JPS60151178A - 車輛用パワ−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、車輌のパワーステアリング装置に関する。

（従来の技術） 自動車のパワーステアリング装置に関しては、よく知ら
れており、従来のものは、流体方向制御バルブを介して
ラム装置へ選択的に直接送られる流体圧源を有している
。この流体方向制御バルブは、ステアリングトルクに対
して敏感で、ラム装置に供給されている流体圧を制御す
る。

このような流体方向制御バルブは、その製造工程が複雑
であるばかりでなく、機械的精度が要求されるため、製
造費が非常に高くつくという欠点を持っている。

（本発明の目的） 本発明の主な目的は、低コストの車輌用のパワーステア
リング装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明によれば、ステアリングを助けるべく、流体圧を
選択的に運動補助装置へ送るための流体ポンプと、ステ
アリングに応じて、センサが発生した信号に従って前記
ポンプを駆動する主原動機とを備えた。゛車輌用パワー
ステアリング装置が提゛供される。

流体ポンプは、流体を選択的に運動補助装置へ流すこと
ができる、対向した２つの一方向バルブを有する流体加
圧装置の一部とをなしている。

（実施例） 車輌のラックピニオン型ステアリング機構用のパワース
テアリングを示す第１図について説明する。

ハンドル（１）は、ハウジング（３）内のラックピニオ
ン型ステアリングアセンブリと接続されたトルク伝達用
ステアリングコラム（２）を有している。

運動、伝達用ロンド（４）は、通常の要領で、操向前軸
と接続されている。

ラム（５）若しくはそれ以外の運動補助装置は、（６）
において固定されたシリンダ一部分と、リンク（７）を
介してロンド（４）の軸方向の動きを伝えるべく、通常
の要領で取り付けられているピストン部分とを備えてい
る。励動補助装置は、ロンド（４）と一体にすることが
できる。

流体は、リザーバ（８）の中に貯溜されており、パイプ
（９）　（１０）を経て、かつ、可逆モータ（１４）若
しくは他の可逆原動機によって駆動されるポンプ（１３
）の回転方向に応じて作動する一方向バルブ（１１）　
（１２）を経て、流れて行く。ポンプ（１３）によって
生ずる流体圧は、パイプ（１５）　（１６）を経て、ラ
ム（５）のピストンのいずれかの側へ選択的に送られる
。

一方向バルブ（１１）（１２）を省き、ポンプ（１３）
により、流体圧を、パイプ（１５）　（１６）を介して
、ラム（５）のいずれかの側に、選択的に送るようにす
ることもできる。

しかし、ラム（５）が、ピストンの両側に、異なる圧力
領域の存在するような種類のものであれば、ピストンの
運動方向による流体の差動流に対し、対策を講じなけれ
ばならない。これは、一方向バルブ（１１，）（１２）
若しくはそれと同等のものか、或いは後で詳述する、第
８図に示すような態様によって可能である。

ラックピニオン型アセンブリを備えるハウジング（３）
には、゛トルクセンサ（１７）が取付けられており、ト
ルクセンサ（１７）は、バッテリ（２０）によって充電
されるマイクロプロセッサ（１９）に、電線（１８）を
もって接続されている。マイクロプロッサ（１９）の出
力は、リード線（２１）を介して、モータ（Ｉ４）へ供
給される。

上述した構成に代えて、ロータリー型式の、トルクセン
サ（１７ａ）を取り付け、電線（１８ａ）により、信号
を送るようにしてもよい。

具体的な構成については、後で詳しく説明するが、ハン
ドル（１）に作用する相当に大きいステアリング・トル
クは、すべて、センサ（１７）若しくは（１７ａ）によ
って電気信号に変換された後、マイクロプロセッサ（１
９）に送られ、モータ（１４）に、適当な信号を与える
。すると、モータ（１４）は回転して、ラム（５）のピ
ストンのいずれかの側を加圧するべく、ポンプ（１３）
を駆動し、これにより、ステアリング・ロンド（４）の
運動は助けられる。

勿論、一般に行われているように、ステアリングコラム
（２）を介して、ロンド（４）を直接駆動するようにし
てもよい。

第２図以降の図面において、第１図と同じ部分を示すも
のは、同じ符号を付けである。

第２図について説明すると、対向する一方向バルブ（１
１）（１２）には、それぞれ、スプールバルブ（２２）
　（２３）が設けられ、各スプール（２４）　（２５）
は、それぞれ、弱いばね（２６）　（２７）によって、
図示の位置に保持されている。各スプールバルブ（２２
）　（２３）は、それぞれ、パイプ（２ｇ）　（２９）
により、リザーバ（８）と連通されている。

