JPH10264835A - 油圧パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加工が容易でコストの安い油圧パワーステ
アリング装置を提供することにある。 【解決手段】 車輪に連結されたタイロッド等の操舵部
材を駆動する油圧パワーシリンダ３のピストン10と、操
舵輪に連結された操舵軸とを、トーションバー24とで相
互に連結し、該トーションバー24の捩れ方向および捩れ
角度に応じて前記油圧パワーシリンダ３の１対のシリン
ダ室11、12のいずれか一方に圧油を選択的に供給して操
舵する油圧パワーステアリング装置において、前記トー
ションバー24の捩れ方向および捩れ角度を検出する少な
くとも２個のポート53、54を有するロータリバルブ２
と、該ロータリバルブ２のポート53、54の開閉に応じ
て、後記スプール型制御バルブ32のスプール33の両端受
圧室39、40のいずれかに選択的に供給された圧油によ
り、該スプール33をいずれか一方に摺動させて、油圧ポ
ンプ14からの圧油を前記パワーシリンダ３の１対のシリ
ンダ室11、12のいずれかに選択的供給するスプール型制
御バルブ32とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本出願発明は、自動車の操舵
力を軽減するための油圧パワーステアリング装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来技術】自動車の停車時や低速走行時の操舵反力
が、タイヤと路面との間の大きな摩擦力により著しく大
きく、これを軽減するための油圧パワーステアリング装
置が用いられている。

【０００３】通常、油圧パワーステアリング装置におい
ては、ステアリングホイールと、車輪の向きを変えるパ
ワーシリンダのピストンに連結されたピニオンとを、ト
ーションバーを介して相互に結合し、該トーションバー
の捩れ方向および捩れ角度を検出し、これに対応してパ
ワーシリンダのいずれか一方のシリンダ室に選択的に圧
油を供給するために、特開平２−２４２６７号公報記載
のように、ロータリバルブを採用していた。

【０００４】

【解決しようとする課題】特開平２−２４２６７号公報
記載のロータリバルブでは、トーションバーの捩れが直
接的にロータリバルブで検出されるため、機械的構造が
簡単でかつコンパクトである利点があるものの、スタブ
シャフトの外周面と、該スタブシャフトの外周を囲むス
タブシャフトスリーブの内周面とに、それぞれ、所定の
間隔および所定の巾の軸方向溝が多数条形成されている
ため、二つの軸方向溝加工は周方向溝加工に比べて生産
性が劣り、かつ高精度の加工が困難であった。

【０００５】

【課題を解決するための手段および効果】本出願発明
は、このような難点を克服した油圧パワーステアリング
装置の改良に係り、請求項１記載の発明は、車輪に連結
されたタイロッド等の操舵部材を駆動する油圧パワーシ
リンダのピストンと、操舵輪に連結された操舵軸とを、
トーションバーとで相互に連結し、該トーションバーの
捩れ方向および捩れ角度に応じて前記油圧パワーシリン
ダの１対のシリンダ室のいずれか一方に圧油を選択的に
供給して操舵する油圧パワーステアリング装置におい
て、前記トーションバーの捩れ方向および捩れ角度を検
出する少なくとも２個のポートを有するロータリバルブ
と、該ロータリバルブのポートの開閉に応じて、後記ス
プール型制御バルブのスプールの両端受圧室のいずれか
に選択的に供給された圧油により、該スプールをいずれ
か一方に摺動させて、油圧ポンプからの圧油を前記パワ
ーシリンダの１対のシリンダ室のいずれかに選択的供給
するスプール型制御バルブとを備えたことを特徴とする
ものである。

【０００６】請求項１記載の発明は前記したように構成
されているため、前記ロータリバルブで検出されたトー
ションバーの捩れ角度が前記スプール型制御バルブでも
って増巾され、パワーシリンダを駆動するに必要な油量
が該スプール型制御バルブによって充分に得ることがで
きる。

【０００７】また請求項２記載の発明のように構成する
ことにより、トーションバーの捩れ方向および捩れ角度
を検出するロータリーバルブに、必要最小限の条数のポ
ートを形成することができるとともに、高精度の加工が
容易なスプール型制御バルブを用いたため、加工精度と
生産性とを大巾に向上させることができる。

【０００８】さらに請求項３記載の発明のように構成す
ることにより、車速の増大に対応してパワーステアリン
グのパワーアシスト量（操舵補助力）を減少させ、適正
な運転感覚を得ることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図１ないし図３に図示され
た請求項１ないし請求項３記載の発明の一実施形態につ
いて説明する。油圧パワーステアリング装置１において
は、図１に図示されるように、ロータリサーボバルブ２
と油圧パワーシリンダ３とが一体に組付けられ、該油圧
パワーシリンダ３のピストン扞９にタイロッド４を介し
てフロントホイール５が連結され、図２に図示されるよ
うに、油圧パワーシリンダ３はピストン10でもって左シ
リンダ室11と右シリンダ室12とに仕切られている。

