じて油圧室８５，８６から
リザーブタンク３５へと圧力油が流出する。そして、タ
ンク３５内の圧力油は再び利用されるようになってい
る。

【００８５】また、この実施例では、圧力制御バルブ１
００の出力ポート（コントロールポート）１０７が、ス
プール１０１の第２環状油路１１０と常時連通してお
り、入力ポート１０６と第１環状油路１０９とが連通す
ると、圧力油は、入力ポート１０６から第１環状油路１
０９，連通孔１１１，第２環状油路１１０を経て、出力
ポート１０７に導かれるようになっている。

【００８６】その他の部分は、第１実施例と同様に構成
されるので説明を省く。本発明の第２実施例としての車
両用パワーステアリング装置は、上述のように構成され
ているので、第１実施例と同様に、操舵力が入力されて
いなければ、パワーシリンダ７の油室２５ａ，２５ｂに
も操舵補助アシスト機構７５の油圧室８５，８６にも、
圧力油は供給されない。この時には、トーションバー９
の剛性が高めに設定されているため、操舵の中立安定性
が向上して、中立位置の付近では手応え良くダイレクト
感に優れた操舵特性を得られるようになる。

【００８７】そして、操舵力が入力されると、コントロ
ールバルブ１６を通じてパワーシリンダ７の油室２５ａ
又は２５ｂに圧力油が供給されてパワーシリンダ７に操
舵アシスト力が発生するとともに、操舵補助アシスト機
構７５の油圧室８５又は８６にも圧力油が供給されて、
この操舵補助アシスト機構７５でも操舵アシスト力が発
生するようになる。

【００８８】つまり、操舵補助アシスト機構７５では、
操舵力が入力されると、突出腕８２Ａ，８２Ａが、図１
２に示すような中立状態から例えば図９に示すように第
２ケーシング７８に対して相対回転した状態になる。こ
の相対回転に伴って、一体型プランジャ８７が移動する
ため、この一体型プランジャ８７の移動方向後側の制御
ポート（図９中では、制御ポート９４Ａ，９５Ａ）が開
放するようになる。

【００８９】制御ポート９４Ａ，９５Ａ又は９４Ｂ，９
５Ｂが開放すると、開放した油圧室８５又は８６に油圧
給排系９９から油圧供給が行なわれ、油圧室８５又は８
６への供給油圧に応じて、一体型プランジャ８７がさら
に移動しながら突出腕８２Ａ，８２Ａをその回転方向へ
押圧する。これにより、突出腕８２Ａ，８２Ａと一体結
合された入力軸１１を介しながら操舵力がアシストされ
る。

【００９０】特に、この実施例では、一体型プランジャ
８７が用いられているので、プランジャの移動が円滑に
なり、突出腕８２Ａ，８２Ａの押圧、したがって、操舵
力のアシストも円滑に行なわれるようになる。また、制
御ポート９４Ａ，９５Ａ又は９４Ｂ，９５Ｂの開口と同
時に、圧縮側の油圧室８６又は８５内の油が、縦油孔８
７Ｄ又は８７Ｅ，横油孔８７Ｇ又は８７Ｆを通じて環状
溝８７Ｃ又は８７Ｂから油溜まり８１，９２へと流出す
る。このため、圧縮される油圧室８６又は８５内の油が
円滑に排出されて油の圧力抵抗が解消され、一体型プラ
ンジャ８７の移動が円滑に行なわれる利点がある。

【００９１】そして、各プランジャの長さを十分に採る
ことができるためプランジャが傾きにくくなり、ガタつ
きが防止されて操舵アシスト制御を円滑に行なえるよう
になり、装置の信頼性や耐久性を向上させることができ
る利点もある。このようにして、本車両用パワーステア
リング装置でも、操舵力の可変幅を十分にとれて、トー
ションバー９の剛性が高めに設定できるため、中立付近
での操舵手応えを十分に与えながら、必要に応じて操舵
アシストを高めるようにすることができる。

【００９２】そして、制御設定に応じて、高速時や急旋
回時には、操舵アシスト量を小さくして、所謂ハンドル
を重くすることで、安定した高速性能や的確な急旋回を
行なえるようにできる。逆に、低速時等には、大きな負
担になり易い操舵力負担が軽減されて、腕力のない人で
も容易に操舵操作を行なえるようにすることもできる。

