(57)【要約】【課題】低速での軽快な操縦性を損なうことなく、操舵の中立時における剛性を高めることができるようにした油圧反力式パワーステアリング装置を提供する。【解決手段】入力軸２１および出力軸１４の一方に第１半径方向突部２５および第２半径方向突部２６を設け、他方に第１半径方向突部および第２半径方向突部を所定角度相対回転可能に収納する収納部２７を設け、第１半径方向突部の両側に対向してスプリング４５力によって第１半径方向突部を挟持する一対の中立剛性向上用プランジャ４３を設け、第２半径方向突部の両側に対向して第２半径方向突部を挟持する一対の油圧反力用プランジャ５１を設け、一対の中立剛性向上用プランジャを、操舵の中立状態において第１半径方向突部の両側に当接した位置で収納部に対して前進移動を規制するようにした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力軸と出力軸との相対回転によって作動されパワーシリンダを制御するサーボバルブと、前記入力軸と前記出力軸との間に設けられ車速等に応じた反力油圧が供給される反力室を有する反力機構とを備えた油圧反力式パワーステアリング装置において、前記入力軸および出力軸の一方に設けられた第１半径方向突部および第２半径方向突部と、他方に設けられ前記第１半径方向突部および第２半径方向突部を所定角度相対回転可能に収納する収納部と、前記第１半径方向突部の両側に対向して前記収納部にそれぞれ摺動可能に設けられスプリング力によって前記第１半径方向突部を挟持する一対の中立剛性向上用プランジャと、前記第２半径方向突部の両側に対向して前記収納部にそれぞれ摺動可能に設けられ前記反力油圧によって前記第２半径方向突部を挟持する一対の油圧反力用プランジャとを備え、前記一対の中立剛性向上用プランジャは、操舵の中立状態において前記第１半径方向突部の両側に当接した位置で前記収納部に対して前進移動を規制されるようになっていることを特徴とする油圧反力式パワーステアリング装置。
【請求項２】
請求項１において、前記一対の中立剛性向上用プランジャは、前記収納部に位置調整可能に固定された一対のプランジャケースにそれぞれ摺動可能に嵌装されるとともに、操舵の中立状態において前記第１半径方向突部の両側に当接した位置で前記一対のプランジャケースによって前進移動を規制されるようになっている油圧反力式パワーステアリング装置。
【請求項３】
請求項１において、前記一対の中立剛性向上用プランジャは、前記収納部に固定された一対のプランジャケースにそれぞれ摺動可能に収納され、操舵の中立状態において前記第１半径方向突部の両側に当接した位置で前記プランジャケースに対して前記一対の中立剛性向上用プランジャの前進移動を規制する位置調整可能な規制部材を備えている油圧反力式パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車速等に応じた反力油圧によってステアリングホイルに操舵反力を発生させる油圧反力式パワーステアリング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車用パワーステアリング装置として、例えば、特許文献１に記載されているような油圧反力式パワーステアリング装置が知られている。かかる特許文献１に記載された油圧反力式パワーステアリング装置は、ステアリングホイルに連結されたスタブシャフト（入力軸）側に一対の半径方向突部を直径方向に設け、ピニオンシャフト（出力軸）側に一対の半径方向突部の両側に対応して反力ピストンを配置した構成となっている。かかる構成の油圧反力式パワーステアリング装置は、反力ピストンを、スプリングのばね力によって半径方向突部に当接させるとともに、車速等に応じた反力油圧によって半径方向突部に当接させ、スプリングのばね力によって中立付近でも適度なハンドル重さが得られるようにするとともに、車速等に応じた反力油圧によって安定したハンドル操作を行えるようにしている。