【００１０】またステアリングホイール６と一体のステ
アリングコラムシャフト７は、ステアリングジョイント
８を介してロータリサーボバルブ２の入力軸たるスタブ
シャフト22に連結されており、ステアリングホイール６
を時計方向または反時計方向へ回転操作すると、スタブ
シャフト22はこれに対応して回転駆動され、このスタブ
シャフト22の回転に対応して、圧油が油圧パワーシリン
ダ３の右シリンダ室12または左シリンダ室11に圧油が供
給され、ピストン扞９が左方または右方へ駆動されて、
フロントホイール５が右方または左方へ方向を変えられ
るようになっている。

【００１１】さらに図２に図示されるように、ロータリ
サーボバルブ２においては、バルブハウジング20とギヤ
ハウジング21とは相互に一体に結合され、バルブハウジ
ング20内には、該バルブハウジング20の入力端側にベア
リング26を介して回転自在に嵌装された入力軸たるスタ
ブシャフト22と、該スタブシャフト22および出力軸たる
ピニオン23を相対的に捩り可能に連結するトーションバ
ー24と、バルブハウジング20およびスタブシャフト22間
に同芯状でかつ回転自在に嵌装された入力軸スリーブた
るスタブシャフトスリーブ25とが設けられ、前記ピニオ
ン23はベアリング27を介してギヤハウジング21に回転自
在に嵌装され、該ピニオン23は、ピストン扞９と一体の
ラック13に噛合しており、ピストン10の左右摺動ととも
に一体に移動するラック13により、ピニオン23は回転駆
動されるようになっている。

【００１２】さらにまたバルブハウジング20には、油圧
ポンプ14の吐出口15と、油圧ポンプ14の吸入口16もしく
はリザーブタンク17とに、それぞれ連通する給油ポート
28と排油ポート29が形成されるとともに、油圧パワーシ
リンダ３の左シリンダ室11と右シリンダ室12とに、連通
路60、61を介してそれぞれ連通する左方シリンダポート
30と右方シリンダポート31とが形成されている。

【００１３】しかしてバルブハウジング20内には、スプ
ール型流量制御バルブ32のスプール33を摺動自在に嵌装
しうるスプール収納孔34が形成され、図３に図示される
ように、該スプール33の中央部には、所要の間隔を存し
て左右一対のランド35が形成されるとともに、該スプー
ル33の左右両端に受圧部36がそれぞれ形成され、該スプ
ール33がスプール収納孔34の軸方向中央に位置した状態
において、前記１対のランド35の両端各部35ａに対し間
隙（アンダーラップ）ｓを有するようにスプール収納孔
34に周方向溝37、38が形成され、前記左方シリンダポー
ト30、右方シリンダポート31は周方向溝37、38にそれぞ
れ開口されている。

【００１４】またスプール収納孔34の両端の外方に位置
したスプール収納孔34内の両端の受圧室39、40と、両ラ
ンド35よりスプール33の外端側の流出部41、42とを連通
する連通孔43、44がスプール33にそれぞれ形成され、前
記受圧室39、40にそれぞれ圧縮コイルスプリング45が介
装されており、該２個の圧縮コイルスプリング45のバネ
力によりスプール33はスプール収納孔34の軸方向中央に
位置するようになっている。

【００１５】さらにロータリサーボバルブ２において
は、スタブシャフトスリーブ25の外周面には、図２に図
示されるように、連通路47、48を介して受圧室39、40に
それぞれ連通する周方向溝49、50が形成されるととも
に、スタブシャフトスリーブ25には、該周方向溝49に開
口した通路51と該周方向溝50に開口した通路52とが、ス
タブシャフトスリーブ25の直径方向に指向して形成さ
れ、該スタブシャフトスリーブ25の内周面には、前記通
路51、52とそれぞれ連通する軸方向溝53、54が形成され
ている。

【００１６】さらにまたスタブシャフト22の外周面に
は、スタブシャフトスリーブ25の軸方向溝53、54とオー
バラップする軸方向溝55が形成され、該スタブシャフト
スリーブ25を直径方向に貫通して２個の軸方向溝55を相
互に連通する排油通路56が形成され、該排油通路56は排
油通路57を介して排油ポート29に開口されており、軸方
向溝55に流入した排油は排油通路56、57、排油ポート29
および排油通路58を介してリザーブタンク17に排出され
るようになっている。

