JPS61211169A - 油圧反力式パワーステアリング装置 - 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】 （技術分野） 本発明はポンプからの圧油を車速により制御しこの圧油
を油圧反力室に供給することにより、操舵時の抵抗を車
速に応じ変化させるパワーステアリング装置の油圧反力
装置においてバルブ中立位置と油圧反力部の反力の中立
位置（バルブの相対変位に対して油圧反力の作用しない
位置）とを一致させるセンターリング機構を有する油圧
反力装置に関するものである。

（従来技術） 一般にパワーステアリング装置の油圧補助装置に用いら
れているロータリーバルブにおいて、バルブの中立位置
は第７図、第８図に示す如くバルブボディ５１の８ケ所
の溝５１Ａの芯Ｘ−又と入力軸５２の８ケ所の溝５２Ａ
間凸部の芯Ｙ−Ｙを合致させること、即ち８ケ所の各溝
５１Ａと各溝５２Ａ間の絞りａ、ａ’　をａ＝ａ’　と
することが望ましいが１つの溝５１Ａでａ　＝　ａ″と
することが出来ても８ケ所全ての溝で芯を合致させるこ
とは機械加工精度上極めて困難であり、バルブボディ５
１と入力軸５２の総合した累積誤差は第９図の様に偏っ
た状態になる。第９図は第７図においてバルブかに点か
ら５点、さらにに点へと回転したときの各溝５１Ａと５
２Ａの加工累積誤差を表したグラフである。

ところで第５図及び第６図の如〈従来のパワーステアリ
ング装置の油圧反力部は入力軸５２の外周縦方向にＶ溝
６０を形成し、パルプボディ５１外周より該Ｖ溝６０に
向けて複数個の反力室５８を形成してボールであるピス
トン５９を該Ｖ溝６０に圧油で押圧するようになってい
たが、全ての反力部の芯をバルブの各芯と合せることは
機械加工精度及び組立て工程での調整等不可能に近く、
実車に於いてはバルブボディ５１と入力軸５２がバルブ
の中立位置に位置した場合でも、反力部の芯とバルブの
芯とは第１０図の如くには一致せず第１１図の如くｖ溝
６０の右斜面とピストン５９との間に僅かな隙間ΔＱを
生ずる。そしてこの時車速の増加と共に圧油がピストン
５９に作用するためピストン５９は半径方向内方に押さ
れ入力軸５２を左回転し第１０図の状態になろうとする
。この時トーションバー５３はバルブ中立位置からの捩
りのため殆ど第１１図の状態を保持する力が弱く、圧油
の押圧力に負はピストン５９は第１０図の状態になる。

即ちバルブは相対変位を発生し。

第１２図のようにＯ−＋Ｏ’へバルブの中立位置（最低
回路圧）が右ヘズレ元のバルブ中立位置に於いてはＰ′
の圧力差を生じる。このＰ′はパワーステアリング装置
の油圧補助用の左右シＵ：、／ダ−ＣＹＬＩ、ＣＹＬ２
の差圧として発生し、シリンダーを作動させ、操向軸を
左へ回し斜め走行の危険を生じさせ常に運転者は操向軸
を直進状態に保つために、ハンドルを直進状態に保たな
ければ、ハンドルは油圧反力部のＶ溝の作用を受け、常
に斜め走行状態になろうとする危険を生ずるという問題
点があった。

（目　的） 本発明はバルブの加工精度及び組立て調整に関係なくバ
ルブの中立位置で油圧反力部の中立位置を容易にセンタ
ーリング及び保持させ直進走行時に斜め走行の危険を生
ずるという欠点を確実に防止することを目的としている
。

（構　成） 本発明は上記目的を達成するため入力軸と出力軸のピニ
オンとをトーションバーで一体化し、バルブボディ外周
に外周溝を設け、該外周溝より軸直角方向に複数個の圧
油室を形成しピストンを摺動可能に嵌合し、ポンプより
の圧油を車速により制御し該圧油を圧油室に供給してピ
ストン先端を入力軸外周の軸方向にのびる凹溝に圧接す
る如くなし、ピストン先端の球状部を前記凹溝底部に当
接した時球状部と凹溝両側面との間にバルブボディの回
転方向に対し隙間を設け、バルブ中立位置と油圧反力中
立位置とを該隙間の範囲内で一致させる如くしたことを
特徴とするパワーステアリング装置に対するセンターリ
ング機構を有する油圧反力装置に関するものである。

以下実施例に基すいて具体的に説明する。

入力軸１と、ラック２と噛合っている出力軸であるピニ
オン３とをトーションバー４で各々の端部において固定
一体化し、ピニオン３の大端部にはドライブピン５を圧
入固定し、ロータリーバルブの外側部材であるバルブボ
ディ６に形成した溝７にドライブピン５を係合しピニオ
ン３とバルブボディ６を一体化している。バルブボディ
６の内側は入力軸１の外径部と僅かな隙間で嵌合し、公
知のロータリーバルブを形成しており、トーションバー
４の捩り作用により入力軸１とピニオン３との間で相対
角変位を生じさせ、バルブを作動させてエンジンの回転
で駆動されるポンプ２４からの圧油を油路２９を通じて
インポート８からバルブへ供給し、右シリンダーポート
１０、左シリンダーポート１１へ選択的に供給、油圧補
助を行うようになっている。このようなパワーステアリ
ング装置は周知である。

