JPS61211171A - 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） この発明は、主として自動車に用いられるラックアンド
ピニオン式のパワーステアリング装置に係り、特に、前
輪転舵用のパワーシリンダおよび後輪操舵用のパワーシ
リンダをそれぞれ操作するための各制御バルブが単一の
ピニオン軸に並設されてなるラックアンドピニオン式パ
ワーステアリング装置に関する。

（従来技術および発明の解決しようとする問題点）操向
ハンドルの回転を油圧でパワーアシストして、ピニオン
とラックとからなる機構を介して車輪操向腕に伝達する
ようにしたパワーステアリング装置は、従来より種々提
案されているが、いずれの場合にも前輪のステアリング
のみに利用ｔ！囲が限定されており、パワーステアリン
グ装置を有効に利用していなかった。

ところで、後輪は、一般に前輪のステアリングに関係な
く直進状態になっているので、走行中カーブするときは
、主として、横方向にコーナリングフォースと、後方向
に転がり抵抗とタイヤ回転面の方向を直進方向に戻そう
とするセルファライニングトルクと呼ばれるモーメント
とが路面との接触面において作用し、横すべりを生じて
操縦安定性を損ったりタイヤが摩耗して耐久性が恩くな
っていた。そして、この現象は車速が早くなればなる程
同−操舵角に対しても著しくなる現象である。そこで、
このような欠点を除くために横すべりを小さくするよう
な４輪駆動のものも提案されているが、非常に構造が複
雑となり、かつ高価になるという問題点があった。

本発明の目的は、タイヤの前後撮動の遮断を有効に行な
いかつ前輪操舵系の作動に同期させると共に車速に応じ
て後輪転舵」を決定し、後輪の追従遅れを改善して走行
安定性および操縦性の向上が図れるパワーステアリング
装置を提供すると共に、この場合に装置の特性調整を容
易に可能にし、加工性並びに装置の組立性の向上を併せ
て解決せんとするものである。

（問題点を解決するための手段） 前記問題点を解決するための手段として、本発明に係る
パワーステアリング装置は、前輪を操舵すべく出力する
前輪操舵用のパワーシリンダと、サスペンションがゴム
ブツシュ等の弾性体を介して、車体に取付けられている
後輪サスペンションのこの弾性体を強制的に変位させて
前輪の操舵方向と逆方向に後輪を操舵すべく出力する後
輪操舵用のパワーシリンダと、前記各パワーシリンダを
それぞれ操作する制御バルブと、後輪操舵用パワーシリ
ンダを操作する制御バルブの流体供給道路途中に設けら
れ車両の走行速度に応じて流体流量を制御する流量制御
弁とを備えたパワーステアリング装置であって、前記両
制御バルブは、タイロッドを介して車両の操向アームに
連結するラックに噛合しかつ操向ハンドルと共に回動す
るピニオン軸に一体的に形成されたピニオン軸に並設さ
れると共に、このピニオン軸に嵌装されたそれぞれの揺
動レバーの揺動変位によってそれぞれ制御されるように
構成されており、後輪操舵用パワーシリンダ操作用制御
バルブの揺動レバーの揺動支点には、レバー長さ調節機
構が設けられていることを特徴とするものである。

（作用） 上記の構成によると、走行中に路面の凹凸から受けるタ
イヤの前後振動は後輪のサスペンション部材の弾性体に
よって吸収される。一方、高速走行中に車線変更、ある
いはスラロームする場合には、後輪用パワーシリンダか
らの出力を後輪サスペンション部材の弾性体に加えて強
制的に変形させ、該弾性体の変形量に応じて後輪を転舵
させる。