【００１７】しかも、連通路47、48はバイパス通路46を
介して相互に連通され、該バイパス通路46中に車速の増
大に対応して絞り開度が増大するソレノイドバルブ59が
介装されている。

【００１８】図１ないし図３に図示の実施形態は前記し
たように構成されているので、ステアリングホイール６
に何等の操舵力が働かず、スタブシャフト22が中立に位
置し、フロントホイール５に外力が働かず、直進方向に
向いている場合に、ロータリサーボバルブ２では、スタ
ブシャフト22およびスタブシャフトスリーブ25には図３
に図示される状態に設定され、スタブシャフトスリーブ
25の軸方向溝53、54に対する軸方向溝55の両オーバラッ
プは相等しく、またスプール型流量制御バルブ32におけ
るスプール33も両圧縮コイルスプリング45のバネ力によ
りスプール収納孔34の軸方向中央に位置して、各周方向
溝37、38に対するランド35の両アンダーラップも相等し
い結果、油圧ポンプ14の吐出口15より給油ポート28を吐
出した圧油は、周方向溝37、38に均等に流れるととも
に、該周方向溝37、38から連通路60、61を介して左シリ
ンダ室11、右シリンダ室12に均等に流入し、かつ該周方
向溝37、38から流出部41、42、連通孔43、44、受圧室3
9、40、圧縮コイルスプリング46、連通路48、通路51、5
2、軸方向溝53、54、55、排油通路56、57、排油ポート2
9および排油通路58を介してリザーブタンク17に排出さ
れ、前記受圧室39、40内の圧油圧力は均等になってい
る。このため、両左シリンダ室11、右シリンダ室12内の
圧油圧力も均等となっているので、フロントホイール５
は直進状態を保持しうる。

【００１９】しかしてステアリングホイール６を時計方
向へ回して自動車を右旋回させようとした場合、スタブ
シャフト22のみが時計方向へ回転され、軸方向溝53に対
する軸方向溝55のオーバラップが軸方向溝54に対する軸
方向溝55のオーバラップよりも大きくなって、受圧室40
内の圧油圧力が受圧室39内の圧油圧力よりも増大し、ス
プール33が左方へ移動し、給油ポート28より左方シリン
ダポート30、連通路60を介して左シリンダ室11へ圧油が
流入するとともに、右シリンダ室12内の油は連通路61、
右方シリンダポート31、周方向溝38、連通孔44、受圧室
40、連通路48、通路52、軸方向溝54、軸方向溝55、排油
通路56、57、58を介してリザーブタンク17へ排出され、
その結果、ピストン10およびピストン杆９は右方へ移動
して、フロントホイール５は右方に向き、自動車は右旋
回することができる。

【００２０】そして、自動車が停車した時には、ソレノ
イドバルブ59は全開となって、、連通路47、48間の圧油
の相互流通がないため、軸方向溝53、軸方向溝53、54に
対する軸方向溝55のオーバラップの変化に即応して受圧
室39、40相互間の圧力差が大きく、パワーアシスト量が
大きい。

【００２１】しかし、自動車が走行し、その走行速度が
増大するにつれて、ソレノイドバルブ59の絞り開度が増
加し、連通路47、48間の圧油の相互流通があるため、軸
方向溝53、54に対する軸方向溝55のオーバラップの変化
に対し、受圧室39、40相互間の圧力差が左程大きくなら
ず、パワーアシスト量が次第に減少する。

【００２２】図示の実施形態では、油圧ポンプ14より吐
出した高圧油はスプール型流量制御バルブ32を通り、ロ
ータリサーボバルブ２には高圧油が流れないため、ロー
タリサーボバルブ２の軸方向溝53、54、55の加工に比べ
て容易であり、かつその加工精度を向上させることも楽
であるので、生産性が良好でコストダウンも可能とな
る。

【００２３】さらにロータリサーボバルブ２には高圧油
が流れないため、ロータリサーボバルブ２の回転抵抗が
小さく、ステアリングホイール６の操作が容易である。

【００２４】図１ないし図３に図示の実施形態では、同
一の油圧ポンプ14でもって、ロータリサーボバルブ２お
よびスプール型流量制御バルブに圧油を供給したが、図
４に図示するように２個の低圧油圧ポンプ62、高圧油圧
ポンプ63でもって、ロータリサーボバルブ２およびスプ
ール型流量制御バルブ32に圧油を供給するようにしても
よく、図１ないし図３に図示の実施形態と同様な作用効
果を奏することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本出願発明に係る圧油パワーステアリング装置
を備えた自動車の前部概略図である。