一方、バルブボディ６の外周には周溝が設けられ、その
周溝の円周４個所に軸直角方向に圧油室１５が設けられ
、該各圧油室１５には各々ピストン１６が僅かな隙間で
摺動可能に嵌合されている。ピストン１６の先端は球状
部１７を有し、入力軸１の一端外周軸方向には前記球状
部１７に対応して凹溝１８が形成されている。

該凹溝１８の底部１８ａはバルブ中心より半径Ｒの円弧
面とし、両側面１８ｂ、１８ｃと球状部１７との間には
バルブ中立位置と反力部中立位置（バルブの相対変位に
対して油圧反力の作用しない位置をいう）の機械加工精
度上考えられるズレ量に相当した隙間５２１ｓｔを形成
しである。

また圧油室１５には導管３０を連通し、さらに導管３０
に、車速センサー２３から入力されるソレノイドを含む
電子制御部２２によって開度を制御される油圧反力制御
バルブ２１を設けている。

これにより圧油室１５へは車速により制御された圧油が
ＩＮボート１９を通じて供給される。

今、第１図にて、右操舵した時、入力軸１の回転に対し
ピニオン３は操舵輪の換向抵抗により動かないラック２
と噛合っている為に容易に回転しない。

そのため、トーションバー４に捩り変位を生じて入力軸
１とバルブボディ６との間に変位が発生し、ポンプ２４
からの圧油がＩＮポート８→シリンダーポート１０→動
力補助モータ２５の右シリンダー２６へ供給され、油圧
補助される。

一方、動力補助モータ２５の左シリンダー２７の戻り油
は、左シリンダー２７からシリンダーポート１１．戻り
油路、戻りボート、タンクへと戻される。

車の走行時、車速センサーから検出された車速か入力さ
れる電子制御部により油圧反力制御バルブが制御されて
いるため、圧油室１５には圧油が車速に応じて供給され
、第４図に示すように圧油室１５内のピストン１６は圧
油により半径方向内方に押圧され、ピストン１６の球状
部１７が入力軸１の凹部１８の底部１８ａに押し付けら
れる。

次に本発明の作用について説明する。バルブ中立位置と
油圧反力部中立位置がバルブの回転方向にズレを生じた
状態で、圧油室１５に圧油が作用しても入力軸１とピニ
オン３と一体のバルブボディ６は隙間Ｓ１．Ｓ、の範囲
内で遊びを生じているためバルブの相対変位は起らない
。

したがって左右シリンダー２６．２７に差圧が生じない
ので、車が斜め走行する危険は全くなし１゜ バルブ及び油圧反力部のそれぞれの中立位置間にズレが
発生しても、バルブの相対変位を起させないためには、
上述の隙間Ｓ工ｔ８２を設けることに加えて凹溝１８の
底面形状を考慮する必要がある。

望ましい凹溝１８の底面形状は、例えば第３図のように
バルブ軸芯と向応の円弧面１８ａであるか、あるいは凹
溝の加工の容易さ、加工精度維持のため第４図の如く円
弧面の接線を含む平面１８ａ′としてもよい。

第１３図のｏＣは通常のパワーステアリング特性（トー
ションバーのみ）でトーションバーの捩りに比例して一
次的に入力トルクとバルブの相対変位量との関係が表示
される。

○ＢＥは第５図及び第６図の従来装置で０８間は油圧反
力により完全にバルブ相対運動がロックされるためバル
ブ変位として表われない。

ＢＥ間は油圧反力のロックの力より入力トルクが大にな
った時からバルブ相対運動が開始される。

これに反し本発明のＯＡＤのＯＡ間は第３図の隙間Ｓ工
ｔｓ２の分に相当する油圧反力が作用しない範囲で通常
のトーションバーのみの作用となる。ＡＤ間はピストン
１６の球状部１７が入力軸１の凹溝１８の底面１８ａと
側面１８ｃに同時に接触した時から油圧反力が作用し一
次的に表われる。

第１４図は本発明のバルブの中立位置と油圧反力の中立
位置がほぼ一致して、しかも油圧反力の作用しない範囲
が明確に出ている。

即ちＣはトーションバーのみが作用した時の捩れ角と入
力トルクとの関係を示す。Ｂはバルブの入力軸捩れ角と
油圧との関係でほぼ左右対称である。Ａは油圧反力（図
では反力圧２０ｋｇ／ｄ）が作用した時のトーションバ
ー捩れ角と入力トルクとの関係をあられしており、バル
ブ中立附近での勾配Ｓ部がトーションバーの勾配Ｃに類
似していることが理解できる。（油圧反力が作用してい
る時のＲ部と油圧反力が作用していない時の８部の勾配
が違う）即ちバルブ中立附近で圧油室に反力圧が作用し
ていても油圧反力として働いていないことが分かる。

