JPS60236877A - 車輌用パワステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、車輌用パワステアリング装置に関する。

（従来の技術） パワステアリング装置は、公知であり、通常、流動方向
制御弁により選択的にラム機構に作用する流体圧力源を
備えている。この流動方向制御弁は、ステアリングトル
クに応じて、ラム機構に加わる流体圧力を制御する。

（発明が解決しようとする問題点） このような流動方向制御弁は、精密に機械加工しなけれ
ばならないので、その製造に手間が掛かり、かつ、製造
コストが高くなる。

これは、たとえばセダン型自動車のような軽量自動車用
パワステアリング装置、及びたとえばトラックのような
重量自動車用パワステアリング装置の製造においても、
同様である。

（問題点を解決するための手段） 本発明の主な目的は、低価格の車輌用パワステアリング
装置を提供することにある。

本発明によれば、原動力を発生するエンジンを有する車
輌用パワステアリング装置は、ステアリング弁を介して
流体の圧力を作用させて、車輌の舵取りを補助するエン
ジン駆動流体ポンプを有する公知の第１動力補助装置と
、流体の圧力を選択的に作動補助装置に作用させて、車
輌の舵取りを補助する別の流体ポンプ、及び舵取り操作
を感知したセンサが発生する信号に対応して、前記流体
ポンプを駆動する原動機を有する第２動力補助装置とか
らなっている。

（実施例） 第１図は、車輌に使用される基本的な動力補助装置を示
し、ステアリングホイール（１）は、ハウジング（３）
内のラックピニオンステアリング装置に連結するステア
リングコラム（２）を有する。動作伝達ロッド（４）は
、公知の技術手段により、操向車軸と連結されている。

ラム装Ｎ（５）または他の作動補助装置は、位置（６）
で固定されたシリンダ部と、・−公知の技術手段により
、動作伝達ロンド（４）の軸方向への移動を補助するべ
く、リンク（７）を介して取り付けられたピストン部と
を有する。前記作動補助装置を、動作伝達ロンド（４）
に連結することもできる。

流体は、タンク（８）内に貯蔵され、可逆式電動機また
はその他の可逆式電動機（１４）により駆動されるポン
プ（１３）の回動を感知して、それに応じて、逆止弁（
１１）または（１２）を経て管（９）または（１０）を
通過する。ポンプ（１３）により発生する流体圧力は、
管（１５）または（１６）を経て、選択的に、ラム装置
（５）の前記ピストン部の一側部または他側部に作用す
る。

逆止弁（１１）（１２）を−省略して、ポンプ（１３）
が、単純に管（１５）または（１６）を経て、ラム装置
（５）のいずれか一方の側部を選択して駆動するように
することもできる。

しかし、ラム装置（５）が、前記ピストン部の両側部に
おいて、圧力の作用面積が異なる型式のものである場合
には、前記ピストン部の移動方向に応じて、流体の流れ
に差異を設ける必要がある。

このような差異を設けることは、逆止弁（１１）及び（
１２）によって、またはそれらと同等の他の装置によっ
て達成しうる。

前記ラックピニオンステアリング装置のハウジング（３
）には、電池（２０）によって荷電されるマイクロプロ
セッサ（１９）に接続する電気的接続線（１８）を有す
るトルクセンサ（１７）が取り付けられており、マイク
ロプロセッサ（１９）の出力は、導線（２１）を経て電
動機（１４）に送られる。

別の実施例においては、トルクセンサ（１７ａ）を回転
式装置として、電気的接続線（１８ａ）を経て信号を送
ることができる。

これらの各構成要素の詳細な説明は後述する。

ステアリングホイール（１）に加えられるステアリング
トルクは、それがいかなる大きさであっても、センサ（
１７）または（１７ａ）により電気信号に変換されて、
マイクロプロセッサ（１９）に送られ、そこで適当な信
号にして電動機（１４）に送られる。

すると、電動機（１４）が回転して、ポンプ（１３）を
適当な方向に駆動し、ラム装Ｍ（５）の前記ピストン部
のいずれか一方の側部を加圧して、操舵用の動作伝達ロ
ッド（４）の移動を補助する。、従来から行なわれてい
るように、ステアリングコラム（２）を介して、動作伝
達ロッド（４）を直接駆動できることは、言うまでもな
い。

第２図以下の各図面において、第１図と類似する部分に
は、それと同じ符号を付しである。

第２図示に実施例においては、対向する逆止弁（１１）
（１，２）に加えて、スプール弁（２２）　（２３）が
設けられており、そのスプール（２４）　（２５）は、
それぞれ弱いコイルばね（２６）　（２７）によって、
図示する位置に保持されている。これらのスプール弁（
２２）　（２３）は、それぞれタンク（８）に連通ずる
別の管（２８）　（２９）を有している。