スプールバルブ によって、または衝撃によって発生する非常に大きなト
ルクが原因で生ずる流体の流れを、パイプ（１５）若し
くは（１６）を介して、自由に還流させることである。

即ち、この流体は、スプールバルブ（２２）　（２３）
およびパイプ（２８）　（２９）を介して、リザーバ（
８）へ還流する。またスプールバルブ（２２）　（２３
）は、ラム（５）のピストンを、迅速に中心位置へ移動
させるのにも役立っている。各スプール（２４）（２５
）は、それぞればね（２６）　（２７）に抗して簡単に
動きうるので、ポンプ（１３）からパイプ（１５）　（
１６）を介して送られる流体圧に悪い影響を与えること
はなし）。

一方面バルブの一つとスプールバルブの一つを、１個の
バルブに結合した変形実施例を、（３０）で示す。この
ようにすると、パイプ（２８）の必要はなくなる。パイ
プ（９）は、リザーバ（８）から、変形型スプール（３
１）の−側へ直接に伸びており、がっ、一方向バルブ（
１１）を備える内部通路（３３）を経て、ポンプ（１３
）に連なるパイプ（３２）に連結されている。

バルブ（３０）は、既に述べたように、分離したバルブ
（１１）および（１２）と関連して作動する。

第３図は、第２図の変形例であって、特に、第２図のバ
ルブ（３ｏ）を２個組み合わせた構造のバルブ（３４）
を示している。

第３図において、流体は、パイプ（９）　（１０）を介
し、一方向バルブ（１１）（１２）をそれぞれ備えてい
るスプール（３５）　（３６）の−側へ供給される。ス
プール（３５）　（３６）は、共通の弱いばね（３７）
で押されている。

第３図に示されているものは，第２図に示したものと同
じ要領で作動し、がっ、ラム（５）からの流体圧を．パ
イプ（１５）又は（１６）のいずれかを介して、リザー
バ（８）へ急速に戻すことができる。

ラックピニオン型アセンブリにおける軸方向に可動なピ
ニオンの第１の実施例を第４図に示す。

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軸（３９）を備え、ベアリン
グ（４０）（４］）によって回転自在に取り付けられ、
かつ、皿ばね（４２）によって軸方向に動かないように
して、中心位置を保つようになっている。ピニオン（３
８）には、ラック（４５）の傾斜歯（４４）と噛合する
螺旋歯（４３）が設けられている。

ピニオン（３８）の自由端には、センサ（１７）に隣接
する永久磁石（４６）が設けられている。このセンサ（
１７）は、「ホールＪ　（Ｈａｌｌ）センサとして知ら
れているものか、あるいは、近くにある永久磁石の動き
に対して敏感なその他のセンサとする。

作動時、ハンドルから伝えられる僅かな１−ルクは、ば
ね（４２）によって中央位置にあるピニオン゛（３８）
を動かすことなく、ピニオン（３８）らラック（４５）
へ直接伝達される。しかし、余りにも大きい′１ールク
が働くと，片方のばね（４２）の力が勝ち、かつ、ピニ
オンの螺旋歯及びラックの傾斜歯の接触角度により、ピ
ニオンは軸方向に動くこととなる。

永久磁石（４６）によって生ずる磁界により、センサ（
１７）は（０号を発生する。この信号は、磁石（４６）
とセンサ（１７）との相対動運量に依存している。この
迂動は、マイクロプロセッサ（１９）へ伝＋Ｉされ、こ
のマイクロプロセッサは、モータ（１４）へ送る信号を
発生し，ラム（５）の中のピストンの片側における流体
圧を高めるのに十分な速度で、ポンプ（１３）を回転さ
せて、自動車のステアリングを助けるために必要な運動
速度を与える。

ハンドル（１）からのステアリング・１〜ルクがなくな
ると、ばね（１４）は、次のステアリング運動に備えて
、ピニオン（３８）を再び中央位置へ持って行く。

第５図は、ラックピニオン型ステアリング装置の第２の
実施例を示す。

ピニオン（４７）には、ステアリングコラム（２）に取
り付けるためのスプライン軸（４８）が設けられている
。ピニオン（４７）は、３つの主要部分で構成されてい
る、即ち、スプライン軸（４８）を含むヘッド部（／Ｉ
’９）と、通常の要領で、ラック（５１）の横向きの歯
に噛合しうる軸方向の歯を備えている外側ピニオン部分
（５０）と、ピニオン（４７）の軸方向に可動な部分で
ある中央ロンド部分（５２）とである。