【特許文献１】実開昭６３−１９４７５号公報（６頁〜８頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記した油圧反力式パワーステアリング装置においては、スタブシャフト側に設けた半径方向突部を直径方向の２個所で、合計４個の反力ピストンによって挟持する構成であるため、各反力ピストンにスプリング力がそれぞれ作用されていても、それらのスプリングによって不感帯を生じないように中立剛性を向上することが、構造上難しい問題があった。
【０００４】
しかも、上記した油圧反力式パワーステアリング装置は、４個の反力ピストンの全てが、油圧反力機能と中立剛性向上機能の両方を併せ持つ構造であるため、部品点数が増加する問題があった。
【０００５】
なお、中立時の剛性を高める対策として、スタブシャフトとピニオンシャフトとを連結するトーションバーのねじり剛性を高めることが考えられるが、トーションバーのねじり剛性を高めると、低速での軽快な操縦性が損なわれる別の問題を発生し、実用上問題があった。
【０００６】
本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたもので、低速での軽快な操縦性を損なうことなく、操舵の中立時における剛性を高めることができるようにした油圧反力式パワーステアリング装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、入力軸と出力軸との相対回転によって作動されパワーシリンダを制御するサーボバルブと、前記入力軸と前記出力軸との間に設けられ車速等に応じた反力油圧が供給される反力室を有する反力機構とを備えた油圧反力式パワーステアリング装置において、前記入力軸および出力軸の一方に設けられた第１半径方向突部および第２半径方向突部と、他方に設けられ前記第１半径方向突部および第２半径方向突部を所定角度相対回転可能に収納する収納部と、前記第１半径方向突部の両側に対向して前記収納部にそれぞれ摺動可能に設けられスプリング力によって前記第１半径方向突部を挟持する一対の中立剛性向上用プランジャと、前記第２半径方向突部の両側に対向して前記収納部にそれぞれ摺動可能に設けられ前記反力油圧によって前記第２半径方向突部を挟持する一対の油圧反力用プランジャとを備え、前記一対の中立剛性向上用プランジャは、操舵の中立状態において前記第１半径方向突部の両側に当接した位置で前記収納部に対して前進移動を規制されるようになっていることを特徴とするものである。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記一対の中立剛性向上用プランジャは、前記収納部に位置調整可能に固定された一対のプランジャケースにそれぞれ摺動可能に嵌装されるとともに、操舵の中立状態において前記第１半径方向突部の両側に当接した位置で前記一対のプランジャケースによって前進移動を規制されるようになっているものである。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１において、前記一対の中立剛性向上用プランジャは、前記収納部に固定された一対のプランジャケースにそれぞれ摺動可能に収納され、操舵の中立状態において前記第１半径方向突部の両側に当接した位置で前記プランジャケースに対して前記一対の中立剛性向上用プランジャの前進移動を規制する位置調整可能な規制部材を備えているものである。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に係る発明によれば、第１半径方向突部の両側に対向して収納部にそれぞれ摺動可能に設けられスプリング力によって第１半径方向突部を挟持する一対の中立剛性向上用プランジャと、第２半径方向突部の両側に対向して収納部にそれぞれ摺動可能に設けられ反力油圧によって第２半径方向突部を挟持する一対の油圧反力用プランジャとによって構成されているので、中立での剛性を向上できるとともに、車速感応性を得ることができ、高速走行時における操安性および走行安定性を向上することができる。
【００１１】
しかも、中立剛性向上用プランジャと油圧反力用プランジャとを半径方向位置を分けてそれぞれ別個に一対ずつ設けたので、従来の油圧反力機構に比して、構成を簡潔にできるとともに、中立剛性向上用プランジャの遊び（ガタ）の除去を容易に行うことができ、不感帯のない中立剛性の向上を可能にできる。
【００１２】