【００９３】勿論、中立付近ではハンドルが重く、ハン
ドルを切り込むと軽く切り込めるようにでき、切り込み
時と切り戻し時との操舵力のヒステリシスが小さく操舵
フィーリングを大きく向上させることができる。また、
アシスト方向の切換をトルクセンサ７３からの検出信号
やパワーシリンダ７の出力ポート圧等に基づいて制御す
る必要がなく自動的に行なわれ、しかも一体型プランジ
ヤ８７の採用により部品点数も減少しより簡素な構成と
なるので、装置の信頼性が向上し、低コストで製造でき
るようになる。

【００９４】なお、第１実施例の変形例（図８参照）の
ように、この第２実施例においても、一体型プランジヤ
８７の両端にスプリング９８を介装して、突出腕８２
Ａ，８２Ａが中立状態になるように付勢してもよい。こ
れにより、突出腕８２Ａ，８２Ａが速やかに中立状態に
復帰し、また、プランジャ８７が安定した動作を行な
い、制御圧に対して突出腕８２Ａ，８２Ａが確実に変位
して確実な操舵アシスト力を得ることができる。

【００９５】また、突出腕の形状や配置や数等は上記実
施例のものには限定されない。なお、上述の各実施例で
は、入力軸１１側にインナ部７７及び突出腕（ウィン
グ）８２，８２Ａを連結し、出力軸５ａ側にアウタ部
（第２ケーシング）７８を連結しているが、出力軸５ａ
側にインナ部７７及び突出腕（ウィング）８２，８２Ａ
を連結し、入力軸１１側にアウタ部（第２ケーシング）
７８を連結するように構成してもよい。この場合には、
プランジヤ８４ａ，８４ｂ，８７が突出腕（ウィング）
８２，８２Ａを通じて出力軸５ａ側の入力軸１１側に対
する相対回転を増加させるため、突出腕の回動が出力軸
の入力軸に対する遅れを助長して操舵アシストを低減さ
せるようにはたらく。

【００９６】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１記載の本
発明の車両用パワーステアリング装置によれば、ステア
リングホイール側に連結された入力軸とステアリングギ
ヤボックス側に連結された出力軸とがトーションバーを
介して連結され、トーションバーの捩れにより生じる上
記入力軸と上記出力軸との相対変位に応じて作動するコ
ントロールバルブによりパワーシリンダへの供給油圧を
制御される車両用パワーステアリング装置において、上
記入力軸と上記出力軸とのうちの一方に連結され径方向
に突出した突出腕と、上記入力軸と上記出力軸とのうち
の他方に連結され上記突出腕を軸回り方向に回動可能に
収容するケーシングと、上記ケーシングに摺動可能に収
容され上記突出腕を軸回り方向に押圧可能に設けられた
左右のプランジャと、上記の各プランジャの背面側に形
成された左右の制御圧室と、上記の各制御圧室への制御
圧を可変制御する圧力制御バルブと、上記圧力制御バル
ブから上記の各制御圧室への制御圧を導入可能にするよ
うに上記ケーシングに形成された左右の制御ポートとを
そなえ、上記各制御ポートと上記各プランジャとの配置
関係が、上記突出腕の中立時には上記各プランジャによ
り上記各制御ポートが閉鎖され且つ上記突出腕の回動時
にはこの回動に伴って突出する側のプランジャに対応す
る制御ポートが開放するよう設定されるという構成によ
り、操舵力の可変幅を十分にとれるようになり、トーシ
ョンバーの剛性を高めに設定できるため、中立付近での
操舵手応えを十分に与えながら、必要に応じて操舵アシ
ストを高めるようにすることができる。

【００９７】したがって、例えば高速時や急旋回時に
は、操舵アシスト量を小さくしてハンドルを重い状態と
することで、安定した高速性能や的確な急旋回を行なえ
るようにでき、また低速時等には操舵アシストを強くし
て操舵操作にかかる負担を軽減して、腕力のない人でも
容易に的確な操舵操作を行なえるようにすることができ
る。

【００９８】また、アシスト方向の切換をトルクセンサ
等からの信号に基づいて制御する必要がなく方向切換バ
ルブも不要となり、簡素な構成で自動的にアシスト方向
の切換が行なわれるので、低コストで装置の性能および
信頼性を向上させることができる。請求項２記載の本発
明の車両用パワーステアリング装置によれば、請求項１
記載の構成において、上記圧力制御バルブが、軸方向の
変位に応じて上記制御圧を可変制御する弁体と、該弁体
を軸方向に付勢するスプリングと、該スプリングの付勢
力に抗して上記弁体を変位させるソレノイドと、上記弁
体に設けられた受圧面積の異なる一対のスプール部にて
構成され上記制御圧が導入されると該制御圧を所定値以
下に制限するように形成された差圧部とを有して構成さ
れることにより、制御圧が過大にならないように安定さ
せることができ、パワーステアリング装置の信頼性を向
上させることができる。