中火ロン１一部分（５２）は、外側ピニオン部分（５０
）の内部で自由に回転でき、かつそれに対して軸方向に
運動ができる。外側ピニオン部分（５０）は、ベアリン
グ（５３）（５４）に回転しうるべく取り付けられてい
るとともに、ばね（５５）を介して、ヘッド部（４９）
に連結されている。このばね（５５）は、相当に大きな
トルクが伝達されていない時には、ヘッド部（４９）を
、外側ピニオン部分（５０）の中心線上に保つ。

中央ロフト（５２）の拡径部（５６）には、ヘッド部（
４９）に取り伺けられているピン（５８）が当接するカ
ム面（５７）が設けられている。また、この拡径部（５
６）には、スロット（５９）が設けられ、スロット（５
９）の内にぽ、ヘッド部（４９）に固定されたピン’　
（６０）が嵌入している。そのため、中央ロフト部分（
５２）は回転することができ、かつ、外側ピニオン部分
（５０）の内部で、軸方向に動くことができる。

もし、相当に大きなトルクがヘッド部（４９）に加えら
れているとすれば、このトルクにより、ヘッド部（４９
）と中央ロッド部分（５２）は回転させられることにな
る。ばね（５５）は力を与え、かつピン（５８）がカム
面（５７）に当接しているため、ヘッド部（４９）の回
転の向きによって、中央ロフト部分（５２）は、軸方向
に一方か、若しくは他方へ勅がされる。

また、先の実施例において述へたように、磁石（４６）
により、センサ（Ｉ７）は信号を発生し、この信号は、
電線（１８）を介して、マイクロプロセッサ（１９）へ
送られる。ステアリングトルクがなくなると、ばねは、
次のステアリング運動の慴備のために、中央ロフト部分
（５２）を、再び軸方向の中心へ持って行く。

第６図は、第４図に示す実施例について、その磁石およ
びセンサの構成を、更に詳しく示す。

ピニオン（３８）の自由端には、永久磁石（４６）が取
イ」られでいる。この磁石（４６）は、黄銅プラグ（６
１）の中に収容されている。センサ（１７）は、黄銅プ
レート（６２）に取り付けられ、また、黄銅カバー（６
３）が、ポル１−（６４）によって固着されている。磁
石（４６）の自由端とセンサ（１７）との間には、僅か
な空隙が残され、これによって、ビニオンは軸方向に動
きうるようになっている。

第７図は、センサの変形例を示す。この場合、センサ（
１７）は、ガスゲット（６５）を介して、磁石（４６）
側方に置かれている。

筒中、なパワーステアリングで十分な場合には。

センサはステアリングの方向だけに敏感であればよい。

しかし、ステアリングの方向とステアリングトルクとの
両方に鋭敏なものとしてもよい。

第８図は、第３の実施例を示す。

上で述べてきたように、主な原動機であるモータ（１４
）は、ハンドル（１）から伝えられるステアリングによ
って、流体ポンプ（１３）を、一方向か、または両方向
へ選択的に駆動する。

このポンプ（１３）は、対向するプレート（６９）　（
７０）をそれぞればねで定位置に付勢するようになって
いるシャトルバルブ（６８）の両側に連なるパイプ（６
Ｇ）　（６７）の中の流体を加圧する。プレート（６９
）（７０）の間には、軸方向に可動で、しかもプレート
（６９）　（７０）のばねによって中心に保たれている
シャｌ−用（７１）が設けられている。

プレー１−　（６９）　（７０）の当接面、すなわちシ
ー１−面には、溝または類似のものが設けられ、それに
よって、パイプ（６６）　（６７）から、平面部と溝を
有しているシャ１〜ル（７１）への流体の連通が可能と
なっている。そのため、流体を、パイプ（７２）を介し
てリザーバ（８）へ、また、パイプ（６６）からパイプ
（７３）・＼、またパイプ（６７）からパイプ（７４）
へ通すことができる。流体供給バルブ（７５）が、リザ
ーバ（８）とポンプ（１３）の両側との間に設けられて
いる。