このとき、前輪操舵系の動きに同期させると共に、車両
速度に応じた検出信号に基づく制御信号により後輪用パ
ワーシリンダへの圧油供給量が制御されるので、後輪が
最適に転舵される。また、パワーステアリング装置の組
付完了後に後輪操舵用パワーシリンダ操作用制御バルブ
の揺動レバーのレバー長さを調節して前輪に対する後輪
の転舵特性を調節できるので後輪転舵特性を確実に正し
くセットすることが可能となる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図〜第３図に基づいて説
明する。パワーステアリング装置は、前輪１および後輪
２の操舵補助力を発生する前輪用パワーシリンダ３およ
び後輪用パワーシリンダ４（４Ａ、４Ｂ＞と、両パワー
シリンダ３，４のそれぞれへの圧油供給方向を制御する
前輪操舵用パワーシリンダ操作用制御バルブ（以下、単
に前輪用制御バルブという）５および後輪操舵用パワー
シリンダ操作用制御バルブ（以下、単に後輪用制御バル
ブという）６と、これらの制御バルブ５．６を介して両
パワーシリンダ３．４に圧油を供給する油ポンプ７．８
と、後輪用制御バルブ６への圧油供給路に設けられた流
量制御弁９とから構成されている。

前輪用パワーシリンダ３はそのシリンダロンドがタイロ
ッドに連結されており、該パワーシリンダ３の出力が直
接前輪に伝達されるようになっている。一方、後輪用パ
ワーシリンダ４　（４Ａ、　４Ｂ）のシリンダロッドは
、車体６０にゴムブツシュ１０を介して連結されたサス
ペンションメンバ１１の両端近傍に枢着されており、パ
ワーシリンダ４　（４Ａ、４Ｂ）の出力はゴムブツシュ
１０の弾性力に抗しなからサスペンションメンバ１１の
揺動軸１１Ａまわりに回動させ得るようになっている。

また、後輪２はサスペンションアーム１２によってサス
ペンションメンバ１１と連結されているのでサスペンシ
ョンアーム１２と一体に回動され、後述する前輪１の操
向方向と同一方向に転舵されるようになっている。

第２図は操向ハンドル６２に連結されているピニオン軸
１４まわりの構造を示すもので、ピニオン軸１４に一体
的に形成されているピニオン１４Ａと前輪用パワーシリ
ンダ３のピストンに連係するラック１４Ｂとが噛合して
おり、ハンドル操作によってピニオン軸１４が回転し、
該ピニオン軸のピニオン１４Ａによってラック１４Ｂを
摺動させ、タイロッド、操向アームを介して前輪１を操
舵させるようになっている。

このピニオン軸１４には制御バルブ５．６が並設されて
おり、前輪用制御バルブ５は次のような構造となってい
る。

前輪用バルブ５には、ピニオン軸１４と直交する方向に
移動してポンプ７からの圧油をパワーシリンダ３に送軸
方向を選択して供給するバルブスプール１５が配設され
ており、このバルブスプール１５はバルブブロック本体
１６Ａに形成されたスリーブ部１７内に摺動自在に嵌挿
されている。

ピニオン軸１４は、ギヤボックス１６Ｂ内にあってピニ
オン１４Ａの前後に配置された軸受１８Ａ１１８Ｂによ
って回転運動自在に支持されている。

バルブスプール１５には、第３図に示すように、スリー
ブ部１７との間で圧油通路を形成する環状溝２０，２１
が設けられ、またスリーブ部丁１には、前記環状溝２０
．２１と協同して前輪用パワーシリンダ３の油圧室をポ
ンプ側またはタンク側と選択的に連通するポンプボート
１９とシリンダボート２２．２３およびタンクボート２
４が形成されており、バルブスプール１５が第３図に示
す中立位置から右方または左方へ移動すると、その移動
方向に応じてバルブブロック本体１６Ａ内に形成されて
いる圧油通路を経て前輪用パワーシリンダ３へと向けら
れる圧油の供給方向が切り換わるようになっている。尚
、５８はスプール１５の中立保持スプリングである。

またバルブスプール１５には、ピニオン軸１４と直交す
るビン穴２５が形成されており、このビン穴２５にはス
プール１５とピニオン軸１４を連結する揺動レバー２６
の一端が、バルブスプール１５とピニオン軸１４とを隔
てるバルブブロック本体１６Ａの仕切り壁部１６Ｇに形
成された開口部２８を通して配置されている。

この揺動レバー２６は、ピニオン軸１４にそのリング部
３０が嵌装されており、このリング部３０の中心を通る
対称位置に支持ビン３１および駆動ビン３２が突設され
、その先端には球面状に形成された支点部３３および駆
動部３５がそれぞれ設けられている。支点部３３は、バ
ルブブロック本体１６Ａに圧入されたカラー３６の穴３
６ａに嵌まり、駆動部３５はバルブスプール１５の前記
ビン穴２５に嵌まっている。

