JPH1016802A

JPH1016802A - 車両用操舵制御装置

Info

Publication number: JPH1016802A
Application number: JP16772796A
Authority: JP
Inventors: Hiroki Kanbe; 弘樹神戸; Seiki Tashiro; 盛己田代; Yoshio Yamamoto; 純郎山本; Mitsusachi Ouchi; 三幸大内; Masaharu Yamashita; 正治山下; Masaaki Chiga; 雅明千賀; Hiromitsu Kageyama; 裕充景山
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1996-06-27
Filing date: 1996-06-27
Publication date: 1998-01-20

Abstract

(57)【要約】【課題】所定のプリセット荷重を得ることができるの
みならず、高い組付位置精度を必要とすることなく段付
感のない良好な操舵フィーリングを得ることができる車
両用操舵制御装置を得る。【解決手段】制御弁１０では、バルブボディ１４に固
定されたリング４０に第１の溝部４２が少なくとも一箇
所形成されると共に、バルブシャフト１６にスプリング
４６によって連結されたリング４４には第２の溝部５０
が形成されている。各溝部の間にはボール５２が挟持さ
れている。スプリング４６は捩じり剛性が高く設定され
ており、径方向に変位可能である。これにより、仮に第
１の溝部４２と第２の溝部５０の組付け位置に誤差が生
じても、リング４４が径方向に変位してこれが吸収さ
れ、この結果、操舵トルクがプリセット荷重に達するま
での間の操舵初期において段付感のない良好な操舵フィ
ーリングが得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等の車両用
の操舵制御装置に係り、特に、バルブシャフトとバルブ
ボディの相対変位によって液圧を給排制御する油圧制御
弁を有する車両用操舵制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車等の車両用の操舵制御装置（例え
ば、油圧式のパワーステアリング装置）において、油圧
制御弁を備えたパワーステアリング装置が知られている
（例えば、特開平２−１０６４６７号公報）。

【０００３】この公報に示されたパワーステアリング装
置では、油圧制御弁はバルブシャフトとバルブボディと
を備えた所謂ロータリー式バルブとされており、バルブ
シャフトとバルブボディとの相対変位によって液圧を給
排制御できるようになっている。また、この油圧制御弁
では、バルブシャフト（これに一体に取り付けられたリ
ング部材）とバルブボディの対向部分に周方向に等間隔
に３箇所のＶ字形の溝が設けられており、各Ｖ字溝には
それぞれボールが挿入されている。さらに、各ボール
は、バルブシャフト（リング部材）に設けられたスプリ
ングによって押圧付勢されており、各Ｖ字溝に保持され
ている。

【０００４】ステアリング操舵によりバルブシャフトが
回転する際には、各Ｖ字溝に保持されたボールがこれら
の溝の中を移動する必要があり、これにより、ボールが
溝の中を移動し始めるための力が操舵開始時における初
期操舵力（プリセット荷重）として作用する構成であ
る。

【０００５】しかしながら、このような油圧制御弁を用
いたパワーステアリング装置では、前述の如く操舵開始
時における初期操舵力（プリセット荷重）を付与するた
めのボール及びＶ字溝が、バルブシャフトとバルブボデ
ィの対向部分に周方向に等間隔に３箇所設けられた構成
であるため、各ボール及びＶ字溝の位置決め（位置精
度）が正確に行われないと、ボールが溝の中を移動する
ための力が不連続に変化し、操舵力に段付感が生じる。
すなわち、図５に示す如く、相対変位角θ−操舵トルク
Ｔの特性が、操舵開始時（Ｔ＝０）からプリセット荷重
（Ｔ＝Ｔ₀）に達するまでの間において段付き状態で変
化し、このため操舵フィーリングが低下する問題があっ
た。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事実を考
慮し、所定のプリセット荷重を得ることができるのみな
らず、高い組付位置精度を必要とすることなく段付感の
ない良好な操舵フィーリングを得ることができる車両用
操舵制御装置を得ることが目的である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明の車
両用操舵制御装置は、ステアリングホイールと操舵輪を
機械的に連結する操舵機構の途中に配設されバルブシャ
フトとバルブボディの相対変位によって液圧を給排制御
する油圧制御弁を有し、油圧源からの油液を前記油圧制
御弁により制御する車両用操舵制御装置において、前記
バルブボディの軸線方向端面に少なくとも一つ設けられ
た第１の溝部と、前記バルブボディの軸線方向端面に対
向して設けられ前記第１の溝部に対向する第２の溝部が
形成され径方向に変位可能な環状部材と、前記第１の溝
部と第２の溝部との間に挟持された球状体と、一端が前
記バルブシャフトに一体に連結されると共に他端が前記
環状部材に一体に連結され常に前記環状部材を前記バル
ブボディの軸線方向端面へ向けて付勢する捩じり剛性が
高い付勢手段と、を備えたことを特徴としている。