第１５図は油圧反力の作用しない範囲を極端に少なくし
た場合、バルブの中立位置と油圧反力の中立位置は第７
図と同様にほぼ一致している。そしてトーションバー特
性Ｃと８部において勾配が極端に異なっている。しかし
トーションバー捩れ角と入力トルクとの関係を示す特性
は、油圧反力の作用をしているＲ部においてもＰ点を通
過する特性にはなっておらずある勾配でもって変化して
いる。このことは第５図及び第６図の従来装置のバルブ
のロック（Ｐ点を通過する特性）のようになっていない
ことを示している。又トーションバー４に隙間Ｓ工＋８
２分の弾性的捩れ効果を常に備えておくことができ、常
にバルブを油圧補助の働いた状態にしておける。従って
直進走行から操舵時に反力が滑らかに作用し、ハンドル
操作の手応えの急変がない。

前記実施例はエンジンに依り駆動されるポンプよりの圧
油をバルブと圧油室に分岐供給し。

圧油室への圧油を車速に依り制御する構造であるが、本
発明はこれに限定されず別にもう１つのエンジンにより
駆動される補助ポンプからの圧油を圧油室へ供給しても
よく、また２つのポンプが１つのポンプケース内にユニ
ット化されたいわゆる２連ポンプからの圧油を夫々バル
ブおよび圧油室へ供給する方法でもよい。

更にエンジン以外の駆動源、例えばプロペラシャフト等
に依り駆動されるポンプよりの圧油を、圧油室に供給す
る構造のものにも適用できることは、云うまでもない。

又、ピストンは前記実施例の如くプランジャーであって
も、第５図の様にボールであってもよい。

（効　果） 本発明は入力軸と出力軸のピニオンとをトーションバー
で一体化し、ピニオン大端部とバルブボディとをドライ
ブピンで回転方向に一体化し、バルブボディ外周より軸
直角方向に複数個の圧油室を形成しピストンを摺動可能
に嵌合し。

ポンプよりの圧油を車速により制御し、該圧油を圧油室
に供給してピストン先端を入力軸外周の軸方向にのびる
凹溝に圧接する如くなし、ピストン先端の球状部を前記
凹溝底部に当接した時、球状部面側面と凹溝両側面との
間にバルブボディの回転方向に対し隙間を設け、バルブ
中立位置と油圧反力中立位置を隙間の範囲内で一致させ
る如くなっているのでバルブの中立位置で油圧反力部の
中立位置を加工精度及び組立て調整に関係なく保持させ
直進走行時に斜め走行の危険を生じさせないパワーステ
アリング装置に対するセンターリング機構を有する油圧
反力装置を提供するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例正断面図と油路系を示す図、
第２図は第１図のＡ−Ａ側断面図、第３図は第２図の圧
油室部の拡大図、第４図は第３図の変形例、第５図は従
来装置の正断面図、第６図は第５図のＢ−Ｂ側断面図、
第７図は従来のバルブの側断面図、第８図は第７図の８
部の拡大図、第９図は従来のバルブの導芯の累積誤差を
示すグラフ、第１０図は従来の油圧反力部の中立状態を
示す図、第１１図は第１０図の中立状態がズした状態を
示す図、第１２図はバルブの相対変位による入力トルク
とシリンダへ作用する圧力を示すグラフ、第１３図は従
来装置と本発明の入力トルク−バルブ相対変位量の比較
図、第１４図は本発明の入力軸捩れ角−人力トルクの特
性を示す図、第１５図は第１４図の油圧反力の影響しな
い範囲を極端に少なくした場合の図である。 １・・・入力軸　　２・・・ラック　　３・・・ピニオ
ン４・・・トーションバー　　　　１５・・・圧油室１
６・・・ピストン　　１７・・・ピストン球状部１８・
・・入力軸凹溝　　　１８ａ・・・凹溝底面１８ｂ、１
８ｃ・・・凹溝両側面 Ｓ工、Ｓ２・・・凹溝両側面と球状部間の隙間特許出願
人　　光洋自動機株式会社 第３図 第４図 第６図 第７図　　　　第８図 第９図 第１Ｏ図 第１１図 第１２図 第１３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 入力軸と出力軸のピニオンとをトーションバーで一体化
   し、ピニオン大端部とバルブボデイとをドライブピンで
   回転方向に一体化し、バルブボデイ外周に外周溝を設け
   、該外周溝より軸直角方向に複数個の圧油室を形成しピ
   ストンを摺動可能に嵌合し、ポンプよりの圧油を車速に
   より制御し該圧油を圧油室に供給してピストン先端を入
   力軸外周の軸方向にのびる凹溝に圧接する如くなしたパ
   ワーステアリング装置に於て、ピストン先端の球状部を
   前記凹溝底部に当接した時球状部と凹溝両側面との間に
   バルブボデイの回転方向に対し隙間を設け、バルブ中立
   位置と油圧反力中立位置とを、該隙間の範囲内で一致さ
   せる如くなしたパワーステアリング装置に対するセンタ
   ーリング機構を有する油圧反力装置