請求項２に係る発明によれば、一対の中立剛性向上用プランジャは、収納部に位置調整可能に固定された一対のプランジャケースにそれぞれ摺動可能に嵌装されるとともに、操舵の中立状態において第１半径方向突部の両側に当接した位置で一対のプランジャケースによって前進移動を規制されるようになっているので、プランジャケースの位置調整によってプランジャの前進端位置を任意に調整できるようになり、一対のプランジャをプランジャケースの前進端位置に保持した状態で、操舵の中立状態における第１半径方向突部の両側に容易に当接させることができるようになり、不感帯のない中立剛性の向上を容易に、かつ確実に実現することができる。
【００１３】
請求項３に係る発明によれば、一対の中立剛性向上用プランジャは、収納部に固定された一対のプランジャケースにそれぞれ摺動可能に収納され、操舵の中立状態において第１半径方向突部の両側に当接した位置でプランジャケースに対して一対の中立剛性向上用プランジャの前進移動を規制する位置調整可能な規制部材を備えているので、プランジャケースに対するプランジャの前進端位置の調整によって、請求項３と同様な効果を達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、油圧反力式パワーステアリング装置を示すもので、互いに固定されたラックハウジング１１とバルブハウジング１２よりなるギヤハウジング１３には、出力軸をなすピニオンシャフト１４が回転可能に支持され、ピニオンシャフト１４に形成されたピニオン歯１５には、ピニオンシャフト１４と直交する方向にラックハウジング１１に摺動可能に支持されたラックシャフト１６に形成されたラック歯１７が噛合されている。ラックハウジング１１には、ラックシャフト１６上にパワーシリンダ１８が配設され、パワーシリンダ１８は操縦リンク機構を介して操向車輪に連結されている。
【００１５】
バルブハウジング１２内には、入力軸をなすスタブシャフト２１がピニオンシャフト１３と同軸上に回転可能に支持され、スタブシャフト２１とピニオンシャフト１３はスタブシャフト２１の中心孔内を挿通するトーションバー２２により相対回転可能に連結されている。バルブハウジング１２内には、スタブシャフト２１とピニオンシャフト１３との相対回転に基づいて作動されるサーボバルブ２３が設けられている。サーボバルブ２３は、スタブシャフト２１と一体に回転するバルブシャフトと、ピニオンシャフト１３と一体に回転するバルブスリーブからなり、油圧ポンプＰより吐出された圧油が供給されるようになっている。サーボバルブ２３の給排ポートにはパワーシリンダ１８の左右室が接続されている。
【００１６】
スタブシャフト２１のピニオンシャフト１３側の端部には、図２に示すように、一対の半径方向突部２５，２６が直径方向に突設されている。一方、ピニオンシャフト１３のスタブシャフト２１側の端部には、バルブハウジング１２の内周面に回転可能に嵌合する大径の収納部２７が形成され、この収納部２７には一対の半径方向突部２５，２６を所定角度相対回転可能に収納する一対の半径方向収納溝２９，３０が直径方向に形成されている。収納部２７の外周面には、一対の半径方向収納溝２９，３０を間に挟んで互いに平行な２面幅溝３１が形成され、２面幅溝３１とバルブハウジング１２の内周面との間で反力室３３を形成している。反力室３３は、バルブハウジング１２と収納部２７との嵌合面に形成した環状溝３４を介して圧力導入ポート３５（図１参照）に連通され、この圧力導入ポート３５より、後述するように車速に応じた油圧が導入されるようになっている。
【００１７】
収納部２７には、２面幅溝３１の端面から第１半径方向収納溝２９に向けて貫通する一対の第１嵌合孔３６が同一線上に貫通され、また、２面幅溝３１の端面から第２半径方向収納溝３０に向けて貫通する一対の第２嵌合孔３７が第１嵌合孔３６と平行な同一線上に貫通されている。一対の第１嵌合孔３６には、有底円筒状の一対のプランジャケース４１が底部を２面幅溝３１側に向けてそれぞれ摺動可能に嵌合されている。
【００１８】
プランジャケース４１の後端には、第１嵌合孔３６の孔径より大きく、２面幅溝３１の端面に当接可能な鍔部４２が形成され、この鍔部４２が、収納部２７に螺着された固定ボルト４６によって２面幅溝３１の端面との間で挟持されることにより、プランジャケース４１は軸方向移動ができないように収納部２７に固定される。