【００９９】請求項３記載の本発明の車両用パワーステ
アリング装置によれば、請求項１記載の構成において、
上記各制御圧室に、低圧源と常時連通する固定オリフィ
スが設けられるという構成により、操舵時には応答性良
く制御圧を作用させながら操舵力のアシストを適切に行
なうことができ、一方、操舵入力のないときなどには、
圧力油が循環するようになり、油温の上昇を防止でき、
装置の信頼性を高めることができる。

【０１００】請求項４記載の本発明の車両用パワーステ
アリング装置によれば、請求項１記載の構成において、
上記の左右のプランジャが一体に構成され、該プランジ
ャには左右一方の制御ポートが開いた際に左右他方の制
御圧室を低圧源に連通する排出ポートが形成されるとい
う構成により、プランジャの移動が円滑になり、操舵力
のアシストも円滑に行なわれるようになる。また、圧縮
される側の制御圧室内の油が速やかに排出されるため、
圧力抵抗を受けにくくなって、プランジャの移動がより
円滑に行なわれる利点もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例としての車両用パワーステ
アリング装置の要部を示す模式的な構成図であり、操舵
時のプランジャの作動状態を示す図であって、下部断面
図は図１，図３のＡ−Ａ断面を示している。

【図２】本発明の第１実施例としての車両用パワーステ
アリング装置を示す模式的な構成図である。

【図３】本発明の第１実施例としての車両用パワーステ
アリング装置の要部構成を示す断面図である。

【図４】本発明の第１実施例としての車両用パワーステ
アリング装置の圧力制御バルブの要部を示す模式的な構
成図であリ、（Ａ）は圧力制御バルブの要部縦断面図、
（Ｂ）は圧力制御バルブの差圧部の受圧面積の差を示す
図である。

【図５】本発明の第１実施例としての車両用パワーステ
アリング装置の要部を示す模式的な構成図であり、非操
舵時のプランジャの非作動状態を示す図であって、下部
断面図は図３，図５のＡ−Ａ断面を示している。

【図６】本発明の第１実施例としての車両用パワーステ
アリング装置のプランジャへの制御圧特性を示す図であ
る。

【図７】本発明の第１実施例としての車両用パワーステ
アリング装置の入力トルクに対する出力油圧の特性を示
す図である。

【図８】本発明の第１実施例としての車両用パワーステ
アリング装置の変形例を示す模式的な構成図であり、操
舵時のプランジャの作動状態を示す図である。

【図９】本発明の第２実施例としての車両用パワーステ
アリング装置の要部を示す模式的な構成図であり、操舵
時のプランジャの作動状態を示す図であって、下部断面
図は図３，図９のＡ−Ａ断面を示している。

【図１０】本発明の第２実施例としての車両用パワース
テアリング装置のプランジャを拡大して示す断面図であ
リ、（Ａ）はその縦断面図〔（Ｂ）のＧ−Ｇ断面図〕、
（Ｂ）はその横断面図〔（Ａ）のＦ−Ｆ断面図〕であ
る。

【図１１】本発明の第２実施例としての車両用パワース
テアリング装置の要部を示す模式的な分解斜視図であ
る。

【図１２】本発明の第２実施例としての車両用パワース
テアリング装置の要部を示す模式的な構成図であり、非
操舵時のプランジャの非作動状態を示す図であって、下
部断面図は図３，図１２のＡ−Ａ断面を示している。