【０００８】請求項１に記載の車両用操舵制御装置で
は、ステアリングホイールの操舵に応じて油圧制御弁の
バルブシャフトとバルブボディが相対変位し、これによ
って油圧源からの油液の液圧が給排制御される。

【０００９】この場合、バルブボディの軸線方向端面に
設けられた第１の溝部と環状部材の第２の溝部との間に
は球状体が挟持されている。ステアリングホイールの操
舵によりバルブシャフトが回転する際には、第１の溝部
と第２の溝部に保持された球状体がこれらの溝の中を移
動する必要があり、これにより、球状体が溝の中を移動
し始めるための力が操舵開始時における初期操舵力（プ
リセット荷重）として作用する。

【００１０】ここで、このような操舵開始時における初
期操舵力（プリセット荷重）を付与するための第１の溝
部と第２の溝部及び球状体が、バルブシャフトとバルブ
ボディの対向部分に少なくとも１箇所設けられた構成で
あり、かつ環状部材は径方向に変位可能であると共に付
勢手段は捩じり剛性が高い構成であるため、仮に第１の
溝部と第２の溝部の組付け位置に誤差が生じても、環状
部材が径方向に変位してこれが吸収される。この結果、
球状体が第１の溝部と第２の溝部の中を移動するための
力は連続的に変化し、操舵力に段付感が生じることがな
い。すなわち、相対変位角θ−操舵トルクＴの特性が、
操舵開始時（Ｔ＝０）からプリセット荷重（Ｔ＝Ｔ₀）
に達するまでの間において連続的に変化し、このため操
舵フィーリングが低下することがない。

【００１１】このように、車両用操舵制御装置では、所
定のプリセット荷重を得ることができるのみならず、高
い組付位置精度を必要とすることなく段付感のない良好
な操舵フィーリングを得ることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１には本発明の実施の形態に係
る車両用操舵制御装置の全体構成が示されている。

【００１３】車両用操舵制御装置は制御弁１０を含んで
構成されている。この制御弁１０は円筒状をしたバルブ
ハウジング１２を有しており、バルブハウジング１２内
にはバルブボディ１４が相対回転可能に配置されてい
る。このバルブボディ１４は円筒状をしており、ピニオ
ン軸１５（出力軸）にピン１７を介して一体回転可能に
連結されている。

【００１４】バルブボディ１４には、バルブシャフト１
６が相対回転可能に嵌合されている。このバルブシャフ
ト１６は、図示しないステアリングホイールに連結する
入力軸に連結されている。

【００１５】また、バルブシャフト１６の軸芯部分に
は、トーションバー１８が配置されている。トーション
バー１８は一端が入力軸に連結されると共に、他端がピ
ニオン軸１５に連結されている。すなわち、入力軸はト
ーションバー１８を介してピニオン軸１５に連結された
構成であり、ステアリンングホイールの回動操作によっ
てトーションバー１８が捩じられると、ピニオン軸１５
に連結されたバルブボディ１４と入力軸に連結されたバ
ルブシャフト１６との間に相対的な角度変位を生じるよ
うになっている。

【００１６】バルブボディ１４の外周面には、環状溝２
０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃが軸方向に所定間隔で形成されて
おり、中央の環状溝２０Ｂは油圧回路を介して図示しな
い油圧ポンプに連結され、軸方向上側の環状溝２０Ａは
パワーシリンダ（図示省略）の例えば右側の油室に連結
され、軸方向下側の環状溝２０Ｃはパワーシリンダの例
えば左側の油室に連結されている。

【００１７】図３に示す如く、バルブボディ１４の内周
面には、軸方向に延びるランド部２２と凹溝２４とが、
円周方向に沿って交互に形成されている。バルブボディ
１４には、中央の環状溝２０Ｂを介して油圧ポンプから
の油圧を制御弁１０内に導入するプレッシャ油孔２６が
ランド部２２の径方向に貫通形成されている。また、パ
ワーシリンダの例えば右側の油室に油圧を吸排する一方
の環状溝２０Ａに連通する吸排油孔２８がプレッシャ油
孔２６に隣接した一方の凹溝２４に形成され、パワーシ
リンダの例えば左側の油室に油圧を吸排する他方の環状
溝２０Ｃに連通する吸排油孔３０がプレッシャ油孔２６
に隣接した他方の凹溝２４に形成されている。