【００１９】
また、プランジャケース４１内には、一対の中立剛性向上用プランジャ４３が摺動可能に嵌装され、一対の中立剛性向上用プランジャ４３の先端は第１半径方向突部２５の両側に当接し、第１半径方向突部２５を挟持するように配置されている。一対のプランジャケース４１の開口端には、一対の中立剛性向上用プランジャ４３の前進端を規制するストッパリング４４が圧入固定され、ストッパリング４４とプランジャケース４１の底部との間にスプリング４５がそれぞれ圧縮した状態で介挿されている。かかるスプリング４５のばね力によって、一対の中立剛性向上用プランジャ４３が第１半径方向突部２５を両側より押圧するようになっている。ここで、操舵の中立状態における第１半径方向突部２５に、一対の中立剛性向上用プランジャ４３がストッパリング４４に前進端位置を規制されている状態で当接できるように、ストッパリング４４の圧入位置を複数にランク分けしたプランジャケース４１が用意され、現合によって上記した条件に合ったプランジャケース４１が組付けられるようになっている。
【００２０】
これにより、第１半径方向突部２５に連なるスタブシャフト２１を、スプリング４５のばね力によってピニオンシャフト１３に対して不感帯を生ずることなく中立位置に保持できるようになり、中立剛性が高められるようになる。
【００２１】
一方、一対の第２嵌合孔３７には、一対の油圧反力用プランジャ５１が摺動可能に嵌装され、一対の油圧反力用プランジャ５１の先端は第２半径方向突部２６の両側に当接し、第２半径方向突部２６を挟持するように配置されている。一対の油圧反力用プランジャ５１の後端部には、油圧反力用プランジャ５１の前進端位置を規制する鍔部５２が形成され、第２半径方向突部２６が操舵の中立位置に保持されているとき、油圧反力用プランジャ５１が第２半径方向突部２６に当接するように前進端を規制するようにしている。
【００２２】
上記した圧力導入ポート３５には、導入通路５５を介して油圧ポンプＰが接続されるとともに、絞り通路５６を介してタンクＴが接続されている。導入通路５５には、車速センサー５７からの信号が入力される電子制御部５８によって開度を制御される油圧反力制御バルブ５９が設けられている。油圧反力制御バルブ５９は車速が低い状態においては閉止され、これによって圧力導入ポート３５より導入される圧油は低圧（タンク圧）に保持されている。車速の上昇につれて、油圧反力制御バルブ５９が開口制御され、これにより圧力導入ポート３５より反力室３３内に車速に応じた圧油が導入され、油圧反力用プランジャ５１の後面に作用されるようになっている。上記した第２半径方向突部２６、油圧反力用プランジャ５１、反力室３３、および反力室３３内に車速に応じた圧油を導入する手段等によって、油圧反力機構６０を構成している。
【００２３】
次に、上記した第１の実施の形態における動作について説明する。操舵の中立状態においては、一対の中立剛性向上用プランジャ４３に作用するスプリング４５のばね力により、第１半径方向突部２５が一対の中立剛性向上用プランジャ４３によって挟持されている。これにより、図３に示すように、スプリング４５のばね力によって、ステアリングホイルを操舵するに必要な初期入力トルクＴｍ１が高められて、中立剛性が向上され、高速で直進走行する際の操安性が高められる。
【００２４】
この状態より、ステアリングホイルを例えば右方向に操舵すると、トーションバー２２が捻られてピニオンシャフト１３に対しスタブシャフト２１が相対回転され、第１および第２半径方向突部２５、２６が、図４に示すように、第１および第２半径方向収納溝２９，３０内で時計回りに回転される。これにより、同図に示すように、第１半径方向突部２５によって一方の中立剛性向上用プランジャ４３がスプリング４５のばね力に抗して前進端位置より後退される。この場合、中立剛性向上用プランジャ４３のストロークが小さいため、スプリング４５の負荷（ばね力）はほとんど変化せず、ほぼ一定に保たれる。なお、他方の中立剛性向上用プランジャ４３は前進端位置に保持されているため、第１半径方向突部２５の回転に追従せず、不動の状態を保つ。
【００２５】