【図１３】従来例の車両用パワーステアリング装置を示
す模式的な構成図である。

【図１４】従来例の車両用パワーステアリング装置の要
部構成を示す断面図である。

【図１５】従来例の車両用パワーステアリング装置のバ
ルブ駆動アクチュエータを示す断面図（図１４のＤ−Ｄ
矢視断面図）である。

【図１６】従来例の車両用パワーステアリング装置のバ
ルブ駆動アクチュエータを示す断面図（図１４のＥ−Ｅ
矢視断面図）である。

【符号の説明】

１ ステアリング機構 ２ ステアリングギヤボックス ４ ラック ５ ピニオン ５ａ 出力軸 ６ ステアリングロッド ６ａ タイロッド ６ｂ ナックル ７ パワーシリンダ ８ 操舵車輪 ９ トーションバー １０ バルブユニット １１ 入力軸 １２ ハンドル軸（ステアリングシャフト） １３ ハンドル（ステアリングホイール） １６ ロータリバルブ １７ アウタバルブ １７ａ 流入ポート １８ インナバルブ １８ａ 流出ポート １９ 油入口 ２０ 油出口 ３０ 流路 ２１，２２ 出力ポート部 ２３ シリンダ ２４ ピストンロッド ２５ ピストン ２５ａ，２５ｂ 油室 ２６，２７ 入力ポート ２８，２９ 流路 ３２ エンジン ３３ オイルポンプ ３４ 流路 ３５ リザーバタンク ７５ 操舵補助アシスト機構 ７７ インナ部 ７６ ピン ７８ アウタ部（第２ケーシング） ７８ａ 中空部 ７９ インナスリーブ ８０ アウタスリーブ ８１ 油溜まり ８２，８２Ａ 突出腕（ウィング） ８２ａ 突起 ８３ プランジャ室 ８４ａ 右回転用プランジャ（右プランジャ） ８４ｂ 左回転用プランジャ（左プランジャ） ８５ 第１油圧室（右回転用制御圧室） ８６ 第２油圧室（左回転用制御圧室） ８７ 左右一体型プランジャ ８７Ａ 溝 ８７Ｂ，８７Ｃ 排出ポートとしての環状溝 ８７Ｄ，８７Ｅ 縦油孔 ８７Ｆ，８７Ｇ 横油孔 ８８ 内環状通路 ８９ 外環状通路 ９０ 内通路 ９１ 外通路 ９２ 油溜まり ９３ Ｏリング ９４，９５ 油路 ９４Ａ，９５Ａ 右回転用の制御ポート ９４Ｂ，９５Ｂ 左回転用の制御ポート ９６ 流路 ９９ 油圧給排系 １００ 圧力制御バルブ １０１ 圧力制御バルブ １０１Ａ スプール上部 １０１Ｂ スプール下部 １０２ 穴 １０３ スプリング １０４ リテーナ １０５ ソレノイド １０６ 入力ポート（パイロットポート） １０７ 出力ポート（コントロールポート） １０８ 排出ポート（リザーバポート） １０９ 第１環状油路 １１０ 第２環状油路 １１０Ａ スプール上部１０１Ａの環状端面 １１０Ｂ スプール下部１０１Ｂの環状端面 １１１ 連通孔 １１２ 排出路 １１３ 排出孔 １２０ 制御圧制限機構（差圧部）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステアリングホイール側に連結された入
   力軸とステアリングギヤボックス側に連結された出力軸
   とがトーションバーを介して連結され、該トーションバ
   ーの捩れにより生じる上記入力軸と上記出力軸との相対
   変位に応じて作動するコントロールバルブによってパワ
   ーシリンダへの供給油圧を制御される車両用パワーステ
   アリング装置において、 上記入力軸と上記出力軸とのうちの一方に連結され径方
   向に突出した突出腕と、 上記入力軸と上記出力軸とのうちの他方に連結され上記
   突出腕を軸回り方向に回動可能に収容するケーシング
   と、 上記ケーシングに摺動可能に収容され上記突出腕を軸回
   り方向に押圧可能に設けられた左右のプランジャと、 上記の各プランジャの背面側に形成された左右の制御圧
   室と、 上記の各制御圧室への制御圧を可変制御する圧力制御バ
   ルブと、 上記圧力制御バルブから上記の各制御圧室への制御圧を
   導入可能にするように上記ケーシングに形成された左右
   の制御ポートとをそなえ、 上記各制御ポートと上記各プランジャとの配置関係が、
   上記突出腕の中立時には上記各プランジャにより上記各
   制御ポートが閉鎖され且つ上記突出腕の回動時にはこの
   回動に伴って突出する側のプランジャに対応する制御ポ
   ートが開放するよう設定されていることを特徴とする、
   車両用パワーステアリング装置。
2. 【請求項２】 上記圧力制御バルブが、軸方向の変位に
   応じて上記制御圧を可変制御する弁体と、該弁体を軸方
   向に付勢するスプリングと、該スプリングの付勢力に抗
   して上記弁体を変位させるソレノイドと、上記弁体に設
   けられた受圧面積の異なる一対のスプール部にて構成さ
   れ上記制御圧が導入されると該制御圧を所定値以下に制
   限するように形成された差圧部とを有して構成されてい
   ることを特徴とする、請求項１記載の車両用パワーステ
   アリング装置。
3. 【請求項３】 上記各制御圧室に、低圧源と常時連通す
   る固定オリフィスが設けられていることを特徴とする、
   請求項１記載の車両用パワーステアリング装置。
4. 【請求項４】 上記の左右のプランジャが一体に構成さ
   れ、該プランジャには左右一方の制御ポートが開いた際
   に左右他方の制御圧室を低圧源に連通する排出ポートが
   形成されていることを特徴とする、請求項１記載の車両
   用パワーステアリング装置。