【００１８】また、バルブシャフト１６の外周面には、
軸方向に延びるランド部３２と凹溝３４とが円周方向に
沿って交互に形成されている。バルブシャフト１６に
は、バルブボディ１４のプレッシャ油孔２６の形成され
ていないランド部２２に対向する凹溝３４に、圧力油を
バルブシャフト１６の内周空間部３８に導く連通油孔３
６が貫通形成されている。

【００１９】さらに、バルブシャフト１６には、バルブ
ボディ１４に対応しない部位に圧力油をリザーバタンク
（図示省略）に導く戻し油孔１９が貫通形成されてい
る。

【００２０】このバルブシャフト１６とバルブボディ１
４とは、トーションバー１８が捩じれていない状態（ス
テアリングの中立状態）において、バルブボディ１４の
凹溝２４とバルブシャフト１６のランド部３２とが図３
に示すように周方向中心部を一致させて対向しており、
ランド部３２の周方向両側にはバルブボディ１４のラン
ド部２２との間に所定の隙間３９が形成されるようにな
っている。この隙間３９は、バルブシャフト１６とバル
ブボディ１４とが相対回転するときに絞部となる。

【００２１】一方、図２に詳細に示す如く、バルブボデ
ィ１４の軸線方向上端面には、リング４０が一体的に固
定されており、さらに、リング４０にはＶ字形の第１の
溝部４２が一箇所形成されている。また、このリング４
０に対向して、バルブシャフト１６の周囲には環状部材
としてのリング４４が配置されている。リング４４に
は、付勢手段としてのスプリング４６の一端が連結され
ており、さらにスプリング４６の他端はバルブシャフト
１６に設けられたフランジ部４８に連結固定されてい
る。

【００２２】ここで、スプリング４６はコイルスプリン
グとされており、捩じり剛性が充分に高くかつ曲げ剛性
は比較的低く設定されている。このため、スプリング４
６によって連結保持されたリング４４は、バルブシャフ
ト１６と一体回転すると共に常にリング４０へ向けて付
勢されており、かつ径方向には変位可能となっている。

【００２３】以上の如く保持されたリング４４には、リ
ング４０の第１の溝部４２に対向してＶ字形の第２の溝
部５０が形成されている。

【００２４】リング４０の第１の溝部４２とリング４４
の第２の溝部５０との間には、ボール５２が配置されて
いる。このボール５２は、スプリング４６の付勢力によ
り、リング４０とリング４４との間で挟持状態で押圧付
勢されており、第１の溝部４２と第２の溝部５０内で保
持されている。

【００２５】次に、本実施の形態の作用を説明する。上
記構成の制御弁１０（車両用操舵制御装置）では、油圧
ポンプから供給される圧力油は、分流弁によって分流さ
れた後に、制御弁１０の中央の環状溝２０Ｂ、プレッシ
ャ油孔２６を介してバルブシャフト１６の凹溝３４に導
入され、凹溝３４の周方向両側の隙間３９を介して、両
側に隣接するバルブボディ１４の凹溝２４に導入され
る。凹溝２４に導入された圧力油は、この凹溝２４にお
ける前記凹溝３４とは反対側の隙間３９を介して連通油
孔３６に連通された凹溝３４に導入され、連通油孔３
６、内周空間部３８を介してリザーバタンクに戻され
る。

【００２６】ステアリングが中立状態である場合には、
トーションバー１８に捩じれが生じないので、図３に示
すようにプレッシャ油孔２６に対向する凹溝３４の周方
向両側に位置する隙間３９の開口面積は等しくなる。こ
のときには、プレッシャ油孔２６の形成されたランド部
２２の両側の凹溝２４間には圧力差が生じず、パワーシ
リンダの右側の油室の圧力と左側の油室の圧力とは等し
くなり、パワーシリンダにアシスト力は生じない。

【００２７】ステアリングホイールが回転操作されトー
ションバー１８に捩じれが生じると、バルブボディ１４
とバルブシャフト１６との間に相対的な角度変位を生
じ、凹溝３４の周方向両側の隙間３９の開口面積に差が
生じる。これにより、プレッシャ油孔２６の形成された
ランド部２２の両側の凹溝２４間に一方の隙間３９（回
転方向の反対側の隙間）が絞られることによって圧力差
が生じ、これらに連結するパワーシリンダの両油室間に
も圧力差が生じて操舵方向にアシスト力が生じる。