作動の際、ハンドル（１）が回転し、がっモータ（１４
）が、ポンプ（１３）を成る一定方向へ駆動すると、流
体はパイプ（６６）の中を流れ、プレート（６９）を通
過して、シャトル（７１）を、第８図における左の方へ
を押し動かす。これによって、流体は、パイプ（７３）
を通って、ラム（５）の右端へ流れ、がっ、戻り流体は
、パイプ（７４）及びパイプ（７２）を経て、すｆ　−
Ａ　（８）へ、また、パイプ（６７）を介してポンプ（
１３）のもう一方の側へ流れて行く。

ハンドルを反対の方向へ回わすと、モータ（１４）は、
ポンプ（１３）を逆向きに回転させ、シャトル（７１）
を１図の右の方へ押し動かす。これし二′よって。

ラム（５）の左側に圧力が加えられる。　この第３の実
施例ラムが差動圧力型の場合、非常番二部合カ〜よい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、パワーステアリング装置の第１の実施例を示
す模式図である。 第２図は、パワーステアリング装置の第２図の実施例を
示す模式図である。 第３図は、第２図の装置の変形例を示す模式図である。 第４図１よ、第１のラックピニオン型ステアＩＪング装
置の縦断面図である。 第５図は、第２のラックピニオン型ステアＩノング装置
の縦断面図である。 第６図は、センサの配置の一例を示す部分縦断面図であ
る。 第７図は、同じく他側を示す部分縦断面図である。 第８図は、パワーステアリング装置の第３の実施例を示
す模式図である。 （１）ハンドル　（２）ステアリングコラム（３）ハウ
ジング　（４）ロフド （５）ラム　（７）リンク （８）リザーバ　（９）（１０）パイプ（ｎ）（１２）
一方向バルブ　（１３）ポンプ（１４）電気モータ　（
１５）　（１６）パイプ（１７）　（１７ａ）　トルク
センサ　（１８）　（１８ａ）電線（１９）マイクロプ
ロセッサ　（２０）バッテリ（２１）リード線　（２２
）　（２３）スプールバルブ（２４）　（２５）スプー
ル　（２６）　（２７）ばね（２８）　（２９）パイプ
　（３０）バルブ（３１）スプール　（３２）パイプ （３４）バルブ　（３５）　（３６）スプール（３７）
ばね　（３８）ピニオン （３９）スプライン軸　（４０）　（４１）ベアリング
（４２）ばね　（４３）螺旋歯 （４４）傾斜歯　（４５）ラック （４６）永久磁石　（４７）ピニオン （４８）スプライン軸　（４９）ヘッド部（５０）ピニ
オン部分　（５１）ラック（５２）ロフド部分　（５３
）　（５４）ベアリング（５５）ばね　（５６）拡径部 （５７）カム面　（５８）　（６０）ビン（５９）スロ
ット　（６１）プラグ （６２）プレート（６３）カバー （６４）ボルト　（６５）ガスケット （６６）　（６７）パイプ　（６８）シャトルバルブ（
６９）　（７０）プレート　（７１）シャトル（７２）
　（７３）　（７４）パイプ　（７５）バルブ手続補正
書彷式） 昭和６０年２月２０日 特許庁長官志賀学殿 １、事件の表示　昭和５９年特許願第２０３９５９号２
、発明の名称　車輌用パワーステアリング装置３、補正
をする者 事件との関係　特許出願人 名　称　ティーアールダブリュー　カム　ギャズ　リミ
テッド４、代理人

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）車輌のパワーステアリング装置であって、ステア
   リングを助けるべく、流体圧を選択的に運動補助装置へ
   送るための流体ポンプと、ステアリングに応じて、セン
   サが発生した信号に従って前記ポンプを駆動する主原動
   機とを備えてすることを特徴とる車輌用パワーステアリ
   ング装置。
2. （２）流体ポンプが、流体を選択的に運動補助装置へ流
   すことができる、対向した２つの一方面バルブを備えで
   いる流体加圧装置の一部をなしてい゛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ーステ
   アリング装置。
3. （３）各一方バルブが、急速還流用加圧装置を備えてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第（２）項に記載の
   車輌用パワーステアリング装置。
4. （４）流体ポンプが、流体加圧装置の一部であって、こ
   の装置が、流体を選択的に運動補助装置へ流すためのシ
   ャトルバルブと、流体を流体加圧装置の中に保持させる
   ための流体供給バルブとを備え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ーステア
   リング装置。
5. （５）センサから出される信号を、マイクロプロセッサ
   に供給し、それから主原動機へ供給するようになってい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第（４）
   項のいずれかに記載の車輌パワーステアリング装置。