制御バルブ６は、第３図に示された前輪用制御バルブ５
とほとんどその構造は同じであるので同一構造部分は制
御バルブ５の各構成部分と同一の符号を付すことにより
その説明は省略し、異なる部分のみ゛を説明する。ピニ
オン軸１４に嵌装されている揺動レバー２６Ａのリング
部３０から突出設備された支持ビン３１Ａは、バルブブ
ロック本体１６ａに螺合されたアジャストビン４０によ
って支持されている。アジャストピン４０には、支持ビ
ン３１Ａ内に形成された穴３１Ｂの内周面に当接する突
出部４１が設けられており、アジャストピンのくびれ部
４０△にワッシャ４２を介在させるとともに、アジャス
トピンの六角頭部４０Ｂを回動させてアジャストピン４
０をバルブプ０ツり本体１６ａに締付固定できるように
なっている。

これによってアジャストピン４０の突出部４１の先端位
置が定まって揺動レバー２６Ａの揺動支点位置が決定さ
れるようになっている。ワッシャ４２はＵ字形状に形成
され、それぞれその厚さを異にする幾種類もの他のワッ
シャと取替可能となっており、このワッシャ４２を他の
厚さのワッシャに取替えることによって揺動レバー２６
Ａの揺動支点位置を任意に調節できるようになっている
。

上記構成において、操向ハンドル６２を操作してピニオ
ン軸１４をいずれかの方向に回転させると、タイロッド
等に連接されているラック１４Ｂの抵抗が大ぎいため、
この回転方向にラック１４Ｂに沿ってピニオン軸１４は
変位しようとする。

これにより揺動レバー２６．２６Ａは、それぞれのリン
グ部３０がピニオン軸１４に嵌合しているので、ピニオ
ン軸１４が第３図矢印Ａに示すように変位方向へと揺動
するのに伴い、支点部３３．４１を中心として駆動部３
５が矢印Ｂに示すように、同方向へと同時に揺動する。

これによって両バルブスプール１５が切換変位されて前
、後輪用パワーシリンダ３．４に圧油が供給され、前輪
用パワーシリンダ３が出力して前輪１が操舵され、同時
に後輪用パワーシリンダ４（４△、４Ｂ）が出力して前
輪１の転舵方向と同方向に後輪２が転舵される。

制御バルブ６への圧油供給路途中に設けられている流量
制御弁９（第１図参照）は、可変絞り通路を備えた電磁
バルブから構成されており、コントローラ５０からの信
号によりソレノイドを作動させて絞りｍが調節され、後
輪用制御バルブ６を介して後輪用パワーシリンダ４　（
４Ａ１４Ｂ）に方向制御されて供給される流ｍが調節さ
れるようになっている。コントローラ５０には、車軸や
駆動軸等に設置された車速センサ５２からの車速信号に
応じた制御信号に基づいて当該車速におけるステアリン
グに伴なって車体に作用する横加速度を予測し、もって
望ましい後輪転舵！（後輪用パワーシリンダ４への望ま
しい供給流量）となるような弁開度信号を出力して流量
制御弁９を制御するようになっている。

このように本実施例では、流量制御弁９によって運転者
の意図どうりにして、かつ前輪操舵量に一対し望ましい
後輪転舵量まで後輪２を転舵させることができるように
なっているので、後輪転舵の追従性を最適に維持して後
輪２にすべりが生じることもなく安定した操向ができる
。更にまた本実施例では、ワッシャ４２を適宜選択する
とともに、アジャストビン４０によって後輪用制御バル
ブ６の揺動レバー２６Ａの揺動支点位置を調節すること
により、車両へパワーステアリング装置を組付完了した
後で後輪のパワーシリンダ特性を望ましい特性値となる
ように容易に調整することができる。

例えば、第４図において、本発明のパワーステアリング
装置における望ましい前輪パワーシリンダ特性曲線およ
び後輪パワーステアリング特性曲線をそれぞれＬｌ、ｔ
５よびＬ２とした時のシステム全体としての目標ステア
リング特性をＡで示している。