このように、ステアリングホイルが操舵されると、スプリング４５によるばね反力（Ｔｍ１）に加えてトーションバー２２による捻れトルクが付加されるため、ステアリングホイルに加えられる入力トルク（操舵反力）Ｔｍは、図３の実線Ａに示すように、操舵角θの増加につれて、トーションバー２２による捻れトルク増加分だけ漸次増大するように変化する。これにより、低速での軽快な操舵力を犠牲にすることなく、中立剛性を向上できるようになる。
【００２６】
ステアリングホイルの操作によって、スタブシャフト２１とピニオンシャフト１４が相対回転されると、サーボバルブ２３が作動され、これによって、パワーシリンダ１８が制御され、操舵トルクがアシストされる。この際、車速が低い状態では、油圧反力制御バルブ５９が閉止されているため、反力室３３内は低圧に保持されており、軽快なステアリング操舵が行える。
【００２７】
車速が設定された高速域に達すると、車速センサー５７からの信号が入力される電子制御部５８によって油圧反力制御バルブ５９の絞り開度が車速に応じて制御される。これによって、圧力導入ポート３５より反力室３３内に導入される油圧は、車速に応じて増大され、この油圧が第２半径方向突部２６を挟持する油圧反力用プランジャ５１に作用されるため、高速走行時にはステアリングホイルに加えられる入力トルク（操舵反力）Ｔｍは、図３の点線Ｂのように変化し、高速安定性が高められる。
【００２８】
上記した第１の実施の形態によれば、第１半径方向突部２５をスプリング４５が負荷された一対の中立剛性向上用プランジャ４３によって挟持するとともに、第２半径方向突部２６を油圧が負荷される一対の油圧反力用プランジャ５１によって挟持するようにしたので、中立での剛性を向上できるとともに、車速感応性を持たせることができるようになり、高速走行時における操安性および走行安定性を向上することができる。しかも、中立剛性向上用プランジャ４３と油圧反力用プランジャ５１とを半径方向位置を分けてそれぞれ別個に一対ずつ設けたことにより、中立剛性向上と油圧反力機能を達成するに必要な構成を簡潔にできるとともに、中立剛性向上用プランジャ４３の遊び（ガタ）の除去も容易に行えるようになり、不感帯のない中立剛性の向上を可能にできる。
【００２９】
図５は、本発明の第２の実施の形態を示すもので、第１の実施の形態と異なる点は、中立剛性向上用の一対の中立剛性向上用プランジャ４３の位置を調整可能とした点である。従って、以下においては、主に相違点について説明し、同一構成部分については同一部品に同一の参照番号を付して詳細な説明を省略する。
【００３０】
収納部２７には、一対のプランジャケース４１の後退位置を調整可能に保持するために、一対の調整ボルト６１が位置調整可能に螺合され、ロックナット６２によって任意の位置にロックできるようになっている。かかる一対の調整ボルト６１の位置調整によって、プランジャケース４１の後退端位置を調整可能に設定することにより、一対の中立剛性向上用プランジャ４３を、プランジャケース４１のストッパリング４４に当接した状態で、操舵の中立状態における第１半径方向突部２５の両側に当接させることが容易に行えるようになり、遊び（ガタ）のない中立剛性の向上を達成できるようになる。上記した調整ボルト６１およびロックナット６２によって、中立剛性向上用プランジャ４３の前進端位置を調整する位置調整機構６３を構成している。
【００３１】
上記した第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態で述べたと同様に、第１半径方向突部２５をスプリング４５が負荷された一対の中立剛性向上用プランジャ４３によって挟持するとともに、第２半径方向突部２６を油圧が負荷される一対の油圧反力用プランジャ５１によって挟持するようにしたので、第１の実施の形態で述べたと同様な効果が得られるとともに、位置調整機構６３による中立剛性向上用プランジャ４３の前進端位置の調整によって、中立剛性向上用プランジャ４３の遊び（ガタ）の除去を容易に行うことができ、不感帯を確実になくすることができるようになる。
【００３２】