スプール弁（２２）　（２３）の目的は、ステアリング
ホイール（１）を介して加えられるトルクが、非常に増
加した場合、または衝撃荷重が加わった場合に、流体が
、自由に管（１５）　（１６）を逆流して、スプール（
２２）　（２３）及び管（２８）　（２９）を経て、タ
ンク（８）に還流できるようにすることである。また、
スプール弁（２２）　（２３）は、ラム装置（５）のピ
ストン部が、速やかに中央に位置できるように補助する
。

スプール（２，４）（２５）は、それぞれコイルばね（
２６）（２７）に坑して用意に移動できるので、スプー
ル（２２）’（２３）が、ポンプ（１３）から管（１５
）　（１６）を経て作用する流体圧力に影響を与えるこ
とはない。

この実施例の変形である弁（３０）においては、前記逆
止弁の一方を前記スプール弁の一方とが、単一の弁体内
に結合されており、これによって、管（２８）を使用す
る必要がなくなっている。管（９）が、タンク（８）か
ら変形スプール（３１）のランド部間に直接に連通し、
かつ内部に逆止弁（１１）を有する内部通路（３３）を
経て、ポンプ（１３）に連通ずる管（３２）と連結して
いる。弁（３０）は、前述のように、分離して設けられ
ている弁（１１）（２２）と同様に機能する。

第３図は、第２図示の実施例に変形を加えた実施例であ
り、特に、弁装置（３４）は、第２図示の実施例におけ
る２個の弁（３０）を結合したものである。

第３図示の実施例においては、流体が、管（９）（１０
）を経て、それぞれ逆止弁（１１）　（１２）と協動す
る各スプール（３５）　（３６）のランド部間に供給さ
れる。

スプール（３５）　（３６）は。共通の軽いコイルばね
によって、付勢されている。

この第３図示の実施例は、第２図示の実施例と同様に機
能し、圧力流体が、ラム装置（５）からいずれかの管（
１５）または（１６）を経て、タンク（８）に速やかに
戻ることができるようになっている。

第４図には、軸方向に移動可能なラックピニオン装置の
第１実施例が示されている。

ピニオン（３８）は、ステアリングコラム（２）に取り
付けるためのスプライン付端部（３９）を備えており、
かつ軸受（４０）（４１）内に回動可能に支持され、皿
ばね（４２）によって、軸方向に移動しないようにして
、中心部に保持されている。

ピニオン（３８）には、ラック（４５）における斜めの
歯（４４）と噛合する斜めにねじれた歯（４３）が設け
られている。

ピニオン（３８）の自由端には、ピニオン（３８）が静
止している際に、センサ（１７）に近接する永久磁石（
４６）が取り付けられている。このセンサ（１７）は、
近接する永久磁石の移動を感知しうるいわゆるｒホール
Ｊ　（Ｈａｌｌ）型センサ、または他の型式のセンサで
ある。

使用の際に、ステアリングホイール（１）がら伝達され
るトルクがきわめて小さいときには、このトルクは、ピ
ニオン（３８）を中心に位置決めする皿Ｌｆネ（４２）
に何らの影響を与えることなく、ピニオン（３８）から
ラック（４５）に直接に伝達される。

しかし、より大きなトルクが作用すると、ピニオン（３
８）の斜めにねじれた歯（４３）と、ラック（４５）の
斜めの歯（４４）との接触圧力が大となって、皿ばね（
４２）のいずれが一方のカを上回ることとなり、ピニオ
ン（３８）は軸方向に移動する。

すると、永久磁石（４６）により生じる磁界の作用によ
って、センサ（１７）内に信号が発生する。この信号は
、永久磁石（４６）とセンサ（１７）との間における移
動の方向及び程度によって異なる。

この移動は、マイクロプロセッサ（１９）に伝達され、
そこから発生した信号は、電動機（１４）に送られて、
ラム装置（５）内のピストン部の一方の側における流体
圧力を高くして、ポンプ（１３）を十分に早い速度で回
転させ、流体を、車輌の操舵を補助するのに必要な速度
で移動させる。