【００２８】ここで、バルブボディ１４の軸線方向端面
（リング４０）に設けられた第１の溝部４２とリング４
４の第２の溝部５０との間には、ボール５２が挟持され
ている。ステアリング操舵によりバルブシャフト１６が
回転する際には、第１の溝部４２と第２の溝部５０に保
持されたボール５２がこれらの溝の中を移動する必要が
あり、これにより、ボール５２が溝の中を移動し始める
ための力が操舵開始時における初期操舵力（プリセット
荷重）として作用する。

【００２９】この場合、このような操舵開始時における
初期操舵力（プリセット荷重）を付与するための第１の
溝部４２と第２の溝部５０及びボール５２が、バルブシ
ャフト１６とバルブボディ１４の対向部分に１箇所設け
られた構成であり、かつリング４４は径方向に変位可能
であると共にスプリング４６は捩じり剛性が高い構成で
あるため、仮に第１の溝部４２と第２の溝部５０の組付
け位置に誤差が生じても、リング４４が径方向に変位し
てこれが吸収される。

【００３０】この結果、ボール５２が第１の溝部４２と
第２の溝部５０の中を移動するための力は連続的に変化
し、操舵力に段付感が生じることがない。すなわち、図
４に示す如く、相対変位角θ−操舵トルクＴの特性が、
操舵開始時（Ｔ＝０）からプリセット荷重（Ｔ＝Ｔ₀）
に達するまでの間において連続的に変化し、このため操
舵フィーリングが低下することがない。

【００３１】このように、制御弁１０（車両用操舵制御
装置）では、所定のプリセット荷重を得ることができる
のみならず、高い組付位置精度を必要とすることなく段
付感のない良好な操舵フィーリングを得ることができ
る。

【００３２】なお、前記実施の形態においては、付勢手
段としてのスプリング４６をコイルスプリングとして説
明したが、付勢手段としてはこれに限らず、例えば蛇腹
状のバネを用いることもできる。このような蛇腹状のバ
ネを用いれば、捩じり剛性が十分に高く曲げ剛性は比較
的低い特性を容易に設定でき、好適である。

【００３３】また、前記実施の形態においては、バルブ
ボディ１４の軸線方向端面（リング４０）及びリング４
４にそれぞれ第１の溝部４２と第２の溝部５０を設けた
ものであるが、これに限定されず、複数個の溝部を周方
向に所定の間隔を置いて配置されたものであってもよ
い。この場合には、バルブボディ１４の軸線方向端面
（リング４０）及びリング４４に設けた溝部の間隔を精
度よく形成できれば、組付時にはリング４４が径方向に
変位するため、組付けの要求精度を下げることができ
る。

【００３４】

【発明の効果】以上説明した如く、本発明に係る車両用
操舵制御装置は、所定のプリセット荷重を得ることがで
きるのみならず、高い組付位置精度を必要とすることな
く段付感のない良好な操舵フィーリングを得ることがで
きるという優れた効果を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る制御弁の全体構成図
である。

【図２】本発明の実施の形態に係る制御弁の第１の溝部
と第２の溝部及びボールの関係を示す正面図である。

【図３】本発明の実施の形態に係る制御弁の軸線に直角
な方向に沿った模式的な半断面図である。

【図４】本発明の実施の形態に係る制御弁による相対変
位角θ−操舵トルクＴの特性を示す線図である。

【図５】従来の制御弁（車両用操舵制御装置）による相
対変位角θ−操舵トルクＴの特性を示す線図である。

【符号の説明】

１０制御弁（車両用操舵制御装置）１２バルブハウジング１４バルブボディ１６バルブシャフト１８トーションバー４０リング４２第１の溝部４４リング（環状部材）４６スプリング（付勢手段）５０第２の溝部５２ボール（球状体）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大内三幸愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者山下正治愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者千賀雅明愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者景山裕充愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ステアリングホイールと操舵輪を機械的
に連結する操舵機構の途中に配設されバルブシャフトと
バルブボディの相対変位によって液圧を給排制御する油
圧制御弁を有し、油圧源からの油液を前記油圧制御弁に
より制御する車両用操舵制御装置において、前記バルブボディの軸線方向端面に少なくとも一つ設け
られた第１の溝部と、前記バルブボディの軸線方向端面に対向して設けられ前
記第１の溝部に対向する第２の溝部が形成され径方向に
変位可能な環状部材と、前記第１の溝部と第２の溝部との間に挟持された球状体
と、一端が前記バルブシャフトに一体に連結されると共に他
端が前記環状部材に一体に連結され常に前記環状部材を
前記バルブボディの軸線方向端面へ向けて付勢する捩じ
り剛性が高い付勢手段と、を備えたことを特徴とする車両用操舵制御装置。