本実施例に係るパワーステアリング装置を車体に組付け
た後に両パワーシリンダ３．４の特性を調べたところ、
仮りに前輪用パワーシリンダ４の特性が第４図中、Ｌ２
Ａまたは１２Ｂで示される特性となった場合には、アジ
ャストビン４０によって制御バルブ６の揺動レバー２６
Ａの揺動支点位置を変えることにより、Ｌ２Ａまたは１
２Ｂで示される特性をＬ２で示される望ましい特性に修
正することが可能である。これは、換言すれば、第４図
に示す符号ＢまたはＣで示されるシステム全体のステア
リング特性に組立誤差等によって特性がバラついている
場合に、このパワーステアリング特性を、目標特性であ
る符号Ａで示される特性に容易に調整できることを意味
するものでもある。

第５図は本発明の第２の実施例の要部を示すもので、ア
ジャストビン４４に螺合させたロックナツト４５および
セットピン４６によってアジャストビン４４をバルブブ
ロック本体１６ａに締付は固定できるようになっている
。

第６図は本発明の第３の実施例の要部を示すもので、ア
ジャストビン４７の先端には球面軸受４８が設けられて
おり、この軸受４８で揺動レバー２６Ａの突出部４１を
支承するようになっており、アジャストビン４７の固定
手段は前記第２の実施例と同様である。

（発明の効果） 上述の通り、本発明によれば、走行中に路面の凹凸によ
ってタイヤが受ける前後振動を遮断し、車体へ伝わるの
を防止するとともに、高速走行中の車線変更、あるいは
スラローム時に後輪の追従遅れが改善されるので、横す
べりがなくなり、走行安定性および操安性の向上が図ら
れるとともに、パワーステアリング装置の組立後および
車両への組付後であっても、前輪に対する後輪側転舵特
性を調節できるので、最適な目標ステアリング特性を容
易に得られ、装置の加工性並びに組立性の向上を図り得
て実用的に優れ、前後輪転舵システムの機能を最適に発
揮させることができる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の全体Ｒ要因、第２図は
本実施例に用いる制御バルブ配設位置の断面図、第３図
は第２図のＩｆ−Ｉｆ線に沿う断面図、第４図は本発明
に係るパワーステアリングＩＩのパワーシリンダの入出
力特性を示す特性曲線図、第５図は本発明の第２の実施
例の要部断面図、第６図は本発明の第３の実施例の要部
断面図である。 １・・・前輪、２・・・後輪、３・・・前輪用パワーシ
リンダ、４　（４Ａ、４Ｂ＞・・・後輪用パワーシリン
ダ、５・・・前輪用パワーシリンダを制御する制御バル
ブ、６・・・後輪用パワーシリンダを制ｔｌｌＮる制御
バルブ、９・・・流量制御弁、１４・・・ピニオン軸、
１４Ａ・・・ピニオン、１４Ｂ・・・ラック、１５・・
・バルブスプール、２６．２６Ａ・・・振動レバー、４
０．４４．４７・・・アジャストビン、５０・・・コン
トローラ。 特許出願人　　　　　　日産自動車株式会社萱場工業株
式会社 第１図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 前輪を操舵すべく出力する前輪操舵用のパワーシリンダ
   と、サスペンション部材がゴムブッシュ等の弾性体を介
   して車体に取付けられている後輪サスペンション部材の
   この弾性体を強制的に変位させて前輪の操向方向と同方
   向に後輪を転舵すべく出力する後輪転舵用のパワーシリ
   ンダと、前記各パワーシリンダとそれぞれ操作する制御
   バルブと、後輪転舵用パワーシリンダを操作する制御バ
   ルブの流体供給路途中に設けられ、車両の速度に応じて
   流体流量を制御する流量制御弁とを備えたパワーステア
   リング装置であって、前記両制御バルブは、タイロッド
   を介して前輪の操向アームに連結するラックに噛合しか
   つ操向ハンドルと共に回動するピニオンに一体的に形成
   されたピニオン軸に並設されるとともに、このピニオン
   軸に嵌装されたそれぞれの揺動レバーの揺動変位によっ
   てそれぞれ制御されるように構成されており、特に後輪
   転舵用パワーシリンダ操作用制御バルブの揺動レバーの
   揺動支点には、レバー長さ調節機構が設けられているこ
   とを特徴とするパワーステアリング装置。