ステアリングホイール（１）からのステアリングトルク
が無くなると、即座に、皿ばね（１４）は、ピニオン（
３８）を中央に戻して、次のステアリング動作に備える
。

第５図は、ラックピニオン装置の第２実施例を示す。

ピニオン（４７）には、ステアリングコラム（２）と連
結するためのスプライン（４８）が設けられている。

ピニオン（４７）は、主に、スプライン付軸部（４８）
を備える頭部（４９）と、ラック（５１）の横方向の歯
と普通の状態で噛合する軸方向の歯を備える外ピニオン
部（５０）と、軸方向に移動可能な中央ロンド部（５２
）との三つの構成部分からなっている。

中央ロンド部（５２）は、外ピニオン部（５０）の内部
において回動自在であり、かつ外ピニオン部（５０）に
関して、軸方向に移動可能である。

外ピニオン部（５０）は、軸受（５３）　（５４）に回
動可能に取付けられ、かっばね（５５）を介して頭部（
４９）と結合されている。ばね（５５）は、全くトルク
が伝達されないときに、頭部（４９）を外ピニオン部（
５０）に関して中心に位置決めする。

中央ロッド部（５２）の拡大部（５６）には、頭部（４
９）に取付けられたピン（５８）と係合するカム面（５
７）が設けられている。また、この拡大部（５６）には
、溝（５９）が設けられており、その内部には、頭部（
４９）に固定されたピン（６０）が突入していることに
より、中央ロッド部（５２）は、外ピニオン部（５０）
内において、回動し、かつ軸方向に移動することができ
る。

頭部（４９）にトルクが加わると、このトルクは、頭部
（４９）と中央ロンド部（５２）との両方を回動させる
。ばね（５５）が作動し、かつピン（５８）がカム面（
５７）と係合して、感知した頭部（４９）の回動により
、中央ロンド部（５２）を軸方向のいずれかの方向に移
動させる。

この場合に、前述の実施例と同様に、永久磁石（４６）
の作用によって、センサ（１７）が信号を発生し、この
信号は、接続線（１８）を経てマイクロプロセッサ（１
９）に伝送される。ステアリングトルクが無くなると、
即座に、ばね（５５）は、中央ロンド部（５２）を軸上
の中心位置に戻して、次のステアリング動作に備える。

第６図は、永久磁石とセンサとの構成を詳細に示し、特
に、第４図示の実施例と関連深いものである。

ピニオンの自由端には、永久磁石（４６）が取り付けら
れている。この永久磁石（４６）は、黄銅製のプラグ（
６１）内に設けられる。

センサ（１７）は、黄銅板（６２）上に設けられ、かつ
同じく猿回製のカバー（６３）が、ボルト（６４）によ
って固定されている。

永久磁石（４６）とセンサ（１７）との間には、ピニオ
ン（３８）が軸方向に移動できるように、小さな空隙が
設けられている。

第７図には、センサの別の実施例が示されている。

このセンサ（１７）は、ガスケット（６５）によって覆
われ、永久磁石（４６）の側方に配置されている。

センサは、高度かつ精巧な装置を必要としない場合には
、操舵方向のみを感知できるものでよいＪ、Ｃ巴１１４
＝　＋ｒ！、＊　／ｈ　ｆｆ−す；ｑ　＋：　−ド　７
４声　マ　１１　−ノ　）ｆ　ｌ−１１＋　ｈ　九も感
知できるものが好ましい。

上述の各装置に、さらに公知の第２の、装置を組合わせ
ることにより、特に重量車輌に適したパワステアリング
装置とすることができる。

この場合には、この第２の装置が、パワステアリング装
置の主要部となり、第１の装置は、前記第２の装置が作
動しない場合にのみ、機能することになる。

このようなパワステアリング装置を、第８図に例示する
。同図において、第１図示の実施例との類似部分には、
同じ符号を付しである。

第８図において、トルク伝達ステアリングコラム（２）
を有するステアリングホイール（１）は、ハウジング（
３）内の循環ボール形ピストンモータからなるステアリ
ング装置と連結されている。

ドロップアーム（６６）が、前記循環ボール形ピストン
モータからの出力を伝達す、る。このドロップアーム（
６６）は１位置（６７）において、車輌のステアリング
リンクと公知の方法で連結されている。

主要な補助動力は、タンク（６９）から配！　（７０）
を経て流体が供給されるエンジン駆動ポンプ（６８）に
よって提供される。これらの各構成要素により、公知の
パワステアリング装置が形成される。

第２の動力補助装置は、上述の第１実施例または第２実
施例のいずれか一方からなり、第８図に示すように、弁
（７１）を介して流体を供給するタンク（８）を備えて
いる。