図６は、本発明の第３の実施の形態を示すもので、第２の実施の形態と異なる点は、一対の中立剛性向上用プランジャ４３の位置調整機構６３の構成を異にするものである。すなわち、第３の実施の形態においては、収納部２７に螺着される固定ボルト６５によって、有底円筒状の一対のプランジャケース４１の鍔部４２を固定ボルト６５と２面幅溝３１の端面との間で挟持することにより、プランジャケース４１を軸方向移動ができないように固定している。プランジャケース４１には、一対の中立剛性向上用プランジャ４３が摺動可能に嵌装され、中立剛性向上用プランジャ４３とプランジャケース４１の底部との間にスプリング４５がそれぞれ圧縮した状態で介挿され、一対の中立剛性向上用プランジャ４３の先端を第１半径方向突部２５の両側に当接するようにしている。
【００３３】
さらに、一対の中立剛性向上用プランジャ４３の後部には、プランジャケース４１の底部を貫通する軸部６６が突設され、この軸部６６の後端外周に形成したねじ部に螺合するダブルナット６７をプランジャケース４１の底部の後面に当接させ、中立剛性向上用プランジャ４３の前進端を規制するようにしている。上記した軸部６６およびダブルナット６７により、中立剛性向上用プランジャ４３の前進端位置を調整する位置調整機構６３を構成している。
【００３４】
上記した第３の実施の形態によれば、固定されたプランジャケース４１に対する中立剛性向上用プランジャ４３の前進端位置を、ダブルナット６５の調整によって任意に調整できるようになる。従って、一対の中立剛性向上用プランジャ４３を、プランジャケース４１の前進端位置に保持した状態で、操舵の中立状態における第１半径方向突部２５の両側に当接させることが容易に行えるようになり、第２の実施の形態で述べたと同様な効果が得られる。
【００３５】
上記した実施の形態においては、サーボバルブ２３に供給する油圧ポンプＰの吐出油を反力室３３側に分流して、油圧反力制御バルブ５９の開度調整により、反力室３３に車速に応じた油圧を導入するようにしたが、車速に応じた油圧を発生する構成は、実施の形態で述べたものに限定されるものではなく、例えば、車速に応じた回転速度で回転されるポンプを用いて車速に応じた油圧を発生させることもでき、この場合には、開度調整可能な油圧反力制御バルブ５９を不要にできるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す油圧反力式パワーステアリング装置の断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿って切断した断面図である。
【図３】操舵角に対するマニアルトルクの関係を示す線図である。
【図４】図２の作動状態を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態を示す油圧反力式パワーステアリング装置の断面図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態を示す油圧反力式パワーステアリング装置の断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１３…ギヤハウジング、１４…出力軸（ピニオンシャフト）、１６…ラックシャフト、１８…パワーシリンダ、２１…入力軸（スタブシャフト）、２２…トーションバー、２３…サーボバルブ、２５…第１半径方向突部、２６…第２半径方向突部、２７…収納部、３１…２面幅溝、３３…反力室、３５…圧力導入ポート、４１…プランジャケース、４３…中立剛性向上用プランジャ、４５…スプリング、４６…規制ボルト、５１…油圧反力用プランジャ、５５…導入通路、５９…油圧反力制御バルブ、６０…反力機構、６１…調整ボルト、６２…ロックナット、６３…位置調整機構、６７…ダブルナット、Ｐ…油圧ポンプ、Ｔ…タンク。
【図１】
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【図２】
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【図３】
2007153040.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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