【図２】図１に図示の圧油パワーステアリング装置の一
実施形態を図示した縦断正面図である。

【図３】図２に図示の圧油パワーステアリング装置の回
路構成を図示した説明図である。

【図４】本出願発明の他の実施形態の説明図である。

【符号の説明】

１…油圧パワーステアリング装置、２…ロータリサーボ
バルブ、３…油圧パワーシリンダ、４…タイロッド、５
…フロントホィール、６…ステアリングホィール、７…
ステアリングコラムシャフト、８…ステアリングジョイ
ント、９…ピストン杆、10…ピストン、11…左リンダ
室、12…右シリンダ室、13…ラック、14…油圧ポンプ、
15…吐出口、16…吸入口、17…リザーブタンク、20…バ
ルブハウジング、21…ギヤハウジング、22…スタブシャ
フト、23…ピニオン、24…トーションバー、25…スタブ
シャフトスリーブ、26…ベアリング、27…ベアリング、
28…給油ポート、29…排油ポート、30…左方シリンダポ
ート、31…右方シリンダポート、32…スプール型流量制
御バルブ、33…スプール、34…スプール収納孔、35…ラ
ンド、36…受圧部、37…周方向溝、38…周方向溝、39…
受圧室、40…受圧室、41…流出部、42…流出部、43…連
通孔、44…連通孔、45…圧縮コイルスプリング、46…バ
イパス通路、47…連通孔、48…連通孔、49…周方向溝、
50…周方向溝、51…通路、52…通路、53…軸方向溝、54
…軸方向溝、55…軸方向溝、56…排油通路、57…排油通
路、58…排油通路、59…ソレノイドバルブ、60…連通
路、61…連通路、62…低圧油圧ポンプ、63…高圧油圧ポ
ンプ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車輪に連結されたタイロッド等の操舵部
   材を駆動する油圧パワーシリンダのピストンと、操舵輪
   に連結された操舵軸とを、トーションバーとで相互に連
   結し、該トーションバーの捩れ方向および捩れ角度に応
   じて前記油圧パワーシリンダの１対のシリンダ室のいず
   れか一方に圧油を選択的に供給して操舵する油圧パワー
   ステアリング装置において、前記トーションバーの捩れ
   方向および捩れ角度を検出する少なくとも２個のポート
   を有するロータリバルブと、該ロータリバルブのポート
   の開閉に応じて、後記スプール型制御バルブのスプール
   の両端受圧室のいずれかに選択的に供給された圧油によ
   り、該スプールをいずれか一方に摺動させて、油圧ポン
   プからの圧油を前記パワーシリンダの１対のシリンダ室
   のいずれかに選択的供給するスプール型制御バルブとを
   備えたことを特徴とする油圧パワーステアリング装置。
2. 【請求項２】 前記スプール両端受圧室内にそれぞれ圧
   縮コイルスプリングが装入され、前記スプール型制御バ
   ルブのスプールは２個のランドを備え、該スプールの中
   立状態における各ランドの外周に位置して、該ランドの
   巾よりも広巾の２個の周方向溝がバブルスリーブの内周
   面にそれぞれ形成され、前記油圧ポンプの吐出口に連通
   された油圧吐出ポートは、前記２個の周方向溝の間に開
   口されるとともに、前記油圧パワーシリンダの１対のシ
   リンダ室にそれぞれ連通されたシリンダ室ポートは、前
   記２個の周方向溝に開口され、前記２個のランドの外側
   に位置した小径部と前記両端受圧室とは、前記スプール
   内の連通路を介してそれぞれ連通され、前記ロータリバ
   ルブは、前記トーションバーの一端に連結されたスタブ
   シャフトと、該スタブシャフトの外周に相対的に回転自
   在に嵌装されるとともに前記トーションバーの他端に連
   結されたスタブシャフトスリーブとよりなり、前記スタ
   ブシャフトの外周面に少なくとも一本のシャフト軸方向
   溝が形成されるとともに、該シャフト軸方向溝の両側に
   位置して前記スタブシャフトスリーブの内周面に少なく
   とも１対のスリーブ軸方向溝が形成され、前記シャフト
   軸方向溝は前記油圧ポンプの吸入口に連通されるととも
   に、前記１対のスリーブ軸方向溝は前記両端受圧室にそ
   れぞれ連通されたことを特徴とする請求項２記載のパワ
   ーステアリング装置。
3. 【請求項３】 前記１対のスリーブ軸方向溝と両端受圧
   室とを連通する油圧路が短絡油通路を介して連通され、
   車速の増大に伴なって絞り開度が増大する車速応動可変
   絞りが前記短絡油通路に介装れたことを特徴とする請求
   項２記載の油圧パワーステアリング装置。