弁（７１）は、常に回路内に流体が充填され、かつ温度
変化に対して流体が膨張できるように、前記回路とタン
ク（８）との間を流体が流れるようにする。

この第２の動力補助装置において、ポンプ（１３）は、
トルクセンサ（１７）の位置に応じてマイクロプロセッ
サ（１９）が発生する信号を受ける電動機（１４）によ
って駆動される。ポンプ（１３）は、流体圧力を選択的
にラム装置（５）に作用させる。

ラム装置（５）は、その両側に等しい圧力面積を有する
ピストンを備えているので、感知されるステアリングホ
イール（１）の回動に応じて、圧力流体の一様でない流
れによって生じる弊害を防止することができる。

第１図に関して前述したように、操舵に関する信号は、
ステアリングコラム（２）上の別のトルクセンサ（１７
ａ）から、マイクロプロセッサに伝送することもできる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、動力補助装置の第１実施例の概略を示す図で
ある。 第２図は、動力補助装置の第２実施例の概略を示す図で
ある。 第３図は、第２図示の第２実施例に変形を加えた別の実
施例の概略を示す図である。 第４図はラックピニオン装置の第１実施例の縦断面図で
ある。 第５図は、ラックピニオン装置の第２実施例の縦断面図
である。 第６図は、センサ装置の部分縦断面図である。 第７図は、センサ装置の別の実施例の部分縦断面図であ
る。 第８図は、本発明によるパワステアリング装置の全体を
概略的に示す図である。 （１）ステアリングホイール （２）ステアリングコラム　（３）ハウジング（４）動
作伝達ロンド　（５）ラム装置（６）位置　（７）リン
ク （８）タンク　（９）（１０）管 （１１）（１２）逆止弁　（１３）ポンプ（１４）可逆
式電動機　（１５）　（１６）管（１７）（１７ａ）　
）ルクセンサ　（１８）接続線（１９）マイクロプロセ
ッサ　（２０）電池（２１）導線　（２２）　（２３）
スプール弁（２４）　（２５）スプール　（２６）　（
２７）コイルばね（２８）　（２９）管　（３０）弁 （３１）変形スプール　（３２）管 （３３）内部通路　（３４）弁装置 （３５）　（３６）スプール　（３７）コイルばね（３
８）ピニオン　（３９）スプライン付端部（４０）（旧
）軸受　（４２）皿ばね （４３）（４４）歯　（４５）ラック （４６）永久磁石　（４７）ピニオン （４８）スプライン付軸部　（４９）頭部（５０）外ピ
ニオン部　（５１）ラック（５２）中央ロンド部　（５
３）　（５４）軸受（５５）ばね　（５６）拡大部 （５７）カム面　（５８）ビン （５９）溝　（６０）ピン （６１）プラグ　（６２）黄銅板 （６３）カバー　（６４）ボルト （６５）ガスケット　（６６）ドロップアーム（６７）
位置　（６８）エンジン駆動ポンプ（６９）タンク　（
７０）配管 （７１）弁

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）原動力としてエンジンを有する車輌のためのノ（
   ワステアリング装置であって、 ステアリング弁を介して流体の圧力を作用させて、車輌
   の舵取りを補助するエンジン駆動流体ポンプを有する公
   知の第１動力補助装置と、流体の圧力を選択的に作動補
   助装置に作用させて、車輌の舵取りを補助する他の流体
   ポンプと、舵取り操作を感知したセンサが発生する信号
   に対応して、前記流体ポンプを駆動する原動機とを備え
   る第２動力補助装置 とからなることを特徴とする車輌用パワステアリング装
   置。
2. （２）第２動力補助装置が、弁を介して流体を供給する
   タンクを備えており、前記弁が、回路と前記タンクとの
   間を流体が流れるようにすることによって、常に前記回
   路内に流体が充填され、かつ温度変化に対して流体が膨
   張しうるようになっていることを特徴とする特許請求の
   範囲第（１）項に記載の車輌用パワステアリング装置。
3. （３）第２動力補助装置の原動機が、ステアリングトル
   クを感知するトルクセンサの位置に応じて、マイクロプ
   ロセッサが発生する信号を入力する電動機であることを
   特徴とする特許請求の範囲第（１）項または第（２）項
   に記載の車輌用パワステアリング装置。
4. （４）第２動力補助装置の流体ポンプが、その両側部に
   等しい圧力面積を有するピストンを備え、舵取りを補助
   するように連結されたラム装置に、選択的に流体の圧力
   を作用させるようになっていることを特徴とする特許請
   求の範囲第（１）項乃至第（３）項のいずれかに記載の
   車輌用パワステアリング装置。